KR20150108428A - 가요성의 캐리어 마운트 및 캐리어 기판을 분리하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

가요성의 캐리어 마운트 및 캐리어 기판을 분리하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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KR20150108428A
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쥐르겐 부르그라프
대니얼 버그스탈러
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에베 그룹 에. 탈너 게엠베하
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Abstract

본 발명은 캐리어 기판(13)이 제작 기판(11)으로부터 분리될 때 캐리어 기판(13)을 고정하기 위한 가요성의 캐리어 마운트(1)에 관한 것으로서, 캐리어 기판(13)이 굽어지는 동안 제작 기판(11)을 결합해제하기 위해 분리 수단(1, 28)이 제공된다.
본 발명은, 또한, 캐리어 기판(13)을 제작 기판(11)으로부터 분리 방향(L)으로 분리시키기 위한 장치에 관한 것으로서, 상기 장치는: 캐리어 기판(13)이 고정되며 분리 방향(L)으로 굽어질 수 있는 캐리어 마운트(1); 제작 기판(11)을 고정하기 위한 기판 마운트(18); 및 캐리어 기판(11)이 굽어지는 동안 캐리어 기판(13)을 제작 기판(11)으로부터 결합해제하기 위한 분리 수단(1, 15, 15', 16, 28)을 포함한다.
또한, 본 발명은 분리 방향(L)으로 제작 기판으로부터 캐리어 기판을 분리시키기 위한 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은: 기판 마운트에 제작 기판을 고정하는 단계 및 분리 방향(L)으로 굽어질 수 있는 캐리어 마운트에 캐리어 기판을 고정하는 단계; 및 제작 기판이 굽어지는 동안 제작 기판으로부터 캐리어 기판을 결합해제하는 단계를 포함한다.

Description

가요성의 캐리어 마운트 및 캐리어 기판을 분리하기 위한 장치 및 방법{BENDABLE CARRIER MOUNTING, DEVICE AND METHOD FOR RELEASING A CARRIER SUBSTRATE}
본 발명은 청구항 제1항에 따른 가요성의 캐리어 마운트, 청구항 제2항에 따라 제작 기판으로부터 분리 방향(L)으로 캐리어 기판을 분리하기 위한 장치, 청구항 제9항에 따른 이에 상응하는 방법 및 청구항 제10항에 따라 제작 기판으로부터 캐리어 기판을 결합해제하는 데 있어서 캐리어 기판을 고정하기 위한 가요성의 캐리어 마운트 용도에 관한 것이다.
반도체 산업에서, 구성 웨이퍼 또는 제작 웨이퍼를 취급할 수 있도록 하기 위해 종종 구성 웨이퍼 또는 제작 웨이퍼가 캐리어 웨이퍼 또는 캐리어 기판들에 일시적으로 결합된다. 제작 기판을 처리한 후에, 이 제작 기판들은 캐리어 기판으로부터 가능한 최대로 용이하고 신속하며 경제적이고 청결하게 제거되어야 한다. 캐리어 웨이퍼에 제작 웨이퍼를 결합하기 위해 가장 빈번하게 사용되는 방법은 두 기판 중 한 기판(또는 두 기판 모두)에 결부층(adhesion layer)을 제공하고 압력 하에서 접촉시키는 방법이다. 결합해제 공정(debonding) 동안, 캐리어 기판은, 예를 들어, 서로에 대해 웨이퍼를 평행하게 이동시킴으로써, 시멘트(cement)(온도, UV 방사선 등) 의 부착력을 줄이고 난 후에 제작 웨이퍼로부터 결합해제된다. 웨이퍼들은 음압(negative pressure)에 의해 소위 척(chuck)들에 의해 고정된다.
결합해제 공정 동안, 복수의 핵심 요인들이 고려되어야 하는데, 그 중 가장 주안점을 두어야 하는 요인은 재처리로 인해 매우 고가인 파손되기 쉬운 제작 웨이퍼를 가능한 응력에 최대한 적게 노출시켜 손상되지 않도록 하는 것이다. 반면, 캐리어 기판은 가능한 최대한 에너지를 소모하지 않고도 경제적이고 신속하게 결합해제 되어야 한다. 다수의 알려진 결합해제 공정에서, 캐리어 웨이퍼의 스택(stack) 및 구성 웨이퍼/제작 웨이퍼를 시멘트에 대해 특정 온도로 가열시키기 위해, 특히 웨이퍼들 사이의 결부층의 부착 성질을 파괴시켜야 할 필요가 있다.
따라서 본 발명의 목적은 현저히 신속하면서도 조심스럽게 결합해제될 수 있도록 캐리어 기판을 결합해제하기 위한 장치와 방법을 고안하는 데 있다. 이와 동시에, 에너지 소모도 줄어들 것이다.
상기 목적은 청구항 제1항, 제2항, 제9항 및 제10항의 특징들로 구현된다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 종속항들에 제공된다. 발명의 상세한 설명, 청구범위, 및/또는 도면들에 제공된 특징들 중 2개 이상을 조합해도 본 발명의 범위 내에 있다. 제공된 값 범위에서, 표시된 한계 내에 있는 값들은 경계값으로 기술될 것이며 이들을 임의로 조합하는 것도 가능할 것이다.
본 발명의 기본 개념은 캐리어 기판을 굽힐 수 있도록 캐리어 마운트가 제작되게끔 캐리어 기판을 제작 기판으로부터 분리시키도록 캐리어 기판을 고정시키기 위한 캐리어 마운트를 고안하는 데 있다. 본 발명에 따른 캐리어 마운트는 특히 캐리어 기판의 에지로부터 들어올림으로써 캐리어 기판을 제작 기판으로부터 결합해제 하기 위한 분리힘을 발생시키기에 충분한 굽힘 강성(bending stiffness)을 갖는다.
본 발명에 따르면, 오직 약간의 굽힘, 특히, < 45o 굽힘각, 바람직하게는, < 40o, 보다 바람직하게는, < 30o, 특히 바람직하게는, < 20o, 심지어 더욱 특히 바람직하게는, < 10o, 가장 바람직하게는, < 5o의 굽힘각이 발생해야 한다. 이런 방식으로, 캐리어 마운트와 비슷한 특정 굽힘 강성을 가진 캐리어 기판, 그 중에서도, 제작 기판이 손상되는 것이 방지된다. 굽힘력은 중심 방향으로 특히 캐리어 기판의 에지로부터 이동되는 분리 전방(detachment front)에 대부분의 분리힘이 제공되게 한다.
따라서, 본 발명의 핵심은 캐리어 기판이 제작 기판으로부터 분리될 때 캐리어 기판을 고정하기 위한 가요성의 캐리어 마운트이며, 캐리어 마운트 위에서 캐리어 기판이 굽어지는 동안 제작 기판을 결합해제하기 위해 분리 수단이 제공된다.
따라서, 본 발명에 따르면, 블랭킷(blanket), 비-환형(non-annular) 형태의 캐리어 마운트, 특히, 특정 탄성 및 굽힘 강도를 가진 폴리머가 고려될 수 있다. 캐리어 기판을 배열시켜 고정하기 위하여, 진공 통로(vacuum passage)가 제공되어야 한다. 이런 점에서 볼 때, 특히, 고정력을 증가시키는 것 외에도, 캐리어 마운트 위에 캐리어 기판을 정전식으로 고정시킬 수 있다(electrostatic fixing).
또한, 캐리어 마운트는 적어도 부분적으로 금속, 세라믹 또는 복합재로 구성될 수 있다. 여기서는, 본 발명에 따른 기능을 수행할 수 있는 재료가 사용된다.
또한, 본 발명은 캐리어 기판을 제작 기판으로부터 분리 방향(L)으로 분리시키기 위한 장치에 관한 것으로서,
상기 장치는:
- 캐리어 기판이 고정되며, 분리 방향(L)으로 굽어질 수 있는 캐리어 마운트;
- 제작 기판을 고정하기 위한 기판 마운트; 및
- 캐리어 기판이 굽어지는 동안 캐리어 기판을 제작 기판으로부터 결합해제하기 위한 분리 수단을 포함한다.
본 발명에 따르면, 분리 방향(L)은 실질적으로, 특히, 정확하게는, 제작 기판 및/또는 캐리어 기판의 표면에 대해 수직이다(normal). 캐리어 마운트 및/또는 캐리어 마운트에 의해 고정된 캐리어 기판이 굽어지는 굽힘축(bending axis)은 분리 방향(L)에 대해 수직이다. 상기 굽힘축은 특히 제작 기판 및/또는 캐리어 기판의 표면에 대해 평행하다.
본 발명에 따른 한 바람직한 장치의 실시예에서, 상기 장치는 음압(negative pressure)으로 캐리어 마운트 위에 고정된 캐리어 기판을 보다 견고하게 고정하기 위해 과압(overpressure)에 노출될 수 있는 압력 챔버(pressure chamber)를 포함하는 것이 바람직하다. 챔버 내의 압력은, > 1 bar, 바람직하게는, > 2 bar, 더 바람직하게는, > 5 bar, 심지어 보다 바람직하게는, > 10 bar, 특히 100 bar 미만이다.
본 발명의 한 바람직한 실시예에 따르면, 캐리어 마운트는 분리 방향(L)으로 탄성적으로 변형될 수 있다(elastically deformable). 본 발명에 따르면, 캐리어 기판의 주변(periphery)에만 인장력이 제공된다 하더라도, 캐리어 마운트의 탄성으로 인해 분리 전방이 이동될 때 분리힘이 집중되게 하는 것이 가능하다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 기판 마운트의 주변에 작용하는 하나 이상의 인장력과 상기 인장력에 대해 캐리어 마운트의 주변에 작용하는 하나 이상의 반대힘(opposing force)이, 분리 전방을 따라 분리 모멘트(detachment moment)를 발생시키기 위하여 분리 수단에 의해 제공될 수 있다. 이런 방식으로, 특히 결합해제 공정의 시작부에서의 총 하중(load)은 줄어들 수 있다. 이렇게 하여, 캐리어 기판이 보다 더 잘 보호되고 제작 기판이 보다 더 잘 제공될 수 있다. 특히 기판 마운트의 주변에 인장력이 균일하게 제공됨으로써, 특히, 인장력이 추가되며, 그 결과 인장력은 기판 마운트의 중앙에 집중되고, 반대힘 또는 반대힘들은 캐리어 마운트의 한 에지에 추가되며 분리 전방에는 이에 상응하는 분리 모멘트가 제공된다. 이에 따라, 캐리어 마운트는 기판 마운트에 대해 경사진다(tilted).
제작 기판 특히 매우 민감하거나 매우 고가의 제작 기판을 더 잘 보호하기 위하여, 본 발명에 따르면, 기판 마운트는 전체 표면에 걸쳐 제작 기판을 고정하는 강성의 리시버(rigid receiver)로서 형성된다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 캐리어 마운트는 조절가능한 직경(Di)을 가진 특히 개방 링(open ring)으로서 형성된다. 굽힘 강성은, 링의 기하학적 형상에 의한 링 형태, 특히 링 직경(Da)에 대한 특히 링 폭(B), 및/또는 링의 높이(H)로 인해, 캐리어 기판에 최적으로 조절될 수 있다. 또한, 링 형태로 인해, 링 개구 영역에서 캐리어 기판의 더 큰 자유도가 가능하여 캐리어 기판의 굽힘 강성과 캐리어 마운트의 굽힘 강성의 상호작용이 구현된다. 여기서, 캐리어 마운트의 굽힘 강성은 특히 캐리어 기판의 굽힘 강성보다 더 크거나 캐리어 기판의 굽힘 강성과 적어도 동일하다.
본 발명에 따르면, 캐리어 마운트의 굽힘 강성은 캐리어 기판의 굽힘 강성의 1/20 내지 20배, 특히 1/10 내지 10배, 바람직하게는 1/5 내지 5배, 심지어 보다 바람직하게는 1/2 내지 2배 사이에 있도록 제공된다. 특히, 캐리어 기판은 500 μm 내지 750 μm, 바람직하게는 600 μm의 두께(d)를 가진 실리콘 웨이퍼이다. 캐리어 기판은 200 mm 또는 300 mm의 직경(Dt)을 가질 수 있다.
여기서, 특히 전체 링 주변에 걸쳐 형성되며 특히 리바운딩(reboudning) 주변 숄더(peripheral shoulder) 형태의 고정 수단이 제공되는 것이 특히 바람직하다. 따라서, 경제적으로 제작될 수 있는 단순한 기하학적 형태로, 분리힘이 캐리어 기판에 제공될 수 있으며, 특히 캐리어 기판의 전체 주변에 특히 결합해제 공정의 시작부에서 분리 전방이 시작되어 캐리어 기판의 주변에 하나 또는 그 이상의 영역에 집중될 수 있다.
본 발명에 따르면, 한 실시예에서, 캐리어 기판을, 실질적으로 완전히, 특히 주변의 적어도 98%로, 바람직하게는 적어도 99%, 심지어 보다 바람직하게는 적어도 99.5% 가로 방향으로 둘러싸도록 형성된다. 이런 방식으로, 캐리어 기판은 거의 전체 주변에 걸쳐 지지된다. 캐리어 마운트는 주변의 적어도 98%, 보다 바람직하게는 적어도 99%, 보다 바람직하게는 적어도 99.5% 주변 방향으로 폐쇄되는(closed) 링으로서 형성된다. 링은 개별 섹션들로 구성될 수 있다.
본 발명의 한 바람직한 실시예에 따르면, 분리 수단은 분리 방향(L)으로 캐리어 마운트의 하나 이상의 주변 섹션이 병진 운동할 수 있기 위한 병진운동 구동 수단을 가진다.
또한, 본 발명은 분리 방향(L)으로 제작 기판으로부터 캐리어 기판을 분리시키기 위한 방법에 관한 것으로서,
상기 방법은:
- 기판 마운트에 제작 기판을 고정하는 단계 및 분리 방향(L)으로 굽어질 수 있는 캐리어 마운트에 캐리어 기판을 고정하는 단계; 및
- 캐리어 기판이 굽어지는 동안 제작 기판으로부터 캐리어 기판을 결합해제하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명에 따르면, 캐리어 기판이 제작 기판으로부터 결합해제될 때 캐리어 기판을 고정하기 위한 가요성의 캐리어 마운트의 용도(use)가 제공된다.
본 발명의 한 바람직한 실시예에서, 결합해제 공정은, 특히 블랭킷 가열 수단(blanket heating means) 없이도, < 200oC의 온도, 바람직하게는, < 100oC, 보다 바람직하게는, < 50oC, 이상적으로는 주변 온도에서 수행된다.
본 발명에 따르면, 특히, 분리 전방 위에서, 분리 수단의 작용에 의해, 특히 격리 수단에 의해, 분리 전방에서 국부적으로, 결합해제 공정을 가속화시키는 것을 고려할 수 있다. 격리 수단은 기계식 격리 및/또는 국부 가열, 바람직하게는 안내식(directed) 고온의 공기 흐름을 포함할 수 있다. 구체적으로, 격리 웨지(separating wedge), 격리 블레이드(blade), 격리 와이어(wire) 또는 바람직하게는 분리 전방에서 안내되는 고온의 압축 공기 제트(air jet)가 독립적으로 또는 조합되어 제공될 수 있다.
격리 웨지는 바람직하게는 V 형태의 프로파일을 가진 공구(tool)로 정의된다. 격리 블레이드는 현저하게 날카로운 에지를 가진 공구로 정의된다. 격리 와이어는 매우 얇고 바람직하게는 중간층의 평면에서 인장 상태로 상응하는 장치에 의해 이동되는 고강도의 와이어이다. 격리 와이어는 특히 가열식 와이어로 형성되며 따라서 가열될 수 있다.
본 발명에 따른 한 실시예에서, 분리 전방이 제작 기판의 주변을 따라 분리되는 동안 중앙을 향해 내측으로 거의 나선형으로 형성되는 것도 고려될 수 있다. 이는 상기 주변 주위에서 점점 증가하는 주변에 작용하는 분리힘들에 의해 구현된다.
위에서 기술된 특징들은 본 발명에 따른 방법 및 장치 뿐만 아니라 본 발명에 따른 용도에서 동일하게 적용된다.
본 발명의 그 외의 다른 이점, 특징 및 세부내용들은 첨부된 도면들을 참조하여 밑에 기술한 바람직한 대표 실시예들로부터 명백해질 것이다:
도 1은 절단선 A-A이 있는 본 발명에 따른 캐리어 마운트를 도시한 평면도이고,
도 2는 도 1의 절단선 A-A에 따른 캐리어 마운트를 도시한 횡단면도이며,
도 3은 밑으로부터 바라본 도 1에 따른 캐리어 마운트를 도시한 도면이고,
도 4는 도 2로부터 세부구성(E)을 상세하게 도시한 도면이며,
도 5a는 캐리어 기판, 상호연결층 및 제작 기판으로 구성된 스택을 도시한 측면도이고,
도 5b는 캐리어 기판, 상호연결층 및 제작 기판으로 구성된 스택을 도시한 평면도이며,
도 6은 캐리어 마운트의 제 1 실시예로 도 4와 비슷하게 상세하게 도시한 도면이고,
도 7은 캐리어 마운트의 제 2 실시예로 도 4와 비슷하게 상세하게 도시한 도면이며,
도 8은 필름 프레임 위에 고정된 스택을 도시한 도면이고,
도 9a-9d는 본 발명에 따라 4개의 방법 단계를 가진 본 발명의 제 1 실시예에 따른 장치를 도시한 도면이며,
도 10a-10d는 4개의 방법 단계를 가진 본 발명에 따른 장치의 제 2 실시예를 도시한 도면이다.
동일한 구성요소 또는 똑같은 기능을 가진 구성요소들은 도면에서 똑같은 도면부호로 표시된다.
도 1은 반자동 방식으로 사용될 수 있으며 캐리어 기판(13)이 캐리어 마운트(1)에 의해 수동으로 고정되는 캐리어 마운트(1)를 도시한다. 캐리어 마운트(1)는 상호연결층(12)에 의해 캐리어 기판에 연결된 제작 기판(11)으로부터 캐리어 기판(13)을 결합해제(debonding)하기 위해 사용된다.
캐리어 마운트(1)는 한 주변 섹션(26) 위에 위치된 고정 핸들(2)과 상기 고정 핸들(2)의 맞은편에서 개방되는 링(3)으로 구성된다. 링(3)의 개구(3o) 위에서, 링(3)의 맞은편 단부(24, 24') 위에 단부(24, 24') 사이에 공간(A)을 조절하기 위한 공간 수단(25)이 존재한다. 링(3)의 내측 직경(Di)과 외측 직경(Da)은 상기 공간(A)을 조절함으로써 조절될 수 있다. 상기 대표 실시예에서, 공간 수단(25)은 레버(4, 5)로 구성되는데, 레버(4)는 단부(24) 위에 결부되고 레버(5)는 단부(24') 위에 결부된다. 레버(4, 5)는 여기서 수동으로 작동될 수 있는 포지셔닝 요소(14)들에 의해 침투된다(penetrated). 본 발명에 따르면, 위에서 기술된 수동 운동학적 장치의 자동 재-위치배열(re-positioning)이 고려될 수 있다.
고정 핸들(2)은 고정 요소(10) 특히 나사에 의해 링(3)에 결부된다. 본 발명에서와 같이, 주어진 기하학적 형상(링 높이(H), 링 폭(B), 외측 직경(Da), 내측 직경(Di))에 대해 링(3)의 재료는 링(3)이 굽힘 강성(bending stiffness)에 의해 야기된 힘에 대해 공간 수단(25)에 의해 탄성적으로 굽혀질 수 있도록 선택되어야 한다.
링(3)은 링 숄더(6)로부터 멀어지도록 돌출되는 주변 숄더(7) 및 스텝(9)을 가진다. 상기 스텝(9)은 내측 강도가 45o < I < 90o이고, 특히 < 80o이며, 바람직하게는 < 70o 이며 링의 중앙을 향하는 z 형태로 형성되며 따라서 날카로운 내측 에지(8) 위에서 끝을 이루는 특히 주변 방향으로 배열된 벽 베벨(17)을 형성한다. 이와 동시에, 내측 에지(8)는 주변 숄더(7)의 페이스 표면(7s)으로 구성된 요소이며, 상기 표면은 링 숄더(6)에 대해 평행하게 형성된다. 페이스 표면(7s)은 거리(M)로 링 숄더(6)까지 등거리이다(equidistant). 본 발명에 따르면, 거리(M)는 캐리어 기판(13)의 두께(d)보다 최대로 약간 크도록 특히 상호연결층(12)의 두께만큼 크도록 선택된다(도 7 참조). 거리(M)는 도 6에 도시된 것과 같이 캐리어 기판(13)의 두께(d)보다 더 작도록 선택되는 것이 바람직하다. 거리(M)는 캐리어 기판(13)의 두께(d)보다 적어도 절반의 크기인 것이 바람직하다.
내측 에지(8)에 의해 형성되고 캐리어 기판(13)을 고정하기 위하여 외측 직경(Da)과 내측 직경(Di) 사이에 형성된 직경(Dk)은 링 숄더(6)와 같이 캐리어 기판(13)이 내측 에지(8)에 의해 형성된 개구(직경(Dk))를 통해 삽입될 수 있을 때까지 공간 수단(25)에 의해 증가될 수 있다. 그러면, 직경(Dk)은 캐리어 기판(13)의 한 주변 에지(13u)가 주변 숄더(7)의 베벨(17)과 접하고 고정될 때까지 공간 수단(25)에 의해 다시 감소될 수 있다. 따라서, 캐리어 기판(13)은 가요성의 캐리어 마운트(1)에 의해 고정된다. 마운팅 단계는 거의 클램핑(clamping) 및/또는 폼 피팅(form fit)에 의해 수행된다. 캐리어 기판(13)을 베벨(17) 위에 클램핑 고정하기 위하여, 특히 포지셔닝 수단(14) 위에서 클램핑을 제어하기 위한 동력계 수단(dynamometer means)이 존재할 수 있다.
제작 기판(11) 만이 상호연결층(12)을 통해 캐리어 마운트에 결부된다. 캐리어 마운트(1)와 제작 기판(11) 사이는 직접 접촉되지 않는다. 캐리어 마운트(1)와 제작 기판(11) 사이의 접촉을 방지하는 동안, 제작 기판(11)은 최대로 보호되어 오염 또는 손상이 실질적으로 방지된다.
캐리어 기판(13)과 상호연결층(12)을 가진 제작 기판(11)은 스택(19)(캐리어 기판-제작 기판 조합)을 형성한다. 이와 마찬가지로, 본 발명은 사이에 삽입된 상호연결층 없이 캐리어 기판과 제작 기판의 조합 특히 소위, 웨이퍼가 특히 반데르발스 힘에 의해 서로 결부되는 사전결합부(prebond)에도 적합하다.
도 7에 도시된 실시예에서 캐리어 기판(13) 위에 스택(19)을 고정시킬 때, 날카로운 내측 에지(8)는 상호연결층(12) 내로 침투하는 상호연결층(12)의 주변 에지 위에 내측 에지(8)의 말단(tip)에 의해 결합해제 공정을 시작하거나 또는 이와 동시에 분리 수단으로서 사용된다.
캐리어 마운트(1)는 링 개구(3o)를 제외하고는 캐리어 기판(13)을 거의 완전히 둘러싼다.
도 8은 필름 프레임(23) 위의 스택(19)을 도시하는데, 제작 기판(11)은 필름 프레임(23)에 결합된 필름(21)에 연결된다. 스택(19), 필름 프레임(23) 및 필름(21)은 필름 프레임 조합(20)을 형성한다.
캐리어 기판(13)은 필름 프레임(23) 또는 제작 기판(11)을 고정시키고 고정 핸들(2)에 의해 제작 기판(11)을 분리시킬 수 있다(pulled off). 인장력(tensile force)이 캐리어 기판(13)에 가로 방향으로 제공되어, 따라서 고정 핸들(2)이 일방향으로 배열(unilateral arrangement)되어 주변 섹션(26)에 인장력이 제공된다. 내측 에지(8)가 상호연결층(12) 내에 침투됨으로써 시작되어, (굽힘 강성에 의해 생성된 힘에 대해) 캐리어 기판(13)과 링(3)이 변형되어 캐리어 기판(13)은 서서히 결합해제되어 주변 섹션(26)으로부터 맞은편 쪽으로 진행된다. 여기서, 분리 전방(detachment front)은 상호연결층(12)에 의해 주변 섹션(26)으로부터 캐리어 기판(13)의 맞은편 쪽으로 이동된다. 이에 따라, 고정 핸들(2)로부터 분리 전방 거리 및 고정 핸들(2)에 제공된 분리힘에 따라, 분리 전방을 따라 정해진 토크가 작용한다.
자동화 형태(automated form)로, 도 9a 내지 9d에서 제 1 실시예가 도시되고, 도 10a 내지 10d에서 제 2 실시예가 도시되는데, 밑에서 상세하게 기술된다.
자동화 공정에 적합한 형태로 캐리어 기판(13)을 고정하기 위해 위에서 기술된 캐리어 마운트(1)를 사용하는 것은 두 실시예에 모두 공통적이다.
본 발명의 중요한 한 형태는 결합해제 단계의 시작단계에서, 결합해제가 시작될 때 특히 에지 또는 주변 위에서 상호연결층이 기계적으로 결합해제됨으로써, 특히 조심스러운 취급 공정을 제공하는 단계를 이루어진다.
도 9 및 10은, 각각, 하나의 베이스(27) 및 안정적인 베이스 구성을 제공하고 본 발명에 따라 본 장치의 다른 구성요소들을 결부시키기 위해 상기 베이스 위에 고정된 하나의 랙(22)을 도시하는데, 이들은 밑에 상세하게 기술된다. 프레임(22) 또는 베이스(27) 위에, 특히 베이스(27)에 의해 형성된 바닥(27b)과 랙(22)의 커버(22d) 사이에, 캐리어 마운트(1)의 주변 섹션 또는 캐리어 마운트(1)의 병진 운동(특히 피동 운동)을 위한 구동 수단(15') 및 필름 프레임 조합(20) 또는 스택(19)을 고정하는 기판 마운트(18)(리시버)의 병진 운동(특히 피동 운동)을 위한 구동 수단(15)이 위치된다. 구동 수단(15')은 특히 이동식 베어링에 의해 형성된 병진 운동 방향으로 트립-프리 메커니즘(trip-free mechanism)을 가질 수 있다.
도 9 및 도 10에 도시된 것과 같이 두 실시예에서의 기판 마운트(18)는 한 분리 방향(L)으로 따라서 도면의 평면에서 위 및/또는 아래로 이동하여 병진 운동할 수 있다. 따라서 기판 마운트(18)를 구동하기 위한 구동 수단(15)은 특히 동기적으로 이동될 수 있는데(synchronously dirven), 중앙의 컨트롤 장치에 의해 제어되는 모터 특히 스테핑 모터(stepping motor)에 의해 구동되는 것이 바람직하다.
캐리어 마운트(1)에 대해 도 9에 도시된 실시예에서, 주변 섹션(26)의 맞은편에 있는 캐리어 마운트(1)의 한 면 위에는 오직 하나의 구동 수단(15')이 위치되며, 주변 섹션(26) 위에는 하나의 로커 베어링(16)이 위치되어 캐리어 마운트는 상기 로커 베어링(16) 주위에서 피벗회전될 수 있지만 분리 방향(L)으로 고정된다. 따라서, 본 발명의 순서는 다음과 같다:
도 9a에 도시된 방법 단계에서, 필름 프레임 조합(20)을 위해 적절한 캐리어 마운트(1) 특히 캐리어 기판(13)은 상부 구동 수단(15')과 로커 베어링(16)에 결부된다. 이와 동시에, 그 전에 또는 그 후에, 필름 프레임 조합(20)은 특히 진공을 제공함으로써 기판 마운트(18)에 고정된다. 기판 마운트(18)는 분리 방향(L)으로 구동 수단(15)에 의해 이동될 수 있다.
본 발명에 따르면, 대안으로, 캐리어 마운트(1)의 주변 위에, 몇몇 구동 수단 특히 2개의 구동 수단(15')이 한 면 위에 위치되고 몇몇 로커 베어링 특히 2개의 로커 베어링(16)이 맞은편 면 위에 위치되는 것을 고려할 수 있다.
캐리어 마운트(1)는 로커 베어링(16)과 구동 수단(15') 위에서 링 주변(3u) 위에 위치된 고정 수단(28)에 의해 고정될 수 있다. 기판 마운트(18)는 구동 수단(15) 위에 있는 고정 수단(29)에 해 고정될 수 있다.
그 뒤, 기판 마운트(18)는 상측부(13o)가 있는 캐리어 기판(13)이 링 숄더(6)에 접할 때까지 기판 마운트(18)의 동기식 병진 운동(synchronous translational movement)을 수행하는 구동 수단(15')에 의해 도 9b에 도시된 위치로(따라서 캐리어 마운트(1)를 향하는 분리 방향(L)으로) 이동된다. 중앙의 컨트롤 장치에 의해 조절될 수 있으며, 캐리어 기판(13)이 링 숄더(6)를 타격하는 것은 특히 기판 마운트(18)에 집적된 힘 변환기(force transducer)에 의해 탐지된다. 기판 마운트(18)의 주변 위에서, 360o/n의 각거리(angular distance)로 분포된 다수(n)의 힘 변환기가 위치되는 것이 바람직하다.
이에 따라, 캐리어 기판(13)은 캐리어 마운트(1) 내에 고정될 수 있으며, 직경(Dk)은, 그 전에, 외측 윤곽을 가진(특히 직경(Dt)을 가진 원형의) 캐리어 기판(13)이 캐리어 마운트(1) 내에 수용될 수 있도록 링(3)의 내측 에지(8)에 일치되어야 한다. 캐리어 마운트(13)가 수용될 때, 내측 직경(Di)은 캐리어 기판(13)이 빠지지(slip through) 않도록 캐리어 기판(13)의 직경(Dt)보다 더 작다. 도 9b에 도시된 위치에 도달하는 즉시, 내측 직경(Di)은 캐리어 기판(13)이 캐리어 마운트(1)에 고정되고(도 6 및 7 참조) 따라서 벽 베벨(17)에 접할 때까지 줄어들 수 있다.
도 9b에 도시된 위치에 도달하는 즉시, 상부 고정식 구동 수단(15')은, 분리 방향(L)으로의 자유도를 가지며 구동 수단(15')에 결부된 캐리어 마운트(1)의 면이 분리 방향(L)으로 자유로이 이동할 수 있도록 분리된다(release). 이 실시예에서, 구동 수단(15')은 무동력상태(driveless)가 된다. 하지만, 본 발명에 따르면, 구동 수단(15')이 수동(passive)(바람직한 실시예에서와 같이)이 아니라 능동 방식이 되도록 중앙의 장치에 의한 모션을 조절하는 것도 고려할 수 있다.
그 뒤, 기판 마운트(18) 위에서 맞은편에 제공된 2개의 구동 수단(15)에는, 캐리어 마운트(1)로부터 멀어지도록 향하는 하나의 구동력(F1)(인장력)이 제공되며, 특히 상기 구동력(F1)과 똑같은 구동력(F2)(인장력)이, 캐리어 마운트(1) 위에 고정된 캐리어 기판(13)을 제작 기판(11)으로부터 결합해제시키기 위해 기판 마운트(18)에 특히 동기 방식으로 제공된다.
구동력(F1 및 F2)에 반대로 작용하며 특히 이 구동력들에 대해 평행하게, 반대힘(G)(또는 몇몇 로커 베어링(16)이 있는 경우에는 몇몇 반대힘(G))이 로커 베어링(16)에 제공된다.
이렇게 하여, 내측 에지(8)로부터 시작되었던 결합해제 공정(debonding process)이 계속되며, 캐리어 기판(13)과 캐리어 마운트(1)의 결합해제가 늘어나면, 로커 베어링(16)으로부터 캐리어 마운트(1)의 맞은편 면으로 분리 전방이 형성된다(detachment front running). (상호연결층(12)의 상호연결힘에 의해 발생된) 반대힘(G) 뿐만 아니라 구동력(F1 및 F2)과 균형상태(equilibrium)에서, 분리 전방을 따라 무한히 분포된 분리 모멘트(K1 내지 Kn)와 같이 분리 전방을 따라 토크가 작용한다.
도 9c에 도시된 위치에서, 캐리어 기판(13)은 절반 이상 결합해제되는데, 상기 결합해제 공정은 (캐리어 기판(13)과 캐리어 마운트(1)의 결합 강도에 대해) 캐리어 마운트(1)와 캐리어 기판(13)이 변함으로써 수행된다.
도 9d에 도시된 위치에서, 캐리어 기판(13)은 제작 기판(11)으로부터 완전히 결합해제된다. 상기 도면에서 상호연결층(12)은 제작 기판(11)에 고정되지만(adhere) 캐리어 기판(13)에 부분적으로 또는 완전히 고정될 수도 있다.
결합해제 공정 동안, 캐리어 마운트(1)와 캐리어 기판(13)은 (평균, 특히 제작 기판(11)으로부터 캐리어 기판(13)이 절반 정도 결합해제된 상태로) 굽힘각 1o < W < 45o, 특히 W < 35o, 여기서는 약 6o 만큼 굽어진다.
도 10a 내지 도 10d에 도시된 것과 같은 제 2 실시예에서, 구동 수단(15') 대신, 캐리어 마운트(1) 위에 로커 베어링(16)이 위치되며 이에 따라 주변 섹션(26)과 맞은편 주변 섹션(26')(따라서 로커 베어링(16)이 캐리어 마운트(1)의 고정 수단(28)에 결부되는 위치) 위에 있는 캐리어 마운트(1)가 분리 방향(L)으로 고정된다(본 발명에 따르면, 캐리어 마운트(1)의 주변 위에 몇몇 로커 베어링(16)들이 배열될 수 있음). 주변 섹션(26)들 사이의 섹션에서, 캐리어 마운트(1)는 굽힘 강성에 대해 유연성 범위 내로 이동할 수 있다. 따라서, 구동력이 도 10c에 따른 방법 단계에 제공될 때, 상호연결층(12)의 주변으로부터 실질적으로 (파장식(rippled)) 동심 구성으로 배열된 분리 전방이 상호연결층(12)의 중앙으로 올라간다(arise). 여기서, 캐리어 마운트의 내측 에지(8)에 의해 시작된 공정은 상호연결층(12)의 초기 상호연결힘을 극복하는 데 중요한 역할을 수행한다.
도 10a 내지 10d에 도시된 것과 같은 실시예에서, 분리 모멘트(K1 내지 Kn)는 각각 분리 전방이 진행됨에 따라 분리 전방을 따른 대개 하나의 (파장식) 원형 섹션에 작용한다. 로커 베어링의 맞은편에 있는 측면 에지(side edge)에 대해 도 9c에 따른 굽힘각(W)이 측정될 때, 모든 면들로부터 주변에 작용하는 분리힘(K)으로 인해 굽힘각(W')은 캐리어 기판(13)의 중심으로부터 에지까지 측정되며, 이 경우, 캐리어 기판(2)과 캐리어 마운트(1)의 재료 뿐만 아니라 이들의 수치가 똑같은 한, 짧은 거리로 인해 굽힘각(W')은 이에 상응하게 작아진다. 링 폭(B) 및/또는 링 높이(H)를 줄임으로써, 링(3)의 굽힘 강성은 굽힘각(W')이 증가될 수 있도록 줄어들 수 있다.
1 : 캐리어 마운트 2 : 고정 핸들
3 : 링 3o : 개구
3u : 링 주변 4 : 레버
5 : 레버 6 : 링 숄더
7 : 주변 숄더 7s : 페이스 표면
8 : 내측 에지 9 : 스텝
10 : 고정 수단 11 : 제작 기판
12 : 상호연결층 13 : 캐리어 기판
13o : 상부 13u : 주변 에지
14 : 포지셔닝 요소 15, 15': 구동 수단
16 : 로커 베어링 17 : 베벨
18 : 기판 마운트 19 : 스택
20 : 필름 프레임 조합 21 : 포일
22 : 랙 22d : 커버
23 : 필름 프레임 24, 24': 단부
25 : 공간 수단 26 : 주변 섹션
27 : 베이스 27b : 바닥
28 : 고정 수단 29 : 고정 수단
A : 공간 B : 링 폭
Di : 내측 직경 Da : 외측 직경
Dk : 직경 H : 링 높이
M : 거리 L : 분리 방향
I : 내측각 d : 두께
F1, F2, Fn : 구동력(인장력) G : 반대힘
K1, K2, Kn : 분리 모멘트 W, W' : 굽힘각

Claims (20)

  1. 캐리어 기판으로부터 제작 기판을 결합해제하기 위한 장치로서, 상기 제작 기판은 스택을 형성하기 위하여 상호연결 층에 의해 캐리어 기판에 임시로 연결되고, 상기 장치는
    스택을 지지하기 위한 수단;
    캐리어 기판으로부터 제작 기판을 분리하기 위한 분리 수단 - 상기 분리 수단은 상호연결 층의 주변 에지로부터 스택의 상호연결 층으로 침투하는 팁을 가짐 - ;
    캐리어 기판의 표면의 평면에 평행한 평면에서 연장되는 표면을 갖는 제1 부재; 및
    제1 부재로부터 연장되는 연장 부분 - 연장 부분은 캐리어 기판의 주변 에지와 접촉하도록 구성된 표면을 포함함 - 을 포함하고, 상기 장치는 제작 기판으로부터 멀어지게 캐리어 기판을 구부리고 이에 따라 캐리어 기판으로부터 제작 기판을 결합해제하기 위하여 캐리어 기판에 힘을 인가하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 제1 부재는 가요성인 장치.
  3. 제1항에 있어서, 연장 부분의 표면의 일 단부는 내부 에지에서 말단을 이루고, 상기 내부 에지는 상기 분리 수단의 팁을 형성하는 장치.
  4. 캐리어 기판으로부터 제작 기판을 결합해제하기 위한 장치로서, 상기 제작 기판은 스택을 형성하기 위하여 상호연결 층에 의해 캐리어 기판에 임시로 연결되고, 상기 장치는
    스택을 지지하기 위한 제1 마운트; 및
    캐리어 기판을 결합하기 위한 제2 마운트를 포함하고,
    상기 제2 마운트는
    캐리어 기판의 표면의 평면에 평행한 평면에서 연장되는 숄더 표면을 갖는 숄더;
    숄더로부터 연장되는 연장 부분 - 연장 부분은 캐리어 기판의 주변 에지와 접촉하도록 구성된 표면을 포함함 - ; 및
    캐리어 기판으로부터 제작 기판을 분리하기 위한 분리 수단 - 상기 분리 수단은 상호연결 층의 주변 에지로부터 스택의 상호연결 층으로 침투하는 팁을 가짐 - 을 포함하고,
    상기 제2 마운트는 제작 기판으로부터 멀어지게 캐리어 기판을 구부리고 이에 따라 캐리어 기판으로부터 제작 기판을 결합해제하기 위하여 캐리어 기판에 힘을 인가하는 장치.
  5. 제4항에 있어서, 제2 마운트는 가요성인 장치.
  6. 제4항에 있어서, 연장 부분의 표면의 일 단부는 내부 에지에서 말단을 이루고, 상기 내부 에지는 상기 분리 수단의 팁을 형성하는 장치.
  7. 제4항에 있어서, 제작 기판으로부터 멀어지게 캐리어 기판이 구부러지도록 캐리어 기판에 힘을 인가하기 위하여 제2 마운트를 이동시키는 구동 수단을 추가로 포함하는 장치.
  8. 제작 기판으로부터 캐리어 기판을 결합해제하기 위한 장치로서, 상기 캐리어 기판은 스택을 형성하기 위하여 상호연결 층에 의해 제작 기판에 임시로 연결되고, 상기 장치는
    제작 기판에 임시로 연결되는 캐리어 기판과 결합가능한 마운트를 포함하고, 상기 마운트는
    캐리어 기판의 표면의 평면에 평행한 평면에서 연장되는 숄더 표면을 갖는 숄더;
    숄더로부터 연장되는 연장 부분 - 연장 부분은 캐리어 기판의 주변 에지와 접촉하도록 구성된 표면을 포함함 - ; 및
    제작 기판으로부터 캐리어 기판을 분리하기 위한 분리 수단 - 상기 분리 수단은 상호연결 층의 주변 에지로부터 스택의 상호연결 층으로 침투하는 팁을 가짐 - 을 포함하고,
    상기 마운트는 제작 기판으로부터 멀어지게 캐리어 기판을 구부리고 이에 따라 제작 기판으로부터 캐리어 기판을 결합해제하기 위하여 캐리어 기판에 힘을 인가하는 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 마운트는 가요성인 장치.
  10. 제8항에 있어서, 연장 부분의 경사 표면의 일 단부는 내부 에지에서 말단을 이루고, 상기 내부 에지는 상기 분리 수단의 팁을 형성하는 장치.
  11. 제8항에 있어서, 제작 기판으로부터 멀어지게 캐리어 기판이 구부러지도록 캐리어 기판에 힘을 인가하기 위하여 마운트를 이동시키는 구동 수단을 추가로 포함하는 장치.
  12. 제작 기판으로부터 캐리어 기판을 결합해제하기 위한 장치로서, 상기 캐리어 기판은 스택을 형성하기 위하여 상호연결 층에 의해 제작 기판에 임시로 연결되고, 상기 장치는
    캐리어 기판과 결합가능한 제1 마운트를 포함하고, 상기 제1 마운트는
    상호연결 층과 접촉하는 캐리어 기판의 표면의 평면에 평행한 평면에서 연장되는 표면을 갖는 숄더; 및
    숄더로부터 연장되는 연장 부분 - 연장 부분은 캐리어 기판이 제작 기판으로부터 분리되는 분리 작업을 개시하기 위하여 상호연결 층 내로 침투되도록 캐리어 기판의 주변 에지와 접촉하는 팁을 제공하는 내부 에지를 가짐 - 을 포함하고, 제1 마운트는 제작 기판으로부터 멀어지게 캐리어 기판을 구부리고 이에 따라 제작 기판으로부터 캐리어 기판을 결합해제하기 위하여 캐리어 기판에 힘을 인가하고, 상기 캐리어 기판은 캐리어 기판의 주연부에서 시작하여 제작 기판으로부터 결합해제되는 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 마운트는 가요성인 장치.
  14. 제12항에 있어서, 제작 기판으로부터 멀어지게 캐리어 기판이 구부러지도록 캐리어 기판에 힘을 인가하기 위하여 제1 마운트를 이동시키는 제1 구동 수단을 추가로 포함하는 장치.
  15. 제12항에 있어서, 제작 기판과 결합가능한 제2 마운트를 추가로 포함하는 장치.
  16. 제15항에 있어서, 제1 마운트에 대해 제2 마운트를 이동시키기 위한 제2 구동 수단을 추가로 포함하는 장치.
  17. 제작 기판으로부터 캐리어 기판을 결합해제하기 위한 장치로서, 상기 캐리어 기판은 스택을 형성하기 위하여 상호연결 층에 의해 제작 기판에 임시로 연결되고, 상기 장치는
    캐리어 기판을 결합하기 위한 제1 마운트 - 제1 마운트는 캐리어 기판이 제작 기판으로부터 분리되는 분리 작업을 개시하기 위하여 캐리어 기판의 주변 에지와 접촉하는 팁을 제공하는 에지를 포함함 - ; 및
    제작 기판으로부터 멀어지게 캐리어 기판을 구부리고 이에 따라 제작 기판으로부터 캐리어 기판을 결합해제하기 위하여 캐리어 기판에 힘을 인가하여 제1 마운트를 이동시키기 위한 제1 수단 - 상기 캐리어 기판은 캐리어 기판의 주연부에서 시작하여 제작 기판으로부터 결합해제됨 - 을 포함하는 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 제1 마운트는 가요성인 장치.
  19. 제17항에 있어서, 제작 기판과 결합가능한 제2 마운트를 추가로 포함하는 장치.
  20. 제17항에 있어서, 제1 마운트에 대해 제2 마운트를 이동시키기 위한 제2 수단을 추가로 포함하는 장치.
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