KR101179569B1 - 웨이퍼 분류 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼 분류 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 크랙, 칩핑 등의 결함 검사를 마친 웨이퍼스택을 이송하기 전에 웨이퍼스택에서 돌출되거나 잘못 배열된 웨이퍼의 유무를 감지하는 웨이퍼 분류 장치에 관한 것이다.

Description

웨이퍼 분류 장치{WAFER SORTING EQUIPMENT}
본 발명은 웨이퍼 분류 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 크랙, 칩핑 등의 결함 검사를 마친 웨이퍼스택을 이송하기 전에 웨이퍼스택에서 돌출된 웨이퍼의 유무를 감지하는 웨이퍼 분류 장치에 관한 것이다.
웨이퍼가 크랙 등의 하자를 갖는 경우, 시간이 흐를수록 크랙이 성장하는 성질을 가지므로, 많은 비용과 시간이 투여되는 후속공정을 진행하기 전에 크랙과 같은 하자를 갖는 웨이퍼를 선별하여 분리하는 일은 아주 중요하다.
종래기술에 따른 웨이퍼 분류장치에 따르면, 결함을 갖는 웨이퍼를 선별 및 분리하여 웨이퍼 적재장치에 웨이퍼를 스택 방식으로 적재한 후 상기 적재장치에서 웨이퍼 운반장치를 이용하여 웨이퍼스택을 이송할 때, 웨이퍼스택에서 돌출되거나 배열이 잘못된 웨이퍼가 존재하는 경우에 운반장치가 웨이퍼스택을 파지하는 과정에서 취성이 약한 웨이퍼가 파손되는 문제점이 있었다.
본 발명은 종래 기술에 따른 문제점을 해결할 수 있는 웨이퍼 분류 장치을 제공하는 것이다.
구체적으로, 본 발명은 웨이퍼스택이 적재된 적재장치에서 웨이퍼스택으로부터 돌출된 웨이퍼의 유무를 운반장치의 파지 전에 미리 감지하는 웨이퍼 분류 장치을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 운반장치의 파지시 웨이퍼스택이 적재된 적재장치에서 웨이퍼스택으로부터 돌출된 웨이퍼가 운반장치의 파지로 인해 파손되는 것을 미리 방지할 수 있는 웨이퍼 분류 장치을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 메인 컨베이어벨트의 일측 또는 양측에 구비되어, 상기 메인 컨베이어벨트로부터 이송된 웨이퍼가 적재되는 적재장치; 상기 적재장치에 적재된 웨이퍼 또는 복수개의 웨이퍼로 구성된 웨이퍼스택을 운반하는 운반장치; 및 상기 운반장치에 구비되어, 상기 웨이퍼가 적재장치의 정위치에 배치되어 있는지를 감지하는 센서장치;를 포함하는 웨이퍼 분류 장치을 제공한다.
여기서, 상기 운반장치는 본체, 상기 본체에 구비되어 상기 웨이퍼 또는 상기 웨이퍼스택을 파지하는 4개의 파지부 및 상기 본체와 상기 파지부를 구동하는 구동암을 포함할 수 있다.
또한, 상기 4개의 파지부 중 인접한 2개의 파지부는 상기 본체에 대해 병진운동할 수 있는 유동파지부이고, 상기 4개의 파지부 중 인접한 나머지 2개의 파지부는 상기 본체에 고정되어 있는 고정파지부일 수 있다.
또한, 상기 본체는 상기 유동파지부를 병진운동시키는 구동실린더를 포함할 수 있다.
또한, 상기 본체는, 병진운동하여 상기 유동파지부의 병진운동 범위를 제한하는 스토퍼장치를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 스토퍼장치는, 유동파지부의 병진운동을 제한하는 스토퍼, 상기 스토퍼를 병진운동시키는 구동실린더 및 상기 스토퍼의 병진운동을 가이드하는 가이드홈을 포함할 수 있다.
또한, 상기 스토퍼장치는 상기 본체에서, 서로 마주하는 고정파지부와 유동파지부 사이의 거리가 웨이퍼의 규격 크기에 대응되도록 상기 유동파지부의 병진운동 범위를 제한하는 위치에 설치될 수 있다.
또한, 상기 파지부는, 일단부에 구비되어 상기 웨이퍼의 하면과 접촉하는 걸림턱 및 상기 본체의 중심 방향을 향하는 내측면에 구비된 완충부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 구동암은 상기 본체를 병진운동시키고, 틸팅운동시키고, 회전운동시킬 수 있다.
그리고, 상기 센서장치는 반사형 광센서일 수 있다.
여기서, 상기 센서장치는 빛을 조사하고 반사된 빛을 수신하는 렌즈부, 상기 렌즈부에서 수신된 빛을 감지하는 광섬유 센서 및 상기 광섬유 센서로부터 감지된 빛을 증폭하는 증폭기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 센서장치는 발광시 상기 렌즈부의 초점이 상기 웨이퍼스택의 두께의 중간지점에 위치하도록 상기 운반장치에 설치될 수 있다.
또한, 상기 운반장치는 상기 센서장치가 장착되는 브래킷을 포함하고, 상기 브래킷은 상기 센서장치의 병진운동을 가이드하는 슬롯형 가이드홈을 포함할 수 있다.
또한, 상기 브래킷은 상기 센서장치가 웨이퍼의 규격에 대응되는 위치에 배치되도록 하는 표식자 또는 크기를 표시하는 눈금자를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 운반장치는 본체, 상기 본체에 대해 병진운동할 수 있는 2개의 유동파지부 및 상기 본체에 고정되어 있는 2개의 고정파지부를 포함하고, 상기 센서장치는 상기 본체에서 상기 유동파지부와 옆으로 나란히 위치될 수 있다.
또한, 상기 운반장치는 본체, 상기 본체에 대해 병진운동할 수 있는 4개의 유동파지부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 운반장치는 상기 유동파지부 각각의 옆으로 나란한 위치에 상기 센서장치를 2개 이상 포함할 수 있다.
또한, 상기 본체는, 병진운동하여 상기 유동파지부 각각의 병진운동 범위를 제한하는 4개의 스토퍼장치를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 적재장치는 상기 웨이퍼 또는 상기 웨이퍼스택이 안착되는 베이스부 및 상기 베이스부의 인접한 2개의 고정단 테두리에 각각 연결되어 상기 웨이퍼 또는 상기 웨이퍼스택의 이탈을 방지하는 벽부재를 포함할 수 있다.
또한, 상기 베이스부는 인접한 2개의 개방단 테두리를 포함하고, 상기 개방단 테두리는 상기 웨이퍼 또는 상기 웨이퍼스택의 정위치에 대응되는 테두리보다 소정 거리만큼 베이스부의 내측에 형성되어 있을 수 있다.
또한, 상기 벽부재는 상기 고정단 테두리에 2개의 벽으로 분할되어 연결되고, 상기 고정단 테두리에는 상기 2개의 벽이 연결된 부분 사이에 리세스가 형성될 수 있다.
또한, 상기 벽부재는 상기 베이스부의 인접한 2개의 고정단 테두리에 각각 후방으로 경사지게 연결될 수 있다.
또한, 상기 베이스부는 인접한 2개의 개방단 테두리의 연결지점에 상기 웨이퍼의 안착을 가이드하는 안착 가이드부를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 적재장치는 상기 메인 컨베이어벨트의 일측에 구비되어 결함이 없는 웨이퍼가 적재되는 적어도 하나 이상의 제1 적재장치 및 상기 메인 컨베이어벨트의 타측에 구비되어 결함이 있는 웨이퍼가 적재되는 적어도 하나 이상의 제2 적재장치를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 본 발명은 운반장치의 파지 전에 웨이퍼스택이 적재된 적재장치에서 웨이퍼스택으로부터 돌출되거나 잘못 배열된 웨이퍼의 유무를 미리 감지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 운반장치의 파지시 웨이퍼스택이 적재된 적재장치에서 웨이퍼스택으로부터 돌출된 웨이퍼가 운반장치의 파지로 인해 파손되는 것을 미리 방지할 수 있는 효과가 있다. 게다가, 본 발명은 부품단가가 비싼 구동모터 또는 스텝모터 등의 사용개수를 절감함으로써 웨이퍼 분류 장치의 전체 제조원가를 절감하고 경량화를 달성할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 분류 장치의 개략적인 평면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 운반장치의 사시도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 운반장치의 평면도 및 정면도이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 스토퍼장치의 작동과정을 도시하고 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 센서장치의 정면도 및 평면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 적재장치의 평면도이다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명에 따른 웨이퍼 분류 장치의 작동과정을 도시하고 있다.
도 8은 본 발명에 따른 웨이퍼 분류 장치의 추가 실시예에 대한 개략적인 평면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 이하에서는 웨이퍼가 이송되는 방향을 기준으로 전방 및 후방을 정의하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 분류 장치(1000)의 개략적인 평면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 웨이퍼 분류 장치(1000)은 웨이퍼(W) 검사시스템(도시되지 않음)에서 결함 유무가 검사된 웨이퍼(W)를 이송하는 메인 컨베이어벨트(100), 상기 메인 컨베이어벨트(100)에 수직한 방향으로 상기 메인 컨베이어벨트(100)의 아래에 배치되는 보조 컨베이어벨트(200), 상기 메인 컨베이어벨트(100)의 양측에 구비되어 상기 메인벨트로부터 이송된 웨이퍼(W)가 적재되는 적재장치(500), 상기 적재장치(500)에 적재된 웨이퍼(W) 또는 복수개의 웨이퍼(W)로 구성된 웨이퍼스택(WS)을 운반하는 운반장치(300), 그리고 상기 운반장치(300)에 구비되어 상기 웨이퍼(W)가 적재장치(500)의 정위치(R)에 배치되어 있는지를 감지하는 센서장치(400)를 포함한다.
메인 컨베이어벨트(100)는 상기 웨이퍼 분류 장치(1000)의 전방에 구비되는 웨이퍼(W) 검사시스템의 컨베이어벨트와 연결되어 있거나, 또는 인접하게 위치되어 상기 웨이퍼(W) 검사장치로부터 결함 검사가 완료된 웨이퍼(W)를 적재장치(500) 쪽으로 이송한다.
보조 컨베이어 벨트는 메인 컨베이어벨트(100)의 작동방향에 수직된 방향으로 상기 메인 컨베이어벨트(100)의 하부에 위치된다. 구체적으로, 보조 컨베이어벨트(200)는 보조 컨베이어벨트(200)의 상부에 웨이퍼(W)가 도달하기 전까지는 메인 컨베이어벨트(100)의 하부에 위치하고, 보조 컨베이어벨트(200)의 상부에 웨이퍼(W)가 도달하면 보조 컨베이어벨트(200)가 메인 컨베이어벨트(100)의 높이까지 상승 후 구동되어 메인 컨베어이벨트에 위치된 웨이퍼(W)를 적재장치(500) 쪽으로 이송한다.
적재장치(500)는 메인 컨베이어벨트(100)의 양측에 배치된다. 달리 표현하면, 적재장치(500)는 메인 컨베이어벨트(100)에 수직방향으로 배치되는 보조 컨베이어벨트(200)의 단부에 인접한 위치한 곳에 배치되어, 보조 컨베이어벨트(200)에 의해 이송된 웨이퍼(W)를 수용한다.
그리고, 상기 적재장치(500)는 상기 메인 컨베이어벨트(100)의 일측에 구비되어 결함이 없는 웨이퍼(W)가 적재되는 적어도 하나 이상의 제1 적재장치(500) 및 상기 메인 컨베이어벨트(100)의 타측에 구비되어 결함이 있는 웨이퍼(W)가 적재되는 적어도 하나 이상의 제2 적재장치(500')를 포함한다. 보조 컨베이어벨트(200)의 관점에서 기술하면, 보조 컨베이어벨트(200)는 웨이퍼(W) 검사시스템에서 결함이 없는 것으로 검사된 웨이퍼(W)를 제1 적재장치(500) 쪽으로 이송하고, 웨이퍼(W) 검사시스템에서 결함이 있는 것으로 검사된 웨이퍼(W)를 제2 적재장치(500') 쪽으로 이송하도록 구동된다. 참고로, 적재장치(500)는 불량 여부에 따라 제1, 제2 적재장치로 분류되는 것뿐만 아니라, 불량 여부, 웨이퍼의 크기, 종류 및 검사결과 등에 따라 다수의 적재장치로 분류 및 선별될 수도 있다. 적재장치(500)에 대해서는 도 6을 참고하여 이하에서 보다 구체적으로 기술하기로 한다.
운반장치(300)는 메인 컨베이어벨트(100) 또는 적재장치(500)의 상부에 위치되어 적재장치(500)에 적재된 웨이퍼스택(WS)을 운반하기 위하여 전후좌우로 병진운동할 수 있도록 구성된다. 운반장치(300)에 대해서는 도 3a 및 도 3b를 참고하여 이하에서 구체적으로 기술하기로 한다.
센서장치(400)는 운반장치(300)에 장착되어, 웨이퍼(W) 또는 웨이퍼스택(WS)이 적재장치(500) 내에서 정위치(R)에 위치되었는지 유무를 감지한다. 여기서, 정위치(R)란 웨이퍼(W)들이 서로 중첩되게 적재되어 웨이퍼스택(WS)을 형성할 때, 각각의 웨이퍼(W)들이 웨이퍼스택(WS)의 측면으로 돌출되지 않은 경우를 의미하며, 보다 상세하게는 상기 웨이퍼스택(WS)의 가장자리에 대응되는 위치를 의미한다. 즉, 정위치(R)란 운반장치(300)가 적재장치(500)에서 웨이퍼스택(WS)을 운반하기 위하여 웨이퍼스택(WS)을 파지할 때 운반장치(300)의 파지로 인한 충격으로 웨이퍼(W)의 가장자리 부분이 파손되지 않는 위치이다. 센서장치(400)에 대해서는 도 5a 및 도 5b를 참고하여 이하에서 보다 구체적으로 기술하기로 한다.
도 2는 본 발명에 따른 운반장치(300)의 사시도이고, 도 3a 및 도 3b는 운반장치(300)의 평면도 및 정면도이다.
도 2, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 운반장치(300)는 본체(302), 상기 본체(302)에 구비되어 상기 웨이퍼(W) 또는 상기 웨이퍼스택(WS)을 파지하는 4개의 파지부 및 상기 본체(302)와 상기 파지부를 구동하는 구동암(301)을 포함한다.
본체(302)는 구동암(301)에 연결되어 구동암(301)에 의해 전후좌우 방향으로 또는 상하방향으로 병진운동될 수 있고, 시계방향 또는 반시계방향으로 회전될 수 있다. 또한 상기 본체(302)는 구동암(301)에 의해 틸팅(tilting)운동될 수도 있다. 즉, 본체(302)는 구동암(301)에 의해 다양한 방향 및 이동 범위로 이동되거나 구동될 수 있다.
상기 본체(302)는 구동암(301)이 연결되는 상부 본체(303) 및 상기 상부 본체(303)의 하부에 위치되는 하부 본체(304)를 포함하도록 구성될 수도 있다.
상기 본체(302)부에는 웨이퍼스택(WS)을 파지하는 4개의 파지부가 구비되어 있다. 상기 파지부는 일단부에 구비되어 상기 웨이퍼(W)의 하면과 접촉하는 걸림턱(311; 321) 및 상기 본체(302)의 중심 방향을 향하는 내측면에 구비된 완충부재(313; 323)를 포함할 수 있다. 상기 걸림턱(311; 321)은 운반장치(300)가 웨이퍼스택(WS)을 파지한 상태에서 상승하게 되면 웨이퍼(W)의 하면에 접촉하여 웨이퍼스택(WS)을 지지하는 역할을 한다. 완충부재(313; 323)는 탄성력이 있는 재료로 구성되는 것이 바람직하며, 상기 완충부재(313; 323)는 운반장치(300)의 파지시 파지부의 내측면에 웨이퍼(W) 테두리가 부딪혀 파손되는 것을 방지하는 역할을 한다.
상기 4개의 파지부 중 인접한 2개의 파지부는 상기 본체(302)에 대해 병진운동할 수 있는 유동파지부(309)이고, 상기 4개의 파지부 중 인접한 나머지 2개의 파지부는 상기 본체(302)에 고정되어 있는 고정파지부(320)이다. 그러나, 본 발명의 파지부가 각각 유동파지부와 고정파지부로 한정되는 것은 아니며, 각각의 파지부가 모두 유동파지부로 구성될 수도 있다(도 8 참조).
다만, 유동파지부(309)의 경우에는, 상기 유동파지부(309)를 병진운동시키기 위한 구동실린더(307)를 포함한다. 즉, 상기 유동파지부(309)는 본체(302)에 구비된 구동실린더(307)의 전후 병진이동에 의해 본체(302)의 내측방향으로 또는 외측방향으로 이동될 수 있어, 적재장치(500)에 적재된 웨이퍼스택(WS)을 파지할 수 있다. 여기서, 본 발명에 따른 운반장치(300)가 유동파지부(309)를 구동시키기 위하여 간단한 구성의 저렴한 구동실린더(307)를 사용함으로써, 종래의 비싼 구동모터 또는 스텝모터 등을 사용하는 것에 비해 제조원가를 절감할 수 있고, 경량화도 달성할 수 있다.
적재장치(500)에 적재된 웨이퍼스택(WS)을 파지하기 위하여, 상기 유동파지부(309)는 후술할 적재장치(500)의 개방단 테두리(502)에 위치하고, 상기 고정파지부(320)는 후술할 적재장치(500)의 고정단 테두리(503)에 위치되어, 구동 실린더에 의해 상기 유동파지부(309)가 본체(302) 외측에서 내측으로 이동됨으로써, 웨이퍼스택(WS)을 파지한다(도 6 참조).
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 운반장치(300)의 평면도 및 정면도이다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 운반장치(300)의 본체(302)는 구동암(301)에 의해 전후방향으로(화살표 A1 참고) 및/또는 좌우방향(화살표 A2 참고)으로 이동될 수 있고, 상기 본체(302)는 구동암(301)에 의해 시계방향 또는 반시계방향(화살표 A1 참고)으로 회전될 수도 있어, 상기 운반장치(300)에 구비된 유동파지부(309) 및 고정파지부(320)는 위치가 변경될 수 있다. 이렇게, 유동파지부(309) 및 고정파지부(320)의 위치가 변경될 수 있어, 상기 운반장치(300)는 메인 컨베이어벨트(100)의 양측에 구비된 적재장치(500) 모두에서 웨이퍼스택(WS)을 운반할 수 있다.
본 발명에 따른 운반장치(300)는 적재장치(500)에서의(또는 웨이퍼스택(WS)에서의) 웨이퍼(W)의 정위치(R) 이탈 여부를 감지하는 센서장치(400) 및 병진운동할 수 있어 유동파지부(309)의 병진운동 범위를 제한하기 위한 스토퍼장치를 포함한다.
센서장치(400)는 운반장치(300)에 고정된 브래킷(330)에 장착된다. 센서장치(400)에 대해서는 이하에서 다시 구체적으로 기술하기로 한다.
스토퍼장치는 본체(302)에 대해 상하방향(화살표 A6 참고)으로 이동될 수 있으며, 도 2 등에 도시된 바와 같이, 스토퍼장치는 운반장치(300)의 유동파지부(309)의 병진운동을 제한하는 스토퍼(315), 상기 스토퍼(315)를 병진운동시키는 구동실린더(317), 상기 스토퍼(315)의 병진운동을 가이드하는 가이드홈, 상기 구동실린더(317)를 운반장치(300)의 본체(302)에 고정방식으로 연결하는 브래킷(319)을 포함한다.
유동파지부(309)는 도 3a에 도시된 바와 같이 구동실린더(307)에 의해 본체(302)의 내측방향 및/또는 외측방향으로(화살표 A3 참고) 이동될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 스토퍼장치의 작동과정을 도시하고 있다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 스토퍼(315)가 구동실린더(317)에 의해 상승하여 유동파지부(309)의 병진운동 경로의 상부에 위치하는 경우, 상기 스토퍼(315)는 유동파지부(309)의 병진운동 범위를 제한하지 않는다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 스토퍼(315)가 구동실린더(317)에 의해 하강하여 유동파지부(309)의 병진운동 경로의 상부에 위치하는 경우, 상기 스토퍼(315)는 유동파지부(309)의 병진운동 범위를 제한한다. 즉, 상기 스토퍼(315)가 유동파지부(309)의 상부 부분에 접촉하는 걸림턱 역할을 하여 유동파지부의 병진운동 범위를 제한할 수 있다.
또한, 상기 스토퍼장치는 상기 본체(302)에서 서로 마주하는 고정파지부(320)와 유동파지부(309) 사이의 거리가 웨이퍼(W)의 규격 크기에 대응되도록 상기 유동파지부(309)의 병진운동 범위를 제한하는 위치에 설치될 수 있다. 예를 들어, 고정파지부(320)로부터 마주하는 스토퍼(315)의 외측면까지의 거리가 156mm 또는 156mm + αmm(예를 들어, 1mm ≤α≤10 mm) 가 되도록 스토퍼(315)를 설치하면, 분류 대상인 웨이퍼(W)의 규격이 125x125인 경우, 구동실린더(317)는 스토퍼(315)를 상승시켜 유동파지부(309)의 내측방향 병진운동 범위를 증가시킬 수 있고, 분류 대상인 웨이퍼(W)의 규격이 156x156인 경우, 구동실린더(317)는 스토퍼(315)를 하강시켜 유동파지부(309)의 내측방향 병진운동 범위를 제한할 수 있어, 유동파지부(309)의 초과 이동으로 인해 156x156 규격인 웨이퍼(W)의 테두리가 파손되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 유동파지부의 병진운동 범위를 조절할 수 있으므로 다양한 크기의 웨이퍼에 적용이 가능한 장점이 있다.
상기 스토퍼장치를 전술한 위치에 설치함으로써, 유동파지부(309)가 웨이퍼(W)의 규격을 초과하여 본체(302) 내측으로 이동하는 것을 방지할 수 있어, 유동파지부(309)의 내측면과 웨이퍼(W)의 테두리의 충격으로 인한 웨이퍼(W)의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 스토퍼(315)를 병진운동시키기 위한 구동수단으로서 간단한 구성의 저렴한 구동실린더(317)를 사용함으로써, 웨이퍼 분류 장치(1000)의 제조원가를 절감할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 센서장치(400)의 정면도 및 평면도이다.
본 발명에 대한 센서장치(400)는 반사형 광센서임이 바람직하지만, 각종 감지 센서를 사용할 수도 있고, 센서장치 대신 초정밀 카메라를 설치할 수도 있으며, 이에 제한되지는 않는다. 반사형 광센서를 사용하는 경우, 센서장치(400)는 웨이퍼(W) 쪽으로 빛을 방출하여 웨이퍼(W)에서 반사된 광량을 측정함으로써, 웨이퍼(W)가 적재장치(500)의 정위치(R)에 위치하는지 여부를 감지할 수 있다.
반사형 광센서를 사용하는 경우, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 센서장치(400)는 빛을 조사하고 반사된 빛을 수신하는 렌즈부(401), 상기 렌즈부(401)에서 수신된 빛을 감지하는 광섬유 센서(403), 상기 광섬유 센서부터 수신된 빛을 전송하는 광섬유(405) 및 상기 광섬유 센서(403)로부터 감지된 빛을 증폭하는 증폭기(도시되진 않았으나, 본체(302) 내부에 구비됨)를 포함할 수 있다.
렌즈부(401)는 센서장치(400)에서 방출되는 빛을 렌즈부(401)의 초점으로 집중시켜 방출한다. 이로 인해, 웨이퍼(W)에서 반사된 빛의 광량을 높여, 웨이퍼(W)의 정위치(R) 이탈 여부를 정밀하게 감지할 수 있다.
도 5a의 하부에 도시된 바와 같이, 센서장치(400)는 발광시 상기 렌즈부(401)의 초점이 상기 웨이퍼스택(WS)의 두께의 중간지점(m)에 위치하도록 상기 운반장치(300)에 설치될 수 있다. 즉, 센서장치(400)가 웨이퍼(W)의 정위치(R) 이탈 여부를 감지하기 위하여 센서장치(400)가 운반장치(300)에 장착 또는 고정될 때, 렌즈부(401)로부터 웨이퍼스택(WS)의 중간지점까지의 높이가 렌즈부(401)의 초점거리에 거의 대응되도록 렌즈부(401)의 위치가 결정된다. 이로 인해, 웨이퍼스택(WS)에서 평균적으로 반사되는 빛의 광량을 증가시킬 수 있어, 웨이퍼(W)의 정위치(R) 이탈 여부를 평균적으로 더 정밀하게 감지할 수 있다.
센서장치(400)를 운반장치(300)에 장착하기 위하여, 운반장치(300)는 브래킷(330)을 포함한다. 또한, 상기 브래킷(330)은 센서장치(400)의 병진운동을 가이드하기 위한 슬롯형 가이드홈(331)을 포함한다.
바람직하게는, 센서장치(400)를 운반장치(300)의 브래킷(330)의 소정 위치에 고정하기 위하여, 상기 센서장치(400)는 고정장치(407)를 포함할 수 있다. 상기 고정장치(407)는 센서장치(400)의 광섬유 센서(403)의 상부에 고정되는 고정부(409) 및 상기 고정부(409)로부터 브래킷 두께 이상으로 상부 방향으로 이격되어 장착되는 회전부(408)를 포함한다. 또한, 상기 회전부(408)의 내측면에는 나사산이 형성되어 있고, 광섬유 센서의 상부의 외측면에는 상기 회전부(408)의 내측면 나사산에 대응되는 나사산이 형성되어 있다. 이로 인해, 센서장치(400)는 웨이퍼(W)의 규격에 따라 브래킷의 가이드홈(331)을 따라 좌우방향으로 병진운동할 수 있고, 센서장치(400)의 위치가 결정되면 회전부(408)를 회전시켜 회전부(408)를 하강시키면 회전부의 하부면이 브래킷(330)의 상부면에 의해 지지반력을 받아 센서장치(400)를 고정할 수 있다. 즉, 상기 고정장치 및 브래킷으로 인해 센서장치(400)의 이동을 용이하게 조절할 수 있다.
바람직하게는, 도 5b에 도시된 바와 같이, 브래킷은 상기 센서장치(400)가 웨이퍼(W)의 규격에 대응되는 위치에 배치되도록 하는 표식자(333) 또는 크기를 표시하는 눈금자(334)를 포함할 수 있다. 이로 인해, 사용자가 센서장치(400)의 위치를 결정할 때, 사용자는 분류할 웨이퍼(W)의 종류에 따라 센서장치(400)의 위치를 용이하고 정확하게 조절할 수 있다. 참고로 본 발명에 따른 센서장치에는 정밀도와 작업속도, 제작 비용 등을 고려하여 두 개 이상의 센서부를 설치할 수도 있다.
도 6은 본 발명에 따른 적재장치(500)의 평면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 적재장치(500)는 웨이퍼(W) 또는 웨이퍼스택(WS)이 안착되는 베이스부(501) 및 상기 웨이퍼(W) 또는 상기 웨이퍼스택(WS)의 이탈을 방지하는 벽부재(505)를 포함한다.
상기 베이스부(501)는 인접한 2개의 고정단 테두리(303) 및 인접한 2개의 개방단 테두리(502)를 포함한다. 상기 인접한 2개의 고정단 테두리(303)에는 상기 벽부재(505)가 연결된다.
상기 베이스부(501)의 개방단 테두리(502)는 상기 웨이퍼(W) 또는 상기 웨이퍼스택(WS)의 정위치(R)에 대응되는 테두리보다 소정 거리만큼 베이스부(501)의 내측에 형성되어 있을 수 있다. 이는, 센서장치(400)가 웨이퍼(W)의 정위치(R) 이탈 여부를 감지하기 위하여 웨이퍼스택(WS)의 테두리로부터 소정거리 떨어진 위치(예를 들어, 약 2mm 내지 15mm)에 놓여 빛을 방출할 때, 모든 웨이퍼(W)가 웨이퍼스택(WS)에서 정위치(R)에 위치되는 경우 센서장치(400)로부터의 빛이 베이스부(501)에 의해 반사되지 않도록 하기 위함이다. 즉, 모든 웨이퍼(W)가 정위치(R)에 위치되면 센서장치(400)에는 반사된 빛의 광량이 매우 미미할 것이므로, 센서장치(400)는 모든 웨이퍼(W)가 정확하게 정위치(R)에 위치하고 있다고 감지할 수 있다.
벽부재(505)는 베이스부(501)의 고정단 테두리(303)에 2개의 벽(505a)으로 분할되어 연결되고, 상기 고정단 테두리(303)에는 상기 2개의 벽(505a)이 연결된 부분 사이에 리세스(507)가 형성될 수 있다. 벽부재(505)를 이렇게 구성함으로써, 운반장치(300)에 구비되는 유동파지부(309)가 웨이퍼(W)의 정위치(R) 이탈여부를 감지하기 위하여 적재장치(500)의 내측으로 소정 거리만큼(도 7a 내지 도 7d의 d1 및 d2참고, 여기서 예를 들어 d1 및 d2는 20mm이하임) 이동할 수 있다.
또한, 바람직하게는, 벽부재(505)는 베이스부(501)의 인접한 2개의 고정단 테두리(303)에 각각 후방으로 경사지게 연결될 수 있다.
또한, 바람직하게는, 베이스부(501)는 인접한 2개의 개방단 테두리(502)의 연결지점에 상기 웨이퍼(W)의 안착을 가이드하는 안착 가이드부(508)를 더 포함할 수 있다.
도 7a 내지 도 7b는 본 발명에 따른 웨이퍼 분류 장치(1000)의 작동과정을 도시하고 있다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 분류 장치(1000)이 웨이퍼(W)의 정위치(R) 이탈여부를 감지하기 위하여, 우선 운반장치(300)의 본체(302)가 구동암(301)에 의해 적재장치(500)의 상부로 이동된다. 이때, 상기 유동파지부(309)는 적재장치(500)의 테두리보다 넓게 벌어진 상태로서, 운반장치(300)의 유동파지부(309)는 적재장치(500)의 개방단 테두리(502)의 상부에 대응되게 위치되고, 운반장치(300)의 고정파지부(320)는 적재장치(500)의 고정단 테두리(503)의 상부에 대응되게 위치된다. 여기서, 설명의 편의성을 위해 도 7a를 기준으로 웨이퍼(W)의 4면을 상면, 하면, 좌면, 우면으로 정의할 때, 웨이퍼(W)의 하면 쪽에 위치하는 유동파지부(309)와 옆으로 나란히 배치되는 센서장치(400)는 웨이퍼(W)의 4면 중 적재장치(500)의 개방단 테두리(502)에 위치되는 하면에 또는 하면으로부터 소정거리 떨어진 위치에 빛을 조사하도록 배치된다. 이 경우, 운반장치(300)의 본체(302)에 구비되어 웨이퍼(W)의 우면 쪽에 위치되는 고정파지부(320)는 웨이퍼(W)의 정위치(R)로부터 소정 거리(d1) 떨어져 위치된다.
이후, 도 7b에 도시된 바와 같이, 센서장치(400)가 빛을 하부로 조사하면서 동시에 운반장치(300)의 본체(302)가 구동암(301)에 의해 웨이퍼(W)의 좌면 방향으로 상기 소정거리(d1)만큼 이동하면, 상기 센서장치(400)는 상기 소정거리(d1)만큼의 구간에서 웨이퍼(W)의 스택(또는 웨이퍼(W)의 정위치(R))으로부터 돌출된 웨이퍼(W)가 존재하는지를 감지한다.
이후, 도 7c에 도시된 바와 같이, 센서장치(400)가 웨이퍼스택(WS)의 하면을 감지한 후, 본체(302)가 웨이퍼(W)의 우면 쪽으로 이동하여, 웨이퍼(W)의 좌면 쪽에 위치되는 유동파지부(309)와 옆으로 나란히 배치되는 센서장치(400)는 웨이퍼(W)의 4면 중 적재장치(500)의 개방단 테두리(502)에 위치되는 좌면에 또는 좌면으로부터 소정거리 떨어진 위치에 빛을 조사하도록 배치된다. 이 경우, 운반장치(300)의 본체(302)에 구비되어 웨이퍼(W)의 상면 쪽에 위치되는 고정파지부(320)는 웨이퍼(W)의 정위치(R)로부터 소정 거리(d2) 떨어져 위치된다.
이후, 도 7d에 도시된 바와 같이, 센서장치(400)가 빛을 하부로 조사하면서 동시에 운반장치(300)의 본체(302)가 구동암(301)에 의해 웨이퍼(W)의 하면 방향으로 상기 소정거리(d1)만큼 이동하면, 상기 센서장치(400)는 상기 소정거리(d1)만큼의 구간에서 웨이퍼(W)의 스택(또는 웨이퍼(W)의 정위치(R))으로부터 돌출된 웨이퍼(W)가 존재하는지를 감지한다.
전술한 바와 같이, 센서장치(400)가 적재장치(500)의 인접한 2개의 개방단 테두리(502)에서 웨이퍼(W)의 정위치(R) 이탈 여부를 2번 감지함으로써, 웨이퍼(W)의 정위치(R) 이탈 여부를 정확하게 감지할 수 있다.
바람직하게는, 도 7b 내지 도 7d에서와 같이 센서장치(400)가 소정거리(d1 또는 d2)만큼 이동한 상태에서 본체(302)가 구동암(301)에 의해 본체(302)의 진행방향으로 소정각도 틸팅운동될 수 있다. 이러한 틸팅운동으로 인해, 센서장치(400)의 감지범위를 확대할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 웨이퍼 분류 장치(1000)의 추가 실시예에 대한 개략적인 평면도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 추가 실시예에 따른 운반장치(300)는 본체(302) 및 상기 본체(302)에 대해 병진운동할 수 있는 4개의 유동파지부(309)를 포함할 수 있다. 이렇게 본체(302)에 구비되는 4개의 파지부가 모두 본체(302)에 대해 병진이동가능한 유동파지부(309)로 구성됨으로써, 적재장치(500)에 대한 운반장치(300)의 이동범위를 확대할 수 있다.
이때, 상기 운반장치(300)는 상기 유동파지부(309) 각각의 옆으로 나란한 위치에 상기 센서장치(400)를 2개 이상 포함할 수 있다. 이렇게 센서장치(400)에 의한 센싱지점이 복수개로 구성됨으로써, 웨이퍼(W)의 정위치(R) 이탈 여부를 보다 정확하게 감지할 수 있다.
또한, 상기 본체(302)는, 병진운동하여 상기 유동파지부(309) 각각의 병진운동 범위를 제한하는 4개의 스토퍼장치를 더 포함할 수 있다. 즉, 본체(302)에는 각각의 유동파지부(309) 쪽으로 각각의 스토퍼장치를 포함한다.
센서장치(400)가 웨이퍼(W)가 정위치(R)에서 이탈되었다는 것을 감지하는 경우, 유동파지부(309)는 본체(302) 내측으로 수축되지 않아, 운반장치(300)의 파지로 인해 웨이퍼(W)의 테두리가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
참고로, 본 발명에 따른 웨이퍼 분류장치에 의해, 센서장치(400)가 웨이퍼(W)가 정위치(R)에서 이탈되었다는 것을 감지하는 경우, 운반장치(300)의 파지부 내측면에는 에어펌프가 구비되어 에어펌프에서 방출되는 공기의 압력으로 이탈된 웨이퍼(W)를 정위치(R)에 정렬할 수 있거나, 또는 분류장치의 기울기를 조절하거나 분류장치에 저주파수의 진동을 가하여 이탈된 웨이퍼(W)를 정위치(R)로 정렬하거나, 추가의 센서 알림 경보를 설치하여 작업자에게 경보음을 울림과 동시에 작업을 정지시킬 수도 있다. 이에 대해서는 사용자의 편의에 따라 적절하게 변경하여 실시될 수 있음이 자명하다.
본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
1000 : 웨이퍼 분류 장치 100 : 메인 컨베이어벨트
200 : 보조 컨베이어벨트 300 : 운반장치
301 : 구동암 302 : 본체
303 : 상부 본체 304 : 하부 본체
307 : 구동실린더 309 : 유동파지부
311 : 걸림턱 313 : 완충부재
315 : 스토퍼 317 : 구동실린더
319 : 브래킷 320 : 고정파지부
321 : 걸림턱 323 : 완충부재
330 : 브래킷 331 : 가이드홈
333 : 표식자 334 : 눈금자
400 : 센서장치 401 : 렌즈부
403 : 광섬유 센서 405 : 광섬유
407 : 고정장치 408 : 회전부
409 : 고정부 500 : 적재장치
501 : 베이스부 502 : 개방단 테두리
503 : 고정단 테두리 505 : 벽부재
505a : 벽 507 : 리세스
508 : 가이드부
R : 정위치
W : 웨이퍼
WS : 웨이퍼스택

Claims (14)

  1. 메인 컨베이어벨트의 일측 또는 양측에 구비되어, 상기 메인 컨베이어벨트로부터 이송된 웨이퍼가 적재되는 적재장치;
    본체, 상기 본체에 구비되어 상기 웨이퍼 또는 복수 개의 웨이퍼로 구성된 웨이퍼스택을 파지하는 다수의 파지부, 및 상기 본체와 상기 파지부를 구동하는 구동암을 포함하고, 상기 적재장치에 적재된 웨이퍼 또는 웨이퍼스택을 운반하는 운반장치; 및
    상기 운반장치에 구비되어, 상기 웨이퍼가 적재장치의 정위치에 배치되어 있는지를 감지하는 센서장치;를 포함하며,
    상기 파지부는 4개이며, 4개의 파지부 중 2개의 파지부는 상기 본체에 대해 병진운동이 가능한 유동파지부이고, 상기 4개의 파지부 중 나머지 2개의 파지부는 상기 본체에 고정되어 있는 고정파지부인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분류 장치.
  2. 메인 컨베이어벨트의 일측 또는 양측에 구비되어, 상기 메인 컨베이어벨트로부터 이송된 웨이퍼가 적재되는 적재장치;
    본체, 상기 본체에 구비되어 상기 웨이퍼 또는 복수 개의 웨이퍼로 구성된 웨이퍼스택을 파지하는 다수의 파지부, 및 상기 본체와 상기 파지부를 구동하는 구동암을 포함하고, 상기 적재장치에 적재된 웨이퍼 또는 웨이퍼스택을 운반하는 운반장치; 및
    상기 운반장치에 구비되어, 상기 웨이퍼가 적재장치의 정위치에 배치되어 있는지를 감지하는 센서장치;를 포함하며,
    상기 파지부는 상기 본체에 대해 병진운동이 가능한 4개의 유동파지부인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분류 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 본체는 상기 유동파지부를 병진운동시키는 구동실린더를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분류 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 본체는, 병진운동하여 상기 유동파지부의 병진운동 범위를 제한하는 스토퍼장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분류 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 스토퍼장치는, 상기 유동파지부의 병진운동을 제한하는 스토퍼, 상기 스토퍼를 병진운동시키는 구동실린더 및 상기 스토퍼의 병진운동을 가이드하는 가이드홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분류 장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 파지부는, 일단부에 구비되어 상기 웨이퍼의 하면과 접촉하는 걸림턱 및 상기 본체의 중심 방향을 향하는 내측면에 구비된 완충부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분류 장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 센서장치는 반사형 광센서인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분류 장치.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 센서장치는 빛을 조사하고 반사된 빛을 수신하는 렌즈부, 상기 렌즈부에서 수신된 빛을 감지하는 광섬유 센서 및 상기 광섬유 센서로부터 감지된 빛을 증폭하는 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분류 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 센서장치는 발광시 상기 렌즈부의 초점이 상기 웨이퍼스택의 두께의 중간지점에 위치하도록 상기 운반장치에 설치되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분류 장치.
  11. 삭제
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 운반장치는 상기 유동파지부 각각의 옆으로 나란한 위치에 상기 센서장치를 1개 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분류 장치.
  13. 삭제
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 적재장치는 상기 웨이퍼 또는 상기 웨이퍼스택이 안착되는 베이스부 및 상기 베이스부의 인접한 2개의 고정단 테두리에 각각 연결되어 상기 웨이퍼 또는 상기 웨이퍼스택의 이탈을 방지하는 벽부재를 포함하며,
    상기 베이스부는 인접한 2개의 개방단 테두리를 포함하고, 상기 개방단 테두리는 상기 웨이퍼 또는 상기 웨이퍼스택의 정위치에 대응되는 테두리보다 소정 거리만큼 베이스부의 내측에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 분류 장치.
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