CN110323169B - 成型装置与方法 - Google Patents

Abstract

一种成型装置，包含工作模具设于晶圆上方；真空吸盘设于晶圆下方，藉由真空吸力以夹持晶圆，所述真空吸盘包含内吸盘与外吸盘，可各自作轴向移动，所述外吸盘围绕所述内吸盘；及离膜环，设于晶圆的边缘上方。

Description

成型装置与方法

技术领域

本发明是有关成型(molding)制程，特别是关于一种晶圆的成型装置与方法。

背景技术

压印(repolication)为成型(molding)制程的一种，藉由将模具(master或mold)的光学表面转移至晶圆(或工作件)的表面以制造光学元件。

当压印制程结束时，晶圆必须与模具分离。分离(demolding脱模)阶段通常是藉由施加压力于晶圆的边缘来达成。对于厚度为0.25毫米的8吋晶圆，其边缘通常为0.8～3.6毫米。由于晶圆表面的不平衡(disequilibrium)，晶圆于分离阶段容易造成弯曲甚至破裂。

因此亟需提出一种新颖的机制，用以避免晶圆于分离阶段造成破裂。

发明内容

鉴于上述，本发明实施例的目的之一在于提出一种成型装置，其真空吸盘包含内吸盘与外吸盘。本实施例提供一种二阶段方法以分离晶圆。本实施例的成型装置与方法可有效分离晶圆而不会造成晶圆的破裂。

根据本发明实施例，成型装置包含工作模具、真空吸盘及离膜环。工作模具设于晶圆上方。真空吸盘设于晶圆下方，藉由真空吸力以夹持晶圆。真空吸盘包含内吸盘与外吸盘，可各自作轴向移动，该外吸盘围绕该内吸盘。离膜环设于晶圆的边缘上方。

根据本发明另一实施例，内吸盘与外吸盘于成型制程时，对晶圆的底面分别施以内真空吸力与外真空吸力，因而夹持晶圆，该外吸盘围绕该内吸盘。当晶圆结束成型制程时，外吸盘下降因而释放晶圆的边缘。对晶圆的边缘施以向下压制力，因而分离晶圆的边缘与工作模具。内吸盘下降但仍藉由内真空吸力以夹持晶圆，且同时持续对晶圆的边缘施以压制力。当内吸盘到达预设位置时，则停止内吸盘的移动。

附图说明

图1A显示本发明实施例之成型装置的立体图。

图1B显示图1A之成型装置的剖面图。

图2A显示设于晶圆上方的离膜环的俯视示意图。

图2B与图2C显示齿状件与充气管的侧视示意图。

图3A至图3C显示图1A之成型装置的剖面图，依序说明本发明实施例之晶圆的成型方法。

图4显示本发明实施例之晶圆的二阶段成型方法的流程图。

图5A显示相应于图4步骤41与图3A施力于晶圆的示意图。

图5B显示相应于图4步骤42与图3B施力于晶圆的示意图。

具体实施方式

图1A显示本发明实施例之成型(molding)装置100的立体图，且图1B显示图1A之成型装置100的剖面图。在本实施例中，成型装置100可为压印(replication)机，用以进行压印制程，藉由将工作模具(working stamp或master)的光学表面转移至晶圆12的表面以制造光学元件，其中工作模具11设于支架(holder)10内且位于晶圆12上方。

本实施例之成型装置100可包含真空吸盘(vacuum chuck)13，其设于晶圆12下方，藉由真空吸力以夹持晶圆12。根据本实施例的特征之一，真空吸盘13可包含至少二组成件：内吸盘13A及外吸盘13B，其中外吸盘13B围绕内吸盘13A。内吸盘13A与外吸盘13B可各自作轴向(向上或向下)移动。本实施例的内吸盘13A可包含(圆形)盘131A，其具有平坦表面用以稳固夹持晶圆12，且包含内支柱132A，用以支撑盘131A。本实施例的外吸盘13B可包含环131B，其具有平坦表面用以稳固夹持晶圆12，且包含多个外支柱132B，用以支撑环131B。

本实施例之成型装置100可包含离膜环(separating ring)14，设于晶圆12的边缘上方。图2A显示设于晶圆12上方的离膜环14的俯视示意图。当晶圆12结束成型制程且即将与工作模具11分离时，离膜环14下移以施加(向下)压制力于晶圆12，用以将晶圆12与工作模具11分离。如图1B与图2A所示，(设于离膜环14上方的)多个齿状件15受到充气管(inflating tube)16的压迫，使得离膜环14下移，其中充气管16设于齿状件15的第一端下方。虽然图2A例示四个齿状件15，然而齿状件15的数目可大于四个。

图2B与图2C显示齿状件15与充气管16的侧视示意图。如图2B所示，第一中间元件17A与第二中间元件17B由下而上设于充气管16与齿状件15之间。第一中间元件17A可为塑胶材质，第二中间元件17B可为铁材质。如图2B所示的泄气状态，充气管16被泄气且齿状件15未被压迫。换句话说，被泄气的充气管16未经由第一中间元件17A与第二中间元件17B施力于齿状件15的第一端(例如左端或外端)。如图2C所示的充气状态，充气管16被充气且齿状件15被压迫。换句话说，被充气的充气管16经由第一中间元件17A与第二中间元件17B施力于齿状件15的第一端。齿状件15作为杠杆，其枢轴(pivot)位于第一端与相对的第二端(例如右端或内端)之间。藉此，齿状件15的第二端下移且施力于离膜环14。在其它实施例中，可使用异于齿状件15与充气管16的机制以下移离膜环14。

图3A至图3C显示图1A之成型装置100的剖面图，依序说明本发明实施例之晶圆12的成型方法。图4显示本发明实施例之晶圆12的二阶段(two-stage)成型方法400的流程图，相应于图3A至图3C所例示的剖面图。

参阅图3A，于步骤41，真空吸盘13包含内吸盘13A与外吸盘13B，于成型制程(例如压印)时，对晶圆12的底面分别施以内真空吸力与外真空吸力，因而夹持晶圆12。图5A显示相应于图4步骤41与图3A施力于晶圆12的示意图。

参阅图3B，于步骤42(亦即第一阶段)，当晶圆12结束成型制程时，外吸盘13B下降因而释放晶圆12的边缘。于此同时(或者之后)，离膜环14对晶圆12的边缘施以(向下)压制力，因而分离晶圆12边缘与工作模具12。图5B显示相应于图4步骤42与图3B施力于晶圆12的示意图。

参阅图3C，于步骤43(亦即第二阶段)，内吸盘13A下降但仍藉由内真空吸力以夹持晶圆12，于此同时，离膜环14持续对晶圆12的边缘施以(向下)压制力。在本实施例中，内吸盘13A下降的速度(例如0.5毫米/秒)小于离膜环14的下降速度(例如1毫米/秒)。于步骤43与步骤42，施于晶圆12的力总和大致相等，如图5B所示。于步骤43，由于离膜环14持续对晶圆12的边缘顶面施以(向下)压制力，且内吸盘13A同时以内真空吸力夹持晶圆12，因而得以防止晶圆12因弯曲造成的破裂。最后，于步骤44，当内吸盘13A到达预设位置时，则停止内吸盘13A与离膜环14的移动。

以上所述仅为本发明之较佳实施例而已，并非用以限定本发明之申请专利范围；凡其它未脱离发明所揭示之精神下所完成之等效改变或修改，均应包含在下述之权利要求书的范围内。

符号说明：

100 成型装置

10 支架

11 工作模具

12 晶圆

13 真空吸盘

13A 内吸盘

131A 盘

132A 内支柱

13B 外吸盘

131B 环

132B 外支柱

14 离膜环

15 齿状件

16 充气管

17A 第一中间元件

17B 第二中间元件

41 真空吸盘夹持晶圆

42 下降外吸盘且施力于晶圆的边缘

43 下降内吸盘且施力于晶圆的边缘

44 内吸盘停止。

Claims (11)

1.一种成型装置，包含工作模具、真空吸盘和离膜环：

所述工作模具设于晶圆上方；

所述真空吸盘设于所述晶圆下方，藉由真空吸力以夹持所述晶圆，所述真空吸盘包含内吸盘与外吸盘，可各自作轴向移动，所述外吸盘围绕所述内吸盘；及

所述离膜环设于所述晶圆的边缘上方，

其中，当所述晶圆结束成型制程时，所述外吸盘下降因而释放所述晶圆的边缘，并且所述离膜环下移以施加压制力于所述晶圆，用以将所述晶圆与所述工作模具分离，并且之后，所述内吸盘下降但仍夹持所述晶圆，同时所述离膜环持续对所述晶圆的边缘施加压制力，并且其中所述内吸盘下降的速度小于所述晶圆的边缘的下压速度。

2.根据权利要求1所述之成型装置，其特征在于，所述内吸盘包含：

盘，具平坦表面以夹持所述晶圆；及

内支柱，用以支撑所述盘。

3.根据权利要求1所述之成型装置，其特征在于，所述外吸盘包含：

环，具平坦表面以夹持所述晶圆；及

多个外支柱，用以支撑所述环。

4.根据权利要求1所述之成型装置，其特征在于，还包含：

多个齿状件，设于所述离膜环的上方，用以压制所述离膜环下移。

5.根据权利要求4所述之成型装置，其特征在于，还包含：

多个充气管，分别设于多个所述齿状件的第一端的下方。

6.根据权利要求5所述之成型装置，其特征在于，还包含：

第一中间元件与第二中间元件，由下而上设于所述充气管与所述齿状件之间，

其中于充气状态时，被充气的所述充气管经由所述第一中间元件与所述第二中间元件施力于所述齿状件的第一端，使得所述齿状件的第二端下移而施力于所述离膜环。

7.一种成型方法，包含：

内吸盘与外吸盘于成型制程时，对晶圆的底面分别施以内真空吸力与外真空吸力，因而夹持所述晶圆，所述外吸盘围绕所述内吸盘；

当所述晶圆结束成型制程时，所述外吸盘下降因而释放所述晶圆的边缘；

对所述晶圆的边缘施以向下压制力，因而分离所述晶圆的边缘与工作模具；

所述内吸盘下降但仍藉由内真空吸力以夹持所述晶圆，且同时持续对所述晶圆的边缘施以压制力；及

当所述内吸盘到达预设位置时，则停止所述内吸盘的移动，

其中，所述内吸盘下降的速度小于所述晶圆的边缘的下压速度。

8.根据权利要求7所述之成型方法，其特征在于，施于所述晶圆的边缘的压制力是由离膜环所提供，所述离膜环设于所述晶圆的边缘上方。

9.根据权利要求8所述之成型方法，其特征在于，还包含：

使用多个齿状件以压制所述离膜环下移，多个所述齿状件设于所述离膜环的上方。

10.根据权利要求9所述之成型方法，其特征在于，还包含：

施力于所述齿状件的第一端，使得所述齿状件的第二端下移，因而施力于所述离膜环。

11.根据权利要求10所述之成型方法，其特征在于，所述齿状件的第一端的施力是由充气管所产生，所述充气管设于所述齿状件的第一端下方。

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