KR20180055186A - 반도체 다이 콜렛 시스템 및 픽업(pick up) 방법 - Google Patents

반도체 다이 콜렛 시스템 및 픽업(pick up) 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다수의 반도체 다이로 다이스 커팅(dice cutting) 된 반도체 웨이퍼에서 불량 다이를 선택적으로 픽업하는 반도체 다이 콜렛 시스템 및 픽업(pick up) 방법에 관한 것이다.
본 발명은, 정상 다이와 미러 다이(mirror die) 및 불량 마크(fail mark)가 표시된 불량 다이를 포함하는 반도체 웨이퍼로부터, 상기 정상 다이를 픽업(pick up)하는 반도체 다이 콜렛 시스템에 있어서, 상기 반도체 웨이퍼를 조명하는 조명 수단;과 상기 조명수단에 의하여 상기 반도체 웨이퍼의 각 다이를 촬상하는 촬상 수단;과 상기 촬상 수단에 의해 상기 다이를 촬상할 때, 상기 미러 다이(mirror die)로부터의 반사광의 영향을 받는 부분에서는 상기 미러 다이(mirror die)로부터의 영향을 받지 않는 부분보다도 상기 반도체 웨이퍼를 조명하는 빛의 광량을 감소시키는 광량 설정 수단;과 이 광량 설정 수단에 의해서 광량이 제어된 빛에 의해서 상기 반도체 웨이퍼를 조사하고 상기 촬상 수단으로 촬상하여, 이 촬상 수단의 촬상 신호를 기준값과 비교하여 반도체 웨이퍼 상의 다이가 정상 다이인지 불량 다이인지의 여부를 판정하는 판정 수단;을 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 다이 콜렛 시스템을 제공한다.

Description

반도체 다이 콜렛 시스템 및 픽업(pick up) 방법 {COLLET SYSTEM AND PICKUP METHOD FOR SEMICONDUCTOR DIE}
본 발명은 다수의 반도체 다이로 다이스 커팅(dice cutting) 된 반도체 웨이퍼에서 불량 다이를 선택적으로 픽업하는 반도체 다이 콜렛 시스템 및 픽업(pick up) 방법에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼로부터 만들어진 다이를 기판에 실장하는 경우, 예를 들어 플립칩(flip-chip) 방식의 실장 장치가 사용된다. 이 실장 장치는 다이 공급부를 가지고, 이 다이 공급부의 X·Y테이블(table)상에는 다수의 다이에 다이스 커팅(dice cutting) 된 반도체 웨이퍼가 공급된다.
통상적으로, 다이스 커팅(dice cutting) 된 반도체 웨이퍼에는 주변부에 회로 패턴이 형성되지 않고 빛을 거의 전반사하는 미러 다이(mirror die)가 있고, 다른 부분에는 정상 다이 및 검사를 통해 불량품으로 판정되어 잉크로써 불량 마크(fail mark)가 표시되는 불량 다이가 혼재한다. 상기 잉크는 다이의 표면보다도 빛의 반사율이 낮은 색, 예를 들어 흑색의 잉크 등이 이용된다.
상기 픽업(pick up) 위치에 배치된 다이는 촬상 카메라에 의해서 촬상되어 그 촬상된 영상에 따라 정상 다이에라고 판정되면, 그 정상 다이는 콜렛에 의하여 흡착되어 픽업(pick up)된다. 그리고, 콜렛으로부터 실장 툴에 제공된 정상 다이는 상기 기판에 실장하게 된다.
이때, 촬상 카메라에 의해서 다이를 촬상할 때, 픽업(pick up) 위치에 배치된 다이는 그 주변부의 다이들과 함께 조명 수단으로부터의 빛에 의해서 조명 된다.
픽업(pick up) 위치에 배치된 다이가 불량 마크(fail mark)가 표시된 불량 다이에고, 이 불량 다이의 근처에 미러 다이(mirror die)가 있는 경우, 조명 수단의 빛이 불량 다이와 미러 다이(mirror die)의 모두를 조명하는 경우가 있다.
이 경우, 미러 다이(mirror die)로부터 빛이 반사하기 때문에, 불량 다이를 촬상했을 때에 미러 다이(mirror die)로부터의 반사광이 촬상 수단에 입사되어, 불량 다이의 휘도가 이 불량 다이에 표시된 불량 마크(fail mark)와 함께 높아진다. 즉, 불량 마크(fail mark)의 휘도가 다이의 정상여부를 판정하는 판정부에 설정된 기준값보다도 높아진다.
그 때문에, 상기 판정부에서는 상기 촬상 카메라의 화상에 의해서 상기 다이에 표시된 불량 마크(fail mark)를 판별하지 못하고, 불량 다이를 정상 다이로 판정해 픽업(pick up)할 수 있다.
그러므로 종래의 기술에서는 불량 다이를 정확히 인식할 수 있기 위해, 촬상 카메라로부터의 화상을 처리할 때, 2개의 휘도의 기준값을 설정하도록 하고 있다. 즉, 제1의 기준값은 불량 다이에 표시된 불량 마크(fail mark)를 기준으로 인식할 수 있는 값으로, 제2의 기준값은 불량 다이에 표시된 불량 마크(fail mark)는 배제하고, 미러 다이(mirror die)를 기준으로하는 레벨치로 설정된다.
아울러 미러 다이(mirror die)에도 불량 마크(fail mark)를 표시하도록 하여, 이들 불량 마크(fail mark)의 사이즈의 기준값을 설정하도록 하고 있다. 즉, 불량 다이에 표시된 불량 마크(fail mark)보다도 작은 사이즈를 제1의 마크 사이즈 기준값로 해, 미러 다이(mirror die)에 표시된 불량 마크(fail mark)의 사이즈보다도 큰 사이즈를 제2의 마크 사이즈 기준값으로서 설정한다.
그리고, 촬상 카메라에 의해서 촬상된 다이의 화상을 상기 4개의 기준값과 비교하여 정상 다이만을 픽업(pick up)할 수 있도록 하고 있다.
따라서 종래의 기술에 의하면 촬상 카메라에 의해서 촬상된 다이가 우량품인지 아닌지를 2개의 휘도의 기준값과 2개의 마크 사이즈 기준값을 이용하여 판정하므로, 다이의 양부의 판정을 얻을 수 있을 때까지의 공정수가 많아짐에 따라, 구성이 복잡하고 각 각의 불량 다이 및 미러 다이(mirror die)에 표시된 마크의 크기에 따라 불량 다이를 정상 다이로 잘못 판단할 소지가 여전히 남아 있다.
본 발명은, 다이의 양부의 판정을 얻을 수 있을 때까지의 공정수가 많아지기 때문에, 사이클 시간(tact time)이 소요되고, 미러 다이(mirror die)에도 불량 마크(fail mark)를 부여해야하는 제약을 해결하기 위한 것으로서, 정상 다이의 판정을 간단하고 정확히 실시할 수 있도록 한 반도체 다이 콜렛 시스템 및 픽업(pick up) 방법을 제공하는 것에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 정상 다이, 미러 다이(mirror die) 및 불량 마크(fail mark)가 표시된 불량 다이를 포함하는 반도체 웨이퍼로부터, 상기 정상 다이를 픽업(pick up)하는 반도체 다이 콜렛 시스템으로서,
상기 반도체 웨이퍼를 조명하는 조명 수단과, 상기 반도체 웨이퍼의 각 다이를 촬상하는 촬상 수단과, 이 촬상 수단에 의해서 상기 다이를 촬상할 때, 상기 조명 수단에 의해서 상기 반도체 웨이퍼를 조명하는 빛의 광량을, 상기 미러 다이(mirror die)로부터의 반사광의 영향을 받는 부분에서는 반사광을 반영하여 여타의 부분보다도 광량을 감소시키는 광량 설정 수단과 이 광량 설정 수단에 의해서 광량이 제어된 빛으로써, 상기 반도체 웨이퍼를 조사하고 상기 촬상 수단으로 촬상하여, 이 촬상 수단의 촬상 신호를 기준값과 비교함으로써, 상기 다이의 정상 혹은 불량 여부를 판정하는 판정 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 다이 콜렛 시스템을 과제의 해결 수단으로 제공한다.
상기 기준값은 상기 반도체 웨이퍼 상기 미러 다이(mirror die)로부터의 반사광의 영향을 받지 않는 부분의 다이에 빛이 조사되었을 때의 밝기와 거의 동등한 레벨로 설정되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 반도체 웨이퍼에는 지름 방향의 주변부에 상기 미러 다이(mirror die)가 구비되고, 상기 광량 설정 수단은 상기 조명 수단에 의한 조명이 상기 반도체 웨이퍼의 지름 방향 주변부로부터 중심부로 이동함에 따라 광량이 증가하도록 설정하는 것이 바람직하다.
본 발명은 정상 다이, 미러 다이(mirror die) 및 불량 마크(fail mark)가 표시된 불량 다이를 포함하는 반도체 웨이퍼로부터, 상기 정상 다이를 픽업(pick up)하는 반도체 다이 콜렛 시스템의 픽업(pick up) 방법으로써,
상기 반도체 웨이퍼를 조명하는 단계와,
상기 반도체 웨이퍼의 각 다이를 촬상하는 단계와,
상기 다이를 촬상할 때, 상기 미러 다이(mirror die)로부터의 반사광의 영향을 받는 부분에서는 영향을 받지 않는 다른 부분보다도 상기 반도체 웨이퍼를 조명하는 빛의 광량을 감소시키는 단계와,
광량이 제어된 빛에 의해서 상기 반도체 웨이퍼를 조사하고 촬상하여, 그 촬상 신호를 기준값과 비교해 상기 다이에 정상 다이 혹은 불량 다이인지를 판정하는 단계를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 다이 콜렛 시스템의 픽업(pick up) 방법에 있다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 미러 다이(mirror die)로부터의 반사광의 영향을 받는 부분에서는 영향을 받지 않는 다른 부분보다도 상기 반도체 웨이퍼를 조명하는 빛의 광량을 감소시킴에 따라, 미러 다이(mirror die)로부터의 반사광의 영향을 받는 부분에서는 그 반사광의 영향이 없는 상태로 촬상할 수 있기 때문에, 미러 다이(mirror die)로부터의 반사광의 영향을 받는 부분의 불량 다이를 포함하여 웨이퍼 전반의 불량 다이를 정확히 판별할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 콜렛 시스템.
도 2는 그림 1에 나타낸 콜렛 시스템의 평면도.
도 3은 콜렛 시스템의 제어 계통도.
도 4는 (a)는 불량 다이의 일예 (b)는 불량 다이의 표시 예.
도 5는 반도체 웨이퍼의 일부를 확대하여 나타낸 그림.
도 6는 반도체 웨이퍼의 직경 방향에 따른 조명 빛의 밝기 레벨.
도 7은 불량 다이와 정상 다이의 휘도 임계값과의 관계.
이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 이에 따라 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시예들 뿐만 아니라 특정 실시예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점들은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 더욱 분명해 질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 콜렛 시스템의 일예, 도 2는 그림 1에 나타낸 콜렛 시스템의 평면도이다. 도시된 본 발명의 콜렛 시스템의 일예는 플립칩 본더(flip chip bonder) 로서, 장치 본체(1)의 전후 방향으로 중간 높이 위치에는 한 쌍의 가이드 레일(2)이 폭 방향으로 배치된다.
상기 한 쌍의 가이드 레일(2)에는 리드프레임(lead frame)이나 기판(W)이 이동 가능하게 지지된다. 가이드 레일(2)에 지지된 기판(W)는 반송 기구에 의해서 상기 가이드 레일(2)를 따라 이송되도록 구성된다.
도 1에 나타낸 바와 같이 상기 장치 본체(1)에는 카세트(cassette)(3)으로부터 공급 테이블(4)가 상기 가이드 레일 (2)의 배치 방향에 대해서 직각방향으로 배치된다. 즉, 카세트(cassette)(3)은 장치 본체(1)의 앞부분에 설치되고, 공급 테이블(4)는 상기 카세트(cassette)(3)과 상기 가이드 레일 (2)와의 사이에 배치된다.
상기 카세트(cassette)(3)은 제1 상하 구동 기구(6)에 의해서 상하 구동되는 카세트(cassette) 테이블(table)(7)상에 구비되고, 그 내부에는 도 2에 나타낸 바와 같이 복수의 웨이퍼 링(8)이 상하 방향으로 설치되어 웨이퍼들이 소정 간격으로 구비된다. 상기 카세트(cassette)(3)에 구비된 웨이퍼 링(8)은 상기 카세트(cassette)(3)의 한 측면으로부터 웨이퍼를 공급받고 배출한다.
상기 웨이퍼 링(8)에는 수지 시트를 구비하여 반도체 웨이퍼(11)에 접촉된다. 이 반도체 웨이퍼(11)는 다이스 커팅(dice cutting) 되어 다수의 다이(12)로 형성된다.
상기 다이(12)는 정상 다이(12a), 불량 다이(12b) 및 미러 다이(mirror die)(12c)가 있을수 있으며, 이하에서는 상기 다이들을 다이(12)로 부르기로 한다.
상기 공급 테이블(4)는 도 1에 나타낸 바와 같이 제2 상하 구동 기구(13)과 수평 구동 기구(14)에 의해 X, Y 및 Z방향으로 구동된다. 이때, 상기 공급 테이블(4)은 θ방향으로 구동되도록 할 수도 있다.
상기 공급 테이블(4)는 측면 형상이 L자 모양이고, 상하 방향으로 이격된 한 쌍의 받침부(15)가 설치되며, 그 중앙에는 이송수단(16)이 설치된다. 상기 이송수단(16)에는 나사 축(17)이 축선을 수직으로 결합되어있다. 이 나사 축(17)의 하단에는 종동 풀리(18)이 고정된다.
상기 수평 구동 기구(14)는 X, Y방향으로 구동되는 설치 테이블(table)(21)이 결합되고, 이 설치 테이블(table)(21)에는 상기 제2 상하 구동 기구(13)를 구동하는 가이드(22)가 형성된다. 이 가이드(22)의 수직부의 한측면에는 상기 공급 테이블(4)에 설치된 상기 받침부(15)가 슬라이드로서, 한 쌍의 가이드 레일 (24)이 상하 방향에 따라서 설치된다. 따라서, 상기 공급 테이블(4)은 상하 방향으로 이동 가능하게 구성된다.
상기 가이드 레일 (24)의 타측면에는 구동부(25)가 설치된다. 이 구동부(25)의 출력축(25a)에는 구동 풀리(25b)가 결합된다. 상기 구동 풀리(25b)와 상기 나사 축(17)에 설치된 상기 종동풀리(18)에는 벨트(26)가 구비된다. 이에 따라, 상기 구동부(25)의 작동에 의해 상기 구동부 나사 축(17)이 회전되면, 그 회전 방향(direction of rotation)에 따라 상기 공급 테이블(4)이 상승 방향 혹은 하강 방향으로 이송된다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 장치 본체(1)내의 폭방향 일측에게는 상기 카세트(cassette)(3)에 대해서 웨이퍼 링(8)을 출납하기 위한 출납 장치(31)가 설치된다. 이 출납 장치(31)는 상기 장치 본체(1)내의 폭방향 일측에 전후 방향에 따라서 설치된 레일(32)을 구비하고, 상기 레일(32)을 따라 가동체(33)는 이동 가능하게 설치된다.
상기 가동체(33)는 상기 레일(32)에 설치된 코일과 상기 가동체(33)에 설치된 자석으로 구성된 리니어 모터에 의해서 상기 레일(32)에 따라서 구동된다.
상기 가동체(33)에는 지주가 구비되고 상기 가이드 레일 (2)에서의 하부에는 암(arm)(35)가 설치된다. 이 암(arm)(35)의 선단은 상기 장치 본체(1)의 폭방향 중앙으로 연장되고, 그 선단에는 척(chuck)(work holding device)(36)이 설치된다. 상기 척(chuck)(work holding device)(36)은 장치 본체(1)의 폭방향 중앙부를 따라 전후 방향으로 구동된다.
상기 척(chuck)(work holding device)(36)은 상기 가이드 레일 (2)의 아래쪽 면을 통과하는 높이에 설치되어 장치 본체(1)의 전방으로 구동되면, 상기 카세트(cassette)(3)내로 척(chuck)(work holding device)(36)이 들어가고, 척(chuck)(work holding device)(36)으로 같은 높이에 배치된 웨이퍼 링(8)의 지름 방향의 일단을 지지할 수 있다. 이어 웨이퍼 링(8)을 지지한 척(chuck)(work holding device)(36)이 반대방향으로 구동되면 지지된 웨이퍼 링(8)은 상기 공급 테이블(4)의 상면으로 이송된다.
이 때, 공급 테이블(4)의 상면의 높이는 상기 가이드 레일 (2)의 아래쪽 면을 통과하는 상기 척(chuck)(work holding device)(36)의 하단보다도 조금 낮은 위치, 즉 척(chuck)(work holding device)(36)을 전후 방향으로 구동할 수 있는 높이에 배치된다.
상기 공급 테이블(4)에는 도 1에 점선으로 표시된 개구부(37)가 형성되고, 이 개구부(37)에 대향하는 상기 공급 테이블(4)의 하면측에는 콜렛핀(38) 을 포함하는 콜렛(39) 가 배치되어 있다.
상기 콜렛핀(38)은 상하 방향으로 구동된다. 이에 따라, 공급 테이블(4)에 상기 웨이퍼 링(8)을 공급 지지한 상태로, 상기 콜렛핀(38)은 상승 방향으로 구동되면, 상기 웨이퍼 링(8)에 수지 시트상의 다수의 다이(12)들중의 하나가 상기 콜렛핀(38)에 의해서 수지 시트를 탄성변형(elastic deformation)시키면서 흡착된다.
상기 콜렛(39)은 고정적으로 설치되어 이 콜렛(39) 에 대해서 상기 공급 테이블(4)가 X, Y방향으로 배치되고, 반도체 웨이퍼(11)의 다수의 다이(12)가운데, 픽업(pick up)되는 다이(12)는 상기 콜렛(39)에 의해 흡착되는 픽업(pick up) 위치에 순차적으로 제어 배치된다.
상기 반도체 웨이퍼(11)의 다수의 다이(12)의 상기 픽업(pick up) 위치에 대응하는 위치 결정(positioning)은 도 3에 나타내는 제어장치(terminal control unit)(41)에 접속된 설정부(42)에 의해서 설정된 위치 데이터에 따라 순차적으로 행해진다.
픽업(pick up) 위치에 배치된 다이(12)는 상기 공급 테이블(4)의 상부에 배치된 촬상 수단으로서의 촬상 카메라(43)에 의해서 촬상된다. 상기 반도체 웨이퍼(11)의 상기 촬상 카메라(43)에 의해서 촬상되는 부분, 즉 픽업(pick up)되는 다이(12)로 그 주변부에 위치하는 복수의 다이(12)는 조명 수단으로서의 광원(44)로부터의 조명광(L)에 의해서 조명 된다. 도 5에 상기 조명광(L)에 의해서 조사되는 영역 R을 점선으로 도시한다. 이때 광원(44)는 조명 광량을 순간적으로 변경 가능한 LED 라이트가 바람직하다.
그리고, 상기 광원(44)의 조명 광량의 제어는 상기 설정부(42)에 의해서 설정된 위치 데이터에 따라 상기 픽업(pick up) 위치에 위치 결정(positioning)되는 다이(12)가 반도체 웨이퍼(11)의 위치에 따라, 상기 제어장치(terminal control unit)(41)의 구동부(45)로부터 상기 광원(44)에 출력되는 구동 신호(driving signal)에 의해서 설정된다.
상기 설정부(42)로 상기 제어장치(terminal control unit)(41)의 구동부(45)에 의해서 상기 광원(44)로부터의 조명광(L)의 광량을 설정 제어하는 광량 설정 수단이 구비되어 있다.
상기 촬상 카메라(43)의 촬상 신호는 화상 처리부(image processing)(46)를 통해 처리(예를들면 2치화) 되어 디지탈 신호(digital signal)로 변환된 후, 상기 제어장치(terminal control unit)(41)에 설치된 연산처리부(arithmetic processing)(47)에서 처리되고 판정 수단으로서의 판정부(48)를 통해 화상의 다이(12)가 정상 다이인지, 불량 다이인지의 여부가 판정된다.
상기 반도체 웨이퍼(11)는 도 5에 도시된 바와 같이, 다수의 다이(12)로 다이스 커팅(dice cutting) 되고, 주변에 위치하는 다이, 웨이퍼 가장 바깥쪽의 다이(12)는 회로 패턴이 형성될 수 있는 미러 다이(mirror die)(12c)로 되어 있고, 안쪽의 다이(12)는 상기 정상 다이(12a) 및 불량 다이(12b)가 형성된다.
그리고, 불량 다이(12b)에는 상기 촬상 카메라(43)의 촬상 신호에 의해서 판별할 수 있도록, 도 4(b)에 나타낸 바와 같이 다이(12)의 바탕색보다도 어두운 색의 잉크에 의해서 동그라미표 등의 불량 마크(fail mark)(m1)가 미리 표시된다.
즉, 반도체 웨이퍼(11)의 각 다이(12)를 검사했을 때에, 불량 다이(12b)이라고 판정되었다면, 그 다이(12)에 불량 마크(fail mark)(m1)가 표시된다. 또한 도 4(a)에 도시된 정상 다이(12a)와 도 4(b)에 도시된 불량 다이(12b)의 예를 들면 각 다이에는 위치 맞춤 마크(m2)가 표시된다.
상기 연산처리부(arithmetic processing)(47)는 촬상 카메라(43)가 촬상한 다이(12)위치 맞춤 마크(m2)에 따라 X, Y좌표를 산출해, 그 산출 결과에 따라 상기 다이(12)의 픽업(pick up)을 위한 위치 결정(positioning)을 수행한다. 그리고, 상기 판정부(48)는 픽업(pick up) 위치에 배치된 상기 다이(12)에 불량 마크(fail mark) m1이 있는지를 판정하여 그 다이(12)의 양부를 판단한다.
상기 판정부(48)에 의해서 판정된 다이(12)가 불량품 다이(12b)인 경우에는 콜렛핀(38) 에 의해서 흡착되지 않고, 정상 다이(12a)의 경우에는 콜렛핀(38) 에 의해서 흡착된다. 이 콜렛핀(38) 이 설치된 콜렛(39)은 도 3에 나타내는 상기 구동부(45)로부터 구동 신호(driving signal)에 의해서 구동된다.
상기 콜렛핀(38) 에 의해서 흡착된 정상 다이(12a)는 픽업(pick up) 툴(53)에 의해서 흡착 보관 유지 픽업(pick up) 된다. 이 픽업(pick up) 툴(53)은 지축(54)를 지점으로 하는 회전 방향(direction of rotation) 및 X, Y, Z방향으로 구동 가능하다.
그리고, 상기 콜렛핀(38) 에 의해서 흡착된 정상 다이(12a)가 상기 픽업(pick up) 툴(53)에 의해서 픽업(pick up)되면, 이 픽업(pick up) 툴(53)은 지축(54)를 지점으로서 도 1의 θ 방향으로 180 도 회전 한다.
이에 따라, 픽업(pick up) 툴(53)에 보유된 정상 다이(12a)는 상하 방향이 반전된다. 즉, 정상 다이(12a)는 픽업(pick up) 툴(53)에 의해서 흡착된 회로 패턴 및 범프면이 하향이 된다.
픽업(pick up) 툴(53)에 의해서 반전 흡착된 정상 다이(12a)는 실장 툴(55)에 제공된다. 이 실장 툴(55)는 가이드체(56)를 따라 X, Y방향으로 구동 가능하고, Z테이블(table)(57)에 의해서 Z방향으로도 구동이 가능하다. 상기 실장 툴(53)은, 상기 픽업(pick up) 툴(43)으로부터 정상 다이(12a)를 제공받으면, 이 정상 다이(12a)를 상기 가이드 레일 (2)에 보유된 상기 기판(W)의 상부의 실장 위치에 배치한다.
다음으로, 픽업(pick up) 툴(53)은 하강 방향으로 구동되어 정상 다이(12a)를 상기 기판(W)에 실장한다. 이 때, 기판(W)의 반도체 다이(12)가 실장되는 부위의 아래쪽 면은 Z방향으로 구동되는 백업(back up) 스테이지(stage)(58)에 의해서 지지된다.
픽업(pick up) 위치에 위치 결정(positioning)되는 정상 다이(12a)나 불량 다이(12b)를 조명 하는 상기 광원(44)은 상기 설정부(42)에 의해서 설정된 위치 데이터에 따라 의한 조명광(L)의 광량이 설정된다.
즉, 상기 반도체 웨이퍼(11)에는 도 5에 나타낸 바와 같이 주변부에 휘도(조명의 반사광의 양) 높은 미러 다이(mirror die)(12c)가 있으니까, 상기 반도체 웨이퍼(11)의 지름 방향에 따르는 휘도 곡선은 도 6에 A에서 가리키게 되어 있다. 즉, 반도체 웨이퍼(11)의 주변부에서는 휘도 곡선 A의 a1에서 가리키도록 휘도가 반도체 웨이퍼(11)의 지름방향 안쪽을 향해 서서히 저하해, 주변부보다도 소정 거리경편 안쪽에서는 a2에서 가리키도록 미러 다이(mirror die)(12c)의 영향을 받지 않고 일정한 휘도가 된다.
한편, 상기 광원(44)에 의한 반도체 웨이퍼(11)의 조명은, 반도체 웨이퍼(11)의 주변부의 미러 다이(mirror die)(12c)의 부근의 다이(12)가 미러 다이(mirror die)(12c)에 의한 반사광의 영향이 제거되도록 조명광(L)의 광량이, 상기 설정부(42)로부터 입력된 데이터에 따라 제어장치(terminal control unit)(41)의 연산처리부(arithmetic processing)에서 처리되며 그 처리에 따라 상기 구동부(45)에 의해서 제어된다.
상기 조명광(L)의 광량은 도 6에 조명 곡선 B로 도시한다. 즉, 조명 곡선 B는 반도체 웨이퍼(11)의 주변부의 정상 다이(12a)나 불량 다이(12b)가 미러 다이(mirror die)(12c)의 반사광의 영향을 받는 부분에서는 상기 조명 곡선 B의 b1과 같이 그 영향이 제거되도록 조명광(L)의 광량이 반도체 웨이퍼(11)의 지름방향의 안쪽 방향으로 향할수록 서서히 감소되고 영향이 없어지는 부분에서는 b2와 같이 일정값을 유지한다.
그 결과, 촬상 카메라(43)에 의해서 촬상되는 반도체 웨이퍼(11)의 휘도는 미러 다이(mirror die)(12c)의 부분, 미러 다이(mirror die)(12c)로부터의 반사광의 영향을 받는 부분 및 영향을 받지 않는 부분의 어느 부분이든, 도 6에 직선 C로 도시된 것과 같이 반도체 웨이퍼(11)의 지름 방향에 따르는 휘도 곡선 A와 조명 곡선 B와의 휘도의 값의 평균치로 설정 될 수 있다. 상기 직선 C를 휘도 평균 곡선으로 한다.
상기 제어장치(terminal control unit)(41)의 판정부(48)에는 도 7에 S에서 가리키도록 촬상 카메라(43)에 의해서 촬상된 다이(12)가 정상 다이(12a)인지, 불량 다이(12c)인지를 판정하기 위한 기준값(S)가 설정된다. 이 기준값(S)는 상기 휘도 곡선 A와 조명 곡선 B와의 휘도의 값의 평균치로 휘도 평균 곡선 C와 같은 레벨로 설정된다.
또한 도 6에 있어서, 휘도 곡선 A의 미러 다이(mirror die)(12c)의 반사광의 영향을 받지 않는 부분 a2의 휘도에 대해, 이 a2에 대응하는 조명 곡선 B의 부분 b2의 휘도를 조금 낮게 도시하고 있으나, 필요에 따라 조명 곡선 B의 b2의 부분의 휘도를 휘도 곡선 A의 a2의 부분의 휘도와 같게 설정할 수도 있다.
즉, 조명광(L)의 휘도는 반도체 웨이퍼(11)의 지름 방향에 따르는 미러 다이(mirror die)(12c)의 반사광의 영향을 배제하고, 해당 반도체 웨이퍼(11)의 지름 방향에 따르는 휘도가 거의 일정하게 촬상되도록 설정하는 것이 바람직하다.
덧붙여 상기 제어장치(terminal control unit)(41)의 구동부(45)는 상기 광원(44)외에, 도 3에 나타내는 제1 상하 구동 기구(6, 제2 상하 구동 기구(13), 수평 구동 기구(14) 및 콜렛(39) 의 구동을 제어하게 되어 있다.
다음에, 상기 구성의 픽업(pick up) 장치에 의해서 반도체 웨이퍼(11)로부터 정상 다이(12a)를 픽업(pick up)하는 순서를 설명한다.
제어장치(terminal control unit)(41)는 공급 테이블(4)를 구동해, 설정부(42)에 의해서 미리 설정된 픽업(pick up) 순서에 따라 반도체 웨이퍼(11) 주변부의 다이(12)로부터 픽업하고 결정된 위치로 이송되도록 한다.
픽업(pick up) 위치에 배치된 다이(12) 및 그 부근의 다이들은 광원(44)로부터의 조명광(L)에 의해서 조명되고, 픽업(pick up) 위치에 배치된 다이(12)는 촬상 카메라(43)에 의해서 촬상된다.
상기 촬상 카메라(43)의 촬상 신호는 화상 처리부(image processing)(46)으로 2치화 처리되고, 판정부(48)에 출력되어 기준값(S)와 비교되어 상기 다이(12)에 불량 마크(fail mark)(m1)가 있는지의 여부가 판정된다.
상기 화상 처리부(46)에서 2치화 처리되어 판정부(48)에 출력되는 불량 마크(fail mark)(m1)가 없는 정상 다이(12a)의 표면의 휘도는 도 7의 S1으로 도시된 기준값(S) 이상 값이다.
한편, 불량 다이(12b)의 불량 마크(fail mark)(m1)는 다이(12)의 바탕색보다도 휘도의 낮은 잉크 등에 의해서 표시된다. 따라서, 판정부(48)에 출력되는 촬상 신호의 휘도는 도 7에 S2로 표시된 것과 같이 기준값(S)보다도 작은 값이다.
따라서, 상기 촬상 카메라(43)에 의해서 촬상된 정해진 다이(12)의 화상으로부터 중심부의 휘도를 보았을 때, 그 휘도가 기준값(S)보다도 낮으면, 그 다이(12)는 불량 마크(fail mark)(m1)가 표시된 것으로 판별된다.
즉, 다이(12)가 불량 다이(12b)이라고 판정되면 그 불량 다이(12b)는 픽업(pick up)되지 않고, 다음의 다이(12)가 픽업(pick up) 위치에 위치 결정(positioning)되도록, 반도체 웨이퍼(11)가 배치된다.
상술한 것처럼 상기 판정부(48)에 출력된 촬상 신호의 휘도가 기준값(S)보다도 크면, 그 다이(12)에는 불량 마크(fail mark)(m1)가 없으므로, 정상 다이(12a)라고 판정되어 픽업(pick up) 툴(53)에 의해서 픽업(pick up)되게 된다.
픽업(pick up) 위치에 배치된 다이(12)의 근처에 미러 다이(mirror die)(12c)가 있는 경우, 조명광(L)가 미러 다이(mirror die)(12c)로 반사되어, 상기 촬상 카메라(43)으로부터의 촬상 신호의 휘도가 높아질 수 있다.
그 경우, 판정부(48)에 출력된 촬상 신호의 휘도가 기준값(S)보다도 커지기 때문에, 불량 마크(fail mark)(m1)가 표시된 불량 다이(12c)가 정상 다이(12a)로서 판정되어 픽업(pick up)될 우려가 있다.
그러나, 본 발명의 픽업(pick up) 위치에 배치된 다이(12)를 조명하는 광원(44) 조명광(L)은 픽업(pick up) 위치의 다이(12)의 근처에 미러 다이(mirror die)(12c)가 있어도, 그 미러 다이(mirror die)(12c)로부터의 반사광의 영향을 없애도록 그 휘도가 설정되어 있다.
즉, 반도체 웨이퍼(11)에는 그 주변부에 미러 다이(mirror die)(12c)가 있으므로, 반도체 다이(12)를 조명하는 조명광(L)의 휘도는 미러 다이(mirror die)(12c)의 영향을 받는 범위에서는 반도체 웨이퍼(11)의 중심부로부터 주변부에 가는 것에 따라 낮아지도록 설정한다.
그 때문에, 픽업(pick up) 위치에 배치된 다이(12)는 미러 다이(mirror die)(12c)로부터의 반사광의 영향을 제거한 상태로 촬상되므로, 판정부(48)에서의 기준값(S)의 비교에 따라 그 다이(12)에 불량 마크(fail mark)(m1)가 있는지 아닌지를 정확히 판정할 수 있다.
그 결과, 불량 다이(12b)의 불량 마크(fail mark)(m1)를 인식하지 못하고, 불량 다이(12b)를 정상 다이(12a)와 잘못 인식 해 픽업(pick up)하는 것을 정확히 방지할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기 다이(12)가 정상 다이(12a) 혹은 불량 다이(12b)의 인지의 여부를, 촬상 카메라(43)으로부터의 촬상 신호에 대해 판정부(48)로 설정된 1개의 기준값(S)과 비교하는 것으로 판단 할수 있도록 하고 있다. 그 때문에, 상기 다이(12)의 양부의 판정을 신속히, 그리고 정확히 실시하는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명은 픽업(pick up) 위치에 배치된 다이(12)가 정상 다이(12a) 혹은 불량 다이(12b) 인지의 여부를 판단할 때, 픽업(pick up) 위치에 배치된 다이(12)를 조명하는 광원(44)으로부터의 조명광(L)의 광량을 제어해 조명함으로써, 미러 다이(mirror die)(12c)로부터의 반사광의 영향을 받지 않는 정확한 판단이 가능하다.
픽업(pick up) 위치에 배치된 다이(12)가 정상 다이(12a) 혹은 불량 다이(12b)의 어느 쪽인지를 판정할 때, 픽업(pick up) 위치에 배치된 다이(12)를 조명하는 광원(44)로부터의 조명광(L)의 광량을 제어해 조명 하도록 한 것으로, 그 판정이 미러 다이(mirror die)(12c)로부터의 반사광의 영향을 받지 않게 했다.
상기 광원(44)으로서는, LED 라이트를 적용하여 조명광(L)의 광량의 설정에 따라 빠른 응답과 정확한 광량으로 제어될수 있기 때문에, 반도체 기판(W)의 지름 방향에 따르는 조명광(L)의 광량의 제어를 간단하고 정확히 실시하는 것이 가능해진다.
그리고, 본 발명에서는 반도체 웨이퍼 주변부를 조명하는 빛의 광량을, 중심부를 조명하는 광량에 비해 낮아지도록 제어하며 동시에, 판정부에 단일의 기준값를 설정해, 이로부터 미러 다이(mirror die)로부터 반사광의 영향을 받는 다이에 정상 다이과 불량 다이의 어느 쪽인지를 판정하도록 한다.
이상과 같이 본 발명에서는, 플립칩 본더(flip chip bonder) 를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 플립칩 본더(flip chip bonder) 외에 웨이퍼 링에 붙여진 시트상의 반도체 웨이퍼의 다이를 픽업(pick up)하여 기판에 공급하는 제반장치, 즉 다이본더(die bonder) 등에도 본 발명을 적용할 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나, 이는 예시적인 것이며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.
(11) 반도체 웨이퍼
(12) 다이
(12a) 정상 다이
(12b) 불량 다이
(12c) 미러 다이(mirror die)
(38) 콜렛핀
(39) 콜렛
(41) 제어장치(terminal control unit)
(42) 설정부
(43) 촬상 카메라(촬상 수단)
(44) 광원
(46) 화상 처리부(image processing)
(47) 연산처리부(arithmetic processing)
(48) 판정부
(53) 픽업(pick up) 툴

Claims (5)

  1. 정상 다이와 미러 다이(mirror die) 및 불량 마크(fail mark)가 표시된 불량 다이를 포함하는 반도체 웨이퍼로부터, 상기 정상 다이를 픽업(pick up)하는 반도체 다이 콜렛 시스템에 있어서,

    상기 반도체 웨이퍼를 조명하는 조명 수단과
    상기 조명수단에 의하여 상기 반도체 웨이퍼의 각 다이를 촬상하는 촬상 수단과

    상기 촬상 수단에 의해 상기 다이를 촬상할 때, 상기 미러 다이(mirror die)로부터의 반사광의 영향을 받는 부분에서는 상기 미러 다이(mirror die)로부터의 영향을 받지 않는 부분보다도 상기 반도체 웨이퍼를 조명하는 빛의 광량을 감소시키는 광량 설정 수단과

    이 광량 설정 수단에 의해서 광량이 제어된 빛에 의해서 상기 반도체 웨이퍼를 조사하고 상기 촬상 수단으로 촬상하여, 이 촬상 수단의 촬상 신호를 기준값과 비교하여 반도체 웨이퍼 상의 다이가 정상 다이인지 불량 다이인지의 여부를 판정하는 판정 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 다이 콜렛 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기준값은 상기 반도체 웨이퍼 상기 미러 다이(mirror die)로부터의 반사광의 영향을 받지 않는 부분의 다이에 상기 빛에 의해서 조사되었을 때의 밝기의 레벨로 설정되는 것을 특징으로 하는 반도체 다이 콜렛 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 조명 수단은 LED 라이트인 것을 특징으로 하는 반도체 다이 콜렛 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 반도체 웨이퍼에는 지름 방향의 주변부에 상기 미러 다이(mirror die)가 설치되고,
    상기 광량 설정 수단은 상기 조명 수단에 의한 조명이 상기 반도체 웨이퍼의 지름 방향 주변부로부터 중심부 방향으로 광량이 증가하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 반도체 다이 콜렛 시스템.
  5. 정상 다이와 미러 다이(mirror die) 및 불량 마크(fail mark)가 표시된 불량 다이를 포함하는 반도체 웨이퍼로부터, 상기 정상 다이를 픽업(pick up)하는 반도체 다이 콜렛 시스템의 구동 방법에 있어서,

    반도체 웨이퍼 주변의 미러 다이(mirror die) 부근과 반도체 웨이퍼 내측의 다이(die)들에 대하여 상이한 광량이 제어된 빛에 의하여 상기 반도체 웨이퍼를 조명하는 단계;와

    촬상 수단에 의해 상기 반도체 웨이퍼의 각 다이를 촬상하는 단계;와

    상기 촬상수단에 의해 촬상된 신호를 기준값과 비교하여 정상 다이 또는 불량 다이의 여부를 판정하는 단계;

    를 구비한 것을 특징으로 하는 반도체 다이 콜렛 시스템의 픽업(pick up) 방법.
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