一种压膜膜面整平工艺的制作方法

1.本发明具体涉及一种压膜膜面整平工艺。


背景技术：

2.在半导体行业中，许多涉及到线路制造或绝缘填充的制程，通常都需要将具有填覆性能的干膜进行压合，为保证具有凹凸衬底表面的干膜压合后膜面的平整性，还需要增加整平工艺。现有的压膜设备大多是通过预贴膜后，在一腔体中完成压膜动作，接着传入下一腔体中完成整平动作。
3.参阅中国专利申请案号cn115483138a“压膜结构、压膜系统及压膜方法”以及中国台湾专利申请案号202144161“真空压膜系统及真空压膜方法”，干膜压合前，衬底基材随基座先下沉一定高度，再将干膜铺设在压膜上腔与下腔表面之间，当上下腔合并后进行抽真空处理，以形成真空环境，可避免压合后形成的膜材中产生气泡；同时，为保证工艺要求的填覆性及膜面平整性，通过多段压力循环工艺即可实现。实际上，膜材填覆性与膜面平整性有时是相悖的，当为了达到某种挑战性等级的填覆比例，膜面平整性往往会被牺牲一部分。
4.常见的压膜设备为了解决膜面平整的问题，会设计加装一个类似压膜的复杂构件，即整平装置。


技术实现要素：

5.本发明为减少设计、制造成本及优化设备空间，可以在该同一压膜腔体中通过一种新型压膜工艺，实现压膜后膜面的整平。当压膜完成，切割刀裁膜后，在载台上放置金属平板垫片，再将经过膜压的样品翻转180
°
后放置于该金属垫片上，通过优化温度和加压循环参数，进行二次压合即可。
6.采取的技术方案如下：一种压膜膜面整平工艺，包括如下步骤：包括如下步骤：s1、放置基材于压膜结构内的载台的承载面上并固定；s2、放置干膜于压膜结构内，干膜与基材之间有水平间隙；s3、压膜结构对干膜和基材进行一次压膜操作；s4、一次压膜操作完成后，切割刀裁膜，得到样品；s5、取出样品，在载台的承载面上放置一块金属平板垫片；s6、将步骤s5中的样品翻面后置于金属平板垫片上，压膜结构对样品进行二次压膜操作；s7、二次压膜操作完成后，得到整平后的样品。
7.对本发明技术方案的进一步优选，s1中载台为真空吸附平台。
8.对本发明技术方案的进一步优选，压膜操作的具体方法如下：压膜结构内的第一腔室和第二腔室合并，腔室里抽真空至某一真空值后并维持该真空；腔室里的气囊充气加
压后膨胀，将干膜下压与基材进行充分压合。
9.对本发明技术方案的进一步优选，一次压膜操作是对干膜和基材表面执行至少一次的膜压操作，膜压操作的流程为调温-真空-通气-稳压，所述调温为第一腔室和第二腔室内均设置加热件，第一腔室和第二腔室内的温度单独调节，所述真空是对第一腔室和第二腔室合并后的腔室内部实现的真空度，所述通气是对第二腔室内气囊进行充气加压，所述稳压是气囊对载台上样品的压合时间。
10.对本发明技术方案的进一步优选，第一腔室和第二腔室内温度范围在25℃-100℃。
11.对本发明技术方案的进一步优选，所述真空值范围在0.1torr以下。
12.对本发明技术方案的进一步优选，目标压力范围在1kg/cm
2-10kg/cm2。
13.对本发明技术方案的进一步优选，气囊对载台上样品的压合时间范围在10s-600s。
14.对本发明技术方案的进一步优选，金属平板垫片具有一定厚度，厚度范围5~10mm对本发明技术方案的进一步优选，s2的具体为：基材放置于载台上后，载台下沉至某一适当高度，随后将需要压合的干膜铺设在压膜结构内的第一腔室和第二腔室之间，干膜与基材留有一定空隙。
15.本发明与现有技术相比具有的有益效果是：本发明工艺，减少设计、制造成本及优化设备空间，能够直接在该同一压膜腔体中通过一种新型压膜工艺，实现压膜后膜面的整平。
具体实施方式
16.对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述。
17.本实施例系一种压膜膜面整平工艺，该工艺中提及的压膜结构，为已公开的公开号为：cn115483138a，发明名称为：压膜结构、压膜系统及压膜方法的中国申请中。
18.一种压膜膜面整平工艺，包括如下步骤：s1、放置基材于压膜结构内的载台的承载面上并固定；s2、放置干膜于压膜结构内，干膜与基材之间有水平间隙；s3、压膜结构对干膜和基材进行一次压膜操作，；s4、一次压膜操作完成后，切割刀裁膜，得到样品；s5、取出样品，在载台的承载面上放置一块金属平板垫片；s6、将步骤s5中的样品翻面后置于金属平板垫片上，压膜结构对样品进行二次压膜操作；s7、二次压膜操作完成后，得到整平后的样品。
19.s1中基材可以为晶圆或基板。s1中载台优选为真空吸附平台，基材放置在载台上，在负压作用下吸附于真空吸附平台上，不易发生偏移，保证压合过程中，基材与待压合干膜能够对准压合。将基材置于下放的第一腔室内的载台上，该基材被真空吸附在载台上后，将不易发生偏移，有益于后续的膜压过程；此外，载台可升降，基材放置于载台上后，载台会先下沉至某一适当高度，s2中，随后将需要压合的干膜铺设在在压膜结构内的第一腔室和第二腔室之间，此时，干膜与基材留有一定空隙，而不会发生接触。
20.本实施例中两次压膜操作的方法都是一样，压膜操作的具体方法为：压膜结构内的第一腔室和第二腔室合并，腔室里抽真空至某一真空值后并维持该真空；腔室里的气囊充气加压后膨胀，将干膜下压与基材进行充分压合。
21.一次压膜操作是对样品基材表面执行至少一次的膜压流程。单次的膜压流程可以包括调温-真空-通气-稳压。调温指的是将上下腔分别加热，压膜结构内的第一腔室和第二腔室的载台均设置加热件，单独实现加热功能。可根据不同膜材和基材的特性，设置不同或相同的上下腔温度，目标温度范围在25℃-100℃。真空指的是压膜腔体内部实现的真空度，目标真空度范围在0.1torr以下。通气是指对上腔的气囊进行充气加压，目标压力范围在1kg/cm
2-10kg/cm2。稳压是指上腔气囊对载台上样品基材的压合时间，预定时间范围在10s-120s。
22.s5中，金属平板垫片具有一定厚度，厚度范围，保证载台为硬质且平整的状态。
23.s6中，翻转完成裁膜的样品后放置于该金属垫片上，并利用该压膜设备对样品的下表面（翻转后为上表面）进行第二次膜压操作，操作步骤同s3，通过优化温度和加压循环参数，实现干膜贴附后的整平效果。
实施例1
24.本实施例中，干膜材料：选用taiyo ink（厂家）销售的pvi-3 hr100s（型号）。
25.一次压膜条件：上下腔80℃，真空0.1torr，3kg/cm2压力作用30s（第一段），为保证填充效果，可进行两到三次第一段的膜压条件，或者加上一段不同的膜压条件：上下腔80℃，真空0.1torr，4kg/cm2压力作用45s（第二段）。
26.二次压膜条件：上下腔80℃，真空0.1torr，5kg/cm2压力作用600s（第一段），同理，为了保证整平效果，可进行两到三次的第一段膜压条件，或者加上一段不同的膜压条件：上下腔80℃，真空0.1torr，8kg/cm2压力作用300s（第二段）。
27.以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

技术特征：
1.一种压膜膜面整平工艺，其特征在于：包括如下步骤：s1、放置基材于压膜结构内的载台的承载面上并固定；s2、放置干膜于压膜结构内，干膜与基材之间有水平间隙；s3、压膜结构对干膜和基材进行一次压膜操作；s4、一次压膜操作完成后，切割刀裁膜，得到样品；s5、取出样品，在载台的承载面上放置一块金属平板垫片；s6、将步骤s5中的样品翻面后置于金属平板垫片上，压膜结构对样品进行二次压膜操作；s7、二次压膜操作完成后，得到整平后的样品。2.根据权利要求1所述的压膜膜面整平工艺，其特征在于：s1中载台为真空吸附平台。3.根据权利要求1所述的压膜膜面整平工艺，其特征在于：压膜操作的具体方法如下：压膜结构内的第一腔室和第二腔室合并，腔室里抽真空至某一真空值后并维持该真空；腔室里的气囊充气加压后膨胀，将干膜下压与基材进行充分压合。4.根据权利要求3所述的压膜膜面整平工艺，其特征在于：一次压膜操作是对干膜和基材表面执行至少一次的膜压操作，膜压操作的流程为调温-真空-通气-稳压，所述调温为第一腔室和第二腔室内均设置加热件，第一腔室和第二腔室内的温度单独调节，所述真空是对第一腔室和第二腔室合并后的腔室内部实现的真空度，所述通气是对第二腔室内气囊进行充气加压，所述稳压是气囊对载台上样品的压合时间。5.根据权利要求4所述的压膜膜面整平工艺，其特征在于：第一腔室和第二腔室内温度范围在25℃-100℃。6.根据权利要求4所述的压膜膜面整平工艺，其特征在于：所述真空值范围在0.1torr以下。7.根据权利要求4所述的压膜膜面整平工艺，其特征在于：目标压力范围在1kg/cm
2-10kg/cm2。8.根据权利要求4所述的压膜膜面整平工艺，其特征在于：气囊对载台上样品的压合时间范围在10s-600s。9.根据权利要求1所述的压膜膜面整平工艺，其特征在于：金属平板垫片具有一定厚度，厚度范围5~10mm。10.根据权利要求1所述的压膜膜面整平工艺，其特征在于：s2的具体为：基材放置于载台上后，载台下沉至某一适当高度，随后将需要压合的干膜铺设在压膜结构内的第一腔室和第二腔室之间，干膜与基材留有一定空隙。

技术总结
本发明公开了一种压膜膜面整平工艺，如下步骤：S1、放置基材；S2、放置干膜；S3、压膜结构对干膜和基材进行一次压膜操作；S4、切割刀裁膜，得到样品；S5、取出样品，在载台的承载面上放置一块金属平板垫片；S6、将步骤S5中的样品翻面后置于金属平板垫片上，压膜结构对样品进行二次压膜操作；S7、二次压膜操作完成后，得到整平后的样品。优点，本发明工艺，减少设计、制造成本及优化设备空间，能够直接在该同一压膜腔体中通过一种新型压膜工艺，实现压膜后膜面的整平。的整平。


技术研发人员：张景南 巫碧勤 陈明展
受保护的技术使用者：南京屹立芯创半导体科技有限公司
技术研发日：2023.07.17
技术公布日：2023/9/20