KR20060110669A - 웨이퍼의 플럭스 도포용 마스크와 이를 구비한 플럭스 도포장치의 제어방법 - Google Patents

웨이퍼의 플럭스 도포용 마스크와 이를 구비한 플럭스 도포장치의 제어방법 Download PDF

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KR20060110669A
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Abstract

본 발명은 웨이퍼의 플럭스 도포용 마스크와 이를 구비한 플럭스 도포 장치의 제어방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 웨이퍼에 형성된 전극 패드의 패턴과 상응하는 패턴의 관통공들이 형성된 마스크면과; 상기 마스크면의 관통공들의 인근에 형성된 적어도 1개의 소정 형태의 정렬용 타겟마크와; 상기 타겟마크와 소정 거리 이격된 위치에 형성된 보조 타겟마크와; 상기 마스크면을 관통공 및 타겟마크를 포함하는 플럭스 도포 영역과, 상기 보조 타겟마크를 포함하는 비도포 영역으로 분리되게 구획하도록 상기 마스크면에 형성된 적어도 1개의 격벽을 포함하여 구성된 웨이퍼의 플럭스 도포용 마스크가 제공된다.
이러한 본 발명에 따르면, 플럭스 도포용 마스크의 플럭스 도포 영역에 존재하는 타겟마크가 잔존하는 플럭스에 의해 인식이 불가능할 경우에도 비도포 영역의 보조 타겟마크들을 활용하여 비전카메라와 플럭스 도포용 마스크 및 웨이퍼를 정확하게 정렬시킬 수 있다.
웨이퍼, 솔더볼, 플럭스, flux, 도포장치, 마스크, 타겟마크, 카메라

Description

웨이퍼의 플럭스 도포용 마스크와 이를 구비한 플럭스 도포 장치의 제어방법{mask for applying flux to attatch solder balls onto wafer and method for controlling apparatus having the same}
도 1은 본 발명에 따른 플럭스 도포장치의 일 실시예의 구조를 나타낸 평면도
도 2는 도 1의 플럭스 도포장치의 정면에서 본 요부 단면도
도 3은 도 1의 플럭스 도포장치의 측면에서 본 요부 단면도
도 4는 도 2에 상응하는 도면으로, 플럭스 도포장치에서 웨이퍼가 플럭스도포부로 이송된 상태를 나타낸 요부 단면도
도 5는 도 1의 플럭스 도포장치의 회전판을 회동시키기 위한 회동부재의 구성을 나타낸 사시도
도 6은 도 1의 플럭스 도포장치의 플럭스 도포용 마스크의 일 실시예의 구조를 나타낸 사시도
도 7은 도 6의 플럭스 도포용 마스크의 정면도
도 8은 도 1의 플럭스 도포장치의 플럭스 도포용 마스크의 다른 실시예의 구조를 나타낸 사시도
도 9는 도 8의 플럭스 도포용 마스크의 정면도
도 10 내지 도 12는 본 발명의 플럭스 도포용 마스크를 이용하여 비전카메라와 플럭스 도포용 마스크 간의 정렬 과정을 설명하는 도면
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 본체 30 : 모니터
100 : 로딩/언로딩부 110 : 척테이블
112 : 웨이퍼 홀더 115 : 공압실린더
120 : 가이드유닛 122 : 가이드홀
123 : 경사면부 130 : 마운트블록
140 : XYθ스테이지 151 : X축 서보모터
153 : X축 가이드레일 155 : X축 스크류
157 : X축 슬라이드블록 161 : Z축 서보모터
163 : Z축 스크류 165 : Z축 슬라이드블록
167 : Z축 가이드바아 170 : 비전카메라
180 : 카메라블록 185 : 스크류
190 : XYZ스테이지 200 : 플럭스도포부
210 : Y축 이동판 212 : Y축 가이드레일
220 : 회전판 230 : 플럭스 도포용 마스크
231 : 마스크면 232 : 관통공
234 : 타겟마크 235 : 보조 타겟마크
236 : 격벽 241 : 가이드롤러
242 : 슬라이드링 245 : 마이크로미터
본 발명은 웨이퍼에 솔더볼을 부착하기 위한 플럭스를 도포하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 소자의 제조시 웨이퍼 상태에서 각 전극 패드에 볼을 부착하기 위한 플럭스를 도포하는 웨이퍼의 솔더볼 부착용 마스크 및 이 마스크를 구비한 플럭스 도포장치의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 패키지는 웨이퍼를 먼저 절단라인을 따라 절단하여 개개의 반도체 칩으로 분리한 후, 개개의 반도체 칩별로 여러가지 패키징 공정을 실시하는 것에 의해 제조되었다.
그러나, 이러한 기존의 반도체 패키지 제조방법은 반도체 칩 별로 많은 단위 공정이 실시되어야 하므로 하나의 웨이퍼에서 제조되는 반도체 칩들을 고려하게 되면 공정수가 너무 많아 수율이 저하되는 문제가 있다.
이에 최근에는 웨이퍼를 먼저 절단하지 않고 웨이퍼 상태에서 패키징 공정을 우선적으로 실시한 후, 최종적으로 절단라인을 따라 절단하여 패키지를 제조하는 방안이 제시되었다. 이러한 방법으로 제조된 패키지를 웨이퍼 레벨 패키지라 한다.
등록특허공보 제 10-0221651호(1999년 09월 15일 공고)에는 상술한 웨이퍼 레벨 패키지를 제조하기 위한 장치로서 웨이퍼의 전극 패드 상에 금속 범프(bump)(이하 솔더볼이라 함)를 형성하기 위한 스크린 프린트 장치가 개시되어 있다.
이러한 종래의 스크린 프린트 장치는 크게 웨이퍼를 고정하는 지그와 스크린 및 스퀴지로 이루어진다. 상기 스크린 프린트 장치를 이용하여 웨이퍼에 솔더볼을 형성하는 방법에 대해 간략이 설명하면 다음과 같다.
먼저, 웨이퍼에 스크린을 정렬시키고, 웨이퍼 상의 각 칩들의 전극 패드에 상기 스크린 상의 금속 페이스트를 스퀴지로 눌러 붙이면서 이동하면, 금속 페이스트가 스크린의 개구부를 통해 압출되면서 웨이퍼의 전극 패드에 전사(轉寫)된다. 이어서, 상기 스크린을 제거하고 리플로우(reflow)시키면 솔더볼이 형성된다.
이러한 방법과는 약간 다르게, 웨이퍼 상에 마스크를 정렬하고, 이 마스크를 통해 웨이퍼의 각 전극패드에 플럭스(flux)를 도포한 후, 플럭스 도포용 마스크를 통해 상기 플럭스 위에 솔더볼을 부착하고, 고온에서 가열하여 융착시키는 방법이 있다.
그러나, 상술한 것과 같은 종래의 웨이퍼에 솔더볼을 부착시키는 방법들은 플럭스를 도포하는 과정부터 솔더볼을 부착하는 전 과정을 작업자가 수동으로 진행해야 하므로 작업 속도가 느리고, 웨이퍼와 마스크 간에 오정렬이 발생할 확률이 높으며, 따라서 불량이 발생할 확률이 높은 문제가 있다.
또한, 종래에는 마스크를 이용하여 장시간 동안 반복적으로 플럭스를 도포하는 과정에서 마스크와 웨이퍼를 정렬하기 위한 타겟마크에 플럭스가 뭍어 타겟마크를 인식할 수 없는 경우도 발생하게 되는데, 이 경우 사용하던 마스크를 청소하거나 폐기하고 새로운 마스크를 교체하여 사용해야 하므로 마스크 청소 및 교체에 따른 시간 및 비용 등이 증가하는 문제도 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 플럭스 도포용 마스크와 웨이퍼 간의 정렬도를 장시간 동안 정확하게 유지할 수 있는 웨이퍼의 플럭스 도포용 마스크를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 웨이퍼의 전극패드와 마스크 간의 정렬도를 향상시킬 수 있는 웨이퍼에 솔더볼 부착용 플럭스 도포장치의 제어방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 형태에 따르면, 웨이퍼에 형성된 전극 패드의 패턴과 상응하는 패턴의 관통공들이 형성된 마스크면과; 상기 마스크면의 관통공들의 인근에 형성된 적어도 1개의 소정 형태의 정렬용 타겟마크와; 상기 타겟마크와 소정 거리 이격된 위치에 형성된 보조 타겟마크와; 상기 마스크면을 관통공 및 타겟마크를 포함하는 플럭스 도포 영역과, 상기 보조 타겟마크를 포함하는 비도포 영역으로 분리되게 구획하도록 상기 마스크면에 형성된 적어도 1개의 격벽을 포함하여 구성된 웨이퍼의 플럭스 도포용 마스크가 제공된다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 플럭스 도포용 마스크의 플럭스 도포 영역에 존재하는 타겟마크가 잔존하는 플럭스에 의해 인식이 불가능할 경우에도 비도포 영역의 보조 타겟마크들을 활용하여 비전카메라와 플럭스 도포용 마스크 및 웨이퍼를 정확하게 정렬시킬 수 있으므로, 플럭스 도포용 마스크와 웨이퍼 간의 정렬도를 장시간 동안 정확하게 유지할 수 있게 된다.
본 발명의 다른 한 형태에 따르면, 웨이퍼에 형성된 전극 패드의 패턴과 상 응하는 패턴의 관통공들이 형성된 마스크면과, 상기 관통공들의 인근에 소정 형태로 형성된 정렬용 타겟마크와, 상기 타겟마크와 소정 거리 이격된 위치에 형성된 보조 타겟마크와, 상기 마스크면을 상기 관통공 및 타겟마크를 포함하는 플럭스 도포 영역과, 상기 보조 타겟마크를 포함하는 비도포 영역으로 분리되게 구획하는 적어도 1개의 격벽을 포함하는 플럭스 도포용 마스크와; 상기 플럭스 도포용 마스크를 임의의 위치로 이동시키는 마스크 가동부를 구비하며, 상기 플럭스 도포용 마스크를 통해 웨이퍼의 각 전극 패드에 플럭스를 도포하는 작업이 이루어지는 플럭스도포부와; 외부로부터 웨이퍼가 투입되어 안착되는 척테이블이 설치된 로딩/언로딩부와; 상기 척테이블 및 상기 척테이블 상의 웨이퍼와 플럭스도포부 상의 마스크의 위치를 검출하여 정렬하는 적어도 1개의 위치정렬용 카메라와; 상기 척테이블과 상기 위치정렬용 카메라를 상기 로딩/언로딩부 및 플럭스도포부 사이에서 수평하게 이동시키며 반송하는 반송유닛을 포함하여 구성된 플럭스 도포장치를 제어하는 방법에 있어서, 상기 반송유닛이 상기 위치정렬용 카메라를 플럭스 도포용 마스크의 타겟마크의 상측으로 반송하는 제 1단계; 상기 위치정렬용 카메라로 상기 플럭스 도포용 마스크의 타겟마크를 인식하여 정렬 상태를 판별하는 제 2단계; 상기 위치정렬용 카메라로 타겟마크의 인식이 불가능할 경우, 반송유닛이 위치정렬용 카메라를 타겟마크와 보조 타겟마크의 거리만큼 보조 타겟마크 쪽으로 수평 이동시키는 제 3단계; 상기 위치정렬용 카메라로 상기 플럭스 도포용 마스크의 보조 타겟마크를 인식하여 정렬 상태를 판별하는 제 4단계; 정렬이 이루어지지 않은 경우, 마스크 가동부로 플럭스 도포용 마스크를 이동시켜 정렬을 수행하는 제 5단계; 정렬이 완료된 후, 반송유닛이 반대로 작동하여 위치정렬용 카메라를 타겟마크와 보조 타겟마크의 거리만큼 타겟마크 쪽으로 수평 이동시키는 제 6단계를 포함하여 구성된 웨이퍼의 솔더볼 부착용 플럭스 도포장치의 제어방법이 제공된다.
이러한 본 발명에 따르면, 웨이퍼에 솔더볼을 부착시키기 위한 플럭스를 도포할 때 작업 속도를 증가시킬 수 있고, 웨이퍼의 전극패드와 마스크 간의 정렬도를 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 웨이퍼의 플럭스 도포용 마스크와 이를 구비한 플럭스 도포장치의 제어방법에 관한 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 플럭스 도포장치의 일 실시예의 구성을 나타낸 것으로, 본체(10)의 일측에 작업 대상 웨이퍼(W)가 로딩(loading)되고 작업 완료된 웨이퍼(W)가 언로딩되는 로딩/언로딩부(100)가 설치되며, 이 로딩/언로딩부(100)의 일측에 웨이퍼(W)에 플럭스(flux)를 도포하는 작업이 이루어지는 플럭스도포부(200)가 설치된다.
그리고, 상기 로딩/언로딩부(100)에는 웨이퍼(W)가 안착되는 척테이블(110)이 설치된다. 상기 척테이블(110)의 상부에는 척테이블(110) 상에 안착된 웨이퍼(W)의 위치 및 플럭스도포부(200)의 플럭스 도포용 마스크(230)의 위치를 비전 검사하는 2개의 비전카메라(170)가 설치된다. 상기 비전카메라(170)는 예컨대 CCD 카메라 등을 이용하여 구성할 수 있다.
상기 본체(10)의 상부에는 가이드유닛(120)이 고정되게 설치된다. 상기 가이 드유닛(120)은 로딩/언로딩부(100) 상에서 척테이블(110)의 상측에 배치되며, 작업자가 웨이퍼(W)를 척테이블(110) 상에 안착시킬 때 웨이퍼(W)가 척테이블(110)의 정위치에 안착되도록 가이드하는 역할을 한다. 이러한 가이드의 구체적인 구성에 대해서는 본 출원인에 의해 선출원된 "웨이퍼의 솔더볼 부착장치"(출원번호 10-2005-0024495호; 2005년 3월 24일 출원)에 잘 개시되어 있다.
상기 척테이블(110)에는 바아형태로 된 복수개(이 실시예에서 3개)의 웨이퍼 홀더(112)가 상하로 이동 가능하게 설치된다. 상기 웨이퍼 홀더(112)는 척테이블(110)의 하부면에 설치된 공압실린더(115)에 의해 상하로 일정 높이로 승강하도록 구성된다. 도면에 도시되지 않았으나, 상기 웨이퍼 홀더(112)의 상단에는 웨이퍼를 진공 흡착하기 위한 복수개의 진공홀이 형성된다.
상기 웨이퍼 홀더(112)와 마찬가지로 상기 척테이블(110)에도 웨이퍼를 진공 흡착하기 위한 복수개의 진공홀(미도시)이 형성된다.
상기 로딩/언로딩부(100)에는 마운트블록(130)이 X축 방향으로 수평 이동가능하게 설치된다. 상기 마운트블록(130)의 전방에는 상기 척테이블(110)이 설치되고, 마운트블록(130)의 후방에는 상기 비전카메라(170)가 설치되는 카메라블록(180)이 고정된다.
상기 척테이블(110)은 마운트블록(130) 상에서 좌우 방향(이하 X축 방향)과 전후방향(이하 Y축방향) 및 수평 회전(θ)이 가능하도록 설치된 XYθ 스테이지(140)에 설치된다.
한편, 상기 마운트블록(130)에 설치된 척테이블(110) 및 비전카메라(170)는 반송유닛 의해 X축 방향으로 수평하게 이동하면서 웨이퍼를 로딩/언로딩부(100) 및 플럭스도포부(200)로 함께 반송하도록 되어 있다.
이 실시예에서 상기 반송유닛은, 본체(10)의 하부에 X축 방향을 따라 설치되며 상기 마운트블록(130)이 이동 가능하게 결합된 X축 가이드레일(153)과, 상기 X축 가이드레일(153)과 나란하게 설치된 X축 스크류(155)와, 상기 X축 스크류(155)의 회전에 의해 X축 스크류(155)를 따라 이동하도록 설치되며 상부면이 상기 마운트블록(130)과 고정되게 결합된 X축 슬라이드블록(157) 및, 상기 X축 스크류(155)를 회전시키는 X축 서보모터(151)로 이루어질 수 있다. 상기 X축 서보모터(151)는 벨트(152)에 의해 X축 스크류(155)의 끝단에 연결되어 동력을 전달한다.
이 실시예에서는 마운트블록(130)을 이동시키기 위한 수단으로서 X축 스크류(155) 및 X축 서보모터(151)를 이용한 선형 운동 시스템이 적용되었으나, 이와 다르게 리니어모터 또는 벨트와 풀리 및 서보모터를 이용한 공지의 선형 운동 시스템을 이용하여 마운트블록(130)을 이동시킬 수 있음은 물론이다.
그리고, 도 3에 도시된 것과 같이, 상기 척테이블(110)의 승강 운동을 위하여 상기 마운트블록(130)에 복수개의 고정바아(132)가 상하방향으로 연장되게 형성되고, 상기 각 고정바아(132)의 끝단부에는 모터블록(133)이 설치되며, 이 모터블록(133)에 Z축 서보모터(161)가 설치된다. 또한, 상기 Z축 서보모터(161)에는 Z축 스크류(163)가 상하방향으로 설치되고, 이 Z축 스크류(163)에는 Z축 슬라이드블록(165)이 Z축 스크류(163)를 따라 이동하도록 설치된다.
상기 Z축 슬라이드블록(165)의 양단부에는 상기 마운트블록(130)을 관통하여 상기 XYθ 스테이지(140)의 하부에 고정되는 복수개의 Z축 가이드바아(167)가 설치된다.
따라서, 상기 Z축 서보모터(161)가 동작하여 Z축 스크류(163)가 회전하게 되면, Z축 슬라이드블록(165)이 Z축 스크류(163)를 따라 승강하게 되고, 이에 따라 Z축 가이드바아(167)에 의해 Z축 슬라이드블록(165)에 연결된 XYθ 스테이지(140) 및 척테이블(110)이 상하로 승강 운동하게 된다.
한편, 상기 비전카메라(170)들은 사용자의 조작에 따라 X축과 Y축 및 Z축으로 이동하며 큰 피치와 미세한 피치로 그 위치 가변이 2가지로 가능하게 구성되어 있다.
먼저, 큰 피치 조정에 대해 설명하면, 비전카메라(170)의 X축 이동은 반송유닛에 의해 이루어진다. 또한, 상기 카메라블록(180)은 Z축 방향으로 연장되게 설치된 고정블록(181)과, 상기 고정블록(181)에 설치된 가이드레일(183)을 따라 상하로 이동가능하게 설치된 승강블록(182)의 2부분으로 이루어진다. 여기서, 상기 승강블록(182)은 고정블록(181)에 회동가능하게 설치된 스크류(185)에 의해 가이드레일(183)을 따라 상하로 승강한다. 상기 스크류(185)의 상단에는 사용자가 손 또는 공구로 스크류(185)를 회전 조작할 수 있도록 핸들(186)이 설치된다.
또한, 상기 승강블록(182)의 상단부 양측에는 각 비전카메라(170)의 Y축 이동을 위해 Y축 가이드레일(188) 및 이 Y축 가이드레일(188)을 따라 이동하는 가이드블록(189)이 설치된다. 그리고, 미세 피치 조정을 위해서 상기 가이드블록(189)에는 상기 비전카메라(170)들이 각각 고정되는 공지의 XYZ스테이지(190)가 설치된 다. 상기 비전카메라(170)들은 상기 XYZ스테이지(190)에 제공된 마이크로미터에 의해 XYZ축 방향으로 미세 이동하면서 그 위치가 미세 조정된다.
본체(10)의 상부에는 작업자가 비전카메라(170)에 의해 촬영된 영상을 보면서 비전카메라(170) 등의 위치를 조정할 수 있도록 모니터(30)가 설치된다.
그리고, 상기 플럭스도포부(200)는 본체(10)의 상부 지지대(11)에 Y축 방향으로 설치된 Y축 가이드레일(212)을 따라 이동 가능하도록 된 Y축 이동판(210)과, 상기 Y축 이동판(210)의 상부에 소정 각도로 수평 회전 가능하게 설치되는 회전판(220)과, 상기 회전판(220)의 상면에 고정되는 플럭스 도포용 마스크(230)로 이루어진다. 또한, 상기 Y축 이동판(220)의 일측에는 Y축 이동판(210)을 상기 Y축 가이드레일(212)을 따라 이동시키며 위치를 조정하는 마이크로미터(215)가 설치된다.
상기 플럭스 도포용 마스크(230)는 회전판(220)의 양측에 설치된 가이드블록(252)에 의해 회전판(220)의 내,외측으로 슬라이딩하면서 인입출이 가능하게 되어 있다. 이 중 하나의 가이드블록(252)은 상기 마스크(230)를 다른 가이드블록(252)으로 밀어붙일 수 있도록 회전판(220)에 탄력적으로 설치되어 있다. 또한, 상기 회전판(220)의 양측부에는 상기 플럭스 도포용 마스크(230)가 회전판(220) 내부로 완전히 인입되었을 때 상기 플럭스 도포용 마스크(230)의 양측부를 고정하기 위한 복수개의 클램프(251)가 설치된다. 상기 클램프(251)는 예를 들어 토글 클램프(toggle clamp)를 이용하여 구성할 수 있다. 미설명부호 255는 회전판(220) 상에서 플럭스 도포용 마스크(230)의 위치를 결정하는 스톱퍼이다.
그리고, 상기 Y축 이동판(210)에 대한 회전판(220)의 수평 이동을 위해, 상 기 Y축 이동판(210)의 각 모서리부에 외주면을 따라 지지홈(241a)이 형성된 가이드롤러(241)가 자유롭게 수평 회전가능하게 설치되며, 상기 회전판(220)의 하부면의 각 모서리부에는 일단부가 상기 가이드롤러(241)의 지지홈(241a)에 삽입되어 지지되는 원호형의 슬라이드링(242)이 설치된다.
또한, 도 5에 도시된 것과 같이, 상기 회전판(220)의 일측에 고정핀(244)이 수직하게 설치되고, 상기 Y축 이동판(210)의 일측에는 그의 스핀들(246)이 상기 고정핀(244)과 연접하면서 상기 고정핀(244)을 일방향으로 이동시키는 마이크로미터(245)가 설치된다. 상기 마이크로미터(245)의 반대편에는 스프링(247)의 탄성력에 의해 상기 고정핀(244)을 마이크로미터(245)의 스핀들(246) 쪽으로 가압하는 탄지부(248)가 설치된다.
따라서, 작업자가 상기 마이크로미터(245)를 조작하여 스핀들(246)을 이동시키면 이에 연접한 고정핀(244)이 이동하게 되고, 회전판(220)은 그의 슬라이드링(242)이 상기 가이드롤러(241)의 지지홈(241a)을 따라 이동하면서 원하는 각도로 회전하게 되는 것이다. 이 때, 상기 탄지부(248)는 고정핀(244)을 마이크로미터(245)의 스핀들(246)쪽으로 탄성적으로 가압하면서 고정핀(244)을 지지한다.
한편, 도 6과 도 7에 도시된 것과 같이, 상기 플럭스 도포용 마스크(230)는 그 하부면(231; 이하 '마스크면'이라 함)에 웨이퍼에 형성된 전극 패드의 패턴과 상응하는 패턴의 관통공(232)들이 형성되어 있으며, 상기 관통공(232)의 양측에 웨이퍼의 위치 정렬을 위한 타겟마크와 대응하는 '+'자형의 타겟마크(234)가 형성된다.
또한, 상기 플럭스 도포용 마스크(230)의 마스크면(231)은 일정 간격 이격된 2개의 격벽(236)에 의해 플럭스 도포 영역(A)과, 플럭스가 전혀 도포되지 않는 2개의 비도포 영역(B)으로 분리되게 구획된다. 상기 관통공(232)과 타겟마크(234)는 플럭스 도포 영역(A) 내부에 위치한다.
또한, 상기 비도포 영역(B)에는 상기 각 타겟마크(234)와 소정 거리(d) 떨어진 위치에 역시 '+'자형의 보조 타겟마크(235)가 각각 형성된다. 여기서, 상기 타겟마크(234)와 보조 타겟마크(235) 간의 거리는 매우 정밀한 측정도구를 사용하여 정밀하게 관리된다.
이후에 상세히 설명하겠지만, 상기 보조 타겟마크(235)는 플럭스 도포 작업이 진행되는 과정에서 상기 타겟마크(234)에 플럭스의 잔유물이 뭍어 비전카메라(170)로 인식이 불가능할 경우에 새로운 타겟마크로 사용된다.
상기 플럭스 도포 영역(A)과 비도포 영역(B)을 구획하는 격벽(236)은 기다란 사각형 바아를 플럭스 도포용 마스크(230)의 마스크면(231)에 접착제 또는 나사 등의 체결수단을 이용하여 부착하여 만들수 있다.
또한, 이와 다르게 도 8과 도 9에 도시된 것과 같이, 플럭스 도포용 마스크(230)의 마스크면(231)에 에폭시 수지 등을 도포한 후 경화시킴으로써 격벽(236)을 형성할 수도 있을 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 플럭스 도포장치는 다음과 같이 작동한다.
작업 대상 웨이퍼(W) 또는 셋팅용 웨이퍼를 로딩/언로딩부(100)의 척테이블(110)에 투입시, 공압실린더(115)의 작동에 의해 상기 웨이퍼 홀더(112)가 척테이 블(110)의 상측으로 상승한다. 이 때, 웨이퍼 홀더(112)의 끝단은 가이드유닛(120)의 가이드홀(122)의 하측에 연접하게 위치한다.
이어서, 작업자가 상기 가이드유닛(120)에 웨이퍼(W)를 놓으면, 웨이퍼(W)는 가이드유닛의 안내를 받아 웨이퍼 홀더(112) 상단에 안착된다. 이 때, 웨이퍼 홀더(112)의 진공홀(미도시)을 통해 진공압이 형성되면서 웨이퍼는 웨이퍼 홀더(112) 상단에 진공 흡착되어 고정된다.
이 후, 상기 공압실린더(115)의 작동에 의해 다시 웨이퍼 홀더(112)가 하강하면, 웨이퍼(W)가 척테이블(110) 상면에 안착되고, 이와 동시에 척테이블(110)의 진공홀(미도시)을 통해 진공압이 형성되며 웨이퍼(W)가 척테이블(110) 상에 진공 흡착된다. 이 때의 척테이블(110)의 높이(이하 '작업 높이'라 하며, WP로 표시함)는 상기 플럭스도포부(200)의 플럭스 도포용 마스크(230)의 높이와 거의 동일한 것이 바람직하다.
이 때, 비전카메라(170)는 척테이블(110) 상의 웨이퍼(W)에 형성된 십자형 타겟마크(미도시)를 촬영하여 비전카메라(170)와의 정렬 상태를 모니터(30)에 표시한다. 그리고, 작업자는 모니터(30)에 표시되는 영상을 보고, 만약 웨이퍼(W)와 비전카메라(170) 간의 정렬이 제대로 이루어지지 않았다면 XYθ스테이지(140)를 조정하여 척테이블(110)의 위치를 미세 조정하고, 이로써 비전카메라(170)에 대한 웨이퍼(W)의 위치를 재정렬한다.
상기 비전카메라(170)와 척테이블(110) 상의 웨이퍼(W) 간의 정렬이 완료되면, Z축 서보모터(161)가 작동하여 Z축 스크류(163)가 일방향으로 회동하고, 척테 이블(110) 및 XYθ 스테이지(140)는 Z축 가이드바아(167)를 따라 이송높이(TP)까지 하강한다.
상기 척테이블(110)이 이송높이까지 하강하면, 도 4에 도시된 것과 같이, X축 서보모터(151)가 작동하여 X축 스크류(155)가 회전하게 되고, 마운트블록(130) 및 이에 설치되어 있는 척테이블(110) 및 비전카메라(170)가 X축 가이드레일(153)을 따라 이동하여, 척테이블(110)은 플럭스도포부(200)의 플럭스 도포용 마스크(230)의 하측에 위치하며, 비전카메라(170)는 플럭스 도포용 마스크(230)의 상측에 위치하게 된다.
이어서, 작업자는 다시 모니터(30)를 통해 비전카메라(170)에 의해 촬영된 플럭스 도포용 마스크(230)의 타겟마크(234)를 보면서 정렬상태를 점검한다. 이 때, 만약 비전카메라(170)와 플럭스 도포용 마스크(230) 간의 정렬이 정확히 이루어지지 않았다면, 작업자는 Y축 이동판(210)의 마이크로미터(215) 및/또는 회전판(220)의 마이크로미터(245)를 조정하면서 Y축 이동판(210)을 Y축 방향으로 이동시키거나 상기 회전판(220)을 소정의 각도로 회전시켜 플럭스 도포용 마스크(230)의 위치를 조정한다.
비전카메라(170)와 플럭스 도포용 마스크(230) 간의 X축 방향 위치 정렬은 상기 X축 서보모터(151)에 의한 마운트블록(130)의 X축 방향 이동으로써 이루어질 수 있다.
플럭스 도포용 마스크(230)의 정렬이 정확히 이루어지면, Z축 서보모터(161)가 작동하여 Z축 슬라이드블록(165)이 Z축 가이드바아(167)를 따라 상승하고, 척테 이블(110)의 상단이 플럭스 도포용 마스크(230)의 바로 하면, 즉 작업 높이(WP)까지 상승하게 된다.
이어서, 작업자는 플럭스 도포용 마스크(230)의 플럭스 도포 영역(A)에 플럭스를 넣고, 스퀴즈(sqeeze)(미도시)를 사용하여 플럭스 도포용 마스크(230)의 각 관통공(232)을 통해 웨이퍼(W)의 전극 패드에 플럭스를 도포한다.
플럭스 도포 작업이 완료되면, 다시 Z축 서보모터(161)의 작동에 의해 척테이블(110)이 이송높이(TP)까지 하강하고, X축 서보모터(151)의 작동에 의해 척테이블(110) 및 비전카메라(170)가 로딩/언로딩부(100)로 복귀한다. 이어서, 척테이블(110)이 작업높이(WP)로 상승하고, 웨이퍼 홀더(112)가 상승하면 작업자는 웨이퍼 홀더(112)의 웨이퍼(W)를 외부로 반출한 후 새로운 웨이퍼(W)를 웨이퍼 홀더(112)에 안착시켜 전술한 것과 동일한 과정으로 다음 플럭스 도포작업을 연속 반복적으로 수행하면 된다.
한편, 이러한 과정으로 플럭스 도포 작업을 장시간 반복 수행하게 되면, 플럭스 도포용 마스크(230)의 타겟마크(234)에 플럭스가 잔존하여 비전카메라(170)로 타겟마크(234)를 인식하는 것이 불가능한 경우가 발생할 수 있다.
이 경우, 작업자는 도 10에 도시된 것과 같이, X축 서보모터(151) 및 X축 스크류(155)를 작동시켜 비전카메라(170)를 상기 타겟마크(234)와 보조 타겟마크(235) 간의 거리(d) 만큼 도면상 좌측으로 이동시킨다. 이어서, 비전카메라(170)로 도면상 좌측의 보조 타겟마크(235)를 촬영하여 정렬 상태를 첵크하고, 정렬이 이루어지지 않은 경우 작업자는 모니터(30)를 보면서 Y축 이동판(210)(도 2참조)과 회 전판(220)(도 2참조)을 이동하여 플럭스 도포용 마스크(230)의 위치를 조정한다.
정렬이 완료되면, X축 서보모터(151) 및 X축 스크류(155)를 반대로 작동시켜 비전카메라(170)를 상기 타겟마크(234)와 보조 타겟마크(235) 간의 거리(d) 만큼 반대로 이동시킨다. 이 때, 각 비전카메라(170)는 양측 타겟마크(234) 상에 위치하게 되는데, 이 때 작업자는 도면상 우측의 비전카메라(170)와 타겟마크(234) 간의 정렬 상태를 첵크한다.
만약, 이 때 우측의 타겟마크(234) 또한 비전카메라(170)로 인식이 불가능할 경우, 도 12에 도시된 것과 같이, X축 서보모터(151) 및 X축 스크류(155)를 작동시켜 비전카메라(170)들을 상기 타겟마크(234)와 보조 타겟마크(235) 간의 거리(d) 만큼 도면상 우측으로 이동시킨다. 그런 다음, 비전카메라(170)로 도면상 좌측의 보조 타겟마크(235)를 촬영하여 정렬 상태를 첵크하고, 정렬이 이루어지지 않은 경우 전술한 것과 동일한 방식으로 Y축 이동판(210)(도 2참조)과 회전판(220)(도 2참조)을 이동하여 플럭스 도포용 마스크(230)의 위치를 조정한다.
이와 같이 플럭스 도포 영역(A)에 존재하는 타겟마크(234)가 잔존하는 플럭스에 의해 인식이 불가능할 경우에도 비도포 영역(B)의 보조 타겟마크(235)를 활용하여 비전카메라(170)와 플럭스 도포용 마스크(230)를 정확하게 정렬시킬 수 있다. 따라서, 웨이퍼(W)와 플럭스 도포용 마스크(230) 간의 정렬도를 장기간 동안 정확하게 유지할 수 있게 된다.
한편, 상술한 바와 같이 보조 타겟마크(235)를 이용하여 정렬을 수행할 때, 전술한 것처럼 도면상 좌측의 보조 타겟마크(235)를 이용하여 정렬을 수행한 다음, 비전카메라(170)를 타겟마크(234) 위치로 이동시키지 않고 곧바로 상기 타겟마크(234)와 보조 타겟마크(235) 간의 거리(d)의 2배만큼 이동시켜 우측의 보조 타겟마크(235)를 이용하여 정렬을 수행토록 할 수도 있을 것이다.
이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 첫째 웨이퍼를 플럭스 도포용 마스크로 반송하여 정렬시키는 공정이 매우 빠르고 정확하게 이루어질 수 있게 된다.
둘째, 웨이퍼의 전극패드와 마스크 간의 정렬도가 향상되므로 불량 발생이 최소화되는 이점도 얻을 수 있다.
셋째, 플럭스 도포용 마스크의 플럭스 도포 영역에 존재하는 타겟마크가 잔존하는 플럭스에 의해 인식이 불가능할 경우에도 비도포 영역의 보조 타겟마크들을 활용하여 비전카메라와 플럭스 도포용 마스크 및 웨이퍼를 정확하게 정렬시킬 수 있는 이점도 있다.

Claims (6)

  1. 웨이퍼에 형성된 전극 패드의 패턴과 상응하는 패턴의 관통공들이 형성된 마스크면과;
    상기 마스크면의 관통공들의 인근에 형성된 적어도 1개의 소정 형태의 정렬용 타겟마크와;
    상기 타겟마크와 소정 거리 이격된 위치에 형성된 보조 타겟마크와;
    상기 마스크면을 관통공 및 타겟마크를 포함하는 플럭스 도포 영역과, 상기 보조 타겟마크를 포함하는 비도포 영역으로 분리되게 구획하도록 상기 마스크면에 형성된 적어도 1개의 격벽을 포함하여 구성된 웨이퍼의 플럭스 도포용 마스크.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 격벽은 기다란 바아를 상기 마스크면에 접합시킴으로써 형성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 플럭스 도포용 마스크.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 격벽은 상기 마스크면에 에폭시 수지를 도포한 후 경화시킴으로써 형성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 플럭스 도포용 마스크.
  4. 웨이퍼에 형성된 전극 패드의 패턴과 상응하는 패턴의 관통공들이 형성된 마스크면과, 상기 관통공들의 인근에 소정 형태로 형성된 정렬용 타겟마크와, 상기 타겟마크와 소정 거리 이격된 위치에 형성된 보조 타겟마크와, 상기 마스크면을 상 기 관통공 및 타겟마크를 포함하는 플럭스 도포 영역과 상기 보조 타겟마크를 포함하는 비도포 영역으로 분리되게 구획하는 적어도 1개의 격벽을 포함하는 플럭스 도포용 마스크와; 상기 플럭스 도포용 마스크를 임의의 위치로 이동시키는 마스크 가동부를 구비하며, 상기 플럭스 도포용 마스크를 통해 웨이퍼의 각 전극 패드에 플럭스를 도포하는 작업이 이루어지는 플럭스도포부와; 외부로부터 웨이퍼가 투입되어 안착되는 척테이블이 설치된 로딩/언로딩부와; 상기 척테이블 및 상기 척테이블 상의 웨이퍼와 플럭스도포부 상의 마스크의 위치를 검출하여 정렬하는 적어도 1개의 위치정렬용 카메라와; 상기 척테이블과 상기 위치정렬용 카메라를 상기 로딩/언로딩부 및 플럭스도포부 사이에서 수평하게 이동시키며 반송하는 반송유닛을 포함하여 구성된 플럭스 도포장치를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 반송유닛이 상기 위치정렬용 카메라를 플럭스 도포용 마스크의 타겟마크의 상측으로 반송하는 제 1단계;
    상기 위치정렬용 카메라로 상기 플럭스 도포용 마스크의 타겟마크를 인식하여 정렬 상태를 판별하는 제 2단계;
    상기 위치정렬용 카메라로 타겟마크의 인식이 불가능할 경우, 반송유닛이 위치정렬용 카메라를 타겟마크와 보조 타겟마크의 거리만큼 보조 타겟마크 쪽으로 수평 이동시키는 제 3단계;
    상기 위치정렬용 카메라로 상기 플럭스 도포용 마스크의 보조 타겟마크를 인식하여 정렬 상태를 판별하는 제 4단계;
    정렬이 이루어지지 않은 경우, 마스크 가동부로 플럭스 도포용 마스크를 이 동시켜 정렬을 수행하는 제 5단계;
    정렬이 완료된 후, 반송유닛이 반대로 작동하여 위치정렬용 카메라를 타겟마크와 보조 타겟마크의 거리만큼 타겟마크 쪽으로 수평 이동시키는 제 6단계를 포함하여 구성된 웨이퍼의 솔더볼 부착용 플럭스 도포장치의 제어방법.
  5. 제 4항에 있어서, 플럭스 도포용 마스크에 타겟마크 및 보조 타겟마크가 각각 적어도 2개 이상 형성된 경우, 상기 제 2단계에서 제 6단계까지 연속 반복적으로 수행하며 각각의 타겟마크 및 보조 타겟마크에 대해 순차적으로 위치정렬용 카메라로 정렬 상태를 판별하여 정렬을 수행하도록 된 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 솔더볼 부착용 플럭스 도포장치의 제어방법.
  6. 웨이퍼에 형성된 전극 패드의 패턴과 상응하는 패턴의 관통공들이 형성된 마스크면과, 상기 관통공들의 인근에 소정 형태로 형성된 정렬용 타겟마크와, 상기 타겟마크와 소정 거리 이격된 위치에 형성된 보조 타겟마크와, 상기 마스크면을 상기 관통공 및 타겟마크를 포함하는 플럭스 도포 영역과, 상기 보조 타겟마크를 포함하는 비도포 영역으로 분리되게 구획하는 적어도 1개의 격벽을 포함하는 플럭스 도포용 마스크와; 상기 플럭스 도포용 마스크를 임의의 위치로 이동시키는 마스크 가동부를 구비하며, 상기 플럭스 도포용 마스크를 통해 웨이퍼의 각 전극 패드에 플럭스를 도포하는 작업이 이루어지는 플럭스도포부와; 외부로부터 웨이퍼가 투입되어 안착되는 척테이블이 설치된 로딩/언로딩부와; 상기 척테이블 및 상기 척테이 블 상의 웨이퍼와 플럭스도포부 상의 마스크의 위치를 검출하여 정렬하는 적어도 1개의 위치정렬용 카메라와; 상기 척테이블과 상기 위치정렬용 카메라를 상기 로딩/언로딩부 및 플럭스도포부 사이에서 수평하게 이동시키며 반송하는 반송유닛을 포함하여 구성된 플럭스 도포장치를 제어하는 방법에 있어서,
    상기 반송유닛이 상기 위치정렬용 카메라를 플럭스 도포용 마스크의 보조 타겟마크의 상측으로 수평 이동시키는 제 1단계;
    상기 위치정렬용 카메라로 상기 플럭스 도포용 마스크의 보조 타겟마크를 인식하여 정렬 상태를 판별하는 제 2단계;
    정렬이 이루어지지 않은 경우, 마스크 가동부로 플럭스 도포용 마스크를 이동시켜 정렬을 수행하는 제 3단계를 포함하여 구성된, 웨이퍼의 솔더볼 부착용 플럭스 도포장치의 제어방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20130023603A (ko) * 2011-08-29 2013-03-08 삼성테크윈 주식회사 플럭스 상태 감지 장치 및 그 방법
KR101410171B1 (ko) * 2013-01-16 2014-06-30 (주) 에스에스피 웨이퍼 범핑 장비 및 이를 이용한 범핑 방법
KR101537256B1 (ko) * 2014-03-27 2015-07-16 주식회사 고려반도체시스템 플럭스 도팅 장치 및 이를 이용한 플럭스 도팅 방법

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