KR100275129B1 - 웨이퍼의 프리얼라인먼트죤 및 식별번호 인식작업을 위한 위치조정장치 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

웨이퍼의 프리얼라인먼트죤 및 식별번호 인식작업을 위한 위치조정장치.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 요지

웨이퍼를 수직 및 회전이동 뿐만아니라 수평이동시키는 것도 가능하도록 구현하므로써, 상기 웨이퍼의 직경에 관계없이 소정위치에 고정된 센서를 이용하여 프리얼라인먼트죤 및 식별번호 인식작업을 수행할 수 있도록한 웨이퍼의 위치조정장치를 제공함에 그 목적이 있다.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은 일측에 웨이퍼를 고정하며, 상기 웨이퍼의 식별번호가 탐색위치에 놓이도록 회전되는 회전수단; 상기 회전수단이 웨이퍼 로딩위치에 놓이도록 상기 회전수단을 승강시키는 승강수단; 상기 회전수단에 의해 탐색위치에 놓여진 웨이퍼의 식별번호를 탐색하는 수단; 및 상기 웨이퍼가 탐색위치로 이동되도록 상기 회전수단 및 승강수단을 수평방향으로 위치이동시키는 수평이동수단을 포함하는 웨이퍼의 프리얼라인먼트죤 및 식별번호인식작업을 위한 위치조정장치를 제공한다.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명은 검사작업을 위해 웨이퍼의 위치를 조정하는 것임

Description

웨이퍼의 프리얼라인먼트죤 및 식별번호 인식작업을 위한 위치조정장치

본 발명은 웨이퍼 상에 형성된 소자의 불량여부를 검사하기 위해 웨이퍼의 위치를 조정하는 장치에 관한 것으로, 특히 웨이퍼의 프리얼라인먼트죤(pre-alignment zone) 및 식별번호(identification)인식작업시 상기 웨이퍼를 그의 크기에 따라 수평, 수직 및 회전이동시키므로써, 상기 웨이퍼의 크기에 관계없이 소정위치에 고정된 탐색부에 의해 상기 인식작업이 이루어지도록하는 웨이퍼의 프리얼라인먼트죤 및 식별번호 인식작업을 위한 위치조정장치에 관한 것이다.

일반적으로, 웨이퍼 상에 형성된 소자의 불량여부를 검사하는 자동 프로브 시스템에서는, 웨이퍼의 프리얼라인먼트죤 및 식별번호 인식작업을 위해 소정위치에 고정된 카메라의 아래쪽에 웨이퍼의 가장자리가 위치되도록 웨이퍼의 위치를 수직 및 회전이동하여 조정하였다. 여기서, 상기 프리얼라인먼트작업은 카세트로 제공되는 웨이퍼를 프로빙 카드(probing card)와 연결하여 전기적인 검사를 수행하기 전에, 상기 프로빙 카드의 탐촉침(needle)의 배열방향과 상기 소자의 패드 배열방향을 정렬시키는 것이다. 또한, 상기 웨이퍼의 식별번호 인식작업은 검사할 웨이퍼의 식별번호를 프로브 시스템에 인식시키므로써 웨이퍼의 처리과정을 효율적으로 관리하기 위한 작업이다.

이에 따라, 종래 기술에 의한 웨이퍼의 위치조정장치는, 프로브 시스템의 소정부위에 고정되어 웨이퍼의 정렬상태를 인식하는 탐색부와, 상기 웨이퍼를 착탈할 수 있는 웨이퍼척을 가지며, 탐색부가 웨이퍼의 가장자리 및 플랫죤을 인식할 수 있도록 웨이퍼를 회전시키는 회전수단과, 상기 웨이퍼척이 웨이퍼이송암으로부터 웨이퍼를 전달받거나, 검사작업이 완료된 웨이퍼를 상기 웨이퍼이송암으로 전달하기 용이하도록 회전수단을 상하이동시키는 승강수단을 구비하여, 상기 탐색부가, 고정된 위치에서, 그에 인식된 웨이퍼의 가장자리 부분에 대한 상대적인 위치를 파악하고 웨이퍼의 식별번호를 인식하므로써, 프로브 시스템에 프리얼라인먼트죤 및 식별번호 인식작업을 위한 정보를 제공한다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 기술에 의한 웨이퍼의 위치조정장치는, 수평이동수단이 없으므로, 소정위치에 고정된 탐색부를 이용하여 서로 직경이 다른 웨이퍼를 순차적으로 검사할 경우, 상기 탐색부의 초점이 웨이퍼의 가장자리에 일치되도록 각 웨이퍼의 크기에 따라 탐색부를 세팅시켜야하므로, 웨이퍼의 프리얼라인먼트죤 및 식별번호 인식작업을 위해 소요되는 비용과 시간이 증가되는 문제점이 있었다.

또한, 상기 탐색부의 세팅작업을 수행하기 위해서는 프로브 시스템 전체의 작업을 중단시키게되므로, 웨이퍼의 생산수율이 저하되는데 다른 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 웨이퍼를 수직 및 회전이동 뿐만아니라 수평이동시키는 것도 가능하도록 구현하므로써, 상기 웨이퍼의 직경에 관계없이 소정위치에 고정된 센서를 이용하여 프리얼라인먼트죤 및 식별번호 인식작업을 수행할 수 있도록한 웨이퍼의 위치조정장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 본 발명에 따른 웨이퍼의 프리얼라인먼트죤 및 식별번호 인식작업을 위한 위치조정장치의 일실시예 구성도.

도2는 본 발명의 요부인 수평이동수단의 사용상태도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 웨이퍼 10 : 탐색부

20 : 회전수단 30 : 연결판

31 : 브라켓 40 : 승강수단

50 : 수평이동수단

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 일측에 웨이퍼를 고정하며, 상기 웨이퍼의 식별번호가 탐색위치에 놓이도록 회전되는 회전수단; 상기 회전수단이 웨이퍼 로딩위치에 놓이도록 상기 회전수단을 승강시키는 승강수단; 상기 회전수단에 의해 탐색위치에 놓여진 웨이퍼의 식별번호를 탐색하는 수단; 및 상기 웨이퍼가 탐색위치로 이동되도록 상기 회전수단 및 승강수단을 수평방향으로 위치이동시키는 수평이동수단을 포함하는 웨이퍼의 프리얼라인먼트죤 및 식별번호 인식작업을 위한 위치조정장치를 제공한다.

그러면, 첨부된 도1 및 도2를 참조하여 본 발명의 일실시예에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명은 고정된 센서에 의해 웨이퍼의 프리얼라인먼트죤 및 식별번호 인식작업을 수행할 수 있도록 상기 웨이퍼를 수평, 수직 및 회전이동시킬 수 있도록 구현한 것으로, 도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(1)의 정렬상태를 인식하도록 소정높이에 고정되는 탐색부(10)를 구비한다. 여기서, 상기 탐색부(10)는 웨이퍼(1)의 정렬상태를 감시하는 카메라(11)와, 상기 카메라(11)가 웨이퍼(1)의 정렬상태를 신뢰성있게 감시할 수 있도록 지원하는 조명(12)과, 상기 카메라(11) 및 조명(12)이 소정높이에 고정되도록 지지하는 프레임(13)과, 상기 카메라(11)에 연결되어 그에 인식된 웨이퍼(1)의 소정부위를 화상으로 출력하는 모니터(14)로 이루어진다.

상기 탐색부(10)의 하측에는 웨이퍼(1)를 장착하여 회전이동시키는 회전수단(20)이 구비된다. 여기서, 상기 회전수단(20)은 외부전원을 인가받아 구동되는 회전이동모터(21)와, 상기 회전이동모터(21)의 원동축에 커플링 결합되어 회전이동모터(21)의 구동에 의해 회전되는 스핀들(22)과, 상기 스핀들(22)의 회전력에 의해 회전하도록 상기 스핀들(22)의 상단부에 고정되며, 진공을 이용하여 웨이퍼(1)를 흡착 및 이탈시키는 웨이퍼척(23)을 가진다. 그리고, 상기 스핀들(22) 상에는 볼 부시(24)가 장착되며, 상기 볼 부시(24)는 스핀들(22)의 길이방향을 따라 상하이동할 수 있도록 형성된다. 또한, 상기 볼 부시(24)의 소정위치에는 일측으로 연장된 소정길이를 가진 연결판(30)이 장착되며, 상기 연결판(30)의 중앙하면에는 회전이동모터(21)를 지지하도록 "ㄴ"자 형상으로 이루어진 브라켓(31)이 고정된다.

상기 회전수단(20)의 일측부에는, 웨이퍼척(23)이 웨이퍼(1)를 장착 및 이탈시키기 용이하게 위치되도록 상기 회전수단(20)을 상하이동시키는 승강수단(40)이 구비된다. 여기서, 상기 승강수단(40)은 외부전원을 인가받아 정역회전되는 수직이동모터(41)와, 상기 수직이동모터(41)의 원동축에 커플링 결합되어 상기 수직이동모터(41)의 회전력을 제공받는 제1볼 스크류(42)와, 상기 제1볼 스크류(42)와 치합되어 상기 제1볼 스크류(42)의 회전에 의해 상하이동되는 제1볼 너트(43)를 가진다. 그리고, 상기 제2볼 너트(43)에는 회전수단(20)의 볼 부시(24)에 고정된 연결판(30)의 타단부가 고정되어, 상기 제1볼 너트(43)의 상하이동에 따라 연동된다.

상기 프레임(13)의 일측 하부에는 승강수단(40)을 지지하여 그를 수평방향으로 이동시키므로써, 상기 웨이퍼(1)를 장착하고 있는 회전수단(20)을 수평이동시키는 수평이동수단(50)이 구비된다. 여기서, 상기 수평이동수단(50)은 외부전원을 인가받아 정역회전하는 수평이동모터(51)와, 상기 수평이동모터(51)의 원동축에 커플링 결합되어 상기 수평이동모터(51)의 회전력을 제공받는 제2볼 스크류(52)와, 상기 제2볼 스크류(52)의 양측단부에 장착되어 상기 제2볼 스크류(52)가 지면으로부터 소정높이에 위치되도록 지지하는 한 쌍의 베어링(53)과, 상기 제2볼 스크류(52)와 치합되어 그의 회전에 따라 수평방향으로 이동되는 제2볼 너트(54)와, 상기 제2볼 너트(54)에 장착되어 그의 수평이동에 따라 가이드 레일(55) 상에서 수평이동하도록 형성된 "I"자 형성되며, 상기 승강수단(40)의 수직이동모터(41)를 지지하는 슬라이더(56)를 가진다. 이와 같은, 수평이동수단(50)은 웨이퍼(1)를 그의 크기에 따라 수평방향으로 이동시키므로써, 상기 웨이퍼(1)의 가장자리가 탐색부의 카메라(11) 아래쪽에 위치되도록 한다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 승강수단(40)의 수직이동모터(41)를 역방향 구동시켜 회전수단(20)을 하강시키므로써, 웨이퍼이송암으로부터 회전수단(20)의 웨이퍼척(23)에 웨이퍼(1)를 로딩(loading)받는다. 이때, 상기 웨이퍼척(23)은 진공을 형성하여 웨이퍼(1)를 흡착시킨다.

이어, 상기 수직이동모터(41)는 정방향 구동되어 탐색부(10)의 카메라(11)에 의해 웨이퍼(1)가 인식될 수 있도록 웨이퍼척(23)을 본래의 위치로 복귀시킨다.

이후, 상기 수평이동수단(50)의 수평이동모터(51)를 구동시켜 제2볼 스크류(52)를 회전시키므로써, 상기 제2볼 스크류(52)에 치합되어 있는 제2볼 너트(54)를 수평방향으로 이동시켜, 상기 카메라(11)의 초점위치에 웨이퍼(1)의 가장자리가 위치되도록 한다. 예를 들면, 상기 직경이 200㎜인 웨이퍼(1)의 인식작업을 완료한 후에, 직경이 300㎜인 웨이퍼(1)의 인식작업을 진행하기 위해서는, 도2에 도시된 바와 같이, 상기 수평이동수단(50)의 수평이동모터(51)를 구동시켜 제2볼 너트(54)를 우측으로 50㎜이동시키므로써 상기 승강수단(40) 및 회전수단(20)을 우측으로 50㎜이동시켜 상기 웨이퍼(1)의 가장자리가 탐색부의 카메라(11) 하방향에 위치되도록 한다.

그런 다음, 상기 회전수단(20)의 회전이동모터(21)에 외부전원을 인가하여 스핀들(22)을 회전시키므로써, 상기 카메라(11)에 의해 웨이퍼(1)의 가장자리 및 플랫죤이 탐색되고, 식별번호 인식작업이 수행되도록 웨이퍼(1)를 회전이동시킨다.

마지막으로, 상기 프리얼라인먼트죤 및 식별번호 인식작업이 완료되면, 웨이퍼이송암에 웨이퍼(1)를 넘겨줄 수 있도록 수직이동모터(41)를 역회전 구동하여 회전수단(20)의 웨이퍼척(23)을 하강시키고, 상기 웨이퍼척(23)은 진공흡착력을 해제하여 웨이퍼(1)를 웨이퍼이송암에 전달한다. 이때, 상기 웨이퍼(1)가 웨이퍼이송암에 완전히 전달되면, 상기 승강수단(40)은 웨이퍼척(23)을 원래 높이로 복귀시킨다.

한편, 본 발명의 웨이퍼 위치조정장치는, 다양한 크기의 웨이퍼에 대하여 고정된 센서를 이용하여 프리얼라인먼트죤 또는 식별번호 인식작업을 하고자하는 반도체 생산 전공정의 장비에서 웨이퍼의 위치조정장치로서 이용될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명은, 웨이퍼를 수평, 수직 및 회전이동시키므로써 웨이퍼의 크기에 관계없이 소정위치에 고정된 카메라를 이용하여 웨이퍼의 프리얼라인먼트죤 및 식별번호 인식작업을 수행할 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기와 같이 고정된 센서를 이용하여 프리얼라인먼트죤 및 식별번호 인식작업을 수행할 수 있으므로, 검사를 위한 준비시간 및 비용을 절감할 수 있으며, 생산수율이 향상되는데 다른 효과가 있다.

Claims (7)

1. 일측에 웨이퍼를 고정하며, 상기 웨이퍼의 식별번호가 탐색위치에 놓이도록 회전되는 회전수단;

   상기 회전수단이 웨이퍼 로딩위치에 놓이도록 상기 회전수단을 승강시키는 승강수단;

   상기 회전수단에 의해 탐색위치에 놓여진 웨이퍼의 식별번호를 탐색하는 수단; 및

   상기 웨이퍼가 탐색위치로 이동되도록 상기 회전수단 및 승강수단을 수평방향으로 위치이동시키는 수평이동수단

   을 포함하는 웨이퍼의 프리얼라인먼트죤 및 식별번호 인식작업을 위한 위치조정장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 회전수단이,

   회전이동모터와,

   상기 회전이동모터의 축에 연결된 스핀들과,

   상기 스핀들의 단부에 장착되어 로딩되는 웨이퍼를 고정하는 웨이퍼척을 포함하는 웨이퍼의 프리얼라인먼트죤 및 식별번호 인식작업을 위한 위치조정장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 회전수단이,

   상기 스핀들에 끼워져 그의 안내를 받아 상하이동하는 안내부재와,

   일측이 상기 안내부재에 고정되고, 타측이 승강수단에 고정되는 연결부재를 더 포함하는 웨이퍼의 프리얼라인먼트죤 및 식별번호 인식작업을 위한 위치조정장치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 회전수단이,

   상기 연결부재의 하면에 고정되며, 상기 회전이동모터를 지지하는 브라켓을 더 포함하는 웨이퍼의 프리얼라인먼트죤 및 식별번호 인식작업을 위한 위치조정장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 탐색수단이,

   상기 웨이퍼의 식별번호를 탐색하는 카메라와,

   상기 카메라에 연결되어 그에 인식된 웨이퍼의 상황을 화상으로 출력하는 모니터를 포함하는 웨이퍼의 프리얼라인먼트죤 및 식별번호 인식작업을 위한 위치조정장치.
6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 승강수단이,

   정역회전이 가능한 승강모터와,

   상기 승강모터의 원동축에 결합되어, 상기 승강모터의 구동에 의해 회전하는 제1볼스크류와,

   상기 연결부재의 타단부에 고정되며, 상기 제1볼스크류와 치합되어 그의 회전에 따라 상기 제1볼스크류의 길이방향으로 이동되는 제1볼너트를 포함하는 웨이퍼의 프리얼라인먼트죤 및 식별번호 인식작업을 위한 위치조정장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 수평이동수단이,

   정역회전이 가능한 수평이동모터와,

   상기 수평이동모터의 원동축에 결합되어 상기 수평이동모터의 구동에 따라 회전하는 제2볼스크류와,

   상기 제2볼스크류와 치합되어 상기 제2볼스크류의 회전시 그의 길이방향으로 이동되는 제2볼너트와,

   일측에 상기 승강수단을 지지하며, 상기 제2볼너트의 수평이동에 따라 연동되는 슬라이더를 포함하는 웨이퍼의 프리얼라인먼트죤 및 식별번호 인식작업을 위한 위치조정장치.