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KR20060122964A - 전자 소자 검사, 회전장치 및 방법 - Google Patents

전자 소자 검사, 회전장치 및 방법 Download PDF

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KR20060122964A
KR20060122964A KR1020067019217A KR20067019217A KR20060122964A KR 20060122964 A KR20060122964 A KR 20060122964A KR 1020067019217 A KR1020067019217 A KR 1020067019217A KR 20067019217 A KR20067019217 A KR 20067019217A KR 20060122964 A KR20060122964 A KR 20060122964A
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Abstract

전자소자를 회전시키기 위해 피벗포인트(17)에 피벗부(14)가 부착되어 있으며 그 피벗부(14)의 외측에는 기판(11)으로부터 하나의 전자소자를 들어올려 피벗부(14)의 회전운동(15, 16; 15a)동안 이를 보지하도록 제1 픽업요소(19)가 달려있는 전자소자, 특히 플립칩, 를 검사하고 회전시키는 장치가 개시되며, 이 장치에는 피벗부(14)의 외측에는 피벗 포인트(17)에 제2 픽업요소(19)와 반대되게 제2 픽업요소(20)이 배치됨으로서, 피벗부(14)가 180°회전할때(15, 16) 하나의 픽업요소(19, 20)이 기판(11)과 대향하고 상기 픽업요소(19, 20)사이에 관통개구부(28)이 배치됨으로서 그 관통개구부(28)은 피벗부(14)가 90°또는 270°회전(15, 16)할때 기판(11)과 대향되게 된다.
전자소자, 특히 플립 칩, 검사 및 회전방법이 또한 개시된다.

Description

전자 소자 검사, 회전장치 및 방법{DEVICE FOR INSPECTING AND ROTATING ELECTRONIC COMPONENTS}
본 발명은 전자 소자(electronic components)를 회전시키는 피벗 포인트에 피벗부가 부착되어 있으며 그 피벗부의 외측에는 기판으로부터 하나의 전자 소자를 픽업하여 피벗부가 회전하는 동안 이를 보지하는 전자소자, 특히 플립칩, 검사 및 회전시키는 장치 및 방법에 관한것이다.
플립 칩 원리에 기초한 방법에 있어서는, 웨이퍼내에 반도체 칩이 배열되어 있으며 그 웨이퍼는 다시 신장성 케리어 시이트상에 설정되어 있는 것과 같이, 서로서로 분리된 샌드위치상으로 배열된 각각의 전자소자 부품들이 케리어 시이트로부터 픽업되어 상면이 아래로 향하도록 회전됨으로서 다음의 다이 본드(die bond)나 다이 소트(die sort)를 위한 회전 위치에 두게하는 것이 알려져 있다.
이 목적을 위하여 하나의 칩이 소위 다이 이젝터(die ejector)라고 하는 니들(needle)로서 케리어 시이트의 반대면으로 부터 먼저 분리되며, 그리고 나서 앞이나 위로부터 앞으로 나온 진공 피펫같은 픽업요소로서 이송된다. 이를 위하여 상기 진공피펫은 통상적으로 피벗 포인터 주위를 선회하는 부품의 플립 헤드상에 플 립도구(flip tool)로서 배열되어 있으며 피벗부품이 180°회전하는 동안 선택된 칩을 보지한다.
180°회전이 된후, 이같이 회전된 칩은 그 이면에 픽-플레이스 요소(pick and-place element)로서 픽업된후 그 칩을 회전상황에서 바라는 위치로 예를들어 스마트카드 모듈내로 이송된다.
상기 칩이 픽업되기전에 원상태 보전을 위해 기판위에 여전히 정렬된 각 칩 표면을 체크하기 위해, 그리고 픽업전에 칩이 올바른 위치에 있는것을 체크할수 있도록, 웨이퍼 검사를 위한 피벗부 상부에는 예를들어 카메라 같은 제1 광학설비가 배열되어있다.
웨이퍼의 표면 및 상기 제1 광학설비와 웨이퍼 표면사이의 칩에 수직으로 설정된 광학연결라인이 최적화 체크를 위해 주요하기 때문에, 카메라는 픽업되어지는 칩 바로위에 배치된다. 이같은 이유로, 상기 피벗부는 소위 웨이퍼 검사가 수행될수 있도록 매번 칩이 픽업되기 전에 수직을 이룬 광학연결선 밖으로 회전되어 져야한다.
그 결과 각 플립칩에 대하여 다음의 순차발생방법 순서로 된다.
먼저, 카메라를 이용하여 픽업되어지는 칩의 표면 검사가 수행되어 져야한다. 그후 플립헤드에 부착된 진공 피펫을 이용하여 칩의 상면을 픽업하기 위해 플립헤드를 광학연결선으로 회전시킨다.
회전축이 광학연결선 외측으로 정렬된 피벗부를 이용하여 상기 칩을 상기 플 립 헤드가 그 광학연결선 외측에의 회전위치에 있도록 칩을 180°회전시킨다.
카메라 형태로 된 제2 광학설비를 이용한 칩위치에 대한 다른 체크가 플립된 칩의 플립 옵셋에 대한 데이타를 공급해야한다. 그후 상기 플립되었거나 회전된 칩은 그후 플레이스 헤드 형태의 플레이싱 설비(placing facility)로 이송되어 이송된 보정값을 근거로 플립 옵셋에 대한 보정이 이루어진다.
이같은 연속단계 순서는 칩을 검사하고 회전시키는 전체 공정을 위해 많은 시간을 필요로하게 되며 이에 따라 소자의 생산성을 저하시키며 그결과 생산단가를 높이게 되는 것이다.
이에 본 발명의 목적은 공정시간 및 생산단가가 감소될수 있는 전자 소자, 특히 전자 소자를 회전시키는 피벗부를 갖는 플립칩 같은 전자 소자의 검사 및 회전 장치 및 방법을 제공하는데 있다. 상기 목적은 청구항1 및 7에 기재된 바에 따라 성취될수 있다.
본 발명의 요지는 전자 소자를 회전시키는 피벗 포인트에 피벗부가 부착되어 있으며 그 피벗부의 외측에는 기판으로부터 하나의 소자를 들어 올리고 회전운동동안 이를 보지 하기 위해 제1 픽업요소가 고정되어 있으며, 각각의 경우에 하나의 픽업요소가 피벗부가 매 180°회전할때마다 기판을 향하도록 제2 픽업요소가 상기 피벗 포인트에 대하여 상기 제1 픽업요소 반대편 피벗부 상에 외측으로 배열되어 있는, 플립 칩 같은 전자 소자를 검사하고 회전시키는 장치에 있다.
상기 피벗부는 나아가 상기 픽업요소들 사이에 관통 개구부를 가짐으로써 그 관통 개구부가 피벗부가 90°또는 270°회전할 때 기판과 마주보게 되어있다.
이 방법으로, 피벗부가 180°회전하는 동안 표면검사를 위해 피벗부위에 배열된 제1 광학설비와 수직 배열된 관통개구부를 기초로 기판상에 배열된 다른 칩의 올바른 위치 사이에 광학 연결선을 첫번째 90°회전후 상기 제1 픽업요소에 의해 기판으로부터 칩이 픽업되며, 그리고 상기 피벗부위에 재배치 가능하게 배열된 플레이싱 설비상에 칩이 재치되고, 그 칩은 180°회전후 방향을 바꾸게 된다.
동시에, 진공피펫같은 제2 픽업요소를 이용하여 기판으로 부터 다른 소자가 픽업되는데, 이는 웨이퍼 표면위에 제2 픽업요소가 배열되어 있기 때문이다.
피벗부의 역방향으로 180° 회전시키면 상기 공정을 더 수행하게 된다.
웨이퍼 검사, 칩의 픽업 및 부착은 본 발명에 의한 피벗부의 한번의 180°회전 뿐만아니라 칩을 회전시키고 그리고 또한 다른 칩의 픽업내에 일어날 수 있기 때문에 시간이 절약된다. 그결과 기구의 생산성이 증대되고 제조 단가를 낮출수 있게 된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 피벗부의 제1 돌기에 제1 픽업요소가 고정되며, 제2 돌기에 제2 픽업요소가 고정된다. 그후 이들 돌기 사이에 그 긴 측면중 하나에 관통채널 개구부 같은 관통 개구가 형성될 수 있다.
그 결과 진공 피펫이 피벗부에 적정하게 고정되어 질수 있을 뿐만아니라 연마 공정에 의해 관통채널을 간단히 만드는 것도 가능하며 이에 따라 제조단가가 저하될수 있다. 덧붙여서 이같은 피벗부 설계는 관통채널의 경로에 수직으로 신장하는 회전축이 관통채널내에 제1 광학설비의 시야를 막지않고 배열될수 있게 한다.
제2 광학설비는 바람직하게는 앞서 회전되고 가능성 있게 부착된 칩의 올바른 위치를 검사하기 위한 카메라 형태로 배열됨으로써 플립 옵셋이 측정 될수 있으며 따라서 보정 데이타가 칩 위치 보정용 플레이싱 설비로 전달될수 있다.
제1 광학설비는 제1 광학설비와 검사되어지는 칩 사이의 광학 연결선 내로 관통개구부가 회전하거나 선회한후, 미리 설정가능한 시간 지연과 함께 활성화 된다.
이 수단에 의해 피벗부와 함께 회전하는 돌기에 의해 야기된 부분적으로 얼룩진 화상은 신뢰성 있게 회피 가능할 것이다.
이하 본 발명을 첨부 도면에 의해 설명한다.
도1에 도시된 바와같이, 종래의 피벗부(3)은 미도시된 각각의 반도체 칩을 다이 이젝터(die ejector)(2)에 의해 웨이퍼 또는 기판(1)로부터 분리시키기 위해 사용되었으며, 이 피벗부(3)은 그 좌측단에 피벗 포인트(4)를 형성하도록 도면 평면내로 돌출하는 회전축 설계로 인하여 제1 광학설비(7)과 웨이퍼 표면사이의 광학 연결선으로부터 상부에 픽업요소(6)이 배치된 플립헤드 내외로 선회 가능하게 한다.
상기 플립헤드의 실선은 픽업되어지는 칩의 픽업(pickup) 또는 픽(pick)위치를 나타내며, 반면 플립헤드(5)의 점선은 픽업공정후 플레이싱 설비(8)상의 부착(deposit) 또는 재치(place) 위치를 나타낸다.
마찬가지로 상기 플레이싱설비(8)은 회전된 칩을 예를들어 플레이싱 설비(8)을 이동시킴으로서 스마트 카드 모듈내로 이제 회전된 칩을 재치시키기 위해 예를들어 진공 피펫 형태로 된 픽업요소(9)를 갖는다.
이같은 피벗부는 한편으로는 오직 하나의 픽업 요소를 가지며, 다른 편으로는 앞서 기술된 바와 같은 시간이 많이 소요되는 순차방법을 필요로 한다.
도2에서는, 본 발명에 의한 반도체 칩 검사 및 회전장치의 개략 정면도가 도시되어 있다.
이에 따르면 웨이퍼 표면(11a)를 갖고 이로부터 다이 이젝터 (12)로서 각각의 반도체 칩이 아래로부터 위로 방출되는 웨이퍼 및 기판(11) 상부에 이로부터 피벗 포인트 (17) 주위로 (15), (16) 방향으로 회전하도록 피벗부(14)가 배치되어 있으며 이는 픽업되는 칩상부에 배열된다.
상기 웨이퍼는 양화살표(13)으로 나타낸 바와같이 X 또는 Y방향으로 기판(11)과 함께 이동될수 있다. 양단의 돌기 (18a)와 (18b) 상에서 피벗부(14)는 2개의 예를 들어 진공피펫 형태로된, 반대되는 방향의 픽업요소(19)(20)을 가지며, 이는 2개의 반도체칩을 동시에 픽업 및 부착시킬수 있게 한다. 제1 진공피펫(19)는 기판(11)로부터 반도체칩을 픽업할수 있는 반면, 제2 진공피펫(20)은 나아가 반도체 칩을 플레이싱 설비(21) 상에 부착시킨다. 그후 상기 플레이싱 설비(21)은 양화살표 방향(24)으로 나타낸 바와같이 측방향 이동한다.
거의 동시에 피벗부(14)는 앞서의 회전방향과 반대방향으로 피벗 포인트(17) 주위를 회전하며, 90°회전후 피벗부(14)내에 배열된 미도시 관통개구부가 제1 광학 설비(23)으로부터 피벗부(14)를 수직으로 통과하여 웨이퍼로 덮힌 기판(11)의 표면(11a)까지 나아가 반도체 칩까지 시야 채널(sight channel)(23a)를 형성한다.
이 시야채널은 카메라와 같은 광학설비에 의해 기판상에서 후에 픽업되어지는 반도체 칩의 표면 및 정확한 위치를 검사하기 위해 단시간 기록을 수행하는데 사용된다.
피벗부(14)가 180°회전을 하고 다시 90°회전을 하자마자 제2 진공 피펫(20)에 의한 다음 반도체칩의 픽업이 수행된다.
앞서 회전된 칩의 플립 옵셋을 검사하기 위해 플라이 카메라(25) 상에 다이 형태의 제2 광학설비가 배치된다.
플립 옵셋이 있는 경우, 이 설비는 상응하는 보정 데이타를 산출하여 이를 자기-조정 플레이트 요소(21)로 보낸다. 플레이스 요소(21)은 그후 인덱서(indexer)(26)내에 칩을 부착하며, 그 위치가 다른 카메라(27)에 의해 검사된다.
도3은 본 발명에 의한 전자 소자 검사 및 회전용 피벗부(14)의 일 실시예에 의한 사시도를 보여주는 도면이다
도시된 바와같이, 피벗부(14)에는 피벗부(14)가 회전되는 미도시된 회전축을 장착할수 있는 구멍을 갖는 피벗 포인트(17)이 구비되어있다.
돌기(18a) 및 (18b)는 예를들어 진공피펫같은 미도시된 픽업요소를 장착하기위해 사용된다.
관통 개구부(28)을 이경우 하나의 긴 측면상에 관통채널로 사용된다.
도4에 도시되어 있는 바와같이, 관통공(29)에 배열된 회전축 주위로 피벗부가 회전하는 동안 피벗부(14)는 돌기(18a)와 (18b)사이 거리의 최대 검사윈도를 가능하게 한다. 이거리는 예를들어 약 20㎜일수 있다.
피벗부(14)의 90°세팅을 지나 더 회전함에 따라, 검사윈도는 다시 수축되며 180°세팅에서 완전히 사라진다.
도5는 본 발명에 의한 장치의 기능을 개략적으로 보여주는 정면도이다. 카메라(23)과 기판(11) 사이에 배열되어 있는 피벗부(여기서는 상세히 도시되어 있지는 않음)는 회로(15a)내에서 이동하는 관통 개구부(28)을 포함한다.
상기 관통개구부(28)이 수직위치일때, 즉 여기 도시되어있지 않은 픽업요소가 수평으로 배열되어있을때, 광학연결선(23a)이 카메라(23)으로부터 기판위에서 옮겨질 반도체 칩까지 설정되어 질수 있다.
관통개구부(28)의 광학연결선(23a)내로의 간단한 선회내에서 이동되어지는 반도체 칩의 표면 및 위치에 관한 단시간 기록이 이루어진다. 피벗부가 화살표(15) 방향의 시계 반대방향으로 더 회전함에따라 도시되지 않은 픽업요소가 이동되는 칩까지 나아가 이를 픽업한다. 그후 반대방향 즉 화살표(16)의 시계 방향으로 픽업부가 180°회전하게 된다.
도16에는 관통개구부(28)을 갖는 피벗부(14)가 회전하는 동안 카메라(23)에 부여될수 있는 관찰/검사 영역을 개략적으로 나타낸 것이다.
피벅부 및 관통개구부(시계반대방향(부호31)과 시계방향(부호32)(화살표 33 및 34 로도 나타내어짐))가 전체 360°회전 함에 따라, 가능한 검사영역 35 및 36이 피벗부의 약 90°설정에서 형성된다.
카메라와 웨이퍼 사이의 광학연결선내로 관통개구부가 선회시 화상오염이 발생되지 않도록, 카메라는 각 섹션37 및 38로 나타내어짐과 같이 약 10m sec의 시간지연을 갖고 활성화 된다.
본 명세서에 개시된 모든 태양들은 본 발명의 핵심으로서 오직 예시된 것으로서 해석되어야 하며, 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다.
본 명세서에 기술된 바에 따라 이 분야에서 숙련된 자라면 본 발명의 범위내에서 그 변형이 가능한 것이다.
도1은 종래기술에 따라 반도체 칩 검사 및 회전장치의 개략 정면도
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 칩 검사 및 회전장치의 개략정면도
도3은 본 발명의 일 실시예에 따라 반도체 칩 검사 및 회전장치의 피벗부의 개략사시도
도4는 도3에 도시된 피벗부의 개략 측면도
도5는 본 발명에 의한 방법의 원리를 나타내는 개략도
도6은 피벗부내에서 좌 및 우측으로 회전된 관통개구부에 대한 검사영역을 보여주는 개략도
※ 도면의 주요 부위에 대한 부호의 설명
1, 11 기판(substrate)
2, 12 다이 이젝터(die ejector)
3 피벗부(pivoting part)
4, 17 피벗 포인트(pivotal point)
5 플립 헤드(flip head)
6 픽업 요소(pickup element)
7, 23 웨이퍼 광학 카메라
8, 21 플레이싱 설비(placing facility)
9 픽업 요소(pickup element)
11a 기판 표면
13 기판의 이동 방향
14 피벗부(pivoting part)
15, 15a, 16 회전운동
18a, 18b 제1 및 제2 돌기
19 제1 픽업 요소
20 제2 픽업 요소
22 진공 피펫
23 카메라
23a 광학 연결선
24 플레이싱 설비의 이동 방향
25 플라이 카메라상의 다이
26 인덱서(indexer)
27 플레이스 광학 카메라(place optics camera)
28 관통 채널(through channel)
29 관통 홀(drilled hole)
30 검사창의 최대거리
31, 32 피벗부의 전체 회전
33, 34 회전방향
35, 36 검사영역
37, 38 각섹션(angle sections)

Claims (10)

  1. 전자소자를 회전시키기 위한 피벗포인트(17)에 피벗부(14)가 부착되어 있으며, 그 피벗부(14)의 외부에는 기판(11)으로부터 하나의 전자소자를 픽업하여 그 피벗부(14)의 회전운동(15, 16; 15a)동안 이를 보지 하기 위한 제1 픽업요소(19)가 달려있는, 전자소자, 특히 플립칩, 검사 및 회전장치에 있어서, 상기 피벗부(14)에는 상기 피벗 포인트(17)에 대하여 상기 제1 픽업 요소(19)와 반대되는 쪽에 제2 픽업요소(20)이 배열되어 있으며, 각각의 경우 하나의 픽업요소(19, 20)은 피벗부(14)가 180°회전(15, 16)함에 대하여 상기 기판(11)과 대향하며, 피벗부(14)에는 픽업요소(19, 20)사이에 관통개구부(through opening)(28)이 배치되어 있으며, 그 관통개구부(28)은 피벗부(14)의 90° 혹은 270°회전(15, 16)에 대하여 기판(11)과 대향함을 특징으로 하는 전자소자 검사 및 회전장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 픽업요소(19)는 제1 돌기(18a)에 부착되어 있으며, 상기 제2 픽업요소(20)은 피벗부(14)의 제2 돌기(18b)에 부착되어 있음을 특징으로 하는 장치.
  3. 제2항에 있어서, 관통개구부(28)은 상기 관통채널(28)이 하나의 긴 측면에 개방함에 따라 상기 돌기(18a, 18b)사이에 형성됨을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항내지 3항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판(11)과 대향하는 피벗부(14)의 측면에, 기판(11)상에 배열된 전자소자가 픽업되어지기 전에 그 전자소자의 표면 및 올바른 위치를 광학 검사하기 위한 제1 광학 설비(23)가 배열되어 있음을 특징으로 하는 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 관통개구부(28)은 상기 피벗부(14)의 회전운동(15, 16)동안 상기 제1 광학설비와 상기 기판(11)상의 전자소자사이에 광학적 연결을 가능하게 하도록 형성되어 짐을 특징으로 하는 장치.
  6. 제1항내지 5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 회전되고 부착된 전자소자의 보정 위치를 검사하기 위한 제2 광학설비(25)가 배열됨을 특징으로 하는 장치.
  7. 기판(11)상에 배열된 하나의 소자에 대한 표면 및 올바른 위치를 검사하기 위하여 기판(11)과 제1 광학설비(23)사이에 위치한 피벗부(14)상에 배열되고 회전 위치에 부착된 제1 픽업요소(19)에 의해 기판(11)상에 배열된 샌드위치상의 전자소자들로부터 개별적으로 픽업되는 전자소자, 특히 플립칩, 를 검사하고 회전시키는 방법에 있어서,
    상기 피벗부(14)의 180°회전(15, 16)동안,
    상기 기판(11)상에 배열된 하나의 전자소자를 제1 픽업요소(19)로서 픽업하고, 광학적 설비(23)과 상기 피벗부(14)에 배열된 관통개구부(28)로서 상기 기판(11)상에 배열된 전자소자의 표면 및 올바른 위치를 검사하고,
    상기 피벗부(14)의 180°회전(15, 16)후 플레이싱 설비(21)상의 제1 픽업요소(19)에 의해 보지된 전자소자를 부착하고 동시에 상기 피벗부(14)상의 제1 픽업요소(19)와 외부적으로 대향되게 배열된 제2 픽업요소에 의해 상기 기판(11)상에 배열된 다른 각각의 전자 소자를 픽업함을 특징으로 하는 전자소자의 검사 및 회전방법.
  8. 제7항에 있어서, 180°회전(15)후 다른 방향으로 180°회전(16)됨을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 7항 및 8항중 어느 한 항에 있어서, 제2 광학설비(25)에 의해 회전되고 부착된 소자의 올바른 위치가 그 이송동안 혹은 그 이송후 검사하고 조정됨을 특징 으로 하는 방법.
  10. 제 7항 내지 8항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 광학설비(23)과 여전히 기판(11)상에 배열되어 있는 전자소자 사이에서 광학 연결선(23a)내로 관통개구부(28)이 회전한후 미리 설정가능한 시간지연(37, 38)을 두고 제1 광학설비(23)이 활성화됨을 특징으로 하는 방법.
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