KR101000904B1 - 웨이퍼 검사용 컨베이어 장치 - Google Patents

웨이퍼 검사용 컨베이어 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 웨이퍼 흐름 공정 중 웨이퍼의 결함 유무를 검사하기 위한 웨이퍼 검사용 컨베이어 장치에 관한 것으로, 슬라이스 형성된 반도체 웨이퍼를 컨베이어 벨트로 순차 이동시키면서 웨이퍼 표면의 미세 균열(micro-crack) 혹은 기타 파손 유무를 정밀하게 검사하도록 하는 것은 물론, 특히 웨이퍼 검사시 컨베이어에 의한 간섭 영역이 전혀 발생하지 않도록 개선하여 검사의 정확도와 신뢰성이 향상될 수 있도록 구성되는 웨이퍼 검사용 컨베이어 장치에 관한 것이다.
웨이퍼 검사용 컨베이어 장치를 구성함에 있어서,
구동모터(10)와 연결되는 구동풀리(71); 상기 구동풀리(71) 상측에서 회전 구동되는 다수의 하부풀리(72); 상기 하부풀리(72) 상측에서 회전 구동되는 다수의 상부풀리(73); 상기 상부풀리(73)의 하방에 배치되어 회전 구동되는 다수의 가이드풀리(74,75); 및
웨이퍼(50)를 이송시키는 컨베이어 벨트(40);를 포함하고,
상기 가이드풀리(74,75)는 백라이트유닛(30)의 가장자리(E) 하방 영역에 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

웨이퍼 검사용 컨베이어 장치{Inspection Conveyer Apparatus}
본 발명은 웨이퍼 흐름 공정 중 웨이퍼의 결함 유무를 검사하기 위한 웨이퍼 검사용 컨베이어 장치에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 슬라이스 형성된 반도체 웨이퍼를 컨베이어 벨트로 순차 이동시키면서 웨이퍼 표면의 미세 균열(micro-crack) 혹은 기타 파손 유무를 정밀하게 검사하도록 하는 것은 물론, 특히 웨이퍼 검사시 컨베이어에 의한 간섭 영역이 전혀 발생하지 않도록 개선하여 검사의 정확도와 신뢰성이 향상될 수 있도록 구성되는 웨이퍼 검사용 컨베이어 장치에 관한 것이다.
미세 전자 부품의 생산을 위한 기판으로 웨이퍼가 널리 사용되고 있음은 주지된 사실이다.
반도체 웨이퍼는 원기둥 형태의 단결정 반도체 잉곳을 수 cm 내지 수십 cm에 이르는 길이의 잉곳 부재로 절단함으로써 제조되고, 이들 잉곳 부재를 두께가 얇은 웨이퍼로 절단한다.
상기 잉곳 부재를 웨이퍼로 절단하기 전에, 제작 용도에 따라 잉곳 부재의 외관을 다각형 형태로 가공하기도 한다. 예를 들어, 태양광 전지용 웨이퍼를 제작하기 위하여 잉곳 부재의 외관을 사각기둥 또는 팔각기둥과 같은 다각형 형태로 가공한다.
상기 잉곳 부재를 슬라이스하여 만들어진 웨이퍼는, 그 표면에 미세한 균열(micro-crack)과 같은 손상이 발생하게 되면 성능이 크게 저하되어 제품의 불량이 초래되고, 수율이 현저하게 저하되는 문제를 일으킨다.
따라서, 잉곳 부재를 슬라이스하여 웨이퍼를 만든 다음, 웨이퍼를 웨이퍼 검사장치의 카메라 하측으로 공급하여 웨이퍼의 표면과 내부를 촬영하고, 촬영된 영상을 분석하여 웨이퍼의 균열 등을 검사하게 된다.
상기 웨이퍼 검사장치는 웨이퍼 이송수단을 이용하여 웨이퍼를 카메라의 하측에 안착시키고, 웨이퍼의 하부에서 백라이트유닛을 이용하여 조명을 제공한 상태에서 카메라가 웨이퍼를 촬영한 후, 웨이퍼를 외부로 이송하도록 구성되어 있다.
상기에서 웨이퍼 이송수단은 웨이퍼를 진공 흡착하여 이송하는 픽커 또는 엔드 이팩터(end effector)를 구비한 로봇, 또는 워킹빔, 컨베이어 등을 이용하여 구성되고 있는바, 통상적으로 가격이 저렴하고 안정적인 웨이퍼 이송 작업을 수행할 수 있는 컨베이어에 의한 방식이 가장 선호되고 있는 실정이다.
그러나, 이러한 컨베이어를 이용하여 웨이퍼를 카메라의 촬영 영역으로 공급하게 되면, 웨이퍼가 컨베이어 벨트 상에 안착된 상태에서 촬영이 이루어지기 때문에 하측의 백라이트 유닛에서 방출된 광선이 벨트를 원활하게 통과하지 못하게 되면서 도 1에 도시된 것과 같이 벨트(B)와 대응하는 부분에서 암부(暗部), 즉 간섭 영역이 발생하게 되고, 이로 인해 검사 불가 영역이 발생하게 됨으로써 웨이퍼(W)의 균열 등을 정확하게 검출하지 못하는 문제를 발생시킬 수 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 보다 적극적으로 해소하기 위하여 안출된 것으로, 컨베이어 벨트와 웨이퍼와의 간섭 영역을 배제시켜 웨이퍼 검사시 암부가 발생되지 않도록 하는 것이 해결하려는 과제이다.
상기 과제를 구현하기 위한 수단으로서 본 발명에 의한 웨이퍼 검사용 컨베이어 장치는,
하방에서 구동모터와 축 연결되어 상기 구동모터의 구동력이 전달되면서 자체 회전되는 구동풀리;와, 상기 구동풀리 상측에서 지지프레임에 구속되어 회전 구동되는 다수의 하부풀리;와, 상기 하부풀리 상측에서 지지프레임에 구속되어 회전 구동되는 다수의 상부풀리;와, 상기 상부풀리의 연장선상으로부터 하향 배치되며 지지프레임에 구속되어 회전 구동되는 다수의 가이드풀리; 및 상기 구동풀리, 하부풀리, 상부풀리, 가이드풀리의 외주연에 맞물려 웨이퍼를 일 방향 이송시키는 컨베이어 벨트;를 포함하여서 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 가이드풀리는 백라이트유닛의 가장자리 하방 영역에 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상부풀리는 백라이트유닛의 연장선상보다 상향 배치되어, 컨베이어 벨트가 백라이트유닛과 간섭되지 않으면서 웨이퍼를 이송되게 하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 컨베이어 벨트는 백라이트유닛이 시작되는 가장자리의 상측을 지나지 않도록 하향 구동되고, 백라이트유닛의 중공부에서는 상향 구동되며, 백라이트유닛이 끝나는 가장자리에서 재차 하향구동되는 것을 특징으로 한다.
상기의 구성으로 구현되는 본 발명에 따르면,
웨이퍼의 파손 유무 혹은 결함을 검사하기 위하여 웨이퍼가 연속적으로 백라이트유닛으로 진입되고 벗어날 경우에 있어서, 상기 백라이트유닛의 가장자리(경계면)에 컨베이어 벨트가 상측으로 지나치지 않게 함으로써 웨이퍼와 컨베이어 벨트 상호 간에 간섭성을 완벽하게 배재시킬 수 있는 효과가 있다.
이로써, 상기 컨베이어 벨트가 백라이트유닛의 전후 경계면을 피해 하향 구동됨에 따라, 촬영 영상에서 해당 웨이퍼에 암부가 전혀 발생하지 않게 됨으로써 웨이퍼 전체 면에 균일한 빛이 제공되어 웨이퍼 전면에서 미세 균열 유무를 보다 정밀하고 정확하게 검출할 수 있음은 물론, 이로 인해 검사의 신뢰성을 극대화할 수 있는 이점이 기대된다.
도 1은 종래 기술에 의한 컨베이어 벨트의 배치 구성도.
도 2는 본 발명이 적용되는 웨이퍼 프린트기 일부를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 요부를 발췌하여 도시한 개략적인 측면 구성도.
도 4는 도 2의 평면 구성도.
도 5는 도 2의 정면 구성도.
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시 예에 의하여 구성되는 컨베이어 장치 사용 상태도.
본 발명은 웨이퍼의 파손, 흠결 유무를 정밀하게 식별하기 위하여 컨베이어 벨트의 이동 경로를 유도할 수 있도록 다수의 풀리를 연속적으로 상하 배치 형성함으로써, 상기 컨베이어 벨트가 이에 맞물려 상방 및 하방에 대해 순차적인 자유 구동이 가능하도록 구성되는 웨이퍼 검사용 컨베이어 장치에 관련된다.
이하, 첨부도면을 참고하여 본 발명의 구성 및 그로 인한 작용, 효과에 대해 기술하면 다음과 같다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그리고, 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
도 2는 본 발명이 적용되는 웨이퍼 프린트기 일부를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 요부를 발췌하여 도시한 개략적인 측면 구성도이며, 도 4는 도 2의 평면 구성도를 나타낸다.
상기 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 웨이퍼 검사용 컨베이어 장치는 다수의 상부풀리(73); 하부풀리(72); 가이드풀리(74,75);를 포함하고, 상기 풀리(72,73,74,75)들의 전체적인 구동을 위하여 소정의 구동모터(10)와 연계 구성되는 구동풀리(71); 및 이러한 다수의 풀리에 맞물려 웨이퍼(50)를 직접적으로 이송시키는 컨베이어 벨트(40);로 이루어질 수 있다.
상기한 구동풀리(71), 상부풀리(73), 하부풀리(72), 가이드풀리(74,75)는 통상의 풀리와 동일한 기술사상으로, 설명의 편의 및 기술적 특징을 부각시키기 위해 이들 풀리를 구분하여 도시하였을 뿐이며, 다만 본 발명에서는 이러한 풀리들의 위치 조합을 개선하여 안정적인 구동이 가능하면서도 웨이퍼(50)의 결합 유무를 보다 명확하게 파악할 수 있도록 구현하는 것에 그 특징이 있음을 주지한다.
상기 지지프레임(20)은 전술한 다수의 각 풀리(71,72,73,74,75)를 안정적으로 수용한 상태에서 상기 풀리가 제자리 회전 구동이 가능할 수 있도록 구비되고, 백라이트유닛(30)과 상호 유기적으로 고정결속되어 상기 백라이트유닛이 적정 위치에서 안정감 있게 배치될 수 있도록 하였다.
상기 구동풀리(71)는 도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 하방 일측에 마련된 구동모터(10) 인근에 배치시켜 구동모터의 회전축에 구동풀리의 일단이 벨트 등으로 연결 구성되고, 구동모터(10)가 가동되면 이와 연결된 구동풀리(71) 또한 동일한 방향으로 회전 구동하게 된다.
상기 하부풀리(72)는 구동풀리(71) 상측에서 지지프레임(20)에 구속되어 제자리 회전 구동되도록 다수 마련되고, 상기 상부풀리(73) 또한 하부풀리 상측에서 동일하게 지지프레임(20)에서 제자리 회전되도록 다수 구비될 수 있다.
특히, 본 발명에서는 상기 가이드풀리(74,75)의 위치를 상부풀리(73)와 하부풀리(72) 사이 공간, 즉 상부풀리보다 다소 낮고 하부풀리보다 높은 영역에 장착시키는 것을 요부로 하는바, 도 3에서와 같이 백라이트유닛(30)이 시작되고 또 끝나는 지점에서 모두 하향 배치됨을 알 수 있다.
상기 가이드풀리(74,75)는, 웨이퍼(50) 및 이를 수용하여 일 방향 구동시키는 컨베이어 벨트(40)가 지지프레임(20) 상에 고정 장착된 백라이트유닛(30)을 경유하는 과정에 있어서, 상기 컨베이어 벨트(40)가 백라이트유닛(30) 가장자리(E) 영역을 상측에서 지나가지 않도록 하기 위하여 백라이트유닛이 시작되고 끝나는 지점, 즉 전후 가장자리(E) 지점에서 하향되게 설치되는 것이 바람직하고, 그 설치 높이는 상부풀리(73)와 하부풀리(72)가 간섭을 일으키지 않을 정도의 높이면 충분하다.
상기 백라이트유닛(30)은 통상의 것으로서, 바람직하게는 근적외선(NIR) 또는 적외선(IR)을 상측으로 조사하는 광원과, 상기 광원의 상부에 설치되어 광원에서 방출된 빛을 확산시켜 출사하는 확산판으로 이루어질 수 있다. 그 구성은 사각 가장자리 면이 형성되고, 이러한 가장자리의 중심 영역은 중공이 되게 형성된 중공부(30a)로 이루어질 수 있다. 또한, 백라이트유닛(30)은 컨베이어 벨트(40)에 의한 웨이퍼(50)의 이동시 상기 웨이퍼와 간섭되지 않도록 웨이퍼의 하면에 닿지 않을 정도의 높이로 형성되는 것이 바람직하다. 이를 구현하기 위하여, 본 발명에서는 상기 상부풀리(73)의 형성 높이를 백라이트유닛(30)보다 다소 돌출되게 형성함으로써 이루어질 수 있다.
한편, 도 2는 본 발명의 웨이퍼 검사용 컨베이어 장치가 적용될 수 있는 웨이퍼 프린트기의 일부를 예시적으로 도시한 것으로, 상기 실시 예의 프린트기는 적정 크기의 본체(1)로 이루어질 수 있으며, 도면에 도시되진 않았으나 통상 본체 상부에 설치되어 웨이퍼(50)를 촬영하는 촬영카메라와, 촬영카메라의 하측에 설치되어 상측으로 촬영을 위한 조명을 제공하는 백라이트유닛(30)과, 외부에서 검사 대상 웨이퍼(50)를 이송하여 상기 촬영카메라와 백라이트유닛 사이의 촬영 영역으로 공급하는 컨베이어 벨트(40)를 포함하여서 구성될 수 있다.
상기 촬영카메라는 검사 대상 웨이퍼(50)를 촬영하여 웨이퍼 표면의 미세한 균열(crack) 등을 검사한다.
상기 컨베이어 벨트(40)는 본체(1) 상에 고정된 지지프레임(20)에 회전 가능하게 설치되는 수개의 풀리(71,72,73,74,75)에 감겨져 순환하는 구조로 이루어져, 풀리의 회전에 의해 순환 회전하면서 컨베이어 벨트(40) 상측에 안착된 웨이퍼(50)를 촬영카메라의 외부에서 촬영카메라의 촬영 영역으로, 촬영카메라의 촬영 영역에서 다시 촬영카메라의 외부로 순차적으로 이송하는 기능을 한다.
이러한 실시 예에서 상기 컨베이어 벨트(40)는 웨이퍼(50)의 손상을 방지할 수 있도록 부드러운 합성수지 재질로 이루어질 수 있으며, 2개 1조로 웨이퍼(50)의 양측부를 지지하면서 이송하도록 구성되나, 이에 한정하지는 않는다.
도 5는 본 발명에 의하여 구현되는 컨베이어 벨트의 평면 구성도이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 일실시 예에 의하여 구성되는 컨베이어 장치 사용 상태도이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 웨이퍼 검사용 컨베이어 장치는 다음과 같은 작동개요로 구현된다.
도 2 내지 6에 도시된 것과 같이, 외부에서 컨베이어 벨트(40) 상에 검사 대상 웨이퍼(50)가 안착되면, 컨베이어 벨트가 회동하여 웨이퍼를 촬영카메라 하측의 촬영 영역으로 이송한다. 그리고, 검사 대상 웨이퍼가 촬영카메라의 하측에 위치되면 해당 웨이퍼(50)의 둘레면은 컨베이어 벨트(40)를 벗어난 상태에 놓이게 되고, 이러한 상태에서 백라이트유닛(30)의 광원을 통해 빛이 방출되는바, 방출된 빛은 확산판을 통해 상측으로 확산되면서 출사되어 웨이퍼(50)에 제공된다.
상세 과정을 설명하면, 전술한 것과 같이 상기 컨베이어 벨트(40)는 백라이트유닛(30)에 이르게 되면서 자연스럽게 하향 구동되고(이때의 가이드풀리는 도면부호 74), 백라이트유닛의 가장자리(E)를 벗어나는 지점(중공부,30a)에 이르게 되면 다시 상향 구동된 후 수평이동 하며, 수평이동 중 백라이트유닛이 종료되는 지점의 가장자리(E)에서는 동일하게 하향 구동된 다음(이때의 가이드풀리는 도면부호 75), 백라이트유닛(30)을 완전하게 벗어나게 되면 재차 상향 구동되면서 웨이퍼(50)를 안정감 있게 이송시킬 수 있는 구조이다.
이러한 구성은, 웨이퍼를 보유한 컨베이어 벨트가 백라이트유닛의 상측으로 구동되지 않도록 하기 위함이며, 이로써 컨베이어 벨트는 백라이트유닛의 가장자리(E) 상측에 위치되지 않으면서 어떠한 간섭 영역도 발생시키지 않아, 촬영카메라가 웨이퍼를 촬영했을 때 촬영 영상에 컨베이어 벨트(40)에 의한 암부(暗部)가 발생하지 않게 되어 정확한 검사가 이루어질 수 있게 된다. 촬영카메라의 촬영이 종료되면, 컨베이어 벨트가 동작하여 웨이퍼를 촬영카메라의 촬영 영역 외부로 이송한다.
본 발명에서는 상하 구동되는 컨베이어 벨트와 별개로 해당 웨이퍼를 도 6과 같은 상태로 수평이동 하게 함으로써 소기의 목적을 달성할 수 있게 된다. 또한, 일반적으로 이러한 웨이퍼의 흠결 검사는 웨이퍼 전면은 물론, 가장자리 단면이 미세하게 파손되거나 균열이 발생되지 않았는지 여부를 체크하기 위한 것으로서, 보다 정확한 검사를 행하기 위하여 백라이트유닛 상측에 안착되는 웨이퍼의 가장자리에 일시적으로 컨베이어 벨트를 생략 구성한 것이다.
상기와 같은 구성에 의하면, 웨이퍼의 파손 유무 혹은 결함을 검사하기 위하여 웨이퍼가 연속적으로 백라이트유닛으로 진입되고 벗어날 경우에 있어서, 상기 백라이트유닛의 가장자리(E,경계면)에 컨베이어 벨트가 상측에서 중첩되지 않게 하여 백라이트유닛과 컨베이어 벨트 상호 간에 간섭성을 완벽하게 배재시킬 수 있는 효과가 있다.
이로써, 상기 컨베이어 벨트가 백라이트유닛의 전후 경계면(E)을 피해 하향 구동됨에 따라, 촬영 영상에서 해당 웨이퍼에 암부가 전혀 발생하지 않게 됨으로써 웨이퍼 전체 면에 균일한 빛이 제공되어 웨이퍼 전면에서 미세 균열 유무를 보다 정밀하고 정확하게 검출할 수 있음은 물론, 이로 인해 검사의 신뢰성을 극대화할 수 있는 이점이 기대된다.
이상에서 설명한 본 발명은, 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 명확히 하여야 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1. 본체 10: 구동모터
20: 지지프레임 30: 백라이트유닛
30a: 중공부 40: 컨베이어벨트
50: 웨이퍼 71: 구동풀리
72: 하부풀리 73: 상부풀리
74,75: 가이드풀리
W: 웨이퍼
B: 벨트
E: 백라이트유닛의 가장자리 영역

Claims (2)

  1. 웨이퍼 검사용 컨베이어 장치를 구성함에 있어서,
    구동모터(10)와 연결되는 구동풀리(71); 상기 구동풀리(71) 상측에서 회전 구동되는 다수의 하부풀리(72); 상기 하부풀리(72) 상측에서 회전 구동되는 다수의 상부풀리(73); 상기 상부풀리(73)의 하방에 배치되어 회전 구동되는 다수의 가이드풀리(74,75); 및
    웨이퍼(50)를 이송시키는 컨베이어 벨트(40);를 포함하고,
    상기 가이드풀리(74,75)는 백라이트유닛(30)의 가장자리(E) 하방 영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사용 컨베이어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 상부풀리(73)는 백라이트유닛(30)의 연장선상보다 상향 배치되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사용 컨베이어 장치.
KR1020100096137A 2010-10-01 2010-10-01 웨이퍼 검사용 컨베이어 장치 KR101000904B1 (ko)

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