KR101372503B1 - Chip transfer apparatus and method for controlling the apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 칩 이송장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 다중의 회전 구동축과 다수 개의 회전암을 이용하여, 웨이퍼 프레임 상의 칩들을 빈 프레임으로 정밀하면서도 신속하게 이송하는 칩 이송장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a chip feeder and a control method thereof, and more particularly, a chip feeder for precisely and quickly transferring chips on a wafer frame to an empty frame using a plurality of rotation drive shafts and a plurality of rotary arms, and It relates to a control method.
반도체 디바이스의 생산 공정은 보편적으로 다수의 반도체 소자들이 웨이퍼(Wafer)라 불리는 하나의 실리콘 등과 같은 원형 판에 다수 개의 칩을 제작하고, 상기 다수 개의 칩들을 개별 소자들로 분리하여 제품화하는 과정으로 진행된다. 상기 다수 개의 칩을 웨이퍼에서 분리해내기 위하여, 상기 웨이퍼는 소잉(sawing) 과정을 통해 각각의 칩을 분리해내게 된다. 이후, 상기 분리된 다수 개의 칩들은 공정제어, 생산성 향상 및 원가 절감 등의 이유로, 양불판정 및 전기적, 물리적 특성에 따라 분류하여 패키징이나 리페어 등의 후 공정을 진행하게 된다. 이러한 후공정을 위하여, 상기 분리된 다수 개의 칩들이 미리 시행된 양불 검사 결과 및 전기적, 물리적 특성에 따라 정해진 빈 프레임(Bin frame)으로 물리적 이송을 해야 하는데, 이때 사용되는 장비가 칩 이송장치 또는 다이소터(Die sorter)이다. The production process of semiconductor devices proceeds to the process of manufacturing a plurality of chips on a circular plate such as a single silicon, which is commonly referred to as a wafer, and then separating and manufacturing the plurality of chips into individual devices. do. In order to separate the plurality of chips from the wafer, the wafer is separated from each chip through a sawing process. Thereafter, the separated plurality of chips are classified according to a good judgment and electrical and physical characteristics for the purpose of process control, productivity improvement, and cost reduction, so that a subsequent process such as packaging or repair is performed. For this post-process, the separated plurality of chips need to be physically transferred to a bin frame determined according to the result of a pre-tested test and electrical and physical characteristics. The equipment used is a chip transfer device or a die. It is a sorter.
종래의 다이소터는 왕복 회전 운동 및 상하 이동 운동을 하는 하나 또는 한 쌍의 암 혹은 다수의 암을 통해 각 칩의 흡, 탈착을 반복하여 웨이퍼에서 빈 프레임으로 이송한다. 이와 관련하여 한국등록특허 제10-0888825호의 "다이소터의 픽커 구동장치"는 하나의 암을 이용하여 칩을 빈프레임으로 이송하는 기술을 개시하고 있다. 그러나, 하나 또는 한 쌍의 암을 이용하여 칩을 이송하는 경우, 하나의 칩을 흡착하고 빈 프레임으로 회전하여 이송을 완료한 후, 다시 웨이퍼의 위치로 반송하여 다음 칩을 흡착, 이송하는 동작을 반복해야 한다. 이러한 동작의 반복은 작업 시간의 증가를 초래하게 되고, 이로 인하여 생산성이 저하된다는 문제점이 발생한다. 이는 또한 생산성 향상을 위해 기존 동작속도를 증가시킬 경우, 픽업 동작 중 칩의 손상이나 파손을 야기할 수 있는 문제점을 야기한다. Conventional diesorts transfer and desorb each chip from the wafer to the empty frame through one or a pair of arms or a plurality of arms that perform reciprocating rotation and vertical movement. In this regard, Korean Patent No. 10-0888825 discloses a technique of transferring a chip to an empty frame using a single arm. However, in the case of transferring chips using one or a pair of arms, the operation of adsorbing one chip, rotating it to an empty frame, completing the transfer, and then returning it to the wafer position to suck and transfer the next chip is performed. You must repeat The repetition of this operation leads to an increase in working time, which leads to a problem that productivity is lowered. This also causes a problem that may cause damage or breakage of the chip during pick-up operation if the existing operating speed is increased to improve productivity.
종래의 문제점을 해결하기 위하여 한국등록특허 제10-0986248호의 "멀티암 구조체 및 이를 포함하는 대상물 분류장치"는 일 방향으로 회전하는 회전부재를 구비하고, 상기 회전 부재에 회전암을 포함하는 레일을 복수 개 배치함으로써, 캠 구조를 통해 상하 운동을 반복하는 분류장치를 개시하고 있다. 그러나, 전술한 구조는 각 회전 암의 상하 운동을 위한 레일부가 각 회전 암에 설치되어 회전부재의 회전을 위한 토크를 증가시키고, 상하 운동을 위해 설치된 캠은 기계적인 접촉을 통해 동작하므로 정밀한 위치 제어 및 속도 제어가 불가능하기 때문에 동작 충격 저감 및 위치 제어에 불리한 구조이다. 또한, 다수 개의 암을 설치하는 것은 회전 모터에 가해지는 회전 관성을 증가시키게 되므로 이송 속도 유지를 위해서는 회전 모터의 토크 증가가 필수적이며, 가속이나 감속 프로파일을 적용할 경우에도 회전 모터 고정 부재에 가해지는 충격량은 회전 관성에 비례하여 증가하게 된다. 이러한 문제점으로 인하여, 종래 기술의 경우 장비 운영 효율이 감소되며 가속 또는 감속에 따른 기계적인 충격을 흡수하기 위해 고정 부재의 기구적 강성이 증가되어야 하므로 고정 부재의 부피가 증가되고, 그 결과 넓은 작업 공간이 필요하게 될 뿐만 아니라, 생산 및 운영 비용이 증가하게 된다.In order to solve the conventional problems, Korean Patent No. 10-0986248, "Multi-arm structure and the object sorting apparatus including the same" is provided with a rotating member that rotates in one direction, and a rail including a rotating arm to the rotating member Disclosed is a sorting apparatus for repeating vertical movement through a cam structure by arranging a plurality. However, in the above-described structure, the rail unit for vertical movement of each rotary arm is installed on each rotary arm to increase torque for the rotation of the rotating member, and the cam installed for vertical movement is operated through mechanical contact, so precise position control And since the speed control is impossible, the structure is disadvantageous in reducing the operation shock and controlling the position. In addition, the installation of a plurality of arms increases the rotational inertia applied to the rotary motor, so it is necessary to increase the torque of the rotary motor in order to maintain the feed speed, and even when the acceleration or deceleration profile is applied, The impact amount increases in proportion to the rotational inertia. Due to this problem, in the prior art, the operating efficiency of the equipment is reduced and the volume of the fixing member is increased because the mechanical rigidity of the fixing member must be increased to absorb the mechanical shock due to acceleration or deceleration, resulting in a large working space. Not only is this necessary, there is an increase in production and operating costs.
종래의 문제점을 해결하기 위하여 한국등록특허 제10-1168745호의 "다중 칩 이송장치 및 그 제어방법"은 두 쌍의 흡착암을 구비하고, 상기 다중 칩 이송 장치의 동작을 최적화시키는 동작프로파일에 따라 제어함으로써, 칩의 흡탈착 대기시간 및 이송시간을 최소화하여 작업의 효율성을 향상시키는 다중 칩 이송장치를 개시하고 있다. In order to solve the conventional problems, Korean Patent No. 10-1168745, "Multi chip transfer device and control method thereof," has two pairs of adsorption arms and controls according to an operation profile for optimizing the operation of the multi chip transfer device. As a result, there is disclosed a multi-chip transfer apparatus which improves work efficiency by minimizing adsorption and detachment waiting time and transfer time of chips.
전술한 종래 기술들에 따른 장치들에 있어서, 모든 암의 상하 이동 운동이 회전축에 모두 부담됨으로써 구동시 장치 전체에 충격 및 진동을 야기하게 된다. 또한, 종래 기술에 따른 장치들에 있어서, 하나의 회전축에 장착된 다수 개의 암들은 단일의 수직 이동 모터에 의해 수직 이동함으로, 하나의 회전축에 장착된 다수 개의 암들을 각각 서로 다른 높이로 보정할 수 없는 문제점이 발생하며, 암의 개수 만큼 각각의 암마다 수직이동축들을 추가 설치할 경우 회전축에 가해지는 회전 관성을 증가시키게 되므로 회전 속도를 증가시키기 어렵게 된다. 또한 장치의 이송 정밀도를 위해 모든 암들의 수직 위치 및 수평 위치를 정확하게 일치시켜야 하나, 암의 개수가 증가함에 따라 기계적인 보정으로 모든 암의 수직 위치 및 수평 위치를 정확하게 일치시키는 데 한계가 발생하며, 이로 인하여 유지 및 보수가 필요하게 되어 전체적인 작업의 효율성이 떨어지게 된다.
In the above devices according to the prior arts, all the up and down movements of all the arms are applied to the rotational axis, causing shock and vibration to the whole device during driving. In addition, in the devices according to the prior art, the plurality of arms mounted on one rotation shaft is vertically moved by a single vertical moving motor, so that the plurality of arms mounted on one rotation shaft can be corrected to different heights. There is a problem, and if the additional number of the vertical movement axis for each arm is installed, it increases the rotational inertia applied to the rotation axis, it is difficult to increase the rotation speed. In addition, the vertical and horizontal positions of all the arms must be precisely matched for the accuracy of the conveying of the device, but as the number of arms increases, mechanical correction causes a limitation in accurately matching the vertical and horizontal positions of all arms, This necessitates maintenance and repair, which reduces the overall efficiency of the work.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 칩의 이송 정밀도를 향상시키기 위하여 정밀한 위치 제어가 가능한 이젝터 모듈 및 서브척 모듈을 구비하는 칩 이송장치를 제공하는 것이다. An object of the present invention for solving the above problems is to provide a chip transfer device having an ejector module and a sub-chuck module capable of precise position control in order to improve the transfer accuracy of the chip.
본 발명의 다른 목적은 전술한 칩 이송장치에서의 정밀한 칩 이송을 가능케하는 칩 이송 제어방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a chip feed control method which enables precise chip feed in the above-described chip feed device.
본 발명의 또 다른 목적은 칩의 이송 정밀도를 향상시킬 뿐만 아니라 칩의 이송 속도를 향상시키기 위하여, 다수 개의 암 구동모듈, 정밀한 위치 제어가 가능한 이젝터 모듈 및 서브척 모듈을 구비하고, 이들의 동작을 최적화시킬 수 있도록 한 칩 이송 장치를 제공하는 것이다. Still another object of the present invention is to provide a plurality of arm drive modules, an ejector module capable of precise position control, and a sub-chuck module in order to not only improve the chip feeding accuracy but also the chip feeding speed. It is to provide a chip transfer device that can be optimized.
본 발명의 또 다른 목적은 전술한 다수 개의 암을 갖는 칩 이송 장치에서의 정밀하면서도 신속한 칩 이송을 가능케 하는 칩 이송 제어 방법을 제공하는 것이다. It is still another object of the present invention to provide a chip feed control method that enables precise and rapid chip transfer in a chip transfer device having a plurality of arms described above.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제1 특징에 따른 칩 이송 장치는, 웨이퍼 프레임상의 칩을 빈 프레임으로 이송하는 칩 이송 장치에 관한 것으로서, 회전축의 측면에 2개의 암이 서로 대칭되도록 장착되고, 상기 회전축을 회전시키거나 수직 이동시키는 암 구동모듈; 웨이퍼 프레임의 하부에 배치되고, 상기 암 구동모듈의 각 암에 대응하여 웨이퍼 프레임의 수직 위치를 조정하는 이젝터 모듈; 빈 프레임의 하부에 배치되고, 상기 암 구동모듈의 각 암에 대응하여 빈 프레임의 수직 위치를 조정하는 서브척 모듈; 상기 암 구동 모듈, 이젝터 모듈 및 서브척 모듈의 동작을 제어하는 제어부;를 구비하고, 각 암의 단부에는 칩을 흡탈착하는 픽커가 장착된다. The chip transfer device according to the first aspect of the present invention for achieving the above technical problem relates to a chip transfer device for transferring a chip on a wafer frame to an empty frame, the two arms are mounted on the side of the rotation axis so as to be symmetrical to each other An arm drive module for rotating or vertically rotating the rotary shaft; An ejector module disposed below the wafer frame and configured to adjust a vertical position of the wafer frame corresponding to each arm of the arm drive module; A sub-chuck module disposed below the empty frame and adjusting a vertical position of the empty frame corresponding to each arm of the arm driving module; And a control unit for controlling operations of the arm driving module, the ejector module, and the subchuck module, and pickers for attaching and detaching chips are mounted at ends of the arms.
전술한 특징에 따른 칩 이송 장치에 있어서, 상기 칩 이송 장치는 다수 개의 암 구동모듈을 구비하고, 상기 다수 개의 암 구동모듈의 회전축들이 동일축상에 배치되며, 상기 제어부는 서로 다른 암 구동 모듈의 암들이 서로 충돌되지 않도록 각 암 구동 모듈의 구동을 제어하는 것이 바람직하다. In the chip transfer device according to the above features, the chip transfer device is provided with a plurality of arm drive module, the rotation axis of the plurality of arm drive module is disposed on the same axis, the control unit is the arm of different arm drive module It is desirable to control the driving of each arm drive module so that they do not collide with each other.
전술한 특징에 따른 칩 이송 장치에 있어서, 상기 이젝터 모듈은, 웨이퍼 프레임의 테이프로부터 칩을 분리시키기 위한 니들; 상기 니들을 사전 설정된 높이만큼 상하 이동시키는 제1 이젝터 수직 구동부; 상부 표면에 상기 제1 이젝터 수직 구동부가 배치되며, 상기 웨이퍼 프레임의 하부면을 지지하며, 각 암에 대하여 사전에 설정된 제1 수직 위치 보정값에 따라 상하 이동되는 제2 이젝터 수직 구동부;상기 제2 이젝터 수직 구동부의 하부에 장착되며, 각 암에 대하여 사전에 설정된 제1 수평 위치 보정값에 따라 수평 방향으로 이동되는 이젝터 수평 구동부; 상기 제2 이젝터 수직 구동부에 장착되고 암의 픽커에 대한 영상을 촬상하여 제공하는 제1 촬상부;를 구비하여, 각 암에 대응하여 웨이퍼 프레임의 높이 및 니들의 수평 위치를 보정하는 것이 바람직하다. In the chip transfer device according to the above features, the ejector module comprises a needle for separating the chip from the tape of the wafer frame; A first ejector vertical driver for vertically moving the needle by a predetermined height; A second ejector vertical driver disposed on an upper surface of the first ejector vertical driver, supporting a lower surface of the wafer frame, and moving up and down according to a first vertical position correction value preset for each arm; An ejector horizontal driver mounted on an ejector vertical driver and moved in a horizontal direction according to a first horizontal position correction value previously set for each arm; And a first imaging unit mounted on the second ejector vertical driving unit and configured to photograph and provide an image of a picker of the arm, and correct the height of the wafer frame and the horizontal position of the needle corresponding to each arm.
전술한 특징에 따른 칩 이송 장치에 있어서, 상기 서브척 모듈은, 각 암에 대하여 사전 설정된 제2 수직 위치 보정값에 따라 빈 프레임을 상하 이동시키는 서브척 수직 구동부; 상기 서브척 수직 구동부에 장착되고 암의 픽커에 대한 영상을 촬상하여 제공하는 제2 촬상부; 상기 서브척 수직 구동부의 하부에 장착되고 상기 서브척 수직 구동부를 수평 방향으로 이동시키는 서브척 수평 구동부; 를 구비하여, 각 암에 대응하여 빈 프레임의 높이를 보정하는 것이 바람직하다. In the chip transfer apparatus according to the above-mentioned features, the sub-chuck module includes: a sub-chuck vertical driver for vertically moving the empty frame according to a second vertical position correction value preset for each arm; A second imaging unit mounted on the sub-chuck vertical driving unit and configured to photograph and provide an image of a picker of an arm; A sub-chuck horizontal driver mounted on a lower portion of the sub-chuck vertical driver and moving the sub-chuck vertical driver in a horizontal direction; It is preferable to correct the height of the empty frame corresponding to each arm.
전술한 특징에 따른 칩 이송 장치에 있어서, 상기 제어부는 초기 설정시 또는 외부로부터 보정 명령이 입력되는 경우, 이젝터 모듈의 제1 촬상부를 이용하여 각 암의 픽커에 대한 영상을 획득하고, 획득된 영상들을 이용하여 각 암에 대한 제1 수직 위치 보정값 및 제1 수평 위치 보정값을 추출하여 저장하며,In the chip transfer device according to the above features, the controller acquires an image of the picker of each arm using the first imaging unit of the ejector module at the time of initial setting or when a correction command is input from the outside, and the obtained image Extracting and storing the first vertical position correction value and the first horizontal position correction value for each arm by using the
서브척 모듈의 제2 촬상부를 이용하여 각 암의 픽커에 대한 영상을 획득하고, 획득된 영상들을 이용하여 각 암에 대한 제2 수직 위치 보정값을 추출하여 저장하는 것이 바람직하다. It is preferable to obtain an image of the picker of each arm by using the second imaging unit of the subchuck module, and to extract and store a second vertical position correction value for each arm by using the acquired images.
전술한 특징에 따른 칩 이송 장치에 있어서, 상기 암 구동 모듈은, 회전축의 측면에 대칭적으로 장착된 2개의 암; 상기 회전축을 회전시키는 회전 모터; 상기 회전축을 수직 이동시키는 수직 구동부;를 구비하는 것이 바람직하다.
In the chip transfer device according to the above features, the arm drive module comprises: two arms symmetrically mounted on the side of the rotation axis; A rotating motor for rotating the rotating shaft; It is preferable to have a; vertical drive unit for vertically moving the rotating shaft.
본 발명에 따른 칩 이송 장치는 다수 개의 암들에 대한 픽업 및 플레이스 다운(place-down) 위치의 오차를 비전 장치를 이용하여 자동으로 검출하고 보정할 수 있도록 함으로써, 칩의 이송 정밀도를 향상시키고, 장치의 소모품 교체시 요구되는 각 암과 니들의 픽업 위치 보정 작업을 자동 제어할 수 있게 되어 짧은 유지 보수 시간을 구현할 수 있게 되며, 이로 인해 생산성 향상을 구현할 수 있게 된다. The chip transfer device according to the present invention can automatically detect and correct errors of pick-up and place-down positions for a plurality of arms by using a vision device, thereby improving chip transfer accuracy, and This allows automatic control of each arm and needle pick-up position correction required to replace consumables, resulting in shorter maintenance times and improved productivity.
또한, 종래의 회전축만을 상하 이동시켜 수직 위치를 조정하는 구조와는 달리, 본 발명에 따른 칩 이송 장치는 이젝터 모듈과 서브척 모듈을 구동시켜 웨이퍼 프레임과 빈 프레임의 수직 위치 즉, 높이를 보정할 수 있도록 함으로써, 회전축과 이젝터 모듈, 서브척 모듈이 수직 위치를 조정하는 기능을 분담시키게 되어 장치의 충격 및 진동을 분산 및 방지하게 되어, 더욱 안정적이면서도 신속하게 칩을 이송시킬 수 있게 된다. In addition, unlike the conventional structure for adjusting the vertical position by moving only the axis of rotation up and down, the chip transfer device according to the present invention to drive the ejector module and the sub-chuck module to correct the vertical position, that is, the height of the wafer frame and the empty frame In this way, the rotating shaft, the ejector module, and the subchuck module share the function of adjusting the vertical position, thereby dispersing and preventing the shock and vibration of the device, thereby allowing the chip to be transferred more stably and quickly.
한편, 본 발명에 따른 칩 이송 장치는 다수개의 암들이 최소한의 접근각을 유지하면서 회전함으로써 칩 이송의 작업 속도를 증가시켜 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.
On the other hand, the chip transfer device according to the present invention can increase productivity by increasing the working speed of the chip transfer by rotating a plurality of arms while maintaining a minimum approach angle.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 칩 이송 장치를 전체적으로 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 2는 도 1의 칩 이송 장치의 이젝터 모듈 및 서브척 모듈의 구조를 설명하기 위하여 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따라 2개의 암 구동 모듈을 갖는 칩 이송 장치를 도시한 사시도이며, 도 4는 도 3의 칩 이송 장치의 이젝터 모듈과 서브척 모듈의 동작을 설명하기 위하여 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 칩 이송 장치의 평면도와 암 구동 모듈의 암의 회전 방향에 따른 회전각을 도시한 도면이며, 도 6은 서로 다른 암 구동 모듈의 암들간의 최소 접근 각도를 도시한 평면도와 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 칩 이송 장치에 있어서, 시간에 따른 동작 프로파일을 예시적으로 도시한 도표이며, 도 8은 칩의 픽업(pick-up) 위치에 있어서, 각 암의 픽커의 높이에 대하여 이젝터 모듈의 제1 및 제2 이젝터 수직 구동부의 구동에 의한 니들의 단계적 높이 변화를 도시한 도표이다. 1 is a perspective view schematically showing a chip transfer device according to a first embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view for explaining the structure of the ejector module and the sub-chuck module of the chip transfer device of FIG. .
3 is a perspective view showing a chip transfer device having two arm drive modules according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a view illustrating the operation of the ejector module and the subchuck module of the chip transfer device of FIG. It is a perspective view shown.
FIG. 5 is a plan view of a chip transfer device according to a second exemplary embodiment of the present invention and a rotation angle according to a rotation direction of an arm of an arm drive module, and FIG. 6 is a minimum approach between arms of different arm drive modules. A top view and a perspective view showing angles.
FIG. 7 is a diagram exemplarily showing an operation profile over time in the chip transfer device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a diagram illustrating the pick-up position of each arm. It is a diagram showing the step height change of the needle by the drive of the first and second ejector vertical drive of the ejector module with respect to the height of the picker.
본 발명에 따른 칩 이송 장치는 암 구동 모듈, 정밀한 위치 제어가 가능한 이젝터 모듈 및 서브척 모듈을 구비하고 이들의 동작을 최적화시킬 수 있도록 한 것을 특징으로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 칩 이송장치 및 그 제어 방법들에 대하여 구체적으로 설명한다.
Chip transfer device according to the present invention is characterized by having an arm drive module, an ejector module and a sub-chuck module capable of precise position control and to optimize their operation. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the chip transfer device and its control method according to a preferred embodiment of the present invention.
< 제1 실시예 >≪ Embodiment 1 >
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 제1 실시예에 따른 칩 이송장치의 구조 및 동작을 구체적으로 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 칩 이송 장치를 전체적으로 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 2는 도 1의 칩 이송 장치의 이젝터 모듈 및 서브척 모듈의 구조를 설명하기 위하여 도시한 사시도이다. Hereinafter, the structure and operation of the chip transfer device according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2. 1 is a perspective view schematically showing a chip transfer device according to a first embodiment of the present invention, Figure 2 is a perspective view for explaining the structure of the ejector module and the sub-chuck module of the chip transfer device of FIG. .
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 칩 이송 장치(10)는 웨이퍼 프레임상의 칩을 빈 프레임으로 이송하는 장치로서, 회전축의 측면에 대칭 구조로 2개의 암(arm)(110, 112)이 장착된 암 구동모듈(100), 각 암(arm)의 단부에 장착된 픽커(picker)(111,113), 웨이퍼 프레임(120), 웨이퍼 프레임을 XY 방향으로 이동시키는 웨이퍼 스테이지(122), 빈 프레임(BIN Frame)(130), 빈 프레임을 XY 방향으로 이동시키는 빈 스테이지(132), 이젝터(ejector) 모듈(140), 서브척(Sub-chuck) 모듈(150), 및 제어부(도시되지 않음)를 구비한다. 1 and 2, the
상기 암 구동 모듈(100)은, 360°회전 가능한 회전축, 회전축의 측면에 서로 대칭되도록 장착된 2개의 암(arm)(110,112), 상기 회전축을 회전시키는 회전 모터, 상기 회전축을 수직 이동시키는 수직 구동부를 구비한다. The
상기 2개의 암들(110, 112)은 상기 회전축을 중심으로 하여 180도 간격으로 이격되어 서로 대칭 구조로 배치되며, 각 단부에 칩을 흡착 및 탈착시킬 수 있는 픽커(111, 113)가 장착된다. 상기 암들 중 하나가 픽커를 이용하여 웨이퍼 프레임상의 칩을 픽업(pick-up)하는 동안, 상기 암들 중 나머지 하나는 픽커가 잡고 있는 칩을 빈(BIN) 프레임에 내려놓는다(place-down). 사전 설정된 구동 프로파일에 따라 상기 회전 모터가 회전 또는 정지하고, 수직 구동부가 상하 이동하는 과정을 반복함에 따라, 상기 암들은 웨이퍼 프레임상의 칩을 픽업함과 동시에 빈 프레임에 칩을 내려 놓는 동작을 반복적으로 수행하게 된다. The two
상기 픽커(111,113)는 진공흡입여부에 따라 칩을 흡탈착하는 흡착 노즐, 상기 흡착노즐을 해당 암의 일측에 배치되도록 고정시키는 흡착 노즐 홀더를 구비한다. 본 발명에 따른 칩 이송 장치는 각 픽커와 연결되는 진공 펌프 및 각 픽커가 칩을 흡탈착할 수 있도록 진공 펌프의 진공 흡입 여부를 제어하는 진공 솔레노이드 밸브를 구비한다. 각 픽커에 대응되는 진공 솔레노이드 밸브의 개폐를 제어함으로써, 각 암의 픽커에서 칩의 흡탈착이 가능하게 된다. The
상기 웨이퍼 스테이지(122)는 웨이퍼 프레임의 픽업하고자 하는 칩의 위치와 암의 픽커(picker)의 위치를 매칭시키기 위하여, 웨이퍼 프레임의 픽업할 칩의 위치에 따라 웨이퍼 프레임을 XY 축 방향으로 이동시킨다. 또한, 상기 빈 스테이지(BIN Stage)(132)는 빈 프레임의 칩을 내려 놓을 위치와 암의 픽커의 위치를 매칭시키기 위하여, 빈 프레임의 칩을 내려놓을 위치에 따라 빈 프레임을 XY 축 방향으로 이동시킨다. 상기 웨이퍼 스테이지 및 빈 스테이지는 웨이퍼 프레임 및 빈 프레임에 대하여 XY 축 방향으로의 이동뿐만 아니라 Θ방향으로의 회전 이동도 가능하며, 액츄에이터, 리니어모터, 랙 피니언 등의 구동 부재를 이용하여 구성될 수 있으며 그 외에도 다양한 방식으로 구성될 수 있을 것이다. The
상기 이젝터 모듈(140)은 웨이퍼 프레임의 하부에 배치되어, 웨이퍼 프레임의 높이 및 니들의 수평 위치를 보정함으로써, 니들(needle)이 웨이퍼 프레임 상의 칩(Chip)을 테이프로부터 암의 픽업(pick-up) 위치로 탈착시켜 픽커가 안정되게 흡착할 수 있도록 한다. 상기 이젝터 모듈(140)은 니들, 제1 이젝터 수직 구동부(144), 제2 이젝터 수직 구동부(145), 이젝터 수평 구동부(146) 및 제1 촬상부(148)를 구비한다. The
상기 제1 이젝터 수직 구동부(144)는 이젝터 모듈안의 니들(needle)을 사전에 설정된 높이만큼 수직 방향으로 구동시킨다. The first ejector
상기 제2 이젝터 수직 구동부(145)는 상부 표면에 상기 제1 이젝터 수직 구동부가 장착되며, 웨이퍼 프레임의 하부 표면에 진공 흡착 방식으로 고정된다. 상기 제2 이젝터 수직 구동부(145)는 각 암의 픽커의 서로 다른 수직 방향의 높이를 고려하여 각 암에 대하여 사전 설정된 제1 수직 위치 보정값에 따라 수직 방향으로 이동되어, 각 암에 대응하여 상기 웨이퍼 프레임의 수직 높이를 보정한다. The second ejector
상기 이젝터 수평 구동부(146)는 상기 제2 이젝터 수직 구동부의 하부에 장착되며, 각 암의 픽커의 서로 다른 수평 방향의 위치를 고려하여 각 암에 대하여 사전 설정된 제1 수평 위치 보정값에 따라 수평 방향인 XY 축 방향으로 이동된다. 상기 이젝터 수평 구동부가 수평 방향으로 이동함에 따라 상기 제1 및 제2 이젝터 수직 구동부도 함께 수평 방향으로 이동하게 된다. The ejector
한편, 본 발명의 상기 이젝터 수평 구동부의 다른 실시형태로는, 상기 이젝터 수평 구동부를 X 축 방향으로만 이동되도록 구성하고, 제1 수평 위치 보정값을 X 위치 보정값과 회전각으로 변환하여, 상기 이젝터 수평 구동부를 X 위치 보정값에 따라 이동시키고, 암 구동모듈의 회전축을 회전각에 따라 회전시킴으로써, 니들의 수평 위치를 보정하게 된다. On the other hand, in another embodiment of the ejector horizontal drive unit of the present invention, the ejector horizontal drive unit is configured to move only in the X axis direction, and the first horizontal position correction value is converted into an X position correction value and a rotation angle, By moving the ejector horizontal drive unit according to the X position correction value and rotating the rotary shaft of the arm drive module according to the rotation angle, the horizontal position of the needle is corrected.
상기 제1 촬상부(148)는 상기 제2 이젝터 수직 구동부의 측면에 고정 장착되어, 제2 이젝터 수직 구동부와 함께 수직 방향으로 이동하면서 웨이퍼 상의 칩을 픽업하는 위치에서 픽커의 중심에 대한 영상을 촬영하여 제어부로 제공하게 된다. The
상기 제어부는 상기 제1 촬상부를 암의 픽커의 하부로 이동시켜 동일한 수평위치에서 각 암의 픽커의 밑면을 촬영하고, 촬영된 픽커들에 대한 영상을 이용하여 각 픽커에 대한 수평 이격거리를 검출한다. 이때, 각 픽커에 대한 수평 이격 거리는 각 픽커가 사전 설정된 기준이 되는 픽커의 위치로부터 이격된 거리를 측정하여 구할 수 있다. The control unit moves the first imaging unit to the lower part of the picker of the arm, photographs the bottom surface of the picker of each arm at the same horizontal position, and detects the horizontal separation distance for each picker by using the image of the picked pickers. . In this case, the horizontal separation distance with respect to each picker may be obtained by measuring a distance that is separated from the position of the picker on which each picker is a preset reference.
또한, 상기 제어부는 이젝터 모듈의 제2 수직 구동부를 구동시켜 제1 촬상부를 상하로 움직이면서 픽커 밑면의 영상이 정확히 초점에 맞추어지는 수직위치를 검출하고, 이렇게 검출된 수직 위치를 이용하여 각 픽커에 대한 수직 이격 거리를 검출한다. 이때, 각 픽커에 대한 수직 이격 거리는 각 픽커의 수직 위치와 사전 설정된 기준이 되는 픽커의 수직 위치와의 차이값을 계산하여 구한다. In addition, the controller detects a vertical position where the image of the bottom of the picker is accurately focused while driving the second vertical driving unit of the ejector module by moving the first imager up and down, and using the detected vertical position for each picker. Detect vertical separation distance. In this case, the vertical separation distance for each picker is obtained by calculating a difference value between the vertical position of each picker and the vertical position of the picker which is a preset reference.
이렇게 검출된 각 픽커에 대한 수평 이격 거리 및 수직 이격 거리 정보를 이용하여 각 암에 대한 제1 수평 및 수직 위치 보정값을 계산하게 된다.The first horizontal and vertical position correction values for each arm are calculated by using the horizontal separation distance and vertical separation distance information for each picker thus detected.
상기 서브척 모듈(150)은 빈 프레임의 하부에 배치되어, 빈 프레임의 높이를 조정한다. 상기 서브척 모듈(150)은 서브척 수직 구동부(154), 서브척 수평 구동부(156) 및 제2 촬상부(158)를 구비한다. The
상기 서브척 수직 구동부(154)는 상부 표면에 빈 프레임이 배치되며, 각 암에 대하여 사전 설정된 제2 수직 위치 보정값에 따라 수직 방향으로 구동되어 빈 프레임의 수직 위치를 보정한다. The sub-chuck
상기 서브척 수평 구동부(156)는 상기 서브척 수직 구동부의 하부에 장착되며, 수평 방향인 XY 축 방향으로 이동될 수 있다. The sub chuck
한편, 본 발명의 상기 서브척 수평 구동부의 다른 실시형태로는, 상기 서브척 수평 구동부를 X 축 방향으로만 이동되도록 구성하고, 제2 수평 위치 보정값을 X 위치 보정값과 회전각으로 변환하여, 상기 서브척 수평 구동부를 X 위치 보정값에 따라 이동시키고, 암 구동모듈의 회전축을 회전각에 따라 회전시킴으로써, 서브척 수직 구동부의 수평 위치를 조정하게 된다. On the other hand, in another embodiment of the sub-chuck horizontal drive unit of the present invention, the sub-chuck horizontal drive unit is configured to move only in the X-axis direction, and the second horizontal position correction value is converted into an X position correction value and a rotation angle. The horizontal position of the sub-chuck vertical driver is adjusted by moving the sub-chuck horizontal driver according to the X position correction value and rotating the rotation axis of the arm driving module according to the rotation angle.
상기 제2 촬상부(158)는 상기 서브척 수직 구동부의 구동축에 고정 장착되어, 서브척 수직 구동부와 함께 이동하면서 각 암의 픽커에 대한 영상을 촬상하여 제어부로 제공한다. The
상기 제어부는 상기 제2 촬상부로부터 제공되는 각 암의 픽커에 대한 영상들을 분석하고, 각 암의 픽커에 대한 영상들을 이용하여 각 암의 픽커에 대한 제2 수평 위치 보정값 및 제2 수직 위치 보정값을 추출하여 저장한다. 제어부가 각 암의 픽커에 대한 영상들을 이용하여 제2 수평 위치 보정값 및 제2 수직 위치 보정값을 추출하는 과정은 전술한 제1 수직 위치 보정값 및 제1 수평 위치 보정값을 추출하는 과정과 동일하다. The controller analyzes images of the pickers of each arm provided from the second imaging unit, and uses the images of the pickers of each arm to correct the second horizontal position correction value and the second vertical position correction of the pickers of each arm. Extract the value and save it. The process of extracting the second horizontal position correction value and the second vertical position correction value from the images of the pickers of each arm may include extracting the first vertical position correction value and the first horizontal position correction value. same.
본 발명에 따른 칩 이송장치는 여러 가지 요인으로 인하여 모든 암의 수평 위치 및 수직 위치가 정확하게 일치하지 않음을 고려하여, 각 암에 대하여 기준 위치로부터 이탈된 정도를 검출하고, 검출된 이탈된 정도에 따라 수평 위치 보정값 및 수직 위치 보정값을 추출하여 저장한 후, 칩 이송시에 수평 위치 보정값 및 수직 위치 보정값을 적용하여 웨이퍼 프레임과 빈 프레임의 높이 및 니들의 수평 위치를 보정한다. 이러한 보정에 의해, 암 구동 모듈의 회전축에 추가적인 회전관성 및 토크를 발생시키지 않으면서도 칩 이송을 정밀하게 수행할 수 있게 된다.
The chip feeder according to the present invention detects the degree of deviation from the reference position for each arm, considering that the horizontal position and the vertical position of all arms do not exactly match due to various factors. After the horizontal position correction value and the vertical position correction value are extracted and stored, the horizontal position correction value and the vertical position correction value are applied during chip transfer to correct the height of the wafer frame and the empty frame and the horizontal position of the needle. By this correction, it is possible to precisely perform the chip transfer without generating additional rotational inertia and torque on the rotation axis of the arm drive module.
이하, 전술한 구성을 갖는 제1 실시예에 따른 칩 이송 장치의 제어부의 제어 방법에 대하여 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a control method of the controller of the chip transfer device according to the first embodiment having the above-described configuration will be described in detail.
먼저, 칩 이송 장치의 제어부는 설정 모드를 구비하며, 초기 설정시 또는 외부로부터의 보정 명령이 입력되는 경우 또는 새로이 부팅되는 경우에 설정 모드로 동작되며, 설정 모드가 아닌 경우에는 웨이퍼 프레임상의 칩을 빈 프레임으로 이송시키는 칩 이송 동작을 반복적으로 수행한다. First, the control unit of the chip transfer device has a setting mode, and operates in the setting mode at the time of initial setting or when an external correction command is input or when a new booting is performed. The chip transfer operation for transferring to the empty frame is repeatedly performed.
상기 설정 모드인 경우, 상기 제어부는 암 구동 모듈을 구동시키면서 제1 및 제2 촬상부를 이용하여 각 암의 픽커에 대한 영상들을 촬상하고, 촬상된 영상들을 분석하여 각 암의 픽커에 대한 수평 위치 및 수직 위치를 계산하고, 이렇게 계산된 위치 정보와 각 암의 픽커의 기준위치와의 오차를 검출하고, 이러한 오차들을 이용하여 각 암에 대한 제1 수평 위치 보정값, 제1 수직 위치 보정값, 제2 수평 위치 보정값, 제2 수직 위치 보정값을 설정하고 이들을 저장한다. In the setting mode, the controller captures images of the pickers of each arm by using the first and second imaging units while driving the arm driving module, analyzes the picked-up images, and displays the horizontal position of the pickers of each arm. Calculate the vertical position, detect the error between the calculated position information and the reference position of the picker of each arm, and use these errors to determine the first horizontal position correction value, the first vertical position correction value, 2 Set the horizontal position correction value and the second vertical position correction value and save them.
이상적으로는 모든 암의 픽커는 웨이퍼 및 빈 프레임으로부터 동일한 간격만큼 이격되어 있으며, 모든 암의 픽커가 칩을 픽업하는 위치 및 칩을 내려놓을 위치가 항상 동일하여야 한다. 하지만 장비를 초기 세팅할 경우, 암의 픽커가 웨이퍼 프레임 상의 픽업위치나 빈 프레임 상의 플레이스다운(place-down)위치에 왔을때, 그 높이 및 위치가 다른 암의 픽커의 높이 및 위치와 달라지거나, 암과 이젝터의 소모품을 교체하는 경우 각 암의 픽커의 높이나 위치가 서로 달라지게 된다. 그 결과, 각 암의 픽커가 칩을 픽업하는 위치 및 칩을 내려놓을 위치가 항상 동일하지 못하고 각 암에 따라 조금씩 차이를 갖게 된다. Ideally, the pickers of all arms are spaced at equal intervals from the wafer and the empty frame, and the pickers of all arms should always be at the same position where the chips pick up and where the chips are to be laid down. However, when the instrument is initially set up, when the picker of the arm is at the pick-up position on the wafer frame or the place-down position on an empty frame, its height and position will be different from the height and position of the picker on the other arm, When replacing consumables and ejectors, the height and position of the pickers on each arm will be different. As a result, the position at which the picker of each arm picks up the chip and the position at which the chip is to be laid down are not always the same and are slightly different for each arm.
또한 장비가 장시간 구동할 경우, 회전축이나 각 암 및 기타 구동축의 기구적 강성의 한계로 인하여 각 암의 높이나 위치가 서로 달라지게 되는 일이 발생할 수 있다. 본 발명에 따른 칩 이송 장치는 각 암에 따라 원치 않게 발생되는 위치 및 높이의 변화 또는 틀어짐을 자동으로 보정하기 위하여, 사전에 제1 수평 위치 보정값, 제1 수직 위치 보정값, 제2 수평 위치 보정값, 제2 수직 위치 보정값을 검출하여 저장하며, 구동시 각 암에 대하여 보정값들을 적용하여 웨이퍼 프레임과 빈 프레임의 높이 및 니들의 수평 위치를 조정함으로써 픽업 정밀도를 향상시키게 된다. In addition, when the equipment is driven for a long time, the height or position of each arm may be different due to the limitation of the mechanical rigidity of the rotary shaft or each arm and other drive shafts. The chip conveying device according to the present invention is a first horizontal position correction value, a first vertical position correction value, a second horizontal position in advance in order to automatically correct an undesired change or shift in position and height according to each arm. The correction value and the second vertical position correction value are detected and stored, and the pickup accuracy is improved by adjusting the height of the wafer frame and the empty frame and the horizontal position of the needle by applying the correction values to each arm during driving.
상기 설정 모드가 아닌 경우, 상기 제어부는 사전 설정된 구동 프로파일에 따라 암 구동 모듈의 회전 모터 및 수직 구동부를 구동시켜 암들에 대하여 회전 운동과 수직 이동시키면서, 암의 픽커들이 웨이퍼상의 칩을 흡착함과 동시에 빈 프레임으로 칩을 탈착시킴으로써, 칩을 이송하게 된다. 이때, 상기 제어부는 이젝터 모듈과 서브척 모듈도 함께 구동하여, 보다 정밀하게 칩을 이송할 수 있도록 한다. When not in the setting mode, the control unit drives the rotary motor and the vertical drive unit of the arm drive module according to a preset drive profile to move the rotational movement perpendicularly to the arms while simultaneously picking the chips on the wafer. The chip is transported by detaching the chip into the empty frame. At this time, the control unit also drives the ejector module and the sub-chuck module, so that the chip can be transferred more precisely.
먼저 칩을 웨이퍼 프레임으로부터 픽업하는 과정을 설명한다. 암의 픽커가 웨이퍼 프레임에 근접함에 따라, 상기 웨이퍼 스테이지를 이용하여 웨이퍼의 픽업할 칩의 위치에 대응하여 웨이퍼 프레임을 이동시키며, 상기 암에 대한 제1 수직 위치 보정값에 따라 제2 이젝터 수직 구동부를 구동시키고, 상기 암에 대한 제1 수평 위치 보정값에 따라 이젝터 수평 구동부를 구동시켜 니들의 수평 위치를 보정하여 니들을 픽업하고자 하는 칩의 위치에 정확하게 위치시킨 후, 제1 이젝터 수직 구동부가 사전 설정된 높이만큼 니들을 이동시켜, 니들이 테이프로부터 칩을 탈착시켜 픽커가 픽업할 수 있는 상태로 제공하게 된다. First, a process of picking up a chip from a wafer frame will be described. As the picker of the arm approaches the wafer frame, the wafer stage is used to move the wafer frame corresponding to the position of the chip to be picked up on the wafer, and the second ejector vertical driver according to the first vertical position correction value for the arm. Drive the ejector horizontal drive unit according to the first horizontal position correction value for the arm to correct the horizontal position of the needle to accurately position the needle at the position of the chip to be picked up, and then the first ejector vertical drive unit is The needle is moved by a set height so that the needle detaches the chip from the tape and provides the picker in a state where it can be picked up.
다음, 픽커가 칩을 빈 프레임에 내려놓는 과정을 설명한다. 암의 픽커가 빈 프레임에 근접함에 따라, 상기 빈 스테이지를 이용하여 빈 프레임의 칩을 내려놓을 위치에 대응하여 빈 프레임을 이동시키며, 제2 수평 위치 보정값에 따라 서브척 수평 구동부를 구동시켜 빈 프레임의 수평 위치를 보정하고, 제2 수직 위치 보정값에 따라 서브척 수직 구동부를 구동시켜 빈 프레임의 수직 위치를 보정시켜, 픽커의 칩을 빈 프레임에 정확하면서도 신속하게 내려놓을 수 있게 된다.Next, the picker describes the process of putting the chip on an empty frame. As the picker of the arm approaches the empty frame, the empty frame is moved to correspond to the position where the chip of the empty frame is to be placed using the empty stage, and the sub-chuck horizontal driving unit is driven according to the second horizontal position correction value. The horizontal position of the frame is corrected, and the sub-chuck vertical driver is driven according to the second vertical position correction value to correct the vertical position of the empty frame, so that the chip of the picker can be correctly and quickly placed on the empty frame.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 칩 이송 장치는 이젝터 모듈 및 서브척 모듈을 구비하여 각 암에 대하여 각각 웨이퍼 프레임 및 빈 프레임의 높이를 보정할 수 있도록 함으로써, 칩의 이송 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있게 된다.
As described above, the chip conveying apparatus according to the present invention includes an ejector module and a subchuck module so that the height of the wafer frame and the empty frame can be corrected for each arm, thereby further improving the chip conveying accuracy. Will be.
< 제2 실시예 > ≪ Embodiment 2 >
본 발명의 제2 실시예에 따른 칩 이송장치는 제1 실시예에 따른 칩 이송 장치의 암 구동 모듈을 다수 개 구비하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 칩 이송 장치는 2개의 암이 장착된 다수 개의 암 구동 모듈들을 구비하고, 상기 암 구동 모듈들의 회전축이 동일축상에 배치되며, 각 암 구동 모듈은 회전축을 회전시키기 위한 회전 모터와 회전축을 수직 이동시키기 위한 수직 구동부를 구비한다. 또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 칩 이송 장치의 제어부는 다수 개의 암 구동 모듈들의 암들과 각 암의 픽커들이 서로 충돌되지 않도록 각 암 구동 모듈의 회전 모터 및 수직 구동부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다. The chip transfer device according to the second embodiment of the present invention is characterized by including a plurality of arm drive modules of the chip transfer device according to the first embodiment. Therefore, the chip transfer apparatus according to the second embodiment of the present invention includes a plurality of arm drive modules having two arms mounted thereon, and the rotation axes of the arm drive modules are disposed on the same axis, and each arm drive module has a rotation axis. A rotating motor for rotating and a vertical drive for vertically moving the rotating shaft are provided. In addition, the controller of the chip transfer apparatus according to the second embodiment of the present invention controls the operation of the rotary motor and the vertical drive unit of each arm drive module so that the arms of the plurality of arm drive modules and the pickers of each arm do not collide with each other. It features.
이하, 도 3 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 칩 이송 장치의 구조 및 제어 방법에 대하여 구체적으로 설명한다. 설명의 편의상, 2개의 암 구동 모듈이 상하로 배치된 칩 이송 장치에 대하여 구체적으로 설명할 것이며, 상 상기 2 개의 암 구동 모듈을 각각 제1 및 제2 암 구동 모듈이라 한다. Hereinafter, a structure and a control method of the chip transfer device according to the second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 8. For convenience of description, a chip transfer apparatus in which two arm driving modules are disposed up and down will be described in detail, and the two arm driving modules are referred to as first and second arm driving modules, respectively.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따라 2개의 암 구동 모듈을 갖는 칩 이송 장치를 도시한 사시도이며, 도 4는 도 3의 칩 이송 장치의 이젝터 모듈과 서브척 모듈의 동작을 설명하기 위하여 도시한 사시도이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 칩 이송 장치(30)는 2개의 암 구동 모듈(300,305)이 상하로 배치되어 있으며, 다른 구성 요소는 제1 실시예의 칩 이송 장치와 동일함을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 칩 이송 장치는 제어부를 제외한 다른 구성 요소는 제1 실시예에 따른 칩 이송 장치의 그것들과 동일하므로, 중복되는 구성 요소에 대한 설명은 생략하고, 제어부의 동작에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 한다. 3 is a perspective view showing a chip transfer device having two arm drive modules according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a view illustrating the operation of the ejector module and the subchuck module of the chip transfer device of FIG. It is a perspective view shown. 3 and 4, in the
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 칩 이송 장치의 평면도와 암 구동 모듈의 암의 회전 방향에 따른 회전각을 도시한 도면이며, 도 6은 서로 다른 암 구동 모듈의 암들간의 최소 접근 각도를 도시한 평면도와 사시도이다. 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 칩 이송 장치에 있어서, 시간에 따른 동작 프로파일을 예시적으로 도시한 도표이며, 도 8은 칩의 픽업(pick-up) 위치에 있어서, 각 암의 픽커의 높이에 대하여 이젝터 모듈의 제1 및 제2 이젝터 수직 구동부의 구동에 의한 웨이퍼 프레임의 단계적 높이 변화를 도시한 도표이다. FIG. 5 is a plan view of a chip transfer device according to a second exemplary embodiment of the present invention and a rotation angle according to a rotation direction of an arm of an arm drive module, and FIG. 6 is a minimum approach between arms of different arm drive modules. A top view and a perspective view showing angles. FIG. 7 is a diagram exemplarily showing an operation profile over time in the chip transfer device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. It is a table showing the step height change of the wafer frame by driving the first and second ejector vertical drives of the ejector module with respect to the height of the picker.
본 실시예에 따른 칩 이송 장치는 2개의 암 구동 모듈이 상하로 배치되고, 각 암 구동모듈이 회전 모터 및 수직 이동부를 각각 구비함으로써, 제어부는 각 암 구동 모듈의 회전 운동 및 수직 이동 운동을 개별적으로 제어할 수 있게 된다. In the chip conveying apparatus according to the present embodiment, two arm driving modules are disposed up and down, and each arm driving module includes a rotary motor and a vertical moving part, respectively, so that the controller individually controls the rotational motion and the vertical moving motion of each arm driving module. Can be controlled.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 암 구동 모듈의 암들이 정지하여 웨이퍼 및 빈 프레임의 각각에서 칩의 흡탈착을 진행하는 동안, 제2 암 구동 모듈의 암들은 제1 암 구동 모듈의 암들과 사전 설정된 최소 접근 각도 이상을 유지하면서 회전 운동을 하거나, 회전 운동과 상하 이동 운동을 함께 할 수 있다. 5 and 6, while the arms of the first arm drive module stop to proceed with the adsorption and detachment of the chip in each of the wafer and the empty frame, the arms of the second arm drive module are the first arm drive module. The arm can be rotated while maintaining the arm's arms above a preset minimum approach angle, or can be combined with the rotary and vertical movements.
상기 제어부는 초기 설정 모드에서 각 암의 픽커에 대한 영상을 촬상하고, 촬상된 픽커에 대한 영상을 이용하여 각 암에 대한 수평 위치 보정값 및 수직 위치 보정값을 설정하여 저장한다. The controller captures an image of a picker of each arm in an initial setting mode, and sets and stores a horizontal position correction value and a vertical position correction value for each arm using the image of the picked picker.
상기 제어부는 칩 이송이 시작되면, 사전 설정된 동작 프로파일에 따라 암 구동모듈, 웨이퍼 스테이지, 빈 스테이지, 이젝터 모듈, 서브척 모듈의 동작을 제어한다. When the chip transfer starts, the controller controls the operation of the arm driving module, the wafer stage, the empty stage, the ejector module, and the subchuck module according to a preset operation profile.
칩 이송을 위하여, 상기 제어부는 제1 암 구동 모듈의 암들과 제2 암 구동 모듈의 암들이 서로 충돌되지 않도록 제어하면서, 암 구동 모듈들 중 하나가 칩을 픽업하거나 내려놓는(place down) 동안 다른 암 구동 모듈은 대기 시간없이 회전 운동 및 수직 이동 운동하도록 제어하는 것이 바람직하다.
For chip transfer, the controller controls the arms of the first arm drive module and the arms of the second arm drive module so that they do not collide with each other, while one of the arm drive modules picks up or places down the chip while the other The arm drive module is preferably controlled to rotate and vertically move without waiting.
도 7은 전술한 과정을 순차적으로 도시한 도표로서, Z1은 하부에 배치된 제1 암 구동 모듈의 수직 구동부, Z2는 상부에 배치된 제2 암 구동 모듈의 수직 구동부, A1은 제1 암 구동 모듈의 제1 픽커, A2는 제2 암 구동 모듈의 제1 픽커, A3는 제1 암 구동 모듈의 제2 픽커, A4는 제2 암 구동 모듈의 제2 픽커, E1은 제1 이젝터 수직 구동부, E2는 제2 이젝터 수직 구동부, E3는 이젝터 수평 구동부를 각각 의미한다. 7 is a diagram sequentially illustrating the above-described process, wherein Z1 is a vertical drive unit of the first arm drive module disposed below, Z2 is a vertical drive unit of the second arm drive module disposed above, and A1 is a first arm drive. The first picker of the module, A2 is the first picker of the second arm drive module, A3 is the second picker of the first arm drive module, A4 is the second picker of the second arm drive module, E1 is the first ejector vertical drive, E2 denotes a second ejector vertical driver and E3 denotes an ejector horizontal driver.
도 8은 칩의 픽업(pick-up) 위치에 있어서, 각 암의 픽커의 높이에 대하여 이젝터 모듈의 제1 및 제2 이젝터 수직 구동부의 구동에 의한 웨이퍼 프레임의 단계적 높이 변화를 도시한 도표이다. 도 8을 참조하면, 웨이퍼 프레임의 하부 표면을 진공 흡착한 상태에서 제2 이젝터 수직 구동부가 각 암의 픽커의 서로 다른 수직높이를 고려하여 수직 이동되어, 각 암에 대응하여 상기 웨이퍼 프레임의 수직높이를 보정하고 제1 이젝터 수직 구동부가 니들을 사전 설정된 높이만큼 수직방향으로 구동하여 칩을 픽업위치로 이동시키는 것이 바람직하다.
FIG. 8 is a table showing the step height change of the wafer frame by driving the first and second ejector vertical drives of the ejector module with respect to the height of the picker of each arm in the pick-up position of the chip. Referring to FIG. 8, in a state in which the lower surface of the wafer frame is vacuum-adsorbed, the second ejector vertical driving unit is vertically moved in consideration of the different vertical heights of the pickers of each arm, so that the vertical height of the wafer frame corresponds to each arm. It is preferable that the first ejector vertical drive unit drives the needle vertically by a predetermined height to move the chip to the pick-up position.
이상에서 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않는 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 그리고, 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다. The present invention has been described above with reference to the preferred embodiments, which are merely illustrative and are not intended to limit the present invention, and those skilled in the art do not depart from the essential characteristics of the present invention. It will be appreciated that various modifications and applications which are not illustrated above are possible. And differences related to such modifications and applications should be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.
본 발명에 따른 칩 이송 장치는 다수 개의 개별 소자들을 분류하여 이송해야 하는 모든 분야에 활용될 수 있다. 특히, 반도체 분야 또는 LED 분야에서 생산성 향상을 위해 널리 사용될 수 있다. The chip transfer device according to the present invention can be utilized in all fields in which a plurality of individual elements must be classified and transferred. In particular, it can be widely used for productivity improvement in the semiconductor field or LED field.
10, 30 : 칩 이송 장치
100, 300, 305 : 암 구동모듈
110, 112 : 암(arm)
111, 113 : 픽커(picker)
120 : 웨이퍼 프레임
122 : 웨이퍼 스테이지
130 : 빈 프레임(BIN Frame)
132 : 빈 스테이지
140 : 이젝터(ejector) 모듈
144 : 제1 이젝터 수직 구동부
145 : 제2 이젝터 수직 구동부
146 : 이젝터 수평 구동부
148 : 제1 촬상부
150 : 서브척(Sub-chuck) 모듈
154 : 서브척 수직 구동부
156 : 서브척 수평 구동부
158 : 제2 촬상부10, 30: chip feed device
100, 300, 305: arm drive module
110, 112: arm
111, 113 picker
120: wafer frame
122: wafer stage
130: BIN frame
132: empty stage
140: ejector module
144: first ejector vertical drive unit
145: second ejector vertical drive unit
146: ejector horizontal drive unit
148: first imaging unit
150: sub-chuck module
154: sub-chuck vertical drive unit
156: subchuck horizontal drive unit
158: second imaging unit
Claims (18)
회전축의 측면에 2개의 암이 서로 대칭되도록 장착되고, 상기 회전축을 회전시키거나 수직 이동시키는 암 구동모듈;
웨이퍼 프레임의 하부에 배치되고, 상기 암 구동모듈의 각 암에 대응하여 웨이퍼 프레임의 수직 위치를 조정하는 이젝터 모듈;
빈 프레임의 하부에 배치되고, 상기 암 구동모듈의 각 암에 대응하여 빈 프레임의 수직 위치를 조정하는 서브척 모듈; 및
상기 암 구동 모듈, 이젝터 모듈 및 서브척 모듈의 동작을 제어하는 제어부;
를 구비하고, 각 암의 단부에는 칩을 흡탈착하는 픽커가 장착된 것을 특징으로 하며,
상기 이젝터 모듈은,
웨이퍼 프레임의 테이프로부터 칩을 분리시키기 위한 니들;
상기 니들을 사전 설정된 높이만큼 상하 이동시키는 제1 이젝터 수직 구동부;
상부 표면에 상기 제1 이젝터 수직 구동부가 배치되며, 상기 웨이퍼 프레임의 하부면을 지지하며, 각 암에 대하여 사전에 설정된 제1 수직 위치 보정값에 따라 상하 이동되는 제2 이젝터 수직 구동부;
를 구비하여, 각 암에 대응하여 웨이퍼 프레임의 높이를 보정하는 것을 특징으로 하는 칩 이송 장치.
In a chip transfer device for transferring a chip on a wafer frame to an empty frame,
Two arm is mounted on the side of the rotating shaft symmetrical with each other, the arm drive module for rotating or vertically moving the rotating shaft;
An ejector module disposed below the wafer frame and configured to adjust a vertical position of the wafer frame corresponding to each arm of the arm drive module;
A sub-chuck module disposed below the empty frame and adjusting a vertical position of the empty frame corresponding to each arm of the arm driving module; And
A control unit controlling operations of the arm driving module, the ejector module, and the subchuck module;
It is characterized in that the picker for attaching and detaching the chip at the end of each arm,
The ejector module,
A needle for separating the chip from the tape of the wafer frame;
A first ejector vertical driver for vertically moving the needle by a predetermined height;
A second ejector vertical driver disposed on an upper surface of the first ejector vertical driver and supporting a lower surface of the wafer frame and vertically moved according to a first vertical position correction value preset for each arm;
And a height of the wafer frame corresponding to each arm.
상기 다수 개의 암 구동모듈의 회전축들이 동일축상에 배치되며,
상기 제어부는 서로 다른 암 구동 모듈의 암들이 서로 충돌되지 않도록 각 암 구동 모듈의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 칩 이송 장치. According to claim 1, wherein the chip transfer device is provided with a plurality of arm drive module,
Rotational axes of the plurality of arm drive modules are arranged on the same axis,
And the controller controls driving of each arm driving module so that arms of different arm driving modules do not collide with each other.
상기 제2 이젝터 수직 구동부의 하부에 장착되며, 각 암에 대하여 사전에 설정된 제1 수평 위치 보정값에 따라 수평 방향으로 이동되는 이젝터 수평 구동부를 더 구비하여, 각 암에 대응하여 니들의 수평 위치를 보정하는 것을 특징으로 하는 칩 이송 장치. The method of claim 1, wherein the ejector module,
And an ejector horizontal driver mounted on a lower portion of the second ejector vertical driver and moved in a horizontal direction according to a first horizontal position correction value previously set for each arm, so as to adjust the horizontal position of the needle corresponding to each arm. Chip transfer device, characterized in that for correcting.
상기 제2 이젝터 수직 구동부에 장착되고 암의 픽커에 대한 영상을 촬상하여 제공하는 제1 촬상부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 칩 이송 장치. The method of claim 1, wherein the ejector module
And a first imaging unit mounted on the second ejector vertical driving unit and configured to photograph and provide an image of a picker of the arm.
각 암에 대하여 사전 설정된 제2 수직 위치 보정값에 따라 빈 프레임을 상하 이동시키는 서브척 수직 구동부를 구비하여, 각 암에 대응하여 빈 프레임의 높이를 보정하는 것을 특징으로 하는 칩 이송장치.The method of claim 1, wherein the sub-chuck module,
And a sub-chuck vertical driving unit for vertically moving the empty frame in accordance with a second preset vertical position correction value for each arm, thereby correcting the height of the empty frame corresponding to each arm.
상기 서브척 수직 구동부에 장착되고 암의 픽커에 대한 영상을 촬상하여 제공하는 제2 촬상부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 칩 이송 장치. The method of claim 6, wherein the sub-chuck module,
And a second imaging unit mounted on the sub-chuck vertical driving unit and configured to photograph and provide an image of a picker of the arm.
상기 서브척 수직 구동부의 하부에 장착되고 상기 서브척 수직 구동부를 수평 방향으로 이동시키는 서브척 수평 구동부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 칩 이송 장치. The method of claim 6, wherein the sub-chuck module,
And a sub-chuck horizontal driver mounted on the lower part of the sub-chuck vertical driver and moving the sub-chuck vertical driver in a horizontal direction.
이젝터 모듈의 제1 촬상부를 이용하여 각 암의 픽커에 대한 영상을 획득하고, 획득된 영상들을 이용하여 각 암에 대한 제1 수직 위치 보정값 및 제1 수평 위치 보정값을 추출하여 저장하는 것을 특징으로 하는 칩 이송 장치. The method of claim 4, wherein the controller is initially set or when a correction command is input from the outside,
Acquiring an image of the picker of each arm using the first imaging unit of the ejector module, and extracting and storing the first vertical position correction value and the first horizontal position correction value for each arm using the obtained images. Chip feeder.
서브척 모듈의 제2 촬상부를 이용하여 각 암의 픽커에 대한 영상을 획득하고, 획득된 영상들을 이용하여 각 암에 대한 제2 수직 위치 보정값을 추출하여 저장하는 것을 특징으로 하는 칩 이송 장치. The method of claim 7, wherein the control unit at the time of initial setting or when a correction command is input from the outside,
And a second vertical position correction value for each arm using the acquired images, and storing and extracting a second vertical position correction value for each arm.
회전축의 측면에 대칭적으로 장착된 2개의 암;
상기 회전축을 회전시키는 회전 모터;
상기 회전축을 수직 이동시키는 수직 구동부;
를 구비하는 것을 특징으로 하는 칩 이송 장치.The method of claim 1, wherein the arm drive module,
Two arms symmetrically mounted to the sides of the axis of rotation;
A rotating motor for rotating the rotating shaft;
A vertical drive unit for vertically moving the rotating shaft;
Chip transfer device comprising a.
상기 제어부는 서로 다른 암 구동 모듈의 암들이 사전 설정된 각도 이하로 접근하는 경우 후속되는 암 구동 모듈의 암들은 감속 또는 정지시키는 것을 특징으로 하는 칩 이송 장치.The method of claim 2, wherein the arm drive module is composed of two,
And the control unit decelerates or stops the arms of the subsequent arm driving module when the arms of the different arm driving modules approach a predetermined angle or less.
(a) 각 암에 대하여 제1 및 제2 수직 위치 보정값을 설정하여 저장하는 단계;
(b) 웨이퍼 스테이지를 구동시켜 칩을 픽업할 수평 위치로 웨이퍼 프레임을 이동시키는 단계;
(c) 빈 스테이지를 구동시켜 칩을 내려놓을 수평 위치로 빈 프레임을 이동시키는 단계;
(d) 웨이퍼 프레임으로 암이 접근하면, 접근하는 암에 대한 제1 수직 위치 보정값에 따라 이젝터 모듈의 이젝터 수직 구동부를 구동시켜 웨이퍼 프레임의 수직 위치를 보정하는 단계;
(e) 빈 프레임으로 암이 접근하면, 접근하는 암에 대한 제2 수직 위치 보정값에 따라 서브척 모듈의 서브척 수직 구동부를 구동시켜 빈 프레임의 수직 위치를 보정하는 단계;
를 구비하고, 상기 다수 개의 암 구동 모듈은 회전축들이 동일축상에 배치되고, 다수 개의 암 구동 모듈의 암들이 서로 충돌하지 않도록 구동되어 칩을 이송하는 것을 특징으로 하는 칩 이송 제어 방법. A plurality of arm drive modules for rotating or vertically moving a rotating shaft equipped with two arms, an ejector module for adjusting the vertical position of the wafer frame, a sub-chuck module for adjusting the vertical position of the empty frame, and a chip transfer having a control unit. In the chip feed control method in the device,
(a) setting and storing first and second vertical position correction values for each arm;
(b) driving the wafer stage to move the wafer frame to a horizontal position to pick up chips;
(c) driving the empty stage to move the empty frame to a horizontal position where the chip is to be placed;
(d) when the arm approaches the wafer frame, driving the ejector vertical driver of the ejector module according to the first vertical position correction value for the approaching arm to correct the vertical position of the wafer frame;
(e) if the arm approaches the empty frame, correcting the vertical position of the empty frame by driving the subchuck vertical driver of the subchuck module according to the second vertical position correction value for the approaching arm;
And a plurality of arm driving modules arranged on the same axis of rotation, and driven so that the arms of the plurality of arm driving modules do not collide with each other to transfer chips.
상기 (d)단계는 웨이퍼 프레임으로 암이 접근하면, 접근하는 암에 대한 제1 수평 위치 보정값에 따라 이젝터 모듈의 이젝터 수평 구동부를 구동시켜 이젝터 모듈의 니들의 수평 위치를 보정하는 것을 특징으로 하는 칩 이송 제어 방법. The method of claim 15, wherein the step (a) is characterized in that for setting and storing the first horizontal position correction value for each arm,
In step (d), when the arm approaches the wafer frame, the horizontal position of the ejector module is corrected by driving the ejector horizontal driver of the ejector module according to the first horizontal position correction value for the approaching arm. Chip feed control method.
(a1) 이젝터 모듈의 제1 촬상부를 구동시켜 웨이퍼 프레임의 상부에 배치된 각 암의 픽커에 대한 영상들을 촬상하고, 각 암의 픽커에 대한 영상들을 이용하여 각 암에 대한 픽커의 위치 정보를 검출하고, 상기 검출된 각 암에 대한 픽커의 위치 정보과 제1 기준 위치와의 오차를 계산하고, 상기 오차를 이용하여 제1 수평 위치 보정값을 설정하는 단계;
(a2) 서브척 모듈의 제2 촬상부를 구동시켜 빈 프레임의 상부에 배치된 각 암의 픽커에 대한 영상들을 촬상하고, 각 암의 픽커에 대한 영상들을 이용하여 각 암에 대한 픽커의 위치 정보를 검출하고, 상기 검출된 각 암에 대한 픽커의 위치 정보과 제2 기준 위치와의 오차를 계산하고, 상기 오차를 이용하여 제2 수평 위치 보정값을 설정하는 단계;
를 구비하는 것을 특징으로 하는 칩 이송 제어 방법. The method of claim 15, wherein step (a)
(a1) Driving the first imaging unit of the ejector module to capture images of the pickers of each arm disposed on the wafer frame, and to detect the position information of the picker for each arm using the images of the pickers of each arm Calculating an error between the position information of the picker and the first reference position for each detected arm, and setting a first horizontal position correction value using the error;
(a2) The second image pickup unit of the sub-chuck module is driven to capture images of the pickers of each arm disposed on the empty frame, and the position information of the picker for each arm is obtained using the images of the pickers of the respective arms. Detecting, calculating an error between the position information of the picker and the second reference position for each detected arm, and setting a second horizontal position correction value using the error;
Chip transfer control method comprising the.
18. The chip transfer control according to claim 17, wherein the first reference position is a reference position at which the picker picks up the chip from the wafer frame, and the second reference position is a reference position at which the picker lays the chip on the empty frame. Way.
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