KR20220053390A - 반도체 공정 스테이지 구조체, 반도체 칩 픽업 시스템 및 픽업헤드 틸팅 제어 방법 - Google Patents

반도체 공정 스테이지 구조체, 반도체 칩 픽업 시스템 및 픽업헤드 틸팅 제어 방법 Download PDF

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pickup head
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pickup
semiconductor chip
correction
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최현석
정진산
임준수
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삼성전자주식회사
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Abstract

반도체 공정이 진행되는 스테이지; 및 픽업헤드 틸팅 제어 장치; 를 포함하되, 상기 픽업헤드 틸팅 제어 장치는: 보정판; 상기 보정판에 결합되어 상기 보정판의 기울기를 조절하는 틸팅 구동부; 및 상기 틸팅 구동부를 제어하는 제어부; 를 포함하고, 상기 보정판은 픽업헤드의 흡착면과 선택적으로 접촉하는 보정면을 포함하는 반도체 공정 스테이지 구조체가 제공된다.

Description

반도체 공정 스테이지 구조체, 반도체 칩 픽업 시스템 및 픽업헤드 틸팅 제어 방법{Stage structure for semiconductor process, pickup system for semiconductor chip and method for pickup head tilting control}
본 발명은 반도체 공정 스테이지 구조체, 반도체 칩 픽업 시스템 및 픽업헤드 틸팅 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 픽업헤드의 기울기를 필요에 따라 조절할 수 있는 반도체 공정 스테이지 구조체, 반도체 칩 픽업 시스템 및 픽업헤드 틸팅 제어 방법에 관한 것이다.
반도체 패키지는 집적회로 칩을 전자제품에 사용하기 적합한 형태로 구현한 것이다. 통상적으로 반도체 패키지는 인쇄회로기판(PCB) 등의 기판 상에 반도체 칩이 실장되어 만들어진다. 하나의 반도체 패키지 내에는 복수 개의 반도체 칩이 실장될 수 있다. 예를 들어, 하나의 기판 상에 복수 개의 반도체 칩이 차례로 적층될 수 있다. 기판 등에 반도체 칩을 실장하기 위하여, 반도체 칩을 픽업하여 기판 위에 배치할 필요가 있을 수 있다. 반도체 칩은 픽업 장치에 의해 기판 상에 배치될 수 있다. 픽업 장치는 다양한 방법으로 반도체 칩을 이송할 수 있다. 예를 들어, 픽업 장치는 진공압력을 이용하여 반도체 칩을 흡착시킬 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 픽업헤드의 흡착면이 수평이 되도록 제어할 수 있는 반도체 공정 스테이지 구조체, 반도체 칩 픽업 시스템 및 픽업헤드 틸팅 제어 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 픽업헤드의 흡착면을 다양한 각도로 제어할 수 있는 반도체 공정 스테이지 구조체, 반도체 칩 픽업 시스템 및 픽업헤드 틸팅 제어 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 반도체 패키지의 제조 수율을 향상시킬 수 있는 반도체 공정 스테이지 구조체, 반도체 칩 픽업 시스템 및 픽업헤드 틸팅 제어 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 기존의 스테이지를 그대로 사용하면서도 픽업헤드의 흡착면의 각도를 다양하게 조절할 수 있는 반도체 공정 스테이지 구조체, 반도체 칩 픽업 시스템 및 픽업헤드 틸팅 제어 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 제조 과정이 용이한 반도체 공정 스테이지 구조체, 반도체 칩 픽업 시스템 및 픽업헤드 틸팅 제어 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 미세 피치의 솔더 볼에 대한 정밀한 본딩이 가능한 반도체 공정 스테이지 구조체, 반도체 칩 픽업 시스템 및 픽업헤드 틸팅 제어 방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 공정 스테이지 구조체는 반도체 공정이 진행되는 스테이지; 및 픽업헤드 틸팅 제어 장치; 를 포함하되, 상기 픽업헤드 틸팅 제어 장치는: 보정판; 상기 보정판에 결합되어 상기 보정판의 기울기를 조절하는 틸팅 구동부; 및 상기 틸팅 구동부를 제어하는 제어부; 를 포함하고, 상기 보정판은 픽업헤드의 흡착면과 선택적으로 접촉하는 보정면을 포함할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 반도체 칩 픽업 시스템은 픽업 툴; 및 픽업헤드 틸팅 제어 장치; 를 포함하되, 상기 픽업 툴은: 반도체 칩을 흡착하는 픽업헤드; 상기 픽업헤드 상에 결합되는 틸팅부재; 및 상기 픽업헤드를 이동시키는 구동부; 를 포함하고, 상기 픽업헤드는 반도체 칩을 흡착하는 흡착면을 포함하며, 상기 틸팅부재는: 상기 구동부에 연결되는 고정부재; 및 상기 고정부재에 회전 가능하게 결합되는 회전부재; 를 포함하고, 상기 픽업헤드는 상기 회전부재에 고정되며, 상기 픽업헤드 틸팅 제어 장치는: 보정판; 및 상기 보정판에 결합되어 상기 보정판의 기울기를 조절하는 틸팅 구동부; 를 포함하며, 상기 보정판은 상기 흡착면과 선택적으로 접촉하는 보정면을 포함할 수 있다.
상기 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 픽업헤드 틸팅 제어 방법은 픽업헤드의 흡착면에 요구되는 각도를 선정하는 것; 상기 선정된 각도에 대한 정보를 바탕으로 픽업헤드 틸팅 제어 장치를 제어하는 것; 및 상기 픽업헤드 틸팅 제어 장치를 이용하여 상기 흡착면의 각도를 변화시키는 것; 을 포함하되, 상기 픽업헤드 틸팅 제어 장치는: 보정판; 상기 보정판에 결합되어 상기 보정판의 기울기를 조절하는 틸팅 구동부; 및 상기 틸팅 구동부를 제어하는 제어부; 를 포함하고, 상기 보정판은 상기 흡착면과 선택적으로 접촉하는 보정면을 포함하며, 상기 픽업헤드 틸팅 제어 장치를 제어하는 것은 상기 제어부가 상기 틸팅 구동부를 제어하여 상기 보정판의 기울기를 조절하는 것을 포함하고, 상기 흡착면의 각도를 변화시키는 것은 상기 흡착면을 상기 보정면에 접촉시키는 것을 포함할 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 반도체 공정 스테이지 구조체, 반도체 칩 픽업 시스템 및 픽업헤드 틸팅 제어 방법에 따르면, 픽업헤드의 흡착면이 수평이 되도록 제어할 수 있다.
본 발명의 반도체 공정 스테이지 구조체, 반도체 칩 픽업 시스템 및 픽업헤드 틸팅 제어 방법에 따르면, 픽업헤드의 흡착면을 다양한 각도로 제어할 수 있다.
본 발명의 반도체 공정 스테이지 구조체, 반도체 칩 픽업 시스템 및 픽업헤드 틸팅 제어 방법에 따르면, 반도체 패키지의 제조 수율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 반도체 공정 스테이지 구조체, 반도체 칩 픽업 시스템 및 픽업헤드 틸팅 제어 방법에 따르면, 기존의 스테이지를 그대로 사용하면서도 픽업헤드의 흡착면의 각도를 다양하게 조절할 수 있다.
본 발명의 반도체 공정 스테이지 구조체, 반도체 칩 픽업 시스템 및 픽업헤드 틸팅 제어 방법에 따르면, 제조 과정이 용이할 수 있다.
본 발명의 반도체 공정 스테이지 구조체, 반도체 칩 픽업 시스템 및 픽업헤드 틸팅 제어 방법에 따르면, 미세 피치의 솔더 볼에 대한 정밀한 본딩이 가능할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예들에 따른 반도체 공정 스테이지 구조체 및 반도체 칩 픽업 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예들에 따른 반도체 공정 스테이지 구조체 및 반도체 칩 픽업 시스템을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예들에 따른 반도체 공정 스테이지 구조체 및 반도체 칩 픽업 시스템을 나타낸 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예들에 따른 픽업헤드 틸팅 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5 내지 도 7은 도 4의 픽업헤드 틸팅 제어 방법에 따라 픽업헤드의 기울기를 조절하는 과정을 순차적으로 나타낸 측면도들이다.
도 8은 도 4의 픽업헤드 틸팅 제어 방법에 따라 기울기가 조절된 픽업헤드를 이용하여 반도체 칩을 배치하는 과정을 나타낸 측면도들이다.
도 9는 본 발명의 실시 예들에 따른 픽업헤드 틸팅 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 10 내지 도 13은 도 9의 픽업헤드 틸팅 제어 방법에 따라 픽업헤드의 기울기를 조절하는 과정을 순차적으로 나타낸 사시도 및 측면도들이다.
도 14 내지 도 15는 도 9의 픽업헤드 틸팅 제어 방법에 따라 기울기가 조절된 픽업헤드를 이용하여 반도체 칩을 배치하는 과정을 나타낸 측면도들이다.
도 16은 본 발명의 실시 예들에 따른 반도체 공정 스테이지 구조체 및 반도체 칩 픽업 시스템을 나타낸 사시도이다.
도 17은 본 발명의 실시 예들에 따른 반도체 공정 스테이지 구조체 및 반도체 칩 픽업 시스템을 나타낸 사시도이다.
도 18은 본 발명의 실시 예들에 따른 픽업헤드 틸팅 제어 장치를 나타낸 사시도이다.
도 19는 본 발명의 실시 예들에 따른 반도체 칩 픽업 시스템을 이용하여 반도체 칩에 플럭스를 도포하는 과정을 나타낸 측면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들에 대하여 설명한다. 명세서 전문에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지칭할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예들에 따른 반도체 공정 스테이지 구조체 및 반도체 칩 픽업 시스템을 나타낸 개략도이다.
이하에서, 도 1의 D1을 제1 방향, D2를 제2 방향, 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)에 교차되는 D3를 제3 방향이라 칭할 수 있다.
도 1을 참고하면, 반도체 공정 장비가 제공될 수 있다. 반도체 공정 장비는 로딩부(7), 스테이지(5), 픽업 툴(3) 및 픽업헤드 틸팅 제어 장치(1) 등을 포함할 수 있다. 실시 예들에서, 반도체 공정 장비는 계측부(9, 도 10 참고)를 더 포함할 수 있다.
로딩부(7)는 다이(die) 형태로 분할된 반도체 칩이 배치되는 구성일 수 있다. 에를 들어, 로딩부(7)의 상면 상에 복수 개의 반도체 칩이 배치될 수 있다. 픽업 툴(3)은 로딩부(7)로부터 반도체 칩을 픽업할 수 있다.
스테이지(5)는 반도체 칩에 대한 다양한 공정이 진행되는 구성일 수 있다. 예를 들어, 스테이지(5) 상에서 반도체 칩에 대한 본딩 공정이 진행될 수 있다. 보다 구체적으로, 스테이지(5)의 상면 상에 웨이퍼(W) 상태의 기판 등이 배치되면, 픽업 툴(3)에 의해 로딩부(7)로부터 로딩된 반도체 칩이 기판 상에 본딩될 수 있다. 즉, 스테이지(5)는 반도체 칩 본딩 스테이지를 의미할 수 있다. 본딩 공정은 열압착(Thermal-compression, TC) 본딩 공정 또는 리플로우(Reflow) 본딩 공정 등을 포함할 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 스테이지는 그 밖의 다른 반도체 공정이 진행되는 구성을 의미할 수도 있다.
픽업 툴(3)은 반도체 칩을 픽업하여, 다른 구성에 내려놓을 수 있다. 예를 들어, 픽업 툴(3)은 로딩부(7)로부터 반도체 칩을 픽업하여, 스테이지(5) 상에 내려놓을 수 있다. 픽업 툴(3)은 두 개 이상이 제공될 수 있다. 예를 들어, 하나의 스테이지(5)에 제1 픽업 툴(3a) 및 제2 픽업 툴(3b)이 제공될 수 있다. 제1 픽업 툴(3a) 및 제2 픽업 툴(3b)은 스테이지(5)를 기준으로 서로 반대 편에 위치할 수 있다. 제1 픽업 툴(3a)은 스테이지(5) 상에 배치된 웨이퍼(W)의 오른쪽 부분에 반도체 칩을 내려놓을 수 있다. 제2 픽업 툴(3b)은 스테이지(5) 상에 배치된 웨이퍼(W)의 왼쪽 부분에 반도체 칩을 내려놓을 수 있다. 제1 픽업 툴(3a)은 제1 구동부(39a)를 포함할 수 있다. 제1 구동부(39a)에 의해 제1 픽업 툴(3a)의 픽업헤드는 다양한 방향으로 이동할 수 있다. 제2 픽업 툴(3b)은 제2 구동부(39b)를 포함할 수 있다. 제2 구동부(39b)에 의해 제2 픽업 툴(3b)의 픽업헤드는 다양한 방향으로 이동할 수 있다. 이하에서 편의 상 픽업 툴(3)은 단수로 서술하도록 한다.
픽업헤드 틸팅 제어 장치(1)는 픽업 툴(3)의 픽업헤드의 기울기를 제어할 수 있다. 픽업헤드 틸팅 제어 장치(1)는 다양한 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 픽업헤드 틸팅 제어 장치(1)는 스테이지(5) 옆에 위치할 수 있다. 보다 구체적으로, 픽업헤드 틸팅 제어 장치(1)와 스테이지(5)는 일정 간격 수평으로 이격될 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 픽업헤드 틸팅 제어 장치(1)와 스테이지(5)는 접촉해 있거나, 일체로 형성될 수도 있다. 혹은 픽업헤드 틸팅 제어 장치(1)는 픽업 툴(3)과 일정 간격을 유지한 채 배치될 수도 있다. 즉, 픽업헤드 틸팅 제어 장치(1)는 픽업 툴(3)과의 일정한 상대적 거리를 유지하도록 위치가 특정될 수도 있다. 픽업헤드 틸팅 제어 장치(1)는 두 개 이상이 제공될 수 있다. 예를 들어, 하나의 스테이지(5) 옆에 제1 픽업헤드 틸팅 제어 장치(1a) 및 제2 픽업헤드 틸팅 제어 장치(1b)가 제공될 수 있다. 제1 픽업헤드 틸팅 제어 장치(1a) 및 제2 픽업헤드 틸팅 제어 장치(1b)는 스테이지(5)를 기준으로 서로 반대 편에 위치할 수 있다. 제1 픽업헤드 틸팅 제어 장치(1a)는 제1 픽업 툴(3a)에 연동될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 픽업헤드 틸팅 제어 장치(1a)는 제1 픽업 툴(3a)의 픽업헤드의 기울기를 조절할 수 있다. 제2 픽업헤드 틸팅 제어 장치(1b)는 제2 픽업 툴(3b)에 연동될 수 있다. 보다 구체적으로, 제2 픽업헤드 틸팅 제어 장치(1b)는 제2 픽업 툴(3b)의 픽업헤드의 기울기를 조절할 수 있다. 이상에서 하나의 픽업 툴(3)에 하나의 픽업헤드 틸팅 제어 장치(1)가 제공되는 것으로 서술하였으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 이하에서 편의 상 픽업헤드 틸팅 제어 장치(1)는 단수로 서술하도록 한다.
계측부(9)에 대한 내용은 도 10 및 도 11을 참고하여 후술하도록 한다.
픽업헤드 틸팅 제어 장치(1) 및 스테이지(5)를 묶어서 반도체 공정 스테이지 구조체라 칭할 수 있다. 즉, 반도체 공정 스테이지 구조체는 픽업 툴(3)의 픽업헤드의 기울기를 보정할 수 있는 메커니즘을 갖춘 스테이지 구조체를 의미할 수 있다. 반도체 공정 스테이지 구조체는 반도체 공정이 진행되는 공간을 제공할 수 있다. 예를 들어, 반도체 공정 스테이지 구조체는 반도체 칩에 대한 본딩 공정이 진행되는 공간을 제공할 수 있다.
픽업헤드 틸팅 제어 장치(1) 및 픽업 툴(3)을 묶어서 반도체 칩 픽업 시스템이라 칭할 수 있다. 즉, 반도체 칩 픽업 시스템은 픽업 툴(3)의 픽업헤드의 기울기를 자체적으로 보정할 수 있는 메커니즘을 갖춘 픽업 시스템을 의미할 수 있다. 반도체 칩 픽업 시스템은 반도체 공정의 진행을 위해 반도체 칩을 픽업하여 이송할 수 있다. 예를 들어, 반도체 칩 픽업 시스템은 본딩 공정을 위해 반도체 칩을 픽업하여 스테이지 상에 배치하거나, 반도체 칩을 픽업하여 플럭스 디핑 장치 상에 배치할 수 있다. 이에 대한 상세한 내용은 후술하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시 예들에 따른 반도체 공정 스테이지 구조체 및 반도체 칩 픽업 시스템을 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예들에 따른 반도체 공정 스테이지 구조체 및 반도체 칩 픽업 시스템을 나타낸 측면도이다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 픽업헤드 틸팅 제어 장치(1)는 보정판(11), 틸팅 구동부(13) 및 제어부(19) 등을 포함할 수 있다.
보정판(11)은 제2 방향(D2) 및 제3 방향(D3)으로 전개되는 판 형상을 포함할 수 있다. 보정판(11)은 픽업헤드(31)의 기울기를 조절할 수 있다. 보정판(11)의 상면은 보정면(11u)이라 칭할 수 있다. 보정면(11u)은 평면을 포함할 수 있다. 실시 예들에서, 보정면(11u)의 레벨은 스테이지(5)의 상면의 레벨과 실질적으로 동일 또는 유사할 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니다. 보정판(11)은 보정면(11u)에 대향되는 지지면(11b)을 더 포함할 수 있다. 지지면(11b)은 보정판(11)의 하면을 의미할 수 있다. 보정판(11)은 틸팅 구동부(13)에 의해 지지될 수 있다. 보정판(11)은 견고한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 보정판(11)은 세라믹 또는 금속 등을 포함할 수 있다.
틸팅 구동부(13)는 보정판(11)에 결합될 수 있다. 틸팅 구동부(13)는 보정판(11)을 지지할 수 있다. 틸팅 구동부(13)는 보정판(11)의 기울기를 조절할 수 있다. 틸팅 구동부(13)는 제어부(19)의 제어에 의해 구동되어, 보정판(11)을 기울어지게 할 수 있다. 틸팅 구동부(13)는 액츄에이터를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 틸팅 구동부(13)는 리니어 액츄에이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 액츄에이터는 피에조 액츄에이터(Piezo actuator)를 포함할 수 있다. 피에조 액츄에이터는 제어부(19)가 제공하는 전력에 의해 길이가 변할 수 있다. 즉, 제어부(19)가 틸팅 구동부(13)에 전력을 가하면, 피에조 액츄에이터의 제1 방향(D1)으로의 길이가 증가하거나, 감소할 수 있다. 실시 예들에서, 액츄에이터는 복수 개가 제공될 수 있다. 예를 들어, 액츄에이터는 4개가 제공될 수 있다. 4개의 액츄에이터의 각각은 제1 액츄에이터(131), 제2 액츄에이터(133), 제3 액츄에이터(135) 및 제4 액츄에이터(미부호)라 칭할 수 있다. 4개의 액츄에이터의 각각은 보정판(11)의 지지면(11b)에 결합될 수 있다. 보정판(11)의 지지면(11b)에 결합된 4개의 액츄에이터의 각각의 길이가 변하는 방식으로, 틸팅 구동부(13)는 보정판(11)의 기울기를 조절할 수 있다.
제어부(19)는 틸팅 구동부(13)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(19)는 틸팅 구동부(13)에 전력을 공급하거나 차단하여 틸팅 구동부(13)의 각 액츄에이터의 길이를 조절할 수 있다. 제어부(19)의 제어에 의해 보정판(11)의 기울기가 변할 수 있다. 제어부(19)의 제어 방식에 대한 상세한 내용은 도 4 등을 참고하여 후술하도록 한다.
픽업 툴(3)은 픽업헤드(31), 틸팅부재(33), 연결부재(37) 및 구동부(39) 등을 포함할 수 있다.
픽업헤드(31)는 흡착면(31x)을 포함할 수 있다. 흡착면(31x)은 픽업헤드(31)의 하면을 의미할 수 있다. 흡착면(31x)에 반도체 칩(SC)이 탈부착 가능하게 접촉될 수 있다. 반도체 칩(SC)은 다양한 방식으로 흡착면(31x)에 흡착될 수 있다. 예를 들어, 반도체 칩(SC)은 진공 압에 의해 흡착면(31x)에 흡착될 수 있다. 픽업헤드(31)는 진공 홀(미도시)을 제공할 수 있다. 픽업헤드(31)의 진공 홀은 진공 펌프(미도시)에 연결될 수 있다. 진공 홀은 흡착면(31x)에 의해 노출될 수 있다. 진공 펌프가 가하는 진공 압에 의해, 반도체 칩(SC)의 상면이 흡착면(31x)에 흡착될 수 있다. 픽업헤드(31)는 견고한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 픽업헤드(31)는 세라믹을 포함할 수 있다. 픽업헤드(31)는 틸팅부재(33)에 의해 연결부재(37)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 따라서 픽업헤드(31)는 제자리에서 회전할 수 있다.
틸팅부재(33)는 픽업헤드(31)와 연결부재(37)를 연결시킬 수 있다. 틸팅부재(33)는 픽업헤드(31)를 회전시킬 수 있는 메커니즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 틸팅부재(33)는 고정부재(331) 및 회전부재(333)를 포함할 수 있다. 고정부재(331)는 연결부재(37)에 고정될 수 있다. 회전부재(333)는 픽업헤드(31)에 결합될 수 있다. 보다 구체적으로, 회전부재(333)는 픽업헤드(31)의 상면에 고정 결합될 수 있다. 회전부재(333)는 고정부재(331)에 회전 가능하게 결합할 수 있다. 회전부재(333)는 고정부재(331)에 대하여 상대적으로 회전할 수 있다. 보다 구체적으로, 회전부재(333)는 제2 방향(D2) 및/또는 제3 방향(D3)을 축으로 하며 고정부재(331)에 대하여 상대적으로 회전할 수 있다. 고정부재(331)는 제1 보정 곡면(331x)을 포함할 수 있다. 제1 보정곡면(331x)은 고정부재(331)의 하면일 수 있다. 제1 보정곡면(331x)은 아래로 볼록한 곡면을 포함할 수 있다. 실시 예들에서, 제1 보정곡면(331x)은 일정한 곡률을 가질 수 있다. 즉, 제1 보정곡면(331x)은 구면의 일부일 수 있다. 회전부재(333)는 제2 보정 곡면(333x)을 포함할 수 있다. 제2 보정곡면(333x)은 회전부재(332)의 상면일 수 있다. 제2 보정곡면(332x)은 아래로 오목한 곡면을 포함할 수 있다. 제2 보정곡면(333x)은 제1 보정곡면(331x)과 마주할 수 있다. 실시 예들에서, 제2 보정곡면(333x)은 일정한 곡률을 가질 수 있다. 즉, 제2 보정곡면(333x)은 구면의 일부일 수 있다. 실시 예들에서, 제2 보정곡면(333x)의 곡률은 제1 보정곡면(331x)의 곡률과 실질적으로 동일 또는 유사할 수 있다. 제2 보정곡면(333x)과 제1 보정곡면(331x)이 일정한 거리를 유지한 상태에서, 회전부재(333)는 고정부재(331)에 대하여 회전할 수 있다. 회전부재(333)는 고정부재(331)에 회전 가능하게 결합될 수 있는 다양한 메커니즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 회전 부재(333)와 고정부재(331)가 서로 진공 압에 의해 결합된 상태에서, 회전부재(333)가 고정부재(331)에 대해 회전할 수 있다. 이를 위해 고정부재(331) 및/또는 회전부재(333) 내에 진공 홀(미도시)이 제공될 수도 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 회전부재(333)는 고정부재(331)에 다른 방식으로 회전 가능하게 결합될 수도 있다.
연결부재(37)는 고정부재(331)의 상측에 결합될 수 있다. 연결부재(37)는 구동부(39)와 틸팅부재(33)를 연결시킬 수 있다.
구동부(39)는 픽업헤드(31)를 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 구동부(39)는 제1 방향(D1), 제2 방향(D2) 및/또는 제3 방향(D3)으로 픽업헤드(31)를 이동시킬 수 있다. 이를 위해 구동부(39)는 모터 등을 포함할 수 있다.
스테이지(5)의 상면(5u) 상에 웨이퍼(W)가 배치될 수 있다. 픽업 툴(3)은 픽업헤드(31)의 흡착면(31x)에 흡착된 반도체 칩(SC)을 웨이퍼(W) 상에 배치시킬 수 있다. 반도체 칩(SC)의 솔더 볼(Sb)이 웨이퍼(W)의 상면(Wu)에 접할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예들에 따른 픽업헤드 틸팅 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4를 참고하면, 픽업헤드 틸팅 제어 방법(S)이 제공될 수 있다. 픽업헤드 틸팅 제어 방법(S)은 도 1 등을 참고하여 설명한 픽업헤드 틸팅 제어 장치(1, 도 2 참고)를 이용하여 픽업 툴(3, 도 2 참고)의 픽업헤드(31, 도 2 참고)의 기울기를 조절하는 방법을 의미할 수 있다.
픽업헤드 틸팅 제어 방법(S)은 픽업헤드의 흡착면에 요구되는 각도를 선정하는 것(S1), 픽업헤드 틸팅 장치를 제어하는 것(S2) 및 흡착면의 각도를 변화시키는 것(S3)을 포함할 수 있다.
픽업헤드 틸팅 장치를 제어하는 것(S2)은 틸팅 구동부를 이용하여 보정면의 각도를 수평방향으로 맞추는 것(S21)을 포함할 수 있다.
흡착면의 각도를 변화시키는 것(S3)은 흡착면의 각도를 수평방향으로 맞추는 것(S31)을 포함할 수 있다.
이하에서, 도 4 내지 도 7을 참고하여 픽업헤드 틸팅 제어 방법(S)의 각 단계를 상세히 설명하도록 한다.
도 5 내지 도 7은 도 4의 픽업헤드 틸팅 제어 방법에 따라 픽업헤드의 기울기를 조절하는 과정을 순차적으로 나타낸 측면도들이다.
도 5 및 4를 참고하면, 픽업헤드의 흡착면에 요구되는 각도를 선정하는 것(S1)은 제어부(19)가 픽업헤드(31)의 흡착면(31x)에 요구되는 각도를 선정하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 픽업헤드(31)의 흡착면(31x)은 수평방향으로 정렬되어야 할 수 있다. 이 경우 제어부(19)는 픽업헤드(31)의 흡착면(31x)의 각도를 수평방향이 되도록 목표를 정할 수 있다. 수평방향이란 제2 방향(D2) 및 제3 방향(D3)에 평행한 평면 상의 방향을 의미할 수 있다. 즉, 수평방향이란 제1 방향(D1)에 수직한 방향을 의미할 수 있다.
픽업헤드(31)는 기울어져 있을 수 있다. 이에 따라 흡착면(31x)도 기울어질 수 있다. 픽업헤드(31)는 다양한 요인에 의해 기울어질 수 있다. 예를 들어, 진공 압을 가하거나 제거하는 과정에서 픽업헤드(31)가 기울어질 수 있다. 또는 픽업헤드(31)가 스테이지 등에 접촉할 때, 스테이지 상의 요철 등에 의해 픽업헤드(31)가 기울어질 수 있다. 픽업헤드(31)가 기울어져, 흡착면(31x)은 제2 방향(D2)과 제1 각도(α)를 형성할 수 있다. 제1 각도(α)는 0도보다 클 수 있다.
틸팅 구동부를 이용하여 보정면의 각도를 수평방향으로 맞추는 것(S21)은 제어부(19)가 틸팅 구동부(13)를 제어하는 것을 포함할 수 있다. 틸팅 구동부(13)는 제어부(19)의 제어에 의해 보정면(11u)이 수평방향이 되도록 움직일 수 있다. 예를 들어, 제어부(19)는 틸팅 구동부(13)의 각 액츄에이터를 제어하여, 각 액츄에이터의 길이가 동일하도록 만들 수 있다. 각 액츄에이터의 길이가 동일하게 되면, 보정면(11u)은 수평방향으로 정렬될 수 있다. 즉, 보정면(11u)은 제2 방향(D2) 및 제3 방향(D3)에 평행하게 될 수 있다. 혹은, 보정면(11u) 상에 요철이 있어, 픽업헤드(31)의 흡착면(31x)을 수평방향으로 만들기 위해 보정면(11u)을 기울여야 할 필요가 있는 경우, 제어부(19)는 각 액츄에이터의 길이를 다르게 만들 수 있다. 보다 구체적으로, 먼저 제어부(19)는 보정면(11u)의 표면 조도를 조사할 수 있다. 보정면(11u)의 표면 조도에 대한 정보를 수집한 뒤, 제어부(19)는 이를 바탕으로 각 액츄에이터의 길이를 다르게 설정할 수 있다. 보정면(11u)의 표면 조도에 대한 정보를 반영하여, 보정면(11u)에 접촉하는 흡착면(31x)의 기울기가 수평방향이 될 수 있도록 보정판(11)을 기울일 수 있다. 즉, 보정면(11u)에 요철 등이 있어 보정면(11u)이 수평이 되어도, 보정면(11u)에 접하는 흡착면(31x)은 수평방향으로 정렬되지 못하는 경우에, 제어부(19)는 보정면(11u)의 표면 조도에 대한 정보를 이용하여, 각 액츄에이터의 길이를 다르게 설정할 수 있다.
도 6, 도 7 및 도 4를 참고하면, 흡착면의 각도를 수평방향으로 맞추는 것(S31)은 구동부(39)에 의해 픽업헤드(31)가 하강하는 것을 포함할 수 있다. 픽업헤드(31)가 아래로 하강하면, 흡착면(31x)과 보정면(11u)이 접촉할 수 있다. 흡착면(31x)은 보정면(11u)과 동일한 각도가 되도록 회전할 수 있다. 보다 구체적으로, 수평방향으로 정렬된 보정면(11u)이 기울어진 흡착면(31x)을 향해 아래에서 위로 힘을 가하면, 픽업헤드(31)가 회전할 수 있다. 픽업헤드(31)의 회전은 회전부재(333)가 고정부재(331)에 대하여 회전함으로써 발생할 수 있다. 픽업헤드(31)의 하강은 흡착면(31x)이 보정면(11u)과 완전히 접촉할 때까지 계속될 수 있다. 흡착면(31x)은 보정면(11u)과 동일한 기울기를 갖게 될 수 있다. 보정면(11u)이 수평방향으로 정렬된 경우, 흡착면(31x)도 수평방향으로 정렬될 수 있다.
도 8은 도 4의 픽업헤드 틸팅 제어 방법에 따라 기울기가 조절된 픽업헤드를 이용하여 반도체 칩을 배치하는 과정을 나타낸 측면도이다.
도 8을 참고하면, 픽업 툴(3)은 반도체 칩(SC)을 흡착할 수 있다. 픽업헤드 틸팅 제어 장치(1)에 의해 픽업헤드(31)의 흡착면(31x)이 수평상태로 정렬되었으므로, 흡착면(31x)에 흡착된 반도체 칩(SC)도 수평상태가 될 수 있다. 픽업 툴(3)은 반도체 칩(SC)을 수평상태로 웨이퍼(W)의 상면(Wu) 상에 안착시킬 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 반도체 공정 스테이지 구조체, 반도체 칩 픽업 시스템 및 픽업헤드 틸팅 제어 방법에 의하면, 반도체 칩을 흡착할 픽업헤드의 흡착면을 수평상태로 정렬시킬 수 있다. 반도체 칩을 흡착하기 전에, 픽업헤드의 흡착면은 미리 수평상태가 될 수 있다. 따라서 흡착면에 흡착된 반도체 칩도 수평상태로 정렬될 수 있다. 반도체 칩은 수평 상태로 웨이퍼 등의 기판 상에 배치될 수 있다. 따라서 반도체 칩의 솔더 볼 등과 기판은 결함 없이 접합될 수 있다. 즉, 솔더 볼의 쇼트 내지는 비젖음(non-wet) 현상이 방지될 수 있다. 이에 따라 반도체 패키지의 제조 수율이 향상될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 반도체 공정 스테이지 구조체, 반도체 칩 픽업 시스템 및 픽업헤드 틸팅 제어 방법에 의하면, 스테이지가 아닌 별도의 픽업헤드 틸팅 제어 장치에서 픽업헤드의 기울기를 조절할 수 있다. 따라서 스테이지의 표면 상태가 고르지 못하더라도, 픽업헤드의 기울기를 정밀하게 제어할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 반도체 공정 스테이지 구조체, 반도체 칩 픽업 시스템 및 픽업헤드 틸팅 제어 방법에 의하면, 정밀하게 교정된 픽업헤드를 사용하여 반도체 칩을 배치하므로, 반도체 칩의 솔더 볼의 피치가 미세하더라도 수율을 향상시킬 수 있다. 즉, 미세 피치의 솔더 볼 사용이 가능할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 반도체 공정 스테이지 구조체, 반도체 칩 픽업 시스템 및 픽업헤드 틸팅 제어 방법에 의하면, 기존의 스테이지를 그대로 사용하면서, 스테이지 옆에 픽업헤드 틸팅 제어 장치만을 추가로 배치하는 간단한 방식으로 픽업헤드의 기울기를 용이하게 제어할 수 있다. 따라서 스테이지 자체의 구조 변경 없이도 픽업헤드의 정렬이 가능할 수 있다. 이에 따라 반도체 장비의 제조 방식이 간단해질 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 반도체 공정 스테이지 구조체, 반도체 칩 픽업 시스템 및 픽업헤드 틸팅 제어 방법에 의하면, 픽업 툴이 아닌 외부에서 픽업헤드의 기울기를 조절할 수 있다. 따라서 픽업 툴 내에는 회전을 위한 별도의 구동부 등이 필요하지 아니할 수 있다. 이에 따라 픽업 툴의 경량화가 가능할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시 예들에 따른 픽업헤드 틸팅 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 9를 참고하면, 픽업헤드 틸팅 제어 방법(S')이 제공될 수 있다. 도 9의 픽업헤드 틸팅 제어 방법(S')은 도 4를 참고하여 설명한 픽업헤드 틸팅 제어 방법(S)과 다를 수 있다.
픽업헤드 틸팅 제어 방법(S')은 픽업헤드의 흡착면에 요구되는 각도를 선정하는 것(S1'), 픽업헤드 틸팅 장치를 제어하는 것(S2') 및 흡착면의 각도를 변화시키는 것(S3')을 포함할 수 있다.
픽업헤드의 흡착면에 요구되는 각도를 선정하는 것(S1')은 계측부가 스테이지 상에 배치된 반도체 칩의 기울기를 측정하는 것(S11') 및 반도체 칩의 기울기에 대한 정보를 제어부에 전송하는 것(S12') 등을 포함할 수 있다.
픽업헤드 틸팅 장치를 제어하는 것(S2')은 틸팅 구동부를 이용하여 보정면의 각도를 수평방향과 일정 각도를 형성하도록 맞추는 것(S21')을 포함할 수 있다.
흡착면의 각도를 변화시키는 것(S3')은 흡착면의 각도를 수평방향과 일정 각도를 형성하도록 맞추는 것(S31')을 포함할 수 있다.
이하에서, 도 10 내지 도 13을 참고하여 픽업헤드 틸팅 제어 방법(S')의 각 단계를 상세히 설명하도록 한다.
도 10 내지 도 13은 도 9의 픽업헤드 틸팅 제어 방법에 따라 픽업헤드의 기울기를 조절하는 과정을 순차적으로 나타낸 측면도들 및 사시도이다.
도 10 및 도 9를 참고하면, 계측부가 스테이지 상에 배치된 반도체 칩의 기울기를 측정하는 것(S11')은 계측부(9)가 스테이지(5) 상에 배치되어 있는 반도체 칩(SC)의 기울기에 대한 정보를 수집하는 것을 포함할 수 있다. 하나의 반도체 칩(SC)이 이미 웨이퍼(W) 상에 배치되어 있을 수 있다. 반도체 칩(SC)은 픽업 툴(3) 등에 의해 웨이퍼(W) 상에 배치되었을 수 있다. 웨이퍼(W) 상에 기 배치된 반도체 칩(SC)은 기울어져 있을 수 있다. 예를 들어, 반도체 칩(SC)의 상면(SCu)이 수평방향과 제2 각도(β)를 형성할 수 있다. 이에 따라 솔더 볼(SB)의 배열도 기울어져 있을 수 있다. 반도체 칩(SC)은 다양한 요인에 의해 웨이퍼(W) 상에 기울어진 상태로 배치될 수 있다. 웨이퍼(W) 상에 배치된 반도체 칩(SC) 상에 또 다른 반도체 칩을 적층 해야 할 경우, 기 배치된 반도체 칩(SC)과 동일한 기울기로 적층 해야 할 필요가 있을 수 있다. 계측부(9)는 반도체 칩(SC)의 기울기에 대한 정보를 수집할 수 있다. 예를 들어, 계측부(9)는 광학 센서를 사용하여 반도체 칩(SC)의 기울어진 정도를 알아낼 수 있다. 보다 구체적으로, 계측부(9)는 반도체 칩(SC)의 상면(SCu)을 향해 빛을 조사한 뒤 반사되는 빛을 감지하여, 반도체 칩(SC)과의 거리를 파악할 수 있다. 계측부(9)는 옆으로 이동해가며 동일한 작업을 반복할 수 있다. 이에 의해 계측부(9)는 반도체 칩(SC)의 기울어진 정도를 파악할 수 있다. 예를 들어, 계측부(9)는 계측 작업에 의해 반도체 칩(SC)의 상면(SCu)이 수평방향으로부터 제2 각도(β)만큼 기울어진 것을 알아낼 수 있다.
반도체 칩의 기울기에 대한 정보를 제어부에 전송하는 것(S12')은 계측부(9)가 획득한 반도체 칩(SC)의 기울기에 대한 정보를 제어부(19)에 전송하는 것을 포함할 수 있다. 제어부(19)는 기 배치된 반도체 칩(SC)의 기울기에 대한 정보를 바탕으로, 픽업헤드(31)에 요구되는 기울기를 선정할 수 있다.
도 11, 도 12 및 도 9를 참고하면, 틸팅 구동부를 이용하여 보정면의 각도를 수평방향과 일정 각도를 형성하도록 맞추는 것(S21')은 제어부(19)가 선정한 기울기대로 보정면(11u)의 각도를 제어하는 것을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 제어부(19)는 틸팅 구동부(13)의 각 액츄에이터의 길이를 다르게 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 액츄에이터(131)의 길이 및 제2 액츄에이터(133)의 길이는 늘리고, 제3 액츄에이터(135)의 길이 및 제4 액츄에이터(미도시)의 길이는 줄일 수 있다. 각 액츄에이터의 길이를 다르게 설정하면, 보정판(11)이 기울어질 수 있다. 이에 따라 보정면(11u)의 기울기도 변할 수 있다. 제어부(19)는 보정면(11u)이 수평방향와 제2 각도(β)를 형성할 때까지 틸팅 구동부(13)를 제어할 수 있다.
도 13 및 도 9를 참고하면, 흡착면의 각도를 수평방향과 일정 각도를 형성하도록 맞추는 것(S31')은 구동부(39)에 의해 픽업헤드(31)가 하강하는 것을 포함할 수 있다. 픽업헤드(31)가 아래로 하강하면, 흡착면(31x)과 보정면(11u)이 접촉할 수 있다. 흡착면(31x)은 보정면(11u)과 동일한 각도가 되도록 회전할 수 있다. 보다 구체적으로, 수평방향과 제2 각도(β)를 형성하도록 정렬된 보정면(11u)이 기울어진 흡착면(31x)을 향해 아래에서 위로 힘을 가하면, 픽업헤드(31)가 회전할 수 있다. 픽업헤드(31)의 회전은 회전부재(333)가 고정부재(331)에 대하여 회전함으로써 발생할 수 있다. 픽업헤드(31)의 하강은 흡착면(31x)이 보정면(11u)과 완전히 접촉할 때까지 계속될 수 있다. 흡착면(31x)은 보정면(11u)과 동일한 기울기를 갖게 될 수 있다. 보정면(11u)이 수평방향과 제2 각도(β)를 형성하도록 정렬된 경우, 흡착면(31x)도 수평방향과 제2 각도(β)를 형성하도록 정렬될 수 있다.
도 14 내지 도 15는 도 9의 픽업헤드 틸팅 제어 방법에 따라 기울기가 조절된 픽업헤드를 이용하여 반도체 칩을 배치하는 과정을 나타낸 측면도들이다.
도 14를 참고하면, 수평방향과 제2 각도(β)를 형성하도록 정렬된 흡착면(31x)에 제2 반도체 칩(SC2)이 흡착될 수 있다. 제2 반도체 칩(SC2)도 수평방향과 제2 각도(β)를 형성하도록 기울어질 수 있다.
도 15를 참고하면, 수평방향과 제2 각도(β)를 형성하도록 기울어진 반도체 칩(SC) 상에, 제2 반도체 칩(SC2)이 적층될 수 있다. 제2 반도체 칩(SC2)은 아래에 위치한 반도체 칩(SC)과 동일 또는 유사한 기울기를 가질 수 있다. 즉, 반도체 칩(SC)과 제2 반도체 칩(SC2)은 실질적으로 평행할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 반도체 공정 스테이지 구조체, 반도체 칩 픽업 시스템 및 픽업헤드 틸팅 제어 방법에 의하면, 픽업헤드의 기울기를 원하는 상태로 만들 수 있다. 즉, 픽업헤드를 단순히 수평방향뿐만 아니라, 일정 각도 기울어진 상태로 만들 수 있다. 따라서 필요에 따라 다양한 기울기를 가지도록 픽업헤드를 제어할 수 있다. 예를 들어, 도 10 등과 같이 기 적층된 반도체 칩이 기울어져 있는 경우, 그 위에 적층될 반도체 칩을 의도적으로 기울게 만들어, 반도체 칩 간의 쇼트 내지는 비젖음(non-wet) 현상을 방지할 수 있다. 이에 따라 반도체 패키지의 제조 수율이 향상될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 반도체 공정 스테이지 구조체, 반도체 칩 픽업 시스템 및 픽업헤드 틸팅 제어 방법에 의하면, 픽업헤드 틸팅 제어 장치의 보정면 상에 요철이 존재하여 보정면 자체가 수평상태를 유지하지 못하더라도, 틸팅 구동부를 이용하여 픽업헤드를 수평상태로 만들 수 있다. 즉, 보정면의 제조 과정에서 흠결이 발생하거나 공정 간에 손상되어 보정면이 수평상태가 아니더라도, 틸팅 구동부의 구동에 의해 보정판을 적정 각도로 만들 수 있다. 이에 따라 픽업헤드를 수평상태로 용이하게 만들 수 있다.
도 16은 본 발명의 실시 예들에 따른 반도체 공정 스테이지 구조체 및 반도체 칩 픽업 시스템을 나타낸 사시도이다.
이하에서, 도 1 내지 도 15를 참고하여 서술한 것과 실질적으로 동일 또는 유사한 구성과 방법에 대한 것은 편의 상 설명을 생략할 수 있다.
도 16을 참고하면, 보정판(11) 내에 히터(1H)가 더 제공될 수 있다. 히터(1H)는 외부에서 전력을 공급받을 수 있다. 히터(1H)에 의해 보정판(11)의 온도가 상승할 수 있다. 픽업헤드(31)가 보정판(11)과 접촉할 때, 보정판(11)으로부터 열을 전달받을 수 있다. 또는, 보정판(11)의 온도가 높으므로 픽업헤드(31)로부터 보정판(11)으로 열이 빠져나가는 것을 방지할 수 있다. 따라서 픽업헤드(31)의 온도가 하락하는 것을 방지할 수 있다. 도시되지는 아니하였지만, 스테이지(5, 도 15 참고) 내에도 히터가 배치될 수 있다. 스테이지(5) 내의 히터는 스테이지(5)의 온도를 상승시킬 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 반도체 공정 스테이지 구조체, 반도체 칩 픽업 시스템 및 픽업헤드 틸팅 제어 방법에 의하면, 픽업헤드가 접촉하는 보정판을 가열함으로써 픽업헤드가 에너지를 잃는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라 스테이지 상에서 열-압착(Thermal-compression, TC) 본딩을 할 때 픽업헤드과 반도체 칩의 온도를 일정 수준 이상으로 유지하기 용이할 수 있다.
도 17은 본 발명의 실시 예들에 따른 반도체 공정 스테이지 구조체 및 반도체 칩 픽업 시스템을 나타낸 사시도이다.
이하에서, 도 1 내지 도 16을 참고하여 서술한 것과 실질적으로 동일 또는 유사한 구성과 방법에 대한 것은 편의 상 설명을 생략할 수 있다.
도 17을 참고하면, 스테이지(5')는 함몰부(5s')를 제공할 수 있다. 함몰부(5s')는 스테이지(5')의 측면 일부가 내측으로 함입되어 형성될 수 있다. 픽업헤드 틸팅 제어 장치(1)는 함몰부(5s') 내에 위치할 수 있다. 보정판(11)은 함몰부(5s') 내에 배치될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 반도체 공정 스테이지 구조체, 반도체 칩 픽업 시스템 및 픽업헤드 틸팅 제어 방법에 의하면, 반도체 장비의 전체적인 부피를 줄일 수 있다. 즉, 픽업헤드 틸팅 제어 장치가 스테이지의 내측으로 함입될 함몰부 내에 배치되므로, 반도체 공정 스테이지 구조체의 부피를 줄일 수 있다. 이에 따라 기존 챔버 내에 반도체 공정 스테이지 구조체를 배치할 수 있다. 따라서 반도체 공정 스테이지 구조체를 위한 별도의 챔버가 요구되지 아니하므로, 제조비용을 절감할 수 있다.
도 18은 본 발명의 실시 예들에 따른 픽업헤드 틸팅 제어 장치를 나타낸 사시도이다.
이하에서, 도 1 내지 도 17을 참고하여 서술한 것과 실질적으로 동일 또는 유사한 구성과 방법에 대한 것은 편의 상 설명을 생략할 수 있다.
도 18을 참고하면, 틸팅 구동부(13')는 3개의 액츄에이터만을 포함할 수 있다. 즉, 도 2 등을 참고하여 설명한 것과는 달리, 4개가 아닌 3개의 액츄에이터만 제공될 수 있다. 3개의 액츄에이터는 각각 제1 액츄에이터(131'), 제2 액츄에이터(133') 및 제3 액츄에이터(135')라 칭할 수 있다. 3개의 액츄에이터만으로도 보정판(11)의 기울기 제어가 가능할 수 있다.
도 19는 본 발명의 실시 예들에 따른 반도체 칩 픽업 시스템을 이용하여 반도체 칩에 플럭스를 도포하는 과정을 나타낸 측면도이다.
이하에서, 도 1 내지 도 18을 참고하여 서술한 것과 실질적으로 동일 또는 유사한 구성과 방법에 대한 것은 편의 상 설명을 생략할 수 있다.
도 19를 참고하면, 픽업 툴(3)은 반도체 칩(SC)의 솔더 볼(SB)에 플럭스를 도포하기 위해 사용될 수 있다. 플럭스는 솔더 볼(SB)을 다른 구성과 전기적으로 연결시킨 상태에서 접합시키기 위해, 솔더 볼(SB)의 표면에 형성된 산화막 등을 제거하기 위한 물질을 의미할 수 있다. 디핑 장치(D)의 수용부(Dh)에 플럭스(F)가 담겨있을 수 있다. 픽업헤드(31)는 픽업헤드 틸팅 제어 장치(1)에 의해 수평방향으로 정렬되어 있을 수 있다. 이에 따라 픽업헤드(31)에 흡착된 반도체 칩(SC)도 수평방향으로 정렬될 수 있다. 흡착된 반도체 칩(SC)이 수평방향으로 정렬된 상태로, 픽업 툴(3)은 하강할 수 있다. 반도체 칩(SC)의 솔더 볼(SB)의 일부는 디핑 장치(D)에 담긴 플럭스(F)의 표면(Fu)을 지나, 플럭스(F) 내에 잠길 수 있다. 이에 따라 솔더 볼(SB)에 플럭스(F)가 도포될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시 예들에 따른 반도체 공정 스테이지 구조체, 반도체 칩 픽업 시스템 및 픽업헤드 틸팅 제어 방법에 의하면, 픽업헤드를 수평상태로 정렬시킨 상태에서 솔더 볼에 대한 플럭스의 디핑 공정을 진행할 수 있다. 따라서 모든 솔더 볼에 고르게 플럭스가 도포될 수 있다. 즉, 복수 개의 솔더 볼 중 일부에서 발생 가능한 쇼트 내지는 비젖음(non-wet) 현상이 방지될 수 있다. 이에 따라 반도체 패키지의 제조 수율이 향상될 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 픽업헤드 틸팅 제어 장치
11: 보정판
11u: 보정면
11b: 지지면
13: 틸팅 구동부
131, 133, 135: 액츄에이터
19: 제어부
3: 픽업 툴
31: 픽업헤드
33: 틸팅부재
331: 고정부재
331x: 제1 보정 곡면
333: 회전부재
333x: 제2 보정 곡면
37: 연결부재
39: 구동부
5: 스테이지
7: 로딩부
9: 계측부
W: 기판
SC: 반도체 칩
Sb: 솔더 볼

Claims (23)

  1. 반도체 공정이 진행되는 스테이지; 및
    픽업헤드 틸팅 제어 장치; 를 포함하되,
    상기 픽업헤드 틸팅 제어 장치는:
    보정판;
    상기 보정판에 결합되어 상기 보정판의 기울기를 조절하는 틸팅 구동부; 및
    상기 틸팅 구동부를 제어하는 제어부; 를 포함하고,
    상기 보정판은 픽업헤드의 흡착면과 선택적으로 접촉하는 보정면을 포함하는 반도체 공정 스테이지 구조체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 틸팅 구동부는 수직으로 연장되는 액츄에이터를 포함하되,
    상기 액츄에이터는 상기 보정면에 대향되는 지지면에 결합되고,
    상기 액츄에이터는 상기 제어부의 제어에 따라 길이가 변하는 반도체 공정 스테이지 구조체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 액츄에이터는 피에조 액츄에이터를 포함하는 반도체 공정 스테이지 구조체.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 액츄에이터는 3개 이상이 제공되는 반도체 공정 스테이지 구조체.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 보정판은 세라믹 또는 금속을 포함하는 반도체 공정 스테이지 구조체.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 스테이지는 측면의 일부가 함입된 함몰부를 제공하며,
    상기 보정판은 상기 함몰부 내에 배치되는 반도체 공정 스테이지 구조체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 스테이지 상에 위치하여 상기 스테이지 상에 배치된 반도체 칩의 기울기를 측정하는 계측부를 더 포함하며,
    상기 제어부는 상기 계측부에서 측정한 정보를 수신하여 상기 틸팅 구동부를 제어하는 반도체 공정 스테이지 구조체.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 보정판의 내부에 히터가 더 제공되는 반도체 공정 스테이지 구조체.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 보정면의 레벨은 상기 스테이지의 상면의 레벨과 동일한 반도체 공정 스테이지 구조체.
  10. 픽업 툴; 및
    픽업헤드 틸팅 제어 장치; 를 포함하되,
    상기 픽업 툴은:
    반도체 칩을 흡착하는 픽업헤드;
    상기 픽업헤드 상에 결합되는 틸팅부재; 및
    상기 픽업헤드를 이동시키는 구동부; 를 포함하고,
    상기 픽업헤드는 반도체 칩을 흡착하는 흡착면을 포함하며,
    상기 틸팅부재는:
    상기 구동부에 연결되는 고정부재; 및
    상기 고정부재에 회전 가능하게 결합되는 회전부재; 를 포함하고,
    상기 픽업헤드는 상기 회전부재에 고정되며,
    상기 픽업헤드 틸팅 제어 장치는:
    보정판; 및
    상기 보정판에 결합되어 상기 보정판의 기울기를 조절하는 틸팅 구동부; 를 포함하며,
    상기 보정판은 상기 흡착면과 선택적으로 접촉하는 보정면을 포함하는 반도체 칩 픽업 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 픽업헤드에 진공압을 제공하는 진공 펌프를 더 포함하되,
    상기 픽업헤드는 상기 진공 펌프에 연결되는 진공 홀을 제공하는 반도체 칩 픽업 시스템.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 틸팅 구동부는 수직으로 연장되어 상기 보정면에 대향되는 지지면에 결합되는 액츄에이터를 포함하되,
    상기 액츄에이터는 상기 제어부의 제어에 따라 길이가 변하는 피에조 액츄에이터를 포함하는 반도체 칩 픽업 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 피에조 액츄에이터는 3개 이상이 제공되어 상기 보정판의 기울기를 변화시키는 반도체 칩 픽업 시스템.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 픽업헤드 및 상기 보정판의 각각은 세라믹을 포함하는 반도체 칩 픽업 시스템.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 고정부재는 상기 회전부재를 향하는 제1 보정 곡면을 포함하고,
    상기 회전부재는 상기 제1 보정 곡면을 마주하는 제2 보정 곡면을 포함하는 반도체 칩 픽업 시스템.
  16. 픽업헤드의 흡착면에 요구되는 각도를 선정하는 것;
    상기 선정된 각도에 대한 정보를 바탕으로 픽업헤드 틸팅 제어 장치를 제어하는 것; 및
    상기 픽업헤드 틸팅 제어 장치를 이용하여 상기 흡착면의 각도를 변화시키는 것; 을 포함하되,
    상기 픽업헤드 틸팅 제어 장치는:
    보정판;
    상기 보정판에 결합되어 상기 보정판의 기울기를 조절하는 틸팅 구동부; 및
    상기 틸팅 구동부를 제어하는 제어부; 를 포함하고,
    상기 보정판은 상기 흡착면과 선택적으로 접촉하는 보정면을 포함하며,
    상기 픽업헤드 틸팅 제어 장치를 제어하는 것은 상기 제어부가 상기 틸팅 구동부를 제어하여 상기 보정판의 기울기를 조절하는 것을 포함하고,
    상기 흡착면의 각도를 변화시키는 것은 상기 흡착면을 상기 보정면에 접촉시키는 것을 포함하는 픽업헤드 틸팅 제어 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 픽업헤드의 흡착면에 요구되는 각도를 선정하는 것은:
    계측부가 스테이지 상에 배치된 반도체 칩의 기울기를 측정하는 것; 및
    상기 반도체 칩의 기울기에 대한 정보를 상기 제어부에 전송하는 것; 을 포함하는 픽업헤드 틸팅 제어 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 픽업헤드는 틸팅부재에 결합되되,
    상기 틸팅부재는:
    고정부재; 및
    상기 고정부재에 회전 가능하게 결합되는 회전부재; 를 포함하며,
    상기 고정부재는 상기 회전부재를 향하는 제1 보정 곡면을 포함하고,
    상기 회전부재는 상기 제1 보정 곡면을 마주하는 제2 보정 곡면을 포함하며,
    상기 흡착면을 상기 보정면에 접촉시키는 것은 상기 회전부재가 상기 고정부재에 대해 회전하여, 상기 흡착면의 기울기가 상기 보정면의 기울기와 동일하게 변하는 것을 포함하는 픽업헤드 틸팅 제어 방법.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 틸팅 구동부는 수직으로 연장되어 상기 보정면에 대향되는 지지면에 결합되는 액츄에이터를 포함하고,
    상기 액츄에이터는 3개 이상이 제공되는 픽업헤드 틸팅 제어 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 픽업헤드 틸팅 제어 장치를 제어하는 것은 상기 제어부가 상기 액츄에이터들의 각각의 길이를 다르게 조절하여 상기 보정판의 기울기가 수평방향과 일정 각도를 형성하도록 조절하는 것을 포함하는 픽업헤드 틸팅 제어 방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 픽업헤드 틸팅 제어 장치를 제어하는 것은 상기 제어부가 상기 액츄에이터들의 각각의 길이를 동일하게 조절하여 상기 보정판의 기울기를 수평으로 조절하는 것을 포함하는 픽업헤드 틸팅 제어 방법.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 보정판은 세라믹을 포함하고,
    상기 픽업헤드 틸팅 제어 장치를 제어하는 것은:
    상기 보정면의 표면 조도에 대한 정보를 획득하는 것; 및
    상기 보정면의 표면 조도에 대한 정보를 바탕으로 상기 액츄에이터들의 각각의 길이를 다르게 조절하는 것을 포함하는 픽업헤드 틸팅 제어 방법.
  23. 제 19 항에 있어서,
    상기 액츄에이터들의 각각은 피에조 액츄에이터를 포함하는 픽업헤드 틸팅 제어 방법.
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