KR102312389B1 - 웨이퍼 디본딩 유닛 및 이를 포함하는 웨이퍼 분리 장치 - Google Patents

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Abstract

웨이퍼 디본딩 유닛은 피디본딩체 및 상기 피디본딩체 상에 부착된 캐리어 웨이퍼를 파지하기 위한 진공척, 상기 진공척의 상부에 위치하며, 상기 캐리어 웨이퍼를 진공 흡착하도록 상호 평형하게 배열된 복수의 흡착 바들 및 상기 흡착 바들을 상기 캐리어 웨이퍼의 일측으로부터 타측 방향으로 순차적으로 상승시켜 상기 피디본딩체로부터 상기 캐리어 웨이퍼를 디본딩하기 위한 제1 구동부를 포함하며, 상기 제1 구동부는 캠-롤러 방식을 이용하여 상기 흡착 바들을 순차적으로 승강시킨다.

Description

웨이퍼 디본딩 유닛 및 이를 포함하는 웨이퍼 분리 장치{WAFER DEBONDING UNIT AND WAFER DETACHING APPARATUS INCLUDING THE SAME}
본 발명의 실시예들은 웨이퍼 디본딩 유닛 및 이를 포함하는 웨이퍼 분리 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 반도체 다이들을 포함하는 디바이스 웨이퍼로부터 캐리어 웨이퍼를 분리하기 위한 웨이퍼 디본딩 유닛 및 상기 웨이퍼 디본딩 유닛을 포함하는 웨이퍼 디본딩 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자들은 일련의 제조 공정들을 반복적으로 수행함으로써 반도체 기판으로서 사용되는 실리콘 웨이퍼 상에 형성될 수 있다. 상기 반도체 소자들이 형성된 웨이퍼는 다이싱 공정을 통해 복수의 다이들로 분할될 수 있으며, 상기 다이들은 기판 상에 탑재된 후 몰딩 공정을 통해 반도체 패키지들로 제조될 수 있다.
한편, 상기 웨이퍼 상에 반도체 소자들을 형성한 후 상기 웨이퍼의 두께를 감소시키기 위한 백그라인딩 공정이 수행될 수 있다. 상기 백그라인딩 공정에 의해 두께가 얇아진 웨이퍼는 통상 50㎛ 이하의 얇은 두께를 가질 수 있으며, 상기와 같이 두께가 얇아진 웨이퍼의 핸들링을 용이하게 하기 위해 상기 웨이퍼(이하, 캐리어 웨이퍼와의 구분을 위해 ‘디바이스 웨이퍼’라 함) 상에는 유리 또는 실리콘과 같은 물질로 이루어지는 캐리어 웨이퍼가 점착 필름을 통해 부착될 수 있으며, 다이싱 테이프를 통해 대략 원형 링 형태의 마운트 프레임에 장착될 수 있다.
상기와 같이 디바이스 웨이퍼 상에 부착된 캐리어 웨이퍼는 후속 공정을 위해 상기 디바이스 웨이퍼로부터 분리될 수 있다. 상기 디바이스 웨이퍼로부터 캐리어 웨이퍼를 디본딩하는 공정(debonding process)을 수행하기 위한 장치는 롤러 형태의 가압 부재를 이용하여 상기 캐리어 웨이퍼의 상부를 가압하면서 상기 가압 부재를 상기 캐리어 웨이퍼의 일측으로부터 타측으로 이동시킬 수 있으며, 이를 통해 상기 캐리어 웨이퍼를 상기 디바이스 웨이퍼로부터 분리시킬 수 있다. 특히, 상기 캐리어 웨이퍼를 분리하기 전에 상기 캐리어 웨이퍼와 상기 디바이스 웨이퍼 사이에 쐐기 형태의 삽입 부재를 삽입하는 단계가 수행될 수 있다.
상기와 같은 웨이퍼 분리 공정에 대한 일 예로서 대한민국 등록특허공보 제10-1223633호에는 디바이스 웨이퍼와 캐리어 웨이퍼의 본딩과 디본딩 처리방법이 개시되어 있다.
그러나, 상기와 같은 쐐기 형태의 삽입 부재와 롤러 형태의 가압 부재를 이용하는 경우 정렬 오류 및 가압 조건 불균일 등에 의해 디바이스 웨이퍼의 손상이 발생될 수 있으며, 또한 상기 쐐기 형태의 삽입 부재에 대한 위치 정렬 및 상기 롤러 형태의 가압 부재에 대한 높이 정렬 등에 상당한 시간이 소요되므로 상기 웨이퍼 분리 공정의 전체적인 소요 시간이 증가되는 문제점이 있다.
본 발명의 실시예들은 디바이스 웨이퍼의 손상을 방지하고 상기 디바이스 웨이퍼로부터 캐리어 웨이퍼를 분리하는데 소요되는 시간을 단축시킬 수 있는 웨이퍼 디본딩 유닛 및 이를 포함하는 웨이퍼 분리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 웨이퍼 디본딩 유닛은 피디본딩체 및 상기 피디본딩체 상에 부착된 캐리어 웨이퍼를 파지하기 위한 진공척, 상기 진공척의 상부에 위치하며, 상기 캐리어 웨이퍼를 진공 흡착하도록 상호 평형하게 배열된 복수의 흡착 바들 및 상기 흡착 바들을 상기 캐리어 웨이퍼의 일측으로부터 타측 방향으로 순차적으로 상승시켜 상기 디바이스 웨이퍼로부터 상기 캐리어 웨이퍼를 디본딩하기 위한 제1 구동부를 포함하며, 상기 제1 구동부는 캠-롤러 방식을 이용하여 상기 흡착 바들을 순차적으로 승강시킨다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 구동부는, 상기 흡착 바들 각각의 양측과 각각 연결되며, 수직 방향으로 연장된 복수 쌍의 승강축들, 상기 승강축들의 상단부에 장착되며, 회전하면서 승강 가능한 복수 쌍의 캠 롤러들, 상기 흡착 바들과 교차하는 방향으로 연장되며, 상기 한 쌍의 승강축과 연결된 한 쌍의 캠 롤러를 향하여 수평 방향으로 이동하여 상기 캠 롤러를 회전시켜 상기 캠 롤러를 승강시키는 한 쌍의 구동 바들 및 상기 구동 바와 연결되며, 상기 한 쌍의 구동 바들을 수평 방향으로 이동시키는 구동원을 포함한다.
여기서, 상기 구동원은 상기 구동 바들 사이에 연결되어 상기 구동 바들을 수평 이동시키는 이동 블록 및 상기 이동 블록의 상부에 구비되며, 상기 이동 블록의 수평 이동을 가이드하는 가이드 블록을 포함할 수 있다.
또한, 상기 구동 바들 각각은 상기 캠 롤러에 향하는 단부에 형성되고 상기 캠 롤러의 외주연을 따라 수평 방향으로 이동 가능한 경사면을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제1 구동부는 각각의 상기 흡착 바들에 하방으로 탄성 복원력을 인가하는 복수의 탄성 부재들을 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 탄성 부재들 각각은 상기 각각의 승강축들과 평행하게 연장되어 상기 흡착 바들과 연결된 코일 스프링들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 흡착 바들 각각은 그 하부면에 형성된 진공 라인을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 진공 라인은 폐곡선을 이룰 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 진공척을 승강시키는 제2 구동부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 웨이퍼 분리 장치는, 제1 방향으로 이동 가능하며, 피디본딩체 또는 상기 피디본딩체가 부착된 캐리어 웨이퍼를 이송하기 위한 웨이퍼 이송 로봇, 상기 제1 방향을 기준으로 일측에 배치되며, 피디본딩체 및 상기 피디본딩체가 부착된 캐리어 웨이퍼를 포함하는 대상물을 공급하는 로딩 유닛, 상기 일측에 배치되며, 상기 캐리어 웨이퍼 및 피디본딩체를 배출하는 언로딩 유닛, 상기 일측에 상기 로딩 유닛과 인접하게 배치되며, 상기 피디본딩체 및 상기 캐리어 웨이퍼를 향하여 자외선을 조사하는 자외선 조사 유닛 및 상기 제1 방향을 기준으로 상기 일측에 반대되는 타측에 위치하며, 상기 캐리어 웨이퍼를 상기 피디본딩체로부터 디본딩하는 웨이퍼 디본딩 유닛을 포함하고, 상기 웨이퍼 디본딩 유닛는, 반도체 다이들을 포함하는 피디본딩체 및 상기 피디본딩체 상에 부착된 캐리어 웨이퍼를 파지하기 위한 진공척, 상기 진공척의 상부에 위치하며, 상기 캐리어 웨이퍼를 진공 흡착하도록 상호 평형하게 배열된 복수의 흡착 바들 및 상기 흡착 바들을 상기 캐리어 웨이퍼의 일측으로부터 타측 방향으로 순차적으로 상승시켜 상기 피디본딩체로부터 상기 캐리어 웨이퍼를 디본딩하기 위한 제1 구동부를 포함하며, 상기 제1 구동부는 복수의 캠-롤러 방식을 이용하여 상기 흡착 바들을 순차적으로 상승시킨다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 웨이퍼 디본딩 유닛 및 이를 포함하는 웨이퍼 분리 장치는, 반도체 다이들을 포함하는 피디본딩체 및 상기 피디본딩체 상에 부착된 캐리어 웨이퍼를 파지하기 위한 진공척, 상기 진공척의 상부에 위치하며, 상기 캐리어 웨이퍼를 진공 흡착하도록 상호 평형하게 배열된 복수의 흡착 바들 및 상기 흡착 바들을 상기 캐리어 웨이퍼의 일측으로부터 타측 방향으로 순차적으로 상승시켜 상기 피디본딩체로부터 상기 캐리어 웨이퍼를 디본딩하기 위한 제1 구동부를 포함한다.
상기 제1 구동부는 캠-롤러 방식을 이용하여 상기 흡착 바들을 순차적으로 상승시킨다.
결과적으로, 상기 캐리어 웨이퍼를 상기 피디본딩체로부터 디본딩 하는 동안 상기 캐리어 웨이퍼 및 상기 피디본딩체의 손상이 크게 감소될 수 있다. 또한, 상기 흡착 바들과 상기 캐리어 웨이퍼 사이의 높이 정렬에 소요되는 시간이 크게 감소될 수 있으며, 이에 따라 상기 캐리어 웨이퍼의 디본딩에 소요되는 전체 공정 시간이 크게 단축될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 디본딩 유닛을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 흡착 바를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 웨이퍼 디본딩 유닛을 이용하여 디바이스 웨이퍼로부터 캐리어 웨이퍼를 디본딩하는 방법을 설명하기 위한 구성도들이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 분리 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.
본 발명의 실시예들에서 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들이 이들 사이에 개재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결되는 것으로 설명되는 경우 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 디본딩 유닛을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다. 도 2는 도 1에 도시된 흡착 바를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 디본딩 유닛(100)은 반도체 다이들을 포함하는 디바이스 웨이퍼(10)로부터 캐리어 웨이퍼(30)를 디본딩 하기 위해 사용될 수 있다.
상기 캐리어 웨이퍼(30)는 유리 또는 실리콘 등의 물질로 이루어질 수 있다. 상기 캐리어 웨이퍼(30)는 점착 필름(20)을 통해 상기 디바이스 웨이퍼(10) 상에 부착될 수 있다. 상기 점착 필름(20)은 본 발명의 기술 분야에서 일반적으로 알려진 감압성 점착 필름에 광중합성 화합물 및 광개시제를 추가한 것일 수 있다. 상기 감압성 점착 필름(20)은 상기 디바이스 웨이퍼(10)와 상기 캐리어 웨이퍼(30)를 결합하기 위한 점착력을 제공할 수 있으며, 상기 광중합성 화합물 및 광개시재는 자외선 조사에 의해 광중합 반응하여 상기 점착력을 저하시키는 기능을 할 수 있다.
상기 웨이퍼 디본딩 유닛(100)은 진공척, 흡착 바들 및 제1 구동부를 포함한다.
상기 진공척은 상기 디바이스 웨이퍼(10)를 지지한다. 상기 진공척(110)은 베이스 플레이트(101) 상에 구비된다. 상기 진공척(110)은 제2 구동부(190)에 의하여 승강할 수 있다.
상기 디바이스 웨이퍼(10)의 하부면을 진공 흡착하기 위한 복수의 진공 라인들(125)을 가질 수 있다. 상기 진공 라인들 각각은 폐곡선을 이룰 수 있다. 이때 상기 진공 라인의 연장 길이는 외곽에서 중심으로 갈수록 길어질 수 있다. 이로써, 원형 상의 디바이스 웨이퍼(10)의 형상 또는 직경에 대응하여 상기 진공 라인이 적절한 연장 길이를 가질 수 있다. 결과적으로 상기 진공 라인은 디바이스 웨이퍼의 직경 크기에 무관하게 상기 디바이스 웨이퍼(10)를 진공 흡착할 수 있다.
상기 흡착 바들(120)은 상기 진공척(110)의 상부에 배치된다. 상기 흡착 바들(120)은 상기 캐리어 웨이퍼(30)를 진공 흡착하도록 상호 평형하게 배열된다. 상기 흡착 바들(120)은 상기 승강축들의 하단부와 연결된다. 따라서, 상기 승강축이 상승할 경우, 상기 흡착 바들(120)이 함께 승강할 수 있다.
특히, 상기 캐리어 웨이퍼(30)의 디본딩시 발생될 수 있는 상기 캐리어 웨이퍼(30)의 기울어짐에 대응하기 위하여 상기 흡착 바들(120)은 고무 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 도시되지는 않았으나, 상기 흡착 바들(120)은 상기 캐리어 웨이퍼(30)를 흡착하기 위하여 진공 펌프와 연결될 수 있다.
상기 흡착 바들(120)의 승강 운동은 후술하기로 한다.
상기 제1 구동부(130)는 상기 흡착 바들(120)을 상기 캐리어 웨이퍼(30)의 일측으로부터 타측 방향으로 순차적으로 상승시킨다. 상기 흡착 바들(120)이 상승함으로써, 상기 디바이스 웨이퍼(10)로부터 상기 캐리어 웨이퍼(30)을 디본딩할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 구동부(130)는 복수의 캠-롤러 방식을 이용하여 상기 흡착 바들(120)을 순차적으로 상승시킨다. 이로써, 상기 캐리어 웨이퍼(30)의 일측으로부터 타측 방향으로 박리가 진행될 수 있다.
예를 들면, 웨이퍼 이송 로봇(250; 도 5 참조)에 의해 상기 진공척(110)의 상부로 상기 디바이스 웨이퍼(10)와 캐리어 웨이퍼(30)이 이송된 후 서포트 부재들(미도시)이 상승하여 상기 디바이스 웨이퍼(10)와 상기 캐리어 웨이퍼(30)을 상기 웨이퍼 이송 로봇(170)으로부터 전달받을 수 있다. 이어서, 상기 서포트 부재들의 하강에 의해 상기 디바이스 웨이퍼(10)와 캐리어 웨이퍼(30)이 상기 진공척(110) 상에 로딩될 수 있다.
상기 제1 구동부(130)는 상부 플레이트(106), 승강축들(131), 캠 롤러(133), 구동 바(135) 및 구동원(137)을 포함한다.
상기 상부 플레이트(106)는 연결 포스트(105)를 통하여 베이스 플레이트(101)와 연결된다. 상기 상부 플레이트(106)는 상기 베이스 플레이트(101)의 상부에 고정될 수 있다.
상기 승강축(131)은 상기 상부 플레이트(106)의 하부에 구비된다. 예를 들면,
한편, 상기 승강축(131) 각각은 상기 흡착 바들(120) 각각의 양측과 연결된다. 이로써 상기 승강축들(131)은 상기 흡착 바들(120) 각각에 한 쌍으로 제공된다. 결과적으로 한 쌍의 승강축들(131)이 상기 흡착 바들(120) 마다 제공될 수 있다.
한편, 상기 승강축(131)은 수직방향으로 연장된다. 이로써, 상기 승강축(120)이 승강함에 따라 대응되는 흡착 바들(120)이 함께 승강할 수 있다.
상기 캠 롤러(133)는 상기 승강축들(131)의 상단부에 장착된다. 또한 상기 캠 롤러(133)는 상기 승강축(131)의 내측부에 장착될 수 있다.
상기 캠 롤러(133)가 회전 하면서 승강 가능하다. 상기 승강축(131)이 상기 흡착 바(120)의 양 측에 한 쌍으로 제공됨에 따라 상기 캠 롤러(133)는 상기 흡착 바들(120) 각각에 한 쌍으로 제공된다. 상기 캠 롤러(133)가 회전하면서 승강할 경우, 한 쌍의 승강축(131)이 함께 승강한다. 이로써, 상기 한 쌍의 승강축(131)과 연결된 흡착 바들(120)중 하나가 승강할 수 있다. 예를 들면, 외곽에 위치한 상기 한 쌍의 승강축(131)이 상승할 경우, 외곽에 위치한 흡착 바들(120) 중 하나가 상승한다. 결과적으로, 상기 흡착 바(120)가 상승함으로써 캐리어 웨이퍼(30) 중 외곽부가 상기 디바이스 웨이퍼(10)로부터 먼저 분리될 수 있다.
상기 한 쌍의 구동 바들(135)은 상기 흡착 바들(120)과 교차하는 방향으로 연장된다. 상기 한 쌍의 구동 바들(135)이 상기 흡착 바들(120)와 연결된 캠 롤러들(133)을 향하여 이동할 경우, 상기 구동 바들(135)이 외곽에 위치한 캠 롤러(133)부터 내부에 구비된 캠 롤더(133)를 향하여 순차적으로 진입한다. 이로써 구동바(135)의 두께만큼 상기 캠 롤러들(133) 각각이 순차적으로 상승할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 구동 바들(135) 각각은 상기 캠 롤러(133)에 향하는 단부에 형성되고 상기 캠 롤러(133)의 외주연을 따라 수평 방향으로 이동 가능한 경사면(135a)을 포함할 수 있다. 상기 구동 바들(135)이 상기 캠 롤러(133)를 향하여 진입할 경우, 상기 경사면(135a)을 따라 상기 캠 롤러(133)가 회전할 수 있다. 따라서, 캠 롤러(133)가 상기 경사면을 타고 용이하게 회전하면서 상승할 수 있다.
상기 구동원(137)은 상기 한 쌍의 구동 바(135)와 연결된다. 상기 구동원(137)은 상기 구동 바들(135)이 수평 방향으로 이동시킬 수 있는 구동력을 제공한다.
상기 구동원(137)은 이동 블록(137a) 및 가이드 블록(137b)을 포함한다. 상기 이동 블록(137a)은 상기 구동 바들(135) 사이에 연결된다. 상기 이동 블록(137a)은 상기 구동 바들(135)을 수평 이동시킨다. 상기 이동 블록(137a)은 예를 들면, 실린더, 서보 모터 등을 포함할 수 있다.
상기 가이드 블록(137b)은 상기 이동 블록(137a)의 상부에 구비된다. 상기 가이드 블록(137b)은 상부 플레이트(106)와 연결된다. 상기 가이드 블록(137b)은 상기 구동 바(135)와 동일한 방향으로 연장된다. 상기 가이드 블록(137b)은 상기 이동 블록(137a)의 수평 이동을 가이드한다. 상기 가이드 블록(137b)은 예를 들면 엘엠 가이드를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 구동부(130)는 각각의 상기 흡착 바들(120)에 하방으로 탄성 복원력을 인가하는 복수의 탄성 부재들(139)을 더 포함할 수 있다. 이로써, 상기 구동바들(135)이 상기 캠 롤러(133)로부터 이격될 경우, 상기 흡착 바들(120)이 상기 탄성 복원력에 의하여 최초 위치로 회복될 수 있다.
예를 들면, 상기 탄성 부재들(139) 각각은 코일 스프링을 포함한다. 상기 코일 스프링은 상기 각각의 승강축(131)들과 평행하게 연장되어 상기 흡착 바들(120)과 연결된다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 흡착 바들(120) 각각이 캠-롤러 방식으로 순차적으로 승강시킴으로써, 상기 캐리어 웨이퍼(30)을 상기 디바이스 웨이퍼(10)로부터 일 측에서 타측으로 순차적으로 디본딩 할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 웨이퍼 디본딩 유닛(100)은 상기 진공척(110)을 승강시키는 제2 구동부(190)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 구동부(190)는 상기 흡착 바들(120)을 향하여 상기 진공척을 승강시킨다. 이로써, 상기 진공척(110) 상이 지지된 캐리어 웨이퍼(30)을 상기 흡착 바들(120)에 밀착시킬 수 있다. 또한 상기 흡착 바들(120)이 상기 캐리어 웨이퍼(30)을 진공 흡착한 후 상기 진공척(110)을 상기 흡착 바(134)로부터 이격시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 구동부(190)로는 공압 실린더가 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 디본딩 유닛(100)은 상기 진공척(110)에 인접하게 배치되며, 상기 진공척(110) 상에 지지된 디바이스 웨이퍼 및 캐리어 웨이퍼 사이를 박리하는 박리부(180)를 더 포함할 수 있다. 상기 박리부(180)는 수직 방향 및 수평 방향으로 이동함으로써, 디바이스 웨이퍼(10) 및 캐리어 웨이퍼(30) 사이로 인입할 수 있다. 이로써, 상기 디바이스 웨이퍼(20) 및 캐리어 웨이퍼(30) 사이의 외곽부가 부분적으로 박리될 수 있다.
나아가, 상기 박리부(180)이 상기 디바이스 웨이퍼 및 캐리어 웨이퍼 사이에 인입될 경우, 상기 제2 구동부(190)가 상기 진공척(110)을 회전함으로써, 상기 박리부(180)가 상기 디바이스 웨이퍼 및 캐리어 웨이퍼 사이의 외곽부 전체를 박리할 수 있다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 웨이퍼 디본딩 유닛을 이용하여 디바이스 웨이퍼로부터 캐리어 웨이퍼를 디본딩하는 방법을 설명하기 위한 구성도들이다.
도 3을 참조하면, 디바이스 웨이퍼(10) 및 캐리어 웨이퍼(30)이 상기 웨이퍼 이송 로봇(도 5 참조; 250)에 의해 상기 진공척(110) 상에 로드될 수 있다. 이때, 도시된 바와 같이 상기 흡착 바들(120)은 상기 캐리어 웨이퍼(30)의 상부에 위치될 수 있다.
이후, 상기 제2 구동부(190)에 의해 상기 진공척(110)이 상승하여 상기 흡착 바들(120)이 상기 캐리어 웨이퍼(30)의 상부면에 진공 흡착될 수 있다.
이어서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 이동 블록(137a)이 상기 가이드 블록(137b)를 따라 상기 캠 롤러(133)에 접근하여 상기 캠 롤러가 회전하면서 상승한다. 이에 따라 상기 캐리어 웨이퍼(30)의 일측으로부터 타측 방향으로 상기 캐리어 웨이퍼(30)이 상기 디바이스 웨이퍼(10)로부터 디본딩될 수 있다.
상기와 같이 디바이스 웨이퍼(10)로부터 상기 캐리어 웨이퍼(30)이 충분히 디본딩된 후 상기 진공척(110)이 상기 제2 구동부(150)에 의해 하강할 수 있으며, 이에 따라 상기 디바이스 웨이퍼(10)로부터 상기 캐리어 웨이퍼(30)의 디본딩이 완료될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 웨이퍼 디본딩 유닛(100)은, 디바이스 웨이퍼(10)를 파지하기 위한 진공척(110)과, 상기 디바이스 웨이퍼(10) 상에 부착된 캐리어 웨이퍼(30)을 진공 흡착하기 위한 복수의 흡착 바들(120)과, 상기 흡착 바들(120)을 순차적으로 상승시켜 상기 디바이스 웨이퍼(10)로부터 상기 캐리어 웨이퍼(30)을 디본딩하기 위한 제1 구동부(130)를 포함할 수 있다.
결과적으로, 상기 캐리어 웨이퍼(30)을 상기 디바이스 웨이퍼(10)로부터 디본딩하는 동안 상기 캐리어 웨이퍼(30) 및 상기 디바이스 웨이퍼(10)의 손상이 크게 감소될 수 있다. 또한, 상기 흡착 바들(120)과 상기 캐리어 웨이퍼(30) 사이의 높이 정렬에 소요되는 시간이 크게 감소될 수 있으며, 이에 따라 상기 캐리어 웨이퍼(30)의 디본딩에 소요되는 전체 공정 시간이 크게 단축될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디본딩 방법에 있어서, 상기 진공척에 인접하게 배치된 박리부가 상기 진공척 상에 지지된 디바이스 웨이퍼 및 캐리어 웨이퍼 사이를 박리할 수 있다. 상기 박리부는 수직 방향 및 수평 방향으로 이동함으로써, 디바이스 웨이퍼 및 캐리어 웨이퍼 사이로 인입할 수 있다. 이로써, 상기 디바이스 웨이퍼 및 캐리어 웨이퍼 사이의 외곽부가 부분적으로 박리될 수 있다.
나아가, 상기 박리 유닛이 상기 디바이스 웨이퍼 및 캐리어 웨이퍼 사이에 인입될 경우, 상기 제2 구동부가 상기 진공척을 회전함으로써, 상기 박리 유닛이 상기 디바이스 웨이퍼 및 캐리어 웨이퍼 사이의 외곽부 전체를 박리할 수 있다. 이로써, 흡착 바들이 보다 용이하게 상기 디바이스 웨이퍼를 캐리어 웨이퍼로부터 흡착할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 분리 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 분리 장치(200)는 웨이퍼 이송 로봇(250), 로딩 유닛(210), 언로딩 유닛(290), 자외선 조사 유닛(220) 및 웨이퍼 디본딩 유닛(230)을 포함한다.
상기 웨이퍼 이송 로봇(250)은 제1 방향으로 이동 가능하다. 상기 웨이퍼 이송 로봇(250)은 디바이스 웨이퍼 또는 상기 디바이스 웨이퍼가 부착된 캐리어 웨이퍼를 이송한다.
상기 로딩 유닛(210)은 상기 제1 방향을 기준으로 일측에 배치된다. 상기 로딩 유닛(210)은 디바이스 웨이퍼 및 상기 디바이스 웨이퍼가 부착된 캐리어 웨이퍼를 포함하는 대상물을 로딩한다.
한편, 상기 언로딩 유닛(290)은 상기 일측에 배치된다. 상기 언로딩 유닛(290)은 디본딩 된 상기 캐리어 웨이퍼 및 디바이스 웨이퍼를 각각 배출한다.
상기 자외선 조사 유닛(220)은 상기 일측에 상기 로딩 유닛(210)과 인접하게 배치된다. 상기 자외선 조사 유닛(220)은, 상기 디바이스 웨이퍼 및 상기 캐리어 웨이퍼를 향하여 자외선을 조사한다. 예를 들면, 상기 자외선 조사 유닛(220)은 상기 디바이스 웨이퍼(10)와 상기 캐리어 웨이퍼(30) 사이의 점착 필름(30)의 점착력을 감소시키기 위한 자외선 램프(미도시)를 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 자외선 램프들은 상기 캐리어 웨이퍼(30) 상에 자외선을 조사하여 상기 점착 필름(30)을 경화 수축시킬 수 있으며, 이에 따라 상기 디바이스 웨이퍼(10)와 상기 캐리어 웨이퍼(30) 사이의 점착력이 저하될 수 있다.
상기 디본딩 유닛(230)은 상기 제1 방향을 기준으로 상기 일측에 반대되는 타측에 위치한다. 상기 디본딩 유닛(230)은 상기 캐리어 웨이퍼를 상기 디바이스 웨이퍼로부터 디본딩 할 수 있다.
상기 디본딩 유닛(230)은 반도체 다이들을 포함하는 디바이스 웨이퍼 및 상기 디바이스 웨이퍼 상에 부착된 캐리어 웨이퍼를 파지하기 위한 진공척(110; 도 3 참조), 상기 진공척의 상부에 위치하며, 상기 캐리어 웨이퍼를 진공 흡착하도록 상호 평형하게 배열된 복수의 흡착 바들(120; 도 3 참조) 및 상기 흡착 바들을 상기 캐리어 웨이퍼의 일측으로부터 타측 방향으로 순차적으로 상승시켜 상기 디바이스 웨이퍼로부터 상기 캐리어 웨이퍼를 디본딩하기 위한 제1 구동부(130; 도 3 참조)를 포함하며, 상기 제1 구동부(110; 도 3 참조)는 복수의 캠-롤러 방식을 이용하여 상기 흡착 바들을 순차적으로 상승시킨다. 상기 디본딩 유닛은 도 1 내지 도 4를 참고로 전술하였으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
한편, 상기 웨이퍼 분리 장치(200)는 필름 분리 유닛(260) 및 웨이퍼 세정 유닛(270)을 더 포함할 수 있다. 상기 필름 분리 유닛(260)은 상기 캐리어 웨이퍼 분리 후 상기 디바이스 웨이퍼 상에 잔류하는 접착 필름을 제거한다. 상기 필름 유닛 유닛(260)은 상기 접착 필름을 제거하기 위하여 제거 필름을 이용할 수 있다.
상기 웨이퍼 세정 유닛(270)은 탈이온수와 같은 세정액을 상기 캐리어 웨이퍼가 분리된 상기 디바이스 웨이퍼 상에 공급하여 상기 디바이스 웨이퍼 상에 잔류하는 잔류물을 제거할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 디바이스 웨이퍼 30 : 캐리어 웨이퍼
20 : 점착 필름 100 : 웨이퍼 디본딩 유닛
110 : 진공척 120 : 흡착바
130 : 제1 구동부 190 : 제2 구동부
131 : 승강바 133 : 캠 롤러
135 : 구동바 137 : 구동원
137a : 이송 블록 137b : 가이드 블록
146 : 탄성 부재 200 : 웨이퍼 분리 장치
210 : 로딩 유닛 230 : 웨이퍼 디본딩 유닛
250 : 이송 로봇 260 : 필름 분리 유닛
270 : 웨이퍼 세정 유닛 290 : 언로딩 유닛

Claims (11)

  1. 피디본딩체 및 상기 피디본딩체 상에 부착된 캐리어 웨이퍼를 파지하기 위한 진공척;
    상기 진공척의 상부에 위치하며, 상기 캐리어 웨이퍼를 진공 흡착하도록 상호 평형하게 배열된 복수의 흡착 바들; 및
    상기 흡착 바들을 상기 캐리어 웨이퍼의 일측으로부터 타측 방향으로 순차적으로 상승시켜 상기 피디본딩체로부터 상기 캐리어 웨이퍼를 디본딩하기 위한 제1 구동부를 포함하며,
    상기 제1 구동부는 캠-롤러 방식을 이용하여 상기 흡착 바들을 순차적으로 승강시키고, 상기 제1 구동부는,
    상기 흡착 바들 각각의 양측과 각각 연결되며, 수직 방향으로 연장된 복수 쌍의 승강축들;
    상기 승강축들의 상단부에 장착되며, 회전하면서 승강 가능한 복수 쌍의 캠 롤러들;
    상기 흡착 바들과 교차하는 방향으로 연장되며, 상기 한 쌍의 승강축과 연결된 한 쌍의 캠 롤러를 향하여 수평 방향으로 이동하여 상기 캠 롤러를 회전시켜 상기 캠 롤러를 승강시키는 한 쌍의 구동 바; 및
    상기 구동 바와 연결되며, 상기 한 쌍의 구동 바들을 수평 방향으로 이동시키는 구동원을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 디본딩 유닛.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 구동원은 상기 구동 바들 사이에 연결되어 상기 구동 바들을 수평 이동시키는 이동 블록; 및
    상기 이동 블록의 상부에 구비되며, 상기 이동 블록의 수평 이동을 가이드하는 가이드 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 디본딩 유닛.
  4. 제1항에 있어서, 상기 구동 바들 각각은 상기 캠 롤러에 향하는 단부에 형성되고 상기 캠 롤러의 외주연을 따라 수평 방향으로 이동 가능한 경사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 디본딩 유닛.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 구동부는 각각의 상기 흡착 바들에 하방으로 탄성 복원력을 인가하는 복수의 탄성 부재들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 디본딩 유닛.
  6. 제5항에 있어서, 상기 탄성 부재들 각각은 상기 각각의 승강축들과 평행하게 연장되어 상기 흡착 바들과 연결된 코일 스프링들을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 디본딩 유닛.
  7. 제1항에 있어서, 상기 흡착 바들 각각은 그 하부면에 형성된 진공 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 디본딩 유닛.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서, 상기 진공척을 회전 가능하게 승강시키는 제2 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 디본딩 유닛.
  10. 제9항에 있어서, 상기 진공척에 인접하게 배치되며, 상기 진공척 상에 지지된 피디본딩체 및 캐리어 웨이퍼 사이를 박리하는 박리부를 더 포함하고,
    상기 박리부가 상기 피디본딩체 및 캐리어 웨이퍼 사이의 외곽부에 인입될 경우, 상기 제2 구동부가 상기 진공척을 회전함으로써 상기 박리부가 상기 피디본딩체 및 캐리어 웨이퍼 사이의 외곽부 전체를 박리할 수 있도록 구비된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 디본딩 유닛.
  11. 제1 방향으로 이동 가능하며, 피디본딩체 또는 상기 피디본딩체가 부착된 캐리어 웨이퍼를 이송하기 위한 웨이퍼 이송 로봇;
    상기 제1 방향을 기준으로 일측에 배치되며, 상기 피디본딩체가 부착된 캐리어 웨이퍼를 포함하는 대상물을 공급하는 로딩 유닛;
    상기 일측에 배치되며, 상기 캐리어 웨이퍼 및 피디본딩체를 배출하는 언로딩 유닛;
    상기 일측에 상기 로딩 유닛과 인접하게 배치되며, 상기 피디본딩체 및 상기 캐리어 웨이퍼를 향하여 자외선을 조사하는 자외선 조사 유닛; 및
    상기 제1 방향을 기준으로 상기 일측에 반대되는 타측에 위치하며, 상기 캐리어 웨이퍼를 상기 피디본딩체로부터 디본딩하는 웨이퍼 디본딩 유닛을 포함하고, 상기 웨이퍼 디본딩 유닛은,
    상기 피디본딩체 및 상기 피디본딩체 상에 부착된 캐리어 웨이퍼를 파지하기 위한 진공척;
    상기 진공척의 상부에 위치하며, 상기 캐리어 웨이퍼를 진공 흡착하도록 상호 평형하게 배열된 복수의 흡착 바들; 및
    상기 흡착 바들을 상기 캐리어 웨이퍼의 일측으로부터 타측 방향으로 순차적으로 상승시켜 상기 피디본딩체로부터 상기 캐리어 웨이퍼를 디본딩하기 위한 제1 구동부를 포함하며,
    상기 제1 구동부는 캠-롤러 방식을 이용하여 상기 흡착 바들을 순차적으로 승강시키고,
    상기 제1 구동부는,
    상기 흡착 바들 각각의 양측과 각각 연결되며, 수직 방향으로 연장된 복수 쌍의 승강축들;
    상기 승강축들의 상단부에 장착되며, 회전하면서 승강 가능한 복수 쌍의 캠 롤러들;
    상기 흡착 바들과 교차하는 방향으로 연장되며, 상기 한 쌍의 승강축과 연결된 한 쌍의 캠 롤러를 향하여 수평 방향으로 이동하여 상기 캠 롤러를 회전시켜 상기 캠 롤러를 승강시키는 한 쌍의 구동 바; 및
    상기 구동 바와 연결되며, 상기 한 쌍의 구동 바들을 수평 방향으로 이동시키는 구동원을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치.
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