KR101736335B1 - 임시접합필름을 이용한 임시접합방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 임시접합필름을 이용하여 디바이스 웨이퍼와 캐리어 웨이퍼를 임시접합함으로써 박막화 및 후가공 공정중에 발생할 수 있는 디바이스 웨이퍼와 캐리어 웨이퍼의 임시접합 공정의 단순화 및 임시접합 공정의 소요시간을 단축할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있는 임시접합필름을 이용한 임시접합방법을 제공하기 위한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 임시접합필름을 이용한 임시접합방법은 절단부를 이용하여 임시접합필름을 미리 설정된 크기로 절단하는 절단단계, 이송부를 이용하여 절단된 임시접합필름과 접합 웨이퍼를 각각 임시접합용 챔버 내부로 이송하는 이송단계, 임시접합용 챔버 내부로 이송된 접합 웨이퍼를 임시접합용 챔버의 제1 로딩부에 로딩하는 제1 로딩단계, 제1 로딩부에 로딩된 접합 웨이퍼와 접합되는 임시접합필름을 임시접합용 챔버의 제2 로딩부에 로딩하는 제2 로딩단계, 정렬부를 이용하여 제1 로딩부에 로딩된 접합 웨이퍼와 제2 로딩부에 로딩된 임시접합필름의 위치를 각각 임시접합 위치로 정렬하는 정렬단계, 그리고 정렬단계에서 임시접합 위치에 정렬된 임시접합필름과 접합 웨이퍼를 미리 설정된 순서에 따라 임시접합하여 임시접합체를 형성하는 임시접합체 형성단계를 포함한다.

Description

임시접합필름을 이용한 임시접합방법{method of temporary bonding by using temporary bonding film}
본 발명은 임시접합필름을 이용한 임시접합방법에 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 임시접합제를 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, 종래에는 디바이스 웨이퍼에 캐리어 웨이퍼를 접합시킬 때 임시접합제 조성물을 디바이스 웨이퍼 또는 캐리어 웨이퍼에 도포하여 임시접합 후 경화하는 방법을 주로 이용하였다. 임시접합제 조성물을 사용하는 경우 디바이스 웨이퍼상의 범프 높이를 고려하여 일정 두께 이상으로 균등하게 도포되어야 한다. 만약, 임시접합제 조성물이 균등하게 도포되지 않는 경우 디바이스 웨이퍼와 캐리어 웨이퍼 사이에서 유격이 발생하여 디바이스 웨이퍼의 후가공 공정을 수행할 수 없다. 또한, 디바이스 웨이퍼와 캐리어 웨이퍼의 접합공정이 복잡하고, 접합공정시간이 많이 소요되었다.
본 발명의 일 실시예는 임시접합필름을 이용하여 디바이스 웨이퍼와 캐리어 웨이퍼를 임시접합함으로써 박막화 및 후가공 공정중에 발생할 수 있는 디바이스 웨이퍼와 캐리어 웨이퍼의 임시접합 공정의 단순화 및 임시접합 공정의 소요시간을 단축할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있는 임시접합필름을 이용한 임시접합방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 임시접합필름을 이용한 임시접합방법은 절단부를 이용하여 임시접합필름을 미리 설정된 크기로 절단하는 절단단계, 이송부를 이용하여 절단된 임시접합필름과 접합 웨이퍼를 각각 임시접합용 챔버 내부로 이송하는 이송단계, 임시접합용 챔버 내부로 이송된 접합 웨이퍼를 임시접합용 챔버의 제1 로딩부에 로딩하는 제1 로딩단계, 제1 로딩부에 로딩된 접합 웨이퍼와 접합되는 임시접합필름을 임시접합용 챔버의 제2 로딩부에 로딩하는 제2 로딩단계, 정렬부를 이용하여 제1 로딩부에 로딩된 접합 웨이퍼와 제2 로딩부에 로딩된 임시접합필름의 위치를 각각 임시접합 위치로 정렬하는 정렬단계, 그리고 정렬단계에서 임시접합 위치에 정렬된 임시접합필름과 접합 웨이퍼를 미리 설정된 순서에 따라 임시접합하여 임시접합체를 형성하는 임시접합체 형성단계를 포함한다.
이때, 임시접합필름은 임시접합필름의 지지체 기능을 하는 코어층, 코어층의 일면에 형성되어 접합 웨이퍼의 일면과 접합되는 제1 접합층, 그리고 코어층의 타면에 형성되어 접합 웨이퍼의 타면과 접합되는 제2 접합층을 포함할 수 있다. 그리고 접합 웨이퍼는 임시접합필름의 제1 접합층에 접합되는 디바이스 웨이퍼, 그리고 임시접합필름의 제2 접합층에 접합되는 캐리어 웨이퍼를 포함할 수 있다. 여기서, 디바이스 웨이퍼는 임시접합필름이 접합되는 접합 영역과 미리 설정된 크기의 비접합 영역을 포함하며, 비접합 영역에는 미리 설정된 크기의 트리밍 홈이 미리 설정된 폭과 깊이를 갖고 접합 영역의 외곽을 따라 가공된 상태에서 임시접합용 챔버의 제1 로딩부에 로딩될 수 있다. 제1 접합층과 제2 접합층은 접합력이 서로 다르게 할 수 있다. 그리고 제1 접합층과 제2 접합층은 접합층의 두께가 서로 다르게 할 수 있다.
절단단계는 절단기를 이용하여 임시접합필름을 원형으로 절단하는 단계, 그리고 절단기를 지지하며, 다공성으로 형성된 평판 형태의 흡착 플레이트를 이용하여 절단된 임시접합필름을 흡착하는 단계를 포함할 수 있다. 그리고 절단단계에서, 임시접합필름은 접합 영역의 크기보다 작거나 같게 절단될 수 있다.
임시접합체 형성단계는 제1 로딩부에 캐리어 웨이퍼를 로딩하고, 제2 로딩부에 임시접합필름을 로딩하여 임시접합필름의 제2 접합층과 캐리어 웨이퍼가 서로 대면하도록 로딩하는 단계, 정렬부를 이용하여 제2 접합층과 캐리어 웨이퍼의 위치를 각각 임시접합 위치로 정렬하는 단계, 제2 접합층과 캐리어 웨이퍼가 각각 임시접합 위치로 정렬된 상태이면, 제2 접합층에 접합된 제2 보호필름을 제거하는 단계, 제2 접합층과 캐리어 웨이퍼를 임시접합하는 단계, 제2 접합층과 캐리어 웨이퍼가 임시접합된 상태에서 제2 로딩부에 캐리어 웨이퍼를 로딩하는 단계, 제1 로딩부에 디바이스 웨이퍼를 로딩하여 임시접합필름의 제1 접합층과 디바이스 웨이퍼가 서로 대면하도록 로딩하는 단계, 정렬부를 이용하여 제1 접합층과 디바이스 웨이퍼의 위치를 각각 임시접합 위치로 정렬하는 단계, 제1 접합층과 디바이스 웨이퍼가 각각 임시접합 위치로 정렬된 상태이면, 제1 접합층에 접합된 제1 보호필름을 제거하는 단계, 그리고 제1 접합층과 디바이스 웨이퍼를 임시접합하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 임시접합체 형성단계는 임시접합용 챔버의 내부 압력이 진공 감압된 상태에서 임시접합체를 형성할 수 있다.
이송단계는 절단부와 임시접합용 챔버의 사이에 배치되는 이송용 로봇의 핸드부로 흡착 플레이트에 흡착된 임시접합필름을 로딩하여 임시접합용 챔버의 내부로 이송할 수 있다.
정렬단계는 임시접합용 챔버의 내측에 구비되는 촬영부를 이용하여 제1 로딩부에 로딩된 접합 웨이퍼와 제2 로딩부에 로딩된 임시접합필름의 위치를 각각 촬영하는 촬영단계, 임시접합용 챔버의 일측에 구비되는 임시접합위치 검출부를 이용하여 촬영부로부터 촬영된 임시접합필름과 접합 웨이퍼의 위치를 각각 분석하여 임시접합위치를 검출하는 임시접합위치 검출단계, 그리고 임시접합위치 검출부를 통해 검출된 임시접합 위치와 미리 설정된 임시접합 위치를 비교하여 임시접합필름과 접합 웨이퍼의 임시접합 위치를 정렬하는 임시접합위치 정렬단계를 포함할 수 있다.
조성물 타입의 접합제에 비해 디바이스 웨이퍼의 박막화 및 후가공 공정 중에 발생할 수 있는 디바이스 웨이퍼와 캐리어 웨이퍼 사이의 유격이나 벗겨짐을 방지할 수 있다.
또한, 디바이스 웨이퍼와 캐리어 웨이퍼 사이의 임시접합 공정을 단순화할 수 있고, 임시접합 공정의 소요시간을 단축할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 접합층의 두께와 접합력을 다르게 형성함으로써 캐리어 웨이퍼의 제거시 디바이스 웨이퍼에 전달되는 영향을 감소시켜 보다 용이하게 분리할 수 있으므로 박막화된 디바이스 웨이퍼의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 임시접합필름을 이용한 임시접합방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 임시접합필름을 절단하여 임시접합용 챔버 내부로 이송하는 단계를 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 형성된 임시접합체에서 디바이스 웨이퍼에 형성된 트리밍 홈과 적층된 임시접합필름의 관계를 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 임시접합필름을 이용한 임시접합방법의 흐름도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 임시접합필름을 절단하여 임시접합용 챔버(200) 내부로 이송하는 단계를 도시한 흐름도이다. 그리고 도 3은 본 발명의 실시예에 따라 형성된 임시접합체에서 디바이스 웨이퍼(110)에 형성된 트리밍 홈(112)과 적층된 임시접합필름의 관계를 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 임시접합필름(100)은 코어층(104), 제1 접합층(102), 제2 접합층(106)을 포함한다. 접합 웨이퍼는 임시접합필름(100)의 제1 접합층(102)에 접합되는 디바이스 웨이퍼(110), 그리고 임시접합필름(100)의 제2 접합층(106)에 접합되는 캐리어 웨이퍼(120)를 포함한다.
도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 임시접합필름을 이용한 임시접합방법을 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 임시접합필름을 이용한 임시접합방법은 절단단계(S10), 이송단계(S12), 로딩단계(S14), 정렬단계(S16), 임시접합체 형성단계(S18)를 포함하며, 임시접합필름(100)을 사용하여 디바이스 웨이퍼(110)와 캐리어 웨이퍼(120)를 임시접합한다. 본 발명의 실시예는 임시접합필름(100)을 이용하여 디바이스 웨이퍼(110)와 캐리어 웨이퍼(120)를 임시접합함으로써 제조시간을 단축시키고 임시접합공정을 단순화 할 수 있다.
먼저, 절단단계(S10)는 절단부(30, 32)를 이용하여 이송롤러(20)의 구동에 따라 이송되는 임시접합필름(10)을 미리 설정된 크기로 절단하는 단계이다. 절단단계(S10)에서, 임시접합필름(10)은 디바이스 웨이퍼(110)의 직경보다 작게 절단된다. 즉, 임시접합필름(10)은 디바이스 웨이퍼(110)에 형성된 접합 영역의 크기보다 작거나 같게 절단될 수 있다. 여기서, 접합 영역은 디바이스 웨이퍼(110)와 절단된 임시접합필름(100)이 접합되는 영역을 말한다. 그리고 임시접합필름(100)은 코어층(104) 양면에 제1 접합층(102)과 제2 접합층(106)을 각각 형성한다. 임시접합필름(100)은 디바이스 웨이퍼(110)의 박막화 공정 및 후가공 공정에서 디바이스 웨이퍼(110)에 가해지는 열적, 기계적 응력에서 디바이스 웨이퍼(110)를 보호하고, 공정 중의 이송 등 공정의 진행을 보다 원활하게 하기 위해 캐리어 웨이퍼(120)를 디바이스 웨이퍼(110)에 임시로 부착하는데 사용된다.
이송단계(S12)는 이송부를 이용하여 절단된 임시접합필름(100)과 접합 웨이퍼를 각각 임시접합용 챔버(200) 내부로 이송하는 단계이다.
로딩단계(S14)는 제1 로딩단계와 제2 로딩단계를 포함한다. 먼저, 제1 로딩단계는 임시접합용 챔버(200) 내부로 이송된 접합 웨이퍼를 임시접합용 챔버(200)의 제1 로딩부(210)에 로딩하는 단계이다. 제2 로딩단계는 제1 로딩부(210)에 로딩된 접합 웨이퍼와 접합되는 임시접합필름(100)을 임시접합용 챔버(200)의 제2 로딩부(220)에 로딩하는 단계이다. 제1 로딩단계와 제2 로딩단계의 로딩 순서는 제한이 없으며, 어느 것을 먼저 로딩할 수 있다. 또한, 제1 로딩단계와 제2 로딩단계를 동시에 실시할 수도 있다.
정렬단계(S16)는 정렬부를 이용하여 제1 로딩부(210)에 로딩된 접합 웨이퍼와 제2 로딩부(220)에 로딩된 임시접합필름(100)의 위치를 각각 임시접합 위치로 정렬하는 단계이다. 디바이스 웨이퍼(110) 보다 작은 크기의 임시접합필름(100)을 적층(lamination)하기 위해서는 정확한 임시접합 위치로 정렬(align)하는 공정이 필요하다. 임시접합필름(100)은 절단 후 디바이스 웨이퍼(110)와 캐리어 웨이퍼(120)의 사이에 적층된다. 임시접합필름(100)은 미리 설정된 크기로 절단된 후 디바이스 웨이퍼(110)와 캐리어 웨이퍼(120)의 사이에 적층된다. 임시접합필름(100)은 디바이스 웨이퍼(110)의 크기보다 작게 절단할 수 있다. 임시접합필름(100)을 미리 절단하여 디바이스 웨이퍼(110)와 캐리어 웨이퍼(120)를 임시접착함으로써 높은 생산량(throughput)과 균일한 절단 크기(cutting size)를 얻을 수 있다. 다만, 임시접합필름(100)의 절단시 진동이 발생될 수 있다. 그리고 임시접합필름(100)의 디바이스 웨이퍼(110)와 캐리어 웨이퍼(120)의 사이에 정확하게 임시접합하기 위해 라미네이션 정렬(Lamination align) 기능이 필요할 수 있다. 정렬공정에서는 비젼(vision)을 이용한 정렬방법이 적합하다.
정렬단계(S16)는 임시접합용 챔버(200)의 내측에 구비되는 촬영부(300)를 이용하여 제1 로딩부(210)에 로딩된 접합 웨이퍼와 제2 로딩부(220)에 로딩된 임시접합필름(100)의 위치를 각각 촬영한다. 이어서, 임시접합용 챔버(200)의 일측에 구비되는 임시접합위치 검출부를 이용하여 촬영부(300)로부터 촬영된 임시접합필름(100)과 접합 웨이퍼의 위치를 각각 분석하여 임시접합위치를 검출한다. 그리고 정렬 제어부는 임시접합위치 검출부를 통해 검출된 임시접합 위치와 미리 설정된 임시접합 위치를 비교하여 임시접합필름(100)과 접합 웨이퍼의 임시접합 위치를 정렬하는 정렬 제어신호를 발생한다. 그러면, 정렬 구동부(230)는 정렬 제어부로부터 공급되는 정렬 제어신호의 입력에 따라 구동되어 제2 로딩부(220)를 해당되는 정렬위치로 이동시킨다. 정렬 구동부(230)는 제2 로딩부(220)의 위치를 x축, y축, 세타(theta)축으로 위치 변경이 가능하도록 정렬시키는 UVW 스테이지를 포함할 수 있다.
임시접합체 형성단계(S18)는 정렬단계(S16)에서 임시접합 위치에 정렬된 임시접합필름(100)과 접합 웨이퍼를 미리 설정된 순서에 따라 임시접합하여 임시접합체를 형성하는 단계이다. 먼저, 임시접합필름(100)에 포함된 제2 접합층(106)과 캐리어 웨이퍼(120)가 서로 대면하도록 접합한다. 이어서, 캐리어 웨이퍼(120)에 접합된 임시접합필름(100)의 제1 접합층(102)과 디바이스 웨이퍼(110)가 서로 대면하도록 접합한다. 여기서, 디바이스 웨이퍼(110)와 캐리어 웨이퍼(120)를 임시접합필름(100)에 접합 시키는 순서는 다르게 할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 따른 임시접합필름(100)에 포함된 제1 접합층(102)과 디바이스 웨이퍼(110)가 서로 대면하도록 접합한다. 그리고 임시접합필름(100)에 포함된 제2 접합층(106)과 캐리어 웨이퍼(120)가 서로 대면하도록 접합하여 임시접합체를 형성할 수 있다. 상기한 바와 같이 디바이스 웨이퍼(110)와 캐리어 웨이퍼(120)에 각각 접합하는 제1 접합층(102)과 제2 접합층(106) 중 어느 한 층을 먼저 접합하고 나머지 한 층을 나중에 접합시킬 수 있다. 또한, 디바이스 웨이퍼(110)와 캐리어 웨이퍼(120)를 임시접합필름(100)에 동시에 접합시킬 수도 있다. 임시접합체 형성공정은 기포에 의한 디바이스 웨이퍼(110)의 불량을 사전에 방지하기 위해 임시접합용 챔버(200)의 내부 압력이 진공 감압 분위기에서 임시접합체를 형성하는 것이 바람직하다.
도 2를 참조하여 임시접합필름(10)을 미리 설정된 크기로 절단하고 임시접합용 챔버(200) 내부로 이송하여 제2 로딩부(220)에 로딩하는 과정을 설명한다.
먼저, 임시접합필름(10)이 절단단계로 이송된다(S20). 이송된 임시접합필름(10)은 지지부(40)상에 지지된 상태로 유지된다. 이어서, 절단부(30, 32)를 형성하는 절단기를 이용하여 임시접합필름(10)을 미리 설정된 크기의 원형으로 절단한다(S22). 절단기(32)는 끝이 뾰족한 형상의 커팅 나이프(cutting knife) 또는 펀치(Punch)를 포함할 수 있다. 그리고 절단기가 결합되어 지지되며 다공성으로 형성된 평판 형태의 흡착 플레이트(30)를 이용하여 절단된 임시접합필름(100)을 흡착한다(S24). 예를 들어, 흡착 플레이트(30)에 고정된 절단기(32)를 이용하여 임시접합필름(100)을 절단할 수 있다. 그리고 임시접합필름(100)은 레이저(Laser)를 이용하여 절단할 수도 있다.
이어서, 흡착된 임시접합필름(100)을 이송한다. 절단부(30, 32)와 임시접합용 챔버(200)의 사이에 배치되는 이송용 로봇의 핸드부(400)로 흡착 플레이트(30)에 흡착된 임시접합필름(100)을 로딩하여 임시접합용 챔버(200)의 내부로 이송할 수 있다. 이때, 이송용 로봇의 핸드부(400)에는 다공성으로 형성된 흡착부를 형성할 수 있다. 흡착 플레이트(30)에 흡착 압력이 계속 유지되면 흡착 플레이트(30)에 흡착된 임시접합필름(100)은 흡착 플레이트(30)에 로딩된 상태를 유지한다. 이러한 상태에서 이송용 로봇의 핸드부(400)가 흡착 플레이트(30)의 하부에 위치되면 흡착 플레이트(30)의 흡착 압력을 해제한다. 그리고 이송용 로봇의 핸드부(400)에 흡착 압력을 유지한다. 따라서, 흡착 플레이트(30)에 흡착된 임시접합필름(100)은 이송용 로봇의 핸드부(400)에 다시 흡착되게 된다(S26). 이어서 이송용 로봇은 임시접합필름(100)이 흡착된 핸드부(400)를 임시접합용 챔버(200)의 내부로 이송한다(S28). 이러한 상태에서 이송용 로봇의 핸드부(400)가 제2 로딩부(220)의 하부에 위치되면 핸드부(400)의 흡착 압력을 해제한다. 그리고 제2 로딩부(220)에 흡착 압력을 유지한다. 따라서, 이송용 로봇의 핸드부(400)에 흡착된 임시접합필름(100)은 제2 로딩부(220)에 다시 흡착되게 된다(S30). 이러한 과정을 통해 절단된 임시접합필름(100)은 임시접합용 챔버(200) 내부로 이송되어 제2 로딩부(220)에 로딩된다. 참고로, 제1 로딩부(210)와 제2 로딩부(220)는 다공성(porous)으로 형성된 평판 형태의 흡착부를 포함할 수 있다. 흡착부의 다공성 평판은 별도로 구비되는 흡착기구와 연결되어 임시접합필름(100) 또는 해당되는 접합 웨이퍼를 진공 흡착시킬 수 있다. 따라서, 다공성의 흡착부를 통해 얇게 형성된 임시접합필름(100) 또는 접합 웨이퍼를 진공 흡착하여 견고하게 고정된 상태를 유지할 수 있다.
도 3을 참조하면, 임시접합필름(100)에 포함되는 코어층(104)의 일면과 타면에는 제1 접합층(102)과 제2 접합층(106)이 형성된다. 코어층(104)에 제1 접합층(102)과 제2 접합층(106)의 형성 순서는 제한이 없으며, 어느 것을 먼저 형성할 수 있다. 또한, 코어층(104)에 제1 접합층(102)과 제2 접합층(106)을 동시에 형성할 수도 있다.
코어층(104)은 임시접합필름(100)의 지지체 기능을 한다. 코어층(104)의 두께는 박막화 및 후가공 공정의 고온과 화학적 환경에서 지지체 기능을 할 수 있도록 형성될 수 있다. 코어층(104)은 디바이스 웨이퍼(110)의 박막화 및 후가공 공정 중에 다양한 고온의 물리적 환경 또는 화학물질에 의한 화학적 환경에서 물성과 형상의 변화가 없는 소재의 필름으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 코어층(104)은 내열성 및 내화학성을 갖는 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN ; Polyethylene Naphthalate)등의 재료에서 선택된 어느 하나 이상의 필름을 사용할 수 있다.
제1 접합층(102)은 코어층(104)의 일면에 형성되어 접합 웨이퍼의 일면과 접합된다. 제2 접합층(106)은 코어층(104)의 타면에 형성되어 접합 웨이퍼의 타면과 접합된다. 제1 접합층(102)에는 제1 보호필름을 부착하며, 제2 접합층(106)에는 제2 보호필름을 부착하여 임시접합필름(100)이 이물질로부터 보호되는 구조를 가질 수 있다. 제1 보호필름과 제2 보호필름은 임시접합체 형성단계(S18)에서 제거될 수 있다.
예를 들어, 임시접합체 형성단계(S18)는 먼저, 제1 로딩부(210)에 캐리어 웨이퍼(120)를 로딩하고, 제2 로딩부(220)에 임시접합필름(100)을 로딩하여 임시접합필름(100)에 포함된 제2 접합층(106)과 캐리어 웨이퍼(120)가 서로 대면하도록 로딩한다. 이때, 정렬부를 이용하여 임시접합필름(100)의 제2 접합층(106)과 캐리어 웨이퍼(120)의 위치를 각각 임시접합 위치로 정렬한다. 임시접합필름(100)의 제2 접합층(106)과 캐리어 웨이퍼(120)가 서로 대면한 상태에서 각각 임시접합 위치로 정렬된 상태이면, 제2 접합층(106)에 접합된 제2 보호필름을 제거한다. 이어서, 제2 접합층(106)과 캐리어 웨이퍼(120)를 임시접합한다. 그리고 제2 접합층(106)과 캐리어 웨이퍼(120)가 임시접합된 상태에서 제2 로딩부(220)에 캐리어 웨이퍼(120)를 로딩한다. 그리고 제1 로딩부(210)에 디바이스 웨이퍼(110)를 로딩한다. 그러면, 임시접합필름(100)의 제1 접합층(102)과 디바이스 웨이퍼(110)가 서로 대면한 상태로 된다. 이때, 정렬부를 이용하여 임시접합필름(100)의 제1 접합층(102)과 디바이스 웨이퍼(110)의 위치를 각각 임시접합 위치로 정렬한다. 임시접합필름(100)의 제1 접합층(102)과 디바이스 웨이퍼(110)가 서로 대면한 상태에서 각각 임시접합 위치로 정렬된 상태이면, 제1 접합층(102)에 접합된 제1 보호필름을 제거한다. 이어서, 제1 접합층(102)과 디바이스 웨이퍼(110)를 임시접합한다. 그러면, 임시접합필름(100)은 디바이스 웨이퍼(110)와 캐리어 웨이퍼(120)의 사이에 접합된다.
한편, 제1 접합층(102)과 제2 접합층(106)은 접합력이 서로 다르게 할 수 있다. 그리고 제1 접합층(102)과 제2 접합층(106)은 접합층의 두께가 서로 다르게 할 수 있다. 본 발명에 따른 임시접합필름(100)은 제1 접합층(102)의 두께가 제2 접합층(106)의 두께보다 더 두껍게 형성할 수 있다. 그리고 제1 접합층(102)의 접합력은 제2 접합층(106)의 접합력보다 더 강하게 형성할 수 있다. 제1 접합층(102)은 디바이스 웨이퍼(110)와 대면하는 층이다. 제1 접합층(102)의 두께와 접합력은 디바이스 웨이퍼(110)와 임시접합필름(100) 간의 밀착력과 부착력 및 박막화와 후가공 공정 이후에 임시접합필름(100)의 분리성을 모두 고려해야 한다. 예를 들어, 제1 접합층(102)의 두께와 접합력은 디바이스 웨이퍼(110)와 임시접합필름(100) 사이에 공극이 존재하거나, 부착력 저하의 문제를 고려해야 한다. 그리고 임시접합필름(100)으로부터 디바이스 웨이퍼(110)를 분리할 때 분리가 용이해야 한다.
제2 접합층(106)은 캐리어 웨이퍼(120)와 대면하여 접합되는 층이다. 제2 접합층(106)은 캐리어 웨이퍼(120)가 후가공 공정 이후 용이하게 분리될 수 있을 정도의 두께와 접합력을 가질 수 있다.
임시접합필름(100)은 3개의 층으로 형성되는 것을 설명하였지만, 전체적으로 적절한 두께로 형성될 수 있다. 예를 들어, 임시접합필름은 코어층(104)없이 1개의 접합층으로만 형성될 수도 있다. 또한, 임시접합필름은 2개의 접합층을 적층하여 형성할 수도 있다. 임시접합필름(100)은 슬릿 코팅(Slit coating)과 같은 방법으로 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에서와 같이 임시접합필름(100)을 사용하는 경우 글루(Glue) 형태의 스핀 코팅보다 균일한 두께 형성과 100um 이상의 두꺼운 두께를 형성할 수 있다. 그리고 임시접합필름(100)은 솔벤트(Solvent) 제거 공정을 사용하지 않기 때문에 임시접합과 관련된 전체공정 시간이 단축되는 효과도 있다.
한편, 디바이스 웨이퍼(110)는 임시접합필름(100)이 접합되는 접합 영역과 미리 설정된 크기의 비접합 영역을 포함한다. 그리고 디바이스 웨이퍼(110)의 비접합 영역에는 미리 설정된 크기의 트리밍 홈(112)이 미리 설정된 폭과 깊이를 갖고 접합 영역의 외곽을 따라 가공된다. 참고로, 외곽으로부터 약 500um 이격된 거리(w2)에 트리밍 홈(112)을 가공할 수 있다. 트리밍 홈(112)의 폭(w1)은 약 200um, 높이(h)는 약 100um로 가공할 수 있다. 디바이스 웨이퍼(110)는 엣지 부분에 미리 트리밍 홈(112)이 가공된 상태에서 임시접합용 챔버(200)의 제1 로딩부(210)에 로딩될 수 있다.
임시접합 공정은 디바이스 웨이퍼(110)를 백그라인딩을 통해 얇게 하기 위함이다. 따라서, 백그라인딩 공정 중 디바이스 웨이퍼(110)의 엣지 부분에서 칩핑(chipping)현상을 방지하기 위해 디바이스 웨이퍼(110)의 엣지 부분에 트리밍(trimming) 홈을 가공한다. 트리밍 홈(112)은 디바이스 웨이퍼(110)의 백그라인딩 공정 중 제거될 수 있다.
만약, 트리밍 홈(112)이 가공된 디바이스 웨이퍼(110)의 엣지 부위에 임시접합필름(100)이 덮이게 되면 백그라인딩 공정 후 디바이스 웨이퍼(110) 외곽으로 임시접합필름(100)이 돌출된다. 돌출된 임시접합필름(100)은 백그라인딩 공정에서 오염 및 감지 센서 오류의 원인으로 작용할 수 있다. 따라서, 임시접합필름(100)은 디바이스 웨이퍼(110)의 접합 영역의 크기보다 작거나 같게 절단한다. 임시접합필름(100)의 직경(diameter)은 디바이스 웨이퍼(110)의 직경보다 작게 절단하는 것이 바람직하다.
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.
30 ; 흡착 플레이트 32 ; 절단기
100 ; 임시접합필름 102 ; 제1 접합층
104 ; 코어층 106 ; 제2 접합층
110 ; 디바이스 웨이퍼 112 ; 트리밍 홈
120 ; 캐리어 웨이퍼 200 ; 임시접합용 챔버
210 ; 제1 로딩부 220 ; 제2 로딩부
230 ; 정렬 구동부 300 ; 촬영부
400 ; 핸드부

Claims (12)

  1. 절단부를 이용하여 임시접합필름을 미리 설정된 크기로 절단하는 절단단계,
    이송부를 이용하여 상기 절단된 임시접합필름과 접합 웨이퍼를 각각 임시접합용 챔버 내부로 이송하는 이송단계,
    상기 임시접합용 챔버 내부로 이송된 상기 접합 웨이퍼를 상기 임시접합용 챔버의 제1 로딩부에 로딩하는 제1 로딩단계,
    상기 제1 로딩부에 로딩된 상기 접합 웨이퍼와 접합되는 상기 임시접합필름을 상기 임시접합용 챔버의 제2 로딩부에 로딩하는 제2 로딩단계,
    정렬부를 이용하여 상기 제1 로딩부에 로딩된 상기 접합 웨이퍼와 상기 제2 로딩부에 로딩된 상기 임시접합필름의 위치를 각각 임시접합 위치로 정렬하는 정렬단계, 그리고
    상기 정렬단계에서 임시접합 위치에 정렬된 상기 임시접합필름과 상기 접합 웨이퍼를 미리 설정된 순서에 따라 임시접합하여 임시접합체를 형성하는 임시접합체 형성단계
    를 포함하며,
    상기 정렬단계는
    상기 임시접합용 챔버의 내측에 구비되는 촬영부를 이용하여 상기 제1 로딩부에 로딩된 상기 접합 웨이퍼와 상기 제2 로딩부에 로딩된 상기 임시접합필름의 위치를 각각 촬영하는 촬영단계,
    상기 임시접합용 챔버의 일측에 구비되는 임시접합위치 검출부를 이용하여 상기 촬영부로부터 촬영된 상기 임시접합필름과 상기 접합 웨이퍼의 위치를 각각 분석하여 임시접합위치를 검출하는 임시접합위치 검출단계, 그리고
    상기 임시접합위치 검출부를 통해 검출된 임시접합 위치와 미리 설정된 임시접합 위치를 비교하여 상기 임시접합필름과 상기 접합 웨이퍼의 임시접합 위치를 정렬하는 임시접합위치 정렬단계를 포함하고,
    상기 임시접합필름의 크기는 상기 접합웨이퍼의 크기보다 작은 크기로 절단되며, 상기 절단된 임시접합필름을 상기 접합웨이퍼에 보다 정확한 임시접합위치로 정렬하여 적층하기 위해서 상기 제2 로딩부의 위치를 x축, y축, 세타(theta)축으로 위치 변경이 가능하도록 정렬시키는 임시접합필름을 이용한 임시접합방법.
  2. 제1항에서,
    상기 임시접합필름은
    상기 임시접합필름의 지지체 기능을 하는 코어층,
    상기 코어층의 일면에 형성되어 상기 접합 웨이퍼의 일면과 접합되는 제1 접합층, 그리고
    상기 코어층의 타면에 형성되어 상기 접합 웨이퍼의 타면과 접합되는 제2 접합층
    을 포함하는 임시접합필름을 이용한 임시접합방법.
  3. 제2항에서,
    상기 접합 웨이퍼는
    상기 임시접합필름의 상기 제1 접합층에 접합되는 디바이스 웨이퍼, 그리고
    상기 임시접합필름의 상기 제2 접합층에 접합되는 캐리어 웨이퍼를 포함하는 임시접합필름을 이용한 임시접합방법.
  4. 제3항에서,
    상기 디바이스 웨이퍼는
    상기 임시접합필름이 접합되는 접합 영역과 미리 설정된 크기의 비접합 영역을 포함하며, 상기 비접합 영역에는 미리 설정된 크기의 트리밍 홈이 미리 설정된 폭과 깊이를 갖고 상기 접합 영역의 외곽을 따라 가공된 상태에서 상기 임시접합용 챔버의 제2 로딩부에 로딩되는 임시접합필름을 이용한 임시접합방법.
  5. 제3항에서,
    상기 제1 접합층과 상기 제2 접합층은 접합력이 서로 다른 임시접합필름을 이용한 임시접합방법.
  6. 제3항에서,
    상기 제1 접합층과 상기 제2 접합층은 접합층의 두께가 서로 다른 임시접합필름을 이용한 임시접합방법.
  7. 제4항에서,
    상기 절단단계는
    절단기를 이용하여 상기 임시접합필름을 원형으로 절단하는 단계, 그리고
    상기 절단기를 지지하며, 다공성으로 형성된 평판 형태의 흡착 플레이트를 이용하여 상기 절단된 임시접합필름을 흡착하는 단계를 포함하는 임시접합필름을 이용한 임시접합방법.
  8. 제7항에서,
    상기 절단단계에서, 상기 임시접합필름은 상기 접합 영역의 크기보다 작거나 같게 절단되는 임시접합필름을 이용한 임시접합방법.
  9. 제8항에서,
    상기 임시접합체 형성단계는
    상기 제1 로딩부에 상기 캐리어 웨이퍼를 로딩하고, 상기 제2 로딩부에 상기 임시접합필름을 로딩하여 상기 임시접합필름의 제2 접합층과 상기 캐리어 웨이퍼가 서로 대면하도록 로딩하는 단계,
    상기 정렬부를 이용하여 상기 제2 접합층과 상기 캐리어 웨이퍼의 위치를 각각 임시접합 위치로 정렬하는 단계,
    상기 제2 접합층과 상기 캐리어 웨이퍼가 각각 임시접합 위치로 정렬된 상태이면, 상기 제2 접합층에 접합된 제2 보호필름을 제거하는 단계,
    상기 제2 접합층과 상기 캐리어 웨이퍼를 임시접합하는 단계,
    상기 제2 접합층과 상기 캐리어 웨이퍼가 임시접합된 상태에서 상기 제2 로딩부에 상기 캐리어 웨이퍼를 로딩하는 단계,
    상기 제1 로딩부에 상기 디바이스 웨이퍼를 로딩하여 상기 임시접합필름의 상기 제1 접합층과 상기 디바이스 웨이퍼가 서로 대면하도록 로딩하는 단계,
    상기 정렬부를 이용하여 상기 제1 접합층과 상기 디바이스 웨이퍼의 위치를 각각 임시접합 위치로 정렬하는 단계,
    상기 제1 접합층과 상기 디바이스 웨이퍼가 각각 임시접합 위치로 정렬된 상태이면, 상기 제1 접합층에 접합된 제1 보호필름을 제거하는 단계, 그리고
    상기 제1 접합층과 상기 디바이스 웨이퍼를 임시접합하는 단계
    를 포함하는 임시접합필름을 이용한 임시접합방법.
  10. 제9항에서,
    상기 임시접합체 형성단계는 상기 임시접합용 챔버의 내부 압력이 진공 감압된 상태에서 임시접합체를 형성하는 임시접합필름을 이용한 임시접합방법.
  11. 제7항에서,
    상기 이송단계는 상기 절단부와 상기 임시접합용 챔버의 사이에 배치되는 이송용 로봇의 핸드부로 상기 흡착 플레이트에 흡착된 임시접합필름을 로딩하여 상기 임시접합용 챔버의 내부로 이송하는 임시접합필름을 이용한 임시접합방법.
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