KR101410171B1 - Wafer bumping apparatus and bumping method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 웨이퍼 범핑 장비에 관한 것으로서, 구체적으로는 웨이퍼와 마스크를 보다 정확하게 정렬함으로써 작업 정확도를 크게 향상시킬 수 있는 웨이퍼 범핑 장비 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wafer bumping apparatus, and more particularly, to a wafer bumping apparatus and method capable of significantly improving work accuracy by more accurately aligning a wafer and a mask.
일반적으로 반도체 패키지를 제조하기 위해서는, 먼저 웨이퍼에 소정의 박막을 증착하고 증착된 박막을 포토리소그래피 및 식각 공정을 거쳐 회로패턴을 형성해야 한다.Generally, in order to manufacture a semiconductor package, a predetermined thin film is first deposited on a wafer, and the deposited thin film is subjected to photolithography and etching to form a circuit pattern.
또한 회로패턴이 형성된 웨이퍼를 다시 개별 다이(또는 칩)로 분할(sawing)하고, 분할된 개별 다이를 PCB기판에 부착하고 몰딩하는 패키징 공정을 수행해야 한다.In addition, a packaging process must be performed in which the wafer on which the circuit pattern is formed is again sawed into individual dies (or chips), and individual die segments are attached to the PCB substrate and molded.
이와 같이 종래에는 웨이퍼를 개별 다이로 분할한 후에 각 다이별로 패키징 공정을 진행하는 것이 일반적이었다. 그러나 최근에는 볼 범핑(ball bumping) 기술이 정교해지면서 웨이퍼를 절단하기 전에 마스크를 이용하여 웨이퍼상에 형성된 다수의 다이에 다수의 솔더볼을 한꺼번에 부착하는 웨이퍼 범핑 방법이 많이 사용되고 있다. Thus, conventionally, it has been common to divide the wafer into individual dies and then proceed with the packaging process for each die. Recently, however, a wafer bumping method has been widely used in which a ball bumping technique is sophisticated and a plurality of solder balls are attached to a plurality of dies formed on a wafer at one time by using a mask before cutting the wafer.
이러한 웨이퍼 범핑은 다수의 다이에 범핑작업이 동시에 진행되므로 웨이퍼와 마스크의 정렬이 매우 중요하며, 일반적으로 비젼카메라를 통해 마스크의 위치값과 웨이퍼의 위치값을 확인하여 서로의 위치를 정렬시키고 있다.In this wafer bumping, alignment of the wafer and the mask is very important because the bumping operation is performed simultaneously on the plurality of dies. In general, the position of the mask and the position of the wafer are checked through the vision camera and the positions of the wafer and the wafer are aligned.
그런데 이러한 종래의 방법만으로는 갈수록 미세해지는 마스크홀과 웨이퍼 다이의 위치를 정확하게 정렬시키는데 한계가 있다.However, with such a conventional method, there is a limit to precisely align the positions of the mask holes and the wafer die, which become finer.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 웨이퍼 범핑 공정에서 웨이퍼의 다이와 마스크홀의 위치를 보다 정확히 정렬시킬 수 있는 범핑장비 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a bumping apparatus and method capable of more accurately aligning positions of dice and mask holes of a wafer in a wafer bumping process.
본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 다수의 볼랜드 중에서 나머지 볼랜드와 다른 형상을 갖는 위치인식용 볼랜드를 포함하는 웨이퍼에 솔더볼을 부착하는 웨이퍼 범핑방법에 있어서, 비젼카메라로 척에 놓여진 상기 웨이퍼의 위치값을 획득하고, 위치오차가 있는 경우 척구동부를 이용하여 상기 웨이퍼의 위치를 조정하는 단계; 플럭스마스크를 상기 척의 상부로 이동시키는 단계; 상기 비젼카메라를 이용하여 상기 위치인식용 볼랜드와 상기 플럭스마스크에 형성된 마스크홀의 정렬상태를 확인하고, 정렬오차가 있는 경우 상기 척구동부를 이용하여 상기 웨이퍼의 위치를 조정하는 단계; 상기 플럭스마스크의 상부에서 플럭스 스퀴징공정을 수행하는 단계; 볼마스크를 상기 척의 상부로 이동시키는 단계; 상기 비젼카메라를 이용하여 상기 위치인식용 볼랜드와 상기 볼마스크에 형성된 마스크홀의 정렬상태를 확인하고, 정렬오차가 있는 경우 상기 척구동부를 이용하여 상기 웨이퍼의 위치를 조정하는 단계; 상기 볼마스크의 상부에서 볼스퀴징공정을 수행하는 단계를 포함하는 웨이퍼 범핑 방법을 제공한다.According to the present invention, there is provided a wafer bumping method for attaching a solder ball to a wafer including an edible bore having a shape different from that of the remaining ones of the plurality of bores, the method comprising the steps of: Obtaining a position value, and adjusting a position of the wafer using a chuck driving unit when there is a position error; Moving a flux mask over the chuck; Confirming the alignment state of the position-recognizing bolt and the mask hole formed in the flux mask using the vision camera, and adjusting the position of the wafer using the chuck driver when there is an alignment error; Performing a flux squeezing process on top of the flux mask; Moving the ball mask to an upper portion of the chuck; Confirming the alignment state of the position-recognizing bolt and the mask hole formed in the ball mask using the vision camera, and adjusting the position of the wafer using the chuck driving unit when there is an alignment error; And performing a ball quenching process at an upper portion of the ball mask.
상기 장비는, 중앙부에 상기 척이 승강하는 관통부가 형성되고 주변부에 제1정렬수단을 구비하는 정렬테이블을 포함하며, 본 발명에 따른 웨이퍼 범핑 방법에서, 상기 플럭스마스크를 상기 척의 상부로 이동시키는 단계의 이후에는 상기 정렬테이블을 상승시켜 상기 제1정렬수단을 상기 플럭스마스크를 지지하는 플럭스마스크프레임에 형성된 제2정렬수단과 결합시킴으로써 상기 플럭스마스크를 상기 정렬테이블에 고정시키는 단계를 포함하고, 상기 볼마스크를 상기 척의 상부로 이동시키는 단계의 이후에는, 상기 정렬테이블을 상승시켜 상기 제1정렬수단을 상기 볼마스크를 지지하는 볼마스크프레임에 형성된 제3정렬수단과 결합시킴으로써 상기 볼마스크를 상기 정렬테이블에 고정시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The apparatus includes an aligning table having a through portion through which the chuck ascends and retreats at a central portion and a first aligning means at a peripheral portion. In the wafer bumping method according to the present invention, the step of moving the flux mask to an upper portion of the chuck And subsequently fixing said flux mask to said alignment table by raising said alignment table and combining said first alignment means with second alignment means formed in a flux mask frame supporting said flux mask, After the step of moving the mask to the top of the chuck, the alignment table is elevated to engage the first alignment means with third alignment means formed on the ball mask frame supporting the ball mask, And fixing the light emitting diode to the light emitting diode.
또한 상기 볼마스크의 상부에서 볼스퀴징 공정을 수행하는 단계에서는 상기 볼마스크의 상부에 솔더볼을 공급한 후 브러쉬 또는 블레이드를 이용하여 솔더볼을 스퀴징하며, 이후에는 상기 웨이퍼를 하방으로 이동시키는 단계와, 상기 볼마스크를 원위치로 수평 이동시키는 단계가 진행될 수 있다.In addition, in the step of performing a ball quenching process on the ball mask, a solder ball is supplied to an upper portion of the ball mask, then a solder ball is squirted using a brush or a blade, The step of horizontally moving the ball mask may be performed.
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또한 본 발명에 따른 범핑 방법에 있어서, 상기 플럭스마스크의 상부에서 플럭스 스퀴징공정을 수행하는 단계의 이후에는 상기 플럭스마스크의 상부에서 공기를 분사하면서 상기 웨이퍼가 놓여진 상기 척을 하강시킬 수 있다.Further, in the bumping method according to the present invention, after performing the flux squeezing process on the flux mask, the chuck on which the wafer is placed may be lowered while spraying air at the top of the flux mask.
또한 본 발명은, 웨이퍼가 놓여지는 척과, 상기 척을 이동시키는 척구동부를 구비하는 척유닛; 상기 척이 승강하는 관통부와 상기 관통부의 주변에 형성된 제1정렬수단을 구비하는 정렬테이블; 상기 척의 주변에 수평방향으로 배치된 가이드레일; 플럭스마스크와, 상기 플럭스마스크의 테두리를 지지하고 상기 제1정렬수단과 결합하는 제2정렬수단을 구비하는 플럭스마스크프레임과, 상기 플럭스마스크프레임을 상기 가이드레일을 따라 이동시키는 제1마스크구동수단을 구비하는 플럭스마스크유닛; 볼마스크와, 상기 볼마스크의 테두리를 지지하고 상기 제1정렬수단과 결합하는 제3정렬수단을 구비하는 볼마스크프레임과, 상기 볼마스크프레임을 상기 가이드레일을 따라 이동시키는 제2마스크구동수단을 구비하는 볼마스크유닛; 상기 척의 상부에 설치되며, 웨이퍼에 형성된 다수의 기준마크의 위치값을 각각 획득하는 다수의 비젼카메라를 포함하는 웨이퍼 범핑 장비를 제공한다.The present invention also provides a chuck unit comprising: a chuck on which a wafer is placed; and a chuck driver for moving the chuck; An aligning table having a penetrating portion on which the chuck moves up and a first aligning means formed on the periphery of the penetrating portion; A guide rail disposed horizontally around the chuck; A flux mask frame including a flux mask and second alignment means for supporting the rim of the flux mask and engaging with the first alignment means; and first mask drive means for moving the flux mask frame along the guide rail A flux mask unit; A ball mask frame having a ball mask and a third aligning means for supporting the rim of the ball mask and engaging with the first aligning means and a second mask driving means for moving the ball mask frame along the guide rails A ball mask unit; And a plurality of vision cameras mounted on the chuck to acquire positional values of a plurality of reference marks formed on the wafer, respectively.
본 발명에 따른 범핑 장비는, 상기 정렬테이블과 이격되어 설치된 승강테이블; 상기 승강테이블을 승강시키는 제1수직구동수단; 일단이 상기 승강테이블에 연결되어 상기 척구동부를 승강시키는 제2수직구동수단; 상기 플럭스마스크의 상부에서 공기를 분사하는 공기분사수단을 더 포함할 수 있다.The bumping device according to the present invention includes: an elevating table provided apart from the alignment table; A first vertical driving means for lifting the elevating table; A second vertical driving means, one end of which is connected to the elevating table to elevate the chuck driving portion; And air spraying means for spraying air at an upper portion of the flux mask.
본 발명에 따르면 웨이퍼와 플럭스마스크 또는 볼마스크가 근접한 상태에서 비젼카메라를 이용하여 웨이퍼 범핑영역과 마스크홀의 정렬상태를 확인함으로써 웨이퍼의 위치를 보다 정확히 정렬할 수 있으며, 이를 통해 작업정확도를 개선하여 불량율을 크게 낮출 수 있다. 또한 플럭스스퀴징 공정 이후에 공기를 분사하면서 웨이퍼를 하강시키므로 범핑영역에 도팅된 플럭스의 형상이 변형되거나 위치오차가 발생되는 현상을 방지할 수 있다.According to the present invention, the position of the wafer can be more accurately aligned by confirming the alignment state between the wafer bumping area and the mask hole using a vision camera in the state where the wafer is in close proximity to the flux mask or the ball mask, Can be greatly reduced. Further, since the wafer is lowered while jetting the air after the flux squeezing process, it is possible to prevent the shape of flux dipped in the bumping area from being deformed or the position error being generated.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 범핑 장비의 정면도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 범핑 장비의 평면도
도 3은 플럭스마스크(볼마스크)를 예시한 평면도
도 4a 내지 도 4n은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 범핑 장비의 동작을 나타낸 공정순서도
도 5는 웨이퍼를 예시한 평면도
도 6은 웨이퍼의 기준마크를 나타낸 도면
도 7은 플럭스 마스크 공정을 나타낸 상세도
도 8은 볼 마스크 공정을 나타낸 상세도1 is a front view of a wafer bumping apparatus according to an embodiment of the present invention;
2 is a top view of a wafer bumping apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a plan view illustrating a flux mask (ball mask)
Figures 4A-4N are flow charts illustrating the operation of the wafer bumping equipment in accordance with an embodiment of the present invention.
5 is a plan view illustrating a wafer
6 is a view showing a reference mark of a wafer
7 is a detailed view showing a flux mask process
8 is a detailed view showing the ball mask process
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1의 정면도 및 도 2의 평면도에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 범핑 장비(100)는 공정대상인 웨이퍼(w)를 지지하는 척유닛(110), 플럭스마스크유닛(130), 볼마스크유닛(140), 웨이퍼 및 마스크의 정렬을 위해 위치데이터를 획득하는 비젼카메라(170a,170b) 등을 포함한다.A
척유닛(110)은 웨이퍼(w)가 놓여지는 부분으로서 진공흡착홀을 구비하는 척(112), 척(112)의 승강운동, 수평운동 및/또는 회전운동을 위하여 척(112)의 하부에 연결된 척구동부(114)를 포함한다.The
또한 본 발명의 실시예에서는 웨이퍼(w)의 상부에 플럭스마스크 또는 볼마스크를 정렬하기 위한 정렬테이블(120)이 척(112)의 주변에 설치된다.Further, in the embodiment of the present invention, an alignment table 120 for aligning the flux mask or the ball mask is provided on the periphery of the
정렬테이블(120)의 중앙부에는 척(112)이 승강하는 관통부가 형성되며, 주변부에는 플럭스마스크프레임(131) 또는 볼마스크프레임(141)에 각각 형성된 정렬홀(134,144)에 삽입되는 정렬돌기(122)가 상방으로 돌출 형성된다.The alignment table 120 has a through hole through which the
정렬테이블(120)은 승강테이블(124)의 상부에 소정 간격 이격된 채 승강테이블(124)에 고정되며, 승강테이블(124)은 메인프레임(102)에 대해 고정된 제1수직구동수단(126)에 의해 승강운동을 한다. 따라서 제1수직구동수단(126)을 구동시킴으로써 정렬테이블(120)을 승강시킬 수 있다.The alignment table 120 is fixed to the elevation table 124 at a predetermined distance from the upper portion of the elevation table 124 and the elevation table 124 is fixed to the
척구동부(114)는 척(112)의 승강운동을 위한 제2수직구동수단(118), 수평방향의 이동을 위한 수평구동수단, 회전운동을 위한 회전구동수단을 포함한다. 특히 제2수직구동수단(118)은 그 일단이 승강테이블(124)에 연결되어 척구동부(114) 전체를 승강시키는 역할을 한다.The
또한 도면에는 나타내지 않았으나 척구동부(114)에는 웨이퍼(w)와 플럭스마스크/볼마스크 간의 간격을 측정하는 간격측정수단이 설치될 수 있다.Although not shown in the drawing, the
플럭스마스크유닛(130)은 웨이퍼의 범핑영역에 대응하는 다수의 마스크홀을 구비하는 플러스마스크(132)와, 플럭스마스크(132)의 테두리를 지지하는 플럭스마스크프레임(131)을 포함한다. 플럭스마스크프레임(131)은 정렬테이블(120)의 다수의 정렬돌기(122)가 각각 삽입되는 다수의 정렬홀(134)을 구비한다. The
또한 플럭스마스크프레임(131)에는 플럭스마스크(132)의 상부에서 블레이드(도 7의 191 참조)를 이동시키는 제1스퀴징수단(161)이 장착될 수 있다. 제1스퀴징수단(161)은 플럭스마스크프레임(131)과 분리되어 설치될 수도 있다. Further, the
또한 플럭스마스크프레임(131)에는 플럭스마스크(132)의 상부에서 공기를 분사하는 공기분사수단(도 4h의 198 참조)과 공기분사수단(198)을 플럭스마스크(132)의 상부로 이동시키는 이송수단이 장착될 수 있다. 공기분사수단은 플럭스스퀴징 공정 이후에 웨이퍼(w)를 하강시킬 때 마스크홀을 통과한 플럭스가 플럭스마스크(132)로부터 분리되어 웨이퍼(w)의 범핑영역에 안정적으로 도팅되도록 공기압을 제공하는 역할을 한다. 이러한 공기분사수단(198)의 분사면적은 대략 웨이퍼(w)와 비슷한 것이 바람직하지만, 이동하면서 공기를 분사할 수도 있으므로 긴 슬롯형상의 분사면적을 가질 수도 있다. 한편 공기분사수단(198)과 이를 위한 이송수단은 반드시 플럭스마스크프레임(131)에 장착되어야 하는 것은 아니며, 장비의 메인프레임(102)에 수직운동 및/또는 수평운동이 가능하도록 장착될 수도 있다.4H) for moving the air on the upper portion of the
플럭스마스크유닛(130)의 하단부는 메인프레임(102)에 고정되어 장비의 x축 방향으로 배치된 가이드레일(106)에 결합되며, 플럭스마스크유닛(130)은 제1마스크구동수단(136)에 의해 가이드레일(106)을 따라 수평왕복운동을 한다.The lower end of the
볼마스크유닛(140)은 웨이퍼의 범핑영역에 대응하는 다수의 마스크홀을 구비하는 볼마스크(142)와, 볼마스크(142)의 테두리를 지지하는 볼마스크프레임(141)을 포함한다. 볼마스크프레임(141)은 정렬테이블(120)의 정렬돌기(122)가 각각 삽입되는 다수의 정렬홀(144)을 구비한다. 또한 볼마스크프레임(141)에는 볼마스크(142)의 상부에서 브러쉬(도 8의 192 참조)를 이동시키는 제2스퀴징수단(162)이 장착될 수 있다. 제2스퀴징수단(162)은 볼마스크프레임(141)과 분리되어 설치될 수도 있다.The
볼마스크유닛(140)의 하단부도 상기 가이드레일(106)에 결합되며, 볼마스크유닛(140)은 제2마스크구동수단(146)에 의해 가이드레일(106)을 따라 수평왕복운동을 한다.The lower end of the
플럭스마스크(132) 및/또는 볼마스크(142)에는 스텐실이 사용될 수도 있고, 다수의 마스크홀이 형성된 금속판이 사용될 수도 있다. 도 3은 플럭스마스크(132) 또는 볼마스크(142)에 형성된 마스크홀의 패턴을 예시한 것으로서 사각형상의 각 유닛은 웨이퍼의 각 다이에 대응하며, 도면에 표시하지는 않았으나 각 유닛에는 웨이퍼의 범핑영역에 대응하는 다수의 마스크홀이 형성된다. A stencil may be used for the
한편 본 발명의 실시예에서는 플럭스마스크프레임(131)과 볼마스크프레임(141)에 각각 정렬홀(134,144)이 형성되고, 정렬테이블(120)에 상방으로 돌출된 정렬돌기(122)가 형성된 것으로 설명하였으나 이와 반대일 수도 있다. 즉, 플럭스마스크프레임(131)과 볼마스크프레임(141)에는 각각 다수의 정렬돌기가 하방으로 돌출 형성되고, 정렬테이블(120)에는 이에 대응하는 다수의 정렬홀이 형성될 수도 있다.In the embodiment of the present invention, it is described that the
비젼카메라(170a,170b)는 척(112)에 놓여진 웨이퍼(w)의 위치값을 획득하거나, 플럭스마스크(132) 및 볼마스크(142)의 위치값을 획득하거나, 웨이퍼(w)의 상부에 플럭스마스크(132) 또는 볼마스크(142)가 놓여진 상태에서 양자의 정렬상태를 검사하는 역할을 한다. 범핑공정 이후에 불량여부를 판단하는데 사용될 수도 있다. 본 발명의 실시예에서는 2개의 비젼카메라(170a,170b)를 사용하였으며. 이를 통해 웨이퍼(w), 플럭스마스크(132), 볼마스크(142)의 적어도 2지점에 대한 위치값을 획득함으로써 보다 정확한 정렬이 가능해진다.The
제1, 제2 비젼카메라(170a,170b)에서 촬영된 영상은 각각 제1, 제2모니터(180a,180b)를 통해 표시되며, 이를 통해 작업자는 웨이퍼(w) 등의 정렬상태를 확인할 수 있다.The images photographed by the first and
한편 도면에는 나타내지 않았으나, 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 범핑 장비(100)는 비젼카메라(170a,170b) 이외에도 기준높이에 대한 웨이퍼(112) 또는 마스크(132,142)의 높이오차를 감시할 수 있는 높이감지수단(예, 레이저프로브 등)을 포함할 수 있다. 또한 범핑 공정이 완료된 이후에 솔더볼의 높낮이 또는 위치오차를 측정할 수 있는 검사수단을 별도로 포함할 수 있다.The
이하에서는 도 4a 내지 도 4n의 공정순서도와 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 범핑 방법을 설명한다.Hereinafter, a wafer bumping method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 4A to 4N and FIGS. 1 and 2. FIG.
먼저 공정개시 전에는, 정렬테이블(120)은 플럭스마스크(132) 및 볼마스크(142)의 수평방향 이동면 보다 하부에 위치해야 하고, 척(112)은 정렬테이블(120)에 대해 하강한 상태에 있어야 한다. (도 4a 참조)Before the start of the process, the alignment table 120 must be positioned below the horizontal movement plane of the
이 상태에서 회로패턴이 형성된 웨이퍼(w)를 웨이퍼 이송로봇을 이용하여 또는 수동으로 척(112)에 올려 놓는다. 이때 범핑영역이 상부로 노출되도록 웨이퍼(w)를 위치시켜야 함은 물론이다. In this state, the wafer w on which the circuit pattern is formed is placed on the
이어서 제1, 제2비젼카메라(170a,170b)를 이용하여 웨이퍼(w)의 위치값을 획득하고, 기준위치와 대비하여 오차가 있으면 척구동부(114)를 동작시켜서 웨이퍼(w)의 위치를 조정한다.The position of the wafer W is obtained by using the first and
웨이퍼(w)의 위치값 획득을 위하여, 도 5에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(w)에는 위치값 획득을 위한 기준다이(A)가 양측에 하나씩 마련되어 있고, 각 기준다이(A)에는 제1, 제2비젼카메라(170a,170b)에서 확인할 수 있는 인식마크가 표시된다.5, a reference die A for obtaining a position value is provided on each side of the wafer w, and each reference die A is provided with first, A recognition mark that can be confirmed by the
본 발명의 실시예에서는 각 기준다이(A)의 특정 위치(예, 우하측 모서리)에 형성된 위치인식용 볼랜드(12)를 인식마크로 활용하였다. 따라서 제1, 제2비젼카메라(170a,170b)가 각 위치인식용 볼랜드(12)의 위치값을 획득하면 이를 기준값과 대비하여 웨이퍼(w)의 위치오차를 확인할 수 있다. In the embodiment of the present invention, the
본 발명의 실시예에서는 위치인식용 볼랜드(12)를 팔각형으로 형성함으로써 나머지 볼랜드(11)와 구별하였으나, 그 형상이 이에 한정되는 것은 아니다. 볼랜드(11,12)는 웨이퍼(w)의 범핑영역에 형성된 패턴을 의미한다. (도 4b 참조)In the embodiment of the present invention, the
위 과정에서 웨이퍼(w)의 위치를 조정한 이후에는 제1마스크구동수단(136)을 동작시켜서 플럭스마스크(132)를 척(112)의 상부에, 즉 웨이퍼(W)의 상부에 위치시킨다. (도 4c 참조)After adjusting the position of the wafer W in the above process, the first mask driving means 136 is operated to position the
이어서 제1수직구동수단(126)을 동작시켜서 척(112)과 정렬테이블(120)을 동시에 상승시킨다. 이때 척(112)은 정렬테이블(120)에 대해 하강한 상태를 유지하며, 정렬테이블(120)이 상승하면 정렬돌기(122)가 플럭스마스크프레임(131)의 정렬홀(134)에 삽입되므로 플럭스마스크(132)가 정렬테이블(120)에 고정된다. (도 4d 참조)Then, the first vertical driving means 126 is operated to raise the
이어서 척구동부(114)의 제2수직구동수단(118)을 동작시켜서 척(112)을 상승시킨다. 척(112)은 웨이퍼(w)와 플럭스마스크(132)의 간격이 설정된 간격에 도달할 때까지 상승하며, 따라서 전술한 간격측정수단을 이용하여 제2수직구동수단(118)의 동작을 제어할 수 있다. (도 4e 참조)Next, the second vertical driving means 118 of the
이와 같이 웨이퍼(w)와 플럭스마스크(132)가 근접한 상태에서 곧바로 플럭스 스퀴징 공정을 진행할 수도 있으나, 본 발명의 실시예에서는 공정의 정확도를 높이기 위하여 제1, 제2비젼카메라(170a,170b)를 이용하여 정렬상태를 다시 한번 확인한다. In this embodiment of the present invention, the first and
예를 들어 플럭스마스크(132)의 각 마스크홀의 하부에 웨이퍼(w)의 각 볼랜드(11,12)가 위치하게 되므로, 제1, 제2비젼카메라(170a,170b)를 통해 각 위치인식용 볼랜드(도 6의 12)의 중심과 그 상부에 위치하는 플럭스마스크(132)의 마스크홀의 중심이 일치하는지 여부를 확인하여 웨이퍼(w)와 플럭스마스크(132)의 정렬상태를 확인할 수 있다.Since the
또는 제1, 제2비젼카메라(170a,170b)로 플럭스마스크(132)의 마스크홀과 그 하부의 웨이퍼(w) 볼랜드의 정렬상태를 촬영하여 모니터(180a,180b)에 표시된 영상을 기초로 작업자가 육안으로 정렬상태를 확인하거나 사전에 등록된 영상과 촬영된 영상을 대비하여 자동으로 정렬상태를 확인할 수도 있다. Alternatively, the alignment state of the mask hole of the
이러한 확인결과 정렬오차가 없으면 다음 공정을 진행하고 정렬오차가 있으면 척구동부(114)를 동작시켜서 웨이퍼(w)의 위치를 다시 조정한다. (도 4f 참조)If there is no misalignment as a result of the check, the next process is performed. If there is an alignment error, the
위 과정에서 웨이퍼(w)와 플럭스마스크(132)가 정확하게 정렬된 것으로 판단되면, 제1스퀴징수단(161)을 이용하여 플럭스마스크(132)의 상부에 플럭스(F)를 스퀴징한다. 즉, 도 7에 자세히 나타낸 바와 같이, 블레이드(191)를 플럭스마스크(132)의 상부에서 이동시키면 플럭스마스크(132)의 마스크홀을 통과한 플럭스(F)가 웨이퍼(w)의 각 범핑영역에 도포된다. (도 4g 참조)If it is determined that the wafer W and the
플럭스 스퀴징이 완료되면. 먼저 제2수직구동수단(118)을 동작시켜서 웨이퍼(w)가 놓여진 척(112)을 하강시킨다. 다만 이 과정에서 웨이퍼(w)에 도팅된 플럭스가 플럭스마스크(132)에 묻어서 그 형상이 변형되거나 위치오차가 발생할 위험이 있으므로 이러한 현상을 방지하기 위해서는 공기분사수단(198)을 플럭스마스크(132)의 상부에 위치시키고 공기를 분사하면서 웨이퍼(w)가 놓여진 척(112)을 하강시킬 수도 있다. 이와 같이 웨이퍼(w)를 하강시킴과 동시에 플럭스마스크(132)의 상부에서 공기를 분사하면 공기압으로 인해 웨이퍼(w)에 도팅된 플럭스가 플럭스마스크(132)에 묻어서 형상이 변형되거나 위치오차가 발생하는 현상이 방지될 수 있다. (도 4h 참조)When flux squeezing is complete. The second vertical driving means 118 is operated to lower the
웨이퍼(w)를 설정된 거리만큼 하강시킨 이후에는 제1수직구동수단(126)을 동작시켜서 정렬테이블(120)과 척(112)을 함께 하강시킨다. (도 4i 참조)After the wafer W is lowered by a predetermined distance, the first vertical driving means 126 is operated to lower the alignment table 120 and the
이어서 제1마스크구동수단(136)을 동작시켜서 플럭스마스크(132)와 공기분사수단(198)을 대기위치로 이동시키고, 제2마스크구동수단(146)을 동작시켜서 볼마스크(142)를 척(112)의 상부에 위치시킨다. (도 4j 참조)The first mask driving means 136 is operated to move the
그리고 제1수직구동수단(126)을 동작시켜서 정렬테이블(120)을 상승시켜서 볼마스크프레임(141)을 고정하고, 제2수직구동수단(118)을 동작시켜서 척(112)을 상승시킨다. (도 4k 참조)The first vertical driving means 126 is operated to raise the alignment table 120 to fix the
웨이퍼(w)와 볼마스크(132)가 근접한 상태에서 곧바로 볼 스퀴징 공정을 진행할 수도 있으나, 플럭스공정과 마찬가지로 제1, 제2비젼카메라(170a,170b)를 이용하여 웨이퍼(w)와 볼마스크(132)의 정렬상태를 다시 한번 확인하고 웨이퍼(w)의 위치를 조정하는 것이 바람직하다. (도 4l 참조)The first and
위 과정에서 웨이퍼(w)와 볼마스크(142)가 정확하게 정렬된 것으로 판단되면, 제2스퀴징수단(162)을 이용하여 볼마스크(142)의 상부에 솔더볼(B)을 붓고 스퀴징한다. 즉, 도 8에 자세히 나타낸 바와 같이, 브러쉬(192)를 볼마스크(142)의 상부에서 이동시키면 볼마스크(142)의 마스크홀을 통과한 솔더볼(B)이 웨이퍼(w)의 각 범핑영역에서 미리 도포된 플럭스(F)에 접착된다. 한편 솔더볼 스퀴징공정은 볼마스크(142)의 상부에 솔더볼(B)을 붓고 브러쉬를 이용하여 자동으로 진행될 수도 있고, 작업자가 수작업으로 수행할 수도 있다. (도 4m 참조)If it is determined that the wafer W and the
볼 스퀴징이 완료되면. 제1수직구동수단(126)을 동작시켜서 정렬테이블(120)과 척(112)을 함께 하강시키고, 제2마스크구동수단(146)을 동작시켜서 볼마스크(142)를 대기위치로 이동시킨다. (도 4n 참조)When the ball quiz is completed. The aligning table 120 and the
전술한 공정을 거치면서 웨이퍼(w)의 각 범핑 영역에는 플럭스(F)에 의해 솔더볼(B)이 접착된 상태가 된다. 다만, 이 상태는 가접합 상태이므로 이후에 고온 분위기에서 솔더볼(B)을 웨이퍼(w)에 융착시키는 리플로우(reflow) 공정을 수행해야 한다.The solder balls B are adhered to the respective bumping areas of the wafer W by the flux F as described above. However, since this state is a bonding state, a reflow step for fusing the solder ball B to the wafer W in a high-temperature atmosphere must be performed.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고 다양한 형태로 변형 또는 수정되어 실시될 수 있으며, 변형 또는 수정된 실시예도 후술하는 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상을 포함한다면 본 발명의 권리범위에 속함은 물론이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, Of course, fall within the scope of the present invention.
100: 웨이퍼 범핑장비 102: 메인프레임
106: 가이드레일 110; 척유닛
112: 척 114: 척구동부
118: 제2수직구동수단 120: 정렬테이블
122: 정렬돌기 124: 승강테이블
126: 제1수직구동수단 130: 플럭스마스크유닛
131: 플럭스마스크프레임 132: 플럭스마스크
134: 정렬홀 140: 볼마스크유닛
141; 볼마스크프레임 142: 볼마스크
144: 정렬홀 161: 제1스퀴징수단
162: 제2스퀴징수단 170a, 170b: 제1, 제2 비젼카메라
180a, 180b: 제1, 제2 모니터 191: 블레이드
192: 브러쉬 198: 공기분사수단100: Wafer bumping device 102: Main frame
106:
112: chuck 114: chuck driving part
118: second vertical driving means 120: alignment table
122: alignment protrusion 124: lift table
126: first vertical driving means 130: flux mask unit
131: flux mask frame 132: flux mask
134: Align hole 140: Ball mask unit
141; Ball mask frame 142: ball mask
144: alignment hole 161: first squeegee stage
162:
180a, 180b: first and second monitors 191: blade
192: Brush 198: Air injection means
Claims (6)
비젼카메라로 척에 놓여진 상기 웨이퍼의 위치값을 획득하고, 위치오차가 있는 경우 척구동부를 이용하여 상기 웨이퍼의 위치를 조정하는 단계;
플럭스마스크를 상기 척의 상부로 이동시키는 단계;
상기 비젼카메라를 이용하여 상기 위치인식용 볼랜드와 상기 플럭스마스크에 형성된 마스크홀의 정렬상태를 확인하고, 정렬오차가 있는 경우 상기 척구동부를 이용하여 상기 웨이퍼의 위치를 조정하는 단계;
상기 플럭스마스크의 상부에서 플럭스 스퀴징공정을 수행하는 단계;
볼마스크를 상기 척의 상부로 이동시키는 단계;
상기 비젼카메라를 이용하여 상기 위치인식용 볼랜드와 상기 볼마스크에 형성된 마스크홀의 정렬상태를 확인하고, 정렬오차가 있는 경우 상기 척구동부를 이용하여 상기 웨이퍼의 위치를 조정하는 단계;
상기 볼마스크의 상부에서 볼스퀴징공정을 수행하는 단계
를 포함하는 웨이퍼 범핑 방법1. A wafer bumping method for attaching a solder ball to a wafer comprising a plurality of borings and an edible bore having a position different from the rest of the bores,
Obtaining a position value of the wafer placed on the chuck with a vision camera, and adjusting the position of the wafer using a chuck driving unit when there is a position error;
Moving a flux mask over the chuck;
Confirming the alignment state of the position-recognizing bolt and the mask hole formed in the flux mask using the vision camera, and adjusting the position of the wafer using the chuck driver when there is an alignment error;
Performing a flux squeezing process on top of the flux mask;
Moving the ball mask to an upper portion of the chuck;
Confirming the alignment state of the position-recognizing bolt and the mask hole formed in the ball mask using the vision camera, and adjusting the position of the wafer using the chuck driving unit when there is an alignment error;
Performing a ball quenching process at an upper portion of the ball mask
≪ / RTI >
상기 플럭스마스크를 상기 척의 상부로 이동시키는 단계의 이후에는 상기 정렬테이블을 상승시켜 상기 제1정렬수단을 상기 플럭스마스크를 지지하는 플럭스마스크프레임에 형성된 제2정렬수단과 결합시킴으로써 상기 플럭스마스크를 상기 정렬테이블에 고정하는 단계를 포함하고,
상기 볼마스크를 상기 척의 상부로 이동시키는 단계의 이후에는, 상기 정렬테이블을 상승시켜 상기 제1정렬수단을 상기 볼마스크를 지지하는 볼마스크프레임에 형성된 제3정렬수단과 결합시킴으로써 상기 볼마스크를 상기 정렬테이블에 고정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 범핑 방법The method of claim 1, Wherein the chuck is lifted and lowered through a penetration formed in a central portion of the alignment table, and a first alignment means is provided at a peripheral portion of the alignment table,
After the step of moving the flux mask to the top of the chuck, raising the alignment table and coupling the first alignment means with second alignment means formed in the flux mask frame supporting the flux mask, And fixing to the table,
After the step of moving the ball mask to an upper portion of the chuck, raising the alignment table to engage the first alignment means with third alignment means formed on the ball mask frame supporting the ball mask, ≪ / RTI > characterized in that it comprises fixing to an alignment table
상기 플럭스마스크의 상부에서 플럭스 스퀴징공정을 수행하는 단계의 이후에는 상기 플럭스마스크의 상부에서 공기를 분사하면서 상기 웨이퍼가 놓여진 상기 척을 하강시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 범핑 방법The method according to claim 1,
Wherein after the step of performing flux squeezing at the top of the flux mask, the chuck on which the wafer is placed is lowered while spraying air at the top of the flux mask
상기 척이 승강하는 관통부와 상기 관통부의 주변에 형성된 제1정렬수단을 구비하는 정렬테이블;
상기 척의 주변에 수평방향으로 배치된 가이드레일;
플럭스마스크와, 상기 플럭스마스크의 테두리를 지지하고 상기 제1정렬수단과 결합하는 제2정렬수단을 구비하는 플럭스마스크프레임과, 상기 플럭스마스크프레임을 상기 가이드레일을 따라 이동시키는 제1마스크구동수단을 구비하는 플럭스마스크유닛;
볼마스크와, 상기 볼마스크의 테두리를 지지하고 상기 제1정렬수단과 결합하는 제3정렬수단을 구비하는 볼마스크프레임과, 상기 볼마스크프레임을 상기 가이드레일을 따라 이동시키는 제2마스크구동수단을 구비하는 볼마스크유닛;
상기 척의 상부에 설치되며, 웨이퍼에 형성된 다수의 기준마크의 위치값을 각각 획득하는 다수의 비젼카메라
를 포함하는 웨이퍼 범핑 장비A chuck unit having a chuck on which the wafer is placed and a chuck driving part for moving the chuck;
An aligning table having a penetrating portion on which the chuck moves up and a first aligning means formed on the periphery of the penetrating portion;
A guide rail disposed horizontally around the chuck;
A flux mask frame including a flux mask and second alignment means for supporting the rim of the flux mask and engaging with the first alignment means; and first mask drive means for moving the flux mask frame along the guide rail A flux mask unit;
A ball mask frame having a ball mask and a third aligning means for supporting the rim of the ball mask and engaging with the first aligning means and a second mask driving means for moving the ball mask frame along the guide rails A ball mask unit;
A plurality of vision cameras installed on the chuck to acquire position values of a plurality of reference marks formed on the wafer,
A wafer bumping device
상기 정렬테이블과 이격되어 설치된 승강테이블;
상기 승강테이블을 승강시키는 제1수직구동수단;
일단이 상기 승강테이블에 연결되어 상기 척구동부를 승강시키는 제2수직구동수단
상기 플럭스마스크의 상부에서 공기를 분사하는 공기분사수단
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 범핑 장비6. The method of claim 5,
An elevating table provided apart from the alignment table;
A first vertical driving means for lifting the elevating table;
And a second vertical driving means connected to the lifting table for lifting the chuck driving unit,
An air injection means for injecting air at an upper portion of the flux mask
Further comprising a wafer bumping device
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CN112789705A (en) * | 2018-09-28 | 2021-05-11 | 波士顿制程技术有限公司 | Multi-module chip manufacturing device |
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KR100614767B1 (en) | 2005-03-24 | 2006-08-28 | 한미반도체 주식회사 | Apparatus for mounting solder ball onto wafer |
KR20060110669A (en) * | 2005-04-21 | 2006-10-25 | 한미반도체 주식회사 | Mask for applying flux to attatch solder balls onto wafer and method for controlling apparatus having the same |
-
2013
- 2013-01-16 KR KR1020130005134A patent/KR101410171B1/en active IP Right Grant
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