KR100708217B1 - 기판 검사기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판 표면에 전, 후방 조명부로 빛을 조사하여 표면 검사를 실시하는 기판 검사기에 있어서, 상기 기판을 적재한 상태에서 적정 각도로 회동하는 기판척;이 마련되며, 상기 기판척에는, 그 기판척에 다수개 배치되어 기판의 하부 영역을 진공압으로 흡착 고정할 수 있도록 상기 기판에 흡착력을 인가하는 흡착부; 상기 기판척의 사방에서 기판의 가장자리부를 고정하는 다수의 클램핑 장치;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 검사기에 관한 것이다.

기판 검사기, 클램핑 장치, 클램프, 구동부, 진공압

Description

기판 검사기{Apparatus for testing substrate}

도 1은 종래의 기판 검사기를 대략적으로 도시한 측면도이다.

도 2는 상기 기판 검사기의 기판척을 도시한 평면도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 검사기의 기판척을 도시한 평면도이다.

도 4는 상기 기판 검사기의 기판척에 적재되는 기판이 클램핑 장치의 클램프에 의해 고정되는 상태를 도시한 측단면도이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

130 : 기판척 132 : 베이스

140 : 흡착패드 142 : 안내부

144 : 클램핑 장치(clamping device) 146 : 클램프(clamp)

148 : 접촉부재 150 : 구동부

본 발명은 기판 검사기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판척에 흡착시킨 기판을 회전시키면서 육안으로 기판의 얼룩 등의 결함 여부를 검사하는 기판 검사 기에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 웨이퍼나 LCD, PDP, OLED 등의 대형 기판을 생산할 때 기판에 남아 있는 이물질이나 얼룩 등의 결함을 발견하기 위하여 목시검사, 즉 검사자의 육안으로 결함 여부를 검사한다. 이때, 결함의 발견을 용이하게 하기 위하여 기판 전체를 균일하게 빛을 조사하여 기판 외관 전체를 검사하는 기판 검사기가 사용된다.

이러한 기판 검사기는 상방 조명부, 후방 조명부, 기판척으로 구성된다.

상방 조명부는 기판척의 상방에 설치되어, 기판 표면상에 결함이 있는지 여부를 검사하기 위하여 기판 표면에 빛을 조사하는 역할을 하며, 광원부, 반사부, 집광부, 산란부로 구성된다. 광원부는 기판 표면에 조사되는 빛을 최초로 생성하는 구성요소이며, 반사부는 광원부에서 조사되는 빛의 방향을 집광부로 변경시키는 역할을 하며, 기판 외관 검사 장치의 높이가 높아지는 것을 방지한다. 또한, 집광부는 반사부로부터 조사되는 확산광을 집속하는 역할을 하며, 산란부는 전원의 인가 여부에 따라 빛을 그대로 통과시키거나 산란시켜서 기판 검사자의 기판 검사를 용이하게 하는 역할을 한다.

이때, 광원부, 반사부, 집광부, 산란부는 모두 그 각도를 조정할 수 있는 구조로 구비된다. 즉, 상방 조명부의 하부에 위치된 기판 표면의 결함 유무를 가장 용이하게 검사할 수 있는 상방 조명부의 각도를 선정할 수 있도록 상방 조명부의 각 구성요소의 각도를 개별적으로 조정할 수 있는 구조로 구비시키는 것이다.

다음으로, 후방 조명부는 기판 위치부의 후방에 위치되며, 기판의 내부 결함 여부를 검사하기 위하여 기판 후면에서 투과 조명을 조사하는 역할을 한다. 후방 조명부는 조명부와 이동부로 구성되며, 조명부는 투과 조명을 발생시키는 구성요소이며, 이동부는 조명부를 전후 방향으로 구동시키는 구성요소이다.

여기서, 상술한 조명부를 전후 방향으로 구동시키는 이유는 다음과 같다. 검사되는 기판이 대형화되면서, 기판의 회전 반경을 확보하기 위하여 후방 조명부를 기판 위치부로부터 상당 거리 이상 이격시켜야 한다. 그러나 후방 조명부가 기판 위치부로부터 상당 거리 이격되어 있으면, 기판 내부 결함 검사시 조도가 약해지는 문제점이 있으므로 기판 내부 결함 검사시에는 조명부를 기판 위치부 쪽으로 접근시킬 필요가 있다. 따라서 조명부를 전후 방향으로 이동가능하게 구비시킬 필요가 있는 것이다.

이때 이동부는 소정 길이의 리니어 가이드(linear guide)를 전후방향으로 구비시키고, 그 리니어 가이드와 결합하여 그 리니어 가이드를 따라서 이동하는 리니어 블럭(linear block)으로 구성되며, 리니어 블럭은 조명부와 결합하여 있는 구조 또는 조명부와 일체로 형성되는 구조를 취한다.

따라서 리니어 블럭을 리니어 가이드를 따라서 이동시키면 이에 결합하여 있는 조명부가 함께 전후 방향으로 이동되는 것이다.

종래의 기판 검사기는 도 1에 도시된 바와 같이 크게 베이스(10)와, 상술한 베이스(10)의 양측 중심부에 직립된 상태로 마련되는 연장부(20)와, 상술한 연장부(20)의 상단에 힌지에 의해 회동하며, 기판을 진공압으로 흡착하는 기판척(30)과, 상술한 기판척(30)에 다수개가 배열 설치되어 상측에 안착된 기판과의 공간을 진공 펌프(도면에 미도시)에 의해 진공 상태로 기판에 흡착력을 제공하는 흡착부(38)가 배열 설치된다.

상술한 연장부(20) 일측에는 기판척(30)을 회동시키는 회전부(도면에 미도시)가 더 마련되며, 상술한 회전부에 의해 기판척(30)에 동력을 제공하여 기판이 고정된 기판척(30)을 회전시키는 역할을 한다.

상술한 기판척(30)은 도 2에 도시된 바와 같이 적재되는 기판의 면적보다 큰 판상으로 중앙부가 관통 형성되며, 관통된 부위의 가장자리에는 상방으로 직립된 베이스(32)가 마련되고, 상술한 베이스(32)의 중앙부에는 적정 간격으로 배열 설치되는 다수개의 고정바(36)가 마련되며, 상기 고정바(36)의 상부 영역에는 적정 간격으로 다수 배열되어 기판을 진공압으로 흡착시키는 흡착부(38)가 마련된다.

여기서, 상술한 베이스(32)의 일측에는 기판의 로딩 또는 언로딩시 로봇(도면에 미도시)의 포크(fork : 도면에 미도시)가 진입하고 퇴출할 수 있도록 그 포크의 위치와 상응하는 로봇 포크 이동홈(34)이 다수개 마련된다.

그러나 상술한 기판척(30)은 그 기판척(30)에 다수 구비되는 흡착부(38)로 기판의 저면 만을 진공압으로 흡착하여 고정하고 적정 각도로 회동하여 기판을 검사하는 과정에서 상술한 흡착부(38)에서 진공 누출되면 진공압의 손실에 의해 기판이 슬립(Slip)되거나 추락하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 기판 검사기의 기판척에 기판 고정시 기판 고정력을 상승시킬 수 있게 한 기판 검사기를 제공함에 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 기판 표면에 전, 후방 조명부로 빛을 조사하여 표면 검사를 실시하는 기판 검사기에 있어서, 상기 기판을 적재한 상태에서 적정 각도로 회동하는 기판척;이 마련되며, 상기 기판척에는, 그 기판척에 다수개 배치되어 기판의 하부 영역을 진공압으로 흡착 고정할 수 있도록 상기 기판에 흡착력을 인가하는 흡착부; 상기 기판척의 사방에서 기판의 가장자리부를 고정하는 다수의 클램핑 장치;를 포함하여 이루어짐으로써, 상술한 기판이 대면적화되면서 그 기판을 기판척에 진공압으로 흡착시켜 고정할 때 상술한 기판 저면을 기판척의 흡착부에 의해 진공압으로 고정하고, 상술한 기판의 평면 가장자리를 기판척의 클램핑 장치에 의해 가압하면서 진공압으로 고정함에 따라 기판 고정력을 상승시키므로 바람직하다.

또한, 본 발명에서의 클램핑 장치는, 상기 기판에 접하여 압력을 가할 수 있도록 내측면 상단에 접촉부재가 직교되게 마련되는 다수개의 클램프; 상기 클램프 각각을 구동축에 삽입 고정하여 이 클램프를 일률적으로 회동시킬 수 있도록 구동력을 제공하는 구동부;를 포함하여 이루어짐으로써, 상술한 기판 가장자리부를 고정할 수 있도록 기판의 각 변마다 마련되는 다수개의 클램프를 하나의 구동부에 의해 일률적으로 구동시켜 기판을 고정하거나, 각각의 클램프마다 구비되는 각각의 구동부에 의해 개별적으로 구동시켜 기판을 고정하므로 바람직하다.

또한, 본 발명에서의 클램프는, 상기 기판의 장 변에 적어도 4개 이상 마련되고, 단 변에 적어도 3개 이상 마련되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서는 클램프마다 회동 각도를 제한할 수 있도록 이 클램프의 후방에 각각 스토퍼(Stopper)가 더 마련되므로 바람직하다.

또한, 본 발명에서의 접촉부재는, 강화 플라스틱으로 이루어지도록 함으로써, 기판과 접촉되더라도 기판에 얼룩이 발생하지 않도록 한다. 이때 상기 강화 플라스틱으로는 PEEK(Poly Ether Ether Ketone)이 바람직하다.

이하, 본 발명의 기판 검사기를 첨부도면을 참조하여 일 실시예를 들어 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 바람직한 일 실시예의 기판 검사기는 도면에는 도시하지 않았지만 종래의 그것과 동일한 구조와 기능을 하며, 베이스와, 상술한 베이스의 양측 중심부에 직립된 상태로 마련되는 연장부와, 상술한 연장부의 상단에 힌지에 의해 회동하며 기판을 흡착하는 기판척(130)과, 상, 후방 조명부 및 회전부로 이루어지며, 상술한 베이스와 연장부와 상, 후방 조명부 및 회전부는 상세한 설명은 생략한다.

상술한 기판척(130)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 안착되는 기판의 면 적보다 큰 판상으로 중앙부가 관통 형성되고 그 관통된 부위의 가장자리에는 상방으로 직립되어 단면 형상이 "ㄴ"자 형상으로 구비되는 베이스(132)와, 상술한 베이스(132)의 중앙부에는 적정 간격으로 배열 설치되는 다수개의 고정바(136)와, 상술한 고정바(136)의 상부 영역에는 적정 간격으로 다수 배열되어 기판을 진공압으로 흡착시키는 흡착부(138)가 마련된다.

상술한 베이스(132)의 상부 영역 사방에는 기판의 가장자리부를 흡착할 수 있도록 적정 간격으로 배열되되 길이 방향으로 연장되는 수평 방향의 흡착 패드(140)가 다수개 구비되며, 상술한 흡착 패드(140)의 외측벽마다 이 흡착 패드(140)와 유사한 길이 방향으로 형성되고 상술한 흡착 패드(140)의 상면보다 더 돌출되도록 고정되는 안내부(142)가 각각 마련된다. 그리고 상술한 흡착 패드(140)는 그 상부 영역을 부분 함몰시키고 그 함몰된 부분 중앙부에 구멍을 형성하며, 그 구멍을 외부의 진공펌프와 연통하게 한다.

여기서, 상술한 안내부(142)는 안착시 기판의 위치를 한정하며, 흡착 패드(140) 상에 기판이 안착 될 수 있게 안내하는 기능을 한다.

그리고 상술한 베이스(132)의 일측에는 기판의 로딩 또는 언로딩시 로봇(도면에 미도시)의 포크(fork : 도면에 미도시)가 진입하고 퇴출할 수 있도록 그 포크의 위치와 상응하는 로봇 포크 이동홈(134)이 다수개 마련된다.

상술한 흡착부(138)는 그 내부에 진공관(도면에 미도시)이 삽입되고 그 진공관은 외부의 진공펌프와 연통된다.

여기서, 상기 기판척(130)은 흡착부(138)에 의해 기판의 저면을 진공압으로 고정하고 그 기판척(130)의 상부 영역 사방에는 상술한 기판의 상면 가장자리를 가압하여 더욱 견고하게 고정할 수 있도록 일률적으로 회동하는 클램핑 장치(144)가 구비된다.

상술한 클램핑 장치(144)는 안착되는 기판과 평행을 이루면서 상부 영역을 진공압으로 흡착 고정하는 기능을 할 수 있도록 클램프(146)와 구동부(150)로 구성되며, 상술한 클램프(146)는 안착되는 기판의 가장자리부에 압력을 가한 상태에서 흡착 고정할 수 있도록 다수개로 마련되고 내측면 상단에는 그 클램프(146)와 직교된 상태로 구비되는 접촉부재(148)이 구비되며, 상술한 구동부(150)는 베이스(132)에서 기판의 각 변 가장자리부에 압력을 가할 수 있도록 다수개씩 베이스(132)의 각 변마다 마련되는 클램프(146) 각각을 구동축에 삽입 고정하여 이 클램프(146)를 일률적으로 구동시킨다.

한편, 상술한 구동부(150)의 구동축은 길이 방향으로 연장되므로 그 구동축의 도중에 축지지부재(152)를 다수개 삽입 고정하고 베이스(132)의 소정 위치에 고정한다.

여기서, 상술한 클램프(146)는 고정할 기판의 장 변에 적어도 4개 이상 마련되고, 단 변에 적어도 3개 이상 마련되며, 이 개수는 한정하지 않고 기판의 크기에 따라 다양한 변경 실시가 가능하다.

한편, 상술한 구동부(150)는 구동모터로 로봇 포크 삽입홈(134)이 형성되는 베이스(132)의 일측에 로봇 포크(도면에 미도시)가 로봇 포크 삽입홈(134)을 따라 이동하므로 하나의 구동부(150)의 구동축으로 3개의 클램프(146)를 구동하면 상술 한 구동축이 로봇 포크 삽입홈(134)에 노출되어 로봇 포크를 간섭하므로 각각의 클램프(146)마다 각각 마련된다. 그러나 각각의 구동부(150)에 의해 구동하는 클램프(146)는 일률적으로 구속시켜야 한다.

상술한 접촉부재(148)는 길이 방향으로 연장되는 수평 방향의 판상으로 형성되되 기판에 접촉하는 과정에서 그 기판이 긁히는 것을 방지하기 위해 이 접촉부재(148)는 강화 플라스틱으로 형성되며, 이 강화 플라스틱은 폴리 에테르 에테르 케톤(Poly Ether Ether Ketone : PEEK)이다.

한편, 상술한 접촉부재(148)는 그 저면을 길이 방향으로 부분 함몰시키고 그 함몰된 부분에서 노출되는 기판을 흡기하여 진공압을 형성시켜 진공압으로 고정시킬 수도 있다.

그리고 상술한 클램프(146)마다 그 클램프(146)의 후방 위치인 베이스(132)의 상부 영역에는 상술한 클램프(146)의 회동 각도를 제한할 수 있도록 이 클램프(146)의 후방마다 스토퍼(Stopper : 도면에 미도시)가 마련될 수 있으며, 회동 각도 또한 조절할 수 있다.

그러므로 본 발명의 기판 합착기는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상술한 기판은 기판척(130)의 베이스(132) 상면에 적정 간격으로 배치되는 흡착 패드(140)의 외측벽마다 고정되는 안내부(142)에 의해 안내되면서 흡착 패드(140) 상에 안착된다.

그 후, 상술한 기판척(130)상에 안착된 기판은 상술한 기판척(130)의 중앙부 에서 고정바(136)에 의해 다수개 배치되는 흡착부(138)와 상술한 베이스(132)의 상면에 다수개 배치되는 흡착 패드(140)에 의해 진공펌프에서 인가하는 진공압으로 흡착된다.

그리고 상술한 베이스(132)의 상면 사방에 구비되는 클램핑 장치(144)에 의해 일률적으로 기판 표면 가장자리부를 가압하여 견고하게 고정하게 되며, 각각의 클램핑 장치(144)에서 구동부(150)의 구동축 상에 정적 간격으로 고정되는 클램프(152)가 구동부(166)의 구동축이 구동하게 되면 그 구동축에 고정된 클램프(146)가 기판 쪽으로 일시에 회동하게 된다.

여기서, 상술한 클램프(146)마다 구비되는 각각의 접촉부재(148)는 기판 표면에 접촉하여 적정 압력으로 기판의 가장자리부를 고정한 상태를 유지하게 된다.

그 후, 상방 조명부와 하방 조명부에 의해 기판에 빛을 조사하여 기판의 결함 여부 검사를 실시한 다음 기판 검사가 완료되면 기판척(130)에서 기판을 이탈시킨다.

이와 같은 본 발명의 기판 검사기는 기판척의 베이스에 다수개가 적정 간격으로 배치되는 흡착 패드와 흡착부에 의해 대면적 기판 저면을 진공압으로 고정하고, 베이스의 상면 사방에 구비되는 클램핑 장치에 의해 기판의 상면 가장자리부를 견고하게 고정하되 상술한 클램프 장치의 구성요소인 클램프의 접촉부재는 기판과 평행한 상태로 그 기판의 가장자리부에 압력을 가하여 고정하므로 대면적 기판의 고정력을 상승시킴에 따라 반전 작업중 진공 누설이 발생하여도 기판 슬립이나 낙 하를 방지하는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 기판 표면에 전, 후방 조명부로 빛을 조사하여 표면 검사를 실시하는 기판 검사기에 있어서,

   상기 기판을 적재한 상태에서 적정 각도로 회동하는 기판척;이 마련되며,

   상기 기판척에는,

   그 기판척에 다수개 배치되어 기판의 하부 영역을 진공압으로 흡착 고정할 수 있도록 상기 기판에 흡착력을 인가하는 흡착부;

   상기 기판척의 사방에서 기판의 가장자리부를 고정하는 다수개로 구비되며, 상기 기판에 접하여 압력을 가할 수 있도록 내측면 상단에 접촉부재가 직교되게 마련되는 다수개의 클램프와, 상기 클램프 각각을 구동축에 삽입 고정하여 이 클램프를 일률적으로 회동시킬 수 있도록 구동력을 제공하는 구동부로 이루어지는 클램핑 장치;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 검사기.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 클램프는,

   상기 기판의 장 변에 적어도 4개 이상 마련되고, 단 변에 적어도 3개 이상 마련되는 것을 특징으로 하는 기판 검사기.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 클램프마다 회동 각도를 제한할 수 있도록 이 클램프의 후방에 각각 스토퍼(Stopper)가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 기판 검사기.
5. 제 4항에 있어서, 상기 접촉부재는,

   강화 플라스틱으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 검사기.
6. 제 5항에 있어서, 상기 강화 플라스틱은,

   PEEK(Poly Ether Ether Ketone)인 것을 특징으로 하는 기판 검사기.

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