KR20210052846A - Wafer debonding method and wafer debonding apparatus - Google Patents

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Abstract

Disclosed are a wafer separation method and device. The method loads a wafer assembly, in which a carrier wafer is temporarily bonded on a device wafer, on a vacuum chuck; separates an edge portion of the carrier wafer from the device wafer; and measures a force applied to the edge portion of the carrier wafer while separating the edge portion of the carrier wafer from the device wafer. Then, the step of separating the edge of the carrier wafer and the step of measuring the force are repeatedly performed while rotating the wafer assembly at a predetermined angle. A portion to which the smallest force is applied is detected while separating the edge portions of the carrier wafer from the device wafer. Subsequently, the carrier wafer can be easily separated from the device wafer by completely separating the carrier wafer from the device wafer but starting the separation from the detected portion.

Description

웨이퍼 분리 방법 및 웨이퍼 분리 장치{WAFER DEBONDING METHOD AND WAFER DEBONDING APPARATUS}Wafer separation method and wafer separation apparatus {WAFER DEBONDING METHOD AND WAFER DEBONDING APPARATUS}

본 발명의 실시예들은 웨이퍼 분리 방법 및 웨이퍼 분리 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 반도체 다이들을 포함하는 디바이스 웨이퍼로부터 캐리어 웨이퍼를 분리하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a wafer separation method and a wafer separation apparatus. More particularly, it relates to a method and apparatus for separating a carrier wafer from a device wafer comprising semiconductor dies.

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.In general, semiconductor devices can be formed on a silicon wafer used as a semiconductor substrate by repeatedly performing a series of manufacturing processes. The wafer on which the semiconductor devices are formed may be divided into a plurality of dies through a dicing process, and the dies may be mounted on a substrate and then manufactured into semiconductor packages through a molding process.

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 접합층을 통해 본딩될 수 있으며, 다이싱 테이프를 통해 대략 원형 링 형태의 마운트 프레임에 장착될 수 있다.Meanwhile, after forming semiconductor devices on the wafer, a backgrinding process for reducing the thickness of the wafer may be performed. A wafer whose thickness is thinned by the backgrinding process may generally have a thin thickness of 50 μm or less, and in order to facilitate handling of the thinned wafer as described above, the wafer (hereinafter,'for distinguishing from the carrier wafer' A carrier wafer made of a material such as glass or silicon may be bonded on the device wafer') through a bonding layer, and may be mounted on a mount frame in a substantially circular ring shape through a dicing tape.

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)은 쐐기 형태의 삽입 부재를 이용하여 분리 개시점을 형성하고 상기 분리 개시점으로부터 상기 디바이스 웨이퍼로부터 상기 캐리어 웨이퍼를 분리하는 방법과, 자외선 조사, 레이저 조사, 가열 등의 방법으로 디바이스 웨이퍼와 캐리어 웨이퍼 사이의 접합 강도를 감소시킨 후 상기 캐리어 웨이퍼를 상기 디바이스 웨이퍼로부터 분리하는 방법이 있다. 그러나, 상기 접합 강도가 충분히 감소되지 않은 경우 상기 캐리어 웨이퍼를 상기 디바이스 웨이퍼로부터 분리되지 않거나 하부의 디바이스 웨이퍼가 손상되는 문제점이 발생될 수 있다.The carrier wafer attached on the device wafer as described above can be separated from the device wafer for subsequent processing. The debonding process of separating the carrier wafer from the device wafer includes a method of forming a separation starting point using a wedge-shaped insertion member and separating the carrier wafer from the device wafer from the separation starting point, and ultraviolet irradiation, There is a method of separating the carrier wafer from the device wafer after reducing the bonding strength between the device wafer and the carrier wafer by a method such as laser irradiation or heating. However, if the bonding strength is not sufficiently reduced, there may be a problem that the carrier wafer is not separated from the device wafer or the device wafer underneath is damaged.

대한민국 공개특허공보 제10-2012-0104666호 (공개일자 2012년 09월 24일)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2012-0104666 (published on September 24, 2012) 대한민국 등록특허공보 제10-1503326호 (등록일자 2015년 03월 11일)Republic of Korea Patent Publication No. 10-1503326 (Registration Date March 11, 2015) 대한민국 등록특허공보 제10-1617316호 (등록일자 2016년 04월 26일)Republic of Korea Patent Publication No. 10-1617316 (Registration date April 26, 2016)

본 발명의 실시예들은 디바이스 웨이퍼로부터 캐리어 웨이퍼를 용이하게 분리할 수 있는 웨이퍼 분리 방법 및 웨이퍼 분리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a wafer separation method and a wafer separation apparatus capable of easily separating a carrier wafer from a device wafer.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 웨이퍼 분리 방법은, a) 디바이스 웨이퍼 상에 캐리어 웨이퍼가 임시로 본딩된 웨이퍼 접합체를 진공척 상에 로드하는 단계와, b) 상기 캐리어 웨이퍼의 가장자리 일부를 상기 디바이스 웨이퍼로부터 분리하는 단계와, c) 상기 캐리어 웨이퍼의 가장자리 일부를 상기 디바이스 웨이퍼로부터 분리하는 동안 상기 캐리어 웨이퍼의 가장자리 일부에 인가되는 힘을 측정하는 단계와, d) 상기 웨이퍼 접합체를 소정 각도로 회전시키면서 상기 b) 단계와 상기 c) 단계를 반복적으로 수행하는 단계와, e) 상기 캐리어 웨이퍼의 가장자리 부위들을 상기 디바이스 웨이퍼로부터 분리하는 동안 가장 작은 힘이 인가된 부위를 검출하는 단계와, f) 상기 캐리어 웨이퍼를 상기 디바이스 웨이퍼로부터 전체적으로 분리하되 상기 검출된 부위로부터 분리가 시작되도록 하는 단계를 포함할 수 있다.A wafer separation method according to an aspect of the present invention for achieving the above object comprises the steps of: a) loading a wafer assembly on which a carrier wafer is temporarily bonded on a device wafer onto a vacuum chuck, and b) an edge of the carrier wafer. Separating a portion from the device wafer; c) measuring a force applied to a portion of the edge of the carrier wafer while separating a portion of the edge of the carrier wafer from the device wafer; and d) measuring a force applied to the edge portion of the carrier wafer. Repeatedly performing steps b) and c) while rotating at an angle; e) detecting a portion to which the smallest force was applied while separating edge portions of the carrier wafer from the device wafer; and f) separating the carrier wafer entirely from the device wafer, but starting the separation from the detected portion.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 웨이퍼 분리 장치는, 디바이스 웨이퍼 상에 캐리어 웨이퍼가 임시로 본딩된 웨이퍼 접합체를 지지하며 진공압을 이용하여 상기 디바이스 웨이퍼를 파지하기 위한 하부 진공척과, 상기 캐리어 웨이퍼의 가장자리 일부를 파지하고 상기 캐리어 웨이퍼의 가장자리 일부를 상기 디바이스 웨이퍼로부터 분리시키기 위한 제1 분리 모듈과, 상기 제1 분리 모듈에 의해 파지된 상기 캐리어 웨이퍼의 가장자리 일부를 제외한 나머지 부위를 파지하고 상기 캐리어 웨이퍼의 가장자리 부위로부터 분리가 시작되도록 상기 캐리어 웨이퍼를 상기 디바이스 웨이퍼로부터 전체적으로 분리시키기 위한 제2 분리 모듈과, 상기 캐리어 웨이퍼의 가장자리 일부를 상기 디바이스 웨이퍼로부터 분리하는 동안 상기 캐리어 웨이퍼의 가장자리 일부에 인가되는 힘을 측정하기 위한 하중 센서와, 상기 하부 진공척을 회전시키기 위한 하부 척 구동부와, 상기 하부 진공척을 소정 각도로 회전시키면서 상기 캐리어 웨이퍼의 가장자리 부위들을 상기 디바이스 웨이퍼로부터 분리시키고, 상기 하중 센서를 이용하여 상기 캐리어 웨이퍼의 가장자리 부위들을 상기 디바이스 웨이퍼로부터 분리하는 동안 가장 작은 힘이 인가된 부위를 검출하며, 상기 캐리어 웨이퍼를 상기 디바이스 웨이퍼로부터 전체적으로 분리하되 상기 검출된 부위로부터 분리가 시작되도록 상기 제1 및 제2 분리 모듈들과 상기 하부 척 구동부의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.A wafer separation apparatus according to another aspect of the present invention for achieving the above object includes a lower vacuum chuck for holding the device wafer by using a vacuum pressure and supporting a wafer assembly to which a carrier wafer is temporarily bonded on a device wafer, A first separation module for gripping a portion of the edge of the carrier wafer and separating a portion of the edge of the carrier wafer from the device wafer, and gripping the remaining portions except for a portion of the edge of the carrier wafer gripped by the first separation module And a second separation module for separating the carrier wafer entirely from the device wafer so that separation from the edge portion of the carrier wafer starts, and an edge portion of the carrier wafer while separating a portion of the edge portion of the carrier wafer from the device wafer A load sensor for measuring a force applied to the device, a lower chuck driving part for rotating the lower vacuum chuck, and the edge portions of the carrier wafer are separated from the device wafer while rotating the lower vacuum chuck at a predetermined angle, and the While separating the edge portions of the carrier wafer from the device wafer using a load sensor, a portion to which the smallest force was applied is detected, and the carrier wafer is entirely separated from the device wafer, but separation starts from the detected portion. It may include a control unit for controlling the operation of the first and second separation modules and the lower chuck driving unit.

본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 제1 분리 모듈은, 상기 캐리어 웨이퍼의 가장자리 일부를 진공 흡착하기 위한 제1 상부 진공척과, 상기 캐리어 웨이퍼의 가장자리 일부가 상기 디바이스 웨이퍼로부터 분리되도록 상기 제1 상부 진공척을 상승시키는 제1 상부 척 구동부를 포함할 수 있다.According to some embodiments of the present invention, the first separation module includes: a first upper vacuum chuck for vacuum-sucking a portion of an edge of the carrier wafer, and the first upper vacuum chuck to separate a portion of the edge of the carrier wafer from the device wafer. It may include a first upper chuck driving unit that raises the upper vacuum chuck.

본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 하중 센서는 상기 제1 상부 진공척과 상기 제1 상부 척 구동부 사이에 장착되는 로드셀을 포함할 수 있다.According to some embodiments of the present invention, the load sensor may include a load cell mounted between the first upper vacuum chuck and the first upper chuck driving part.

본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 제1 상부 척 구동부는 공압 실린더를 포함할 수 있다.According to some embodiments of the present invention, the first upper chuck driving unit may include a pneumatic cylinder.

본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 제1 상부 진공척과 상기 제1 상부 척 구동부는 상기 제2 분리 모듈에 장착될 수 있다.According to some embodiments of the present invention, the first upper vacuum chuck and the first upper chuck driving unit may be mounted on the second separation module.

본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 제2 분리 모듈은, 상기 캐리어 웨이퍼의 나머지 부위를 진공 흡착하기 위한 제2 상부 진공척과, 상기 제1 분리 모듈에 의해 파지된 상기 캐리어 웨이퍼의 가장자리 부위로부터 분리가 시작되도록 상기 제1 분리 모듈과 상기 제2 상부 진공척을 상승시키는 제2 상부 척 구동부를 포함할 수 있다.According to some embodiments of the present invention, the second separation module includes a second upper vacuum chuck for vacuum-sucking the remaining portion of the carrier wafer, and from an edge portion of the carrier wafer held by the first separation module. It may include a second upper chuck driving unit for raising the first separation module and the second upper vacuum chuck to start separation.

본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 제2 상부 진공척의 일측 부위가 상기 제2 상부 척 구동부에 회전 가능하도록 장착되고, 상기 제2 상부 진공척의 타측 부위가 링크 기구를 통해 상기 제2 상부 척 구동부에 연결되며, 상기 제2 상부 척 구동부는 상기 제2 상부 진공척이 상기 일측 부위를 기준으로 상방으로 회전하도록 상기 링크 기구를 상승시킬 수 있다.According to some embodiments of the present invention, one portion of the second upper vacuum chuck is rotatably mounted to the second upper chuck driving unit, and the other portion of the second upper vacuum chuck is connected to the second upper chuck through a link mechanism. It is connected to a driving unit, and the second upper chuck driving unit may raise the link mechanism so that the second upper vacuum chuck rotates upward with respect to the one side portion.

본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 웨이퍼 분리 장치는, 상기 제1 분리 모듈과 상기 제2 분리 모듈을 수직 방향으로 이동시키기 위한 수직 구동부를 더 포함할 수 있다.According to some embodiments of the present invention, the wafer separation apparatus may further include a vertical driving unit for moving the first separation module and the second separation module in a vertical direction.

본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 웨이퍼 분리 장치는, 상기 웨이퍼 접합체 상에 자외선 광을 조사하여 상기 디바이스 웨이퍼와 상기 캐리어 웨이퍼 사이의 접합력을 감소시키는 자외선 조사 모듈을 더 포함할 수 있다.According to some embodiments of the present invention, the wafer separation apparatus may further include an ultraviolet irradiation module for reducing bonding force between the device wafer and the carrier wafer by irradiating ultraviolet light onto the wafer assembly.

본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 웨이퍼 분리 장치는, 상기 자외선 조사 모듈과 상기 하부 진공척 사이에서 상기 웨이퍼 접합체를 이송하기 위한 웨이퍼 이송 로봇과, 상기 웨이퍼 이송 로봇에 의한 상기 웨이퍼 접합체의 로드 및 언로드를 위한 위치와 상기 제1 및 제2 분리 모듈들의 아래 위치 사이에서 상기 하부 진공척을 수평 방향으로 이동시키기 위한 수평 구동부를 더 포함할 수 있다.According to some embodiments of the present invention, the wafer separation device includes: a wafer transfer robot for transferring the wafer bonded body between the ultraviolet irradiation module and the lower vacuum chuck, and a load of the wafer bonded body by the wafer transfer robot. And a horizontal driving unit for moving the lower vacuum chuck in a horizontal direction between a position for unloading and a position below the first and second separation modules.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따면, 상기 캐리어 웨이퍼의 가장자리 부위들에 대한 분리 단계를 반복적으로 수행하면서 상기 캐리어 웨이퍼의 가장자리 부위들에 인가되는 힘을 측정하고, 가장 작은 힘이 인가된 부위로부터 상기 캐리어 웨이퍼의 분리가 시작되도록 상기 캐리어 웨이퍼의 완전 분리 단계를 수행할 수 있다. 따라서, 보다 작은 힘으로 상기 캐리어 웨이퍼를 상기 디바이스 웨이퍼로부터 용이하게 분리할 수 있으며, 이에 따라 상기 웨이퍼 분리 공정에서 상기 캐리어 웨이퍼가 분리되지 않거나 상기 디바이스 웨이퍼가 손상되는 문제점을 충분히 해결할 수 있다.According to the embodiments of the present invention as described above, while repeatedly performing the separation step for the edge portions of the carrier wafer, the force applied to the edge portions of the carrier wafer is measured, and the smallest force is applied. A complete separation step of the carrier wafer may be performed so that separation of the carrier wafer from the portion begins. Accordingly, it is possible to easily separate the carrier wafer from the device wafer with a smaller force, and thus, it is possible to sufficiently solve the problem that the carrier wafer is not separated or the device wafer is damaged in the wafer separation process.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 분리 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 자외선 조사 모듈을 설명하기 위한 개략적인 정면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 하부 진공척을 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 제1 및 제2 분리 모듈들을 설명하기 위한 개략적인 정면도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 분리 방법을 설명하기 위한 개략적인 정면도들이다.1 is a schematic plan view for explaining a wafer separation apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic front view for explaining the ultraviolet irradiation module shown in FIG. 1.
3 is a schematic side view for explaining the lower vacuum chuck shown in FIG. 1.
4 is a schematic front view for explaining the first and second separation modules shown in FIG. 1.
5 to 7 are schematic front views for explaining a wafer separation method according to an embodiment of the present invention.

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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention does not have to be configured as limited to the embodiments described below, and may be embodied in various other forms. The following examples are provided to sufficiently convey the scope of the present invention to those skilled in the art, rather than provided to allow the present invention to be completely completed.

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.In the embodiments of the present invention, when one element is described as being disposed on or connected to another element, the element may be directly disposed on or connected to the other element, and other elements are interposed therebetween. It could be. Alternatively, if one element is described as being placed or connected directly on another element, there cannot be another element between them. Terms such as first, second, third, etc. may be used to describe various items such as various elements, compositions, regions, layers and/or parts, but the above items are not limited by these terms. Won't.

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.The terminology used in the embodiments of the present invention is only used for the purpose of describing specific embodiments, and is not intended to limit the present invention. In addition, unless otherwise limited, all terms including technical and scientific terms have the same meaning that can be understood by those of ordinary skill in the art. The terms, such as those defined in conventional dictionaries, will be construed as having a meaning consistent with their meaning in the context of the description of the present invention and related technology, and ideally or excessively external intuition unless clearly limited. It won't be interpreted.

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.Embodiments of the present invention are described with reference to schematic diagrams of ideal embodiments of the present invention. Accordingly, changes from the shapes of the diagrams, for example, changes in manufacturing methods and/or tolerances, are those that can be sufficiently anticipated. Accordingly, embodiments of the present invention are not described as limited to specific shapes of regions described as diagrams, but include variations in shapes, and elements described in the drawings are entirely schematic and their shape Are not intended to describe the exact shape of the elements, nor are they intended to limit the scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 분리 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 자외선 조사 모듈을 설명하기 위한 개략적인 정면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 하부 진공척을 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.1 is a schematic plan view for explaining a wafer separation apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic front view for explaining the ultraviolet irradiation module shown in FIG. 1, and FIG. 3 is shown in FIG. It is a schematic side view for explaining the lower vacuum chuck.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 분리 장치(100)는 반도체 소자들이 형성된 디바이스 웨이퍼(10; 도 2 참조)로부터 캐리어 웨이퍼(20; 도 2 참조)를 분리하기 위해 사용될 수 있다. 상기 캐리어 웨이퍼(20)는 유리 또는 실리콘 등의 광투과 물질로 이루어질 수 있으며 접합층(30; 도 2 참조)을 통해 상기 디바이스 웨이퍼(10) 상에 부착될 수 있다. 상기 접합층(30)은 상기 디바이스 웨이퍼(10)와 상기 캐리어 웨이퍼(20)를 결합하기 위한 접합력을 제공할 수 있으며 상기 자외선 경화를 통해 상기 접합력이 감소될 수 있다. 특히, 도시되지는 않았으나, 상기 디바이스 웨이퍼(10) 상에는 접착제층을 통해 보호 필름(미도시)이 부착될 수 있으며, 상기 캐리어 웨이퍼(20)는 상기 접합층(30)에 의해 상기 보호 필름 상에 임시로 본딩될 수 있다.1 to 3, a wafer separation apparatus 100 according to an embodiment of the present invention separates a carrier wafer 20 (see FIG. 2) from a device wafer 10 (see FIG. 2) on which semiconductor elements are formed. Can be used for The carrier wafer 20 may be made of a light-transmitting material such as glass or silicon, and may be attached to the device wafer 10 through a bonding layer 30 (see FIG. 2 ). The bonding layer 30 may provide bonding force for bonding the device wafer 10 and the carrier wafer 20, and the bonding force may be reduced through the ultraviolet curing. In particular, although not shown, a protective film (not shown) may be attached to the device wafer 10 through an adhesive layer, and the carrier wafer 20 is formed on the protective film by the bonding layer 30. Can be temporarily bonded.

상기 디바이스 웨이퍼(10)와 상기 캐리어 웨이퍼(20)가 임시로 본딩된 웨이퍼 접합체(2)는 다이싱 테이프(12) 상에 부착된 상태로 제공될 수 있다. 특히, 상기 디바이스 웨이퍼(10)가 상기 다이싱 테이프(12) 상에 부착될 수 있으며, 상기 다이싱 테이프(12)는 대략 원형 링 형태의 마운트 프레임(14)에 장착될 수 있다.The wafer assembly 2 to which the device wafer 10 and the carrier wafer 20 are temporarily bonded may be provided in a state attached to the dicing tape 12. In particular, the device wafer 10 may be attached on the dicing tape 12, and the dicing tape 12 may be mounted on the mount frame 14 in a substantially circular ring shape.

상기 웨이퍼 분리 장치(100)는, 상기 웨이퍼 접합체(2) 상에 자외선 광을 조사하여 상기 접합력을 감소시키는 자외선 조사 모듈(110)을 포함할 수 있다. 상기 자외선 조사 모듈(110)은 상기 웨이퍼 접합체(2)를 지지하기 위한 웨이퍼 스테이지(112)와 상기 웨이퍼 접합체(2) 상으로 자외선 광을 조사하기 위한 자외선 램프(114)를 포함할 수 있다. 특히, 상기 웨이퍼 접합체(2)는 상기 캐리어 웨이퍼(20)가 위를 향하도록 상기 웨이퍼 스테이지(112) 상에 놓여질 수 있다.The wafer separation device 100 may include an ultraviolet irradiation module 110 for reducing the bonding force by irradiating ultraviolet light onto the wafer assembly 2. The ultraviolet irradiation module 110 may include a wafer stage 112 for supporting the wafer assembly 2 and an ultraviolet lamp 114 for irradiating ultraviolet light onto the wafer assembly 2. In particular, the wafer assembly 2 may be placed on the wafer stage 112 so that the carrier wafer 20 faces upward.

상기 웨이퍼 분리 장치(100)는, 상기 웨이퍼 접합체(2)를 지지하며 진공압을 이용하여 상기 디바이스 웨이퍼(10)를 파지하기 위한 하부 진공척(120)과, 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 가장자리 일부를 파지하고 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 가장자리 일부를 상기 디바이스 웨이퍼(10)로부터 분리시키기 위한 제1 분리 모듈(130)과, 상기 제1 분리 모듈(130)에 의해 파지된 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 가장자리 일부를 제외한 나머지 부위를 파지하고 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 가장자리 부위로부터 분리가 시작되도록 상기 캐리어 웨이퍼(20)를 상기 디바이스 웨이퍼(10)로부터 전체적으로 분리시키기 위한 제2 분리 모듈(140)을 포함할 수 있다.The wafer separation device 100 includes a lower vacuum chuck 120 for supporting the wafer assembly 2 and gripping the device wafer 10 using a vacuum pressure, and a portion of the edge of the carrier wafer 20 A first separation module 130 for holding and separating a portion of the edge of the carrier wafer 20 from the device wafer 10, and the carrier wafer 20 held by the first separation module 130 A second separation module 140 for separating the carrier wafer 20 entirely from the device wafer 10 so as to grip the remaining portions except for the edge portion of the carrier wafer 20 and to start separation from the edge portion of the carrier wafer 20. Can include.

상기 웨이퍼 분리 장치(100)는, 상기 자외선 조사 모듈(110)과 상기 하부 진공척(120) 사이에서 상기 웨이퍼 접합체(2)를 이송하기 위한 웨이퍼 이송 로봇(116)과, 상기 웨이퍼 이송 로봇(116)에 의한 상기 웨이퍼 접합체(2)의 로드 및 언로드를 위한 위치와 상기 제1 및 제2 분리 모듈들(130, 140)의 아래 위치 사이에서 상기 하부 진공척(120)을 수평 방향으로 이동시키기 위한 수평 구동부(118)를 포함할 수 있다.The wafer separation device 100 includes a wafer transfer robot 116 for transferring the wafer assembly 2 between the ultraviolet irradiation module 110 and the lower vacuum chuck 120, and the wafer transfer robot 116 ) To move the lower vacuum chuck 120 in a horizontal direction between a position for loading and unloading the wafer assembly 2 and a position below the first and second separation modules 130 and 140 It may include a horizontal drive unit 118.

상기 웨이퍼 접합체(2)는 상기 캐리어 웨이퍼(20)가 위를 향하도록 상기 하부 진공척(120) 상에 로드될 수 있으며, 상기 수평 구동부(118)에 의해 상기 제1 및 제2 분리 모듈들(130, 140)의 아래로 이동될 수 있다. 도시되지는 않았으나, 상기 하부 진공척(120)은 상기 디바이스 웨이퍼(10)가 부착된 다이싱 테이프(12)를 진공 흡착하기 위한 진공홀들(미도시)을 구비할 수 있으며, 상기 수평 방향으로 이동 가능하게 구성되는 척 스테이지(122) 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 수평 구동부(118)는 상기 척 스테이지(122)를 상기 수평 방향으로 이동시킬 수 있다.The wafer assembly 2 may be loaded on the lower vacuum chuck 120 so that the carrier wafer 20 faces upward, and the first and second separation modules ( 130, 140). Although not shown, the lower vacuum chuck 120 may include vacuum holes (not shown) for vacuum adsorption of the dicing tape 12 to which the device wafer 10 is attached, in the horizontal direction. It may be disposed on the chuck stage 122 configured to be movable. In this case, the horizontal driving part 118 may move the chuck stage 122 in the horizontal direction.

도 4는 도 1에 도시된 제1 및 제2 분리 모듈들을 설명하기 위한 개략적인 정면도이다.4 is a schematic front view for explaining the first and second separation modules shown in FIG. 1.

도 4를 참조하면, 상기 제1 분리 모듈(130)은, 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 가장자리 일부를 진공 흡착하기 위한 제1 상부 진공척(132)과, 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 가장자리 일부가 상기 디바이스 웨이퍼(10)로부터 분리되도록 상기 제1 상부 진공척(132)을 상승시키는 제1 상부 척 구동부(134)를 포함할 수 있으며, 상기 제2 분리 모듈(140)은, 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 나머지 부위를 진공 흡착하기 위한 제2 상부 진공척(142)과, 상기 제1 분리 모듈(130)에 의해 파지된 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 가장자리 부위로부터 분리가 시작되도록 상기 제1 분리 모듈(130)과 상기 제2 상부 진공척(142)을 상승시키는 제2 상부 척 구동부(144)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the first separation module 130 includes a first upper vacuum chuck 132 for vacuum adsorption of a portion of the edge of the carrier wafer 20, and a portion of the edge of the carrier wafer 20 A first upper chuck driving unit 134 for lifting the first upper vacuum chuck 132 to be separated from the device wafer 10 may be included, and the second separation module 140 may include the carrier wafer 20 The second upper vacuum chuck 142 for vacuum adsorption of the remaining part of the) and the first separation module to start separation from the edge of the carrier wafer 20 held by the first separation module 130 130 and a second upper chuck driving part 144 that raises the second upper vacuum chuck 142.

상기 제2 상부 진공척(142)의 일측 부위는 상기 제2 상부 척 구동부(144)에 회전 가능하도록 장착될 수 있으며, 상기 제2 상부 진공척(142)의 타측 부위는 링크 기구(146)에 의해 상기 제2 상부 척 구동부(144)에 연결될 수 있다.One part of the second upper vacuum chuck 142 may be rotatably mounted on the second upper chuck driving part 144, and the other part of the second upper vacuum chuck 142 is attached to the link mechanism 146. Accordingly, it may be connected to the second upper chuck driving part 144.

예를 들면, 상기 제2 분리 모듈(140)은 상기 제2 상부 진공척(142)의 일측 부위를 상기 제2 상부 척 구동부(144)에 회전 가능하도록 장착을 위한 제1 브래킷(148)과 회전축(150) 그리고 상기 회전축(150)을 통해 회전 가능하도록 일측 부위가 상기 회전축(150)에 연결되는 제2 브래킷(152)을 포함할 수 있으며, 상기 제2 상부 진공척(142)은 상기 제2 브래킷(152)의 하부에 장착될 수 있다. 이때, 상기 링크 기구(146)는 상기 제2 브래킷(152)의 타측 부위에 연결될 수 있으며, 상기 제2 상부 척 구동부(144)는 상기 링크 기구(146)를 상승시킴으로써 상기 제2 상부 진공척(142)을 상기 회전축(150)을 중심으로 상방으로 회전시킬 수 있다.For example, the second separation module 140 includes a first bracket 148 and a rotating shaft for mounting one side of the second upper vacuum chuck 142 to the second upper chuck driving unit 144 so as to be rotatable. 150, and a second bracket 152 having one portion connected to the rotation shaft 150 so as to be rotatable through the rotation shaft 150, and the second upper vacuum chuck 142 It may be mounted on the lower portion of the bracket 152. At this time, the link mechanism 146 may be connected to the other side of the second bracket 152, and the second upper chuck driving part 144 raises the link mechanism 146 to raise the second upper vacuum chuck ( 142 may be rotated upward around the rotation shaft 150.

상기 제1 상부 진공척(132)과 상기 제1 상부 척 구동부(134)는 상기 제2 분리 모듈(140)에 장착될 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 분리 모듈(140)은 상기 제1 분리 모듈(130)을 장착하기 위한 제3 브래킷(154)을 포함할 수 있다. 상기 제3 브래킷(154)은 상기 제2 브래킷(152)의 타측 부위에 장착될 수 있으며, 상기 제3 브래킷(154)의 일측에 상기 제1 상부 척 구동부(134)가 장착될 수 있다.The first upper vacuum chuck 132 and the first upper chuck driving part 134 may be mounted on the second separation module 140. For example, the second separation module 140 may include a third bracket 154 for mounting the first separation module 130. The third bracket 154 may be mounted on the other side of the second bracket 152, and the first upper chuck driving part 134 may be mounted on one side of the third bracket 154.

상기 제1 상부 척 구동부(134)로는 공압 실린더가 사용될 수 있으며, 상기 제1 상부 진공척(132)은 상기 공압 실린더의 실린더 로드에 연결될 수 있다. 도시되지는 않았으나, 상기 제1 상부 진공척(132)과 제2 상부 진공척(142)은 상기 캐리어 웨이퍼(20)를 진공 흡착하기 위한 진공홀들을 구비할 수 있다.A pneumatic cylinder may be used as the first upper chuck driving part 134, and the first upper vacuum chuck 132 may be connected to a cylinder rod of the pneumatic cylinder. Although not shown, the first upper vacuum chuck 132 and the second upper vacuum chuck 142 may have vacuum holes for vacuum-sucking the carrier wafer 20.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 웨이퍼 분리 장치(100)는 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 가장자리 부위를 상기 디바이스 웨이퍼(10)로부터 분리하는 동안 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 가장자리 부위에 인가되는 힘을 측정하기 위한 하중 센서(136)를 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 하중 센서(136)는 상기 제1 상부 진공척(132)과 상기 제1 상부 척 구동부(134) 사이에 장착되는 로드셀을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the wafer separating apparatus 100 is a force applied to the edge portion of the carrier wafer 20 while separating the edge portion of the carrier wafer 20 from the device wafer 10. It may include a load sensor 136 for measuring. As an example, the load sensor 136 may include a load cell mounted between the first upper vacuum chuck 132 and the first upper chuck driving part 134.

또한, 상기 웨이퍼 분리 장치(100)는 상기 하부 진공척(120)을 회전시키기 위한 하부 척 구동부(124)를 포함할 수 있으며, 상기 하부 척 구동부(124)는 상기 척 스테이지(122) 상에 배치될 수 있다. 상기 하부 척 구동부(124)는 상기 하부 진공척(120)을 소정 각도로 회전시킬 수 있으며, 상기 제1 분리 모듈(130)은 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 가장자리 부위들을 상기 디바이스 웨이퍼(10)로부터 분리시킬 수 있다.In addition, the wafer separation device 100 may include a lower chuck driving unit 124 for rotating the lower vacuum chuck 120, and the lower chuck driving unit 124 is disposed on the chuck stage 122 Can be. The lower chuck driving part 124 may rotate the lower vacuum chuck 120 at a predetermined angle, and the first separation module 130 may move the edge portions of the carrier wafer 20 from the device wafer 10. Can be separated.

일 예로서, 상기 하부 척 구동부(124)는 상기 하부 진공척(120)을 90도 간격으로 회전시킬 수 있으며, 상기 제1 분리 모듈(130)은 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 가장자리 부위들에 대한 분리 단계를 4회 반복적으로 수행할 수 있다. 그러나, 상기 하부 진공척(120)의 회전 각도는 다양하게 변경될 수 있으며, 상기에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않을 것이다.As an example, the lower chuck driving part 124 may rotate the lower vacuum chuck 120 at intervals of 90 degrees, and the first separation module 130 may The separation step can be repeated 4 times. However, the rotation angle of the lower vacuum chuck 120 may be variously changed, and the scope of the present invention will not be limited by the above.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 도시되지는 않았으나, 상기 웨이퍼 분리 장치(100)는 상기 제1 및 제2 분리 모듈들(130, 140) 및 상기 하부 척 구동부(120)의 동작을 제어하기 위한 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 제어부는, 상기 하부 진공척(120)을 소정 각도로 회전시키면서 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 가장자리 부위들을 상기 디바이스 웨이퍼(10)로부터 분리시키고, 상기 하중 센서(136)를 이용하여 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 가장자리 부위들을 상기 디바이스 웨이퍼(10)로부터 분리하는 동안 가장 작은 힘이 인가된 부위를 검출하며, 상기 캐리어 웨이퍼(20)를 상기 디바이스 웨이퍼(10)로부터 전체적으로 분리하되 상기 검출된 부위로부터 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 분리가 시작되도록 상기 제1 및 제2 분리 모듈들(130, 140)과 상기 하부 척 구동부(120)의 동작을 제어할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, although not shown, the wafer separation device 100 is used to control the operation of the first and second separation modules 130 and 140 and the lower chuck driving unit 120. It may include a control unit (not shown). The control unit separates the edge portions of the carrier wafer 20 from the device wafer 10 while rotating the lower vacuum chuck 120 at a predetermined angle, and uses the load sensor 136 to separate the carrier wafer ( While separating the edge portions of 20) from the device wafer 10, a portion to which the smallest force was applied is detected, and the carrier wafer 20 is entirely separated from the device wafer 10, but the detected portion is separated from the detected portion. Operations of the first and second separation modules 130 and 140 and the lower chuck driving unit 120 may be controlled so that separation of the carrier wafer 20 starts.

상기와 같이 가장 작은 힘으로 상기 디바이스 웨이퍼(10)로부터 분리될 수 있는 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 가장자리 부위를 검출하고, 상기 검출된 부위로부터 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 분리가 시작되도록 함으로써 보다 작은 힘으로 용이하게 상기 캐리어 웨이퍼(20)를 상기 디바이스 웨이퍼(10)로부터 분리시킬 수 있다.Smaller by detecting the edge portion of the carrier wafer 20 that can be separated from the device wafer 10 with the smallest force as described above, and starting the separation of the carrier wafer 20 from the detected portion. The carrier wafer 20 can be easily separated from the device wafer 10 by force.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 분리 방법을 설명하기 위한 개략적인 정면도들이다. 이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 분리 방법을 설명한다.5 to 7 are schematic front views for explaining a wafer separation method according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, a wafer separation method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

먼저, 자외선 조사를 통해 상기 디바이스 웨이퍼(10)와 상기 캐리어 웨이퍼(20) 사이의 접착력을 감소시킨 후 상기 웨이퍼 이송 로봇(116)을 이용하여 상기 웨이퍼 접합체(2)를 상기 하부 진공척(120) 상으로 이송한다.First, after reducing the adhesive force between the device wafer 10 and the carrier wafer 20 through ultraviolet irradiation, the wafer assembly 2 is moved to the lower vacuum chuck 120 using the wafer transfer robot 116. Transfer to the top.

이어서, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 웨이퍼 접합체(2)는 상기 수평 구동부(118)에 의해 상기 제1 및 제2 분리 모듈들(130, 140)의 아래로 이동될 수 있다. 이때, 상기 웨이퍼 분리 장치(10)는 상기 제1 및 제2 분리 모듈들(130, 140)을 수직 방향으로 이동시키기 위한 수직 구동부(156)를 포함할 수 있으며, 상기 수직 구동부(156)는 상기 제1 및 제2 상부 진공척들(130, 140)이 상기 캐리어 웨이퍼(20) 상에 밀착되도록 상기 제1 및 제2 분리 모듈들(130, 140)을 하강시킬 수 있다.Subsequently, as shown in FIG. 5, the wafer assembly 2 may be moved under the first and second separation modules 130 and 140 by the horizontal driving unit 118. In this case, the wafer separation device 10 may include a vertical driving unit 156 for moving the first and second separation modules 130 and 140 in a vertical direction, and the vertical driving unit 156 is the The first and second separation modules 130 and 140 may be lowered so that the first and second upper vacuum chucks 130 and 140 are in close contact with the carrier wafer 20.

상기 캐리어 웨이퍼(20)가 상기 제1 및 제2 상부 진공척들(132, 142)에 의해 진공 흡착된 후 도 6에 도시된 바와 같이 상기 제1 상부 척 구동부(134)는 상기 제1 상부 진공척(132)을 상승시킬 수 있으며, 이에 의해 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 가장자리 부위가 상기 디바이스 웨이퍼(10)로부터 분리될 수 있다. 이때, 상기 하중 센서(136)는 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 가장자리 부위에 인가되는 힘을 측정할 수 있다. 이어서, 상기 제1 상부 척 구동부(134)는 상기 제1 상부 진공척(132)을 초기 위치로 하강시킬 수 있으며, 이에 의해 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 가장자리 부위가 상기 디바이스 웨이퍼(10) 상에 상대적으로 약한 접합력으로 재접합될 수 있다. 계속해서, 상기 제1 및 제2 상부 진공척들(132, 142)에 의한 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 진공 흡착 상태가 해제될 수 있으며, 상기 수직 구동부(156)는 상기 제1 및 제2 분리 모듈들(130, 140)을 상승시킬 수 있다. 이때, 상기와 같은 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 가장자리 분리 단계는 상기 제어부에 의해 제어될 수 있다.After the carrier wafer 20 is vacuum-adsorbed by the first and second upper vacuum chucks 132 and 142, as shown in FIG. 6, the first upper chuck driving part 134 The chuck 132 may be raised, whereby the edge portion of the carrier wafer 20 may be separated from the device wafer 10. In this case, the load sensor 136 may measure a force applied to the edge of the carrier wafer 20. Subsequently, the first upper chuck driving unit 134 may lower the first upper vacuum chuck 132 to an initial position, whereby the edge portion of the carrier wafer 20 is on the device wafer 10. It can be rejoined with a relatively weak bonding force. Subsequently, the vacuum adsorption state of the carrier wafer 20 by the first and second upper vacuum chucks 132 and 142 may be released, and the vertical driving unit 156 separates the first and second The modules 130 and 140 may be raised. In this case, the step of separating the edges of the carrier wafer 20 as described above may be controlled by the control unit.

상기 제어부는 하부 척 구동부(124)를 이용하여 상기 웨이퍼 접합체(2)를 소정 각도 회전시킬 수 있으며, 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 가장자리 분리 단계를 반복적으로 수행할 수 있다. 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 모든 가장자리 부위들에 대한 분리 단계가 완료된 후 상기 제어부는 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 가장자리 부위들을 상기 디바이스 웨이퍼(10)로부터 분리하는 동안 가장 작은 힘이 인가된 부위를 검출할 수 있다.The control unit may rotate the wafer assembly 2 by a predetermined angle using the lower chuck driving unit 124, and may repeatedly perform the step of separating the edges of the carrier wafer 20. After the separation step for all the edge portions of the carrier wafer 20 is completed, the control unit detects the portion to which the smallest force is applied while separating the edge portions of the carrier wafer 20 from the device wafer 10 can do.

이어서, 상기 가장 작은 힘으로 상기 가장자리 분리 단계가 수행된 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 가장자리 부위가 상기 제1 상부 진공척(132)의 하부에 위치되도록 상기 웨이퍼 접합체(2)를 회전시킬 수 있으며, 상기 제1 및 제2 상부 진공척들(132, 142)을 하강시켜 상기 캐리어 웨이퍼(20)를 진공 흡착할 수 있다. 계속해서, 상기 제2 상부 척 구동부(144)는 상기 제1 및 제2 상부 진공척들(132, 142)을 상승시킬 수 있다. 이에 따라 도 7에 도시된 바와 같이 상기 검출된 부위로부터 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 분리가 시작될 수 있으며 상기 제1 및 제2 상부 진공척들(132, 142)의 상승에 의해 상기 캐리어 웨이퍼(20)가 상기 디바이스 웨이퍼(10)로부터 완전히 분리될 수 있다.Subsequently, the wafer assembly 2 may be rotated so that the edge portion of the carrier wafer 20 on which the edge separation step was performed with the smallest force is positioned under the first upper vacuum chuck 132, The carrier wafer 20 may be vacuum-adsorbed by lowering the first and second upper vacuum chucks 132 and 142. Subsequently, the second upper chuck driving part 144 may raise the first and second upper vacuum chucks 132 and 142. Accordingly, separation of the carrier wafer 20 may be started from the detected portion as shown in FIG. 7, and the carrier wafer 20 may be lifted by raising the first and second upper vacuum chucks 132 and 142. ) Can be completely separated from the device wafer 10.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따면, 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 가장자리 부위들에 대한 분리 단계를 반복적으로 수행하면서 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 가장자리 부위들에 인가되는 힘을 측정하고, 가장 작은 힘이 인가된 부위로부터 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 분리가 시작되도록 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 완전 분리 단계를 수행할 수 있다. 따라서, 보다 작은 힘으로 상기 캐리어 웨이퍼(20)를 상기 디바이스 웨이퍼(10)로부터 용이하게 분리할 수 있으며, 이에 따라 상기 웨이퍼 분리 공정에서 상기 캐리어 웨이퍼(20)가 분리되지 않거나 상기 디바이스 웨이퍼(10)가 손상되는 종래의 문제점을 충분히 해결할 수 있다.According to the embodiments of the present invention as described above, while repeatedly performing the separating step for the edge portions of the carrier wafer 20, the force applied to the edge portions of the carrier wafer 20 is measured, A complete separation step of the carrier wafer 20 may be performed so that separation of the carrier wafer 20 starts from a portion to which the smallest force is applied. Therefore, it is possible to easily separate the carrier wafer 20 from the device wafer 10 with a smaller force, so that the carrier wafer 20 is not separated in the wafer separation process or the device wafer 10 It is possible to sufficiently solve the conventional problem that is damaged.

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.Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. You will understand that there is.

10 : 디바이스 웨이퍼 20 : 캐리어 웨이퍼
30 : 접합층 100 : 웨이퍼 분리 장치
110 : 자외선 조사 모듈 112 : 웨이퍼 스테이지
114 : 자외선 램프 116 : 이송 로봇
118 : 수평 구동부 120 : 하부 진공척
122 : 척 스테이지 124 : 하부 척 구동부
130 : 제1 분리 모듈 132 : 제1 상부 진공척
134 : 제1 상부 척 구동부 136 : 하중 센서
140 : 제2 분리 모듈 142 : 제2 상부 진공척
144 : 제2 상부 척 구동부 146 : 링크 기구
148 : 제1 브래킷 150 : 회전축
152 : 제2 브래킷 154 : 제3 브래킷
156 : 수직 구동부10 device wafer 20 carrier wafer
30 bonding layer 100 wafer separation device
110: ultraviolet irradiation module 112: wafer stage
114: ultraviolet lamp 116: transfer robot
118: horizontal drive unit 120: lower vacuum chuck
122: chuck stage 124: lower chuck driving unit
130: first separation module 132: first upper vacuum chuck
134: first upper chuck driving unit 136: load sensor
140: second separation module 142: second upper vacuum chuck
144: second upper chuck driving unit 146: link mechanism
148: first bracket 150: rotating shaft
152: second bracket 154: third bracket
156: vertical drive unit

Claims (11)

a) 디바이스 웨이퍼 상에 캐리어 웨이퍼가 임시로 본딩된 웨이퍼 접합체를 진공척 상에 로드하는 단계;
b) 상기 캐리어 웨이퍼의 가장자리 일부를 상기 디바이스 웨이퍼로부터 분리하는 단계;
c) 상기 캐리어 웨이퍼의 가장자리 일부를 상기 디바이스 웨이퍼로부터 분리하는 동안 상기 캐리어 웨이퍼의 가장자리 일부에 인가되는 힘을 측정하는 단계;
d) 상기 웨이퍼 접합체를 소정 각도로 회전시키면서 상기 b) 단계와 상기 c) 단계를 반복적으로 수행하는 단계;
e) 상기 캐리어 웨이퍼의 가장자리 부위들을 상기 디바이스 웨이퍼로부터 분리하는 동안 가장 작은 힘이 인가된 부위를 검출하는 단계; 및
f) 상기 캐리어 웨이퍼를 상기 디바이스 웨이퍼로부터 전체적으로 분리하되 상기 검출된 부위로부터 분리가 시작되도록 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 방법.a) loading the wafer assembly to which the carrier wafer is temporarily bonded onto the device wafer onto a vacuum chuck;
b) separating a portion of the edge of the carrier wafer from the device wafer;
c) measuring a force applied to a portion of the edge of the carrier wafer while separating a portion of the edge of the carrier wafer from the device wafer;
d) repeatedly performing steps b) and c) while rotating the wafer assembly at a predetermined angle;
e) detecting a portion to which the smallest force was applied while separating edge portions of the carrier wafer from the device wafer; And
f) separating the carrier wafer from the device wafer as a whole, but causing separation to start from the detected portion. 디바이스 웨이퍼 상에 캐리어 웨이퍼가 임시로 본딩된 웨이퍼 접합체를 지지하며 진공압을 이용하여 상기 디바이스 웨이퍼를 파지하기 위한 하부 진공척;
상기 캐리어 웨이퍼의 가장자리 일부를 파지하고 상기 캐리어 웨이퍼의 가장자리 일부를 상기 디바이스 웨이퍼로부터 분리시키기 위한 제1 분리 모듈;
상기 제1 분리 모듈에 의해 파지된 상기 캐리어 웨이퍼의 가장자리 일부를 제외한 나머지 부위를 파지하고 상기 캐리어 웨이퍼의 가장자리 부위로부터 분리가 시작되도록 상기 캐리어 웨이퍼를 상기 디바이스 웨이퍼로부터 전체적으로 분리시키기 위한 제2 분리 모듈;
상기 캐리어 웨이퍼의 가장자리 일부를 상기 디바이스 웨이퍼로부터 분리하는 동안 상기 캐리어 웨이퍼의 가장자리 일부에 인가되는 힘을 측정하기 위한 하중 센서;
상기 하부 진공척을 회전시키기 위한 하부 척 구동부; 및
상기 하부 진공척을 소정 각도로 회전시키면서 상기 캐리어 웨이퍼의 가장자리 부위들을 상기 디바이스 웨이퍼로부터 분리시키고, 상기 하중 센서를 이용하여 상기 캐리어 웨이퍼의 가장자리 부위들을 상기 디바이스 웨이퍼로부터 분리하는 동안 가장 작은 힘이 인가된 부위를 검출하며, 상기 캐리어 웨이퍼를 상기 디바이스 웨이퍼로부터 전체적으로 분리하되 상기 검출된 부위로부터 분리가 시작되도록 상기 제1 및 제2 분리 모듈들과 상기 하부 척 구동부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치.A lower vacuum chuck for holding a wafer assembly to which a carrier wafer is temporarily bonded on the device wafer and for holding the device wafer by using a vacuum pressure;
A first separating module for holding a portion of an edge of the carrier wafer and separating a portion of the edge of the carrier wafer from the device wafer;
A second separation module for completely separating the carrier wafer from the device wafer so as to grip a portion other than a portion of the edge portion of the carrier wafer held by the first separation module and start separation from the edge portion of the carrier wafer;
A load sensor for measuring a force applied to a portion of the edge of the carrier wafer while separating a portion of the edge of the carrier wafer from the device wafer;
A lower chuck driving part for rotating the lower vacuum chuck; And
While rotating the lower vacuum chuck at a predetermined angle, the edge portions of the carrier wafer are separated from the device wafer, and the smallest force is applied while the edge portions of the carrier wafer are separated from the device wafer using the load sensor. And a control unit for controlling the operation of the first and second separation modules and the lower chuck driving unit to detect a portion and separate the carrier wafer from the device wafer as a whole, but to start separation from the detected portion. Wafer separation device. 제2항에 있어서, 상기 제1 분리 모듈은,
상기 캐리어 웨이퍼의 가장자리 일부를 진공 흡착하기 위한 제1 상부 진공척과,
상기 캐리어 웨이퍼의 가장자리 일부가 상기 디바이스 웨이퍼로부터 분리되도록 상기 제1 상부 진공척을 상승시키는 제1 상부 척 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치.The method of claim 2, wherein the first separation module,
A first upper vacuum chuck for vacuum adsorption of a portion of the edge of the carrier wafer,
And a first upper chuck driving unit that raises the first upper vacuum chuck so that a portion of the edge of the carrier wafer is separated from the device wafer. 제3항에 있어서, 상기 하중 센서는 상기 제1 상부 진공척과 상기 제1 상부 척 구동부 사이에 장착되는 로드셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치.The wafer separation apparatus according to claim 3, wherein the load sensor comprises a load cell mounted between the first upper vacuum chuck and the first upper chuck driving part. 제3항에 있어서, 상기 제1 상부 척 구동부는 공압 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치.The wafer separation apparatus according to claim 3, wherein the first upper chuck driving part comprises a pneumatic cylinder. 제3항에 있어서, 상기 제1 상부 진공척과 상기 제1 상부 척 구동부는 상기 제2 분리 모듈에 장착되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치.The wafer separation apparatus of claim 3, wherein the first upper vacuum chuck and the first upper chuck driving unit are mounted on the second separation module. 제2항에 있어서, 상기 제2 분리 모듈은,
상기 캐리어 웨이퍼의 나머지 부위를 진공 흡착하기 위한 제2 상부 진공척과,
상기 제1 분리 모듈에 의해 파지된 상기 캐리어 웨이퍼의 가장자리 부위로부터 분리가 시작되도록 상기 제1 분리 모듈과 상기 제2 상부 진공척을 상승시키는 제2 상부 척 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치.The method of claim 2, wherein the second separation module,
A second upper vacuum chuck for vacuum adsorption of the remaining portion of the carrier wafer,
A wafer separation apparatus comprising a second upper chuck driving unit that raises the first separation module and the second upper vacuum chuck so that separation starts from an edge of the carrier wafer held by the first separation module. . 제7항에 있어서, 상기 제2 상부 진공척의 일측 부위가 상기 제2 상부 척 구동부에 회전 가능하도록 장착되고,
상기 제2 상부 진공척의 타측 부위가 링크 기구를 통해 상기 제2 상부 척 구동부에 연결되며,
상기 제2 상부 척 구동부는 상기 제2 상부 진공척이 상기 일측 부위를 기준으로 상방으로 회전하도록 상기 링크 기구를 상승시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치.The method of claim 7, wherein one portion of the second upper vacuum chuck is rotatably mounted to the second upper chuck driving unit,
The other portion of the second upper vacuum chuck is connected to the second upper chuck driving unit through a link mechanism,
And the second upper chuck driving unit raises the link mechanism so that the second upper vacuum chuck rotates upward with respect to the one side portion. 제2항에 있어서, 상기 제1 분리 모듈과 상기 제2 분리 모듈을 수직 방향으로 이동시키기 위한 수직 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치.The wafer separation apparatus of claim 2, further comprising a vertical driving unit configured to move the first separation module and the second separation module in a vertical direction. 제2항에 있어서, 상기 웨이퍼 접합체 상에 자외선 광을 조사하여 상기 디바이스 웨이퍼와 상기 캐리어 웨이퍼 사이의 접합력을 감소시키는 자외선 조사 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치.The wafer separating apparatus according to claim 2, further comprising an ultraviolet irradiation module for reducing the bonding force between the device wafer and the carrier wafer by irradiating ultraviolet light onto the wafer assembly. 제10항에 있어서, 상기 자외선 조사 모듈과 상기 하부 진공척 사이에서 상기 웨이퍼 접합체를 이송하기 위한 웨이퍼 이송 로봇과,
상기 웨이퍼 이송 로봇에 의한 상기 웨이퍼 접합체의 로드 및 언로드를 위한 위치와 상기 제1 및 제2 분리 모듈들의 아래 위치 사이에서 상기 하부 진공척을 수평 방향으로 이동시키기 위한 수평 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치.The method of claim 10, wherein the wafer transfer robot for transferring the wafer assembly between the ultraviolet irradiation module and the lower vacuum chuck,
It characterized in that it further comprises a horizontal driving unit for moving the lower vacuum chuck in a horizontal direction between a position for loading and unloading the wafer assembly by the wafer transfer robot and a position below the first and second separation modules. Wafer separation device.
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