KR100765491B1 - Method for automatic alignment of wafer - Google Patents

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Abstract

A method for automatically aligning a wafer is provided to improve the stability and reliability of alignment by using transform equations of matrix and coordinates. An align error is measured to align a reference pattern and a wafer pattern mounted in a wafer measuring step(S440). A horizontal transform matrix and a translation transform matrix are calculated according to the calculated align error, and a correcting value of the pattern is determined by using coordinates transform of the matrix(S450). A wafer is aligned by utilizing the determined correcting value(S460). The above steps are repeated so that the align error of the wafer satisfies the allowable range(S470,S480).

Description

웨이퍼 자동 정렬 방법{Method for automatic alignment of wafer}Method for automatic alignment of wafer

도 1 및 도 2는 웨이퍼의 다이싱 공정에서 자동 정렬의 개념을 나타내기 위한 개략도,1 and 2 are schematic diagrams for illustrating the concept of automatic alignment in the dicing process of the wafer,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동 정렬의 시스템을 나타낸 구성도,3 is a block diagram showing a system of automatic alignment according to an embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 웨이퍼 자동 정렬 방법을 흐름에 따라 순차적으로 나타낸 흐름도,4 is a flowchart sequentially illustrating a method of automatically aligning wafers according to the present invention;

도 5는 블레이드의 커팅 방향을 나타낸 예시도,5 is an exemplary view showing a cutting direction of a blade;

도 6은 웨이퍼의 커팅 라인을 나타낸 예시도,6 is an exemplary view showing a cutting line of a wafer;

도 7은 제어 컴퓨터의 관측 화면상에 표시된 패턴을 나타낸 예시도,7 is an exemplary view showing a pattern displayed on an observation screen of a control computer;

도 8은 회전 테이블의 상부면의 중심부를 확대하여 각 중심점을 나타낸 예시도,8 is an exemplary view showing each center point by enlarging the center of the upper surface of the turntable;

도 9는 웨이퍼의 중심점과 패턴과의 거리 관계를 나타낸 예시도이다. 9 is an exemplary view showing a distance relationship between a center point of a wafer and a pattern.

본 발명의 웨이퍼 또는 PCB(printed circuit board) 등과 같이 표면에 패턴이 형성된 대상체를 정렬하기 위한 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 행렬 의 좌표 변환을 이용한 웨이퍼 자동 정렬 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for aligning an object on which a pattern is formed on a surface, such as a wafer or a printed circuit board (PCB) of the present invention, and more particularly, to an automatic wafer alignment method using coordinate transformation of a matrix.

반도체 제조 공정은 생산량과 수율의 관계가 중요하므로 다른 분야에 비하여 자동화율이 높은 편이다. 과거 인력 위주로 형성되어 있는 반도체 생산 라인은 생산 단가와 불량률 하향화를 위하여 최근 설비 중심으로 변화해왔다.The semiconductor manufacturing process has a high degree of automation compared to other fields because the relationship between yield and yield is important. In the past, the semiconductor production line, which was formed mainly by manpower, has recently shifted to facilities in order to lower production costs and defect rates.

반도체 생산 자동화에 있어서 가장 큰 문제 가운데 하나는 반도체 웨이퍼의 자동 정렬에 관한 문제로서, 전 단계의 공정이 완료된 웨이퍼를 다음 단계의 공정을 위하여 공정수단에 장착하고, 이후, 작업의 정확한 위치를 조정하는 작업에 있다.One of the biggest problems in the automation of semiconductor production is the problem of automatic alignment of semiconductor wafers, in which the wafers of the previous step are mounted on the process means for the next step, and then the exact position of the work is adjusted. I'm at work.

그러나, 상기와 같은 작업은 반도체의 가공 정밀도가 수 나노 ~ 수 마이크론으로서 정밀한 작업이 요구되기 때문에, 많은 시간과 인력이 필요하게 되고, 이에 따라 반도체 제작 비용이 상승하는 문제점을 갖게 된다.However, the above work requires a lot of time and manpower because the processing precision of the semiconductor is a few nano to several microns, requires a lot of time and manpower, thereby increasing the semiconductor manufacturing cost.

종래의 웨이퍼 정렬 공정은 테이블 상에 진공 등에 의하여 흡착된 웨이퍼를 현미경으로 관찰하면서, 이송 기구를 움직여 기준 위치에 맞추게 된다. 일반적으로 정렬 작업에서는 평면상의 x-y-θ 3방향으로 축을 이송시키며, 웨이퍼 표면의 양 끝단의 마크 위치가 기준 위치에 부합될 때까지 반복하게 된다.The conventional wafer alignment process moves the transfer mechanism to a reference position while observing a wafer adsorbed by vacuum or the like on a table under a microscope. In general, the alignment operation moves the axis in the x-y-θ three directions on a plane, and repeats until the mark positions at both ends of the wafer surface match the reference positions.

웨이퍼에 형성된 다수의 칩 설계에 맞게 반도체 웨이퍼를 자르는 것을 다이싱(dicing) 공정이라 하며, 도 1 및 도 2를 참조하여 구체적으로 설명하면, 다이싱 공정에서 회전 테이블에 올려진 웨이퍼(110)에 다이싱 블레이드(120)가 접촉하면서 다이싱 방향(130)으로 진행시키면 웨이퍼 표면에는 커팅 라인(140)이 형성된다.Cutting a semiconductor wafer in accordance with a plurality of chip designs formed on the wafer is referred to as a dicing process, which will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2 to the wafer 110 mounted on the rotating table in the dicing process. When the dicing blade 120 is in contact with the dicing direction 130, the cutting line 140 is formed on the wafer surface.

그러나, 웨이퍼의 정렬 작업을 수행하지 않으면, 실제로 다이싱 공정이 수행 되어야 하는 웨이퍼의 라인인 웨이퍼의 소잉(sawing) 라인(150)과 커팅 라인(140)의 오차가 발생하게 되므로, 오절단이 발생하게 된다.However, if the wafer is not aligned, an error occurs between the sawing line 150 and the cutting line 140 of the wafer, which is the line of the wafer to which the dicing process is actually performed. Done.

따라서, 양단의 관측점(160a,160b)에서 관측되는 패턴(170)이 블레이드와 평행이 되도록 기구를 적절히 조절시켜 실제 커팅 라인(140)과 웨이퍼의 소잉 라인(150)을 일치시키는 과정이 요구된다.Therefore, a process of matching the actual cutting line 140 and the sawing line 150 of the wafer by appropriately adjusting the mechanism so that the pattern 170 observed at both ends of the observation points 160a and 160b is parallel to the blade is required.

상기에서 살펴본 바와 같이 웨이퍼의 정렬을 위하여, "샘 장비의 웨이퍼 정렬 방법(국내특허, 공개번호 10-2002-0036086 (2002.05.16))"에서는 웨이퍼의 정렬 시간을 줄이기 위하여 웨이퍼 하단에 크로스마크를 새겨 넣어 웨이퍼를 정렬하는 방법이 개시되어 있다.As described above, in order to align the wafer, in the "wafer alignment method of the sampling equipment (domestic patent, publication number 10-2002-0036086 (2002.05.16))", a cross mark is placed on the bottom of the wafer to reduce the alignment time of the wafer. A method of engrave and aligning a wafer is disclosed.

또한, "반도체 웨이퍼 정렬 방법(국내특허, 공개번호 2001-0026895 (2001.04.06))"에서는 복수개의 지점들에서 패턴간의 거리를 측정하고, 측정 패턴 중 기준 패턴에 가장 가까운 결과를 보인 위치로 이동하여 측정된 평균값으로 웨이퍼를 정렬하는 방법이 개시되어 있다.In addition, in the "semiconductor wafer alignment method (domestic patent, publication number 2001-0026895 (2001.04.06))", the distance between the patterns is measured at a plurality of points, and moved to the position showing the result closest to the reference pattern among the measurement patterns. A method of aligning a wafer with the average value measured is disclosed.

그러나, 상기 두 개의 공개특허에서 제시하고 있는 방법은 포토 마스킹 공정을 위한 방법으로 분진과 절삭수가 분출되는 다이싱 공정에 적용하기 어려운 단점이 있다.However, the methods disclosed in the two published patents are difficult to apply to the dicing process in which dust and cutting water are ejected as a method for the photo masking process.

따라서, 반도체의 웨이퍼를 정렬함에 있어서, 다이싱 공정에 적용될 수 있으며, 신뢰성 높은 정렬 오차를 측정하여 웨이퍼를 자동 정렬시킬 수 있는 방법과 정렬의 오차를 계산함에 있어서, 시스템에 과부하가 걸리지 않도록 하는 간단한 계산에 의하여 정렬 시스템에 적용하여 웨이퍼를 정렬할 수 있는 방법이 요구된다.Therefore, in order to align the wafers of the semiconductor, it can be applied to the dicing process, a method that can automatically align the wafers by measuring a reliable alignment error and a simple way to avoid overloading the system in calculating the alignment error There is a need for a method that can be applied to an alignment system by calculation to align wafers.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고, 상기와 같은 필요성에 의하여 창출된 것으로서, 패턴 인식 방식과 행렬의 좌표변환을 이용하여 웨이퍼를 자동으로 정렬시킬 수 있는 웨이퍼 자동 정렬 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above problems, and created by the necessity as described above, the object of the present invention is to provide a wafer automatic alignment method that can automatically align the wafer using a pattern recognition method and the coordinate transformation of the matrix. have.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 청구 범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.Other objects and advantages of the invention will be described below and will be appreciated by the embodiments of the invention. In addition, the objects and advantages of the invention may be realized by the means and combinations indicated in the claims.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 웨이퍼 자동 정렬 방법은 패턴을 설정하기 위한 기준 웨이퍼를 회전 테이블에 고정시켜 자동 정렬의 기준이 되는 기준 패턴을 설정하며, 상기 기준 패턴을 제어 컴퓨터에 저장하는 기준 패턴 설정단계; 카메라에 의하여 상기 기준 웨이퍼를 촬영하여 상기 제어 컴퓨터 화면의 기준점에 상기 기준 패턴을 위치시켜 관측의 기준 위치를 설정하는 기준 위치 설정단계; 상기 회전 테이블에서 상기 기준 웨이퍼를 제거하며, 정렬의 대상이 되는 웨이퍼의 패턴이 상기 제어 컴퓨터의 관측 화면상에 들어오도록 상기 웨이퍼를 상기 회전 테이블에 장착하는 웨이퍼 장착단계; 상기 기준 패턴과 상기 웨이퍼 장착단계에서 장착된 상기 웨이퍼 패턴의 정렬을 위한 정렬 오차를 측정하는 정렬 오차 측정단계; 상기 정렬 오차 측정단계에서 측정된 정렬 오차에 따라 상기 패턴의 수평 변환 행렬(T)과 병진 변환 행렬(R)을 산출하여 행렬의 좌표 변환을 이용하여 상기 패턴의 보상값을 결정하는 보상값 결정단계; 상기 보상값 결정단계에서 결정된 보상값을 적용하여 상기 웨이퍼를 정렬시키는 보상값 적용단계; 및 상기 보상값 적용단계에서 정렬된 상기 웨이퍼의 정렬 오차가 기설정된 허용 범위를 만족시키도록 상기 정렬 오차 측정단계, 상기 보상값 결정단계, 상기 보상값 적용단계를 반복 수행하는 정렬 오차 확인단계를 포함한다.In order to achieve the above object, the wafer automatic alignment method of the present invention sets a reference pattern as a reference for automatic alignment by fixing a reference wafer for setting a pattern to a rotating table, and stores the reference pattern in a control computer. Pattern setting step; A reference position setting step of photographing the reference wafer by a camera and placing the reference pattern at a reference point of the control computer screen to set a reference position of observation; A wafer mounting step of removing the reference wafer from the rotation table and mounting the wafer to the rotation table such that a pattern of the wafer to be aligned is on the observation screen of the control computer; An alignment error measuring step of measuring an alignment error for alignment of the reference pattern and the wafer pattern mounted in the wafer mounting step; Compensation value determination step of determining the compensation value of the pattern by calculating the horizontal transformation matrix (T) and the translational transformation matrix (R) of the pattern according to the alignment error measured in the alignment error measurement step using the coordinate transformation of the matrix ; A compensation value applying step of aligning the wafers by applying the compensation value determined in the compensation value determining step; And an alignment error checking step of repeatedly performing the alignment error measuring step, the compensation value determining step, and the compensation value applying step so that the alignment error of the wafer aligned in the compensation value applying step satisfies a preset allowable range. do.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to the common or dictionary meanings, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동 정렬의 시스템을 나타낸 구성도이며, 도 4는 본 발명의 웨이퍼 자동 정렬 방법을 흐름에 따라 순차적으로 나타낸 흐름도이다.Figure 3 is a block diagram showing a system of automatic alignment according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is a flow chart sequentially showing the automatic wafer alignment method of the present invention.

도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 자동 정렬 방법은 기준 패턴 설정단계(S410), 기준 위치 설정단계(S420), 웨이퍼 장착단계(S430), 정렬 오차 측정단계(S440), 보상값 결정 단계(S450), 보상값 적용단계(S460), 정렬 오차 확인 단계(S470,S480)를 포함한다.As shown, the automatic wafer sorting method according to an embodiment of the present invention, the reference pattern setting step (S410), the reference position setting step (S420), wafer mounting step (S430), alignment error measurement step (S440), compensation value The determination step S450, the compensation value applying step S460, and the alignment error checking steps S470 and S480 may be included.

도 3을 참조하여 본 발명의 웨이퍼 자동 정렬 방법을 위한 시스템을 살펴보면, 표면에 패턴이 형성되어 정렬 작업이 수행되는 웨이퍼(310)가 작업의 대상이 되며, 본 발명은 상기 웨이퍼(310)는 웨이퍼에 한정되는 것이 아니며, PCB(printed circuit board) 등과 같이 표면에 패턴이 형성된 판상의 다양한 제품에 적용시키는 것이 가능하다.Referring to FIG. 3, a system for automatically aligning a wafer of the present invention will be described. A pattern is formed on a surface of the wafer 310 to perform alignment, and the present invention is a wafer 310. The present invention is not limited thereto, and may be applied to various products on a plate having a pattern formed on a surface such as a printed circuit board (PCB).

상기 웨이퍼(310)는 회전 가능한 회전 테이블(320)에 올려져 고정되며, 하나 이상의 카메라(330)는 상기 웨이퍼(310)의 평면에 대하여 수직 방향으로 설치되고, 이송수단(332)에 의하여 x, y 방향으로 이동이 가능하며, 상기 웨이퍼(310) 표면의 영상을 획득하여 제어 컴퓨터(340)로 획득된 영상을 전송하며, 상기 카메라(330)는 수직 방향으로 유동하여 상기 웨이퍼(310) 표면과 초점을 맞출 수 있다.The wafer 310 is mounted on the rotatable rotating table 320 and fixed, and the one or more cameras 330 are installed in a direction perpendicular to the plane of the wafer 310, and are moved by the transfer means 332. It is movable in the y direction, and acquires an image of the surface of the wafer 310 and transmits the image obtained to the control computer 340, the camera 330 flows in the vertical direction and the surface of the wafer 310 You can focus.

또한, 상기 웨이퍼(310)의 표면의 정밀한 영상의 획득을 위하여 조명을 조절하기 위한 조명 조절 장치(350)가 구비되어 조명의 세기를 조절할 수 있으며, 상기 제어 컴퓨터(340)는 상기 카메라(330)로부터 획득한 상기 웨이퍼(310) 표면의 영상을 전송받아 패턴을 인식할 수 있으며, 웨이퍼 정렬 작업을 위한 제어를 담당하게 된다.In addition, an illumination control device 350 is provided to adjust the illumination to obtain a precise image of the surface of the wafer 310 to adjust the intensity of the illumination, the control computer 340 is the camera 330 The image of the surface of the wafer 310 obtained from the image can be received to recognize the pattern, and it is responsible for controlling the wafer alignment.

상기와 같은 시스템에 의하여 본 발명의 웨이퍼 자동 정렬 방법을 도 4의 흐름도를 참조하여 설명하기로 한다.The wafer automatic alignment method of the present invention by the above system will be described with reference to the flowchart of FIG. 4.

상기 기준 패턴 설정단계(S410)는 웨이퍼의 자동 정렬을 위하여 기준이 되는 패턴을 설정하는 단계로서, 상기 조명 조절 장치(350)에 의하여 웨이퍼에 조사되는 조명, 상기 웨이퍼(310) 표면에 대한 상기 카메라(330)의 초점 등의 최적의 관측 화면 조건을 설정한 후, 기준 웨이퍼를 상기 회전 테이블(320)에 올려놓고, 유동하지 않도록 고정한다.The reference pattern setting step (S410) is a step of setting a reference pattern for automatic alignment of the wafer, the illumination to the wafer by the illumination control device 350, the camera on the surface of the wafer 310 After setting the optimum observation screen conditions such as the focus of 330, the reference wafer is placed on the rotary table 320 and fixed so as not to flow.

이후, 사용자가 수동으로 상기 기준 웨이퍼를 정렬하고, 자동 정렬시 사용할 패턴을 상기 제어 컴퓨터(340)에 전송하여 저장하여, 도 5에 도시한 바와 같은 기준 웨이퍼(510)의 기준 패턴(512a,512b)의 설정을 완료한다.Thereafter, the user manually aligns the reference wafer, and transmits and stores the pattern to be used for automatic alignment to the control computer 340, so that the reference patterns 512a and 512b of the reference wafer 510 as shown in FIG. Complete the setting of).

상기 제어 컴퓨터(340)는 상기 카메라(330)로 획득한 영상에 대하여 픽셀 당 거리를 실거리로 환산하여 거리를 측정할 수 있다.The control computer 340 may measure the distance by converting the distance per pixel into a real distance with respect to the image acquired by the camera 330.

상기 기준 위치 설정 단계(S420)는 다이싱 공정이 수행되는 프로세싱 라인에 대하여 대응되는 패턴이 있는 곳을 상기 카메라(330)의 상기 이송수단(332)에 의하여 찾으며, 라인당 두 개의 관측 위치를 정의한다.In the reference position setting step (S420), the transfer means 332 of the camera 330 finds a position corresponding to the processing line on which the dicing process is performed, and defines two observation positions per line. do.

상기 두 개의 관측위치는 이하에서 제1관측점 및 제2관측점으로 정의하여 설명하기로 한다.The two observation positions will be described below by defining the first observation point and the second observation point.

상기 제어 컴퓨터(340)의 화면상의 기준점에 상기 기준 웨이퍼(510) 양단의 각 패턴이 위치되는 지점을 관측의 기준 위치로 설정하고, 한 라인의 두 개의 각 패턴에 대하여 두 개의 기준 위치가 설정되는 것이다.The point where each pattern of both ends of the reference wafer 510 is set as the reference position of observation to the reference point on the screen of the control computer 340, and two reference positions are set for each of the two patterns of one line will be.

다음으로, 상기 기준 웨이퍼는 다이싱 공정을 수행하는 다이싱 블레이드(520)에 의하여 가공이 수행되며 상기 기준 웨이퍼의 다이싱 가공 시작 위치와 가공에 필요한 파라미터를 측정하여 상기 제어 컴퓨터(340)에 저장한다.Next, the reference wafer is processed by a dicing blade 520 performing a dicing process, and the dicing processing start position of the reference wafer and the parameters necessary for processing are measured and stored in the control computer 340. do.

상기 웨이퍼 장착단계(S430)는 상기 회전 테이블(320)에서 상기 기준 웨이퍼 (510)를 제거하고, 정렬의 대상이 되는 웨이퍼(610)의 패턴(612a,612b)이 상기 제어 컴퓨터(340)의 화면상에 들어오도록 상기 웨이퍼(610)를 상기 회전 테이블(320)에 장착하여 고정한다.In the wafer mounting step S430, the reference wafer 510 is removed from the turntable 320, and the patterns 612a and 612b of the wafer 610 to be aligned are displayed on the screen of the control computer 340. The wafer 610 is mounted and fixed to the rotary table 320 so as to come in.

상기 정렬 오차 측정단계(S450)는 상기 기준 패턴(512a,512b)과 상기 웨이퍼(610)의 패턴(612a,612b)의 정렬을 위한 오차를 측정하는 단계로서, 상기 기준 위치 설정단계(S420)에서 설정된 기준 위치에서 관측된 상기 패턴(612a,612b)이 도 7에 도시한 바와 같이 상기 제어 컴퓨터(340)의 관측 화면상에 표시되면, 상기 기준 패턴(512a,512b)과 상기 패턴(612a,612b) 간의 정렬 오차를 측정하게 된다.The alignment error measuring step S450 is a step of measuring an error for aligning the reference patterns 512a and 512b and the patterns 612a and 612b of the wafer 610, and in the reference position setting step S420. When the patterns 612a and 612b observed at the set reference positions are displayed on the observation screen of the control computer 340 as shown in FIG. 7, the reference patterns 512a and 512b and the patterns 612a and 612b are displayed. We will measure the alignment error between

이와 같은 정렬 오차는 관측 화면(710)에서 상기 웨이퍼의 패턴(512a)을 관찰하여 수평 기준선(720)과의 y축 거리(722) 및 수직 기준선(730)과의 x축 거리(732)를 측정한다.This alignment error is measured by observing the pattern 512a of the wafer on the observation screen 710 to measure the y-axis distance 722 with the horizontal reference line 720 and the x-axis distance 732 with the vertical reference line 730. do.

이하에서는 상기 기준 패턴의 평면상의 좌표 행렬을 Pt라 정의하고, 상기 패턴(612a,612b)의 공간상의 평면 좌표 행렬을 Pc라 정의하여 다음의 [수학식 1]과 같이 표현하기로 한다.Hereinafter, the coordinate matrix on the plane of the reference pattern is defined as P t , and the spatial coordinate matrix on the pattern of the patterns 612a and 612b is defined as P c , and is expressed as Equation 1 below.

Figure 112006058301894-pat00001
Figure 112006058301894-pat00001

여기서, xt1(제1관측점의 기준 패턴 x좌표), xt2(제2관측점의 정렬 패턴 x좌표), yt1(제1관측점의 기준 패턴 y좌표), yt2(제2관측점의 정렬 패턴 y좌표), θt1(제1관측점의 기준 패턴 각), θt2(제2관측점의 정렬 패턴 각),Where x t1 (reference pattern x coordinate of the first observation point), x t2 (alignment pattern x coordinate of the second observation point), y t1 (reference pattern y coordinate of the first observation point), y t2 (alignment pattern of the second observation point) y-coordinate), θ t1 (reference pattern angle of first observation point), θ t2 (alignment pattern angle of second observation point),

xc1(제1관측점의 기준 패턴 x좌표), xc2(제2관측점의 정렬 패턴 x좌표), yc1(제1관측점의 기준 패턴 y좌표), yc2(제2관측점의 정렬 패턴 y좌표), θc1(제1관측점의 기준 패턴 각), θc2(제2관측점의 정렬 패턴 각)이다.x c1 (reference pattern x coordinate of first observation point), x c2 (alignment pattern x coordinate of second observation point), y c1 (reference pattern y coordinate of first observation point), y c2 (alignment pattern y coordinate of second observation point) ), θ c1 (reference pattern angle of the first observation point), θ c2 (alignment pattern angle of the second observation point).

여기서, 웨이퍼 정렬에서 오차각은 일반적으로 2° 이하이므로, 상기 제어 컴퓨터(340)에서 관측된 오차량을 δ라고 정의하여, Pc는 [수학식 2]와 같이 근사화하여 구해진다.Here, since the error angle in the wafer alignment is generally 2 ° or less, the error amount observed by the control computer 340 is defined as δ, and Pc is approximated as shown in Equation 2 below.

Figure 112006058301894-pat00002
Figure 112006058301894-pat00002

상기 보상값 결정단계(S450)는 상기 정렬 오차 측정단계(S440)에서 측정된 정렬 오차에 따라 상기 패턴(612a,612b)을 수평 변환 행렬(T)과 병진 변환 행렬(R)을 산출하여 행렬의 좌표 변환을 이용하여 상기 패턴(612a,612b)의 보상값을 결정하게 된다.The compensation value determining step (S450) calculates a horizontal transformation matrix (T) and a translational transformation matrix (R) of the patterns 612a and 612b according to the alignment error measured in the alignment error measuring step (S440). Coordinate transformations are used to determine compensation values of the patterns 612a and 612b.

이하에서, 패턴을 이용한 자동 정렬의 원리를 구체적으로 살펴보도록 한다.Hereinafter, the principle of automatic alignment using a pattern will be described in detail.

2차원 평면상의 점 P가 점 P'으로 회전 및 병진 운동이 수반되어 이동하는 경우를 가정하여 각각의 좌표를 다음의 [수학식 3]으로 정의할 수 있다.Assuming that the point P on the two-dimensional plane moves along with the rotation and translational movement to the point P ', each coordinate may be defined by Equation 3 below.

Figure 112006058301894-pat00003
Figure 112006058301894-pat00003

점 P가 회전 중심 C=[Cx, Cy, 0, 0]을 기준으로 회전한다면 회전 변환 행렬 (R)과 병진 변환 행렬(T)를 정의하면 좌표 변환 공식은 [수학식 4]와 같다.If the point P is rotated about the rotation center C = [C x , C y , 0, 0], then the rotation transformation matrix (R) and translation transformation matrix (T) are defined. .

Figure 112006058301894-pat00004
Figure 112006058301894-pat00004

여기서, 병진 및 회전 이동량을 △x, △y, △θ라고 한다면, 수평 변환 행렬(T)와 회전 변환 행렬(R)은 [수학식 5]와 같이 정의된다.Here, if the translational and rotational movement amounts are Δx, Δy, Δθ, the horizontal transformation matrix T and the rotation transformation matrix R are defined as shown in [Equation 5].

Figure 112006058301894-pat00005
Figure 112006058301894-pat00005

측정된 오차를 근거로 x-y-θ 방향으로 상기 회전 테이블(320)을 적절히 이동시키게 되면, 상기 패턴(612a,612b)의 평면상의 위치 Pc를 기준 패턴의 설정 상태인 Pt와 동일하도록 만들 수 있다.By properly moving the rotary table 320 in the xy-θ direction based on the measured error, the position P c on the plane of the patterns 612a and 612b can be made equal to P t , which is the setting state of the reference pattern. have.

이 과정은 회전 및 병진 운동으로 구성되어 있으므로 상기 [수학식 4]에 대입하여 [수학식 6]과 같이 표현할 수 있다.Since this process is composed of a rotational and translational motion, it can be expressed as [Equation 6] by substituting Equation 4 above.

Figure 112006058301894-pat00006
Figure 112006058301894-pat00006

여기서, 각 축의 임의의 보상값을 a=(ax,ay,aθ,0)로 가정하면, 수평 변환 행렬(T) 및 회전 변환 행렬(R)은 다음의 [수학식 7]로 나타낼 수 있다.Here, assuming that any compensation value of each axis is a = (a x , a y , a θ , 0), the horizontal transformation matrix T and the rotation transformation matrix R are represented by the following equation (7). Can be.

Figure 112006058301894-pat00007
Figure 112006058301894-pat00007

여기서, ax(x축 보상값), ay(y축 보상값), aθ(회전 보상값)이다.Here, a x (x-axis compensation value), a y (y-axis compensation value), and a θ (rotation compensation value).

웨이퍼의 정렬 작업에서는 시편의 일부분을 확대하여 관측하므로, 하나의 프로세싱라인(740)을 정렬시키기 위해서 최소 두 지점에서 관측이 필요하게 된다. 따라서, 기준 위치 Pt와 실제 위치 Pc, 중심점 C는 [수학식 8]에서와 같이 두 개의 열로 구성되어야 한다.In the wafer alignment process, a portion of the specimen is magnified and observed, and thus observation is required at at least two points to align one processing line 740. Therefore, the reference position Pt, the actual position Pc, and the center point C should be composed of two columns as shown in [Equation 8].

Figure 112006058301894-pat00008
Figure 112006058301894-pat00008

여기서, xt1(제1관측점의 변환된 패턴 x좌표), xt2(제2관측점의 변환된 패턴 x좌표), yt1(제1관측점의 변환된 패턴 y좌표), yt2(제2관측점의 변환된 패턴 y좌표), θt1(제1관측점의 변환된 패턴 각), θt2(제2관측점의 변환된 패턴 각),Where x t1 (transformed pattern x coordinate of first observation point), x t2 (transformed pattern x coordinate of second observation point), y t1 (transformed pattern y coordinate of first observation point), y t2 (second observation point The transformed pattern of the y coordinate), θ t1 (the transformed pattern angle of the first observation point), θ t2 (the transformed pattern angle of the second observation point),

xc1(제1관측점의 변환되는 패턴 x좌표), xc2(제2관측점의 변환되는 패턴 x좌표), yc1(제1관측점의 변환되는 패턴 y좌표), yc2(제2관측점의 변환되는 패턴 y좌표), θc1(제1관측점의 변환되는 패턴 각), θc2(제2관측점의 변환되는 패턴 각),x c1 (converted pattern x coordinate of first observation point), x c2 (converted pattern x coordinate of second observation point), y c1 (converted pattern y coordinate of first observation point), y c2 (conversion of second observation point) Pattern y-coordinate), θ c1 (the transformed pattern angle of the first observation point), θ c2 (the transformed pattern angle of the second observation point),

Cx(중심점의 x좌표), Cy(중심점의 y좌표)이다.C x (x coordinate of the center point), C y (y coordinate of the center point).

일반적인 머신 비전 화면에서 관측되는 오차는 x-y-θ 방향을 검출할 수 있지만, θ 방향을 검출하는 경우 연산량이 늘어나 관측 시간 및 시스템 부하가 증가한다. 또한, 국소 부위에 대하여 한정된 픽셀 수로 각도를 검출하는 것이므로 정밀도가 낮다.The error observed in the general machine vision screen can detect the x-y-θ direction, but when the θ direction is detected, the amount of computation increases and the observation time and system load increase. In addition, since the angle is detected with a limited number of pixels with respect to the localized portion, the accuracy is low.

예를 들면, 640 X 480 화면에서 수직으로 한 픽셀이 어긋날 경우 머신 미전에서 검출할 수 있는 정밀도는 9°/100이지만, 다이싱 시스템에서 회전축의 정밀도 는 0.1°/100 정도이다. 따라서 정렬 오차(δ)는 정렬 시간 단축과 정밀도 향상을 위해 수평거리(722)와 수직거리(732)의 두 가지 정보만을 측정하는 것이 가능하며, 이경우 정렬 오차는 [수학식 9]로 구성된다.For example, if a pixel is vertically displaced on a 640 x 480 screen, the machine detects a precision of 9 ° / 100, but in a dicing system the accuracy of the axis of rotation is about 0.1 ° / 100. Therefore, the alignment error δ can measure only two pieces of information, a horizontal distance 722 and a vertical distance 732, in order to shorten the alignment time and improve accuracy. In this case, the alignment error is represented by Equation (9).

Figure 112006058301894-pat00009
Figure 112006058301894-pat00009

한편, 좌표 변환 행렬 T와 R에 대하여 상기 [수학식 7] 내지 [수학식 9]를 상기 [수학식 6]에 대입하여 정리하면 [수학식 9] 내지 [수학식 11]과 같이 보상값을 산출할 수 있다.On the other hand, for the coordinate transformation matrix T and R by substituting [Equation 7] to [Equation 9] into [Equation 6], the compensation value as shown in [Equation 9] to [Equation 11] Can be calculated.

Figure 112006058301894-pat00010
Figure 112006058301894-pat00010

Figure 112006058301894-pat00011
Figure 112006058301894-pat00011

Figure 112006058301894-pat00012
Figure 112006058301894-pat00012

여기서, 상기 θ각 보상값인 aθ의 tan값과 상기 제n관측점(n=1 또는 n=2)의 x보상값 및 y보상값은 상기 [수학식 10,11,12] 에 의하여 산출되며, aθ(θ각 보상값), axn(제n관측점에서 x축 보상값), ayn(제n관측점에서 y축 보상값)이다. (n=1 또는 n=2)Here, the tan value of the angle θ, which is the θ angle compensation value, and the x compensation value and y compensation value of the nth observation point (n = 1 or n = 2) are calculated by Equation 10, 11, and 12. , a θ (theta angle compensation value), a xn (the x-axis compensation value at the nth observation point), and a yn (the y-axis compensation value at the nth observation point). (n = 1 or n = 2)

상기 보상값 적용단계(S460)는 상기 보상값 결정 단계에서 산출되어 결정된 보상값을 적용하여 상기 웨이퍼(610)를 정렬시키는 단계로서, 상기 회전 테이블(320)을 보상값에 맞도록 x-y-θ 방향으로 이동시켜 상기 패턴(612a,612b)을 상기 기준 패턴(512a,512b)과 일치시키도록 한다.The compensation value applying step (S460) is a step of aligning the wafer 610 by applying the compensation value calculated and determined in the compensation value determination step, so that the rotation table 320 fits the compensation value in the xy-θ direction. To match the patterns 612a and 612b with the reference patterns 512a and 512b.

상기 [수학식 10,11,12]에서 n은 관측점의 번호로서, n=1 또는 n=2의 값을 가지며, 이상적으로는 관측점1과 관측점2에서 구해진 보상값이 일치하지만, 실제로는 외란에 의해 다를 수 있으므로, 각 방향의 평균을 보상값으로 취할 수 있다.In Equation 10, 11, 12, n is the number of observation points, and has a value of n = 1 or n = 2. Ideally, the compensation values obtained from observation point 1 and observation point 2 coincide with each other. The average of each direction can be taken as a compensation value since it may be different.

즉, 각 방향의 평균 보상값을 취하는 것은 다음의 [수학식 13]과 같이 나타낸다.That is, taking the average compensation value in each direction is expressed by the following [Equation 13].

Figure 112006058301894-pat00013
Figure 112006058301894-pat00013

도 8에서 도시한 바와 같이, 정렬 기구에서 상기 웨이퍼(610)의 중심 부분(810)을 확대하여 살펴보면, 웨이퍼의 면적 중심(812)과 상기 회전 테이블(320)의 면적 중심(814) 및 모터에 의한 웨이퍼의 회전 중심(816)은 서로 일치하지 않는다.As shown in FIG. 8, when the center portion 810 of the wafer 610 is enlarged and viewed in an alignment mechanism, the area center 812 of the wafer, the area center 814 of the turntable 320, and the motor may be formed. The centers of rotation 816 of the wafers do not coincide with each other.

따라서, 모터에 의한 웨이퍼의 회전 중심(816)의 정확한 위치를 측정하는 것 은 상당히 어렵고 시간이 많이 걸리게 된다.Thus, measuring the exact position of the center of rotation 816 of the wafer by the motor is quite difficult and time consuming.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에서는 웨이퍼의 회전 중심(816)을 소거할 수 있는 방법을 제공한다. 즉, 웨이퍼의 회전 중심(816)을 배제하여 상기 웨이퍼(610)를 정렬할 수 있는 것이다.In order to solve this problem, the present invention provides a method for erasing the center of rotation 816 of the wafer. That is, the wafer 610 may be aligned by excluding the rotation center 816 of the wafer.

구체적으로, 도 9를 참조하여 설명하면 상기 웨이퍼(610)의 상기 패턴(612a)과 상기 패턴(612b) 사이의 x 방향 거리는 일반적으로 상수 ℓ로 표현할 수 있으며, 정렬 오차의 영향이 작을 정도로 큰 값을 갖는다.Specifically, referring to FIG. 9, the distance in the x direction between the pattern 612a and the pattern 612b of the wafer 610 may be generally expressed as a constant l, and a value large enough so that the influence of alignment error is small. Has

상기 웨이퍼(610)가 놓여지는 위치는 회전 중심(910)을 기준으로 대략 대칭이 되므로 상기 패턴(612a)과 상기 패턴(612b)의 x 좌표 평균은 Cx와 유사하며, x 좌표의 차는 ℓ과 유사하다.Since the position where the wafer 610 is placed is approximately symmetric with respect to the rotation center 910, the x coordinate mean of the pattern 612a and the pattern 612b is similar to C x, and the difference between the x coordinates is ℓ and similar.

그리고, 회전 보상값 aθ는 2°이하의 작은 값이므로 tan aθ항은 aθ로, cos aθ항은 1.0으로 근사화시킬 수 있다.Since the rotation compensation value a θ is a small value of 2 ° or less, the tan aθ term can be approximated to aθ and the cos aθ term can be approximated to 1.0.

또한, 각각의 y 좌표의 차이는 대부분 수평면상에 정의되므로 각각의 y 좌표의 차이는 0.0으로 근사화한다.Also, since the difference of each y coordinate is mostly defined on the horizontal plane, the difference of each y coordinate is approximated to 0.0.

상기와 같이 근사화시킨 값을 [수학식 10]에 적용하면 다음과 같은 [수학식 14]가 구해진다.Applying the approximated value to [Equation 10], the following [Equation 14] is obtained.

Figure 112006058301894-pat00014
Figure 112006058301894-pat00014

상기와 같이 근사화되어 구해진 [수학식 14]를 상기 [수학식13]에 적용하면, 보상값은 [수학식 15]와 같이 산출된다.Applying Equation 14 approximated as described above to Equation 13, the compensation value is calculated as in Equation 15.

Figure 112006058301894-pat00015
Figure 112006058301894-pat00015

상기와 같이 산출된 보상값은 실질적으로 기구 설계시 다양한 이유로 관측 화면의 방향이 변경되는 경우가 발생할 수 있다.The compensation value calculated as described above may substantially change the direction of the observation screen for various reasons in designing the instrument.

이러한 경우, 화면 방향 전환 행렬(Dv)에 의하여 해결할 수 있다.In this case, it can be solved by the screen direction switching matrix D v .

상기 방향 전환 행렬은 대각 방향 요소가 전부 1 또는 -1을 가지고 나머지 부분은 0으로 채워진 것으로 left-hand rule 방향과 일치하는 경우는 1, 반대 방향인 경우는 -1의 값을 갖는다.The redirection matrix has a diagonal element all 1 or -1 and the rest is filled with 0 and has a value of 1 if it matches the left-hand rule direction and -1 for the opposite direction.

상기 방향 전환 행렬은 다음의 [수학식 16]과 같이 표현된다.The redirection matrix is expressed by Equation 16 below.

Figure 112006058301894-pat00016
Figure 112006058301894-pat00016

상기 [수학식 16]의 방향 전환 행렬 Dv를 [수학식 2] 및 [수학식 6]과 연계하여 정리하면, [수학식 17]과 같이 정리된다.When the direction change matrix Dv of Equation 16 is arranged in connection with Equations 2 and 6, Equation 17 is arranged.

Figure 112006058301894-pat00017
Figure 112006058301894-pat00017

또한, 이송 기구의 방향이 반대가 되는 경우에도 상기와 같은 [수학식 16] 및 [수학식 17]에 의하여 실제적인 보상값이 산출될 수 있다.In addition, even when the direction of the transfer mechanism is reversed, the actual compensation value can be calculated by Equation 16 and Equation 17 as described above.

상기 정렬 오차 확인단계(S470,S480)는 상기 보상값 적용단계에서 정렬된 상기 웨이퍼의 정렬 오차가 기설정된 허용 범위를 만족시키도록 상기 정렬 오차 측정단계, 상기 보상값 결정단계, 상기 보상값 적용단계를 반복 수행하여 정렬 오차를 줄여나가는 단계이다.The alignment error checking steps S470 and S480 may include measuring the alignment error, determining the compensation value, and applying the compensation value such that the alignment error of the wafer aligned in the compensation value applying step satisfies a preset allowable range. Repeat this step to reduce the alignment error.

일반적인 경우, 정렬 보상값 β를 현재 위치 Pc에 보상해 줌으로써 정렬 오차를 줄일 수 있으나, 정밀하게 오차를 줄일 수 있는 방법은 관측과 보상의 과정을 반복하는 것이다.In general, the alignment error can be reduced by compensating the alignment compensation value β at the current position P c , but the method of precisely reducing the error is to repeat the process of observation and compensation.

또한, 웨이퍼의 중심을 정확하게 회전 중심에 일치시키기 어렵고, 생산 라인에서 인식 마크 상태도 차이가 있으므로 반복에 의한 수렴과정이 필요하다.In addition, it is difficult to accurately match the center of the wafer to the center of rotation, and there is a difference in the state of recognition marks in the production line.

즉, i번째 반복 과정을 거치고 있다고 가정하면, 보상 과정은 수렴 계수(η)를 고려하여 [수학식 18]로 표현할 수 있다.In other words, assuming that the i-th iteration process is performed, the compensation process may be expressed by Equation 18 in consideration of the convergence coefficient η.

Figure 112006058301894-pat00018
Figure 112006058301894-pat00018

여기서, i+1P(i+1번째 정렬된 패턴 행렬), iP(i번째 정렬된 패턴 행렬), η( 수렴계수), i(정렬 횟수), β(정렬 보상값)이다.Here, i + 1 P (i + 1 th ordered pattern matrix), i P (i th ordered pattern matrix), η (convergence coefficient), i (number of alignments), and β (alignment compensation value).

이와 같은 과정은 정렬 오차가 허용 공차 ε 이하로 떨어질 때까지 반복이 되므로, 반복 과정이 계속되는 조건은 다음의 [수학식 19]의 조건과 같다.Since this process is repeated until the alignment error falls below the tolerance ε, the condition that the repeating process continues is the same as the condition of Equation 19 below.

Figure 112006058301894-pat00019
Figure 112006058301894-pat00019

즉, 정렬 오차(δ)가 기설정된 허용 공차(ε) 보다 클 경우에는 상기 정렬 오차 확인단계(S470,S480)가 반복 수행되며, 정렬 오차(δ)가 기설정된 허용 공차(ε)보다 작아지는 경우에는 웨이퍼 자동 정렬이 종료되는 것이다.That is, when the alignment error δ is larger than the preset tolerance ε, the alignment error checking steps S470 and S480 are repeatedly performed, and the alignment error δ is smaller than the preset tolerance ε. In this case, wafer automatic alignment is terminated.

여기서, 정렬 오차(δ)가 허용 공차(ε) 들어올 수 있도록 반복 수행함에 있어서, 반복횟수를 설정하여 설정된 반복횟수를 초과하는 경우 오류메시지를 표시하며(S490), 반복 수행 과정이 종료될 수 있다.Here, in performing the repetition so that the alignment error (δ) may come in the allowable tolerance (ε), an error message is displayed when the repetition number is set to exceed the set repetition number (S490), and the repetition process may be terminated. .

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As mentioned above, although this invention was demonstrated by the limited embodiment and drawing, this invention is not limited by this, The person of ordinary skill in the art to which this invention belongs, Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.

상술한 바와 같이 본 발명의 웨이퍼 자동 정렬 방법에 다음과 같은 효과가 창출된다.As described above, the following effects are created in the wafer automatic alignment method of the present invention.

첫째, 웨이퍼의 패턴을 인식하여 행렬과 좌표의 변환 수식을 이용하여, 정렬의 안정성과 신뢰성이 향상되며, 종래 관측 화상을 이용한 방법에 비하여 정렬의 공정이 단순화되어 영상 처리 계산량이 감소함으로써, 웨이퍼의 정렬의 시간을 단축할 수 있다.First, the stability of the alignment is improved and the reliability is improved by using the transformation equation of the matrix and coordinates by recognizing the pattern of the wafer, and the process of alignment is simplified and the image processing calculation amount is reduced, compared to the method using the conventional observation image, The time for sorting can be shortened.

둘째, 영상과 기구의 정보를 연계하여 적용하고, 웨이퍼 양단의 영상을 획득함으로써, 크기가 큰 웨이퍼에도 용이하게 적용할 수 있게 된다.Second, by applying the image and the information of the instrument in conjunction, and by obtaining the image of both ends of the wafer, it can be easily applied to a large size wafer.

셋째, 웨이퍼의 회전 중심에 대한 계산을 근사화하여 회전 중심을 배제한 수식을 이용함으로써, 회전 중심을 측정해야하는 복잡한 과정이 생략된다.Third, by using a formula that excludes the rotation center by approximating the calculation of the rotation center of the wafer, a complicated process of measuring the rotation center is omitted.

넷째, 웨이퍼의 정렬 작업이 허용 공차 이내로 들어올 때까지 반복수행하여 정렬의 신뢰도가 향상되며, 전후 공정을 로더로 연결하여 공정 자동화에 용이하게 적용될 수 있다.Fourth, the reliability of alignment is improved by repeating the wafer until the alignment operation falls within the allowable tolerance, and can be easily applied to the process automation by connecting the front and rear processes with the loader.

Claims (10)

패턴을 설정하기 위한 기준 웨이퍼를 회전 테이블에 고정시켜 자동 정렬의 기준이 되는 기준 패턴을 설정하며, 상기 기준 패턴을 제어 컴퓨터에 저장하는 기준 패턴 설정단계;A reference pattern setting step of setting a reference pattern as a reference for automatic alignment by fixing a reference wafer for setting a pattern to a rotating table, and storing the reference pattern in a control computer; 카메라에 의하여 상기 기준 웨이퍼를 촬영하여 상기 제어 컴퓨터 화면의 기준점에 상기 기준 패턴을 위치시켜 관측의 기준 위치를 설정하는 기준 위치 설정단계;A reference position setting step of photographing the reference wafer by a camera and placing the reference pattern at a reference point of the control computer screen to set a reference position of observation; 상기 회전 테이블에서 상기 기준 웨이퍼를 제거하며, 정렬의 대상이 되는 웨이퍼의 패턴이 상기 제어 컴퓨터의 관측 화면상에 들어오도록 상기 웨이퍼를 상기 회전 테이블에 장착하는 웨이퍼 장착단계;A wafer mounting step of removing the reference wafer from the rotation table and mounting the wafer to the rotation table such that a pattern of the wafer to be aligned is on the observation screen of the control computer; 상기 기준 패턴과 상기 웨이퍼 장착단계에서 장착된 상기 웨이퍼 패턴의 정렬을 위한 정렬 오차를 측정하는 정렬 오차 측정단계;An alignment error measuring step of measuring an alignment error for alignment of the reference pattern and the wafer pattern mounted in the wafer mounting step; 상기 정렬 오차 측정단계에서 측정된 정렬 오차에 따라 상기 패턴의 수평 변환 행렬(T)과 병진 변환 행렬(R)을 산출하여 행렬의 좌표 변환을 이용하여 상기 패턴의 보상값을 결정하는 보상값 결정단계;Compensation value determination step of determining the compensation value of the pattern by calculating the horizontal transformation matrix (T) and the translational transformation matrix (R) of the pattern according to the alignment error measured in the alignment error measurement step using the coordinate transformation of the matrix ; 상기 보상값 결정단계에서 결정된 보상값을 적용하여 상기 웨이퍼를 정렬시키는 보상값 적용단계; 및A compensation value applying step of aligning the wafers by applying the compensation value determined in the compensation value determining step; And 상기 보상값 적용단계에서 정렬된 상기 웨이퍼의 정렬 오차가 기설정된 허용 범위를 만족시키도록 상기 정렬 오차 측정단계, 상기 보상값 결정단계, 상기 보상 값 적용단계를 반복 수행하는 정렬 오차 확인단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 자동 정렬 방법.And an alignment error checking step of repeatedly performing the alignment error measuring step, the compensation value determining step, and the compensation value applying step so that the alignment error of the wafer aligned in the compensation value applying step satisfies a preset allowable range. Wafer automatic alignment method characterized in that. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기준 위치 설정단계에서 상기 카메라는 상기 웨이퍼의 x방향 및 y방향으로 이동하여 상기 기준 웨이퍼 표면의 영상을 획득하며, 획득된 영상을 상기 제어 컴퓨터로 전송하여 상기 제어 컴퓨터에서 상기 기준 웨이퍼의 패턴을 인식하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 자동 정렬 방법.In the reference positioning step, the camera moves in the x direction and the y direction of the wafer to acquire an image of the surface of the reference wafer, and transfers the acquired image to the control computer to obtain the pattern of the reference wafer from the control computer. Wafer automatic alignment method characterized in that the recognition. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 기준 위치 설정단계에서 상기 기준 위치는 제1관측점과 제2관측점의 두 관측점을 설정하여 기준 위치를 설정하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 자동 정렬 방법.In the reference position setting step, the reference position is a wafer automatic alignment method, characterized in that for setting the reference position by setting two observation points of the first observation point and the second observation point. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 행렬의 좌표 변환은 다음의 수학식에 의한 변환인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 자동 정렬 방법.Coordinate transformation of the matrix is a transformation according to the following equation.
Figure 112006058301894-pat00020
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Pt(변환된 좌표 행렬), T(병진 변환 행렬), R(회전 변환 행렬), Pc(변환되는 좌표 행렬), C(회전 변환의 회전 중심 행렬).P t (transformed coordinate matrix), T (translational transformation matrix), R (rotational transformation matrix), P c (transformation coordinate matrix), C (rotational transformation matrix of rotation transformation).
제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 T(병진 변환 행렬) 및 R(회전 변환 행렬)은 다음의 수학식과 같은 병진 변환 행렬 및 회전 변환 행렬인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 자동 정렬 방법.Wherein the T (translational transformation matrix) and R (rotational transformation matrix) are a translational transformation matrix and a rotational transformation matrix as in the following equation.
Figure 112006058301894-pat00021
Figure 112006058301894-pat00021
여기서, ax(x축 보상값), ay(y축 보상값), aθ(회전 보상값)이다.Here, a x (x-axis compensation value), a y (y-axis compensation value), and a θ (rotation compensation value).
제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 Pt(변환된 좌표 행렬)와 Pc(변환되는 좌표 행렬) 및 C(회전 변환의 회전 중심 행렬)는 다음의 수학식과 같은 행렬인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 자동 정렬 방법.Wherein P t (transformed coordinate matrix), P c (transformed coordinate matrix), and C (rotational center matrix of rotation transformation) are matrices represented by the following equations.
Figure 112006058301894-pat00022
Figure 112006058301894-pat00022
여기서, xt1(제1관측점의 변환된 패턴 x좌표), xt2(제2관측점의 변환된 패턴 x좌표), yt1(제1관측점의 변환된 패턴 y좌표), yt2(제2관측점의 변환된 패턴 y좌표), θt1(제1관측점의 변환된 패턴 각), θt2(제2관측점의 변환된 패턴 각),Where x t1 (transformed pattern x coordinate of first observation point), x t2 (transformed pattern x coordinate of second observation point), y t1 (transformed pattern y coordinate of first observation point), y t2 (second observation point The transformed pattern of the y coordinate), θ t1 (the transformed pattern angle of the first observation point), θ t2 (the transformed pattern angle of the second observation point), xc1(제1관측점의 변환되는 패턴 x좌표), xc2(제2관측점의 변환되는 패턴 x좌표), yc1(제1관측점의 변환되는 패턴 y좌표), yc2(제2관측점의 변환되는 패턴 y좌표), θc1(제1관측점의 변환되는 패턴 각), θc2(제2관측점의 변환되는 패턴 각),x c1 (converted pattern x coordinate of first observation point), x c2 (converted pattern x coordinate of second observation point), y c1 (converted pattern y coordinate of first observation point), y c2 (conversion of second observation point) Pattern y-coordinate), θ c1 (the transformed pattern angle of the first observation point), θ c2 (the transformed pattern angle of the second observation point), Cx(중심점의 x좌표), Cy(중심점의 y좌표)이다.C x (x coordinate of the center point), C y (y coordinate of the center point).
제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 θ각 보상값인 aθ의 tan값과 상기 제n관측점(n=1 또는 n=2)의 x보상값 및 y보상값은 다음의 수학식에 의하여 산출되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 자동 정렬 방법.The tan value of the θ angle compensation value a θ and the x compensation value and y compensation value of the n th observation point (n = 1 or n = 2) are calculated by the following equation. .
Figure 112006058301894-pat00023
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Figure 112006058301894-pat00024
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Figure 112006058301894-pat00025
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여기서, aθ(θ각 보상값), axn(제n관측점에서 x축 보상값), ayn(제n관측점에서 y축 보상값)이다. (n=1 또는 n=2)Here, a θ (theta angle compensation value), a xn (the x-axis compensation value at the nth observation point), and a yn (y-axis compensation value at the nth observation point). (n = 1 or n = 2)
제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 보상값 결정단계는 상기 웨이퍼의 상기 회전 보상값(aθ)을 tan aθ 값을 aθ로, cos aθ 값을 1.0으로 근사화시킴에 따라 회전 중심 C를 소거하여 보상값을 결정하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 자동 정렬 방법.In the determining of the compensation value, the rotation compensation value a θ of the wafer is approximated by a tan θ value a θ and cos a θ value 1.0. Characterized in the wafer automatic alignment method. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제어 컴퓨터의 관측 화면의 방향의 변경을 위하여For changing the direction of the observation screen of the control computer 방향 전환 행렬을 다음과 같이 정의하고,Define the turn matrix as
Figure 112006058301894-pat00026
Figure 112006058301894-pat00026
다음의 수학식의 좌표 변환에 의하여 상기 보상값을 산출하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 자동 정렬 방법.Wafer automatic alignment method characterized in that for calculating the compensation value by the coordinate transformation of the following equation.
Figure 112006058301894-pat00027
Figure 112006058301894-pat00027
여기서, Dv(방향 전황 행렬),δ(정렬 오차)이다.Where D v (direction transition matrix) and δ (alignment error).
제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 정렬 오차 확인단계는 상기 정렬 오차 측정단계, 상기 보상값 결정단계, 상기 보상값 적용단계를 반복 수행함에 있어서, 수렴계수(η)를 설정하여 다음의 수학식에 의하여 수렴 속도를 조절하며,In the alignment error checking step, the convergence coefficient η is set by repeatedly performing the alignment error measuring step, the compensation value determining step, and the compensation value applying step, and the convergence speed is adjusted by the following equation.
Figure 112006058301894-pat00028
Figure 112006058301894-pat00028
정렬 오차(δ)가 허용 공차(ε) 이내에 들어올 때까지 상기 오차 확인단계가 반복 수행되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 자동 정렬 방법.And the error checking step is repeated until an alignment error (δ) falls within an allowable tolerance (ε). 여기서, i+1P(i+1번째 정렬된 패턴 행렬), iP(i번째 정렬된 패턴 행렬), η(수렴계수), i(정렬 횟수), β(정렬 보상값)이다.Here, i + 1 P (i + 1 th ordered pattern matrix), i P (i th ordered pattern matrix), η (convergence coefficient), i (number of alignments), and β (alignment compensation value).
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