KR101138620B1 - Vision apparatus for aligning and method for setting the same - Google Patents
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Abstract
얼라인용 비전 장치는 본체, 제1 비전 기구 및 제2 비전 기구를 포함한다. 본체는 서로 마주하는 웨이퍼와 템플레이트의 사이로 이동한다. 제1 비전 기구는 본체의 템플레이트와 마주하는 부위에 설치되며, 템플레이트의 제1 얼라인 마크를 감지한다. 제2 비전 기구는 본체의 웨이퍼와 마주하는 부위에 설치되며, 웨이퍼의 제2 얼라인 마크를 감지하여 제1 비전 기구와 같이 템플레이트와 웨이퍼를 얼라인시킨다. The alignment vision device includes a main body, a first vision mechanism, and a second vision mechanism. The body moves between the wafer and the template facing each other. The first vision apparatus is installed at a portion facing the template of the main body, and detects the first alignment mark of the template. The second vision mechanism is installed at a portion facing the wafer of the main body, and detects the second alignment mark of the wafer to align the template and the wafer like the first vision mechanism.
Description
본 발명은 얼라인용 비전 장치 및 이를 셋팅하는 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 템플레이트의 캐비티들에 주입된 솔더들이 웨이퍼의 범프 패드에 정확하게 부착되도록 상기 템플레이트와 상기 웨이퍼를 얼라인시키기 위한 비전 장치 및 이를 셋팅하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vision device for alignment and a method for setting the same, and more particularly, a vision device for aligning the template with the wafer such that solders injected into the cavities of the template are correctly attached to the bump pad of the wafer. And a method of setting the same.
최근, 마이크로 전자 패키징 기술은 와이어 본딩 방식으로부터 솔더 범프 방식으로 변화하고 있다. 여기서, 상기 솔더 범프를 이용하는 기술은 다양하게 알려져 있다. 예를 들면, 전기 도금, 솔더 페이스트 프린팅, 증발 탈수법, 솔더볼의 직접 부착 등이 알려져 있다.Recently, the microelectronic packaging technology has changed from a wire bonding method to a solder bump method. Here, various techniques are known for using the solder bumps. For example, electroplating, solder paste printing, evaporative dehydration, direct attachment of solder balls, and the like are known.
특히, C4NP(controlled collapse chip connection new process) 기술은 낮은 비용으로 미세 피치를 구현할 수 있으며 웨이퍼로부터 제조되는 반도체 장치의 신뢰도를 향상시킬 수 있다는 장점으로 인해 크게 주목받고 있다. 상기 C4NP 기술의 예는 미합중국 특허 제5,607,099호, 제5,775,569호, 제6,025,258호 등에 개시되어 있다. In particular, C4NP (controlled collapse chip connection new process) technology has attracted much attention due to the advantages that can realize a fine pitch at a low cost and improve the reliability of semiconductor devices manufactured from wafers. Examples of the C4NP technology are disclosed in US Pat. Nos. 5,607,099, 5,775,569, 6,025,258, and the like.
이에, 상기 C4NP 기술을 간단하게 언급하면, 템플릿 척에 척킹된 템플레이트의 다수의 캐비티들 각각에 솔더들을 일정 패턴으로 주입하고, 상기 웨이퍼의 범프 패드가 상기 솔더들과 마주하도록 상기 웨이퍼를 웨이퍼 척에 척킹시킨 다음, 상기 템플릿 척과 상기 웨이퍼 척의 사이 간격을 좁히면서 상기 솔더들을 상기 범프 패드에 열압착시켜 부착한다.Thus, referring briefly to the C4NP technology, solder is injected into each of the plurality of cavities of the template chucked to the template chuck, and the wafer is placed on the wafer chuck so that the bump pad of the wafer faces the solders. After chucking, the solders are thermocompression-bonded to the bump pad while narrowing the gap between the template chuck and the wafer chuck.
이때, 상기 C4NP 기술은 상기 웨이퍼로부터 제조되는 반도체 장치의 전기적인 기능이 올바르게 수행되도록 하기 위하여 상기 솔더들을 상기 범프 패드의 정확한 위치에 부착시키는 것이 가장 중요하므로, 상기 솔더들을 상기 범프 패드에 부착하기 전에는 상기 템플레이트와 상기 웨이퍼를 서로 얼라인시키는 공정을 수행하게 된다. In this case, the C4NP technology is most important to attach the solders to the correct position of the bump pad in order to ensure that the electrical function of the semiconductor device manufactured from the wafer is correctly performed. Therefore, before attaching the solders to the bump pad, The process of aligning the template and the wafer with each other is performed.
그러나, 종래의 상기 템플레이트와 상기 웨이퍼를 얼라인시키는 공정은 단지 하나의 비전 기구의 반전 또는 승강 동작을 통해 상기 템플레이트의 제1 얼라인 마크와 상기 웨이퍼의 제2 얼라인 마크를 감지하여 얼라인시키고 있음에 따라, 공정 효율이 떨어질 뿐 아니라 상기 비전 기구의 동작으로 인해 얼라인에 심각한 오차가 발생될 수 있다. However, the conventional process of aligning the template with the wafer detects and aligns the first align mark of the template and the second align mark of the wafer through an inversion or elevating operation of only one vision mechanism. As such, not only the process efficiency is lowered, but also serious errors may occur in the alignment due to the operation of the vision apparatus.
본 발명의 목적은 오차 범위를 줄이면서 효율적으로 템플레이트와 웨이퍼를 얼라인시킬 수 있는 얼라인용 비전 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an alignment vision device capable of efficiently aligning a template and a wafer while reducing an error range.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기한 얼라인용 비전 장치를 셋팅하는 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method for setting the above-described alignment device.
상술한 본 발명의 일 특징에 따른 얼라인용 비전 장치는 본체, 제1 비전 기구 및 제2 비전 기구를 포함한다.The alignment vision apparatus according to an aspect of the present invention described above includes a main body, a first vision mechanism, and a second vision mechanism.
상기 본체는 서로 마주하는 웨이퍼와 템플레이트의 사이로 이동한다. 상기 제1 비전 기구는 상기 본체의 상기 템플레이트와 마주하는 부위에 설치되며, 상기 템플레이트의 제1 얼라인 마크를 감지한다. 상기 제2 비전 기구는 상기 본체의 상기 웨이퍼와 마주하는 부위에 설치되며, 상기 웨이퍼의 제2 얼라인 마크를 감지하여 상기 제1 비전 기구와 같이 상기 템플레이트와 상기 웨이퍼를 얼라인시킨다. The body moves between the wafer and the template facing each other. The first vision apparatus is installed at a portion of the main body facing the template, and detects the first alignment mark of the template. The second vision mechanism is installed at a portion of the main body facing the wafer, and detects a second alignment mark of the wafer to align the template with the wafer like the first vision mechanism.
이에, 상기 제1 및 제2 비전 기구들 각각은 상기 제1 얼라인 마크 또는 상기 제2 얼라인 마크가 형성된 영역의 영상을 일차적으로 넓게 획득하기 위한 저배율 렌즈 및 상기 저배율 렌즈에서 획득한 영상으로부터 상기 제1 얼라인 마크 또는 상기 제2 얼라인 마크를 정밀하게 감지하도록 상기 저배율 렌즈보다 좁은 영역의 영상을 이차적으로 획득하기 위한 고배율 렌즈를 포함할 수 있다. Accordingly, each of the first and second vision apparatuses may include the low magnification lens and the image obtained from the low magnification lens to obtain an image of a region where the first align mark or the second align mark is formed. The lens may further include a high magnification lens for secondaryly acquiring an image of a narrower area than the low magnification lens so as to accurately detect the first alignment mark or the second alignment mark.
이럴 경우, 상기 제1 및 제2 비전 기구들 각각은 상기 좁은 영역의 영상을 포커싱하도록 상기 고배율 렌즈를 조정하는 포커스부 및 상기 포커스부와 연결되며 상기 포커스부에 의해 포커싱된 고배율 렌즈의 위치를 통해 상기 본체와 상기 템플레이트 또는 상기 웨이퍼의 사이 거리를 산출하는 거리 산출부를 더 포함할 수 있다. In this case, each of the first and second vision apparatuses may be connected to a focus unit that adjusts the high magnification lens to focus the image of the narrow region, and through a position of the high magnification lens focused by the focus unit. The apparatus may further include a distance calculator configured to calculate a distance between the main body and the template or the wafer.
한편, 상기 비전 장치는 상기 본체에 설치되어 열로부터 상기 제1 및 제2 비전 기구들을 보호하기 위한 단열 기구 또는 냉각 기구를 더 포함할 수 있다. On the other hand, the vision device may further include a heat insulation mechanism or a cooling mechanism installed on the main body to protect the first and second vision mechanisms from heat.
상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 일 특징에 따른 얼라인 비전 장치의 셋팅 방법은 각각 제1 및 제2 셋팅 마크들을 갖는 제1 및 제2 셋팅 플레이트들을 상기 제1 및 제2 셋팅 마크들이 서로 포개어지도록 적층하는 단계, 상기 제2 셋팅 플레이트를 수직 방향으로 상승시키는 단계, 본체, 상기 본체의 하부에 설치된 제1 비전 기구 및 상기 본체의 상부에 설치된 제2 비전 기구를 포함하는 얼라인용 비전 장치를 상기 제1 및 제2 셋팅 플레이트들 사이로 이동시키는 단계, 및 상기 제1 및 제2 비전 기구들 각각이 상기 제1 및 제2 셋팅 마크들 각각을 감지하도록 조종하여 상기 제1 및 제2 비전 기구들을 셋팅하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object of the present invention, the setting method of the alignment vision device according to an aspect of the present invention comprises setting the first and second setting plates having first and second setting marks, respectively, to the first and second setting marks. Stacking them so that they overlap each other, raising the second setting plate in a vertical direction, a main body, a first vision mechanism installed below the main body, and a second vision mechanism installed above the main body. Moving the device between the first and second setting plates, and each of the first and second vision instruments is steered to sense each of the first and second setting marks to control the first and second vision. Setting the instruments.
이때, 상기 제1 및 제2 비전 기구들을 셋팅하는 단계는 상기 제1 비전 기구가 상기 제1 셋팅 마크를 감지하도록 조종하여 상기 제1 비전 기구를 셋팅하는 단계 및 상기 제1 비전 기구를 셋팅한 상태에서 상기 제2 비전 기구가 상기 제2 셋팅 마크를 감지하도록 조정하여 상기 제2 비전 기구를 셋팅하는 단계를 포함할 수 있다.In this case, the setting of the first vision device and the second vision device may include setting the first vision device by controlling the first vision device to detect the first setting mark and setting the first vision device. And setting the second vision mechanism by adjusting the second vision mechanism to sense the second setting mark.
또한, 상기 제1 및 제2 비전 기구들 각각은 상기 제1 및 제2 셋팅 마크들 각각을 포커싱하면서 감지할 수 있다.In addition, each of the first and second vision apparatuses may sense each of the first and second setting marks while focusing.
상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여, 다른 특징에 따른 얼라인 비전 장치의 셋팅 방법은 셋팅 마크를 갖는 셋팅 플레이트를 준비하는 단계, 본체, 상기 본체의 하부에 설치된 제1 비전 기구 및 상기 본체의 상부에 설치된 제2 비전 기구를 포함하는 얼라인용 비전 장치를 상기 셋팅 플레이트의 상부에서 상기 제1 비전 기구가 상기 셋팅 마크를 감지하도록 이동키는 단계, 상기 셋팅 마크를 감지한 제1 비전 기구를 셋팅하는 단계, 상기 제1 비전 기구를 셋팅한 비전 장치를 상기 셋팅 플레이트로부터 외부로 이동시키는 단계, 상기 비전 장치를 외부로 이동시킨 상태에서 상기 셋팅 플레이트를 상승시키는 단계, 상기 비전 장치를 상기 상승시킨 셋팅 플레이트의 하부에서 상기 제1 비전 기구가 상기 셋팅 마크를 감지하였던 위치로 이동시키는 단계, 및 상기 이동한 비전 장치의 제2 비전 기구가 상기 상승한 셋팅 플레이트의 셋팅 마크를 감지하도록 조정하여 상기 제2 비전 기구를 셋팅하는 단계를 포함한다.In order to achieve the above object of the present invention, a method of setting an alignment vision apparatus according to another aspect includes preparing a setting plate having a setting mark, a main body, a first vision mechanism installed below the main body, and the main body. Moving the alignment vision device including a second vision device installed at an upper portion of the setting plate so that the first vision device detects the setting mark at an upper portion of the setting plate, and setting the first vision device detecting the setting mark. Moving the vision device setting the first vision device from the setting plate to the outside; raising the setting plate while moving the vision device to the outside; At the bottom of the plate, the first vision mechanism moves to the position where the setting mark was detected. , And a step of setting the second vision mechanism to adjust the second vision mechanism of the mobile device to detect a non-setting of the mark, up setting plate.
이때, 상기 제1 및 제2 비전 기구들 각각은 상기 셋팅 마크를 포커싱하면서 감지할 수 있다. In this case, each of the first and second vision apparatuses may detect the focusing setting mark.
이러한 얼라인용 비전 장치 이를 셋팅하는 방법에 따르면, 본체의 템플레이트와 마주하는 부위 및 웨이퍼와 마주하는 부위 각각에 상기 템플레이트의 제1 얼라인 마크를 감지하는 제1 비전 기구 및 상기 웨이퍼의 제2 얼라인 마크를 감지하는 제2 비전 기구를 사전에 정확하게 셋팅된 상태로 설치하여 상기 제1 및 제2 얼라인 마크를 별도의 동작 없이 한번에 감지함으로써, 상기 템플레이트와 상기 웨이퍼를 오차 범위를 감소시키면서 효율적으로 얼라인 공정을 수행할 수 있다. According to the method of setting the alignment vision device, a first vision mechanism for detecting a first alignment mark of the template and a second alignment of the wafer at each of the portions facing the template of the main body and the portions facing the wafer. A second vision mechanism for detecting a mark is installed in a precisely set state in advance so that the first and second alignment marks are sensed at once without separate operation, thereby efficiently freezing the template and the wafer while reducing an error range. Phosphorus process can be performed.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 얼라인용 비전 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 비전 장치의 상부를 제2 단열판을 제거한 상태에서 바라본 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 비전 장치에서 제2 비전 기구의 저배율 렌즈와 고배율 렌즈를 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 도 1에 도시된 얼라인용 비전 장치를 일 실시예에 따라 셋팅하는 과정을 나타낸 도면들이다.
도 5a 내지 도 5d는 도 1에 도시된 얼라인용 비전 장치를 다른 실시예에 따라 셋팅하는 과정을 나타낸 도면들이다. 1 is a view schematically showing an alignment vision device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view of an upper portion of the vision device illustrated in FIG. 1 in a state in which a second insulating plate is removed.
3 is a view illustrating in detail the low magnification lens and the high magnification lens of the second vision apparatus in the vision apparatus shown in FIG. 2.
4A to 4C are diagrams illustrating a process of setting the alignment vision device shown in FIG. 1 according to an embodiment.
5A to 5D are diagrams illustrating a process of setting the alignment vision device shown in FIG. 1 according to another embodiment.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 얼라인용 비전 장치 및 이를 셋팅하는 방법에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.Hereinafter, an alignment vision device and a method of setting the same according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. As the inventive concept allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are shown in an enlarged scale than actual for clarity of the invention.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a part or a combination thereof is described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
On the other hand, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 얼라인용 비전 장치를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 2는 도 1에 도시된 비전 장치의 상부를 제2 단열판을 제거한 상태로 바라본 도면이다. FIG. 1 is a view schematically showing an alignment vision device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view of the upper portion of the vision device illustrated in FIG. 1 with the second insulation plate removed.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 얼라인용 비전 장치(100)는 본체(20), 제1 비전 기구(30) 및 제2 비전 기구(40)를 포함한다.1 and 2, the
상기 본체(20)는 제1 얼라인 마크(2)를 갖는 템플레이트(1)와 제2 얼라인 마크(6)를 갖는 웨이퍼(5)의 사이로 이동한다. 여기서, 상기 템플레이트(1)는 상부면에 일정한 패턴을 가지면서 다수의 솔더(미도시)들이 각각 주입된 캐비티(미도시)들이 형성된 상태로 진공 챔버(200) 내의 하부에 배치된 템플릿 척(300)에 척킹되고, 상기 웨이퍼(5)는 상기 템플레이트(1)의 상부면과 마주하도록 상기 진공 챔버(200) 내의 상부에 배치된 웨이퍼 척(400)에 척킹된다.The
이에, 상기 웨이퍼 척(400)을 승강 기구(500)를 통해 z축을 따라 하강시킴으로써, 상기 웨이퍼(5)의 하부면에 형성된 범프 패드(미도시)에 상기 템플레이트(1)의 캐비티들에 주입된 솔더들이 열부착될 수 있다. 이때, 상기 솔더들은 상기 웨이퍼(5)로부터 제조된 반도체 장치들 각각에서 외부의 전자 장치와 전기적으로 연결되는 부분으로써, 그 특성 상 피치를 미세하게 구현할 수 있다. Accordingly, the
상기와 같은 구성에 대하여, 상기 본체(20)는 구체적으로, 외부로부터 상기 진공 챔버(200)의 측벽(210)에 형성된 개구(212)를 통하여 상기 템플릿 척(300)과 상기 웨이퍼 척(400)의 사이로 이동할 수 있다. With respect to the above configuration, the
한편, 상기 템플릿 척(300)과 상기 웨이퍼 척(400) 각각은 서로의 얼라인을 위해 x축과 y축으로 정의되는 평면 방향으로 이동시키기 위한 제1 및 제2 얼라인 기구(600, 700)들 각각이 연결될 수 있다. 이때, 상기 제1 얼라인 기구(600)는 상기 템플릿 척(300)의 뒤틀림도 조정할 수 있도록 구성될 수 있다.On the other hand, the
또한, 상기 템플릿 척(300)에는 상기 템플레이트(1)의 캐비티들에 주입된 솔더들이 상기 웨이퍼(5)의 범프 패드에 열부착되도록 상기 템플레이트(1)를 가열하기 위한 히터(310)가 내장될 수 있다. 여기서, 상기 히터(310)는 상기 템플레이트(1)를 약 100 내지 200℃로 가열할 수 있다. In addition, the
상기 제1 비전 기구(30)는 상기 본체(20)의 템플레이트(1)와 마주하는 부위, 즉 상기 본체(20)의 하부에 설치된다. 상기 제1 비전 기구(30)는 상기 템플레이트(1)의 제1 얼라인 마크(2)를 감지한다.The
상기 제2 비전 기구(40)는 상기 본체(20)의 웨이퍼(5)와 마주하는 부위, 즉 상기 본체(20)의 상기 제1 비전 기구(30)와 대향하는 상부에 설치된다. 상기 제2 비전 기구(40)는 상기 웨이퍼(5)의 제2 얼라인 마크(6)를 감지한다. The
이때, 상기 제1 및 제2 비전 기구(30, 40)들은 상기 제1 및 제2 얼라인 마크(2, 6)들을 동시에 감지한 상태일 때 상기 템플레이트(1)와 상기 웨이퍼(5)가 정확하게 얼라인되도록 사전에 미리 셋팅되어 있으며, 이에 대해서는 이하의 도 4a 내지 도 4c 및 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 상세하게 설명하고자 한다. In this case, when the first and
또한, 상기 제1 및 제2 비전 기구(30, 40)들은 상기 제1 및 제2 얼라인 마크(2, 6)들을 감지한 결과에 따라 상기 템플레이트(1)와 상기 웨이퍼(5)가 얼라인되는 동작이 진행되도록 상기 제1 및 제2 얼라인 기구(600, 700)들과 전기적으로 연결될 수 있다. In addition, the first and
이와 같이, 상기 본체(20)의 상기 템플레이트(1)와 마주하는 하부 및 상기 웨이퍼(5)와 마주하는 상부 각각에 상기 템플레이트(1)의 제1 얼라인 마크(2)를 감지하는 제1 비전 기구(30) 및 상기 웨이퍼(5)의 제2 얼라인 마크(6)를 감지하는 제2 비전 기구(40)를 사전에 정확하게 셋팅된 상태로 설치하여 상기 제1 및 제2 얼라인 마크(2, 6)를 별도의 동작 없이 한번에 감지함으로써, 상기 템플레이트(1)와 상기 웨이퍼(5)를 오차 범위를 감소시키면서 효율적으로 얼라인 공정을 수행할 수 있다. As such, a first vision for detecting the
한편, 상기 비전 장치(100)는 상기 제1 및 제2 비전 기구(30, 40)들을 상기 히터(310)로부터 발생된 열에 의해 손상되는 것을 방지하기 위하여 단열 기구(50) 및 냉각 기구(60)를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the
상기 단열 기구(50)는 상기 본체(20)의 상부면 및 하부면 각각에 부착된 제1 및 제2 단열판(52, 54)들을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 단열판(52, 54)들은 열전도율이 우수한 금속 재질로 이루어진다. 이로써, 상기 제1 및 제2 단열판(52, 54)들은 상기 히터(310)로부터 발생되어 상기 제1 및 제2 비전 기구(30, 40)들이 설치된 본체(20)로 전달된 열을 외부로 손쉽게 방출하여 열에 약한 제1 및 제2 비전 기구(30, 40)들을 보호할 수 있다.The
상기 냉각 기구(60)는 상기 본체(20)의 내부로부터 외부로 연장된 관 형태로 구성될 수 있다. 상기 냉각 기구(60)는 외부로부터 냉각 가스(CG)를 제공 받아 상기 제1 및 제2 비전 기구(30, 40)들에 직접 공급함으로써, 열에 약한 제1 및 제2 비전 기구(30, 40)들을 상기 히터(310)의 열로부터 보호할 수 있다. 여기서, 상기 냉각 가스(CG)는 명칭 그대로 외부에서 별도의 냉각 장치를 통해 상온보다 낮게 냉각된 가스일 수도 있고, 단순히 상온 상태의 공기일 수도 있다.The
본 실시예에서는 상기 비전 장치(100)가 상기 제1 및 제2 비전 기구(30, 40)들을 상기 히터(310)의 열로부터 보호하기 위하여 상기 단열 기구(50)와 상기 냉각 기구(60)를 모두 포함하도록 설명하였지만, 상기 히터(310)로부터의 열이 약 100 내지 200℃ 정도로 그다지 높지 않으므로, 이들 중 어느 하나만을 포함하여도 상기의 효과를 기대할 수 있다.In the present exemplary embodiment, the
또한, 상기 비전 장치(100)는 상기 본체(20)의 측부에 상기 제1 및 제2 비전 기구(30, 40)들을 외부 충격으로부터 보호하기 위하여 장착된 커버 부재(70)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 상기 커버 부재(70)는 상기 본체(20)의 측부 중 외부 충격 가능성이 높은 정면 부위에만 장착될 수 있다. In addition, the
도 3은 도 2에 도시된 비전 장치에서 제2 비전 기구의 저배율 렌즈와 고배율 렌즈를 구체적으로 나타낸 도면이다. 3 is a view illustrating in detail the low magnification lens and the high magnification lens of the second vision apparatus in the vision apparatus shown in FIG. 2.
이하, 도 3을 참조한 설명에서는 상기 제1 및 제2 비전 기구(30, 40)들이 상기 본체(20)의 서로 대향하는 위치에 설치되어 있다는 것을 제외하고는 서로 동일한 구성을 가지므로, 상기 제2 비전 기구(40)를 대표해서 설명하고자 한다. In the following description with reference to FIG. 3, since the first and
도 3을 추가적으로 설명하면, 상기 제2 비전 기구(40)는 저배율 렌즈(42) 및 고배율을 렌즈를 포함할 수 있다. 3, the
상기 저배율 렌즈(42)는 비교적 넓은 제1 영역(A1)에 대한 영상을 획득하고, 반대로 상기 고배율 렌즈(44)는 상기 제1 영역(A1)보다는 비교적 좁은 제2 영역(A2)에 대한 영상을 획득한다.The
상기 저배율 렌즈(42)는 상기 웨이퍼(5)를 대상으로 넓은 제1 영역(A1)에 대한 영상을 획득하여 상기 제2 얼라인 마크(6)를 빠르게 검색하고, 상기 고배율 렌즈(44)는 상기 저배율 렌즈(42)가 상기 제2 얼라인 마크(6)를 포함하여 검색한 제1 영역(A1)을 대상으로 좁은 제2 영역(A2)에 대한 영상을 획득하여 상기 제2 얼라인 마크(6)를 정확하게 감지한다. The
이에 따라, 상기 제2 비전 기구(40)는 상기 저배율 렌즈(42)를 통하여 상기 제2 얼라인 마크(6)가 형성된 부근을 빠르게 검색한 다음, 상기 고배율 렌즈(44)를 통해 상기 제2 얼라인 마크(6)를 정밀하게 감지함으로써, 상기 제2 비전 기구(40)가 상기 제2 얼라인 마크(6)를 감지하는 시간을 단축시킬 수 있다. 또한, 상기 제1 비전 기구(30)도 상기 제2 비전 기구(40)의 저배율 렌즈(42) 및 고배율 렌즈(44)와 동일한 구성을 가짐으로써, 상기 제1 얼라인 마크(2)를 감지하는 시간을 단축시킬 수 있다. Accordingly, the
한편, 상기 저배율 렌즈(42)를 상기 본체(20)가 상기 템플레이트(1)와 상기 웨이퍼(5)의 사이로 이동하는 방향을 따라 선단 위치에 설치하고 상기 고배율 렌즈(44)를 후단 위치에 설치함으로써, 상기 제2 비전 기구(40)가 상기 본체(20)가 이동하는 도중에 바로 상기 제2 얼라인 마크(6)를 감지하도록 할 수 있다. On the other hand, the
따라서, 상기 비전 장치(100)는 상기 제1 및 제2 얼라인 마크(2, 6)들을 적어도 두 개씩 상기 제1 및 제2 비전 기구(30, 40)들을 통해 감지하여 상기 템플레이트(1)와 상기 웨이퍼(5)를 x축과 y축에 의해 정의된 평면 방향을 따라 틀어진 정도를 인식하여 그 결과를 상기 제1 및 제2 얼라인 기구(600, 700)들에 전달함으로써, 상기 템플레이트(1)와 상기 웨이퍼(5)를 상기 제1 및 제2 얼라인 기구(600, 700)들을 통해서 상기의 평면 방향을 따라 얼라인시킬 수 있다.Therefore, the
한편, 상기 제2 비전 기구(40)는 포커스부(46) 및 거리 산출부(48)를 더 포함할 수 있다. 상기 포커스부(46)는 상기 고배율 렌즈(44)가 획득한 제2 영역(A2)에 대한 영상을 포커싱하기 위하여 상기 고배율 렌즈(44)를 조정한다. Meanwhile, the
상기 거리 산출부(48)는 상기 제2 영역(A2)이 상기 포커스부(46)에 의해 포커싱된 고배율 렌즈(44)의 위치를 통하여 상기 본체(20)와 상기 웨이퍼(5)와의 사이 거리(d1)를 산출할 수 있다. 또한, 상기 제1 비전 기구(30)도 상기 제2 비전 기구(40)의 포커스부(46) 및 거리 산출부(48)와 동일한 구성을 가짐으로써, 상기 본체(20)와 상기 템플레이트(1)와의 사이 거리(d2, 미도시)도 산출할 수 있다. The
따라서, 상기 비전 장치(100)는 상기 제1 및 제2 얼라인 마크(2, 6)들을 적어도 세 개씩 상기 제1 및 제2 비전 기구(30, 40)들을 통해 상기 본체(20)와 상기 템플레이트(1) 및 상기 웨이퍼(5) 사이의 거리(d1, d2)들을 산출하여 상기 템플레이트(1)와 상기 웨이퍼(5)의 뒤틀린 정도를 인식하여 상기 제1 얼라인 기구(600)에 전달함으로써, 상기 템플레이트(1)를 상기 제1 얼라인 기구(600)를 통해서 상기 웨이퍼(5)와 평행하도록 조정하여 얼라인시킬 수 있다. Accordingly, the
이하, 도 4a 내지 도 4c와 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 상기 비전 장치(100)를 셋팅하는 방법에 대하여 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, a method of setting the
도 4a 내지 도 4c는 도 1에 도시된 얼라인용 비전 장치를 일 실시예에 따라 셋팅하는 과정을 나타낸 도면들이다.4A to 4C are diagrams illustrating a process of setting the alignment vision device shown in FIG. 1 according to an embodiment.
도 1 및 도 4a를 참조하면, 상기 템플레이트(1)와 상기 웨이퍼(5)를 얼라인시키기 위한 얼라인용 비전 장치(100)를 일 실시예에 따라 셋팅하기 위하여 우선 각각 제1 및 제2 셋팅 마크(4, 8)들을 갖는 제1 및 제2 셋팅 플레이트(3, 7)들을 상기 제1 및 제2 셋팅 마크(4, 8)들이 서로 포개어지도록 적층한다. 1 and 4A, first and second setting marks are respectively set in order to set the
이때, 상기 제2 셋팅 플레이트(7)가 적층된 제1 셋팅 플레이트(3)는 셋팅 챔버(250) 내의 하부에 배치된 하부 척(350)에 척킹된다. 또한, 상기 제1 및 제2 셋팅 플레이트(3, 7)들은 상기 제1 및 제2 셋팅 마크(4, 8)들이 상하 어느 위치에서도 보이도록 투명한 재질로 이루어진다. At this time, the
도 4b를 참조하면, 이어 상기 제2 셋팅 플레이트(7)를 수직 방향으로 정확하게 상승시켜 상기 제1 및 제2 셋팅 플레이트(3, 7)를 서로 이격시켜 둔다. Referring to FIG. 4B, the first and
이때, 상기 제2 셋팅 플레이트(7)는 상기 셋팅 챔버(250) 내의 상부에 배치된 상부 척(450)에 척킹된다. 이러면, 상기 제1 및 제2 셋팅 마크(4, 8)들은 수직한 방향을 따라 동일한 일직선 상에 위치하게 된다.In this case, the
도 4c를 참조하면, 이어 상기 제1 및 제2 셋팅 플레이트(3, 7)들 사이로 상기 비전 장치(100)를 이동시킨다. 이때, 상기 비전 장치(100)의 제1 및 제2 비전 기구(30, 40)들은 상기 제1 및 제2 셋팅 플레이트(3, 7)들 사이로 먼저 진입하도록 본체(20)의 선단 위치에 설치될 수 있다. Referring to FIG. 4C, the
이어, 상기 제1 비전 기구(30)가 상기 제1 셋팅 마크(4)를 감지하도록 조정하여 상기 제1 비전 기구(30)를 셋트 볼트와 같은 고정 수단을 통해 고정하여 셋팅한다. 이때, 상기 제1 비전 기구(30)는 상기 제1 셋팅 마크(4)를 포커싱하면서 정확하게 감지한다. Subsequently, the
이어, 상기 제1 비전 기구(30)를 셋팅한 상태에서 상기 제2 비전 기구(40)가 상기 제2 셋팅 마크(8)를 감지하도록 조정하여 상기 제2 비전 기구(40)를 상기 제1 비전 기구(30)와 동일한 방식으로 셋팅한다. 이때에도, 상기 제2 비전 기구(40)는 상기 제1 비전 기구(30)와 마찬가지로, 상기 제2 셋팅 마크(8)를 포커싱하면서 정확하게 감지한다. Subsequently, the
따라서, 상기 제1 및 제2 비전 기구(30, 40)들은 수직 방향으로 동일한 일직선 상에 위치한 제1 및 제2 셋팅 마크(4, 8)들을 감지함으로써, 그 위치가 정확하게 셋팅될 수 있다. Therefore, the position of the first and
본 실시예에서, 상기 셋팅 챔버(250), 상기 하부 척(350) 및 상기 상부 척(450) 각각은 도 1에 도시된 상기 진공 챔버(200), 상기 템플릿 척(300) 및 상기 웨이퍼 척(400)과 동일한 구성일 수 있으며, 상기 제1 및 제2 셋팅 플레이트(3, 7)들 각각도 상기 템플레이트(1)와 상기 웨이퍼(5) 자체일 수 있다.In the present embodiment, each of the setting
도 5a 내지 도 5d는 도 1에 도시된 얼라인용 비전 장치를 다른 실시예에 따라 셋팅하는 과정을 나타낸 도면들이다. 5A to 5D are diagrams illustrating a process of setting the alignment vision device shown in FIG. 1 according to another embodiment.
도 1 및 도 5a를 참조하면, 상기 템플레이트(1)와 상기 웨이퍼(5)를 얼라인시키기 위한 얼라인용 비전 장치(100)를 다른 실시예에 따라 셋팅하기 위하여 우선 셋팅 마크(10)를 갖는 셋팅 플레이트(9)를 준비한다. 1 and 5A, a setting having a setting
이때, 상기 셋팅 플레이트(10)는 셋팅 챔버(260) 내의 하부에 배치된 하부 척(360)에 척킹된다. 또한, 상기 셋팅 플레이트(9)는 상기 셋팅 마크(10)가 상하 어느 위치에서도 보이도록 투명한 재질로 이루어진다. In this case, the setting
도 5b를 참조하면, 이어 상기 비전 장치(100)를 상기 셋팅 플레이트(9)의 상부로 이동한다. 이때, 상기 비전 장치(100)는 상기 제1 비전 기구(30)가 상기 셋팅 마크(10)를 감지하도록 이동하는 위치를 조정하여 상기 제1 비전 기구(30)를 셋트 볼트와 같은 고정 수단을 통해 고정하여 셋팅한다. 이때, 상기 제1 비전 기구(30)는 상기 셋팅 마크(10)를 포커싱하면서 정확하게 감지한다. Referring to FIG. 5B, the
도 5c를 참조하면, 이어 상기 비전 장치(100)를 상기 제1 비전 기구(30)가 상기 셋팅 마크(10)를 감지하였던 위치를 기억해 둔 상태로 상기 셋팅 플레이트(9)로부터 외부로 이동한다.Referring to FIG. 5C, the
이어, 상기 셋팅 플레이트(9)를 수직 방향으로 정확하게 상승시켜 상기 셋팅 플레이트(9)가 상기에서 기억해 둔 위치보다 상부에 위치하도록 한다. 이때, 상기 셋팅 플레이트(9)는 상기 셋팅 챔버(260) 내의 상부에 배치된 상부 척(460)에 척킹된다.Subsequently, the setting
도 5d를 참조하면, 이어 상기 비전 장치(100)를 상기에서 기억해 둔 위치로 이동시켜 상기 비전 장치(100)의 제2 비전 기구(40)가 상기 셋팅 플레이트(9)의 하부에 위치하도록 한다.Referring to FIG. 5D, the
이어, 상기 제2 비전 기구(40)가 상기 셋팅 마크(10)를 감지하도록 조정하여 상기 제2 비전 기구(40)를 상기 제1 비전 기구(30)와 동일한 방식으로 셋팅한다. 이때에도, 상기 제2 비전 기구(40)는 상기 제1 비전 기구(30)와 마찬가지로, 상기 셋팅 마크(10)를 포커싱하면서 정확하게 감지한다. Subsequently, the
따라서, 상기 제1 및 제2 비전 기구(30, 40)들은 정확하게 수직한 방향으로 상승하는 셋팅 마크(10)를 감지함으로써, 그 위치가 정확하게 셋팅될 수 있다. Accordingly, the position of the first and
또한, 본 실시예에서도 도 4a 내지 도 4c를 참조한 실시예에서와 마찬가지로, 상기 셋팅 챔버(260), 상기 하부 척(360) 및 상기 상부 척(460) 각각은 도 1에 도시된 상기 진공 챔버(200), 상기 템플릿 척(300) 및 상기 웨이퍼 척(400)과 동일한 구성일 수 있으며, 상기 셋팅 플레이트(9)도 상기 템플레이트(1) 또는 상기 웨이퍼(5) 자체일 수 있다.4A to 4C, the setting
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical and exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
1 : 템플레이트 2 : 제1 얼라인 마크
5 : 웨이퍼 6 : 제2 얼라인 마크
20 : 본체 30 : 제1 비전 기구
40 : 제2 비전 기구 42 : 저배율 렌즈
44 : 고배율 렌즈 46 : 포커스부
48 : 거리 산출부 50 : 단열 기구
60 : 냉각 기구 100 : 비전 장치
200 : 진공 챔버 300 : 템플릿 척
310 : 히터 400 : 웨이퍼 척
500 : 승강 기구 600 : 제1 얼라인 기구
700 : 제2 얼라인 기구1: Template 2: 1st alignment mark
5: wafer 6: second alignment mark
20: main body 30: first vision mechanism
40: second vision mechanism 42: low magnification lens
44: high magnification lens 46: focus portion
48: distance calculation unit 50: heat insulation mechanism
60: cooling mechanism 100: vision device
200: vacuum chamber 300: template chuck
310: heater 400: wafer chuck
500: lifting mechanism 600: first alignment mechanism
700: second alignment mechanism
Claims (9)
상기 본체 상의 상기 템플레이트와 마주하는 부위에 설치되며, 상기 템플레이트의 제1 얼라인 마크를 감지하는 제1 비전 기구; 및
상기 본체 상의 상기 웨이퍼와 마주하는 부위에 설치되며, 상기 웨이퍼의 제2 얼라인 마크를 감지하여 상기 제1 비전 기구와 같이 상기 템플레이트와 상기 웨이퍼를 얼라인시키기 위한 제2 비전 기구를 포함하는 얼라인용 비전 장치.A main body moving between the wafer and the template facing each other;
A first vision mechanism installed at a portion of the template facing the template, the first vision mechanism detecting a first alignment mark of the template; And
Installed on a portion of the body facing the wafer, the alignment unit including a second vision mechanism for sensing the second alignment mark of the wafer and aligning the template with the wafer like the first vision mechanism Vision device.
상기 제1 얼라인 마크 또는 상기 제2 얼라인 마크가 형성된 영역의 영상을 일차적으로 넓게 획득하기 위한 저배율 렌즈; 및
상기 저배율 렌즈에서 획득한 영상으로부터 상기 제1 얼라인 마크 또는 상기 제2 얼라인 마크를 정밀하게 감지하도록 상기 저배율 렌즈보다 좁은 영역의 영상을 이차적으로 획득하기 위한 고배율 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼라인용 비전 장치.The apparatus of claim 1, wherein each of the first and second vision instruments is
A low magnification lens for firstly acquiring an image of a region in which the first alignment mark or the second alignment mark is formed; And
And a high magnification lens for secondarily acquiring an image of a narrower area than the low magnification lens so as to accurately detect the first alignment mark or the second alignment mark from the image obtained by the low magnification lens. Quotation vision device.
상기 좁은 영역의 영상을 포커싱하도록 상기 고배율 렌즈를 조정하는 포커스부; 및
상기 포커스부와 연결되며, 상기 포커스부에 의해 포커싱된 고배율 렌즈의 위치를 통해 상기 본체와 상기 템플레이트 또는 상기 웨이퍼의 사이 거리를 산출하는 거리 산출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 얼라인용 비전 장치.3. The apparatus of claim 2, wherein each of the first and second vision instruments is
A focus unit for adjusting the high magnification lens to focus the image of the narrow area; And
And a distance calculator connected to the focus unit and calculating a distance between the main body and the template or the wafer through the position of the high magnification lens focused by the focus unit.
상기 제2 셋팅 플레이트를 수직 방향으로 상승시키는 단계;
본체, 상기 본체의 하부에 설치된 제1 비전 기구 및 상기 본체의 상부에 설치된 제2 비전 기구를 포함하는 얼라인용 비전 장치를 상기 제1 및 제2 셋팅 플레이트들 사이로 이동시키는 단계; 및
상기 제1 및 제2 비전 기구들 각각이 상기 제1 및 제2 셋팅 마크들 각각을 감지하도록 조정하여 상기 제1 및 제2 비전 기구들을 셋팅하는 단계를 포함하는 얼라인용 비전 장치의 셋팅 방법.Stacking first and second setting plates having first and second setting marks respectively such that the first and second setting marks overlap each other;
Raising the second setting plate in a vertical direction;
Moving the alignment vision device between the first and second setting plates, the alignment device including a main body, a first vision mechanism provided below the main body, and a second vision mechanism installed above the main body; And
And setting the first and second vision instruments by adjusting the first and second vision instruments to sense each of the first and second setting marks, respectively.
상기 제1 비전 기구가 상기 제1 셋팅 마크를 감지하도록 조정하여 상기 제1 비전 기구를 셋팅하는 단계; 및
상기 제1 비전 기구를 셋팅한 상태에서 상기 제2 비전 기구가 상기 제2 셋팅 마크를 감지하도록 조정하여 상기 제2 비전 기구를 셋팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 얼라인 비전 장치의 셋팅 방법. 6. The method of claim 5, wherein setting the first and second vision instruments is
Setting the first vision device by adjusting the first vision device to sense the first setting mark; And
And setting the second vision device by adjusting the second vision device to detect the second setting mark while the first vision device is set.
본체, 상기 본체의 하부에 설치된 제1 비전 기구 및 상기 본체의 상부에 설치된 제2 비전 기구를 포함하는 얼라인용 비전 장치를 상기 셋팅 플레이트의 상부에서 상기 제1 비전 기구가 상기 셋팅 마크를 감지하도록 이동키는 단계;
상기 셋팅 마크를 감지한 제1 비전 기구를 셋팅하는 단계;
상기 제1 비전 기구를 셋팅한 비전 장치를 상기 셋팅 플레이트로부터 외부로 이동시키는 단계;
상기 비전 장치를 외부로 이동시킨 상태에서 상기 셋팅 플레이트를 상승시키는 단계;
상기 비전 장치를 상기 상승시킨 셋팅 플레이트의 하부에서 상기 제1 비전 기구가 상기 셋팅 마크를 감지하였던 위치로 이동시키는 단계; 및
상기 이동한 비전 장치의 제2 비전 기구가 상기 상승한 셋팅 플레이트의 셋팅 마크를 감지하도록 조정하여 상기 제2 비전 기구를 셋팅하는 단계를 포함하는 얼라인용 비전 장치의 셋팅 방법.Preparing a setting plate having a setting mark;
An alignment vision device including a main body, a first vision mechanism provided below the main body, and a second vision mechanism installed above the main body such that the first vision mechanism detects the setting mark at the upper portion of the setting plate. The step;
Setting a first vision device that senses the setting mark;
Moving the vision device setting the first vision device from the setting plate to the outside;
Raising the setting plate while moving the vision device to the outside;
Moving the vision device to a position at which the first vision mechanism sensed the setting mark below the raised setting plate; And
And setting the second vision device by adjusting the second vision device of the moved vision device to sense the setting mark of the raised setting plate.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20180002250A (en) * | 2016-06-29 | 2018-01-08 | 서울엔지니어링(주) | Align Optical Measurement Device of Transfer Printer |
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