KR19990051382A - Wafer bonding machine - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼 본딩 머신(bonding machine)에 관해 개시한다. 본 발명은 얼라이너에 웨이퍼가 직접 접촉되었는가를 감지할 수 있는 터치센서를 구비하는 본딩 머신을 제공한다. 이것을 이용하면, 본딩용 웨이퍼들이 상기 얼라이너에 접촉되었는가와 상기 웨이퍼들을 상기 얼라이너를 향해 미는 푸셔가 원위치된 후에 상기 웨이퍼들 모두가 상기 얼라이너에 그대로 접촉되어있는가를 인지할 수 있다. 상기 웨이퍼들중 어느 하나가 상기 얼라이너와 접촉되어 있지 않으면 웨이퍼 본딩은 진행되지 않고 웨이퍼 정렬이 다시 진행된다. 이와 같이, 본 발명은 상기 본딩 웨이퍼들이 정렬되지 않은 상태에서 본딩되는 것을 방지하여 웨이퍼 카세트에서 웨이퍼 핸들링 및 후속 공정의 안정적인 진행을 보장할 수 있다. 이에 따라 수율이 증가된다.The present invention relates to a wafer bonding machine. The present invention provides a bonding machine having a touch sensor that can detect whether the wafer is in direct contact with the aligner. Using this, it is possible to know whether the bonding wafers are in contact with the aligner and whether the wafers are all in contact with the aligner after the pusher for pushing the wafers toward the aligner is in place. If any of the wafers are not in contact with the aligner, wafer bonding does not proceed and wafer alignment proceeds again. As such, the present invention can prevent the bonding wafers from being bonded in an unaligned state to ensure stable handling of wafer handling and subsequent processing in the wafer cassette. This increases the yield.

Description

웨이퍼 본딩 머신Wafer bonding machine

본 발명은 반도체 장치의 제조설비에 관한 것으로서, 특히 웨이퍼 본딩 머신에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to manufacturing equipment for semiconductor devices, and more particularly, to a wafer bonding machine.

반도체장치의 제조공정에선 종종 두 웨이퍼를 본딩해야 하는 경우가 발생된다. 예컨대, SOI(silicon On Insulator)기판을 제작하는 경우가 그 한예이다. 웨이퍼의 본딩은 웨이퍼 본딩 머신을 통해서 이루어진다. 두 웨이퍼가 본딩된 웨이퍼를 본딩하지 않은 한 개의 웨이퍼 처럼 처리하기 위해선 본딩시 두 웨이퍼를 정확히 정렬시키는 것이 필요하다. 상기 본딩 머신에는 본딩하고자 하는 두 웨이퍼를 정렬시키기 위한 얼라이너를 구비하고 있다.In the manufacturing process of semiconductor devices, it is often necessary to bond two wafers. For example, a case of manufacturing a silicon on insulator (SOI) substrate is one example. Bonding of the wafer is done via a wafer bonding machine. In order to treat a wafer with two wafers bonded as if it were an unbonded wafer, it is necessary to align the two wafers correctly during bonding. The bonding machine is provided with an aligner for aligning two wafers to be bonded.

이하, 종래 기술에 의한 웨이퍼 본딩 머신을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a wafer bonding machine according to the prior art will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1을 참조하면, 참조번호 10은 본딩 플레이트이고, 12는 본딩되는 제1 웨이퍼이며, 13은 본딩되는 제2 웨이퍼이다. 또한, 14는 얼라이너이고 참조부호 d는 상기 제1 및 제2 웨이퍼(12, 13)간의 미스 얼라인된 간격이다. 도 1에서 상기 본딩 플레이트(10)은 한 개로 도시되어 있지만, 상기 본딩 플레이트(10) 뒷면에 상기 본딩 플레이트(10)와 동일한 제2의 본딩 플레이트가 구비되어 있다.Referring to FIG. 1, reference numeral 10 is a bonding plate, 12 is a first wafer to be bonded, and 13 is a second wafer to be bonded. Further, 14 is an aligner and reference d is a misaligned gap between the first and second wafers 12 and 13. Although one bonding plate 10 is illustrated in FIG. 1, a second bonding plate identical to the bonding plate 10 is provided on the back of the bonding plate 10.

이러한 구성요소를 포함하는 본딩머신에서 상기 제1 및 제2 웨이퍼(12, 13)를 본딩하기 위해선, 먼저 상기 각 웨이퍼(12, 13)의 정렬이 이루어져야 한다. 상기 제1 및 제2 웨이퍼(12, 13)의 정렬은 상기 각 웨이퍼(12, 13)의 상기 얼라이너(14)를 향한 쪽과 반대되는 쪽을 푸셔(pusher)(도시하지 않음)를 이용하여 상기 얼라이너(14) 쪽으로 푸싱하여 이루어진다. 상기 푸셔를 이용한 상기 제1 및 제2 웨이퍼(12, 13)의 푸싱은 동시에 이루어진다.In order to bond the first and second wafers 12 and 13 in a bonding machine including such components, the respective wafers 12 and 13 must first be aligned. Alignment of the first and second wafers 12 and 13 is performed using a pusher (not shown) on the side opposite to the side facing the aligner 14 of each of the wafers 12 and 13. By pushing towards the aligner 14. Pushing of the first and second wafers 12, 13 using the pusher is done simultaneously.

그런데, 상기 종래 기술에 의한 본딩 머신을 이용하여 상기 제1 및 제2 웨이퍼(12, 13)를 정렬하는 경우, 상기 푸셔에 의해 밀려지는 동안엔 상기 제1 및 제2 웨이퍼(12, 13)는 모두 상기 얼라이너(14)에 까지 도달되나 일단, 푸셔가 원위치 되었을 땐, 상기 제1 및 제2 웨이퍼(12, 13) 중 어느 하나 또는 모두는 푸셔에 의해 밀려지기전의 위치로 돌아가게 된다. 이러한 결과는 상기 제1 및 제2 웨이퍼(12, 13)와 상기 본딩 플레이트(10) 사이의 마찰력 등에 의해, 상기 제1 및 제2 웨이퍼(12, 13)중 선택된 어느 하나 또는 모두가 상기 얼라이너(14)를 향해 미끄러지지 않고 굴러가기 때문에 나타나는 것으로서, 상기 푸셔가 원위치했을 때 상기 제1 및 제2 웨이퍼(12, 13)중 굴려진 웨이퍼도 원위치하게 되어 나타난다.By the way, when the first and second wafers 12 and 13 are aligned using the conventional bonding machine, the first and second wafers 12 and 13 are pushed while being pushed by the pusher. Both reach the aligner 14, but once the pusher is in place, either or both of the first and second wafers 12, 13 are returned to their position before being pushed by the pusher. The result is that any one or both of the first and second wafers 12 and 13 is selected as the aligner due to the friction force between the first and second wafers 12 and 13 and the bonding plate 10. It appears because it rolls without sliding toward 14, and when the pusher is returned, the rolled wafer of the first and second wafers 12 and 13 also appears to be in the original position.

이와 같이, 본딩하고자하는 두 웨이퍼의 정렬이 정확히 이루어지지 않은 상태에서 상기 두 웨이퍼의 본딩이 진행되면, 정해진 구경보다 큰 구경의 본딩 웨이퍼가 형성되어 웨이퍼 카세트에서의 웨이퍼 핸들링이나 후속 공정진행이 불가능하게된다. 따라서, 수율이 저하된다.As such, when the bonding of the two wafers is performed while the two wafers to be bonded are not aligned correctly, a bonding wafer having a larger diameter than a predetermined aperture is formed, which makes it impossible to handle wafers or perform subsequent processing in the wafer cassette. do. Therefore, the yield falls.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본딩하고자 하는 두 웨이퍼를 정확히 정렬하여 수율을 증가시킬 수 있는 본딩 머신을 제공함에 있다.Therefore, the technical problem to be achieved by the present invention is to solve the above-described problems, to provide a bonding machine that can increase the yield by accurately aligning the two wafers to be bonded.

도 1은 종래 기술에 의한 웨이퍼 본딩 머신의 측면도이다.1 is a side view of a wafer bonding machine according to the prior art.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 본딩 머신의 측면도이다.2 is a side view of a bonding machine according to an embodiment of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호설명** Description of Signs of Major Parts of Drawings *

40:본딩 플레이트. 42:웨이퍼.40: bonding plate. 42: Wafer.

44:얼라이너(aligner). 46:터치 센서(touch sensor).44: Aligner. 46: touch sensor.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 본딩 머신은 본딩용 웨이퍼가 장착되는 복수개의 본딩 플레이트; 및 상기 복수개의 본딩 플레이트중 어느 하나에 장착되고 터치 센서(touch sensor)를 구비하는 얼라이너를 구비한다.In order to achieve the above technical problem, the bonding machine according to the present invention comprises a plurality of bonding plates on which a wafer for bonding is mounted; And an aligner mounted on one of the plurality of bonding plates and having a touch sensor.

상기 터치센서는 상기 본딩되는 웨이퍼들이 모두 상기 얼라이너에 접촉되었는가를 감지하는 기능을 하는 센서이다.The touch sensor is a sensor that senses whether all of the bonded wafers are in contact with the aligner.

본 발명은 얼라이너에 웨이퍼가 직접 접촉되었는가를 감지할 수 있는 터치센서를 구비하는 본딩 머신을 제공한다. 이것을 이용하면, 본딩용 웨이퍼들이 상기 얼라이너에 접촉되었는가와 상기 웨이퍼들을 상기 얼라이너를 향해 미는 푸셔가 원위치된 후에 상기 웨이퍼들 모두가 상기 얼라이너에 그대로 접촉되어있는가를 인지할 수 있다. 상기 웨이퍼들중 어느 하나가 상기 얼라이너와 접촉되어 있지 않으면 웨이퍼 본딩은 진행되지 않고 웨이퍼 정렬이 다시 진행된다. 이와 같이, 본 발명은 상기 본딩 웨이퍼들이 정렬되지 않은 상태에서 본딩되는 것을 방지하여 웨이퍼 카세트에서 웨이퍼 핸들링 및 후속 공정의 안정적인 진행을 보장할 수 있다. 이에 따라 수율이 증가된다.The present invention provides a bonding machine having a touch sensor that can detect whether the wafer is in direct contact with the aligner. Using this, it is possible to know whether the bonding wafers are in contact with the aligner and whether the wafers are all in contact with the aligner after the pusher for pushing the wafers toward the aligner is in place. If any of the wafers are not in contact with the aligner, wafer bonding does not proceed and wafer alignment proceeds again. As such, the present invention can prevent the bonding wafers from being bonded in an unaligned state to ensure stable handling of wafer handling and subsequent processing in the wafer cassette. This increases the yield.

이하, 본 발명의 실시예에 의한 본딩 머신을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a bonding machine according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

그러나 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 잇으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 도면에서 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 과정되어진 것이다. 도면상에서 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 또한, 어떤 층이 다른 층 또는 기판의 "상부"에 있다라고 기재된 경우, 상기 어떤 층이 상기 다른 층 또는 기판의 상부에 직접 존재할 수도 있고 그 사이에 제 3의 층이 개재되어 질 수도 있다.However, embodiments of the present invention may be modified in many different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. In the drawings, the thicknesses of layers or regions are prepared for clarity of specification. In the drawings like reference numerals refer to like elements. In addition, where a layer is described as being "top" of another layer or substrate, the layer may be directly on top of the other layer or substrate, with a third layer intervening therebetween.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 본딩 머신의 측면도이다.2 is a side view of a bonding machine according to an embodiment of the present invention.

도 2에서 참조번호 40, 42, 44 및 46은 각각 본딩 플레이트(bonding plate), 본딩하고자 하는 웨이퍼, 얼라이너 및 상기 얼라이너(44)의 한 구성요소이고 상기 본딩하고자 하는 웨이퍼(42)의 상기 얼라이너(44) 접촉 여부를 감지하는 센서(46)이다. 상기 본딩 플레이트(40)는 도면에 한 개만 도시되어 있지만, 실제 상기 본딩 플레이트(40)는 복수개로 구성된다. 예컨대, 상기 본딩 플레이트(40) 뒷에 제2의 본딩 플레이트가 구비되어 있고, 상기 제2의 본딩 플레이트에도 상기 본딩 플레이트와 마찬가지로 본딩용 웨이퍼가 장착되어 있다. 상기 본딩 머신에는 상기 본딩 플레이트(40)와 상기 제2의 본딩 플레이트외에 제3 및 제4의 본딩 플레이트를 더 구비할 수 있다. 상기 본딩 플레이트(40)를 포함해서 도 2에 도시하지 않는 복수개의 본딩 플레이트의 중심은 모두 동일 원호상에 있다.In FIG. 2, reference numerals 40, 42, 44 and 46 are each a component of a bonding plate, a wafer to be bonded, an aligner and the aligner 44, and the wafer 42 to be bonded. The sensor 46 detects whether the aligner 44 is in contact. Although only one bonding plate 40 is shown in the drawing, the bonding plate 40 is actually composed of a plurality. For example, a second bonding plate is provided behind the bonding plate 40, and a bonding wafer is mounted on the second bonding plate similarly to the bonding plate. The bonding machine may further include third and fourth bonding plates in addition to the bonding plate 40 and the second bonding plate. The centers of the plurality of bonding plates not shown in FIG. 2 including the bonding plate 40 are all on the same arc.

한편, 상기 센서(46)를 구비하는 얼라이너(44)는 상기 복수개의 본딩 플레이트중 선택된 어느 하나에 장착되어 있다.On the other hand, the aligner 44 having the sensor 46 is mounted on any one selected from the plurality of bonding plates.

이와 같은 구성요소를 구비하는 본딩 머신을 이용한 본딩과정을 설명하면, 먼저 상기 본딩 플레이트(40)에 본딩하고자 하는 웨이퍼(42)를 장착한다. 상기 본딩 플레이트(40)와 그 뒷면에 구비된 제2의 본딩 플레이트에도 상기 웨이퍼(42)에 본딩시킬 제2의 웨이퍼를 장착한다. 상기 두 본딩 플레이트를 회전시켜 상기 두 웨이퍼를 접촉시킨다. 이후, 푸셔(pusher)(도시하지 않음)을 상기 얼라이너(44)와 반대쪽에서 상기 두 웨이퍼를 상기 얼라이너(44)를 향해 민다. 결국, 상기 두 웨이퍼는 얼라이너(44) 안쪽에 있는 상기 센서(46)를 향해 밀려진다. 상기 두 웨이퍼가 모두 상기 센서(46)에 접촉되어 정렬이 바르게 된 것을 감지한 후, 상기 푸셔를 원위치 시킨다. 상기 푸셔를 원위치 시킨 후, 상기 센서(46)에 접촉된 웨이퍼들중 어느 하나라도 떨어진다면, 상기 두 웨이퍼의 정렬을 다시 실시한다. 이러한 과정은 상기 두 웨이퍼의 정렬이 정확히 이루어질 때 까지, 즉 상기 푸셔를 원위치 시킨 후에도 상기 두 웨이퍼중 어느 하나라도 상기 센서로부터 떨어지지 않을 때 까지 반복한다.Referring to the bonding process using a bonding machine having such components, first, the wafer 42 to be bonded is mounted on the bonding plate 40. A second wafer to be bonded to the wafer 42 is also mounted on the bonding plate 40 and the second bonding plate provided on the rear surface thereof. The two bonding plates are rotated to contact the two wafers. The pusher (not shown) then pushes the two wafers toward the aligner 44 opposite the aligner 44. As a result, the two wafers are pushed toward the sensor 46 inside the aligner 44. After detecting that both wafers are in contact with the sensor 46 and the alignment is correct, the pusher is returned to its original position. After repositioning the pusher, if any one of the wafers in contact with the sensor 46 falls, the two wafers are aligned again. This process is repeated until the two wafers are aligned correctly, i.e., even after the pusher is in place, until either one of the two wafers is not removed from the sensor.

이상, 본 발명은 얼라이너에 웨이퍼가 직접 접촉되었는가를 감지할 수 있는 터치센서를 구비하는 본딩 머신을 제공한다. 이것을 이용하면, 본딩용 웨이퍼들이 상기 얼라이너에 접촉되었는가와 상기 웨이퍼들을 상기 얼라이너를 향해 미는 푸셔가 원위치된 후에 상기 웨이퍼들 모두가 상기 얼라이너에 그대로 접촉되어있는가를 인지할 수 있다. 상기 웨이퍼들중 어느 하나가 상기 얼라이너와 접촉되어 있지 않으면 웨이퍼 본딩은 진행되지 않고 웨이퍼 정렬이 다시 진행된다. 이와 같이, 본 발명은 상기 본딩 웨이퍼들이 정렬되지 않은 상태에서 본딩되는 것을 방지하여 웨이퍼 카세트에서 웨이퍼 핸들링 및 후속 공정의 안정적인 진행을 보장할 수 있다. 이에 따라 수율이 증가된다.As described above, the present invention provides a bonding machine having a touch sensor capable of detecting whether a wafer is directly in contact with the aligner. Using this, it is possible to know whether the bonding wafers are in contact with the aligner and whether the wafers are all in contact with the aligner after the pusher for pushing the wafers toward the aligner is in place. If any of the wafers are not in contact with the aligner, wafer bonding does not proceed and wafer alignment proceeds again. As such, the present invention can prevent the bonding wafers from being bonded in an unaligned state to ensure stable handling of wafer handling and subsequent processing in the wafer cassette. This increases the yield.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상내에서 당분야에서의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 실시 가능함은 명백하다.The present invention is not limited to the above embodiments, and it is apparent that many modifications can be made by those skilled in the art within the technical idea of the present invention.

Claims (1)

본딩용 웨이퍼가 장착되는 복수개의 본딩 플레이트; 및A plurality of bonding plates on which bonding wafers are mounted; And 상기 복수개의 본딩 플레이트중 어느 하나에 장착되고 터치 센서(touch sensor)를 구비하는 얼라이너를 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 본딩 머신.And an aligner mounted on one of the plurality of bonding plates and having a touch sensor.