KR101748683B1 - 반도체 소자 핸들링 장치 - Google Patents

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세미컨덕터 테크놀로지스 앤드 인스트루먼츠 피티이 엘티디
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Abstract

본 발명은 반도체 소자를 핸들링하거나 또는 이송하는 장치에 관한 것이다. 상기 장치는 제1 구조체 및 상기 제1 구조체에 연결된 제2 구조체를 포함한다. 제1 구조체와 제2 구조체는 그들 사이에 진공 챔버를 한정한다. 제2 구조체는 자신에 연결되는 하나 이상의 모듈을 포함한다. 각 모듈은 자신을 통과하도록 한정된 통로를 포함한다. 제1 위치에서 반도체 소자를 용이하게 픽업할 수 있도록 그리고 제1 위치에서 제2 위치로 모듈을 이동시키는 동안 반도체 소자를 모듈에 고정하도록, 진공 상태가 통로를 통하여 적용된다. 상기 장치는 플런저를 포함한다. 수축 위치에서 팽창 위치로 플런저를 이동시킴으로써, 모듈의 통로와 챔버 사이에 유체가 흐르도록 연결되는 것을 방지한다. 게다가, 팽창 위치로 플런저를 이동시킴으로써, 모듈의 통로를 통하여 공기를 퍼징하여 반도체 소자를 모듈에서 분리할 수 있다. 본 발명은 또한 상기 장치를 사용하여 반도체 소자를 이송하는 방법에 관한 것이기도 하다.

Description

반도체 소자 핸들링 장치{AN APPARATUS FOR HANDLING A SEMICONDUCTOR COMPONENT}
본 발명은 일반적으로 반도체 소자를 핸들링하는 것 또는 이송시키는 것에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본 발명은 진공 상태 및 퍼징(purging)된 공기 중 하나 이상을 적용하여 반도체 소자를 용이하게 이송하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
반도체 소자들, 예를 들어 반도체 웨이퍼, 다이(die) 및 집적 회로(IC) 칩을 제조하는 과정은 일반적으로 다수의 가공 단계를 포함한다. 이러한 가공 단계는 일반적으로 반도체 소자의 시각적 검사 및 전기적 시험을 포함한다(그러나 이에 제한되지 않음).
각 가공 단계는 일반적으로 상이한 별개의 가공 스테이션에서 상이한 가공 모듈에 의해 일어난다. 현재, 가공 스테이션들 사이에서 반도체 소자를 이송시키는 다수의 시스템 및 장치가 존재한다. 일반적으로, 반도체 소자는 우선 제1 위치에 있는 시스템 또는 장치에 의해 픽업(pick up)되고 또는 수용되고, 이후 제2 위치에 (또는 출력 위치에) 위치되거나 또는 제2 위치에서 분리되기 전에 상이한 가공 스테이션들 사이에서 이송된다. 반도체 소자는 이동 중에 또는 가공 조건에 따라 가공 스테이션들에서 일시적으로 정지되어 있을 때에 가공 스테이션들에서 가공된다.
반도체 소자들을 이송시키는 종래의 또는 전통적인 다수의 시스템 또는 장치는 (반도체 소자 핸들러(handler)라고도 하는) 다수의 픽업 헤드(multiple pick-up head)를 구비한 회전가능한 터릿(turret)을 포함한다. 이러한 픽업 헤드는 반도체 소자를 수용하고, 파지하고, 이송시키기 위해 작동할 수 있다. 터릿의 회전으로 인해 미리 결정된 왕복 운동 경로(travel profile)를 따라 픽업 헤드를 이동시킨다. 일반적으로, 이러한 픽업 헤드는 미리 결정된 왕복 운동 경로를 따라 이동되므로, 픽업 헤드에 의해 수용되고 파지되는 반도체 소자는 가공 스테이션에서 가공하기 위하여 상이한 가공 스테이션에 위치되도록 이송된다.
각 픽업 헤드 또는 반도체 핸들러는, 제1 위치에서 반도체 소자를 픽업하거나 또는 수용하는 수단 또는 메커니즘과, 제2 위치에서 반도체 소자를 위치시키거나 또는 분리시키는 수단 또는 메커니즘을 포함한다. 게다가, 각 픽업 헤드는, 미리 결정된 왕복 운동 경로를 따라 이동하는 동안 픽업 헤드에 반도체 소자를 고정하거나 또는 파지하는 수단 또는 메커니즘을 포함한다.
도 1a 및 도 1b에 부분적으로 도시된 바와 같이, 예시적인 제1 종래 터릿 구조체(200)는 중앙 샤프트(202)를 포함하고 상기 중앙 샤프트(202)에 연결되는 회전가능한 부분(204)을 포함한다. 상기 회전가능한 부분(204)은 일반적으로, 제1 위치에서 반도체 소자를 픽업하고 상기 회전가능한 부분에 부착된 반도체 소자를 이송하기 위하여 중앙 샤프트(202)를 중심으로 회전하며 제2 위치에 반도체 소자를 위치시키는 하나 이상의 픽업 헤드(208)를 포함한다. 상기 중앙 샤프트(202)는 다수의 공기 튜브를 포함하고, 각 공기 튜브는 고정된 공간 위치를 가진다. 제1 위치에서 반도체 소자를 픽업하기 위하여, 제1 공기 튜브(206)을 경유하여 픽업 헤드(208)를 통하여 진공 상태가 적용된다. 이후, 상기 픽업 헤드(208)는 중앙 샤프트(210)를 중심으로 제2 위치까지 회전한다. 제2 위치에서, 픽업 헤드(208)에서 반도체 소자를 분리시키기 위하여, 제2 공기 튜브(210)를 통하여, 이어서 픽업 헤드(208)를 통하여 공기가 퍼징된다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 상기 픽업 헤드(208)는 제1 공기 튜브(206)에 직접적으로 연결되고, 픽업 헤드와 제1 공기 튜브 사이에서는 진공 압력이 안정적이다. 이는, 진공 압력이 픽업 헤드(208)와 제2 공기 튜브(210) 사이에서 안정적인 도 1b에 도시된 경우에도 동일하다. 픽업 헤드(208)가 제1 위치에서 제2 위치로 이동될 때, 어떠한 진공 압력도 적용되지 않는다. 이렇게 적용되는 진공 압력이 존재하지 않음으로 인해, 픽업 헤드(208)에서 반도체 소자를 제거할 수 있다. 이러한 예시적인 제1 종래 터릿 구조체(200)가 가지는 문제점은, 중앙 샤프트(202)를 중심으로 제1 위치에서 제2 위치로 픽업 헤드(208)를 회전시키는 동안, 반도체 소자를 픽업 헤드(208)에 적절히 고정하는 압력이 불충분할 수 있다는 것이다. 이로 인해, 제1 위치에서 제2 위치로 픽업 헤드(208)를 회전시키는 동안, 반도체 소자가 픽업 헤드(208)에서 불필요하게 제거될 수 있다. 픽업 헤드(208)에서 반도체 소자가 불필요하게 제거되는 것을 방지하기 위하여, 픽업 헤드(208)의 회전은 매우 빠른 속도에서 이루어져야 한다. 그러나, 적용된 진공 상태와 회전 속도 사이의 정확한 균형 및 최적화를 위해서는, 예시적인 제1 종래 터릿 구조체(200)의 픽업 헤드(208)에 반도체 소자를 고정하여야 한다. 이러한 정확한 균형 또는 최적화는 일반적으로 특히 반도체 소자의 이송 과정 동안 속도를 향상시켜야 하는 점과 함께 획득되기가 어렵다.
도 2에 도시된 바와 같이, 예시적인 제2 터릿 구조체(250)는 중앙 샤프트(252), 다수의 픽업 헤드(256)를 구비한 회전가능한 부분(254) 및 상기 중앙 샤프트(252)와 상기 회전가능한 부분(256) 사이에 한정된 간격인 챔버(258)를 포함한다. 예시적인 제2 터릿 구조체(250)의 경우, 상기 챔버(258) 내에는 진공 상태가 지속적으로 유지된다. 상기 챔버(258)는 진공 압력으로의 변화에 대한 완충 영역으로 기능하고 예시적인 제1 종래 터릿 구조체(200)에 존재하는 불안정하게 적용되는 진공 상태를 극복하는 것을 보조한다. 상기 중앙 샤프트(252)에 대해 픽업 헤드(256)를 회전시키는 동안, 진공 상태가 각 픽업 헤드(256)를 통하여 반도체 소자 위에 일정하게 적용된다. 상기 챔버(258) 내에서 지속적인 진공 상태를 유지함으로써, 회전하는 동안 픽업 헤드에 반도체 소자를 고정하기 위하여 픽업 헤드(256)를 통하여 지속적인 진공 상태를 적용하는 것을 용이하게 한다. 그러나, 상기 챔버(258)가 존재함으로써 그로 인해 중앙 샤프트(252)와 회전가능한 부분(254) 사이에 진공 상태가 존재함으로써, 상기 챔버(258)에서 진공 상태의 추가적인 체적으로 인해, 이후에 반도체 소자를 픽업 헤드(256)에서 분리하기 위하여 픽업 헤드(256)를 통하여 퍼징되는 공기의 압력을 정확하고 빠르게 조절하는 것을 더 어렵게 한다. 게다가, 퍼징되는 공기는 챔버(258)를 통과하고, 이로 인해 챔버(258) 내의 진공 압력에 영향을 미친다. 따라서, 상기 터릿 구조체(250)를 사용하여서는 챔버(258) 내에 최적의 그리고 일정한 압력을 유지하기가 상당히 어렵다.
Okuda 외 다른 사람들(Okuda et al.)의 미국 특허 공개공보 US 6,298,547은 반도체 소자를 이송하는 장치를 제안하고 있다. 더 구체적으로, 이러한 미국 특허 공개공보 US 6,298,547의 장치는, 픽업 헤드 또는 노즐에서 소자를 제거 및 장착하기 위하여 공기 양압(positive air pressure) 및 공기 부압(negative air pressure)을 사용한다. 픽업 헤드를 이동시키는 동안 픽업 헤드에 소자를 파지하기 위해 진공 상태가 적용된다. 미국 특허 공개공보 US 6,298,547의 장치의 다수의 픽업 헤드를 위하여, 다수의 밸브가 요구된다. 다수의 픽업 헤드를 위하여 다수의 밸브를 사용함으로써, 주어진 특정 시간에서 픽업 헤드를 통한 공기 또는 진공 상태의 적용을 제어하는 과정을 더 복잡하게 한다. 또한, 미국 특허 공개공보 US 6,298,547의 소자(224) 내의 상당한 체적으로 인해, 픽업 헤드를 통하여 빠르게 진공 상태를 적용하거나 또는 공기를 퍼징하기가 어려울 수 있다. 따라서, 픽업해서 이동시키는 과정은 상당히 느려질 수 있다. 미국 특허 공개공보 US 6,298,547의 구성은 반도체 소자의 세타 보정(theta correction)에 더 적합하고, 이러한 구성은 회전식 반도체 소자 이송 시스템에서 실행하기는 매우 어렵다.
따라서, 픽업 헤드로 반도체 소자를 픽업하는 과정, 픽업 헤드가 회전하는 동안 또는 이동하는 동안 픽업 헤드에 반도체 소자를 고정하는 과정 및 이어서 픽업 헤드에서 반도체 소자를 분리하는 과정 중 하나 이상의 과정의 정확성 및 효율성을 향상시킬 수 있는 터릿 구조체를 포함하는, 반도체 소자를 이송하는 개선된 장치에 대한 필요성이 존재하였다.
본 발명의 실시 형태들은 반도체 소자를 핸들링하거나 또는 이송하는 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명의 실시 형태들에 의해 제공된 장치 및 방법은 배경 기술에 기재된 필요성들 중 하나 이상에 초점을 두고 있다.
본 발명의 제1 실시 형태에 따르면, 제1 구조체 및 상기 제1 구조체에 연결된 제2 구조체를 포함하는 장치가 개시되어 있다. 제1 구조체 및 제2 구조체는 그들 사이에 첨버를 한정한다. 제2 구조체는 모듈을 포함하고, 상기 모듈은 자신을 통과하도록 한정되고 챔버에 유체가 흐를 수 있도록 연결되는 통로를 구비하고, 상기 챔버는 통로에 진공 상태 및 유체 중 하나를 제공한다. 상기 장치는 제1 구조체에 연결된 플런저를 포함하고, 상기 플런저는 챔버 내에서 수축 위치와 팽창 위치 사이에서 이동할 수 있다. 챔버와 통로 사이가 유체가 흐를 수 있도록 연결되는 것을 실질적으로 방지하도록, 팽창 위치에 있을 때, 플런저는 챔버 내에서 공간적으로 위치된다. 팽창 위치로 플런저를 이동시킴으로써, 통로에 유체 및 진공 상태 중 하나를 제공하여, 반도체 소자를 모듈에 용이하게 부착하고 분리할 수 있다.
본 발명의 제2 실시 형태에 따르면, 제1 구조체에 연결된 모듈로 반도체 소자를 수용하는 단계를 포함하는, 반도체 소자를 핸들링하는 방법이 개시되어 있다. 상기 모듈은 자신을 통과하도록 한정된 통로를 포함한다. 상기 제1 구조체는 제2 구조체에 연결되고, 상기 제1 구조체는 상기 제2 구조체와 함께 챔버를 한정한다. 상기 통로는 상기 챔버에 유체가 흐를 수 있도록 연결되고, 상기 챔버는 상기 통로에 진공 상태 및 유체 중 하나를 제공한다. 상기 방법은, 상기 챔버 내에서 수축 위치와 팽창 위치 사이에서 이동할 수 있는 플런저를 제공하는 단계를 더 포함한다. 상기 플런저가 수축 위치에 있을 때, 상기 챔버는 핸들러의 통로에 유체가 흐를 수 있도록 연결된다. 게다가, 상기 플런저가 팽창 위치에 있을 때, 상기 플런저는 상기 챔버와 상기 통로 사이가 유체가 흐를 수 있도록 연결되는 것을 방지하도록 공간적으로 위치된다.
본 발명의 제3 실시 형태에 따르면, 제1 구조체와 상기 제1 구조체에 대해 이동할 수 있는 제2 구조체를 포함하는, 반도체 소자를 핸들링하는 장치가 개시되어 있다. 제1 구조체와 제2 구조체는 그들 사이에 챔버를 한정한다. 제2 구조체는 다수의 모듈을 포함하고, 상기 다수의 모듈은 각각 챔버에 유체가 흐를 수 있도록 연결되는 통로를 포함하고, 상기 챔버는 상기 다수의 모듈 각각의 통로를 통하여 진공 상태 및 유체의 압력 중 하나를 제공한다. 게다가, 상기 장치는, 상기 제1 구조체에 연결되고 상기 챔버 내에서 수축 위치와 팽창 위치 사이에서 이동할 수 있는 플런저를 더 포함한다. 팽창 위치에 있을 때, 상기 플런저는 챔버 및 다수의 모듈 중 하나의 모듈의 통로 사이에 유체 교환을 방지하도록 상기 챔버 내에 공간적으로 위치된다. 상기 플런저를 팽창 위치로 이동시킴으로써, 모듈에 반도체 소자를 용이하게 부착하고 분리시킬 수 있도록 다수의 모듈 중 하나의 모듈의 통로를 통하여 진공 상태 및 유체 중 하나를 제공한다.
본 발명의 제4 실시 형태에 따르면, 제1 구조체 및 상기 제1 구조체에 대해 이동할 수 있는 제2 구조체를 포함하는, 반도체 소자를 핸들링하는 장치가 개시되어 있다. 상기 제1 구조체 및 상기 제2 구조체는 그들 사이에 챔버를 한정한다. 이동가능한 구조체는 다수의 모듈을 포함하고, 상기 다수의 모듈은 각각 챔버에 유체가 흐를 수 있도록 연결되는 통로를 포함하고, 상기 챔버는 다수의 모듈 각각의 통로에 제공되는 일정한 진공 상태를 용이하게 유지시킬 수 있다. 게다가, 상기 장치는, 상기 다수의 모듈 중 제1 모듈의 통로를 통하여 유체를 퍼징하도록 챔버 내에서 수축 위치에서 팽창 위치로 이동할 수 있는 플런저를 더 포함한다. 팽창 위치에 있을 때, 상기 플런저는 챔버와 제1 모듈의 통로 사이에서 유체 교환을 방지하여 다수의 모듈 중 나머지 모듈의 통로에 제공된 진공 상태의 압력으로의 변화를 실질적으로 방지하도록 공간적으로 위치된다.
본 발명의 제5 실시 형태에 따르면, 반도체 소자를 핸들링하는 방법이 개시되어 있다. 상기 방법은 제1 위치에서 다수의 모듈의 제1 모듈로 반도체 소자를 수용하는 단계를 포함하고, 상기 다수의 모듈은 각각 자신을 통과하도록 한정된 통로를 포함하고, 상기 다수의 모듈은 각각 이동가능한 구조체에 연결된다. 게다가, 상기 방법은 제1 모듈을 제1 구조체에 대해 제1 위치에서 제2 위치로 이동시키는 단계를 더 포함하고, 상기 제1 구조체와 상기 제2 구조체는 그들 사이에 챔버를 한정하고, 상기 챔버는 다수의 모듈에 일정한 진공 상태를 제공하도록 다수의 모듈 각각의 통로에 유체가 흐를 수 있도록 연결된다. 또한, 상기 방법은, 제1 모듈이 제2 위치에 있을 때 제1 모듈의 통로를 통하여 유체를 용이하게 퍼징할 수 있도록 상기 챔버 내에서 수축 위치에서 팽창 위치로 플런저를 이동시키는 단계를 포함한다. 팽창 위치로 퍼징 메커니즘을 이동시킴으로써, 챔버와 제1 모듈의 통로 사이가 유체가 흐를 수 있도록 연결되는 것을 방지하여 다수의 모듈 중 나머지 모듈 각각의 통로에 제공되는 진공 상태의 압력을 실질적으로 변화시키도록 상기 플런저를 공간적으로 위치시킨다.
이러한 본 발명의 과제 해결 수단에 따르면, 본 발명은 픽업 헤드로 반도체 소자를 픽업하는 과정, 픽업 헤드가 회전하는 동안 또는 이동하는 동안 픽업 헤드에 반도체 소자를 고정하는 과정 및 이어서 픽업 헤드에서 반도체 소자를 분리하는 과정 중 하나 이상의 과정의 정확성 및 효율성을 향상시킬 수 있어, 반도체 소자를 이송하는 장치를 개선하는 효과가 있다.
이하에서는, 도면을 참고하여 본 발명의 예시적인 실시예에 대하여 기술하기로 한다.
도 1a는 반도체 소자를 이송하는 제1 종래 장치와 함께 사용되는 예시적인 제1 종래 터릿 구조체의 부분적인 정면 단면도이고, 여기서 제1 픽업 헤드는 제1 위치에 있고,
도 1b는 도 1a의 예시적인 제1 터릿 구조체의 부분적인 정면 단면도이고, 여기서 제1 픽업 헤드는 제2 위치에 있고,
도 2는 반도체 소자를 이송하는 제2 종래 장치와 함께 사용되는 예시적인 제2 터릿 구조체의 부분적인 정면 단면도이고,
도 3은 본 발명의 실시예에 따라서 반도체 소자를 이송하는 예시적인 장치의 부분적인 정면 단면도이고,
도 4는 A 영역(view)에 따라서 도 3의 장치의 중앙 샤프트와 회전가능한 부분 사이의 확대된 정면 단면도이고, 여기서 도 3의 장치의 플런저는 수축 위치에 있고,
도 5는 B 영역에 따라서 도 3의 장치의 중앙 샤프트와 회전가능한 부분 사이의 제2 연결부의 확대된 정면 단면도이고, 여기서 도 3의 플런저는 팽창 위치에 있고,
도 6은 도 3의 장치의 플런저가 수축 위치에 있을 때 적용된 진공 압력의 방향으로 도시하고 있고,
도 7은 도 3의 장치의 플런저가 팽창 위치에 있을 때 유체 흐름 또는 퍼징 방향을 도시하고 있고,
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자를 이송하는 예시적인 방법의 순서도이다.
반도체 소자를 이송하는 종래의 시스템 및 장치가 다수 존재한다. 종래의 시스템 및 장치는 일반적으로 제1 위치에서 반도체 소자를 픽업하는 다수의 픽업 헤드 또는 반도체 소자 핸들러를 포함한다. 이때, 픽업 헤드에 부착된 또는 장착된 반도체 소자는 제1 위치에서 제2 위치로 이송된다. 이후, 반도체 소자는 제2 위치에서 픽업 헤드에서 분리된다. 그러나, 반도체 소자를 이송하는 다수의 종래 시스템 및 장치는 배경 기술에서 전술한 바와 같이 반도체 소자의 픽업 과정, 이송 과정 및 분리 과정 중 하나 이상의 과정에 있어서 결함을 가지고 있었다. 따라서, 반도체 제조에 있어서 반도체 소자를 이송하는 장치 및 방법에 대한 개선이 필요해 왔다.
간결성과 명확성을 위하여, 본 발명의 실시예에 대한 설명은 이하에서는 반도체 소자를 이송하는 장치 및 방법에 제한된다. 이는, 작동 상의, 기능 상의 또는 성능 상의 특징과 같은 본 발명의 다양한 실시예에 적용되는 기본 원리를 필요로 하는 다른 적용예에서 본 발명의 실시예들을 배제하는 것이 아니라는 것을 당해 기술 분야의 당업자는 알 수 있다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 반도체 소자를 이송하는 예시적인 장치(10)가 본 발명의 제1 실시예로 제공된다. 상기 장치(10)에 의해 이송되는 반도체 소자(도시되지 않음)는 예를 들어 반도체 웨이퍼, 다이 및 집적회로(IC) 칩이다. 상기 장치(10)는 (중앙 구조체, 고정 구조체 또는 이와 유사한 구조체라고도 하는) 중앙 샤프트(12) 및 상기 중앙 샤프트(12)에 연결되는 (회전식 구조체 또는 이동가능한 구조체라고도 하는) 회전가능한 구조체(14)를 포함한다.
중앙 구조체(12)는 지지 베이스(16) 또는 지지부를 포함한다. 상기 지지 베이스(16)는 일반적으로 상기 장치(10)의 작동 동안 예를 들어 플랫폼 또는 플로어와 같은 표면에 위치되거나 또는 부착된다.
상기 중앙 샤프트(12)는 바람직하게는 원형 단면을 가진다. 대체적으로, 상기 중앙 샤프트는 상이한 형상, 크기 및 구성을 가진다. 상기 중앙 샤프트(12)는 대체적인 형상, 크기 또는 구성을 가질 수 있고, 상기 회전가능한 구조체(14) 또는 이동가능한 구조체는 상기 중앙 샤프트(14)를 중심으로 대체적인 왕복 운동 경로(travel profile)를 따를 것이라는 것을 알 수 있다.
상기 장치(10)는 다수의 반도체 소자 픽업 헤드 또는 반도체 소자 핸들러(이하에서는 모듈(18)이라고 함)를 더 포함한다. 모듈(18)의 수는 일반적으로 16개 이상 32개 이하이다. 상기 모듈(18)은 상기 회전가능한 구조체(14)에 연결된다. 바람직하게는, 각 모듈(18)은 상호 연결 구조체(20) 또는 상호 연결암을 통하여 상기 회전가능한 구조체(14)에 연결된다. 상기 상호 연결 구조체(20)는 당해 기술 분야의 당업자에게 공지된 방법 또는 수단을 사용하는 모터 또는 드라이버에 직접적으로 또는 간접적으로 연결될 수 있다. 상기 상호 연결 구조체(20)는 회전가능한 구조체(14)가 회전하는 동안 제1 축에 대하여 회전할 수 있다.
제1 축에 대해 회전가능한 구조체(14)의 회전은 제1 축에 대하여 모듈(18)을 회전 방식으로 이동시킨다. 상기 모듈(18)은 미리 결정된 왕복 운동 경로 또는 이동 경로를 따라 제1 축에 대해 이동된다. 상기 미리 결정된 왕복 운동 경로는 당해 기술 분야의 당업자에게 공지된 기술을 사용하여 필요에 따라 변경될 수 있다.
각 모듈(18)은 반도체 소자를 픽업하도록 형상이 결정되고 크기가 결정된다. 각 모듈(18)은 반도체 소자를 픽업하는 (즉, 반도체 소자를 모듈에 부착하는) 수단 또는 메커니즘 및 이어서 상기 모듈(18)에서부터 부착된 반도체 소자를 분리하거나 떼어내는 수단 또는 메커니즘을 포함한다. 각 모듈(18)은, 유체가 전달될 수 있는 채널(22) 또는 상기 채널 내에 한정된 기도(氣道, airway)를 포함한다. 반도체 소자를 픽업하기 위하여, 모듈(18)의 채널(22)을 통하여 진공 상태 또는 흡입력이 적용된다. 상기 모듈(18)에서 반도체 소자를 용이하게 분리시키기 위하여, 상기 채널(22)을 통하여 공기가 퍼징된다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위에서 동일한 기능을 획득할 수 있는 모듈(18)의 대체적인 구성 및 구조가 사용될 수 있다.
중앙 샤프트(12)와 회전가능한 부분(14)은 연동 방식으로 그들 사이에 위치되는 챔버 또는 공간을 한정한다. 상기 챔버 또는 공간은 이하에서는 진공 챔버(24)라고 한다. 상기 진공 챔버(24)의 크기, 형상 및 구성은 필요에 따라 변화될 수 있거나 또는 맞춰질 수 있다. 바람직하게는, 상기 진공 챔버(24)는 상기 중앙 샤프트(12)에 대해 연속적으로 뻗어 있다. 상기 진공 챔버(24) 내에서는, 진공 상태가 형성되고, 유지되며 제어된다. 상기 진공 챔버(24) 내의 상당한 체적은 상기 진공 챔버(24) 내의 진공 압력으로의 변화를 방지하는 것을 보조하고, 이로 인해 모듈(18)의 채널(22)을 통하여 일정하고 안정된 진공 상태를 용이하게 유지할 수 있다. 게다가, 미리 결정된 왕복 운동 경로를 따라 모듈(18)이 이동하는 동안 모듈(18)의 채널(22)을 통하여 진공 상태가 일정하게 적용된다. 진공 챔버(24)를 포함하는 장치(10)의 정면 단면도를 도시하고 있는 도 3을 통하여, 당해 기술 분야의 당업자는, 3차원 전체 구성 및 진공 챔버가 중앙 샤프트에 대하여 연속적으로 뻗어 있다는 것을 알 수 있다.
진공 챔버(24) 내의 진공 상태는 예를 들어 공기와 같은 유체로 대체될 수 있다. 진공 상태 또는 대체적으로 상기 진공 챔버(24) 내에 있는 유체의 압력은 필요에 따라 제어될 수 있고 조절될 수 있다.
상기 장치(10)는 진공 챔버(24)에 유체가 흐를 수 있도록 연결되는 하나 이상의 입구 포트 또는 입구 라인(도시되지 않음)을 더 포함한다. 상기 입구 포트는 지지 베이스(16)의 일 부분에서 중앙 샤프트(12) 내에 위치되거나 또는 중앙 샤프트(12)에 연결된다. 상기 입구 포트로 인해, 상기 진공 챔버(24) 내에 진공 상태를 제공하는 과정, 유지하는 과정 및 제어하는 과정 중 하나 이상을 용이하게 한다. 상기 진공 챔버(24) 내에 진공 상태를 제어하기 위하여, 상기 입구 포트에는 제어 메커니즘(도시되지 않음)이 부착되거나 또는 연결될 수 있다. 대체적으로, 상기 입구 포트로 인해, 상기 진공 챔버(24) 내로 유체를 용이하게 공급할 수 있다. 상기 제어 메커니즘은 상기 진공 챔버(24) 내로의 유체의 공급을 제어할 수 있다.
상기 중앙 샤프트(12)는 미리 결정된 위치에 놓인 하나 이상의 (퍼징 플런저 또는 플런저라고도 하는) 퍼징 메커니즘(26)을 포함한다. 상기 퍼징 메커니즘은 바람직하게는 중앙 샤프트(12)의 원주 방향 테두리에 위치된다. 당해 기술 분야의 당업자는, 상기 퍼징 시스템의 수 및 위치가 필요에 따라 변경될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 상기 퍼징 메커니즘(26)은 모듈(18)의 미리 결정된 왕복 운동 경로를 따라 미리 결정된 위치에 대응되는 장소에 설치된다. 더 구체적으로는, 상기 퍼징 메커니즘(26)은 바람직하게는 모듈(18)의 미리 결정된 왕복 운동 경로를 따라 미리 결정된 위치에 대응되는 장소에 설치되고, 상기 장소에서 반도체 소자가 상기 모듈(18)에서 분리될 수 있다.
상기 퍼징 메커니즘(26)은 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같은 수축 위치와 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같은 팽창 위치 사이에서 이동하도록 작동할 수 있는 플런저(28)를 포함한다. 상기 퍼징 메커니즘(26)은 플런저(28)를 수축 위치로 편향시키는 편향 메커니즘(30)(biasing mechanism) 또는 편향 요소를 더 포함한다. 상기 편향 메커니즘(30)은 하나 이상의 스프링을 포함하고, 상기 스프링의 수는 필요에 따라 가변적이다. 상기 편향 메커니즘(30)은 개별적으로 플런저(28)를 수축 위치로 편향시킬 수 있거나 또는 유지시킬 수 있다. 대체적으로, 상기 플런저(28)는 상기 편향 메커니즘(30)과 상기 진공 챔버(24) 내의 진공 상태의 조합으로 인해 수축 위치로 편향되거나 또는 유지된다. 게다가, 상기 퍼징 메커니즘(26)은 플런저(28)를 통과하도록 한정된 (공기 통로, 기도 또는 공기 튜브라고도 하는) 채널(32)을 포함한다. 상기 채널(32)로 인해, 플런저(28)를 통과하여 유체가 흐를 수 있도록 연결될 수 있다. 더 구체적으로는, 상기 채널(32)로 인해, 플런저(28)를 통하여 공기를 연결할 수 있다.
상기 채널(32)은 자신의 제1 단부(terminal)에 한정된 제1 개구(34)를 포함한다. 플런저(28)가 수축 위치에 있을 때, 상기 제1 개구(34)는 진공 챔버(24)에 바로 인접하게 (즉, 상기 진공 챔버 내로 개방되도록) 위치된다. 게다가, 상기 채널(32)은 중앙 유체 공급부 또는 유체 공급원(도시되지 않음)에 유체가 흐를 수 있도록 연결되거나 또는 중앙 유체 공급부 또는 유체 공급원에 이어져 있다. 상기 채널(32)은 중앙 샤프트(12) 내에 한정된 공기 튜브를 통하여 중앙 유체 공급부에 유체가 흐를 수 있도록 연결된다. 적어도 상기 채널(32) 내로 도입된 유체의 체적 및 압력을 설정하고, 제어하고, 조절하기 위하여, 상기 장치(10)는 공기 튜브(36)에 연결된 제어 모듈(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 플런저(28)는 (도 4 및 도 6에 도시된) 수축 위치와 (도 5 및 도 7에 도시된) 팽창 위치 사이에서의 이동을 위하여 작동할 수 있다. 바람직하게는, 플런저(28)의 채널(32) 내로의 유체의 도입으로 인해, 수축 위치에서 팽창 위치로의 플런저(28)의 이동이 야기된다. 팽창 위치에 있을 때, 상기 플런저(28)는 진공 챔버(24) 내로 뻗어 있고, 회전가능한 구조체(14)에 접해 있다. 대체적으로, 상기 플런저는 팽창 위치에 있을 때 회전 구조체(14)에 인접하게 위치된다. 수축 위치에서 팽창 위치로의 플런저(28)의 이동의 시작, 정도 및 속도 중 하나 이상이 필요에 따라 제어 및 조절될 수 있다. 예를 들어, 퍼징 메커니즘(26)의 플런저(28)의 이동의 시작, 정도 및 속도 중 하나 이상은 소프트웨어로 제어될 수 있다.
팽창 위치에 있을 때, 플런저(28)는 진공 챔버(24)와 모듈(18)의 채널(22) 사이가 유체가 흐를 수 있도록 연결되는 것을 실질적으로 방지하도록 공간적으로(spatially) 위치된다. 상기 플런저(28)로 인해, 팽창 위치에 있을 때 모듈의 채널(22) 내로 유체를 퍼징할 수 있다. 상기 플런저(28)가 팽창 위치에 있을 때 진공 챔버(24)와 모듈(18)의 채널(22) 사이가 유체가 흐를 수 있도록 연결되는 것을 방지함으로써, 실질적으로 진공 상태로의 변화를 감소시키고, 더 구체적으로 진공 챔버(24)에서 진공 압력으로의 변화를 감소시킨다.
상기 장치(10)는 진공 챔버(24)와 모듈의 채널(22) 사이가 유체가 흐를 수 있도록 연결되는 것을 조정하는 다수의 튜브(38)를 더 포함한다. 반도체 소자를 픽업하기 위하여, 진공 상태는 다수의 튜브(38) 중 어느 하나를 통하여 그리고 대응되는 모듈(18)의 채널(22)을 통하여 적용될 수 있다. 게다가, 모듈에 의해 수용된 반도체 소자를 고정하기 위하여, 진공 상태는 다수의 튜브(38)를 통하여 그리고 대응되는 모듈(18)의 채널을 통하여 공급될 수 있다.
다수의 튜브(38) 각각은 자신의 제1 단부에 한정된 제1 개구(40)를 포함하고, 상기 제1 개구는 상기 진공 챔버(24)에 가까이 위치된다. 상기 제1 개구는 상기 진공 챔버(24)에 바로 인접하거나 또는 상기 진공 챔버 내로 개방된다. 다수의 튜브(38) 각각은 자신의 제2 단부에 한정된 제2 개구(42)를 포함하고, 상기 제2 개구는 상기 진공 챔버(24)에서 멀리 떨어져 위치된다. 상기 제2 개구는 대응되는 모듈(18)의 채널(22)에 직접적으로 연결될 수 있거나 또는 이어져 있을 수 있다.
전술한 바와 같이, 팽창 위치로의 플런저(28)의 이동으로 인해, 플런저(28)는 회전가능한 구조체(14)와 물리적으로 접촉하게 된다. 게다가, 팽창 위치로의 플런저(28)의 이동으로 인해, 상기 플런저(18) 내의 채널(32)의 제1 개구(34)를 대응되는 튜브(38)의 제1 개구(40)에 병치(jutapose)시킨다.
수축 위치에서 팽창 위치로의 플런저(28)의 이동의 정도 및 속도를 제어함으로써, 반도체 소자를 모듈(18)에서 정확하게 분리시키는 것을 용이하게 하기 위하여 플런저(28)의 채널(32)을 통하여 튜브(38) 내로 공기 또는 유체를 정확하게 퍼징하는 것을 용이하게 하고, 이어서 대응되는 모듈(18)의 채널(22) 내로 공기 또는 유체를 정확하게 퍼징하는 것을 용이하게 한다.
게다가, 팽창 위치에 있을 때 회전가능한 구조체(14)에 접하게 하기 위하여 플런저(28)를 수축 위치에서부터 진공 챔버(24)를 통하여 이동시킴으로써, 진공 챔버(24) 내의 진공 또는 공기 압력으로의 변화를 방지하거나 또는 감소시키는 것을 보조한다. 진공 챔버(24) 내의 진공 상태 변동의 방지 또는 감소는 모듈이 제1 축에 대하여 회전하는 동안 반도체 소자를 모듈(18)에 신뢰도 높게 고정하기 위하여 중요하다. 게다가, 진공 챔버(24)에서 지속적이고 일정한 진공 상태를 유지할 수 있으므로, 이에 따라 모듈이 제1 축에 대해 회전하는 동안 모듈(18)에 부착된 반도체 소자 위에 진공 상태를 지속적이고 일정하게 적용할 수 있다. 진공 챔버(24)가 모듈(18)에 반도체 소자를 고정하기 위하여 지속적이고 일정한 진공 상태를 유지하는 것을 보조하기 때문에, 진공 챔버는 본 발명의 제1 실시예에 의해 제공되는 장치(10)의 중요한 특징이다.
게다가, 진공 챔버(24)의 사용으로 인해, 배경 기술에서 전술한 것과 같이 종래의 반도체 소자 핸들링 장치에서 픽업 헤드(모듈(18)에 대응됨)에 소자를 고정하기 위해 지속적인 진공 상태를 유지할 때 밸브에 대한 필요성을 제거할 수 있다. 팽창 위치로 플런저(28)를 이동시킴으로써, 모듈(18)의 채널(22)과 챔버(24) 사이에 진공 압력을 적용하는 것을 방지할 수 있다(그리고 플런저(28)의 채널(32)과 모듈(18)의 채널(22) 사이가 유체가 흐를 수 있도록 연결될 수 있음).
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 소자를 이송하는 예시적인 방법(100)이 제공된다. 예시적인 방법(100)의 순서도가 도 8에 도시되어 있다.
상기 방법(100)의 단계(110)에서는, 상기 장치(10)의 모듈(18)이 (입력 위치라고도 하는) 제1 위치에서 반도체 소자를 픽업한다. 모듈(18) 위에 반도체 소자를 픽업할 수 있도록 하기 위하여, 진공 챔버(24)로부터의 진공 상태 또는 흡입력이 튜브(38)를 통하여 모듈(18)의 채널(22)로 이어진다. 진공 상태 또는 흡입력은 필요에 따라 제어 및 조절될 수 있다. 모듈(18) 위에 반도체 소자를 픽업할 수 있는 진공 상태는 바람직하게는 필요에 따라 소프트웨어로 제어되고 조절된다. 진공 챔버(24)의 존재로 인해, 모듈(18)에 의해 반도체 소자를 픽업하기 위하여 튜브(38) 및 모듈(18)의 채널(22)을 통하여 적용되는 진공 상태의 용이성 및 정확성을 향상시킬 수 있다.
단계(120)에서, 모듈(18)은 제1 축에 대해 제1 위치에서부터 (출력 위치라고도 하는) 제2 위치로 이동된다. 제1 위치에서 제2 위치로의 모듈(18)의 이동으로 인해, 이에 따라 모듈(18)에 부착된 반도체 소자를 제1 위치에서 제2 위치로 이동시킨다. 전술한 바와 같이, 모듈(18) 및 이에 대응되는 반도체 소자는 미리 결정된 왕복 운동 경로를 따라 제1 축 또는 회전축에 대해 이동된다.
미리 결정된 왕복 운동 경로에 따라 제1 위치에서 제2 위치로 반도체 소자를 이동시키는 동안, 반도체 소자는 모듈(18)에 고정된다. 전술한 바와 같이, 반도체 소자를 모듈(18)에 고정하기 위하여, 지속적이고 일정한 진공 상태가 반도체 소자 위에 적용된다. 더 구체적으로는, 반도체 소자가 이동하는 동안, 반도체 소자를 모듈(18)에 고정하기 위하여, 진공 상태가 튜브(38) 및 모듈(18)의 채널(22)을 통하여 반도체 소자 위에 적용된다. 반도체 소자를 모듈(18)에 고정하는 지속적이고 일정한 진공 상태는, 중앙 샤프트(12) 및 회전가능한 구조체(14) 사이에 한정되는 진공 챔버(24)의 존재에 의해 유지된다. 진공 챔버(24) 및 이로 인해 모듈(18)에 부착된 반도체 소자에 적용되는 진공 상태는 필요에 따라 제어 및 조절될 수 있다. 진공 상태의 제어 및 조절은 제어 메커니즘에 의해 획득될 수 있다. 예를 들어, 진공 상태의 제어 및 조절은, 입구 및 상기 입구 포트에 연결된 밸브를 사용함으로써 조절될 수 있다.
바람직하게는, 반도체 소자는 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이송되거나 또는 이동되는 동안 일련의 가공 단계를 거친다. 이러한 가공 단계는 시각적 결함 검사 및 전기적 시험을 포함한다(그러나 이에 제한되지 않음). 반도체 소자가 제1 위치에서 제2 위치로 이송되거나 이동될 때 반도체 소자의 가공 과정은 미리 결정된 왕복 운동 경로를 따라 위치된 가공 모듈 또는 스테이션(도시되지 않음)에 의해 실행된다. 이러한 가공 과정은 이미지 캡쳐 장치 또는 카메라 및 전기적 시험 모듈을 포함한다(그러나 이에 제한되지 않음). 가공 모듈의 수 및 유형은 필요에 따라 변화될 수 있다.
반도체 소자가 미리 결정된 왕복 운동 경로를 따라 이동될 때 가공 모듈은 반도체 소자를 가공하기 위하여 미리 결정된 공간 구성 또는 위치에 배열된다. 이러한 가공 모듈의 공간 구성은, 적어도 상기 장치(10)의 공간 활용률을 최대화하고 상기 장치(10)와 함께 사용될 수 있는 가공 모듈의 수를 증가시키도록 결정된다.
도 4 및 도 6은 수축 위치에 있는 플런저를 도시하고 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 진공 챔버(24)에 유지되는 진공 상태로 인해, 튜브(38)를 통하여 지속적이고 일정한 진공 압력 또는 흡입력을 적용할 수 있다. 게다가, 상기 튜브(38)를 통한 진공 압력 또는 흡입력은 반도체 소자를 모듈(18)에 고정하도록 핸들러(18)의 채널(22)을 통하여 변화된다.
단계(130)에서, 플런저(28)의 작동 또는 가동으로 인해, 플런저(28)를 수축 위치에서 팽창 위치로 이동시킨다. 도 5 및 도 7은 팽창 위치에 있는 플런저(18)를 도시하고 있다. 플런저(28)의 작동 또는 가동은 바람직하게는 소프트웨어로 제어된다. 편향 메커니즘(30)으로 인해, 수축 위치에 플런저(28)를 용이하게 유지할 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 플런저(28)는 바람직하게는 개별적으로 편향 메커니즘(30)에 의해 수축 위치로 편향되거나 또는 유지된다. 수축 위치에서 팽창 위치로의 플런저(28)의 이동으로 인해, 플런저(28)를 진공 챔버(24)를 가로질러 회전가능한 구조체(14) 쪽으로 이동시킨다. 바람직하게는, 상기 플런저(28)는 팽창 위치에 있을 때 회전가능한 구조체(14)에 접하게 된다. 더 바람직하게는, 플런저(28)가 팽창 위치에 있을 때, 플런저(28) 내에 한정된 채널(32)의 제1 개구(34)는 대응되는 공기 튜브(38)의 제1 개구에 바로 인접하거나 또는 제1 개구와 병치된다. 회전가능한 구조체(14)와 접하는 진공 챔버(24)를 통하여 플런저(28)를 팽창시킴으로써, 진공 챔버(24) 내에서 진공 상태로의 상당한 변화를 감소시키거나 또는 방지하는 것을 보조한다.
단계(140)에서, 유체는 플런저(28) 내에 있는 채널(32)을 통하여, 튜브(38)를 통하여 그리고 이어서 대응되는 모듈(18)의 채널(22)을 통하여 퍼징되고, 이로 인해 모듈(18)에서 반도체 소자를 이동시키거나 또는 분리시킨다. 플런저(28)가 팽창 위치에 있을 때의 유체 퍼징 방향이 도 7에 도시되어 있다. 단계(140)는 플런저(28)가 팽창 위치에 있는 동안 일어난다. 플런저(28) 내에 있는 채널(32)을 통하여 퍼징되는 유체의 압력은 필요에 따라 제어될 수 있고 변화될 수 있다. 단계(140) 동안 팽창 위치에 있는 플런저(28)의 위치로 인해, 진공 챔버(24) 내에서의 진공 상태의 상당한 변화를 감소시키거나 또는 방지한다.
단계(150)에서, 모듈(18)이 단계(160)에서 제2 위치에서 다시 제1 위치로 회전방식으로 이동되기 전에, 플런저(28)는 팽창 위치에서 수축 위치로 수축된다. 제1 축에 대해 모듈(18)이 회전하는 동안, 플런저(28)는 편향 메커니즘(30) 및 진공 챔버(24) 내에 유지되는 진공 상태 중 하나 이상에 의해 수축 위치로 편향된다는 것을 당해 기술 분야의 당업자는 이해할 수 있다. 상기 플런저(28)는 필요에 따라 미리 결정된 예에서 수축 위치에서 팽창 위치로 이동하도록 가동된다.
전술한 바와 같이, 플런저(28)는 중앙 샤프트(12)의 테두리를 따라 미리 결정된 위치에 위치된다. 더 구체적으로는, 플런저는, 반도체 소자가 모듈(18)에서 이동될 수 있거나 또는 분리될 수 있는 미리 결정된 왕복 운동 경로를 따른 장소에 대응되게 위치된다. 본 발명은 필요에 따라 미리 결정된 장소에서 반도체 소자를 정확하고 정밀하게 분리시키기 위하여 플런저(28)의 가동에 대응되는 모듈(18)의 위치에 연결하거나 또는 맞출 수 있다. 게다가, 공기 튜브(36) 및 모듈(18)의 채널(22)을 통하여 공기를 퍼징하여 반도체 소자를 분리시키도록 플런저(28)의 이동을 사용함으로써, 진공 챔버(24)에서 진공 상태로의 상당한 변화를 감소시키거나 방지하는 것을 보조한다. 결국, 이로 인해 상기 장치(10)의 다른 모듈(18)에 반도체 소자를 고정하기 위하여 진공 챔버 내에 지속적이고 일정한 진공 상태를 유지할 수 있다. 게다가, 플런저(28)를 공기 튜브(36) 및 모듈(18)의 채널(22)에 연결하거나 또는 맞춤으로써, 다수의 종래 장치들에서 요구되는 밸브의 필요성을 제거할 수 있는 간단한 구조적 구성을 가질 수 있다.
진공 상태를 사용함으로써, 미리 결정된 왕복 운동 경로를 따르는 모듈(18)의 이동 속도의 범위가 넓더라도 반도체 소자를 모듈(18)에 고정할 수 있다. 상기 방법(100)의 전술한 단계(110) 내지 단계(150)의 순서는 필요에 따라 변화될 수 있다. 게다가, 상기 방법(100)의 전술한 단계(110) 내지 단계(150)의 성능, 지속 시간 및 반복 횟수는 필요에 따라 변화될 수 있다.
게다가, 당해 기술 분야의 당업자는, 전술한 내용으로부터 본 발명의 대체적인 실시예가 가능할 수 있다는 것을 알 것이다. 예를 들어, 본 발명의 제3 실시예는 제1 구조체 및 상기 제1 구조체에 연결된 제2 구조체를 포함하는 장치(도시되지 않음)를 제공한다. 상기 제1 구조체 및 상기 제2 구조체의 기능은 상기 중앙 샤프트(12) 및 회전가능한 구조체(14)에 각각 대응된다. 상기 제1 구조체 및 상기 제2 구조체 각각은 형상, 크기 및 구성을 변화시킬 수 있다. 공간 또는 간격이라고도 하는 챔버가 상기 제1 구조체 및 상기 제2 구조체 사이에 한정된다. 상기 제2 구조체는 상기 제1 구조체에 대해 이동될 수 있다. 바람직하게는, 상기 제2 구조체는 상기 제1 구조체를 중심으로 미리 결정된 왕복 운동 경로를 따라 이동된다. 대체적으로, 상기 제2 구조체는 상기 제1 구조체의 측면을 따라 이동될 수 있다. 상기 제2 구조체의 왕복 운동 경로는 필요에 따라 변화될 수 있다.
제2 구조체는 자신에 연결된 다수의 모듈 또는 핸들러를 포함한다. 상기 제2 구조체에 연결된 모듈은 전술한 장치(10)의 모듈(18)에 대응된다. 상기 장치(10)의 모듈의 경우에서와 같이, 상기 제2 구조체의 모듈 또한 자신을 통과하도록 한정된 통로를 포함한다. 상기 통로는 상기 챔버에 유체가 흐를 수 있도록 연결된다. 상기 챔버에는 진공 상태가 존재하고 유지된다. 대체적으로, 예를 들어 공기와 같은 유체가 챔버에 존재한다. 상기 챔버(22) 내의 유체의 압력은 바람직하게는 일정한 값으로 유지된다.
본 발명의 제3 실시예에 의해 제공되는 장치는 플런저를 더 포함한다. 바람직하게는, 상기 플런저는 상기 장치(10)의 플런저(28)와 동일한 기능 상의, 작동 상의, 구조적 특징을 가진다. 예를 들어, 상기 플런저는 수축 위치와 팽창 위치 사이에서 이동될 수 있다. 상기 플런저가 팽창 위치에 있을 때, 상기 플런저는 챔버와 통로 사이가 유체가 흐를 수 있도록 연결되는 것을 실질적으로 방지하도록 공간적으로 위치된다. 게다가, 상기 플런저가 팽창 위치에 있을 때, 상기 플런저는 모듈의 통로에 진공 상태 또는 유체를 더 제공한다. 이로 인해, 특히 챔버의 체적이 진공 상태에 비해 더 높은 비율의 공기를 가질 때 반도체 장치를 모듈에서 더 빠른 속도로 분리하는 것을 보조한다. 상기 플런저는, 자신을 통과하도록 한정되고 진공 상태 또는 유체가 이송되는 채널을 포함한다. 모듈의 통로를 통하여 제공되는 진공 상태로 인해, 모듈에 반도체 소자를 부착하거나 또는 고정할 수 있다. 상기 플런저의 통로를 통하여 퍼징된 유체로 인해, 반도체 소자를 모듈에서 분리시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 팽창 위치에서 플런저를 공간적으로 위치시킴으로써, 챔버와 통로 사이를 유체가 흐를 수 있도록 연결하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 팽창 위치에서 플런저를 공간적으로 위치시킴으로써, 챔버 내에서 진공 상태 또는 유체 압력으로의 변화를 감소시키는 것을 보조한다. 이는, 상기 장치가 다수의 모듈을 가지는 경우 다른 모듈들의 통로에서 진공 상태 또는 유체 압력 변화를 방지하기 위하여 중요하다.
앞서 기술한 방식으로, 본 발명의 실시예에 의해 제공되는 반도체 소자를 이송하는 예시적인 장치 및 방법이 기술되어 있다. 이러한 예시적인 장치 및 방법은 전술한 바와 같이 종래의 반도체 소자 검사 시스템 및 방법이 직면하고 있는 하나 이상의 문제점에 초점을 두고 있다. 그러나, 당해 기술 분야의 당업자는, 본 발명이 전술한 실시예의 특정 형태, 배열 또는 구조에 제한되지 않는다는 것을 알 것이다. 본 발명의 범위 및 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다수의 변경 실시예 및/또는 수정 실시예가 가능하다는 점은 당해 기술 분야의 당업자에게 자명할 것이다.

Claims (41)

  1. 부품을 핸들링하는 장치로서,
    빈 공간이 구비된 제1 구조체;
    제1 구조체에 연결되는 제2 구조체로서, 제1 구조체와 제2 구조체 사이에 챔버를 형성하며 그 내부에 진공 압력이 가해지고, 챔버는 제1 구조체의 빈 공간으로 연장되고, 조절되고 제어될 수 있는 진공 소스에 챔버가 연결되어지는, 제2 구조체;
    제2 구조체에 의해 이송되는 다수의 픽업헤드로서, 각 픽업헤드가 기도(airway)를 구비하여, 유체가 기도를 통해 픽업헤드로부터 챔버로 전달될 수 있고, 부품을 잡고 유지할 수 있도록 진공 압력이 기도에 의해 픽업헤드로 작용되는, 다수의 픽업 헤드; 및
    내부를 관통하는 채널을 가지며, 제1 구조체 상에 미리 결정된 플런저 위치에 배치되고, 챔버 내에서 수축 위치와 팽창 위치 사이에서 이동될 수 있는 각각의 플런저로 구성된 플런저 세트; 포함하며,
    플런저 세트 중의 제1 플런저가 수축 위치에 있을 때,
    제1 플런저의 플런저 위치에 정렬된 상기 다수의 픽업헤드 중의 선택된 픽업헤드와 챔버 간의 유체 소통이 방해되지 아니하며, 그리고
    플런저 세트 중의 제1 플런저가 팽창 위치에 있을 때,
    (a) 제1 플런저의 플런저 위치에 정렬된 상기 다수의 픽업헤드 중의 선택된 픽업헤드와 챔버 간의 유체 소통이 방해되며,
    (b) 유체 퍼징이 제1 플런저의 채널을 통해 상기 다수의 픽업헤드 중의 선택된 픽업헤드의 기도에 가해져서 상기 다수의 픽업헤드 중의 선택된 픽업헤드가 붙잡고 있는 부품이 상기 다수의 픽업헤드 중의 선택된 픽업헤드로부터 분리되며, 그리고
    (c) 상기 다수의 픽업헤드 중의 선택된 픽업헤드를 제외한 상기 다수의 픽업헤드 중의 픽업헤드의 기도 내와 챔버 내의 진공 압력이 변하지 않은 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    챔버에 개구를 제공하는 제1 단부를 구비하고, 상기 다수의 픽업헤드 중의 선택된 픽업헤드의 기도를 상기 챔버에 서로 연결시키는 튜브를 더 포함하고,
    제1 플런저가 팽창 위치에 있을 때, 제1 플런저는 튜브의 개구에 병치되어, 제1 플런저의 채널에서부터 튜브로 유체를 직접 퍼징할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    제1 플런저는 팽창 위치에 있을 때 제2 구조체의 표면에 인접하고, 제2 구조체의 표면에 플런저를 접하게 함으로써 챔버와 상기 다수의 픽업헤드 중의 선택된 픽업헤드의 기도 사이로 유체가 흐르는 것을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    플런저 세트 내의 각 플런저는 평상시 수축 위치에 편향되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    플런저 세트 내의 각 플런저는 플런저를 수축 위치로 탄성적으로 편향시키는 편향 메커니즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    제2 구조체는 제1 구조체에 대해 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    제1 구조체는 축을 구비한 샤프트이고, 제2 구조체는 미리 결정된 왕복 운동 경로를 따라 제1 위치와 제2 위치 사이에서 제2 구조체를 대응되게 이동시키도록 샤프트에 대해 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    제2 구조체는 미리 결정된 왕복 운동 경로를 따라 제1 위치와 제2 위치 사이에서 상기 축을 중심으로 회전 방식으로 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 장치는 미리 결정된 왕복 운동 경로를 따라 위치되는 다수의 가공 모듈을 더 포함하고,
    상기 다수의 가공 모듈은 다수의 픽업헤드가 미리 결정된 왕복 운동 경로를 따라 이동될 때 상기 다수의 픽업헤드에 의해 수용되는 부품을 가공 처리할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 플런저는, 선택된 픽업헤드가 미리 결정된 왕복 운동 경로 상의 제1 위치에 있을 때 수축 위치에 있고, 선택된 픽업헤드가 미리 결정된 왕복 운동 경로 상의 제2 위치에 있을 때 팽창 위치에 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 다수의 픽업헤드 중의 선택된 픽업헤드가 제1 위치에 있을 때 상기 다수의 픽업헤드 중의 선택된 픽업헤드에 부품을 부착하기 위해 상기 다수의 픽업헤드 중의 선택된 픽업헤드의 기도를 통하여 챔버가 진공을 제공하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 장치는,
    진공 및 유체 중 하나를 챔버에 공급하도록 상기 챔버에 연결되는 입구; 및
    상기 챔버 내에 공급되는 진공 및 유체 중 하나를 제어하도록 상기 입구에 연결되는 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    제1 구조체에 대한 제2 구조체의 이동을 구동하도록 동작할 수 있는, 장치에 연결된 모터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    플런저 세트의 이동을 제어하도록 모터 및 플런저 세트 중 하나 이상과 신호 연결되는 프로그램가능한 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 부품을 핸들링하는 방법으로서,
    - 빈 공간이 구비된 제1 구조체;
    - 제1 구조체에 연결되는 제2 구조체로서, 제1 구조체와 제2 구조체 사이에 챔버를 형성하며 그 내부에 진공 압력이 가해지고, 챔버는 제1 구조체의 빈 공간으로 연장되고, 조절되고 제어될 수 있는 진공 소스에 챔버가 연결되어지는, 제2 구조체;
    - 제2 구조체에 의해 이송되는 다수의 픽업헤드로서, 각 픽업헤드가 기도(airway)를 구비하여, 유체가 기도를 통해 픽업헤드로부터 챔버로 전달될 수 있고, 부품을 잡고 유지할 수 있도록 진공 압력이 기도에 의해 픽업헤드로 작용되는, 다수의 픽업 헤드; 및
    - 내부를 관통하는 채널을 가지며, 제1 구조체 상에 미리 결정된 플런저 위치에 배치되고, 챔버 내에서 수축 위치와 팽창 위치 사이에서 이동될 수 있는 각각의 플런저로 구성된 플런저 세트;를 포함하는 부품 핸들링 장치를 제공하는 단계;
    상기 부품 핸들링 장치의 입력 위치에 상기 다수의 픽업 헤드 중의 선택된 픽업 헤드를 위치시킴으로써 부품을 상기 다수의 픽업 헤드 중의 선택된 픽업 헤드에 부착하며, 상기 다수의 픽업 헤드 중의 선택된 픽업 헤드의 기도를 통해 챔버로부터 부품으로 진공 압력을 소통하는, 부품부착 단계;
    미리 결정된 왕복 운동 경로를 따라 상기 다수의 픽업헤드 중의 선택된 픽업헤드를 이동시키도록 제2 구조체를 제1 구조체에 대해 이동시켜, 부품핸들링 장치의 입력위치로부터 플런저 세트 내의 제1 플런저의 플런저 위치에 대응되는 출력위치로 상기 다수의 픽업헤드 중의 선택된 픽업헤드가 이동하는 단계; 및
    상기 다수의 픽업헤드 중의 선택된 픽업헤드가 출력위치에 있을때, (a) 플런저 세트 내의 제1 플런저를 수축 위치에서 팽창 위치로 이동시켜 상기 다수의 픽업헤드 중의 선택된 픽업헤드의 기도와 진공 챔버 간의 유체 소통을 방해하고, 한편, (b) 동시에 제1 플런저의 채널을 통해 상기 다수의 픽업헤드 중의 선택된 픽업헤드의 기도로 유체 퓨징을 가하여, 상기 다수의 픽업헤드 중의 선택된 픽업헤드가 붙잡고 있는 부품을 상기 다수의 픽업헤드 중의 선택된 픽업헤드로부터 탈착시키는 단계;를 포함하고,
    플런저 세트 내의 제1 플런저가 팽창 위치에 있을 동안 상기 다수의 픽업헤드 중의 선택된 픽업헤드를 제외한 상기 다수의 픽업헤드 중의 픽업헤드의 기도 내와 챔버 내의 진공 압력이 변하지 않은 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 부품을 핸들링하는 장치는 상기 다수의 픽업헤드 중의 선택된 픽업헤드의 기도와 챔버를 유체적으로 연결하며 챔버에 개구를 제공하는 제1 단부를 구비하는 튜브를 포함하며, 플런저 세트 내의 제1 플런저를 수축 위치로부터 팽창 위치로 이동시켜 플런저 세트 내의 제1 플런저의 채널과 튜브의 개구를 병치시켜, 플런저 세트 내의 제1 플런저의 채널에서부터 튜브로 유체가 직접 퍼징되는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    플런저 세트 내의 제1 플런저를 수축 위치로부터 팽창 위치로 이동시켜 플런저 세트 내의 제1 플런저를 제1 구조체의 표면에 접하게 함으로써, 상기 챔버와 상기 다수의 픽업헤드 중의 선택된 픽업헤드의 기도 사이의 유체 소통을 방해할 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    플런저 세트 내의 제1 플런저를 수축 위치로부터 팽창 위치로 이동시켜 제1 플런저의 채널 속으로 유체가 유입되도록 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제15항에 있어서,
    플런저 세트 내의 제1 플런저가 팽창 위치에 있지 않을 때는 상기 제1 플런저를 수축 위치로 편향시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    탄성 편향 메커니즘을 사용하여 플런저 세트 내의 제1 플런저가 수축 위치로 편향되는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제15항에 있어서,
    부품핸들링 장치의 출력위치로부터 입력위치로 되돌아가는 미리 결정된 운동 경로를 따라 상기 다수의 픽업헤드 중의 선택된 픽업헤드를 이동시키도록 제2 구조체를 제1 구조체에 대해 이동시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    제2 구조체는 축을 한정하는 터릿을 포함하고, 제2 구조체를 제1 구조체에 대해 이동시키는 것은, 미리 결정된 왕복 운동 경로를 따라 입력 위치와 출력 위치 사이에서 상기 다수의 픽업헤드 중의 선택된 픽업헤드를 대응되게 이동시키도록, 제2 구조체를 상기 축을 중심으로 회전하는 방식으로 이동시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    부품의 가공은 미리 결정된 왕복 운동 경로를 따라 위치된 다수의 가공 모듈에 의해 실행되며, 미리 결정된 왕복 운동 경로를 따라 다수의 픽업헤드 중의 선택된 픽업헤드를 이동시키는 동안 부품을 가공하는 단계를 더 포함하는 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    제1 구조체에 대한 제2 구조체의 이동을 구동시키는 모터를 제공하는 단계; 및
    플런저의 이동을 제어하도록 모터 및 플런저 세트 내의 제1 플런저 중 하나 이상과 신호적으로 연결되는 프로그램가능한 제어기를 제공하는 단계를 더 포함하는 방법.
  25. 제1항에 있어서,
    제1 구조체는 터릿의 빈 공간을 따라 중심으로(centrally) 연장하는 축을 구비한 터릿이고, 제2 구조체는 미리 결정된 왕복 운동 경로를 따라 상기 축을 중심으로 회전하는 방식으로 이동되어 다수의 픽업헤드가 터릿을 중심으로 회전하는 것을 특징으로 하는 장치.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 장치는 미리 결정된 왕복 운동 경로를 따라 위치된 다수의 가공 모듈을 더 포함하고, 다수의 가공 모듈은 다수의 픽업헤드가 터릿을 중심으로 회전할 때 다수의 픽업헤드로부터 수용한 부품을 가공할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  27. 제1항에 있어서,
    플런저 세트는 연속적인 진공을 유지하여 상기 다수의 픽업헤드 중의 선택된 픽업헤드에 부품을 견고하게 부착하기 위한 상기 다수의 픽업헤드 중의 선택된 픽업헤드 상의 밸브를 필요로 하지 않는 것을 특징으로 하는 장치.
  28. 제1항에 있어서,
    플런저 세트는 다수의 플런저, 챔버 내에 배치되는 다수의 플런저 내의 각 플런저의 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  29. 제1항에 있어서,
    제1 플런저가 팽창 위치에 있을 때 유체 퍼징을 제공하기 위해 제1 플런저의 채널에 연결되는 유체 소스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  30. 제1항에 있어서,
    부품은 반도체 부품인 것을 특징으로 하는 장치.
  31. 제7항에 있어서,
    제1 구조체의 빈 공간은 샤프트의 축을 따라 연장되고, 챔버는 샤프트의 축을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 장치.
  32. 제7항에 있어서,
    플런저 세트 내의 각 플런저는 샤프트를 중심으로 원주형 (circumferentially)으로 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  33. 제8항에 있어서,
    플런저 세트 내의 각 플런저는 제2 구조체가 샤프트의 축에 대해 회전하는 방식으로 이동할 때 샤프트 축을 제외한 방향을 따라 선택된 픽업헤드쪽으로 이동가능한 것을 특징으로 하는 장치.
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