KR101208932B1 - 스핀 코팅을 이용한 기판 본딩 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스핀 코팅을 이용한 기판 본딩 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 스핀 코팅을 이용한 기판 본딩 장치는 기판, 세라믹 원판 및 기판과 세라믹 원판이 본딩된 워크피스(workpiece)를 이동시키는 트랜스퍼 유닛(Transfer Unit), 상기 세라믹 원판의 일면에 접착제를 스핀 코팅하는 스핀 코터(Spin Coater)를 포함하는 디스펜스 유닛(Dispense Unit), 일면에 접착제가 스핀 코팅된 세라믹 원판 및 상기 세라믹 원판 상부에 상기 기판이 접촉된 상태로 안착되며, 본딩을 위한 공정 온도까지 승온하는 히팅/쿨링 유닛(Heating/Cooling Unit), 상기 일면에 접착제가 스핀 코팅된 세라믹 원판 및 상기 세라믹 원판 상부에 상기 기판이 접촉된 상태에서 압력을 가하는 프레스 유닛(Press Unit) 및 자동으로 기판을 세라믹 원판에 본딩되도록 상기 트랜스퍼 유닛, 상기 디스펜스 유닛, 상기 히팅/쿨링 유닛 및 상기 프레스 유닛의 동작을 제어하는 콘트롤러를 포함한다.

Description

스핀 코팅을 이용한 기판 본딩 장치 및 방법{APPARATUS FOR BONDING WAFER USING SPIN COATING AND METHOD THEREOF}
본 발명은 기판 자동 본딩 장치 및 방법에 관한 것으로서, 특히 전 공정을 자동으로 진행하면서, 스핀 코더(Spin Coater)를 이용하여 접착제를 스핀 코팅함으로써 기판을 본딩하여 두께 편차(Total Thickness Variation, TTV)를 최소화할 수 있는 기판 자동 본딩 장치 및 방법에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)의 제조 등에 사용되는 기판, 특히 사파이어 기판은 제조 공정상 두께가 100㎛ 정도로 얇게 연마(thinning)될 필요가 있다. 사파이어 기판(Sapphire Wafer)을 얇게 연마하기 위하여, 우선 사파이어 기판에 비하여 크기가 큰 세라믹 원판(Ceramic Plate)에 사파이어 기판을 본딩(bonding)하는 과정이 선행된다. 본딩이 완료된 사파이어 기판은 연마를 위한 별도의 장치로 이동된 후, 연마 과정이 수행된다. 사파이어 기판을 얇게 연마하기 위한 연마 과정은 통상적으로 그라인딩(grinding) 과정, 랩핑(lapping) 과정 및 폴리싱(polishing) 과정을 포함할 수 있다. 그라인딩 과정은 개별적으로 동작하는 그라인딩 장치에서 수행되며, 랩핑 과정은 개별적으로 동작하는 랩핑 장치에서 수행되며, 폴리싱 과정은 개별적으로 동작하는 폴리싱 장치에서 수행될 수 있다.
도 1은 종래의 기판을 얇게 연마하기 위하여, 기판이 세라믹 원판에 본딩된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 2는 종래의 기판을 세라믹 원판에 본딩하기 위한 기판 본딩 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
사파이어 기판을 얇게 연마하기 위하여, 기판 본딩 과정이 선행되는 바, 이는 도 2에 도시된 바와 같은 기판 본딩 장치에 의하여 수행될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같은 기판 본딩 장치는 접착제(wax) 공급부(11), 가압부(15) 및 핫플레이트(10)를 포함한다. 핫플레이트(10)의 상면에는 기판(2)이 본딩되는 세라믹 원판(1)이 놓여진다. 핫플레이트(10)는 기판(2)과 세라믹 원판(1)이 접착제(18)에 의하여 본딩될 때, 본딩 효율을 높이기 위하여 가열될 수 있다. 접착제 공급부(11)는 접착제(18)를 보관하는 접착제 보관함(12), 접착제 보관함(12)에 보관된 접착제(18)를 핫플레이트(10)에 놓인 세라믹 원판(1)에 분사하기 위한 접착제 분사 노즐(13) 및 접착제 보관함(12) 및 접착제 분사 노즐(13)을 지지하는 지지부재(14)를 포함한다. 접착제 공급부(11)는 접착제(18)를 접착제 분사 노즐(13)을 통하여 세라믹 원판(1)의 소정의 위치에 분사될 수 있도록, 좌우로 이동할 수 있는 구조를 갖는다. 가압부(15)는 기판(2)이 접착제(18)가 분사된 세라믹 원판(1)에 접촉한 상태에서 일정 시간 동안 일정 압력을 제공하여, 기판(2)이 세라믹 원판(1)에 본딩되도록 하는 가압판(16)과 가압판(16)을 지지하는 지지부재(17)를 포함한다. 가압부(15)는 기판(2)이 세라믹 원판(1)에 본딩될 수 있도록, 상하로 이동할 수 있는 구조를 갖는다.
도 2에 도시된 바와 같이 종래의 기판 본딩 장치에서 수행되는 기판 본딩 과정을 살펴보면, 먼저 세라믹 원판(1)을 핫플레이트(10)의 상면에 놓는다. 이후, 기판 본딩 장치의 접착제 공급부(11)에 의하여, 접착제 보관함(12)에 보관된 접착제(18)가 접착제 분사 노즐(13)을 통하여 세라믹 원판(1)의 소정 위치에 분사된다. 이후, 사파이어 기판(2)이 접착제(18)가 분사된 세라믹 원판(1)에 접촉된다. 기판 본딩 장치의 가압부(15)에 의하여, 기판(2)이 접착제(18)가 분사된 세라믹 원판(1)에 접촉한 상태에서 하방으로 이동한 가압판(16)이 일정 시간동안 일정 압력을 제공하여 기판(2)이 세라믹 원판(1)에 본딩되도록 한다. 종래의 기판 본딩 장치에 의하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(2)이 기판(2)에 비하여 면적이 넓은 세라믹 원판(1)의 소정 위치에 본딩될 수 있다. 기판(2)이 세라믹 원판(1)에 본딩된 상태로 별도로 위치하며, 동작하는 복수의 연마 장치를 통하여 두께를 얇게 하는 연마 과정이 수행된다.
기판(2)이 세라믹 원판(1)에 본딩된 상태를 워크피스(workpiece)라 칭한다.
종래의 기판 본딩 장치에서 수행되는 기판 본딩 과정에 있어서, 접착제 공급부(11)의 접착제 분사 노즐(13)이 접착제 보관함(12)에 보관된 접착제(18)를 핫 플레이트(10)의 상면 일측에 안착된 세라믹 원판(1)의 일측에 소정 분량만큼 분사되며, 이후 기판(2)이 로딩된 가압판(15)이 하강하여 기판(2)이 접착제(18)가 일측에 소정 분량만큼 분사된 세라믹 원판(1)에 접촉한 상태에서 가압 과정이 수행되는데, 이러한 과정에서 접착제(18)가 기판(2)과 세라믹원판(1) 사이에서 고르게 분포되지 못하는 문제점이 자주 발생한다. 이러한 문제점은 첫째 접착제(18)가 접착제 분사 노즐(13)에 의하여 분사될 때 세라믹 원판(1)의 전체면에 고르게 분사되지 않는 점과 가압 과정에서 세라믹 원판(1)과 기판(1) 사이의 접착제(18)가 불균일하게 퍼지는 점 등으로 발생하는 것으로 추측된다. 종래의 기판 본딩 과정에서 발생하는 두께 편차(Total Thickness Variation, TTV)는 후속하는 기판 연마 과정의 정밀도를 떨어뜨리는 원인이 되므로, 기판 본딩 과정에서 두께 편차를 최소화하는 방안이 요구된다.
상술한 문제점을 극복하기 위하여 본 발명의 목적은 스핀 코터를 이용하여 접착제를 균일하게 퍼지게 하여 기판을 본딩하여 워크피스의 두께 편차를 최소화할 수 있는 기판 자동 본딩 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전 공정을 자동으로 진행하여 효율적인 본딩 과정을 수행할 수 있는 기판 자동 본딩 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 일측면에 따르면, 사파이어 기판, 세라믹 원판 및 상기 사파이어 기판과 세라믹 원판이 본딩된 워크피스(workpiece)를 이동시키는 트랜스퍼 유닛(Transfer Unit)으로서, 상기 세라믹 원판을 하기 디스펜스 유닛에 포함되는 스핀 코터(Spin Coater)로 이동시켜 안착시키며, 상기 스핀 코터에서 접착제가 스핀 코팅된 세라믹 원판을 스핀 코터로부터 하기 히팅/쿨링 유닛으로 이동시켜 안착시키고, 또한 상기 사파이어 기판을 접착제가 스핀 코팅된 세라믹 원판이 안착된 히팅/쿨링 유닛으로 180° 회전하여 이동시켜 기판이 세라믹 원판에 본딩되도록 접촉시키는 플립 로봇을 포함하는 트랜스퍼 유닛(Transfer Unit); 상기 세라믹 원판의 일면에 고상의 접착제가 가열,용융됨으로써 액상으로 변환된 접착제를 스핀 코팅하는 스핀 코터(Spin Coater), 상기 접착제를 토출하는 이동 직교 로봇, 상기 이동 직교 로봇에 부착되며 고상의 접착제를 용융시켜 액상의 접착제로 바꾸는 고온 용융 디스펜싱 포인트 및 상기 이동 직교 로봇에 부착되며 액상의 접착제를 일정하게 상기 세라믹 원판의 일면에 떨어뜨리는 디스펜서를 포함하는 디스펜스 유닛(Dispense Unit); 일면에 접착제가 스핀 코팅된 세라믹 원판 및 상기 세라믹 원판 상부에 상기 사파이어 기판이 접촉된 상태로 안착되며, 본딩을 위한 공정 온도까지 승온하는 히팅/쿨링 유닛(Heating/Cooling Unit); 상기 기판의 상부면에 밀착되는 가압판 및 상기 가압판을 개재하여 압력을 가하는 프레스 실린더를 포함하며, 상기 일면에 접착제가 스핀 코팅된 세라믹 원판 및 상기 세라믹 원판 상부에 상기 기판이 접촉된 상태에서 압력을 가하는 프레스 유닛(Press Unit); 및 자동으로 사파이어 기판을 세라믹 원판에 본딩되도록 상기 트랜스퍼 유닛, 상기 디스펜스 유닛, 상기 히팅/쿨링 유닛 및 상기 프레스 유닛의 동작을 제어하는 콘트롤러;를 포함하는 스핀 코팅을 이용한 기판 본딩 장치를 제공할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 상기 히팅/쿨링 유닛은 상기 세라믹 원판 및 기판이 안착하는 히팅 플레이트 및 상기 히팅 플레이트의 하부에 구비되는 냉각 부재를 포함하되, 상기 냉각 부재를 통하여 냉각수를 순환시켜 본딩 과정에서의 공정 온도에서 본딩 완료 온도까지 강온하는 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명의 일측면에 따른 스핀 코팅을 이용한 기판 본딩 장치는 상기 기판 및 상기 세라믹 원판에 대한 얼라이닝(aligning)을 수행하는 얼라이너(Aligner)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은 상기 기판 본딩 장치를 이용하는 기판 본딩 방법으로서, 세라믹 원판을 로딩하는 단계; 상기 고온 용융 디스펜싱 포인트에 의해 고상의 접착제가 가열,용융됨으로써 액상으로 변환된 접착제를 상기 디스펜서에 의해 일정하게 상기 세라믹 원판의 일면에 떨어뜨려 상기 스핀코터에서 스핀 코팅하는 단계; 상기 플립로봇에 의해 사파이어 기판을 일면에 접착제가 스핀 코팅된 세라믹 원판의 상부에 접촉시키는 단계; 일면에 접착제가 스핀 코팅된 세라믹 원판의 상부에 사파이어 기판이 접촉된 상태에서, 가열하는 단계; 일면에 접착제가 스핀 코팅된 세라믹 원판의 상부에 사파이어 기판이 접촉된 상태에서, 가압하여 본딩하는 단계; 및 상기 사파이어 기판과 상기 세라믹 원판이 본딩된 워크피스를 언로딩하는 단계를 포함하는, 스핀 코팅을 이용한 기판 본딩 방법을 제공할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 측면에 따른 스핀 코팅을 이용한 기판 본딩 방법은 상기 세라믹 원판에 대하여 얼라이닝하는 단계 및 상기 기판에 대하여 얼라이닝하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
본 발명에 의하여, 스핀 코터를 이용하여 접착제를 균일하게 퍼지게 하여 기판을 본딩하여 워크피스의 두께 편차를 최소화할 수 있는 기판 자동 본딩 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
또한 본 발명에 의하여, 전 공정을 자동으로 진행하여 효율적인 본딩 과정을 수행할 수 있는 기판 자동 본딩 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 기판을 얇게 연마하기 위하여, 기판이 세라믹 원판에 본딩된 상태를 개략적으로 나타낸 도면.
도 2는 종래의 기판을 세라믹 원판에 본딩하기 위한 기판 본딩 장치를 개략적으로 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 본딩 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 본딩 장치의 외관을 개략적으로 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스핀 코팅을 이용한 기판 본딩 과정을 개략적으로 나타낸 순서도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 본딩 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기판 본딩 장치의 외관을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 기판 본딩 장치(100)는 EFEM(Equipment Front End Module, 110), 트랜스퍼 유닛(Transfer Unit, 120), 디스펜스 유닛(Dispense Unit, 130), 히팅/쿨링 유닛(Hitting/Cooling Unit, 140), 프레스 유닛(Press Unit, 150), 디스플레이(Display, 170) 및 콘트롤러(Controller, 160)를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 기판 본딩 장치(100)는 외부와의 통신을 위한 통신 유닛(Communicate Unit, 미도시) 등을 더 포함할 수 있다.
EFEM(110)은 2개의 기판 카세트(Wafer Cassette, 111) 및 2개의 세라믹 원판 카세트(Ceramic Plate Cassette, 113)를 포함하며, 세라믹 원판과 기판이 본딩 과정에 로딩되며, 기판이 세라믹 원판에 본딩된 워크피스를 언로딩되도록 한다. 본 발명의 바람직한 다른 실시예에서 EFEM(110)은 1개의 기판 카세트(111)와 세라믹 원판 카세트(113)를 포함할 수 있으며, 구체적인 개수의 변경은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 채택할 수 있는 사항일 것이다. EFEM(110)에 속하는 기판 카세트(111) 및 세라믹 원판 카세트(113)에는 바코드가 부착되어 피부착 대상의 정보가 인식되는 것이 바람직하다. 본 발명의 다른 실시예에서 EFEM(110)에 속하는 기판 카세트(111) 및 세라믹 원판 카세트(113)에는 피부착 대상의 정보를 저장하는 RFID 칩이 내장되어, RFID 리더에 의하여 해당 정보가 추출될 수 있다.
트랜스퍼 유닛(120)은 콘트롤러(160)의 제어에 따라서 작동되며, WTR 로봇(Wafer Transfer Robot, 121), 얼라이너(Aligner, 123), 플립 로봇(Flip Robot, 125) 등을 포함할 수 있다. WTR 로봇(121) 또는 플립 로봇(125)은 이동 대상인 세라믹 원판 또는 기판을 진공 흡착하며, 이동 대상을 흡착한 상태에서 미리 정해진 목적지로 이동한 후, 진공 흡착을 해제하여 이동 대상을 미리 정해진 목적지에 안착시키는 기능을 수행한다. 특히 플립 로봇(125)은 기판을 본딩될 세라믹 원판에 이동시킬 때, 진공 흡착된 기판을 180° 회전하여 이동시킨다. WTR 로봇(121)은 콘트롤러(160)의 제어에 의하여 EFEM(110)으로부터 기판 또는 세라믹 원판을 자동으로 로딩하거나, 기판이 세라믹 원판에 본딩된 워크피스를 자동으로 언로딩한다. 얼라이너(123)는 콘트롤러(160)의 제어에 의하여 작동되며, WTR 로봇(121)에 의하여 자동 로딩된 세라믹 원판 또는 기판에 대한 얼라이닝(Aligning)을 수행하는 부분이다. 본 발명에 따른 얼라이너(123)는 자동 로딩된 세라믹 원판 또는 기판에 대하여 센터링 얼라이닝(Centering Aligning) 또는 노치 얼라이닝(Notch Aligning)을 수행할 수 있다. 얼라이너(123)에 의하여 얼라이닝이 수행된 세라믹 원판을 콘트롤러(160)의 제어에 따라서 플립 로봇(125)이 디스펜스 유닛(130)에 포함되는 스핀 코터(Spin Coater, 131)로 이동시켜 안착시킨다. 또한 플립 로봇(125)은 콘트롤러(160)의 제어에 따라서 스핀 코터(131)에서 일면 전체가 접착제가 균일하게 스핀 코팅된 세라믹 원판을 스핀 코터(131)로부터 히팅/쿨링 유닛(140)의 히팅 플레이트(Heating Plate, 141)로 이동시켜 안착시킨다. 또한 플립 로봇(125)은 콘트롤러(160)의 제어에 따라서 얼라이너(123)에 의하여 얼라이닝이 수행된 기판을 일면 전체에 접착제가 균일하게 스핀 코팅된 세라믹 원판이 안착된 히팅/쿨링 유닛(140)으로 이동시켜 기판이 세라믹 원판에 본딩되도록 접촉시킨다.
디스펜스 유닛(130)은 콘트롤러(160)의 제어에 따라서 작동되며, 스핀 코터(Spin Coater, 131), X-Y 로봇(133) 및 디스펜서(Dispenser, 135) 등을 포함할 수 있다. 스핀 코터(131)는 콘트롤러(160)의 제어에 따라서, 트랜스퍼 유닛(120)의 플립 로봇(125)에 의하여 이동되어 안착된 세라믹 원판의 일면 전체에 접착제가 균일하게 도포되도록 스핀 코팅을 수행한다. 스핀 코터(131)에서 수행하는 스핀 코팅에 의하여, 접착제가 세라믹 원판의 일면 전체에 고르게 분포될 수 있으며, 세라믹 원판의 일면 전체에 접착제가 고르게 분포되기 때문에 가압 과정에서 세라믹 원판과 기판 사이의 접착제가 균일하게 퍼지기 때문에, 결론적으로 기판 본딩 과정에서 발생하는 두께 편차를 현저히 줄일 수 있다. X-Y 로봇(133)은 접착제를 토출하기 위한 이동 직교 로봇으로서, 콘트롤러(160)의 제어에 의하여 작동된다. 디스펜서(135)는 X-Y 로봇(133)에 부착되어 있으며, 콘트롤러(160)의 제어에 따라서 액상의 접착제를 일정하게 스핀 코터(131)에 안착된 세라믹 원판의 일면에 떨어뜨리는 기능을 수행한다. 본 발명에 따른 디스펜스 유닛(130)은 X-Y 로봇(133)에 부착되는 고온 용융 디스펜싱 포인트(Hot Melt Dispensing Point, 미도시)를 더 포함할 수 있으며, 고온 용융 디스펜싱 포인트는 고상의 접착제를 고온으로 용융시켜 액상의 접착제로 바꾸는 기능을 수행한다.
히팅/쿨링 유닛(140)은 콘트롤러(160)의 제어에 따라서 작동되며, 히팅 플레이트(141) 등을 포함할 수 있다. 히팅/쿨링 유닛(140)은 효율적인 본딩 과정을 수행하기 위하여 접착제가 스핀 코팅된 세라믹 원판이 히팅 플레이트(141)에 안착되기 전에 예열할 수 있다. 또한 히팅/쿨링 유닛(140)은 본딩 과정을 안정적으로 진행하기 위하여 접착제가 스핀 코팅된 세라믹 원판이 히팅 플레이트(141)에 안착된 상태에서 점진적으로 승온시킬 수 있다. 본 발명의 히팅/쿨링 유닛(140)은 본딩 과정에서의 공정 온도에서 본딩 완료 온도까지 강온하도록 히팅 플레이트(141)의 하부에 냉각 부재(미도시)를 더 구비하여 냉각수가 냉각 부재를 통하여 순환하도록 할 수 있다. 본딩 과정이 종료된 이후에 냉각 부재에 잔존하는 냉각수는 배출되는 것이 바람직하다.
프레스 유닛(150)은 콘트롤러(60)의 제어에 따라서 작동되며, 히팅/쿨링 유닛(140) 인근에 배치되며, 가압판(미도시) 및 프레스 실린더(Press Cylinder, 미도시) 등을 포함한다. 프레스 유닛(150)은 히팅 플레이트(141)에 안착되며, 접착제가 스핀 코팅된 세라믹 원판에 접촉된 기판에 가압판을 개재하여 프레스 실린더가 하강하여 압력을 가함으로써 기판과 세라믹 원판을 본딩하는 기능을 수행한다.
디스플레이(170)는 작업자가 공정 과정을 인식하거나, 공정 조건을 입력할 수 있도록 공정 과정에 대한 정보, 레시피 등의 공정 조건 정보 등을 표시하는 기능을 수행한다. 통신 유닛은 외부와의 통신 기능을 수행한다. 또한 본 발명의 콘트롤러(160)는 EFEM(110), 트랜스퍼 유닛(120), 디스펜스 유닛(130), 히팅/쿨링 유닛(140), 프레스 유닛(150), 디스플레이 유닛(170), 통신 유닛 등을 제어하며, 본 발명에 따른 스핀 코팅을 이용한 기판 본딩 과정을 수행한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스핀 코팅을 이용한 기판 본딩 과정을 개략적으로 나타낸 순서도이다. 도 5를 참조하면, 트랜스퍼 유닛의 WTR 로봇이 콘트롤러의 제어에 따라서 EFEM으로부터 세라믹 원판을 자동으로 로딩한다(단계 501). WTR 로봇에 의하여 자동 로딩된 세라믹 원판에 대하여 얼라이너가 콘트롤러의 제어에 따라서 얼라이닝을 수행한다(단계 503). 상기 얼라이닝은 센터링 얼라이닝 또는 노치 얼라이닝인 것이 바람직하다. 플립 로봇이 콘트롤러의 제어에 따라서 얼라이너에 의하여 얼라이닝이 수행된 세라믹 원판을 디스펜스 유닛에 포함되는 스핀 코터로 이동시켜 안착시킨다. 이후, 디스펜스 유닛에 포함되는 스핀 코터는 콘트롤러의 제어에 따라서 세라믹 원판의 일면 전체에 접착제를 균일하게 도포되도록 스핀 코팅을 수행한다(단계 505). 스핀 코터에서 수행하는 스핀 코팅에 의하여, 접착제가 세라믹 원판의 일면 전체에 고르게 분포될 수 있다. 플립 로봇은 콘트롤러의 제어에 따라서 스핀 코터에서 일면 전체에 접착제가 균일하게 스핀 코팅된 세라믹 원판을 스핀 코터로부터 히팅/쿨링 유닛의 히팅 플레이트로 이동시켜 안착시킨다(단계 507). 이때 히팅/쿨링 유닛은 콘트롤러의 제어에 따라서 효율적인 본딩 과정을 수행하기 위하여 접착제가 스핀 코팅된 세라믹 원판이 히팅 플레이트에 안착되기 전에 예열하거나, 본딩 과정을 안정적으로 진행하기 위하여 접착제가 스핀 코팅된 세라믹 원판이 히팅 플레이트에 안착된 상태에서 점진적으로 승온시켜 본딩을 위한 공정 온도까지 승온시킬 수 있다. 또한 플립 로봇은 콘트롤러의 제어에 따라서 얼라이너에 의하여 얼라이닝이 수행된 기판을 일면 전체에 접착제가 균일하게 스핀 코팅된 세라믹 원판이 안착된 히팅/쿨링 유닛의 히팅 플레이트로 이동시켜 기판이 세라믹 원판에 본딩되도록 접촉시킨다(단계 509). 이후 프레스 유닛이 콘트롤러의 제어에 따라서 가압판 및 프레스 실린더 등을 이용하여 접착제가 스핀 코팅된 세라믹 원판에 접촉된 기판에 압력을 가함으로써 기판과 세라믹 원판을 본딩한다(단계 511). 이후 히팅/쿨링 유닛이 본딩 과정에서의 공정 온도에서 본딩 완료 온도까지 강온하도록 히팅 플레이트의 하부에 구비된 냉각 부재를 통하여 냉각수를 순환시킨다. 기판과 세라믹 원판이 본딩된 워크피스가 언로딩된다(단계 513).
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 기판 본딩 장치 110 : EFEM
120 : 트랜스퍼 유닛 130 : 디스펜스 유닛
140 : 히팅/쿨링 유닛 150 : 프레스 유닛
160 : 콘트롤러 170 : 디스플레이

Claims (9)

  1. 사파이어 기판, 세라믹 원판 및 상기 사파이어 기판과 세라믹 원판이 본딩된 워크피스(workpiece)를 이동시키는 트랜스퍼 유닛(Transfer Unit)으로서, 상기 세라믹 원판을 하기 디스펜스 유닛에 포함되는 스핀 코터(Spin Coater)로 이동시켜 안착시키며, 상기 스핀 코터에서 접착제가 스핀 코팅된 세라믹 원판을 스핀 코터로부터 하기 히팅/쿨링 유닛으로 이동시켜 안착시키고, 또한 상기 사파이어 기판을 접착제가 스핀 코팅된 세라믹 원판이 안착된 히팅/쿨링 유닛으로 180° 회전하여 이동시켜 기판이 세라믹 원판에 본딩되도록 접촉시키는 플립 로봇을 포함하는 트랜스퍼 유닛(Transfer Unit);
    상기 세라믹 원판의 일면에 고상의 접착제가 가열,용융됨으로써 액상으로 변환된 접착제를 스핀 코팅하는 스핀 코터(Spin Coater), 상기 접착제를 토출하는 이동 직교 로봇, 상기 이동 직교 로봇에 부착되며 고상의 접착제를 용융시켜 액상의 접착제로 바꾸는 고온 용융 디스펜싱 포인트 및 상기 이동 직교 로봇에 부착되며 액상의 접착제를 일정하게 상기 세라믹 원판의 일면에 떨어뜨리는 디스펜서를 포함하는 디스펜스 유닛(Dispense Unit);
    일면에 접착제가 스핀 코팅된 세라믹 원판 및 상기 세라믹 원판 상부에 상기 사파이어 기판이 접촉된 상태로 안착되며, 본딩을 위한 공정 온도까지 승온하는 히팅/쿨링 유닛(Heating/Cooling Unit);
    상기 기판의 상부면에 밀착되는 가압판 및 상기 가압판을 개재하여 압력을 가하는 프레스 실린더를 포함하며, 상기 일면에 접착제가 스핀 코팅된 세라믹 원판 및 상기 세라믹 원판 상부에 상기 기판이 접촉된 상태에서 압력을 가하는 프레스 유닛(Press Unit); 및
    자동으로 사파이어 기판을 세라믹 원판에 본딩되도록 상기 트랜스퍼 유닛, 상기 디스펜스 유닛, 상기 히팅/쿨링 유닛 및 상기 프레스 유닛의 동작을 제어하는 콘트롤러;를 포함하는 스핀 코팅을 이용한 기판 본딩 장치
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 히팅/쿨링 유닛은
    상기 세라믹 원판 및 기판이 안착하는 히팅 플레이트; 및
    상기 히팅 플레이트의 하부에 구비되는 냉각 부재
    를 포함하되,
    상기 냉각 부재를 통하여 냉각수를 순환시켜 본딩 과정에서의 공정 온도에서 본딩 완료 온도까지 강온하는 것을 특징으로 하는 스핀 코팅을 이용한 기판 본딩 장치
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기판 및 상기 세라믹 원판에 대한 얼라이닝(aligning)을 수행하는 얼라이너(Aligner)
    를 더 포함하는 스핀 코팅을 이용한 기판 본딩 장치.
  7. 제1항에 기재된 기판 본딩 장치를 이용하는 기판 본딩 방법으로서,
    세라믹 원판을 로딩하는 단계;
    상기 고온 용융 디스펜싱 포인트에 의해 고상의 접착제가 가열,용융됨으로써 액상으로 변환된 접착제를 상기 디스펜서에 의해 일정하게 상기 세라믹 원판의 일면에 떨어뜨려 상기 스핀코터에서 스핀 코팅하는 단계;
    상기 플립로봇에 의해 사파이어 기판을 일면에 접착제가 스핀 코팅된 세라믹 원판의 상부에 접촉시키는 단계;
    일면에 접착제가 스핀 코팅된 세라믹 원판의 상부에 사파이어 기판이 접촉된 상태에서, 가열하는 단계;
    일면에 접착제가 스핀 코팅된 세라믹 원판의 상부에 사파이어 기판이 접촉된 상태에서, 가압하여 본딩하는 단계; 및
    상기 사파이어 기판과 상기 세라믹 원판이 본딩된 워크피스를 언로딩하는 단계를 포함하는 스핀 코팅을 이용한 기판 본딩 방법.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 세라믹 원판에 대하여 얼라이닝하는 단계; 및
    상기 사파이어 기판에 대하여 얼라이닝하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀 코팅을 이용한 기판 본딩 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006032815A (ja) * 2004-07-21 2006-02-02 Kazuo Tanabe ウエーハと支持基板の貼り合せ方法及び装置
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KR100947706B1 (ko) * 2009-08-11 2010-03-16 주식회사 엔티에스 본딩 유닛과 연마 유닛을 포함하는 기판 가공 장치

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