KR101160888B1 - 웨이퍼 마킹 장치, 웨이퍼 마킹 시스템 및 웨이퍼 마킹 방법 - Google Patents

웨이퍼 마킹 장치, 웨이퍼 마킹 시스템 및 웨이퍼 마킹 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 웨이퍼 마킹 장치, 웨이퍼 마킹 시스템 및 웨이퍼 마킹 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 마킹된 웨이퍼의 마킹 상태를 검사함에 있어서 웨이퍼를 이송시키는 수단의 기구적 오차로 인해 발생할 수 있는 마킹 검사의 오류를 상쇄하고, 마킹의 대량 불량을 방지할 수 있는 웨이퍼 마킹 장치, 웨이퍼 마킹 시스템 및 웨이퍼 마킹 방법에 관한 것이다.

Description

웨이퍼 마킹 장치, 웨이퍼 마킹 시스템 및 웨이퍼 마킹 방법{WAFER MARKING APPARATUS, WAFER MARKING SYSTEM AND METHOD OF MARKING WAFER}
본 발명은 웨이퍼 마킹 장치, 웨이퍼 마킹 시스템 및 웨이퍼 마킹 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 마킹된 웨이퍼의 마킹 상태를 검사함에 있어서 웨이퍼를 이송시키는 수단의 기구적 오차로 인해 발생할 수 있는 마킹 검사의 오류를 상쇄하고, 마킹의 대량 불량을 방지할 수 있는 웨이퍼 마킹 장치, 웨이퍼 마킹 시스템 및 웨이퍼 마킹 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 패키지는 웨이퍼 상에 회로패턴을 형성하기 위해, 소정의 박막을 형성하는 박막증착공정, 증착된 박막에 포토레지스트를 도포하고 노광 및 현상을 통해 포토레지스터 패턴을 형성하는 포토리소그래피 공정, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 박막을 패터닝하는 식각 공정, 기판의 소정 영역에 특정 이온을 주입하는 이온주입공정, 불순물을 제거하는 세정공정을 포함하여, 실리콘 웨이퍼 상에 회로패턴을 형성하는 공정과, 웨이퍼를 각각의 반도체칩으로 절삭한 후 기판에 실장하는 공정과, 반도체칩이 실장된 기판을 에폭시 수지 등으로 봉지하는 패키징 공정 등을 거쳐 제조된다.
최근에는 기존의 패키지 방식과 달리 웨이퍼 상태에서 포토리소그래피 공정, 식각 공정 등의 공정을 진행한 후, 패키징 공정 및 테스트 공정을 완료한 상태에서 각각의 반도체패키지로 절삭하는 WLP(Wafer Level Package)가 점점 선호되고 있다.
이러한 WLP 공정에는 WLP를 각각의 반도체패키지로 절삭하기 전에 웨이퍼의 배면에 각각의 반도체 패키지에 대응하는 일련번호 등의 제품정보를 마킹하는 마킹공정이 추가될 수 있다.
마킹공정에 공급되는 웨이퍼의 상면에는 소정의 위치에 인식표지인 복수 개의 피두셜 마크(fiducial mark)가 마킹되어 있다. 피두셜 마크는 웨이퍼의 상면에 구비된 각종 자재들의 배치 위치에 대한 기준점을 제공한다. 즉, 피두셜 마크의 위치를 파악하고 이 피두셜 마크를 기준으로 웨이퍼를 정렬하면, 이후의 공정에 있어서 웨이퍼에 대해 웨이퍼 상면의 자재들이 항상 동일한 위치에 배치되도록 한 상태로 공정을 진행할 수 있다.
그러므로 마킹공정에 웨이퍼가 공급되면, 피두셜 마크를 기준으로 웨이퍼를 정렬할 수 있고, 정렬된 웨이퍼의 배면에 각각의 반도체 패키지에 대응하는 일련번호 등의 제품정보를 마킹하게 된다.
이후, 마킹이 완료된 웨이퍼는 웨이퍼 배면에 마킹된 정보들의 위치가 그 대응되는 웨이퍼 상면의 각 자재들의 위치에 대해 지나치게 벗어났는지를 검사하는 장치로 이송된다.
이때, 종래에는 웨이퍼 배면에 마킹된 정보들과 웨이퍼 상면에 구비된 자재들 간의 매칭(matching) 상태를 판단할 수 있는 데이터가 없었기 때문에, 상기 정보들이 양호한 위치에 마킹되었는지를 판단하는 데 있어 어려움이 있었다.
나아가, 웨이퍼의 상면에 마련된 피두셜 마크를 기준으로 웨이퍼를 정렬한 위치데이터를 마킹 위치 검사장치로 전송한다고 하여도, 마킹 완료된 웨이퍼를 마킹 위치 검사장치로 이송하는 과정에서 발생할 수 있는 기구적 오차에 의해, 실제 마킹된 위치와 웨이퍼 정렬 장치로부터 전송받은 위치데이터 간에 어긋남, 즉 옵셋(offset)이 발생할 수 있다는 문제가 있다.
본 발명은 웨이퍼의 마킹 상태를 정확하게 검사할 수 있는 웨이퍼 마킹 장치, 웨이퍼 마킹 시스템 및 웨이퍼 마킹 방법을 제공하는 것을 해결하려는 과제로 한다.
또한, 본 발명은 웨이퍼를 이송시키는 수단의 기구적 오차로 인해 발생되는 마킹 검사의 오류를 제거할 수 있는 웨이퍼 마킹 장치, 웨이퍼 마킹 시스템 및 웨이퍼 마킹 방법을 제공하는 것을 해결하려는 과제로 한다.
또한, 본 발명은 웨이퍼 마킹 상태의 대량 불량을 방지할 수 있는 웨이퍼 마킹 장치, 웨이퍼 마킹 시스템 및 웨이퍼 마킹 방법을 제공하는 것을 해결하려는 과제로 한다.
그러나 본 발명이 해결하려는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 웨이퍼의 상면에 구비되는 복수 개의 인식표지의 위치에 기초하여 상기 웨이퍼의 정렬 여부를 검사하며, 상기 웨이퍼의 상면측에 배치되는 정렬 검사유닛, 상기 웨이퍼의 하면에 상기 인식표지에 대응되는 기준위치표지를 적어도 2개 이상 표시하며 상기 웨이퍼의 하면에 소정의 내용을 마킹하고, 상기 웨이퍼의 하면측에 배치되는 마킹유닛, 상기 기준위치표지의 위치에 기초하여 상기 웨이퍼의 하면에 마킹된 상기 소정의 내용의 위치가 소정의 범위를 벗어나는지 여부를 검사하며, 상기 웨이퍼의 하면측에 상기 마킹유닛과 이격되어 배치되는 마킹 검사유닛, 및 상기 웨이퍼를 지지하고 상기 정렬 검사유닛, 마킹유닛 및 마킹 검사유닛 사이에서 이송하며 정렬할 수 있도록 구성되는 웨이퍼 홀더를 포함하는 웨이퍼 마킹 장치를 제공한다.
여기서, 상기 인식표지가 구비되는 상기 웨이퍼의 상면의 위치와 상기 기준위치표지가 표시되는 상기 웨이퍼의 하면의 위치는 서로 대응되는 것이 바람직하다.
나아가, 상기 웨이퍼의 상면은 복수 개의 자재 영역으로 구획되며, 상기 기준위치표지는, 상기 복수 개의 자재 영역 중 상기 인식표지가 구비되는 자재 영역에 대응되는 상기 웨이퍼의 하면 상의 영역 내에 표시될 수 있다.
여기서, 상기 기준위치표지는, 상기 인식표지가 구비되는 자재 영역에 대응되는 상기 웨이퍼의 하면 상의 영역의 중심부에 표시되는 것이 보다 바람직하다.
또한, 상기 정렬 검사유닛은 상기 웨이퍼의 상부에 배치되고 상기 마킹유닛 및 상기 마킹 검사유닛은 상기 웨이퍼의 하부에 배치되며, 상기 마킹 검사유닛은 상기 마킹유닛으로부터 미리 결정된 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다.
이 경우, 상기 웨이퍼 홀더는 상기 정렬 검사유닛의 검사 결과에 기초하여 상기 웨이퍼를 정렬하고, 상기 마킹유닛에 의해 마킹이 완료된 웨이퍼를 상기 마킹 검사유닛으로 이송할 수 있다.
그리고, 상기 정렬 검사유닛은, 상기 웨이퍼의 상면으로부터 입사되는 광을 반사하기 위한 광 반사경 및 상기 광 반사경에 의해 반사된 광을 입사받아 상기 웨이퍼의 상면을 관찰하는 정렬검사 카메라를 포함하고, 상기 마킹유닛은, 상기 웨이퍼의 하면에 상기 기준위치표지를 표시하고 상기 미리 결정된 내용을 마킹하기 위한 레이저 발생장치 및 상기 레이저 발생장치로부터 조사되는 레이저를 상기 웨이퍼로 반사시키기 위한 레이저 반사경을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 마킹유닛에 의해 상기 웨이퍼의 하면에 상기 기준위치표지가 표시될 때, 상기 레이저 반사경에 의해 반사되는 레이저가 도달하는 상기 웨이퍼의 하면 상의 위치는 상기 웨이퍼의 상면의 인식표지의 위치와 대응되는 것이 바람직하다.
나아가, 상기 마킹유닛에 의해 상기 웨이퍼의 하면에 상기 기준위치표지가 표시될 때, 상기 웨이퍼의 상면의 인식표지로부터 상기 광 반사경으로 입사되는 광의 축은 상기 레이저 반사경으로부터 상기 웨이퍼의 하면으로 반사되는 레이저의 축과 일치하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 광 반사경과 상기 웨이퍼 사이에는 상기 광의 진행각도를 미리 결정된 각도로 굴절시키기 위한 렌즈가 구비될 수 있다.
나아가, 상기 레이저 반사경과 상기 웨이퍼 사이에는 상기 레이저의 진행각도를 미리 결정된 각도로 굴절시키기 위한 렌즈가 구비될 수 있다.
또한, 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 상면에 복수 개의 인식표지가 구비된 마킹 대상 웨이퍼를 공급하는 웨이퍼 공급부, 상기 인식표지를 기준으로 상기 마킹 대상 웨이퍼를 정렬하여 상기 마킹 대상 웨이퍼의 하면에 미리 결정된 내용을 마킹하고 마킹 완료된 웨이퍼를 미리 결정된 거리만큼 이송하여 마킹의 품질을 검사하는 웨이퍼 마킹 장치, 및 마킹품질검사 완료된 웨이퍼가 반출되는 웨이퍼 반출부를 포함하고, 상기 웨이퍼 마킹 장치는 상기 마킹 완료된 웨이퍼를 상기 미리 결정된 거리만큼 이송하기 전에 상기 마킹 대상 웨이퍼 또는 상기 마킹 완료된 웨이퍼의 하면에 상기 인식표지에 대응되는 기준위치표지를 적어도 2개 이상 표시하도록 구성된 웨이퍼 마킹 시스템을 제공한다.
여기서, 상기 웨이퍼 마킹 장치는, 상기 인식표지의 위치에 기초하여 상기 마킹 대상 웨이퍼의 정렬 여부를 검사하는 정렬 검사유닛, 상기 정렬 검사유닛의 검사 결과에 기초하여 상기 마킹 대상 웨이퍼를 정렬하도록 구성된 웨이퍼 홀더, 및 상기 마킹 대상 웨이퍼의 하면에 상기 미리 결정된 내용을 마킹하며 상기 마킹 대상 웨이퍼 또는 상기 마킹 완료된 웨이퍼의 하면에 상기 기준위치표지를 표시하는 마킹유닛을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 웨이퍼 마킹 장치는, 상기 기준위치표지의 위치에 기초하여 상기 마킹 완료된 웨이퍼의 하면에 마킹된 상기 미리 결정된 내용의 위치가 미리 결정된 범위를 벗어나는지 여부를 검사하는 마킹 검사유닛 및 상기 마킹 완료된 웨이퍼를 상기 마킹 검사유닛으로 이송하는 웨이퍼 홀더를 포함할 수 있다.
또한, 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 상면에 복수 개의 인식표지가 구비된 웨이퍼의 하면에 미리 결정된 내용을 마킹하기 위해 상기 웨이퍼를 정렬하는 웨이퍼 정렬단계, 상기 웨이퍼의 하면에 상기 미리 결정된 내용을 마킹하는 마킹단계, 상기 마킹단계에서 마킹 완료된 상기 웨이퍼를 미리 결정된 위치로 이송하고 상기 웨이퍼의 하면에 마킹된 상기 미리 결정된 내용의 위치가 미리 결정된 범위를 벗어나는지 여부를 검사하는 마킹 검사단계를 포함하고, 상기 웨이퍼 정렬단계와 상기 마킹 검사단계 사이에 상기 웨이퍼의 하면에 상기 인식표지에 대응되는 기준위치표지를 적어도 2개 이상 표시하는 기준위치표지 표시단계를 더 포함하는 웨이퍼 마킹 방법을 제공한다.
여기서, 상기 웨이퍼 정렬단계는, 상기 인식표지의 위치에 기초하여 상기 웨이퍼의 정렬 여부를 검사하는 정렬 검사단계 및 상기 정렬 검사단계에서의 검사 결과에 기초하여 상기 웨이퍼의 위치를 조절하는 위치 조절단계를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 기준위치표지가 표시되는 상기 웨이퍼의 하면의 위치는 상기 인식표시가 구비된 상기 웨이퍼의 상면의 위치와 대응되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 기준위치표지 표시단계는 상기 마킹단계 전에 행하여지는 것이 바람직하다.
상기 마킹 검사단계는, 상기 웨이퍼의 하면에 표시된 상기 기준위치표지의 위치에 기초하여 상기 웨이퍼의 상면에 구비되는 자재들의 배치관계를 상기 웨이퍼의 하면에 사상(寫像)시키는 매핑(mapping) 단계 및 상기 웨이퍼의 하면에 마킹된 상기 미리 결정된 내용의 위치가 상기 매핑 단계에서 사상된 상기 자재들의 배치관계에 대해 상기 미리 결정된 범위를 벗어나는지 여부를 판단하는 매칭(matching) 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면 웨이퍼의 하면에 웨이퍼 상면의 인식표지에 대응되는 기준위치표지를 표시함으로써, 웨이퍼의 마킹 상태를 검사할 때 웨이퍼 상면의 자재들의 배치관계가 웨이퍼 하면에 그대로 반영될 수 있다.
따라서 본 발명에 따르면 웨이퍼의 마킹 상태를 정확하게 검사할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 마킹 완료된 웨이퍼를 이송시키는 과정에서 발생될 수 있는 모든 기구적 오차가 상쇄되므로, 마킹 검사의 오류가 근본적으로 제거될 수 있다.
나아가, 본 발명에 따르면 웨이퍼의 하면에 마킹된 내용이 요구되는 범위에서 얼마나 벗어나고 있는지 정확하게 검사할 수 있으므로, 마킹의 불량이 연속적으로 발견될 때 마킹 상태 검사결과를 피드백하여 웨이퍼 마킹의 대량 불량을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 마킹 시스템의 평면도를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 마킹 시스템의 마킹 대상이 되는 웨이퍼의 일 실시예를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 마킹 장치의 웨이퍼 정렬검사 동작 및 기준위치표지 표시 동작을 설명하기 위한 측단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 마킹 장치의 마킹 동작을 설명하기 위한 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 마킹 장치의 마킹 검사 동작을 설명하기 위한 측단면도이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 웨이퍼 마킹 장치의 웨이퍼 정렬검사 동작 및 기준위치표지 표시 동작을 설명하기 위한 측단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 마킹 방법을 설명하기 위한 플로 차트(flow chart)이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 마킹 시스템의 평면도를 도시한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 마킹 시스템(10000)은 상면에 복수 개의 인식표지(미도시)가 구비된 마킹 대상 웨이퍼(미도시)를 공급하는 웨이퍼 공급부(1000), 상기 인식표지를 기준으로 상기 마킹 대상 웨이퍼를 정렬하여 상기 마킹 대상 웨이퍼의 하면에 미리 결정된 내용을 마킹하고, 마킹 완료된 웨이퍼를 미리 결정된 거리만큼 이송하여 마킹의 품질을 검사하는 웨이퍼 마킹 장치(3000), 및 마킹품질검사 완료된 웨이퍼가 반출되는 웨이퍼 반출부(4000)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 웨이퍼 마킹 장치(3000)는 상기 마킹 완료된 웨이퍼를 상기 미리 결정된 거리만큼 이송하기 전에, 상기 마킹 대상 웨이퍼 또는 상기 마킹 완료된 웨이퍼의 하면에 상기 인식표지에 대응되는 기준위치표지(미도시)를 적어도 2개 이상 표시하도록 구성될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
상기 웨이퍼 공급부(1000)는 마킹 대상 웨이퍼가 이격된 상태로 적층되어 공급되는 공급부를 의미한다.
상기 웨이퍼 공급부(1000)에서 공급된 웨이퍼는 예비 정렬부(2000)에서 예비 정렬된 뒤 웨이퍼 마킹부(3000)로 이송된다.
상기 예비 정렬부(2000)에서 수행되는 웨이퍼의 예비 정렬은 웨이퍼의 종류 등에 따른 대략의 방향성을 일치시키는 과정으로서, 후술하는 웨이퍼 마킹 장치(3000)에서 수행되는 정렬 검사와 그 목적에서 구별될 수 있다.
상기 예비 정렬부(2000)에서 정렬된 웨이퍼는 웨이퍼 마킹 장치(3000)로 이송된다.
상기 웨이퍼 마킹 장치(3000)는 웨이퍼의 하면에 미리 결정된 내용을 마킹하기 위해 웨이퍼의 정렬 여부를 검사하는 정렬 검사유닛(3600), 웨이퍼의 하면에 미리 결정된 내용을 마킹하는 마킹유닛(3500), 및 마킹의 품질을 검사하는 마킹 검사유닛(3400)을 포함할 수 있다.
상기 정렬 검사유닛(3600)은 정확한 위치에 마킹이 되도록 하기 위하여 웨이퍼의 정렬상태를 촬영하여 판독하는 장치이다. 웨이퍼의 정렬 여부의 검사는 후술할 바와 같이 웨이퍼의 상면에 미리 구비되는 인식표지(미도시)의 위치를 기준으로 하여 행하여 지므로, 상기 정렬 검사유닛(3600)은 상기 웨이퍼의 상부에 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 정렬 검사유닛(3600)은 도 1의 z축을 기준으로 상기 웨이퍼의 상부에 배치된다.
상기 마킹유닛(3500)은 웨이퍼의 하면에 미리 결정된 내용을 마킹하기 위한 것이므로 상기 웨이퍼의 하부에 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 마킹유닛(3500)은 도 1의 z축을 기준으로 상기 웨이퍼의 하부에 배치된다.
상기 마킹 검사유닛(3400)은 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 정렬 검사유닛(3600) 및 상기 마킹유닛(3500)으로부터 미리 결정된 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다. 마킹 검사유닛(3400)은 마킹의 품질을 검사하는 것이고, 마킹은 웨이퍼의 하면에 행하여 지므로, 상기 마킹 검사유닛(3400)은 마킹유닛(3500)과 마찬가지로, 상기 웨이퍼의 하부에 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 웨이퍼 마킹 장치(3000)는 상기 웨이퍼를 지지하고, 상기 정렬 검사유닛(3600), 마킹유닛(3500) 및 마킹 검사유닛(3400) 사이에서 이송하는 웨이퍼 홀더(3200)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 웨이퍼 홀더(3200)는 웨이퍼를 안착시킨 상태로 지지하기 위한 웨이퍼 척(3230)과 상기 웨이퍼 척(3230)의 위치를 수평방향, 즉 도 1의 xy평면방향에서 이동시키기 위한 수평이송장치(3210)로 구성된다.
상기 수평이송장치(3210)는 웨이퍼 척(3230)의 위치를 x축 방향으로 이동시키기 위한 x축 이송장치(3211)와 웨이퍼 척(3230)의 위치를 y축 방향으로 이동시키기 위한 y축 이송장치(3213)로 구성될 수 있다.
x축 이송장치(3211)는 일단이 가이드부(3100)에 연결되어 상기 가이드부(3100) 상에서 슬라이딩 이동할 수 있도록 구성된다. y축 이송장치(3213)는 일단이 상기 웨이퍼 척(3230)에 연결되고 타단이 상기 x축 이송장치(3211)에 연결되어, 상기 x축 이송장치(3211) 상에서 슬라이딩 이동할 수 있도록 구성된다.
이와 같이 구성된 수평이송장치(3210)는 웨이퍼 척(3230)을 y축 방향으로 이송시켜, 웨이퍼가 정렬 검사유닛(3600), 마킹유닛(3500) 및 마킹 검사유닛(3400) 사이에서 이송될 수 있도록 한다. 따라서 수평이송장치(3210)는 마킹유닛(3500)에 의해 마킹이 완료된 웨이퍼를 마킹 검사유닛(3400)으로 이송할 수 있다.
또한, 상기 수평이송장치(3210)는 정렬 검사유닛(3600)이 웨이퍼의 정렬 상태를 검사한 결과에 기초하여 상기 웨이퍼 척(3230)을 x축 및 y축으로 이동시킴으로써 웨이퍼를 정렬할 수 있다.
본 실시예에서 웨이퍼 홀더(3200)는 x축 이송장치(3211)와 y축 이송장치(3213)를 구비하고 있으나, 웨이퍼의 기울어짐을 정렬시키는 등의 필요에 따라 웨이퍼 척(3230)을 z축 방향으로 이동시키는 z축 이송장치를 더 구비할 수도 있다.
한편, 상기 웨이퍼 척(3230)은 웨이퍼의 배면에 미리 결정된 내용을 마킹할 수 있도록 개구부(도 4 참조)를 구비한다. 여기서, 상기 웨이퍼 마킹 장치(3000)는 상기 개구부에 의해 노출되는 웨이퍼의 배면 영역을 변경하여 웨이퍼의 또 다른 배면 영역에 마킹이 이루어질 수 있도록, 상기 웨이퍼를 회전시키는 웨이퍼 변위장치(3300)를 더 포함할 수 있다.
따라서, 웨이퍼 마킹 장치(3000)로 공급된 마킹 대상 웨이퍼는 웨이퍼 척(3230)에 지지된 상태로 수평이송장치(3210)에 의하여 정렬 검사유닛(3600)으로 이송된 뒤, 정렬상태가 확인되면 마킹유닛(3500)에 의해 그 하면이 마킹된다. 그 다음, 마킹 검사유닛(3400)에서 마킹상태가 검사되고, 상기 웨이퍼 변위장치(3300)에서 웨이퍼의 노출 영역이 변경된 뒤, 다시 상기와 같은 정렬검사 및 마킹과정이 반복된다.
이하에서는 설명의 편의를 위하여 상기 웨이퍼 변위장치(3300)가 웨이퍼의 마킹 대상 위치를 변경하고, 재차 동일하게 반복되는 정렬검사 및 마킹과정은 그 설명을 생략하기로 한다.
한편, 상기 웨이퍼 마킹 장치(3000)에서 마킹 및 마킹품질검사가 완료된 웨이퍼는 웨이퍼 반출부(4000)로 반출되어 마킹과정이 종료될 수 있다.
본 실시예에 따른 웨이퍼 마킹 시스템(10000)은 상기 웨이퍼 공급부(1000), 예비 정렬부(2000), 웨이퍼 마킹 장치(3000) 및 웨이퍼 반출부(4000) 사이에서 웨이퍼를 이송시키기 위한 웨이퍼 전달부(5000)를 포함할 수 있다.
상기 웨이퍼 전달부(5000)는 각각 복수 개의 관절을 구비하는 복수 개의 웨이퍼 이송로봇(5000a, 5000b)을 포함할 수 있다.
이와 같이, 상기 웨이퍼 이송로봇(5000a, 5000b)은 복수 개의 관절을 구비하므로, 다양한 방향으로 웨이퍼를 이송할 수 있다. 즉, 이송방향의 제한이 없다. 도 1에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 공급부(1000), 예비 정렬부(2000), 웨이퍼 마킹 장치(3000) 및 웨이퍼 반출부(4000)는 웨이퍼 전달부(5000)를 중심으로 사방으로 배치되므로, 상기 웨이퍼 전달부(5000)는 다관절 형태로 구성된 로봇암 형태를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 전달부(5000)는 2개 이상의 웨이퍼 이송로봇(5000a, 5000b)을 구비하므로, 이송과정에 의한 공정의 공백을 최소화할 수 있다.
이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여 웨이퍼의 정렬검사 과정 및 기준위치표지 표시 과정을 자세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 마킹 시스템의 마킹 대상이 되는 웨이퍼의 일 실시예를 도시한다. 보다 구체적으로, 도 2(a)는 웨이퍼의 상면을 도시하고, 도 2(b)는 웨이퍼의 하면을 도시하며, 도 2(c)는 웨이퍼의 측단면을 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 마킹 장치의 웨이퍼 정렬검사 동작 및 기준위치표지 표시 동작을 설명하기 위한 측단면도이다. 보다 구체적으로, 도 3(a)는 정렬 검사유닛(3600) 및 마킹유닛(3500)의 동작이 특정 인식표지를 기준으로 행하여 지는 것을 도시하며, 도 3(b)는 정렬 검사유닛(3600) 및 마킹유닛(3500)의 동작이 도 3(a)에서와는 다른 특정 인식표지를 기준으로 행하여 지는 것을 도시한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 마킹 장치(3000, 도 1 참조)는 웨이퍼(W)의 상면(Wf)에 구비되는 복수 개의 인식표지(Wp; Wp1, Wp2, Wp3, Wp4)의 위치에 기초하여 웨이퍼(W)의 정렬 여부를 검사하는 정렬 검사유닛(3600), 웨이퍼(W)의 하면(Wr)에 상기 인식표지(Wp)에 대응되는 기준위치표지(Wp')를 적어도 2개(Wp1', Wp2') 이상 표시하며, 웨이퍼의 하면(Wr)에 미리 결정된 내용을 마킹하는 마킹유닛(3500), 및 웨이퍼(W)를 지지하고 정렬할 수 있도록 구성되는 웨이퍼 홀더(3200)를 포함할 수 있다.
이하의 실시예에서는 인식표지(Wp)가 제1 인식표지(Wp1), 제2 인식표지(Wp2), 제3 인식표지(Wp3) 및 제4 인식표지(Wp4)로 이루어지고, 기준위치표지(Wp')가 제1 기준위치표지(Wp1') 및 제2 기준위치표지(Wp2')로 이루어지는 것으로 가정하여 설명한다.
도 2(a)에 도시된 바와 같이, 웨이퍼의 상면(Wf)에는 마킹 공정이 완료된 웨이퍼가 절삭되어 각각의 반도체칩을 구성하는 복수 개의 자재들(Ws)이 구비될 수 있다.
또한, 웨이퍼의 상면(Wf)에는 웨이퍼(W)를 정렬시키기 위한 기준점이 되는 인식표지들(Wp1 ~ Wp4)가 서로 이격되어 복수 개 구비될 수 있다. 웨이퍼 마킹 장치의 정렬 검사유닛(3600)은 이러한 인식표지들(Wp1 ~ Wp4)를 인식하여 웨이퍼(W)의 정렬 상태를 검사한다. 아울러, 상기 인식표지들(Wp1 ~ Wp4)의 위치를 통해 상기 자재들(Ws) 간의 배치관계가 파악될 수 있다.
상기 인식표지(Wp)는 웨이퍼(W)가 웨이퍼 마킹 시스템(10000)의 웨이퍼 공급부(1000)로 공급되기 전부터 웨이퍼의 상면(Wf)에 존재하는 피두셜 마크(fiducial mark)라 불리는 정렬기준점일 수도 있고, 또는 상기 자재들(Ws)에 구비되는 특정 볼일 수도 있다. 본 실시예에서 상기 인식표지(Wp)는 피두셜 마크인 것으로 가정하여 설명한다.
도 3(a)에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)가 웨이퍼 홀더(3200)에 의해 상부의 정렬 검사유닛(3600)과 하부의 마킹유닛(3500) 사이에서 지지되면, 정렬 검사유닛(3600)은 웨이퍼 상면(Wf)에 구비된 제2 인식표지(Wp2)의 위치를 인식하여 웨이퍼(W)의 정렬 상태를 검사한다. 만약, 웨이퍼(W)가 정렬 검사유닛(3600)을 기준으로 일정범위를 벗어나서 위치되어 있는 것으로 판단되면, 웨이퍼 홀더(3200)의 수평이송장치(3210)는 웨이퍼 척(3230)을 이송시켜 웨이퍼(W)를 정렬한다.
보다 구체적으로, 상기 정렬 검사유닛(3600)은, 웨이퍼(W)의 상면(Wf)으로부터 입사되는 광(l1)을 반사하기 위한 광 반사경(3630) 및 상기 광 반사경(3630)에 의해 반사된 광(l2)을 입사받아 상기 웨이퍼(W)의 상면(Wf)을 관찰하는 정렬검사 카메라(3610)를 포함할 수 있다.
이와 같이, 광 반사경(360)을 구비함으로써 정렬 검사유닛(3600) 자체의 높이를 낮출 수 있다.
한편, 웨이퍼(W)를 보다 선명하게 관찰하기 위해, 정렬 검사유닛(3600)은 웨이퍼(W)에 조명을 제공하는 조명장치(3640)를 포함할 수 있다.
도 3(a)에 도시된 바와 같이 웨이퍼 상면(Wf)에 구비되는 제2 인식표지(Wp2)로부터 입사되는 광(l2)이 정렬검사 카메라(3610)에 도달하도록, 즉 웨이퍼(W)가 정렬 검사유닛(3600)에 대해 정렬되면, 마킹유닛(3500)은 상기 제2 인식표지(Wp2)에 대응되는 제2 기준위치표지(Wp2')를 웨이퍼의 하면(Wr)에 표시한다.
보다 구체적으로, 상기 마킹유닛(3500)은, 마킹 대상 웨이퍼의 하면(Wr)에 기준위치표지(Wp')를 표시하고 미리 결정된 내용을 마킹하기 위한 레이저 발생장치(3510) 및 상기 레이저 발생장치(3510)로부터 조사되는 레이저(r1)를 상기 마킹 대상 웨이퍼로 반사시키기 위한 레이저 반사경(3530)을 포함할 수 있다.
이와 같이, 레이저 반사경(3530)을 구비함으로써 마킹유닛(3500) 자체의 높이를 낮출 수 있다.
여기서, 상기 레이저 발생장치(3510)로부터 조사된 레이저(r1)는 레이저 반사경(3530)에 의해 반사되어, 상기 제2 인식표지(Wp2)의 하면에 대응되는 위치에 제2 기준위치표지(Wp2')를 표시하도록 상기 레이저 반사경(3530)의 반사각도가 미리 설정되어 있는 것이 바람직하다.
즉, 마킹유닛(3500)에 의해 상기 마킹 대상 웨이퍼의 하면(Wr)에 제2 기준위치표지(Wp2')가 표시될 때, 레이저 반사경(3530)에 의해 반사되는 레이저(r2)가 도달하는 상기 마킹 대상 웨이퍼의 하면(Wr) 상의 위치는 상기 마킹 대상 웨이퍼의 상면(Wf)의 제2 인식표지(Wp2)의 위치와 대응되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 웨이퍼의 상면(Wf)에 구비되는 인식표지(Wp)에 대응되는 기준위치표지(Wp')를 웨이퍼의 하면(Wr)에 표시함으로써, 후술할 웨이퍼 이송 과정 등에서 발생할 수 있는 기구적 오차가 모두 상쇄될 수 있고, 마킹 검사를 정확하게 수행할 수 있다.
상기와 같은 과정이 완료되면, 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 상기 정렬 검사유닛(3600)은 웨이퍼의 상면(Wf)에 구비되는 또 다른 인식표지인 제1 인식표지(Wp1)의 위치에 기초하여 웨이퍼(W)의 정렬 여부를 검사하고, 이 검사 결과에 따라 상기 수평이송장치(3210)는 웨이퍼 척(3230)을 이동시켜 웨이퍼(W)를 정렬한다. 이어서, 마킹유닛(3500)은 상기 제1 인식표지(Wp1)에 대응되는 제1 기준위치표지(Wp1')를 웨이퍼의 하면(Wr)에 표시한다.
이와 같은 과정이 완료되면, 웨이퍼의 하면(Wr)에는 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2인식표지(Wp1, Wp2)에 대응되는 제1 및 제2 기준위치표지(Wp1', Wp2')가 표시된다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 마킹 장치(3000)에 의하면, 도 2(c)에 도시된 바와 같이, 인식표지(Wp)가 구비되는 상기 웨이퍼의 상면(Wf)의 위치와 기준위치표지(Wp')가 표시되는 상기 웨이퍼의 하면(Wr)의 위치는 서로 대응될 수 있다.
여기서 기준위치표지(Wp')가 표시되는 위치에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2(a)에 도시된 바와 같이, 웨이퍼의 상면(Wf)에 구비된 복수 개의 자재들(Ws) 각각은 일정한 영역을 점유하고 있으며, 이렇게 상기 자재들(Ws)이 점유하고 있는 영역을 자재 영역이라 정의할 수 있다.
즉, 상기 웨이퍼의 상면(Wf)은 복수 개의 자재 영역으로 구획되는데, 여기서 기준위치표지(Wp')는, 도 2(b) 및 도 2(c)에 도시된 바와 같이, 상기 복수 개의 자재 영역 중 인식표지(Wp)가 구비되는 자재 영역에 대응되는 웨이퍼의 하면(Wr) 상의 영역(Wa; Wa1, Wa2) 내에 표시되는 것이 바람직하다.
만약, 기준위치표지(Wp')가 상기 웨이퍼 하면(Wr) 상의 상기 영역(Wa)과 그 주변에 영역에 걸치도록 표시될 경우, 웨이퍼 상면(Wf)에서 인식표지(Wp)가 구비되는 자재 영역을 벗어나게 되므로 후술할 마킹 검사 과정에서 상기 기준위치표지(Wp')가 상기 인식표지(Wp)의 위치를 제대로 반영하지 못해 문제가 생길 수 있기 때문이다.
또한, 기준위치표지(Wp') 표시 후, 후술할 바와 같이 웨이퍼의 하면(Wr)에 미리 결정된 내용을 마킹하는 등, 웨이퍼 마킹 시스템(10000)에서의 모든 공정이 완료된 뒤에는 상기 웨이퍼(W)를 복수 개의 자재들(Ws)로 절단하는 공정이 이어질 수 있는데, 상기 기준위치표지(Wp')가 웨이퍼 하면(Wr) 상의 상기 영역(Wa)의 주변에 걸치도록 표시될 경우, 상기 기준위치표지(Wp')가 분할된 자재들(Ws) 중 여러 자재들에 걸쳐 표시된 것이 남게 되어, 불량자재들의 발생이 증가될 수 있다.
따라서, 상기 기준위치표지(Wp')는, 상기 인식표지(Wp)가 구비되는 자재 영역에 대응되는 상기 웨이퍼의 하면(Wr) 상의 영역(Wa)의 중심부에 표시되는 것이 보다 바람직하다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 상면(Wf)에 구비되는 인식표지(Wp)의 위치에 대응되는 웨이퍼 하면(Wr)에 표시되는 기준위치표지(Wp')가 이웃한 양품 자재에 표시되어 영향을 줄 경우에는, 인식표지(Wp)가 위치한 자재(Ws)에 대응되는 웨이퍼 하면(Wr)의 영역(Wa)의 중심부에 기준위치표지(Wp')를 표시하여 불량 자재의 발생을 방지할 수 있다.
본 실시예에서는 웨이퍼의 하면(Wr)에 기준위치표지(Wp')가 2개(Wp1', Wp2') 표시되는 것으로 설명하였으나, 기준위치표지(Wp')의 개수는 이에 한정되지 않는다.
이상과 같이, 웨이퍼(W)의 정렬 검사 및 기준위치표지(Wp') 표시가 완료되면마킹 공정이 시작된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 마킹 장치의 마킹 동작을 설명하기 위한 측단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 기준위치표지 표시가 완료된 웨이퍼(W)의 하면(Wr)에는 마킹유닛(3500)에 의해 미리 결정된 내용이 마킹될 수 있다.
상기 미리 결정된 내용은 웨이퍼의 각 자재(Ws, 도 2(a) 참조)들에 대응되는 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼 마킹 시스템(10000)의 웨이퍼 반출부(4000)로 모든 마킹 관련 공정이 완료된 웨이퍼가 반출되면, 웨이퍼(W)는 각 자재(Ws)로 절삭되어 반도체칩으로 패키징될 수 있는데, 이러한 자재들(Ws) 각각을 식별하기 위한 고유의 식별번호들이 웨이퍼(W)의 하면(Wr)에 마킹될 수 있다.
아울러, 웨이퍼(W)의 하면(Wr)에 마킹되는 상기 미리 결정된 내용은 제조사를 나타내는 문자, 도형, 기호 등의 상표를 포함할 수도 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 마킹유닛(3500)은 레이저 발생장치(3510)와 레이저 반사경(3530)을 포함할 수 있는데, 상기 미리 결정된 내용의 마킹은 레이저 반사경(3530)의 각도 변화에 의한다.
즉, 레이저 발생장치(3510)에서 조사되는 레이저의 방향은 일정하지만, 레이저 반사경(3530)이 짧은 시간 안에 상기 레이저의 각도를 연속적으로 변경시켜 상기 미리 결정된 내용을 마킹할 수 있다.
이때, 상기 미리 결정된 내용과 앞선 공정에서 표시된 기준위치표지(Wp')를 구별하기 위해, 마킹 단계에 있어서 레이저 발생장치(3510)에서 조사되는 레이저의 강도는 기준위치표지 표시단계에 있어서 조사되는 레이저의 강도와 다를 수 있다.
레이저 반사경(3530)에 의해 반사되는 레이저의 초점심도 내에서 상기 미리 결정된 내용이 마킹되면, 웨이퍼 홀더(3200)가 웨이퍼(W)의 위치를 변경하여 다른 영역의 마킹을 시작할 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 웨이퍼(W)의 하면(Wr)에 기준위치표지(Wp'), 구체적으로는 제1 및 제2 기준위치표지(Wp1', Wp2')가 모두 표시된 후에 상기 미리 결정된 내용이 마킹되는 것으로 가정하여 설명하였다. 그러나 이에 한정되지 않고 정렬 검사유닛(3600)에 의해 웨이퍼(W)가 정렬 검사된 뒤 웨이퍼의 하면(Wr)에 상기 미리 결정된 내용이 마킹되고 그 다음에 제1 및 제2 기준위치표지(Wp1', Wp2')가 표시되는 것도 가능하고, 제2 기준위치표지(Wp2')가 표시된 후에 상기 미리 결정된 내용이 마킹되고 그 다음에 제1 기준위치표지(Wp1')가 표시되는 것도 가능하다.
이와 같이, 미리 결정된 내용의 마킹이 완료되면, 도 1에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 홀더(3200)는 상기 정렬 검사유닛(3600) 및 마킹유닛(3500)으로부터 y축으로 미리 결정된 거리만큼 이격된 마킹 검사유닛(3400)으로 상기 마킹 완료된 웨이퍼를 이송한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 마킹 장치의 마킹 검사 동작을 설명하기 위한 측단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 마킹 장치(3000)는 기준위치표지의 위치에 기초하여 웨이퍼의 하면(Wr)에 마킹된 상기 미리 결정된 내용의 위치가 미리 결정된 범위를 벗어나는지 여부를 검사하는 마킹 검사유닛(3400)을 포함할 수 있다. 도 5에는 특히, 제1 기준위치표지(Wp1')의 위치에 기초하여 마킹 품질을 검사하는 것이 도시되어 있다.
마킹 검사유닛(3400) 역시 상기 정렬 검사유닛(3600)과 마찬가지로 카메라를 구비하여, 상기 카메라에 의하여 촬영된 정보를 바탕으로 마킹 상태를 검사할 수 있다. 다만, 도 5에 도시된 바와 같이, 마킹 검사유닛(3400)에 구비된 카메라는 정렬 검사유닛(3600)의 경우와 달리 반사경을 구비하지 않고, 수직방향으로 웨이퍼의 하면(Wr)을 촬영할 수 있다.
이와 같이, 마킹 검사유닛(3400)은 웨이퍼(W)보다 하부에 구비되어 웨이퍼의 하면(Wr)을 촬영하고, 웨이퍼의 하면(Wr)의 마킹 품질을 검사하게 되는데, 이때 웨이퍼의 하면(Wr)에 표시된 기준위치표지(Wp')의 위치를 인식함으로써 마킹된 내용이 미리 결정된 범위를 벗어났는지 여부를 검사할 수 있게 된다.
전술한 바와 같이, 웨이퍼의 하면(Wr)에 마킹된 상기 미리 결정된 내용은 웨이퍼의 상면(Wf)에 구비되는 각 자재들(Ws, 도 2(a) 참조)에 대응되는 정보를 포함할 수 있기 때문에, 웨이퍼 상면의 자재들(Ws)이 점유하는 위치에 대응되도록 웨이퍼의 하면(Wr)에 상기와 같은 정보들이 마킹될 필요가 있다.
그런데 여기서, 본 발명과 같은 기준위치표지(Wp')가 없다면, 마킹 완료된 웨이퍼가 수평이송장치(3210)에 의해 마킹 검사유닛(3400)으로 이송될 때 수평이송장치(3210)에 의해 발생될 수 있는 기구적 오차 때문에 정렬 검사유닛(3600)으로부터 전송된 웨이퍼 상면(Wf)의 자재들간의 배치관계와 실제 마킹 검사유닛(3400)에 의해 관찰되는 웨이퍼 하면(Wr)의 마킹관계 사이에 옵셋(offset)이 발생할 수 있다. 즉, 마킹 품질의 검사가 부정확해질 수 있다.
그러나, 본 발명에 의할 경우, 웨이퍼 상면의 자재들(Ws) 간의 배치관계를 파악할 수 있는 기준인 인식표지(Wp)에 대응되게 웨이퍼 하면(Wr)에 기준위치표지(Wp')가 표시되므로, 설령 상기와 같이 마킹 완료된 웨이퍼를 마킹 검사유닛(3400)으로 이송하는 과정에서 기구적 오차가 발생한다 하여도, 그에 관계없이 마킹 검사유닛(3400)은 기준위치표지(Wp')의 위치를 통해 웨이퍼 상면(Wf)에 구비되는 자재들(Ws) 간의 배치관계를 파악할 수 있게 된다.
즉, 마킹 검사유닛(3400)은 상기 기준위치표지(Wp')의 위치를 인식함으로써 웨이퍼 상면의 자재들(Ws)의 배치관계를 파악할 수 있고, 그 다음 웨이퍼의 하면(Wr)에 마킹된 미리 결정된 내용의 위치를 관찰하고 상기 미리 결정된 내용의 위치와 상기 자재들(Ws)의 위치를 매칭시킴으로써 상기 미리 결정된 내용이 상기 자재들(Ws)의 위치를 기준으로 어느 정도 벗어나고 있는지 판단할 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면 웨이퍼 홀더(3200)의 기구적 오차에 관계없이 정확한 마킹 품질 검사를 달성할 수 있다.
이하에서는 도 6a 내지 도 6c를 참조하여, 본 발명에 따른 웨이퍼 마킹 장치(3000)의 다양한 실시예를 설명한다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 웨이퍼 마킹 장치의 웨이퍼 정렬검사 동작 및 기준위치표지 표시 동작을 설명하기 위한 측단면도이다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(W)의 상면에 구비된 인식표지로부터 광 반사경(3630)으로 입사되는 광은 반드시 인식표지에 대해 수직일 필요는 없다. 즉,인식표지(Wpa)는 인식표지(Wpa)로부터 정렬검사 카메라(3600)로 입사되는 광의 경로가 광 반사경(3630)에 의해 수직으로 굴절되는 위치에 있을 필요는 없다.
인식표지(Wpb) 또는 인식표지(Wpc)의 위치와 같이 웨이퍼(W)의 상면에 구비되는 경우에는 광 반사경(3630)의 각도를 조절하여, 정렬검사 카메라(3600)가 인식표지(Wpb) 또는 인식표지(Wpc)의 위치를 인식할 수 있다.
마찬가지로, 레이저 반사경(3530)의 각도 역시 조절 가능하므로, 레이저 발생장치(3510)로부터 조사되는 레이저(r1)가 레이저 반사경(3530)에 의해 반드시 수직으로 굴절되어(선 r2a 참조) 기준위치표지(Wpa')를 표시할 필요는 없다. 즉, 레이저 반사경(3530)의 각도를 조절하여 레이저(r1)를 레이저(r2b) 또는 레이저(r2c)로 굴절시켜 기준위치표지(Wpb') 또는 기준위치표지(Wpc')를 표시할 수 있다.
다만, 상기 마킹유닛(3500)에 의해 상기 마킹 대상 웨이퍼의 하면에 상기 기준위치표지가 표시될 때, 상기 마킹 대상 웨이퍼의 상면의 인식표지(Wpa)로부터 광 반사경(3630)으로 입사되는 광(l1a)의 축은 레이저 반사경(3530)으로부터 상기 마킹 대상 웨이퍼의 하면으로 반사되는 레이저(r2a)의 축과 일치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하는 것이 레이저 반사경(3530)의 각도 설정에 유리하다.
상기 어느 경우든 기준위치표지(Wpa' 또는 Wpb' 또는 Wpc')의 위치는 인식표지(Wpa 또는 Wpb 또는 Wpc)의 위치와 대응되도록 표시되어야 한다.
도 6b에 도시된 실시예에서는, 광 반사경(3630)과 상기 마킹 대상 웨이퍼 사이에 광(l1a ~ l1c)의 진행각도를 미리 결정된 각도로 굴절시키기 위한 렌즈(3690)가 구비된다. 이와 같은 렌즈(3690)를 구비할 경우, 정렬검사 카메라(3610)가 각각의 인식표지(Wpa ~ Wpc)로부터 수직으로 반사되는 광을 관찰할 수 있으므로 보다 선명하게 관찰할 수 있다.
아울러, 도 6b에 도시된 바와 같이, 레이저 반사경(3530)과 상기 마킹 대상 웨이퍼 사이에 레이저(r2a ~ r2c)의 진행각도를 미리 결정된 각도로 굴절시키기 위한 렌즈(3590)가 구비될 수 있다. 이와 같이 렌즈(3590)를 구비할 경우, 웨이퍼(W)의 하면에 도달하는 레이저(r2a ~ r2c)가 수직으로 입사할 수 있게 되므로, 기준위치표지(Wpa' ~ Wpc') 내지 미리 결정된 내용을 보다 정교하고 정밀하게 표시 내지 마킹할 수 있게 된다.
그러나 이와 같이 정렬 검사유닛(3600)을 위한 렌즈(3690)와 마킹유닛(3500)을 위한 렌즈(3590)가 모두 구비되어야 하는 것은 아니며, 도 6c에 도시된 바와 같이 정렬 검사유닛(3600)을 위한 렌즈(3690)만을 구비하고 마킹유닛(3500)을 위한 렌즈(3590)는 생략할 수도 있다.
이하에서는, 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 마킹 방법을 순서에 따라 설명하기로 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 마킹 방법을 설명하기 위한 플로 차트(flow chart)이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 마킹 방법은 상면에 복수 개의 인식표지가 구비된 웨이퍼의 하면에 미리 결정된 내용을 마킹하기 위해 상기 웨이퍼를 정렬하는 웨이퍼 정렬단계(S730), 상기 웨이퍼의 하면에 상기 미리 결정된 내용을 마킹하는 마킹단계(S750), 상기 마킹단계(S750)에서 마킹 완료된 상기 웨이퍼를 미리 결정된 위치로 이송하고 상기 웨이퍼의 하면에 마킹된 상기 미리 결정된 내용의 위치가 미리 결정된 범위를 벗어나는지 여부를 검사하는 마킹 검사단계(S760)를 포함하고, 상기 웨이퍼 정렬단계(S730)와 상기 마킹 검사단계(S760) 사이에, 상기 웨이퍼의 하면에 상기 인식표지에 대응되는 기준위치표지를 적어도 2개 이상 표시하는 기준위치표지 표시단계(S740)를 더 포함한다.
보다 구체적으로, 우선 본 실시예의 웨이퍼 마킹 방법은 마킹 대상이 될 웨이퍼를 공급하는 웨이퍼 공급 단계(S710)를 포함할 수 있다. 웨이퍼 공급단계(S710)는 상기 웨이퍼 전달부(5000, 도 1 참조)에 의해 웨이퍼가 상기 웨이퍼 공급부(1000, 도 1 참조)에서 상기 예비 정렬부(2000, 도 1 참조)로 이송되는 방식으로 수행된다.
예비 정렬부(2000)로 웨이퍼가 전달되면 마킹 예정인 웨이퍼의 정렬상태를 예비적으로 정렬한다(S720). 여기서의 정렬단계(S720)는 웨이퍼의 종류 등에 따른 대략의 방향성을 일치시키는 과정으로서, 후술할 웨이퍼 정렬단계(S730)와는 그 목적에서 구별될 수 있다.
웨이퍼가 예비적으로 정렬되면 웨이퍼 마킹 장치(3000, 도 1 참조)로 이송되어 마킹되기 전에 웨이퍼 정렬단계(S730)를 거치게 된다.
상기 웨이퍼 정렬단계(S730)는, 상기 인식표지의 위치에 기초하여 상기 웨이퍼의 정렬 여부를 검사하는 정렬 검사단계(S731a, S732a) 및 상기 정렬 검사단계(S731a, S732a)에서의 검사 결과에 기초하여 상기 웨이퍼의 위치를 조절하는 위치 조절단계(S731b, S732b)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 웨이퍼 마킹 장치(3000)로 웨이퍼가 이송되면 정렬 검사유닛(3600)은 웨이퍼의 상면에 구비된 제1 인식표지를 인식하고 상기 제1 인식표지의 위치에 기초하여 웨이퍼의 정렬 여부를 검사한다(S731a).
여기서의 정렬 검사 결과에 기초하여 웨이퍼 홀더(3200)가 웨이퍼의 위치 내지 자세를 변경하는 방식으로 웨이퍼의 제1 위치를 조절한다(S731b).
이와 같이 제1 웨이퍼 정렬단계(S731)가 완료되면, 마킹장치(3500)가 상기 웨이퍼의 하면에 상기 제1 인식표지에 대응되는 제1 기준위치표지를 표시한다(S741).
그 후에는 제1 웨이퍼 정렬단계(S731) 및 제1 기준위치표지 표시단계(S741)와 유사한 단계가 제2 인식표지를 기준으로 수행된다.
즉, 정렬 검사유닛(3600)은 웨이퍼의 상면에 구비된 제2 인식표지를 인식하고 상기 제2 인식표지의 위치에 기초하여 웨이퍼의 정렬 여부를 검사한 후(S732a), 정렬 검사 결과에 기초하여 웨이퍼 홀더(3200)가 웨이퍼의 위치 내지 자세를 변경하는 방식으로 웨이퍼의 제2 위치를 조절한다(S732b).
제2 웨이퍼 정렬단계(S732)가 완료되면, 마킹장치(3500)가 상기 웨이퍼의 하면에 상기 제2 인식표지에 대응되는 제2 기준위치표지를 표시한다(S742).
여기서, 상기 제1 및 제2 기준위치표지가 표시되는 상기 웨이퍼의 하면의 위치는 상기 제1 및 제2 인식표시가 구비된 상기 웨이퍼의 상면의 위치와 대응되는 것이 바람직하다.
여기까지 공정이 진행되면, 상기 웨이퍼의 하면에 상기 미리 결정된 내용을 마킹한다(S750). 여기서 상기 미리 결정된 내용은 전술한 바와 같으므로, 설명을 생략한다.
이와 같이, 상기 기준위치표지 표시단계(S740)는 상기 마킹단계(S750) 전에 행하여지는 것이 바람직하다. 그러나, 이에 한정되지 않고 상기 기준위치표지 표시단계(S740)는 마킹 검사단계(S760) 전이라면, 상기 마킹단계(S750)가 수행된 이후에 행하여져도 무방하다.
마킹이 완료되면, 마킹이 완료된 웨이퍼를 상기 웨이퍼 홀더(3200)가 미리 결정된 위치, 즉 마킹 검사유닛(3400)으로 이송하고, 여기에서 마킹의 양부(良否)가 검사된다(S760).
마킹 검사유닛(3400)이 상기 웨이퍼의 하면에 표시된 기준위치표지의 위치를 인식하지 않은 상태에서는 웨이퍼 하면에 마킹된 상기 미리 결정된 내용이 정확한 위치에 마킹된 것인지 파악할 수 없으므로, 마킹 검사유닛(3400)은 우선 상기 기준위치표지의 위치를 인식한다.
그 다음, 상기 웨이퍼의 하면에 표시된 상기 기준위치표지의 위치에 기초하여 상기 웨이퍼의 상면에 구비되는 자재들의 배치관계를 상기 웨이퍼의 하면에 사상(寫像)시키는 매핑(mapping) 단계(S761)가 수행된다.
이러한 매핑 단계(S761)가 수행됨으로써 상기 웨이퍼의 하면에 마킹된 미리 결정된 내용은 상기 웨이퍼의 상면에 구비되는 자재들과 겹쳐서 관찰되는 상태와 유사한 상태가 될 수 있다.
그 다음으로는, 상기 웨이퍼의 하면에 마킹된 상기 미리 결정된 내용의 위치가 상기 매핑 단계(S761)에서 사상된 상기 자재들의 배치관계에 대해 상기 미리 결정된 범위를 벗어나는지 여부를 판단하는 매칭(matching) 단계(S762)를 수행함으로써 마킹 검사단계(S760)가 완료된다.
만약, 상기 미리 결정된 내용의 위치가 여러 웨이퍼에 걸쳐 상기 마리 결정된 범위를 벗어나는 것으로 판단되면, 상기 마킹 검사단계(S760)의 결과를 피드백(feedback)함으로써 마킹의 대량 불량을 방지할 수 있다.
이상과 같은 마킹 검사단계(S760)가 완료되면 웨이퍼 전달부(5000)가 마킹품질검사 완료된 웨이퍼를 웨이퍼 반출부(4000)로 이송하고, 상기 웨이퍼가 반출된다(S770). 이로써 본 실시예의 웨이퍼 마킹 공정이 완료된다.
본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
3000 : 웨이퍼 마킹 장치 3200 : 웨이퍼 홀더
3400 : 마킹 검사유닛 3500 : 마킹유닛
3600 : 정렬 검사유닛 W : 웨이퍼
Wf : 웨이퍼 상면 Wr : 웨이퍼 하면
Wp : 인식표지 Wp' : 기준위치표지

Claims (19)

  1. 웨이퍼의 상면에 구비되는 복수 개의 인식표지의 위치에 기초하여 상기 웨이퍼의 정렬 여부를 검사하며, 상기 웨이퍼의 상면측에 배치되는 정렬 검사유닛;
    상기 웨이퍼의 하면에 상기 인식표지에 대응되는 기준위치표지를 적어도 2개 이상 표시하며, 상기 웨이퍼의 하면에 소정의 내용을 마킹하고, 상기 웨이퍼의 하면측에 배치되는 마킹유닛;
    상기 기준위치표지의 위치에 기초하여, 상기 웨이퍼의 하면에 마킹된 상기 소정의 내용의 위치가 소정의 범위를 벗어나는지 여부를 검사하며, 상기 웨이퍼의 하면측에 상기 마킹유닛과 이격되어 배치되는 마킹 검사유닛; 및
    상기 웨이퍼를 지지하고, 상기 정렬 검사유닛, 마킹유닛 및 마킹 검사유닛 사이에서 이송하며, 정렬할 수 있도록 구성되는 웨이퍼 홀더;를 포함하는 웨이퍼 마킹 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인식표지가 구비되는 상기 웨이퍼의 상면의 위치와 상기 기준위치표지가 표시되는 상기 웨이퍼의 하면의 위치는 서로 대응되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 마킹 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 상면은 복수 개의 자재 영역으로 구획되며,
    상기 기준위치표지는, 상기 복수 개의 자재 영역 중 상기 인식표지가 구비되는 자재 영역에 대응되는 상기 웨이퍼의 하면 상의 영역 내에 표시되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 마킹 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기준위치표지는, 상기 인식표지가 구비되는 자재 영역에 대응되는 상기 웨이퍼의 하면 상의 영역의 중심부에 표시되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 마킹 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 정렬 검사유닛은 상기 웨이퍼의 상부에 배치되고 상기 마킹유닛 및 상기 마킹 검사유닛은 상기 웨이퍼의 하부에 배치되며,
    상기 마킹 검사유닛은 상기 마킹유닛으로부터 소정의 거리만큼 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 마킹 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 웨이퍼 홀더는 상기 정렬 검사유닛의 검사 결과에 기초하여 상기 웨이퍼를 정렬하고, 상기 마킹유닛에 의해 마킹이 완료된 웨이퍼를 상기 마킹 검사유닛으로 이송하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 마킹 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 정렬 검사유닛은, 상기 웨이퍼의 상면으로부터 입사되는 광을 반사하기 위한 광 반사경 및 상기 광 반사경에 의해 반사된 광을 입사받아 상기 웨이퍼의 상면을 관찰하는 정렬검사 카메라를 포함하고,
    상기 마킹유닛은, 상기 웨이퍼의 하면에 상기 기준위치표지를 표시하고 상기 소정의 내용을 마킹하기 위한 레이저 발생장치 및 상기 레이저 발생장치로부터 조사되는 레이저를 상기 웨이퍼로 반사시키기 위한 레이저 반사경을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 마킹 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 마킹유닛에 의해 상기 웨이퍼의 하면에 상기 기준위치표지가 표시될 때,
    상기 레이저 반사경에 의해 반사되는 레이저가 도달하는 상기 웨이퍼의 하면 상의 위치는 상기 웨이퍼의 상면의 인식표지의 위치와 대응되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 마킹 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 마킹유닛에 의해 상기 웨이퍼의 하면에 상기 기준위치표지가 표시될 때,
    상기 웨이퍼의 상면의 인식표지로부터 상기 광 반사경으로 입사되는 광의 축은 상기 레이저 반사경으로부터 상기 웨이퍼의 하면으로 반사되는 레이저의 축과 일치하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 마킹 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 광 반사경과 상기 웨이퍼 사이에는 상기 광의 진행각도를 소정의 각도로 굴절시키기 위한 렌즈가 구비되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 마킹 장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 레이저 반사경과 상기 웨이퍼 사이에는 상기 레이저의 진행각도를 소정의 각도로 굴절시키기 위한 렌즈가 구비되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 마킹 장치.
  12. 상면에 복수 개의 인식표지가 구비된 마킹 대상 웨이퍼를 공급하는 웨이퍼 공급부;
    상기 인식표지를 기준으로 상기 마킹 대상 웨이퍼를 정렬하여 상기 마킹 대상 웨이퍼의 하면에 소정의 내용을 마킹하고, 마킹 완료된 웨이퍼를 소정의 거리만큼 이송하여 마킹의 품질을 검사하는 웨이퍼 마킹 장치; 및
    마킹품질검사 완료된 웨이퍼가 반출되는 웨이퍼 반출부;를 포함하고,
    상기 웨이퍼 마킹 장치는 상기 마킹 완료된 웨이퍼를 상기 소정의 거리만큼 이송하기 전에, 상기 마킹 대상 웨이퍼 또는 상기 마킹 완료된 웨이퍼의 하면에 상기 인식표지에 대응되는 기준위치표지를 적어도 2개 이상 표시하도록 구성된 웨이퍼 마킹 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 웨이퍼 마킹 장치는,
    상기 인식표지의 위치에 기초하여 상기 마킹 대상 웨이퍼의 정렬 여부를 검사하는 정렬 검사유닛;
    상기 정렬 검사유닛의 검사 결과에 기초하여 상기 마킹 대상 웨이퍼를 정렬하도록 구성된 웨이퍼 홀더; 및
    상기 마킹 대상 웨이퍼의 하면에 상기 소정의 내용을 마킹하며, 상기 마킹 대상 웨이퍼 또는 상기 마킹 완료된 웨이퍼의 하면에 상기 기준위치표지를 표시하는 마킹유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 마킹 시스템.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 웨이퍼 마킹 장치는,
    상기 기준위치표지의 위치에 기초하여 상기 마킹 완료된 웨이퍼의 하면에 마킹된 상기 소정의 내용의 위치가 소정의 범위를 벗어나는지 여부를 검사하는 마킹 검사유닛; 및
    상기 마킹 완료된 웨이퍼를 상기 마킹 검사유닛으로 이송하는 웨이퍼 홀더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 마킹 시스템.
  15. 상면에 복수 개의 인식표지가 구비된 웨이퍼의 하면에 소정의 내용을 마킹하기 위해 상기 웨이퍼를 정렬하는 웨이퍼 정렬단계;
    상기 웨이퍼의 하면에 상기 소정의 내용을 마킹하는 마킹단계;
    상기 마킹단계에서 마킹 완료된 상기 웨이퍼를 소정의 위치로 이송하고, 상기 웨이퍼의 하면에 마킹된 상기 소정의 내용의 위치가 소정의 범위를 벗어나는지 여부를 검사하는 마킹 검사단계;를 포함하고,
    상기 웨이퍼 정렬단계와 상기 마킹 검사단계 사이에, 상기 웨이퍼의 하면에 상기 인식표지에 대응되는 기준위치표지를 적어도 2개 이상 표시하는 기준위치표지 표시단계를 더 포함하는 웨이퍼 마킹 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 웨이퍼 정렬단계는,
    상기 인식표지의 위치에 기초하여 상기 웨이퍼의 정렬 여부를 검사하는 정렬 검사단계; 및
    상기 정렬 검사단계에서의 검사 결과에 기초하여 상기 웨이퍼의 위치를 조절하는 위치 조절단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 마킹 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 기준위치표지가 표시되는 상기 웨이퍼의 하면의 위치는 상기 인식표지가 구비된 상기 웨이퍼의 상면의 위치와 대응되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 마킹 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 기준위치표지 표시단계는 상기 마킹단계 전에 행하여지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 마킹 방법.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 마킹 검사단계는,
    상기 웨이퍼의 하면에 표시된 상기 기준위치표지의 위치에 기초하여 상기 웨이퍼의 상면에 구비되는 자재들의 배치관계를 상기 웨이퍼의 하면에 사상(寫像)시키는 매핑(mapping) 단계; 및
    상기 웨이퍼의 하면에 마킹된 상기 소정의 내용의 위치가 상기 매핑 단계에서 사상된 상기 자재들의 배치관계에 대해 상기 소정의 범위를 벗어나는지 여부를 판단하는 매칭(matching) 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 마킹 방법.
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