KR20190054748A - 다이 이젝팅 장치 및 그 구동방법 - Google Patents

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Abstract

다이 이젝팅 장치 및 그 구동방법에 관한 기술이다. 본 실시예에 따르면, 웨이퍼의 개별 다이를 다이싱 테이프로부터 박리시키기 위한 복수의 구동축을 포함하는 부상 장치를 포함하는 다이 이젝팅 장치의 구동 방법으로서, 상기 복수의 구동축을 일정 높이로 일괄 부상시키는 단계, 및 상기 다이의 가장자리에 대응되는 외곽에 위치한 구동축부터 순차적으로 하강시키는 단계를 포함한다.

Description

다이 이젝팅 장치 및 그 구동방법{Apparatus for Ejecting Semiconductor die and Method of Operating the same}
본 발명은 반도체 제조 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 반도체 칩을 웨이퍼로부터 분리시키는 다이 이젝팅 장치 및 그 구동방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 소자들은 일련의 제조 공정들을 반복적으로 수행함으로써 반도체 웨이퍼 상에 집적된다. 웨이퍼는 복수의 다이들로 구성되어 있으며, 반도체 소자의 제조 공정이 완료된 후 개별 다이들로 분리될 수 있다. 개별 다이들로 분리하는 공정을 다이싱(dicing) 공정이라 한다. 분할된 다이 각각은 낱개로 박리되어, 패키지 기판 상에 본딩된다.
일반적인 다이싱 공정은 다이 이젝팅 장치에서 수행될 수 있으며, 이하의 방법으로 진행될 수 있다.
반도체 소자가 형성된 웨이퍼의 뒷면에 다이싱 테이프를 부착한다. 그후, 다이 이젝팅 장치의 부상(浮上) 장치를 통해 반도체 웨이퍼의 소정 부분을 밀어올림으로써 다이를 분리시킬 수 있다. 웨이퍼로부터 분리된 다이는 콜릿(collet)등의 흡착 노즐(혹은 흡착 지그)을 이용하여, 패키지 기판으로 이송될 수 있다.
그런데, 이와 같은 다이싱 공정시, 반도체 다이에 스트레스가 인가될 수 있다.
본 발명은 다이싱 공정시, 다이에 인가되는 스트레스를 줄일 수 있는 다이 이젝팅 장치 및 그 구동방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다이 이젝팅 장치는, 웨이퍼의 개별 다이를 다이싱 테이프로부터 박리시키는 다이 이젝팅 장치로서, 상기 웨이퍼의 선택된 다이를 소정 높이만큼 승강시키도록 구성되는 복수의 구동축을 포함하는 부상 장치; 상기 부상 장치에 의해 부상된 다이를 진공 흡착하는 콜릿; 상기 콜릿의 배출구에 위치되어 상기 콜릿의 진공량을 감지하는 진공 감지부; 및 상기 진공 감지부의 감지 결과를 입력 받아, 상기 구동축의 승강 높이를 제어하는 높이 제어 장치를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 웨이퍼의 개별 다이를 다이싱 테이프로부터 박리시키기 위한 복수의 구동축을 포함하는 부상 장치를 포함하는 다이 이젝팅 장치의 구동 방법으로서, 상기 복수의 구동축을 일정 높이로 일괄 부상시키는 단계, 및 상기 다이의 가장자리에 대응되는 외곽에 위치한 구동축부터 순차적으로 하강시키는 단계를 포함한다.
본 발명에 의하면, 복수의 구동축을 일괄 상승시킨 다음, 순차적으로 하강시키기 때문에, 한 번의 스트레스만 가해질 뿐, 그 밖에 스트레스가 인가되지 않는다.
또한, 콜릿의 배출구에 진공 감지부를 설치하여, 다이의 흡착 여부를 확인 및 감지할 수 있고, 진공 감지부의 감지 결과에 따라, 높이 제어 장치에 의해 상기 구동축의 부상 높이를 제어할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 이젝팅 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 이젝팅 장치의 주요 부분을 보여주는 요부 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 부상 장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 부상 장치의 외관도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 이젝터의 단면도이다.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 이젝팅 방식을 설명하기 위한 각 단계별 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 층 및 영역들의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 이젝팅 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 이젝팅 장치의 주요 부분을 보여주는 요부 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 다이 이젝팅 장치(10)는 웨이퍼 링(wafer ring:13), 익스팬딩 링(expending ring: 15), 다이싱 테이프(17), 지지 링(19) 및 부상 장치(110)를 포함할 수 있다.
상기 웨이퍼 링(13)은 복수의 다이(D)들로 구성된 웨이퍼(W)를 지지하도록 구성된다.
상기 익스팬딩 링(15)은 웨이퍼 링(13)을 지지하도록 구성된다.
상기 지지 링(19)은 웨이퍼 링(13) 하부에 위치되며, 웨이퍼(W)가 접착되는 다이싱 테이프(17)를 수평 방향으로 이동시키도록 구성될 수 있다. 즉, 지지 링(19)은 박리될 다이(D)의 하부에 부상 장치(110)가 대응될 수 있도록 다이싱 테이프(17)을 이동시킬 수 있다.
본 실시예의 부상 장치(110)는 상기 지지 링(19)의 내측 공간에 위치될 수 있다. 상기 부상 장치(110)는 해당 다이(D)의 뒷면을 가압하여 상방(도면의 z방향)으로 분리시킬 수 있다. 부상 장치(110)에 대해서는 이하에서 보다 상세히 설명할 것이다.
다이 이젝팅 장치(10)는 상기 다이(D)를 부상시킬 때, 웨이퍼 링(13)을 지지하는 익스팬딩 링(15)을 하강시킬 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼 링(13)에 지지되는 다이싱 테이프(17)가 신장되어 다이(4)의 간격이 넓어지기 때문에, 손쉽게 다이(D)를 박리시킬 수 있다. 한편, 웨이퍼(W)와 다이싱 테이프(17) 사이에 다이 어태치 필름(die attach film: 20)이 추가 접착제로서 개재될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 부상 장치(110)의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 부상 장치(110)의 외관도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 부상 장치(110)는 실린더(cylinder) 구조를 가질 수 있다. 이와 같은 부상 장치(110)는 스트레스의 집중을 완화할 수 있도록 복수의 구동축(111,112,113,114)으로 구성될 수 있다. 각각의 구동축(111,112,113,114)은 개별 모터(M1,M2,M3,M4)와 기계적 및 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 각각의 구동축(111,112,113,114)은 개별 동력에 의해 각기 상이한 높이로 부상될 수 있다.
예를 들어, 제 1 구동축(111)은 부상 장치(110)의 센터(center)에 위치될 수 있고, 제 2 구동축(112)은 제 1 구동축(111)의 외주를 둘러싸도록 구성될 수 있다. 경우에 따라, 제 2 구동축(112)은 상부 영역의 폭이 하부 영역의 폭보다 좁게 형성될 수 있다. 제 3 구동축(113)은 제 2 구동축(112)의 외주를 둘러싸도록 구성될 수 있다. 제 3 구동축(113) 역시 마찬가지로, 상부 영역의 폭이 하부 영역의 폭보다 좁게 구성될 수 있다. 제 4 구동축(114)은 제 3 구동축(113)의 외주를 둘러싸도록 구성될 수 있다. 제 4 구동축(114) 역시 상부 영역의 폭이 하부 영역의 폭보다 좁게 구성될 수 있다.
상기 제 2 내지 제 4 구동축(112,113,114)의 상부 영역의 폭을 하부 영역의 폭보다 좁게 설정하는 것은 제 1 내지 제 4 구동축(111~114)을 상기 다이 크기에 대응시키기 위함일 수 있다.
제 1 구동축(111)과 연결되는 제 1 모터(M1), 제 2 구동축(112)과 연결되는 제 2 모터(M2), 제 3 구동축(113)과 연결되는 제 3 모터(M3) 및 제 4 구동축(114)과 연결되는 제 4 모터(M4)는 도 3에 도시된 바와 같이, 부상 장치(110)의 하부에 위치되거나, 혹은 도 4에 도시된 바와 같이, 부상 장치(110)의 외측부에 위치될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 이젝팅 장치의 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 다이 이젝팅 장치(10)는 다이싱된 다이(D)를 진공 흡착하여 패키지 기판쪽으로 이동시키기 위한 콜릿(120)을 더 포함할 수 있다.
또한, 다이 이젝팅 장치(10)는 콜릿(120)의 배출구(120a)에 위치된 진공 감지부(130) 및 상기 진공 감지부(130)의 감지 결과에 따라 다이(D)의 부상 정도를 판단하고, 상기 다이(D)의 부상 높이를 결정하는 높이 제어 장치(140)를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 진공 감지부(130)는 콜릿(120)의 배출구(120a)에서 배출되는 진공 량에 의거하여, 다이(D)가 정상적으로 부상되어 상기 콜릿(120)에 흡착되었는지 감지할 수 있다.
높이 제어 장치(140)는 상기 진공 감지부(130)의 감지 결과로부터, 상기 다이(D)가 콜릿(120)에 흡착되지 않았다고 판단하는 경우, 초기 부상 높이보다 큰 높이로 상승시킬 수 있도록 모터(M1~M4)의 구동력을 제어하기 위한 제어 신호를 출력한다. 상기 제어 신호에 따라, 모터(M1~M4)의 구동력이 변경되어, 상기 구동축(111~114)이 더 큰 높이로 부상되고, 이에 따라 다이(D)가 완벽하게 분리될 수 있다.
이에 따라, 진공 감지부(130) 및 높이 제어 장치(140)를 이용하여, 다이 분리 및 흡착 결과를 피드백 및 모니터링할 수 있으므로, 후속의 다이싱 공정을 보다 정교히 제어 및 진행할 수 있다.
예를 들어, 상기 진공 감지부(130)로부터 상기 콜릿(120)의 배출구(120a)의 진공량이 증대됨이 감지되면, 상기 높이 제어 장치(140)는 상기 콜릿이 상기 다이를 흡착하지 못하였다고 판단하고 상기 구동축들(111~114)의 승강 높이를 상승시키도록 제어 신호를 출력할 수 있다.
아울러, 다이(D)가 너무 높게 부상되어, 콜릿(120)에 흡착전 진공량이 현격히 감소되는 경우, 상기 구동축(111~114)의 일괄 상승 높이를 감소시킬 수 있다.
미설명 도면 부호 115는 다이 이젝팅 장치내의 가스 배출관을 지시할 수 있고, 도면 부호 117은 구동축들(111~114)를 지지하는 부재일 수 있다. 또한, 도 5에서 부상 장치(110)의 각 구동축(111~114)을 막대 형태로 표시하였으나, 도 3에 도시된 예와 같이 다양한 구조로 일부가 절곡될 수 있다.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 이젝팅 방식을 설명하기 위한 각 단계별 단면도이다.
도 6을 참조하면, 복수의 구동축(111,112,113,114)을 포함하는 부상 장치(110)는 이젝팅될 다이(D) 하부에 위치된다. 그후, 복수의 구동축(111,112,113,114)에 동시에 동일한 구동력을 제공함으로써, 선택된 다이(D)를 일정 높이만큼 부상시킨다. 이에 따라, 선택된 다이(D)는 콜릿(120)의 흡착면에 맞닿게 된다. 본 도면에서, 다이 어태치 필름(20)의 도시는 편의상 생략하였다.
그 후, 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 다이(D)의 외곽 부분에 대응되는 제 4 구동축(114)으로부터 제 3 구동축(113) 및 제 2 구동축(112) 순으로 순차적으로 하강된다. 이에 따라, 다이(D)는 그것의 가장자리 부분부터 다이싱 테이프(17)로부터 순차적으로 분리된다. 최종적으로, 제 1 구동축(111)에만 지지되던 다이(D)는 도 10에 도시된 바와 같이, 콜릿(120)에 진공 흡착되어 웨이퍼로부터 완벽히 분리된다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 복수의 구동축(111,112,113,114)이 일시에 상승되기 때문에, 다이(D)에는 한 번의 스트레스만이 인가되므로, 다이싱 스트레스를 줄일 수 있다. 즉, 종래의 경우, 복수의 구동 축을 순차적으로 상승시켰기 때문에, 다이(D)에 구동축들의 상승 회수만큼 스트레스가 인가되는 문제점이 있었다. 반면, 본 발명의 실시예의 경우, 복수의 구동축을 일괄 상승시킨 다음, 순차적으로 하강시키기 때문에, 한 번의 스트레스만 가해질 뿐, 그 밖에 스트레스가 인가되지 않는다.
또한, 콜릿(120)의 배출구에 진공 감지부(130)를 설치하여, 다이(D)의 흡착 여부를 확인 및 감지할 수 있고, 진공 감지부(130)의 감지 결과에 따라, 높이 제어 장치(140)에 의해 상기 구동축(111,112,113,114)의 부상 높이를 제어할 수 있다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
110 : 부상 장치 120 : 콜릿
130 : 진공 감지부 140 : 높이 제어 장치

Claims (9)

  1. 웨이퍼의 개별 다이를 다이싱 테이프로부터 박리시키는 다이 이젝팅 장치로서,
    상기 웨이퍼의 선택된 다이를 소정 높이만큼 승강시키도록 구성되는 복수의 구동축을 포함하는 부상 장치;
    상기 부상 장치에 의해 부상된 다이를 진공 흡착하는 콜릿;
    상기 콜릿의 배출구에 위치되어 상기 콜릿의 진공량을 감지하는 진공 감지부; 및
    상기 진공 감지부의 감지 결과를 입력 받아, 상기 구동축의 승강 높이를 제어하는 높이 제어 장치를 포함하는 다이 이젝팅 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 부상 장치의 상기 구동축은 실린더 형태 구성되는 다이 이젝팅 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 부상 장치는,
    센터에 위치되는 제 1 구동축;
    상기 제 1 구동축 외주를 감싸도록 형성되는 제 2 구동축;
    상기 제 2 구동축 외주를 감싸도록 형성되는 제 3 구동축; 및
    상기 제 3 구동축 외주를 감싸도록 형성되는 제 4 구동축을 포함하는 다이 이젝팅 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 내지 제 4 구동축은 각각은 하부의 폭보다 상부의 폭이 좁게 구성되는 다이 이젝팅 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 구동축은 개별 모터와 각각 연결되어, 서로 상이한 높이로 승강되는 다이 이젝팅 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 부상 장치는 복수의 구동축을 일괄 부상시킨다음, 상기 다이의 외곽에 인접한 상기 구동축부터 순차적으로 하강시키도록 구성되는 다이 이젝팅 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 진공 감지부로부터 상기 콜릿의 배출구의 진공량이 증대됨이 감지되면, 상기 높이 제어 장치는 상기 콜릿이 상기 다이를 흡착하지 못하였다고 판단하고 상기 구동축들의 승강 높이를 상승시키도록 구성되는 다이 이젝팅 장치.
  8. 웨이퍼의 개별 다이를 다이싱 테이프로부터 박리시키기 위한 복수의 구동축을 포함하는 부상 장치를 포함하는 다이 이젝팅 장치의 구동 방법으로서,
    상기 복수의 구동축을 일정 높이로 일괄 부상시키는 단계; 및
    상기 다이의 가장자리에 대응되는 외곽에 위치한 구동축부터 순차적으로 하강시키는 단계를 포함하는 다이 이젝팅 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 구동축을 하강시키는 단계는,
    상기 외곽에 위치하는 구동축부터 동일한 높이만큼 하강시키는 다이 이젝팅 방법.
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