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KR102225634B1 - 본딩 스테이지 및 이를 포함하는 다이 본딩 장치 - Google Patents

본딩 스테이지 및 이를 포함하는 다이 본딩 장치 Download PDF

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KR102225634B1
KR102225634B1 KR1020190086950A KR20190086950A KR102225634B1 KR 102225634 B1 KR102225634 B1 KR 102225634B1 KR 1020190086950 A KR1020190086950 A KR 1020190086950A KR 20190086950 A KR20190086950 A KR 20190086950A KR 102225634 B1 KR102225634 B1 KR 102225634B1
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KR
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upper structure
bonding
stage
unit
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KR1020190086950A
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임석택
김병근
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세메스 주식회사
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Publication date
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Abstract

다이 본딩 장치가 개시된다. 상기 다이 본딩 장치는, 기판을 지지하기 위한 본딩 스테이지와, 상기 기판 상에 다이를 본딩하기 위한 본딩 모듈을 포함한다. 상기 본딩 스테이지는, 상기 기판을 지지하기 위한 기판 스테이지와, 상기 기판 스테이지를 회전 가능하도록 지지하는 로터리 유닛과, 상기 기판의 정렬을 위해 기판 스테이지를 회전시키는 회전 구동 유닛을 포함하고, 상기 로터리 유닛은 평탄한 하부면을 갖는 상부 구조물과 상기 상부 구조물이 놓여지는 평탄한 상부면을 갖는 하부 구조물을 포함하며, 상기 하부 구조물은 상기 기판 스테이지의 회전을 위해 공기압을 이용하여 상기 상부 구조물을 부상시킨다.

Description

본딩 스테이지 및 이를 포함하는 다이 본딩 장치{Bonding stage and die bonding apparatus including the same}
본 발명의 실시예들은 본딩 스테이지 및 이를 포함하는 다이 본딩 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 반도체 장치의 제조를 위한 다이 본딩 공정에서 기판을 지지하고 상기 기판의 정렬을 위해 회전 가능하게 구성되는 본딩 스테이지 및 이를 포함하는 다이 본딩 장치에 관한 것이다.
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 다이싱 공정을 통해 개별화된 다이들은 다이 본딩 공정을 통해 인쇄회로기판, 리드 프레임 또는 반도체 웨이퍼 등과 같은 기판 상에 본딩될 수 있다.
최근 실리콘 관통 전극(Through Silicon Via; TSV)을 이용하는 적층 방식의 반도체 패키지들의 경우 반도체 소자들이 형성된 웨이퍼 상에 상기 복수의 다이들을 적층하거나 인쇄회로기판 상에 복수의 다이들을 적층함으로써 제조될 수 있다. 예를 들면, 대한민국 공개특허공보 제10-2019-0034858호 및 제10-2019-0043731호 등에는 적층형 반도체 패키지들의 제조를 위한 다이 본딩 장치들이 개시되어 있다.
상기와 같이 복수의 다이들을 적층하는 경우 기판과 다이 사이 또는 하부 다이와 상부 다이 사이의 정렬이 매우 중요하며, 상기 기판 또는 다이들의 정렬을 위해 상기 다이 본딩 장치들은 정렬을 위한 회전 구동 유닛을 구비하는 본딩 스테이지를 포함할 수 있다. 상기 본딩 스테이지는, 기판을 지지하기 위한 기판 스테이지와, 상기 기판 스테이지를 회전 가능하게 지지하는 로터리 유닛과, 상기 기판 스테이지를 회전시키기 위한 회전 구동 유닛 등을 포함할 수 있다.
일반적으로, 상기 로터리 유닛은 크로스 롤러 베어링을 이용하여 구성될 수 있다. 그러나, 상기 기판 스테이지 상의 상기 기판 가장자리 부위 상에서 본딩 공정을 수행하는 경우 상기 본딩 모듈에 의한 가압력에 의해 상기 기판 스테이지가 기울어질 수 있으며, 이에 따라 상기 기판과 다이 또는 상기 다이들 사이의 정렬이 어긋날 수 있다. 결과적으로, 상하 본딩 패드들 사이의 전기적인 연결이 정상적으로 이루어지지 않는 불량이 발생될 수 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2019-0034858호 (공개일자 2019년 04월 03일) 대한민국 공개특허공보 제10-2019-0043731호 (공개일자 2019년 04월 29일)
본 발명의 실시예들은 기판 스테이지의 수평도를 일정하게 유지할 수 있는 본딩 스테이지와 이를 포함하는 다이 본딩 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 본딩 스테이지는, 다이 본딩 공정에서 기판을 지지하기 위한 기판 스테이지와, 상기 기판 스테이지를 회전 가능하도록 지지하는 로터리 유닛과, 상기 기판의 정렬을 위해 기판 스테이지를 회전시키는 회전 구동 유닛을 포함할 수 있다. 특히, 상기 로터리 유닛은 평탄한 하부면을 갖는 상부 구조물과 상기 상부 구조물이 놓여지는 평탄한 상부면을 갖는 하부 구조물을 포함하며, 상기 하부 구조물은 상기 기판 스테이지의 회전을 위해 공기압을 이용하여 상기 상부 구조물을 부상시킬 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 상부 구조물은, 상기 평탄한 하부면을 갖고 상기 하부 구조물 상에 놓여지며 디스크 형태를 갖는 로터리 부재와, 상기 로터리 부재 상에 배치되며 상기 기판 스테이지를 지지하는 서포트 플레이트를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 하부 구조물은, 상기 평탄한 상부면을 갖고 상기 로터리 부재의 하부면 상에 상기 공기압을 제공하는 부상 플레이트와, 상기 부상 플레이트 상에 배치되며 상기 상부 구조물의 회전을 가이드하기 위해 상기 로터리 부재를 감싸는 링 형태를 갖는 가이드 부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 가이드 부재는 상기 로터리 부재의 측면 상에 공기압을 제공하여 비접촉 방식으로 상기 상부 구조물의 회전을 가이드할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 하부 구조물은 상기 상부 구조물의 하부면 상에 공기를 분사하기 위한 공기 노즐들 또는 다공질 블록들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 공기 노즐들 또는 상기 다공질 블록들은 압축 공기 제공부 및 진공 제공부와 연결되며, 상기 본딩 스테이지는, 상기 상부 구조물을 부상시키기 위해 상기 공기 노즐들 또는 상기 다공질 블록들을 통해 상기 공기를 제공하거나 상기 상부 구조물을 상기 하부 구조물 상에 고정시키기 위해 상기 공기 노즐들 또는 상기 다공질 블록들을 통해 진공을 제공하는 제어 밸브들을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 본딩 스테이지는, 상기 상부 구조물을 상기 하부 구조물 상에 고정시키기 위한 고정 유닛을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 고정 유닛은, 상기 상부 구조물의 내부에 배치되는 고정 헤드와, 상기 고정 헤드를 수직 방향으로 이동시키기 위한 수직 구동부를 포함하며, 상기 상부 구조물의 내부에는 상기 고정 헤드가 수직 방향으로 이동 가능하도록 배치되는 내부 공간이 구비되고, 상기 수직 구동부는 상기 내부 공간 아래에 위치되는 상기 상부 구조물의 하부면 부위가 상기 고정 헤드에 의해 하방으로 가압되도록 상기 고정 헤드를 하강시킬 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 수직 구동부는 상기 상부 구조물의 하부면 부위를 관통하여 상기 고정 헤드에 연결되는 공압 실린더를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 기판 스테이지의 측면 부위에는 상기 회전 구동 유닛과 연결되는 구동핀이 수직 방향으로 구비되고, 상기 회전 구동 유닛은, 상기 구동핀이 수평 방향으로 삽입되는 홈이 형성된 구동 부재와, 상기 기판 스테이지가 상기 로터리 유닛의 회전 중심축을 기준으로 회전 가능하도록 상기 구동 부재를 접선 방향으로 이동시키는 회전 구동부를 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 다이 본딩 장치는, 기판을 지지하기 위한 본딩 스테이지와, 상기 기판 상에 다이를 본딩하기 위한 본딩 모듈을 포함할 수 있다. 이때, 상기 본딩 스테이지는, 상기 기판을 지지하기 위한 기판 스테이지와, 상기 기판 스테이지를 회전 가능하도록 지지하는 로터리 유닛과, 상기 기판의 정렬을 위해 기판 스테이지를 회전시키는 회전 구동 유닛을 포함하고, 상기 로터리 유닛은 평탄한 하부면을 갖는 상부 구조물과 상기 상부 구조물이 놓여지는 평탄한 상부면을 갖는 하부 구조물을 포함하며, 상기 하부 구조물은 상기 기판 스테이지의 회전을 위해 공기압을 이용하여 상기 상부 구조물을 부상시킬 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 본딩 모듈은, 상기 기판 상에 상기 다이를 본딩하기 위한 본딩 헤드와, 상기 본딩 헤드를 수직 방향 및 수평 방향으로 이동시키기 위한 헤드 구동 유닛을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 다이 본딩 장치는, 상기 본딩 스테이지를 상기 수평 방향에 대하여 수직하는 제2 수평 방향으로 이동시키기 위한 스테이지 구동 유닛을 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 기판 스테이지 상의 기판은 상기 로터리 유닛에 의해 부상된 상태에서 정렬될 수 있으며, 상기 기판의 정렬 후 상기 로터리 유닛의 상부 구조물은 상기 하부 구조물 상에 놓여질 수 있다. 이때, 상기 상부 구조물이 평탄한 하부면을 갖고 상기 하부 구조물이 평탄한 상부면을 가지므로 상기 기판의 가장자리 부위에서 본딩 공정이 수행되는 경우에도 상기 기판 스테이지의 기울어짐을 방지할 수 있다. 특히, 상기 상부 구조물이 상기 진공 제공부 또는 상기 고정 유닛에 의해 상기 하부 구조물에 견고하게 고정될 수 있으므로 상기 기판 스테이지의 수평도를 매우 안정적으로 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 본딩 스테이지를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 상부 구조물이 하부 구조물로부터 부상된 상태를 설명하는 개략적인 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 본딩 스테이지의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 상부 구조물을 하부 구조물에 고정시키기 위한 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 회전 구동 유닛을 설명하기 위한 개략적인 확대 평면도이다.
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.
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.
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.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 장치(100)는 기판(10) 상에 다이들(20; 도 2 참조)을 본딩하기 위하여 또는 기판(10) 상에 본딩된 하부 다이 상에 상부 다이를 본딩하기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 다이 본딩 장치(100)는 인쇄회로기판, 리드 프레임 또는 반도체 웨이퍼와 같은 기판(10) 상에 다이들(20)을 본딩하거나, 상기 기판(10) 상에 기 본딩된 하부 다이 상에 상부 다이를 본딩하기 위하여 사용될 수 있다.
상기 다이 본딩 장치(100)는 상기 기판(10)을 지지하기 위한 본딩 스테이지(110)와, 상기 기판(10) 상에 상기 다이(20)를 본딩하기 위한 본딩 모듈(140)을 포함할 수 있다. 상기 본딩 모듈(140)은 상기 다이(20)를 상기 기판(10) 상에 본딩하기 위한 본딩 헤드(142)와, 상기 본딩 헤드(142)를 수직 방향 및 수평 방향으로 이동시키기 위한 헤드 구동 유닛(144)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 도시된 바와 같이 상기 헤드 구동 유닛(144)은 상기 다이(20)를 본딩하기 위하여 수직 방향으로 본딩 헤드(142)를 이동시킬 수 있으며, 아울러 상기 다이(20)를 정렬하기 위하여 상기 본딩 헤드(142)를 수평 방향, 예를 들면, Y축 방향으로 이동시킬 수 있다. 상기 다이 본딩 장치(100)는 상기 Y축 방향으로 연장하는 갠트리 구조물들(148)을 포함할 수 있으며, 상기 헤드 구동 유닛(144)은 상기 갠트리 구조물들(148) 상에서 상기 본딩 헤드(142)를 상기 Y축 방향으로 이동시킬 수 있다. 한편, 상기 본딩 헤드(142)의 하부에는 상기 다이(20)를 픽업하고 상기 기판(10) 상에 가압하기 위한 본딩 툴(146; 도 2 참조)이 배치될 수 있다.
상기 본딩 스테이지(110)는 상기 기판(10)을 정렬하기 위하여 스테이지 구동 유닛(150)에 의해 상기 수평 방향에 수직하는 제2 수평 방향으로 이동될 수 있다. 예를 들면, 상기 스테이지 구동 유닛(150)은 상기 본딩 스테이지(110)를 상기 제2 수평 방향, 예를 들면, X축 방향으로 이동시킬 수 있다.
한편, 상기 갠트리 구조물들(148) 중 하나에는 상기 기판(10) 상에 상기 다이들(20)이 본딩될 영역들을 검출하기 위한 카메라 유닛(152)이 상기 Y축 방향으로 이동 가능하게 장착될 수 있으며, 상기 갠트리 구조물들(148) 중 하나 상에는 상기 카메라 유닛(152)을 이동시키기 위한 카메라 구동부(154)가 배치될 수 있다. 또한, 상기 갠트리 구조물들(148)과 평행하게 제2 갠트리 구조물(156)이 배치될 수 있으며, 상기 제2 갠트리 구조물(156)에는 상기 기판(10) 상의 오염 물질들을 제거하기 위한 클리닝 유닛(158)이 장착될 수 있다. 상기 클리닝 유닛(158)은 상기 기판(10) 상으로 에어를 분사하고 상기 오염 물질을 흡입하여 제거할 수 있다.
도시되지는 않았으나, 상기 다이 본딩 장치(100)는 상기 다이들(20)을 공급하기 위한 다이 공급 모듈(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 다이 공급 모듈은 다이싱 테이프 상에 부착된 다이들을 픽업하여 다이 스테이지 또는 다이 셔틀로 이송할 수 있으며, 상기 본딩 모듈(140)은 상기 다이 스테이지 또는 다이 셔틀 상의 다이(20)를 픽업하여 상기 기판(10) 상에 본딩할 수 있다. 상기와 다르게, 상기 다이 공급 모듈은 상기 다이들을 제공하기 위한 캐리어 테이프로부터 상기 다이들을 공급할 수도 있다. 그러나, 상기에서 설명한 다이 본딩 장치(100)의 구성은 다양하게 변경 가능하며, 이에 따라 상기에서 설명된 다이 본딩 장치(100)의 구성에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않을 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 본딩 스테이지를 설명하기 위한 개략적인 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 상부 구조물이 하부 구조물로부터 부상된 상태를 설명하는 개략적인 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 본딩 스테이지(110)는, 상기 기판(10)을 지지하기 위한 기판 스테이지(112)와, 상기 기판 스테이지(112)를 회전 가능하게 지지하는 로터리 유닛(114)과, 상기 기판(10)의 정렬을 위해 상기 기판 스테이지(112)를 회전시키는 회전 구동 유닛()을 포함할 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 로터리 유닛(114)은, 평탄한 하부면을 갖는 상부 구조물(116)과, 상기 상부 구조물(116)이 놓여지는 평탄한 하부면을 갖는 하부 구조물(122)을 포함할 수 있으며, 상기 스테이지 구동 유닛(150)의 가동 플레이트(160) 상에 배치될 수 있다. 이때, 상기 하부 구조물(122)은 상기 기판 스테이지(112)의 회전을 위해 공기압을 이용하여 상기 상부 구조물(116)을 부상시킬 수 있다.
상기 상부 구조물(116)은, 상기 평탄한 하부면을 갖고 상기 하부 구조물(122) 상에 놓여지며 디스크 형태를 갖는 로터리 부재(118)와, 상기 로터리 부재(118) 상에 배치되며 상기 기판 스테이지(112)를 지지하는 서포트 플레이트(120)를 포함할 수 있다. 상세히 도시되지는 않았으나, 상기 기판 스테이지(112)는 상기 서포트 플레이트(120) 상에 배치되며 상기 기판(10)을 진공 흡착하기 위한 진공홀들(미도시)을 구비할 수 있다. 도시된 바에 의하면, 반도체 웨이퍼가 상기 기판(10)으로서 사용되고 있으나, 인쇄회로기판, 리드 프레임 등이 상기 기판(10)으로서 사용될 수도 있다. 이 경우, 상기 인쇄회로기판 또는 리드 프레임에 대응하는 진공 흡착 영역이 상기 기판 스테이지(112) 상에 구비될 수 있다.
상기 하부 구조물(122)은, 상기 평탄한 상부면을 갖고 상기 로터리 부재(118)의 하부면 상에 상기 공기압을 제공하는 부상 플레이트(124)와, 상기 부상 플레이트(124) 상에 배치되며 상기 상부 구조물(116)의 회전을 가이드하기 위해 상기 로터리 부재(118)를 감싸는 원형 링 형태를 갖는 가이드 부재(126)를 포함할 수 있다. 상기 하부 구조물(122)은 상기 상부 구조물(116)의 하부면 즉 상기 로터리 부재(118)의 하부면 상에 공기를 분사하기 위한 다공질 블록들(128; porous blocks)을 포함할 수 있다. 상기 다공질 블록들(128)은 상기 부상 플레이트(124)의 상부 표면 부위들 내에 배치될 수 있으며, 압축 공기를 제공하기 위한 압축 공기 제공부(132)와 연결될 수 있다.
또한, 상기 가이드 부재(126)는 상기 로터리 부재(118)의 측면 상에 공기압을 제공하여 비접촉 방식으로 상기 상부 구조물(116)의 회전을 가이드할 수 있다. 예를 들면, 상기 가이드 부재(126)의 내측면 부위들에는 제2 다공질 블록들(130)이 장착될 수 있으며, 상기 제2 다공질 블록들(130)은 상기 압축 공기 제공부(132)와 연결될 수 있다. 상기 기판(10)의 정렬이 필요한 경우, 상기 상부 구조물(116)은 상기 다공질 블록들(128)과 상기 제2 다공질 블록들(130)로부터 분사되는 공기에 의해 부상될 수 있으며, 상기와 같이 부상된 상태에서 상기 회전 구동 유닛()은 상기 기판 스테이지(112)를 회전시켜 상기 기판(10)의 각도 정렬을 수행할 수 있다.
상기와 같이 기판(10)의 정렬이 완료된 후 상기 압축 공기의 공급이 중단될 수 있으며, 상기 다공질 블록들(128)에는 상기 상부 구조물(116)을 상기 하부 구조물(122) 상에 고정시키기 위하여 진공이 제공될 수 있다. 예를 들면, 상기 다공질 블록들(128)은 진공 제공부(134)와 연결될 수 있으며, 상기 본딩 스테이지(110)는 상기 다공질 블록들(128)과 상기 제2 다공질 블록들(130)에 상기 압축 공기의 제공을 단속하고 상기 다공질 블록들(128)에 상기 진공 제공을 단속하기 위한 제어 밸브들(136)을 포함할 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 본딩 스테이지의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 로터리 유닛(114)은 상기 상부 구조물(116)을 부상시키기 위해 압축 공기를 분사하는 복수의 공기 노즐들(162)과 상기 상부 구조물(116)의 회전을 가이드하기 위해 압축 공기를 분사하는 복수의 제2 공기 노즐들(164)을 구비할 수 있다. 구체적으로, 상기 공기 노즐들(162)은 상기 부상 플레이트(124)의 상부 표면 부위들에 배치될 수 있으며 상기 압축 공기 제공부(132) 및 상기 진공 제공부(134)와 연결될 수 있다. 또한, 상기 제2 공기 노즐들(164)은 상기 가이드 부재(126)의 내측면 부위들에 배치될 수 있으며 상기 압축 공기 제공부(132)와 연결될 수 있다.
도 5는 도 2에 도시된 상부 구조물을 하부 구조물에 고정시키기 위한 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 본딩 스테이지(110)는 상기 상부 구조물(116)을 상기 하부 구조물(122)에 고정시키기 위한 고정 유닛(166)을 포함할 수 있다. 상기 고정 유닛(166)은, 상기 상부 구조물(116) 내부, 예를 들면, 상기 로터리 부재(118) 내에 배치되는 고정 헤드(168)와, 상기 고정 헤드(168)를 수직 방향으로 이동시키기 위한 수직 구동부(170)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 상부 구조물(116)의 내부 즉 상기 로터리 부재(118)의 내부에는 상기 고정 헤드(168)가 수직 방향으로 이동 가능하도록 배치되는 내부 공간(172)이 구비될 수 있으며, 상기 수직 구동부(170)는 상기 내부 공간 아래에 위치되는 상기 상부 구조물(116)의 하부면 부위가 상기 고정 헤드(168)에 의해 하방으로 가압되도록 상기 고정 헤드(168)를 하강시킬 수 있다. 일 예로서, 상기 수직 구동부(170)는 상기 상부 구조물(116)의 하부면 부위를 관통하여 상기 고정 헤드(168)에 연결되는 공압 실린더를 포함할 수 있다. 결과적으로, 상기 로터리 부재(118)의 하부면이 상기 부상 플레이트(124)의 상부면에 밀착될 수 있으며 상기 수직 구동부(170)에 의해 상기 밀착 상태가 유지될 수 있다.
도 6은 도 1에 도시된 회전 구동 유닛을 설명하기 위한 개략적인 확대 평면도이다.
도 6을 참조하면, 상기 기판 스테이지(112)의 측면 부위에는 상기 회전 구동 유닛(180)과 연결되는 구동핀(178)이 수직 방향으로 구비될 수 있으며, 상기 회전 구동 유닛(180)은, 상기 구동핀(178)이 수평 방향으로 삽입되는 홈(184)이 형성된 구동 부재(182)와, 상기 기판 스테이지(112)가 상기 로터리 유닛(114)의 회전 중심축을 기준으로 회전 가능하도록 상기 구동 부재(182)를 접선 방향으로 이동시키는 회전 구동부(186)를 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 회전 구동부(186)는 모터와 볼 스크루 등을 이용하여 구성될 수 있다. 한편, 상기 구동핀(178)이 상기 구동 부재(182)의 홈(184) 내에서 수직 방향으로 이동될 수 있으므로 상기 상부 구조물(116)이 부상되는 경우에도 상기 기판 스테이지(112)의 회전이 안정적으로 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 기판 스테이지(112) 상의 기판(10)은 상기 로터리 유닛(114)에 의해 부상된 상태에서 정렬될 수 있으며, 상기 기판(10)의 정렬 후 상기 로터리 유닛(114)의 상부 구조물(116)은 상기 하부 구조물(122) 상에 놓여질 수 있다. 이때, 상기 상부 구조물(116)이 평탄한 하부면을 갖고 상기 하부 구조물(122)이 평탄한 상부면을 가지므로 상기 기판(10)의 가장자리 부위에서 본딩 공정이 수행되는 경우에도 상기 기판 스테이지(112)의 기울어짐을 방지할 수 있다. 특히, 상기 상부 구조물(116)이 상기 진공 제공부(134) 또는 상기 고정 유닛(166)에 의해 상기 하부 구조물(122)에 견고하게 고정될 수 있으므로 상기 기판 스테이지(112)의 수평도를 매우 안정적으로 유지할 수 있다.
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.
10 : 기판 20 : 다이
100 : 다이 본딩 장치 110 : 본딩 스테이지
112 : 기판 스테이지 114 : 로터리 유닛
116 : 상부 구조물 118 : 로터리 부재
120 : 서포트 플레이트 122 : 하부 구조물
124 : 부상 플레이트 126 : 가이드 부재
128 : 다공질 블록 130 : 제2 다공질 블록
132 : 압축 공기 제공부 134 : 진공 제공부
136 : 제어 밸브 140 : 본딩 모듈
142 : 본딩 헤드 144 : 헤드 구동부
146 : 본딩 툴 148 : 갠트리 구조물
150 : 스테이지 구동부 152 : 카메라 유닛
154 : 카메라 구동부 156 : 제2 갠트리 구조물
158 : 클리닝 유닛 160 : 가동 플레이트
162 : 공기 노즐 164 : 제2 공기 노즐
166 : 고정 유닛 168 : 고정 헤드
170 : 수직 구동부 178 : 구동핀
180 : 회전 구동 유닛 182 : 구동 부재
186 : 회전 구동부

Claims (13)

  1. 다이 본딩 공정에서 기판을 지지하기 위한 기판 스테이지;
    상기 기판 스테이지를 지지하며 평탄한 하부면을 갖는 상부 구조물 및 상기 상부 구조물이 놓여지는 평탄한 상부면을 갖고 상기 기판 스테이지의 회전이 가능하도록 공기압을 이용하여 상기 상부 구조물을 부상시키는 하부 구조물을 포함하는 로터리 유닛;
    상기 기판의 정렬을 위해 상기 기판 스테이지를 회전시키는 회전 구동 유닛; 및
    상기 기판의 정렬이 수행된 후 상기 상부 구조물을 상기 하부 구조물 상에 고정시키기 위한 고정 유닛을 포함하되,
    상기 고정 유닛은 상기 상부 구조물의 내부에 배치되는 고정 헤드 및 상기 고정 헤드를 수직 방향으로 이동시키기 위한 수직 구동부를 포함하며,
    상기 상부 구조물의 내부에는 상기 고정 헤드가 수직 방향으로 이동 가능하도록 배치되는 내부 공간이 구비되고,
    상기 수직 구동부는 상기 내부 공간 아래에 위치되는 상기 상부 구조물의 하부면 부위가 상기 고정 헤드에 의해 하방으로 가압되도록 상기 고정 헤드를 하강시키는 것을 특징으로 하는 본딩 스테이지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 상부 구조물은,
    상기 평탄한 하부면을 갖고 상기 하부 구조물 상에 놓여지며 디스크 형태를 갖는 로터리 부재와,
    상기 로터리 부재 상에 배치되며 상기 기판 스테이지를 지지하는 서포트 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 스테이지.
  3. 제2항에 있어서, 상기 하부 구조물은,
    상기 평탄한 상부면을 갖고 상기 로터리 부재의 하부면 상에 상기 공기압을 제공하는 부상 플레이트와,
    상기 부상 플레이트 상에 배치되며 상기 상부 구조물의 회전을 가이드하기 위해 상기 로터리 부재를 감싸는 링 형태를 갖는 가이드 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 스테이지.
  4. 제3항에 있어서, 상기 가이드 부재는 상기 로터리 부재의 측면 상에 공기압을 제공하여 비접촉 방식으로 상기 상부 구조물의 회전을 가이드하는 것을 특징으로 하는 본딩 스테이지.
  5. 제1항에 있어서, 상기 하부 구조물은 상기 상부 구조물의 하부면 상에 공기를 분사하기 위한 공기 노즐들 또는 다공질 블록들을 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 스테이지.
  6. 제5항에 있어서, 상기 공기 노즐들 또는 상기 다공질 블록들과 연결되며 상기 상부 구조물을 부상시키기 위해 상기 공기를 제공하는 압축 공기 제공부와,
    상기 공기 노즐들 또는 상기 다공질 블록들로 제공되는 상기 공기를 단속하기 위한 제어 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 스테이지.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서, 상기 수직 구동부는 상기 상부 구조물의 하부면 부위를 관통하여 상기 고정 헤드에 연결되는 공압 실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 스테이지.
  10. 제1항에 있어서, 상기 기판 스테이지의 측면 부위에는 상기 회전 구동 유닛과 연결되는 구동핀이 수직 방향으로 구비되고,
    상기 회전 구동 유닛은,
    상기 구동핀이 수평 방향으로 삽입되는 홈이 형성된 구동 부재와,
    상기 기판 스테이지가 상기 로터리 유닛의 회전 중심축을 기준으로 회전 가능하도록 상기 구동 부재를 접선 방향으로 이동시키는 회전 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 스테이지.
  11. 기판을 지지하기 위한 본딩 스테이지; 및
    상기 기판 상에 다이를 본딩하기 위한 본딩 모듈을 포함하되,
    상기 본딩 스테이지는,
    상기 기판을 지지하기 위한 기판 스테이지와,
    상기 기판 스테이지를 지지하며 평탄한 하부면을 갖는 상부 구조물 및 상기 상부 구조물이 놓여지는 평탄한 상부면을 갖고 상기 기판 스테이지의 회전이 가능하도록 공기압을 이용하여 상기 상부 구조물을 부상시키는 하부 구조물을 포함하는 로터리 유닛과,
    상기 기판의 정렬을 위해 상기 기판 스테이지를 회전시키는 회전 구동 유닛과,
    상기 기판의 정렬이 수행된 후 상기 상부 구조물을 상기 하부 구조물 상에 고정시키기 위한 고정 유닛을 포함하되,
    상기 고정 유닛은 상기 상부 구조물의 내부에 배치되는 고정 헤드 및 상기 고정 헤드를 수직 방향으로 이동시키기 위한 수직 구동부를 포함하며,
    상기 상부 구조물의 내부에는 상기 고정 헤드가 수직 방향으로 이동 가능하도록 배치되는 내부 공간이 구비되고,
    상기 수직 구동부는 상기 내부 공간 아래에 위치되는 상기 상부 구조물의 하부면 부위가 상기 고정 헤드에 의해 하방으로 가압되도록 상기 고정 헤드를 하강시키는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 본딩 모듈은,
    상기 기판 상에 상기 다이를 본딩하기 위한 본딩 헤드와,
    상기 본딩 헤드를 수직 방향 및 수평 방향으로 이동시키기 위한 헤드 구동 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 본딩 스테이지를 상기 수평 방향에 대하여 수직하는 제2 수평 방향으로 이동시키기 위한 스테이지 구동 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
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