KR19980085046A - 반도체 칩 제조용 웨이퍼의 다이 픽업 방법 - Google Patents

Abstract

반도체 칩 제조용 웨이퍼상의 특정된 1쌍의 다이를 화상인식수단의 광축상에 정렬시키는 웨이퍼 정렬단계와, 상기 1쌍의 다이 화상을 상기 화상인식수단에 입력시키기 위한 다이 화상입력단계와, 상기 화상인식수단에 의해 입력된 각 다이 화상으로부터 불량 도크 마크의 유무를 인식하여 그 결과를 신호처리하기 위한 신호처리단계와, 상기 신호처리단계의 결과에 따라 다이를 픽업하기 위한 동작과, 다이의 위치좌표를 변동시키기 위한 웨이퍼 정렬동작중 적어도 어느 하나의 동작을 포함하는 동작을 수행하는 다이 픽업/스킵단계 및 상기 1쌍의 다이와 순차적으로 인접되게 배치된 다른 1쌍의 다이에 대해 각각 상기 웨이퍼 정렬단계 내지 다이 픽업/스킵단계를 순차적으로 반복하여 수행하는 단계를 포함하는 반도체 웨이퍼 다이 픽업방법이 개시되어 있다.

Description

반도체 칩 제조용 웨이퍼의 다이 픽업 방법

본 발명은 반도체 칩 패키지 제조과정에서 실리콘 웨이퍼에 다수 형성된 단위 소자인 다이의 양부를 표시하기 위한 도트 마크를 화상인식수단에 의해 인식하고 양호한 다이만을 픽업(pick-up)하여 다이본딩 공정으로 이송하기 위한 반도체 칩 제조용 웨이퍼의 다이 픽업방법에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼는 실리콘 결정체를 반도체 칩으로 제조하기 위해 원기둥형의 실리콘봉을 얇게 절단하여 원판형으로 제작한 것으로서, 이러한 웨이퍼에는 일련의 반도체 제조과정(Fabrication)에 의해 단위 소자인 다이가 대략 250 내지 300개 가량 형성된다. 이와 같은 다이는 반도체 칩 패키지 과정의 다이 본딩 공정에서 예컨대, 노즐 흡착 등에 의해 픽업되어 웨이퍼에서 분리됨으로써 리드프레임에 본딩된다. 이러한 다이 본딩 과정 이전에 예를 들면, 통전검사 등에 의해 다이 하나하나에 대한 양부를 검사하게 되는데, 이때 불량으로 판정된 다이는 다이 본딩 과정에서의 인식이 가능하도록 도 1에 도시된 웨이퍼(10)와 같이 잉크 등에 의한 도트 마크(dot mark;D)가 표시된 상태로 반도체 칩 패키지 과정에 공급된다. 따라서, 다이 본딩 과정에서는 카메라를 이용한 화상인식을 통해 다이의 불량 도트 마크를 인식하여 상기 도트 마크가 표시되어 있지 않은 양호한 상태의 다이(11)만을 웨이퍼(10)로부터 픽업하여 리드프레임에 본딩하게 된다. 이와 같이, 다이 본딩을 위하여 웨이퍼로부터 다이를 픽업하기 위한 방법은 통상 도 2에 도시된 바와 같은 다이 픽업장치를 이용하게 된다. 도 2에서 참조부호 100은 웨이퍼(10)를 지지하기 위한 척킹수단으로서 예컨대, 진공흡착 등에 의해 웨이퍼(10)를 척킹하기 위한 척부재(110)와, 상기 웨이퍼(10)가 XY평면상의 임의의 좌표로 자유롭게 이동되도록 상기 척부재(110)를 지지하는 XY테이블(120, 130)을 포함한다. 그리고, 참조부호 30은 다수의 웨이퍼가 적재된 매거진(20)으로부터 단위 웨이퍼(10)를 인출하여 상기 척부재(110)로 이송시키기 위한 예컨대, 로봇과 같은 웨이퍼 이송수단이다. 참조부호 140은 상기 웨이퍼(10)상의 다이 화상이 입력되도록 상기 척부재(110)상에 마련되는 카메라이고, 150은 상기 카메라(140)와 연결된 비젼제어기, 그리고 160은 웨이퍼(10)상의 다이를 픽업하여 다이 본딩 공정(180)으로 이송하기 위한 다이 픽업유니트로서, 다이를 흡착할 수 있는 노즐을 구비하고 있다. 상기 XY테이블(120, 130)과 상기 다이 픽업유니트(150)는 상기 비젼제어기(150)와 연결된 콘트롤러(170)에 의해 제어된다. 즉, 상기 카메라(140)에 입력된 다이의 화상정보를 상기 비젼제어기(150)에서 신호처리하여 상기 콘트롤러(170)로 신호송출함으로써 그 결과에 따라 상기 다이 픽업유니트(160)는 웨이퍼(10)상의 특정 다이에 대한 픽업동작을 할 수 있도록 제어되고, 상기 척부재(110)는 웨이퍼(10)의 위치 정렬을 통하여 특정 다이에 대한 위치 좌표 조정이 가능하도록 제어된다.

상기한 바와 같은 다이 픽업장치를 이용한 종래의 반도체 웨이퍼 다이 픽업방법을 도 3의 동작 순서도를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 상기 웨이퍼 이송장치(30)가 매거진(20)으로부터 단위 웨이퍼(10)를 인출하여 상기 척부재(110)에 안착시킨다(310). 상기 웨이퍼(10)상의 특정 다이가 상기 카메라(140)의 광축상에 위치하도록 상기 웨이퍼 척킹수단(100)이 웨이퍼(10)의 위치를 정렬시킨다(320). 상기 카메라(140)의 광축은 상기 척부재(110)상의 검사기준점(임의의 XY 좌표점)을 지나도록 세팅되어 있고, 상기 검사기준점에 최초로 위치하게 되는 다이는 기준 다이로서, 이후 상기 기준 다이를 중심으로 인접되는 다른 다이가 검사기준점에 순차적으로 위치할 수 있도록 상기 콘트롤러(170)에 메모리된 각 다이의 위치 좌표를 근거로하여 미리 정하여진 경로를 따라 웨이퍼(10)가 위치 정렬된다. 상기 검사기준점에 기준 검사 다이가 위치하게 되면 상기 카메라(140)로 그 다이의 화상을 입력한다(330). 상기 검사 다이의 화상정보를 상기 비젼제어기(150)에 의해 신호처리하여 불량 도트 마크의 존재유무를 인식하게 된다(340). 상기 비젼제어기(150)는 불량 도트 마크의 인식 결과에 따라 별개의 신호를 상기 콘트롤러(170)에 선택적으로 송출하게 되는데, 불량 도트 마크가 표시되어 있지 않은 다이의 경우, 상기 콘트롤러(170)는 상기 다이 픽업유니트(160)가 다이를 픽업할 수 있도록 구동 제어하게 된다(350). 반면에, 불량 도트 마크가 표시되어 있는 다이의 경우, 상기 콘트롤러(170)는 인접된 다른 다이의 화상이 상기 카메라(140)에 입력될 수 있도록 상기 웨이퍼 척킹수단(100)을 구동 제어하여 웨이퍼(10)를 단위 피치(pitch)만큼 이송(skip)시키게 된다(360). 이때, 상기 다이 픽업유니트(160)는 구동되지 않고 대기 상태에 있게 된다. 이후, 이러한 과정을 웨이퍼(10) 전체의 다이 하나하나에 걸쳐 최종 다이에 이르기까지 반복적으로 수행(370)함으로써 양품의 다이만을 픽업할 수 있게 된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 다이 픽업방법은 도 4에 예시된 바와 같이 카메라로 1개의 다이에 대한 화상 인식을 통하여 그 양부를 인식하고, 그 결과에 따라 선택적으로 다이를 픽업하는 과정을 웨이퍼 전체에 걸쳐서 순차적으로 진행함으로써 단위 웨이퍼당 다이 픽업시간이 길어지는 문제점이 있다. 더욱이, 웨이퍼 상에 다이를 형성하는 과정에서 많은 불량이 발생되는 현실을 고려하면, 단위 웨이퍼상에 불량 다이가 많이 존재하는 경우에는 다이 픽업유니트의 대기 시간이 늘어나므로 다이 픽업장치의 가동율이 현저하게 저하되는 문제점이 있다. 이러한 문제점은 후공정에도 영향을 미쳐 결국은 반도체 칩 패키지 제조공정 전체의 생산효율을 떨어뜨리는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 반도체 웨이퍼 다이 픽업방법이 가지는 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 반도체 웨이퍼에 다수 형성된 단위 소자인 다이의 화상인식을 통하여 양품의 다이만을 효율적으로 픽업하기 위한 반도체 칩 제조용 웨이퍼의 다이 픽업방법을 제공함에 있다.

도 1은 반도체 칩 제조용 웨이퍼에 형성된 다이의 양부에 대한 검사 결과 마크가 표시된 상태를 보인 개략도,

도 2는 통상적인 반도체 칩 제조용 웨이퍼 다이 픽업장치의 요부에 대한 개략적 구성도,

도 3은 종래 반도체 칩 제조용 웨이퍼 다이 픽업방법을 설명하기 위한 개략적 동작 순서도, 그리고

도 4는 종래 반도체 칩 제조용 웨이퍼 다이 픽업방법에 있어서의 다이 화상인식영역을 보인 개략적 예시도,

도 5는 본 발명에 의한 반도체 칩 제조용 웨이퍼 다이 픽업방법에 있어서의 다이 화상 인식영역을 보인 개략적 예시도, 그리고

도 6은 본 발명에 의한 반도체 칩 제조용 웨이퍼 다이 픽업방법을 설명하기 위한 개략적 동작 순서도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10..반도체 칩 제조용 웨이퍼 11..다이

20..웨이퍼 매거진 30..웨이퍼 이송장치

110..척부재 120, 130..XY테이블

140..카메라 150..비젼제어기

160..다이 픽업유니트 170..콘트롤러

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 반도체 칩 제조용 웨이퍼의 다이 픽업방법은, 반도체 웨이퍼에 다수 형성된 단위 소자인 다이에 표시된 불량 마크를 화상인식수단에 의해 인식하여 양호한 다이만을 픽업하기 위한 반도체 웨이퍼 다이 픽업방법에 있어서, 상기 웨이퍼상의 특정된 1쌍의 다이를 상기 화상인식수단의 광축상에 정렬시키는 웨이퍼 정렬단계; 상기 1쌍의 다이에 대한 각각의 다이 화상을 상기 화상인식수단에 입력시키기 위한 다이 화상입력단계; 상기 화상인식수단에 의해 입력된 각각의 다이 화상으로부터 불량 마크의 유무를 인식하여 그 결과를 신호처리하기 위한 신호처리단계; 상기 신호처리단계의 결과에 따라 다이를 픽업하기 위한 동작과, 다이의 위치좌표를 변동시키기 위한 웨이퍼 정렬동작중 적어도 어느 하나의 동작을 포함하는 동작을 수행하는 다이 픽업/스킵단계; 상기 1쌍의 다이와 순차적으로 인접되게 배치된 다른 1쌍의 다이에 대해 각각 상기 웨이퍼 정렬단계 내지 다이 픽업/스킵단계를 순차적으로 반복하여 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 본 발명에 의한 하는 반도체 칩 제조용 웨이퍼의 다이 픽업방법에 있어서, 특히 상기 다이 픽업/스킵단계에서는 상기 1쌍의 다이에 불량 마크가 없는 경우 각각의 다이를 픽업유니트로 픽업하고, 상기 1쌍의 다이중 어느 하나가 불량 마크가 있는 경우 마크가 없는 다이는 픽업유니트로 픽업하는 반면에 마크가 있는 다이는 단위 다이 피치만큼 스킵(skip)시키며, 상기 1쌍의 다이에 불량 마크가 있는 경우 각각의 다이를 단위 다이 피치만큼 스킵(skip)시키는 동작을 수행하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명의 반도체 웨이퍼 다이 픽업방법을 상세하게 설명한다.

본 발명에 의한 반도체 칩 제조용 웨이퍼 다이 픽업방법은 도 5에 예시된 바와 같이 서로 인접된 1쌍의 다이 화상을 동시에 카메라에 입력시켜 불량 도트 마크의 유무를 인식하고, 그 결과에 따라 양품 다이의 픽업과 불량 다이의 스킵을 선택적으로 수행함으로써 단위 웨이퍼당 다이 픽업시간을 대폭적으로 감소시킬 수 있도록 한 것이다.

도 6은 본 발명에 의한 반도체 웨이퍼 다이 픽업방법을 설명하기 위한 동작순서도로서, 도 2의 다이 픽업장치와 도 6의 동작 순서도를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 2의 다이 픽업장치에서 웨이퍼 이송장치(30)가 매거진(20)으로부터 단위 웨이퍼(10)를 인출하여 상기 척부재(110)에 안착시킨다(610).

상기 웨이퍼(10)상의 특정 다이가 상기 카메라(140)의 광축상에 위치하도록 상기 웨이퍼 척킹수단(100)이 웨이퍼(10)의 위치를 정렬시킨다(620).

즉, 상기 웨이퍼(10)가 상기 척킹수단(100)에 장착되면, 웨이퍼(10)의 위치좌표에 대한 정보가 상기 카메라(140)에 입력되고, 비젼제어기(150)가 그 정보를 콘트롤러(170)에 신호로 송출하여 상기 척킹수단(100)이 웨이퍼(10)의 위치정렬을 행하도록 제어하게 된다. 이때, 상기 척킹수단(100)은 카메라(140)의 광축을 기준으로 웨이퍼(10)상의 검사 다이의 틀어진 각도를 보정한다. 이로써, 웨이퍼(10)상의 각 다이에 대한 XY좌표가 콘트롤러(170)에 메모리되며, 상기 콘트롤러(170)는 각 다이에 대한 위치좌표의 정보를 기초로 상기 척킹수단(100)이 상기 웨이퍼(10)를 일정 피치씩 이송시키도록 제어하여 각 다이의 화상정보가 상기 카메라(140)에 순차 입력될 수 있게 한다. 상기 카메라(140)의 광축은 상기 척부재(110)상의 검사기준점(임의의 XY 좌표점)을 지나도록 세팅되어 있다. 상기 검사기준점에는 1쌍의 다이가 동시에 검사 대상 다이로 위치하게 된다. 상기 검사기준점에 최초로 위치하게 되는 특정된 1쌍의 다이는 검사 기준 다이로서, 이후 상기 기준 다이를 중심으로 인접되는 다른 1쌍의 다이가 검사기준점에 순차적으로 위치하게 된다. 이러한 동작은 상술한 바와 같이 상기 콘트롤러(170)에 메모리된 각 다이의 위치좌표를 기초로하여 미리 정하여진 경로를 따라 웨이퍼(10)가 위치정렬되도록 제어됨으로써 가능하게 된다.

상기 검사기준점에 1쌍의 기준 검사 다이가 위치하게 되면 상기 카메라(140)로 각 다이의 화상을 입력한다(630).

상기 1쌍의 검사 다이의 화상정보를 상기 비젼제어기(150)에 의해 신호처리하여 불량 도트 마크의 존재유무를 인식한다(640).

여기서, 상기 비젼제어기(150)는 불량 도트 마크의 인식 결과에 따라 별개의 신호를 상기 콘트롤러(170)에 선택적으로 송출하게 되는데, 그 유형별 송출신호에 따라 선택적으로 수행되는 동작은 다음과 같다.

첫째로, 상기 1쌍의 검사 다이 각각에 불량 도트 마크가 표시되어 있지 않은 경우, 상기 콘트롤러(170)는 상기 다이 픽업유니트(160)가 각 다이를 순차적으로 픽업하여 리드프레임 본딩 위치로 이송할 수 있도록 제어하게 된다(650).

둘째로, 상기 1쌍의 검사 다이중 어느 하나에 불량 도트 마크가 표시되어 있는 경우, 상기 콘트롤러(170)는 상기 다이 픽업유니트(160)가 불량 도트 마크가 표시되어 있지 않는 다이만을 선택적으로 픽업하여 리드프레임 본딩 위치로 이송할 수 있도록 제어하게 된다(660).

이러한 경우, 다이 이송방향을 기준으로 전후에 배치된 1쌍의 다이중 어느 다이에 불량 도트 마크가 표시되어 있는가에 따라 다이 픽업동작과 다이 스킵동작의 순서가 정하여진다. 예를 들면, 다이 이송방향을 기준으로 전방에 배치된 다이(이하, 제1다이라고 함)에 불량 도트 마크가 있는 경우, 다이 픽업유니트는 상기 제1다이를 스킵하고, 곧 바로 다이 이송방향을 기준으로 상기 제1다이의 후방에 배치된 인접 다이(이하, 제2다이라고 함) 즉, 불량 도트 마크가 없는 다이를 픽업할 수 있도록 제어된다. 이와 반대로, 상기 제1다이에는 불량 도트 마크가 없고 상기 제2다이에 불량 도트 마크가 있는 경우, 다이 픽업유니트는 제1다이 즉, 불량 도트 마크가 없는 다이를 픽업할 수 있도록 제어되며, 상기 제2다이는 스킵된다.

세째로, 상기 1쌍의 검사 다이 각각에 불량 도트 마크가 표시되어 있는 경우, 상기 콘트롤러(170)는 상기 척킹수단(100)이 상기 웨이퍼(10)를 이송시키도록 제어하여 상기 제1다이 및 제2다이가 단위 피치 이송되어 스킵된다(670).

여기서, 단위피치라 함은 1쌍의 검사 대상 다이의 XY좌표에 대해 인접된 다른 1쌍의 다이의 XY좌표가 일치되도록 이송되는 단위 거리이다.

상기한 650단계와 660단계 및 670단계의 이후에는 각각 상기 제1 및 제2다이와 인접된 다른 1쌍의 다이가 상기 카메라(140)의 광축 즉, 검사기준점에 위치하게 된다. 따라서, 웨이퍼 전체의 다이에 대해 상기 콘트롤러(170)에 메모리된 각 다이의 위치좌표를 기초로하여 미리 정하여진 경로를 따라 웨이퍼(10) 상의 최종 1쌍의 다이가 카메라의 광축상에 위치정렬되도록(680), 상기 630단계 내지 670단계의 동작을 반복 수행하여 양품 다이만을 픽업할 수 있게 된다.

이상에서 설명된 본 발명의 실시예에서는 웨이퍼상의 1쌍의 다이에 대한 화상정보를 동시에 카메라에 입력하여 각각의 불량 도트 마크의 유무를 인식하는 것으로 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상에 따르면 적어도 셋 이상의 복수의 다이군에 대한 화상정보를 동시에 카메라 입력하여 각각의 다이에 대한 불량 도트 마크의 유무를 인식하도록 적용할 수도 있다. 이때, 다이가 이송되는 단위 피치는 검사 다이군을 이루는 다이의 수량에 따라 결정되며, 그 수량이 많을수록 다이 픽업에 대한 효율을 높일 수가 있고, 특히 단위 웨이퍼에 형성된 다이의 불량수가 많을 경우 다이 하나하나에 대한 피치 이송으로 인한 로스타임을 감축시켜 다이 픽업동작에 대한 리드타임을 최소화시킬 수 있다.

이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 의한 다이 픽업방법은 단위 웨이퍼 상의 적어도 둘 이상의 다이에 대한 화상정보를 동시에 카메라에 입력하여 각각의 불량 도트 마크의 유무를 인식하고 불량 다이는 스킵하고 양품 다이만을 픽업함으로써, 기존의 하나의 다이에 대한 화상인식만을 순차적으로 행하던 다이 픽업방법보다는 단위 웨이퍼에 대한 다이 픽업 효율을 대폭 향상시킬 수 있으며 특히, 웨이퍼에 형성된 다이의 불량수가 많을 경우 다이의 피치 이송으로 인한 로스타임을 감축시켜 다이 픽업동작에 대한 리드타임을 최소화시킬 수 있다.

Claims (2)

1. 반도체 웨이퍼에 다수 형성된 단위 소자인 다이에 표시된 불량 마크를 화상인식수단에 의해 인식하여 양호한 다이만을 픽업하기 위한 반도체 웨이퍼 다이 픽업방법에 있어서,

   상기 웨이퍼상의 특정된 1쌍의 다이를 상기 화상인식수단의 광축상에 정렬시키는 웨이퍼 정렬단계;

   상기 1쌍의 다이에 대한 각각의 다이 화상을 상기 화상인식수단에 입력시키기 위한 다이 화상입력단계;

   상기 화상인식수단에 의해 입력된 각각의 다이 화상으로부터 불량 마크의 유무를 인식하여 그 결과를 신호처리하기 위한 신호처리단계;

   상기 신호처리단계의 결과에 따라 다이를 픽업하기 위한 동작과, 다이의 위치좌표를 변동시키기 위한 웨이퍼 정렬동작중 적어도 어느 하나의 동작을 포함하는 동작을 수행하는 다이 픽업/스킵단계;

   상기 1쌍의 다이와 순차적으로 인접되게 배치된 다른 1쌍의 다이에 대해 각각 상기 웨이퍼 정렬단계 내지 다이 픽업/스킵단계를 순차적으로 반복하여 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 제조용 웨이퍼의 다이 픽업방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 다이 픽업/스킵단계에서,

   상기 1쌍의 다이에 불량 마크가 없는 경우 각각의 다이를 픽업유니트로 픽업하고, 상기 1쌍의 다이중 어느 하나가 불량 마크가 있는 경우 마크가 없는 다이는 픽업유니트로 픽업하는 반면에 마크가 있는 다이는 단위 다이 피치만큼 스킵(skip)시키며, 상기 1쌍의 다이에 불량 마크가 있는 경우 각각의 다이를 단위 다이 피치만큼 스킵(skip)시키는 것을 특징으로 하는 반도체 칩 제조용 웨이퍼의 다이 픽업방법.