WO2017082496A1 - 웨이퍼 정렬방법 및 이를 이용한 정렬장비 - Google Patents

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WO2017082496A1
WO2017082496A1 PCT/KR2016/004389 KR2016004389W WO2017082496A1 WO 2017082496 A1 WO2017082496 A1 WO 2017082496A1 KR 2016004389 W KR2016004389 W KR 2016004389W WO 2017082496 A1 WO2017082496 A1 WO 2017082496A1
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WO
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wafer
stage
image
alignment
center
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PCT/KR2016/004389
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English (en)
French (fr)
Inventor
이두석
김수영
정성범
문제호
Original Assignee
주식회사 이오테크닉스
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment

Definitions

  • the present invention relates to a wafer alignment method and an alignment apparatus using the same, and more particularly, a wafer alignment using a vision camera to find a notch of a wafer and always seating the wafer on a stage in a constant direction. It relates to a method and an alignment device using the same.
  • the wafer is cut through a sawing device using a blade or laser cutting to form a plurality of semiconductor chips.
  • the wafer seated on the stage of the sawing equipment is recognized by a camera installed in the equipment, and the equipment has an alignment device that reads an image to match the centerline of the wafer with the alignment line of the stage.
  • a conventional alignment device is a method in which a camera recognizes a ball or line formed on a surface of a wafer to derive a center line of the wafer.
  • the present invention provides a wafer alignment method and a wafer alignment apparatus using the same, which can be aligned in the correct position even if the wafer is put in any direction on the stage using a vision camera.
  • a wafer alignment method comprising: seating a wafer including a notch for alignment on a stage on which X and y axes are set; Taking a first image of the wafer, then rotating the wafer 180 and then taking a second image of the wafer; Comparing the first image with the second image to move the center of the wafer onto the x-axis of the stage; Taking a third image of the wafer, rotating the wafer 180 degrees, and then taking a fourth image of the wafer; Comparing the third image with the fourth image to move the center of the wafer onto the y-axis of the stage to match the center of the wafer with the center of the stage; And rotating the wafer to align the centerline of the wafer passing through the notch with the alignment line of the stage.
  • the wafer may be aligned to the correct position even when the tape which is not transmitted through the photodiode sensor is stuck on the wafer.
  • the wafer can be aligned in the correct position.
  • the wafer may be aligned at an accurate position.
  • FIG. 1 shows a tape applied on a wafer to protect the surface of the wafer in a wafer including a notch seated on the stage for processing.
  • Figure 2 schematically shows a wafer alignment device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating a wafer alignment method according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 4A to 4F illustrate step by step wafer alignment methods in accordance with an embodiment of the present invention.
  • a wafer alignment method comprising: seating a wafer including a notch for alignment on a stage on which X and y axes are set; Taking a first image of the wafer, then rotating the wafer 180 and then taking a second image of the wafer; Comparing the first image with the second image to move the center of the wafer onto the x-axis of the stage; Taking a third image of the wafer, rotating the wafer 180 degrees, and then taking a fourth image of the wafer; Comparing the third image with the fourth image to move the center of the wafer onto the y-axis of the stage to match the center of the wafer with the center of the stage; And rotating the wafer to align the centerline of the wafer passing through the notch with the alignment line of the stage.
  • Images of the wafer can be taken by a vision camera.
  • the comparison of the first and second images and the comparison of the third and fourth images may be performed through an operation unit connected to the vision camera.
  • Movement and rotation of the wafer may be performed through an alignment device controlled by a control unit connected to the operation unit.
  • An error generated between the center line of the wafer and the alignment line of the stage may be calculated by the calculator.
  • a wafer alignment apparatus includes a stage on which a wafer including a notch for alignment is seated, the x-axis and the y-axis being set; A vision camera for capturing an image of the wafer; An alignment device for rotating and moving the wafer on the stage; And a controller configured to apply a control signal to the alignment device such that the alignment line of the stage and the center line of the wafer coincide with each other.
  • a calculator configured to compare the images of the wafers recognized by the vision camera and calculate an error between the centerline of the wafer and the alignment line of the stage.
  • the controller may apply a control signal to the alignment device according to a result calculated by the calculator.
  • an alarm device connected to the operation unit and configured to generate an alarm when an error generated between a center line of the wafer and an alignment line of the stage is larger than a set allowable range.
  • a wafer alignment apparatus includes a stage on which a wafer including a notch for alignment is seated, the x-axis and the y-axis being set; A vision camera for capturing an image of the wafer; An alignment device for rotating and moving the wafer on the stage; And a controller configured to apply a control signal to the alignment device such that the alignment line of the stage and the center line of the wafer coincide with each other, wherein the vision camera captures first to fourth images of the wafer. After the vision camera captures the first image and the third image, the wafer is rotated 180 degrees, and the alignment device compares the first image with the second image, so that the center of the wafer is x of the stage.
  • the aligning device compares the third image with the fourth image to move the center of the wafer onto the y axis of the stage so that the center of the wafer coincides with the center of the stage.
  • the alignment device rotates the wafer so that the centerline of the wafer passing through the notch coincides with the alignment line of the stage. All.
  • a calculator configured to be connected to the vision camera, and configured to compare the first and second images with the third and fourth images.
  • the control unit may apply a control signal to the alignment device according to the result of the comparison in the operation unit.
  • FIG. 1 shows a state in which a tape T for protecting a surface of the wafer W is applied onto the wafer W in a wafer W including a notch seated on a stage for processing. It is.
  • a notch N is formed in a portion of the wafer W for alignment of the wafer W seated on the stage.
  • a tape T for protecting the surface of the wafer W may be coated on the wafer W.
  • the position of the notch N can be used to accurately align the wafer W on the stage.
  • the photodiode located on the opposite side of the light source.
  • the detection method of the notch N through the transmission of light has a problem when a tape T or the like for protecting the surface of the wafer W is coated on the wafer W.
  • the tape T does not transmit light emitted from the light source or generates light refraction
  • the photodiode may not detect the light emitted from the light source.
  • the surface of the wafer W to be detected may be uneven, or the photodiode may not detect light due to light reflection and interference depending on the material of the wafer W.
  • Figure 2 schematically shows a wafer alignment device according to an embodiment of the present invention.
  • the wafer alignment apparatus 100 includes a stage S on which a wafer W is seated, a vision camera VC, an alignment device 10, a controller 20, It includes a calculator 30 and the alarm device 40.
  • the stage S On the stage S, the wafer W may be seated.
  • the stage S may be a stage of any equipment that requires wafer alignment, but preferably, a wafer chuck stage of a sawing facility may be applied.
  • the vision camera VC is for recognizing an image of the wafer W.
  • the vision camera VC may recognize an image of the wafer W and the notch N seated on the stage S. From this image, the stage S may be recognized. It is possible to determine the alignment state of the wafer W on the image.
  • Alignment device 10 is a device for aligning the wafer (W) in a predetermined direction on the stage (S), a variety of forms that can rotate or move the wafer (W), such as various robot arms, robot chuck, alignment roller Alignment devices may be applied.
  • the controller 20 may be a circuit or a program for aligning the wafer W by applying a control signal to the alignment device 10 such that the alignment line of the stage S and the center line of the wafer W coincide with each other.
  • the calculator 30 may compare and analyze images of the wafer W obtained from the vision camera VC to calculate a shift value for the center of the wafer W to be located at the center of the stage S.
  • the control unit 20 applies a control signal to the alignment device 10 so that the alignment line of the stage S and the center line of the wafer W are aligned to align the wafer W, and then the alignment line of the stage S
  • the error between the centerlines of the wafers W can be calculated.
  • the calculator 30 may apply a signal to the alarm device 40 so that the alarm device 40 generates an alarm.
  • the alarm device 40 is connected to the operation unit 30, and may generate an alarm when an error between the alignment line of the stage S and the center line of the wafer W calculated by the operation unit 30 exceeds an allowable range. .
  • an alarm occurs in the alarm device 40, the process for aligning the wafer W on the stage S may be performed again.
  • FIGS. 4A to 4F illustrate step by step wafer alignment methods according to an embodiment of the present invention.
  • the wafer W is first mounted on the stage S (S1).
  • the stage S may have an x-axis and a y-axis, and the y-axis may be an alignment line 60 of the stage S.
  • FIG. When the center of the stage S and the center O of the wafer coincide with each other and the alignment line 60 of the stage S coincides with the center line 50 passing through the notch N of the wafer W, the wafer ( W) may be said to be aligned on the stage S.
  • the wafer W randomly seated on the stage S does not coincide with the center of the wafer O and the center of the stage S, and the alignment line 60 and the centerline 50 also do not coincide with each other. Can be.
  • the first image of the wafer W is photographed using the vision camera VC (S2).
  • the center O of the wafer and the center of the stage S may not coincide with each other.
  • a second image of the wafer W is taken (S3).
  • the second image may be photographed by the vision camera VC.
  • the center O of the wafer is moved on the x-axis of the stage S by comparing the first image and the second image (S4).
  • the y-axis coordinate of the center O of the wafer in the first image and the y-axis coordinate of the center O of the wafer in the second image may have the same absolute value and opposite signs.
  • the intermediate value of the y axis coordinates of the center O of the wafer in the first image and the center O of the wafer in the second image may lie on the x axis of the stage S.
  • the comparison of the first image and the second image as described above may be performed through the operation unit 30 connected to the vision camera VC.
  • the control unit 30 calculates a movement value for moving the center O of the wafer on the x-axis of the stage S by comparing the first image with the second image, and then the control unit connected to the operation unit 30.
  • Reference numeral 20 may move the wafer W by the calculated movement value.
  • a third image of the wafer W is photographed (S5).
  • the third image may be photographed by the vision camera VC.
  • a fourth image of the wafer W is taken.
  • the fourth image may be photographed by the vision camera VC.
  • the center O of the wafer is moved on the y-axis of the stage S by comparing the third image and the fourth image (S7).
  • the x-axis coordinates of the center O of the wafer in the third image and the x-axis coordinates of the center O of the wafer in the fourth image may have the same absolute value and opposite signs.
  • the intermediate value of the x axis coordinates of the center O of the wafer in the third image and the center O of the wafer in the fourth image may lie on the y axis of the stage S.
  • the comparison of the third image and the fourth image as described above may be performed through the operation unit 30 connected to the vision camera VC.
  • the controller 30 calculates a movement value for moving the center O of the wafer on the y-axis of the stage S by comparing the third image with the fourth image, and then the controller connected to the calculator 30.
  • Reference numeral 20 may move the wafer W by the calculated movement value.
  • the center O of the wafer may be located at the center of the stage S.
  • the wafer W is rotated to coincide (S8).
  • the notch N of the wafer W can be rotated so as to be located in the positive direction of the y axis of the stage S.
  • the wafer W may be aligned on the stage (S).
  • an error between the centerline 50 of the wafer W and the alignment line 60 of the stage S is within an allowable range (S9).
  • An error between the centerline 50 of the wafer W and the alignment line 60 of the stage S may be calculated by the calculator 30.
  • the allowable range value may be variable in a range where performance does not occur when the wafer W is processed.
  • step S2 If the error between the centerline 50 of the wafer W and the alignment line 60 of the stage S is within the allowable range, the alignment is terminated. However, when the error between the center line 50 of the wafer W and the alignment line 60 of the stage S exceeds the allowable range, the operation unit 30 applies a signal to the alarm device 40 to generate an alarm. Can be generated (S10). If an alarm occurs, steps back to step S2 may be performed to align again.
  • the wafer can be aligned at the correct position, and even if the surface of the wafer is uneven, the wafer is aligned at the correct position can do.
  • the wafer may be aligned at an accurate position.

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Abstract

본 발명은 웨이퍼 정렬방법 및 이를 이용하는 정렬장비에 관한 것으로, X축 및 y축이 설정된 스테이지 상에 정렬을 위한 노치(notch)를 포함하는 웨이퍼를 안착시키는 단계; 상기 웨이퍼의 제1 이미지를 촬영한 다음, 상기 웨이퍼를 180 회전시킨 후, 상기 웨이퍼의 제2 이미지를 촬영하는 단계; 상기 제1 이미지와 상기 제2 이미지를 비교하여, 상기 웨이퍼의 중심을 상기 스테이지의 x축 상으로 이동시키는 단계; 상기 웨이퍼의 제3 이미지를 촬영한 다음, 상기 웨이퍼를 180도 회전시킨 후, 상기 웨이퍼의 제4 이미지를 촬영하는 단계; 상기 제3 이미지와 상기 제4 이미지를 비교하여, 상기 웨이퍼의 중심을 상기 스테이지의 y축 상으로 이동시켜 상기 웨이퍼의 중심과 상기 스테이지의 중심을 일치시키는 단계; 및 상기 웨이퍼를 회전시켜 상기 노치를 통과하는 상기 웨이퍼의 중심선을 상기 스테이지의 정렬선과 일치시키는 단계;를 포함한다.

Description

웨이퍼 정렬방법 및 이를 이용한 정렬장비
본 발명은 웨이퍼 정렬방법 및 이를 이용한 정렬장비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 비젼 카메라(vision camera)를 이용하여 웨이퍼의 노치(notch)를 찾아 항상 일정한 방향으로 웨이퍼를 스테이지상에 안착시키는 웨이퍼 정렬방법 및 이를 이용한 정렬장비에 관한 것이다.
일반적으로 웨이퍼는 블레이드(Blade)나 레이저 컷팅(Laser Cutting)을 이용하는 소윙(Sawing) 장비를 통해 절단되어 다수개의 반도체 칩이 된다.
이러한 소윙 장비의 스테이지에 안착되는 웨이퍼는, 장비에 설치된 카메라를 통해 인식되고, 장비는 화상을 판독하여 웨이퍼의 중심선과 스테이지의 정렬선을 일치시키는 정렬장치를 구비한다.
통상적으로, 종래의 정렬장비는 카메라가 웨이퍼의 표면에 형성된 볼이나 라인 등을 인식하여 웨이퍼의 중심선을 도출하는 방식이었다.
그러나, 이러한 종래의 웨이퍼 정렬방법은, 웨이퍼의 표면에 형성된 볼이나 라인이 변형되는 경우에는 인식 오류가 발생되어 소윙 불량이 발생되거나, 웨이퍼의 표면을 보호하기 위하여 웨이퍼 표면에 테이프 또는 수지층 등이 도포되는 경우, 카메라가 웨이퍼 표면의 볼이나 라인을 인식하기 어려워서 웨이퍼 정렬이 불가능해지는 문제점이 있었다.
본 발명은 비젼 카메라를 이용하여, 웨이퍼가 스테이지상에 어떠한 방향으로 투입되어도 정확한 위치로 정렬할 수 있는 웨이퍼 정렬방법 및 이를 이용한 웨이퍼 정렬장비를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 정렬방법은 X축 및 y축이 설정된 스테이지 상에 정렬을 위한 노치(notch)를 포함하는 웨이퍼를 안착시키는 단계; 상기 웨이퍼의 제1 이미지를 촬영한 다음, 상기 웨이퍼를 180 회전시킨 후, 상기 웨이퍼의 제2 이미지를 촬영하는 단계; 상기 제1 이미지와 상기 제2 이미지를 비교하여, 상기 웨이퍼의 중심을 상기 스테이지의 x축 상으로 이동시키는 단계; 상기 웨이퍼의 제3 이미지를 촬영한 다음, 상기 웨이퍼를 180도 회전시킨 후, 상기 웨이퍼의 제4 이미지를 촬영하는 단계; 상기 제3 이미지와 상기 제4 이미지를 비교하여, 상기 웨이퍼의 중심을 상기 스테이지의 y축 상으로 이동시켜 상기 웨이퍼의 중심과 상기 스테이지의 중심을 일치시키는 단계; 및 상기 웨이퍼를 회전시켜 상기 노치를 통과하는 상기 웨이퍼의 중심선을 상기 스테이지의 정렬선과 일치시키는 단계;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 웨이퍼상에 포토다이오드 센서로 투과되지 않는 테이프가 붙어있는 경우에도 웨이퍼를 정확한 위치로 정렬할 수 있다.
또한, 웨이퍼의 표면이 고르지 않은 경우에도 웨이퍼를 정확한 위치로 정렬할 수 있다.
또한, 글래스(glass), 사파이어(sapphire) 등 포토다이오드 센서로 감지가 어려운 재질의 웨이퍼의 경우에도 웨이퍼를 정확한 위치로 정렬할 수 있다.
도 1은 가공을 위해 스테이지상에 안착되는 노치(notch)를 포함하는 웨이퍼에서, 웨이퍼의 표면을 보호하기 위한 테이프가 웨이퍼상에 도포된 모습을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 정렬장비를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 정렬방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 정렬방법을 단계적으로 도시한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 정렬방법은 X축 및 y축이 설정된 스테이지 상에 정렬을 위한 노치(notch)를 포함하는 웨이퍼를 안착시키는 단계; 상기 웨이퍼의 제1 이미지를 촬영한 다음, 상기 웨이퍼를 180 회전시킨 후, 상기 웨이퍼의 제2 이미지를 촬영하는 단계; 상기 제1 이미지와 상기 제2 이미지를 비교하여, 상기 웨이퍼의 중심을 상기 스테이지의 x축 상으로 이동시키는 단계; 상기 웨이퍼의 제3 이미지를 촬영한 다음, 상기 웨이퍼를 180도 회전시킨 후, 상기 웨이퍼의 제4 이미지를 촬영하는 단계; 상기 제3 이미지와 상기 제4 이미지를 비교하여, 상기 웨이퍼의 중심을 상기 스테이지의 y축 상으로 이동시켜 상기 웨이퍼의 중심과 상기 스테이지의 중심을 일치시키는 단계; 및 상기 웨이퍼를 회전시켜 상기 노치를 통과하는 상기 웨이퍼의 중심선을 상기 스테이지의 정렬선과 일치시키는 단계;를 포함한다.
상기 웨이퍼의 이미지들은 비젼 카메라(vision camera)에 의해 촬영될 수 있다.
상기 제1 및 제2 이미지의 비교와 상기 제3 및 제4 이미지의 비교는 상기 비젼 카메라에 연결된 연산부를 통해 수행될 수 있다.
상기 웨이퍼의 이동 및 회전은 상기 연산부와 연결된 제어부에 의해 제어되는 정렬장치를 통해 수행될 수 있다.
상기 웨이퍼의 중심선과 상기 스테이지의 정렬선 사이에 발생되는 오차는 연산부에서 계산될 수 있다.
상기 웨이퍼의 중심선과 상기 스테이지의 정렬선 사이에 발생되는 오차가 설정된 허용 범위보다 큰 경우에 상기 연산부에 연결된 알람장치를 통해 알람을 발생시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 알람이 발생하는 경우, 제 1 항에 기재된 단계들을 다시 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 정렬장비는 정렬을 위한 노치를 포함하는 웨이퍼가 안착되는 것으로, x축 및 y축이 설정된 스테이지; 상기 웨이퍼의 이미지를 촬영하는 비젼 카메라; 상기 웨이퍼를 상기 스테이지 상에서 회전 및 이동시키는 정렬장치; 및 상기 스테이지의 정렬선과 상기 웨이퍼의 중심선이 일치되도록 상기 정렬장치에 제어신호를 인가하는 제어부;를 포함한다.
상기 비젼 카메라에서 인식된 상기 웨이퍼의 이미지들을 비교하고, 상기 웨이퍼의 중심선과 상기 스테이지의 정렬선 사이의 오차를 계산하는 연산부;를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 연산부에서 계산한 결과에 따라 상기 정렬장치에 제어신호를 인가할 수 있다.
상기 연산부에 연결되는 것으로, 상기 웨이퍼의 중심선과 상기 스테이지의 정렬선 사이에 발생되는 오차가 설정된 허용 범위보다 큰 경우에 알람을 발생시키는 알람장치;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 정렬장비는 정렬을 위한 노치를 포함하는 웨이퍼가 안착되는 것으로, x축 및 y축이 설정된 스테이지; 상기 웨이퍼의 이미지를 촬영하는 비젼 카메라; 상기 웨이퍼를 상기 스테이지 상에서 회전 및 이동시키는 정렬장치; 및 상기 스테이지의 정렬선과 상기 웨이퍼의 중심선이 일치되도록 상기 정렬장치에 제어신호를 인가하는 제어부;를 포함하며, 상기 비젼 카메라는 상기 웨이퍼의 제1 내지 제4 이미지를 촬영하고, 상기 정렬장치는 상기 비젼 카메라가 상기 제1 이미지 및 제3 이미지를 촬영한 후, 상기 웨이퍼를 180도 회전시키고, 상기 정렬장치는 상기 제1 이미지와 상기 제2 이미지를 비교하여, 상기 웨이퍼의 중심을 상기 스테이지의 x축 상으로 이동시키고, 상기 정렬장치는 상기 제3 이미지와 상기 제4 이미지를 비교하여, 상기 웨이퍼의 중심을 상기 스테이지의 y축 상으로 이동시켜 상기 웨이퍼의 중심과 상기 스테이지의 중심을 일치시키고, 상기 정렬장치는 상기 웨이퍼를 회전시켜 상기 노치를 통과하는 상기 웨이퍼의 중심선을 상기 스테이지의 정렬선과 일치시킨다.
상기 비젼 카메라에 연결되는 것으로, 상기 제1 및 제2 이미지의 비교와 상기 제3 및 제4 이미지의 비교를 수행하는 연산부;를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 연산부에서 비교한 결과에 따라 상기 정렬장치에 제어신호를 인가할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 가공을 위해 스테이지상에 안착되는 노치(notch)를 포함하는 웨이퍼(W)에서, 웨이퍼(W)의 표면을 보호하기 위한 테이프(T)가 웨이퍼(W)상에 도포된 모습을 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 스테이지상에 안착되는 웨이퍼(W)는 정렬을 위해 웨이퍼(W)의 일 부분에 노치(N)가 형성되어 있다. 또한, 웨이퍼(W) 상에는 웨이퍼(W) 표면의 보호를 위한 테이프(T)가 도포되어 있을 수 있다. 노치(N)의 위치를 이용하여 웨이퍼(W)를 스테이지 상에 정확하게 정렬시킬 수 있다.
종래에는 웨이퍼(W)의 위쪽 또는 아래쪽에 광원을 위치시켜 빛을 비춘 후, 광원의 반대편에 위치한 포토다이오드(photodiode)를 이용하여 빛의 투과 여부를 감지하였다. 이러한 빛의 투과 여부를 통한 노치(N)의 감지 방법은 웨이퍼(W) 상에 웨이퍼(W) 표면의 보호를 위한 테이프(T) 등이 도포되어 있는 경우 문제가 있었다. 테이프(T)가 광원으로부터 방출되는 빛을 투과시키지 못하거나, 빛의 굴절을 발생시키는 경우, 포토다이오드는 광원으로부터 방출되는 빛을 감지하지 못할 수 있다. 또한, 감지할 웨이퍼(W)의 표면이 고르지 않거나, 웨이퍼(W)의 재질에 따라 빛의 반사 및 간섭 등에 의해 포토다이오드가 빛을 감지하지 못할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 정렬장비를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 정렬장비(100)는 웨이퍼(W)가 안착되는 스테이지(S), 비젼 카메라(VC), 정렬장치(10), 제어부(20), 연산부(30) 및 알람장치(40)를 포함한다.
스테이지(S)상에는 웨이퍼(W)가 안착될 수 있다. 스테이지(S)는 웨이퍼 정렬이 필요한 모든 장비의 스테이지가 가능하나, 바람직하기로는 소윙(Sawing) 설비의 웨이퍼 척 스테이지가 적용될 수 있다.
비젼 카메라(VC)는 웨이퍼(W)의 이미지를 인식하기 위한 것으로, 스테이지(S) 상에 안착된 웨이퍼(W) 및 노치(N)의 이미지를 인식할 수 있으며, 이 이미지로부터 스테이지(S)상에서 웨이퍼(W)의 정렬상태를 판단할 수 있다.
정렬장치(10)는 웨이퍼(W)를 스테이지(S)상에 일정한 방향으로 정렬하기 위한 장치로서, 각종 로봇 암, 로봇 척, 정렬 로울러 등 웨이퍼(W)를 회전 또는 이동시킬 수 있는 다양한 형태의 정렬장치들이 적용될 수 있다.
제어부(20)는 스테이지(S)의 정렬선과 웨이퍼(W)의 중심선이 일치되도록 정렬장치(10)에 제어신호를 인가하여 웨이퍼(W)를 정렬하는 회로 또는 프로그램이 될 수 있다.
연산부(30)는 비젼 카메라(VC)로부터 획득된 웨이퍼(W)의 이미지들을 비교 및 분석하여 웨이퍼(W)의 중심이 스테이지(S)의 중심에 위치하도록 하기 위한 이동 값을 계산할 수 있다. 또한, 제어부(20)가 스테이지(S)의 정렬선과 웨이퍼(W)의 중심선이 일치되도록 정렬장치(10)에 제어신호를 인가하여 웨이퍼(W)를 정렬시킨 후, 스테이지(S)의 정렬선과 웨이퍼(W)의 중심선 사이의 오차를 계산할 수 있다. 위에서 계산된 오차가 허용범위를 초과하는 경우에, 연산부(30)는 알람장치(40)가 알람을 발생시키도록 알람장치(40)에 신호를 인가할 수 있다.
알람장치(40)는 연산부(30)에 연결되는 것으로, 연산부(30)에서 계산된 스테이지(S)의 정렬선과 웨이퍼(W)의 중심선의 오차가 허용범위를 초과하는 경우 알람을 발생시킬 수 있다. 알람장치(40)에서 알람이 발생하면, 스테이지(S)상에 웨이퍼(W)를 정렬하기 위한 과정이 다시 수행될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 정렬방법을 나타내는 흐름도이고, 도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 정렬방법을 단계적으로 도시한 것이다.
도 3 및 도 4a를 참조하면, 먼저 웨이퍼(W)를 스테이지(S) 상에 안착시킨다(S1). 스테이지(S)는 x축 및 y축이 설정되어 있을 수 있으며, y축은 스테이지(S)의 정렬선(60)이 될 수 있다. 스테이지(S)의 중심과 웨이퍼의 중심(O)이 일치하고, 스테이지(S)의 정렬선(60)과 웨이퍼(W)의 노치(N)를 통과하는 중심선(50)이 일치하게 되면 웨이퍼(W)는 스테이지(S)상에 정렬된 상태라고 할 수 있다.
스테이지(S) 상에 무작위로 안착된 웨이퍼(W)는 웨이퍼의 중심(O)과 스테이지(S)의 중심이 일치하지 않으며, 정렬선(60)과 중심선(50) 또한 일치하지 않은 비 정렬 상태일 수 있다.
다음으로, 위와 같이 웨이퍼(W)가 스테이지(S)에 무작위로 안착된 상태에서 비젼 카메라(VC)를 이용하여 웨이퍼(W)의 제1 이미지를 촬영한다(S2). 제1 이미지에서는 웨이퍼의 중심(O)과 스테이지(S)의 중심이 일치되어 있지 않은 상태일 수 있다.
다음으로, 도 3 및 도 4b를 참조하면, 웨이퍼(W)를 스테이지(S)의 중심을 기준으로 180도 회전 시킨 후, 웨이퍼(W)의 제2 이미지를 촬영한다(S3). 제2 이미지는 비젼 카메라(VC)에 의해 촬영될 수 있다.
다음으로, 도 3 및 도 4c를 참조하면, 제1 이미지와 제2 이미지를 비교하여 웨이퍼의 중심(O)을 스테이지(S)의 x축 상으로 이동시킨다(S4). 제1 이미지에서 웨이퍼의 중심(O)의 y축 좌표와 제2 이미지에서 웨이퍼의 중심(O)의 y축 좌표는 절대값은 동일하고 부호만 반대일 수 있다. 따라서, 제1 이미지에서 웨이퍼의 중심(O)과 제2 이미지에서 웨이퍼의 중심(O)의 y축 좌표의 중간 값은 스테이지(S)의 x축 상에 놓일 수 있다. 위와 같은 제1 이미지와 제2 이미지의 비교는 비젼 카메라(VC)에 연결된 연산부(30)를 통해 수행될 수 있다. 연산부(30)가 제1 이미지와 제2 이미지의 비교를 통해, 웨이퍼의 중심(O)을 스테이지(S)의 x축 상으로 이동시키기 위한 이동 값을 계산한 후, 연산부(30)에 연결된 제어부(20)는 계산된 이동 값만큼 웨이퍼(W)를 이동시킬 수 있다.
웨이퍼의 중심(O)을 스테이지(S)의 x축 상으로 이동시킨 후, 웨이퍼(W)의 제3 이미지를 촬영한다(S5). 제3 이미지는 비젼 카메라(VC)에 의해 촬영될 수 있다.
다음으로, 도 3 및 도 4d를 참조하면, 웨이퍼의 중심(O)을 스테이지(S)의 x축 상으로 이동된 웨이퍼(W)를 다시 스테이지(S)의 중심을 기준으로 180도 회전시킨 후, 웨이퍼(W)의 제4 이미지를 촬영한다(S6). 제4 이미지는 비젼 카메라(VC)에 의해 촬영될 수 있다.
다음으로, 도 3 및 도 4e를 참조하면, 제3 이미지와 제4 이미지를 비교하여 웨이퍼의 중심(O)을 스테이지(S)의 y축 상으로 이동시킨다(S7). 제3 이미지에서 웨이퍼의 중심(O)의 x축 좌표와 제4 이미지에서 웨이퍼의 중심(O)의 x축 좌표는 절대값은 동일하고 부호만 반대일 수 있다. 따라서, 제3 이미지에서 웨이퍼의 중심(O)과 제4 이미지에서 웨이퍼의 중심(O)의 x축 좌표의 중간 값은 스테이지(S)의 y축 상에 놓일 수 있다. 위와 같은 제3 이미지와 제4 이미지의 비교는 비젼 카메라(VC)에 연결된 연산부(30)를 통해 수행될 수 있다. 연산부(30)가 제3 이미지와 제4 이미지의 비교를 통해, 웨이퍼의 중심(O)을 스테이지(S)의 y축 상으로 이동시키기 위한 이동 값을 계산한 후, 연산부(30)에 연결된 제어부(20)는 계산된 이동 값만큼 웨이퍼(W)를 이동시킬 수 있다.
S1 내지 S7의 단계를 거치고 나면, 웨이퍼의 중심(O)은 스테이지(S)의 중심에 위치할 수 있다.
다음으로, 도 3 및 도 4f를 참조하면, 웨이퍼의 중심(O)이 스테이지(S)의 중심과 일치한 상태에서 웨이퍼(W)의 중심선(50)과 스테이지(S)의 정렬선(60)이 일치하도록 웨이퍼(W)를 회전시킨다(S8). 여기에서, 웨이퍼(W)의 노치(N)는 스테이지(S) y축의 양의 방향에 위치하도록 회전시킬 수 있다. 위의 과정을 통해, 웨이퍼(W)는 스테이지(S) 상에 정렬이 완료될 수 있다.
다음으로, 도 3을 참조하면, 웨이퍼(W)의 중심선(50)과 스테이지(S)의 정렬선(60) 사이의 오차가 허용범위 이내인지 여부를 판단한다(S9). 웨이퍼(W)의 중심선(50)과 스테이지(S)의 정렬선(60) 사이의 오차는 연산부(30)에 의해 계산될 수 있다. 허용범위 값은 웨이퍼(W)의 가공 시, 성능에 문제가 발생하지 않는 범위에서 가변적일 수 있다.
웨이퍼(W)의 중심선(50)과 스테이지(S)의 정렬선(60) 사이의 오차가 허용범위 이내인 경우 정렬을 종료한다. 그러나, 웨이퍼(W)의 중심선(50)과 스테이지(S)의 정렬선(60) 사이의 오차가 허용범위를 초과하는 경우 연산부(30)에서 알람장치(40)에 신호를 인가하여, 알람을 발생시킬 수 있다(S10). 알람이 발생하는 경우, S2 단계로 되돌아가 다시 정렬을 위한 단계들이 수행될 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예에 따르면, 웨이퍼상에 포토다이오드 센서로 투과되지 않는 테이프가 붙어있는 경우에도 웨이퍼를 정확한 위치로 정렬할 수 있으며, 웨이퍼의 표면이 고르지 않은 경우에도 웨이퍼를 정확한 위치로 정렬할 수 있다. 또한, 글래스(glass), 사파이어(sapphire) 등 포토다이오드 센서로 감지가 어려운 재질의 웨이퍼의 경우에도 웨이퍼를 정확한 위치로 정렬할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (14)

  1. x축 및 y축이 설정된 스테이지 상에 정렬을 위한 노치(notch)를 포함하는 웨이퍼를 안착시키는 단계;
    상기 웨이퍼의 제1 이미지를 촬영한 다음, 상기 웨이퍼를 180 회전시킨 후, 상기 웨이퍼의 제2 이미지를 촬영하는 단계;
    상기 제1 이미지와 상기 제2 이미지를 비교하여, 상기 웨이퍼의 중심을 상기 스테이지의 x축 상으로 이동시키는 단계;
    상기 웨이퍼의 제3 이미지를 촬영한 다음, 상기 웨이퍼를 180도 회전시킨 후, 상기 웨이퍼의 제4 이미지를 촬영하는 단계;
    상기 제3 이미지와 상기 제4 이미지를 비교하여, 상기 웨이퍼의 중심을 상기 스테이지의 y축 상으로 이동시켜 상기 웨이퍼의 중심과 상기 스테이지의 중심을 일치시키는 단계; 및
    상기 웨이퍼를 회전시켜 상기 노치를 통과하는 상기 웨이퍼의 중심선을 상기 스테이지의 정렬선과 일치시키는 단계;를 포함하는 웨이퍼 정렬방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 이미지들은 비젼 카메라(vision camera)에 의해 촬영되는 웨이퍼 정렬방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 이미지의 비교와 상기 제3 및 제4 이미지의 비교는 상기 비젼 카메라에 연결된 연산부를 통해 수행되는 웨이퍼 정렬방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 이동 및 회전은 상기 연산부와 연결된 제어부에 의해 제어되는 정렬장치를 통해 수행되는 웨이퍼 정렬방법.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 중심선과 상기 스테이지의 정렬선 사이에 발생되는 오차는 연산부에서 계산되는 웨이퍼의 정렬방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 웨이퍼의 중심선과 상기 스테이지의 정렬선 사이에 발생되는 오차가 설정된 허용 범위보다 큰 경우에 상기 연산부에 연결된 알람장치를 통해 알람을 발생시키는 단계;를 더 포함하는 웨이퍼 정렬방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 알람이 발생하는 경우, 제 1 항에 기재된 단계들을 다시 수행하는 웨이퍼 정렬방법.
  8. 정렬을 위한 노치를 포함하는 웨이퍼가 안착되는 것으로, x축 및 y축이 설정된 스테이지;
    상기 웨이퍼의 이미지를 촬영하는 비젼 카메라;
    상기 웨이퍼를 상기 스테이지 상에서 회전 및 이동시키는 정렬장치; 및
    상기 스테이지의 정렬선과 상기 웨이퍼의 중심선이 일치되도록 상기 정렬장치에 제어신호를 인가하는 제어부;를 포함하는 웨이퍼 정렬장비.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 비젼 카메라에서 인식된 상기 웨이퍼의 이미지들을 비교하고, 상기 웨이퍼의 중심선과 상기 스테이지의 정렬선 사이의 오차를 계산하는 연산부;를 더 포함하는 웨이퍼 정렬장비.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 연산부에서 계산한 결과에 따라 상기 정렬장치에 제어신호를 인가하는 웨이퍼 정렬장비.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 연산부에 연결되는 것으로, 상기 웨이퍼의 중심선과 상기 스테이지의 정렬선 사이에 발생되는 오차가 설정된 허용 범위보다 큰 경우에 알람을 발생시키는 알람장치;를 더 포함하는 웨이퍼 정렬장비.
  12. 정렬을 위한 노치를 포함하는 웨이퍼가 안착되는 것으로, x축 및 y축이 설정된 스테이지;
    상기 웨이퍼의 이미지를 촬영하는 비젼 카메라;
    상기 웨이퍼를 상기 스테이지 상에서 회전 및 이동시키는 정렬장치; 및
    상기 스테이지의 정렬선과 상기 웨이퍼의 중심선이 일치되도록 상기 정렬장치에 제어신호를 인가하는 제어부;를 포함하며,
    상기 비젼 카메라는 상기 웨이퍼의 제1 내지 제4 이미지를 촬영하고,
    상기 정렬장치는 상기 비젼 카메라가 상기 제1 이미지 및 제3 이미지를 촬영한 후, 상기 웨이퍼를 180도 회전시키고,
    상기 정렬장치는 상기 제1 이미지와 상기 제2 이미지를 비교하여, 상기 웨이퍼의 중심을 상기 스테이지의 x축 상으로 이동시키고,
    상기 정렬장치는 상기 제3 이미지와 상기 제4 이미지를 비교하여, 상기 웨이퍼의 중심을 상기 스테이지의 y축 상으로 이동시켜 상기 웨이퍼의 중심과 상기 스테이지의 중심을 일치시키고,
    상기 정렬장치는 상기 웨이퍼를 회전시켜 상기 노치를 통과하는 상기 웨이퍼의 중심선을 상기 스테이지의 정렬선과 일치시키는 웨이퍼 정렬장비.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 비젼 카메라에 연결되는 것으로, 상기 제1 및 제2 이미지의 비교와 상기 제3 및 제4 이미지의 비교를 수행하는 연산부;를 더 포함하는 웨이퍼 정렬장비.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 연산부에서 비교한 결과에 따라 상기 정렬장치에 제어신호를 인가하는 웨이퍼 정렬장비.
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