KR102430480B1 - 다이 본딩 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

개별화된 다이들을 기판에 부착하기 위한 다이 본딩 장치가 개시된다. 다이 본딩 장치는, 복수의 다이가 부착될 수 있는 기판을 지지하기 위한 본딩 스테이지와, 다이를 픽업하여 기판에 부착하기 위한 마운트 유닛과, 마운트 유닛의 아래에 배치될 수 있으며 마운트 유닛에 픽업된 다이가 기판의 본딩 위치에 부착되도록 픽업된 다이를 정렬하기 위한 듀얼 정렬 유닛과, 마운트 유닛과 듀얼 정렬 유닛이 결합되며 마운트 유닛과 듀얼 정렬 유닛을 각각 수평 이동시키는 갠트리 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 듀얼 정렬 유닛은, 갠트리 모듈에 결합되는 비전 본체와, 비전 본체에 결합되고 마운트 유닛을 향하여 배치되며 마운트 유닛에 픽업된 다이를 촬상하는 상부 비전과, 비전 본체에 결합되고 본딩 스테이지를 향하여 배치되며 마운트 유닛에 픽업된 다이가 부착될 본딩 위치를 촬상하는 하부 비전을 포함할 수 있다. 이와 같이, 다이 본딩 장치는 갠트리 모듈을 마운트 유닛과 듀얼 정렬 유닛을 각각 수평 이동시킬 수 있도록 구성함으로써, 마운트 유닛과 듀얼 정렬 유닛이 본딩 위치 상에 배치된 상태에서 픽업된 다이에 대한 정렬이 이루어질 수 있다.

Description

다이 본딩 장치 및 방법{Apparatus and method of bonding dies}
본 발명의 실시예들은 다이 본딩 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 다이싱 공정을 통해 개별화된 다이들을 기판 상에 부착하기 위한 다이 본딩 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 집적 회로 소자들과 같은 반도체 소자들은 반도체 웨이퍼 상에 일련의 반도체 공정들을 반복적으로 수행함으로써 형성될 수 있다. 이렇게 형성된 반도체 소자들은 다이싱 공정을 통해 개별화될 수 있으며 다이 본딩 공정을 통해 기판 상에 본딩될 수 있다.
다이싱 공정을 통해 개별화된 다이들은 다이 본딩 장치에 의해 인쇄회로기판과 같은 기판 상에 부착될 수 있다. 종래의 다이 본딩 장치는, 기판을 지지하는 본딩 스테이지와, 다이를 픽업하여 기판 스테이지 상의 기판에 부착하는 마운트 유닛과, 마운트 유닛의 수평 위치를 조절하는 갠트리 모듈을 포함할 수 있다. 마운트 유닛은 각각 다이를 픽업하여 부착하는 복수의 헤드을 구비하며, 마운트 유닛의 일측에는 다이를 본딩 위치에 부착하기 위해 다이를 정렬하기 위한 정렬 카메라를 구비될 수 있다.
종래의 다이 본딩 장치를 이용한 다이 본딩 방법은, 정렬 카메라가 기판 상의 본딩 위치 상으로 이동하여 본딩 위치를 인식한 후에 마운트 유닛이 종전의 정렬 카메라의 위치로 이동하여 다이를 정렬한다. 이어, 마운트 유닛이 정렬된 다이를 기판 상의 본딩 위치에 부착한다.
이와 같이, 종래의 다이 본딩 장치는 정렬 카메라의 수평 위치와 마운트 유닛의 수평 위치가 서로 다르기 때문에 정렬 카메라에 의해 본딩 위치 확인 후 마운트 유닛이 정렬 카메라의 직전 위치로 이동해야 한다. 즉, 다이 본딩 장치는 본딩 위치와 정렬 카메라의 위치를 이용하여 다이를 정렬하기 때문에, 마운트 유닛은 다이의 본딩을 위해 정렬 카메라의 위치와 기판 상의 본딩 위치 모두를 인식해야 한다. 이로 인해, 다이 정렬 과정에서 기구적 오차가 발생할 수 있으며, 그 결과, 다이가 본딩 위치에 정확하게 부착되지 못할 수 있어 제품의 수율이 저하되고 고정밀 마운트 시스템에 적용하기 어렵다.
한국등록특허공보 제10-0929197호 (2009.12.01.)
본 발명의 실시예들은 다이를 기판 상에 부착하는 마운트 유닛을 본딩 위치 상에 배치한 상태에서 다이와 기판을 함께 촬상하여 다이를 정렬할 수 있는 다이 본딩 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예들에 따르면, 다이 본딩 장치는, 복수의 다이가 부착될 수 있는 기판을 지지하기 위한 본딩 스테이지와, 상기 다이를 픽업하여 상기 기판에 부착하기 위한 마운트 유닛과, 상기 마운트 유닛의 아래에 배치될 수 있으며 상기 마운트 유닛에 픽업된 다이가 상기 기판의 본딩 위치에 부착되도록 상기 픽업된 다이를 정렬하기 위한 듀얼 정렬 유닛과, 상기 마운트 유닛과 상기 듀얼 정렬 유닛이 결합되며 상기 마운트 유닛과 상기 듀얼 정렬 유닛을 각각 수평 이동시키는 갠트리 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 듀얼 정렬 유닛은, 상기 갠트리 모듈에 결합되는 비전 본체와, 상기 비전 본체에 결합되고 상기 마운트 유닛을 향하여 배치되며 상기 마운트 유닛에 픽업된 다이를 촬상하는 상부 비전과, 상기 비전 본체에 결합되고 상기 본딩 스테이지를 향하여 배치되며 상기 마운트 유닛에 픽업된 다이가 부착될 본딩 위치를 촬상하는 하부 비전을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 갠트리 모듈은, 상기 마운트 유닛과 상기 듀얼 정렬 유닛이 결합되며 상기 마운트 유닛과 상기 듀얼 정렬 유닛을 제1 방향으로 이동시키는 제1 갠트리 유닛과, 상기 제1 갠트리 유닛에 결합되며 상기 마운트 유닛과 상기 듀얼 정렬 유닛을 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 이동시키기 위해 상기 제1 갠트리 유닛을 상기 제2 방향으로 이동시키는 제2 갠트리 유닛을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제1 갠트리 유닛은, 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 마운트 유닛이 결합되며 상기 마운트 유닛을 상기 제1 방향으로 이동시키기 위한 제1 유닛 이동부와, 상기 제1 방향으로 연장되고 상기 제1 유닛 이동부 아래에 배치되며 상기 듀얼 정렬 유닛이 결합되고 상기 듀얼 정렬 유닛을 상기 제1 방향으로 이동시키기 위한 제2 유닛 이동부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 유닛 이동부들은 상기 제2 갠트리 유닛에 결합되어 상기 제2 갠트리 유닛에 의해 상기 제2 방향으로 이동될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 마운트 유닛은, 상기 제1 방향으로 배치되고 각각 상기 다이를 픽업하며 픽업된 다이를 상기 기판에 부착시키기 위한 복수의 헤드를 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 듀얼 정렬 유닛은 상기 제1 방향으로 이동하면서 상기 헤드들 각각에 대해 픽업된 다이와 이에 대응하는 본딩 위치를 함께 촬상하여 해당 다이를 정렬할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 마운트 유닛은, 상기 제1 갠트리 유닛에 결합되는 마운트 본체와, 상기 마운트 본체에 결합되며 상기 본딩 스테이지를 향하여 배치되고 각각 하부에 상기 헤드가 결합되며 하부에 결합된 헤드를 수직 방향으로 이동시키기 위위한 복수의 헤드 구동부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 상부 비전과 상기 하부 비전은 수직 방향으로 동일선 상에 위치할 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예들에 따르면, 다이 본딩 방법은, 다이를 픽업한 마운트 유닛을 본딩 스테이지에 놓인 기판의 상측에 배치시키되 상기 마운트 유닛을 수평 방향으로 이동시켜 상기 기판에서 상기 다이가 부착될 본딩 위치상에 배치시키는 단계와, 듀얼 정렬 유닛을 상기 본딩 위치상으로 이동시켜 상기 마운트 유닛의 아래에 배치하는 단계와, 상기 듀얼 정렬 유닛이 상기 마운트 유닛에 픽업된 다이와 상기 본딩 위치를 촬상하여 상기 다이를 정렬하는 단계와, 상기 마운트 유닛이 정렬된 다이를 상기 본딩 위치에 부착하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 다이를 정렬하는 단계에서, 상기 듀얼 정렬 유닛은 상기 본딩 위치상에 고정된 상태에서 상기 마운트 유닛에 픽업된 다이와 상기 기판을 촬상할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 다이를 정렬하는 단계는, 상기 듀얼 정렬 유닛의 상부 비전과 하부 비전이 수직 방향으로 동일선 상에 배치된 상태에서 상기 상부 비전은 상기 마운트 유닛에 픽업된 다이를 촬상하고 동시에 상기 하부 비전은 상기 본딩 위치를 촬상할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 다이 본딩 방법은, 상기 마운트 유닛을 상기 본딩 위치 상에 배치하는 단계 이전에, 상기 마운트 유닛의 복수의 헤드들이 상기 다이를 복수로 픽업하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 다이를 정렬하는 단계에서, 상기 듀얼 정렬 유닛은 상기 헤드들이 배치된 방향으로 이동하면서 상기 헤드들에 픽업된 다이들과 이에 대응하는 본딩 위치들을 상기 헤드들이 배치된 순서에 따라 순차적으로 촬상하여 정렬할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 다이를 정렬하는 단계와 상기 다이를 부착하는 단계는, 하나의 헤드에 픽업된 다이에 대해 연속적으로 이루어지며 상기 헤드들에 픽업된 다이들이 상기 기판에 모두 부착될 때까지 반복적으로 수행될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 다이 본딩 장치는 마운트 유닛과 듀얼 정렬 유닛이 개별적으로 수평 이동될 수 있도록 갠트리 모듈을 구성함으로써, 듀얼 정렬 유닛과 마운트 유닛이 본딩 위치 상에 배치된 상태에서 픽업된 다이에 대해 정렬이 수행될 수 있다. 이에 따라, 다이 본딩 장치는 다이의 정렬 과정에서 발생할 수 있는 기구적인 오차를 최소화할 수 있고 다이를 본딩 위치에 정확하게 부착할 수 있다. 그 결과, 제품의 수율이 향상되며, 본 발명의 다이 본딩 장치가 고정밀 마운트 시스템에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 다이 본딩 장치를 설명하기 위한 개략적인 정면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 다이 본딩 장치를 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다이 본딩 방법을 설명하기 위한 개략적인 순서도이다.
도 5 내지 도 8은 도 4에 도시된 다이 정렬 단계와 다이 부착 단계를 설명하기 위한 개략적인 공정도들이다.
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 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 다이 본딩 장치를 설명하기 위한 개략적인 정면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 다이 본딩 장치를 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 장치(100)는 인쇄회로기판과 같은 기판(10) 상에 개별화된 복수의 다이(20)를 부착하는 데 이용될 수 있다.
구체적으로, 상기 다이 본딩 장치(100)는, 상기 기판(10)을 지지하기 위한 본딩 스테이지(110)와, 상기 다이(20)를 픽업하여 상기 기판(10) 상에 부착하기 위한 마운트 유닛(120)과, 상기 마운트 유닛(120)에 픽업된 다이(20)와 상기 기판(10)을 정렬하기 위한 듀얼 정렬 유닛(130)과, 상기 마운트 유닛(120)과 상기 듀얼 정렬 유닛(140)의 수평 위치를 조절하기 위한 갠트리 모듈(160)을 포함할 수 있다.
상기 본딩 스테이지(110)는 상기 다이들(20)이 부착될 기판(10)을 지지하며, 상기 기판(10)을 진공 흡착하여 고정시킬 수 있다. 상기 기판(10)은 이송 레일들(170)을 통해 상기 본딩 스테이지(110) 상으로 이송될 수 있으며, 상기 이송 레일들(170)은 상기 기판(10)의 양측 부위를 지지할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 본딩 스테이지(110)는 상기 이송 레일들(170) 사이에 배치될 수 있다. 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 기판(10)은 별도의 기판 이송 장치(미도시)에 의해 상기 이송 레일들(170)을 따라 이송되어 상기 본딩 스테이지(110) 상에 배치될 수 있다.
상기 본딩 스테이지(110)의 상측에는 상기 마운트 유닛(120)과 상기 듀얼 정렬 유닛(130) 및 상기 갠트리 모듈(160)이 배치될 수 있다.
상기 마운트 유닛(120)은 개별화된 다이(20)를 픽업하고, 픽업된 다이(20)에 대응하여 설정된 상기 기판(10) 상의 본딩 위치에 상기 픽업된 다이(20)를 부착할 수 있다.
구체적으로, 상기 마운트 유닛(120)은, 상기 갠트리 모듈(160)에 결합되는 마운트 본체(122)와, 각각 상기 다이(20)를 픽업하는 복수의 헤드(124)와, 상기 헤드들(124)을 수직 방향으로 이동시키기 위한 복수의 헤드 구동부(126)를 포함할 수 있다. 상기 마운트 본체(122)는 상기 갠트리 모듈(160)에 의해 수평 이동될 수 있으며, 상기 마운트 본체(122)의 수평 이동에 의해 상기 헤드들(124)의 수평 위치가 조절될 수 있다. 상기 헤드들(124)은 상기 다이들(20)을 진공 흡착하여 픽업하며, 상기 픽업된 다이(20)를 상기 헤드 구동부들(126)에 의해 수직 이동하여 상기 기판(10) 상의 본딩 위치에 부착할 수 있다. 상기 헤드 구동부들(126)은 상기 마운트 본체(122)의 하부에 결합되며, 상기 본딩 스테이지(110)를 향하여 배치될 수 있다. 상기 헤드 구동부들(126) 각각의 하부에는 상기 헤드(124)가 결합될 수 있다. 상기 헤드 구동부들(126) 각각은 승하강 가능하게 구비되며, 하부에 결합된 헤드(124)를 수직 방향으로 이동시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 마운트 유닛(120)이 상기 헤드(124)와 상기 헤드 구동부(126)를 각각 두 개씩 구비하나, 상기 헤드(124)와 상기 헤드 구동부(126)의 개수는 이에 한정되지 않는다.
상기 마운트 유닛(120)의 하측에는 상기 듀얼 정렬 유닛(130)이 배치될 수 있다. 상기 듀얼 정렬 유닛(130)은, 상기 갠트리 모듈(160)에 결합되는 비전 본체(132)와, 상기 마운트 유닛(120)에 픽업된 다이(20)를 촬상하는 상부 비전(134)과, 상기 기판(10)에서 상기 픽업된 다이(20)가 부착될 본딩 위치를 촬상하는 하부 비전(136)을 포함할 수 있다.
상기 비전 본체(132)는 상기 갠트리 모듈(160)에 의해 수평 이동될 수 있으며, 상기 비전 본체(132)의 수평 이동에 의해 상기 상부 비전(134)과 상기 하부 비전(136)의 수평 위치가 조절될 수 있다. 상기 상부 비전(134)은 상기 비전 본체(132)의 상부 부위에 구비될 수 있으며, 상기 헤드들(124)을 향하여 배치될 수 있다. 상기 하부 비전(136)은 상기 비전 본체(132)의 하부 부위에 구비될 수 있으며, 상기 본딩 스테이지(110)를 향하여 배치될 수 있다. 상기 하부 비전(136)은 상기 기판(10)에서 상기 헤드(124)에 픽업된 다이(20)가 부착될 본딩 위치를 촬상한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 상부 비전(134)과 상기 하부 비전(136)은 도 2에 도시된 바와 같이 수직 방향으로 동일선 상에 배치될 수 있다.
특히, 상기 듀얼 정렬 유닛(130)은 도 2에 도시된 바와 같이 상기 마운트 유닛(120)의 바로 아래에 배치된 상태에서 상기 헤드(124)에 픽업된 다이(20)와 상기 다이(20)에 대응하는 본딩 위치를 촬상할 수 있다. 상기 마운트 유닛(120)은 상기 픽업된 다이(20)를 상기 본딩 위치에 정확하게 부착하기 위해 상기 듀얼 정렬 유닛(130)의 촬상 결과에 따라 상기 헤드(124)의 위치가 조절되며, 이로써, 상기 헤드(124)에 픽업된 다이(20)와 상기 기판(10)이 정렬될 수 있다.
한편, 상기 갠트리 모듈(160)은 상기 마운트 유닛(120)과 상기 듀얼 정렬 유닛(130)을 수평 방향으로 이동시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 갠트리 모듈(160)은, 상기 마운트 유닛(120)과 상기 듀얼 정렬 유닛(130)이 결합되며 상기 마운트 유닛(120)과 상기 듀얼 정렬 유닛(130)을 제1 방향(D1)으로 이동시키는 제1 갠트리 유닛(140)과, 상기 제1 갠트리 유닛(140)에 결합되며 상기 마운트 유닛(120)과 상기 듀얼 정렬 유닛(130)을 상기 제1 방향(D1)과 직교하는 제2 방향(D2)으로 이동시키기 위해 상기 제1 갠트리 유닛(140)을 상기 제2 방향(D2)으로 이동시키는 제2 갠트리 유닛(150)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 이송 레일들(170)은 상기 제1 방향(D1)으로 연장되며 상기 헤드들(124)은 상기 제1 방향(D1)으로 배치될 수 있다.
상기 제1 갠트리 유닛(140)은, 상기 제1 방향(D1)으로 연장된 크로스 빔(141)과, 상기 크로스 빔(141)의 일 측부에 결합된 제1 및 제2 유닛 이동부들(142, 145)을 구비할 수 있다.
구체적으로, 상기 크로스 빔(141)은 양 단부가 상기 제2 갠트리 유닛(150)에 결합될 수 있으며, 상기 제2 갠트리 유닛(150)에 의해 상기 제2 방향(D1)으로 수평 이동할 수 있다.
상기 제1 및 제2 유닛 이동부들(142, 145)은 수직 방향으로 이격되어 배치되며, 서로 나란하게 배치될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1 유닛 이동부(142)는 상기 크로스 빔(141)에 결합된 제1 가이드 레일(143)과 상기 제1 가이드 레일(143)에 결합된 제1 수평 구동부(144)를 구비할 수 있다. 상기 제1 가이드 레일(143)은 도 2에 도시된 것처럼 상기 크로스 빔(141)과 동일한 방향으로 연장된다. 상기 제1 수평 구동부(144)는 상기 마운트 유닛(120)의 마운트 본체(122)에 결합되며, 상기 제1 가이드 레일(143)을 따라 이동하여 상기 마운트 유닛(120)을 상기 제1 방향(D1)으로 이동시킨다.
상기 제2 유닛 이동부(145)는 상기 크로스 빔(141)에 결합된 제2 가이드 레일(146)과 상기 제2 가이드 레일(147)에 결합된 제2 수평 구동부(147)를 구비할 수 있다. 상기 제2 가이드 레일(146)은 도 2에 도시된 바와 같이 상기 제1 가이드 레일(143)과 나란하게 배치되며, 상기 제1 가이드 레일(143)의 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2 수평 구동부(146)는 상기 듀얼 정렬 유닛(130)의 비전 본체(132)에 결합되며, 상기 제2 가이드 레일(146)을 따라 이동하여 상기 듀얼 정렬 유닛(130)을 상기 제1 방향(D1)으로 이동시킨다.
한편, 상기 제1 갠트리 유닛(140)의 아래에는 상기 제2 갠트리 유닛(150)이 배치될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제2 갠트리 유닛(150)은 상기 제2 방향(D2)으로 연장된 제1 및 제2 갠트리 이동부들(152, 154)을 구비할 수 있다. 상기 제2 갠트리 이동부들(152, 154)은 상기 제1 방향(D1)으로 서로 이격되어 배치될 수 있으며, 상기 크로스 빔(141)의 양 단부에 결합될 수 있다. 여기서, 상기 제1 및 제2 갠트리 이동부들(152, 154) 사이에는 상기 본딩 스테이지(110)가 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 갠트리 이동부들(152, 154) 각각은 상기 제2 방향(D2)으로 연장된 빔 가이드 레일(156)과 상기 빔 가이드 레일(156)에 결합된 빔 구동부(158)를 구비할 수 있다. 상기 빔 구동부(158)는 상기 크로스 빔(141)의 하부면에 결합되고, 상기 빔 가이드 레일(156)을 따라 이동하여 상기 제1 갠트리 유닛(140)을 상기 제2 방향(D2)으로 이동시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 다이 본딩 장치(100)는 상기 마운트 유닛(120)과 상기 듀얼 정렬 유닛(130)이 개별적으로 상기 제1 방향(D1)으로 이동될 수 있도록 상기 제1 갠트리 유닛(140)을 구성함으로써, 상기 마운트 유닛(120)과 상기 듀얼 정렬 유닛(130)이 상기 본딩 위치 상에 배치된 상태에서 상기 마운트 유닛(120)에 픽업된 다이(20)에 대한 정렬이 수행될 수 있다. 이에 따라, 상기 다이 본딩 장치(100)는 상기 다이(20)와 상기 기판(10)을 정렬하는 과정에서 발생할 수 있는 기구적인 오차를 최소화할 수 있고, 상기 다이(20)를 상기 본딩 위치에 정확하게 부착할 수 있다. 그 결과, 제품의 수율이 향상되고, 상기 다이 본딩 장치(100)의 고정밀 마운트 수행이 가능하다.
또한, 상기 제1 갠트리 유닛(140)은 상기 마운트 유닛(120)과 상기 듀얼 정렬 유닛(130)을 각각 상기 제1 방향(D1)으로 이동시킬 수 있으므로, 상기 다이(20)와 상기 기판(10)이 정렬이 완료된 후에 상기 듀얼 정렬 유닛(130) 만이 상기 제1 방향(D1)으로 이동할 수 있다. 이에 따라, 상기 마운트 유닛(120)이 상기 본딩 위치 상에 고정된 상태에서 상기 듀얼 정렬 유닛(130)과의 간섭 없이 상기 다이(20)를 상기 기판(10)에 부착할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 상기 다이 본딩 장치(100)를 이용해 상기 다이들(20)을 상기 기판(10)에 부착하는 과정에 대해 구체적으로 설명한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다이 본딩 방법을 설명하기 위한 개략적인 순서도이고, 도 5 내지 도 8은 도 4에 도시된 다이 정렬 단계와 다이 부착 단계를 설명하기 위한 개략적인 공정도들이다.
도 1, 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 본 발명에 따른 다이 본딩 방법은, 먼저, 상기 마운트 유닛(120)이 상기 다이들(22, 24)이 수납된 수납 부재(미도시)로부터 상기 다이들(22, 24)을 픽업한다(단계 S110).
이어, 상기 갠트리 모듈(160)이 다이들(22, 24)을 픽업한 마운트 유닛(120)을 수평 이동시켜 상기 본딩 스테이지(110) 상에 놓인 기판(10)의 상측에 상기 마운트 유닛(120)을 배치한다(단계 S120). 이때, 상기 제1 갠트리 유닛(140)의 제1 유닛 이동부(142)는 상기 마운트 유닛(120)을 상기 제1 방향(D1)으로 이동시켜 상기 기판(10)에서 상기 마운트 유닛(120)에 픽업된 다이들(22, 24)이 부착될 본딩 위치들 상으로 상기 마운트 유닛(140)을 위치시킨다.
이어, 상기 제2 유닛 이동부(145)가 상기 듀얼 정렬 유닛(130)을 상기 제1 방향(D1)으로 이동시켜 상기 마운트 유닛(120)의 바로 아래, 즉, 상기 본딩 위치 상에 배치한다(단계 S130).
이어, 상기 듀얼 정렬 유닛(130)이 상기 마운트 유닛(120)에 픽업된 다이(22, 24)와 이에 대응하는 본딩 위치를 촬상하여 상기 다이(22, 24)를 정렬한다(단계 S140). 이때, 상기 듀얼 정렬 유닛(130)은 상기 제2 유닛 이동부(145)에 의해 상기 제2 가이드 레일(146)을 따라 이동하면서 상기 다이들(22, 24) 각각에 대해 개별적으로 정렬을 수행하며, 상기 다이들(22, 24)에 대한 정렬은 상기 헤드들(124A, 124B)이 배치된 순서에 따라 순차적으로 이루어질 수 있다.
구체적으로, 먼저, 상기 듀얼 정렬 유닛(130)은 상기 헤드들(124A, 124B) 중 제1 헤드(124A)에 픽업된 다이(22)와 상기 기판(10)을 정렬하며, 이를 위해 상기 제2 유닛 이동부(145)는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 듀얼 정렬 유닛(130)을 상기 제1 헤드(124A)의 바로 아래로 이동시킨다. 이때, 상기 제1 헤드(124A)는 픽업된 다이(22)의 본딩 위치 상에 위치하므로, 상기 듀얼 정렬 유닛(130) 또한 상기 다이(22)에 대응하는 본딩 위치 상에 위치하게 된다.
이어, 상기 듀얼 정렬 유닛(130)의 상부 비전(134)은 상기 제1 헤드(124A)에 픽업된 다이(22)를 촬상하며, 상기 하부 비전(136)은 상기 기판(10)에서 상기 제1 헤드(124A)에 픽업된 다이(22)가 부착될 본딩 위치를 촬상한다. 이때, 상기 듀얼 정렬 유닛(130)은 상기 제1 헤드(124A)의 바로 아래에 고정된 상태에서 상기 다이(22)와 이에 대응하는 본딩 위치를 촬상한다. 또한, 상기 상부 비전(134)과 상기 하부 비전(136)의 촬상이 동시에 이루어질 수도 있다. 상기 마운트 유닛(120)은 상기 듀얼 정렬 유닛(130)의 촬상 결과에 따라 상기 제1 유닛 이동부(142)와 상기 제2 갠트리 유닛(150)에 의해 수평 위치가 조절되며, 그 결과, 상기 다이(22)가 본딩 위치 상에 정위치될 수 있다.
도 4 및 도 6을 참조하면, 상기 제1 헤드(124A)에 픽업된 다이(22)와 상기 기판(10)의 정렬이 완료된 후에, 상기 헤드 구동부들(126A, 126B) 중 상기 제1 헤드(124A)에 연결된 제1 헤드 구동부(126A)가 상기 제1 헤드(124A)를 수직 방향으로 이동시켜 상기 다이(22)를 상기 본딩 위치에 부착한다(단계 S150). 이때, 상기 제2 유닛 이동부(145)는 상기 제1 헤드(124A)와 상기 듀얼 정렬 유닛(130) 간의 간섭을 방지하기 위해 상기 듀얼 정렬 유닛(130)을 상기 제1 헤드(124A)의 아래에서 그 외측으로 이동시킨다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 다이 정렬 단계(S140)와 상기 다이 부착 단계(S150)는 상기한 바와 같이 하나의 헤드(124A)에 픽업된 다이(22)에 대해 연속적으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 다이 정렬 단계(S140)와 상기 다이 부착 단계(S150)는 상기 마운트 유닛(120)에 픽업된 다이들(22, 24)이 상기 기판(10)에 모두 부착될 때까지 반복적으로 수행되며, 상기 헤드들(124A, 126B)이 배치된 방향에 따라 순차적으로 이루어진다.
즉, 상기 제1 헤드(124A)에 픽업된 다이(22)가 상기 기판(10)에 부착된 후에 제2 헤드(124B)에 픽업된 다이(24)에 대해 상기 다이 정렬 단계(S140)와 상기 다이 부착 단계(S150)가 수행된다.
도 7과 도 8은 상기 제2 헤드(124B)에 픽업된 다이(24)를 정렬 및 부착하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 7 및 도 8을 참조하여 상기 제2 헤드(124B)에 픽업된 다이(24)의 정렬과 부착 과정을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 듀얼 정렬 유닛(130)이 상기 제2 유닛 이동부(145)에 의해 수평 이동되어 상기 제2 헤드(124B)의 바로 아래에 배치된다.
이어, 상기 듀얼 정렬 유닛(130)의 상부 비전(134)이 상기 제2 헤드(124B)에 픽업된 다이(24)를 촬상하고, 상기 하부 비전(136)이 상기 기판(10)에서 상기 다이(24)에 대응하는 본딩 위치를 촬상한다. 상기 마운트 유닛(120)은 상기 듀얼 정렬 유닛(130)의 촬상 결과에 따라 상기 제1 유닛 이동부(142)와 상기 제2 갠트리 유닛(150)에 의해 수평 위치가 조절되며, 그 결과, 상기 다이(24)와 상기 기판(10)이 정렬된다.
이어, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 제2 헤드(124B)에 결합된 제2 헤드 구동부(126B)가 상기 제2 헤드(124B)를 수직 방향으로 이동시켜 상기 다이(24)를 상기 기판(10) 상의 본딩 위치에 부착한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 다이 본딩 방법은 상기 마운트 유닛(120)과 상기 듀얼 정렬 유닛(130)이 상기 다이(22, 24)가 부착될 본딩 위치 상에 배치된 상태에서 상기 다이(22, 24)의 정렬이 이루어진다. 이에 따라, 상기 다이 본딩 방법은 상기 다이 정렬 단계(S140)과 상기 다이 본딩 단계(S150)에서 상기 마운트 유닛(120)의 수평 이동과 기구적인 오차를 최소화할 수 있으므로, 상기 다이(22, 24)을 본딩 위치에 정확하게 배치시킬 수 있고 고정밀 마운트가 가능하다.
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 20, 22, 24 : 다이
100 : 다이 본딩 장치 110 : 본딩 스테이지
120 : 마운트 유닛 122 : 마운트 본체
124 : 헤드 126 : 헤드 구동부
130 : 듀얼 정렬 유닛 132 : 비전 본체
134 : 상부 비전 136 : 하부 비전
140 : 제1 갠트리 유닛 141 : 크로스 빔
142 : 제1 유닛 구동부 145 : 제2 유닛 구동부
150 : 제2 갠트리 유닛 16 : 갠트리 모듈
170 : 이송 레일

Claims (15)

  1. 기판을 지지하기 위한 본딩 스테이지;
    다이를 픽업하여 상기 기판 상에 부착하기 위한 마운트 유닛;
    상기 마운트 유닛의 아래에 배치되며 상기 마운트 유닛에 의해 픽업된 다이를 상기 기판의 본딩 위치에 부착하기 위해 상기 픽업된 다이를 정렬하는 듀얼 정렬 유닛; 및
    상기 마운트 유닛과 상기 듀얼 정렬 유닛이 결합되며 상기 마운트 유닛과 상기 듀얼 정렬 유닛을 각각 수평 이동시키는 갠트리 모듈을 포함하고,
    상기 듀얼 정렬 유닛은, 상기 갠트리 모듈에 결합되는 비전 본체와, 상기 비전 본체에 결합되고 상기 마운트 유닛을 향하여 배치되며 상기 마운트 유닛에 픽업된 다이를 촬상하는 상부 비전과, 상기 비전 본체에 결합되고 상기 본딩 스테이지를 향하여 배치되며 상기 마운트 유닛에 픽업된 다이가 부착될 본딩 위치를 촬상하는 하부 비전을 포함하며,
    상기 갠트리 모듈은 제1 갠트리 유닛을 포함하고,
    상기 제1 갠트리 유닛은, 제1 수평 방향으로 연장하는 크로스 빔과, 상기 크로스 빔의 일측 상부에 장착되어 상기 제1 수평 방향으로 연장하는 제1 가이드 레일과, 상기 제1 가이드 레일을 따라 상기 마운트 유닛을 이동시키는 제1 수평 구동부와, 상기 크로스 빔의 일측 하부에 장착되어 상기 제1 가이드 레일과 평행하게 연장하는 제2 가이드 레일과, 상기 제2 가이드 레일을 따라 상기 듀얼 정렬 유닛을 이동시키는 제2 수평 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 갠트리 모듈은,
    상기 제1 갠트리 유닛을 상기 제1 수평 방향에 대하여 직교하는 제2 수평 방향으로 이동시키는 제2 갠트리 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 마운트 유닛은, 상기 제1 수평 방향으로 배치되고 각각 상기 다이를 픽업하며 픽업된 다이를 상기 기판에 부착시키기 위한 복수의 헤드를 구비하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 듀얼 정렬 유닛은 상기 제1 수평 방향으로 이동하면서 상기 헤드들 각각에 대해 픽업된 다이와 이에 대응하는 본딩 위치를 함께 촬상하여 해당 다이를 정렬하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 마운트 유닛은,
    상기 제1 수평 구동부에 결합되는 마운트 본체; 및
    상기 마운트 본체에 결합되며 상기 본딩 스테이지를 향하여 배치되고 각각 하부에 상기 헤드가 결합되며 하부에 결합된 헤드를 수직 방향으로 이동시키기 위한 복수의 헤드 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 상부 비전과 상기 하부 비전은 수직 방향으로 동일선 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
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