KR20220064150A - 웨이퍼의 왜곡보정장치 및 방법 - Google Patents

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서원규
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김효영
박재현
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Abstract

본 발명은 상부웨이퍼와 하부웨이퍼의 본딩 시 웨이퍼 간의 왜곡을 보정하기 위한 웨이퍼의 왜곡보정장치에 있어서, 상부웨이퍼를 흡착하여 고정시키는 상부웨이퍼 고정부, 상부웨이퍼의 하부에 위치하고 하부웨이퍼가 안착되는 하부웨이퍼 고정부, 하부웨이퍼 고정부의 하면과 결합되고 지면을 지지하는 적어도 하나의 액츄에이터를 포함하는 액츄에이터부, 상부웨이퍼 고정부 및 액츄에이터부로 전원을 공급하는 전원공급부 및 상부웨이퍼 고정부, 액츄에이터부 및 전원공급부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고, 제어부는 오버레이(overlay) 계측장치에서 상부웨이퍼와 상부웨이퍼를 계측한 정렬 오차를 기반으로 적어도 하나의 액츄에이터 중 상부웨이퍼와 하부웨이퍼가 왜곡된 부분에 위치한 액츄에이터가 동작하도록 제어하여 상부웨이퍼 및 하부웨이퍼의 왜곡을 보정하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 왜곡보정장치 및 방법을 제공한다.

Description

웨이퍼의 왜곡보정장치 및 방법{A wafer distortion correction apparatus and method}
본 발명은 웨이퍼의 왜곡보정장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼의 본딩 시 발생하는 정렬 오차를 효과적으로 보정할 수 있는 웨이퍼의 왜곡보정장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 반도체 칩의 집적도는 증가되고, 칩의 크기는 작아지며, 본딩 패드들의 피치(Pitch)는 미세화되는 등 반도체 산업의 꾸준한 발전과 수요자들의 요구에 따라 전자 기기 및 장치가 소형화, 경량화되는 추세에 있다.
종래에는 기존의 웨이퍼 투 웨이퍼 본딩 기술을 이용하여 상부웨이퍼 및 하부웨이퍼를 정렬한 후 상부 구조물을 통해 상부웨이퍼와 하부웨이퍼의 중심부부터 접합을 시작하여 상부웨이퍼를 고정하는 척의 진공압력을 해제해 접합을 확장시켜 본딩 공정을 수행했다.
그러나, 상기한 웨이퍼 투 웨이퍼 본딩 기술은 웨이퍼를 고정하기 위한 고정척의 가공공차, 열분포에 따른 변형 오차 등을 포함하는 왜곡(distortion) 오차를 보상할 수 없는 문제점이 있었다.
상기한 문제점은 웨이퍼를 기반으로 제조되는 반도체칩이나 반도체소자 자체가 불량이 될 가능성이 매우 높으므로 본딩 공정에서의 정렬 오차를 보정하는 것이 필수적이다.
따라서, 웨이퍼 본딩 시 정렬 오차, 회전 오차, 런아웃 오차 및 상기한 오차에 포함되지 않은 오차들(=고정척의 가공공차, 열분포에 따른 변형 오차 등)을 포함하는 왜곡 오차를 효과적으로 보정하는 기술개발이 필요하다.
(특허문헌 1) 등록특허공보 제10-0969532호(2010.07.05.)
(특허문헌 2) 공개특허공보 제10-0657640호(2006.12.07.)
상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 상부웨이퍼와 하부웨이퍼의 본딩 시 상부웨이퍼와 하부웨이퍼 중 정렬 오차가 발생한 부분에 위치한 액츄에이터를 동작시켜 상부웨이퍼와 하부웨이퍼의 정렬 오차를 보정하는 웨이퍼의 왜곡보정장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 상부웨이퍼와 하부웨이퍼의 본딩 시 웨이퍼 간의 왜곡을 보정하기 위한 웨이퍼의 왜곡보정장치에 있어서, 상기 상부웨이퍼를 흡착하여 고정시키는 상부웨이퍼 고정부; 상기 상부웨이퍼의 하부에 위치하고 상기 하부웨이퍼가 안착되는 하부웨이퍼 고정부; 상기 하부웨이퍼 고정부의 하면과 결합되고 지면을 지지하는 적어도 하나의 액츄에이터를 포함하는 액츄에이터부; 상기 상부웨이퍼 고정부 및 액츄에이터부로 전원을 공급하는 전원공급부; 및 상기 상부웨이퍼 고정부, 상기 액츄에이터부 및 상기 전원공급부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는 오버레이(overlay) 계측장치에서 상기 상부웨이퍼와 상기 하부웨이퍼를 계측한 정렬 오차를 기반으로 상기 적어도 하나의 액츄에이터 중 상기 상부웨이퍼와 상기 하부웨이퍼가 왜곡된 부분에 위치한 액츄에이터가 동작하도록 제어하여 상기 상부웨이퍼 및 상기 하부웨이퍼의 왜곡을 보정하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 왜곡보정장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 상부웨이퍼 고정부는 상기 상부웨이퍼와 상응하는 원판이고, 상기 하부웨이퍼 고정부는 상기 하부웨이퍼와 상응하는 원판이며, 상기 적어도 하나의 액츄에이터는 상기 하부웨이퍼 고정부와 수직하면서 상기 하부웨이퍼 고정부의 중심으로부터 방사상으로 상기 하부웨이퍼 고정부의 하면 테두리에 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 액츄에이터는 등간격으로 배치되어 상하방향으로 직선왕복운동하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 정렬 오차는 변형(Translation) 오차, 회전(rotation) 오차 및 런아웃(Runout) 오차 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 오버레이 계측장치로부터 전송되는 상기 정렬 오차에 대한 정보에 따라 상기 적어도 하나의 액츄에이터 중 상기 왜곡된 부분에 위치한 액츄에이터가 동작하도록 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 하부웨이퍼 고정부는 연성 재질로 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 적어도 하나의 액츄에이터는 상기 제어부의 제어에 의해 독립적으로 동작하여 상기 하부웨이퍼 고정부를 상방으로 밀거나 하방으로 잡아당기는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 (a) 상부웨이퍼를 흡착한 상부웨이퍼 고정부가 하부웨이퍼가 안착된 하부웨이퍼 고정부를 향하여 이동하면서 상기 상부웨이퍼와 상기 하부웨이퍼를 본딩하는 단계; (b) 오버레이 계측장치가 상기 상부웨이퍼 및 상기 하부웨이퍼의 정렬 오차를 계측하는 단계; (c) 제어부가 상기 오버레이 계측장치로부터 전송되는 상기 정렬 오차에 대한 정보에 따른 제어신호를 생성하는 단계; 및 (d) 적어도 하나의 액츄에이터 중 상기 제어신호를 수신한 액츄에이터가 상하방향으로 동작하여 상기 상부웨이퍼 및 상기 하부웨이퍼의 왜곡을 보정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 왜곡보정방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (a) 단계는, (a1) 상기 상부웨이퍼 고정부가 상기 상부웨이퍼를 흡착하는 단계; (a2) 상기 하부웨이퍼를 상기 하부웨이퍼 고정부의 상면에 안착시키는 단계; (a3) 상기 상부웨이퍼 고정부가 하방으로 이동하면서 상기 상부웨이퍼와 상기 하부웨이퍼를 밀착시키는 단계; 및 (a4) 상기 상부웨이퍼와 상기 하부웨이퍼가 본딩되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 (c) 단계는, (c1) 상기 제어부가 상기 오버레이 계측장치로부터 상기 정렬 오차에 대한 정렬오차정보를 수신하는 단계; (c2) 상기 제어부가 상기 정렬오차정보에 따라 상기 제어신호를 생성하는 단계; 및 (c3) 상기 제어부가 상기 적어도 하나의 액츄에이터 중 상기 상부웨이퍼와 상기 하부웨이퍼의 왜곡된 부분에 위치한 액츄에이터로 상기 제어신호를 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 상부웨이퍼와 하부웨이퍼의 본딩 시 상부웨이퍼와 하부웨이퍼 중 정렬 오차가 발생한 부분에 위치한 액츄에이터를 동작시켜 상부웨이퍼와 하부웨이퍼의 정렬 오차를 보정할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 300mm 웨이퍼 다이렉트 본딩 공정을 나타낸 개략도이다.
도 2는 웨이퍼의 정렬 오차의 종류를 나타낸 개략도이다.
도 3은 오버레이 계측장치에 의해 계측된 웨이퍼의 정렬 오차를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 웨이퍼의 왜곡보정장치를 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 웨이퍼의 왜곡보정장치를 나타낸 일 방향에서의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 웨이퍼의 왜곡보정장치를 나타낸 정면도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 웨이퍼의 왜곡보정장치에 구비된 하부웨이퍼 고정부 및 액츄에이터부를 나타낸 일 방향에서의 사시도이다.
도 8은 도 7의 배면도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 웨이퍼의 왜곡보정장치가 하부웨이퍼의 왜곡을 보정하는 것을 나타낸 일 방향에서의 측면도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
1. 웨이퍼의 왜곡보정장치(100)
도 1은 300mm 웨이퍼 다이렉트 본딩 공정을 나타낸 개략도이다.
도 1에 도시된 300mm 웨이퍼 다이렉트 본딩 공정은 웨이퍼 투 웨이퍼(wafer to wafer) 본딩 기술로서, 기존의 반도체 패키징 공정인 다이 투 다이(die to die) 본딩보다 생산성을 비약적으로 향상시킬 수 있어 현재 공정개발 및 양산이 진행 중에 있다.
상기한 300mm 웨이퍼 다이렉트 본딩 공정은 화학적&기계학적 폴리싱 공정(chemical&mechanical polishing), 화학적 클리닝 공정(chemical cleaning), 플라즈마 활성화 공정(plazma activation), 세정 공정(megasonic wafer cleaning), 본딩(bonding) 및 포스트 어닐링(post-annealing) 공정의 순서대로 진행된다.
여기서, 본 발명은 본딩 공정에 적용되어 상부웨이퍼와 하부웨이퍼의 본딩 시 왜곡을 보정하기 위한 왜곡보정장치이다.
도 2는 웨이퍼의 정렬 오차의 종류를 나타낸 개략도이다.
상부웨이퍼와 하부웨이퍼는 본딩 공정을 수행되는 과정에서 도 2에 도시된 정렬 오차가 발생한다.
정렬 오차는 상부웨이퍼 및 상기 하부웨이퍼를 오버레이 계측장치에서 계측된 것으로서, 변형(Translation) 오차, 회전(rotation) 오차, 런아웃(Runout) 오차 및 왜곡(distortion) 오차 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
변형(Translation) 오차는 상부웨이퍼와 하부웨이퍼 간의 X축 및 Y축 오차이고, 회전(rotation) 오차는 상부웨이퍼와 하부웨이퍼 간의 회전 오차이며, 런아웃(Runout) 오차는 상부웨이퍼와 하부웨이퍼 간 중앙부터 에지(edge)까지의 팽창 및 수축되는 오차이고, 왜곡(distortion) 오차는 변형(Translation) 오차, 회전(rotation) 오차 및 런아웃(Runout) 오차에 포함되지 않은 오차로서, 고정척의 가공공차, 열분포에 따른 변형 오차 등을 포함할 수 있다.
도 3은 오버레이 계측장치에 의해 계측된 웨이퍼의 정렬 오차를 나타낸 도면이다.
상기한 오차들은 오버레이 계측장치에 의해 계측되어 별도의 디스플레이부를 통해 도 3과 같이 도시될 수 있다. 도 3에 도시된 오버레이 맵(overlay map)에서는 웨이퍼의 위치별 정렬 오차를 확인할 수 있다.
이하, 도 4 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼의 왜곡보정장치를 설명하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 웨이퍼의 왜곡보정장치를 나타낸 블록도이다. 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 웨이퍼의 왜곡보정장치를 나타낸 일 방향에서의 사시도이다. 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 웨이퍼의 왜곡보정장치를 나타낸 정면도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼의 왜곡보정장치(100)는 상부웨이퍼와 하부웨이퍼의 본딩 시 웨이퍼 간의 왜곡을 보정하기 위한 웨이퍼의 왜곡보정장치에 있어서, 상부웨이퍼 고정부(110), 하부웨이퍼 고정부(120), 액츄에이터부(130), 전원공급부(140) 및 제어부(150)를 포함한다.
도 5 내지 도 6을 참조하면, 상부웨이퍼 고정부(110)는 상부웨이퍼(10)를 흡착하여 고정시키는 고정척이다.
이를 위한 상부웨이퍼 고정부(110)는 상부웨이퍼(10)와 상응하는 원판으로 형성되어 상부웨이퍼(10)를 흡착한 상태로 하부웨이퍼 고정부(120)를 향하여 하강한다. 이때, 상부웨이퍼 고정부(110)에는 별도의 이송장치(미도시)가 연결되어 상부웨이퍼 고정부(110)를 상하방향으로 이동시킬 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 웨이퍼의 왜곡보정장치에 구비된 하부웨이퍼 고정부 및 액츄에이터부를 나타낸 일 방향에서의 사시도이다.
하부웨이퍼 고정부(120)는 상부웨이퍼(20)의 하부에 위치하고 하부웨이퍼(20)가 안착된다.
이를 위한 하부웨이퍼 고정부(120)는 하부웨이퍼(20)와 상응하는 원판으로 형성된다.
또한, 하부웨이퍼 고정부(120)는 연성 재질로 이루어짐에 따라 액츄에이터부(130)가 상방으로 동작할 경우, 변형되면서 액츄에이터부(130)로부터 전달되는 힘을 하부웨이퍼(20) 및 상부웨이퍼(10)로 전달한다.
이때, 하부웨이퍼 고정부(120)는 나노 단위 혹은 마이크로 단위로 변형될 수 있다. 즉, 하부웨이퍼 고정부(120)는 일정한 강성을 지니면서도 보정을 위해 미세한 변형이 가능한 재질로 구성되는 것이 바람직하다.
도 8은 도 7의 배면도이다. 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 웨이퍼의 왜곡보정장치가 하부웨이퍼의 왜곡을 보정하는 것을 나타낸 일 방향에서의 측면도이다.
도 5 내지 도 9를 참조하면, 액츄에이터부(130)는 하부웨이퍼 고정부(120)의 하면과 결합되고 지면을 지지하는 적어도 하나의 액츄에이터(131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138)를 포함한다.
도 6 내지 도 9을 참조하면, 적어도 하나의 액츄에이터(131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138)는 하부웨이퍼 고정부(120)와 수직하면서 하부웨이퍼 고정부(120)의 중심으로부터 방사상으로 하부웨이퍼 고정부(120)의 하면 테두리에 형성된다.
또한, 적어도 하나의 액츄에이터(131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138)는 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이 등간격으로 배치되어 상하방향으로 직선왕복운동한다.
아울러, 적어도 하나의 액츄에이터(131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138)는 제어부(150)의 제어에 의해 독립적으로 동작하여 하부웨이퍼 고정부(120)를 상방으로 밀거나 하방으로 잡아당긴다.
상기한 액츄에이터부(130)는 적어도 하나의 액츄에이터(131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138)로서, 제1 액츄에이터(131), 제2 액츄에이터(132), 제3 액츄에이터(133), 제4 액츄에이터(134), 제5 액츄에이터(135), 제6 액츄에이터(136), 제7 액츄에이터(137) 및 제8 액츄에이터(138)를 포함한다.
도 8을 참조하면, 제1 액츄에이터(131)는 하부웨이퍼 고정부(120)의 하면에서 6시 방향에 위치하고, 하부웨이퍼 고정부(120)의 중심을 기준으로 제5 액츄에이터(135)와 대향하도록 위치한다.
제2 액츄에이터(132)는 제1 액츄에이터(131)에서 시계방향으로 인접하게 위치하고, 하부웨이퍼 고정부(120)의 중심을 기준으로 제6 액츄에이터(136)와 대향하도록 위치한다.
제3 액츄에이터(133)는 제2 액츄에이터(132)에서 시계방향으로 인접한 9시 방향에 위치하고, 하부웨이퍼 고정부(120)의 중심을 기준으로 제7 액츄에이터(137)와 대향하도록 위치한다.
제4 액츄에이터(134)는 제3 액츄에이터(133)에서 시계방향으로 인접하게 위치하고, 하부웨이퍼 고정부(120)의 중심을 기준으로 제8 액츄에이터(138)와 대향하도록 위치한다.
제5 액츄에이터(135)는 제4 액츄에이터(134)에서 시계방향으로 인접한 12시 방향에 위치하고, 하부웨이퍼 고정부(120)의 중심을 기준으로 제1 액츄에이터(131)와 대향하도록 위치한다.
제6 액츄에이터(136)는 제5 액츄에이터(135)에서 시계방향으로 인접하게 위치하고, 하부웨이퍼 고정부(120)의 중심을 기준으로 제2 액츄에이터(132)와 대향하도록 위치한다.
제7 액츄에이터(137)는 제6 액츄에이터(136)에서 시계방향으로 인접한 3시 방향에 위치하고, 하부웨이퍼 고정부(120)의 중심을 기준으로 제3 액츄에이터(133)와 대향하도록 위치한다.
제8 액츄에이터(138)는 제7 액츄에이터(134)에서 시계방향으로 인접하게 위치하고, 하부웨이퍼 고정부(120)의 중심을 기준으로 제4 액츄에이터(134)와 대향하도록 위치한다.
도 9에 도시된 바와 같이 상부웨이퍼(10)와 하부웨이퍼(20)가 제2 액츄에이터(132)가 위치한 부분에 정렬 오차가 발생한 경우, 제어부(150)는 전원공급부(140)가 제2 액츄에이터(132)로 전원을 공급하도록 전원공급부(140)를 제어한다.
또한, 제어부(150)는 정렬 오차를 기반으로 제어신호를 생성하여 제2 액츄에이터(132)로 전송한다.
이후, 제2 액츄에이터(132)는 제어신호에 따라 상방으로 직선운동하여 하부웨이퍼 고정부(120)를 상방으로 밀어내고, 그에 따라 하부웨이퍼 고정부(120)가 나노 단위 혹은 마이크로 단위로 변형되면서 하부웨이퍼(20)와 상부웨이퍼(10)를 순차적으로 밀면서 왜곡을 하부웨이퍼(20)와 상부웨이퍼(10)의 왜곡을 보정하게 된다.
전원공급부(140)는 상부웨이퍼 고정부(110) 및 액츄에이터부(130)로 전원을 공급한다.
제어부(150)는 상부웨이퍼 고정부(110), 액츄에이터부(130) 및 전원공급부(140)의 동작을 제어한다.
우선, 제어부(150)는 상부웨이퍼(10)를 흡착한 상부웨이퍼 고정부(110)가 하방으로 하부웨이퍼 고정부(120)를 향하여 이동하도록 상부웨이퍼 고정부(110)의 동작을 제어한다.
또한, 제어부(150)는 오버레이 계측장치로부터 전송되는 정렬 오차에 대한 정보에 따라 상기 적어도 하나의 액츄에이터(131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138) 중 왜곡된 부분에 위치한 액츄에이터가 동작하도록 제어한다.
즉, 제어부(150)는 상부웨이퍼(10) 및 하부웨이퍼(20)의 왜곡 보정을 위해 오버레이(overlay) 계측장치에서 상기 상부웨이퍼와 상기 하부웨이퍼를 계측한 정렬 오차를 기반으로 적어도 하나의 액츄에이터(131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138) 중 상부웨이퍼(10)와 하부웨이퍼(20)가 왜곡된 부분에 위치한 액츄에이터가 동작하도록 제어하여 상부웨이퍼(10) 및 하부웨이퍼(20)의 왜곡을 보정한다.
이를 위한 제어부(150)는 전원공급부(140)가 왜곡된 부분에 위치한 액츄에이터로 전원을 공급하도록 제어한다.
2. 웨이퍼의 왜곡보정장치의 제어방법
이하, 도 1 내지 도 9을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼의 왜곡보정장치를 설명하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼의 왜곡보정장치의 제어방법은 (a) 상부웨이퍼(10)를 흡착한 상부웨이퍼 고정부(110)가 하부웨이퍼(20)가 안착된 하부웨이퍼 고정부(120)를 향하여 이동하면서 상부웨이퍼(10)와 하부웨이퍼(20)를 본딩하는 단계, (b) 오버레이 계측장치가 상부웨이퍼(10) 및 하부웨이퍼(20)의 정렬 오차를 계측하는 단계, (c) 제어부(150)가 오버레이 계측장치로부터 전송되는 정렬 오차에 대한 정보에 따른 제어신호를 생성하는 단계 및 (d) 적어도 하나의 액츄에이터(131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138) 중 제어신호를 수신한 액츄에이터가 상하방향으로 동작하여 상부웨이퍼(10) 및 하부웨이퍼(20)의 왜곡을 보정하는 단계를 포함한다.
상기 (a) 단계는, (a1) 상부웨이퍼 고정부(110)가 상부웨이퍼(10)를 흡착하는 단계, (a2) 하부웨이퍼(20)를 하부웨이퍼 고정부(120)의 상면에 안착시키는 단계, (a3) 상부웨이퍼 고정부(110)가 하방으로 이동하면서 상부웨이퍼(10)와 하부웨이퍼(20)를 밀착시키는 단계 및 (a4) 상부웨이퍼(10)와 하부웨이퍼(20)가 본딩되는 단계를 포함한다.
다음, 상기 (b) 단계는, (b1) 오버레이 계측장치가 상부웨이퍼(10) 및 하부웨이퍼(20)의 정렬 오차를 계측하는 단계, (b2) 오버레이 계측장치가 계측된 정렬 오차를 오버레이 맵으로 디스플레이하는 단계 및 (b3) 오버레이 계측장치가 정렬 오차에 대한 정렬오차정보를 생성하여 제어부(150)로 전송하는 단계를 포함한다.
다음, 상기 (c) 단계는, (c1) 제어부(150)가 오버레이 계측장치로부터 정렬 오차에 대한 정렬오차정보를 수신하는 단계, (c2) 제어부(150)가 정렬오차정보에 따라 제어신호를 생성하는 단계 및 (c3) 제어부(150)가 적어도 하나의 액츄에이터(131, 132, 133, 134, 135, 136, 137, 138) 중 상부웨이퍼(10)와 하부웨이퍼(20)의 왜곡된 부분에 위치한 액츄에이터로 제어신호를 전송하는 단계를 포함한다.
상기한 (a) 단계 내지 (c) 단계에 따라 상기 (d) 단계에서, 왜곡된 부분에 위치한 액츄에이터가 동작함에 따라 상부웨이퍼(10)와 하부웨이퍼(20)의 왜곡이 보정된다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 상부웨이퍼
20: 하부웨이퍼
100: 웨이퍼의 왜곡보정장치
110: 상부웨이퍼 고정부
120: 하부웨이퍼 고정부
130: 액츄에이터부
131: 제1 액츄에이터
132: 제2 액츄에이터
133: 제3 액츄에이터
134: 제4 액츄에이터
135: 제5 액츄에이터
136: 제6 액츄에이터
137: 제7 액츄에이터
138: 제8 액츄에이터
140: 전원공급부
150: 제어부

Claims (10)

  1. 상부웨이퍼와 하부웨이퍼의 본딩 시 웨이퍼 간의 왜곡을 보정하기 위한 웨이퍼의 왜곡보정장치에 있어서,
    상기 상부웨이퍼를 흡착하여 고정시키는 상부웨이퍼 고정부;
    상기 상부웨이퍼의 하부에 위치하고 상기 하부웨이퍼가 안착되는 하부웨이퍼 고정부;
    상기 하부웨이퍼 고정부의 하면과 결합되고 지면을 지지하는 적어도 하나의 액츄에이터를 포함하는 액츄에이터부;
    상기 상부웨이퍼 고정부 및 액츄에이터부로 전원을 공급하는 전원공급부; 및
    상기 상부웨이퍼 고정부, 상기 액츄에이터부 및 상기 전원공급부의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 제어부는 오버레이(overlay) 계측장치에서 상기 상부웨이퍼와 상기 하부웨이퍼를 계측한 정렬 오차를 기반으로 상기 적어도 하나의 액츄에이터 중 상기 상부웨이퍼와 상기 하부웨이퍼가 왜곡된 부분에 위치한 액츄에이터가 동작하도록 제어하여 상기 상부웨이퍼 및 상기 하부웨이퍼의 왜곡을 보정하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 왜곡보정장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 상부웨이퍼 고정부는 상기 상부웨이퍼와 상응하는 원판이고,
    상기 하부웨이퍼 고정부는 상기 하부웨이퍼와 상응하는 원판이며,
    상기 적어도 하나의 액츄에이터는 상기 하부웨이퍼 고정부와 수직하면서 상기 하부웨이퍼 고정부의 중심으로부터 방사상으로 상기 하부웨이퍼 고정부의 하면 테두리에 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 왜곡보정장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 액츄에이터는 등간격으로 배치되어 상하방향으로 직선왕복운동하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 왜곡보정장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 정렬 오차는 변형(Translation) 오차, 회전(rotation) 오차 및 런아웃(Runout) 오차 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 왜곡보정장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 오버레이 계측장치로부터 전송되는 상기 정렬 오차에 대한 정보에 따라 상기 적어도 하나의 액츄에이터 중 상기 왜곡된 부분에 위치한 액츄에이터가 동작하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 왜곡보정장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 하부웨이퍼 고정부는 연성 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 왜곡보정장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 액츄에이터는 상기 제어부의 제어에 의해 독립적으로 동작하여 상기 하부웨이퍼 고정부를 상방으로 밀거나 하방으로 잡아당기는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 왜곡보정장치.
  8. (a) 상부웨이퍼를 흡착한 상부웨이퍼 고정부가 하부웨이퍼가 안착된 하부웨이퍼 고정부를 향하여 이동하면서 상기 상부웨이퍼와 상기 하부웨이퍼를 본딩하는 단계;
    (b) 오버레이 계측장치가 상기 상부웨이퍼 및 상기 하부웨이퍼의 정렬 오차를 계측하는 단계;
    (c) 제어부가 상기 오버레이 계측장치로부터 전송되는 상기 정렬 오차에 대한 정보에 따른 제어신호를 생성하는 단계; 및
    (d) 적어도 하나의 액츄에이터 중 상기 제어신호를 수신한 액츄에이터가 상하방향으로 동작하여 상기 상부웨이퍼 및 상기 하부웨이퍼의 왜곡을 보정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 왜곡보정방법.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 (a) 단계는,
    (a1) 상기 상부웨이퍼 고정부가 상기 상부웨이퍼를 흡착하는 단계;
    (a2) 상기 하부웨이퍼를 상기 하부웨이퍼 고정부의 상면에 안착시키는 단계;
    (a3) 상기 상부웨이퍼 고정부가 하방으로 이동하면서 상기 상부웨이퍼와 상기 하부웨이퍼를 밀착시키는 단계; 및
    (a4) 상기 상부웨이퍼와 상기 하부웨이퍼가 본딩되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 왜곡보정방법.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    (c1) 상기 제어부가 상기 오버레이 계측장치로부터 상기 정렬 오차에 대한 정렬오차정보를 수신하는 단계;
    (c2) 상기 제어부가 상기 정렬오차정보에 따라 상기 제어신호를 생성하는 단계; 및
    (c3) 상기 제어부가 상기 적어도 하나의 액츄에이터 중 상기 상부웨이퍼와 상기 하부웨이퍼의 왜곡된 부분에 위치한 액츄에이터로 상기 제어신호를 전송하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 왜곡보정방법.
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