KR-102960490-B1 - SYSTEM FOR TRANSPORTING MATERIAL WITH WAFER MOUNT APPARATUS

Abstract

웨이퍼 마운트 장치를 구비하는 자재 이송 시스템이 개시되며, 본원의 일 실시예에 따른 웨이퍼 마운트 장치를 구비하는 자재 이송 시스템은, 테이프가 링 프레임 및 자재에 부착된 상태의 대상체로부터 상기 자재를 분리하여 픽업 및 이송하는 자재 이송 장치, 마운트 테이블에 웨이퍼 및 링 프레임이 안착된 상태에서 필름 부재를 부착하는 필름 마운트 작업을 수행하는 웨이퍼 마운트 장치 및 상기 웨이퍼가 수용되는 웨이퍼 수용부와 상기 대상체가 수용되는 대상체 수용부를 구비하는 로드포트 모듈을 포함할 수 있다.

Inventors

• 한복우
• 김흥구

Assignees

• 제너셈(주)

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20250521

Claims (7)

1. 웨이퍼 마운트 장치를 구비하는 자재 이송 시스템에 있어서, 테이프가 링 프레임 및 자재에 부착된 상태의 대상체로부터 상기 자재를 분리하여 픽업 및 이송하는 자재 이송 장치; 마운트 테이블에 웨이퍼 및 링 프레임이 안착된 상태에서 필름 부재를 부착하는 필름 마운트 작업을 수행하는 웨이퍼 마운트 장치; 및 상기 웨이퍼가 수용되는 웨이퍼 수용부와 상기 대상체가 수용되는 대상체 수용부를 구비하는 로드포트 모듈, 을 포함하고, 상기 로드포트 모듈이 복수의 FOUP(Front Open Unified Pod)을 구비하되, 상기 자재 이송 장치 및 상기 웨이퍼 마운트 장치가 상기 로드포트 모듈을 공유하는 구조의 레이아웃 설계가 적용됨으로써 상기 복수의 FOUP가 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하고, 상기 자재 이송 장치는, 상기 대상체의 상기 테이프가 적어도 일부 팽창하도록 상기 대상체의 상기 링 프레임을 가압하는 링 익스팬더를 구비하는 것이되, 상기 링 익스팬더는, 서보 모터를 이용하여 복수의 축방향에 따른 모션 제어를 수행함으로써 상기 대상체의 안착 위치를 조절하는 것이고, 상기 대상체 수용부로부터 상기 대상체를 반출하거나 상기 웨이퍼 수용부로부터 상기 웨이퍼를 반출하는 인렛 트랜스퍼, 를 더 포함하고, 상기 자재 이송 장치는, 이송되는 상기 대상체의 매핑 상태 및 틀어짐을 검사하도록 구비되는 상측 비전 검사부, 파지된 상기 자재의 하부면을 확인하여 상기 자재의 불량을 검사하도록 구비되는 하측 비전 검사부 및 상기 링 프레임의 정렬 상태를 확인하기 위한 검사 비전을 포함하는 비전 검사 모듈, 을 포함하되, 상기 하측 비전 검사부는 실린더를 이용하여 비전 지그를 조정하는 기능 및 터치 플레이트를 이용하여 초기 셋업 시 상기 자재를 픽업하는 픽커 모듈의 위치를 조정하는 기능을 제공하고, 상기 검사 비전을 통해 감지된 상기 링 프레임의 틀어진 세타 위치는 상기 자재 이송 장치의 언로딩 모듈의 링 프레임 픽커부에 의해 보정되는 것이고, 상기 인렛 트랜스퍼는, 로봇 구동을 통한 X축 이송과 모터 구동을 통한 Z축, 세타 축 및 Y축 이동이 가능하도록 설계되고, 상기 링 프레임의 위치를 조정하기 위한 실린더 기반의 정렬 기능을 핸드 부분을 통해 제공하는 것을 특징으로 하는, 자재 이송 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 자재 이송 장치는, 상기 대상체에 대하여 상기 자재를 상기 링 프레임 및 상기 테이프로부터 분리시키는 자재 분리 작업과 상기 대상체로부터 분리된 상기 자재를 픽업하여 빈 링 프레임과 테이프를 포함하는 구조체로 이송하는 픽 앤 플레이스 작업을 수행하는 것인, 자재 이송 시스템.
3. 삭제
4. 제2항에 있어서, 상기 자재 이송 장치는, 상기 대상체를 공급하도록 구비되는 대상체 공급 모듈; 상기 대상체가 안착되는 스테이지와, 상기 자재를 상기 링 프레임 및 상기 테이프로부터 분리시키기 위하여 상기 스테이지에 안착된 상태의 상기 자재를 가압하는 이젝터를 구비하는 자재 분리 모듈; 상기 자재 분리 모듈에 의해 상기 대상체로부터 분리된 상기 자재를 픽업하여 상기 구조체로 이송하는 상기 픽커 모듈; 및 상기 픽 앤 플레이스 작업이 완료된 상기 구조체를 언로딩 하도록 구비되는 상기 언로딩 모듈, 을 포함하는 것인, 자재 이송 시스템.
5. 삭제
6. 제4항에 있어서, 상기 이젝터는, 상기 자재와 맞닿은 상태로 상기 자재를 지지하다가 미리 설정된 순서에 따라 순차적으로 상기 자재와 맞닿은 부분이 떨어지면서 상기 자재가 상기 테이프로부터 박리되도록 하는 복수의 박리부를 구비하는 다단 이젝터인 것을 특징으로 하는, 자재 이송 시스템.
7. 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼 마운트 장치는, 상기 필름 마운트 작업이 이루어지는 대상 영역으로 웨이퍼를 공급하도록 구비되는 웨이퍼 공급 모듈; 환형의 프레임 부재로서, 상기 환형의 프레임 내측에 상기 웨이퍼가 배치되는 링 프레임을 상기 대상 영역으로 공급하도록 구비되는 링 프레임 공급 모듈; 상기 대상 영역에 배치되는 상기 마운트 테이블을 포함하고, 상기 마운트 테이블에 상기 웨이퍼 및 상기 링 프레임이 안착된 상태에서 롤러에 권취된 상기 필름 부재를 언와인딩(Unwinding)한 후 가압하여 상기 웨이퍼 및 상기 링 프레임의 상면에 부착하는 상기 필름 마운트 작업을 수행하는 필름 마운트 모듈; 및 상기 필름 마운트 작업이 완료된 상기 웨이퍼 및 상기 링 프레임을 포함하는 구조체를 언로딩 하도록 구비되는 언로딩 모듈, 을 포함하는 것인, 자재 이송 시스템.

Description

웨이퍼 마운트 장치를 구비하는 자재 이송 시스템{SYSTEM FOR TRANSPORTING MATERIAL WITH WAFER MOUNT APPARATUS} 본원은 웨이퍼 마운트 장치를 구비하는 자재 이송 시스템에 관한 것이다. 반도체 제조 공정에서 웨이퍼에 회로 패턴을 형성하는 전공정이 완료되면, 웨이퍼를 개별 칩으로 절단하는 다이싱(Dicing) 공정이 진행된다. 다이싱 공정에서는 웨이퍼를 링 프레임에 테이프로 부착한 상태에서 개별 칩으로 절단한다. 이후 절단된 칩 중 양품만을 선별하여 새로운 웨이퍼 프레임 링으로 이송하는 다이 트랜스퍼 공정이 필요하다. 기존의 다이 트랜스퍼 장비는 단순히 기계적 방식으로 다이를 픽업하고 이송하는 방식을 사용하였다. 이러한 방식은 다이와 테이프 사이의 접착력이 균일하지 않을 경우 다이 분리 과정에서 문제가 발생할 수 있다. 특히 고집적 메모리 칩이나 하이브리드본딩(Hybrid Bonding)용 다이와 같이 두께가 매우 얇은 다이를 처리할 때 다이가 손상되거나 깨지는 현상이 발생하기 쉽다. 또한, 기존의 장비들은 다이 이젝팅(Ejecting) 과정에서 다이 전체를 한 번에 들어올리는 방식을 사용하여 다이와 테이프 사이의 접착력이 강한 경우 다이에 과도한 스트레스가 가해질 수 있으며, 이는 특히 최근의 고성능 메모리인 하이브리드 밴드 메모리(Hybrid Band Memory, HBM)와 같이 고가의 다이를 처리할 때 불량률 증가와 수율 저하의 원인으로 작용할 수 있다. 한편, 기존 장비들의 경우, 테이프 팽창 제어가 불충분하여 다이와 테이프 사이의 분리가 균일하게 이루어지지 않는다는 점이다. 이로 인해 다이 픽업 과정에서 위치 정확도가 저하되고, 결과적으로 픽커의 정밀한 배치가 어려워지는 문제가 있었다. 본원의 배경이 되는 기술은 한국등록특허공보 제10-2258721호에 개시되어 있다. 도 1은 본원의 일 실시예에 따른 웨이퍼 마운트 장치를 구비하는 자재 이송 시스템의 개략적인 사시도이다. 도 2a 및 도 2b는 본원의 일 실시예에 따른 웨이퍼 마운트 장치를 구비하는 자재 이송 시스템의 세부 레이아웃을 나타낸 평면도이다. 도 3 내지 도 21은 본원의 일 실시예에 따른 자재 이송 시스템의 웨이퍼 마운트 장치의 하위 구성을 각각 도시한 사시도이다. 도 22 내지 도 39는 본원의 일 실시예에 따른 자재 이송 시스템의 자재 이송 장치의 하위 구성을 각각 도시한 사시도이다. 아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결" 또는 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. 본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원은 웨이퍼 마운트 장치를 구비하는 자재 이송 시스템에 관한 것이다. 도 1은 본원의 일 실시예에 따른 웨이퍼 마운트 장치를 구비하는 자재 이송 시스템의 개략적인 사시도이다. 도 1을 참조하면, 본원의 일 실시예에 따른 웨이퍼 마운트 장치를 구비하는 자재 이송 시스템(10)(이하, '자재 이송 시스템(10)'이라 한다.)은 웨이퍼 마운트 장치(100), 자재 이송 장치(200) 및 로드포트 모듈(300)을 포함할 수 있다. 구체적으로 도 1을 참조하면, 본원에서 개시하는 자재 이송 시스템(10)의 웨이퍼 마운트 장치(100)는 이하에서 상세히 설명하는 바와 같이 필름 마운트 모듈(1100), 웨이퍼 공급 모듈(1200), 링 프레임 공급 모듈(1300) 및 언로딩 모듈(1400)을 포함할 수 있다. 또한, 자재 이송 시스템(10)의 자재 이송 장치(200)는 대상체 공급 모듈(2100), 자재 분리 모듈(2200), 픽커 모듈(2300), 언로딩 모듈(2400) 및 비전 검사 모듈(2500)을 포함할 수 있다. 도 2a 및 도 2b는 본원의 일 실시예에 따른 웨이퍼 마운트 장치를 구비하는 자재 이송 시스템의 세부 레이아웃을 나타낸 평면도이다. 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본원에서 개시하는 자재 이송 시스템(10)은 웨이퍼 마운트 장치(100)로 공급되는 웨이퍼가 수용되는 웨이퍼 수용부(1210)와 자재 이송 장치(200)로 투입되는 대상체가 수용되는 대상체 수용부(2110), 웨이퍼 마운트 장치(100)에 의해 필름 마운트 작업이 완료된 구조체(웨이퍼 및 링 프레임의 상면에 필름 부재가 부착된 상태의 구조체)가 적재되는 구조체 보관부(1440), 자재 이송 장치(200)에 의해 픽 앤 플레이스 작업이 완료된 구조체(테이프가 부착된 링 프레임의 상면에 자재가 안착된 상태의 구조체)가 적재되는 구조체 보관부(2450)를 포함하는 로드포트 모듈(300)을 구비할 수 있다. 달리 말해, 본원에서 개시하는 자재 이송 시스템(10)은 대상체에 대하여, 자재를 링 프레임 및 테이프로부터 분리시키도록 수행되는 자재 분리 작업과 대상체로부터 분리된 자재를 픽업하여 빈 링 프레임과 테이프를 포함하는 구조체로 이송하는 픽 앤 플레이스 작업을 수행하는 자재 이송 장치(200)와 마운트 테이블(1110)에 웨이퍼 및 링 프레임이 안착된 상태에서 필름 부재를 부착하는 필름 마운트 작업을 수행하는 웨이퍼 마운트 장치(100)가 로드포트 모듈(300)을 공유하는 구조의 레이아웃 설계가 적용된 것일 수 있다. 이러한 레이아웃 설계에 따르면, 자재 이송 장치(200)와 웨이퍼 마운트 장치(100)가 로드포트 모듈(300)을 공유함으로써 전체 시스템의 설치 면적을 크게 감소시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 고가의 프론트 오픈 유니파이드 포드(Front Open Unified Pod, FOUP)를 효율적으로 활용할 수 있으며, 자재의 공정 간 이동 거리를 단축하여 사이클 타임을 단축시킬 수 있다. 이러한 모듈화된 구조 설계는 장비 유형의 가변에 능동적으로 대응할 수 있어, 다양한 웨이퍼 사이즈(예를 들면, 8인치, 12인치 등) 및 다이 두께(예를 들면, 30μm 이상)에 맞게 각 모듈의 세부 사양만 변경하여 장비 전체를 재설계하지 않고도 유연하게 대응할 수 있는 장점이 있다. 아울러, 각 모듈별 독립적인 유지보수 및 업그레이드가 가능하여 장비의 가동 중단 시간을 최소화할 수 있으며, 향후 공정 변경이나 기술 발전에 따른 모듈 교체가 용이한 확장성을 확보할 수 있다. 또한, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 웨이퍼 마운트 장치(100)의 필름 마운트 모듈(1100)은 마운트 테이블(1110), 테이블 이송부(1101), 테이프 피더부(1120), 필름 텐션부(1121), 테이프 부착부(1130) 및 테이프 절단부(1140)를 포함할 수 있다. 본원에서 개시하는 웨이퍼 마운트 장치(100)는 필름 마운트 모듈(1100), 웨이퍼 공급 모듈(1200), 링 프레임 공급 모듈(1300) 및 언로딩 모듈(1400)을 포함할 수 있다. 한편, 본원의 실시예에 관한 설명에서 '웨이퍼'는 반도체 소자를 제조하기 위한 기판 등을 의미할 수 있으며, 이해를 돕기 위해 예시하면 실리콘 등의 반도체 물질로 이루어진 원판 형상의 기판일 수 있다. 구체적으로, 웨이퍼는 다이싱(Dicing) 공정을 위해 상면에 필름 부재가 부착되어야 하는 대상물로서, 200mm, 300mm, 450mm 등의 직경을 가지는 규격으로 구비될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 또한, 본원의 실시예에 관한 설명에서 '링 프레임'은 웨이퍼의 외주면을 지지하기 위한 환형의 프레임 부재로서, 웨이퍼가 상면에 안착된 상태에서 웨이퍼와 일체로 필름 부재가 부착되는 지지 부재를 의미할 수 있다. 예시적으로 링 프레임은 금속 또는 합성 수지 재질로 제조될 수 있으며, 웨이퍼의 규격에 대응하는 내경 및 외경을 가질 수 있다. 또한, 본원의 실시예에 관한 설명에서 '필름 부재'는 웨이퍼의 상면 및 링 프레임의 상면에 부착되어 웨이퍼를 보호하고 지지하는 점착성 테이프를 의미할 수 있다. 구체적으로, 필름 부재는 PI(Polyimide) 계열의 테이프일 수 있으며, 롤러에 권취된 형태로 공급되어 언와인딩(Unwinding)된 후 웨이퍼 및 링 프레임의 상면에 부착될 수 있다. 한편, 본원의 실시예에 관한 설명에서 '필름 부재'는 테이프, 박막, 필름 등으로 달리 지칭될 수 있다. 또한, 본원의 실시예에 관한 설명에서 '테이프'는 링 프레임과 자재(다이)에 부착되어 자재를 고정하고 지지하는 접착성 필름을 의미할 수 있다. 테이프는 반도체 제조 공정에서 웨이퍼를 다이싱(Dicing)한 후 개별 다이가 분산되지 않도록 고정하는 역할을 수행한다. 구체적으로, 테이프는 다이싱 공정 중 진동과 충격으로부터 다이를 보호하고, 다이싱 후에도 각 다이가 원래 웨이퍼상의 정확한 위치를 유지하도록 한다. 이러한 테이프는 자재 분리 모듈(2200)에 의해 적절히 팽창되어 자재와의 접착력이 감소된 상태에서 이젝터(2220)에 의해 자재가 테이프로부터 분리된다. 분리된 자재는 픽커 모듈(2300)에 의해 픽업되어 새로운 링 프레임과 테이프를 포함하는 구조체로 이송되는데, 이는 후속 공정인 하이브리드본딩(Hybrid Bonding)을 위한 정밀 배치를 위함이다. 예를 들어, 테이프는 일반적으로 폴리이미드(Polyimide, PI) 또는 폴리올레핀(Polyolefin) 계열의 재질로 제작되며, 자외선(Ul