KR20230143578A - 반도체 회로 이송 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 칩을 제1 위치에서 적어도 제2 위치로 이송하기 위한 장치로서, 상기 장치는, 적어도 하나의 회전 가능한 이송 어셈블리로서, 적어도 두 개의 이송 헤드를 포함하고, 각각의 이송 헤드는 제1 위치에서 칩을 픽업하고, 적어도 하나의 회전 가능한 이송 어셈블리의 회전축에 대한 회전을 통해 상기 칩을 제2 위치에 위치시키도록 구성되는, 적어도 하나의 회전 가능한 이송 어셈블리; 회전 가능한 이송 어셈블리를 적어도 2개의 이송 헤드와 함께 회전축을 중심으로 구동하기 위한 이송 어셈블리 액추에이터; 및 적어도 하나의 이송 헤드를 회전축에 대하여 반경 방향으로 작동시키도록 구성되는 적어도 제1 이송 헤드 액추에이터로서, 적어도 제1 이송 헤드 액추에이터는 회전 가능한 이송 어셈블리 액추에이터에 장착되고, 적어도 하나의 이송 헤드에 연결된 엑추에이터 요소를 포함하며, 상기 액추에이터 요소는 회전 가능한 이송 어셈블리 액추에이터에 대하여 회전축 방향으로 구동되도록 구성된, 적어도 제1 이송 헤드 액추에이터;를 포함하는, 장치를 제안한다.

Description

반도체 회로 이송 장치{AN APPARATUS FOR TRANSFERRING SEMICONDUCTOR CIRCUITS}
본 발명은 반도체 회로 이송 장치에 관한 것이다.
반도체 회로는 웨이퍼라고도 하는 원형 평면 기판 위에서 이러한 회로의 복수의 행과 열을 갖는 매트릭스로 제조된다. 엄격한 요구 사항은 아니지만, 이러한 회로는 일반적으로 모두 동일하고 같은 치수를 갖는다. 웨이퍼 제조 후, 웨이퍼의 표면은 연성 캐리어 필름에 접착된다. 그런 다음 각 회로는 캐리어 필름을 절단하지 않고 웨이퍼를 한 면에서 반대 면으로 절단하여 서로 물리적으로 분리된다. 따라서, 캐리어 필름에 배치된 복수의 개별 반도체 회로(이하, "칩" 또는 "다이"라고도 함)가 얻어진다.
공지된 예에서, 칩들을, 예를 들어, 웨이퍼를 반도체 회로들의 매트릭스에 위치하는 제1 위치로부터, 각각의 반도체 회로들을 갖는 캐리어 필름이 위치하는 적어도 제2 위치로 전달하기 위한 장치는 적어도 2개의 이송 헤드가 제공되는 하나의 회전 가능한 이송 어셈블리로 구성되고, 각각의 이송 헤드는 제1 위치에 칩을 픽업하고, 회전축을 중심으로 회전 모터를 이용하여 적어도 하나의 회전 가능한 이송 어셈블리의 회전을 통해 이 칩을 적어도 제2 위치에 위치시키기 위해 구조화된다. 적어도 두 개의 이송 헤드는 또한 인-아웃 방사형 병진 운동에 의해 각각의 제1 및 적어도 제2 위치에서 반도체 회로를 조작하기 위한 적어도 하나의 회전 이송 헤드 모터에 의해 구동된다.
회전식으로 구동되는 이송 어셈블리와 회전식으로 구동되는 이송 헤드를 개별적으로 회전시키기 위해 서로 별도로 작동하는 적어도 두 개의 종래 회전 모터를 사용하는 것은 몇 가지 구조적 및 작동상의 심각한 단점을 가지고 있다. 단점은 회전식으로 구동되는 이송 헤드가 동일한 회전식 이송 헤드 모터에 연결되어 있기 때문에 반도체 회로 제작을 병렬이 아닌 시간순으로 수행하도록 요구하는 것에 기인하는 기계 속도 손실이다.
또 다른 단점은 품질 문제와 관련이 있다. 하드웨어 치수 공차로 인해 반도체 회로가 올바른, 의도된 위치에 배치되지 않을 수 있다(예를 들어, 검사 카메라의 초점이 맞지 않음). 또한, 상대적으로 높은 충격 질량(impact mass)으로 인해 더 많은 이송 헤드가 동일한 회전 이송 헤드 모터에 연결될 경우 품질 문제가 발생할 수 있으며, 이는 잠재적으로 칩 손상을 일으킬 수 있다. 또한, 사용되는 회전 모터의 회전 베어링에서 마찰이 발생하여 이송 헤드 조작의 위치 제어를 방해하기 때문에 품질 문제가 발생할 수도 있다. 해결책으로서, 개별적인 이송 헤드 조작을 제어 위해, 각 이송 헤드가 개별 회전 이송 헤드 모터에 연결될 수 있지만, 이것은 전체 장치 구조의 볼륨 제약으로 인해 불가능하다.
또 다른 단점은 한 구성에서 다른 구성으로 칩 이송 장치를 조정할 때 상당한 변환 시간으로 인해 기계 가동 시간이 손실될 수 있다는 것이다. 칩 이송 장치는 다양한 구성(예: 서로 다른 수의 전송 헤드, 반도체 회로를 수집, 검사 및 배치하기 위한 위치가 서로 다른 등)을 가지고 있다. 또한, 이러한 칩 이송 장치는 회전 모터를 지지하기 위한 구조물의 부피 소모로 인해 정비하는 것이 부담이 되고 있다.
이송 모듈로 인해 칩 선택 및 배치가 부정확해지고 품질 문제가 발생한다. 이러한 기계적 부정확성은 각각의 자유도(내부에서 외부로 또는 그 반대로 회전 및 반경 방향으로 옮김)가 자체 베어링을 가지고 있기 때문에(우리의 현재 설계에서는 3배 더 낮은 회전수) 그리고 이송 헤드보다 액추에이터가 더 적기 때문에 서보 모터를 통한 이송 헤드당 독립적인 보상이 불가능하여 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 더 간단한 작동 및 구동 기구(mechanism)를 포함하는 감소된 구조적 치수를 갖는 칩을 이송하기 위한 개선된 장치를 제공하여, 더 높은 작동 속도에서 반도체 회로의 조작을 가능하게 하고 감소된 충격 질량 및 마찰 감소로 인한 향상된 조작 품질을 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 칩을 제1 위치에서 적어도 제2 위치로 이송하기 위한 장치가 제안되고, 상기 장치는,
적어도 2개의 이송 헤드를 포함하고, 각각의 이송 헤드는 상기 제1 위치에서 칩을 픽업하도록 구성되고, 회전축을 중심으로 적어도 하나의 회전 가능한 이송 어셈블리의 회전을 통해 상기 칩을 적어도 제2 위치에 위치시키도록 구성되는, 적어도 하나의 회전 가능한 이송 어셈블리;
회전 가능한 이송 어셈블리를 회전축을 중심으로 적어도 2개의 이송 헤드와 함께 구동시키기 위한 이송 어셈블리 액추에이터; 및
적어도 하나의 이송 헤드를 회전축에 대하여 반경 방향으로 구동시키도록 구성된 적어도 제1 이송 헤드 액추에이터로서, 적어도 제1 이송 헤드 액추에이터는 회전 가능한 이송 어셈블리 엑추에이터에 장착되고 적어도 하나의 이송 헤드에 연결된 엑추에이터 요소를 포함하며, 엑추에이터 요소는 회전 가능한 이송 어셈블리 액추에이터에 대하여 회전축 방향으로 구동되도록 구성된, 적어도 제1 이송 헤드 액추에이터;
를 포함한다.
액추에이터 요소는 회전 가능한 이송 어셈블리 액추에이터에 대하여 회전축 방향으로 구동되도록 구성되어 공지된 애플리케이션의 기계적 부정확성 문제를 해결한다. 전체 구조는 오직 하나의 회전 모터 또는 액추에이터만 필요로 하여 회전축을 중심으로 회전이 가능하므로 베어링과 같은 이동 부품의 수를 줄여 더 단순한 구조를 제공할 수 있다. 전반적으로, 이는 제한된 체적 치수(volumetric dimension)를 갖고 개별 반도체 회로의 조작에 대한 정확도가 향상되며, 제한된 기계 가동 시간 손실 및 보수 시간을 갖는 장치를 가져온다. 이처럼 단순화된 기계적 구조를 통해 각 이송 헤드는 자체 이송 헤드 액추에이터에 의해 작동될 수 있으며, 이 구성을 통해 이송 헤드/반도체 회로당 정확도를 보정할 수 있기 때문에 작동 유연성과 이송 헤드당 정확성이 향상된다. 대안적으로, 반도체 칩의 병렬 조작을 허용하는 하나의 이송 헤드 액추에이터에 의해 두 개 이상의 이송 헤드가 작동될 수 있다.
바람직한 예에서, 액추에이터 요소는 바-링크 또는 케이블-링크 기구에 의해 적어도 하나의 이송 헤드에 결합된다.
바람직하게, 적어도 제1 이송 헤드 액추에이터는 회전 가능한 이송 어셈블리 액추에이터에 장착되는 액추에이터 부품을 포함하고, 액추에이터 요소는 액추에이터 부품에 대한 회전축 방향으로 작동하도록 구조화된다. 따라서, 전체 이송 헤드 엑추에이터는 반도체 회로의 조작을 위하여 하나 이상의 이송 헤드를 작동하도록 구성된 별도의 부품을 갖는 이송 헤드 액추에이터는 이송 어셈블리 액추에이터와 함께 회전한다.
하나의 바람직한 예에서, 적어도 제1 이송 헤드 액추에이터는 액추에이터 요소를 회전 가능한 이송 어셈블리 액추에이터에 대하여 회전축 방향으로 작동시키기 위한 자석-코일 구동 유닛을 포함한다. 이러한 비접촉식 작동 원리는 적절한 기계적 정확도와 즉각적인 응답 시간을 보장하여 전체 기계 속도를 더욱 향상시킨다.
특히, 순간 응답 시간 및 기계 속도를 더욱 증가시키기 위해, 자석-코일 구동은 엑추에이터 부품에 장착되는 코일 요소를 둘러싸는 액추에이터 요소에 장착되는 복수의 자석 요소를 포함한다. 대안적인 실시예에서 복수의 자석 요소는 액추에이터 요소에 장착되고 코일 요소는 액추에이터 요소에 장착된다.
예시에서, 적어도 제1 이송 헤드 액추에이터는 액추에이터 요소와 액추에이터 부품을 상호 연결하는 가이드 요소를 포함하며, 상기 가이드 요소는 멤브레인 요소, 스프링 요소, 볼 베어링, 공기 베어링 등으로 구성되는 것에 제한되지 않는 그룹으로부터 선택된다. 다시, 이러한 구성은 기계적 정확도와 즉각적인 응답 시간을 향상시켜 전체 기계 속도를 더욱 향상시킨다.
본 발명에 따른 또 다른 예에서, 적어도 제1 이송 헤드 액추에이터는, 회전 가능한 이송 어셈블리 액추에이터에 대하여 회전축 방향으로 액추에이터 요소의 변위를 감지하기 위한 적어도 하나의 감지 장치를 더 포함한다. 이러한 감지를 통해 회전축에 대하여 반경 방향으로 대응하는 이송 헤드를 정확하게 작동할 수 있도록 하여, 반도체 회로 조작의 정확도를 향상시킨다. 감지 장치가 이송 헤드 액추에이터에 장착되고, 이 액추에이터는 차례로 회전 가능한 이송 어셈블리 액추에이터에 장착되므로, 변위의 변화는 전체 구성의 회전(방향 및/또는 속도)에 관계없이 회전축 방향에서 감지된다.
예시에서, 감지 장치는 액츄에이터 요소에 배치된 인코딩 스케일을 감지하는 선형 인코더로 구현될 수 있으며, 인코딩 스케일은 회전축을 따라 위치를 인코딩한다. 선형 인코더는 인코딩된 위치를 아날로그 또는 디지털 신호로 변환하기 위해 인코딩 스케일을 스캔하도록 구성된다. 기계 속도 및 효율적인 판독을 보장하기 위해, 감지 장치는 액추에이터 요소에 장착되고, 인코딩 스케일은 액추에이터 요소에 배치되며, 액추에이터 요소는 회전축을 따르는 방향에서 액추에이터 요소에 대하여 변위된다.
본 발명에 따른 장치의 보다 간단하고 부피가 적은 구성으로 인해, 이송 헤드의 수는 예를 들어 4개, 6개, 8개, 16개 또는 더 많은 이송 헤드로 증가될 수 있다. 따라서, 회전축의 방향에서 보이는 추가의 이송 헤드 액추에이터를 적어도 제1 이송 헤드 액추에이터에 장착함으로써, 장치의 구성이 회전축 방향으로만 확장될 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 개선된 구조 - 작은 체적 치수, 낮은 기계적 부정확성 및 이동 부품 간의 적은 마찰 - 는 각 이송 헤드가 그 자체 이송 헤드 액추에이터에 의해 구동될 수 있도록 한다. 반면에, 각각의 이송 헤드 액추에이터는 칩 이송 장치의 구현에 따라 둘 이상의 이송 헤드를 작동하도록 구성될 수 있다.
일 예에서, 장치는 제1 위치에서 제1 평면으로 연장되는 웨이퍼의 칩 표면에 웨이퍼를 위치시키도록 구조화된 웨이퍼 위치 결정 장치, 및 리드 프레임 또는 안테나 호일 또는 패키징 테이프 등을 제2 위치에서 제2 평면으로 연장되는 그의 접착면에 위치 결정하기 위한 리드 프레임 위치 결정 장치를 추가로 구현한다.
추가적인 구현예에서, 본 발명에 따른 장치는 제3 위치에서 제3 평면으로 연장된 칩 표면 검사 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 위치는 회전 가능한 이송 어셈블리의 회전 방향에서 볼 때 제1 위치와 제2 위치 사이의 중간 위치일 수 있고, 제2 위치에서 이송 헤드에 의해 검사된 반도체 회로를 배치하기 전에, 제1 위치에서 이송 헤드에 의해 픽업되는 반도체 회로의 중간, 제3 위치에서 육안 검사를 허용한다.
또한, 본 발명에 따른 장치는 예를 들어 반도체 회로를 추가 처리 라인으로 이송하기 위하여, 제4 위치에서 제4 평면으로 연장된 칩 이송 장치를 포함할 수 있다.
이제 다음과 같은 도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명한다.
도 1은 종래 기술에 따른 반도체 회로를 이송하기 위한 장치의 개략적인 모식도.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 회로를 이송하기 위한 장치를 개략적인 모식도.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 반도체 회로를 이송하기 위한 장치의 추가적인 예시.
도 6 내지 도 8은 본 발명에 따른 장치의 구현을 위한 개시에 따른 이송 헤드 액추에이터의 일 예에 대한 상세도.
본 발명에 대한 적절한 이해를 위해, 아래의 상세한 설명에서 발명의 대응하는 요소 또는 부분은 도면에서 동일한 참조 번호로 표시된다.
도 1은 반도체 회로를 제1 위치에서 적어도 제2 위치로 이송하기 위한 종래 기술에 따른 장치의 개략적인 예가 도시되어 있다.
소개에서 설명한 바와 같이, 반도체 회로는 웨이퍼라고도 하는 원형 평면 기판 위 그리고 그 안에서 이러한 회로의 복수의 행과 열을 갖는 매트릭스로 제조된다. 웨이퍼로부터 복수의 개별 반도체 회로(이하, "칩" 또는 "다이"라고도 함)를 분리하고 추가적인 핸들링 및 이송을 위해 그들을 예컨대 캐리어 필름 상에 개별적으로 배치하기 위해, 도 1은 제1 위치(예를 들어, 반도체 회로의 매트릭스를 구비한 웨이퍼가 위치되는)로부터 적어도 제2 위치(예를 들어, 개별 반도체 회로를 구비한 캐리어 필름이 위치되는)로 칩을 이송하기 위한 장치의 개략적이고 알려진 예시를 도시한다.
종래 기술에 따른 칩 이송 장치는 참조 번호 10으로 표시된다. 본 명세서 전체에서 개별 반도체 회로 또는 칩은 참조 번호 1로 표시된다.
장치(10)는 회전 모터 또는 이송 어셈블리 액추에이터(13)에 의해 회전 가능하게 구동되는 이송 어셈블리(11)로 구성된다. 이송 어셈블리 액추에이터(13)에는 하나 이상의 이송 어셈블리 액추에이터 베어링(13')이 제공되고 회전축 주위로 이송 어셈블리(10)를 회전시킬 수 있으며, 이 회전축은 도 1에서 참조 번호 11z로 표시된다.
이송 어셈블리(11)까지 바람직하게는 적어도 2개의 이송 헤드(12)가 장착된다(12a-12b로 표시됨). 비록 장치(10)는 회전 가능한 이송 어셈블리(11)에 장착된 하나의 이송 헤드(12)로 작동할 수 있지만, 기계 속도를 고려하여, 이송 어셈블리(11)에 장착된 적어도 2개의 이송 헤드(12a-12b)를 갖는 것이 바람직하다. 각 이송 헤드(12; 12a-12b)는 제1 위치에서 반도체 회로 또는 칩(1)을 픽업하고, 회전축(11z) 주위의 이송 어셈블리 액츄에이터(13)에 의해 회전 가능한 이송 어셈블리(11)의 회전을 통해 칩(1)을 적어도 제2 위치에 위치시키도록 구성된다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 각각의 제1 및 제2 위치에서 반도체 회로(칩)(1)의 적절한 조작, 예를 들어, 제1 위치에 위치된 웨이퍼로부터 칩(1)을 픽업하고 제2 위치에서 캐리어 필름 상에 칩(1)을 위치시키기 위해, 각각의 이송 헤드(12a-12b)는 마찬가지로 대응하는 회전가능한 이송 헤드 모터(14)(14a-14b)에 의해 구동된다. 각각의 회전 가능한 이송 헤드 모터(14a, 14b)에는 각각의 개별 회전축(14a-z 및 14b-z) 주위에서 회전을 허용하는 이송 헤드 액추에이터 베어링(14a'-14b')이 제공된다. 회전축(11z, 14a-z 및 14b-z)은 서로 완벽한 동심 배향이 아니므로, 이송 헤드(12a-12b)에 대한 기계적 정확도를 생성한다. 또한, 각각의 회전가능한 이송 헤드 모터(14a, 14b)에는 제1 위치에서 반도체 회로 또는 칩(1)을 픽업하고 칩(1)을 제2 위치에 위치시키거나 배치하기 위해, 이송 헤드(12a-12b)를 작동시키는 연결 기구(15a, 15b)가 제공된다.
이 알려진 구성에서, 회전 모터(14a-14b)는 각 이송 헤드(12a-12b)에 대해 구현된다. 그러나, 보다 일반적인 구성에서, 2개 또는 심지어 4개의 회전 구동 이송 헤드(12)를 동일한 회전 이송 헤드 액추에이터(14)에 연결할 수 있다. 이러한 구성에는 몇 가지 중요한 구조적 및 작동상의 단점이 있다. 주요 단점은 회전 가능한 구동 이송 헤드가 동일한 회전 이송 헤드 모터에 연결되었을 때, 반도체 회로 조작이 병렬이 아닌 시간 순서대로 수행하도록 요구되어, 기계 속도가 손실된다는 것이다.
또 다른 단점은 사용되는 회전 액추에이터 또는 모터에서 회전 베어링(13', 14a' 및 14b')으로부터 발생하는 마찰로 인한 품질 문제에 존재하고, 이송 헤드 조작의 위치 제어를 방해한다. 해결책으로서, 각 이송 헤드(12)는 개별 이송 헤드 조작 제어를 위한 개별 회전 이송 헤드 액추에이터(모터)(14)에 연결될 수 있지만, 이는 전체 장치 구성의 부피 제약으로 인해 불가능하다.
도 2는 본 발명의 제1 예시를 개략적으로 나타낸 것으로, 반도체 회로 또는 칩(1)을 제1 위치에서 적어도 제2 위치로 이송하는 장치는 참조 번호 100으로 표시된다. 장치(100)는 적어도 하나의 회전 가능한 이송 어셈블리(110)로 구성된다. 회전 가능한 이송 어셈블리(110)에는 적어도 두 개의 이송 헤드(120a-120b)가 장착된다. 마찬가지로, 각 이송 헤드(120a-120b)는 제1 위치에서 칩(1)을 픽업하고, 회전 가능한 이송 어셈블리(110)의 회전축(110z)에 대한 반경 방향 변위를 통해 칩(1)을 적어도 제2 위치에 위치시키는 역할을 한다. 적어도 하나의 회전 가능한 이송 어셈블리(110)가 그 회전축(110z)을 중심으로 회전하는 것은, 각 이송 헤드(120)(120a-120b)가 회전을 통해 제1 위치에서 적어도 제2 위치를 향해 변위하는 것을 보장한다.
이송 어셈블리(110)의 그의 회전축(110z)에 대한 회전은 이송 어셈블리 액추에이터(130)에 의해 달성된다. 본 발명에 따르면, 이송 어셈블리 액추에이터(130)는 하나의 단일 회전축(110z)을 중심으로 회전 가능한 이송 어셈블리(110)를 적어도 2개의 이송 헤드(120a~120b)와 함께 구동 또는 회전시킨다. 본 발명에 따른 장치(100)의 완전한 구조로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 회전축(110z)만을 사용하여 하나의 회전축(110z)을 중심으로 회전할 수 있고, 회전 모터 또는 액추에이터(130), 오직 하나의 베어링(130')과 같이 상당히 감소된 수의 이동 부품으로 더 단순한 구조를 얻을 수 있다. 또한, 도 1에 표시된 알려진 장치와 같이 편심 회전축으로 인한 기계적 부정확성이 없다. 전체적으로, 이것은 개별 반도체 회로의 조작에 대한 정확도가 개선되고 기계 가동 시간 손실 및 서비스 시간이 제한된, 제한된 체적 치수의 장치(100)을 초래한다.
또한, 도 2의 화살표(R)로 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 대응하는 이송 헤드(120a)를 회전축(110z)을 기준으로 반경 방향으로 작동시키기 위해, 적어도 제1 이송 헤드 액추에이터(140a)가 사용된다. 이 예에서, 2개의 이송 헤드 액추에이터(140a-140b)가 각각 바-링크 기구 또는 케이블 기구와 같은 연결 기구(150a-150b)의 도움을 받아 대응하는 이송 헤드(120a-120b)를 작동시키는 데 사용된다. 도시된 바와 같이, 이송 헤드 액추에이터(140)(140a-140b)은 회전 가능한 이송 어셈블리 액추에이터(130)에 장착된다.
따라서, 이송 어셈블리(110), 몇몇의 이송 헤드(120), 이송 어셈블리 액추에이터(130) 및 이송 헤드 액추에이터(140)로 구성된 본 발명에 따른 장치(100)의 완전한 구성은 하나의 단일 베어링(130')에 장착되며, 전체적으로 단일 회전축(110z)을 중심으로 회전할 수 있다. 이렇게 단순한 구조의 장점은 분명하다. 이동 부품의 수가 현저히 감소한 다음에는 이러한 구성의 체적 치수도 제한되며, 기계 속도가 증가한 다음에는 칩(1)을 더 빠르고 더 높은 정확도로 조작할 수 있다. 또한, 이러한 단순한 구조는 기계 가동 시간 손실 및 서비스 시간을 단축할 수 있다.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 장치의 구체적인 예를 나타내고, 참조 번호 100(도 3), 100'(도 4) 및 100"(도 5)로 표시된다. 도 3에서, 본 발명에 따른 칩 이송 장치(100)는 이송 어셈블리(110), 이송 어셈블리 액추에이터(130), 다수, 여기서는 8개의 이송 헤드(120a~120h) 및 하나의 이송 헤드 액추에이터(140a)로 구성되어 있다. 이송 헤드(120)의 수는 임의이며 장치(100)의 적용 유형에 따라 다르다. 따라서, 하나, 둘, 넷, 여덟, 심지어 열여섯 개의 이송 헤드(이 경우, 120a 내지 120p의 참조 번호로 표시된다)가 회전 가능한 이송 어셈블리(110)에 장착될 수 있다.
이 예에서, 각 이송 헤드(120a 내지 120h)는 이송 어셈블리(110)에 장착되는 이송 헤드 본체(121a 내지 121h)와, 이송 헤드 본체(121a 내지 121h)에 이동 가능하거나 힌지 연결되는 이송 헤드 암(122a 내지 122h)으로 구성된다. 각각의 이송 헤드 암(122a-122h)은 공지된 방식(matter)으로 칩(1)과 상호 작용할 수 있는 픽업 요소(123a-123h)를 포함한다. 간단한 설명을 위해, 도 3에는 관련 이송 헤드(120a)의 참조 번호(121a-122a-123a) 만이 도시되어 있으며, 8개의 이송 헤드(120)의 구성에서, 나머지 7개의 이송 헤드(120b-120h)도 마찬가지로 대응하는 부품 121x-122x-123x(x는 관련 접미사 문자 b에서 h까지를 나타낸다)을 포함한다.
이송 헤드 암(122a-122h)은 대응하는 케이블 기구(150a-150h)를 통해 이송 헤드 액추에이터(140a)와 연결된다. 케이블 기구(150a-150h)의 작동(이 설명의 후반부에서 상세히 설명될 예정)은 이송 헤드 암(122a-122h)이 대응하는 이송 헤드 본체(121a-121h)에 대해 변위되도록 하여, 픽업 요소(123a-123h)를 회전축(110z)에 대해 반경 방향으로, 예컨대 도 2의 화살표 R에 표시된 것처럼, 축(110z)에서 멀어지고 축을 향하도록 이동시킬 수 있다. 픽업 요소(123a-123h)의 반경 방향 이동은 제1 위치의 웨이퍼로부터 칩(1)을 픽업하고, 칩(1)을 제2 위치에서 캐리어 필름 상에 배치하는 것을 허용한다.
예컨대 도 3에 도시된 바와 같이, 비록 모든 이송 헤드(120a 내지 120h)가 하나의 동일한 이송 헤드 액추에이터(140a)와 연결될 수 있지만, 추가의 이송 헤드 액추에이터(140b, 140c, 140d) 등이 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 칩 이송 장치(100')의 전체 구성이 하나의 단일한 회전축(110z)을 중심으로 회전함에 따라, 적어도 하나의 이송 헤드 액추에이터(140b)가 회전축(110z) 방향으로 보이는 제1 이송 헤드 액추에이터(140a)에 장착될 수 있다. 이는 회전 가능한 이송 어셈블리(110)에 장착된 하나 이상의 추가적인 이송 헤드(120a~120h)를 작동시키기 위한 추가의 이송 헤드 액추에이터(140)(a-d)를 구비하는 장치를 확장함으로써, 기계 속도 측면에서도 본 발명의 장치의 회전 축(110z)을 따른 유리한 업스케일링을 가능하게 한다.
이러한 예는 도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 단일 회전축(110z)을 중심으로 회전하는 본 발명에 따른 칩 이송 장치(100")를 도시하고, 4개의 이송 헤드 액추에이터(140a-140b-140c-140d)가 각각 회전축(110z) 방향으로 도시된 이전의 이송 헤드 액추에이터(140a-140b-140c-140d)에 장착되어 있다. 다중 이송 헤드 액추에이터의 전체 배열은 회전 가능한 이송 어셈블리(110)에 장착된다.
도 3 내지 도 5에 명확하게 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 장치(100-100'-100")의 몇 가지 예시는, 회전 가능한 이송 어셈블리(110)에 장착된 이송 헤드 액추에이터(140)의 수에 따라 회전축 방향에서 본 상기 장치의 길쭉한 구조적 치수만이 변하기 때문에 제한된 체적 치수를 나타낸다. 따라서, 이 설계 구성은 전체 구조가 단일 베어링(130')(도 2) 상에 요구되는 하나의 단일 회전축(110z)를 중심으로 회전하므로 기계적 부정확성이 적고 이동 부품 간의 마찰이 적다.
회전축(110z)을 따라 이송 헤드 액추에이터(140)를 추가하는 이 원리는 각 이송 헤드(120)이 자체 이송 헤드(35) 액추에이터(140)에 의해 작동되도록 한다. 반면에, 각각의 이송 헤드 액추에이터(140)는 칩 이송 장치(100-100'-100")의 구현예에 따라 둘 이상의 이송 헤드(120)를 작동하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도 3에서, 8개의 이송 헤드(120a~120h)는 단일 이송 헤드 액추에이터(140a)에 의해 함께 그리고 동시에 구동될 수 있는 반면, 도 4의 장치(100')에서, 8개의 이송 헤드(120a~120h)는 각각 4개의 이송 헤드를 갖는 2개의 개별 세트, 예를 들어 이송 헤드(120a, 120c, 120e 및 120g)로 구성된 하나의 세트 및 이송 헤드(120b, 120d, 120f 및 120h)로 구성된 다른 세트로 그룹화될 수 있고, 각 세트는 2개의 이송 헤드 액추에이터(140a 및 140b) 중 하나에 의해 함께 그리고 동시에 작동된다. 마찬가지로, 도 5의 장치(100'')에서, 8개의 이송 헤드(120a~120h)는 각각 2개의 이송 헤드를 갖는 4개의 개별 세트, 예를 들어 이송 헤드(120a 및 120e)로 구성된 하나의 세트, 이송 헤드(120b 및 120f)로 구성된 제2 세트, 이송 헤드(120c 및 120g)로 구성된 제3 세트 및 이송 헤드(120d 및 120h)로 구성된 제4 세트로 그룹화될 수 있다. 마찬가지로, 각 세트는 4개의 이송 헤드 액추에이터(140a-140d) 중 하나에 의해 함께 그리고 동시에 작동되며, 모든 작동/조작은 각 케이블 기구(150a-150h)를 통해 이루어진다.
각 이송 헤드(120)는 자체 이송 헤드 액추에이터(140)에 의해 작동될 수 있으므로, 이송 헤드당 동작 유연성 및 정확도가 상당히 개선될 수 있으며, 이러한 1-on-1 구성은 이송 헤드(120)/반도체 회로(1)당 정확도 보정을 허용한다. 대안적으로, 반도체 칩의 병렬 조작을 허용하는 하나의 이송 헤드 액추에이터에 의해 두 개 이상의 이송 헤드가 작동될 수 있다.
도 6 내지 도 8은 이송 헤드 액추에이터(140)의 기능을 보다 상세히 보여준다. 도 6 내지 도 8에서 이송 헤드 액추에이터는 참조 번호 140a로 표시되어 있다. 그러나, 예를 들어 도 4 및 도 5의 도시와 같이, 하나 이상의 이송 헤드 액추에이터(140)가 사용되는 경우, 후속되는 문자 접미사가 첫 번째 및 추가 이송 헤드 액추에이터(140)에 적용된다. 따라서, 위에서 언급한 바와 같이, 예를 들어, 각 이송 헤드(120x)는 자체 이송 헤드 액추에이터(140x)(x는 관련된 접미사 문자 a에서 h까지, 또는 심지어 a에서 p와 같이 그 이상을 나타냄)에 의해 구동될 수 있다. 이송 헤드 액추에이터(140)(a-h)는 감소된 충격 질량(impact mass) 및 회전축(110z)을 중심으로 회전하는 동안에 균형 잡힌 관성을 갖는, 다소의 원통형 구성을 가질 수 있다. 각각의 이송 헤드 액추에이터(140)(a-30h)는 액추에이터 요소(142)(a-h)를 가지며, 액추에이터 요소(142)(a-h)는 대응하는 연결 기구(150)(a-h)를 통해 적어도 하나의 이송 헤드(120)(a-h)에 결합된다. 액추에이터 요소(142)(a-h)는 회전 가능한 이송 어셈블리 액추에이터(130)에 대하여 회전축(110z) 방향으로 구동되도록 구성된다. 작동된 액추에이터 요소(142)(a-h)가 회전 가능한 이송 어셈블리 액추에이터(130)에 대하여 회전축(110z) 방향으로 이동하면, 알려진 애플리케이션에서 기계적 부정확성 문제는 해결된다.
특히, 액추에이터 요소(142)(a-h)와 적어도 하나의 이송 헤드(120)(a-h)를 상호 연결하는, 바-링크 기구 또는 케이블 기구와 같은 연결 기구(150)(a-h)를 사용하는 것은 어떠한 마찰 및 기계적인 플레이(play)의 부재로 인해 견고하고 신뢰할 수 있는 작동 기구를 제공한다. 따라서, 이 작동 기구는 반도체 회로(1)의 조작의 기계적 정확도를 향상시킨다.
도 6에 추가로 도시된 바와 같이, 참조 번호 141(a-h)은 관련 이송 헤드 액추에이터(140)(a-h)의 추가 부품으로써 액추에이터 부품을 나타낸다. 액추에이터 부품(141)(a-h)은 회전 가능한 이송 어셈블리 액추에이터(130)에 고정적으로 장착된다. 비제한적인 예시에서, 액추에이터 부품(141)(a-h)은 링 형상의 베이스 요소(141-1)(a-h)의 둘레를 따라 고르게 분포되어 회전축(110z) 방향으로 연장되는 다수의 연장부(141-2)(a-h)를 구비한 링 형상의 베이스 요소(141-1)(a-h)로 형성될 수 있다. 연장부(141-2)(a-h)는 회전 가능한 이송 어셈블리 액추에이터(130)에 고정 방식으로 장착된다.
액추에이터 요소(142)(a-h)는 또한 그 원주를 따라 균일하게 분포된 다수의 개구(142-1)(a-h)을 갖는 링 형상의 소자로 구성되어 있다. 각각의 연장부(141-2)(a-h)는 대응하는 개구부(142-1)(a-h)에 수용되어, 액추에이터 요소(142)(a-h)의 액추에이터 부품(141)(a-h)에 대한 회전축(110z) 방향으로 비접촉 이동을 허용한다.
마찬가지로, 회전축(110z)을 따라 서로 일렬로 장착된 복수의 이송 헤드 액추에이터(140a~140d)를 도시한 도 4 및 도 5를 살펴보면, 적어도 하나의 추가적인 이송 헤드 액추에이터(140b-140d)의 액추에이터 부품(141b-141d)이 이전의 이송 헤드 액추에이터(140a-140c)의 액추에이터 부품(141a-141c)에 장착됨으로써, 제한된 이동 부품으로 기계적 정확도를 더욱 증가시켜 마찰을 감소시키는 하나의 강성 구조물을 생성한다.
도 7 및 도 8에 도시된 예에서, 각각의 이송 헤드 액추에이터(140)(a-h)는, 액추에이터 요소(142)(a-h)를 회전 가능한 이송 어셈블리 액추에이터(130)(및 액추에이터 부품(141)(a-h))에 대하여 회전축(110z) 방향으로 작동시키기 위한 자석-코일 구동부(148)(a-h)를 포함한다. 이러한 비접촉식 작동 원리는 적절한 기계적 정확도와 즉각적인 응답 시간을 보장하여, 전체 기계 속도를 더욱 향상시킨다.
특히, 순간 응답 시간 및 기계 속도를 더욱 높이기 위해, 자석-코일 구동부(148)(a-h)는 액추에이터 부품(141)(a-h)에 장착되는 코일 요소(145)(a-h)를 둘러싸는 링 형상의 액추에이터 요소(142)의 내부 둘레에 장착되는 복수의 자석 요소(144)(a-h)를 포함한다. 대안적인 실시예에서, 복수의 자석 요소(144)(a-h)는 액추에이터 부품(141)(a-h)에 장착되는 반면, 코일 요소(145)(a-h)는 액추에이터 요소(142)(a-h)에 장착된다.
기계적 정확도 및 순간 응답 시간을 확인하기 위해, 액추에이터 요소(142)(a-h)를 액추에이터 부품(141)(a-h)에 대하여 회전축(110z) 방향으로 변위시킬 때, 각각의 이송 헤드 액추에이터(140)(a-h)는 액추에이터 요소(142)(a-h)와 액추에이터 부품(141)(a-h)을 상호 연결하는 가이드 요소(143)(a-h)를 포함한다. 가이드 요소(143)(a-h)는 멤브레인 요소, 스프링 요소, 볼 베어링, 에어 베어링 등으로 한정되지 않는 군에서 선택될 수 있다. 도 8의 예시에서, 가이드 요소(141)(a-h)는 액추에이터 부품(141)(a-h)의 연장부(141-2)(a-h)에 장착/상호 연결하기 위한 제1 장착점(143-1)(a-h) 및 액추에이터 요소(142)(a-h)에 장착/상호 연결하기 위한 제2 장착점(143-2)(a-h)을 갖는 디스크 형상의 스프링 요소로 형성된다. 이러한 구조는 어떠한 기계적인 플레이(play) 없이 여러 부품의 마찰 없는 이동을 허용하고, 따라서, 작동 신뢰성과 정확성이 보장된다.
따라서, 액추에이터 부품(141)(a-h)이 이송 어셈블리 액추에이터(130)에 장착된 상태에서, 전체 이송 헤드 액추에이터(140)(a-h)가 이송 어셈블리 액추에이터(130)(및 복수의 이송 헤드(120)를 갖는 회전 가능한 이송 어셈블리(110))와 함께 회전축(110z)을 중심으로 회전하고, 반면에 별도의 액추에이터 부품(141)(a-h)은 케이블 기구(150)(a-h)를 통해 반도체 회로 조작을 위한 하나 이상의 이송 헤드(120)(a-h)를 작동시키기 위해, - 가이드 요소(143)(a-h)와 결합된 자석 코일 구동부(148)의 작동 하에 - 회전 가능한 이송 어셈블리 엑추에이터(130)(및 복수의 이송 헤드(120)를 갖는 회전 가능한 이송 어셈블리(110))에 대하여 회전축(110z)의 방향으로 변위될 수 있다.
자석-코일 구동부(148)(a-h)의 작동 시, 액추에이터 요소(142)(a-h)는 생성된 전자기력에 의해, 액추에이터 부품(141)에 대하여 회전축(110z)의 방향으로 변위된다. 액추에이터 요소(142)(a-h)는 대응하는 케이블 기구(150)(a-h)의 일단에 고정적으로 연결되는 반면에, 케이블 기구(150)(a-h)의 타단은 대응하는 이송 헤드(120)(a-h), 특히 대응하는 이송 헤드 암(122a-122h)에 고정적으로 연결된다. 액추에이터 요소(142)(a-h)의 변위(회전축을 따라 앞뒤로)는 케이블 기구(150)(a-h)를 통해 이송 헤드 암(122)(a-h)을 향해 전달되고, 칩(1)의 픽업 및 배치를 각각 수행하기 위해, 도 2에 도시된 바와 같이, 관련된 픽업 요소(123)(a-h)는 회전축(110z)에 대하여 반경 방향으로 변위될 수 있다.
도 3 내지 도 5 및 도 8에서, 참조번호 146(a-d)은 액추에이터 요소(141)(a-h)/회전 가능한 이송 어셈블리 액추에이터(130)/회전 가능한 이송 어셈블리(110)/이송 헤드(120)(a-h)에 대하여 회전축 방향을 액추에이터 요소(142)(a-h)의 변위를 감지하기 위한 감지 장치를 의미한다. 이러한 감지는, 대응하는 이송 헤드(120)를 회전축(110z)에 대하여 반경 방향으로 정확하게 작동할 수 있게 하므로, 반도체 회로 조작의 정확도가 향상된다. 감지 장치(146)(a-h)가 이송 헤드 액추에이터(140)(a-h)에 장착되고, 이송 헤드 액추에이터는 차례로 회전 가능한 이송 어셈블리 액추에이터(130)에 장착되므로, 전체 구조(100-100'-100"-100")의 회전(방향 및/또는 속도)에 관계없이 회전축(110z) 방향으로 변위 변화가 감지된다.
각각의 이송 헤드(120)(a-h)는 기계적 정확도를 더욱 향상시키는 이중화 목적을 위해 하나 이상의 감지 장치(146)(a-h)를 구비할 수 있다.
예시에서, 감지 장치(146)는 표면, 예를 들어, 인코딩 스케일이 회전축(110z)을 따르는 위치를 부호화하는 디스크 형상의 액추에이터 요소(142)(a-h)의 외측 표면에 배치된 인코딩 스케일(147)을 감지하는 선형 인코더로 구현될 수 있다. 선형 인코더(146)는 인코딩된 위치를 아날로그 또는 디지털 신호로 변환하기 위해 인코딩 스케일(147)을 스캔하도록 구성된다.
1: 반도체 회로 또는 칩
종래 기술
10: 칩 이송 장치
11: 회전 가능한 이송 어셈블리
11z: 이송 어셈블리의 회전축
12a-12b: 이송 헤드
13: 이송 어셈블리 액추에이터
13': 이송 어셈블리 액추에이터 베어링
14a-14b: 회전 가능한 이송 헤드 액추에이터
14a'-14b': 이송 헤드 액추에이터 베어링
14a-z: 이송 헤드 액추에이터의 회전축 14a
14b-z: 이송 헤드 액추에이터의 회전축 14b
15a-15b: 이송 헤드(12a-12b)에 대한 연결 기구
본 발명
100-100'-100": 칩 이송 장치(제1 - 제2 - 제3 실시예)
110: 회전 가능한 이송 어셈블리
110z: 이송 어셈블리의 회전축
120(a-h): 이송 헤드
121(a-h): 이송 헤드 본체
122(a-h): 이송 헤드 암
123(a-h): 픽업 요소
130: 이송 어셈블리 액추에이터
130': 이송 어셈블리 액추에이터 베어링
140(a-h): 이송 헤드(120a-120h)를 위한 이송 헤드 액추에이터
141(a-h): 액추에이터 부품
142(a-h): 액추에이터 요소
143(a-h): 가이드 요소(예: 스프링 요소, 볼 베어링, 공기 베어링)
144(a-h): 자석 요소
145(a-h): 코일 요소
146(a-h): 감지 장치(선형 인코더)
147(a-h): 인코딩 스케일
148(a-h): 자석 코일 구동부
150(a-h): 이송 헤드 120a-120h를 위한 연결 기구

Claims (15)

  1. 칩을 제1 위치에서 적어도 제2 위치로 이송하기 위한 장치로서, 상기 장치는,
    적어도 하나의 회전 가능한 이송 어셈블리로서, 적어도 두 개의 이송 헤드를 포함하고, 각각의 이송 헤드는 제1 위치에서 칩을 픽업하고, 적어도 하나의 회전 가능한 이송 어셈블리의 회전축에 대한 회전을 통해 상기 칩을 제2 위치에 위치시키도록 구성되는, 적어도 하나의 회전 가능한 이송 어셈블리;
    회전 가능한 이송 어셈블리를 적어도 2개의 이송 헤드와 함께 회전축을 중심으로 구동하기 위한 이송 어셈블리 액추에이터; 및
    적어도 하나의 이송 헤드를 회전축에 대하여 반경 방향으로 작동시키도록 구성되는 적어도 제1 이송 헤드 액추에이터로서, 적어도 제1 이송 헤드 액추에이터는 회전 가능한 이송 어셈블리 액추에이터에 장착되고, 적어도 하나의 이송 헤드에 연결된 엑추에이터 요소를 포함하며, 상기 액추에이터 요소는 회전 가능한 이송 어셈블리 액추에이터에 대하여 회전축 방향으로 구동되도록 구성된, 적어도 제1 이송 헤드 액추에이터;
    를 포함하는, 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    액추에이터 요소는 연결 기구에 의해 적어도 하나의 이송 헤드에 결합되는, 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    적어도 제1 이송 헤드 액추에이터는 회전 가능한 이송 어셈블리 액추에이터에 장착되는 액추에이터 부품 및 액추에이터 부품에 대하여 회전축 방향으로 작동되도록 구성되는 액추에이터 요소를 포함하는, 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    적어도 제1 이송 헤드 액추에이터는 액추에이터 요소를 회전 가능한 이송 어셈블리 액추에이터에 대하여 회전축 방향으로 작동시키기 위한 자석 코일 구동부를 포함하는, 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    자석 코일 구동부는 액추에이터 부품에 장착된 코일 요소를 둘러싸는 액추에이터 요소에 장착되는 복수의 자석 요소를 포함하는, 장치.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항 이상에 있어서,
    적어도 제1 이송 헤드 액추에이터는 액추에이터 요소와 액추에이터 부품을 상호 연결하는 가이드 요소를 포함하는, 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    가이드 요소는 멤브레인 요소, 스프링 요소, 볼 베어링, 공기 베어링 등으로 구성되는 비제한적인 그룹에서 선택되는, 장치.
  8. 전술한 항 중 어느 한 항 이상에 있어서,
    적어도 제1 이송 헤드 액추에이터는 회전 가능한 이송 어셈블리 액추에이터에 대하여 회전축 방향으로 액추에이터 요소의 변위를 감지하기 위한 적어도 하나의 감지 장치를 더 포함하는, 장치.
    장치.
  9. 전술한 항 중 어느 한 항 이상에 있어서,
    이송 헤드의 수는 4, 6, 8, 16 또는 그 이상인, 장치.
  10. 전술한 항 중 어느 한 항 이상에 있어서,
    상기 장치는 회전축 방향에서 보이는 적어도 제1 이송 헤드 액추에이터에 장착되는 적어도 하나의 추가 이송 헤드 액추에이터를 포함하는 것인, 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    적어도 하나의 추가 이송 헤드 액추에이터의 액추에이터 부품은 이전의 이송 헤드 액추에이터의 액추에이터 부품에 장착되는, 장치.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    이송 헤드 액추에이터의 수는 이송 헤드의 수의 절반 또는 4분의 1인, 장치.
  13. 전술한 항 중 어느 한 항 이상에 있어서,
    회전 가능한 이송 어셈블리가 한 방향으로 회전하는 것인, 장치.
  14. 전술한 항 중 어느 한 항 이상에 있어서,
    제1 위치에서 제1 평면상으로 연장되는 칩 표면에 웨이퍼를 위치시키도록 구성된 웨이퍼 위치 결정 장치, 및 제2 위치에서 제2 평면상으로 연장된 결합 표면에 리드 프레임을 위치시키는 리드 프레임 위치 결정 장치를 더 포함하는 것인, 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    제3 위치에서 제3 평면상으로 연장되는 칩 표면 검사 장치를 더 포함하는 것인, 장치.
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