KR20190002177A - 열압착 본딩장치 및 열압착 본딩방법 - Google Patents

열압착 본딩장치 및 열압착 본딩방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체칩이 복수개 적층되는 다층기판을 제조하는데 사용되는 본딩장치로서, 반도체칩의 열압착 본딩 공정과 이물질 검사를 하나의 장치에서 연속적으로 수행할 수 있으며, 필요에 따라 일반 플립칩 본딩작업도 수행할 수 있는 열압착 본딩장치에 관한 것이다.

Description

열압착 본딩장치 및 열압착 본딩방법{Thermocompression Bonding Apparatus and Thermocompression Bonding Method}
본 발명은 열압착 본딩장치 및 열압착 본딩방법에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 본딩기판에 반도체칩이 복수개 적층 본딩되는 다층기판을 제조하는데 사용되는 열압착본딩장치로서, 반도체칩의 열압착 본딩 공정과 이물질 검사를 하나의 장치에서 연속적으로 수행할 수 있으며, 필요에 따라 일반 플립칩 본딩작업도 수행할 수 있는 열압착 본딩장치 및 열압착 본딩방법에 관한 것이다.
본딩장치는 반도체 패키지의 범프에 플럭스를 도포하여 기판의 접속단자에 범프를 부착하여 본딩을 수행하는 플립칩 본딩장치와 반도체 패키지의 하면을 기판에 접촉한 상태에서 열과 압력을 가하는 열압착 방식으로 본딩을 수행하는 열압착 본딩장치로 구분될 수 있다.
후자인 열압착 본딩장치는 웨이퍼로부터 개별 반도체 패키지를 분리하고, 이를 본딩 픽커가 반도체 패키지의 하면(범프 형성면)이 하방을 향하도록 픽업한 상태에서 열을 가하여 열압착 방식으로 본딩 대상 기판에 칩을 본딩하는 장치를 의미한다.
이러한 열압착 방식의 본딩을 수행하는 열압착 본딩장치는 실리콘관통전극(through silicon via; TSV) 패키지 적층 공정을 위하여 필수적인 본딩장치이다.
실리콘관통전극(through silicon via) 패키지는 반도체칩에 미세한 구멍을 뚫고 동일한 반도체칩 여러개를 수직으로 적층한 후 구멍 속을 구리로 채워서 전극을 형성하거나, 구리가 채워진 반도체칩을 복수개 적층하여 전극을 형성하는 첨단 적층 기법으로서, 열압착 본딩장치로 가공된 본딩 기판에 개별 반도체칩을 여러 단으로 열과 압력을 가하여 열압착 방식으로 반도체 패키지를 적층 본딩하여 구성될 수 있다.
이와 같은 실리콘관통전극(through silicon via) 패키지의 경우 플럭스를 사용하지 않고 열압착 방식으로 본딩을 수행하므로 층별 이물질 유무에 따라 패키지의 불량 여부가 결정될 수 있으므로 플럭스를 사용하는 본딩장치와 달리 표면 이물질 검사가 필수적이다.
종래 소개된 열압착 본딩장치의 경우, 특정 층의 열압착 본딩 공정이 완료되면, 후속되는 열압착 적층공정 전에 본딩 기판을 본딩장치 외부로 반출하여 별도의 이물질 검사를 수행한 후 다시 본딩장치로 반입하여 후속 반도체 패키지 적층을 위한 열압착 공정을 수행하였다.
그러나, 이와 같이 열압착 적층 공정과 이물질 검사 공정이 분리되어 본딩장치와 검사장치로의 반출 및 반입 작업이 반복되면 UPH가 저하되어 공정 지연 요소가 될 수 있으며, 본딩 기판의 이송 과정에서 이물질 오염의 문제가 발생될 수도 있다.
또한, 종래의 열압착 본딩장치는 플럭스를 공급하는 구성부가 존재하지 않고, 열압착을 위한 NCF(Non Conductive Film)로 코팅된 범프가 구비된 반도체 패키지의 열압착 공정만이 가능하므로 플럭스를 사용하는 종래의 본딩작업은 수행할 수 없어 장비의 활용에 제한이 많았다.
본 발명은 본딩기판에 반도체칩이 복수개 적층 본딩되는 다층기판을 제조하는데 사용되는 열압착본딩장치에서 반도체칩의 열압착 본딩 공정과 이물질 검사를 하나의 장치에서 연속적으로 수행할 수 있으며, 필요에 따라 일반 플립칩 본딩작업도 수행할 수 있는 열압착 본딩장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 개별 단위의 반도체칩으로 절단된 웨이퍼를 공급하는 웨이퍼공급부, 상기 웨이퍼공급부로부터 상기 반도체칩을 픽업하여 상하 반전하는 플립오버 픽커, 상기 플립오버 픽커로부터 개별 반도체칩을 전달받아 픽업하는 유닛픽커, 상기 유닛픽커에 의하여 픽업된 반도체칩이 거치되는 시트 블록과, 상기 시트블록의 일측에 마련되며 필름에 구멍을 형성하기 위하여 펀칭핀이 장착된 펀칭유닛을 구비하며, Y축 방향으로 이송 가능한 캐리어 유닛, 상기 시트 블록에 거치된 반도체칩을 흡착하기 위한 흡착홀이 하부에 형성되는 본딩픽커와, 상기 반도체칩을 필름을 통해 흡착하기 위하여 상기 본딩픽커의 하단에 필름을 선택적으로 제공하는 필름공급유닛을 포함하며, X-Y 평면 방향으로 이송 및 Z축 방향 승강이 가능하게 구비되는 본딩 유닛, 상기 본딩픽커에 흡착된 반도체칩을 본딩하기 위한 본딩 기판이 거치되는 본딩 테이블, 상기 본딩 테이블의 일측에 마련되어 부유하는 이물질을 흡입 제거하기 위한 이물질 석션부, 상기 반도체칩이 본딩될 본딩 기판의 상면에 이물질 존재여부를 검출하기 위한 파티클 비전, 및 상기 파티클 비전의 일측에 형성되어 상기 파티클 비전과 함께 X-Y 평면 방향으로 이송 가능하게 구비되고, 상기 본딩픽커에 흡착된 반도체칩과 상기 반도체칩이 본딩될 본딩기판의 상면을 동시에 촬상하여 본딩대상 반도체칩의 정렬 상태를 검사하기 위한 슬릿 비전을 포함하는 열압착 본딩장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 열압착 본딩장치는 상기 본딩 기판에 상기 반도체칩이 복수개 적층 본딩되는 다층기판을 제조하는데 사용되는 본딩장치로서, 상기 파티클 비전은 상기 반도체칩이 본딩될 본딩 기판의 상면 또는 상기 반도체칩이 본딩될 하층 반도체칩의 상면의 이물질 존재여부를 검출하고, 상기 슬릿비전은 상기 본딩픽커에 흡착된 반도체칩과 상기 반도체칩이 본딩될 본딩기판의 상면 또는, 상기 본딩픽커에 흡착된 반도체칩과 상기 반도체칩이 본딩될 하층 반도체칩의 상면을 동시에 촬상할 수 있다.
이 경우, 상기 본딩 유닛의 필름공급유닛은 상기 필름이 제공되는 공급롤러, 상기 공급된 필름을 상기 본딩픽커의 흡착홀 하부를 가로지르도록 안내하는 복수개의 가이드롤러, 및 상기 가이드롤러를 통해 안내되며 상기 필름을 회수하는 회수롤러를 구비하고, 상기 가이드롤러는 상기 필름이 상기 본딩 픽커의 흡착홀 하부를 차폐하는 차폐위치 또는 상기 본딩 픽커의 흡착홀 하부를 개방하는 개방위치로 변위가능하도록 구비될 수 있다.
그리고, 상기 가이드롤러는 힌지브라켓에 장착되어 힌지블록에 회동가능하도록 힌지결합되고, 상기 힌지브라켓의 일측에는 상기 힌지브라켓을 회동시키는 실린더가 구비되며, 상기 실린더의 실린더로드가 신장되면 상기 힌지브라켓이 힌지축을 중심으로 회동하여 상기 필름을 개방위치로 변위시키고, 상기 실린더로드가 신축되면 상기 필름을 차폐위치로 변위시킬 수 있다.
여기서, 상기 본딩기판에 반도체칩을 가접착하는 경우에 상기 필름은 본딩픽커의 흡착홀 하부를 개방하는 개방위치에 구비되고, 열압착 본딩하는 경우에 본딩픽커의 흡착홀 하부를 차페하는 차폐위치에 구비되되, 상기 필름이 상기 본딩픽커의 흡착홀 하부를 차폐하는 위치에 구비될 때, 상기 본딩픽커의 하단에 상기 필름이 개재된 상태로 상기 본딩픽커가 상기 반도체칩을 흡착 및 본딩할 수 있다.
이 경우, 상기 본딩픽커는 흡착할 반도체칩의 종류에 따라 교체 가능하도록 상기 본딩유닛으로부터 탈착 가능한 본딩툴을 구비하고, 상기 본딩픽커의 본딩툴을 교체시에 상기 필름은 상기 본딩픽커의 흡착홀 하부를 개방하는 개방위치에 구비되며, 상기 본딩픽커의 교체를 위하여 복수개의 본딩툴이 마련되는 툴교체부를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 펀칭유닛은 상기 필름의 하면을 지지하고, 내부에 상기 필름을 천공하는 펀칭핀이 관통되는 핀 수용홀이 형성되는 홀딩블록을 구비하며, 상기 홀딩블록은 상하로 이동 가능하게 구비되어, 상기 홀딩블록이 아래로 이동하는 경우 상기 펀칭핀이 돌출되어 상기 필름을 천공할 수 있다.
여기서, 상기 본딩 테이블에 반도체칩을 본딩하기 전에, 필요에 따라 상기 본딩픽커에 흡착된 반도체칩의 하면에 플럭스를 침지하기 위한 플럭스 공급유닛을 더 포함하며, 상기 플럭스 공급유닛은 상기 본딩 픽커에 픽업된 칩의 하면에 플럭스를 침지하기 위한 플럭스가 수용되는 침지 플레이트, 및 상기 침지 플레이트에 플럭스를 공급하기 위한 플럭스 탱크를 구비할 수 있다.
또한, 상기 파티클 비전은 수직방향 이미지를 수평방향으로 반사시키는 반사부재, 상기 반사부재에서 반사된 수평방향 이미지를 촬상하는 촬상유닛, 및 상기 반사부재 근방에 배치되어 촬상 방향으로 조명을 제공하는 조명유닛을 구비할 수 있다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 본딩기판에 복수개의 반도체칩이 적층되는 다층 기판을 제조하기 위한 열압착 본딩장치의 열압착 본딩방법으로서, 웨이퍼로부터 절단된 반도체칩을 플립오버픽커로 픽업 및 180° 회전하여 반도체칩의 상하면을 반전시키는 단계, 상하면이 반전된 상기 반도체칩을 유닛픽커가 흡착하여 시트블록에 거치하는 단계, 상기 시트블록에 거치된 반도체칩을 본딩픽커가 픽업하여 상기 반도체칩이 본딩될 본딩기판의 상부로 이동하는 단계, 상기 본딩픽커가 상기 반도체칩을 픽업하여 본딩기판의 상부로 이동하는 동안, 상기 본딩기판의 상부에서 파티클 비전으로 상기 반도체칩이 본딩될 본딩 기판의 상면 또는 상기 반도체칩이 본딩될 하층 반도체칩의 상면의 이물질 존재여부를 검사하는 단계, 이물질이 검출되지 않은 경우, 상기 파티클 비전의 일측에 구비된 슬릿비전으로 상기 본딩픽커에 흡착된 반도체칩과 상기 반도체칩이 본딩될 본딩기판의 상면 또는, 상기 본딩픽커에 흡착된 반도체칩과 상기 반도체칩이 본딩될 하층 반도체칩의 상면을 동시에 촬상하여 상기 반도체칩의 정렬상태를 검사하는 단계, 및 상기 슬릿비전을 상기 본딩기판으로부터 이격시킨 후, 상기 반도체칩을 상기 본딩기판에 본딩하는 단계를 포함하는 열압착 본딩방법을 제공할 수 있다.
그리고, 상기 시트블록에 거치된 반도체칩을 상기 본딩픽커가 픽업하여 본딩기판으로 이동하는 과정에서, 필요에 따라 상기 반도체칩의 하면에 플럭스를 침지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 반도체칩을 상기 본딩기판에 본딩하는 단계는 상기 본딩기판에 각각의 반도체칩을 본딩한 후, 상기 본딩기판에 본딩된 반도체칩의 상면에 새로운 반도체칩을 본딩하는 과정을 반복 수행하여 반도체칩들이 적층된 다층 기판을 제조할 수 있다.
이 경우, 열과 압력을 이용하여 상기 본딩기판에 상기 반도체칩을 열압착 본딩할 때, 상기 본딩픽커의 하단에 필름을 흡착시킨 상태에서 상기 필름에 구멍을 형성하여 필름을 통해 상기 반도체칩을 흡착할 수 있다.
그리고, 상기 본딩픽커의 하단에 상기 필름을 선택적으로 제공하기 위하여, 상기 필름이 상기 본딩픽커의 흡착홀 하부를 개방하거나 차폐하는 위치에 변위가능하도록 구비되며, 상기 필름은 열압착 본딩시 상기 본딩픽커의 흡착홀 하부를 차폐하고, 가압착 또는 플럭스 본딩시 상기 본딩픽커의 흡착홀 하부를 개방할 수 있다.
본 발명에 따른 열압착 본딩장치에 의하면, 열압착 본딩장치 내에 비전 검사부에 파티클 비전을 부가하여 파티클 비전으로 본딩 기판에 반도체칩을 본딩하기 전에 이물질 검사를 수행할 수 있다. 따라서, 파티클 비전으로 반도체칩이 본딩될 본딩 기판 또는 본딩 기판에 기 본딩된 하층 반도체칩의 표면에 이물질 여부를 검사한 후에, 이물질이 검출되지 않은 본딩 기판 또는 반도체칩 표면에 본딩 유닛에 픽업된 반도체칩을 본딩할 수 있으므로, 본딩장치 내에서의 본딩 공정과 비전 검사를 연속적으로 수행할 수 있으므로, 열압착 본딩 공정의 효율성을 극대화할 수 있다.
보다 구체적으로, 본딩 기판에 층별 본딩 공정이 완료된 후 본딩된 본딩 기판을 반출하여 별도의 검사장치로 검사 후 복귀하는 검사공정 및 이송과정을 생략할 수 있으므로, 검사와 열압착 본딩 공정을 연속적으로 수행할 수 있도록 하여 열압착 본딩 공정의 UPH를 극대화할 수 있다.
또한, 본 발명의 열압착 본딩장치는 반도체칩을 본딩하는 본딩헤드와 비전검사부가 서로 간섭되지 않으므로, 본딩헤드가 본딩할 반도체칩을 픽업하는 동안 파티클 비전으로 반도체 칩이 본딩될 본딩기판 또는 반도체칩 표면을 비전검사할 수 있어서 검사와 픽업이 동시에 이루어져 비전 검사를 위해 별도의 시간이 지체되지 않으므로 효율적인 운용이 가능하며, 각각의 반도체칩에 대해 본딩전 비전검사를 한 후 본딩이 이루어지므로 작업 신뢰성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 열압착 본딩장치에 의하면, 본 발명의 열압착 본딩장치는 본딩할 반도체칩의 종류가 바뀔 때에도 해당 본딩픽커로 교체할 수 있도록 본딩 툴의 교체가 가능하게 구성되며, NCF로 코팅된 반도체칩이 아닌 경우에도, 플럭스부를 부가함으로써, 필요에 따라 반도체칩을 플럭스에 침지하여 일반적인 플럭스 본딩 공정을 수행할 수 있도록 하여 장비의 활용성이 극대화된다.
또한, 본 발명에 따른 열압착 본딩장치에 의하면, 착탈 가능하게 본딩 유닛에 장착되는 본딩 픽커에 필름을 제공하는 필름공급유닛을 구비하고, 필름공급유닛에서 제공되는 필름이 선택적으로 본딩 픽커의 흡착홀을 차폐하는 차폐위치 또는 개방하는 개방위치로 틸팅되어 이송되도록 하여 본딩 픽커 등의 본딩 툴의 교체시 간섭을 최소화하고, 필름이 개방위치로 이송된 상태로 일반적인 플럭스를 이용한 반도체칩 본딩 공정을 수행할 수 있도록 하여 장비의 활용성의 극대화에 일조할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 열압착 본딩장치의 평면도를 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 열압착 본딩장치의 측면도를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 열압착 본딩장치의 본딩 유닛의 필름의 차폐 위치에서의 정면도를 도시한다.
도 4는 도 3에 도시된 열압착 본딩장치의 본딩 유닛의 필름의 차폐 위치에서의 측면도를 도시한다.
도 5는 도 3에 도시된 열압착 본딩장치의 본딩 유닛의 필름의 개방 위치에서의 측면도를 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 열압착 본딩장치의 비전 검사부를 도시한다.
도 7은 도 6의 열압착 본딩장치의 비전 검사부를 구성하는 파티클 검사유닛의 검사 원리가 도시된 측면도를 도시한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
열압착 본딩공정은 쏘잉(sawing) 머신을 사용하여 복수 개의 반도체칩으로 절단된 웨이퍼에서 각각의 칩을 픽업하고 각각의 칩이 접속될 본딩 기판의 본딩 위치(또는 실장영역)에 열과 압력을 가하며 반도체칩을 각각 본딩시키는 공정이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 열압착 본딩장치(1000)는 본딩 유닛(140) 및 본딩 테이블 중 하나 이상에서 가해지는 열에 의해 반도체칩의 하면에 구비된 범프가 본딩 기판의 접속단자에 열압착되면서 본딩될 수 있다.
도 1과 도 2를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 열압착 본딩장치(1000)에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 열압착 본딩장치(1000)의 평면도를 도시하며, 도 2는 도 1에 도시된 열압착 본딩장치(1000)의 측면도를 도시한다.
본 발명은 개별 단위의 반도체칩으로 절단된 웨이퍼를 공급하는 웨이퍼 공급부(110), 상기 웨이퍼 공급부로부터 반도체칩을 픽업하여 상하 반전하는 플립오버 픽커(120), 상기 플립오버 픽커로부터 개별 반도체칩을 전달받아 픽업하는 유닛픽커(130), 상기 유닛픽커에 의하여 픽업된 반도체칩이 거치되는 시트 블록(162)과, 상기 시트블록의 일측에 마련되며 필름에 구멍을 형성하기 위하여 펀칭핀이 장착된 펀칭유닛(164)을 구비하며, Y축 방향으로 이송 가능한 캐리어 유닛(160), 상기 시트 블록에 거치된 반도체칩을 흡착하기 위한 흡착홀이 하부에 형성되는 본딩픽커(144)와, 상기 반도체칩을 필름을 통해 흡착하기 위하여 상기 본딩픽커의 하단에 필름을 선택적으로 제공하는 필름공급유닛을 포함하며, X-Y 평면 방향으로 이송 및 Z축 방향 승강이 가능하게 구비되는 본딩 유닛(140), 상기 본딩픽커에 흡착된 반도체칩을 본딩하기 위한 본딩 기판이 거치되는 본딩 테이블(510), 상기 본딩 테이블의 일측에 마련되어 부유하는 이물질을 흡입 제거하기 위한 이물질 석션부(610), 상기 반도체칩이 본딩될 본딩 기판의 상면에 이물질 존재여부를 검출하기 위한 파티클 비전(430) 및 상기 파티클 비전의 일측에 형성되어 상기 파티클 비전과 함께 X-Y 평면 방향으로 이송 가능하게 구비되고, 상기 본딩픽커에 흡착된 반도체칩과 상기 반도체칩이 본딩될 본딩기판의 상면을 동시에 촬상하여 본딩대상 반도체칩의 정렬 상태를 검사하기 위한 슬릿 비전(410)을 포함하는 열압착 본딩장치를 제공한다.
본 발명에 따른 열압착 본딩장치는 본딩기판에 반도체칩이 복수개 적층되는 다층기판을 제조하는데 사용되는 본딩장치로, 반도체칩이 본딩될 기판 또는 하층 반도체칩의 상면에 이물질을 검사하는 것이 중요하다. 따라서, 파티클 비전으로 반도체칩이 본딩될 기판의 상면 또는 반도체칩이 본딩될 하층 반도체칩의 상면에 이물질이 존재하는지를 개별 반도체칩이 본딩되기 전 각각 검사될 수 있고, 슬릿비전은 본딩픽커에 흡착된 반도체칩과 반도체칩이 본딩될 본딩기판의 상면이나, 본딩픽커에 흡착된 반도체칩과 반도체칩이 본딩될 하층 반도체칩의 상면을 동시에 촬상할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 열압착 본딩장치(1000)에 의한 열압착 본딩공정을 과정별로 분류하면, 웨이퍼로부터 개별화된 반도체칩을 플립오버 픽커(120)가 흡착하는 과정, 상기 반도체칩의 상면 및 하면이 반전되도록 상기 플립오버 픽커(120)를 상하로 180도 만큼 회전하여 반전시키는 과정, 상기 플립오버 픽커(120)에 흡착된 반도체칩을 유닛픽커(130)로 전달하는 과정, 상기 유닛픽커(130)에 픽업된 반도체칩의 하면을 검사하는 과정, 반도체칩을 시트 블록(162)에 거치하는 과정, 본딩 유닛(140)을 캐리어(160)의 펀칭 유닛(164)으로 이동시켜 필름을 펀칭시키는 과정, 상기 본딩 유닛(140)을 상기 캐리어(160)의 시트 블록(162)으로 이동시켜 본딩 픽커로 반도체칩을 흡착하는 과정, 상기 본딩 유닛(140)을 본딩 테이블에 거치된 본딩 기판의 본딩 위치로 이동시키는 과정, 상기 본딩 기판이나 본딩 기판에 본딩된 반도체칩 상면의 이물질 존재 여부를 검사하는 과정, 본딩기판의 본딩위치로 이동한 본딩 픽커에 흡착되어 픽업된 반도체칩과 본딩 기판의 접속단자 등의 본딩 위치 사이의 정렬 상태를 함께 검사하고 보정하는 과정, 그리고 본딩 픽커에 픽업된 반도체칩을 본딩 위치(본딩 기판의 접속단자 등)에 접촉시킨 후 열과 압력을 가하여 본딩하는 열압착 본딩 과정을 통해 수행될 수 있다.
이와 같은 열압착 본딩 공정을 위하여, 본 발명에 따른 열압착 본딩장치(1000)는 개별 단위의 반도체칩으로 절단된 웨이퍼를 공급하는 웨이퍼 공급부(110) 및 상기 웨이퍼 공급부(110)로부터 반도체칩을 픽업하는 플립오버 픽커(120)를 포함하는 반도체칩 공급부, 상기 반도체칩 공급부의 플립오버 픽커(120)로부터 반도체칩을 픽업하는 유닛픽커(130), 상기 유닛픽커(130)가 반도체칩을 내려 놓는 시트 블록(162) 및 본딩 유닛(140)의 아래에 마련되는 필름을 펀칭하는 펀칭 유닛(164)을 구비하는 캐리어(160), 상기 캐리어(160)의 시트 블록(162)에서 상기 본딩 유닛(140)에 의하여 픽업된 상태에서 본딩 위치로 이송된 후 상기 본딩 유닛(140)에 픽업된 반도체칩과 본딩 기판의 본딩 위치의 정렬 상태를 검사하는 슬릿 비전(410) 및 본딩 기판 또는 하부에 적층되도록 기 본딩된 반도체칩의 상면의 이물질 존재 여부를 검사하기 위한 파티클 비전(430)을 포함하는 비전 검사부(400)를 포함하여 구성될 수 있다. 순차적으로 설명한다.
상기 반도체칩 공급부는 열압착 본딩장치(1000)의 하부에 구비될 수 있다. 즉, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 열압착 본딩장치(1000)는 하층과 상층으로 2층 구조로 구성될 수 있고, 하층 테이블(lt) 에는 웨이퍼 공급부(110)와 플립오버 헤드(121)를 구비하는 플립오버 픽커(120)를 포함하는 반도체칩 공급부가 구비될 수 있고, 상층 테이블(ut)에는 유닛픽커(130), 캐리어(160), 본딩 유닛(140), 비전 검사부(400) 및 반도체칩 본딩부(500) 등이 구비될 수 있다.
그리고 상층 테이블(ut)의 일부는 개구되어 하층에 설치되는 플립오버 픽커(120)로부터 상층 테이블(ut)에 설치되는 유닛픽커(130)로 반도체칩이 전달될 수 있다.
웨이퍼 공급부(110)는 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼 테이블(111)을 포함하고, 웨이퍼 테이블(111)은 제1 방향 레일(112)을 따라 X축 방향으로 이동하고, 제2 방향 레일(113)을 따라 Y축 방향으로 이동할 수 있다. 웨이퍼 테이블(111)은 X축과 Y축 방향으로 이동하면서 픽업 대상이 되는 반도체칩이 플립오버 픽커(120)가 픽업할 수 있는 위치로 이송될 수 있다.
그리고, 상기 플립오버 픽커(120)는 웨이퍼로부터 반도체칩을 흡착하여 유닛픽커(130)에 전달할 수 있다. 플립오버 픽커(120)는 상하 방향으로 180도 회전하여 반도체칩의 상하를 반전시키는 플립오버 헤드(121)를 포함하고, 플립오버 헤드(121)는 제3 방향 레일(122)을 따라 Z축 방향으로 승강 이송될 수 있다.
이와 같은 구성은, 웨이퍼 공급부(110)에서 열압착 본딩면에 형성된 범프가 상방향을 향하도록 웨이퍼를 공급하는 경우, 반도체칩은 플립오버 픽커(120)에 의해 픽업된 후 회전에 의해 상하 반전된 후 범프가 존재하는 본딩면이 하방을 향하도록 유닛픽커(130)에 의하여 픽업될 수 있다.
플립오버 픽커(120)의 흡착과정을 자세히 설명하면, 웨이퍼 하방에 위치하는 이젝터(114)의 타격에 의해 개별 반도체칩이 웨이퍼로부터 분리될 수 있으며, 플립오버 픽커(120)는 흡착 등의 방식에 의하여 반도체칩을 픽업할 수 있다. 또한, 이젝터(114)와 플립오버 픽커(120)가 Z방향으로 동기 제어되어 반도체칩을 웨이퍼로부터 분리할 수 있다. 즉, 이젝터(114)의 상승에 따라 플립오버 픽커(120)도 함께 상승하여 반도체칩 분리 작업을 수행할 수 있다. 한편, 플립오버 픽커(120)의 픽업 방법은 흡착뿐만 아니라 접착을 포함할 수 있으며 그립(gripping) 방식에 의하는 것도 가능하다.
상기 유닛픽커(130)는 플립오버 픽커(120)로부터 반도체칩을 전달받은 상태에서 유닛픽커(130) 하부에 구비된 업룩킹 비전(155)을 통해 유닛픽커(130)에 픽업된 반도체칩의 본딩면이 검사되도록 구성할 수 있다.
상기 유닛픽커(130)는 제1 방향 레일(131)을 따라 X축 방향으로 이동할 수 있고, 제3 방향 레일(132)을 따라 Z축 방향으로 이동할 수 있다. 한편, 유닛픽커(130)의 픽업 방법 역시 흡착뿐만 아니라 접착을 포함할 수 있으며 그립(gripping) 방식에 의하는 것도 가능하다.
상기 업룩킹 비전(155)은 반도체칩의 하면에 형성된 범프의 정렬 상태, 범프의 부착 상태, 또는 범프의 오염 상태 등을 검사할 수 있다. 이러한 검사는 카메라 등의 촬상유닛에 의한 촬상에 의해 수행될 수 있으며, 유닛픽커(130)의 이송경로 아래에 위치하여 상방향(up-looking)으로 촬상이 가능하도록 배치될 수 있다.
상기 유닛픽커(130)에 픽업된 상태에서 상기 업룩킹 비전(155)에 의해 반도체칩의 하면 검사가 완료된 반도체칩은 반도체칩 캐리어(160)에 구비된 시트 블록(162)에 거치될 수 있다.
업룩킹 비전(155)의 촬상 결과가 양호로 판단되는 경우 반도체칩 캐리어(160)의 시트 블록(162)에 반도체칩을 거치하며, 캐리어(160)는 이송유닛(161)에 의해 Y 축 방향으로 이동하여 반도체칩 캐리어(160)의 시트 블록(162)이 유닛픽커(130)의 아래에 위치하도록 하거나, 반도체칩 캐리어(160)는 움직이지 않고 유닛픽커(130)가 Y축 방향으로 움직여 반도체칩 캐리어(160)의 시트 블록(162) 상에 반도체칩을 올려 놓을 수 있다. 이 경우 유닛픽커(130)는 제2 방향 레일(미도시)에 의해 Y축 방향으로 가이드될 수 있다.
반도체칩 캐리어(160)는 업룩킹 비전(155)에 의해 검사가 완료된 반도체칩이 안착되는 시트 블록(162) 및 본딩 픽커(141)에 제공되는 필름(도 3의 148 참조)을 펀칭하는 펀칭 유닛(164)을 포함할 수 있다. 그리고 반도체칩 캐리어(160)는 캐리어(160) 이송유닛(161)에 의해 Y축 방향으로 이송될 수 있고, 실린더에 의해 X축 방향으로 이동 가능하게 구비될 수 있다.
상기 반도체칩 캐리어(160)의 시트 블록(162)은 유닛픽커(130)로부터 본딩 유닛(140)이 본딩 대상 반도체칩을 픽업하기 위한 전달 장소로 활용될 수 있다.
그리고 반도체칩 캐리어(160)는 탈착 가능하도록 구비될 수 있다. 따라서 시트 블록(162)이 오염되거나 펀칭 유닛(164)이 고장나는 경우 반도체칩 캐리어(160)를 교환함으로써 공정의 중단을 최소로 할 수 있다.
시트 블록(162)에는 반도체칩의 범프가 아래로 향하도록 하여 안착될 수 있다. 그리고 시트 블록(162)에는 반도체칩을 흡착하는 흡착홀(미도시)이 형성될 수 있다.
그리고, 상기 반도체칩 캐리어(160)에는 펀칭 유닛(164)이 구비될 수 있다.
펀칭유닛은 필름의 하면을 지지하고 내부에 필름을 천공하는 펀칭핀이 관통되는 핀수용홀이 형성되는 홀딩블록(미도시)을 구비하며, 홀딩블록은 상하로 이동 가능하게 구비되어 홀딩블록이 아래로 이동하는 경우에 펀칭핀이 돌출되어 필름을 천공할 수 있도록 구성할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 열압착 본딩장치(1000)는 실리콘관통전극(through silicon via) 패키지, 다층기판 등을 위한 반도체칩의 적층 본딩 작업을 수행할 수 있으며, 이와 같은 반도체칩 적층 본딩 공정은 이물질이 존재하면 고온 상태에서 압력이 가해지는 열압착 본딩 과정에서 이물질을 기점으로 반도체칩이 깨질 우려가 있고, 이물질에 의해 반도체칩과 본딩 기판의 접속이 잘 이루어지지 않아 전기적 특성 등에 손상 이 발생되고 정상적으로 작동하지 않는 등의 불량을 유발하게 되므로 기판 또는 기판위에 적층된 반도체칩 표면에 이물질 여부를 검출하는 것이 중요하다.
상기와 같이 이물질이 자재성능에 큰 영향을 주기 때문에 본 발명에 따른 열압착 본딩장치는 장비 내에 부유하고 있는 이물질을 제거하기 위한 석션부(610)를 구비하며, 석션부(610)는 툴교체부(630)와 플럭스 공급유닛(620) 사이에 고정 배치되어 장비 내 이물질을 흡입하여 깨끗한 상태로 유지시켜준다. 석션부에 의해 이물질 양을 감소시키고, 파티클 비전으로 본딩할 기판 또는 하층 반도체칩의 상면에 이물질 유무를 검출함으로써 장비의 신뢰도를 더욱 향상시킬 수 있다.
한편, 본딩 유닛(140)에 구비되는 본딩 픽커(141)가 본딩 대상 반도체칩을 열압착하여 본딩하는 경우에, 본딩 픽커(41)가 반도체 칩을 가압하는 압력에 의해 반도체칩의 범프가 용해되어 접착수단이 칩의 측면 등을 타고 올라가거나, 열압착 방식 중에 발생되는 가스에 의해 본딩픽커의 흡착홀 부분에 오염이 생기는 것을 방지할 수 있도록, 본딩픽커가 반도체칩을 직접 픽업하지 않고 본딩픽커와 반도체칩 사이에 필름을 필름을 개재시켜 본딩되도록 구성될 수 있다.
이와 같은 필름은 도 3을 참조하여 후술하는 바와 같이, 본딩 유닛(140)에 공급롤러(194)와 회수롤러(195)에 권취되어 공급되며, 공급 과정에서 본딩 유닛(140) 하단에 장착된 본딩 픽커(141)의 흡착홀에 대응되는 위치를 펀칭하여 본딩 픽커(141)의 흡입압이 반도체칩에 전달되도록 하여 본딩 유닛(140)이 본딩 대상 반도체칩을 픽업하도록 하여 본딩을 수행할 수 있다.
여기서, 상기 펀칭 유닛(164)은 상기 본딩 유닛(140)을 구성하는 본딩 픽커(141)의 하단 흡착홀과 대응되는 위치에 필름에 구멍을 형성하기 위하여 구비될 수 있다.
따라서, 본딩 유닛(140)이 새로운 본딩 대상 반도체칩을 픽업하기 전에 상기 반도체칩 캐리어(160)의 펀칭 유닛(164) 상부로 이송된 후 하강하여 필름에 구멍을 형성하고, 이후 시트 블록(162)에 거치된 반도체칩을 픽업하여 본딩 위치로 이송될 수 있다.
그리고, 반도체칩 캐리어(160a, 160b)는 상층 테이블(ut) 상에 한 쌍으로 구비될 수 있다. 따라서 하나의 유닛픽커(130)가 두 개의 반도체칩 캐리어(160)에 차례로 반도체칩을 내려 놓거나, 한 쌍의 본딩 유닛(140)이 각각 반도체칩을 픽업할 수 있기 때문에 공정 시간이 단축될 수 있기 때문이다. 그리고 후술하는 바와 같이 본딩 유닛(140)과 비전 검사부(400) 역시 반도체칩 캐리어(160)의 개수에 대응하여 상층 테이블(ut) 상에 한 쌍으로 구비될 수 있다. 따라서 유닛픽커(130)가 플립오버 픽커(120)로부터 반도체칩을 전달받는 동안 두 개의 본딩 유닛(140)의 본딩 픽커(141)가 연속적으로 반도체칩을 본딩 기판에 본딩하는 공정을 수행함으로써 공정이 중단되지 않고 계속적으로 연속될 수 있다. 상기 비전 검사부(400)에 대한 자세한 설명은 뒤로 미룬다.
이어서, 반도체칩 캐리어(160)는 본딩 유닛(140)의 수에 대응하여 한 쌍이 이격되어 Y축 방향으로 구비될 수 있으며, 각각의 반도체칩 캐리어(160)의 시트 블록(162)과 펀칭 유닛(164)은 Y축 방향 또는 본딩 픽커(141)가 이동하는 방향으로 수직하는 방향으로 반도체칩 캐리어(160)의 중심부에 일렬로 배치될 수 있다. 이와 같은 배치에 의하여 상기 본딩 유닛(140)의 본딩 픽커(141)가 반도체칩을 픽업하는 과정에서 발생되는 진동 등을 최소화할 수 있다.
본딩 픽커(141)는 XYZ 좌표계의 공간 상의 임의의 위치로 이송되도록 구비될 수 있다. 일 예로, 본딩 픽커(141)와 연결되는 헤드 몸체(144)는 헤드 로봇(145)에 설치되는 각각의 제1 방향, 제2 방향 및 제3 방향 레일을 따라 리니어모터 등의 동력전달부재에 의하여 각각 X축 방향, Y축 방향 및 Z축 방향으로 이송될 수 있다.
또한, 본딩 픽커(141)는 헤드 몸체(144)와 상대적으로 Z축을 중심으로 θ방향 회전이 가능하도록 구비될 수 있다. 따라서 반도체칩이 비틀어진 상태에서 흡착된 경우에도 본딩 픽커(141)가 회전함으로써 반도체칩의 범프와 본딩 기판의 접속 단자의 위치를 일치시킬 수 있다. 본딩 픽커를 θ 방향 회전시키 위한 모터(미도시)가 본딩 픽커의 최상단에 구비되어 감속기(미도시)를 통해 헤드 몸체(44)에 직접 연결될 수 있다. 종래 본딩 픽커를 회전하기 위한 모터가 본딩 픽커 일측에 구비되어 밸트로 본딩 픽커와 연결되어 본딩 픽커를 θ 방향으로 회전하는 구조에 비하여 본딩 픽커의 부피를 줄일 수 있다는 장점이 있으며 이로 인하여 2개 이상의 본딩 픽커를 사용하는 경우에는 장비가 컴팩트해지는 장점이 있다.
또한, VCM(voice coil motor, 미도시)이 모터의 감속기와 헤드 몸체(144) 사이에 구비되어 본딩 픽커(141)가 반도체칩을 흡착 또는 본딩할 때 반도체칩에 가해지는 충격을 완화할 수 있다. 이 때, VCM은 반도체칩으로 이동(하강)하는 본딩 픽커(141)의 방향과 반대로 직선 이동(상승)하여 충격을 완화할 수 있고 부드러운 직선이동을 위해 헤드 몸체(144) 내부에 크로스 롤러를 설치할 수 있다. 또한, VCM의 직선 이동은 감속기에 의해 제한될 수 있다.
또한, 본딩 유닛(140)은 반도체칩에 열과 압력을 가하도록 구비될 수 있다. 본딩 유닛(140)에 구비되는 발열부에서 발생하는 열은 반도체칩의 범프에 전달된다. 그리고 본딩 픽커(141)가 하강하면서 반도체칩에 압력이 가해진다. 구체적으로, 반도체칩을 본딩 기판의 실장 위치로 이동시켜 반도체칩에 열과 압력을 가하면 범프가 변형되면서 반도체칩과 본딩 기판이 본딩될 수 있다. 이러한 과정을 열압착 본딩이라 한다.
도 1 및 도 2를 다시 참조하여, 본딩 유닛(140)의 동작에 의해 이루어지는 과정에 대하여 자세히 설명하면, 본딩 유닛(140)은 펀칭 유닛(164)이 있는 곳으로 이동하여 필름(148)을 펀칭하고, 시트 블록(162)으로 이동하여 본딩 픽커(141)가 필름(148)을 사이에 두고 반도체칩의 흡착면을 흡착한 후 열압착 본딩에 의한 실장 위치로 이동한다.
그리고 본딩 기판과 본딩 픽커(141) 사이에 비전 검사부(400)를 구성하는 슬릿 비전(410)을 통해 반도체칩의 정렬 상태를 검사할 수 있다. 본딩 픽커(141)에 흡착된 반도체칩을 본딩 기판에 실장하기 전에 슬릿 비전(410)으로 반도체칩과 기판의 실장위치를 동시에 검사하고, 만일 반도체칩이 XY 평면 상에서 어긋나 위치하는 경우 본딩 픽커(141)를 이동시켜 오차를 해소하고, 반도체칩의 배치 방향이 Z축을 중심으로 어긋나 있는 경우 본딩 픽커(141)를 회전시켜 오차를 해소하여 실장 위치에 정확하게 본딩할 수 있게 된다.
또한, 상기 비전 검사부(400)는 파티클 비전(430)을 구비할 수 있다. 파티클 비전은 슬릿비전의 일측에 구비되며, 도 7에 도시된 바와 같이 수직방향 이미지를 수평 방향으로 반사시키는 반사부재(435), 상기 반사부재(435)에서 반사된 수평방향 이미지를 촬상하는 촬상유닛(431), 상기 반사부재 근방에 촬상 방향으로 조명을 제공하는 조명유닛(433)을 구비한다.
본 발명에 따른 열압착 본딩장치(1000)는 실리콘관통전극(through silicon via) 패키지 등을 위한 반도체칩의 적층 본딩의 필수 장비로서, 반도체칩의 적층 본딩 과정에서 특정 층사이에 이물질이 존재하면 이물질을 기점으로 반도체칩이 깨지거나, 반도체칩과 본딩 기판의 통전, 또는 반도체칩과 다른 반도체칩 간에 통전 불량을 유발하게 되므로, 본딩 유닛(140)의 본딩 픽커(141)가 본딩 대상 반도체칩을 픽업한 상태에서 상기 슬릿 비전에 의한 반도체칩의 정렬 상태 검사 이외에도 본딩 기판의 상면 또는 본딩기판에 적층된 반도체칩의 상면, 즉 하층에 적층되는 반도체칩의 상면에 존재하는 이물질 유무를 검사할 수 있다.
이 경우, 본딩 기판의 본딩 위치에 이물질이 존재하는 경우 또는 기 본딩된 반도체칩의 상면에 이물질이 존재하는 경우, 해당 영역의 패키지는 불량으로 판단하고 후속 본딩 공정을 중단할 수 있으므로 불필요한 자재 및 공정의 낭비를 막을 수 있어 생산성 향상에도 기여할 수 있다..
일반적인 열압착 본딩장치의 경우, 순차적인 적층 본딩 과정에서 이물질 검사를 수행하는 검사 수단이 존재하지 않아, 본딩 기판에 특정 층의 본딩 작업이 전체 본딩 영역에서 완료되면 본딩 기판을 외부로 반출하여 별도의 검사 장비를 통해 이물질 검사를 수행한 후 다시 본딩 기판을 본딩장치로 반입하여 본딩 작업을 수행하는 방법을 사용하였기 때문에, 실리콘관통전극(through silicon via) 패키지 등을 위한 반도체칩의 적층 본딩 작업의 작업성이 크게 저하되는 요인이 되었다.
그러나 본 발명에 따른 열압착 본딩장치(1000)는 비전 검사부(400)에 반도체칩 정렬을 위한 슬릿 비전(410) 이외에도 파티클 비전(430)을 구비하여 층별 열압착 본딩 공정과 이물질 존재 여부 검사를 동시에 수행할 수 있도록 하여 전체적인 공정의 UPH를 크게 향상시킬 수 있다.
본딩픽커(141)가 본딩할 반도체칩을 픽업하는 동안 파티클 비전(430)으로 반도체칩의 이물질 검사를 하고, 이물질 검사가 완료된 후에는 반도체칩이 흡착된 본딩픽커가 본딩 기판의 상부에 위치하게 되면 슬릿비전(410)으로 반도체칩과 본딩기판의 정렬 상태를 검사한다. 반도체 칩의 정렬상태 검사가 완료되면 비전 검사부(400)가 본딩 픽커(141)의 하강에 간섭되지 않는 위치로 이송되고, 본딩 픽커(141)가 Z축 방향으로 하강하여 반도체칩을 본딩 기판 또는 하층 반도체칩 상면에 실장한다. 이 때, 반도체칩을 본딩하기 위해 열압착 방식을 이용할 수 있다. 즉, 반도체칩에 열을 가함과 동시에 가압하여 범프가 용해되면서 반도체칩이 본딩 기판에 본딩된다. 본딩이 완료된 후에도 비전 검사부(400)를 구성하는 슬릿 비전(410)을 이용하여 본딩 기판에 본딩이 완료된 반도체칩을 검사할 수 있는 PBI(Post Bonding Inspection) 검사를 수행하고 파티클 비전(430)으로 다음 반도체칩을 본딩할 본딩기판 또는 본딩기판에 본딩된 반도체칩의 상면에 대한 이물질 검사를 수행할 수 있다.
슬릿 비전(410)은 본딩 유닛(140)의 갠트리 이송 구조, 그리고 반도체칩 캐리어(160)의 구조에 전혀 영향을 받지 않기 때문에 본딩 픽커(141)가 필름 펀칭 작업을 하는 동안 PBI검사를 수행하고, 슬릿 비전(410)의 일측에 구비된 파티클 비전(430)으로 반도체칩이 본딩될 본딩기판의 상면 또는 하층 반도체칩의 상면에 대한 이물질 여부를 매번 검사하여도 UPH에 전혀 영향을 주지 않는다. 또한 각각의 반도체칩에 대해 매번 파티클 비전과 슬릿 비전으로 각각 검사를 하게 되므로 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 반도체칩 본딩부(500)를 구성하는 본딩 테이블(510, 도 6 참조)은 히터(530, 도 6 참조)를 매개로 본딩 기판을 지지할 수 있다. 본딩 기판은 본딩 테이블(510) 상부에 구비되는 히터(530)에서 발생하는 열에 의해 일정 온도 범위를 유지할 수 있다. 즉, 본딩 테이블에 내장된 히터로 본딩 기판에 열을 가하고, 본딩헤드에 장착된 히팅부를 통해 본딩픽커에 흡착된 반도체칩에도 일정 수준의 열을 가해줄 수 있다.
본 발명에서는 소정의 히팅온도와 소정의 압력으로 열압착본딩을 수행할 수 있다. 본딩 기판 위에 적층되는 반도체칩의 수는 요구되는 자재의 종류 및 성능에 따라 달라질 수 있으며, 필요에 따라 적층되는 반도체칩은 동일할 수도 있고, 다른 종류의 반도체칩이 적층될 수도 있다.
일예로 반도체칩을 8단이 적층된 패키징을 제조하기 위하여, 본딩 기판에 각각의 반도체칩을 한층씩 열압착 본딩하는 과정을 8번 반복 수행하여 얻을 수도 있으나, 2개 이상의 반도체칩을 적층한 후 한번에 열압착 본딩을 수행할 수도 있다. 만약 2개 이상의 반도체칩을 적층한 후 한번에 열압착 본딩을 수행하고자 한다면, 본딩 기판 또는 하층 반도체칩에 본딩할 반도체칩을 고정시켜 주기 위하여 임시로 가접착해줄 수 있다. 본 발명에서의 가접착은 열압착시 요구되는 온도 및 압력 이하의 수준에서 반도체칩의 위치를 고정해주기 위한 임시 고정으로서 본딩기판 상에 반도체칩을 각각 하나씩 가접착한후, 2단 또는 3단의 반도체칩이 적층되면 요구되는 온도 및 압력으로 범프를 용융시켜 열압착 본딩을 수행할 수 있다.
물론, 이때 열압착시에는 범프 용융시 발생되는 기포에 의한 오염 또는 용융된 접착제가 반도체칩의 측면을 타고 올라가 본딩픽커를 오염시키는 것을 방지하고자 본딩픽커와 반도체칩 사이에 필름이 개재된 상태로 열압착 본딩작업이 수행될 수 있으며, 가접착시 또는 반도체칩을 플럭스에 침지시킨 후 본딩할 때에는 필름을 본딩픽커와 반도체칩 사이에 개재시킬 필요가 없다.
따라서, 본 발명의 열압착 본딩장치에서 본딩픽커의 하단에 필름을 매개로 반도체칩을 흡착할 수 있도록 필름을 공급하는 필름공급유닛이 본딩픽커로부터 회동 가능하게 구비되며, 도 3~ 도 5에 도시된 바와 같이 본딩 픽커에 선택적으로 필름을 제공할 수 있게 구성될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 열압착 본딩장치(1000)의 본딩 유닛(140)의 필름의 차폐 위치에서의 정면도를 도시하며, 도 4는 도 3에 도시된 열압착 본딩장치(1000)의 본딩 유닛(140)의 필름의 차폐 위치에서의 측면도를 도시하며, 도 5는 도 3에 도시된 열압착 본딩장치(1000)의 본딩 유닛(140)의 필름의 개방 위치에서의 측면도를 도시한다.
전술한 바와 같이, 반도체칩이 열압착 방식에 의해 본딩 기판에 본딩되는 과정에서 본딩 유닛(140)이 반도체칩을 가압하는 압력에 의해 범프가 용해되어 형성되는 접착수단이 반도체칩의 측면 등을 타고 올라가 본딩 유닛(140)의 하면에 묻거나 접착수단을 가열하는 동안에 발생하는 가스에 의해 본딩 유닛(140)가 오염되는 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 본딩 픽커(141)와 본딩되는 반도체칩 사이에 필름(148)을 개재할 수 있다. 즉, 본딩 픽커(141)가 오염될 가능성에 대비하여 필름을 본딩 픽커(141) 하단에 배치한 후 본딩 픽커(141)가 반도체칩을 흡착하기 위한 흡입압이 반도체칩에 전달될 수 있도록, 필름에 구멍을 형성하여 본딩 픽커(141)에 이물질이 묻는 것을 방지하고 이로 인한 본딩 대상 반도체칩의 오염도 방지할 수 있다.
따라서, 본딩 픽커(141)의 진공압이 반도체칩에 가해지기 위해서는 필름(148)을 천공하여 홀을 형성하여야 한다. 따라서 본 발명의 일 실시에에 따른 열압착 본딩장치(1000)는 필름(148)을 천공하기 위하여 전술한 펀칭 유닛(164)을 사용하여 필름(148)을 천공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 열압착 본딩장치(1000)는 전술한 바와 같이 열압착 본딩공정과 일반적인 플럭스 본딩공정을 선택적으로 수행할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명은 본딩 픽커(141)에 필름을 제공하는 필름제공유닛이 선택적으로 필름을 제공할 수 있는 구조를 갖게 되며, 이의 구조를 순차적으로 설명한다.
본 발명의 필름공급유닛은 필름이 공급되는 공급롤러(194), 공급된 필름을 상기 본딩픽커의 흡착홀 하부를 가로지르도록 안내하는 복수개의 가이드롤러(193), 상기 가이드롤러(193)를 통해 안내되며 상기 필름을 회수하는 회수롤러(195)를 구비하고, 상기 가이드롤러는 상기 필름이 본딩픽커의 흡착홀 하부를 차폐하는 차폐위치 또는 본딩픽커의 흡착홀 하부를 개방하는 위치로 변위가능하도록 구성된다.
필름(148)은 공급롤러(194)에 감겨서 제공된 상태로 구비되고, 필름의 궤적 상에 구비되는 복수 개의 가이드 롤러(193)를 통해 안내되어 공급롤러(194)의 반대 편에 위치하는 회수롤러(195)에 감겨 보관될 수 있다.
가이드롤러(193)는 힌지브라켓(220)에 장착되어 힌지블록에 회동가능하도록 힌지결합되고, 힌지브라켓의 일측에는 힌지브라켓을 회동시키는 실린더(230)가 구비되며, 실린더의 실린더로드가 신장되면 힌지브라켓이 힌지축을 중심으로 회동하여 필름을 개방위치로 변위시키고, 실린더로드가 신축되면 필름을 차폐위치로 변위시킬 수 있다.
상기 필름공급유닛에서 제공되는 필름이 본딩 유닛(140)에 필요한 경우는 NCF로 코팅된 반도체칩을 본딩하기 위해 열압착 본딩공정을 수행할 때이며, 가접착 또는 NCF로 코팅되지 않은 반도체칩을 본딩할 수 있도록 반도체칩을 일반 플럭스에 침치하여 본딩하는 경우에는 필름이 불필요하다.
가접착시에는 열과 압력을 이용하여 본딩하기는 하지만, 실제 열압착 본딩 수준의 열과 압력 정도는 아니기 때문에 반도체칩의 범프가 완전히 용융되면서 접착제가 칩의 측면 등을 타고 올라가거나, 용융되면서 발생되는 가스가 생기지 않기 때문에 반도체칩과 본딩픽커 사이에 필름을 개재할 필요가 없는 것이다.
따라서, 본딩기판에 반도체칩을 가접착하거나 플립칩 본딩이 필요한 경우에 필름은 본딩픽커의 흡착홀 하부를 개방하는 개방 위치에 구비하고, 열압착 본딩이 필요한 경우에는 본딩픽커의 흡착홀 하부를 차폐하는 위치에 필름이 구비되게 하는 것이 바람직하다.
또한, 본딩툴의 교체를 위해서도 필름이 본딩픽커의 흡착홀 하부를 개방하는 개방위치에 있어야 한다. 이에 대하여 보다 자세히 설명하면, 종래의 열압착 본딩장치(1000)는 필름공급유닛이 고정된 방식이다보니 작업자가 자재의 종류나 크기에 따라 본딩툴을 교체하고자 할 때 필름공급유닛과의 간섭 때문에 교체가 용이하지 않은데다가, 플럭스를 공급하는 방법이 존재하지 않아, NCF로 코팅된 반도체칩만 열압착 본딩할 수 있고 플럭스를 침지해야하는 일반 반도체칩의 본딩 작업은 불가능하였다.
본 발명에 따른 열압착 본딩장치(1000)는 장비의 활용도를 높이기 위하여 도 1에 도시된 바와 같이 본딩 유닛(140)의 이송 경로 상에 본딩 대상 반도체칩의 하면을 침지하여 플럭스를 도포하기 위한 플럭스 공급유닛(620)을 구비하여, 공정의 종류에 따라 열압착 본딩공정 또는 일반 본딩공정을 선택적으로 수행할 수 있다.
여기에서 플럭스 공급유닛(620)은 본딩테이블에 반도체칩을 본딩하기 전에 필요에 따라 본딩픽커에 흡착된 반도체칩의 하면에 플럭스를 침지하기 위해 구성되는 것으로서, 본딩픽커에 픽업된 칩의 하면에 플럭스를 침지하기 위한 플럭스가 수용되는 침지 플레이트(미도시)와 침지플레이트에 플럭스를 공급하기 위한 플럭스 탱크(미도시)를 포함한다.
한편, 본딩 기판 위에 여러 단의 반도체칩을 적층 본딩함에 있어서 각각의 반도체칩은 서로 동일할 수도 있으나 서로 다른 종류의 반도체칩이 적층될 수도 있다.
본딩픽커가 픽업하는 반도체칩의 종류가 달라질 때, 반도체 칩의 종류에 따라 본딩픽커를 교체할 수 있도록 본딩유닛으로부터 본딩툴이 탈착가능하게 구비되며, 열압착 본딩장치 내에, 본딩픽커의 교체를 위하여 복수개의 본딩툴이 마련되는 툴 교체부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서, 열압착 본딩공정을 수행할 때는 플럭스 공급유닛(620)의 침지과정이 불필요하므로 플럭스 공급유닛(620)을 통과하면 되고, 일반 본딩공정은 본딩 유닛(140)이 시트 블록(162)에서 반도체칩을 픽업한 후 플럭스 공급유닛(620)에서 플럭스를 반도체칩의 하면에 도포한 후 본딩 기판으로 이송되어 본딩공정이 수행될 수 있다.
이와 같이, 열압착 본딩공정과 일반 본딩공정 모두를 수행하기 위해서는 플럭스 공급유닛(620)을 구비하는 것 이외에도 열압착 본딩공정에서만 요구되는 본딩 유닛(140)의 필름을 제거하기 위한 방법이 요구된다.
따라서, 상기 본딩 유닛(140)에 구비되는 필름공급유닛은 상기 본딩 유닛(140)의 필름공급유닛은 상기 본딩 픽커(141)의 흡착홀 하부를 차폐하는 차폐위치 또는 상기 본딩 픽커(141)의 흡착홀 하부를 개방하는 개방위치로 필름이 권취된 상기 공급롤러 및 상기 회수롤러의 이송하는 방법으로 공정에 따라 필름을 이송할 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 본딩 유닛(140)의 필름공급유닛은 상기 공급롤러 및 상기 회수롤러가 장착되며, 상기 본딩 유닛(140)에 회전 가능하게 힌지 결합되는 힌지 브라켓(220) 및 상기 힌지 브라켓(220)을 추진 또는 견인하여 필름을 차폐위치 또는 개방위치로 변위시키는 실린더 방식의 추진장치(230)를 구비할 수 있다.
즉, 상기 힌지 브라켓(220)은 각각의 롤러가 장착된 상태로 본딩 유닛(140)에 회전 가능하게 힌지결합되어 추진장치(230)에 의하여 추진 또는 견인되는 경우 회전되어 필름이 본딩 픽커(141)의 흡착홀의 차폐위치 또는 개방위치로 변경될 수 있다.
구체적으로, 도 4는 상기 필름공급유닛을 구성하는 추진장치(230)의 실린더 로드(231)가 힌지 브라켓(220)을 견인하여 필름을 차폐위치에 오도록 배치한 상태이고, 도 5는 필름공급유닛을 구성하는 추진장치(230)의 실린더 로드(231)가 힌지 브라켓(220)을 추진하여 필름이 개방위치에 오도록 배치한 상태이다.
　따라서, 본 발명에 따른 열압착 본딩장치(1000)를 통해 열압착 본딩공정을 수행하는 경우에는 도 4에 도시된 바와 같이 필름공급유닛이 필름을 차단 위치에 오도록 배치하여 열압착 본딩공정을 수행하고, 일반 본딩공정을 수행하는 경우에는 필름이 개방위치에 오도록 추진장치(230)를 구동하여 본딩 픽커(141)가 반도체칩을 직접 픽업할 수 있도록 구성할 수 있다.
그리고, 상기 필름공급유닛을 구성하는 힌지 브라켓(220)을 상기 본딩 유닛(140)에 힌지에 의하여 회전 가능하게 체결함과 동시에 상기 추진장치(230) 역시 힌지 브라켓(220)에 회전 가능하게 체결하여, 상기 추진장치(230)의 실린더 로드(231)가 힌지 브라켓(220)을 추진하면 도 5에 도시된 바와 같이 힌지 브라켓(220)과 추진장치(230)가 서로 반대방향으로 회전하여 간격이 증대되어 필름이 개방 위치로 이송될 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 열압착 본딩장치(1000)의 비전 검사부(400)를 도시하며, 도 7은 도 6의 열압착 본딩장치(1000)의 비전 검사부(400)를 구성하는 파티클 비전(430)의 검사 원리가 도시된 측면도를 도시한다.
본 발명에 따른 열압착 본딩장치(1000)는 열압착 본딩공정에 의하여 실리콘관통전극(through silicon via) 패키지 등을 위한 반도체칩의 적층 본딩공정을 수행함에 있어서, 반도체칩의 적층면에 이물질 유무를 외부의 검사장비가 아닌 본딩장치에 자체적으로 구비된 비전 검사부(400)를 사용하여 검사할 수 있다는 특징을 갖는다.
열압착 본딩 공정은 본딩 테이블(510) 상에 히터(530)가 구비될 수 있고, 상기 히터 상부에 본딩 기판(w)이 구비되어 각각의 본딩 위치에 열압착 본딩 공정이 수행될 수 있다.
열압착 본딩 공정의 경우에는 각각의 반도체칩의 본딩 공정 전에 비전 검사부(400)에 의한 검사가 수행될 수 있다. 전술한 바와 같이, 열압착 본딩 공정은 위치 등의 틀어짐을 검사 및 교정하기 위한 정렬 검사와 본딩 위치의 기판 또는 하층에 적층 본딩된 반도체칩의 상면 등에 존재하는 이물질을 검사하기 위한 파티클 검사 등이다.
전술한 바와 같이, 종래에는 본딩 공정과 파티클 검사 공정은 서로 다른 장비에 의하여 수행되어, 실리콘관통전극(through silicon via) 패키지 등을 위한 반도체칩의 적층 본딩공정을 수행하는 경우, 층별 본딩이 완료된 후 본딩 기판을 외부로 반출하여 이물질 검사를 수행한 후 다시 본딩 기판을 본딩장치로 반입하여 본딩공정을 수행하여 작업성이 크게 저하되었다.
그러나, 본 발명에 따른 열압착 본딩장치(1000)는 비전 검사부(400)에 반도체칩과 본딩 기판의 정렬 검사를 위한 양방향 촬상이 가능한 슬릿 비전(410) 이외에도 파티클 비전(430)을 구비하여 본딩 기판을 외부로 반출하지 않아도 이물질 검사를 수행하도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 비전 검사부(400)는 본딩 위치로 이송된 본딩 유닛(140)에 픽업된 반도체칩의 위치 또는 상기 본딩 유닛(140)에 픽업된 반도체칩이 본딩될 본딩 기판의 상면이나 픽업된 반도체칩이 본딩될 반도체칩의 상면을 양방향 촬상 검사하기 위하여 상방 및 하방 촬상유닛(411)이 구비된 슬릿 비전(410) 이외에도 상기 비전 검사부(400)는 본딩 위치에서의 본딩 기판 또는 상기 본딩 유닛(140)에 픽업된 반도체칩이 본딩될 하층 반도체칩의 상면의 이물질 존재 여부를 검사하기 위한 파티클 비전(430)을 포함하여 구성될 수 있다.
본딩 기판과 본딩 픽커(141) 사이에 비전 검사부(400)를 구성하는 슬릿 비전(410)을 통해 반도체칩의 정렬 상태를 검사하여, 만일 반도체칩이 XY 평면 상에서 어긋나 위치하는 경우 본딩 픽커(141)를 이동시켜 오차를 해소하고, 반도체칩의 배치 방향이 Z축을 중심으로 어긋나 있는 경우 본딩 픽커(141)를 회전시켜 오차를 해소할 수 있음은 전술한 바와 같다.
또한, 비전 검사부(400)를 구성하는 파티클 비전(430)을 통해 적층 본딩되는 반도체칩의 상면 또는 기판 상면에 이물질 유무를 검사할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 슬릿 비전(410)과 상기 파티클 비전(430)은 비전 검사부(400)에 함께 장착되어 X-Y 평면 방향으로 함께 이송이 가능하도록 구성될 수 있다.
그리고, 상기 파티클 비전(430)은 그 높이를 최소화하고, 이송 중 본딩 픽커(141) 등과의 간섭을 최소화하기 위하여 수직방향 이미지를 수평방향으로 반사시키는 반사부재(435) 및 상기 반사부재(435)에서 반사된 수평방향 이미지를 촬상하는 촬상유닛(431)을 구비하여 구성될 수 있다.
그리고, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 파티클 비전(430)은 정확한 이물질 검사를 위하여 상기 반사부재(435)와 함께 조명유닛(433)이 구비되어 반도체칩(sc) 또는 기판(w) 상면의 정확한 이미지 촬상을 가능하게 할 수 있다.
도 7에 도시된 본딩 공정은 실리콘관통전극(through silicon via) 패키지 등을 위한 반도체칩의 적층 본딩공정 과정에서 상기 비전 검사부(400)를 구성하는 파티클 비전(430)에 의히여 특정 본딩 위치의 반도체칩의 상면에 파티클(pt) 등의 이물질을 발견한 경우, 해당 패키지는 불량으로 판단하여 추가적인 적층 공정을 생략할 수 있다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같은 실리콘관통전극(through silicon via) 패키지는 복수 개의 반도체칩을 적층하여 본딩하여 구성될 수 있다. 이와 같은 반도체칩 적층 본딩 공정은 열과 압력을 가하여 순차적으로 반도체칩을 적층 본딩하는 공정이다.
따라서, 단층으로 반도체칩을 열압착 하는 경우와 달리 각각의 층별 본딩 공정의 열압착 공정은 단층 열압착에 비해 열압착 시간과 압력을 줄이고, 최종층의 반도체칩이 적층된 후 마무리 열압착 공정을 수행하여 전체 실리콘관통전극(through silicon via) 패키지를 완성할 수 있다. 즉, 하나의 실리콘관통전극(through silicon via) 패키지를 위하여 개별 반도체칩의 적층을 위한 열압착 시간과 압력은 단층 열압착 본딩공정에 비하여 감소시키되, 최종 마무리 열압착의 시간과 압력을 보충하여 복층 열압착 본딩공정의 효율성을 극대화할 수도 있다.
이상에서, 본 발명의 열압착 본딩장치에 대하여 자세히 기술하였으나, 이를 이용하여 본딩기판에 복수개의 반도체칩이 적층되는 다층기판을 제조하기 위한 열압착 본딩장치의 열압착 본딩방법을 간단히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 열압착 본딩방법은 웨이퍼로부터 절단된 반도체칩을 플립오버픽커로 픽업 및 180° 회전하여 반도체칩의 상하면을 반전시키는 단계, 상하면이 반전된 상기 반도체칩을 유닛픽커가 흡착하여 시트블록에 거치하는 단계, 상기 시트블록에 거치된 반도체칩을 본딩픽커가 픽업하여 상기 반도체칩이 본딩될 본딩기판의 상부로 이동하는 단계, 상기 본딩픽커가 상기 반도체칩을 픽업하여 본딩기판의 상부로 이동하는 동안, 상기 본딩기판의 상부에서 파티클 비전으로 상기 반도체칩이 본딩될 본딩 기판의 상면 또는 상기 반도체칩이 본딩될 하층 반도체칩의 상면의 이물질 존재여부를 검사하는 단계, 이물질이 검출되지 않은 경우, 상기 파티클 비전의 일측에 구비된 슬릿비전으로 상기 본딩픽커에 흡착된 반도체칩과 상기 반도체칩이 본딩될 본딩기판의 상면 또는, 상기 본딩픽커에 흡착된 반도체칩과 상기 반도체칩이 본딩될 하층 반도체칩의 상면을 동시에 촬상하여 상기 반도체칩의 정렬상태를 검사하는 단계, 및 상기 슬릿비전을 상기 본딩기판으로부터 이격시킨 후, 상기 반도체칩을 상기 본딩기판에 본딩하는 단계를 포함한다.
여기에서, 반도체칩을 본딩기판에 본딩하는 단계는 본딩기판에 각각의 반도체칩을 본딩한 후, 본딩기판에 본딩된 반도체칩의 상면에 새로운 반도체칩을 본딩하는 과정을 반복 수행함으로써, 반도체칩들이 적층된 다층 기판을 제조할 수 있다.
시트블록에 거치된 반도체칩을 본딩픽커가 본딩기판으로 이동하는 과정에서, 필요에 따라 반도체칩의 하면에 플럭스를 침지하여 플럭스 본딩이 가능하며, 열과 압력을 이용한 열압착 본딩 방법으로 본딩기판에 반도체칩을 본딩할 때는 본딩픽커의 하단에 필름을 흡착시킨 상태에서 필름에 구멍을 형성하여 본딩픽커가 필름을 통해 반도체칩을 흡착할 수 있다. 이때 본딩픽커의 하단에 필름을 선택적으로 제공하기 위하여 필름이 본딩픽커의 흡착홀 하부를 개방하거나 차폐하는 위치에 변위가능하도록 구비되며, 열압착 본딩시에는 필름이 본딩픽커의 흡착홀 하부를 차폐하고, 가압착 또는 플럭스 본딩시에는 필름이 본딩픽커의 흡착홀 하부를 개방할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명을 통해 반도체칩이 본딩될 기판 또는 기판에 본딩된 반도체칩의 표면에 이물질 여부를 검사한 후에, 이물질이 검출되지 않은 기판 또는 반도체칩 표면에 본딩픽커에 픽업된 반도체칩을 본딩할 수 있어서 열압착 본딩장치 내에서 본딩과 검사를 연속적으로 수행할 수 있는 장점이 있으며, 열압착 본딩과 함께 플럭스를 침지하여 본딩이 가능하므로 간단하게 하나의 장비로 열압착본더와 플립칩본더를 모두 취급할 수 있어 UPH 향성 및 다양한 반도체칩을 취급할 수 있는 본딩장치를 달성할 수 있다.
본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
1000 : 열압착 본딩장치
110: 웨이퍼공급부
120: 플립오버픽커
130: 유닛픽커
140: 본딩유닛
144: 본딩픽커
155: 업룩킹비전
160: 캐리어유닛
162: 시트블록
164: 펀칭유닛
400 : 비전 검사부
410: 슬릿비전
430 : 파티클 비전
500: 반도체칩 본딩부
510: 본딩테이블
530: 히터
610: 이물질 석션부
620: 플럭스 공급유닛
630: 툴교체부

Claims (14)

  1. 개별 단위의 반도체칩으로 절단된 웨이퍼를 공급하는 웨이퍼공급부;
    상기 웨이퍼공급부로부터 상기 반도체칩을 픽업하여 상하 반전하는 플립오버 픽커;
    상기 플립오버 픽커로부터 개별 반도체칩을 전달받아 픽업하는 유닛픽커;
    상기 유닛픽커에 의하여 픽업된 반도체칩이 거치되는 시트 블록과, 상기 시트블록의 일측에 마련되며 필름에 구멍을 형성하기 위하여 펀칭핀이 장착된 펀칭유닛을 구비하며, Y축 방향으로 이송 가능한 캐리어 유닛;
    상기 시트 블록에 거치된 반도체칩을 흡착하기 위한 흡착홀이 하부에 형성되는 본딩픽커와, 상기 반도체칩을 필름을 통해 흡착하기 위하여 상기 본딩픽커의 하단에 필름을 선택적으로 제공하는 필름공급유닛을 포함하며, X-Y 평면 방향으로 이송 및 Z축 방향 승강이 가능하게 구비되는 본딩 유닛;
    상기 본딩픽커에 흡착된 반도체칩을 본딩하기 위한 본딩 기판이 거치되는 본딩 테이블;
    상기 본딩 테이블의 일측에 마련되어 부유하는 이물질을 흡입 제거하기 위한 이물질 석션부;
    상기 반도체칩이 본딩될 본딩 기판의 상면에 이물질 존재여부를 검출하기 위한 파티클 비전; 및
    상기 파티클 비전의 일측에 형성되어 상기 파티클 비전과 함께 X-Y 평면 방향으로 이송 가능하게 구비되고, 상기 본딩픽커에 흡착된 반도체칩과 상기 반도체칩이 본딩될 본딩기판의 상면을 동시에 촬상하여 본딩대상 반도체칩의 정렬 상태를 검사하기 위한 슬릿 비전을 포함하는 열압착 본딩장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열압착 본딩장치는 상기 본딩 기판에 상기 반도체칩이 복수개 적층 본딩되는 다층기판을 제조하는데 사용되는 본딩장치로서,
    상기 파티클 비전은 상기 반도체칩이 본딩될 본딩 기판의 상면 또는 상기 반도체칩이 본딩될 하층 반도체칩의 상면의 이물질 존재여부를 검출하고,
    상기 슬릿비전은 상기 본딩픽커에 흡착된 반도체칩과 상기 반도체칩이 본딩될 본딩기판의 상면 또는, 상기 본딩픽커에 흡착된 반도체칩과 상기 반도체칩이 본딩될 하층 반도체칩의 상면을 동시에 촬상하는 것을 특징으로 하는 열압착 본딩장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 본딩 유닛의 필름공급유닛은 상기 필름이 제공되는 공급롤러;
    상기 공급된 필름을 상기 본딩픽커의 흡착홀 하부를 가로지르도록 안내하는 복수개의 가이드롤러; 및
    상기 가이드롤러를 통해 안내되며 상기 필름을 회수하는 회수롤러를 구비하고,
    상기 가이드롤러는 상기 필름이 상기 본딩 픽커의 흡착홀 하부를 차폐하는 차폐위치 또는 상기 본딩 픽커의 흡착홀 하부를 개방하는 개방위치로 변위가능하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 열압착 본딩장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가이드롤러는 힌지브라켓에 장착되어 힌지블록에 회동가능하도록 힌지결합되고,
    상기 힌지브라켓의 일측에는 상기 힌지브라켓을 회동시키는 실린더가 구비되며,
    상기 실린더의 실린더로드가 신장되면 상기 힌지브라켓이 힌지축을 중심으로 회동하여 상기 필름을 개방위치로 변위시키고, 상기 실린더로드가 신축되면 상기 필름을 차폐위치로 변위시키는 것을 특징으로 하는 열압착 본딩장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 본딩기판에 반도체칩을 가접착하는 경우에 상기 필름은 본딩픽커의 흡착홀 하부를 개방하는 개방위치에 구비되고, 열압착 본딩하는 경우에 본딩픽커의 흡착홀 하부를 차페하는 차폐위치에 구비되되,
    상기 필름이 상기 본딩픽커의 흡착홀 하부를 차폐하는 위치에 구비될 때, 상기 본딩픽커의 하단에 상기 필름이 개재된 상태로 상기 본딩픽커가 상기 반도체칩을 흡착 및 본딩하는 것을 특징으로 하는 열압착 본딩장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 본딩픽커는 흡착할 반도체칩의 종류에 따라 교체 가능하도록 상기 본딩유닛으로부터 탈착 가능한 본딩툴을 구비하고, 상기 본딩픽커의 본딩툴을 교체시에 상기 필름은 상기 본딩픽커의 흡착홀 하부를 개방하는 개방위치에 구비되며,
    상기 본딩픽커의 교체를 위하여 복수개의 본딩툴이 마련되는 툴교체부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열압착 본딩장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 펀칭유닛은
    상기 필름의 하면을 지지하고, 내부에 상기 필름을 천공하는 펀칭핀이 관통되는 핀 수용홀이 형성되는 홀딩블록을 구비하며,
    상기 홀딩블록은 상하로 이동 가능하게 구비되어, 상기 홀딩블록이 아래로 이동하는 경우 상기 펀칭핀이 돌출되어 상기 필름을 천공하는 것을 특징으로 하는 열압착 본딩장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 본딩 테이블에 반도체칩을 본딩하기 전에, 필요에 따라 상기 본딩픽커에 흡착된 반도체칩의 하면에 플럭스를 침지하기 위한 플럭스 공급유닛을 더 포함하며,
    상기 플럭스 공급유닛은
    상기 본딩 픽커에 픽업된 칩의 하면에 플럭스를 침지하기 위한 플럭스가 수용되는 침지 플레이트; 및
    상기 침지 플레이트에 플럭스를 공급하기 위한 플럭스 탱크를 구비하는 것을 특징으로 하는 열압착 본딩장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 파티클 비전은 수직방향 이미지를 수평방향으로 반사시키는 반사부재;
    상기 반사부재에서 반사된 수평방향 이미지를 촬상하는 촬상유닛; 및
    상기 반사부재 근방에 배치되어 촬상 방향으로 조명을 제공하는 조명유닛; 을 구비하는 것을 특징으로 하는 열압착 본딩장치.
  10. 본딩기판에 복수개의 반도체칩이 적층되는 다층 기판을 제조하기 위한 열압착 본딩장치의 열압착 본딩방법으로서,
    웨이퍼로부터 절단된 반도체칩을 플립오버픽커로 픽업 및 180° 회전하여 반도체칩의 상하면을 반전시키는 단계;
    상하면이 반전된 상기 반도체칩을 유닛픽커가 흡착하여 시트블록에 거치하는 단계;
    상기 시트블록에 거치된 반도체칩을 본딩픽커가 픽업하여 상기 반도체칩이 본딩될 본딩기판의 상부로 이동하는 단계;
    상기 본딩픽커가 상기 반도체칩을 픽업하여 본딩기판의 상부로 이동하는 동안, 상기 본딩기판의 상부에서 파티클 비전으로 상기 반도체칩이 본딩될 본딩 기판의 상면 또는 상기 반도체칩이 본딩될 하층 반도체칩의 상면의 이물질 존재여부를 검사하는 단계;
    이물질이 검출되지 않은 경우, 상기 파티클 비전의 일측에 구비된 슬릿비전으로 상기 본딩픽커에 흡착된 반도체칩과 상기 반도체칩이 본딩될 본딩기판의 상면 또는, 상기 본딩픽커에 흡착된 반도체칩과 상기 반도체칩이 본딩될 하층 반도체칩의 상면을 동시에 촬상하여 상기 반도체칩의 정렬상태를 검사하는 단계; 및
    상기 슬릿비전을 상기 본딩기판으로부터 이격시킨 후, 상기 반도체칩을 상기 본딩기판에 본딩하는 단계를 포함하는 열압착 본딩방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 시트블록에 거치된 반도체칩을 상기 본딩픽커가 픽업하여 본딩기판으로 이동하는 과정에서, 필요에 따라 상기 반도체칩의 하면에 플럭스를 침지하는 단계를 더 포함하는 열압착 본딩방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 반도체칩을 상기 본딩기판에 본딩하는 단계는 상기 본딩기판에 각각의 반도체칩을 본딩한 후, 상기 본딩기판에 본딩된 반도체칩의 상면에 새로운 반도체칩을 본딩하는 과정을 반복 수행하여 반도체칩들이 적층된 다층 기판을 제조하는 것을 특징으로 하는 열압착 본딩방법.
  13. 제10항에 있어서,
    열과 압력을 이용하여 상기 본딩기판에 상기 반도체칩을 열압착 본딩할 때, 상기 본딩픽커의 하단에 필름을 흡착시킨 상태에서 상기 필름에 구멍을 형성하여 필름을 통해 상기 반도체칩을 흡착하는 것을 특징으로 하는 열압착 본딩방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 본딩픽커의 하단에 상기 필름을 선택적으로 제공하기 위하여, 상기 필름이 상기 본딩픽커의 흡착홀 하부를 개방하거나 차폐하는 위치에 변위가능하도록 구비되며,
    상기 필름은 열압착 본딩시 상기 본딩픽커의 흡착홀 하부를 차폐하고,
    가압착 또는 플럭스 본딩시 상기 본딩픽커의 흡착홀 하부를 개방하는 것을 특징으로 하는 열압착 본딩방법.
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