KR20090063375A - 듀얼 정렬 광학계 및 그를 구비한 다이 본딩 장치 - Google Patents

듀얼 정렬 광학계 및 그를 구비한 다이 본딩 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있는 듀얼 정렬 광학계 및 그를 구비한 다이 본딩 장치에 관한 것이다. 그의 광학계는, 서브스트레이트의 표면을 저배율로 확대 투영시켜 저배율 레퍼런스 이미지를 획득하는 저배율 레퍼런스 검출기; 상기 서브스트레이트의 상부에 위치되는 다이의 표면을 저배율로 확대 투영시켜 저배율 계측 이미지를 획득하는 저배율 계측 검출기; 상기 저배율 계측 검출기 및 상기 저배율 레퍼런스 검출기와 동일한 평면에서 상기 서브 스트레이트의 표면을 고배율로 확대 투영시켜 고배율 레퍼런스 이미지를 획득하는 고배율 레퍼런스 검출기; 상기 고배율 레퍼런스 검출기 및 상기 저배율 레프런스 검출기와 동일한 평면에서 상기 다이의 표면을 저배율로 확대 투영시켜 고배율 계측 이미지를 획득하는 고배율 계측 검출기; 및 상기 다이의 표면 및 상기 서브스트레이트의 표면에서 각각 수직하는 방향으로 반사되는 반사광을 상기 저배율 레퍼런스 검출기 및 상기 고배율 레퍼런스 검출기와, 상기 저배율 계측 검출기 및 상기 고배율 계측 검출기에 전달시키는 광전달 장치를 포함하여 이루어진다.
Figure P1020070130702
광학계, 다이(die), 스브스트레이트(substrate), 레퍼런스(reference)

Description

듀얼 정렬 광학계 및 그를 구비한 다이 본딩 장치{Dual alignment optical system and Apparatus for bonding die used the same}
본 발명은 반도체 칩 패키지 제조 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 일반적인 형태의 패키지 제조를 위한 다이 본딩 수행하기 위해 서브스트레이트의 표면과 다이의 표면으로부터 획득되는 영상을 이용한 정렬이 이루어지도록 형성된 듀얼 정렬 광학계 및 그를 구비하는 다이 본딩 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자의 조립공정 중 리드 프레임(lead frame)의 패드에 다이를 접착하는 다이본딩 공정은 각각의 반도체 생산라인에서 최종적으로 각기 다른 장비를 이용하여 정밀검사(Probe test)를 한 웨이퍼의 각 다이중에 선정된 다이만을 픽업하여 에폭시(Epoxy)등과 같은 접착제를 묻힌 리드 프레임의 패드에 접착하는 공정을 말한다.
다이의 기본적인 본딩 방법은 에폭시 본딩, 유테틱(Eutetic)본딩, 그리고 프리폼(preform)본딩의 세가지 방법이 주로 사용되고 있다. 에폭시 본딩은 리드 프레 임의 패드 위에 에폭시를 뭍힌 후 그위에 다이를 붙이는 방법이다. 유테틱 본딩은 리드 프레임의 패드위나 다이의 뒷면에 에칭된 순금들이 있어 일정한 열을 필요로 하는 만큼 가하고 열의 공융점을 이용하여 다이를 붙이는 방법이다. 프리폼 본딩은 리드 프레임의 패드위에 일정한 크기의 프리폼을 놓고 열을 가하고 그 위에 다이를 붙이는 방식이다.
이하, 도면을 참조하여 이와 같은 기본적인 본딩 방법을 사용해 다이를 본딩시키는 종래 기술에 따른 다이 본딩 장치를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래 기술에 따른 다이 본딩 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 다이 본딩 장치는, 다이패드를 갖는 리드프레임 또는 일반적인 인쇄회로기판과 같은 서브스트레이트(20)의 윗면에 다이를 부착시키기 위한 장치로서, 대부분의 반도체 칩 패키지 제조에서 주로 이용된다.
다이 본딩 장치(300)는 서브스트레이트(20)가 놓여지고 그 이동을 안내하는 인덱스 레일(index rain; 310)과, 웨이퍼(10)가 탑재되어 다이(11)를 공급해주는 웨이퍼 스테이지(wafer stage; 320)와, 웨이퍼 스테이지(320)에 탑재된 웨이퍼(10)의 다이 간격을 증가시키는 웨이퍼 익스팬더(wafer expander; 330)와, 분리된 다이(11)를 인덱스 레일(310)의 서브스트레이트(20)에 이송 및 부착시키는 다이 트랜스퍼(350), 그리고 다이(11)의 정렬 상태를 검사하기 위한 비전 카메라(vision camera; 380)를 포함하여 구성된다.
서브스트레이트(20)가 인덱스 레일(310)에 탑재 및 이동되어 소정 작업 위치에 대기하는 상태에서, 그리고 웨이퍼(10)가 웨이퍼 스테이지(320)에 탑재되고 웨 이퍼 익스팬더(330)에 의해 웨이퍼 밑면에 부착되어 있는 자외선 테이프(15)를 잡아 당김으로써 다이(11)들간 간격이 증가된 상태에서, 다이 트랜스퍼(350)의 픽커(picker; 353)에 의해 웨이퍼(10)로부터 양호한 상태의 다이(11)가 집어 올려져 서브스트레이트(20)의 접착제(25)가 도포되어 있는 실장 영역(23)으로 이송 및 부착되어 다이(11) 본딩이 이루어진다. 다이(11) 본딩의 정확도를 높이기 위하여 다이(11)의 정렬 상태가 광학계(380)에 의해 검사되고 다이(11)의 위치 보정 동작이 이루어진다.
따라서, 종래의 다이 본딩 장치는 광학계(380)에 의해 서브스트레이트(20)의 상부에서 다이(11)가 정렬되면 다이 트랜스퍼(350)에 의해 하강되면서 다이(11) 본딩 공정이 완료된다.
하지만, 종래 기술에 따른 다이 본딩 장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 종래의 다이 본딩 장치는, 서브스트레이트(20) 및 다이(11)의 상부에서 상기 다이(11)를 서브스트레이트(20)에 투영시키는 광학계(380)를 이용하여 상기 다이(11)를 정렬시키도록 하고 있으나, 정밀도가 낮아 정렬불량이 발생될 수 있기 때문에 생산수율이 떨어지는 단점이 있었다.
둘째, 종래의 다이 본딩 장치는, 광학계(380)의 배율이 가변적이지 못하여 정밀한 정렬이 이루어지지 못하고 광학계(380)를 이용한 정렬 동작이 정형화되지 못하여 다이 본딩 장치의 동작 불량을 자주 발생시키기 때문에 생산성이 떨어지는 단점이 있었다.
셋째, 종래의 다이 본딩 장치는 다이(11) 본딩 작업 시 발생되는 주변의 진 동, 설비의 동작에러 등과 같은 의도하지 않은 상황에 대한 영향에 민감하여 다이(11) 본딩 공정의 불량을 자주 유발시키기 때문에 생산성이 떨어지는 문제점이 있었다.
상술한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 우수한 정렬도를 갖고 정렬불량을 줄여 생산수율을 증대 또는 극대화할 수 있는 듀얼 정렬 광학계 및 그를 구비한 다이 본딩 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 정밀한 정렬이 이루어지고 정형화된 정렬 동작을 갖도록 하여 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있는 증대 또는 극대화할 수 있는 듀얼 정렬 광학계 및 그를 구비한 다이 본딩 장치를 제공하는 데 있다.
그리고, 본 발명의 또 다른 목적은, 주변의 진동, 설비의 동작에러 등과 같은 의도하지 않은 상황에 대한 영향에 둔감하고 다이 본딩공정의 불량을 줄여 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있는 듀얼 정렬 광학계 및 그를 구비한 다이 본딩 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 양태(aspect)에 따른 듀얼 정렬 광학계는, 서브스트레이트의 표면을 저배율로 확대 투영시켜 저배율 레퍼런스 이미지를 획득하는 저배율 레퍼런스 검출기; 상기 서브스트레이트의 상부에 위치되는 다이의 표면을 저배율로 확대 투영시켜 저배율 계측 이미지를 획득하는 저배율 계측 검출기; 상기 저배율 계측 검출기 및 상기 저배율 레퍼런스 검출기와 동일한 평면에서 상기 서브 스트레이트의 표면을 고배율로 확대 투영시켜 고배율 레퍼런스 이미지를 획득하는 고배율 레퍼런스 검출기; 상기 고배율 레퍼런스 검출기 및 상기 저배율 레프런스 검출기와 동일한 평면에서 상기 다이의 표면을 저배율로 확대 투영시켜 고배율 계측 이미지를 획득하는 고배율 계측 검출기; 및 상기 다이의 표면 및 상기 서브스트레이트의 표면에서 각각 수직하는 방향으로 반사되는 반사광을 상기 저배율 레퍼런스 검출기 및 상기 고배율 레퍼런스 검출기와, 상기 저배율 계측 검출기 및 상기 고배율 계측 검출기에 전달시키는 광전달 장치를 포함함을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 양태는, 서브스트레이트를 지지하면서 이동시키는 인덱스 레일; 상기 서브스트레이트에 실장될 다수개의 다이를 안착시키는 웨이퍼 스테이지; 상기 웨이퍼 스테이지에 안착된 다수개의 다이를 상기 서브스트레이트 상부로 이동시키고 다이 트랜스퍼; 상기 다이 트랜스퍼에 의해 이동되는 다이의 하부에 위치되는 상기 서브스트레이트의 표면을 저배율로 확대 투영시켜 저배율 레퍼런스 이미지를 획득하는 저배율 레퍼런스 검출기와, 상기 서브스트레이트의 상부에 위치되는 상기 다이의 표면을 저배율로 확대 투영시켜 저배율 계측 이미지를 획득하는 저배율 계측 검출기와, 상기 저배율 계측 검출기 및 상기 저배율 레퍼런스 검출기와 동일한 평면에서 상기 서브 스트레이트의 표면을 고배율로 확대 투영시켜 고배율 레퍼런스 이미지를 획득하는 고배율 레퍼런스 검출기와, 상기 고배율 레퍼 런스 검출기 및 상기 저배율 레프런스 검출기와 동일한 평면에서 상기 다이의 표면을 저배율로 확대 투영시켜 고배율 계측 이미지를 획득하는 고배율 계측 검출기와, 상기 다이의 표면 및 상기 서브스트레이트의 표면에서 각각 수직하는 방향으로 반사되는 반사광을 상기 저배율 레퍼런스 검출기 및 상기 고배율 레퍼런스 검출기와, 상기 저배율 계측 검출기 및 상기 고배율 계측 검출기에 전달시키는 광전달 장치를 포함하는 듀얼 정렬 광학계; 및 상기 듀얼 정렬 광학계에서 출력되는 출력 신호를 이용하여 상기 다이 트랜스퍼에 의해 이동되는 다이를 정렬시켜 상기 서브스트레이트에 실장 시키도록 제어신호를 출력하는 제어부를 포함하는 다이 본딩 장치이다.
본 발명에 의하면, 서브스트레이트의 하부 표면과, 다이의 상부 표면을 저배율 및 고배율로 정렬시키는 듀얼 정렬 광학계를 이용하여 우수한 정렬도를 갖고 정렬불량을 줄일 수 있기 때문에 생산수율을 증대 또는 극대화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 서브스트레이트의 하부 표면과, 다이의 상부 표면을 저배율로 정렬한 이후 고배율로 정렬토록 하여 정밀한 정렬이 이루어지고 정형화된 정렬 동작을 갖도록 할 수 있기 때문에 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있는 증대 또는 극대화할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 서브스트레이트와 다이를 저배율로 정렬토록 하는 저배율 레퍼런스 검출기 및 저배율 계측 검출기와, 고배율로 정렬토록 하는 고배율 레퍼런스 검출기 및 고배율 계측 검출기를 구비한 듀얼 정렬 광학계를 이용하여 주변의 진동, 설비의 동작에러 등과 같은 의도하지 않은 상황에 대한 영향에 둔감하고 다이 본딩공정의 불량을 줄일 수 있기 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있는 효과가 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 듀얼 정렬 광학계 및 그를 구비하는 다이 본딩 장치를 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 실시예는 여러가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다이 본딩 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 다이 본딩 장치는, 다수개의 다이(31)로 구분되는 웨이퍼(30)가 지지되는 웨이퍼 스테이지(40)가 형성되어 있고, 상기 웨이퍼 스테이지(40)의 일측에서 인덱스 레일(50)을 따라 이동되는 서브스트레이트(70)에 상기 다이(31)를 실장시키는 다이 트랜스퍼(60)가 형성되어 있다.
또한, 다이 트랜스퍼(60)에 의해 서브스트레이트(70) 상부에 위치되는 다 이(31)의 하부 표면과 상기 서브스트레이트(70)의 상부 표면을 저배율 및 고배율로 정열하여 접합시키도록 형성된 듀얼 정렬 광학계(80)가 형성되어 있다.
여기서, 웨이퍼 스테이지(40)는 반도체 제조공정이 완료된 웨이퍼(30)가 소잉(sawing)되어 다수개의 칩으로 분리된 다수개의 다이(31)를 수평으로 지지하도록 형성되어 있다. 또한, 웨이퍼 스테이지(40)의 가장자리를 따라 다수개의 다이(31)간에 간격을 증가시키는 웨이퍼 익스팬더(42)가 형성되어 있다. 예컨대, 웨이퍼 익스팬더(42)는 웨이퍼 스테이지(40)에 탑재된 웨이퍼(30) 밑면에 부착되어 웨이퍼 스테이지(40)의 상판이 넓어지면서 다수개의 다이(31)간에 간격을 증가시키는 자외선 테이프(44)를 포함하여 이루어진다.
따라서, 다이 트랜스퍼(60)에 의해 이동되어야 할 다이(31)가 선택되면 웨이퍼 익스팬더(42)에 의해 간격이 증가된 다수개의 다이(31)간에 간섭 없이 이동될 수 있다.
예컨대, 다이 트랜스퍼(60)는 다이(31)와 접촉되면서 상기 다이(31)를 파지하는 픽커가 형성되어 있다. 이때, 픽커(62)는 다이(31)의 상부 표면을 진공으로 흡착하여 파지하거나, 상기 다이(31)의 외주면을 기계적으로 파지토록 형성되어 있다. 다이 트랜스퍼(60)는 웨이퍼 스테이지(40) 및 인덱스 레일(50)사이에서 다수개의 다이(31)를 수평 또는 수직 방향으로 이동시키도록 형성되어 있다.
도시되지는 않았지만, 다이 트랜스퍼(60)는 듀얼 정렬 광학계(80)에서 출력되는 출력 신호를 이용하여 다이(31)를 정렬시켜 상기 서브스트레이트(70)에 실장 시키도록 제어신호를 출력하는 제어부에 의해 제어되도록 형성되어 있다.
인덱스 레일(50)은 다이(31)가 실장될 PCB(Printed Circuit Board) 또는 칩이 실장된 다이(31)와 같은 서브스트레이트(70)를 순차적으로 해당 위치에 수평으로 이동시키도록 형성되어 있다. 인덱스 레일(50)은 서브스트레이트(70)를 1차원의 선형 이동시키도록 형성되어 있다. 여기서, 서브스트레이트(70)는 다이(31)가 실장될 레퍼런스가 되고, 다이(31)는 서브스트레이트(70)에 실장될 이동 대상체가 된다.
따라서, 듀얼 정렬 광학계(80)는 인덱스 레일(50) 상에서 지지되는 서브스트레이트(70)와 다이(31) 사이에 삽입되어 상기 다이(31)의 정렬 상태를 감지하도록 형성되어 있다. 예컨대, 듀얼 정렬 광학계(80)는 서브스트레이트(70)의 상부 표면을 계측하는 레퍼런스 검출기와, 상기 서브 스트레이트의 상부 표면에 대향되는 다이(31)의 하부 표면을 계측하는 계측 검출기를 포함하는 것으로 정의된다.
나아가, 본 발명의 실시예에 따른 다이 본딩 장치는 서브스트레이트(70)의 상부 표면을 계측하는 레프런스 검출기와, 상기 서브스트레이트(70)의 상부 표면에 본딩되는 다이(31)의 하부 표면을 계측하는 계측 검출기를 각각 저배율과 고배율로 나누어 감지하는 듀얼 정렬 광학계(80)를 채용하고 있다.
도 3은 도 2의 듀얼 정렬 광학계(80)를 자세하게 나타낸 설계도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 듀얼 정렬 광학계(80)는 서브스트레이트(70)의 표면을 저배율로 확대 투영시켜 저배율 레퍼런스 이미지를 획득하는 저배율 레퍼런스 검출기(82)와, 상기 서브스트레이트(70)의 상부에 위치되는 다이(31)의 표면을 저배율로 확대 투영시켜 저배율 계측 이미지를 획득하는 저배율 계측 검출기(84)와, 상기 저배율 계측 검출기(84) 및 상기 저배율 레퍼런스 검출기(82)와 동일한 평면에서 상기 서브 스트레이트의 표면을 고배율로 확대 투영시켜 고배율 레퍼런스 이미지를 획득하는 고배율 레퍼런스 검출기(86)와, 상기 고배율 레퍼런스 검출기(86) 및 상기 저배율 레프런스 검출기와 동일한 평면에서 상기 다이(31)의 표면을 저배율로 확대 투영시켜 고배율 계측 이미지를 획득하는 고배율 계측 검출기(88)와, 상기 다이(31)의 표면 및 상기 서브스트레이트(70)의 표면에서 각각 수직하는 방향으로 반사되는 반사광을 상기 저배율 레퍼런스 검출기(82) 및 상기 고배율 레퍼런스 검출기(86)와 상기 저배율 계측 검출기(84) 및 상기 고배율 계측 검출기(88)에 전달시키는 광전달 장치(90)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 저배율 레퍼런스 검출기(82)는 다이(31)의 전체 모형을 검출토록 형성되어 있다. 예컨대, 저배율 레퍼런스 검출기(82)는 다이(31)를 1배율 내지 3배율로 투영시키는 제 1 렌즈부(82a)와, 상기 제 1 렌즈부(82a)에서 투영되는 상기 다이(31)의 이미지를 획득하는 제 1 촬상관(82b)을 포함하여 이루어진다.
또한, 저배율 계측 검출기(84)는 서브스트레이트(70)의 전체 모형을 검출토록 형성되어 있다. 예컨대, 저배율 계측 검출기(84)는 서브스트레이트(70)를 1배율 내지 3배율로 투영시키는 제 2 렌즈부(84a)와, 상기 제 2 렌즈부(84a)에서 투영되는 상기 서브스트레이트(70)의 이미지를 획득하는 제 2 촬상관(84b)을 포함하여 이루어진다. 이때, 제 1 렌즈부(82a) 및 제 2 렌즈부(84a)는 서로 동일 또는 유사한 초점거리를 갖는 복수개의 렌즈를 포함하여 이루어진다.
따라서, 제어부는 저배율 레퍼런스 검출기(82) 및 저배율 계측 검출기(84)를 통해 검출되는 다이(31)의 이미지와 서브스트레이트(70)의 이미지를 1 : 1로 결합될 수 있도록 다이 트랜스퍼(60)를 이동시키면서 다이(31)를 정렬시킬 수 있다. 예컨대, 상기 제어부는 다이(31)의 외주면과, 상기 다이(31)가 결합될 서브스트레이트(70)의 위치선이 정렬되도록 다이 트랜스퍼(60)를 이동시키는 제어신호를 출력한다.
그리고, 제어부는 저배율 레퍼런스 검출기(82) 및 저배율 계측 검출기(84)를 통해 획득된 이미지를 이용하여 서브스트레이트(70)와 다이(31)의 정렬이 완료되면, 고배율 레퍼런스 검출기(86) 및 고배율 계측 검출기(88)를 통해 획득된 이미지를 이용하여 서브스트레이트(70) 및 다이(31)의 특정 패턴을 정렬토록 할 수 있다.
고배율 레퍼런스 검출기(86)는 다이(31)의 하부 표면에 형성된 특정 패턴을 검출토록 형성되어 있다. 예컨대, 고배율 레퍼런스 검출기(86)는 다이(31)의 표면을 3배율 내지 6배율로 투영시키는 제 3 렌즈부(86a)와, 상기 제 3 렌즈부(86a)에서 투영되는 상기 다이(31)의 이미지를 획득하는 제 3 촬상관(86b)을 포함하여 이루어진다.
고배율 계측 검출기(88)는 다이(31)의 하부 표면에 형성된 특정 패턴에 본딩되어야 할 서브스트레이트(70)의 상부 표면에 형성된 특정 패턴을 검출토록 형성되어 있다. 예컨대, 고배율 계측 검출기(88)는 서브스트레이트(70)의 표면을 3배율 내지 6배율로 투영시키는 제 4 렌즈부(88a)와, 상기 제 4 렌즈부(88a)에서 투영되는 상기 서브스트레이트(70)의 이미지를 획득하는 제 4 촬상관(88b)을 포함하여 이 루어진다. 이때, 제 3 렌즈부(86a) 및 제 4 렌즈부(88a)는 서로 동일 또는 유사한 초점거리를 갖는 복수개의 렌즈를 포함하여 이루어진다.
따라서, 제어부는 고배율 레퍼런스 검출기(86) 및 고배율 계측 검출기(88)를 통해 검출되는 다이(31)의 패턴 이미지와 서브스트레이트(70)의 패턴 이미지를 1 : 1로 결합되어 다이(31)가 정렬될 수 있도록 다이 트랜스퍼(60)를 이동시키는 제어신호를 출력한다.
제 1 내지 제 4 찰솽관(82b, 84b, 86b, 88b)은 제 1 내지 제 4 렌즈부(82a, 84a, 86a, 88a))를 통해 확대 투영되는 영상 신호를 획득토록 형성되어 있다. 예컨대, 제 1 내지 제 4 찰솽관(82b, 84b, 86b, 88b)은 전하 결합 소자(Charge Coupled Device : CCD), 또는 상보성 금속 산화막 반도체(Complementary Metal Oxide Semiconductor : CMOS)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 상기 전하 결합 소자는 n형의 반도체 기판의 표면에 0.1m 정도 두께의 절연층을 형성, 금속 전극을 배열하여 이 금속 전극의 전압을 제어함으로써 반도체 표면 전위의 낮은 부분을 좌우로 이동시켜 축적된 전하를 이에 맞추어 순차로 전송시킬 수 있기 때문에 자리 옮김 레지스터(shift register)나 기억 장치로 응용되기도 한다. 상기 전하 결합 소자(CCD)는 MOS 트랜지스터와 유사한 단순한 구조의 소자로, 전하의 축적에 의한 기억과 전하의 이동에 의한 전송이라는 2가지 기능을 갖고 있어서 고집적화가 가능하다. 상기 전하 결합 소자는 현재 디지털 카메라 및 많은 종류의 비디오 카메라의 고체 촬상 소자(이미지 센서)로 사용되고 있다. 또한, 상보성 금속 산화막 반도체(CMOS)는 인버터(inverter) 회로에 p-채널 트랜지스터와 n-채널 트랜지스터를 같 이 구성하여 동작 속도(연산 속도)는 늦지만 소비 전력이 아주 작은 반도체. 계산기 등의 휴대용 제품에 많이 채용되고 있다. 따라서, 상기 카메라는 전하 결합 소자 또는 상보성 금속 산화막 반도체를 이용하여 상기 광학계(80)에 의해 확대 투영된 고유 식별 부호를 촬상하여 아날로그 신호 또는 디지털 신호의 영상 신호로 획득할 수 있다.
한편, 광전달 장치(90)는 제 1 내지 제 4 촬상관(82b, 84b, 86b, 88b)을 통해 획득되는 이미지는 다이(31)의 표면 및 서브스트레이트(70)의 표면에서 각각 수직하는 방향으로 반사되는 반사광을 수집하여 저배율 레퍼런스 검출기(82) 및 상기 고배율 레퍼런스 검출기(86)와, 상기 저배율 계측 검출기(84) 및 상기 고배율 계측 검출기(88)에 전달시키도록 형성되어 있다. 예컨대, 광전달 장치(90)는 다이(31)의 표면 및 서브스트레이트(70)의 표면에서 반사되는 반사광을 수집하여 통과시키거나 반사시키는 복수개의 하프 미러와, 복수개의 미러를 포함하여 이루어진다.
일반적으로 하프 미러는 일측방향에서 진행되는 광의 일부를 그대로 통과시키고 타측 방향으로 반사시키도록 형성되어 있다. 또한, 미러는 광의 경로를 변경하는 수단으로 사용된다. 저배율 레퍼런스 검출기(82) 및 저배율 계측 검출기(84)에 입사되는 반사광을 전달시키는 광전달 장치(90)는 메인 미러(92)와 복수개의 서버 미러(94)로 이루어질 수 있으며, 고배율 레퍼런스 검출기(86) 및 고배율 계측 검출기(88)에 입사되는 반사광을 전달시키는 광전달 장치(90)는 메인 미러(92)와 복수개의 하프 미러(96)로 이루어질 수 있다.
도시되지는 않았지만, 광전달 장치(90)는 다이(31)의 표면 및 서브스트레이 트(70)의 표면에서 반사되어 수집되는 반사광을 전달시키는 광섬유(light fiber) 또는 광튜브(light tube)등을 더 포함하여 이루어질 수도 있다.
이때, 광전달 장치(90)를 통해 수집되는 반사광이 작아질 경우, 저배율 레퍼런스 검출기(82), 저배율 계측 검출기(84), 고배율 레퍼런스 검출기(86), 및 고배율 계측 검출기(88)를 통해 획득되는 이미지가 불량할 수 있다. 따라서, 외부로부터 인가되는 전원전압을 이용하여 소정 세기의 입사광을 생성하고, 상기 광전달 장치(90)를 통해 상기 다이(31)의 표면 및 상기 서브스트레이트(70)의 표면에 수직한 방향으로 입사시키는 조명계(100)가 형성되어 있다.
예컨대, 조명계(100)는 저배율 레퍼런스 검출기(82) 및 저배율 계측 검출기(84)에서 검출되는 반사광에 반대되는 방향으로 입사광을 전달시키는 제 1 및 제 2 동축 조명을 포함하여 이루어진다. 때문에, 조명계에서 다이(31)의 표면 및 서브스트레이트(70)의 표면에 입사되는 입사광을 조사하면서 상기 다이(31)의 표면 및 서브스트레이트(70)의 표면에서 반사되는 반사광을 이용하여 제 1 내지 제 4 촬상관(82b, 84b, 86b, 88b)에서 선명한 이미지를 획득토록 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 다이 본딩 장치는, 서브스트레이트(70)의 하부 표면과, 다이(31)의 상부 표면을 저배율 및 고배율로 정렬시키는 듀얼 정렬 광학계(80)를 이용하여 우수한 정렬도를 갖고 정렬불량을 줄일 수 있기 때문에 생산수율을 증대 또는 극대화할 수 있다.
또한, 서브스트레이트(70)의 하부 표면과, 다이(31)의 상부 표면을 저배율로 정렬한 이후 고배율로 정렬토록 하여 정밀한 정렬이 이루어지고 정형화된 정렬 동 작을 갖도록 할 수 있기 때문에 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있는 증대 또는 극대화할 수 있다.
그리고, 서브스트레이트(70)와 다이(31)를 저배율로 정렬토록 하는 저배율 레퍼런스 검출기(82) 및 저배율 계측 검출기(84)와, 고배율로 정렬토록 하는 고배율 레퍼런스 검출기(86) 및 고배율 계측 검출기(88)를 구비한 듀얼 정렬 광학계(80)를 이용하여 주변의 진동, 설비의 동작에러 등과 같은 의도하지 않은 상황에 대한 영향에 둔감하고 다이(31) 본딩공정의 불량을 줄일 수 있기 생산성을 증대 또는 극대화할 수 있다.
본 발명에서 개시된 발명 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 사용되어질 수 있을 것이다. 당해 기술 분야의 숙련된 사람에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허 청구 범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다.
도 1은 종래 기술에 따른 다이 본딩 장치를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다이 본딩 장치를 개략적으로 나타낸 사시도.
도 3은 도 2의 듀얼 정렬 광학계를 자세하게 나타낸 설계도면.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
30 : 웨이퍼 40 : 웨이퍼 스테이지
50 : 인덱스 레일 60 : 다이 트랜스퍼
70 : 서브스트레이트 80 : 듀얼 정렬 광학계

Claims (6)

  1. 서브스트레이트의 표면을 저배율로 확대 투영시켜 저배율 레퍼런스 이미지를 획득하는 저배율 레퍼런스 검출기;
    상기 서브스트레이트의 상부에 위치되는 다이의 표면을 저배율로 확대 투영시켜 저배율 계측 이미지를 획득하는 저배율 계측 검출기;
    상기 저배율 계측 검출기 및 상기 저배율 레퍼런스 검출기와 동일한 평면에서 상기 서브 스트레이트의 표면을 고배율로 확대 투영시켜 고배율 레퍼런스 이미지를 획득하는 고배율 레퍼런스 검출기;
    상기 고배율 레퍼런스 검출기 및 상기 저배율 레프런스 검출기와 동일한 평면에서 상기 다이의 표면을 저배율로 확대 투영시켜 고배율 계측 이미지를 획득하는 고배율 계측 검출기; 및
    상기 다이의 표면 및 상기 서브스트레이트의 표면에서 각각 수직하는 방향으로 반사되는 반사광을 상기 저배율 레퍼런스 검출기 및 상기 고배율 레퍼런스 검출기와, 상기 저배율 계측 검출기 및 상기 고배율 계측 검출기에 전달시키는 광전달 장치를 포함함을 특징으로 하는 듀얼 정렬 광학계.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광전달 장치를 통해 상기 다이의 표면 및 상기 서브스트레이트의 표면 에 수직한 방향으로 입사되는 입사광을 생성시키는 조명계를 포함함을 특징으로 하는 듀얼 정렬 광학계.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 조명계는 저배율 레퍼런스 검출기 및 저배율 계측 검출기에서 검출되는 반사광에 반대되는 방향으로 상기 입사광을 전달시키는 제 1 및 제 2 동축 조명을 포함함을 특징으로 하는 듀얼 정렬 광학계.
  4. 서브스트레이트를 지지하면서 이동시키는 인덱스 레일;
    상기 서브스트레이트에 실장될 다수개의 다이를 안착시키는 웨이퍼 스테이지;
    상기 웨이퍼 스테이지에 안착된 다수개의 다이를 상기 서브스트레이트 상부로 이동시키고 다이 트랜스퍼;
    상기 다이 트랜스퍼에 의해 이동되는 다이의 하부에 위치되는 상기 서브스트레이트의 표면을 저배율로 확대 투영시켜 저배율 레퍼런스 이미지를 획득하는 저배율 레퍼런스 검출기와, 상기 서브스트레이트의 상부에 위치되는 상기 다이의 표면을 저배율로 확대 투영시켜 저배율 계측 이미지를 획득하는 저배율 계측 검출기와, 상기 저배율 계측 검출기 및 상기 저배율 레퍼런스 검출기와 동일한 평면에서 상기 서브 스트레이트의 표면을 고배율로 확대 투영시켜 고배율 레퍼런스 이미지를 획득하는 고배율 레퍼런스 검출기와, 상기 고배율 레퍼런스 검출기 및 상기 저배율 레프런스 검출기와 동일한 평면에서 상기 다이의 표면을 저배율로 확대 투영시켜 고배율 계측 이미지를 획득하는 고배율 계측 검출기와, 상기 다이의 표면 및 상기 서브스트레이트의 표면에서 각각 수직하는 방향으로 반사되는 반사광을 상기 저배율 레퍼런스 검출기 및 상기 고배율 레퍼런스 검출기와, 상기 저배율 계측 검출기 및 상기 고배율 계측 검출기에 전달시키는 광전달 장치를 포함하는 듀얼 정렬 광학계; 및
    상기 듀얼 정렬 광학계에서 출력되는 출력 신호를 이용하여 상기 다이 트랜스퍼에 의해 이동되는 다이를 정렬시켜 상기 서브스트레이트에 실장 시키도록 제어신호를 출력하는 제어부를 포함함을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 광전달 장치를 통해 상기 다이의 표면 및 상기 서브스트레이트의 표면에 수직한 방향으로 입사되는 입사광을 생성시키는 조명계를 포함함을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 조명계는 저배율 레퍼런스 검출기 및 저배율 계측 검출기에서 검출되는 반사광에 반대되는 방향으로 상기 입사광을 전달시키는 제 1 및 제 2 동축 조명을 포함함을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
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