KR102555819B1 - 접착제층 형성 장치, 반도체 칩 제조 라인 및 적층체의 제조 방법 - Google Patents

접착제층 형성 장치, 반도체 칩 제조 라인 및 적층체의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

반도체 웨이퍼의 한쪽 면에 접착제층을 갖는 적층체로서, 감압 하에서의 웨이퍼 접착 시에 접착제층이 발포하기 어려운 적층체를, 접착제의 경화가 일어나기 어렵게 또한 택트 타임을 짧게 하면서 제조하는 방법, 및 해당 방법에 사용하는 접착제층 형성 장치를 제공한다. 반도체 웨이퍼의 한쪽 면에 도포 형성된 도막 중의 용매를 제거하여 접착제층을 형성하는 장치로서, 상기 반도체 웨이퍼를 적재하는 하부 플레이트와, 상기 하부 플레이트로 용적 10리터 이하의 폐공간을 형성하는 상부 커버와, 상기 폐공간 내를 감압하는 감압 수단을 구비한 접착제층 형성 장치.

Description

접착제층 형성 장치, 반도체 칩 제조 라인 및 적층체의 제조 방법
본 발명은 접착제층 형성 장치, 반도체 칩 제조 라인 및 적층체의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 반도체 웨이퍼의 적어도 한쪽 면에 접착제층을 형성하는 장치(접착제층 형성 장치), 해당 접착제층 형성 장치를 갖는 반도체 칩 제조 라인, 및 반도체 웨이퍼의 적어도 한쪽 면에 접착제층을 갖는 적층체의 제조 방법에 관한 것이다. 본원은, 2017년 5월 12일에 일본에 출원한 특원2017-095585호의 우선권을 주장하고, 그 내용을 본 명세서에 원용한다.
적층 반도체 칩의 제작에는, 실리콘 웨이퍼를 적층하고, 접착제에 의해 접합하는 것이 행하여진다. 특히, 웨이퍼 온 웨이퍼 방식(WOW 방식)에 있어서는, 트랜지스터 회로가 형성된 실리콘 웨이퍼를 칩의 형으로 잘라낼 일 없이, 웨이퍼 단위로, 접착제를 통하여 적층된다.
상기 WOW 방식에서는, 접합 시에 공기가 혼입되는 것(기포 혼입)이 우려되기 때문에, 통상 감압 하(특히, 진공 하)에서 압착·가열이 행하여진다(예를 들어, 비특허문헌 1 참조). 이때, 접착제 중에 용매가 남아있으면, 용매가 감압 하에서 기화하여 발포하여, 기포 혼입과 마찬가지의 현상이 일어나고, 그 결과 웨이퍼의 접착 불량이 일어나는 경우가 있었다. 이 때문에, 도포한 접착제의 충분한 용매의 제거(탈용매)가 필요해져서, 통상, 대기압 조건 하에서 용매의 비점 가까이의 온도(예를 들어 140℃ 정도)로 가열하거나, 가열 시간을 길게 하거나 하는 것 등에 의해 탈용매가 행하여지고 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).
일본 특허 제5693961호 공보
"파워 디바이스용 복합 웨이퍼의 정밀 실장 기술의 개발, 연구 개발 성과 등 보고서", [online], 2012년 12월, 공익 재단 법인 신산업 창조 연구 기구, [2017년 5월 12일 검색], 인터넷 <URL: http://www.chusho.meti.go.jp/keiei/sapoin/portal/seika/2010/22152803010.pdf>
그러나, 대기압 조건 하에서 용매의 비점 가까이의 온도로 가열하는 방법은, 이 때에 접착제 중의 접착 성분이 경화하지 않도록 할 필요가 있기 때문에, 경화 온도가 대기압 조건 하에서의 용매의 비점보다도 높은 접착제를 선택하거나, 대기압 조건 하에서의 비점이 낮은 용제를 선택하거나, 혹은 이러한 문제를 발생시키지 않는 경화 양식의 접착제를 선택하는 등의 필요성이 있어, 사용하는 접착제나 용매의 선택지가 한정된다고 하는 문제가 있었다. 한편, 가열 시간을 길게 하는 것은 제조 프로세스에 관한 시간(택트 타임)이 길어지는 것을 의미한다.
이 문제의 해결을 위하여 진공 건조기를 사용하는 것이 생각된다. 그러나, 시판하고 있는 진공 건조기의 대부분은 대략 입방체의 챔버 형상을 하고 있고, 웨이퍼 사이즈가 커짐에 따라서, 건조기 전체가 커진다(예를 들어, 비특허문헌 1 참조). 진공 건조기가 큰 경우, 진공 건조기 내를 감압하는 시간 및 상압으로 되돌리는 시간이 길어지거나, 감압 하에서의 진공 건조기 내의 균일한 온도 컨트롤이 곤란해지는 등의 문제가 있었다. 이 때문에, 결과적으로 시판하고 있는 진공 건조기의 사용에 의해 택트 타임을 짧게 하는 효과는 현저하게는 드러나지 않는다고 하는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은, 반도체 웨이퍼의 한쪽 면에 접착제층을 갖는 적층체로서, 감압 하에서의 웨이퍼 접착 시에 접착제층이 발포하기 어려운 적층체를, 접착 성분의 경화(즉 접착제의 경화)가 일어나기 어렵게 또한 택트 타임을 짧게 하면서 제조하는 방법, 및 해당 방법에 사용하는 접착제층 형성 장치를 제공하는 데 있다. 또한, 본 발명의 다른 목적은, 상기 접착제층 형성 장치를 갖는 반도체 칩 제조 라인을 제공하는 데 있다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 검토한 결과, 특정 용적 이하의 폐공간에서, 감압 하, 접착제 조성물을 도포하여 형성된 도막을 탈용매하여 접착제층을 형성함으로써, 감압 하에서의 웨이퍼 접착 시에 접착제층이 발포하기 어려운 접착제층을 갖는 반도체 웨이퍼를, 접착제의 경화가 일어나기 어렵게 또한 택트 타임을 짧게 하면서 제조할 수 있음을 알아냈다. 본 발명은 이들 지견에 기초하여 완성된 것이다.
즉, 본 발명은 반도체 웨이퍼의 한쪽 면에 도포 형성된 도막 중의 용매를 제거하여 접착제층을 형성하는 장치로서, 상기 반도체 웨이퍼를 적재하는 하부 플레이트와, 상기 하부 플레이트로 용적 10리터 이하의 폐공간을 형성하는 상부 커버와, 상기 폐공간 내를 감압하는 감압 수단을 구비한 접착제층 형성 장치를 제공한다.
상기 접착제층 형성 장치에 있어서, 상기 상부 커버의, 상기 폐공간의 천장이 되는 부분이 돔형인 것이 바람직하다.
상기 접착제층 형성 장치에 있어서, 상기 상부 커버에 있어서의 돔형부가 금속제이며, 상기 돔형부의 두께가 2㎜ 이하인 것이 바람직하다.
상기 접착제층 형성 장치는, 상기 도막을 가열하는 가열 수단을 갖는 것이 바람직하다.
상기 접착제층 형성 장치에 있어서, 상기 상부 커버가 주연에 플랜지부를 갖고, 상기 하부 플레이트가 상기 반도체 웨이퍼를 적재하는 적재대와, 해당 적재대의 주위에 상기 플랜지부와 접촉하여 상기 폐공간을 형성하는 홈을 갖는 것이 바람직하다.
상기 접착제층 형성 장치는, 상기 하부 플레이트의 내부의, 상기 폐공간과 통기가 차단되는 위치에 열전대를 갖는 것이 바람직하다.
상기 접착제층 형성 장치는, 추가로, 훅 유닛 및 볼 유닛을 갖고 또한 상기 상부 커버를 상하시켜서 상기 폐공간을 개폐시키는 상하 구동 유닛을 갖고, 상기 상부 커버는, 상기 감압 수단 및 상기 폐공간 내를 상압으로 되돌리는 해압 수단에 접속한 분기관에 접속되어 있는 것이 바람직하다.
상기 접착제층 형성 장치에 있어서, 상기 상부 커버가, 폐공간 내를 상압으로 되돌리는 때에 폐공간 내에 유입되는 가스가 형성된 접착제층 표면에 직접 분사되는 것을 방지하는 가스 유입 가드를, 가스가 유입되는 부분의 내측에 갖는 것이 바람직하다.
상기 접착제층 형성 장치에 있어서, 상기 훅 유닛이 암을 통하여 잭에 접속되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기 반도체 웨이퍼의 한쪽 면에 접착 성분 및 용매를 포함하는 접착제 조성물을 도포하여 도막을 형성하는 접착제 조성물 도포 장치, 상기 접착제층 형성 장치, 및 형성된 접착제층을 갖는 반도체 웨이퍼를 다른 반도체 웨이퍼와 접합하는 장치를 이 순서대로 갖는 반도체 칩 제조 라인을 제공한다.
또한, 본 발명은 반도체 웨이퍼의 적어도 한쪽 면에 접착제층을 갖는 적층체의 제조 방법으로서, 반도체 웨이퍼의 한쪽 면에, 접착 성분 및 용매를 포함하는 접착제 조성물을 도포하여 도막을 형성하는 공정, 및 용적 10리터 이하의 폐공간에서 감압 하 상기 도막 중의 용매를 제거하여 접착제층을 형성하는 공정을 포함하는, 적층체의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 반도체 웨이퍼의 적어도 한쪽 면에 접착제층을 갖는 적층체의 제조 방법으로서, 반도체 웨이퍼의 한쪽 면에, 접착 성분 및 용매를 포함하는 접착제 조성물을 도포하여 도막을 형성하는 공정, 및 상기 접착제층 형성 장치를 사용하여 상기 도막 중의 용매를 제거하여 접착제층을 형성하는 공정을 포함하는, 적층체의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 접착제층 형성 장치 및 본 발명의 제조 방법에 의하면, 상기 구성을 갖기 때문에, 반도체 웨이퍼의 한쪽 면에 접착제층을 갖는 적층체로서, 감압 하에서의 웨이퍼 접착 시에 접착제층이 발포하기 어려운 적층체를, 접착제의 경화를 일어나기 어렵게 하고 또한 택트 타임을 짧게 하면서 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 접착제층 형성 장치의 일례를 도시하는 개략도(정면 단면도)이다.
도 2의 (a)는 돔형부(2a) 및 플랜지부(2b)로 구성되는 상부 커버(2)의 상면도이며, (b)는 (a)에 있어서의 b-b' 단면의 단면 정면도이다.
도 3의 (a)는 하부 플레이트(1)의 상면도이며, (b)는 (a)에 있어서의 b-b' 단면의 단면 정면도이다.
도 4는 상하 구동 유닛(4)의 훅 유닛(4b)과 잭(6a)이 암(6b)을 통하여 접속되어 있는 일례를 도시하는 개략도이다.
도 5의 (a)는 상하 구동 유닛(4)이 암(6b)과 접속한 상태의 정면도이며, (b)는 (a)에 있어서의 b-b' 단면의 단면 측면도, (c)는 (a)에 있어서의 c-c' 단면의 단면 상면도이다.
도 6은 본 발명의 접착제층 형성 장치를 사용하여 접착제층을 형성하는 과정을 도시하는 개략도이다.
도 7은 하부 플레이트(1)의 하측에 가열 플레이트(8)를 마련하는 양태를 도시하는 개략도이다.
도 8은 가스 유입 가드(2d)의 확대도(사시도)이다.
도 9의 (a)는 반송 수단에 의해 반도체 웨이퍼를 접착제 조성물 도포 장치로부터 본 발명의 접착제층 형성 장치로 반송하기 전후의 양태를 도시하는 개략도(상면도)이며, (b)는 반송 수단에 의해 반도체 웨이퍼를 본 발명의 접착제층 형성 장치로부터 반도체 웨이퍼 적층 장치로 반송하기 전후의 양태를 도시하는 개략도(상면도)이다.
도 10의 (a)는 픽업 지그의 상면도이며, (b)는 좌측 측면도이다.
[접착제층 형성 장치]
본 발명의 접착제층 형성 장치는, 반도체 웨이퍼의 한쪽 면에 도포 형성된 도막 중의 용매(용제)를 제거하여 접착제층을 형성하는 장치(접착제층 형성 장치)이다. 본 발명의 접착제층 형성 장치는, 반도체 웨이퍼를 적재하는 하부 플레이트와, 상기 하부 플레이트로 용적 10리터 이하의 폐공간을 형성하는 상부 커버와, 상기 폐공간 내를 감압하는 감압 수단을 구비한다.
도 1은, 본 발명의 접착제층 형성 장치의 일례를 도시하는 개략도(정면 단면도)이다. 도 1에 도시하는 본 발명의 접착제층 형성 장치는, 판상의 하부 플레이트(1)와, 상부 커버(2)를 갖는다. 상부 커버(2)를 하방으로 이동시켜서 하부 플레이트(1) 상에 접촉시킴으로써, 상부 커버(2)와 하부 플레이트(1)로 용적 10리터 이하의 폐공간을 형성할 수 있다. 또한, 폐공간의 형성 및 개방은 상부 커버(2)의 상하 이동에 의해 행하기 때문에, 개폐 도어의 설치가 불필요하게 된다.
상부 커버(2)와 하부 플레이트(1)로 형성되는 폐공간의 용적은, 상술한 바와 같이 10리터 이하(예를 들어, 0.1 내지 10리터)이며, 바람직하게는 8리터 이하(예를 들어, 0.1 내지 8리터), 보다 바람직하게는 7리터 이하(예를 들어, 0.1 내지 7리터)이다.
상부 커버(2)는 상기 폐공간의 천장이 되는 부분이 돔형(공기형)이며, 돔형인 돔형부(2a) 및 플랜지부(2b)를 갖는다. 도 2에, 돔형부(2a) 및 플랜지부(2b)로 구성되는 상부 커버(2)의 상면도 (a), 및 상면도 (a)에 있어서의 b-b' 단면의 단면 정면도 (b)를 도시한다. 도 2에 도시한 바와 같이, 상부 커버(2)는 상방으로부터 보아서 중앙에 원형인 돔형부(2a)가 있고, 돔형부(2a)의 원의 중심에서는, 폐공간 내부를 흡인하여 감압하기 위한 구멍(2c)이 마련되어 있고, 돔형부(2a)의 주연에, 원주를 따라서 플랜지부(2b)가 마련되어 있다. 상부 커버(2)는 돔형인데, 본 명세서에 있어서, 「돔형」이란, 상방에서 보았을 때의 중심부(구멍(2c))로부터 외측을 향하여, 단면의 수평면에 대한 각도가 서서히 커져 가고, 단면 정면으로부터 보았을 때(예를 들어 도 2의 (b))의 상기 원의 중심부가 완만한 볼록 형상이 되어 있는 형상을 말하며, 반구상이나 반타원 구상의 것도 포함된다. 상부 커버(2)가 돔형인 것에 의해, 상부 커버(2)와 하부 플레이트(1)로 폐공간을 형성했을 때에, 폐공간 내에는 두께 1㎜ 약의 반도체 웨이퍼를 설치하기에 충분한 공간을 갖고, 또한 내용적을 극소화한 폐공간을 형성할 수 있다. 또한, 본 발명의 접착제층 형성 장치는, 상부 커버(2)는 돔형의 것에는 한정되지 않고, 상기 특정 용적 이하의 폐공간을 형성할 수 있는 것이기만 하면 다른 형상이어도 된다.
도 2의 (b)에 도시하는 바와 같이, 돔형부(2a)는 돔형의 테두리 부근(플랜지부(2b) 부근)(r1)과, 돔형의 저부 부근(구멍(2c) 부근)(r2)에서 상이한 곡률을 갖고, 저부 부근(r2)의 곡률 반경은 테두리 부근(r1)의 곡률 반경보다도 크다. 테두리 부근(r1)의 곡률 반경은 R=20 내지 40이 바람직하다. 저부 부근(r2)의 곡률 반경은 R=250 내지 400이 바람직하다. 또한, 돔형 내부의 저부로부터 돔형의 테두리까지의 높이 h는, 도막의 탈용매를 행하기 쉬운 관점에서, 50 내지 120㎜가 바람직하다. 돔형 내부의 테두리 표면의 직경 w1은, 반도체 웨이퍼의 크기보다도 조금 큰 정도가 바람직하고, 예를 들어 100 내지 500㎜이다. 플랜지부(2b)의, 내측의 테두리를 원주로 하는 원의 직경과 외측의 테두리를 원주로 하는 원의 직경의 차(플랜지부(2b)의 폭) w2는, 5 내지 30㎜가 바람직하다. 플랜지부(2b)의 두께t는, 3 내지 20㎜가 바람직하다. 돔형부(2a)의 두께는, 경량화의 관점에서, 5㎜ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 2㎜ 이하이다.
상부 커버(2)의 돔형부(2a)를 구성하는 재료는, 금속, 수지, 유리 등을 들 수 있는데, 경량화, 폐공간의 감압에 대한 강도의 관점에서, 금속이 바람직하고, 특히 바람직하게는 SUS이다. 즉, 돔형부(2a)는 금속제가 바람직하고, 특히 바람직하게는 SUS제이다.
본 발명의 접착제층 형성 장치는, 상부 커버(2)의 돔형부(2a)가 얇은 금속판이 곡면 가공된 것이어도, 폐공간이 감압 하에 있어서 대기압과의 차에 의한 오목부를 방지할 수 있고, 또한, 이러한 돔형부(2a)를 사용함으로써 상부 커버(2)가 경량화되어, 상부 커버(2)의 상하에 필요한 동력 및 기구도 최소한으로 할 수 있다.
도 1에 도시하는 본 발명의 접착제층 형성 장치에 있어서, 하부 플레이트(1)는 상면으로부터 보아서 사각 형상이며, 도막이 형성된 반도체 웨이퍼를 적재하기 위한 적재대(1a)를 중앙에 갖는다. 또한, 하부 플레이트(1)는 적재대(1a)의 주위에 상부 커버(2)의 플랜지부(2b)(특히, 플랜지부(2b)의 저부)와 접촉하여 폐공간을 형성하는 홈(1b)을 갖는다. 도 3에, 하부 플레이트(1)의 상면도 (a), 및 상면도 (a)에 있어서의 b-b' 단면의 단면 정면도 (b)를 나타낸다. 적재대(1a)는 원상으로, 다른 부분보다도 높게 되도록 마련되어 있고, 홈(1b)은 적재대(1a)의 주위에, 링상으로 마련되어 있다. 상부 커버(2)가 플랜지부(2b)를, 하부 플레이트(1)가 홈(1b)을 각각 가짐으로써, 폐공간을 형성할 때에는 상부 커버(2)와 하부 플레이트(1)는 플랜지부(2b)와 홈(1b)에서 접촉하기 때문에, 상부 커버(2)와 하부 플레이트(1)의 밀착성이 향상되고, 감압 하에서 폐공간에 공기가 침입하기 어려워진다. 또한, 본 발명의 접착제층 형성 장치에서는, 하부 플레이트(1)는 홈(1b)을 갖고 있지 않아도 되고, 또한, 상부 커버(2)는 플랜지부(2b)를 갖고 있지 않아도 된다. 본 발명의 접착제층 형성 장치는 도시하지 않은 가열 수단을 갖는다. 그리고, 하부 플레이트(1)의 내부에는, 형성되는 폐공간과 통기가 차단되는 위치에 열전대(1c)가 매립되어 있다. 따라서, 하부 플레이트(1)에는, 열전대(1c)를 설치하기 위한 구멍이 형성된다. 열전대(1c)를 사용한 경우, 반도체 웨이퍼에 보다 가까운 온도를 측정할 수 있다.
도 3에 도시하는 하부 플레이트(1)에 있어서, 도막이 형성된 반도체 웨이퍼의 크기에 의존하는데, 하부 플레이트(1)의 폭 w3 및 길이 w4는, 각각, 예를 들어 200 내지 600㎜이다. 적재대(1a)의 직경 w5는, 폐공간의 용적을 극소로 하고, 또한 반도체 웨이퍼의 적재 및 픽업을 용이하게 하는 관점에서 반도체 웨이퍼의 크기보다도 조금 작은 정도가 바람직하고, 예를 들어 80 내지 470㎜이다. 홈(1b)의, 내측의 테두리를 원주로 하는 원의 직경 w6은, w5보다도 크고 또한 반도체 웨이퍼에 접촉하지 않는 한 작은 것이 바람직하다. 홈(1b)의, 내측의 테두리를 원주로 하는 원의 직경 w6과 외측의 테두리를 원주로 하는 원의 직경의 차(홈(1b)의 폭) w7은, 플랜지부(2b)의 폭 w2보다도 약간 큰 정도가 바람직하고, 예를 들어 12 내지 60㎜이다. 적재대(1a)의 높이 h2는, 5 내지 20㎜가 바람직하다. 홈(1b)의 깊이 h3은, 1 내지 10㎜가 바람직하다.
하부 플레이트(1)를 구성하는 재료는, 금속, 수지, 유리 등을 들 수 있는데, 폐공간의 감압에 대한 강도, 열전도성의 관점에서, 금속이 바람직하고, 특히 바람직하게는 SUS이다. 즉, 하부 플레이트(1)는 금속제가 바람직하고, 특히 바람직하게는 SUS제이다.
또한, 플랜지부(2b)의 저부와 홈(1b)의 표면은, 상호 연마 등에 의해 한 쌍의 표면 가공을 행하고 있다. 이에 의해, 진공용의 그리스 등의 시일제를 사용하지 않더라도 플랜지부(2b)와 홈(1b)이 간극이 없이 접촉할 수 있어, 감압 하에서 폐공간에 공기가 침입하기 어려워진다. 또한, 상부 커버(2)를 하부 플레이트(1)와 접촉시켜서 폐공간을 형성할 때에는, 초기에 가볍게 하중을 가하기만 해도 되고, 상부 커버(2)의 자중 및 대기압에 의해 상부 커버(2)의 플랜지부(2b)가 하부 플레이트(1)에 밀착하기 때문에, 300㎜Hg 이하의 압력을 유지할 수 있다. 또한, 더한층의 감압이 필요한 경우에는, 플랜지부(2b)의 저부 등에 실리콘 그리스 등의 시일제를 도포해도 되고, 테플론 시트 등의 패킹을 세트할 수도 있다.
도 1에 도시하는 본 발명의 접착제층 형성 장치에 있어서, 상부 커버(2)는 튜브 분기 유닛(3)에 현수되어 있다. 그리고, 상부 커버(2)의 구멍(2c)에는, 감압 수단 및 상압으로 되돌리는 수단(해압 수단)에 접속되어 있는 분기관(3b)으로 통하는 파이프(3c)가 삽입되어 있고, 이 파이프(3c)를 통하여 폐공간의 감압 및 해압이 행하여진다. 파이프(3c)와 상부 커버(2)는, 감압 시에 폐공간 내에 공기가 침입하지 않도록 용접되어 있다. 또한, 구멍(2c)은 도 2에 도시한 바와 같이 상부 커버(2)의 돔형 중심부에 마련되어 있을 필요는 없고, 상부 커버(2)의 어느 개소에 마련되어 있어도 되지만, 상부 커버(2)를 현수하면서, 상부 커버(2)를 현수하고 있는 튜브 분기 유닛(3)의 내부를 통하여 감압 및 해압을 실시할 수 있는 관점에서, 돔형의 중심부가 바람직하다.
튜브 분기 유닛(3)은 유닛 본체(3a)의 내부에 분기관(3b)을 갖는다. 유닛 본체(3a)는 3개의 암나사부를 갖고, 해당 암나사부에 수나사부를 갖는 튜브 조인트(3d, 3e, 및 3f)(예를 들어 원 터치 조인트)가 나사 결합되어 있고, 분기관(3b)의 3개의 말단은 각각 튜브 조인트(3d, 3e, 및 3f)에 접속되어 있다. 그리고, 분기관(3b)의 일단부는 튜브 조인트(3f)를 통하여 파이프(3c)가 접속되어 있고, 파이프(3c)는 상부 커버(2)의 구멍(2c)에 삽입 관통되어 있다. 그리고, 분기관(3b)의 다른 일단부는, 튜브 조인트(3d)를 통하여, 도시하지 않은 감압 수단에 연결되어 있는 스파이럴 튜브(5a)에 접속되어 있고, 또한 다른 일단부는, 튜브 조인트(3e)를 통하여, 도시하지 않은 해압 수단에 연결되어 있는 스파이럴 튜브(5b)에 접속되어 있다. 스파이럴 튜브(5a 및 5b)를 사용함으로써, 상부 커버(2)가 자유로운 상하 이동이 방해될 일 없이 상하 이동을 원활하게 행할 수 있다. 해압 수단은, 예를 들어, 진애 침입 방지를 위한 에어 필터를 통하여 대기 중에 접속되어 있어도 된다.
튜브 분기 유닛(3)은 볼 유닛(4a)과 훅 유닛(4b)을 갖는 상하 구동 유닛(4)에 의해 상하로 가동한다. 상세하게는, 볼 유닛(4a)의 막대부의 선단은 수나사부로 되어 있고, 해당 수나사부를 튜브 분기 유닛(3)의 유닛 본체(3a)의 암나사부에 나사 결합하여 고정되어 있어, 훅 유닛(4b)을 들어 올린 때에는 훅에 볼 유닛(4a)의 볼부가 걸리는 것에 의해 튜브 분기 유닛(3) 및 상부 커버(2)가 들어 올려진다(도 1에 도시하는 상태). 한편, 훅 유닛(4b)을 내린 때에는, 상부 커버(2)가 하부 플레이트(1)에 접촉하여 그보다도 상부 커버(2)가 하강하지 않게 될 때까지, 튜브 분지 유닛(3) 및 상부 커버(2)가 하강하고, 훅에 걸린 볼부가 훅으로부터 이격되고, 상부 커버(2)의 플랜지부(2b)가 자중만으로 하부 플레이트(1)의 홈(1b)에 끼워 넣어져, 하부 플레이트(1)와 상부 커버(2)로 폐공간이 형성된다. 따라서, 상하 구동 유닛(4)을 상하시킴으로써, 상부 커버(2)를 상하시킬 수 있고, 이에 의해 폐공간의 개폐를 조작할 수 있다. 또한, 본 발명의 접착제층 형성 장치는, 미사용 시에는, 도 1에 도시한 바와 같이 상부 커버(2)가 들어 올려진 상태여도 되지만, 통상은 플랜지부(2b)가 하부 플레이트(1)의 홈(1b)에 끼워 넣어진 상태로 한다.
상하 구동 유닛(4)의 훅 유닛(4b)은 잭에 접속한 암과 연결되어 있어, 잭에 의해 암을 상하시킴으로써 훅 유닛(4b)이 상하하여, 상하 구동 유닛(4)이 상하로 구동한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 상하 구동 유닛(4)의 훅 유닛(4b)과 잭(6a)은 암(6b)을 통하여 접속되어 있다. 잭(6a)에 의해 암(6b)을 상승시키면 상하 구동 유닛(4)이 상승하고, 잭(6a)에 의해 암(6b)을 하강시키면 상하 구동 유닛(4)이 하강한다. 또한, 본 발명의 접착제층 형성 장치에 있어서, 상하 구동 유닛(4)은 상하로 구동 가능하기만 하면 특별히 한정되지 않고 잭 이외의 수단에 의해 상하로 구동 가능하게 되어 있어도 된다.
도 5에, 상하 구동 유닛(4)이 암(6b)과 접속한 상태의 정면도 (a), (a)에 있어서의 b-b' 단면의 단면 측면도 (b), 및 (a)에 있어서의 c-c' 단면의 단면 상면도 (c)를 각각 나타낸다. 훅 유닛(4b)에는, 훅 유닛(4b)의 중심 부근에 저부가 곡면인 오목부(4c)가 형성되어 있고, 오목부(4c) 중에 볼 유닛(4a)이 훅 유닛(4b)과 고착하지 않고 고정되어 있다. 또한, 오목부(4c)는 볼부가 전방면에 떨어지지 않도록 전방부에 가드를 갖고, 또한 볼 유닛(4a)이 훅 유닛(4b)으로부터 용이하게 착탈할 수 있도록 볼부의 직경보다도 가늘고 볼 유닛의 막대부의 단면 직경보다도 굵은 기둥상의 간극을 전방부에 갖는다. 상하 구동 유닛(4)이 이러한 구조를 가짐으로써, 상부 커버(2)의 상하 이동 시에, 상부 커버(2)는 볼 유닛(4a)의 볼부를 지지점으로 하여 비교적 자유로운 움직임을 할 수 있다. 그리고, 상부 커버(2)를 하강시켜 하부 플레이트(1)에 접촉한 후에는 볼 유닛(4a)이 훅 유닛(4b)으로부터 이격되고, 상부 커버(2)의 플랜지부(2b)가 자중만으로 하부 플레이트(1)의 홈(1b)에 끼워 넣어져, 폐공간이 형성된다. 그리고, 도막의 탈용매를 행하고, 폐공간 내의 감압을 해제한 후에는 훅 유닛(4b)에 의해 볼 유닛(4a)을 인상하는 것만으로 폐공간이 개방되어, 접착제층이 형성된 반도체 웨이퍼를 취출할 수 있다. 또한, 훅 유닛(4b)의 후부에는 암(6b)이 설치 나사(6c)에 의해 고정되어 있다.
도 6을 사용하여, 본 발명의 접착제층 형성 장치를 사용하여 접착제층을 형성하는 과정을 설명한다. 도 6의 (a)는 상하 구동 유닛(4)에 의해 튜브 분기 유닛(3) 및 상부 커버(2)가 들어 올려져 있는 상태이며, 폐공간은 형성되어 있지 않은 상태(도 1에 도시하는 상태와 동일하다)이다. 이 상태에서, 접착제 조성물을 도포하여 형성된 도막(7a)을 갖는 반도체 웨이퍼(7b)를 하부 플레이트(1)의 적재대(1a)에 얹는다(도 6의 (b)). 또한, 적재대(1a)의 적재면의 면적은, 반도체 웨이퍼(7b)의 저면의 면적보다도 조금 작게 되어 있다.
이어서, 훅 유닛(4b)을 상부 커버(2)의 플랜지부(2b)가 하부 플레이트(1)의 홈(1b)에 접촉하고, 그 후 볼 유닛(4a)의 볼부가 훅 유닛(4b)의 훅으로부터 이격될 때까지 하강시켜, 폐공간이 형성된다(도 6의 (c)). 또한, 형성된 폐공간 내에는, 도막(7a)이 형성된 반도체 웨이퍼(7b)가 적재대(1a) 상에 적재되어 있다. 그리고, 파이프(3c), 분기관(3b), 및 스파이럴 튜브(5a)를 통해서, 도시하지 않은 감압 수단에 의해 구멍(2c)으로부터 폐공간 내가 특정한 압력으로 되도록 감압된다.
감압 후의 상기 폐공간 내의 압력, 즉 탈용매 시의 폐공간 내의 압력은, 특별히 한정되지 않지만, 0 내지 300㎜Hg이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0 내지 50mHg, 더욱 바람직하게는 0 내지 10㎜Hg이다. 상기 압력이 300㎜Hg 이하(바람직하게는 150㎜Hg, 특히 100㎜Hg 이하)이면, 도막 중에 고비점(예를 들어, 대기압 조건 하에서 100℃를 초과하는 비점)의 용매가 포함되는 경우에도, 접착제의 경화가 보다 일어나기 어려운 상태에서 효율적으로 탈용매가 진행한다.
상기 감압 상태에서, 도시하지 않은 가열 수단에 의해 도막(7a)이 가열되어, 도막(7a) 중의 용매가 휘발하여 탈용매되어, 접착제층(7c)이 형성된다(도 6의 (d)). 또한, 폐공간 내가 충분히 감압되어 가열되지 않더라도 탈용매가 충분히 진행하는 경우에는 가열을 행하지 않아도 된다. 그 후, 파이프(3c), 분기관(3b), 및 스파이럴 튜브(5b)를 통해서, 도시하지 않은 해압 수단에 의해 구멍(2c)으로부터 폐공간 내가 상압으로 되돌려진다. 그리고, 훅 유닛(4a)을 들어 올려서, 상부 커버(2)를 상승시켜서, 접착제층(7c)이 형성된 반도체 웨이퍼(7b)를 이동 가능한 상태로 한다(도 6의 (e)). 또한, 폐공간 내를 상압으로 되돌릴때, 구멍(2c)으로부터 폐공간 내에 유입되는 가스가 형성된 접착제층 표면에 직접 분사되는 것을 방지하기 위한 가스 유입 가드(2d)가, 가스가 유입되는 부분의 내측(즉, 상부 커버(2)의 구멍(2c)이 마련되어 있는 부분의, 돔형부(2a)의 내측)에, 용접에 의해 마련되어 있다.
상기 탈용매 시에 있어서의 도막의 온도는, 특별히 한정되지 않지만, 80℃ 이하(예를 들어 10 내지 80℃)가 바람직하고, 보다 바람직하게는 60℃ 이하이다. 상기 온도가 80℃ 이하이면, 접착제의 경화를 보다 일어나기 어렵게 하면서 효율적으로 탈용매를 행할 수 있다. 상기 온도가 10℃ 이상이면 도막 중(접착제 조성물 중)에 고비점의 용매가 포함되는 경우이더라도 효율적으로 탈용매가 진행한다. 또한, 적절히 상기 가열 수단에 의해 가열하여 도막의 온도를 상기 범위 내로 할 수 있다.
상기 가열 수단은, 도막을 가열할 수 있는 수단이기만 하면 특별히 한정되지 않지만, 도 7에 도시한 바와 같은 하부 플레이트(1)의 하측에 가열 플레이트(8)를 마련하는 양태(즉, 가열 플레이트(8)가 가열 수단인 양태), 하부 플레이트(1) 내에 가열 수단을 매립하는 양태(즉, 하부 플레이트(1)가 가열 수단이기도 한 양태) 등을 들 수 있다. 이와 같이, 가열 수단은, 하부 플레이트(1)와 일체로 되어 있어도 되고, 하부 플레이트(1)와는 분리되어 있어도 된다.
도 8에, 가스 유입 가드(2d)의 확대도(사시도)를 도시한다. 가스 유입 가드(2d)는 정사각형의 네개의 모서리가 삼각형으로 절곡된 형상을 갖고 있으며, 이 네개의 모서리에 있어서의 삼각형의 선단이 돔형부(2a)의 내부에 용접되어 있다. 또한, 가스 유입 가드(2d)의 형상은, 특별히 한정되지 않고 원형, 타원형, 다각형 중 어느 것이어도 된다. 또한, 절곡하는 모서리의 형상도, 3각형에 한정되지는 않는다. 가스 유입 가드(2d)를 마련함으로써, 해압 시에 구멍(2c)으로부터 폐공간 내에 유입되는 가스는, 상부 커버(2)와 가스 유입 가드(2d)로 형성되는, 용접점의 사이의 슬릿상의 간극으로부터, 하부 플레이트(1)의 표면에 대하여 평행한 가스류로서 상부 커버(2) 내벽면을 따라서 유입되도록 하여 폐공간 내에 유입되어, 형성된 접착제층 표면에 직접 분사되는 것을 방지할 수 있다. 상기 슬릿상의 간극의 높이(가스 유입 가드(2d)의 저면으로부터 상부 커버(2) 내벽까지의 높이)는 예를 들어 0.5 내지 3㎜ 정도, 바람직하게는 0.7 내지 1.5㎜ 정도이다.
또한, 도 1 내지 8을 사용하여 본 발명의 접착제층 형성 장치의 일례를 도시했지만, 본 발명의 접착제층 형성 장치는 이러한 장치에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 원반상의 반도체 웨이퍼를 사용한 경우에는 도 1 내지 8에 도시하는 접착제층 형성 장치가 바람직한데, 사각형 등의 다각 형상의 반도체 웨이퍼를 사용하는 경우에는, 상부 커버로서 상면으로부터 본 형상이 당해 다각 형상인 상부 커버를 사용하고, 하부 플레이트로서 이러한 상부 커버의 형상에 대응하는 형상의 적재대나 홈을 갖는 하부 플레이트를 사용해도 된다.
본 발명의 접착제층 형성 장치는, 특정 용적 이하의 폐공간을 형성할 수 있는 상부 커버 및 하부 플레이트를 갖는다는 구성이기 때문에, 개폐 도어를 마련할 필요가 없고, 반도체 웨이퍼의 세팅, 폐공간의 형성, 폐공간 내의 감압, 도막의 탈용매, 폐공간 내의 해압, 및 폐공간으로부터의 반도체 웨이퍼의 취출을 간단하게 행할 수 있고, 택트 타임을 짧게 할 수 있다. 또한, 본 발명의 접착제층 형성 장치에 의하면, 예를 들어 비점이 146℃인 폴리에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트를 용매로서 사용한 접착제 조성물을 사용한 경우, 감압 하에서는 60℃ 이하에서 도막의 탈용매를 행할 수 있기 때문에, 탈용매 시에 접착 성분이 중합 반응을 개시하기 어렵고, 또한 택트 타임을 짧게 할 수 있고, 또한 접착제층 중의 잔존 용매의 양도 적게 할 수 있다. 또한, 본 발명의 접착제층 형성 장치는, 간소한 구조이기 때문에, 반도체 칩 제조 라인에 용이하게 삽입할 수 있다.
[반도체 칩 제조 라인]
본 발명의 접착제층 형성 장치를 반도체 칩 제조 라인에 삽입함으로써 본 발명의 반도체 칩 제조 라인으로 할 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, 본 발명의 접착제층 형성 장치를 갖는 반도체 칩 제조 라인을, 「본 발명의 반도체 칩 제조 라인」이라고 칭하는 경우가 있다.
본 발명의 반도체 칩 제조 라인은, 본 발명의 접착제층 형성 장치 앞에, 반도체 웨이퍼의 한쪽 면에 접착 성분 및 용매를 포함하는 접착제 조성물을 도포하여 도막을 형성하는 장치(접착제 조성물 도포 장치)를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 반도체 칩 제조 라인은, 본 발명의 접착제층 형성 장치 뒤에, 형성된 접착제층을 갖는 반도체 웨이퍼를 다른 반도체 웨이퍼 등과 접합하는 장치(반도체 웨이퍼 적층 장치)를 갖는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 반도체 칩 제조 라인은, 접착제 조성물 도포 장치, 본 발명의 접착제층 형성 장치, 및 반도체 웨이퍼 적층 장치를 이 순서대로 갖는 것이 바람직하다.
상기 접착제 조성물 도포 장치는, 반도체 웨이퍼의 한쪽 면에 접착 성분 및 용매를 포함하는 접착제 조성물을 도포하여 도막을 형성하는 장치이다. 접착제 조성물 도포 장치로서는, 공지 내지 관용 코터를 갖는 장치를 사용할 수 있고, 그 중에서도 스핀 코터를 갖는 것이 바람직하다.
반도체 웨이퍼는, 상기 접착제 조성물 도포 장치에 의해 표면에 접착제 조성물을 도포하여 도막이 형성된 후, 반송 수단에 의해 본 발명의 접착제층 형성 장치로 반송되고, 본 발명의 접착제층 형성 장치에 의해 도막이 탈용매되어 접착제층이 형성된다. 또한, 접착제층이 형성된 반도체 웨이퍼는, 그 후, 반송 수단에 의해 반도체 웨이퍼 적층 장치로 반송된다.
도 9에, 접착제 조성물 도포 장치, 본 발명의 접착제층 형성 장치, 및 반도체 웨이퍼 적층 장치를 이 순서대로 갖는 본 발명의 반도체 칩 제조 라인에, 반송 수단을 삽입한 일례의 개략도(상면도)를 도시한다. 도 9의 (a)는 반송 수단에 의해 반도체 웨이퍼를 접착제 조성물 도포 장치로부터 본 발명의 접착제층 형성 장치로 반송하기 전후의 양태를 도시하는 개략도(상면도)이며, 도 9의 (b)는 반송 수단에 의해 반도체 웨이퍼를 본 발명의 접착제층 형성 장치로부터 반도체 웨이퍼 적층 장치로 반송하기 전후의 양태를 도시하는 개략도(상면도)이다. 또한, 도면 중의 화살표는 가동 방향을 나타내고, 파선으로 나타내는 부분은 반송된 후의 상태를 나타낸다.
도 9의 (a)에서는, 반송 수단(9)이 암(9a)을 뻗어서, 접착제 조성물 도포 장치(11) 상에 있는 도막이 형성된 반도체 웨이퍼(10)를 픽업한 후, 반도체 웨이퍼(10)가 본 발명의 접착제층 형성 장치(12) 상에 이르도록 회전하고, 그리고 본 발명의 접착제층 형성 장치(12) 상에 반도체 웨이퍼(10)를 적재한다. 그 후, 반송 수단(9)은 다시 접착제 조성물 도포 장치(11) 상에 있는 도막이 형성된 반도체 웨이퍼(10)를 픽업하는 위치로 되돌아간다.
도 9의 (b)에서는, 반송 수단(13)이 암(13a)을 뻗어서, 본 발명의 접착제층 형성 장치(12) 상에 있는 접착제층이 형성된 반도체 웨이퍼(14)를 픽업한 후, 반도체 웨이퍼(14)가 반도체 웨이퍼 적층 장치(15) 상에 이르도록 회전하고, 그리고 반도체 웨이퍼 적층 장치(15) 상에 반도체 웨이퍼(14)를 적재한다. 그 후, 반송 수단(13)은 다시 본 발명의 접착제층 형성 장치(12) 상에 있는 접착제층이 형성된 반도체 웨이퍼(14)를 픽업하는 위치로 되돌아간다.
반송 수단(9)이 반도체 웨이퍼(10)를 픽업하고 그 후 적재하는 때, 및 반송 수단(13)이 반도체 웨이퍼(14)를 픽업하고 그 후 적재하는 때에는, 도 10에 도시하는 픽업 지그를 사용할 수 있다. 도 10의 (a)는 픽업 지그의 상면도를 도시하고, 도 10의 (b)는 좌측 측면도를 도시한다. 또한, 도 10에 기재된 각 수치는, 각 부분의 거리(㎜)를 나타내고, 직경 300㎜의 원반상의 반도체 웨이퍼 반송에 바람직한 수치이다. 따라서, 반송 수단(9 및 13)은, 암의 선단에, 도 10에 도시하는 픽업 지그(반도체 웨이퍼가 직경 300㎜의 원반상일 경우에는 도면 중에 도시하는 거리의 것)를 갖는 것이 바람직하다. 도 10에 기재된 각 부분의 거리는, 반송하는 반도체 웨이퍼의 사이즈에 따라 적절히 변경해도 된다. 또한, 반도체 웨이퍼의 반송을 수동으로 행하는 경우, 도 10에 도시하는 픽업 지그이며 파지부를 갖는 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 접착제층 형성 장치 및 본 발명의 반도체 칩 제조 라인은, 메모리, 연산 소자 등의 각종 반도체 소자를 제조하기 위한 장치인데, 판상, 웨이퍼 형상, 또는 디스크 형상의 기판에 도포된 도막의 형성에도 사용할 수 있다.
[적층체의 제조 방법]
본 발명의, 반도체 웨이퍼의 적어도 한쪽 면에 접착제층을 갖는 적층체의 제조 방법은, 반도체 웨이퍼의 한쪽 면에, 접착 성분 및 용매를 포함하는 접착제 조성물을 도포하여 도막을 형성하는 공정, 및 용적 10리터 이하의 폐공간에서 감압 하 상기 도막 중의 용매를 제거(탈용매)하여 접착제층을 형성하는 공정을 포함한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 상기 적층체의 제조 방법을, 단순히 「본 발명의 제조 방법」이라고 칭하는 경우가 있다.
상기 반도체 웨이퍼로서는, 판상이며, 실리콘, 유리, 플라스틱 중 어느 것을 사용한 것이어도 된다.
반도체 웨이퍼의 한쪽 면에, 접착 성분 및 용매를 포함하는 접착제 조성물을 도포하여 도막을 형성하는 공정(「접착제 조성물 도포 공정」이라고 칭하는 경우가 있다)에서 사용하는 접착제 조성물은, 접착 성분 및 용매를 포함한다. 상기 접착제 조성물 중에 포함되는 접착 성분으로서는, 특별히 한정되지 않고 공지 내지 관용의 반도체 웨이퍼 접착에 사용되는 접착 성분을 들 수 있다. 본 발명의 제조 방법에 의하면, 접착제층 형성 공정에서 행하는 가열 용제 제거 과정에 있어서 접착제층의 경화를 일어나기 어렵게 할 수 있기 때문에, 상기 접착 성분으로서, 열경화성을 갖는 접착 성분(특히, 저온(특히 100℃ 이하)에서 경화하는 접착 성분)을 사용하는 것이 가능해진다.
상기 접착 성분으로서는, 예를 들어, 폴리오르가노실세스퀴옥산이며, 해당 폴리오르가노실세스퀴옥산을 형성하는 실세스퀴옥산 구성 단위에 있어서의 규소 원자 상에 에폭시기를 함유하는 기를 갖는 폴리오르가노실세스퀴옥산 등을 사용할 수 있다.
상기 접착제 조성물 중에 포함되는 용매로서는, 특별히 한정되지 않고 공지 내지 관용의 반도체 웨이퍼 접착제에 사용되는 유기 용매를 들 수 있다. 본 발명의 제조 방법에 의하면 접착제층 형성 공정에 있어서 접착제의 경화가 일어나기 어렵게 하면서, 탈용매를 촉진하여 택트 타임을 짧게 할 수 있기 때문에, 상기 용매로서는, 대기압 조건 하에서의 비점이 100℃를 초과하는(예를 들어, 100℃를 초과하고 200℃ 이하)의 유기 용매가 바람직하고, 보다 바람직하게는 비점이 110 내지 170℃의 유기 용매이다. 이러한 유기 용매로서는, 예를 들어, 톨루엔(비점 110℃), 폴리에틸렌글리콜메틸에테르아세테이트(비점 146℃), 시클로헥사논(비점 156℃), 메시틸렌(비점 165℃) 등을 들 수 있다.
반도체 웨이퍼의 적어도 한쪽 면에 상기 접착제 조성물을 도포하는 방법으로서는, 공지 내지 관용의 코터를 사용할 수 있고, 그 중에서도 스핀 코터가 바람직하다.
상기 용적 10리터 이하의 폐공간에서 감압 하 상기 용매를 제거하여 접착제층을 형성하는 공정(「접착제층 형성 공정」이라고 칭하는 경우가 있다)에서는, 반도체 웨이퍼에 형성된 도막을 탈용매하여 접착제층을 형성한다. 상기 접착제층 형성 공정에 있어서, 접착제층의 형성은, 상기 본 발명의 접착제층 형성 장치를 사용하여 행하는 것이 바람직하다.
상기 폐공간의 용적은, 상술한 바와 같이 10리터 이하(예를 들어, 0.1 내지 10리터)이며, 바람직하게는 8리터 이하(예를 들어, 0.1 내지 8리터), 보다 바람직하게는 7리터 이하(예를 들어, 0.1 내지 7리터)이다.
상기 탈용매는, 감압 하, 필요에 따라 가열함으로써 행하는 것이 바람직하다. 상기 감압 하에 있어서의 압력, 즉 탈용매를 행할 때의 상기 폐공간 내의 압력은, 특별히 한정되지 않지만, 0 내지 300㎜Hg이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0 내지 150㎜Hg, 더욱 바람직하게는 0 내지 100㎜Hg이다. 상기 압력이 상기 범위 내이면, 접착제의 경화가 보다 일어나기 어려운 상태에서, 고효율로 탈용매(특히, 비점이 상술한 범위 내인 유기 용매의 제거)를 진행할 수 있다.
상기 탈용매는, 도막이 80℃ 이하(바람직하게는 60℃ 이하)가 되는 온도에서 0.5 내지 60분간(바람직하게는 2 내지 30분간) 행하는 것이 바람직하다.
상기 감압 하에서의 탈용매의 완료 후, 상기 폐공간 내를 상압으로 되돌리는 것에 의해, 접착제층이 형성된다.
본 발명의 제조 방법은, 접착제 조성물 도포 공정 및 접착제층 형성 공정 이외의 공정(기타의 공정)을 포함하고 있어도 된다. 상기 기타의 공정으로서는, 접착제층이 형성된 반도체 웨이퍼를, 다른 반도체 웨이퍼 등과 적층하는 공정(반도체 웨이퍼 적층 공정) 등을 들 수 있다. 이에 의해, 복층의 반도체 웨이퍼를 갖는 적층 반도체 칩을 제조할 수 있다.
실시예
이하에, 실시예에 기초하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
(접착제층 형성 장치)
접착제층 형성 장치로서, 도 2에 도시하는 상부 커버(r1의 곡률 반경: R=32, r2의 곡률 반경: R=320, w1: 320㎜, w2: 25㎜, h: 80㎜)의 구멍의 내측에 가스 유입 가드(바닥 면적 25㎠)를 설치한 것, 및 도 3에 도시하는 하부 플레이트(w3: 400㎜, w4: 400㎜, w5: 294㎜, w6: 310㎜, w7: 32.5㎜, h2: 15㎜, h3: 2㎜)를 사용하고, 이들을 도 4에 도시하는 바와 같이 조립한 것을 사용하였다. 또한, 가열 수단으로서, 하부 플레이트의 하측에 가열 플레이트를 마련하여 사용하였다.
(1) 감압 도달 시간
상기 접착제층 형성 장치를 사용하여, 상부 커버를 하부 플레이트에 접촉(플랜지부가 홈에 접촉)할 때까지 내려서 폐공간(용적 약 6리터)을 형성하고, 스파이럴 튜브 및 분기관을 통하여 접속한 감압 수단에 의해 상기 폐공간 내의 감압을 개시하고, 감압의 개시부터 폐공간 내의 압력이 100㎜Hg 이하에 도달할 때까지의 시간(감압 시간)을 측정하였다. 그 결과, 감압 시간은 10초였다.
(2) 누설의 유무
폐공간 내의 압력을 100㎜Hg 이하로 하고, 이 상태에서 감압 수단에 의한 감압을 정지하고, 1시간 방치하고, 폐공간 내의 압력 변화를 측정하였다. 그 결과, 폐공간 내의 압력 변화는 확인되지 않고, 누설(폐공간 내에의 공기의 누설)이 없는 것을 확인하였다.
(3) 해압 시간
스파이럴 튜브 및 분기관을 통하여 접속한 해압 수단에 의해 상기 폐공간 내의 해압을 개시하고, 폐공간 내의 상압(대기압)으로 되돌아가기 전에서의 시간(해압 시간)을 측정하였다. 그 결과, 해압 시간은 10초였다.
(4) 접착제층의 형성
적층 반도체 제작에 사용하는 접착제(실세스퀴옥산 구성 단위로서 규소 원자 상에 에폭시기를 함유하는 기를 갖는 것을 포함하는 폴리오르가노실세스퀴옥산)를 용매(폴리에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(비점: 146℃))에 용해하고, 접착제 조성물(용매 농도: 67.9중량％)을 제작하였다. 얻어진 접착제 조성물을, 직경 300㎜의 원반상의 반도체 웨이퍼 표면에 도포하여 도막을 형성하였다. 상기 접착제층 형성 장치를 사용하고, 표면 온도 50℃로 가열된 하부 플레이트의 적재대에 반도체 웨이퍼를 적재하고, 상부 커버를 내려서 폐공간을 형성하고, 폐공간 내의 압력이 100㎜Hg 이하로 될 때까지 감압 수단에 의해 감압하고, 그 상태에서 감압 개시부터 7분 후(탈용매 시간 5분간)까지 탈용매를 행하여 접착제층을 형성하였다. 그리고, 형성된 접착제층을 아세톤에 용해한 용액에 대해서, 가스 크로마토그래피를 사용하여 용제량을 분석하였다. 그 결과, 접착제층 중의 잔류 용매의 양은 검출 한계 이하였다.
비교예 1
실시예 1에서 사용한 접착제 조성물을 직경 300㎜의 원반상의 반도체 웨이퍼의 표면에 도포하여 도막을 형성하고, 이것을 실시예 1에서 사용한 하부 플레이트와 동일한 온도로 설정한 핫 플레이트에 적재하고, 대기압 하에서, 실시예 1의 탈용매 시간과 동알한 시간 탈용매를 행하여 접착제층을 형성하였다. 그리고, 형성된 접착제층에 대해서, 실시예 1과 동일한 조건에서 가스 크로마토그래피를 사용하여 용제량을 분석하였다. 그 결과, 접착제층 중의 잔류 용매의 양은 0.5중량％였다.
이상의 정리로서, 본 발명의 구성 및 그의 베리에이션을 이하에 부기해 둔다.
[1] 반도체 웨이퍼의 한쪽 면에 도포 형성된 도막 중의 용매를 제거하여 접착제층을 형성하는 장치로서, 상기 반도체 웨이퍼를 적재하는 하부 플레이트와, 상기 하부 플레이트로 용적 10리터 이하의 폐공간을 형성하는 상부 커버와, 상기 폐공간 내를 감압하는 감압 수단을 구비한 접착제층 형성 장치.
[2] 상기 상부 커버의, 상기 폐공간의 천장이 되는 부분이 돔형인, [1]에 기재된 접착제층 형성 장치.
[3] 상기 상부 커버에 있어서의 돔형부가 금속제이며, 상기 돔형부의 두께가 2㎜ 이하인, [2]에 기재된 접착제층 형성 장치.
[4] 상기 도막을 가열하는 가열 수단을 갖는 [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 접착제층 형성 장치.
[5] 상기 상부 커버가 주연에 플랜지부를 갖고, 상기 하부 플레이트가 상기 반도체 웨이퍼를 적재하는 적재대와, 해당 적재대의 주위에 상기 플랜지부와 접촉하여 상기 폐공간을 형성하는 홈을 갖는 [1] 내지 [4] 중 어느 하나에 기재된 접착제층 형성 장치.
[6] 상기 플랜지부의 폭이 5 내지 30㎜이며, 상기 홈의 폭이, 상기 플랜지부의 폭보다도 크고 또한 12 내지 60㎜인, [5]에 기재된 접착제층 형성 장치.
[7] 상기 플랜지부의 저부와 상기 홈의 표면은, 상호 연마에 의한 한 쌍의 표면 가공이 행하여지고 있는, [5] 또는 [6]에 기재된 접착제층 형성 장치.
[8] 상기 하부 플레이트의 내부의, 상기 폐공간과 통기가 차단되는 위치에 열전대를 갖는 [1] 내지 [7] 중 어느 하나에 기재된 접착제층 형성 장치.
[9] 추가로, 훅 유닛 및 볼 유닛을 갖고 또한 상기 상부 커버를 상하시켜서 상기 폐공간을 개폐시키는 상하 구동 유닛을 갖고, 상기 상부 커버는, 상기 감압 수단 및 상기 폐공간 내를 상압으로 되돌리는 해압 수단에 접속한 분기관에 접속되어 있는, [1] 내지 [8] 중 어느 하나에 기재된 접착제층 형성 장치.
[10] 상기 상부 커버가, 폐공간 내를 상압으로 되돌리는 때에 폐공간 내에 유입되는 가스가, 형성된 접착제층 표면에 직접 분사되는 것을 방지하는 가스 유입 가드를, 가스가 유입되는 부분의 내측에 갖는 [9]에 기재된 접착제층 형성 장치.
[11] 상기 훅 유닛이, 암을 통하여 잭에 접속되어 있는, [9] 또는 [10]에 기재된 접착제층 형성 장치.
[12] 상기 반도체 웨이퍼의 한쪽 면에 접착 성분 및 용매를 포함하는 접착제 조성물을 도포하여 도막을 형성하는 접착제 조성물 도포 장치, [1] 내지 [11] 중 어느 하나에 기재된 접착제층 형성 장치, 및 형성된 접착제층을 갖는 반도체 웨이퍼를 다른 반도체 웨이퍼와 접합하는 장치를 이 순서대로 갖는 반도체 칩 제조 라인.
[13] 반도체 웨이퍼의 적어도 한쪽 면에 접착제층을 갖는 적층체의 제조 방법으로서, 반도체 웨이퍼의 한쪽 면에, 접착 성분 및 용매를 포함하는 접착제 조성물을 도포하여 도막을 형성하는 공정, 및 용적 10리터 이하의 폐공간에서 감압 하 상기 도막 중의 용매를 제거하여 접착제층을 형성하는 공정을 포함하는 적층체의 제조 방법.
[14] 반도체 웨이퍼의 적어도 한쪽 면에 접착제층을 갖는 적층체의 제조 방법으로서, 반도체 웨이퍼의 한쪽 면에, 접착 성분 및 용매를 포함하는 접착제 조성물을 도포하여 도막을 형성하는 공정, 및 [1] 내지 [11] 중 어느 하나에 기재된 접착제층 형성 장치를 사용하여 상기 도막 중의 용매를 제거하여 접착제층을 형성하는 공정을 포함하는 적층체의 제조 방법.
본 발명의 접착제층 형성 장치에 의하면, 웨이퍼 온 웨이퍼 방식(WOW 방식)에 의해 얻어지는 웨이퍼의 적층체에 있어서의 웨이퍼 사이에 개재하는 접착제층을 형성할 수 있다.
1: 하부 플레이트
1a: 적재대
1b: 홈
1c: 열전대
2: 상부 커버
2a: 돔형부
2b: 플랜지부
2c: 구멍
2d: 가스 유입 가드
3: 튜브 분기 유닛
3a: 유닛 본체
3b: 분기관
3c: 파이프
3d: 튜브 조인트
3e: 튜브 조인트
3f: 튜브 조인트
4: 상하 구동 유닛
4a: 볼 유닛
4b: 훅 유닛
4c: 오목부
5a: 감압 수단에 연결되어 있는 스파이럴 튜브
5b: 해압 수단에 연결되어 있는 스파이럴 튜브
6a: 잭
6b: 암
7a: 도막
7b: 반도체 웨이퍼
7c: 접착제층
8: 가열 플레이트
9: 반송 수단
9a: 암
10: 도포층이 도포 형성된 반도체 웨이퍼
11: 접착제 조성물 도포 장치
12: 본 발명의 접착제층 형성 장치
13: 반송 수단
13a: 암
14: 접착제층이 형성된 반도체 웨이퍼
15: 반도체 웨이퍼 적층 장치

Claims (12)

  1. 반도체 웨이퍼의 한쪽 면에 도포 형성된 도막 중의 용매를 제거하여 접착제층을 형성하는 장치로서, 상기 반도체 웨이퍼를 적재하는 하부 플레이트와, 상기 하부 플레이트로 용적 10리터 이하의 폐공간을 형성하는 상부 커버와, 상기 폐공간 내를 감압하는 감압 수단을 구비하고,
    상기 상부 커버가 주연에 플랜지부를 갖고, 상기 하부 플레이트가 상기 반도체 웨이퍼를 적재하는 적재대와, 해당 적재대의 주위에 상기 플랜지부의 저부와 접촉하여 상기 폐공간을 형성하는 홈을 갖는 접착제층 형성 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 상부 커버의, 상기 폐공간의 천장이 되는 부분이 돔형인 접착제층 형성 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 상부 커버에 있어서의 돔형부가 금속제이며, 상기 돔형부의 두께가 2㎜ 이하인 접착제층 형성 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도막을 가열하는 가열 수단을 갖는 접착제층 형성 장치.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하부 플레이트의 내부의, 상기 폐공간과 통기가 차단되는 위치에 열전대를 갖는 접착제층 형성 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 추가로, 훅 유닛 및 볼 유닛을 갖고 또한 상기 상부 커버를 상하시켜서 상기 폐공간을 개폐시키는 상하 구동 유닛을 갖고, 상기 상부 커버는, 상기 감압 수단 및 상기 폐공간 내를 상압으로 되돌리는 해압 수단에 접속한 분기관에 접속되어 있는 접착제층 형성 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 상부 커버가, 폐공간 내를 상압으로 되돌리는 때에 폐공간 내에 유입되는 가스가, 형성된 접착제층 표면에 직접 분사되는 것을 방지하는 가스 유입 가드를, 가스가 유입되는 부분의 내측에 갖는 접착제층 형성 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 훅 유닛이 암을 통하여 잭에 접속되어 있는 접착제층 형성 장치.
  9. 반도체 웨이퍼의 한쪽 면에 접착 성분 및 용매를 포함하는 접착제 조성물을 도포하여 도막을 형성하는 접착제 조성물 도포 장치, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 접착제층 형성 장치, 및 형성된 접착제층을 갖는 반도체 웨이퍼를 다른 반도체 웨이퍼와 접합하는 장치를 이 순서대로 갖는 반도체 칩 제조 라인.
  10. 반도체 웨이퍼의 적어도 한쪽 면에 접착제층을 갖는 적층체의 제조 방법으로서, 반도체 웨이퍼의 한쪽 면에, 접착 성분 및 용매를 포함하는 접착제 조성물을 도포하여 도막을 형성하는 공정, 및 상기 반도체 웨이퍼를 적재하는 하부 플레이트와, 상부 커버로 용적 10리터 이하의 폐공간을 형성하고, 감압 하 상기 도막 중의 용매를 제거하여 접착제층을 형성하는 공정을 포함하고,
    상기 상부 커버가 주연에 플랜지부를 갖고, 상기 하부 플레이트가 상기 반도체 웨이퍼를 적재하는 적재대와, 해당 적재대의 주위에 상기 플랜지부의 저부와 접촉하여 상기 폐공간을 형성하는 홈을 갖는, 적층체의 제조 방법.
  11. 반도체 웨이퍼의 적어도 한쪽 면에 접착제층을 갖는 적층체의 제조 방법으로서, 반도체 웨이퍼의 한쪽 면에, 접착 성분 및 용매를 포함하는 접착제 조성물을 도포하여 도막을 형성하는 공정, 및 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 접착제층 형성 장치를 사용하여 상기 도막 중의 용매를 제거하여 접착제층을 형성하는 공정을 포함하는 적층체의 제조 방법.
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