KR20210064602A - Wafer debonding apparatus - Google Patents

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KR20210064602A
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Abstract

A wafer separation device is disclosed. The wafer separation device includes a lower vacuum chuck supporting a wafer assembly to which a carrier wafer is temporarily bonded to a device wafer and holding the device wafer using vacuum pressure, and an upper vacuum chuck holding the upper surface of the carrier wafer using vacuum pressure. The carrier wafer is provided with at least one through-hole, and the upper vacuum chuck includes at least one air nozzle which provides compressed air between the device wafer and the carrier wafer through the through-hole, and uses the pressure of the compressed air to separate the carrier wafer from the device wafer.

Description

웨이퍼 분리 장치{WAFER DEBONDING APPARATUS}Wafer separation device {WAFER DEBONDING APPARATUS}

본 발명의 실시예들은 웨이퍼 분리 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 반도체 다이들을 포함하는 디바이스 웨이퍼 상에 임시로 본딩된 캐리어 웨이퍼를 상기 디바이스 웨이퍼로부터 분리하기 위한 웨이퍼 분리 장치에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a wafer separation apparatus. More particularly, it relates to a wafer separation apparatus for separating a carrier wafer temporarily bonded on a device wafer including semiconductor dies from the device wafer.

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 may 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 상기 백그라인딩 공정을 수행하기 전에 유리 또는 실리콘과 같은 물질로 이루어지는 캐리어 웨이퍼가 접합층을 통해 본딩될 수 있다. 또한, 상기 백그라인딩 공정이 수행된 후 상기 디바이스 웨이퍼는 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. The wafer thinned by the backgrinding process may have a thin thickness of usually 50 μm or less, and in order to facilitate handling of the thinned wafer as described above, the wafer (hereinafter, to distinguish it from the carrier wafer ' A carrier wafer made of a material such as glass or silicon may be bonded to the device wafer (referred to as 'device wafer') through a bonding layer before the backgrinding process is performed. In addition, after the back-grinding process is performed, the device wafer may be mounted on a mount frame having a substantially circular ring shape through a dicing tape.

상기와 같이 디바이스 웨이퍼 상에 부착된 캐리어 웨이퍼는 후속 공정, 예를 들면, 다이싱 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 않거나 다른 기타 요인들에 의해 상기 캐리어 웨이퍼가 상기 디바이스 웨이퍼로부터 분리되지 않거나 디본딩 공정 도중에 상기 캐리어 웨이퍼 또는 디바이스 웨이퍼가 손상되는 문제점이 발생될 수 있으며, 이에 따라 보다 개선된 웨이퍼 분리 장치에 대한 요구가 계속되고 있다.The carrier wafer attached to the device wafer as described above may be separated from the device wafer for a subsequent process, for example, a dicing process. The debonding process 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, UV 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 laser irradiation, heating, or the like. However, there may be problems in that the bonding strength is not sufficiently reduced or the carrier wafer is not separated from the device wafer due to other factors, or the carrier wafer or the device wafer is damaged during the debonding process. There continues to be a need for improved wafer separation apparatus.

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 보다 용이하게 분리할 수 있는 개선된 웨이퍼 분리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide an improved wafer separation apparatus capable of more easily separating a carrier wafer from a device wafer.

본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 분리 장치는, 디바이스 웨이퍼 상에 캐리어 웨이퍼가 임시로 본딩된 웨이퍼 접합체를 지지하며 진공압을 이용하여 상기 디바이스 웨이퍼를 파지하는 하부 진공척과, 진공압을 이용하여 상기 캐리어 웨이퍼의 상부면을 파지하는 상부 진공척을 포함할 수 있다. 특히, 상기 캐리어 웨이퍼에는 적어도 하나의 관통홀이 구비되고, 상기 상부 진공척은 상기 관통홀을 통해 상기 디바이스 웨이퍼와 상기 캐리어 웨이퍼 사이에 압축 공기를 제공하고 상기 압축 공기의 압력을 이용하여 상기 디바이스 웨이퍼로부터 상기 캐리어 웨이퍼를 분리시키는 적어도 하나의 공기 노즐을 포함할 수 있다.A wafer separation apparatus according to an embodiment of the present invention includes a lower vacuum chuck supporting a wafer assembly to which a carrier wafer is temporarily bonded on a device wafer and holding the device wafer using vacuum pressure, and the vacuum pressure It may include an upper vacuum chuck for gripping the upper surface of the carrier wafer. In particular, the carrier wafer is provided with at least one through hole, and the upper vacuum chuck provides compressed air between the device wafer and the carrier wafer through the through hole and uses the pressure of the compressed air to provide the device wafer. at least one air nozzle separating the carrier wafer from

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 캐리어 웨이퍼의 중앙 부위에 하나의 관통홀이 구비되고, 상기 공기 노즐은 상기 관통홀의 주변 부위에 밀착될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a single through-hole may be provided in a central portion of the carrier wafer, and the air nozzle may be in close contact with a peripheral portion of the through-hole.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 상부 진공척은 상기 캐리어 웨이퍼의 상부면을 진공 흡착하기 위한 복수의 진공 노즐들을 포함하며, 상기 진공 노즐들은 상기 공기 노즐을 감싸도록 배치될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the upper vacuum chuck may include a plurality of vacuum nozzles for vacuum adsorbing the upper surface of the carrier wafer, and the vacuum nozzles may be disposed to surround the air nozzle.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 웨이퍼 분리 장치는, 상기 하부 진공척을 회전시키기 위한 하부 회전 구동부를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the wafer separation apparatus may further include a lower rotation driving unit for rotating the lower vacuum chuck.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 웨이퍼 분리 장치는, 상기 상부 진공척을 회전시키기 위한 상부 회전 구동부를 더 포함할 수 있으며, 상기 하부 회전 구동부와 상기 상부 회전 구동부는 상기 하부 진공척과 상기 상부 진공척을 동일한 속도로 회전시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the wafer separation apparatus may further include an upper rotation driving part for rotating the upper vacuum chuck, and the lower rotation driving part and the upper rotation driving part are the lower vacuum chuck and the upper vacuum chuck. The chuck can be rotated at the same speed.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 하부 회전 구동부와 상기 상부 회전 구동부는 상기 하부 진공척과 상기 상부 진공척을 소정 시간 동안 동일한 속도로 회전시킨 후 상기 디바이스 웨이퍼로부터 상기 캐리어 웨이퍼를 분리시키기 위하여 상기 하부 진공척과 상기 상부 진공척을 서로 다른 속도로 회전시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the lower rotation driving unit and the upper rotation driving unit rotate the lower vacuum chuck and the upper vacuum chuck at the same speed for a predetermined time and then separate the carrier wafer from the device wafer. The vacuum chuck and the upper vacuum chuck may be rotated at different speeds.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 상부 회전 구동부는 중공의 회전축을 갖는 다이렉트 드라이브 모터를 포함할 수 있으며, 상기 상부 진공척과 연결되는 진공 배관 및 상기 공기 노즐과 연결되는 공기 배관은 상기 중공의 회전축을 통해 상방으로 연장할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the upper rotation driving unit may include a direct drive motor having a hollow rotation shaft, and the vacuum pipe connected to the upper vacuum chuck and the air pipe connected to the air nozzle are the hollow rotation shaft. can be extended upwards through

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 진공 배관과 상기 공기 배관은 상기 상부 진공척의 중심 부위에 연결되는 하나의 연결 배관 내에 배치되며, 상기 연결 배관의 상부에 연결되는 로터리 조인트를 통해 진공 제공부와 공기 제공부에 연결될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the vacuum pipe and the air pipe are disposed in one connection pipe connected to the central portion of the upper vacuum chuck, and a vacuum providing unit and a rotary joint connected to the upper part of the connection pipe; It may be connected to an air supply unit.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 웨이퍼 분리 장치는, 상기 공기 노즐과 연결되며 상기 공기 노즐을 통해 제공되는 상기 압축 공기를 가열하기 위한 히터를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the wafer separation apparatus may further include a heater connected to the air nozzle and configured to heat the compressed air provided through the air nozzle.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 웨이퍼 분리 장치는, 상기 공기 노즐과 연결되며 상기 공기 노즐을 통해 상기 디바이스 웨이퍼와 상기 캐리어 웨이퍼 사이의 접합층을 용해시키기 위한 약액을 제공하는 약액 제공부를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the wafer separation apparatus further includes a chemical solution providing part connected to the air nozzle and providing a chemical solution for dissolving the bonding layer between the device wafer and the carrier wafer through the air nozzle can do.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 웨이퍼 분리 장치는, 상기 디바이스 웨이퍼와 상기 캐리어 웨이퍼 사이에 위치된 접합층의 접합력을 감소시키기 위하여 상기 웨이퍼 접합체 상에 자외선 광을 조사하는 자외선 조사 유닛을 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the wafer separation apparatus further includes an ultraviolet irradiation unit for irradiating ultraviolet light on the wafer bonding body in order to reduce the bonding force of the bonding layer located between the device wafer and the carrier wafer. can do.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 웨이퍼 분리 장치는, 상기 자외선 조사 유닛과 상기 하부 진공척 사이에서 상기 웨이퍼 접합체를 이송하기 위한 웨이퍼 이송 로봇을 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the wafer separation apparatus may further include a wafer transfer robot for transferring the wafer assembly between the ultraviolet irradiation unit and the lower vacuum chuck.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 웨이퍼 분리 장치는, 상기 디바이스 웨이퍼와 상기 캐리어 웨이퍼 사이에 위치된 접합층의 접합력을 감소시키기 위하여 상기 웨이퍼 접합체 상에 레이저 광을 조사하는 레이저 조사 유닛을 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the wafer separation apparatus further includes a laser irradiation unit for irradiating laser light onto the wafer bonding body in order to reduce bonding force of a bonding layer located between the device wafer and the carrier wafer. can do.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 웨이퍼 분리 장치는, 상기 레이저 조사 유닛과 상기 하부 진공척 사이에서 상기 웨이퍼 접합체를 이송하기 위한 웨이퍼 이송 로봇을 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the wafer separation apparatus may further include a wafer transfer robot for transferring the wafer assembly between the laser irradiation unit and the lower vacuum chuck.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 웨이퍼 분리 장치는, 상기 하부 진공척을 수평 방향으로 이동시키기 위한 하부 척 구동부와, 상기 상부 진공척을 수직 방향으로 이동시키기 위한 상부 척 구동부를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the wafer separation apparatus may further include a lower chuck driving unit for moving the lower vacuum chuck in a horizontal direction and an upper chuck driving unit for moving the upper vacuum chuck in a vertical direction. have.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 캐리어 웨이퍼에 형성된 관통홀을 통해 상기 캐리어 웨이퍼와 상기 디바이스 웨이퍼 사이에 압축 공기를 주입할 수 있으며, 상기 압축 공기의 압력에 의해 상기 디바이스 웨이퍼로부터 상기 캐리어 웨이퍼가 분리될 수 있다. 또한, 상기 접합층을 구성하는 접합 물질의 종류에 따라 상기 압축 공기를 가열하거나, 상기 압축 공기와 함께 약액을 공급할 수 있으며, 또한 상기 웨이퍼 접합체 상에 자외선 광 또는 레이저 광을 조사할 수 있다.According to the embodiments of the present invention as described above, compressed air may be injected between the carrier wafer and the device wafer through a through hole formed in the carrier wafer, and from the device wafer by the pressure of the compressed air The carrier wafer may be separated. In addition, depending on the type of bonding material constituting the bonding layer, the compressed air may be heated or a chemical solution may be supplied together with the compressed air, and ultraviolet light or laser light may be irradiated onto the wafer bonding body.

추가적으로, 상기 압축 공기의 주입 후 상기 디바이스 웨이퍼를 회전시키거나 또는 상기 캐리어 웨이퍼와 상기 디바이스 웨이퍼를 서로 다른 속도로 회전시킴으로써 상기 캐리어 웨이퍼를 상기 디바이스 웨이퍼로부터 보다 용이하게 분리할 수 있다.Additionally, the carrier wafer may be more easily separated from the device wafer by rotating the device wafer or rotating the carrier wafer and the device wafer at different speeds after injection of the compressed air.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 분리 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 웨이퍼 분리 장치를 설명하기 위한 개략적인 정면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 상부 진공척을 설명하기 위한 개략적인 저면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 공기 노즐을 통해 제공되는 압축 공기를 이용하여 디바이스 웨이퍼로부터 캐리어 웨이퍼를 분리하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 확대도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 분리 장치를 설명하기 위한 개략적인 정면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 웨이퍼 분리 장치를 설명하기 위한 개략적인 정면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 웨이퍼 분리 장치를 설명하기 위한 개략적인 정면도이다.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 wafer separation apparatus shown in FIG. 1 .
3 is a schematic bottom view for explaining the upper vacuum chuck shown in FIG.
FIG. 4 is a schematic enlarged view for explaining a method of separating a carrier wafer from a device wafer using compressed air provided through an air nozzle shown in FIG. 2 .
5 is a schematic front view for explaining a wafer separation apparatus according to another embodiment of the present invention.
6 is a schematic front view for explaining a wafer separation apparatus according to another embodiment of the present invention.
7 is a schematic front view for explaining a wafer separation apparatus according to another 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 should not be construed as being 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 to enable the present invention to be fully 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 embodiments of the present invention, when an element is described as being disposed or connected to another element, the element may be directly disposed or connected to the other element, and other elements may be interposed therebetween. could be Alternatively, where one element is described as being directly disposed on or connected to another element, there cannot be another element between them. Although the terms first, second, third, etc. may be used to describe various items such as various elements, compositions, regions, layers and/or portions, the items are not limited by these terms. will not

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 as understood by one of ordinary skill in the art of the present invention. The above terms, such as those defined in ordinary dictionaries, shall be interpreted as having a meaning consistent with their meaning in the context of the relevant art and description of the present invention, and unless explicitly defined, ideally or excessively outwardly intuitively will not 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, variations from the shapes of the diagrams, eg, variations in manufacturing methods and/or tolerances, are those that can be fully expected. Accordingly, embodiments of the present invention are not to be described as being limited to the specific shapes of the areas described as diagrams, but rather to include deviations in the shapes, and elements described in the drawings are schematic in nature and their shapes It is not intended to describe the precise shape of the elements, nor is it 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 웨이퍼 분리 장치를 설명하기 위한 개략적인 정면도이다.1 is a schematic plan view illustrating a wafer separation apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic front view illustrating the wafer separation apparatus shown in FIG. 1 .

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 분리 장치(100)는 반도체 소자들이 형성된 디바이스 웨이퍼(10)로부터 캐리어 웨이퍼(20)를 분리하기 위해 사용될 수 있다. 상기 캐리어 웨이퍼(20)는 접합층(30)을 통해 상기 디바이스 웨이퍼(10) 상에 임시로 본딩될 수 있다. 상기 디바이스 웨이퍼(10)와 상기 캐리어 웨이퍼(20)가 임시로 본딩된 웨이퍼 접합체(2)는 다이싱 테이프(12) 상에 부착된 상태로 제공될 수 있으며, 상기 다이싱 테이프(12)는 대략 원형 링 형태의 마운트 프레임(14)에 장착될 수 있다.1 and 2 , a wafer separation apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may be used to separate a carrier wafer 20 from a device wafer 10 on which semiconductor elements are formed. The carrier wafer 20 may be temporarily bonded to the device wafer 10 through the bonding layer 30 . The wafer bonding body 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, wherein the dicing tape 12 is approximately It may be mounted on the mount frame 14 in the form of a circular ring.

상기 웨이퍼 분리 장치(100)는 상기 웨이퍼 접합체(2)를 지지하며 진공압을 이용하여 상기 디바이스 웨이퍼(10)를 파지하는 하부 진공척(102)과, 상기 하부 진공척(102)의 상부에 배치되며 진공압을 이용하여 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 상부면을 파지하는 상부 진공척(120)을 포함할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 상기 하부 진공척(102)은 상기 디바이스 웨이퍼(10)가 부착된 상기 다이싱 테이프(12)의 하부면을 진공 흡착하기 위한 복수의 진공홀들(미도시)을 구비할 수 있으며, 상기 상부 진공척(120)은 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 상부면을 진공 흡착하기 위한 복수의 진공 노즐들(124)을 포함할 수 있다.The wafer separation apparatus 100 includes a lower vacuum chuck 102 that supports the wafer assembly 2 and holds the device wafer 10 using vacuum pressure, and is disposed on the lower vacuum chuck 102 . and may include an upper vacuum chuck 120 for holding the upper surface of the carrier wafer 20 using vacuum pressure. Although not shown, the lower vacuum chuck 102 may include a plurality of vacuum holes (not shown) for vacuum adsorbing the lower surface of the dicing tape 12 to which the device wafer 10 is attached. In addition, the upper vacuum chuck 120 may include a plurality of vacuum nozzles 124 for vacuum adsorbing the upper surface of the carrier wafer 20 .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 캐리어 웨이퍼(20)에는 적어도 하나의 관통홀(22; 도 4 참조)이 구비될 수 있으며, 상기 상부 진공척(120)은 상기 관통홀(22)을 통해 상기 디바이스 웨이퍼(10)와 상기 캐리어 웨이퍼(20) 사이에 압축 공기를 제공하고 상기 압축 공기의 압력을 이용하여 상기 디바이스 웨이퍼(10)로부터 상기 캐리어 웨이퍼(20)를 분리하는 적어도 하나의 공기 노즐(122)을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, at least one through hole 22 (refer to FIG. 4 ) may be provided in the carrier wafer 20 , and the upper vacuum chuck 120 may pass through the through hole 22 . At least one air nozzle that provides compressed air between the device wafer 10 and the carrier wafer 20 and uses the pressure of the compressed air to separate the carrier wafer 20 from the device wafer 10 ( 122) may be included.

일 예로서, 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 중앙 부위에는 하나의 관통홀(22)이 구비될 수 있으며, 상기 공기 노즐(122)은 상기 관통홀(22)의 주변 부위에 밀착될 수 있고, 상기 진공 노즐들(124)은 상기 공기 노즐(122)을 감싸도록 배치될 수 있다. 또한, 상기 상부 진공척(120)은 상기 공기 노즐(122)과 상기 진공 노즐들(124)이 장착되는 척 바디(128)를 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 척 바디(128)는 디스크 형태를 가질 수 있으며, 상기 공기 노즐(122)과 상기 진공 노즐들(124)은 상기 척 바디(128)의 하부에 장착될 수 있다.As an example, one through hole 22 may be provided in a central portion of the carrier wafer 20 , and the air nozzle 122 may be in close contact with a peripheral portion of the through hole 22 , and the The vacuum nozzles 124 may be disposed to surround the air nozzle 122 . In addition, the upper vacuum chuck 120 may include the air nozzle 122 and a chuck body 128 to which the vacuum nozzles 124 are mounted. As an example, the chuck body 128 may have a disk shape, and the air nozzle 122 and the vacuum nozzles 124 may be mounted under the chuck body 128 .

도 3은 도 2에 도시된 상부 진공척을 설명하기 위한 개략적인 저면도이고, 도 4는 도 2에 도시된 공기 노즐을 통해 제공되는 압축 공기를 이용하여 디바이스 웨이퍼로부터 캐리어 웨이퍼를 분리하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 확대도이다.3 is a schematic bottom view for explaining the upper vacuum chuck shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a method of separating the carrier wafer from the device wafer using compressed air provided through the air nozzle shown in FIG. It is a schematic enlarged view for explanation.

도 3 및 도 4를 참조하면, 일 예로서, 4개의 진공 노즐들(124)이 상기 공기 노즐(122)을 감싸도록 배치될 수 있으며, 상기 진공 노즐들(124)이 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 상부면을 진공 흡착한 상태에서 상기 공기 노즐(122)로부터 상기 관통홀(22)을 통해 상기 압축 공기가 제공될 수 있다. 상기 디바이스 웨이퍼(10)와 상기 캐리어 웨이퍼(20) 사이에서 압축 공기층 즉 상기 압축 공기가 주입된 영역이 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 중심 부위로부터 가장자리 부위로 확장될 수 있으며, 이에 의해 상기 캐리어 웨이퍼(20)가 상기 디바이스 웨이퍼(10)로부터 분리될 수 있다.3 and 4 , as an example, four vacuum nozzles 124 may be disposed to surround the air nozzle 122 , and the vacuum nozzles 124 may be disposed on the carrier wafer 20 . The compressed air may be provided from the air nozzle 122 through the through hole 22 in a state in which the upper surface of the vacuum is adsorbed. Between the device wafer 10 and the carrier wafer 20, a compressed air layer, that is, a region into which the compressed air is injected may extend from a center portion of the carrier wafer 20 to an edge portion, whereby the carrier wafer ( 20 ) may be separated from the device wafer 10 .

한편, 상기 공기 노즐(122)과 상기 진공 노즐들(124)의 하부에는 유연성을 갖는 물질, 예를 들면, 고무 재질로 이루어진 밀착 부재들(126)이 각각 장착될 수 있으며, 상기 밀착 부재들(126)에 의해 상기 공기 노즐(122)과 상기 진공 노즐들(124) 및 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 상부면 사이에서 공기 누설 및 진공 누설이 방지될 수 있다. 또한, 상기 밀착 부재들(126)은 상기 공기 노즐(122)과 상기 진공 노즐들(124)이 상기 캐리어 웨이퍼(20) 상에 밀착되는 경우 발생될 수 있는 충격을 흡수할 수 있으며, 또한 상기 압축 공기층의 형성에 의해 상기 캐리어 웨이퍼(20)가 상승 가능하도록 상기 캐리어 웨이퍼(20)를 탄성적으로 지지할 수 있다.On the other hand, contact members 126 made of a flexible material, for example, a rubber material, may be respectively mounted on the lower portions of the air nozzle 122 and the vacuum nozzles 124 , and the contact members ( By 126 , air leakage and vacuum leakage may be prevented between the air nozzle 122 and the vacuum nozzles 124 and the upper surface of the carrier wafer 20 . In addition, the adhesion members 126 may absorb an impact that may be generated when the air nozzle 122 and the vacuum nozzles 124 are in close contact with the carrier wafer 20 , and also the compression. The carrier wafer 20 may be elastically supported so that the carrier wafer 20 can be lifted by the formation of the air layer.

또 한편으로, 상기한 바에 의하면 하나의 관통홀(22)이 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 중앙 부위에 형성되고 하나의 공기 노즐(122)을 이용하여 상기 압축 공기를 제공하고 있으나, 이와 다르게, 상기 캐리어 웨이퍼(20)에는 복수의 관통홀들이 구비될 수도 있으며, 이 경우 상기 웨이퍼 분리 장치(100)는 상기 관통홀들에 대응하도록 배치된 복수의 공기 노즐들을 구비할 수도 있다.On the other hand, according to the above bar, one through hole 22 is formed in the central portion of the carrier wafer 20 and the compressed air is provided using one air nozzle 122. A plurality of through holes may be provided in the carrier wafer 20 , and in this case, the wafer separation apparatus 100 may include a plurality of air nozzles disposed to correspond to the through holes.

다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 웨이퍼 분리 장치(100)는 상기 하부 진공척(102)을 회전시키기 위한 하부 회전 구동부(104)를 포함할 수 있다. 상기 하부 회전 구동부(104)는 상기 압축 공기층이 확장되는 동안 상기 하부 진공척(102)을 회전시킴으로써 상기 디바이스 웨이퍼(10)와 상기 캐리어 웨이퍼(20) 사이가 보다 용이하게 분리되도록 할 수 있다. 예를 들면, 상기 압축 공기의 공급 개시로부터 소정 시간이 경과된 후 상기 하부 회전 구동부(104)는 상기 하부 진공척(102)을 회전시킬 수 있으며, 이에 따라 상기 압축 공기층의 확장과 상기 하부 회전 구동부(104)에 의해 인가되는 회전력에 의해 상기 캐리어 웨이퍼(20)가 상기 디바이스 웨이퍼(10)로부터 보다 용이하게 분리될 수 있다.Referring back to FIGS. 1 and 2 , the wafer separation apparatus 100 may include a lower rotation driving unit 104 for rotating the lower vacuum chuck 102 . The lower rotation driving unit 104 rotates the lower vacuum chuck 102 while the compressed air layer is expanded, thereby allowing the device wafer 10 and the carrier wafer 20 to be more easily separated. For example, after a predetermined time has elapsed from the start of supply of the compressed air, the lower rotation driving unit 104 may rotate the lower vacuum chuck 102 , thereby expanding the compressed air layer and the lower rotation driving unit The carrier wafer 20 can be more easily separated from the device wafer 10 by the rotational force applied by 104 .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 웨이퍼 분리 장치(100)는 상기 상부 진공척(120)을 회전시키기 위한 상부 회전 구동부(130)를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 하부 회전 구동부(104)와 상기 상부 회전 구동부(130)는 상기 하부 진공척(102)과 상기 상부 진공척(120)을 동일한 속도로 회전시킬 수 있으며, 이에 따라 상기 압축 공기층의 확장이 보다 빠르게 이루어질 수 있다. 또한, 상기 하부 회전 구동부(104)와 상기 상부 회전 구동부(130)는 상기 하부 진공척(102)과 상기 상부 진공척(120)을 소정 시간 동안 동일한 속도로 회전시킨 후 상기 디바이스 웨이퍼(10)로부터 상기 캐리어 웨이퍼(20)를 분리하기 위하여 상기 하부 진공척(102)과 상기 상부 진공척(120)을 서로 다른 속도로 회전시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the wafer separation apparatus 100 may include an upper rotation driving unit 130 for rotating the upper vacuum chuck 120 . In this case, the lower rotation driving unit 104 and the upper rotation driving unit 130 may rotate the lower vacuum chuck 102 and the upper vacuum chuck 120 at the same speed, thereby expanding the compressed air layer. This can be done faster. In addition, the lower rotation driving unit 104 and the upper rotation driving unit 130 rotate the lower vacuum chuck 102 and the upper vacuum chuck 120 at the same speed for a predetermined time and then remove the device wafer 10 from the device wafer 10 . In order to separate the carrier wafer 20 , the lower vacuum chuck 102 and the upper vacuum chuck 120 may be rotated at different speeds.

예를 들면, 상기 압축 공기층의 확장이 소정 시간 동안 수행된 후 상기 상부 회전 구동부(130)는 상기 상부 진공척(120)의 회전 속도를 감속할 수 있으며, 이에 따라 상기 하부 진공척(102)과 상부 진공척(120) 사이에서 회전 속도 차이가 발생될 수 있고, 결과적으로 상기 하부 진공척(102)과 상부 진공척(120) 사이의 회전 속도 차이에 의해 상기 디바이스 웨이퍼(10)로부터 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 분리가 보다 용이하게 이루어질 수 있다.For example, after the compressed air layer is expanded for a predetermined time, the upper rotation driving unit 130 may reduce the rotation speed of the upper vacuum chuck 120 , and accordingly, the lower vacuum chuck 102 and A rotational speed difference may be generated between the upper vacuum chucks 120 , and as a result, the carrier wafer from the device wafer 10 by the rotational speed difference between the lower vacuum chuck 102 and the upper vacuum chuck 120 . Separation of (20) can be made more easily.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 상부 회전 구동부(130)는 중공의 회전축(134)을 갖는 다이렉트 드라이브 모터(132)를 이용하여 구성될 수 있으며, 상기 공기 노즐(122)과 연결되는 공기 배관(142) 및 상기 진공 노즐들(124)과 연결되는 진공 배관(144)은 상기 중공의 회전축(134)을 통해 상방으로 연장할 수 있다. 예를 들면, 상기 공기 배관(241)과 진공 배관(144)은 상기 상부 진공척(120)의 중심 부위에 연결되는 하나의 연결 배관(140) 내에 배치될 수 있으며, 상기 공기 배관(142)과 진공 배관(144)은 상기 연결 배관(140)의 상부에 연결되는 로터리 조인트(146)를 통해 공기 제공부(150)와 진공 제공부(152)에 연결될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the upper rotation driving unit 130 may be configured using a direct drive motor 132 having a hollow rotation shaft 134 , and an air pipe connected to the air nozzle 122 . A vacuum pipe 144 connected to 142 and the vacuum nozzles 124 may extend upward through the hollow rotation shaft 134 . For example, the air pipe 241 and the vacuum pipe 144 may be disposed in one connection pipe 140 connected to the central portion of the upper vacuum chuck 120 , and the air pipe 142 and The vacuum pipe 144 may be connected to the air providing unit 150 and the vacuum providing unit 152 through a rotary joint 146 connected to an upper portion of the connecting pipe 140 .

상기 공기 제공부(150)는 정화된 압축 공기를 제공할 수 있으며 제2 공기 배관(154)을 통해 상기 로터리 조인트(146)와 연결될 수 있다. 상기 진공 제공부(152)는 진공 펌프, 진공 이젝터 등을 포함할 수 있으며 제2 진공 배관(156)을 통해 상기 로터리 조인트(146)와 연결될 수 있다.The air providing unit 150 may provide purified compressed air and may be connected to the rotary joint 146 through the second air pipe 154 . The vacuum providing unit 152 may include a vacuum pump, a vacuum ejector, and the like, and may be connected to the rotary joint 146 through the second vacuum pipe 156 .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 웨이퍼 분리 장치(100)는 상기 압축 공기를 가열하기 위한 히터(158)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 히터(158)는 상기 제2 공기 배관(154)에 연결될 수 있으며, 상기 압축 공기를 약 150 내지 250℃ 정도의 온도로 가열할 수 있다. 상기 가열된 압축 공기는 상기 접합층(30)을 구성하는 접합 소재의 분해를 유도하고 이를 통해 상기 접합층(30)의 접합 강도를 감소시킬 수 있다. 또한, 도시되지는 않았으나, 상기 하부 진공척(102)에는 상기 웨이퍼 접합체(2)를 가열하기 위한 제2 히터가 구비될 수도 있다.According to an embodiment of the present invention, the wafer separation apparatus 100 may include a heater 158 for heating the compressed air. For example, the heater 158 may be connected to the second air pipe 154 , and may heat the compressed air to a temperature of about 150 to 250°C. The heated compressed air may induce decomposition of the bonding material constituting the bonding layer 30 , thereby reducing bonding strength of the bonding layer 30 . Also, although not shown, a second heater for heating the wafer bonding body 2 may be provided in the lower vacuum chuck 102 .

도 1을 참조하면, 상기 웨이퍼 분리 장치(100)는 상기 복수의 웨이퍼 접합체들(2)이 수납된 카세트(50)로부터 상기 웨이퍼 접합체(2)를 인출하여 상기 하부 진공척(102) 상에 로드하기 위한 웨이퍼 이송 로봇(110)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 하부 진공척(102)은 하부 척 구동부(106)에 의해 수평 방향으로 이동될 수 있다. 예를 들면, 상기 하부 진공척(102)은 척 스테이지(108) 상에 배치될 수 있으며, 상기 하부 척 구동부(106)는 상기 웨이퍼 접합체(2)의 로드 위치와 상기 상부 진공척(120) 아래의 디본딩 공정 위치 사이에서 상기 척 스테이지(108)를 수평 방향으로 이동시킬 수 있다.Referring to FIG. 1 , the wafer separation apparatus 100 draws out the wafer assembly 2 from the cassette 50 in which the plurality of wafer assemblies 2 are accommodated and loads the wafer assembly 2 onto the lower vacuum chuck 102 . It may include a wafer transfer robot 110 for doing so. At this time, the lower vacuum chuck 102 may be moved in the horizontal direction by the lower chuck driving unit 106 . For example, the lower vacuum chuck 102 may be disposed on the chuck stage 108 , and the lower chuck driving unit 106 is positioned below the load position of the wafer assembly 2 and the upper vacuum chuck 120 . The chuck stage 108 may be moved in the horizontal direction between the debonding process positions.

또한, 상기 웨이퍼 분리 장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 상부 진공척(120)을 수직 방향으로 이동시키기 위한 상부 척 구동부(160)를 포함할 수 있다. 상기 상부 척 구동부(160)는 상기 웨이퍼 접합체(2)가 로드된 상기 하부 진공척(102)이 상기 상부 진공척(120)의 하부에 위치된 후 상기 상부 진공척(120)을 하강시킴으로써 상기 공기 노즐(122)과 상기 진공 노즐들(124)이 상기 캐리어 웨이퍼(20)의 상부면에 밀착되도록 할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 2 , the wafer separation apparatus 100 may include an upper chuck driving unit 160 for vertically moving the upper vacuum chuck 120 . The upper chuck driving unit 160 lowers the upper vacuum chuck 120 after the lower vacuum chuck 102 on which the wafer assembly 2 is loaded is positioned below the upper vacuum chuck 120 to allow the air The nozzle 122 and the vacuum nozzles 124 may be in close contact with the upper surface of the carrier wafer 20 .

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 분리 장치를 설명하기 위한 개략적인 정면도이다.5 is a schematic front view for explaining a wafer separation apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 상기 웨이퍼 분리 장치(100)는 상기 공기 노즐(122)과 상기 관통공(22)을 통해 상기 접합층(30)을 용해시키기 위한 약액을 제공하기 위한 약액 제공부(170)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 약액 제공부(170)는 상기 제2 공기 배관(154)에 연결될 수 있으며, 상기 약액은 상기 압축 공기와 함께 상기 디바이스 웨이퍼(10)와 상기 캐리어 웨이퍼(20) 사이로 공급될 수 있다. 상기 약액을 통한 상기 접합층(30)의 용해는 상온에서 수행될 수 있으므로 이 경우 상기 히터(158)는 제거될 수 있다.Referring to FIG. 5 , the wafer separation apparatus 100 includes a chemical solution providing unit 170 for providing a chemical solution for dissolving the bonding layer 30 through the air nozzle 122 and the through hole 22 . may include. For example, the chemical solution providing unit 170 may be connected to the second air pipe 154 , and the chemical solution may be supplied between the device wafer 10 and the carrier wafer 20 together with the compressed air. have. Since the dissolution of the bonding layer 30 through the chemical may be performed at room temperature, in this case, the heater 158 may be removed.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 웨이퍼 분리 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.6 is a schematic plan view for explaining a wafer separation apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 상기 웨이퍼 분리 장치(100)는 상기 접합층(30)의 접합력을 감소시키기 위하여 상기 웨이퍼 접합체(2) 상에 자외선 광을 조사하기 위한 자외선 조사 유닛(180)과, 상기 자외선 조사 유닛(180)으로부터 상기 하부 진공척(102) 상으로 상기 웨이퍼 접합체(2)를 이송하기 위한 웨이퍼 이송 로봇(185)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the wafer separation apparatus 100 includes an ultraviolet irradiation unit 180 for irradiating ultraviolet light on the wafer bonding body 2 in order to reduce the bonding force of the bonding layer 30 , and the ultraviolet light. A wafer transfer robot 185 for transferring the wafer assembly 2 from the irradiation unit 180 onto the lower vacuum chuck 102 may be included.

이 경우, 상기 접합층(30)은 자외선 경화형 접착 물질(UV curable PSA(pressure sensitive adhesive))로 구성될 수 있으며, 일 예로서 아크릴계 접착 물질로 구성될 수 있다. 상기 접합층(30)의 접합력은 자외선 조사에 의한 가교 반응을 통해 크게 감소될 수 있으며, 이어서 상기 압축 공기에 주입을 통한 압축 공기층 형성을 통해 상기 캐리어 웨이퍼(20)를 상기 디바이스 웨이퍼(10)로부터 용이하게 분리할 수 있다.In this case, the bonding layer 30 may be formed of a UV curable pressure sensitive adhesive (PSA), for example, an acrylic adhesive material. The bonding strength of the bonding layer 30 can be greatly reduced through a crosslinking reaction by UV irradiation, and then the carrier wafer 20 is removed from the device wafer 10 through compressed air layer formation through injection into the compressed air. can be easily separated.

상세히 도시되지는 않았으나, 상기 자외선 조사 유닛(180)은 상기 웨이퍼 접합체(2)를 지지하기 위한 웨이퍼 스테이지(182)와, 상기 웨이퍼 접합체(2) 상에 자외선 광을 조사하기 위한 자외선 램프 유닛(미도시)을 포함할 수 있다.Although not shown in detail, the ultraviolet irradiation unit 180 includes a wafer stage 182 for supporting the wafer assembly 2 and an ultraviolet lamp unit (not shown) for irradiating ultraviolet light on the wafer assembly 2 . city) may be included.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 웨이퍼 분리 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.7 is a schematic plan view for explaining a wafer separation apparatus according to another embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 상기 웨이퍼 분리 장치(100)는 상기 접합층(30)의 접합력을 감소시키기 위하여 상기 웨이퍼 접합체(2) 상에 레이저 광을 조사하기 위한 레이저 조사 유닛(190)과, 상기 레이저 조사 유닛(190)으로부터 상기 하부 진공척(102) 상으로 상기 웨이퍼 접합체(2)를 이송하기 위한 웨이퍼 이송 로봇(195)을 포함할 수 있다. 상세히 도시되지는 않았으나, 상기 레이저 조사 유닛(190)은 상기 웨이퍼 접합체(2)를 지지하기 위한 웨이퍼 스테이지(192)와, 상기 웨이퍼 접합체(2) 상에 레이저 광을 조사하기 위한 레이저 발생 장치(미도시)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7 , the wafer separation apparatus 100 includes a laser irradiation unit 190 for irradiating laser light on the wafer bonding body 2 in order to reduce the bonding force of the bonding layer 30 , and the laser A wafer transfer robot 195 for transferring the wafer assembly 2 from the irradiation unit 190 onto the lower vacuum chuck 102 may be included. Although not shown in detail, the laser irradiation unit 190 includes a wafer stage 192 for supporting the wafer assembly 2 and a laser generating device (not shown) for irradiating laser light on the wafer assembly 2 . city) may be included.

일 예로서, 상기 캐리어 웨이퍼(30)는 LTHC층(light to heat conversion layer)을 구비할 수 있으며, 이 경우 근적외선 파장의 야그 레이저(YAG laser)가 상기 접합층(30)의 접합력을 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 다른 예로서, 상기 접합층(30)이 자외선 광에 대한 흡수 특성을 갖는 폴리이미드 계열의 임시 접착제를 이용하여 구성되는 경우 자외선 파장의 엑시머 레이저(excimer laser)가 상기 접합층(30)의 접합력을 감소시키기 위해 사용될 수 있다.As an example, the carrier wafer 30 may include a light to heat conversion layer (LTHC). In this case, a YAG laser having a near-infrared wavelength is used to reduce the bonding force of the bonding layer 30 . can be used As another example, when the bonding layer 30 is configured using a polyimide-based temporary adhesive having an absorption property for UV light, an excimer laser of UV wavelength increases the bonding strength of the bonding layer 30 . can be used to reduce

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 캐리어 웨이퍼(20)에 형성된 관통홀(22)을 통해 상기 캐리어 웨이퍼(10)와 상기 디바이스 웨이퍼(10) 사이에 압축 공기를 주입할 수 있으며, 상기 압축 공기의 압력에 의해 상기 디바이스 웨이퍼(10)로부터 상기 캐리어 웨이퍼(20)가 분리될 수 있다. 또한, 상기 접합층(30)을 구성하는 접합 물질의 종류에 따라 상기 압축 공기를 가열하거나, 상기 압축 공기와 함께 약액을 공급할 수 있으며, 또한 상기 웨이퍼 접합체(2) 상에 자외선 광 또는 레이저 광을 조사할 수 있다.According to the embodiments of the present invention as described above, compressed air may be injected between the carrier wafer 10 and the device wafer 10 through the through hole 22 formed in the carrier wafer 20 , , the carrier wafer 20 may be separated from the device wafer 10 by the pressure of the compressed air. In addition, depending on the type of bonding material constituting the bonding layer 30 , the compressed air may be heated or a chemical solution may be supplied along with the compressed air, and ultraviolet light or laser light may be applied on the wafer bonding body 2 . can be investigated

추가적으로, 상기 압축 공기의 주입 후 상기 디바이스 웨이퍼(10)를 회전시키거나 또는 상기 캐리어 웨이퍼(20)와 상기 디바이스 웨이퍼(10)를 서로 다른 속도로 회전시킴으로써 상기 캐리어 웨이퍼(20)를 상기 디바이스 웨이퍼(10)로부터 보다 용이하게 분리할 수 있다.Additionally, by rotating the device wafer 10 or rotating the carrier wafer 20 and the device wafer 10 at different speeds after injection of the compressed air, the carrier wafer 20 is rotated to the device wafer ( 10) can be more easily separated.

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 the preferred embodiment 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 as set forth in the following claims. You will understand that there is

2 : 웨이퍼 접합체 10 : 디바이스 웨이퍼
20 : 캐리어 웨이퍼 30 : 접합층
100 : 웨이퍼 분리 장치 102 : 하부 진공척
104 : 하부 회전 구동부 106 : 하부 척 구동부
108 : 척 스테이지 110 : 웨이퍼 이송 로봇
120 : 상부 진공척 122 : 공기 노즐
124 : 진공 노즐 126 : 밀착 부재
130 : 상부 회전 구동부 132 : 다이렉트 드라이브 모터
134 : 중공의 회전축 140 : 연결 배관
142 : 공기 배관 144 : 진공 배관
150 : 공기 제공부 152 : 진공 제공부
158 : 히터 160 : 상부 척 구동부
170 : 약액 제공부 180 : 자외선 조사 유닛
190 : 레이저 조사 유닛2: wafer assembly 10: device wafer
20: carrier wafer 30: bonding layer
100: wafer separation device 102: lower vacuum chuck
104: lower rotation driving unit 106: lower chuck driving unit
108: chuck stage 110: wafer transfer robot
120: upper vacuum chuck 122: air nozzle
124: vacuum nozzle 126: adhesion member
130: upper rotation driving unit 132: direct drive motor
134: hollow rotating shaft 140: connecting pipe
142: air pipe 144: vacuum pipe
150: air providing unit 152: vacuum providing unit
158: heater 160: upper chuck driving unit
170: chemical supply unit 180: UV irradiation unit
190: laser irradiation unit

Claims (15)

디바이스 웨이퍼 상에 캐리어 웨이퍼가 임시로 본딩된 웨이퍼 접합체를 지지하며 진공압을 이용하여 상기 디바이스 웨이퍼를 파지하는 하부 진공척; 및
진공압을 이용하여 상기 캐리어 웨이퍼의 상부면을 파지하는 상부 진공척을 포함하되,
상기 캐리어 웨이퍼에는 적어도 하나의 관통홀이 구비되고, 상기 상부 진공척은 상기 관통홀을 통해 상기 디바이스 웨이퍼와 상기 캐리어 웨이퍼 사이에 압축 공기를 제공하고 상기 압축 공기의 압력을 이용하여 상기 디바이스 웨이퍼로부터 상기 캐리어 웨이퍼를 분리시키는 적어도 하나의 공기 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치.a lower vacuum chuck supporting a wafer assembly to which a carrier wafer is temporarily bonded on the device wafer and holding the device wafer using vacuum pressure; and
An upper vacuum chuck for holding the upper surface of the carrier wafer using vacuum pressure,
The carrier wafer is provided with at least one through-hole, and the upper vacuum chuck provides compressed air between the device wafer and the carrier wafer through the through-hole, and uses the pressure of the compressed air to remove the compressed air from the device wafer. and at least one air nozzle for separating the carrier wafer. 제1항에 있어서, 상기 캐리어 웨이퍼의 중앙 부위에 하나의 관통홀이 구비되고, 상기 공기 노즐은 상기 관통홀의 주변 부위에 밀착되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치.The apparatus of claim 1 , wherein a single through-hole is provided in a central portion of the carrier wafer, and the air nozzle is in close contact with a peripheral portion of the through-hole. 제1항에 있어서, 상기 상부 진공척은 상기 캐리어 웨이퍼의 상부면을 진공 흡착하기 위한 복수의 진공 노즐들을 포함하며,
상기 진공 노즐들은 상기 공기 노즐을 감싸도록 배치되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치.According to claim 1, wherein the upper vacuum chuck comprises a plurality of vacuum nozzles for vacuum adsorbing the upper surface of the carrier wafer,
The vacuum nozzles are a wafer separation apparatus, characterized in that disposed so as to surround the air nozzles. 제1항에 있어서, 상기 하부 진공척을 회전시키기 위한 하부 회전 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치.The apparatus of claim 1, further comprising a lower rotation driving unit for rotating the lower vacuum chuck. 제4항에 있어서, 상기 상부 진공척을 회전시키기 위한 상부 회전 구동부를 더 포함하며,
상기 하부 회전 구동부와 상기 상부 회전 구동부는 상기 하부 진공척과 상기 상부 진공척을 동일한 속도로 회전시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치.5. The method of claim 4, further comprising an upper rotation driving unit for rotating the upper vacuum chuck,
The wafer separation apparatus, characterized in that the lower rotation driving unit and the upper rotation driving unit rotate the lower vacuum chuck and the upper vacuum chuck at the same speed. 제5항에 있어서, 상기 하부 회전 구동부와 상기 상부 회전 구동부는 상기 하부 진공척과 상기 상부 진공척을 소정 시간 동안 동일한 속도로 회전시킨 후 상기 디바이스 웨이퍼로부터 상기 캐리어 웨이퍼를 분리시키기 위하여 상기 하부 진공척과 상기 상부 진공척을 서로 다른 속도로 회전시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치.The method of claim 5, wherein the lower rotation driving unit and the upper rotation driving unit rotate the lower vacuum chuck and the upper vacuum chuck at the same speed for a predetermined time and then separate the carrier wafer from the device wafer. A wafer separation device characterized in that the upper vacuum chuck is rotated at different speeds. 제5항에 있어서, 상기 상부 회전 구동부는 중공의 회전축을 갖는 다이렉트 드라이브 모터를 포함하며,
상기 상부 진공척과 연결되는 진공 배관 및 상기 공기 노즐과 연결되는 공기 배관은 상기 중공의 회전축을 통해 상방으로 연장하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치.The method of claim 5, wherein the upper rotation driving unit comprises a direct drive motor having a hollow rotation shaft,
A vacuum pipe connected to the upper vacuum chuck and an air pipe connected to the air nozzle extend upward through the hollow rotation shaft. 제7항에 있어서, 상기 진공 배관과 상기 공기 배관은 상기 상부 진공척의 중심 부위에 연결되는 하나의 연결 배관 내에 배치되며, 상기 연결 배관의 상부에 연결되는 로터리 조인트를 통해 진공 제공부와 공기 제공부에 연결되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치.The vacuum supply unit and the air supply unit according to claim 7, wherein the vacuum pipe and the air pipe are disposed in one connection pipe connected to a central portion of the upper vacuum chuck, and through a rotary joint connected to the upper part of the connection pipe. Wafer separation device, characterized in that connected to. 제1항에 있어서, 상기 공기 노즐과 연결되며 상기 공기 노즐을 통해 제공되는 상기 압축 공기를 가열하기 위한 히터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치.The apparatus of claim 1, further comprising a heater connected to the air nozzle and configured to heat the compressed air provided through the air nozzle. 제1항에 있어서, 상기 공기 노즐과 연결되며 상기 공기 노즐을 통해 상기 디바이스 웨이퍼와 상기 캐리어 웨이퍼 사이의 접합층을 용해시키기 위한 약액을 제공하는 약액 제공부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치.The wafer separation apparatus according to claim 1, further comprising a chemical solution providing part connected to the air nozzle and providing a chemical solution for dissolving the bonding layer between the device wafer and the carrier wafer through the air nozzle. 제1항에 있어서, 상기 디바이스 웨이퍼와 상기 캐리어 웨이퍼 사이에 위치된 접합층의 접합력을 감소시키기 위하여 상기 웨이퍼 접합체 상에 자외선 광을 조사하는 자외선 조사 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치.The wafer separation apparatus according to claim 1, further comprising an ultraviolet irradiation unit for irradiating ultraviolet light on the wafer bonding body in order to reduce the bonding force of a bonding layer located between the device wafer and the carrier wafer. 제11항에 있어서, 상기 자외선 조사 유닛과 상기 하부 진공척 사이에서 상기 웨이퍼 접합체를 이송하기 위한 웨이퍼 이송 로봇을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치.12. The apparatus of claim 11, further comprising a wafer transfer robot for transferring the wafer assembly between the ultraviolet irradiation unit and the lower vacuum chuck. 제1항에 있어서, 상기 디바이스 웨이퍼와 상기 캐리어 웨이퍼 사이에 위치된 접합층의 접합력을 감소시키기 위하여 상기 웨이퍼 접합체 상에 레이저 광을 조사하는 레이저 조사 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치.The wafer separation apparatus according to claim 1, further comprising a laser irradiation unit irradiating laser light onto the wafer bonding body in order to reduce bonding force of a bonding layer located between the device wafer and the carrier wafer. 제13항에 있어서, 상기 레이저 조사 유닛과 상기 하부 진공척 사이에서 상기 웨이퍼 접합체를 이송하기 위한 웨이퍼 이송 로봇을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치.14. The apparatus of claim 13, further comprising a wafer transfer robot for transferring the wafer assembly between the laser irradiation unit and the lower vacuum chuck. 제1항에 있어서, 상기 하부 진공척을 수평 방향으로 이동시키기 위한 하부 척 구동부와,
상기 상부 진공척을 수직 방향으로 이동시키기 위한 상부 척 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분리 장치.The method of claim 1, further comprising: a lower chuck driving unit for horizontally moving the lower vacuum chuck;
The wafer separation apparatus according to claim 1, further comprising an upper chuck driving unit for vertically moving the upper vacuum chuck.
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