KR20240048934A - 다이 본더 - Google Patents

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최현옥
임문수
정용준
이용현
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세메스 주식회사
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Abstract

본 발명은, 다이 이젝터가 푸시업 작동에 의해 밀어 올린 픽업 위치 상의 다이를 픽업하여 제1 전달 위치로 이송하는 다이 트랜스퍼 유닛, 제1 전달 위치로 이송된 다이를 다이 트랜스퍼 유닛으로부터 전달받아 높이가 제1 전달 위치보다 높은 제2 전달 위치로 사선으로 이송하는 다이 셔틀, 그리고 다이 셔틀이 제2 전달 위치로 이송한 다이를 픽업하여 기판에 탑재하는 본딩 유닛을 포함함으로써, 다이 본딩 공정의 속도가 개선된 다이 본더를 제공한다.

Description

다이 본더 {DIE BONDER}
본 발명의 실시예는 다이 본딩 공정(die bonding process)을 수행하는 데 사용되는 다이 본더에 관한 것이다.
반도체 디바이스(semiconductor device)를 제조하기 위해 수행해야 하는 공정들 중 하나로서 패키지(package)를 조립하는 공정이 있다. 일반적으로, 패키지를 조립하는 공정은, 반도체 웨이퍼(semiconductor wafer)를 복수의 다이로 개별화하는 다이싱 공정(dicing process), 그리고 다이싱 공정에 의해 획득된 다이를 리드 프레임(lead frame), PCB(printed circuit board) 등의 기판에 탑재하는 다이 본딩 공정을 포함한다. 이들 중 다이 본딩 공정을 수행하기 위해 사용되는 설비가 다이 본더이다.
본딩 설비인 다이 본더는 다이 공급 장치 및 다이 본딩 장치를 포함한다. 다이 공급 장치는 기판에 탑재할 다이를 공급하기 위해 다이를 픽업 위치로부터 픽업하여 전달 위치로 이송하는 다이 트랜스퍼 유닛(die transfer unit)을 포함한다. 다이 본딩 장치는 다이 트랜스퍼 유닛에 의해 전달 위치로 이송된 다이를 픽업하여 본딩 위치로 이송하고 기판에 탑재하는 본딩 유닛을 포함한다.
전달 위치는 다이 공급 장치와 다이 본딩 장치 사이에 위치하도록 픽업 위치와 수평 방향으로 이격된다. 다이가 다이 트랜스퍼 유닛에 의해 픽업 위치로부터 전달 위치로 이송되는 과정에서 다이 공급 장치의 다른 유닛 등과 간섭을 일으키는 것을 방지하기 위해, 전달 위치는 픽업 위치에 비해 높게 위치된다.
이에 의하면, 다이 본더는, 다이 트랜스퍼 유닛이 다이를 수직 이동과 수평 이동을 통해 픽업 위치로부터 전달 위치로 이송해야 하므로, 다이 이송 시간을 단축하는 데 한계가 따를 수밖에 없다. 따라서, 이에 대한 개선책 마련이 시급히 요구되는 실정이다.
대한민국 공개특허공보 제10-2017-0042955호(2017.04.20) 대한민국 공개특허공보 제10-2019-0019286호(2019.02.27)
본 발명의 실시예는 다이 본딩 공정의 속도 개선 면에서 유리한 다이 본더를 제공하고자 한다.
해결하고자 하는 과제는 이에 제한되지 않고, 언급되지 않은 기타 과제는 통상의 기술자라면 이하의 기재로부터 명확히 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 다이를 픽업 위치로부터 픽업하여 제1 전달 위치로 이송하는 다이 트랜스퍼 유닛과; 상기 제1 전달 위치로 이송된 상기 다이를 상기 다이 트랜스퍼 유닛으로부터 전달받아 제2 전달 위치로 이송하는 다이 셔틀(die shuttle)과; 상기 다이 셔틀이 상기 제2 전달 위치로 이송한 상기 다이를 픽업하여 기판에 탑재하는 본딩 유닛을 포함하는, 다이 본더가 제공될 수 있다. 여기서, 상기 제2 전달 위치의 높이는 상기 제1 전달 위치의 높이에 비해 높고, 상기 다이 셔틀은 서로 다른 높이의 상기 제1 전달 위치와 상기 제2 전달 위치를 연결하는 경사 경로를 따라 상기 다이를 이송하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 다이 본더는, 다이싱 테이프(dicing tape) 상에 부착된 상기 다이를 복수로 가지는 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 스테이지(wafer stage)와; 상기 웨이퍼 스테이지를 수평 방향으로 이동시켜 상기 웨이퍼의 복수의 상기 다이를 상기 픽업 위치에 선택적으로 위치시키는 웨이퍼 스테이지 구동 유닛과; 상기 픽업 위치에 위치된 상기 다이를 밀어 올려 상기 다이싱 테이프를 박리시키는 다이 이젝터(die ejector)를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 전달 위치는 상기 웨이퍼 스테이지의 상방일 수 있다. 상기 제1 전달 위치는 상기 픽업 위치와 근접할 수 있다.
상기 다이 셔틀은, 상기 다이가 놓이는 다이 스테이지와; 상기 경사 경로를 제공하는 다이 스테이지 가이드와; 상기 다이 스테이지를 상기 다이 스테이지 가이드를 따라 이동시켜 상기 제1 전달 위치 또는 상기 제2 전달 위치에 위치시키는 다이 스테이지 구동 모듈을 포함할 수 있다.
상기 다이 셔틀은 상기 다이 스테이지가 상기 다이를 흡착 방식에 의해 지지하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 다이 본더는 상기 다이 스테이지에 놓인 상기 다이에 대한 비전 검사의 수행을 위한 비전 유닛(vision unit)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 다이 본더는 상기 다이 셔틀이 복수로 구비되고 서로 나란하도록 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 다이 본더는 복수의 상기 다이 셔틀이 상기 다이를 교대로 이송하도록 작동될 수 있다. 또, 본 발명의 실시예에 따른 다이 본더는, 상기 다이 트랜스퍼 유닛이 상기 다이를 복수의 상기 다이 셔틀에 교대로 전달하도록 작동되고, 상기 본딩 유닛이 상기 다이를 복수의 상기 다이 셔틀로부터 교대로 픽업하도록 작동될 수 있다.
상기 다이 트랜스퍼 유닛이 상기 다이를 복수의 상기 다이 셔틀에 교대로 전달하도록 작동될 수 있다.
복수의 상기 다이 셔틀 각각은, 상기 다이가 놓이는 다이 지지 섹션(die support section)을 복수로 가지는 다이 스테이지와; 상기 경사 경로를 제공하는 다이 스테이지 가이드와; 상기 다이 스테이지를 상기 다이 스테이지 가이드를 따라 이동시켜 상기 제1 전달 위치 또는 상기 제2 전달 위치에 위치시키는 다이 스테이지 구동 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 다이싱 테이프에 부착된 다이를 복수로 가지는 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 스테이지와; 상기 웨이퍼 스테이지를 수평 방향으로 이동시켜 상기 웨이퍼의 복수의 상기 다이를 픽업 위치에 선택적으로 위치시키는 웨이퍼 스테이지 구동 유닛과; 상기 픽업 위치에 위치된 상기 다이를 밀어 올려 상기 다이싱 테이프를 박리시키는 다이 이젝터와; 상기 다이 이젝터가 밀어 올린 상기 다이를 픽업하여 제1 전달 위치로 이송하는 다이 트랜스퍼 유닛과; 상기 제1 전달 위치로 이송된 상기 다이를 상기 다이 트랜스퍼 유닛으로부터 전달받아 제2 전달 위치로 이송하는 다이 셔틀과; 상기 다이 셔틀이 상기 제2 전달 위치로 이송한 상기 다이를 픽업하여 기판에 탑재하는 본딩 유닛을 포함하고, 상기 제1 전달 위치는 상기 웨이퍼 스테이지의 상방이고 상기 픽업 위치와 근접하며, 상기 제2 전달 위치의 높이는 상기 제1 전달 위치의 높이에 비해 높고, 상기 다이 셔틀은, 상기 다이가 놓이며, 상기 다이에 대한 비전 검사가 수행되는 다이 스테이지와; 서로 다른 높이의 상기 제1 전달 위치와 상기 제2 전달 위치를 사선형으로 연결하는 경사 경로를 제공하는 다이 스테이지 가이드와; 상기 다이 스테이지를 상기 다이 스테이지 가이드를 따라 이동시켜 상기 제1 전달 위치 또는 상기 제2 전달 위치에 위치시키는 다이 스테이지 구동 모듈을 포함하는, 다이 본더가 제공될 수 있다.
과제의 해결 수단은 이하에서 설명하는 실시예, 도면 등을 통하여 보다 구체적이고 명확하게 될 것이다. 또한, 이하에서는 언급한 해결 수단 이외의 다양한 해결 수단이 추가로 제시될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 다이 공급 장치로부터의 다이를 다이 본딩 장치로 전달하기 위한 구조를 종래와 동일하거나 유사하게 유지하고, 다이 공급 장치와 다이 본딩 장치 사이에 다이 셔틀을 추가하여 다이 트랜스퍼 유닛의 개입을 최소화하고 다이를 제1 전달 위치로부터 제2 전달 위치로 상대적으로 빠르게 이송함으로써, 지대한 설계 변경 없이 다이 본딩 공정의 속도를 상승시킬 수 있고, 나아가 시간당 생산량을 향상시킬 수 있다.
발명의 효과는 이에 한정되지 않고, 언급되지 않은 기타 효과는 통상의 기술자라면 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 명확히 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다이 본더의 전체적인 구조를 개념적으로 나타내는 평면도이다.
도 2 내지 도 5는 도 1에 도시된 다이 본더에서 다이를 다이 본딩 장치로 공급하는 구성 및 이의 작동을 나타내는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다이 본더의 전체적인 구조를 개념적으로 나타내는 평면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 다이 셔틀들의 다이 스테이지를 나타내는 확대도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이 쉽게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 다른 형태로 구현될 수 있고 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명의 실시예를 설명하는 데 있어서, 관련된 공지 기능이나 구성에 대한 구체적 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 구체적 설명을 생략하고, 유사 기능 및 작용을 하는 부분은 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용하기로 한다.
명세서에서 사용되는 용어들 중 적어도 일부는 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이기에 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 그 용어에 대해서는 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 해석되어야 한다. 또한, 명세서에서, 어떤 구성 요소를 포함한다고 하는 때, 이것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 그리고, 어떤 부분이 다른 부분과 연결(또는, 결합)된다고 하는 때, 이것은, 직접적으로 연결(또는, 결합)되는 경우뿐만 아니라, 다른 부분을 사이에 두고 간접적으로 연결(또는, 결합)되는 경우도 포함한다.
한편, 도면에서 구성 요소의 크기나 형상, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 다이 본더는 다이 본딩 공정에 사용되어 다이를 리드 프레임, PCB 등의 기판에 탑재할 수 있다. 여기서, 기판에 탑재할 다이들은 동작 성능 등에 따라 등급이 각각 부여되어 있을 수 있다. 그리고, 이들 다이는 기판 상의 본딩 영역에 탑재될 수도 있고 기판에 이미 탑재된 다른 다이 상에 탑재될 수도 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 다이 본더의 구성, 작동 등이 도 1 내지 도 5에 도시되어 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 다이 본더는, 기판(30)에 탑재할 다이(20)를 공급하는 다이 공급 장치(100), 다이(20)를 기판(30)에 탑재(즉, 기판 상에 탑재 또는 기판에 이미 탑재된 다른 다이 상에 탑재)하는 다이 본딩 장치(200), 다이 공급 장치(100)와 다이 본딩 장치(200) 사이에 배치된 다이 셔틀(300), 그리고 이들 다이 공급 장치(100), 다이 본딩 장치(200) 및 다이 셔틀(300)을 제어하기 위한 제어 유닛(도시되지 않음)을 포함한다.
도 2를 참조하면, 다이 공급 장치(100)는, 웨이퍼(10)를 지지하는 웨이퍼 스테이지(110), 웨이퍼 스테이지(110)를 수평 방향(예: X 방향 및 Y 방향)으로 이동시키는 웨이퍼 스테이지 구동 유닛(도시되지 않음), 웨이퍼 스테이지(110)에 의해 지지된 웨이퍼(10) 상의 다이(20)들을 웨이퍼(10)로부터 선택적으로 분리시키기 위한 다이 이젝터(120), 그리고 다이 이젝터(120)에 의해 분리된 다이(20)를 이송하는 다이 트랜스퍼 유닛(130)을 포함한다.
웨이퍼(10)는 다이 본딩 공정 전에 수행하는 다이싱 공정에 의해 개별화된 다이(20)들을 포함한다. 웨이퍼(10)는, 다이(20)들이 부착된 다이싱 테이프(11), 그리고 다이싱 테이프(11)를 유지하는 링 형상의 웨이퍼 프레임(wafer frame, 12)을 포함한다. 다이(20)들은 다이싱 테이프(11)의 중앙 부분 상에 배치된다. 다이싱 테이프(11)는 가장자리 부분이 웨이퍼 프레임(12)의 하면에 부착되어 웨이퍼 프레임(12)에 의해 유지될 수 있다.
웨이퍼 스테이지(110)는, 링 형상의 스테이지 베이스(stage base, 111), 스테이지 베이스(111) 상에 제공된 서포트 링(support ring, 112), 그리고 서포트 링(112)의 주위에 배치된 웨이퍼 익스팬더(wafer expander, 113)를 포함한다. 서포트 링(112)은 다이싱 테이프(11)의 중앙 부분과 가장자리 부분 사이를 하방에서 지지하도록 구성된다. 웨이퍼 익스팬더(113)는 웨이퍼 프레임(12)을 수직 방향인 상하 방향(Z 방향)을 따라 하방으로 이동시켜 서포트 링(112)에 의해 지지된 다이싱 테이프(111)를 늘리고 다이싱 테이프(111) 상에 부착된 다이(20)들 사이의 공간을 확대시킨다.
웨이퍼 익스팬더(113)는, 웨이퍼 프레임(12)을 복수의 위치에서 각각 클램핑하거나 언클램핑하는 프레임 클램프(frame clamp)들, 그리고 이들 프레임 클램프를 상하 방향으로 이동시키는 클램프 승강 모듈을 포함한다. 클램프 승강 모듈은 스테이지 베이스(111)에 제공될 수 있다. 웨이퍼 스테이지(110) 상에 로드된 웨이퍼(10)는, 웨이퍼 프레임(12)을 프레임 클램프들로 클램핑하고, 프레임 클램프들을 클램프 승강 모듈에 의해 하방으로 이동시키면, 서포트 링(112)에 의해 지지된 다이싱 테이프(11)가 늘어나고, 다이싱 테이프(11) 상에 부착된 다이(20)들 사이의 공간이 확대된다. 이러한 웨이퍼 익스팬더(113)의 작동은 다이 이젝터(120)에 의한 다이 분리 작동의 정확성, 효율성 등을 향상시킬 수 있다.
웨이퍼 스테이지 구동 유닛은 웨이퍼 스테이지(110)를 수평 방향으로 이동시켜 웨이퍼 스테이지(110)에 의해 지지된 웨이퍼(10) 상의 다이(20)들을 픽업 위치(P1)에 선택적으로 위치시킬 수 있다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 다이 본더는 웨이퍼 스테이지(110)에 의해 지지된 웨이퍼(10) 상의 다이(20)들 중 기판(30)에 탑재할 다이를 검출하기 위한 웨이퍼 비전 유닛을 포함하고, 웨이퍼 스테이지 구동 유닛은 웨이퍼 비전 유닛을 이용한 검출 결과에 따라 웨이퍼 스테이지(110)를 수평 방향으로 이동시켜 기판(30)에 탑재할 다이(20)를 픽업 위치(P1)에 위치시키도록 구성된다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 다이 이젝터(120)는 웨이퍼 스테이지(110)에 의해 지지된 웨이퍼(10)의 하방에 픽업 위치(P1)와 대향하도록 배치된다. 다이 이젝터(120)는, 다이싱 테이프(11)를 흡착하는 테이프 흡착 모듈, 그리고 픽업 위치(P1)에 위치된 다이(20)를 푸시업(push-up) 작동으로 밀어 올리는 이젝팅 모듈을 포함한다. 다이 이젝터(120)에 의하면, 다이싱 테이프(11)를 테이프 흡착 모듈로 흡착한 상태에서, 픽업 위치(P1)에 위치된 다이(20)를 이젝팅 모듈로 밀어 올림으로써, 픽업 위치(P1)에 위치된 다이(20)를 웨이퍼(10)로부터 분리하기 위해, 픽업 위치(P1)에 위치된 다이(20)로부터 다이싱 테이프(11)를 박리시킬 수 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 다이 트랜스퍼 유닛(130)은, 다이 이젝터(120)가 밀어 올린 픽업 위치(P1) 상의 다이(20)를 픽업하는 픽업 헤드(pick-up head, 131), 그리고 픽업 헤드(131)를 이동시키는 픽업 헤드 구동 모듈을 포함한다. 픽업 헤드 구동 모듈은, 픽업 헤드(131)를 수직 방향으로 이동시키는 픽업 헤드 수직 구동 모듈(132), 그리고 픽업 헤드(131)를 수평 방향(예: X 방향)으로 이동시키는 픽업 헤드 수평 구동 모듈(133)을 포함한다. 다이 트랜스퍼 유닛(130)은 픽업 헤드(131)가 수평 방향(예: X 방향)으로 서로 이격된 픽업 위치(P1)와 제1 전달 위치(P21) 간을 이동할 수 있다. 다이 트랜스퍼 유닛(130)은 픽업 헤드(131)가 다이(20)를 픽업하는 작동 및 픽업 헤드 구동 모듈(132 및 133 참조)이 픽업 헤드(131)를 수직 방향과 수평 방향으로 이동시키는 작동에 의해 다이(20)를 픽업 위치(P1)로부터 제1 전달 위치(P21)로 이송할 수 있다. 픽업 헤드(131)는 다이(20)를 흡착 방식에 의해 픽업하고 보유할 수 있다. 픽업 헤드 수직 구동 모듈(132)은 픽업 헤드(131)에 연결될 수 있고, 픽업 헤드 수평 구동 모듈(133)은 픽업 헤드 수직 구동 모듈(132)에 연결될 수 있다.
이와 같은 다이 트랜스퍼 유닛(130)에서, 다이(20)를 픽업 위치(P1)로부터 제1 전달 위치(P21)로 이송하기 위해, 픽업 헤드(131)는, 픽업 위치(P1)의 상방에서 픽업 위치(P1)로 하강되어 픽업 위치(P1) 상의 다이(20)를 픽업한 후 다이 이젝터(120)와의 간섭을 피하기 위해 상승되고, 제1 전달 위치(P21)의 상방을 향하여 수평 방향으로 이동된 다음 제1 전달 위치(P21)로 하강될 수 있다.
제1 전달 위치(P21)는 웨이퍼 스테이지(110)의 상방에 픽업 위치(P1)와 근접하도록 위치된다. 픽업 위치(P1)와 제1 전달 위치(P21)는 다이(20)를 픽업 위치(P1)로부터 제1 전달 위치(P21)로 이송하는 과정 중 간섭 발생이 없는 범위 이내에서 수평 방향으로 서로 근접하는 간격으로 이격된다. 픽업 위치(P1)와 제1 전달 위치(P21)를 근접하도록 구성하면, 수직 이동과 수평 이동을 이용함에 따라 다이(20)를 상대적으로 느린 속도로 이송하는 다이 트랜스퍼 유닛(130)이 다이 본딩 공정에 개입하는 시간을 최소한으로 설정하여 다이 본딩 공정의 속도를 개선할 수 있다.
도 1을 참조하면, 다이싱 공정에 의해 개별화된 다이(20)들을 포함하는 웨이퍼(10)는 카세트(cassette, 40)에 수납된다. 카세트(40)는 웨이퍼(10)를 복수로 수납한다. 다이 공급 장치(100)는, 카세트(40)가 로드되는 로드 포트(load port, 140), 그리고 로드 포트(140) 상의 카세트(40)로부터 웨이퍼(10)를 인출하여 웨이퍼 스테이지(110) 상에 로드하는 웨이퍼 이송 유닛(150)을 더 포함한다. 웨이퍼 이송 유닛(150)에 의해 카세트(40)로부터 인출된 웨이퍼(10)는 웨이퍼용 가이드 레일(160)의 안내에 따라 수평 방향(예: X 방향)으로 정확히 이동될 수 있다. 인출된 웨이퍼(10)의 로드를 위해, 앞서 언급한 웨이퍼 스테이지 구동 유닛은 웨이퍼 스테이지(110)를 가이드 레일(160)의 안내에 따라 이동된 웨이퍼(10) 측으로 이동시킬 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 다이 셔틀(300)은 제1 전달 위치(P21)로 이송된 다이(20)를 픽업 헤드(131)로부터 전달받아 제2 전달 위치(P22)로 이송한다. 다이 본딩 장치(200)는, 제2 전달 위치(P22)로 이송된 다이(20)를 픽업하여 본딩 위치 상의 기판(30)에 탑재하는 본딩 유닛(210), 그리고 본딩 위치 상의 기판(30)을 지지하는 본딩 스테이지(220)를 포함한다.
도 1 및 도 5를 참조하면, 본딩 유닛(210)은, 제2 전달 위치(P22)로부터 다이(20)를 픽업하는 본딩 헤드(211), 그리고 본딩 헤드(211)를 이동시키는 본딩 헤드 구동 모듈을 포함한다. 본딩 헤드 구동 모듈은, 본딩 헤드(211)를 수직 방향으로 이동시키는 본딩 헤드 수직 구동 모듈(212), 그리고 본딩 헤드(211)를 수평 방향(예: Y 방향)으로 이동시키는 본딩 헤드 수평 구동 모듈(213)을 포함한다. 본딩 유닛(210)은 본딩 헤드(211)가 수평 방향(예: Y 방향)으로 서로 이격된 제2 전달 위치(P22)와 본딩 위치 간을 이동할 수 있다. 본딩 유닛(210)은 본딩 헤드(211)가 다이(20)를 픽업하는 작동 및 본딩 헤드 구동 모듈(212 및 213 참조)이 본딩 헤드(211)를 수직 방향과 수평 방향으로 이동시키는 작동에 의해 다이(20)를 제2 전달 위치(P22)로부터 본딩 위치로 이송할 수 있고 다이(20)를 기판(30)에 탑재하기 위한 압력을 가할 수 있다.
본딩 헤드(211)는, 다이(20)를 흡착 방식에 의해 픽업하고 보유하는 본딩 툴(bonding tool), 그리고 본딩 툴이 보유하는 다이(20)를 본딩 온도를 가열하기 위한 히터(heater)를 포함할 수 있다. 본딩 헤드(211)는 히터의 열을 본딩 툴을 통해 다이(20)에 전달하도록 구성될 수 있다. 본딩 헤드 수직 구동 모듈(212)은 본딩 헤드(211)에 연결될 수 있고, 본딩 헤드 수평 구동 모듈(213)은 본딩 헤드 수직 구동 모듈(212)에 연결될 수 있다. 본딩 스테이지(220)는 지지한 기판(30)을 본딩 온도로 가열할 수 있다.
기판(30)은, 제1 매거진(50)으로부터 공급되고, 다이(20)의 탑재가 완료된 후 제2 매거진(55)에 수납될 수 있다. 다이 본딩 장치(200)는, 다이(20)를 탑재할 기판(30)을 제1 매거진(50)으로부터 본딩 스테이지(220) 상으로 이송하고 다이(20)의 탑재가 완료된 후 기판(30)을 본딩 스테이지(220)로부터 제2 매거진(55)으로 이송하는 기판 이송 유닛(230)을 더 포함할 수 있다. 기판 이송 유닛(230)에 의해 이송되는 기판(30)은 제1 매거진(50)과 제2 매거진(55) 사이의 기판용 가이드 레일(240)의 안내에 따라 수평 방향(예: X 방향)으로 정확히 이동될 수 있다. 기판 이송 유닛(230)은 기판(30)을 그립하거나 언그립하는 적어도 하나 이상의 그리퍼(gripper, 231), 그리고 그리퍼(231)를 수평 방향(예: X 방향)으로 이동시키는 그리퍼 구동 모듈(232)을 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 제2 전달 위치(P22)는 제1 전달 위치(P21)에 비해 높게 위치되고, 다이 셔틀(300)은 서로 다른 높이의 제1 전달 위치(P21)와 제2 전달 위치(P22)를 최단 거리의 사선형으로 연결하는 경사 경로를 따라 다이(20)를 이송하도록 구성된다.
다이 셔틀(300)은, 다이(20)가 놓이는 다이 스테이지(310), 사선형의 경사 경로를 제공하는 다이 스테이지 가이드(320), 그리고 다이 스테이지(310)를 다이 스테이지 가이드(320)를 따라 이동시켜 다이 스테이지(310)를 제1 전달 위치(P21) 또는 제2 전달 위치(P22)에 위치시키는 다이 스테이지 구동 모듈(330)을 포함한다.
다이 스테이지(310)는 상면에 다이(20)를 흡착 방식으로 지지하는 다이 지지 섹션(도 7의 310s 참조)이 마련되고, 다이(20)는 다이 스테이지(310) 상에서 비전 검사가 수행된다. 진공을 이용하여 다이(20)를 흡착하는 흡착 구멍이 다이 지지 섹션에 적어도 하나 이상 마련될 수 있다. 다이 스테이지(310)가 지지하는 다이(20)에 대한 비전 검사는 다이 비전 유닛(도시되지 않음)을 이용하여 수행할 수 있다.
다이 스테이지(310)는 다이 스테이지 구동 모듈(330)에 의해 다이 스테이지 가이드(320)를 따라 제1 전달 위치(P21)와 제2 전달 위치(P22) 간을 이동할 수 있다. 픽업 헤드(131)는 픽업한 다이(20)를 제1 전달 위치(P21)로 이동된 다이 스테이지(310)의 다이 지지 섹션에 올려놓는다(도 4 참조). 다이 스테이지(310)는 다이 지지 섹션에 놓인 다이(20)를 지지한 상태로 제2 전달 위치(P22)로 최단 거리의 경사 경로를 따라 이동되어 다이(20)를 제1 전달 위치(P21)로부터 제2 전달 위치(P22)로 신속히 이송한다(도 5 참조). 본딩 헤드(221)는 제2 전달 위치(P22)로 이송된 다이(20)를 다이 스테이지(310)로부터 픽업한다.
살펴본 바와 같은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다이 본더는, 다이 공급 장치(100)로부터의 다이를 다이 본딩 장치(200)로 전달하기 위한 레이아웃(layout)을 종래와 동일하거나 유사하게 유지하고, 다이 공급 장치(100)와 다이 본딩 장치(200) 사이에 다이 셔틀(300)을 추가하여 다이 트랜스퍼 유닛(130)의 개입을 최소화하고 다이(20)를 제1 전달 위치(P21)로부터 제2 전달 위치(P22)로 상대적으로 빠르게 이송함으로써, 지대한 설계 변경 없이 다이 본딩 공정의 속도를 상승시킬 수 있고, 나아가 시간당 생산량(unit per hour, UPH)을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 다이 본더의 구성 등이 도 6 및 도 7에 도시되어 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 다이 본더는, 앞서 설명한 본 발명의 제1 실시예와 비교하여 볼 때, 기타 구성은 동일한 것에 대해, 다이 셔틀(300A, 300B)이 복수로 구비되어 다이(20)를 제1 전달 위치(도 2의 P21 참조)로부터 제2 전달 위치(도 2의 P22 참조)로 교대로 이송하고, 다이 트랜스퍼 유닛(130)이 다이(20)를 복수의 다이 셔틀(300A, 300B)에 교대로 전달하며, 본딩 유닛(210)이 다이(20)를 복수의 다이 셔틀(300A, 300B)로부터 교대로 픽업하도록 구성된 점 등이 상이하다.
복수의 다이 셔틀(300A, 300B)은 서로 나란하도록 제공될 수 있다. 복수의 다이 셔틀(300A, 300B) 각각은 본 발명의 제1 실시예와 동일하게 다이 스테이지(312), 다이 스테이지 가이드(도 2의 320 참조) 및 다이 스테이지 구동 모듈(도 2의 330 참조)을 포함한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 다이 스테이지(312) 각각은 다이(20)가 놓이는 다이 지지 섹션(310s)을 복수로 가지도록 구성된다. 진공을 이용하여 다이(20)를 흡착하는 흡착 구멍이 다이 지지 섹션(310s) 각각에 적어도 하나 이상 마련될 수 있다. 다이 스테이지(312) 각각이 지지하는 다이(20)에 대해 다이 비전 유닛(도시되지 않음)을 이용하는 비전 검사가 수행될 수 있다.
다이 트랜스퍼 유닛(130)은, 픽업 헤드(도 2의 131 참조)가 수직 방향과 수평 방향(예: X 방향 및 Y 방향)으로 이동되면서, 픽업한 다이(20)를 제1 전달 위치로 이동된 다이 스테이지(312)의 다이 지지 섹션(310s)들에 선택적으로 내려놓을 수 있다. 본딩 유닛(210)은, 본딩 헤드(도 2의 211 참조)가 수직 방향과 수평 방향(예: X 방향 및 Y 방향)으로 이동되면서, 제2 전달 위치로 이동된 다이 스테이지(312)의 다이 지지 섹션(310s)들에 놓인 다이(20)를 선택적으로 픽업할 수 있다.
살펴본 바와 같은 본 발명의 제2 실시예에 따른 다이 본더는, 복수의 다이 셔틀(300A, 300B) 중 일부에 고장이 발생하더라도 나머지에 의해 다이(20)를 공정 중단 없이 이송할 수 있고, 웨이퍼(10)로부터의 다이 분리 지연 등으로 인해 픽업 위치(도 2의 P1 참조)로부터 제2 전달 위치로의 다이 이송 지연을 방지할 수 있다.
이상에서는 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 통상의 기술자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서 설명한 기술적 사상은 각각 독립적으로 실시될 수도 있고 둘 이상이 서로 조합되어 실시될 수도 있다.
10: 웨이퍼
20: 다이
30: 기판
110: 웨이퍼 스테이지
120: 다이 이젝터
130: 다이 트랜스퍼 유닛
210: 본딩 유닛
300, 300A, 300B: 다이 셔틀
310, 312: 다이 스테이지
320: 다이 스테이지 가이드
330: 다이 스테이지 구동 모듈

Claims (10)

  1. 다이를 픽업 위치로부터 픽업하여 제1 전달 위치로 이송하는 다이 트랜스퍼 유닛과;
    상기 제1 전달 위치로 이송된 상기 다이를 상기 다이 트랜스퍼 유닛으로부터 전달받아 제2 전달 위치로 이송하는 다이 셔틀과;
    상기 다이 셔틀이 상기 제2 전달 위치로 이송한 상기 다이를 픽업하여 기판에 탑재하는 본딩 유닛을 포함하고,
    상기 제2 전달 위치의 높이는 상기 제1 전달 위치의 높이에 비해 높으며,
    상기 다이 셔틀은 서로 다른 높이의 상기 제1 전달 위치와 상기 제2 전달 위치를 연결하는 경사 경로를 따라 상기 다이를 이송하도록 구성된,
    다이 본더.
  2. 청구항 1에 있어서,
    다이싱 테이프에 부착된 상기 다이를 복수로 가지는 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 스테이지와;
    상기 웨이퍼 스테이지를 수평 방향으로 이동시켜 상기 웨이퍼의 복수의 상기 다이를 상기 픽업 위치에 선택적으로 위치시키는 웨이퍼 스테이지 구동 유닛과;
    상기 픽업 위치에 위치된 상기 다이를 밀어 올려 상기 다이싱 테이프를 박리시키는 다이 이젝터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    다이 본더.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 전달 위치는 상기 웨이퍼 스테이지의 상방이고,
    상기 픽업 위치와 상기 제1 전달 위치는 서로 근접한 것을 특징으로 하는,
    다이 본더.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 다이 셔틀은,
    상기 다이가 놓이는 다이 스테이지와;
    상기 경사 경로를 제공하는 다이 스테이지 가이드와;
    상기 다이 스테이지를 상기 다이 스테이지 가이드를 따라 이동시켜 상기 제1 전달 위치 또는 상기 제2 전달 위치에 위치시키는 다이 스테이지 구동 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    다이 본더.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 다이 셔틀은 상기 다이 스테이지가 상기 다이를 흡착 방식으로 지지하도록 구성된 것을 특징으로 하는,
    다이 본더.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 다이 스테이지에 놓인 상기 다이에 대한 비전 검사의 수행을 위한 비전 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    다이 본더.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 다이 셔틀은 복수로 구비된 것을 특징으로 하는,
    다이 본더.
  8. 청구항 7에 있어서,
    복수의 상기 다이 셔틀은 상기 다이를 교대로 전달하는 것을 특징으로 하는,
    다이 본더.
  9. 청구항 7에 있어서,
    복수의 상기 다이 셔틀 각각은,
    상기 다이가 놓이는 다이 지지 섹션을 복수로 가지는 다이 스테이지와;
    상기 경사 경로를 제공하는 다이 스테이지 가이드와;
    상기 다이 스테이지를 상기 다이 스테이지 가이드를 따라 이동시켜 상기 제1 전달 위치 또는 상기 제2 전달 위치에 위치시키는 다이 스테이지 구동 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    다이 본더.
  10. 다이싱 테이프에 부착된 다이를 복수로 가지는 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 스테이지와; 상기 웨이퍼 스테이지를 수평 방향으로 이동시켜 상기 웨이퍼의 복수의 상기 다이를 픽업 위치에 선택적으로 위치시키는 웨이퍼 스테이지 구동 유닛과; 상기 픽업 위치에 위치된 상기 다이를 밀어 올려 상기 다이싱 테이프를 박리시키는 다이 이젝터와; 상기 다이 이젝터가 밀어 올린 상기 다이를 픽업하여 제1 전달 위치로 이송하는 다이 트랜스퍼 유닛과; 상기 제1 전달 위치로 이송된 상기 다이를 상기 다이 트랜스퍼 유닛으로부터 전달받아 제2 전달 위치로 이송하는 다이 셔틀과; 상기 다이 셔틀이 상기 제2 전달 위치로 이송한 상기 다이를 픽업하여 기판에 탑재하는 본딩 유닛을 포함하고,
    상기 제1 전달 위치는, 상기 웨이퍼 스테이지의 상방이고, 상기 픽업 위치와 근접하며,
    상기 제2 전달 위치의 높이는 상기 제1 전달 위치의 높이에 비해 높고,
    상기 다이 셔틀은,
    상기 다이가 놓이며, 상기 다이에 대한 비전 검사가 수행되는 다이 스테이지와;
    서로 다른 높이의 상기 제1 전달 위치와 상기 제2 전달 위치를 사선형으로 연결하는 경사 경로를 제공하는 다이 스테이지 가이드와;
    상기 다이 스테이지를 상기 다이 스테이지 가이드를 따라 이동시켜 상기 제1 전달 위치 또는 상기 제2 전달 위치에 위치시키는 다이 스테이지 구동 모듈을 포함하는,
    다이 본더.
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