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KR102439617B1 - Bonding head and apparatus for bonding chips having the bonding head - Google Patents

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KR102439617B1
KR102439617B1 KR1020170080984A KR20170080984A KR102439617B1 KR 102439617 B1 KR102439617 B1 KR 102439617B1 KR 1020170080984 A KR1020170080984 A KR 1020170080984A KR 20170080984 A KR20170080984 A KR 20170080984A KR 102439617 B1 KR102439617 B1 KR 102439617B1
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Abstract

본딩 장치의 본딩 헤드는 베이스 블록과, 상기 베이스 블록 상에 구비되고, 외부로부터 인가되는 전원에 의해 열을 발생하여 칩의 범프를 가열하기 위한 발열체를 내장하며, 진공력을 제공하기 위해 상부면까지 연장하는 제1 진공 라인 및 제2 진공 라인을 갖는 가열 블록과, 상기 가열 블록 상에 상기 제1 진공 라인의 진공력에 의해 고정되며, 칩을 진공력으로 고정하기 위해 상기 제2 진공 라인과 연결되는 진공홀을 갖는 흡착판 및 상기 베이스 블록의 내부에서 상기 베이스 블록의 상부면까지 연장하며, 상기 가열 블록으로 냉각 유체를 제공하여 상기 칩의 범프를 냉각시킴으로써 솔더를 형성하기 위한 냉각 라인을 포함한다. 상기 가열 블록은 상기 칩의 범퍼를 추가적으로 냉각하기 위해 상기 냉각 라인의 냉각 유체가 상기 흡착판으로도 제공되도록 상기 냉각 라인을 부분적으로 노출하는 개구를 가질 수 있다. The bonding head of the bonding device includes a base block, a heating element provided on the base block, and a heating element for heating the bump of the chip by generating heat by power applied from the outside, and up to the upper surface to provide vacuum force. a heating block having a first vacuum line and a second vacuum line extending therefrom, fixed on the heating block by the vacuum force of the first vacuum line, and connected with the second vacuum line to secure the chip by the vacuum force and a cooling line extending from the inside of the base block to the upper surface of the base block and cooling the bumps of the chip by providing a cooling fluid to the heating block. The heating block may have an opening partially exposing the cooling line so that a cooling fluid of the cooling line is also provided to the suction plate for further cooling the bumper of the chip.

Description

본딩 헤드 및 이를 갖는 본딩 장치{Bonding head and apparatus for bonding chips having the bonding head}Bonding head and bonding apparatus having the same

본 발명은 본딩 헤드 및 이를 갖는 본딩 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 칩을 웨이퍼 상에 본딩하기 위한 본딩 헤드 및 이를 갖는 본딩 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a bonding head and a bonding apparatus having the same, and more particularly, to a bonding head for bonding a chip on a wafer and a bonding apparatus having the same.

최근, 반도체 패키지를 비롯한 전자 부품의 소형화 요구에 대응하기 위해 복수의 전자 부품을 적층시켜 적층 칩 패키지를 형성하는 기술이 개발되었다. Recently, in order to respond to the demand for miniaturization of electronic components including semiconductor packages, a technology for forming a stacked chip package by stacking a plurality of electronic components has been developed.

상기 적층 칩 패키지는 패키지 기판 위에 칩들이 적층된 반도체 패키지로서, 고집적화를 이룰 수 있다. 상기 적층 칩 패키지는 칩 레벨(chip level) 또는 웨이퍼 레벨(wafer level)에서 제조가 이루어진다.The stacked chip package is a semiconductor package in which chips are stacked on a package substrate, and can achieve high integration. The stacked chip package is manufactured at a chip level or a wafer level.

상기 칩 레벨 또는 웨이퍼 레벨에서 적층 칩 패키지를 제조하기 위하여 칩과 칩 또는 웨이퍼와 웨이퍼 또는 칩과 웨이퍼에 열과 압력을 가하여 본딩하기 위한 작업이 수행되는데, 이러한 작업을 수행하는 장치를 본딩 장치라 한다. 상기 본딩 장치는 웨이퍼 상에 칩을 적층하여 상기 웨이퍼와 칩을 본딩 헤드로 열압착한다. In order to manufacture a stacked chip package at the chip level or the wafer level, a bonding operation is performed by applying heat and pressure to the chip and the chip or the wafer and the wafer or the chip and the wafer, and a device for performing this operation is called a bonding apparatus. The bonding apparatus stacks chips on a wafer and thermocompresses the wafer and the chip with a bonding head.

그러나, 상기 본딩 헤드는 적층된 웨이퍼와 칩을 단순히 본딩하는 작업만을 수행하므로, 상기 칩을 상기 웨이퍼 상에 적층시키기 위한 별도의 칩 이송 수단이 요구된다. 그러므로, 상기 본딩 장치의 구조가 복잡해질 수 있다. However, since the bonding head merely performs bonding of the stacked wafer and the chip, a separate chip transfer means for stacking the chip on the wafer is required. Therefore, the structure of the bonding apparatus may be complicated.

본 발명은 칩을 이송하여 웨이퍼에 적층한 후 상기 칩과 상기 웨이퍼를 본딩할 수 있는 본딩 헤드를 제공한다. The present invention provides a bonding head capable of bonding the chip and the wafer after transferring the chip and stacking the chip on the wafer.

본 발명은 상기 본딩 헤드를 갖는 본딩 장치를 제공한다. The present invention provides a bonding apparatus having the above bonding head.

본 발명에 따른 본딩 헤드는 베이스 블록과, 상기 베이스 블록 상에 구비되고, 외부로부터 인가되는 전원에 의해 열을 발생하여 칩의 범프를 가열하기 위한 발열체를 내장하며, 진공력을 제공하기 위해 상부면까지 연장하는 제1 진공 라인 및 제2 진공 라인을 갖는 가열 블록과, 상기 가열 블록 상에 상기 제1 진공 라인의 진공력에 의해 고정되며, 칩을 진공력으로 고정하기 위해 상기 제2 진공 라인과 연결되는 진공홀을 갖는 흡착판 및 상기 베이스 블록의 내부에서 상기 베이스 블록의 상부면까지 연장하며, 상기 가열 블록으로 냉각 유체를 제공하여 상기 칩의 범프를 냉각시킴으로써 솔더를 형성하기 위한 냉각 라인을 포함하고, 상기 가열 블록은 상기 칩의 범퍼를 추가적으로 냉각하기 위해 상기 냉각 라인의 냉각 유체가 상기 흡착판으로도 제공되도록 상기 냉각 라인을 부분적으로 노출하는 개구를 가질 수 있다. The bonding head according to the present invention includes a base block, a heating element provided on the base block, and a heating element for heating a bump of a chip by generating heat by power applied from the outside, and an upper surface to provide a vacuum force a heating block having a first vacuum line and a second vacuum line extending to a suction plate having a vacuum hole to be connected, and a cooling line extending from the inside of the base block to an upper surface of the base block, and cooling the bump of the chip by providing a cooling fluid to the heating block, , the heating block may have an opening partially exposing the cooling line so that the cooling fluid of the cooling line is also provided to the suction plate for further cooling the bumper of the chip.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 개구는 상기 냉각 라인의 영역 중 30% 내지 70%를 노출할 수 있다. According to embodiments of the present invention, the opening may expose 30% to 70% of the area of the cooling line.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 개구는 상기 가열 블록의 내측에서 측면까지 연장하는 홈일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the opening may be a groove extending from the inside to the side of the heating block.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 개구는 상기 가열 블록의 상하를 관통하는 관통홀일 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the opening may be a through hole penetrating the upper and lower portions of the heating block.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 본딩 헤드는 상기 가열 블록의 상부면과 상기 흡착판의 하부면 중 적어도 하나에 상기 관통홀과 연결되도록 형성되며, 상기 냉각 라인을 통해 공급된 냉각 유체를 상기 가열 블록과 상기 흡착판 사이를 통해 외부로 배출하기 위한 연결홈을 더 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the bonding head is formed to be connected to the through hole in at least one of the upper surface of the heating block and the lower surface of the suction plate, and the cooling fluid supplied through the cooling line is provided to the It may further include a connection groove for discharging to the outside through between the heating block and the suction plate.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 흡착판의 손상이나 상기 칩 사이즈의 변경에 따라 상기 흡착판은 교체가능할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the suction plate may be replaceable according to damage to the suction plate or a change in the chip size.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 베이스 블록은, 금속 재질로 이루어지는 제1 블록 및 상기 제1 블록 상에 구비되며, 가열 블록에서 발생한 열이 상기 제1 블록으로 전달되는 것을 감소시키기 위해 상기 가열 블록보다 낮은 열전도성을 갖는 세라믹 재질로 이루어지는 제2 블록을 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the base block is provided on the first block and the first block made of a metal material, in order to reduce the transfer of heat generated in the heating block to the first block. A second block made of a ceramic material having lower thermal conductivity than the heating block may be included.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 베이스 블록은, 상기 제1 블록과 상기 제2 블록 사이에 구비되며, 상기 제2 블록의 열이 상기 제1 블록으로 전달되는 것을 감소시키기 위해 세라믹 재질로 이루어지는 제3 블록을 더 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the base block is provided between the first block and the second block, and is made of a ceramic material to reduce heat transfer of the second block to the first block. It may further include a third block formed.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 본딩 헤드는 상기 가열 블록의 내부에 구비되며 상기 가열 블록의 온도를 감지하기 위한 온도 센서를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the bonding head is provided inside the heating block and may further include a temperature sensor for sensing the temperature of the heating block.

본 발명에 따른 본딩 장치는 웨이퍼를 지지하는 척 구조물 및 베이스 블록과, 상기 베이스 블록 상에 구비되고, 외부로부터 인가되는 전원에 의해 열을 발생하여 칩의 범프를 가열하기 위한 발열체를 내장하며, 진공력을 제공하기 위해 상부면까지 연장하는 제1 진공 라인 및 제2 진공 라인을 갖는 가열 블록과, 상기 가열 블록 상에 상기 제1 진공 라인의 진공력에 의해 고정되며, 칩을 진공력으로 고정하기 위해 상기 제2 진공 라인과 연결되는 진공홀을 갖는 흡착판 및 상기 베이스 블록의 내부에서 상기 베이스 블록의 상부면까지 연장하며, 상기 가열 블록으로 냉각 유체를 제공하여 상기 칩의 범프를 냉각시킴으로써 솔더를 형성하기 위한 냉각 라인을 포함하며, 상기 흡착판이 하방을 향하도록 상기 척 구조물의 상방에 이동 가능하도록 배치되며, 상기 칩을 상기 웨이퍼에 본딩하는 본딩 헤드로 이루어지며, 상기 가열 블록은 상기 칩의 범퍼를 추가적으로 냉각하기 위해 상기 냉각 라인의 냉각 유체가 상기 흡착판으로도 제공되도록 상기 냉각 라인을 부분적으로 노출하는 개구를 가질 수 있다. The bonding apparatus according to the present invention includes a chuck structure and a base block for supporting a wafer, a heating element provided on the base block, and a heating element for heating a bump of a chip by generating heat by a power applied from the outside, and vacuum a heating block having a first vacuum line and a second vacuum line extending to an upper surface to provide a force, and fixed by the vacuum force of the first vacuum line on the heating block, the vacuum holding the chip; To form solder by providing a cooling fluid to a suction plate having a vacuum hole connected to the second vacuum line and extending from the inside of the base block to the upper surface of the base block, and cooling the bump of the chip by providing a cooling fluid to the heating block and a cooling line for cooling the suction plate, which is arranged to be movable above the chuck structure so that the suction plate faces downward, and includes a bonding head for bonding the chip to the wafer, and the heating block is the bumper of the chip. It may have an opening partially exposing the cooling line so that the cooling fluid of the cooling line is also provided to the suction plate for additional cooling.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 척 구조물은, 외부로부터 인가되는 전원에 의해 열을 발생하는 발열체를 내장하며, 진공력을 제공하기 위해 상부면까지 연장하는 제3 진공 라인 및 제4 진공 라인을 갖는 가열 플레이트 및 상기 가열 플레이트 상에 놓여지며, 상면에 웨이퍼를 지지하며, 상기 웨이퍼가 가열되도록 상기 가열 플레이트에서 발생한 열을 상기 웨이퍼로 전달하고, 상기 진공력으로 상기 웨이퍼를 흡착하기 위해 상기 제3 진공 라인과 연결되는 제5 진공 라인 및 상기 가열 플레이트에 진공 흡착되도록 하부면에 상기 제4 진공 라인과 연결되도록 구비되며, 상기 가열 플레이트의 상부면에 의해 한정되어 공간을 형성하는 진공 홈을 갖는 척 플레이트를 포함할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the chuck structure has a built-in heating element that generates heat by power applied from the outside, and a third vacuum line and a fourth vacuum line extending to the upper surface to provide vacuum force. a heating plate having a line and placed on the heating plate, supporting a wafer on an upper surface, transferring heat generated in the heating plate to the wafer to heat the wafer, and adsorbing the wafer by the vacuum force A fifth vacuum line connected to the third vacuum line and a vacuum groove provided to be connected to the fourth vacuum line on the lower surface so as to be vacuum-adsorbed to the heating plate and defined by the upper surface of the heating plate to form a space; It may include a chuck plate with

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 척 구조물에서 상기 가열 플레이트의 상부면과 상기 척 플레이트의 하부면 중 어느 한 면에는 정렬 핀이 구비되고, 나머지 한 면에는 상기 정렬 핀을 수용하여 상기 가열 플레이트와 상기 척 플레이트를 정렬하기 위한 수용홈이 구비될 수 있다. According to one embodiment of the present invention, in the chuck structure, an alignment pin is provided on one of an upper surface of the heating plate and a lower surface of the chuck plate, and the other surface receives the alignment pin to heat the heating plate. A receiving groove for aligning the plate and the chuck plate may be provided.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 척 구조물은, 상기 가열 플레이트의 상면 가장자리를 따라 형성된 홈에 걸리며 상기 가열 플레이트의 둘레를 가이드하는 가이드 링 및 상기 척 플레이트의 상부면 가장자리를 덮은 상태로 상기 가이드 링에 고정되며, 상기 척 플레이트를 상기 가열 플레이트에 밀착시키는 고정시키는 클램프를 더 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the chuck structure is caught in the groove formed along the upper surface edge of the heating plate and covers the guide ring for guiding the circumference of the heating plate and the upper surface edge of the chuck plate. It is fixed to the guide ring, and may further include a clamp for fixing the chuck plate in close contact with the heating plate.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 클램프의 상면과 상기 척 플레이트의 상면이 동일한 높이에 위치하도록 상기 클램프는 상기 척 플레이트의 상면 가장자리를 따라 형성된 홈에 놓여질 수 있다. According to embodiments of the present invention, the clamp may be placed in a groove formed along an edge of the upper surface of the chuck plate so that the upper surface of the clamp and the upper surface of the chuck plate are positioned at the same height.

본 발명의 일 실시예들에 따르면, 상기 가열 플레이트 및 상기 척 플레이트의 측면을 통한 열손실을 방지하기 위해 상기 가이드 링 및 상기 클램프는 상기 가열 플레이트 및 상기 척 플레이트보다 열전도율이 낮은 재질로 이루어질 수 있다. According to embodiments of the present invention, in order to prevent heat loss through the side surfaces of the heating plate and the chuck plate, the guide ring and the clamp may be made of a material having lower thermal conductivity than the heating plate and the chuck plate. .

본 발명에 따른 본딩 헤드는 진공력을 이용하여 흡착판을 고정하므로, 상기 진공력을 제공하거나 해제함으로써 상기 흡착판을 용이하게 교체할 수 있다. 따라서, 상기 본딩 헤드는 상기 흡착판이 손상되거나 상기 흡착판에 고정되는 칩의 사이즈가 변경되는 경우, 상기 흡착판만을 교체하여 대응할 수 있다. Since the bonding head according to the present invention fixes the suction plate by using a vacuum force, it is possible to easily replace the suction plate by providing or releasing the vacuum force. Therefore, the bonding head may respond by replacing only the suction plate when the suction plate is damaged or the size of the chip fixed to the suction plate is changed.

또한, 상기 본딩 헤드는 상기 칩을 웨이퍼에 밀착시킨 상태에서 상기 칩을 가열하여 범프를 녹인 후 다시 냉각시킴으로써 상기 칩을 상기 웨이퍼에 본딩한다. 특히, 상기 본딩 헤드는 가열 블록에 베이스 블록의 상부면까지 연장하는 냉각 라인을 부분적으로 노출하는 개구를 형성함으로써 상기 냉각 라인의 냉각 유체가 상기 개구를 통해 상기 흡착판으로도 직접 제공될 수 있다. 따라서, 상기 칩의 범퍼를 보다 신속하게 냉각할 수 있다. 상기 본딩 헤드가 상기 칩을 급속으로 가열하고 냉각하므로, 상기 웨이퍼와 상기 칩 사이에 우수한 품질과 양호한 형상의 솔더를 형성할 수 있다. 따라서, 상기 웨이퍼와 상기 칩을 안정적으로 본딩할 수 있다. In addition, the bonding head bonds the chip to the wafer by heating the chip while the chip is in close contact with the wafer to melt the bump and then cooling the chip again. In particular, the bonding head forms an opening in the heating block partially exposing the cooling line extending to the top surface of the base block so that the cooling fluid of the cooling line can be provided directly to the suction plate through the opening. Accordingly, the bumper of the chip can be cooled more quickly. Since the bonding head rapidly heats and cools the chip, it is possible to form solder of good quality and good shape between the wafer and the chip. Accordingly, the wafer and the chip may be stably bonded.

그리고, 상기 본딩 헤드는 상기 칩의 가열과 냉각을 신속하게 수행할 수 있으므로, 상기 칩을 상기 웨이퍼에 본딩하는 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다. In addition, since the bonding head can rapidly heat and cool the chip, the efficiency of a process of bonding the chip to the wafer can be improved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 본딩 헤드를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 본딩 헤드에서 가열 블록의 개구를 설명하기 위한 평면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가열 블록의 개구를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 가열 블록의 개구를 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가열 블록의 개구를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 본딩 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 7은 도 6에 도시된 척 구조물을 설명하기 위한 평면도이다.
도 8은 도 6에 도시된 척 플레이트를 설명하기 위한 저면도이다.
도 9는 도 6에 도시된 A 부분을 확대한 확대 단면도이다. 1 is a cross-sectional view for explaining a bonding head according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view illustrating an opening of a heating block in the bonding head shown in FIG. 1 .
3 is a cross-sectional view illustrating an opening of a heating block according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a plan view for explaining the opening of the heating block shown in FIG. 3 .
5 is a cross-sectional view for explaining an opening of a heating block according to another embodiment of the present invention.
6 is a schematic configuration diagram for explaining a bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a plan view illustrating the chuck structure illustrated in FIG. 6 .
FIG. 8 is a bottom view for explaining the chuck plate shown in FIG. 6 .
9 is an enlarged cross-sectional view of a portion A shown in FIG. 6 .

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 본딩 헤드 및 이를 갖는 본딩 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. Hereinafter, a bonding head and a bonding apparatus having the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Since the present invention can have various changes and can have various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each figure, like reference numerals have been used for like elements. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are enlarged than the actual size for clarity of the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or a combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It is to be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 본딩 헤드를 설명하기 위한 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 본딩 헤드에서 가열 블록의 개구를 설명하기 위한 평면도이다. 1 is a cross-sectional view for explaining a bonding head according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view for explaining an opening of a heating block in the bonding head shown in FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본딩 헤드(100)는 칩(10)을 웨이퍼(미도시)로 이송하여 상기 웨이퍼에 본딩하기 위한 것으로, 베이스 블록(110), 가열 블록(120) 및 흡착판(130)을 포함한다. 도시되지는 않았지만, 본딩 헤드(100)는 칩(10)의 이송을 위해 수평 이동, 상하 이동, 회전, 반전 등이 가능하도록 구비될 수 있다. 1 and 2, the bonding head 100 transfers the chip 10 to a wafer (not shown) for bonding to the wafer, and includes a base block 110, a heating block 120 and a suction plate ( 130). Although not shown, the bonding head 100 may be provided to enable horizontal movement, vertical movement, rotation, inversion, etc. for the transfer of the chip 10 .

베이스 블록(110)은 제1 블록(112) 및 제2 블록(114)을 포함한다.The base block 110 includes a first block 112 and a second block 114 .

제1 블록(112)은 금속 재질로 이루어진다. 상기 금속 재질의 예로는 스테인리스 스틸 재질일 수 있다. The first block 112 is made of a metal material. An example of the metal material may be a stainless steel material.

제2 블록(114)은 제1 블록(112) 상에 구비된다. 제2 블록(114)은 가열 블록(120)보다 낮은 열전도성을 갖는 세라믹 재질로 이루어질 수 있다. 상기 세라믹 재질의 예로는 산화알루미늄(Al2O3)을 들 수 있다. 제2 블록(114)의 열전도성이 가열 블록(120)의 열전도성보다 낮으므로, 제2 블록(114)은 가열 블록(120)에서 발생한 열이 제1 블록(112)으로 전달되는 것을 감소시킬 수 있다. The second block 114 is provided on the first block 112 . The second block 114 may be made of a ceramic material having lower thermal conductivity than the heating block 120 . An example of the ceramic material may be aluminum oxide (Al2O3). Since the thermal conductivity of the second block 114 is lower than that of the heating block 120 , the second block 114 may reduce the transfer of heat generated in the heating block 120 to the first block 112 . can

또한, 베이스 블록(110)은 제3 블록(116)을 더 포함한다.In addition, the base block 110 further includes a third block 116 .

제3 블록(116)은 제1 블록(112)과 제2 블록(114) 사이에 구비된다. 제3 블록(116)은 버퍼 블록으로 작용하여 제2 블록(114)의 열이 제1 블록(112)으로 전달되는 것을 감소시킨다. 제3 블록(116)은 세라믹 재질로 이루어질 수 있으며, 상기 세라믹 재질의 예로는 산화알루미늄을 들 수 있다.The third block 116 is provided between the first block 112 and the second block 114 . The third block 116 acts as a buffer block to reduce the transfer of heat from the second block 114 to the first block 112 . The third block 116 may be made of a ceramic material, and an example of the ceramic material may be aluminum oxide.

가열 블록(120)은 베이스 블록(110), 구체적으로 제2 블록(114) 상에 구비된다. 가열 블록(120)은 발열체(122)를 내장한다. 발열체(122)는 금속 재질로 이루어질 수 있다. 발열체(122)는 외부로부터 인가되는 전원에 의해 열을 발생하고, 상기 열을 이용하여 흡착판(130)에 흡착되는 칩(10)을 가열한다. 상기 열을 이용하여 칩(10)의 범프를 녹일 수 있다. 예를 들면, 칩(10)의 범프를 녹이기 위해 발열체(122)는 칩(10)을 순간적으로 약 450 ℃까지 가열할 수 있다. The heating block 120 is provided on the base block 110 , specifically, the second block 114 . The heating block 120 contains a heating element 122 . The heating element 122 may be made of a metal material. The heating element 122 generates heat by power applied from the outside, and uses the heat to heat the chip 10 adsorbed to the suction plate 130 . The heat may be used to melt the bumps of the chip 10 . For example, in order to melt the bump of the chip 10 , the heating element 122 may instantaneously heat the chip 10 to about 450°C.

가열 블록(120)을 절연성과 열전도성이 우수한 세라믹 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 가열 블록(120)은 질화알루미늄(AlN) 재질일 수 있다. 이때, 상기 열전도성은 약 170 W/m·k 이상일 수 있다. The heating block 120 may be made of a ceramic material having excellent insulation and thermal conductivity. For example, the heating block 120 may be made of aluminum nitride (AlN). In this case, the thermal conductivity may be about 170 W/m·k or more.

가열 블록(120)의 열전도성이 우수하므로, 발열체(122)에서 발생된 열을 이용하여 칩(10)을 신속하게 가열시킬 수 있다. Since the heating block 120 has excellent thermal conductivity, the chip 10 can be quickly heated using the heat generated by the heating element 122 .

가열 블록(120)은 진공력을 제공하기 위해 상부면까지 연장하는 제1 진공 라인(124) 및 제2 진공 라인(126)을 갖는다. The heating block 120 has a first vacuum line 124 and a second vacuum line 126 extending to the top surface to provide a vacuum force.

제1 진공 라인(124)과 제2 진공 라인(126)은 서로 연결되지 않으며, 상기 진공력이 각각 제공된다. 예를 들면, 제1 진공 라인(124)은 가열 블록(120)의 가장자리 부위의 상하를 관통하고, 제2 진공 라인(126)은 가열 블록(121)의 중앙 부위의 상하를 관통한다. 특히 제1 진공 라인(124)은 가열 블록(120)의 상부면에 일정 길이로 형성된 홈(125)과 연결될 수 있다. 따라서, 제1 진공 라인(124)을 통해 제공된 진공력이 보다 넓은 범위에서 작용할 수 있다. The first vacuum line 124 and the second vacuum line 126 are not connected to each other, and the vacuum force is respectively provided. For example, the first vacuum line 124 passes through the upper and lower portions of the edge portion of the heating block 120 , and the second vacuum line 126 passes through the upper and lower portions of the central portion of the heating block 121 . In particular, the first vacuum line 124 may be connected to a groove 125 formed with a predetermined length in the upper surface of the heating block 120 . Accordingly, the vacuum force provided through the first vacuum line 124 may act in a wider range.

일 예로, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 제1 진공 라인(124)과 제2 진공 라인(126)은 베이스 블록(110)까지 연장되어 구비될 수 있다. 다른 예로, 도시되지는 않았지만, 제1 진공 라인(124)과 제2 진공 라인(126)은 베이스 블록(110)까지 연장되지 않고 가열 블록(120)에만 구비될 수도 있다. For example, as shown in FIGS. 1 and 2 , the first vacuum line 124 and the second vacuum line 126 may extend to the base block 110 . As another example, although not shown, the first vacuum line 124 and the second vacuum line 126 may be provided only in the heating block 120 without extending to the base block 110 .

흡착판(130)은 가열 블록(120) 상에 구비된다. 흡착판(130)은 제1 진공 라인(124)의 진공력에 의해 가열 블록(120)의 상부면에 고정된다. 제1 진공 라인(124)으로 진공력을 제공하거나 상기 진공력을 해제함으로써 흡착판(130)을 교체할 수 있다. 따라서, 흡착판(130)이 손상되거나 칩(10)의 사이즈가 변경되는 경우, 흡착판(130)만을 선택적으로 교체할 수 있다. The suction plate 130 is provided on the heating block 120 . The suction plate 130 is fixed to the upper surface of the heating block 120 by the vacuum force of the first vacuum line 124 . The suction plate 130 may be replaced by providing a vacuum force to the first vacuum line 124 or releasing the vacuum force. Accordingly, when the suction plate 130 is damaged or the size of the chip 10 is changed, only the suction plate 130 can be selectively replaced.

또한, 흡착판(130)은 진공홀(132)을 갖는다. 진공홀(132)은 가열 블록(120)의 제2 진공 라인(126)과 연결된다. 따라서, 제2 진공 라인(126)을 통해 제공되는 진공력으로 흡착판(130) 상에 놓여지는 칩(10)을 고정할 수 있다.In addition, the suction plate 130 has a vacuum hole 132 . The vacuum hole 132 is connected to the second vacuum line 126 of the heating block 120 . Accordingly, the chip 10 placed on the suction plate 130 may be fixed by the vacuum force provided through the second vacuum line 126 .

흡착판(130)으로 칩(10)을 고정한 상태에서 본딩 헤드(100)가 이동하여 칩(10)을 상기 웨이퍼 상에 적층할 수 있다. 또한, 흡착판(130)으로 상기 웨이퍼를 향해 칩(10)을 가압할 수 있다. In a state in which the chip 10 is fixed with the suction plate 130 , the bonding head 100 may move to stack the chip 10 on the wafer. Also, the chip 10 may be pressed toward the wafer by the suction plate 130 .

본딩 헤드(100)는 냉각 라인(140)을 더 포함한다. The bonding head 100 further includes a cooling line 140 .

냉각 라인(140)은 가열 블록(120)을 냉각하여 칩(10)을 냉각시킨다. 칩(10)이 냉각됨에 따라 칩(10)의 범프가 냉각되어 솔더를 형성할 수 있다. 이때, 냉각 라인(140)에 의해 칩(10)은 약 100℃로 냉각될 수 있다. The cooling line 140 cools the heating block 120 to cool the chip 10 . As the chip 10 is cooled, the bumps of the chip 10 may be cooled to form solder. At this time, the chip 10 may be cooled to about 100° C. by the cooling line 140 .

구체적으로, 냉각 라인(140)은 제1 냉각 라인(142)과 제2 냉각 라인(144)을 포함한다.Specifically, the cooling line 140 includes a first cooling line 142 and a second cooling line 144 .

제1 냉각 라인(142)은 베이스 블록(110)에서 제2 블록(114)의 상부면까지 연장한다. 제1 냉각 라인(142)을 통해 냉각 유체를 가열 블록(120)으로 제공한다. 상기 냉각 유체의 예로는 공기, 가스 등을 들 수 있다. 상기 냉각 유체는 가열 블록(120)과 직접 접촉하여 가열 블록(120)을 냉각한다.The first cooling line 142 extends from the base block 110 to the upper surface of the second block 114 . A cooling fluid is provided to the heating block 120 via a first cooling line 142 . Examples of the cooling fluid include air, gas, and the like. The cooling fluid is in direct contact with the heating block 120 to cool the heating block (120).

제2 냉각 라인(144)은 베이스 블록(110)에서 제1 블록(112)의 내부에 구비되며, 제1 블록(112)을 냉각한다. 제1 블록(112)이 냉각됨에 따라 열전도를 통해 제3 블록(116), 제2 블록(114) 및 가열 블록(120)이 냉각될 수 있다. 따라서, 제2 냉각 라인(144)은 보조적으로 가열 블록(120)을 냉각할 수 있다. The second cooling line 144 is provided inside the first block 112 in the base block 110 , and cools the first block 112 . As the first block 112 is cooled, the third block 116 , the second block 114 , and the heating block 120 may be cooled through heat conduction. Accordingly, the second cooling line 144 may auxiliary cool the heating block 120 .

제1 냉각 라인(142)을 이용하여 가열 블록(120)을 주로 냉각하고, 제2 냉각 라인(144)을 이용하여 보조적으로 냉각한다. 따라서, 냉각 라인(140)을 이용하여 가열 블록(120)을 신속하게 냉각할 수 있다. 가열 블록(120)이 냉각됨에 따라 흡착판(130)에 고정된 칩(10)의 범프를 신속하게 냉각하여 상기 솔더를 형성할 수 있다The heating block 120 is mainly cooled using the first cooling line 142 , and auxiliary cooling is performed using the second cooling line 144 . Accordingly, the heating block 120 can be rapidly cooled using the cooling line 140 . As the heating block 120 cools, the solder can be formed by rapidly cooling the bumps of the chip 10 fixed to the suction plate 130 .

한편, 가열 블록(120)은 냉각 라인(140), 구체적으로, 제1 냉각 라인(142)을 부분적으로 노출하는 개구(127)를 갖는다. 예를 들면 개구(127)는 가열 블록(120)의 상하를 관통하면서 측면까지 연장하는 홈일 수 있다. Meanwhile, the heating block 120 has an opening 127 partially exposing the cooling line 140 , specifically, the first cooling line 142 . For example, the opening 127 may be a groove extending to the side while penetrating the top and bottom of the heating block 120 .

개구(127)는 베이스 블록(110)의 상부면까지 연장한 다수의 제1 냉각 라인(142)들 중에서 일부를 선택적으로 노출하거나, 제1 냉각 라인(142)들 각각을 부분적으로 노출할 수 있다. The opening 127 may selectively expose some of the plurality of first cooling lines 142 extending to the upper surface of the base block 110 or partially expose each of the first cooling lines 142 . .

특히, 개구(127)가 다수의 제1 냉각 라인(142)들 중에서 일부를 선택적으로 노출하는 경우, 개구(127)들이 가열 블록(120)의 일측에 배치되면, 가열 블록(120)과 흡착판(130)의 온도 분포가 불균일하게 된다. 따라서, 칩(10)에 형성되는 솔더의 품질이 저하될 수 있다. In particular, when the openings 127 selectively expose some of the plurality of first cooling lines 142 , when the openings 127 are disposed on one side of the heating block 120 , the heating block 120 and the suction plate ( 130), the temperature distribution becomes non-uniform. Accordingly, the quality of the solder formed on the chip 10 may be deteriorated.

그러므로, 개구(127)가 다수의 제1 냉각 라인(142)들 중에서 일부를 선택적으로 노출하는 경우, 개구(127)들은 가열 블록(120)의 중심을 기준으로 대칭되도록 배치될 수 있다. 이 경우, 가열 블록(120)과 흡착판(130)의 온도 분포를 상대적으로 균일하게 함으로써 칩(10)에 형성되는 솔더의 품질이 향상시킬 수 있다. Therefore, when the opening 127 selectively exposes some of the plurality of first cooling lines 142 , the openings 127 may be disposed to be symmetrical with respect to the center of the heating block 120 . In this case, the quality of the solder formed on the chip 10 may be improved by making the temperature distribution between the heating block 120 and the suction plate 130 relatively uniform.

제1 냉각 라인(142)을 통해 제공된 냉각 유체 중 일부는 가열 블록(120)으로 제공되어 가열 블록(120)을 냉각하고, 상기 냉각 유체 중 나머지는 개구(127)를 통해 흡착판(130)으로 제공되어 흡착(130)을 직접 냉각한다. 즉, 제1 냉각 라인(142)을 통해 제공된 냉각 유체는 가열 블록(120)을 냉각하여 흡착판(130)을 냉각하면서 흡착판(130)을 직접 냉각할 수 있다. 또한, 제1 냉각 라인(142)을 통해 제공된 냉각 유체는 가열 블록(120)과 흡착판(130)을 냉각한 후 개구(127)를 통해 외부로 배출될 수 있다. A portion of the cooling fluid provided through the first cooling line 142 is provided to the heating block 120 to cool the heating block 120 , and the remainder of the cooling fluid is provided to the suction plate 130 through the opening 127 . to directly cool the adsorption 130 . That is, the cooling fluid provided through the first cooling line 142 may directly cool the suction plate 130 while cooling the suction plate 130 by cooling the heating block 120 . Also, the cooling fluid provided through the first cooling line 142 may be discharged to the outside through the opening 127 after cooling the heating block 120 and the suction plate 130 .

따라서, 흡착판(130)에 고정된 칩(10)의 범프를 보다 신속하게 냉각할 수 있다. 그러므로, 가열 블록(120)에 의해 녹은 칩(10)의 범프를 급속으로 냉각하여 양호한 형상의 솔더를 형성할 수 있다. Accordingly, the bump of the chip 10 fixed to the suction plate 130 can be cooled more quickly. Therefore, it is possible to rapidly cool the bumps of the molten chip 10 by the heating block 120 to form a solder having a good shape.

한편, 개구(127)가 가열 블록(120)의 상하를 관통하면서 측면까지 연장하는 홈 형태를 가지므로, 가열 블록(120)을 가공하여 개구(127)를 형성하기가 용이하다. On the other hand, since the opening 127 has a groove shape extending to the side while penetrating the top and bottom of the heating block 120 , it is easy to process the heating block 120 to form the opening 127 .

또한, 개구(127)가 가열 블록(120)의 상하를 관통하면서 측면까지 연장하는 홈 형태를 가지므로, 개구(127)에 의해 흡착판(130)이 상대적으로 많이 노출될 수 있다. 따라서, 제1 냉각 라인(142)을 통해 제공된 냉각 유체가 개구(127)를 통해 외부로 배출되면서 흡착판(130)과 접촉하는 면적이 늘어날 수 있다. 그러므로, 제1 냉각 라인(142)을 통해 제공된 냉각 유체에 의해 흡착판(130)이 직접 냉각되는 효과를 보다 높일 수 있다. In addition, since the opening 127 has a groove shape extending to the side while penetrating the top and bottom of the heating block 120 , the suction plate 130 may be exposed relatively much by the opening 127 . Accordingly, as the cooling fluid provided through the first cooling line 142 is discharged to the outside through the opening 127 , the contact area with the suction plate 130 may increase. Therefore, the effect that the suction plate 130 is directly cooled by the cooling fluid provided through the first cooling line 142 can be further enhanced.

개구(127)가 제1 냉각 라인(142)의 영역 중 약 30% 미만을 노출하는 경우, 제1 냉각 라인(142)을 통해 제공된 냉각 유체가 흡착판(130)을 직접 냉각하는 효과가 상대적으로 저하될 수 있다. 따라서, 제1 냉각 라인(142)을 통해 제공된 냉각 유체가 칩(10)의 범프를 급속으로 냉각하기 어렵다.When the opening 127 exposes less than about 30% of the area of the first cooling line 142 , the cooling fluid provided through the first cooling line 142 directly cools the sucker 130 is relatively less effective. can be Therefore, it is difficult for the cooling fluid provided through the first cooling line 142 to rapidly cool the bumps of the chip 10 .

개구(127)가 제1 냉각 라인(142)의 영역 중 약 70%를 초과하여 노출하는 경우, 제1 냉각 라인(142)을 통해 제공된 냉각 유체가 흡착판(130)을 직접 냉각하는 효과는 상대적으로 높아지지만 제1 냉각 라인(142)을 통해 제공된 냉각 유체가 가열 블록(120)을 냉각하는 효과가 상대적으로 저하될 수 있다. 제1 냉각 라인(142)을 통해 제공된 냉각 유체가 흡착판(130)을 직접 냉각하더라도 가열 블록(120)의 열이 흡착판(130)으로 전달될 수 있으므로, 칩(10)의 범프를 급속으로 냉각하기 어렵다. 또한, 개구(127)의 영역이 증가할수록 가열 블록(120)의 영역이 감소하므로, 가열 블록(120)의 발열량이 감소할 수 있다. 따라서, 칩(10)의 범프를 급속으로 녹이기 어렵다. When the opening 127 exposes more than about 70% of the area of the first cooling line 142 , the effect that the cooling fluid provided through the first cooling line 142 directly cools the suction plate 130 is relatively However, the effect of cooling the heating block 120 by the cooling fluid provided through the first cooling line 142 may be relatively decreased. Even if the cooling fluid provided through the first cooling line 142 directly cools the suction plate 130 , the heat of the heating block 120 can be transferred to the suction plate 130 , so to rapidly cool the bumps of the chip 10 . difficult. In addition, since the area of the heating block 120 decreases as the area of the opening 127 increases, the amount of heat generated by the heating block 120 may decrease. Therefore, it is difficult to rapidly melt the bumps of the chip 10 .

그러므로, 개구(127)는 제1 냉각 라인(142)의 영역 중 약 30% 내지 70%를 노출할 수 있다.Therefore, the opening 127 may expose between about 30% and 70% of the area of the first cooling line 142 .

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가열 블록의 개구를 설명하기 위한 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 가열 블록의 개구를 설명하기 위한 평면도이다. 3 is a cross-sectional view illustrating an opening of a heating block according to another embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a plan view illustrating an opening of the heating block shown in FIG. 3 .

도 3 및 도 4를 참조하면, 가열 블록(120)은 제1 냉각 라인(142)을 부분적으로 노출하는 개구(128)를 갖는다. 예를 들면, 개구(128)는 상하를 관통하는 관통홀일 수 있다. 이때, 제1 냉각 라인(142)을 통해 제공된 냉각 유체는 제1 냉각 라인(142)을 따라 순환하거나, 가열 블록(120)과 흡착판(130) 사이 또는 가열 블록(120)과 베이스 블록(110)의 제2 블록(114) 사이를 통해 외부로 배출될 수 있다. 3 and 4 , the heating block 120 has an opening 128 partially exposing the first cooling line 142 . For example, the opening 128 may be a through hole penetrating up and down. At this time, the cooling fluid provided through the first cooling line 142 circulates along the first cooling line 142 , or between the heating block 120 and the suction plate 130 , or between the heating block 120 and the base block 110 . It may be discharged to the outside through the second block 114 of the.

개구(128)는 제1 냉각 라인(142)의 영역 중 약 30% 내지 70%를 노출할 수 있다.The opening 128 may expose between about 30% and 70% of the area of the first cooling line 142 .

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 가열 블록의 개구를 설명하기 위한 단면도이다.5 is a cross-sectional view for explaining an opening of a heating block according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 가열 블록(120)은 제1 냉각 라인(142)을 부분적으로 노출하는 개구(128)를 갖는다. 예를 들면, 개구(128)는 상하를 관통하는 관통홀일 수 있다. Referring to FIG. 5 , the heating block 120 has an opening 128 partially exposing the first cooling line 142 . For example, the opening 128 may be a through hole penetrating up and down.

또한, 개구(128)와 연결되는 연결홈(129)이 더 형성될 수 있다. 연결홈(129)은 가열 블록(120)의 상부면과 흡착판(130)의 하부면 중 적어도 하나에 구비될 수 있다. In addition, a connection groove 129 connected to the opening 128 may be further formed. The connection groove 129 may be provided on at least one of the upper surface of the heating block 120 and the lower surface of the suction plate 130 .

일 예로, 연결홈(129)은 도 5에 도시된 바와 같이 가열 블록(120)의 상부면에 형성될 수 있다. 다른 예로, 연결홈(129)은 흡착판(130)의 하부면에 형성될 수도 있다. 또 다른 예로, 연결홈(129)은 가열 블록(120)의 상부면과 흡착판(130)의 하부면에 각각 형성될 수도 있다. For example, the connection groove 129 may be formed on the upper surface of the heating block 120 as shown in FIG. 5 . As another example, the connection groove 129 may be formed on the lower surface of the suction plate 130 . As another example, the connection grooves 129 may be respectively formed on the upper surface of the heating block 120 and the lower surface of the suction plate 130 .

제1 냉각 라인(142)을 통해 제공된 냉각 유체는 연결홈(129)을 통해 외부로 배출될 수 있다. The cooling fluid provided through the first cooling line 142 may be discharged to the outside through the connection groove 129 .

한편, 도시되지는 않았지만, 연결홈(129)은 가열 블록(120)의 하부면과 베이스 블록(110)의 상부면 중 적어도 하나에 개구(128)와 연결되도록 구비될 수도 있다. Meanwhile, although not shown, the connection groove 129 may be provided to be connected to the opening 128 in at least one of the lower surface of the heating block 120 and the upper surface of the base block 110 .

본딩 헤드(100)는 온도 센서를 더 포함할 수 있다. 상기 온도 센서는 가열 블록(120)의 내부에 구비되며, 가열 블록(120)의 온도를 감지한다. 상기 온도 센서의 감지 결과에 따라 발열체(122)에 제공되는 전원의 온오프 및 냉각 라인(140)의 냉각 유체의 분사, 냉매 온도 및 순환을 제어할 수 있다. The bonding head 100 may further include a temperature sensor. The temperature sensor is provided inside the heating block 120 and senses the temperature of the heating block 120 . According to the detection result of the temperature sensor, the on/off of the power provided to the heating element 122 and the injection of the cooling fluid in the cooling line 140, the coolant temperature, and circulation may be controlled.

한편, 상기 온도 센서는 흡착판(130)에 구비될 수도 있다. Meanwhile, the temperature sensor may be provided on the suction plate 130 .

본딩 헤드(100)는 칩(10)을 이송하여 상기 웨이퍼에 밀착시킨 상태에서 가열 블록(120)으로 칩(10)의 가열하여 칩(10)의 범프를 녹인 후 냉각 라인(140)을 이용하여 상기 칩(10)을 냉각시킴으로써 칩(10)을 상기 웨이퍼에 본딩한다. 본딩 헤드(100)가 칩(10)을 급속으로 가열하고 급속으로 냉각하므로, 상기 웨이퍼와 칩(10) 사이에 우수한 품질과 양호한 형상의 솔더를 형성할 수 있다. The bonding head 100 transfers the chip 10 and heats the chip 10 with a heating block 120 in a state in which it is in close contact with the wafer to melt the bumps of the chip 10 and then uses the cooling line 140 to melt the chip 10 . The chip 10 is bonded to the wafer by cooling the chip 10 . Since the bonding head 100 rapidly heats and rapidly cools the chip 10 , solder of excellent quality and good shape can be formed between the wafer and the chip 10 .

본딩 헤드(100)는 상기 칩(10)의 가열과 냉각을 신속하게 수행할 수 있으므로, 칩(10)을 상기 웨이퍼에 본딩하는 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다. Since the bonding head 100 can rapidly heat and cool the chip 10 , the efficiency of a process of bonding the chip 10 to the wafer can be improved.

실험예Experimental example

개구가 제1 냉각 라인의 영역을 노출하는 비율(%)Percentage that the opening exposes the area of the first cooling line (%) 냉각 소요 시간(sec)Cooling time (sec) 실험예1Experimental Example 1 00 5.45.4 실험예2Experimental Example 2 33.3333.33 3.53.5 실험예3Experimental Example 3 5050 4.64.6 실험예4Experimental Example 4 66.6666.66 4.84.8

표 1을 참조하면, 본딩 헤드(100)에서 가열 블록(120)의 개구(127)를 일정한 크기로 유지한 상태에서 베이스 블록(110)의 제1 냉각 라인(114)의 영역을 노출하는 비율을 변화시키면서 흡착판(130)을 일정 온도로 냉각하는데 소요되는 시간을 측정하였다. Referring to Table 1, the ratio of exposing the area of the first cooling line 114 of the base block 110 in the bonding head 100 while maintaining the opening 127 of the heating block 120 at a constant size While changing, the time required to cool the suction plate 130 to a constant temperature was measured.

개구(127)가 제1 냉각 라인(114)의 영역을 노출하지 않는 경우, 흡착판(13)의 냉각 소요시간은 5.4 초로 가장 길었고, 개구(127)가 제1 냉각 라인(114)의 영역을 33.33%, 즉 1/3 노출하는 경우 노출하는 경우, 흡착판(13)의 냉각 소요시간은 3.5초로 가장 짧았다. 또한, 개구(127)가 제1 냉각 라인(114)의 영역을 노출하지 않는 경우보다 개구(127)가 제1 냉각 라인(114)의 영역을 노출하는 경우, 흡착판(13)의 냉각 소요시간이 짧음을 알 수 있다. When the opening 127 does not expose the area of the first cooling line 114 , the cooling time of the suction plate 13 is the longest at 5.4 seconds, and the opening 127 covers the area of the first cooling line 114 by 33.33 %, that is, in the case of exposure to 1/3, the cooling time required for the suction plate 13 was the shortest at 3.5 seconds. In addition, when the opening 127 exposes the area of the first cooling line 114 than when the opening 127 does not expose the area of the first cooling line 114 , the cooling required time of the suction plate 13 is shorter. It can be seen that the short

즉, 개구(127)가 제1 냉각 라인(114)의 영역을 노출하는 경우, 제1 냉각 라인(142)을 통해 제공된 냉각 유체가 가열 블록(120)을 냉각하여 흡착판(130)을 간접적으로 냉각할 뿐만 아니라 흡착판(130)을 직접 냉각함으로써 흡착판(130)이 신속하게 냉각됨을 알 수 있다. That is, when the opening 127 exposes the region of the first cooling line 114 , the cooling fluid provided through the first cooling line 142 cools the heating block 120 to indirectly cool the suction plate 130 . In addition, it can be seen that the suction plate 130 is rapidly cooled by directly cooling the suction plate 130 .

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 본딩 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이고, 도 7은 도 6에 도시된 척 구조물을 설명하기 위한 평면도이며, 도 8은 도 6에 도시된 척 플레이트를 설명하기 위한 저면도이고, 도 9는 도 6에 도시된 A 부분을 확대한 확대 단면도이다. 6 is a schematic configuration diagram for explaining a bonding apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 7 is a plan view for explaining the chuck structure shown in FIG. 6, and FIG. 8 is a chuck plate shown in FIG. is a bottom view for explaining the , and FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of part A shown in FIG. 6 .

도 6 내지 도 9를 참조하면, 본딩 장치(300)는 본딩 헤드(100) 및 척 구조물(200)을 포함한다. 6 to 9 , the bonding apparatus 300 includes a bonding head 100 and a chuck structure 200 .

본딩 헤드(100)는 칩(10)을 척 구조물(200) 상의 이송하여 웨이퍼(20)에 본딩하기 위한 것으로, 베이스 블록(110), 가열 블록(120) 및 흡착판(130)을 포함한다. 도시되지는 않았지만, 본딩 헤드(100)는 칩(10)의 이송을 위해 수평 이동, 상하 이동, 회전, 반전 등이 가능하도록 구비될 수 있다. The bonding head 100 is for bonding the chip 10 to the wafer 20 by transferring the chip 10 on the chuck structure 200 , and includes a base block 110 , a heating block 120 , and a suction plate 130 . Although not shown, the bonding head 100 may be provided to enable horizontal movement, vertical movement, rotation, inversion, etc. for the transfer of the chip 10 .

본딩 헤드(100)에 대한 구체적인 설명은 도 1 내지 도 5에 도시된 본딩 헤드(100)와 실질적으로 동일하므로 생략한다. A detailed description of the bonding head 100 will be omitted because it is substantially the same as the bonding head 100 illustrated in FIGS. 1 to 5 .

또한, 본딩 헤드(100)는 칩(10)과 웨이퍼(20)의 본딩을 위해 흡착판(130)이 하방을 향하도록 배치될 수 있다. In addition, the bonding head 100 may be disposed such that the suction plate 130 faces downward for bonding the chip 10 and the wafer 20 .

척 구조물(200)은 웨이퍼(20)를 지지한다. 이때, 웨이퍼(20)에는 회로 패턴이 형성될 수 있다. The chuck structure 200 supports the wafer 20 . In this case, a circuit pattern may be formed on the wafer 20 .

척 구조물(200)은 가열 플레이트(210), 척 플레이트(220), 가이드 링(230), 클램프(240), 전원케이블(250) 및 온도 센서(260)를 포함한다. The chuck structure 200 includes a heating plate 210 , a chuck plate 220 , a guide ring 230 , a clamp 240 , a power cable 250 , and a temperature sensor 260 .

가열 플레이트(210)는 대략 원판 형태를 가지며, 외부로부터 인가되는 전원에 의해 열을 발생하는 발열체(212)를 내장한다. The heating plate 210 has a substantially disk shape and contains a heating element 212 that generates heat by power applied from the outside.

발열체(212)는 가열 플레이트(210)의 내측면에 일정한 패턴을 이루도록 구비될 수 있다. 발열체(212)의 예로는 전극층, 발열 코일 등을 들 수 있다. The heating element 212 may be provided to form a predetermined pattern on the inner surface of the heating plate 210 . Examples of the heating element 212 include an electrode layer, a heating coil, and the like.

가열 플레이트(210)는 상부면까지 연장하는 제3 진공 라인(214) 및 제4 진공 라인(215)을 갖는다. 제3 진공 라인(214)과 제4 진공 라인(215)은 각각 가열 플레이트(210)의 하부면 또는 측면에서 상기 상부면까지 연장할 수 있다. 제3 진공 라인(214)과 제4 진공 라인(215)은 각각 서로 연결되지 않는다. 제3 진공 라인(214)은 진공 펌프(미도시)와 연결되며, 웨이퍼(20)를 흡착하기 위한 진공력을 제공한다. 제4 진공 라인(215)은 진공 펌프(미도시)와 연결되며, 척 플레이트(220)를 흡착하기 위한 진공력을 제공한다. The heating plate 210 has a third vacuum line 214 and a fourth vacuum line 215 extending to the top surface. The third vacuum line 214 and the fourth vacuum line 215 may extend from a lower surface or a side surface of the heating plate 210 to the upper surface, respectively. The third vacuum line 214 and the fourth vacuum line 215 are not connected to each other, respectively. The third vacuum line 214 is connected to a vacuum pump (not shown), and provides a vacuum force for adsorbing the wafer 20 . The fourth vacuum line 215 is connected to a vacuum pump (not shown) and provides a vacuum force for adsorbing the chuck plate 220 .

가열 플레이트(210)는 상부면에 정렬 핀(216)을 갖는다. 정렬 핀(216)은 가열 플레이트(210)의 척 플레이트(220)를 정렬하기 위한 것으로, 복수 개가 구비될 수 있다. 정렬 핀(216)은 가열 플레이트(210)의 상부면 가장자리에 배치될 수 있다. The heating plate 210 has an alignment pin 216 on its top surface. The alignment pins 216 are for aligning the chuck plate 220 of the heating plate 210 , and a plurality of alignment pins 216 may be provided. The alignment pins 216 may be disposed on the edge of the top surface of the heating plate 210 .

또한, 가열 플레이트(210)는 상부면 가장자리를 따라 형성된 홈(218)을 갖는다. 홈(218)은 가이드 링(230)을 고정하는데 이용될 수 있다. The heating plate 210 also has a groove 218 formed along the top surface edge. The groove 218 may be used to secure the guide ring 230 .

척 플레이트(220)는 대략 원판 형태를 가지며, 가열 플레이트(210) 상에 놓여진다. 척 플레이트(220)는 상부면에 웨이퍼(20)를 지지한다. The chuck plate 220 has a substantially disk shape and is placed on the heating plate 210 . The chuck plate 220 supports the wafer 20 on its upper surface.

척 플레이트(220)는 웨이퍼(20)를 흡착하기 위해 제3 진공 라인(214)과 연결되는 제5 진공 라인(222)을 갖는다. The chuck plate 220 has a fifth vacuum line 222 connected to the third vacuum line 214 for adsorbing the wafer 20 .

제5 진공 라인(222)은 진공 홈(222a) 및 다수의 진공 홀(222b)들을 갖는다. The fifth vacuum line 222 has a vacuum groove 222a and a plurality of vacuum holes 222b.

진공 홈(222a)은 척 플레이트(220)의 하부면에 형성된다. 예를 들면, 진공 홈(222a)은 척 플레이트(220)의 하부면 중심을 기준으로 동심원 형태를 갖는 홈들과 방사상으로 연장하는 홈들이 결합된 형상을 갖거나, 원형 홈 형상을 가질 수 있다. 이때, 진공 홈(222a)은 상기 진공력의 누설을 방지하기 위해 척 플레이트(220)의 하부면 가장자리까지 연장하지 않는다. The vacuum groove 222a is formed in the lower surface of the chuck plate 220 . For example, the vacuum groove 222a may have a shape in which concentric grooves and radially extending grooves are combined with respect to the center of the lower surface of the chuck plate 220 , or may have a circular groove shape. At this time, the vacuum groove 222a does not extend to the edge of the lower surface of the chuck plate 220 in order to prevent leakage of the vacuum force.

척 플레이트(220)는 가열 플레이트(210) 상에 놓여지면서 진공 홈(222a)은 가열 플레이트(210)의 상부면에 의해 한정되어 공간을 형성한다. 또한, 진공 홈(222a)은 제3 진공 라인(214)과 연결된다. While the chuck plate 220 is placed on the heating plate 210 , the vacuum groove 222a is defined by the upper surface of the heating plate 210 to form a space. Also, the vacuum groove 222a is connected to the third vacuum line 214 .

진공 홀(222b)들은 척 플레이트(220)를 관통하여 진공 홈(222a)이 형성된 하부면에서 척 플레이트(220)의 상부면까지 연장한다. 진공 홀(222b)은 서로 이격되도록 배열된다. 예를 들면, 진공 홀(222b)들은 동심원 형상 또는 방사 형상으로 배열될 수 있다. The vacuum holes 222b penetrate the chuck plate 220 and extend from the lower surface where the vacuum groove 222a is formed to the upper surface of the chuck plate 220 . The vacuum holes 222b are arranged to be spaced apart from each other. For example, the vacuum holes 222b may be arranged in a concentric circle shape or a radial shape.

따라서, 제5 진공 라인(222)은 제3 진공 라인(214)과 연결되며, 제3 진공 라인(214)을 통해 제공되는 진공력으로 웨이퍼(20)를 흡착할 수 있다. Accordingly, the fifth vacuum line 222 is connected to the third vacuum line 214 , and the wafer 20 may be adsorbed by the vacuum force provided through the third vacuum line 214 .

또한, 척 플레이트(220)는 가열 플레이트(210)에 진공 흡착되도록 하부면에 제4 진공 라인(215)과 연결되도록 구비되는 진공 홈(223)을 갖는다. In addition, the chuck plate 220 has a vacuum groove 223 provided to be connected to the fourth vacuum line 215 on the lower surface so as to be vacuum-adsorbed to the heating plate 210 .

진공 홈(223)은 척 플레이트(220)의 하부면에 형성된다. 예를 들면, 진공 홈(223)은 척 플레이트(220)의 하부면 중심을 기준으로 동심원 형태를 갖는 홈들과 방사상으로 연장하는 홈들이 결합된 형상을 갖거나, 원형 홈 형상을 가질 수 있다. 이때, 진공 홈(223)은 상기 진공력의 누설을 방지하기 위해 척 플레이트(220)의 하부면 가장자리까지 연장하지 않는다. 또한, 도 8에 도시된 바와 같이 진공 홈(223)은 제5 진공 라인(222)과 서로 연결되지 않도록 형성될 수 있다. The vacuum groove 223 is formed in the lower surface of the chuck plate 220 . For example, the vacuum groove 223 may have a shape in which concentric grooves and radially extending grooves are combined with respect to the center of the lower surface of the chuck plate 220 , or may have a circular groove shape. At this time, the vacuum groove 223 does not extend to the edge of the lower surface of the chuck plate 220 in order to prevent leakage of the vacuum force. Also, as shown in FIG. 8 , the vacuum groove 223 may be formed not to be connected to the fifth vacuum line 222 .

척 플레이트(220)는 가열 플레이트(210) 상에 놓여지면서 진공 홈(223)은 가열 플레이트(210)의 상부면에 의해 한정되어 공간을 형성한다. 또한, 진공 홈(223)은 제4 진공 라인(215)과 연결된다. While the chuck plate 220 is placed on the heating plate 210 , the vacuum groove 223 is defined by the upper surface of the heating plate 210 to form a space. Also, the vacuum groove 223 is connected to the fourth vacuum line 215 .

진공 홈(223)은 제4 진공 라인(215)과 연결되며, 제4 진공 라인(215)을 통해 제공되는 진공력으로 척 플레이트(220)가 가열 플레이트(210) 상에 밀착되어 고정될 수 있다. 그러므로, 척 플레이트(220)의 뒤틀림이나 벤딩을 최소화하여 척 플레이트(220) 상의 웨이퍼(20)를 평탄하게 지지할 수 있다. The vacuum groove 223 may be connected to the fourth vacuum line 215 , and the chuck plate 220 may be fixed in close contact with the heating plate 210 by vacuum force provided through the fourth vacuum line 215 . . Therefore, the wafer 20 on the chuck plate 220 may be supported flatly by minimizing distortion or bending of the chuck plate 220 .

가열 플레이트(210)와 척 플레이트(220)는 제4 진공 라인(215) 및 진공 홈(223)을 통해 제공되는 상기 진공력에 의해 밀착된 상태를 유지할 수 있다. 그러므로, 가열 플레이트(210)와 척 플레이트(220)를 체결하기 위한 별도의 체결 부재가 불필요하다. The heating plate 210 and the chuck plate 220 may maintain a close contact state by the vacuum force provided through the fourth vacuum line 215 and the vacuum groove 223 . Therefore, a separate fastening member for fastening the heating plate 210 and the chuck plate 220 is unnecessary.

또한, 제3 진공 라인(214)과 제4 진공 라인(215)을 통해 제공되는 상기 진공력을 해제하여 가열 플레이트(210)와 척 플레이트(220)를 분리하여 교체할 수 있다. 그러므로, 척 구조물(200)의 유지 보수를 신속하게 수행할 수 있다. In addition, by releasing the vacuum force provided through the third vacuum line 214 and the fourth vacuum line 215 , the heating plate 210 and the chuck plate 220 may be separated and replaced. Therefore, the maintenance of the chuck structure 200 can be performed quickly.

한편, 가열 플레이트(210)의 상부면과 척 플레이트(220)의 하부면은 각각 약 10 ㎛를 초과하는 평탄도를 갖는 경우, 가열 플레이트(210)와 척 플레이트(220) 사이에 미세한 간격이 존재할 수 있다. 따라서, 가열 플레이트(210)와 척 플레이트(220) 사이를 통해 상기 진공력이 누설될 수 있다. On the other hand, when the upper surface of the heating plate 210 and the lower surface of the chuck plate 220 each have a flatness exceeding about 10 μm, a minute gap exists between the heating plate 210 and the chuck plate 220 . can Accordingly, the vacuum force may leak through between the heating plate 210 and the chuck plate 220 .

가열 플레이트(210)의 상부면과 척 플레이트(220)의 하부면은 각각 약 10 ㎛ 이하, 바람직하게는 7 ㎛ 이하의 평탄도를 갖는다. 이 경우, 가열 플레이트(210)와 척 플레이트(220)가 밀착될 수 있고, 가열 플레이트(210)와 척 플레이트(220) 사이를 통해 상기 진공력이 누설되는 것을 방지할 수 있다. The upper surface of the heating plate 210 and the lower surface of the chuck plate 220 each have a flatness of about 10 μm or less, preferably 7 μm or less. In this case, the heating plate 210 and the chuck plate 220 may be in close contact, and the vacuum force may be prevented from leaking through the space between the heating plate 210 and the chuck plate 220 .

척 플레이트(220)는 가열 플레이트(210)에서 발생한 열을 웨이퍼(20)로 전달한다. 이때, 칩(10)과 웨이퍼(20)의 본딩이 용이하게 이루어지도록 웨이퍼(20)는 약 140 내지 150 ℃의 온도로 유지될 수 있다. The chuck plate 220 transfers heat generated by the heating plate 210 to the wafer 20 . In this case, the wafer 20 may be maintained at a temperature of about 140 to 150° C. so that bonding between the chip 10 and the wafer 20 is easily performed.

가열 플레이트(210) 및 척 플레이트(220)는 각각 세라믹 재질로 이루어질 수 있다. 상기 세라믹 재질의 예로는 질화알루미늄(AlN)을 들 수 있다. 상기 질화알루미늄은 높은 열전도율을 가지므로, 발열체(212)에서 발생한 열이 가열 플레이트(210) 및 척 플레이트(220)에 균일하게 전달될 수 있다. 또한, 척 플레이트(220)의 온도 분포를 균일하게 하여 웨이퍼(20)를 균일하게 가열할 수 있다. Each of the heating plate 210 and the chuck plate 220 may be made of a ceramic material. An example of the ceramic material may be aluminum nitride (AlN). Since the aluminum nitride has high thermal conductivity, heat generated from the heating element 212 may be uniformly transmitted to the heating plate 210 and the chuck plate 220 . In addition, the wafer 20 may be uniformly heated by making the temperature distribution of the chuck plate 220 uniform.

척 플레이트(220)는 정렬 핀(216)을 수용하기 위한 수용홈(224)을 갖는다. 수용홈(224)은 가열 플레이트(210)의 정렬 핀(216)과 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 예를 들면 수용홈(224)도 척 플레이트(220)의 가장자리에 배치될 수 있다. The chuck plate 220 has a receiving groove 224 for receiving the alignment pin 216 . The receiving groove 224 may be formed at a position corresponding to the alignment pin 216 of the heating plate 210 . For example, the receiving groove 224 may also be disposed on the edge of the chuck plate 220 .

척 플레이트(220)가 가열 플레이트(210)의 상부면에 안착될 때, 가열 플레이트(210)의 정렬 핀(216)이 척 플레이트(220)의 수용홈(224)에 삽입될 수 있다. 따라서, 가열 플레이트(210)와 척 플레이트(220)가 정확하게 정렬될 수 있다. When the chuck plate 220 is seated on the upper surface of the heating plate 210 , the alignment pins 216 of the heating plate 210 may be inserted into the receiving grooves 224 of the chuck plate 220 . Accordingly, the heating plate 210 and the chuck plate 220 may be accurately aligned.

상기에서 가열 플레이트(210)에 정렬 핀(216)이 구비되고, 척 플레이트(220)에 수용홈(224)이 형성되는 것으로 설명되었지만, 가열 플레이트(210)에 수용홈이형성되고, 척 플레이트(220)에 정렬 핀이 구비될 수도 있다. Although it has been described in the above that the heating plate 210 is provided with the alignment pins 216 and the chuck plate 220 is provided with the receiving groove 224, the heating plate 210 is provided with the receiving groove, and the chuck plate ( 220) may be provided with an alignment pin.

또한, 척 플레이트(220)는 상부면 가장자리를 따라 형성된 홈(226)을 갖는다. 홈(226)은 클램프(240)가 안착되는데 이용될 수 있다. In addition, the chuck plate 220 has a groove 226 formed along the upper surface edge. The groove 226 may be used to seat the clamp 240 .

가이드 링(230)은 가열 플레이트(210)의 상면 가장자리를 따라 형성된 홈(218)에 걸리며 가열 플레이트(210)의 둘레를 가이드한다.The guide ring 230 is caught in the groove 218 formed along the upper edge of the heating plate 210 and guides the circumference of the heating plate 210 .

구체적으로, 가이드 링(230)은 걸림턱(232)을 가지며, 걸림턱(232)이 홈(218)에 걸림으로서 가이드 링(230)이 가열 플레이트(210)에 장착된다. Specifically, the guide ring 230 has a locking jaw 232 , and the guide ring 230 is mounted on the heating plate 210 as the locking jaw 232 is caught in the groove 218 .

한편, 가이드 링(230)의 상면과 가열 플레이트(210)의 상면은 동일한 높이에 위치할 수 있다. 이 경우, 가열 플레이트(210)에 가이드 링(230)을 장착한 상태에서 척 플레이트(220)를 가열 플레이트(210)의 상부면에 용이하게 안착시킬 수 있다. Meanwhile, the upper surface of the guide ring 230 and the upper surface of the heating plate 210 may be located at the same height. In this case, the chuck plate 220 may be easily seated on the upper surface of the heating plate 210 while the guide ring 230 is mounted on the heating plate 210 .

또한, 가이드 링(230)의 상면이 가열 플레이트(210)의 상면보다 높게 위치하는 경우, 척 플레이트(220)를 가열 플레이트(210)의 상부면에 안착할 때 가이드 링(230)을 정렬 기준으로 이용할 수 있다. In addition, when the upper surface of the guide ring 230 is positioned higher than the upper surface of the heating plate 210 , when the chuck plate 220 is seated on the upper surface of the heating plate 210 , the guide ring 230 is used as an alignment reference. Available.

클램프(240)는 척 플레이트(220)의 상부면 가장자리를 덮은 상태로 가이드 링에 고정된다. 클램프(240)는 체결 나사(242)에 의해 가이드 링(230)에 고정될 수 있다. The clamp 240 is fixed to the guide ring while covering the edge of the upper surface of the chuck plate 220 . The clamp 240 may be fixed to the guide ring 230 by a fastening screw 242 .

일 예로, 클램프(240)는 다수개가 구비되어 척 플레이트(220)의 상부면 가장자리를 부분적으로 덮을 수 있다. 다른 예로, 클램프(240)가 대략 링 형태를 가지며, 척 플레이트(220)의 상부면 가장자리를 전체적으로 덮을 수도 있다. For example, a plurality of clamps 240 may be provided to partially cover the edge of the upper surface of the chuck plate 220 . As another example, the clamp 240 may have a substantially ring shape and may entirely cover an edge of the upper surface of the chuck plate 220 .

클램프(240)가 척 플레이트(220)의 상부면 가장자리를 덮은 상태로 가이드 링(230)에 고정되므로, 클램프(240)가 척 플레이트(220)를 하방으로 가압할 수 있다. 따라서, 클램프(240)는 척 플레이트(220)를 가열 플레이트(210)에 밀착시킬 수 있다. Since the clamp 240 is fixed to the guide ring 230 while covering the edge of the upper surface of the chuck plate 220 , the clamp 240 may press the chuck plate 220 downward. Accordingly, the clamp 240 may attach the chuck plate 220 to the heating plate 210 .

클램프(240)는 걸림턱(244)을 가지며, 걸림턱(244)이 척 플레이트(220)의 홈(226)에 놓여질 수 있다. 따라서, 클램프(240)의 상면과 척 플레이트(220)의 상면을 동일한 높이에 위치시킬 수 있다. 그러므로, 클램프(240)의 방해없이 웨이퍼(20)를 척 플레이트(220)의 상부면으로 안정적으로 이송할 때 안착할 수 있다. The clamp 240 has a locking jaw 244 , and the locking jaw 244 may be placed in the groove 226 of the chuck plate 220 . Accordingly, the upper surface of the clamp 240 and the upper surface of the chuck plate 220 may be positioned at the same height. Therefore, when the wafer 20 is stably transferred to the upper surface of the chuck plate 220 without interference of the clamp 240 , it can be seated.

가이드 링(230) 및 클램프(240)는 각각 세라믹 재질로 이루어질 수 있다. 이때, 가이드 링(230) 및 클램프(240)는 가열 플레이트(210) 및 척 플레이트(220)보다 낮은 열전도율을 갖는 세라믹 재질이 사용될 수 있다. 예를 들면, 가이드 링(230) 및 클램프(240)는 산화알루미늄(Al2O3) 재질로 이루어질 수 있다. 상기 산화알루미늄은 상기 질화알루미늄보다 열전도율이 낮으므로, 가이드 링(230) 및 클램프(240)는 가열 플레이트(210) 및 척 플레이트(220)의 측면을 통한 열손실을 방지할 수 있다. Each of the guide ring 230 and the clamp 240 may be made of a ceramic material. In this case, a ceramic material having lower thermal conductivity than the heating plate 210 and the chuck plate 220 may be used for the guide ring 230 and the clamp 240 . For example, the guide ring 230 and the clamp 240 may be made of an aluminum oxide (Al2O3) material. Since the aluminum oxide has a lower thermal conductivity than the aluminum nitride, the guide ring 230 and the clamp 240 may prevent heat loss through the side surfaces of the heating plate 210 and the chuck plate 220 .

전원케이블(250)은 가열 플레이트(210)의 내부까지 연장하여 발열체(212)와 연결되며, 발열체(212)가 열을 발생시키기 위한 전원을 제공한다. The power cable 250 extends to the inside of the heating plate 210 and is connected to the heating element 212 , and provides power for the heating element 212 to generate heat.

온도 센서(260)는 가열 플레이트(210)의 외부에서 내부까지 연장하며, 발열체(212)의 온도를 측정한다. 온도 센서(260)에서 측정된 온도는 발열체(212)의 온도 제어에 이용될 수 있다. The temperature sensor 260 extends from the outside to the inside of the heating plate 210 and measures the temperature of the heating element 212 . The temperature measured by the temperature sensor 260 may be used to control the temperature of the heating element 212 .

온도 센서(260)의 예로는 열전대를 들 수 있다. An example of the temperature sensor 260 may be a thermocouple.

상기 척 구조물(200)은 웨이퍼(20)를 흡착하기 위한 진공력으로 가열 플레이트(210)와 척 플레이트(220)를 서로 밀착시킬 수 있다. 따라서, 가열 플레이트(210)와 척 플레이트(220)를 체결하기 위한 별도의 체결 부재가 불필요하다. The chuck structure 200 may bring the heating plate 210 and the chuck plate 220 into close contact with each other by vacuum force for adsorbing the wafer 20 . Accordingly, a separate fastening member for fastening the heating plate 210 and the chuck plate 220 is unnecessary.

또한, 상기 진공력만을 해제하여 가열 플레이트(210)와 척 플레이트(220)를 분리하여 교체할 수 있다. 그러므로, 척 구조물(200)의 유지 보수를 신속하게 수행할 수 있다. In addition, by releasing only the vacuum force, the heating plate 210 and the chuck plate 220 may be separated and replaced. Therefore, the maintenance of the chuck structure 200 can be performed quickly.

본딩 장치(300)는 척 구조물(200)을 이용하여 웨이퍼(20)를 고정하여 일정 온도로 가열한 상태에서 본딩 헤드(100)로 칩(10)을 이송하여 웨이퍼(20)에 밀착시킨 후, 본딩 헤드(100)로 칩(10)의 가열하여 칩(10)의 범프를 녹인 후 칩(10)을 냉각시킴으로써 칩(10)을 웨이퍼(20)에 본딩한다. 따라서, 칩(10)과 웨이퍼(20) 사이에 우수한 품질과 양호한 형상의 솔더를 형성할 수 있다. 또한, 칩(10)의 가열과 냉각을 신속하게 수행할 수 있으므로, 본딩 장치(300)를 이용한 칩(10)을 웨이퍼(20)에 본딩하는 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다. The bonding apparatus 300 fixes the wafer 20 using the chuck structure 200, transfers the chip 10 to the bonding head 100 in a state in which it is heated to a predetermined temperature, and attaches the chip 10 to the wafer 20, After the chip 10 is heated with the bonding head 100 to melt the bumps of the chip 10 , the chip 10 is cooled to bond the chip 10 to the wafer 20 . Therefore, it is possible to form solder of good quality and good shape between the chip 10 and the wafer 20 . In addition, since heating and cooling of the chip 10 can be quickly performed, the efficiency of a process of bonding the chip 10 to the wafer 20 using the bonding apparatus 300 can be improved.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that you can.

100 : 본딩 헤드 110 : 베이스 블록
120 : 가열 블록 130 : 흡착판
200 : 척 구조물 210 : 가열 플레이트
220 : 척 플레이트 230 : 가이드 링
240 : 클램프 300 : 본딩 장치
10 : 칩 20 : 웨이퍼100: bonding head 110: base block
120: heating block 130: sucker plate
200: chuck structure 210: heating plate
220: chuck plate 230: guide ring
240: clamp 300: bonding device
10: chip 20: wafer

Claims (15)

베이스 블록;
상기 베이스 블록 상에 구비되고, 외부로부터 인가되는 전원에 의해 열을 발생하여 칩의 범프를 가열하기 위한 발열체를 내장하며, 진공력을 제공하기 위해 상부면까지 연장하는 제1 진공 라인 및 제2 진공 라인을 갖는 가열 블록;
상기 가열 블록 상에 상기 제1 진공 라인의 진공력에 의해 고정되며, 칩을 진공력으로 고정하기 위해 상기 제2 진공 라인과 연결되는 진공홀을 갖는 흡착판; 및
상기 베이스 블록의 내부에서 상기 베이스 블록의 상부면까지 연장하며, 상기 가열 블록으로 냉각 유체를 제공하여 상기 칩의 범프를 냉각시킴으로써 솔더를 형성하기 위한 냉각 라인을 포함하고,
상기 가열 블록은 상기 칩의 범퍼를 추가적으로 냉각하기 위해 상기 냉각 라인의 냉각 유체가 상기 흡착판으로도 제공되도록 상기 냉각 라인을 부분적으로 노출하는 개구를 갖고,
상기 개구는 상기 가열 블록만을 상하로 관통하는 관통홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 헤드.base block;
A first vacuum line and a second vacuum that are provided on the base block and extend to the upper surface to provide a vacuum force and contain a heating element for heating the bump of the chip by generating heat by power applied from the outside. heating block with lines;
a suction plate fixed on the heating block by the vacuum force of the first vacuum line and having a vacuum hole connected to the second vacuum line to fix the chip by the vacuum force; and
a cooling line extending from the inside of the base block to an upper surface of the base block and providing a cooling fluid to the heating block to cool the bumps of the chip to form solder;
the heating block has an opening partially exposing the cooling line so that a cooling fluid of the cooling line is also provided to the suction plate for further cooling the bumper of the chip;
and the opening includes a through-hole penetrating only the heating block up and down. 제1항에 있어서, 상기 개구는 상기 냉각 라인의 영역 중 30% 내지 70%를 노출하는 것을 특징으로 하는 본딩 헤드. 2. The bonding head of claim 1, wherein said opening exposes 30% to 70% of an area of said cooling line. 제1항에 있어서, 상기 개구는 상기 가열 블록의 내측에서 측면까지 연장하는 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 헤드.The bonding head of claim 1, wherein the opening includes a groove extending from the inside to the side of the heating block. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 가열 블록의 상부면과 상기 흡착판의 하부면 중 적어도 하나에 상기 관통홀과 연결되도록 형성되며, 상기 냉각 라인을 통해 공급된 냉각 유체를 상기 가열 블록과 상기 흡착판 사이를 통해 외부로 배출하기 위한 연결홈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 헤드. According to claim 1, wherein at least one of the upper surface of the heating block and the lower surface of the suction plate is formed to be connected to the through hole, the cooling fluid supplied through the cooling line is passed between the heating block and the suction plate. Bonding head, characterized in that it further comprises a connection groove for discharging to the outside. 제1항에 있어서, 상기 흡착판의 손상이나 상기 칩 사이즈의 변경에 따라 상기 흡착판은 교체 가능한 것을 특징으로 하는 본딩 헤드.The bonding head according to claim 1, wherein the suction plate is replaceable according to damage to the suction plate or a change in the chip size. 제1항에 있어서, 상기 베이스 블록은,
금속 재질로 이루어지는 제1 블록; 및
상기 제1 블록 상에 구비되며, 가열 블록에서 발생한 열이 상기 제1 블록으로 전달되는 것을 감소시키기 위해 상기 가열 블록보다 낮은 열전도성을 갖는 세라믹 재질로 이루어지는 제2 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 헤드.According to claim 1, wherein the base block,
a first block made of a metal material; and
Bonding, which is provided on the first block and includes a second block made of a ceramic material having lower thermal conductivity than the heating block in order to reduce the transfer of heat generated in the heating block to the first block head. 제7항에 있어서, 상기 베이스 블록은,
상기 제1 블록과 상기 제2 블록 사이에 구비되며, 상기 제2 블록의 열이 상기 제1 블록으로 전달되는 것을 감소시키기 위해 세라믹 재질로 이루어지는 제3 블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 헤드. The method of claim 7, wherein the base block,
The bonding head further comprising a third block provided between the first block and the second block and made of a ceramic material to reduce the transfer of heat from the second block to the first block. 제1항에 있어서, 상기 가열 블록의 내부에 구비되며 상기 가열 블록의 온도를 감지하기 위한 온도 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 헤드. The bonding head according to claim 1, further comprising a temperature sensor provided inside the heating block to sense a temperature of the heating block. 웨이퍼를 지지하는 척 구조물; 및
베이스 블록과, 상기 베이스 블록 상에 구비되고, 외부로부터 인가되는 전원에 의해 열을 발생하여 칩의 범프를 가열하기 위한 발열체를 내장하며, 진공력을 제공하기 위해 상부면까지 연장하는 제1 진공 라인 및 제2 진공 라인을 갖는 가열 블록과, 상기 가열 블록 상에 상기 제1 진공 라인의 진공력에 의해 고정되며, 칩을 진공력으로 고정하기 위해 상기 제2 진공 라인과 연결되는 진공홀을 갖는 흡착판 및 상기 베이스 블록의 내부에서 상기 베이스 블록의 상부면까지 연장하며, 상기 가열 블록으로 냉각 유체를 제공하여 상기 칩의 범프를 냉각시킴으로써 솔더를 형성하기 위한 냉각 라인을 포함하며, 상기 흡착판이 하방을 향하도록 상기 척 구조물의 상방에 이동 가능하도록 배치되며, 상기 칩을 상기 웨이퍼에 본딩하는 본딩 헤드로 이루어지며,
상기 가열 블록은 상기 칩의 범퍼를 추가적으로 냉각하기 위해 상기 냉각 라인의 냉각 유체가 상기 흡착판으로도 제공되도록 상기 냉각 라인을 부분적으로 노출하는 개구를 갖고,
상기 개구는 상기 가열 블록만을 상하로 관통하는 관통홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 장치. a chuck structure supporting the wafer; and
A first vacuum line provided on the base block and provided on the base block, a heating element for heating the bump of the chip by generating heat by power applied from the outside, and extending to the upper surface to provide vacuum force and a heating block having a second vacuum line, and a suction plate fixed on the heating block by the vacuum force of the first vacuum line and having a vacuum hole connected to the second vacuum line to fix the chip by the vacuum force. and a cooling line extending from the inside of the base block to an upper surface of the base block and providing a cooling fluid to the heating block to cool the bumps of the chip to form solder, wherein the suction plate faces downward. a bonding head that is movably disposed above the chuck structure to bond the chip to the wafer;
the heating block has an opening partially exposing the cooling line so that a cooling fluid of the cooling line is also provided to the suction plate for further cooling the bumper of the chip;
The opening comprises a through-hole penetrating only the heating block up and down. 제10항에 있어서, 상기 척 구조물은,
외부로부터 인가되는 전원에 의해 열을 발생하는 발열체를 내장하며, 진공력을 제공하기 위해 상부면까지 연장하는 제3 진공 라인 및 제4 진공 라인을 갖는 가열 플레이트; 및
상기 가열 플레이트 상에 놓여지며, 상면에 웨이퍼를 지지하며, 상기 웨이퍼가 가열되도록 상기 가열 플레이트에서 발생한 열을 상기 웨이퍼로 전달하고, 상기 진공력으로 상기 웨이퍼를 흡착하기 위해 상기 제3 진공 라인과 연결되는 제5 진공 라인 및 상기 가열 플레이트에 진공 흡착되도록 하부면에 상기 제4 진공 라인과 연결되도록 구비되며, 상기 가열 플레이트의 상부면에 의해 한정되어 공간을 형성하는 진공 홈을 갖는 척 플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 장치. The method of claim 10, wherein the chuck structure,
a heating plate having a third vacuum line and a fourth vacuum line that has a built-in heating element that generates heat by power applied from the outside, and extends to an upper surface to provide a vacuum force; and
It is placed on the heating plate, supports the wafer on its upper surface, transfers heat generated by the heating plate to the wafer to heat the wafer, and connects with the third vacuum line to adsorb the wafer by the vacuum force a fifth vacuum line and a chuck plate provided to be connected to the fourth vacuum line on a lower surface so as to be vacuum-adsorbed by the heating plate, and having a vacuum groove defined by an upper surface of the heating plate to form a space Bonding device, characterized in that. 제11항에 있어서, 상기 척 구조물에서 상기 가열 플레이트의 상부면과 상기 척 플레이트의 하부면 중 어느 한 면에는 정렬 핀이 구비되고, 나머지 한 면에는 상기 정렬 핀을 수용하여 상기 가열 플레이트와 상기 척 플레이트를 정렬하기 위한 수용홈이 구비되는 것을 특징으로 하는 본딩 장치. The chuck structure of claim 11 , wherein an alignment pin is provided on one of an upper surface of the heating plate and a lower surface of the chuck plate in the chuck structure, and the other surface receives the alignment pin to accommodate the heating plate and the chuck. Bonding device, characterized in that the receiving groove for aligning the plate is provided. 제11항에 있어서, 상기 척 구조물은,
상기 가열 플레이트의 상면 가장자리를 따라 형성된 홈에 걸리며 상기 가열 플레이트의 둘레를 가이드하는 가이드 링 및
상기 척 플레이트의 상부면 가장자리를 덮은 상태로 상기 가이드 링에 고정되며, 상기 척 플레이트를 상기 가열 플레이트에 밀착시키는 고정시키는 클램프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 본딩 장치. The method of claim 11, wherein the chuck structure,
a guide ring caught in the groove formed along the upper edge of the heating plate and guiding the circumference of the heating plate; and
and a clamp fixed to the guide ring while covering an edge of an upper surface of the chuck plate, and fixing the chuck plate to be in close contact with the heating plate. 제13항에 있어서, 상기 클램프의 상면과 상기 척 플레이트의 상면이 동일한 높이에 위치하도록 상기 클램프는 상기 척 플레이트의 상면 가장자리를 따라 형성된 홈에 놓여지는 것을 특징으로 하는 본딩 장치. The bonding apparatus according to claim 13, wherein the clamp is placed in a groove formed along an edge of the upper surface of the chuck plate so that the upper surface of the clamp and the upper surface of the chuck plate are positioned at the same height. 제13항에 있어서, 상기 가열 플레이트 및 상기 척 플레이트의 측면을 통한 열손실을 방지하기 위해 상기 가이드 링 및 상기 클램프는 상기 가열 플레이트 및 상기 척 플레이트보다 열전도율이 낮은 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 본딩 장치. 14. The bonding apparatus according to claim 13, wherein the guide ring and the clamp are made of a material having lower thermal conductivity than the heating plate and the chuck plate in order to prevent heat loss through the side surfaces of the heating plate and the chuck plate. .
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