KR20050100129A - 페이스트 도포기 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 도포된 페이스트 패턴의 특정 단면을 측정함에 있어서, 기판과 단면 측정 수단이 정지한 상태에서 해당 단면을 측정함으로써 정확한 단면 형상, 단면적, 도포된 높이 그리고 선폭 등을 얻는 방법을 이용한 페이스트 도포기 및 그 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명은 기판을 착탈가능하게 탑재하는 스테이지와, 상기 스테이지에 탑재된 기판의 주면에 대향하는 페이스트 토출구를 가지고, 상기 스테이지와 상대적으로 이동하면서 상기 기판에 페이스트를 토출하는 노즐과, 상기 기판과 상대적 이동없이 정지한 상태에서 상기 기판상에 도포된 페이스트 패턴의 단면을 측정하는 단면 측정 수단을 포함하여 구성됨으로써, 페이스트 패턴의 제품 생산성 및 품질 향상에 기여할 수 있다.

Description

페이스트 도포기 및 그 제어 방법{Paste Dispenser and Method for Controlling the same}

본 발명은 페이스트 도포기 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 페이스트 패턴의 단면을 간단하고 정확하게 측정할 수 있는 도포기 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 페이스트 도포기는 저항 페이스트, 실링 페이스트 등과 같은 각종 페이스트를 기판에 소정 형상 즉 원하는 패턴으로 도포하는 장치이다.

페이스트 도포기는 기판이 장착되는 스테이지와, 상기 기판에 페이스트를 도포하는 노즐을 가지는 헤드 유닛으로 나눌 수 있다. 그리고, 헤드 유닛에는 페이스트를 수용하고 있는 페이스트 수납통과 상기 페이스트 수납통과 연통하며 기판에 페이스트를 토출하는 노즐을 포함하여 구성된다. 즉, 페이스트 도포기는 기판과 노즐의 상대위치 관계를 변화시켜 가면서 기판에 소정 형상의 페이스트 패턴을 형성하게 된다. 그리고, 사용자가 원하는 형상의 페이스트 패턴이 형성 되었는지를 확인하기 위하여 도포된 페이스트 패턴을 단면을 측정하게 된다. 상기의 단면 측정이라함은 도포된 페이스트 패턴의 단면 형상, 단면적, 단면의 높이, 그리고 선폭 등을 측정함을 의미한다.

한편, 도포가 끝난 페이스트 패턴의 단면 측정, 예를 들어 단면 형상이나 단면적을 구하는 종래기술은 한국공개특허 제 1995-031516에 기재되어 있다. 상기의 공개특허에 의하면, 계측개시위치로부터 광학식 거리계에 의하여 페이스트 패턴의 표면 높이를 계측하고, 계측결과를 마이크로 컴퓨터의 RAM(Random Access Memory)에 격납한 후 기판을 다음의 계측점으로 핏치이동 시키는 과정을 n+1회 반복하여 데이터를 통해 단면 형상을 얻는다. 그리고, 상기 데이터인 표면 높이와 핏치 간격을 곱한 후 모두 합산하여 도포된 페이스트 패턴의 단면적을 산출하게 된다. 따라서, 페이스트 패턴의 단면을 측정하기 위해서 기판과 광학식 거리계는 n+1회에 걸쳐서 상대 운동을 하게 된다.

그러나 앞에서 설명한 종래 기술에는 다음과 같은 문제점이 있었다.

첫째, 종래 기술에서는 페이스트 패턴의 특정 단면 측정에 있어서, 단면적을 직접적으로 측정하는 것이 아니고, 페이스트 패턴의 "높이"를 측정하고 이를 계산하여 단면적을 구한다. 따라서, 종래 기술에서는 단면 형상 또는 단면적을 구하기 위해서는 기판과 거리계의 상대운동이 반드시 요구되므로 거리계 혹은 기판을 이동시키게 된다. 이 때 진동 등과 같은 부적절한 측정환경을 유발시켜 측정 거리의 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있었고, 페이스트 패턴의 단면적을 얻기 위해서는 연산장치를 이용한 또다른 연산처리 단계를 수행함으로써 불필요한 시간이 소요되어 생산률을 감소시키는 문제점이 있었다.

둘째, 종래기술에서는 측정 구간의 핏치 간격에 따라 산출한 페이스트 패턴의 단면 측정 결과가 적합치 않게 나타날 우려가 있었으며, 이로 인해 품질 관리에 악영향을 주는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 페이스트 패턴의 단면에 대한 신뢰성 있는 측정 결과를 얻을 수 있고, 불필요한 공정을 줄임으로써 공정 시간을 단축하여 생산률을 높일 수 있는 페이스트 도포기 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 정확한 단면 측정을 통해서 품질 관리 및 향상을 도모할 수 있는 페이스트 도포기 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기판을 착탈가능하게 탑재하는 스테이지와; 상기 스테이지에 탑재된 기판의 주면에 대향하는 페이스트 토출구를 가지고, 상기 스테이지와 상대적으로 이동하면서 상기 기판에 페이스트를 토출하는 노즐과; 상기 기판상에 도포된 페이스트 패턴의 단면을 측정함에 있어서, 상기 페이스트 패턴이 도포된 기판과 상대적 이동없이 직접적으로 단면을 측정하는 단면 측정 수단을 포함하여 구성되는 페이스트 도포기를 제공한다.

한편, 상기 단면 측정 수단은 이동 스팟 방식의 측정기이거나 라인빔 방식의 측정기인 것이 바람직하다. 상기 이동 스팟 방식의 단면 측정기는 측정기 몸체는 움직임이 없고, 상기 측정기 내부 구성 요소인 렌즈가 상/하 또는 좌/우 이동을 함으로써 레이저 스팟의 위치를 센서 내에서 이동시킴으로써 해당 단면을 측정하게 된다. 그리고, 상기 라인빔 방식은 두 개의 상/하 투광 렌즈를 통과함으로써 레이저가 하나의 평면을 형성하여 측정하고자 하는 피도체에 도달하게함으로써 해당 단면을 측정하게 된다.

본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 기판상에 원하는 페이스트 패턴을 도포하는 페이스트 도포기에 있어서, 도포된 페이스트 패턴에서 단면 관리 지점을 설정하는 단계와; 상기 설정된 단면 관리 지점이 단면 측정 수단에 위치하도록 상대 이동하는 단계와; 상기 기판과 상대적 이동없이 직접적으로 단면을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 도포기의 제어 방법을 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 상기의 목적을 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 페이스트 도포기의 바람직한 실시예를 개략적으로 도시한 사시도이다. 이를 참조하여, 본 발명에 따른 페이스트 도포기의 구성을 설명하면 다음과 같다.

프레임(10)의 상부에는 X축 방향으로 이동 가능하게 X축 테이블(20)이 설치되고, 상기 X축 테이블(20)에는 Y축 방향으로 이동 가능하게 Y축 테이블(30)이 설치되고, 상기 Y축 테이블(30)에는 θ축 방향으로 이동 가능하게 θ축 테이블(미도시 )이 설치되며, θ축 테이블에는 기판이 흡착되는 스테이지(40)가 설치된다. 그리고, 프레임(10)의 대략 중간 위치에는 컬럼(12)이 설치되며, 상기 컬럼(12)에는 Z축 방향으로 이동 가능하며 페이스트를 토출하는 노즐을 구비한 다수의 헤드 유닛(50)이 설치되며, 또한 컬럼(12)에는 스테이지(40)에 흡착된 기판을 정위치로 교정하는 역할을 하는 얼라인 카메라(60)가 설치된다.

한편, 각각의 헤드 유닛(50)에는 페이스트가 충전된 페이스트 수납통(552) 및 노즐(554)이 설치되고, 노즐(554)의 위치를 X, Y, Z축 방향으로 이동시킬 수 있도록 하는 노즐용 X, Y, Z축 모터(상세 도시 생략)가 각각 설치된다.

한편, 헤드 유닛 (50a)에는 단면 측정 수단(100)이 설치된다. 본 발명에 따른 단면 측정 수단(100)은 페이스트 패턴의 단면 형상, 단면적, 도포된 단면 높이 그리고 선폭 등을 직접 즉, 측정시 단면 측정 수단의 운동없이 측정하게 된다(상세한 내용은 후술함). 그리고, 도 1에서는 헤드 유닛(50a)에 단면 측정 수단(100)이 설치 되어 있는데, 설치 위치는 도 1의 경우에 한정되지는 않는다. 왜냐하면, 본 발명에서는 페이스트 패턴의 특정 단면 측정시에 단면 측정 수단과 기판간에 상대 이동이 존재하지 않으므로, 측정을 하고자 하는 페이스트 패턴의 위치로 이동하는 경우에 있어서만 헤드 유닛(50)이나 스테이지(40)를 측정 위치로 이동시키면 되기 때문이다. 따라서, 상기 단면 측정 수단(100)은 이동 가능한 스테이지(40)에 설치되거나, 컬럼(12)에 고정적으로 설치 될 수 있다. 또한, 상기 단면 측정 수단은 특정 헤드 유닛 또는 모든 헤드 유닛에 설치될 수도 있다.

도 2는 본 발명에 따른 페이스트 도포기의 제어 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다. 이를 참조하여, 본 발명에 따른 페이스트 도포기의 제어 구성을 설명한다.

중앙처리장치 역할을 하는 제어부(70)에는 모터 컨트롤러(3), 단면 측정 수단(100) 그리고 입출력 수단(80)이 각각 연결된다. 그리고, 상기 모터 컨트롤러(3)에는 스테이지용 X축 드라이버(3a), Y축 드라이버(3b) 그리고 θ축 드라이브(3c)가 연결된다. 또한, 모터 컨터롤러(3)에는 노즐용 X축 드라이버(3d), Y축 드라이버(3e) 그리고 Z축 드라이브(3f)가 각각 연결된다.

스테이지용 X, Y, θ축 드라이버(3a, 3b, 3c)는 각각 X, Y, θ축 테이블의 운동을 제어한다. 그리고, 노즐용 X, Y, Z축 드라이버(3d, 3e, 3f)는 노즐(554)의 위치를 미세하게 X, Y, Z축 방향으로 각각 제어하게 된다.

상술한 바와 같이 구성되어, 기판과 노즐이 상대 운동을 하면서 기판에 소정 형상의 페이스트 패턴을 형성하게 된다. 도 1에서는 노즐이 고정되고, 기판 즉 스테이지(40)가 X축 및 Y축으로 운동하여 소정 형상의 페이스트 패턴이 형성되지만,그 반대의 경우 즉, 스테이지가 고정되고 노즐이 움직이는 경우도 물론 가능하다. 그리고, 소정의 페이스트 패턴의 형성 후에 사용자가 원하는 형상의 페이스트 패턴이 형성 되었는지를 확인하기 위하여 도포된 페이스트 패턴의 단면을 측정하게 된다. 단면 측정 수단(100)은 단면 측정에 있어서 제어부(70)와 연결되어 있으며, 일련의 과정에 따라서 해당 단면을 측정하게 된다. 상기 단면 측정에 있어서 일련의 과정은 도포된 페이스트 패턴에서 단면 관리 지점을 설정하는 단계와, 상기 단면 관리 지점 부분이 단면 측정 수단에 위치하도록 상대 이동하는 단계와, 단면 측정 수단을 이용하여 페이스트 패턴의 단면을 측정하는 단계로 구성된다.

도 3을 참조하여, 상기 단면 측정 수단(100)의 일 실예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 3에 도시된 단면 측정 수단은 이동 스팟 방식의 단면 측정기인데, 측정기 몸체는 움직임이 없으며, 측정기 내부 구성 요소인 렌즈가 상/하 또는 좌/우 이동을 함으로써 레이저 스팟의 위치를 센서 내에서 이동시키게 된다. 이하, 도 3을 참조하여 이동 스팟 방식 측정기의 구성 요소와 페이스트 패턴의 단면 측정 과정을 순차적으로 설명하도록 한다.

이동식 스팟 방식의 측정기는 발광부(411), 수광부(412), 조명(413), CCD (Charge Coupled Device)카메라(414), 진동자(415), 상/하 렌즈(416) 그리고 진동자의 감지센서(417)로 구성되어 있다. 먼저 상기 발광부 (411)에 위치한 발광 다이오드에서 레이저 빔이 나오면 상기 측정기의 상/하 렌즈(416)를 통과하게 되고, 페이스트 패턴 표면에 도달한 후 레이저 빔은 상기 수광부(412)로 들어 가게 된다. 이 때 상기 말굽 모양의 진동자 (415)를 진동시키면, 상기 상/하의 렌즈(416)간의 거리가 변하게 된다. 그리고, 상기 수광부(412)에서는 변경되는 레이저 경로 및 반사에 의해 들어오는 레이저 빔의 입수량이 최대로 되는 위치가 초점 정렬된 위치로 결정되게 된다. 상기 렌즈(416)를 상/하 또는 좌/우 방향으로 움직일 때, 레이저 빔의 초점은 페이스트 패턴 위를 이동하면서 페이스트 패턴의 단면을 스캔하게 된다. 이 때 상기 말굽모양 진동자(415)의 진동을 감지하는 센서(417)를 이용하여 페이스트 패턴 단면과의 거리를 산출하게 되고, 레이저 빔이 페이스트 패턴의 단면을 스캔해서 얻은 데이터는 조명(413)과 CCD(Charge Coupled Device)카메라(414)에 의하여 영상으로 디스플레이 된다.

한편, 도면 4는 이동 스팟 방식 측정기를 이용하여 페이스트 패턴의 단면을 측정하고 있는 상태를 나타내고 있다. 특정 단면의 측정시에 단면 측정수단(100)과 기판(200)은 고정되어 있으며, 상기 단면 측정 수단(100)내부에서 렌즈가 상/하 또는 좌/우 운동(도시하지 않음)을 함으로써 초점을 움직이면서 페이스트 패턴 (300)의 단면을 측정하게 된다.

도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 단면 측정 수단의 다른 실시예를 설명한다. 본 실시예는 라인빔 방식 단면 측정기이다. 상기 측정기의 내부 구성 요소와 페이스트 패턴의 단면 측정 과정을 순차적으로 설명하도록 한다.

라인 빔 방식의 단면 측정기는 발광부(511), 상/하 투광렌즈(512), 수광렌즈(513) 그리고 CCD(Charge Coupled Device)(514)로 구성되어 있다. 먼저 발광부 (511)에 위치한 발광 다이오드에서 레이저 빔이 나오면, 레이저 빔은 상기 측정기의 상/하 투광 렌즈 (512)를 통과하게 되면서 라인 빔을 형성하게 되고, 상기의 라인 빔은 페이스트 패턴 표면에 도달한 후 상기 수광렌즈(513)를 통과하게 된다. 그리고, CCD(Charge Coupled Device)(514)는 수광렌즈를 통하여 들어온 레이저 빔을 받아 데이터 처리를 한 후 촬상 이미지로 데이터를 디스플레이 한다. 또한, 이를 통해서 단면형상, 단면적, 도포된 높이 그리고 선폭 등을 직접 얻게 된다.

도 6을 참조하여, 도포된 페이스트 패턴의 단면 측정 방법을 설명한다.

먼저, 도포된 페이스트 패턴에서 단면 관리 지점을 설정하는 단계(S61)는 사용자가 도포된 모든 페이스트 패턴의 단면 측정도 가능하지만, 특히 측정이 필요한 부분을 관리 지점으로 설정하는 과정이다. 즉, 본 발명의 페이스트 도포기에 의하여 형성된 페이스트 패턴은 기판상에 일정 부분을 차지하면서 위치하게 되는데, 사용자가 측정하고자 하는 단면의 위치를 페이스트 도포기의 제어부와 연결된 입출력 수단을 통하여 선택하게 된다.

그리고, 상기 단면 관리 지점 설정 단계를 거친 후에는 단면 측정 수단과 페이스트 패턴이 도포된 기판의 상대 운동으로 상기 관리 지점이 단면 측정 수단에 위치하도록 이동하는 단계(S62)를 거치게 된다. 즉, 단면 측정 수단(100)이 설치된 헤드 유닛(50a)이 기판이 탑재된 스테이지(40)와 상대 운동을 하면서 측정하고자 하는 페이스트 패턴의 단면 위치로 이동하게 된다. 상기의 헤드 유닛(50a)과 상기 스테이지(40)의 상대 운동은 페이스트 도포시에도 필요한 것이므로, 이는 그대로 이용 가능하여 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.

또한, 단면 측정 수단을 이용하여 페이스트 패턴의 단면을 측정하는 단계 (S63)를 거침으로써 단면을 측정하는 방법은 종료하게 된다. 상기 단면 측정 수단은 이동 스팟 방식의 측정기이거나 라인빔 방식의 측정기인 것이 바람직하다. 상기 단면 측정기를 통한 단면 측정 방법은 상기 단면 측정기의 구성요소에 대한 설명과 구체적인 실시예를 통하여 설명하였으므로 생략하기로 한다(도 4 참조).

그리고, 상기 단면 측정 수단은 상기 기판과 상기 단면 측정 수단의 상대적 이동없이 정지상태에서 직접적으로 단면을 측정하는 것이 바람직하다.

상술한 본 발명에 따른 페이스트 도포기 및 페이스트 패턴의 단면 측정 방법의 효과를 설명하면 다음과 같다.

첫째, 본 발명에 의하면 페이스트 패턴의 특정 단면 측정시에 기판과 단면 측정 수단이 상대운동을 하지 않고 고정된 위치에서 단면을 측정함으로써 부적절한 측정환경을 배제시키게 되어, 정확한 단면 형상, 단면적, 도포된 높이 그리고 선폭 등을 산출할 수 있게 된다. 또한, 페이스트 패턴의 단면적을 얻기 위해서 불필요한 연산처리 단계를 거치지 않음으로써 공정 시간이 단축되어 제품의 생산률을 높일 수 있게 된다.

본 발명자의 비교 실험자료에 의하면, 도포된 페이스트의 특정 단면을 측정하는데 있어서 종래 기술의 경우는 측정 높이 및 외부연산 오차가 15%정도 존재하는 반면,본 발명에서는 측정 높이에 대한 오차는 0.5%이고, 외부연산에 대한 오차는 존재하지 않았다. 또한, 단면 측정 시간에 있어서도 종래 기술에서는 측정시간이 5초 정도가 소요되는 반면, 본 발명에서는 2초 정도가 소요되었다.

둘째, 본 발명에 의하면 도포된 페이스트의 특정 단면을 측정하기 위해 측정 구간의 핏치 간격에 관계없이 직접적으로 단면을 측정함으로써 정확한 측정결과를 얻을 수 있고, 이를 통해 품질관리 및 향상을 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 페이스트 도포기의 구성을 개략적으로 도시한 사시도.

도 2은 본 발명에 따른 페이스트 도포기의 제어 구성을 개략적으로 도시한 블록도.

도 3는 본 발명에 따른 단면 측정 수단의 일 실시예를 개략적으로 도시한 구성도.

도 4는 도 3의 단면 측정 수단의 실시에 따른 상태도.

도 5은 본 발명에 따른 단면 측정 수단의 다른 실시예를 개락적으로 도시한 구성도.

도 6은 본 발명에 따른 페이스트 패턴의 단면을 측정하는 방법을 나타내는 흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

10 : 프레임 12 : 컬럼

20 : X축 테이블 30 : Y축 테이블

40 : 스테이지 50 : 헤드 유닛

70 : 제어부 80 : 입출력수단

100 : 단면 측정기 200 : 기판

300 : 도포된 페이스트 패턴 552 : 페이스트 수납통

554 : 노즐

Claims (4)

1. 기판상에 원하는 페이스트 패턴을 도포하는 페이스트 도포기에 있어서, 기판을 착탈가능하게 탑재하는 스테이지와;

   상기 스테이지에 탑재된 기판의 주면에 대향하는 페이스트 토출구를 가지고, 상기 스테이지와 상대적으로 이동하면서 상기 기판에 페이스트를 토출하는 노즐과;

   상기 기판과 상대적 이동없이 정지한 상태에서 상기 기판상에 도포된 페이스트 패턴의 단면을 측정하는 단면 측정 수단을 포함하여 구성되는 페이스트 도포기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 단면 측정 수단은 레이저 스팟을 자체적으로 상하 및 좌우로 이동가능한 이동 스팟 방식인 것을 특징으로 하는 페이스트 도포기.
3. 제 1항에 있어서, 상기 단면 측정 수단은 라인빔 방식인 것을 특징으로 하는 페이스트 도포기.
4. 기판상에 원하는 페이스트 패턴을 도포하는 페이스트 도포기에 있어서, 도포된 페이스트 패턴에서 단면 관리 지점을 설정하는 단계와;

   상기 설정된 단면 관리 지점이 단면 측정 수단에 위치하도록 상대 이동하는 단계와;

   상기 기판과 상대적 이동없이 직접적으로 단면을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 페이스트 도포기의 제어 방법.