(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体製造用のデボンディング装置を提供する。【解決手段】表面に塗布される臨時粘着剤層３０を用いて形成するキャリアウェーハ１０が支持されるステージと１１０、ステージ１１０の上部領域においてステージ１１０に対して接近または離隔可能に配され、チップスタックアセンブリー２０をチャッキングするチャック１２０と、チャック１２０と連結されてチャック１２０をアップ／ダウン駆動させるアップ／ダウン駆動ユニット１３０と、チャック１２０と連結されてチャック１２０をキャリアウェーハ１０の板面方向に沿って摺動させる摺動ユニット１４０と、キャリアウェーハ１０に対してチップスタックアセンブリー２０をアップ動作させた後に、チップスタックアセンブリー２０を摺動させるように、アップ／ダウン駆動ユニット１３０と摺動ユニット１４０との動作をコントロールするコントローラと、を含む。【選択図】図１
2012195566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数のチップが積層されて形成されるチップスタックアセンブリーの支持面を、表面に塗布される臨時粘着剤層を用いて形成するキャリアウェーハが支持されるステージと、
前記ステージの上部領域において、前記ステージに対して接近または離隔可能に配され、前記チップスタックアセンブリーをチャッキングするチャックと、
前記チャックと連結されて、前記チャックをアップ／ダウン駆動させるアップ／ダウン駆動ユニットと、
前記チャックと連結されて、前記チャックを前記キャリアウェーハの板面方向に沿って摺動させる摺動ユニットと、
前記キャリアウェーハに対して前記チップスタックアセンブリーをアップ動作させた後に、前記チップスタックアセンブリーを摺動させるように、前記アップ／ダウン駆動ユニットと前記摺動ユニットとの動作をコントロールするコントローラと、
を含む半導体製造用のデボンディング装置。
【請求項２】
前記チャックと前記ステージとのうちいずれか１つに結合され、前記キャリアウェーハと前記チップスタックアセンブリーとのうちいずれか１つを他の１つに対して相対的に回転させる回動ユニットをさらに含む請求項１に記載の半導体製造用のデボンディング装置。
【請求項３】
前記回動ユニットは、前記ステージに直結される回転モータである請求項２に記載の半導体製造用のデボンディング装置。
【請求項４】
前記コントローラは、前記チップスタックアセンブリーに対して前記キャリアウェーハが回転するように、前記ステージを回転させるために、前記回動ユニットをコントロールする請求項２又は３に記載の半導体製造用のデボンディング装置。
【請求項５】
前記コントローラは、前記キャリアウェーハに対して前記チップスタックアセンブリーをアップさせた後に、前記チップスタックアセンブリーに対して前記キャリアウェーハを回転させると同時に、前記キャリアウェーハが、前記チップスタックアセンブリーに対して摺動するように、前記アップ／ダウン駆動ユニット、前記摺動ユニット、及び前記回動ユニットをコントロールする請求項２〜４のいずれか一項に記載の半導体製造用のデボンディング装置。
【請求項６】
前記アップ／ダウン駆動ユニットは、前記チャックが前記チップスタックアセンブリーをアップ動作させる際のロードを測定するロードセルをさらに含む請求項１〜５のいずれか一項に記載の半導体製造用のデボンディング装置。
【請求項７】
前記アップ／ダウン駆動ユニットと前記摺動ユニットとのうちの少なくともいずれか１つのユニットは、前記コントローラによって正・逆方向への動作が制御されるサーボモータが適用されるリニアモーションである請求項１に記載の半導体製造用のデボンディング装置。
【請求項８】
前記チャックは、静電気力によって前記チップスタックアセンブリーを吸着または吸着解除する静電チャック、接着力によって前記チップスタックアセンブリーを吸着または吸着解除する接着チャック、及び真空圧によって前記チップスタックアセンブリーを吸着または吸着解除する真空チャックのうちから選択されるいずれか１つのチャックである請求項１〜７のいずれか一項に記載の半導体製造用のデボンディング装置。
【請求項９】
前記チャックには、ヒーターが設けられ、
前記コントローラは、前記チャックが前記チップスタックアセンブリーをチャッキングした際に、前記臨時粘着剤層が加熱されるように、前記ヒーターの動作をオン／オフコントロールする請求項１〜８のいずれか一項に記載の半導体製造用のデボンディング装置。
【請求項１０】
前記ステージには、冷却流路がさらに設けられる請求項１〜９のいずれか一項に記載の半導体製造用のデボンディング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造用のデボンディング装置及びその方法に係り、より詳細には、ＷＳＰ（Ｗａｆｅｒ−ｌｅｖｅｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ  Ｓｔａｃｋ  Ｐａｃｋａｇｅ）技術が適用される半導体製造用のデボンディング装置及びデボンディング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子製品の小型化及び多機能化によって、半導体装置も高集積化及び多機能化され、このような要求によって、多数個のチップが１つの半導体装置にパッケージングされるマルチチップパッケージ（ｍｕｌｔｉ  ｃｈｉｐ  ｐａｃｋａｇｅ：ＭＣＰ）半導体装置が登場した。
【０００３】
マルチチップパッケージ半導体装置は、単層型マルチチップパッケージ半導体装置と、多層型マルチチップパッケージ半導体装置とに区分することができる。
【０００４】
単層型マルチチップパッケージ半導体装置は、多数個のチップを互いに平行に配置してパッケージングする半導体装置である。そして、多層型マルチチップパッケージ半導体装置は、通常スタック型半導体装置として知られた半導体装置であって、多数個のチップを積層してパッケージングする半導体装置である。
【０００５】
スタック型半導体装置は、多数個のチップが積層されるので、３次元構造を有する。従来のスタック型半導体装置は、積層された多数個のチップ上の入出力端子の間をワイヤボンディング（ｗｉｒｅ  ｂｏｎｄｉｎｇ）して連結するか、又は多数個のチップそれぞれの入出力端子とスタック型半導体装置の外部接続端子との間をワイヤボンディングして、各種信号を入出力するように構成されていた。
【０００６】
しかし、ワイヤボンディングを使うために、インダクタンス（ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ）が大きくなるにつれて、半導体装置の性能が低下し、半導体装置の大きさが大きくなるという短所が提起されている。
【０００７】
このような短所を補完するために、ＷＳＰ（Ｗａｆｅｒ−ｌｅｖｅｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ  Ｓｔａｃｋ  Ｐａｃｋａｇｅ）技術が開発された。
【０００８】
ＷＳＰ技術は、積層される多数個のチップのそれぞれに、ウェーハレベルで、レーザ（ｌａｓｅｒ）を用いてチップを垂直に貫通するビアホール（ｖｉａ  ｈｏｌｅ）を形成し、ビアホールの内部を貫通電極（ｔｈｒｏｕｇｈ  ｓｉｌｉｃｏｎ  ｖｉａ、ＴＳＶ）によって充填して、積層される多数個のチップそれぞれの回路を直接連結する方式である。
【０００９】
したがって、ＷＳＰ技術が適用されたスタック型半導体装置は、スタックされる多数個のチップそれぞれを直接連結させるので、ワイヤが不要であって、半導体装置の性能が高まり、多数個のチップの間の上下間隔を減らすことができるために、スタック型半導体装置の厚さを画期的に減らしうる。また、半導体装置の実装面積も減らしうるという長所がある。
【００１０】
一方、ビアホールの内部を貫通電極（ＴＳＶ）によって充填するためのＴＳＶ工程に必要な臨時粘着剤デボンディング（Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ  Ｄｅｂｏｎｄｉｎｇ）工程（以下、デボンディング工程と称する）は、キャリアウェーハ（ｃａｒｒｉｅｒ  ｗａｆｅｒ）またはガラス（ｇｌａｓｓ）上に臨時粘着剤（Ｔｅｍｐｏｒａｒｙ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ）を塗布した後に、多様なチップ（Ｃｈｉｐ）をスタック（Ｓｔａｃｋ）し、さまざまな工程を進行させてチップスタックアセンブリー（ｃｈｉｐ  ｓｔａｃｋ  ａｓｓｅｍｂｌｙ）を作った後に、最終的にキャリアウェーハとチップスタックアセンブリーとを互いに分離してスタック型半導体装置を製作する工程である。
【００１１】
現在、デボンディング工程を進行させるための方法としては、レーザ照射方法、ＵＶ照射方法及びサーマルスライディング（Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｓｌｉｄｉｎｇ）方法がある。
【００１２】
そのうち、従来のサーマルスライディングは、キャリアウェーハとチップスタックアセンブリーとの間に粘着している臨時粘着剤層（ｔｅｍｐｏｒａｒｙ  ａｄｈｅｓｉｖｅ  ｌａｙｅｒ）に熱を加えて、次いでキャリアウェーハを押して（ｓｌｉｄｅ）分離する工程を有している。
【００１３】
ところが、このような従来方式の場合、キャリアウェーハのエッジ（ｗａｆｅｒ  ｅｄｇｅ）付近の粘性力によってチップスタックアセンブリーが拘束されているため、大きなせん断力（ｓｈｅａｒ  ｆｏｒｃｅ）を印加して初めて、チップスタックアセンブリーのデボンディングが可能な構造であり、したがって、キャリアウェーハの扁平度が均一ではなく、高さ段差が存在する場合、チップスタックアセンブリーに形成されるバンプ（ｂｕｍｐ）、特に、最下端のバンプが、キャリアウェーハによって摺動時に損傷する恐れがある。
【００１４】
実際、大きなせん断力が加われば加わるほど、バンプの損傷発生可能性が高くなるために、デボンディング工程の際にせん断力を減らしうる方向への構造改善が要求される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明が解決しようとする技術的課題は、デボンディング工程に必要なせん断力を従来よりも著しく減少させ、これによって、チップのバンプ損傷を最小化することができる半導体製造用のデボンディング装置を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一側面によれば、多数のチップが積層されて形成されるチップスタックアセンブリーの支持面を、表面に塗布される臨時粘着剤層を用いて形成するキャリアウェーハが支持されるステージ（ｓｔａｇｅ）と、前記ステージの上部領域において前記ステージに対して接近または離隔可能に配され、前記チップスタックアセンブリーをチャッキング（ｃｈｕｃｋｉｎｇ）するチャック（ｃｈｕｃｋ）と、前記チャックと連結されて、前記チャックをアップ／ダウン（ｕｐ／ｄｏｗｎ）駆動させるアップ／ダウン駆動ユニットと、前記チャックと連結されて、前記チャックを前記キャリアウェーハの板面方向に沿って摺動させる摺動ユニットと、前記キャリアウェーハに対して前記チップスタックアセンブリーをアップ（ｕｐ）動作させた後に、前記チップスタックアセンブリーを摺動させるように、前記アップ／ダウン駆動ユニットと前記摺動ユニットとの動作をコントロールするコントローラと、を含む半導体製造用のデボンディング装置が提供されうる。
【００１７】
前記デボンディング装置は、前記チャックと前記ステージとのうちいずれか１つに結合され、前記キャリアウェーハと前記チップスタックアセンブリーとのうちいずれか１つを他の１つに対して相対的に回転させる回動ユニットをさらに含みうる。
【００１８】
前記回動ユニットは、前記ステージに直結される回転モータであり得る。
【００１９】
前記コントローラは、前記チップスタックアセンブリーに対して前記キャリアウェーハが回転するように、前記ステージを回転させるために、前記回動ユニットをコントロールすることができる。
【００２０】
前記コントローラは、前記キャリアウェーハに対して前記チップスタックアセンブリーをアップさせた後に、前記チップスタックアセンブリーに対して前記キャリアウェーハを回転させると同時に、前記キャリアウェーハが前記チップスタックアセンブリーに対して摺動するように、前記アップ／ダウン駆動ユニット、前記摺動ユニット、及び前記回動ユニットをコントロールすることができる。
【００２１】
前記アップ／ダウン駆動ユニットは、前記チャックが前記チップスタックアセンブリーをアップ動作させる際のロードを測定するロードセル（ｌｏａｄ  ｃｅｌｌ）をさらに含みうる。
【００２２】
前記アップ／ダウン駆動ユニットと前記摺動ユニットとのうちの少なくともいずれか１つのユニットは、前記コントローラによって正・逆方向への動作が制御されるサーボモータが適用されるリニアモーション（ｌｉｎｅａｒ  ｍｏｔｉｏｎ）であり得る。
【００２３】
前記チャックは、静電気力によって前記チップスタックアセンブリーを吸着または吸着解除する静電チャック、接着力によって前記チップスタックアセンブリーを吸着または吸着解除する接着チャック、及び真空圧によって前記チップスタックアセンブリーを吸着または吸着解除する真空チャックのうちから選択されるいずれか１つのチャックであり得る。
【００２４】
前記チャックには、ヒーターが設けられ、前記コントローラは、前記チャックが前記チップスタックアセンブリーをチャッキングした際に、前記臨時粘着剤層が加熱されるように、前記ヒーターの動作をオン／オフ（ｏｎ／ｏｆｆ）コントロールすることができる。
【００２５】
前記ステージには、冷却流路（ｃｏｏｌｉｎｇ  ｌｉｎｅ）がさらに設けられうる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、デボンディング工程に必要なせん断力を従来よりも著しく減少させ、これによって、チップのバンプ損傷を最小化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施例による半導体製造用のデボンディング装置の概略的な全体構造図である。
【図２】図１に示されたデボンディング装置の制御ブロック図である。
【図３】本発明の一実施例による半導体製造用のデボンディング方法のフローチャートである。
【図４】デボンディング工程時にチャックの回転及び摺動によって、臨時粘着剤層の範囲が変化する際の形状を例示的に示す図である。
【図５】図１のデボンディング装置によるデボンディング工程を段階的に示す図である。
【図６】図１のデボンディング装置によるデボンディング工程を段階的に示す図である。
【図７】図１のデボンディング装置によるデボンディング工程を段階的に示す図である。
【図８】図１のデボンディング装置によるデボンディング工程を段階的に示す図である。
【図９】図１のデボンディング装置によるデボンディング工程を段階的に示す図である。
【図１０】本発明の第２実施例による半導体製造用のデボンディング装置の概略的な要部構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明と本発明の動作上の利点、及び本発明の実施によって達成される目的を十分に理解するためには、本発明の望ましい実施例を例示する添付図面及び添付図面に記載の内容を参照しなければならない。
【００２９】
以下、添付した図面を参照して、本発明の望ましい実施例を説明することによって、本発明を詳しく説明する。各図面に付された同じ参照符号は、同じ部材を表わす。
【００３０】
図１は、本発明の一実施例による半導体製造用のデボンディング装置の概略的な全体構造図であり、図２は、図１に示されたデボンディング装置の制御ブロック図であり、図３は、本発明の一実施例による半導体製造用のデボンディング方法のフローチャートであり、図４は、デボンディング工程時にチャックの回転及び摺動によって、臨時粘着剤層の範囲が変化する際の形状を例示的に示す図であり、図５〜図９は、それぞれ図１のデボンディング装置によるデボンディング工程を段階的に示す図である。
【００３１】
これら図面を参照すると、本実施例の半導体製造用のデボンディング装置は、支持面を形成するキャリアウェーハ１０に対して、例えば、図９のような構造のチップスタックアセンブリー２０を分離、すなわち、デボンディング（ｄｅｂｏｎｄｉｎｇ）するためのものであって、キャリアウェーハ１０が支持されるステージ１１０と、チップスタックアセンブリー２０をチャッキングするチャック１２０と、チャック１２０を図１のＺ方向にアップ／ダウン駆動させるアップ／ダウン駆動ユニット１３０と、チャック１２０を図１のＸ方向に摺動させる摺動ユニット１４０と、ステージ１１０を図１のＲ方向に回動させる回動ユニット１５０と、これらをコントロールするコントローラ１６０（図２参照）と、装置の外観を形成するキャビネット１７０とを含む。
【００３２】
ステージ１１０の説明に先立って、キャリアウェーハ１０及びチップスタックアセンブリー２０の構造について簡略に説明する。
【００３３】
キャリアウェーハ１０は、バンプ２２ａ、２２ｂによって多数のチップ２１が連結された、１つのチップスタックアセンブリー２０を製作するための支持面を形成する。本実施例では、キャリアウェーハ１０が使われるが、本発明の権利範囲が、これに限定されないので、ガラスが使われることもある。
【００３４】
製造順序を説明すると、まず、キャリアウェーハ１０上に臨時粘着剤層３０を塗布した後に、多数のチップ２１を高さ方向に積層（ｓｔａｃｋｉｎｇ）する。この際のチップ２１は、ウェーハ（ｗａｆｅｒ）でもあり得る。次いで、チップ２１のそれぞれに、ウェーハレベルで、レーザを用いてチップ２１を垂直に貫通するビアホールを形成し、ビアホールの内部を貫通電極（ＴＳＶ）を用いて充填して、積層される多数個のチップ２１のそれぞれの回路を直接連結する。次に、最終的にモールディング処理することによって、１つのチップスタックアセンブリー２０が完成する。
【００３５】
以下、本実施例のデボンディング装置について説明すれば、まず、ステージ１１０は、図１、そして、図５〜図８に示したように、キャリアウェーハ１０を支持する。
【００３６】
図示していないが、ステージ１１０の表面には、キャリアウェーハ１０を安定して吸着するための真空ホール（ｖａｃｕｕｍ  ｈｏｌｅ）などが設けられうる。
【００３７】
ステージ１１０には、冷却流路１１１（ｃｏｏｌｉｎｇ  ｌｉｎｅ）が設けられる。冷却流路１１１は、デボンディング工程が完了した後に、ヒーター１２１によって上昇した温度を下降させるための冷却媒体の流路を形成する。この際の冷却媒体は、流体又は空気であり得る。
【００３８】
チャック１２０は、チップスタックアセンブリー２０をチャッキングする役割を果たす。
【００３９】
このようなチャック１２０は、静電気力によってチップスタックアセンブリー２０を吸着または吸着解除する静電チャック、接着力によってチップスタックアセンブリー２０を吸着または吸着解除する接着チャック、及び真空圧によってチップスタックアセンブリー２０を吸着または吸着解除する真空チャックのうちから選択されうる。また、静電チャック、接着チャック、及び真空チャック以外の他のチャックが適用可能である。
【００４０】
参考までに、静電チャックが適用される場合について説明する。静電チャック（ＥＳ−Ｃｈｕｃｋ）には、Ｕｎｉ−ｐｏｌａｒ、Ｂｉ−ｐｏｌａｒ、Ｔｒｉ−ｐｏｌａｒタイプなどがある。
【００４１】
Ｕｎｉ−ｐｏｌａｒタイプは、チャックに（＋）電圧のみを印加し、プラズマ（Ｐｌａｓｍａ）発生によって接地（Ｇｒｏｕｎｄ）と連結されることによりチャッキングを行うが、チャッキング解除（Ｄｅｃｈｕｃｋｉｎｇ）を行おうとすれば、反対の逆バイアスをかけなければならない。反対の逆バイアスをかけない場合、電源供給が中断されても、チップスタックアセンブリー２０を数分〜数十分間吸着する性質がある。
【００４２】
Ｂｉ−ｐｏｌａｒタイプは、チャックに＋／−ＤＣ電圧が印加されるものであって、チャッキングのために印加された電圧の逆バイアスをかければ、チャッキング解除となる構造である。チャック自体のみによってチャッキングまたはチャッキング解除を可能としたものであり、プラズマが必要ないという利点がある。
【００４３】
Ｔｒｉ−ｐｏｌａｒタイプは、Ｂｉ−ｐｏｌａｒタイプと類似しているが、１つ異なることは、プラズマで発生したＤＣ  Ｓｅｌｆバイアス（Ｂｉａｓ）を読み取って（Ｒｅａｄｉｎｇ）＋／−電圧をＶｄｃ程度補償することによって、チップスタックアセンブリー２０と静電チャックとの間のネットチャージ（Ｎｅｔ  ｃｈａｒｇｅ）をゼロ（ｚｅｒｏ）化しなければならないものである。
【００４４】
本実施例において、チャック１２０に静電チャックが適用される場合であれば、前記で紹介したＵｎｉ−ｐｏｌａｒ、Ｂｉ−ｐｏｌａｒ、Ｔｒｉ−ｐｏｌａｒタイプのうち如何なるものが適用されても良い。但し、Ｂｉ−ｐｏｌａｒタイプが適用される場合であれば、チャック１２０がチップスタックアセンブリー２０をチャッキングした状態で電源供給が中断されても、チップスタックアセンブリー２０を数分〜数十分間引き続き吸着することができるために、停電などの外部要因によってチップスタックアセンブリー２０がチャック１２０から落下して損傷する現象を、予防することができる。
【００４５】
このようなチャック１２０には、ヒーター１２１が設けられる。ヒーター１２１は、コントローラ１６０と連結され、コントローラ１６０は、チャック１２０がチップスタックアセンブリー２０をチャッキングした際に臨時粘着剤層３０が加熱されるように、ヒーター１２１の動作をオン／オフコントロールすることができる。
【００４６】
ヒーター１２１の動作がオン（ｏｎ）になって、臨時粘着剤層３０が加熱される場合、臨時粘着剤層３０は、実質的にゲル（ｇｅｌ）状態になる。
【００４７】
アップ／ダウン駆動ユニット１３０は、チャック１２０に連結され、チャック１２０を図１のＺ方向にアップ／ダウン駆動させる役割を果たす。
【００４８】
すなわち、アップ／ダウン駆動ユニット１３０は、図７のようにキャリアウェーハ１０とチップスタックアセンブリー２０の最下端バンプ２２ａとの間の間隔を確保するために、チャック１２０がキャリアウェーハ１０に対してチップスタックアセンブリー２０を若干持ち上げる際、すなわち、リフティング（ｌｉｆｔｉｎｇ）の際に駆動する。
【００４９】
チャック１２０がチップスタックアセンブリー２０を上方に若干アップさせるための、アップ／ダウン駆動ユニット１３０のパワーは、図７のように臨時粘着剤層３０に弾性変形が起こる程度であれば、それで十分である。
【００５０】
アップ／ダウン駆動ユニット１３０には、チャック１２０がチップスタックアセンブリー２０をアップ動作させる際のロードを測定し、該測定された情報をコントローラ１６０に伝送する、ロードセル１３５が設けられる。
【００５１】
このようなロードセル１３５が適用されることによって、既定のロードレベル以上にアップ／ダウン駆動ユニット１３０がアップ動作するか、既定の値以下のロードが提供されることによって、デボンディング工程が失敗となる現象を阻止することができる。
【００５２】
実際には、アップ／ダウン駆動ユニット１３０によってチャック１２０がチップスタックアセンブリー２０をアップする距離は、非常に微細であるが、図面では、便宜上、若干誇張して図示した。
【００５３】
このようなアップ／ダウン駆動ユニット１３０は、コントローラ１６０によって正・逆方向への動作が制御されるリニアモーション（ｌｉｎｅａｒ  ｍｏｔｉｏｎ）として設けられうる。
【００５４】
これについて、図１を参照して簡単に説明すれば、アップ／ダウン駆動ユニット１３０は、第１サーボモータ１３１と、第１サーボモータ１３１のモータ軸に連結され、第１サーボモータ１３１によって正・逆方向に回転しながら、チャック１２０を図１のＺ軸方向にアップ／ダウン駆動させる第１ボールスクリュー１３２と、外観を形成するアップ／ダウン駆動フレーム１３３とを含みうる。
【００５５】
これにより、第１サーボモータ１３１が正方向に動作すれば、第１ボールスクリュー１３２の作用に起因してチャック１２０が、例えば、アップ動作し、第１サーボモータ１３１が逆方向に動作すれば、第１ボールスクリュー１３２の作用に起因してチャック１２０がダウン（ｄｏｗｎ）動作し、このような動作を通じてデボンディング工程を進行させることができる。
【００５６】
このように、アップ／ダウン駆動ユニット１３０を適用して、デボンディング工程の際にチップスタックアセンブリー２０を上方に若干アップ（ｌｉｆｔｉｎｇ）させることによって、もし、キャリアウェーハ１０の扁平度が均一ではなく、高さ段差が存在する場合でも、チップスタックアセンブリー２０に形成される最下端のバンプ２２ａがキャリアウェーハ１０の段付けられた表面によって摺動時に損傷する恐れは消える。
【００５７】
摺動ユニット１４０は、チャック１２０と連結され、チャック１２０を図１のＸ方向に摺動させる役割を果たす。
【００５８】
すなわち、摺動ユニット１４０は、図８のようにキャリアウェーハ１０に対してチップスタックアセンブリー２０を＋Ｘ軸に摺動させて、キャリアウェーハ１０に対してチップスタックアセンブリー２０をデボンディングする際に駆動する。後述するが、摺動ユニット１４０は、回動ユニット１５０とともに駆動する。
【００５９】
このような摺動ユニット１４０は、アップ／ダウン駆動ユニット１３０と同様にコントローラ１６０によって正・逆方向への動作が制御されるリニアモーションとして設けられうる。
【００６０】
これについて、図１を参照して簡略に説明すれば、摺動ユニット１４０は、第２サーボモータ１４１と、第２サーボモータ１４１のモータ軸に連結され、第２サーボモータ１４１によって正・逆方向に回転しながら、チャック１２０を図１のＸ軸方向に摺動させる第２ボールスクリュー１４２と、外観を形成する摺動フレーム１４３とを含みうる。
【００６１】
これにより、第２サーボモータ１４１が正方向に動作すれば、第２ボールスクリュー１４２の作用に起因してチャック１２０が、例えば、＋Ｘ方向に動作し、第２サーボモータ１４１が逆方向に動作すれば、第２ボールスクリュー１４２の作用に起因してチャック１２０が−Ｘ方向に動作し、このような動作を通じてデボンディング工程を進行させることができる。
【００６２】
回動ユニット１５０は、ステージ１１０を図１のＲ方向に回動させる役割を果たす。
【００６３】
本実施例において、回動ユニット１５０には、ステージ１１０に直結される回転モータ１５０が適用される。本実施例で、回転モータ１５０は、サーボモータではないが、必要な場合、サーボモータを使うこともできる。
【００６４】
このような回動ユニット１５０は、図８のようにチップスタックアセンブリー２０をデボンディングする際、チップスタックアセンブリー２０に対してキャリアウェーハ１０を図８のＲ方向に回転させるために駆動される。この際の回転角度は、３６０度を意味するものではなく、数度〜数十度程度の角度範囲内においてキャリアウェーハ１０を図８のＲ方向に回転させることができる。
【００６５】
摺動ユニット１４０と回動ユニット１５０との役割について、図４及び図８を参照してさらに詳しく説明する。
【００６６】
図４の（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ示された３つの円（ｃｉｒｃｌｅ）のうちから左側の円をキャリアウェーハ１０とし、右側の円をチップスタックアセンブリー２０とし、中央のハッチングされた点線の円を臨時粘着剤層３０ａ〜３０ｃとして説明する。
【００６７】
回動ユニット１５０の動作なしに、図７のようにキャリアウェーハ１０に対してチップスタックアセンブリー２０をアップさせた後に、摺動ユニット１４０を用いてチップスタックアセンブリー２０を一方向に摺動させながら、デボンディングを進行させると仮定した場合、図４（ａ）のように、臨時粘着剤層３０ａの範囲が多少広いために、すなわち、キャリアウェーハ１０とチップスタックアセンブリー２０とが粘着している領域が多少広いために、チップスタックアセンブリー２０のデボンディングが容易ではない。
【００６８】
もちろん、チップスタックアセンブリー２０をアップさせた後に、摺動ユニット１４０を用いてチップスタックアセンブリー２０を一方向に摺動させる場合、デボンディング工程に必要なせん断力を従来よりも減少させることはできるが、バンプ２２ａの安定性を完全に保証しにくい。
【００６９】
しかし、本実施例の場合には、キャリアウェーハ１０に対してチップスタックアセンブリー２０をアップさせた後に、図８のように回動ユニット１５０を用いてキャリアウェーハ１０をＲ方向に回転させながら、摺動ユニット１４０を用いてチップスタックアセンブリー２０を＋Ｘ方向に摺動させているために、言い換えれば、回転と摺動とが同時に進行しながら、デボンディング工程がなされるために、図４の（ａ）〜（ｃ）のように、臨時粘着剤層３０ａ〜３０ｃの範囲が次第に減りながら、チップスタックアセンブリー２０がデボンディングされうる。
【００７０】
言い換えれば、本実施例のようにチップスタックアセンブリー２０を一定高さ持ち上げた後に、回転及び摺動を同時に進行させる場合、デボンディング工程に必要なせん断力を従来よりも著しく減少させながらも、バンプ２２ａの安定性を保証させうる。
【００７１】
さらに敷衍説明すれば、本実施例のように回転（ｒｏｔａｔｉｏｎ）及び摺動（ｓｌｉｄｉｎｇ）を同時に進行させる場合、キャリアウェーハ１０とチップスタックアセンブリー２０との間に交差点が発生し、この交差点がエッジシード（ｅｄｇｅ  ｓｅｅｄ）を形成しながら、キャリアウェーハ１０とチップスタックアセンブリー２０との間の剥離を促進させる。これによって、図４の（ａ）〜（ｃ）のように臨時粘着剤層３０ａ〜３０ｃの範囲が次第に減る。これにより、デボンディングに必要なせん断力を従来よりも最小化させうるが、せん断力が最小化されることによりバンプ２２ａの損傷も最小化させうる。
【００７２】
一方、本実施例の場合、回動ユニット１５０にステージ１１０に直結される回転モータ１５０を適用することによって、キャリアウェーハ１０が図８のＲ方向に回転するように具現したが、これとは異なって、チャック１２０に回動ユニット１５０を適用してチャック１２０が回転するように具現することもできる。これは、チャック１２０に回転モータ（図示せず）を結合させる形態として簡単に具現されうるので、図示は省略した。
【００７３】
コントローラ１６０は、図２、図８及び図９のようにキャリアウェーハ１０に対してチップスタックアセンブリー２０がデボンディングされるように、ヒーター１２１、アップ／ダウン駆動ユニット１３０、摺動ユニット１４０、及び回動ユニット１５０の動作をコントロールする。
【００７４】
すなわち、コントローラ１６０は、図６のようにチャック１２０がチップスタックアセンブリー２０をチャッキングした際に、ヒーター１２１の動作をオンにするようにコントロールした後、図７のようにチャック１２０をアップさせるようにアップ／ダウン駆動ユニット１３０の動作をさらにコントロールした後に、キャリアウェーハ１０が回転するように回動ユニット１５０動作をコントロールしながら、これと同時にチップスタックアセンブリー２０がキャリアウェーハ１０に対して摺動することにより、デボンディングされるように、摺動ユニット１４０の動作をコントロールする。
【００７５】
このようなコントローラ１６０は、図２に示したように、中央処理装置１６１（ＣＰＵ）、メモリ１６２（ｍｅｍｏｒｙ）、サポート回路１６３（ｓｕｐｐｏｒｔ  ｃｉｒｃｕｉｔ）を含む。
【００７６】
ＣＰＵ１６１は、本実施例のデボンディング工程をコントロールするために産業的に適用可能な多様なコンピュータプロセッサのうちの１つであり得る。メモリ１６２は、ＣＰＵ１６１と動作によって連結される。メモリ１６２は、コンピュータによって読み取り可能な記録媒体としてローカルまたは遠隔地に設けられ、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ＲＯＭ、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、または任意のデジタル保存形態のように容易に利用可能な少なくとも１つ以上のメモリである。サポート回路１６３は、ＣＰＵ１６１と作用的に結合されてプロセッサの典型的な動作を支援する。このようなサポート回路１６３は、キャッシュ、パワーサプライ、クロック回路、入／出力回路、ザブシステムなどを含みうる。
【００７７】
例えば、図６のようにチャック１２０がチップスタックアセンブリー２０をチャッキングした際に、ヒーター１２１の動作をオンにするようにコントロールした後、図７のようにチャック１２０をアップさせるようにアップ／ダウン駆動ユニット１３０の動作をさらにコントロールした後に、キャリアウェーハ１０が回転するように回動ユニット１５０の動作をコントロールしながら、これと同時にチップスタックアセンブリー２０がキャリアウェーハ１０に対して摺動することによって、デボンディングされるように、摺動ユニット１４０の動作をコントロールするなどのプロセスなどを、メモリ１６２に保存することができる。典型的には、ソフトウェアルーチンがメモリ１６２に保存することができる。ソフトウェアルーチンは、また、他のＣＰＵ（図示せず）によって保存又は実行可能である。
【００７８】
本発明によるプロセスは、ソフトウェアルーチンによって実行されると説明したが、本発明のプロセスのうち少なくとも一部は、ハードウェアによって行うことも可能である。このように、本発明のプロセスは、コンピュータシステム上で行われるソフトウェアとして具現されるか、または集積回路のようなハードウェアとして具現されるか、またはソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによって具現されうる。
【００７９】
このような構成を有する本実施例の半導体製造用のデボンディング方法について、図３、そして、図５〜図９を参照して説明する。
【００８０】
図５のように初期状態である場合、ステージ１１０上にキャリアウェーハ１０が支持され、キャリアウェーハ１０の上面に臨時粘着剤層３０が塗布され、臨時粘着剤層３０を介してチップスタックアセンブリー２０が完成された形態を有する。この際の臨時粘着剤層３０は、固化された状態である。
【００８１】
この状態で、図６のようにコントローラ１６０によってアップ／ダウン駆動ユニット１３０が−Ｚ軸方向にダウンして、チャック１２０がチップスタックアセンブリー２０をチャッキングする（ステップＳ１１）。
【００８２】
前述したように、チャッキングの方式は、静電方式、接着方式、及び真空吸着方式のうちから選択されうる。
【００８３】
図６の状態で、コントローラ１６０はヒーター１２１の動作をオンにして、臨時粘着剤層３０を加熱する（ステップＳ１２）。臨時粘着剤層３０が加熱されれば、臨時粘着剤層３０は、ゲルのような状態になる。
【００８４】
次いで、図７のようにコントローラ１６０によってアップ／ダウン駆動ユニット１３０が駆動して、チャック１２０は＋Ｚ軸方向にアップする。
【００８５】
この際は、図７のようにチップスタックアセンブリー２０が付いていた臨時粘着剤層３０に弾性変形が起こるほどにチップスタックアセンブリー２０がアップされる（ステップＳ１３）。
【００８６】
その後、図８のようにコントローラ１６０が、回動ユニット１５０を用いてキャリアウェーハ１０をＲ方向に回転させながら、摺動ユニット１４０を用いてチップスタックアセンブリー２０を＋Ｘ方向に摺動させるようにコントロールする。
【００８７】
言い換えれば、チップスタックアセンブリー２０は、その下部のキャリアウェーハ１０に対してＲ方向に回転しながら、同時に＋Ｘ方向に摺動する（ステップＳ１４）。
【００８８】
すると、図４を参照して前述したように、図４の（ａ）〜（ｃ）のように臨時粘着剤層３０ａ〜３０ｃの粘着範囲が次第に減り、チップスタックアセンブリー２０はキャリアウェーハ１０に対して弱いせん断力によっても容易にデボンディングされうる。
【００８９】
摺動ユニット１４０をステージ１１０から完全に摺動させれば、図９のようにデボンディングされたチップスタックアセンブリー２０が完成し、該完成したチップスタックアセンブリー２０は、他の工程に投入される。
【００９０】
このような構造と動作とを有する本実施例によれば、デボンディング工程に必要なせん断力を従来より著しく減少させ、これによって、チップのバンプ損傷を最小化しうる。
【００９１】
図１０は、本発明の第２実施例による半導体製造用のデボンディング装置の概略的な要部構造図である。
【００９２】
前述した実施例の場合、チャック１２０がチップスタックアセンブリー２０の上面に直接チャッキングされ、ヒーター１２１がチップスタックアセンブリー２０側に発熱すると説明した。
【００９３】
しかし、図１０のようにチップスタックアセンブリー２０の上部に別途のウェーハヒーティングステージ４０（ｗａｆｅｒ  ｈｅａｔｉｎｇ  ｓｔａｇｅ）がさらに設けられる場合、ウェーハヒーティングステージ４０とステージ１１０とをともにヒーティングしながら、臨時粘着剤層３０を加熱することもできる。
【００９４】
このような場合、ステージ１０側にもヒーターが設けられうるが、ヒーティング時間が短縮される利点があり、以後のリフティング、回転、及び摺動は、前述した通りである。
【００９５】
このように、本発明は、記載の実施例に限定されるものではなく、本発明の思想及び範囲を外れずに多様に修正及び変形できるということは、当業者にとって自明である。したがって、そのような修正例または変形例は、本発明の特許請求の範囲に属すると言わなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明は、半導体製造用のデボンディング装置及びその方法に利用されうる。
【符号の説明】
【００９７】
１０  キャリアウェーハ
２０  チップスタックアセンブリー
２１  チップ
２２ａ、２２ｂ  バンプ
３０  臨時粘着剤層
１１０  ステージ
１２０  チャック
１３０  アップ／ダウン駆動ユニット
１３５  ロードセル
１４０  摺動ユニット
１５０  回動ユニット
１６０  コントローラ
１７０  キャビネット
【図２】
2012195566.tif 000003
【図３】
2012195566.tif 000004
【図１】
2012195566.tif 000005
【図４】
2012195566.tif 000006
【図５】
2012195566.tif 000007
【図６】
2012195566.tif 000008
【図７】
2012195566.tif 000009
【図８】
2012195566.tif 000010
【図９】
2012195566.tif 000011
【図１０】
2012195566.tif 000012