KR101812677B1 - 반도체 부품의 고속 전달 시스템 및 방법 - Google Patents

반도체 부품의 고속 전달 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제1 회전 터릿 구조체, 제1 캐리어, 제2 캐리어 및 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘을 포함하는 반도체 부품을 전달하는 시스템에 관한 것이다. 상기 터릿은 중심 샤프트와 이 샤프트 둘레를 회전할 수 있는 다수의 픽업 헤드를 포함한다. 상기 픽업 헤드는 반도체 부품 처리를 위한 처리 모듈 사이에 반도체 부품을 전달하도록 회전 이동된다. 반도체 부품은 픽업 헤드로부터 제1 캐리어 및 제2 캐리어로 순차적으로 전달된다. 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘은 반도체 부품을 제1 캐리어 및 제2 캐리어로부터 패키징 수단으로 집합적으로 전달한다. 터릿 헤드는 처리 스테이션 사이에서 온더플라이 업다운 이동하고, 이중 캐리어는 반도체 부품을 터릿으로부터 정렬 위치로 전달하기 위하여 서로에 대하여 주기적으로 이동하도록 작동되고, 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘은 이중 캐리어로부터 출력 트레이로 반도체 요소를 집합적으로 정렬하며, 이로써 시스템 UPH를 강화한다.

Description

반도체 부품의 고속 전달 시스템 및 방법 {SYSTEM AND METHOD FOR FLEXIBLE HIGH SPEED TRANSFER OF SEMICONDUCTOR COMPONENTS}
본 발명은 일반적으로 반도체 부품을 핸들링하는 시스템 및 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로는, 본 발명은 반도체 부품을 상이한 패키징 수단들 사이에서 이송하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
반도체 부품, 예를 들어 반도체 웨이퍼, 다이(die) 및 집적 회로(IC) 칩은 통상적으로 제조 플랜트 내에서 다른 가공 스테이션 사이에 이송되는 동안, 뿐만 아니라 제조 후에 분배되는 동안, 적절한 패키징 수단(이는 이동 수단 또는 이송 수단이라고도 함)에 패키징되거나 저장된다. 반도체 부품용 패키징 수단는 일반적으로 느슨한 패키징 수단와 고정 패키징 수단으로 구분될 수 있다. 반도체 부품의 패키징용으로 사용되는 느슨한 패키징 수단에는 JEDEC 트레이, TESEC 트레이, 멀티채널 금속 매거진 및 튜브가 포함되지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 고정 패키징 수단는 예를 들어 테이프 수단이다.
다른 유형의 패키징 수단들 사이에, 예를 들어 멀티채널 금속 매거진에서 JEDEC 트레이로 반도체 부품을 이송하는 것이 종종 필요하다. 다른 패키징 수단들 사이에 반도체 부품을 이송하는 것은 일반적으로 상당한 시간을 소비하고 반복적인 과정이며, 기술적 및/또는 효율적 이유로 인해 수동적으로 수행되지 않는 것이 일반적이다 (예컨대, ESD 보호 문제, 또는 벤트 리드(bent lead)의 생성 가능성의 증가). 따라서, 패키징 수단들 사이에 반도체 부품을 이송하는 로봇 또는 자동화 시스템이 고안되고 제조되어 왔다. 반도체 부품 제작 및 가공 산업에서 시장 경쟁력이 증가하면서, 다른 패키징 수단들 사이에 반도체 부품을 이송하기 위해 존재하는 시스템의 속도 및 처리량을 증가시키는 것이 지속적으로 요구되어 왔다.
반도체 부품의 점검 및 테스트(총괄하여 가공으로 언급됨)는 전체 반도체 부품 제조 과정 동안 주기적으로 수행된다. 반도체 부품의 가공 또는 점검 및 테스트의 수행을 위한 다수의 통상적인 시스템 및 방법이 있다. 그러나, 고품질의 반도체 부품을 고처리량으로 제조하는 것에 대한 요구가 증가하면서, 속도 및 정확성이 증대된 반도체 부품의 점검 및 테스트가 가능한 점검 및 테스트(즉, 가공) 시스템에 대해 대응하는 요구가 증가되고 있다.　
픽 앤 플레이스 메커니즘(pick and place mechanisms)이 반도체 부품의 전진 이동을 위해 가공 시스템으로부터 패키징 수단를 향해 반도체 부품을 언로딩하기 위해 사용된다. 그러나, 반도체 부품의 제조 속도 및 처리량의 증가에 대한 요구는 더 신속하고 더 정확한 픽 앤 플레이스 메커니즘에 대한 필요성의 증가를 가져왔다.
반도체 부품을 제조하는 동안, 반도체 부품은 일반적으로 다른 가공 스테이션 또는 가공 시스템 사이에서 이송 또는 이동된다. 앞서 언급된 바와 같이, 반도체 부품은 일반적으로 다른 가공 스테이션 사이에 이송을 촉진하기 위한 이송 수단 또는 적절한 패키징 수단으로 패키징된다. 가공 시스템으로 도입된 반도체 부품은 통상적으로 인풋(input) 반도체 부품로 언급된다. 가공 시스템에 의해 가공된 후에, 이 반도체 부품은 이어서 가공 시스템으로부터 제거되어 다른 패키징 수단으로 이송된다. 가공 시스템으로부터 제거된 반도체 부품은 아웃풋(output) 반도체 부품로 언급될 수 있다.
인풋 반도체 부품 및 아웃풋 반도체 부품에 대한 패키징 수단는 통상적으로 소비자 또는 적용 요건에 기초하여 결정되거나 선택된다. 반도체 부품의 가공 또는 점검 및 테스트를 위한 가장 통상적인 시스템은 시스템으로부터 언로딩된 아웃풋 반도체 부품을 패키징하기 위한 패키징 또는 이동 수단에 대해 제한된 옵션을 제공한다. 또한, 반도체 부품을 가공하는 가장 통상적인 시스템 및 방법은 반도체 부품의 가공을 위해 원하지 않게 제한된 속도 및 정확성을 갖는다. 통상적인 시스템의 상기 언급된 제한을 극복하기 위한 시스템 및 방법이 요구된다.
본 발명은 반도체 부품을 이송하는 시스템 및 방법에 관한 것으로, 발명의 배경기술에서 논의하거나 언급했던 문제점 등에 대한 해결방안을 제시하는 반도체 부품 이송 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 형태의 제1 특징에 따르면, 다수의 반도체 부품을 순차적으로 수용할 수 있는 부품 캐리어(carrier)를 포함하는 제1 예시적 반도체 부품 이송 시스템이 개시된다. 상기 부품 캐리어는 다수의 수용부(receivers)를 포함하고, 상기 다수의 수용부는 각각 반도체 부품을 하나씩 수용한다. 본 발명의 시스템은 또한 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(gang pick and place mechanism)을 더 포함한다. 상기 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘은 부품 캐리어로부터 다수의 반도체 부품을 집합적으로 수용하고, 이어서 수용된 다수의 반도체 부품을 미리 지정된 패키징 수단으로 집합적으로 전달하도록 작동할 수 있다. 이러한 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘의 사용은 시스템의 처리효율(시간당 처리량(UPH))을 현저히 증가시킨다.
본 발명의 실시 형태의 제2 특징에 따르면, 터릿 구조체를 포함하는 제2 예시적 반도체 부품 이송 시스템이 개시된다. 상기 터릿 구조체는 다수의 픽업(pickup) 헤드(터릿 헤드)를 포함하며, 다수의 픽업 헤드는 각각 반도체 부품을 제1 위치에서 제2 위치로 차례로 전달하도록 회전 이동하도록 형성된다. 또한 상기 터릿 구조체는 (터릿 구조체가 회전하면서 이송위치를 찾는 인덱싱 동작을 하는 동안에) 픽업 헤드가 업다운 온더플라이(up and down on-the-fly) 이동할 수 있도록 형성된다. 이러한 구조상의 특징으로 인하여 역시 반도체 부품의 시간당 이송처리량(UPH)을 현저하게 증가시킬 수 있다. 몇몇 실시 형태에서, 터릿 상에 원주형으로 장착된 픽업 헤드 전체 세트 또는 조립체는 회전운동과 동시에 수직방향으로 상하운동을 할 수 있도록 설계되었는데, 이는 터릿이 하나 또는 그 이상의 직선운동 또는 다른 고속 모터를 이용하여 상하운동을 함에 따라 가능하게 되었으며, 결과적으로 이송처리 시간 및 제어의 복잡도가 감소하게 되는 특징이 있다. 또한 본 발명에 따른 시스템은 다수의 픽업헤드로부터 순차적으로 반도체 부품을 수용할 수 있는 부품 캐리어 세트와, 상기 부품 캐리어 세트로부터 다수의 반도체 부품을 집합적으로 수용할 수 있는 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘을 포함하며, 상기 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘은 또한 수용된 다수의 반도체 부품을 패키징 수단으로 이송하여 패키징 수단으로 집합적으로 전달하는 작업을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시 형태의 제3 특징에 따르면, 2개의 부품 캐리어를 포함하는 제3 예시적 반도체 부품 이송 시스템이 개시된다. 각 부품 캐리어는 제1 위치(부품을 터릿의 픽업헤드에서 부품 캐리어로 이송하는 위치)와 제2 위치(부품을 부품 캐리어에서 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘으로 이송하는 위치) 사이를 서로에 대하여 주기적으로 이동할 수 있다. 제1 부품 캐리어가 반도체 부품을 터릿의 픽업헤드로부터 제1 위치에서 전달받는 동안에, 제2 부품 캐리어는 출력 트레이 근처의 제2 위치에 있는 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘으로 반도체 부품을 운반하는 동작을 한다. 상기의 부품 운반동작이 완료되면, 제2 부품 캐리어는 제1 부품 캐리어의 후방에 위치하게 된다. 제1 부품 캐리어에 부품의 적재가 완료되면, 제1 부품 캐리어는 부품의 언로딩(unloading)을 위해 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘 쪽으로 이동하게 되며, 이 단계에서 제2 부품 캐리어는 터릿의 하부에 위치하는 로딩(loading) 위치로 이동한다. 부연하여 설명하면, 제2 부품 캐리어는 부품을 하역하는 위치인 제2 위치로 이동할 예정인 제1 부품 캐리어의 하부에서 대기하고 있다가, 제1 부품 캐리어가 부품을 적재하는 위치에서부터 움직이자마자 제 2 부품 캐리어가 위쪽으로 이동하여 터릿의 픽업헤드로부터 부품을 받을 준비를 한다. 이러한 2개의 부품 캐리어에 의한 반복적인 사이클 동작에 의해 반도체 부품의 시간당 이송처리량을 현저하게 증가시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른, 반도체 부품들을 이송하기 위한 시스템은, 제1 및 제2 부품 캐리어를 포함하는 부품 캐리어 세트로서, 각각의 부품 캐리어는 제1 위치 및 별개의 제2 위치 사이에서 이동할 수 있고, 부품 캐리어의 상단 표면에 일 간격으로 서로 떨어져 형성된 다수의 수용부에 다수의 반도체 부품을 수용하도록 구성되는, 상기 부품 캐리어 세트; 각각의 부품 캐리어를 제1 위치 및 별개의 제2 위치 사이에서 주기적으로 이동시키도록 구성되는 이동 메커니즘; 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘으로서, (a) 반도체 부품들을 상기 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘의 픽업 위치에서 순차적으로 회수하고, 동시에 또는 병행하여 (b) 반도체 부품들을 상기 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘의 언로딩 위치로 순차적으로 이송하도록 구성되며, 상기 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘은 다수의 픽업 헤드를 포함하고, 상기 픽업 헤드는 다수의 반도체 부품을 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘과 제1 위치에 배치된 부품 캐리어의 다수의 수용부 사이에서 순차적으로 이송하도록 구성되는, 상기 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘; 및 제1 및 제2 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘으로서, 각각의 픽 앤 플레이스 메커니즘은 다수의 반도체 부품을 집합적으로 픽업하고 상기 다수의 반도체 부품을 제2 위치에 배치된 부품 캐리어의 다수의 수용부와 패키징 수단의 다수의 포켓 사이에서 집합적으로 이송하며, 가공 스테이션들 사이에서 다수의 반도체 부품이 이송되는 동안 또는 반도체 부품의 제조의 완료에 따른 다수의 반도체 부품이 분배되는 동안 다수의 반도체 부품이 상기 패키징 수단의 내부 또는 위에 머무르는, 상기 제1 및 제2 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘;을 포함한다.
바람직하게는, 상기 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘의 다수의 픽업 헤드는, 상기 픽업 위치에서 다수의 반도체 부품을 순차적으로 수용하고 상기 다수의 반도체 부품을 상기 픽업 위치에서 언로딩 위치로 순차적으로 이송하도록 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘은, 다수의 반도체 부품 각각을 제1 위치에 배치된 제1 또는 제2 부품 캐리어의 다수의 수용부로 순차적으로 이송하거나, 다수의 반도체 부품 각각을 제1 위치에 배치된 제1 또는 제2 부품 캐리어의 다수의 수용부로부터 순차적으로 픽업하도록 구성되며, 다수의 헤드 각각은 다수의 반도체 부품 중 하나를 운반하도록 구성될 수 있다.
바람직하게는, 다수의 픽업 헤드 각각은, 다수의 반도체 부품 각각을 연이어 수용하여 운반하고 운반된 각각의 반도체 부품을 픽업 위치에서 언로딩 위치로 이송하도록 지정된 이동 경로를 따라 회전 이동할 수 있다.
바람직하게는, 상기 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘은, 각각의 (a) 및 (b)와 동시에 또는 병행하여, (c) 다수의 픽업 헤드를 이용하여 다수의 반도체 부품을 다수의 처리 모듈을 거쳐서 회전 이송하도록 구성되고, 다수의 픽업 헤드 각각은 다수의 반도체 부품 중 하나를 홀딩하도록 진공 흡착을 제공하는 홀딩 장치를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 다수의 픽업 헤드 각각은 수직으로 이동할 수 있다.
바람직하게는, 상기 다수의 처리 모듈은, 지정된 이동 경로를 따라 상기 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘의 회전을 지수화(indexing)한 결과로서 다수의 반도체 부품을 공정처리하도록 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 다수의 처리 모듈은: 상기 다수의 픽업 헤드에 의해 이동되는 다수의 반도체 부품을 검사 및 테스트하기 위한 적어도 하나의 검사 모듈 및 적어도 하나의 테스트 모듈을 포함하고, 상기 제1 및 제2 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘은: 제1 부품 캐리어가 제1 위치에 배치될 때 반도체 부품들이 상기 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘과 제1 부품 캐리어 사이에서 이송되는 동안, 제2 부품 캐리어가 제2 위치에 배치될 때 제2 부품 캐리어와 패키징 수단 사이에서 부품들을 이송하거나; 제2 부품 캐리어가 제1 위치에 배치될 때 반도체 부품들이 상기 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘과 제2 부품 캐리어 사이에서 이송되는 동안, 제1 부품 캐리어가 제2 위치에 배치될 때 제1 부품 캐리어와 패키징 수단 사이에서 부품들을 이송하도록; 구성될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 반도체 부품 이송 시스템은 다수의 반도체 부품을 상기 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘으로 순차적으로 전달하는 컨베이어 메커니즘을 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 반도체 부품 이송 시스템은 적어도 하나의 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘의 회전 이동 및 제1 및 제2 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘의 구동을 제어하는 프로그램 가능한 제어기(programmable controller)를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 각각의 부품 캐리어의 다수의 수용부의 각각의 수용부 사이의 간격은 일정하고, 다수의 반도체 부품 각각은 반도체 다이(die) 또는 집적 회로(ID) 칩일 수 있다.
바람직하게는, 상기 이동 메커니즘은, 제1 위치에 배치된 각각의 부품 캐리어를, 상기 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘과 부품 캐리어 사이의 반도체 부품의 이송과 연관된 부품 캐리어의 다수의 수용부 사이의 간격과 동일한 거리만큼 이동시키도록 구성될 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른, 다수의 반도체 부품을 이송하는 방법은, 다수의 반도체 부품을 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘으로부터 제1 및 제2 부품 캐리어를 포함하는 부품 캐리어 세트로 순차적으로 이송하는 단계; 각각의 부품 캐리어로부터 다수의 반도체 부품을 집합적으로 회수하는 단계; 및 회수된 다수의 반도체 부품을 각각의 부품 캐리어로부터 패키징 수단으로 집합적으로 전달하는 단계;를 포함하고, 각각의 부품 캐리어로부터 다수의 반도체 부품을 집합적으로 회수하는 단계는, 각각의 부품 캐리어로부터 다수의 반도체 부품을 집합적으로 픽업하도록 제1 및 제2 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘을 이동시키는 것을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘은 다수의 반도체 부품을 이송하도록 형성된 다수의 헤드를 포함하고, 다수의 반도체 부품을 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘으로부터 각각의 부품 캐리어로 순차적으로 이송하는 단계는 상기 다수의 헤드 각각을 지정된 이동 경로를 따라 회전 이동시켜서 이송된 반도체 부품을 상기 지정된 이동 경로를 따라 회전 이동시키는 것을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 다수의 헤드 각각은 전달된 반도체 부품을 각각의 부품 캐리어로 이동시키기 위해 수직으로 이동될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 반도체 부품 이송 방법은, 다수의 반도체 부품을 지정된 이동 경로를 따라 회전 이동시키는 동안에 상기 다수의 반도체 부품을 공정처리하는 것을 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 다수의 반도체 부품을 공정처리하는 것은, 다수의 반도체 부품을 지정된 이동 경로를 따라 회전 이동시키는 동안 다수의 반도체 부품을 검사하거나 테스트하는 것 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 및 제2 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘 각각은 각각의 부품 캐리어로부터 다수의 반도체 부품을 픽업하도록 형성된 다수의 픽업 팁을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 반도체 부품 이송 방법은, 각각의 부품 캐리어로부터 다수의 반도체 부품을 집합적으로 픽업하기 위하여 상기 다수의 픽업 팁을 각각의 부품 캐리어를 향하여 이동시키는 것을 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 반도체 부품 이송 방법은, 상기 다수의 반도체 부품을 각각의 부품 캐리어로부터 패키징 수단으로 집합적으로 이송하기 위하여 상기 다수의 픽업 팁을 동시에 이동시키는 것을 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 각각의 픽 앤 플레이스 메커니즘의 다수의 픽업 팁은 일정한 간격으로 배열될 수 있다.
바람직하게는, 각각의 부품 캐리어는 다수의 반도체 부품을 수용하도록 형성된 다수의 수용부를 포함하고, 각각의 부품 캐리어의 다수의 수용부와 각각의 제1 및 제2 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘의 다수의 픽업 팁은 대응하는 간격으로 배열될 수 있다.
바람직하게는, 상기 패키징 수단은 다수의 수용 포켓을 포함하는 트레이형 패키징 수단이며, 상기 다수의 수용 포켓은 각각의 부품 캐리어의 다수의 수용부 및 각각의 제1 및 제2 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘의 다수의 픽업 팁에 대응하는 간격을 가질 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 반도체 부품 이송 방법은, 상기 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘으로부터 각각의 부품 캐리어로 각각의 반도체 부품을 연속적으로 전달하는 사이에, 상기 다수의 수용부 사이의 간격과 동일한 거리만큼 각각의 부품 캐리어를 이동시키는 것을 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 반도체 부품 이송 방법은, 각각의 부품 캐리어를 입력 위치에서 출력 위치로 이동하는 것을 더 포함하며, 상기 부품 캐리어가 입력 위치에 있을 때, 다수의 반도체 부품이 회전형의 반도체 부품 핸들링 메커니즘으로부터 각각의 부품 캐리어의 다수의 수용부에 순차적으로 수용되며, 상기 부품 캐리어가 상기 출력 위치에 있을 때, 각각의 부품 캐리어에 의해 이송된 다수의 반도체 부품은 제1 및 제2 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘 중 하나의 다수의 픽업 팁에 의해 집합적으로 픽업될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 반도체 부품 이송 방법은, 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘의 회전 이동, 부품 캐리어의 이동 및 픽 앤 플레이스 메커니즘의 구동 중 적어도 하나를 제어하기 위하여, 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘, 부품 캐리어, 및 픽 앤 플레이스 메커니즘 중 적어도 하나에 프로그램 가능한 제어기를 연결하는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른, 다수의 반도체 부품을 이송하는 방법은, 반도체 부품을 입력 패키징 수단으로부터 회전형 부품 핸들링 메커니즘의 입력 위치로 이송하는 단계로서, 상기 입력 패키징 수단은 다수의 포켓을 포함하고, 가공 스테이션들 사이에서 다수의 부품이 이송되는 동안 또는 부품의 제조 완료에 따라 다수의 부품을 분배하는 동안 상기 다수의 부품이 상기 다수의 포켓 안 또는 위에 머무르는, 상기 입력 위치로 이송하는 단계; 상기 반도체 부품을 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘의 입력 위치와 언로딩 위치 사이의 회전 이동 경로를 따라 이동시키는 단계; 및 상기 입력 패키징 수단으로부터 회전형 부품 핸들링 메커니즘의 입력 위치로 부품들을 이송하는 것과 동시에 또는 병렬적으로, 부품을 언로딩 위치로부터 패키징 수단의 다수의 포켓을 포함하는 출력 패키징 수단으로 전달하는 단계로서, 가공 스테이션들 사이에서 다수의 부품이 이송되는 동안 또는 부품의 제조 완료에 따라 다수의 부품을 분배하는 동안 상기 다수의 부품이 상기 다수의 포켓 안 또는 위에 머무르는, 상기 언로딩 위치로 이송하는 단계;를 포함하며, 부품을 회전형 부품 핸들링 메커니즘의 입력 위치로 이송하는 단계 및 부품을 언로딩 위치로부터 상기 출력 패키징 수단으로 이송하는 단계 중 하나는: 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘과 이동할 수 있는 제1 또는 제2 부품 캐리어의 상단 표면에 형성된 다수의 부품 수용부 사이에서 부품을 순차적으로 이송하는 단계; 제1 또는 제2 부품 캐리어와 제1 또는 제2 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘 사이에서 부품을 집합적으로 이송하는 단계; 및 제1 또는 제2 집합적 픽 앤 플레이스 매커니즘으로부터 출력 패키징 수단으로 부품을 집합적으로 이송하는 단계;를 포함한다.
바람직하게는, 본 발명의 반도체 부품 이송 방법은, 다수의 반도체 부품을 입력 위치와 언로딩 위치 사이에서 전달하는 동안, 회전 이동 경로 상의 특정한 위치에서 반도체 부품을 공정처리하는 것을 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 반도체 부품을 순차적으로 전달하는 단계 및 집합적으로 전달하는 단계는, 제1 부품 캐리어를 제2 부품 캐리어에 대하여 주기적으로 이동시키는 것을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 및 제2 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘은, 부품 캐리어들과 입력 패키징 수단 및 출력 패키징 수단 중 하나와의 사이에서 반도체 부품을 집합적으로 전달하도록 이동될 수 있는 다수의 픽업 팁을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 다수의 픽업 팁은 일정한 간격으로 배열될 수 있다.
바람직하게는, 제1 부품 캐리어 및 제2 부품 캐리어 각각의 다수의 부품 수용부는 상기 다수의 픽업 팁과 동일한 간격으로 배열될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조한 실시예를 통하여 본 발명 더 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 부품의 고속 전달을 위한 예시적 시스템의 개략도이다.
도 2a는 본 발명의 시스템의 고처리량 언로딩을 가능하게 하는 회전 이동하도록 형성된 다수의 픽업 헤드와 순환 이동하도록 형성된 다수의 캐리어를 포함하는 터릿 구조체의 개략도이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 부품의 고속 전달을 위한 시스템 내의 터릿 구조체의 예시적 위치를 도시한 개략적 상부 평면도이다.
도 3은 두 개의 캐리어와 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘의 작동을 도시한 도면이다.
도 4는 반도체 부품을 트레이 캐리어로 전달하는 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 부품의 고속 전달을 위한 예시적 방법의 단계들을 도시한 흐름도이다.
반도체 부품의 제조에는 통상적으로 복수의 가공 단계, 예를 들어 시각적 결함 점검 및 전기적 테스트가 포함된다. 다수의 가공 시스템이 반도체 부품의 가공을 위해 고안되어 왔다. 반도체 부품 제조의 품질, 속도 및 처리량의 증가에 대한 요구의 증가는 더 높은 속도 및 정확성으로 반도체 부품을 가공할 수 있는 가공 시스템에 대한 필요성을 가져왔다. 반도체 부품은 가공 시스템으로부터 이동 수단 또는 이송 수단으로도 알려진 아웃풋 패키징 수단를 향해 언로딩된다. 반도체 부품은 가공 시스템 또는 스테이션 사이에서 이동되는 동안, 뿐만 아니라 제조 완료에 따라 분배되는 동안, 패키징 수단 내에 패키징되거나 또는 패키징 수단 상에 위치된다. 반도체 산업에서 경쟁의 증가에 의해 반도체 부품 후가공을 위한 유용한 아웃풋 패키징 수단에 관하여 더 많은 옵션을 소비자에게 제공하는 것이 점차적으로 중요하게 되었다. 본 발명의 실시형태들은 상기 언급된 문제의 적어도 하나를 해결하는 시스템 및 방법을 제공한다.
간결성 및 정확성을 위해, 본 발명의 바람직한 실시예의 기재는 하기의 반도체 부품을 이송하는 시스템 및 방법에 한정된다. 그러나, 당업자라면 이것이 본 발명의 다양한 실시예 중에서 일반적인 기본 원리, 예컨대 작동적, 기능적 또는 성능적 특징이 필요한 다른 적용예를 본 발명으로부터 배제하지 않는다는 것을 이해할 것이다.
도 1에 도시된 바와 같은 반도체 부품을 이송하는 바람직한 시스템(10)이 본 발명의 제1 실시예로서 제공된다. 바람직한 시스템(10)에는 터릿 구조체(터릿) 또는 회전 구조체(12), 제1 캐리어(14), 제2 캐리어(16) 및 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(18)이 포함된다.
시스템(10)은 반도체 부품을 제1 장치 운반 또는 패키징 수단(20)(인풋 패키징 수단라고도 함)에서 제2 장치 운반 또는 패키징 수단(22)(아웃풋 패키징 수단라고도 함)로 이송한다. 패키징 수단(20,22)은 또한 이동 수단 또는 이송 수단으로 언급될 수 있다. 반도체 부품은 반도체 부품 제조 플랜트 내에서 가공 시스템 또는 스테이션 사이에서 이동되는 동안, 뿐만 아니라 제조 완료에 따라 분배되는 동안, 패키징 수단 내에 패키징 또는 저장되거나 패키징 수단 상에 위치된다.
시스템(10)은 또한 제1 패키징 수단(20)에서 제2 패키징 수단(22)으로 반도체 부품을 이송하는 동안 반도체 부품의 가공을 용이하게 한다. 시스템(10)에 의해 이송되는 반도체 부품의 예에는 반도체 웨이퍼, 다이 및 집적 회로(IC) 칩이 포함되지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 패키징 수단(20)은 예를 들어 트레이 캐리어 또는 금속 매거진이다. 반도체 부품은 시스템(10)으로 이송될 때 제1 패키징 수단(20) 상에 또는 내에 배치, 배열 또는 패키징된다. 제1 패키징 수단(20)에서 패키징된 반도체 부품은 그 후에 제1 패키징 수단(20)으로부터 시스템(10)으로 로딩되거나 이송된다. 바람직하게는, 시스템(10)에는 로딩 스테이션 또는 로딩 모듈(24)이 포함된다. 로딩 스테이션(24)은 제1 패키징 수단(20)를 수용하도록 형상화되고 크기가 정해진다. 바람직하게는, 반도체 부품은 제1 패키징 수단(20)으로부터 로딩 스테이션(24)에서 시스템(10)으로 로딩되거나 이송된다.
시스템(10)에는 추가적으로 제1 패키징 수단(20)에서 시스템(10)으로 반도체 부품의 로딩 또는 이송을 용이하게 하는 수단, 장치 또는 메커니즘이 포함된다. 예를 들어, 당업계에 알려진 다양한 형태의 픽 앤 플레이스 메커니즘이 제1 패키징 수단(20)에서 시스템(10)으로 반도체 부품을 이송하기 위해 이용될 수 있다. 바람직하게는, 반도체 부품은 제1 패키징 수단(20)에서 컨베이어, 컨베이어 시스템 또는 컨베이어 메커니즘(11)으로 이송된다.
컨베이어 메커니즘(11)은 예를 들어 테이프 드라이브 어셈블리 또는 벨트 드라이브 어셈블리일 수 있다. 바람직하게는, 컨베이어 메커니즘(11)은 로딩 스테이션(24)에서 터릿(12)으로 반도체 부품을 이송한다. 보다 구체적으로, 컨베이어 메커니즘(11)은 바람직하게는 로딩 스테이션(24)에서 터릿(12)으로 반도체 부품을 연속적으로 이송한다. 컨베이어 메커니즘(11)에 위치한 반도체 부품은 컨베이어 메커니즘(11)에 의해 로딩 스테이션(24)에서 터릿(12)으로 이동된다. 컨베이어 메커니즘(11)에 의한 반도체 부품의 이동 속도는 필요에 따라 측정되고 조절될 수 있다. 예를 들어, 컨베이어 메커니즘(11)의 작동은 소프트웨어로 제어될 수 있다.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 터릿 구조체 또는 터릿(12)을 도시한 도면이며, 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 부품의 유연한 고속 이송을 위해 배치되는 터릿 구조체(12)와 시스템(10)의 다른 부재 사이의 예시적인 공간적 관계를 나타내는 평면도이다. 터릿(12)은 회전식 반도체 부품 핸들링 메커니즘으로 언급되기도 한다. 터릿(12)에는 고정된 중앙 샤프트 및 상기 중앙 샤프트에 연결된 회전부가 포함된다. 중앙 샤프트는 바람직하게는 회전부가 둘레를 회전할 수 있는 제1축 또는 주축(예컨대, 수직축 또는 z-축)이 된다.
회전가능한 구조체는 그에 연결된 다수의 픽업 헤드(또는 터릿 헤드)(26)를 포함한다. 픽업 헤드(26)의 수는 예를 들어 24 내지 36개이다. 픽업 헤드(26)의 수는 필요에 따라 달라질 수 있다(예컨대, 2 내지 60, 또는 그 이상). 픽업 헤드(26)는 미리 결정된 배열로 공간적으로 배치된다. 바람직하게는, 픽업 헤드(26)는 중앙 샤프트 둘레에 공간적으로 배치된다. 또한, 픽업 헤드(26)는 바람직하게는 서로에 대해 미리 결정된 거리의 간격을 가진다. 제1 축 둘레로 회전가능 구조체 또는 그 부분의 회전은 이에 대응하여 픽업 헤드(26)의 제1축 둘레의 회전 이동을 가져온다. 다수의 실시예에서, 각각의 픽업 헤드(26)는 제1 축으로부터 반경 또는 방사상 거리 r에 배치된다.
시스템(10)에는 바람직하게는 모터(도시되지 않음)가 포함된다. 모터는 제1축 둘레에서 회전부 및 이에 대응하는 픽업 헤드(26)를 구동하기 위하여 작동된다. 모터는 바람직하게는 중앙 샤프트에 연결된다. 모터의 작동은 바람직하게는 소프트웨어로 제어된다. 모터의 작동은 미리 결정된 이동 프로파일(travel profile) 또는 이동 경로를 따라 제1축 둘레의 픽업 헤드(26)의 회전 이동을 가져온다. 제1 축 둘레의 픽업 헤드(26)의 미리 결정된 운동 프로파일은 당업자에게 알려진 기술을 사용하여 필요에 따라 변경될 수 있다는 것이 인정될 것이다.
각각의 픽업 헤드(26)는 (제1 위치라고도 알려진) 픽업 위치에서 컨베이어 시스템 또는 메커니즘(11)으로부터 하나의 반도체 부품을 운반하거나 수용한다. 즉, 반도체 부품은 컨베이어 시스템으로부터 픽업 위치에서 터릿(12)의 픽업 헤드(26)로 연속적으로 이송된다.
픽업 헤드(26)는 부품 홀딩 또는 보유 메커니즘을 포함한다. 바람직하게는, 픽업 헤드(26)는 컨베이어로부터 부품을 픽업하고 또한 회전 터릿(12)이 운동하는 동안 부품을 안전하게 홀딩하기 위해 진공 흡입을 이용한다. 컨베이어 메커니즘(11)으로부터 반도체 부품을 픽업하기 위해, 그리고 미리 결정된 운동 프로파일을 따라 회전 이동하는 동안 반도체 부품을 안전하게 확보하기 위해, 대체가능한 수단 또는 메커니즘이 이용될 수 있다는 점이 당업자에게 이해될 것이다.
픽업 헤드(26)의 회전 이동은 픽업 위치로부터 (제2 위치라고도 알려진) 언로딩 위치로 터릿(12)에 의해 정해진 원주 경로를 따라 반도체 부품을 이동시킨다. 픽업 헤드에 부착된 반도체 부품은 바람직하게는 픽업 헤드(26)가 언로딩 위치에 있을 때 제1 캐리어(14) 또는 제2 캐리어(16)로 이송된다.
하기에 더 상세하게 기재되는 바와 같이, 픽업 헤드(26)는 제1 축 주위의 그의 원주 이동과 관련하여 온 더 플라이(on-the-fly) z-축/상하 운동을 위해 추가적으로 설정된다. 일 구현예에서, 특정 픽업 헤드(26)는 제1축 또는 주축 주위로 회전 변환하는 동안 수직으로 이동될 수 있으며, 여기서 상기 수직의 픽업 헤드 이동은 픽업 헤드(26) 자체에 대해 정해질 수 있는, 도 2a에 나타낸 방식으로 제1축에 평행한 제2축 또는 종축을 따라 발생한다. 또 다른 구현예에서, 복수의 픽업 헤드(26)를 이동시키는 전체 어셈블리(예컨대, 터릿의 회전가능 구조체)는 제1축(즉, +/- z-축 방향)을 따라 또는 이에 평행하여 수직으로 이동되어, 온 더 플라이(on-the-fly) 상하 픽업 헤드 운동을 제공할 수 있으며, 이는 시스템의 복잡성을 최소화하고 시스템의 제어 오버헤드(overhead)를 단순화시키고 시스템의 아웃풋을 증가시키고 시스템의 신뢰도를 향상시킨다.
시스템(10)에는 또한 시스템(10)에 의해 핸들링되거나 이송된 반도체 부품을 가공하기 위해 작동되는 다수의 가공 스테이션 또는 모듈(예컨대, 도 2b에 도시된 방식으로)이 포함된다. 보다 구체적으로, 반도체 부품이 픽업 위치로부터 언로딩 위치를 향하여 이동될 때에, 가공 모듈은 반도체 부품의 가공을 용이하게 한다. 가공 모듈에는 시각적 점검 모듈, 예컨대 이미지 캡쳐 장치 및 기능적 테스트 모듈, 예컨대 전기적 테스트 모듈이 포함되지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 가공 모듈은 미리 정해진 공간적 배열로 배치된다. 보다 구체적으로, 가공 모듈은 터릿(12)의 제1축 또는 중앙 샤프트 주위로 미리 정해진 공간적 배열로 배치된다. 가공 모듈의 공간적 배열은 필요에 따라 변경될 수 있다. 바람직하게는, 가공 모듈은 시스템(10)의 공간효율 및 처리량을 증대시키기 위해 공간적으로 배열된다. 더 바람직하게는, 가공 모듈의 공간적 배열은 반도체 부품을 가공하기 위해 시스템(10)에서 사용할 수 있는 가공 모듈의 수를 증가시키기 위해 결정된다.
시스템(10)에서 사용되는 가공 모듈의 수와 유형은 필요에 따라 변경될 수 있다. 당업자라면 시스템(10)이 복수의 가공 단계가 반도체 부품에 수행될 수 있도록 하는 반면, 반도체 부품은 시스템(10)에 의해 핸들링되거나 이송됨에 따라 시스템(10)에 의한 반도체 부품 가공의 속도, 정확도 및 처리량의 하나 이상을 증대시킨다는 것을 이해할 것이다.
터릿 구조체(12)는 그의 픽업 헤드(26)를 하나의 가공 스테이션으로부터 다른 가공 스테이션으로 동조 또는 동시 방식으로 회전 이동 또는 운반하기 위해 배치된다. 특정 가공 스테이션으로부터 다음의 가공 스테이션까지 터릿 구조체의 회전은 터릿 지수(turret index)로서 언급된다. 일반적으로, 터릿 지수는 가공 스테이션 사이에 분리된 거리에 대응하거나 관련되는 터릿 구조체(12)의 회전상 또는 원주상 증가이다. 터릿 구조체(12)에 의해 이동되는 인접한 픽업 헤드(26)는 터릿 구조체의 회전 지수를 통해 임의의 특정 가공 스테이션에 연속적으로 도달한다. 터릿 지수 당 픽업 헤드(26) 운동인 선형 또는 곡선형 거리(예컨대, 터릿 회전 아크(arc) 길이)는, 고려되는 가공 스테이션의 수 및/또는 유형과 같은 구현예의 상세사항에 기초하여, 배치가능하거나 프로그램가능한 파라미터일 수 있다.
터릿 구조체(12)는 하나의 가공 스테이션으로부터 다른 가공 스테이션까지 터릿 지수로서 픽업 헤드(26)의 온 더 플라이 상하 운동을 제공하도록 배열된다. 예를 들어, 도 2a에 도시된 제1 가공 스테이션 P1 및 제2 가공 스테이션 P2를 위해, 터릿 구조체(12)는 P1에 위치한 픽업 헤드(26)를 수직 방향으로 상하 방식으로 이동시킬 수 있으며 (예컨대, 제2축을 따라, 제1축과 평행한 방향으로), 상하 방식으로 P2에 위치한 픽업 헤드(26)를 추가적으로 수직 이동시킬 수 있다. 따라서, 픽업 헤드(26)는 각각의 터릿 지수의 일부로서 상 및/또는 하로, 즉 터릿 지수가 발생하거나 진행되는 온 더 플라이(on-the-fly)로 이동할 수 있다. 온 더 플라이 상하 픽업 헤드 운동과 관련하여, 특정 픽업 헤드(26)는 픽업 헤드(26)가 위치한 스테이션으로 장치를 이송할 수 있거나 및/또는 상기 스테이션으로부터 장치를 제거할 수 있다. 상기 픽업 헤드(26)의 온 더 플라이 상하 운동은 시스템의 처리량을 유의적으로 증가시킨다.
특정 구현예에서, 각각의 픽업 헤드(26) 또는 일 세트의 픽업 헤드(26)는 z-축 또는 종축 방향에서 픽업 헤드(26)를 수직으로 이동시키도록 배열된 공압 작동기, 예컨대 솔레노이드-드라이브 공압 실린더를 포함하거나 또는 이에 연결된다. 다양한 구현예에서, 터릿 구조체(12) 자체는 z-축 이동을 하도록 배열되어, 이에 의해 운반되는 픽업 헤드(26)는 터릿 구조체의 z-축 운동을 통해 일제히 수직으로 상하 이동될 수 있다. 터릿 구조체(12)는 공압 실린더, 전기 솔레노이드, 리니어 모터(linear motor), 또는 상기 z-축 이동을 촉진시키는 다른 장치(들)를 포함하거나 또는 이에 연결될 수 있다. 상기 집합적 방식으로 픽업 헤드(26)의 상하 온 더 플라이 운동의 제공은 시스템 제어 복잡성을 감소시키고, 기계 작동 속도 및 시스템 처리량(UPH)을 증가시킨다. 특정 구현예는 부가적으로 또는 대안적으로 z-축 이동 메커니즘, 예컨대 상하 픽업 헤드 운동을 촉진하도록 배치된 캠-드라이브(cam-driven) 메커니즘을 이용할 수 있다.
일반적으로, 각각의 픽업 헤드(26)는 상부 또는 가장 높은 픽업 헤드 위치 및 하부 또는 가장 낮은 픽업 헤드 위치를 감지하도록 배열된 일세트의 제한 센서를 포함하거나, 또는 이에 (예컨대, 무선 또는 유선 방식으로) 연결된다. 일부 구현예에서, 일부 또는 전체 픽업 헤드(26)는 상부 및 하부 픽업 헤드 위치 사이에서 픽업 헤드 위치(들)을 감지하기 위해 배열된 하나 이상의 중간 제한 센서를 포함하거나, 또는 이에 연결될 수 있다. 특정 제한 센서 신호는, 픽업 헤드(26)의 위치가 (a) 반도체 부품 픽업 또는 배출 위치에 대응하는지 여부; 및/또는 (b) 픽업 헤드(26)의 말단부 또는 끝부분과 가공 스테이션 사이에서 미리 결정된 간격 또는 분리 거리 조건을 충족하는지 여부의 결정을 나타내거나 또는 용이하게 할 수 있다 (예컨대, 픽업 헤드(26)가 스테이션을 수직으로 떨어질 수 있는지, 픽업 헤드(26)의 터릿의 회전 이동이 안전하게 지속될 수 있는지를 나타내는 것). 특정 구현예에는 부가적으로 하나 이상의 회전 이동 감지 위치에 대응하는 회전 전환 또는 픽업 헤드 위치를 탐지하도록 배열된 센서가 포함된다.
임의의 스테이션(예컨대, 전기적 테스트 스테이션 또는 시각적 점검 스테이션)에서, 상에서 또는 내에서 부재 또는 장치의 위치의 제어는, 바람직하게는 2단계를 포함한다. 제1단계에서, 픽업 헤드(26)는 특정 스테이션과 관련된 배치 면의 표면에 가깝거나 매우 가깝게 위치된다. 픽업 헤드(26)가 스테이션에 도달할 때, 픽업 헤드(26)는 짧은 수직 거리를 움직이며, 장치를 스테이션 상에 위치시킨다. 이러한 2단계 위치 공정은 가장 높은 위치 또는 상부 위치로부터 스테이션까지 움직이는 장치에 비해 오버헤드(overhead)의 최소화에 기여한다. 픽업 헤드(26)가 움직이거나 이동되는 수직 거리는, 예를 들어 고려되는 부재 또는 반도체 장치의 유형 또는 두께에 의존할 수 있는 프로그램가능 파라미터일 수 있다.
통상적으로, 터릿(12)의 회전 운동은 하나의 가공 스테이션에서 다른 가공 스테이션으로(예컨대, P1에서 P2로) 픽업 헤드(26)를 이송하는 일련의 짧은 이동을 포함한다. 가공 스테이션 사이의 회전 운동 정지 또는 터릿 대기 또는 지연 시간은 일반적으로 가장 느린 가공 스테이션의 처리량에 의해 결정될 것이다. 예를 들어, 테스트 스테이션이 장치를 테스트하는데 약 5초가 필요하고 점검 스테이션이 장치를 점검하는데 약 15초가 필요한 경우에, 가공 스테이션 사이의 터릿의 대기 또는 지연 시간은 약 15초일 것이다. 다양한 구현예에서, 터릿 대기 또는 지연 시간은 설정가능 또는 프로그램가능 파라미터이다.
터릿 어셈블리(12)의 관성 모멘트는 부재가 신뢰성있게 또는 정확하게 픽업 및/또는 위치 또는 배출될 수 있도록 터릿의 회전가능부 및/또는 픽업 헤드(26)가 안정화되는데 필요한 세팅 시간을 결정한다. 상기 관성 모멘트는 터릿 어셈블리(12)의 질량 및 진동 특징에 의존한다. 일반적으로, 세팅 시간은 프로그램으로 특정될 수 있으며, 적합한 세팅 시간은 구현예의 상세사항, 고려되는 부재의 유형, 이전 시스템 작동 이력 및/또는 시행착오 테스트의 측면에서 결정될 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 반도체 부품은 픽업 헤드(26)로부터 분리되어 분리 위치에서 캐리어(14, 16)로 전달된다. 이전에 언급된 바와 같이, 시스템(10)은 제1 캐리어(14)와 제2 캐리어(16)를 포함한다(제1 캐리어(14) 및 제2 캐리어(16) 각각은 또한 셔틀 프리시져(precisor) 또는 패키징 수단로도 알려져 있다). 제1 캐리어(14) 및 제2 캐리어(16) 각각은 픽업 헤드(26)로부터 반도체 부품을 수용하는 제1 위치와 수용된 반도체 부품이 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘 (18)으로 전달되는 제2 위치 사이에서 왕복한다(즉, 이동한다).
캐리어(14, 16)는 하나의 캐리어(예컨대, 도 4에서 캐리어(14))가 터릿(12)으로부터 장치를 수용하고, 다른 캐리어(16)는 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘 (18)으로 반도체 부품을 전달하며, 터릿의 픽업 헤드(26)로부터 장치를 수용하는 캐리어(14) 바로 아래에 대기 및 준비 위치로 돌아간다. 터릿(12)으로부터 장치를 수용하는 캐리어(14)가 반도체 부품들로 찼을 때, 이 캐리어(14)는 반도체 부품들을 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘 (18)으로 전달하고 제공하는 전달 및 빈 위치로 이동한다. 캐리어(14)가 이동하자마자, 대기 또는 준비 캐리어(16)는 수용 위치로 리프팅되거나 시프팅되고, 픽업 헤드(26)로부터 다음 반도체 부품 세트를 수용하기 시작할 수 있다. 반도체 부품들을 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘 (18)로 전달한 후에, 다음 빈 캐리어(14)가 이제 픽업 헤드(26)로부터 반도체 부품들을 수용하고 있는 캐리어(16) 아래의 대기 및 준비 위치로 하강하고 이동된다. 이러한 두 캐리어들(14, 16)의 주기적인 운동은 장치 처리량(UPH)이 크거나 극히 커지는 것을 보장한다.
제1 캐리어(14) 및 제2 캐리어(16)는 제1 위치(반도체 부품이 터릿(12)의 픽업 헤드(26)에서 캐리어들(14, 16)로 전달되는 위치)와 제2 위치(반도체 부품이 두 개의 캐리어(14, 16)로부터 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘 (18)로 전달되는 위치) 사이에서 주기적으로 이동하도록 작동한다. 이는 도 3 및 도 4에 도시되어 있다.
바람직하게는, 두 개의 캐리어(즉, 제1 캐리어(14) 및 제2 캐리어(16))의 사용은 반도체 부품들이 픽업 헤드(26)로부터 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘 (18)로 전달되는 속도를 빠르게 한다. 터릿의 속도가 증가하고 따라서 더 많은 장치가 작동되는 경우에, 반도체 부품이 픽업 헤드(26)에서 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘 (18)로 전달되는 속도를 증가시키는데 필요함에 따라, 더 많은 캐리어 또는 셔틀 프리시져(e.g., 3, 4, 6, or 8)가 시스템(10)에 도입되고 사용된다. 제1 캐리어(14) 및 제2 캐리어(16) 각각은, 제1 캐리어(14) 및 제2 캐리어(16)를 픽업 헤드(26)로부터 반도체 부품들을 수용하는 제1 위치와 수용된 반도체 부품들이 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘 (18)로 전달되는 제2 위치 사이에서 이동시키기 위한 무버 또는 이동 메커니즘에 연결될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 캐리어(14) 및 제2 캐리어(16) 각각은 상단면에 형성된 다수의 수용부(28)(수용 포켓이라고도 함)를 포함한다. 제1 캐리어(14) 및 제2 캐리어(16)의 상단면에 형성된 다수의 수용부(28)는 필요에 따라 변할 수 있다. 다수의 수용부(28)는 각각 터릿의 픽업 헤드(26)로부터 하나의 반도체 부품을 수용할 수 있는 형상 및 크기를 가진다. 수용부들(28)은 캐리어(14,16)에 미리 설정된 형태로 배열된다. 바람직하게는, 수용부(28)는 제1 캐리어(14) 및 제2 캐리어(16) 각각의 상단면에 직선열 또는 횡단선에 배열된다. 수용부들(28) 사이의 피치(피치)은 바람직하게는 균일하고, 필요에 따라 변경될 수 있다. 또한, 수용부들(28)의 다수의 열 및/또는 행들은 각 캐리어(14,16)의 필요한 반도체 부품 수용 능력에 따라 변경되거나 증가될 수 있고, 수용부들(28)의 모든 열과 행들이 픽업 헤드(26)에 대하여 적절히 배치될 수 있도록 적절히 변경될 수 있다.
제1 캐리어(14) 및 제2 캐리어(16) 각각은 다수의 수용부(28) 중 하나에 각각의 연속된 반도체 부품의 수용을 용이하게 할 수 있도록 공간적으로 이동된다. 이러한 이동은 바람직하게는 제1 캐리어(14) 및 제2 캐리어(16) 각각에 연결된 무버 또는 이동 메커니즘에 의해 촉진될 수 있다. 더 바람직하게는, 제1 캐리어(14) 및 제2 캐리어(16) 각각은 다수의 수용부(28) 중 하나에 각각의 연속된 반도체 부품의 수용 사이에 수용부들(28)의 피치와 동일한 거리로 공간적으로 이동된다. 제1 캐리어(14) 및 제2 캐리어(16)의 공간적 이동의 속도는 바람직하게는 동일하며, 필요에 따라 변경될 수 있다. 또한, 제1 캐리어(14) 및 제2 캐리어(16)의 이동 속도는 소프트웨어로 제어될 수 있다.
상기한 바와 같이, 제1 캐리어(14) 및 제2 캐리어(16)는 제1 위치에서 반도체 부품을 수용하고, 이어서 제2 위치로 이동된다. 제1 캐리어(14) 및 제2 캐리어(16)에 의해 수용된 반도체 부품은 제2 위치에서 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(18)으로 전달된다. 바람직하게는, 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(18)는 그 몸체로부터 연장된 다수의 픽업 팁(30)을 포함한다. 픽업 팁(30)은 미리 정해진 형태로 배열된다. 바람직하게는, 픽업 팁(30)은 라인 형태로 배열되며, 균일한 피치를 가진다. 더 바람직하게는, 픽업 팁(30)의 공간적 배열은 제1 캐리어(14) 및 제2 캐리어(16) 각각의 수용부들(28)의 배열에 대응한다. 더 상세하게는, 픽업 팁(30)의 피치는 제1 캐리어(14) 및 제2 캐리어(16) 각각의 수용부들(28)의 피치와 유사하다.
도 4에 도시된 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(18)는 반도체 부품을 제1 캐리어(14) 및 제2 캐리어(16) 각각으로부터 배출 패키징 수단(22)으로 전달하도록 작동할 수 있다. 배출 패키징 수단(22) 바람직하게는 도 2b에 도시된 바와 같은 트레이 캐리어(32) 또는 트레이형 캐리어이다. 트레이 캐리어(32)는 또한 배출 용기라도고 한다. 바람직하게는 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(18)는 제1 캐리어(14) 및 제2 캐리어(16) 각각으로부터 미리 정해진 수의 반도체 부품을 집합적으로 수용 또는 픽업하기 위하여 이동된다. 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(18)의 이동은 바람직하게는 제1 축에 평행하고, 캐리어(14,16)의 제1 위치에서 제2 위치로의 이동 방향에 수직이다. 바람직하게는, 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(18)은 그 이동이 가능하도록 하는 이동 제어기에 연결된다. 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(18)는 필요에 따라 다른 방향으로 다른 속도로 이동될 수 있다. 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(18)의 이동은 바람직하게는 이동 제어기에 의해 촉진되고 제어된다.
더 상세하게는, 미리 정해진 수의 반도체 부품은 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(18)의 픽업 팁(30)에 의해 수용된다. 미리 정해진 수의 반도체 부품은 바람직하게는 두 개 또는 그 이상이다. 미리 정해진 수의 반도체 부품의 수용 후에, 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(18)는 미리 정해진 수의 반도체 부품을 트레이 캐리어(32)로 전달하기 위해 더 이동된다. 이러한 이동은 바람직하게는 제1 축에 평행하고, 캐리어(14,16)의 제1 위치에서 제2 위치로의 이동 방향에 수직이다. 더 상세하게는, 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(18)는 반도체 부품을 픽업 팁(30)에서 트레이 캐리어(32)의 수용 포켓 또는 수용부(34)로 전달하기 위하여 이동된다. 당업자는 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(18)가 미리 정해진 수의 반도체 부품의 제1 캐리어(14) 및 제2 캐리어(16)로부터 트레이 캐리어(32)로의 한벌 이동 또는 집합적 이동을 용이하게 한다는 것을 알 수 있을 것이다.
본 발명의 시스템(10)은 반도체 부품의 일련의 전달(컨베이어 메커니즘(11)으로부터 터릿(12)으로, 및 터릿(12)으로부터 제1 캐리어(14) 및 제2 캐리어(16) 각각으로)로부터 반도체 부품의 한벌 또는 집합적 전달(제1 캐리어(14) 및 제2 캐리어(16)의 각각으로부터 트레이 캐리어(32)로)로의 변경 용이하게 한다. 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(18)의 미리 정해진 수의 반도체 부품의 집합적 전달의 성능은 트레이 캐리어(32)가 시스템(10)에 의하여 반도체 부품을 위한 선택적 배출 패키징 수단(22)으로 사용되는 것을 가능하게 한다. 따라서, 이는 반도체 부품 제조자가 트레이 캐리어(32)를 고객을 위한 일종의 배출 패키징 수단(22)으로 제공할 수 있도록 한다. 당업자는 시스템(10)에서 다른 형태 및 구성의 트레이 캐리어(32)가 사용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
바람직하게는 시스템(10)은 또한, 컨베이어 메커니즘(11), 터릿(12), 처리 모듈, 제1 캐리어(14), 제2 캐리어(16) 및 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(18) 중 적어도 하나와 신호 통신하는 프로그램 가능한 제어기 또는 프로세서(도시되지 않음)를 포함한다. 바람직하게는, 프로그램 가능한 제어기는 터릿(12), 처리 모듈, 제1 캐리어(14), 제2 캐리어(16) 및 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(18) 중 적어도 하나의 작동을 제어하도록 프로그램된다. 예컨대, 프로그램 가능한 제어기는 바람직하게는 터릿(12), 처리 모듈, 제1 캐리어(14), 제2 캐리어(16) 및 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(18) 중 적어도 하나의 작동의 속도 및 기간을 제어한다.
본 발명의 일 실시예에 따라 또한 반도체 부품 전달을 위하여 예시적 방법(100)이 제공된다. 이 방법(100)의 예시적 단계들의 흐름도가 도 5에 제공되어 있다.
상기 방법(100)의 단계 110에서, 반도체 부품은 시스템(10)에 로딩 또는 도입된다. 상기된 바와 같이, 반도체 부품은 로딩 모듈 또는 로딩 스테이션(24)에서 시스템에 로딩된다. 더 상세하게는, 반도체 부품은 단계 110에서 제1 패키징 수단(20)으로부터 컨베이어 메커니즘(11)으로 전달된다. 이러한 전달은 당업자에 알려진 다양한 수단 또는 메커니즘, 예컨대 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(18)을 사용하여 중재된다. 단계 120에서, 컨베이어 메커니즘(11)은 반도체 부품을 로딩 모듈(24)로부터 터릿(12)으로 연속적으로 전달한다.
단계 130에서, 반도체 부품들은 픽업 위치에서 컨베이어 메커니즘(11)으로부터 터릿(12)의 픽업 헤드(26)로 연속적으로 전달된다. 더 상세하게는, 반도체 부품들은 각각 컨베이어 메커니즘(11)(예컨대 전달 벨트)의 일부로부터 터릿(12)의 이어지는 픽업 헤드(26)로 연속적으로 전달된다. 상기한 바와 같이, 각 픽업 헤드(26)는 내부에 채널 또는 공기 통로를 포함한다. 컨베이어 메커니즘(11)으로부터 반도체 부품을 픽업하기 위하여 채널을 통하여 진공 또는 흡입이 적용된다. 반도체 부품의 픽업을 위하여 대체 수단 또는 메커니즘이 또한 픽업 헤드(26)에 적용될 수 있다.
단계 140에서, 픽업 헤드(26)에 의해 이동되는 반도체 부품은 일련의 처리 모듈(예컨대, 초기 또는 제1 처리 모듈로부터 최종 처리 모듈로, 여기서 처리 모듈은 전기 테스트, 광학적 검사, 및/또는 다른 작업)에 또는 이를 통하여 반도체 부품 제조, 테스트 및/또는 검증 절차를 촉진하는 방법으로 회전 전달된다. 단계 150에서, 픽업 헤드(26)는 반도체 부품을 언로딩 위치로 전달한다(예컨대, 상기 반도체 부품이 최종 처리 모듈에서 처리된 후에). 상기한 바와 같이, 구동 드라이버는 픽업 헤드(26)의 픽업 위치에서 언로딩 위치로의 회전 이동을 용이하게 한다. 픽업 헤드(26)의 픽업 위치에서 언로딩 위치로의 이동은 미리 정해진 이동 프로파일을 따른다. 픽업 헤드(26)에 수용된 반도체 부품은 픽업 위치에서 언로딩 위치로 이동되면서 처리된다. 단계 130, 140, 및 150은 따라서 픽업 헤드(26)를 하나의 처리 모듈에서 다른 처리 모듈로 공간적으로 이동시키는 터릿의 전진 회전 이동에 의하여, 연속적 또는 동시적으로, 즉 평행하게, 실행된다.
터릿 메커니즘의 형태의 중요한 점은 픽업 헤드(26)가 하나의 처리 스테이션에서 다른 처리 스테이션으로 이동될 때 픽업 헤드(26)의 온더플라이(on-the-fly) 업다운(up-down) 이동이다. 이에 의하여, 시스템(10)에서 인덱스 시간은 상당히 줄고, 시스템 UPH는 상당히 증가한다.
시스템(10)은 처리 모듈, 예컨대 하나 이상의 시각적 검사 모듈 및 하나 이상의 전기적, 광학적, 또는 전기-광학적 테스트 모듈을 포함하며, 이들 각각은 반도체 부품이 픽업 위치에서 언로딩 위치로 이동하는 동안 반도체 부품을 처리하도록 배치된다. 처리 모듈의 수와 유형은 시스템(10) 사용자의 필요에 따라 달라질 수 있다. 반도체 부품이 픽업 위치에서 언로딩 위치로 이동하는 동안 반도체 부품에서 다중 처리 단계들을 실행하는 성능은 반도체 부품 제조의 속도, 정확도 및 처리량 중 적어도 하나를 강화한다.
단계 150에서, 반도체 부품은 터릿의 픽업 헤드(26)에서 제1 또는 수용 위치의 제1 캐리어(14)로 연속적으로 전달된다. 더 상세하게는, 미리 정해진 수의 반도체 부품(또는 다수의 반도체 부품)는 픽업 헤드(26)로부터 단계 150의 제1 캐리어(14)로 연속적으로 전달된다. 미리 정해진 수의 반도체 부품 각각은 하나의 픽업 헤드(26)로부터 제1 위치에서 제1 캐리어(14)에 형성된 다수의 수용부(28) 중 하나로 전달된다. 바람직하게는, 픽업 헤드(26)는 단계 150 중 제1 캐리어 쪽으로 미리 정해진 거리로 이동된다. 더 바람직하게는, 반도체 부품을 픽업 헤드(26)로부터 제1 캐리어(14)의 수용부(28)로 분리 또는 전달하기 위하여 공기가 픽업 헤드(26)의 채널로 유입된다. 반도체 부품을 픽업 헤드(26)로부터 제1 캐리어(14)의 수용부(28)로 이동시키기 위하여 다른 수단 또는 메커니즘이 적용될 수 있다.
제1 캐리어(14)는 바람직하게는 공간적으로 제1 캐리어(14)의 다수의 수용부(28)중 하나 내에 각각의 연속적인 반도체 부품의 수용 사이에서 공간적으로 이동된다. 더 상세하게는, 제1 캐리어(14)는 바람직하게는 제1 캐리어(14)의 다수의 수용부(28) 중 하나 내에 각각의 연속적인 반도체 부품의 수용 사이에 수용부들의 피치와 동일한 거리로 공간적으로 이동된다.
단계 160에서, 시스템(10)은 제1 캐리어(14)가 채워졌는지, 즉 제1 캐리어(14)가 비워지도록 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(18)로 이동되어야 하는지 여부를 결정한다. 그렇지 않다면, 본 방법(100)은 단계 150에서 반도체 부품을 수용 캐리어(본 예에서는 제1 캐리어(14))로 전달하는 것을 계속한다.
만야 제1 캐리어(14)가 비워지고 언로딩된 상태라면, 단계 170에서 제1 캐리어(14)가 제1 위치에서 제2 위치로 이동되거나 왕복 이동된다. 이에 따라, 제1 캐리어(14)에 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(18)가 접근하여 언로딩한다. 또한, 제2 캐리어(16)는, 단계 170에서의 제1 캐리어의 이동과 동시에 또는 거의 동시에, 단계 175에서 제1 또는 수용 위치로 이동되거나 왕복 이동된다. 일단, 제2 캐리어(16)가 제1 또는 수용 위치(즉, 반도체 부품 또는 디바이스 언로딩 위치, 이 위치로부터 반도체 부품은 픽업 헤드(26)로부터 캐리어(16)로 언로딩됨)에 있으면, 반도체 부품들은 단계 150에서 터릿의 픽업 헤드(26)로부터 제2 캐리어(16)로 연속적으로 전달된다.
일단 제1 캐리어(14)가 단계 170에서 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(18)으로 이동되고, 시프팅되고, 또는 전달되면, 단계 180에서, 제1 캐리어(14)에 의해 이동되는 미리 정해진 수의 반도체 부품들은 제1 캐리어(14)로부터 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(18)로, 더 상세하게는 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(18)의 픽업 팁(30)으로 집합적으로 전달된다. 즉, 단계 180에서, 미리 정해진 수의 반도체 부품들은 제1 캐리어(14)의 수용부로부터 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(18)의 픽업 팁(30)으로 동시적으로 전달된다. 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(18)의 픽업 팁(30)은 제1 캐리어(14)로 부터 두 개 이상의 반도체 부품들(예컨대, 2, 8, 10, 12, 20, 또는 그 이상)을 픽업하기 위하여 제1 캐리어(14)를 향하여 집합적으로 이동된다. 픽업 팁(30)의 이동의 거리, 속도 및 방향 각각은 프로그램가능한 제어기에 의하여 제어될 수 있으며, 필요에 따라 변경될 수 있다.
단계 180과 함께, 미리 정해진 수의 반도체 부품들은 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(18)의 픽업 팁(30)으로부터 제2 또는 배출 패킹 매체(22), 몇몇 실시예에서는 더 상세하게는 트레이 캐리어(32)로 전달된다. 트레이 캐리어(32)는 또한 반도체 부품들을 위한 용기라고도 한다. 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(18)의 픽업 팁(30)은 단계 180 동안 트레이 캐리어(32)를 향하여 이동된다. 미리 정해진 수의 반도체 부품들은 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(18)의 픽업 팁(30)으로부터 트레이 캐리어(32)의 표면에 형성된 수용 포켓(34)으로 전달된다. 트레이 캐리어(32)의 수용 포켓(34)은 공간적으로 미리 정해진 형태로 배열된다. 바람직하게는, 트레이 캐리어(32)의 수용 포켓(34)의 피치는 균일하다. 더 상세하게는, 트레이 캐리어(32)의 수용 포켓(34) 피치는 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(18)의 픽업 팁(30)의 피치와 대응되며, 따라서 제1 캐리어(14) 및 제2 캐리어(16) 각각의 수용부의 피치와 대응된다. 트레이 캐리어(32)의 수용 포켓(34), 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(18)의 픽업 팁(30) 및 제1 및 제2 캐리어(14, 16) 각각의 수용부(28)의 대응되는 또는 유사한 피치는 그 사이의 반도체 부품들의 정확한 전달을 가능하게 한다. 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(18)의 사용은 또한 시스템(UPH)의 상당한 증가를 가져온다.
상기 기재된 바와 같이, 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(18)은 제1 캐리어(14) 또는 제2 캐리어(16)와 트레이 캐리어(32) 사이에서 반도체 부품의 이송을 촉진하는데 필요한 다양한 방향 및/또는 속도로 이동될 수 있다. 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(18)의 이동은 소프트웨어로 제어될 수 있는 운동 제어기에 의해 가능하다. 또한, 시스템(10)은 구현예의 상세사항에 따라 추가적인 픽 앤 플레이스 메커니즘(18) 및/또는 캐리어(14),(16)(용기로도 알려진 것)를 포함할 수 있다. 반도체 부품은 트레이 캐리어(32)로 언로딩되거나 이송되기 전에 추가적인 픽 앤 플레이스 메커니즘과 캐리어 사이에 연속적으로 또는 집합적으로 이송될 수 있다. 상기 추가적인 픽 앤 플레이스 메커니즘(18) 및 캐리어(14),(16)는 설계 및 구조가 유사하거나 서로 다를 수 있다.
제1 캐리어(14) 및 제2 캐리어(16)는 순환 배열에서 작동되며, 이는 시스템 UPH를 유의적으로 증가시킨다. 제1 캐리어(14)가 픽업 헤드(26)로부터 제1 위치에서 부품을 수용하는 동안, 제2 캐리어(16)는 제2 위치에서 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(18)으로 그의 부품을 전달하며, 픽업 헤드로부터 부품을 현재 수용하고 있는 캐리어(14)의 바로 아래에, 제1 위치에 근접한 준비 또는 대기 위치로 낮춰져 다시 이동된다. 즉, 제2 캐리어(16)는 제1 캐리어(14)가 부품의 픽업을 완료하고 제2 위치(장치 언로딩 위치)로 이동하는 것을 대기한다. 제1 캐리어(14)가 언로딩 위치로 이동되자마자, 제2 캐리어(16)는 올라가고 픽업 헤드(26)로부터 부품을 수용할 준비가 된다. 통상적으로, 픽업 헤드(26)로부터 부품을 수용하거나 로딩될 수 있는 수용 위치를 향해 대기 위치로부터 비어있는 캐리어(16)를 수직으로 움직이는 것과 관련된 임의의 시간 지연은 최소이거나 무시될 수 있다.
따라서, 반도체 부품의 미리 결정된 수는 픽업 헤드(26)로부터 제1 위치에서 제1 캐리어(14)로 이송되는 것인 반면, 반도체 부품의 대응하는 수는 제2 캐리어(16)로부터 제2 위치에서 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(18)으로 역으로 이송되는 것이 보장된다. 제1 캐리어(14) 및 제2 캐리어(16)(즉, 2개의 캐리어)의 사용은 픽업 헤드(26)로부터 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(18)으로 반도체 부품을 이송하는 속도를 증가시킨다. 픽업 헤드(26)로부터 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘(18)으로 반도체 부품의 이동의 속도를 더 증가시키기 위해 필요에 따라 시스템(10)에 더 많은 캐리어가 도입될 수 있다.
요컨대, 본 발명에 의해 제공되는 예시적인 시스템(10) 및 예시적인 방법(100)은 반도체 부품이 트레이 캐리어(즉, 트레이-유형 패키징 수단)(14),(16) 또는 다른 유형의 캐리어 용기 상에서 배출될 수 있도록 한다. 이는 시스템의 사용자가 추가적인 반도체 부품 아웃풋 패키징 수단 옵션을 소비자에게 제공할 수 있도록 한다. 또한, 상이한 인풋 패키징 수단이 시스템으로 로딩되거나 도입되는 반도체 부품와 함께 사용될 수 있다. 인풋 패키징 수단 및 아웃풋 패키징 수단의 유연성은 예시적인 시스템(10) 및 예시적인 방법(100)의 사용용이성 및 효율성을 증가시킨다.
또한, 본 발명에 의해 제공되는 예시적인 시스템(10) 및 예시적인 방법(100)은 개개의 반도체 부품의 일련의 인풋으로부터 복수의 반도체 부품의 집합적 아웃풋으로의 전환을 가능하게 한다. 또한, 본 발명에 의해 제공되는 예시적인 시스템(10) 및 방법(100)은, 반도체 부품이 상이한 패키징 수단 사이에 이송될 때 복수의 가공 단계가 반도체 부품에 수행될 수 있게 한다. 시스템(10)에 의해 반도체 부품을 이송하는 동안 반도체 부품에 대해 복수의 가공 단계를 수행하는 능력은 반도체 부품 제작의 속도, 처리량 및 정확도의 적어도 하나를 증가시킨다. 또한, 터릿(12)의 사용은 시스템(10)의 공간 효율을 증가시키는데 도움을 준다.
당업자라면 본 발명에 따른 시스템(10)이 부품을 언로딩하도록 부가적으로 또는 선택적으로 배열될 수 있고, 여기서 아웃풋 패키징 수단(22)는 인풋 패키징 수단(20)로서 처리되며, 장치는 인풋 패키징 수단(20)로 역 순서로 진행한다는 것을 이해할 것이다. 이는 특히 부품 또는 장치가 재점검이 필요하고 재점검 전과 후에 사용되는 부품 캐리어 용기(20),(22)가 다른 상황에서 적절할 수 있다.
상기 언급된 바와 같이, 본 발명의 구현예에 의해 제공되는 반도체 부품을 이송하기 위한 예시적인 시스템 및 예시적인 방법이 기재되어 있다. 예시적인 시스템 및 방법은 상기 언급된 반도체 부품 제작 동안 대면하는 과제 또는 문제의 적어도 하나를 해결한다. 그러나, 당업자라면 본 발명이 상기 기재된 구현예의 특정 형태, 배열 또는 구조에 한정되지 않는다는 점을 이해할 것이다. 본 발명의 범위 및 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다수의 변경 및/또는 수정이 가능하다는 점은 본원 명세서의 관점에서 당업자에게 자명할 것이다.

Claims (62)

  1. 반도체 부품들을 이송하기 위한 시스템에 있어서,
    제1 및 제2 부품 캐리어를 포함하는 부품 캐리어 세트로서, 각각의 부품 캐리어는 제1 위치 및 별개의 제2 위치 사이에서 이동할 수 있고, 부품 캐리어의 상단 표면에 일 간격으로 서로 떨어져 형성된 다수의 수용부에 다수의 반도체 부품을 수용하도록 구성되는, 상기 부품 캐리어 세트;
    각각의 부품 캐리어를 제1 위치 및 별개의 제2 위치 사이에서 주기적으로 이동시키도록 구성되는 이동 메커니즘;
    회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘으로서, (a) 반도체 부품들을 상기 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘의 픽업 위치에서 순차적으로 회수하고, 동시에 또는 병행하여 (b) 반도체 부품들을 상기 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘의 언로딩 위치로 순차적으로 이송하도록 구성되며, 상기 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘은 다수의 픽업 헤드를 포함하고, 상기 픽업 헤드는 다수의 반도체 부품을 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘과 제1 위치에 배치된 부품 캐리어의 다수의 수용부 사이에서 순차적으로 이송하도록 구성되는, 상기 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘; 및
    제1 및 제2 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘으로서, 각각의 픽 앤 플레이스 메커니즘은 다수의 반도체 부품을 집합적으로 픽업하고 상기 다수의 반도체 부품을 제2 위치에 배치된 부품 캐리어의 다수의 수용부와 패키징 수단의 다수의 포켓 사이에서 집합적으로 이송하며, 가공 스테이션들 사이에서 다수의 반도체 부품이 이송되는 동안 또는 반도체 부품의 제조의 완료에 따른 다수의 반도체 부품이 분배되는 동안 다수의 반도체 부품이 상기 패키징 수단의 내부 또는 위에 머무르는, 상기 제1 및 제2 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 부품 이송 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘의 다수의 픽업 헤드는, 상기 픽업 위치에서 다수의 반도체 부품을 순차적으로 수용하고 상기 다수의 반도체 부품을 상기 픽업 위치에서 언로딩 위치로 순차적으로 이송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 부품 이송 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘은, 다수의 반도체 부품 각각을 제1 위치에 배치된 제1 또는 제2 부품 캐리어의 다수의 수용부로 순차적으로 이송하거나, 다수의 반도체 부품 각각을 제1 위치에 배치된 제1 또는 제2 부품 캐리어의 다수의 수용부로부터 순차적으로 픽업하도록 구성되며,
    다수의 헤드 각각은 다수의 반도체 부품 중 하나를 운반하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 부품 이송 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    다수의 픽업 헤드 각각은, 다수의 반도체 부품 각각을 연이어 수용하여 운반하고 운반된 각각의 반도체 부품을 픽업 위치에서 언로딩 위치로 이송하도록 지정된 이동 경로를 따라 회전 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 반도체 부품 이송 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘은, 각각의 (a) 및 (b)와 동시에 또는 병행하여, (c) 다수의 픽업 헤드를 이용하여 다수의 반도체 부품을 다수의 처리 모듈을 거쳐서 회전 이송하도록 구성되고,
    다수의 픽업 헤드 각각은 다수의 반도체 부품 중 하나를 홀딩하도록 진공 흡착을 제공하는 홀딩 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 부품 이송 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    다수의 픽업 헤드 각각은 수직으로 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 반도체 부품 이송 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 다수의 처리 모듈은, 지정된 이동 경로를 따라 상기 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘의 회전을 지수화(indexing)한 결과로서 다수의 반도체 부품을 공정처리하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 부품 이송 시스템.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 다수의 처리 모듈은:
    상기 다수의 픽업 헤드에 의해 이동되는 다수의 반도체 부품을 검사 및 테스트하기 위한 적어도 하나의 검사 모듈 및 적어도 하나의 테스트 모듈을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘은:
    제1 부품 캐리어가 제1 위치에 배치될 때 반도체 부품들이 상기 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘과 제1 부품 캐리어 사이에서 이송되는 동안, 제2 부품 캐리어가 제2 위치에 배치될 때 제2 부품 캐리어와 패키징 수단 사이에서 부품들을 이송하거나;
    제2 부품 캐리어가 제1 위치에 배치될 때 반도체 부품들이 상기 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘과 제2 부품 캐리어 사이에서 이송되는 동안, 제1 부품 캐리어가 제2 위치에 배치될 때 제1 부품 캐리어와 패키징 수단 사이에서 부품들을 이송하도록; 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 부품 이송 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    다수의 반도체 부품을 상기 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘으로 순차적으로 전달하는 컨베이어 메커니즘을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 부품 이송 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    적어도 하나의 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘의 회전 이동 및 제1 및 제2 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘의 구동을 제어하는 프로그램 가능한 제어기(programmable controller)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 부품 이송 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    각각의 부품 캐리어의 다수의 수용부의 각각의 수용부 사이의 간격은 일정하고, 다수의 반도체 부품 각각은 반도체 다이(die) 또는 집적 회로(ID) 칩인 것을 특징으로 하는 반도체 부품 이송 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 이동 메커니즘은, 제1 위치에 배치된 각각의 부품 캐리어를, 상기 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘과 부품 캐리어 사이의 반도체 부품의 이송과 연관된 부품 캐리어의 다수의 수용부 사이의 간격과 동일한 거리만큼 이동시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 반도체 부품 이송 시스템.
  13. 다수의 반도체 부품을 이송하는 방법으로서,
    다수의 반도체 부품을 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘으로부터 제1 및 제2 부품 캐리어를 포함하는 부품 캐리어 세트로 순차적으로 이송하는 단계;
    각각의 부품 캐리어로부터 다수의 반도체 부품을 집합적으로 회수하는 단계; 및
    회수된 다수의 반도체 부품을 각각의 부품 캐리어로부터 패키징 수단으로 집합적으로 전달하는 단계;를 포함하고,
    각각의 부품 캐리어로부터 다수의 반도체 부품을 집합적으로 회수하는 단계는, 각각의 부품 캐리어로부터 다수의 반도체 부품을 집합적으로 픽업하도록 제1 및 제2 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘을 이동시키는 것을 포함하는, 반도체 부품 이송 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘은 다수의 반도체 부품을 이송하도록 형성된 다수의 헤드를 포함하고,
    다수의 반도체 부품을 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘으로부터 각각의 부품 캐리어로 순차적으로 이송하는 단계는 상기 다수의 헤드 각각을 지정된 이동 경로를 따라 회전 이동시켜서 이송된 반도체 부품을 상기 지정된 이동 경로를 따라 회전 이동시키는 것을 포함하는, 반도체 부품 이송 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 다수의 헤드 각각은 전달된 반도체 부품을 각각의 부품 캐리어로 이동시키기 위해 수직으로 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 반도체 부품 이송 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    다수의 반도체 부품을 지정된 이동 경로를 따라 회전 이동시키는 동안에 상기 다수의 반도체 부품을 공정처리하는 것을 더 포함하는, 반도체 부품 이송 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 다수의 반도체 부품을 공정처리하는 것은, 다수의 반도체 부품을 지정된 이동 경로를 따라 회전 이동시키는 동안 다수의 반도체 부품을 검사하거나 테스트하는 것 중 적어도 하나를 포함하는, 반도체 부품 이송 방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘 각각은 각각의 부품 캐리어로부터 다수의 반도체 부품을 픽업하도록 형성된 다수의 픽업 팁을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 부품 이송 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    각각의 부품 캐리어로부터 다수의 반도체 부품을 집합적으로 픽업하기 위하여 상기 다수의 픽업 팁을 각각의 부품 캐리어를 향하여 이동시키는 것을 더 포함하는, 반도체 부품 이송 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 다수의 반도체 부품을 각각의 부품 캐리어로부터 패키징 수단으로 집합적으로 이송하기 위하여 상기 다수의 픽업 팁을 동시에 이동시키는 것을 더 포함하는, 반도체 부품 이송 방법.
  21. 제18항에 있어서,
    각각의 픽 앤 플레이스 메커니즘의 다수의 픽업 팁은 일정한 간격으로 배열되는 것을 특징으로 하는 반도체 부품 이송 방법.
  22. 제18항에 있어서,
    각각의 부품 캐리어는 다수의 반도체 부품을 수용하도록 형성된 다수의 수용부를 포함하고, 각각의 부품 캐리어의 다수의 수용부와 각각의 제1 및 제2 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘의 다수의 픽업 팁은 대응하는 간격으로 배열되는 것을 특징으로 하는 반도체 부품 이송 방법.
  23. 제18항에 있어서,
    상기 패키징 수단는 다수의 수용 포켓을 포함하는 트레이형 패키징 수단이며, 상기 다수의 수용 포켓은 각각의 부품 캐리어의 다수의 수용부 및 각각의 제1 및 제2 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘의 다수의 픽업 팁에 대응하는 간격을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 부품 이송 방법.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘으로부터 각각의 부품 캐리어로 각각의 반도체 부품을 연속적으로 전달하는 사이에, 상기 다수의 수용부 사이의 간격과 동일한 거리만큼 각각의 부품 캐리어를 이동시키는 것을 더 포함하는, 반도체 부품 이송 방법.
  25. 제22항에 있어서,
    각각의 부품 캐리어를 입력 위치에서 출력 위치로 이동하는 것을 더 포함하며, 상기 부품 캐리어가 입력 위치에 있을 때, 다수의 반도체 부품이 회전형의 반도체 부품 핸들링 메커니즘으로부터 각각의 부품 캐리어의 다수의 수용부에 순차적으로 수용되며, 상기 부품 캐리어가 상기 출력 위치에 있을 때, 각각의 부품 캐리어에 의해 이송된 다수의 반도체 부품은 제1 및 제2 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘 중 하나의 다수의 픽업 팁에 의해 집합적으로 픽업되는 것을 특징으로 하는 반도체 부품 이송 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘의 회전 이동, 부품 캐리어의 이동 및 픽 앤 플레이스 메커니즘의 구동 중 적어도 하나를 제어하기 위하여, 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘, 부품 캐리어, 및 픽 앤 플레이스 메커니즘 중 적어도 하나에 프로그램 가능한 제어기를 연결하는 것을 더 포함하는, 반도체 부품 이송 방법.
  27. 다수의 반도체 부품을 이송하는 방법에 있어서,
    반도체 부품을 입력 패키징 수단으로부터 회전형 부품 핸들링 메커니즘의 입력 위치로 이송하는 단계로서, 상기 입력 패키징 수단은 다수의 포켓을 포함하고, 가공 스테이션들 사이에서 다수의 부품이 이송되는 동안 또는 부품의 제조 완료에 따라 다수의 부품을 분배하는 동안 상기 다수의 부품이 상기 다수의 포켓 안 또는 위에 머무르는, 상기 입력 위치로 이송하는 단계;
    상기 반도체 부품을 회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘의 입력 위치와 언로딩 위치 사이의 회전 이동 경로를 따라 이동시키는 단계; 및
    상기 입력 패키징 수단으로부터 회전형 부품 핸들링 메커니즘의 입력 위치로 부품들을 이송하는 것과 동시에 또는 병렬적으로, 부품을 언로딩 위치로부터 패키징 수단의 다수의 포켓을 포함하는 출력 패키징 수단으로 전달하는 단계로서, 가공 스테이션들 사이에서 다수의 부품이 이송되는 동안 또는 부품의 제조 완료에 따라 다수의 부품을 분배하는 동안 상기 다수의 부품이 상기 다수의 포켓 안 또는 위에 머무르는, 상기 언로딩 위치로 이송하는 단계;를 포함하며,
    부품을 회전형 부품 핸들링 메커니즘의 입력 위치로 이송하는 단계 및 부품을 언로딩 위치로부터 상기 출력 패키징 수단으로 이송하는 단계 중 하나는:
    회전형 반도체 부품 핸들링 메커니즘과 이동할 수 있는 제1 또는 제2 부품 캐리어의 상단 표면에 형성된 다수의 부품 수용부 사이에서 부품을 순차적으로 이송하는 단계;
    제1 또는 제2 부품 캐리어와 제1 또는 제2 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘 사이에서 부품을 집합적으로 이송하는 단계; 및
    제1 또는 제2 집합적 픽 앤 플레이스 매커니즘으로부터 출력 패키징 수단으로 부품을 집합적으로 이송하는 단계;를 포함하는, 반도체 부품 이송 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    다수의 반도체 부품을 입력 위치와 언로딩 위치 사이에서 전달하는 동안, 회전 이동 경로 상의 특정한 위치에서 반도체 부품을 공정처리하는 것을 더 포함하는, 반도체 부품 이송 방법.
  29. 제27항에 있어서,
    반도체 부품을 순차적으로 전달하는 단계 및 집합적으로 전달하는 단계는, 제1 부품 캐리어를 제2 부품 캐리어에 대하여 주기적으로 이동시키는 것을 포함하는, 반도체 부품 이송 방법.
  30. 제27항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 집합적 픽 앤 플레이스 메커니즘은, 부품 캐리어들과 입력 패키징 수단 및 출력 패키징 수단 중 하나와의 사이에서 반도체 부품을 집합적으로 전달하도록 이동될 수 있는 다수의 픽업 팁을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 부품 이송 방법.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 다수의 픽업 팁은 일정한 간격으로 배열되는 것을 특징으로 하는 반도체 부품 이송 방법.
  32. 제31항에 있어서,
    제1 부품 캐리어 및 제2 부품 캐리어 각각의 다수의 부품 수용부는 상기 다수의 픽업 팁과 동일한 간격으로 배열되는 것을 특징으로 하는 반도체 부품 이송 방법.
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