KR102580580B1 - 웨이퍼 상에 다이들을 본딩하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

웨이퍼 상에 다이들을 본딩하기 위한 장치와 방법이 개시된다. 상기 장치는, 제1 다이들이 형성된 제1 웨이퍼를 지지하는 제1 스테이지와, 상기 제1 스테이지의 상부에서 X축 방향으로 배치되며 제2 다이들을 상기 제1 웨이퍼 상에 본딩하기 위한 한 쌍의 본딩 헤드들을 포함한다. 상기 제1 스테이지와 상기 본딩 헤드들은 상기 제2 다이들의 본딩 각도를 조절하기 위하여 각각 회전 가능하게 구성되며, 이에 따라 상기 제1 웨이퍼에 대한 다이 본딩 공정에서 상기 본딩 헤드들에 의한 동시 작업이 이루어질 수 있다.

Description

웨이퍼 상에 다이들을 본딩하기 위한 장치 및 방법{Apparatus and method for bonding dies onto wafer}
본 발명의 실시예들은 웨이퍼 상에 다이들을 본딩하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 제1 다이들이 형성된 웨이퍼 상에 제2 다이들을 본딩하기 위한 웨이퍼 레벨 다이 본딩 장치 및 이를 이용하는 웨이퍼 레벨 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 다이들은 리드 프레임 또는 인쇄회로기판 등과 같은 기판 상에 본딩된 후 몰딩 공정을 통해 반도체 패키지들로 제조될 수 있다.
그러나, 최근 복수의 반도체 다이들을 적층 형태로 본딩하여 제조하는 멀티칩 패키지 소자의 경우 웨이퍼 상에 다이들을 직접 본딩하는 웨이퍼 레벨 다이 본딩 공정에 의해 제조될 수 있다. 상기와 같이 웨이퍼 상에 직접 본딩된 다이들은 후속하는 웨이퍼 레벨 몰딩 공정에 의해 패키징될 수 있으며, 이어서 다이싱 공정에 의해 개별 반도체 소자들로 분할될 수 있다.
일 예로서, 대한민국 등록특허공보 제10-1584672호에는 웨이퍼 상에 다이들을 직접 가압 본딩하는 반도체 칩 가압 본딩 장치가 개시되어 있다. 그러나, 하나의 본딩 헤드를 이용하여 상기 웨이퍼 상에 대략 수십 내지 수백 개의 다이들을 본딩하기에는 매우 긴 시간이 소요되며 이에 의해 생산성이 매우 낮은 문제점이 있다.
본 발명의 실시예들은 웨이퍼 레벨 다이 본딩 공정에 소요되는 시간을 크게 단축시킬 수 있는 웨이퍼 레벨 다이 본딩 장치와 이를 이용하는 웨이퍼 레벨 다이 본딩 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 웨이퍼 레벨 다이 본딩 장치는, 제1 다이들이 형성된 제1 웨이퍼를 지지하는 제1 스테이지와, 상기 제1 스테이지의 상부에서 X축 방향으로 배치되며 제2 다이들을 상기 제1 웨이퍼 상에 본딩하기 위한 한 쌍의 본딩 헤드들을 포함할 수 있으며, 상기 제1 스테이지와 상기 본딩 헤드들은 상기 제2 다이들의 본딩 각도를 조절하기 위하여 각각 회전 가능하게 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 X축 방향으로 상기 본딩 헤드들을 각각 이동시키기 위한 X축 구동부가 더 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제1 스테이지와 상기 본딩 헤드들의 동작을 제어하기 위한 제어부가 더 구비될 수 있다. 상기 제어부는, 상기 제1 웨이퍼의 중앙 부위를 상기 X축 방향으로 가로지르는 제1 본딩 영역을 설정하고, 상기 X축 방향에 대하여 직교하는 Y축 방향으로 상기 제1 본딩 영역을 제외한 나머지 영역들을 제2 본딩 영역들로 설정할 수 있다. 또한, 상기 제어부는, 상기 제1 본딩 영역에 상기 제2 다이들을 본딩하는 제1 본딩 공정을 수행한 후, 상기 제2 본딩 영역들이 상기 X축 방향으로 배치되도록 상기 제1 스테이지를 회전시키고, 상기 제2 본딩 영역들에 상기 제2 다이들을 본딩하는 제2 본딩 공정을 수행할 수 있다. 특히, 상기 제어부는 상기 제2 본딩 공정에서 상기 제2 다이들의 본딩 각도를 조절하기 위해 상기 본딩 헤드들을 상기 제1 웨이퍼의 회전 각도와 동일한 각도로 각각 회전시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 본딩 헤드들을 상기 X축 방향에 대하여 직교하는 Y축 방향으로 각각 정렬하기 위한 정렬 구동부들이 더 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제1 스테이지를 상기 X축 방향에 대하여 직교하는 Y축 방향으로 이동시키기 위한 Y축 구동부가 더 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 X축 방향으로 상기 제1 스테이지의 일측에 배치되며 상기 제2 다이들을 포함하는 제2 웨이퍼를 지지하기 위한 제2 스테이지가 더 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제1 스테이지와 상기 제2 스테이지 사이에 배치되며 상기 본딩 헤드들 및 상기 본딩 헤드들에 의해 픽업된 제2 다이들의 정렬 상태를 검사하기 위한 카메라가 더 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제2 스테이지를 상기 X축 방향에 대하여 직교하는 Y축 방향으로 이동시키기 위한 제2 Y축 구동부가 더 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 제2 웨이퍼는 다이싱 테이프 상에 부착된 상태로 제공되고, 상기 제2 스테이지는 상기 다이싱 테이프가 장착된 링 형태의 마운트 프레임을 지지할 수 있다. 이때, 상기 제2 스테이지의 아래에는 상기 다이싱 테이프로부터 상기 제2 다이들을 선택적으로 분리시키기 위한 이젝트 유닛이 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 이젝트 유닛을 상기 X축 방향으로 이동시키기 위한 제2 X축 구동부가 더 구비될 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 웨이퍼 상에 다이들을 본딩하는 방법은, 제1 다이들이 형성된 제1 웨이퍼의 중앙 부위를 가로지르는 X축 방향으로 제1 본딩 영역을 설정하는 단계와, 상기 X축 방향에 대하여 직교하는 Y축 방향으로 상기 제1 본딩 영역을 제외한 나머지 영역들을 제2 본딩 영역들로 설정하는 단계와, 상기 X축 방향으로 배치된 한 쌍의 본딩 헤드들을 이용하여 상기 제1 본딩 영역에 제2 다이들을 본딩하는 제1 본딩 공정을 수행하는 단계와, 상기 제2 본딩 영역들이 상기 X축 방향으로 배치되도록 상기 제1 웨이퍼를 회전시키는 단계와, 상기 본딩 헤드들을 이용하여 상기 제2 본딩 영역들에 제2 다이들을 본딩하는 제2 본딩 공정을 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제2 본딩 공정에서 상기 본딩 헤드들은 상기 제2 다이들의 본딩 각도를 조절하기 위해 상기 제1 웨이퍼의 회전 각도와 동일한 각도로 각각 회전될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 웨이퍼 레벨 다이 본딩 장치는, 제1 다이들이 형성된 제1 웨이퍼를 지지하는 제1 스테이지와, 상기 제1 스테이지의 상부에서 X축 방향으로 배치되며 제2 다이들을 상기 제1 웨이퍼 상에 본딩하기 위한 한 쌍의 본딩 헤드들을 포함할 수 있으며, 상기 제1 스테이지와 상기 본딩 헤드들은 상기 제2 다이들의 본딩 각도를 조절하기 위해 회전 가능하게 구성될 수 있다.
또한, 제어부에 의해 상기 제1 웨이퍼의 중앙 부위를 X축 방향으로 가로지르는 제1 본딩 영역 및 상기 제1 본딩 영역을 제외한 나머지 제2 본딩 영역들이 설정될 수 있으며, 상기 제1 본딩 영역 및 상기 제2 본딩 영역들에 대한 다이 본딩 공정에서 상기 본딩 헤드들을 이용한 동시 작업이 이루어질 수 있다. 따라서, 상기 제1 웨이퍼에 대한 웨이퍼 레벨 다이 본딩 공정에 소요되는 시간이 크게 단축될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 레벨 다이 본딩 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 웨이퍼 레벨 다이 본딩 장치를 설명하기 위한 개략적인 정면도이다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 제1 웨이퍼 상의 제1 및 제2 본딩 영역들 및 상기 제1 및 제2 본딩 영역들에 대한 다이 본딩 공정을 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 레벨 다이 본딩 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 웨이퍼 레벨 다이 본딩 장치를 설명하기 위한 개략적인 정면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 레벨 다이 본딩 장치(100)는 웨이퍼 상에 다이들을 직접 본딩하기 위해 사용될 수 있다. 보다 상세하게는, 제1 다이들(10)이 형성된 제1 웨이퍼(12) 상에 제2 다이들(20)을 직접 본딩하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 웨이퍼 레벨 다이 본딩 장치(100)는, 제1 다이들(10)이 형성된 제1 웨이퍼(12)를 지지하는 제1 스테이지(110)와, 상기 제1 스테이지(110)의 상부에서 X축 방향으로 배치되며 제2 다이들(20)을 상기 제1 웨이퍼(12) 상에 본딩하기 위한 한 쌍, 예를 들면, 제1 및 제2 본딩 헤드들(120, 122)을 포함할 수 있다.
상세히 도시되지는 않았으나, 상기 제1 스테이지(110)는 상기 제1 웨이퍼(12)를 진공 흡착하기 위한 복수의 진공홀들을 가질 수 있으며, 상기 제1 웨이퍼(12)를 본딩 온도로 가열하기 위한 히터를 내장할 수 있다. 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(120, 122)은 상기 제2 다이들(20)을 진공 흡착하여 픽업할 수 있으며 상기 픽업된 제2 다이들(20)을 상기 제1 웨이퍼(12) 상에 가압함으로써 상기 제2 다이들(20)을 상기 제1 웨이퍼(12) 상에 본딩할 수 있다.
상기 X축 방향으로 상기 제1 스테이지(110)의 일측에는 제2 웨이퍼(22)를 지지하기 위한 제2 스테이지(112)가 배치될 수 있으며, 상기 제2 웨이퍼(22)는 다이싱 공정에 의해 개별화된 제2 다이들(20)을 포함할 수 있다. 상기 제2 웨이퍼(22)는 다이싱 테이프(24) 상에 부착된 상태로 제공될 수 있으며, 상기 다이싱 테이프(24)는 대략 원형 링 형태의 마운트 프레임(26)에 장착될 수 있다.
상세히 도시되지는 않았으나, 상기 제2 스테이지(112)는 중앙 개구를 가질 수 있으며, 상기 다이싱 테이프(24)를 지지하기 위한 서포트 링과, 상기 마운트 프레임(26)을 파지하고 상기 마운트 프레임(26)을 하강시킴으로써 상기 다이싱 테이프(24)를 확장시키기 위한 클램프를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(120, 122)은 상기 제2 웨이퍼(22)로부터 상기 제2 다이들(20)을 픽업하여 상기 제1 웨이퍼(12) 상에 상기 제2 다이들(20)을 직접 본딩할 수 있다. 상기 제1 스테이지(110)와 제2 스테이지(112)의 상부에는 상기 X축 방향으로 연장하며 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(120, 122)을 상기 X축 방향으로 각각 이동시키기 위한 X축 구동부(130)가 배치될 수 있다. 일 예로서, 상기 X축 구동부(130)는 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(120, 122)을 각각 이동시키기 위한 한 쌍의 가동자들을 포함하는 리니어 모터를 이용하여 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 웨이퍼 레벨 다이 본딩 장치(100)는 상기 제1 스테이지(110)와 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(120, 122)을 회전시키기 위한 회전 구동부들(140, 142, 144)을 포함할 수 있다. 상세히 도시되지는 않았으나, 상기 회전 구동부들(140, 142, 144)은 상기 제2 다이들(20)의 본딩 각도를 조절하기 위해 사용될 수 있으며 모터 및 일반적인 동력 전달 장치를 이용하여 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(120, 122)은 각각 제1 및 제2 회전 구동부들(140, 142)에 의해 회전될 수 있으며, 상기 제1 스테이지(110)는 제3 회전 구동부(144)에 의해 회전될 수 있다.
상기 웨이퍼 레벨 다이 본딩 장치(100)는 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(120, 122)을 상기 X축 방향에 대하여 직교하는 Y축 방향으로 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(120, 122)을 정렬하기 위한 제1 및 제2 정렬 구동부들(132, 134)을 포함할 수 있다. 상세히 도시되지는 않았으나, 일 예로서, 상기 제1 및 제2 정렬 구동부들(132, 134)은 각각 모터와 볼 스크루 및 볼 너트 등을 이용하여 구성될 수 있으며, 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(120, 122)은 리니어 모션 가이드 등을 이용하여 Y축 방향으로 안내될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(120, 122)은 제1 및 제2 수직 구동부들(136, 138)에 의해 수직 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있으며, 상기 제1 및 제2 수직 구동부들(136, 138)은 상기 제2 다이들(20)의 픽업 및 본딩을 위해 사용될 수 있다. 일 예로서, 상기 제1 및 제2 수직 구동부들(136, 138)은 각각 모터와 볼 스크루 및 볼 너트 또는 공압 실린더 등을 이용하여 구성될 수 있으며, 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(120, 122)은 리니어 모션 가이드 등을 이용하여 수직 방향으로 안내될 수 있다.
상기 제1 스테이지(110)는 상기 제2 다이들(20)의 본딩 위치 조절을 위해 Y축 구동부(150)에 의해 Y축 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 Y축 구동부(150)는 모터와 볼 스크루 및 볼 너트 등을 이용하여 구성될 수 있으며, 상기 제1 스테이지(110)는 리니어 모션 가이드 등을 이용하여 Y축 방향으로 안내될 수 있다.
상기 제2 스테이지(112)는 상기 제2 다이들(20)의 선택적인 픽업을 위해 제2 Y축 구동부(152)에 의해 Y축 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 Y축 구동부(152)는 모터와 볼 스크루 및 볼 너트 등을 이용하여 구성될 수 있으며, 상기 제2 스테이지(112)는 리니어 모션 가이드 등을 이용하여 Y축 방향으로 안내될 수 있다.
또한, 상기 제2 스테이지(112) 아래에는 상기 제2 다이들(20)을 상기 다이싱 테이프(24)로부터 선택적으로 분리시키기 위한 이젝트 유닛(160)이 배치될 수 있다. 상기 이젝트 유닛(160)은 상기 제2 다이들(20)의 선택적인 픽업을 위해 제2 X축 구동부(162)에 의해 X축 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다. 일 예로서, 상기 제2 X축 구동부(162)는 모터와 볼 스크루 및 볼 너트 등을 이용하여 구성될 수 있으며, 상기 이젝트 유닛(160)은 리니어 모션 가이드 등을 이용하여 X축 방향으로 안내될 수 있다.
상세히 도시되지는 않았으나, 상기 이젝트 유닛(160)은 수직 방향으로 이동 가능하게 구성된 이젝트 핀들을 구비할 수 있으며, 상기 이젝트 핀들을 이용하여 상기 제2 X축 구동부(162)에 의해 선택된 제2 다이(20)를 상방으로 밀어올림으로써 상기 선택된 제2 다이(20)를 상기 다이싱 테이프(24)로부터 분리시킬 수 있다. 상기 이젝트 유닛(160)에 의해 분리된 제2 다이(20)는 상기 제1 본딩 헤드(120) 또는 제2 본딩 헤드(122)에 의해 픽업될 수 있다.
상기 제1 스테이지(110)와 제2 스테이지(112) 사이에는 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(120, 122)과 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(120, 122)에 의해 픽업된 제2 다이들(20)의 정렬 상태를 검사하기 위한 카메라(170)가 배치될 수 있다.
한편, 상기 웨이퍼 레벨 다이 본딩 장치(100)의 각 구성 요소들은 제어부(미도시)에 의해 그 동작이 제어될 수 있다. 특히, 상기 제어부는 상기 제1 웨이퍼(12) 상에서 제1 및 제2 본딩 영역들(14, 16; 도 3 및 도 4 참조)을 설정하고, 또한 상기 제2 다이들(20)의 본딩 방향을 조절하기 위하여 상기 회전 구동부들(140, 142, 144)의 동작을 제어할 수 있다.
도 3 및 도 4는 도 1에 도시된 제1 웨이퍼 상의 제1 및 제2 본딩 영역들 및 상기 제1 및 제2 본딩 영역들에 대한 다이 본딩 공정을 설명하기 위한 개략도들이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 제1 및 제2 스테이지들(110, 112) 상에 상기 제1 및 제2 웨이퍼(12, 22)가 각각 로드된 후, 상기 제어부는 상기 제1 웨이퍼(12) 상에서 제1 및 제2 본딩 영역들(14, 16)을 설정할 수 있다. 예를 들면, 상기 제어부는 상기 X축 방향으로 상기 제1 웨이퍼(12)의 중앙 부위를 가로지르는 제1 본딩 영역(14)을 설정하고, 상기 Y축 방향으로 상기 제1 본딩 영역(14)을 제외한 상기 제1 웨이퍼(12)의 나머지 영역들을 제2 본딩 영역들(16)로 설정할 수 있다.
이어서, 상기 제어부는 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(120, 122)이 상기 카메라(170)의 상부에 순차적으로 위치되도록 상기 X축 구동부(130)를 동작시킬 수 있다. 상기 카메라(170)는 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(120, 122)에 대한 정렬용 이미지들을 획득할 수 있으며, 상기 제어부는 상기 X축 구동부(130)와 상기 정렬 구동부들(132, 134)을 이용하여 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(120, 122)을 각각 정렬할 수 있다.
상기와 같이 제1 및 제2 본딩 헤드들(120, 122)에 의한 정렬 단계가 수행된 후 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(120, 122)은 상기 제2 웨이퍼(22)로부터 상기 제2 다이들(20)을 픽업할 수 있으며, 상기 픽업된 제2 다이들(20)을 상기 제1 본딩 영역(14) 상에 본딩할 수 있다. 이때, 상기 제1 본딩 영역(14)에 대하여 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(120, 122)이 동시에 작업할 수 있으므로 상기 제1 본딩 영역(14)에 대한 제1 본딩 공정이 보다 빠르게 수행될 수 있다.
상기 제1 본딩 영역(14)에 대한 상기 제1 본딩 공정이 완료된 후, 상기 제어부는 상기 제2 본딩 영역들(16)이 상기 X축 방향으로 배치되도록 상기 제3 회전 구동부(144)를 동작시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 제1 스테이지(110)와 상기 제1 웨이퍼(12)는 상기 제3 회전 구동부(144)에 의해 90° 회전될 수 있으며, 이어서 상기 제2 본딩 영역들(16) 상에 상기 제2 다이들(20)을 본딩하는 제2 본딩 공정이 수행될 수 있다.
상기 제2 본딩 공정에서 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(120, 122)은 상기 제2 다이들(20)을 픽업한 후 상기 제2 다이들(20)의 본딩 각도를 조절하기 위해 상기 제1 웨이퍼(12)의 회전 각도와 동일한 각도로 즉 90° 만큼 회전될 수 있으며, 이에 의해 회전된 제2 다이들(20)을 상기 제2 본딩 영역들(16) 상에 본딩할 수 있다. 이때, 상기 제1 및 제2 회전 구동부들(140, 142)의 동작은 상기 제어부에 의해 제어될 수 있으며, 상기 제2 본딩 공정은 상기 제2 본딩 영역들(16)에서 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(120, 122)에 의해 동시에 수행될 수 있으므로 상기 제2 본딩 공정에 소요되는 시간이 크게 단축될 수 있다.
도시되지는 않았으나, 다른 예로서, 상기 웨이퍼 레벨 다이 본딩 장치(100)는 상기 제2 스테이지(112)를 회전시키기 위한 제4 회전 구동부(미도시)를 추가적으로 구비할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 본딩 공정이 완료된 후 상기 제2 스테이지(112) 또한 상기 제1 스테이지(110)와 동일한 각도로 회전될 수 있으며, 이 경우 상기 제2 본딩 공정에서 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(120, 122)을 회전시킬 필요가 없으며, 이에 따라 상기 제2 본딩 공정에 소요되는 시간이 더욱 단축될 수 있다.
한편, 상기 제1 및 제2 본딩 헤드들(120, 122)에 의해 상기 제2 다이들(20)이 픽업된 후 상기 픽업된 제2 다이들(20)의 정렬 상태는 상기 카메라(170)에 의해 검사될 수 있다. 상기 제2 다이들(20)에 대한 정렬은 상기 정렬 구동부들(132, 134)과 상기 제1 및 제2 회전 구동부들(140, 142)에 의해 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 웨이퍼 레벨 다이 본딩 장치(100)는, 제1 다이들(10)이 형성된 제1 웨이퍼(12)를 지지하는 제1 스테이지(110)와, 상기 제1 스테이지(110)의 상부에서 X축 방향으로 배치되며 제2 다이들(20)을 상기 제1 웨이퍼(12) 상에 본딩하기 위한 한 쌍의 본딩 헤드들(120, 122)을 포함할 수 있으며, 상기 제1 스테이지(110)와 상기 본딩 헤드들(120, 122)은 상기 제2 다이들(20)의 본딩 각도를 조절하기 위해 회전 가능하게 구성될 수 있다.
또한, 상기 제1 웨이퍼(12)의 중앙 부위를 X축 방향으로 가로지르는 제1 본딩 영역(14) 및 상기 제1 본딩 영역(14)을 제외한 제2 본딩 영역들(16)이 설정될 수 있으며, 상기 제1 본딩 영역(14) 및 제2 본딩 영역들(16)에 대한 다이 본딩 공정에서 상기 본딩 헤드들(120, 122)을 이용한 동시 작업이 이루어질 수 있다. 이에 따라 상기 제1 웨이퍼(12)에 대한 웨이퍼 레벨 다이 본딩 공정에 소요되는 시간이 크게 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 : 제1 다이 12 : 제1 웨이퍼
14 : 제1 본딩 영역 16 : 제2 본딩 영역
20 : 제2 다이 22 : 제2 웨이퍼
24 : 다이싱 테이프 26 : 마운트 프레임
100 : 웨이퍼 레벨 다이 본딩 장치 110 : 제1 스테이지
112 : 제2 스테이지 120 : 제1 본딩 헤드
122 : 제2 본딩 헤드 130 : X축 구동부
132, 134 : 정렬 구동부 136, 138 : 수직 구동부
140, 142, 144 : 회전 구동부 150 : Y축 구동부
152 : 제2 Y축 구동부 160 : 이젝트 유닛
162 : 제2 X축 구동부 170 : 카메라

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  11. 제1 다이들이 형성된 제1 웨이퍼의 중앙 부위를 가로지르는 X축 방향으로 제1 본딩 영역을 설정하는 단계;
    상기 X축 방향에 대하여 직교하는 Y축 방향으로 상기 제1 본딩 영역을 제외한 나머지 영역들을 제2 본딩 영역들로 설정하는 단계;
    상기 X축 방향으로 배치된 한 쌍의 본딩 헤드들을 이용하여 다이싱 공정에 의해 개별화된 제2 다이들이 다이싱 테이프에 부착된 상태로 제공되는 제2 웨이퍼로부터 상기 제2 다이들을 픽업하여 상기 제1 본딩 영역에서 상기 제1 다이들 상에 상기 제2 다이들을 각각 본딩하는 제1 본딩 공정을 수행하는 단계;
    상기 제1 본딩 공정이 완료된 후 상기 제2 본딩 영역들이 상기 X축 방향으로 배치되도록 상기 제1 웨이퍼를 회전시키는 단계; 및
    상기 본딩 헤드들을 이용하여 상기 제2 웨이퍼로부터 상기 제2 다이들을 픽업하여 상기 제2 본딩 영역들에서 상기 제1 다이들 상에 상기 제2 다이들을 각각 본딩하는 제2 본딩 공정을 수행하는 단계를 포함하되,
    상기 제2 본딩 공정에서 상기 본딩 헤드들은 상기 제2 다이들을 픽업한 후 상기 제2 다이들의 본딩 각도를 조절하기 위해 상기 제1 웨이퍼의 회전 각도와 동일한 각도로 각각 회전되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 상에 다이들을 본딩하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 본딩 헤드들에 의한 상기 제2 본딩 공정이 상기 제2 본딩 영역들에서 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 상에 다이들을 본딩하는 방법.
  13. 제1 다이들이 형성된 제1 웨이퍼의 중앙 부위를 가로지르는 X축 방향으로 제1 본딩 영역을 설정하는 단계;
    상기 X축 방향에 대하여 직교하는 Y축 방향으로 상기 제1 본딩 영역을 제외한 나머지 영역들을 제2 본딩 영역들로 설정하는 단계;
    상기 X축 방향으로 배치된 한 쌍의 본딩 헤드들을 이용하여 다이싱 공정에 의해 개별화된 제2 다이들이 다이싱 테이프에 부착된 상태로 제공되는 제2 웨이퍼로부터 상기 제2 다이들을 픽업하여 상기 제1 본딩 영역에서 상기 제1 다이들 상에 상기 제2 다이들을 각각 본딩하는 제1 본딩 공정을 수행하는 단계;
    상기 제1 본딩 공정이 완료된 후 상기 제2 본딩 영역들이 상기 X축 방향으로 배치되도록 상기 제1 웨이퍼를 회전시키는 단계;
    상기 제2 다이들이 상기 제1 다이들과 동일한 방향으로 배열되도록 상기 제1 웨이퍼의 회전 각도와 동일한 각도로 상기 제2 웨이퍼를 회전시키는 단계; 및
    상기 본딩 헤드들을 이용하여 상기 제2 웨이퍼로부터 상기 제2 다이들을 픽업하여 상기 제2 본딩 영역들에서 상기 제1 다이들 상에 상기 제2 다이들을 각각 본딩하는 제2 본딩 공정을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 상에 다이들을 본딩하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 본딩 헤드들에 의한 상기 제2 본딩 공정이 상기 제2 본딩 영역들에서 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 상에 다이들을 본딩하는 방법.
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