KR20060128192A

KR20060128192A - 반도체 처리장치 및 처리방법

Info

Publication number: KR20060128192A
Application number: KR1020050049428A
Authority: KR
Inventors: 정현권; 나익균; 이용구
Original assignee: 한미반도체 주식회사
Priority date: 2005-06-09
Filing date: 2005-06-09
Publication date: 2006-12-14
Also published as: KR100724042B1

Abstract

본 발명은 반도체 처리장치 및 처리방법에 관한 것으로, 개별로 절단된 피가공물이 부착된 웨이퍼프레임을 공급하는 온로딩유닛과, 상기 온로딩유닛으로부터 공급된 웨이퍼프레임이 안착되는 작업테이블과 상기 작업테이블에 안착된 웨이퍼프레임 상의 피가공물을 분리하는 이젝터핀을 구비하는 분리유닛과, 상기 분리유닛의 작업테이블로부터 피가공물을 흡착한 후 회전작동에 의해 반전시키는 로터리픽커와, 상기 로터리픽커에 의해 반전된 피가공물을 공정진행방향으로 이송하는 이송유닛과, 상기 이송유닛으로부터 전달된 피가공물을 오프로딩하는 오프로딩유닛을 포함하여, 간단한 구성을 가지면서도 피가공물의 정렬(alignment), 마킹검사(Marking inspection) 및 반전(flippering) 작동을 동시에 수행할 수 있다.

반도체, 픽앤플레이스, 로터리

Description

반도체 처리장치 및 처리방법{PICK AND PLACE APPARATUS FOR SEMICONDUCT AND PICK AND PLACE METHOD USING IT}

도1은 종래의 반도체 처리장치의 개략적인 구성을 나타내는 평면도이며,

도2는 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 처리장치의 개략적인 구성을 나타내는 평면도이며,

도3 내지 도5는 각각 도2에 도시된 반도체 처리장치에서 작업테이블, 로터리픽커 및 이송픽커의 배치관계를 나타내는 사시도, 정면도 및 측면도이며,

도6은 도2에 도시된 반도체 처리장치에서 얼라인비젼이 반사경을 통해 작업테이블에 안착된 웨이퍼프레임 상의 피가공물을 촬영하는 상태를 나타내는 정면도이며,

도7a 내지 도7d는 도2에 도시된 반도체 처리장치의 전반적인 작동상태를 나타내는 평명도들이며,

도8a 내지 도8d는 도2에 도시된 반도체 처리장치의 로터리픽커의 작동상태를 나타내는 정면도들이며,

도9a 내지 도9g는 도2에 도시된 반도체 처리장치의 오프로딩단계에서 안착에러가 발생한 경우의 작동상태를 나타내는 평명도들이며,

도10은 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체 처리장치의 개략적인 구성을 나 타내는 평면도이며,

도11은 본 발명의 제3실시예에 따른 반도체 처리장치의 개략적인 구성을 나타내는 평면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 : 온로딩유닛 110 : 매거진

120 : 그립퍼 200 : 분리유닛

210 : 작업테이블 220 : 이젝터

300 : 로터리픽커 310 : 로터리픽커헤드

320 : 회전모터 330 : 얼라인비젼

334 : 반사경 340 : 제1검사비젼

400 : 이송유닛 410 : 이송픽커

420 : 이송레일 500 : 오프로딩유닛

510 : 제2검사비젼 520 : 릴

522 : 릴포켓 530 : 쏘팅비젼

540 : 쏘팅픽커 550 : 굿트레이

560 : 리젝트레이 W : 웨이퍼프레임

P,P1,P2,P3 : 패키지

본 발명은 반도체 처리장치 및 처리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼프레임에 부착된 피가공물을 낱개로 분리하여 이송하는 반도체 처리장치 및 처리방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체칩은 원판형상의 반도체 웨이퍼 표면에 격자형으로 배열된 다수의 영역에 IC, LSI 등의 회로를 형성하고, 이러한 회로가 형성된 각 영역은 소정의 절삭라인(street)을 따라 절삭됨으로써 제조된다. 또한, 최근에는 종래와 달리 배선연결(Wire Bonding)·플라스틱 패키징(Molding) 등이 불필요하고 별도의 조립 과정이 단축돼 대폭적인 원가절감을 실현할 수 있는 WLP(Wafer Level Package) 기술이 개발되었다. 기존 패키지 방식은 칩절단→PCB회로기판 부착→와이어 본딩(금선연결)→플라스틱 패키지→볼부착’의 과정을 거치지만 WLP(Wafer Level Package) 방식은 ‘웨이퍼→절연물질→배선→절연물질→볼부착’의 과정이 적용된다.

이와 같이 웨이퍼 레벨의 반도체칩 또는 패키지는 통상 점착테이프가 장착된 웨이프프레임에 부착되어 낱개로 절삭된다. 이와 같이 절삭된 반도체칩 또는 패키지는 반도체 처리장치(Pick and Place Apparatus)에 의해 개별로 분리된 후 소정의 이송수단에 의해 오프로딩된다.

이러한 종래의 반도체 처리장치가 도1에 도시되어 있다.

도1에 도시된 바와 같이, 종래의 반도체 처리장치는 개별로 절단된 피가공물이 부착된 웨이퍼프레임을 공급하는 온로딩유닛(100)과, 상기 온로딩유닛(100)으로부터 공급된 웨이퍼프레임이 안착되는 작업테이블(210)과 상기 작업테이블(210)에 안착된 웨이퍼프레임 상의 피가공물을 분리하는 이젝터(220)을 구비하는 분리유닛(200)과, 상기 작업테이블(210)로부터 피가공물을 흡착한 후 공정진행방향으로 이송하는 제1이송픽커(402)와, 상기 제1이송픽커(402)로부터 전달된 피가공물을 임시 적재하는 임시적재장치(502)와, 피가공물의 상태를 촬영하는 상부 및 하부검사비젼(504,506)를 구비하는 비젼검사유닛과, 상기 비젼검사유닛의 임시적재장치(502)로부터 피가공물을 흡착하여 이송하는 제2이송픽커(404)와, 양품 피가공물을 적재하는 굿트레이(550)와 불량 피가공물을 적재하는 리젝트레이(560)를 구비하여, 상기 제2이송픽커(404)로부터 전달된 피가공물을 비젼검사 결과에 따라 오프로딩하는 오프로딩유닛(500)으로 구성되어 있다. 또한, 상기 작업테이블(210)의 상부에는 상기 작업테이블(210)에 안착된 웨이퍼프레임 상의 피가공물의 정렬상태를 촬영하는 얼라인비젼(330)이 설치되어 있다.

이와 같이 구성되어, 웨이퍼프레임에 개별로 절삭된 채 부착된 반도체칩 또는 패키지는 상기 분리유닛(200)에서 개별로 분리된 다음 상기 제1이송픽커(402), 비젼검사유닛 및 제2이송픽커(404)에 의해 오프로딩유닛(500)으로 오프로딩된다.

그러나, 이러한 종래의 반도체 처리장치에서는 상기 분리유닛(200)에서 개별로 분리된 피가공물을 제1이송픽커(402)가 흡착하여 이송하면서 피가공물의 일면을 검사하고, 임시적재장치(502)에 안착시킨 상태에서 피가공물의 타면을 검사하도록 구성되어 있으므로, 피가공물의 검사를 위한 구성 및 공정이 복잡하게 이루어졌다. 또한, 상기 제1이송픽커(402)의 이동수단(403)에 이동 가능하게 설치된 얼라인비젼(330)이 상기 작업테이블(210)에 안착된 웨이퍼프레임 상의 피가공물의 정렬상태를 촬영하도록 구성되어 있으므로, 상기 작업테이블(210)에 안착된 웨이퍼프레임 상의 피가공물의 정렬상태를 촬영하기 위해 상기 얼라인비젼(330)이 계속적으로 이동하여야만 했다. 또한, 피가공물이 여러 공정을 거치는 동안 그 특성 및 제조 공정에 따라 공정 전, 후에 뒤집혀져야 할 경우에는 별도의 플립퍼링장치를 추가로 설치해야 하는 문제점이 있었다.

따라서, 종래의 반도체 처리장치는 조심스럽게 다루어져야 할 웨이퍼 레벨의 반도체칩 또는 패키지를 적절히 처리할 수 없는 문제점들이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점들을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 웨이퍼프레임에 부착된 피가공물을 낱개로 분리함과 동시에 반전시키는 반도체 처리장치 및 처리방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 반도체 처리장치는 개별로 절단된 피가공물이 부착된 웨이퍼프레임을 공급하는 온로딩유닛과, 상기 온로딩유닛으로부터 공급된 웨이퍼프레임이 안착되는 작업테이블과 상기 작업테이블에 안착된 웨이퍼프레임 상의 피가공물을 분리하는 이젝터핀을 구비하는 분리유닛과, 상기 분리유닛의 작업테이블로부터 피가공물을 흡착한 후 회전작동에 의해 반전시키는 로터리픽커와, 상기 로터리픽커에 의해 반전된 피가공물을 공정진행방향으로 이송하는 이송유닛과, 상기 이송유닛으로부터 전달된 피가공물을 오프로딩하는 오프로딩유닛을 포함한다.

상기 로터리픽커는 방사방향으로 90도 간격으로 피가공물을 흡착하는 4개의 로터리픽커헤드를 구비한다.

상기 로터리픽커의 근처에는 상기 로터리픽커가 회전하는 동안 상기 작업테이블에 안착된 웨이퍼프레임 상의 피가공물의 정렬상태를 촬영하는 얼라인비젼이 더 설치된다.

상기 얼라인비젼은 상기 로터리픽커의 일측에 설치되어 있으며, 상기 로터리픽커의 전방 일측에는 반사경이 설치되어, 상기 얼라인비젼은 상기 반사경을 통해 상기 웨이퍼프레임 상의 피가공물을 촬영한다.

상기 로터리픽커의 일측에는 상기 로터리픽커가 상기 작업테이블에 안착된 웨이퍼프레임 상의 피가공물을 흡착하는 동안 상기 로터리픽커에 흡착된 피가공물의 일면 상태를 촬영하는 제1검사비젼이 더 설치된다.

상기 이송유닛은 X, Y 및 Z축 방향으로 이동 가능하게 설치되어, 상기 제1검사비젼의 검사결과에 따라 상기 로터리픽커로부터 피가공물을 흡착하여 상기 오프로딩유닛으로 독립적으로 이송하는 한 쌍의 이송픽커를 구비한다.

상기 오프로딩유닛에는 상기 이송픽커에 흡착되어 이송되는 피가공물의 타면 상태를 촬영하는 제2검사비젼이 더 설치된다.

상기 오프로딩유닛에는 상기 이송픽커에 의해 이송된 피가공물이 안착되는 다수의 릴포켓이 구비되는 릴(reel)이 설치되어 있으며, 상기 릴(reel)의 상부에는 상기 릴포켓에 안착된 피가공물의 안착 상태를 촬영하는 쏘팅비젼이 더 설치된다.

상기 이송픽커에는 상기 쏘팅비젼의 검사결과에 따라 상기 릴포켓에 안착된 불량 피가공물을 흡착하여 이송하는 쏘팅픽커가 더 설치된다.

한편, 본 발명에 따른 반도체 처리방법은 개별로 절단된 피가공물이 부착된 웨이퍼프레임을 작업테이블로 공급하는 온로딩단계와, 상기 작업테이블에 공급된 웨이퍼프레임 상의 피가공물을 분리하는 분리단계와, 분리된 피가공물을 흡착하여 회전작동에 의해 반전시키는 회전단계와, 반전된 피가공물을 흡착하여 공정진행방향으로 이송하는 이송단계와, 이송된 피가공물을 오프로딩하는 오프로딩단계를 포함한다.

상기 회전단계에서 피가공물이 회전되는 동안 상기 작업테이블에 안착된 웨이퍼프레임 상의 피가공물의 정렬상태를 촬영하는 단계가 더 수행된다.

상기 회전단계에서 피가공물이 회전되는 동안 피가공물의 일면 상태를 촬영하는 단계가 더 수행된다.

이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 처리장치를 설명한다.

본 발명에 따른 실시예들을 설명함에 있어, 종래기술 및 선행 실시예에서 설명된 구성요소에 대해서는 동일한 명칭 및 동일한 참조부호를 부여하며, 그에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 대칭적으로 배치되거나 복수개로 이루어진 구성요소에 대해서는 표현의 편의상 그 중 하나에 대해서만 참조부호를 부여하여 설명하기로 한다. 또한, 이하에서는 패키지가 피가공물인 경우를 예로 들어 설명한다.

도2는 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 처리장치의 개략적인 구성을 나타내는 평면도이며, 도3 내지 도5는 각각 도2에 도시된 반도체 처리장치에서 작업테 이블, 로터리픽커 및 이송픽커의 배치관계를 나타내는 사시도, 정면도 및 측면도이며, 도6은 도2에 도시된 반도체 처리장치에서 얼라인비젼이 반사경을 통해 작업테이블에 안착된 웨이퍼프레임 상의 피가공물을 촬영하는 상태를 나타내는 정면도이다.

도2에 도시된 바와 같이, 제1실시예에 따른 반도체 처리장치는 크게 온로딩유닛(100), 분리유닛(200), 로터리픽커(300), 이송유닛(400) 및 오프로딩유닛(500)으로 구성되어 있다.

상기 온로딩유닛(100)은 개별로 절단된 패키지가 부착된 웨이퍼프레임(W)을 상기 분리유닛(200)으로 공급하는 요소이다. 이러한 온로딩유닛(100)은 상기 웨이퍼프레임(W)을 적재하는 매거진(110)과, 상기 매거진(110)으로부터 웨이퍼프레임(W)을 그립하여 상기 분리유닛(200)으로 로딩시키는 그립퍼(120)를 구비한다. 상기 그립퍼(120)는 Y축 방향으로 설치된 그립퍼레일(122)을 따라 이동 가능하게 설치되어 있다.

도3 내지 도5에 도시된 바와 같이, 상기 분리유닛(200)은 상기 온로딩유닛(100)으로 부터 로딩된 웨이퍼프레임(W)으로부터 패키지를 개별로 분리하는 요소이다. 이러한 분리유닛(200)은 크게 상기 웨이퍼프레임(W)이 안착되는 작업테이블(210)과, 상기 작업테이블(210)에 안착된 웨이퍼프레임(W)으로부터 패키지를 분리하는 이젝터(220)로 구성되어 있다. 상기 작업테이블(210)은 공지의 직선이동수단에 의해 X축 및 Y축으로 이동 가능하게 설치되어 있다.

상기 로터리픽커(300)는 상기 작업테이블(210)로부터 패키지를 흡착한 상태 에서 회전작동하여 패키지를 반전시키는 요소이다. 상기 로터리픽커(300)는 방사방향으로 90도 간격으로 패키지를 흡착하는 4개의 로터리픽커헤드(310)를 구비하고 있으며, 이러한 로터리픽커헤드(310)는 회전모터(320)에 의해 90도 간격으로 Y축을 중심으로 회전 가능하게 설계되어 있다. 또한, 상기 로터리픽커(300)는 패키지를 흡착하게 위해 Z축 방향으로 승하강 가능하게 설치되어 있다.

상기 로터리픽커(300)의 근처에는 상기 로터리픽커(300)가 회전하는 동안 상기 작업테이블(210)에 안착된 웨이퍼프레임(W) 상의 패키지(P)의 정렬상태를 촬영하는 얼라인검사장치가 설치되어 있다. 도6에 도시된 바와 같이, 이러한 얼라인검사장치는 상기 로터리픽커(300)의 전방에 설치된 반사경프레임(332)과, 상기 반사경프레임(332)에 대략 45도 각도로 하향 경사지게 설치된 반사경(334)과, 상기 로터리픽커(300)의 일측에 설치되어 상기 반사경(334)을 통해 상기 웨이퍼프레임(W) 상의 패키지를 촬영하는 얼라인비젼(330)으로 구성되어 있다. 즉, 상기 로터리픽커(300)의 로터리픽커헤드(310)가 상기 작업테이블(210)로부터 패키지를 흡착하고 있을 때에는 얼라인비젼(330)의 검사경로가 차단되어 있으며, 상기 로터리픽커(300)의 로터리픽커헤드(310)가 패키지를 흡착한 채 회전할 때는 얼라인비젼(330)의 검사경로가 상기 반사경(334)을 통하여 개방되어 있으므로 상기 작업테이블(210)에 안착된 웨이퍼프레임(W) 상의 패키지의 정렬상태가 촬영될 수 있다. 이와 같이, 상기 얼라인비젼(330)의 촬영결과에 따라 상기 작업테이블(210)이 적절히 이동하여 상기 로터리픽커(300)의 로터리픽커헤드(310)가 다음 패키지를 에러 없이 정확히 흡착할 수 있다.

한편, 설계조건에 따라서는 상기 얼라인비젼(330)은 반사경(334) 없이 상기 로터리픽커(300)의 회전동작에 간섭되지 않도록 상기 작업테이블(210)의 상부 일측에 설치되어, 상기 작업테이블(210)에 안착된 웨이퍼프레임 상의 패키지의 정렬상태를 촬영하도록 설계될 수도 있다. 또한, 상기 반사경(334)의 설치각도는 상기 얼라인비젼(330)의 설치각도에 따라 적절히 변경되어야 할 것이다.

또한, 상기 로터리픽커(300)의 타측에는 상기 로터리픽커(300)의 로터리픽커헤드(310)가 상기 작업테이블(210)에 안착된 웨이퍼프레임 상의 패키지를 흡착하는 동안 상기 로터리픽커(300)에 이미 흡착된 패키지의 일면 상태를 촬영하는 제1검사비젼(340)이 설치되어 있다. 여기서, 상기 제1검사비젼(340)는 패키지의 흡착 반대면의 마킹상태를 검사하게 되는데, 이뿐만 아니라 칩핑(chipping), 오리엔테이션(orientation), 위치 등도 검사하여 후술하는 이송픽커(410)가 X축 및 Y축 보정을 통해 패키지를 정확히 흡착하는 정보를 제공하게 된다.

한편, 상기 로터리픽커(300)에 부착된 로터리픽커헤드(310)의 개수 및 부착 위치는 설계조건에 따라 다양하게 설계변경 가능하다. 또한, 패키지를 흡착하기 위한 구성으로써, 상기 로터리픽커(300)가 Z축 방향으로 승하강 가능하게 설계하는 대신에 상기 로터리픽커헤드(310)가 직접 Z축 방향으로 승하강 가능하도록 설계될 수도 있다.

상기 이송유닛(400)은 상기 로터리픽커(300)에 의해 반전된 패키지를 상기 오프로딩유닛(500)으로 이송하는 요소이다. 이러한 이송유닛(400)은 X축 방향으로 설치된 한 쌍의 이송레일(420)과, 상기 이송레일(420)에 안내되면서 상기 로터리픽 커(300)로부터 패키지를 흡착하여 상기 오프로딩유닛(500)으로 독립적으로 이송하는 한 쌍의 이송픽커(410)로 구성되어 있다. 상기 이송픽커(410)는 외부 진공원(미도시)으로부터 제공된 진공력에 의해 패키지를 직접 흡착하는 다수의 이송픽커헤드(412)를 구비하고 있다. 또한, 상기 한 쌍의 이송픽커(410) 중 하나에는 후술한 쏘팅비젼(530)의 검사결과에 따라 후술할 릴포켓(522)에 안착된 불량 패키지를 흡착하여 이송하는 쏘팅픽커(540)가 일체로 설치되어 있다.

또한, 상기 이송픽커(410)는 상기 로터리픽커(300)의 상측에 X, Y 및 Z축 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다. 즉, 상기 제1검사비젼(340)에 의해 마킹검사 등이 완료된 패키지가 90도 더 회전되어 로터리픽커(300)의 상부에 위치되면 상기 이송픽커(410)는 상기 제1검사비젼(340)에서 검사된 보정치에 따라 X축 및/또는 Y축으로 적절히 이동한 후 반전된 패키지를 흡착하여 오프로딩유닛(500)을 향해 이동한다.

한편, 본 실시예에서는 상기 쏘팅픽커(540)는 상기 이송픽커(410) 중 하나에 일체로 형성되어 있으나, 설계조건에 따라서는 별도의 가이드레일을 따라 독립적으로 이동하면서 후술할 릴포켓(522)에 안착된 불량 패키지를 흡착하여 이송하도록 설계될 수도 있다.

상기 오프로딩유닛(500)은 상기 이송픽커(410)로부터 전달된 패키지를 비전 검사하여 그 결과에 따라 적재하는 요소이다. 이러한 오프로딩유닛(500)은 상기 이송픽커(410)에 흡착되어 이송되는 패키지의 타면 상태를 촬영하는 제2검사비젼(510)와, 상기 제2검사비젼(510)에 의해 최종 검사된 후 상기 이송픽커(410)에 의 해 이송된 정상 패키지가 안착되는 다수의 릴포켓(522)이 구비되는 릴(reel)(520)과, 상기 릴(reel)(520)의 상부에 설치되어 상기 릴포켓(522)에 안착된 패키지의 안착 상태를 촬영하는 쏘팅비젼(530)으로 구성되어 있다. 여기서, 상기 제2검사비젼(510)는 Y축 방향으로 이동가능하게 설치되어 있으며, 상기 쏘팅비젼(530)은 X축 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다.

한편, 설계조건에 따라서는 상기 쏘팅비젼(530)은 상기 상기 릴포켓(522)의 상부에 고정설치하고, 상기 릴포켓(522)을 향해 조명하는 라이트(미도시)만 X축 방향으로 이동가능하게 설치할 수도 있다.

또한, 상기 이송픽커(410)의 이송경로 하부에는 정상 패키지가 임시 적재되는 굿트레이(550)와 불량 패키지가 적재되는 리젝트레이(560)가 구비되어 있다.

여기서, 상기 제2검사비젼(510)는 패키지에 부착된 볼의 크기, 높이, 부착위치 및 모양 등을 입체적으로 촬영해야 하므로 입체촬영이 가능한 3D 비젼을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 설계조건에 따라서는 불량 패키지가 적재되는 리젝트레이(560) 대신에 벌크박스, 와플팩 등이 사용될 수도 있다.

이하, 제1실시예에 따른 반도체 처리장치를 이용한 반도체 처리방법을 설명한다.

도7a 내지 도7d는 도2에 도시된 반도체 처리장치의 전반적인 작동상태를 나타내는 평명도들이며, 도8a 내지 도8d는 도2에 도시된 반도체 처리장치의 로터리픽커의 작동상태를 나타내는 정면도들이며, 도9a 내지 도9g는 도2에 도시된 반도체 처리장치의 오프로딩단계의 작동상태를 나타내는 평명도들이다.

상기 도면들에 도시된 바와 같이, 제1실시예에 따른 반도체 처리방법은 크게 개별로 절단된 패키지가 부착된 웨이퍼프레임(W)을 작업테이블(210)로 공급하는 온로딩단계와, 상기 작업테이블(210)에 공급된 웨이퍼프레임(W) 상의 패키지를 분리하는 분리단계와, 이렇게 분리된 패키지를 흡착하여 상기 로터리픽커(300)의 회전작동에 의해 반전시키는 회전단계와, 상기 이송픽커(410)가 반전된 패키지를 흡착하여 공정진행방향으로 이송하는 이송단계와, 상기 이송픽커(410)에 의해 이송된 패키지를 오프로딩하는 오프로딩단계로 구성되어 있다.

이하, 제1실시예에 따른 반도체 처리장치의 구체적인 작동상태를 설명한다.

먼저, 상기 그립퍼(120)가 상기 매거진(110)에 적재된 웨이퍼프레임(W)을 그립하여 상기 작업테이블(210)이 로딩시킨다(도7a 및 도7b 참조). 이러한 상태에서 상기 로터리픽커(300)가 하강하여 웨이퍼프레임(W)으로부터 패키지를 흡착한 후 180도 회전하여 반전시키면 상기 이송픽커(410)가 반전된 패키지를 흡착하여 상기 오프로딩유닛(500)을 향해 이동한다(도7c 참조).

상기 이송픽커(410)에 의해 이송되는 패키지는 제2검사비젼(510)에 의해 비젼검사된 후 비젼검사 결과에 따라 릴포켓(522)에 안착되어 오프로딩된다(도7d 참조). 이와 같은 작동을 한 쌍의 이송픽커(410)가 교대로 수행함으로써, 웨이퍼프레임(W)에 부착된 패키지를 낱개로 분리하여 반전시킨 상태에서 비젼검사 결과에 따라 오프로딩시킨다.

여기서, 상기 로터리픽커(300)가 패키지를 흡착하여 반전시키는 상태를 도8a 내지 도8b를 참조하여 살펴보면 다음과 같다. 참고로, 도8a 내지 도8d에 도시된 각 구성요소 및 패키지는 이해를 돕기위해 개략적으로 도시되었으며, 실제의 크기 및 비율과 다르게 도시되었음을 밝혀둔다. 또한, 패키지는 흡착순서대로 P1, P2 및 P3로 나타낸다.

상기 작업테이블(210)에 웨이퍼프레임(W)이 로딩되면, 상기 로터리픽커(300)가 하강하여 웨이퍼프레임(W) 상의 패키지(P1)를 흡착한다(도8a 참조). 이러한 상태에서 상기 로터리픽커(300)가 도면상 반시계방향으로 45도 정도 회전하면 상기 얼라인비젼(330)의 검사경로가 상기 반사경(334)을 통하여 개방된다. 따라서 상기 얼라인비젼(330)이 상기 반사경(334)을 통해 상기 작업테이블(210)에 안착된 웨이퍼프레임(W) 상의 새로운 패키지(P2)의 정렬상태를 촬영한다(도8b 참조).

다음으로 상기 로터리픽커(300)가 반시계방향으로 계속 회전하여 90도 정도 회전하면 도면상 상기 로터리픽커(300)의 우측에 설치된 제1검사비젼(340)이 로터리픽커헤드(310)에 흡착된 패키지(P1)의 마킹상태, 오리엔테이션, 위치 등을 촬영한다. 이때, 도면상 하부에 위치된 로터리픽커헤드(310)는 상기 얼라인비젼(330)의 검사결과에 따라 새로운 패키지(P2)를 정확히 흡착하게 된다(도8c 참조).

다음으로 상기 로터리픽커(300)가 반시계방향으로 계속 회전하여 180도 정도 회전하면 마킹검사 등이 완료된 패키지(P1)는 반전되면서 로터리픽커(300)의 상부에 위치되어 상기 이송픽커(410)가 흡착하여 상기 오프로딩유닛(500)으로 이송한다. 이때, 도면상 하부에 위치된 로터리픽커헤드(310)는 상기 얼라인비젼(330)의 검사결과에 따라 새로운 패키지(P3)를 정확히 흡착하게 되며, 도면상 우측에 위치된 로터리픽커헤드(310)에 흡착된 패키지(P2)는 상기 제1검사비젼(340)에 의해 마 킹상태 등이 촬영된다(도8d 참조).

따라서, 제1실시예에 따른 반도체 처리장치는 웨이퍼프레임(W)에 부착된 패키지의 정렬(alignment), 마킹검사(marking inspection) 및 플립퍼링(flippering)이 동시에 수행된다.

한편, 반도체 처리장치의 오프로딩단계에서 안착에러가 발생한 경우의 작동상태를 도9a 내지 도9g를 참조하여 설명한다.

상기 이송픽커(410)에 의해 이송되는 패키지(P)는 상기 제2검사비젼(510)에 의해 패키지에 부착된 볼의 크기, 높이, 부착위치 및 모양 등을 입체적으로 촬영된 후 정상 패키지는 릴(reel)(520)의 릴포켓(522)에 안착되고, 불량 패키지는 리젝트레이(560)에 안착된다. 정상 패키지가 릴포켓(522)에 안착되어 이동되는 동안 상기 릴포켓(522)의 상부에 설치된 쏘팅비젼(530)이 상기 릴포켓(522)에 안착된 패키지(P)의 안착 상태를 촬영한다(도9a 참조).

쏘팅비젼(530)의 촬영 결과 패키지(P) 안착에러가 발생된 것으로 판단되면, 상기 이송픽커(410)의 일측에 설치된 쏘팅픽커(540)가 상기 릴포켓(522)의 상부로 이동하여 불량 패키지를 흡착 흡착한 후 이동하여 불량 패키지를 리젝트레이(560)에 내려놓는다. 이와 동시에 상기 쏘팅비젼(530)은 상기 쏘팅픽커(540)가 상기 릴포켓(522)에 안착된 불량 패키지를 흡착할 수 있도록 도면상 우측으로 이동된다(도9b 및 도9c 참조). 이때 나머지 구성요소들의 작동이 중지되도록 제어되는 것이 바람직하다.

다음으로 상기 쏘팅픽커(540)가 굿트레이(550)로 이동하여 임시 적재시켜둔 정상 패키지를 흡착하여 비어 있는 릴포켓(522)으로 이동한다(도9d 참조). 이때 상기 제2검사비젼(510)은 상기 쏘팅픽커(540)의 이동경로의 하측으로 이동하여 새로운 패키지에 부착된 볼의 크기, 높이, 부착위치 및 모양 등을 입체적으로 촬영하여 정상인지 여부를 다시 검사한다(도9e 참조).

다음으로 상기 쏘팅픽커(540)는 릴포켓(522) 상부로 이동하여 정상 패키지를 비어 있는 릴포켓(522)에 안착시킨다(도9f 참조).

이와 같이 불량 패키지의 리젝팅 작동 및 새로운 정상 패키지의 릴포켓(522)으로의 안착 작동이 완료되면, 상기 제2검사비젼(510)는 상기 이송픽커(410)의 이송픽커헤드(412)에 흡착된 새로운 패키지의 정상여부를 촬영하기 위해 도면상 후방으로 이동하며, 상기 쏘팅비젼(530)은 상기 릴포켓(522)의 상부로 이동하여 상기 릴포켓(522)에 안착된 패키지의 안착 상태를 촬영한다(도9g 참조).

이와 같은 공정들이 반복적으로 수행되면서 웨이퍼프레임(W)에 부착된 패키지가 개별로 분리되어 반전된 상태로 오프로딩된다.

이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체 처리장치를 설명한다.

도10은 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체 처리장치의 개략적인 구성을 나타내는 평면도이며,

도10에 도시된 바와 같이, 제2실시예에 따른 반도체 처리장치의 구성 및 작동은 제1실시예의 그것과 기본적으로 동일하며, 다만 오프로딩유닛(500) 및 이송픽커(410)의 구성이 제1실시예의 그것과 구별된다.

제2실시예에 따른 반도체 처리장치의 오프로딩유닛(500)에는 정상 패키지가 임시 적재되는 굿트레이가 별도로 설치되어 있지 않으며, 이송픽커(410)의 일측에 설치된 쏘팅픽커도 별도로 설치되어 있지 않다. 또한, 릴포켓(522)에 안착된 패키지의 안착 상태를 촬영하는 쏘팅비젼(530)이 이송픽커(410)에 의해 패키지가 안착되는 릴포켓(522)의 직상방에 설치되어 있다. 또한, 상기 이송픽커(410)의 이송픽커헤드(412)는 상기 쏘팅비젼(530)의 촬영 경로를 제공하기 위해 소정 간격 이격되게 배치되어 있다.

이와 같이 구성되어 이송픽커(410)의 이송픽커헤드(412)가 패키지를 릴포켓(522)에 안착시킨 후 상기 이송픽커(410)가 다음 패키지를 안착시키기 위해 공정진행방향(도면상 우측방향)으로 이동하는 동안 쏘팅비젼(530)이 상기 이송픽커헤드(412) 사이의 이격공간을 통하여 릴포켓(522)에 안착된 패키지의 안착 상태를 촬영한다. 상기 쏘팅비젼(530)의 촬영 결과 패키지 안착에러가 발생된 것으로 판단되면, 상기 이송픽커(410)가 즉시 공정진행 역방향(도면상 우측방향)으로 이동하여 잘못 안착된 패키지를 다시 흡착한 다음 공정진행방향으로 이동한다. 이와 같은 공정을 거쳐 모든 정상 패키지가 릴포켓(522)에 안착되면, 불량 패키지를 흡착한 이송픽커(410)는 리젝트레이(560)로 이동하여 불량 패키지를 내려놓는다.

따라서, 제2실시에에 따른 반도체 처리장치는 오프로딩유닛(500)의 구조가 간단해 졌으며, 릴포켓(522)에서 안착에러 발생시 전체 공정을 정지시키지 않아도 불량 패키지를 원활하게 리젝팅할 수 있다.

이하, 본 발명의 제3실시예에 따른 반도체 처리장치를 설명한다.

도11은 본 발명의 제3실시예에 따른 반도체 처리장치의 개략적인 구성을 나 타내는 평면도이다.

도11에 도시된 바와 같이, 제3실시예에 따른 반도체 처리장치의 구성 및 작동은 제1실시예의 그것과 기본적으로 동일하며, 다만 오프로딩유닛(500) 및 이송픽커(410)의 구성이 제1실시예의 그것과 구별된다.

제3실시예에 따른 반도체 처리장치의 오프로딩유닛(500)에는 정상 패키지가 오프로딩되는 릴포켓(522)이 구비된 릴(reel)(520)이 별도로 설치되어 있지 않으며, 이송픽커(410)의 일측에 설치된 쏘팅픽커도 별도로 설치되어 있지 않다. 즉, 본 실시예에서는 정상 패키지가 릴(reel)(520) 대신에 굿트레이(550)에 안착된다. 또한, 굿트레이(550)에 안착된 패키지의 안착 상태를 촬영하는 쏘팅비젼(530)이 상기 굿트레이(550) 상부에 X축 방향으로 이동가능하게 설치되어 있따. 또한, 상기 이송픽커(410)의 이송픽커헤드(412)는 상기 쏘팅비젼(530)의 촬영 경로를 제공하기 위해 소정 간격 이격되게 배치되어 있다.

이와 같이 구성되어 이송픽커(410)의 이송픽커헤드(412)가 패키지를 굿트레이(550)에 안착시킨 후 상기 이송픽커(410)가 다음 패키지를 안착시키기 위해 공정진행방향(도면상 우측방향)으로 이동하는 동안 쏘팅비젼(530)이 상기 이송픽커헤드(412) 사이의 이격공간을 통하여 굿트레이(550)에 안착된 패키지의 안착 상태를 촬영한다. 상기 쏘팅비젼(530)의 촬영 결과 패키지 안착에러가 발생된 것으로 판단되면, 상기 이송픽커(410)가 즉시 공정진행 역방향(도면상 우측방향)으로 이동하여 잘못 안착된 패키지를 다시 흡착한 다음 공정진행방향으로 이동한다. 이와 같이 모든 정상 패키지가 굿트레이(550)에 안착되면, 불량 패키지를 흡착한 이송픽커(410) 는 리젝트레이(560)로 이동하여 불량 패키지를 내려놓는다. 이와 같은 공정들이 반복적으로 수행되면서 웨이퍼프레임(W)에 부착된 패키지가 개별로 분리되어 반전된 상태로 굿트레이(550) 또는 리젝트레이(560)로 오프로딩된다.

따라서, 본 실시예에 따른 반도체 처리장치는 개별로 분리된 패키지를 굿트레이(550) 또는 리젝트레이(560)로 오프로딩하는 트레이 전용컨셉에 적합한 장치로서, 비교적 간단한 구조를 가지면서도 패키지 안착에러 발생시 전체 공정을 정지시키지 않아도 불량 패키지를 원활하게 리젝팅할 수 있다.

이상의 예에서와 같이, 본 발명은 상기 실시예들을 적절히 변형하여 동일한 원리를 이용하여 다양하게 응용될 수 있을 것이다. 따라서, 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라고 해석되어져야 할 것이다. 즉, 본 실시예들에서는 반도체 패키지을 개별로 분리하여 이송하는 픽앤플레이스(pick and place) 장비에 적용된 예들이 개시되어 있으나, 이에 한정되지 않고 LCD, PDP 처리장비 등에도 적용될 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 피가공물로서 웨이퍼 레벨 패키지(Wafer Level Package)를 사용한 예가 개시되어 있으나, 피가공물로서 반도체칩, 기타 이와 유사한 제품이 처리되는 경우에도 본 특허의 권리범위에 속한다고 해석하여야 할 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 처리장치에서는 패키지가 로터리픽커에 흡착된 채 회전되는 동안 패키지의 마킹검사 등이 동시에 이루어지므로 피가공물의 마킹검사 등을 위해 별도의 임시적재장치 등을 설치할 필요가 없다.

또한, 본 발명에 따른 반도체 처리장치에서는 패키지가 로터리픽커에 흡착된 채 회전되는 동안 로터리픽커의 일측에 설치된 얼라인비젼(330)이 상기 작업테이블(210)에 안착된 웨이퍼프레임 상의 피가공물의 정렬상태를 촬영하도록 구성되어 있으므로, 상기 얼라인비젼의 설치위치와 관련한 설계자유도가 향상되어 구성요소들을 효과적으로 배치할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 반도체 처리장치에서는 로터리픽커의 회전작동에 의해 용이하게 역전되므로 피가공물이 여러 공정을 거치는 동안 그 특성 및 제조 공정에 따라 공정 전, 후에 뒤집혀져야 할 경우에도 별도의 플립퍼링장치를 추가로 설치할 필요가 없다.

따라서 본 발명에 따른 반도체 처리장치는 간단한 구성을 가지면서도 피가공물의 정렬(alignment), 마킹검사(Marking inspection) 및 반전(flippering) 작동을 동시에 수행할 수 있다.

Claims

개별로 절단된 피가공물이 부착된 웨이퍼프레임을 공급하는 온로딩유닛과,

상기 온로딩유닛으로부터 공급된 웨이퍼프레임이 안착되는 작업테이블과 상기 작업테이블에 안착된 웨이퍼프레임 상의 피가공물을 분리하는 이젝터핀을 구비하는 분리유닛과,

상기 분리유닛의 작업테이블로부터 피가공물을 흡착한 후 회전작동에 의해 반전시키는 로터리픽커와,

상기 로터리픽커에 의해 반전된 피가공물을 공정진행방향으로 이송하는 이송유닛과,

상기 이송유닛으로부터 전달된 피가공물을 오프로딩하는 오프로딩유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 처리장치.
제1항에 있어서,

상기 로터리픽커는 방사방향으로 90도 간격으로 피가공물을 흡착하는 4개의 로터리픽커헤드를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 처리장치.
제1항에 있어서,

상기 로터리픽커의 근처에는 상기 로터리픽커가 회전하는 동안 상기 작업테이블에 안착된 웨이퍼프레임 상의 피가공물의 정렬상태를 촬영하는 얼라인비젼이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 처리장치.
제3항에 있어서,

상기 얼라인비젼은 상기 로터리픽커의 일측에 설치되어 있으며, 상기 로터리픽커의 전방 일측에는 반사경이 설치되어,

상기 얼라인비젼은 상기 반사경을 통해 상기 웨이퍼프레임 상의 피가공물을 촬영하는 것을 특징으로 하는 반도체 처리장치.
제1항에 있어서,

상기 로터리픽커의 일측에는 상기 로터리픽커가 상기 작업테이블에 안착된 웨이퍼프레임 상의 피가공물을 흡착하는 동안 상기 로터리픽커에 흡착된 피가공물의 일면 상태를 촬영하는 제1검사비젼이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 처리장치.
제5항에 있어서,

상기 이송유닛은 X, Y 및 Z축 방향으로 이동 가능하게 설치되어, 상기 제1검사비젼의 검사결과에 따라 상기 로터리픽커로부터 피가공물을 흡착하여 상기 오프로딩유닛으로 독립적으로 이송하는 한 쌍의 이송픽커를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 처리장치.
제6항에 있어서,

상기 오프로딩유닛에는 상기 이송픽커에 흡착되어 이송되는 피가공물의 타면 상태를 촬영하는 제2검사비젼이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 처리장치.
제6항에 있어서,

상기 오프로딩유닛에는 상기 이송픽커에 의해 이송된 피가공물이 안착되는 다수의 릴포켓이 구비되는 릴(reel)이 설치되어 있으며, 상기 릴(reel)의 상부에는 상기 릴포켓에 안착된 피가공물의 안착 상태를 촬영하는 쏘팅비젼이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 처리장치.
제8항에 있어서,

상기 이송픽커에는 상기 쏘팅비젼의 검사결과에 따라 상기 릴포켓에 안착된 불량 피가공물을 흡착하여 이송하는 쏘팅픽커가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 반도체 처리장치.
개별로 절단된 피가공물이 부착된 웨이퍼프레임을 공급하는 온로딩유닛과,

상기 온로딩유닛으로부터 공급된 웨이퍼프레임이 안착되는 작업테이블과 상기 작업테이블에 안착된 웨이퍼프레임 상의 피가공물을 분리하는 이젝터핀을 구비하는 분리유닛과,

방사방향으로 90도 간격으로 피가공물을 흡착하는 4개의 로터리픽커헤드를 구비하며, 상기 분리유닛의 작업테이블로부터 피가공물을 흡착한 후 회전작동에 의해 반전시키는 로터리픽커와,

상기 로터리픽커의 전방 일측에 설치된 반사경과, 상기 로터리픽커의 일측에 설치되어 상기 반사경을 통해 상기 웨이퍼프레임 상의 피가공물을 촬영하는 얼라인비젼으로 구성되어, 상기 로터리픽커가 회전하는 동안 피가공물의 정렬상태를 촬영하는 얼라인검사장치와,

상기 로터리픽커의 타측에 설치되며, 상기 로터리픽커가 회전되는 동안 상기 로터리픽커에 흡착된 피가공물의 일면 상태를 촬영하는 제1검사비젼와,

X, Y 및 Z축 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 상기 제1검사비젼의 검사결과에 따라 상기 로터리픽커에 흡착된 피가공물을 흡착하여 공정진행방향으로 독립적으로 이송하는 한 쌍의 이송픽커와,

상기 이송픽커에 흡착되어 이송되는 피가공물의 타면 상태를 촬영하는 제2검사비젼와, 상기 이송픽커에 의해 이송된 피가공물이 안착되는 다수의 릴포켓이 구비되는 릴(reel)과, 상기 릴포켓에 안착된 피가공물의 안착 상태를 촬영하는 쏘팅비젼를 구비하여, 상기 이송픽커로부터 전달된 피가공물을 오프로딩하는 오프로딩유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 처리장치.
개별로 절단된 피가공물이 부착된 웨이퍼프레임을 작업테이블로 공급하는 온로딩단계와,

상기 작업테이블에 공급된 웨이퍼프레임 상의 피가공물을 분리하는 분리단계 와,

분리된 피가공물을 흡착하여 회전작동에 의해 반전시키는 회전단계와,

반전된 피가공물을 흡착하여 공정진행방향으로 이송하는 이송단계와,

이송된 피가공물을 오프로딩하는 오프로딩단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 처리방법.
제11항에 있어서,

상기 회전단계에서 피가공물이 회전되는 동안 상기 작업테이블에 안착된 웨이퍼프레임 상의 피가공물의 정렬상태를 촬영하는 단계가 더 수행되는 것을 특징으로 하는 반도체 처리방법.
제12항에 있어서,

상기 회전단계에서 피가공물이 회전되는 동안 피가공물의 일면 상태를 촬영하는 단계가 더 수행되는 것을 특징으로 하는 반도체 처리방법.