KR101023935B1 - 반도체 칩 배출방법 및 그 장치 - Google Patents

반도체 칩 배출방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 칩 배출방법 및 그 장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 X-Y 스테이지를 통해 웨이퍼의 불량칩들을 에어리어 카메라 하부의 노즐 흡입위치로 이동한 후 노즐의 진공을 이용하여 불량칩을 직접 흡입하여 배출하기 때문에 노즐의 이동이 필요없어서 불량칩의 배출속도 및 생산성을 향상할 수 있고, 아울러 이젝트핀으로 불량칩을 미리 들어올려주기 때문에 노즐을 통한 불량칩의 흡입을 원활하게 할 수 있으며, 이젝트핀이 솔레이드에 의해 승하강 동작하므로 장시간 사용에 따른 마모가 거의 없어 유지보수에 유리한 반도체 칩 배출방법 및 그 장치에 관한 것이다.
반도체 칩, 웨이퍼, 배출, 노즐, 이젝트핀

Description

반도체 칩 배출방법 및 그 장치{DISCHARGING METHOD OF SEMICONDUCTOR CHIP AND ITS DEVICE}
본 발명은 반도체 칩 배출방법 및 그 장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 X-Y 스테이지를 통해 웨이퍼의 불량칩들을 에어리어 카메라 하부의 노즐 흡입위치로 이동한 후 노즐의 진공을 이용하여 불량칩을 직접 흡입하여 배출하기 때문에 노즐의 이동이 필요없어서 불량칩의 배출속도 및 생산성을 향상할 수 있고, 아울러 이젝트핀으로 불량칩을 미리 들어올려주기 때문에 노즐을 통한 불량칩의 흡입을 원활하게 할 수 있으며, 이젝트핀이 솔레이드에 의해 승하강 동작하므로 장시간 사용에 따른 마모가 거의 없어 유지보수에 유리한 반도체 칩 배출방법 및 그 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 칩(LED용 반도체 칩을 포함하는 모든 반도체 칩을 통칭함)은 육면체의 형상으로 각기 다른 물질로 이루어진 다수의 층으로 이루어져 있으며, 최종적으로 전극 패드(pad)를 생성함으로써 제품이 완성된다.
칩의 제조과정 중에는 표면에 이물질이 침착되거나 스크래치 등이 발생할 수 있고, 전극 패드부의 형상 불량이나 에칭공정 불량등이 나타날 수도 있다.
이러한 불량들은 외관검사를 통해 검출해 내게 되는데, 그 일예로, 에어리어 카메라(Area camera)를 통해 영상을 입력받아 칩의 불량을 검출해 내는 비전시스템 형태의 외관 검사장치가 있다. 물론 상기 검사장치 외에도 더욱 다양한 반도체 칩 외관 검사장치들이 공개되어 있다.
이처럼 상기 반도체 칩 외관 검사장치에서 불량칩을 검사한 후에는 불량칩에 대한 정보를 별도의 반도체 칩 배출장치로 전송하게 된다.
상기 반도체 칩 배출장치에서는, 상기 불량칩에 대한 정보를 기초로하여 웨이퍼의 특정위치에 존재하는 불량칩들을 하나씩 집어올려서 다른 장소에 버리게 된다.
그러나, 상기 종래의 반도체 칩 배출장치는, 상기 불량칩들을 하나씩 집어올려서 다른 장소에 버리는 방식으로 되어 있기 때문에 불량칩의 배출속도가 저하되어 작업시간이 과다하게 소요되는 문제가 있었다.
또한, 상기 불량칩들이 웨이퍼링의 테이프면에 부착되어 있기 때문에 불량칩을 집어올리는 작업이 원활하지 못하여 작업속도가 더욱 저하되는 문제도 있었다.
상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 X-Y 스테이지를 통해 웨이퍼의 불량칩들을 에어리어 카메라 하부의 노즐 흡입위치로 이동한 후 노즐의 진공을 이용하여 불량칩을 직접 흡입하여 배출하기 때문에 노즐의 이동이 필요없어서 불량칩의 배출속도 및 생산성을 향상할 수 있고, 아울러 이젝트핀으로 불량칩을 미리 들어올려주기 때문에 노즐을 통한 불량칩의 흡입을 원활하게 할 수 있으며, 이젝트핀이 솔레이드에 의해 승하강 동작하므로 장시간 사용에 따른 마모가 거의 없어 유지보수에 유리한 반도체 칩 배출방법 및 그 장치를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 반도체 칩 제조 공정중 발생한 불량칩을 배출하기 위한 반도체 칩 배출방법에 있어서, 웨이퍼를 로딩한 후, 전(前)공정에서 칩 외관검사를 통해 작성된 불량칩 맵데이터를 로딩하는 맵데이터 로딩단계와, 상기 맵데이터 로딩단계를 거친 후, 웨이퍼의 각 칩의 배열이 X-Y 스테이지의 이송방향과 나란하도록 정렬하는 웨이퍼 정렬단계와, 상기 웨이퍼 정렬단계를 거친 후, 웨이퍼의 칩들 중 미리 마킹된 칩에 기준위치를 지정하는 칩 기준위치 지정단계와, 상기 칩 기준위치 지정단계를 거친 후, 상기에서 지정된 칩 기준위치로부터 첫번째 불량칩의 상대좌표를 설정하는 첫번째 불량칩 좌표 설정단계와, 상기 첫번째 불량칩 좌표 설정단계를 거친 후, 상기 불량칩을 에어리어 카메라(Area camera)의 센터위치로 이동하는 불량칩 센터 이동단계와, 상기 불량칩 센터 이동단계를 거 친 후, 웨이퍼링의 테이프면에 부착되어 있는 불량칩을 테이프의 하부에서 상부로 관통하는 이젝트핀을 이용하여 일정높이 들어올린 상태에서 노즐의 진공을 이용하여 불량칩을 직접 흡입하여 배출하는 불량칩 배출단계와, 상기 불량칩 배출단계를 거친 후, 남아 있는 불량칩의 개수(n)가 "0"인지를 판단하는 남은 불량칩 개수 판단단계와, 상기 남은 불량칩 개수 판단단계의 판단 결과, 남은 불량칩 개수(n)가 "0" 이면 웨이퍼를 언로딩하는 웨이퍼 언로딩 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 반도체 칩 제조 공정중 발생한 불량칩을 배출하기 위한 반도체 칩 배출장치에 있어서, 테이블의 상측에 X-Y 방향으로 이동하도록 설치되는 X-Y 스테이지와, 상기 X-Y 스테이지의 상측에 설치됨과 아울러 웨이퍼가 테이프면에 부착되어 있는 웨이퍼링을 고정하고 일정각도 회전시키는 회전 스테이지와, 상기 테이블의 상측에 지지프레임을 통해 고정 설치됨과 아울러 상기 회전 스테이지의 상측방향 일정높이에 위치하여 상기 웨이퍼의 각 칩의 배열을 정렬하기 위한 영상을 촬영하는 에어리어 카메라(Area camera)와, 상기 지지프레임에서 에어리어 카메라의 일측에 설치됨과 아울러 상기 웨이퍼의 불량칩을 진공으로 내부로 흡입하여 배출하도록 끝단부에 노즐이 구비된 배출부와, 상기 테이블에 설치됨과 아울러 상기 노즐은 통한 불량칩의 흡입시 원활하게 흡입될 수 있도록 상기 웨이퍼링의 테이프면에 부착되어 있는 불량칩을 들어올려 주는 픽업수단과, 상기 각 구성요소들을 제어함과 아울러 전(前)공정에서 칩 외관검사를 통해 작성된 불량칩 맵데이터를 로딩하여 웨이퍼의 불량칩을 상기 에어리어 카메라의 센터위치에 위치한 상기 노즐의 흡입위치로 이동시키는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명은, X-Y 스테이지를 통해 웨이퍼의 불량칩들을 에어리어 카메라 하부의 노즐 흡입위치로 이동한 후 노즐의 진공을 이용하여 불량칩을 직접 흡입하여 배출하기 때문에 노즐의 이동이 필요없어서 불량칩의 배출속도 및 생산성이 향상된다.
또한, 이젝트핀으로 불량칩을 미리 들어올려주기 때문에 노즐을 통한 불량칩의 흡입을 원활하게 할 수 있다.
그리고, 이젝트핀이 솔레이드에 의해 승하강 동작하므로 장시간 사용에 따른 마모가 거의 없어 유지보수에 유리하다.
또한, 노즐을 칩 사이즈에 따라 교체 가능하므로 다양한 반도체 칩에 대응가능하다.
그리고, 반도체 칩 배출장치를 통한 불량칩의 배출속도가 빠르기 때문에, 전(前)공정인 반도체 칩 외관 검사장치 한 대에 상기 반도체 칩 배출장치를 여러대 배치하면 생산성을 더욱 향상할 수 있다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 칩 배출방법을 나타내는 블록도이고, 도 2는 본 발명에 따른 반도체 칩 배출장치를 나타내는 정면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 반도체 칩 배출장치에서 주요부분을 나타내는 평면도이고, 도 4는 본 발명에 적 용되는 웨이퍼가 웨이퍼링의 테이프면에 부착된 상태를 나타내는 사시도이며, 도 5는 본 발명에 따른 웨이퍼가 회전 스테이지에 고정된 상태에서 정렬되는 상태를 나타내는 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 반도체 칩 배출장치에서 픽업수단의 이젝트핀이 실린더에 의해 상승되는 과정을 나타내는 도면이며, 도 7은 본 발명에 따른 반도체 칩 배출장치에서 이젝트핀이 테이프를 관통하여 불량칩을 들어올린 상태를 나타내는 도면이다.
먼저, 본 발명에 따른 반도체 칩 배출 장치(1)는, LED용 반도체 칩(6)을 포함하는 모든 반도체 칩 제조 공정중 발생하는 불량 칩을 배출 할 수 있도록 한 장치로써, X-Y 스테이지(10)와, 회전 스테이지(20)와, 에어리어 카메라(Area camera)(30)와, 배출부(40)와, 픽업수단(60)과, 제어부(미도시)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 반도체 칩(6)들로 구성되는 웨이퍼(5)는 웨이퍼링(7)의 테이프(8) 면에 부착되어 있다.
그리고, 상기 X-Y 스테이지(10)는 일정면적을 갖는 테이블(2)의 상측에 설치되어 X-Y 방향으로 이동하도록 되어 있다.
즉, 상기 X-Y 스테이지(10)는 상기 테이블(2)의 상측면에 LM레일(12a) 및 블럭(12b)을 통해 X축 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되는 X축 플레이트(11)와, 상기 X축 플레이트(11)의 상측면에 LM레일(16a) 및 블럭(16b)을 통해 Y축 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되는 Y축 플레이트(15)와, 상기 테이블(2)의 상측면에 설치되어 상기 X축 플레이트(11)를 구동하도록 X축 플레이트(11)와 연결된 볼스크 류(13b)를 회전시키는 제1모터(13a)와, 상기 X축 플레이트(11)의 상측면에 설치되어 상기 Y축 플레이트(15)를 구동하도록 Y축 플레이트(15)와 연결된 볼스크류(17b)를 회전시키는 제2모터(17a)로 구성된다.
따라서, 상기 제1,2모터(13a)(17a)의 제어를 통해 상기 X-Y 스테이지(10)는 X-Y 방향으로 자유롭게 이동가능하게 된다.
한편, 상기 X축 플레이트(11)와 Y축 플레이트(15)의 중앙에는 일정크기의 관통공(11a)(15a)이 형성되어 있다. 즉, 상기 테이블(2)의 상측면에 설치되는 픽업수단(60)과의 간섭을 방지하기 위함이다.
그리고, 상기 회전 스테이지(20)는 상기 X-Y 스테이지(10)의 상측에 설치됨과 아울러 웨이퍼(5)가 테이프(8)면에 부착되어 있는 웨이퍼링(7)을 고정하고 일정각도 회전시키게 된다.
즉, 상기 회전 스테이지(20)는 로터리 스테이지 형태로써, 상기 X-Y 스테이지(10)의 상측에 복수개의 롤러(21)를 통해 회전가능하게 설치됨과 아울러 상기 회전 스테이지(20)의 외주면에는 타이밍벨트(23)가 감겨지고 이 타이밍벨트(23)를 모터(22)가 회전시킴으로써 미세각도 회전가능하도록 되어 있다.
또한, 상기 회전 스테이지(20)는 웨이퍼(5)(반도체 칩)가 테이프(8) 면에 부착된 상태의 웨이퍼링(7)을 진공흡착 방식으로 고정하도록 되어 있다.
한편, 상기 회전 스테이지(20)의 중앙은 중공 형태로 되어 있다.
이와 같이, 웨이퍼(5)가 부착된 상태의 웨이퍼링(7)을 상기 회전 스테이지(20)에 진공흡착으로 고정하게 되면, 상기 웨이퍼(5)는 X-Y 스테이지(10)를 통해 X-Y 방향으로 이동할 수도 있고, 회전 스테이지(20)를 통해 회전도 가능하다.
그리고, 상기 에어리어 카메라(30)는, 상기 테이블(2)의 상측에 지지프레임(50)을 통해 고정 설치됨과 아울러 상기 회전 스테이지(20)의 상측방향 일정높이에 위치하여 상기 웨이퍼(5)의 각 칩(6)의 배열을 정렬하기 위한 영상을 촬영하게 된다.
물론, 상기 에어리어 카메라(30)를 통해 촬영된 영상을 작업자가 확인할 수 있도록 모니터(미도시)가 별도로 설치된다.
따라서, 작업자는 상기 에어리어 카메라(30)를 이용하여 상기 회전 스테이지(20)에 고정되어 있는 웨이퍼(5)의 영상을 모니터를 통해 확인하면서 조이스틱(미도시)을 이용하여 좌,우,전,후 및 회전시켜 웨이퍼(5)의 각 칩(6) 배열이 X-Y 스테이지(10)의 이송방향과 나란하게 되도록 정렬하게 되는 것이다.
여기서, 상기 칩(6)의 배열을 정렬할 때 작업자가 직접 조이스틱을 이용하는 경우 뿐만아니라 상기 제어부가 각 스테이지(10,20)를 직접 제어하여 칩(6)의 배열을 자동으로 정렬하는 것도 가능하다.
그리고, 상기 배출부(40)는 상기 지지프레임(50)에서 에어리어 카메라(30)의 일측에 설치됨과 아울러 상기 웨이퍼(5)의 불량칩을 진공으로 내부로 흡입하여 배출하도록 끝단부에 노즐(41)이 구비된다.
즉, 상기 배출부(40)는 상기 노즐(41)의 반대편 단부가 상기 지지프레임(50)에 연결부재(42)를 통해 회전가능하게 설치됨과 동시에 상,하방향으로 승하강 가능하게 설치되고, 내부에는 상기 노즐(41)을 통해 흡입한 불량칩이 외부로 배출되도 록 불량칩이 통과하는 배출통로(40a)가 형성되며, 상기 노즐(41)은 상기 배출부(40)의 끝단부 하측방향에 탈착가능하게 결합된다.
이때, 상기 배출부(40)는 미도시된 모터에 의해 회전가능하게 작동되고 미도시된 실린더를 통해 승하강 하게 된다.
또한, 상기 노즐(41)은 반도체 칩(6)의 사이즈에 대응가능하도록 제작되며, 칩(6) 사이즈가 변경되면 사이즈에 맞는 노즐(41)을 바꿔서 장착하도록 되어 있다.
한편, 상기 노즐(41)을 통해 진공으로 흡입되어 배출부(40)의 내부를 통과하는 불량칩은 별도의 연장호스(45)를 통해 외부로 버려질 수도 있고 상기 테이블(2)의 하측에 별도의 수집통(미도시)을 설치하여 수집통의 내부로 버려질 수도 있다.
아울러, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 노즐(41) 및 배출부(40)에 대해 진공을 발생하는 장치도 설치된다.
그리고, 상기 픽업수단(60)은, 상기 테이블(2)에 설치됨과 아울러 상기 노즐(41)은 통한 불량칩의 흡입시 원활하게 흡입될 수 있도록 상기 웨이퍼링(7)의 테이프(8)면에 부착되어 있는 불량칩을 들어올려 주게 된다.
상기 픽업수단(60)은, 상기 회전 스테이지(20) 하측방향의 테이블(2)에 수직방향으로 설치되는 실린더(66)와, 상기 실린더(66)에 의해 승하강 가능하게 설치됨과 아울러 진공으로 상기 테이프(8)의 하측면을 흡착 고정하는 흡입블럭(62)과, 상기 실린더(66)에 의해 승하강 가능하게 설치됨과 아울러 솔레노이드(65)에 의해 자체 승하강하면서 상기 흡입블럭(62)이 흡착 고정하고 있는 테이프(8)를 관통하여 테이프(8)의 상측면에 부착되어 있는 불량칩을 일정높이 들어올리는 이젝트핀(61) 으로 이루어진다.
즉, 상기 흡입블럭(62)과 이젝트핀(61)은 상기 실린더(66)에 의해 승하강하는 지지플레이트(67)에 함께 설치되며, 이때 상기 이젝트핀(61)은 지지플레이트(67)에 설치된 솔레노이드(65)에 의해 자체적으로 승하강하도록 되어 있다.
또한, 상기 이젝트핀(61)은 상기 흡입블럭(62)의 중심을 관통하여 상기 테이프(8)를 관통하게 되며, 따라서 상기 이젝트핀(61) 둘레의 테이프(8) 하측면을 상기 흡입블럭(62)으로 먼저 진공흡착 고정한 상태에서 상기 솔레노이드(65)의 작동시 상기 이젝트핀(61)이 테이프(8)를 관통하기 때문에 이젝트핀(61)이 테이프(8)를 관통하는 과정에서 테이프(8)가 함께 들어올려지는 문제를 해결할 수 있다.
그리고, 상기 이젝트핀(61)이 전자석 솔레노이드(65)에 의해 승하강 하기 때문에 장시간 사용에 따른 마모가 거의 없어 유지보수에 유리하다.
아울러, 상기 이젝트핀(61)으로 불량칩을 들어올릴때에는 칩(6) 높이의 1/2 정도를 테이프(8)면으로부터 띄워주는것이 바람직하다.
또한, 상기 이젝트핀(61)의 중심과 노즐(41)의 중심 및 에어리어 카메라(30)의 중심은 동일 수직선상에 위치하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 픽업수단(60)은 상기 테이블(2)의 상측면에 설치되지만, 상기 X-Y 스테이지(10)의 X축 플레이트(11) 및 Y축 플레이트(15)의 관통공(11a)(15a)내에 위치하므로 X-Y 스테이지(10)가 X-Y 방향으로 이동하더라도 간섭이 발생하지 않는다.
그리고, 상기 제어부는 상기 각 구성요소(X-Y 스테이지(10), 회전 스테이 지(20), 에어리어 카메라(30), 배출부(40), 픽업수단(60))들을 제어함과 아울러 전(前)공정에서 칩(6) 외관검사를 통해 작성된 불량칩 맵데이터를 로딩하여 웨이퍼(5)의 불량칩을 상기 에어리어 카메라(30)의 센터위치에 위치한 상기 노즐(41)의 흡입위치로 이동시키게 된다.
물론, X-Y 스테이지(10)를 통해 상기 웨이퍼(5)의 불량칩을 노즐(41)의 흡입위치로 이동시킨 후에는 상기 이젝트핀(61)이 테이프(8)를 관통하여 불량칩을 들어올려주고, 이후 상기 배출부(40) 및 노즐(41)의 진공흡입을 통해 상기에서 들어올려진 불량칩을 흡입하여 배출하게 되는 것이다.
상기한 반도체 칩 배출장치(1)는, 전(前)공정인 반도체 칩 외관 검사장치(미도시)에서 불량 검사가 완료된 웨이퍼(5)를 상기 회전 스테이지(20)에 로딩하게 되는데, 즉, 작업자가 웨이퍼(5)가 부착되어 있는 웨이퍼링(7)을 상기 회전 스테이지(20) 위에 올려놓게 되면, 상기 회전 스테이지(20)의 진공흡착을 통해 웨이퍼링(7)이 고정된다.
여기서, 상기 반도체 칩 외관 검사장치에서 불량 검사가 완료된 웨이퍼(5)에는 도 4와 같이 복수개(3~4개)의 칩이 미리 잉크마킹된 상태로 넘어오게 되며, 불량칩 맵데이터도 제어부로 로딩된다.
이후, 작업자는 상기 에어리어 카메라(30)를 통한 웨이퍼(5)의 영상을 모니터로 확인하면서 조이스틱을 이용하여 X-Y 스테이지(10) 및 회전 스테이지(20)를 좌,우,전,후 및 회전 작동시켜 웨이퍼(5)의 각 칩(6)의 배열을 X-Y 스테이지(10)의 이송방향과 나란하게 정렬한다.
이때, 상기 웨이퍼(5)의 정렬작업시 상기 노즐(41)이 에어리어 카메라(30)를 가리지 않도록 상기 노즐(41) 및 배출부(40)는 에어리어 카메라(30)의 촬영영역 밖으로 회전하여 빠져있게 된다.
상기 웨이퍼(5)의 정렬이 완료되면, 상기 웨이퍼(5)의 잉크마킹된 복수개 칩을 하나씩 에어리어 카메라(30)의 센터위치로 이동시키면서 작업자가 마우스로 잉크마킹된 칩을 찍어줌으로써 불량칩 좌표 설정을 위한 기준위치를 지정해주게 된다.
즉, 위와 같은 방법을 통해 잉크마킹된 복수개의 칩에 기준위치를 지정해주게 되면, 전(前)공정인 반도체 칩 외관 검사장치에서의 각 칩의 위치 좌표를 배출장치에서 그대로 재현할 수 있게 됨은 물론 잉크마킹된 칩의 기준위치에서부터 불량칩의 상대좌표를 알 수 있다.
이후, 상기 노즐(41)이 다시 에어리어 카메라(30)의 센터위치로 이동하게 되고, 상기 제어부는 X-Y 스페이지(10)를 통해 불량칩을 상기 노즐(41)의 흡입위치로 이동시키게 된다.
계속해서, 상기 흡입블럭(62) 및 이젝트핀(61)이 실린더(66)를 통해 상승하게 되고, 이때 도 6과 같이 상기 흡입블럭(62)이 상기 웨이퍼링(7)의 테이프(8) 하측면까지 상승하게 된다.
이후, 도 7과 같이, 상기 흡입블럭(62)이 테이프(8) 하측면을 진공흡착으로 붙잡고 있는 상태에서 상기 이젝트핀(61)이 솔레노이드(65)의 작동으로 인해 상승 하여 테이프(8)를 관통하고 테이프(8) 상측면에 부착되어 있는 불량칩을 일정높이 들어올리게 된다.
상기 이젝트핀(61)에 의해 불량칩이 들어올려지게 되면 상기 노즐(41)이 진공을 이용하여 불량칩을 흡입한 후 배출부(40)내의 배출통로(40a)를 통해 배출하게 된다.
이렇게 하나의 불량칩이 배출되면, 상기 테이프(8) 하측면을 붙잡고 있는 흡입블럭(62)의 진공이 해제되고 상기 이젝트핀(61)도 솔레노이드(65)에 의해 하강하게 된다.
이후, 상기 X-Y 스테이지(10)를 통해 다음 불량칩이 노즐(41)의 흡입위치로 이동하게 되고, 상기 흡입블럭(62)이 다시 진공으로 테이프(8) 하측면을 붙잡은 상태에서 이젝트핀(61)이 테이프(8)를 관통하여 불량칩을 들어올리게 되고 상기 노즐(41)은 불량칩을 진공으로 흡입하여 배출하게 된다.
상기한 과정을 반복하여 웨이퍼(5)의 불량칩들을 모두 노즐(41)의 진공으로 흡입 배출하여 제거하게 된다.
이하, 본 발명에 따른 반도체 칩 배출방법에 대해 설명하기로 한다.
상기 반도체 칩 배출방법은, 맵데이터 로딩단계(S20)와, 웨이퍼 정렬단계(S30)와, 칩 기준위치 지정단계(S40)와, 첫번째 불량칩 좌표 설정단계(S50)와, 불량칩 센터 이동단계(S60)와, 불량칩 배출단계(S70)와, 남은 불량칩 개수 판단단계(S80)와, 다음 불량칩 좌표 설정단계(S90)와, 웨이퍼 언로딩 단계(S100)를 포함 하여 이루어진다.
먼저, 맵데이터 로딩단계(S20)를 진행하기 전에, 작업자는 전(前)공정인 반도체 칩 외관 검사장치에서 불량 검사가 완료된 웨이퍼(5)를 상기 회전 스테이지(20)에 로딩하게 된다. 이때, 웨이퍼(5)가 부착되어 있는 웨이퍼링(7)을 상기 회전 스테이지(20) 위에 올려놓게 되면, 상기 회전 스테이지(20)의 진공흡착을 통해 웨이퍼링(7)이 고정된다.
여기서, 상기 반도체 칩 외관 검사장치에서 불량 검사가 완료된 후 회전 스테이지(20)로 로딩되는 웨이퍼(7)에는 복수개(3~4개)의 칩이 미리 잉크마킹된 상태로 넘어오게 된다.
가. 맵데이터 로딩단계(S20)
상기 맵데이터 로딩단계(S20)는, 웨이퍼(5)를 회전 스테이지(20)에 로딩(S10)한 후, 전(前)공정인 반도체 칩 외관검사를 통해 작성된 불량칩 맵데이터를 로딩하는 단계이다.
즉, 작업자가 웨이퍼(5)의 번호를 시스템에 입력하면 상기 웨이퍼(5)의 맵데이터가 제어부에 로딩되는 것이다.
상기 맵데이터에는 각 웨이퍼(5)의 번호, 반도체 칩(6)들의 좌표값, 각 칩(6)의 유무, 각 칩(6)의 불량 유무 및 불량종류 등이 저장되어 있다.
나. 웨이퍼 정렬단계(S30)
상기 웨이퍼 정렬단계(S30)는, 상기 맵데이터 로딩단계(S20)를 거친 후, 각 칩(6)의 배열이 X-Y 스테이지(10)의 이송방향과 나란하도록 정렬하는 단계이다.
즉, 상기 X-Y 스테이지(10)의 상측에 설치된 회전 스테이지(20)에 상기 웨이퍼(5)가 부착되어 있는 웨이퍼링(7)이 진공흡착으로 고정된 후, 작업자가 상기 에어리어 카메라(30)를 통한 웨이퍼(5)의 영상을 모니터로 확인하면서 조이스틱을 이용하여 X-Y 스테이지(10) 및 회전 스테이지(20)를 좌,우,전,후 및 회전 작동시키면서 각 칩(6)의 배열을 X-Y 스테이지(10)의 이송방향과 나란하게 정렬하는 것이다.
다. 칩 기준위치 지정단계(S40)
상기 칩 기준위치 지정단계(S40)는 상기 웨이퍼 정렬단계(S30)를 거친 후, 웨이퍼(5)의 칩(6)들 중 미리 잉크마킹된 칩에 기준위치를 지정하는 단계이다.
즉, 상기 웨이퍼(5)의 잉크마킹된 복수개(3~4개) 칩을 하나씩 에어리어 카메라(30)의 센터위치로 이동시키면서 작업자가 에어리어 카메라(30)를 통한 영상을 모니터로 확인하면서 에어리어 카메라(30)의 센터위치로 이동한 잉크마킹된 칩을 마우스로 찍어줌으로써 불량칩 좌표 설정을 위한 기준위치를 지정해주게 된다.
이처럼 잉크마킹된 복수개의 칩에 기준위치를 지정해주게 되면, 전(前)공정인 반도체 칩 외관 검사장치에서의 각 칩의 위치 좌표를 배출장치에서 그대로 재현할 수 있게 됨은 물론 잉크마킹된 칩의 기준위치에서부터 불량칩의 상대좌표를 알 수 있다.
라. 첫번째 불량칩 좌표 설정단계(S50)
상기 첫번째 불량칩 좌표 설정단계(S50)는, 상기 칩 기준위치 지정단계(S40)를 거친 후, 상기에서 지정된 칩 기준위치로부터 첫번째 불량칩의 상대좌표를 설정하는 단계이다.
즉, 상기 칩 기준위치 지정단계(S40)에서 잉크마킹된 복수개의 칩을 기준위치로 지정함으로써 칩 기준위치로부터 불량칩의 상대좌표를 알 수 있고, 이때 작업자 기준으로 좌측 최상위에 위치한 불량칩을 첫번째 불량칩으로 설정하게 된다.
물론, 첫번째 불량칩을 설정하는 기준은 변경될 수 있다.
마. 불량칩 센터 이동단계(S60)
상기 불량칩 센터 이동단계(S60)는, 상기 첫번째 불량칩 좌표 설정단계(S50)를 거친 후, 상기 불량칩을 에어리어 카메라(30)의 센터위치로 이동하는 단계이다.
여기서, 상기 에어리어 카메라(30)의 센터위치는 상기 노즐(41)의 흡입위치와 동일하므로, 상기 첫번째 불량칩을 X-Y 스테이지(10)를 통해 노즐(41)의 흡입위치로 이동하는 것이다.
바. 불량칩 배출단계(S70)
상기 불량칩 배출단계(S70)는, 상기 불량칩 센터 이동단계(S60)를 거친 후, 웨이퍼링(7)의 테이프(8)면에 부착되어 있는 불량칩을 테이프(8)의 하부에서 상부로 관통하는 이젝트핀(61)을 이용하여 일정높이 들어올린 상태에서 노즐(41)의 진공을 이용하여 불량칩을 직접 흡입하여 배출하는 단계이다.
즉, 도 6과 같이, 상기 흡입블럭(62) 및 이젝트핀(61)이 실린더(66)를 통해 상승하게 되고, 이때 상기 흡입블럭(62)이 상기 웨이퍼링(7)의 테이프(8) 하측면까지만 상승하게 된다.
이후, 도 7과 같이, 상기 흡입블럭(62)이 테이프(8) 하측면을 진공흡착으로 붙잡고 있는 상태에서 상기 이젝트핀(61)이 솔레노이드(65)의 작동으로 인해 상승하여 테이프(8)를 관통하고 테이프(8) 상측면에 부착되어 있는 불량칩을 일정높이 들어올리게 된다.
상기 이젝트핀(61)에 의해 불량칩이 들어올려지게 되면 상기 노즐(41)이 진공을 이용하여 불량칩을 흡입한 후 배출부(40)내의 배출통로(40a)를 통해 배출하게 되는 것이다.
이렇게 첫번째 불량칩이 배출되면, 상기 테이프(8) 하측면을 붙잡고 있는 흡입블럭(62)의 진공이 해제되고 상기 이젝트핀(61)도 솔레노이드(65)에 의해 하강하게 된다.
이때, 상기 흡입블럭(62)과 이젝트핀(61)은 현 위치에서 다음 불량칩을 배출하기 위한 작동을 반복적으로 하게 되며, 웨이퍼(5)의 불량칩을 모두 배출한 후에 실린더(66)의 작동으로 흡입블럭(62)과 이젝트핀(61)이 함께 초기위치로 하강하게 된다.
사. 남은 불량칩 개수 판단단계(S80)
상기 남은 불량칩 개수 판단단계(S80)는, 상기 불량칩 배출단계(S70)를 거친 후, 남아 있는 불량칩의 개수(n)가 "0"인지를 판단하는 단계이다.
아. 다음 불량칩 좌표 설정단계(S90)
상기 다음 불량칩 좌표 설정단계(S90)는, 상기 남은 불량칩 개수 판단단계(S80)의 판단 결과, 남은 불량칩 개수(n)가 "0"이 아니면 n-1을 수행한 후(S85), 상기 칩 기준위치 지정단계(S40)에서 지정된 칩 기준위치로부터 다음 불량칩의 상대좌표를 설정하고 상기 불량칩 센터 이동단계(S60)로 복귀하는 단계이다.
즉, 상기 불량칩 배출단계(S70)를 통해 첫번째 불량칩을 배출한 후에 불량칩이 계속 남아 있다면, 남은 불량칩 개수(n)에서 1개를 뺀 후 다음 불량칩의 상대좌표를 설정하는 것이다.
다음 불량칩의 상대좌표를 설정한 후에는 다시 상기 불량칩 센터 이동단계(S60)로 복귀하여, 상기의 불량칩 센터 이동단계(S60)와, 불량칩 배출단계(S70)와, 다음 불량칩 좌표 설정단계(S90)를 남은 불량칩 개수(n)가 "0"이 될때까지 반복하면서 모든 불량칩을 배출하게 된다.
자. 웨이퍼 언로딩 단계(S100)
상기 웨이퍼 언로딩 단계(S100)는, 상기 남은 불량칩 개수 판단단계(S80)의 판단 결과, 남은 불량칩 개수(n)가 "0" 이면 웨이퍼(5)를 언로딩하는 단계이다.
즉, 모든 불량칩이 배출된 상태이므로 상기 테이프(8) 하측면을 붙잡고 있는 흡입블럭(62)의 진공이 해제되고 상기 이젝트핀(61)도 솔레노이드(65)에 의해 하강 하게 되며, 아울러 상기 흡입블럭(62)과 이젝트핀(61)은 실린더(66)의 작동으로 초기위치로 하강하게 된다.
한편, 본 발명의 반도체 칩 배출장치(1)를 통한 불량칩의 배출속도가 빠르기 때문에, 전(前)공정인 반도체 칩 외관 검사장치 한 대에 상기 반도체 칩 배출장치(1)를 여러대 배치하면 생산성을 더욱 향상할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 칩 배출방법을 나타내는 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 반도체 칩 배출장치를 나타내는 정면도,
도 3은 본 발명에 따른 반도체 칩 배출장치에서 주요부분을 나타내는 평면도,
도 4는 본 발명에 적용되는 웨이퍼가 웨이퍼링의 테이프면에 부착된 상태를 나타내는 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 웨이퍼가 회전 스테이지에 고정된 상태에서 정렬되는 상태를 나타내는 사시도,
도 6은 본 발명에 따른 반도체 칩 배출장치에서 픽업수단의 이젝트핀이 실린더에 의해 상승되는 과정을 나타내는 도면,
도 7은 본 발명에 따른 반도체 칩 배출장치에서 이젝트핀이 테이프를 관통하여 불량칩을 들어올린 상태를 나타내는 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
1: 반도체 칩 배출장치 2: 테이블
5: 웨이퍼 6: 칩
7: 웨이퍼링 8: 테이프
10: X-Y 스테이지 11: X축 플레이트
15: Y축 플레이트 20: 회전 스테이지
30: 에어리어 카메라 40: 배출부
41: 노즐 50: 지지프레임
60: 픽업수단 61: 이젝트핀
62: 흡입블럭 65: 솔레노이드
66: 실린더 67: 지지플레이트

Claims (7)

  1. 반도체 칩 제조 공정중 발생한 불량칩을 배출하기 위한 반도체 칩 배출방법에 있어서,
    웨이퍼(5)를 로딩한 후, 전(前)공정에서 칩 외관검사를 통해 작성된 불량칩 맵데이터를 로딩하는 맵데이터 로딩단계(S20)와,
    상기 맵데이터 로딩단계(S20)를 거친 후, 웨이퍼(5)의 각 칩(6)의 배열이 X-Y 스테이지(10)의 이송방향과 나란하도록 정렬하는 웨이퍼 정렬단계(S30)와,
    상기 웨이퍼 정렬단계(S30)를 거친 후, 웨이퍼(5)의 칩(6)들 중 미리 마킹된 칩에 기준위치를 지정하는 칩 기준위치 지정단계(S40)와,
    상기 칩 기준위치 지정단계(S40)를 거친 후, 상기에서 지정된 칩 기준위치로부터 첫번째 불량칩의 상대좌표를 설정하는 첫번째 불량칩 좌표 설정단계(S50)와,
    상기 첫번째 불량칩 좌표 설정단계(S50)를 거친 후, 상기 불량칩을 에어리어 카메라(Area camera)(30)의 센터위치로 이동하는 불량칩 센터 이동단계(S60)와,
    상기 불량칩 센터 이동단계(S60)를 거친 후, 웨이퍼링(7)의 테이프(8)면에 부착되어 있는 불량칩을 테이프(8)의 하부에서 상부로 관통하는 이젝트핀(61)을 이용하여 일정높이 들어올린 상태에서 노즐(41)의 진공을 이용하여 불량칩을 직접 흡입하여 배출하는 불량칩 배출단계(S70)와,
    상기 불량칩 배출단계(S70)를 거친 후, 남아 있는 불량칩의 개수(n)가 "0"인지를 판단하는 남은 불량칩 개수 판단단계(S80)와,
    상기 남은 불량칩 개수 판단단계(S80)의 판단 결과, 남은 불량칩 개수(n)가 "0" 이면 웨이퍼(5)를 언로딩하는 웨이퍼 언로딩 단계(S100)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 칩 배출방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 남은 불량칩 개수 판단단계(S80)의 판단 결과, 남은 불량칩 개수(n)가 "0"이 아니면 n-1을 수행한 후(S85), 상기에서 지정된 칩 기준위치로부터 다음 불량칩의 상대좌표를 설정하는 다음 불량칩 좌표 설정단계(S90)를 진행하고, 상기 불량칩 센터 이동단계(S60)로 복귀하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 배출방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 정렬단계(S30)는, 상기 X-Y 스테이지(10)의 상측에 설치된 회전 스테이지(20)에 상기 웨이퍼(5)가 부착되어 있는 웨이퍼링(7)을 진공흡착으로 고정한 후, 에어리어 카메라(30)를 이용하여 웨이퍼(5)의 영상을 확인하면서 조이스틱을 통해 좌,우,전,후 및 회전시켜 각 칩(6)의 배열을 X-Y 스테이지(10)의 이송방향과 나란하도록 정렬하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 배출방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 칩 기준위치 지정단계(S40)는, 상기 웨이퍼(5)의 칩(6)들 중 미리 마킹된 복수개의 칩을 하나씩 상기 에어리어 카메라(30)의 센터위치로 이동시키면서 작 업자가 에어리어 카메라(30)를 통한 영상을 모니터로 확인하면서 에어리어 카메라(30)의 센터위치로 이동한 마킹된 칩을 마우스로 찍어서 기준위치를 지정하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 배출방법.
  5. 반도체 칩 제조 공정중 발생한 불량칩을 배출하기 위한 반도체 칩 배출장치에 있어서,
    테이블(2)의 상측에 X-Y 방향으로 이동하도록 설치되는 X-Y 스테이지(10)와,
    상기 X-Y 스테이지(10)의 상측에 설치됨과 아울러 웨이퍼(5)가 테이프(8)면에 부착되어 있는 웨이퍼링(7)을 고정하고 일정각도 회전시키는 회전 스테이지(20)와,
    상기 테이블(2)의 상측에 지지프레임(50)을 통해 고정 설치됨과 아울러 상기 회전 스테이지(20)의 상측방향 일정높이에 위치하여 상기 웨이퍼(5)의 각 칩(6)의 배열을 정렬하기 위한 영상을 촬영하는 에어리어 카메라(Area camera)(30)와,
    상기 지지프레임(50)에서 에어리어 카메라(30)의 일측에 설치됨과 아울러 상기 웨이퍼(5)의 불량칩을 진공으로 내부로 흡입하여 배출하도록 끝단부에 노즐(41)이 구비된 배출부(40)와,
    상기 테이블(2)에 설치됨과 아울러 상기 노즐(41)을 통한 불량칩의 흡입시 원활하게 흡입될 수 있도록 상기 웨이퍼링(7)의 테이프(8)면에 부착되어 있는 불량칩을 들어올려 주는 픽업수단(60)과,
    상기 각 구성요소들을 제어함과 아울러 전(前)공정에서 칩 외관검사를 통해 작성된 불량칩 맵데이터를 로딩하여 웨이퍼(5)의 불량칩을 상기 에어리어 카메라(30)의 센터위치에 위치한 상기 노즐(41)의 흡입위치로 이동시키는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 칩 배출장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 배출부(40)는, 상기 지지프레임(50)에 회전가능하게 설치됨과 동시에 상,하방향으로 승하강 가능하게 설치되고, 내부에는 상기 노즐(41)을 통해 흡입한 불량칩이 외부로 배출되도록 불량칩이 통과하는 배출통로(40a)가 형성되며,
    상기 노즐(41)은 상기 배출부(40)의 끝단부에 탈착가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 배출장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 픽업수단(60)은, 상기 회전 스테이지(20) 하측방향의 테이블(2)에 설치되는 실린더(66)와,
    상기 실린더(66)에 의해 승하강 가능하게 설치됨과 아울러 진공으로 상기 테이프(8)의 하측면을 흡착 고정하는 흡입블럭(62)과,
    상기 실린더(66)에 의해 승하강 가능하게 설치됨과 아울러 솔레노이드(65)에 의해 자체 승하강하면서 상기 흡입블럭(62)이 흡착 고정하고 있는 테이프(8)를 관통하여 테이프(8)면에 부착되어 있는 불량칩을 일정높이 들어올리는 이젝트핀(61)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 칩 배출장치.
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