KR102446955B1 - 웨이퍼 분리 장치 - Google Patents

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Abstract

디바이스 웨이퍼로부터 캐리어 웨이퍼를 분리하기 위한 장치가 개시된다. 상기 장치는, 상기 디바이스 웨이퍼를 파지하기 위한 진공척과, 상기 디바이스 웨이퍼 상에 부착된 상기 캐리어 웨이퍼를 진공 흡착하기 위한 복수의 진공 패드들과, 상기 진공 패드들을 상기 캐리어 웨이퍼의 일측으로부터 타측 방향으로 또는 양측 에지 부위들로부터 중심 방향으로 순차적으로 상승시켜 상기 디바이스 웨이퍼로부터 상기 캐리어 웨이퍼를 분리하기 위한 구동부를 포함할 수 있으며, 상기 구동부는 복수의 캠들을 이용하여 상기 진공 패드들을 순차적으로 상승시킬 수 있다.

Description

웨이퍼 분리 장치{Wafer debonding apparatus}
본 발명의 실시예들은 웨이퍼 분리 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 반도체 다이들을 포함하는 디바이스 웨이퍼로부터 캐리어 웨이퍼를 분리하기 위한 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 점착제를 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 분리하는 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 분리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 웨이퍼 분리 장치는, 반도체 다이들을 포함하는 디바이스 웨이퍼를 파지하기 위한 진공척과, 상기 디바이스 웨이퍼 상에 부착된 캐리어 웨이퍼를 진공 흡착하기 위한 복수의 진공 패드들과, 상기 진공 패드들을 상기 캐리어 웨이퍼의 일측으로부터 타측 방향으로 또는 양측 에지 부위들로부터 중심 방향으로 순차적으로 상승시켜 상기 디바이스 웨이퍼로부터 상기 캐리어 웨이퍼를 분리하기 위한 구동부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 구동부는 복수의 캠들을 이용하여 상기 진공 패드들을 순차적으로 상승시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 구동부는, 상기 진공 패드들과 각각 연결되며 수직 방향으로 연장하는 복수의 구동축들과, 상기 구동축들의 상부에 장착되며 상기 캠들 상에 배치되는 복수의 캠 팔로워들과, 상기 구동축들이 수직 방향으로 이동 가능하도록 장착되는 분리 헤드와, 상기 캠들을 회전시키기 위한 모터를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 구동부는 각각의 상기 구동축들에 하방으로 탄성 복원력을 인가하는 복수의 탄성 부재들을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 각각의 구동축들의 하단부에 상기 진공 패드들이 연결될 수 있으며, 상기 진공 패드들과 상기 분리 헤드 사이에는 상기 탄성 부재들로서 기능하는 코일 스프링들이 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 웨이퍼 분리 장치는 상기 분리 헤드를 수직 방향으로 이동시키기 위한 제2 구동부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 디바이스 웨이퍼는 다이싱 테이프 상에 부착된 상태로 제공될 수 있으며, 상기 진공척은 상기 다이싱 테이프의 하부면을 진공 흡착할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 웨이퍼 분리 장치는 상기 다이싱 테이프가 장착되는 링 형태의 마운트 프레임을 지지하는 서포트 부재들을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 서포트 부재들은 수직 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 웨이퍼 분리 장치는, 상기 진공 패드들 사이에 배치되며 상기 캐리어 웨이퍼 상에 자외선을 조사하기 위한 자외선 램프를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 웨이퍼 분리 장치는, 상기 진공척 상으로 상기 디바이스 웨이퍼 및 상기 캐리어 웨이퍼를 이송하기 위한 웨이퍼 이송 로봇과, 상기 웨이퍼 이송 로봇의 상부에 배치되며 상기 웨이퍼 이송 로봇에 의해 상기 디바이스 웨이퍼 및 상기 캐리어 웨이퍼가 이송되는 동안 상기 캐리어 웨이퍼 상으로 자외선을 조사하기 위한 자외선 램프를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 웨이퍼 분리 장치는, 디바이스 웨이퍼를 파지하기 위한 진공척과, 상기 디바이스 웨이퍼 상에 부착된 캐리어 웨이퍼를 진공 흡착하기 위한 복수의 진공 패드들과, 상기 진공 패드들을 순차적으로 상승시켜 상기 디바이스 웨이퍼로부터 상기 캐리어 웨이퍼를 분리하기 위한 구동부를 포함할 수 있다.
특히, 상기 구동부는, 복수의 캠들과, 상기 캠들 상에 배치되는 복수의 캠 팔로워들과, 상기 캠 팔로워들과 연결되어 수직 방향으로 연장하는 구동축들 및 상기 캠들을 회전시키기 위한 모터를 포함할 수 있으며, 상기 진공 패드들은 상기 구동축들의 하단부에 연결될 수 있다.
결과적으로, 상기 캐리어 웨이퍼를 상기 디바이스 웨이퍼로부터 분리하는 동안 상기 캐리어 웨이퍼 및 상기 디바이스 웨이퍼의 손상이 크게 감소될 수 있다. 또한, 상기 진공 패드들과 상기 캐리어 웨이퍼 사이의 높이 정렬에 소요되는 시간이 크게 감소될 수 있으며, 이에 따라 상기 캐리어 웨이퍼의 분리에 소요되는 전체 공정 시간이 크게 단축될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 분리 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 진공 패드를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 자외선 램프들의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 4 내지 도 8은 도 1에 도시된 웨이퍼 분리 장치를 이용하여 디바이스 웨이퍼로부터 캐리어 웨이퍼를 분리하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 구성도들이다.
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 분리 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 분리 장치(100)는 반도체 다이들을 포함하는 디바이스 웨이퍼(10)로부터 캐리어 웨이퍼(20)를 분리하기 위해 사용될 수 있다. 상기 캐리어 웨이퍼(20)는 유리 또는 실리콘 등의 물질로 이루어질 수 있으며 점착제(30)를 통해 상기 디바이스 웨이퍼(10) 상에 부착될 수 있다. 상기 점착제(30)는 본 발명의 기술 분야에서 일반적으로 알려진 감압성 점착제에 광중합성 화합물 및 광개시제를 추가한 것일 수 있다. 상기 감압성 점착제는 상기 디바이스 웨이퍼(10)와 상기 캐리어 웨이퍼(20)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 분리 장치(100)는 상기 디바이스 웨이퍼(10)를 파지하기 위한 진공척(110)과, 상기 디바이스 웨이퍼(10) 상에 부착된 상기 캐리어 웨이퍼(20)를 진공 흡착하기 위한 복수의 진공 패드들(120)과, 상기 진공 패드들(120)을 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 일측으로부터 타측 방향으로 순차적으로 상승시켜 상기 디바이스 웨이퍼(10)로부터 상기 캐리어 웨이퍼(20)를 분리하기 위한 구동부(130)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 구동부(130)는 복수의 캠들(132)을 이용하여 상기 진공 패드들(120)을 순차적으로 상승시킬 수 있으며, 이에 의해 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 일측으로부터 타측 방향으로 또는 양측 에지 부위들로부터 중심 부위를 향하여 박리가 진행될 수 있다.
상기 디바이스 웨이퍼(10)는 복수의 반도체 다이들(미도시)을 포함할 수 있으며, 다이싱 테이프(12)에 부착된 상태로 제공될 수 있다. 상기 진공척(110)은 상기 디바이스 웨이퍼(10)가 부착된 상기 다이싱 테이프(12)를 지지할 수 있으며, 도시되지는 않았으나, 상기 디바이스 웨이퍼(10)가 부착된 상기 다이싱 테이프(12)의 하부면을 진공 흡착하기 위한 복수의 진공홀들(미도시)을 가질 수 있다.
상기 다이싱 테이프(12)는 대략 원형 링 형태의 마운트 프레임(14)에 장착될 수 있으며, 상기 웨이퍼 분리 장치(100)는 상기 마운트 프레임(14)을 지지하기 위한 서포트 부재들(112)을 포함할 수 있다. 상기 서포트 부재들(112)은 상기 진공척(110)의 주위에 원주 방향으로 배치될 수 있다. 특히, 도시되지는 않았으나, 상기 서포트 부재들(112)은 별도의 구동부(미도시)에 의해 수직 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다. 예를 들면, 웨이퍼 이송 로봇(170; 도 3 참조)에 의해 상기 진공척(110)의 상부로 상기 디바이스 웨이퍼(10)와 캐리어 웨이퍼(20)가 이송된 후 상기 서포트 부재들(112)이 상승하여 상기 디바이스 웨이퍼(10)와 상기 캐리어 웨이퍼(20)를 상기 웨이퍼 이송 로봇(170)으로부터 전달받을 수 있다. 이어서, 상기 서포트 부재들(112)의 하강에 의해 상기 디바이스 웨이퍼(10)와 캐리어 웨이퍼(20)가 상기 진공척(110) 상에 로드될 수 있다.
상기 구동부(130)는 상기 진공 패드들(120)이 장착되는 분리 헤드(134)와, 상기 분리 헤드(134)에 수직 방향으로 이동 가능하게 장착되는 복수의 구동축들(136)과, 상기 구동축들(136)의 상부에 장착되며 상기 캠들(120) 상에 배치되는 복수의 캠 팔로워들(138)과, 상기 캠들(132)을 회전시키기 위한 모터(140)를 포함할 수 있다.
일 예로서, 상기 구동축들(136)은 상기 분리 헤드(134)를 관통하도록 수직 방향으로 연장할 수 있으며 상기 분리 헤드(134)의 상부로 돌출된 상기 구동축들(136)의 상부에 롤러 형태의 캠 팔로워들(138)이 장착될 수 있다. 상기 캠 팔로워들(138)은 상기 캠들(132) 상에 배치될 수 있으며, 상기 캠들(132)의 회전에 의해 상기 구동축들(136)이 수직 방향으로 이동될 수 있다. 또한, 상기 구동축들(136)의 하부는 상기 분리 헤드(134)의 하부로 돌출될 수 있으며 상기 진공 패드들(120)은 상기 구동축들(136)의 하부에 장착될 수 있다.
상기 모터(140)와 상기 캠들(132)은 벨트(142)를 통해 서로 연결될 수 있다. 일 예로서, 상세히 도시되지는 않았으나, 각각의 상기 캠들(132)에는 종동 풀리가 결합될 수 있고, 상기 모터(140)에는 구동 풀리가 결합될 수 있으며, 상기 구동 풀리와 상기 종동 풀리들은 타이밍 벨트(140)를 통해 서로 연결될 수 있다.
그러나, 상기와 같은 구동부(130)의 세부 구성은 다양하게 변경 가능하므로 상기와 같은 구동부(130)의 세부 구성에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않을 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 진공 패드를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2를 참조하면, 상기 진공 패드들(120)은 상기 구동축들(136)의 하단부에 연결될 수 있다. 특히, 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 분리시 발생될 수 있는 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 기울어짐에 대응하기 위하여 상기 진공 패드들(120)은 고무 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 도시되지는 않았으나, 상기 진공 패드들(120)은 상기 캐리어 웨이퍼(20)를 흡착하기 위하여 진공 펌프와 연결될 수 있다.
상기 구동부(130)는 상기 각각의 구동축들(136)에 하방으로 탄성 복원력을 인가하는 복수의 탄성 부재들(146)을 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 구동축들(136)의 하단부에는 각각 플랜지들(148)이 구비될 수 있으며, 상기 플랜지들(148)과 상기 분리 헤드(134) 사이에는 상기 탄성 부재들(146)로서 기능하는 코일 스프링들이 배치될 수 있다.
상기와 같이 캠 팔로워들(138)이 상기 캠들(132) 상에 배치되고, 상기 플랜지들(148)과 상기 분리 헤드(134) 사이에 상기 탄성 부재들(146)이 배치되므로, 상기 진공 패드들(120)을 상기 캐리어 웨이퍼(20) 상에 밀착시키는 경우 상기 캐리어 웨이퍼(20)와 상기 디바이스 웨이퍼(10)의 손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 상기 진공 패드들(120)과 상기 캐리어 웨이퍼(20) 사이의 높이 정렬이 매우 용이하게 이루어질 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 웨이퍼 분리 장치(100)는 상기 분리 헤드(134)를 수직 방향으로 이동시키기 위한 제2 구동부(150)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 구동부(150)는 상기 진공 패드들(120)이 상기 캐리어 웨이퍼(20)에 밀착되도록 상기 분리 헤드(134)를 하방으로 이동시킬 수 있으며, 또한 상기 진공 패드들(120)이 상기 캐리어 웨이퍼(20)에 진공 흡착된 후 상기 분리 헤드(134)를 상방으로 이동시킬 수 있다.
예를 들면, 상기 제2 구동부(150)로는 공압 실린더가 사용될 수 있으며, 상기 분리 헤드(134) 상부에 배치되는 베이스 플레이트(152) 상에 배치될 수 있다. 이 경우 상기 제2 구동부(150)는 제2 구동축(154)과 연결 플레이트(156)를 통해 상기 분리 헤드(134)와 연결될 수 있다. 상기 제2 구동축(154)은 상기 베이스 플레이트(152)를 관통하여 하방으로 연장될 수 있으며 상기 제2 구동축(154)의 하단부에 상기 분리 헤드(134)가 결합될 수 있다. 상기 연결 플레이트(156)는 상기 제2 구동축(154)의 상단부와 상기 제2 구동부(150)의 실린더 로드를 연결하기 위해 사용될 수 있다.
또한, 수직 방향으로 연장하는 가이드 부재(158)가 상기 베이스 플레이트(152)를 관통하도록 구성될 수 있으며 상기 가이드 부재(158)의 하단부는 상기 분리 헤드(134)와 연결될 수 있다. 상기 가이드 부재(158)는 상기 분리 헤드(134)의 수직 방향 이동을 안내하기 위해 사용될 수 있으며, 일 예로서, 가이드 로드와 리니어 부시가 상기 가이드 부재(158)로서 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 웨이퍼 분리 장치(100)는 상기 디바이스 웨이퍼(10)와 상기 캐리어 웨이퍼(20) 사이의 점착제(30)의 점착력을 감소시키기 위한 자외선 램프(160)를 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 분리 헤드(134)의 하부면에는 복수의 자외선 램프들(160)이 상기 진공 패드들(120) 사이에 위치되도록 장착될 수 있다. 상기 자외선 램프들(160)은 상기 캐리어 웨이퍼(20) 상에 자외선을 조사하여 상기 점착제(30)를 경화 수축시킬 수 있으며, 이에 따라 상기 디바이스 웨이퍼(10)와 상기 캐리어 웨이퍼(20) 사이의 점착력이 저하될 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 자외선 램프들의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 3을 참조하면, 상기 웨이퍼 분리 장치(100)는 상기 디바이스 웨이퍼(10)와 캐리어 웨이퍼(20)를 상기 진공척(110) 상에 로드하고 또한 상기 진공척(110)으로부터 언로드하기 위한 웨이퍼 이송 로봇(170)을 포함할 수 있다. 일 예로서, 도시되지는 않았으나, 상기 진공척(110)은 웨이퍼 분리 챔버 내에 배치되고, 상기 웨이퍼 이송 로봇(170)은 상기 웨이퍼 분리 챔버와 연결된 웨이퍼 이송 챔버 내에 배치될 수 있다. 그러나, 상기와 다르게, 상기 웨이퍼 이송 로봇(170)은 상기 웨이퍼 분리 챔버 내에 배치될 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 웨이퍼 이송 로봇(170)의 상부에는 상기 점착제(30)의 점착력을 감소시키기 위한 자외선 램프들(162)이 배치될 수 있다. 상기 자외선 램프들(162)은 상기 디바이스 웨이퍼(10)와 캐리어 웨이퍼(20)가 상기 웨이퍼 이송 로봇(170)에 의해 상기 진공척(110) 상으로 이송되는 동안 상기 캐리어 웨이퍼(20) 상으로 자외선을 조사할 수 있다.
도 4 내지 도 8은 도 1에 도시된 웨이퍼 분리 장치를 이용하여 디바이스 웨이퍼로부터 캐리어 웨이퍼를 분리하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 구성도들이다.
도 4를 참조하면, 다이싱 테이프(12)를 이용하여 마운트 프레임(14)에 장착된 디바이스 웨이퍼(10) 및 캐리어 웨이퍼(10)가 상기 웨이퍼 이송 로봇(170)에 의해 상기 진공척(110) 및 서포트 부재들(112) 상에 로드될 수 있다. 이때, 도시된 바와 같이 상기 진공 패드들(120)은 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 상부에 위치될 수 있으며 상기 캠들(132)의 회전 각도 조절에 의해 동일한 높이를 가질 수 있다.
상기와 같이 분리 헤드(134)와 진공척(110) 사이에 상기 디바이스 웨이퍼(10) 및 상기 캐리어 웨이퍼(20)가 배치된 후 상기 자외선 램프들(160)이 점등될 수 있으며, 상기 자외선 램프들(160)로부터의 자외선 조사에 의해 상기 디바이스 웨이퍼(10)와 캐리어 웨이퍼(20) 사이의 점착제(30)의 점착력이 감소될 수 있다.
다른 예로서, 상기 디바이스 웨이퍼(10)와 상기 캐리어 웨이퍼(20)가 상기 진공척(110) 상으로 로드되는 동안 즉 상기 디바이스 웨이퍼(10)와 상기 캐리어 웨이퍼(20)가 상기 웨이퍼 이송 로봇(170)에 의해 이송되는 동안 상기 캐리어 웨이퍼(20) 상으로 상기 자외선 램프들(162)로부터 자외선이 조사될 수도 있다.
도 5를 참조하면, 상기 제2 구동부(150)에 의해 상기 분리 헤드(134)가 하강될 수 있으며, 이에 따라 상기 진공 패드들(120)이 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 상부면에 진공 흡착될 수 있다.
이어서, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 모터(140)에 의해 상기 캠들(132)이 동시에 회전될 수 있으며, 이에 따라 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 일측으로부터 타측 방향으로 상기 캐리어 웨이퍼(20)가 상기 디바이스 웨이퍼(10)로부터 분리될 수 있다. 특히, 상기 자외선 조사에 의해 상기 점착제(30)의 점착력이 감소된 상태이므로 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 분리가 용이하게 진행될 수 있다.
상기와 같이 디바이스 웨이퍼(10)로부터 상기 캐리어 웨이퍼(20)가 충분히 분리된 후 도 8에 도시된 바와 같이 상기 분리 헤드(134)가 상기 제2 구동부(150)에 의해 상승될 수 있으며, 이에 따라 상기 디바이스 웨이퍼(10)로부터 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 분리가 완료될 수 있다.
다른 예로서, 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 양측 에지 부위들로부터 중심 부위를 향하여 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 박리가 진행되도록 상기 캠들(132)의 회전 각도가 조절될 수도 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 웨이퍼 분리 장치(100)는, 디바이스 웨이퍼(10)를 파지하기 위한 진공척(110)과, 상기 디바이스 웨이퍼(10) 상에 부착된 캐리어 웨이퍼(20)를 진공 흡착하기 위한 복수의 진공 패드들(120)과, 상기 진공 패드들(120)을 순차적으로 상승시켜 상기 디바이스 웨이퍼(10)로부터 상기 캐리어 웨이퍼(20)를 분리하기 위한 구동부(130)를 포함할 수 있다.
특히, 상기 구동부(130)는, 복수의 캠들(132)과, 상기 캠들(132) 상에 배치되는 복수의 캠 팔로워들(138)과, 상기 캠 팔로워들(138)과 연결되어 수직 방향으로 연장하는 구동축들(136) 및 상기 캠들(132)을 회전시키기 위한 모터(140)를 포함할 수 있으며, 상기 진공 패드들(120)은 상기 구동축들(136)의 하단부에 연결될 수 있다.
결과적으로, 상기 캐리어 웨이퍼(20)를 상기 디바이스 웨이퍼(10)로부터 분리하는 동안 상기 캐리어 웨이퍼(20) 및 상기 디바이스 웨이퍼(10)의 손상이 크게 감소될 수 있다. 또한, 상기 진공 패드들(120)과 상기 캐리어 웨이퍼(20) 사이의 높이 정렬에 소요되는 시간이 크게 감소될 수 있으며, 이에 따라 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 분리에 소요되는 전체 공정 시간이 크게 단축될 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 20 : 캐리어 웨이퍼
30 : 점착제 100 : 웨이퍼 분리 장치
110 : 진공척 112 : 제2 진공척
120 : 진공 패드 130 : 구동부
132 : 캠 134 : 분리 헤드
136 : 구동축 138 : 캠 팔로워
140 : 모터 142 : 벨트
146 : 탄성 부재 150 : 제2 구동부
152 : 베이스 플레이트 154 : 제2 구동축
156 : 연결 플레이트 158 : 가이드 부재
160, 162 : 자외선 램프 170 : 웨이퍼 이송 로봇

Claims (10)

  1. 반도체 다이들을 포함하는 디바이스 웨이퍼를 파지하기 위한 진공척;
    상기 디바이스 웨이퍼 상에 부착된 캐리어 웨이퍼를 진공 흡착하기 위한 복수의 진공 패드들; 및
    복수의 캠들을 이용하여 상기 진공 패드들을 상기 캐리어 웨이퍼의 일측으로부터 타측 방향으로 또는 양측 에지 부위들로부터 중심 방향으로 순차적으로 상승시켜 상기 디바이스 웨이퍼로부터 상기 캐리어 웨이퍼를 분리하기 위한 구동부를 포함하되,
    상기 구동부는, 상기 진공 패드들과 각각 연결되며 수직 방향으로 연장하는 복수의 구동축들과, 상기 구동축들의 상부에 장착되며 상기 캠들 상에 배치되는 복수의 캠 팔로워들과, 상기 구동축들이 수직 방향으로 이동 가능하도록 장착되는 분리 헤드와, 상기 캠들을 회전시키기 위한 모터와, 상기 진공 패드들이 상기 캐리어 웨이퍼 상에 밀착되도록 상기 분리 헤드를 하방으로 이동시키고 상기 캐리어 웨이퍼가 상기 디바이스 웨이퍼로부터 분리된 후 상기 분리 헤드를 상방으로 이동시키기 위한 제2 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 구동부는 각각의 상기 구동축들에 하방으로 탄성 복원력을 인가하는 복수의 탄성 부재들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 각각의 구동축들의 하단부에 상기 진공 패드들이 연결되며, 상기 진공 패드들과 상기 분리 헤드 사이에는 상기 탄성 부재들로서 기능하는 코일 스프링들이 배치되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 디바이스 웨이퍼는 다이싱 테이프 상에 부착된 상태로 제공되며, 상기 진공척은 상기 다이싱 테이프의 하부면을 진공 흡착하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 다이싱 테이프가 장착되는 링 형태의 마운트 프레임을 지지하는 서포트 부재들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 서포트 부재들은 수직 방향으로 이동 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 진공 패드들 사이에 배치되며 상기 캐리어 웨이퍼 상으로 자외선을 조사하기 위한 적어도 하나의 자외선 램프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 진공척 상으로 상기 디바이스 웨이퍼 및 상기 캐리어 웨이퍼를 이송하기 위한 웨이퍼 이송 로봇; 및
    상기 웨이퍼 이송 로봇의 상부에 배치되며 상기 웨이퍼 이송 로봇에 의해 상기 디바이스 웨이퍼 및 상기 캐리어 웨이퍼가 이송되는 동안 상기 캐리어 웨이퍼 상으로 자외선을 조사하기 위한 적어도 하나의 자외선 램프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치.
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