KR940000495B1 - Apparatus for adhering wafers - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 본 발명의 조립도로서,1 is an assembly view of the present invention,
(a)는 본 발명의 평면도.(a) is a top view of the present invention.
(b)는 본 발명의 측면도.(b) is a side view of the present invention.
제2도는 본 발명의 작동 상태도로서,2 is an operating state diagram of the present invention,
(a)는 하부웨이퍼가 진공척에 의해 구면으로 흡착된 상태를 나타낸 단면도.(a) is sectional drawing which showed the state in which the lower wafer was adsorb | sucked to the spherical surface by the vacuum chuck.
(b)는 상부웨이퍼가 하향하여 구면형상의 하부웨이퍼에 접촉된 상태를 나타낸 측 단면도.(b) is a side cross-sectional view showing a state in which the upper wafer is downwardly in contact with the spherical lower wafer.
(c)는 하부웨이퍼가 이완되어 상부에이퍼에 접촉되고 있는 상태를 나타낸 단면도.(c) is a cross-sectional view showing a state in which the lower wafer is relaxed and in contact with the upper wiper.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
1: 베이스플레이트 2 : 진공척보디1: base plate 2: vacuum chuck body
2a : 진공안내홈 3 : 가동와름2a: vacuum guide groove 3: operation
4 : 복구스프링 5,23 : O-링4: Recovery spring 5,23: O-ring
6 : 상부램 7 : 직선베어링6: upper ram 7: straight bearing
8 : 패축 10 : 가압스프링8: Deflation 10: Pressing spring
11 : 슬라이딩블럭 12 : 가이드축11: sliding block 12: guide shaft
13 : 가이드베어링 14 : 스톱퍼13: guide bearing 14: stopper
15 : 핸들캠 15a : 가이르면15: handle cam 15a:
16 : 압축스프링 17 : 아이들롤러16: compression spring 17: idle roller
18,18a,18b : 웨이퍼 19 : 흰지18,18a, 18b: wafer 19: white paper
본 발명은 두장의 웨이퍼를 서로 접착하여 적층시키는 반도체 제조공정에 있어서, 기포의 혼입에 의한 접착불량을 최소로하기 위한 웨이퍼 접착장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wafer bonding apparatus for minimizing adhesion failure due to mixing of bubbles in a semiconductor manufacturing process in which two wafers are bonded to each other and laminated.
종래의 웨이퍼 접착장치는 평면상의 웨이퍼들을 서로 접착시킬 때 웨이퍼자체의 평면불균일도 및 미세한 굴곡에 의한 웨이퍼 전면에 걸친 균일한 접촉을 기대하기란 사실상 불가능하며 웨이퍼 간의 접촉이 둘이상의 다점 접촉이 되어 외부에서 압착하여도 다점접촉에 의해 접착이 확산되는 과정에서 기포발생(Air Trap)이 불가피 하므로 반도체 제조공정성 수율저하요인으로 작용하게 되는 문제점이 있었다.In the conventional wafer bonding apparatus, it is virtually impossible to expect uniform contact across the entire surface of the wafer due to the unevenness of the wafer itself and the fine bending when the wafers on the plane are bonded to each other. In the process of spreading the adhesive by the multi-point contact even when pressed in the air bubble (air trap) is inevitable, there was a problem that acts as a yield reduction factor of the semiconductor manufacturing process.
이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 접착하고자 하는 두장의 웨이퍼중 하나는 상부 진공패드에 의해 흡착되고 다른 한장은 하부의 구면 진공척에 의해 구면으로 흡착(Chucking)되어 상부의 웨이퍼가 후방의 직선 베어링 및 가이드축을 따라 하양되면서 하부의 구면형상의 웨이퍼와 점접축으로 압착된 상태에서 진공을 서서히 주게 되면 구면으로 흡착된 하부웨이퍼가 점차 평면상으로 퍼지면서 상부웨이퍼에 균일하게 접착되도록 한 장치로서 이하 첨부 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention for solving such a conventional problem is that one of the two wafers to be bonded is adsorbed by the upper vacuum pad and the other is sucked into the sphere by the lower spherical vacuum chuck so that the upper wafer is rearward A device that allows the lower wafer adsorbed to the spherical surface to be uniformly attached to the upper wafer by gradually spreading the vacuum while being pressed along the linear bearing and guide axis of When described in detail based on the accompanying drawings as follows.
제1도는 본 발명의 조립상태를 나타낸 것으로, (a)는 위에서 본 평면조립도이고, (b)는 단면으로 본 측면조립도이다.Figure 1 shows the assembled state of the present invention, (a) is a planar assembly view from above, (b) is a side assembly view seen in cross section.
제2도는 본 발명의 작동상태를 나타낸 것으로 (a)는 하부진공척에 의해 웨이퍼가 구면으로 흡착(Chucking)된 상태를 나타낸 단면도. (b)는 상부웨이퍼가 하향하여 하부의 구면상의 웨이퍼에 접촉된 상태를 나타낸 측면도. (c)는 진공을 서서히 풀어주므로써 하부의 구면상의 웨이퍼가 평면상으로 퍼지면서 상부웨이퍼에 접착되는 상태를 개략적으로 나타낸 그림이다.Figure 2 shows the operating state of the present invention (a) is a cross-sectional view showing a state that the wafer is sucked (Chucking) to the spherical surface by the lower vacuum chuck. (b) is a side view showing a state in which the upper wafer is in contact with the wafer on the lower spherical surface downward. (c) is a schematic diagram showing the state where the lower spherical wafer is adhered to the upper wafer while spreading on the plane by slowly releasing the vacuum.
본 발명의 구성을 살펴보면 베이스 플레이트(Base Plate((1)상에 O-Ring)(2 3)으로 실링(Sealing)되어 고정되어 있고 방사상의 진공안내홈(2a)이 나 있는 구면형사의 진공척보디(Body)(2) 진공척보디(Body)(2)를 슬라이딩하는 가동외륜(3) 및 복구스프링(4), 가동외륜(3)상부의 더버테일(Dove Tail) 형상의 홈에 장착되어 실링(S ealing)을 유지하기 위한 O-링 O-ring(5), 상부램(Ram)(6)상의 직선베어링(Linear Bearing)(7)내에서 슬라이딩하는 패드축(8) 및 진공패드(9), 웨이퍼 접착시 압착력을 주기위한 가압스프링(10), 상부램(Ram)(6)이 장착된 슬라이딩 블럭(11), 슬라이딩 블럭(11)을 정밀도를 유지하면서 원활하게 상하 운동할 수 있도록 하기 위한 가이드 축(12) 및 가이드베어링(Bearing)(13), 접착하려고 하는 웨이퍼(18,18a)를 일정상태로 위치시키기 위한 스톱퍼(Stopper)(14), 슬라이딩 블럭(11)을 상하로 가동시키기 위한 핸들캠(Handle Cam)(15)및 압축시프링(16), 핸들캠(Handle Cam)(15)과 슬라이딩 블럭(11)사이의 운동을 원활하게 하기 위한 아이들롤러(17), 핸들캠(Handle Cam)(15)을 장착하기 위한 힌지(19) 및 브래킷(20), 진공패드(9) 및 진공척에 진공을 발생하기 위한 플에크시블 호즈(Flexible Hose)(21,22) 및 각종 피팅(Fitting)류 등으로 구성되어 있다.Looking at the configuration of the present invention is a spherical-shaped vacuum chuck that is fixed and sealed with a base plate (O-ring (2 3) on the base plate ((1)) and the radial vacuum guide groove (2a) The body (2) is mounted in a movable outer ring (3) and a recovery spring (4) sliding the vacuum chuck body (2), a groove tail-shaped groove on the movable outer ring (3) O-ring O-ring (5) for holding seal, pad shaft (8) and vacuum pad sliding in linear bearing (7) on upper ram (6) ( 9), so that the pressure spring (10), the sliding block (11) equipped with an upper ram (6), the sliding block (11) equipped with a pressing force during wafer bonding, can smoothly move up and down while maintaining precision. Guide shaft 12 and guide bearing 13, stoppers 14 and sliding blocks 11 for positioning the wafers 18 and 18a to be bonded in a fixed state. Idle roller 17 for smoothing the movement between handle cam 15 and compression sieve 16, handle cam 15 and sliding block 11 for vertical movement. , Hinge 19 and bracket 20 for mounting handle cam 15, flexible pad for generating vacuum to vacuum pad 9 and vacuum chuck 21, 22) and various fittings.
상기 진공 펌프를 가동시킨 상태에서 웨이퍼(18)의 한쪽 잘린 면이 슬라이딩 블럭(11) 외면에 위치한 스톱퍼(Stopper)(14)에 닿도록 위치시켜 웨이퍼(18)를 가동외륜(3)상의 O-링(O-Ring)(5)에 올려 놓고 상부램(Ram)(6)의 직선베어링(7)내에서 슬라이딩하는 패드축(8) 끝단에 부착된 진공패드(9)에 상부 웨이퍼(18a)를 스톱퍼(St opper)(14)에 닿도록 일치시켜 갖다 대면 진공흡인에 의해 상부웨이퍼(18a)는 진공패드(9) 밑면에 흡착되고 하부웨이퍼(18)는 진공척보디(Body)(2)에 형성된 진공 안내홈(2a)을 통해 가동외륜(3)과 웨이퍼(18)로 밀폐 공간이 형성되어 진공상태로 유지되면서 웨이퍼(18)를 흡인하게 되면 이때 웨이퍼(18)의 흡인력이 가동외륜(3)을 아래로 하강시키는 힘으로 작용하게 되어 진공척보디(Body)(2) 상부의 구면 형상에 따라 구면으로 흡착되게 된다.The wafer 18 is placed on the movable outer ring 3 by placing the cut surface of the wafer 18 in contact with the stopper 14 located on the outer surface of the sliding block 11 while the vacuum pump is in operation. The upper wafer 18a is placed on a vacuum pad 9 mounted on an O-ring 5 and attached to the end of a pad shaft 8 that slides in a straight bearing 7 of the upper ram 6. The upper wafer 18a is adsorbed to the bottom of the vacuum pad 9 and the lower wafer 18 is vacuumed by the vacuum suction. When the sealed space is formed by the movable outer ring 3 and the wafer 18 through the vacuum guide groove 2a formed in the suction hole, the suction force of the wafer 18 is absorbed by the movable outer ring (2). It acts as a force to lower the 3) is to be adsorbed to the sphere according to the spherical shape of the upper body (2) of the vacuum chuck (2).
여기서 진공척보디(Body)(2) 상부의 구면은 웨이퍼 자체의 평면불균일도 및 미세굴곡을 배제할 수 있는 정도의 곡률이면 되므로 웨이퍼 자체의 탄성한계내에서 충분히 구현 가능하다.Here, the spherical surface of the upper part of the vacuum chuck body 2 may be a curvature such that the unevenness of the wafer itself and the curvature of the wafer itself can be eliminated.
이렇게 하부웨이퍼(18)가 구면 형상으로 흡착(Chucking)되면 핸들캠(Handle Cam)(15)를 앞으로 당겨 상부램(Ram)(6)이 장착되어 있는 슬라이딩 블럭(11) 측면에 설치된 아이들롤러(17)와 핸들캠(Handle Cam)(15)의 원호상의 가이드면(15a)에 의해 이 장착되어 있는 슬라이딩 블럭(11) 및 상부램(Ram)(6)이 하강하여 상부 웨이퍼(18a)는 하부의 구면형상의 웨이퍼(18b)에 점접촉이 이루어 진다. 이때 상부램(Ra m)(6)을 계속 하강시키면 상부웨이퍼(18a)는 하부 웨이퍼(18b)에 접촉되어 더이상 하강하지 못하므로 진공패드(9)의 패드축(8)의 패드축(8)이 상부램(Ram)(6)상의 직선베어링(7)의 가이드를 받으며 후퇴하게 되므로 진공패드(9) 윗면에 설치된 가압스프링(10)이 압축되어 웨이퍼 압착력으로 작용하게 된다. 또한 핸들캠(Handle Cam)( 15)을 완전히 앞으로 당기면 핸들캠(Handle Cam)(15)의 힌지축(19)과 아이들롤러( 17)의 상대위치에 의해 슬라이딩 블럭(11)의 가이드축(12) 외면에 설치된 압축스프링 (16)의 복원력이 작용하여 상부램(Ram)(6)은 웨이퍼(18,18b)가 접촉된 상태로 유지되도록 셀프노킹(Self Locking)된다.When the lower wafer 18 is sucked into the spherical shape, the idler roller installed on the side of the sliding block 11 on which the upper ram 6 is mounted is pulled forward by the handle cam 15. 17) and the sliding block 11 and the upper ram 6 mounted thereon are lowered by the circular guide surface 15a of the handle cam 15 and the upper wafer 18a is lowered. The point contact is made to the spherical wafer 18b. At this time, if the upper ram (6) is continuously lowered, the upper wafer (18a) is in contact with the lower wafer (18b) can not be lowered any more, so the pad shaft (8) of the pad shaft (8) of the vacuum pad (9) Since the retreat is guided by the linear bearing 7 on the upper ram 6, the pressure spring 10 installed on the upper surface of the vacuum pad 9 is compressed to act as a wafer pressing force. In addition, when the handle cam 15 is fully pulled forward, the guide shaft 12 of the sliding block 11 is moved by the relative position of the hinge axis 19 of the handle cam 15 and the idle roller 17. ) The restoring force of the compression spring 16 installed on the outer surface acts so that the upper ram 6 is self-knocked so as to remain in contact with the wafers 18 and 18b.
이 상태에서 진공배관 라인의 임의 위치에 설치된 니이들밸브를 서서히 조작하여 진공상태를 풀어주면 구면상으로 흡착되어 있던 하부웨이퍼(18b)가 서서히 평면상태로 복원됨으로써 웨이퍼는 중심으로부터 외곽으로 동심원을 그리며 균일하게 접착하게 된다. 이때, 가동외륜(3)은 웨이퍼(18b)가 복원되는 대로 복구스프링(4)에 의해 원래 위치로 복구된다. 여기서 웨이퍼의 접착면은 접착이 원활하게 이루어 질수 있도록 친수성 처리가 되어 있는 것이 보통이다.In this state, when the needle valve installed at any position of the vacuum pipe line is slowly operated to release the vacuum state, the lower wafer 18b, which has been adsorbed on the spherical surface, is gradually restored to a flat state, and the wafer is concentrically drawn from the center to the outside. It will bond uniformly. At this time, the movable outer ring 3 is restored to its original position by the recovery spring 4 as the wafer 18b is restored. Here, the adhesive surface of the wafer is usually hydrophilic so that the adhesion can be made smoothly.
웨이퍼의 접착이 완료된 후 핸들캠(Handle Cam)(15)을 원위치시키면 슬라이딩블럭(11)의 하면에 설치된 압축스프링(16)의 복원력에 의해 슬라이딩블럭(11) 및 상부램(Ram)(6)도 원위치로 복구되면 접착된 웨이퍼(18,18b)는 가동외륜(3)상의 O -링(O-ring)(5)상에 놓이게 된다. 본 발명은 상부의 진공패드(9)와 하부의 진공척(진공척Body)(2)와 가동외륜(3)포함)의 진공도입 과정이 플에크시불 호즈(Flexible Ho se)(21,22) 및 상부램(Ram)(6)내의 진공도입 호울(Hole), 베이스(Base) 플레이트 (Plate)(1)내의 진공도입 호울(Hole)에 의해 일체로 도입되도록 되어 있으나 경우에 따라 분리하여 별개로 도입할 수 있으며 핸들캠(Handle Cam)(15)에 의해 수동으로 슬라이딩블럭(11)을 상하로 움직히도록 하는 대신에 슬라이딩 블럭(11)에 볼스크류를 장착하여 모터로써 볼스크류를 회전시킴으로써 슬라이딩 블럭(11)을 자동으로 상하운동시킬 수도 있다.After the bonding of the wafer is completed, the handle cam 15 is returned to its original position, and the sliding block 11 and the upper ram 6 are restrained by the restoring force of the compression spring 16 installed on the lower surface of the sliding block 11. Upon return to the original position, the bonded wafers 18 and 18b are placed on an O-ring 5 on the movable outer ring 3. According to the present invention, the vacuum introduction process of the upper vacuum pad 9 and the lower vacuum chuck (including the vacuum chuck Body 2 and the movable outer ring 3) is carried out in a flexible hose (21, 22). ) And the vacuum introduction hole in the upper ram (6) and the vacuum introduction hole in the base plate (1) to be integrally introduced. Instead of manually moving the sliding block 11 up and down by a handle cam 15, a ball screw is mounted on the sliding block 11 to rotate the ball screw with a motor. The sliding block 11 may be automatically moved up and down.
따라서 본 발명은 웨이퍼의 접착면의 오면을 최소화하기 위해 접착면이 아닌 후면을 진공흡인으로 흡착(Chucking)되도록 하였고 두 웨이퍼를 접착할때 다점 접촉으로 야기되는 기포혼합(Air Trap)을 최소화하기 위해 한쪽 웨이퍼를 구면형상으로 진공흡착하여 다른 한쪽의 평면 웨이퍼와 점접촉이 되도록한 상태에서 구면형상의 웨이퍼를 서서히 평면으로 복원시켜 웨이퍼의 중심에서부터 외곽으로 동심원을 그리며 접착되도록 하므로써 반도체 제조공정상 기술향상 및 수율개선의 효과가 있는 것이다.Therefore, in order to minimize the back surface of the adhesive surface of the wafer, the back side of the wafer is not sucked by vacuum suction and to minimize air trap caused by multi-point contact when bonding two wafers. Improved technology in the semiconductor manufacturing process by vacuum-sorption of one wafer into a spherical shape, and then gradually restoring the spherical wafer to a flat surface in a state where it is in point contact with the other flat wafer. Yield improvement is effective.
Claims (3)
Priority Applications (1)
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KR1019900021842A KR940000495B1 (en) | 1990-12-26 | 1990-12-26 | Apparatus for adhering wafers |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1019900021842A KR940000495B1 (en) | 1990-12-26 | 1990-12-26 | Apparatus for adhering wafers |
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KR920013783A KR920013783A (en) | 1992-07-29 |
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Family Applications (1)
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KR1019900021842A KR940000495B1 (en) | 1990-12-26 | 1990-12-26 | Apparatus for adhering wafers |
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KR (1) | KR940000495B1 (en) |
-
1990
- 1990-12-26 KR KR1019900021842A patent/KR940000495B1/en not_active IP Right Cessation
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Publication number | Publication date |
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KR920013783A (en) | 1992-07-29 |
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