KR101892576B1 - Calibration method for a plurality of 3 dimensional laser scanners and laser processing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 복수의 3차원 레이저 스캐너의 캘리브레이션 방법 및 이를 이용한 레이저 가공 장치 에 관한 것이다. The present invention relates to a method of calibrating a plurality of three-dimensional laser scanners and a laser processing apparatus using the same.
반도체 장치의 제조공정에서 웨이퍼 상에 많은 칩이 형성된다. 이들 칩들을 생산 로트(lot)별로 구별하기 위해 각 칩의 표면에 문자 및/또는 숫자가 표시된다. 이러한 용도로 레이저 빔을 사용하는 레이저 마킹 장치가 사용된다. 종래에는 다이싱(dicing) 후 각 칩들에 로트 번호를 마킹하였으나, 첨단기술의 발달로 집적회로(IC)의 초소형화 및 경량화가 가능해짐에 따라 작업효율을 높이고 대량생산을 위해, 웨이퍼 상에서 개별 칩에 대한 마킹을 한 후에 다이싱을 하게 되었다. Many chips are formed on the wafer in the manufacturing process of the semiconductor device. Characters and / or numbers are displayed on the surface of each chip to distinguish these chips by production lot. A laser marking apparatus using a laser beam for this purpose is used. Conventionally, a lot number is marked on each chip after dicing. However, since the development of advanced technology has enabled miniaturization and weight reduction of an integrated circuit (IC), it has become possible to increase work efficiency and increase productivity, And then dicing was performed.
최근 웨이퍼 크기가 커지는 반면, 웨이퍼의 두께는 얇아지고, 웨이퍼 상에 다수의 칩이 형성됨에 따라 웨이퍼 및 기타 가공물에 의한 자중에 의해 웨이퍼가 일정 방향으로 휘어지는 웨이퍼의 워피지(warpage) 현상이 발생될 수 있다. 이러한 워피지 현상은 웨이퍼의 크기가 크고, 두께가 얇을수록 그리고 코팅재질의 경화 시 수축량이 클수록 크게 나타난다. 웨이퍼 상에서 개별 칩에 대한 마킹이 이루어지는 때, 워피지 현상에 의한 웨이퍼의 가공면의 높이 편차가 레이저 빔의 초점 심도보다 큰 경우, 가공면 상의 칩의 위치에 따라서 레이저 출력의 밀도(beam density)와 레이저 빔의 크기가 달라져서 마킹 품질이 저하되고 선폭도 일정하지 않게 되며, 마킹 위치도 틀려지는 문제가 발생될 수 있다.Recently, as the wafer size becomes larger, the thickness of the wafer becomes thinner and a large number of chips are formed on the wafer, warpage phenomenon of the wafer in which the wafer is bent in a certain direction is caused by the weight of the wafer and other workpieces . Such a warp phenomenon occurs as the wafer size increases, the thickness decreases, and the shrinkage increases as the coating material cures. When the deviation of the height of the processed surface of the wafer due to the warpage phenomenon is larger than the depth of focus of the laser beam when marking is performed on the individual chips on the wafer, the beam density of the laser output The size of the laser beam may be changed to lower the marking quality, the line width may become uneven, and the marking position may be wrong.
본 발명의 일 측면에서는, 가공 속도 및 가공 정밀도를 향상시키기 위한 복수의 3차원 레이저 스캐너를 교정하는 캘리브레이션 방법 및 그에 따른 레이저 가공 장치를 제공한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a calibration method for calibrating a plurality of three-dimensional laser scanners for improving a processing speed and a processing accuracy, and a laser processing apparatus therefor.
본 발명의 일 측면에 따른 복수의 3차원 레이저 스캐너를 교정하는 캘리브레이션 방법은, A calibration method for calibrating a plurality of three-dimensional laser scanners according to an aspect of the present invention includes:
기준 높이로 교정 플레이트를 배치하는 단계;Disposing a calibration plate at a reference height;
복수의 3차원 레이저 스캐너 각각이 상기 교정 플레이트 상에 제1 타겟 패턴으로 제1 테스트 마킹을 실시하는 단계;Each of the plurality of three-dimensional laser scanners performing a first test marking with a first target pattern on the calibration plate;
상기 제1 테스트 마킹에 의해 상기 교정 플레이트에 실제로 형성된 실제 패턴과 상기 제1 타겟 패턴 사이의 제1 오차를 측정하여, 상기 제1 오차를 기초로 상기 복수의 3차원 레이저 스캐너 각각의 평면 설정을 교정하는 단계;Measuring a first error between an actual pattern actually formed on the calibration plate and the first target pattern by the first test marking and correcting a plane setting of each of the plurality of three- dimensional laser scanners based on the first error ;
상기 교정 플레이트의 높이를 조정하는 단계;Adjusting a height of the calibration plate;
상기 교정 플레이트의 높이 변화를 고려하여, 상기 복수의 3차원 레이저 스캐너 각각이 상기 변경된 높이의 교정 플레이트 상에 소정의 제2 타겟 패턴으로 제2 테스트 마킹을 실시하는 단계; 및Taking into account variations in the height of the calibration plate, each of the plurality of three-dimensional laser scanners performing a second test marking with a predetermined second target pattern on a calibration plate of the changed height; And
상기 제2 테스트 마킹에 의해 상기 교정 플레이트에 실제로 형성된 실제 패턴과 상기 제2 타겟 패턴 사이의 제2 오차를 측정하여, 상기 제2 오차를 기초로 상기 복수의 3차원 레이저 스캐너 각각의 상기 평면 설정과 수직인 방향에 따른 설정을 교정하는 단계;를 포함할 수 있다.Measuring a second error between an actual pattern actually formed on the calibration plate and the second target pattern by the second test marking and comparing the plane setting of each of the plurality of three- And correcting the setting according to the vertical direction.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 3차원 레이저 스캐너는 제1의 3차원 레이저 스캐너와 제2의 3차원 레이저 스캐너를 포함하며, 상기 제1 테스트 마킹을 실시하는 단계에서는, 상기 제1의 3차원 레이저 스캐너의 상기 제1 타겟 패턴과 상기 제2의 3차원 레이저 스캐너의 상기 제1 타겟 패턴은 서로 동일한 형상을 가질 수 있다.In one embodiment, the plurality of three-dimensional laser scanners include a first three-dimensional laser scanner and a second three-dimensional laser scanner, wherein in the performing the first test marking, The first target pattern of the laser scanner and the first target pattern of the second three-dimensional laser scanner may have the same shape.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 테스트 마킹을 실시하는 단계에서는, 상기 제1의 3차원 레이저 스캐너와 상기 제2의 3차원 레이저 스캐너가 서로 동일한 타겟 위치에 조사할 수 있다.In one embodiment, in the step of performing the first test marking, the first three-dimensional laser scanner and the second three-dimensional laser scanner can irradiate to the same target position.
일 실시예에 있어서, 상기 제2 테스트 마킹을 실시하는 단계에서는, 상기 제1의 3차원 레이저 스캐너의 상기 제2 타겟 패턴과 상기 제2의 3차원 레이저 스캐너의 상기 제2 타겟 패턴은 서로 동일한 형상을 가질 수 있다.In one embodiment, in performing the second test marking, the second target pattern of the first three-dimensional laser scanner and the second target pattern of the second three-dimensional laser scanner may have the same shape Lt; / RTI >
일 실시예에 있어서, 상기 제2 테스트 마킹을 실시하는 단계에서는, 상기 제1의 3차원 레이저 스캐너과 상기 제2의 3차원 레이저 스캐너이 서로 동일한 타겟 위치에 조사할 수 있다.In one embodiment, in the step of performing the second test marking, the first three-dimensional laser scanner and the second three-dimensional laser scanner can irradiate to the same target position.
일 실시예에 있어서, 상기 교정 플레이트의 높이를 조정하는 단계는, 상기 교정 플레이트의 높이를 증가시키는 단계와 상기 교정 플레이트의 높이를 감소시키는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, adjusting the height of the calibration plate may include increasing the height of the calibration plate and reducing the height of the calibration plate.
일 실시예에 있어서, 상기 교정 플레이트의 높이 조정은 ± 5 mm 이하일 수 있다.In one embodiment, the height adjustment of the calibration plate may be less than +/- 5 mm.
일 실시예에 있어서, 상기 교정이 완료된 복수의 3차원 레이저 스캐너의 가공 오차 범위는 15 ㎛ 이하일 수 있다.In one embodiment, the machining error range of the plurality of three-dimensional laser scanners that have been calibrated may be less than 15 占 퐉.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 3차원 레이저 스캐너 각각은, 입사되는 레이저 빔을 서로 직교하는 제1 방향, 제2 방향 및 상기 가공 대상물의 두께 방향을 따라 각각 편향시키는 제1 내지 제3 편향 유닛을 포함할 수 있다.In one embodiment, each of the plurality of three-dimensional laser scanners includes first to third deflecting units for deflecting an incident laser beam in a first direction and a second direction orthogonal to each other and along a thickness direction of the object, . ≪ / RTI >
본 발명의 일 측면에 따른 레이저 가공 장치는, According to an aspect of the present invention,
가공 대상물이 탑재되는 작업 테이블;A work table on which an object to be processed is mounted;
상기 가공 대상물의 3차원 형상을 측정하는 측정 장치;A measuring device for measuring a three-dimensional shape of the object to be processed;
상기 캘리브레이션 방법에 따라 캘리브레이션된 상기 복수의 3차원 레이저 스캐너; 및The plurality of three-dimensional laser scanners calibrated according to the calibration method; And
상기 측정 장치에 의해 측정된 데이터에 기초하여, 상기 복수의 3차원 레이저 스캐너를 제어하는 프로세서를 포함하며,And a processor for controlling the plurality of three-dimensional laser scanners based on data measured by the measuring device,
상기 복수의 3차원 레이저 스캐너의 가공 오차는 15 ㎛ 이하일 수 있다.The processing errors of the plurality of three-dimensional laser scanners may be 15 占 퐉 or less.
일 실시예에 있어서, 상기 가공 대상물은 직경이 300 mm 이상인 웨이퍼일 수 있다.In one embodiment, the object to be processed may be a wafer having a diameter of 300 mm or more.
일 실시예에 있어서, 상기 복수의 3차원 레이저 스캐너 각각은, 입사되는 레이저 빔을 서로 직교하는 제1 방향, 제2 방향 및 상기 가공 대상물의 두께 방향을 따라 각각 편향시키는 제1 내지 제3 편향 유닛을 포함할 수 있다.In one embodiment, each of the plurality of three-dimensional laser scanners includes first to third deflecting units for deflecting an incident laser beam in a first direction and a second direction orthogonal to each other and along a thickness direction of the object, . ≪ / RTI >
본 발명의 실시예에 따른 복수의 3차원 레이저 스캐너를 교정하는 캘리브레이션 방법 및 그에 따른 레이저 가공 장치는 가공 대상물에 대한 가공 속도 및 가공 정밀도를 모두 향상시킬 수 있다.The calibration method for calibrating a plurality of three-dimensional laser scanners according to the embodiment of the present invention and the laser processing apparatus therefor can improve both the processing speed and the processing accuracy for the object to be processed.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 블록도이며,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 작동을 설명하는 개략도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 3차원 레이저 스캐너의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치의 가공 방법에 대한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 장치의 측정 방식에 대한 개략도이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼의 2차원 가공 평면도이다. 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따라 2차원 가공 이미지를 맵핑시킨 측정된 웨이퍼의 3차원 형상 사시도이다.
도 7은 실시예에 따른 복수의 3차원 레이저 스캐너의 캘리브레이션 방법을 나타낸 플로우 차트이며,
도 8은 도 7의 일 실시예를 나타낸 플로우 차트이며,
도 9는 도 8의 일 실시예를 나타낸 플로우 차트이다.
도 10a 내지 도 10c는 복수의 3차원 레이저 스캐너의 캘리브레이션 방법을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저 가공 장치를 설명하는 개략도이다.1 is a block diagram of a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention,
2 is a schematic diagram illustrating the operation of the laser processing apparatus according to one embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram of a plurality of three-dimensional laser scanners in accordance with an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart of a method of processing a laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic view of a measurement method of a measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.
6A is a two-dimensional machining plan view of a wafer according to an embodiment of the present invention. FIG. 6B is a three-dimensional shaped perspective view of a measured wafer mapping a two-dimensional machining image in accordance with an embodiment of the present invention. FIG.
7 is a flowchart showing a method of calibrating a plurality of three-dimensional laser scanners according to the embodiment,
Figure 8 is a flow chart illustrating one embodiment of Figure 7,
FIG. 9 is a flowchart showing one embodiment of FIG.
10A to 10C are diagrams for conceptually explaining a calibration method of a plurality of three-dimensional laser scanners.
11 is a schematic view illustrating a laser processing apparatus according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, like reference numerals refer to like elements, and the size and thickness of each element may be exaggerated for clarity of explanation.
“제1”, “제2” 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 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. “및/또는” 이라는 용어는 복수의 관련된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 항목들 중의 어느 하나의 항목을 포함한다. Terms including ordinals such as " first, " " second, " and the like can be used to describe various elements, but the elements are not limited by terms. 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 a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. The term " and / or " includes any combination of a plurality of related items or any of a plurality of related items.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치(1)의 블록도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치(1)의 작동을 설명하는 개략도이다. 도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 3차원 레이저 스캐너 (31, 32)의 개략도이다. Fig. 1 is a block diagram of a
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치(1)는 제1 레이저 출사부(11)로부터 출사된 제1 레이저 빔(L1)과 제2 레이저 출사부(12)로부터 출사된 제2 레이저 빔(L2)을 작업 테이블(70)에 탑재된 하나의 가공 대상물에 집광시켜, 예를 들어 마킹, 식각, 노광, 펀칭, 스크라이빙 등의 가공작업을 수행할 수 있다. 이하에서는 하나의 가공 대상물인 웨이퍼(W)에 제1 레이저 빔(L1) 및 제2 레이저 빔(L2)(L2)을 집광시켜 마킹 공정을 수행할 수 있는 레이저 가공 장치(1)에 대하여 서술한다.1 and 2, a
일 실시예에 따른 레이저 가공 장치(1)는 제1 레이저 빔(L1)을 출사할 수 있는 제1 레이저 출사부(11), 제1 레이저 빔(L1)을 특정 방향으로 편향시킬 수 있는 제1의 3차원 레이저 스캐너(31), 제2 레이저 빔(L2)을 출사할 수 있는 제2 레이저 출사부(12), 제2 레이저 빔(L2)을 특정 방향으로 편향시킬 수 있는 제2의 3차원 레이저 스캐너(32), 웨이퍼(W)의 3차원 형상을 측정할 수 있는 측정 장치(40), 메모리(50), 프로세서(60) 및 사용자 인터페이스(90)를 포함할 수 있다.The
제1 레이저 출사부(11) 및 제2 레이저 출사부(12) 각각은 제1, 제2 레이저 빔(L1, L2)을 출사시킬 수 있는 장치이다. 일 예로서, 제1 레이저 출사부(11) 및 제2 레이저 출사부(12)는 가공 대상물인 웨이퍼(W)에 구비된 반도체 칩들에 레이저 빔을 조사하여 마킹 작업을 수행할 수 있다. 제1 레이저 출사부(11)를 포함하는 레이저 시스템은 레이저 빔이 발생되는 레이저 발진기(미도시), 레이저 발진기로부터 출사된 레이저 빔을 웨이퍼 측으로 유도하기 위한 경로를 형성할 수 있는 반사 미러(미도시)를 포함할 수 있다. 이때, 웨이퍼(W)는 필름 형상의 원판 형상으로 마련될 수 있으며, 웨이퍼(W)가 배치될 수 있는 안착부인 웨이퍼 척(미도시)에 접촉 또는 비접촉 방식으로 지지될 수 있다. 또한, 웨이퍼 척(미도시)은 다양한 크기의 웨이퍼(W)를 지지할 수 있도록 웨이퍼(W)를 수용하는 수용부의 크기가 변형되도록 형성될 수 있다.Each of the first
제1의 3차원 레이저 스캐너(31)는 제1 레이저 빔(L1)을 특정 방향으로 편향시키기 위한 장치이다. 제2의 3차원 레이저 스캐너(32)는 제2 레이저 빔(L2)을 특정 방향으로 편향시키기 위한 장치이다. The first three-
일 예로서, 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1의 3차원 레이저 스캐너(31) 및 제2의 3차원 레이저 스캐너(32) 각각은 제1, 제2 레이저 빔(L1, L2)을 X 방향으로 편향시키기 위한 제1 편향유닛(310), Y 방향으로 편향시키기 위한 제2 편향유닛(320) 및 Z 방향으로 편향시키기 위한 제3 편향유닛(330)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 편향유닛(310)은 X-편향 미러(311)와 X-편향 모터(312)를 포함하고, 제2 편향유닛(320)은 Y-편향 미러(321)와 Y-편향 모터(322)를 포함하며, 제3 편향유닛(330)은 Z-편향 미러(331)와 Z-편향 모터(332)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3, each of the first three-
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이 제1 레이저 출사부(11)로부터 출사된 레이저 빔(L1, L2)은 Z-편향 미러(331), X-편향 미러(311) 및 Y-편향 미러(321)의 표면의 소정의 위치에 순차대로 입사될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 제1 레이저 출사부(11)로부터 출사된 제1 레이저 빔(L1)은 복수의 편향 미러의 배치 방식, 예를 들어 Z-편향 미러(331), X-편향 미러(311) 및 Y-편향 미러(321)의 배치 방식에 따라 Z-편향 미러(331), X-편향 미러(311) 및 Y-편향 미러(321)표면의 소정의 위치에 임의의 순서로 입사될 수도 있다. 이때, X-편향 모터(312), Y-편향 모터(322) 및 Z-편향 모터(332)는 X-편향 미러(311), Y-편향 미러(321) 및 Z-편향 미러(331)을 각각 회동시키거나 특정 방향으로 이동시킬 수 있으며, 이에 따라 제1 레이저 빔(L1)은 X 방향, Y 방향 및 Z 방향으로 편향될 수 있다. 동일한 방식으로, 제2 레이저 빔(L2)은 X 방향, Y 방향 및 Z 방향으로 편향될 수 있다.3, the laser beams L1 and L2 emitted from the first
상술한 바와 같이 제1, 제2 레이저 빔(L1, L2)이 X 방향, Y 방향 및 Z 방향으로 편향됨에 따라 가공 대상인 웨이퍼(W)의 원하는 위치에 제1, 제2 레이저 빔(L2)(L1)이 조사될 수 있다. 더불어, 제1, 제2의 3차원 레이저 스캐너(31, 32)와 웨이퍼(W) 사이에 별도의 집광 렌즈(미도시)가 배치될 수도 있다. 이때, 집광 렌즈(미도시)는 예를 들어 입사각도에 따라 결상점의 위치가 선형적으로 결정되는 에프-세타 기능을 갖는 에프-세타 텔레센트릭 렌즈일 수 있다. 다만, 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니며, 제1 레이저 빔(L1)에 의한 가공 범위, 예를 들어 직경이 300mm이상인 대면적의 웨이퍼(W)를 가공하는 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 별도의 제1, 제2의 3차원 레이저 스캐너(31, 32)와 웨이퍼(W) 사이에 별도의 집광 렌즈(미도시)가 배치되지 않을 수도 있다.As described above, the first and second laser beams L2 and L2 are applied to desired positions of the wafer W to be processed as the first and second laser beams L1 and L2 are deflected in the X direction, L1 may be examined. In addition, a separate condenser lens (not shown) may be disposed between the first and second three-
다시 도 1을 참조하면, 측정 장치(40)는 가공 대상물, 예를 들어 웨이퍼(W)의 3차원 형상을 측정할 수 있는 장치이다. 일 예로서, 측정 장치(40)는 웨이퍼(W)의 일 방향 가공 라인을 측정할 수 있는 라인 측정부(410)와 웨이퍼(W)의 두께 방향 즉, Z 방향을 따라 웨이퍼(W)의 형상 굴곡을 측정할 수 있는 깊이 측정부(420) 및 라인 측정부(410)와 깊이 측정부(420)를 이동시킬 수 있는 구동부(430)를 포함할 수 있다. Referring again to Fig. 1, the measuring
일 예로서, 라인 측정부(410)는 웨이퍼(W)의 일 방향에 대한 가공 라인의 이미지를 측정할 수 있는 장치이다. 예를 들어 라인 측정부(410)는 CCD 카메라일 수 있으며, 이때, 라인 측정부(410)는 X 방향 또는 Y 방향 중 어느 한 방향에 대한 가공 라인을 스캔할 수 있다. As an example, the
또한, 깊이 측정부(420)는 웨이퍼(W)의 Z 방향을 따라 웨이퍼(W)의 형상 굴곡을 측정할 수 있는 장치로서, 예를 들어 TOF 센서(Time-of-flight sensor)와 같은 깊이 센서를 이용하거나, 웨이퍼(W)의 변형된 굴곡 정도를 직접 측정하거나 깊이 센서 및 굴곡 정도를 직접 측정하는 방식을 혼용하는 방식으로 구현될 수 있다. 일 예로서, 깊이 측정부(420)는 라인 측정부(410)에 의해 측정되는 가공 라인을 따라 웨이퍼(W)의 형상 굴곡을 측정할 수 있다. The
구동부(430)는 라인 측정부(410)와 깊이 측정부(420)를 이동시킬 수 있는 구동 장치이다. 일 예로서, 라인 측정부(410)가 X 방향의 가공 라인을 스캔하는 경우, 구동부(430)는 깊이 측정부(420)를 X 방향으로 이동시킬 수 있다. 또한, 라인 측정부(410)가 Y 방향으로 이동하여 X 방향의 다른 가공 라인을 스캔하는 경우 구동부(430)는 라인 측정부(410)와 깊이 측정부(420)를 Y 방향으로 이동시킬 수 있다. 상술한 실시예에서는 가공 대상물, 예를 들어, 웨이퍼(W)의 3차원 형상을 측정할 수 있는 장치로서 라인 측정부(410) 및 깊이 측정부(420)에 대해 서술하고 있으나, 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니며, 측정 장치(40)에는 웨이퍼(W)의 3차원 형상을 측정할 수 있는 임의의 장치 또한 사용될 수 있다.The driving
메모리(50)는 레이저 가공 장치(1)의 동작을 위한 프로그램과 이에 필요한 데이터 및 광학 이미지 분석 또는 패턴 손상정도 평가 등을 위한 수학적 연산 알고리즘 등이 저장될 수 있다. 일 예로서, 메모리(50)에는 미리 결정된 웨이퍼(W)에 대한 2차원 가공 이미지 등이 저장될 수 있다. 또한 메모리(50)에는 웨이퍼(W)에 대한 2차원 가공 이미지와 측정된 웨이퍼(W)의 3차원 이미지의 맵핑 결과에 따른 맵 데이터 또는 맵 히스토리 데이터 등이 저장될 수 있다. 메모리(50)는 통상적인 저장매체로서 예를 들어, 하드디스크드라이브(Hard Disk Drive, HDD), ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 플래쉬메모리 (Flash Memory) 및 메모리카드(Memory Card)를 포함할 수 있다. The
프로세서(60)는 레이저 가공 장치(1)의 전반적인 기능 및 동작을 제어하는 하드웨어일 수 있다. 일 예로서, 프로세서(60)는 메모리(50)에 저장된 웨이퍼(W)의 2차원 가공 이미지에 웨이퍼(W)의 3차원 곡선을 맵핑시킴으로써 실제 웨이퍼(W) 형상에 대한 가공 이미지의 오프셋을 계산하고, 웨이퍼(W)에 대한 실제 가공 경로를 결정할 수 있다. 또한 프로세서(60)는 사용 모드에 따라 측정 장치(40)를 제어하거나, 제1 레이저 출사부(11) 및 제2 레이저 출사부(12)를 제어할 수 있다. 또한 프로세서(60)는, 상기 측정 장치(40)에 의해 측정된 데이터에 기초하여, 제1의 3차원 레이저 스캐너(31) 및 제2의 3차원 레이저 스캐너(32)를 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(60)는, 웨이퍼(W)에 대한 실제 가공 경로를 디스플레이하기 위해 영상 신호로 처리할 수도 있다. The
프로세서(60)는 하나의 마이크로프로세서 모듈의 형태로 구현되거나, 또는 둘 이상의 마이크로프로세서 모듈들이 조합된 형태로 구현될 수도 있다. 즉, 프로세서(60)의 구현 형태는 어느 하나에 의해 제한되지 않는다. The
사용자 인터페이스(90)는 레이저 가공 장치(1)의 사용 모드를 조작하기 위한 입력을 수신하기 위한 입력부와, 측정 장치(40)가 측정한 웨이퍼(W)의 3차원 형상, 웨이퍼(W)에 대한 2차원 가공 이미지 또는 웨이퍼(W)의 3차원 형상에 대해 웨이퍼(W)에 대한 2차원 가공 이미지를 맵핑시켜 보완된 웨이퍼(W)의 실제 가공 경로에 대한 정보를 출력할 수 있는 출력부를 구비할 수 있다. The
사용자 인터페이스(90)는 레이저 가공 장치(1)의 사용 모드를 조작하기 위한 버튼, 키 패드, 스위치, 다이얼 또는 터치 인터페이스를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(90)는 영상을 디스플레이하기 위한 표시부를 포함할 수 있으며, 터치스크린으로 구현될 수 있다. 표시부는 디스플레이 패널로서, LCD 패널, OLED 패널 등을 포함할 수 있다.The
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 장치(1)의 가공 방법에 대한 흐름도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정 장치의 측정 방식에 대한 개략도이다. 도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼의 2차원 가공 평면도이다. 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따라 2차원 가공 이미지를 맵핑시킨 측정된 웨이퍼의 3차원 형상 사시도이다. 4 is a flowchart of a processing method of the
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 레이저 가공 장치(1)에 구비된 측정 장치(40)는 웨이퍼(W)의 3차원 형상에 대한 실제 이미지를 획득할 수 있다. (S210) 일 예로서, 측정 장치(40)에 라인 측정부(410)와 깊이 측정부(420)가 구비된 경우, 라인 측정부(410)는 도 5에 도시된 바와 같이 웨이퍼(W)의 일 방향, 예를 들어 X 방향에 대한 웨이퍼(W)의 가공 라인에 대한 이미지를 획득할 수 있다. 이때, 깊이 측정부(420)는 웨이퍼(W)의 가공 라인에 대한 형상 굴곡을 측정할 수 있다. 이후, 라인 측정부(410)와 깊이 측정부(420)는 Y 방향을 따라 이동될 수 있으며, X 방향의 웨이퍼(W)의 가공 라인에 대한 이미지 및 웨이퍼(W)의 가공 라인에 대한 형상 굴곡을 반복적으로 측정할 수 있다. 라인 측정부(410) 및 깊이 측정부(420)에 의해 측정된 웨이퍼(W)의 가공 라인에 대한 이미지 및 형상 굴곡에 대한 감지 정보는 프로세서(60)로 송신될 수 있다. 프로세서(60)는 송신된 감지 정보를 기반으로 도 6b에 도시된 바와 같이 실제 웨이퍼(W)에 대한 3차원 형상 이미지를 형성할 수 있다.Referring to FIG. 4, a measuring
다시 도 4를 참조하면, 측정 장치(40)에 의해 측정된 웨이퍼(W)의 3차원 이미지에 미리 저장된 웨이퍼(W)에 대한 2차원의 가공 이미지를 맵핑할 수 있다. (S220) 일 예로서, 메모리(50)에는 도 6a에 도시된 바와 같이 웨이퍼(W)에 대한 2차원 가공 이미지가 저장될 수 있으며, 프로세서(60)에 의해 웨이퍼(W)의 3차원 이미지에 웨이퍼(W)에 대한 2차원 가공 이미지가 맵핑될 수 있다. 웨이퍼(W)의 가공 이미지와 실제 이미지에 대한 맵핑은 웨이퍼(W)의 가공 이미지와 실제 이미지의 정렬, 즉, 가공 이미지와 실제 이미지의 중첩도를 측정함으로써 이루어질 수 있다. Referring again to FIG. 4, a two-dimensional processed image of the wafer W previously stored in the three-dimensional image of the wafer W measured by the measuring
2차원의 가공 이미지에 측정 장치(40)에 의해 측정된 웨이퍼(W)의 3차원 이미지에 대한 맵핑이 이루어진 경우, 실제 이미지에 대한 가공 이미지의 오프셋이 결정될 수 있다. (S230) 일 예로서, 가공 이미지와 실제 이미지 사이의 오차가 발생될 수 있으며, 이와 같은 오차는 대면적 웨이퍼(W)를 사용함에 따른 웨이퍼의 워피지 또는 웨이퍼 자체의 형상 오차 등에 의해 기인할 수 있다. 가공 이미지와 실제 이미지 사이의 차이에 따른 오프셋을 결정하기 위해 가공 이미지와 실제 이미지의 중첩도에 대한 테스트가 진행될 수 있다. 일 예로서, 가공 이미지와 실제 이미지의 중첩도 테스트는 LMPC(linear model predictive control) 등의 모델이 적용되어, 중첩도가 높은 이미지 영역을 기준으로 나머지 영역에 대한 중첩도가 계산될 수 있다. 상술한 중첩도 계산 결과에 따라 중첩도의 오차를 제거하기 위해, 도 6a와 도 6b에 도시된 2차원 가공 이미지와 측정된 실제 이미지 사이의 위치 값을 비교하여 X 방향 및 Y 방향에 대한 오프셋 값과 웨이퍼(W)의 형상 굴곡에 따른 Z 방향에 대한 가공 위치의 오프셋 값이 추출될 수 있다. When a two-dimensional machining image is mapped to a three-dimensional image of the wafer W measured by the measuring
추출된 오프셋 값을 이용하여 오프셋이 보완된 가공 이미지에 따라 웨이퍼에 대한 가공이 이루어질 수 있다. (S240) 일 예로서, 프로세서(60)는 추출된 오프셋 값을 이용하여 보정된 가공 이미지를 획득할 수 있으며, 보정된 가공 이미지로부터 추출된 가공 위치에 따라 제1의 3차원 레이저 스캐너(31) 및 제2의 3차원 레이저 스캐너(32) 각각에 구비된 제1 내지 제3 편향 유닛(310. 320, 330)은 제1, 제2 레이저 빔(L1, L2)을 X 방향, Y 방향 및 Z 방향으로 편향시킬 수 있다. 이에 따라 웨이퍼(W) 자체의 Z 방향의 형상 오차 또는 대면적의 웨이퍼(W), 예를 들어 직경 300mm 이상의 웨이퍼(W)를 가공하는 경우 발생될 수 있는 Z 방향에 대한 워피지에 의한 오차 또한 보상될 수 있다. Processing can be performed on the wafer according to the processed image whose offset is complementary using the extracted offset value. (S240) As an example, the
또한, 전체 면적에 대한 X 방향, Y 방향 및 Z 방향의 오프셋을 조정하는 경우, 전체 면적을 분할하여 이루어지는 반복적인 레이저 마킹 공정 없이, 전체 면적에 대한 한 번의 레이저 마킹 공정으로 웨이퍼(W)에 대한 가공을 수행할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 가공 방법에 의할 경우, 대면적의 웨이퍼(W)에 대한 분할 가공에 따른 오차를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 전체 공정을 보다 신속하게 달성할 수 있다.Further, in the case of adjusting the offsets in the X direction, the Y direction, and the Z direction with respect to the entire area, it is possible to perform the laser marking process on the wafer W in a single laser marking process for the entire area, Processing can be performed. Therefore, according to the laser processing method according to the embodiment of the present invention, it is possible not only to reduce the error in the process of dividing the large area wafer W, but also to achieve the entire process more quickly.
본원의 실시예에 따른 레이저 가공 장치(1)는, 상기와 같이, 복수의 레이저 출사부(11, 12)와 이들로부터 출사되는 복수의 레이저 빔(L1, L2)의 방향을 결정하는 복수의 3차원 레이저 스캐너(31, 32)를 포함함으로써, 가공 정밀도 및 가공 속도를 동시에 향상시킬 수 있다. 다시 말해서, 실시예에 따른 레이저 가공 장치(1)의 복수의 3차원 레이저 스캐너(31, 32)는, 단일의 가공 대상물의 공유 면적에 3차원 위치 조정된 복수의 레이저 빔(L1, L2)을 조사하여 가공을 실시함으로써, 가공 정밀도 및 가공 속도를 모두 향상시킬 수 있다.The
단일의 3차원 레이저 스캐너에 의해 하나의 가공 대상물에 레이저 가공을 실시할 경우, Z 방향에 대한 워피지에 의한 오차를 보상할 수 있기 때문에, 2차원 레이저 스캐너, 예를 들어, 갈바노 스캐너에 비해, 가공 정밀도가 향상된다. 그러나, 단일의 3차원 레이저 스캐너는, 갈바노 스캐너와 달리, Z축 방향으로 편향시키는 단계를 더 포함하기 때문에, 가공 속도는 2차원 레이저 스캐너의 가공 속도보다 느릴 수 있다.When a single object is subjected to laser processing by a single three-dimensional laser scanner, errors due to warping in the Z direction can be compensated. Therefore, compared with a two-dimensional laser scanner, for example, a galvanometer scanner , The machining accuracy is improved. However, unlike a galvano scanner, since a single three-dimensional laser scanner further includes a step of deflecting in the Z-axis direction, the processing speed can be slower than the processing speed of the two-dimensional laser scanner.
그러나, 실시예에 따른 레이저 가공 장치(1)는 하나의 가공 대상물에 대해 복수의 3차원 레이저 스캐너(31, 32)를 포함함으로써, 가공 속도를 3차원 레이저 스캐너의 개수만큼 증가시킬 수 있기 때문에, 3차원 레이저 스캐너의 약점을 보완할 수 있다.However, since the
또한, 실시예에 따른 레이저 가공 장치(1)는 복수의 3차원 레이저 스캐너(31, 32)를 포함하기 때문에, 하나의 3차원 레이저 스캐너가 고장 등 다양한 원인에 의해 작동이 되지 않더라도, 나머지 3차원 레이저 스캐너를 이용하여 레이저 가공을 진행할 수도 있다. Further, since the
다만, 복수의 3차원 레이저 스캐너(31, 32)를 이용하여, 하나의 가공 대상물을 가공할 경우, 특히, 웨이퍼(W) 가공과 같이 정교한 레이저 가공이 필요한 경우에는, 복수의 3차원 레이저 스캐너(31, 32)의 설정을 서로 일치시킬 필요가 있다. 왜냐하면, 복수의 3차원 레이저 스캐너(31, 32)가 가공 대상물을 보는 각도가 서로 다르기 때문에, 복수의 3차원 레이저 스캐너(31, 32)에 의한 실제 레이저 가공은 의도치 않게 다르게 나타날 수 있기 때문이다. 그에 따라, 복수의 3차원 레이저 스캐너(31, 32)가 가공 대상물의 소정 위치를 동일 위치로 인식하여 정확하게 가공할 수 있도록 복수의 3차원 레이저 스캐너(31, 32)의 설정을 서로 일치시킬 필요가 있다. However, when a single object to be processed is processed by using a plurality of three-
이를 위해, 실시예에 다른 복수의 3차원 레이저 스캐너(31, 32)를 포함하는 레이저 가공 장치(1)는, 가공 대상물에 대한 레이저 가공을 실시하기 전에, 복수의 3차원 레이저 스캐너(31, 32)들 사이의 설정을 일치시키는 캘리브레이션 단계가 적용될 수 있다.To this end, a
만일 레이저 가공 장치(1)가 이러한 캘리브레이션 단계를 거치지 않을 경우, 복수의 3차원 레이저 스캐너(31, 32)의 설정이 서로 다르기 때문에, 복수의 3차원 레이저 스캐너(31, 32)에 가공 대상물의 동일 위치를 향해 각각 레이저 빔(L1, L2)을 조사하도록 제어하더라도, 실제 레이저 빔(L1, L2)이 조사되는 위치는 서로 달라질 수 있다. 복수의 3차원 레이저 스캐너(31, 32)에 의한 오차는 복수의 2차원 레이저 스캐너에 의한 오차보다 크게 나타날 수 있다.If the
이하에서는, 복수의 3차원 레이저 스캐너(31, 32)의 캘리브레이션 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a method of calibrating a plurality of three-
도 7은 실시예에 따른 복수의 3차원 레이저 스캐너(31, 32)의 캘리브레이션 방법을 나타낸 플로우 차트이며, 도 8은 도 7의 일 실시예를 나타낸 플로우 차트이며, 도 9는 도 8의 일 실시예를 나타낸 플로우 차트이다. 도 10a 내지 도 10c는 복수의 3차원 레이저 스캐너(31, 32)의 캘리브레이션 방법을 개념적으로 설명하기 위한 도면이다.FIG. 7 is a flowchart showing a calibration method of a plurality of three-
도 7, 도 10a 및 도 10b을 참조하면, 먼저, 복수의 3차원 레이저 스캐너(31, 32) 하부에 기준 높이를 가지도록 교정 플레이트(CP)를 배치한다(S110). 교정 플레이트(CP)는 광축 방향으로 이동 가능한 지그(미도시)에 의해 지지될 수 있다.Referring to FIGS. 7, 10A and 10B, a calibration plate CP is disposed below the plurality of three-
교정 플레이트(CP)는 교정을 위한 플레이트로서, 평평한 형태를 가진다. 교정 플레이트(CP)는 철(iron)을 포함할 수 있으나, 재질은 이에 한정되지 아니하며, 금속(metal)이라면 다양하게 변형될 수 있다.The calibration plate CP is a plate for calibration and has a flat shape. The calibration plate CP may include iron, but the material is not limited thereto, and may be variously modified if it is a metal.
다음으로, 교정 플레이트(CP) 상에 복수의 3차원 레이저 스캐너들(31, 32) 각각은 소정의 제1 타겟 패턴(T1)으로 제1 테스트 마킹을 실시한다(S120).Next, each of the plurality of three-
상기 제1 테스트 마킹에 의해 교정 플레이트(CP)에 실제로 형성된 실제 패턴(R11, R12)은 제1 타겟 패턴(T1)과 그 위치 또는 형상이 다를 수 있다. 다시 말해서, 제1 테스트 마킹에 의해 형성하고자 하는 타겟 패턴(T1)과 실제로 형성된 실제 패턴(R11, R12)은 위치 및 형상 중 적어도 하나가 달라질 수 있다.The actual patterns R11 and R12 actually formed on the calibration plate CP by the first test marking may be different in position or shape from the first target pattern T1. In other words, the target pattern T1 to be formed by the first test marking and the actually formed actual patterns R11 and R12 may differ in at least one of the position and the shape.
측정 장치(40)는 이러한 실제 패턴(R11, R12)과 제1 타겟 패턴(T1) 사이의 제1 오차를 측정한다. The measuring
측정된 제1 오차를 기초로, 복수의 3차원 레이저 스캐너(31, 32) 각각의 XY 평면 설정을 교정할 수 있다(S130). 예를 들어, 복수의 3차원 레이저 스캐너(31, 32)의 제1 편향 유닛(310) 및 제2 편향 유닛(320)의 설정을 교정할 수 있다. 이를 통해, 복수의 3차원 레이저 스캐너(31, 32)는 기준 높이의 교정 플레이트(CP)에 대해 동일한 설정을 가질 수 있다.Based on the measured first error, the XY plane setting of each of the plurality of three-
도 8, 도 10a 및 도 10b 을 참조하면, 예를 들어, 제1의 3차원 레이저 스캐너(31)가 교정 플레이트(CP) 상에 제1 타겟 패턴(T1)으로 제1 테스트 마킹을 하고, 제2의 3차원 레이저 스캐너(32)가 교정 플레이트(CP) 상에 제1 타겟 패턴(T1)으로 제1 테스트 마킹을 실시한다(S1201, S1202). 8, 10A and 10B, for example, a first three-
제1의 3차원 레이저 스캐너(31)의 제1 테스트 마킹과 제2의 3차원 레이저 스캐너(32)의 제1 테스트 마킹은 동시에 진행될 수 있다. 다만, 제1, 제2의 3차원 레이저 스캐너(31, 32)의 제1 테스트 마킹 순서는 반드시 이에 한정되지 아니하며, 순차적으로 진행될 수도 있다.The first test marking of the first three-
제1의 3차원 레이저 스캐너(31)의 제1 타겟 패턴(T1)과 제2의 3차원 레이저 스캐너(32)의 제1 타겟 패턴(T1)은 서로 동일한 형상을 가질 수 있다. The first target pattern T1 of the first three-
제1의 3차원 레이저 스캐너(31)가 교정 플레이트(CP) 상에 조사하는 타겟 위치와 제2의 3차원 레이저 스캐너(32)가 교정 플레이트(CP) 상에 조사하는 타겟 위치를 서로 동일하게 할 수 있다. 다시 말해서, 제1의 3차원 레이저 스캐너(31)와 제2의 3차원 레이저 스캐너(32)를 동일한 위치를 향해 제1 테스트 마킹을 실시하도록 설정될 수 있다.The target position irradiated on the calibration plate CP by the first three-
만일 타겟 위치가 다르게 설정될 경우, 타겟 위치 사이의 영역으로 인해 발생될 수 있는 편차 등의 영향을 배제하기 어려워진다. 예를 들어, 제1의 3차원 레이저 스캐너(31)는 교정 플레이트(CP)의 일 위치에 제1 타겟 패턴(T1)을 형성하고, 제2의 3차원 레이저 스캐너(32)는 교정 플레이트(CP)의 상기 일 위치와 다른 위치에 제1 타겟 패턴(T1)을 형성하도록 설정할 경우, 교정 플레이트(CP)의 일 위치와 다른 위치 사이에 발생되는 굴곡 등 편차의 영향을 배제하기 어렵다.If the target position is set differently, it becomes difficult to exclude the influence such as the deviation that may be caused by the area between the target positions. For example, the first three-
그에 반해, 실시예와 같이 타겟 위치가 서로 동일하게 설정될 경우, 타겟 위치가 다를 경우 포함될 수 있는 편차 등을 배제할 수 있으며, 그에 따라, 복수의 3차원 레이저 스캐너(31, 32)에 대한 정밀한 교정이 가능하게 된다.On the other hand, when the target positions are set to be equal to each other as in the embodiment, it is possible to eliminate deviations or the like that may be included when the target positions are different, Calibration becomes possible.
측정 장치(40)는 제1의 3차원 레이저 스캐너(31)에 의한 실제 패턴(R11)과 제1 타겟 패턴(T1) 사이의 제1 오차 및 제2의 3차원 레이저 스캐너(32)에 의한 실제 패턴(R12)과 제1 타겟 패턴(T1) 사이의 제1 오차를 측정한다. The measuring
측정된 제1 오차를 기초로, 제1 및 제2의 3차원 레이저 스캐너(31, 32)의 XY 평면 설정을 교정할 수 있다(S1301, S1302)). 예를 들어, 제1 및 제2의 3차원 레이저 스캐너(31, 32)의 제1 편향 유닛(310) 및 제2 편향 유닛(320)의 설정을 교정할 수 있다. Based on the measured first error, the XY plane settings of the first and second three-
다음으로, 복수의 3차원 레이저 스캐너(31, 32)를 XY 평면과 수직인 Z축 방향에 따른 설정을 서로 맞추기 위한 교정을 실시한다.Next, calibration is performed to align the settings of the plurality of three-
도 7 및 도 10a를 다시 참조하면, 복수의 3차원 레이저 스캐너(31, 32) 각각의 평면 설정을 교정한 이후에, 교정 플레이트(CP)의 높이를 조정한다(S140). 그에 따라, 교정 플레이트(CP1, CP2)는 기준 높이와 다른 높이를 가지게 된다.Referring again to FIGS. 7 and 10A, after the plane setting of each of the plurality of three-
가공 대상물의 높이 편차를 고려하여, 교정 플레이트(CP)의 높이를 조정할 수 있다. 예를 들어, 가공 대상물인 웨이퍼(W)의 높이 편차는 ± 5 mm 이하일 경우, 교정 플레이트(CP)의 높이 조정은 ± 5 mm 이하일 수 있다. 교정 플레이트(CP)의 높이 조정 오차는 ±10 ㎛ 이하일 수 있다.The height of the calibration plate CP can be adjusted in consideration of the height deviation of the object to be processed. For example, when the height deviation of the wafer W to be processed is ± 5 mm or less, the height adjustment of the calibration plate CP may be ± 5 mm or less. The height adjustment error of the calibration plate (CP) may be less than or equal to +/- 10 mu m.
도 7, 도 10a 및 도 10c를 참조하면, 교정 플레이트(CP1, CP2)의 높이 변화를 고려하여, 복수의 3차원 레이저 스캐너(31, 32)는 변경된 높이의 교정 플레이트(CP1) 상에 소정의 제2 타겟 패턴(T2)으로 제2 테스트 마킹을 실시한다(S150).7, 10A and 10C, in consideration of the height variation of the calibration plates CP1 and CP2, a plurality of three-
교정 플레이트(CP1, CP2)의 높이가 조정됨에 따라, 복수의 3차원 레이저 스캐너(31, 32)와 교정 플레이트(CP1, CP2) 사이의 거리가 달라지게 된다. 복수의 3차원 레이저 스캐너(31, 32)는 교정 플레이트(CP1, CP2)와의 거리 변화를 고려하여, 제2 타겟 패턴(T2)으로 제2 테스트 마킹을 실시한다.As the height of the calibration plates CP1 and CP2 is adjusted, the distance between the plurality of three-
상기 제2 테스트 마킹에 의해 교정 플레이트(CP1)에 실제로 형성된 실제 패턴(R21, R22)은 제2 타겟 패턴(T2)과 그 위치 또는 형상이 다를 수 있다. 측정 장치(40)는 이러한 실제 패턴(R21, R22)과 제2 타겟 패턴(T2) 사이의 제2 오차를 측정할 수 있다. The actual patterns R21 and R22 actually formed on the calibration plate CP1 by the second test marking may be different in position or shape from the second target pattern T2. The measuring
측정된 제2 오차를 기초로, 복수의 3차원 레이저 스캐너(31, 32) 각각의 평면과 수직인 방향에 따른 설정을 교정할 수 있다(S160). 예를 들어, 복수의 3차원 레이저 스캐너(31, 32)의 제3 편향 유닛(330)의 설정을 교정할 수 있다. 이를 통해, 복수의 3차원 레이저 스캐너(31, 32)는 조정된 높이의 교정 플레이트(CP1)에 대해 동일한 설정을 가질 수 있다.Based on the measured second error, the setting along the direction perpendicular to the plane of each of the plurality of three-
도 8, 도 10a 및 도 10c를 참조하면, 예를 들어, 제1의 3차원 레이저 스캐너(31)가 교정 플레이트(CP1) 상에 제2 타겟 패턴(T2)으로 제2 테스트 마킹을 하고, 제2의 3차원 레이저 스캐너(32)가 교정 플레이트(CP1) 상에 제2 타겟 패턴(T2)으로 제2 테스트 마킹을 실시한다. 제1의 3차원 레이저 스캐너(31)의 제2 타겟 패턴(T2)과 제2의 3차원 레이저 스캐너(32)의 제2 타겟 패턴(T2)은 서로 동일한 형상을 가질 수 있다.8, 10A and 10C, for example, a first three-
제1의 3차원 레이저 스캐너(31)가 교정 플레이트(CP1) 상에 조사하는 타겟 위치와 제2의 3차원 레이저 스캐너(32)가 교정 플레이트(CP1) 상에 조사하는 타겟 위치를 서로 동일하게 할 수 있다. The target position irradiated on the calibration plate CP1 by the first three-
도 9 및 도 10a를 참조하면, 교정 플레이트(CP)의 높이를 조정하는 단계는 복수 회일 수 있다. 예를 들어, 교정 플레이트(CP)의 높이를 조정하는 단계는 2 회일 수 있다.9 and 10A, the step of adjusting the height of the calibration plate CP may be performed a plurality of times. For example, the step of adjusting the height of the calibration plate CP may be two times.
교정 플레이트(CP)의 높이를 조정하는 단계는 기준 높이보다 크도록 교정 플레이트(CP)의 높이를 증가시키는 단계(S141)와 기준 높이보다 작도록 교정 플레이트(CP)의 높이를 감소시키는 단계(S142)를 포함할 수 있다.The step of adjusting the height of the calibration plate CP includes a step S141 of increasing the height of the calibration plate CP so as to be larger than the reference height and a step S142 of reducing the height of the calibration plate CP so as to be smaller than the reference height ).
교정 플레이트(CP1)의 높이가 기준 높이보다 크도록, 교정 플레이트(CP1)의 높이를 증가시키는 단계(S141)에서는, 기준 높이보다 5 mm 이하의 범위에서는 높이를 증가시킬 수 있다.In the step S141 of increasing the height of the calibration plate CP1 so that the height of the calibration plate CP1 is larger than the reference height, the height can be increased in a range of 5 mm or less from the reference height.
교정 플레이트(CP2)의 높이가 기준 높이보다 작도록, 교정 플레이트(CP2)의 높이를 감소시키는 단계(S142)에서는, 기준 높이보다 5 mm 이하의 범위에서는 높이를 감소시킬 수 있다.In the step S142 of reducing the height of the calibration plate CP2 so that the height of the calibration plate CP2 is smaller than the reference height, the height can be reduced in the range of 5 mm or less from the reference height.
도 9와 같이, 교정 플레이트(CP)의 높이를 증가시킨 이후에, 복수의 3차원 레이저 스캐너(31, 32)에 의해 제2 테스트 마킹을 실시한 후, Z축 설정을 교정한다(S1501, S1502, S1601, S1602). 또한, 교정 플레이트(CP)의 높이를 감소시킨 이후에, 복수의 3차원 레이저 스캐너(31, 32)에 의해 제2 테스트 마킹을 실시한 후, Z축 설정을 교정한다(S1501, S1502, S1601, S1602).9, after the height of the calibration plate CP is increased, the second test marking is performed by the plurality of three-
비록, 도 9에서는 교정 플레이트(CP)의 높이를 증가시키는 단계(S141)를 교정 플레이트(CP)의 높이를 감소시키는 단계(S142)보다 먼저 실시하였으나, 이에 한정되지 아니하며, 순서는 바뀔 수도 있다. Although the step S141 for increasing the height of the calibration plate CP is performed before the step S142 for reducing the height of the calibration plate CP in FIG. 9, the present invention is not limited to this and the order may be changed.
상기와 같은 캘리브레이션 단계를 거친 복수의 3차원 레이저 스캐너(31, 32)를 포함하는 레이저 가공 장치(1)는 가공 오차는 15 ㎛ 이하일 수 있다.The
상술한 실시예에서는, 복수의 3차원 레이저 스캐너(31, 32)의 예로서, 2개를 예시하였으나, 이에 한정되지 아니하며, 복수의 3차원 레이저 스캐너(31, 32, 33)는 도 11과 같이, 3개 이상일 수도 있음은 물론이다. 그에 따라, 3개 이상의 레이저 빔L1, L2, L3)이 하나의 웨이퍼(W)에 동시에 조사될 수 있다.Although two
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.
이상에서 본 발명의 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the invention as defined by the appended claims.
1 … 레이저 가공 장치
11 … 제1 레이저 출사부
12 … 제2 레이저 출사부
31… 제1의 3차원 레이저 스캐너
32… 제2의 3차원 레이저 스캐너
40 … 측정 장치
50 … 메모리
60 … 프로세서
70 … 작업 테이블
90 … 사용자 인터페이스
CP … 교정 플레이트
T1, T2 … 타겟 패턴
R11, R12, R21, R22 … 실제 패턴One … Laser processing equipment
11 ... The first laser-
12 ... The second laser-
31 ... The first three-dimensional laser scanner
32 ... The second three-dimensional laser scanner
40 ... Measuring device
50 ... Memory
60 ... Processor
70 ... Work table
90 ... User interface
CP ... Calibration plate
T1, T2 ... Target pattern
R11, R12, R21, R22 ... Actual pattern
Claims (12)
복수의 3차원 레이저 스캐너 각각이 상기 교정 플레이트 상에 제1 타겟 패턴으로 제1 테스트 마킹을 실시하는 단계;
상기 제1 테스트 마킹에 의해 상기 교정 플레이트에 실제로 형성된 실제 패턴과 상기 제1 타겟 패턴 사이의 제1 오차를 측정하여, 상기 제1 오차를 기초로 상기 복수의 3차원 레이저 스캐너 각각의 평면 설정을 교정하는 단계;
상기 교정 플레이트의 높이를 조정하는 단계;
상기 교정 플레이트의 높이 변화를 고려하여, 상기 복수의 3차원 레이저 스캐너 각각이 변경된 높이의 상기 교정 플레이트 상에 소정의 제2 타겟 패턴으로 제2 테스트 마킹을 실시하는 단계; 및
상기 제2 테스트 마킹에 의해 상기 교정 플레이트에 실제로 형성된 실제 패턴과 상기 제2 타겟 패턴 사이의 제2 오차를 측정하여, 상기 제2 오차를 기초로 상기 복수의 3차원 레이저 스캐너 각각의 상기 평면 설정과 수직인 방향에 따른 설정을 교정하는 단계;를 포함하는, 복수의 3차원 레이저 스캐너의 캘리브레이션 방법.Disposing a calibration plate having a flat shape at a reference height;
Each of the plurality of three-dimensional laser scanners performing a first test marking with a first target pattern on the calibration plate;
Measuring a first error between an actual pattern actually formed on the calibration plate and the first target pattern by the first test marking and correcting a plane setting of each of the plurality of three- dimensional laser scanners based on the first error ;
Adjusting a height of the calibration plate;
Performing a second test marking with a predetermined second target pattern on the calibration plate at a changed height, each of the plurality of three-dimensional laser scanners taking into account the height change of the calibration plate; And
Measuring a second error between an actual pattern actually formed on the calibration plate and the second target pattern by the second test marking and comparing the plane setting of each of the plurality of three- And calibrating a setting along a vertical direction of the three-dimensional laser scanner.
상기 복수의 3차원 레이저 스캐너는 제1의 3차원 레이저 스캐너와 제2의 3차원 레이저 스캐너를 포함하며,
상기 제1 테스트 마킹을 실시하는 단계에서는, 상기 제1의 3차원 레이저 스캐너의 상기 제1 타겟 패턴과 상기 제2의 3차원 레이저 스캐너의 상기 제1 타겟 패턴은 서로 동일한 형상을 가지는, 복수의 3차원 레이저 스캐너의 캘리브레이션 방법.The method according to claim 1,
Wherein the plurality of three-dimensional laser scanners include a first three-dimensional laser scanner and a second three-dimensional laser scanner,
The first target pattern of the first three-dimensional laser scanner and the first target pattern of the second three-dimensional laser scanner have a plurality of third Dimensional laser scanner.
상기 제1 테스트 마킹을 실시하는 단계에서는, 상기 제1의 3차원 레이저 스캐너와 상기 제2의 3차원 레이저 스캐너가 서로 동일한 타겟 위치에 조사하는, 복수의 3차원 레이저 스캐너의 캘리브레이션 방법.3. The method of claim 2,
Wherein the step of performing the first test marking irradiates the first three-dimensional laser scanner and the second three-dimensional laser scanner at the same target positions.
상기 제2 테스트 마킹을 실시하는 단계에서는, 상기 제1의 3차원 레이저 스캐너의 상기 제2 타겟 패턴과 상기 제2의 3차원 레이저 스캐너의 상기 제2 타겟 패턴은 서로 동일한 형상을 가지는, 복수의 3차원 레이저 스캐너의 캘리브레이션 방법.3. The method of claim 2,
In the step of performing the second test marking, the second target pattern of the first three-dimensional laser scanner and the second target pattern of the second three-dimensional laser scanner have a plurality of three Dimensional laser scanner.
상기 제2 테스트 마킹을 실시하는 단계에서는, 상기 제1의 3차원 레이저 스캐너과 상기 제2의 3차원 레이저 스캐너가 서로 동일한 타겟 위치에 조사하는, 복수의 3차원 레이저 스캐너의 캘리브레이션 방법.5. The method of claim 4,
Wherein the step of performing the second test marking irradiates the first three-dimensional laser scanner and the second three-dimensional laser scanner at the same target position with each other.
상기 교정 플레이트의 높이를 조정하는 단계는, 상기 교정 플레이트의 높이를 증가시키는 단계와 상기 교정 플레이트의 높이를 감소시키는 단계를 포함하는, 복수의 3차원 레이저 스캐너의 캘리브레이션 방법.The method according to claim 1,
Wherein adjusting the height of the calibration plate includes increasing the height of the calibration plate and reducing the height of the calibration plate.
상기 교정 플레이트의 높이 조정은 ± 5 mm 이하인, 복수의 3차원 레이저 스캐너의 캘리브레이션 방법.The method according to claim 1,
Wherein the height adjustment of the calibration plate is +/- 5 mm or less.
상기 교정이 완료된 복수의 3차원 레이저 스캐너의 가공 오차 범위는 15 ㎛ 이하인, 복수의 3차원 레이저 스캐너의 캘리브레이션 방법.The method according to claim 1,
Wherein a plurality of three-dimensional laser scanners that have been calibrated have a machining error range of 15 m or less.
상기 복수의 3차원 레이저 스캐너 각각은,
입사되는 레이저 빔을 서로 직교하는 제1 방향, 제2 방향 및 가공 대상물의 두께 방향을 따라 각각 편향시키는 제1 내지 제3 편향 유닛을 포함하는, 복수의 3차원 레이저 스캐너의 캘리브레이션 방법.The method according to claim 1,
Wherein each of the plurality of three-dimensional laser scanners comprises:
And a first to a third deflecting unit for deflecting the incident laser beam in a first direction, a second direction and a thickness direction of the object, respectively, which are orthogonal to each other.
상기 가공 대상물의 3차원 형상을 측정하는 측정 장치;
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따라 캘리브레이션된 상기 복수의 3차원 레이저 스캐너; 및
상기 측정 장치에 의해 측정된 데이터에 기초하여, 상기 복수의 3차원 레이저 스캐너를 제어하는 프로세서를 포함하며,
상기 복수의 3차원 레이저 스캐너의 가공 오차는 15 ㎛ 이하인, 레이저 가공 장치.A work table on which an object to be processed is mounted;
A measuring device for measuring a three-dimensional shape of the object to be processed;
A plurality of three-dimensional laser scanners calibrated according to any one of claims 1 to 7; And
And a processor for controlling the plurality of three-dimensional laser scanners based on data measured by the measuring device,
Wherein a machining error of the plurality of three-dimensional laser scanners is 15 占 퐉 or less.
상기 가공 대상물은 직경이 300 mm 이상인 웨이퍼인, 레이저 가공 장치.11. The method of claim 10,
Wherein the object to be processed is a wafer having a diameter of 300 mm or more.
상기 복수의 3차원 레이저 스캐너 각각은,
입사되는 레이저 빔을 서로 직교하는 제1 방향, 제2 방향 및 상기 가공 대상물의 두께 방향을 따라 각각 편향시키는 제1 내지 제3 편향 유닛을 포함하는, 레이저 가공 장치.11. The method of claim 10,
Wherein each of the plurality of three-dimensional laser scanners comprises:
And first to third deflection units for deflecting the incident laser beam respectively in a first direction, a second direction, and a thickness direction of the object perpendicular to each other.
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JP2008068313A (en) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Keyence Corp | Laser beam machining apparatus |
KR100914053B1 (en) | 2002-05-17 | 2009-08-28 | 지에스아이 루모닉스 코포레이션 | Method and system for marking a workpiece such as a semiconductor wafer and laser marker for use therein |
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