KR20130076206A - 반도체 제조 장치 및 이의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로 기판상의 정확한 위치에 반도체 칩을 고정하기 위한 반도체 제조 장치 및 이의 제어방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기판의 위치 정보를 생성하는 준비영역; 상기 준비영역에서 생성된 위치 정보를 바탕으로 상기 준비영역에서 공급된 기판에 반도체 칩을 고정하는 작업영역; 그리고 상기 준비영역으로부터 상기 작업영역으로 상기 기판을 이송하는 이송장치를 포함하여 이루어지는 반도체 제조 장치가 제공될 수 있다.

Description

반도체 제조 장치 및 이의 제어 방법{semiconductor manufacturing apparatus and controlling method of the same}

본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로 기판상의 정확한 위치에 반도체 칩을 고정하기 위한 반도체 제조 장치 및 이의 제어방법에 관한 것이다.

반도체 칩을 스트립 자재 내지는 기판에 부착하기 위한 공정은 매우 정밀히 수행되어야 한다. 기판에는 반도체 칩이 고정되는 반도체 칩 고정부가 구비될 수 있다. 일반적으로 반도체 칩이 기판에 부착되는 것을 칩의 실장이라 하기도 한다.따라서, 반도체 칩 고정부의 정확한 위치에 반도체 칩이 고정 내지는 실장되어야 한다. 왜냐하면 반도체 칩과 기판 사이에 정확한 전기적 연결이 수행되어야 하고, 후속하는 공정들, 특히 몰딩 공정 후의 절단 공정에서 하나 하나의 반도체 패키지가 분리되는 과정에서 불량률을 줄여야 하기 때문이다.

이러한 반도체 칩 고정 공정은 반도체 칩이 부착되므로 부착 공정 또는 본딩 공정이라 할 수 있다. 이러한 공정의 특수성에 따라 일반적으로 기판의 전체적인 위치와 기판상의 반도체 칩 고정부 위치를 모두 검사한 후 반도체 칩이 기판에 고정되게 된다.

여기서, 전수 검사는 다음과 같은 이유로 수행된다고 할 수 있다.

일반적으로 기판은 척테이블에 안착되어 고정된 후 반도체 칩이 고정된다. 여기서, 상기 반도체 칩을 고정하는 데 관리되는 오차 범위는 일반적으로 수 마이크론에 불과하다. 그러나, 아무리 척테이블을 정밀하게 가공하더라도 척테이블의 평탄도가 문제될 수 있다. 또한, 기판이 안착되어 고정되는 척테이블 전체가 기울어질 수도 있다. 따라서, 척테이블 전체적으로 이러한 오차 범위를 벗어날 수 있다. 그리고, 척테이블의 오차는 그대로 기판으로 옮겨질 수 있다. 따라서, 수 마이크론에 불과한 오차 범위를 만족하기 위하여 반도체 칩이 고정되는 고정부들의 위치를 전수 검사할 수밖에 없다.

기판의 위치 정보와 기판상 반도체 칩 고정부의 위치 정보는 일반적으로 비젼 장치를 통해 수행된다. 기판의 위치는 기판에 형성된 복수 개의 기준 좌표점들을 통해 파악될 수 있다. 그리고, 각각 반도체 칩 고정부의 위치는 하나의 점(예를 들면 참조 마크(fiducial mark)) 또는 복수 개의 점들을 통해 파악될 수 있다.

미국 공개공보 US 2005/0045914는 종래의 반도체 제조 장비로 특히 플립 칩 디바이스 어셈블리 장비를 개시하고 있다. 플립 칩은 일면에 복수 개의 솔더 볼이 형성된 반도체 칩의 일 형태이다. 상기 솔더 볼은 하나 하나가 전기적 접점을 형성하므로 기판에서 상기 솔더 볼이 형성된 플립 칩의 일면이 고정되는 위치는 매우 중요하다. 따라서, 상기 반도체 제조 장비는 기판의 위치 정보를 비젼 장치로 생성한 후 반도체 칩을 고정하는 작업이 수행된다. 특히, 기판상의 모든 반도체 칩 고정부에 대한 위치 정보를 생성하여 반도체 칩을 고정하게 된다.

여기서, 상기 반도체 제조 장치는 모든 반도체 칩 고정부에 대하여 위치 정보를 생성한 후 반도체 칩을 고정하기 때문에 작업 효율, 예를 들어 시간당 고정되는 반도체 칩의 수 또는 시간당 제조되는 기판의 수(UPH, unit per hour)가 적을 수밖에 없는 문제가 있다. 왜냐하면 위치 정보 생성과 반도체 칩 고정이 선후 관계를 갖고 서로 동시에 진행될 수 없기 때문이다.

그리고 매우 높은 정밀도를 요하는 작업이기 때문에 반도체 칩 고정부들 모두에 대한 위치 정보를 파악하여야 한다. 이는 동일 위치(예를 들어 작업영역)에서 반도체 칩 고정부들의 위치 정보 파악과 반도체 고정이 이루어짐을 의미한다. 따라서, 이 위치에서 로드가 많이 걸려 전체적인 UPH 증진의 한계가 있게 된다.

또한, 상기 작업영역에서는 반도체 칩 고정뿐만 아니라 고정 후 기판을 검사하는 작업도 수행할 수 있다. 즉, 반도체 칩들이 정위치에 고정되었는지를 검사하게 된다. 이러한 작업도 마찬가지로 반도체 칩들 모두에 대해서 수행된다. 따라서, 작업영역에서는 반도체 칩 고정부 전수에 대한 위치 정보 생성, 고정 작업 그리고 검사 작업이 수행되기 때문에 UPH 증진의 한계가 있다고 할 수 있다.

따라서, 작업 효율을 증진시킬 수 있는 반도체 제조 장치가 필요하다.

본 발명은 기본적으로 전술한 종래의 반도체 제조 장치의 문제를 해결하기 위함을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예를 통해,반도체 칩 고정 작업이 수행되는 작업영역에서 기판의 위치 정보의 생성 과정을 생략하거나 최소화하여 작업 효율을 증진시킬 수 있는 반도체 제조 장치 및 이의 제어방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예를 통해, 반도체 칩 고정 작업과 기판의 위치 정보 생성 과정을 동시에 수행하여 작업 효율을 증진시킬 수 있는 반도체 제조 장치 및 이의 제어방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예를 통해, 반도체 칩 고정 작업과 고정 작업이 완료된 기판의 검사 작업을 동시에 수행하여 작업 효율을 증진시킬 수 있는 반도체 제조 장치 및 이의 제어방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예를 통해, 실질적으로 작업영역에서 수행되는 기판의 위치 정보 생성을 준비영역에서 대신 수행하도록 하여 작업 효율을 증진시킬 수 있는 반도체 제조 장치 및 이의 제어방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예를 통해, 작업영역에서 수행되는 기판의 검사를 별도의 검사영역에서 수행하도록 하여 작업 효율을 더욱 증진시킬 수 있는 반도체 제조 장치 및 이의 제어방법을 제공하고자 한다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는, 기판의 위치 정보를 생성하는 준비영역; 상기 준비영역에서 생성된 위치 정보를 바탕으로 상기 준비영역에서 공급된 기판에 반도체 칩을 실장하는 작업영역; 그리고 상기 준비영역으로부터 상기 작업영역으로 상기 기판을 이송하는 이송장치를 포함하여 이루어지는 반도체 제조 장치를 제공할 수 있다.

상기 준비영역에서의 위치 정보는 기구적인 구성을 이용하여 생성될 수 있다. 그리고, 이러한 위치 정보를 바탕으로 하여 상기 작업영역에서는 전산적으로 기판의 위치 정보가 산출될 수 있다. 따라서, 상기 산출된 기판의 위치 정보를 통하여 작업영역에서의 반도체 칩 실장이 수행됨이 바람직하다.

상기 준비영역에는 상기 위치 정보를 생성하기 위한 비젼장치가 구비됨이 바람직하다.

상기 준비영역에서의 상기 위치 정보 생성과 상기 작업영역에서의 반도체 칩 실장이 함께 수행될 수 있다. 이를 통해 작업 효율을 현저히 증진시킬 수 있게 된다.

상기 준비영역에서 생성된 상기 위치 정보를 상기 작업영역에서의 상기 기판의 위치 정보로 변환시키기 위한 좌표 변환 정보를 산출하는 제어부를 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 제어부는 반도체 제조 장치의 작동을 제어할 수 있다.

상기 좌표 변환 정보 상기 준비영역에서의 상기 위치 정보 생성 횟수가 기설정된 횟수에 이르면 갱신될 수 있다. 또한 작업 로트가 바뀜에 따라 갱신될 수도 있으며, 필요에 따라 작업자가 좌표 변환 정보를 변경하거나 입력하는 것이 가능할 수 있다.

상기 작업영역에는, 상기 좌표 변환 정보를 산출하기 위해, 상기 준비영역에서 생성된 상기 위치 정보와 비교되는 상기 작업영역에서의 상기 기판의 위치 정보를 생성하는 비젼장치가 구비될 수 있다.

상기 작업영역에서 생성된 상기 위치 정보는 상기 작업영역에서 반도체 칩이 실장된 기판의 개수가 기설정된 개수에 이르면 재생성될 수 있다. 마찬가지로 작업 로트가 바뀜에 따라 재생성될 수도 있다.

상기 반도체 칩이 실장되어 상기 작업영역으로부터 이송된 기판을 검사하는 검사영역을 포함하여 이루어질 수 있다. 그리고 상기 준비영역에서의 상기 위치 정보 생성, 상기 작업영역에서의 반도체 칩 실장 그리고 상기 검사영역에서의 검사가 함께 수행될 수 있다. 따라서, 반도체 칩 실장과 검사 등이 동시에 수행될 수 있어 작업 효율을 현저히 증진시킬 수 있다.

상기 기판에는 상기 반도체 칩이 실장되는 반도체 칩 고정부가 구비되며, 상기 기판의 위치 정보는 상기 반도체 칩 고정부의 위치 정보를 포함할 수 있다. 그리고, 기판에는 복수 개의 기준점이 구비되어 있어 이러한 기준점들을 통해 상기 기판의 위치 정보나 반도체 칩 고정부의 위치 정보를 생성할 수도 있다.

상기 준비영역과 상기 작업영역에는 상기 기판이 안착되어 고정되는 척테이블이 각각 구비될 수 있다. 여기서, 상기 준비영역에서 기판이 고정되는 척테이블을 프리 얼라인 스테이지(pre-align stage) 그리고 상기 작업영역에서 기판이 고정되는 척테이블을 본딩 스테이지(bonding stage)라고 할 수 있다.

상술한 본 발명의 일 실시예에 따르면 작업영역에서의 반도체 칩 고정부 전수에 대한 위치 정보 생성을 생략하거나 현저히 줄일 수 있어 매우 효과적이다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는, 기판에 구비되는 반도체 칩 고정부의 위치 정보를 전수 생성하기 위한 비젼장치가 구비되는 준비영역; 상기 준비영역에서 공급된 기판에 반도체 칩을 고정하고, 최초로 공급된 기판의 반도체 칩 고정부의 위치 정보를 전수 생성하기 위한 비젼장치가 구비되는 작업영역; 상기 준비영역에서 최초로 생성된 위치 정보와 상기 작업영역에서 생성된 위치 정보를 통하여 준비영역과 작업영역 사이의 좌표 변환 정보를 생성하는 제어부를 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 제어부는 상기 준비영역에서 생성되는 후속 위치 정보와 상기 좌표 변환 정보를 통해 상기 작업영역에서 후속 위치 정보를 산출할 수 있다.

상기 작업영역에서는 고정 픽커를 통하여 반도체 칩이 상기 기판에 실장된다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는, 기판이 고정되는 준비영역과 상기 기판이 이송된 후 안착되어 반도체 칩이 상기 기판에 실장되는 작업영역을 포함하여 이루어지고, 상기 준비영역과 상기 작업영역 사이의 좌표 변환 정보를 통하여 상기 작업영역에서 반도체 칩이 실장됨을 특징으로 하는 반도체 제조 장치를 제공할 수 있다.

상기 좌표 변환 정보는 상기 준비영역에서 생성되는 좌표 정보와 상기 작업영역에서 생성되는 좌표 정보를 통해 산출될 수 있다.

상기 좌표 변환 정보는 상기 준비영역에서 생성되는 기판의 위치정보와 상기 작업영역에서 생성되는 기판의 위치정보를 통해 산출될 수 있다.

상기 작업영역에서 상기 좌표 변환 정보와 상기 준비영역에서 생성되는 기판의 위치 정보를 통하여 반도체 칩이 실장될 수 있다.

상기 좌표 변환 정보는 상기 반도체 제조 장치의 설치시 또는 작업 초기에 생성될 수 있다. 그리고 상기 좌표 변환 정보는 주기적 또는 반복적으로 갱신될 수 있다.

상기 준비영역에서 생성되는 기판의 위치 정보는 반도체 칩이 실장되는 반도체 칩 고정부의 모든 위치에 대한 위치 정보를 포함하여 이루어지고, 상기 반도체 칩 고정부의 위치가 상기 좌표 변환 정보를 통해 상기 작업영역에서의 상기 반도체 칩 고정부의 위치 정보로 전환되어 산출될 수 있다.

상기 작업영역에서는 상기 전환된 반도체 칩 고정부의 위치정보를 통해 반도체 칩을 실장함이 바람직하다.

상기 준비영역에는 상기 기판의 위치 정보를 생성하기 위한 비젼장치가 구비될 수 있다.

상기 준비영역에서의 상기 기판의 위치 정보 생성과 상기 작업영역에서의 반도체 칩 실장이 함께 수행됨이 바람직하다.

상기 반도체 칩이 고정되어 상기 작업영역으로부터 이송된 기판을 검사하는 검사영역을 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 준비영역에서의 상기 위치 정보 생성, 상기 작업영역에서의 반도체 칩 고정 그리고 상기 검사영역에서의 검사가 함께 수행됨이 바람직하다.

상기 검사영역에서의 검사는 상기 준비영역과 상기 작업영역 사이의 좌표 변환 정보 또는 상기 작업영역과 검사영역 사이의 좌표 변환 정보를 통하여 수행될 수 있다.

상기 준비영역, 작업영역 그리고 검사영역에는 기판이 고정되는 척테이블이 각각 구비되며, 상기 영역들에서 순차적으로 기판을 이송하는 이송장치가 구비될 수 있다. 전술한 프리 얼라인 스테이지 그리고 본딩 스테이지와 마찬가지로 상기 검사 영역에서의 기판이 고정되는 척테이블을 포스트 본딩 인스펙션 스테이지(post bonding inspection stage)라 할 수 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는, 기판에 구비되는 반도체 칩 고정부의 위치 정보를 생성하는 준비영역; 상기 준비영역에서 공급된 기판에 반도체 칩을 실장하는 작업영역; 상기 준비영역으로부터 상기 작업영역으로 상기 기판을 이송하는 이송장치; 그리고 상기 준비영역과 작업영역 사이의 좌표 변환 정보와 상기 준비영역에서 생성되는 반도체 칩 고정부의 위치 정보를 통하여 상기 작업영역에서의 상기 반도체 칩 고정부의 위치 정보를 산출하는 제어부를 포함하여 이루어지는 반도체 제조 장치를 제공할 수 있다.

상기 준비영역과 상기 작업영역에는 상기 기판이 안착되어 고정되는 척테이블이 각각 구비되고, 상기 좌표 변환 정보는 상기 척테이블들의 위치 정보 또는 상기 척테이블에 안착되어 고정되는 기판들의 위치 정보를 통해 산출될 수 있다.

상기 작업영역에서는 상기 산출된 반도체 칩 고정부의 위치 정보를 통하여 반도체 칩을 상기 반도체 칩 고정부에 실장함이 바람직하다. 따라서, 상기 반도체 칩 고정부를 반도체 칩 실장부라 할 수 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는, 준비영역과 작업영역 사이의 좌표 변환 정보를 산출하는 제1단계; 준비영역에서 기판의 반도체 칩 고정부의 위치 정보를 생성하는 제2단계; 상기 기판을 작업영역으로 이송하는 제3단계; 상기 작업영역에서 상기 좌표 변환 정보와 상기 반도체 칩 고정부의 위치 정보를 통하여 상기 이송된 기판의 반도체 칩 고정부의 위치 정보를 산출하는 제4단계; 그리고 상기 이송된 기판에 반도체 칩을 실장하는 제5단계를 포함하여 이루어지는 반도체 제조 방법을 제공할 수 있다.

상기 제어방법은 검사영역에서 반도체 칩이 실장된 기판을 검사하는 검사 단계를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 검사는 별도의 검사 영역에서 수행될 수 있다.

상기 준비영역과 검사영역 사이의 좌표 변환 정보 또는 상기 작업영역과 검사영역 사이의 좌표 변환 정보를 산출하는 단계를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 좌표 변환 정보는 상기 각 영역에서 기구적인 장치를 이용하여 생성된 위치 정보들을 비교하여 산출될 수 있다.

상기 각 단계는 설명의 편의상 숫자를 부여한 것이며, 이는 각 단계의 선후를 규정하는 것은 아니다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는, 기판의 이송 전과 이송 후 준비영역과 작업영역에서 각각 상기 기판의 위치 정보를 기구적 장치를 이용하여 생성하고, 생성된 위치 정보들을 비교하여 좌표 변환 정보를 산출하는 단계; 상기 준비영역에서 후속 기판의 위치 정보를 상기 좌표 변환 정보를 통해 이송 후의 작업영역에서 상기 후속 기판의 위치 정보를 전산적으로 산출하는 단계; 그리고 상기 산출된 후속 기판의 위치 정보를 통해 상기 작업영역에서 반도체 칩을 상기 후속 기판에 실장하는 단계를 포함하여 이루어지는 반도체 제조 방법을 제공할 수 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는, 기판의 위치정보를 파악하기 위하여 상기 기판을 고정하는 준비영역(프리얼라인 스테이지); 상기 준비영역(프리얼라인 스테이지)에서의 좌표정보 또는 상기 준비영역(프리얼라인 스테이지)에 고정된 기판의 위치정보를 파악하는 제1비젼장치; 상기 준비영역으로부터 이송된 기판을 고정하며, 상기 기판의 위치정보를 파악한 후 상기 기판에 대한 반도체 칩 실장 작업이 수행되는 작업영역(본딩 스테이지); 상기 작업영역(본딩 스테이지)에서의 좌표정보 또는 상기 작업영역(본딩 스테이지)에 고정된 기판의 위치정보를 파악하는 제2비젼장치; 상기 준비영역(프리얼라인 스테이지)에서 파악한 기판의 위치정보, 상기 작업영역에서 파악한 기판의 위치정보(본딩 스테이지) 그리고 상기 준비영역(프리얼라인 스테이지)과 상기 작업영역(본딩 스테이지) 사이의 좌표 변환 정보를 이용하여 상기 작업영역에서 반도체 칩을 실장하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치를 제공할 수 있다.

상기 작업영역에서는 고정 픽커를 통해 반도체 칩 실장이 이루어진다. 그리고, 상기 제1비젼장치는 준비영역에 구비되고 상기 제2비젼장치는 작업영역에 구비될 수 있다. 한편, 검사영역에도 비젼장치가 구비될 수 있으며, 이를 제3비젼장치라 할 수 있다. 그리고, 상기 각각의 비젼장치들은 별도로 구비되고 독립적으로 구동될 수 있다.

상기 반도체 제조 장치는 수 마이크론 단위의 오차 범위 내로 반도체 칩을 실장하기 위한 장치일 수 있다.

본 발명에 따르면 작업 효율이 증진된 반도체 제조 장치 및 이의 제어 방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예를 통해,반도체 칩 고정 작업이 수행되는 작업영역에서 기판의 위치 정보의 생성 과정을 생략하거나 최소화하여 작업 효율을 증진시킬 수 있는 반도체 제조 장치 및 이의 제어 방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예를 통해, 반도체 칩 고정 작업과 기판의 위치 정보 생성 과정을 동시에 수행하여 작업 효율을 증진시킬 수 있는 반도체 제조 장치 및 이의 제어 방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예를 통해, 반도체 칩 고정 작업과 고정 작업이 완료된 기판의 검사 작업을 동시에 수행하여 작업 효율을 증진시킬 수 있는 반도체 제조 장치 및 이의 제어 방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예를 통해, 실질적으로 작업영역에서 수행되는 기판의 위치 정보 생성을 준비영역에서 대신 수행하도록 하여 작업 효율을 증진시킬 수 있는 반도체 제조 장치 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예를 통해, 작업영역에서 수행되는 기판의 검사를 별도의 검사영역에서 수행하도록 하여 작업 효율을 더욱 증진시킬 수 있는 반도체 제조 장치 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 제조 장치를 도시한 평면도이며;
도 2는 준비영역에서 기판의 위치 정보를 생성하는 상태를 도시한 평면도이며,
도 3은 준비영역에서의 위치 정보 생성과 작업영역에서의 반도체 칩 고정 작업이 동시에 수행되는 상태를 도시한 평면도이며;
도 4는 반도체 제조 장치의 측면도이며;
도 5는 준비영역에서의 척테이블로 인한 오차 발생 상태에 대한 일 실시예를 도시하고 있고;
도 6은 작업영역에서의 척테이블로 인한 오차 발생 상태에 대한 일 실시예를 도시하고 있고;
도 7과 도 8은 척테이블로 인해 발생되는 오차의 다양한 모습을 도시하고 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 통해 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 반도체 제조 장치는 구체적으로 반도체 칩을 기판에 고정하기 위한 장치를 포함하여 이루어진다. 따라서, 이외에 다른 부가적인 장치들도 포함되어 이루어질 수 있다. 예를 들어, 기판을 이송하는 이송장치나 반도체 칩에 플럭스를 공급하는 장치 그리고 각종 픽커나 푸셔 등과 같은 이송수단 등도 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치는 플립 칩을 기판에 고정하기 위한 장치일 수 있다. 따라서, 관리 범위 오차가 수 마이크론에 불과한 매우 정밀한 반도체 제조 장치일 수 있다. 다시 말하면, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치는 수 마이크론 오차 범위 내에서 플립 칩을 기판에 고정하기 위한 반도체 제조 장치일 수 있다.

도 1은 본 실시예에 따른 반도체 제조 장치의 일 실시예를 도시하고 있다. 구체적으로는 반도체 제조 장치를 위에서 본 모습을 도시하고 있다. 따라서, 도 1에서 지면과 수직한 방향, 즉 장치의 상하 방향을 z 방향, 좌우 방향을 y 방향 그리고 전후 방향을 x 방향이라 할 수 있을 것이다.

구체적으로 본 실시예에 따른 반도체 제조 장치(100)는 기판(10, 도 2 참조)에 반도체 칩(602)을 고정하는 작업영역(400) 또는 작업 스테이션을 포함하여 이루어진다.

그리고, 상기 작업영역(400)으로 이송될 기판(10)이 위치되는 로딩영역(200)을 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 로딩영역(200)에는 복수 개의 기판(10)이 적재될 수 있으며, 상기 기판(10)이 순차적으로 로딩영역(200)에서 작업영역(400)으로 이송될 수 있다.

본 실시예에 따른 반도체 제조 장치는 웨이퍼 공급 영역(600)을 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 웨이퍼 공급 영역(600)에는 복수 개의 웨이퍼가 적재될 수 있으며, 하나의 웨이퍼는 복수 개의 반도체 칩(602)을 포함하고 있다. 따라서, 하나의 웨이퍼(601)를 공급함으로써 복수 개의 반도체 칩(602)이 상기 작업영역(400)에서 기판(10)에 실장될 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 반도체 제조 장치(100)는 플립 영역(700)을 포함하여 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 플립 영역(700)에서는 반도체 칩(602)에 플럭스를 공급하는 작업이 수행될 수 있다. 즉, 플립 영역(700)에서 반도체 칩에 플럭스를 공급한 후, 상기 작업영역(400)에서 기판(10)에 상하 반전된 반도체 칩(602)을 실장할 수 있다.

구체적으로, 플립 영역(700)에서 웨이퍼 또는 웨이퍼 레벨 패키지 상의 반도체 칩 또는 반도체 패키지를 이젝팅하여 필름 또는 점착 시트 등으로부터 반도체 칩 또는 반도체 패키지를 분리할 수 있다. 즉, 복수 개의 반도체 칩들 또는 반도체 패키지들에서 하나 하나의 반도체 칩 또는 반도체 패키지를 이젝팅하여 분리할 수 있다. 그리고, 분리된 반도체 칩 또는 반도체 패키지는 플립 픽커를 통해 180도 상하 반전된다. 상하 반전된 반도체 칩 또는 반도체 패키지에 플럭스가 도포된 후 상기 작업영역(400)에서 기판에 실장될 수 있다.

여기서, 반도체 칩에 플럭스를 도포하기 위한 별도의 플럭스 픽커가 구비될 수도 있고, 고정 픽커를 통해 플럭스 도포 및 실장이 수행될 수도 있다.

본 실시예에 따른 반도체 제조 장치(100)는 반도체 칩이 고정된 기판(10)을 검사하는 검사영역(500)을 포함하여 이루어질 수 있다. 또한, 반도체 칩이 고정된 기판 또는 검사가 완료된 기판을 배출하기 위한 언로딩 영역(800)을 포함하여 이루어질 수 있다.

본 실시예에 따른 반도체 제조 장치(100)는 상기 작업영역(400)과 대응되는 준비영역(300)을 포함하여 이루어짐이 바람직하다. 물론, 상기 로딩영역(200)이 상기 준비영역(300)을 포함할 수 있다. 그러나, 작업영역(400)에서의 환경과 대등한 환경을 구현하기 위해 상기 준비영역(300)은 상기 로딩영역(200)과 구분되는 것이 바람직할 수 있다. 따라서, 로딩영역(200)에서의 기판(10)은 준비영역(300)을 거쳐 작업영역(400)으로 이송될 수 있다. 그리고, 작업영역(400)에서 반도체 칩이 고정된 기판은 검사영역(500)을 거쳐 언로딩영역(800)에서 언로딩될 수 있다.

따라서, 상기 검사영역(500)은 상기 작업영역(400) 또는 준비영역(300)과 대응된다고 할 수 있다.

이하에서는 반도체 제조 순서에 따라서 전술한 각 영역에 대해 상세히 설명한다.

먼저, 웨이퍼 공급 영역(600)에는 복수 개의 웨이퍼(601)가 구비되며, 푸셔, 그립퍼 또는 픽커 등과 같은 이송수단(미도시)을 통해 웨이퍼(601)가 순차적으로 플립 영역(700)으로 공급될 수 있다. 상기 웨이퍼(601)는 복수 개의 반도체 칩(602)이 격자 형태로 절단된 반도체 칩(602)을 포함하여 이루어질 수 있다. 따라서 하나의 웨이퍼를 공급함으로써 복수 개의 반도체 칩을 공급할 수 있다.

플립 영역(700)은 웨이퍼 공급 영역(600)에서 공급된 웨이퍼(601)에서 반도체 칩(602)을 기판에 고정하기 위한 준비를 하는 영역이라 할 수 있다. 일반적으로 웨이퍼(601)에서의 반도체 칩(602)은 기판(10)에 고정되는 면, 예를 들어 솔더 볼이 형성된 면이 상부를 향하고 있다. 따라서, 일반적으로는 기판의 상부에서 반도체 칩을 고정시키기 때문에, 반도체 칩(602)의 상면과 하면을 반전시키는 것이 바람직하다. 이를 플립이라 한다.

그러므로, 상기 플립 영역(700)에서는 플립 픽커(701)를 통해 반도체 칩(602)을 집어 상면과 하면을 반전시키게 된다. 상면과 하면이 반전된 반도체 칩(602)은 이후 재반전이 이루어지지 않고 기판(10)에 고정될 수 있다. 상기 플립 픽커(701)는 복수 개 형성될 수 있으며, 도 1에는 양쪽에 각각 플립 픽커(701a, 701b)가 구비된 예가 도시되어 있다.

상기 반도체 칩(602)은 다양한 방법을 통해 기판(10)에 고정될 수 있다. 구체적으로는 반도체 칩의 형태와 공정에 따라 다양하게 이루어질 수 있다. 본 실시예에서는 플럭스를 이용하여 반도체 칩(602)을 기판(10)에 고정시키는 것을 제시하고 있다. 물론, 여기서의 고정은 최종적인 고정을 의미하지 않을 수 있다. 즉, 후속 공정을 통해 반도체 칩(602)이 기판(10)에 보다 견고하게 고정될 수 있다. 또한, 플럭스의 접착 특성으로 인해 반도체 칩의 고정은 반도체 칩의 부착 또는 본딩이라고 할 수도 있다.

상기 플립 픽커(701)를 통해 반전된 반도체 칩(602)은 플럭스 웰(703)을 통해, 예를 들어 솔더 볼 면에 플럭스가 공급된다. 구체적으로는 고정 픽커 내지는 본딩 픽커(411)가 플립 픽커(701)에서 반도체 칩을 인계받아 플럭스를 공급할 수 있다.

상기, 고정 픽커(411)은 반도체 칩(602)의 일정 부분을 상기 플럭스 웰(703)에 수용된 플럭스에 담갔다가 빼는 방법으로 반도체 칩에 플럭스를 공급할 수 있다. 이 후, 상기 고정 픽커(411)는 플럭스가 제공된 반도체 칩을 작업영역으로 이송하여 기판에 실장할 수 있다. 도 1 내지 도 3에는 고정 픽커(411)을 통해 플럭스 제공과 본딩이 수행되는 예가 도시되어 있다.

한편, 플럭스를 제공하기 위한 별도의 픽커가 구비될 수 있다. 이럴 플럭스 픽커라 할 수 있다. 상기 플럭스 픽커(미도시)는 플립 픽커(701)로부터 반도체 칩을 인계받아 상기 반도체 칩에 플럭스를 제공할 수 있다. 이 후, 상기 본딩 픽커(411)가 상기 플럭스 픽커로부터 반도체 칩을 인계받아 이를 실장할 수 있다.

여기서, 플럭스 픽커와 플럭스 웰(702)은 좌우 양측에 각각 형성될 수 있고, 상기 플럭스 픽커에 대응되어 비젼 장치(703)도 좌우 양측에 각각 형성될 수 있다. 상기 비젼 장치(703)는 반도체 칩(602)의 위치 정보를 생성한다. 즉, 플럭스 픽커와 반도체 칩의 절대적 또는 상대적 위치 관계에 관한 정보를 생성한다. 따라서 반도체 칩(602)을 작업영역(400)으로 공급하는 과정이 정밀하게 제어될 수 있다.

또한, 상기 플립 영역(700)에서 플럭스 공급 과정이 생략될 수도 있다. 즉, 초음파나 진동을 이용하여 반도체 칩(602)이 기판(10)에 고정될 수도 있기 때문이다. 즉, 반도체 칩(602)을 고정시키는 방법에 따라 플럭스 공급 과정이 생략될 수 있다.

상기 플립 영역(700)에서의 반도체 칩(602)은 고정 픽커 또는 본딩 픽커(411)를 통해 상기 작업영역(400)으로 이송되어 기판(10)에 고정될 수 있다. 전술한 비젼 장치(703)를 통해 또는 별도의 비젼 장치를 통해 반도체 칩(602)과 상기 고정 픽커(411)의 절대적 또는 상대적 위치 관계에 대한 정보가 생성될 수 있다. 따라서, 상기 고정 픽커(411)는 정확한 위치에 상기 반도체 칩을 공급할 수 있다.

그러나, 이러한 플럭스 픽커나 고정 픽커(411)와 반도체 칩 사이의 위치 정보만을 갖고는 반도체 칩(602)을 정확하게 기판(10)에 실장시키는 데 문제가 있다. 왜냐하면 설령 반도체 칩을 정확한 위치로 공급한다고 하더라도 이에 대응되는 기판의 위치가 어긋나 있을 수 있기 때문이다.

따라서, 반도체 칩의 위치 정보와 반도체 칩이 실제 고정되는 기판의 위치 정보를 정확하게 파악하는 것이 매우 중요하다. 즉, 작업영역에서 기판이 정위치에 위치되는지 그리고 기판상에서 반도체 칩이 고정되는 부분들의 위치에 대한 정보를 매우 정밀하게 파악하는 것이 매우 중요하다.

상기 작업영역(400)으로 공급되기 위한 기판(10)은 로딩영역(200)에 적재되어 있다가 순차적으로 상기 작업영역(400)으로 공급된다. 구체적으로는 푸셔, 그립퍼 또는 픽커 등과 같은 이송수단(미도시)을 통해 공급될 수 있다.

여기서, 본 실시예에 따른 반도체 제조 장치는 준비영역(300)을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 로딩영역(200)에서 곧바로 작업영역(400)으로 기판(10)이 공급되지 않고, 양 영역 사이에 준비영역(300)이 별도로 구비됨이 바람직하다.

일반적으로, 로딩된 기판(10)은 도 1에 도시된 바와 같이 양쪽에 구비되는 레일(30)을 따라서 이송될 수 있다. 즉, 레일(30)을 따라 이송되는 기판(10)은 작업영역(400)에 구비되는 척테이블(402)에 안착된 상태에서 반도체 칩(602)이 고정될 수 있다.

이러한 작업영역(400)에서의 환경과 대응되는 준비영역(300)이 상기 작업영역(300)의 전방에 구비됨이 바람직하다. 따라서, 상기 준비영역(300)에도 척테이블(302)이 구비됨이 바람직하다.

그리고, 상기 척테이블(302, 402)의 하부에는 척테이블 베이스(301, 401)가 각각 구비될 수 있다.

상기 준비영역에서는 기판(10)의 위치 정보를 생성한다. 즉, 로딩영역(200)에서 로딩된 기판(10)의 위치 정보를 비젼 장치(311)를 통해 생성할 수 있다. 물론, 이러한 정보의 생성은 상기 기판(10)이 척테이블(302)에 안착된 상태에서 수행됨이 바람직하다.

준비영역에서 생성된 기판(10)의 위치 정보는 작업영역에서의 기판의 위치 정보로 대체될 수 있다. 구체적으로는 이러한 정보를 바탕으로 하여 작업영역에서 반도체 칩(602)의 고정이 수행될 수 있다. 즉, 작업영역에서의 기판의 위치 정보 생성을 생략하거나 생성되는 정보의 양을 현저히 줄일 수 있다.

구체적으로, 상기 준비영역(300)에는 헤더 또는 갠트리(300)가 구비될 수 있고, 상기 갠트리(300)에는 헤더(310)가 구비될 수 있다. 상기 헤더(310)에는 비젼 장치(311)가 구비되어 상기 비젼 장치(311)는 좌우, 전후 방향으로 이동할 수 있다. 물론, 상하 방향으로 이동할 수도 있을 것이다. 이러한 비젼 장치(311)를 통해 준비영역(300)에서 기판의 위치 정보가 생성될 수 있다.

한편, 준비영역(300)에서의 환경을 작업영역(400)에서의 환경과 동일하게 하는 것은 한계가 있다. 왜냐하면 아무리 준비영역(300)과 작업영역(400)의 환경을 동일하게 하더라도 관리되는 오차 범위 이상의 오차는 발생될 수 있기 때문이다.

일례로, 반도체 칩을 기판에 고정하기 위해서 관리되어야 하는 오차는 수 마이크론 정도일 수 있다. 그러나, 본 발명자의 연구 결과에 따르면 준비영역(300)과 작업영역(400) 사이의 오차는 이러한 관리 범위를 벗어난다는 것을 알 수 있었다.

구체적으로, 준비영역(300)과 작업영역(400)에 각각 구비되는 척테이블 사이에도 오차가 발생된다. 그리고, 하나의 척테이블 내에서도 다양한 위치에서 오차가 발생될 수 있다.

도 7a에는 이상적인 척테이블를 도시하고 있다. 이러한 척테이블은 준비영역(300), 작업영역(400) 그리고 검사영역(500)에 각각 구비될 수 있다.

이상적인 척테이블은 가로 세로 그리고 높이에 대한 오차가 없는 말 그대로 이상적인 척테이블이라 할 수 있다. 그리고, 이상적인 척테이블에는 가로 세로로 가상의 직선(12)들로 척테이블의 각 영역을 표시할 수 있다. 따라서, 이러한 직선들로 이루어지는 점들은 모두 등 간격으로 표시될 수 있으며, 이러한 이상적인 척테이블을 제작할 수 있다면 반도체 칩 고정이 매우 수월할 것이다. 그러나, 이러한 이상적인 척테이블을 제작하는 것은 현실적으로 어렵다.

문제는 이러한 이상적인 척테이블을 가정하더라도 실제로 설치된 후에는 다양한 오차를 가질 수 밖에 없다. 즉, 설치 오차로 인해 다양한 형태로 오차가 발생될 수 있다.

구체적으로, 도 7a에 도시된 이상적인 척테이블은 설치 후 좌측보다 우측이 높을 수 있다. 이러한 예가 도 7b에 도시되어 있다. 즉, 도 7a에 도시된 이상적인 척테이블 영역은 도 7b에 도시된 실제의 척테이블 영역으로 전환될 수 있다. 따라서, 각 점들 사이의 상하 간격은 동일하나 좌우 간격은 좁게 나타나게 된다. 가령, 도 7a에 도시된 위치 정보를 통해 도 7b에 도시된 척테이블에 놓인 기판에 반도체 칩을 고정하는 경우 당연히 오차가 발생될 수 있다. 이러한 오차는 관리 범위를 벗어나는 오차일 수 있어서 반도체 칩 고정 불량을 야기하게 된다.

도 7a에 도시된 이상적인 척테이블은 설치 후 상측이 하측보다 높을 수 있다. 이러한 예가 도 7c에 도시되어 있다. 따라서, 각 점들 사이의 좌우 간격은 동일하나 상하 간격은 좁게 나타나게 된다.

마찬가지로, 7a에 도시된 이상적인 척테이블은 설치 후 좌상보다 우하 부분이 더 높을 수 있다. 이러한 예가 도 7d에 도시되어 있다. 따라서, 각 점들 사이의 좌우 간격과 상하 간격은 좁게 나타나게 된다.

따라서, 이상적인 척테이블이라 하더라도 실제 설치 후에는 다양한 형태로 오차가 발생될 수밖에 없다. 왜냐하면 아무리 정밀하게 척테이블을 설치하더라도 마이크론 단위에서 상하 좌우 편차가 발생될 수밖에 없기 때문이다.

전술한 설치로 인해 오차 외에도 척테이블을 제작하는 과정에서도 오차가 발생될 수 있다. 즉, 가공으로 인한 오차가 발생될 수 있다. 즉, 척테이블도 아무리 정교하게 가공을 하더라도 이는 오차 범위를 줄일 수 있을 뿐이지 오차 자체를 없앨 수는 없기 때문이다.

더욱 구체적으로, 도 7a에 도시된 A 영역을 마이크론 단위까지 확대한 예가 도 8a에 도시되어 있다. 즉, A 영역 내에서도 가로 세로로 수없이 많은 가상의 직선들을 있다고 가정할 수 있다. 그러나, 이러한 가상의 선들이 아무리 정교한 직선이라 하더라도 마이크론 단위에서는 도 8a에 도시된 바와 같이 일그러진 곡선(12) 형태로 나타날 수밖에 없다. 따라서, 도 8a의 곡선들(13)이 형성하는 점들은 그 간격이 모두 일정하지 않게 나타날 수 있다.

아울러, 설치 또는 가공으로 발생되는 오차로 인해 척테이블 영역 중 어느 한 부분은 오목하고 다른 한 부분은 볼록하게 형성될 수도 있다. 따라서, 매우 다양한 형태로 척테이블 내에서 오차가 발생될 수 있다.

한편, 도 8a에 도시된 척테이블을 기판이라 가정하면 기판에서도 매우 다양한 형태로 오차가 발생될 수 있음을 알 수 있다. 구체적으로 도 8a에 도시된 척테이블을 준비영역에서의 기판이라 가정하면, 상기 기판이 작업영역으로 이송된 후에는 척테이블 사이의 오차로 인해 도 8b에 도시된 기판으로 전환된다고 가정할 수 있다. 그러므로, 동일 기판이라 하더라도 다른 척테이블에서는 기판 내 각 점들의 좌표가 마이크론 단위에서는 현저히 바뀔 수 있다. 이러한 이유로, 종래에는 작업영역 내에서 반도체 칩이 고정되는 모든 위치에 대하여 위치 정보를 생성할 수 밖에 없었다.

이는 작업영역에서의 오차 예를 들어 척테이블로 인한 오차 자체가 마이크론 단위에서는 매우 크기 때문에, 이러한 오차를 극복하기 위하여 작업영역에서 반도체 칩 고정부에 대한 전수 검사를 수행했다고 할 수 있다. 그러므로, 종래에는 수 마이크론 범위의 오차를 관리하는 반도체 제조 장치에서 반도체 칩 고정과 반도체 칩 고정부의 위치를 파악하는 것을 별도의 영역에서 수행한다는 것을 시도할 수도 없었다.

이하에서는 도 4 내지 도 6을 참조하여 준비영역(300)과 작업영역(400) 사이의 오차 발생 원인에 대해서 상세히 설명한다.

먼저, 기판(10)의 이송을 위해 이송장치(33)가 구비될 수 있고, 상기 이송장치는 레일(30)과 이송용 벨트(31)를 포함하여 이루어질 수 있다. 물론, 상기 이송장치는 이러한 구성과는 다른 구성을 통해 이루어질 수도 있을 것이다. 구체적으로는 리니어 모터나 볼 스크류 등을 통해서도 구현될 수 있다. 그러나 이러한 이송장치는 일례에 불과하고 당업계에서 잘 알려진 다양한 이송수단으로 대체될 수 있을 것이다.

기판(10)은 레일(30)을 따라 이송될 수 있다. 즉, 이송용 벨트(31)가 동작하는 동안 기판은 이송되며, 이송용 벨트(31)가 동작을 멈추면 기판(10)의 이송은 멈추게 된다.

또한, 상기 레일과 이송용 벨트는 다양한 사이즈의 기판에 맞도록 하기 위해 좌우 폭이 가변될 수 있다. 즉, 어느 한쪽의 레일과 이송용 벨트가 고정되고 다른 한쪽의 레일로 이송용 벨트가 도 4에 도시된 바와 같이 좌우로 이동되어 그 폭을 가변시킬 수 있다. 즉, 레일 폭 조절 장치(32)를 통해 이송용 벨트의 좌우 폭이 가변될 수 있다.

한편, 전술한 바와 같이, 기판(10)은 척테이블(302, 402)에 안착될 수 있다. 즉, 기판(10)의 이송이 멈추면 기판(10)이 상대적으로 하강하여 상기 척테이블에 안착될 수 있다.

도 4에는 이러한 기판(10)의 승강을 위한 승강장치(53)가 도시되어 있다. 구체적으로, 중앙 부분에 실린더(52)가 구비되고 좌우 가이드 샤프트(51)가 각각 구비될 수 있다. 그리고, 승강 폭을 제한하기 위한 스토퍼(50)가 구비될 수 있다.

이러한 승강장치(53)는 상기 준비영역(300)과 작업영역(400)에 각각 구비되어 양자가 동기로 동작할 수 있다. 따라서, 준비영역(300)과 작업영역(400)에서 동시에 기판(10)이 척테이블(302, 402)에 안착될 수 있다.

도 5와 도 6은 준비영역(300)과 작업영역(400)에서 척테이블(302, 402)에 안착된 기판의 오차 발생의 일례를 도시하고 있다.

구체적으로, 기판(10)은 보트(20)를 통해 레일(30)에 매달려 있을 수 있다. 상기 보트(30)를 덮는 보트 커버(31)가 더 구비될 수 있다. 상기 보트(30)는 레일(30)과 함께 상하 이동할 수 있도록 마련된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 준비영역(300)에서는 기판(10)의 좌측보다 우측이 높은 상태로 α각도 만큼 기울어져 척테이블(302)에 안착된 상태가 발생될 수 있다. 또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 작업영역(400)에서는 기판(10)의 좌측이 우측보다 높은 상태로 β 각도만큼 기울어져 척테이블(402)에 안착된 상태가 발생될 수 있다. 이는 척테이블의 가공 및/또는 설치 오차로 인하여 기울어진 상태이고, 이러한 상태가 그대로 기판으로 옮겨진 것이라 할 수 있다.

이러한 문제로 인해, 기판의 위치 오차는 준비영역과 작업영역에서 더욱 커질 수도 있게 된다.

다시 말하면, 어느 하나의 척테이블(302, 402) 자체에서 다양한 위치에 따라 오차가 발생될 수 있다. 즉, 척테이블을 아무리 정밀하게 가공한다고 하더라도 그 표면은 수 마이크론 단위에서는 매우 불규칙하게 형성될 수밖에 없다. 그리고, 그 표면은 전후로 기우어지거나 좌우로 기울어진 형태, 오목하거나 볼록한 형태 그리고 뒤틀린 형태 등 매우 다양하게 형성될 수밖에 없다. 따라서, 시각적으로는 척테이블 상태가 도 7a에 도시된 형태로 인식될 수 있으나, 실제 마이크론 단위에서는 도 7b, 도 8a 그리고 도 8b 등 다양한 형태일 수 있다.

또한, 이러한 척테이블이 복수 개 구비되는 경우 각 척테이블 사이의 오차는 더욱 커질 가능성이 크다. 그리고, 척테이블의 오차뿐만 아니라 척테이블에 안착되는 기판에서도 다양한 형태로 오차가 발생될 수 있다. 왜냐하면 진공압에 의해 기판이 척테이블에 안착될 수 있기 때문이다.

이러한 물리적인 한계로 인해 종래에서는 작업영역에서 반도체 칩이 고정되는 위치를 파악한 후 반도체 칩이 고정될 수밖에 없었다.

본 발명자는 다양한 연구를 통해 준비영역(300)에서의 좌표와 작업영역(400)에서의 좌표 사이에 일정한 패턴을 부여할 수 있음을 알 수 있었다. 이러한 좌표들은 각 영역 전체적으로 생성될 수 있고, 즉, 각 영역에서 기판이 놓일 수 있는 가능한 모든 영역에서 좌표들이 생성될 수 있다.

또한, 각 영역 내에서 사용될 수 있는 최대 크기의 기판이 위치되는 부분 또는 현재 사용되는 기판이 위치되는 부분에 대해서만 생성될 수 있다.

이는, 어느 한 영역에서의 좌표 정보는 반복 정밀도를 확보할 수 있기 때문이라 생각된다. 즉, 비록 오차를 갖는 좌표 정보지만 이러한 오차 정보가 반영된 좌표 정보이고, 이러한 좌표 정보는 반복해서 생성하더라도 각각의 좌표 정보들은 오차 관리 범위 내에서는 서로 동일하다고 전제할 수 있기 때문이라 생각된다. 따라서, 준비영역(300)에서의 좌표 정보와 작업영역(400)에서의 좌표 정보는 각각 반복 정밀도가 전제될 수 있었다. 그러므로, 준비영역(300)에서의 좌표 정보는 동일한 패턴을 갖고 작업영역(400)으로 변환된다고 볼 수 있다.

여기서, 상기 패턴을 좌표 변환 정보라 할 수 있다. 즉, 준비 영역에서의 좌표가 상기 좌표 변환 정보를 통해 작업 영역에서의 좌표로 변환될 수 있다. 이를 수학적으로 맵핑(mapping)이라 할 수 있다. 다시 말하면, 준비 영역 좌표 상의 복 수개의 점은 상기 좌표 변환 정보를 통해 작업 영역에서의 복 수개의 점으로 맵핑될 수 있다.

구체적으로, 상기 좌표 변환 정보는 행렬 형태로 생성될 수 있다. 즉, 상기 좌표 변환 정보는 변환 행렬이라 할 수 있다. 따라서, 준비 영역에서 기판 상의 반도체 칩 고정부가 백 개인 경우 상기 좌표 변환 정보는 100*100 행렬로 나타낼 수 있게 된다.

따라서, 이러한 좌표 변환 정보를 통해서 상기 작업 영역에서 반도체 칩이 고정될 수 있다. 다시 말하면, 작업영역(400)에서 반도체 칩 고정부의 위치를 전수 파악하는 것을 생략할 수 있게 된다. 따라서, 작업영역(400)에서 적어도 반도체 칩 고정부(11)의 전수에 대한 비젼 장치(412)를 통한 위치 정보의 생성이 필요하지 않음을 알 수 있었다.

여기서, 상기 좌표 변환 정보는 다음과 같이 생성될 수 있다.

준비영역(300)과 작업영역(400) 각각에 대응되는 골든 유닛을 통해 각 영역에서의 좌표 정보를 생성할 수 있다. 골든 유닛은 오차가 없다는 것을 가정할 수 있는 유닛을 의미한다. 골든 유닛과 생성된 좌표 정보들 사이를 비교하여 준비 영역에서의 좌표 정보가 작업 영역에서의 좌표 정보로 변환되는 좌표 전환 정보를 생성할 수 있다.

여기서, 동일한 골든 유닛을 통해 각각의 영역에서 좌표 정보를 생성한 후 좌표 전환 정보를 생성할 수도 있다. 물론, 상기 골든 유닛은 사용할 수 있는 기판들에 대해 각각 형성될 수 있고, 사용 가능한 최대의 기판에 대응되는 유닛일 수 있다.

한편, 실제 사용할 기판을 통해서 좌표 전환 정보를 생성할 수도 있다. 즉, 동일한 기판을 통해서 준비영역과 작업영역에서 각각 좌표 정보를 생성한 후 이를 통해 좌표 전환 정보를 생성하는 것도 가능할 것이다.

좌표 변환 정보는 마스터 글라스를 이용하여 생성될 수도 있다. 상기 마스터 글라스는 기판이 안착되어 고정될 수 있는 영역 내지는 척테이블이 구비되는 영역 모두를 포함할 수 있도록 제작될 수 있다. 그리고, 사용될 수 있는 최대 크기의 기판의 오차 내지는 편차를 고려하여 이보다는 크게 제작될 수 있다.

마스터 글라스에는 각 영역에서의 좌표 정보를 생성하기 위한 복수 개의 좌표점들이 형성될 수 있다. 따라서, 준비영역에서 마스터 글라스를 이용하여 좌표 정보를 파악하고 작업영역에서도 상기 마스터 글라스를 이용하여 좌표 정보를 파악할 수 있다. 이렇게 파악된 각 영역에서의 좌표 정보들을 통해 좌표 전환 정보를 생성할 수 있을 것이다.

이하에서는 도 2 내지 도 3을 통해 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 장치의 공정 순서 또는 제어방법에 대해서 상세히 설명한다.

먼저, 도 2에 도시된 바와 같이 준비영역(300)에 기판(10)이 공급된 후 기판의(10)의 위치 정보가 생성될 수 있다. 물론, 비젼 장치(311)을 통해 이러한 위치 정보가 생성될 수 있다. 여기서, 상기 기판상의 반도체 칩 고정부(11) 전수에 대한 위치 정보가 생성됨이 바람직하다.

도 3에 도시된 바와 같이, 준비영역(300)에서 위치 정보가 생성된 기판(10)은 작업영역(400)으로 이송된다. 그리고, 새로운 기판(10)이 준비영역(300)에 제공된다.

상기 작업영역(400)에서는 반도체 칩 고정이 수행되는 데, 이때 반도체 칩 고정부(10)의 위치 정보를 생성하지 않는다. 다시 말하면 비젼 장치(412)를 통해 반도체 칩 고정부(11)에 대한 전수 검사가 수행되지 않을 수 있다. 즉, 준비영역(300)에서 생성한 위치 정보를 이용하여 반도체 칩 고정이 수행될 수 있다.

물론, 작업영역(400)에서는 기판이 전체적으로 정위치에 놓여있는지 여부는 비젼 장치(412) 등을 통해 파악할 수는 있다. 또한, 반도체 칩 고정부(11)에 대한 샘플링 검사가 수행될 수도 있다. 그러나, 반도체 칩 고정부(11) 전수에 대한 검사가 수행되지 않기 때문에 작업 효율을 매우 효과적으로 증진시킬 수 있다.

예를 들어, 하나의 기판에 100개의 반도체 칩이 고정되는 경우 종래에는 100 개소 이상에 대해서 비젼 장치를 통해 위치 정보를 생성할 수밖에 없었다. 그러나, 본 실시예에서는 생성되는 위치 정보의 수를 현저히 줄일 수 있기 때문에 작업 효율을 매우 효과적으로 증진시킬 수 있다.

구체적으로 상기 준비영역(300)에서의 위치 정보는 제어부(미도시)를 통해 전환되어 이에 대응하는 작업영역(400)에서의 위치 정보가 산출된다. 여기서, 산출이라 함은 기구적인 구성이 아닌 컴퓨터 등을 통해 전자적으로 정보가 생성됨을 의미한다. 따라서, 상기 산출된 위치 정보를 통해 작업영역(400)에서 반도체 칩 고정이 수행된다.

다시 말하면, 준비영역(300)에서는 기구적 구성을 이용하여 기판의 위치 정보가 생성되며, 작업영역(400)에서는 전산적으로 기판의 위치 정보가 산출된다고 할 수 있다.

여기서, 상기 제어부는 준비영역에서의 위치 정보를 작업영역에서의 위치 정보로 전환하기 위한 좌표 변환 정보를 갖고 있다. 물론, 상기 좌표 변환 정보는 작업자가 입력할 수도 있으며, 제어부에서 자체적으로 산출할 수 있다. 물론, 상기 전환 정보는 갱신될 수도 있다.

전술한 바와 같이, 이러한 좌표 변환 정보는 다양한 방법으로 생성될 수 있다. 그리고, 생성된 좌표 변환 정보와 준비영역에서 생성되는 기판의 위치정보를 통해 용이하게 작업영역에서의 기판의 위치정보가 산출될 수 있다. 여기서, 상기 좌표 변환 정보의 생성이나 작업영역에서의 기판의 위치정보 산출은 컴퓨터 등을 통해 전산 처리되어 이루어질 수 있다. 따라서, 매우 신속하게 산출될 수 있다.

상기 좌표 변환 정보는 반도체 제조 장치를 현장에 설치하는 과정에서 테스트를 거쳐 세팅될 수 있다. 즉, 실제 준비영역(300)에서 생성된 위치 정보가 작업영역에서 어떠한 패턴으로 변형되는지를 테스트한 후 도출되는 패턴을 통해 좌표 변환 정보를 작업자가 입력할 수 있다. 따라서, 초기 테스트 이후에는 작업영역(400)에서 기판의 위치 정보를 생성하는 과정을 지속적으로 생략할 수 있다.

한편, 상기 좌표 변환 정보는 제어부에서 산출할 수 있다. 테스트 과정에서 준비영역에서 생성되는 위치 정보와 작업영역에서 생성되는 위치 정보를 비교하여 전환 정보를 산출할 수 있다. 즉, 초기 또는 최초의 기판에 대한 위치 정보를 비젼 장치 등을 통해 각각 준비영역과 작업영역에서 생성한 후 이를 통해 좌표 변환 정보를 산출하는 것이 가능하다. 여기서, 좌표 변환 정보의 산출 내지는 입력은 테스트 과정에서만 수행될 수 있다.

그러나, 상기 전환 정보는 갱신됨이 바람직하다. 왜냐하면 작업이 지속되는 경우 원하는 범위 내의 반복 정밀도가 확보되지 않을 수 있기 때문이다. 이는 반도체 제조 장치의 구성들의 마모 내지는 변형이 발생될 수 있기 때문일 수 있다. 또한, 유지 보수에 따른 구성들의 교체 등을 통해서도 반복 정밀도가 확보되지 않을 수 있기 때문이다. 따라서, 상기 좌표 변환 정보는 주기적 반복적으로 산출될 수도 있다. 이 경우는 상기 좌표 변환 정보의 갱신이라 할 수 있다.

이러한 갱신은 작업된 기판의 개수, 반도체 칩의 개수 등을 고려하여 반복적 또는 주기적으로 수행될 수 있다. 그리고 필요에 따라 그 갱신 시점을 작업자가 결정할 수도 있을 것이다. 또한, 작업 로트가 시작될 때마다 갱신될 수 있다. 여기서, 기판의 개수는 준비영역에서 기판의 위치정보를 생성한 횟수를 통해 용이하게 파악할 수 있다. 따라서, 제어부는 이러한 생성 횟수에 이르면 좌표 변환 정보를 갱신하기 위해 작업영역에서 비젼 장치 등을 통해 기구적으로 기판의 위치 정보를 생성하도록 제어할 수 있다. 그러므로, 좌표 변환 정보 갱신을 위한 기판의 위치 정보 생성도 마찬가지로 작업 로트가 시작될 때마다 반복적 또는 주기적으로 갱신될 수 있다. 물론, 작업이 완료된 기판의 개수가 기설정된 개수에 이르면 마찬가지로 갱신되는 것이 가능할 것이다.

일례로 100 개의 기판에 반도체 칩을 고정하는 것을 하나의 작업 로트라 하면, 실제 작업영역에서 기판의 위치 정보를 생성하는 것은 한번에 불과할 수 있다. 이후에는 준비영역에서 생성된 위치 정보 그리고 좌표 변환 정보를 통해 작업영역에서의 기판의 위치 정보가 전산적으로 산출됨에 불과하다. 이러한 위치 정보의 산출은 기구적인 장치를 통한 위치 정보 생성과 비교할 수 없을 정도로 매우 신속하게 수행될 수 있다.

도 3은 준비영역에서의 기판의 위치 정보 생성과 작업영역에서의 반도체 고정이 동시에 수행되는 것을 도시하고 있다. 따라서, 기판이 작업영역에서 머무는 시간을 최대한 단축할 수 있어 전체 작업 효율을 현저히 증진시킬 수 있게 된다.

한편, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 반도체 제조 장치는 검사영역(500)을 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 검사영역(500)에서 반도체 칩이 고정된 기판을 검사할 수 있다. 따라서, 전술한 준비영역이나 작업영역에 대응되는 환경으로 구성될 수 있다. 따라서, 상기 검사영역(500)은 갠트리(520), 비젼 장치(511), 척테이블 베이스(501) 그리고 척테이블(502)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 비젼 장치(511)을 통해 반도체 칩이 기판의 정위치에 고정되었는지를 검사할 수 있다.

여기서, 상기 검사영역(500)에서의 검사는 전수 검사일 수 있다. 즉, 기판에 고정된 반도체 칩 모두에 대하여 검사할 수 있다. 그러나, 이러한 전수 검사는 준비영역에서의 위치 정보 생성 그리고 작업영역에서의 반도체 칩 고정과 동시에 수행될 수 있다. 따라서, 전수 검사로 인해 작업이 지연되지 않는다. 그러므로, 하나의 반도체 제조 장치를 통해 매우 효율적으로 반도체 칩의 고정과 검사가 수행될 수 있다.

상기 검사영역(500)에서도 전술한 바와 같이 동일한 좌표 변환 정보를 이용할 수 있다.

구체적으로, 상기 준비영역(300)의 좌표 정보와 상기 검사영역(500)에서의 좌표 정보를 통해서 좌표 변환 정보가 생성될 수 있다. 또는 상기 작업영역(400)에서의 좌표 정보와 상기 검사영역(500)에서의 좌표 정보를 통해서 좌표 변환 정보가 생성될 수도 있다.

검사영역(500)에서는 상기 좌표 변환 정보를 통해 산출되는 반도체 칩 고정부의 위치와 실제 고정된 반도체 칩 고정부의 위치를 비교하여 검사하게 된다. 따라서, 작업영역(400)에서 수행되는 검사 작업을 별도의 검사영역(500)에서 수행할 수 있게 된다. 그러므로, 작업영역(400)에서의 로드 내지는 작업 부하를 현저히 감소시킬 수 있게 된다.

검사가 완료된 기판은 이송수단을 통해 언로딩영역(800)으로 언로딩된다.

상술한 본 발명의 실시예에 따르면 실제 작업영역에서 비젼장치 또는 기구적 구성을 이용하여 기판의 위치 정보를 생성하는 것을 생략하거나 빈도를 줄일 수 있기 때문에 작업 효율을 현저히 증진시키는 것이 가능하게 된다. 그리고 작업영역에서의 검사를 별도의 검사영역에서 수행할 수 있어 작업 효율을 현저히 증진시키는 것이 가능하게 된다.

100 : 반도체 제조 장치 200 : 로딩영역
300 : 준비영역 400 : 작업영역
500 : 검사영역 600 : 웨이퍼영역
700 : 플립영역 800 : 언로딩영역
10 : 기판 20 : 보트
30 : 레일

Claims (21)

1. 기판이 고정되는 준비영역과 상기 기판이 이송된 후 고정되어 반도체 칩이 상기 기판에 실장되는 작업영역을 포함하여 이루어지고,
   상기 준비영역과 상기 작업영역 사이의 좌표 변환 정보를 통하여 상기 작업영역에서 반도체 칩이 실장됨을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 좌표 변환 정보는 상기 준비영역에서 생성되는 좌표 정보와 상기 작업영역에서 생성되는 좌표 정보를 통해 산출됨을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 좌표 변환 정보는 상기 준비영역에서 생성되는 기판의 위치정보와 상기 작업영역에서 생성되는 기판의 위치정보를 통해 산출됨을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 작업영역에서 상기 좌표 변환 정보와 상기 준비영역에서 생성되는 기판의 위치 정보를 통하여 반도체 칩이 실장됨을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 좌표 변환 정보는 상기 반도체 제조 장치의 설치시 또는 작업 초기에 생성됨을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 좌표 변환 정보는 주기적 또는 반복적으로 갱신됨을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 준비영역에서 생성되는 기판의 위치 정보는 반도체 칩이 실장되는 반도체 칩 고정부의 모든 위치에 대한 위치 정보를 포함하여 이루어지고, 상기 반도체 칩 고정부의 위치가 상기 좌표 변환 정보를 통해 상기 작업영역에서의 상기 반도체 칩 고정부의 위치 정보로 전환되어 산출됨을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 작업영역에서는 상기 전환된 반도체 칩 고정부의 위치정보를 통해 반도체 칩을 고정함을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 준비영역에는 상기 기판의 위치 정보를 생성하기 위한 비젼장치가 구비됨을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
10. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 준비영역에서의 상기 기판의 위치 정보 생성과 상기 작업영역에서의 반도체 칩 실장이 함께 수행됨을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
11. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반도체 칩이 실장되어 상기 작업영역으로부터 이송된 기판을 검사하는 검사영역을 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 준비영역에서의 상기 위치 정보 생성, 상기 작업영역에서의 반도체 칩 실장 그리고 상기 검사영역에서의 검사가 함께 수행됨을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 검사영역에서의 검사는 상기 준비영역과 상기 작업영역 사이의 좌표 변환 정보 또는 상기 작업영역과 검사영역 사이의 좌표 변환 정보를 통하여 수행됨을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
14. 제 11 항에 있어서,
    상기 준비영역, 작업영역 그리고 검사영역에는 기판이 고정되는 척테이블이 각각 구비되며, 상기 영역들에서 순차적으로 기판을 이송하는 이송장치가 구비됨을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
15. 기판에 구비되는 반도체 칩 고정부의 위치 정보를 생성하는 준비영역(프리 얼라인 스테이지);
    상기 준비영역에서 공급된 기판에 반도체 칩을 실장하는 작업영역(본딩 스테이지);
    상기 준비영역으로부터 상기 작업영역으로 상기 기판을 이송하는 이송장치; 그리고
    상기 준비영역과 작업영역 사이의 좌표 변환 정보와 상기 준비영역에서 생성되는 반도체 칩 고정부의 위치 정보를 통하여 상기 작업영역에서의 상기 반도체 칩 고정부의 위치 정보를 산출하는 제어부를 포함하여 이루어지는 반도체 제조 장치.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 준비영역과 상기 작업영역에는 상기 기판이 안착되어 고정되는 척테이블이 각각 구비되고, 상기 좌표 변환 정보는 상기 척테이블들의 위치 정보 또는 상기 척테이블에 안착되는 기판들의 위치 정보를 통해 산출됨을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
17. 제 15 항에 있어서,
    상기 작업영역에서는 상기 산출된 반도체 칩 고정부의 위치 정보를 통하여 반도체 칩을 상기 반도체 칩 고정부에 실장함을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.
18. 준비영역과 작업영역 사이의 좌표 변환 정보를 산출하는 제1단계;
    준비영역에서 기판의 반도체 칩 고정부의 위치 정보를 생성하는 제2단계;
    상기 기판을 작업영역으로 이송하는 제3단계;
    상기 작업영역에서 상기 좌표 변환 정보와 상기 반도체 칩 고정부의 위치 정보를 통하여 상기 이송된 기판의 반도체 칩 고정부의 위치 정보를 산출하는 제4단계; 그리고
    상기 이송된 기판에 반도체 칩을 실장하는 제5단계를 포함하여 이루어지는 반도체 제조 방법.
19. 제 18 항에 있어서,
    반도체 칩이 실장된 기판을 검사하는 단계; 그리고
    상기 준비영역과 검사영역 사이의 좌표 변환 정보 또는 상기 작업영역과 검사영역 사이의 좌표 변환 정보를 산출하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조 방법.
20. 제 18 항 또는 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 좌표 변환 정보는 상기 각 영역에서 기구적인 장치를 이용하여 생성된 위치 정보들을 비교하여 산출됨을 특징으로 하는 반도체 제조 방법.
21. 기판의 위치정보를 파악하기 위하여 상기 기판을 고정하는 준비영역;
    상기 준비영역에서의 좌표정보 또는 상기 준비영역에 고정된 기판의 위치정보를 파악하는 제1비젼장치;
    상기 준비영역으로부터 이송된 기판을 고정하며, 상기 기판의 위치정보를 파악한 후 상기 기판에 대한 반도체 칩 실장 작업이 수행되는 작업영역;
    상기 작업영역에서의 좌표정보 또는 상기 작업영역에 고정된 기판의 위치정보를 파악하는 제2비젼장치;
    상기 준비영역에서 파악한 기판의 위치정보, 상기 작업영역에서 파악한 기판의 위치정보 그리고 상기 준비영역과 상기 작업영역 사이의 좌표 변환 정보를 이용하여 상기 작업영역에서 반도체 칩을 실장하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 장치.

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