KR20190052231A - 반도체 비전 장치 - Google Patents

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정라파엘
이희선
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정라파엘
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Abstract

본딩 공정에서 반도체 소자를 정렬하기 위한 반도체 비전 장치가 개시된다. 반도체 비전 장치는, 반도체 소자들이 본딩될 기판을 지지하며 기판을 가열하는 히팅 유닛과, 히팅 유닛의 상측에 배치되며 기판의 상면을 촬상하여 반도체 소자들을 정렬하기 위한 비전 유닛과, 히팅 유닛과 비전 유닛 사이에 기류를 형성하여 히팅 유닛의 열에 의해 기판과 히팅 유닛의 표면들에 형성된 아지랑이를 제거하기 위한 왜곡 보정부를 포함할 수 있다. 이와 같이, 반도체 비전 장치는 히터 유닛과 비전 유닛 사이에 기류를 형성하는 왜곡 보정부를 구비함으로써, 기판 표면의 아지랑이로 인한 비전 유닛의 상 떨림과 이미지 왜곡을 방지할 수 있다.

Description

반도체 비전 장치{Semiconductor vision device}
본 발명의 실시예들은 반도체 비전 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 반도체 소자의 정렬을 위해 이용될 수 있는 반도체 비전 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자들은 일련의 제조 공정들을 반복적으로 수행함으로써 반도체 기판으로 사용되는 실리콘 웨이퍼 상에 형성될 수 있다. 이렇게 형성된 반도체 소자들은 다이싱 공정과 본딩 공정 및 패키징 공정 등 다양한 후속 공정을 거칠 수 있다.
본딩 공정은 다이싱 공정에 의해 개별화된 반도체 소자들을 기판 상에 본딩하는 공정이다. 본딩 공정 시, 반도체 소자들이 본딩될 기판은 히터 유닛 상에 놓이며, 히터 유닛은 반도체 소자들을 본딩하기 위해 기판을 가열할 수 있다. 이때, 반도체 소자가 정위치에 본딩되도록 반도체 소자를 정렬하기 위한 비전 장치가 히터 유닛 상측에 배치되며, 비전 장치에 의해 촬상된 이미지를 이용하여 반도체 소자를 정렬한다.
그러나 히터 유닛에 의해 기판이 가열된 상태에서 비전 장치가 기판의 상면을 촬상하기 때문에, 히터 유닛의 열에 의하여 기판의 상면에 아지랑이가 형성된다. 기판 상면에 형성된 아지랑이는 기판과 비전 유닛 사이의 공기 밀도를 변화시키며, 이로 인해, 비전 장치를 통해 보이는 이미지에 지속적인 상 떨림과 왜곡 현상이 발생한다. 그 결과, 위치 공차가 발생하여 반도체 소자가 정위치에 본딩되지 못하는 문제가 발생할 수 있다. 특히, 반도체 소자들을 적층하여 본딩할 경우 상하 반도체 소자들 간의 정렬 오류로 인하여 불량이 발생할 수 있으므로, 제품의 수율이 저하될 수 있다.
한국등록특허공보 제10-1358429호 (2014.02.05.)
본 발명의 실시예들은 본딩 공정에서 히터 유닛의 열로 인한 반도체 소자의 정렬 오차를 방지할 수 있는 반도체 비전 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 반도체 비전 장치는, 반도체 소자들이 본딩될 기판을 지지하며 상기 기판을 가열하는 히팅 유닛과, 상기 히팅 유닛의 상측에 배치되며 상기 기판의 상면을 촬상하여 상기 반도체 소자들을 정렬하기 위한 비전 유닛과, 상기 히팅 유닛과 상기 비전 유닛 사이에 기류를 형성하여 상기 히팅 유닛의 열에 의해 상기 기판과 상기 히팅 유닛의 표면들에 형성된 아지랑이를 제거하기 위한 왜곡 보정부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 왜곡 보정부는 상기 히팅 유닛과 상기 비전 유닛 사이에 수평 방향으로 흐르는 기류를 형성할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 왜곡 보정부는 상기 히팅 유닛과 상기 비전 유닛 사이로 바람을 제공하기 위한 팬을 구비할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 팬은 상기 히팅 유닛과 상기 비전 유닛 사이의 공기 밀도가 일정하게 유지되도록 풍압과 풍량이 각각 기 설정된 임계값을 넘지 않는 바람을 제공할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 반도체 비전 장치는 히터 유닛과 비전 유닛 사이에 기류를 형성하는 왜곡 보정부를 구비함으로써, 히터 유닛의 열에 의해 히터 유닛과 기판의 표면들에 형성된 아지랑이를 제거할 수 있다. 이에 따라, 히터 유닛과 상기 기판 사이의 공기 밀도가 균일하게 유지되므로, 아지랑이로 인한 비전 유닛의 상 떨림과 이미지 왜곡이 방지될 수 있다. 그 결과, 반도체 비전 장치는 기판 표면의 아지랑이로 인한 반도체 소자의 정렬 오류를 방지할 수 있으며, 제품의 수율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 비전 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 반도체 비전 장치의 구동 과정을 설명하기 위한 개략적인 동작도이다.
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 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 비전 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 비전 장치(100)는 개별화된 복수의 반도체 소자(20)를 기판(10) 상의 정위치에 본딩하기 위하여 상기 반도체 소자들(20)을 정렬하는 데 이용될 수 있다. 여기서, 상기 반도체 소자(20)는 상기 기판(10)의 상면에 본딩될 수도 있고, 상기 기판(10)에 본딩된 반도체 소자의 상면에 본딩될 수도 있다.
구체적으로, 상기 반도체 비전 장치(100)는, 상기 기판(10)을 지지하는 히터 유닛(110)과, 상기 히터 유닛(110) 상의 기판(10)을 촬상하는 비전 유닛(120)과, 상기 히터 유닛(110)과 상기 비전 유닛(120) 사이의 공기 밀도를 균일하게 유지하기 위한 왜곡 보정부(130)를 포함할 수 있다.
상기 히터 유닛(110)은 상면에 상기 기판(10)이 안착될 수 있으며, 상기 반도체 소자들(20)을 상기 기판(10)에 본딩하기 위해 상기 기판(10)을 가열한다. 이렇게 상기 기판(10)이 가열된 상태에서 상기 반도체 소자들(20)이 상기 기판(10) 상에 본딩될 수 있다.
상기 비전 유닛(120)은 상기 히터 유닛(110)의 상측에 위치하며, 상기 반도체 소자들(20)이 정위치에 본딩되도록 상기 기판(10)의 상면을 촬상하여 상기 반도체 소자들(20)을 정렬한다.
상기 왜곡 보정부(130)는 상기 히터 유닛(110)의 일측에 위치할 수 있다. 특히, 상기 왜곡 보정부(130)는 상기 히터 유닛(110)과 상기 비전 유닛(120) 사이에 기류를 형성함으로써, 상기 히터 유닛(110)의 열에 의해 상기 기판(10)과 상기 히터 유닛(110)의 표면들에 형성된 아지랑이를 제거하여 상기 비전 유닛(120)의 상 떨림과 왜곡을 방지한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 왜곡 보정부(130)는 상기 히터 유닛(110)의 일측에 배치되나 상기 왜곡 보정부(130)의 위치는 이에 한정되지 않는다.
구체적으로, 상기 왜곡 보정부(130)는 하우징(132)과 상기 하우징(132) 안에 구비되는 팬(134)을 포함할 수 있다. 상기 팬(134)은 상기 히터 유닛(110)과 상기 비전 유닛(120) 사이로 바람을 제공하여 상기 히터 유닛(110)의 열에 의해 상기 기판(10)과 상기 히터 유닛(110)의 표면들에 형성된 아지랑이를 제거한다.
도면에는 구체적으로 도시하지 않았으나, 상기 왜곡 보정부(130)는 상기 팬(134)을 회전시키기 위한 구동부(미도시)를 구비할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 상기 왜곡 보정부(130)의 동작 과정에 대해 구체적으로 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 반도체 비전 장치의 구동 과정을 설명하기 위한 개략적인 동작도이다.
도 2를 참조하면, 상기 팬(134)은 회전하여 바람을 형성하며, 상기 팬(134)에 의해 형성된 바람은 상기 히터 유닛(110)과 상기 비전 유닛(120) 사이로 제공될 수 있다. 이렇게 제공된 바람은 상기 히터 유닛(110)과 상기 비전 유닛(120) 사이에 수평 방향으로 흐르는 기류(AC)를 형성할 수 있으며, 상기 히터 유닛(110)과 상기 기판(10)의 표면들에 형성된 아지랑이(HS)가 상기 기류(AC)에 의해 제거된다. 이에 따라, 상기 히터 유닛(110)과 상기 기판(10) 사이의 공기 밀도가 균일하게 유지될 수 있으므로, 상기 반도체 비전 장치(100)는 상기 아지랑이(HS)로 인한 상기 비전 유닛(120)의 상 떨림과 이미지 왜곡을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 팬(134)은 상기 히터 유닛(110)과 상기 비전 유닛(120) 사이의 공기 밀도가 일정하게 유지되도록 상기 팬(134)으로부터 제공되는 바람의 풍압과 풍량이 각각 기 설정된 임계값을 넘지 않도록 조절될 수 있다.
예를 들면, 상기 풍압은 5 bar 이하로 조절될 수 있다. 또한, 상기 풍량은 200 cfm 이하로 조절될 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 반도체 비전 장치(100)는 상기 히터 유닛(110)과 상기 비전 유닛(120) 사이에 기류(AC)를 형성하는 왜곡 보정부(130)를 구비함으로써, 상기 히터 유닛(110)의 열에 의해 상기 히터 유닛(110)과 상기 기판(10)의 표면들에 형성된 아지랑이(HS)를 제거할 수 있다. 이에 따라, 상기 히터 유닛(110)과 상기 기판(10) 사이의 공기 밀도가 균일하게 유지되므로, 상기 아지랑이(HS)로 인한 상기 비전 유닛(120)의 상 떨림과 이미지 왜곡이 방지될 수 있다. 그 결과, 상기 반도체 비전 장치(100)는 상기 아지랑이(HS)로 인한 상기 반도체 소자(20)의 정렬 오류를 방지할 수 있으며, 제품의 수율을 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 : 기판 20 : 반도체 소자
100 : 반도체 비전 장치 110 : 히터 유닛
120 : 비전 유닛 130 : 왜곡 보정부
132 : 하우징 134 : 팬

Claims (4)

  1. 반도체 소자들이 본딩되는 기판을 지지하며 상기 기판을 가열하는 히터 유닛;
    상기 히터 유닛의 상측에 배치되며 상기 기판의 상면을 촬상하여 상기 반도체 소자들을 정렬하기 위한 비전 유닛; 및
    상기 히터 유닛과 상기 비전 유닛 사이에 기류를 형성하여 상기 히터 유닛의 열에 의해 상기 기판과 상기 히터 유닛의 표면들에 형성된 아지랑이를 제거하기 위한 왜곡 보정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 비전 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 왜곡 보정부는 상기 히터 유닛과 상기 비전 유닛 사이에 수평 방향으로 흐르는 기류를 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 비전 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 왜곡 보정부는 상기 히터 유닛과 상기 비전 유닛 사이로 바람을 제공하기 위한 팬을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 비전 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 팬은 상기 히터 유닛과 상기 비전 유닛 사이의 공기 밀도가 일정하게 유지되도록 풍압과 풍량이 각각 기 설정된 임계값을 넘지 않는 바람을 제공하는 것을 특징으로 하는 반도체 비전 장치.
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