KR101731537B1 - 임시 접합 웨이퍼 디본딩장치 및 방법 - Google Patents

임시 접합 웨이퍼 디본딩장치 및 방법

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KR101731537B1 KR1020150133291A KR20150133291A KR101731537B1 KR 101731537 B1 KR101731537 B1 KR 101731537B1 KR 1020150133291 A KR1020150133291 A KR 1020150133291A KR 20150133291 A KR20150133291 A KR 20150133291A KR 101731537 B1 KR101731537 B1 KR 101731537B1
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Abstract

본 발명의 실시예는 한 개의 모듈에서 임시 접합된 캐리어 웨이퍼와 디바이스 웨이퍼의 임시 접합층에 분리 개시홈을 형성 후 바로 디본딩을 실시하여 정확하고 신속하게 임시 접합된 웨이퍼들을 분리시키며 디바이스 웨이퍼의 불량을 감소시켜 디본딩 공정 시간을 절감시킬 수 있는 임시 접합 웨이퍼 디본딩장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 임시 접합 웨이퍼 디본딩장치는 적어도 한 개의 임시 접합층을 사이에 두고 캐리어 웨이퍼와 디바이스 웨이퍼가 접합된 웨이퍼 접합체를 지지하는 지지부, 지지부의 일측에 구비되어 임시 접합층의 분리 위치를 검출하는 분리 위치 검출부, 분리 위치 검출부와 미리 설정된 각도를 갖고 지지부의 주변에 구비되며, 검출된 임시 접합층의 분리 위치에 절단기의 일단을 삽입하여 임시 접합층에 분리 개시홈을 형성하는 제1 디본딩부, 그리고 지지부의 상측에 구비되며, 임시 접합층에 형성된 분리 개시홈을 기준으로 캐리어 웨이퍼를 미리 설정된 분리 각도로 경사지게 들어올려 웨이퍼 접합체로부터 캐리어 웨이퍼를 분리시키는 제2 디본딩부를 포함한다.

Description

임시 접합 웨이퍼 디본딩장치 및 방법{TEMPORARY BONDED WAFER DEBONDING APPARATUS AND THEREOF METHOD}
본 발명은 임시 접합 웨이퍼 디본딩장치 및 방법에 관한 것이다.
스마트 기기가 점점 얇아지고 용량과 성능이 높아짐에 따라 반도체 웨이퍼 생산 기술에서 반도체 셀(Cell)의 미세화 공정을 통한 얇은 칩(Thinned chip)이 요구되고 있다. 이러한 이유로 지름 300mm의 웨이퍼에 집적회로가 있는 전면부의 두께 30um 정도를 남겨 두고 웨이퍼의 후면부를 백그라인딩(back grinding)하여 얇은 칩으로 가공한다. 그런데, 300mm 웨이퍼를 30um의 두께로 가공하면 휘어질 수 있기 때문에 백그라인딩을 한 다음 후가공 공정을 안전하게 수행하기 어렵다. 따라서, 얇아진 웨이퍼를 처리하는 방법으로 디바이스 웨이퍼의 앞면에 임시 접합제를 코팅하여 더미 웨이퍼(Dummy Wafer)를 접합한 후 후가공 공정을 하고 있다. 여기서 사용되는 더미 웨이퍼는 디바이스 웨이퍼를 지지하고 운반하는 기능을 하며 캐리어 웨이퍼라고도 한다. 이와 같이 디바이스 웨이퍼를 캐리어 웨이퍼에 임시 본딩(temporary bonding)하여 반도체 공정을 수행한 후 캐리어 웨이퍼를 디바이스 웨이퍼로부터 분리하는 디본딩(debonding) 공정을 하였다.
그런데 종래의 디본딩 공정시 임시 접합제에 가해진 열이 디바이스 웨이퍼까지 전도되어서 디바이스 웨이퍼의 불량률을 높이고 있다. 또한, 캐리어 웨이퍼를 분리하는 과정에서 디바이스 웨이퍼에 물리적인 충격이 가해져서 디바이스 웨이퍼의 불량률을 높이고 있다.
본 발명의 실시예는 한 개의 모듈에서 임시 접합된 캐리어 웨이퍼와 디바이스 웨이퍼의 임시 접합층에 분리 개시홈을 형성 후 바로 디본딩을 실시하여 정확하고 신속하게 임시 접합된 웨이퍼들을 분리시키며 디바이스 웨이퍼의 불량을 감소시켜 디본딩 공정 시간을 절감시킬 수 있는 임시 접합 웨이퍼 디본딩장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 임시 접합 웨이퍼 디본딩장치는 적어도 한 개의 임시 접합층을 사이에 두고 캐리어 웨이퍼와 디바이스 웨이퍼가 접합된 웨이퍼 접합체를 지지하는 지지부, 지지부의 일측에 구비되어 임시 접합층의 분리 위치를 검출하는 분리 위치 검출부, 분리 위치 검출부와 미리 설정된 각도를 갖고 지지부의 주변에 구비되며, 검출된 임시 접합층의 분리 위치에 절단기의 일단을 삽입하여 임시 접합층에 분리 개시홈을 형성하는 제1 디본딩부, 그리고 지지부의 상측에 구비되며, 임시 접합층에 형성된 분리 개시홈을 기준으로 캐리어 웨이퍼를 미리 설정된 분리 각도로 경사지게 들어올려 웨이퍼 접합체로부터 캐리어 웨이퍼를 분리시키는 제2 디본딩부를 포함한다.
제1 디본딩부는 임시 접합층의 분리 위치에 대응되도록 절단기의 일단을 임시 접합층의 분리 위치로 이동시키는 위치 조절부를 더 포함할 수 있다. 이때, 위치 조절부는 절단기의 일단을 웨이퍼 접합체와 수평한 방향으로 이동시키는 제1 위치 조절부, 그리고 절단기의 일단을 웨이퍼 접합체의 높이방향으로 이동시키는 제2 위치 조절부를 포함할 수 있다.
한편, 절단기에 결합되며, 절단기의 높이방향 이동시 발생되는 압력을 검출하는 압력 검출부를 더 포함하며 미리 설정된 기준압력 이하의 범위에서 제2 위치 조절부의 높이 방향 이동을 반복 제어할 수 있으며, 지지부는 웨이퍼 접합체의 하부에 위치된 디바이스 웨이퍼를 흡착하는 제1 흡착부를 더 포함할 수 있다.
제2 디본딩부는 웨이퍼 접합체의 상부에 위치된 캐리어 웨이퍼를 흡착하는 제2 흡착부, 제2 흡착부를 지지하는 흡착 가이드부, 그리고 복수의 링크를 구비하며, 적어도 어느 하나의 링크가 흡착 가이드부에 결합되어 제2 흡착부를 분리 각도로 경사지게 들어올리는 각도 조절부를 더 포함할 수 있다. 이때, 각도 조절부는 서로 각도를 갖고 이격된 제1 결합구멍과 제2 결합구멍을 가지며, 가이드 프레임을 따라 수직방향으로 이동되는 슬라이딩 가이드, 일단이 제1 결합구멍에 힌지 결합되며, 타단이 구동부의 로드에 연결되는 제1 링크부, 일단이 제2 결합구멍에 힌지 결합되며, 타단이 길이방향으로 형성되는 제2 링크부, 그리고 흡착 가이드부와 결합되며, 일단이 제1 링크의 중심부에 결합되고, 타단이 제2 링크의 타단과 결합되는 제3 링크부를 포함할 수 있다.
임시 접합층은 1층 구조, 2층 구조, 또는 3층 구조일 수 있다.
한편, 절단기는 미리 설정된 주파수에서 진동하여 임시 접합층에 분리 개시홈을 형성하는 초음파 나이프로 형성할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 임시 접합 웨이퍼 디본딩방법은 적어도 한 개의 임시 접합층을 사이에 두고 캐리어 웨이퍼와 디바이스 웨이퍼가 접합된 웨이퍼 접합체를 지지부로 지지하는 단계, 임시 접합층의 분리 위치를 검출하는 분리 위치 검출단계, 임시 접합층의 분리 위치에 절단기의 일단을 삽입하여 임시 접합층에 분리 개시홈을 형성하는 제1 디본딩 단계, 그리고 임시 접합층에 형성된 분리 개시홈을 기준으로 캐리어 웨이퍼를 분리 각도로 경사지게 들어올려 웨이퍼 접합체로부터 캐리어 웨이퍼를 분리시키는 제2 디본딩 단계를 포함할 수 있다. 이때, 임시 접합층의 분리 위치에 대응되도록 절단기의 일단을 임시 접합층의 분리 위치로 이동시키는 위치 조절단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예는 캐리어 웨이퍼와 디바이스 웨이퍼를 접합한 임시 접합층으로부터 디바이스 웨이퍼를 신속하고 용이하게 분리하여 디바이스 웨이퍼의 생산 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 임시 접합 웨이퍼 디본딩장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 분리 위치 검출부와 제1 디본딩부의 배치관계를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 분리 위치 검출부와 웨이퍼 접합체 및 절단기의 배치관계를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 접합체의 임시 접합층에 절단기가 삽입되는 제1 디본딩 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제2 디본딩 과정을 도시한 도면이다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 임시 접합 웨이퍼 디본딩장치를 도시한 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 분리 위치 검출부(200)와 제1 디본딩부(100)의 배치관계를 나타낸 도면이다. 도 2를 참조하면, 분리 위치 검출부(200)는 임시 접합층(26)에 수평방향으로 삽입되는 절단기(110)를 포함한 제1 디본딩부(100)와 수직방향에 배치될 수 있다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 분리 위치 검출부(200)와 웨이퍼 접합체(20) 및 절단기(110)의 배치관계를 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 접합체(20)의 임시 접합층(26)에 절단기(110)가 삽입되는 제1 디본딩 상태를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 임시 접합 웨이퍼 디본딩장치(10)는 지지부(30), 분리 위치 검출부(200), 제1 디본딩부(100), 제2 디본딩부(300)를 포함한다.
지지부(30)는 본체의 상면(12)에 구비되어 웨이퍼 접합체(20)를 지지한다. 여기서, 웨이퍼 접합체(20)는 적어도 한 개의 임시 접합층(26)을 사이에 두고 캐리어 웨이퍼(22)와 디바이스 웨이퍼(24)가 접합된다. 웨이퍼 접합체(20)의 하부인 디바이스 웨이퍼(24)에는 다이싱 테이프(28)가 접착될 수 있다. 웨이퍼 접합체(24)의 디바이스 웨이퍼(24)에 다이싱 테이프(28)를 붙이고 웨이퍼 프레임인 링에 부착한 상태에서 디본딩 공정을 수행할 수 있다. 한편, 임시 접합층(26)은 필요에 따라 1층 구조, 2층 구조, 또는 3층 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 임시 접합층(26)은 접착제층만 포함하는 1층 구조일 수 있으며, 또는 접착제층과 이형제층을 포함하는 2층 구조일 수 있으며, 접착제층, 보호층, 그리고 이형제층을 포함하는 3층 구조일 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 임시 접합 웨이퍼 디본딩장치(10)는 지지부(30)를 상승 및 하강시키는 승강 구동부를 더 포함할 수 있다. 승강 구동부는 실질적으로 웨이퍼 접합체(20)를 상승 및 하강시키는 기능을 하며, 통상적인 디본딩 장치에 적용되는 승강 구동부와 동일한 구성으로 적용될 수 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.
한편, 지지부(30)는 웨이퍼 접합체(20)의 하부에 위치된 디바이스 웨이퍼(24)를 흡착하는 제1 흡착부를 더 포함할 수 있다. 제1 흡착부는 다공성(porous)으로 형성된 평판 형태로 형성될 수 있다. 제1 흡착부의 다공성 평판은 별도로 구비되는 흡착기구와 연결되어 웨이퍼 접합체(20)를 진공 흡착시킬 수 있다. 따라서, 다공성의 제1 흡착부를 통해 얇게 형성된 디바이스 웨이퍼(24)를 진공 흡착하여 견고하게 고정된 상태를 유지함으로써 디바이스 웨이퍼(24)의 크랙을 방지할 수 있으며, 보다 안정된 상태로 디본딩을 실시할 수 있다.
분리 위치 검출부(200)는 지지부(30)의 일측에 구비되어 임시 접합층(26)의 분리 위치를 검출한다. 도 2를 참조하면, 분리 위치 검출부(200)는 임시 접합층(26)에 수평방향으로 삽입되는 절단기(110)를 포함한 제1 디본딩부(100)와 수직방향에 배치될 수 있다. 분리 위치 검출부(200)는 임시 접합층(26)의 분리 위치를 검출하며, 임시 접합층(26)의 분리 위치에 근접되는 제1 디본딩부(100)의 절단기(110)의 위치도 검출할 수 있다. 따라서, 분리 위치 검출부(200)를 통해 검출된 임시 접합층(26)의 분리 위치와 절단기(110)의 위치를 이용하여 제1 디본딩부(100)의 절단기(110)를 임시 접합층(26)의 분리 위치로 용이하게 안내할 수 있다. 한편, 분리 위치 검출부(200)는 촬영부(210), 제1 분리위치 조절부(220), 제2 분리위치 조절부(230)를 포함할 수 있다. 촬영부(210)는 임시 접합층(26)의 분리 위치와 절단기(110)의 단부에 대한 상대 위치를 촬영한다. 촬영부(210)는 CCD 카메라나 CMOS 카메라 등의 카메라를 포함할 수 있다. 분리 위치 검출부(200)는 촬영부(210)를 통해 촬영된 영상을 처리하는 영상 처리부를 더 포함할 수 있다. 영상 처리부는 제어부와 메모리를 포함하는 컴퓨터로 형성할 수 있다. 영상 처리부는 촬영부(210)로부터 입력되는 영상 신호를 처리하여 절단기(110)의 단부와 임시 접합층(26)의 분리 위치에 대한 상대 위치를 검출한다. 영상 처리 방법은 미분 필터를 사용하는 방법으로 구현할 수 있으며, 화소의 명도가 급격하게 변화하는 위치를 검출하여 절단기(110)의 단부 위치 및 임시 접합층(26)의 분리 위치를 검출할 수 있다.
제1 분리위치 조절부(220)는 촬영부(210)의 일단을 웨이퍼 접합체(20)와 수평한 방향으로 이동시킨다. 제1 분리위치 조절부(220)는 본체의 상면(12)에 대하여 촬영부(210)를 수평 방향으로 이동시키는 수평 구동 리니어 모터를 포함한다. 제2 분리위치 조절부(230)는 촬영부(210)의 일단을 웨이퍼 접합체(20)의 높이방향으로 이동시킨다. 제2 분리위치 조절부(230)는 본체의 상면(12)에 대하여 촬영부(210)를 수직 방향으로 이동시키는 수직 구동 리니어 모터를 포함한다.
제1 디본딩부(100)는 분리 위치 검출부(200)와 미리 설정된 각도를 갖고 지지부(30)의 주변에 구비된다. 도 2를 참조하면, 제1 디본딩부(100)는 지지부(30)의 주변에서 분리 위치 검출부(200)와 수직방향에 배치될 수 있다. 제1 디본딩부(100)는 검출된 임시 접합층(26)의 분리 위치에 절단기(110)의 일단을 삽입하여 임시 접합층(26)에 분리 개시홈(26a)을 형성한다. 제1 디본딩부(100)는 임시 접합층(26)의 분리 위치에 대응되도록 절단기(110)의 일단을 임시 접합층(26)의 분리 위치로 이동시키는 위치 조절부(120, 130)를 더 포함한다. 위치 조절부(120, 130)는 제1 위치 조절부(120)와 제2 위치 조절부(130)를 포함할 수 있다.
제1 위치 조절부(120)는 절단기(110)의 일단을 웨이퍼 접합체(20)와 수평한 방향으로 이동시킨다. 제1 위치 조절부(120)는 본체의 상면(12)에 대하여 절단기(110)를 수평 방향으로 이동시키는 수평 구동 리니어 모터를 포함한다. 제2 위치 조절부(130)는 절단기(110)의 일단을 웨이퍼 접합체(20)의 높이방향으로 이동시킨다. 제2 위치 조절부(130)는 본체의 상면(12)에 대하여 절단기(110)를 수직 방향으로 이동시키는 수직 구동 리니어 모터를 포함한다.
절단기(110)는 평판형상으로 넓게 형성되며, 임시 접합층(26)에 삽입되는 길이에 따라 형상을 변경할 수 있다. 예를 들어, 절단기(110)는 도 4에 도시한 바와 같이 상면(112)이 평면이고 하면(114)이 경사지게 형성될 수 있다. 즉, 절단기(110)는 임시 접합층(26)과 접하는 일단으로 갈수록 두께가 얇아지는 형태로 형성될 수 있다. 절단기(110)의 일단은 일정한 폭을 갖고 20㎛~30㎛ 정도의 두께와 200㎛ 정도의 길이로 형성될 수 있다. 한편, 절단기(110)는 초음파 나이프로 형성될 수 있다. 초음파 나이프는 임시 접합층(26)에 분리 개시홈(26a)을 형성하기 위한 미리 설정된 주파수에서 진동하는 나이프이다. 초음파 나이프는 임시 접합층(26)과 접촉하는 하나 이상의 절단 표면을 갖는 블레이드를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 절단기(110)는 하나 이상의 초음파 변환기를 포함할 수 있다. 초음파 변환기는 초음파 나이프의 초음파 진동이 조절되도록 초음파 나이프에 연결될 수 있다. 또한, 절단기(110)는 초음파 나이프의 진동을 조절하기 위한 진동 제어부를 더 포함할 수 있다. 진동 제어부는 초음파 나이프의 진동 진폭, 진동 주파수, 진동 지속기간, 진동 개시, 또는 진동 중단 등의 제어동작을 수행하여 절단 단계를 위한 초음파 진동을 개시하거나 증가시킬 수 있다.
제1 디본딩부(100)는 절단기(110)에 결합되며, 절단기(110)의 높이방향 이동시 발생되는 압력을 검출하는 압력 검출부(140)를 더 포함할 수 있다. 압력 검출부(140)는 로드 셀(load cell)을 포함할 수 있다. 압력 검출부(140)에서 임시 접합층(26)으로부터 캐리어 웨이퍼(22)가 분리되는 힘을 실시간으로 측정하여 제어함으로써 디본딩 불량을 방지할 수 있다. 예를 들어, 캐리어 웨이퍼(22)와 디바이스 웨이퍼(24)가 임시 접합층(26)으로 결합된 상태에서 디본딩 분리력이 기준압력에 도달되면 임시 접합층(26)으로부터 캐리어 웨이퍼(22)의 접합이 분리되기 시작한다. 즉, 캐리어 웨이퍼(22)와 디바이스 웨이퍼(24)가 임시 접합층(26)으로 결합된 상태에서 디본딩 분리력이 가해지면 압력 검출부(140)에서 검출되는 디본딩 분리압력이 증가하며 실질적으로 디본딩이 이루어지는 압력구간인 기준압력에 도달된다. 여기서, 기준압력은 임시 접합층(26)의 구조 또는 소재에 따라 다르게 설정될 수 있다. 또한, 기준압력은 웨이퍼 접합체(20)의 전체적인 형상에 대응하여 다르게 설정될 수도 있다.
한편, 임시 접합층(26)의 접착력이 너무 높거나 분리 개시홈(26a)이 충분하지 않은 상태에서 디본딩 분리력을 계속 가하게 되는 경우 디본딩 불량이 발생할 수 있다. 따라서, 압력 검출부(140)에서 검출되는 디본딩 분리압력이 미리 설정된 기준압력에 도달되면 제어부는 제2 위치 조절부(130)의 높이 방향 이동을 제한하고, 제1 위치 조절부(120)의 수평 방향 이동을 제어하여 분리 개시홈(26a)을 더 형성함으로써 디본딩 분리력이 기준압력을 초과하지 않도록 제어할 수 있다. 따라서, 디본딩 분리력을 감소시킬 수 있으며, 기준압력 이하의 범위에서 제2 위치 조절부(130)의 높이 방향 이동을 반복 제어함으로써 디본딩 불량을 방지할 수 있다.
제2 디본딩부(300)는 임시 접합층(26)에 형성된 분리 개시홈(26a)을 기준으로 캐리어 웨이퍼(22)를 미리 설정된 분리 각도로 경사지게 들어올려 웨이퍼 접합체(20)로부터 캐리어 웨이퍼(22)를 분리시킨다. 여기서, 미리 설정된 분리 각도는 웨이퍼 접합체(20)로부터 캐리어 웨이퍼(22)가 용이하게 분리될 수 있는 각도를 말한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제2 디본딩 과정을 도시한 도면이다. 도 1 내지 도 5를 참조하면, 제2 디본딩부(300)는 제2 흡착부(370), 흡착 가이드부(380), 각도 조절부를 포함한다.
제2 흡착부(370)는 웨이퍼 접합체(20)의 상부에 위치된 캐리어 웨이퍼(22)를 흡착한다. 흡착 가이드부(380)는 제2 흡착부(370)를 지지하는 프레임 기능을 한다. 각도 조절부는 복수의 링크를 구비하며, 적어도 어느 하나의 링크가 흡착 가이드부(380)에 결합되어 제2 흡착부(370)를 분리 각도로 경사지게 들어올린다.
각도 조절부는 슬라이딩 가이드(320), 제1 링크부(330), 제2 링크부(340), 제3 링크부(350)를 포함한다. 슬라이딩 가이드(320)는 서로 각도를 갖고 이격된 제1 결합구멍과 제2 결합구멍을 가지며, 가이드 프레임(310)을 따라 수직방향으로 이동된다. 제1 링크부(330)는 일단이 제1 결합구멍에 힌지 결합되며, 타단이 구동부(360)의 로드(362)에 연결된다. 제2 링크부(340)는 일단이 제2 결합구멍에 힌지 결합되며, 타단이 길이방향으로 형성된다. 제3 링크부(350)는 흡착 가이드부(380)와 결합되며, 일단이 제1 링크의 중심부에 결합되고, 타단이 제2 링크의 타단과 결합된다.
도 5의 a)를 참조하면, 제2 흡착부(370)가 흡착 가이드부(380)가 결합되고, 흡착 가이드부(380)는 수직한 방향으로 유지된 상태를 나타낸다. 이와 같은 상태에서 구동부(360)의 구동으로 로드(362)가 이동하게 되면 제1 링크의 일단이 연동되어 왼쪽 방향으로 이동된다. 도 5의 b)를 참조하면, 제3 링크는 제1 링크의 움직임에 연동되어 왼쪽 방향으로 이동되며, 제3 링크에 결합된 흡착 가이드부(380)도 움직이게 된다. 즉, 구동부(360)의 구동에 따라 복수의 링크가 연동되며, 제3 링크에 결합된 흡착 가이드부(380)는 수직한 상태에서 각도를 갖고 경사진 상태로 움직이게 된다. 따라서, 제2 흡착부(370)에 부착된 캐리어 웨이퍼(22)는 분리 개시홈(26a)을 기준으로 다른 방향으로 진행하면서 웨이퍼 접합체(20)로부터 분리될 수 있다. 도 5의 c)를 참조하면, 슬라이딩 가이드(320)는 가이드 프레임(310)을 따라 수직방향으로 이동된다. 이때 흡착 가이드부(380)는 수직한 상태에서 각도를 갖고 기울어진 상태를 유지하며 상부 방향으로 움직이게 된다. 따라서, 제2 흡착부(370)에 부착된 캐리어 웨이퍼(22)는 웨이퍼 접합체(20)로부터 완전하게 분리된다.
도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 임시 접합 웨이퍼 디본딩방법을 설명한다.
먼저, 적어도 한 개의 임시 접합층(26)을 사이에 두고 캐리어 웨이퍼(22)와 디바이스 웨이퍼(24)가 접합된 웨이퍼 접합체(20)를 이동수단을 이용해 지지부(30)에 안착시킨다. 지지부(30)에 안착된 웨이퍼 접합체(20)는 제1 흡착부를 통해 흡착 고정되어 안정된 상태로 유지된다.
이어서, 분리 위치 검출부(200)를 구동하여 임시 접합층(26)의 분리 위치를 검출한다. 임시 접합층(26)의 분리 위치가 검출된 상태이면 위치 조절부(120, 130)를 구동하여 임시 접합층(26)의 분리 위치에 절단기(110)의 일단을 삽입하여 임시 접합층(26)에 분리 개시홈(26a)을 형성하는 제1 디본딩 단계를 진행한다. 제1 디본딩 단계에서 임시 접합층(26)의 분리 위치에 대응되도록 절단기(110)의 일단을 임시 접합층(26)의 분리 위치로 이동시키는 위치 조절단계를 수행한다.
제1 디본딩 단계는 웨이퍼 접합체(20) 사이에 형성된 임시 접합층(26)에 분리 개시홈(26a)을 형성시키는 단계이다. 제1 디본딩 단계에서 임시 접합층(26)의 일부에 절단기(110)의 단부를 삽입하여 일정한 깊이의 분리 개시홈(26a)을 형성시킨다. 여기서 절단기(110)의 단부를 삽입하여 분리 개시홈(26a)을 형성시 웨이퍼 접합체(20)의 측면과 수평한 방향으로 이동시켜 삽입하고 이어서 높이 방향으로 들어 올리는 과정을 반복하여 분리 개시홈(26a)을 형성시킬 수 있다. 임시 접합층(26)의 두께를 50㎛~70㎛로 가정하면 절단기(110)의 단부가 임시 접합층(26)에 삽입되어 형성되는 분리 개시홈(26a)의 깊이(X방향)는 1mm~2mm, 절단기(110)의 단부가 임시 접합층(26)에 삽입되어 캐리어 웨이퍼(22)를 들어올리는 높이(Z방향)는 1mm~1.5mm로 설정할 수 있다. 여기서, 절단기(110)의 단부가 임시 접합층(26)에 삽입되어 캐리어 웨이퍼(22)를 들어올리는 높이는 1.5mm를 초과하면 캐리어 웨이퍼(22)가 손상될 수 있다. 한편, 절단기(110)의 단부가 임시 접합층(26)에 삽입되어 캐리어 웨이퍼(22)를 들어올리는 높이가 1mm 미만이면 캐리어 웨이퍼(22)의 분리가 곤란할 수 있다.
상기한 바와 같이 제1 디본딩 단계에서 분리 개시홈(26a)이 형성되면, 임시 접합층(26)에 형성된 분리 개시홈(26a)을 기준으로 캐리어 웨이퍼(22)를 분리 각도로 경사지게 들어올려 웨이퍼 접합체(20)로부터 캐리어 웨이퍼(22)를 분리시키는 제2 디본딩 단계를 수행한다. 제2 디본딩 단계에서는 분리 개시홈(26a)을 기준으로 캐리어 웨이퍼(22)의 분리력을 자연스럽게 다른 방향으로 유도할 수 있어 캐리어 웨이퍼(22)의 분리 시점에서의 분리력을 감소시키며 분리할 수 있다. 따라서, 제2 디본딩 단계에서는 각도 조절부만을 이용하여 제2 흡착부(370)의 각도를 조절하여 캐리어 웨이퍼(22)를 분리할 수 있다. 즉, 임시 접합층(26)에 분리 개시홈(26a)이 형성된 상태에서 분리 개시홈(26a)을 기준으로 캐리어 웨이퍼(22)를 경사지게 들어 올리기 때문에 캐리어 웨이퍼(22)의 분리력이 자연스럽게 다른 방향으로 전달되어 웨이퍼 접합체(20)로부터 캐리어 웨이퍼(22)의 분리가 쉽게 이루어질 수 있다. 또한, 제2 디본딩 단계에서 각도 조절부의 각도 조절과 흡착 가이드부(380)의 수직 이동을 병행하면서 캐리어 웨이퍼(22)를 분리되도록 할 수도 있다. 이와 같이 분리 개시홈(26a)이 형성된 상태에서 캐리어 웨이퍼(22)를 경사지게 들어 올리며 분리하는 동작과 캐리어 웨이퍼(22) 전체를 들어 올리는 동작을 동시에 진행함으로써 웨이퍼 접합체(20)로부터 캐리어 웨이퍼(22)의 분리를 더 용이하게 할 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 여기에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 다양하게 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이것도 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
20 ; 웨이퍼 접합체 22 ; 캐리어 웨이퍼
24 ; 디바이스 웨이퍼 26 ; 임시 접합층
26a ; 분리 개시홈 30 ; 지지부
100 ; 제1 디본딩부 110 ; 절단기
120 ; 제1 위치 조절부 130 ; 제2 위치 조절부
140 ; 압력 검출부 200 ; 분리 위치 검출부
210 ; 촬영부 220 ; 제1 분리위치 조절부
230 ; 제2 분리위치 조절부 300 ; 제2 디본딩부
310 ; 가이드 프레임 320 ; 슬라이딩 가이드
330 ; 제1 링크부 340 ; 제2 링크부
350 ; 제3 링크부 360 ; 구동부

Claims (9)

  1. 적어도 한 개의 임시 접합층을 사이에 두고 캐리어 웨이퍼와 디바이스 웨이퍼가 접합된 웨이퍼 접합체를 지지하는 지지부,
    상기 지지부의 일측에 구비되어 상기 임시 접합층의 분리 위치를 검출하는 분리 위치 검출부,
    상기 분리 위치 검출부와 미리 설정된 각도를 갖고 상기 지지부의 주변에 구비되며, 상기 검출된 임시 접합층의 분리 위치에 절단기의 일단을 삽입하여 상기 임시 접합층에 분리 개시홈을 형성하는 제1 디본딩부, 그리고
    상기 지지부의 상측에 구비되며, 상기 임시 접합층에 형성된 분리 개시홈을 기준으로 상기 캐리어 웨이퍼를 미리 설정된 분리 각도로 경사지게 들어올려 상기 웨이퍼 접합체로부터 상기 캐리어 웨이퍼를 분리시키는 제2 디본딩부
    를 포함하며,
    상기 지지부는 상기 웨이퍼 접합체의 하부에 위치된 상기 디바이스 웨이퍼를 흡착하는 제1 흡착부를 더 포함하고,
    상기 제2 디본딩부는
    상기 웨이퍼 접합체의 상부에 위치된 상기 캐리어 웨이퍼를 흡착하는 제2 흡착부,
    상기 제2 흡착부를 지지하는 흡착 가이드부, 그리고
    복수의 링크를 구비하며, 적어도 어느 하나의 링크가 상기 흡착 가이드부에 결합되어 상기 제2 흡착부를 분리 각도로 경사지게 들어올리는 각도 조절부를 더 포함하며,
    상기 각도 조절부의 각도 조절과 상기 흡착 가이드부의 이동을 병행하면서 상기 웨이퍼 접합체로부터 상기 캐리어 웨이퍼를 분리시키는 임시 접합 웨이퍼 디본딩장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제1 디본딩부는
    상기 임시 접합층의 분리 위치에 대응되도록 상기 절단기의 일단을 상기 임시 접합층의 분리 위치로 이동시키는 위치 조절부를 더 포함하는 임시 접합 웨이퍼 디본딩장치.
  3. 제2항에서,
    상기 위치 조절부는
    상기 절단기의 일단을 상기 웨이퍼 접합체와 수평한 방향으로 이동시키는 제1 위치 조절부, 그리고
    상기 절단기의 일단을 상기 웨이퍼 접합체의 높이방향으로 이동시키는 제2 위치 조절부
    를 포함하는 임시 접합 웨이퍼 디본딩장치.
  4. 제3항에서,
    상기 절단기에 결합되며, 상기 절단기의 높이방향 이동시 발생되는 압력을 검출하는 압력 검출부를 더 포함하며, 미리 설정된 기준압력 이하의 범위에서 상기 제2 위치 조절부의 높이 방향 이동을 반복 제어하는 임시 접합 웨이퍼 디본딩장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에서,
    상기 각도 조절부는
    서로 각도를 갖고 이격된 제1 결합구멍과 제2 결합구멍을 가지며, 가이드 프레임을 따라 수직방향으로 이동되는 슬라이딩 가이드,
    일단이 상기 제1 결합구멍에 힌지 결합되며, 타단이 구동부의 로드에 연결되는 제1 링크부,
    일단이 상기 제2 결합구멍에 힌지 결합되며, 타단이 길이방향으로 형성되는 제2 링크부, 그리고
    상기 흡착 가이드부와 결합되며, 일단이 상기 제1 링크의 중심부에 결합되고, 타단이 상기 제2 링크의 타단과 결합되는 제3 링크부
    를 포함하는 임시 접합 웨이퍼 디본딩장치.
  8. 제1항에서,
    상기 절단기는 미리 설정된 주파수에서 진동하여 상기 임시 접합층에 분리 개시홈을 형성하는 초음파 나이프인 임시 접합 웨이퍼 디본딩장치.
  9. 적어도 한 개의 임시 접합층을 사이에 두고 캐리어 웨이퍼와 디바이스 웨이퍼가 접합된 웨이퍼 접합체를 지지부로 지지하는 단계,
    상기 임시 접합층의 분리 위치를 검출하는 분리 위치 검출단계,
    상기 임시 접합층의 분리 위치에 대응되도록 절단기의 일단을 상기 임시 접합층의 분리 위치로 이동시키는 위치 조절단계,
    상기 임시 접합층의 분리 위치에 상기 절단기의 일단을 삽입하여 상기 임시 접합층에 분리 개시홈을 형성하는 제1 디본딩 단계, 그리고
    상기 임시 접합층에 형성된 분리 개시홈을 기준으로 상기 캐리어 웨이퍼를 분리 각도로 경사지게 들어올려 상기 웨이퍼 접합체로부터 상기 캐리어 웨이퍼를 분리시키는 제2 디본딩 단계
    를 포함하며,
    상기 제2 디본딩 단계는 상기 웨이퍼 접합체의 하부에 위치된 상기 디바이스 웨이퍼를 제1 흡착부로 흡착하고,
    상기 웨이퍼 접합체의 상부에 위치된 상기 캐리어 웨이퍼를 흡착 가이드부에 지지되는 제2 흡착부로 흡착한 상태에서 복수의 링크를 구비하고 적어도 어느 하나의 링크가 상기 흡착 가이드부에 결합되는 각도 조절부로 상기 제2 흡착부를 분리 각도로 경사지게 들어올리며, 상기 각도 조절부의 각도 조절과 상기 흡착 가이드부의 이동을 병행하면서 상기 웨이퍼 접합체로부터 상기 캐리어 웨이퍼를 분리시키는 임시 접합 웨이퍼 디본딩방법.
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