KR101917841B1 - 임시접합장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예는 임시접합용 챔버 내에서 임시접합되는 임시접합부재들의 정렬된 임시접합위치를 임시접합용 챔버 내부의 진공형성시에도 계속 유지함으로써 임시접합 공정의 정렬 불량을 감소시키고 임시접합 공정의 전체 소요시간을 단축할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있는 임시접합장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 임시접합장치는 임시접합 공간을 형성하는 임시접합용 챔버, 임시접합용 챔버 내부에 구비되어 임시접합용 챔버 내부로 이송된 제1 임시접합부재를 로딩하는 제1 로딩부, 임시접합용 챔버 내부에서 제1 로딩부와 대면되는 위치에 구비되어 임시접합용 챔버 내부로 이송된 제2 임시접합부재를 로딩하는 제2 로딩부, 그리고 제1 로딩부와 제2 로딩부 사이에서 임시접합용 챔버의 높이방향으로 구비되며, 제2 임시접합부재를 임시로딩하는 제3 로딩부를 포함한다.

Description

임시접합장치 및 방법{APPARATUS OF TEMPORARY BONDING AND THEREOF METHOD}
본 발명은 임시접합장치 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 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.
한편, 임시접합제 조성물을 대체하여 임시접합필름을 사용할 수 있다. 그런데, 임시접합용 챔버 내부의 진공도와 임시접합필름을 흡착하는 진공척의 진공도가 평형이 이루어 질 때 임시접합필름을 흡착하는 진공척의 흡착력이 상쇄되어 임시접합필름의 위치가 변하게 된다. 결과적으로 임시접합필름과 임시접합되는 디바이스 웨이퍼 또는 캐리어 웨이퍼의 중심이 변하게 되어 다음 공정에서 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 실시예는 임시접합용 챔버 내에서 임시접합되는 임시접합부재들의 정렬된 임시접합위치를 임시접합용 챔버 내부의 진공형성시에도 계속 유지함으로써 임시접합 공정의 정렬 불량을 감소시키고 임시접합 공정의 전체 소요시간을 단축할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있는 임시접합장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 임시접합장치는 임시접합 공간을 형성하는 임시접합용 챔버, 임시접합용 챔버 내부에 구비되어 임시접합용 챔버 내부로 이송된 제1 임시접합부재를 로딩하는 제1 로딩부, 임시접합용 챔버 내부에서 제1 로딩부와 대면되는 위치에 구비되어 임시접합용 챔버 내부로 이송된 제2 임시접합부재를 로딩하는 제2 로딩부, 그리고 제1 로딩부와 제2 로딩부 사이에서 임시접합용 챔버의 높이방향으로 구비되며, 제2 임시접합부재를 임시로딩하는 제3 로딩부를 포함한다.
여기서, 제3 로딩부는 임시접합용 챔버 내부에서 제1 로딩부의 일측에 형성되며, 길이방향으로 형성되는 일단에서 임시접합용 챔버의 중심방향으로 형성되어 제2 임시접합부재의 일측을 임시로딩하는 제1 서포트부를 갖는 제1 서포트 로드, 임시접합용 챔버 외부에서 제1 서포트 로드의 타단이 결합되는 위치에 구비되어 제1 서포트 로드의 움직임을 제어하는 제1 서포트 구동 엑추에이터, 임시접합용 챔버 내부에서 제1 서포트 로드에 대향되는 제1 로딩부의 타측에 형성되며, 길이방향으로 형성되는 일단에서 임시접합용 챔버의 중심방향으로 형성되어 제2 임시접합부재의 타측을 임시로딩하는 제2 서포트부를 갖는 제2 서포트 로드, 그리고 임시접합용 챔버 외부에서 제1 서포트 구동부에 대향되는 위치에 구비되어 제2 서포트 로드의 타단이 결합되며, 제2 서포트 로드의 움직임을 제어하는 제2 서포트 구동 엑추에이터를 포함할 수 있다.
제3 로딩부에 임시로딩된 제2 임시접합부재의 일측이 제1 임시접합부재에 접한 상태에서 제2 임시접합부재의 일측을 제2 임시접합부재에서 제1 임시접합부재 방향으로 임시가압하여 제1 임시접합부재와 제2 임시접합부재의 일측이 임시접합된 상태를 유지하는 임시가압부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 임시가압부는 임시접합용 챔버 내부에서 제2 로딩부의 일측에 형성되며, 길이방향으로 형성되는 일단에서 임시접합용 챔버의 중심방향으로 형성되는 일단에 제2 임시접합부재의 일측과 접하는 임시가압부재를 갖는 임시가압로드, 그리고 임시접합용 챔버 외부에서 임시가압로드의 타단이 결합되는 위치에 구비되어 임시가압로드의 움직임을 제어하는 임시 가압 구동 엑추에이터를 포함할 수 있다. 이때, 임시가압부재는 적어도 제2 임시접합부재와 접하는 부분이 라운드형상을 갖고 형성될 수 있다.
한편, 제1 로딩부의 하부에 결합되어 제1 로딩부를 제2 로딩부에 근접 및 이격되도록 제어하는 구동 엑추에이터를 더 포함할 수 있다. 이러한 경우, 구동 엑추에이터의 제1 구동에 의해 제1 로딩부가 제2 로딩부에 근접하는 방향으로 이동된 상태이고, 제1 서포트 구동 엑추에이터와 제2 서포트 구동 엑추에이터의 제1 임시로딩 구동에 의해 제2 임시접합부재가 제1 서포트부와 제2 서포트부에 임시로딩된 상태에서 제1 서포트 구동 엑추에이터의 제1 언로딩 구동에 의해 제1 서포트부에 임시로딩된 제2 임시접합부재의 일측이 언로딩되면서 제1 임시접합부재와 접촉되며, 임시 가압 구동 엑추에이터의 임시가압 구동에 의해 제2 임시접합부재의 일측과 제1 임시접합부재를 임시가압할 수 있다.
제1 임시접합부재는 캐리어 웨이퍼일 수 있다. 그리고 제2 임시접합부재는 임시접합필름일 수 있고, 제2 임시접합부재는 디바이스 웨이퍼일 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 임시접합방법은 제1 임시접합부재를 임시접합용 챔버의 제1 로딩부에 로딩하는 단계, 제1 로딩부에 로딩된 제1 임시접합부재와 임시접합되는 제2 임시접합부재를 임시접합용 챔버의 제3 로딩부에 임시로딩하는 임시로딩단계, 제3 로딩부에 임시로딩된 제2 임시접합부재의 일측이 제1 임시접합부재에 접한 상태에서 제2 임시접합부재의 일측을 제2 임시접합부재에서 제1 임시접합부재 방향으로 임시가압하는 임시가압단계, 임시가압단계에서 제1 임시접합부재와 제2 임시접합부재의 일측이 임시가압된 상태로부터 제2 임시접합부재의 타측으로 제1 임시접합부재와 제2 임시접합부재가 연속하여 임시접합되도록 임시접합을 안내하는 임시접합단계, 제1 임시접합부재와 제2 임시접합부재가 임시접합된 상태에서 임시접합용 챔버 내에 미리 설정된 진공상태를 형성하는 진공형성단계, 그리고 임시접합용 챔버의 내부 압력이 진공 감압된 상태에서 미리 설정된 순서에 따라 제1 로딩부로 접합 가압력을 전달하여 제1 로딩부가 제2 로딩부 방향으로 이동하고, 제1 임시접합부재와 제2 임시접합부재를 가압하여 임시접합체를 형성하는 임시접합체 형성단계를 포함할 수 있다.
임시로딩단계에서 정렬부를 이용하여 제1 로딩부에 로딩된 제1 임시접합부재와 제3 로딩부에 임시로딩된 제2 임시접합부재의 정렬위치를 각각 미리 설정된 임시접합위치로 정렬하는 정렬단계를 더 포함할 수 있다.
임시접합용 챔버 내에서 임시접합되는 임시접합부재들이 임시접합용 챔버 내부의 진공형성 분위기에서도 적어도 일부분 고정된 상태를 유지하여 보다 안정된 정렬상태로 임시접합체를 형성할 수 있으므로 박막화된 디바이스 웨이퍼의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 임시접합되는 임시접합부재의 일측이 먼저 접합되고 이후 다른 영역으로 순차적으로 진행하며 임시접합될 수 있기 때문에 임시접합면에 기포가 발생되지 않아 임시접합체의 임시접합효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 임시접합부재의 정렬된 상태를 계속 유지할 수 있으므로 임시접합 공정시 정렬 불량을 감소시킬 수 있고, 임시접합 공정의 전체 소요시간을 단축할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 임시접합장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 임시접합방법의 흐름도이다.
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 임시접합장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 임시접합장치는 임시접합용 챔버(200), 제1 로딩부(210), 제2 로딩부(220), 제3 로딩부(300), 임시가압부(400)를 포함한다.
먼저, 임시접합용 챔버(200)는 내부로 이송되는 임시접합부재를 안내하며, 미리 설정된 진공상태에서 미리 설정된 순서에 따라 임시접합부재를 임시접합하여 임시접합체를 형성하는 공간을 제공한다. 본 발명의 실시예에 따른 임시접합부재는 제1 임시접합부재(110)와 제2 임시접합부재(120)를 포함할 수 있다. 여기서, 임시접합부재는 접합 웨이퍼와 임시접합필름을 포함한다. 접합 웨이퍼는 임시접합필름의 일면 접합층에 접합되는 디바이스 웨이퍼, 그리고 임시접합필름의 타면 접합층에 접합되는 캐리어 웨이퍼를 포함할 수 있다. 즉, 제1 임시접합부재(110)는 캐리어 웨이퍼일 수 있다. 그리고 제2 임시접합부재(120)는 디바이스 웨이퍼일 수 있고, 제2 임시접합부재(120)는 임시접합필름일 수 있다. 임시접합필름은 코어층없이 1개의 접합층으로만 형성될 수 있다. 임시접합필름은 1개의 층으로 형성되는 것을 설명하였지만, 전체적으로 적절한 두께로 형성될 수 있다. 예를 들어, 임시접합필름은 2개의 접합층을 적층하여 형성할 수도 있다. 또한, 임시접합필름은 코어층, 제1 접합층, 제2 접합층을 포함할 수도 있다. 이러한 경우, 접합 웨이퍼는 임시접합필름의 제1 접합층에 접합되는 디바이스 웨이퍼, 그리고 임시접합필름의 제2 접합층에 접합되는 캐리어 웨이퍼를 포함할 수 있다. 한편, 임시접합필름은 슬릿 코팅(Slit coating)과 같은 방법으로 형성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에서와 같이 임시접합필름을 사용하는 경우 글루(Glue) 형태의 스핀 코팅보다 균일한 두께 형성과 100um 이상의 두꺼운 두께를 형성할 수 있다. 그리고 임시접합필름은 솔벤트(Solvent) 제거 공정을 사용하지 않기 때문에 임시접합과 관련된 전체공정 시간이 단축되는 효과도 있다.
제1 로딩부(210)는 임시접합용 챔버(200) 내부에 구비되어 임시접합용 챔버(200) 내부로 이송된 제1 임시접합부재(110)를 로딩한다. 제2 로딩부(220)는 임시접합용 챔버(200) 내부에서 제1 로딩부(210)와 대면되는 위치에 구비되어 임시접합용 챔버(200) 내부로 이송된 제2 임시접합부재(120)를 로딩한다. 한편, 제1 로딩부(210)는 별도로 구비되는 진공원과 진공라인에 연결되는 흡착부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 흡착부는 다공성(porous) 평판 형태로 형성될 수 있다. 흡착부의 다공성 평판은 별도로 구비되는 흡착기구와 연결되어 임시접합필름 또는 해당되는 접합 웨이퍼를 진공 흡착시킬 수 있다. 흡착부는 제2 로딩부(220)에도 구비될 수 있다. 따라서, 다공성의 흡착부를 통해 얇게 형성된 임시접합필름 또는 접합 웨이퍼를 진공 흡착하여 견고하게 고정된 상태를 유지할 수 있다. 한편, 흡착부는 별도로 구비되는 진공원과 진공라인에 연결되는 다수의 진공홈 또는 진공통로가 구비되는 형태로 형성될 수도 있다.
제3 로딩부(300)는 제1 로딩부(210)와 제2 로딩부(220) 사이에서 임시접합용 챔버(200) 내부의 높이방향으로 형성되며, 제2 임시접합부재(120)를 임시로딩한다. 여기서, 제3 로딩부(300)는 제1 서포트 로드(310), 제1 서포트 구동 엑추에이터(312), 제2 서포트 로드(320), 그리고 제2 서포트 구동 엑추에이터(322)를 포함한다.
제1 서포트 로드(310)는 임시접합용 챔버(200) 내부에서 제1 로딩부(210)의 일측에 형성되며, 길이방향으로 형성되는 일단에서 임시접합용 챔버(200)의 중심방향으로 형성되어 제2 임시접합부재(120)의 일측을 임시로딩하는 제1 서포트부(310a)를 갖는다. 제1 서포트 구동 엑추에이터(312)는 임시접합용 챔버(200) 외부에서 제1 서포트 로드(310)의 타단이 결합되는 위치에 구비되어 제1 서포트 로드(310)의 움직임을 제어한다. 제2 서포트 로드(320)는 임시접합용 챔버(200) 내부에서 제1 서포트 로드(310)에 대향되는 제1 로딩부(210)의 타측에 형성되며, 길이방향으로 형성되는 일단에서 임시접합용 챔버(200)의 중심방향으로 형성되어 제2 임시접합부재(120)의 타측을 임시로딩하는 제2 서포트부(320a)를 갖는다. 제2 서포트 구동 엑추에이터(322)는 임시접합용 챔버(200) 외부에서 제1 서포트 구동부에 대향되는 위치에 구비되어 제2 서포트 로드(320)의 타단이 결합되며, 제2 서포트 로드(320)의 움직임을 제어한다.
한편, 제1 서포트 로드(310)와 제1 서포트부(310a)는 서로 다른 재질로 형성될 수 있다. 제1 서포트부(310a)는 제2 임시접합부재(120)와 접하기 때문에 제2 임시접합부재(120)를 지지하는 기능과 표면을 보호하는 기능을 구비해야 한다. 따라서, 제1 서포트부(310a)는 제2 임시접합부재(120)와 같은 소재로 형성될 수도 있다. 또한, 제1 서포트부(310a)는 적어도 제2 임시접합부재(120)와 접하는 부분만이 제1 서포트 로드(310)와 서로 다른 재질로 형성될 수도 있다. 또한, 제1 서포트부(310a)를 제1 서포트 로드(310)와 같은 재질로 형성하는 경우에는 적어도 제2 임시접합부재(120)와 접하는 부분을 서로 다른 재질로 코팅하여 형성할 수도 있다. 물론, 제2 서포트 로드(320)와 제2 서포트부(320a)도 서로 다른 재질로 형성될 수 있다. 그리고 제1 서포트부(310a)와 제2 서포트부(320a)는 서로 같은 재질로 형성될 수 있다.
임시가압부(400)는 제3 로딩부(300)에 임시로딩된 제2 임시접합부재(120)의 일측이 제1 임시접합부재(110)에 접한 상태에서 제2 임시접합부재(120)의 일측을 제2 임시접합부재(120)에서 제1 임시접합부재(110) 방향으로 임시가압하여 제1 임시접합부재(110)와 제2 임시접합부재(120)의 일측이 임시접합된 상태를 유지한다. 여기서, 임시가압부(400)는 임시가압로드(410), 그리고 임시 가압 구동 엑추에이터(412)를 포함한다. 임시가압로드(410)는 임시접합용 챔버(200) 내부에서 제2 로딩부(220)의 일측에 형성되며, 길이방향으로 형성되는 일단에서 임시접합용 챔버(200)의 중심방향으로 형성되는 일단에 제2 임시접합부재(120)의 일측과 접하는 임시가압부재(420)를 갖는다. 이때, 임시가압부재(420)는 적어도 제2 임시접합부재(120)와 접하는 부분이 라운드(round)형상을 갖고 형성될 수 있다. 임시가압로드(410)와 임시가압부재(420)는 서로 다른 재질로 형성될 수 있다. 임시가압부재(420)는 제1 서포트부(310a)와 같은 소재로 형성될 수 있다. 임시 가압 구동 엑추에이터(412)는 임시접합용 챔버(200) 외부에서 임시가압로드(410)의 타단이 결합되는 위치에 구비되어 임시가압로드(410)의 움직임을 제어한다.
한편, 제1 로딩부(210)의 하부에 결합되어 제1 로딩부(210)를 제2 로딩부(220)에 근접 및 이격되도록 제어하는 구동 엑추에이터(330)를 더 포함할 수 있다. 이러한 경우, 구동 엑추에이터(330)의 제1 구동에 의해 제1 로딩부(210)가 제2 로딩부(220)에 근접하는 방향으로 이동된 상태이고, 제1 서포트 구동 엑추에이터(312)와 제2 서포트 구동 엑추에이터(322)의 제1 임시로딩 구동에 의해 제2 임시접합부재(120)가 제1 서포트부(310a)와 제2 서포트부(320a)에 임시로딩된 상태에서 제1 서포트 구동 엑추에이터(312)의 제1 언로딩 구동에 의해 제1 서포트부(310a)에 임시로딩된 제2 임시접합부재(120)의 일측이 언로딩되면서 제1 임시접합부재(110)와 접촉되며, 임시 가압 구동 엑추에이터(412)의 임시가압 구동에 의해 제2 임시접합부재(120)의 일측과 제1 임시접합부재(110)를 임시가압할 수 있다. 한편, 구동 엑추에이터(330)를 포함한 제1 서포트 구동 엑추에이터(312)와 제2 서포트 구동 엑추에이터(322), 그리고 임시 가압 구동 엑추에이터(412)는 다양한 형태로 구비될 수 있다. 예를 들어, 구동 엑추에이터(330)는 서보 모터의 구동에 의해 구동 실린더가 상승 및 하강하는 결합관계로 구비될 수 있다. 구동 엑추에이터(330)는 구동 실린더를 사이에 두고 제1 로딩부(210)와 연결될 수 있다. 제1 서포트 구동 엑추에이터(312)와 제2 서포트 구동 엑추에이터(322)는 서보 모터의 구동에 의해 구동 실린더가 좌측 또는 우측으로 이동하는 결합관계로 구비될 수 있다. 임시 가압 구동 엑추에이터(412)는 서보 모터의 구동에 의해 구동 실린더가 상승 및 하강하는 결합관계와 좌측 또는 우측으로 이동하는 결합관계로 구비될 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 실시예는 임시접합용 챔버(200) 내에서 임시접합되는 임시접합부재들의 일측이 먼저 임시가압되고 이후 임시접합되면서 이후 다른 영역으로 연속으로 진행하며 전체적으로 임시접합될 수 있다. 따라서, 임시접합부재들의 접합면에 기포가 발생되지 않아 임시접합체의 접합효율을 향상시킬 수 있다. 제1 임시접합부재(110)와 제2 임시접합부재(120)가 면 대 면으로 임시접합되는 것 보다는 일부 면부터 순차적으로 임시접합이 이루어져 전체 부분으로 연속하여 임시접합되는 것이 기포발생을 감소시키는 측면에서 유리하기 때문이다.
한편, 제2 임시접합부재(120)의 일부가 제1 임시접합부재(110)에 임시가압과 임시접착으로 고정된 상태에서 제1 임시접합부재(110)와 제2 임시접합부재(120)를 임시접합함으로써 임시접합용 챔버(200) 내부의 진공형성시에도 제1 임시접합부재(110)와 제2 임시접합부재(120)의 정렬된 상태를 유지할 수 있다. 따라서, 임시접합부재들의 중심이 변하지 않게 고정될 수 있다. 그리고 전체적인 임시접합체의 형성에 소요되는 제조시간을 단축시키고 임시접합공정을 단순화 할 수 있다. 임시접합용 챔버(200) 내에서 진공 라미네이션(Vacuum Lamination) 공정시 진공상태에서 공정이 이루어진다. 그런데 제1 임시접합부재(110)를 흡착하는 진공도와 임시접합용 챔버(200) 내부의 진공도가 평형이 이루어 질 때 제1 임시접합부재(110)를 흡착하는 흡착력이 상쇄되어 정렬된 상태가 틀어지게 된다. 이때, 임시가압부(400)를 이용하여 제1 임시접합부재(110)와 제2 임시접합부재(120)를 임시가압과 임시접합으로 정렬된 상태를 고정하게 됨으로써 임시접합공정에서의 전체적인 수율을 향상시킬 수 있다. 즉, 임시접합용 챔버(200) 내에서 진공 분위기가 형성되면 임시접합용 챔버(200) 내부의 진공도와 제1 임시접합부재(110)를 흡착하는 제1 로딩부(210)에서 진공척의 진공도가 평형이 이루어 진다. 이때 제1 임시접합부재(110)를 흡착하는 진공척의 흡착력이 상쇄되더라도 임시가압부(400)를 이용하여 제1 임시접합부재(110)와 제2 임시접합부재(120)를 임시가압과 임시접합으로 고정하게 됨으로써 제1 임시접합부재(110)와 제2 임시접합부재(120)의 위치가 변하지 않게 된다. 따라서, 임시접합용 챔버(200) 내부에서 정전척(ESC ; Electro Static Chuck)을 사용할 필요가 없기 때문에 비용 절감의 효과가 있다. 한편, 이러한 제1 임시접합부재(110)와 제2 임시접합부재(120)의 일부 임시가압 및 임시접합 후 나머지방향으로 임시접합이 이루어지도록 하는 것은 임시접합필름과 접합 웨이퍼의 임시접합 뿐만이 아니라, 접합 웨이퍼와 접합 웨이퍼의 임시접합에도 적용이 가능하다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 임시접합방법의 흐름도이다. 도 1과 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 임시접합방법을 설명한다. 본 발명의 실시예에 따른 임시접합방법은 로딩단계(S10), 임시가압단계(S20), 임시접합단계(S30), 임시접합체 형성단계(S40)를 포함하며, 임시접합부재의 정렬된 상태가 고정되도록 유지함으로써 임시가압과 임시접합을 보다 용이하게 구현할 수 있다.
도 2을 참조하면, 로딩단계(S10)는 임시접합용 챔버(200) 내부로 이송된 제1 임시접합부재(110)를 임시접합용 챔버(200)의 제1 로딩부(210)에 로딩하는 단계와 제2 임시접합부재(120)를 제3 로딩부(300)에 임시로딩하는 단계를 포함한다.
임시가압단계(S20)는 제3 로딩부(300)에 임시로딩된 제2 임시접합부재(120)의 일측이 제1 임시접합부재(110)에 접한 상태에서 제2 임시접합부재(120)의 일측을 제2 임시접합부재(120)에서 제1 임시접합부재(110) 방향으로 임시가압하는 단계이다.
여기서, 제2 임시접합부재(120)가 임시접합필름인 경우, 임시접합필름의 로딩을 위해 이송되는 임시접합필름을 미리 설정된 크기로 절단하는 절단단계(미도시)를 더 포함할 수 있다. 절단단계에서, 임시접합필름은 제1 임시접합부재(110)의 직경보다 작게 절단된다. 즉, 임시접합필름은 제1 임시접합부재(110)에 형성된 접합 영역의 크기보다 작거나 같게 절단될 수 있다. 여기서, 접합 영역은 제1 임시접합부재(110)와 절단된 임시접합필름이 접합되는 영역을 말한다. 한편, 이송부를 이용하여 제1 임시접합부재(110)와 절단된 임시접합필름을 각각 임시접합용 챔버(200) 내부로 이송할 수 있다.
상기한 임시가압단계(S20)가 완료되면, 임시가압단계에서 제1 임시접합부재(110)와 제2 임시접합부재(120)의 일측이 임시가압된 상태로부터 제2 임시접합부재(120)의 타측으로 제1 임시접합부재(110)와 제2 임시접합부재(120)가 임시접합되도록 연속하여 임시접합을 안내하는 임시접합단계(S30)가 진행된다. 이때, 제1 임시접합부재(110)와 제2 임시접합부재(120)가 임시접합된 상태에서 임시접합용 챔버(200) 내에 미리 설정된 진공상태를 형성하는 진공형성단계가 진행된다. 진공형성단계는 임시가압단계(S20)이후부터 임시접합단계가 진행될 때까지 진행될 수 있다.
한편, 전술한 로딩단계에서 정렬부를 이용하여 제1 로딩부(210)에 로딩된 제1 임시접합부재(110)와 제3 로딩부(300)에 로딩된 제2 임시접합부재(120)의 위치를 각각 미리 설정된 임시접합위치로 정렬하는 정렬단계를 더 포함할 수 있다. 정렬단계는 정렬부를 이용하여 제1 로딩부(210)에 로딩된 제1 임시접합부재(110)와 제3 로딩부(300)에 로딩된 제2 임시접합부재(120)의 위치를 각각 임시접합위치로 정렬하는 단계이다. 제2 임시접합부재(120)가 제1 임시접합부재(110) 보다 작은 크기의 임시접합필름인 경우, 임시접합필름을 적층(lamination)하기 위해서는 정확한 임시접합위치로 정렬(align)하는 공정이 필요하다. 임시접합필름은 제1 임시접합부재(110)의 크기보다 작게 절단할 수 있다. 임시접합필름을 미리 절단하여 제1 임시접합부재(110)와 임시접합함으로써 높은 생산량(throughput)과 균일한 절단 크기(cutting size)를 얻을 수 있다. 그리고 임시접합필름과 제1 임시접합부재(110)를 정확하게 임시접합하기 위해 라미네이션 정렬(Lamination align) 기능이 필요할 수 있다. 정렬공정에서는 비젼(vision)을 이용한 정렬방법이 적합하다.
정렬단계는 임시접합용 챔버(200)의 내측에 구비되는 촬영부를 이용하여 제1 로딩부(210)에 로딩된 제1 임시접합부재(110)와 제3 로딩부(300)에 로딩된 임시접합필름의 위치를 각각 촬영한다. 이어서, 임시접합용 챔버(200)의 일측에 구비되는 임시접합위치 검출부를 이용하여 촬영부로부터 촬영된 임시접합필름과 제1 임시접합부재(110)의 위치를 각각 분석하여 임시접합위치를 검출한다. 그리고 정렬 제어부는 임시접합위치 검출부를 통해 검출된 임시접합위치와 미리 설정된 임시접합위치를 비교하여 임시접합필름과 제1 임시접합부재(110)의 임시접합위치를 정렬하는 정렬 제어신호를 발생한다. 그러면, 정렬부는 정렬 제어부로부터 공급되는 정렬 제어신호의 입력에 따라 구동되어 제3 로딩부(300)를 해당되는 정렬위치로 이동시킨다. 이러한 경우, 정렬부는 제3 로딩부(300)의 위치를 x축, y축, 세타(theta)축으로 위치 변경이 가능하도록 정렬시키는 UVW 스테이지를 포함할 수 있다.
제1 임시접합부재(110)와 제2 임시접합부재(120)를 가압하여 임시접합체를 형성하는 임시접합체 형성단계(S40)는 임시접합위치에 정렬되어 임시가압되고 임시접합되어 고정된 제1 임시접합부재(110)와 제2 임시접합부재(120)를 미리 설정된 순서에 따라 임시접합체로 형성하는 단계이다. 임시접합용 챔버(200)의 내부 압력이 진공 감압된 상태에서 미리 설정된 순서에 따라 구동 엑추에이터(330)의 구동에 의해 제1 임시접합부재(110)와 제2 임시접합부재(120)를 임시접합체로 형성할 수 있다. 즉, 구동 엑추에이터(330)의 구동에 의해 제1 로딩부(210)가 제2 로딩부(220)에 근접하는 방향으로 상대 이동함으로써 제2 로딩부(220)로 접합 가압력을 전달하여 제2 로딩부(220)에 로딩된 제2 임시접합부재(120)는 제1 로딩부(210)에 로딩된 제1 임시접합부재(110)와 임시접합된 상태에서 전체적으로 가압된다. 제1 임시접합부재(110)와 제2 임시접합부재(120)의 임시접합과 접합 가압력으로 임시접합체가 형성된다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 임시접합필름은 접합 웨이퍼를 형성하는 캐리어 웨이퍼를 디바이스 웨이퍼에 임시로 부착하는데 사용된다. 임시접합필름을 이용하여 캐리어 웨이퍼와 디바이스 웨이퍼가 접합된 접합 웨이퍼를 형성하면 디바이스 웨이퍼의 박막화 공정 및 후가공 공정에서 디바이스 웨이퍼에 가해지는 열적, 기계적 응력에서 디바이스 웨이퍼를 보호하고, 공정 중의 이송 등 공정의 진행을 보다 원활하게 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 임시접합필름을 이용하여 접합 웨이퍼와 임시접합함으로써 전체적인 임시접합체의 형성에 소요되는 제조시간을 단축시키고 임시접합공정을 단순화 할 수 있다. 또한, 접합 웨이퍼와 접합 웨이퍼의 임시접합에도 적용이 가능하다.
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.
110 ; 제1 임시접합부재 120 ; 제2 임시접합부재
200 ; 임시접합용 챔버 210 ; 제1 로딩부
220 ; 제2 로딩부 300 ; 제3 로딩부
310 ; 제1 서포트 로드 310a ; 제1 서포트부
312 ; 제1 서포트 구동 엑추에이터
320 ; 제2 서포트 로드 320a ; 제2 서포트부
322 ; 제2 서포트 구동 엑추에이터
330 ; 구동 엑추에이터 400 ; 임시가압부
410 ; 임시가압로드 412 ; 임시 가압 구동 엑추에이터
420 ; 임시가압부재

Claims (9)

  1. 임시접합 공간을 형성하는 임시접합용 챔버,
    상기 임시접합용 챔버 내부에 구비되어 상기 임시접합용 챔버 내부로 이송된 제1 임시접합부재를 로딩하는 제1 로딩부,
    상기 임시접합용 챔버 내부에서 상기 제1 로딩부와 대면되는 위치에 구비되어 상기 임시접합용 챔버 내부로 이송된 제2 임시접합부재를 로딩하는 제2 로딩부,
    상기 제1 로딩부와 상기 제2 로딩부 사이에서 상기 임시접합용 챔버의 높이방향으로 구비되며, 상기 제2 임시접합부재를 임시로딩하는 제3 로딩부,
    상기 임시접합용 챔버 내부에서 상기 제2 로딩부의 일측에 구비되어 상기 제2 임시접합부재의 일측을 상기 제2 임시접합부재에서 상기 제1 임시접합부재 방향으로 임시가압하는 임시가압부, 그리고
    상기 제1 로딩부의 하부에 결합되어 상기 제1 로딩부를 상기 제2 로딩부에 근접 및 이격되도록 제어하는 구동 엑추에이터
    를 포함하고,
    상기 임시가압부는
    상기 제2 로딩부의 일측에 길이방향으로 형성되며, 일단에서 상기 임시접합용 챔버의 중심방향으로 형성되는 일단에 상기 제2 임시접합부재의 일측과 접하는 임시가압부재를 갖는 임시가압로드, 그리고
    상기 임시접합용 챔버 외부에서 상기 임시가압로드의 타단이 결합되는 위치에 구비되어 상기 임시가압로드의 움직임을 제어하는 임시 가압 구동 엑추에이터를 포함하며,
    상기 구동 엑추에이터의 제1 구동에 의해 상기 제1 로딩부가 상기 제2 로딩부에 근접하는 방향으로 이동되고, 상기 제3 로딩부의 임시로딩 구동에 의해 상기 제2 임시접합부재가 임시로딩된 상태에서 상기 제2 임시접합부재의 일측이 언로딩되면서 상기 제1 임시접합부재와 접촉되며, 상기 임시 가압 구동 엑추에이터의 임시가압 구동에 의해 상기 제2 임시접합부재의 일측과 상기 제1 임시접합부재를 임시가압하는 임시접합장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제3 로딩부는
    상기 임시접합용 챔버 내부에서 상기 제1 로딩부의 일측에 길이방향으로 형성되며, 일단에서 상기 임시접합용 챔버의 중심방향으로 형성되어 상기 제2 임시접합부재의 일측을 임시로딩하는 제1 서포트부를 갖는 제1 서포트 로드,
    상기 임시접합용 챔버 외부에서 상기 제1 서포트 로드의 타단이 결합되는 위치에 구비되어 상기 제1 서포트 로드의 움직임을 제어하는 제1 서포트 구동 엑추에이터,
    상기 임시접합용 챔버 내부에서 상기 제1 서포트 로드에 대향되는 상기 제1 로딩부의 타측에 길이방향으로 형성되며, 일단에서 상기 임시접합용 챔버의 중심방향으로 형성되어 상기 제2 임시접합부재의 타측을 임시로딩하는 제2 서포트부를 갖는 제2 서포트 로드, 그리고
    상기 임시접합용 챔버 외부에서 상기 제1 서포트 구동부에 대향되는 위치에 구비되어 상기 제2 서포트 로드의 타단이 결합되며, 상기 제2 서포트 로드의 움직임을 제어하는 제2 서포트 구동 엑추에이터를 포함하는 임시접합장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제2항에서,
    상기 임시가압부재는 적어도 상기 제2 임시접합부재와 접하는 부분이 라운드형상을 갖는 임시접합장치.
  6. 삭제
  7. 제5항에서,
    상기 제1 서포트 구동 엑추에이터와 상기 제2 서포트 구동 엑추에이터의 임시로딩 구동에 의해 상기 제2 임시접합부재가 상기 제1 서포트부와 상기 제2 서포트부에 임시로딩된 상태에서 상기 제1 서포트 구동 엑추에이터의 언로딩 구동에 의해 상기 제1 서포트부에 임시로딩된 상기 제2 임시접합부재의 일측이 언로딩되면서 상기 제1 임시접합부재와 접촉되는 임시접합장치.
  8. 제1 임시접합부재를 임시접합용 챔버의 제1 로딩부에 로딩하는 단계,
    제2 임시접합부재를 상기 임시접합용 챔버의 제3 로딩부에 임시로딩하는 임시로딩단계,
    상기 제3 로딩부에 임시로딩된 상기 제2 임시접합부재의 일측이 상기 제1 임시접합부재에 접한 상태에서 상기 제2 임시접합부재의 일측을 상기 제2 임시접합부재에서 상기 제1 임시접합부재 방향으로 임시가압하는 임시가압단계,
    상기 제1 임시접합부재와 상기 제2 임시접합부재의 일측이 임시가압된 상태로부터 상기 제2 임시접합부재의 타측으로 상기 제1 임시접합부재와 상기 제2 임시접합부재를 연속하여 임시접합하는 임시접합단계,
    상기 제1 임시접합부재와 상기 제2 임시접합부재가 임시접합된 상태에서 상기 임시접합용 챔버 내에 미리 설정된 진공상태를 형성하는 진공형성단계, 그리고
    상기 임시접합용 챔버의 내부 압력이 진공 감압된 상태에서 미리 설정된 순서에 따라 상기 제1 로딩부로 접합 가압력을 전달하여 상기 제1 로딩부가 상기 제2 임시접합부재가 로딩되는 제2 로딩부 방향으로 이동하고, 상기 제1 임시접합부재와 상기 제2 임시접합부재를 가압하여 임시접합체를 형성하는 임시접합체 형성단계를 포함하는 임시접합방법.
  9. 제8항에서,
    상기 임시로딩단계에서 정렬부를 이용하여 상기 제1 로딩부에 로딩된 상기 제1 임시접합부재와 상기 제3 로딩부에 임시로딩된 상기 제2 임시접합부재의 정렬위치를 각각 미리 설정된 임시접합위치로 정렬하는 정렬단계를 더 포함하는 임시접합방법.
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