KR101275862B1 - 반도체 제조 시스템 및 이의 제어방법 - Google Patents

반도체 제조 시스템 및 이의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 제조 시스템 및 이의 제어방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 반도체 패키지 제조 공정용 절단 및 핸들러 시스템과 이의 제어방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 반도체 스트립을 개별의 반도체 패키지로 절단하는 절단영역; 상기 절단영역에서 절단된 반도체 패키지를 세척하는 세척영역; 상기 세척영역에서 세척된 반도체 패키지를 건조하는 건조영역; 상기 건조영역에서 건조된 반도체 패키지의 불량여부를 3D 비젼검사장치를 통해 검사하는 비젼검사영역; 그리고 상기 비젼검사영역에서의 비젼검사결과에 따라 반도체 패키지를 분류하는 오프로드영역을 포함하여 이루어지고, 상기 비젼검사영역을 형성하는 베이스 프레임은, 상기 오프로드영역을 형성하는 베이스 프레임과 별도로 구비되어 지면에 대해서 독립적으로 지지됨을 특징으로 하는 반도체 제조 시스템을 제공할 수 있다.

Description

반도체 제조 시스템 및 이의 제어방법{semiconductor manufacturing system and a controlling method of the same}
본 발명은 반도체 제조 시스템 및 이의 제어방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 반도체 패키지 제조 공정용 절단 및 핸들러 시스템과 이의 제어방법에 관한 것이다.
최근 들어서 정보 통신, 컴퓨터 기술의 발달로 반도체의 고집적화가 진행되고 있고, 이러한 추세에 부응하여 반도체 패키지도 내부의 선로를 외부에 연결하기 위한 리드 프레임 대신에 솔더 볼 타입의 패키지나 MLF(micro leaded frame) 타입의 패키지가 주로 사용되고 있다.
이와 같이 제조되는 솔더 볼 타입의 패키지들 또는 MLF 타입의 패키지들은 직사각형 형태의 매트릭스 형태로 띠 모양을 이루므로 반도체 스트립(strip)이라 불린다. 물론, 이러한 반도체 스트립은 반도체 자재라 불리기도 한다.
따라서, 복수 개의 반도체 패키지들이 서로 연결되어 있는 상태를 반도체 자재라 할 수 있고, 반도체 자재에서 개개로 분리되어 유닛화된 것을 반도체 패키지라 할 수 있다.
상기 스트립 형태로 제조되는 패키지들은 그 활용을 위해 절단장치에 의해 개별적으로 분리되어질 필요가 있다.
반도체 자재들이 절단되어 반도체 패키지를 제조하는 장치를 반도체 절단 장치라 할 수 있고, 상기 절단된 반도체 패키지를 검사하여 분류하는 장치를 핸들러 장치라 할 수 있다.
상기 반도체 절단 장치와 핸들러 장치는 별도의 장치이지만, 반도체 패키지의 제조 속도를 높이기 위해 상기 반도체 절단 장치와 핸들러 장치는 결합되어 하나의 반도체 제조 시스템으로 구현되는 예가 많이 있다.
보다 구체적으로, 절단 장치, 절단된 반도체 패키지를 세척하는 세척장치, 세척된 반도체 패키지를 건조하는 건조장치 그리고 핸들러 장치가 복합적으로 결합되어 하나의 반도체 제조 시스템을 구현할 수 있다.
대한민국특허 제10-0574584에는 이러한 반도체 제조 시스템의 일례(이하 "종래 특허발명"이라 한다)가 제시되어 있다.
일반적으로 반도체 패키지는 2D 검사가 수행된다. 즉, 반도체 패키지의 상면이나 하면을 2D 비젼 카메라를 통해 불량 여부를 검사하게 된다. 물론, 종래 특허발명에는 이러한 2D 비젼 검사가 적용된 반도체 제조 시스템이 제시되어 있다. 구체적으로는 핸들러 장치에서 상기 2D 비젼 검사가 수행되는 반도체 제조 시스템이 제시되어 있다.
그러나, 특히 전술한 솔더 볼 타입의 반도체 패키지는 이러한 2D 검사만으로는 불량 여부를 제대로 판별할 수 없다. 왜냐하면 반도체 패키지에 형성된 솔더 볼은 입체적으로 구현되기 때문이다. 따라서, 종래 특허발명과는 별도로 3D 검사가 수행될 필요가 있었다.
구체적으로 솔더 볼 타입의 반도체 패키지는, 솔더 볼의 구비 여부(미싱(missing) 여부), 솔더 볼의 크기(좌우 외경), 솔더 볼과 반도체 패키지의 외각의 간격(오프 셋(offset) 그리고 반도체 패키지의 외각 크기 등이 2D 검사를 통해 판별할 수 있다.
그러나, 2D 검사만을 통해서는 솔더 볼의 높이(상하 외경), 반도체 패키지의 높이 그리고 복수 개의 솔더 볼들이 형성하는 공평면성(co-planarity)을 검사할 수 없기 때문에, 별도의 3D 검사를 요하게 된다.
따라서, 종래 특허발명과는 별도로 3D 검사 장치를 필요로 하며, 이로 인해 반도체 패키지가 최종적으로 제조되는데 많은 시간과 비용이 소요되는 문제가 있다.
그러므로, 종래 특허발명을 개선하여 제조 시간과 비용을 줄일 수 있는 반도체 제조 시스템 및 이의 제어방법의 필요성은 아무리 강조해도 지나치지 않을 것이다.
본 발명은 기본적으로 전술한 종래의 반도체 제조 시스템의 문제를 해결하고자 함을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예를 통해 반도체 제조에 소요되는 비용과 시간을 현저히 절약할 수 있는 반도체 제조 시스템 및 이의 제어방법을 제공하고자 함을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예를 통해 3D 비젼 검사를 구현할 수 있는 반도체 제조 시스템 및 이의 제어방법을 제공하고자 함을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예를 통해 특히 건조와 3D 비젼 검사에 소요되는 비용과 시간을 현저히 절약할 수 있는 반도체 제조 시스템 및 이의 제어방법을 제공하고자 함을 목적으로 한다.
전술한 목적을 구현하기 위해, 본 발명의 일실시예는, 반도체 스트립을 개별의 반도체 패키지로 절단하는 절단영역; 상기 절단영역에서 절단된 반도체 패키지를 세척하는 세척영역; 상기 세척영역에서 세척된 반도체 패키지를 건조하는 건조영역; 상기 건조영역에서 건조된 반도체 패키지의 불량여부를 3D 비젼검사장치를 통해 검사하는 비젼검사영역; 그리고 상기 비젼검사영역에서의 비젼검사결과에 따라 반도체 패키지를 분류하는 오프로드영역을 포함하여 이루어지고, 상기 비젼검사영역을 형성하는 베이스 프레임은, 상기 오프로드영역을 형성하는 베이스 프레임과 별도로 구비되어 지면에 대해서 독립적으로 지지됨을 특징으로 하는 반도체 제조 시스템을 제공할 수 있다.
상기 비젼검사영역을 형성하는 베이스 프레임은, 상기 절단영역을 형성하는 베이스 프레임과 별도로 구비되어 지면에 대해서 독립적으로 지지될 수 있다.
상기 비젼검사영역과 상기 오프로드영역은 통신, 전기, 제어 또는 동력 전달 수단을 통해 서로 연결되어 연동될 수 있다.
상기 시스템은 상기 각 영역에서의 작동 그리고 다른 영역에서의 작동과의 연동을 제어하는 제어부가 구비됨이 바람직하다. 그리고, 상기 제어부는 상기 비젼검사영역에서의 검사 작동 여부에 따라 상기 오프로드영역에서의 작동 속도 또는 작동 여부를 달리 제어함이 바람직하다.
구체적으로, 상기 제어부는 상기 비젼검사영역에서 검사 작동이 진행될 때, 상기 오프로드영역에서의 작동 속도를 늦출 수 있다. 또한, 상기 제어부는 상기 비젼검사영역에서 검사 작동이 진행될 때, 상기 오프로드영역에서의 작동을 정지시킬 수도 있다.
상기 건조영역과 비젼검사영역은 단일 영역을 이루는 것이 바람직하다. 물론, 이들 영역과 상기 오프로드영역은 서로 공간적으로 구분됨이 바람직하다.
상기 단일 영역에는, 세척이 완료된 반도체 패키지가 안착되며, 안착면이 경면 가공된 안착 플레이트; 건조를 위해 열을 발산하는 히터; 그리고 상기 안착 플레이트에 안착된 반도체 패키지를 검사하는 3D 비젼카메라가 구비될 수 있다.
또한, 상기 안착 플레이트에 상기 반도체 패키지가 안착된 상태에서 건조와 검사가 수행될 수 있다.
구체적으로 상기 안착 플레이트에 반도체 패키지가 안착된 후 상기 안착 플레이트가 이동하면서 건조가 수행될 수 있다. 그리고, 상기 안착 플레이트의 이동이 정지하면 검사가 수행될 수 있다.
전술한 목적을 구현하기 위해, 본 발명의 일실시예는, 반도체 스트립의 절단, 세척, 건조, 비젼검사 그리고 검사 결과에 따른 반도체 패키지의 분류가 순차적으로 진행되는 반도체 제조 시스템의 제어방법에 있어서, 3D 비젼검사를 수행하는 검사단계; 상기 검사단계의 결과에 따라 반도체 패키지의 분류가 수행되는 분류단계; 그리고 상기 분류단계에서 발생되는 진동이 상기 검사단계에 미치는 영향을 차단하기 위해, 상기 검사단계의 수행 시 상기 분류단계에서 발생 되는 진동을 완화하는 완화단계를 포함하여 이루어지는 반도체 제조 시스템의 제어방법이 제공할 수 있다.
상기 완화단계에서 상기 반도체 패키지의 분류 속도가 늦춰질 수 있다. 또한, 상기 완화단계에서 상기 반도체 패키지의 분류가 정지되는 것도 가능하다.
상기 완화단계에서 상기 반도체 스트립의 절단이 정지될 수도 있을 것이다.
상기 실시예는 상기 검사단계 전에 수행되는 건조단계를 더 포함하여 이루어지고, 안착면이 경면 가공된 안착 플레이트에 반도체 패키지가 안착된 상태에서 상기 건조단계와 검사단계가 수행될 수 있다.
전술한 목적을 구현하기 위해, 본 발명의 일실시예는, 반도체 패키지의 불량여부를 3D 비젼검사장치를 통해 검사하는 비젼검사영역; 상기 비젼검사영역에서의 비젼검사결과에 따라 반도체 패키지를 분류하는 오프로드영역; 그리고 상기 비젼검사영역에서 검사가 완료된 반도체 패키지를 상기 오프로드영역으로 이송하는 이송수단을 포함하여 이루어지고, 상기 비젼검사영역을 지면에 대해서 지지하고 완충시키는 구조는 상기 오프로드영역을 지면에 대해서 지지하고 완충시키는 구조와 독립적으로 구비된 반도체 제조 시스템을 제공할 수 있다.
상기 이송수단은 상기 오프로드영역에 구비될 수 있다.
전술한 목적을 구현하기 위해, 본 발명의 일실시예는, 반도체 스트립의 절단, 세척, 건조, 비젼검사 그리고 검사 결과에 따른 반도체 패키지의 분류가 순차적으로 진행되는 반도체 제조 시스템의 제어방법에 있어서, 절단에 의해 개별화된 반도체 패키지의 일면에 대해 3D 비젼검사를 수행하는 제1검사단계; 상기 반도체 패키지의 타면에 대해 비젼검사를 수행하는 제2검사단계; 및 상기 검사단계들의 검사결과에 따라 반도체 패키지를 분류하는 분류단계;를 포함하며, 상기 분류단계는 상기 제1검사단계와 시간적으로 중첩되지 않는 경우에 실시되는 제1분류단계와, 상기 제1검사단계와 시간적으로 중첩되는 경우에 실시되는 제2분류단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 시스템의 제어방법을 제공할 수 있다.
상기 제2분류단계에서의 반도체 패키지 분류 속도는 상기 제1분류단계에서의 반도체 패키지 분류 속도에 비해 속도가 낮을 수 있다. 또한, 상기 제2분류단계에서 상기 반도체 패키지의 분류가 정지될 수 있다. 물론, 상기 제2분류단계에서 상기 반도체 스트립의 절단이 정지될 수 있다.
상기 검사단계 전에 수행되는 건조단계를 더 포함될 수 있다. 그리고, 안착면이 경면 가공된 안착 플레이트에 반도체 패키지가 안착된 상태에서 상기 건조단계와 검사단계가 수행될 수 있다.
상기 안착 플레이트는, 위를 향하고 있는 반도체 패키지의 일면이 아래를 향하도록 180도 회전할 수 있다. 따라서, 상기 안착 플레이트에서 반도체 패키지의 일면과 타면이 모두 검사될 수 있다.
상기 반도체 패키지의 일면은 솔더 볼이 형성된 면일 수 있다.
전술한 목적을 구현하기 위하여 본 발명의 일실시예는, 반도체 스트립을 개별의 반도체 패키지로 절단하며, 상기 반도체 패키지의 일면을 세척하는 역할도 수행하는 절단영역; 상기 절단영역에서 절단된 반도체 패키지의 타면을 세척하는 세척영역; 상기 세척영역에서 세척된 반도체 패키지를 건조하는 건조영역; 상기 건조영역에서 건조된 반도체 패키지의 일면을 3D 비젼검사하는 제1검사영역; 상기 반도체 패키지의 타면을 검사하는 제2검사영역; 및 상기 검사결과에 따라 반도체 패키지를 분류하는 오프로드영역을 포함하며, 상기 제1검사영역을 형성하는 베이스 프레임은, 상기 오프로드영역을 형성하는 베이스 프레임과 별도로 구비되어 지면에 대해서 독립적으로 지지됨을 특징으로 하는 반도체 제조 시스템을 제공할 수 있다.
상기 제1검사영역을 형성하는 베이스 프레임은, 상기 절단영역을 형성하는 베이스 프레임과 별도로 구비되어 지면에 대해서 독립적으로 지지될 수 있다.
상기 제1검사영역과 상기 오프로드영역은 통신, 전기, 제어 또는 동력 전달 수단을 통해 서로 연결되어 연동될 수 있다.
상기 각 영역에서의 작동 그리고 다른 영역에서의 작동과의 연동을 제어하는 제어부가 구비될 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1검사영역에서의 검사 작동 여부에 따라 상기 오프로드영역에서의 작동 속도 또는 작동 여부를 달리 제어함이 바람직하다.
상기 제어부는 상기 제1검사영역에서 검사 작동이 진행될 때, 상기 오프로드영역에서의 작동 속도를 늦출 수 있다. 또한, 상기 제어부는 상기 제1검사영역에서 검사 작동이 진행될 때, 상기 오프로드영역에서의 작동을 정지시킬 수도 있다.
상기 건조영역과 제1검사영역은 단일 영역을 이룰 수 있다. 이 경우 제2검사영역은 오프로드영역에 포함될 수 있다.
전술한 실시예들은 설명되는 특징을 배타적이고 모순되지 않는 한, 복합적으로 가지거나 선택적으로 가질 수 있다.
본 발명에 따르면, 기본적으로 전술한 종래의 반도체 제조 시스템의 문제를 해결할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 반도체 제조에 소요되는 비용과 시간을 현저히 절약할 수 있는 반도체 제조 시스템 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 3D 비젼 검사를 구현할 수 있는 반도체 제조 시스템 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 특히 건조와 3D 비젼 검사에 소요되는 비용과 시간을 현저히 절약할 수 있는 반도체 제조 시스템 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 제조 시스템의 개략적인 평면도; 그리고
도 2는 도 1에 도시된 시스템에서 반도체 패키지의 건조가 완료된 상태를 도시한 평면도이다.
종래 특허발명에서는 핸들러 장치로 인해 당연히 3D 비젼 검사를 구현할 수 없다는 것이 당업계의 정설이었다.
구체적으로 반도체 패키지를 3D 검사할 때 요구되는 진동 수준이 10μm 정도이나, 상기 핸들러 장치에서 발생되는 진동 수준은 수백μm 정도에 이르기 때문에 종래 특허발명에서 3D 검사를 구현할 수 없다고 당업계에서는 받아들여져 왔다.
본 발명의 발명자는 이러한 종래의 관행을 타계하고자 종래 특허발명에서 3D 검사가 구현되지 못하는 이유에 대해 많은 연구를 하였으며, 이는 반도체 자재를 절단하는 절단 장치에서 발생되는 진동과 검사가 완료된 반도체 패키지를 분류하는 핸들러 장치에서 발생되는 진동이 가장 큰 요인임을 다시 한번 밝혀냈다.
특히, 상기 절단 장치보다는 핸들러 장치에서 발생되는 진동이 상대적으로 매우 크기 때문에 핸들러 장치에서의 진동이 주요인임을 밝혀냈다. 또한, 핸들러 장치에 비젼 검사 장치가 포함되어 있어 더더욱 3D 검사 구현이 난제임을 다시 한번 밝혀냈다.
이러한 요인을 밝혀낸 후 본 발명의 발명자는 이를 극복하기 위한 다양한 방안을 연구하였고, 이러한 연구 결과 3D 비젼 검사를 구현할 수 있는 반도체 제조 시스템 및 이의 제어방법을 발명할 수 있게 되었다.
따라서, 본 발명의 실시예는 전술한 종래 특허발명과 많은 부분 유사할 수 있다. 그리고, 본 발명의 실시예에 구현된 본 발명의 기술 사상과 모순되거나 배타적인 사항을 제외하고 본 발명의 실시예는 종래 특허발명과 동일하거나 유사한 사항을 포함할 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 제조 시스템을 개략적으로 도시한 평면도이다.
본 실시예에 따른 반도체 제조 시스템은 반도체 패키지의 제조 공정이나 단계에 따라 복수 개의 작업 영역 내지는 작동 영역을 포함하여 이루어진다.
구체적으로 반도체 패키지의 불량 여부를 3D 비젼검사장치를 통해 검사하는 비젼검사영역(500)과 비젼검사결과에 따라 반도체 패키지를 분류하는 오프로드영역(600)을 포함하여 이루어진다. 그리고, 상기 비젼검사영역(500)과 오프로드영역(600)은 공간적으로 서로 이격되도록 구비됨이 바람직하다. 그리고, 후술하는 바와 같이 구조적으로도 서로 독립되도록 구비됨이 바람직하다.
그리고, 상기 비젼검사영역(500)에서 검사가 완료된 반도체 패키지들(20)을 상기 오프로드영역(600)으로 이송하는 이송수단(420)을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 오프로드영역(600)에서는 오프로드 픽커(620)를 통해 반도체 패키지들을 분류하게 된다. 즉, 상기 오프로드 픽커(620)는 좌우 및/또는 상하로 이동하여 검사를 통과한 반도체 패키지들과 그렇지 못한 패키지들을 서로 분류하여 적재하게 된다. 따라서, 반도체 제조 시스템에서의 공정을 끝내기 때문에 이를 오프로드라 할 수 있다.
상기 비젼검사영역(500)에서는 안착 플레이트(410)에 상기 반도체 패키지가 안착된 상태에서 3D 비젼카메라(510)와 안착 플레이트(410)의 상대 운동으로 비젼검사가 수행되므로 상기 3D 비젼카메라(510)와 상기 안착 플레이트(410)는 저속으로 이동하며, 이동 거리가 매우 작으므로 진동이 거의 발행하지 않는다.
하지만, 오프로드영역(600)에서는 오프로드 픽커(620)의 작동에 의하여 한번에 처리될 수 있는 반도체 패키지의 수가 제한되어 있으므로, 상기 오프로드 픽커(620)는 매우 빠른 속도로 좌우 및/또는 상하로 일정 거리를 왕복하며 검사를 통과한 반도체 패키지들과 그렇지 못한 반도체 패키지들을 서로 분류하여 적재하여야 한다. 따라서, 상기 오프로드 픽커(620)는 초고속으로 이동하며, 이동 거리도 길기 때문에 이로 인해 발생되는 진동 수준이 매우 높게 된다.
이러한 높은 수준의 진동은 상기 비젼검사영역(500)으로 전달될 수 있으며, 이로 인해 비젼검사영역(500)에서 3D 비젼검사가 용이하지 않게 된다. 따라서, 이러한 진동 전달을 최소화하기 위하여 구조적으로 진동 전달 메카니즘을 차단할 필요성이 있게 된다.
구체적으로, 상기 비젼검사영역(500)과 오프로드영역(600)을 구성하는 각각의 베이스 프레임들이 서로 구조적으로 단절되고 독립되는 것이 바람직하다.
예를 들어, 상기 비젼검사영역(500)을 형성하는 베이스 프레임(501)은 상기 오프로드영역(600)을 형성하는 베이스 프레임(601)과 별도로 구비될 수 있다. 그리고 이러한 베이스 프레임들은 지면에 대해서 서로 독립적으로 지지됨이 바람직하다. 따라서, 오프로드영역(600)에서 발생되는 진동이 상기 비젼검사영역(500)으로 전달되는 것을 최소화할 수 있다. 이로 인해, 상기 비젼검사영역(500)에서 3D 비젼검사를 수행할 수 있게 된다.
여기서, 상기 비젼검사영역(500)에서 3D 비젼 검사뿐만 아니라 일반적인 2D 검사를 수행하는 것도 가능하다.
예를 들어, 3D 비젼검사가 먼저 수행되고 2D 검사가 수행될 수 있고, 이러한 검사는 서로 구분될 수 있다.
구체적으로, 반도체 패키지의 일면에 대해 3D 비젼검사를 수행하고, 이후, 상기 반도체 패키지의 타면에 대해 비젼검사를 수행할 수 있다. 후자의 검사는 2D 검사일 수 있다.
전술한 바와 같이, 반도체 패키지의 일면에는 복수 개의 솔더 볼이 형성될 수 있으며, 이러한 솔더 볼의 입체적 형상으로 인해 3D 비젼 검사를 수행하는 것이 바람직하다. 그러나, 반도체 패키지의 타면에는 제조사나 품명 등의 정보가 마킹되며, 이러한 마킹에 대한 검사는 2D 비젼 검사로 충분하게 된다.
여기서, 상기 3D 비젼 검사는 진동에 큰 영향을 받지만 2D 비젼 검사는 상대적으로 진동에 큰 영향을 받지 않는다. 따라서, 3D 비젼 검사 단계와 2D 비젼 검사 단계가 수행될 때의 후술하는 분류 단계는 상대적으로 달리 제어됨이 바람직하다.
상기 비젼검사영역(500)에서 검사가 종료된 반도체 패키지들(20)은 전술한 이송수단(420)을 통해 오프로드영역(600)으로 이송된다. 상기 이송수단(420)은 복수 개의 패키지를 한번에 이송하기 때문에 편의상 패키지 픽커(520)라 할 수 있다. 상기 패키지 픽커(520)도 오프로드 픽커(520)와 마찬가지로 좌우 및/또는 상하로 일정 거리를 왕복 이동하면서 검사가 종료된 반도체 패키지들(20)을 오프로드영역(600)으로 이송하기 때문에 진동 발생의 또 다른 요인이 될 수 있다. 따라서, 상기 패키지 픽커(520)는 상기 오프로드영역(600)에 구비되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 시스템은 서로 연동되도록 제어되며, 하나의 공정이 다음 공정으로 순차적으로 이어져야 한다. 따라서, 상기 비젼검사영역(500)과 오프로드영역(600)은 기본적인 구조상 서로 분리되는 것이 바람직하나, 부가적인 구성들을 통해 서로 연결됨이 바람직하다.
구체적으로, 통신, 전기, 제어 또는 동력 전달 수단을 통해 상기 비젼검사영역(500)과 오프로드영역(600)은 서로 연결되어 연동됨이 바람직하다. 여기서, 상기 동력 전달 수단은 공압이나 유압을 전달하는 배관 라인을 포함한다.
따라서, 상기 비젼검사영역(500)과 오프로드영역(600)은 지면에 대하여 각각의 영역을 고정시키고 완충시키는 구조가 서로 독립적으로 구비됨이 바람직하다. 다시 말하면, 양 영역이 서로 공간적으로 구분되고 이들을 각각 지지하고 완충하는 구조는 서로 독립적인 것이 바람직하다.
한편, 본 실시예에 따른 시스템은 반도체 스트립(10)을 개별의 반도체 패키지(20)로 절단하는 절단영역(200), 상기 절단영역에서 절단된 반도체 패키지(20)를 세척하는 세척영역(300) 그리고 상기 세척영역에서 세척된 반도체 패키지(20)를 건조하는 건조영역(400)을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따르면 반도체 스트립의 절단, 세척, 건조, 비젼검사 그리고 비젼검사 결과에 따라 반도체 패키지의 분류가 순차적으로 진행되는 반도체 제조 시스템을 제공하는 것이 가능하다.
또한, 본 실시예에 따른 시스템은 복수 개의 반도체 스트립을 수용하는 온로드영역(100)을 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 온로드영역(100)에 수용된 반도체 스트립들(10)이 순차적으로 상기 절단영역(200)으로 공급되어 가공된다.
여기서, 상기 온로드영역(100)도 마찬가지로 베이스 프레임(101)을 포함하여 이루어질 수 있고, 전술한 절단영역도 마찬가지로 별도의 베이스 프레임을 포함하여 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 절단영역을 형성하는 베이스 프레임은 상기 비젼검사영역을 형성하는 베이스 프레임(501)과 별도로 형성될 수도 있다. 그러나, 도 1에 도시된 바와 같이, 하나의 베이스 프레임(501) 내에 상기 절단영역(200), 세척영역(300), 건조영역(400) 그리고 비젼검사영역(500)이 구비될 수도 있을 것이다.
전술한 바와 같이, 베이스 프레임들이 서로 독립적으로 구비되는 경우 이들의 지지구조, 그리고 완충이나 방진 구조들은 서로 독립적으로 구비되는 것이 바람직할 것이다.
이러한 구조적인 진동 완화 특징과 복합적으로 또는 독립적으로 진동을 완화하기 위한 방법적 측면의 접근 또한 가능하다.
본 실시예에 따른 시스템은 전술한 각 영역에서의 작동이 제어되어야 하며, 다른 영역에서의 작동들은 서로 연동되어야 한다. 왜냐하면 이러한 작동들이 순차적으로 진행되어야 하기 때문이다. 이러한 각 영역에서의 작동, 그리고 다른 영역에서의 작동과의 연동을 제어하기 위해 상기 시스템은 제어부(미도시)를 포함함이 바람직하다.
상기 제어부는 진동이 문제가 되는 시점에 문제되는 진동을 발생시키는 작동을 제어한다. 다시 말하면, 발생되는 진동 수준을 완화하거나 억제하는 제어를 수행하게 된다.
보다 구체적으로, 상기 제어부는 상기 비젼검사영역(500)에서의 검사 작동 여부에 따라 상기 오프로드영역(600)에서의 작동 속도 또는 작동 여부를 달리 제어함이 바람직하다. 구체적으로는 비젼검사영역에서 수행되는 검사 단계에 따라 오프로드영역(600)에서의 작동 속도 또는 작동 여부를 달리 제어함이 바람직하다.
질량을 가진 물체는 이동 속도가 증가함에 따라 큰 진동이 발생된다. 따라서, 물체의 이동 속도를 감소시키거나 아예 멈추는 것을 통해 진동을 억제하거나 줄이는 것이 가능하다.
이러한 원리를 통해 상기 제어부는 비젼검사영역(500)에서 검사가 수행될 때, 상기 오프로드영역(600)에서의 작동 속도를 늦추거나, 작동을 정지시키는 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 오프로드영역(600)에서 오프로드 픽커(620)의 작동 속도를 늦추거나, 작동을 정지시키는 것이 바람직하다.
본 실시예에 따른 반도체 제조 시스템의 제어방법을 보다 상세히 설명한다.
먼저, 3D 비젼검사가 수행된다. 즉, 절단에 의해 개별화된 반도체 패키지들에 대해서 3D 비젼 카메라(510)를 통해 필요한 검사 항목을 검사하고, 검사 결과를 제어부로 송신한다. 이러한 단계를 통해 제어부는 어느 위치에 있는 어떠한 반도체 패키지가 정상 또는 비정상인지 파악할 수 있다. 물론, 이러한 3D 비젼검사는 비젼검사영역(500)에서 수행됨이 바람직하다.
상기 3D 비젼검사를 원활히 수행하기 위해서는 발생되거나 전달되는 진동 수준이 매우 정밀하게 제어되어야 함은 전술한 바와 같다.
비젼검사가 모두 완료되면 상기 반도체 패키지들은 오프로드영역(600)에서 상기 검사단계에서의 검사 결과에 따라 분류된다. 즉, 정상과 비정상인 반도체 패키지들이 서로 구분되어 오프로드된다. 이러한 분류 단계 또는 오프로드 단계에서 매우 큰 수준의 진동이 발생된다.
따라서, 상기 분류 단계에서 발생되는 진동이 상기 검사단계에 미치는 영향을 차단하기 위해, 상기 검사단계의 수행 시 상기 분류단계에서 발생되는 진동을 완화하는 완화단계가 수행됨이 바람직하다.
상기 제어부는 미리 설정된 공정 순서에 따라 또는 별도의 센서들을 통해 3D 검사가 수행되는 시점 또는 수행되는지 여부를 파악할 수 있다. 따라서, 상기 제어부는 3D 검사가 수행되는 시점 또는 수행될 때 상기 완화단계가 수행되도록 제어함이 바람직하다.
구체적으로, 상기 제어부는 상기 완화단계에서 상기 반도체 패키지의 분류 속도를 늦추거나 정지시킬 수 있다. 따라서, 상기 분류단계에서 발생되는 진동에 의한 영향이 상기 검사단계로 미치는 것을 현저히 줄일 수 있게 된다.
전술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 시스템은 반도체 스트립을 절단하는 절단단계를 포함할 수 있으며, 절단된 반도체 패키지를 세척하고 건조하는 단계도 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 절단단계에서도 진동이 발생될 수 있으며, 이러한 진동이 상기 검사단계에 영향을 미칠 수도 있다. 따라서, 상기 완화단계에서는 상기 절단단계가 정지되도록 제어하는 것도 가능할 것이다.
상기 검사단계와 분류단계는 복수 개의 단계들로 나뉠 수 있다. 구체적으로 상기 검사단계는 3D 비젼검사를 수행하는 제1검사단계와 2D 비젼검사를 수행하는 제2검사단계를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 분류단계 또는 상기 완화단계는 상기 제1검사단계와 제2검사단계의 진행 여부에 따라 달리 제어될 수 있다. 예를 들어, 정속으로 반도체 패키지의 분류가 수행되는 단계는 제1분류단계라 하고, 진동을 줄이기 위한 단계를 제2분류단계라 할 수 있다. 따라서, 상기 제2분류단계를 완화단계라 할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1검사단계에서는 진동의 영향이 크고 제2검사단계에서는 진동의 영향이 상대적으로 작다. 따라서, 상기 제1분류단계는 상기 제1검사단계와 시간적으로 중첩되지 않는 경우에 실시됨이 바람직하다. 그리고, 상기 제2분류단계는 상기 제1검사단계와 시간적으로 중첩되는 경우에 실시됨이 바람직하다.
여기서, 상기 제2분류단계는 반도체 패키지의 분류 속도를 낮추거나 정지시키는 단계일 수 있다. 따라서, 상기 제2분류단계에서의 분류 속도는 상기 제1분류단계에서의 분류 속도보다 낮은 것이 바람직하다. 마찬가지 이유로, 상기 제2분류단계에서는 상기 반도체 패키지의 절단 단계가 정지됨이 바람직할 것이다.
이하에서는 도 1을 참조하여 본 실시예에 적용될 수 있는 반도체 패키지의 제조 단계에 대해서 간략하게 설명한다.
온로드영역(100)에 적재된 복수 개의 반도체 스트립(10)은 순차적으로 스트립 픽커(140)를 통해 절단 테이블(210)로 이송된다. 상기 절단 테이블(210)은 전후 이동과 회전 이동이 가능하도록 구비될 수 있다. 따라서, 이러한 이동을 통해 상기 절단 테이블(210)에 놓인 반도체 스트립(10)은 가로 절단과 세로 절단을 통해 개별의 반도체 패키지가 제조된다. 물론, 이러한 절단은 소잉(sawing) 장치(230)를 통해 수행될 수 있다.
절단이 완료된 반도체 패키지들(20)은 패키지 픽커(240)를 통해 세척영역(300)으로 이송된다. 그리고, 세척이 완료된 반도체 패키지들(20)은 다시 건조 영역(400)으로 이송된다. 이때 상기 패키지 픽커(240)를 통해 상기 반도체 패키지들(20)이 세척영역에서 건조영역으로 이송될 수 있다.
건조영역(400)에서 상기 반도체 패키지들이 건조되며, 건조가 완료되면 상기 반도체 패키지들은 비젼검사영역(500)에 이송된 상태가 된다.
건조영역(400)과 비젼검사영역(500)의 구체적인 사항은 후술한다.
비젼검사영역(500)에서 검사가 완료된 반도체 패키지들은 패키지 픽커(520)를 통해 오프로드영역(600)으로 이송되며, 이후 오프로드 픽커(620)를 통해 검사 결과에 따라 분류된다.
따라서, 전술한 제조 단계를 통해 반도체 자재에서 검사가 완료된 개별의 반도체 패키지가 순차적으로 제조될 수 있다. 그리고, 3D 비젼검사를 수행할 수 있기 때문에 별도의 검사 장치나 검사 단계를 생략할 수 있어 전체적으로 반도체 패키지를 제조하는데 소요되는 비용과 시간을 현저히 줄일 수 있게 된다.
이하에서는, 건조영역(400)과 비젼검사영역(500)에 대해서 상세히 설명한다.
종래 특허발명에서는 건조영역(400)과 비젼검사영역(500)이 명확히 구분되었다. 즉, 건조가 완료된 반도체 패키지들을 패키지 픽커(520)를 통해 오프로드영역(600)으로 이송시킨 후 2D 검사가 수행되었다. 다시 말하면, 비젼검사영역(500)은 오프로드영역(600)에 포함되는 영역이라 할 수 있다.
그러나, 본 발명의 실시예에서는 건조영역(400)과 비젼검사영역(500)은 동일 영역 내에 포함됨이 바람직하다. 그리고, 비젼검사가 완료된 반도체 패키지들이 상기 오프로드영역(600)으로 이송되도록 함이 바람직하다. 또한, 상기 비젼검사영역(500)과 오프로드영역(600)은 공간적으로 서로 구분됨이 바람직하다.
먼저, 세척이 완료된 반도체 패키지들은 패키지 픽커(240)를 통해서 건조영역(400)으로 이송된다. 이때 상기 반도체 패키지들은 안착 플레이트(410)에 안착된다.
상기 안착 플레이트(410)는 안착면이 경면 가공되어 매우 정밀한 표면 거칠기를 갖고 있다. 따라서, 안착면의 불규칙으로 인한 오차를 현저히 줄일 수 있다. 아울러, 광의 굴절로 인한 오차를 현저히 줄일 수 있다. 이러한 안착면의 특성상 상기 안착 플레이트(410)는 3D 비젼검사가 수행되는 기준면으로 매우 효과적이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 안착 플레이트(410)에 안착된 반도체 패키지들은 건조를 위해 이송수단(420)을 통해 이송된다. 즉, 이송이 진행되면서 건조가 수행된다. 이러한 건조를 위해 열을 발산하는 히터(미도시)가 구비될 수 있다.
이송이 진행되어 건조가 완료되면 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 반도체 패키지들은 상기 안착 플레이트(410)에 안착된 상태로 3D 비젼검사를 받게 된다.
이를 구현하기 위해서 상기 안착 플레이트의 상부에 3D 비젼카메라(510)와 조명장치(미도시)가 구비될 수 있고, 상기 3D 비젼카메라의 설치 및/또는 이동을 위한 크로스 바(cross bar) 구조(530)가 형성될 수 있다.
따라서, 건조와 3D 비젼 검사를 동일한 플레이트(410)에서 수행하는 것이 가능하므로, 건조와 3D 비젼 검사에 소요되는 비용과 시간을 현저히 줄이는 것이 가능하게 된다. 그리고, 구조적으로 비젼검사영역(500)과 오프로드영역(600)을 구분하는 것이 가능하여 3D 비젼검사를 구현할 수 있게 된다.
상기 3D 비젼검사가 종료되면 상기 안착 플레이트는 상하가 반전되도록 180도 회전할 수 있다. 즉, 위로 향하고 있는 반도체 패키지의 일면이 아래를 향하도록 180도 회전하는 것이 가능하다.
따라서, 반도체 패키지의 일면 검사 후 반도체 패키지의 타면을 검사할 수 있게 된다. 여기서, 상기 반도체 패키지의 일면에는 솔더 볼이 형성된 면일 수 있다. 그러므로 3D 비젼검사가 수행됨이 바람직하다. 또한, 상기 반도체 패키지의 타면에는 마킹이 형성된 면일 수 있다. 그러므로 2D 비젼검사가 수행됨이 바람직하다.
이러한 3D와 2D 비젼 검사는 동일한 카메라를 통해서 수행될 수 있으며, 상기 안착 플레이트의 회전에 의해 카메라의 위치를 변경하지 않아도 이를 수행할 수 있게 된다. 물론, 2D 비젼 검사를 위한 별도의 카메라가 구비될 수도 있다.
한편, 전술한 비젼검사영역(500)은 3D 비젼검사만을 위한 영역일 수 있고, 상기 오프로드영역(600)은 2D 비젼검사를 위한 영역을 포함할 수도 있다. 즉, 비젼검사영역(500)에서 3D 비젼검사가 종료된 반도체 패키지들이 상기 패키지 피커(520)를 통해 오프로드영역(600)으로 이송될 때, 또는 이송 후 2D 비젼검사가 수행될 수도 있다.
따라서, 상기 비젼검사영역(500) 중 적어도 3D 비젼검사를 위한 영역은 상기 오프로드영역(600)과 구분되는 것이 바람직하다.
전술한 본 발명의 실시예에 따르면, 공간 배치 특성, 구조의 특성 그리고 제어방법의 특성 중 적어도 어느 하나의 특성을 통하여 3D 비젼 검사를 구현할 수 있는 반도체 제조 시스템 및 이의 제어방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 나타내는 실시예에 불과하며, 이러한 실시예를 통해 본 발명의 기술적 사상이 제한되지 말아야 한다. 당업자가 본 발명의 기술적 사상을 통해 용이하고 자명하게 본 발명의 실시예를 변경하거나 개선할 수 있는 범위는 당연히 본 발명의 기술적 사항의 범주 내라 할 수 있다.
10 : 반도체 스트립(반도체 자재) 20 : 반도체 패키지
100 : 온로드영역 200 : 절단영역
300 : 세척영역 400 : 건조영역
410 : 안착 플레이트 420 : 이송수단
500 : 비젼검사영역 510 : 3D 비젼카메라
520 : 패키지 픽커 530 : 크로스바 구조 600 : 오프로드영역 620 : 오프로드 픽커

Claims (17)

  1. 반도체 스트립의 절단, 세척, 건조, 비젼검사 그리고 검사 결과에 따른 반도체 패키지의 분류가 순차적으로 진행되는 반도체 제조 시스템의 제어방법에 있어서,
    절단에 의해 개별화된 반도체 패키지의 일면에 대해 3D 비젼검사를 수행하는 제1검사단계;
    상기 반도체 패키지의 타면에 대해 비젼검사를 수행하는 제2검사단계; 및
    상기 검사단계들의 검사결과에 따라 반도체 패키지를 분류하는 분류단계;를 포함하며,
    상기 분류단계는 상기 제1검사단계와 시간적으로 중첩되지 않는 경우에 실시되는 제1분류단계와, 상기 제1검사단계와 시간적으로 중첩되는 경우에 실시되는 제2분류단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 시스템의 제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서
    상기 제2분류단계에서의 반도체 패키지 분류 속도는 상기 제1분류단계에서의 반도체 패키지 분류 속도에 비해 속도가 낮은 것을 특징으로 하는 반도체 제조 시스템의 제어방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2분류단계에서 상기 반도체 패키지의 분류가 정지됨을 특징으로 하는 반도체 제조 시스템의 제어방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2분류단계에서 상기 반도체 스트립의 절단이 정지됨을 특징으로 하는 반도체 제조 시스템의 제어방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1검사단계 전에 수행되는 건조단계를 더 포함하고,
    안착면이 경면 가공된 안착 플레이트에 반도체 패키지가 안착된 상태에서 상기 건조단계와 제1검사단계가 수행됨을 특징으로 하는 반도체 제조 시스템의 제어방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 안착 플레이트는, 위를 향하고 있는 반도체 패키지의 일면이 아래를 향하도록 180도 회전하는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 시스템의 제어방법.
  7. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 반도체 패키지의 일면은 솔더 볼이 형성된 면인 것을 특징으로 하는 반도체 제조 시스템의 제어방법.
  8. 반도체 스트립을 개별의 반도체 패키지로 절단하며, 상기 반도체 패키지의 일면을 세척하는 역할도 수행하는 절단영역;
    상기 절단영역에서 절단된 반도체 패키지의 타면을 세척하는 세척영역;
    상기 세척영역에서 세척된 반도체 패키지를 건조하는 건조영역;
    상기 건조영역에서 건조된 반도체 패키지의 일면을 3D 비젼검사하는 제1검사영역;
    상기 반도체 패키지의 타면을 검사하는 제2검사영역; 및
    상기 제1검사영역에서의 검사결과 및 상기 제2검사영역에서의 검사결과에 따라 반도체 패키지를 분류하는 오프로드영역을 포함하며,
    상기 제1검사영역을 형성하는 베이스 프레임은, 상기 오프로드영역을 형성하는 베이스 프레임과 별도로 구비되어 지면에 대해서 독립적으로 지지됨을 특징으로 하는 반도체 제조 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1검사영역을 형성하는 베이스 프레임은, 상기 절단영역을 형성하는 베이스 프레임과 별도로 구비되어 지면에 대해서 독립적으로 지지됨을 특징으로 하는 반도체 제조 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1검사영역과 상기 오프로드영역은 통신, 전기, 제어 또는 동력 전달 수단을 통해 서로 연결되어 연동됨을 특징으로 하는 반도체 제조 시스템.
  11. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 각 영역에서의 작동 그리고 다른 영역에서의 작동과의 연동을 제어하는 제어부가 구비됨을 특징으로 하는 반도체 제조 시스템.
  12. 삭제
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1검사영역에서 검사 작동이 진행될 때, 상기 오프로드영역에서의 작동 속도를 늦추는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 시스템.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1검사영역에서 검사 작동이 진행될 때, 상기 오프로드영역에서의 작동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 시스템.
  15. 제 8 항에 있어서,
    상기 건조영역과 제1검사영역은 단일 영역을 이룸을 특징으로 하는 반도체 제조 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 단일 영역에는,
    세척이 완료된 반도체 패키지가 안착되며, 안착면이 경면 가공된 안착 플레이트;
    건조를 위해 열을 발산하는 히터; 그리고
    상기 안착 플레이트에 안착된 반도체 패키지를 검사하는 3D 비젼카메라가 구비되는 것을 특징으로 하는 반도체 제조 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 안착 플레이트에 상기 반도체 패키지가 안착된 상태에서 건조와 검사가 수행됨을 특징으로 하는 반도체 제조 시스템.
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JPH0989984A (ja) * 1995-09-28 1997-04-04 Ando Electric Co Ltd ハンドリングシステム
KR100705655B1 (ko) 2005-10-19 2007-04-09 (주) 인텍플러스 반도체 패키지의 분류 방법
KR20080103353A (ko) * 2007-05-23 2008-11-27 (주) 인텍플러스 반도체 패키지 검사 시스템

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