KR100671071B1

KR100671071B1 - 두 판 형상의 대상물을 접착하는 장치 및 방법

Info

Publication number: KR100671071B1
Application number: KR1019997006732A
Authority: KR
Inventors: 쿠이켄알젠윌렘; 테우니센에릭요하누스헨드리쿠스마리아
Original assignee: 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 1997-11-26
Filing date: 1998-11-13
Publication date: 2007-01-17
Also published as: JP2001511845A; DE69824709T2; US6374894B1; WO1999027028A1; EP0970157B1; JP4833386B2; DE69824709D1; KR20000070488A; EP0970157A1; US6051481A

Abstract

본 발명은 접착제를 통해 제 1 판 형상의 대상물과 제 2 판 형상의 대상물을 접착하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 이 방법에 따르면, 상기 제 1 대상물의 두개의 표면 중의 하나에 접착제가 인가되며, 그 후 상기 제 1 대상물의 상기 면과 상기 제 2 대상물의 두개의 면 중의 하나가 함께 접착된다. 본 발명에 따르면, 상기 판 형상의 대상물들은 함께 가압되는 적어도 소정의 시간 동안 상기 대상물의 상기 면에 대해 수직으로 연장되는 회전축에 대해 동일한 회전 속도로 회전된다. 이러한 방식으로, 상기 두개의 대상물 사이에 존재하는 접착제는 접착제에 작용하는 원심력의 영향으로 인해 두개의 대상물 사이에서 균일하게 확장되며, 그에 따라 상기 두개의 대상물 사이에는 균일하고 비교적 얇고 강력한 접착제층이 형성된다. 게다가, 대상물들을 가압하는 가압력은 감소된다. 본 발명의 방법 및 장치에 따른 특정 실시예에 의하면, 제 1 단계 동안, 상기 두개의 대상물들은 사전결정된 비교적 낮은 회전 속력으로 회전하면서 사전결정된 비교적 낮은 접근 속도로 서로를 향해 이동되며, 제 1 단계에 후속하는 제 2 단계 동안, 상기 대상물들은 또다른 사전결정된 비교적 높은 회전 속력으로 회전하면서 사전결정된 가압력으로 함께 가압된다. 본 발명에 따른 방법 및 장치는 디스크 형상의 반도체 기판과 유리 캐리어등과 같은 디스크 형상의 절연 캐리어를 접착하기 위한 SOA 반도체 장치 제조시에 사용될 수 있다.

Description

두 판 형상의 대상물을 접착하는 장치 및 방법{METHOD AND DEVICE FOR BONDING TWO PLATE-SHAPED OBJECTS}

본 발명은 접착제를 통해 제 1 판 형상의 대상물과 제 2 판 형상의 대상물을 접착하는 방법에 관한 것으로, 본 발명의 접착 방법에 따르면, 상기 접착제는 상기 제 1 판 형상 대상물의 두 측면 중의 한 면에 제공되고, 그 후 상기 제 1 판 형상의 대상물의 두 측면 중의 한 면과, 상기 제 2 판 형상 대상물의 두 측면 중의 한 면을 함께 가압한다.

본 발명은 또한 접착제를 통해 제 1 판 형상의 대상물과 제 2 판 형상의 대상물을 접착하는 장치에 관한 것으로, 이 장치에는 상기 제 1 대상물을 위한 지지면(supporting surface)을 갖는 제 1 홀더(holder)와, 상기 제 2 대상물을 위한 지지면을 갖는 제 2 홀더와, 상기 지지면들이 서로 마주 보도록 상기 홀더들의 이동을 가능케하는 변위 유닛(displacement unit)과, 상기 홀더들의 지지면들을 함께 가압할 수 있는 가압 유닛(pressure unit)이 제공된다.

전술한 종류의 장치 및 방법은 일본 공개 공보 JP-A-07226350에 개시되고 있다. 상기 주지된 방법 및 장치는 두개의 디스크 형상의 반도체 기판을 접착제를 통해 함께 접착하는데 사용된다. 주지된 장치의 두 홀더들은, 동작시에 공기 압력 및 공기 습도를 제어할 수 있는 가압 챔버(pressure chamber) 내에 배치된다. 이 주지된 방법에 따르면, 반도체 기판이 제공되는 상기 홀더들은 상기 주지된 장치의 변위 유닛을 통해 제위치에 놓여지며, 반도체 기판들은 바로 인접하도록 배치되며 그 후 반도체 기판들은 상기 장치의 가압 유닛에 의해 상기 가압 챔버의 사전결정된 공기 압력 및 습도에서 함께 가압된다. 두 반도체 기판이 함께 가압됨에 따라, 두 반도체 기판들 중의 한 기판에 제공된 접착제가 두 반도체 기판의 마주보는 면의 전체 부분에 퍼지게 되어, 두 반도체 기판 간에 강력한 접착이 이루어진다.

주지된 방법 및 장치에 따르면, 두 반도체 기판 사이에 존재하는 접착제가 두 반도체 기판의 마주하는 면상에 완전히 균등하게 퍼져 있지 않다고 하는 문제가 있다. 그 결과, 주지된 방법 및 장치를 사용하면, 두 반도체 기판 간에 균등하지 않은 접착이 이루어진다. 게다가, 두 반도체 기판 사이에 형성된 접착층의 두께가 비교적 두꺼워, 두 반도체 기판 사이의 접착력이 제한된다.

본 발명의 목적은 주지된 방법 및 장치에 비해, 두 판 형상의 대상물 간의 보다 균등한 접착을 얻을 수 있는 동시에 두 판 형상의 대상물 간의 접착층 두께를 감소시킬 수 있는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.

이 목적 달성을 위한 본 발명의 방법은, 두 판 형상의 대상물이 함께 가압되는 적어도 소정의 시간 동안, 상기 두 판 형상이 대상물이 그 측면에 대해 거의 수직 방향으로 연장되는 회전축에 대해 균일한 회전 속력으로 회전되는 것에 특징이 있다.

전술한 목적 달성을 위한 본 발명의 장치에는, 상기 홀더들을 균일한 회전 속력으로 회전시키는 회전 유닛(rotation unit)이 제공되는 것에 특징이 있다.

본 발명의 방법에 따르면, 두 개의 판 형상의 대상물이 함께 가압되는 동안, 상기 두 대상물이 그 측면에 대해 거의 수직으로 연장되는 회전축에 대해 회전되므로, 두 대상물의 측면들 간에 존재하는 접착제에 원심력이 가해진다. 원심력의 영향으로 인해, 상기 접착제는 상기 두 대상물의 측면상에서 균일하게 퍼지게 되며, 그에 따라 두 대상물 간에 비교적 얇고 균등한 접착층이 형성된다. 또한, 접착제가 원심력의 영향으로 인해 균일하게 퍼지게 되므로, 두 대상물을 함께 가압하는데 사용되는 가압력은 제한될 수 있다. 과다하게 초과하는 접착제는 두 대상물의 외부 가장자리로부터 제거되어, 접착된 대상물상에서 존재하지 않게 된다.

본 발명에 따른 방법의 특정 실시예에 따르면, 상기 판 형상의 대상물의 회전 속력이 이 방법을 수행하는 중에 경과하는 시간의 함수로서 변화되는 것에 특징이 있다.

본 발명에 따른 장치의 특정 실시예에 따르면, 상기 홀더들이 상기 회전 유닛에 의해 회전되는 회전 속력이 조정가능한 것에 특징이 있다.

본 발명에 따른 방법 및 장치의 특정 실시예에 따르면, 이 방법을 수행하는 중에 경과하는 시간의 함수로서 두 대상물의 회전 속력을 적절한 방식으로 변화시킴으로써 두 판 형상의 대상물간의 접착제 확산과 두 대상물의 외부 가장자리로부터의 과다 접착제를 효과적으로 제거할 수 있다.

본 발명의 방법에 따른 또다른 실시예에 의하면, 상기 두 판 형상의 대상물들은, 본 발명의 방법의 과정에서 경과되는 시간의 함수로서 변화되는 접근 속력(approach speed)으로 서로를 향해 (회전축에 대해 나란한 방향으로) 이동되는 것에 특징이 있다.

본 발명의 장치에 따른 또다른 실시예에 의하면, 변위 유닛에 의해 두 홀더들이 서로를 향해 이동되는 접근 속력이 조정가능한 것에 특징이 있다.

본 발명의 방법 및 장치에 따른 또다른 실시예에 의하면, 두 판 형상의 대상물 사이에서의 접착제 확산은 본 발명의 방법에서 경과되는 시간의 함수로서의 상기 접근 속력을 적절한 방식으로 변화시킴으로써 효과적으로 행해지는 것에 특징이 있다.

본 발명의 방법에 따른 또다른 실시예에 의하면, 상기 판 형상의 대상물들이 본 발명의 과정에서 경과되는 시간의 함수로서의 가압력으로 가압되는 것에 특징이 있다.

본 발명의 장치에 따른 또다른 실시예에 의하면, 가압 유닛에 의해 상기 두 홀더들의 지지면들이 함께 가압되는 가압력이 조정가능한 것에 특징이 있다.

본 발명의 방법 및 장치에 따른 또다른 실시예에 의하면, 두 판 형상의 대상물 사이에서 접착제 확산은 본 발명의 과정에서 경과되는 시간의 함수로서의 가압력을 적절한 방식으로 변화시킴으로써 효과적으로 행해지는 것에 특징이 있다.

본 발명에 따른 방법의 특정 실시예에 의하면, 상기 판 형상 대상물들은 상기 제 2 대상물이 상기 제 1 대상물에 제공된 접착제와 접촉하는 제 1 단계 동안 사전결정된 회전 속력으로 회전하여 사전결정된 접근 속력으로 서로를 향해 이동되며, 후속하는 제 2 단계 동안 또다른 사전결정된 회전 속력으로 회전하면서 사전결정된 가압력으로 함께 가압되는 것에 특징이 있다.

본 발명에 따른 장치의 특정 실시예에 의하면, 동작시, 제 1 단계 동안 상기 두 홀더들은 회전 유닛에 의해 사전결정된 회전 속력으로 이동가능한 한편 변위 유닛에 의해 사전결정된 접근 속력으로 서로를 향해 이동될 수 있으며, 후속하는 제 2 단계 동안 상기 두 홀더들은 회전 유닛에 의해 다른 사전결정된 회전 속력으로 회전가능한 한편 가압 유닛에 의해 사전결정된 가압력으로 함께 가압되는 것에 특징이 있다.

본 발명에 따른 방법 및 장치의 특정 실시예에 의하면, 접착제는 상기 제 1판 형상 대상물에 과도하게 제공되는 것에 특징이 있다. 상기 제 1 단계 동안, 상기 판 형상 대상물들은 비교적 낮은 회전 속력으로 회전되며 비교적 낮은 접근 속력으로 서로를 향해 이동되는 것에 특징이 있다. 이러한 방식으로, 접착제는 두 대상물들의 마주하는 면 상에서 매우 균일하게 확산되며, 상기 면에 존재하는 임의의 요철면에 보다 많이 침투하게 된다. 상기 제 1 대상물에 제공되는 비교적 대부분의 접착제는 상기 대상물의 외부 가장자리로부터 제거된다. 상기 제 2 단계 동안, 상기 대상물들은 비교적 높은 회전 속력으로 회전되며, 비교적 높은 가압력으로 함께 가압된다. 이 제 2 단계에서, 상기 대상물들 사이에 존재하는 접착제가 보다 많이 확산되어 비교적 얇은 균일 접착층이 형성되며, 이에 따라 두 대상물 간에 보다 강력한 접촉이 이루어진다. 비교적 높은 회전 속력으로 인해, 필요한 가압력이 제한되지만, 함께 접착될 대상물들의 외부 가장자리에는 접착제가 거의 존재하지 않는다.

본 발명에 따른 방법의 또다른 실시예에 의하면, 디스크 형상의 반도체 기판과 반도체 기판용 디스크 형상의 지지물(support)이 함께 접착되는 것에 특징이 있다. 이 실시예는 소위 SOA(Silicon-On-Anything) 반도체 장치의 제조에 사용되고 있다. 이 제조 과정에서, 본 발명에 따른 방법은 디스크 형상의 반도체 기판과 유리 혹은 합성 수지 등의 절연 지지물을 접착하는데 사용된다. 이러한 디스크 형상의 반도체 기판은 반도체 기판이 상기 지지물에 접착된 후 서로로부터 분리되는 동일한 다수의 반도체 장치를 포함하고 있다. 최종적으로 획득되는 각각의 개개 SOA 반도체 장치가 우수한 품질로 형성되어야 하기 때문에, 원래의 반도체 기판과 지지물 간의 접착은 가능한 균일하여야 한다. 따라서, 본 발명에 따른 방법의 이점은 전술한 방식으로 상기 SOA 반도체 장치를 제조하는데 사용될 경우에 특히 효과적이다.

본 발명에 따른 장치의 또다른 실시예에 의하면, 이 장치에는 홀더들의 적어도 하나 주위에 배치되는 접착제 수용 챔버(receiving chamber)가 제공되는 것에 특징이 있다. 함께 접착될 두 개의 판 형상의 대상물이 회전하는 동안, 이 대상물의 외부 에지에서 제거되는 과잉 접착제는 모든 홀더들의 회전 속력이 충분하다면 각 관련 홀더 주위에 배치된 상기 수용 챔버 내에 수용되고, 그 결과 제거된 접착제는 상기 반도체 장치의 다른 부분들을 오염시키지는 않는다.

본 발명에 따른 장치의 또다른 실시예에 의하면, 두개의 홀더 중 적어도 하나에는 그 지지면 주위에 배치된 환형의 블레이드(a ring of blades)가 제공되는 것에 특징이 있다. 상기 관련 홀더들의 지지면 주위에 제공된 환형의 블레이드는 홀더들이 회전하는 동안 상기 대상물들의 외부 가장자리를 따라 흐르는 공기 흐름을 증가시켜, 그 대상물의 외부 가장자리로부터 과잉 접착제가 더 많이 제거된다.

본 발명에 따른 장치의 특정 실시예에 의하면, 모든 홀더들은 회전 방향으로 봤을 때 서로 결합되어 있는 것에 특징이 있다. 판 형상의 대상물들이 제공된 홀더들이 회전하는 동안 모든 홀더들은 회전 방향으로 봤을 때 서로 결합되어 있기 때문에, 회전 방향으로의 상기 대상물들 각각에 대한 각변위(angular displacement)가 방지되고, 그 결과, 대상물들간의 접착은 전술한 각변위에 의해 방해를 받지 않는다.

본 발명에 따른 장치의 또다른 실시예에 의하면, 모든 홀더들은 회전 유닛에 의해 회전될 수 있는 회전자 하우징(rotor housing) 내에 수용되며, 회전 방향에서 볼 때 상기 회전자 하우징에 결합된다는 것에 특징이 있다. 상기 회전자 하우징을 사용하게 되면, 모든 홀더들은 회전 방향에서 서로에 대해 간단하고도 실용적인 방식으로 결합될 수 있다.

전술한 본 발명의 목적 및 다른 목적들은 후술되는 실시예들을 참조하면 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 방법을 실행할 수 있는 본 발명의 장치를 도시한 도면이고,

도 2a 내지 도 2j는 본 발명에 따른 방법의 일련의 연속적인 단계들을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1은 본 발명에 따른 장치를 도시한 것으로서 플로어(floor)에 위치될 수 있는 프레임(1)을 포함하고 있다. 이 장치는 중앙 샤프트(5) 및 전기 모터(7)를 포함하는 회전 유닛(3)을 더 포함하고 있다. 중앙 샤프트(5)는 프레임(1)과 관련하여 볼 베어링(9)에 의해 수직 회전축(13)에 대해 회전가능하도록 장착되며, 모터(7)에 의해 구동된다. 플랜지(15)는 중앙 샤프트(5)에 고정된다. 회전 유닛(3)은 부시 형상의 회전자 하우징(17)을 더 포함하며, 이 하우징(17)은 접속 부시(connecting bush)(19)를 통해 플랜지(15)에 접속되어 있다. 회전자 하우징(17)의 측벽(21)에는 다수의 개구(23)가 형성되며, 이 개구(23)를 통해 회전자 하우징(17) 내에 위치한 챔버(25)가 외부로부터 액세스될 수 있다. 회전자 하우징(17)의 챔버(25) 내에는, 제 1 홀더(27)와 제 2 홀더(29)가 배치된다. 제 1 홀더(27)는 회전축(13)에 대해 거의 수직으로 연장되는 지지면(31)을 포함하고 있는 반면, 제 2 홀더(29)는, 회전축(13)에 대해 거의 수직으로 연장되며 제 1 홀더(27)의 지지면(31)쪽으로 지향되는 지지면(33)을 포함하고 있다. 지지면(31, 33)에는 그 지지면상에 위치될 대상물에 대한 손상을 방지하기 위한 고무 등의 보호층이 제공될 수 있다. 제 1 홀더(27)는 회전자 하우징(17)의 기저부(35)에 고정된다. 제 2 홀더(29)는 중심 라인(39)이 회전축(13)과 일치하는 또다른 샤프트(37)에 고정된다. 상기 또다른 샤프트(37)는 베어링 부시(41)내에서 안내되 어 축방향으로 이동가능하며, 그 베어링 부시는 다른 플랜지(43)에 의해 회전자 하우징(17)에 고정되며, 다른 베어링(45)에 의해 프레임(1)과 관련하여 회전축(13)에 대해 회전될 수 있도록 장착된다. 제 2 홀더(29)는 또한, 회전축(13)에 교차되게 연장되어 있는 다수의 리프 스프링(leaf spring)에 의해 회전자 하우징(17)내에 부유되어 있다. 이러한 리프 스프링(47)을 사용함으로써 제 2 홀더(29) 및 이 제 2 홀더(29)에 접속되어 있는 샤프트(37)는 중앙 샤프트(5)의 회전 방향에서 볼 때 중앙 샤프트(5), 회전자 하우징(17) 및 제 1 홀더(27)에 간단하고도 실용적인 방식으로 결합되는 반면, 제 2 홀더(29)와 이 제 2 홀더(29)에 접속되어 있는 샤프트(37)는 상기 제 1 홀더(27)와 관련하여 축방향으로 변위되어, 리프 스프링(47)을 탄성 변형시킨다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 장치는 변위 유닛(49)을 더 포함하며, 이 변위 유닛(49)을 통해, 지지면(31, 33)을 갖는 두 개의 홀더(27, 29)는 서로를 향해 이동될 수 있다. 변위 유닛(49)은 프레임(1)과 관련하여 회전축(13)에 대해 수직 방향으로 연장되어 있는 다른 회전축(53)에 대해 회전가능하게 되도록 장착된 구동 휠(51)을 포함하고 있다. 구동 휠(51)은 다른 전기 모터에 의해 구동되며, 이 다른 전기 모터는 간략화하기 위해 도 1에는 도시되어 있지 않다.

또한 구동 휠(51)은 원주(55) 근방의 캠 프로파일(57)을 포함하고 있다. 변위 유닛(49)은 프레임(1)과 관련하여 또다른 회전축(53)에 대해 평행하게 연장되는 회전 고리축(swivel axle)(61)에 대해 피봇으로 회전가능하도록 장착된다. 암(59)의 단부 근방에는 암(59)과 관련하여 다른 회전축(53)에 대해 평행하게 연장 되는 또다른 회전축(67)에 대해 피봇으로 회전가능하도록 장착되는 종동 휠(follower wheel)(65)이 위치한다. 암(59)은 종동 휠(65)을 통해 구동 휠(51)의 캠 프로파일(57)에 맞물려 있다. 이를 위해, 변위 유닛(49)은 암(59)에 고정된 기계적 스프링 또는 평형추(간략화를 위해 도 1에서는 생략함) 등으로 알려진 통상의 프리텐션 수단(pretensioning)을 포함하고 있다. 또한, 원통형 가압 챔버(69)는 암(59)에 고정되며, 이 가압 챔버(69)는 회전축(13)에 거의 평행하게 변위될 수 있는 피스톤(71)을 수용하고 있다. 가압 챔버(69)는 조정가능한 가스 가압원(간략화를 위해 도 1에서 생략함)에 접속되어 있다. 도 1은 본 발명에 따른 장치의 개시 위치를 도시하며, 이 장치에서, 가압 챔버(69) 내의 가스 압력의 영향으로 피스톤(71)은 회전자 하우징(17)에 접하는 단부 위치에 놓여 있으며, 이 위치에서 피스톤(71)은 가압 챔버(69)의 정지부(73)에 맞물려 있다. 가압 챔버(69), 피스톤(71) 및 상기 조정가능한 가스 압력원은 함께 가압 유닛(75)을 형성하며, 이 가압 유닛에 의해 두 홀더(27, 29)의 지지면(31, 33)이 후술하는 바와 같이 함께 가압될 수 있다. 피스톤(71)에는 접속 샤프트(77)가 연결되어 있으며, 이 접속 샤프트(77)는 이중 유니버셜 조인트(79)를 거쳐 또다른 베어링 부시(81)에 연결되어 있으며, 이 베어링 부시(81) 내에는 또다른 샤프트(37)의 단부(end portion)(83)가 회전가능하게 장착되어 있다. 도 1의 개시 위치로부터, 구동 휠(51)이 또다른 회전축(53)에 대해 회전되면, 종동 휠(65)은 캠 프로파일(57)을 추종하며 그에 따라 암(59)은 회전 고리축(61)에 대해 피봇으로 회전되며, 제 2 홀더(29)를 갖는 또다른 샤프트(37)는 회전자 하우징(17) 및 제 1 홀더(27)에 대해 축방향으로 이동된 다. 이중 유니버셜 조인트(79)를 사용함으로써, 암(59)을 피봇으로 회전시키는 동안 또다른 샤프트(37)에 회전축(13)에 대한 수직 방향으로의 기계적 부하가 걸리는 것을 막을 수 있다. 또다른 샤프트(37)가 또다른 베어링 부시(81)에 회전가능하게 장착된다는 사실로 인해, 제 2 홀더(29) 및 또다른 샤프트(37)가 동시에 회전축(13)에 대해 회전가능하며 축방향으로 이동될 수 있다.

본 발명에 따른 전술의 장치는 접착제를 통해 제 1 판 형상의 대상물(85)과 제 2 판 형상의 대상물(87)을 접착하는 본 발명의 방법을 실행하는데 적절히 사용될 수 있다. 도 2a 내지 도 2j는 전술한 본 발명의 방법에 따라 제 1 판 형상의 대상물(85)이 제 1 홀더(27)의 지지면(31)상에 위치되며 제 2 판 형상의 대상물(87)이 제 2 홀더(29)의 지지면(33)상에 위치되는 것을 개략적으로 도시한 도면이다. 이를 위해, 본 발명의 장치에는 통상적으로 알려진 이송 유닛과 리프팅 메카니즘(lifting mechanism)(89)(간략화를 위해 도 1에는 생략되어 있음)이 제공되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 리프팅 메카니즘(89)은 중앙 샤프트(5)를 따라 축방향으로 이동될 수 있도록 안내되는 부시 형상의 지지물(91)을 포함하고 있다. 삼각형을 형성하도록 배치된 3개의 지지 핀(93)은 부시 형상의 지지물(91) 상에 제공된다. 도 1은 단지 이 지지 핀들중 2개의 핀만을 도시하고 있다. 이 지지핀(93)은 제 1 홀더(27)내에 마련된 3개의 채널 내로 축방향으로 이동가능하게 안내된다. 또한, 리프팅 메카니즘(89)은 프레임(1)에 고정된 제 1 액츄에이터(97)와, 제 1 액츄에이터(97)를 통해 회전축(13)에 대해 평행한 방향으로 이동될 수 있는 제 2 액츄에이터(99)를 포함하고 있다. 상기 제 2 액츄에이터에 의해, 리프팅 메카니즘(89)의 결합 핀(101)이 회전축(13)에 대해 직각으로 접속 부시(19)내에 형성된 개구(103)를 통해 이동될 수 있다. 판 형상의 대상물(85, 87)을 두개의 홀더(27, 29) 상에 제각기 위치시키기 위해, 우선 접속 핀(101)은 제 2 액츄에이터(99)를 통해 부시 형상의 지지물(91)에 결합되며, 그 후 도 2a에 개략적으로 도시된 바와 같이, 제 2 판 형상의 대상물(87)이 회전자 하우징(17)의 측벽(21)내의 개구(23)들 중의 어느 한 개구를 통해 상기 이송 유닛의 암(105)에 의해 두 홀더(27, 29) 사이의 회전자 하우징(17)의 챔버(25) 내에 배치된다. 다음, 리프팅 메카니즘(89)의 부시 형상의 지지물(91)은 제 1 액츄에이터(97)를 통해 제 1 홀더(27)쪽의 축방향으로 이동되고, 그에 따라 도 2b에 개략적으로 도시된 바와 같은 제 2 판 형상의 대상물(87)은 지지핀(93)에 의해 이송 유닛의 암(105)으로부터 리프팅되고 제 2 홀더(29)의 지지면(33)에 대해 가압된다. 제 2 홀더(29)의 지지면(33)에는 통상의 진공 챔버(107)가 제공되며, 이 진공 챔버를 통해 제 2 판 형상의 대상물(87)이 지지면(33)에 고정된다. 그 후, 지지핀(93)은 리프팅 메카니즘(89)의 제 1 액츄에이터에 의해 제 1 홀더(27) 내에 리세스되고, 도 2c에 개략적으로 도시된 바와 같이, 제 1 판 형상의 대상물(85)이 상기 이송 유닛에 의해 회전자 하우징(17)의 측벽(21) 내의 개구(23)들 중의 어느 한 개구를 통해 두 홀더(27, 29) 사이의 회전자 하우징(17)의 챔버(25) 내에 위치된다. 도 2d에 개략적으로 도시된 바와 같이, 지지핀(93)은 리프팅 메카니즘(89)의 제 1 액츄에이터(97)에 의해 제 2 홀더(27)쪽의 축방향으로 이동되고, 그에 따라 제 1 판 형상의 대상물(85)은 제 1 홀더(27)의 지지면(31) 상에 위치된다. 또한 제 1 홀더(27)의 지지면(31) 상에는 통상의 진공 챔버(190)가 제공되며, 이 진공 챔버(190)에 의해, 제 1 판 형상의 대상물(85)이 지지면(31)에 고정된다.

전술한 바와 같이, 상기 판 형상의 대상물(85, 87)이 상기 이송 유닛 및 리프팅 메카니즘(89)에 의해 두개의 홀더(27, 29)의 지지면(31, 33) 상에 위치된 후, 접착제를 공급하기 위한 보조 피스(auxiliary piece)(111)가 도 2f에 도시된 바와 같이 회전자 하우징(17)의 측벽(21) 내의 개구(23)들 중의 하나의 개구를 통해 챔버(25) 내로 도입된다. 상기 보조 피스(111)에 의해, 제 1 판 형상의 대상물(85)의 중앙 부분에 일정량의 접착제(113)가 제공된다. 주목할 것은, 보조 피스(111)의 인출 개구(112)가 접착제를 공급하는 동안 제 1 판 형상 대상물(85)의 표면으로부터 비교적 가까운 거리에 배치된다고 하면 우수한 결과를 얻을 수 있다는 것이며, 이에 따라 인출 개구(112)와 대상물(85) 사이에 접착제를 지속적으로 흐르게 할 수 있다. 그 후, 변위 유닛(49)의 구동 휠(51)이 도 1에 도시된 개시 위치로부터 회전하며, 그에 따라 종동 휠(65)은 캠 프로파일(57)의 비교적 가파른 제 1 부분(115)을 추종하며 제 2 판 형상의 대상물(87)을 갖는 제 2 홀더(29)는 도 2g에 개략적으로 도시된 위치에 비교적 높은 속력 v1으로 이동되며, 여기서 제 2 판 형상의 대상물(87)은 제 1 판 형상의 대상물(85) 상에 제공된 접착제와 접촉한다. 도 2g에 도시된 위치는 도 2h에 개략적으로 도시된 접착 과정의 제 1 단계의 개시 위치를 나타낸다. 이 제 1 단계에서, 판 형상의 대상물들(85, 87)을 갖는 홀더(27, 29)들은 회전 유닛(3)에 의해 회전축(13)에 대해 사전결정된 회전 속력 ω₁으로 회전된다. 제 1 단계에서 또한 종동 휠(65)은 비교적 낮은 경사도를 갖는 캠 프로파일(57)의 제 2 나선 형상부(117)를 추종한다. 그 결과, 판 형상의 대상물(85, 87)을 갖는 홀더(27, 29)는 제 1 단계에서 캠 프로파일(57)의 제 2 부분(117)의 경사도에 의해 결정되는 비교적 낮은 접근 속력 v2으로 서로를 향해 이동된다. 접착 과정의 제 1 단계에서, 판 형상의 대상물(85, 87)은 동시에 서로를 향해 이동하면서 회전축(13)에 대해 회전되며, 대상물(85, 87) 사이에 존재하는 접착제(113)는 모든 대상물(85, 87)의 마주하는 면상에서 매우 균일하게 퍼지게 된다. 모든 대상물(85, 87)이 회전축(13)에 대해 회전되기 때문에, 접착제(113)에 원심력이 가해지고, 이 원심력은 모든 대상물(85, 87)의 마주하는 면 상에서 접착제(113)가 매우 균일하게 퍼지도록 한다. 이러한 방식으로, 두개의 대상물(85, 87) 사이에는 비교적 얇고 균일한 접착제(113)층이 형성된다. 주목할 것은, 보조 피스(111)에 의해 제 1 대상물(85)에 과도한 접착제(113)가 인가된다는 것이다. 이러한 과도한 접착제로 인해, 접착제(113)는 대상물(85, 87)의 측면(119, 121) 상에 존재하는 요철면에 가능한 완벽하게 침투하게 된다. 제 1 단계에서, 인가된 접착제(113)의 비교적 대부분은 상기 원심력의 영향으로 인해 대상물(85, 87)의 외부 가장자리(123, 125)로부터 제거된다. 홀더(27, 29)의 회전 속력이 충분히 높은 경우, 제거된 접착제(113)는 도 1의 장치의 수용 챔버(127) 내에 수용되며, 회전자 하우징(17) 내에 위치하며 제 1 홀더(27) 주위에 배치된다. 이 수용 챔버(127)를 사용하면, 제거된 접착제(113)에 의해 장치의 다른 부분에서의 오염이 실용적이면서도 효과적인 방식으로 차단된다. 도 2h에 개략적으로 도시된 바와 같이, 두 홀더(27, 29) 각각의 측벽(129, 131)에는 관련한 홀더(27, 29)의 지지면(31, 33) 주위에 연장된 환형의 블레이드(133, 135)가 제공된다. 도 2h에 개략적으로 도시된 바와 같이, 회전 동안, 제 1 홀더(27)의 환형 블레이드(133)는 제 2 홀더(29)로 지향되는 공기 흐름(137')을 발생시키며, 반면 제 2 홀더(29)의 환형 블레이드(135)는 제 1 홀더(27)로 지향되는 공기 흐름(137")을 발생시킨다. 따라서, 두 홀더(27, 29)의 회전 동안, 모든 환형 블레이드(133, 135)는 홀더(27, 29) 상에 제공된 대상물(85, 87)이 외부 가장자리(123, 125)를 따라 흐르는 공기를 증가시켜, 상기 외부 가장자리(123, 125)로부터 과도한 접착제의 제거를 향상시킨다.

종동 휠(65)이 캠 프로파일(57)의 제 2 부분(117)의 단부(139)에 도달된 후, 구동 휠(51)은 정지되고, 판 형상의 대상물(85, 87)을 갖는 홀더들(27, 29)은 도 2i에 도시된 위치에 있으며, 여기서 도 2j에 개략적으로 도시된 접착 과정의 제 2 단계가 개시된다. 제 2 단계에서, 판 형상의 대상물(85, 87)을 갖는 홀더(27, 29)는 회전 유닛(3)에 의해 회전축(13)에 대해 사전결정된 비교적 높은 회전 속력 ω₂으로 회전되는 반면, 판 형상의 대상물(85, 87)은 상기 가압 유닛(75)에 의해 사전결정된 가압력 F_p으로 함께 가압된다. 접착 과정의 제 1 단계의 종료에 즈음하여, 변위 유닛(49)의 암(59)에 의해 가압 유닛(69)에 가해지는 힘은 제 1 단계 동안 피스톤(71)에 가해지는 가스 압축력을 초과하고, 그에 따라 상기 피스톤(71)은정지부(73)로부터 분리되고 가압 챔버(69) 내로 이동된다. 이러한 방식으로, 제 1 단계 및 제 2 단계가 종료하는 동안 제 2 홀더(29)에 가해지는 가압력은 가압 유닛(75)의 가스 압력원에 의해 조정될 수 있는 가압 챔버(69) 내의 가스 압력에 의해 결정된다. 접착 과정의 제 2 단계 동안, 가압 챔버(69) 내에서 설정된 가스 압력은 비교적 높고, 이에 따라 모든 대상물(27, 29)은 가압 유닛(75)에 의해 비교적 높은 가압력 F_p에 의해 함께 가압된다. 이러한 방식으로, 접착 과정의 제 2 단계에서 대상물(85, 87) 사이에 존재하는 접착제는 매우 강력하고 균일한 접착제층을 형성하도록 퍼지게 되어, 두개의 대상물(85, 87) 사이에서 매우 강력하고 균일한 접착이 이루어진다. 대상물(85, 87)의 비교적 높은 회전 속력은 접착제의 확산을 보다 크게 향상시켜, 가압 유닛(75)의 필요한 가압력 F_p은 제한된다. 이 접착제에 가해지는 비교적 높은 원심력의 영향하에서, 상기 대상물(85, 87)의 외부 가장자리(123, 125) 부근에서 대상물(85, 87) 사이에 퍼져 있는 거의 모든 접착제는 상기 외부 가장자리(123, 125)로부터 제거되고, 이에 따라 접착된 대상물(85, 87) 상에는 거의 접착제가 존재하지 않게 되어 깨끗히 마무리된 제품이 얻어진다. 모든 홀더(27, 29)들이 회전 유닛(3)의 회전 방향으로 봤을 때 서로 결합되어 있기 때문에, 대상물(85, 87)을 갖는 모든 홀더(27, 29)는 회전축(13)에 대해 동일한 회전 속력 ω₂으로 회전된다. 이러한 이유로, 홀더(27, 29)의 회전 동안 서로에 대한 대상물(85, 87)들의 각변위가 차단되고, 그에 따라 대상물(85, 87)들 간의 접착은 서로에 대한 대상물(85, 87)들의 각변위에 의해 방해받지 않는다.

전술한 바와 같이 접착 과정의 제 2 단계 동안, 모든 대상물(85, 87)들이 함께 접착된 후, 제 2 홀더(29)의 진공 챔버(107) 내의 진공은 제거되고, 그에 따라 제 2 대상물(87)은 제 2 홀더(29)로부터 분리된다. 그 후, 캠 프로파일(57)의 제 2 부분(117)의 단부(139)로부터 도 1에 도시된 개시 위치까지의 구동 휠(51)의 회전에 의해, 제 2 홀더(29)는 접착된 대상물(85)을 갖는 제 1 홀더(27)로부터 변위된다. 그 후, 제 1 홀더(27)의 진공 챔버(109)내의 진공이 또한 제거되고, 그에 따라 제 1 대상물(85)은 제 1 홀더(27)로부터 분리된다. 다음에, 접착된 대상물(85, 87)은 리프팅 메카니즘(89)에 의해 제 1 홀더(27)로부터 들어 올려져 상기 이송 유닛에 의해 회전자 하우징(17)으로부터 제거된다.

본 발명에 따른 전술의 방법 및 장치는 소위 SOA 반도체 장치의 제조시, 디스크 형상의 반도체 기판과 상기 반도체 기판용 디스크 형상의 지지물을 함께 접착하는데 적절히 사용될 수 있다. 소위 SOA 반도체 장치 제조시에, 대량의 동일 반도체 장치가 형성되는 디스크 형상의 반도체 기판은 유리, 합성 수지 등의 절연 지지물에 접착된다. 반도체 기판이 지지물에 접착된 후, 개별의 반도체 장치는 가령 절단 공정 수단에 의해 서로로부터 분리된다. 따라서 최종적으로 획득된 개별의 SOA 반도체 장치의 부착력은 매우 높은 품질을 나타내야 하며, 그에 따라 지지물에 대한 원래의 반도체 기판의 부착력은 매우 균일하면서도 강력하다. 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 방법 및 장치에 의해, 두개의 판 형상의 대상물간에 특히 균일하면서 강력한 접착이 이루어질 수 있으며, 상기 방법 및 장치는 SOA 반도체 장치 제조시에 절연 지지물을 반도체 기판에 접착하는데 매우 적합하다. 주목할 것은 본 발명에 따른 방법 및 장치는 유리 또는 투명 합성 수지로 이루어진 대상물 등과 같은 상이한 종류의 판 형상 대상물을 함께 접착하는데 적합하게 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 전술의 방법 및 장치에 있어서, 접착 과정의 제 1 단계에서 상기 판 형상의 대상물(85, 87)은 회전축(13)에 대해 사전결정된 비교적 낮은 회전속력 ω₁으로 회전하면서 사전결정된 비교적 낮은 접근 속력 V₂로 서로를 향해 이동되며, 반면 접착 과정의 제 2 단계에서 상기 판 형상의 대상물(85, 87)은 회전축(13)에 대해 사전결정된 비교적 높은 회전 속력 ω₂으로 회전하면서 사전결정된 가압력 F_p으로 함께 가압된다. 주목할 것은 상기 사전결정된 회전 속력 ω₁과 ω₂, 사전결정된 접근 속력 V₂, 및 사전결정된 가압력 F_p는 일정할 필요는 없다는 것이다. 가령, 회전 속력 ω₁및 접근 속력 V₂는 상기 방법의 제 1 단계 동안 경과된 시간의 함수로서 변화될 수 있으며, 반면 회전 속력 ω₂및 가압력 F_p는 상기 방법의 제 2 단계 동안 경과된 시간의 함수로서 변화될 수 있다. 본 발명에 따르면, 판형상의 대상물(85, 87)의 회전 속력은 또한 상기 방법 동안 경과된 시간의 함수로서 상이한 방식으로 변화될 수 있으며, 판 형상의 대상물(85, 87)의 접근 속력은 상기 방법 동안 경과된 시간의 함수로서 상이한 방식으로 변화될 수 있으며, 대상물(85, 87)이 함께 가압되는 가압력은 또한 상기 방법 동안 경과된 시간의 함수로서 상이한 방식으로 변화될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 본 발명의 장치에는 모든 홀더(27, 29)의 회전 속력을 설정하거나 조정하는 주지된 통상의 수단과, 모든 홀더(27, 29)들이 가압 유닛(75)에 의해 가압될 수 있는 가압력을 설정하거나 조정하는 주지된 통상의 수단이 제공된다. 모든 홀더(27, 29)의 회전 속력, 접근 속력, 및 가압 유닛(75)의 가압력이 상기 방법 동안 경과된 시간의 함수로서 변화하는 방식은 가령 실험적으로 사전결정될 수 있다. 상기 방법 동안 경과된 시간의 함수로서, 회전 속력, 접근 속력, 및 가압력을 적절히 변화시킴으로써, 두개의 판 형상 대상물(85, 87) 간의 접착제의 확산을 효과적으로 행할 수 있고, 그에 따라 두 대상물(85, 87) 간의 접착 균일성을 개선할 수 있다.

최종적으로, 주목할 것은 본 발명이 함께 접착될 판 형상의 대상물들이 서로를 향해 이동할 때 회전되지 않는 방법을 포함한다는 것으로, 상기 방법에서 대상물들은 함께 접착될 때까지는 회전되지 않는다. 본 발명에 따른 방법의 일실시예에서, 보다 적은 양의 접착제가 사용되며, 이는 대상물들이 서로를 향해 이동될때 대상물들 사이에서 거의 확산된다. 대상물들이 함께 가압될 때 회전되어, 접착제의 확산을 증가시키며, 필요한 가압력을 제한한다. 이러한 이유로 인해, 본 발명은 두개의 판 형상의 대상물들이 함께 가압되는 동안 적어도 소정의 시간 주기동안 동일한 회전 속력으로 회전되는 방법을 포함하고 있다.

Claims

접착제를 통해서 제 1 판 형상의 대상물(85)과 제 2 판 형상의 대상물(87)을 접착하는 방법에 있어서 - 상기 접착제는 상기 제 1 판 형상의 대상물(1)의 적어도 한쪽 면에 제공됨 - ,

상기 제 1 판 형상의 대상물(85)과 상기 제 2 판 형상의 대상물(87)이 회전하는 제 1 단계와,

상기 제 1 판 형상의 대상물(85)의 상기 면과 상기 제 2 판 형상의 대상물(87)의 한쪽면이 함께 가압되는 방식으로, 상기 제 1 판 형상의 대상물(85)과 상기 제 2 판 형상의 대상물(87)이 회전하면서 함께 가압되는 제 2 단계

를 포함하되,

상기 제 1 판 형상의 대상물(85)과 상기 제 2 판 형상의 대상물(87)이 함께 가압되는 적어도 한번의 기간 동안, 상기 제 1 판 형상의 대상물(85)과 상기 제 2 판 형상의 대상물(87)은 상기 제 1 판 형상의 대상물(85)과 상기 제 2 판 형상의 대상물(87)의 면들에 대해서 수직으로 연장하는 회전축을 중심으로 동일한 회전 속력으로 회전하는

접착 방법.
삭제
삭제
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 판 형상의 대상물(85)과 상기 제 2 판 형상의 대상물(87)은 상기 제 2 단계 동안 시간의 함수로 변화하는 가압력으로 함께 가압되는

접착 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 단계 동안, 상기 제 1 판 형상의 대상물(85)과 상기 제 2 판 형상의 대상물(87)은 사전 결정된 회전 속력으로 회전하면서, 사전 결정된 접근 속력으로 서로를 향해서 이동하고,

상기 제 2 단계 동안, 상기 제 1 판 형상의 대상물(85)과 상기 제 2 판 형상의 대상물(87)은 사전 결정된 다른 회전 속력으로 회전 속력으로 회전하면서 사전 결정된 가압력으로 함께 가압되는

접착 방법.
제 1 항에 있어서,

디스크 형상의 반도체 기판과 상기 반도체 기판에 대한 디스크 형상의 지지물이 서로 접착되는 접착 방법.
제 1 항에 개시된 방법을 수행하는 접착 장치에 있어서,

상기 제 1 판 형상의 대상물(85)과 상기 제 2 판 형상의 대상물(87)을 지지하는 홀더와,

상기 홀더의 회전 속력을 조정하는 수단과,

상기 홀더의 접근 속력을 조정하는 수단과,

상기 가압력을 조정해서 상기 홀더를 함께 가압하는 수단

을 포함하는 접착 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 회전 속력 조정 수단은 회전 유닛을 포함하는

접착 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 홀더의 접근 속력을 조정하는 수단은 변위 유닛을 포함하는

접착 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 가압력을 조정해서 상기 홀더를 함께 가압하는 수단은 가압 유닛을 포함하는

접착 장치.
삭제
제 7 항에 있어서,

상기 두 개의 홀더 중의 적어도 하나의 홀더 주위에 배치된 접착제 수용 챔버를 더 포함하는

접착 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 두 개의 홀더 중 적어도 하나의 홀더는 그 지지면 주위에 환형 블레이드를 구비하는 접작 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 홀더는 상기 홀더의 회전 방향으로 봤을 때 서로 결합되어 있는

접착 장치.
제 14 항에 있어서,

상기 홀더는 상기 회전 유닛에 의해 회전될 수 있는 회전자 하우징(a rotor housing) 내에 수용되며,

상기 홀더는 회전 방향에서 봤을 때 상기 회전자 하우징에 결합되어 있는

접착 장치.
제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,

상기 제 1 판 형상의 대상물(85)의 중앙 부분에 일정량의 접착제(113)가 제공되는

접착 방법.
제 7 항 내지 제 10 항 또는 제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 접착제를 공급하는 인출 개구를 구비한 보조 피스(111)를 더 포함하는

접착 장치.
제 7 항에 있어서,

사용하는 동안 제거된 접착제를 수용하는 수용 챔버를 더 포함하는

접착 장치.