KR100476591B1 - 웨이퍼 테이블과, 이를 이용한 웨이퍼 쏘잉/소자 접착장치와, 웨이퍼 쏘잉/소자 분류 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼 테이블과, 이를 이용한 웨이퍼 쏘잉/소자 접착 장치와 웨이퍼 쏘잉/소자 분류 장치에 관한 것으로, 웨이퍼 테이프를 사용하지 않고 웨이퍼 쏘잉 공정을 진행하여 잘려진 반도체 소자를 주위의 다른 반도체 소자와의 기계적인 간섭없이 이송하여 소자 접착 공정을 진행하거나, 분리한 반도체 소자를 바로 반전시켜 트레이에 수납하기 위해서, 반도체 소자들과 상기 반도체 소자들을 구분하는 스크라이브 라인이 형성된 웨이퍼용 웨이퍼 테이블로서, 상기 웨이퍼가 놓여지는 흡착판으로, 상기 웨이퍼의 스크라이브 라인에 대응되게 쏘잉 가이드 홈이 형성된 흡착판과; 상기 웨이퍼의 반도체 소자들에 일대일 대응되게 상기 흡착판에 설치되며, 상하 왕복 이동을 하는 소자 흡착기와; 상단부에 상기 흡착판이 체결되어 설치되며, 상기 소자 흡착기 각각에 진공을 제공하는 진공 공급단;을 포함하며, 개별 반도체 소자들로 분리된 웨이퍼에서 반도체 소자를 분리하여 이송하기 위해서, 이송될 반도체 소자 아래에 있는 상기 소자 흡착기는 상승하여 상기 웨이퍼의 다른 반도체 소자들로부터 상기 이송될 반도체 소자를 분리시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테이블과, 이를 이용한 웨이퍼 쏘잉/소자 접착 장치와 웨이퍼 쏘잉/소자 분류 장치를 제공한다.

Description

웨이퍼 테이블과, 이를 이용한 웨이퍼 쏘잉/소자 접착 장치와, 웨이퍼 쏘잉/소자 분류 장치{Wafer table, apparatus for sawing wafer and attaching semiconductor device and apparaus for sawing wafer and sorting semiconductor device using the same}
본 발명은 반도체 패키지 제조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼 쏘잉에서부터 다이 접착까지 하나의 장치 내에서 진행할 수 있는 웨이퍼 쏘잉/다이 접착 장치에 관한 것이다.
통상적인 반도체 패키지 제조 공정은 분리되지 않은 웨이퍼 상태의 반도체 소자에 전기 회로를 형성하는 웨이퍼 처리 공정에서 시작한다. 웨이퍼 처리 공정을 거친 웨이퍼는 웨이퍼 뒷면에 웨이퍼 테이프를 부착하는 테이프 마운트 공정, 웨이퍼를 개별 반도체 소자로 분리하는 웨이퍼 쏘잉 공정, 분리된 반도체 소자를 리드 프레임과 같은 배선기판에 접착하는 소자 접착 공정을 거친다. 반도체 소자와 배선기판을 전기적 연결 수단 예컨대, 금속 세선, 금속 범프 등으로 연결하는 전기적 연결 공정 및 반도체 소자와 배선기판 사이의 전기적 연결 부분을 에폭시와 같은 성형 수지로 봉합하는 성형 공정 등을 포함한다.
이때, 반도체 패키지 제조 공정에 있어서, 소자 접착 공정을 진행하기 위해서, 웨이퍼를 개별 반도체 소자로 분리하는 공정을 먼저 진행해야 하는데, 기존과 같이 웨이퍼 테이프를 이용하여 공정을 진행할 경우 여러 공정, 예컨대 테이프 마운트 공정, 쏘잉 공정, 세정 공정 등을 서로 다른 장치에서 개별적으로 진행해야 하고, 웨이퍼 테이프 사용으로 인한 반도체 소자의 하부면의 오염으로 제조되는 반도체 패키지의 신뢰성이 떨어지는 문제점을 안고 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 웨이퍼 테이프를 사용하지 않고 웨이퍼 쏘잉 공정을 진행하는 장치 및 방법과 관련해서, 대한민국 공개특허공보 제34632호(2000.6.26)와 미국특허공보 제5,618,759호(1997.4.8)에 개시되어 있다.
그런데, 전술된 장치는 제34632호의 도 14에 도시된 바와 같이, 개별 반도체 소자로 분리된 웨이퍼 내에서 반도체 소자를 흡착기를 이용해서 분리하게 되는데, 흡착기가 반도체 소자를 흡착하기 전에 반도체 소자를 흡착하고 있는 진공을 차단하게 되는데, 이때 흡착되는 반도체 소자와 그 주위의 반도체 소자들 사이의 기계적 간섭에 의해 반도체 소자가 손상될 수 있다. 잘려진 반도체 소자 간의 거리가 수㎛에 불과하기 때문에, 흡착기가 반도체 소자를 흡착하는 과정에서 발생되는 반도체 소자의 위치 변화에 의해 흡착되는 반도체 소자와 그 주위의 반도체 소자들 사이에 기계적 간섭이 발생될 수 있다.
그리고 웨이퍼가 웨이퍼 레벨에서 제조된 반도체 소자, 예컨대 웨이퍼 레벨 칩 스케일 패키지(Wafer Level Chip Scale Package;WL CSP)를 포함하고 있는 경우, 금속 범프가 웨이퍼 상부면에 형성되어 있고, 반도체 소자 간의 거리가 좁아 웨이퍼 상의 반도체 소자를 바로 뒤집어서 트레이로 적재할 수 없다. 따라서 잘려진 반도체 소자를 일단 흡착하여 반전 테이블로 이동시킨 다음, 반전용 소자 분류기로 반도체 소자를 뒤집어 트레이에 차례로 수납하는 공정을 필요로 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 웨이퍼 테이프를 사용하지 않고 웨이퍼 쏘잉 공정을 진행하여 잘려진 반도체 소자를 주위의 다른 반도체 소자와의 기계적인 간섭없이 이송할 수 있도록 하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 개별 반도체 소자로 잘려진 웨이퍼에서 반도체 소자를 분리하여 바로 트레이에 수납할 수 있도록 하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 반도체 소자들과 상기 반도체 소자들을 구분하는 스크라이브 라인이 형성된 웨이퍼용 웨이퍼 테이블로서, 상기 웨이퍼가 놓여지는 흡착판으로, 상기 웨이퍼의 스크라이브 라인에 대응되게 쏘잉 가이드 홈이 형성된 흡착판과; 상기 웨이퍼의 반도체 소자들에 일대일 대응되게 상기 흡착판에 설치되며, 상하 왕복 이동을 하는 소자 흡착기와; 상단부에 상기 흡착판이 체결되어 설치되며, 상기 소자 흡착기 각각에 진공을 제공하는 진공 공급단;을 포함하며,
개별 반도체 소자들로 분리된 웨이퍼에서 반도체 소자를 분리하여 이송하기 위해서, 이송될 반도체 소자 아래에 있는 상기 소자 흡착기는 상승하여 상기 웨이퍼의 다른 반도체 소자들로부터 상기 이송될 반도체 소자를 분리시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테이블을 제공한다.
본 발명에 따른 웨이퍼 테이블의 소자 흡착기는, 흡착판의 상부면에 대응되게 설치되며, 중심 부분에 진공 구멍이 형성된 탑재판과, 탑재판의 아래에 체결된 진공 파이프; 및 진공 파이프를 상하로 이동시키는 이동 수단을 포함한다.
본 발명에 따른 소자 흡착기의 탑재판은 쏘잉 가이드 홈이 형성하는 복수개의 소자 탑재 영역의 안쪽에 형성된다. 쏘잉 가이드 홈의 폭은 웨이퍼의 스크라이브 라인의 폭보다는 넓고, 쏘잉 가이드 홈의 깊이는 절단 수단을 이용한 쏘잉 공정에서 풀 커팅(full cutting)을 진행될 때 절단 수단의 날이 위치하는 최저점 보다는 깊게 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명은 또한 전술된 웨이퍼 테이블을 이용한 웨이퍼 쏘잉/소자 접착 장치를 제공한다. 즉, 웨이퍼가 적재된 웨이퍼 캐리어와; 상기 웨이퍼 캐리어에 인접하여 설치되며, 상기 웨이퍼 캐리어에서 이송된 상기 웨이퍼를 쏘잉할 수 있도록 위치를 정렬하는 정렬부와; 상기 정렬부에 인접하여 설치되며, 상기 정렬부에서 이송된 상기 웨이퍼를 진공으로 흡착하는 상기 웨이퍼 테이블을 포함하며, 상기 웨이퍼에 대한 쏘잉 공정이 진행되는 쏘잉부와; 상기 쏘잉부에 인접하여 설치되며, 쏘잉 공정이 완료된 상기 웨이퍼를 흡착하고 있는 상기 웨이퍼 테이블이 이동하여 쏘잉된 상기 웨이퍼 상의 이물질을 제거하는 세정부와; 상기 세정부에 인접하여 설치되며, 세정 공정이 완료된 상기 웨이퍼를 흡착한 상기 웨이퍼 테이블이 이동하여 위치하는 소자 접착 스테이지와; 상기 웨이퍼의 반도체 소자가 부착될 기판들이 적재된 기판 적재함과; 상기 기판 적재함에 한쪽 끝이 인접하여 형성되며, 상기 기판을 일정 거리만큼씩 반송하는 기판 반송부; 및 상기 소자 접착 스테이지의 웨이퍼 테이블과 상기 기판 반송부 사이에 위치하며, 상기 웨이퍼 테이블로부터 상기 반도체 소자를 분리하여 상기 기판에 접착시키는 소자 접착기;를 포함하며,
상기 소자 접착기는 상기 웨이퍼 테이블의 소자 흡착기에 의해 상기 웨이퍼의 다른 반도체 소자들로부터 상승되어 분리된 상기 반도체 소자를 흡착하여 상기 기판에 접착시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테이블를 이용한 웨이퍼 쏘잉/소자 접착 장치를 제공한다.
그리고 본 발명은 또한 전술된 웨이퍼 테이블을 이용한 웨이퍼 쏘잉/소자 분류 장치를 제공한다. 즉, 전술된 웨이퍼 테이블을 이용한 웨이퍼 쏘잉/소자 분류 장치로서, 웨이퍼가 적재된 웨이퍼 캐리어와; 상기 웨이퍼 캐리어에 인접하여 설치되며, 상기 웨이퍼 캐리어에서 이송된 상기 웨이퍼를 쏘잉할 수 있도록 위치를 정렬하는 정렬부와; 상기 정렬부에 인접하여 설치되며, 상기 정렬부에서 이송된 상기 웨이퍼를 진공으로 흡착하는 상기 웨이퍼 테이블을 포함하며, 상기 웨이퍼에 대한 쏘잉 공정이 진행되는 쏘잉부와; 상기 쏘잉부에 인접하여 설치되며, 쏘잉 공정이 완료된 상기 웨이퍼를 흡착하고 있는 상기 웨이퍼 테이블이 이동하여 쏘잉된 상기 웨이퍼 상의 이물질을 제거하는 세정부와; 상기 세정부에 인접하여 설치되며, 세정 공정이 완료된 상기 웨이퍼를 흡착한 상기 웨이퍼 테이블이 이동하여 위치하는 소자 분류 스테이지와; 상기 소자 분류 스테이지의 상기 웨이퍼 테이블에 흡착된 웨이퍼의 반도체 소자를 분리하여 180도 반전시키는 소자 분류기; 및 상기 소자 분류기에 의해 180도 반전된 상기 반도체 소자가 수납되는 트레이;를 포함하며,
상기 소자 분류기는 상기 웨이퍼 테이블의 소자 흡착기에 의해 상기 웨이퍼의 다른 반도체 소자들로부터 상승되어 분리된 상기 반도체 소자의 외곽을 집어서 고정한 상태에서 180도 반전시켜 상기 트레이에 수납하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테이블을 이용한 웨이퍼 쏘잉/소자 분류 장치를 제공한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 웨이퍼 쏘잉/소자 접착 장치(100)를 보여주는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 제 1 실시예에 따른 웨이퍼 쏘잉/소자 접착 장치(100)는 웨이퍼 캐리어(10)에서 공급된 웨이퍼에 대한 쏘잉 공정에서부터 소자 접착 공정까지 동시에 진행한다. 즉, 다수개의 웨이퍼가 적재된 웨이퍼 캐리어(10)가 일측에 구비된다. 정렬부(21)는 웨이퍼 캐리어(10)에 인접하게 설치되며, 웨이퍼 캐리어(10)에서 이송된 웨이퍼를 쏘잉할 수 있도록 위치를 정렬한다. 쏘잉부(23)는 정렬부(21)에 인접하여 설치되며, 정렬부(21)에서 이송된 웨이퍼를 진공으로 흡착하는 웨이퍼 테이블(40)을 포함하며, 다이아몬드 날을 구비하는 절단 수단을 이용하여 웨이퍼를 쏘잉한다. 세정부(25)는 쏘잉부(23)와 인접하여 설치되며, 쏘잉 공정이 완료된 웨이퍼를 흡착하고 있는 웨이퍼 테이블(40)이 쏘잉부(23)에서 이동하여 쏘잉된 웨이퍼 상의 이물질, 예컨대 먼지, 실리콘 가루 등을 제거한다. 그리고 소자 접착부(27)는 세정부(25)에 인접하여 설치되며, 세정 공정이 완료된 웨이퍼를 흡착하고 있는 웨이퍼 테이블(40)이 세정부(25)에서 이동되면 소자 접착 공정을 진행한다. 소자 접착부(27)는 세정 공정이 완료된 웨이퍼 테이블(40)이 세정부(25)에서 이동하여 위치하는 소자 접착 스테이지(31)와, 웨이퍼 테이블(40)에 흡착된 웨이퍼의 반도체 소자를 부착할 기판들이 적재된 기판 적재함(33)과, 기판 적재함(33)의 한쪽 끝에 인접하여 형성되며, 기판을 일정 거리만큼씩 반송하는 기판 반송부(35)와, 소자 접착 스테이지(31)의 웨이퍼 테이블(40)과 기판 반송부(35) 사이에 위치하며, 웨이퍼 테이블(40)로부터 반도체 소자를 분리하여 기판에 접착시키는 소자 접착기(32) 및 기판 반송부(35)의 다른쪽 끝에 인접하여 설치되며, 반도체 소자가 접착된 기판을 수납하는 기판 수납함(37)을 포함한다. 그 외에 소자 접착 공정이 완료된 웨이퍼 테이블(40) 위의 잔여물 예컨대, 불량 반도체 소자 및 반도체 회로가 형성되지 않은 웨이퍼의 가장자리 부분은 소자 접착 스테이지(31)에 근접하게 설치된 수거함(29)으로 배출된다. 수거함(29)은 기판 적재함(33)과 웨이퍼 캐리어(10)의 사이에 설치된다. 잔여물이 제거된 웨이퍼 테이블(40)은 소자 접착 스테이지(31)에서 쏘잉부(23)로 이동한다. 즉, 웨이퍼 테이블(40)은 쏘잉부(23), 세정부(25), 소자 접착 스테이지(31)를 순환 이동한다.
이때, 제 1 실시예에 따른 웨이퍼 쏘잉/소자 접착 장치(100)는 설치 공간을 최소화할 수 있도록 배치된다. 예컨대, 정렬부(21), 쏘잉부(23), 세정부(25), 소자 접착 스테이지(31)가 사각형을 이루도록 배치되며, 세정부(25)와 소자 접착 스테이지(31) 앞쪽에 기판 적재함(33), 기판 반송부(35) 및 기판 수납함(37)이 배치된 구조를 갖는다. 그리고 제 1 실시예에서는 하나의 웨이퍼 테이블(40)이 쏘잉부(23), 세정부(25) 및 소자 접착 스테이지(31)를 순환 이동하는 구조를 개시하였지만, 쏘잉부(23)에서 쏘잉 공정을 하는 동안 세정부(25)에서 세정 공정을 진행하거나 소자 접착 스테이지(31)에서 소자 접착 공정을 진행할 수 있도록 두 개 또는 세 개의 웨이퍼 테이블을 쏘잉부, 세정부 및 소자 접착 스테이지를 순환 이동하도록 설치할 수도 있다.
그리고 기판으로는 리드 프레임 스트립(lead frame strip), 인쇄회로기판, 테이프 배선기판 등의 사용이 가능하며, 각각의 필요에 따라 다른 기판 적재함을 사용할 수 있다. 보통 리드 프레임 스트립이 적재되는 기판 적재함을 매거진(magazine)이라 한다.
또한 쏘잉부(23)와 세정부(25)는 이동한 웨이퍼 테이블(40)을 밀폐할 수 있는 챔버 구조를 갖는다. 쏘잉부(23)와 세정부(25)가 챔버 구조를 갖는 이유는, 쏘잉부(23)에서의 쏘잉 공정 및 세정부(25)에서의 세정 공정시 투입되거나 발생되는 물질들이 주위의 장치들을 오염시키는 것을 방지하기 위해서이다.
이와 같이 웨이퍼 테이프를 사용하지 않고 웨이퍼 쏘잉 공정에서부터 소자 접착 공정까지 진행하고, 소자 접착 공정시 이송할 반도체 소자를 잘려진 반도체 소자를 주위의 다른 반도체 소자와의 기계적인 간섭없이 이송하는 본 발명에 따른 웨이퍼 테이블을 도 2 내지 도 6을 참조하여 보다 상세히 설명하겠다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 웨이퍼 테이블(40)은 반도체 소자들(14)과 반도체 소자들(14)을 구분하는 스크라이브 라인(16)이 형성된 웨이퍼(12)를 흡착하여 웨이퍼 테이프 없이 쏘잉 공정에서부터 소자 접착 공정까지 웨이퍼(12)를 고정하고 이송하는 수단으로, 흡착판(41), 소자 흡착기(42) 및 진공 공급단(49)을 포함한다.
흡착판(41)은 웨이퍼(12)가 놓여지는 탑재판으로, 상부면에 웨이퍼의 스크라이브 라인(16)에 대응되게 쏘잉 가이드 홈(43)이 형성되어 있다. 그리고 흡착판(41)의 가장자리 부분(42)에 대해서 웨이퍼(12)가 탑재되는 웨이퍼 탑재 영역(45)은 아래로 단차지게 형성되며, 쏘잉 가이드 홈(43)은 흡착판(41)의 웨이퍼 탑재 영역(45)을 비롯한 가장자리 부분(42)까지 연장되어 형성된다. 도면부호 47은 쏘잉 가이드 홈(43)에 의해 형성된 소자 탑재 영역(47)이며, 소자 탑재 영역(47) 위에 스크라이브 라인(16)으로 구분된 반도체 소자(14)가 각각 위치한다. 쏘잉 가이드 홈(43)의 폭은 스크라이브 라인(16)의 폭보다는 넓게 형성하고, 깊이는 절단 수단을 이용한 쏘잉 공정에서 풀 커팅(full cutting)을 진행될 때 절단 수단의 날이 위치하는 최저점 보다는 깊게 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에서는 플랫존(18)이 형성된 웨이퍼(12)에 대응되게 흡착판의 가장자리 부분(42)의 일측에 플랫존 영역(44)이 형성된 예를 개시하였지만, 플랫존이 형성되지 않는 웨이퍼라면 흡착판의 웨이퍼 탑재 영역(45) 또한 원형의 홈으로 형성하면 된다. 또한 정렬된 웨이퍼를 웨이퍼 테이블이 안정적으로 흡착하여 고정할 수 있을 경우, 흡착판의 상부면을 평평하게 형성할 수도 있다.
소자 흡착기(51)는 웨이퍼의 반도체 소자들(14)에 일대일 대응되게 흡착판(41)을 관통하여 설치되며, 상하 왕복 이동을 한다. 즉, 소자 흡착기(51)는 흡착판(41)의 상부면에 대응되게 설치되며, 중심 부분에 진공 구멍(56)이 형성된 탑재판(52)과, 탑재판(52)의 아래에 체결된 진공 파이프(54) 및 탑재판(52)과 진공 파이프(54)를 상하로 이동시키는 이동 수단(도시안됨)을 포함한다. 이때 탑재판(52)은 소자 탑재 영역(47)의 안쪽에 형성되며, 탑재판(52)의 상부면에 대해서 아래로 갈수록 안쪽으로 경사지게 형성되어 있다. 이와 같이 형성한 이유는, 탑재판(52)이 상승한 이후에 하강하여 원래의 위치로 복귀할 때, 흡착판(41)의 상부면보다는 아래로 탑재판(52)이 내려가는 것을 방지하기 위해서이다. 그리고 본 발명의 실시예에서는 탑재판(52)을 원형으로 형성하였지만, 타원형, 직사각형 또는 소정의 다각형 형태로 구현할 수 있다. 그리고 소자 흡착기(51)의 구동 관계는 후술하겠다.
그리고 진공 공급단(49)은 상단부에 소자 흡착기(51)가 설치된 흡착판(41)이 체결되어 설치되며, 소자 흡착기(51) 각각에 진공을 제공한다. 도시되지는 않았지만 진공 공급단(49)의 하단부는 이송 수단에 연결되어 웨이퍼 테이블(40)을 공정 순서에 맞게 쏘잉부, 세정부 및 소자 접착 스테이지로 순환 이동시킨다.
본 발명에 따른 웨이퍼 테이블을 이용한 쏘잉 공정을 도 1, 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하면, 정렬부(21)에서의 정렬 공정이 완료된 웨이퍼(12)가 웨이퍼 테이블(40)의 흡착판(41)의 웨이퍼 탑재 영역(45)에 안착되면, 웨이퍼의 반도체 소자(14)에 일대일 대응되는 소자 흡착기(51)가 반도체 소자들(14)을 흡착하여 웨이퍼(12)를 고정한다. 웨이퍼(12)가 고정되면 고속으로 회전하는 날을 갖는 절단 수단(60)이 반도체 소자들(14)을 구분하는 스크라이브 라인(16)을 따라 웨이퍼(12)를 풀 커팅하여 개별 반도체 소자(14)로 분리한다. 이때, 스크라이브 라인(16)의 아래에는 쏘잉 가이드 홈(43)이 형성되어 있기 때문에, 절단수단(60)의 날에 의해 흡착판(41)이 손상되는 것을 방지하면서 풀 커팅이 가능하게 한다.
한편, 통상적인 웨이퍼 쏘잉 공정시 웨이퍼를 웨이퍼 테이블에 탑재한 상태에서 정렬 공정을 진행하지만, 본 발명에서는 정렬 공정이 완료된 웨이퍼(12)가 쏘잉부(23)에 위치한 웨이퍼 테이블(40)에 탑재된다. 이유는, 웨이퍼의 스크라이브 라인과 흡착판의 쏘잉 가이드 홈의 위치를 웨이퍼 테이블에 탑재시킨 상태에서는 웨이퍼에 의해 흡착판이 가려지기 때문에 정렬의 정확성이 떨어지기 때문이다.
그리고 쏘잉 공정이 완료된 웨이퍼(12)를 흡착하고 있는 웨이퍼 테이블(40)은 세정부(25)로 이송되어 세정 공정을 진행하고, 세정 공정이 완료된 웨이퍼(12)를 흡착하고 있는 웨이퍼 테이블(40)은 소자 접착 스테이지(31)로 이송되어, 도 6에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 테이블의 소자 흡착기(51)와 소자 접착기(32)의 구동으로 웨이퍼(12)에서 하나의 반도체 소자(14)가 분리된다.
좀더 상세히 설명하면, 이송될 반도체 소자(14) 아래의 소자 흡착기(51)가 소정의 높이로 반도체 소자(14)를 상승시키며, 반도체 소자(14)는 소자 흡착기(51)에 의해 진공 흡착되어 고정된 상태를 유지한다. 다음으로 소자 접착기(32)가 분리된 반도체 소자(14) 위로 이동한 다음 하강하여 반도체 소자(14)의 상부면에 근접하면서 진공을 인가함과 동시에, 소자 흡착기(51)는 진공을 차단하여 소자 흡착기(51) 위의 반도체 소자(14)를 소자 접착기(51)가 흡착할 수 있도록 한다. 그리고 이후에 소자 접착기(51)는 기판 반송부의 기판 위로 반도체 소자를 이송하여 소자 접착 공정을 진행한다.
이때, 본 발명에서는 소자 접착 공정시, 이송될 반도체 소자(14)를 흡착하고 있는 소자 흡착기(51)가 수직으로 상승하여 웨이퍼의 다른 반도체 소자들과 분리한 상태에서 소자 접착기(32)에 의한 흡착이 이루어지기 때문에, 이송될 반도체 소자(14)와 이웃하는 다른 반도체 소자들(14a) 간의 기계적인 간섭을 방지할 수 있다.
한편, 소자 접착 공정은 웨이퍼 맵 정보(wafer map data)에 따라 양호한 반도체 소자(12)에 대해서만 이루어지며, 소자 접착 공정이 완료된 이후에 웨이퍼 테이블(40) 위의 잔여물, 예컨대 불량으로 처리된 반도체 소자 및 웨이퍼의 가장자리 부분은 수거함으로 배출된다.
제 1 실시예에 개시된 정렬부, 쏘잉부, 세정부 및 소자 접착 스테이지의 배치는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 변형하여 배치할 수도 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 웨이퍼 쏘잉/소자 접착 장치(200)는 정렬부(121), 쏘잉부(123), 세정부(125), 소자 접착 스테이지(131)가 사각형을 이루도록 배치되는 것은 제 1 실시예와 동일하지만, 정렬부(121)와 소자 접착 스테이지(131) 앞쪽에 기판 적재함(133), 기판 반송부(135) 및 기판 수납함(137)이 배치된 구조를 갖는다. 이 경우, 웨이퍼 캐리어(110)는 기판 수납함(137)이 배치된 쪽에 설치되고, 수거함(129)은 기판 적재함(133)이 배치된 쪽에 배치하는 것이 바람직하다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 웨이퍼 쏘잉/소자 접착 장치(300)는 일렬로 배치된 쏘잉부(223)와 세정부(225)에 대해서, 일렬로 배치된 쏘잉부(223)와 세정부(225) 일측의 쏘잉부(223)에 근접하게 정렬부(221)가 배치되고, 일렬된 배치된 쏘잉부(223)와 세정부(225) 타측의 세정부(225)에 근접하게 소자 접착 스테이지(231)가 배치된다. 소자 접착 스테이지(231)를 사이에 두고 일렬로 배치된 쏘잉부(223)와 세정부(225)에 평행하게 기판 적재함(233), 기판 반송부(235) 및 기판 수거함(237)이 배치된다. 그리고 웨이퍼 캐리어(210)는 일렬로 배치된 쏘잉부(223)와 세정부(225) 일측의 세정부(225)에 근접하게 배치되며, 수거함(229)은 기판 적재함(233)이 배치된 쪽에 설치된다. 물론 수거함은 일렬로 배치된 쏘잉부와 세정부 타측의 쏘잉부에 근접하게 배치할 수도 있다.
다음으로 본 발명에 따른 웨이퍼 테이블을 이용하여 개별 반도체 소자로 잘려진 웨이퍼에서 반도체 소자를 분리하여 바로 트레이에 수납하는 웨이퍼 쏘잉/소자 분류 장치에 대해서 도 9 및 도 10을 참조하여 설명하겠다. 도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 웨이퍼 테이블을 이용한 웨이퍼 쏘잉/소자 분류 장치를 보여주는 블록도이다. 도 10은 웨이퍼 테이블 상의 분리된 개별 반도체 소자 하나를 소자 분류기가 집은 상태를 보여주는 도면이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 제 4 실시예에 따른 웨이퍼 쏘잉/소자 분류 장치(400)는 정렬부(321), 쏘잉부(323) 및 세정부(325)는 제 1 실시예에 따른 웨이퍼 쏘잉/소자 접착 장치와 동일한 배치 구조를 가지며, 쏘잉 공정 및 세정 공정이 완료된 웨이퍼(312) 상의 반도체 소자(314)에 대한 분류 공정을 진행하는 소자 분류부(327)를 포함한다. 소자 분류부(327)는 세정 공정이 완료된 웨이퍼 테이블(340)이 쏘잉부(323)에서 이동하여 위치하는 소자 분류 스테이지(331)와, 웨이퍼 테이블(340)에 흡착된 웨이퍼의 반도체 소자(314)를 분리하여 분류용 트레이(333)에 수납시키는 소자 분류기(332)를 포함한다. 그 외에 소자 분류 공정이 완료된 웨이퍼 테이블(340) 위의 잔여물은 소자 분류 스테이지(331)에 근접하게 설치된 수거함(329)으로 배출된다. 수거함(329)은 웨이퍼 캐리어(310)가 배치된 쪽에 설치하는 것이 바람직하다. 잔여물이 제거된 웨이퍼 테이블(340)은 소자 분류 스테이지(331)에서 쏘잉부(323)로 이동한다. 즉, 웨이퍼 테이블(340)은 쏘잉부(323), 세정부(325), 소자 분류 스테이지(331)를 순환 이동한다.
소자 분류부(327)에서의 웨이퍼 테이블(340)과 소자 분류기(332) 사이의 구동 관계를 상세히 설명하면, 웨이퍼 테이블(340)이 소자 분류 스테이지(331)로 이송되면 웨이퍼 테이블의 소자 흡착기(351)와 소자 분류기(332)의 구동으로 웨이퍼(312)에서 하나의 반도체 소자(314)를 분리한다. 물론 분리된 반도체 소자(314)는 트레이(333)에 수납된다. 이때 반도체 소자(314)는 상부면에 솔더 볼과 같은 외부접속단자(313)가 형성되어 있다. 좀더 상세히 설명하면, 이송될 반도체 소자(314) 아래의 소자 흡착기(351)가 소정의 높이로 반도체 소자(314)를 상승시키며, 반도체 소자(314)는 소자 흡착기(351)에 의해 진공 흡착되어 고정된 상태를 유지한다. 다음으로 소자 분류기(332)가 분리된 반도체 소자(314) 위로 이동한 다음 하강하여 반도체 소자(314)의 외곽을 집어서 고정함과 동시에, 소자 흡착기(351)는 진공을 차단하여 소자 흡착기(351) 위의 반도체 소자(314)를 소자 분류기(332)가 이동시킬 수 있도록 한다. 그리고 이후에 소자 분류기(332)는 180도 회전하여 외부접속단자(313)가 형성된 면이 아래로 향하도록 반도체 소자(314)를 반전시킨 다음 트레이(333)에 차례로 수납한다. 즉, 이송된 반도체 소자(314)를 흡착하고 있는 소자 흡착기(351)가 소정의 높이로 상승할 경우 반도체 소자(314)의 하부면의 중심 부분만을 흡착하고 있기 때문에, 반도체 소자(314)의 외곽은 노출된다. 따라서 노출된 반도체 소자(314)의 외곽 부분을 소자 분류기(332)가 고정할 수 있기 때문에, 반도체 소자(314)를 웨이퍼(312)에서 분리한 다음 180도 반전시켜 트레이(333)에 바로 수납이 가능하다.
이때, 본 발명에서는 소자 분류 공정시, 이송될 반도체 소자(314)를 흡착하고 있는 소자 흡착기(351)가 수직으로 상승하여 웨이퍼(312)의 다른 반도체 소자들(314a)과 분리한 상태에서 소자 분류기(332)에 의한 반도체 소자(314)의 외곽을 집어서 이송할 수 있기 때문에, 이송될 반도체 소자(314)와 이웃하는 다른 반도체 소자들(314a) 간의 기계적인 간섭을 방지하면서, 개별 반도체 소자로 잘려진 웨이퍼(312)에서 반도체 소자(314)를 분리하여 바로 트레이(333)에 적재할 수 있다.
한편, 소자 분류 공정은 웨이퍼 맵 정보(wafer map data)에 따라 양호한 반도체 소자(314)에 대해서만 이루어지며, 소자 분류 공정이 완료된 이후에 웨이퍼 테이블(340) 위의 잔여물, 예컨대 불량으로 처리된 반도체 소자 및 웨이퍼의 가장자리 부분은 수거함(329)으로 배출된다. 필요에 따라, 예컨대 불량으로 처리된 반도체 소자에 대한 재테스트 또는 불량 원인을 검사하기 위해서, 불량으로 처리된 반도체 소자들을 불량용 트레이로 수납할 수도 있다.
그리고 제 4 실시예에 따른 웨이퍼 쏘잉/소자 분류 장치(400)의 정렬부(321), 쏘잉부(323), 세정부(325)의 배치는 제 1 실시예에 따른 구조로 배치하였지만, 제 2 및 제 3 실시예에 따른 정렬부, 쏘잉부, 세정부의 배치를 따라 배치할 수 있다. 이때 분류용 트레이는 기판 반송부가 설치되는 쪽에 설치된다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
따라서, 본 발명의 구조를 따르면 웨이퍼 테이블이 쏘잉부, 세정부 및 소자 접착 스테이지를 순환 이동하면서 웨이퍼의 쏘잉에서부터 소자 접착 공정까지 하나의 장치 내에서 이루어진다.
그리고 웨이퍼 테이블이 쏘잉부, 세정부 및 소자 분류 스테이지를 순환 이동하면서 웨이퍼의 쏘잉에서부터 소자 분류 공정까지 하나의 장치 내에서 이루어진다.
특히 소자 접착 스테이지 또는 소자 분류 스테이지에서 반도체 소자 이송시, 이송될 반도체 소자를 흡착하고 있는 소자 흡착기가 수직으로 상승하여 웨이퍼의 다른 반도체 소자들과 분리한 상태에서 소자 접착기에 의한 흡착 또는 소자 분류기에 의한 클램핑이 이루어지기 때문에, 이송될 반도체 소자와 이웃하는 다른 반도체 소자들 간의 기계적인 간섭을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 웨이퍼 테이블을 이용한 웨이퍼 쏘잉/소자 접착 장치를 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1의 웨이퍼 테이블을 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 2의 3-3선 단면도이다.
도 4 및 도 5는 쏘잉날에 의해 웨이퍼가 개별 다이로 분리된 상태를 보여주는 단면도이다.
도 6은 웨이퍼 테이블 상의 분리된 개별 다이 하나를 소자 접착기가 흡착하는 상태를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 웨이퍼 테이블을 이용한 웨이퍼 쏘잉/소자 접착 장치를 보여주는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 웨이퍼 테이블을 이용한 웨이퍼 쏘잉/소자 접착 장치를 보여주는 블록도이다.
도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 웨이퍼 테이블을 이용한 웨이퍼 쏘잉/소자 분류 장치를 보여주는 블록도이다.
도 10은 웨이퍼 테이블 상의 분리된 개별 반도체 소자 하나를 소자 분류기가 집은 상태를 보여주는 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *
10, 110, 210, 310 : 웨이퍼 캐리어 21, 121, 221, 321 : 정렬부
23, 123, 223, 323 : 쏘잉부 25, 125, 225, 325 : 세정부
27, 127, 227 : 소자 접착부 29, 129, 229, 329 : 수거함
31, 131, 231 : 소자 접착 스테이지 33, 133, 233 : 기판 적재함
35, 135, 235 : 기판 반송부 37, 137, 237 : 기판 수납함
40, 140, 240, 340 : 웨이퍼 테이블 41, 341 : 흡착판
43, 343 : 쏘잉 가이드 홈 49 : 진공 공급단
51, 351 : 소자 흡착기 52 : 탑재판
54 : 진공 파이트 56 : 진공구멍
60 : 절단 수단 313 : 외부접속단자
327 : 소자 분류부 331 : 소자 분류 스테이지
332 : 소자 분류기 333 : 트레이
100, 200, 300 : 웨이퍼 쏘잉/소자 접착 장치
400 : 웨이퍼 쏘잉/소자 분류 장치

Claims (20)

  1. 반도체 소자들과 상기 반도체 소자들을 구분하는 스크라이브 라인이 형성된 웨이퍼용 웨이퍼 테이블로서,
    상기 웨이퍼가 놓여지는 흡착판으로, 상기 웨이퍼의 스크라이브 라인에 대응되게 쏘잉 가이드 홈이 형성된 흡착판과;
    상기 웨이퍼의 반도체 소자들에 일대일 대응되게 상기 흡착판에 설치되며, 상하 왕복 이동을 하는 소자 흡착기; 및
    상단부에 상기 흡착판이 체결되어 설치되며, 상기 소자 흡착기 각각에 진공을 제공하는 진공 공급단;을 포함하며,
    개별 반도체 소자들로 분리된 웨이퍼에서 반도체 소자를 분리하여 이송하기 위해서, 이송될 반도체 소자 아래에 있는 상기 소자 흡착기는 상승하여 상기 웨이퍼의 다른 반도체 소자들로부터 상기 이송될 반도체 소자를 분리시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테이블.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 소자 흡착기는,
    상기 흡착판의 상부면에 대응되게 설치되며, 중심 부분에 진공 구멍이 형성된 탑재판과;
    상기 탑재판의 아래에 체결된 진공 파이프; 및
    상기 진공 파이프를 상하로 이동시키는 이동 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테이블.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 탑재판은 상기 쏘잉 가이드 홈이 형성하는 복수개의 소자 탑재 영역의 안쪽에 형성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테이블.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 쏘잉 가이드 홈의 폭은 상기 웨이퍼의 스크라이브 라인의 폭보다는 넓고, 상기 쏘잉 가이드 홈의 깊이는 절단 수단을 이용한 쏘잉 공정에서 풀 커팅(full cutting)을 진행될 때 상기 절단 수단의 날이 위치하는 최저점 보다는 깊게 형성 것을 특징으로 웨이퍼 테이블.
  5. 제 1항에 따른 웨이퍼 테이블을 이용한 웨이퍼 쏘잉/소자 접착 장치로서,
    웨이퍼가 적재된 웨이퍼 캐리어와;
    상기 웨이퍼 캐리어에 인접하여 설치되며, 상기 웨이퍼 캐리어에서 이송된 상기 웨이퍼를 쏘잉할 수 있도록 위치를 정렬하는 정렬부와;
    상기 정렬부에 인접하여 설치되며, 상기 정렬부에서 이송된 상기 웨이퍼를 진공으로 흡착하는 상기 웨이퍼 테이블을 포함하며, 상기 웨이퍼에 대한 쏘잉 공정이 진행되는 쏘잉부와;
    상기 쏘잉부에 인접하여 설치되며, 쏘잉 공정이 완료된 상기 웨이퍼를 흡착하고 있는 상기 웨이퍼 테이블이 이동하여 쏘잉된 상기 웨이퍼 상의 이물질을 제거하는 세정부와;
    상기 세정부에 인접하여 설치되며, 세정 공정이 완료된 상기 웨이퍼를 흡착한 상기 웨이퍼 테이블이 이동하여 위치하는 소자 접착 스테이지와;
    상기 웨이퍼의 반도체 소자가 부착될 기판들이 적재된 기판 적재함과;
    상기 기판 적재함에 한쪽 끝이 인접하여 형성되며, 상기 기판을 일정 거리만큼씩 반송하는 기판 반송부; 및
    상기 소자 접착 스테이지의 웨이퍼 테이블과 상기 기판 반송부 사이에 위치하며, 상기 웨이퍼 테이블로부터 상기 반도체 소자를 분리하여 상기 기판에 접착시키는 소자 접착기;를 포함하며,
    상기 소자 접착기는 상기 웨이퍼 테이블의 소자 흡착기에 의해 상기 웨이퍼의 다른 반도체 소자들로부터 상승되어 분리된 상기 반도체 소자를 흡착하여 상기 기판에 접착시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테이블를 이용한 웨이퍼 쏘잉/소자 접착 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 쏘잉부와 상기 세정부는 이동한 웨이퍼 테이블을 밀폐할 수 있는 챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테이블을 이용한 웨이퍼 쏘잉/소자 접착 장치.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 소자 접착 공정이 완료된 상기 웨이퍼 테이블 위의 잔여물을 수거하는 수거함을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테이블을 이용한 웨이퍼 쏘잉/소자 접착 장치.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 잔여물이 제거된 상기 웨이퍼 테이블은 상기 쏘잉부로 이동하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 쏘잉/소자 접착 장치.
  9. 제 5항에 있어서, 상기 기판 반송부의 다른쪽 끝에 인접하여 설치되며, 상기 반도체 소자가 접착된 기판을 수납하는 기판 수납함을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테이블을 이용한 웨이퍼 쏘잉/소자 접착 장치.
  10. 제 5항에 있어서, 상기 소자 흡착기는,
    상기 흡착판의 상부면에 대응되게 설치되며, 중심 부분에 진공 구멍이 형성된 탑재판과;
    상기 탑재판의 아래에 체결된 진공 파이프; 및
    상기 진공 파이프를 상하로 이동시키는 이동 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테이블을 이용한 웨이퍼 쏘잉/소자 접착 장치.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 탑재판은 상기 쏘잉 가이드 홈이 형성하는 복수개의 소자 탑재 영역의 안쪽에 형성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테이블을 이용한 웨이퍼 쏘잉/소자 접착 장치.
  12. 제 5항 내지 11항의 어느 한 항에 있어서, 상기 웨이퍼 테이블이 상기 쏘잉부, 상기 세정부, 상기 소자 접착 스테이지에 적어도 두 군데 이상 설치되며, 상기 웨이퍼 테이블은 상기 쏘잉부, 상기 세정부, 상기 소자 접착 스테이지로 순환 이동하는 것을 특징으로 웨이퍼 쏘잉/소자 접착 장치.
  13. 제 1항에 따른 웨이퍼 테이블을 이용한 웨이퍼 쏘잉/소자 분류 장치로서,
    웨이퍼가 적재된 웨이퍼 캐리어와;
    상기 웨이퍼 캐리어에 인접하여 설치되며, 상기 웨이퍼 캐리어에서 이송된 상기 웨이퍼를 쏘잉할 수 있도록 위치를 정렬하는 정렬부와;
    상기 정렬부에 인접하여 설치되며, 상기 정렬부에서 이송된 상기 웨이퍼를 진공으로 흡착하는 상기 웨이퍼 테이블을 포함하며, 상기 웨이퍼에 대한 쏘잉 공정이 진행되는 쏘잉부와;
    상기 쏘잉부에 인접하여 설치되며, 쏘잉 공정이 완료된 상기 웨이퍼를 흡착하고 있는 상기 웨이퍼 테이블이 이동하여 쏘잉된 상기 웨이퍼 상의 이물질을 제거하는 세정부와;
    상기 세정부에 인접하여 설치되며, 세정 공정이 완료된 상기 웨이퍼를 흡착한 상기 웨이퍼 테이블이 이동하여 위치하는 소자 분류 스테이지와;
    상기 소자 분류 스테이지의 상기 웨이퍼 테이블에 흡착된 웨이퍼의 반도체 소자를 분리하여 180도 반전시키는 소자 분류기; 및
    상기 소자 분류기에 의해 180도 반전된 상기 반도체 소자가 수납되는 트레이;를 포함하며,
    상기 소자 분류기는 상기 웨이퍼 테이블의 소자 흡착기에 의해 상기 웨이퍼의 다른 반도체 소자들로부터 상승되어 분리된 상기 반도체 소자의 외곽을 집어서 고정한 상태에서 180도 반전시켜 상기 트레이에 수납하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테이블을 이용한 웨이퍼 쏘잉/소자 분류 장치.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 쏘잉부와 상기 세정부는 이동한 웨이퍼 테이블을 밀폐할 수 있는 챔버를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테이블을 이용한 웨이퍼 쏘잉/소자 분류 장치.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 소자 분류 공정이 완료된 상기 웨이퍼 테이블 위의 잔여물을 수거하는 수거함을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테이블을 이용한 웨이퍼 쏘잉/소자 분류 장치.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 잔여물이 제거된 상기 웨이퍼 테이블은 상기 쏘잉부로 이동하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 쏘잉/소자 분류 장치.
  17. 제 13항에 있어서, 상기 소자 흡착기는,
    상기 흡착판의 상부면에 대응되게 설치되며, 중심 부분에 진공 구멍이 형성된 탑재판과;
    상기 탑재판의 아래에 체결된 진공 파이프; 및
    상기 진공 파이프를 상하로 이동시키는 이동 수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테이블을 이용한 웨이퍼 쏘잉/소자 분류 장치.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 탑재판은 상기 쏘잉 가이드 홈이 형성하는 복수개의 소자 탑재 영역의 안쪽에 형성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 테이블을 이용한 웨이퍼 쏘잉/소자 분류 장치.
  19. 제 15항에 있어서, 상기 웨이퍼에 형성된 반도체 소자는 상부면에 외부접속단자들이 형성된 웨이퍼 레벨 칩 스케일 패키지(WL CSP)인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 쏘잉/소자 분류 장치.
  20. 제 15항 내지 19항의 어느 한 항에 있어서, 상기 웨이퍼 테이블이 상기 쏘잉부, 상기 세정부, 상기 소자 분류 스테이지에 적어도 두 군데 이상 설치되며, 상기 웨이퍼 테이블은 상기 쏘잉부, 상기 세정부, 상기 소자 분류 스테이지로 순환 이동하는 것을 특징으로 웨이퍼 쏘잉/소자 분류 장치.
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