一种免胶式晶圆贴膜工艺的制作方法

本发明涉及半导体领域，更具体地说，涉及一种免胶式晶圆贴膜工艺。

背景技术：

物质存在的形式多种多样，固体、液体、气体、等离子体等等。我们通常把导电性差的材料，如煤、人工晶体、琥珀、陶瓷等称为绝缘体。而把导电性比较好的金属如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体。可以简单的把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体。与导体和绝缘体相比，半导体材料的发现是最晚的，直到20世纪30年代，当材料的提纯技术改进以后，半导体的存在才真正被学术界认可。半导体在集成电路、消费电子、通信系统、光伏发电、照明应用、大功率电源转换等领域应用。

晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅。高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，形成圆柱形的单晶硅。硅晶棒在经过研磨、抛光、切片后，形成硅晶圆片，也就是晶圆。晶圆在加工时其背面都要进行打磨，打磨前要先把晶圆的正面贴上保护膜。

目前晶圆贴膜大多都是借助贴膜机，其自动化程度高，省时省力，但是现有的贴膜方式都是用带有胶的膜直接贴在晶圆上，膜上的胶水多多少少会对晶圆造成污染，增加了晶圆清理的负担，而且由于膜的粘接力较强也加大了去膜的难度。

技术实现要素：

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种免胶式晶圆贴膜工艺，本方案通过免胶膜来替代传统的胶水膜以保护晶圆的正面，有效降低晶圆被污染的风险，免胶膜利用负压原理吸附在晶圆上，通过辊轮的滚压使挤压腔向外排出空气以降低其内部的气压，并通过吸附加强膜来增吸附力，有效提高免胶膜的稳定性，它还利用还原铁粉消耗氧气的特性来降低挤压腔内的气压，进一步加强吸附力，通过充气膨胀的方式将免胶膜的侧边固定住，提高稳定性的同时也方便去膜，且由于免胶膜无胶水，因此可重复使用，有效节约了资源。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种免胶式晶圆贴膜工艺，包括晶圆模板和晶圆本体，所述晶圆模板的上表面开设有环形凹槽，所述晶圆本体放置于晶圆模板的内部，所述晶圆本体的上方设置有免胶膜；

贴膜方法包括以下步骤：

s1，首先将晶圆模板放在贴膜机的基座上，然后把晶圆本体的正面朝上放入晶圆模板的内部，预先在贴膜机的基座上铺设一层保护垫以免刮伤晶圆本体的正面；

s2，将免胶膜铺在晶圆本体的正面上，用辊轮从一侧向另一侧反复滚压免胶膜以让其吸附在晶圆本体的正面上，滚压时要控制好下压力以免损伤晶圆本体，而且辊轮每次都朝同一个方向滚动；

s3，待免胶膜与晶圆本体吸附牢固后把免胶膜的边侧放入环形凹槽中，然后向晶圆模板中充入气体以将免胶膜的边侧夹持固定住；

s4，待晶圆本体的背面打磨完成后释放晶圆模板中的气体并揭下免胶膜。

进一步的，所述环形凹槽的内侧侧壁固定连接有夹块，且环形凹槽的外侧侧壁固定连接有与夹块匹配的充气座，所述免胶膜的所述充气座靠近夹块的侧壁固定连接有充气夹持膜，所述晶圆模板的侧壁安装有与充气座连通的单向气阀，通过充气膨胀的方式将免胶膜的侧边固定住，提高稳定性的同时也方便去膜，且由于免胶膜无胶水，因此可重复使用，有效节约了资源。

进一步的，所述充气夹持膜采用合成橡胶材料制成，且合成橡胶材料中填充与弹性纤维，是为了增强充气夹持膜的强度和弹性。

进一步的，所述充气夹持膜的侧壁镶嵌有多个摩擦凸块，且摩擦凸块采用摩擦材料制成，是为了增大摩擦力以加强对免胶膜的挤压固定。

进一步的，所述夹块靠近充气座的侧壁开设有弧形槽，是为了增加对免胶膜的固定作用，所述夹块和充气座的形状均为环形。

进一步的，所述免胶膜采用硅胶材料制成，硅胶的接触性好，而且耐用，所述免胶膜的内壁开始有多个等间距设置的负压吸附件。

进一步的，所述负压吸附件包括挤压腔，所述挤压腔的两端均连通有通气腔，所述免胶膜的下端内壁开设有多个与通气腔连通的吸附孔，在辊轮滚压的作用下，挤压腔变形将空气向外排出使其内部的气压小于外界，进而让吸附孔吸附在晶圆本体上。

进一步的，每个所述挤压腔中均填充有多个降压球，且降压球采用还原铁粉材料制成，还原铁粉能够吸收空气中的水分和氧气，进一步有效降低挤压腔内部的气压，提高吸附力。

进一步的，所述免胶膜位于挤压腔下方的内壁镶嵌有吸附加强膜，且吸附加强膜的内壁开设有多个辅助吸附件。

进一步的，所述辅助吸附件包括球形腔和微孔，所述球形腔和微孔相互连通，同样利用负压原理使微孔吸附在晶圆本体上，加强吸附力。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案通过免胶膜来替代传统的胶水膜以保护晶圆的正面，有效降低晶圆被污染的风险，免胶膜利用负压原理吸附在晶圆上，通过辊轮的滚压使挤压腔向外排出空气以降低其内部的气压，并通过吸附加强膜来增吸附力，有效提高免胶膜的稳定性，它还利用还原铁粉消耗氧气的特性来降低挤压腔内的气压，进一步加强吸附力，通过充气膨胀的方式将免胶膜的侧边固定住，提高稳定性的同时也方便去膜，且由于免胶膜无胶水，因此可重复使用，有效节约了资源。

(2)环形凹槽的内侧侧壁固定连接有夹块，且环形凹槽的外侧侧壁固定连接有与夹块匹配的充气座，免胶膜的充气座靠近夹块的侧壁固定连接有充气夹持膜，晶圆模板的侧壁安装有与充气座连通的单向气阀，通过充气膨胀的方式将免胶膜的侧边固定住，提高稳定性的同时也方便去膜，且由于免胶膜无胶水，因此可重复使用，有效节约了资源。

(3)充气夹持膜采用合成橡胶材料制成，且合成橡胶材料中填充与弹性纤维，是为了增强充气夹持膜的强度和弹性。

(4)充气夹持膜的侧壁镶嵌有多个摩擦凸块，且摩擦凸块采用摩擦材料制成，是为了增大摩擦力以加强对免胶膜的挤压固定。

(5)夹块靠近充气座的侧壁开设有弧形槽，是为了增加对免胶膜的固定作用，夹块和充气座的形状均为环形。

(6)免胶膜采用硅胶材料制成，硅胶的接触性好，而且耐用，免胶膜的内壁开始有多个等间距设置的负压吸附件。

(7)负压吸附件包括挤压腔，挤压腔的两端均连通有通气腔，免胶膜的下端内壁开设有多个与通气腔连通的吸附孔，在辊轮滚压的作用下，挤压腔变形将空气向外排出使其内部的气压小于外界，进而让吸附孔吸附在晶圆本体上。

(8)每个挤压腔中均填充有多个降压球，且降压球采用还原铁粉材料制成，还原铁粉能够吸收空气中的水分和氧气，进一步有效降低挤压腔内部的气压，提高吸附力。

(9)辅助吸附件包括球形腔和微孔，球形腔和微孔相互连通，同样利用负压原理使微孔吸附在晶圆本体上，加强吸附力。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图；

图2为本发明的晶圆模板剖面结构示意图；

图3为图2中a处的结构示意图；

图4为本发明的免胶膜剖面结构示意图；

图5为本发明的免胶膜局部结构示意图。

图中附图标记说明：

1晶圆模板、101环形凹槽、2晶圆本体、3免胶膜、4夹块、5充气座、6充气夹持膜、601摩擦凸块、7单向气阀、8负压吸附件、801挤压腔、802通气腔、803吸附孔、804降压球、9吸附加强膜、10辅助吸附件、1001球形腔、1002微孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例：

请参阅图1-5，一种免胶式晶圆贴膜工艺，包括晶圆模板1和晶圆本体2，请参阅图2-3，晶圆模板1的上表面开设有环形凹槽101，环形凹槽101的内侧侧壁固定连接有夹块4，且环形凹槽101的外侧侧壁固定连接有与夹块4匹配的充气座5，夹块4靠近充气座5的侧壁开设有弧形槽，是为了增加对免胶膜3的固定作用，夹块4和充气座5的形状均为环形，免胶膜3的充气座5靠近夹块4的侧壁固定连接有充气夹持膜6，充气夹持膜6采用合成橡胶材料制成，且合成橡胶材料中填充与弹性纤维，是为了增强充气夹持膜6的强度和弹性，充气夹持膜6的侧壁镶嵌有多个摩擦凸块601，且摩擦凸块601采用摩擦材料制成，是为了增大摩擦力以加强对免胶膜3的挤压固定，晶圆模板1的侧壁安装有与充气座5连通的单向气阀7，通过充气膨胀的方式将免胶膜的侧边固定住，提高稳定性的同时也方便去膜，且由于免胶膜无胶水，因此可重复使用，有效节约了资源；

请参阅图4-5，晶圆本体2放置于晶圆模板1的内部，晶圆本体2的上方设置有免胶膜3，免胶膜3采用硅胶材料制成，硅胶的接触性好，而且耐用，免胶膜3的内壁开始有多个等间距设置的负压吸附件8，负压吸附件8包括挤压腔801，挤压腔801的两端均连通有通气腔802，免胶膜3的下端内壁开设有多个与通气腔802连通的吸附孔803，在辊轮滚压的作用下，挤压腔801变形将空气向外排出使其内部的气压小于外界，进而让吸附孔803吸附在晶圆本体2上，每个挤压腔801中均填充有多个降压球804，且降压球804采用还原铁粉材料制成，还原铁粉能够吸收空气中的水分和氧气，进一步有效降低挤压腔801内部的气压，提高吸附力，免胶膜3位于挤压腔801下方的内壁镶嵌有吸附加强膜9，且吸附加强膜9的内壁开设有多个辅助吸附件10，辅助吸附件10包括球形腔1001和微孔1002，球形腔1001和微孔1002相互连通，同样利用负压原理使微孔1002吸附在晶圆本体2上，加强吸附力。

请参阅图1，贴膜方法包括以下步骤：

s1，首先将晶圆模板1放在贴膜机的基座上，然后把晶圆本体2的正面朝上放入晶圆模板1的内部，预先在贴膜机的基座上铺设一层保护垫以免刮伤晶圆本体2的正面；

s2，将免胶膜3铺在晶圆本体2的正面上，用辊轮从一侧向另一侧反复滚压免胶膜3以让其吸附在晶圆本体2的正面上，滚压时要控制好下压力以免损伤晶圆本体2，而且辊轮每次都朝同一个方向滚动；

s3，待免胶膜3与晶圆本体2吸附牢固后把免胶膜3的边侧放入环形凹槽101中，然后向晶圆模板1中充入气体以将免胶膜3的边侧夹持固定住；

s4，待晶圆本体2的背面打磨完成后释放晶圆模板1中的气体并揭下免胶膜3。

本方案通过免胶膜来替代传统的胶水膜以保护晶圆的正面，有效降低晶圆被污染的风险，免胶膜利用负压原理吸附在晶圆上，通过辊轮的滚压使挤压腔向外排出空气以降低其内部的气压，并通过吸附加强膜来增吸附力，有效提高免胶膜的稳定性，它还利用还原铁粉消耗氧气的特性来降低挤压腔内的气压，进一步加强吸附力，通过充气膨胀的方式将免胶膜的侧边固定住，提高稳定性的同时也方便去膜，且由于免胶膜无胶水，因此可重复使用，有效节约了资源。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。