KR0142223B1 - 워크피스 컷팅방법 및 장치 - Google Patents
워크피스 컷팅방법 및 장치Info
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Abstract
본 발명은 크기, 형태, 량 및 위치를 검출하는 단계와, X-Y축 매트릭스상 제1검출수단으로 프레임상에 설치된 다른 크기와 형태를 갖는 워크피스의 스트로크를 컷팅해 주는 단계, 메모리상 검출된 정보를 저장해 주는 단계, 검출된 정보에 따라 제2검출수단으로 정확하게 상기 워크피스를 얼라이닝해주는 단계 및, 상기 워크피스를 자동적이고 적당하게 컷팅해주는 단계로 구성된 워크피스커트용 컷팅시스템.
Description
제1도는 본 발명의 다이싱 시스템(dicing system)의 제1실시예를 개략적으로 도시한 설명도.
제2도는 다수의 부정형(不定形) 및 무질서한 웨이퍼를 탑재한 프레임의 평면도.
제3도는 1개의 웨이퍼에 있어서, X축방향의 컷팅 스트로크를 도시하는 설명도.
제4도는 1개의 웨이퍼에 있어서, Y축방향의 컷팅 스트로크를 도시하는 설명도.
제5도는 본 발명의 다이싱 시스템의 제2실시예를 개략적으로 도시한 설명도.
제6도는 본 발명의 다이싱 시스템에 있어서의 다이싱 스텝을 도시하는 흐름도.
제7도는 본 발명의 컷팅 및 다이싱 시스템에 적용할 수 있는 워크피스의 검출수단의 다른 예를 도시하는 설명도.
제8도는 제7도에 도시된 다른 예의 단차에 의한 검출의 설명도.
제9도는 제7도에 도시된 다른 예의 검출수단의 단차에 의해 검출된 위치의 플롯을 설명하기 위한 그래프도.
*도면의 주요부분의 부호에 대한 설명
1:제어부 2:제1검출수단
3:제2검출수단 4:제1위치
5:제2위치 6,6a,6b,6c:웨이퍼
6d:워크피스 7:베이스
8:커팅수단 9:프레임
10a:지지수단 11:검출수단
A:컷팅영역
본 발명은 워크피스의 크기, 형상 및 위치를 검출하고, 검출된 정보에 따라 상기 워크피스를 적절히 컷팅해 주는 워크피스 컷팅방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 특정한 프레임에 대해 부정형 또는 무질서한 반도체 웨이퍼가 배치되는 다이싱 시스템(dicing system)을 포함하여 검출된 정보에 따라 상기 웨이퍼를 적절히 얼라인(align)해 주고, 특정한 브레이드(blade)가 설치되어 상기 웨이퍼를 적절히 컷팅해 주는 워크피스 컷팅방법 및 장치에 관한 것이다.
예를 들면, 일본국 공개특허공보 제60-244803호의 공보에 기재된 구조로 이루어진 반도체 웨이퍼와 같은 그러한 워크피스를 다이싱(컷팅)해주는 얼라이닝 시스템은 종래기술에 따른 실시예로서 일반적으로 알려져 있다.
종래기술에 따른 상기 발명은 일정한 및 형상, 예를들면 직경 5″또는 6″의 반도체 웨이퍼가 각각 하나의 프레임에 적정한 상태로 지지되고, 정규의 크기의 웨이퍼에 대해 미리 설정된 최적 얼라인먼트 스트로크(alignment stroke)에 따라 카메라로 포착된 X-Y축 매트릭스의 화소농도로 패턴매칭시켜서 얼라인먼트시키는 구성으로 되어있다.
다이싱을위해, 반도체 웨이퍼의 컷팅라인(스트리트;street)과 이것을 컷팅하는 브레이드를 정밀하게 위치맞춤을 행하는 얼라인먼트가 필요한다. 상기 얼라인먼트의 정밀도를 높이기위해서는 웨이퍼상에서 소정거리 떨어진 2개소(얼라인먼트 스트로크)에서 패턴매칭등을 행해야 한다. 그리고, 부서진 웨이퍼와 같은 부정형의 웨이퍼에 대해서는 패턴매칭이 얼라인먼트 스트로크내에서 실행되지 않는 경우도 있다. 이 경우에는 얼라인먼트 스트로크를 수동으로 변화시키지 않으면 안된다. 프레임상에 다수의 웨이퍼가 놓여있는 경우는 각각의 웨이퍼마다 얼라인먼트 스트로크를 설정해야 한다.
따라서, 상기 종래의 실시예에서는, 웨이퍼가 일정한 형태를 가지며 하나의 프레임에 하나의 웨이퍼가 적정하게 지지되어 있는 경우에 한해서 자동적으로 얼라인먼트할 수 있고, 이것이 예를들면 동일한 품종이라고 해도 형상이 다른, 예를들면 5″ 또는 6″의 워크피스가 생산라인에 제공되는 경우에, 그때마다 그것에 맞는 조건의 데이터를 수동으로 선택하지 않으면 안되고, 이 선택작업이 연속적인 자동처리에 현저한 장해가 된다.
더욱이, 값비싼 웨이퍼의 소모를 방지하기 위해, 부분적으로 부서진 웨이퍼를 사용불가능한 부분에서 사용가능한 부분을 분리시켜 칩으로 성형시키게 된다. 그러나, 이 경우에 자동컷팅이 불가능하다. 그러므로, 컷팅전에 수동으로 얼라인먼트가 먼저 실행된다. 특히, 다수의 부정형 및 무질서한 웨이퍼가 1개의 프레임에 의해 지지될 때, 각각의 웨이퍼를 자동으로 얼라인하여 컷팅하는 것이 불가능하다.
따라서, 종래기술에 따른 실시예에 있어서는, 형상이 상이한 부정형의 웨이퍼라도, 작업성의 향상을 위해 자동화에 의해 다이싱처리를 행하는 것으로 하지않으면 안되는 과제를 가지고 있다.
본 발명은 종래기술에 따른 실시예의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 워크피스의 크기, 형상 및 위치를 검출하고 검출된 정보에 따라 상기 워크피스를 적절히 컷팅해 주는 워크피스 컷팅방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
따라서, 본 발명은 적어도 하나의 워크피스를 컷팅하기 위한 방법에 있어서,
제1검출수단에 의한 컷팅 스트로크 정보와 얼라인먼트 스트로크 정보를 전개하기 위해 프레임상에서 컷팅라인을 갖는 적어도 하나의 워크피스의 크기, 형상 및 위치를 검출하는 단계;
워크피스의 검출된 크기, 형상 및 위치에 따른 컷팅 스트로크 정보와 얼라인먼트 스트로크 정보를 계산하는 단계;
얼라인먼트 스트로크 정보에 따른 얼라인먼트 정보를 제2검출수단에 의해 전개하기 위해 적어도 하나의 워크피스의 컷팅라인을 검출하는 단계;
컷팅라인과 컷팅 브레이드를 정밀하게 위치맞춤하기 위해 컷팅 스트로크 정보와 얼라인먼트 정보를 이용하여 프레임상의 적어도 하나의 워크피스를 얼라인 하는 단계; 및
컷팅 스트로크 정보와 얼라인먼트 정보에 따라 컷팅수단에 의해 프레임상의 적어도 하나의 워크피스를 컷팅하는 단계를 구비함을 특징으로 하는 워크피스 컷팅방법을 제공한다.
또한, 상기의 구성에 있어서, 프레임상의 적어도 하나의 워크피스의 크기, 형상 및 위치의 검출은 제1검출수단에 의해 검출되고, 적어도 하나의 워크피스의 컷팅라인의 검출은 제2검출수단에 의해 검출되며,
제1검출수단은 X-Y축 매트릭스상에서 적어도 하나의 워크피스의 크기, 형상 및 위치를 검출하며,
프레임은 둘 또는 그 이상의 워크피스를 지지하는 구성으로 되어있다.
본 발명은 또한, 적어도 하나의 워크피스를 컷팅하기 위한 컷팅장치에 있어서,
컷팅 스트로크 정보와 얼라인먼트 스트로크 정보를 얻기위해 컷팅될 적어도 하나의 워크피스의 크기, 형상 및 위치를 검출하기 위한 제1검출수단;
컷팅 스트로크 정보와 얼라인먼트 스트로크 정보에 따른 얼라인먼트 정보를 얻기위해 적어도 하나의 워크피스의 컷팅라인을 검출하기 위한 제2검출수단; 및
컷팅 스트로크 정보와 얼라인먼트 정보에 따라 적어도 하나의 워크피스를 컷팅하기위한 컷팅수단을 구비함을 특징으로 하는 워크피스 컷팅장치를 제공한다.
상기의 구성에 있어서, 제1검출수단과 제2검출수단은 동일한 장치내에 설치되며,
제1검출수단은 한 장치내에 설치되고 제2검출수단은 다른 장치내에 설치되며,
제1검출수단과 제2검출수단은 공통으로 만들어지는 구성으로 되어있다.
프레임상에 설치되는 웨이퍼의 크기, 형상, 수량 및 위치는 X-Y축 매트릭스(예를들면, CCD카메라의 256×256화소로 이루어진 X-Y축 매트릭스)상의 제1검출수단에 의해 검출되고, 검출된 정보는 메모리에 데이터로서 저장되므로 각 웨이퍼가 상기 데이터에 따라 제2검출수단으로 정확하게 얼라인되며, 컷팅 스트로크를 동시에 구체화할 수 있으므로 통상적인 패턴 매칭으로 얼라인할 수 있어 다른 크기와 형상에 대해 웨이퍼를 자동적이고 적정하게 컷트(다이스)할 수 있게된다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부도면에 의거 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명의 제1실시예에 관한 다이싱 시스템을 나타낸 것으로, 도면부호 1은 저장부를 포함하느 제어부로서 제1검출수단(2)과 제2검출수단(3) 및 컷팅수단(8)을 제어한다. 상기 제1검출수단(2)은 제1검출위치(4)에 설치되고, 상기 제2검출수단(3)은 제2검출위치(5)에 설치된다. 상기 제1검출위치(4)에서는워크피스인 웨이퍼(6)의 크기, 형상, 위치 및 수량을 나타내고, 상기 제2검출위치(5)에서는 상기 웨이퍼(6)를 컷트할 수 있도록 정확하게 얼라인되어진다. 예를들면, 265×256화소로 이루어진 CCD 카메라가 이들 검출수단으로 이용된다. 상기 웨이퍼(6)는 베이스 또는 테이블(7)과 같은 특정의 지지수단상에 놓여지고, 검출수단에서 얻은 정보로 이루어진 데이터에 따라 컷팅영역(A)내에서 특정한 컷팅수단, 즉 브레이드(8)로 컷트된다.
제2도에 도시된 바와같이, 웨이퍼(6)는 예를들면 3개의 웨이퍼(6a, 6b, 6c)로서 프레임(9)상에 설치된다.
이 웨이퍼(6a, 6b, 6c)는 부분적으로 쪼개져서 형상과 크기가 무질서하고 불확실하여 각 웨이퍼의 컷팅라인(a, b)이 시각적으로 배열되어 상기 프레임(9)상에 설치된다.
상기 웨이퍼(6a, 6b, 6c)를 갖는 프레임(9)은 웨이퍼의 상태가 검출되도록 제1검출위치(4)에서 제1검출수단(2)에 의해 완전히 픽업된다. 이 경우에는 상기 프레임(9)상에 설치된 웨이퍼의 크기, 형상 및 수량이 X-Y축 매트릭스상에서 검출되고, 또 컷팅라인의 대략적인 경사각(θ)은 필요에 따라 일본국 특허공개보 제60-54454호에 기재된 공지의 수단에 의해 검출되며, X-Y축 매트릭스상의 웨이퍼(6a, 6b, 6c)의 위치가 검출된다. 따라서, 전술한 바와같이 얼라인먼트 스트로크와 컷팅 스트로크에 관한 정보가 제어부(1)에 기억된다.
제2검출위치(5)에 있어서, 웨이퍼(6a, 6b, 6c)가 상기 제1검출위치(4)에서 얻어진 정보에 따라 상기 종래기술의 공지의 패턴 매칭수단에 의해 그들위치에 정확하게 얼라인되어, 얼라인먼트 정보가 검출된다.
즉, 그러한 단계는, 프레임(9)상의 웨이퍼(6a)의 컷팅 스트리트(a,b)의 X-Y축상의 변위와 경사각이 얼마인지를 정확하게 검출하고, 그러한 데이터를 정보로서 기억하고, 제1검출수단(2)에서 얻어진 정보에 의거 웨이퍼(6a)의 크기와 형상에 따라 제3도에 도시된 X축방향과 제4도에 도시된 Y축방향에서 컷팅수단(8)의 컷팅 스트로크를 검출하고, 그리고 제어부(1)에서 양쪽의 검출된 정보를 기억하는 단계로 이루어진다. 이와 마찬가지고, 다른 웨이퍼(6b, 6c)의 변위, 경사각 및 컷팅 스트로크도 검출되어 제어부(1)에 기억된다.
제1검출수단(2)은 독립한 장치로서 형성되거나, 또는 다른 장치에 설치될 수 있다. 예를들면, 제1검출수단(2)은 프레임(9)상에 웨이퍼를 설치하기 위한 장치, 소위 웨이퍼 설치장치내에 설치될 수 있고, 또는 제2검출수단(3)으로부터 함께 또는 각각 다이싱장치내에 설치될 수 있다.
제5도는 본 발명의 제2실시예에 관한 다이싱 시스템을 도식적으로 나타낸 것으로, 제1도에 도시된 제1및 제2검출수단(2, 3)은 검출수단(11)으로서 통합되고, 마찬가지로 CCD카메라가 전술한 바와같이 검출수단(11)으로서 사요될 수 있게된다. 따라서, 프레임(9)상에 설치된 웨이퍼의 크기와 형상 및 X-Y축 매트릭스(예를들면, CCD카메라의 256×256화소로 이루어진 매트릭스)상의 각 웨이퍼의 위치가 검출되어 정보로서 제어부(1)에 기억된다.
동시에, X-Y축 매트릭스상의 각 웨이퍼의 컷팅 스트리트의 경사각이 검출되고, 컷팅 스트로크도 각 웨이퍼의 컷팅 스트리트의 경사각이 검출되고, 컷팅 스트로크도 각 웨이퍼의 크기와 형상에 대응해서 검출된다. 이러한 것들은 정보 및 데이터로서 제어부(1)에 기억된다. 또, 프레임(9)이 베이스 또는 테이블(7)상에 설치되고, 컷팅영역(A)에 있어서 컷팅수단(8)에 의해 양호하게 컷팅되는 것은 상기 실시예와 같다.
상기 실시예에서는, 프레임(9)상에 설치된 1개 또는 그 이상의 웨이퍼의 크기, 형상, 위치, 수량 및 컷팅 스트리트가 X-Y축 매트릭스상에서 검출되고, 동시에 컷팅 스트로크가 웨이퍼의 크기와 형상에 대응해서 검출된다. 따라서, 컷팅(다이싱)은 이들의 정보에 따라 정확하고 확실하게 실행된다.
제6도는 본 발명의 다이싱 시스템에 관한 다이싱 단계를 설명하는 흐름도로서, 제1단계(a)에서는 프레임(9)상에 설치된 1개 또는 그 이상의 웨이퍼가 제1검출수단(2)의 제1검출위치(4)로 공급된다. 제2단계(b)에서는 웨이퍼의 상태가 제1검출위치(4)에서 제1검출수단(2)에 의해 검출된다. 즉, X-Y축 매트릭스에 대응하는 웨이퍼의 컷팅 스트리트의 크기, 형상, 위치 및 경사각이 정보로서 검출된다.
제3단계(c)에서는, 웨이퍼의 최적 얼라인먼트 스트로크와 컷팅 스트로크가 X-Y축 매트릭스에 대응하는 컷팅 스트로크의 크기, 형상, 위치 및 경사각에 관해 검출된 정보에 따라 계산된다.
제4단계(d)에서는, 상기 제2단계(b)에서 검출되고 제3단계(c)에서 계산된 데이터가 전송되어 정보로서 제어부(1)에 기억된다.
제5단계(e)에서는, 프레임(9)상의 각 웨이퍼가 제1검출수단(2)에서의 정보에 따라 최적 얼라인먼트 스트로크를 갖는 예를들면 패턴 매칭수단인 제2검출수단(3)에 의해 정확하게 얼라인되고, 얼라인먼트 정보는 제어부(1)에 기억된다.
제6단계(f)에서는, 웨이퍼는 제1검출수단(2)에 의해 얻어져서 제어부(1)에 기억된 컷팅 스트로크 정보와, 제2검출수단(3)에 의해 얻어져서 제어부(1)에 기억된 얼라인먼트 정보에 따라 컷팅영역(A)에서 컷트된다.
그리고, 제7단계(g)에서는, 컷트된 웨이퍼는 다이싱 공정이 끝난후 청소되고, 이렇게 청소된 웨이퍼를 갖는 프레임은 다음 공정으로 보내진다.
한편, 제2실시예에서는, 제2단계(b) 내지 제5단계(e)는 제1 및 제2검출수단이 통합된 1개의 검출수단(11)에 의해 실행되고, 제6단계(f)와 제7단계(g)는 상기 검출수단(11)으로 검출된 데이터에 따른 순서로 실행된다.
상기 단계들은 공급되는 프레임마다 반복된다. 따라서, 적합한 다이싱은 각 프레임상에 설치된 웨이퍼의 크기, 형상, 및 수량(1개 또는 그 이상)이 다를지라도 연속적으로 실행될 수 있다. 상기 실시예에서, 반도체 웨이퍼가워크피스로서 사용될 수 있지만, 상기 워크피스가 한정되지 않고, 예를들면, 페라이트 또는 귀금속으로 만들어진 워크피스가 동일공정에서 사용될 수 있다.
상기 실시예에서는 CCD카메라가 검출수단으로서 사용되지만, 상기 검출수단이 한정되지 않고, 예를들면 초음파 검출수단, 레이저빔 검출수단 등을 포함하는 다양한 형태의 검출수단이 사용될 수 있다.
이 경우, 워크피스의 크기, 형상 및 위치는 제7도 내지 제9도에 도시된 바와같이 초음파 또는 레이저 빔 검출수단에 의해 검출된다.
상기 검출에 대해 설명하면, 검출수단으로 주사하여(제7도) 워크피스(6d)와 이것을 지지하는 지지수단(10a)의 상면과의 단차(h)를 검출하든가, 또는 빛의 반사량의 차이를 검출하여(제8도) 워크피스(6d)와 지지수단(10a)과의 경계점(e1∼en)을 X-Y좌표축(X-Y) 매트릭스)상에 플롯(제9도)함으로써, 워크피스(6d)의 크기, 형상, 위치 등의 상태가 검출된다. 그리고, 그후에 상기 제1실시예 또는 제2실시예와 동일한 수단으로 컷팅이 수행되는 것이다.
더욱이, CCD카메라와 초음파 또는 레이저 빔 검출수단과의 조합과 같은 그러한 상이한 종류의 검출수단의 조합도, 그 조합이 본 발명의 요지에 반하지 않는한, 본 발명의 기술적 사상의 범주에 포함되는 것이다.
본 발명의 컷팅 및 다이싱 시스템은, 첫째로, 웨이퍼를 지지하기 위한 프레임과, 이 프레임에 지지된 웨이퍼의 크기, 형상 및 위치를 X-Y축 매트릭스상에서 검출하는 제1검출수단과, 이 제1검출수단으로 검출된 정보에 따라 상기 웨이퍼의 얼라인먼트를 수행하는 제2검출수단과, 이 제2검출수단으로 정보에 따라 상기 웨이퍼의 컷팅을 수행하는 컷팅수단으로 구성되며, 상기 제1검출수단에 의해 부정형 및 무질서한 웨이퍼의 형상 및 위치를 X-Y축 매트릭스상에서 검출하고, 그의 정보에 따라 제2검출수단으로 정밀한 얼라인먼트가 정확히 행해지고, 수동으로만 다이싱 할 수 있었던 부정형의 웨이퍼라도 단수, 복수에 상관없이웨이퍼를 자동으로 그리고 정확하게 다이싱할 수가 있다.
둘째로, 상기 제1검출수단은 X-Y축 매트릭스상에서 웨이퍼의 크기, 형상 및 위치를 검출하고, 제1검출수단으로 검출된 정보에 따라 컷팅 스트로크가 제어되므로, 컷팅효율이 개선되고, 종래의 것에 배해 스루풋(throughput; 처리량)이 1.5배정도 높아진 것이 확인되어 있다. 또, 프레임에 다수의 웨이퍼가 탑재되어 있어도, 다른 웨이퍼에 영향을 미치지 않고, 각 웨이퍼마다 불필요한 이동이 없이 다이싱을 수행할 수 있다.
셋째로, 제2검출수단과 컷팅수단은 동일한 장치내에 설치될 수 있으며, 더욱이 제1검출수단과 제2검출수단이 공통으로 되는 것도 자유이므로, 종래 사용되고 있는 다이싱 장치를 개선시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.
Claims (8)
- 적어도 하나의 워크피스를 컷팅하기 위한 방법에 있어서, 제1검출수단에 의한 컷팅 스트로크 정보와 얼라인먼트 스트로크 정보를 전개하기위해 프레임상에서 컷팅라인을 갖는 적어도 하나의 워크피스의 크기, 형상 및 위치를 검출하는 단계; 워크피스의 검출된 크기, 형상 및 위치에 따른 컷팅 스트로크 정보와 얼라인먼트 스트로크 정보를 계산하는 단계; 얼라인먼트 스트로크 정보에 따른 얼라인먼트 정보를 제2검출수단에 의해 전개하기 위해 적어도 하나의 워크피스의 컷팅라인을 검출하는 단계; 컷팅라인과 컷팅 브레이드를 정밀하게 위치맞춤하기 위해 컷팅 스트로크 정보와 얼라인먼트 정보를 이용하여 프레임상의 적어도 하나의 워크피스를 얼라인하는 단계; 및 컷팅 스트로크 정보와 얼라인먼트 정보에 따라 컷팅수단에 의해 프레임상의 적어도 하나의 워크피스를 컷팅하는 단계를 구비함을 특징으로 하는 워크피스 컷팅방법.
- 제1항에 있어서, 프레임상의 적어도 하나의 워크피스의 크기, 형상 및 위치의 검출은 제1검출수단에 의해 검출되고, 적어도 하나의 워크피스의 컷팅라인의 검출은 제2검출수단에 의해 검출되는 것을 특징으로 하는 워크피스 컷팅방법.
- 제2항에 있어서, 제1검출수단은 X-Y축 매트릭스상에서 적어도 하나의 워크피스의 크기, 형상 및 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 워크피스 컷팅방법.
- 제1항 내지 제3항의 어느한 항에 있어서, 프레임은 둘 또는 그 이상의 워크피스를 지지하는 것을 특징으로 하는 워크피스 컷팅방법.
- 적어도 하나의 워크피스를 컷팅하기 위한 컷팅장치에 있어서, 컷팅 스트로크 정보와 얼라인먼트 스트로크 정보를 얻기위해 컷팅될 적어도 하나의 워크피스의 크기, 형상 및 위치를 검출하기 위한 제1검출수단; 컷팅 스트로크 정보와 얼라인먼트 스트로크 정보에 따른 얼라인먼트 정보를 얻기위해 적어도 하나의 워크피스의 컷팅라인을 검출하기 위한 제2검출수단; 및 컷팅 스트로크 정보와 얼라인먼트 정보에 따라 적어도 하나의 워크피스를 컷팅하기 위한 컷팅수단을 구비함을 특징으로 하는 워크피스 컷팅장치.
- 제5항에 있어서, 제1검출수단과 제2검출수단은 동일한 장치내에 설치되는 것을 특징으로 하는 워크피스 컷팅장치.
- 제5항에 있어서, 제1검출수단은 한 장치내에 설치되고 제2검출수단은 다른 장치내에 설치되는 것을 특징으로 하는 워크피스 컷팅장치.
- 제5항 내지 제7항의 어느 한 항에 있어서, 제1검출수단과 제2검출수단은 공통으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 워크피스 컷팅장치.
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