KR20090063355A - 반도체칩 본딩 장치 및 이를 이용한 반도체칩 본딩 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체칩 본딩 장치 및 이를 이용한 반도체칩 본딩 방법에 관한 것으로서, 복수개의 반도체칩으로 절단된 웨이퍼가 위치되는 웨이퍼 지지대, 상기 웨이퍼를 그 중심을 기준으로 4개의 영역으로 분할하였을 때, 그 중심을 기준으로 서로 대칭되도록 위치된 2개의 영역에 각각 설치된 한 쌍의 피커부, 상기 반도체칩이 안착될 탑재판을 공급하는 공급부, 및 한 쌍의 상기 피커부로부터 픽업 이송된 상기 반도체칩을 각각 전달받아 상기 탑재판에 안착 및 본딩시키는 한 쌍의 본딩부를 포함한다.
본 발명에 의하면, 하나의 웨이퍼 지지대에 위치된 웨이퍼로부터 반도체칩을 픽업하여 이송하는 피커부와 반도체칩을 탑재판에 안착 및 본딩시키는 본딩부가 각각 한 쌍으로 구비되어 반도체칩을 신속하게 탑재판에 안착 및 본딩시킬 수 있고, 어느 하나의 피커, 이송부 또는 본딩부에 에러가 발생하더라도 계속하여 반도체칩 본딩 작업을 수행할 수 있다.
반도체칩, 본딩, 다이, 본더, 탑재판, 리드프레임
Description
본 발명은 반도체칩 본딩 장치 및 이를 이용한 반도체칩 본딩 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체칩 본딩 작업을 신속하게 수행할 수 있고, 일부 장치구성에 에러가 발생하더라도 본딩 작업을 계속 수행할 수 있는 반도체칩 본딩 장치 및 이를 이용한 반도체칩 본딩 방법에 관한 것이다.
일반적인 반도체 후공정에 있어서, 웨이퍼 상에 형성된 반도체칩은 테스트 공정을 거치고, 각각의 반도체칩 단위로 절단된 후, 리드프레임(Lead frame)이나 회로기판(PCB; Printed Circuit Board)으로 구비되는 탑재판에 본딩(Bonding)되며, 이후 반도체칩과 탑재판은 전기적으로 연결된다.
그 후, 반도체칩이 탑재판에 본딩되어 형성된 반도체소자는 몰딩 공정, 절단 및 분류 공정 등을 거쳐 반도체 패키지로 완성된다.
이와 같은 반도체 후공정에 있어서, 웨이퍼 상에 형성된 각각의 반도체칩을 탑재판에 본딩시키는 공정은 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼 지지대, 반도체칩을 픽업하 는 피커, 픽업된 반도체칩을 이송하는 이송부, 탑재판을 공급하는 공급부, 이송된 반도체칩을 탑재판에 안착 및 본딩시키는 본딩부로 구성되는 반도체칩 본딩 장치에 의해 진행된다.
이러한 반도체칩 본딩 장치의 동작 설명은 다음과 같다.
상기 웨이퍼 지지대에 각각의 반도체칩으로 절단된 웨이퍼가 공급되어 위치되면, 피커가 정해진 위치에서 반도체칩을 픽업한다. 한편, 공급부는 반도체칩이 안착 및 본딩될 탑재판을 본딩부의 하측에 공급한다.
상기 피커에 의해 픽업된 반도체칩은 이송부에 의해 이송되어 본딩부에 전달되며, 본딩부는 전달된 반도체칩을 탑재판에 안착시키고 가열 및 가압함으로써, 탑재판의 상측에 도포된 접착수지 등과 같은 접착물질에 의해 반도체칩이 탑재판에 본딩되도록 한다.
이후, 웨이퍼 지지대가 피커가 픽업하는 위치에 대해 다음 반도체칩이 위치되도록 웨이퍼를 이송하면 전술된 바와 같은 반도체칩 픽업, 이송, 안착 및 본딩의 작업이 재차 순차적으로 수행된다.
한편, 공급부는 본딩부의 하측에 공급된 탑재판에 반도체칩이 모두 안착 및 본딩되면, 해당 탑재판을 배출하고, 새로운 탑재판을 본딩부의 하측에 공급한다.
상술한 바와 같이 동작하는 종래의 반도체칩 본딩 장치는 웨이퍼 지지대에 안착된 하나의 웨이퍼를 이루는 다수개의 반도체칩에 대해 각각 하나의 피커, 이송부 및 본딩부가 반도체칩 본딩 작업을 수행한다.
또한, 픽업 위치가 한 곳으로 고정되어 있는 상태에서, 웨이퍼 지지대가 픽 업 위치에 모든 반도체칩이 각각 위치될 수 있도록 웨이퍼를 계속해서 이동시켜야 하므로, 웨이퍼의 총 이동거리가 길어 그 이동에 필요한 총 이동시간이 길어지는 문제점이 있다.
따라서, 종래의 반도체칩 본딩 장치는 반도체칩 본딩 작업에 많은 시간이 소요되는 단점이 있다.
뿐만 아니라, 피커, 이송부 및 본딩부 중 어느 하나에 에러가 발생된 경우, 반도체칩 본딩 작업 공정 전체가 중단되어야 하므로, 일부 장치구성의 고장으로 큰 작업 손실이 발생하는 문제점이 있다.
그러므로, 종래의 반도체칩 본딩 장치는 일부 장치구성의 고장으로 그 시간당 생산량(UPH; Unit Per Hour)이 급격히 감소하는 단점이 있다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 반도체칩을 신속하게 탑재판에 안착 및 본딩시킬 수 있고, 일부 장치구성에 에러가 발생하더라도 계속하여 반도체칩 본딩 작업을 수행할 수 있는 반도체칩 본딩 장치 및 이를 이용한 반도체칩 본딩 방법을 제공하고자 한다.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 반도체칩 본딩 장치는, 복수개의 반도체칩으로 절단된 웨이퍼가 위치되는 웨이퍼 지지대, 상기 웨이퍼를 그 중심을 기준으로 4개의 영역으로 분할하였을 때, 그 중심을 기준으로 서로 대칭되도록 위치된 2개의 영역에 각각 설치된 한 쌍의 피커부, 상기 반도체칩이 안착될 탑재판을 공급하는 공급부, 및 한 쌍의 상기 피커부로부터 픽업 이송된 상기 반도체칩을 각각 전달받아 상기 탑재판에 안착 및 본딩시키는 한 쌍의 본딩부를 포함한다.
상기 웨이퍼 지지대는, 상기 웨이퍼를 X 방향 또는 Y 방향으로 이동시키는 이송구동부, 및 상기 웨이퍼를 Z 축을 기준으로 회전시키는 회전구동부를 포함할 수 있다.
상기 회전구동부는, 한 쌍의 상기 피커부가 상기 웨이퍼의 중심에 서로 대칭되도록 위치된 2개의 영역에 대한 상기 반도체칩 이송 작업을 완료한 후, 다른 영역에 대한 상기 반도체칩 이송 작업을 순차적으로 수행할 수 있도록 상기 웨이퍼를 90° 회전시키도록 구비될 수 있다.
상기 한 쌍의 피커부는, 상기 웨이퍼가 상기 웨이퍼 지지대에 위치된 초기 위치를 기준으로, 상기 웨이퍼의 중심에 서로 대칭되도록 위치된 2개의 영역의 중심에 각각 설치될 수 있다.
또한, 본 발명의 반도체칩 본딩 장치는, 복수개의 반도체칩으로 절단된 웨이퍼가 위치되는 웨이퍼 지지대, 상기 반도체칩을 각각 픽업하여 이송하는 제1ㆍ제2피커부, 상기 제1ㆍ제2피커부에 의해 각각 이송된 상기 반도체칩이 안착될 탑재판을 각각 공급하는 제1ㆍ제2공급부, 및 상기 제1ㆍ제2피커부로부터 상기 반도체칩을 각각 전달받아 상기 탑재판에 안착 및 본딩시키는 제1ㆍ제2본딩부를 포함한다.
상기 제1ㆍ제2피커부는, 상기 웨이퍼를 그 중심을 기준으로 4개의 영역으로 분할하였을 때, 그 중심을 기준으로 서로 대칭되도록 위치된 2개의 영역에서 상기 반도체칩을 각각 픽업하도록 구비될 수 있다.
상기 웨이퍼 지지대는, 상기 웨이퍼를 X 방향 및 Y 방향으로 이동시키는 이송구동부, 및 상기 웨이퍼를 Z 축을 기준으로 회전시키는 회전구동부를 포함할 수 있다.
상기 회전구동부는, 상기 제1ㆍ제2피커부가 상기 웨이퍼의 중심에 서로 대칭되도록 위치된 2개의 영역에 대한 상기 반도체칩 이송 작업을 완료한 후, 다른 영역에 대한 상기 반도체칩 이송 작업을 순차적으로 수행할 수 있도록 상기 웨이퍼를 90°회전시키도록 구비될 수 있다.
한편, 본 발명의 반도체칩 본딩 방법은, 작업 대상의 웨이퍼가 웨이퍼 지지 대에 위치되는 단계, 상기 웨이퍼를 그 중심을 기준으로 4개의 영역으로 분할하였을 때 한 쌍의 피커부가 그 중심을 기준으로 서로 대칭되도록 위치된 2개의 영역에서 각각 반도체칩을 픽업 이송하여 한 쌍의 본딩부에 각각 전달하는 단계, 및 한 쌍의 상기 본딩부가 전달받은 상기 반도체칩들을 탑재판에 각각 안착 및 본딩시키는 단계를 포함한다.
상기 반도체칩 본딩 방법은, 상기 웨이퍼 지지대에 구비된 이송구동부가 상기 웨이퍼를 X 방향 또는 Y 방향으로 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 반도체칩 본딩 방법은, 한 쌍의 상기 피커부가 상기 웨이퍼의 중심에 서로 대칭되도록 위치된 2개의 영역에 대한 상기 반도체칩 이송 작업을 완료한 후, 상기 웨이퍼 지지대에 구비된 회전구동부가 상기 웨이퍼를 Z 축을 기준으로 90°회전시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 반도체칩 본딩 방법은, 상기 웨이퍼의 모든 영역에 대한 상기 반도체칩 이송 작업이 완료된 후 상기 회전구동부가 상기 웨이퍼의 위치가 복귀되도록 90°만큼 역방향 회전시키는 단계, 및 상기 웨이퍼를 복수개의 반도체칩으로 절단된 새로운 웨이퍼로 교체하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이러한 본 발명의 반도체칩 본딩 장치 및 이를 이용한 반도체칩 본딩 방법에 의하면, 하나의 웨이퍼 지지대에 위치된 웨이퍼로부터 반도체칩을 픽업하여 이송하는 피커부와 반도체칩을 탑재판에 안착 및 본딩시키는 본딩부가 각각 한 쌍으로 구비되어 동시에 작업을 수행하게 되므로, 종래의 반도체칩 본딩 장치에 비해 반도체 칩을 픽업, 이송, 안착 및 본딩시키는 일련의 작업이 두 배로 빨라져 반도체칩을 신속하게 탑재판에 본딩시킬 수 있다.
또한, 피커에 의한 반도체칩 픽업 위치가 고정된 상태에서 웨이퍼가 이동되어 반도체칩 이송 작업이 수행되는데, 웨이퍼를 네 영역으로 구분하여 두 영역에 대한 반도체칩 이송 작업을 완료한 후 웨이퍼가 회전하여 픽업 위치에 나머지 두 영역을 위치시키므로, 반도체칩 이송 작업 중 웨이퍼의 이동거리를 줄임으로써 웨이퍼 이동에 소요되는 시간을 절감할 수 있다.
따라서, 반도체칩 본딩 작업을 신속하게 수행할 수 있어 장비의 시간당 생산량을 향상시킬 수 있다.
뿐만 아니라, 피커, 이송부 및 본딩부 중 어느 하나에 에러가 발생하더라도 다른 피커, 이송부 또는 본딩부를 통해 반도체칩 본딩 작업을 계속적으로 수행할 수 있으므로, 장비에 대한 신뢰도를 제고할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 그 범위가 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
이하, 첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체칩 본딩 장치의 구성 및 작용효과를 구체적으로 설명한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 상기 반도체칩 본딩 장치는 웨이퍼 지지 대(100), 제1ㆍ제2피커부(200a, 200b), 공급부(300) 및 제1ㆍ제2본딩부(400a, 400b)를 포함한다.
상기 웨이퍼 지지대(100)는 복수개의 반도체칩(SC; Semiconductor Chip)으로 각각 절단된 웨이퍼(W; Wafer)가 위치되는 곳으로서, 위치된 웨이퍼(W)를 지지한다. 상기 웨이퍼 지지대(100)에는 웨이퍼(W)를 X, Y 방향으로 왕복이동시키는 이송구동부(110) 및 웨이퍼(W)의 중심을 지나는 Z 축을 기준으로 웨이퍼(W)를 회전시키는 회전구동부(120)가 구비된다.
상기 이송구동부(110)는 X 방향 및 Y 방향으로 구비된 한 쌍의 선형이송장치(미도시)로 이루어지고, 상기 회전구동부(120)는 이송구동부(110)에 의해 웨이퍼(W)와 함께 이동되는 모터(미도시) 및 기어의 조합으로 구비된다. 이러한 이송구동부(110)와 회전구동부(120)의 구성은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공지되어 있으므로, 자세한 설명은 생략한다.
상기 이송구동부(110)와 회전구동부(120)는 상술한 선형이송장치 및 모터, 기어의 조합으로 한정되지 않고, 웨이퍼 지지대(100)에 위치된 웨이퍼(W)를 X, Y 방향으로 왕복이동시키고, 그 중심을 기준으로 회전시킬 수 있는 구성이라면 제한없이 선택 적용될 수 있다.
상기 제1ㆍ제2피커부(200a, 200b)는 웨이퍼(W)의 반도체칩(SC)을 각각 픽업하여 제1ㆍ제2본딩부(400a, 400b)로 이송한다. 이러한 제1ㆍ제2피커부(200a, 200b)는 각각 제1피커(210a)와 제1이송부(220a), 제2피커(210b)와 제2이송부(220b)를 포함한다.
상기 제1ㆍ제2피커(210a, 210b)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 별도의 반출입 유닛(미도시)에 의해 웨이퍼(W)가 웨이퍼 지지대(100)에 위치되었을 때의 웨이퍼(W) 초기 위치를 기준으로, 웨이퍼(W) 중심을 기준으로 서로 대칭된 정해진 픽업 위치에서 각각 반도체칩(SC)을 픽업할 수 있도록 구비된다.
그리고, 도 2에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)를 그 중심을 기준으로 부채꼴 형상을 갖는 4개의 영역인 제1ㆍ제2ㆍ제3ㆍ제4영역(A1, A2, A3, A4)으로 균등 분할하였을 때, 제1피커(210a)는 제1영역(A1) 내의 반도체칩(SC)을 픽업하고, 제2피커(210b)는 제1영역(A1)에 대칭되는 제4영역(A4) 내의 반도체칩(SC)을 픽업한다.
또한, 웨이퍼(W)의 초기 위치에 있어서 상기한 정해진 픽업 위치는, 바람직하게는 제1영역(A1)과 제4영역(A4)의 중심에 해당하는 제1ㆍ제2픽업위치(PP1, PP2)이다. 이처럼 각 영역의 중심을 초기 픽업위치로 정하는 이유는, 이후 제1ㆍ제2피커(210a, 210b)는 제1ㆍ제2픽업위치(PP1, PP2)에 고정된 상태에서 웨이퍼(W)가 이동되면서 제1ㆍ제4영역(A1, A4) 내의 반도체칩(SC)이 순차적으로 픽업되는데, 이 과정에서 웨이퍼(W)의 이동거리를 최소화하기 위함이다.
이렇게 웨이퍼(W)가 이동되며 반도체칩(SC)에 대한 픽업이 이루어지는 과정을 예를 들어 설명하면, 제1ㆍ제2피커(210a, 210b)가 제1ㆍ제2픽업위치(PP1, PP2)의 반도체칩(SC)을 각각 픽업한 후, 웨이퍼(W)가 좌측으로 반도체칩(SC) 한 개의 너비만큼 이동하고, 그 후 제1ㆍ제2피커(210a, 210b)는 제1ㆍ제2픽업위치(PP1, PP2)의 우측에 위치된 반도체칩(SC)을 다음 차례로 각각 픽업한다.
한편, 제1ㆍ제2피커(210a, 210b)가 이와 같이 그 중심에 서로 대칭되도록 위 치된 영역에서 각각 반도체칩(SC)을 픽업하도록 구비되면, 제1ㆍ제2피커(210a, 210b)가 각각 작업할 때 간섭이 발생하는 것을 방지할 수도 있다.
상기 제1ㆍ제2이송부(220a, 220b)는 제1ㆍ제2피커(210a, 210b)를 각각 웨이퍼 지지대(100)와 제1ㆍ제2본딩부(400a, 400b) 사이에서 왕복이송시킨다. 이와 같은 제1ㆍ제2이송부(220a, 220b)도 그 구성이 당업자에게 널리 공지된 선형이송장치 등을 이용하여 구현되는 것이므로 자세한 설명은 생략한다.
한편, 웨이퍼(W)는 웨이퍼 지지대(100)에 위치되기 전에 그 상면에 형성된 반도체칩(SC)들의 양부를 검사하는 테스트 공정을 거치게 되는데, 이러한 테스트 공정으로 얻어진 각 반도체칩(SC)들의 양부 데이터를 근거로, 제1ㆍ제2피커부(200a, 200b)는 양품 반도체칩(GSC)만을 픽업하여 이송하도록 반도체칩 이송 작업이 수행될 수 있다.
따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1ㆍ제4영역(A1, A4) 영역에 대한 반도체칩 이송 작업이 완료되더라도 불량 반도체칩(BSC)들이 웨이퍼 지지대(100)에 그대로 남아있을 수 있다.
그리고, 이와 같이 제1ㆍ제2피커부(200a, 200b)가 이송구동부(110)에 의해 웨이퍼(W)가 이송됨으로써 제1영역(A1) 및 제4영역(A2)에 대한 반도체칩(SC) 픽업 이송 작업을 완료하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 회전구동부(120)가 웨이퍼(W)를 반시계 방향으로 90°만큼 회전시킨다.
따라서, 웨이퍼(W)의 제2영역(A2)이 제1피커(210a)의 제1픽업위치(PP1)를 포함하도록 위치되고, 제3영역(A3)이 제2피커(210b)의 제2픽업위치(PP2)를 포함하도 록 위치된다. 이후, 제1ㆍ제2피커부(200a, 200b)가 제2영역(A2) 및 제3영역(A3)에 대한 반도체칩 이송 작업을 수행함으로써 웨이퍼(W) 전체에 대한 작업을 완료한다.
이처럼 제1ㆍ제2피커부(200a, 200b)가 웨이퍼(W)를 제1영역(A1)과 제4영역(A4)에 대한 반도체칩 이송 작업을 수행하고, 회전구동부(120)가 웨이퍼(W)를 회전시킨 후 제2영역(A2)과 제3영역(A3)에 대한 반도체칩 이송 작업을 수행하는 방식은 웨이퍼(W)의 이동거리를 줄여 작업 시간을 감축한다.
즉, 웨이퍼(W)를 회전시키지 않고 계속하여 웨이퍼(W)를 이동시키면서 반도체칩 이송 작업을 수행할 경우 이송구동부(110)가 웨이퍼(W)를 이동시켜야 하는 최대 거리 폭은 웨이퍼(W)의 폭만큼이 되지만, 상술한 바와 같이 웨이퍼(W)를 네 개의 영역으로 나누어 회전시키면서 한 쌍의 영역씩 작업을 수행하는 방식은 이송구동부(110)가 웨이퍼(W)를 이동시켜야 하는 최대 거리 폭은 웨이퍼(W)의 폭 절반으로 반감하게 되어 작업 시간을 감축할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 반도체칩 본딩 장치에 있어서는, 제1ㆍ제2피커(210a, 210b)의 픽업위치가 정해진 상태에서 웨이퍼(W)가 이동되면서 반도체칩(SC)들에 대한 픽업이 순차적으로 이루어졌으나, 반대로 웨이퍼(W)의 위치가 고정된 상태에서 제1ㆍ제2피커(210a, 210b)가 이동되며 반도체칩(SC)들에 대한 픽업 작업이 이루어지도록 구비될 수도 있다.
전술된 공급부(300)는 반도체칩(SC)들이 안착될 리드프레임이나 회로기판으로 구비되는 탑재판(LP; Loading Plate)을 제1ㆍ제2본딩부(400a, 400b)의 하측에 공급한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 있어서, 공급부(300) 는 하나로 구비되어 탑재판(LP)이 제1ㆍ제2본딩부(400a, 400b)의 하측을 순차적으로 통과하도록 탑재판(LP)을 공급한다.
상기 공급부(300)는 탑재판(LP)을 제2본딩부(400b)의 하측에 위치시켜 탑재판(LP)에 반도체칩(SC)들이 모두 안착 본딩된 후에는 탑재판(LP)을 제2본딩부(400b)의 하측에서 회수하는 역할도 한다.
이를 위해, 상기 공급부(300)는 탑재판(LP)을 슬라이딩 이송가능하도록 하측에서 지지하는 한 쌍의 레일(310), 한 쌍의 레일(310)에 평행하게 설치되어 탑재판(LP)의 슬라이딩 이송을 안내하는 한 쌍의 가이드부재(320) 및 탑재판(LP)을 일방향으로 이송하는 구동부(미도시)를 포함한다.
한편, 전술된 제1ㆍ제2본딩부(400a, 400b)는 제1ㆍ제2피커부(200a, 200b)로부터 반도체칩(SC)을 전달받아, 공급부(300)에 의해 그 하측에 공급된 탑재판(LP)에 안착 및 본딩시킨다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 있어서, 제1ㆍ제2본딩부(400a, 400b)는 하나의 공급부(300)를 공유하는 방식으로 구현된다. 따라서, 공급부(300)가 우선 탑재판(LP)을 제1본딩부(400a)의 하측에 공급하면, 제1본딩부(400a)가 제1피커부(200a)로부터 반도체칩(SC)을 순차적으로 전달받아 탑재판(LP)에 안착 및 본딩시킨다.
이렇게 탑재판(LP)의 절반 부분에 대한 반도체칩(SC) 안착 및 본딩이 완료되면, 이어서 공급부(300)는 해당 탑재판(LP)을 제2본딩부(400b)의 하측에 공급한다. 그러면, 제2본딩부(400b)가 제2피커부(200b)로부터 반도체칩(SC)을 순차적으로 전 달받아 해당 탑재판(LP)의 남은 절반 부분에 안착 및 본딩시킨다.
이와 같이 하나의 공급부(300)에 한 쌍의 본딩부(400a. 400b)가 구비되면, 종래의 반도체칩 본딩 장치와 비교하여 반도체칩(SC)을 안착 및 본딩시키는 속도가 두 배로 증가하게 된다.
물론, 본 발명의 제1실시예에 있어서, 공급부(300)가 제1ㆍ제2본딩부(400a, 400b)의 하측에 탑재판(LP)을 공급하는 방식이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1본딩부(400a)의 하측에 하나의 탑재판(LP)을 위치시키고, 제2본딩부(400b)의 하측에 다른 하나의 탑재판(LP)을 위치시켜, 제1ㆍ제2본딩부(400a, 400b)가 각기 서로 다른 탑재판(LP)에 대한 반도체칩(SC) 안착 및 본딩 작업을 완료한 후, 새로운 탑재판(LP)을 제1ㆍ제2본딩부(400a, 400b)의 하측에 각각 공급하는 방식으로 구현될 수도 있다.
그리고, 공급부(300)에 의해 공급된 탑재판(LP)에 대해 제1피커부(200a)와 제1본딩부(400a)로 이루어지는 하나의 페어(Pair) 및 제2피커부(200b)와 제2본딩부(400b)로 이루어지는 다른 하나의 페어가 각각 반도체칩(SC) 본딩 작업을 수행하므로, 피커부(200a, 200b)와 본딩부(400a, 400b)의 장치구성 중 어느 하나에 에러가 발생하더라도 에러가 발생한 장치구성이 포함되지 않은 다른 페어를 통해 반도체칩(SC) 본딩 작업을 계속 수행할 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체칩 본딩 장치의 구성 및 작용효과를 구체적으로 설명한다. 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체칩 본딩 장치는 제1실시예와 비교하여, 제1ㆍ제2피커부(200a', 200b'), 제1ㆍ제2본딩부(400a', 400b')의 배치가 상이하고, 공급부(300)가 하나로 구비된 제1실시예와 비교하여 제1ㆍ제2공급부(300a, 300b)로 한 쌍이 구비된다. 이하, 이와 같은 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체칩 본딩 장치와의 차이점을 중심으로 본 발명의 제2실시예를 설명한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 반도체칩 본딩 장치는, 제1ㆍ제2본딩부(400a', 400b')가 웨이퍼 지지대(100')를 중심으로 서로 반대편에 설치된다. 따라서, 제1실시예의 경우와 달리 반도체칩(SC)들이 웨이퍼 지지대(100')에서 같은 방향으로 이송되지 않고, 제1ㆍ제2피커부(200a', 200b')에 의해 서로 반대 방향으로 이송된다. 제1피커부(200a')가 픽업 이송하는 반도체칩(SC)은 제1본딩부(400a')에 전달되어야 하고, 제2피커부(200b')가 픽업 이송하는 반도체칩(SC)은 반대편에 위치한 제2본딩부(400b')에 전달되어야 하기 때문이다.
그리고, 상기 제1ㆍ제2본딩부(400a', 400b')의 하측에 탑재판(LP)을 공급하는 제1ㆍ제2공급부(300a, 300b)가 각각 구비된다. 따라서, 제1공급부(300a)는 제1본딩부(400a')와 함께 반도체칩(SC) 안착 및 본딩 작업을 수행하고, 제2공급부(300b)는 제2본딩부(400b')와 함께 별도로 반도체칩(SC) 안착 및 본딩 작업을 수행한다. 즉, 탑재판(LP)의 이송 라인이 웨이퍼 지지대(100')를 중심으로 서로 반대편에 각각 별도로 구비된다.
이 경우, 하나의 웨이퍼 지지대(100')에 대해 생산 라인이 한 쌍으로 구비되는 것이므로, 제1실시예와 마찬가지로 종래의 반도체칩 본딩 장치에 비해 시간당 생산량이 두 배가 될 수 있다.
이 외에 제1ㆍ제2본딩부(400a', 400b') 및 제1ㆍ제2공급부(300a, 300b) 각각의 구체적인 구성은 본 발명의 제1실시예에 따른 제1ㆍ제2본딩부(400a, 400b) 및 공급부(300)와 각각 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
이하, 도 6을 참조하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체칩 본딩 장치를 이용한 본 발명에 따른 반도체칩 본딩 방법을 구체적으로 설명한다.
먼저, 별도의 반출입 유닛에 의해 웨이퍼 지지대(100')에 각각의 반도체칩(SC)으로 절단된 웨이퍼(W)가 위치된다(s100). 그리고, 제1ㆍ제2피커(210a', 210a')가 웨이퍼(W)의 제1영역(A1) 및 제4영역(A4)의 제1ㆍ제2픽업위치(PP1, PP2)에 위치한 양품 반도체칩(GSC)을 각각 픽업한다(s120). 다음, 제1ㆍ제2이송부(220a', 220b')가 제1ㆍ제2피커(210a', 210a')에 픽업된 양품 반도체칩(GSC)을 이송하여 제1ㆍ제2본딩부(400a', 400b')에 각각 전달한다(s140).
여기서, 제1ㆍ제2공급부(300a, 300b)는 탑재판(LP)을 제1ㆍ제2본딩부(400a', 400b')의 하측에 각각 공급하고, 제1ㆍ제2본딩부(400a', 400b')는 전달받은 양품 반도체칩(GSC)을 각각의 탑재판(LP)에 안착 및 본딩시킨다(s160).
이후, 별도의 제어부(미도시)가 탑재판(LP)에 양품 반도체칩(GSC)이 모두 본딩되었는지 판단하여(s180), 모두 본딩된 경우에는 공급부(300a, 300b)에 의해 해당 탑재판(LP)은 배출되고 새로운 탑재판(LP)이 공급된다(s200).
반면에, 모두 본딩되지 않은 경우에는 다시 제어부가 웨이퍼(W)의 제1영 역(A1) 및 제4영역(A4)의 양품 반도체칩(GSC)이 모두 이송되었는지 판단하여(s220), 모두 이송되지 않은 경우에는 이송구동부(110')에 의해 웨이퍼(W)가 X 방향 또는 Y 방향으로 이동되어(s240), 제1ㆍ제2픽업위치(PP1, PP2)에 다음 양품 반도체칩(GSC)이 위치된다. 이후, 제1ㆍ제2픽업위치(PP1, PP2)에 위치된 양품 반도체칩(GSC)에 대한 픽업, 이송, 전달, 안착 및 본딩의 일련의 작업이 수행된다.
한편, 모두 이송된 경우에는 회전구동부(120')가 웨이퍼(W)를 Z 축을 기준으로 반시계 방향으로 90°만큼 회전시켜(s260), 제2영역(A2) 및 제3영역(A3)의 양품 반도체칩(GSC)이 제1ㆍ제2픽업위치(PP1, PP2)에 위치된다.
그러면, 제1ㆍ제2피커(210a', 210a')가 웨이퍼(W)의 제2영역(A2) 및 제3영역(A3)의 제1ㆍ제2픽업위치(PP1, PP2)에 위치한 양품 반도체칩(GSC)을 각각 픽업한다(s280). 다음, 제1ㆍ제2이송부(220a', 220b')가 제1ㆍ제2피커(210a', 210a')에 픽업된 양품 반도체칩(GSC)을 이송하여 제1ㆍ제2본딩부(400a', 400b')에 각각 전달한다(s300).
그 후, 제1ㆍ제2본딩부(400a', 400b')는 전달받은 양품 반도체칩(GSC)을 제1ㆍ제2공급부(300a, 300b)에 의해 공급된 각각의 탑재판(LP)에 안착 및 본딩시킨다(s320).
이후, 제어부가 탑재판(LP)에 양품 반도체칩(GSC)이 모두 본딩되었는지 판단하여(s340), 모두 본딩된 경우에는 공급부(300a, 300b)에 의해 해당 탑재판(LP)은 배출되고 새로운 탑재판(LP)이 공급된다(s360).
반면에, 모두 본딩되지 않은 경우에는 다시 제어부가 웨이퍼(W)의 제2영 역(A2) 및 제3영역(A3)의 양품 반도체칩(GSC)이 모두 이송되었는지 판단하여(s380), 모두 이송되지 않은 경우에는 이송구동부(110')에 의해 웨이퍼(W)가 X 방향 또는 Y 방향으로 이동되어(s400), 제1ㆍ제2픽업위치(PP1, PP2)에 다음 양품 반도체칩(GSC)이 위치된다.
다음, 제1ㆍ제2픽업위치(PP1, PP2)에 위치된 양품 반도체칩(GSC)에 대한 픽업, 이송, 전달, 안착 및 본딩의 일련의 작업이 수행된다.
한편, 모두 이송된 경우에는 회전구동부(120')가 웨이퍼(W)를 Z 축을 기준으로 90°만큼 앞서 회전시킨 방향의 역방향인 시계 방향으로 회전시킨다(s420). 이어서, 반출입 유닛에 의해 양품 반도체칩(GSC)들이 모두 이송된 웨이퍼(W)가 웨이퍼 지지대(100')로부터 반출된다(s440).
그 후, 반도체칩 본딩 장치의 작업이 종료되거나, 반출입 유닛에 의해 복수개의 반도체칩(SC)으로 각각 절단된 새로운 웨이퍼(W)가 웨이퍼 지지대(100')에 안착되어 상술한 바와 같은 작업을 반복 수행함으로써 양품 반도체칩(GSC)을 탑재판(LP)에 안착 및 본딩시키게 된다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부되어 있는 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체칩 본딩 장치를 개략적으로 도시한 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 반도체칩 본딩 장치에 있어서, 각각의 반도체칩으로 절단된 웨이퍼가 웨이퍼 지지대에 안착된 초기 상태를 개략적으로 도시한 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 반도체칩 본딩 장치에 있어서, 제1ㆍ제2피커부에 의해 웨이퍼의 제1영역 및 제4영역에 대한 반도체칩 이송 작업이 모두 완료된 상태를 개략적으로 도시한 평면도,
도 4는 본 발명에 따른 반도체칩 본딩 장치에 있어서, 제1ㆍ제2피커부에 의해 웨이퍼의 제1영역 및 제4영역에 대한 반도체칩 이송 작업이 모두 완료된 후, 회전구동부가 웨이퍼를 반시계 방향으로 90°회전시킨 상태를 개략적으로 도시한 평면도,
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체칩 본딩 장치를 개략적으로 도시한 구성도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체칩 본딩 방법을 보여주는 순서도이다.
＊ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ＊
100, 100' : 웨이퍼 지지대 110, 110' : 이송구동부
120, 120' : 회전구동부 200a, 200a' : 제1피커부
200b, 200b' : 제2피커부 210a, 210a' : 제1피커
210b, 210b' : 제2피커 220a, 220a' : 제1이송부
220b, 220b' : 제2이송부 300 : 공급부
300a : 제1공급부 300b : 제2공급부
310, 310' : 레일 320, 320' : 가이드부재
400a, 400a' : 제1본딩부 400b, 400b' : 제2본딩부
W : 웨이퍼 SC : 반도체칩
GSC : 양품 반도체칩 BSC : 불량품 반도체칩
LP : 탑재판 A1 : 제1영역
A2 : 제2영역 A3 : 제3영역
A4 : 제4영역 PP1 : 제1픽업위치
PP2 : 제2픽업위치
Claims (12)
- 복수개의 반도체칩으로 절단된 웨이퍼가 위치되는 웨이퍼 지지대;상기 웨이퍼를 그 중심을 기준으로 4개의 영역으로 분할하였을 때, 그 중심을 기준으로 서로 대칭되도록 위치된 2개의 영역에 각각 설치된 한 쌍의 피커부;상기 반도체칩이 안착될 탑재판을 공급하는 공급부; 및한 쌍의 상기 피커부로부터 픽업 이송된 상기 반도체칩을 각각 전달받아 상기 탑재판에 안착 및 본딩시키는 한 쌍의 본딩부;를 포함하는 반도체칩 본딩 장치.
- 제1항에 있어서,상기 웨이퍼 지지대는,상기 웨이퍼를 X 방향 또는 Y 방향으로 이동시키는 이송구동부; 및상기 웨이퍼를 Z 축을 기준으로 회전시키는 회전구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 반도체칩 본딩 장치.
- 제2항에 있어서,상기 회전구동부는,한 쌍의 상기 피커부가 상기 웨이퍼의 중심에 서로 대칭되도록 위치된 2개의 영역에 대한 상기 반도체칩 이송 작업을 완료한 후, 다른 영역에 대한 상기 반도체 칩 이송 작업을 순차적으로 수행할 수 있도록 상기 웨이퍼를 90° 회전시키는 것을 특징으로 하는 상기 반도체칩 본딩 장치.
- 제1항에 있어서,상기 한 쌍의 피커부는,상기 웨이퍼가 상기 웨이퍼 지지대에 위치된 초기 위치를 기준으로, 상기 웨이퍼의 중심에 서로 대칭되도록 위치된 2개의 영역의 중심에 각각 설치된 것을 특징으로 하는 상기 반도체칩 본딩 장치.
- 복수개의 반도체칩으로 절단된 웨이퍼가 위치되는 웨이퍼 지지대;상기 반도체칩을 각각 픽업하여 이송하는 제1ㆍ제2피커부;상기 제1ㆍ제2피커부에 의해 각각 이송된 상기 반도체칩이 안착될 탑재판을 각각 공급하는 제1ㆍ제2공급부; 및상기 제1ㆍ제2피커부로부터 상기 반도체칩을 각각 전달받아 상기 탑재판에 안착 및 본딩시키는 제1ㆍ제2본딩부;를 포함하는 반도체칩 본딩 장치.
- 제5항에 있어서,상기 제1ㆍ제2피커부는,상기 웨이퍼를 그 중심을 기준으로 4개의 영역으로 분할하였을 때, 그 중심 을 기준으로 서로 대칭되도록 위치된 2개의 영역에서 상기 반도체칩을 각각 픽업하는 것을 특징으로 하는 상기 반도체칩 본딩 장치.
- 제5항에 있어서,상기 웨이퍼 지지대는,상기 웨이퍼를 X 방향 및 Y 방향으로 이동시키는 이송구동부; 및상기 웨이퍼를 Z 축을 기준으로 회전시키는 회전구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 반도체칩 본딩 장치.
- 제7항에 있어서,상기 회전구동부는,상기 제1ㆍ제2피커부가 상기 웨이퍼의 중심에 서로 대칭되도록 위치된 2개의 영역에 대한 상기 반도체칩 이송 작업을 완료한 후, 다른 영역에 대한 상기 반도체칩 이송 작업을 순차적으로 수행할 수 있도록 상기 웨이퍼를 90°회전시키는 것을 특징으로 하는 상기 반도체칩 본딩 장치.
- 복수개의 반도체칩으로 절단되고 웨이퍼 지지대에 위치된 웨이퍼에서 상기 반도체칩을 픽업 이송하여 탑재판에 안착 및 본딩시키는 방법에 있어서,작업 대상의 상기 웨이퍼가 상기 웨이퍼 지지대에 위치되는 단계;상기 웨이퍼를 그 중심을 기준으로 4개의 영역으로 분할하였을 때, 한 쌍의 피커부가 그 중심을 기준으로 서로 대칭되도록 위치된 2개의 영역에서 각각 상기 반도체칩을 픽업 이송하여 한 쌍의 본딩부에 각각 전달하는 단계; 및한 쌍의 상기 본딩부가 전달받은 상기 반도체칩들을 상기 탑재판에 각각 안착 및 본딩시키는 단계;를 포함하는 반도체칩 본딩 방법.
- 제9항에 있어서,상기 웨이퍼 지지대에 구비된 이송구동부가 상기 웨이퍼를 X 방향 또는 Y 방향으로 이동시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 반도체칩 본딩 방법.
- 제9항 또는 제10항에 있어서,한 쌍의 상기 피커부가 상기 웨이퍼의 중심에 서로 대칭되도록 위치된 2개의 영역에 대한 상기 반도체칩 이송 작업을 완료한 후, 상기 웨이퍼 지지대에 구비된 회전구동부가 상기 웨이퍼를 Z 축을 기준으로 90°회전시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 반도체칩 본딩 방법.
- 제11항에 있어서,상기 웨이퍼의 모든 영역에 대한 상기 반도체칩 이송 작업이 완료된 후, 상기 회전구동부가 상기 웨이퍼의 위치가 복귀되도록 90°만큼 역방향 회전시키는 단 계; 및상기 웨이퍼를 복수개의 반도체칩으로 절단된 새로운 웨이퍼로 교체하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 반도체칩 본딩 방법.
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