KR102146774B1 - 콜릿 및 후드 교체 장치 - Google Patents

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Abstract

콜릿 및 후드 교체 장치는 다이 본딩 공정에서 다이를 웨이퍼로부터 이젝트하기 위한 이젝트 후드와, 상기 다이를 기판 상에 본딩하기 위한 콜릿을 교체한다. 콜릿 및 후드 교체 장치는 복수의 콜릿들이 수납된 콜릿 수납부와, 상기 콜릿 수납부와 인접하도록 배치되며, 복수의 이젝트 후드들이 수납된 후드 수납부와, 상기 콜릿 수납부와 인접하도록 배치되며, 교체된 콜릿들 및 교체된 후드를 회수하기 위한 회수부와, 상기 픽업 헤드에서 콜릿을 분리하여 상기 회수부로 전달하고, 상기 콜릿 수납부로부터 콜릿을 이송하여 상기 픽업 헤드에 장착하고, 상기 후드 수납부로부터 상기 이젝트 바디에 장착할 후드를 전달하고 상기 이젝트 바디에서 분리된 후드를 상기 회수부로 전달하는 제1 로봇 및 상기 이젝트 바디에서 후드를 분리하여 상기 제1 로봇으로 전달하고, 상기 제1 로봇으로부터 상기 후드를 전달받아 상기 이젝트 바디에 장착하는 제2 로봇을 포함한다. 따라서, 상기 다이 본딩 공정의 중단없이 상기 콜릿 및 후드를 공급 및 회수할 수 있다.

Description

콜릿 및 후드 교체 장치{Apparatus for exchanging a collet and a hood}
본 발명은 콜릿 및 후드 교체 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다이 본딩 공정에서 다이를 웨이퍼로부터 이젝트하기 위한 이젝트 후드와, 상기 다이를 기판 상에 본딩하기 위한 콜릿을 교체하기 위한 콜릿 및 후드 교체 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 다이 본딩 공정은 소잉 공정을 통해 개별화된 다이들을 기판에 본딩하기 위한 공정으로, 상기 다이 본딩 공정에서 웨이퍼로부터 상기 다이들을 이젝트하기 위한 이젝터 및 상기 다이를 픽업하여 이송하는 픽업 유닛이 사용될 수 있다.
상기 픽업 유닛은 상기 진공을 이용하여 상기 다이를 픽업하기 위한 콜릿과 상기 콜릿이 결합되는 픽업 헤드 및 상기 픽업 헤드를 이동시키기 위한 구동부를 포함할 수 있다.
상기 콜릿은 장시간 사용으로 인한 마모 또는 다른 사이즈의 다이를 흡착하기 위해 교체가 요구될 수 있다. 종래 기술에 따르면, 상기 콜릿은 교체를 위해 패널 상에 형성된 콜릿 수용홈에 삽입되어 적재되고, 상기 픽업 헤드에 결합된 콜릿은 상기 패널 상에 구비된 걸림 부재를 이용하여 제거하고, 상기 패널 상의 상기 콜릿은 상기 픽업 헤드와 자기력을 이용하여 결합된다. 상기 기술은 한국등록특허 제10-1340831호에 개시되어 있다.
상기 패널 상에 적재되는 콜릿을 모두 사용되면, 상기 다이 본딩 공정을 중단한 후, 상기 새로운 콜릿들을 상기 패널로 공급한다. 또한, 상기 다이 본딩 공정이 중단한 상태로 상기 제거된 콜릿을 회수할 수 있다. 상기 새로운 콜릿들의 공급과 교체된 콜릿들의 회수를 위해 상기 다이 본딩 공정이 자주 중단되므로, 상기 다이 본딩 공정의 생산성이 저하될 수 있다.
한편, 상기 이젝터는 상기 웨이퍼의 하부에서 상기 다이의 위치에 따라 이동하는 이젝트 바디와 상기 이젝트 바디의 단부에 구비되어 상기 다이들을 이젝트하는 후드를 포함한다.
상기 후드는 다른 사이즈의 다이를 이젝트하기 위해 교체가 요구될 수 있다. 상기 후드의 교체는 작업자에 의해 수동으로 이루어지므로, 작업자에 의한 수동 교체에는 상당한 시간이 소요될 수 있다. 또한, 상기 후드의 교체시에도 상기 다이 본딩 공정이 중단되므로, 상기 다이 본딩 공정의 생산성이 더욱 저하될 수 있다.
한국등록특허 제10-1340831호 (2013.12.05. 등록)
본 발명은 다이 본딩 공정의 중단없이 콜릿 및 후드를 교체할 수 있는 콜릿 및 후드 교체 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 콜릿 및 후드 교체 장치는 다이 본딩 공정에서 다이를 웨이퍼로부터 이젝트하기 위한 이젝트 후드와, 상기 다이를 기판 상에 본딩하기 위한 콜릿을 교체하기 위한 장치에 있어서, 복수의 콜릿들이 수납된 콜릿 수납부와, 상기 콜릿 수납부와 인접하도록 배치되며, 복수의 이젝트 후드들이 수납된 후드 수납부와, 상기 콜릿 수납부와 인접하도록 배치되며, 교체된 콜릿들 및 교체된 후드를 회수하기 위한 회수부와, 상기 픽업 헤드에서 콜릿을 분리하여 상기 회수부로 전달하고, 상기 콜릿 수납부로부터 콜릿을 이송하여 상기 픽업 헤드에 장착하고, 상기 후드 수납부로부터 상기 이젝트 바디에 장착할 후드를 전달하고 상기 이젝트 바디에서 분리된 후드를 상기 회수부로 전달하는 제1 로봇 및 상기 이젝트 바디에서 후드를 분리하여 상기 제1 로봇으로 전달하고, 상기 제1 로봇으로부터 상기 후드를 전달받아 상기 이젝트 바디에 장착하는 제2 로봇을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 외부에서 상기 콜릿 및 후드의 공급과 상기 분리된 콜릿 및 후드의 배출이 가능하도록 상기 콜릿 수납부, 상기 후드 수납부 및 회수부는 서랍 형태로 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 픽업 헤드에 장착될 콜릿들은 공급 스태커에 적재된 상태로 전달되며, 상기 픽업 헤드로부터 분리된 콜릿들은 회수 스태커에 적재된 상태로 전달될 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 제1 로봇이 상기 공급 스태커, 상기 회수 스태커 및 상기 후드를 공통으로 파지하도록 상기 공급 스태커 및 상기 회수 스태커는 상기 후드와 동일한 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 공급 스태커는, 상기 콜릿을 적재된 상태로 수용하기 위한 몸체와, 상기 몸체의 내부 저면에 구비되며, 상기 몸체에 수용된 콜릿을 탄성적으로 지지하기 위한 지지부재 및 상기 몸체의 상단 양측에 구비되며, 상기 지지부재의 탄성력에 의해 상기 콜릿이 상기 몸체로부터 이탈되는 것을 방지하기 위해 자성체인 상기 콜릿의 상부 패드로 자력을 가하여 상기 콜릿들을 고정하는 영구 자석들을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 회수 스태커는, 상기 콜릿을 수용하기 위한 몸체 및 상기 몸체의 상단 양측에 구비되며, 상기 픽업 헤드의 상하 이동은 허용하되 상기 콜릿의 상방 이동을 제한하여 상기 픽업 헤드가 상방으로 이동되는 동안 상기 콜릿을 상기 픽업 헤드로부터 분리하기 위한 걸림 부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 콜릿의 분리 및 장착은 콜릿 교체 위치에서 이루어지며, 상기 제1 로봇은 상기 웨이퍼 및 상기 이젝트 바디가 구비된 스테이지 상에 구비되어 상기 스테이지의 이동에 따라 상기 콜릿 교체 위치로 이동할 수 있다.
본 발명에 따른 콜릿 및 후드 교체 장치는 제1 로봇 및 제2 로봇을 이용하여 콜릿 및 후드를 자동으로 교체할 수 있다. 따라서, 상기 콜릿 및 후드 교체를 신속하고 정확하게 수행할 수 있어 상기 다이 본딩 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 콜릿 및 후드 교체 장치는 상기 콜릿들을 상기 후드와 동일한 형태를 갖는 공급 스태커 및 회수 스태커에 적재하여 전달한다. 따라서, 상기 제1 로봇이 상기 공급 스태커, 상기 회수 스태커 및 상기 후드를 공통으로 파지할 수 있다. 상기 콜릿용 로봇과 후드용 로봇을 들을 파지하여 이송하기 위한 별도의 로봇이 불필요하므로, 상기 콜릿 및 후드 교체 장치에 소요되는 비용을 절감할 수 있다.
그리고, 상기 콜릿 및 후드 교체 장치는 콜릿 수납부, 후드 수납부 및 회수부가 외부에서 개폐할 수 있는 서랍 형태를 갖는다. 따라서, 상기 다이 본딩 공정의 중단없이 상기 콜릿과 상기 후드를 상기 콜릿 수납부 및 후드 수납부에 공급하거나 상기 회수부로부터 상기 콜릿 및 후드를 회수할 수 있다. 따라서, 상기 다이 본딩 공정을 완전 자동화할 수 있으며, 상기 다이 본딩 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 콜릿 및 후드 교체 장치를 설명하기 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 픽업 유닛을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 픽업 유닛의 픽업 헤드를 설명하기 위한 저면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 콜릿 수납부를 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 공급 스태커를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 회수 스태커를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 콜릿 및 후드 교체 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 콜릿 및 후드 교체 장치를 설명하기 개략적인 사시도이다.
도 1을 참조하면, 콜릿 및 후드 교체 장치(100)는 다이 본딩 공정이 이루어지는 챔버(10) 내에 구비되어 다이싱 공정을 통해 개별화된 후 다이싱 테이프 상에 부착되어 제공되는 웨이퍼(미도시)로부터 다이(미도시)를 이젝트하기 위한 후드(20) 및 상기 다이를 기판 상에 본딩하기 위한 콜릿(70)을 교체한다. 콜릿 및 후드 교체 장치(100)는 콜릿 수납부(110), 후드 수납부(120), 회수부(130), 공급 스태커(140), 회수 스태커(150), 제1 로봇(160) 및 제2 로봇(170)을 포함한다.
챔버(10) 내에는 상기 다이의 본딩을 위해 후드(20), 이젝트 바디(30), 웨이퍼 홀더(40), 스테이지(50), 픽업 유닛(60) 및 다이 스테이지(90)가 구비된다.
후드(20) 및 이젝트 바디(30)는 상기 웨이퍼의 하부에서 상기 다이를 상승시켜 이젝트한다. 후드(20)는 대략 원기둥 형상을 가지며, 이젝트 바디(30)에 결합된다. 후드(20)는 상기 다이의 사이즈에 따라 교체될 수 있다.
웨이퍼 홀더(40)는 상기 웨이퍼의 가장자리를 지지하여 후드(20) 및 이젝트 바디(30)가 상기 다이를 안정적으로 이젝트하도록 한다.
스테이지(50)는 후드(20), 이젝트 바디(30) 및 웨이퍼 홀더(40)를 지지한다. 스테이지(50)는 Y축 방향을 따라 이동 가능하도록 구비된다. 따라서, 후드(20), 이젝트 바디(30) 및 웨이퍼 홀더(40)의 위치를 Y축 방향으로 이동시킬 수 있다.
후드(20) 및 이젝트 바디(30)는 스테이지(50) 상에서 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동 가능하도록 구비된다. 따라서, 후드(20) 및 이젝트 바디(30)가 상기 웨이퍼의 여러 다이를 이젝트할 수 있다.
픽업 유닛(60)은 X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향을 따라 이동 가능하도록 구비되며, 상기 웨이퍼로부터 상기 다이를 픽업하여 이송하고, 상기 다이를 기판 상에 본딩한다.
도 2는 도 1에 도시된 픽업 유닛을 설명하기 위한 개략적인 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 픽업 유닛의 픽업 헤드를 설명하기 위한 저면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 픽업 유닛(60)은 픽업 헤드(80)와 픽업 헤드(80)에 부착된 콜릿(70)을 포함할 수 있으며, 콜릿(70)은 자기력을 이용하여 픽업 헤드(80)에 장착될 수 있다. 특히, 콜릿(70)에는 상기 다이를 흡착하기 위한 복수의 흡착홀들(72)이 구비될 수 있으며, 픽업 헤드(80)에는 흡착홀들(72)에 진공을 제공하기 위한 공압 배관(82)이 구비될 수 있다.
콜릿(70)은 대략 사각 형태를 가질 수 있으며 경질의 상부 패드(74)와 연질의 하부 패드(76)를 포함할 수 있다. 상기 다이를 흡착하기 위한 흡착홀들(72)은 상부 패드(74)와 하부 패드(76)를 관통하여 구비될 수 있으며, 픽업 헤드(80)의 공압 배관(82)과 연통될 수 있다.
일 예로서, 픽업 헤드(80)는 콜릿(70)이 장착될 수 있도록 대략 사각 형태를 가질 수 있으며 픽업 유닛(60)을 이송하기 위한 이송부(미도시)와 연결되는 구동축을 포함할 수 있다. 상기 구동축으로는 중공축이 사용될 수 있으며, 공압 배관(82)으로서 기능할 수 있다. 그러나, 픽업 헤드(80)와 콜릿(70)의 형상은 사각에 한정되지 않으며, 경우에 따라서 원형 등 다양한 형태가 사용될 수 있으므로, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않을 것이다.
한편, 픽업 헤드(80)와 콜릿(70)은 자기력에 의해 서로 결합될 수 있다. 일 예로서, 픽업 헤드(80)에는 상기 자기력을 제공하기 위하여 헤드용 영구자석(84)이 구비될 수 있으며, 콜릿(70)의 상부 패드(74)는 자성체로 이루어질 수 있다. 또 한편으로, 픽업 헤드(80)의 하부면 가장자리 부위에는 콜릿(70)의 장착 위치를 안내하기 위한 가이드 부재들(86)이 배치될 수 있다.
픽업 유닛(60)은 적어도 한 쌍이 구비될 수 있다. 픽업 유닛(60)이 한 쌍 구비되는 경우, 하나의 픽업 유닛(60)은 상기 웨이퍼의 다이를 픽업하여 이송하고, 다른 하나의 픽업 유닛(60)은 상기 픽업된 다이를 상기 기판에 본딩한다.
다이 스테이지(90)는 한 쌍의 픽업 유닛(60) 사이에 구비되며, 하나의 픽업 유닛(60)에서 픽업된 다이를 지지하여 다른 하나의 픽업 유닛(60)이 상기 다이를 픽업할 수 있도록 한다. 다이 스테이지(90)로 인해 한 쌍의 픽업 유닛(60)이 상기 다이의 픽업과 상기 다이의 본딩을 나누어 수행할 수 있다. 그러므로, 상기 다이 본딩 공정의 효율을 향상시킬 수 있다. 다이 스테이지(90)는 고정된 위치를 유지하는 것이 바람직하나, 콜릿(70)의 교체시에는 상기 위치를 회피할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 콜릿 수납부(110)는 픽업 헤드(80)에 장착할 복수의 콜릿(70)들을 수납한다. 이때, 콜릿(70)들은 공급 스태커(120)에 적재된 상태로 콜릿 수납부(110)에 수납된다. 또한, 콜릿 수납부(120)에는 픽업 헤드(80)로부터 분리되는 콜릿(70)을 적재하기 위한 회수 스태커(130)가 빈 상태로 수납될 수 있다.
공급 스태커(120) 및 회수 스태커(130)는 후드(20)와 동일한 형상을 갖는다. 예를 들면, 공급 스태커(120) 및 회수 스태커(130)는 대략 원기둥 형상을 가질 수 있다. 이때, 공급 스태커(120) 및 회수 스태커(130)의 단면적은 후드(20)의 단면적과 실질적으로 동일할 수 있다. 하지만, 공급 스태커(120) 및 회수 스태커(130)의 길이는 후드(20)의 길이와 같을 수도 있고 다를 수도 있다.
후드(20), 공급 스태커(120) 및 회수 스태커(130)가 동일한 형상을 가지므로, 제1 로봇(160) 및 제2 로봇(170)이 후드(20) 뿐만 아니라 공급 스태커(120) 및 회수 스태커(130)도 파지할 수 있다. 공급 스태커(120) 및 회수 스태커(130)를 파지하기 위한 별도의 로봇이 불필요하다.
도 4는 도 1에 도시된 콜릿 수납부를 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.
도 4를 참조하면, 구체적으로, 콜릿 수납부(110)는 Y축 방향으로 연장된 플레이트(112)를 포함하며, 플레이트(112)는 X축 방향 측면에 다수의 슬롯(114)들을 갖는다. 슬롯(114)들에 공급 스태커(120) 및 회수 스태커(130)가 삽입될 수 있다.
공급 스태커(120) 및 회수 스태커(130)가 슬롯(114)들에 삽입되어 고정될 수 있도록 공급 스태커(120) 및 회수 스태커(130)의 측면에는 홈 또는 걸림턱이 형성될 수 있다. 상기 홈 또는 걸림턱은 공급 스태커(120) 및 회수 스태커(130)의 측면 둘레를 따라 부분적으로 형성되거나 전체적으로 형성될 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 공급 스태커를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 5를 참조하면, 공급 스태커(120)는 몸체(122), 지지부재(124) 및 영구 자석(126)들을 포함한다.
몸체(122)는 콜릿(70)들을 내부에 적재된 상태로 수용한다. 몸체(122)는 대략 원기둥 형태를 갖는다. 몸체(122)의 외측면에는 콜릿 수납부(110)의 슬롯(114)들과의 고정을 위한 홈 또는 걸림턱이 형성된다.
지지부재(124)는 몸체(122)의 내부 저면에 구비되며, 몸체(122)에 수용된 콜릿(70)들을 탄성적으로 지지한다.
지지부재(124)는 플레이트(125) 및 코일 스프링(126)을 포함한다.
플레이트(125)는 몸체(122)의 내부에 수평 상태로 배치된다. 코일 스프링(126)은 몸체(122)의 저면과 플레이트(125) 사이에 배치되며, 플레이트(125)를 탄성적으로 지지한다
플레이트(125)는 몸체(122)에 수용된 콜릿(70)들을 지지한다. 따라서, 플레이트(125)는 콜릿(70)의 하부 패드(76)와 접촉한다. 플레이트(125)는 저마찰 계수를 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 상기 물질의 예로는 PEEK 수지, 테프론 수지 등을 들 수 있다. 플레이트(125)의 마찰 계수가 낮으므로, 하부 패드(76)의 손상을 방지할 수 있다.
코일 스프링(126)은 콜릿(70)이 하강하여 플레이트(125)와 접촉할 때 콜릿(70)에 가해지는 충격을 완충한다. 따라서, 콜릿(70)의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 코일 스프링(126)의 복원력으로 인해 플레이트(125)가 상승하고, 이에 따라 플레이트(125)가 몸체(122)에 수용된 콜릿(70)을 밀어올린다.
몸체(122)의 상단에는 콜릿(70)을 고정하기 위한 영구 자석(126)이 구비된다. 일 예로, 콜릿(70)이 사각형 형태를 갖는 경우, 영구 자석(126)들은 몸체(122)의 내측 마주보는 양 측면에 배치되거나 몸체(122) 내측의 네 측면에 배치될 수 있다.
영구 자석(126)들은 자성체인 콜릿(70)의 상부 패드(74)를 자력으로 고정할 수 있다. 지지부재(124)의 탄성력에 의해 몸체(122) 내부의 콜릿(70)들이 밀어 올려지더라도 영구 자석(126)들이 최상단의 콜릿(70)을 고정할 수 있다. 따라서, 지지부재(124)의 탄성력에 의해 콜릿(70)이 몸체(122)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 공급 스태커(120)가 픽업 헤드(80)의 하부에 위치된 상태에서 픽업 헤드(80)가 하방으로 이동하거나 공급 스태커(120)가 상방으로 이동함으로써 최상단의 콜릿(70)이 픽업 헤드(80)의 하부면에 장착될 수 있다. 이때, 새로운 콜릿(70)의 상부면은 픽업 헤드(80)의 가장자리 부위에 구비된 가이드 부재들(86)에 의해 픽업 헤드(80)의 하부면으로 안내될 수 있으며, 새로운 콜릿(70)의 용이한 장착을 위하여 헤드용 영구자석(84)은 영구자석(126)보다 큰 자기력을 갖는 것이 바람직하다.
도 5는 도 1에 도시된 회수 스태커를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 5를 참조하면, 회수 스태커(130)는 몸체(132) 및 걸림 부재들(134)을 포함한다.
몸체(132)는 콜릿(70)들을 내부에 적재된 상태로 수용할 수 있다. 몸체(132)는 대략 원기둥 형태를 갖는다. 몸체(132)의 외측면에는 콜릿 수납부(110)의 슬롯(114)들과의 고정을 위한 홈 또는 걸림턱이 형성된다.
걸림 부재들(134)은 몸체(132)의 상단 양측에 구비된다. 걸림 부재(134)들은 픽업 헤드(80)의 상하 이동은 허용하되 콜릿(70)의 상방 이동을 제한하여 픽업 헤드(80)가 상방으로 이동되는 동안 콜릿(70)을 픽업 헤드(80)로부터 분리할 수 있다.
구체적으로, 픽업 헤드(80)와 콜릿(70)은 콜릿(70)의 제거를 위하여 회수 스태커(130)의 내부를 향해 하방으로 이동될 수 있으며, 이후 다시 상방으로 이동될 수 있다.
이때, 걸림 부재들(134)은 픽업 헤드(80)의 수직 방향 이동 경로의 양측에 구비될 수 있다. 특히, 걸림 부재들(134)은 픽업 헤드(80)의 하방 및 상방 이동을 허용할 수 있으나, 콜릿(70)에 대하여는 하방 이동을 허용하되 상방 이동은 제한할 수 있다. 결과적으로, 걸림 부재들(134)은 픽업 헤드(80)가 회수 스태커(130)의 내부에서 상방으로 이동되는 동안 콜릿(70)을 픽업 헤드(80)로부터 분리시킬 수 있다.
일 예로서, 개구(112)의 양측 내측면들에는 스프링(미도시), 예를 들면, 코일 스프링 또는 토션 스프링에 의해 하방으로 회전이 가능하도록 걸림 부재들(134)이 장착될 수 있다. 걸림 부재들(134)은 콜릿(70)의 하방 이동이 가능하도록 하방으로 회전될 수 있으나, 콜릿(70)이 하방으로 통과된 후 상기 토션 스프링에 의해 초기 위치로 복귀하여 콜릿(70)의 상방 이동을 제한할 수 있다. 상기와는 다르게, 걸림 부재(110)는 스프링을 이용하여 회수 스태커(130)의 내측면으로부터 진퇴 가능하게 설치될 수도 있다.
결과적으로, 픽업 헤드(80)가 회수 스태커(130)의 내부에서 상방으로 이동되는 동안 콜릿(70)은 걸림 부재들(134)에 의해 걸림으로써 픽업 헤드(80)로부터 분리될 수 있다. 이때, 도 3에 도시된 바와 같이 픽업 헤드(80)의 양쪽 측면에는 각각 리세스(88)가 구비될 수 있으며 픽업 헤드(80)의 수직 방향 이동은 리세스들(88)에 의해 걸림 부재들(134)과의 간섭이 방지될 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이 걸림 부재들(134)에 의해 콜릿(70)의 상방 이동이 차단됨으로써 콜릿(70)이 픽업 헤드(80)로부터 분리될 수 있으나, 경우에 따라서 콜릿(70)이 픽업 헤드(80)로부터 완전히 분리되지 않고 픽업 헤드(80)에 매달린 상태로 상승될 수도 있다. 즉, 콜릿(70)의 상부면이 픽업 헤드(80)의 하부면으로부터 분리된 후 곧바로 콜릿(70)의 측면이 픽업 헤드(80)의 하부면에 자기력에 의해 재부착되는 경우가 발생될 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 픽업 헤드(80)가 상승하는 동안 공압 배관(82)을 통하여 콜릿(70)으로 에어가 분사될 수 있다. 즉 공압 배관(82)으로부터 분사된 에어는 콜릿(70)의 상부면에 하방으로 힘을 가하게 되며 이에 의해 콜릿(70)의 분리 동작이 보조될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 후드 수납부(120)는 이젝트 바디(30)에 장착할 후드(20)들을 수납한다. 후드 수납부(120)는 콜릿 수납부(110)와 유사한 형태를 갖는다.
구체적으로, 후드 수납부(120)는 Y축 방향으로 연장된 플레이트를 포함하며, 상기 플레이트는 X축 방향 측면에 다수의 슬롯들을 갖는다. 상기 슬롯들에 후드(20)들이 삽입될 수 있다.
후드(20)들이 상기 슬롯들에 삽입되어 고정될 수 있도록 각 후드(20)의 측면에는 홈 또는 걸림턱이 형성될 수 있다. 상기 홈 또는 걸림턱은 후드(20)의 측면 둘레를 따라 부분적으로 형성되거나 전체적으로 형성될 수 있다.
회수부(130)는 픽업 헤드(80)로부터 분리된 콜릿(70)과 이젝트 바디(30)로부터 분리된 후드(20)를 수용한다. 회수부(130)는 상부가 개방된 바구니 형태를 갖는다. 분리된 콜릿(70)들은 회수 스태커(130)에 적재된 상태로 회수부(130)에 수용된다.
회수부(130)의 저면은 일 방향으로 경사진 경사면일 수 있다. 예를 들면, 상기 일 방향은 Y축 방향일 수 있다. 상기 원기둥 형태를 갖는 회수 스태커(130) 및 후드(20)가 회수부(130)에 수납되면서 상기 경사진 저면을 따라 이동할 수 있다.
콜릿 수납부(110), 후드 수납부(120) 및 회수부(130)는 서로 인접하도록 배치되며, 챔버(10)의 일측에 서랍 형태로 개폐될 수 있다. 따라서, 챔버(10)의 외부에서 콜릿 수납부(110), 후드 수납부(120) 및 회수부(130)를 개방하여 콜릿(70) 및 후드(20)를 공급하거나 분리된 콜릿(70) 및 후드(20)를 배출할 수 있다.
구체적으로, 콜릿 수납부(110)를 개방하여 콜릿(70)들이 적재된 공급 스태커(120)와 빈 회수 스태커(130)를 공급할 수 있다. 또한, 후드 수납부(120)를 개방하여 후드(20)를 공급할 수 있다. 그리고, 회수부(130)를 개방하여 분리된 콜릿(70)들이 적재된 회수 스태커(120)와 분리된 후드(20)들을 배출할 수 있다.
챔버(10)의 외부에서 콜릿(70) 및 후드(20)를 공급하거나 분리된 콜릿(70) 및 후드(20)를 배출하므로, 콜릿(70) 및 후드(20)의 공급 및 분리된 콜릿(70) 및 후드(20)의 배출할 때 상기 다이 본딩 공정을 중단할 필요가 없다. 따라서, 상기 다이 본딩 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.
제1 로봇(160)은 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동 가능하도록 구비되며, 공급 스태커(120), 회수 스태커(130) 및 후드(20)를 파지하기 위한 그리퍼를 갖는다.
일 예로, 제1 로봇(160)은 스테이지(50) 상에 X축 및 Z축 방향으로 이동 가능하도록 구비될 수도 있다. 이때, 제1 로봇(160)은 스테이지(50)의 이동에 따라 Y축 방향으로 이동할 수 있다. 다른 예로, 제1 로봇(160)은 스테이지(50)와 무관하게 X축, Y축 및 Z축 방향으로 이동 가능하도록 구비될 수도 있다.
제1 로봇(160)은 픽업 헤드(80)로부터 콜릿(70)을 분리하여 회수부(150)로 전달한다.
구체적으로, 제1 로봇(160)은 X축 방향으로 이동하여 콜릿 수납부(110)로부터 빈 상태의 회수 스태커(130)를 파지한다. 제1 로봇(160)은 Y축 방향으로 이동하여 회수 스태커(130)를 콜릿 교체 위치에 위치시킨다. 일 예로, 상기 콜릿 교체 위치는 다이 스테이지(90)의 위치일 수 있다. 이때, 제1 로봇(160)과의 충돌을 방지하기 위해 다이 스테이지(90)가 다른 위치로 이동할 수 있다.
회수 스태커(130)가 상기 콜릿 교체 위치에 위치하고, 픽업 유닛(60)이 회수 스태커(130)의 상방에 위치한 상태에서 회수 스태커(130)와 픽업 유닛(60)을 Z축 방향을 따라 상대 운동시켜 픽업 헤드(80)로부터 콜릿(70)을 분리하여 회수 스태커(130)에 적재한다.
예를 들면, 제1 로봇(160)을 Z축 방향으로 상승시킨 후 하강시키거나, 픽업 유닛(60)을 하강시킨 후 상승시킴으로써 콜릿(70)이 회수 스태커(130)의 걸림 부재(134)들에 걸려 픽업 헤드(80)로부터 분리된다.
다이 스테이지(90)가 복수인 경우, 상기 콜릿 교체 위치도 복수이다. 이 경우, 제1 로봇(160)으로 회수 스태커(130)를 상기 콜릿 교체 위치로 이동시킨 후 콜릿(70)을 분리하는 과정을 반복한다.
콜릿(70)의 분리가 완료되면, 제1 로봇(160)은 Y축 방향 및 X축 방향으로 이동하여 분리된 콜릿(70)들이 적재된 회수 스태커(130)를 회수부(150)로 전달한다.
또한, 제1 로봇(160)은 콜릿 수납부(110)의 콜릿(70)을 픽업 헤드(80)에 장착한다.
구체적으로, 제1 로봇(160)은 X축 방향으로 이동하여 콜릿 수납부(110)로부터 콜릿(70)들이 적재된 공급 스태커(120)를 파지한다. 제1 로봇(160)은 Y축 방향으로 이동하여 공급 스태커(120)를 상기 콜릿 교체 위치에 위치시킨다.
공급 스태커(120)가 상기 콜릿 교체 위치에 위치하고, 픽업 헤드(80)가 공급 스태커(120)의 상방에 위치한 상태에서 공급 스태커(120)와 픽업 헤드(80)를 Z축 방향을 따라 상대 운동시켜 픽업 헤드(80)에 콜릿(70)을 장착한다.
예를 들면, 제1 로봇(160)을 Z축 방향으로 상승시킨 후 하강시키거나, 픽업 헤드(80)를 하강시킨 후 상승시킴으로써 헤드용 영구자석(84)의 자력으로 픽업 헤드(80)에 콜릿(70)이 장착된다.
다이 스테이지(90)가 복수인 경우, 상기 콜릿 교체 위치도 복수이다. 이 경우, 제1 로봇(160)으로 공급 스태커(120)를 상기 콜릿 교체 위치로 이동시킨 후 콜릿(70)을 장착하는 과정을 반복한다.
콜릿(70)의 장착이 완료되면, 제1 로봇(160)은 Y축 방향 및 X축 방향으로 이동하여 빈 공급 스태커(120)를 회수부(150)로 전달한다.
그리고, 제1 로봇(160)은 장착할 후드(20)를 제2 로봇(170)으로 전달하고, 제2 로봇(170)으로부터 이젝트 바디(30)로부터 분리된 후드(20)를 전달받는다.
구체적으로, 제1 로봇(160)은 X축 방향으로 이동하여 후드 수납부(140)로부터 후드(20)를 파지한다. 제1 로봇(160)은 Y축 방향으로 이동하여 제2 로봇(170)과 인접하도록 위치한 상태에서 후드(20)를 제2 로봇(170)으로 전달한다.
또한, 제1 로봇(160)은 제2 로봇(170)과 인접하도록 위치한 상태에서 제2 로봇(170)으로부터 이젝트 바디(30)로부터 분리된 후드(20)를 전달받는다. 이후, 제1 로봇(160)은 Y축 방향 및 X축 방향으로 이동하여 분리된 후드(20)를 회수부(150)로 전달한다.
한편, 공급 스태커(120), 회수 스태커(130) 및 후드(20)의 표면에는 인식 부호가 표시될 수 있다. 상기 인식 부호의 예로는 바코드, 숫자코드 등을 들 수 있다. 제1 로봇(160)은 상기 인식 부호를 인식하기 위한 센서를 더 포함할 수 있다. 상기 센서가 상기 인식 부호를 인식함으로써, 제1 로봇(160)은 콜릿 수납부(110)에 수납된 스태커의 종류에 대한 정보, 공급 스태커(120)에 적재된 콜릿(20)에 대한 정보 및 후드 수납부(120)에 수납된 후드(20)에 대한 정보를 획득할 수 있다. 따라서, 제1 로봇(160)은 콜릿 수납부(110) 및 후드 수납부(120)에서 장착할 콜릿(70)들이 적재된 공급 스태커(120), 빈 회수 스태커(130) 및 장착할 후드(20)를 정확하게 골라 파지할 수 있다. 그러므로, 제1 로봇(160)이 다른 공급 스태커(120)나 후드(20)를 파지하거나, 공급 스태커(120)와 회수 스태커(130)를 오인하여 파지하는 것을 방지할 수 있다.
제2 로봇(170)은 이젝트 바디(20)의 상방에 위치하며, X축 및 Z축 방향으로 이동 가능하도록 구비된다. 또한, 제2 로봇(170)은 후드(20)를 파지하기 위한 그리퍼를 갖는다.
제2 로봇(170)은 이젝트 바디(30)로부터 후드(20)를 분리한다.
구체적으로, 제2 로봇(170)이 X축 방향으로 이동하여 이젝트 바디(30)의 상방에 위치한다. 다음으로, 제2 로봇(170)이 Z축을 따라 하강하여 이젝트 바디(30)에 결합된 후드(20)를 그리퍼로 파지한다. 상기 그리퍼로 후드(20)를 파지한 상태에서 제2 로봇(170)이 Z축을 따라 상승함으로써 후드(20)가 이젝트 바디(30)로부터 분리된다. 제2 로봇(170)은 분리된 후드(20)를 제1 로봇(160)으로 전달한다.
또한, 제2 로봇(170)은 이젝트 바디(30)에 후드(20)를 장착한다.
구체적으로, 제2 로봇(170)이 제1 로봇(160)으로부터 장착할 후드(20)를 전달받아 상기 그리퍼로 고정한다. 제2 로봇(170)이 X축 방향으로 이동하여 이젝트 바디(30)의 상방에 위치한다. 이후, 제2 로봇(170)이 Z축을 따라 하강하여 이젝트 바디(30)에 후드(20)를 결합한다. 상기 그리퍼를 개방하여 후드(20)의 고정을 해제한 상태에서 제2 로봇(170)이 Z축을 따라 상승한다.
콜릿 및 후드 교체 장치(100)는 상기 다이 본딩 공정의 중단없이 콜릿(70) 및 후드(20)를 자동으로 교체할 수 있다. 따라서, 상기 다이 본딩 공정을 완전 자동화할 수 있으며, 상기 다이 본딩 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 콜릿 및 후드 교체 장치는 콜릿과 후드를 자동으로 교체할 수 있으며, 다이 본딩 공정의 중단없이 상기 콜릿과 상기 후드를 콜릿 수납부 및 후드 수납부에 공급하거나 회수부로부터 상기 콜릿 및 후드를 회수할 수 있다. 따라서, 상기 다이 본딩 공정을 완전 자동화할 수 있으며, 상기 다이 본딩 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 콜릿 및 후드 교체 장치 110 : 콜릿 수납부
120 : 공급 스태커 130 : 회수 스태커
140 : 후드 수납부 150 : 회수부
160 : 제1 로봇 170 : 제2 로봇
10 : 챔버 20 : 후드
30 : 이젝트 바디 40 : 웨이퍼 홀더
50 : 스테이지 60 : 픽업 유닛
70 : 콜릿 80 : 픽업 헤드
90 : 다이 스테이지

Claims (7)

  1. 다이 본딩 공정에서 다이를 웨이퍼로부터 이젝트하기 위한 이젝트 후드와, 상기 다이를 기판 상에 본딩하기 위한 콜릿을 교체하기 위한 장치에 있어서,
    복수의 콜릿들이 수납된 콜릿 수납부;
    상기 콜릿 수납부와 인접하도록 배치되며, 복수의 이젝트 후드들이 수납된 후드 수납부;
    상기 콜릿 수납부와 인접하도록 배치되며, 교체된 콜릿들 및 교체된 후드를 회수하기 위한 회수부;
    픽업 헤드에서 콜릿을 분리하여 상기 회수부로 전달하고, 상기 콜릿 수납부로부터 콜릿을 이송하여 상기 픽업 헤드에 장착하고, 상기 후드 수납부로부터 이젝트 바디에 장착할 후드를 전달하고 상기 이젝트 바디에서 분리된 후드를 상기 회수부로 전달하는 제1 로봇; 및
    상기 이젝트 바디에서 후드를 분리하여 상기 제1 로봇으로 전달하고, 상기 제1 로봇으로부터 상기 후드를 전달받아 상기 이젝트 바디에 장착하는 제2 로봇을 포함하는 것을 특징으로 하는 콜릿 및 후드 교체 장치.
  2. 제1항에 있어서, 외부에서 상기 콜릿 및 후드의 공급과 상기 분리된 콜릿 및 후드의 배출이 가능하도록 상기 콜릿 수납부, 상기 후드 수납부 및 회수부는 서랍 형태로 구비되는 것을 특징으로 하는 콜릿 및 후드 교체 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 픽업 헤드에 장착될 콜릿들은 공급 스태커에 적재된 상태로 전달되며, 상기 픽업 헤드로부터 분리된 콜릿들은 회수 스태커에 적재된 상태로 전달되는 것을 특징으로 하는 콜릿 및 후드 교체 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 로봇이 상기 공급 스태커, 상기 회수 스태커 및 상기 후드를 공통으로 파지하도록 상기 공급 스태커 및 상기 회수 스태커는 상기 후드와 동일한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 콜릿 및 후드 교체 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 공급 스태커는,
    상기 콜릿을 적재된 상태로 수용하기 위한 몸체;
    상기 몸체의 내부 저면에 구비되며, 상기 몸체에 수용된 콜릿을 탄성적으로 지지하기 위한 지지부재; 및
    상기 몸체의 상단 양측에 구비되며, 상기 지지부재의 탄성력에 의해 상기 콜릿이 상기 몸체로부터 이탈되는 것을 방지하기 위해 자성체인 상기 콜릿의 상부 패드로 자력을 가하여 상기 콜릿들을 고정하는 영구 자석들을 포함하는 것을 특징으로 하는 콜릿 및 후드 교체 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 회수 스태커는,
    상기 콜릿을 수용하기 위한 몸체; 및
    상기 몸체의 상단 양측에 구비되며, 상기 픽업 헤드의 상하 이동은 허용하되 상기 콜릿의 상방 이동을 제한하여 상기 픽업 헤드가 상방으로 이동되는 동안 상기 콜릿을 상기 픽업 헤드로부터 분리하기 위한 걸림 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 콜릿 및 후드 교체 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 콜릿의 분리 및 장착은 콜릿 교체 위치에서 이루어지며, 상기 제1 로봇은 상기 웨이퍼 및 상기 이젝트 바디가 구비된 스테이지 상에 구비되어 상기 스테이지의 이동에 따라 상기 콜릿 교체 위치로 이동하는 것을 특징으로 하는 콜릿 및 후드 교체 장치.
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