KR20060053045A - 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 레이저 유닛으로부터 출력된 레이저 빔이 컴퓨터에 입력된 이동 경로를 따라 웨이퍼 상에 조사되도록 유도하는 갈바노미터 스캐너(Galbanometer Scanner)를 이용한 레이저 마킹(Marking) 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 장치는 회전 구동이 가능하거나 관통홀이 형성된 하프(Half Mirror) 미러, 및 회전된 하프 미러에 의해 반사된 레이저 빔 또는 관통홀을 통과한 소정량의 레이저 빔을 감지하여 레이저 빔의 세기를 측정하는 레이저 빔 디텍터(Laser Beam Detector)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명에 따른 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 방법은 레이저 유닛으로부터 출력된 레이저 빔이 갈바노미터 스캐너에 의해 웨이퍼를 마킹한 후 소정의 각도로 회전된 하프 미러에 반사되고, 이에 레이저 빔 디텍터에서 반사된 레이저 빔을 감지하여 레이저 빔의 세기를 측정하는 것을 특징으로 한다. 이에 따르면, 하프 미러 및 레이저 빔 디텍터를 통해 웨이퍼를 마킹하는 레이저 빔의 실제 세기를 측정할 수 있다. 따라서, 레이저 빔의 세기가 달라짐으로 인해 발생되는 마킹 불량 등의 문제점이 발생되지 않고, 이에 따른 공정손실이 유발되지 않는다.
마킹, 레이저, 갈바노미터, 스캐너, 레이저 빔 디텍터, 하프 미러
Description
도 1은 종래 기술에 따른 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 장치를 개략적으로 나타낸 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 장치를 개략적으로 나타낸 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 방법을 개략적으로 나타낸 순서도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 장치를 개략적으로 나타낸 구성도.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
101, 201, 401: 레이저 마킹 장치 102, 202, 402: 레이저 유닛
103, 203, 403: 하프 미러 104, 204, 404: 갈바노미터 스캐너
104a, 204a: X축 갈바노미터 104b, 204b: X축 미러
104c, 204c: Y축 갈바노미터 104d, 204d: Y축 미러
105, 205: 플랫 필드 렌즈 106, 206, 406: 척
107, 207, 407: 웨이퍼 스테이션 108, 208, 408: 웨이퍼
209, 409: 레이저 빔 디텍터 403a: 관통홀
본 발명은 레이저 마킹(Marking) 장치 및 레이저 마킹 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 레이저 유닛으로부터 출력된 레이저 빔이 컴퓨터에 입력된 이동 경로를 따라 웨이퍼 상에 조사되도록 유도하는 갈바노미터 스캐너(Galbanometer Scanner)를 이용한 레이저 마킹(Marking) 장치 및 레이저 마킹 방법에 관한 것이다.
반도체 소자는 여러 가지 공정을 거쳐 웨이퍼 상에 형성된다. 즉, 반도체 소자 제조공정은 웨이퍼 상에 여러 가지 불순물(Dopant)을 확산 또는 이온주입하거나, 산화막, 질화막, 금속막, 포토레지스트 등 각종 막을 형성하거나, 노광을 하는 등 일련의 공정이 반복된다. 이 때 웨이퍼는 공정 순서를 따라 계속 이동될 뿐만 아니라 그 위치가 계속적으로 바뀌기 때문에, 매 공정마다 웨이퍼의 위치를 정위치에 정렬할 필요가 있다. 또한, 웨이퍼에 형성된 다수의 반도체 소자의 크기는 매우 작기 때문에, 웨이퍼의 정렬은 매우 미세하고 정확하게 이루어져야 한다.
일반적으로, 웨이퍼의 정렬은 웨이퍼의 플랫(Flat)을 이용하여 원하는 일정한 방향으로 정렬하는 예비정렬(Pre-Alignment)을 한 후, 웨이퍼의 소정 부위에 형성된 특정 마크(Mark)를 인식하여 미세하게 정렬시킴으로써 이루어진다. 여기서, 웨이퍼의 플랫이란 웨이퍼의 원주 일부분을 직선으로 연마한 것으로서, 웨이퍼의 결정방향(예를 들면, {111}방향 또는 {100}방향)과 전도유형(즉, n형 또는 p형)을 나타내는 것이다.
이와 같은 미세정렬(fine alignment)을 위한 특정 마크는 주로, 2차원 코드(Two-Dimensional Code)나 문자로 이루어지며, 통상적으로 레이저 빔을 사용하여 웨이퍼 소정 부위의 표면을 녹임으로써 형성되어진다.
이하 첨부 도면을 참조하여, 레이저 빔을 사용하여 웨이퍼 상에 특정 마크를 형성시키는 종래 기술에 따른 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 장치의 레이저 마킹 방법을 개략적으로 살펴보기로 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 장치(101)에서는 레이저 유닛(102)으로부터 레이저 빔을 생성 및 출력시키고, 출력된 레이저 빔을 하프 미러(103)에 반사시켜 갈바노미터 스캐너(104)로 입사시킨다. 이 후, 갈바노미터 스캐너(104)는 입사된 레이저 빔을 X축 갈바노미터(104a)에 의해 위치된 X축 미러(104b)를 통해 굴절시킨 다음, Y축 갈바노미터(104c)에 의해 위치된 Y축 미러(104d)를 통해 굴절시킴으로써, 레이저 빔을 제어부에 입력된 경로에 따라 웨이퍼(108) 상에 조사되도록 유도시킨다. 이에, 갈바노미터 스캐너(104)를 통과한 레이저 빔은 플랫 필드 렌즈(105)에 의해 한 곳으로 집중된 후, 웨이퍼 스테이션(Wafer Station)(107) 상의 척(Chuck)(106)에 고정된 웨이퍼(108) 상에 조사된다.
여기서, 갈바노미터(104a, 104c)는 각각에 설치된 미러(104b, 104d)의 일측에 영구 자석과 코일이 설치되어 있어서, 코일에 인가되는 전류의 강도 및 극성에 의해 미러(104b, 104d)의 반사 방향을 변화시킬 수 있다. 또한, 갈바노미터(104a, 104c)는 통상적으로 웨이퍼(108) 상에 마킹될 문자나 도형 등의 마크에 대한 레이저 빔의 이동 경로가 입력된 제어부에 의해 제어된다.
따라서, 이와 같은 구성을 갖는 종래 기술에 따른 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 장치(101)는 갈바노미터 스캐너(104)에 의해 레이저 빔을 제어부에 입력된 경로에 따라 웨이퍼(108) 상에 조사시킴으로써, 웨이퍼(108) 상의 소정 부위에 마크를 형성시킨다.
여기서, 웨이퍼(108)를 마킹하는 레이저 빔의 세기는 제어부에 의해 제어된 레이저 유닛(102)으로부터 결정되는데, 레이저 유닛(102)에서 생성된 레이저 빔이 출력된 후 하프 미러(103)와 갈바노미터 스캐너(104) 및 플랫 필드 렌즈(105)를 거치는 동안, 또는 레이저 유닛(102)의 이상으로 인해, 제어부에 정해진 세기와는 다른 세기로 웨이퍼(108)에 조사될 수 있다.
이 때, 웨이퍼(108)에 조사되는 레이저 빔의 실제 세기가 정해진 세기보다 약하면, 웨이퍼(108)에 마킹된 마크가 희미하게 형성되어 다음 공정에서 마크 인식이 잘 이루어지지 않아 공정불량이 유발될 수 있다. 또한, 레이저 빔의 실제 세기가 정해진 세기보다 강하면, 웨이퍼(108)의 소정 부위를 녹이는 동안 소정 부위 주위에 실리콘의 잔유물이 형성될 수 있고, 이러한 잔유물이 매 공정 시 공정 파티클로 작용하여 에러를 발생시키거나 공정불량을 야기시킬 수 있다.
이에 반해, 종래 기술에 따른 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 장치(101)에는 웨이퍼(108) 상에 조사되는 레이저 빔의 실제 세기를 측정하는 수단이 구비되어 있지 않다. 따라서, 웨이퍼(108)를 마킹하는 레이저 빔의 실제 세기가 뜻하지 않은 요인으로 인해 감소 또는 증가되거나, 출력 에러가 발생되는 경우, 이로 인한 실리콘 잔유물 형성 및 마킹불량 등의 문제점이 발생될 수 있고,이에 공정불량으로 인한 공정 손실이 야기될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 장치 및 레이저 마킹 방법은 레이저 빔에 의한 마킹 공정이 진행되는 동안 레이저 빔의 세기를 체크할 수 있는 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 장치 및 레이저 마킹 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 레이저 유닛으로부터 출력된 레이저 빔이 컴퓨터에 입력된 이동 경로를 따라 웨이퍼 상에 조사되도록 유도하는 갈바노미터 스캐너(Galbanometer Scanner)를 이용한 레이저 마킹 장치로서, 회전 구동이 가능하고, 레이저 유닛과 갈바노미터 스캐너 사이의 레이저 빔 이동 경로 상에 형성되며, 레이저 빔을 반사시켜 갈바노미터 스캐너로 이송시키는 하프(Half Mirror) 미러; 및 소정의 각도로 회전된 하프 미러에 의해 반사된 레이저 빔을 감지하여 레이저 빔의 세기를 측정하는 레이저 빔 디텍터(Laser Beam Detector)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 레이저 마킹 방법은 레이 저 유닛으로부터 출력된 레이저 빔이 컴퓨터에 입력된 이동 경로를 따라 웨이퍼 상에 조사되도록 유도하는 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 방법으로서, 레이저 유닛으로부터 레이저 빔을 출력시키고, 출력된 레이저 빔이 하프 미러에 반사되어 갈바노미터 스캐너로 입사된 후 갈바노미터 스캐너에 의해 웨이퍼로 유도되어 웨이퍼를 마킹하는 제 1 단계; 하프 미러가 레이저 빔의 세기를 측정하는 레이저 빔 디텍터로 향하도록 하프 미러를 소정의 각도로 회전시키는 제 2 단계; 레이저 유닛으로부터 다시 레이저 빔을 출력시켜, 제 2 단계에서 소정의 각도로 회전된 하프 미러에 반사시키는 제 3 단계; 및 제 3 단계에서 반사된 레이저 빔을 레이저 빔 디텍터에서 감지하여 레이저 빔의 세기를 측정하는 제 4 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 다른 본 발명에 따른 레이저 마킹 장치는 레이저 유닛으로부터 출력된 레이저 빔이 컴퓨터에 입력된 이동 경로를 따라 웨이퍼 상에 조사되도록 하는 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 장치로서, 레이저 유닛과 갈바노미터 스캐너 사이의 레이저 빔 이동 경로 상에 형성되고, 레이저 유닛에서 출력된 레이저 빔을 반사시켜 갈바노미터 스캐너로 이송시킬 뿐만 아니라, 레이저 빔의 소정량을 상기 레이저 빔이 접촉되는 접촉면에서부터 반대면까지 형성된 관통홀에 통과시키는 하프 미러; 및 관통홀을 통과한 레이저 빔을 감지하여 레이저 빔의 세기를 측정하는 레이저 빔 디텍터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 장치(201)는 레이저 빔을 생성 및 출력시키는 레이저 유닛(202)과, 레이저 빔을 반사시키는 하프 미러(203)와, 레이저 빔을 제어부에 입력된 경로로 유도시키는 갈바노미터 스캐너(204)와, 입사된 레이저 빔을 한 곳으로 집중시키는 플랫 필드 렌즈(Flat Field Lens)(205), 및 웨이퍼(208)를 정렬 및 고정시키는 척(206)을 구비한 웨이퍼 스테이션(207)을 포함한다.
그리고, 본 발명에 따른 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 장치(201)는 종래 기술에 따른 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 장치(도 1의 101)와는 달리, 하프 미러(203)가 회전이 가능하며, 하프 미러(203)가 소정의 각도로 회전되는 경우 하프 미러(203)와 마주보게 되는 위치에 레이저 빔을 감지하여 그 세기를 측정하는 레이저 빔 디텍터(209)가 구비되어 있다.
따라서, 레이저 빔이 하나의 웨이퍼(208)를 마킹한 후 다음 웨이퍼(208')를 마킹하기 전에 하프 미러(203)를 소정의 각도로 회전시킴으로써, 레이저 유닛(202)으로부터 출력된 레이저 빔이 회전된 하프 미러(203)에 반사되고, 이에 레이저 빔 디텍터(209)가 이를 감지하여 그 세기를 측정하게 된다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 장치(201)의 레이저 마킹 방법에 대해 도 3을 참조하여 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 방법을 개략적으로 나타낸 순서도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 방법은 먼저, 레이저 빔을 이용하여 웨이퍼를 마킹하는 제 1 단계(301)와, 하프 미러를 소정의 각도로 회전시키는 제 2 단계(302)와, 레이저 빔을 출력시켜 회전 하프 미러에 반사시키는 제 3 단계(303), 및 반사된 레이저 빔을 감지하여 그 세기를 측정하는 제 4 단계(304)를 포함한다.
제 1 단계(301)는 레이저 유닛으로부터 레이저 빔을 출력시키고, 출력된 레이저 빔이 레이저 빔 이동 경로 상에 위치한 하프 미러에 의해 반사되어 갈바노미터 스캐너로 입사된 후 갈바노미터 스캐너에 의해 다시 웨이퍼로 유도되어 하나의 웨이퍼의 소정 부위를 마킹하는 단계이다. 여기서, 웨이퍼는 척이 구비된 웨이퍼 스테이션에 고정되어 있고, 레이저 빔이 소정 부위에 조사되도록 웨이퍼 스테이션에 의해 정렬되어 있다.
그리고, 갈바노미터 스캐너는 입사된 레이저 빔을 X축 방향으로 이동시키는 X축 미러와, 이를 제어하는 X축 갈바노미터와, X축 방향으로 이동된 레이저 빔을 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 미러. 및 Y축 미러를 제어하는 Y축 갈바노미터를 포함한다.
그리고, 제 2 단계(302)는 제 1 단계(301)에서 하나의 웨이퍼가 마킹된 후 다른 웨이퍼가 마킹되기 전에, 하프 미러를 레이저 빔의 세기를 측정하는 레이저 빔 디텍터로 향하도록 소정의 각도로 회전시키는 단계이다. 여기서, 레이저 빔 디텍터는 하프 미러가 소정의 각도로 회전되는 위치에 하프 미러와 마주보도록 형성되어 있다.
그리고, 제 3 단계(303)는 레이저 유닛으로부터 다시 레이저 빔을 출력시켜, 출력된 레이저 빔이 제 2 단계(302)에서 소정의 각도로 회전된 하프 미러에 의해 레이저 빔 디텍터로 입사되도록 레이저 빔을 반사시키는 단계이다.
그리고, 제 4 단계(304)는 제 3 단계(303)에서 레이저 빔 디텍터로 반사된 레이저 빔이 입사됨에 따라 레이저 빔 디텍터에서 이를 감지하여 그 세기를 측정하는 단계이다.
따라서, 본 발명에 따른 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 방법은 웨이퍼의 마킹이 이루어지는 동안 소정 횟수로 웨이퍼 상에 조사되는 레이저 빔의 실제 세기를 측정한다.
한편, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 4를 참조하면, 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 장치(401)는 레이저 빔이 접촉되는 접촉면에서부터 반대면까지 관통홀(403a)이 형성된 하프 미러(403)와, 관통홀(403a)을 통과한 레이저 빔을 감지하여 그 세기를 측정하는 레이저 빔 디텍터(409)를 포함한다.
즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 장치(401)는 본 발명의 일 실시예에 따른 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 장치(도 2의 201)와는 달리, 레이저 유닛(402)으로부터 출력된 레이저 빔의 이동 경로 상에 관통홀(403a)이 형성된 하프 미러(403)가 형성되어 있다. 따라서, 웨이퍼 스테이션(407) 상의 척(406)에 고정된 웨이퍼(408)를 마킹하기 위해 레이저 유닛(402)으로부터 레이저 빔이 출력되는 경우, 레이저 빔의 대부분은 하프 미러(403)에 의해 갈바노미터 스캐너(404)로 반사되고, 소정량은 관통홀(403a)을 통과하게 된다. 이에, 레이저 빔 디텍터(409)에서 관통홀(403a)을 통과한 레이저 빔을 감지하여 웨이퍼(408)를 마킹하는 레이저 빔의 실제 세기를 측정한다.
이하, 하프 미러(403) 및 레이저 빔 디텍터(409)를 제외한 다른 구성 요소들은 도 2에 나타낸 본 발명의 일 실시예에 따른 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 장치(201)와 동일하므로, 구체적인 설명을 생략하기로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 장치는 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 장치는 회전 구동이 가능하거나 관통홀이 형성된 하프 미러, 및 회전된 하프 미러에 의해 반사된 레이저 빔 또는 관통홀을 통과한 소정량의 레이저 빔을 감지하여 레이저 빔의 세기를 측정하는 레이저 빔 디텍터를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 방법은 레이저 유닛으로부터 출력된 레이저 빔이 갈바노미터 스캐너에 의해 웨이퍼를 마킹한 후 소정의 각도로 회전된 하프 미러에 반사되고, 이에 레이저 빔 디텍터에서 반사된 레이저 빔을 감지하여 레이저 빔의 세기를 측정한다.
따라서, 본 발명에 따른 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 장치 및 방법은 하프 미러 및 레이저 빔 디텍터를 통해 웨이퍼를 마킹하는 레이저 빔의 실제 세기를 측정할 수 있다. 이에, 레이저 빔의 세기가 달라짐으로 인해 발생되는 마킹 불량 등의 문제점이 발생되지 않고, 이로 인한 공정손실이 유발되지 않는다.
Claims (3)
- 레이저 유닛으로부터 출력된 레이저 빔이 컴퓨터에 입력된 이동 경로를 따라 웨이퍼 상에 조사되도록 유도하는 갈바노미터 스캐너(Galbanometer Scanner)를 이용한 레이저 마킹 장치에 있어서,회전 구동이 가능하고, 상기 레이저 유닛과 상기 갈바노미터 스캐너 사이의 상기 레이저 빔 이동 경로 상에 형성되며, 상기 레이저 빔을 반사시켜 상기 레이저 유닛에서 상기 갈바노미터 스캐너로 이송시키는 하프(Half Mirror) 미러; 및소정의 각도로 회전된 상기 하프 미러에 의해 반사된 상기 레이저 빔을 감지하여 상기 레이저 빔의 세기를 측정하는 레이저 빔 디텍터(Laser Beam Detector)를 포함하는 것을 특징으로 하는 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 장치.
- 레이저 유닛으로부터 출력된 레이저 빔이 컴퓨터에 입력된 이동 경로를 따라 웨이퍼 상에 조사되도록 유도하는 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 방법에 있어서,상기 레이저 유닛으로부터 상기 레이저 빔을 출력시키고, 출력된 상기 레이저 빔이 하프 미러에 반사되어 상기 갈바노미터 스캐너로 입사된 후 상기 갈바노미터 스캐너에 의해 상기 웨이퍼로 유도되어 상기 웨이퍼를 마킹하는 제 1 단계;상기 하프 미러가 상기 레이저 빔의 세기를 측정하는 레이저 빔 디텍터로 향하도록 상기 하프 미러를 소정의 각도로 회전시키는 제 2 단계;상기 레이저 유닛으로부터 다시 상기 레이저 빔을 출력시켜, 상기 제 2 단계에서 소정의 각도로 회전된 상기 하프 미러에 반사시키는 제 3 단계; 및상기 제 3 단계에서 반사된 상기 레이저 빔을 상기 레이저 빔 디텍터에서 감지하여 상기 레이저 빔의 세기를 측정하는 제 4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 방법.
- 레이저 유닛으로부터 출력된 레이저 빔이 컴퓨터에 입력된 이동 경로를 따라 웨이퍼 상에 조사되도록 하는 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 장치에 있어서,상기 레이저 유닛과 상기 갈바노미터 스캐너 사이의 상기 레이저 빔 이동 경로 상에 형성되고, 상기 레이저 유닛에서 출력된 상기 레이저 빔을 반사시켜 상기 갈바노미터 스캐너로 이송시킬 뿐만 아니라, 상기 레이저 빔의 소정량을 상기 레이저 빔이 접촉되는 접촉면에서부터 반대면까지 형성된 관통홀에 통과시키는 하프 미러; 및상기 관통홀을 통과한 상기 레이저 빔을 감지하여 상기 레이저 빔의 세기를 측정하는 레이저 빔 디텍터를 포함하는 것을 특징으로 하는 갈바노미터 스캐너를 이용한 레이저 마킹 장치.
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Cited By (3)
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KR100931714B1 (ko) * | 2005-11-04 | 2009-12-14 | 가부시키가이샤 오크세이사쿠쇼 | 레이저 빔·자외선조사 주변노광장치 및 그 방법 |
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KR101119815B1 (ko) * | 2011-04-05 | 2012-03-06 | 나노스코프시스템즈 (주) | 빔 편향 장치 |
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2004
- 2004-11-13 KR KR1020040092826A patent/KR20060053045A/ko not_active Application Discontinuation
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