KR102177005B1 - 기판 정렬을 위한 머신 비전 시스템 및 정렬 장치 - Google Patents
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Abstract
기판 정렬을 위한 머신 비전 시스템은 제1 및 제2 광원(11, 12), 제1 및 제2 반사기(21, 22), 제1 및 제2 대물 렌즈(31, 32) 및 제1 및 제2 감지기(41, 42)를 포함하고, 각각의 쌍은 X축에 대해 대칭이다. 제1 및 제2 광원으로부터 방출된 광선은 각각의 기판(1, 2) 상에 조사되고 각각의 기판(1, 2)에 의해 반사되고, 각각의 대물 렌즈에 의해 증폭되고, 각각의 감지기에 의해 수용되고 감지된다. 또한 정렬 장치가 개시된다. 제1 및 제2 광원, 제1 및 제2 반사기, 제1 및 제2 대물 렌즈 및 제1 및 제2 감지기의 각각의 쌍을 X축에 대해 대칭으로 배치하는 것은 대물 렌즈의 렌즈통의 배향을 따라 머신 비전 시스템의 현저하게 감소된 차지 공간을 초래하며, 따라서 확장된 감지 범위 및 개선된 정렬 효율성 및 정확도를 초래한다.
Description
본 발명은 기판 결합(substrate bonding)의 분야에 관한 것이며, 특히 기판 정렬(substrate alignment)을 위한 머신 비전 시스템(machine vision system) 및 정렬 장치에 관한 것이다.
종래의 반도체 공정에서, 2개의 기판들이 함께 결합되기 전에, 기판 결합 장치를 사용하여 서로 정렬되어야 한다. 기판 정렬은 기판 결합과 관련된 가장 중요한 기술들 중 하나이다.
기존의 기판 정렬 방법에서, 결합될 2개의 기판들은 우선 서로 마주하는 각각의 방위 마크된(mark-bearing) 표면들에 위치되고 2세트의 현미경 대물 렌즈는 정렬 마크의 2개 그룹의 위치를 감지한 다음, 액추에이터들(actuators)에 의해 그 사이의 오프셋(offset)을 제거한다. 결합 공정에 한정하여, 정렬은 결합 전에 2개의 기판들 사이의 비접촉을 보장하기 위해 2개의 기판들 사이에 삽입된 스페이서(spacer)와 함께 수행되어야 한다. 이는 2개의 기판들 사이에 다소 큰 갭을 생성하며, 갭은 통상 0.4mm보다 크다. 사용된 현미경 대물 렌즈의 피사계 심도(depths of field)는 2개의 기판들 상의 정렬 마크들의 선명한 이미지를 얻기 위해 2개의 기판들 사이의 거리를 초과하도록 요구된다. 그러나, 임의의 현미경 대물 렌즈에 대하여, 그 해상도 및 피사계 심도 사이에 상충(tradeoff)이 있다. 즉, 더 큰 피사계 심도를 갖는 현미경 대물 렌즈는 전형적으로 더 낮은 해상도를 가진다. 이러한 이유로, 피사계 심도 제약으로 인해 더 높은 해상도의 현미경 대물 렌즈를 채택함으로써 정렬 정확도를 더 증가시키는 것은 어렵다.
이 문제점을 극복하기 위해, 도 1에 도시된 바와 같이 종래의 검사 장치가 제안되었으며, 이는 제1 및 제2 기판(1', 2') 상의 정렬 마크들을 각각 감지하기 위해 모두 제1 기판(1') 및 제2 기판(2') 사이에 배열된 2쌍의 현미경 대물 렌즈(3')를 가지는 머신 비전 시스템을 포함하고 대물 렌즈의 감지 결과에 기반하여 각각의 기판들을 지지하는 모션 스테이지들의 6자유도(6-DOF) 이동에 의해 제1 및 제2 기판(1', 2')을 정렬한다. 이 접근법에서, 제1 및 제2 기판(1', 2')에 초점을 맞추고 정렬 마크들을 찾기 위해, 머신 비전 시스템의 현미경 대물 렌즈(3')는 모든 X, Y 및 Z 방향으로 이동 가능하도록 요구되지만, 머신 비전 시스템의 현미경 대물 렌즈(3')가 수평 방향으로 동축 배향되기 때문에, 부피가 큰 렌즈통은 기판들 사이에서 많은 공간을 차지하여, 이 방향에서 머신 비전 시스템의 제한된 감지 범위를 초래한다. 결과적으로, 기판들의 일부 영역들은 머신 비전 시스템에 대해 접근 가능하지 않으며, 전체 정렬 정확도가 제한된다.
본 발명은 기판 정렬을 위한 머신 비전 시스템 및 정렬 장치를 제시함으로써 동축 및 수평으로 배향된 현미경 대물 렌즈의 부피가 큰 렌즈통의 큰 차지 공간이 제한된 감지 범위 및 정렬 정확도를 초래하는 종래의 장치가 갖는 상기 문제점을 해결한다.
이를 끝내기 위해, 제시된 기판 정렬을 위한 머신 비전 시스템은 X축을 따라 대칭으로 배열된 제1 및 제2 기판들 사이에 배치되고 제1 및 제2 광원(illumination source), 제1 및 제2 반사기(reflector), 제1 및 제2 대물 렌즈 및 제1 및 제2 감지기를 포함한다. 각 쌍의 제1 및 제2 광원, 제1 및 제2 반사기, 제1 및 제2 대물 렌즈 및 제1 및 제2 감지기는 Y축에 대해 대칭이며, 제1 및 제2 광원으로부터 방출된 광선(light beam)은 각각의 기판들 상에 조사되고 각각의 기판들에 의해 반사되며, 각각의 대물 렌즈에 의해 증폭되고(amplified) 각각의 감지기에 의해 수용 및 감지된다.
또한, 제1 및 제2 광원, 제1 및 제2 반사기, 제1 및 제2 대물 렌즈 및 제1 및 제2 감지기는 X축, Y축 및 Z축 방향들 중 하나 이상으로 이동하도록 베이스 프레임을 구동하기 위해 구동 메커니즘이 결합된 베이스 프레임에 고정될 수 있으며, Y축은 X축에 직각이고 Z축은 X축 및 Y축 모두에 직각이다.
또한, 제1 및 제2 대물 렌즈는 각각 Y축을 따라 대칭으로 및 제1 및 제2 기판과 위치상 대응하여 각각 배치될 수 있고, 제1 및 제2 반사기는 제1 및 제2 대물 렌즈에 대해 대칭으로 배치된다.
또한, 제1 반사기 및 제1 감지기는 X축을 따라 수평으로 배치될 수 있으며, 제2 반사기 및 제2 감지기는 X축을 따라 수평으로 배치되고, 제1 및 제2 감지기는 X축을 따라 제1 및 제2 대물 렌즈의 동일한 측 상에 배치된다.
또한, 제1 빔 스플리터(beam splitter)는 제1 반사기 및 제1 감지기 사이에 제공될 수 있으며, 제1 광원은 제1 빔 스플리터와 위치상 대응하고, 제2 빔 스플리터는 제2 반사기 및 제2 감지기 사이에 제공되며, 제2 광원은 제2 빔 스플리터와 위치상 대응하고, 제1 광원으로부터 방출된 광선은 제1 빔 스플리터에 의해 제1 반사기 상으로 지향되며, 제2 광원으로부터 방출된 광선은 제2 빔 스플리터에 의해 제2 반사기 상으로 안내된다.
또한, 제3 반사기는 제1 대물 렌즈 및 제1 반사기 사이에 배치될 수 있고, 제4 반사기는 제2 대물 렌즈 및 제2 반사기 사이에 배치될 수 있으며, 제1 반사기로부터의 광선은 제3 반사기에 의해 제1 기판 상으로 반사되고, 제1 기판에 의해 반사되고, 제1 대물 렌즈에 의해 증폭되고, 제3 반사기 및 제1 반사기에 의해 제1 감지기 상으로 연속적으로 편향되며(deflected), 제2 반사기로부터의 광선은 제4 반사기에 의해 제2 기판 상으로 반사되고, 제2 기판에 의해 반사되고, 제2 대물 렌즈에 의해 증폭되고, 제4 반사기 및 제2 반사기에 의해 제2 감지기 상으로 연속적으로 편향된다.
또한, 제3 빔 스플리터는 제1 및 제2 대물 렌즈와 위치상 대응하여 제1 및 제2 반사기 사이에 제공될 수 있으며, 제1 반사기로부터의 광선은 제3 빔 스플리터에 의해 제1 기판 상으로 안내되고, 제1 기판에 의해 반사되고, 제1 대물 렌즈에 의해 증폭되고, 제3 빔 스플리터 및 제1 반사기에 의해 제1 감지기 상으로 연속적으로 편향되며, 제2 반사기로부터의 광선은 제3 빔 스플리터에 의해 제2 기판 상으로 지향되고, 제2 기판에 의해 반사되고, 제2 대물 렌즈에 의해 증폭되고, 제3 빔 스플리터 및 제2 반사기에 의해 제2 감지기 상으로 연속적으로 편향된다.
또한, 제1 반사기, 제1 대물 렌즈 및 제1 감지기는 X축을 따라 나란히 배열될 수 있으며, 제2 반사기, 제2 대물 렌즈 및 제2 감지기는 X축을 따라 나란히 배열될 수 있다.
또한, 제1 빔 스플리터는 제1 대물 렌즈 및 제1 감지기 사이에 제공될 수 있으며, 제1 광원은 제1 빔 스플리터와 위치상 대응하고, 제2 빔 스플리터는 제2 대물 렌즈 및 제2 감지기 사이에 제공되며, 제2 광원은 제2 빔 스플리터와 위치상 대응하고, 제1 광원으로부터 방출된 광선은 제1 빔 스플리터에 의해 제1 반사기 상으로 안내되며, 제2 광원으로부터 방출된 광선은 제2 빔 스플리터에 의해 제2 반사기 상으로 지향된다.
또한, 제3 반사기는 제1 대물 렌즈 및 제1 기판 사이에 배치될 수 있고, 제4 반사기는 제2 대물 렌즈 및 제2 기판 사이에 배치되며, 제1 반사기로부터의 광선은 제3 반사기에 의해 제1 기판 상으로 안내되고, 제1 기판에 의해 반사되고, 제3 반사기 및 제1 반사기에 의해 제1 대물 렌즈 상으로 연속적으로 편향되고, 제1 대물 렌즈에 의해 증폭되고, 제1 감지기에 의해 수용되며, 제2 반사기로부터의 광선은 제4 반사기에 의해 제2 기판 상으로 지향되고, 제2 기판에 의해 반사되고, 제4 반사기 및 제2 반사기에 의해 제2 대물 렌즈 상으로 연속적으로 편향되고, 제2 대물 렌즈에 의해 증폭되고, 제2 감지기에 의해 수용된다.
또한, 제3 빔 스플리터는 제1 및 제2 반사기 사이에 제공될 수 있으며, 제1 반사기로부터의 광선은 제3 빔 스플리터에 의해 제1 기판 상으로 지향되고, 제1 기판에 의해 반사되고, 제3 빔 스플리터 및 제1 반사기에 의해 제1 대물 렌즈 상으로 연속적으로 편향되고, 제1 대물 렌즈에 의해 증폭되고, 제1 감지기에 의해 수용되며, 제2 반사기로부터의 광선은 제3 빔 스플리터에 의해 제2 기판 상으로 안내되고, 제2 기판에 의해 반사되고, 제3 빔 스플리터 및 제2 반사기에 의해 제2 대물 렌즈 상으로 연속적으로 편향되고, 제2 대물 렌즈에 의해 증폭되고, 제2 감지기에 의해 수용된다.
또한, 제1 및 제2 광원은 X축을 따라 제1 및 제2 반사기 사이에 배치될 수 있고, 제1 및 제2 광원은 각각 Y축을 따라 대칭으로 및 제1 및 제2 기판과 위치상 대응하며, 제1 및 제2 광원으로부터 방출된 광선은 각각 제1 및 제2 기판 상으로 직접 조사된다.
또한, 제3 반사기는 제1 대물 렌즈 및 제1 광원 사이에 제공될 수 있고, 제4 반사기는 제2 대물 렌즈 및 제2 광원 사이에 제공되며, 제1 기판으로부터 반사된 광선은 제3 반사기 및 제1 반사기에 의해 제1 대물 렌즈 상으로 연속적으로 편향되고, 제1 대물 렌즈에 의해 증폭되고, 제1 감지기에 의해 수용되며, 제2 기판으로부터 반사된 광선은 제4 반사기 및 제2 반사기에 의해 제2 대물 렌즈 상으로 연속적으로 편향되고, 제2 대물 렌즈에 의해 증폭되고, 제2 감지기에 의해 수용된다.
또한, 제3 빔 스플리터는 제1 및 제2 광원 사이에 제공될 수 있고, 제3 빔 스플리터는 제1 및 제2 광원과 위치상 대응하며, 제1 기판으로부터 반사된 광선은 제3 빔 스플리터 및 제1 반사기에 의해 제1 대물 렌즈 상으로 연속적으로 편향되고, 제1 대물 렌즈에 의해 증폭되고, 제1 감지기에 의해 수용되며, 제2 기판으로부터 반사된 광선은 제3 빔 스플리터 및 제2 반사기에 의해 제2 대물 렌즈 상으로 연속적으로 편향되고, 제2 대물 렌즈에 의해 증폭되고, 제2 감지기에 의해 수용된다.
또한, 제1 및 제2 감지기는 CCD 카메라로 구현될 수 있다.
본 발명은 또한 전술한 기판 정렬을 위한 머신 비전 시스템을 포함하는 기판 정렬 장치를 제공한다.
본 발명의 머신 비전 시스템 및 정렬 장치에서, 각 쌍의 제1 및 제2 광원, 제1 및 제2 반사기, 제1 및 제2 대물 렌즈 및 제1 및 제2 감지기는 X축에 대해 대칭이며, 제1 및 제2 광원으로부터의 광선은 각각의 대응하는 기판들 상에 조사되고 각각의 대응하는 기판들에 의해 반사되고, 각각의 대응하는 대물 렌즈에 의해 증폭되고, 감지를 위해 각각의 대응하는 감지기에 의해 수용된다. 이러한 설계로, 머신 비전 시스템은 대물 렌즈의 렌즈통의 배향을 따라 상당히 감소된 차지 공간을 가지며, 따라서 확장된 감지 범위 및 개선된 정렬 효율성 및 정확도를 갖는다.
도 1은 종래의 검사 장치의 구조 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 정렬을 위한 머신 비전 시스템의 구조 개략도이다.
도 3은 도 2의 부분 A의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 정렬을 위한 머신 비전 시스템의 구조 개략도이다.
도 5는 도 4의 부분 A의 측면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 기판 정렬을 위한 머신 비전 시스템의 구조 개략도이다.
도 7은 도 6의 부분 A의 측면도이다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 기판 정렬을 위한 머신 비전 시스템의 구조 개략도이다.
도 9는 도 8의 부분 A의 측면도이다.
도 1에서, 1'은 제1 기판, 2'는 제2 기판, 3'은 현미경 대물 렌즈를 나타낸다.
도 2 내지 도 9에서, 1은 제1 기판, 2는 제2 기판, 11 및 12는 제1 및 제2 광원, 21 내지 24는 제1 내지 제4 반사기, 31 및 32는 제1 및 제2 대물 렌즈, 41 및 42는 제1 및 제2 감지기, 51 내지 53은 제1 내지 제 3 빔 스플리터를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기판 정렬을 위한 머신 비전 시스템의 구조 개략도이다.
도 3은 도 2의 부분 A의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기판 정렬을 위한 머신 비전 시스템의 구조 개략도이다.
도 5는 도 4의 부분 A의 측면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 기판 정렬을 위한 머신 비전 시스템의 구조 개략도이다.
도 7은 도 6의 부분 A의 측면도이다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 기판 정렬을 위한 머신 비전 시스템의 구조 개략도이다.
도 9는 도 8의 부분 A의 측면도이다.
도 1에서, 1'은 제1 기판, 2'는 제2 기판, 3'은 현미경 대물 렌즈를 나타낸다.
도 2 내지 도 9에서, 1은 제1 기판, 2는 제2 기판, 11 및 12는 제1 및 제2 광원, 21 내지 24는 제1 내지 제4 반사기, 31 및 32는 제1 및 제2 대물 렌즈, 41 및 42는 제1 및 제2 감지기, 51 내지 53은 제1 내지 제 3 빔 스플리터를 나타낸다.
본 발명은 이제 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명될 것이다.
제1 실시예
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 Y축을 따라 대칭으로 유지되는 제1 및 제2 기판 사이에 배치되고 제1 및 제2 광원(11, 12), 제1 및 제2 반사기(21, 22) 및 제1 및 제2 대물 렌즈(31, 32) 및 제1 및 제2 감지기(41, 42)를 포함하는 기판 정렬을 위한 머신 비전 시스템을 제공한다. 제1 및 제2 광원(11, 12)은 X축에 대해 대칭으로 배치된다. 제1 및 제2 반사기(21, 22)는 X축에 대해 대칭으로 배치된다. 제1 및 제2 대물 렌즈(31, 32)는 X축에 대해 대칭으로 배치된다. 제1 및 제2 감지기(41, 42)는 X축에 대해 대칭으로 배치된다. 제1 및 제2 광원(11, 12)으로부터 방출된 광선은 각각의 대응하는 기판들 상에 조사되고 각각의 대응하는 기판들에 의해 반사되고, 각각의 대응하는 대물 렌즈에 의해 증폭되고 각각의 대응하는 감지기에 의해 감지된다. 바람직하게는, 제1 및 제2 감지기(41, 42)는 CCD 카메라로 구현된다. 구체적으로는, 제1 광원(11)으로부터의 광선은 제1 기판(1) 상에 조사되고 제1 기판(1)에 의해 반사되고, 제1 대물 렌즈(31)에 의해 증폭되고, 제1 감지기(41)에 의해 감지된다. 제2 광원(12)으로부터의 광선은 제2 기판(2) 상에 조사되고 제2 기판(2)에 의해 반사되고, 제2 대물 렌즈(32)에 의해 증폭되고, 제2 감지기(42)에 의해 감지된다. 각각이 X축에 대해 대칭으로 배치된 제1 및 제2 광원(11, 12), 제1 및 제2 반사기(21, 22), 제1 및 제2 대물 렌즈(31, 32) 및 제1 및 제2 감지기(41, 42)의 쌍들은 제1 및 제2 기판을 각각 측정하기 위한 2개의 X 축 대칭 감지 광로를 구성한다. 이러한 설계로, 머신 비전 시스템은 대물 렌즈의 렌즈통의 배향을 따라(즉, X축을 따라) 상당히 감소된 차지 공간을 가지며, 따라서 확장된 감지 범위 및 개선된 정렬 효율성 및 정확도를 갖는다.
바람직하게는, 제1 및 제2 광원(11, 12), 제1 및 제2 반사기(21, 22), 제1 및 제2 대물 렌즈(31, 32) 및 제1 및 제2 감지기(41, 42)는 X, Y 및 Z 방향들로 이동하도록 베이스 프레임을 구동하기 위해 구동 메커니즘이 결합된 베이스 프레임에 모두 고정되어 제1 및 제2 기판의 임의의 원하는 부분의 측정을 유효하게 한다.
바람직하게는, 제1 대물 렌즈(31) 및 제2 대물 렌즈(32)는 각각 Y축을 따라 대칭으로 배치되고 제1 기판 및 제2 기판에 대응한다. 제1 및 제2 반사기(21, 22)는 제1 및 제2 대물 렌즈(31,32)에 대해 대칭으로 배치된다. 구체적으로, 제1 및 제2 반사기(21, 22)는 X-Y 평면의 상이한 측들 상에 배치된다. 바람직하게는, 제1 반사기(21) 및 제1 감지기(41)는 X축을 따라 나란히 배치되고, 뿐만 아니라 제2 반사기(22) 및 제2 감지기(42)는 X축을 따라 나란히 배치된다. 제1 및 제2 감지기(41, 42)는 X축을 따라 제1 및 제2 대물 렌즈(31, 32)의 동일한 측 상에 배치된다.
바람직하게는, 제1 빔 스플리터(51)는 제1 반사기(21) 및 제1 감지기(41) 사이에 배치된다. 제1 빔 스플리터(51)는 제1 광원(11)과 위치상 대응한다. 제2 빔 스플리터(52)는 제2 반사기(22) 및 제2 감지기(42) 사이에 배치된다. 제2 빔 스플리터(52)는 제2 광원(22)과 위치상 대응한다. 제1 광원(11)으로부터의 광선은 제1 빔 스플리터(51)에 의해 제1 반사기(21) 상으로 지향되고, 제2 광원(12)으로부터의 광선은 제2 빔 스플리터(52)에 의해 제2 반사기(22) 상으로 지향된다.
바람직하게는, 제3 반사기(23)는 제1 대물 렌즈(31) 및 제1 반사기(21) 사이에 제공되고, 제4 반사기(24)는 제2 대물 렌즈(32) 및 제2 반사기(22) 사이에 제공된다. 제1 반사기(21)로부터의 광선은 제3 반사기(23)에 의해 제1 기판 상으로 안내되고, 제1 기판에 의해 제1 대물 렌즈(31) 상으로 반사되고, 제1 대물 렌즈에 의해 증폭되고, 감지를 위해 제3 반사기(23) 및 제1 반사기(21)에 의해 제1 감지기(41) 상으로 연속적으로 편향된다. 제2 반사기(22)로부터의 광선은 제4 반사기(24)에 의해 제2 기판 상으로 지향되고, 제2 기판에 의해 제2 대물 렌즈(32) 상으로 반사되고, 제2 대물 렌즈에 의해 증폭되고, 감지를 위해 제4 반사기(24) 및 제2 반사기(22)에 의해 제2 감지기(42) 상으로 연속적으로 편향된다.
본 발명은 또한 상기 정의된 머신 비전 시스템을 사용하는 기판 정렬 장치를 제공한다.
제2 실시예
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 실시예와 달리, (도 5에 도시된 바와 같은) 제3 빔 스플리터(53)는 제1 반사기(21) 및 제2 반사기(22) 사이에 배치된다. 제3 빔 스플리터(53)는 본 실시예에 따른 제1 및 제2 대물 렌즈(31, 32) 모두와 위치상 대응한다. 제1 반사기(21)로부터의 광선은 제3 빔 스플리터(53)에 의해 제1 기판 상으로 지향되고, 제1 기판에 의해 반사되고, 제1 대물 렌즈(31)에 의해 증폭되고, 감지를 위해 제3 빔 스플리터(53) 및 제1 반사기(21)에 의해 제1 감지기(41) 상으로 연속적으로 편향된다. 제2 반사기(22)로부터의 광선은 제3 빔 스플리터(53)에 의해 제2 기판 상으로 안내되고, 제2 기판에 의해 반사되고, 제2 대물 렌즈(32)에 의해 증폭되고, 감지를 위해 제3 빔 스플리터(53) 및 제2 반사기(22)에 의해 제2 감지기(42) 상으로 연속적으로 편향된다. 본 실시예에 따르면, 단일의 제3 빔 스플리터(53)는 각각의 광로에서 광선을 반사시키기 위해 사용되고, 제1 및 제2 광원(11, 12)으로부터의 광선은 감지에 해로운 제3 빔 스플리터(53) 내부의 간섭을 회피하기 위해 상이한 파장을 가질 필요가 있다.
제3 실시예
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 실시예 및 제2 실시예와 달리, 제1 반사기(21), 제1 대물 렌즈(31) 및 제1 감지기(41)는 X축을 따라 나란히 배열된다. 제2 반사기(22), 제2 대물 렌즈(32) 및 제2 감지기(42)는 본 실시예에 따라, X축을 따라 나란히 배열된다. 이 배열은 대물 렌즈의 보다 큰 작동 거리를 허용하여, Y축에서의 공간 절약을 초래한다.
바람직하게는, 제1 빔 스플리터(51)는 제1 대물 렌즈(31) 및 제1 감지기(41) 사이에 배치된다. 제1 빔 스플리터(51)는 제1 광원(11)과 위치상 대응한다. 제2 빔 스플리터(52)는 제2 대물 렌즈(32) 및 제2 감지기(42) 사이에 배치된다. 제2 빔 스플리터(52)는 제2 광원(22)과 위치상 대응한다. 제1 광원(11)으로부터의 광선은 제1 빔 스플리터(51)에 의해 제1 반사기(21) 상으로 지향된다. 제2 광원(12)으로부터의 광선은 제2 빔 스플리터(52)에 의해 제2 반사기(22) 상으로 지향된다.
바람직하게는, 제3 반사기(23)는 제1 대물 렌즈(31) 및 제1 기판 사이에 배열되고, 제4 반사기(24)는 제2 대물 렌즈(32) 및 제2 기판 사이에 배열된다. 제1 반사기(21)로부터의 광선은 제3 반사기(23)에 의해 제1 기판 상으로 안내되고, 제1 기판에 의해 반사되고, 제3 반사기(23) 및 제1 반사기(21)에 의해 연속적으로 편향되고, 제1 대물 렌즈(31)에 의해 증폭되고, 감지를 위해 제1 감지기(41)에 의해 수용된다. 제2 반사기(22)로부터의 광선은 제4 반사기(24)에 의해 제2 기판 상으로 지향되고, 제2 기판에 반사되고, 제4 반사기(24) 및 제2 반사기(22)에 의해 연속적으로 편향되고, 제2 대물 렌즈(32)에 의해 증폭되고, 감지를 위해 제2 감지기(42)에 의해 수용된다.
제4 실시예
제3 실시예와 달리, 제3 빔 스플리터(53)는 본 실시예에 따른 제1 반사기(21) 및 제2 반사기(22) 사이에 배치된다. 제1 반사기(21)로부터의 광선은 제3 빔 스플리터(53)에 의해 제1 기판 상으로 지향되고, 제1 기판에 의해 반사되고, 제3 빔 스플리터(53) 및 제1 반사기(21)에 의해 연속적으로 편향되고, 제1 대물 렌즈(31)에 의해 증폭되고, 감지를 위해 제1 감지기(41)에 의해 수용된다. 제2 반사기(22)로부터의 광선은 제3 빔 스플리터(53)에 의해 제2 기판 상으로 안내되고, 제2 기판에 의해 반사되고, 제3 빔 스플리터(53) 및 제2 반사기(22)에 의해 연속적으로 편향되고, 제2 대물 렌즈(32)에 의해 증폭되고, 감지를 위해 제2 감지기(42)에 의해 수용된다.
제5 실시예
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 제3 실시예 및 제4 실시예와 달리, 제1 광원(11) 및 제2 광원(12)은 각각 본 실시예에 따라 제1 반사기(21) 및 제2 반사기(22) 사이에서 Y축을 따라 대칭으로, 제1 및 제2 기판과 위치상 대응하여 배치된다. 제1 및 제2 광원(11, 12)으로부터의 광선은 각각 제1 기판 및 제2 기판 상에 직접 조사된다.
바람직하게는, 제3 반사기(23)는 제1 대물 렌즈(31) 및 제1 광원(11) 사이에 배열되고, 제4 반사기(24)는 제2 대물 렌즈(32) 및 제2 광원(12) 사이에 배열된다. 제1 기판으로부터의 광선은 제3 반사기(23) 및 제1 반사기(21)에 의해 연속적으로 반사되고, 제1 대물 렌즈(31)에 의해 증폭되고, 감지를 위해 제1 감지기(41)에 의해 수용된다. 제2 기판으로부터의 광선은 제4 반사기(24) 및 제2 반사기(22)에 의해 연속적으로 반사되고, 제2 대물 렌즈(32)에 의해 증폭되고, 감지를 위해 제2 감지기(42)에 의해 수용된다.
제6 실시예
제5 실시예와 달리, 제3 빔 스플리터(53)는 제1 광원(11) 및 제2 광원(12) 사이에 제공된다. 제3 빔 스플리터(53)는 제1 광원(11) 및 제2 광원(12)과 위치상 대응한다. 제1 기판으로부터의 과원은 제3 빔 스플리터(53) 및 제1 반사기(21)에 의해 연속적으로 편향되고, 제1 대물 렌즈(31)에 의해 증폭되고, 감지를 위해 제1 감지기(41){에 의해 수용된다. 제2 기판으로부터의 광선은 제3 빔 스플리터(53) 및 제2 반사기(22)에 의해 연속적으로 편향되고, 제2 대물 렌즈(32)에 의해 증폭되고, 감지를 위해 제2 감지기(42)에 의해 수용된다.
요약하자면, 본 발명의 머신 비전 시스템 및 정렬 장치에서, 시스템은 제1 및 제2 광원(11, 12), 제1 및 제2 반사기(21, 22), 제1 및 제2 대물 렌즈(31, 32) 및 제1 및 제2 감지기(41, 42)를 포함한다. 제1 및 제2 광원(11, 12), 제1 및 제2 반사기(21, 22), 제1 및 제2 대물 렌즈(31, 32) 및 제1 및 제2 감지기(41, 42)의 각 쌍은 X축에 대해 대칭이며, 제1 및 제2 광원(11, 12)으로부터의 광선은 각각의 대응하는 기판 상에 조사되고 각각의 대응하는 기판에 의해 반사되고, 각각의 대응하는 대물 렌즈에 의해 증폭되고, 감지를 위해 각각의 대응하는 감지기에 의해 수용된다. 제1 및 제2 광원(11, 12), 제1 및 제2 반사기(21, 22), 제1 및 제2 대물 렌즈(31, 32) 및 제1 및 제2 감지기(41, 42)의 각 쌍이 X축에 대해 대칭인 이러한 설계로, 머신 비전 시스템은 대물 렌즈의 렌즈통의 배향을 따라 상당히 감소된 차지 공간을 가지며, 따라서 확장된 감지 범위 및 개선된 정렬 효율성 및 정확도를 갖는다.
본 발명의 특정 실시예들이 본 명세서에 설명되었지만, 이들은 단지 예시적인 것이며 임의의 의미로 본 발명의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다. 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않고 이루어진 다양한 생략, 치환 및 변경은 그 범위 내에 있는 것으로 간주된다.
Claims (16)
- Y축을 따라 대칭으로 배열된 제1 및 제2 기판 사이에 배치되며,
제1 및 제2 광원, 제1 및 제2 반사기, 제1 및 제2 대물 렌즈 및 제1 및 제2 감지기를 포함하고,
상기 제1 및 제2 광원, 상기 제1 및 제2 반사기, 상기 제1 및 제2 대물 렌즈 및 상기 제1 및 제2 감지기의 각 쌍은 X축에 대해 대칭이고,
상기 제1 및 제2 광원으로부터 방출된 광선은 각각의 상기 기판들 상에 조사되고 각각의 상기 기판들에 의해 반사되고, 각각의 상기 대물 렌즈에 의해 증폭되고 각각의 상기 감지기에 의해 수용되고 감지되고,
상기 제1 및 제2 대물 렌즈는 각각 Y축을 따라 대칭으로 및 상기 제1 및 제2 기판과 위치상 대응하여 각각 배치되고, 상기 제1 및 제2 반사기는 상기 제1 및 제2 대물 렌즈에 대해 대칭으로 배치되는, 기판 정렬을 위한 머신 비전 시스템.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 광원, 상기 제1 및 제2 반사기, 상기 제1 및 제2 대물 렌즈 및 상기 제1 및 제2 감지기는 X축, Y축 및 Z축 방향들 중 하나 이상으로 이동하도록 베이스 프레임을 구동하기 위해 구동 메커니즘이 결합된 베이스 프레임에 고정되며, Y축은 X축에 직각이고 Z축은 X축 및 Y축 모두에 직각인, 기판 정렬을 위한 머신 비전 시스템.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제1 반사기 및 상기 제1 감지기는 X축을 따라 수평으로 배치되며, 상기 제2 반사기 및 상기 제2 감지기는 X축을 따라 수평으로 배치되고, 상기 제1 및 제2 감지기는 X축을 따라 상기 제1 및 제2 대물 렌즈의 동일한 측 상에 배치되는, 기판 정렬을 위한 머신 비전 시스템.
- 제4항에 있어서,
제1 빔 스플리터는 상기 제1 반사기 및 상기 제1 감지기 사이에 제공되며, 상기 제1 광원은 상기 제1 빔 스플리터와 위치상 대응하고, 제2 빔 스플리터는 상기 제2 반사기 및 상기 제2 감지기 사이에 제공되며, 상기 제2 광원은 상기 제2 빔 스플리터와 위치상 대응하고, 상기 제1 광원으로부터 방출된 상기 광선은 상기 제1 빔 스플리터에 의해 상기 제1 반사기 상으로 지향되며, 상기 제2 광원으로부터 방출된 상기 광선은 상기 제2 빔 스플리터에 의해 상기 제2 반사기 상으로 안내되는, 기판 정렬을 위한 머신 비전 시스템.
- 제5항에 있어서,
제3 반사기는 상기 제1 대물 렌즈 및 상기 제1 반사기 사이에 배치되고, 제4 반사기는 상기 제2 대물 렌즈 및 상기 제2 반사기 사이에 배치되며, 상기 제1 반사기로부터의 광선은 상기 제3 반사기에 의해 상기 제1 기판 상으로 반사되고, 상기 제1 기판에 의해 반사되고, 상기 제1 대물 렌즈에 의해 증폭되고, 상기 제3 반사기 및 상기 제1 반사기에 의해 상기 제1 감지기 상으로 연속적으로 편향되며,
상기 제2 반사기로부터의 광선은 상기 제4 반사기에 의해 상기 제2 기판 상으로 반사되고, 상기 제2 기판에 의해 반사되고, 상기 제2 대물 렌즈에 의해 증폭되고, 상기 제4 반사기 및 상기 제2 반사기에 의해 상기 제2 감지기 상으로 연속적으로 편향되는, 기판 정렬을 위한 머신 비전 시스템.
- 제5항에 있어서,
제3 빔 스플리터는 상기 제1 및 제2 반사기 사이에 제공되고, 상기 제3 빔 스플리터는 상기 제1 및 제2 대물 렌즈와 위치상 대응하며,
상기 제1 반사기로부터의 광선은 상기 제3 빔 스플리터에 의해 상기 제1 기판 상으로 안내되고, 상기 제1 기판에 의해 반사되고, 상기 제1 대물 렌즈에 의해 증폭되고, 상기 제3 빔 스플리터 및 상기 제1 반사기에 의해 상기 제1 감지기 상으로 연속적으로 편향되며,
상기 제2 반사기로부터의 광선은 상기 제3 빔 스플리터에 의해 상기 제2 기판 상으로 지향되고, 상기 제2 기판에 의해 반사되고, 상기 제2 대물 렌즈에 의해 증폭되고, 상기 제3 빔 스플리터 및 상기 제2 반사기에 의해 상기 제2 감지기 상으로 연속적으로 편향되는, 기판 정렬을 위한 머신 비전 시스템.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 감지기는 CCD 카메라로 구현되는, 기판 정렬을 위한 머신 비전 시스템.
- 제1항, 제2항, 제4항 내지 제7항 및 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 머신 비전 시스템을 포함하는, 기판 정렬 장치.
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