KR102037950B1 - 웨이퍼 공급 모듈 및 이를 포함하는 다이 본딩 장치 - Google Patents

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Abstract

웨이퍼 공급 모듈과 이를 포함하는 다이 본딩 장치가 개시된다. 상기 웨이퍼 이송 모듈은 복수의 웨이퍼들이 수납된 제1 카세트를 지지하는 카세트 로드 포트와, 상기 카세트 로드 포트의 상부에 배치되며 상기 제1 카세트를 임시 보관하기 위한 제1 버퍼 스테이지와, 상기 카세트 로드 포트의 상부에 배치되며 복수의 웨이퍼들이 수납된 제2 카세트를 지지하는 제2 버퍼 스테이지와, 상기 카세트 로드 포트와 상기 제1 및 제2 버퍼 스테이지들 사이에서 상기 제1 및 제2 카세트들을 이송하기 위한 호이스트 유닛을 포함한다.

Description

웨이퍼 공급 모듈 및 이를 포함하는 다이 본딩 장치{Wafer supply module and die bonding apparatus including the same}
본 발명의 실시예들은 웨이퍼 공급 모듈과 이를 포함하는 다이 본딩 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 인쇄회로기판 또는 리드 프레임과 같은 기판 상에 다이들을 본딩하는 다이 본딩 공정에서 다이 본딩 모듈로 웨이퍼들을 공급하는 웨이퍼 공급 모듈 및 이를 포함하는 다이 본딩 장치에 관한 것이다.
반도체 소자들은 반도체 기판으로서 사용되는 실리콘 웨이퍼에 대하여 일련의 제조 공정들을 반복적으로 수행함으로써 형성될 수 있다. 상기 반도체 소자들이 형성된 웨이퍼는 다이싱 공정을 통해 복수의 다이들로 분할될 수 있으며, 상기 다이들은 다이 본딩 공정을 통해 인쇄회로기판 또는 리드 프레임과 같은 기판 상에 본딩될 수 있다.
상기 다이 본딩 공정을 수행하기 위한 장치는 상기 다이들로 분할된 웨이퍼로부터 다이들을 픽업하여 상기 기판 상에 본딩하는 다이 본딩 모듈을 포함할 수 있다. 상기 다이 본딩 모듈의 일측에는 복수의 웨이퍼들이 수납된 카세트가 놓여지는 로드 포트와 복수의 기판들이 수납된 제1 매거진을 공급하는 기판 로더가 배치될 수 있으며, 상기 다이 본딩 모듈의 타측에는 다이 본딩 공정이 완료된 기판들이 수납되는 제2 매거진을 공급하는 기판 언로더가 배치될 수 있다.
상기 카세트와 상기 제1 및 제2 매거진들은 OHT(Overhead Hoist Transport) 장치와 같은 천장 반송 장치에 의해 로드 및 언로드될 수 있다. 그러나, 상기 천장 반송 장치에 의한 상기 카세트의 로드 및 언로드가 지연되는 경우 즉 상기 천장 반송 장치에 의한 상기 카세트의 공급 및 회수가 적절한 시기에 이루어지지 않는 경우 상기 다이 본딩 장치는 대기 상태로 유지되며, 이러한 대기 시간은 상기 다이 본딩 장치의 가동률을 저하시키는 원인으로 작용할 수 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2013-0043371호 (공개일자 2013년 04월 30일)
본 발명의 실시예들은 웨이퍼들의 공급 지연을 방지할 수 있는 웨이퍼 공급 모듈과 이를 포함하는 다이 본딩 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 반도체 제조 공정이 수행되는 공정 모듈로 웨이퍼들을 공급하기 위한 웨이퍼 공급 모듈에 있어서, 상기 웨이퍼 공급 모듈은, 복수의 웨이퍼들이 수납된 제1 카세트를 지지하는 카세트 로드 포트와, 상기 카세트 로드 포트의 상부에 배치되며 상기 제1 카세트를 임시 보관하기 위한 제1 버퍼 스테이지와, 상기 카세트 로드 포트의 상부에 배치되며 복수의 웨이퍼들이 수납된 제2 카세트를 지지하는 제2 버퍼 스테이지와, 상기 카세트 로드 포트와 상기 제1 및 제2 버퍼 스테이지들 사이에서 상기 제1 및 제2 카세트들을 이송하기 위한 호이스트 유닛을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 제1항에 있어서, 상기 호이스트 유닛은, 상기 카세트 로드 포트로부터 상기 제1 카세트를 상기 제1 버퍼 스테이지로 이동시키고, 상기 제2 버퍼 스테이지로부터 상기 제2 카세트를 상기 카세트 로드 포트 상으로 이동시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 웨이퍼 이송 모듈은, 상기 제1 버퍼 스테이지를 상기 카세트 로드 포트 상부의 제1 위치와 상기 제1 위치로부터 수평 방향으로 이격된 제2 위치 사이에서 이동시키기 위한 제1 수평 구동부를 더 포함할 수 있으며, 상기 제1 수평 구동부는 상기 호이스트 유닛을 이용하여 상기 제1 카세트를 상승시키는 동안 상기 제1 버퍼 스테이지를 상기 제2 위치로 이동시키고 이어서 상기 제1 카세트의 적재를 위해 상기 제1 버퍼 스테이지를 상기 제1 위치로 이동시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 웨이퍼 이송 모듈은, 상기 제2 버퍼 스테이지를 상기 카세트 로드 포트 상부의 제3 위치와 상기 제3 위치로부터 수평 방향으로 이격된 제4 위치 사이에서 이동시키기 위한 제2 수평 구동부를 더 포함할 수 있으며, 상기 제2 수평 구동부는 상기 호이스트 유닛에 의해 상기 제2 카세트의 픽업이 가능하도록 상기 제2 버퍼 스테이지를 상기 제3 위치로 이동시키고 이어서 상기 제2 카세트를 상기 카세트 로드 포트 상에 로드하기 위하여 상기 제2 버퍼 스테이지를 상기 제4 위치로 이동시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 웨이퍼 이송 모듈은, 상기 호이스트 유닛을 상기 카세트 로드 포트 상부의 제5 위치와 상기 제5 위치로부터 수평 방향으로 이격된 제6 위치 사이에서 이동시키기 위한 제3 수평 구동부를 더 포함할 수 있으며, 상기 제3 수평 구동부는 천장 반송 장치를 이용하여 상기 제2 버퍼 스테이지 상에 상기 제2 카세트를 로드하는 동안 그리고 상기 제1 버퍼 스테이지로부터 상기 제1 카세트를 언로드하는 동안 상기 천장 반송 장치의 동작과의 간섭을 방지하기 위하여 상기 호이스트 유닛을 상기 제5 위치로부터 상기 제6 위치로 이동시킬 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 다이 본딩 장치는, 기판 상에 다이들을 본딩하는 다이 본딩 모듈과, 상기 다이 본딩 모듈에 웨이퍼를 공급하기 위하여 복수의 웨이퍼들이 수납된 제1 카세트를 지지하는 카세트 로드 포트와, 상기 카세트 로드 포트의 상부에 배치되며 상기 제1 카세트를 임시 보관하기 위한 제1 버퍼 스테이지와, 상기 카세트 로드 포트의 상부에 배치되며 복수의 웨이퍼들이 수납된 제2 카세트를 지지하는 제2 버퍼 스테이지와, 상기 카세트 로드 포트로부터 상기 제1 카세트를 상기 제1 버퍼 스테이지로 이동시키고 상기 제2 버퍼 스테이지로부터 상기 제2 카세트를 상기 카세트 로드 포트 상으로 이동시키기 위한 호이스트 유닛을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 다이 본딩 장치는, 상기 제1 버퍼 스테이지를 상기 카세트 로드 포트 상부의 제1 위치와 상기 제1 위치로부터 수평 방향으로 이격된 제2 위치 사이에서 이동시키기 위한 제1 수평 구동부를 더 포함할 수 있으며, 상기 제1 수평 구동부는 상기 호이스트 유닛의 동작시 간섭을 방지하기 위해 상기 제1 버퍼 스테이지를 상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치로 이동시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 다이 본딩 장치는, 상기 제2 버퍼 스테이지를 상기 카세트 로드 포트 상부의 제3 위치와 상기 제3 위치로부터 수평 방향으로 이격된 제4 위치 사이에서 이동시키기 위한 제2 수평 구동부를 더 포함할 수 있으며, 상기 제2 수평 구동부는 상기 호이스트 유닛의 동작시 간섭을 방지하기 위해 상기 제2 버퍼 스테이지를 상기 제3 위치로부터 상기 제4 위치로 이동시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 다이 본딩 장치는, 상기 호이스트 유닛을 상기 카세트 로드 포트 상부의 제5 위치와 상기 제5 위치로부터 수평 방향으로 이격된 제6 위치 사이에서 이동시키기 위한 제3 수평 구동부를 더 포함할 수 있으며, 상기 제3 수평 구동부는 천장 반송 장치를 이용하여 상기 제2 버퍼 스테이지 상에 상기 제2 카세트를 로드하는 동안 그리고 상기 제1 버퍼 스테이지로부터 상기 제1 카세트를 언로드하는 동안 상기 천장 반송 장치의 동작과의 간섭을 방지하기 위하여 상기 호이스트 유닛을 상기 제5 위치로부터 상기 제6 위치로 이동시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제1 버퍼 스테이지의 상부에 상기 제2 버퍼 스테이지가 배치되고, 상기 제2 버퍼 스테이지의 상부에 상기 호이스트 유닛이 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 수평 방향으로 상기 카세트 로드 포트의 일측에는 복수의 기판들을 수납하기 위한 매거진을 지지하는 매거진 로드 포트가 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 천장 반송 장치를 이용하여 상기 매거진 로드 포트 상에 상기 매거진을 로드하거나 상기 매거진 로드 포트 상으로부터 상기 매거진을 언로드하는 동안 상기 제1 버퍼 스테이지와 상기 제2 버퍼 스테이지 및 상기 호이스트 유닛은 상기 제1 수평 구동부와 상기 제2 수평 구동부 및 상기 제3 수평 구동부에 의해 상기 카세트 로드 포트 상부에 위치될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 다이 본딩 장치는 상기 수평 방향에 대하여 수직하는 제2 수평 방향으로 상기 매거진을 이동시키는 매거진 이송 유닛을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제1, 제2 및 제3 수평 구동부들은 각각 슬라이드 레일들을 이용하여 상기 카세트 로드 포트의 상부로부터 상기 매거진 로드 포트의 상부로 상기 제1 및 제2 버퍼 스테이지들과 상기 호이스트 유닛을 이동시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 카세트 로드 포트의 상부에는 상기 제1, 제2 및 제3 수평 구동부들과 상기 슬라이드 레일들이 장착되는 프레임이 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 카세트 로드 포트와 상기 매거진 로드 포트는 상기 천장 반송 장치의 이송 경로 아래에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 다이 본딩 장치는 상기 제1 카세트에 수납된 웨이퍼들을 상기 다이 본딩 모듈로 공급하기 위하여 상기 카세트 로드 포트의 높이를 조절하는 높이 조절부를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 웨이퍼 공급 모듈은, 제1 카세트를 지지하는 카세트 로드 포트와, 상기 카세트 로드 포트 상부에 배치되며 상기 제1 카세트를 임시 보관하기 위한 제1 버퍼 스테이지와, 상기 카세트 로드 포트의 상부에 배치되며 복수의 웨이퍼들이 수납된 제2 카세트를 지지하는 제2 버퍼 스테이지와, 상기 카세트 로드 포트와 상기 제1 및 제2 버퍼 스테이지들 사이에서 상기 제1 및 제2 카세트들을 이송하기 위한 호이스트 유닛을 포함할 수 있다.
따라서, 상기 제1 카세트에 수납된 웨이퍼들에 대한 다이 본딩 공정이 완료된 후 상기 제1 카세트는 상기 제1 버퍼 스테이지로 이송될 수 있으며, 이어서 상기 제2 카세트가 상기 카세트 로드 포트 상으로 이송될 수 있다. 결과적으로, 천장 반송 장치의 동작 스케줄 또는 부하량에 상관없이 상기 제2 카세트를 다이 본딩 모듈에 공급할 수 있으므로 상기 웨이퍼 공급 모듈과 상기 다이 본딩 모듈을 포함하는 다이 본딩 장치의 가동률이 크게 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 공급 모듈과 이를 포함하는 다이 본딩 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 다이 본딩 모듈을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 스테이지 유닛과 다이 이젝터를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 4는 도 1에 도시된 웨이퍼 공급 모듈을 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 제1 수평 이송부를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 6 내지 도 10은 도 1에 도시된 카세트 로드 포트 상에 카세트들을 공급하는 일 예를 설명하기 위한 개략도들이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.
본 발명의 실시예들에서 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들이 이들 사이에 개재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결되는 것으로 설명되는 경우 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 공급 모듈과 이를 포함하는 다이 본딩 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 공급 모듈(200)은 반도체 제조 공정 설비에서 제조 공정이 수행되는 공정 모듈로 웨이퍼들(10; 도 2 참조)을 공급하기 위해 사용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 장치(100)는 반도체 제조 공정에서 인쇄회로기판 또는 리드 프레임과 같은 기판(20; 도 2 참조) 상에 다이들을 본딩하기 위해 사용될 수 있다. 상기 다이 본딩 장치(100)는 다이 본딩 공정이 수행되는 본딩 모듈(110)로 웨이퍼들(10)을 공급하기 위한 웨이퍼 공급 모듈(200)을 포함할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 다이 본딩 모듈을 설명하기 위한 개략적인 평면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 스테이지 유닛과 다이 이젝터를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 다이 본딩 모듈(110)은, 웨이퍼(10)를 지지하기 위한 스테이지 유닛(120)과, 상기 웨이퍼(10)로부터 다이들(12)을 선택적으로 분리하기 위한 다이 이젝터(130)와, 상기 다이 이젝터(130)에 의해 분리된 다이(12)를 픽업하여 기판(20) 상에 본딩하기 위한 픽업 유닛(140)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 다이 본딩 모듈(110)은 상기 기판(20)을 이송하기 위한 기판 이송 유닛(150)을 포함할 수 있다.
상기 웨이퍼(10)는 다이싱 공정에 의해 개별화된 복수의 다이들(12)을 포함할 수 있으며, 상기 다이들(12)은 다이싱 테이프(14)에 부착된 상태로 제공될 수 있다. 상기 다이싱 테이프(14)는 대략 원형 링 형태의 마운트 프레임(16)에 장착될 수 있다. 상기 스테이지 유닛(120)은 수평 방향으로 이동 가능하게 구성된 웨이퍼 스테이지(122)와, 상기 웨이퍼 스테이지(122) 상에 배치되며 상기 다이싱 테이프(14)의 가장자리 부위를 지지하기 위한 확장 링(124)과, 상기 웨이퍼 스테이지(122) 상에 배치되며 상기 마운트 프레임(16)을 하강시킴으로써 상기 다이싱 테이프(14)를 확장시키기 위한 클램프(126) 등을 포함할 수 있다.
상기 다이 이젝터(130)는 상기 스테이지 유닛(120) 아래에 배치될 수 있으며, 픽업하고자 하는 다이(12)를 상방으로 밀어 올림으로써 상기 다이(12)를 상기 다이싱 테이프(14)로부터 분리시키는 이젝터 부재를 구비할 수 있다. 이때, 상기 웨이퍼 스테이지(122)는 상기 다이 이젝터(130)와 상기 웨이퍼(10)가 수직 방향으로 마주할 수 있도록 하는 대략 원형의 개구를 가질 수 있다.
상기 픽업 유닛(140)은 상기 다이(12)를 픽업하기 위한 피커(142)와 상기 피커(142)를 수직 및 수평 방향으로 이동시키는 피커 구동부(144)를 포함할 수 있다. 상기 피커(142)는 진공압을 이용하여 상기 다이(12)를 픽업할 수 있으며 상기 다이(12)를 상기 기판(20) 상에 본딩할 수 있다. 그러나, 다른 예로서, 상기 다이 본딩 모듈(110)은 상기 다이(12)를 정렬하기 위한 정렬 스테이지(미도시)와 상기 정렬 스테이지 상에서 정렬된 다이(12)를 픽업하여 상기 기판(20) 상에 본딩하기 위한 본딩 유닛(미도시)을 구비할 수도 있다. 이 경우, 상기 픽업 유닛(140)은 상기 웨이퍼(10)로부터 다이(12)를 픽업하여 상기 본딩 스테이지 상으로 이송할 수 있다.
상기 기판 이송 유닛(150)은 다이 본딩 공정이 이루어지는 본딩 영역(152)으로 상기 기판(20)을 이송할 수 있으며, 상기 본딩 영역(152)에서 본딩 공정이 완료된 기판(20)을 상기 본딩 영역(152)으로부터 언로딩할 수 있다. 예를 들면, 상세히 도시되지는 않았으나, 상기 기판 이송 유닛(152)은 상기 기판(20)을 안내하기 위한 가이드 레일들과 상기 기판(20)을 파지하고 이동시키기 위한 그리퍼들(미도시)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 본딩 영역(152)에는 상기 기판(20)을 지지하고 본딩 온도로 가열하기 위한 히팅 블록(미도시)이 배치될 수 있다.
도시된 바에 의하면 하나의 기판 이송 유닛(150)이 구비되고 있으나, 서로 평행하게 연장하는 두 개의 기판 이송 유닛들이 구비될 수도 있다. 아울러, 상기에서는 일 예로서 다이 본딩 모듈(110)이 설명되었으나, 상기 다이 본딩 모듈(110)의 구성은 다양하게 변경 가능하므로 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않을 것이다.
상기 웨이퍼 공급 모듈(200)은 복수의 웨이퍼들이 수납된 제1 카세트(30)를 지지하는 카세트 로드 포트(210)를 포함할 수 있다. 상기 카세트 로드 포트(210)의 상부에는 상기 제1 카세트(30)를 임시 보관하기 위한 제1 버퍼 스테이지(220)가 배치될 수 있으며, 상기 제1 버퍼 스테이지(220)의 상부에는 복수의 웨이퍼들이 수납된 제2 카세트(40)를 지지하는 제2 버퍼 스테이지(222)가 배치될 수 있다. 그러나, 상기와 다르게 상기 제2 버퍼 스테이지(222)는 상기 제1 버퍼 스테이지(220)의 하부에 배치될 수도 있다.
상기 제2 버퍼 스테이지(222)의 상부에는 상기 카세트 로드 포트(210)와 상기 제1 및 제2 버퍼 스테이지들(220, 222) 사이에서 상기 제1 및 제2 카세트들(30, 40)을 이송하기 위한 호이스트 유닛(230)이 배치될 수 있다. 상기 호이스트 유닛(230)은 상기 제1 및 제2 카세트들(30, 40)의 이송을 위해 상기 카세트 로드 포트(210)의 상부에 배치될 수 있으며, 상기 제1 및 제2 카세트들(30, 40)을 파지하기 위한 그리퍼(232)를 구비할 수 있다. 아울러, 상기 카세트 로드 포트(210)로부터 상기 제1 카세트(30)를 상기 제1 버퍼 스테이지(220)로 이동시키고, 상기 제2 버퍼 스테이지(222)로부터 상기 제2 카세트(40)를 상기 카세트 로드 포트(210) 상으로 이동시킬 수 있다. 즉, 상기 제1 카세트(30)에 수납된 웨이퍼들에 대한 다이 본딩 공정이 완료된 후 상기 제1 카세트(30)를 언로드하고 상기 제2 카세트(40)를 곧바로 공급할 수 있으므로 웨이퍼 공급 지연에 따른 상기 다이 본딩 장치(100)가 대기 상태로 전환되는 것을 방지할 수 있다.
예를 들면, 상기 웨이퍼 공급 모듈(200)은, 상기 제1 버퍼 스테이지(220)를 상기 카세트 로드 포트(210) 상부의 제1 위치와 상기 제1 위치로부터 제1 수평 방향, 예를 들면, X축 방향으로 소정 거리 이격된 제2 위치 사이에서 이동시키기 위한 제1 수평 구동부(240; 도 4 참조)와, 상기 제2 버퍼 스테이지(222)를 상기 카세트 로드 포트(210) 상부의 제3 위치와 상기 제3 위치로부터 상기 제1 수평 방향으로 이격된 제4 위치 사이에서 이동시키기 위한 제2 수평 구동부(242; 도 4 참조)와, 상기 호이스트 유닛(230)을 상기 카세트 로드 포트(210) 상부의 제5 위치와 상기 제5 위치로부터 제1 수평 방향으로 이격된 제6 위치 사이에서 이동시키기 위한 제3 수평 구동부(244)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 제1, 제2 및 제3 수평 구동부들(240, 242, 244)은 상기 제1 수평 방향으로 동일한 구간들에서 상기 제1 및 제2 버퍼 스테이지들(220, 222)과 상기 호이스트 유닛(230)을 각각 이동시킬 수 있다.
한편, 상기 다이 본딩 모듈(110)의 일측에는 상기 본딩 영역(152)으로 기판(20)을 공급하기 위한 기판 로더(160)가 배치될 수 있으며, 상기 다이 본딩 모듈(110)의 타측에는 상기 본딩 영역(152)에서 본딩 공정이 완료된 기판(20)을 회수하기 위한 기판 언로더(170)가 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 기판 로더(160)는, 복수의 기판들이 수납된 제1 매거진(50)을 지지하기 위한 매거진 로드 포트(162)와, 상기 기판들(20)을 상기 기판 이송 유닛(150)으로 전달하기 위해 상기 제1 매거진(50)을 수직 및 수평 방향으로 이동시키는 제1 매거진 핸들링 로봇(164)과, 상기 매거진 로드 포트(162)와 상기 제1 매거진 핸들링 로봇(164) 사이에서 제2 수평 방향으로, 예를 들면, Y축 방향으로 상기 제1 매거진(50)을 전달하는 제1 매거진 이송 유닛(166)을 포함할 수 있다.
상기 기판 언로더(170)는, 다이 본딩 공정이 완료된 기판들(20)을 수납하기 위한 제2 매거진(60)을 지지하기 위한 매거진 언로드 포트(172)와, 상기 기판들(20)을 수납하기 위하여 상기 제2 매거진(60)을 수직 및 수평 방향으로 이동시키는 제2 매거진 핸들링 로봇(174)과, 상기 매거진 언로드 포트(172)와 상기 제2 매거진 핸들링 로봇(174) 사이에서 상기 제2 수평 방향으로 상기 제2 매거진(60)을 전달하기 위한 제2 매거진 이송 유닛(176)을 포함할 수 있다.
상기와 같은 기판 로더(160)와 기판 언로더(170)의 구성은 본 출원인에 의해 출원된 대한민국 특허출원 제10-2011-0107434호(공개특허공보 제10-2013-0043371호)에 상세하게 개시되어 있으므로 이에 대한 추가적인 상세 설명은 생략하기로 한다. 그러나, 상기 기판 로더(160)와 기판 언로더(170)의 구성 자체는 다양하게 변경 가능하므로 본 발명의 범위가 상기 기판 로더(160)와 기판 언로더(170)의 구성에 의해 제한되지는 않을 것이다.
다만, 상기 매거진 로드 포트(162)와 상기 카세트 로드 포트(210) 및 상기 매거진 언로드 포트(172)는 상기 제1 수평 방향으로 배열될 수 있다. 이는 OHT 장치와 같은 천장 반송 장치(300; 도 6 참조)의 이동 경로와 상기 매거진 로드 포트(162)와 상기 카세트 로드 포트(210) 및 상기 매거진 언로드 포트(172)의 배열 방향을 일치시키기 위함이다. 즉, 상기 매거진 로드 포트(162)는 상기 제1 수평 방향으로 상기 카세트 로드 포트(210)의 일측에 배치될 수 있으며, 상기 제2 위치와 제4 위치 및 제6 위치는 상기 매거진 로드 포트(162)의 상부일 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 웨이퍼 공급 모듈을 설명하기 위한 개략적인 측면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 제1 수평 이송부를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 카세트 로드 포트(210)의 상부에는 상기 제1 및 제2 버퍼 스테이지들(220, 222)과 상기 호이스트 유닛(230)이 장착되는 프레임(260)이 배치될 수 있다. 또한, 상기 프레임(260)에는 상기 제1, 제2 및 제3 수평 구동부(240, 242, 244)가 장착될 수 있다.
상기 제1, 제2 및 제3 수평 구동부들(240, 242, 244)은 각각 슬라이드 레일들(250)을 이용하여 상기 카세트 로드 포트(210)의 상부로부터 상기 매거진 로드 포트(162)의 상부로 상기 제1 및 제2 버퍼 스테이지들(220, 222)과 상기 호이스트 유닛(230)을 이동시킬 수 있다. 특히, 상기 슬라이드 레일들(250)은 상기 카세트 로드 포트(210)의 상부에서 상기 프레임(260)에 장착될 수 있다. 즉, 상기 슬라이드 레일들(250)의 고정 레일들(252)이 상기 카세트 로드 포트(210) 상부의 상기 제1, 제3 및 제5 위치들에서 상기 프레임(260)에 장착될 수 있으며, 상기 슬라이드 레일들(250)의 가동 레일들(254)에 상기 제1 및 제2 버퍼 스테이지들(220, 222)과 상기 호이스트 유닛(230)이 장착될 수 있다. 상기 슬라이드 레일들(250)의 가동 레일들(254)은 상기 제1, 제2 및 제3 수평 구동부들(240, 242, 244)에 의해 상기 매거진 로드 포트(162) 상부의 상기 제2, 제4 및 제6 위치들을 향해 전진할 수 있으며, 상기 카세트 로드 포트(210) 상부의 제1, 제3 및 제5 위치들을 향해 후진할 수 있다.
일 예로서, 상기 제1, 제2 및 제3 수평 구동부들(240, 242, 244)로는 공압 실린더들이 사용될 수 있다. 상기 공압 실린더들의 실린더 로드들은 상기 제1 및 제2 버퍼 스테이지들(220, 222)과 상기 호이스트 유닛(230)에 각각 연결될 수 있으며, 상기 공압 실린더들의 신장에 의해 상기 가동 레일들(254)에 장착된 제1 및 제2 버퍼 스테이지들(220, 222)과 상기 호이스트 유닛(230)이 상기 매거진 로드 포트(162)의 상부로 이동될 수 있다. 또한, 상기 공압 실린더들의 신축에 의해 상기 가동 레일들(254)과 상기 제1 및 제2 버퍼 스테이지들(220, 222) 및 상기 호이스트 유닛(230)이 상기 카세트 로드 포트(210)의 상부로 이동될 수 있다.
상기 슬라이드 레일들(250)과 상기 공압 실린더들은 상기 매거진 로드 포트(210) 상부에서 충분한 공간을 확보하기 위해 사용될 수 있다. 특히, 상기 천장 반송 장치(300)를 이용하여 상기 매거진 로드 포트(162) 상에 상기 제1 매거진(50)의 로드 또는 언로드 동작을 수행하는 동안 상기 가동 레일들(254)과 상기 제1 및 제2 버퍼 스테이지들(220, 222) 및 상기 호이스트 유닛(230)은 상기 카세트 로드 포트(210)의 상부로 이동될 수 있으며, 이에 따라 상기 천장 반송 장치(300)의 동작 간섭이 충분히 방지될 수 있다.
그러나, 상기 매거진 로드 포트(162) 상부에서 충분한 공간이 확보될 수 있는 경우 리니어 모션 가이드와 같은 다른 형태의 가이드 기구를 이용하여 상기 제1 및 제2 버퍼 스테이지들(220, 222)과 상기 호이스트 유닛(230)을 안내할 수도 있다. 또한, 모터와 벨트 또는 볼 스크루 등 다른 형태의 구동 기구들이 상기 제1, 제2 및 제3 수평 구동부들(240, 242, 244)로서 사용될 수 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 다이 본딩 모듈(110)은 상기 제1 카세트(30)로부터 웨이퍼(10)를 상기 스테이지 유닛(120) 상으로 이동시키는 웨이퍼 이송 유닛(180)을 포함할 수 있다. 상기 웨이퍼 이송 유닛(180)은 상기 웨이퍼(10)를 안내하기 위한 가이드 레일들과 상기 웨이퍼(10)를 이동시키기 위한 후크 등을 포함할 수 있다. 이때, 상기 카세트 로드 포트(210)는 높이 조절부(270)에 의해 높이가 조절될 수 있으며, 이에 의해 상기 제1 카세트(30)에 수납된 웨이퍼들(10)이 순차적으로 공급 및 회수될 수 있다. 한편, 상기 기판(20)은 상기 기판 이송 유닛(150)에 의해 상기 제1 매거진(50)으로부터 상기 본딩 영역(152)으로 이송될 수 있으며, 다이 본딩 공정이 완료된 후 상기 기판 이송 유닛(150)에 의해 상기 제2 매거진(60)에 수납될 수 있다.
도 6 내지 도 10은 도 1에 도시된 카세트 로드 포트 상에 카세트들을 공급하는 일 예를 설명하기 위한 개략도들이다.
도 6을 참조하면, 먼저 상기 천장 반송 장치(300)에 의해 제1 카세트(30)가 상기 카세트 로드 포트(210) 상에 로드될 수 있다. 이때, 상기 제1 및 제2 버퍼 스테이지들(220, 222)과 상기 호이스트 유닛(230)은 상기 천장 반송 장치(300)와의 간섭을 방지하기 위하여 상기 매거진 로드 포트(162) 상부의 상기 제2, 제4 및 제6 위치들로 이동될 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 제1 카세트(30)에 수납된 웨이퍼들에 대한 다이 본딩 공정이 수행되는 동안 상기 천장 반송 장치(300)에 의해 제2 카세트(40)가 상기 제2 버퍼 스테이지(222) 상에 적재될 수 있다. 이때, 상기 제2 버퍼 스테이지(222)는 상기 제2 카세트(40)의 적재를 위해 상기 제2 수평 구동부(242)에 의해 상기 카세트 로드 포트(210) 상부의 제4 위치로 이동될 수 있다.
도 8을 참조하면, 상기 제1 카세트(30)에 수납된 웨이퍼들에 대한 다이 본딩 공정이 완료된 후, 상기 제1 카세트(30)는 상기 호이스트 유닛(230)에 의해 상기 제1 버퍼 스테이지(220) 상으로 이송될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 및 제2 버퍼 스테이지들(220, 222)은 상기 호이스트 유닛(230)에 의해 상기 제1 카세트(30)가 상승되는 동안 상기 매거진 로드 포트(162) 상부의 제2 및 제4 위치들로 이동될 수 있다. 상기 제1 카세트(30)가 상승된 후 상기 제1 버퍼 스테이지(220)는 상기 제1 수평 구동부(240)에 의해 상기 카세트 로드 포트(210) 상부의 제1 위치로 이동될 수 있으며, 이어서 상기 제1 카세트(30)가 상기 제1 버퍼 스테이지(220) 상에 적재될 수 있다.
도 9를 참조하면, 상기 제1 버퍼 스테이지(220)는 상기 매거진 로드 포트(162) 상부의 제2 위치로 이동될 수 있으며, 상기 제2 버퍼 스테이지(222)는 상기 카세트 로드 포트(210) 상부의 제3 위치로 이동될 수 있다. 이어서, 상기 호이스트 유닛(230)은 상기 제2 버퍼 스테이지(222) 상의 제2 카세트(40)를 픽업할 수 있다.
도 10을 참조하면, 상기 제2 버퍼 스테이지(222)는 상기 매거진 로드 포트(162) 상부의 제4 위치로 이동될 수 있으며, 이어서 상기 제2 카세트(40)가 상기 호이스트 유닛(230)에 의해 상기 카세트 로드 포트(210) 상으로 로드될 수 있다.
한편, 상기 제1 버퍼 스테이지(220) 상으로 이송된 제1 카세트(30)는 상기 제2 카세트(40)에 수납된 웨이퍼들에 대한 다이 본딩 공정이 수행되는 동안 상기 천장 반송 장치(300)에 의해 언로드될 수 있으며, 상기 호이스트 유닛(230)은 상기 천장 반송 장치(300)에 의해 상기 제1 및 제2 카세트들(30, 40)의 로드 및 언로드가 수행되는 동안 상기 매거진 로드 포트(162) 상부의 제6 위치로 이동될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 웨이퍼 공급 모듈(200)은, 제1 카세트(30)를 지지하는 카세트 로드 포트(210)와, 상기 카세트 로드 포트(210) 상부에 배치되며 상기 제1 카세트(30)를 임시 보관하기 위한 제1 버퍼 스테이지(220)와, 상기 카세트 로드 포트(210)의 상부에 배치되며 복수의 웨이퍼들이 수납된 제2 카세트(40)를 지지하는 제2 버퍼 스테이지(222)와, 상기 카세트 로드 포트(210)와 상기 제1 및 제2 버퍼 스테이지들(220, 222) 사이에서 상기 제1 및 제2 카세트들(30, 40)을 이송하기 위한 호이스트 유닛(230)을 포함할 수 있다.
따라서, 상기 제1 카세트(30)에 수납된 웨이퍼들에 대한 다이 본딩 공정이 완료된 후 상기 제1 카세트(30)는 상기 제1 버퍼 스테이지(220)로 이송될 수 있으며, 이어서 상기 제2 카세트(40)가 상기 카세트 로드 포트(210) 상으로 이송될 수 있다. 결과적으로, 천장 반송 장치(300)의 동작 스케줄 또는 부하량에 상관없이 상기 제2 카세트(40)를 다이 본딩 모듈(110)에 공급할 수 있으므로 상기 웨이퍼 공급 모듈(200)과 상기 다이 본딩 모듈(110)을 포함하는 다이 본딩 장치(100)의 가동률이 크게 향상될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 웨이퍼 20 : 기판
30 : 제1 카세트 40 : 제2 카세트
50 : 제1 매거진 60 : 제2 매거진
100 : 다이 본딩 장치 110 : 다이 본딩 모듈
120 : 스테이지 유닛 130 : 다이 이젝터
140 : 픽업 유닛 150 : 기판 이송 유닛
160 : 기판 로더 170 : 기판 언로더
180 : 웨이퍼 이송 유닛 200 : 웨이퍼 공급 모듈
210 : 카세트 로드 포트 220 : 제1 버퍼 스테이지
222 : 제2 버퍼 스테이지 230 : 호이스트 유닛
240 : 제1 수평 구동부 242 : 제2 수평 구동부
244 : 제3 수평 구동부 250 : 슬라이드 레일
252 : 고정 레일 254 : 가동 레일
260 : 프레임 270 : 높이 조절부

Claims (18)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 기판 상에 다이들을 본딩하는 다이 본딩 모듈;
    상기 다이 본딩 모듈에 웨이퍼를 공급하기 위하여 복수의 웨이퍼들이 수납된 제1 카세트를 지지하는 카세트 로드 포트;
    상기 카세트 로드 포트의 상부에 배치되며 상기 제1 카세트를 임시 보관하기 위한 제1 버퍼 스테이지;
    상기 제1 버퍼 스테이지의 상부에 배치되며 복수의 웨이퍼들이 수납된 제2 카세트를 지지하는 제2 버퍼 스테이지;
    상기 제2 버퍼 스테이지의 상부에 배치되며 상기 카세트 로드 포트로부터 상기 제1 카세트를 상기 제1 버퍼 스테이지로 이동시키고 상기 제2 버퍼 스테이지로부터 상기 제2 카세트를 상기 카세트 로드 포트 상으로 이동시키기 위한 호이스트 유닛; 및
    수평 방향으로 상기 카세트 로드 포트의 일측에 배치되며 복수의 기판들을 수납하기 위한 매거진을 지지하는 매거진 로드 포트를 포함하되,
    천장 반송 장치 또는 상기 호이스트 유닛을 이용하는 상기 제1 및 제2 카세트들의 수직 방향 이송 및 상기 천장 반송 장치를 이용하는 상기 매거진의 수직 방향 이송 과정에서 동작 간섭을 방지하기 위하여 상기 제1 및 제2 버퍼 스테이지들과 상기 호이스트 유닛은 상기 수평 방향으로 이동 가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 버퍼 스테이지를 상기 카세트 로드 포트 상부의 제1 위치와 상기 제1 위치로부터 상기 수평 방향으로 이격된 상기 매거진 로드 포트 상부의 제2 위치 사이에서 이동시키기 위한 제1 수평 구동부를 더 포함하며,
    상기 제1 수평 구동부는 상기 호이스트 유닛 또는 상기 천장 반송 장치의 동작시 간섭을 방지하기 위해 상기 제1 버퍼 스테이지를 상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제2 버퍼 스테이지를 상기 카세트 로드 포트 상부의 제3 위치와 상기 제3 위치로부터 상기 수평 방향으로 이격된 상기 매거진 로드 포트 상부의 제4 위치 사이에서 이동시키기 위한 제2 수평 구동부를 더 포함하며,
    상기 제2 수평 구동부는 상기 호이스트 유닛 또는 상기 천장 반송 장치의 동작시 간섭을 방지하기 위해 상기 제2 버퍼 스테이지를 상기 제3 위치로부터 상기 제4 위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 호이스트 유닛을 상기 카세트 로드 포트 상부의 제5 위치와 상기 제5 위치로부터 상기 수평 방향으로 이격된 상기 매거진 로드 포트 상부의 제6 위치 사이에서 이동시키기 위한 제3 수평 구동부를 더 포함하며,
    상기 제3 수평 구동부는 상기 천장 반송 장치를 이용하여 상기 제2 버퍼 스테이지 상에 상기 제2 카세트를 로드하는 동안 그리고 상기 제1 버퍼 스테이지로부터 상기 제1 카세트를 언로드하는 동안 상기 천장 반송 장치의 동작과의 간섭을 방지하기 위하여 상기 호이스트 유닛을 상기 제5 위치로부터 상기 제6 위치로 이동시키는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  10. 삭제
  11. 제6항에 있어서, 상기 제1 버퍼 스테이지와 상기 제2 버퍼 스테이지 및 상기 호이스트 유닛을 상기 수평 방향으로 동일한 구간들에서 각각 이동시키기 위한 제1 수평 구동부와 제2 수평 구동부 및 제3 수평 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서, 상기 천장 반송 장치를 이용하여 상기 매거진 로드 포트 상에 상기 매거진을 로드하거나 상기 매거진 로드 포트 상으로부터 상기 매거진을 언로드하는 동안 상기 제1 버퍼 스테이지와 상기 제2 버퍼 스테이지 및 상기 호이스트 유닛은 상기 제1 수평 구동부와 상기 제2 수평 구동부 및 상기 제3 수평 구동부에 의해 상기 카세트 로드 포트 상부에 위치되는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  14. 제11항에 있어서, 상기 수평 방향에 대하여 수직하는 제2 수평 방향으로 상기 매거진을 이동시키는 매거진 이송 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3 수평 구동부들은 각각 슬라이드 레일들을 이용하여 상기 카세트 로드 포트의 상부로부터 상기 매거진 로드 포트의 상부로 상기 제1 및 제2 버퍼 스테이지들과 상기 호이스트 유닛을 이동시키는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 카세트 로드 포트의 상부에는 상기 제1, 제2 및 제3 수평 구동부들과 상기 슬라이드 레일들이 장착되는 프레임이 배치되는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  17. 제11항에 있어서, 상기 카세트 로드 포트와 상기 매거진 로드 포트는 상기 천장 반송 장치의 이동 경로 아래에 배치되는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  18. 제6항에 있어서, 상기 제1 카세트에 수납된 웨이퍼들을 상기 다이 본딩 모듈로 공급하기 위하여 상기 카세트 로드 포트의 높이를 조절하는 높이 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
KR1020170103964A 2017-08-17 2017-08-17 웨이퍼 공급 모듈 및 이를 포함하는 다이 본딩 장치 KR102037950B1 (ko)

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