KR20060049686A - 본딩 장치, 본딩 방법 및 반도체 장치의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
유리 조각은 제 1흡착수단의 흡착 기능을 사용함으로써 시트 유지 스테이지에 유지된 시트로부터 박리된 후, 유리 배치 스테이지에 배치된다. 유리 조각은 유리 배치 스테이지로 반송되는 동안 제전수단에 의해 제전된다. 유리 배치 스테이지에 배치된 유리 조각은 제 2흡착수단에 의해 흡착되고, 표면에 패턴된 본딩 층이 구비되어 있고 웨이퍼 유지 스테이지에 유지되어 있는 반도체 웨이퍼에 이동된다. 유리 조각이 본딩 층에 배치되어 가압된 후, 제 2흡착수단의 흡착 기능이 해제된다. 이때, 유리 조각은 제 2흡착수단에 내장된 히터에 의해 가열된다.
본딩 장치, 본딩 방법, 반도체 장치의 제조 방법
Description
도 1은 본 발명에 의한 대표적인 본딩 장치의 개략도이며;
도 2는 웨이퍼 유지 스테이지에 유지된 대표적인 일예의 반도체 웨이퍼의 단면도이며;
도 3은 시트 유지 스테이지에 유지되고 복수의 유리가 배치된 대표적인 시트의 단면도이며;
도 4a 및 4b는 본 발명에 의한 대표적인 본딩 방법의 공정도이며;
도 5a∼5d는 본 발명에 의한 대표적인 본딩 방법의 공정도이고;
도 6은 본 발명에 의한 다른 대표적인 본딩 장치의 개략도이다.
본 발명은 접착물이 배치된 시트로부터 접착물을 박리하고, 박리된 접착물을 반도체 웨이퍼에 본딩하는 본딩 장치, 상기 본딩 장치가 사용되는 본딩 방법, 및 상기 본딩 장치와 상기 본딩 방법을 사용한 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
칩의 분리 전에 각 이미지 센서를 덮도록 유리를 접착함으로써, 반도체 웨이퍼 칩의 각 이미지 센서에서의 먼지의 부착이나 결함에 의한 손상이 방지되는 기술이 개시되어 있다(예를 들면, 일본 특허 출원 공개 공보 제3-151666(1991)호 참조). 그러나, 이 특허 출원에서, 각 이미지 센서에 작은 조각의 유리를 접착(본딩)하는 방법은 기재되어 있지 않다.
또한, 반도체 웨이퍼에 각 반도체 발광 소자를 본딩하는 기술이 개시되어 있고, 여기서 반도체 웨이퍼를 가열하는 가열 기구로서 반도체 웨이퍼 측에는 히터가 제공되어 있다(예를 들면, 일본 특허 출원 공개 공보 제12-164636(2000)호 참조). 그러나, 이 특허 출원에 기재된 본딩은 접착제에 의한 접착 본딩이 아니고, 범프 전극을 사용하는 열압착 본딩이다.
또한, 복수의 실리콘 웨이퍼 조각이 패턴 본딩 층에 의해 시트 실리콘 웨이퍼에 접착되는 기술이 개시되어 있다(예를 들면, 일본 특허 출원 공개 공보 제8-316496(1996)호 참조). 이 기술에서, 실리콘 웨이퍼 조각은 접착 시트에 형성된 시트 실리콘 웨이퍼에 다이싱 컷(dicing cut)을 제공하여, 실리콘 웨이퍼에 본딩 층을 패터닝하고, 본딩 층에 의해 실리콘 웨이퍼에 다른 시트 실리콘 웨이퍼를 본딩한 후, 접착 시트를 박리하여 실리콘 웨이퍼의 불필요한 부분을 제거함으로써 제조된다. 그러나, 이 기술은 각 실리콘 웨이퍼 조각이 순차적으로 접착되는 기술은 아니다.
표면에 패턴 본딩층이 제공되는 반도체 웨이퍼에 작은 각 조각(유리 조각, 실리콘 조각 등)을 순차적으로 본딩하는 효과적인 방법은 이들 특허 출원에서 기재 되어 있지 않다. 이러한 본딩(접착) 방법에 사용된 본딩 층에 사용되는 접착제로서는, 취급의 용이함을 고려하여 열경화성 접착제를 포함하는 접착제가 자주 사용되고, 반도체 웨이퍼 측으로부터 가열하여 작은 조각을 순차적으로 본딩하는 방법이 생각될 수 있다. 그러나, 이러한 방법에서는, 본딩 층의 일부가 본딩(접착) 전에 경화되기 때문에, 작은 조각이 그 부분에 접착될 수 없다는 문제가 있다. 게다가, 먼지가 부착된 작은 조각의 사용은 반도체 웨이퍼와 반도체 장치의 결함을 야기할 수 있기 때문에, 작은 조각에 부착되는 먼지에 대한 대책은 작은 조각을 본딩하는 공정에서 요구되지만; 효과적인 대책은 제안되어 있지 않다.
종래 기술의 문제를 고려하여, 본 발명은 다양한 본딩 기술에 의해 문제를 해결하고자 하는 것이다. 즉, 본 발명의 목적은 반도체 웨이퍼에 접착물을 효과적으로 본딩(접착)할 수 있는 본딩 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 반도체 웨이퍼 측 대신에 접착물 측으로부터의 가열에 의해 열경화성 접착제를 함유하는 본딩 층을 미리 반도체 웨이퍼에 제공하고 있는 경우에도, 본딩(접착) 결함의 발생을 억제할 수 있고, 각 본딩 층에 대한 접착물의 본딩(접착)을 확실하게 수행할 수 있는 본딩 장치, 상기 본딩 장치를 사용하는 본딩 방법, 및 상기 본딩 장치를 사용하는 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 흡착된 접착물의 제전(除電), 즉 시트로부터의 접착물의 박리로 인한 전하의 제거를 통하여 접착물의 대전에 의해 야기되는 먼지의 부착 및 소자 파괴 등의 문제의 발생을 억제할 수 있는 본딩 장치, 이 본딩 장치를 사용하는 접착 방법, 및 이 본딩 장치를 사용하는 반도체 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 의한 본딩 장치에는 반도체 웨이퍼를 유지하는 제 1유지수단, 복수의 접착물이 배치된 시트를 유지하는 제 2유지수단, 및 제 2유지수단에 의해 유지된 시트로부터 접착물을 흡착하여 제 1유지수단에 의해 유지된 반도체 웨이퍼에 접착물을 배치하는 흡착수단이 제공되어 있다. 상기 접착물은 제 2유지수단에 의해 유지된 시트로부터 흡착되어 제 1유지수단에 의해 유지된 반도체 웨이퍼에 배치된다. 그 결과, 상기 접착물은 반도체 웨이퍼에 효과적으로 본딩(접착)될 수 있다.
본 발명에 의한 본딩 장치에는 흡착수단에 의해 흡착된 접착물을 가열하는 가열수단이 제공되어 있다. 가열수단을 사용하여, 흡착수단에 의해 흡착된 접착물이 가열된다. 이때, 반도체 웨이퍼는 가열되지 않지만, 본딩(접착) 대상의 접착물은 가열된다. 이 때문에, 반도체 웨이퍼에 제공된 열경화성 접착제 함유 본딩 층은 본딩(접착) 전에 경화되지 않아서, 본딩(접착) 결함이 용이하게 발생되지 않는다. 물론, 본딩(접착) 대상의 본딩 층은 접착물로부터의 가열에 의해 경화되므로, 본딩(접착)을 확실하게 달성할 수 있다. 가열이 접착물 측으로부터 수행되기 때문에, 미리 반도체 웨이퍼에 열경화성 접착제를 함유하는 본딩 층이 제공되어 있는 경우에도, 본딩(접착) 결함의 발생이 억제될 수 있음으로써, 각 본딩 층에 대한 접착물의 본딩(접착)이 확실하게 수행될 수 있다.
본 발명에 의한 본딩 장치에 있어서, 흡착수단은 가열수단을 갖는다. 접착물은 흡착수단에 구비된 가열수단에 의해 가열된다. 이 때문에, 가열은 흡착수단을 사용하여 수행될 수 있어서, 가열이 효과적으로 수행된다.
본 발명에 의한 본딩 장치에는 흡착수단에 의해 흡착된 접착물을 제전하는 제전수단이 제공되어 있다. 상기 흡착수단에 의해 흡착된 접착물이 제전되는 경우, 시트로부터의 박리에 의한 접착물의 전하가 제거됨으로써, 대전에 의해 야기되는 먼지의 부착 및 소자 파괴 등의 문제의 발생이 억제된다.
흡착수단으로서, 본 발명에 의한 본딩 장치는 제 2유지수단에 의해 유지된 시트로부터 접착물을 흡착하여 그것을 중간 스테이지에 배치하는 제 1흡착수단, 및 중간 스테이지에 배치된 접착물을 흡착하여 그것을 제 1유지수단에 의해 유지된 반도체 웨이퍼에 배치하는 제 2흡착수단을 포함한다. 그 흡착 기능을 사용하여 시트로부터 접착물을 박리하는 공정 단계를 수행하는 데에 사용되는 수단(제 1흡착수단), 및 그 흡착 기능을 사용하여 박리된 접착물을 반도체 웨이퍼에 배치하는 공정 단계를 수행하는 데에 사용되는 수단(제 2흡착수단)은 독립적으로 제공된다. 그러므로, 흡착 기능을 사용하여 시트로부터 접착물을 박리하는 공정 단계 및 흡착 기능을 사용하여 박리된 접착물을 반도체 웨이퍼에 배치하는 공정 단계는 동시에 수행될 수 있기 때문에, 각 공정 단계를 서로 중첩시킬 수 있어서, 공정의 효율성이 향상된다.
본 발명에 의한 본딩 장치에 있어서, 제 2흡착수단은 흡착된 접착물을 가열하는 데에 사용되는 가열수단을 갖는다. 상기 접착물은 반도체 웨이퍼에 접착물을 배치하는 공정 단계를 수행하는 데에 사용되는 수단(제 2흡착수단)에 구비된 가열수단에 의해 가열되므로; 가열이 흡착수단에 의해 수행될 수 있어서, 가열이 효율적으로 수행된다.
본 발명에 의한 본딩 장치에 있어서, 시트에 배치된 접착물은 시트로부터 박리된 후, 접착물 측으로부터 가열된 상태에서 접착물이 반도체 웨이퍼에 접착된다. 가열은 반도체 웨이퍼 측으로부터 수행되지 않지만 시트로부터 박리된 본딩(접착) 대상의 접착물 측으로부터 수행되기 때문에, 반도체 웨이퍼에 제공된 열경화성 접착제 함유 본딩 층이 본딩(접착) 전에 경화되지 않아서, 본딩(접착) 결함이 용이하게 발생되지 않는다. 물론, 본딩(접착) 대상의 본딩 층은 접착물로부터의 가열에 의해 경화되어, 본딩(접착)이 확실하게 이루어질 수 있다. 가열은 접착물 측으로부터 수행되기 때문에, 미리 반도체 웨이퍼에 열경화성 접착제를 함유하는 본딩 층이 제공되어 있는 경우에도, 본딩(접착) 결함의 발생을 억제할 수 있어서, 각 본딩 층에 대한 접착물의 본딩(접착)이 확실하게 수행될 수 있다.
본 발명에 의한 본딩 방법에서, 흡착수단은 접착물이 시트로부터 박리되는 경우에 사용되고, 상기 접착물은 흡착수단에서 가열되어 반도체 웨이퍼에 접착된다. 상기 접착물은 흡착수단의 흡착 기능을 사용하여 시트로부터 박리되기 때문에, 박리 단계가 효율적으로 수행될 수 있다. 게다가, 상기 접착물은 흡착수단에 구비된 가열수단에 의해 가열되기 때문에, 상기 가열은 흡착수단을 이용하여 수행될 수 있어서, 가열이 효율적으로 수행된다.
본 발명에 의한 본딩 방법에서, 시트로부터 박리된 접착물이 제전된다. 그러 므로, 시트로부터의 박리에 의한 접착물의 전하는 제거되어, 대전에 의해 야기되는 먼지의 부착 및 소자 파괴 등의 문제의 발생이 억제된다.
본 발명에 의한 반도체 장치의 제조 방법은 다음과 같다: 접착물은 이 본딩 방법을 사용하여 반도체 웨이퍼에 접착된 후, 반도체 웨이퍼는 각 반도체 장치로 절단된다. 그 결과, 본딩(접착) 결함의 발생 또는 접착물의 대전에 의해 야기되는 문제의 발생 중 하나 또는 둘다 현저하게 억제되어, 반도체 장치의 수율이 향상된다.
본 발명의 상기 및 다른 목적과 특징은 도면을 참조하여 이하의 상세한 설명으로부터 더 완전히 명백해질 것이다.
이하, 본 발명은 그 실시예를 나타내는 도면을 참조하여 상세하게 설명될 것이다. 이하의 실시예에서, 유리 조각이 접착물로서 사용되는 경우가 설명될 것이다. 본 발명은 첨부된 특허청구의 범위를 벗어나지 않는 한, 이하의 실시예에 한정되지 않음이 이해되어야 한다.
＜제 1실시예＞
도 1은 본 발명에 의한 모범적인 본딩 장치의 개략도이다. 본딩 장치에는 반도체 웨이퍼를 유지하는 제 1유지수단으로서의 웨이퍼 유지 스테이지(1), 복수의 유리 조각(접착물)이 배치된 시트를 유지하는 제 2유지수단으로서의 시트 유지 스테이지(2), 및 웨이퍼 유지 스테이지(1)와 시트 유지 스테이지(2) 사이에 제공되고 시트로부터 흡착된 유리가 일시적으로 배치되는 중간 스테이지로서의 유리 배치 스테이지(3)가 구비되어 있다.
또한, 직사각형 베이스(4)는 그 길이 방향이 웨이퍼 유지 스테이지(1), 시트 유지 스테이지(2), 및 유리 배치 스테이지(3)의 배치 방향과 평행하게 제공되어 있다(도 1에 도시된 X축의 방향). 시트 유지 스테이지(2) 측의 베이스(4)에는, 시트 유지 스테이지(2)에 유지된 시트로부터 유리를 흡착하여 유리 배치 스테이지(3)로 유리를 반송하는 제 1흡착수단(5)이 제공되어 있다. 웨이퍼 유지 스테이지(1) 측의 베이스(4)에는, 유리 배치 스테이지(3)에 배치된 유리를 흡착하여 웨이퍼 유지 스테이지(1)에 유지된 반도체 웨이퍼에 유리를 배치하는 제 2흡착수단(6)이 제공되어 있다.
제 1흡착수단(5)은 입방체형 픽업 헤드 X축 이동부(5a), 픽업 헤드 X축 이동부(5a) 측에 제공된 입방체형 픽업 헤드 Z축 이동부(5b), 픽업 헤드 Z축 이동부(5b)의 단부면으로부터 노출되도록 제공된 실린더형 픽업 헤드 Y축 이동부(5c), 및 픽업 헤드 Y축 이동부(5c)의 단부에 부착되고 흡착 기능을 갖는 흡착부재로서 제공된 픽업 헤드(5d)를 갖는다. 픽업 헤드 X축 이동부(5a)는 X축 방향으로 이동할 수 있고, 픽업 헤드 Z축 이동부(5b)는 Z축 방향으로 이동할 수 있으며, 픽업 헤드 Y축 이동부(5c)는 Y축 방향으로 이동할 수 있다. 이 픽업 헤드 이동부(5a,5b,5c)의 이동 제어는 픽업 헤드(5d)를 3차원 방향으로 자유롭게 위치시킬 수 있다. 제 1흡착수단(5)에서와 같이, 제 2흡착수단(6)은 X축 방향으로 이동 가능한 본딩 헤드 X축 이동부(6a), Z축 방향으로 이동 가능한 본딩 헤드 Z축 이동부(6b), Y축 방향으로 이동 가능한 본딩 헤드 Y축 이동부(6c), 3차원 방향으로 자유롭게 위치될 수 있는 흡착부재로서 제공된 본딩 헤드(6d)를 갖는다. 각 이동부의 이동은 제어수단(7)으 로부터의 제어 신호에 의해 제어된다.
제 1흡착수단(5)의 픽업 헤드(5d) 및 제 2흡착수단(6)의 본딩 헤드(6d)에는, 흡착 통로(도시되지 않음)가 내부에 형성되어, 유리가 진공 흡착에 의해 흡착될 수 있다. 제 2흡착수단(6)의 본딩 헤드(6d)는 히터(6e)를 내장하고 있어, 흡착된 유리를 가열하는 가열 기능을 갖는다. 반대로, 제 1흡착수단(5)의 픽업 헤드(5d)에는 이러한 히터가 제공되어 있지 않다.
제 1흡착수단(5)의 픽업 헤드(5d)가 이동할 수 있는 영역 상방에는, 제 1흡착수단(5)에 의해 흡착된 유리를 제전하는 제전수단(이온화 장치)(8)이 제공되어 있다. 제전수단(8)은 이온화된 가스를 유리에 불어서 제전 공정을 수행한다.
도 2는 웨이퍼 유지 스테이지(1)에 유지된 모범적인 반도체 웨이퍼(10)의 단면도이다. 반도체 웨이퍼(10)는 복수의 수광부(11a)와 마이크로렌즈(11b)가 반도체 기판(11)의 표면에 패터닝되고, 수광부(11a)와 마이크로렌즈(11b)가 형성된 영역 외의 영역에 복수의 본딩 층(12)이 패터닝된 구조를 갖는다. 웨이퍼 유지 스테이지(1)에서 반도체 웨이퍼(10)를 유지하기 위해서 진공 흡착이 사용될 수 있다.
본딩 층(12)은 가열에 의해 접착력을 나타내는 열경화성 접착제를 확실히 함유하고 있다. 본딩 층(12)의 패터닝에 대해서, 본딩 층(12)은 스크린 인쇄 등을 사용함으로써 패턴 인쇄될 수 있는 반면, 본 발명의 실시예에서 본딩 층(12)은 섬세한 패터닝이 이루어지도록 광조사에 의해 접착력을 나타내는 감광성 접착제(광경화성 접착제)와 열경화성 접착제의 혼합물을 사용하는 포토리소그래픽 공정(노광과 현상)으로 패터닝된다.
도 3은 시트 유지 스테이지(2)에 유지되고 복수의 유리가 배치되는 모범적인 시트(20)의 단면도이다. 상기 시트(20)는 접착 시트(21)의 일면에 유리(22)가 접착되어 있는 구조를 갖는다. 이러한 유리(22)는 접착 시트(21)에 접착된 유리 시트를 유리 조각으로 절단하여 제조된다. 도면에 도시되지 않았지만, 접착 시트(21)는 그 둘레에서 링형 프레임체에 의해 지지되어 있고, 링형 프레임체는 시트 유지 스테이지(2)에 의해 클램프 유지되어 있다.
접착 시트(21)로서는 접착력이 자외선 조사 등의 광조사에 의해 저하되는 접착 시트를 사용할 수 있다. 이러한 자외선 시트를 사용하는 경우, 유리(22)를 용이하게 박리할 수 있도록 유리(22)를 박리하기 전에 광조사를 수행함으로써 접착 시트(21)의 접착력을 미리 저하시키는 것이 바람직하다. 더 자세하게 후술되지 않지만, 유리(22)는 도 2에 도시된 수광부(11a)를 덮고 고체촬상장치용 반투명 덮개로서 기능하도록 배치된다.
이후, 이상 설명한 구조를 갖는 본딩 장치를 사용하는 본딩 방법이 도 4a, 4b, 및 5a∼5d를 참조하여 설명될 것이다.
시트 유지 스테이지(2)에 유지된 시트(20)에 수행되는 공정 단계에 대해서, 박리 대상의 유리(22) 바로 아래에 있는 접착 시트(21)의 하면은 핀(31)에 의해 밀어 올려져서 유리(22)가 접착 시트(21)로부터 부분적으로 박리된 상태로 된 후(도 4a 참조), 유리(22)는 제 1흡착수단(5)[픽업 헤드(5d)]에 의해 흡착되어 접착 시트(21)로부터 완전히 박리된다(도 4b 참조). 제 1흡착 수단(5)에 의해 흡착되는 동안, 박리된 유리(11)는 유리 배치 스테이지(3)로 반송된 후, 유리(22)는 유리 배치 스테이지(3)에 배치된다.
이러한 박리 단계에서, 유리(22)는 대전된다. 유리(22)는 전기 절연체이고, 유리 시트를 절단하는 동안 제조된 유리 부스러기 등의 먼지가 유리(22)의 조각에 부착되는 경향이 있다. 먼지가 부착되는 유리(22)가 고체촬상장치 등의 광학 반도체 장치의 제조에 사용되는 경우, 먼지는 그 결함의 원인이 될 수 있다; 따라서, 유리(22)로의 먼지의 부착을 억제할 필요가 있다. 본 발명의 이 실시예에서, 제 1흡착수단(5)에 의해 흡착된 유리(22)는 제전기(8)에 의해 제전된다. 제전 공정은 유리(22)로의 먼지의 부착을 억제하기 때문에, 유리(22)를 사용하는 반도체 장치는 결함 발생의 현저한 감소를 나타낸다.
유리 배치 스테이지(3)에 배치된 유리(22)는 제 2흡착수단(6)[본딩 헤드(6d)]에 의해 흡착되고, 이후 유리(22)를 흡착하는 제 2흡착수단(6)은 본딩 층(12)이 패턴되어 있는 반도체 웨이퍼(10) 위에서 이동된다(도 5a 참조). 유리(22)는 본딩 층(12)에 의해 반도체 기판(11)에 접착할 목적으로 미리 위치된 후, 제 2흡착수단(6)[본딩 헤드(6d)]이 하강되어 본딩 층(12)에 유리(22)를 위치시킨다. 유리(22)에 대한 압력의 적용 후, 제 2흡착수단(6)[본딩 헤드(6d)]의 흡착 기능은 해제된다(도 5b 참조).
이때, 유리(22)는 제 2흡착수단(6)[본딩 헤드(6d)]에 내장된 히터(6e)에 의해 가열된다. 유리(22)가 가열되는 온도는 본딩 층(12)의 열경화성 접착제가 유리(22)의 매체를 통해서 열전달에 의해 접착력을 나타내도록 설정되어, 유리(22)가 본딩 층(12)에 의해 반도체 기판(11)에 부착되게 한다. 본 발명에 의하면, 본딩 층 (12)의 열경화성 접착제가 접착력을 나타내는 이러한 가열은 반도체 웨이퍼(10) 측으로부터 수행되지 않는다. 그러므로, 열은 유리(22)가 아직 배치되지 않은 본딩 층(12)에 더 어렵게 전달되므로, 이미 가열되고 제 2흡착수단(6)에 의해 가압되어 접착되는 본딩 층(12) 외의 본딩 층(12)은 경화되지 않는다. 본 발명의 이 실시예에서, 본딩 층(12)으로의 유리(22)의 충분한 접착이 이루어질 수 없지만, 유리(22)는 반도체 장치 등의 제조 공정에 요하는 시간을 고려하여 다음의 단계에서 박리되지 않는 한도까지 일시적으로 접착된다.
이러한 동작을 반복함으로써, 반도체 기판(11)에 접착되는 유리(22)가 제공된 반도체 웨이퍼(10)가 제조된다(도 5c 참조). 본딩 층(12)은 제 2흡착수단(6)[본딩 헤드(6d)]에 의해 흡착된 유리(22)에 접촉하게 되는 경우에만 접착력을 나타내는 온도에 도달하기 때문에, 각 유리(22)의 본딩(접착)이 확실하게 수행될 수 있다.
본 발명의 이 실시예에서, 제 1흡착수단(5)을 사용하여 시트로부터 유리(22)를 박리하는 단계 및 제 2흡착수단(6)을 사용하여 박리된 유리(22)를 반도체 웨이퍼(10)에 배치하는 단계는 동시에 수행될 수 있기 때문에, 본딩 장치의 작업 효율성이 향상된다.
반도체 기판(11)의 필요한 곳에 대한 유리(22)의 접착[택(tack) 본딩]이 완료된 후에, 반도체 웨이퍼(10)는 웨이퍼 유지 스테이지(1)로부터 제거되어 가열장치(오븐)로 들어가고, 이후 반도체 웨이퍼(10)는 본딩 층(12)을 완전히 경화시키기 위해서 소정 온도에서 가열된다(최종 경화).
그 다음, 이렇게 제조된 반도체 웨이퍼(10)는 다이싱 장치 등을 사용하여 분할선(10a)을 따라 각 조각으로 절단됨으로써, 유리(22)가 접착되는 반도체 기판(11)을 갖는 반도체 장치[이 실시예에서, 고체촬상장치(41)]가 제조된다(도 5d 참조).
＜제 2실시예＞
도 6은 본 발명에 의한 다른 모범적인 본딩 장치의 개략도이다. 도 6에서, 도 1에 도시된 것과 동일한 구성은 동일한 참조 부호를 부여한다. 제 2실시예에 의한 본딩 장치에는 제 1실시예에서 설명된 것과 동일한 웨이퍼 유지 스테이지(1) 및 시트 유지 스테이지(2)가 제공되어 있지만, 유리 배치 스테이지(3)가 제공되어 있지 않다.
또한, 제 1실시예와 달리, 제 2실시예에 의한 본딩 장치는 베이스(4)에 흡착수단(60)을 갖는다. 흡착수단(60)은 제 1실시예에서 설명된 제 2흡착수단(6)과 동일한 구조를 갖는다; 즉, 흡착수단(60)은 X축 방향으로 이동할 수 있는 흡착 헤드 X축 이동부(60a), Z축 방향으로 이동할 수 있는 흡착 헤드 Z축 이동부(60b), Y축 방향으로 이동할 수 있는 흡착 헤드 Y축 이동부(60c), 및 3차원 방향으로 자유롭게 위치될 수 있는 흡착부재로서 제공되고 히터(60e)를 내장한 흡착 헤드(60d)를 갖는다. 흡착수단(60)은 제 1실시예에서 설명된 제 1흡착수단(5)과 제 2흡착수단(6)에 의해 수행되는 두 공정을 연속적으로 수행한다; 즉, 흡착수단(60)은 시트 유지 스테이지(2)에 유지된 시트로부터 유리를 흡착하여 웨이퍼 유지 스테이지(1)에 유지된 반도체 웨이퍼에 유리를 배치한다. 흡착수단(60)[흡착 헤드(60d)]의 3차원 위치 는 제어수단(7)에 의해 제어된다. 게다가, 제 1실시예에 의한 본딩 장치와 같이, 제전기(8)는 흡착수단(60)의 흡착 헤드(60d)가 이동할 수 있는 영역 위에 제공된다.
웨이퍼 유지 스테이지(1)에 유지된 반도체 웨이퍼(10)와 시트 유지 스테이지(2)에 유지된 시트(20)의 구조는 모두 제 1실시예에서 설명된 것과 동일하다(도 2 및 3 참조).
이후, 이러한 구조를 갖는 본딩 장치를 사용하는 본딩 방법이 설명될 것이다.
시트 유지 스테이지(2)에 유지된 시트(20)에 수행되는 공정 단계에 대해서, 박리 대상의 유리(22) 바로 아래에 있는 접착 시트(21)의 하면은 핀(31)에 의해 밀어 올려져서 유리(22)가 접착 시트(21)로부터 부분적으로 박리된 상태로 된 후(도 4a 참조), 유리(22)는 흡착수단(60)[흡착 헤드(60d)]에 의해 흡착되어 접착 시트(21)로부터 완전히 박리된다(도 4b 참조). 이때, 히터(60e)가 사용되는 가열 단계는 수행되지 않는다. 이것은 가열이 특별히 필요하지 않을 뿐만아니라, 접착 시트(21)가 낮은 내열성을 갖기 때문이다.
유리(22)가 흡착수단(60)[흡착 헤드(60d)]에 의해 흡착된 유리(22)에 의해 웨이퍼 유지 스테이지(1)에 반송되는 동안, 유리(22)는 제 1실시예에서의 경우와 같이 제전기(8)에 의해 제전된다. 제전 공정을 통해, 유리(22)에 대한 먼지의 부착이 억제되어, 유리(22)를 포함하는 반도체 장치에 있어서 결함의 발생이 현저하게 감소된다.
유리(22)를 흡착하는 흡착수단(60)은 반도체 웨이퍼(10) 위에 이동되고(도 5a 참조), 이후 유리(22)는 본딩 층(12)에 의해 반도체 기판(11)에 접착되도록 미리 배치된 후, 흡착 헤드(60d)가 본딩 층(12)에 유리(22)를 위치시키기 위해서 아래에 이동되어, 유리(22)가 가압되고, 흡착 헤드(60d)의 흡착 기능이 해제된다(도 5b 참조).
이때, 제 1실시예에서의 경우와 같이, 유리(22)는 반도체 웨이퍼(10) 측으로부터 가열되는 대신에 흡착수단(60)[흡착 헤드(60d)]에 내장된 히터(60e)에 의해 가열된다. 가열을 통해, 본딩 층(12)은 고정 상태로 경화된다. 이러한 동작을 반복함으로써, 유리(22)가 접착되는 반도체 기판(11)을 갖는 반도체 웨이퍼(10)가 제조된다(도 5c 참조). 그후, 제 1실시예에서의 경우와 같이, 본딩 층(12)은 가열 장치에 의해 최종적으로 경화되고, 이후 반도체 웨이퍼(10)는 각 조각으로 절단됨으로써, 반도체 장치[이 실시예에서, 고체촬상장치(41)]가 제조된다(도 5d 참조).
본 발명의 제 2실시예에서, 유리 배치 스테이지(3)가 제공되지 않고 흡착수단(60)만 제공되어 있기 때문에, 제 1실시예에 설명된 것에 비해서 본딩 장치를 작게 제조할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 제 1흡착수단(5), 제 2흡착수단(6), 및 흡착수단(60)은 각각 하나의 흡착부재[픽업 헤드(5d), 본딩 헤드(6d), 및 흡착 헤드(60d)]를 갖고, 각 흡착수단은 복수의 흡착부재를 가질 수 있다; 이 경우에, 제 2흡착수단(6)과 흡착수단(60)의 흡착부재는 각각 가열에 사용되는 히터를 가져야 한다. 이 추가 구성을 사용하면, 유리(22)의 제조는 동시에 수행될 수 있어서, 작업 효율성이 향 상된다.
또한, 본 발명의 실시예에서, 반도체 웨이퍼와 시트에 대한 각 흡착부재의 위치 결정은 웨이퍼 유지 스테이지(1), 시트 유지 스테이지(2), 및 유리 배치 스테이지(3)의 고정을 통해서 그리고 각 흡착수단의 3개의 이동부재의 이동을 통해서 흡착부재의 3차원 위치의 제어에 의해 수행되고, 위치 결정은 하나 또는 복수 방향으로 웨이퍼 유지 스테이지(1), 시트 유지 스테이지(2), 및 유리 배치 스테이지(3)의 이동에 의해 수행될 수 있다; 예를 들면, 도 1 및 도 6에서, 웨이퍼 유지 스테이지(1), 시트 유지 스테이지(2), 및 유리 배치 스테이지(3)가 Y축의 방향으로 이동될 수 있는 구조를 사용할 수 있고, 헤드 Y축 이동부(5c,6c,60c)는 고정된다.
게다가, 본 발명의 실시예에서, 흡착수단(흡착부재)에는 이러한 가열 기능이 제공되어 있고, 가열 기능을 갖지 않는 흡착수단(흡착부재)이 유리를 반도체 웨이퍼에 배치하기 위해서 사용될 수 있으며, 이후 흡착 기능을 갖지 않는 가열 및 가압수단이 유리를 가열하고 가압하기 위해 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서, 본딩 층이 반도체 웨이퍼에 형성되는 경우가 설명되었으나, 본딩 층이 유리에 형성되는 경우 또한 본 발명의 실시예에서 설명한 바와 같이 동일한 효과를 발생한다.
또한, 본 발명의 실시예에서, 고체촬상장치가 제조되는 경우가 설명되었으나, 본 발명은 유리로 이루어진 반투명 커버를 갖는 수광부가 제공되어 있는 한 EPROM을 포함하는 반도체 메모리 등의 어떤 종류의 반도체 장치의 제조에도 적용될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 설명된 반투명 커버는 유리로 이루어져 있 고, 수지재 등이 사용될 수 있다.
또한, 본 발명은 접착물로서 유리 대신에 반도체 칩을 사용함으로써 다른 종류의 반도체 장치가 제조되는 경우에 적용될 수 있다. 이 경우에, 도전성 접착제를 함유하는 본딩 층은 전기 접속을 개설하는 데에 사용될 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 반도체 웨이퍼에 접착물을 효과적으로 본딩(접착)할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 반도체 웨이퍼 측 대신에 접착물 측으로부터의 가열에 의해 열경화성 접착제를 함유하는 본딩 층을 미리 반도체 웨이퍼에 제공하고 있는 경우에도 본딩(접착) 결함의 발생을 억제할 수 있고, 각 본딩 층에 대한 접착물의 본딩(접착)을 확실하게 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 흡착된 접착물의 제전(除電), 즉 시트로부터의 접착물의 박리로 인한 전하의 제거를 통하여 접착물의 대전에 의해 야기되는 먼지의 부착 및 소자 파괴 등의 문제의 발생을 억제할 수 있다.
Claims (10)
- 반도체 웨이퍼를 유지하는 제 1유지수단;복수의 접착물이 배치된 시트를 유지하는 제 2유지수단; 및상기 제 2유지수단에 의해 유지된 상기 시트로부터 상기 접착물을 흡착하여, 상기 제 1유지수단에 의해 유지된 반도체 웨이퍼에 상기 접착물을 배치하는 흡착수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 흡착수단에 의해 흡착된 상기 접착물을 가열하는 가열수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
- 제 2항에 있어서,상기 흡착수단은 가열수단을 갖는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 흡착수단에 의해 흡착된 상기 접착물을 제전하는 제전수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
- 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,상기 흡착수단은 상기 제 2유지수단에 의해 유지된 상기 시트로부터 상기 접착물을 흡착하여 상기 접착물을 중간 스테이지에 배치하는 제 1흡착수단, 및 상기 중간 스테이지에 배치된 상기 접착물을 흡착하여 상기 제 1유지수단에 의해 유지된 상기 반도체 웨이퍼에 상기 접착물을 배치하는 제 2흡착수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
- 제 5항에 있어서,상기 제 2흡착수단은 흡착된 접착물을 가열하는 가열수단을 갖는 것을 특징으로 하는 본딩 장치.
- 접착물이 배치된 시트로부터 접착물을 박리하는 단계; 및상기 접착물 측으로부터 가열된 상태에서 반도체 웨이퍼에 박리된 상기 접착물을 접착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 방법.
- 제 7항에 있어서,상기 접착물은 흡착수단을 사용함으로써 시트로부터 박리되고 흡착수단에 의해 가열되어 반도체 웨이퍼에 접착되는 것을 특징으로 하는 본딩 방법.
- 제 7항에 있어서,상기 시트로부터 박리된 상기 접착물은 제전되는 것을 특징으로 하는 본딩 방법.
- 제 7항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 기재된 본딩 방법을 사용하여 반도체 웨이퍼에 접착물을 접착하는 단계; 및상기 반도체 웨이퍼를 각 반도체 장치로 절단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조 방법.
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