KR20070090670A - Method for correcting die pickup position - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다이 픽업위치 보정방법으로 픽업하는 본딩장치를 보인 구성도. 1 is a block diagram showing a bonding apparatus for picking up by a die pickup position correction method according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다이 픽업위치 보정방법을 보인 순서도,2 is a flow chart showing a die pickup position correction method according to an embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다이 픽업위치 보정방법의 다이를 확대하여 보인 평면도. Figure 3 is an enlarged plan view of the die of the die pickup position correction method according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 다이 픽업위치 보정방법의 계산식을 설명하기 위한 개념도.Figure 4 is a conceptual diagram for explaining the calculation formula of the die pickup position correction method according to an embodiment of the present invention.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
100: 본딩장치 10: 웨이퍼 스테이지100: bonding apparatus 10: wafer stage
20: 본딩헤드 30: 플립헤드20: bonding head 30: flip head
40: 비젼 카메라 50: 컨베이어40: vision camera 50: conveyor
본 발명은 다이 픽업위치 보정방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 다이 본딩 장치에서 픽업할 다이의 피듀셜 마크를 감지하여 플립헤드와 본딩헤드에서 다이 픽업위치를 보정하여 픽업할 수 있도록 하는 다이 픽업위치 보정방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for correcting a die pick-up position, and more particularly, a die pick-up position that detects a physical mark of a die to be picked up by a die bonding device, and corrects the pick-up position of the die in the flip head and the bonding head. It relates to a correction method.
일반적으로 반도체 소자 패키지 공정은 웨이퍼 제조공정을 거쳐 완성된 웨이퍼를 각각의 다이(또한"칩"이라고도 함)로 분리되도록 절단한다. 그리고 절단된 다이를 리드프레임에 접착한다. 이후 접착된 상태의 다이의 단자와 리드프레임의 내부리드를 와이어로 연결한다. 그리고 다이를 보호하기 위해 합성수지 또는 세라믹으로 몰딩한 후 리드프레임의 외부 리드를 절단하여 반도체 소자 패키지공정이 완료된다. In general, the semiconductor device package process cuts the finished wafer into separate dies (also referred to as "chips") through a wafer fabrication process. The die is then bonded to the leadframe. After that, the terminal of the bonded die and the lead of the lead frame are connected by wires. The semiconductor device package process is completed by molding the resin or ceramic to protect the die and cutting the external lead of the lead frame.
그런데 최근에는 상기한 와이어 본딩(Wire Bonding)방식으로는 경박단소화 및 다핀화되고 있는 추세에 한계가 있어, 솔더범프(Solder Bump) 방식이라고 하는 플립칩 본딩으로 패키징 한다. However, in recent years, the above-mentioned wire bonding method has a limit in the trend of being light and thin and small in size, and is packaged by flip chip bonding called a solder bump method.
즉, 플립칩 본딩 방식이란, 반도체 칩의 입출력 단자인 패드(Pad) 위에 별도의 솔더범프를 형성시킨 다음 이 반도체 칩을 뒤집어서 리드프레임이나 서킷 테이프(Circuit Tape)(이하 "리드프레임"이라 함.)의 회로패턴(Pattern)에 직접 붙이는 방식이다. That is, the flip chip bonding method is to form a separate solder bump on the pad (Pad), which is an input and output terminal of the semiconductor chip, and then turn the semiconductor chip upside down to lead frame or circuit tape (hereinafter referred to as "lead frame"). ) Is directly attached to the circuit pattern of the pattern.
이러한 플립칩 본딩장치는 주로 웨이퍼를 안착시켜 지지하는 웨이퍼 스테이지와, 웨이퍼 스테이지 상의 웨이퍼에 마련되는 다이를 리드 프레임 또는 서킷 테이프에 본딩하는 본딩헤드와, 웨이퍼 스테이지 상의 다이를 본딩헤드로 픽업하여 공급하는 플립헤드와, 웨이퍼 스테이지 상의 웨이퍼 및 다이를 감지하여 위치를 인식하는 비젼 카메라로 구성되다. The flip chip bonding apparatus mainly includes a wafer stage for seating and supporting a wafer, a bonding head for bonding a die provided on a wafer on the wafer stage to a lead frame or circuit tape, and a die for picking and supplying a die on the wafer stage to the bonding head. It consists of a flip head and a vision camera that senses the position by sensing the wafer and die on the wafer stage.
여기서 웨이퍼는 각각의 다이로 절단한 상태로 지지될 수 있도록 웨이퍼를 잡아주는 웨이퍼 지지 테이프에 웨이퍼를 접착한다. 그리고 웨이퍼는 도넛 형태의 웨이퍼 프레임에 웨이퍼지지 테이프를 고정된 상태로 웨이퍼 스테이지에 안착된다. The wafer is bonded to the wafer support tape which holds the wafer so that the wafer can be supported in the state of being cut into each die. The wafer is mounted on the wafer stage with the wafer supporting tape fixed to the donut-shaped wafer frame.
그리고 웨이퍼 스테이지에는 웨이퍼가 처지는 것을 방지하고, 다이 픽업시 웨이퍼지지 테이프가 일정한 장력으로 지지할 수 있도록 마련되어 있다. The wafer stage is provided to prevent the wafer from sag and to support the wafer support tape with a constant tension during die pick-up.
그런데 웨이퍼 스테이지에 웨이퍼의 안착 위치가 정확하지 못하거나, 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼지지 테이프가 웨이퍼 스테이지에서 늘어나거나, 웨이퍼상의 다이를 픽업하는 과정에서 과다한 접착력으로 인해 장력의 변화가 발생한다. However, the seating position of the wafer is not accurate to the wafer stage, the wafer support tape supporting the wafer is stretched on the wafer stage, or the tension change occurs due to excessive adhesive force in the process of picking up the die on the wafer.
그러면 각각의 다이의 위치가 변하게 된다. 즉 X, Y 좌표 값이 비젼카메라에 의해 다이의 중심 설정좌표가 입력된 상태에서 테이프의 장력이 변하게 되면, 설정좌표에서 다이의 중심이 변하게 되는 문제가 있다. 따라서 픽업위치가 변하게 된다.This will change the position of each die. That is, when the tension of the tape changes while the center setting coordinates of the die are input by the vision camera, the center of the die changes in the setting coordinates. Therefore, the pickup position is changed.
그러면 플립헤드는 틀어진 상태로 다이를 픽업하게 되고, 플립헤드는 틀어진 상태로 다이를 본딩헤드로 공급하므로 본딩헤드 또한 틀어진 상태로 리드프레임에 본딩하게 되어 불량이 발생하게 된다. Then, the flip head picks up the die in an inverted state, and since the flip head supplies the die to the bonding head in an inverted state, the bonding head is also bonded to the lead frame in an inverted state, thereby causing a defect.
그래서 상기한 픽업위치를 보정하기 위해 플립헤드에 별도의 회동하는 축을 별도로 마련하여 픽업위치를 보정하고 있다. 하지만 플립헤드에 별도의 축을 마련하게 되면 구성이 복잡해지고, 별도의 유지관리를 필요로 하는 문제가 있다. So to rotate the separate pickup head to correct the pickup position A separate shaft is provided to correct the pickup position. But a separate fliphead If the axis is provided, the configuration is complicated, there is a problem that requires separate maintenance.
본 발명은 상기의 필요성을 감안하여 창출된 것으로서, 다이 본딩장치에서 픽업할 다이의 피듀셜 마크를 감지하여 플립헤드와 본딩헤드에서 다이 픽업위치를 보정할 수 있도록 하는 다이 픽업위치 보정방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above necessity, and provides a die picking position correction method for detecting a die mark of a die to be picked up by a die bonding apparatus and correcting a die picking position at a flip head and a bonding head. For that purpose.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다이 픽업위치 보정방법은 다이의 피듀셜 마크를 비젼 카메라로 티칭하는 단계;Die pickup position correction method of the present invention for achieving the above object comprises the steps of teaching the vision mark of the die with a vision camera;
상기 티칭좌표와 기 설정된 다이의 설정좌표를 비교하여 편차를 산출하는 단계;Calculating a deviation by comparing the teaching coordinates with preset coordinates of the die;
상기 설정좌표에 상기 편차를 가감하여 보정하는 단계; 및,Correcting by adding or subtracting the deviation to the set coordinate; And,
상기 보정된 설정좌표에 의해 제어될 수 있도록 출력하는 단계를 포함한다.Outputting to be controlled by the corrected set coordinates.
여기서 상기 비젼카메라는 상기 다이의 상기 피듀셜 마크 두 점을 감지하며, 상기 피듀셜 마크는 상기 다이의 대각선상에 위치하는 것이 바람직하다. Here, the vision camera senses two points of the physical mark of the die, and the physical mark is preferably located on a diagonal of the die.
그리고 상기 , , 계산 값은 And said , , The calculated value is
(여기서 ,는 웨이퍼 스테이지 회전축의 중심점의 값이다.) (here , Is the value of the center point of the wafer stage rotation axis.)
을 만족하는 것이 바람직하다. It is desirable to satisfy.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.In the following description of the present invention, the terms defined are defined in consideration of functions in the present invention, and should not be understood as a meaning of limiting the technical components of the present invention.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다이 픽업위치 보정방법으로 픽업하는 본딩장치를 보인 구성도이다. 1 is a block diagram illustrating a bonding apparatus for picking up a die pickup position correction method according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시한 바와 같이 플립칩 본딩장치(100)는 웨이퍼(W)를 안착시켜 지지하는 웨이퍼 스테이지(10)와, 웨이퍼 스테이지(10) 상의 웨이퍼에 마련되는 다이(D)를 리드 프레임(R) 또는 서킷 테이프(이하 "리드프레임"이라 함)에 본딩하는 본딩헤드(20)와, 웨이퍼 스테이지(10) 상의 다이(D)를 본딩헤드(20)로 픽업하여 공급하는 플립헤드(30)와, 웨이퍼 스테이지(10) 상의 웨이퍼(W) 및 다이(D)를 감지하여 위치를 인식하는 비젼 카메라(40)로 구성되다. As shown in FIG. 1, the flip
그리고 본딩헤드(20)의 하부에는 리드프레임을 순차적으로 이송하는 컨베이어(50)가 마련된다.And a lower portion of the
여기서 웨이퍼 스테이지(10)는 웨이퍼의 가장자리를 지지할 수 있도록 마련되며, 중앙에 웨이퍼 링 가이드(11)가 마련되어 있다. 그리고 본딩헤드(20)는 X, Y, Z방향으로 동작할 수 있도록 마련되어 있다. Here, the
또한, 플립헤드(30)는 웨이퍼 스테이지(10) 상부에 위치하여 웨이퍼(W)의 다이(D)를 순차적으로 픽업하여 본딩헤드(20)에 공급한다. 그래서 플립헤드(30)는 하부의 다이(D)를 픽업하여 상부로 회동시킨 후 직접 본딩헤드(20)에 공급한다. 이때 플립헤드의 픽업위치와 동일한 위치가 되도록 동작하며, 다이(D) 픽업시 다이(D) 직하부에서 지지될 수 있도록 백업 핀(31)이 마련된다. In addition, the
또한, 비젼카메라(40)는 픽업헤드(30)의 픽업위치를 감지할 수 있도록 픽업헤드(30)와 동일하게 동작하거나 픽업헤드(30)에 고정된다.In addition, the
이하 본 발명의 본딩장치의 작동을 상기한 도 1의 구성을 참고로 하여 설명한다. Hereinafter, the operation of the bonding apparatus of the present invention will be described with reference to the configuration of FIG. 1.
여기서 본딩장치(100)에 공급되는 웨이퍼(W)는 일정한 크기의 다이(D)가 분리된 상태로 공급된다. 그리고 분리된 상태의 다이(D)가 웨이퍼(W)의 형태를 유지하면서 지지될 수 있도록 웨이퍼 지지 테이프(1)에 접착시켜 공급된다. 그리고 웨이퍼(W)는 도넛 형태의 웨이퍼 프레임(2)에 웨이퍼지지 테이프(1)의 가장자리가 고정된 상태로 공급된다. Here, the wafer W supplied to the
이때 웨이퍼(W)의 다이(D)를 픽업할 수 있도록 웨이퍼 지지테이프(1)를 일정한 장력을 갖도록 형성한다. 즉 웨이퍼 스테이지(10)의 웨이퍼 링 가이드(11)는 웨이퍼 프레임(2)과 웨이퍼(W) 사이의 웨이퍼 지지테이프(1)를 팽팽하게 한다.At this time, the
이후 비젼카메라(40)가 웨이퍼의 위치를 티칭하여 다이(D)의 피치 및 크기 가 입력되어 각각의 다이(D)를 픽업하기 위한 설정좌표가 계산되어 입력된다. 그리고 설정좌표에 따라 해당하는 다이(D)를 순차적으로 픽업하게 된다.Thereafter, the
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 다이 픽업위치 보정방법을 보인 순서도이다. 그리고 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 다이 픽업위치 보정방법의 다이를 확대하여 보인 평면도이다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 다이 픽업위치 보정 방법의 계산식을 설명하기 위한 개념도이다. 2 is a flowchart illustrating a die pickup position correction method according to an embodiment of the present invention. 3 is an enlarged plan view of a die of the die pickup position correction method according to an embodiment of the present invention. 4 is a conceptual diagram for explaining a calculation formula of the die pickup position correction method according to an embodiment of the present invention.
도 2 내지 도 3을 참고하여 설명하면 도시한 바와 같이 비젼카메라(40)는 다이(D)에 첫 번째 피듀셜 마크(1st)를 인식한다(S10). 그리고 두 번째 피듀셜 마크(2nd)를 순차적으로 인식한다(S20). 따라서 첫 번째의 피듀셜 마크(1st)의 티칭좌표와 두 번째 피듀셜 마크(2nd)의 티칭좌표가 비젼 카메라(40)에 의해 인식된다.Referring to FIGS. 2 to 3, as illustrated, the
여기서 피듀셜 마크는 다이(D)에 임의의 두 점을 형성하여 마련된다. 바람직한 피듀셜 마크 위치는 다이(D)의 대각선 방향에 배치되도록 형성하는 것이 바람직하다. 그리고 피듀셜 마크는 형태(십자형태, 기역자형태, 체크형태 등등)를 다양화 할 수 있다. 또한 피듀셜 마크는 다이의 가장자리, 모서리 또는 꼭지점 일 수 있다. Here, the objective mark is provided by forming any two points on the die (D). It is preferable to form a preferable duty mark position so that it may be arrange | positioned in the diagonal direction of die D. FIG. And the physical mark can vary in form (cross form, translator form, check form, etc.). Also, the physical mark may be an edge, corner or vertex of the die.
그리고 비젼카메라(40)에서 두개의 피두셜 마크를 인식한 티칭좌표 기 설정된 설정좌표와 비교하여 편차를 산출한다. 여기서 편차의 계산은 웨이퍼지지 테이프의 장력 변화 및 지지력 변화 그리고 다이(D) 픽업시 발생하는 웨이퍼지지 테이프의 장력변화 등으로 설정좌표에서 위치가 변하여 본딩불량 발생을 줄이기 위함이다.(S30)In addition, the deviation is calculated by comparing the teaching coordinates with the preset coordinates recognized by the two visual marks in the
따라서 기 설정된 설정좌표에서 가감하여 설정좌표를 따라 동작하는 플립헤드(30) 및 본딩헤드(20)의 다이(D) 픽업위치를 보정할 수 있게 편차를 산출한다.Accordingly, the deviation is calculated to correct the pick-up position of the die D of the
여기서 편차는 좌표편차와 각도편차를 분리하여 계산되어 진다. 다이(D)의 좌표편차 및 각도편차를 산출하기 위해서는 도 4를 참조하며, 아래의 식에 의해 산출 할 수 있다. 이때 X좌표 편차를 , Y좌표 편차를 , 각도편차를 라 하면, The deviation is calculated by separating the coordinate deviation from the angular deviation. In order to calculate the coordinate deviation and the angular deviation of the die D, reference is made to FIG. 4, and it can be calculated by the following equation. Where the X coordinate deviation , The Y coordinate deviation , Angular deviation Say,
각도 편차는 다음 공식에 의해 산출될 수 있다. The angle deviation can be calculated by the following formula.
그리고 X좌표 편차는 다음 공식에 의해 산출될 수 있다. And the X coordinate deviation can be calculated by the following formula.
또한 Y좌표 편차는 다음 공식에 의해 산출될 수 있다. In addition, the Y coordinate deviation can be calculated by the following formula.
(여기서 ,는 웨이퍼 스테이지 회전축의 중심점의 값이다.) (here , Is the value of the center point of the wafer stage rotation axis.)
이후 기 입력된 설정좌표에 좌표편차를 아래의 식과 같이 가감하여 플립헤드(30)가 다이(D)의 중심에서 픽업이 되도록 플립헤드(30)로 보정된 설정좌표를 출력한다. 그리고 각도편차()를 가감하여 보정된 설정각도가 본딩헤드(20)로 출력된다.(S40)Thereafter, the coordinate deviation is added or subtracted to the preset setting coordinates as shown in the following equation to output the corrected setting coordinates to the
픽업좌표 X = 설정좌표 X+ Pickup coordinate X = Set coordinate X +
픽업좌표 Y = 설정좌표 Y+ 이다.Pickup coordinate Y = Set coordinate Y + to be.
이후 다이(D)의 보정된 설정좌표가 플립헤드(30)에 출력되어 플립헤드(30)가 제어된다. 그래서 플립헤드(30)가 보정된 픽업좌표로 이동하여 다이(D)를 픽업한다.(S50)Thereafter, the corrected set coordinates of the die D are output to the
그리고 플립헤드(30)는 다이(D)를 픽업하여 본딩헤드(20)로 공급한다.(S60)The
이때 플립헤드(30)는 하부의 다이(D)를 픽업하여 상부의 본딩헤드(20)로 공 급하므로 공급되는 다이(D)의 반대면을 본딩헤드(20)가 픽업하게 된다.At this time, since the
따라서 본딩헤드(20)를 각도편차()에 따라 기 설정각도에서 각도편차()를 가감하여 회전한 후 픽업한다. 이때 플립헤드(30)가 본딩헤드(20)에 다이 공급시 뒤집어서 공급하므로 각도편차는 역으로 가감된다. (S70)Therefore, the
따라서 X, Y 좌표편차(,)에 따라 플립헤드(30)를 제어하여 보정된 정확한 설정좌표(X, Y)에서 다이(D)를 픽업하게 되고, 픽업된 다이(D)를 본딩헤드(20)가 각도편차()만큼 보정된 설정각도 만큼 회전한 후 픽업하게 된다. Therefore, X, Y coordinate deviation ( , By controlling the
이때 본딩헤드(20)는 먼저 다이(D)를 픽업한 후 각도편차()만큼 보정한 설정각도 만큼 회전하여 본딩 할 수 있다. In this case, the
이후 픽업한 다이(D)는 컨베이어(50)에 의해 이송되는 리드프레임(R)에 올려진 후 플립칩 본딩하게 된다.After that, the picked-up die D is placed on the lead frame R which is transported by the
여기서 플립헤드(30)가 본딩헤드(20)에 다이(D)를 공급함과 동시에 플립헤드(30)는 픽업할 다음 다이(D)의 위치로 이동하고, 비젼카메라(40)는 공급되는 다음 다이의 피듀셜 마크를 감지한다.Here, the
이후 S10~S70과정이 계속 반복되어 다이의 설정좌표가 보정된 후 픽업되게 된다. After that, the process of S10 to S70 is repeated repeatedly, and the set coordinate of the die is corrected and then picked up.
이상에서 본 발명의 다이 픽업위치 보정방법에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. The technical idea of the die pick-up position correction method of the present invention has been described above with the accompanying drawings, but this is only illustrative of the best embodiment of the present invention and is not intended to limit the present invention.
따라서 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 치수 및 모양 그리고 구조 등의 다양한 변형 및 모방할 수 있음은 명백한 사실이다.Therefore, it is obvious that any person skilled in the art can make various modifications and imitations such as dimensions, shapes, structures, etc. without departing from the scope of the technical idea of the present invention.
상술한 바와 같이 다이 본딩장치에서 픽업할 다이의 피듀셜 마크를 감지하여 플립헤드와 본딩헤드에서 다이 픽업위치를 보정할 수 있도록 한 다이 픽업위치 보정방법은 다이 본딩 장치에 별도의 추가 구성없이 픽업위치를 보정하여 픽업함으로서 픽업에러 또는 본딩불량을 방지할 수 있는 효과가 있다. As described above, the die pick-up position correction method for detecting the die mark of the die to be picked up by the die bonding apparatus and correcting the die pick-up position at the flip head and the bonding head is a pickup position without any additional configuration in the die bonding apparatus. By correcting the pickup, there is an effect that can prevent pickup errors or poor bonding.
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