KR100234540B1 - 반도체장치 자동검사 시스템의 스테이지 이송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 반도체장치 자동검사 시스템의 스테이지 이송장치는, 스테이지가 놓이는 슬라이더, 상기 슬라이더의 움직임을 통제, 안내하는 역할을 하는 채널, 상기 슬라이더에 부착되며 스테이지가 움직이는 축을 따라 설치된 자석 코어 주변을 감싸도록 형성되어 전류가 흐르면 스테이지를 움직이는 코일, 공기를 공급받아 자체에 형성된 노즐로 분사함으로써 상기 슬라이더를 상기 채널에서 띄워주는 에어 베어링 및 상기 채널과 상기 슬라이더 사이에 위치하도록 상기 슬라이더에 형성되는 브레이커를 구비하는 반도체장치 자동검사 시스템의 스테이지 이송장치에 있어서, 상기 브레이커가 자석(Magnet)으로 이루어지고, 상기 브레이커와 대향되는 상기 채널의 일부분이 전기전도체로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에 의하면 종래의 스테이지 이송장치에서의 브레이커의 마모나 조정불량의 문제를 제거하고, 정지기능이 보완되므로 스테이지의 미세진동을 줄여 검사에 필요한 동작시간을 줄일 수 있다는 효과가 있다.

Description

반도체장치 자동검사 시스템의 스테이지 이송장치

본 발명은 반도체장치 자동검사 시스템의 스테이지 이송장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스테이지 이송장치의 정지기능부분에 관한 것이다.

반도체장치는 매우 정밀한 구성을 가지므로 그 제작과정에서 공정 및 환경의 엄격한 조절이 필요하다. 그리고 각 구성공정을 관리하기 위해서 각 공정을 마친 반도체장치들을 샘플링 등의 방법으로 조사하여 해당 공정의 이상 유무를 판단하게 된다. 이때, 각 공정의 이상 유무를 판단하기 위해 일반적으로 설치되는 장비로 통칭 웨이퍼 자동검사 시스템(Wafer Auto inspection System)이 있다. 자동검사 시스템에서 가장 중요한 요소 가운데 하나는 웨이퍼상의 서로 비교하는 위치를 정확하고 신속하게 이동시켜줄 수 있는 스테이지 이송장치이다.

웨이퍼의 결함점 유무를 검사하기 위해서는 광학적 기구나 기타의 장치들도 중요한 것이나, 일반적 웨이퍼 자동검사 시스템의 가장 큰 특징인 셀 대 셀(Cell To Cell) 비교방식에서는 웨이퍼가 놓여있는 스테이지를 얼마나 신속하고 정확하게 움직여줄 수 있는가에 따라 장비능력이 결정되고 검사결과의 신뢰성이 판단될 정도이다. 스테이지가 빨리 움직인다는 것은 스테이지가 정지할 위치에 얼마나 빨리 접근하여 멈출 수 있는가가 관건이고, 정확하다는 것은 스테이지가 정지할 위치를 정확히 감지하여 현 위치를 이송모터에 전달, 순환(Feedback)시키는 것이 관건이 된다.

도1은 종래의 반도체장치 자동검사 시스템에서 시간경과에 따른 스테이지의 움직임을 나타낸 그래프이다.

스테이지 이송장치의 기본적 작동원리는 우선 엔코더(Encoder)가 스테이지의 위치를 전송하여 콘트롤러에 입력시키고, 이 정보를 보이스 코일(Voice Coil)의 작동과 같이 코일에 양과 음의 전류를 인가하여 스테이지를 이동시키는 것이다. 좀 더 상세히 알아보면, 스테이지가 정지할 위치의 전후 2μm 내지 3μm 근처에 접근하면 코일에 흐르던 기존의 전류는 끊어지고, 스테이지는 관성에 의해 계속 움직여 정지 위치를 지나친다. 스테이지가 정지 위치를 지나는 순간, 혹은 피이드백 시간을 감안하여 정지 위치 전후의 일정 위치에서 엔코더는 스테이지의 위치를 전송하여 다시 콘트롤러로 입력시키고, 콘트롤러는 코일에 종전과 반대방향의 약한 전류를 인가하여 스테이지의 움직임을 반대로 전환시킨다. 이렇게 반대방향의 전류를 보다 약하게 하여 차례로 걸어주면 스테이지는 곧 육안으로는 움직임을 인식할 수 없지만 정해진 위치의 일정 범위 내를 폭을 좁혀가면서 미세하게 진동하는 상태가 되고 거의 정지하게 된다.

도2는 종래의 반도체장치 자동검사 시스템의 스테이지 이송장치부분의 단면을 개략적으로 나타낸 것이다.

스테이지는 슬라이더(11)에 놓여 있고, 코일(12)에 의해 힘을 받아 움직이는 부분이다. 코일(12)은 축을 따라 형성된 자석 코어(Magnet Core) 주변에 형성되어 전류가 흐르면 전자력이 생성되어 스테이지를 움직이게 된다. 에어 베어링(Air Bearing:13, 14)은 채널(Channel:15)에서 슬라이더(11)를 띄워 기계적 스크류의 작용이 아닌 코일(12)에 의해 움직이도록 하는 역할을 한다. 조정나사(16), 스프링(17), 프레로드 자석(Preload Magnet:18) 및 자석 대향 바(Bar:19)는 에어 베어링(13,14)의 공기압에 의해 슬라이더(11)가 채널(15)에서 튕겨나가는 것을 방지하는 작용을 한다. 채널(15)과 슬라이더(11)에 부착된 엔코더 스케일(Encoder Scale:20)과 엔코더 해드(Encoder Head:21)는 스테이지의 위치를 자동검사 시스템의 콘트롤러에 전송하기 위한 요소들이다. 그리고 슬라이더에는 채널과 슬라이더 사이에 위치하도록 테프론 재질의 브레이커(Braker:22)가 부착되어 있다.

그런데, 종래의 반도체장치 자동검사 시스템의 스테이지 슬라이더에 부착된 테프론 브레이커(21)는 채널과의 마찰력에 의해 스테이지가 정지하는 것을 어느 정도 도와줄 수 있지만, 채널면과의 마찰에 의해 마모가 일어나고 장비를 조정, 보수하는 과정에서 과다하게 혹은 과소하게 체결되면 스테이지의 정확한 움직임에 악영향을 주는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은, 종래의 반도체장치 자동검사 시스템의 스테이지 이송장치에서 브레이커의 마모나 조정불량의 문제를 제거하고, 종래와 같은 스테이지의 미세진동을 줄일 수 있도록 정지기능을 보완하여 동작시간을 줄일 수 있는 브레이커를 가진 반도체장치 자동검사 시스템의 스테이지 이송장치를 제공하는 데 있다.

도1은 종래의 반도체장치 자동검사 시스템에서 시간경과에 따른 스테이지의 움직임을 나타낸 그래프이다.

도2는 종래의 반도체장치 자동검사 시스템의 스테이지 이송장치부분의 단면을 개략적으로 나타낸 것이다.

도3은 본 발명의 반도체장치 자동검사 시스템의 스테이지 이송장치부분의 단면을 개략적으로 나타낸 것이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11: 슬라이더 12: 코일

13, 14: 에어 베어링(Air Bearing) 15: 채널(Channel)

16: 조정나사 17: 스프링

18: 프레로드 자석(Preload Magnet) 19: 자석 대향 바(Bar)

20: 엔코더 스케일(Encoder Scale) 21: 엔코더 해드(Encoder Head)

22: 브레이커(Braker) 32: 전자석 브레이커

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체장치 자동검사 시스템의 스테이지 이송장치는, 스테이지가 놓이는 슬라이더, 상기 슬라이더의 움직임을 통제, 안내하는 역할을 하는 채널, 상기 슬라이더에 부착되며 스테이지가 움직이는 축을 따라 설치된 자석 코어 주변을 감싸도록 형성되어 전류가 흐르면 스테이지를 움직이게 하는 코일, 공기를 공급받아 자체에 형성된 노즐로 분사함으로써 상기 슬라이더를 상기 채널에서 띄워주는 에어 베어링 및 상기 채널과 상기 슬라이더 사이에 위치하도록 상기 슬라이더에 형성되는 브레이커를 구비하는 반도체장치 자동검사 시스템의 스테이지 이송장치에 있어서, 상기 브레이커가 자석(Magnet)으로 이루어지고, 상기 브레이커와 대향되는 상기 채널의 일부분은 전기전도체로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 브레이커는 설치가 간단하다는 측면에서 영구자석으로 이루어질 수도 있으나, 전자석으로 이루어져 흘려주는 전류에 따라 정지기능을 조절할 수 있도록 할 수도 있다.

이하, 본 발명의 구체적인 구성 및 작용을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도3은 본 발명의 반도체장치 자동검사 시스템의 스테이지 이송장치부분의 단면을 개략적으로 나타낸 것이다.

종래와 스테이지 이송장치와 같이, 스테이지가 놓이는 슬라이더(11)가 있고, 슬라이더(11) 하부의 코일(12)은 축을 따라 형성된 자석 코어(Magnet Core) 주변에 형성되어 전류가 흐르면 전자력이 생성되어 스테이지를 움직이게 된다. 에어 베어링(Air Bearing:13, 14)은 채널(Channel:15)에서 슬라이더(11)를 띄워 코일(12)에 의해 용이하게 활주(Gliding) 하는 역할을 한다. 조정나사(16), 스프링(17), 프레로드 자석(Preload Magnet:18) 및 자석 대향 바(Bar:19)는 에어 베어링(13,14)의 공기압에 의해 슬라이더(11)가 채널(15)에서 튕겨나가는 것을 방지하는 작용을 한다. 채널(15)과 슬라이더(11)에 부착된 엔코더 스케일(Encoder Scale:20)과 엔코더 해드(Encoder Head:21)는 스테이지의 위치를 자동검사 시스템의 콘트롤러에 전송한다. 단, 슬라이더에 부착되어 채널과 슬라이더 사이에는 전자석 브레이커(32)가 있다.

따라서 슬라이더의 이송을 위한 코일에 전류가 약해지는 시점이나, 전류가 끊어지는 시점 등에서 전자석에 전류를 흘려주면, 브레이커에 대향된 채널 부분에서는 전자석이 접근 및 이격되는 과정에서 부분적으로 자기장의 변화가 발생한다. 그리고 대향된 채널의 일부분은 전기전도체이므로 자기장 변화에 따라 전기적 와류가 형성되고, 이는 다시 전자력에 의해 전자석인 브레이커의 진행을 저지하는 하는 역할을 하여, 결국 브레이커는 슬라이더의 진행을 정지시키는 작용을 한다. 그리고 전류를 크게 하면 정지기능은 보다 강화된다. 즉, 종래에는 코일의 전류를 끊는 시점을 정지 위치 전후 2 내지 3μm로 하던 것을 1μm로 할 수도 있다.

따라서, 전자석인 브레이커에 흘려주는 전류를 적절히 조절함에 따라 웨이퍼가 놓인 스테이지는 종래와 같은 과도적 진동을 거치지 않고 신속하게 정해진 위치에 정지할 수 있고, 그에 따라 웨이퍼 검사효율을 높일 수 있게 된다.

따라서, 본 발명에 의하면 종래의 스테이지 이송장치에서의 브레이커의 마모나 조정불량의 문제를 제거하고, 정지기능이 보완되므로 스테이지의 미세진동을 줄여 검사에 필요한 동작시간을 줄일 수 있다는 효과가 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (2)

1. 스테이지가 놓이는 슬라이더, 상기 슬라이더의 움직임을 통제, 안내하는 역할을 하는 채널, 상기 슬라이더에 부착되며 스테이지가 움직이는 축을 따라 설치된 자석 코어 주변을 감싸도록 형성되어 전류가 흐르면 스테이지를 움직이는 코일, 공기를 공급받아 자체에 형성된 노즐로 분사함으로써 상기 슬라이더를 상기 채널에서 띄워주는 에어 베어링 및 상기 채널과 상기 슬라이더 사이에 위치하도록 상기 슬라이더에 형성되는 브레이커를 구비하는 반도체장치 자동검사 시스템의 스테이지 이송장치에 있어서,

   상기 브레이커가 자석(Magnet)으로 이루어지고, 상기 브레이커와 대향되는 상기 채널의 일부분은 전기전도체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체장치 자동검사 시스템의 스테이지 이송장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 자석은 전자석으로 설치되는 것을 특징으로 하는 상기 반도체장치 자동검사 시스템의 스테이지 이송장치.