KR20040022926A - 박형 웨이퍼용 테이프 부착 장치 - Google Patents

박형 웨이퍼용 테이프 부착 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 박형 웨이퍼와 웨이퍼 링의 뒷면에 테이프를 부착시키는 박형 웨이퍼용 테이프 부착 장치에 관한 것으로서, 상부가 개방되어 형성된 수납공간에 웨이퍼가 수납된 수납용기가 탑재되어 웨이퍼를 공급하는 웨이퍼 로딩부와; 수납용기의 개방된 상부를 통하여 수납공간으로 진입될 수 있는 크기로서 웨이퍼를 흡착시키는 진공흡입력이 인가되는 진공흡착구멍이 형성된 흡착판과, 그 흡착판에 설치되는 웨이퍼 감지 센서 및 그 흡착판을 수직 및 수평으로 이동시키는 이송 수단을 포함하는 픽업 이송부와; 웨이퍼가 탑재되어 고정되는 웨이퍼 홀더와, 그 웨이퍼 홀더 주변에 설치되어 중심으로의 이동에 의하여 웨이퍼와 웨이퍼 홀더의 중심을 맞추는 정렬 지그, 및 웨이퍼 홀더 위에 놓여진 웨이퍼의 플랫 존을 감지하는 웨이퍼 플랫 존 감지 센서를 포함하는 웨이퍼 정렬부와; 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 고정 프레임이 공급되는 프레임 공급부; 웨이퍼 정렬부로부터 공급되는 웨이퍼를 흡착 고정하고 프레임 공급부로부터 공급되는 웨이퍼 고정 프레임이 고정되는 마운팅 테이블과, 웨이퍼의 일면에 테이프를 부착시키는 롤러, 및 테이프를 절단하는 테이프 컷터(cutter)를 포함하는 테이프 마운팅부; 및 테이프 부착이 완료된 웨이퍼를 언로딩시키는 언로딩부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따르면, 별도의 웨이퍼 카세트가 필요하지 않고 웨이퍼 제조 공정에서 제공되는 수납용기에 수납된 상태 그대로 웨이퍼의 공급이 이루어질 수 있다. 따라서, 웨이퍼를 웨이퍼 제조 공정에서 공급되는 수납용기로부터 웨이퍼 카세트로 옮기는 작업이 필요가 없어져 공정수가 단축될 수 있다. 또한, 박형 웨이퍼의 웨이퍼 휨에 의한 공정 진행 불량의 발생을 방지할 수 있다.

Description

박형 웨이퍼용 테이프 부착 장치{Tape mounter for thin wafer}
본 발명은 반도체 조립 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 박형 웨이퍼와 웨이퍼 프레임의 뒷면에 테이프를 부착시키는 박형 웨이퍼용 테이프 부착 장치에 관한 것이다.
실리콘(silicon) 원판에 다수의 집적회로 칩들을 형성하는 웨이퍼 제조(wafer fabrication) 공정 및 웨이퍼를 구성하는 각 칩의 전기적 특성을 검사하는 EDS(electrical die sorting) 공정이 완료되면, 웨이퍼는 패키지 조립(package assembly) 공정에 투입된다. 패키지 조립 공정에서 웨이퍼는 각각의 개별 칩(또는 '다이'라고도 함)으로 분리되어, 다이 어태치(die attach), 상호 전기적인 연결, 봉지, 절단, 절곡 등의 여러 공정들을 거침으로써 패키지 제품이 완성된다.
그런데, 웨이퍼를 절단하여 개별 칩으로 분리하는 웨이퍼 절단(wafer sawing) 공정을 진행하기 전에 웨이퍼는 절단에 따른 칩의 이탈을 방지하기 위하여 접착 테이프에 부착되어 웨이퍼 프레임(wafer flame)에 고정된다. 이와 같이 접착 테이프를 웨이퍼의 뒷면에 부착하는 장치를 테이프 부착 장치(tape mounter)라 한다. 종래 테이프 부착 장치에 의해 테이프가 부착되는 과정을 설명하면 다음과 같다.
도 1내지 도 3b는 종래 기술에 따른 테이프 부착 장치에 의해 테이프가 부착되는 과정을 개략적으로 나타낸 공정 진행도이다.
도 1을 참조하면, 웨이퍼 제조 공정에서 제조된 웨이퍼(10)는 상부가 개방되어 수납공간이 형성된 수납용기(jar pack; 13)에 수납되어 공급되며 웨이퍼(10)들 사이에는 종이(14)가 삽입되어 웨이퍼(10)들간의 손상이 방지된다. 테이프 부착을 위하여 먼저 이와 같은 수납용기(13)로부터 종이(14)가 제거되면서 웨이퍼(10)가 하나씩 일측면부가 개방된 웨이퍼 카세트(wafer cassette; 15)로 옮겨져 수납된다.
도 2a와 도 2b에서와 같이 웨이퍼 카세트(15)가 로딩부(loading part; 210)의 탑재 플레이트(211)에 로딩되면 웨이퍼 핑거(wafer finger; 231)가 웨이퍼 카세트(15) 내부에서 공급 대상의 웨이퍼(10) 아래로 삽입되고 웨이퍼 핑거(231)의 말단 부분에 형성된 진공흡착구멍(232)에 진공흡입력을 인가시켜 웨이퍼(10)의 밑면을 진공으로 흡착하여 고정시킨 상태에서 꺼내어 후술되는 웨이퍼 정렬부에 갖다놓는다.
도 3a와 도 3b에서와 같이 웨이퍼(10)가 웨이퍼 정렬부(240)의 웨이퍼 홀더 테이블(241)에 놓여지면 웨이퍼 홀더 테이블(241)의 주변에 위치하는 정렬 지그(243)가 중앙으로 이동되면서 웨이퍼 홀더 테이블(241)상에서 웨이퍼 홀더 테이블(241)과 웨이퍼(10)의 중심이 맞추어져 웨이퍼(10)가 정렬된다. 이 상태에서 웨이퍼 홀더 테이블(241)의 진공흡착구멍(242)을 통하여 진공흡입력이 인가되어 웨이퍼(10)가 고정된 상태에서 플랫 존 감지 센서(245)에 웨이퍼(10)의 플랫 존(11)이 감지될 때까지 웨이퍼 홀더 테이블(241)이 회전된다. 플랫 존(11)의 감지가 완료되면 웨이퍼(10)는 테이프 마운팅부(도시 안됨)로 이송되어 테이프 부착이 이루어진다.
그런데, 전술한 바와 같은 종래 기술에 따른 테이프 부착 장치는 두께가 150㎛ 이하인 박형 웨이퍼(thin wafer)의 경우 두께가 얇기 때문에 웨이퍼 상단의 패턴 및 코팅에 의한 웨이퍼의 휨(warpage)이 발생하여 정상적인 양산 작업이 어렵다. 도 4에서와 같이 웨이퍼 로딩부(210)에서 박형 웨이퍼(10)의 휨에 의해 정상적으로 웨이퍼 핑거(231)의 진공이 작용하기 어려워 정상적인 작업이 불가능하다. 또한, 도 5에서와 같이 박형 웨이퍼(10)의 경우 휨으로 인하여 정렬 지그(243)에 의한 웨이퍼 센터링 작업이 어렵고 웨이퍼 홀더 테이블(241)의 진공 흡착 작업이 어려우며 웨이퍼(10)의 플랫 존(11)의 위치를 정확하게 감지할 수 없다.
따라서, 본 발명의 목적은 웨이퍼, 특히 박형 웨이퍼의 휨에 의해 웨이퍼 로딩 및 웨이퍼의 정렬 불량의 발생을 방지할 수 있는 박형 웨이퍼용 테이프 부착 장치를 제공하는 데 있다.
도 1내지 도 3b는 종래 기술에 따른 테이프 부착 장치에 의해 테이프가 부착되는 과정을 개략적으로 나타낸 공정 진행도,
도 4와 도 5는 웨이퍼 휨이 발생된 박형 웨이퍼에 대한 로딩 및 정렬 과정을 개략적으로 나타낸 공정도,
도 6은 본 발명에 따른 테이프 부착 장치의 개략 구성도,
도 7은 본 발명에 따른 테이프 부착 장치의 픽업 이송부에 의한 동작을 나타낸 공정도,
도 8은 본 발명에 따른 테이프 부착 장치에서 테이프 부착이 이루어지는 상태를 나타낸 공정도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10; 웨이퍼11; 플랫 존(flat zone)
13; 수납용기14; 종이
15; 웨이퍼 카세트16; 스펀지
17; 웨이퍼 프레임18; 테이프
100; 테이프 부착 장치
110; 웨이퍼 로딩부111; 탑재 플레이트
120; 프레임 공급부130; 픽업 이송부
131; 흡착판132; 진공흡착구멍
133; 웨이퍼 감지 센서134; 고정대
135; 구동축136; 회전구동수단
137; 수직구동수단140; 웨이퍼 정렬부
141; 웨이퍼 홀더 테이블142; 진공흡착구멍
143; 정렬 지그150; 테이프 마운팅부
160; 롤러170; 테이프 컷터
180; 언로딩부
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 박형 웨이퍼용 테이프 부착 장치는, 상부가 개방되어 형성된 수납공간에 웨이퍼가 수납된 수납용기가 탑재되어 웨이퍼를 공급하는 웨이퍼 로딩부와; 수납용기의 개방된 상부를 통하여 수납공간으로 진입될 수 있는 크기로서 웨이퍼를 흡착시키는 진공흡입력이 인가되는 진공흡착구멍이 형성된 흡착판과, 그 흡착판에 설치되는 웨이퍼 감지 센서 및 그 흡착판을 수직 및 수평으로 이동시키는 이송 수단을 포함하는 픽업 이송부와; 웨이퍼가 탑재되어 고정되는 웨이퍼 홀더와, 그 웨이퍼 홀더 주변에 설치되어 중심으로의 이동에 의하여 웨이퍼와 웨이퍼 홀더의 중심을 맞추는 정렬 지그, 및 웨이퍼 홀더 위에 놓여진 웨이퍼의 플랫 존을 감지하는 웨이퍼 플랫 존 감지 센서를 포함하는 웨이퍼 정렬부와; 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 고정 프레임이 공급되는 프레임 공급부; 웨이퍼 정렬부로부터 공급되는 웨이퍼를 흡착 고정하고 프레임 공급부로부터 공급되는 웨이퍼 고정 프레임이 고정되는 마운팅 테이블과, 웨이퍼의 일면에 테이프를 부착시키는 롤러, 및 테이프를 절단하는 테이프 컷터(cutter)를 포함하는 테이프 마운팅부; 및 테이프 부착이 완료된 웨이퍼를 언로딩시키는 언로딩부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
로딩부에 공급되는 웨이퍼 수납용기에는 사이에 종이를 개재하여 복수 매의 웨이퍼가 적재되어 있는 상태의 것이 적용될 수 있다. 웨이퍼 감지 센서에 의해 종이와 웨이퍼가 구분될 수 있게 되며 그에 따른 작업이 이루어질 수 있다. 웨이퍼 감지 센서로는 칼라 감지 센서가 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 박형 웨이퍼용 테이프 부착 장치의 이와 같은 구성으로, 웨이퍼 제조 공정에서 공급되는 웨이퍼가 수납된 수납용기 상태 그대로 공급될 수 있으며, 웨이퍼 크기보다 약간 작은 크기를 갖도록 하는 흡착판을 구비하여 휨이 발생된 박형 웨이퍼가 웨이퍼 정렬부에서 웨이퍼 홀더 테이블에 흡착되기 전에 흡착이 용이하게 이루어질 수 있도록 눌러 줄 수 있게 된다.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 박형 웨이퍼용 테이프 부착 장치를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 6은 본 발명에 따른 테이프 부착 장치의 개략 구성도이고, 도 7은 본 발명에 따른 테이프 부착 장치의 픽업 이송부에 의한 동작을 나타낸 공정도이며, 도 8은 본 발명에 따른 테이프 부착 장치에서 테이프 부착이 이루어지는 상태를 나타낸 공정도이다.
도 6내지 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 박형 웨이퍼용 테이프 부착 장치(100)는 웨이퍼가 수납용기에 수납된 상태로 공급되는 웨이퍼 로딩부(110)와, 그 웨이퍼 로딩부(110)로 공급되는 웨이퍼를 정렬시키는 웨이퍼 정렬부(140)와, 웨이퍼를 고정시키기 위한 웨이퍼 프레임이 공급되는 프레임 공급부(120)와, 프레임 공급부(120)로부터 웨이퍼 프레임을 공급받고 웨이퍼 정렬부(140)에서 정렬이 완료된 웨이퍼를 공급받아 테이프를 부착시키는 테이프 마운팅부(150)와, 테이프를 절단시키는 테이프 컷터(170)와, 테이프 부착이 완료된 웨이퍼와 웨이퍼 프레임이 배출되는 언로딩부(180)를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 박형 웨이퍼용 테이프 부착 장치(100)는, 웨이퍼 로딩부(110)로부터 웨이퍼 정렬부(140)로 웨이퍼를 공급하는 픽업 이송부(130)를 포함한다. 픽업 이송부(130)는 웨이퍼(10)보다 약간 작은 크기로 웨이퍼(10)를 흡착하는 흡착판(131)을 구비하고 있다. 흡착판(131)의 밑면에 진공흡착구멍(132)이 형성되어 웨이퍼(10)를 흡착하게 된다. 흡착판(131) 밑면에는 웨이퍼 감지 센서(133), 예컨대 칼라 감지 센서가 설치되어 있다.
흡착판(131)은 고정대(134)에 고정되며, 고정되는 구동축(135)에 결합되어 고정된다. 구동축(135)의 하부에는 회전구동수단(136)과 수직구동수단(137)이 결합되어 구동축(135)을 회전 및 수직 운동시킨다.
한편, 웨이퍼 로딩부(110)는 웨이퍼 제조 공정에서 수납용기(13)에 수납되어 제공되는 상태, 즉 바닥에 스펀지(16)가 깔려있고 그 위에 종이(14)와 웨이퍼(10)가 번갈아 적재되어 있는 수납용기(13) 상태로 탑재된다.
웨이퍼 로딩에서 정렬까지의 동작 과정을 살펴보면, 먼저 웨이퍼(10)들이 수납된 수납용기(13)가 웨이퍼 로딩부(110)에 탑재된다. 이때 웨이퍼(10)들이 수납된 수납용기(13)는 웨이퍼 제조 공정에서 공급되는 상태의 것이다. 즉 웨이퍼들(10)은 상부가 개방된 형태로서 바닥에 스펀지(16)가 깔려져 있고 그 위에 수직으로 적재된 상태로서 웨이퍼(10)들 사이에 종이(14)가 개재된 수납용기(13)의 상태로 공급된다.
픽업 이송부(130)의 수직구동수단(137)의 동작에 따라 흡착판(131)이 수납용기(13)의 웨이퍼 상부에 위치되며 이때 웨이퍼 감지 센서(133)에 의해 흡착판(131) 하부에 위치된 물체가 종이(14)인지 아니면 웨이퍼(10)인지 감지가 이루어진다. 그리고, 흡착판(131)이 수직구동수단(137)과 회전구동수단(136)에 의해 수직 및 회전 운동되고 흡착판(131)에 형성된 진공흡착구멍(132)을 통하여 진공흡입력이 인가되면서 종이(14) 또는 웨이퍼(10)가 흡착되어 소정의 위치로 이송된다. 종이(14)인 경우 종이(14)를 수납하기 위해 마련된 별도의 용기로 이송시키고, 웨이퍼(10)인 경우 흡착판(131)에 흡착되어 웨이퍼 정렬부(140)의 웨이퍼 홀더 테이블(141)에 이송시킨다.
웨이퍼 홀더 테이블(141)에 웨이퍼(10)가 탑재되면, 그 주변의 정렬 지그(143)가 중심을 향하여 이동되면서 웨이퍼(10)와 웨이퍼 홀더 테이블(14)의 중심이 맞추어진다. 이때, 흡착판(131)이 웨이퍼(10)와 접촉 또는 미세한 간격을 갖도록 웨이퍼 상부에서 지지하는 상태이다. 따라서, 웨이퍼(10)가 어느 정도 휘어 있더라도 상부에서 눌러주는 상태가 되기 때문에 웨이퍼 홀더 테이블(141)의 진공흡착구멍(142)들을 통하여 공급되는 진공흡입력에 의해 웨이퍼(10)는 웨이퍼 홀더 테이블(141)에 밀착이 용이하게 이루어질 수 있다.
웨이퍼(10)들이 웨이퍼 홀더 테이블(141)에 흡착이 완료되어 고정되면, 웨이퍼 홀더 테이블(141)이 회전되면서 플랫 존 위치에 맞도록 웨이퍼(10)를 정렬시키게 된다. 정렬이 완료된 웨이퍼(10)는 테이프 마운팅부(150)로 공급되어 테이프 부착이 이루어진다. 도 8과 같이 웨이퍼 프레임(17) 배면과 웨이퍼(10) 배면에 테이프(18)가 밀착된 상태에서 롤러(160)의 구동에 의해 테이프(18)를 부착이 이루어진다.
테이프(18)의 부착이 완료되면 테이프 컷터(170)에 의해 테이프(18)가 잘라진다. 그리고, 테이프(18)의 부착이 완료된 웨이퍼 프레임(17)과 웨이퍼(10)가 언로딩부(180)로 이송된다.
한편, 본 발명에 따른 박형 웨이퍼용 테이프 부착 장치는 전술한 본 발명의 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 중심 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼 로딩부의 탑재 플레이트를 엘리베이터 방식으로 구현되도록 하여 흡착판을 수직으로 구동시키기 위한 수직구동수단을 배제할 수 있다. 또한, 흡착판 자체에 수직구동수단을 설치하여 구동축의 수직구동수단을 배제할 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 의한 박형 웨이퍼용 테이프 부착 장치에 따르면, 별도의 웨이퍼 카세트가 필요하지 않고 웨이퍼 제조 공정에서 제공되는 수납용기에 수납된 상태 그대로 웨이퍼의 공급이 이루어질 수 있다. 따라서, 웨이퍼를 웨이퍼 제조 공정에서 공급되는 수납용기로부터 웨이퍼 카세트로 옮기는 작업이 필요가 없어져 공정 수가 단축될 수 있다. 또한, 박형 웨이퍼의 웨이퍼 휨에 의한 공정 진행 불량의 발생을 방지할 수 있다.

Claims (3)

  1. 상부가 개방되어 형성된 수납공간에 웨이퍼가 수납된 수납용기가 탑재되어 웨이퍼를 공급하는 웨이퍼 로딩부와;
    상기 수납용기의 개방된 상부를 통하여 수납공간으로 진입될 수 있는 크기로서 웨이퍼를 흡착시키는 진공흡입력이 인가되는 진공흡착구멍이 형성된 흡착판과, 상기 흡착판에 설치되는 웨이퍼 감지 센서 및 상기 흡착판을 수직 및 수평으로 이동시키는 이송 수단을 포함하는 픽업 이송부와;
    웨이퍼가 탑재되어 고정되는 웨이퍼 홀더와, 상기 웨이퍼 홀더 주변에 설치되어 중심으로의 이동에 의하여 웨이퍼와 웨이퍼 홀더의 중심을 맞추는 정렬 지그, 및 상기 웨이퍼 홀더 위에 놓여진 웨이퍼의 플랫 존을 감지하는 웨이퍼 플랫 존 감지 센서를 포함하는 웨이퍼 정렬부와; 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 고정 프레임이 공급되는 프레임 공급부; 웨이퍼 정렬부로부터 공급되는 웨이퍼를 흡착 고정하고 프레임 공급부로부터 공급되는 웨이퍼 고정 프레임이 고정되는 마운팅 테이블과, 웨이퍼의 일면에 테이프를 부착시키는 롤러, 및 테이프를 절단하는 테이프 컷터를 포함하는 테이프 마운팅부; 및 테이프 부착이 완료된 웨이퍼를 언로딩시키는 언로딩부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 박형 웨이퍼용 테이프 부착 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 웨이퍼 로딩부에 공급되는 웨이퍼 수납용기에는 사이에 종이를 개재하여 복수 매의 웨이퍼가 적재되어 있는 것을 특징으로 하는 박형웨이퍼용 테이프 부착 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 웨이퍼 감지 센서는 칼라 감지 센서인 것을 특징으로 하는 박형 웨이퍼용 테이프 부착 장치.
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