KR20210112734A - 다이 본딩 방법 및 다이 본딩 장치 - Google Patents

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Abstract

기판 상에 다이를 본딩하기 위한 다이 본딩 방법과 다이 본딩 장치가 개시된다. 상기 다이는 본딩 헤드에 의해 픽업된 후 상기 기판의 상부로 이동되고, 상기 본딩 헤드의 이동 경로 상부에는 상기 본딩 헤드를 촬상하여 기 설정된 기준 방향에 대한 상기 본딩 헤드의 방위각을 측정하기 위한 카메라 유닛이 배치된다. 상기 본딩 헤드는 회전 구동부에 의해 상기 본딩 헤드의 방위각이 ‘0’이 되도록 회전되며, 이어서 상기 다이를 상기 기판 상에 본딩하기 위해 헤드 구동부에 의해 하강된다.

Description

다이 본딩 방법 및 다이 본딩 장치{DIE BONDING METHOD AND DIE BONDING APPARATUS}
본 발명의 실시예들은 다이 본딩 방법 및 다이 본딩 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 다이싱 공정에 의해 개별화된 다이를 기판 상에 본딩하는 다이 본딩 방법과 상기 다이 본딩 방법을 수행하는데 적합한 다이 본딩 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자들은 일련의 제조 공정들을 반복적으로 수행함으로써 반도체 기판으로서 사용되는 실리콘 웨이퍼 상에 형성될 수 있다. 상기 반도체 소자들이 형성된 웨이퍼는 다이싱 공정을 통해 복수의 다이들로 개별화될 수 있으며, 상기 다이들은 다이 본딩 공정을 통해 기판 상에 본딩될 수 있다.
상기 다이 본딩 공정을 수행하기 위한 장치는 다이싱 공정에 의해 개별화된 다이들을 포함하는 웨이퍼로부터 상기 다이들을 픽업하여 다이 스테이지 상으로 이송하기 위한 다이 이송 모듈과 상기 다이 스테이지 상의 다이를 픽업하여 기판 상에 본딩하기 위한 다이 본딩 모듈을 포함할 수 있다.
상기 다이 본딩 모듈은 상기 다이 스테이지 상의 다이를 픽업하여 기판 상에 본딩하기 위한 본딩 헤드와, 상기 기판을 지지하기 위한 기판 스테이지와, 상기 다이가 본딩될 상기 기판 상의 본딩 영역을 검출하기 위한 카메라 유닛, 등을 포함할 수 있다. 상기 본딩 헤드에 의해 상기 다이가 상기 기판 상에 본딩되기 전에 상기 다이와 상기 본딩 영역 사이의 정렬 상태를 확인할 수 없는 문제가 있다. 다만, 상기 다이가 상기 본딩 헤드에 의해 픽업된 후 상기 다이의 픽업 상태를 확인할 수 있으나, 상기 본딩 헤드의 이동 중에 상기 본딩 헤드의 자세, 예를 들면, 상기 본딩 헤드의 방위각이 변경될 수 있으며, 이 경우 상기 다이가 상기 본딩 영역 상에 정확하게 본딩되지 않을 수 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2017-0039836호 (공개일자 2017년 04월 12일) 대한민국 등록특허공보 제10-1802080호 (등록일자 2017년 11월 21일)
본 발명은 기판의 본딩 영역 상에 다이가 보다 정확하게 본딩될 수 있도록 하는 다이 본딩 방법과 이를 수행하는데 적합한 다이 본딩 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 다이 본딩 방법은, 본딩 헤드를 이용하여 본딩하고자 하는 다이를 픽업하는 단계와, 상기 본딩 헤드를 기판의 상부로 이동시키는 단계와, 상기 본딩 헤드의 이동 경로 상부에서 상기 본딩 헤드를 촬상하여 기 설정된 기준 방향에 대한 상기 본딩 헤드의 방위각을 측정하는 단계와, 상기 본딩 헤드의 방위각이 ‘0’이 되도록 상기 본딩 헤드의 각도를 조절하는 단계와, 상기 본딩 헤드를 하강시켜 상기 다이를 상기 기판 상에 본딩하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 본딩 헤드의 일측에 상기 본딩 헤드의 방위각 측정을 위한 표시 기구가 장착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 본딩 헤드의 방위각을 측정하는 단계는, 상기 표시 기구를 촬상하여 제1 이미지를 획득하는 단계와, 상기 제1 이미지를 기 설정된 기준 이미지를 비교하여 상기 본딩 헤드의 방위각을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 본딩 헤드의 타측에 상기 본딩 헤드의 방위각 측정을 위한 제2 표시 기구가 장착되며, 상기 본딩 헤드의 방위각을 측정하는 단계는, 상기 표시 기구를 촬상하여 제1 이미지를 획득하는 단계와, 상기 제2 표시 기구를 촬상하여 제2 이미지를 획득하는 단계와, 상기 제1 이미지를 기 설정된 기준 이미지를 비교하여 상기 본딩 헤드의 제1 방위각을 산출하는 단계와, 상기 제2 이미지를 상기 기준 이미지를 비교하여 상기 본딩 헤드의 제2 방위각을 산출하는 단계와, 상기 제1 방위각과 상기 제2 방위각을 평균하여 상기 본딩 헤드의 방위각을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 본딩 헤드의 타측에 상기 본딩 헤드의 방위각 측정을 위한 제2 표시 기구가 장착되며, 상기 본딩 헤드의 방위각을 측정하는 단계는, 상기 표시 기구를 촬상하여 제1 이미지를 획득하는 단계와, 상기 제2 표시 기구를 촬상하여 제2 이미지를 획득하는 단계와, 상기 제1 이미지를 기 설정된 제1 기준 이미지를 비교하여 상기 본딩 헤드의 제1 방위각을 산출하는 단계와, 상기 제2 이미지를 기 설정된 제2 기준 이미지를 비교하여 상기 본딩 헤드의 제2 방위각을 산출하는 단계와, 상기 제1 방위각과 상기 제2 방위각을 평균하여 상기 본딩 헤드의 방위각을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 다이 본딩 장치는, 기판을 지지하기 위한 기판 스테이지와, 다이를 픽업하여 상기 기판 상에 본딩하기 위한 본딩 헤드와, 상기 다이를 상기 기판 상에 본딩하기 위하여 상기 본딩 헤드를 수직 및 수평 방향으로 이동시키기 위한 헤드 구동부와, 상기 본딩 헤드를 촬상하여 기 설정된 기준 방향에 대하여 상기 본딩 헤드의 방위각을 측정하는 카메라 유닛과, 상기 본딩 헤드의 방위각이 ‘0’이 되도록 상기 본딩 헤드의 각도를 조절하는 회전 구동부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 다이 본딩 장치는, 다이싱 공정에 의해 개별화된 다이들을 포함하는 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 스테이지와, 상기 기판 스테이지와 상기 웨이퍼 스테이지 사이에 배치되며 상기 다이를 지지하기 위한 다이 스테이지와, 상기 웨이퍼부터 상기 다이를 픽업하여 상기 다이 스테이지 상으로 이송하기 위한 다이 이송 모듈을 더 포함할 수 있으며, 상기 본딩 헤드는 상기 다이 스테이지로부터 상기 다이를 픽업하여 상기 기판의 상부로 이동시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 카메라 유닛은 상기 본딩 헤드의 이동 경로 상부에서 상기 본딩 헤드를 촬상할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 카메라 유닛은 상기 다이가 본딩될 상기 기판 상의 본딩 영역을 검출하고 이어서 상기 본딩 헤드를 촬상하기 위해 상기 본딩 헤드의 이동 경로 상부의 기 설정된 위치로 이동될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 본딩 헤드의 일측에는 상기 본딩 헤드의 방위각 측정을 위한 표시 기구가 장착되며, 상기 카메라 유닛은 상기 표시 기구를 촬상하여 제1 이미지를 획득할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 다이 본딩 장치는, 상기 제1 이미지를 기 설정된 기준 이미지와 비교하여 상기 본딩 헤드의 방위각을 산출하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 본딩 헤드의 타측에는 상기 본딩 헤드의 방위각 측정을 위한 제2 표시 기구가 장착될 수 있으며, 상기 카메라 유닛은 상기 제2 표시 기구를 촬상하여 제2 이미지를 획득할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 다이 본딩 장치는, 상기 제1 이미지를 기 설정된 기준 이미지와 비교하여 상기 본딩 헤드의 제1 방위각을 산출하고, 상기 제2 이미지를 상기 기준 이미지와 비교하여 상기 본딩 헤드의 제2 방위각을 산출하며, 상기 제1 방위각과 상기 제2 방위각을 평균하여 상기 본딩 헤드의 방위각을 산출하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 다이 본딩 장치는, 상기 제1 이미지를 기 설정된 제1 기준 이미지와 비교하여 상기 본딩 헤드의 제1 방위각을 산출하고, 상기 제2 이미지를 기 설정된 제2 기준 이미지와 비교하여 상기 본딩 헤드의 제2 방위각을 산출하며, 상기 제1 방위각과 상기 제2 방위각을 평균하여 상기 본딩 헤드의 방위각을 산출하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 다이가 상기 기판 상에 본딩되기 전에 상기 본딩 헤드의 방위를 상기 기 설정된 방향, 예를 들면, X축 방향 또는 Y축 방향으로 조절함으로써 상기 다이와 상기 기판 상의 본딩 영역 사이를 보다 정밀하게 정렬할 수 있다. 결과적으로, 상기 다이가 상기 기판의 본딩 영역 상에 보다 정확하게 본딩될 수 있으며, 이에 따라 상기 다이 본딩 공정에서의 불량률을 크게 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 도 1에 도시된 다이 본딩 방법을 수행하는데 적합한 다이 본딩 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 다이 이송 모듈과 다이 스테이지를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 4는 도 2에 도시된 다이 스테이지와 다이 본딩 모듈을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 5는 도 4에 도시된 본딩 헤드를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 6은 기준 이미지 및 카메라 유닛에 의해 획득된 제1 이미지를 설명하기 위한 개략도이다.
도 7은 도 4에 도시된 본딩 헤드의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 8은 기준 이미지 및 카메라 유닛에 의해 획득된 제1 및 제2 이미지들을 설명하기 위한 개략도이다.
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 다이 본딩 방법을 설명하기 위한 순서도이며, 도 2는 도 1에 도시된 다이 본딩 방법을 수행하는데 적합한 다이 본딩 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다. 도 3은 도 2에 도시된 다이 이송 모듈과 다이 스테이지를 설명하기 위한 개략적인 구성도이며, 도 4는 도 2에 도시된 다이 스테이지와 다이 본딩 모듈을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 본딩 방법과 다이 본딩 장치(100)는 다이싱 공정에 의해 개별화된 다이들(12)을 포함하는 웨이퍼(10)로부터 다이들(12)을 픽업하여 인쇄회로기판, 리드 프레임, 등과 같은 기판(30) 상에 본딩하기 위해 사용될 수 있다.
상기 다이 본딩 장치(100)는 웨이퍼(10)로부터 다이(12)를 픽업하여 이송하기 위한 다이 이송 모듈(12)과, 상기 이송된 다이(12)가 놓여지는 다이 스테이지(130)와, 상기 다이 스테이지(130) 상의 다이(12)를 픽업하여 상기 기판(30) 상에 본딩하기 위한 다이 본딩 모듈(140)을 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 웨이퍼(10)는 다이싱 테이프(14)에 부착된 상태로 제공될 수 있으며, 상기 다이싱 테이프(14)는 대략 원형 링 형태의 마운트 프레임(16)에 장착될 수 있다.
상기 다이 이송 모듈(102)은, 상기 웨이퍼(10)를 지지하는 스테이지 유닛(110)과, 상기 다이싱 테이프(14)로부터 다이들(12)을 선택적으로 분리하기 위한 다이 이젝터(118)와, 상기 다이 이젝터(118)에 의해 상기 다이싱 테이프(14)로부터 적어도 부분적으로 분리된 다이(12)를 픽업하기 위한 피커(120)와, 상기 피커(120)를 이동시키기 위한 피커 구동부(122) 등을 포함할 수 있다.
상기 스테이지 유닛(110)은 수평 방향으로 이동 가능하게 구성된 웨이퍼 스테이지(112)와, 상기 웨이퍼 스테이지(112) 상에 배치되어 상기 다이싱 테이프(14)의 가장자리 부위를 지지하기 위한 확장 링(114)과, 상기 마운트 프레임(16)을 하강시킴으로써 상기 다이싱 테이프(14)를 확장시키기 위한 클램프(116) 등을 포함할 수 있다.
상기 피커(120)는 상기 스테이지 유닛(110)에 의해 지지된 웨이퍼(10)의 상부에 배치될 수 있으며 진공압을 이용하여 상기 다이(12)를 픽업할 수 있다. 또한, 상기 피커(120)는 상기 피커 구동부(122)에 의해 수직 및 수평 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있으며, 상기 피커(120)에 의해 픽업된 다이(12)의 각도를 조절하기 위해 회전 가능하게 구성될 수 있다. 상기 피커 구동부(122)는 상기 다이들(12)을 하나씩 픽업하여 상기 다이 스테이지(130) 상으로 이송하기 위하여 수평 및 수직 방향으로 상기 피커(120)를 이동시킬 수 있다.
상기 다이 이젝터(118)는 픽업하고자 하는 다이(12)를 상승시킴으로써 상기 다이(12)를 상기 다이싱 테이프(14)로부터 분리시킬 수 있다. 예를 들면, 도시되지는 않았으나, 상기 다이 이젝터(118)는 진공압을 이용하여 상기 다이싱 테이프(14)의 하부면을 진공 흡착할 수 있으며, 상기 다이싱 테이프(14)가 진공 흡착된 상태에서 상기 다이(12)를 상승시켜 상기 다이싱 테이프(14)로부터 분리시키기 위한 이젝터 핀들을 포함할 수 있다.
상기 웨이퍼 스테이지(112)는 상기 다이들(12)을 선택적으로 픽업하기 위하여 스테이지 구동부(미도시)에 의해 수평 방향으로 이동될 수 있으며, 또한 상기 다이들(12)의 각도를 조절하기 위하여 회전 가능하게 구성될 수 있다. 상기 웨이퍼 스테이지(112)의 상부에는 상기 픽업하고자 하는 다이(12)를 검출하기 위한 카메라 유닛(124)이 배치될 수 있으며, 상기 스테이지 구동부는 상기 픽업하고자 하는 다이(12)가 상기 다이 이젝터(118)와 상기 카메라 유닛(124) 사이에 위치되도록 상기 웨이퍼 스테이지(112)의 위치를 조절할 수 있다.
상기 다이 본딩 장치(100)는 복수의 웨이퍼들(10)이 수납된 카세트(20)를 지지하는 로드 포트(150)와, 상기 카세트(20)로부터 상기 웨이퍼(10)를 상기 스테이지 유닛(110) 상으로 이송하기 위한 웨이퍼 이송 유닛(152)을 포함할 수 있다. 상기 웨이퍼(10)는 상기 로드 포트(150)로부터 수평 방향으로 연장하는 웨이퍼 가이드 레일(154)을 따라 이송될 수 있으며, 상기 스테이지 유닛(110)은 상기 웨이퍼(10)의 로딩 및 언로딩을 위하여 상기 웨이퍼 가이드 레일(154)의 단부들에 인접한 위치로 이동될 수 있다.
상기 다이 본딩 모듈은(140)은 상기 다이 스테이지(130)로부터 상기 다이(12)를 픽업하고 상기 다이(12)를 상기 기판(30) 상에 본딩하기 위한 본딩 헤드(142)와, 상기 본딩 헤드(142)를 수직 및 수평 방향으로 이동시키기 위한 헤드 구동부(144)와, 상기 기판(30)을 지지하기 위한 기판 스테이지(146)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 본딩 헤드(142)의 하부에는 상기 다이(12)가 흡착되는 본딩 툴(미도시)이 장착될 수 있다.
상기 다이 본딩 장치(100)는 기판 스테이지(146) 상으로 상기 기판(30)을 제공하기 위한 기판 이송 유닛(160)을 포함할 수 있다. 상세히 도시되지는 않았으나, 상기 기판 이송 유닛(160)은 복수의 기판들(30)이 수납된 제1 매거진(40)으로부터 상기 기판 스테이지(146) 상으로 상기 기판(30)을 안내하고 또한 상기 기판 스테이지(146)로부터 다이 본딩 공정이 완료된 기판(30)을 제2 매거진(42)으로 안내하기 위한 기판 가이드 레일(162)과, 상기 기판 가이드 레일(162)의 여러 구간들에서 상기 기판(30)을 파지하기 위한 그리퍼들(164)과, 상기 그리퍼들(164)을 이동시키기 위한 그리퍼 구동부(미도시)를 포함할 수 있다. 한편, 상기 기판 스테이지(146)에는 상기 기판(30)을 기 설정된 본딩 온도로 가열하기 위한 히터가 내장될 수 있으며, 또한 상기 기판(30)을 진공 흡착하기 위한 진공홀들(미도시)이 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 본딩 헤드(142)의 상부에는 상기 본딩 헤드(142)를 촬상하여 기 설정된 기준 방향에 대하여 상기 본딩 헤드(142)의 방위각을 측정하기 위한 카메라 유닛(170)이 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 헤드 구동부(144)는 상기 본딩 헤드(142)를 Y축 방향으로 이동시킬 수 있으며, 상기 기판 이송 유닛(160)은 상기 기판을 X축 방향으로 이동시킬 수 있다. 이때, 상기 카메라 유닛(170)은 상기 본딩 헤드(142)의 이동 경로 상부에서 카메라 구동부(172)에 의해 상기 본딩 헤드(142)와 동일한 방향 즉 Y축 방향으로 이동 가능하게 구성될 수 있다.
상기 카메라 유닛(170)은 상기 다이(12)가 본딩될 상기 기판(30)의 본딩 영역(미도시)을 검출할 수 있으며, 상기 카메라 구동부(172)는 상기 본딩 영역이 검출된 후 상기 본딩 헤드(142)를 촬상하기 위해 상기 본딩 헤드(142)의 이동 경로 상부의 기 설정된 위치, 예를 들면, 상기 기판(30)과 상기 다이 스테이지(130) 사이의 소정 위치로 상기 카메라 유닛(170)을 이동시킬 수 있다. 상기 카메라 유닛(170)은 상기 기 설정된 위치에서 상기 헤드 구동부(144)에 의해 이동하는 상기 본딩 헤드(142)를 촬상할 수 있으며, 상기 기 설정된 기준 방향, 예를 들면, Y축 방향 또는 X축 방향에 대하여 상기 본딩 헤드(142)의 방위각을 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 다이 본딩 모듈(140)은 상기 본딩 헤드(142)의 방위각이 ‘0’이 되도록 상기 본딩 헤드(142)의 각도를 조절하는 회전 구동부(148)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 회전 구동부(148)는 상기 본딩 헤드(142)의 방향이 상기 기 설정된 방향, 예를 들면, Y축 방향 또는 X축 방향과 일치하도록 상기 본딩 헤드(142)를 회전시킬 수 있다.
도 5는 도 4에 도시된 본딩 헤드를 설명하기 위한 개략적인 평면도이고, 도 6은 기준 이미지 및 카메라 유닛에 의해 획득된 제1 이미지를 설명하기 위한 개략도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 본딩 헤드(142)의 일측에는 상기 본딩 헤드(142)의 방위각 측정을 위한 표시 기구(174)가 장착될 수 있다. 일 예로서, 상기 표시 기구(174)는 레이저 다이오드와 같은 광학 부재를 이용하여 구성될 수 있다. 그러나, 상기 표시 기구(174)의 세부 구성은 다양하게 변경 가능하므로 이에 의해 본 발명이 한정되지는 않을 것이다.
상기 카메라 유닛(170)은 상기 표시 기구(174)를 촬상하여 제1 이미지를 획득할 수 있으며, 상기 본딩 헤드(142)의 방위각은 상기 제1 이미지를 기 설정된 기준 이미지와 비교함으로써 산출될 수 있다. 도시되지는 않았으나, 상기 다이 본딩 장치(100)는 상기 제1 이미지와 상기 기준 이미지를 비교하여 상기 본딩 헤드(142)의 방위각을 산출하기 위한 제어부(미도시)를 포함할 수 있으며, 상기 제어부는 상기 산출된 본딩 헤드(142)의 방위각에 기초하여 상기 본딩 헤드(142)의 방위각이 ‘0’이 되도록 상기 회전 구동부(148)의 동작을 제어할 수 있다.
도 7은 도 4에 도시된 본딩 헤드의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 평면도이고, 도 8은 기준 이미지 및 카메라 유닛에 의해 획득된 제1 및 제2 이미지들을 설명하기 위한 개략도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 본딩 헤드(142)의 일측과 타측에는 각각 제1 표시 기구(176)와 제2 표시 기구(178)가 장착될 수 있으며, 상기 제1 및 제2 표시 기구들(176, 178)은 동일한 구성을 가질 수 있다. 상기 카메라 유닛(170)은 상기 제1 및 제2 표시 부재들(176, 178)을 각각 촬상하여 제1 이미지와 제2 이미지를 획득할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부는 상기 제1 이미지를 기 설정된 기준 이미지와 비교하여 상기 본딩 헤드(142)의 제1 방위각을 산출하고, 상기 제2 이미지를 상기 기준 이미지와 비교하여 상기 본딩 헤드(142)의 제2 방위각을 산출하며, 상기 제1 방위각과 상기 제2 방위각을 평균하여 상기 본딩 헤드(142)의 방위각을 산출할 수 있다. 아울러, 상기 제어부는 상기 산출된 본딩 헤드(142)의 방위각에 기초하여 상기 회전 구동부(148)의 동작을 제어할 수 있다.
상기와 같이 제1 및 제2 표시 기구들(176, 178)이 서로 동일한 구성을 갖는 경우 하나의 기준 이미지를 이용하여 상기 제1 및 제2 방위각들을 산출할 수 있으나, 이와 다르게, 상기 제1 및 제2 표시 기구들(176, 178)은 서로 다른 구성을 가질 수도 있으며, 이 경우, 상기 제어부는 상기 제1 이미지를 기 설정된 제1 기준 이미지와 비교하여 상기 본딩 헤드의 제1 방위각을 산출하고, 상기 제2 이미지를 기 설정된 제2 기준 이미지와 비교하여 상기 본딩 헤드(142)의 제2 방위각을 산출하며, 상기 제1 방위각과 상기 제2 방위각을 평균하여 상기 본딩 헤드(142)의 방위각을 산출할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 다이 본딩 방법을 설명한다.
도 1을 참조하면, 상기 피커(120)는 상기 웨이퍼(10)로부터 다이(12)를 픽업하여 상기 다이 스테이지(130) 상으로 이송할 수 있으며, 상기 본딩 헤드(142)는 상기 다이 스테이지(130)로부터 상기 다이(12)를 픽업할 수 있다(S102), 이어서, 상기 본딩 헤드(142)는 상기 헤드 구동부(144)에 의해 상기 기판(30)의 상부로 이동될 수 있으며(S104), 상기 카메라 유닛(170)은 상기 본딩 헤드(142)의 이동 경로 상부에서 상기 본딩 헤드(142)를 촬상하여 기 설정된 기준 방향에 대한 상기 본딩 헤드(142)의 방위각을 측정할 수 있다(S106).
일 예로서, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 카메라 유닛(170)은 상기 표시 기구(174)를 촬상하여 제1 이미지를 획득할 수 있으며, 상기 본딩 헤드(142)의 방위각은 상기 제1 이미지와 기 설정된 기준 이미지의 비교를 통해 산출될 수 있다. 상기 카메라 유닛(170)은 상기 다이(12)가 본딩될 상기 기판(30) 상의 본딩 영역을 검출할 수 있으며, 이어서 상기 표시 기구(174)의 촬상을 위해 기 설정된 위치로 이동될 수 있다.
다른 예로서, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 카메라 유닛(170)은 상기 제1 표시 기구(176)와 제2 표시 기구(178)를 각각 촬상하여 제1 이미지와 제2 이미지를 획득할 수 있으며, 상기 본딩 헤드(142)의 방위각은 상기 제1 이미지와 기준 이미지의 비교에 의해 산출되는 제1 방위각과 상기 제2 이미지와 기준 이미지의 비교에 의해 산출되는 제2 방위각을 평균함으로써 획득될 수도 있다.
한편, 상기에서는 본딩 헤드(142)가 상기 다이 스테이지(130) 상으로 이송된 다이(12)를 픽업하고 있으나, 이와 다르게 상기 본딩 헤드(142)는 상기 웨이퍼(10)로부터 직접 상기 다이(12)를 픽업할 수도 있다. 또한, 상기 피커(120)에 의해 픽업된 다이(12)는 반전 유닛(미도시)에 의해 반전될 수도 있으며, 상기 본딩 헤드(142)는 상기 반전된 다이(12)를 픽업할 수도 있다.
상기와 같이 본딩 헤드(142)의 방위각이 측정된 후, 상기 회전 구동부(148)는 상기 본딩 헤드(142)의 방위각이 ‘0’이 되도록 상기 본딩 헤드(142)의 각도를 조절하여 상기 다이(12)와 상기 기판(30) 상의 본딩 영역을 서로 정렬할 수 있으며(S108), 상기 정렬이 완료된 후 상기 헤드 구동부(144)는 상기 본딩 헤드(142)를 하강시켜 상기 다이(12)를 상기 기판(30) 상에 본딩할 수 있다(S110).
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 다이(12)가 상기 기판(30) 상에 본딩되기 전에 상기 본딩 헤드(142)의 방위를 상기 기 설정된 방향, 예를 들면, Y축 방향 또는 X축 방향으로 조절함으로써 상기 다이(12)와 상기 기판(30) 상의 본딩 영역 사이를 보다 정밀하게 정렬할 수 있다. 결과적으로, 상기 다이(12)가 상기 기판(30)의 본딩 영역 상에 보다 정확하게 본딩될 수 있으며, 이에 따라 상기 다이 본딩 공정에서의 불량률을 크게 감소시킬 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 12 : 다이
14 : 다이싱 테이프 20 : 카세트
30 : 기판 100 : 다이 본딩 장치
102 : 다이 이송 모듈 110 : 스테이지 유닛
112 : 웨이퍼 스테이지 118 : 다이 이젝터
120 : 피커 122 : 피커 구동부
130 : 다이 스테이지 140 : 다이 본딩 모듈
142 : 본딩 헤드 144 : 헤드 구동부
146 : 기판 스테이지 148 : 회전 구동부
150 : 로드 포트 152 : 웨이퍼 이송 유닛
160 : 기판 이송 유닛 170 : 카메라 유닛
172 : 카메라 구동부 174 : 표시 기구
176 : 제1 표시 기구 178 : 제2 표시 기구

Claims (14)

  1. 본딩 헤드를 이용하여 본딩하고자 하는 다이를 픽업하는 단계;
    상기 본딩 헤드를 기판의 상부로 이동시키는 단계;
    상기 본딩 헤드의 이동 경로 상부에서 상기 본딩 헤드를 촬상하여 기 설정된 기준 방향에 대한 상기 본딩 헤드의 방위각을 측정하는 단계;
    상기 본딩 헤드의 방위각이 ‘0’이 되도록 상기 본딩 헤드의 각도를 조절하는 단계; 및
    상기 본딩 헤드를 하강시켜 상기 다이를 상기 기판 상에 본딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 본딩 헤드의 일측에 상기 본딩 헤드의 방위각 측정을 위한 표시 기구가 장착되는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 본딩 헤드의 방위각을 측정하는 단계는,
    상기 표시 기구를 촬상하여 제1 이미지를 획득하는 단계와,
    상기 제1 이미지를 기 설정된 기준 이미지를 비교하여 상기 본딩 헤드의 방위각을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 본딩 헤드의 타측에 상기 본딩 헤드의 방위각 측정을 위한 제2 표시 기구가 장착되며,
    상기 본딩 헤드의 방위각을 측정하는 단계는,
    상기 표시 기구를 촬상하여 제1 이미지를 획득하는 단계와,
    상기 제2 표시 기구를 촬상하여 제2 이미지를 획득하는 단계와,
    상기 제1 이미지를 기 설정된 기준 이미지를 비교하여 상기 본딩 헤드의 제1 방위각을 산출하는 단계와,
    상기 제2 이미지를 상기 기준 이미지를 비교하여 상기 본딩 헤드의 제2 방위각을 산출하는 단계와,
    상기 제1 방위각과 상기 제2 방위각을 평균하여 상기 본딩 헤드의 방위각을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 본딩 헤드의 타측에 상기 본딩 헤드의 방위각 측정을 위한 제2 표시 기구가 장착되며,
    상기 본딩 헤드의 방위각을 측정하는 단계는,
    상기 표시 기구를 촬상하여 제1 이미지를 획득하는 단계와,
    상기 제2 표시 기구를 촬상하여 제2 이미지를 획득하는 단계와,
    상기 제1 이미지를 기 설정된 제1 기준 이미지를 비교하여 상기 본딩 헤드의 제1 방위각을 산출하는 단계와,
    상기 제2 이미지를 기 설정된 제2 기준 이미지를 비교하여 상기 본딩 헤드의 제2 방위각을 산출하는 단계와,
    상기 제1 방위각과 상기 제2 방위각을 평균하여 상기 본딩 헤드의 방위각을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 방법.
  6. 기판을 지지하기 위한 기판 스테이지;
    다이를 픽업하여 상기 기판 상에 본딩하기 위한 본딩 헤드;
    상기 다이를 상기 기판 상에 본딩하기 위하여 상기 본딩 헤드를 수직 및 수평 방향으로 이동시키기 위한 헤드 구동부;
    상기 본딩 헤드를 촬상하여 기 설정된 기준 방향에 대하여 상기 본딩 헤드의 방위각을 측정하는 카메라 유닛; 및
    상기 본딩 헤드의 방위각이 ‘0’이 되도록 상기 본딩 헤드의 각도를 조절하는 회전 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  7. 제6항에 있어서, 다이싱 공정에 의해 개별화된 다이들을 포함하는 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 스테이지와,
    상기 기판 스테이지와 상기 웨이퍼 스테이지 사이에 배치되며 상기 다이를 지지하기 위한 다이 스테이지와,
    상기 웨이퍼부터 상기 다이를 픽업하여 상기 다이 스테이지 상으로 이송하기 위한 다이 이송 모듈을 더 포함하되,
    상기 본딩 헤드는 상기 다이 스테이지로부터 상기 다이를 픽업하여 상기 기판의 상부로 이동시키는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 카메라 유닛은 상기 본딩 헤드의 이동 경로 상부에서 상기 본딩 헤드를 촬상하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 카메라 유닛은 상기 다이가 본딩될 상기 기판 상의 본딩 영역을 검출하고 이어서 상기 본딩 헤드를 촬상하기 위해 상기 본딩 헤드의 이동 경로 상부의 기 설정된 위치로 이동되는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  10. 제6항에 있어서, 상기 본딩 헤드의 일측에는 상기 본딩 헤드의 방위각 측정을 위한 표시 기구가 장착되며,
    상기 카메라 유닛은 상기 표시 기구를 촬상하여 제1 이미지를 획득하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제1 이미지를 기 설정된 기준 이미지와 비교하여 상기 본딩 헤드의 방위각을 산출하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 본딩 헤드의 타측에는 상기 본딩 헤드의 방위각 측정을 위한 제2 표시 기구가 장착되며,
    상기 카메라 유닛은 상기 제2 표시 기구를 촬상하여 제2 이미지를 획득하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 이미지를 기 설정된 기준 이미지와 비교하여 상기 본딩 헤드의 제1 방위각을 산출하고, 상기 제2 이미지를 상기 기준 이미지와 비교하여 상기 본딩 헤드의 제2 방위각을 산출하며, 상기 제1 방위각과 상기 제2 방위각을 평균하여 상기 본딩 헤드의 방위각을 산출하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 제1 이미지를 기 설정된 제1 기준 이미지와 비교하여 상기 본딩 헤드의 제1 방위각을 산출하고, 상기 제2 이미지를 기 설정된 제2 기준 이미지와 비교하여 상기 본딩 헤드의 제2 방위각을 산출하며, 상기 제1 방위각과 상기 제2 방위각을 평균하여 상기 본딩 헤드의 방위각을 산출하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 본딩 장치.
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