KR20210123161A

KR20210123161A - 기판 접합 장치.

Info

Publication number: KR20210123161A
Application number: KR1020200040565A
Authority: KR
Inventors: 차용원
Original assignee: 주식회사 엘트린
Priority date: 2020-04-02
Filing date: 2020-04-02
Publication date: 2021-10-13
Also published as: KR102446236B1

Abstract

본 발명은 제1기판과 제2기판을 접착시키되 상기 제1기판과 상기 제2기판은 상기 제1기판과 상기 제2기판이 서로마주보면서 접착되는 접착면과 상기 접착면의 반대편에 위치한 비접착면으로 구분됨에 따라 제1접착면과 상기 제1접착면의 반대편에 위치한 제1비접착면으로 형성된 제1기판;과, 제2접착면과 상기 제2접착면의 반대편에 위치한 제2비접착면으로 형성된 제2기판;과, 상기 제1기판의 상기 제1비접착면이 안착되도록 형성된 제1홀더;와, 상기 제2기판의 상기 제2비접착면이 안착되도록 형성된 제2홀더;가 구비된다. 상기 제1접착면과 상기 제2접착면이 서로 밀착하도록 상기 제1홀더와 상기 제2홀더를 접근시켜 상기 제1기판과 상기 제2기판을 정렬시킴으로써, 불투명한 기판을 투과하지 않고 정렬할 수 있기 때문에, 기존 미세 정렬의 제한사항을 없앨 수 있으며 정렬 어긋남을 방지할 수 있는 기판 정렬 장치에 관한 것이다.

Description

기판 접합 장치.{Substrate bonding apparatus}

본 발명은 기판 접합 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기판홀더를 이용하여 서로 다른 두 기판을 정밀하게 정렬한 후 접합할 수 있는 것에 관한 것이다.

기판 접합 기술은 반도체, LED, 멤스(MEMS) 센서, WLP(Wafer Level Package), HBM(High Bandwidth Memory)제조와 멀티 칩 적층기술 등에서 사용되고 있다. 종래에는 기판들을 접착제로 접합하고, 배선을 추후에 형성하였기 때문에 기판들의 정밀한 정렬이 필요하지 않았다.

하지만, 근래에는 기판 상에 형성된 배선을 접합을 통해서 직접 연결시킴으로써 접합과 동시에 기판들 사이의 전기적인 연결을 구현하는 기술이 사용되고 있고, 이에 따라 기판들의 접합 전에 기판들을 정밀하게 정렬시킬 필요가 있다.

이러한 기판을 정렬시키는 방법의 일 예로, 국내특허 제 10-2010-7005460호에 의하면, 각각이 얼라인먼트 마크를 가지는 한 쌍의 기판에 있어서, 상기 기판의 얼라인먼트 마크의 위치를 검출하는 위치 검출부를 구비하되, 상기 한쌍의 기판은 상기 위치 결정 장치에 의해 서로 같은 위치에 위치 결정된 후에 서로 본딩함으로써 단시간에 고정밀도로 위치를 결정하고, 적층형 반도체 디바이스의 제조 처리율을 향상시킬 수 있는 위치 결정 장치를 제공한다. 상기 종래의 기술 실행 순서를 상세히 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이 반도체 웨이퍼(W')와 웨이퍼 홀더(WH)를 각각 웨이퍼 프리얼라인먼트 장치에 장전하고 각각 프리얼라인먼트한다. 이어서, 웨이퍼 로더(WH)에 의해, 프리얼라인먼트된 반도체 웨이퍼(W)를 프리얼라인먼트된 웨이퍼 홀더(WH)에 탑재한다(S105'). 이에 의해, 웨이퍼 홀더(WH)에 탑재된 반도체 웨이퍼(W)는, 각 프리얼라인먼트의 정밀도의 범위에서 위치 맞춤된 상태로 웨이퍼 홀더(WH)에 유지된다. 계속해서, 웨이퍼 홀더(WH)에 유지된 제1 반도체 웨이퍼(W) 및 제2 반도체 웨이퍼는, 웨이퍼 홀더 로더(WHL)에 의해 얼라이너에 순차적으로 장전된다(S106'). 얼라이너에 있어서는, 예를 들어 제1 반도체 웨이퍼(W)의 얼라인먼트 마크에 대해서, 제2 반도체 웨이퍼(W)의 얼라인먼트 마크가 직접적 또는 간접적으로 정밀하게 일치하도록, 반도체 웨이퍼(W) 중 어느 하나가 위치 결정된다(S107'). 이렇게해서, 서로 위치 결정된 제1 반도체 웨이퍼(W) 및 제2 반도체 웨이퍼(W)는 얼라이너에 서로 밀착해서 본딩된다(S108'). 기술한 구조에 따르면, 반도체 웨이퍼(W)의 웨이퍼 홀더(WH)로의 탑재에 앞서서, 반도체 웨이퍼(W) 및 웨이퍼 홀더(WH)를 각각 개별적으로 프리얼라인먼트하는 것에 의해, 웨이퍼 홀더(WH)에 탑재된 반도체 웨이퍼(W)의 위치 판차를 일정한 범위로 억제할 수 있다. 그러나, 기술한 선행 기술에 따르면, 프리얼라인먼트가 정밀하게 이루어지지 못할 경우, 반도체 웨이퍼의 위치를 결정하는 단계(S107')에서 오차가 발생할 뿐만 아니라, 프리얼라인먼트 단계가 종료된 후, 반도체 웨이퍼를 웨이퍼 홀더에 얹어 웨이퍼 홀더를 얼라이너에 장전하는 단계에서 상기 반도체 웨이퍼의 정렬상태가 이탈할 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 두 기판의 정렬을 각각 다른 기판 홀더(Holder)를 이용하여 정렬시키는 기판 정렬 장치 및 이를 이용한 높은 정렬 정확도를 가진 정렬 구조를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

나아가 본 발명은 1차 정렬수단과 2차 정렬수단을 이용해 종래 프리얼라인먼트 과정에서 발생하는 정렬오차를 보정할 수 있으며, 두 기판이 모두 불투명하면서 접촉면에 정렬 키(Align key) 혹은 정렬 마크(Align Mark)가 있을 때에는 두 개의 정렬 키(Align key) 혹은 정렬 마크(Align Mark)를 확인하여 정확하게 정렬시키는 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

또한 본 발명에서는 두 기판을 정확히 접합시키기 위해서는 먼저 두 기판의 위치를 정확히 정렬시킨 다음 접합을 시켜야 작업이 완료되므로 정렬과 접합은 사실상 동시에 벌어지는 작업이기에 동일한 의미로 표현될 수 있어 이하에서는 정렬과 접합을 혼용하여 사용한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제1기판과 제2기판을 접착시키되 상기 제1기판과 상기 제2기판은 상기 제1기판과 상기 제2기판이 서로마주보면서 접착되는 접착면과 상기 접착면의 반대편에 위치한 비접착면으로 구분됨에 따라 제1접착면과 상기 제1접착면의 반대편에 위치한 제1비접착면으로 형성된 제1기판;과, 제2접착면과 상기 제2접착면의 반대편에 위치한 제2비접착면으로 형성된 제2기판;과, 상기 제1기판의 상기 제1비접착면이 안착되도록 형성된 제1홀더;와, 상기 제2기판의 상기 제2비접착면이 안착되도록 형성된 제2홀더;가 구비된다. 상기 제1접착면과 상기 제2접착면이 서로 밀착하도록 상기 제1홀더와 상기 제2홀더를 접근시켜 상기 제1기판과 상기 제2기판을 정렬시킨다. 또한, 상기 제1홀더의 소정의 위치에 하나이상의 제3정렬마크;와, 상기 제2홀더의 소정의 위치에 하나이상의 제4정렬마크;가 구비되며, 상기 제1기판의 상기 제1접착면에는 하나이상의 제1정렬마크;와, 상기 제2기판의 상기 제2접착면에는 하나이상의 제2정렬마크;가 구비되고, 상기 제1기판을 상기 제1홀더에 안착시키전에 제1차 정렬수단에 의해 상기 제1정렬마크의 위치를 검출하여 상기 제1정렬마크를 소정의 위치에 정렬시키고, 상기 제2기판을 상기 제2홀더에 안착시키전에 제1차 정렬수단에 의해 상기 제2정렬마크의 위치를 검출하여 상기 제2정렬마크를 소정의 위치에 정렬시킨다.

또한, 상기 제1차 정렬수단은 XYθ 스테이지와 진공 척과 상기 제1 정렬마크와 상기 제2정렬마크의 위치를 검출하는 검출모듈로 구성된다. 기술한 구조에 따르면, 상기 제1기판을 상기 XYθ 스테이지에 로딩한 후 상기 검출모듈에 의해 상기 제1정렬마크의 위치를 검출한 다음, 검출된 상기 제1정렬마크의 위치를 상기 XYθ 스테이지의 구동에 의해 소정의 위치로 이동시켜 제1차 정렬시킨다. 또한 상기 제2기판을 상기 XYθ 스테이지에 로딩한 후 상기 검출모듈에 의해 상기 제2정렬마크의 위치를 검출한 다음, 검출된 상기 제2정렬마크의 위치를 상기 XYθ 스테이지의 구동에 의해 소정의 위치로 이동시켜 제1차 정렬시킨다.

또한, 상기 제1차 정렬된 제1기판의 제1정렬마크를 상기 제3정렬마크의 주변에 배치되도록 상기 제1기판을 상기 제1홀더에 안착시키고, 상기 제1차 정렬된 제2기판의 제2정렬마크를 상기 제4정렬마크의 주변에 배치되도록 상기 제2기판을 상기 제2홀더에 안착시킨 후, 제2차 정렬수단에 의해 상기 제1정렬마크와 상기 제3정렬마크의 상대위치와 상기 제2정렬마크와 상기 제4정렬마크의 상대위치를 검출한다.

상기에서 제2차 정렬수단은 상기 제1정렬마크와 상기 제3정렬마크의 제1이미지를 획득하고, 상기 제2정렬마크와 상기 제4정렬마크의 제2이미지를 획득하여 상기 제1 및 제2 이미지 활용하여 상대위치를 검출한다.

또한, 상기 제2차 정렬수단은 상기 제1정렬마크와 상기 제3정렬마크의 이미지를 획득하는 제1카메라부;와, 상기 제2정렬마크와 상기 제4정렬마크의 이미지를 획득하는 제2카메라부;와, 제1정렬마크와 상기 제3정렬마크의 상대위치를 분석하고, 제2정렬마크와 상기 제3정렬마크의 상대위치를 분석하는 분석부;를 포함한다. 상기 분석부를 통해 분석된 상대위치를 통해 정렬오차를 산출하여 상기 제1접착면과 상기 제2접착면이 원하는 위치에서 서로 밀착하도록 상기 제1홀더와 상기 제2홀더를 접근시켜 상기 제1기판과 상기 제2기판을 정렬시킨다.

또한, 상기 제1홀더는 상기 제1기판을 지지하는 판재형태로서 상기 제1비접착면이 안착되도록 형성된 제1안착면;과 상기 제1안착면의 외각에 위치한 제1외각면;으로 이루어지고, 상기 제2홀더는 상기 제2기판의 제2접착면을 지지하는 판재형태로서 상기 제2비접착면이 안착되도록 형성된 제2안착면;과 상기 제2안착면의 외각에 위치한 제2외각면;으로 이루어진다. 또한, 상기 제1홀더의 상기 제1안착면에 안착된 상기 제1기판의 상기 제1접착면;과, 상기 제2홀더의 상기 제2안착면에 안착된 상기 제2기판의 상기 제2접착면;이 서로 마주 보도록 배치된 후, 상기 제1접착면과 상기 제2접착면이 서로 밀착하도록 상기 제1홀더와 상기 제2홀더를 접근시켜 상기 제1기판과 상기 제2기판을 정렬시킨다. 상기 제1홀더에 상기 제1기판을 안착시킬 때 상기 제1안착면이 하늘을 향하도록 배치된 후에 상기 제1기판을 안착시키며, 상기 제2홀더에 상기 제2기판을 안착시킬 때 상기 제2안착면이 지면을 향하도록 배치된 후에 상기 제2기판을 안착시켜 상기 제1홀더의 제1안착면과 상기 제2홀더의 제2안착면이 서로 마주보도록 배치된 상태에서 상기 제1카메라부를 통해 상기 제1정렬마크와 상기 제3정렬마크의 이미지를 획득하고, 제2카메라부를 통해 기 제2정렬마크와 상기 제4정렬마크의 이미지를 획득한다.

또한, 상기 제1홀더 또는/ 및 상기 제2홀더에는 상기 제1홀더 또는/ 및 상기 제2홀더를 움직이기 위한 구동부를 구비한다. 상기에서 제1홀더의 제1안착면의 수직방향을 z축 방향이라 하고 상기 제1안착면과 평행이면서 서로직각인 방향을 x 축 방향 및 y 축 방향이라 했을 때, 상기 구동부는 상기 제1홀더 또는/ 및 상기 제2홀더를 x축, y축 ,z축 방향으로 이동하거나 상기 z축에 대해 회전시키는 회전시켜 상기 분석부를 통해 분석된 상기 정렬오차를 보상하여 상기 제1접착면과 상기 제2접착면이 원하는 위치에서 서로 밀착하도록 상기 제1홀더와 상기 제2홀더를 접근시켜 상기 제1기판과 상기 제2기판을 정렬시킨다.

또한, 상기 분석부는 상기 제1카메라부로부터 획득되는 상기 제1정렬마크와 상기 제3정렬마크로부터 획득되는 이미지로부터 상기 제1정렬마크와 상기 제3정렬마크의 정렬오차인 제1정렬오차; 를 분석하고, 상기 제2카메라부로부터 획득되는 상기 제2정렬마크와 상기 제4정렬마크로부터 획득되는 이미지로부터 상기 제2정렬마크와 상기 제4정렬마크의 정렬오차인 제2정렬오차; 를 분석하며, 상기 제3카메라부를 통해 제3정렬마크와 상기 제4정렬마크의 위치를 분석한 후, 상기 제1정렬오차와 상기 제2정렬오차를 고려하여 상기 제1기판의 상기 제1정렬마크와 상기 제2기판의 상기 제2정렬마크가 일치시키기 위해 제1홀더 또는/및 제2홀더를 이동시켜야 할 이동 값;을 획득하고, 상기 획득된 이동 값을 적용하여 상기 구동부를 통해 상기 제1홀더 또는/ 및 상기 제2홀더를 이동시켜, 상기 제1접착면의 상기 제1정렬마크와 상기 제2접착면의 상기 제2정렬마크가 서로 일치하여 밀착하도록 상기 제1기판과 상기 제2기판을 정렬시킨다.

또한, 상기 제1기판과 상기 제2기판은 불투명기판이고, 상기 제1기판의 제1정렬마크는 상기 제1접착면에 형성되고, 상기 제2기판의 제2정렬마크는 상기 제2접착면에 형성됨에 따라 상기 제1기판과 상기 제2기판을 접착할 때 상기 제1정렬마크와 상기 제2정렬마크를 정확히 볼 수 없음으로 인해, 상기 제1정렬마크와 상기 제3정렬마크의 이미지를 획득하여 제1정렬오차를 분석하고, 상기 제2정렬마크와 상기 제4정렬마크의 이미지를 획득하여 제2정렬오차를 분석하며, 상기 제3정렬마크와 상기 제4정렬마크의 이미지를 획득하여, 상기 제1정렬오차와 상기 제2정렬오차를 보상하기 위해 상기 제1홀더 또는/ 및 제2홀더를 이동시켜야 할 이동 값을 계산한다. 또한, 상기 제3정렬마크와 상기 제4정렬마크를 동시에 이미지를 획득하기 위해 상기 제1홀더의 제3정렬마크가 형성된 부위 또는 상기 제2홀더의 제4정렬마크가 형성된 부위가 관통홀 이거나 투명물질이 채워진 투명홀인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제3카메라부는 별도로 구성하거나, 상기 제1카메라부 또는 상기 제2카메라부를 대체해서 사용할 수 있다.

또한, 상기 제1기판이 상기 제1홀더의 제1안착면에 안착되었을 때 상기 제1접착면은 상기 제1홀더의 제1외각면과 높이가 동일하거나, 돌출되도록 안착되고, 상기 제2기판이 상기 제2홀더의 제2안착면에 안착되었을 때 상기 제2접착면은 상기 제2홀더의 제2외각면과 높이가 동일하거나, 돌출되도록 안착됨에 따라, 상기 제1홀더의 제1외각면과 상기 제2홀더의 제2외각면을 서로 밀착 접근시켰을 때 상기 제1기판의 제1접착면과 상기 제2기판의 상기 제2접착면이 밀착하여 정렬되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1정렬마크;와 제3정렬마크의 갯수는 동일하거나 차이가 나도록 구비되고, 상기 제2정렬마크와 제4정렬마크의 갯수도 동일하거나, 차이나도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1카메라부;는 상기 제1정렬마크와 상기 제3정렬마크의 이미지를 별도로 획득하기 위해 복수개 구비되거나, 하나로 구비되어 상기 제1정렬마크와 제3정렬마크의 이미지를 순차적으로 획득한다. 나아가 상기 제2카메라부;는 상기 제3정렬마크와 상기 제4정렬마크의 이미지를 별도로 획득하기 위해 복수개 구비되거나, 하나로 구비되어 상기 제2정렬마크와 제4정렬마크의 이미지를 순차적으로 획득한다.

또한, 상기 제1기판을 제1홀더에 안착시킨 후에 제3정렬마크를 제1정렬마크와 동일높이에 위치하도록 배치하여 제1카메라부가 이미지를 획득할 때 동일한 높이에서 제1정렬마크와 제3정렬마크의 이미지를 획득하도록 하고, 상기 제2기판을 제2홀더에 안착시킨후에 제4정렬마크를 제2정렬마크와 동일높이에 위치하도록 배치하여 제2카메라부가 이미지를 획득할 때 동일한 높이에서 제2정렬마크와 제4정렬마크의 이미지를 획득하도록 한다.

또한, 상기 제1접착면과 상기 제2접착면이 서로 밀착하도록 상기 제1홀더와 상기 제2홀더를 접근시킬 때, 상기 제1정렬마크와 상기 제3정렬마크의 높이가 동일하고, 상기 제2정렬마크와 상기 제4정렬마크의 높이가 동일하여 상기 제3정렬마크와 상기 제4정렬마크가 밀착됨에 따라, 제3정렬마크와 제4정렬마크가 서로 접합되거나 손상되지 않도록 보호막을 구비한다.

또한, 상기 제3카메라부를 통해 제3정렬마크와 상기 제4정렬마크의 이미지를 획득할 때 정밀도를 높이기 위해 고배율 대물렌즈를 사용함에 따라 상기 제3카메라부가 위치한 방향의 제1홀더의 일면 과, 제2홀더의 일면에는 상기 대물렌즈가 상기 제3정렬마크와 제4정렬마크에 근접하여 이미지를 획득할 수 있도록 오목부가 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.

이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 기판 홀더를 사용하여 불투명한 기판을 투과하지 않고 정렬할 수 있기 때문에, 기존 미세 정렬의 제한사항을 없앨 수 있으며 상기 설명한 모든 정렬 방식의 대체가 가능할 뿐만 아니라, 정렬마크가 구비된 한쌍의 기판을 홀더에 안착시키기 전에 정렬마크의 위치를 검출하여 1차 정렬시킴으로써 반도체 웨이퍼와 홀더 사이의 정렬오차를 보정할 수 있다.

또한, 기판들 자체는 기판간의 표면에너지에 의한 접합(dangling bonding)혹은 기구적으로 고정되기 때문에, 기판들의 이동에 따른 정렬 어긋남이 방지될 수 있어서 기판 상에 형성된 배선을 보다 정밀하게 정렬시킬 수 있어 공정 신뢰성이 높아질 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 웨이퍼 본딩 방법의 실행 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 기판 정렬 장치에 기판이 구비되는 상태를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 기판 정렬 장치의 제1정렬수단 및 제2정렬수단에 의한 정렬상태를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 기판 정렬 장치에 있어서 제2차 정렬수단을 이용한 제1정렬오차와 제2정렬오차 획득상태를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 제2차 정렬수단을 이용한 제1정렬오차와 제2정렬오차 획득상태를 각각 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 기판 정렬 장치에 있어서 제1정렬오차와 제2정렬오차를 보상하는 상태를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 정렬 장치에 있어서 제1정렬오차와 제2정렬오차를 보상하는 상태를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명의 기판 정렬 장치에 있어서 제2 실시 예에 따른 제1정렬오차와 제2정렬오차 획득상태 및, 제3 실시 예에 따른 제1정렬오차와 제2정렬오차 획득상태를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 기판 정렬 과정을 개략적으로 도시한 순서도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

아울러, 아래의 실시 예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시 예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.

첨부된 도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 기판 정렬 장치에 기판이 구비되는 상태를 개략적으로 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 본 발명은 제1기판(100)과 제2기판(200)을 접착시키되 상기 제1기판(100)과 상기 제2기판(200)은 상기 제1기판(100)과 상기 제2기판(200)이 서로마주보면서 접착되는 접착면과 상기 접착면의 반대편에 위치한 비접착면으로 구분된다.

제1접착면(110)과 상기 제1접착면(110)의 반대편에 위치한 제1비접착면(120)으로 형성된 제1기판(100);과, 제2접착면(210)과 상기 제2접착면(210)의 반대편에 위치한 제2비접착면(220)으로 형성된 제2기판(200);과, 상기 제1기판(100)의 상기 제1비접착면(120)이 안착되도록 형성된 제1홀더(300);와, 상기 제2기판(200)의 상기 제2비접착면(220)이 안착되도록 형성된 제2홀더(400);가 구비된다. 상기 제1접착면(110)과 상기 제2접착면(210)이 서로 밀착하도록 상기 제1홀더(300)와 상기 제2홀더(400)를 접근시켜 상기 제1기판(100)과 상기 제2기판(200)을 정렬시킨다.

또한, 상기 제1홀더(300)의 소정의 위치에 하나이상의 제3정렬마크(330);와, 상기 제2홀더(400)의 소정의 위치에 하나이상의 제4정렬마크(430);가 구비되며, 상기 제1기판(100)의 상기 제1접착면(110)에는 하나이상의 제1정렬마크(130);와, 상기 제2기판(200)의 상기 제2접착면(210)에는 하나이상의 제2정렬마크(230);가 구비된다. 상기 제1정렬마크(130);와 제3정렬마크(230)의 갯수는 동일하거나 차이가 나도록 구비되고, 상기 제2정렬마크(330)와 제4정렬마크(430)의 갯수도 동일하거나, 차이나도록 구비될 수 있다. 나아가 상기 홀더의 형상을 상세히 설명하면, 상기 제1홀더(300)는 상기 제1기판(100)을 지지하는 판재형태로서 상기 제1비접착면(120)이 안착되도록 형성된 제1안착면(310);과 상기 제1안착면(310)의 외각에 위치한 제1외각면(320);으로 이루어지고, 상기 제2홀더(400)는 상기 제2기판(200)의 제2접착면(210)을 지지하는 판재형태로서 상기 제2비접착면(220)이 안착되도록 형성된 제2안착면(410);과 상기 제2안착면(410)의 외각에 위치한 제2외각면(420);으로 이루어진다.

본 발명은 상기 제1기판(100)을 상기 제1홀더(300)에 안착시키기 전에 제1차 정렬수단에 의해 상기 제1정렬마크의 위치를 검출하여 상기 제1정렬마크를 소정의 위치에 정렬시키고, 상기 제2기판을 상기 제2홀더에 안착시키기 전에 제1차 정렬수단에 의해 상기 제2정렬마크의 위치를 검출하여 상기 제2정렬마크를 소정의 위치에 정렬시킴으로써 홀더와 기판사이의 정렬오차를 보정할 수 있다.

여기서 제1차 정렬수단에 의해 제1 및 제2정열마크를 소정의 위치로 정렬하기 위해 제1 및 제2 정렬마크의 위치를 검출할 수 도 있으나 웨이퍼 테두리부근에 위치한 플랫존(Flat zone) 혹은 노치(Notch)의 위치를 검출하여 제1 및 제2정열마크를 소정의 위치로 정렬시킨다.

일반적으로 웨이퍼의 테두리에는 위치정렬을 위해 8인치 이하의 기판에는 테두리부의 일부에 평면부인 플랫존을 형성시키고, 12인치 기판에는 테두리부에 홈형태인 노치를 형성시킨 후 이들 위치를 기준으로 정렬마크의 위치를 정렬시킨다

따라서 위 1차 졍렬수단은 상기 플랫존(Flat zone) 혹은 노치(Notch)의 위치를 확인하여 제1 및 제2정열마크를 소정의 위치로 정렬하는 것이 바람직하며, 필요에 따라서는 제1 및 제2정열마크의 위치를 검출하여 제1 및 제2정열마크를 소정의 위치로 정렬시킬 수 있다.

도 3은 본 발명의 기판 정렬 장치의 제1정렬수단 및 제2정렬수단에 의한 정렬상태를 개략적으로 도시한 것이다.

도 3을 참조하면, 상기 제1차 정렬수단(10)은 XYθ 스테이지(11)와 진공 척(12)과 상기 제1 정렬마크(130)와 상기 제2정렬마크(230)의 위치를 검출하는 검출모듈(13)로 구성된다. 기술한 구조에 따르면, 상기 제1기판(100)을 상기 XYθ 스테이지(11)에 로딩한 후 상기 검출모듈(13)에 의해 상기 제1정렬마크(130)의 위치를 검출한 다음, 검출된 상기 제1정렬마크의 위치를 상기 XYθ 스테이지(11)의 X,Y축방향 이동 또는/및 시계방향, 반시계방향 회전 구동에 의해 소정의 위치로 이동시켜 제1차 정렬시킨다. 또한, 상기 제2기판(200)을 상기 XYθ 스테이지(11)에 로딩한 후 상기 검출모듈(13)에 의해 상기 제2정렬마크(230)의 위치를 검출한 다음, 검출된 상기 제2정렬마크의 위치를 상기 XYθ 스테이지(11)의 X,Y축방향 이동 또는/및 시계방향, 반시계방향 회전 구동에 의해 소정의 위치로 이동시켜 제1차 정렬시킨다.

이때 진공 척(12)의 위치는 기판의 위쪽에 위치하고 있으나, 기판의 아래쪽에 위치할 수도 있으며, 진공척이 아닌 로봇팔 거치대로 대체할 수 있음은 당연하다.

첨부된 도 4는 본 발명의 기판 정렬 장치에 있어서 제2차 정렬수단을 이용한 제1정렬오차와 제2정렬오차 획득상태를 각각 도시한 것이다.

도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 제1차 정렬된 제1기판(100)의 제1정렬마크(130)를 상기 제3정렬마크(330)의 주변에 배치되도록 상기 제1기판을 상기 제1홀더(300)에 안착시키고, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 제1차 정렬된 제2기판(200)의 제2정렬마크(230)를 상기 제4정렬마크(430)의 주변에 배치되도록 상기 제2기판을 상기 제2홀더(400)에 안착시킨 후, 제2차 정렬수단에 의해 상기 제1정렬마크와 상기 제3정렬마크의 상대위치와 상기 제2정렬마크와 상기 제4정렬마크의 상대위치를 각각 검출한다.

제2차 정렬수단(20)은, 상기 제1정렬마크(130)와 상기 제3정렬마크(330)의 이미지를 획득하는 제1카메라부(500);와, 상기 제2정렬마크(230)와 상기 제4정렬마크(430)의 이미지를 획득하는 제2카메라부(510);와, 제1정렬마크(130)와 상기 제3정렬마크(330)의 상대위치를 분석하고, 제2정렬마크(230)와 상기 제3정렬마크(430)의 상대위치를 분석하는 분석부(530);를 포함한다. 또한, 제2차 정렬수단(20)은 상기 제1정렬마크(130)와 상기 제3정렬마크(330)의 제1이미지를 획득하고, 상기 제2정렬마크(230)와 상기 제4정렬마크(430)의 제2이미지를 획득하여 상기 제1 및 제2 이미지 활용하여 상대위치를 검출한다.

상기 제1기판(100)이 상기 제1홀더(300)의 제1안착면(310)에 안착되었을 때 상기 제1접착면(110)은 상기 제1홀더(300)의 제1외각면(320)과 높이가 동일하거나, 돌출되도록 안착되고, 상기 제2기판(200)이 상기 제2홀더(400)의 제2안착면(410)에 안착되었을 때 상기 제2접착면(210)은 상기 제2홀더(400)의 제2외각면(420)과 높이가 동일하거나, 돌출되도록 안착된다. 또한, 상기 제1홀더(300)의 제1외각면(320)과 상기 제2홀더(400)의 제2외각면(420)을 서로 밀착 접근시켰을 때 상기 제1기판(100)의 제1접착면(110)과 상기 제2기판(200)의 상기 제2접착면(210)이 밀착하여 정렬된다.

또한, 상기 제1카메라부(500);는 상기 제1정렬마크(130)와 상기 제3정렬마크(330)의 이미지를 별도로 획득하기 위해 복수개 구비되거나, 하나로 구비되어 상기 제1정렬마크와 제3정렬마크의 이미지를 순차적으로 획득할 수 있다.

또한, 상기 제2카메라부(510);는 상기 제3정렬마크(330)와 상기 제4정렬마크(430)의 이미지를 별도로 획득하기 위해 복수개 구비되거나, 하나로 구비되어 상기 제2정렬마크와 제4정렬마크의 이미지를 순차적으로 획득할 수 있다.

상기 제1기판(100)을 제1홀더(300)에 안착시킨 후에 제3정렬마크(330)를 제1정렬마크(130)와 동일높이에 위치하도록 배치하여 제1카메라부(500)가 이미지를 획득할 때 동일한 높이에서 제1정렬마크(130)와 제3정렬마크(330)의 이미지를 획득하도록 하고, 상기 제2기판(200)을 제2홀더(400)에 안착시킨후에 제4정렬마크(430)를 제2정렬마크(230)와 동일높이에 위치하도록 배치하여 제2카메라부(510)가 이미지를 획득할 때 동일한 높이에서 제2정렬마크(230)와 제4정렬마크(430)의 이미지를 획득하도록 한다.

상기 제1홀더(300)에 상기 제1기판(100)을 안착시킬 때 상기 제1안착면(310)이 하늘을 향하도록 배치된 후에 상기 제1기판(100)을 안착시키며, 상기 제2홀더(400)에 상기 제2기판(200)을 안착시킬 때 상기 제2안착면(410)이 지면을 향하도록 배치된 후에 상기 제2기판(200)을 안착시켜 상기 제1홀더의 제1안착면(310)과 상기 제2홀더의 제2안착면(410)이 서로 마주보도록 배치한다. 본 발명은 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 상기 제1카메라부(500)를 통해 상기 제1정렬마크(130)와 상기 제3정렬마크(330)의 이미지인 제1이미지를 획득하고, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 제2카메라부(510)를 통해 기 제2정렬마크(230)와 상기 제4정렬마크(430)의 이미지인 제2이미지를 획득한다.

상기에서 분석부(530)는 상기 도 4의 (a)에 도시된 제1카메라부(500)로부터 획득되는 상기 제1정렬마크(130)와 상기 제3정렬마크(330)로부터 획득되는 이미지로부터 상기 제1정렬마크(130)와 상기 제3정렬마크(330)의 정렬오차인 제1정렬오차; 를 분석하고, 도 4의 (b)에 도시된 상기 제2카메라부(510)로부터 획득되는 상기 제2정렬마크(230)와 상기 제4정렬마크(430)로부터 획득되는 이미지로부터 상기 제2정렬마크(230)와 상기 제4정렬마크(430)의 정렬오차인 제2정렬오차; 를 분석한다.

그리고 상기 분석부(530)를 통해 분석된 상대위치를 통해 정렬오차를 산출하여 상기 제1접착면(110)과 상기 제2접착면(210)이 원하는 위치에서 서로 밀착하도록 상기 제1홀더(300)와 상기 제2홀더(400)를 접근시켜 상기 제1기판(100)과 상기 제2기판(200)을 정렬시킨다.

이때, 상기 제1홀더(300)의 상기 제1안착면(310)에 안착된 상기 제1기판(100)의 상기 제1접착면(110);과, 상기 제2홀더(400)의 상기 제2안착면(410)에 안착된 상기 제2기판(200)의 상기 제2접착면(210);이 서로 마주 보도록 배치된 후, 상기 제1접착면(110)과 상기 제2접착면(210)이 서로 밀착하도록 상기 제1홀더(300)와 상기 제2홀더(400)를 접근시켜 상기 제1기판(100)과 상기 제2기판(200)을 정렬시킨다.

여기서 상기 제1홀더(300)와 상기 제2홀더는 상기 제1기판(100)과 상기 제2기판을 안착시키기 전에 이미 마주보도록 배치되는 것이 매우 중요하다.

그 이유는 본 발명에서 상기 제1기판(100)과 상기 제2기판의 접착시 얼라인 정밀도를 높이기 위해서는 제1홀더(300)와 상기 제2홀더는 상기 제1기판(100)과 상기 제2기판을 안착시킨후에 제1홀더(300)와 상기 제2홀더를 마주보도록 하기 위해 상기 제1홀더(300) 또는 상기 제2홀더의 방향을 바꾼다면 장비도 복잡해질 뿐 아니라 방향 변경시 정렬이 바뀔 수도 있어 정밀도에 영향을 미치기 때문이다.

따라서 본 발명에서는 상기 제1홀더(300)의 안착면과 상기 제2홀더의 안착면이 서로 마주보는 방향으로 위치시킨 다음 상기 제1기판(100)과 상기 제2기판을 안착시키는 것에 특징이 있다.

첨부된 도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 제2차 정렬수단을 이용한 제1정렬오차와 제2정렬오차 획득상태를 각각 도시한 것이다.

도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예를 설명하면, 상기 제1접착면(110)과 상기 제2접착면(210)이 서로 밀착하도록 상기 제1홀더(300)와 상기 제2홀더(400)를 접근시킬 때, 상기 제1정렬마크와 상기 제3정렬마크의 높이가 동일하고, 상기 제2정렬마크와 상기 제4정렬마크의 높이가 동일하여 상기 제3정렬마크와 상기 제4정렬마크가 밀착됨에 따라, 제3정렬마크(330)와 제4정렬마크(430)가 서로 접합되거나 손상되지 않도록 보호막(610)을 구비할 수도 있다.

첨부된 도 6은 본 발명의 기판 정렬 장치에 있어서 제1정렬오차와 제2정렬오차를 보상하는 상태를 도시한 것이다.

도 6을 참조하면, 상기 제1홀더(300) 또는/ 및 상기 제2홀더(400)에는 상기 제1홀더(300) 또는/ 및 상기 제2홀더(400)를 움직이기 위한 구동부(550)를 구비한다. 상기에서 제1홀더(300)의 제1안착면(310)의 수직방향을 z축 방향이라 하고 상기 제1안착면(310)과 평행이면서 서로직각인 방향을 x 축 방향 및 y 축 방향이라 했을 때, 상기 구동부(550)는 상기 제1홀더(300) 또는/ 및 상기 제2홀더(400)를 x축, y축 ,z축 방향으로 이동하거나 상기 z축에 대해 회전시키는 회전시켜 상기 분석부(530)를 통해 분석된 상기 정렬오차를 보상하여 상기 제1접착면(110)과 상기 제2접착면(210)이 원하는 위치에서 서로 밀착하도록 상기 제1홀더(300)와 상기 제2홀더(400)를 접근시켜 상기 제1기판(100)과 상기 제2기판(200)을 정렬시킨다.

이를 더욱 상세하게 설명하면, 도 6의 (a)에 도시된 상기 제1홀더(300)의 상기 제1안착면(310)에 안착된 상기 제1기판(100)의 상기 제1접착면(110);과 상기 도 6의 (b)에 도시된 제2홀더(400)의 상기 제2안착면(410)에 안착된 상기 제2기판(200)의 상기 제2접착면(210);이 서로 마주 보도록 배치된 상태에서, 상기 제1정렬오차와 제2정렬오차를 보정하여 상기 제1접착면(110)과 상기 제2접착면(210)이 서로 밀착하도록 상기 제1홀더(300)와 상기 제2홀더(400)를 접근시켜 상기 제1기판(100)과 상기 제2기판(200)을 정렬시킨다.

또한 도 6에 도시된 바와 같이 상기 분석부(530)는 상기 제1카메라부(500)로부터 획득되는 상기 제1정렬마크(130)와 상기 제3정렬마크(330)로부터 획득되는 이미지로부터 상기 제1정렬마크(130)와 상기 제3정렬마크(330)의 정렬오차인 제1정렬오차; 를 분석하고, 상기 제2카메라부(510)로부터 획득되는 상기 제2정렬마크(230)와 상기 제4정렬마크(430)로부터 획득되는 이미지로부터 상기 제2정렬마크(230)와 상기 제4정렬마크(430)의 정렬오차인 제2정렬오차; 를 분석하며, 상기 제3카메라부를 통해 제3정렬마크(330)와 상기 제4정렬마크(430)의 위치를 분석한 후, 상기 제1정렬오차와 상기 제2정렬오차를 고려하여 상기 제1기판(100)의 상기 제1정렬마크(130)와 상기 제2기판(200)의 상기 제2정렬마크(230)가 일치시키기 위해 제1홀더(300) 또는/및 제2홀더(400)를 이동시켜야 할 이동 값;을 획득하고, 상기 획득된 이동 값을 적용하여 상기 구동부(550)를 통해 상기 제1홀더(300) 또는/ 및 상기 제2홀더(400)를 이동시켜, 상기 제1접착면(110)의 상기 제1정렬마크(130)와 상기 제2접착면(210)의 상기 제2정렬마크(230)가 서로 일치하여 밀착하도록 상기 제1기판(100)과 상기 제2기판(200)을 정렬시킨다.

상기에서 이동값을 획득하여 구동부를 통해 제1홀더 또는/ 및 제2홀더를 이동시키는 것은, 본 명세서의 기재를 참조하면 이 기술 분야의 통상의 기술을 가진 사람이 용이하게 실시할 수 있는 정도의 기술이므로 자세한 설명을 생략한다.

상기에서 제1홀더(300)의 제1외각면(320)과 상기 제2홀더(400)의 제2외각면(420)을 서로 밀착 접근시켰을 때 상기 제1기판(100)의 제1접착면(110)과 상기 제2기판(200)의 상기 제2접착면(210)이 밀착하여 정렬한다.

이 때 상기 제1기판(100)과 상기 제2기판(200)은 불투명기판이고, 상기 제1기판(100)의 제1정렬마크(130)는 상기 제1접착면(110)에 형성되고, 상기 제2기판(200)의 제2정렬마크(230)는 상기 제2접착면(210)에 형성됨에 따라 상기 제1기판(100)과 상기 제2기판(200)을 접착할 때 상기 제1정렬마크(130)와 상기 제2정렬마크(230)를 정확히 볼 수 없음으로 인해, 상기 제1정렬마크(130)와 상기 제3정렬마크(330)의 이미지를 획득하여 제1정렬오차를 분석하고, 상기 제2정렬마크(230)와 상기 제4정렬마크(430)의 이미지를 획득하여 제2정렬오차를 분석하며, 상기 제3정렬마크(330)와 상기 제4정렬마크의 이미지를 획득하여, 상기 제1정렬오차와 상기 제2정렬오차를 보상하기 위해 상기 제1홀더(300) 또는/ 및 제2홀더(400)를 이동시켜야 할 이동 값을 계산한다.

본 발명의 제1 실시예에 따르면 상기 제1정렬마크(130)와 상기 제2정렬마크(230)의 이미지를 획득할 때 필요에 따라 하나의 카메라로 동시에 이미지를 획득하여 분석하는 것이 정밀도를 향상시키는 데 유리할 수 있어 상기 제1정렬마크(130)와 상기 제2정렬마크(230)의 이미지를 하나의 카메라로 동시에 획득할 수 있다.

역시 상기 제3정렬마크(330)와 상기 제4정렬마크(430)의 이미지를 획득할 때도 위에서 설명한 바와 같이 하나의 카메라로 동시에 이미지를 획득할 수 있다.

첨부된 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기판 정렬 장치에 있어서 제1정렬오차와 제2정렬오차를 보상하는 상태를 도시한 것이다.

도 7을 참조하면, 상기 제3카메라부(520)를 통해 제3정렬마크(330)와 상기 제4정렬마크(430)의 이미지를 획득할 때 정밀도를 높이기 위해 고배율 대물렌즈를 사용함에 따라 상기 제3카메라부(520)가 위치한 방향의 제1홀더(300)의 일면과, 제2홀더(400)의 일면에는 상기 대물렌즈가 상기 제3정렬마크(330)와 제4정렬마크(430)에 근접하여 이미지를 획득할 수 있도록 오목부(600)가 형성될 수 있다.

도 8은 본 발명의 기판 정렬 장치에 있어서 제2 실시 예에 따른 제1정렬오차와 제2정렬오차 획득과정 및, 제3 실시 예에 따른 제1정렬오차와 제2정렬오차 획득과정을 도시한 것이다.

본 발명의 제2 실시예에 따르면, 상기 도 8의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이, 제1정렬마크(130)와 상기 제2정렬마크(230)의 이미지를 획득할 때 필요에 따라 복수개 구비 된 카메라로 제1정렬마크(130)와 상기 제2정렬마크(230)의 이미지를 각각 획득하여 분석할 수 있다.

역시 상기 제3정렬마크(330)와 상기 제4정렬마크(430)의 이미지를 획득할 때도 위에서 설명한 바와 같이 복수의 카메라로 각각의 이미지를 획득할 수 있다.

또는 본 발명의 제3 실시예에 따르면 상기 도 8의 (c)와 (d)에 도시된 바와 같이, 제1정렬마크(130)와 상기 제2정렬마크(230)의 이미지를 획득할 때 필요에 따라 하나의 카메라를 이동시켜 제1정렬마크(130)와 상기 제2정렬마크(230)의 이미지를 각각 획득하여 분석할 수 있다.

마찬가지로 상기 제3정렬마크(330)와 상기 제4정렬마크(430)의 이미지를 획득할 때도 위에서 설명한 바와 같이 하나의 카메라를 이동시켜 각각의 이미지를 획득할 수 있다.

또한 본 발명은 상기 제3정렬마크(330)와 상기 제4정렬마크(430)를 동시에 이미지를 획득하기 위해 상기 제1홀더(300)의 제3정렬마크(330)가 형성된 부위 또는 상기 제2홀더(400)의 제4정렬마크(430)가 형성된 부위가 관통홀 이거나 투명물질이 채워진 투명홀(540)로 형성될 수 있다.

그리고 상기에서 제3카메라부는 별도로 구성하거나, 상기 도 6에 도시 된 제1카메라부(500) 또는 상기 제2카메라부(510)를 대체해서 사용할 수 있다.

또한 상기 제1카메라부(500);는 상기 제1정렬마크(130)와 상기 제3정렬마크(330)를 별도로 분석하기 위해 복수개 구비되거나, 또는 상기 제1카메라부(500);는 하나로 구비되어, 상기 제1정렬마크와 제3정렬마크를 각각 분석할 수 있으며, 상기 제2카메라부(510);는 제2정렬마크(330) 또는 제4정렬마크(430)의 갯수와 동일하거나 차이나도록 형성될 수 있다.

도 9는 본 발명의 기판 정렬 과정을 개략적으로 도시한 순서도이다.

도 9를 참조하여 기판 정렬 과정을 설명하면 제1기판과 2기판을 각각 제1홀더와 제2홀더에 안착시키기전, 제1차 정렬수단을 이용해 제1정렬마크와 제2정렬마크의 위치를 각각 검출하여 상기 제1정렬마크와 제2정렬마크를 소정의 위치에 정렬시키고, 제1기판을 제1홀더에 위치 및 정렬하고, 상기 분석부는 제1카메라부;로부터 획득 된 제1기판의 제1정렬마크와 제1홀더의 제3정렬마크 이미지로부터 제1정렬오차를 분석한다.

또한 제2기판을 제2홀더에 위치 및 정렬하고, 상기 분석부는 제2카메라부;로부터 획득된 제2기판의 제2정렬마크와 제2홀더의 제4정렬마크 이미지로부터 제2정렬오차를 분석한다.

또한 제1기판과 제2기판의 접착면이 서로 마주 보도록 위치하되, 이 때 분석부는 제3카메라부를 통해 획득된 제3정렬마크와 제4정렬마크의 이미지로부터 위치를 분석한다.

그리고 상기 제1정렬오차와 제2정렬오차를 고려하여 제1정렬마크와 제2정렬마크가 서로 일치하여 밀착하도록 구동부를 구동하여 제1기판과 제2기판을 정렬한다.

이상 본 발명을 구체적인 실시 예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.

10 제1차 정렬수단 11 XYθ 스테이지
12 진공 척 13 검출모듈
20 제2차 정렬수단 100 제1기판
110 제1접착면 120 제1비접착면
130 제1정렬마크 200 제2기판
210 제2접착면 220 제2비접착면
230 제2정렬마크 300 제1홀더
310 제1안착면 320 제1외각면
330 제3정렬마크 400 제2홀더
410 제2안착면 420 제2외각면
430 제4정렬마크 500 제1카메라부
510 제2카메라부 520 제3카메라부
530 분석부 540 투명홀
550 구동부 600 오목부
610 보호막

Claims

제1기판과 제2기판을 접착시키되 상기 제1기판과 상기 제2기판은 상기 제1기판과 상기 제2기판이 서로마주보면서 접착되는 접착면과 상기 접착면의 반대편에 위치한 비접착면으로 구분됨에 따라
제1접착면과 상기 제1접착면의 반대편에 위치한 제1비접착면으로 형성된 제1기판;과, 제2접착면과 상기 제2접착면의 반대편에 위치한 제2비접착면으로 형성된 제2기판;과, 상기 제1기판의 상기 제1비접착면이 안착되도록 형성된 제1홀더;와, 상기 제2기판의 상기 제2비접착면이 안착되도록 형성된 제2홀더;가 구비되어
상기 제1접착면과 상기 제2접착면이 서로 밀착하도록 상기 제1홀더와 상기 제2홀더를 접근시켜 상기 제1기판과 상기 제2기판을 정렬시키되, 상기 제1홀더의 소정의 위치에 하나이상의 제3정렬마크;와, 상기 제2홀더의 소정의 위치에 하나이상의 제4정렬마크;가 구비되며, 상기 제1기판의 상기 제1접착면에는 하나이상의 제1정렬마크;와, 상기 제2기판의 상기 제2접착면에는 하나이상의 제2정렬마크;가 구비되되,
상기 제1기판을 상기 제1홀더에 안착시키기 전에 제1차 정렬수단에 의해 상기 제1정렬마크의 위치를 검출하여 상기 제1정렬마크를 소정의 위치에 정렬시키고,
상기 제2기판을 상기 제2홀더에 안착시키기 전에 제1차 정렬수단에 의해 상기 제2정렬마크의 위치를 검출하여 상기 제2정렬마크를 소정의 위치에 정렬시키는 것을 특징으로 하는 기판 접합 장치.
제1항에 있어서
상기 제1차 정렬수단은 XYθ 스테이지와 진공 척과 상기 제1 정렬마크와 상기 제2정렬마크의 위치를 검출하는 검출모듈로 구성되며,
상기 제1기판을 상기 XYθ 스테이지에 로딩한 후 상기 검출모듈에 의해 상기 제1정렬마크의 위치를 검출한 다음, 검출된 상기 제1정렬마크의 위치를 상기 XYθ 스테이지의 구동에 의해 소정의 위치로 이동시켜 제1차 정렬시키고,
상기 제2기판을 상기 XYθ 스테이지에 로딩한 후 상기 검출모듈에 의해 상기 제2정렬마크의 위치를 검출한 다음, 검출된 상기 제2정렬마크의 위치를 상기 XYθ 스테이지의 구동에 의해 소정의 위치로 이동시켜 제1차 정렬시키는 것을 특징으로 하는 기판 접합 장치.
제2항에 있어서
상기 제1차 정렬된 제1기판의 제1정렬마크를 상기 제3정렬마크의 주변에 배치되도록 상기 제1기판을 상기 제1홀더에 안착시키고,
상기 제1차 정렬된 제2기판의 제2정렬마크를 상기 제4정렬마크의 주변에 배치되도록 상기 제2기판을 상기 제2홀더에 안착시킨 후,
제2차 정렬수단에 의해 상기 제1정렬마크와 상기 제3정렬마크의 상대위치와 상기 제2정렬마크와 상기 제4정렬마크의 상대위치를 검출하되,
상기 제2차 정렬수단은 상기 제1정렬마크와 상기 제3정렬마크의 제1이미지를 획득하고,
상기 제2정렬마크와 상기 제4정렬마크의 제2이미지를 획득하여 상기 제1 및 제2 이미지 활용하여 상대위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 기판 접합 장치.
제3항에 있어서
상기 제2차 정렬수단은 상기 제1정렬마크와 상기 제3정렬마크의 이미지를 획득하는 제1카메라부;와, 상기 제2정렬마크와 상기 제4정렬마크의 이미지를 획득하는 제2카메라부;가 구비되고,
제1정렬마크와 상기 제3정렬마크의 상대위치를 분석하고, 제2정렬마크와 상기 제3정렬마크의 상대위치를 분석하는 분석부;가 구비되며,
상기 분석부를 통해 분석된 상대위치를 통해 정렬오차를 산출하여 상기 제1접착면과 상기 제2접착면이 원하는 위치에서 서로 밀착하도록 상기 제1홀더와 상기 제2홀더를 접근시켜 상기 제1기판과 상기 제2기판을 정렬시키는 것을 특징으로 하는 기판 접합 장치.
제 4항에 있어서
상기 제1홀더는 상기 제1기판을 지지하는 판재형태로서 상기 제1비접착면이 안착되도록 형성된 제1안착면;과 상기 제1안착면의 외각에 위치한 제1외각면;으로 이루어지고,
상기 제2홀더는 상기 제2기판의 제2접착면을 지지하는 판재형태로서 상기 제2비접착면이 안착되도록 형성된 제2안착면;과 상기 제2안착면의 외각에 위치한 제2외각면;으로 이루어지며,
상기 제1홀더의 상기 제1안착면에 안착된 상기 제1기판의 상기 제1접착면;과, 상기 제2홀더의 상기 제2안착면에 안착된 상기 제2기판의 상기 제2접착면;이 서로 마주 보도록 배치된 후,
상기 제1접착면과 상기 제2접착면이 서로 밀착하도록 상기 제1홀더와 상기 제2홀더를 접근시켜 상기 제1기판과 상기 제2기판을 정렬시키되,
상기 제1홀더에 상기 제1기판을 안착시킬 때 상기 제1안착면이 하늘을 향하도록 배치된 후에 상기 제1기판을 안착시키며, 상기 제2홀더에 상기 제2기판을 안착시킬 때 상기 제2안착면이 지면을 향하도록 배치된 후에 상기 제2기판을 안착시켜 상기 제1홀더의 제1안착면과 상기 제2홀더의 제2안착면이 서로 마주보도록 배치된 상태에서 상기 제1카메라부를 통해 상기 제1정렬마크와 상기 제3정렬마크의 이미지를 획득하고, 제2카메라부를 통해 기 제2정렬마크와 상기 제4정렬마크의 이미지를 획득하는 것을 특징으로 하는 기판 접합 장치.
제5항에 있어서
상기 제1홀더 또는/ 및 상기 제2홀더에는 상기 제1홀더 또는/ 및 상기 제2홀더를 움직이기 위한 구동부를 구비하되, 상기 제1홀더의 제1안착면의 수직방향을 z축 방향이라 하고 상기 제1안착면과 평행이면서 서로직각인 방향을 x 축 방향 및 y 축 방향이라 했을 때,
상기 구동부는 상기 제1홀더 또는/ 및 상기 제2홀더를 x축, y축 ,z축 방향으로 이동하거나 상기 z축에 대해 회전시키는 회전시켜 상기 분석부를 통해 분석된 상기 정렬오차를 보상하여 상기 제1접착면과 상기 제2접착면이 원하는 위치에서 서로 밀착하도록 상기 제1홀더와 상기 제2홀더를 접근시켜 상기 제1기판과 상기 제2기판을 정렬시키는 것을 특징으로 하는 기판 접합 장치.
제6항에 있어서
상기 분석부는 상기 제1카메라부로부터 획득되는 상기 제1정렬마크와 상기 제3정렬마크로부터 획득되는 이미지로부터 상기 제1정렬마크와 상기 제3정렬마크의 정렬오차인 제1정렬오차; 를 분석하고, 상기 제2카메라부로부터 획득되는 상기 제2정렬마크와 상기 제4정렬마크로부터 획득되는 이미지로부터 상기 제2정렬마크와 상기 제4정렬마크의 정렬오차인 제2정렬오차; 를 분석하며,
상기 제3카메라부를 통해 제3정렬마크와 상기 제4정렬마크의 위치를 분석한 후, 상기 제1정렬오차와 상기 제2정렬오차를 고려하여 상기 제1기판의 상기 제1정렬마크와 상기 제2기판의 상기 제2정렬마크가 일치시키기 위해 제1홀더 또는/및 제2홀더를 이동시켜야 할 이동 값;을 획득하고, 상기 획득된 이동 값을 적용하여 상기 구동부를 통해 상기 제1홀더 또는/ 및 상기 제2홀더를 이동시켜, 상기 제1접착면의 상기 제1정렬마크와 상기 제2접착면의 상기 제2정렬마크가 서로 일치하여 밀착하도록 상기 제1기판과 상기 제2기판을 정렬시키는 것을 특징으로 하는 기판 접합 장치.
제7항에 있어서
상기 제1기판과 상기 제2기판은 불투명기판이고, 상기 제1기판의 제1정렬마크는 상기 제1접착면에 형성되고, 상기 제2기판의 제2정렬마크는 상기 제2접착면에 형성됨에 따라 상기 제1기판과 상기 제2기판을 접착할 때 상기 제1정렬마크와 상기 제2정렬마크를 정확히 볼 수 없음으로 인해,
상기 제1정렬마크와 상기 제3정렬마크의 이미지를 획득하여 제1정렬오차를 분석하고, 상기 제2정렬마크와 상기 제4정렬마크의 이미지를 획득하여 제2정렬오차를 분석하며, 상기 제3정렬마크와 상기 제4정렬마크의 이미지를 획득하여, 상기 제1정렬오차와 상기 제2정렬오차를 보상하기 위해 상기 제1홀더 또는/ 및 제2홀더를 이동시켜야 할 이동 값을 계산하는 것을 특징으로 하는 기판 접합 장치.
제8항에 있어서
상기 제3정렬마크와 상기 제4정렬마크를 동시에 이미지를 획득하기 위해 상기 제1홀더의 제3정렬마크가 형성된 부위 또는 상기 제2홀더의 제4정렬마크가 형성된 부위가 관통홀 이거나 투명물질이 채워진 투명홀인 것을 특징으로 하는 기판 접합 장치.