1. 최종목표 MEMS 진공 패키징 공정을 위한 멤스 웨이퍼 자동 정렬 시스템 개발 - 웨이퍼 2매를 자동정렬하기 위한 1um 수준의 X,Y,θ 정밀 스테이지 및 광학 모듈 개발 - 웨이퍼 2매를 자동정렬하기 위한 다중 카메라 이미지 분석 처리 및 웨이퍼 Positioning 기술 - 웨이퍼 2매를 정렬 후 고정할 수 있는 웨이퍼척 개발 2. 개발내용 및 결과 본 과제를 통하여 멤스 웨이퍼 자동정렬 시스템과 모듈을 개발하였다. - Optics Module은 CCD 카메라, 전동 줌 렌즈, 동
1. 최종목표 MEMS 진공 패키징 공정을 위한 멤스 웨이퍼 자동 정렬 시스템 개발 - 웨이퍼 2매를 자동정렬하기 위한 1um 수준의 X,Y,θ 정밀 스테이지 및 광학 모듈 개발 - 웨이퍼 2매를 자동정렬하기 위한 다중 카메라 이미지 분석 처리 및 웨이퍼 Positioning 기술 - 웨이퍼 2매를 정렬 후 고정할 수 있는 웨이퍼척 개발 2. 개발내용 및 결과 본 과제를 통하여 멤스 웨이퍼 자동정렬 시스템과 모듈을 개발하였다. - Optics Module은 CCD 카메라, 전동 줌 렌즈, 동축 조명 기구, 수동 3축 스테이지, 이미지 그래버로 구성되며, 웨이퍼의 정렬마크를 관찰할 뿐만 아니라 이미지를 컴퓨터로 전송함으로써 2매의 웨이퍼를 자동으로 정렬할 수 있도록 하는 역할을 한다. - Transfer Stage Module은 Y축 스테이지, Z축 스테이지, 회전축 스테이지로 구성되며, 웨이퍼를 장착위치에서 정렬위치로 이송시키는 역할을 한다. - Fine Stage Module은 6개의 피에조 모터와 상하 2개의 판으로 구성되며, 웨이퍼를 미소량 이송하는 역할을 한다. Transfer STage Module은 이송량이 큰 경우에 사용되며 미소량 이송에는 Fine Stage Module이 사용된다. - Bonding Chuck Module은 홀더, 플레이트, 스페이서, 클램프, 진공부로 구성되며 정렬이 완료된 웨이퍼 2매를 고정시켜 다음 공정에서 웨이퍼 2매를 본딩하는 역할을 한다. - Control Module은 전기 제어부, 공압 제어부, 제어 프로그램으로 구성되며, 각 Module 들이 유기적으로 연결되어 멤스 웨이퍼 정렬 동작을 자동으로 수행하는 역할을 한다. - 멤스 웨이퍼 정렬 시스템의 자동 정렬 알고리즘을 개발하여 적용하였다. 3. 사업성과 ? 기술적 성과 MEMS 공정의 핵심장비인 정렬 시스템 개발은 자이로스코프, 가속도계, 잉크젯 헤드, LED, CCD센서, 적외선 센서, 광부품, 화학센서 등의 첨단 MEMS 부품의 제작에 혁신적인 발전을 가져옴으로써 자동차 산업, 반도체 산업, 디스플레이 산업, 휴대폰 산업, LED 산업, 조명 산업 등에 폭넓은 기여를 할 것이다. 기술적 성과를 구체적으로 열거하면 다음과 같이 정리할 수 있다. - 웨이퍼 정렬정도 1 um 제어 기술 확보 - 웨이퍼 스테이지 1 um 설계 기술 확보 - 서보 모터와 피에조 모터를 이용한 long travel 및 fine accuracy 정렬 기술 확보 - 광모듈 조립기술, 비젼 이미지 처리기술, 정밀 스테이지 설계기술 및 조립기술, 광학 및 비젼 이미지 처리기술 확보 ? 경제적 성과 본 기술 개발을 통하여 현재 전량 수입에 의존하고 있는 MEMS 웨이퍼 정렬 시스템의 수입 대체효과를 가지게 되며, 국내 반도체 산업의 차세대 부품 개발에서 시장 주도권을 확보할 수 있다. 전량 수입에 의존하고 있는 MEMS 웨이퍼 정렬 시스템은 국내 반도체 산업의 취약 기술 중의 하나로, 국내 수요 기업의 제조 원가 절감 및 안정적 공급을 통한 국내 수요 기업이 경쟁력을 더 높일 수 있다. 경제적 성과를 구체적으로 열거하면 다음과 같이 정리할 수 있다. - 세계 1000억원 규모의 정렬장비 시장 진출 - 연간 100억원 이상의 정렬장비 수입대체 효과 - 연간 2000억원 이상의 본딩장비 시장 확대에 기여 - 궁극적으로 10조원 이상의 반도체 노광장비 시장에 진출 - 설비 투자비 절감(50%)에 의한 반도체 부품의 가격 경쟁력 확보 ? 사회적 성과(일자리 창출 등) 본 과제 기술 개발에 8명의 인력이 참여하였으며, 제품의 판매 및 기술향상에 약 1명 이상의 추가 고용 효과가 있을 것으로 기대되고 있다. 4. 향후추진계획 본 개발 과제에 의한 MEMS 웨이퍼 정렬 시스템의 개발 완료는 단기적으로는 수요 기업에 대한 장비 판매, fine stage 기술 및 정렬 기술을 이용한 모듈 판매, 정렬 정밀도 향상, 장비 안정화 및 편의성 향상으로 이어질 것이며, 중장기적으로는 정렬 시스템 개발에 한정되지 않고 wafer bonder, mask aligner, semiconductor lithography machine 등의 전후 공정 장비 개발을 통해 효과를 극대화할 수 있도록 할 것이다.
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