KR20060088408A - 레이저 빔의 위치검출장치 및 이를 이용한 반도체웨이퍼용 레이저 마킹설비 - Google Patents

레이저 빔의 위치검출장치 및 이를 이용한 반도체웨이퍼용 레이저 마킹설비 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼용 레이저 마킹설비에 관한 것으로, 이를 위한 본 발명은, 레이저 빔의 광원을 형성하는 레이저 헤드어셈블리와, 레이저 헤드어셈블리에서 방출되는 레이저 빔을 굴절시키는 다수의 굴절미러와, 굴절미러에 의해 굴절된 레이저 빔을 X축 및 Y축으로 굴절시키는 X축 갈보스캐너 및 Y축 갈보스캐너와; 레이저 빔에 의해 고유번호 또는 인식기호가 형성되는 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼 테이블과, 테이블의 내측에 마련되어 각 갈보스캐너에 의해 굴절된 레이저 빔의 위치를 감지하는 위치검출장치가 마련되며, 이에 따라, 작업자가 직접 마킹 위치를 보정할 필요가 없어 공정의 단순화 및 편리함을 줄 수 있고, 마킹되는 위치를 측정하기 위하여 테스트 웨이퍼를 소모할 필요가 없어 자재의 낭비를 방지할 수 있는 효과가 있어 반도체 웨이퍼의 제조수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

레이저 빔의 위치검출장치 및 이를 이용한 반도체 웨이퍼용 레이저 마킹설비{Apparatus for locating laser and laser marking system for semiconductor wafer by use the same}
도 1은 본 발명에 따른 레이저 마킹설비를 간략히 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 레이저 마킹설비의 위치검출장치를 간략히 나타낸 측면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 레이저 빔 감지모듈을 간략히 나타낸 평면도이다.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**
1 : 레이저 빔
2 : 웨이퍼
10 : 레이저 헤드어셈블리
20 : 굴절미러
30, 40 : X축, Y축 갈보 스캐너
50 : 웨이퍼테이블
70 : 위치감지장치
72 : 광량저하필터
74 : 감지모듈
본 발명은 레이저 마킹설비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 웨이퍼 제조공정시 웨이퍼의 인식기호를 마킹하기 위한 레이저 빔의 위치검출장치 및 이를 이용한 반도체 웨이퍼용 레이저 마킹설비에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조공정 내에서 웨이퍼는 사진, 이온확산, 식각, 화학기상증착 및 금속증착 등의 공정을 반복하여 거친 후 반도체장치인 칩으로 제작된다.
이처럼 다른 공정 단계의 진행 여부를 각 웨이퍼별로 확인하고 최종 제품 검사 결과를 후속 공정에 피드백(feedback)하기 위해, 각각의 반도체 웨이퍼에는 고유번호 또는 인식기호가 각인된다.
여기서, 웨이퍼 상에 고유 번호의 각인을 위해 일반적인 반도체 장치의 제조 과정은 레이저(Laser)를 사용하여 반도체 웨이퍼에 문양을 각인하는 레이저 마킹설비가 마련된다.
이러한 레이저 마킹설비는 레이저 빔을 반도체 웨이퍼의 가장자리 상부면에 조사하여 점(Dot) 형태의 홈을 형성하는데, 이러한 점 형태의 홈들이 모여서 고유번호 또는 인식기호를 형성하도록 한다.
또한, 각 웨이퍼 상에 고유번호 또는 인식기호를 마킹하기에 앞서 웨이퍼 상에 마킹되는 고유번호 또는 인식기호의 위치를 설정하기 위하여 마킹설비에 테스트 웨이퍼(또는 더미 웨이퍼)를 안착시켜 마킹을 실시한 후 육안 실측에 의한 위치를 측정하여 웨이퍼 상에 마킹되는 고유번호 또는 인식기호의 마킹 위치를 보정하고 있는 실정이다.
그러나, 종래 기술에 따른 레이저 마킹설비에서 다양한 종류(예를 들어 웨이퍼의 크기, 웨이퍼에 형성된 칩의 크기 등)의 웨이퍼에 마킹을 실시할 경우 마킹되는 위치를 각 웨이퍼의 종류에 따라 각각 보정하여야 함으로 작업자에게 매우 불편한 문제점이 있으며, 또한, 각각의 웨이퍼에 해당하는 테스트 웨이퍼를 구비하여 함으로 자재의 낭비가 소요되는 문제점이 있었다.
또한, 종래 기술에 따른 레이저 마킹설비를 이용하여 다수의 웨이퍼에 장시간 마킹작업을 실시할 경우, 레이저 빔에 의한 설비의 열화로 인하여 웨이퍼 상에 마킹되는 고유번호 또는 인식기호의 위치가 변동됨으로 자주 마킹 위치를 보정하여야 하고, 정확한 위치 보정이 이루어지지 않을 경우 레이저 빔에 의하여 웨이퍼가 손상되어 전반적이 웨이퍼의 제조수율에 좋지 않은 영향을 미치는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 웨이퍼의 고유번호 또는 인식기호를 마킹하기 위하여 테스트 웨이퍼 또는 더미 웨이퍼를 사 용하지 않고 직접 레이저 빔의 위치를 감지하여 웨이퍼 상에 마킹되는 고유번호 또는 인식기호의 위치를 설정할 수 있는 레이저 빔의 위치검출장치 및 이를 이용한 반도체 웨이퍼용 레이저 마킹설비를 제공함에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 레이저 빔의 위치검출장치 및 이를 이용한 반도체 웨이퍼용 레이저 마킹설비는, 레이저 빔의 광원을 형성하는 레이저 헤드어셈블리와, 상기 레이저 헤드어셈블리에서 방출되는 레이저 빔을 굴절시키는 다수의 굴절미러와, 상기 굴절미러에 의해 굴절된 레이저 빔을 X축 및 Y축으로 굴절시키는 X축 갈보스캐너 및 Y축 갈보스캐너와, 상기 레이저 빔에 의해 고유번호 또는 인식기호가 형성되는 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼 테이블과, 상기 테이블의 내측에 마련되어 상기 각 갈보스캐너에 의해 굴절된 레이저 빔의 위치를 감지하는 위치검출장치가 마련된다.
또한, 상기 위치검출장치는, 상기 웨이퍼 테이블의 상면에 마련되어 주사되는 레이저 빔의 출력을 감소시키는 광량저하필터와, 상기 광량저하필터의 하측에 마련되어 출력이 감소된 레이저 빔의 위치를 감지하는 감지모듈이 마련되는 것이 바람직하다.
그리고, 웨이퍼 상에 고유번호 또는 인식기호를 형성하는 레이저 빔과, 상기 레이저 빔의 출력을 감소시키는 광량저하필터와, 상기 광량저하필터에 의해 출력이 감소된 상기 레이저 빔을 감지하여 레이저 빔의 위치를 검출하는 감지모듈이 마련 된다.
또한, 상기 감지모듈은, 다수의 수광센서가 일정한 간격을 유지하여 매트릭스 형태로 마련되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 레이저 빔의 위치검출장치 및 이를 이용한 반도체 웨이퍼용 레이저 마킹설비를 상세히 설명한다.
본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.
먼저, 본 발명에 따른 레이저 마킹설비의 구조를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 레이저 마킹설비를 간략히 나타낸 구성도이다.
도시한 바와 같이 본 발명에 따른 레이저 마킹설비(100)는, 레이저 빔(1)의 광원을 형성하는 레이저 헤드어셈블리(10)와, 레이저 헤드어셈블리(10)에서 방출되는 레이저 빔(1)을 굴절시키는 다수의 굴절미러(20)와, 굴절미러(20)에 의해 굴절된 레이저 빔(1)을 X축 및 Y축으로 굴절시켜 웨이퍼 상에 특정 고유번호 또는 인식기호를 형성시키는 X축 갈보스캐너(30) 및 Y축 갈보스캐너(40)가 마련되고, 각 갈보스캐너(30, 40)의 하부에는 고유번호 또는 인식기호가 형성되는 웨이퍼(2)가 안착되는 웨이퍼 테이블(50)이 마련되며, 웨이퍼 테이블(50)의 중앙부에는 X축 갈보스캐너(30) 및 Y축 갈보스캐너(40)에 의해 형성되는 레이저 빔(1)의 위치를 감지하 는 위치검출장치(70)가 마련된다.
또한, 위치검출장치(70)에서 검출되는 레이저 빔(1)의 위치 신호를 수신하여 지정된 고유번호 또는 인식기호의 위치와의 좌표차이를 연산하여 X축 갈보스캐너(30) 및 Y축 갈보스캐너(40)를 제어하는 제어부가 마련된다.
이하, 본 발명의 주요부인 레이저 마킹설비의 위치검출장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 레이저 마킹설비의 위치검출장치를 간략히 나타낸 측면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 레이저 빔 감지모듈을 간략히 나타낸 평면도이다.
도시한 바와 같이 본 발명에 따른 레이저 마킹설비의 위치검출장치(70)는, 상술한 레이저 마킹설비(100)의 웨이퍼 테이블(50)의 하측에 마련되며, 웨이퍼 테이블(50)의 표면에 노출되어 각 갈보스캐너(30, 40)에 의해 주사되는 레이저 빔(1)의 강도를 감소시키는 광량저하필터(intensity drop filter)(72)와, 광량저하필터(72)의 하부에 마련되어 광량저하필터(72)에 의해 감소된 레이저 빔(1)의 위치를 감지하는 감지모듈(74)이 마련된다.
여기서, 광량저하필터(72)는 웨이퍼 테이블(50)에 안착되는 웨이퍼(미도시)의 지름보다 다소 크게 형성되며, 레이저 헤드어셈블리(10)에서 방출되는 레이저 빔(1)의 출력을 감지모듈(74)에서 감지할 수 있도록 감소시킨다. 예를 들어 각 갈보스캐너(30, 40)에 의해 웨이퍼 테이블(50) 측으로 주사되는 레이저 빔(1)의 출력이 약 800~110[μJ]일 경우 광량저하필터(72)를 통과하는 레이저 빔(1)의 출력이 약 20~35[μJ]로 감소되도록 한다.
그리고, 감지모듈(74)은, 광량저하필터(72)의 하부에 위치하여 광량저하필터(72)에 의해 그 출력이 감소된 레이저 빔(1)을 감지하도록 다수의 수광센서(76)가 일정한 간격을 유지하는 매트릭스 형태로 마련되며, 웨이퍼 테이블(50)에 안착되는 웨이퍼(2)의 크기 보다 다소 크게 형성되며, 수신되는 레이저 빔(1)의 위치 좌표를 제어부로 전송하도록 마련된다.
이에 따라, 본 발명에 따른 레이저 마킹설비의 위치검출장치의 작동을 실시예를 통하여 상세히 설명한다.
상술한 바와 같은 레이저 마킹설비(100)는, 고유번호 또는 인식기호를 마킹 하기 위한 웨이퍼가 공급되기 이전에 고유번호 또는 인식기호가 형성되는 위치를 측정하기 위하여 레이저 헤드어셈블리에서 시험적으로 레이저 빔을 방출하고, 레이저 헤드어셈블리(10)에서 방출되는 레이저 빔(1)이 각 굴절미러(20)에 의해 굴절되어 X축 갈보스캐너(30) 및 Y축 갈보스캐너(40)에 의해 웨이퍼(2)가 안착되는 웨이퍼 테이블(50) 측으로 전환된다.
이때, 웨이퍼 테이블(50)측으로 전환된 레이저 빔(1)은 웨이퍼 테이블(50)의 상면에 마련된 광량저하필터(72)를 통과하면서 그 출력이 감소되며, 광량저하필터(72)에 의해 그 광량이 저하된 레이저 빔(1)은 광량저하필터(72)의 하측에 마련된 감지모듈(74)에 주사된다.
여기서, 감지모듈(74)에 주사되는 레이저 빔(1)은 감지모듈(74)에 일정간격을 유지하는 매트릭스형태의 수광센서(76)에 의해 감지되고, 레이저 빔(1)을 감지한 수광센서(76)는 제어부 측으로 감지신호를 전송한다.
이후, 제어부에서 레이저 빔(1)을 감지한 수광센서(76)의 위치를 좌표화하여 실제 웨이퍼(2) 상에 형성될 고유번호 또는 인식기호의 좌표와 비교하고, X축 갈보스캐너(30) 및 Y축 갈보스캐너(40)를 실제 웨이퍼 상에 형성될 고유번호 또는 인식기호의 좌표와 일치하도록 제어한다.
이후, 고유번호 또는 인식기호가 마킹될 웨이퍼(2)를 공급하여 웨이퍼 테이블(50) 상에 안착시키고, 안착된 웨이퍼의 지정된 위치에 레이저 빔(1)을 주사하여 마킹을 실시한다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 웨이퍼용 레이저 마킹설비에 따르면, 웨이퍼의 고유번호 또는 인식기호를 마킹하기 위하여 직접 레이저 빔의 위치를 감지하여 웨이퍼 상에 마킹되는 고유번호 또는 인식기호의 위치를 설정함으로써, 작업자가 직접 마킹 위치를 보정할 필요가 없어 공정의 단순화 및 편리함을 줄 수 있는 효과가 있으며, 마킹되는 위치를 측정하기 위하여 테스트 웨이퍼를 소모할 필요가 없어 자재의 낭비를 방지할 수 있는 효과가 있으며, 이에 따라 반도체 웨이퍼의 제조수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 레이저 빔의 광원을 형성하는 레이저 헤드어셈블리와,
    상기 레이저 헤드어셈블리에서 방출되는 레이저 빔을 굴절시키는 다수의 굴절미러와,
    상기 굴절미러에 의해 굴절된 레이저 빔을 X축 및 Y축으로 굴절시키는 X축 갈보스캐너 및 Y축 갈보스캐너와;
    상기 레이저 빔에 의해 고유번호 또는 인식기호가 형성되는 웨이퍼가 안착되는 웨이퍼 테이블과,
    상기 테이블의 내측에 마련되어 상기 각 갈보스캐너에 의해 굴절된 레이저 빔의 위치를 감지하는 위치검출장치가 마련되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼용 레이저 마킹설비.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 위치검출장치는,
    상기 웨이퍼 테이블의 상면에 마련되어 주사되는 레이저 빔의 출력을 감소시키는 광량저하필터와,
    상기 광량저하필터의 하측에 마련되어 출력이 감소된 레이저 빔의 위치를 감지하는 감지모듈이 마련되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼용 레이저 마킹설비.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 감지모듈은,
    다수의 수광센서가 일정한 간격을 유지하여 매트릭스 형태로 마련되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼용 레이저 마킹설비.
  4. 웨이퍼 상에 고유번호 또는 인식기호를 형성하는 레이저 빔과,
    상기 레이저 빔의 출력을 감소시키는 광량저하필터와,
    상기 광량저하필터에 의해 출력이 감소된 상기 레이저 빔을 감지하여 레이저 빔의 위치를 검출하는 감지모듈이 마련되는 것을 특징으로 하는 레이저 빔의 위치검출장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 감지모듈은,
    다수의 수광센서가 일정한 간격을 유지하여 매트릭스 형태로 마련되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼용 레이저 마킹설비.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101531816B1 (ko) * 2014-05-21 2015-06-25 주식회사 엘아이에스 웨이퍼 마킹장치의 마킹위치 보정방법

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