KR20080095625A

KR20080095625A - 양방향 촬상 광학계 및 이를 이용하는 스크린 프린터

Info

Publication number: KR20080095625A
Application number: KR1020070040371A
Authority: KR
Inventors: 김낙호
Original assignee: 세크론 주식회사
Priority date: 2007-04-25
Filing date: 2007-04-25
Publication date: 2008-10-29

Abstract

본 발명의 양방향 촬상 광학계는 제1방향으로 조명을 인가하는 제1조명장치; 상기 제1조명장치에 대하여 일방향에 구비되며, 제2방향으로 조명을 인가하는 제2조명장치; 상기 제1방향 또는 제2방향으로부터 취득되는 제1방향 영상 또는 제2 방향 영상을 상기 일방향에 대하여 수직방향인 타방향으로 분산시키는 광분산장치; 및 상기 광분산장치에 대하여 상기 타방향에 구비되며, 상기 광분산장치로부터 분산된 상기 제1방향 영상 또는 상기 제2 방향 영상을 촬상하는 촬상장치; 를 포함한다.

본 발명의 양방향 촬상 광학계를 이용하면 하나의 촬상장치로 양방향의 영상을 모두 취득할 수 있으므로, 모니터장치에 양방향에서 취득된 영상들을 모두 투사시킬 수 있어, 각 영상들의 위치를 용이하게 얼라인 할 수 있다.

스크린 프린터, 광학계

Description

양방향 촬상 광학계 및 이를 이용하는 스크린 프린터{Two way image picking up optical device and screen printer using the same}

도 1a 내지 1d는 스크린 프린터를 이용하여 기판상에 반도체 접착용 페이스트를 프린팅하는 방법을 개략적으로 보여준다.

도 2는 종래의 스크린 프린터용 광학계의 구성을 개략적으로 보여주는 개념도이다.

도 3은 본 발명의 스크린 프린터용 광학계가 제1방향을 촬상하는 모습을 보여주는 개념도이다.

도 4는 본 발명의 스크린 프린터용 광학계가 제2방향을 촬상하는 모습을 보여주는 개념도이다.

도 5는 본 발명의 스크린 프린터용 광학계를 이용하여 마스크를 기판에 얼라인 하는 방법을 보여주는 순서도이다.

본 발명은 양방향 감지 광학계 및 이를 이용하는 스크린 프린터에 관한 것이다.

스크린 프린터는 반도체 소자 제조 공정에 사용되는 장비로서, 웨이퍼에서 분리된 반도체 소자를 기판상에 부착시키기 전에, 상기 기판상에 반도체 소자가 부착될 부위에 반도체 소자 접착용 페이스트(paste)를 프린팅 방법으로 도포하는 장치이다.

이렇게 스크린 프린터에 의해 반도체 소자 접착용 페이스트가 기판상에 프린팅되면, 추후 다이본딩 장치가 웨이퍼에서 절단된 반도체 소자를 반도체 소자 접착용 페이스트가 프린팅된 위치에 위치시킨 후, 이를 다이본딩하게 된다.

도 1a 내지 1d는 종래 기술에 따른 스크린 프린터에 의해 반도체 소자 접착용 페이스트를 프린팅하는 방법을 모식적으로 도시한 것으로서, 도 1a 내지 1d로부터, 기판 상에 반도체 소자 접착용 페이스트가 프린팅될 부위에 대응하는 마스크를 배치하고 스퀴지(squeegee)를 이동시켜 접착용 페이스트를 기판상에 도포한 후, 마스크를 기판에서 제거하함으로써 반도체 소자 접착용 페이스트를 기판상의 반도체 소자가 부착될 부위에만 프린팅할 수 있음을 알 수 있다. 추후 반도체 소자는 기판상에 도포된 반도체 소자 접착용 페이스트 상에 놓여져 반도체 소자는 기판에 부착되게 된다.

이를 위해 스크린 프린터는 기판 상에 마스크를 정확한 위치에 위치시키는 것이 중요하게 되며, 종래의 스크린 프린터는 도 2에 도시된 바와 같은 광학계를 이용하여 기판을 마스크 위에 위치시키게 된다.

구체적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 스크린 프린터용 광학계는 마스크를 촬상하는 제1촬상장치(10), 및 기판을 촬상하는 제2촬상장치(20) 등 2개의 촬상장치(10, 20)을 가지도록 구성된다.

이러한 종래의 광학계는 마스크를 촬상하고자 하는 경우, 제1조명장치(30)를 통해 마스크로 조명을 가하고, 이로 인해 수득되는 마스크면 영상은 반사장치(50)을 통해 제1촬상장치(10)로 광경로가 변경되고, 이러한 영상은 제1렌즈(60)를 통해 제1촬상장치(10)로 도달되게 되며, 그에 따라 제1촬상장치(10)는 마스크를 촬상할 수 있게 된다.

한편, 기판을 촬상하고자 하는 경우, 제2조명장치(40)를 통해 기판으로 조명을 가하고, 이로 인해 수득되는 기판면 영상은 반사장치(50)을 통해 제2촬상장치(20)로 광경로가 변경되고, 이러한 영상은 제2렌즈(70)를 통해 제2촬상장치(20)로 도달되게 되며, 그에 따라 제2촬상장치(20)는 기판을 촬상할 수 있게 된다.

그런데, 이러한 종래의 스크린 프린터용 광학계는 마스크와 기판을 위해 두 개의 촬상장치가 필요하게 되며, 따라서 두 개의 촬상장치를 별도로 세팅해야 하는 번거로움이 있게 된다. 이경우, 특히 각 촬상장치의 특성이 상이한 경우 촬상장치의 세팅은 더욱 번거롭게 된다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 하나의 촬상장치를 이용하여 마스크와 기판을 동시에 촬상할 수 있는 스크린프린터용 광학계를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 하나의 촬상장치를 이용하여 마스크와 기판을 동시에 촬상할 수 있는 광학계가 적용된 스크린 프린터를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 하나의 촬상장치를 이용하여 마스크를 기판에 대하여 얼라인할 수 있는 마스크 얼라인 방법을 제공하고자 한다.

상기와 같은 기술적 과제의 해결을 위한, 본 발명의 한 특징에 따른 양방향 촬상 광학계는 제1방향으로 조명을 인가하는 제1조명장치; 상기 제1조명장치에 대하여 일방향에 구비되며, 제2방향으로 조명을 인가하는 제2조명장치; 상기 제1방향 또는 제2방향으로부터 취득되는 제1방향 영상 또는 제2 방향 영상을 상기 일방향에 대하여 수직방향인 타방향으로 분산시키는 광분산장치; 및 상기 광분산장치에 대하여 상기 타방향에 구비되며, 상기 광분산장치로부터 분산된 상기 제1방향 영상 또는 상기 제2 방향 영상을 촬상하는 촬상장치; 를 포함한다.

상기 광분산장치는 상기 제1조명장치와 상기 제2조명장치의 사이에 구비된다.

상기 양방향 촬상 광학계는 상기 광분산장치의 일측에 구비되며, 상기 광분산장치에 의해 분산된 광을 상기 촬상장치로 반사시키는 반사장치를 더 포함할 수 있다.

상기 제1촬상장치, 상기 광분산장치, 및 상기 제2촬상장치가 상기 일방향으로 배치될 수 있다.

상기 촬상장치, 상기 광분산장치, 및 상기 반사장치가 상기 타방향으로 배치될 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 스크린 프린터는 마스크를 지지하는 마스크 홀더부; 기판을 지지하는 척; 상기 마스크와 상기 기판 사이에 구비되는 상기 양방향 촬상 광학계; 및 상기 마스크 홀더부를 이동시켜 상기 마스크를 상기 기판에 얼라인시키는 구동부;를 포함한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 마스크 얼라인 방법은 제1방향으로 조명을 발광하여 제1방향 영상을 획득하는 단계; 상기 제1방향 영상을 광분산장치에 의해 90° 또는 -90° 방향으로 분산시켜 각각 촬상장치 방향 또는 반사장치 방향으로 전송하는 단계; 상기 촬상장치 방향으로 분산된 상기 제1방향 영상을 상기 촬상장치에 의해 획득하는 단계; 제2방향으로 조명을 발광하여 제2방향 영상을 획득하는 단계; 상기 제2방향 영상을 상기 광분산장치에 의해 90° 또는 -90° 방향으로 분산시켜 각각 상기 촬상장치 방향 또는 상기 반사장치 방향으로 전송하는 단계; 상기 촬상장치 방향으로 분산된 상기 제2방향 영상을 상기 촬상장치에 의해 획득하는 단계; 및 상기 제1방향 영상과 상기 제2방향 영상을 이용하여 마스크를 기판상에 얼라인하는 단계;를 포함한다.

상기 제1방향 영상이 마스크 영상이고, 상기 제2방향 영상이 기판 영상일 수 있다.

상기 마스크 얼라인 방법은 상기 반사장치로 분산된 상기 제1방향 영상 또는 상기 제2방향 영상을 반사시켜 상기 촬상장치로 전달하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 제1방향 영상을 획득하기 위해 상기 제2방향 조명을 오프시키고, 상기 제2방향 영상을 획득하기 위해 상기 제1방향 조명을 오프시킬 수 있다.

상기 제1방향 조명과 상기 제2방향 조명을 동시에 온시켜, 상기 제1방향 영상과 상기 제2방향 영상을 동시에 획득할 수 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

먼저, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 한 실시예에 따른 스크린 프린터용 광학계를 구체적으로 살펴본다.

도 3 및 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 스크린 프린터용 광학계는 촬상장치(100), 제1조명장치(200), 제2조명장치(300), 광분산장치(400), 반사장치(500), 렌즈(600), 및 조절 장치(700)를 포함한다.

여기서, 촬상장치(100)로는 광경로를 통해 목적물의 영상을 획득할 수 있는 장치이면 특별한 제한이 없으며, 통상적인 카메라를 이용할 수 있다.

제1조명장치(200) 및 제2조명장치(300)는 대상에 빛을 조사할 수 있는 장치로서, 특별한 제한이 없으며, 통상적으로 발광다이오드(light emission diode)를 이용한다.

본 발명의 실시예에서는 제1조명장치(200)는 상부의 마스크에 조명을 제공하도록, 제2조명장치(300)는 하부의 기판에 조명을 제공하도록 배치된다. 바람직하게는 본 발명의 실시예에서는 제1조명장치(200)와 제2조명장치(300)를 수직으로 나 란히 배치함으로써, 획득되는 마스크면 영상과 기판면 영상의 수직축 위치가 서로 동일하게 하였다.

광분산장치(400)는 입사되는 광을 그 입사각에 대하여 90° 또는 -90° 방향으로 분산시킬 수 있는 장치이면 특별한 제한이 없으며, 바람직하게는 빔스프리트(Beam sprit)를 이용한다. 바람직하게는 이러한 광분산장치(400)는 일방향(수직방향)으로 입사되는 빛을 타방향(수평방향)으로 분산시킬 수 있으며, 타방향(수평방향)으로 입사되는 빛은 그대로 투과시킬 수 있는 것이 사용된다.

본 발명에서는 광분산장치(400)는 제1조명장치(200)와 제2조명장치(300)의 사이에 위치됨으로써, 제1조명장치(200)과 제2조명장치(300)의 조명으로 인해 획득되는 마스크면 영상과 기판면 영상을 90° 또는 -90° 방향으로 분산시키게 된다.

반사장치(500)는 광분산장치의 일측에 구비되며, 광분산장치에 의해 분산된 광을 상기 촬상장치로 반사시킬 수 있는 장치로서, 특별한 제한이 없다.

렌즈(600)는 광분산장치(400) 또는 반사장치(500)로부터 입사되는 마스크면 영상 또는 기판면 영상을 조절하여 촬상장치(100)에 도달하게 한다.

조절장치(700)는 촬상장치(100)와 렌즈(600)사이에 구비되어 촬상장치(100)와 렌즈(600) 사이의 거리를 조절한다. 본 실시예에서는 조절장치(700)가 나사와 나사산 결합 형태로 구비되는 것으로 하였으나 이에 한정되는 것은 아니다.

이러한 본 발명의 한 실시예에 따른 광학계에서는 제1촬상장치(200), 광분산장치(400), 및 제2촬상장치(300)가 일방향으로 배치되며, 촬상장치(100), 렌즈(600), 광분산장치(400), 및 반사장치(500)는 상기 일방향에 대하여 수직방향인 타방향으로 배치되도록 구성된다. 특히, 렌즈(600)와 반사장치(500)는 광분산장치(400)을 중심으로 각각 양방향에 위치되도록 구성된다.

먼저, 도 3을 참조하여 본 발명의 한 실시예에 의한 스크린 프린터용 광학계를 이용하여 마스크로부터 영상을 취득하는 경우를 살펴본다.

제1조명장치(200)가 마스크 방향으로 조명을 인가하게 되면, 마스크면 영상이 제1조명장치(200)의 수직 하부에 위치하고 있는 광분산장치(400)로 전달되게 된다. 이렇게 전달된 마스크면 영상은 광분산장치(400)에 의해 수평방향으로 분산되어, 각각 렌즈(600)와 반사장치(500)로 전달된다. 이때, 반사장치(500)로 전달된 마스크면 영상은 반사장치(500)에 의해 반사되고 광분산장치(400)를 관통하여 다시 렌즈(600)로 전달되게 된다. 이렇게 렌즈(600)로 전달된 마스크면 영상은 렌즈(600)에 의해 조절되어 촬상장치(100)로 전달되어 촬상되게 된다.

다음으로, 도 4를 참조하여 본 발명의 한 실시예에 의한 스크린 프린터용 광학계를 이용하여 기판으로부터 영상을 취득하는 경우를 살펴본다.

제2조명장치(300)가 기판 방향으로 조명을 인가하게 되면, 기판면 영상이 제2조명장치(300)의 수직 상부에 위치하고 있는 광분산장치(400)로 전달되게 된다. 이렇게 전달된 기판면 영상은 광분산장치(400)에 의해 수평방향으로 분산되어, 각각 렌즈(600)와 반사장치(500)로 전달된다. 이때, 반사장치(500)로 전달된 기판면 영상은 반사장치(500)에 의해 반사되고 광분산장치(400)를 관통하여 다시 렌즈(600)로 전달되게 된다. 이렇게 렌즈(600)로 전달된 기판면 영상은 렌즈(600)에 의해 조절되고 촬상장치(100)로 전달되어 촬상되게 된다.

본 발명의 실시예에서는 이러한 광학계를 스크린 프린터에 이용한 경우를 중심으로 설명하였으나, 본 발명의 광학계의 용도가 이에 한정되는 것은 아니며, 양방향으로부터 영상을 동시에 취득해야 하는 장치이면 어떤 장치에도 이용될 수 있다.

이러한 본 발명의 한 실시예에 따른 광학계를 이용한 스크린 프린터는 앞서 상술한 광학계 외에, 기판을 지지하는 척, 그리고 마스크를 지지하는 마스크 홀더부, 마스크 홀더부를 이동시켜 마스크를 기판에 얼라인시키는 구동부, 및 촬상장치(100)로부터 취득되는 영상으로 마스크가 기판상에 얼라인되도록 구동부에 제어명령을 인가하는 제어부를 더 포함하게 된다. 본 발명에서 이러한 척, 마스크 홀더부, 구동부, 및 제어부는 스크린 프린터에서 통상적으로 사용되는 것이므로 그 구체적인 설명은 생략하였다.

이하, 도 5를 참조하여, 본 발명의 광학계를 이용하여 스크린 프린터에서 마스크를 기판상에 얼라인 하는 방법을 구체적으로 살펴본다.

도 5에 도시된 바와 같이, 먼저 제1조명장치(200)를 통하여 마스크가 구비되어 있는 제1방향으로 조명을 발광하여(s100), 마스크에 의해 반사된 마스크면 영상을 획득하였다(s200).

이렇게 획득된 마스크면 영상은 광분산장치(400)에 의해 90° 또는 -90° 방향으로 분산되어, 촬상장치(100) 방향 또는 반사장치(500) 방향으로 전송된다. 이때, 반사장치(500)로 전송된 마스크면 영상은 다시 반사장치(500)에 의해 반사되어 다시 촬상장치(100) 방향으로 전송되므로, 결국 마스크면 영상은 촬상장치에 전송 되게 된다(s300).

그 후, 제1조명장치(200)를 오프시켜 제1방향 조명을 소등하고, 제2조명장치(300)를 온시켜 제2방향 조명을 발광한다(s400). 본 발명의 실시예에서는 마스크면 영상 또는 기판면 영상을 획득하기 위해 제1조명장치(200)와 제2조명장치(300)를 선택적으로 온/오프하는 것으로 하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 필요에 따라, 제1조명장치(200)와 제2조명장치(300)의 광량을 선택적으로 조절하는 것으로 위와 같은 목적을 달성할 수도 있으며, 필요에 따라 제1조명장치(200)와 제2조명장치(300)를 동시에 온시켜 제1방향 영상과 제2방향 영상 즉 마스크면 영상과 기판면 영상을 동시에 취득하도록 구성될 수 있다.

이와 같이 제2조명장치(300)에 의해 제2방향으로 조명을 발광하여, 기판에 의해 반사된 기판면 영상을 획득하였다(s500).

이렇게 획득된 기판면 영상은 광분산장치(400)에 의해 90° 또는 -90° 방향으로 분산되어, 촬상장치(100) 방향 또는 반사장치(500) 방향으로 전송된다. 이때, 반사장치(500)로 전송된 기판면 영상은 다시 반사장치(500)에 의해 반사되어 다시 촬상장치(100) 방향으로 전송되므로, 결국 기판면 영상은 촬상장치에 전송되게 된다(s600).

이렇게 획득된 마스크면 영상과 기판면 영상을 이용하여 마스크를 기판에 대하여 얼라인한다(s700).

이러한 본 발명의 광학계를 이용하면, 하나의 촬상장치로 양방향의 영상을 모두 취득할 수 있으므로, 모니터장치에 양방향에서 취득된 영상들을 모두 투사시킬 수 있어, 각 영상들의 위치를 용이하게 얼라인 할 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 광학계를 스크린 프린터용에 이용한 경우를 보면, 하나의 촬상장치로 마스크와 기판의 영상을 모두 취득할 수 있어, 종래의 광학계와 같이 2개의 촬상장치로부터 각각 취득된 영상을 수집할 필요 없이, 모니터 장치에 기판의 영상과 마스크의 영상을 투사시킬 수 있고, 그에 따라 마스크의 영상이 기판의 영상에 얼라인되도록 함으로써 마스크를 기판에 용이하게 얼라인 할 수 있다.

또한, 본 발명의 광학계는 하나의 촬상장치만을 이용하여 양방향의 영상을 획득하므로 하나의 촬상장치만 세팅하면 되는 바, 종래의 광학계와 같이 2개의 촬상장치를 세팅할 필요가 없어 촬상장치 세팅시간을 감축할 수 있다.

또한, 본 발명의 광학계는 하나의 촬상장치만을 이용하므로, 종래의 광학계에 비해 그 제조 비용이 감축되고, 그 구조도 단순해질 수 있으며, 그에 따라 유지 보수 비용도 감축될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 첨부된 특허 청구 범위에 속하는 것은 당연하다.

Claims

제1방향으로 조명을 인가하는 제1조명장치;

상기 제1조명장치에 대하여 일방향에 구비되며, 제2방향으로 조명을 인가하는 제2조명장치;

상기 제1방향 또는 제2방향으로부터 취득되는 제1방향 영상 또는 제2 방향 영상을 상기 일방향에 대하여 수직방향인 타방향으로 분산시키는 광분산장치; 및

상기 광분산장치에 대하여 상기 타방향에 구비되며, 상기 광분산장치로부터 분산된 상기 제1방향 영상 또는 상기 제2 방향 영상을 촬상하는 촬상장치;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 촬상 광학계.
제1항에 있어서,

상기 광분산장치가 상기 제1조명장치와 상기 제2조명장치의 사이에 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 양방향 촬상 광학계.
제1항에 있어서,

상기 광분산장치의 일측에 구비되며, 상기 광분산장치에 의해 분산된 광을 상기 촬상장치로 반사시키는 반사장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 양방향 촬상 광학계.
제1항에 있어서,

상기 제1촬상장치, 상기 광분산장치, 및 상기 제2촬상장치가 상기 일방향으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 양방향 촬상 광학계.
제3항에 있어서,

상기 촬상장치, 상기 광분산장치, 및 상기 반사장치가 상기 타방향으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 양방향 촬상 광학계.
마스크를 지지하는 마스크 홀더부;

기판을 지지하는 척;

상기 마스크와 상기 기판 사이에 구비되는 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 양방향 촬상 광학계; 및

상기 마스크 홀더부를 이동시켜 상기 마스크를 상기 기판에 얼라인시키는 구동부;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 프린터.
제1방향으로 조명을 발광하여 제1방향 영상을 획득하는 단계;

상기 제1방향 영상을 광분산장치에 의해 90° 또는 -90° 방향으로 분산시켜 각각 촬상장치 방향 또는 반사장치 방향으로 전송하는 단계;

상기 촬상장치 방향으로 분산된 상기 제1방향 영상을 상기 촬상장치에 의해 획득하는 단계;

제2방향으로 조명을 발광하여 제2방향 영상을 획득하는 단계;

상기 제2방향 영상을 상기 광분산장치에 의해 90° 또는 -90° 방향으로 분산시켜 각각 상기 촬상장치 방향 또는 상기 반사장치 방향으로 전송하는 단계;

상기 촬상장치 방향으로 분산된 상기 제2방향 영상을 상기 촬상장치에 의해 획득하는 단계; 및

상기 제1방향 영상과 상기 제2방향 영상을 이용하여 마스크를 기판상에 얼라인하는 단계;

를 포함하는 것을 특징을 하는 마스크 얼라인 방법.
제7항에 있어서,

상기 제1방향 영상이 마스크 영상이고, 상기 제2방향 영상이 기판 영상인 것을 특징으로 하는 상기 마스크 얼라인 방법.
제7항에 있어서,

상기 반사장치로 분산된 상기 제1방향 영상 또는 상기 제2방향 영상을 반사시켜 상기 촬상장치로 전달하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 마스크 얼라인 방법.
제7항에 있어서,

상기 제1방향 영상을 획득하기 위해 상기 제2방향 조명을 오프시키고,

상기 제2방향 영상을 획득하기 위해 상기 제1방향 조명을 오프시키는 것을 특징으로 하는 상기 마스크 얼라인 방법.
제7항에 있어서,

상기 제1방향 조명과 상기 제2방향 조명을 동시에 온시켜,

상기 제1방향 영상과 상기 제2방향 영상을 동시에 획득하는 것을 특징으로 하는 상기 마스크 얼라인 방법.