KR102792629B1 - Die bonding method and die bonding apparatus - Google Patents
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Abstract
다이 본딩 방법 및 다이 본딩 장치가 개시된다. 상기 다이 본딩 방법은, 기판 상에 다이가 본딩될 셀 영역을 촬상하여 상기 셀 영역의 위치 정보를 획득하는 단계와, 상기 위치 정보에 기초하여 상기 셀 영역 상에 상기 다이를 본딩하는 단계와, 후속하는 제2 다이의 본딩을 수행하기 전에 상기 위치 정보를 획득하는 단계의 생략이 가능한지 여부를 판단하는 단계와, 상기 생략이 가능한 경우 상기 위치 정보를 이용하여 상기 제2 다이를 상기 다이 상에 적층 방식으로 본딩하는 단계를 포함한다.A die bonding method and a die bonding device are disclosed. The die bonding method includes a step of capturing an image of a cell region on a substrate to which a die is to be bonded to obtain positional information of the cell region, a step of bonding the die onto the cell region based on the positional information, a step of determining whether the step of obtaining the positional information can be omitted before performing bonding of a subsequent second die, and a step of bonding the second die onto the die in a stacking manner using the positional information if the omission is possible.
Description
본 발명의 실시예들은 다이 본딩 방법 및 다이 본딩 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 반도체 소자의 제조 공정에서 기판 상에 다이들을 본딩하는 방법 및 장치에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a die bonding method and a die bonding device. More specifically, they relate to a method and device for bonding dies on a substrate in a semiconductor device manufacturing process.
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 개별화될 수 있으며, 상기 다이싱 공정을 통해 개별화된 상기 다이들은 다이 본딩 공정을 통해 리드 프레임, 인쇄회로기판, 등과 같은 기판 상에 본딩될 수 있다.In general, semiconductor devices can be formed on a silicon wafer used as a semiconductor substrate by repeatedly performing a series of manufacturing processes. The wafer on which the semiconductor devices are formed can be individualized into a plurality of dies through a dicing process, and the dies individualized through the dicing process can be bonded to a substrate such as a lead frame, a printed circuit board, etc. through a die bonding process.
상기 다이 본딩 공정을 수행하기 위한 다이 본딩 장치는 상기 웨이퍼로부터 상기 다이들을 픽업하여 이송하기 위한 다이 이송 모듈과 상기 이송된 다이를 기판 상에 본딩하기 위한 다이 본딩 모듈을 포함할 수 있다. 또한, 상기 다이 본딩 장치는 상기 기판을 지지하기 위한 기판 스테이지와 상기 기판이 수납된 매거진으로부터 상기 기판을 상기 기판 스테이지 상으로 이송하기 위한 기판 이송 모듈을 포함할 수 있다.A die bonding device for performing the die bonding process may include a die transfer module for picking up and transferring the dies from the wafer and a die bonding module for bonding the transferred dies onto a substrate. In addition, the die bonding device may include a substrate stage for supporting the substrate and a substrate transfer module for transferring the substrate from a magazine containing the substrate onto the substrate stage.
상기 다이 이송 모듈은, 상기 웨이퍼를 지지하는 스테이지 유닛과, 상기 스테이지 유닛에 지지된 웨이퍼로부터 선택적으로 다이를 분리시키기 위한 다이 이젝터와, 상기 웨이퍼로부터 상기 다이를 픽업하여 상기 다이 스테이지 상으로 이송하기 위한 피커, 등을 포함할 수 있으며, 상기 다이 본딩 모듈은 상기 다이 스테이지 상의 다이를 픽업하여 상기 기판 상에 본딩하기 위한 본딩 헤드를 포함할 수 있다. 상기 기판 이송 모듈은 상기 기판을 이송하기 위한 이송 레일과 상기 기판을 파지하기 위한 그리퍼와 상기 기판을 상기 기판 스테이지 상으로 이송하기 위해 상기 그리퍼를 상기 이송 레일을 따라 이동시키는 그리퍼 구동부 등을 포함할 수 있다.The die transfer module may include a stage unit supporting the wafer, a die ejector for selectively separating a die from a wafer supported by the stage unit, a picker for picking up the die from the wafer and transferring it onto the die stage, etc., and the die bonding module may include a bonding head for picking up the die on the die stage and bonding it onto the substrate. The substrate transfer module may include a transfer rail for transferring the substrate, a gripper for holding the substrate, and a gripper driving unit for moving the gripper along the transfer rail to transfer the substrate onto the substrate stage.
상기 기판 상에는 복수의 셀 영역들이 구비될 수 있으며 상기 셀 영역들 상에 상기 다이들이 본딩될 수 있다. 상기 기판 스테이지의 상부에는 상기 셀 영역들 중 본딩 공정을 수행하고자 하는 셀 영역의 위치 정보를 획득하기 위한 카메라 유닛이 배치될 수 있다. 일 예로서, 적층형 반도체 소자를 제조하는 경우 상기 셀 영역 상에는 복수의 다이들이 적층 방식으로 본딩될 수 있다. 특히, 각각의 다이들을 본딩하기 전에 상기 셀 영역을 촬상하여 상기 각각의 다이들이 본딩될 위치를 확인하는 단계가 반복적으로 수행될 수 있으며, 상기 각각의 다이들은 상기와 같이 본딩 이전에 획득된 상기 셀 영역의 위치 정보에 기초하여 적층 방식으로 본딩될 수 있다.A plurality of cell regions may be provided on the substrate, and the dies may be bonded on the cell regions. A camera unit may be arranged on an upper portion of the substrate stage to obtain positional information of a cell region on which a bonding process is to be performed among the cell regions. As an example, when manufacturing a stacked semiconductor device, a plurality of dies may be bonded in a stacked manner on the cell region. In particular, before bonding each of the dies, a step of photographing the cell region to confirm a position where each of the dies is to be bonded may be repeatedly performed, and the respective dies may be bonded in a stacked manner based on the positional information of the cell region obtained before bonding as described above.
본 발명의 실시예들은 다이 본딩 공정에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있는 다이 본딩 방법 및 다이 본딩 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The purpose of embodiments of the present invention is to provide a die bonding method and a die bonding device capable of shortening the time required for a die bonding process.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 다이 본딩 방법은, 기판 상에 다이가 본딩될 셀 영역을 촬상하여 상기 셀 영역의 위치 정보를 획득하는 단계와, 상기 위치 정보에 기초하여 상기 셀 영역 상에 상기 다이를 본딩하는 단계와, 후속하는 제2 다이의 본딩을 수행하기 전에 상기 위치 정보를 획득하는 단계의 생략이 가능한지 여부를 판단하는 단계와, 상기 생략이 가능한 경우 상기 위치 정보를 이용하여 상기 제2 다이를 상기 다이 상에 적층 방식으로 본딩하는 단계를 포함할 수 있다.According to one aspect of the present invention for achieving the above object, a die bonding method may include a step of capturing an image of a cell region on a substrate to which a die is to be bonded to obtain positional information of the cell region, a step of bonding the die onto the cell region based on the positional information, a step of determining whether the step of obtaining the positional information can be omitted before performing subsequent bonding of a second die, and a step of bonding the second die onto the die in a stacking manner using the positional information if the omission is possible.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 방법은, 제1항에 있어서, 복수의 진공홀들이 구비된 기판 스테이지 상에 상기 기판을 로드하는 단계와, 상기 진공홀들에 진공압을 제공하여 상기 기판을 상기 기판 스테이지 상에 진공 흡착하는 단계와, 상기 진공홀들에 제공되는 상기 진공압의 변화를 모니터링하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to some embodiments of the present invention, the method may further include, in claim 1, a step of loading the substrate onto a substrate stage having a plurality of vacuum holes, a step of providing vacuum pressure to the vacuum holes to vacuum-absorb the substrate onto the substrate stage, and a step of monitoring a change in the vacuum pressure provided to the vacuum holes.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 진공압의 변화가 기 설정된 범위를 벗어나는 경우 상기 위치 정보를 획득하는 단계의 생략이 불가능한 것으로 판단하고, 상기 방법은, 상기 제2 다이의 본딩을 수행하기 전에 상기 셀 영역의 위치 정보를 획득하는 단계를 재수행하여 상기 위치 정보를 갱신하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to some embodiments of the present invention, if it is determined that the step of obtaining the position information cannot be omitted when the change in the vacuum pressure is outside a preset range, the method may further include a step of updating the position information by re-performing the step of obtaining the position information of the cell region before performing bonding of the second die.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 방법은, 복수의 진공홀들이 구비된 기판 스테이지 상에 상기 기판을 로드하는 단계와, 상기 진공홀들에 진공압을 제공하여 상기 기판을 상기 기판 스테이지 상에 진공 흡착하는 단계와, 상기 진공홀들과 연결된 진공 배관을 통해 흐르는 공기의 유량 변화를 모니터링하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to some embodiments of the present invention, the method may further include the steps of loading the substrate onto a substrate stage having a plurality of vacuum holes, providing vacuum pressure to the vacuum holes to vacuum-absorb the substrate onto the substrate stage, and monitoring changes in the flow rate of air flowing through a vacuum pipe connected to the vacuum holes.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 공기의 유량 변화가 기 설정된 범위를 벗어나는 경우 상기 위치 정보를 획득하는 단계의 생략이 불가능한 것으로 판단하고, 상기 방법은, 상기 제2 다이의 본딩을 수행하기 전에 상기 셀 영역의 위치 정보를 획득하는 단계를 재수행하여 상기 위치 정보를 갱신하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to some embodiments of the present invention, if it is determined that the step of obtaining the position information cannot be omitted when the change in the air flow rate is outside a preset range, the method may further include a step of updating the position information by re-performing the step of obtaining the position information of the cell region before performing bonding of the second die.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 방법은, 상기 갱신된 위치 정보를 이용하여 상기 제2 다이를 상기 다이 상에 적층 방식으로 본딩하는 단계와, 후속하는 제3 다이의 본딩을 수행하기 전에 상기 위치 정보를 획득하는 단계의 생략이 가능한지 여부를 판단하는 단계와, 상기 생략이 가능한 경우 상기 갱신된 위치 정보를 이용하여 상기 제3 다이를 상기 제2 다이 상에 적층 방식으로 본딩하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to some embodiments of the present invention, the method may further include a step of bonding the second die onto the die in a stacked manner using the updated positional information, a step of determining whether the step of obtaining the positional information can be omitted before performing subsequent bonding of a third die, and, if the omission is possible, a step of bonding the third die onto the second die in a stacked manner using the updated positional information.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 방법은, 상기 다이를 본딩한 후 상기 다이가 상기 셀 영역 상에 정상적으로 본딩되었는지 여부를 검사하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to some embodiments of the present invention, the method may further include a step of checking whether the die is normally bonded on the cell area after bonding the die.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 셀 영역에는 상기 다이가 본딩될 위치를 정렬하기 위한 정렬 패턴들이 구비되고, 상기 위치 정보는 상기 정렬 패턴들의 위치 좌표들을 포함할 수 있다.According to some embodiments of the present invention, the cell region may be provided with alignment patterns for aligning positions at which the die is to be bonded, and the position information may include position coordinates of the alignment patterns.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 다이 본딩 방법은, 복수의 진공홀들이 구비된 기판 스테이지 상에 기판을 로드하는 단계와, 상기 진공홀들에 진공압을 제공하여 상기 기판을 상기 기판 스테이지 상에 진공 흡착하는 단계와, 상기 진공홀들에 제공되는 상기 진공압의 변화 또는 상기 진공홀들과 연결된 진공 배관을 통해 흐르는 공기의 유량 변화를 모니터링하는 단계와, 상기 기판 상에 다이들이 본딩될 셀 영역을 촬상하여 상기 셀 영역의 위치 정보를 획득하는 단계와, 상기 위치 정보에 기초하여 상기 셀 영역 상에 상기 다이들을 적층 방식으로 본딩하는 단계와, 상기 다이들을 본딩하는 동안 상기 진공압의 변화 또는 상기 공기의 유량 변화가 기 설정된 범위를 벗어나는 경우 상기 셀 영역의 위치 정보를 획득하는 단계를 재수행하여 상기 위치 정보를 갱신하는 단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, a die bonding method may include the steps of: loading a substrate on a substrate stage having a plurality of vacuum holes; providing vacuum pressure to the vacuum holes to vacuum-absorb the substrate on the substrate stage; monitoring a change in the vacuum pressure provided to the vacuum holes or a change in the flow rate of air flowing through a vacuum pipe connected to the vacuum holes; capturing an image of a cell area on the substrate where dies are to be bonded to obtain positional information of the cell area; bonding the dies on the cell area in a stacked manner based on the positional information; and, if a change in the vacuum pressure or a change in the flow rate of air is out of a preset range while bonding the dies, re-performing the step of obtaining the positional information of the cell area to update the positional information.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 다이 본딩 장치는, 다이들이 본딩될 셀 영역을 갖는 기판을 지지하고 상기 기판을 진공 흡착하기 위한 복수의 진공홀들을 구비하는 기판 스테이지와, 상기 기판 스테이지의 상부에 배치되고 상기 셀 영역을 촬상하여 상기 셀 영역의 위치 정보를 획득하기 위한 카메라 유닛과, 상기 위치 정보에 기초하여 상기 셀 영역 상에 상기 다이들을 적층 방식으로 본딩하기 위한 본딩 헤드와, 상기 진공홀들에 상기 기판을 진공 흡착하기 위한 진공압을 제공하는 진공 소스와, 상기 진공홀들과 상기 진공 소스 사이를 연결하는 진공 배관에 연결되며 상기 진공압의 변화 및 상기 진공 배관을 흐르는 공기의 유량 변화 중 적어도 하나를 모니터링하기 위한 모니터링 유닛과, 상기 다이들을 본딩하는 동안 상기 진공압의 변화 또는 상기 공기의 유량 변화가 기 설정된 범위를 벗어나는 경우 상기 위치 정보를 갱신하기 위하여 상기 카메라 유닛이 상기 셀 영역을 촬상하도록 상기 카메라 유닛의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, a die bonding device may include a substrate stage having a plurality of vacuum holes for supporting a substrate having a cell region to which dies are to be bonded and for vacuum-absorbing the substrate, a camera unit disposed on an upper portion of the substrate stage for photographing the cell region to obtain positional information of the cell region, a bonding head for bonding the dies on the cell region in a stacked manner based on the positional information, a vacuum source for providing vacuum pressure for vacuum-absorbing the substrate to the vacuum holes, a monitoring unit connected to a vacuum pipe connecting between the vacuum holes and the vacuum source for monitoring at least one of a change in the vacuum pressure and a change in the flow rate of air flowing through the vacuum pipe, and a control unit for controlling an operation of the camera unit so that the camera unit photographs the cell region to update the positional information when a change in the vacuum pressure or a change in the flow rate of air is out of a preset range while bonding the dies.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 제어부는 상기 진공압의 변화 또는 상기 공기의 유량 변화가 상기 기 설정된 범위를 벗어나는 시점 이후 상기 본딩 헤드가 상기 갱신된 위치 정보를 이용하여 상기 시점 이후의 나머지 다이들에 대한 본딩을 수행하도록 상기 본딩 헤드의 동작을 제어할 수 있다.According to some embodiments of the present invention, the control unit can control the operation of the bonding head so that the bonding head performs bonding for the remaining dies after the point in time using the updated position information after the point in time when the change in the vacuum pressure or the change in the flow rate of the air is outside the preset range.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 제어부는 상기 다이들이 본딩된 이후 각각의 상기 다이들이 정상적으로 본딩되었는지 여부를 검사하기 위하여 상기 카메라 유닛을 이용하여 상기 본딩된 각각의 다이들을 촬상할 수 있다.According to some embodiments of the present invention, the control unit can capture images of each of the bonded dies using the camera unit to check whether each of the dies has been bonded normally after the dies have been bonded.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 기판 상의 셀 영역 상에 첫 번째 다이를 본딩하기 위하여 상기 셀 영역의 위치 정보를 획득한 후 상기 첫 번째 다이에 대한 본딩을 수행하고, 이후 나머지 다이들에 대하여 상기 위치 정보를 이용하여 적층 방식으로 본딩 단계를 수행할 수 있다. 따라서, 종래 기술에서 상기 나머지 다이들에 대한 본딩 단계 이전에 매번 수행되었던 상기 셀 영역의 위치 정보 획득 단계를 생략할 수 있으므로 종래 기술과 비교하여 상기 다이들에 대한 본딩 시간을 크게 감소시킬 수 있다.According to the embodiments of the present invention as described above, in order to bond a first die on a cell region on the substrate, position information of the cell region is acquired, bonding is performed for the first die, and thereafter, a bonding step can be performed in a stacking manner for the remaining dies using the position information. Accordingly, the step of acquiring position information of the cell region, which was performed every time before the bonding step for the remaining dies in the prior art, can be omitted, so that the bonding time for the dies can be significantly reduced compared to the prior art.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 다이 이송 모듈을 설명하기 위한 개략적인 정면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 다이 본딩 모듈을 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 기판을 설명하기 위한 개략적인 확대 평면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 다이 본딩 장치를 이용하여 기판 상에 다이들을 본딩하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.FIG. 1 is a schematic plan view illustrating a die bonding device according to one embodiment of the present invention.
Figure 2 is a schematic front view for explaining the die transfer module illustrated in Figure 1.
FIG. 3 is a schematic side view illustrating the die bonding module illustrated in FIG. 1.
Figure 4 is a schematic enlarged plan view for explaining the substrate shown in Figure 3.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of bonding dies on a substrate using the die bonding device illustrated in FIG. 1.
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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in various other forms. The following embodiments are provided not to enable the present invention to be completely completed, but to sufficiently convey the scope of the present invention to those skilled in the art.
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.In embodiments of the present invention, when an element is described as being disposed on or connected to another element, the element may be directly disposed on or connected to the other element, and other elements may be interposed between them. Conversely, when an element is described as being directly disposed on or connected to another element, there cannot be another element between them. The terms first, second, third, etc. may be used to describe various items, such as various elements, compositions, regions, layers, and/or portions, but the items are not limited by these terms.
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.The technical terms used in the embodiments of the present invention are used only for the purpose of describing specific embodiments and are not intended to limit the present invention. In addition, unless otherwise defined, all terms including technical and scientific terms have the same meaning that can be understood by those skilled in the art having ordinary knowledge in the technical field of the present invention. The above terms, such as those defined in common dictionaries, will be interpreted as having a meaning consistent with their meaning in the context of the related art and the description of the present invention, and will not be interpreted ideally or with excessively superficial intuition unless explicitly defined.
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.Embodiments of the present invention are described with reference to schematic drawings of ideal embodiments of the present invention. Accordingly, variations from the shapes of the drawings, such as variations in manufacturing methods and/or tolerances, are quite predictable. Accordingly, embodiments of the present invention are not limited to the specific shapes of the regions illustrated in the drawings, but include deviations from the shapes, and the elements illustrated in the drawings are schematic in nature and their shapes are not intended to illustrate the exact shapes of the elements, nor are they intended to limit the scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 다이 이송 모듈을 설명하기 위한 개략적인 정면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 다이 본딩 모듈을 설명하기 위한 개략적인 측면도이다.FIG. 1 is a schematic plan view for explaining a die bonding device according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic front view for explaining a die transfer module illustrated in FIG. 1, and FIG. 3 is a schematic side view for explaining the die bonding module illustrated in FIG. 1.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 방법과 다이 본딩 장치(10)는 반도체 소자의 제조 공정에서 다이싱 공정에 의해 개별화된 다이들(22)을 리드 프레임 또는 인쇄회로기판 등과 같은 기판(30) 상에 본딩하기 위해 사용될 수 있다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 방법과 다이 본딩 장치(10)는 적층형 반도체 소자의 제조를 위해 기판(30) 상에 다이들(22)을 본딩하기 위해 사용될 수 있다.Referring to FIGS. 1 to 3, a die bonding method and a die bonding device (10) according to an embodiment of the present invention can be used to bond dies (22) that are individualized by a dicing process on a substrate (30) such as a lead frame or a printed circuit board in a process for manufacturing a semiconductor device. In particular, the die bonding method and the die bonding device (10) according to an embodiment of the present invention can be used to bond dies (22) on a substrate (30) for manufacturing a stacked semiconductor device.
상기 다이 본딩 장치(10)는, 상기 다이들(22)을 포함하는 웨이퍼(20)로부터 다이(22)를 픽업하여 이송하기 위한 다이 이송 모듈(100)과, 상기 다이 이송 모듈(100)에 의해 픽업된 다이(22)를 상기 기판(30) 상에 본딩하기 위한 다이 본딩 모듈(200)을 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 다이 이송 모듈(100)은 상기 다이(22)를 픽업하여 다이 스테이지(110) 상으로 이송할 수 있으며, 상기 다이 본딩 모듈(200)은 상기 다이 스테이지(110) 상의 다이(22)를 픽업하여 상기 기판(30) 상에 본딩할 수 있다.The die bonding device (10) may include a die transfer module (100) for picking up and transferring a die (22) from a wafer (20) including the dies (22), and a die bonding module (200) for bonding the die (22) picked up by the die transfer module (100) onto the substrate (30). As an example, the die transfer module (100) may pick up the die (22) and transfer it onto a die stage (110), and the die bonding module (200) may pick up the die (22) on the die stage (110) and bond it onto the substrate (30).
상기 웨이퍼(20)는 상기 다이들(22)이 부착된 다이싱 테이프(24)와, 상기 다이싱 테이프(24)가 장착되는 대략 원형 링 형태의 마운트 프레임(26)을 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 다이싱 테이프(24)는 상기 마운트 프레임(26)의 하부면 상에 부착될 수 있으며, 상기 다이들(22)은 상기 다이싱 테이프(24)의 상부면 상에 부착될 수 있다.The wafer (20) may include a dicing tape (24) to which the dies (22) are attached, and a mount frame (26) having a substantially circular ring shape on which the dicing tape (24) is mounted. As an example, the dicing tape (24) may be attached on a lower surface of the mount frame (26), and the dies (22) may be attached on an upper surface of the dicing tape (24).
상기 다이 이송 모듈(100)은, 상기 웨이퍼(20)를 지지하기 위한 웨이퍼 스테이지(120)를 포함할 수 있다. 상기 웨이퍼 스테이지(120) 상에는 상기 다이싱 테이프(24)를 지지하기 위한 서포트 링(122)과, 상기 마운트 프레임(26)을 파지하기 위한 클램프(124)와, 상기 클램프(124)를 수직 방향으로 이동시키기 위한 클램프 구동부(126)가 배치될 수 있다. 구체적으로, 도시된 바와 같이, 상기 서포트 링(122)은 상기 다이들(22)과 상기 마운트 프레임(26) 사이에서 상기 다이싱 테이프(24)를 지지할 수 있으며, 상기 클램프 구동부(126)는 상기 마운트 프레임(26)이 파지된 상기 클램프(124)를 하강시킴으로써 상기 다이싱 테이프(24)를 확장시킬 수 있다.The die transfer module (100) may include a wafer stage (120) for supporting the wafer (20). On the wafer stage (120), a support ring (122) for supporting the dicing tape (24), a clamp (124) for holding the mount frame (26), and a clamp driving unit (126) for moving the clamp (124) in a vertical direction may be arranged. Specifically, as illustrated, the support ring (122) may support the dicing tape (24) between the dies (22) and the mount frame (26), and the clamp driving unit (126) may expand the dicing tape (24) by lowering the clamp (124) on which the mount frame (26) is held.
상기 서포트 링(122)에 의해 지지된 상기 다이싱 테이프(24)의 아래에는 상기 다이들(22)을 상기 다이싱 테이프(24)로부터 선택적으로 분리하기 위한 다이 이젝터(102)가 배치될 수 있다. 상기 다이 이젝터(102)는 상기 다이싱 테이프(24)의 하부면을 진공 흡착할 수 있으며 상기 다이들(22) 중에서 픽업하고자 하는 다이(22)를 상승시킴으로써 상기 다이(22)를 상기 다이싱 테이프(24)로부터 분리시키는 이젝터 부재들(미도시)을 포함할 수 있다.Below the dicing tape (24) supported by the support ring (122), a die ejector (102) may be positioned to selectively separate the dies (22) from the dicing tape (24). The die ejector (102) may vacuum-absorb the lower surface of the dicing tape (24) and may include ejector members (not shown) that elevate a die (22) to be picked up among the dies (22) to separate the die (22) from the dicing tape (24).
상기 다이 이송 모듈(100)은, 상기 웨이퍼 스테이지(120)의 상부에 배치되어 상기 다이 이젝터(102)에 의해 상기 다이싱 테이프(24)로부터 분리된 다이(22)를 픽업하기 위한 진공 피커(130)와, 상기 진공 피커(130)를 수직 및 수평 방향으로 이동시키기 위한 피커 구동부(132)를 포함할 수 있다. 일 예로서, 도시되지는 않았으나, 상기 진공 피커(130)는 상기 다이(22)를 진공 흡착하기 위한 진공홀이 형성된 콜릿(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 다이 스테이지(110)는 상기 웨이퍼 스테이지(120)로부터 수평 방향으로 이격되어 배치될 수 있으며, 상기 진공 피커(130)에 의해 픽업된 상기 다이(22)는 상기 피커 구동부(132)에 의해 상기 다이 스테이지(110) 상으로 이송될 수 있다. 또한, 상기 웨이퍼 스테이지(120)의 상부에는 상기 다이들(22) 중에서 픽업하고자 하는 다이(22)를 검출하기 위한 카메라 유닛(140)이 배치될 수 있다.The die transfer module (100) may include a vacuum picker (130) arranged above the wafer stage (120) to pick up a die (22) separated from the dicing tape (24) by the die ejector (102), and a picker drive unit (132) to move the vacuum picker (130) in vertical and horizontal directions. As an example, although not shown, the vacuum picker (130) may include a collet (not shown) in which a vacuum hole is formed to vacuum-absorb the die (22). The die stage (110) may be arranged to be spaced apart from the wafer stage (120) in the horizontal direction, and the die (22) picked up by the vacuum picker (130) may be transferred onto the die stage (110) by the picker drive unit (132). Additionally, a camera unit (140) for detecting a die (22) to be picked up among the dies (22) may be placed on the upper portion of the wafer stage (120).
도시되지는 않았으나, 상기 다이 본딩 장치(10)는 상기 웨이퍼 스테이지(120)를 수평 방향으로 이동시키기 위한 스테이지 구동부(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 스테이지 구동부는 상기 다이들(22) 중에서 픽업하고자 하는 다이(22)가 상기 다이 이젝터(102) 상에 위치되도록 상기 웨이퍼 스테이지(120)의 위치를 조절할 수 있다.Although not shown, the die bonding device (10) may include a stage driving unit (not shown) for moving the wafer stage (120) in a horizontal direction. The stage driving unit may adjust the position of the wafer stage (120) so that a die (22) to be picked up among the dies (22) is positioned on the die ejector (102).
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 다이 본딩 장치(10)는, 상기 웨이퍼(20)의 수납을 위한 카세트(40)가 놓여지는 카세트 로드 포트(42)와, 상기 웨이퍼(20)를 상기 카세트(40)로부터 상기 웨이퍼 스테이지(120) 상으로 이송하기 위한 웨이퍼 이송 유닛(44)과, 상기 웨이퍼(20)의 이송을 안내하기 위한 웨이퍼 가이드 레일들(46)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 스테이지 구동부는 상기 웨이퍼 스테이지(120)를 상기 웨이퍼 가이드 레일들(46)의 단부에 인접하도록 이동시킬 수 있으며, 이어서 상기 웨이퍼 이송 유닛(44)은 상기 웨이퍼(20)를 상기 카세트(40)로부터 상기 웨이퍼 스테이지(120) 상으로 이동시킬 수 있다. 상세히 도시되지는 않았으나, 상기 웨이퍼 이송 유닛(44)은 상기 마운트 프레임(26)을 파지하기 위한 그리퍼와 상기 그리퍼를 수평 방향으로 이동시키기 위한 그리퍼 구동부를 포함할 수 있다.In addition, as illustrated in FIG. 1, the die bonding device (10) may include a cassette load port (42) on which a cassette (40) for receiving the wafer (20) is placed, a wafer transfer unit (44) for transferring the wafer (20) from the cassette (40) onto the wafer stage (120), and wafer guide rails (46) for guiding the transfer of the wafer (20). Specifically, the stage driving unit may move the wafer stage (120) so as to be adjacent to the ends of the wafer guide rails (46), and then the wafer transfer unit (44) may move the wafer (20) from the cassette (40) onto the wafer stage (120). Although not illustrated in detail, the wafer transfer unit (44) may include a gripper for holding the mount frame (26) and a gripper driving unit for moving the gripper in a horizontal direction.
상기 다이 본딩 모듈(200)은 상기 다이 스테이지(110) 상으로 이송된 상기 다이(22)를 픽업하여 상기 기판(30) 상에 본딩할 수 있다. 일 예로서, 상기 다이 본딩 모듈(200)은, 상기 다이(22)를 픽업하기 위한 본딩 헤드(210)와, 상기 본딩 헤드(210)를 수직 및 수평 방향으로 이동시키기 위한 헤드 구동부(212)와, 상기 기판(30)을 지지하기 위한 기판 스테이지(220)를 포함할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 상기 본딩 헤드(210)는 상기 다이(22)를 진공 흡착하기 위한 진공홀을 구비하고 상기 기판(30) 상에 상기 다이(22)를 가압하기 위한 본딩 툴(미도시)을 포함할 수 있으며, 상기 기판 스테이지(220)는 상기 기판(30)을 기 설정된 본딩 온도로 가열하기 위한 히터(미도시)를 구비할 수 있다.The die bonding module (200) can pick up the die (22) transferred onto the die stage (110) and bond it onto the substrate (30). As an example, the die bonding module (200) can include a bonding head (210) for picking up the die (22), a head driving unit (212) for moving the bonding head (210) in vertical and horizontal directions, and a substrate stage (220) for supporting the substrate (30). Although not shown, the bonding head (210) can have a vacuum hole for vacuum-absorbing the die (22) and a bonding tool (not shown) for pressurizing the die (22) onto the substrate (30), and the substrate stage (220) can have a heater (not shown) for heating the substrate (30) to a preset bonding temperature.
상기 기판(30)은 제1 매거진(50)으로부터 공급될 수 있으며, 다이 본딩 공정이 완료된 후 제2 매거진(60)으로 수납될 수 있다. 일 예로서, 상기 다이 본딩 장치(10)는, 상기 제1 매거진(50)을 핸들링하기 위한 제1 매거진 핸들링 유닛(52)과, 상기 제2 매거진(60)을 핸들링하기 위한 제2 매거진 핸들링 유닛(62)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 다이 본딩 장치(10)는 상기 제1 매거진(50)이 놓여지는 제1 매거진 로드 포트(54)와, 상기 제2 매거진(60)이 놓여지는 제2 매거진 로드 포트(64)와, 상기 제1 매거진 로드 포트(54)와 상기 제1 매거진 핸들링 유닛(52) 사이에서 상기 제1 매거진(50)을 이송하는 제1 매거진 이송 유닛(56)과, 상기 제2 매거진 로드 포트(64)와 상기 제2 매거진 핸들링 유닛(62) 사이에서 상기 제2 매거진(60)을 이송하는 제2 매거진 이송 유닛(66)을 포함할 수 있다.The above substrate (30) can be supplied from the first magazine (50) and stored in the second magazine (60) after the die bonding process is completed. As an example, the die bonding device (10) can include a first magazine handling unit (52) for handling the first magazine (50) and a second magazine handling unit (62) for handling the second magazine (60). In addition, the die bonding device (10) may include a first magazine load port (54) on which the first magazine (50) is placed, a second magazine load port (64) on which the second magazine (60) is placed, a first magazine transfer unit (56) for transferring the first magazine (50) between the first magazine load port (54) and the first magazine handling unit (52), and a second magazine transfer unit (66) for transferring the second magazine (60) between the second magazine load port (64) and the second magazine handling unit (62).
또한, 상기 다이 본딩 장치(10)는 상기 기판(30)을 상기 제1 매거진(50)으로부터 상기 기판 스테이지(220) 상으로 이송하고 상기 기판 스테이지(220) 상에서 상기 기판(30)의 위치를 조절하며 상기 다이 본딩 공정이 완료된 후 상기 기판(30)을 상기 제2 매거진(60)으로 이송하기 위한 기판 이송 유닛(70)을 포함할 수 있다. 상기 기판 이송 유닛(70)은, 상기 기판(30)의 이송을 안내하기 위한 기판 가이드 레일들(72)과, 상기 기판(30)을 파지하기 위한 그리퍼들(74)과, 상기 그리퍼들(74)을 이동시키기 위한 그리퍼 구동부들(76)과, 상기 기판(30)을 상기 기판 가이드 레일들(72) 상으로 이동시키기 위한 제1 푸셔(78)와, 상기 기판(30)을 상기 기판 가이드 레일들(72) 상에서 상기 제2 매거진(60)의 내부로 이동시키기 위한 제2 푸셔(80)를 포함할 수 있다.In addition, the die bonding device (10) may include a substrate transfer unit (70) for transferring the substrate (30) from the first magazine (50) onto the substrate stage (220), adjusting the position of the substrate (30) on the substrate stage (220), and transferring the substrate (30) to the second magazine (60) after the die bonding process is completed. The substrate transfer unit (70) may include substrate guide rails (72) for guiding the transfer of the substrate (30), grippers (74) for holding the substrate (30), gripper driving units (76) for moving the grippers (74), a first pusher (78) for moving the substrate (30) onto the substrate guide rails (72), and a second pusher (80) for moving the substrate (30) onto the substrate guide rails (72) into the interior of the second magazine (60).
도 4는 도 3에 도시된 기판을 설명하기 위한 개략적인 확대 평면도이다.Figure 4 is a schematic enlarged plan view for explaining the substrate shown in Figure 3.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 기판 스테이지(220)의 상부에는 상기 기판(30)을 촬상하기 위한 카메라 유닛(230)이 배치될 수 있으며, 상기 기판(30) 상에는 상기 다이들(22)이 본딩될 복수의 셀 영역들(32)이 구비될 수 있다. 상기 셀 영역들(32) 각각에는 상기 다이들(22)이 기 설정된 레시피에 따라 본딩될 수 있으며, 상기 셀 영역들(32)에 상기 다이들(22)이 모두 본딩된 후 상기 기판(30)은 몰딩 공정에 의해 패키징 처리되고 이어서 소잉 공정에 의해 상기 셀 영역들(32)이 개별화되어 반도체 패키지들로 제조될 수 있다.Referring to FIGS. 3 and 4, a camera unit (230) for capturing an image of the substrate (30) may be placed on the upper portion of the substrate stage (220), and a plurality of cell regions (32) to which the dies (22) are to be bonded may be provided on the substrate (30). The dies (22) may be bonded to each of the cell regions (32) according to a preset recipe, and after all of the dies (22) are bonded to the cell regions (32), the substrate (30) may be packaged by a molding process, and then the cell regions (32) may be individualized by a sawing process to be manufactured into semiconductor packages.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판 스테이지(220) 상으로 상기 기판(30)이 로드된 후 상기 카메라 유닛(230)은 상기 셀 영역들(32) 중 하나, 예를 들면, 첫 번째 셀 영역(32)에 대한 이미지를 획득할 수 있으며, 상기 이미지로부터 상기 셀 영역(32)의 위치 정보가 획득될 수 있다. 예를 들면, 상기 카메라 유닛(230)은 상기 다이들(22)을 본딩하기 전에 상기 셀 영역(32)의 위치 정보를 획득하기 위해 상기 다이들(22)이 본딩될 셀 영역(32)을 촬상할 수 있다. 한편, 상기 카메라 유닛(230)은 상기 셀 영역들(32)을 촬상하기 위해 수평 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다. 예를 들면, 상기 카메라 유닛(230)은 카메라 구동부(232)에 의해 Y축 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있으며, 상기 기판(30)은 상기 기판 이송 유닛(70)에 의해 X축 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, after the substrate (30) is loaded onto the substrate stage (220), the camera unit (230) can obtain an image of one of the cell regions (32), for example, the first cell region (32), and position information of the cell region (32) can be obtained from the image. For example, the camera unit (230) can capture an image of the cell region (32) to which the dies (22) are to be bonded in order to obtain position information of the cell region (32) before bonding the dies (22). Meanwhile, the camera unit (230) can be configured to be moved in the horizontal direction to capture an image of the cell regions (32). For example, the camera unit (230) can be configured to be moved in the Y-axis direction by the camera driving unit (232), and the substrate (30) can be configured to be moved in the X-axis direction by the substrate transfer unit (70).
상기 다이 본딩 장치(10)는 상기 다이들(22)의 본딩을 위해 상기 다이 이송 모듈(100)과 상기 다이 본딩 모듈(200) 등의 동작을 제어하는 제어부(300)를 포함할 수 있으며, 상기 카메라 유닛(230)에 의해 획득된 상기 셀 영역(32)의 이미지는 상기 제어부(300)로 전송될 수 있다. 특히, 상기 셀 영역(32)에는 상기 다이들(22)이 본딩될 위치(도 4에서 점선으로 표시된 영역)를 정렬하기 위한 정렬 패턴들(34)이 구비될 수 있으며, 상기 제어부(300)는 상기 셀 영역(32)의 이미지로부터 상기 정렬 패턴들(34)의 위치 좌표들을 검출할 수 있다.The die bonding device (10) may include a control unit (300) that controls the operation of the die transfer module (100) and the die bonding module (200) for bonding the dies (22), and an image of the cell region (32) acquired by the camera unit (230) may be transmitted to the control unit (300). In particular, the cell region (32) may be provided with alignment patterns (34) for aligning positions (areas indicated by dotted lines in FIG. 4) where the dies (22) are to be bonded, and the control unit (300) may detect position coordinates of the alignment patterns (34) from the image of the cell region (32).
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판 스테이지(220)는 상기 기판(30)을 진공 흡착하기 위한 진공홀들(222)을 구비할 수 있으며, 상기 다이 본딩 모듈(200)은 상기 진공홀들(222)에 상기 기판(30)의 진공 흡착을 위한 진공압을 제공하는 진공 소스(240)를 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 진공 소스(240)로는 진공 펌프 또는 진공 이젝터가 사용될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the substrate stage (220) may be provided with vacuum holes (222) for vacuum-absorbing the substrate (30), and the die bonding module (200) may include a vacuum source (240) that provides vacuum pressure for vacuum-absorbing the substrate (30) to the vacuum holes (222). As an example, a vacuum pump or a vacuum ejector may be used as the vacuum source (240).
상기 진공 소스(240)는 진공 배관(242)을 통해 상기 진공홀들(222)과 연결될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 다이 본딩 모듈(200)은 상기 진공홀들(222)에 제공되는 진공압의 변화 및/또는 상기 진공 배관(242)을 통해 흐르는 공기의 유량 변화를 모니터링하기 위한 모니터링 유닛(244)을 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 진공 배관(242)에는 상기 진공홀들(222)에 제공되는 상기 진공압을 측정하기 위한 진공 센서와 상기 진공 배관(242)을 통해 흐르는 공기의 유량을 측정하기 위한 유량 센서가 설치될 수 있으며, 상기 진공 센서와 상기 유량 센서가 상기 모니터링 유닛(244)으로서 기능할 수 있다.The vacuum source (240) may be connected to the vacuum holes (222) through a vacuum pipe (242), and according to one embodiment of the present invention, the die bonding module (200) may include a monitoring unit (244) for monitoring a change in vacuum pressure provided to the vacuum holes (222) and/or a change in the flow rate of air flowing through the vacuum pipe (242). As an example, a vacuum sensor for measuring the vacuum pressure provided to the vacuum holes (222) and a flow rate sensor for measuring the flow rate of air flowing through the vacuum pipe (242) may be installed in the vacuum pipe (242), and the vacuum sensor and the flow rate sensor may function as the monitoring unit (244).
도 5는 도 1에 도시된 다이 본딩 장치를 이용하여 기판 상에 다이들을 본딩하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of bonding dies on a substrate using the die bonding device illustrated in FIG. 1.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 방법을 설명한다.Hereinafter, a die bonding method according to one embodiment of the present invention will be described with reference to the attached drawings.
도 5를 참조하면, S100 단계에서 상기 기판 스테이지(220) 상에 상기 기판(30)이 로드될 수 있으며, S102 단계에서 상기 진공홀들(222)에 진공압을 제공하여 상기 기판(30)을 상기 기판 스테이지(220) 상에 진공 흡착할 수 있다. 상기 기판(30)은 상기 기판 이송 유닛(70)에 의해 상기 제1 매거진(50)으로부터 상기 기판 스테이지(220) 상으로 이송될 수 있으며, 이어서 상기 기판(30)이 상기 기판 스테이지(220) 상에 진공 흡착되도록 상기 진공 소스(240)로부터 상기 진공압이 제공될 수 있다.Referring to FIG. 5, the substrate (30) may be loaded onto the substrate stage (220) at step S100, and the substrate (30) may be vacuum-absorbed onto the substrate stage (220) by providing vacuum pressure to the vacuum holes (222) at step S102. The substrate (30) may be transferred from the first magazine (50) onto the substrate stage (220) by the substrate transfer unit (70), and then the vacuum pressure may be provided from the vacuum source (240) so that the substrate (30) may be vacuum-absorbed onto the substrate stage (220).
S104 단계에서, 상기 모니터링 유닛(244)은 상기 진공압의 변화 또는 상기 진공 배관(242)을 흐르는 공기의 유량 변화를 모니터링할 수 있다. 특히, 상기 모니터링 유닛(244)은 상기 기판(30)에 대한 다이 본딩 공정이 완료될 때까지 상기 진공압의 변화 및 상기 공기의 유량 변화를 지속적으로 모니터링할 수 있다.In step S104, the monitoring unit (244) can monitor changes in the vacuum pressure or changes in the flow rate of air flowing through the vacuum pipe (242). In particular, the monitoring unit (244) can continuously monitor changes in the vacuum pressure and the flow rate of air until the die bonding process for the substrate (30) is completed.
S106 단계에서, 상기 기판(30) 상에 상기 다이들(22)이 본딩될 셀 영역(32)을 촬상하여 상기 셀 영역(32)의 위치 정보를 획득할 수 있다. 일 예로서, 상기 카메라 유닛(230)은 상기 기판(30) 상의 셀 영역들(32) 중 첫 번째 셀 영역(32)의 위치 정보를 획득하기 위하여 상기 첫 번째 셀 영역(32)을 촬상할 수 있으며, 상기 첫 번째 셀 영역(32)의 이미지는 상기 제어부(300)로 전송될 수 있다. 상기 제어부(300)는 상기 이미지로부터 상기 정렬 패턴들(34)을 검출할 수 있으며, 아울러 검출된 상기 정렬 패턴들(34)의 위치 좌표들을 산출할 수 있다.In step S106, the cell region (32) on which the dies (22) are to be bonded on the substrate (30) can be imaged to obtain position information of the cell region (32). As an example, the camera unit (230) can image the first cell region (32) among the cell regions (32) on the substrate (30) to obtain position information of the first cell region (32), and the image of the first cell region (32) can be transmitted to the control unit (300). The control unit (300) can detect the alignment patterns (34) from the image, and can also calculate position coordinates of the detected alignment patterns (34).
S108 단계에서, 상기 위치 정보에 기초하여 상기 셀 영역(32) 상에 다이(22)를 본딩할 수 있으며, S110 단계에서 후속하는 제2 다이(22)의 본딩을 수행하기 전에 상기 위치 정보를 획득하는 단계(S106)의 생략이 가능한지 여부를 판단할 수 있다. 아울러, 상기 판단 결과 S106 단계의 생략이 가능한 경우 S112 단계에서 상기 위치 정보를 이용하여 상기 제2 다이(22)를 상기 다이(22) 상에 적층 방식으로 본딩할 수 있다.In step S108, the die (22) can be bonded on the cell area (32) based on the position information, and it can be determined whether the step (S106) of obtaining the position information can be omitted before performing the bonding of the second die (22) subsequent to step S110. In addition, if the determination result shows that step S106 can be omitted, the second die (22) can be bonded on the die (22) in a stacking manner using the position information in step S112.
예를 들면, 상기 제어부(300)는 상기 위치 정보에 기초하여 상기 셀 영역(32) 상에 상기 다이(22)를 본딩하도록 상기 본딩 헤드(210)의 동작을 제어할 수 있으며, 상기 다이(22)의 본딩이 수행된 후 후속하는 제2 다이(22)의 본딩을 수행하기 전에 상기 S106 단계를 수행할 것인지 아니면 생략할 것인지 여부를 판단할 수 있다.For example, the control unit (300) can control the operation of the bonding head (210) to bond the die (22) on the cell area (32) based on the position information, and can determine whether to perform or omit the step S106 before performing the subsequent bonding of the second die (22) after the bonding of the die (22) is performed.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어부(300)는 상기 모니터링 유닛(244)에 의해 측정되는 상기 진공압의 변화 또는 상기 공기의 유량 변화가 기 설정된 범위를 벗어나지 않는 경우 상기 기판(30)의 위치가 변동되지 않은 것으로 판단할 수 있으며, 이에 따라 상기 S106 단계의 생략이 가능한 것으로 판단할 수 있다. 특히, 상기와 같이 상기 기판(30)의 위치가 변동되지 않은 것으로 판단되는 경우 상기 S106 단계에서 기 획득된 상기 셀 영역(32)의 위치 정보를 그대로 사용할 수 있으므로 이를 이용하여 상기 제2 다이(22)의 본딩을 수행할 수 있다.In particular, according to one embodiment of the present invention, if the change in the vacuum pressure or the change in the air flow rate measured by the monitoring unit (244) does not exceed a preset range, the control unit (300) may determine that the position of the substrate (30) has not changed, and thus may determine that the step S106 can be omitted. In particular, if it is determined that the position of the substrate (30) has not changed as described above, the position information of the cell region (32) acquired in the step S106 can be used as is, and thus the bonding of the second die (22) can be performed using this.
그러나, 상기 진공압의 변화 또는 상기 공기의 유량 변화가 상기 기 설정된 범위를 벗어나는 경우 상기 S106 단계의 생략이 불가능한 것으로 판단할 수 있다. 구체적으로, 상기 진공압의 변화 또는 상기 공기의 유량 변화가 상기 기 설정된 범위를 벗어나는 경우 상기 기판(30)의 진공 흡착 상태 즉 상기 기판(30)의 위치가 상기 다이(22)의 본딩 단계(S108)에서 변경되었을 가능성이 있으므로, 상기 S106 단계의 재수행이 필요할 수 있다.However, if the change in the vacuum pressure or the change in the air flow rate is outside the preset range, it may be determined that the step S106 cannot be omitted. Specifically, if the change in the vacuum pressure or the change in the air flow rate is outside the preset range, the vacuum adsorption state of the substrate (30), i.e., the position of the substrate (30), may have changed in the bonding step (S108) of the die (22), and therefore, the step S106 may need to be re-performed.
상기와 같이 S106 단계의 생략이 불가능한 것으로 판단되는 경우, 도시되지는 않았으나, 상기 제2 다이(22)의 본딩을 수행하기 전에 상기 S106 단계를 재수행하여 상기 위치 정보를 갱신하는 단계를 수행할 수 있으며, 상기 제2 다이(22)의 본딩 단계는 상기 갱신된 위치 정보를 이용하여 수행될 수 있다.In a case where it is determined that omission of step S106 is impossible as described above, although not shown, a step of updating the position information by re-performing step S106 before performing bonding of the second die (22) can be performed, and the bonding step of the second die (22) can be performed using the updated position information.
상기와 같이 갱신된 위치 정보를 이용하여 상기 제2 다이(22)의 본딩을 수행한 후 후속하는 제3 다이(22)의 본딩을 수행하기 전에 상기 S106 단계의 생략이 가능한지 여부를 판단할 수 있으며, 판단 결과에 따라 생략이 가능한 경우 상기 갱신된 위치 정보를 이용하여 상기 제3 다이(22)를 상기 제2 다이(22) 상에 적층 방식으로 본딩할 수 있다. 이와 다르게, 상기 판단 결과에 따라 생략이 불가능한 경우 상기 S106 단계를 재수행하여 상기 위치 정보를 다시 갱신할 수 있다.Using the updated position information as described above, it is possible to determine whether step S106 can be omitted before performing bonding of the third die (22) after performing bonding of the second die (22), and if omission is possible according to the determination result, the third die (22) can be bonded in a stacking manner on the second die (22) using the updated position information. Alternatively, if omission is not possible according to the determination result, step S106 can be re-performed to update the position information again.
상기와 같이 상기 셀 영역(32) 상에 복수의 다이들(22)을 적층 방식으로 본딩할 수 있으며, 상기 다이들(22)을 본딩하는 동안 상기 진공압의 변화 또는 상기 공기의 유량 변화가 상기 기 설정된 범위를 벗어나는 경우 상기 셀 영역(32)의 위치 정보를 상기한 방법으로 갱신할 수 있다.As described above, a plurality of dies (22) can be bonded in a stacking manner on the cell area (32), and when the change in the vacuum pressure or the change in the air flow rate during bonding of the dies (22) is outside the preset range, the position information of the cell area (32) can be updated using the above-described method.
한편, 상기 셀 영역(32) 상에 각각의 다이들(22)이 본딩된 후 즉 상기 S108 단계를 수행한 후 상기 다이(22)의 본딩이 정상적으로 수행되었는지 여부를 검사하는 단계가 각 다이들(22)의 본딩 후 매번 수행될 수 있다. 상기 제어부(300)는 상기 S106 단계의 수행 및 상기 각 다이들(22)의 본딩이 정상적으로 수행되었는지 여부를 검사하기 위하여 상기 카메라 유닛(230)의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 상기와 같은 다이들(22)의 본딩 방법은 상기 각 셀 영역들(32)에 대하여 반복적으로 수행될 수 있으며, 상기 방법으로 상기 셀 영역들(32)에 대한 다이 본딩 공정이 완료된 후 상기 기판(30)은 상기 기판 이송 유닛(70)에 의해 상기 제2 매거진(60)에 수납될 수 있다.Meanwhile, after each of the dies (22) are bonded on the cell area (32), that is, after performing the step S108, a step of checking whether the bonding of the dies (22) has been performed normally may be performed every time after the bonding of each of the dies (22). The control unit (300) may control the operation of the camera unit (230) to check whether the step S106 has been performed and the bonding of each of the dies (22) has been performed normally. In addition, the bonding method of the dies (22) as described above may be repeatedly performed for each of the cell areas (32), and after the die bonding process for the cell areas (32) is completed by the method, the substrate (30) may be stored in the second magazine (60) by the substrate transfer unit (70).
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 기판(30) 상의 셀 영역(32) 상에 첫 번째 다이(22)를 본딩하기 위하여 상기 셀 영역(32)의 위치 정보를 획득한 후 상기 첫 번째 다이(22)에 대한 본딩을 수행하고, 이후 나머지 다이들(22)에 대하여 상기 위치 정보를 이용하여 적층 방식으로 본딩 단계를 수행할 수 있다. 따라서, 종래 기술에서 상기 나머지 다이들(22)에 대한 본딩 단계 이전에 매번 수행되었던 상기 셀 영역(32)의 위치 정보 획득 단계를 생략할 수 있으므로 종래 기술과 비교하여 상기 다이들(22)에 대한 본딩 시간을 크게 감소시킬 수 있다.According to the embodiments of the present invention as described above, in order to bond the first die (22) on the cell region (32) on the substrate (30), after obtaining the position information of the cell region (32), bonding for the first die (22) is performed, and thereafter, a bonding step can be performed in a stacking manner for the remaining dies (22) using the position information. Accordingly, the step of obtaining the position information of the cell region (32), which was performed every time before the bonding step for the remaining dies (22) in the prior art, can be omitted, and thus the bonding time for the dies (22) can be significantly reduced compared to the prior art.
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.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and changes may be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below.
10 : 다이 본딩 장치 20 : 웨이퍼
22 : 다이 30 : 기판
32 : 셀 영역 34 : 정렬 패턴
100 : 다이 이송 모듈 110 : 다이 스테이지
120 : 웨이퍼 스테이지 130 : 진공 피커
200 : 다이 본딩 모듈 210 : 본딩 헤드
220 : 기판 스테이지 222 : 진공홀
230 : 카메라 유닛 240 : 진공 소스
242 : 진공 배관 244 : 모니터링 유닛
300 : 제어부10: Die bonding device 20: Wafer
22: Die 30: Substrate
32: Cell area 34: Alignment pattern
100: Die transfer module 110: Die stage
120: Wafer stage 130: Vacuum picker
200: Die bonding module 210: Bonding head
220: Substrate stage 222: Vacuum hole
230: Camera unit 240: Vacuum source
242 : Vacuum piping 244 : Monitoring unit
300 : Control Unit
Claims (12)
상기 진공홀들에 진공압을 제공하여 상기 기판을 상기 기판 스테이지 상에 진공 흡착하는 단계;
상기 진공홀들에 제공되는 상기 진공압의 변화 또는 상기 진공홀들과 연결된 진공 배관을 통해 흐르는 공기의 유량 변화를 모니터링 하는 단계;
기판 상에 다이가 본딩될 셀 영역을 촬상하여 상기 셀 영역의 위치 정보를 획득하는 단계;
상기 위치 정보에 기초하여 상기 셀 영역 상에 상기 다이를 본딩하는 단계;
후속하는 제2 다이의 본딩을 수행하기 전에 상기 위치 정보를 획득하는 단계의 생략이 가능한지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 생략이 가능한 경우 상기 위치 정보를 이용하여 상기 제2 다이를 상기 다이 상에 적층 방식으로 본딩하는 단계를 포함하고,
상기 적층 방식으로 본딩하는 단계에서 상기 진공압의 변화 또는 상기 공기의 유량 변화가 기 설정된 범위를 벗어나는 경우 상기 셀 영역의 위치 정보를 획득하는 단계를 재수행하여 상기 위치 정보를 갱신하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 방법.A step of loading a substrate onto a substrate stage equipped with a plurality of vacuum holes;
A step of providing vacuum pressure to the above vacuum holes to vacuum-absorb the substrate onto the substrate stage;
A step of monitoring a change in the vacuum pressure provided to the vacuum holes or a change in the flow rate of air flowing through a vacuum pipe connected to the vacuum holes;
A step of capturing an image of a cell area on a substrate where a die is to be bonded to obtain positional information of the cell area;
A step of bonding the die on the cell area based on the location information;
A step of determining whether the step of obtaining the position information can be omitted before performing bonding of the subsequent second die; and
If the above omission is possible, the step of bonding the second die on the die in a laminated manner using the position information is included.
A die bonding method characterized in that, in the step of bonding in the above-described laminated manner, if a change in the vacuum pressure or a change in the air flow rate is outside a preset range, the step of acquiring position information of the cell region is re-performed to update the position information.
후속하는 제3 다이의 본딩을 수행하기 전에 상기 위치 정보를 획득하는 단계의 생략이 가능한지 여부를 판단하는 단계와,
상기 생략이 가능한 경우 상기 갱신된 위치 정보를 이용하여 상기 제3 다이를 상기 제2 다이 상에 적층 방식으로 본딩하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 방법.In the first paragraph, a step of bonding the second die on the die in a laminated manner using the updated location information,
A step of determining whether it is possible to omit the step of obtaining the position information before performing bonding of the subsequent third die;
A die bonding method characterized in that it further comprises a step of bonding the third die on the second die in a stacking manner using the updated position information when the above omission is possible.
상기 위치 정보는 상기 정렬 패턴들의 위치 좌표들을 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 방법.In the first paragraph, the cell area is provided with alignment patterns for aligning the positions where the die is to be bonded,
A die bonding method, characterized in that the above position information includes position coordinates of the above alignment patterns.
상기 진공홀들에 진공압을 제공하여 상기 기판을 상기 기판 스테이지 상에 진공 흡착하는 단계;
상기 진공홀들에 제공되는 상기 진공압의 변화 또는 상기 진공홀들과 연결된 진공 배관을 통해 흐르는 공기의 유량 변화를 모니터링하는 단계;
상기 기판 상에 다이들이 본딩될 셀 영역을 촬상하여 상기 셀 영역의 위치 정보를 획득하는 단계;
상기 위치 정보에 기초하여 상기 셀 영역 상에 상기 다이들을 적층 방식으로 본딩하는 단계; 및
상기 다이들을 본딩하는 동안 상기 진공압의 변화 또는 상기 공기의 유량 변화가 기 설정된 범위를 벗어나는 경우 상기 셀 영역의 위치 정보를 획득하는 단계를 재수행하여 상기 위치 정보를 갱신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 방법.A step of loading a substrate onto a substrate stage equipped with a plurality of vacuum holes;
A step of providing vacuum pressure to the above vacuum holes to vacuum-absorb the substrate onto the substrate stage;
A step of monitoring a change in the vacuum pressure provided to the vacuum holes or a change in the flow rate of air flowing through a vacuum pipe connected to the vacuum holes;
A step of capturing an image of a cell area where dies are to be bonded on the substrate to obtain location information of the cell area;
A step of bonding the dies in a stacked manner on the cell area based on the location information; and
A die bonding method characterized by including a step of re-performing the step of acquiring position information of the cell region to update the position information when a change in the vacuum pressure or a change in the flow rate of the air during bonding of the dies is outside a preset range.
상기 기판 스테이지의 상부에 배치되고 상기 셀 영역을 촬상하여 상기 셀 영역의 위치 정보를 획득하기 위한 카메라 유닛;
상기 위치 정보에 기초하여 상기 셀 영역 상에 상기 다이들을 적층 방식으로 본딩하기 위한 본딩 헤드;
상기 진공홀들에 상기 기판을 진공 흡착하기 위한 진공압을 제공하는 진공 소스;
상기 진공홀들과 상기 진공 소스 사이를 연결하는 진공 배관에 연결되며 상기 진공압의 변화 및 상기 진공 배관을 흐르는 공기의 유량 변화 중 적어도 하나를 모니터링하기 위한 모니터링 유닛; 및
상기 다이들을 본딩하는 동안 상기 진공압의 변화 또는 상기 공기의 유량 변화가 기 설정된 범위를 벗어나는 경우 상기 위치 정보를 갱신하기 위하여 상기 카메라 유닛이 상기 셀 영역을 촬상하도록 상기 카메라 유닛의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.A substrate stage supporting a substrate having a cell area to which dies are to be bonded and having a plurality of vacuum holes for vacuum-absorbing the substrate;
A camera unit positioned on the upper portion of the substrate stage and configured to capture images of the cell area to obtain location information of the cell area;
A bonding head for bonding the dies in a stacked manner on the cell area based on the positional information;
A vacuum source providing vacuum pressure for vacuum-absorbing the substrate into the vacuum holes;
A monitoring unit connected to a vacuum pipe connecting the vacuum holes and the vacuum source and configured to monitor at least one of a change in the vacuum pressure and a change in the flow rate of air flowing through the vacuum pipe; and
A die bonding apparatus characterized by including a control unit that controls the operation of the camera unit so that the camera unit captures the cell area to update the position information when a change in the vacuum pressure or a change in the flow rate of the air during bonding of the dies is outside a preset range.
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Legal Events
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| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20201123 |
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| PA0201 | Request for examination |
Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20230731 Comment text: Request for Examination of Application Patent event code: PA02011R01I Patent event date: 20201123 Comment text: Patent Application |
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| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20241127 Patent event code: PE09021S01D |
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