KR20100071231A - 반도체 소자 픽업 유닛의 높이 설정 방법 - Google Patents

반도체 소자 픽업 유닛의 높이 설정 방법 Download PDF

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Abstract

진공압을 이용하여 반도체 소자들을 픽업함에 있어서, 픽업 높이를 자동으로 설정하는 픽업 유닛의 높이 설정 방법이 개시된다. 소잉(Sawing) 공정을 통해 개별화된 반도체 소자들을 픽업하기 위한 픽업 유닛을 펠릿 테이블(Pallet Table) 상부 표면을 향하여 하강시키면서 하강하는 픽업 유닛에 진공압을 제공하고 픽업 유닛 내부의 진공압을 측정한다. 측정되는 진공압이 변화한 후 일정하게 되는 지점에서 픽업 유닛을 정지시킨다. 진공압이 일정하게 되는 지점에서의 높이를 반도체 소자의 픽업 및 플레이싱 높이로 설정한다.

Description

반도체 소자 픽업 유닛의 높이 설정 방법{Method for setting up of a semiconductor device pick-up unit}
본 발명은 반도체 소자의 픽업 유닛의 높이 설정 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 소잉(sawing) 공정을 수행한 후 개별화된 반도체 소자들을 트레이(tray)로 이송하기 위해 상기 반도체 소자들을 픽업하는 높이를 설정하는 방법에 관한 것이다.
반도체 소자의 제조 공정에서 소잉 공정은 다이 본딩(die bonding) 공정에 의해 기판에 본딩된 반도체 소자들을 개별화시키기 위하여 수행될 수 있다. 상기 소잉 공정에 의해 개별화된 반도체 소자들은 소터(sorter)에 의해 트레이로 이송될 수 있다.
상기 소잉 앤드 소팅 장치에서, 상기 개별화된 반도체 소자들은 다수의 픽업 유닛들에 의해 픽업될 수 있으며 상기 반도체 소자들을 수납하기 위한 소켓들을 갖는 트레이로 이송될 수 있다. 각각의 픽업 유닛들은 진공을 이용하여 상기 반도체 소자들을 픽업할 수 있으며, 상기 반도체 소자들을 픽업하기 위한 진공 노즐을 가질 수 있다.
상기 반도체 소자들을 픽업하기 위해, 상기 픽업 유닛들을 상기 반도체 소자를 향하여 근접한 높이에 위치시킨다. 주로 작업자의 수동 조정에 의하여 상기 픽업 유닛들의 위치를 정하게 되는데, 이 경우, 작업자간 측정 오차로 인해 부정확하게 픽업되거나 지정된 포켓에서 벗어나는 등 불안정성이 존재하게 된다.
상기와 같은 반도체 소자들의 픽업 방법에는 다소 오랜 시간이 소요될 수 있으며, 이에 따라 소잉 앤드 소팅 장치의 쓰루풋이 저하될 수 있다. 이러한 관점에서 상기 소잉 앤드 소팅 장치의 쓰루풋을 개선하기 위해서는 상기 픽업 유닛들의 픽업 또는 낙하시 수직 높이를 자동으로 지정하는 방법이 요구된다.
본 발명의 목적은 진공압을 이용하여 반도체 소자를 픽업함에 있어서, 픽업 유닛의 높이를 자동 지정함으로써, 작업자간 편차 발생으로 인한 불안정성을 제거하기 위한 픽업 유닛의 높이 설정 방법을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 일 특징에 따른 픽업 유닛의 높이 설정 방법은 소잉 공정을 통해 개별화된 반도체 소자들을 픽업하기 위한 픽업 유닛을 펠릿 테이블 상부 표면을 향하여 하강시키면서 상기 하강하는 픽업 유닛에 진공압을 제공하고 상기 픽업 유닛 내부의 진공압을 측정하는 단계, 상기 측정되는 진공압이 변화한 후 일정하게 되는 지점에서 상기 픽업 유닛을 정지시키는 단계, 및 상기 진공압이 일정하게 되는 지점에서의 높이를 반도체 소자의 픽업 및 플레이싱 높이로 설정하는 단계를 포함한다.
한편, 상기 픽업 유닛을 펠릿 테이블 상부 표면을 향하여 하강시키면서 상기 하강하는 픽업 유닛에 진공압을 제공하고 상기 픽업 유닛 내부의 진공압을 측정하는 단계는 상기 측정되는 진공압이 일정한 제1 하강 구간, 상기 측정되는 진공압이 변화하는 구간을 포함하는 제2 하강 구간, 및 상기 측정되는 진공압이 일정한 제3 하강 구간을 거칠 수 있다.
상기 픽업 및 플레이싱 높이로 설정하는 단계는 상기 정지시킨 픽업 유닛을 수직 방향으로 기 설정된 높이로 상승시키는 단계, 상기 상승된 픽업 유닛 내부의 진공압을 측정하는 단계, 상기 픽업 유닛을 기 설정된 간격만큼 하강시키는 단계, 상기 하강된 픽업 유닛 내부의 진공압을 측정하는 단계, 및 상기 픽업 유닛의 하강 단계와 상기 진공압 측정 단계를 반복적으로 수행하는 단계를 포함하며, 상기 측정된 진공압들 중 최대 진공압이 측정된 높이를 상기 픽업 및 플레이싱 높이로 설정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 반도체 소자 픽업 유닛의 높이 설정 방법은 진공압을 이용하여 반도체 소자들을 픽업하는 단계에서 픽업 높이를 자동 지정함으로써, 작업자의 수작업에 따른 높이 편차에 따른 불안정성과 공정 지연을 방지할 수 있다. 따라서 반도체 소자들의 이송에 소요되는 시간을 감소시킬 수 있으며, 이로 인해서 소잉 앤드 소팅 장치의 쓰루풋이 개선된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자 픽업 유닛의 높이 설정 방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 픽업 유닛의 높이 설정 방법을 설명하기 위한 개략적인 순서도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 반도체 소자 픽업 유닛의 높이 설정 방법을 설명하기 위한 개략적인 순서도이다. 도 3는 픽업 유닛에 진공압을 제공하고 하강시키면서 측정된 진공압을 나타내는 그래프이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 반도체 소자 픽업 유닛의 높이 설정 방법은 먼저 소잉 공정을 통해 개별화된 반도체 소자들을 픽업하기 위한 픽업 유닛(200)을 펠릿 테이블(10) 상부 표면을 향하여 하강시키면서 상기 하강하는 픽업 유닛에 진공압을 제공하고 상기 픽업 유닛 내부의 진공압을 측정한다(S110). 도시하지는 않았지만, 상기 픽업 유닛(200)을 펠릿 테이블(10) 상부로 수평 구동 장치에 의해 X, Y축 방향으로 이동시킬 수 있다. 상기 펠릿 테이블(10) 상부로 이동된 상기 픽업 유닛(200)은 수직 구동 장치(미도시)에 의해 상기 펠릿 테이블(10) 상부 표면을 향하여 하강될 수 있다. 상기 진공압은 진공 제공부(100)에 의해서 제공될 수 있는데, 상기 진공 제공부(100)는 상기 픽업 유닛(200)에 연결된 진공 배관(110) 및 진공 펌프(120)를 포함할 수 있다.
상기 픽업 유닛(200)에 진공압을 제공하고 상기 픽업 유닛(200)을 하강시키면 일정 지점까지 상기 진공압은 일정하고, 상기 진공압이 증가하기 시작하는 높이에서 상기 픽업 유닛(200)을 서서히 하강시킨다. 상기 펠릿 테이블(10)을 향해 서서히 하강시키면, 진공압이 증가하게 된다. 도 3에 나타난 바와 같이 상기 진공압의 증가는 초기에 크고 상기 픽업 유닛(200)이 상기 펠릿 테이블(10)의 상부 표면에 가까워질수록 상기 진공압의 증가 속도가 감소하여 변화가 거의 없게 된다. 즉, 상기 픽업 유닛을 펠릿 테이블(10) 상부 표면을 향하여 하강시키면서 상기 하강하 는 픽업 유닛(200)에 진공압을 제공하고 측정하는 단계는 상기 측정되는 진공압이 일정한 제1 하강 구간, 상기 측정되는 진공압이 변화하는 구간을 포함하는 제2 하강 구간, 및 상기 측정되는 진공압이 일정한 제3 하강 구간을 거치는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 측정되는 진공압이 변화한 후 일정하게 되는 지점에서 상기 픽업 유닛(200)을 정지시키고(S120) 상기 진공압이 일정하게 되는 지점에서의 높이를 반도체 소자의 픽업 및 플레이싱 높이로 설정한다(S130). 상기 픽업 유닛(200)은 수직 구동부에 의해 정밀하게 높이가 조절되고 정지될 수 있으며, 상기 설정된 높이는 PC에 기록, 저장될 수 있다.
한편, 상기 압력의 변화가 발생하는 지점은 상기 펠릿 테이블(10)의 상부 표면으로부터 0.3 내지 2.0mm의 높이로부터 상기 펠릿 테이블(10)의 상부 표면 사이의 구간일 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 반도체 소자 픽업 유닛의 높이 설정 방법은 상기 픽업 유닛(200)을 상승시킨 후, 하강과 진공압 측정을 반복하여 최대 진공압이 측정되는 높이를 픽업 및 플레이싱 높이로 설정할 수 있다. 구체적으로, 측정되는 진공압이 변화한 후 일정하게 되는 지점에서 상기 픽업 유닛(200)을 정지시킨 후 다시 상기 픽업 유닛(200)을 수직 방향으로 기 설정된 높이로 상승시킨다(S132). 상기 상승된 픽업 유닛(200) 내부의 진공압을 측정한다(S134). 상기 픽업 유닛(200)을 기 설정된 간격만큼 하강시키고(S136) 상기 하강된 픽업 유닛 내부의 진공압을 측정한다(S138). 상기 픽업 유닛(200)의 하강과 상기 진공압 측정을 반복적으로 수행 하여 상기 측정된 진공압들중 최대 진공압이 측정된 높이를 상기 픽업 및 플레이싱 높이로 설정한다(S140).
상기 픽업 유닛을 상승시키는 단계에서 기 설정된 높이는 약 20μm일 수 있으며, 상기 픽업 유닛의 하강 단계에서 기 설정된 간격은 약 1μm일 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 펠릿 테이블(10)을 나타내는 개략적인 구성도이다.
상기 펠릿 테이블(10) 상부 전체에는 소잉 공정을 통해 개별화된 복수의 반도체 소자들이 구비되어 있으며, 상기 펠릿 테이블(10)의 가장자리 부위의 어느 한 지점을 높이 설정 지점(20)으로 지정할 수 있다. 상기 픽업 유닛은 복수의 한다발로 구비될 수 있고, 상기 높이 설정 지점(20) 상부의 하나의 픽업 유닛(200)에 의해서 상기 높이 설정 방법이 수행될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 픽업 장치를 나타내는 개략적인 구성도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 반도체 소자 픽업 장치는 소잉 앤드 소팅 장치에서 반도체 소자를 픽업하기 위하여 사용된다. 즉, 상기 반도체 소자 픽업 장치는 반도체 소자들을 트레이(tray)로 이송하기 위해 상기 반도체 소자들을 픽업하기 위하여 사용될 수 있다.
상기 반도체 소자 픽업 장치는 진공 제공부(100), 픽업 유닛(200), 압력 센서(300) 및 수직 구동부를 포함할 수 있다. 상기 진공 제공부(100)는 상기 픽업 유닛(200)에 진공압을 제공할 수 있다. 상기 픽업 유닛(200)은 진공압을 이용하여 반 도체 소자를 파지하는 진공 노즐(210), 상기 진공 노즐(210)에 연결되는 수직 축(220)을 포함한다. 상기 압력 센서(300)는 상기 픽업 유닛(200)과 연결되며, 상기 진공압을 측정한다. 상기 수직 구동부는 픽업 유닛(200)을 수직 방향으로 구동시킨다.
구체적으로, 상기 진공 제공부(100)에 의해서 상기 픽업 유닛(200)에 진공압이 제공되고, 상기 수직 구동부에 의해 상기 픽업 유닛(200)이 하강하게 된다. 상기 픽업 유닛(200)이 하강함에 따라 상기 진공 노즐(210)과 상기 반도체 소자의 간격이 좁아짐으로써 진공압이 증가하게 된다. 상기 진공압의 변화는 초기에 크지만, 상기 픽업 유닛(200)이 상기 반도체 소자와 가까워질수록 진공압의 변화는 작아지게 되고 결국 진공압이 일정하게 되는 지점에 다다르게 된다.
상기 픽업 유닛(200)은 상기 개별화된 반도체 소자들을 파지한다. 상기 픽업 유닛(200)은 예를 들어 일렬로 배치되는 구조를 가질 수 있다. 도면에서는 8개의 픽업 유닛(200)이 일렬로 배치되는 구조를 도시하였다. 상기 픽업 유닛(200)은 진공 노즐(210)과 수직 축(220)으로 구성될 수 있다. 상기 진공 노즐(210)은 상기 펠릿 테이블(10) 상부 표면에 형성된 개별화된 반도체 소자와 마주하며, 상기 반도체 소자를 픽업하게 된다. 상기 수직 축(220)은 상기 진공 노즐(210)과 연결되며 상기 진공압의 통로 역할을 할 수 있다.
상기 압력 센서(300)는 상기 픽업 유닛(200)과 연결될 수 있으며 상기 진공압을 감지, 측정한다.
한편, 상기 진공 제공부(100)는 진공 배관(110) 및 진공 펌프(120)를 포함할 수 있다. 상기 진공 배관(110)은 상기 수직 축(220)과 연결될 수 있으며, 상기 진공 펌프(120)는 상기 진공 배관(110)의 일단에 연결될 수 있다. 상기 진공 펌프(120)의 구동에 의해서 상기 진공 배관(110)을 따라 상기 수직 축(220), 진공 노즐(210)에 진공압이 제공된다. 상기 수직 축(220)은 중심축을 따라 연장되는 진공 라인(222) 및 상기 진공 라인(222)과 연결되고 상기 수직 축(220)의 상부 끝단에 형성된 적어도 하나의 진공홀(224)을 가질 수 있다. 상기 진공 라인(222)은 상기 수직 축(220)의 내부에 형성될 수 있고 상기 진공 라인(222)을 통하여 진공압이 제공될 수 있다. 상기 진공홀(224)은 상기 진공 라인(222)에 연결되고 복수로 구성될 수 있다.
한편, 상기 픽업 유닛(200)은 수평 구동부에 의해 상기 높이 설정 지점(20)의 상부로 이동할 수 있고 상기 수직 구동부에 의해 상기 제1 위치로 이동될 수 있다. 상기 픽업 유닛(200)이 하강함에 따라 상기 압력 센서(300)에 의해 압력이 측정되고 상기 측정된 진공압의 아날로그 신호는 A/D 컨버터(미도시)에 의해 디지털 신호로 바뀔 수 있다. 상기 변환된 디지털 압력 신호는 PC에 의해 해석되고 상기 최대 진공압에 도달한 경우 상기 진공압을 기록, 저장한다. 상기 수직 구동부는 상기 픽업 유닛(200)을 상향 및 하향으로 이동시킬 수 있다. 즉, 상기 수직 구동부는 상기 픽업 유닛(200) 각각을 반도체 소자와 접촉되도록 하향 이동시키고, 상기 픽업 유닛(200)이 반도체 소자를 파지하면 대기 위치로 상향 이동시키는 역할을 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 소자 픽업 유닛의 높이 설정 방법은 진공압을 이용하여 반도체 소자들을 픽업함에 있어서, 픽업 유닛의 최적의 높이를 자동 지정하는 방법으로써 작업자간 측정 오차로 인해 발생할 수 있는 편차를 미연에 방지할 수 있다.
이로 인하여 반도체 소자들을 정확하고 안정되게 픽업할 수 있고 소잉 앤드 소팅 장치의 쓰루풋이 향상되며, 쓰루풋의 향상에 따라서 생산성을 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 픽업 유닛의 높이 설정 방법을 설명하기 위한 개략적인 순서도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 반도체 소자 픽업 유닛의 높이 설정 방법을 설명하기 위한 개략적인 순서도이다.
도 3은 픽업 유닛에 진공압을 제공하고 하강시키면서 측정된 진공압을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 펠릿 테이블을 나타내는 개략적인 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 소자 픽업 장치를 나타내는 개략적인 구성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10: 펠릿 테이블 20: 높이 설정 지점
30: 반도체 소자 100: 진공 제공부
110: 진공 배관 120: 진공 펌프
200: 픽업 유닛 210: 진공 노즐
220: 수직 축 222: 진공 라인
224: 진공홀 300: 압력 센서

Claims (3)

  1. 소잉 공정을 통해 개별화된 반도체 소자들을 픽업하기 위한 픽업 유닛을 펠릿 테이블 상부 표면을 향하여 하강시키면서 상기 하강하는 픽업 유닛에 진공압을 제공하고 상기 픽업 유닛 내부의 진공압을 측정하는 단계;
    상기 측정되는 진공압이 변화한 후 일정하게 되는 지점에서 상기 픽업 유닛을 정지시키는 단계; 및
    상기 진공압이 일정하게 되는 지점에서의 높이를 반도체 소자의 픽업 및 플레이싱 높이로 설정하는 단계를 포함하는 픽업 유닛의 높이 설정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 픽업 유닛을 펠릿 테이블 상부 표면을 향하여 하강시키면서 상기 하강하는 픽업 유닛에 진공압을 제공하고 상기 픽업 유닛 내부의 진공압을 측정하는 단계는
    상기 측정되는 진공압이 일정한 제1 하강 구간;
    상기 측정되는 진공압이 변화하는 구간을 포함하는 제2 하강 구간; 및
    상기 측정되는 진공압이 일정한 제3 하강 구간을 거치는 것을 특징으로하는 픽업 유닛의 높이 설정 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 픽업 및 플레이싱 높이로 설정하는 단계는
    상기 정지시킨 픽업 유닛을 수직 방향으로 기 설정된 높이로 상승시키는 단 계;
    상기 상승된 픽업 유닛 내부의 진공압을 측정하는 단계;
    상기 픽업 유닛을 기 설정된 간격만큼 하강시키는 단계;
    상기 하강된 픽업 유닛 내부의 진공압을 측정하는 단계; 및
    상기 픽업 유닛의 하강 단계와 상기 진공압 측정 단계를 반복적으로 수행하는 단계를 포함하며,
    상기 측정된 진공압들 중 최대 진공압이 측정된 높이를 상기 픽업 및 플레이싱 높이로 설정하는 것을 특징으로 하는 픽업 유닛의 높이 설정 방법.
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