KR102267950B1 - 다이 본딩 방법 - Google Patents

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문선홍
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Abstract

제1 수평 방향으로 동축 상에 배치되고 상기 제1 수평 방향에 대하여 수직하는 제2 수평 방향으로 이동 가능하도록 구성된 두 개의 본딩 헤드들을 이용하여 상기 제1 수평 방향으로 이동 가능하도록 구성된 기판 스테이지 상에 로드된 기판 상에 다이들을 본딩하는 다이 본딩 방법이 개시된다. 상기 다이 본딩 방법은, 상기 기판 상의 제1 본딩 영역 상에 제1 본딩 헤드를 정렬하는 단계와, 상기 제1 본딩 헤드를 이용하여 상기 제1 본딩 영역 상에 제1 다이를 본딩하는 단계와, 상기 제1 다이의 본딩이 완료된 후 제2 본딩 헤드에 가장 인접하게 위치된 제2 본딩 영역 상에 상기 제2 본딩 헤드를 정렬하는 단계와, 상기 제2 본딩 헤드를 이용하여 상기 제2 본딩 영역 상에 제2 다이를 본딩하는 단계를 포함한다.

Description

다이 본딩 방법{Die bonding method}
본 발명의 실시예들은 다이 본딩 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 반도체 장치들의 제조를 위해 리드 프레임, 인쇄회로기판, 반도체 웨이퍼 등과 같은 본딩 대상 기판 상에 반도체 다이들을 본딩하기 위한 다이 본딩 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자들은 일련의 제조 공정들을 반복적으로 수행함으로써 반도체 기판으로서 사용되는 실리콘 웨이퍼 상에 형성될 수 있다. 상기 반도체 소자들이 형성된 웨이퍼는 다이싱 공정을 통해 복수의 다이들로 분할될 수 있으며, 상기 다이싱 공정을 통해 개별화된 다이들은 다이 본딩 공정을 통해 리드 프레임, 인쇄회로기판 등과 같은 기판 상에 본딩될 수 있다.
최근에는 실리콘 관통 전극(Through Silicon Via; TSV)을 이용하는 적층 방식의 반도체 패키지들의 제조를 위해 반도체 소자들이 형성된 웨이퍼 상에 상기 개별화된 다이들을 직접 본딩하는 웨이퍼 레벨 본딩 공정 및 장치가 사용되고 있다. 예를 들면, 대한민국 공개특허공보 제10-2019-0022159호, 제10-2019-0034858호 및 제10-2019-0043726호에는 웨이퍼 상에 다이들을 본딩하기 위한 다이 본딩 장치가 개시되어 있다.
상기 다이 본딩 장치는 웨이퍼를 지지하기 위한 웨이퍼 스테이지와, 복수의 다이들로 개별화된 웨이퍼 또는 캐리어 테이프로부터 다이들을 공급하는 다이 공급 유닛과, 상기 다이들을 웨이퍼 상에 본딩하기 위한 본딩 유닛을 포함할 수 있다. 상기 본딩 유닛은 다이 이송 유닛에 의해 이송된 다이를 픽업하여 상기 웨이퍼 상에 본딩하기 위한 본딩 헤드를 포함할 수 있다.
한편, 상기 다이 본딩 공정의 생산성을 향상시키기 위하여 두 개의 본딩 헤드들을 이용하여 다이 본딩 공정을 수행하는 장치가 제안되고 있다. 그러나, 두 개의 본딩 헤드들을 이용하는 경우 하나의 본딩 헤드를 이용하는 경우와 비교하여 기판 상의 본딩 영역들에 대한 본딩 순서를 보다 개선할 필요가 있으며 이를 통해 본딩 공정에 소요되는 시간을 단축시키고자 하는 요구가 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2019-0022159호 (공개일자 2019년 03월 06일) 대한민국 공개특허공보 제10-2019-0034858호 (공개일자 2019년 04월 03일) 대한민국 공개특허공보 제10-2019-0043726호 (공개일자 2019년 04월 29일)
본 발명의 실시예들은 두 개의 본딩 헤드들을 이용하는 다이 본딩 공정에서 본딩 헤드들의 이동 거리를 단축시킴으로써 상기 다이 본딩 공정에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있는 다이 본딩 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 수평 방향으로 동축 상에 배치되고 상기 제1 수평 방향에 대하여 수직하는 제2 수평 방향으로 이동 가능하도록 구성된 두 개의 본딩 헤드들을 이용하여 상기 제1 수평 방향으로 이동 가능하도록 구성된 기판 스테이지 상에 로드된 기판 상에 다이들을 본딩하는 다이 본딩 방법에 있어서, 상기 다이 본딩 방법은, 상기 기판 상의 제1 본딩 영역 상에 제1 본딩 헤드를 정렬하는 단계와, 상기 제1 본딩 헤드를 이용하여 상기 제1 본딩 영역 상에 제1 다이를 본딩하는 단계와, 상기 제1 다이의 본딩이 완료된 후 제2 본딩 헤드에 가장 인접하게 위치된 제2 본딩 영역 상에 상기 제2 본딩 헤드를 정렬하는 단계와, 상기 제2 본딩 헤드를 이용하여 상기 제2 본딩 영역 상에 제2 다이를 본딩하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 기판 스테이지로부터 상기 제2 수평 방향으로 이격된 위치에 상기 제1 수평 방향으로 제1 및 제2 다이 스테이지들이 배치되며, 상기 다이 본딩 방법은, 상기 제1 다이를 본딩하기 전에 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들을 이용하여 상기 제1 및 제2 다이 스테이지들로부터 상기 제1 및 제2 다이들을 각각 픽업하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 다이 본딩 방법은, 상기 제1 및 제2 다이들을 각각 픽업하기 전에 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들 사이의 간격을 상기 제1 및 제2 다이 스테이지들 사이의 간격과 동일한 제1 간격으로 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들 사이의 간격은 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들이 상기 제1 및 제2 다이 스테이지들의 상부로 이동되는 동안 상기 제1 간격으로 조절될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 다이 본딩 방법은, 상기 제1 및 제2 다이들을 각각 픽업한 후 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들 사이의 간격을 상기 제1 수평 방향으로 상기 제1 본딩 영역과 상기 제2 본딩 영역 사이의 거리와 동일한 제2 간격으로 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 기판 상에는 복수의 본딩 영역들이 복수의 행과 열의 형태로 배치되며, 상기 다이 본딩 방법은, 상기 제1 및 제2 다이들을 각각 픽업한 후 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들 사이의 간격을 상기 제1 수평 방향으로 상기 본딩 영역들 중 첫 번째 본딩 영역과 마지막 본딩 영역 사이의 거리 절반에 해당하는 제2 간격으로 조절하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 다이 본딩 방법은, 상기 제1 및 제2 다이들을 각각 픽업한 후 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들 사이의 간격을 제2 간격으로 조절하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들 사이의 최소 간격이 상기 제1 수평 방향으로 상기 본딩 영역들 중 첫 번째 본딩 영역과 마지막 본딩 영역 사이의 거리 절반보다 큰 경우 상기 제2 간격을 상기 본딩 영역들의 상기 제1 수평 방향 피치의 정수배로 하되 상기 최소 간격에 가장 근접한 정수배로 할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 다이 본딩 방법은, 상기 제1 및 제2 다이들을 각각 픽업한 후 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들 사이의 간격을 제2 간격으로 조절하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 제1 수평 방향으로 상기 본딩 영역들의 개수가 짝수개인 경우 상기 제2 간격을 상기 제1 수평 방향으로 상기 본딩 영역들 중 첫 번째 본딩 영역과 마지막 본딩 영역 사이의 거리 절반보다 큰 상기 본딩 영역들의 상기 제1 수평 방향 피치의 정수배로 하되 상기 거리 절반에 가장 근접한 정수배로 할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들 사이의 간격은 상기 제1 본딩 헤드가 상기 제1 본딩 영역 상부에 위치되도록 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들이 이동되는 동안 상기 제2 간격으로 조절될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 다이 본딩 방법은, 상기 제1 및 제2 다이들을 각각 픽업하는 동안 상기 제1 및 제2 본딩 영역들을 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 제1 본딩 헤드를 이용하여 제1 본딩 영역 상에 제1 다이를 본딩한 후 제2 본딩 헤드를 이용하는 제2 다이의 본딩 단계는 상기 제2 본딩 헤드에 가장 근접하게 위치된 제2 본딩 영역에서 수행될 수 있다. 따라서, 제1 다이의 본딩 후 제2 다이의 본딩을 위해 이동해야 하는 거리가 최소화될 수 있으며, 이에 따라 상기 제1 및 제2 다이들의 본딩에 소요되는 시간이 크게 단축될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들이 상기 제1 및 제2 다이들의 픽업을 위해 이동하는 동안 그리고 상기 제1 및 제2 다이들의 픽업 후 본딩을 위해 이동하는 동안 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들 사이의 간격이 미리 조절될 수 있으므로 상기 제1 및 제2 다이들의 본딩에 소요되는 시간이 더욱 단축될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 도 1에 도시된 다이 본딩 방법을 수행하는데 적합한 다이 본딩 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 기판 상의 다이 본딩 영역들과 다이 본딩 순서를 설명하기 위한 개략도이다.
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 다이 본딩 방법을 설명하기 위한 순서도이며, 도 2는 도 1에 도시된 다이 본딩 방법을 수행하는데 적합한 다이 본딩 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 방법은 반도체 웨이퍼, 인쇄회로기판 등과 같은 기판(10) 상에 반도체 다이들(20)을 본딩하기 위해 사용될 수 있다. 특히, 두 개의 본딩 헤드들(110, 112)을 이용하여 상기 기판(10) 상에 다이들(20, 22)을 본딩하기 위해 사용될 수 있다.
먼저 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 공정을 수행하는데 적합한 다이 본딩 장치를 설명한다.
도 2를 참조하면, 상기 다이 본딩 장치(100)는 상기 기판(10)을 지지하기 위한 기판 스테이지(102)와, 상기 기판(10) 상에 다이들(20, 22)을 본딩하기 위한 두 개의 본딩 헤드들(110, 112)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 기판 스테이지(102)는 제1 수평 방향, 예를 들면, X축 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있으며, 제1 및 제2 본딩 헤드들(110, 112)은 상기 제1 수평 방향에 대하여 수직하는 제2 수평 방향, 예를 들면, Y축 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다. 이를 위하여 상기 다이 본딩 장치(100)는 상기 기판 스테이지(102)를 X축 방향으로 이동시키기 위한 스테이지 구동부(104)와, 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(110, 112)을 Y축 방향으로 이동시키기 위한 제1 헤드 구동부(114)를 포함할 수 있다. 상기 제1 헤드 구동부(114)는 Y축 방향으로 연장하는 갠트리 구조물들 상에 배치될 수 있으며, 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(110, 112)은 상기 갠트리 구조물들 상에서 상기 Y축 방향으로 이동 가능하게 구성된 가동 부재 상에 배치될 수 있다.
상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(110, 112)은 X축 방향으로 동축 상에 배치될 수 있으며 상기 제1 헤드 구동부(114)에 의해 Y축 방향으로 동시에 이동될 수 있다. 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(110, 112)은 상기 가동 부재 상에서 X축 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있으며, 상기 다이 본딩 장치(100)는 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(110, 112)을 상기 X축 방향으로 이동시키기 위한 제2 헤드 구동부(116)를 포함할 수 있다. 상기 제2 헤드 구동부(116)는 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(110, 112) 사이의 간격을 조절하기 위해 사용될 수 있다.
상기 다이 본딩 장치(100)는 상기 기판 스테이지(102)로부터 Y축 방향으로 이격되도록 배치되며 X축 방향으로 배열된 제1 및 제2 다이 스테이지들(120, 122)을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(110, 112)은 상기 제1 및 제2 다이 스테이지들(120, 122) 상으로 이송된 다이들(20, 22)을 각각 픽업하여 상기 기판(10) 상에 본딩할 수 있다.
도시되지는 않았으나, 상기 다이 본딩 장치(100)는 상기 다이들(20, 22)을 공급하기 위한 다이 공급 유닛을 포함할 수 있다. 상기 다이 공급 유닛은 다이싱 공정에 의해 복수의 다이들로 개별화된 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 스테이지를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 웨이퍼는 다이싱 테이프에 부착된 상태로 제공될 수 있으며 상기 다이싱 테이프는 대략 원형 링 형태의 마운트 프레임에 장착될 수 있다. 상기 웨이퍼 스테이지 상에는 상기 다이싱 테이프를 지지하기 위한 확장 링과, 상기 마운트 프레임을 파지하기 위한 클램프들과, 상기 다이싱 테이프를 확장시키기 위하여 상기 클램프들을 하강시키는 클램프 구동부가 배치될 수 있다. 또한, 상기 웨이퍼 스테이지의 하부에는 상기 다이싱 테이프로부터 상기 다이들을 분리시키기 위한 다이 이젝터가 배치될 수 있다. 그러나, 상기와 다르게 상기 다이들은 캐리어 테이프를 통해 공급될 수도 있다.
또한, 도시되지는 않았으나, 상기 다이 본딩 장치(100)는 상기 다이 이젝터에 의해 분리된 다이를 상기 제1 및 제2 다이 스테이지들(120, 122) 상으로 이송하기 위한 다이 이송 유닛을 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 다이 이송 유닛은 상기 다이를 픽업하기 위한 진공 피커와, 상기 진공 피커를 수직 및 수평 방향으로 이동시키기 위한 피커 구동부를 포함할 수 있다.
추가적으로, 상기 다이 본딩 장치(100)는 상기 제1 및 제2 다이 스테이지들(120, 122) 상으로 이송된 다이들(20, 22)을 검출하기 위한 카메라 유닛과, 상기 기판(10) 상의 다이 본딩 영역들(12)을 검출하기 위한 카메라 유닛과, 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(110, 112)에 의해 픽업된 다이들(20, 22)을 검출하기 위한 카메라 유닛 등을 포함할 수 있다.
그러나, 상기와 같은 다이 공급에 관련된 요소들은 상기한 바에 의한 바에 의해 한정되지는 않으며 다양하게 변경될 수 있으므로 본 발명의 범위가 상기한 바에 의해 제한되지는 않을 것이다.
도 3은 도 2에 도시된 기판 상의 다이 본딩 영역들과 다이 본딩 순서를 설명하기 위한 개략도이다. 이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 방법을 설명한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 기판 스테이지(102) 상에 상기 기판(10)이 로드된 후 상기 기판 스테이지(102)는 상기 스테이지 구동부(104)에 의해 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(110, 112)의 하부로 이동될 수 있다. 아울러, 상기 제1 및 제2 다이 스테이지들(120, 122) 상에는 상기 다이 이송 유닛에 의해 제1 및 제2 다이들(20, 22)이 각각 이송될 수 있다.
S100 단계에서 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(110, 112)은 상기 제1 및 제2 다이 스테이지들(120, 122)로부터 제1 및 제2 다이들(20, 22)을 각각 픽업할 수 있다. 이를 위하여 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(110, 112)은 상기 제1 헤드 구동부(114)에 의해 상기 제1 및 제2 다이 스테이지들(120, 122)의 상부로 이동될 수 있으며, 상기 제1 및 제2 다이 스테이지들(120, 122) 상의 상기 제1 및 제2 다이들(20, 22)에 대하여 각각 정렬될 수 있다. 이때, 상기 제1 및 제2 다이 스테이지들(120, 122) 상의 상기 제1 및 제2 다이들(20, 22)은 상기 카메라 유닛에 의해 그 위치와 자세가 각각 검출될 수 있으며, 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(110, 112)에 의해 하나씩 픽업될 수 있다.
특히, 상기 제1 및 제2 다이들(20, 22)을 픽업하기 전에 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(110, 112) 사이의 간격을 상기 제1 및 제2 다이 스테이지들(120, 122) 사이의 간격과 동일한 제1 간격으로 조절할 수 있다. 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(110, 112) 사이의 간격은 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(110, 112)이 상기 제1 및 제2 다이 스테이지들(120, 122)의 상부로 이동되는 동안 상기 제2 헤드 구동부(116)에 의해 상기 제1 간격으로 조절될 수 있다. 즉, 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(110, 112)이 상기 제1 헤드 구동부(114)에 의해 Y축 방향으로 이동되는 동안 상기 제2 헤드 구동부(116)에 의해 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(110, 112) 사이의 간격이 제1 간격으로 조절될 수 있다.
S110 단계에서 상기 기판(10) 상의 제1 본딩 영역(14) 상에 상기 제1 본딩 헤드(110)를 정렬할 수 있다. 즉, 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(110, 112)은 상기 제1 본딩 헤드(110)가 상기 제1 본딩 영역(14)의 상부에 위치되도록 상기 제1 헤드 구동부(114)에 의해 Y축 방향으로 이동될 수 있으며, 아울러 상기 기판(10)은 상기 스테이지 구동부(104)에 의해 X축 방향으로 이동될 수 있다. 상기 제1 본딩 헤드(110)가 상기 제1 본딩 영역(14) 상에 위치된 후 상기 제1 헤드 구동부(114)와 상기 스테이지 구동부(104)는 상기 제1 다이(20)의 본딩을 위한 미세 정렬을 수행할 수 있다.
상기 제1 본딩 영역(14) 상에 상기 제1 본딩 헤드(110)를 정렬한 후 S120 단계에서 상기 제1 본딩 영역(14) 상에 상기 제1 다이(20)를 본딩할 수 있다. 상기 제1 다이(20)의 본딩이 완료된 후 S130 단계에서 상기 제2 본딩 헤드(112)에 가장 인접하게 위치된 제2 본딩 영역(16) 상에 상기 제2 본딩 헤드(112)를 정렬할 수 있으며, S140 단계에서 상기 제2 본딩 영역(16) 상에 상기 제2 다이(22)를 본딩할 수 있다. 상기와 같이 제2 본딩 헤드(112)에 가장 인접한 상기 제2 본딩 영역(16) 상에 상기 제2 다이(22)를 본딩함으로써 상기 제1 다이(20)의 본딩 후 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(110, 112)의 이동 거리와 상기 기판 스테이지(102)의 이동 거리를 최소화시킬 수 있으며, 이에 따라 상기 제1 및 제2 다이들(20, 22)의 본딩에 소요되는 시간이 크게 단축될 수 있다.
한편, 상기 기판(10) 상에는 복수의 본딩 영역들(12)이 복수의 행과 열의 형태로 배치될 수 있으며, 상기 제1 및 제2 본딩 영역들(14, 16)은 상기 제1 및 제2 다이들(20, 22)이 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(110, 112)에 의해 픽업되는 동안 상기 카메라 유닛에 의해 미리 검출될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 다이들(20, 22)을 각각 픽업한 후 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(110, 112)이 상기 기판(10)을 향하여 Y축 방향으로 이동되는 동안 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(110, 112) 사이의 간격을 X축 방향으로 상기 제1 본딩 영역(14)과 상기 제2 본딩 영역(16) 사이의 거리와 동일한 제2 간격으로 미리 조절할 수 있다. 결과적으로, 상기 제1 및 제2 본딩 영역들(14, 16)의 검출 및 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(110, 112) 사이의 간격 조절이 상기 제1 및 제2 다이들(20, 22)의 본딩 이전에 수행될 수 있으므로 상기 제1 및 제2 다이들(20, 22)의 본딩에 소요되는 시간이 더욱 단축될 수 있다.
상기와 같이 제1 및 제2 다이들(20, 22)에 대한 본딩이 완료된 후 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(110, 112)은 제3 및 제4 다이들의 픽업을 위해 상기 제1 및 제2 다이 스테이지들(120, 122)의 상부로 이동될 수 있으며, 후속하여 상기 제1 및 제2 다이들(20, 22)의 본딩과 동일한 방법으로 상기 제3 및 제4 다이들의 본딩이 수행될 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제1 본딩 헤드(110)에 의한 본딩 순서(1-1, 1-2, …, 1-8)가 설정되면 그에 따라 상기 제2 본딩 헤드(112)에 의한 본딩 순서(2-1, 2-2, …, 2-8)가 설정될 수 있다. 즉, 상기 제2 본딩 헤드(112)에 의한 본딩 단계는 상기 제1 본딩 헤드(110)에 의한 본딩 단계가 수행되는 본딩 영역으로부터 상기 제2 간격만큼 X축 방향으로 이격된 본딩 영역 또는 상기 제2 간격만큼 X축 방향으로 이격된 위치에서 가장 근접한 본딩 영역에서 수행될 수 있다. 즉, 상기 제1 본딩 헤드(110)에 의한 본딩 단계 이후 상기 제2 본딩 헤드(112)에 의한 본딩 단계를 수행하기 위해 이동해야 하는 거리를 최소화시킴으로써 본딩 공정에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 간격은 X축 방향으로 상기 본딩 영역들(12) 중 첫 번째 본딩 영역과 마지막 본딩 영역 사이의 거리 절반에 해당하는 거리로 설정될 수 있다. 예를 들면, 도시된 바와 같이 반도체 웨이퍼(10) 상에 다이들(20, 22)을 본딩하는 경우 X축 방향으로 최대 개수의 본딩 영역들(12)이 배치된 행에서 첫 번째 본딩 영역과 마지막 본딩 영역 사이의 거리 절반이 상기 제2 간격으로 설정될 수 있다. 즉, 도시된 바와 같이 X축 방향으로 본딩 영역들의 개수가 최대 5개인 경우 상기 본딩 영역들(12)의 X축 방향 피치의 두 배가 상기 제2 간격이 될 수 있다. 한편, 상기에서는 반도체 웨이퍼에 대하여 설명하였으나, 상기 기판(10)으로 인쇄회로기판이 사용되는 경우에도 상기 제2 간격 설정은 동일하게 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(110, 112) 사이의 최소 간격이 X축 방향으로 상기 본딩 영역들(12) 중 첫 번째 본딩 영역과 마지막 본딩 영역 사이의 거리 절반보다 큰 경우 상기 제2 간격은 상기 본딩 영역들(12)의 X축 방향 피치의 정수배로 하되 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(110, 112) 사이의 최소 간격에 가장 근접한 정수배로 설정될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(110, 112)의 중심축 사이의 거리는 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(110, 112)의 크기와 상기 제2 헤드 구동부(116)를 구성하는 기구적인 요소들에 의해 최소 거리가 제한될 수 있으며, 상기 최소 거리가 첫 번째 본딩 영역과 마지막 본딩 영역 사이의 거리 절반보다 큰 경우 상기 제2 간격은 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(110, 112) 사이의 최소 간격에 가장 근접한 정수배로 설정될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(110, 112) 사이의 최소 간격이 상기 본딩 영역들의 X축 방향 피치의 2배보다 크고 3배보다 작은 경우 상기 제2 간격은 상기 본딩 영역들(12)의 X축 방향 피치의 세 배로 결정될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, X축 방향으로 상기 본딩 영역들(12)의 개수가 짝수개인 경우 상기 제2 간격은 X축 방향으로 상기 본딩 영역들(12) 중 첫 번째 본딩 영역과 마지막 본딩 영역 사이의 거리 절반보다 큰 상기 본딩 영역들(12)의 X축 방향 피치의 정수배로 하되 상기 거리 절반에 가장 근접한 정수배로 설정할 수 있다. 예를 들면, 상기 본딩 영역들(12)의 개수가 X축 방향으로 6개인 경우 상기 제2 간격은 상기 본딩 영역들(12)의 X축 방향 피치의 3배로 결정될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 제1 본딩 헤드(110)를 이용하여 제1 본딩 영역(14) 상에 제1 다이(20)를 본딩한 후 제2 본딩 헤드(112)를 이용하는 제2 다이(22)의 본딩 단계는 상기 제2 본딩 헤드(112)에 가장 근접하게 위치된 제2 본딩 영역(16)에서 수행될 수 있다. 따라서, 제1 다이(20)의 본딩 후 제2 다이(22)의 본딩을 위해 이동해야 하는 거리가 최소화될 수 있으며, 이에 따라 상기 제1 및 제2 다이들(20, 22)의 본딩에 소요되는 시간이 크게 단축될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(110, 112)이 상기 제1 및 제2 다이들(20, 22)의 픽업을 위해 이동하는 동안 그리고 상기 제1 및 제2 다이들(20, 22)의 픽업 후 본딩을 위해 이동하는 동안 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(110, 112) 사이의 간격이 미리 조절될 수 있으므로 상기 제1 및 제2 다이들(20, 22)의 본딩에 소요되는 시간이 더욱 단축될 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 : 기판 12 : 본딩 영역
14 : 제1 본딩 영역 16 : 제2 본딩 영역
20 : 제1 다이 22 : 제2 다이
100 : 다이 본딩 장치 102 : 기판 스테이지
104 : 스테이지 구동부 110 : 제1 본딩 헤드
112 : 제2 본딩 헤드 114 : 제1 헤드 구동부
116 : 제2 헤드 구동부 120 : 제1 다이 스테이지
122 : 제2 다이 스테이지

Claims (10)

  1. 제1 수평 방향으로 동축 상에 배치되고 상기 제1 수평 방향에 대하여 수직하는 제2 수평 방향으로 동시에 이동 가능하도록 구성된 두 개의 본딩 헤드들을 이용하여 상기 제1 수평 방향으로 이동 가능하도록 구성된 기판 스테이지 상에 로드된 기판 상에 다이들을 본딩하는 다이 본딩 방법에 있어서,
    상기 기판 상의 제1 본딩 영역 상부에 제1 본딩 헤드를 정렬하는 단계;
    상기 제1 본딩 헤드를 이용하여 상기 제1 본딩 영역 상에 제1 다이를 본딩하는 단계;
    상기 제1 다이의 본딩이 완료된 후 제2 본딩 헤드에 가장 인접하게 위치된 상기 기판 상의 제2 본딩 영역 상부에 상기 제2 본딩 헤드를 정렬하는 단계; 및
    상기 제2 본딩 헤드를 이용하여 상기 제2 본딩 영역 상에 제2 다이를 본딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기판 스테이지로부터 상기 제2 수평 방향으로 이격된 위치에 상기 제1 수평 방향으로 제1 및 제2 다이 스테이지들이 배치되며,
    상기 제1 다이를 본딩하기 전에 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들을 이용하여 상기 제1 및 제2 다이 스테이지들로부터 상기 제1 및 제2 다이들을 각각 픽업하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2 다이들을 각각 픽업하기 전에 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들 사이의 간격을 상기 제1 및 제2 다이 스테이지들 사이의 간격과 동일한 제1 간격으로 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들 사이의 간격은 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들이 상기 제1 및 제2 다이 스테이지들의 상부로 이동되는 동안 상기 제1 간격으로 조절되는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2 다이들을 각각 픽업한 후 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들 사이의 간격을 상기 제1 수평 방향으로 상기 제1 본딩 영역과 상기 제2 본딩 영역 사이의 거리와 동일한 제2 간격으로 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 방법.
  6. 제2항에 있어서, 상기 기판 상에는 복수의 본딩 영역들이 복수의 행과 열의 형태로 배치되며,
    상기 제1 및 제2 다이들을 각각 픽업한 후 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들 사이의 간격을 상기 제1 수평 방향으로 상기 본딩 영역들 중 첫 번째 본딩 영역과 마지막 본딩 영역 사이의 거리 절반에 해당하는 제2 간격으로 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 방법.
  7. 제2항에 있어서, 상기 기판 상에는 복수의 본딩 영역들이 복수의 행과 열의 형태로 배치되며,
    상기 제1 및 제2 다이들을 각각 픽업한 후 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들 사이의 간격을 제2 간격으로 조절하는 단계를 더 포함하되,
    상기 제1 및 제2 본딩 헤드들 사이의 최소 간격이 상기 제1 수평 방향으로 상기 본딩 영역들 중 첫 번째 본딩 영역과 마지막 본딩 영역 사이의 거리 절반보다 큰 경우 상기 제2 간격을 상기 본딩 영역들의 상기 제1 수평 방향 피치의 정수배로 하되 상기 최소 간격에 가장 근접한 정수배로 하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 방법.
  8. 제2항에 있어서, 상기 기판 상에는 복수의 본딩 영역들이 복수의 행과 열의 형태로 배치되며,
    상기 제1 및 제2 다이들을 각각 픽업한 후 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들 사이의 간격을 제2 간격으로 조절하는 단계를 더 포함하되,
    상기 제1 수평 방향으로 상기 본딩 영역들의 개수가 짝수개인 경우 상기 제2 간격을 상기 제1 수평 방향으로 상기 본딩 영역들 중 첫 번째 본딩 영역과 마지막 본딩 영역 사이의 거리 절반보다 큰 상기 본딩 영역들의 상기 제1 수평 방향 피치의 정수배로 하되 상기 거리 절반에 가장 근접한 정수배로 하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 방법.
  9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들 사이의 간격은 상기 제1 본딩 헤드가 상기 제1 본딩 영역 상부에 위치되도록 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들이 이동되는 동안 상기 제2 간격으로 조절되는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 방법.
  10. 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2 다이들을 각각 픽업하는 동안 상기 제1 및 제2 본딩 영역들을 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 방법.
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