KR20210112737A - 다이 이송 모듈 및 이를 포함하는 다이 본딩 장치 - Google Patents
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Abstract
다이 본딩 장치가 개시된다. 상기 다이 본딩 장치는, 다이를 픽업하여 이송하기 위한 다이 이송 모듈과, 상기 다이 이송 모듈에 의해 이송된 상기 다이를 기판 상에 본딩하기 위한 다이 본딩 모듈을 포함한다. 상기 다이 이송 모듈은, 상기 다이의 전면과 접촉되지 않도록 상기 다이를 비접촉 방식으로 픽업하기 위한 비접촉 피커와, 상기 비접촉 피커에 의해 픽업된 다이를 전달받고 상기 다이의 전면이 아래를 향하도록 상기 다이를 반전시키기 위한 플리퍼와, 상기 반전된 다이를 비접촉 방식으로 지지하기 위한 비접촉 다이 스테이지와, 상기 비접촉 다이 스테이지 상의 상기 다이를 기 설정된 위치에 정렬하기 위한 정렬 유닛를 포함한다. 상기 다이 본딩 모듈은 상기 비접촉 다이 스테이지 상에서 위치 정렬된 상기 다이를 픽업하여 상기 기판 상에 본딩한다.
Description
본 발명의 실시예들은 다이 이송 모듈과 이를 포함하는 다이 본딩 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 반도체 장치의 제조 공정에서 다이싱 공정에 의해 개별화된 다이들을 픽업하여 이송하기 위한 다이 이송 모듈과, 상기 다이 이송 모듈에 의해 이송된 다이를 인쇄회로기판, 리드 프레임, 반도체 웨이퍼 등의 기판 상에 본딩하기 위한 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 개별화될 수 있으며, 상기 다이싱 공정을 통해 개별화된 다이들은 다이 본딩 공정을 통해 리드 프레임, 인쇄회로기판, 반도체 웨이퍼와 같은 기판 상에 본딩될 수 있다.
상기 다이 본딩 공정을 수행하기 위한 장치는 상기 다이들로 분할된 웨이퍼로부터 상기 다이들을 픽업하여 이송하기 위한 다이 이송 모듈과 상기 이송된 다이를 기판 상에 본딩하기 위한 다이 본딩 모듈을 포함할 수 있다. 상기 다이 이송 모듈은, 상기 웨이퍼를 지지하는 스테이지 유닛과, 상기 스테이지 유닛에 지지된 웨이퍼로부터 선택적으로 다이를 분리시키기 위한 다이 이젝터와, 상기 웨이퍼로부터 상기 다이를 픽업하여 이송하기 위한 피커와, 상기 이송된 다이를 지지하기 위한 다이 스테이지 등을 포함할 수 있으며, 상기 다이 본딩 모듈은, 상기 기판을 지지하기 위한 기판 스테이지와, 상기 다이 스테이지 상의 다이를 픽업하여 상기 기판 상에 본딩하기 위한 본딩 헤드를 포함할 수 있다.
최근 반도체 소자들의 집적도가 증가함에 따라 상기 다이 상의 패드 피치가 점차 감소되고 있으며, 이에 따라 상기 다이 본딩 공정에서 상기 기판 상에 본딩되는 상기 다이의 전면 부위 오염이 해결되어야 할 과제로서 부각되고 있다. 특히, 적층형 반도체 소자의 제조를 위한 TSV(Through Silicon Via) 본딩 공정의 경우 상기 다이의 전면 상에는 복수의 전극 패드들이 배치될 수 있으며, 상기 피커에 의해 상기 웨이퍼로부터 픽업되는 과정에서 접촉에 의한 오염 문제가 발생될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 다이의 픽업 및 이송 과정에서 상기 다이의 오염을 방지할 수 있는 다이 이송 모듈과 이를 포함하는 다이 본딩 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 다이 이송 모듈은, 다이의 전면과 접촉되지 않도록 상기 다이를 비접촉 방식으로 픽업하기 위한 비접촉 피커와, 상기 비접촉 피커에 의해 픽업된 다이를 전달받고 상기 다이의 전면이 아래를 향하도록 상기 다이를 반전시키기 위한 플리퍼와, 상기 반전된 다이를 비접촉 방식으로 지지하기 위한 비접촉 다이 스테이지와, 상기 비접촉 다이 스테이지 상의 상기 다이를 기 설정된 위치에 정렬하기 위한 정렬 유닛을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 비접촉 피커는, 초음파 진동을 이용하여 상기 다이를 밀어내는 척력을 제공하는 초음파 진동 유닛과, 상기 다이가 비접촉 상태로 유지되도록 진공압을 이용하여 상기 다이에 흡인력을 제공하는 진공 척을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 초음파 진동 유닛은, 상기 초음파 진동을 발생시키기 위한 초음파 발진기와, 상기 초음파 진동을 전달하기 위한 혼과, 상기 혼의 단부에 연결되며 상기 초음파 진동에 의해 진동하는 진동판을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 진공 척은, 상기 진동판을 감싸도록 구성되고 상기 다이의 전면과 마주하는 하부면을 가질 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 진동판은 사각 플레이트 형태를 갖고, 상기 진공 척은 상기 진동판을 감싸는 사각 링 형태를 가질 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 진공 척은, 상기 다이의 전면과 마주하는 하부면과, 상기 진공압을 제공하기 위한 진공홀들과, 상기 다이의 전면과 상기 하부면 사이에 에어를 공급하기 위한 에어홀들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 비접촉 다이 스테이지는, 초음파 진동을 이용하여 상기 다이를 부상시키기 위한 척력을 제공하는 초음파 진동 유닛과, 상기 다이가 부상된 상태로 유지되도록 진공압을 이용하여 상기 다이에 흡인력을 제공하는 진공 스테이지를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 비접촉 다이 스테이지의 상기 초음파 진동 유닛은, 상기 초음파 진동을 발생시키기 위한 초음파 발진기와, 상기 초음파 진동을 전달하기 위한 혼과, 상기 혼의 단부에 연결되며 상기 초음파 진동에 의해 진동하는 진동판을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 진공 스테이지는, 상기 진동판이 배치되는 개구와, 상기 다이의 전면과 마주하는 상부면을 가질 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 진공 스테이지는, 상기 개구를 감싸도록 링 형태로 배치되는 진공홀들을 가질 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 진공 스테이지는, 상기 진공홀들 사이에 배치되며 상기 다이의 전면과 상기 상부면 사이에 에어를 공급하기 위한 에어홀들을 가질 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 다이 이송 모듈은, 상기 플리퍼를 상기 비접촉 다이 스테이지를 향하여 이동시키는 플리퍼 구동부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 정렬 유닛은, 상기 비접촉 다이 스테이지 상의 상기 다이의 측면들과 마주하도록 배치되는 정렬 부재들과, 상기 다이의 크기에 따라 상기 정렬 부재들의 위치를 조절하기 위한 위치 조절부들을 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 다이 본딩 장치는, 다이를 픽업하여 이송하기 위한 다이 이송 모듈과, 상기 다이 이송 모듈에 의해 이송된 상기 다이를 기판 상에 본딩하기 위한 다이 본딩 모듈을 포함할 수 있으며, 상기 다이 이송 모듈은, 상기 다이의 전면과 접촉되지 않도록 상기 다이를 비접촉 방식으로 픽업하기 위한 비접촉 피커와, 상기 비접촉 피커에 의해 픽업된 다이를 전달받고 상기 다이의 전면이 아래를 향하도록 상기 다이를 반전시키기 위한 플리퍼와, 상기 반전된 다이를 비접촉 방식으로 지지하기 위한 비접촉 다이 스테이지와, 상기 비접촉 다이 스테이지 상의 상기 다이를 기 설정된 위치에 정렬하기 위한 정렬 유닛를 포함하고, 상기 다이 본딩 모듈은 상기 비접촉 다이 스테이지 상에서 위치 정렬된 상기 다이를 픽업하여 상기 기판 상에 본딩할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 다이는 상기 비접촉 피커에 의해 픽업되어 이송될 수 있으며, 상기 플리퍼에 의해 반전된 후 상기 비접촉 다이 스테이지 상에 놓여질 수 있고, 상기 비접촉 다이 스테이지 상에서 상기 정렬 유닛에 의해 정렬될 수 있다. 상기와 같이 다이의 픽업 및 이송 과정에서 상기 다이의 전면 부위에 대한 접촉이 방지될 수 있으며, 이에 따라 접촉에 의한 오염이 충분히 방지될 수 있고, 아울러 다이 본딩 공정에서 다이 오염에 의한 불량이 크게 감소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 이송 모듈과 이를 포함하는 다이 본딩 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 다이 이송 모듈을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 비접촉 피커의 일 예를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 진공 척의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 저면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 비접촉 다이 스테이지의 일 예를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 진공 스테이지의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 7은 도 2에 도시된 정렬 유닛의 일 예를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 다이 이송 모듈을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 비접촉 피커의 일 예를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 진공 척의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 저면도이다.
도 5는 도 2에 도시된 비접촉 다이 스테이지의 일 예를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 진공 스테이지의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 7은 도 2에 도시된 정렬 유닛의 일 예를 설명하기 위한 개략적인 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 이송 모듈과 이를 포함하는 다이 본딩 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이며, 도 2는 도 1에 도시된 다이 이송 모듈을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 장치(10)는 반도체 장치의 제조 공정에서 다이싱 공정에 의해 개별화된 다이들(22)을 픽업하여 리드 프레임, 인쇄회로기판, 반도체 웨이퍼 등의 기판(30) 상에 본딩하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 다이 본딩 장치(10)는 다이(22)를 픽업하여 이송하기 위한 다이 이송 모듈(100)과, 상기 다이 이송 모듈(100)에 의해 이송된 다이(22)를 상기 기판(30) 상에 본딩하기 위한 다이 본딩 모듈(700)을 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 다이 이송 모듈(100)은 다이싱 공정에 의해 개별화된 복수의 다이들(22)을 포함하는 웨이퍼(20)로부터 다이(22)를 픽업하여 이송할 수 있다.
상기 웨이퍼(20)는 상기 다이들(22)이 다이싱 테이프(24) 상에 부착된 상태로 제공될 수 있다. 특히, 상기 다이들(22)의 전면이 위를 향하도록 상기 다이들(22)의 후면이 상기 다이싱 테이프(24) 상에 부착될 수 있으며, 상기 다이싱 테이프(24)는 대략 원형 링 형태를 갖는 마운트 프레임(26)에 장착될 수 있다.
상기 다이 이송 모듈(100)은 상기 웨이퍼(20)를 지지하는 웨이퍼 스테이지(110)와, 상기 다이싱 테이프(24) 아래에 배치되며 상기 다이(22)를 상기 다이싱 테이프(24)로부터 분리시키는 다이 이젝터(200)와, 상기 다이(22)의 전면 부위 오염을 방지하기 위하여 상기 다이(22)의 전면과 접촉되지 않도록 상기 다이(22)를 비접촉 방식으로 픽업하기 위한 비접촉 피커(300)와, 상기 비접촉 피커(300)에 의해 픽업된 다이(22)를 전달받고 상기 다이(22)의 전면이 아래를 향하고 상기 다이(22)의 후면이 위를 향하도록 상기 다이(22)를 반전시키는 플리퍼(400; flipper)와, 상기 반전된 다이(22)를 비접촉 방식으로 지지하기 위한 비접촉 다이 스테이지(500)와, 상기 비접촉 다이 스테이지(500) 상의 상기 다이(22)를 기 설정된 위치에 정렬하기 위한 정렬 유닛(600)을 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 웨이퍼 스테이지(110) 상에는 상기 다이싱 테이프(24)를 지지하기 위한 서포트 링(112)이 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 서포트 링(112)은 상기 다이들(22)과 상기 마운트 프레임(26) 사이에서 상기 다이싱 테이프(24)를 지지할 수 있다. 또한, 상기 웨이퍼 스테이지(110) 상에는 상기 마운트 프레임(26)을 파지하기 위한 클램프들(114)이 배치될 수 있다. 상기 클램프들(114)은 클램프 구동부(미도시)에 의해 하방으로 이동될 수 있으며, 이에 의해 상기 다이들(22)의 픽업이 용이하도록 상기 다이싱 테이프(24)가 충분히 확장될 수 있다.
상기 웨이퍼 스테이지(110) 상에 지지된 상기 다이싱 테이프(24)의 아래에는 상기 다이들(22)을 상기 다이싱 테이프(24)로부터 분리시키기 위한 다이 이젝터(200)가 배치될 수 있다. 일 예로서, 상기 다이 이젝터(200)는 이젝터 핀들을(미도시)을 이용하여 픽업하고자 하는 다이(22)를 상승시킴으로써 상기 다이(22)를 상기 다이싱 테이프(24)로부터 분리시킬 수 있으며, 상기 다이(22)가 상승된 후 상기 비접촉 피커(300)가 하강하여 상기 다이(22)를 비접촉 방식으로 지지할 수 있다. 상기 다이(22)가 상기 비접촉 피커(300)에 의해 지지된 후 상기 이젝터 핀들이 하강할 수 있으며, 이에 의해 상기 다이(22)가 상기 다이싱 테이프(24)로부터 완전히 분리될 수 있다.
상기 비접촉 피커(300)는 피커 구동부(302)에 의해 수직 및 수평 방향으로 이동될 수 있으며, 상기 비접촉 피커(300)에 의해 픽업 및 이송된 상기 다이(22)는 상기 플리퍼(400)에 전달될 수 있다.
상기 플리퍼(400)는 상기 다이(22)의 후면을 진공 흡착하기 위한 진공 핸드(410)와, 상기 진공 핸드(410)를 회전시키기 위한 회전 구동부(420)와, 상기 진공 핸드(410)를 상기 비접촉 다이 스테이지(500)를 향하여 이동시키기 위한 플리퍼 구동부(430)를 포함할 수 있다. 상기 비접촉 피커(300)에 의해 픽업된 상기 다이(22)는 상기 진공 핸드(410) 상에 놓여질 수 있으며, 상기 진공 핸드(410)에 의해 반전 및 이동된 후 상기 비접촉 다이 스테이지(500) 상에 놓여질 수 있다. 도시되지는 않았으나, 상기 진공 핸드(410)는 상기 다이(22)의 후면을 진공 흡착하기 위한 진공홀들(미도시)을 구비할 수 있으며, 상기 플리퍼 구동부(430)는 상기 다이(22)의 전달을 위해 상기 진공 핸드(410)를 수직 및 수평 방향으로 이동시킬 수 있다.
상기 다이 본딩 모듈(700)은 상기 기판(30)을 지지하기 위한 기판 스테이지(710)와, 상기 비접촉 다이 스테이지(500)로부터 상기 다이(22)를 픽업하여 상기 기판(30) 상에 본딩하기 위한 본딩 헤드(720)와, 상기 다이(22)의 픽업 및 본딩을 위해 상기 본딩 헤드(720)를 수직 및 수평 방향으로 이동시키기 위한 헤드 구동부(미도시)를 포함할 수 있다. 상세히 도시되지는 않았으나, 상기 본딩 헤드(720)는 상기 반전된 상태로 상기 비접촉 다이 스테이지(500) 상에 놓여진 상기 다이(22)의 후면을 진공 흡착하기 위한 본딩 툴(미도시)을 구비할 수 있으며, 상기 본딩 툴은 상기 다이(22)의 후면을 진공 흡착하기 위한 진공홀들(미도시)을 구비할 수 있다.
상술한 바와 같이 상기 비접촉 피커(300)는 상기 다이(22)의 전면과 접촉되지 않도록 상기 다이(22)를 픽업하고, 상기 플리퍼(400)는 상기 다이(22)의 후면을 진공 흡착하여 상기 다이(22)를 반전시키며, 상기 비접촉 다이 스테이지(500)는 상기 다이(22)의 전면과 접촉되지 않도록 상기 다이(22)를 지지할 수 있다. 따라서, 상기 다이(22)의 픽업 및 이송 과정에서 상기 다이(22)의 전면 오염이 충분히 방지될 수 있으며, 이에 따라 오염에 의한 본딩 불량을 충분히 감소시킬 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 비접촉 피커의 일 예를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 비접촉 피커(300)는, 초음파 진동을 이용하여 상기 다이(22)를 밀어내는 척력을 제공하는 초음파 진동 유닛(310)과, 상기 다이(22)가 비접촉 상태로 유지되도록 진공압을 이용하여 상기 다이(22)에 흡인력을 제공하는 진공 척(320)을 포함할 수 있다. 상기 초음파 진동 유닛(310)은 초음파 진동의 주기적인 공기 압축 효과를 이용하여 상기 다이(22)를 밀어내는 척력을 제공할 수 있다. 상기 다이(22)는 상기 초음파 진동 유닛(310)에 의해 제공되는 상기 척력과 상기 진공 척(320)에 의해 제공되는 상기 흡인력에 의해 상기 초음파 진동 유닛(310) 및 상기 진공 척(320)으로부터 소정 간격 이격된 상태로 유지될 수 있다.
일 예로서, 상기 초음파 진동 유닛(310)은, 상기 초음파 진동을 발생시키기 위한 초음파 발진기(312)와, 상기 초음파 진동을 증폭하여 전달하기 위한 혼(314)과, 상기 혼(314)과 연결되며 상기 초음파 진동에 의해 진동하는 진동판(316)을 포함할 수 있다. 일 예로서, 상세히 도시되지는 않았으나, 상기 초음파 발진기(312)는 한 쌍의 압전 소자들을 포함할 수 있으며, 초음파 진동 발생을 위해 상기 압전 소자들에 교번 전압이 인가될 수 있다. 상기 혼(314)은 초음파 진동의 증폭을 위해 대략 원추형으로 구성될 수 있으며, 상기 혼(314)의 단부에 상기 진동판(316)이 장착될 수 있다.
상기 진동판(316)의 하부면과 상기 진공 척(320)의 하부면은 상기 다이(22)의 전면과 마주하도록 배치될 수 있다. 일 예로서, 상기 진동판(316)은 사각 플레이트 형태를 갖고, 상기 진공 척(320)은 상기 진동판(316)을 감싸는 사각 링 형태를 가질 수 있다. 상기 진공 척(320)은 상기 진공압을 제공하기 위한 진공홀들(322)을 가질 수 있으며, 상기 진공홀들(322)은 진공 이젝터 또는 진공 펌프 등과 같은 진공 소스에 연결될 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 진공 척의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 저면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 진공 척(320)은 상기 다이(22)의 전면과 상기 진공 척(320)의 하부면 사이에 에어를 공급하기 위한 에어홀들(324)을 구비할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 상기 에어홀들(324)은 상기 에어를 공급하기 위한 에어 소스(미도시)와 연결될 수 있으며, 상기 에어홀들(324)로부터 공급된 에어는 상기 진공홀들(322)에 의해 흡입될 수 있다. 특히, 상기 에어홀들(324)과 상기 진공홀들(322) 사이의 에어 흐름에 의해 음압이 형성될 수 있으며, 상기 음압에 의해 상기 다이(22)를 유지하기 위한 흡인력이 상기 다이(22)에 인가될 수 있다. 일 예로서, 상기 에어홀들(324)은 상기 진공홀들(322) 사이에 배치될 수 있다. 그러나, 상기 에어홀들(324)과 상기 진공홀들(322)의 배치는 다양하게 변경 가능하므로 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않을 것이다.
도 5는 도 2에 도시된 비접촉 다이 스테이지의 일 예를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 비접촉 다이 스테이지(500)는, 초음파 진동을 이용하여 상기 다이(22)를 부상시키기 위한 척력을 제공하는 초음파 진동 유닛(510)과, 상기 다이(22)가 부상된 상태로 유지되도록 진공압을 이용하여 상기 다이(22)에 흡인력을 제공하는 진공 스테이지(520)를 포함할 수 있다.
일 예로서, 상기 초음파 진동 유닛(510)은, 상기 초음파 진동을 발생시키기 위한 초음파 발진기(512)와, 상기 초음파 진동을 증폭하여 전달하기 위한 혼(514)과, 상기 혼(514)의 단부에 연결되며 상기 초음파 진동에 의해 진동하는 진동판(516)을 포함할 수 있다. 상기 진공 스테이지(520)는 상기 진동판(516)이 배치되는 개구(522)를 가질 수 있으며, 상기 다이(22)의 전면이 상기 진동판(516)과 상기 진공 스테이지(520)의 상부면과 마주하도록 놓여질 수 있다. 일 예로서, 상기 진동판(516)은 사각 플레이트 형태를 가질 수 있으며, 상기 개구(522) 또한 사각 형태를 가질 수 있다. 또한, 상기 진공 스테이지(520)는 상기 개구(522)를 감싸도록 사각 링 형태로 배치되는 진공홀들(524)을 구비할 수 있다.
도 6은 도 5에 도시된 진공 스테이지의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 6을 참조하면, 상기 진공 스테이지(520)는 상기 다이(22)의 전면과 상기 진공 스테이지(520)의 상부면 사이에 에어를 공급하기 위한 에어홀들(526)을 구비할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 상기 에어홀들(526)은 상기 에어를 공급하기 위한 에어 소스(미도시)와 연결될 수 있으며, 상기 에어홀들(526)로부터 공급된 에어는 상기 진공홀들(524)에 의해 흡입될 수 있다. 특히, 상기 에어홀들(526)과 상기 진공홀들(524) 사이의 에어 흐름에 의해 음압이 형성될 수 있으며, 상기 음압에 의해 상기 다이(22)를 부상된 상태로 유지하기 위한 흡인력이 상기 다이(22)에 인가될 수 있다. 일 예로서, 상기 에어홀들(526)은 상기 진공홀들(524) 사이에 배치될 수 있다. 그러나, 상기 에어홀들(526)과 상기 진공홀들(524)의 배치는 다양하게 변경 가능하므로 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않을 것이다.
다시 도 1을 참조하면, 상기 정렬 유닛(600)은 상기 비접촉 다이 스테이지(500) 상에서 상기 다이(22)를 기 설정된 위치에 정렬하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 정렬 유닛(600)은 상기 진동판(516)의 중심과 상기 다이(22)의 중심이 서로 대응하도록 그리고 상기 다이(22)가 놓여진 방향이 기 설정된 방향과 일치하도록 상기 다이(22)를 정렬할 수 있다.
도 7은 도 2에 도시된 정렬 유닛의 일 예를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 7을 참조하면, 상기 정렬 유닛(600)은, 상기 비접촉 다이 스테이지(500) 상의 상기 다이(22)의 측면들과 마주하도록 배치되는 정렬 부재들(610)과, 상기 다이(22)의 크기에 따라 상기 정렬 부재들(610)의 위치를 조절하기 위한 위치 조절부들(620)을 포함할 수 있다.
일 예로서, 상기 정렬 부재들(610)은 상기 다이(22)의 측면들과 각각 마주하도록 배치될 수 있으며, 상기 위치 조절부들(620)은 상기 정렬 부재들(610)을 상기 비접촉 다이 스테이지(500)의 중심을 향하여 또는 상기 비접촉 다이 스테이지(500)의 중심으로부터 멀어지는 방향으로 상기 정렬 부재들(610)을 이동시킬 수 있다. 일 예로서, 상기 위치 조절부들(620)은 리니어 모터 또는 공압 실린더 등을 이용하여 구성될 수 있다.
한편, 상기 초음파 진동 유닛(510)은 주기적인 공기 압축 효과를 통해 상기 다이(22)의 부상을 위한 척력 뿐만 아니라 상기 다이(22)의 전면에 평행한 방향 즉 수평 방향으로 상기 다이(22)에 지지력을 제공할 수 있으므로 상기 다이(22)의 오정렬 정도가 크지 않은 경우 상기 초음파 진동에 의해 자동으로 상기 다이(22)의 정렬이 이루어질 수 있다. 아울러, 상기 진공홀들(524)에 의해 제공되는 흡인력에 의해 상기 다이(22)의 각도 정렬 또한 소정 범위 내에서 자동으로 이루어질 수 있다.
따라서, 상기 정렬 부재들(610)은 상기 다이(22)의 측면들에 밀착될 필요가 없으며, 상기 다이(22)와 상기 정렬 부재들(610) 사이의 접촉에 의한 오염이 감소될 수 있다. 즉, 서로 마주하는 정렬 부재들(610) 사이의 간격은 상기 다이(22)의 폭보다 넓게 구성될 수 있다. 예를 들면, 도시된 바와 같이 X축 방향으로 상기 정렬 부재들(610) 사이의 간격은 X축 방향으로 상기 다이(22)의 폭보다 넓을 수 있으며, Y축 방향으로 상기 정렬 부재들(610) 사이의 간격은 Y축 방향으로 상기 다이(22)의 폭보다 넓을 수 있다. 일 예로서, 상기 다이(22)의 측면들과 상기 정렬 부재들(610) 사이의 간격은 약 1mm 이내로 설정될 수 있다.
상기 정렬 부재들(610)은 상기 비접촉 다이 스테이지(500) 상에 놓여진 다이(22)의 오정렬 정도가 상대적으로 큰 경우 상기 다이(22)를 상기 비접촉 다이 스테이지(500)의 중심을 향하여 상기 다이(22)를 밀어줄 수 있으며, 상기 비접촉 다이 스테이지(500)의 중심 방향으로 이동된 다이(22)는 상기 초음파 진동에 의해 수평 방향으로 제공되는 지지력에 의해 상기 비접촉 다이 스테이지(500) 상에서 정렬될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 다이(22)는 상기 비접촉 피커(300)에 의해 픽업되어 이송될 수 있으며, 상기 플리퍼(400)에 의해 반전된 후 상기 비접촉 다이 스테이지(500) 상에 놓여질 수 있고, 상기 비접촉 다이 스테이지(500) 상에서 상기 정렬 유닛(600)에 의해 정렬될 수 있다. 상기와 같이 다이(22)의 픽업 및 이송 과정에서 상기 다이(22)의 전면 부위에 대한 접촉이 방지될 수 있으며, 이에 따라 접촉에 의한 오염이 충분히 방지될 수 있고, 아울러 다이 본딩 공정에서 다이(22) 오염에 의한 불량이 크게 감소될 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 : 다이 본딩 장치
20 : 웨이퍼
22 : 다이 24 : 다이싱 테이프
30 : 기판 100 : 다이 이송 모듈
110 : 웨이퍼 스테이지 200 : 다이 이젝터
300 : 비접촉 피커 302 : 피커 구동부
310 : 초음파 진동 유닛 312 : 초음파 발진기
314 : 혼 316 : 진동판
320 : 진공 척 322 : 진공홀
324 : 에어홀 400 : 플리퍼
410 : 진공 핸드 420 : 회전 구동부
430 : 플리퍼 구동부 500 : 비접촉 다이 스테이지
510 : 초음파 진동 유닛 512 : 초음파 발진기
514 : 혼 516 : 진동판
520 : 진공 스테이지 522 : 개구
524 : 진공홀 526 : 에어홀
600 : 정렬 유닛 610 : 정렬 부재
620 : 위치 조절부 700 : 다이 본딩 모듈
710 : 기판 스테이지 720 : 본딩 헤드
22 : 다이 24 : 다이싱 테이프
30 : 기판 100 : 다이 이송 모듈
110 : 웨이퍼 스테이지 200 : 다이 이젝터
300 : 비접촉 피커 302 : 피커 구동부
310 : 초음파 진동 유닛 312 : 초음파 발진기
314 : 혼 316 : 진동판
320 : 진공 척 322 : 진공홀
324 : 에어홀 400 : 플리퍼
410 : 진공 핸드 420 : 회전 구동부
430 : 플리퍼 구동부 500 : 비접촉 다이 스테이지
510 : 초음파 진동 유닛 512 : 초음파 발진기
514 : 혼 516 : 진동판
520 : 진공 스테이지 522 : 개구
524 : 진공홀 526 : 에어홀
600 : 정렬 유닛 610 : 정렬 부재
620 : 위치 조절부 700 : 다이 본딩 모듈
710 : 기판 스테이지 720 : 본딩 헤드
Claims (14)
- 다이의 전면과 접촉되지 않도록 상기 다이를 비접촉 방식으로 픽업하기 위한 비접촉 피커;
상기 비접촉 피커에 의해 픽업된 다이를 전달받고 상기 다이의 전면이 아래를 향하도록 상기 다이를 반전시키기 위한 플리퍼;
상기 반전된 다이를 비접촉 방식으로 지지하기 위한 비접촉 다이 스테이지; 및
상기 비접촉 다이 스테이지 상의 상기 다이를 기 설정된 위치에 정렬하기 위한 정렬 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 이송 모듈. - 제1항에 있어서, 상기 비접촉 피커는,
초음파 진동을 이용하여 상기 다이를 밀어내는 척력을 제공하는 초음파 진동 유닛과,
상기 다이가 비접촉 상태로 유지되도록 진공압을 이용하여 상기 다이에 흡인력을 제공하는 진공 척을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 이송 모듈. - 제2항에 있어서, 상기 초음파 진동 유닛은,
상기 초음파 진동을 발생시키기 위한 초음파 발진기와,
상기 초음파 진동을 전달하기 위한 혼과,
상기 혼의 단부에 연결되며 상기 초음파 진동에 의해 진동하는 진동판을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 이송 모듈. - 제3항에 있어서, 상기 진공 척은,
상기 진동판을 감싸도록 구성되고 상기 다이의 전면과 마주하는 하부면을 갖는 것을 특징으로 하는 다이 이송 모듈. - 제3항에 있어서, 상기 진동판은 사각 플레이트 형태를 갖고,
상기 진공 척은 상기 진동판을 감싸는 사각 링 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 다이 이송 모듈. - 제2항에 있어서, 상기 진공 척은,
상기 다이의 전면과 마주하는 하부면과,
상기 진공압을 제공하기 위한 진공홀들과,
상기 다이의 전면과 상기 하부면 사이에 에어를 공급하기 위한 에어홀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 이송 모듈. - 제1항에 있어서, 상기 비접촉 다이 스테이지는,
초음파 진동을 이용하여 상기 다이를 부상시키기 위한 척력을 제공하는 초음파 진동 유닛과,
상기 다이가 부상된 상태로 유지되도록 진공압을 이용하여 상기 다이에 흡인력을 제공하는 진공 스테이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 이송 모듈. - 제7항에 있어서, 상기 초음파 진동 유닛은,
상기 초음파 진동을 발생시키기 위한 초음파 발진기와,
상기 초음파 진동을 전달하기 위한 혼과,
상기 혼의 단부에 연결되며 상기 초음파 진동에 의해 진동하는 진동판을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 이송 모듈. - 제8항에 있어서, 상기 진공 스테이지는,
상기 진동판이 배치되는 개구와,
상기 다이의 전면과 마주하는 상부면을 갖는 것을 특징으로 하는 다이 이송 모듈. - 제9항에 있어서, 상기 진공 스테이지는,
상기 개구를 감싸도록 링 형태로 배치되는 진공홀들을 갖는 것을 특징으로 하는 다이 이송 모듈. - 제10항에 있어서, 상기 진공 스테이지는,
상기 진공홀들 사이에 배치되며 상기 다이의 전면과 상기 상부면 사이에 에어를 공급하기 위한 에어홀들을 갖는 것을 특징으로 하는 다이 이송 모듈. - 제1항에 있어서, 상기 플리퍼를 상기 비접촉 다이 스테이지를 향하여 이동시키는 플리퍼 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 이송 모듈.
- 제1항에 있어서, 상기 정렬 유닛은,
상기 비접촉 다이 스테이지 상의 상기 다이의 측면들과 마주하도록 배치되는 정렬 부재들과,
상기 다이의 크기에 따라 상기 정렬 부재들의 위치를 조절하기 위한 위치 조절부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 이송 모듈. - 다이를 픽업하여 이송하기 위한 다이 이송 모듈; 및
상기 다이 이송 모듈에 의해 이송된 상기 다이를 기판 상에 본딩하기 위한 다이 본딩 모듈을 포함하되,
상기 다이 이송 모듈은,
상기 다이의 전면과 접촉되지 않도록 상기 다이를 비접촉 방식으로 픽업하기 위한 비접촉 피커와, 상기 비접촉 피커에 의해 픽업된 다이를 전달받고 상기 다이의 전면이 아래를 향하도록 상기 다이를 반전시키기 위한 플리퍼와, 상기 반전된 다이를 비접촉 방식으로 지지하기 위한 비접촉 다이 스테이지와, 상기 비접촉 다이 스테이지 상의 상기 다이를 기 설정된 위치에 정렬하기 위한 정렬 유닛를 포함하고,
상기 다이 본딩 모듈은 상기 비접촉 다이 스테이지 상에서 위치 정렬된 상기 다이를 픽업하여 상기 기판 상에 본딩하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
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| KR1020200028154A KR102377825B1 (ko) | 2020-03-06 | 2020-03-06 | 다이 이송 모듈 및 이를 포함하는 다이 본딩 장치 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11990445B2 (en) | 2018-09-11 | 2024-05-21 | Pyxis Cf Pte. Ltd. | Apparatus and method for semiconductor device bonding |
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| KR20120051025A (ko) * | 2009-07-22 | 2012-05-21 | 침머만 ＆ 쉴프 한트하붕스테히닉 게엠베하 | 비접촉 진공 그리퍼 |
| KR101474839B1 (ko) * | 2013-12-11 | 2014-12-19 | 강창수 | 이격거리 유지타입 기판 얼라인 장치 |
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| KR20170108786A (ko) * | 2016-03-17 | 2017-09-27 | 파스포드 테크놀로지 주식회사 | 다이 본더 및 본딩 방법 |
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| KR20190043726A (ko) * | 2017-10-19 | 2019-04-29 | 세메스 주식회사 | 다이 이송 모듈 및 이를 포함하는 다이 본딩 장치 |
-
2020
- 2020-03-06 KR KR1020200028154A patent/KR102377825B1/ko active IP Right Grant
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| KR102377825B1 (ko) | 2022-03-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| X091 | Application refused [patent] | ||
| AMND | Amendment | ||
| X701 | Decision to grant (after re-examination) |