KR102403596B1 - 반도체 소자를 정렬하고 광학적으로 검사하는 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수용 툴 위에 배열된 반도체 소자를 정렬하고 광학적으로 검사하는 장치로, 수용 툴이 반도체 소자를 위한 제1 터닝 장치 위에 배열되고, 정렬 장치가 적어도 하나의 축 방향 및/또는 회전 방향으로 수용 툴의 중심에 대해 반도체 소자를 정렬하도록 규정되고 설계된, 장치에 관한 것이다. 제1 터닝 장치는 제1 터닝 축을 중심으로 회전하여 반도체 소자를 제1 수용 위치로부터 제1 오프셋 위치로 이동시키도록 설계된다. 서로를 향해 그리고 서로 멀어지게 이동될 수 있는 2개의 제1 슬라이드가 제1 슬라이드 섹션들을 포함하고, 2개의 제1 슬라이드 섹션은 수용 툴 위에 배열된 반도체 소자를 정렬하기 위하여 반도체 소자의 2개의 제1 옆면 위에 적어도 일부 섹션에서 안착되도록 규정되고 설계되며, 제1 슬라이드는 수용 툴이 반도체 소자를 유지하는 동안 반도체 소자를 검사 위치로 활주시키고 그리고/또는 회전시키도록 규정되고 설계된다.

Description

반도체 소자를 정렬하고 광학적으로 검사하는 장치
여기서는 소자 취급 장치를 위한 소자 센터링 수단을 설명한다. 이 소자 센터링 수단은 소자 취급 장치와 함께 설명한다. 그 세부 사항들은 특허청구범위에 한정되어 있고, 또한 시스템, 시스템의 작동 모드 그리고 시스템의 변형예들의 세부 사항들은 발명의 설명 및 도면에 포함되어 있다.
소자는 여기서 예를 들어 "칩" 또는 "다이"라고도 하는 (전자) 반도체 소자이다. 이러한 소자는 일반적으로 각기둥(prism) 형태, 실질적으로 다각형인, 예를 들어 사각형(직사각형 또는 정사각형)인, 단면을 가지며, 복수의 옆면(lateral face) 및 상면과 끝면(end face)을 갖는다. 소자의 옆면들과 2개의 (하부 및 상부) 끝면을 아래에서는 대체로 측면(side face)이라고 지칭한다. 소자는 또한 4개가 아닌 개수의 옆면들을 가질 수 있다. 소자는 또한 광학 소자(프리즘, 미러, 렌즈 등)일 수 있다. 전반적으로, 소자는 임의의 기하학적 형태를 가질 수 있다.
본 출원인의 작업 실무로부터, 소자들이 픽업 툴에 의해 기판으로부터 픽업되고 이어서 지지대 위에 또는 운반 컨테이너 등의 내에 안착되는 소위 픽업(pick-up) 및 셋다운(set-down) 장치가 공지되어 있다. 소자가 안착되기 전에, 소자의 검사가 일반적으로 행해진다. 이를 위해, 소자의 하나 이상의 측면의 이미지가 하나 이상의 카메라에 의해 기록되고 자동화된 이미지 처리에 의해 평가된다.
EP 1 470 747 B1은 칩 제거 장치, 칩 제거 시스템, 피팅 시스템 및 칩을 제거하고 추가 처리하는 방법에 관한 것이다. 칩들은 웨이퍼로부터 제거되어 이송 위치로 이송되고 동시에 터닝된다. 구조화된 반도체 웨이퍼로부터 칩들을 제거하는 이러한 칩 제거 장치는 웨이퍼로부터 칩들을 제거하고 제거된 칩을 종축 또는 횡축을 중심으로 180° 터닝시키는 회전식 제거 툴 및 제거된 칩들을 종축 또는 횡축을 중심으로 다시 180° 회전시키는 회전식 터닝 툴을 구비하고, 터닝 툴은 제거 툴과 협동한다. 제거 툴은 제1 이송 위치를 가지고, 터닝 툴은 제2 이송 위치를 가지며, 이 위치에서 칩들이 추가 처리를 위한 피팅 헤드로 이송될 수 있다.
EP 0 906 011 A2는 기판 위의 전기 소자를 제거하고 장착하는 장치에 관한 것이다. 장치는 픽업 위치에서 공급 모듈로부터 전기 소자들을 제거하고 이들을 제1 전달 위치에서 추가 처리를 위한 흡인 벨트로 전달하는 회전식 전달 장치를 포함한다. 회전식 장착 헤드를 사용하는 것에 의해, 소자들이 흡인 벨트로부터 픽업되어 제2 전달 위치로 운반된다.
WO 02/054480 A1은 실장될 칩의 다양한 표면을 광학적으로 검사하는 장치에 관한 것이다. 장치는 공급 유닛으로부터 칩들을 제거하여 제1 이송 위치로 운반하도록 구성된 제1 상부 운반 플레이트를 포함한다. 칩들은 상부 운반 드럼의 옆면에 형성된 흡인 개구들에 유지되고, 상부 운반 플레이트의 회전에 의해 이동된다. 장치는 제1 이송 플레이트와 동일한 디자인의 제2 하부 운반 플레이트를 더 구비하며, 제2 하부 운반 플레이트는 제1 이송 위치로부터 제거된 칩들을 픽업하여 제2 이송 위치로 운반한다. 장치는 카메라들이 운반 플레이트들 옆에 횡으로 배열됨으로써 칩들이 검사될 수 있게 한고, 카메라들은 칩들을 그 상면 및 하면에서 검사한다. 칩들은 원래의 방향에 대해 터닝되지 않으면서 추가 처리를 위해 분류 장치로 더 전달된다.
US 4,619,043은 전자 소자들, 특히 칩들을 회로 기판 위에 제거하고 실장하는 장치 및 방법을 개시한다. 장치는 픽업 유닛에서 칩들을 픽업하고 픽업된 칩들을 제1 전달 위치로 운반하는 이송 수단을 포함한다. 이송 수단은 서로 계합되어 있는 이송 체인 및 회전 가능한 스프로킷을 구비한다. 장치는 제1 전달 위치에서 칩을 픽업하기 위한 실장 헤드를 갖는 회전식 고정 툴을 더 포함한다. 고정 툴은 또한 회전 운동에 의해 픽업된 칩을 제2 전달 위치로 이송하여 칩이 터닝되도록 구성된다.
JP 2-193813은 시험 장치들에 의해 검사되는 전자 소자들을 픽업하고 회전시키는 장치에 관한 것이다. 장치는 공급 유닛을 포함하는데, 공급 유닛으로부터 칩형 전자 소자들이 제1 회전체에 의해 제거되어 그 주변에 배열된다. 회전체의 회전 운동에 의해, 전자 소자들이 제1 전달 위치로 운반되고, 이에 의해 전자 소자들은 종축 또는 횡축을 중심으로 터닝된다. 장치는 제1 전달 위치에서 제거된 전자 소자들을 픽업하여 제2 전달 위치로 운반하는 제2 회전체를 더 포함한다. 이에 의해 전자 소자들이 그 종축 또는 횡축을 중심으로 더 터닝된다. 따라서 장치는 소자들의 각기 다른 측면들이 검사되게 할 수 있다.
DE 102014116342 A1은 적어도 하나의 홀딩 프레임을 수용하는 홈을 구비함으로써 홈 내의 적어도 하나의 홀딩 프레임에 의해 기판을 홀딩하는 캐리어 플레이트를 포함하는 방법 및 기판 홀딩 장치에 관한 것으로, 홈은 캐리어 플레이트의 상측으로부터 하측까지 캐리어 플레이트를 통해 연장한다. 캐리어 플레이트는 센터링 영역을 구비하며, 홈의 개구 폭은 상측으로부터 하측 방향으로 연속적으로 감소한다. 홀딩 프레임은 센터링 부분을 구비하는데, 적어도 하나의 홀딩 프레임이 홈 내로 삽입될 때 센터링 부분이 센터링 영역과 포지티브 피트(positive fit)를 형성한다. 따라서 적어도 하나의 유지 프레임은 홈의 중심에 유지된다.
DE 4232902 A1은 진공 처리 설비에서 평평한 디스크형 기판을 운반하는 기판 홀더에 관한 것이며, 기판은 공간 내의 임의의 희망하는 위치에서 한쪽 또는 양쪽이 처리되는데, 예컨대 스퍼터링 또는 플라즈마 에칭된다. 2개의 동일한 탄성 홀딩 핑거 쌍이 기판 평면에 놓인다. 홀딩 핑거의 유효 방향은 종 방향으로 기판 중간 지점까지 연장한다. 두 쌍의 홀딩 핑거들은 반경 방향으로 서로 반대이다. 홀딩 지점들을 통과하는 디스크 반경에 의해 감싸이는 각도는 0°보다 크고 180°보다 작다. 각각의 쌍의 홀딩 핑거는 공통 연결 부재를 통해 또는 2개의 동일한 연장부를 통해 기판으로부터 먼 측에서 마찰에 기반한 방식으로 함께 연결된다. 연결 부재의 중간은 디스크 중간 지점을 통과하고 기판의 클램핑 힘을 도입하기 위한 클램핑 부재에 대한 힘 전달 위치를 형성하는 가상의 직선 위에 놓인다. 2개의 클램핑 부재는 기판 중간 지점을 통해 대략 가상의 직선을 따라 이동한다.
DE 4024642 A1은 기판들을 위한 소용돌이 플레이트에 관한 것으로, 소용돌이 플레이트는 2개의 활성 표면 및 그 표면 위로 돌출된 주변 에지를 가지며, 플레이트 디스크는 수직 드라이브 샤프트에 의해 중앙에 운반되고, 플레이트 표면에 지지 블록이 배치되며, 지지 블록은 기판의 에지를 위한 수평 지지 표면 및 수직 지지 표면을 가지며, 구동 샤프트 내에 축 방향으로 진공 보어가 구비된다. 플레이트 디스크의 표면에는 기판 에지의 하부면에 놓이는 주변 시일이 배열된다. 진공 보어는, 플레이트 디스크를 통해, 플레이트 챔버와 기판 사이에 형성되고 시일에 의해 둘러싸인 흡인 챔버로 안내된다.
추가적인 배경 기술은 또한 EP 2 075 829 B1, WO 2014 112 041 A1, WO 2015 083 211 A1, WO 2017 022 074 A1, WO 2013 108 398 A1, WO 2013 084 298 A1, WO 2012 073 285 A1, US 9,510,460 B2, JP 49 11 714 B2, US 7,191,511 B2, JP 55 10 923 B2, JP 57 83 652 B2, JP 2007 095 725 A, JP 2012 116 529 A, JP 2001-74664 A, JP 1-193630 A, US 5,750,979, DE 199 13 134 A1, JP 8 227 904 A에 예시되어 있다.
반도체 소자가 기판/웨이퍼 필름으로부터 분리되고 반도체 소자가 픽업 툴(예를 들어 진공 피펫)에 의해 픽업될 때, 반도체 소자의 위치 공차는 픽업 툴에서 발생한다. 픽업 툴에서 소자들의 이러한 위치 및 회전 변화는, 반도체 소자와 기판/웨이퍼 필름 간의 접착성, 기판/웨이퍼 필름으로부터 반도체 소자를 분리하기 위한 니들의 스트로크 길이, 반도체 소자의 중심에 대한 니들의 위치, 픽업 툴의 반력, 반도체 소자를 픽업할 때 반도체 소자의 중심에 대한 픽업 툴의 위치, 픽업 툴에서 진공 강도, 반도체 소자를 픽업하기 위한 진공을 구축하는데 이용 가능한 시간, 픽업 툴을 마주보는 반도체 소장의 표면 특성, 및 픽업 툴의 표면 특성과 같은, 각기 다른 많은 파라미터들에 의해 영항을 받는다.
또한, 반도체 처리 업계에서 반도체 소자들의 보다 작은 결함들을 점점 더 많이 광학적으로 검출할 수 있어야 한다는 요구가 점점 증가하고 있다. 검사할 소자에 매치되는 적절한 렌즈들과 조명을 이용하여 결함들의 광학적 검출이 가능하지만, 이용 가능한 렌즈들은 필요한 이미지 샤프니스(sharpness) 및 이와 관련된 점점 더 작은 피사계 심도에 대한 한계에 도달하고 있다.
픽업 툴 위에서의 반도체 소자의 위치 변화 및 렌즈의 작은 피사계 심도 때문에, 광학 검사의 품질이 제한된다. 선명하게 이미지화되지 않은 반도체 소자에서 결함의 검출 가능성은 낮다. 따라서 부정확하게도, 결함이 있는 반도체 소자가 작동하지 않는 것이 검출되지 않으며, 추가로 처리/패키징된다.
이 문제에 대한 종래의 해결책은 광학적 소자 검사의 품질을 증가시키기 위해, 광학적 평가의 상류에 반도체 소자를 위한 센터링 스테이션을 제공한다. 이에 의해 반도체 소자의 X 위치와 Y 위치 및 회전이 측정된다. 그런 다음 픽업 툴을 X 및 Y 방향으로 이동시키고 회전시키는 것에 의해 반도체 소자의 X 및 Y 위치 그리고 회전이 교정된다. 이 해결책에서, 각각의 픽업 툴은 회전 드라이브를 추가로 구비해야만 하거나, 혹은 하나의 드라이브가 각각의 픽업 툴에 계합될 수 있도록 픽업 툴이 설계된다. 대안적으로, 픽업 툴은 회전되고, 평가 카메라가 반도체 소자에 대해 X 및 Y 방향으로 이동된다. 다른 종래의 변형예는 반도체 소자가 캐리어 위에 안착되고, 반도체 소자의 X 및 Y 위치 그리고 회전이 정렬되고 나서, 반도체 소자가 픽업 툴에 의해 캐리어로부터 다시 픽업되는 것을 제공한다. 이러한 방식으로 반도체 소자가 캐리어로부터 다시 픽업될 때, 반도체 소자가 픽업 툴에 대해 다시 미끄러질 위험이 있다.
여기에 제시된 해결책은, 종래 기술에 비해 개선된, 소자들의 취급이 정확하고 소자들의 처리량이 높은 소자 검사를 허용하는 것이다.
이를 위해, 장치 및 방법이 제공된다. 장치는 픽업 툴 위에 위치된 반도체 소자를 정렬하고 광학적으로 검사하는 역할을 하며, 픽업 툴은 반도체 소자를 위한 제1 터닝 메커니즘 위에 배열된다. 이러한 정렬 장치는 적어도 하나의 축 방향 및/또는 회전 방향으로 픽업 툴의 중심에 대해 반도체 소자를 정렬하도록 설계되고 구성된다. 제1 터닝 메커니즘은 제1 터닝 축을 중심으로 회전함으로써 반도체 소자를 제1 픽업 위치에서 제2 셋다운 위치로 운반하도록 구성된다. 정렬 장치는 서로를 향해 그리고 서로 멀어지게 이동 가능하고 제1 슬라이드 부분들을 구비하는 2개의 제1 슬라이드를 구비한다. 2개의 제1 슬라이드 부분은, 반도체 소자를 정렬하기 위하여, 픽업 툴 위에 위치된 반도체 소자의 예를 들어 서로 반대쪽에 위치된, 2개의 제1 측면과 적어도 일부 영역에서 접촉하도록 설계되고 구성된다. 이를 위해, 픽업 툴이 반도체 소자를 유지하는 동안 제1 슬라이드들은 반도체 소자를 2개의 제1 슬라이드 부분 중 적어도 하나에 직교하는 방향으로 검사 위치로 밀고 회전시킬 수 있다.
반도체 소자의 상면 및/또는 2개의 제1 측면 중 적어도 하나의 광학적 검사를 위해, 카메라 장치가 구비된다. 이 카메라 장치는 반도체 소자가 위에 위치된 픽업 툴이 카메라 장치의 광학 수단으로부터 이격되고 적어도 간헐적으로 카메라 장치의 광학축과 정렬되도록 제1 터닝 메커니즘에 대해 정렬된다.
반도체 소자를 위한 제2 터닝 메커니즘이 제공되는데, 제2 터닝 메커니즘은 제2 터닝 축을 중심으로 회전하기에 적합하다. 이 제2 터닝 메커니즘은, 반도체 소자를 제2 셋다운 위치로 운반하기 위하여, 제2 터닝 메커니즘의 제2 픽업 위치에서 제1 터닝 메커니즘의 제1 셋다운 위치로부터 반도체 소자를 취출한다. 이에 의해, 제1 터닝 축과 제2 터닝 축은 대략 90° 각도로 서로 오프셋된다. 제1 터닝 메커니즘의 제1 셋다운 위치는 제2 터닝 메커니즘의 제2 픽업 위치와 정렬되고, 이에 따라 반도체 소자가 제1 터닝 메커니즘으로부터 제2 터닝 메커니즘으로 전달될 수 있다.
제2 터닝 메커니즘에서도 역시, 반도체 소자가 검사되기 전에 정렬된다. 이를 위해, 서로를 향해 그리고 서로 멀어지게 이동 가능한 2개의 제2 슬라이드가 마찬가지로 구비된다. 이 제2 슬라이드들은 예를 들어 서로 평행하게 배향된 제2 슬라이드 부분들을 구비한다. 2개의 제2 슬라이드 부분은, 픽업 툴 위에 위치된 반도체 소자를 정렬하기 위하여, 반도체 소자의 예를 들어 서로 반대편에 위치한 2개의 제2 측면들과 적어도 일부 영역에서 접촉하도록 설계되고 구성된다. 제1 터닝 메커니즘의 경우에서와 같이, 제2 터닝 메커니즘의 픽업 툴이 반도체 소자를 유지하는 동안 제2 슬라이드들이 여기서 반도체 소자를 예를 들어 2개의 제2 슬라이드 중 적어도 하나에 대해 직교하는 방향으로 검사 위치로 밀고 회전시킨다.
반도체 소자를 검사 위치로 밀고 회전시키는 것에 의해 반도체 소자를 정렬하는 것은 여기서 슬라이드 부분들이 반도체 소자가 후속하는 검사에서 각각의 카메라 장치의 피사계 심도 범위 내에 가능한 한 위치되는 정도까지 픽업 툴 위에 있는 반도체 소자를 변위시키는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 반도체 소자는 양 방향(X축 및 Y축) 및 회전 방향(Z축을 중심으로)으로 정확하게 정렬될 필요는 없다. 반도체 소자가 검사 시를 고려하여 각각의 카메라 장치의 광축과 가능한 직교하게 측면들과 상면으로 배향되고, 각각의 카메라 장치의 시야 내에 완전히 정렬되면 충분하다.
변형예에서, 제1 및/또는 제2 슬라이드는 각각, 각각의 슬라이드 부분들의 각각의 터닝 메커니즘의 픽업 툴들로부터의 터닝 축에 대한 반경 방향 거리를 변경하기 위한 드라이브를 구비한다. 따라서 각각의 슬라이드는 픽업 툴들의 각각의 중앙 종축 방향을 따르는 각각의 슬라이드 부분의 거리를 각각의 픽업 툴의 끝면으로부터의 거리가 변하게 하는 자체 드라이브를 구비한다. 이러한 방식으로, 각각의 슬라이드 부분이 반도체 소자의 측면들과 계합되고 접촉되는 위치들이 설정될 수 있다.
다른 변형예에서, 제1 및/또는 제2 터닝 메커니즘 위의 협동 슬라이드들이 동일한 방향으로 그리고 적어도 대략 동기화된 방식으로 각각의 반도체 소자 검사 위치를 향해 또는 각각의 반도체 소자 검사 위치로부터 멀어지게 이동하도록 구성되고 설계된다. 이러한 방식으로, 반도체 소자들은 각각의 검사 위치로 밀고 회전된다.
조정을 위해, 하나의 변형예에서, 카메라는 픽업 툴들의 각각의 중앙 종축 방향으로 픽업 툴들의 각각의 끝면으로부터의 슬라이드 부분들의 거리를 검출하는 역할을 한다. 따라서 장치의 작동 중에, 픽업 툴들의 각각의 끝면으로부터의 슬라이드 부분들의 거리가 픽업 툴들 각각에 대해 개별적으로 설정될 수 있다.
변형예에서, 센터링 스테이션에 있는 협동 슬라이드들은 "발 형태"를 구비하며, 그 토우(toe)는 픽업 툴의 끝면들을 향해 배향된다. 카메라는 토우로부터 픽업 툴들의 끝면까지의 거리를 검출한다. 슬라이드의 토우의 이러한 배향에 의하여, 카메라는 반도체 소자를 손상시키지 않으면서 슬라이드와 픽업 툴의 끝면 간의 거리를 정확하게 검출할 수 있다.
여기에 제시된 장치는 통합된 취급/검사 장치를 형성한다. 이미징 센서는 소자의 모든 끝면 및/또는 측면(들)의 전부 또는 거의 전부를 검사하고, 픽업 툴들(매니퓰레이터들, 픽업 요소들) 및 수용 지점들의 위치 설정을 위해 관련된 데이터를 또한 제공한다.
따라서 이 메커니즘은, 예를 들어 소자들을 제공(예를 들어 웨이퍼 테이블)하고 그리고 소자 셋다운을 제공(예를 들어 포켓 또는 캐리어 벨트)하기 위한, 필요한 프로세스 엔지니어링 주변 장치를 구비하는 폐쇄 기계 시스템의 핵을 형성한다.
여기서 제시되는 소자 취급 장치는 예를 들어 소자 취급 장치의 상부 영역에 수평으로 배열되고, 예를 들어 고정식인, 배출 유닛을 구비하는 소자 공급부(웨이퍼 디스크)로부터 소자를 취출한다. 이 배출 유닛에 대해, 소자 공급부가 평면에서 이동한다. 니들에 의해 또는 비접촉식으로(예컨대 레이저 빔에 의해), 배출 유닛은 소자가 방해받지 않으면서 개별적으로 소자 공급부로부터 나와서 픽업 요소에 의해 픽업되게 한다. 배출된 소자들은 전체적으로는 복수의 검사 공정으로 이송되고, 최종적으로 제2 셋다운 위치에 안착된다. 수용 지점, 셋다운 위치 및 (안착) 포켓이라는 표현들은 여기서 같은 뜻으로 사용된다. 이에 의해 불량품들이 배출될 수 있다. 전달 프로세스에 통합된 소자의 광학적 검사는 복수의 검사 프로세스로 분할된다. 카메라 메커니즘의 형태로 된 하나 이상의 이미징 센서를 사용하여 소자의 끝면 및/또는 측면(들)을 그리고 전달/수용 위치들에서의 픽업 요소들의 위치들도 광학적으로 검출한다. 이러한 이미징 센서들은 각각의 경우 복수의 검사 프로세스 중에 소자의 끝면 및/또는 측면들의 적어도 하나의 이미지를 획득하기에 적합하다. 소자들의 공급/운반은 터닝 메커니즘들의 픽업 요소들이 각각 소자를 유지하는 동안 일어난다. 유지되는 소자는 운반되는 동안 개별 검사 프로세스를 통과한다. 적어도 하나의 측방향 및/또는 회전 방향으로의 소자의 정렬은 개별 검사 프로세스 또는 검사 프로세스들 전부의 상류에서 이루어진다. 따라서 이미지 데이터의 취득 시에 최적화된 정확도가 가능하다. 이미징 센서들의 획득된 (이미지) 데이터는 또한 매니퓰레이터들(픽업 요소들) 및 수용 지점의 위치 제어를 조정하는데 사용된다. 소자 공급기는 실질적으로 연속적으로 또는 주기적으로 그 경로를 따라 소자를 공급하기에 적합하다.
여기에 제시된 장치 및 절차는 기능적으로 두 가지 측면, 즉 취급과 검사를 결합한다. 이들 두 기능은, 소자들이 개별화된 형태로 소자 공급부로부터 신속하게 제거되고, 검사에 의해 양품들로 분류되면 수용 지점 또는 수용 지점들에 정확하게 안착됨에 따라, 소자들의 복수(6개 까지 또는 그 이상)의 측면의 신속하고 정확한 품질 평가를 위해 서로 섞여진다.
소자 취급 장치는 바람직하게는 조정된 방식으로 작동되고 바람직하게는 서로 실질적으로 직교하게(90° +/- 15°) 배열된 2개의 대략 별형 또는 휠형 터닝 메커니즘을 구비한다. 터닝 메커니즘들은 또한 직사각형 형상을 가질 수 있다. 이 터닝 메커니즘들 각각은 복수의 픽업 요소를 운반하며, 일부 변형예들에서는, 픽업 요소에 각각 고정된 소자들을 운반하기 위하여, 검사, 불량품 배출을 위한 하나 이상의 프로세싱 스테이션들 및 선택적으로 추가 스테이션들로 소자 취출 및 전달 사이에서 선회 각도 내에서 회전축에 대해 반경 방향으로도 또한 이동 가능하다.
여기에 제시된 장치에서, 별형 또는 휠형 터닝 메커니즘들은 2개의 터닝 메커니즘의 (가상의) 주변부에 배열되는 반경 방향 외측을 향하는 픽업 요소들 위에 소자를 운반한다. 이는 하나의 또는 둘의 터닝 메커니즘의 픽업 요소들이 회전축과 평행하게 배향되는 장치와 대조적이다.
복수의 검사 프로세스가 위에서 언급되었지만, 이는 시간적 순서 또는 차례(먼저 제1 검사 프로세스에서 먼저 이미지 획득 및 그 후 다른 검사 프로세스에서 이미지 획득)를 명시하고자 하는 의도는 아니다. 실제로 반대 차례가 더 유리한 경우도 고려할 수 있다. 복수의 소자가 터닝 메커니즘들 각각에서 동시에 픽업될 수도 있기 때문에, 개별 터닝 메커니즘 위의 픽업 요소들의 수에 따라, 검사 프로세스들이 서로 다른 소자들에 대해 동시에 일어날 수도 있다.
개별 검사 프로세스에서 이미징 센서들에 의해 검출되는 소자의 (상부/하부) 끝면 및/또는 (측부) 옆면(들)은 서로 다른 소자의 끝면 및/또는 옆면일 수 있다.
광학 검사의 한 태양은 소자를 갖는 소자 공급기가 실질적으로 정지 없이 또는 거의 정지 없이 소자 경로를 완주하는 것을 제공한다. 이에 의해 소자가 이동함에 따라 혹은 최소 정지 시간 중에 소자의 하나 이상의 끝면 및/또는 옆면들이 이미징 센서들에 의해 검출된다. 그런 다음 이 이미지들은 이미지 프로세싱 방법들에 의해 평가된다. 이러한 광학적 검출/검사의 변형예는 하나 이상의 컬러 카메라 또는 흑백 카메라가 이미징 센서로 구비되는 것을 제공한다.
이미징 센서는 하나 이상의 거울, 광학 프리즘, 렌즈 등을 구비할 수 있다.
이미징 센서는 관련된 방사선원 또는 광원을 구비할 수 있다. 각각의 방사선원 또는 광원은 소자의 적어도 일부분을 조명하기 위해 상이한 스펙트럼 또는 파장 범위를 갖는 광/방사선을 방출하기에 적합할 수 있다. 파장 범위는 서로 상이할 수 있고, 중첩되거나 혹은 적어도 부분적으로 일치할 수 있다. 예를 들어, 제1 광원의 광은 적색일 수 있고, 제2 광원의 광은 청색일 수 있다. 그러나 역상관(reverse association) 또는 다른 파장 쌍(예: 적외선 및 가시광선)도 또한 선택될 수 있다.
소자를 갖는 픽업 요소가 각각의 검출 영역에 있을 때 광원들은 각각 제어 장치에 의해 잠깐 동안 스위치 온될 수 있고, 이에 따라 각각의 이미징 센서에 의한 검출을 위해 소자의 끝면 및/또는 옆면들이 잠깐 동안의 섬광으로 조명될 수 있다. 대안적으로, 영구 조명이 사용될 수 있다.
변형 예에서, 장치는 제1 터닝 메커니즘의 제어기에 의해 상응하게 위치되는 구조화된 소자 공급부로부터 컴포넌트를 전달하기에 적합한 관련 전달 장치를 구비한다. 이는 소자 배출기(다이 배출기)일 수 있는데, 소자 배출기는 니들 또는 레이저 펄스 발생기를 이용하여 웨이퍼 캐리어 필름을 통해 소자를 밀고, 니들 또는 레이저 펄스 발생기는 캐리어 필름 위에 있는 소자의 점착력을 의도적으로 감소시켜서 소자를 캐리어 필름으로부터 분리시킨다. 전달 장치는 전달될 소자에 대한 전달 장치의 위치 및/또는 전달될 소자의 위치 데이터 및/또는 전달될 소자의 특성들을 검출하고 이들을 전달 장치의 작동을 위한 제어기에 제공하기에 적합한 관련 위치 및/또는 특성 센서를 구비한다.
이러한 유형의 장치의 변형예에서, 제1 및/또는 제2 터닝 메커니즘의 픽업 요소들은 제1 및 제2 터닝 메커니즘 사이의 분배 지점, 전달 지점에서 반경 방향 전개/후퇴를 위한 관련된 선형 드라이브들을 구비한다. 이 선형 드라이브들은 각각의 터닝 메커니즘들의 외부로부터 상응하게 위치된 픽업 요소들과 계합되고, 각각의 픽업 요소를 반경 방향으로 전개 및 후퇴시킨다. 다른 변형예에서, 이 선형 드라이브들은 각각의 픽업 요소를 전개시키기만 하고, 리턴 스프링이 각각의 픽업 요소를 후퇴시킨다. 또 다른 변형예에서, 픽업 요소들은 각각 관련된 양방향 또는 단방향의 방경 방향 드라이브를 구비한다.
소자 취급 장치의 변형예에서, 밸브들이 개별 픽업 요소들 각각에 개별적으로 그리고 정확한 위치에 부압 및 과압을 제공함으로써, 다음의 기능들, 즉 (i) 소자의 흡인, (ii) 소자의 유지, (iii) 제어되거나 혹은 제어되지 않은 블로우-오프 펄스(blow-off pulse)를 이용한 소자 안착 및/또는 소자의 방해받지 않는 송출을 수행한다.
장치의 변형예에서, 위치 및 특성 센서들은 분배 지점과 전달 지점 사이의 제1 터닝 메커니즘 및/또는 전달 지점과 안착 지점 사이의 제2 터닝 메커니즘과 관련된다. 이 센서들은 공급되는 소자의 위치 데이터 및/또는 특성들 및/또는 매니퓰레이터들(픽업 요소들) 및 수용 지점의 위치를 조절하기 위한 위치 데이터를 검출하고, 이들을 제어기에 제공하기에 적합하다.
장치의 변형예에서, 위치 및 특성 센서들 중 적어도 일부는, 공급되는 소자의 위치 데이터 및/또는 특성들을 검출하고 이들을 제어기에 제공하기 위하여, 공급되는 소자의 적어도 하나의 끝면 및/또는 하나 이상의 옆면을 검사하기에 적합하다.
부품 취급 장치의 변형예에서, 정수 n 개의 픽업 요소가 제1 및/또는 제2 터닝 메커니즘과 관련된다. 이에 의해 n >= 2이다. 제1 터닝 메커니즘의 픽업 요소들의 수 및 제2 터닝 메커니즘의 픽업 요소들의 수는 동일하거나 상이할 수 있다.
부품 취급 장치의 변형예에서, 제1, 제2 및/또는 제3 축들은 각각의 경우 서로 90° +/- 10° 또는 15° 미만의 각도를 이룬다.
장치의 변형예에서, 위치/특성 센서들은 상응하거나 혹은 상이한 검출 스펙트럼을 갖는 이미징 센서들, 또는 접촉에 의해 혹은 접촉하지 않고 거리를 측정하는 위치 센서들, 또는 접촉에 의해 혹은 접촉하지 않고 검출하는 특성 센서들이다.
위치 및 특성 센서들은 직선 또는 구부러진 광축이 있는 이미징 센서들일 수 있다.
미러 및 조명 유닛들을 포함하는, 위치 및 특성 센서들의 카메라 시스템들은 대향하는 소자 면 및 옆면들 중 2개의 소자 검사가 단일의 처리 위치에서 병렬로 수행될 수 있도록 이들의 공간적 배열 형태에 의해 결합될 수 있다. 따라서, 전체적으로 (각각의 터닝 메커니즘에서) 2개의 처리 위치면, 예를 들어 사각형 소자의, 모든 6개의 측면을 완전히 검사하기에 충분하다. 이를 위해 소자의 6개의 측면 중 3개가 2개의 처리 위치 각각에서 검출된다. 각각의 터닝 메커니즘의 검사 위치로, 변형예에서 각각의 제3 처리 위치가 회전축 또는 선회축의 레벨에 대략 수평으로 고정될 수 있다. 소자 센터링은 이 검사 위치들의 시간적으로 그리고 공간적으로 상류에서 제공된다.
추가 위치 측정 기능들이 2개의 추가 카메라 시스템(전방/후방 카메라)에 할당될 수 있다.
소자 취급 장치의 변형예에서, 제1 및/또는 제2 터닝 메커니즘은 적어도 대략 별형 또는 휠형이다. 터닝 메커니즘들은 정확하게 장착될 수 있고, 각각의 축을 따르는 또는 각각의 축을 중심으로 하는 위치 설정은 고해상도(예를 들어 회전형 또는 선형) 인코더와 쌍을 이루는, 선형 또는 회전형으로 작동하는 축방향으로 배열된 드라이브에 의해 일어날 수 있다. 픽업 요소들은 외주에 분포될 수 있고, 운반될 소자를 위해 반경 방향 외측을 향하는 흡인 접촉 지점들을 구비한다.
터닝 메커니즘들을 축방향으로 대략 90° 서로 오프셋되게 배열하는 것의 장점은, 픽업 요소 자체가 회전 이동 가능하게 장착될 필요 없이, 소자가 하나의 터닝 메커니즘으로부터 다음 터닝 메커니즘까지 전달됨에 따라 공급 프로세스 중에 소자들의 위치에서, 소자가 픽업 요소들의 특정 이동 평면(또는 터닝 메커니즘 축)에 대해 픽업 요소 축을 중심으로 90° 터닝을 수행한다는 것이다. 이러한 소자들의 배향 변화는 4개의 소자 절단면(=소자 측면)의 실질적으로 단순화된 검사를 허용한다. 이러한 목적으로, 소자 절단면을 마주보며 픽업 요소 이동 평면과 직교하게(즉 터닝 메커니즘의 축방향으로) 바람직하게는 소자 절단면들(=소자의 옆면들) 자체로부터 매우 작은 거리에 배열되는 카메라 시스템이 사용된다.
픽업 요소와 소자의 서로에 대한 또는 전달 및 검사 위치들에 대한 위치 설정이 잘못된 것을 검출하는 것은 카메라 시스템들을 픽업 요소 또는 소자 위치 검출 측정 시스템으로 사용하여 수행된다. 정확도 측면에서 요구 사항이 매우 높은 경우, 본드 툴(bond tool) 위치 검출을 위해 각각의 터닝 메커니즘마다 3개의 거리 측정 센서가 추가로 구비될 수 있다.
카메라들의 광축들은 검사되는 소자 표면에 "침투"한다. 이들은 픽업 요소 위치에 대한 기준 시스템을 형성한다. 이에 기초하여, 목표 이동 경로로부터 픽업 요소 이동 경로의 편차가 회전하는 터닝 메커니즘의 이상적인 픽업 센서 이동 평면과 평행한 평면에 배열된 거리 측정 센서에 의해 결정될 수 있다. 그것으로부터 전달 위치에서 발생하는 위치 오류가 결정되고, 제어기에 의해 보상될 수 있다.
여기에 제시된 변형예들은 종래 기술에 비해 비용이 저렴하고, 소자 처리량이 높고, 검사를 위한 시간이 더 많으며, 이동 질량이 적다.
다른 피처들, 특성들, 장점들 및 가능한 개조예들이 첨부 도면을 참조하는 아래의 상세한 설명으로부터 통상의 기술자에게 명백해질 것이다. 도면에서는 소자용 광학 검사 장치를 개략적인 형태로 도시한다.
도 1은 반도체 소자를 정렬하고 광학적으로 검사하는 장치를 개략적인 형태로 도시한 측면도이며, 이 장치는 터닝 메커니즘을 픽업 위치로부터 셋다운 위치로 운반한다.
도 1a는 도 1의 반도체 소자를 정렬하는 장치를 화살표 AA 방향에서 본 개략적인 형태를 도시한 평면도이다.
도 1b는 도 1의 반도체 소자를 광학적으로 검사하는 장치를 화살표 BB 방향에서 본 개략적인 형태를 도시한 도면이다.
도 2는 서로 90° 회전되고 서로 협동하는 2개의 터닝 메커니즘을 구비하는 반도체 소자를 정렬하고 광학적으로 검사하는 장치를 개략적인 형태로 도시한 도면이다.
도 3a 내지 3c는 후속하는 광학적 검사를 위한 도 1 또는 도 2의 반도체 소자의 정렬을 화살표 CC 방향에서 본 개략적인 형태를 도시한 평면도이다.
도 1은 전자 반도체 칩 형태로 된 프리즘 소자(B)를 소자 공급부로부터 제거하고 이를 수용 장치(200)에 안착시키는 위한 소자 취급 장치(100)를 도시한다. 여기에 제시된 소자 처리 장치(100)는 소자 취급 장치(100)의 상부 영역에 수평으로 배열되는, 웨이퍼 디스크와 같은, 더 상세히 도시되지 않은, 소자 공급부(BV)로부터 소자(B)를 취출한다.
소자들이 제1 터닝 메커니즘(130)으로 운반되도록 소자(B)들을 소자 공급부(BV)로부터 개별적으로 제거하기 위하여, 도시된 변형예에서 배출 유닛(110)은 제어기에 의해 제어되는 니들(needle)을 이용하여 작동하거나, 혹은 예를 들어 레이저 빔을 이용하여 비접촉식으로 작용한다. 이러한 제1 터닝 메커니즘(130)은 별 또는 휠의 형상을 가지며, 그 주변부에 개별화된 소자(B)를 위한 복수(도시된 예에서는 8개)의 픽업 요소(132)를 구비한다. 픽업 요소(132)들 각각은, 배출 유닛(110)에 가장 가까운 제1 터닝 메커니즘(130)의 0° 위치에 위치할 때, 제1 픽업 위치에서 구조화된 부품 공급부(BV)로부터 부품을 수용하도록 구성된다.
픽업 요소(132)들은 별형 또는 휠형의 제1 터닝 메커니즘(130)의 (가상의) 주변부에 반경 방향 외측을 향하도록 배치되고, 소자 공급부(BV)로부터 취출된 소자(B)를 운반한다. 도시된 변형예에서, 픽업 요소(132)들은 제1 터닝 메커니즘(130)의 회전축에 대해 반경 방향으로 이동 가능하다. 따라서 픽업 요소(132)들은 픽업 요소(132)들 중 하나에 고정된 소자(B) 각각을 소자 인출 및 소자 전달 사이의 선회 각도 - 여기서는 0° 내지 180° - 내에서 공급할 수 있다.
더 상세히 도시되지 않은 제어기에 의해 제어되는 제1 터닝 메커니즘(130)은 소자(B)를 회전축을 중심으로 제1 전달 지점까지 제1 소정 각도, 여기서는 180° 회전시킨다. 이에 의해 소자(B)는 종축 또는 횡축을 중심으로 회전된다. 제1 터닝 메커니즘(130)과 유사하고 복수의, 여기서는 마찬가지로 8개의, 제2 픽업 요소(152)를 갖는 제2 터닝 메커니즘(150)은, 도 2에서는 개략적으로 도시된 전달 지점과 가장 가까운 제2 터닝 메커니즘(150)의 0° 위치에 소자가 놓일 때, 전달 지점에서 제1 터닝 메커니즘(130)의 픽업 요소(132)로부터 소자(B)를 수용하도록 구성된다.
제어기에 의해 제어되는 제2 터닝 메커니즘(150)은 수용된 소자(B)를 회전축을 중심으로 제2 소정 각도, 여기서는 종축 또는 횡축을 중심으로 약 180° 회전시키고 이를 수용 장치(200)의 안착 지점으로 공급한다.
제1 및 제2 터닝 메커니즘(130, 150)의 회전축은 각각 90° +/- 10° 또는 15° 이하의 각도를 둘러싸고 있으며, 3차원 직교 좌표계에 따라 배향된다.
2개의 별형 또는 휠형 터닝 메커니즘(130, 150)은 서로 직교하게 배열되며, 그 외에는 구성 측면에서 상응한다. 도 1에 도시된 바와 다르게, 2개의 터닝 메커니즘(130, 150)의 수용 장치(200)의 공급 방향에 대한 배열은 또한 Z축을 중심으로 90° 회전될 수 있다. 이 경우, 하부 터닝 메커니즘(150)은 수용 장치(200)의 공급 방향에 대해 적어도 대략 횡 방향으로 배향된다.
제1 및 제2 터닝 메커니즘(130, 150)은 카메라 장치들의 형태로 된 관련 위치 및 특성 센서들을 구비한다. 도 1에 도시 된 바와 같이, 이 센서들은 전체적으로 장치의 복수의 지점에 놓인다. 이들은 제1 및 제2 터닝 메커니즘(130, 150)의 위치 데이터, 픽업 요소(132, 152) 상에 위치된 소자(B)들의 위치 데이터 및 또한 픽업 요소(132, 152) 상에 위치된 소자(B)들의 특성을 검출하도록 구성된다. 이에 의해 얻어진 데이터는 제어기에 제공된다. 여기에 도시된 실시예에서, 제1 터닝 메커니즘(130)의 주변에 있는 - 도 1에서는 부분적으로만 볼 수 있는 - 3개의 카메라(K1-1, K1-2, K-3)를 구비하는 제1 카메라 장치(K1)는 90°에서 이 지점 위를 지나도록 안내되는 소자(B)를 향한다. 이 카메라 장치(K1)의 세부 사항은 도 1b와 관련하여 설명할 것이다. 제2 터닝 메커니즘(150)의 주변에 있는 제1 카메라 장치(K1)에 상응하는, 3개의 카메라를 구비하는 제2 카메라 장치(K2)는 90°에서 이 지점 위를 지나도록 안내되는 소자(B)를 향한다(도 2 참조).
제어기는 회전 드라이브(DA1)에 의해 회전축을 중심으로 제어된 방식으로 제1 터닝 메커니즘(130)을 회전시키고 그리고 선형 드라이브(LA1)에 의해 회전축을 따라 제어된 방식으로 제1 터닝 메커니즘(130)을 이동시키도록 구성된다. 유사하게, 제2 터닝 메커니즘(150)은 더 상세히 도시되지 않은 회전 드라이브 및 선형 드라이브를 구비한다.
이미징 센서들은 소자(B)의 끝면 및/또는 측면(들)을 검사하고, 또한 제1 및 제2 터닝 메커니즘의 축들을 따르는 그리고 그 축들을 중심으로 하는 제1 및 제2 터닝 메커니즘(130, 150)의 그리고 픽업 요소들(132, 152) 및 그 위에 놓이는 소자(B)들의 위치 결정과 관련된 데이터를 제공한다.
소자(B)를 픽업 요소들(132, 152) 내로 흡인하기 위해, 소자(B)를 픽업 요소들(132, 152)에 유지하기 위해, 제어되거나 혹은 제어되지 않은 블로우-오프 펄스(blow-off pulse)로 소자(B)를 안착시키기 위해, 그리고 소자(B)를 픽업 요소들(132, 152) 외부로 방해받는 일 없이 송출(blow)하기 위해, 픽업 요소들은 상세하게 도시되지 않은 공압 유닛에 연결된다. 소자(B)들을 개별적으로 픽업하고 유지하고 다시 안착시키기 위하여, 제어기에 의해 제어되는 공압 유닛은 밸브의 제어 하에 요구되는 시점 또는 시기에 과압 또는 부압을 개별 픽업 요소(132, 152)에 인가한다.
소자(B)의 끝면 및/또는 측면(들)의 검사를 위해 도 1의 90° 위치에 있는 예를 들어 카메라 장치(K1-1... K1-3)(도 1b 참조)의 형태로 된 이미징 센서에 소자(B)가 공급되기 전에, 픽업 툴(132, 152) 위에 위치된 반도체 소자(B)를 정렬하는 장치(300)는 반도체 소자가 카메라 장치(K1-1... K1-3)에 의한 검사를 위해 최적으로 정렬되는 것을 보장한다. 매우 작은 광학적 소자 결함들조차 확실히 감지될 수 있게 하기 위함이다. 이러한 목적으로, 카메라 장치(K1-1... K1-3)는 방사선 강도 및 광 파장의 측면에서 검사될 면들에 적합하도록 특별하게 구성된 렌즈 및 조명을 구비한다. 필요한 이미징 샤프니스를 위해, 렌즈의 피사계 심도는 매우 좁은 범위 내에 있다. 이를 위해, 검사될 반도체 소자(B)의 측면들은 각각의 카메라 장치(K1-1... K1-3)의 초점 거리(FA)(도 1 및 도 3c 참조)에 가능한 정확하게 정렬된다. 또한, 협동 슬라이드 부분들은 검사될 반도체 소자(B)의 측면들을 검사 위치를 향하는 방향으로 측면들 및 상면이 각각의 카메라 장치(K1-1... K1-3)의 피사계 심도 범위(STB)(도 1 및 도 3c 참조) 내에 위치하도록 민다. 일 실시예에서, IR광 범위 내지 청색광 범위에서 렌즈의 색수차가 최소화된다. 예를 들어, 카메라 장치(K1-1... K1-3)의 렌즈들은 검사된 반도체 소자(B)의 측면들로부터 약 104.1mm, 플러스 약 2mm, 마이너스 약 1mm의 관찰 거리 및 약 0.1mm의 피사계 심도 범위(STB)를 추가로 갖는다.
픽업 툴(132, 152) 위에 위치된 반도체 소자(B)를 광학적으로 검사할 수 있게 하기 위하여, 반도체 소자(B)를 정렬하는 장치(300)가 사용된다. 장치(300)는 각각의 픽업 툴(132, 152)의 중앙 종축(z축)에 대해 횡방향인 적어도 하나의 축 방향(x축 또는 y축)으로 그리고/또는 각각의 픽업 툴(132, 152)의 중앙 종축(z축)을 따르는 회전 방향으로 픽업 툴의 중심에 대해 반도체 소자(B)를 정렬한다.
이를 위해, 터닝 메커니즘(130, 150)은 회전축을 중심으로 회전하면서 반도체 소자(B)를 픽업 위치(0°)로부터 셋다운 위치(180°)로 운반한다. 도 1 및 도 2에서, 정렬은 대략 45°로 이루어진다. 서로 정렬된 2개의 제1 슬라이드(140-1, 140-2)가 배열되는데, 이들은 서로를 향해 그리고 서로 멀어지게 이동 가능하고 이들 사이에서 반도체 소자(B)가 운반된다. 슬라이드들(140-1, 140-2)은 반도체 소자(B)의 측면 형태에 적합한 윤곽을 갖는 슬라이드 부분들(142-1, 142-2)을 가지고, 이에 따라 2개의 슬라이드 부분(142-1, 142-2)은 반도체 소자(B)의 2개의 제1 측면(B1, B3)과 접촉하기에 적합하다. 도 3a 내지 도 3c에 도시 된 바와 같이, 서로를 향해 이동되는 2개의 슬라이드 부분(142-1, 142-2)은 픽업 툴(132, 152)이 반도체 소자(B)를 유지하는 동안 픽업 툴(132, 152) 위에 위치된 반도체 소자(B)를 정렬된 검사 위치로 민다.
도 1b에 도시 된 바와 같이, 이미지 획득은 반도체 소자(B)가 검사 위치(90°)에 있을 때 픽업 툴(132) 및 반도체 소자(B)의 2개의 측면(B1, B3)로부터 먼 상면(S1)의 광학적 검사를 위한 검사 위치(도 1의 90°)에 있는 제1 터닝 메커니즘(130)에서 카메라 장치(K1-1... K1-3)에 의해 수행된다. 이와 유사하게, 이미지 획득은 반도체 소자(B)가 검사 위치(마찬가지로 90°)에 있을 때 픽업 툴(152) 및 반도체 소자(B)의 2개의 측면(B2, B4)로부터 먼 상면(S1)의 광학적 검사를 위한 검사 위치(90°)에 있는 제1 터닝 메커니즘(130)에서 카메라 장치(K2-1... K2-3)에 의해 수행된다. 이를 위해, 각각의 터닝 메커니즘(130, 150) 상의 픽업 툴(132, 152)은, 그 위에 위치된 반도체 소자(B)를 이용하여, 각각의 카메라 장치(K1-1... K1-3, K2-1... K2-3)의 광학 수단(예를 들어 미러(SP1, SP2)) 또는 렌즈로부터 이격되고 그리고 카메라 장치K1-1... K1-3, K2-1... K2-3)의 광축과 적어도 간헐적으로 정렬되도록 배열되고 정렬된다.
제1 및 제2 터닝 메커니즘(130, 150)은 구성이 동일하며, 서로를 향해 그리고 서로 멀어지게 이동 가능하고 마찬가지로 구성이 동일한 제1 및 제2 슬라이드(140-1, 140-2; 160-1, 160-2)를 구비한다(도 1, 2 참조). 제1 및 제2 슬라이드 각각은 각각의 슬라이드 부분(142-1, 142-2; 162-1, 162-2)의 각각의 터닝 메커니즘(130, 150)의 픽업 툴들(132, 152)로부터의 중앙 종축(z축)을 따르는 거리, 즉 각각의 터닝 메커니즘(130, 150)의 회전축 또는 터닝축에 대한 반경 방향 거리를 변경하기 위한 드라이브를 구비한다.
조정을 위해, 카메라(K3)는 픽업 툴들의 각각의 중앙 종축 방향으로 슬라이드 부분들(142-1, 142-2; 162-1, 162-2)의 픽업 툴들(132, 152)의 각각의 끝면으로부터의 거리를 검출하는 역할을 한다. 따라서 장치가 작동하는 동안, 슬라이드 부분들(1421, 142-2; 162-1, 162-2)의 픽업 툴들(132, 152)의 각각의 끝면으로부터의 거리가 픽업 툴들(132, 152) 각각에 대해 개별적으로 설정될 수 있다. 이는 반도체 소자(B)가 검사 위치에 정확하게 정렬될 수 있게 한다.
각각의 슬라이드는 협동 슬라이드들을, 제1 및 제2 터닝 메커니즘(130, 150) 위에 있는 각각의 반도체 소자(B)가 그 사이에 있는 슬라이드 부분들(142-1, 142-2; 162-1, 162-2)과 함께 동일한 방향으로 그리고 적어도 동기화된 방식으로 각각의 검사 위치를 향해 또는 그로부터 멀어지게 이동시키기 위한 자체 드라이브를 추가로 구비한다.
여기에 도시된 변형예에서, 센터링 스테이션에 있는 협동 슬라이드들은 "발 형태"를 가지며, 그 토우는 픽업 툴(132, 152)의 끝면들을 향한다. 카메라(K3)는 토우로부터 픽업 툴(132, 152)의 반경 방향 외부 끝면까지의 거리를 검출한다.
반도체 소자(B)의 사전 정렬과 관련하여 먼저 제1 터닝 메커니즘(130)에서 그런 다음 및 제2 터닝 메커니즘(150)에서 반도체 소자(B)를 검사하는 것에 의해, 모든 4개의 측면들(B1-B4) 및 2개의 상면(S1, S2)에 광학적 검사를 위한 접근이 가능하다.
위치 및 특성 센서로서 제1 및 제2 카메라 장치(K1 및 K2)는 제1 또는 제2 터닝 메커니즘(130)의 주변 대략 90°에서 각각의 3개의 카메라로 소자(B)의 3개의 면(B1, B3, S1) 또는 소자(B)의 3개의 면(B2, B4, S2)을 향한다.
3개의 카메라(K1-1, K1-2, K1-3; K2-1, K2-2, K2-3)를 구비하는 카메라 장치(K1 또는 K2)의 평면도가 도 1b에 도시되어 있다. 중간 카메라는 소자(B)의 각각의 끝면(S1 또는 S2)을 검사하고, 2개의 외부 카메라는 각각의 거울(SP1, SP2)을 통해 소자(B)의 측면들을 검사한다. 이 면들에 있는 소자(B)의 임의의 결함도 이렇게 획득된 이미지로부터 결정될 수 있다.

Claims (14)

  1. 픽업 툴(132) 위에 위치된 반도체 소자(B)를 정렬하고 광학적으로 검사하는 장치로,
    - 픽업 툴(132)이 반도체 소자(B)를 위한 제1 터닝 메커니즘(130) 위에 배열되고,
    - 장치는 적어도 하나의 축 방향 및 회전 방향 중 한 방향으로 또는 두 방향 다로 픽업 툴(132)의 중심에 대해 반도체 소자(B)를 정렬하도록 설계되고 구성되고,
    - 제1 터닝 메커니즘(130)은 제1 터닝 축을 중심으로 회전함으로써 반도체 소자(B)를 제1 픽업 위치(0°)에서 제1 셋다운 위치(180°)로 운반하도록 구성되고,
    - 장치는 서로를 향해 그리고 서로 멀어지게 이동 가능하고 제1 슬라이드 부분들(142-1, 142-2)을 구비하는 2개의 제1 슬라이드(140-1, 140-2)를 구비하고,
    - 2개의 제1 슬라이드 부분(142-1, 142-2)은 반도체 소자(B)의 2개의 제1 측면과 적어도 일부 영역에서 접촉하도록 설계되고 구성되고, 이에 따라 픽업 툴(132)이 반도체 소자(B)를 유지하는 동안 제1 슬라이드들(140-1, 140-2)이 반도체 소자(B)를 검사 위치로 밀거나 또는 회전시키도록 설계되고 구성됨으로써 2개의 제1 슬라이드 부분(142-1, 142-2)이 픽업 툴(132) 위에 위치된 반도체 소자(B)를 정렬하고,
    위치 및 특성 센서로서의 카메라 장치(K1)가 구비되는데, 카메라 장치(K1)는 반도체 소자(B)가 위에 위치된 픽업 툴(132)이 카메라 장치(K1)의 광학 수단으로부터 이격되고 적어도 간헐적으로 카메라 장치(K1)의 광학축과 정렬되도록 제1 터닝 메커니즘(130)에 대해 정렬되는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    카메라 장치(K1)가 픽업 툴(132)로부터 먼 반도체 소자의 상면 및 반도체 소자(B)의 2개의 제1 측면 중 적어도 하나의 광학 검사를 위하여 구비되는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    - 반도체 소자(B)를 위한 제2 터닝 메커니즘(150)이 제공되고, 이 제2 터닝 메커니즘은, 반도체 소자(B)를 제2 셋다운 위치(180°)로 운반하기 위하여, 제2 터닝 축을 중심으로 회전함으로써 제2 터닝 메커니즘(150)의 제2 픽업 위치(0°)에서 제1 터닝 메커니즘(130)의 제1 셋다운 위치(180°)로부터 반도체 소자(B)를 취출하도록 구성되고,
    제1 터닝 축과 제2 터닝 축은 90° 각도로 서로에 대해 오프셋되고,
    제1 터닝 메커니즘(130)의 제1 셋다운 위치가 제2 터닝 메커니즘(150)의 제2 픽업 위치와 정렬되고, 이에 따라 반도체 소자(B)가 제1 터닝 메커니즘(130)으로부터 제2 터닝 메커니즘(150)으로 전달될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    반도체 소자(B)를 위한 제2 터닝 메커니즘(150)이,
    - 서로를 향해 그리고 서로 멀어지게 이동 가능하고, 서로 평행하게 배향된 제2 슬라이드 부분(162-1, 162-2)을 구비하는 2개의 슬라이드(160-1, 160-2)를 구비하고,
    - 2개의 제2 슬라이드 부분(162-1, 162-2)은 반도체 소자(B)의 서로 반대편에 위치한 2개의 제2 측면과 적어도 일부 영역에서 접촉하도록 설계되고 구성되고, 이에 따라 제2 터닝 메커니즘(150)의 픽업 툴(152)이 반도체 소자(B)를 유지하는 동안 제2 슬라이드들(160-1, 160-2)이 반도체 소자를 2개의 제2 슬라이드 부분(162-1, 162-2)과 직교하는 방향으로 검사 위치로 밀거나 또는 검사 위치로 회전시킴으로써 2개의 제2 슬라이드 부분(162-1, 162-2)이 픽업 툴(152) 위에 위치된 반도체 소자(B)를 정렬하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    제1 및 제2 슬라이드들(140-1, 140-2; 160-1, 160-2) 중 하나 또는 둘 다는, 제1 및 제2 슬라이드들(140-1, 140-2; 160-1, 160-2) 중 하나 또는 둘 다가 각각의 슬라이드 부분들(142-1, 142-2; 162-1, 162-2)의 각각의 터닝 메커니즘(130, 150)의 픽업 툴들(132, 152)로부터의 각각의 터닝 축들에 대한 반경 방향 거리를 변경하게 하는 드라이브를 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    각각의 슬라이드(140-1, 140-2; 160-1, 160-2)는 픽업 툴들(132, 152)의 각각의 중앙 종축 방향을 따르는 각각의 슬라이드 부분(142-1, 142-2; 162-1, 162-2)의 거리를 각각의 픽업 툴(132, 152)의 끝면으로부터의 거리가 변하게 하는 자체 드라이브를 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    제1 및 제2 터닝 메커니즘(130, 150) 중 하나 또는 둘 다 위의 협동 슬라이드들(140-1, 140-2; 160-1, 160-2)이 동일한 방향으로 그리고 동기화된 방식으로 각각의 검사 위치를 향해 또는 각각의 검사 위치로부터 멀어지게 이동하도록 구성되고 설계되는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    카메라 장치(K1, K2, K3)가, 픽업 툴(132, 152)의 각각의 중앙 종축 방향으로, 슬라이드 부분들(142-1, 142-2; 162-1, 162-2)의 픽업 툴(132, 152)의 각각의 끝면으로부터의 거리를 검출하도록 설계되는 카메라(K1-1, K1-2, K1-3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 픽업 툴 위에 위치된 반도체 소자를 정렬하고 광학적으로 검사하는 방법으로,
    픽업 툴은 반도체 소자를 위한 제1 터닝 메커니즘 위에 배열되고,
    반도체 소자는 적어도 하나의 축 방향 및 회전 방향 중 한 방향으로 또는 두 방향 다로 픽업 툴의 중심에 대해 정렬되고, 반도체 소자는 제1 터닝 축을 중심으로 회전되고 이에 의해 반도체 소자가 제1 픽업 위치로부터 제1 셋다운 위치로 운반되고,
    2개의 제1 슬라이드는 서로를 향해 그리고 서로 멀어지게 이동 가능하고, 반도체 소자의 2개의 제1 측면과 적어도 일부 영역에서 접촉하게 되는 2개의 제1 슬라이드 부분을 구비하고, 이에 따라 픽업 툴이 반도체 소자를 유지하는 동안 제1 슬라이드들이 반도체 소자를 검사 위치로 밀거나 또는 회전시킴으로써 2개의 제1 슬라이드가 픽업 툴 위에 위치된 반도체 소자를 정렬하고,
    위치 및 특성 센서로서의 카메라 장치가 구비되는데, 카메라 장치는 반도체 소자가 위에 위치된 픽업 툴이 카메라 장치의 광학 수단으로부터 이격되고 적어도 간헐적으로 카메라 장치(K1)의 광학축과 정렬되도록 제1 터닝 메커니즘에 대해 정렬되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    픽업 툴로부터 먼 반도체 소자의 상면 및 반도체 소자의 2개의 제1 측면 중 적어도 하나가 카메라 장치에 의해 검사되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
    제2 터닝 메커니즘이, 반도체 소자를 제2 셋다운 위치로 운반하기 위하여, 제2 터닝 축을 중심으로 회전함으로써 제2 터닝 메커니즘의 제2 픽업 위치에서 제1 터닝 메커니즘의 제1 셋다운 위치로부터 반도체 소자를 취출하고,
    제1 터닝 축과 제2 터닝 축은 90° 각도로 서로 오프셋되고,
    제1 터닝 메커니즘은, 반도체 소자가 제1 터닝 메커니즘으로부터 제2 터닝 메커니즘으로 운반될 수 있도록 제2 터닝 메커니즘의 제2 픽업 위치와 정렬되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
    동일한 수단이 정렬 및 광학적 검사를 위해 반도체 소자용 제2 터닝 메커니즘과 결합되고, 이 수단은 픽업 툴이 반도체 소자를 유지하는 동안 반도체 소자가 검사 위치로 밀리거나 또는 회전됨으로써 픽업 툴 위에 위치된 반도체 소자가 정렬되게 하는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
    각각의 슬라이드 부분의 각각의 터닝 메커니즘의 픽업 툴들로부터의 터닝 축에 대한 반경 방향 거리가 변경되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
    제1 및 제2 터닝 메커니즘(130, 150) 중 하나 또는 둘 다 위의 협동 슬라이드들이 동일한 방향으로 그리고 동기화된 방식으로 각각의 검사 위치를 향해 또는 각각의 검사 위치로부터 멀어지게 이동하는 것을 특징으로 하는 방법.
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