KR20230122993A - 만곡형 웨이퍼 스테이지용 필름 프레임 캐리어 - Google Patents

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윱 스토커만스
지즈 반 더 빈
제스퍼 웨슬링거
패트릭 휴벤
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넥스페리아 비 브이
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Abstract

본 발명의 양태는 반도체 다이를 반도체 다이들의 배열체로부터 타겟으로 이송시키기 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명의 추가 양태는 이러한 장치에 사용되는 웨이퍼 스테이지, 이러한 장치와 사용되는 필름 프레임 캐리어, 및 필름 프레임 캐리어 그리고 그 위에 배열된 반도체 다이들의 배열체를 포함하는 조립체에 관한 것이다. 본 발명의 양태에 따르면, 웨이퍼 척은 반도체 다이들의 배열체가 배열될 수 있는 회전적으로 장착된 만곡형 쉘을 포함하며, 웨이퍼 스테이지는 회전축을 중심으로 만곡형 쉘을 회전시키기 위한 제1 모터를 더 포함한다. 만곡형 구성은 웨이퍼 스테이지의 개선된 처리량을 허용한다. 이 웨이퍼 스테이지와 사용되는 필름 프레임 캐리어는 링 형상의 몸체를 포함하며, 링 형상의 몸체는 링 형상의 몸체의 장착 표면이 제1 형상을 갖는 것에서 제2의 더 오목한 형상으로 변경되도록 링 형상의 몸체가 구부러지는 것을 허용하는 그리고 장착 표면의 형상이 제1 형상보다 더 볼록하게 되도록 링 형상의 몸체가 구부러지는 것을 방지 또한 제한하는 비대칭 굽힘 강성을 갖는다.

Description

만곡형 웨이퍼 스테이지용 필름 프레임 캐리어{FILM FRAME CARRIER FOR A CURVED WAFER STAGE}
본 발명의 양태는 반도체 다이를 반도체 다이들의 배열체로부터 타겟으로 이송시키기 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명의 추가 양태는 이러한 장치에 사용될 웨이퍼 스테이지, 이러한 장치와 함께 사용될 필름 프레임 캐리어, 및 필름 프레임 캐리어와 그 위에 배열된 반도체 다이들의 배열체를 포함하는 조립체에 관한 것이다.
반도체 다이를 다이싱된(diced) 반도체 웨이퍼로부터 타겟으로 이송시키기 위한 본 기술 분야에서 공지되어 있다. 예를 들어, US2017/40959 A1은 다이싱된 반도체 웨이퍼가 배열될 수 있는 웨이퍼 척을 갖는 웨이퍼 스테이지 및 타겟이 배열될 수 있는 타겟 척을 갖는 타겟 스테이지를 포함하는 장치를 개시하고 있다. 웨이퍼 스테이지와 타겟 스테이지 모두 웨이퍼 척 상의 다이싱된 반도체 웨이퍼와 타겟 척 상의 타겟 사이의 상호 위치를 변경하기 위한 하나 이상의 모터를 포함한다. 이 장치는 다이싱된 반도체 웨이퍼로부터 반도체 다이를 이형시키기 위한 니들(needle) 형태의 이형 유닛(releasing unit)을 더 포함한다. 이형 장치, 웨이퍼 스테이지 및 타겟 스테이지는 컨트롤러를 이용하여 제어된다.
공지된 시스템에서, 다이싱된 반도체 웨이퍼는 타겟에 근접하게 되며, 타겟은 예를 들어 예를 들어 인쇄 회로 기판일 수 있다. 반도체 웨이퍼 상의 반도체 다이가 타겟 상의 의도된 위치와 정렬 상태에 있을 때, 니들은 반도체 다이와 정렬된다. 니들은 그 후 반도체 다이를 반도체 웨이퍼에서 멀리 그리고 타겟 상으로 밀어낸다.
위의 다이 이송은 직접 다이 이송(direct die transfer)으로 지칭된다. 보다 특히, 다이를 이형시키는 단계와 다이를 타겟 상으로 배치하는 단계 사이에서 다이가 배치 또는 지지되지 않고 다이는 다이싱된 반도체 웨이퍼로부터 타겟으로 이송된다.
위에서 설명된 유형의 장치에 대한 중요한 성능 지수는 단위 시간당 이송될 수 있는 반도체 다이의 수이다. 이 시간은 흔히 타겟에 대해 반도체 웨이퍼를 위치시키는 단계에 의해 제한된다.
본 발명의 양태는 반도체 다이를 반도체 다이들의 배열체로부터 타겟으로 이송시키기 위한 장치를 제공하는 것에 관한 것이며, 본 장치는 반도체 다이들의 배열체가 타겟에 대하여 위치되는 상이한 방식을 이용한다. 본 발명의 양태에 따르면, 이 상이한 위치 설정 방식은 반도체 다이를 타겟 상으로 이송시키기 위하여 필요한 시간의 양의 감소를 달성하는 것을 허용할 수 있다.
본 발명의 양태에 따르면, 장치의 웨이퍼 척은 반도체 다이들의 배열체가 배열될 수 있는 회전적으로 장착된 만곡형 쉘을 포함한다. 또한, 웨이퍼 스테이지는 회전축을 중심으로 만곡형 쉘을 회전시키기 위한 제1 모터를 포함한다.
US2017/140959 A1에 개시된 장치는 반도체 웨이퍼를 X 방향 및 Y 방향으로 변위시키기 위하여 구성된 선형 모터를 사용하는 선형 XY 스테이지를 포함한다. 이러한 웨이퍼 스테이지에서 얻을 수 있는 가속은 모터 토폴로지(motor topology) 및 전력 손실에 의하여 제한된다. 위치 설정 속도 증가와 같은 이 웨이퍼 스테이지의 성능을 개선하기 위하여, 이동 코일 토폴로지가 필요할 것이다. 그러나 이는 전력 손실 능력을 증가시키기 위해 이동 코일을 냉각시키는 연관된 문제를 가져올 것이다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 반도체 다이들의 배열체가 배열될 수 있는 회전적으로 장착된 만곡형 쉘을 사용하여 선형 모터의 제한된 가속 문제가 완화된다. 이 쉘은, 웨이퍼 스테이지의 일부이며 회전축을 중심으로 만곡형 쉘을 회전시키도록 구성된 제1 모터를 사용하여 작동된다.
회전 운동을 부여하기 위한 모터는 소모된 열의 단위당 더 높은 힘 또는 토크 및/또는 전력의 단위 당 그리고 사용된 자석의 중량 단위 당 더 높은 힘/토크를 제공한다. 이는 이 모터가 선형 이동 자석 모터보다 주어진 질량 및 전력 레벨에 대해 더 높은 가속을 달성할 수 있다는 것을 의미한다.
본 장치는 바람직하게는 반도체 다이를 반도체 다이들의 배열체로부터 타겟으로 직접 이송시키도록 구성된다. 이형 유닛은 반도체 다이가 타겟 상에 떨어지도록 반도체 다이들의 배열체로부터 반도체 다이를 이형시키기 위해 구성될 수 있다. 이 경우, 이형 유닛은 반도체 다이가 타겟 상의 원하는 위치에 도달하는 순간에 반도체 다이와 결합하지 않는다. 다른 실시예에서, 이형된 반도체 다이를 타겟으로 지향시키기 위해 보조 유닛이 사용될 수 있다. 예를 들어, 압축 공기의 폭발이 사용되어 이형된 반도체 다이를 타겟을 향하여 밀어낼 수 있다. 이러한 경우, 반도체 다이는 지구의 중력에 대항하여 타겟을 향하여 변위될 수 있다.
웨이퍼 척은 캐리어-반도체 다이들의 배열체는 이 캐리어에 의하여 운반된다-를 지지하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 캐리어는 테이프, 필름 또는 포일일 수 있다. 더욱이, 캐리어는 필름 프레임 캐리어의 일부일 수 있다.
반도체 다이들의 배열체는 다이싱된 반도체 웨이퍼로 또는 구조화된 반도체 웨이퍼로 구성될 수 있다. 구조화된 반도체 웨이퍼는 다이가 비롯된 반도체 웨이퍼를 다이싱하기 전에 다이가 배열되어 있던 패턴과 상이한 패턴으로 배열된 복수의 반도체 다이를 포함할 수 있다. 대안적으로, 구조화된 반도체 웨이퍼는 상이한 반도체 웨이퍼로부터 비롯된 복수의 반도체 다이를 포함할 수 있다. 그러한 경우에, 반도체 다이들은 필름, 포일 또는 테이프와 같은 캐리어 상으로 개별적으로 위치되어 있다.
회전축은 바람직하게는 타겟 척에 적어도 실질적으로 평행하게 진행한다. 이러한 방식으로, 이 다이가 이전 반도체 다이와 동일한 위치에서 이형될 필요가 있다면, 다음 반도체 다이를 이형 유닛과 정렬 상태로 가져가기 위해 만곡형 쉘을 회전시킬 때 해제 유닛의 위치는 일정하게 유지될 수 있다. 여기서, 타겟은 전형적으로 다음 반도체 다이가 이형되고자 할 때 이동된다는 점이 주목된다. 더욱이, 회전축은 만곡형 쉘의 길이 방향 대칭축과 일치할 수 있다.
웨이퍼 스테이지는 만곡형 쉘을, 바람직하게는 회전축에 평행한 및/또는 회전축과 일치하는 방향을 따라 앞뒤로 병진 이동시키기 위한 제2 모터를 더 포함할 수 있다. 웨이퍼 스테이지는 제2 모터에 의해 부여된 방향과 비교하여 수직 방향으로 만곡형 쉘을 병진 이동시키기 위한 또 다른 제2 모터를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 모터와 상기 또 다른 제2 모터는 타겟 스테이지의 타겟 테이블이 병진 이동되는 평면과 유사한 XY 평면에서 만곡형 쉘을 병진 이동시키기 위해 협력할 수 있다.
웨이퍼 스테이지는 회전축에 수직인 방향으로, 바람직하게는 타겟 척에 수직인 방향을 따라 앞뒤로 만곡형 쉘을 병진 이동시키기 위한 보조의 제2 모터를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 보조의 제2 모터는 이형될 반도체 다이와 타겟 사이의 특정 수직 간격을 보장하거나 유지하기 위해 만곡형 쉘을 수직으로 변위시키도록 구성될 수 있다. 이러한 간격이 너무 작으면, 타겟 및/또는 만곡형 쉘의 움직임 동안 타겟과 반도체 다이가 접촉할 수 있다. 간격이 너무 커지면, 타겟 상의 반도체 다이의 위치 및/또는 배향의 변동은 받아들일 수 없는 것이 될 수 있다.
부가적으로 또는 대안적으로, 본 장치는 고정 프레임 및 제1 캐리지를 더 포함할 수 있으며, 여기서 제2 모터 및/또는 보조의 제2 모터는 제1 캐리지를 고정 프레임에 대해 병진 이동시키도록 구성되고, 제1 모터는 제1 캐리지에 대해 만곡형 쉘을 회전시키도록 구성된다. 이 경우, 만곡형 쉘의 회전 및 병진 이동은 스택된다(stacked). 다른 실시예에서, 제2 모터 및/또는 보조 모터는 만곡형 쉘을 고정 프레임에 대해 병진 이동시키도록 구성되며, 제1 모터는 고정 프레임에 대해 만곡형 쉘을 회전시키도록 구성된다. 이 경우 회전과 병진 이동은 고정 프레임에 대해 서로 독립적으로 수행된다.
만곡형 쉘은 제1 파장을 갖는 광에 대해 적어도 부분적으로 반투명할 수 있다. 이 경우, 이형 유닛은 상기 파장을 갖는 광의 빔을 출력하기 위한, 레이저와 같은 광원을 포함할 수 있다. 반도체 다이들의 배열체는 감광성 접착제와 같은 광 흡수제를 사용하여 테이프, 호일 또는 필름에 부착될 수 있다. 광 흡수제는 상기 파장을 갖는 광에 의해 조명될 때 반도체 다이들의 배열체와의 부착을 적어도 국부적으로 이형시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 광 흡수제는 광 제거에 의하여 및/또는 광을 흡수하는 결과로서 화학 반응을 겪는 광 흡수제에 의하여 그의 부착을 적어도 국부적으로 이형시키도록 구성될 수 있다. 광원은 상기 주어진 반도체 다이에 인접한 반도체 다이들로부터 분리된 반도체 다이들의 배열체의 주어진 반도체 다이를 조명하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 광원은 한 번에 반도체 다이들의 배열체의 하나의 반도체 다이를 조명하도록 구성될 수 있다. 그러나 이형 유닛은 광원으로부터 광 빔을 받아들이도록 그리고 상기 받아들여진 빔을 복수의 추가 빔으로 분할하도록 구성된 빔 스플리터를 포함할 수 있으며, 각 추가 빔은 각각의 주어진 반도체 다이를 조명하도록 구성된다.
광원은 바람직하게는 실질적으로 수직인 방식으로 만곡형 쉘을 향하여 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 광원은 그후 바람직하게는 만곡형 쉘의 내부 및/또는 위 또는 아래에 배열된다. 대안적으로, 광원은 회전축에 실질적으로 평행한 방향으로 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 이 경우, 이형 유닛은 광 지향 유닛을 더 포함할 수 있다. 광원은 바람직하게는 회전축에 실질적으로 평행한 광 지향 유닛을 향하여 광을 방출하도록 구성될 수 있으며, 광 지향 유닛은 바람직하게는 실질적으로 수직 방식으로 광원으로부터 만곡형 쉘을 향하여 광을 지향시키도록 구성될 수 있다. 이 경우, 광원은 만곡형 쉘 외부 및/또는 옆에 배열될 수 있다.
광 지향 유닛은 하나 이상의 미러 및/또는 하나 이상의 프리즘을 포함할 수 있다. 또한, 광 지향 유닛은 바람직하게는 컨트롤러에 의해 제어 가능한 하나 이상의 액추에이터를 포함할 수 있으며, 여기서 하나 이상의 액추에이터는 만곡형 쉘을 향해 다른 각도에서 광원으로부터의 광을 지향시킬 목적을 위하여 광원으로부터의 유입 광에 대해 하나 이상의 미러 및/또는 하나 이상의 프리즘의 배향을 변경시키도록 구성된다. 이러한 방식으로, 만곡형 쉘이 길이 방향 축을 따라 그의 위치를 변경하지 않더라도 광원으로부터의 광이 만곡형 쉘에 충돌하는 위치는 변경될 수 있다. 광 지향 유닛은 예를 들어 MEMS 기반일 수 있다. 예를 들어, MEMS 기반 미러는 상대적으로 가벼워 인접한 다이들 간의 빠른 스위칭(switching)이 이동되는 것을 허용한다.
광을 사용하는 대신에, 반도체 다이들의 배열체로부터 반도체 다이를 이형시키는 목적을 위하여 이형 유닛은 대안적으로 니들과 같은 결합 요소, 및 결합 요소를 반도체 다이들의 배열체와의 결합 및 분리 상태로 이동시키기 위한 액추에이터를 포함할 수 있다. 결합 요소는 전형적으로 만곡형 쉘의 내부 및/또는 위 또는 아래에 배열된다.
위에서 명시된 바와 같이, 반도체 다이들의 배열체를 완전히 고갈시키기 위하여, 이형 유닛이 반도체 다이를 반도체 다이들의 배열체로부터 이형시키는 위치가 변경될 필요가 있다. 이를 위해, 이형 유닛은 광원 또는 액추에이터와 니들의 조합이 장착되는 제2 캐리지, 및 제2 캐리지를 만곡형 쉘에 대해 이동시키기 위한 제3 모터를 포함할 수 있다. 이 경우, 제2 캐리지의 움직임과 만곡형 쉘의 움직임은 스택된다. 또한, 전형적으로, 제3 모터는 제2 캐리지를 만곡형 쉘의 길이 방향 축을 따라 및/또는 이와 평행하게 만곡형 쉘에 대해 변위시킬 뿐이다. 대안적으로, 이형 유닛은 광원 또는 액추에이터와 니들의 조합이 장착되는 제2 캐리지, 및 제2 캐리지를 고정 프레임에 대해 이동시키기 위한 제3 모터를 포함할 수 있다. 이런 이유로 이 경우, 제2 캐리지의 움직임과 만곡형 쉘의 움직임은 서로 독립적이다. 양 경우에, 제2 캐리지는 만곡형 쉘의 내부 및/또는 위 또는 아래에서 병진 이동하도록 구성될 수 있다. 더욱이, 이형 유닛이 위에서 언급된 광원 및 광 지향 유닛을 포함할 때, 광원은 고정 프레임에 고정적으로 부착될 수 있으며 광 지향 유닛은 제2 캐리지에 장착될 수 있다.
타겟 스테이지는 바람직하게는 회전축에 평행한 평면에서 타겟 척을 병진 이동시키기 위한 제4 모터 및/또는 제5 모터, 및/또는 타겟 척을 회전축에 수직인 방향으로, 바람직하게는 타겟 척에 수직인 방향을 따라 앞뒤로 병진 이동시키기 위한 보조의 제4 모터를 더 포함할 수 있다. 제4 및/또는 제5 모터는 타겟 척을 고정 프레임에 대해 병진 이동시키도록 배열될 수 있다. 대안적으로, 2개의 상호 직교 방향의 움직임이 스택될 수 있다. 예를 들어, 제4 모터는 제3 캐리지를 고정 프레임에 대해 변위시킬 수 있으며, 제5 모터는 타겟 척을 제3 캐리지에 대해 변위시킬 수 있다.
만곡형 쉘은 반도체 다이들의 배열체가 만곡형 쉘에 연결되는 것을 허용하기 위한 결합 유닛을 구비할 수 있다. 예를 들어, 만곡형 쉘은 복수의 개구를 구비할 수 있다. 이 경우, 본 장치는 복수의 개구를 통해 반도체 다이들의 배열체에 가해지는 흡인력을 생성하기 위한 진공 유닛을 더 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 만곡형 쉘은 반도체 다이들의 배열체를 기계적으로 결합하기 위한 기계적 결합 유닛을 구비할 수 있다. 반도체 다이들의 배열체는 바람직하게는 필름 프레임 캐리어에 의해 운반된다. 이 경우, 기계적 결합 유닛은 바람직하게는 필름 프레임 캐리어를 만곡형 쉘 상으로 클램핑하기 위한 클램핑 유닛을 포함한다.
만곡형 쉘은 드럼과 같은 원형 원통형 쉘 또는 부분적으로 원형 원통형 쉘일 수 있다. 예를 들어, 쉘은 1/n 원형 원통형 쉘일 수 있다. n=2일 때 형상은 반원형 원통형 쉘에 대응한다. n=1일 때 형상은 드럼과 같은 원형 원통형 쉘에 대응한다. 그러나 본 발명의 양태는 동일하게, 회전축 및/또는 길이 방향 축에 수직인 횡단면이 원형이 아닌 또는 부분적으로 원형이 아닌 만곡형 쉘에 관한 것이다. 이 경우에, 타겟과 다음에 이형될 반도체 다이 사이의 실질적으로 일정한 간격을 유지시키기 위해 만곡형 쉘과 타겟을 상호 병진 이동시키는 것이 바람직하다.
다이들의 배열체가 배열된 만곡형 쉘을 갖는 것은 반도체 다이가 이형되는 위치에 가까이에 검사 시스템을 장착할 가능성을 제공한다. 예를 들어, 본 장치는 타겟 상에 배치되기 전에 반도체 다이들의 배열체로부터의 반도체 다이를 검사하도록 배열된 제1 검사 시스템을 포함할 수 있다. 제1 검사 시스템은 반도체 다이들의 배열체의 반도체 다이의 위치 및/또는 배향을 결정하기 위해 배열될 수 있으며, 여기서 컨트롤러는 결정된 위치 및/또는 배향에 따라 웨이퍼 스테이지, 타겟 스테이지 및/또는 이형 유닛을 제어하도록 구성된다. 반도체 다이들의 배열체가 만곡형 쉘에 연결될 때, 반도체 다이의 위치 및/또는 배향은, 예를 들어 반도체 다이가 배열되는 캐리어의 주름(wrinkling) 또는 다른 왜곡으로 인해 변할 수 있다. 제1 검사 시스템은, 바람직하게는 만곡형 쉘에 대한 및/또는 반도체 다이의 이상적인 위치 및/또는 방향에 대한 반도체 다이의 위치 및/또는 배향을 기록할 수 있다. 이 기록된 위치는 그후 사용되어 다이를 이형하기 전에 보정을 수행할 수 있다. 예를 들어, 다이가 그의 이상적인 위치에 대해 회전축을 따라 시프트된 경우, 이형 유닛이 반도체 다이를 이형하기 전에 만곡형 쉘은 다른 방향으로의 약간 병진 이동을 수행할 수 있다. 이러한 경우, 이형 유닛의 위치는 변경될 필요가 없다. 다른 실시예에서, 타겟은 동일한 위치에서 만곡형 쉘을 유지시키면서 이형 유닛과 함께 변위된다. 또 다른 실시예에서, 이형 유닛, 타겟 및 만곡형 쉘이 모두 이동된다.
제1 검사 시스템은 부가적으로 또는 대안적으로 반도체 다이들의 배열체의 반도체 다이가 손상되었는지 여부를 결정하기 위해 배열될 수 있다. 이 경우에, 컨트롤러는 웨이퍼 스테이지, 타겟 스테이지 및/또는 이형 유닛을 제어하도록 구성되어 상기 반도체 다이가 손상되었다는 것이 결정되면 이 반도체 다이가 타겟 상에 배치되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 방식으로, 손상된 반도체 다이를 건너뛸 수 있다.
본 장치는 반도체 다이가 반도체 다이들의 배열체로부터 이형되었는지 여부를 결정하도록 배열된 제2 검사 시스템을 포함할 수 있다. 컨트롤러는 그러면 상기 반도체 다이가 이형되지 않았다는 것이 결정되면 상기 반도체 다이를 이형시키기 위하여 웨이퍼 스테이지, 타겟 스테이지 및/또는 이형 유닛을 제어하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 이형 유닛은 반도체 다이를 이형시키는 것을 다시 시도할 수 있다.
대안적으로 또는 부가적으로, 본 장치는 반도체 다이가 타겟 상에 적절하게 배치되었는지 여부를 검사하기 위해 배열된 제3 검사 시스템을 더 포함할 수 있다. 이 경우, 컨트롤러는 상기 반도체 다이의 위치 및/또는 타겟 상의 상기 반도체 다이의 의도된 위치를 저장하도록 구성될 수 있다. 이후 단계에서, 반도체 다이는 이 위치에서 타겟으로부터 제거될 수 있다.
제1, 제2 및/또는 제3 검사 시스템은 카메라를 포함할 수 있으며, 여기서 바람직하게는 동일한 카메라가 제1, 제2 및 제3 검사 시스템 중 2개 이상의 검사 시스템에서 사용된다. 제1, 제2 및/또는 제3 검사 시스템의 카메라(들)는 고정 프레임에 대해 이동 가능하게 장착될 수 있다. 예를 들어, 카메라는 만곡형 쉘의 길이 방향 축을 따라 이동하도록 구성될 수 있다.
이형 유닛은 반도체 다이들의 배열체로부터 반도체 다이를 이형시키도록 구성될 수 있으며, 이 반도체 다이는 고정 프레임에 대한 이형 위치에 배열된다. 반도체 다이들의 배열체는 행과 열의 매트릭스 형태로 배열된 복수의 반도체 다이를 포함할 수 있으며, 여기서 행은 회전축에 대해 적어도 실질적으로 평행하게 연장된다.
타겟은 반도체 다이들의 배열체로부터의 각각의 반도체 다이가 배치될, 인접하게 배열된 배치 위치들의 열(column) 또는 행(row)을 포함할 수 있으며, 여기서 인접하게 배열된 배치 위치들의 열 또는 행은 회전축에 적어도 실질적으로 수직 또는 평행하게 각각 연장된다. 이러한 타겟의 예는 반도체 다이들이 배열될 복수의 캐비티를 포함하는 캐리어 테이프일 수 있다. 이 경우에, 컨트롤러는 웨이퍼 스테이지를 제어하도록 구성되어 타겟의 각각의 배치 위치에서 반도체 다이들의 배열체의 동일한 열에 반도체 다이를 배치하기 위하여 만곡형 쉘이 간헐적으로 또는 연속적으로 회전하게 할 수 있으며, 또한 배치될 반도체 다이들의 배열체의 다이들의 상기 열을 고갈시킨 후에, 만곡형 쉘의 병진 이동이 반도체 다이들의 배열체의 반도체 다이들의 인접 열로 시프트하게 할 수 있다. 더욱이, 컨트롤러는 반도체 다이들의 배열체의 반도체 다이들의 인접한 열로 시프트하기 위한 만곡형 쉘의 병진 이동 동안 고정 프레임에 대한 이형 위치를 유지하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 만곡형 쉘이 회전되고 병진 이동하는 동안 이형 유닛은 고정 프레임에 대해 고정될 수 있다.
위의 사항에 더하여, 타겟은 반도체 다이들의 배열체로부터의 각각의 반도체 다이가 배치될, 인접하게 배열된 배치 위치들의 상기 복수의 열을 포함할 수 있다. 이 경우, 컨트롤러는 웨이퍼 스테이지 및/또는 타겟 스테이지를 제어하도록 구성되어 타겟 상의 동일 열에 있는 모든 배치 위치가 반도체 다이들의 배열체로부터의 반도체 다이를 구비한 후에 타겟과 만곡형 쉘 사이에서 상호 병진 이동을 야기할 수 있다. 이 경우, 컨트롤러는 타겟과 만곡형 쉘 사이의 상기 상호 병진 이동 동안 고정 프레임에 대한 이형 위치를 유지하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 컨트롤러는 고정 프레임에 대해 회전축에 평행한 방향으로 타겟 상의 열의 위치들을 유지시키도록, 그리고 타겟 상의 동일한 열 내의 모든 배치 위치가 반도체 다이들의 배열체로부터의 반도체 다이를 구비한 후 타겟 상의 다음 열로 시프트하기 위해 이형 위치를 변경하도록 구성될 수 있다.
본 장치는 타겟 상의 배치 위치의 상이한 열들에서 반도체 다이들의 배열체로부터 반도체 다이를 실질적으로 동시에 이형시키기 위한 복수의 위에서 언급된 이형 유닛을 포함할 수 있다. 각 이형 유닛은 컨트롤러에 의해 독립적으로 제어될 수 있다.
본 발명의 추가 양태에 따르면, 반도체 다이들의 배열체가 배열될 수 있는 웨이퍼 척을 갖는 웨이퍼 스테이지가 제공되며, 여기서 웨이퍼 척은 반도체 다이들의 배열체가 배열될 수 있는 회전적으로 장착된 만곡형 쉘을 포함하고, 웨이퍼 스테이지는 회전축을 중심으로 만곡형 쉘을 회전시키기 위한 제1 모터를 더 포함한다. 이 웨이퍼 스테이지는 위에서 언급된 장치의 웨이퍼 스테이지로서 추가로 구성될 수 있다.
본 발명의 추가 양태에 따르면, 위에서 설명된 장치의 만곡형 쉘에 장착되도록 구성된 필름 프레임 캐리어가 제공된다. 필름 프레임 캐리어는 또한 테이프 프레임으로 지칭될 수 있다.
필름 프레임 캐리어는 반도체 다이들의 배열체가 배열된 플렉서블 캐리어 필름, 포일 또는 테이프의 지지 표면에 연결되도록 구성된 장착 표면을 갖는 링 형상의 몸체를 포함한다. 링 형상의 몸체는 원형, 직사각형 또는 정사각형 형상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
링 형상의 몸체는 링 형상의 몸체의 장착 표면이 제1 형상을 갖는 것에서 제2의 더 오목한 형상으로 변경되도록 링 형상의 몸체가 구부러지는 것을 허용하는 그리고 장착 표면의 형상이 제1 형상보다 더 볼록하게 되도록 링 형상의 몸체가 구부러지는 것을 방지 또한 제한하는 비대칭 굽힘 강성을 갖는다. 비대칭 굽힘 강성으로 인하여, 강도를 잃지 않고 링 형상의 몸체를 이동시키기 위하여 링 형상의 몸체는 양 측에서 잡혀질 수 있다. 이는 만곡형 쉘 상으로의 필름 프레임 캐리어의 자동 이송을 가능하게 하며 및/또는 이는 링 형상의 몸체에 연결된 플렉서블 캐리어 필름에 장착되는 동안 웨이퍼가 다이싱되는 것을 가능하게 하였다. 제1 형상은 장착 표면을 얻을 수 있는 가장 볼록한 형상에 대응할 수 있다.
비대칭 굽힘 강성은 링 형상의 몸체의 장착 표면이 제1 형상을 갖는 것으로부터 제2의 더 오목한 제2 형상으로 가역적으로 변하도록 링 형상의 몸체가 구부러지는 것을 허용하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 굽힘은 링 형상의 몸체의 소성 변형을 야기할 수 있다.
제1 형상은 본질적으로 편평한 형상에 대응할 수 있다. 부가적으로, 또는 대안적으로, 제1 형상을 가질 때 장착 표면의 곡률은 0.2m-1 미만일 수 있으며, 여기서 제2 형상을 가질 때 장착 표면의 곡률은 3.3m-1보다 클 수 있다.
링 형상의 몸체는 리프 스프링을 포함할 수 있으며 및/또는 리프 스프링에 의해 적어도 부분적으로 형성될 수 있다. 또한, 리프 스프링의 표면은 장착 표면을 형성할 수 있거나, 장착 표면의 일부일 수 있다. 링 형상의 몸체는 장착 표면의 형상이 제1 형상보다 더 볼록해지도록 링 형상의 몸체가 구부러지는 것을 방지 또는 제한하기 위하여 리프 스프링에 연결된 제한 수단을 더 포함할 수 있다. 제한 수단은 장착 표면으로부터 멀리 향하는 표면 상의 리프 스프링에 연결될 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 제한 수단은 리프 스프링에 연결된 복수의 세그먼트를 포함할 수 있으며, 여기서 장착 표면이 제1 형상일 때, 인접한 세그먼트들은 서로 인접하여 그에 의하여 장착 표면의 형상이 제1 형상보다 더 볼록해지도록 리프 스프링이 구부러지는 것을 방지 또는 제한하고, 또한 세그먼트들은 장착 표면을 제1 형상으로부터 더 오목한 형상으로 변환시키기 위해 리프 스프링을 구부릴 때 인접부로부터 멀리 이동하도록 구성된다.
대안적으로, 링 형상의 몸체는 복수의 세그먼트를 포함할 수 있으며, 여기서 세그먼트들은 서로 힌지 연결되어 있다. 예를 들어, 복수의 세그먼트 중에서 인접하게 배열된 세그먼트들의 각각의 쌍은 각각의 회전축을 중심으로 서로에 대해 선회하도록 구성될 수 있다. 또한, 복수의 세그먼트 중 인접하게 배열된 세그먼트들의 모든 쌍의 선회 운동을 만들어내는 회전축들은 서로 평행할 수 있다.
복수의 세그먼트 중 적어도 한 쌍의 인접하게 배열된 세그먼트에 대해, 하나의 세그먼트는 상기 하나의 세그먼트의 제1 종단에 배열된 제1 결합 구조체를 포함할 수 있으며 다른 세그먼트는 상기 다른 세그먼트의 제2 종단에 배열된 제2 결합 구조체를 포함할 수 있다. 제1 결합 구조체와 제2 결합 구조체는 서로 힌지 연결되어 상기 하나의 세그먼트와 상기 다른 세그먼트가 회전축을 중심으로 각각에 대해 선회하는 것을 허용할 수 있다. 상기 하나의 세그먼트는 상기 하나의 세그먼트의 제1 측면에 대향하는 상기 하나의 세그먼트의 제2 측면에 배열된 상기 제2 결합 구조체를 포함할 수 있다. 상기 다른 세그먼트는 상기 다른 세그먼트의 제2 측면에 대향하는 상기 다른 세그먼트의 제1 측면에 배열된 상기 제1 결합 구조체를 포함할 수 있다.
제1 결합 구조체는 제1 개구를 포함할 수 있으며, 제2 결합 구조체는 상기 제1 개구에 회전 가능하게 수용되고 회전축을 규정하는 돌출 요소를 포함할 수 있다. 돌출 요소는 핀, 로드 또는 샤프트일 수 있다.
대안적으로, 제1 결합 구조체는 제1 개구를 포함할 수 있으며, 여기서 제2 결합 구조체는 제2 개구를 포함하고, 여기서 필름 프레임 캐리어는 제1 및 제2 개구 중 적어도 하나에 회전 가능하게 수용되고 회전축을 규정하는 샤프트를 포함한다.
복수의 세그먼트 중에서 인접하게 배열된 세그먼트의 각각의 쌍에 대해, 하나의 세그먼트는 제1 인접 표면을 포함할 수 있으며, 다른 세그먼트는 제2 인접 표면을 포함할 수 있다. 장착 표면이 제1 형상을 가질 때 장착 표면의 형상이 제1 형상보다 볼록하게 되도록 링 형상의 몸체가 굽어지는 것을 방지하는 목적을 위하여 제1 인접 표면과 제2 인접 표면은 서로 인접하도록 회전축에 대하여 형상화되고 위치될 수 있다.
세그먼트는 강, 알루미늄, 티타늄, 폴리머 또는 이들의 조합으로 이루어진 그룹에서 선택된 재료로 만들어질 수 있다.
본 발명의 추가 양태에 따르면, 위에서 규정된 바와 같은 필름 프레임 캐리어, 및 다이들의 배열체가 배열되는 지지 표면을 갖는 캐리어 필름, 포일 또는 테이프를 포함하는 조립체가 제공되며, 여기서 다이들의 배열체를 갖는 캐리어 필름, 포일 또는 테이프는 그의 지지 표면으로 필름 프레임 캐리어의 장착 표면에 연결된다.
캐리어 필름, 포일 또는 테이프는 부착층을 구비할 수 있으며 이 부착층에 의하여 반도체 다이들의 배열체가 지지 표면에 부착되고 또한 이 부착층에 의하여 캐리어 필름, 포일 또는 테이프가 필름 프레임 캐리어의 장착 표면에 연결된다. 부착층은 감광성 접착제와 같은 광 흡수제를 포함할 수 있으며, 여기서 광 흡수제는 상기 파장을 갖는 광에 의해 조명될 때 반도체 다이들의 배열체와의 그의 부착을 적어도 국부적으로 이형시키도록 구성된다. 광 흡수제는 광 제거에 의하여 및/또는 광을 흡수하는 결과로서 화학 반응을 겪는 광 흡수제에 의하여 그의 부착을 적어도 국부적으로 이형시키도록 구성될 수 있다. 보다 특히, 광 흡수층에 의해 흡수된 에너지는 반도체 다이를 이형시키기 위하여 사용될 수 있을 뿐만 아니라 반도체 다이를 타겟을 향하여 구동시키는 약간의 추진력을 제공하기 위하여 사용될 수 있다.
반도체 다이들의 배열체는 다이싱된 반도체 웨이퍼에 의하여 또는 구조화된 반도체 웨이퍼로 구성된다.
본 발명의 특징이 상세하게 이해될 수 있는 방식으로, 실시예를 참조하여 보다 구체적인 설명이 이루어지며, 실시예들 중 일부는 첨부된 도면에 도시되어 있다. 그러나 첨부된 도면은 단지 전형적인 실시예만을 도시하며 따라서 실시예의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다는 점이 주목되어야 한다. 도면은 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것이며 따라서 반드시 축척대로 도시되지 않는다. 청구된 대상물의 이점은 첨부된 도면과 함께 본 명세서를 읽을 때 본 기술 분야의 지직을 가진 자에게 명백해질 것이며, 도면에서 동일한 참조 번호는 동일한 요소를 지정하기 위해 사용되었다. 도면에서
도 1a는 본 발명의 양태에 따른, 반도체 다이를 반도체 다이들의 배열체로부터 타겟 상으로 배치하기 위한 장치의 실시예의 일부를 도시하며, 도 1b는 대응하는 개략도이다.
도 2는 도 1a의 장치에 대응하는 개략적인 횡단면도를 도시하고 있다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 양태에 따른, 반도체 다이를 반도체 다이들의 배열체로부터 타겟 상으로 배치하기 위한 장치의 추가 실시예 및 도면을 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 양태에 따른 플렉서블 필름 프레임 캐리어의 제1 실시예를 도시하고 있다.
도 5는 본 발명의 양태에 따른 플렉서블 필름 프레임 캐리어를 위한 링 형상의 몸체를 도시하고 있다.
이하, 다이싱된(diced) 반도체 웨이퍼로부터의 반도체 다이가 타겟 상에 배치되는 실시예가 제시될 것이다. 그러나 본 발명은 다이싱된 반도체 웨이퍼로부터의 반도체 다이를 배치하는 것에 제한되지 않는다. 일반적으로, 다이싱된 반도체 웨이퍼 및 구조화된 웨이퍼를 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는 다이들의 배열체로부터의 반도체 다이가 배치될 수 있다.
도 1a는 본 발명의 양태에 따른, 반도체 다이(2A)를 다이싱된 반도체 웨이퍼(2)로부터 타겟(113) 상으로 배치하기 위한 장치(1)의 실시예의 일부를 도시하고 있다. 여기서, 다이싱된 반도체 웨이퍼(2)는 플렉서블 필름 프레임 캐리어(FFFC)(3)에 장착된 캐리어 필름(4) 상에 배열된다. 전형적으로, 웨이퍼는 카세트(5), 트레이 등으로부터 장치(1)로 공급된다. 이는 자동화된 방식으로 수행될 수 있다.
횡단면이 도 5에서 보여지는 FFFC(3)는 캐리어 필름(4)의 지지 표면(43)에 연결되는 장착 표면(31)을 갖는 링 형상의 몸체(30)를 포함한다. 여기서, 플렉서블 캐리어 필름(4)은 전형적으로 폴리비닐 클로라이드로 제조되는 백킹(backing)/지지층(42)을 포함하며, 이 층은 부착층(41)으로 덮여 있다. 이 부착층을 사용하여, 복수의 반도체 다이(2A)를 포함하는 다이싱된 반도체 웨이퍼(2)가 백킹층(42)에 부착된다.
링 형상의 몸체(30)는 장착 표면(31)이 도 5의 최상부 도면에서 보여지는 바와 같은 제1 형상을 갖는 것에서 도 5의 중앙 도면에서 보여지는 바와 같은 제2의 더 오목한 형상으로 변경되도록 링 형상의 몸체(30)가 구부러지는 것을 허용하는 비대칭 굽힘 강성을 갖는다. 동시에, 비대칭 강성은 장착 표면(31)의 형상이 제1 형상보다 더 볼록하게 되도록 링 형상의 몸체(30)가 구부러지는 것을 방지한다.
링 형상의 몸체(30)는 리프 스프링(32), 및 각각의 연결부(33)를 이용하여 리프 스프링(32)에 각각 연결되는 복수의 세그먼트(34)를 포함하고 있다. 제1 형상에서, 인접한 세그먼트(34)들, 특히 하나의 세그먼트(34A)의 표면(35A)과 인접 세그먼트(34B)의 표면(35B)은 서로 인접한다. 결과적으로, 링 형상의 몸체(30)는 좌측 및 우측 종단을 도 5에서 링 형상의 몸체(30)의 중심 부분에 대해 위로 이동시킴으로써 구부러질 수 없다. 그러나 장착 표면(31)이 더 오목한 형상을 취하는 반대 구조도 가능하다. 이는 도 5의 중앙 도면에서 보여지고 있다. 여기에서, 세그먼트(34A, 34B)들은 인접부에서 이동되었다. 리프 스프링(32)을 사용하는 것은 링 형상의 몸체(30)의 형상 변형이 가역적이 되는 것을 허용한다. 그러나 제1 형상에서 제2 형상으로의 굽힘이 소성 변형을 포함하는 실시예가 동일하게 가능하다. 이러한 실시예로, 링 형상의 몸체(30)는 사용 후에 폐기될 수 있다.
비대칭 굽힘 강성을 갖는 FFFC를 위한 링 형상의 몸체(30)의 또 다른 실시예가 도 4에서 보여지고 있다. 이 실시예에서, 링 형상의 몸체(30)는 복수의 세그먼트(34)를 포함하고 있으며, 이 세그먼트들은 힌지 연결되어 있다. 예를 들어, 도 4는 세그먼트(34A)와 세그먼트(34B)를 도시하고 있다. 이 세그먼트들은 각각 개구(36A, 36B)를 포함하고 있으며, 개구들 내에는 샤프트(37)가 배열되어 있고 이 샤프트에 의하여 세그먼트(34A, 34B)들은 서로 힌지 연결되어 있다. 이는 선 L1, L2에 대응하는 횡단면도들에서 더 자세히 보여지고 있다. 샤프트(37)는 세그먼트(34A, 34B)들 중 하나에 고정적으로 연결될 수 있는 반면에, 다른 세그먼트의 개구(36A, 36B) 내에서 회전하는 것이 허용된다. 대안적으로, 샤프트(37)는 양 개구(36A, 36B) 내에서 회전할 수 있다.
도 4에서, 링 형상의 몸체(30)의 장착 표면(31)은 본질적으로 편평한 형상인 제1 형상으로 보여지고 있다. 도 5의 실시예와 유사하게, 장착 표면(31)은 캐리어 필름(4)의 지지 표면(43)에 연결될 수 있다. 세그먼트(34A, 34B)들은 인접 표면(35A, 35B)들을 각각 포함하고 있다. 샤프트(37)에 대한 표면(35A, 35B)의 위치 설정은 장착 표면(31)이 더 볼록해지도록 링 형상의 몸체(30)가 구부러질 수 없다는 것을 결정한다. 그러나 장착 표면(31)이 더 오목해지도록 링 형상 몸체(30)를 굽히는 것이 가능하다. 표면(35A, 35B)들이 다르게 위치될 수 있다는 점이 주목되어야 한다. 예를 들어, 표면들은 상이한 길이 방향 위치에 있지만 실질적으로 샤프트(37)와 일직선 상에 있을 수 있다.
이제 도 1a로 돌아가서, 도 5에 도시된 바와 같이 구현되고 위에 배열된 다이싱된 반도체 웨이퍼(2)를 갖는 FFFC(3)는 회전 가능하게 장착된 만곡형 쉘(122)에 장착될 수 있으며, 이 쉘은 회전축(122A)을 중심으로 회전할 수 있다. 이를 위하여, 만곡형 쉘(122)은 다수의 소형 개구를 구비할 수 있으며, 흡인력은 이 개구들을 통하여 FFFC(3)에 가해질 수 있다. 대안적으로, FFFC(3)는 클램핑과 같은 기계적 장착을 이용하여 만곡형 쉘(122)에 장착될 수 있다.
도 1a는 예시적인 목적을 위하여 만곡형 쉘(122) 상에 배열된 반도체 웨이퍼(2)를 위한 링 형상의 몸체(30)를 나타내지 않는다는 점이 주목된다. 또한, 도 1a는 세그먼트(34)가 전반적으로 회전축(122A)에 평행한 길이 방향 축을 갖는 세장형인 것을 도시하고 있다.
만곡형 쉘(122)을 회전 및 병진 이동 이동시킴으로써, 다이싱된 반도체 웨이퍼(2)는 반도체 다이(2A)가 배열될 타겟(113)에 대해 위치될 수 있다. 타겟(113)은 타겟 척(112)의 지지 표면(112A) 상에 배열된다. 적절하게 위치되면, 반도체 다이(2A)를 다이싱된 반도체 웨이퍼(2)로부터 이형시키기 위하여 (도 1a에서는 보여지지 않는) 이형 유닛이 사용되어 반도체 다이(2A)가 타겟(113) 상의 의도된 위치에 배열되는 것을 허용한다.
도 1b는 도 1a의 장치를 개략적으로 도시하고 있다. 보여지는 바와 같이, 본 장치(1)는 검사 시스템(140)으로부터 수신한 데이터를 기반으로 타겟 스테이지(110), 웨이퍼 스테이지(120) 및 이형 유닛(130)을 제어하는 컨트롤러(100)를 포함하고 있다. 컨트롤러(100)는 전도성 접착제(151), 솔더(solder) 등의 작은 액적을 타겟(113) 상에 분배하도록 구성된 분배 장치(150)를 추가로 제어한다.
타겟 스테이지(110)는 타겟(113)이 배열되어 있는 타겟 척(112)의 위치를 제어하기 위한 하나 이상의 모터를 포함하고 있다. 예를 들어, 타겟 스테이지(110)는 회전축(122A)에 평행하게 취해진 X-방향을 따라 타겟 척(112)을 병진 이동 이동시키기 위한 모터(MT0), 타겟 척(112)의 지지 표면(112A)에 수직으로 취해진 Z-방향을 따라 타겟 척(112)을 병진 이동 이동시키기 위한 모터(MT2), 및 X-방향 및 Z-방향에 수직으로 취해진 Y-방향을 따라 타겟 척(112)을 병진 이동 이동시키기 위한 모터(MT1)를 포함할 수 있다.
웨이퍼 스테이지(120)는 반도체 웨이퍼(2)가 배열되는 만곡형 쉘(122)의 위치를 제어하기 위한 하나 이상의 모터를 포함하고 있다. 예를 들어, 웨이퍼 스테이지(120)는 만곡형 쉘(122)을 X-방향으로 병진 이동 이동시키기 위한 모터(MW0), 만선형 쉘(122)을 Z-방향으로 병진 이동 이동시키기 위한 모터(MW2), 및 만곡형 쉘(122)을 회전축(122A)을 중심으로 회전시키기 위한 모터(MW3)를 포함할 수 있다.
이형 유닛(130)은 광원(132)을 X-방향으로 병진 이동 이동시키기 위한 모터(MR0)를 포함할 수 있다.
본 발명은 위에서 언급된 모터들의 조합에 제한되지 않는다는 점이 주목되어야 한다. 타겟 스테이지(110), 웨이퍼 스테이지(120) 및 이형 유닛(130)은 다소의 모터 및/또는 상이한 방향으로 병진 이동 이동시키기 위한 모터를 포함할 수 있다.
검사 시스템(150)은 반도체 웨이퍼(2) 및/또는 반도체 웨이퍼에 배열된 반도체 다이(2A) 및/또는 타겟(113)의 이미지를 기록하기 위한 하나 이상의 광학 카메라를 포함할 수 있다. 스틸 이미지 또는 동영상의 형태일 수 있는 이 기록된 이미지를 기반으로, 컨트롤러(100)는 타겟 스테이지(110), 웨이퍼 스테이지(120) 및/또는 이형 유닛(130)을 제어하여 배치될 각 반도체 다이(2A)가 타겟(113) 상의 의도된 위치에 배열되는 것을 보장할 수 있다. 이 배치 공정은 도 2를 참조하여 다음에 상세하게 설명될 것이다.
도 2는 도 1의 장치에 대응하는 개략적인 단면도를 도시하고 있다. 여기서, 타겟(113), 예를 들어 인쇄 회로 기판이 보여지고 있다. 타겟(113)은 다이싱된 반도체 웨이퍼(2)로부터의 반도체 다이(2A)가 배치될 필요가 있는 복수의 의도된 배치 위치를 포함하고 있다. 반도체 다이(2A)를 배열하기 전에, 전도성 접착제, 솔더 등의 액적(151)이 분배 장치(150)에 의해 타겟(113) 상에 제공, 예를 들어 분배된다.
삽도 I에서 보여지는 바와 같이, 타겟(113)은 행(R)과 열(C)로 배열된 복수의 액적(151)을 구비할 수 있다. 유사하게, 반도체 다이(2A)들은 또한 반도체 웨이퍼(2) 상에 행(r)과 열(c)의 매트릭스로 배열될 수 있다. 여기서, 다이싱된 반도체 웨이퍼(2) 상의 열(c)과 타겟(113) 상의 열(C)은 각각 길이 방향 축 만곡형 쉘(122) 및/또는 회전축(122A)에 수직으로 연장된다는 점이 가정된다.
액적(151)을 타겟(113) 상에 증착하거나 배열한 후, 타겟(113)은 만곡형 쉘(122) 아래로 이동되어 다이싱된 반도체 웨이퍼(2)로부터 이형된 반도체 다이(2A)를 받아들인다. 이를 위하여, 이형 유닛(130)이 이용된다.
만곡형 쉘(122)은 적어도 대부분의 경우 회전축(122A)을 따라 일정한 횡단면을 갖는다. 만곡형 쉘(122)은 부분적으로 원형 또는 원형 원통형 쉘일 수 있다. 만곡형 쉘(122)의 횡단면의 다양한 예가 도 1a에서 보여지고 있다. 여기서, 예 A는 부분 원형 원통형 쉘에 대응하고, 예 B는 원형 원통형 쉘에 대응하며, 예 C는 또 다른 부분 원형 원통형 쉘, 즉 반원형 원통형 쉘에 대응한다.
이제 다시 도 2를 참조하면, 이형 유닛(130)은 캐리어 필름(4)으로부터 이형될 반도체 다이(2A) 상으로 만곡형 쉘(122)을 통하여 광의 빔(133)을 방출하는 레이저 소스(132)를 포함하고 있다. 이를 위하여, 만곡형 쉘(122)은 적어도 레이저 소스(132)로부터 나오는 광에 대해 적어도 부분적으로 반투명하다. 만곡형 쉘(122)은 완전히 반투명 재료로 만들어질 수 있거나, 반투명한 특정 영역을 가질 수 있는 반면 다른 영역은 그렇지 않을 수 있다. 예를 들어, 만곡형 쉘(122)은 글라스, 석영 또는 용융 실리카로 제조될 수 있다.
부착층(41)은 감광성 접착제와 같은 광 흡수제를 포함하고 있다. 부착층(41)이 레이저 소스(132)로부터의 광으로 조사되었다면, 부착층은 반도체 다이(2A)와의 그의 부착을 상실할 것이다. 예를 들어, 광의 흡수는 부착층(41)의 접착 특성이 줄어들 것이라는 결과로서 광 흡수제의 화학 반응을 야기할 것이다. 부가적으로 또는 대안적으로, 광의 흡수는 급격한 그리고 국소적인 온도 증가를 야기할 수 있다. 이는 이형된 반도체 다이(2A)를 타겟(113)을 향하여 나아가게 할 기체 성분의 국부적인 제거(ablation) 및/또는 생성을 초래할 수도 있다.
부착을 상실한 후, 반도체 다이(2A)는 타겟(113) 상의 의도된 배치 위치로 떨어진다. 그 후, 만곡형 쉘(122)은 모터(M3)에 의해 회전되어 또 다른 반도체 다이(2A)를 레이저 소스(132)와 정렬 상태가 되게 한다. 더욱이, 만곡형 쉘(122)과 타겟(113)은 상호 병진 이동 이동되어 만곡형 쉘(122)에 대해 정확한 위치에서 다음의 의도된 배치 위치를 가져오게 한다.
도 2에서 보여지는 바와 같이, 다양한 검사 시스템이 장착될 수 있다. 검사 시스템은 타겟(113) 상에 배치되기 전에, 다이싱된 반도체 웨이퍼(2)로부터의 반도체 다이(2A)를 검사하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 검사는 반도체 다이(2A)의 위치 및 배향을 결정하는 것을 포함할 수 있다. 이는 예를 들어 반도체 다이(2A)를 이형시키기 전에 만곡형 쉘(122), 타겟(113) 및/또는 레이저 소스(132)를 병진 이동 이동시킴으로써 최종 보정이 이루어지는 것을 허용한다. 각 반도체 다이(2A)는 그의 이상적인 위치 및/또는 방향으로부터 약간 오프셋될 수 있다는 점이 주목된다. 이러한 편차는 다이싱 동안 및/또는 FFFC(3)를 만곡형 쉘(122) 상으로 장착할 때 발생할 수 있다. 이러한 편차를 기록하는 것은 검사 시스템(140)의 하나 이상의 카메라(141)에 의해 가능하다. 만곡형 쉘(122)이 적어도 국부적으로 반투명하기 때문에, 카메라(들)(141)는 또한 만곡형 쉘(122) 내부에 배열될 수 있다.
다이를 이형시키기 전에 반도체 다이(2A)가 손상되었는지 여부를 확인하기 위하여 또 다른 또는 동일한 카메라가 사용될 수 있다. 반도체 다이(2A)가 손상되었다는 것이 결정되면, 본 장치(1)의 컨트롤러(100)에 의하여 그 반도체 다이를 건너뛰기로 결정될 수 있다.
반도체 다이(2A)가 이형되었는지 여부를 확인하기 위하여 또 다른 또는 동일한 카메라가 또한 사용될 수 있다. 이 반도체 다이가 이형되지 않았다면, 새로운 이형 시도가 이루어질 수 있다.
검사 시스템(140)은 또한 카메라(142)를 사용하여 액적(151)이 타겟(113)에 정확하게 배치되었는지 확인할 수 있으며 및/또는 타겟(113)의 위치 및/또는 배향을 모니터링 또는 확인할 수 있다.
만곡형 쉘(122)의 만곡 특성으로 인하여 검사 시스템(140)의 카메라(들)를 검사할 필요가 있는 반도체 다이(2A)에 근접하게 배열하는 것이 가능하다는 점이 주목된다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 양태에 따라, 다이싱된 반도체 웨이퍼로부터의 반도체 다이를 타겟 상으로 직접 배치하기 위한 장치의 추가 실시예를 도시하고 있다.
도 3a 내지 도 3e에 도시된 실시예들의 각각은 고정 프레임(160)을 포함하며, 이 고정 프레임은 장치 내부에서의 다양한 이동에 대한 기준의 역할을 한다.
도 3a에서, 캐리지(111)를 프레임(160)에 대해 x-방향으로 병진 이동시키기 위하여 모터(MT0)가 사용된다. 모터(MT1)는 타겟 척(112)을 캐리지(111)에 대해 y-방향으로 병진 이동시키기 위하여 사용된다. 더욱이, 모터(MW3)는 만곡형 쉘(122)을 프레임(160)에 대해 회전시키기 위해 사용된다.
레이저 소스(132)는 모터(MR0)를 사용하여 프레임(160)에 대해 x-방향으로 병진 이동되는 캐리지(131)에 장착된다.
도 3a의 장치는 회전축(122A)에 수직으로 연장되는 복수의 이격된 열(column)에서 타겟(113) 상으로 복수의 반도체 다이(2A)를 배치하기 위해 사용될 수 있다.
예를 들어, 타겟(113)은 반도체 웨이퍼(2) 상의 동일한 열에 배열된 반도체 다이(2A)들을 배치하기 위해 만곡형 쉘(122)을 회전시키는 동안 y-방향으로 병진 이동될 수 있다. 반도체 웨이퍼(2) 상의 열이 고갈되면, 타겟 척(112)과 레이저 소스(132) 모두가 반도체 웨이퍼(2) 상의 반도체 다이(2A)들의 다음 열과 정렬되도록 레이저 소스(132)와 타겟 척(112)은 x-방향으로 병진 이동된다. 타겟(113) 상의 완전한 열이 채워지면, 타겟 척(112)은 x-방향으로 이동되어 만곡형 쉘(122) 아래에서 채워질 새로운 열을 위치시킨다.
도 3b에 도시된 실시예에서, 타겟 척(112)은 모터(MT1)를 사용하여 y-방향으로만 병진 이동될 수 있다. 만곡형 쉘(122)은 모터(MW3)를 사용하여 캐리지(121)에 대해 회전될 수 있다. 결과적으로, 캐리지(121)는 모터(MW0)를 사용하여 x-방향으로 병진 이동될 수 있다. 캐리지(131)에 장착된 레이저 소스(132)는 모터(MR0)를 사용하여 프레임(160)에 대해 x-방향으로 병진 이동될 수 있으며, 프레임은 도시적인 목적을 위하여 부분적으로 생략되었다. 모터(MR0)는, 예를 들어 캐리지(131)의 병진 이동을 부여하기 위해 볼 스크류, 리드 스크류, 벨트 드라이브 또는 선형 모터를 포함할 수 있다.
도 3c에서 보여지는 장치는 모터(MR0)가 프레임(160) 대신에 캐리지(121)에 대해 캐리지(131)를 병진 이동시킨다는 점에서 도 3b에서 보여지는 실시예와 다르다.
도 3d 및 도 3e는 도 3a에서 보여지는 장치에 대응하는 횡단면도를 도시하고 있다. 보다 특히, 타겟 척(112)은 x-방향 및 y-방향으로 병진 이동할 수 있으며 만곡형 쉘(122)은 프레임(160)에 대해서만 회전할 수 있다. 레이저 소스(132)는 모터(MR0)를 사용하여 프레임(160)에 대해 x-방향으로만 병진 이동할 수 있다.
도 3d에서, 레이저 소스(132)는 광의 빔(133)을 반투명 만곡형 쉘(122)을 통하여 부착층 -반도체 다이(2A)는 이 부착층에 의하여 캐리어 필름에 부착된다- 상으로 방출한다. 대안적으로, 이형 유닛(130)은 니들(needle) 및 니들을 하부 반도체 다이와의 결합 및 분리 상태로 가져가기 위한 니들 액추에이터를 포함할 수 있다. 이 경우에, 니들 액추에이터와 니들은 둘 모두 만곡형 쉘(122) 내부에 배열되며 또한 둘 모두 x-방향으로 병진 이동된다.
도 3e에서, 레이저 소스(132)는 만곡형 쉘(122) 외부에 장착된다. 레이저 소스는 미러 유닛(134)을 향해 광의 빔(133)을 방출한다. 미러 유닛(134)은 만곡형 쉘(122) 상으로 그리고 이를 통해 광을 편향시킨다. 미러 유닛(134)은 하나 이상의 미러 및 하나 이상의 미러 액추에이터를 포함하여 편향 각도가 변경되는 것을 허용할 수 있다. 미러 유닛(134)은, 모터(MR0)를 사용하여 x-방향으로 병진 이동할 수 있으며, 이 모터는 예를 들어 선형 모터로서 구현될 수 있다.
위에서 본 발명이 그의 상세한 실시예를 이용하여 설명되었다. 그러나 본 발명은 이 실시예에 제한되지 않는다. 대신, 첨부된 특허청구범위 및 그 균등물에 의해 규정되는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 수정이 가능하다.
본 발명의 특정 및 바람직한 양태는 첨부된 독립항에 제시되어 있다. 종속항들 및/또는 독립항들로부터의 특징의 조합은 단순히 청구범위에 제시된 대로가 아니라 적절하게 조합될 수 있다.
본 발명의 범위는 그것이 청구된 발명과 관련이 있는지 여부 또는 본 발명에 의해 해결되는 문제 중 임의의 것 또는 전부를 경감시키는지 여부에 관계없이, 명시적 또는 암시적으로 본 명세서에 개시된 임의의 새로운 특징 또는 특징들의 조합, 또는 그의 임의의 일반화를 포함한다. 출원인은 이로써 본 출원 또는 그로부터 파생된 임의의 이러한 추가 출원을 진행하는 동안 이러한 특징에 대한 새로운 청구범위가 만들어질 수 있다는 것은 공식화될 수 있음을 알린다. 특히, 첨부된 특허청구범위를 참조하면, 종속항으로부터의 특징은 독립항의 특징과 결합될 수 있으며, 각각의 독립항으로부터의 특징들은 단지 청구범위에 열거된 특정 조합이 아닌 임의의 적절한 방식으로 조합될 수 있다.
개별 실시예의 맥락에서 설명된 특징은 또한 단일 실시예에서 조합되어 제공될 수 있다. 역으로, 간결함을 위하여 단일 실시예의 맥락에서 설명된 다양한 특징들이 개별적으로 또는 임의의 적합한 하위 조합 형태로 제공될 수도 있다.
용어 "포함하는"은 다른 구성 요소 또는 단계를 배제하지 않으며, 단수의 용어는 복수를 배제하지 않는다. 청구범위 내의 참조 기호는 청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
1: 장치
2: 반도체 웨이퍼
2A: 반도체 다이
3: 필름 프레임 캐리어
4: 캐리어 필름
5: 카세트
30: 링 형상의 몸체
31: 장착 표면
32: 리프 스프링
33: 연결부
34, 34A, 34B: 세그먼트
35A, 35B: 인접 표면
36A, 36B: 개구
37: 샤프트
41: 부착층
42: 백킹층
43: 지지 표면
100: 컨트롤러
110: 타겟 스테이지
111: 캐리지 타겟 스테이지
112: 타겟 척
113: 타겟
120: 웨이퍼 스테이지
121: 캐리어 웨이퍼 스테이지
122: 만곡형 쉘
122A: 회전축
130: 이형 유닛
131: 캐리어 이형 유닛
132: 레이저 소스
133: 광 빔
134: 미러 유닛
140: 검사 시스템
141, 142: 카메라
150: 분배 장치
151: 접착제/솔더의 액적
160: 고정 프레임
M0: x-방향 모터
M1: y-방향 모터
M2: z-방향 모터
M3: 회전 모터

Claims (15)

  1. 만곡형 쉘에 장착되도록 구성된 필름 프레임 캐리어에 있어서,
    반도체 다이들의 배열체가 배열된 플렉서블 캐리어 필름, 포일 또는 테이프의 지지 표면에 연결되도록 구성된 장착 표면을 갖는 링 형상의 몸체를 포함하며;
    링 형상의 몸체는 링 형상의 몸체의 장착 표면이 제1 형상을 갖는 것에서 제2의 더 오목한 형상으로 변경되도록 링 형상의 몸체가 구부러지는 것을 허용하는 그리고 장착 표면의 형상이 제1 형상보다 더 볼록하게 되도록 링 형상의 몸체가 구부러지는 것을 방지 또한 제한하는 비대칭 굽힘 강성을 갖는 것을 특징으로 하는 필름 프레임 캐리어.
  2. 제1항에 있어서, 비대칭 굽힘 강성은 링 형상의 몸체의 장착 표면이 제1 형상을 갖는 것으로부터 제2의 더 오목한 제2 형상으로 가역적으로 변하도록 링 형상의 몸체가 구부러지는 것을 허용하도록 구성되며, 제1 형상은 본질적으로 편평한 형상에 선택적으로 대응하는 필름 프레임 캐리어.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 형상을 가질 때 장착 표면의 곡률이 0.2m-1 미만이며, 제2 형상을 가질 때 장착 표면의 곡률은 3.3m-1보다 큰 필름 프레임 캐리어.
  4. 제3항에 있어서, 링 형상의 몸체는 리프 스프링을 포함하며 및/또는 리프 스프링에 의해 적어도 부분적으로 형성되고, 링 형상의 몸체는 장착 표면의 형상이 제1 형상보다 더 볼록해지도록 링 형상의 몸체가 구부러지는 것을 방지 또는 제한하기 위하여 리프 스프링에 연결된 제한 수단을 더 포함하며;
    제한 수단은 장착 표면으로부터 멀리 향하는 표면 상의 리프 스프링에 선택적으로 연결되며; 및/또는
    제한 수단은 리프 스프링에 연결된 복수의 세그먼트를 선택적으로 포함하고, 장착 표면이 제1 형상일 때, 인접한 세그먼트들은 서로 인접하여 그에 의하여 장착 표면의 형상이 제1 형상보다 더 볼록해지도록 리프 스프링이 구부러지는 것을 방지 또는 제한하며, 세그먼트들은 장착 표면을 제1 형상으로부터 더 오목한 형상으로 변환시키기 위해 리프 스프링을 구부릴 때 인접부로부터 멀리 이동하도록 구성된 필름 프레임 캐리어.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 링 형상의 몸체는 복수의 세그먼트를 포함하며, 세그먼트들은 서로 힌지 연결되어 있는 필름 프레임 캐리어.
  6. 제5항에 있어서, 복수의 세그먼트 중에서 인접하게 배열된 세그먼트들의 각각의 쌍은 각각의 회전축을 중심으로 서로에 대해 선회하도록 구성된 필름 프레임 캐리어.
  7. 제6항에 있어서, 복수의 세그먼트 중 인접하게 배열된 세그먼트들의 모든 쌍의 선회 운동을 만들어내는 회전축들은 서로 평행한 필름 프레임 캐리어.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 복수의 세그먼트 중 적어도 한 쌍의 인접하게 배열된 세그먼트에 대해, 하나의 세그먼트는 상기 하나의 세그먼트의 제1 종단에 배열된 제1 결합 구조체를 포함하고 다른 세그먼트는 상기 다른 세그먼트의 제2 종단에 배열된 제2 결합 구조체를 포함하며, 제1 결합 구조체와 제2 결합 구조체는 서로 힌지 연결되어 상기 하나의 세그먼트와 상기 다른 세그먼트가 회전축을 중심으로 각각에 대해 선회하는 것을 허용하는 필름 프레임 캐리어.
  9. 제8항에 있어서, 상기 하나의 세그먼트는 상기 하나의 세그먼트의 제1 측면에 대향하는 상기 하나의 세그먼트의 제2 측면에 배열된 상기 제2 결합 구조체를 포함하며, 상기 다른 세그먼트는 상기 다른 세그먼트의 제2 측면에 대향하는 상기 다른 세그먼트의 제1 측면에 배열된 상기 제1 결합 구조체를 포함하는 필름 프레임 캐리어.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 제1 결합 구조체는 제1 개구를 포함하고, 제2 결합 구조체는 상기 제1 개구에 회전 가능하게 수용되고 회전축을 규정하는 돌출 요소를 포함하며, 돌출 요소는 선택적으로 핀, 로드 또는 샤프트이고; 또는
    제1 결합 구조체는 제1 개구를 포함하고, 제2 결합 구조체는 제2 개구를 포함하며, 필름 프레임 캐리어는 제1 및 제2 개구 중 적어도 하나에 회전 가능하게 수용되고 회전축을 규정하는 샤프트를 포함하는 필름 프레임 캐리어.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 세그먼트 중에서 인접하게 배열된 세그먼트의 각각의 쌍에 대해, 하나의 세그먼트는 제1 인접 표면을 포함하고, 다른 세그먼트는 제2 인접 표면을 포함하며, 장착 표면이 제1 형상을 가질 때 장착 표면의 형상이 제1 형상보다 볼록하게 되도록 링 형상의 몸체가 굽어지는 것을 방지하는 목적을 위하여 제1 인접 표면과 제2 인접 표면은 서로 인접하도록 회전축에 대하여 형상화되고 위치되며, 및/또는 세그먼트는 강, 알루미늄, 티타늄, 폴리머 또는 이들의 조합으로 이루어진 그룹에서 선택된 재료로 만들어진 필름 프레임 캐리어.
  12. 조립체에 있어서,
    제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 필름 프레임 캐리어; 및
    반도체 다이들의 배열체가 배열되는 지지 표면을 갖는 캐리어 필름, 포일 또는 테이프를 포함하며,
    반도체 다이들의 배열체를 갖는 캐리어 필름, 포일 또는 테이프는 그의 지지 표면으로 필름 프레임 캐리어의 장착 표면에 연결되고;
    반도체 다이들의 배열체는 선택적으로 다이싱된 반도체 웨이퍼로 또는 구조화된 반도체 웨이퍼로 구성된 조립체.
  13. 제12항에 있어서, 캐리어 필름, 포일 또는 테이프는 부착층을 구비하며 이 부착층에 의하여 반도체 다이들의 배열체가 지지 표면에 부착되고, 이 부착층에 의하여 캐리어 필름, 포일 또는 테이프가 필름 프레임 캐리어의 장착 표면에 연결되는 조립체.
  14. 제13항에 있어서, 부착층은 감광성 접착제와 같은 광 흡수제를 포함하며, 광 흡수제는 상기 파장을 갖는 광에 의해 조명될 때 반도체 다이들의 배열체와의 그의 부착을 적어도 국부적으로 이형시키도록 구성된 조립체.
  15. 제14항에 있어서, 광 흡수제는 광 제거에 의하여 및/또는 광을 흡수하는 결과로서 화학 반응을 겪는 광 흡수제에 의하여 그의 부착을 적어도 국부적으로 이형시키도록 구성된 조립체.
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