KR100989930B1 - Device for holding wafer, wafer inspection apparatus using the same, and method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 웨이퍼 검사를 위한 구동장치 및 이의 구동방법에 관한 것으로, 그 목적은 다수의 웨이퍼가 촘촘히 적재된 카세트에서 웨이퍼 홀딩장치로 웨이퍼를 인출하기 위해 웨이퍼 홀더와 웨이퍼 검사시 필요한 웨이퍼 회전장치가 서로 분리이동 가능한 구동장치를 제공함에 있다.
상기 목적달성을 위한 본 발명은 웨이퍼가 수납된 카세트에서 웨이퍼를 집어 인출하는 웨이퍼 홀더, 웨이퍼 검사시 웨이퍼를 파지한 상태로 회전시키는 웨이퍼 회전유닛, 웨이퍼를 카세트에서 인출시 웨이퍼 회전유닛을 웨이퍼 홀더로부터 일정간격 분리되도록 이동시키는 회전유닛 출납부,를 포함하는 웨이퍼 홀딩장치; 및 웨이퍼 홀딩장치를 웨이퍼 각 검사장치로 이동하도록 구동시키는 구동부를 포함하는 웨이퍼 검사를 위한 구동장치에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.
웨이퍼 검사장치, 매크로 검사, 미크로 검사, 현미경, 회전로드.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving apparatus for a wafer inspection and a driving method thereof, the object of which is a wafer holder and a wafer rotating apparatus required for wafer inspection to take out a wafer from a cassette in which a plurality of wafers are densely stacked to a wafer holding apparatus. To provide a removable removable drive device.
The present invention for achieving the above object is a wafer holder for picking out the wafer from the cassette containing the wafer, a wafer rotating unit for rotating the wafer while holding the wafer during wafer inspection, a wafer rotating unit from the wafer holder when the wafer is taken out from the cassette A wafer holding device including a rotating unit cashier for moving at a predetermined interval; And a drive unit for driving the wafer holding device to move the wafer inspection device to the wafer inspection device.
Wafer Inspection System, Macro Inspection, Micro Inspection, Microscope, Rotating Rod.
Description
본 발명은 웨이퍼 검사를 위한 구동장치 및 이의 구동방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼를 집는 웨이퍼 홀더와 웨이퍼를 회전시키는 웨이퍼 회전유닛이 서로 위치 가변가능한 웨이퍼 홀딩장치를 구비한 웨이퍼 검사를 위한 구동장치를 제공함에 있다.BACKGROUND OF THE
일반적으로 웨이퍼 검사장치는 웨이퍼를 제조한 후, 웨이퍼의 결함 유,무를 검사하는 장치로서, 육안으로 이루어지는 매크로 검사(macro inspection)와 현미경과 같은 장비를 이용하는 미크로 검사(micro inspection)를 수행한다. 이러한 매크로 검사와 미크로 검사는 웨이퍼의 이동을 위해서 로봇을 이용한다.In general, a wafer inspection apparatus is a device for inspecting the presence or absence of a defect of a wafer after manufacturing the wafer, and performs a macro inspection made by the naked eye and a micro inspection using equipment such as a microscope. These macro inspections and micro inspections use robots to move wafers.
도 6 은 종래의 웨이퍼 검사장치의 평면도이고, 도 7 내지 도 9 는 종래의 웨이퍼 검사장치에서 수행되는 웨이퍼 검사 과정을 설명하기 위한 도면이다.6 is a plan view of a conventional wafer inspection apparatus, and FIGS. 7 to 9 are views for explaining a wafer inspection process performed in the conventional wafer inspection apparatus.
도 6 내지 도 9에서 도시한 것과 같이, 종래의 웨이퍼 검사장치(500)는 미크 로 검사와 매크로 검사를 위해 웨이퍼(520)를 지지하고, 흡착하는 웨이퍼 지지암(560), 웨이퍼 지지암(560)의 대략 중심에 위치하여 웨이퍼(520)를 흡착하여 매크로 검사 또는 미크로 검사를 수행하는 매크로 스테이지(또는 미크로 스테이지, 580 또는 545), 웨이퍼를 뒤집는 웨이퍼 지지대(590), 미크로 검사를 수행하는데 필요한 현미경(530), 미크로 검사와 매크로 검사를 수행하기 위해 웨이퍼(520)를 로봇암(570)에 안착시켜 이동시키는 로봇(555) 및 웨이퍼(520)를 내장하는 카세트(510)를 포함한다.As illustrated in FIGS. 6 to 9, the conventional
상기 웨이퍼 검사장치에서 수행되는 웨이퍼 검사 과정을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the wafer inspection process performed in the wafer inspection apparatus as follows.
먼저, 도 6 및 도 9와 같이, 카세트(510)에 내장된 웨이퍼(520)를 로봇의 로봇 암(570) 위에 올려놓고 이송부(535)로 웨이퍼(520)를 언로딩(Unloading)한다. 이후, 언로딩된 웨이퍼(521)는 웨이퍼 검사장치의 웨이퍼 지지암(560) 위에 놓이게 되고, 웨이퍼 지지암(560)에 형성된 공기 흡입구(561)에 의해 진공 흡착된다. 다시말해, 웨이퍼 지지암(560) 위에는 웨이퍼(521)가 흡착된 상태로 놓여지게 된다.First, as shown in FIGS. 6 and 9, the
이후, 도 6 및 도 8과 같이, 웨이퍼 지지암(560)은 매크로 검사를 수행하는 매크로 스테이지(580)로 이동되고, 이동된 웨이퍼 지지암(560) 위에 놓인 웨이퍼(522)에 대해 매크로 검사가 수행된다. 매크로 검사 시, 웨이퍼 지지암(560)의 진공 흡입구(561)가 웨이퍼(522)에 대해 진공흡착을 해제하고, 매크로 스테이지(580)의 진공 흡입구(581)가 웨이퍼에 대해 진공흡착을 한다.6 and 8, the
웨이퍼(522)의 이면을 검사하기 위해, 먼저,웨이퍼 지지암(560) 및/또는 매 크로 스테이지(580)의 공기 흡입구(561, 581)가 진공 흡착된 웨이퍼(522)의 진공상태를 해제하고, 웨이퍼 회전대(590)의 공기 흡입구(591)가 웨이퍼(522)를 진공흡착한다. 이후, 웨이퍼 회전대(590)에 의해 180도 회전된다. 따라서, 180도 회전된 웨이퍼(522)의 이면에 대해 매크로 검사가 수행된다.In order to inspect the back surface of the
이후, 도 6 및 도 9와 같이, 웨이퍼 회전대(590)가 다시 180도 회전되어 원위치로 돌려진 웨이퍼(522)는 미크로 검사를 받도록 미크로 스테이지(545)로 이동되는데, 매크로 스테이지(580)와 동일하게 미크로 스테이지(545)의 공기 흡입구에 의해 진공흡착된다. 이어서, 이동된 웨이퍼(523)는 현미경(530)의 대물 렌즈(미도시) 밑으로 배치되어 오퍼레이터가 현미경(530)을 통한 미크로 검사를 수행한다.Thereafter, as shown in FIGS. 6 and 9, the wafer swivel 590 is rotated 180 degrees and returned to its original position, and the
이때, 오퍼레이터는 현미경이 갖는 죠이스틱, 4방향 버튼, 트렉볼 등의 기능을 이용하여 웨이퍼(524)를 상하, 전후, 좌우 회전을 시키면서 미크로 검사를 수행한다. 또한, 웨이퍼의 측면 결함을 살펴보기 위해, 웨이퍼(524)는 측면 검사하는 위치(미도시)로 이동되어 에지(측면) 부분을 검사받는다.At this time, the operator performs the micro inspection while rotating the
이후, 도 6에 도시한 것과 같이, 미크로 검사 또는 측면 검사가 끝난 웨이퍼(524)는 미크로 스테이지(545)와 이송부(535)로 연이어 이동되고, 최종적으로 로봇의 로봇 암에 의해 카세트로 로딩되어 내장된다.Thereafter, as shown in FIG. 6, the
이와 같이, 일반적인 웨이퍼 검사장치는 웨이퍼를 미크로 검사, 매크로 검사, 측면 검사를 하기 위해 많은 스테이지로 이동함으로 비효율적인 택 타임(Tact time)이 있었고, 많은 스테이지로 인해 장비의 구조 및 유닛이 복잡하고, 공간 활용도가 낮으며 가격 경쟁력이 떨어지는 문제점이 있었다.As such, the general wafer inspection apparatus has an inefficient tac time by moving the wafer to many stages for micro inspection, macro inspection, and side inspection, and because of the many stages, the structure and the unit of the equipment are complicated, There was a problem of low space utilization and low price competitiveness.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본원의 출원인이 출원한 대한민국 특허등록 제759293호는, 웨이퍼 검사장치는 웨이퍼가 내장된 카세트를 고정시키는 카세트 장착부;와 조명장치에 의해 조사된 웨이퍼의 표면 및 이면을 육안으로 검사하기 위한 매크로 검사부;와 현미경을 통하여 웨이퍼의 결함을 정밀 검사하기 위한 미크로 검사부; 및 웨이퍼를 카세트 장착부에 배치된 카세트에서 언로딩(Unloading) 하거나 카세트로 로딩(loading)하고, 상기 매크로 검사부 또는 미크로 검사부에서 필요한 검사 조건에 따라, 웨이퍼를 파지한 상태로 이동 및 회전시키기 위한 6축 로봇을 포함한다.In order to solve such a problem, Korean Patent Registration No. 759293 filed by the applicant of the present application, the wafer inspection device is a cassette mounting portion for fixing the cassette in which the wafer; and the front and back of the wafer irradiated by the illumination device Macro inspection unit for visual inspection; and Micro inspection unit for precise inspection of the defect of the wafer through a microscope; And 6 axes for unloading or loading the wafer into the cassette placed in the cassette loading unit and moving and rotating the wafer in a state of holding the wafer according to the inspection conditions required by the macro inspection unit or the micro inspection unit. It includes a robot.
여기서, 6축 로봇은 웨이퍼 검사장치에 고정 설치되는 기부와; 상기 기부 상에 회전 가능하게 설치되는 회전구동부와; 제1 단부가 상기 회전구동부와 연결되며, 그 길이방향축과 직교하는 축에 대하여 소정의 각도 범위 내에서 선회할 수 있는 제1 아암과; 제1 단부가 상기 제1 아암의 제2 단부와 연결되며, 상기 제1 아암의 길이방향축과 직교하는 축에 대하여 소정 각도 범위 내에서 선회할 수 있고, 그 길이방향축에 대하여 회전할 수 있는 제2 아암과; 제1 단부가 상기 제2 아암의 제2 단부와 연결되며, 상기 제2 아암의 길이방향축과 직교하는 축에 대하여 소정 각도 범위 내에서 선회할 수 있고, 그 길이방향축에 대하여 회전할 수 있는 제3 아암; 및 상기 제3 아암의 제2 단부와 연결되며, 웨이퍼를 안착시키는 웨이퍼 홀더를 포함하며, 웨이퍼를 파지한 상태로 회전시키기 위한 웨이퍼 회전유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the six-axis robot and the base is fixed to the wafer inspection apparatus; A rotation driving unit rotatably installed on the base; A first arm having a first end connected to the rotation driving part and capable of turning within a predetermined angle range with respect to an axis perpendicular to the longitudinal axis thereof; A first end is connected with the second end of the first arm, and can pivot within an angle range with respect to an axis orthogonal to the longitudinal axis of the first arm, and rotate about the longitudinal axis. A second arm; A first end is connected with the second end of the second arm, and can pivot within an angle range with respect to an axis orthogonal to the longitudinal axis of the second arm, and rotate about the longitudinal axis. Third arm; And a wafer holder connected to the second end of the third arm, the wafer holder seating the wafer, and further comprising a wafer rotating unit for rotating the wafer in a gripped state.
그러나, 대한민국 특허등록 제759293호에서는 웨이퍼 회전유닛과 웨이퍼 홀 더는 일체형으로 구성되어 있어서, 도 10에서 도시된 바와 같이, 카세트에 적재된 웨이퍼를 웨이퍼 홀더로 인출할 때 웨이퍼 홀더의 부피로 인해 카세트에 많은 웨이퍼를 적재하기 어렵다.However, in the Republic of Korea Patent No. 759293, the wafer rotating unit and the wafer holder are integrally formed, and as shown in FIG. 10, the cassette is drawn out due to the volume of the wafer holder when the wafer loaded in the cassette is taken out to the wafer holder. It is difficult to load many wafers on.
또한, 웨이퍼가 웨이퍼 홀더에 안착 될 때, 웨이퍼와 웨이퍼 홀더가 접촉되지 않도록 하기 위해 웨이퍼의 바닥면에 공기를 분사시키는 공기 분사구가 웨이퍼 홀더에 설치되어 있다. 이때, 웨이퍼 홀더의 웨이퍼 측 표면에 다수의 공기 분사구를 구비하기 위해 세밀한 가공작업이 필요하게 되고, 웨이퍼 홀더 내부 상에 부속 장치들도 설치해야 하므로 부품 집적도가 높아지게 된다.In addition, when the wafer is seated on the wafer holder, an air injection port for injecting air to the bottom surface of the wafer is provided in the wafer holder so that the wafer and the wafer holder do not contact each other. In this case, detailed processing is required to provide a plurality of air injection holes on the wafer-side surface of the wafer holder, and accessory integration is also required to be installed on the inside of the wafer holder, thereby increasing component integration.
웨이퍼를 카세트에 많이 적재시키기 위해선 카세트에서 웨이퍼를 인출해내는 웨이퍼 홀더의 부피를 줄여야 한다. 그러나, 웨이퍼 회전유닛의 작동장치나 다수의 공기분사장치 등이 웨이퍼 홀더 내부에 장착되므로, 웨이퍼 홀더의 부피를 줄이기 위해 각종 부품들의 집적도를 고도로 높이게 되어 웨이퍼 홀더의 제작비용이 높아지게 되고, 제작과정 또한 용이하지 않다.In order to load a lot of wafers into a cassette, it is necessary to reduce the volume of the wafer holder that pulls the wafer out of the cassette. However, since the operating device of the wafer rotating unit or a plurality of air spraying devices are mounted inside the wafer holder, the density of various components is highly increased in order to reduce the volume of the wafer holder, thereby increasing the manufacturing cost of the wafer holder. Not easy
또한, 고장수리시 웨이퍼 회전유닛과 웨이퍼 홀더가 일체형으로 구성되어 웨이퍼 홀더 전체를 교체해야하는 등의 작업이 필요하게 되므로 수리비용이 높아지는 문제점도 있다.In addition, since the wafer rotation unit and the wafer holder are integrally formed at the time of troubleshooting, an operation such as replacing the entire wafer holder is required, thereby increasing the repair cost.
이로 인해, 장치의 설치 효율성이 떨어지므로 생산성이 낮은 문제점이 있었다.For this reason, there is a problem that the productivity is low because the installation efficiency of the device is low.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 그 목적은 다수의 웨이퍼가 좁은 간격으로 적재된 카세트에서 웨이퍼 홀딩장치로 웨이퍼를 인출할 수 있도록 웨이퍼 홀더와 웨이퍼 검사시 필요한 웨이퍼 회전장치가 서로 분리이동 가능한 구동장치를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to rotate a wafer holder and a wafer during wafer inspection so that a wafer can be taken out from a cassette in which a plurality of wafers are stacked at a narrow interval. It is an object of the present invention to provide a driving device that can be separated from each other.
또한, 6축 로봇을 이용하여 매크로 검사, 미크로 검사 및 측면 검사를 효율적으로 수행 함으로써 택 타임(Tact time)을 줄이고, 여러 유닛을 제거하여 가격 경쟁력을 향상시킬 수 있는 웨이퍼 검사를 위한 구동장치 및 웨이퍼 검사 구동장치를 작동시키는 구동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, the six-axis robot can efficiently perform macro inspection, micro inspection, and side inspection to reduce tack time and to remove multiple units, thereby driving wafers and wafers for wafer inspection. It is an object of the present invention to provide a driving method for operating the inspection driving device.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 웨이퍼가 수납된 카세트에서 웨이퍼를 집어 인출하는 웨이퍼 홀더, 웨이퍼 검사시 웨이퍼를 파지한 상태로 회전시키는 웨이퍼 회전유닛, 웨이퍼를 카세트에서 인출시 웨이퍼 회전유닛을 웨이퍼 홀더로부터 일정간격 분리되도록 이동시키는 회전유닛 출납부,를 포함하는 웨이퍼 홀딩장치; 및 웨이퍼 홀딩장치를 웨이퍼 각 검사장치로 이동하도록 구동시키는 구동부를 포함하는 웨이퍼 검사를 위한 구동장치에 의해 달성된다. The present invention, which achieves the object as described above and the problem to remove the conventional defects is a wafer holder for picking out the wafer from the cassette containing the wafer, the wafer rotation unit for rotating the wafer while holding the wafer during wafer inspection A wafer holding device including a rotating unit dispensing unit for moving the wafer rotating unit to be separated from the wafer holder at a predetermined interval when the wafer is taken out from the cassette; And a drive unit for driving the wafer holding device to move the wafer inspection device.
또한, 상기 웨이퍼 홀더는 웨이퍼의 정렬위치를 보정할 수 있도록 웨이퍼 홀 더 끝단에 구비된 기준핀과, 일측에 호를 형성하여 전후진하는 웨이퍼 정렬유닛이 더 포함될 수 있다.In addition, the wafer holder may further include a reference pin provided at the end of the wafer holder so as to correct the alignment position of the wafer, and a wafer alignment unit that moves forward and backward by forming an arc on one side.
또, 상기 웨이퍼 홀더로부터 웨이퍼 회전유닛에 웨이퍼를 안착시키기 위해 웨이퍼 홀더를 하강시키는 상하이동기를 더 포함할 수 있다.In addition, it may further comprise a shanghai synchronous to lower the wafer holder to seat the wafer from the wafer holder to the wafer rotating unit.
또한, 상기 웨이퍼 회전유닛은 웨이퍼를 파지한 상태로 회전시키도록 끝단 중앙에 웨이퍼 고정척과, 웨이퍼 고정척을 회전시키는 웨이퍼 회전기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사를 위한 구동장치.The wafer rotating unit further includes a wafer fixing chuck at the center of the end to rotate the wafer while the wafer is held, and a wafer rotating mechanism for rotating the wafer fixing chuck.
또, 상기 웨이퍼 고정척은 웨이퍼를 회전상태에서도 파지되도록 공기를 흡입하는 진공흡착식일 수 있다.In addition, the wafer fixing chuck may be a vacuum suction type that sucks air so that the wafer is held even in a rotating state.
여기서, 회전유닛 출납부는 웨이퍼 회전유닛이 웨이퍼 홀더로부터 좌우로 회전이동하도록 할 수 있다.Here, the rotation unit cashier may allow the wafer rotation unit to rotate left and right from the wafer holder.
또한, 회전유닛 출납부는 웨이퍼 회전유닛이 웨이퍼 홀더로부터 전후진으로 슬라이드 이동하도록 할 수도 있다.Also, the rotating unit dispensing unit may allow the wafer rotating unit to slide forward and backward from the wafer holder.
또한, 회전유닛 출납부는 웨이퍼 회전유닛이 웨이퍼 홀더로부터 수직으로 접혀지도록 할 수도 있다.In addition, the rotating unit dispensing unit may allow the wafer rotating unit to be folded vertically from the wafer holder.
또한, 구동부는 6축 자유도를 갖는 다관절로봇으로서, 지면에 고정 설치되는 기부와; 상기 기부 상에 회전 가능하게 설치되는 회전구동부와; 제1 단부가 상기 회전구동부와 연결되며, 그 길이방향축과 직교하는 축에 대하여 소정의 각도 범위 내에서 선회할 수 있는 제1 암과; 제1 단부가 상기 제1 암의 제2단부와 연결되며, 상기 제1 암의 길이방향축과 직교하는 축에 대하여 소정 각도 범위 내에서 선회 할 수 있고, 그 길이방향축에 대하여 회전할 수 있는 제2 암; 및 제1 단부가 상기 제2 암의 제2 단부와 연결되며, 상기 제2 암의 길이방향축과 직교하는 축에 대하여 소정 각도 범위 내에서 선회할 수 있고, 그 길이방향축에 대하여 회전할 수 있으며, 제2 단부에 웨이퍼를 안착시키는 웨이퍼 홀딩장치가 연결되는 제3 암;을 포함할 수 있다.In addition, the drive unit is a multi-joint robot having a six-axis degrees of freedom, the base is fixed to the ground; A rotation driving unit rotatably installed on the base; A first arm having a first end connected to the rotation driving part and capable of turning within a predetermined angle range with respect to an axis perpendicular to the longitudinal axis thereof; A first end is connected with the second end of the first arm, and can pivot within a predetermined angle range with respect to an axis orthogonal to the longitudinal axis of the first arm, and can rotate about the longitudinal axis. Second cancer; And a first end connected to the second end of the second arm, capable of turning within a predetermined angle range with respect to an axis orthogonal to the longitudinal axis of the second arm, and capable of rotating about the longitudinal axis. And a third arm to which a wafer holding device for seating the wafer at the second end is connected.
한편, 상기 제 1 항에 의한 웨이퍼 검사를 위한 구동장치를 웨이퍼 검사 시 작동시키는 구동방법으로서, (a) 웨이퍼 홀더로 웨이퍼를 카세트에서 집어 인출하는 단계; (b) 수납되어 있던 웨이퍼 회전유닛을 웨이퍼 홀더 중심선으로 위치시키는 단계; (e) 웨이퍼 회전유닛에 웨이퍼가 고정되는 단계; (f) 웨이퍼 홀딩장치를 각 웨이퍼 검사장치에 구동부로 이동시키는 단계; (g) 웨이퍼 회전유닛이 웨이퍼를 회전시키며 검사모드를 실행하는 단계; (h) 웨이퍼 검사완료 후 웨이퍼의 회전을 멈추고, 웨이퍼 회전유닛에서 웨이퍼의 고정상태를 해제하는 단계; (i) 웨이퍼 홀더를 상승이동하고, 웨이퍼 회전유닛에서 웨이퍼를 들어올리는 단계; (j) 웨이퍼 회전유닛을 웨이퍼 홀더와 분리시켜 수납하는 단계; (k) 웨이퍼 홀더를 카세트로 이동시켜 웨이퍼를 카세트에 수납하는 단계;를 포함하는 웨이퍼 검사를 위한 구동장치의 구동방법에 의해 달성된다. On the other hand, a driving method for operating the drive device for wafer inspection according to
또한, (c) (b)단계와 (e)단계 사이에 웨이퍼 홀더 상에 웨이퍼를 정렬상태를 보정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The method may further include (c) correcting the alignment of the wafer on the wafer holder between steps (b) and (e).
또, (d) (b)단계와 (e)단계 사이에 웨이퍼 홀더가 하강이동하여 웨이퍼 회전 유닛에 웨이퍼를 안착시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.In addition, (d) the wafer holder is moved downwards between the steps (b) and (e) to seat the wafer in the wafer rotation unit; may further include.
전술한 바와 같이 본 발명은 웨이퍼 홀더와 웨이퍼 회전유닛을 별도의 객체로 구성함으로 웨이퍼 홀딩장치를 얇게 하기 위해 부품을 고도의 기술로 집적시킬 필요성을 적으므로 이로 인해 제작단가가 크게 절감되고, 제작의 용이성이 높아진다.As described above, since the present invention comprises a wafer holder and a wafer rotating unit as separate objects, there is less need for integrating parts with a high technology in order to thin the wafer holding device, thereby greatly reducing manufacturing costs. Ease of use is increased.
또한, 웨이퍼를 웨이퍼 홀더에서 띄우기 위해 공기배출구와 같은 불필요한 구성을 소거할 수 있다.In addition, unnecessary configuration, such as an air outlet, can be eliminated to lift the wafer out of the wafer holder.
또한, 웨이퍼 홀더의 두께를 얇게 할 수 있게 됨에 따라 카세트의 웨이퍼의 적재량을 증가시킬 수 있다.Further, as the thickness of the wafer holder can be made thinner, the amount of wafers loaded in the cassette can be increased.
또, 스테이지 없이 직접 6축 로봇을 이용하여 로딩/언로딩을 할 수 있고, 웨이퍼의 매크로 검사, 미크로 검사 및 측면 검사를 수행함으로써 택 타임(Tact time)을 획기적으로 단축시키는 효과가 있다.In addition, loading / unloading can be performed using a six-axis robot directly without a stage, and a macro test, a micro test, and a side test of a wafer can be performed to significantly shorten the tac time.
또한, 본 발명은 미크로 검사 스테이지, 매크로 검사 스테이지, 상하 X,Y 이동 스테이지, 웨이퍼 측면 검사 등의 여러 유닛을 제거할 수 있으므로 가격 경쟁력이 높아지는 효과가 있다.In addition, the present invention can remove several units such as micro inspection stage, macro inspection stage, vertical X, Y moving stage, wafer side inspection, etc., thereby increasing the price competitiveness.
아울러, 상기와 같은 여러 유닛 등을 제거함으로 인하여 다발적인 장비에러 발생 원인들을 제거할 수 있으며, 여러 유닛을 지나지 않기 때문에 이에 따른 웨이퍼 변형 및 이면 흡집을 발생할 수 있었던 것을 예방하는 효과가 있다.In addition, it is possible to eliminate the causes of the occurrence of multiple equipment errors by removing the various units, such as the above, there is an effect that prevents the wafer deformation and the back suction can occur according to not passing through several units.
또한, 본 발명은 6축 로봇을 이용함으로 장비 크기를 줄여 크린룸(C/R) 공간 활용도를 높이는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of increasing the utilization of the clean room (C / R) space by reducing the size of the equipment by using a six-axis robot.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
들어가기에 앞서, 본 발명을 설명하는데 있어서, 그 실시 예가 상이하더라도 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조번호를 사용하고, 필요에 따라 그 설명을 생략할 수 있다.Prior to the entry, in describing the present invention, even if the embodiments are different, the same reference numerals are used for the same configuration, and the description thereof may be omitted as necessary.
도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 예시도이고, 도 2 는 본 발명에 따른 사용 예의 평면 예시도이며, 도 3 은 본 발명에 따른 일실시예에 따른 예시도이고, 도 4 는 본 발명에 따른 일실시예의 웨이퍼 홀딩장치 예시도이며, 도 5 는 본 발명에 따른 일실시예의 웨이퍼 홀딩장치 측면 예시도이다.1 is an exemplary view according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 2 is a plan view showing an example of use according to the present invention, Figure 3 is an exemplary view according to an embodiment according to the present invention, Figure 4 is the present invention 5 is a view illustrating a wafer holding device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a side view of a wafer holding device according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 도 5 를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 웨이퍼 구동장치는 웨이퍼 홀딩장치(1), 구동부(2)를 포함한다.1 to 5, a wafer driving apparatus according to a preferred embodiment of the present invention includes a
웨이퍼 홀딩장치(1)는 웨이퍼 검사를 위해 웨이퍼(4)를 파지하고, 웨이퍼 검사시 웨이퍼(4)를 회전시키는 기능을 하며, 구동부(2)는 웨이퍼 검사시 웨이퍼 홀딩장치(1) 끝단에 연결되어 웨이퍼(4)를 각 검사장치(미크로 검사부, 매크로 검사 부)에 이동시키는 기능을 한다.The
웨이퍼 홀딩장치(1)는 웨이퍼 홀더(11)와, 웨이퍼 회전유닛(12)과, 웨이퍼 출납부(13)를 포함한다.The
웨이퍼 홀더(11)는 다수의 웨이퍼(4)가 적재되어 있는 카세트(3)에서 웨이퍼(4)를 하나씩 지지하며 인출하는 웨이퍼 포크(111)와, 웨이퍼(4)를 웨이퍼 포크(111) 상에서 정렬하기 위한 기준핀(113)과, 기준핀(113)를 향하여 웨이퍼(4)를 밀어서 정렬시키는 웨이퍼 정렬유닛(112)을 구비하고 있다.The
웨이퍼 포크(111)는 U자 형상 또는 V자 형상을 갖는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않으며, 웨이퍼(4)를 안전하게 안착시킬 수 있는 조건이라면, 어떤 형상이라도 무방하다. 이러한 웨이퍼 포크(111)는 투명한 재질로 이루어지는 것이 좋으며, 예를 들어, 투명한 재질의 엔지니어링 플라스틱, 카본 나노 튜브 소재 및 유리 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 웨이퍼 포크(111)가 투명한 재질로 이루어지는 것은 매크로 검사시, 웨이퍼(4)가 파지된 상태로 회전되어 이면을 육안으로 볼 수 있도록 하기 위함이다. The
웨이퍼 정렬유닛(112)은 웨이퍼 포크(111) 상면 내측에 구비되어 웨이퍼(4)의 측면에 상응하도록 원호로 형성된 밀대 형태의 전후구동장치이다.The
기준핀(113)은 웨이퍼 포크(111) 상면 양끝단에 돌출구비되어 웨이퍼(4)가 외부로 빠져나가지 않도록 하는 걸림턱으로 형성되어 있다.The
상기 웨이퍼 정렬유닛(112)이 웨이퍼(4)의 후측면을 감싸며 밀어주면 웨이퍼(4)의 양측면이 기준핀(113)에 각각 걸리게 되어 웨이퍼(4)의 회전기준을 잡아주 게 된다.When the
웨이퍼 회전유닛(12)은 바 형태로서 웨이퍼 홀더(11) 내측 중앙 끝단에 웨이퍼 출납부(13)에 의해 연결되어 웨이퍼 홀더(11)에 대해 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 좌,우 선회가 가능하며, 선회시 웨이퍼(4)가 웨이퍼 홀더(11)에 접촉되지 않도록 상,하 방향으로 조절될 수도 있다.
웨이퍼 회전유닛(12)은 끝단 중앙에 구비되어 웨이퍼(4)를 파지한 상태로 회전시키는 웨이퍼 고정척(121)과, 끝단 내부에 설치되어 웨이퍼 고정척(121)을 회전시키는 웨이퍼 회전기구(122)를 포함한다. The
웨이퍼 고정척(121)은 상면에 공기흡입구를 형성하여 웨이퍼(4)가 상단에 안착될 때, 유입된 흡입 압력에 의해 웨이퍼(4)가 진공 흡착되어 고정된다. 이에 따라 웨이퍼(4)가 회전되거나 경사지게 배치되어도 웨이퍼 회전유닛(12) 및 웨이퍼 홀더(11)로부터 이탈되지 않는다. The
회전유닛 출납부(13)는 웨이퍼 회전유닛(12) 부피로 인해 웨이퍼 홀더(11)의 카세트(3) 삽입이 용이하지 않으므로, 상기 웨이퍼 홀더(11)가 카세트(3)에서 웨이퍼(4)를 인출할 때 웨이퍼 회전유닛(12)을 선회시키기 위한 장치이다. 이를 위해 웨이퍼 회전유닛(12) 내측 끝단에 회전모터(131)를 구비한다.Since the
상기 회전유닛 출납부(13)는 웨이퍼 홀더(11)가 카세트(3)에서 웨이퍼(4)를 인출할 때 웨이퍼 회전유닛(12)이 방해되지 않도록 웨이퍼 회전유닛(12)과 웨이퍼 홀더(11)를 위치를 떨어트려 분리시키는 기능을 수행하며, 이러한 기능을 수행할 수 있다면 그 형태나 방식은 한정하지 않는다.The rotating
본 실시예에서는 회전유닛 출납부(13)가 웨이퍼 회전유닛(12)을 웨이퍼 홀더(11)로부터 좌우로 선회하도록 하고 있지만, 회전유닛 출납부(13)가 웨이퍼 회전유닛(12)을 웨이퍼 홀더(11)로부터 전후로 슬라이드 이동하도록 하거나, 웨이퍼 홀더(11)로부터 수직으로 접혀지도록 할 수도 있다.In this embodiment, the
또, 웨이퍼 홀더(11)는 회전시 웨이퍼(4)가 웨이퍼 포크(111)에 접촉되지 않도록 웨이퍼 포크(111)를 소정간격 내리는 상하이동기(114)를 더 포함할 수 있다. 상하이동기(114)는 웨이퍼 포크(111) 내측끝단에 리니어기어 또는 실린더형태로 구비되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 상하이동기(114)에 의해 웨이퍼(4)가 웨이퍼 홀더(11)의 상단에 뜨게 되므로 웨이퍼 회전유닛(12)이 상하, 좌우 미세하게 선회해도 웨이퍼(4)가 웨이퍼 홀더(11)와 접촉되지 않는다. In addition, the
구동부(2)는 6축 자유도를 갖는 다관절로봇(21)으로서, 기부(211), 회전구동부(212), 제1 암(213), 제2 암(214), 제3 암(215)을 포함한다.The driving
기부(211)는 지면에 고정 설치된다. 회전구동부(212)는 대체로 수직인 회전축에 대하여 회전가능하도록 기부(211)상에 설치된다. 제1 암(213)은 그 길이방향에 수직인 축에 대하여 선회가능하게 회전구동부(212)와 연결된다. 제1 암(213)의 회전구동부(212)와 연결되지 않은 단부에는 제2 아암(214)이 그 길이방향에 수직인 축에 대하여 선회가능하게 연결된다. 제2 아암(214)의 다른쪽 단부는 그 길이방향축에 대하여 회전가능하다. 제3 아암(215)은 제2 아암(214)의 상기 다른쪽 단부에 그 길이방향에 수직인 축에 대하여 선회가능하게 연결된다.
여기서, 제2 아암(214)의 선회축과 제3 아암(215)의 선회축은 서로 평행하도록 설정되는 것이 바람직하다. 제3 아암(215)에서 제2 아암(214)으로부터 먼 쪽의 단부는 마찬가지로 그 길이 방향축에 대하여 회전가능하다. 또한, 제3 아암(215)에서 제2 아암(214)으로부터 먼 쪽의 단부에는 웨이퍼 홀더장치(1)가 연결된다.Here, the pivot axis of the
이와 같이, 본 발명에 의한 다관절로봇(21)은 6축 자유도로 인해 웨이퍼(4)를 상하, 좌우 이동 및 회전시킬 수 있고, 웨이퍼 홀딩장치(1)의 웨이퍼 고정척(121)에서 빨아들이는 공압을 이용하여 웨이퍼(4)를 파지한 상태에서 웨이퍼(4)를 떨어트리지 않고 자유자재로 이송이 가능함을 알 수 있다.As such, the articulated
이하에서는, 전술한 웨이퍼 검사를 위한 구동장치를 이용한 웨이퍼 검사 시 작동시키는 구동방법에 대하여 설명한다. 본 발명에 따른 웨이퍼 검사를 위한 구동장치의 구동방법은 (a) 웨이퍼 홀더로 웨이퍼를 카세트에서 인출하는 단계와; (b) 수납되어 있던 웨이퍼 회전유닛을 웨이퍼 홀더 중심선으로 위치시키는 단계와; (c) 웨이퍼 홀더 상에 웨이퍼를 정렬상태를 보정하는 단계와; (d) 웨이퍼 홀더가 하강이동하여 웨이퍼 회전유닛에 웨이퍼를 안착시키는 단계와; (e) 웨이퍼 회전유닛에 웨이퍼가 고정되는 단계와; (f) 웨이퍼 홀딩장치를 각 웨이퍼 검사장치에 구동부로 이동시키는 단계와; (g) 웨이퍼 회전유닛이 웨이퍼를 회전시키며 검사모드를 실행하는 단계와; (h) 웨이퍼 검사완료 후 웨이퍼의 회전을 멈추고, 웨이퍼 회전유닛에서 웨이퍼의 고정상태를 해제하는 단계와; (i) 웨이퍼 홀더를 상승이동하고, 웨이퍼 회전유닛에서 웨이퍼를 들어올리는 단계와; (j) 웨이퍼 회전유닛을 웨이퍼 홀더 와 분리시켜 수납하는 단계와; (k) 웨이퍼 홀더를 카세트로 이동시켜 웨이퍼를 카세트에 수납하는 단계를 포함한다.Hereinafter, a driving method for operating during wafer inspection using the above-described driving apparatus for wafer inspection will be described. A driving method of a driving apparatus for inspecting a wafer according to the present invention includes the steps of: (a) withdrawing a wafer from a cassette with a wafer holder; (b) positioning the stored wafer rotating unit with a wafer holder center line; (c) correcting alignment of the wafer on the wafer holder; (d) moving the wafer holder downward to seat the wafer on the wafer rotating unit; (e) fixing the wafer to the wafer rotating unit; (f) moving a wafer holding device to each wafer inspection device as a driver; (g) the wafer rotating unit rotating the wafer to execute the inspection mode; (h) stopping the rotation of the wafer after completing the wafer inspection, and releasing the fixed state of the wafer in the wafer rotation unit; (i) moving the wafer holder up and lifting the wafer from the wafer rotating unit; (j) storing the wafer rotating unit separately from the wafer holder; (k) moving the wafer holder to the cassette to accommodate the wafer in the cassette.
먼저, 웨이퍼의 결함을 검사하기 위해 이송된 웨이퍼에 대해 웨이퍼를 각 검사장치(매크로 검사 및 미크로 검사)에서 검사하기 위해 웨이퍼를 카세트에서 각 검사장치로 이송하는 과정을 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다.First, a process of transferring a wafer from a cassette to each inspection apparatus for inspecting the wafer in each inspection apparatus (macro inspection and micro inspection) for the wafer transferred to inspect the defect of the wafer will be described in more detail as follows.
본 발명은 웨이퍼(4)를 파지하여 이송하는 장치에 관한 것으로, 각 검사하는 과정에 대한 상세한 설명은 생략한다.The present invention relates to an apparatus for holding and conveying a
웨이퍼(4)를 파지하여 검사를 준비하기 위한 과정을 설명하면, 카세트(3)에 적재된 웨이퍼(4)를 인출하기 위해 도 1 및 도 2에서 도시된 바와 같이, 웨이퍼 회전유닛(12)이 웨이퍼 홀더(11)로부터 예각 내지 둔각을 형성하며 웨이퍼 홀딩장치(1)에서 선회수납된 상태로 웨이퍼 홀더(11)를 카세트(3)에 집어넣어 웨이퍼(4)를 인출한다.Referring to the process for preparing the inspection by holding the
이때, 웨이퍼 홀더(11)의 두께는 예를 들어 5mm 내외로 카세트(3)에 촘촘히 적재된 웨이퍼(4)를 용이하게 인출할 수 있다. At this time, the thickness of the
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 포크(111)에 실린 웨이퍼(4)를 카세트(3) 밖으로 꺼낸 후 웨이퍼 회전유닛(12)을 회전유닛 출납부(13)로 구동하여 웨이퍼(4) 중심선으로 재정렬시킨다.3 to 5, the
그리고, 웨이퍼 포크(111) 끝단에 구비된 기준핀(113)을 향하여 웨이퍼 정렬유닛(112)으로 웨이퍼(4)를 밀어내면서 정렬상태를 보정한다.Then, the alignment state is corrected while pushing the
웨이퍼(4)가 실린 웨이퍼 포크(111)를 상하이동기(114)로 소정간격 하강시켜 웨이퍼 고정척(121)에 웨이퍼(4) 중심부를 안착시킨다.The
이때, 웨이퍼 포크(111)는 웨이퍼 고정척(121)보다 1~3mm 간격 하강된 상태를 유지한다.At this time, the
웨이퍼 고정척(121)에 안착된 웨이퍼(4)를 진공상태로 공기를 흡착하여 웨이퍼(4)를 웨이퍼 고정척(121)에 고정한다.The
이후, 웨이퍼 정렬유닛(112)은 웨이퍼(4)로부터 후진하여 웨이퍼(4)가 자유회전하도록 한다.Thereafter, the
검사를 시작하면 웨이퍼는 웨이퍼 회전기구(122)에 의해 회전하여 검사모드를 시행한다.When the inspection starts, the wafer is rotated by the wafer
검사가 완전히 종료된 후 웨이퍼(4)를 카세트(3)로 복귀시키는 과정을 설명하면, 검사가 끝난 후 웨이퍼 회전기구(122)는 회전을 멈추고, 웨이퍼 고정척(121)은 진공상태를 해제하여 웨이퍼(4)의 구속을 해지한다.After the inspection is completed, the process of returning the
웨이퍼 포크(111)를 상하이동기(114)로 상승시켜 웨이퍼(4)를 웨이퍼 고정척(121)으로부터 들어올린다. The
이후 웨이퍼 정렬유닛(112)으로 웨이퍼(4)를 다시 재정렬시킨다.The
그리고, 회전유닛 출납부(13)로 웨이퍼 회전유닛(12)을 다시 회전수납시키고, 웨이퍼 홀더(11)는 카세트(3)에 웨이퍼(4)를 수납시킨다.Then, the
이상과 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체 적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.As described above, the technical configuration of the present invention described above will be understood by those skilled in the art that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the exemplary embodiments described above are to be understood as illustrative and not restrictive in all respects, and the scope of the present invention is indicated by the appended claims rather than the foregoing detailed description, and the meaning and scope of the claims are as follows. And all changes or modifications derived from the equivalent concept should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 예시도,1 is an exemplary view according to a preferred embodiment of the present invention,
도 2 는 본 발명에 따른 사용 예의 평면 예시도,2 is a planar illustration of a use example according to the invention,
도 3 은 본 발명에 따른 일실시예에 따른 예시도,3 is an exemplary view according to an embodiment according to the present invention;
도 4 는 본 발명에 따른 일실시예의 웨이퍼 홀딩장치 예시도,4 is an illustration of a wafer holding device in one embodiment according to the present invention;
도 5 는 본 발명에 따른 일실시예의 웨이퍼 홀딩장치 측면 예시도,5 is a side view illustrating a wafer holding device according to one embodiment of the present invention;
도 6 은 종래의 웨이퍼 검사장치의 평면도이고, 도 7 내지 도 9 는 종래의 웨이퍼 검사장치에서 수행되는 웨이퍼 검사 과정을 설명하기 위한 도면.6 is a plan view of a conventional wafer inspection apparatus, and FIGS. 7 to 9 are views for explaining a wafer inspection process performed in the conventional wafer inspection apparatus.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 : 웨이퍼 홀딩장치 11 : 웨이퍼 홀더1: wafer holding device 11: wafer holder
111 : 웨이퍼 포크 112 : 웨이퍼 정렬유닛111: wafer fork 112: wafer alignment unit
113 : 기준핀 114 : 상하이동기113: reference pin 114: Shanghai synchronous
12 : 웨이퍼 회전유닛 121 : 웨이퍼 고정척12: wafer rotating unit 121: wafer fixing chuck
122 : 웨이퍼 회전기구122: wafer rotating mechanism
13 : 회전유닛 출납부 131 : 회전모터13: rotary unit cashier 131: rotary motor
2 : 구동부 21 : 다관절로봇2: driving unit 21: articulated robot
211 : 기부 212 : 회전구동부211: base 212: rotary drive unit
213 : 제1 암(arm) 214 : 제2 암213: first arm 214: second arm
215 : 제3 암 215: third arm
3 : 카세트 4 : 웨이퍼3: cassette 4: wafer
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