KR20170089269A - 다이 본딩 장치의 콜릿 관리 방법 - Google Patents

다이 본딩 장치의 콜릿 관리 방법 Download PDF

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KR20170089269A KR1020160009469A KR20160009469A KR20170089269A KR 20170089269 A KR20170089269 A KR 20170089269A KR 1020160009469 A KR1020160009469 A KR 1020160009469A KR 20160009469 A KR20160009469 A KR 20160009469A KR 20170089269 A KR20170089269 A KR 20170089269A
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정탁
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세메스 주식회사
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Abstract

기판 상에 다이를 본딩하기 위한 다이 본딩 장치의 콜릿 관리 방법이 개시된다. 상기 방법은, 상기 콜릿의 하부면에 대한 검사 이미지를 획득하는 단계와, 상기 검사 이미지를 기준 이미지와 비교하여 상기 콜릿의 하부면 마모 정도를 판단하는 단계와, 상기 콜릿의 하부면 마모 정도가 허용 한계를 벗어나는 경우 상기 콜릿을 교체하는 단계를 포함한다.

Description

다이 본딩 장치의 콜릿 관리 방법{Method of managing collet of die bonding apparatus}
본 발명의 실시예들은 다이 본딩 장치의 콜릿 관리 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 다이 본딩 공정에서 기판 상에 다이를 본딩하기 위하여 상기 다이를 진공 흡착하는 콜릿을 관리하는 방법에 관한 것이다.
다이 본딩 공정은 웨이퍼로부터 분리된 반도체 다이를 리드 프레임 또는 인쇄회로기판과 같은 기판 상에 본딩하기 위하여 수행될 수 있다. 상기 다이 본딩 공정을 수행하기 위한 장치는 소잉 공정을 통해 개별화된 다이들을 상기 기판 상에 본딩하기 위하여 상기 웨이퍼로부터 다이들을 픽업하여 이송하는 다이 이송부를 포함할 수 있다.
상기 다이 이송부는 상기 픽업된 다이를 상기 기판의 상부로 이송하며 이어서 상기 다이를 상기 기판 상에 본딩할 수 있다. 그러나, 상기와 다르게 상기 다이 이송부는 상기 다이를 지지하기 위한 다이 스테이지와 상기 다이 스테이지로부터 상기 다이를 픽업하여 상기 기판 상에 본딩하기 위한 별도의 본딩 유닛을 더 포함할 수도 있다.
상기 다이 이송부는 상기 다이를 진공 흡착하기 위한 콜릿을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 다이 이송부는 상기 콜릿이 장착되는 피커와, 상기 피커가 수직 방향으로 이동 가능하도록 탄성적으로 장착되는 피커 본체와, 상기 다이를 픽업하여 이송하기 위하여 상기 피커 본체를 수직 및 수평 방향으로 이동시키는 피커 구동부를 포함할 수 있다.
상기 피커와 상기 콜릿은 자기력을 이용하여 서로 결합될 수 있다. 또한, 상기 피커에는 진공을 제공하기 위한 진공 배관이 구비될 수 있으며, 상기 콜릿에는 상기 진공 배관과 연결되어 상기 다이를 픽업하기 위한 복수의 진공홀들이 구비될 수 있다.
한편, 상기 콜릿은 다이와 직접 접촉되는 관계로 유연한 물질, 예를 들면, 합성 고무 등과 같은 물질로 이루어질 수 있으며, 일정 기간 사용 후 마모 등의 이유로 교체가 요구될 수 있다. 상기 콜릿의 교체는 작업자에 의해 수동으로 이루어질 수 있다. 그러나, 작업자에 의한 수동 교체 방법에는 상당한 시간이 소요될 수 있으며, 새로운 콜릿이 상기 피커에 정확히 부착되지 않는 경우 다이 본딩 공정에서 불량 발생률이 증가될 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 출원인에 의해 출원되고 등록된 대한민국 등록특허공보 제10-1340831호에는 상기 마모된 콜릿을 자동으로 교체할 수 있는 콜릿 교체 장치가 개시되어 있다. 상기 콜릿의 자동 교체 시기는 상기 다이들의 이송 횟수를 통해 결정될 수 있다. 즉 미리 상기 다이들의 이송 횟수를 설정하고 상기 이송 횟수에 도달될 경우 상기 콜릿을 자동으로 교체할 수 있다.
그러나, 상기와 같이 다이들의 이송 횟수를 통해 상기 콜릿의 교체 시기를 결정하는 경우 상기 콜릿이 충분히 마모되지 않은 경우에도 상기 콜릿을 불필요하게 교체하는 문제점이 있으며, 이에 의해 상기 다이 본딩 장치의 생산성 및 상기 콜릿의 사용 효율이 저하될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 콜릿 교체 시기를 적절하게 판단하여 상기 콜릿을 교체함으로써 다이 본딩 장치의 생산성 및 상기 콜릿의 사용 효율을 향상시키고 또한 상기 콜릿의 수명을 연장시킬 수 있는 콜릿 관리 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 기판 상에 다이를 본딩하기 위한 다이 본딩 장치의 콜릿 관리 방법에 있어서, 상기 방법은, 상기 콜릿의 하부면에 대한 검사 이미지를 획득하는 단계와, 상기 검사 이미지를 기준 이미지와 비교하여 상기 콜릿의 하부면 마모 정도를 판단하는 단계와, 상기 콜릿의 하부면 마모 정도가 허용 한계를 벗어나는 경우 상기 콜릿을 교체하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 콜릿의 하부면에는 상기 다이를 진공 흡착하기 위한 복수의 진공홀들이 구비될 수 있으며, 상기 마모 정도를 판단하는 단계는, 상기 검사 이미지로부터 상기 진공홀들이 형성된 비교 영역을 추출하는 단계와, 상기 비교 영역을 상기 기준 이미지와 비교하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 비교 영역과 상기 기준 이미지의 그레이 레벨을 비교하여 그 차이값이 상기 허용 한계를 벗어나는 경우 상기 콜릿을 교체할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 검사 이미지로부터 상기 진공홀들의 면적을 산출하고, 상기 산출된 진공홀들의 면적을 기준 면적과 비교하며, 상기 산출된 진공홀들의 면적과 상기 기준 면적 사이의 차이값이 허용 한계를 벗어나는 경우 상기 콜릿을 교체할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 방법은, 상기 콜릿의 하부면으로부터 이물질을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 다이 본딩 장치는 상기 기판을 이송하기 위한 기판 이송 유닛을 포함할 수 있다. 상기 기판 이송 유닛은 상기 기판을 파지하기 위한 그리퍼 및 상기 그리퍼의 상부에 배치되어 상기 콜릿의 하부면으로부터 이물질을 제거하기 위한 점착 시트를 포함할 수 있으며, 상기 콜릿의 하부면을 상기 점착 시트에 밀착시켜 상기 콜릿의 하부면으로부터 상기 이물질을 제거할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 다이 본딩 장치는 상기 콜릿이 장착되는 피커와 상기 피커가 수직 방향으로 이동 가능하도록 탄성적으로 장착되는 피커 본체 및 상기 피커 본체를 수직 및 수평 방향으로 이동시키기 위한 피커 구동부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 방법은, 상기 다이를 픽업하기 위하여 상기 콜릿이 상기 다이에 밀착되는 경우 상기 피커와 상기 피커 본체 사이의 상대 변위를 측정하는 단계와, 상기 측정된 상대 변위를 기준 변위와 비교하여 상기 콜릿의 하부면 마모 정도를 이차 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 방법은 상기 측정된 상대 변위가 제2 허용 한계를 벗어나는 경우 상기 콜릿을 교체하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 피커와 상기 피커 본체 사이의 상대 변위는 리니어 스케일을 이용하여 측정할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 콜릿의 하부면으로부터 검사 이미지를 획득하고, 상기 검사 이미지를 기준 이미지와 비교하여 상기 콜릿의 마모 정도를 판단하며, 상기 콜릿의 하부면 마모 정도가 허용 한계를 벗어나는 경우 상기 콜릿을 교체할 수 있다. 상기와 같이 콜릿의 마모 정도에 따라 상기 콜릿의 교체를 수행함으로써 종래의 주기적인 방법에 비하여 불필요하게 콜릿을 교체하는 문제점이 제거될 수 있으며, 또한 상기 콜릿을 보다 효율적으로 사용할 수 있다.
또한, 점착 시트를 이용하여 상기 콜릿의 하부면으로부터 이물질을 제거함으로써 상기 콜릿의 사용 수명을 충분히 연장시킬 수 있으며, 상기 콜릿의 불필요한 교체를 방지함으로써 다이 본딩 장치의 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.
도 1은 다이 본딩 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 다이 이송부를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 콜릿의 하부면을 설명하기 위한 개략적인 저면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 다이 본딩 장치에서 사용되는 콜릿의 관리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.
본 발명의 실시예들에서 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들이 이들 사이에 개재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결되는 것으로 설명되는 경우 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.
도 1은 다이 본딩 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 다이 이송부를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 다이 본딩 장치(100)는 다이싱 공정을 통해 개별화된 다이들(20)을 포함하는 웨이퍼(10)로부터 다이(20)를 픽업하여 리드 프레임, 인쇄회로기판 등과 같은 기판(30) 상에 상기 픽업된 다이(20)를 본딩하기 위해 사용될 수 있다.
상기 다이 본딩 장치(100)는 상기 웨이퍼(10)를 지지하기 위한 스테이지 유닛(110)과, 상기 웨이퍼(10)로부터 다이(20)를 픽업하여 이송하기 위한 다이 이송부(130)와, 상기 픽업된 다이(20)가 본딩될 기판(30)을 제공하는 기판 제공부(150)를 포함할 수 있다.
상기 웨이퍼(10)는 다이싱 테이프(12) 상에 부착된 상태로 제공될 수 있다. 구체적으로, 상기 다이싱 테이프(12)는 대략 원형 링 형태의 마운트 프레임(14)에 장착될 수 있으며, 상기 다이들(20)은 상기 다이싱 테이프(12) 상에 부착될 수 있다. 도시되지는 않았으나, 상기 다이 본딩 장치(100)는 상기 웨이퍼(10)를 제공하기 위한 웨이퍼 제공부(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 스테이지 유닛(110)은 상기 웨이퍼(10)가 부착된 다이싱 테이프(12)를 지지하기 위한 서포트 링(112)과 상기 서포트 링(112)이 장착되는 웨이퍼 스테이지(114)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 서포트 링(112)은 상기 다이싱 테이프(12)의 가장자리, 예를 들면, 상기 웨이퍼(10)와 상기 마운트 프레임(14) 사이를 지지할 수 있으며, 상기 웨이퍼 스테이지(114) 상에는 상기 마운트 프레임(14)을 아래로 이동시키기 위한 확장 유닛(116)이 구비될 수 있다. 구체적으로, 상기 확장 유닛(116)에 의해 상기 마운트 프레임(14)이 아래로 이동되는 경우 상기 다이싱 테이프(12)가 반경 방향으로 확장될 수 있으며 이에 따라 상기 다이들(20) 사이의 간격이 충분히 확장될 수 있다.
상기 스테이지 유닛(110) 상에 지지된 웨이퍼(10)의 아래에는 상기 다이들(20)을 상기 다이싱 테이프(12)로부터 선택적으로 분리시키기 위한 이젝트 유닛(120)이 배치될 수 있다. 상기 웨이퍼 스테이지(114)는 상기 이젝트 유닛(120)의 동작을 위한 개구를 가질 수 있으며, 상기 이젝트 유닛(120)은 별도의 이젝트 구동부(미도시)에 의해 수직 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다. 또한, 상기 스테이지 유닛(110)은 상기 다이들(20)의 선택적인 분리를 위해 별도의 스테이지 구동부(미도시)에 의해 수평 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다. 그러나, 상기 스테이지 유닛(110) 및 이젝트 유닛(120)의 동작 구성은 다양하게 변경 가능하므로 이에 의해 발명의 범위가 제한되지는 않을 것이다.
상기 다이 이송부(130)는 상기 다이(20)를 진공 흡착하기 위한 콜릿(132)과, 상기 콜릿(132)이 장착되는 피커(134)와, 상기 피커(134)가 수직 방향으로 이동 가능하도록 탄성적으로 장착되는 피커 본체(140)와, 상기 피커 본체(140)를 수직 및 수평 방향으로 이동시키는 피커 구동부(142)를 포함할 수 있다.
상세히 도시되지는 않았으나, 상기 피커(134)는 상기 콜릿(132)이 장착되는 픽업 헤드(136)와 상기 픽업 헤드(136)로부터 상방으로 연장하는 가동축(138)을 포함할 수 있다. 상기 픽업 헤드(136)에는 상기 콜릿(132)의 장착을 위한 영구 자석(미도시)이 내장될 수 있으며, 상기 가동축(138)은 상기 피커 본체(140)를 통해 상방으로 연장될 수 있다. 일 예로서, 상기 가동축(138)은 리니어 볼 부시 또는 리니어 모션 가이드에 의해 상기 피커 본체(140)에 수직 방향으로 이동 가능하게 장착될 수 있으며, 상기 픽업 헤드(136)와 상기 피커 본체(140) 사이에는 충격 완화를 위한 코일 스프링이 배치될 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 콜릿의 하부면을 설명하기 위한 개략적인 저면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 콜릿(132)은 상기 다이(20)를 진공 흡착하기 위한 복수의 진공홀들(132B)을 구비할 수 있다. 특히, 상기 진공홀들(132B)은 상기 콜릿(132)의 하부면(132A)에 배치될 수 있으며, 도시되지는 않았으나, 피커 본체(140)를 통해 진공 펌프 등과 같은 진공 제공부(미도시)와 연결될 수 있다.
또한, 상세히 도시되지는 않았으나, 상기 콜릿(132)은 상기 픽업 헤드(136)와의 결합을 위해 자성 물질로 이루어진 상부 패드와 상기 다이(20)의 손상을 방지하기 위해 유연성을 갖는 물질, 예를 들면, 고무 또는 수지 재질로 이루어진 하부 패드를 포함할 수 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 피커 구동부(142)는 상기 피커 본체(140)를 수직 및 수평 방향으로 이동시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 피커 구동부(142)는 직교 좌표 로봇 형태를 가질 수 있으며, 상기 다이(20)를 픽업하기 위하여 상기 피커 본체(140)를 수직 방향으로 이동시키고 상기 픽업된 다이(20)를 이송하기 위해 수평 방향으로 상기 피커 본체(140)를 이동시킬 수 있다. 또한, 일 예로서, 상기 피커 구동부(142)는 상기 픽업된 다이(20)를 상기 기판(30) 상에 본딩하기 위하여 상기 피커 본체(140)를 수직 방향으로 이동시킬 수 있다. 그러나, 상기와 다르게, 도시되지는 않았으나, 상기 다이 이송부(130)는 상기 다이(20)를 지지하기 위한 다이 스테이지와 상기 다이 스테이지 상의 다이(20)를 픽업하여 상기 기판(30) 상에 본딩하기 위한 본딩 유닛을 더 포함할 수도 있다. 이 경우 상기 피커 구동부(142)는 상기 웨이퍼(10)로부터 픽업된 다이(20)를 상기 다이 스테이지 상에 내려놓을 수 있다.
상기 가동축(138)은 상기 피커 본체(140)를 통해 상방으로 돌출될 수 있으며, 상기 피커 본체(140)에는 상기 콜릿(132)이 상기 다이(20)에 밀착되는 경우 상기 피커(134)와 상기 피커 본체(140) 사이의 상대 변위를 측정하기 위한 리니어 스케일(144)이 장착될 수 있다. 구체적으로, 상기 피커 구동부(142)는 상기 다이(20)를 픽업하기 위하여 기 설정된 높이로 상기 피커 본체(140)를 하방 이동시킬 수 있으며, 이때 상기 피커(134)는 상기 콜릿(132)이 상기 다이(20)에 밀착된 후 상기 피커 본체(140)에 대하여 상대적으로 상승될 수 있다. 상기 리니어 스케일(144)은 상기 피커 본체(140)에 대한 상기 피커(134)의 상대 변위를 측정할 수 있으며, 이를 통해 상기 콜릿(132)의 마모 정도를 판단할 수 있다.
상기 기판 제공부(150)의 일측에는 복수의 기판들(30)이 수납된 매거진(40)이 배치될 수 있으며, 상기 기판 제공부(150)는 상기 매거진(40)으로부터 기판(30)을 인출하여 본딩 영역으로 상기 기판(30)을 이송할 수 있다. 상기 기판 제공부(150)는 상기 기판(20)의 이송을 안내하기 위해 상기 기판(20)의 양측 부위들을 지지하는 한 쌍의 가이드 레일들(152)과, 상기 기판(30)을 이송하기 위한 기판 이송 유닛(154)을 포함할 수 있다.
상기 기판 이송 유닛(154)은 상기 기판(30)의 가장자리 부위를 파지하기 위한 그리퍼(156)와 상기 그리퍼(156)를 수평 방향으로 이동시키기 위한 그리퍼 이송부(158)를 포함할 수 있다. 상기 그리퍼 이송부(158)는, 일 예로서, 모터와 볼 스크루 및 볼 너트 등을 이용하여 구성될 수 있으며, 상기 기판(30)을 본딩 영역으로 이송할 수 있다. 상기 그리퍼(156)와 그리퍼 이송부(158) 등에 대한 예는 본 출원인에 의해 출원된 대한민국 특허출원 제10-2015-0073778호, 제10-2015-0073846호 등에 상세하게 개시되어 있으므로 추가적인 상세 설명은 생략하기로 한다.
상기 본딩 영역에는 상기 기판(30)을 진공 흡착 및 지지할 수 있는 기판 스테이지(160)가 배치될 수 있으며, 상기 기판 스테이지(160)는 상기 기판(30)을 기 설정된 온도로 예열할 수 있는 히터(미도시)를 포함할 수 있다.
한편, 상기 그리퍼(156) 상부에는 상기 콜릿(132)의 하부면으로부터 먼지 등의 이물질을 제거하기 위한 점착 시트(162)가 구비될 수 있다. 예를 들면, 상기 피커 구동부(142)는 상기 콜릿(132)의 하부면이 상기 점착 시트(162)에 밀착되도록 상기 피커 본체(140)를 이동시킬 수 있으며, 상기 이물질은 상기 점착 시트(162)에 의해 상기 콜릿(132)의 하부면으로부터 제거될 수 있다. 상기 점착 시트(162)를 포함하는 그리퍼(156)는 본 출원인에 의해 출원된 대한민국 특허출원 제10-2015-0170831호에 상세하게 개시되어 있으므로 추가적인 상세 설명은 생략하기로 한다.
상기 다이 본딩 장치(100)는 상기 콜릿(132)에 의해 픽업된 다이(20)의 정렬 상태 및 상기 콜릿(132)의 하부면 마모 정도를 검사하기 위한 비전 유닛(170)을 포함할 수 있다. 상기 비전 유닛(170)은 상기 스테이지 유닛(110)과 상기 기판 제공부(150) 사이에 배치될 수 있으며, 상기 콜릿(132)에 의해 픽업된 다이(20) 및 상기 콜릿(132)의 하부면(132A) 검사 이미지들을 획득할 수 있다.
한편, 상기에서 스테이지 유닛(110), 다이 이송부(130), 기판 제공부(150) 등이 일 예로서 설명되었으나, 상기 스테이지 유닛(110), 다이 이송부(130), 기판 제공부(150) 등의 구성은 다양하게 변경 가능하므로, 상기에서 설명된 구성들에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않을 것이다.
도 4는 도 1에 도시된 다이 본딩 장치에서 사용되는 콜릿의 관리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이 S100 단계에서, 콜릿(132)의 하부면(132A)에 대한 검사 이미지를 획득할 수 있다. 상기 검사 이미지는 상기 비전 유닛(170)에 의해 획득될 수 있으며, 상기 검사 이미지의 획득 시기는 사용자의 필요에 의해 또는 주기적으로 설정될 수 있다.
상기 획득된 검사 이미지는 상기 다이 본딩 장치(100)의 제어부(미도시)로 전송될 수 있으며, S110 단계에서 상기 제어부에 기 저장된 기준 이미지와 비교될 수 있다. 또한, 상기 S110 단계에서 상기 제어부는 상기 비교 결과에 따라 상기 콜릿(132)의 하부면 마모 정도를 판단할 수 있다. 이어서, S120 단계에서 상기 콜릿(132)의 하부면 마모 정도가 허용 한계를 벗어나는 경우 상기 콜릿(132)을 교체할 수 있다.
예를 들면, 상기 S110 단계는 상기 검사 이미지로부터 상기 진공홀들(132B)이 형성된 비교 영역(132C; 도 3 참조)을 추출하는 단계와 상기 비교 영역(132C)을 상기 기준 이미지의 대응 영역과 비교하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 예를 들면, 상기 콜릿 하부면(132A)의 마모 정도는 상기 비교 영역(132C)과 상기 기준 이미지의 대응 영역의 그레이 레벨을 비교함으로써 확인될 수 있다.
다른 예로서, 상기 검사 이미지를 이진화한 후 상기 검사 이미지로부터 상기 진공홀들(132B)의 경계선들을 검출하고, 상기 경계선들에 기초하여 상기 진공홀들(132B)의 면적을 산출하며, 이어서 상기 진공홀들(132B)의 면적 변화에 기초하여 상기 콜릿 하부면(132A)의 마모 정도를 판단할 수 있다. 구체적으로, 상기 기준 이미지로부터 상기 진공홀들(132B)의 기준 면적이 산출될 수 있으며, 상기 검사 이미지로부터 획득된 상기 진공홀들(132B)의 면적은 상기 기준 면적과 비교될 수 있다.
상기 S120 단계에서 상기 콜릿(132)의 교체는 사용자에 의해 수동으로 이루어질 수 있으며, 이와 다르게 본 출원인에 의해 출원되고 등록된 대한민국 등록특허공보 제10-1340831호에 개시된 콜릿 교체 장치를 통해 자동으로 이루어질 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도시되지는 않았으나, 상기 콜릿(132)의 관리 방법은 상기 콜릿(132)의 하부면으로부터 이물질을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 콜릿(132)의 하부면(132A)에 먼지 등의 이물질이 부착되어 있는 경우 상기 다이(20)를 픽업, 이송 및 본딩하는 과정에서 상기 다이(20)가 손상되거나 픽업 불량 등이 발생될 수 있으며, 또한 상기 콜릿(132)의 하부면 마모를 가속화시켜 상기 콜릿(132)의 수명을 단축시킬 수 있다.
상기 콜릿(132)의 하부면(132A) 상의 이물질은 상기 콜릿(132)을 상기 점착 시트(162)에 밀착시킴으로써 제거될 수 있으며, 이에 따라 상기 콜릿(132)의 수명 연장 및 상기 다이 본딩 공정에서의 픽업 및 본딩 불량을 미연에 방지할 수 있다. 특히, 상기 이물질이 상기 콜릿(132)의 하부면에 존재하는 경우 상기 이물질에 의해 상기 콜릿(132)의 하부면 마모 정도를 잘못 판단할 수 있다. 그러나, 상기 이물질을 미리 제거함으로써 상기 콜릿(132)의 하부면 마모 정도를 보다 정확하게 판단할 수 있으며, 이에 따라 상기 콜릿(132)의 교체 시기를 보다 적절하게 결정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도시되지는 않았으나, 상기 다이(20)를 픽업하기 위하여 상기 콜릿(132)이 상기 다이(20)에 밀착되는 경우 상기 피커(134)와 상기 피커 본체(140) 사이의 상대 변위를 측정하는 단계와 상기 측정된 상대 변위를 기 설정된 기준 변위와 비교하여 상기 콜릿(132)의 하부면 마모 정도를 이차 판단하는 단계 및 상기 측정된 상대 변위가 제2 허용 한계를 벗어나는 경우 상기 콜릿(132)을 교체하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 피커(134)와 상기 피커 본체(140) 사이의 상대 변위는 상기 리니어 스케일(144)에 의해 측정될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 콜릿(132)의 하부면으로부터 검사 이미지를 획득하고, 상기 검사 이미지를 기준 이미지와 비교하여 상기 콜릿(132)의 하부면 마모 정도를 판단하며, 상기 콜릿(132)의 하부면 마모 정도가 허용 한계를 벗어나는 경우 상기 콜릿(132)을 교체할 수 있다. 상기와 같이 콜릿(132)의 마모 정도에 따라 상기 콜릿(132)의 교체를 수행함으로써 종래의 주기적인 방법에 비하여 불필요하게 콜릿(132)을 교체하는 문제점이 제거될 수 있으며, 또한 상기 콜릿(132)을 보다 효율적으로 사용할 수 있다.
또한, 점착 시트(162)를 이용하여 상기 콜릿(132)의 하부면(132A)으로부터 이물질을 제거함으로써 상기 콜릿(132)의 사용 수명을 충분히 연장시킬 수 있으며, 상기 콜릿(132)의 불필요한 교체를 방지함으로써 다이 본딩 장치(100)의 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 웨이퍼 20 : 다이
30 : 기판 40 : 매거진
100 : 다이 본딩 장치 110 : 스테이지 유닛
112 : 서포트 링 114 : 웨이퍼 스테이지
116 : 확장 유닛 120 : 이젝트 유닛
130 : 다이 이송부 132 : 콜릿
134 : 피커 136 : 픽업 헤드
138 : 가동축 140 : 피커 본체
142 : 피커 구동부 144 : 리니어 스케일
150 : 기판 제공부 152 : 가이드 레일
154 : 기판 이송 유닛 156 : 그리퍼
158 : 그리퍼 구동부 160 : 기판 스테이지
162 : 점착 시트 170 : 비전 유닛

Claims (10)

  1. 기판 상에 다이를 본딩하기 위한 다이 본딩 장치의 콜릿 관리 방법에 있어서,
    상기 콜릿의 하부면에 대한 검사 이미지를 획득하는 단계;
    상기 검사 이미지를 기준 이미지와 비교하여 상기 콜릿의 하부면 마모 정도를 판단하는 단계; 및
    상기 콜릿의 하부면 마모 정도가 허용 한계를 벗어나는 경우 상기 콜릿을 교체하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치의 콜릿 관리 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 콜릿의 하부면에는 상기 다이를 진공 흡착하기 위한 복수의 진공홀들이 구비되며,
    상기 마모 정도를 판단하는 단계는,
    상기 검사 이미지로부터 상기 진공홀들이 형성된 비교 영역을 추출하는 단계; 및
    상기 비교 영역을 상기 기준 이미지와 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치의 콜릿 관리 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 비교 영역과 상기 기준 이미지의 그레이 레벨을 비교하여 그 차이값이 상기 허용 한계를 벗어나는 경우 상기 콜릿을 교체하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치의 콜릿 관리 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 검사 이미지로부터 상기 진공홀들의 면적을 산출하고, 상기 산출된 진공홀들의 면적을 기준 면적과 비교하며, 상기 산출된 진공홀들의 면적과 상기 기준 면적 사이의 차이값이 허용 한계를 벗어나는 경우 상기 콜릿을 교체하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치의 콜릿 관리 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 콜릿의 하부면으로부터 이물질을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치의 콜릿 관리 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 다이 본딩 장치는 상기 기판을 이송하기 위한 기판 이송 유닛을 포함하며,
    상기 기판 이송 유닛은 상기 기판을 파지하기 위한 그리퍼 및 상기 그리퍼의 상부에 배치되어 상기 콜릿의 하부면으로부터 이물질을 제거하기 위한 점착 시트를 포함하고,
    상기 콜릿의 하부면을 상기 점착 시트에 밀착시켜 상기 콜릿의 하부면으로부터 상기 이물질을 제거하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치의 콜릿 관리 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 다이 본딩 장치는 상기 콜릿이 장착되는 피커와 상기 피커가 수직 방향으로 이동 가능하도록 탄성적으로 장착되는 피커 본체 및 상기 피커 본체를 수직 및 수평 방향으로 이동시키기 위한 피커 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치의 콜릿 관리 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 다이를 픽업하기 위하여 상기 콜릿이 상기 다이에 밀착되는 경우 상기 피커와 상기 피커 본체 사이의 상대 변위를 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 상대 변위를 기준 변위와 비교하여 상기 콜릿의 하부면 마모 정도를 이차 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치의 콜릿 관리 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 측정된 상대 변위가 제2 허용 한계를 벗어나는 경우 상기 콜릿을 교체하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치의 콜릿 관리 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 피커와 상기 피커 본체 사이의 상대 변위는 리니어 스케일을 이용하여 측정하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치의 콜릿 관리 방법.
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