KR20220150767A - 다이 픽업 콜렛 검사 장치 - Google Patents

다이 픽업 콜렛 검사 장치 Download PDF

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KR20220150767A
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조재민
박태진
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명의 기술적 사상은, 다이 픽업 콜렛을 용이하고 신뢰성 있게 검사할 수 있는 다이 픽업 콜렛 검사 장치를 제공한다. 그 다이 픽업 콜렛 검사 장치는, 웨이퍼 스테이지의 상면 상에 배치된 웨이퍼를 촬영하는 웨이퍼 비전(vision) 카메라; 및 상기 웨이퍼 비전 카메라의 하부에 배치된 광학 모듈;을 포함하고, 다이 픽업 콜렛(die pick-up collet)의 하면에서 반사된 광이 상기 광학 모듈을 통해 상기 웨이퍼 비전 카메라로 입사하도록 구성된다.

Description

다이 픽업 콜렛 검사 장치{Apparatus for inspecting die pick-up collet}
본 발명의 기술적 사상은 검사 장치에 관한 것으로, 특히 다이 픽업 콜렛의 상태를 검사하는 다이 픽업 콜렛 검사 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 패키지의 제조에 있어서, 수많은 반도체 칩들을 포함하고 있는 웨이퍼로부터 분리된 개별 반도체 칩을 다이(die)라고 한다. 웨이퍼 상태에서 분리된 반도체 칩은 PCB(Printed Circuit Board)와 같은 기판의 접착 위치로 이송되는데, 이 때 웨이퍼로부터 반도체 칩을 픽업(pick-up)하여 이송하는 칩 이송장치(die transfer) 중 칩과 접하는 부분을 바로 다이 픽업 콜렛(die pick-up collet), 또는 간단히 콜렛이라 한다. 한편, 콜렛은 일반적으로 고무(rubber) 등의 재질로 되어 있는데, 콜렛의 표면에 이물질이나 실리콘 파티클 등이 존재하는 경우, 다이를 픽업하는 과정에서 칩에 스크래치, 덴트(dent), 크랙 등의 불량이 발생할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상은, 다이 픽업 콜렛을 용이하고 신뢰성 있게 검사할 수 있는 다이 픽업 콜렛 검사 장치를 제공하는 데에 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 기술적 사상은, 웨이퍼 스테이지의 상면 상에 배치된 웨이퍼를 촬영하는 웨이퍼 비전(vision) 카메라; 및 상기 웨이퍼 비전 카메라의 하부에 배치된 광학 모듈;을 포함하고, 다이 픽업 콜렛(die pick-up collet)의 하면에서 반사된 광이 상기 광학 모듈을 통해 상기 웨이퍼 비전 카메라로 입사하도록 구성된, 다이 픽업 콜렛 검사 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 기술적 사상은, 상기 과제를 해결하기 위하여, 웨이퍼 스테이지의 상면 상에 배치된 웨이퍼를 촬영하는 웨이퍼 비전 카메라; 및 상기 웨이퍼 비전 카메라의 하부에 배치되고, 다이 픽업 콜렛의 하면에서 반사된 광을 상기 웨이퍼 비전 카메라로 입사하도록 하는 광학 모듈;을 포함하고, 상기 광학 모듈은, 모듈 홀더, 2개의 렌즈, 및 2개의 릴레이 미러를 포함하며, 상기 반사된 광은 상기 2개의 렌즈 중 제1 렌즈, 상기 2개의 릴레이 미러 중 제1 미러, 상기 2개의 릴레이 미러 중 제2 미러, 및 상기 2개의 렌즈 중 제2 렌즈를 거처 상기 웨이퍼 비전 카메라로 입사되는, 다이 픽업 콜렛 검사 장치를 제공한다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 다이 픽업 콜렛 검사 장치는, 웨이퍼 비전 카메라, 및 광학 모듈을 이용하여 다이 이송장치의 콜렛 표면의 상태를 용이하고 신뢰성 있게 검사할 수 있다. 그에 따라, 다이 픽업 콜렛 검사 장치는, 콜렛 표면의 이물질 유무를 정확하게 검출하여, 칩의 품질 불량을 사전에 방지함으로써, 다이 본딩 또는 플립 칩 공정 등에서의 수율을 크게 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 기술적 사상에 의한 다이 픽업 콜릿 검사 장치에서, 웨이퍼 비전 카메라가 이용되므로 별도의 카메라 설치가 불필요하고, 다이 픽업 콜릿 검사 장치의 광학 모듈이, 비교적 간단한 구조를 가지고, 설비에 용이하게 설치될 수 있다. 따라서, 다이 픽업 콜릿 검사 장치는, 저비용으로 해당 설비 개조를 용이하게 하면서도, 또한 최소한의 공간을 차지함으로써, 전체 설비의 사이즈 축소 및 설비의 가격 합리화에 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 픽업 콜렛 검사 장치를 포함한 다이 어태치 설비를 전반적으로 보여주는 구성도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 픽업 콜렛 검사 장치에 대한 구성도이다.
도 2b는 도 2a의 다이 픽업 콜렛 검사 장치를 통해 다이 픽업 콜렛을 검사하는 원리를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2a의 다이 픽업 콜렛 검사 장치의 광학 모듈에 대한 사시도 및 단면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 실시예들에 따른 다이 픽업 콜렛 검사 장치의 광학 모듈에 대한 사시도들이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 픽업 콜렛 검사 장치의 광학 모듈에 대한 사시도 및 단면도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면 상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다이 픽업 콜렛 검사 장치를 포함한 다이 어태치 설비를 전반적으로 보여주는 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 다이 픽업 콜렛 검사 장치(100, 이하 간단히 '콜렛 검사 장치'라 한다)를 포함한 다이 어태치(die attach) 설비(1000)는 웨이퍼(600)로부터 다이(610)를 픽업하여 기판, 예컨대, PCB(700) 상에 어태치시킬 수 있다. 다이 어태치 설비(1000)는 콜렛 검사 장치(100), PCB 이송 장치(200), 어태치 비전(attach vision) 카메라(300), 다이 이송장치(400), 다이 어태치 헤드(450), 및 웨이퍼 카세트(500)를 포함할 수 있다.
콜렛 검사 장치(100)는 웨이퍼 비전 카메라(110), 및 광학 모듈(120)을 포함할 수 있다. 콜렛 검사 장치(100)는 다이 이송장치(400)의 다이 픽업 콜렛(도 2a의 412 참조, 이하, 간단히 '콜렛'이라 한다)의 상태, 특히 콜렛(412)의 하면 상의 상태를 검사하는 장치일 수 있다. 콜렛 검사 장치(100)에 대해서는 도 2a 내지 도 4의 설명 부분에서 좀더 상세히 설명한다.
PCB 이송 장치(200)는 PCB 매거진(210), 및 PCB 컨베이어(220)를 포함할 수 있다. PCB 이송 장치(200)는 OHT(Over Head Transport)로부터 PCB를 다이 어태치를 위한 장소로 이송하는 장치일 수 있다.
어태치 비전 카메라(300)는 좌우 다이 어태치 비전 카메라(310(L), (310(R))와 DFC(Dust Free Cleaner) & Reject 비전 카메라(320)를 포함할 수 있다. 좌우 다이 어태치 비전 카메라(310(L), (310(R))는 다이 어태치 공정 후, 다이의 어태치 상태를 검사할 수 있다. 또한, DFC & Reject 비전 카메라(320)는 PCB(700)의 표면 상태를 검사할 수 있다.
다이 이송장치(400)는 웨이퍼 스테이지(800) 상의 웨이퍼(600)로부터 다이(610)를 다이 스테이지(810)로 이송시킬 수 있다. 다이 이송장치(400)는 우측 다이 이송장치(400(R))와 좌측 다이 이송장치(400(L))를 포함할 수 있다. 우측 다이 이송장치(400(R))와 좌측 다이 이송장치(400(L)) 각각은 콜렛부(410)와 몸체(420)를 포함할 수 있다. 콜렛부(410)의 구조에 대해서는 도 2a의 설명 부분에서 좀더 상세히 설명한다.
다이 어태치 헤드(450)는 다이 스테이지(810) 상의 다이(610)를 픽업하여 PCB(700) 상의 해당 위치에 어태치할 수 있다. 다이 어태치 헤드(450)는 우측 어태치 헤드(450(R))와 좌측 어태치 헤드(450(L))를 포함할 수 있다.
웨이퍼 카세트(500)는 다수의 웨이퍼(600)를 장착하여 이송하는 일종의 이송용 홀더일 수 있다. 예컨대, 웨이퍼 카세트(500)에는 20 ~ 30개의 웨이퍼들(600)이 장착되고, 웨이퍼 카세트(500)는 OHT로부터 다이 어태치 설비(1000)로 로딩될 수 있다.
다이 어태치 설비(1000)의 동작에 대해서 간단히 설명하면, 먼저, 다수의 PCB들(700)이 장착된 PCB 매거진(210)이 OHT로부터 다이 어태치 설비(1000)로 로딩된다. 다음, PCB 매거진(210)이 PCB 컨베이어(220)로 이동하고, PCB 매거진(210)으로부터 PCB(700)가 PCB 컨베이어(220)의 해당 스테이지 상에 배치된다.
PCB(700)가 PCB 컨베이어(220)의 스테이지에 배치된 후에, DFC & Reject 비전 카메라(320)를 통해 PCB(700)의 표면 상태가 검사된다. PCB(700)의 표면 상태가 정상인 경우, PCB(700)는 PCB 컨베이어(220)를 통해 다이 어태치를 위한 장소로 이동된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 다이 어태치 공정은 2개의 다이 어태치 헤드(450)를 통해 2개의 PCB(700)에서 동시에 진행될 수 있다.
한편, 다수의 웨이퍼들(600)을 장착한 웨이퍼 카세트(500)가 OHT로부터 다이 어태치 설비(1000)에 로딩된다. 이후, 웨이퍼 카세트(500)로부터 웨이퍼(600)가 언로딩되어 웨이퍼 스테이지(800) 상면 상으로 배치된다. 참고로, 웨이퍼(600)는 소잉 공정을 통해 다수의 다이들(610)로 서로 분리된 상태의 웨이퍼(600)일 수 있다. 다만, 다이들(610)은 다이 어태치 필름(Die Attach Film: DAF)을 통해 서로 결합된 상태를 유지할 수 있다.
웨이퍼(600)가 웨이퍼 스테이지(800) 상면 상에 배치되면, 웨이퍼 비전 카메라(110)를 통해 웨이퍼(600)의 정렬(align) 상태가 검사된다. 웨이퍼(600)의 정렬 상태의 검사 후, 본 실시예의 콜렛 검사 장치(100)를 이용하여 다이 이송장치(400)의 콜렛부(410)를 검사한다. 구체적으로, 웨이퍼 비전 카메라(110)와 광학 모듈(120)을 이용하여 콜렛부(410)의 콜렛(412)의 하면 상태를 검사할 수 있다.
콜렛(412)의 검사 후, 다이 이송장치(400)를 이용하여 다이(610)를 픽업하여 다이 스테이지(810)으로 이송하여 다이 스테이지(810) 상에 배치한다. 다이 스테이지(810) 상의 다이(610)는 웨이퍼 비전 카메라(110)를 통해 인식 및 검사될 수 있다. 실시예에 따라, 다이(610) 인식용 카메라가 별도로 이용될 수도 있다.
이후, 다이 어태치 헤드(450)가 다이(610)를 픽업하여 PCB(700)으로 이송하고, PCB(700)의 해당 위치에 어태치 한다. 예컨대, 다이 어태치 헤드(450)를 통해 다이(610)는 PCB(700)의 해당 위치에 접착 및 고정될 수 있다.
다이(610)의 어태치 후, 좌우측 다이 어태치 비전 카메라(310(L), (310(R))에 의해 다이(610)의 어태치 상태가 검사된다. 이후, 다이(610)의 어태치가 완료된 PBC(700)는 PCB 매거진(210)으로 장착되어 PCB 컨베이어(220) 위치에서 언로딩 위치로 이동한 후, OHT로 언로딩 된다.
한편, 양쪽 화살표로 표시된 바와 같이, 다이 어태치 설비(1000)에서, 웨이퍼 스테이지(800)와 광학 모듈(120)은 x-y 평면 상에서 x 방향과 y 방향으로 이동할 수 있다. 여기서, x-y 평면은 웨이퍼 스테이지(800)의 상면에 해당할 수 있다. 또한, 다이 이송장치(400)는 x 방향과 z 방향으로 이동할 수 있고, 다이 이송장치(400)의 이동 범위는 콜렛(412)의 구동 범위에 해당할 수 있다. 여기서, z 방향은 x-y 평면에 수직하는 방향일 수 있다.
본 실시예의 콜렛 검사 장치(100)에서, 광학 모듈(120)은 웨이퍼 스테이지(800)의 측면에 장착될 수 있다. 그에 따라, 광학 모듈(120)은 웨이퍼 스테이지(800)와 일체로 함께 이동될 수 있다. 그러나 실시예에 따라, 광학 모듈(120)은 별도의 이동 장치를 통해 웨이퍼 스테이지(800)와 별개로 이동할 수도 있다.
다이 어태치 설비(1000)는 전술한 과정을 통해 웨이퍼(600)에서 다이(610)를 픽업하기 위해 다이 이송장치(400)의 콜렛(412)을 사용하고 있다. 한편, 콜렛(412)은 일반적으로 고무(Rubber) 재질로 구성되어 있으므로, 다이(610)를 픽&플레이스(pick& place)하는 과정에서 이물질, 실리콘 파티클 등이 콜렛(412)에 박히는 경우가 종종 발생할 수 있다. 그에 따라, 이후의 콜렛(412)을 이용한 다이(610)를 픽업하는 과정에서 이물질 등에 의해 다이(610)의 스크래치(scratch), 덴트(dent), 크랙(crack) 등의 불량이 야기되고, 또한 연속 작업으로 인해 대량 불량으로 이어질 수 있다.
대부분의 설비에는 콜렛(412) 표면의 상태를 검사하는 카메라 시스템이 없으며, 일부 설비에만 별도의 하부 비전(under vision, or up-looking) 카메라가 장착되어 있다. 카메라 시스템이 없는 설비에서, 콜렛(412) 표면 상태의 검사를 위한 카메라 시스템을 설치하기 위해서는, 많은 비용과 설비 내부에 충분한 공간 확보가 필요할 수 있다.
그러나 본 실시예의 콜렛 검사 장치(100)는, 웨이퍼 비전 카메라(110), 및 광학 모듈(120)을 이용하여 콜렛(412) 표면의 상태를 용이하고 신뢰성 있게 검사할 수 있다. 그에 따라, 본 실시예의 콜렛 검사 장치(100)는, 콜렛(412) 표면의 이물질 유무를 정확하게 검출하여, 칩의 품질 불량을 사전에 방지함으로써, 다이 본딩 또는 플립 칩 공정 등의 수율을 크게 증가시킬 수 있다.
여기서, 웨이퍼 비전 카메라(110)는, 전술한 바와 같이 웨이퍼의 정렬 및 다이를 인식하여 픽업하는 데에 이용하는 카메라로서, 모든 다이 어태치 설비, 또는 플립 칩 마운터 설비 등에 장착되어 사용되는 필수적인 카메라에 해당할 수 있다. 본 실시예의 콜렛 검사 장치(100)에서, 웨이퍼 비전 카메라(110)가 이용되므로 별도의 카메라 설치가 불필요하고, 또한, 웨이퍼 비전 카메라(110)가 이용하는 조명도 함께 이용할 수 있다. 더 나아가, 본 실시예의 콜렛 검사 장치(100)의 광학 모듈(120)은, 이하의 도 2a 내지 도 4에서 설명하는 바와 같이, 비교적 간단한 구조를 가지고, 설비에 용이하게 설치될 수 있다. 결과적으로, 본 실시예의 콜렛 검사 장치(100)는, 저비용으로 해당 설비 개조를 용이하게 하면서도, 또한 최소한의 공간을 차지함으로써, 전체 설비의 사이즈 축소 및 설비의 가격 합리화에 기여할 수 있다.
한편, 본 실시예의 콜렛 검사 장치(100)의 광학 모듈(120)은 콜렛(412)의 교체 시나, 또는 소정 기준을 가지고 콜렛(412)의 상태를 검사하여, 콜렛(412)의 이상 여부를 판단함으로써, 픽업 미스, 이송 중 다이 떨어짐(die fly) 등 각종 순간 정지 요인을 효과적으로 개선할 수 있다. 여기서, 소정 기준은 웨이퍼별로 정해질 수도 있고, 콜렛(412)이 픽업한 다이의 개수에 따라 정해질 수도 있다.
지금까지 다이 어태치 공정과 관련하여 다이 어태치 설비에서의 본 실시예의 콜렛 검사 장치(100)의 적용에 대해서 설명하였지만, 본 실시예의 콜렛 검사 장치(100)가 적용되는 설비가 다이 어태치 설비에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 본 실시예의 콜렛 검사 장치(100)는, 다이 이송장치(400)를 이용하여 웨이퍼에서 다이를 픽업하는 동작을 하되, 별도의 하부 비전 카메라가 없는 모든 다이 본딩 설비에 적용될 수 있다. 좀더 구체적인 예로, 본 실시예의 콜렛 검사 장치(100)는 플립 칩 마운터(flip chip mounter), COW(Chip On Wafer) 본더, COC(Chip On Chip) 본더 등의 본딩 설비에 이용될 수 있다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 콜렛 검사 장치에 대한 구성도이고, 도 2b는 도 2a의 콜렛 검사 장치를 통해 콜렛을 검사하는 원리를 설명하기 위한 개념도이다. 도 1을 함께 참조하여 설명하고, 도 1의 설명 부분에서 이미 설명한 내용을 간단히 설명하거나 생략한다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 실시예의 콜렛 검사 장치(100)는, 웨이퍼 비전 카메라(110), 및 광학 모듈(120)을 포함할 수 있다. 웨이퍼 비전 카메라(110)는 전술한 바와 같이, 웨이퍼의 정렬 및 다이를 인식하여 픽업하는 데에 이용하는 카메라로서, 예컨대, CCD 카메라를 이용할 수 있다. 그러나 웨이퍼 비전 카메라(110)에 이용되는 카메라가 CCD 카메라에 한정되는 것은 아니다.
광학 모듈(120)은 모듈 홀더(121), 2개의 렌즈(123), 및 2개의 릴레이 미러(125)를 포함할 수 있다. 모듈 홀더(121)는 2개의 렌즈(123), 및 2개의 릴레이 미러(125)를 수용할 수 있다. 도 3a 또는 도 3b에 도시된 바와 같이, 모듈 홀더(121)는 내부가 빈 사각 기둥 형태를 가지되, 하부 부분에 45°로 경사진 2개의 측면 부분을 포함할 수 있다. 모듈 홀더(121)의 상면에는 상면을 관통하는 2개의 관통 홀이 형성되고, 2개의 관통 홀 내에 2개의 렌즈(123)가 배치될 수 있다. 한편, 2개의 릴레이 미러(125)는 모듈 홀더(121) 내부의 경사진 2개의 측면 부분에 배치될 수 있다. 측면 부분이 45°로 경사짐에 따라, 릴레이 미러(125)도 45°의 경사를 가지고 배치될 수 있다.
2개의 렌즈(123)는 콜렛(412)으로부터 반사된 광이 모듈 홀더(121) 내부로 입사되는 제1 렌즈(123-1)와 모듈 홀더(121) 내부로부터 광이 출사되는 제2 렌즈(123-2)를 포함할 수 있다. 제2 렌즈(123-2)로부터의 광은 웨이퍼 비전 카메라(110)로 입사될 수 있다. 결국, 도 2a의 점선의 화살표로 표시된 바와 같이, 콜렛(412)으로부터 반사된 광은 제1 렌즈(123-1)를 통해 모듈 홀더(121) 내부로 입사되고, 제1 릴레이 미러(125-1) 및 제2 릴레이 미러(125-2)에서 반사되어 제2 렌즈(123-2)로 향하고, 제2 렌즈(123-2)를 통해 모듈 홀더(121)의 외부로 출사되어 웨이퍼 비전 카메라(110)로 입사될 수 있다.
본 실시예의 콜렛 검사 장치(100)에서, 콜렛(412)의 검사에 이용하는 광은 가시광선일 수 있다. 그에 따라, 2개의 렌즈(123)는 가시광선에 낮은 반사율을 갖는 물질로 코팅될 수 있다. 또한, 2개의 릴레이 미러(125)는 가시광선에서 고반사율을 갖는 실버(Ag) 또는 금(Au) 등으로 코팅될 수 있다. 한편, 본 실시예의 콜렛 검사 장치(100)에서, 콜렛(412)의 검사에 이용하는 광이 가시광선에 한정되는 것은 아니다.
한편, 다이 이송장치(400)는 콜렛부(410)와 몸체(420)를 포함할 수 있다. 도 2a에서는 콜렛부(410)만을 도시하고 있고, 도 2b에서는 콜렛부(410)를 직사각형 형태로, 그리고 몸체(420)를 기둥 형태로 단순화하여 도시하고 있다. 콜렛부(410)는 콜렛(412), 콜렛 홀더(414), 및 진공관(416)을 포함할 수 있다. 콜렛(412)은 고무 재질로 형성되고, 콜렛 홀더(414)에 삽입되어 고정될 수 있다. 또한, 콜렛(412)에는 진공 구멍이 형성되어 있다. 진공 구멍은 진공관(416)으로 연결되어 있고, 다이(610)를 픽업할 때, 진공 구멍을 통해 다이(610)를 진공 흡착할 수 있다.
본 실시예의 콜렛 검사 장치(100)에서, 광학 모듈(120)의 2개의 렌즈(123)는 웨이퍼 비전 카메라(110)의 작동 거리(Working Distance: WD)를 고려하여 적절한 위치에 배치될 수 있다. 도 2b를 참조하여 좀더 구체적으로 설명하면, 웨이퍼 비전 카메라(110)의 작동 거리(WD)는 고정되어 있고, 다이 이송장치(400)의 콜렛(412)의 구동 범위, 특히 z 방향으로의 구동 범위까지 촬영하기에는 작동 거리(WD)가 짧다. 따라서, 45°로 배치된 미러들을 설치하여 단순히 광 경로를 변경함으로써, 콜렛의 표면을 촬영하는 것은 불가능하다. 그에 따라, 본 실시예의 콜렛 검사 장치(100)의 광학 모듈(120)에서는, 웨이퍼 비전 카메라(110)의 작동 거리(WD)를 콜렛(412)의 구동 범위까지 연장하기 위해 2개의 렌즈(123)를 사용할 수 있다. 또한, 웨이퍼 비전 카메라(110)의 작동 거리(WD)에 해당하는 점선 부분을 기준 위치라고 할 때, 작동 거리(WD)의 연장을 위해, 2개의 렌즈(123)는, 웨이퍼 비전 카메라(110)에 반대 방향으로 기준 위치를 초점 거리(Focal Length: FL)로 하는 위치에 배치될 수 있다. 다시 말해서, 2개의 렌즈(123)의 초점 위치가 점선 부분에 해당할 수 있다. 한편, 본 실시예의 콜렛 검사 장치(100)에서, 광학 모듈(120)은, 좌우측 다이 이송장치(400(L), 400(R))를 고려하여 동일한 초점 거리(FL)를 갖는 2개의 렌즈(123), 즉 렌즈 쌍을 사용할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 실시예의 콜렛 검사 장치(100)의 광학 모듈(120)은 웨이퍼 스테이지(800)의 측면에 장착되어 사용될 수 있다. 또한, 광학 모듈(120)은 웨이퍼 스테이지(800)와 일체로 x-y 평면 상에서 x 방향과 y 방향으로 이동할 수 있다. 따라서, 우측 다이 이송장치(400(R))의 콜렛(412)을 검사하는 경우, 광학 모듈(120)이 오른쪽으로 이동하여, 제1 렌즈(123-1)가 콜렛(412)에서 반사된 광을 수광하여 제2 렌즈(123-2)를 통해 웨이퍼 비전 카메라(110)로 입사되도록 할 수 있다. 또한, 좌측 다이 이송장치(400(R))의 콜렛(412)을 검사하는 경우, 광학 모듈(120)이 왼쪽으로 이동하여, 제2 렌즈(123-2)가 콜렛(412)에서 반사된 광을 수광하여 제1 렌즈(123-1)를 통해 웨이퍼 비전 카메라(110)로 입사되도록 할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 도 2a의 콜렛 검사 장치의 광학 모듈에 대한 사시도 및 단면도로서, 도 3b는 도 3a의 I-I' 부분을 절단하여 보여주는 단면도이다. 도 1 내지 도 2b의 설명 부분에서 이미 설명한 내용은 간단히 설명하거나 생략한다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 실시예의 콜렛 검사 장치(100)에서, 광학 모듈(120)은 모듈 홀더(121), 2개의 렌즈(123), 및 2개의 릴레이 미러(125)를 포함할 수 있다. 모듈 홀더(121)는 내부가 빈 사각 기둥 형태를 가지되, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 하부 부분에서 테이퍼진 형태를 가질 수 있다. 구체적으로, 모듈 홀더(121)는 서로 대향하고 폭이 좁은 2개의 측면들이 하부 부분에서 하부로 갈수록 점점 가까워지는 형태를 가질 수 있다. 또한, 테이퍼진 부분에서 내부 측면들은 수평면에 대하여 45°의 각도를 가질 수 있다.
한편, 모듈 홀더(121)의 상면에는 상면을 관통하는 2개의 관통 홀(H)이 인접하여 형성되고, 2개의 관통 홀(H) 내에 2개의 렌즈(123)가 배치될 수 있다. 또한, 모듈 홀더(121)의 테이퍼진 부분의 2개의 내부 측면 상에 2개의 릴레이 미러(125)가 배치될 수 있다. 2개의 릴레이 미러(125) 각각은 내부 측면의 각도에 대응하여, 수평면에 대하여 45°의 각도를 가질 수 있다. 전술한 바와 같이, 콜렛(412)에서 반사된 광은 2개의 렌즈(123) 중 어느 하나의 렌즈로 입사되고, 모듈 홀더(121) 내부에서 2개의 릴레이 미러(125)를 통해 반사되어, 다른 하나의 렌즈를 통해 웨이퍼 비전 카메라(110)로 출사될 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 본 본 발명의 실시예들에 따른 콜렛 검사 장치의 광학 모듈에 대한 사시도들이다. 도 1 내지 도 3b의 설명 부분에서 이미 설명한 내용은 간단히 설명하거나 생략한다.
도 4a를 참조하면, 본 실시예의 콜렛 검사 장치(100a)는 광학 모듈(120a)의 구조에서, 도 2a의 콜렛 검사 장치(100)와 다를 수 있다. 구체적으로, 본 실시예의 콜렛 검사 장치(100a)에서, 광학 모듈(120a)의 모듈 홀더(121a)는 전체적으로 사각 기둥 형태를 가지며, 하부 부분에 테이퍼진 형태가 없을 수 있다. 그러나 본 실시예의 콜렛 검사 장치(100a)에서도, 모듈 홀더(121a)는 내부가 빈 형태를 가지며, 2개의 렌즈(123) 및 2개의 릴레이 미러(125)를 수용하는 구조를 가질 수 있다. 또한, 모듈 홀더(121a)의 내부에 45°로 경사진 받침대가 2개 존재하며, 2개의 릴레이 미러(125)는 경사진 2개의 받침대 상에 배치될 수 있다. 이러한 경사진 받침대는, 앞서 도 3b의 모듈 홀더(121)에서, 테이퍼진 부분의 내부 측면에 해당할 수 있다. 그에 따라, 본 실시예의 콜렛 검사 장치(100a)에서, 모듈 홀더(121a)는 외관만이 다를 뿐, 모듈 홀더(121a) 내의 광의 광로는 도 2a의 콜렛 검사 장치(100)의 모듈 홀더(121) 내에서의 광의 경로와 실질적으로 동일할 수 있다.
도 4b를 참조하면, 본 실시예의 콜렛 검사 장치(100b)는 기판(130)과 LED 조명(140)을 더 포함한다는 측면에서, 도 2a의 콜렛 검사 장치(100)와 다를 수 있다. 구체적으로, 본 실시예의 콜렛 검사 장치(100b)는 기판(130)과 LED 조명(140)을 더 포함할 수 있다. 기판(130)은 모듈 홀더(121)의 측면들을 둘러싸는 형태로 모듈 홀더(121)의 측면들로부터 돌출된 형태를 가질 수 있다. 예컨대, 기판(130)은 모듈 홀더(121)의 상면 형태에 대응하여 직사각형 링 형태를 가질 수 있다. 그러나 기판(130)의 형태가 직사각형 링 형태에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 기판(130)은 원형 링이나 타원형 링, 또는 직사각형 링 이외의 다양한 다각형 링 형태를 가질 수 있다.
LED 조명(140)은 기판(130) 상에 다수 개 배치될 수 있다. 도 4b에 도시된 바와 같이, LED 조명(140)은, 기판(130)의 형태에 대응하여, 모듈 홀더(121)의 측면들을 둘러싸는 형태로 기판(130) 상에 배치될 수 있다. 이러한 LED 조명(140)은, 콜렛(140)을 검사할 때, 웨이퍼 비전 카메라(110)의 조명과 함께, 또는 별도의 조명 광원으로 이용될 수 있다. LED 조명(140)은, 예컨대, 백색 LED 조명일 수 있다. 그러나 LED 조명(140)이 백색 LED 조명에 한정되는 것은 아니다.
도 4c를 참조하면, 본 실시예의 콜렛 검사 장치(100c)는 기판(130a)의 구조에서, 도 4b의 콜렛 검사 장치(100b)와 다를 수 있다. 구체적으로, 본 실시예의 콜렛 검사 장치(100c)에서, 기판(130a)은 모듈 홀더(121)의 측면들 중 폭이 좁은 측면들에서만 돌출된 형태를 가질 수 있다. 또한, LED 조명(140)은 이러한 형태의 기판(130a) 상에 배치될 수 있다. 따라서, LED 조명(140)은 모듈 홀더(121)의 양 측면으로부터 외곽 부분에 배치될 수 있다.
본 실시예의 콜렛 검사 장치(100c)에서, 기판(130a)이 전술한 바와 같은 형태를 가짐으로써, 모듈 홀더(121) 부분의 사이즈가 최소화될 수 있다. 그에 따라, 기판(130a)을 포함한 모듈 홀더(121) 부분은 다이 어태치 설비와 같은 다이 본딩 설비 등에 최소한의 공간을 가지고 용이하게 설치될 수 있다.
앞서, 도 4b 및 도 4c의 실시예들의 콜렛 검사 장치(100b, 100c)에서, 기판(130, 130a)이 모듈 홀더(121)의 측면들 전체를 둘러싸는 형태나, 또는 모듈 홀더(121)의 측면들 중 폭이 좁은 측면들에서만 돌출된 형태를 가지지만, 기판의 형태가 그에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 기판은 모듈 홀더(121)의 측면들 중 폭이 넓은 측면들에서 돌출된 형태를 갖거나, 또는 기판은 모듈 홀더(121)의 측면들 중 어느 한 측면에서만 돌출된 형태를 가질 수도 있다. 결론적으로, LED 조명들의 조명 기능이 충분히 보장된다면, 기판의 형태는 다이 본딩 설비에서 최소한의 공간을 차지하면서 용이하게 설치될 수 있는 형태로 선택될 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 콜렛 검사 장치의 광학 모듈에 대한 사시도 및 단면도로서, 도 5b는 도 5a의 Ⅱ- Ⅱ' 부분을 절단하여 보여주는 단면도이다. 도 1 내지 도 4c의 설명 부분에서 이미 설명한 내용은 간단히 설명하거나 생략한다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본 실시예의 콜렛 검사 장치(100d)는 광학 모듈(120d)의 구조에서, 도 2a의 콜렛 검사 장치(100)와 다를 수 있다. 구체적으로, 본 실시예의 콜렛 검사 장치(100d)에서, 광학 모듈(120d)은 2개의 렌즈 쌍(123a, 123b), 2개의 릴레이 미러 쌍(125a, 125b), 및 모듈 홀더(121b)를 포함할 수 있다. 좌측 렌즈 쌍(123a)과 좌측 릴레이 미러 쌍(125a)을 이용하여 좌측 다이 이송장치(도 1의 400(L) 참조)를 검사하고, 우측 렌즈 쌍(123b)과 우측 릴레이 미러 쌍(125b)을 이용하여 우측 다이 이송장치(도 1의 400(R) 참조)를 검사할 수 있다.
본 실시예의 콜렛 검사 장치(100d)는 광학 모듈(120d)을 이용하여 좌측과 우측의 다이 이송장치(400(L), 400(R)) 둘 다를 함께 검사할 수 있다. 또한, 광학 모듈(120d)의 이동은 불필요하고, 제1 렌즈들(123-1a, 123-1b) 사이에서 웨이퍼 비전 카메라(도 110 참조)가 이동하면 충분할 수 있다. 한편, 실시예에 따라, 도 4b의 광학 모듈(120b)이나 도 4c의 광학 모듈(120c)과 유사하게, 모듈 홀더(121b)의 측면 상에 기판 및 LED 조명들이 배치될 수 있다.
지금까지, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100, 100a, 100b, 100c, 100d: 콜렛 검사 장치, 110: 웨이퍼 비전 카메라, 120, 120a, 120b, 120c, 120d: 광학 모듈, 121, 121a, 121b: 모듈 홀더, 123, 123a, 123b: 렌즈, 125, 125a, 125b: 릴레이 미러, 130, 130a: 기판, 140: LED 조명, 200: PCB 이송 장치, 210: PCB 매거진, 220: PCB 컨베이어, 300: 어태치 비전 카메라, 310(L), 310(R): 좌우측 다이 어태치 비전 카메라, 320: DFC & Reject 비전 카메라, 400: 다이 이송장치, 410: 콜렛부, 412: 콜렛, 420: 몸체, 450: 다이 어태치 헤드, 500: 웨이퍼 카세트, 600: 웨이퍼, 610: 다이 또는 칩, 700: PCB, 800: 웨이퍼 스테이지, 810: 다이 스테이지, 1000: 다이 어태치 설비

Claims (10)

  1. 웨이퍼 스테이지의 상면 상에 배치된 웨이퍼를 촬영하는 웨이퍼 비전(vision) 카메라; 및
    상기 웨이퍼 비전 카메라의 하부에 배치된 광학 모듈;을 포함하고,
    다이 픽업 콜렛(die pick-up collet)의 하면에서 반사된 광이 상기 광학 모듈을 통해 상기 웨이퍼 비전 카메라로 입사하도록 구성된, 다이 픽업 콜렛 검사 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 광학 모듈은 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제1 릴레이 미러, 및 제2 릴레이 미러를 포함하며,
    상기 반사된 광은 상기 제1 렌즈, 제1 릴레이 미러, 제2 릴레이 미러, 및 제2 렌즈를 거처 상기 웨이퍼 비전 카메라로 입사되도록 구성된 것을 특징으로 하는 다이 픽업 콜렛 검사 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 광학 모듈은, 상기 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제1 릴레이 미러, 및 제2 릴레이 미러를 수용하는 모듈 홀더를 더 포함하며,
    상기 모듈 홀더는 내부가 빈 사각 기둥 형태를 가지되, 하부 부분의 내부에 45°로 경사진 2개의 측면을 포함하며,
    상기 제1 렌즈와 제2 렌즈는 상기 모듈 홀더의 상면을 관통하고 서로 인접한 2개의 관통 홀 내에 배치되고,
    상기 제1 릴레이 미러와 제2 릴레이 미러는 상기 2개의 측면 상에 배치된 것을 특징으로 하는 다이 픽업 콜렛 검사 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 웨이퍼 비전 카메라의 작동 거리(working distance)에 해당하는 위치를 기준 위치라고 할 때, 상기 제1 렌즈와 제2 렌즈는, 각각 상기 웨이퍼 비전 카메라에 반대 방향으로 상기 기준 위치를 초점 거리로 하는 위치에 배치된 것을 특징으로 하는 다이 픽업 콜렛 검사 장치.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 광학 모듈은 상기 웨이퍼 스테이지의 측면에 배치되고,
    상기 광학 모듈은 상기 웨이퍼 스테이지와 일체로 함께 이동하거나, 또는 상기 웨이퍼 스테이지와는 별개로 이동하는 것을 특징으로 하는 다이 픽업 콜렛 검사 장치.
  6. 제2 항에 있어서,
    상기 광학 모듈은, 상기 제1 렌즈, 제2 렌즈, 제1 릴레이 미러, 및 제2 릴레이 미러를 수용하고, 내부가 빈 사각 기둥 형태를 갖는 모듈 홀더;
    상기 모듈 홀더의 적어도 한 측면에서 돌출된 기판; 및
    상기 기판 상에 배치된 다수의 LED 조명;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 픽업 콜렛 검사 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 광학 모듈은 좌측 렌즈 쌍, 우측 렌즈 쌍, 좌측 릴레이 미러 쌍, 및 우측 릴레이 미러 쌍을 포함하며,
    상기 좌측 렌즈 쌍과 좌측 릴레이 미러 쌍을 통해 좌측 다이 픽업 콜렛의 하면에서 반사된 광이 상기 웨이퍼 비전 카메라로 입사되고,
    상기 우측 렌즈 쌍과 우측 릴레이 미러 쌍을 통해 우측 다이 픽업 콜렛의 하면에서 반사된 광이 상기 웨이퍼 비전 카메라로 입사되도록 구성된 것을 특징으로 하는 다이 픽업 콜렛 검사 장치.
  8. 웨이퍼 스테이지의 상면 상에 배치된 웨이퍼를 촬영하는 웨이퍼 비전 카메라; 및
    상기 웨이퍼 비전 카메라의 하부에 배치되고, 다이 픽업 콜렛의 하면에서 반사된 광을 상기 웨이퍼 비전 카메라로 입사하도록 하는 광학 모듈;을 포함하고,
    상기 광학 모듈은, 모듈 홀더, 2개의 렌즈, 및 2개의 릴레이 미러를 포함하며,
    상기 반사된 광은 상기 2개의 렌즈 중 제1 렌즈, 상기 2개의 릴레이 미러 중 제1 미러, 상기 2개의 릴레이 미러 중 제2 미러, 및 상기 2개의 렌즈 중 제2 렌즈를 거처 상기 웨이퍼 비전 카메라로 입사되는, 다이 픽업 콜렛 검사 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 모듈 홀더는 내부가 빈 사각 기둥 형태를 가지되, 하부 부분의 내부에 45°로 경사진 2개의 측면을 포함하며,
    상기 2개의 렌즈는, 상기 모듈 홀더의 상면에 서로 인접하여 형성된 2개의 관통 홀 내에 배치되고, 상기 웨이퍼 비전 카메라에 반대 방향으로 상기 웨이퍼 비전 카메라의 작동 거리의 위치를 초점 거리로 하는 위치에 배치되며,
    상기 2개의 미러는 상기 2개의 측면 상에 배치된 것을 특징으로 하는 다이 픽업 콜렛 검사 장치.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 광학 모듈은, 상기 모듈 홀더의 적어도 한 측면에서 돌출된 기판; 및
    상기 기판 상에 배치된 다수의 LED 조명;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이 픽업 콜렛 검사 장치.
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