KR101198000B1 - 웨이퍼 검사 및 분류 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 검사 및 분류 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼 검사 및 분류 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 검사 및 분류 방법에 관한 것으로, 복수의 웨이퍼가 적재된 트레이, 상기 트레이를 일정 거리만큼 이송시키는 슬라이더 및 상기 트레이를 승강시키는 승강 플레이트를 포함하는 로딩부; 상기 로딩부의 일측에 위치한 지지축, 상기 지지축 상단에서 수평 방향으로 연결되고 서로 대칭인 제1암과 제2암 및 상기 제1암과 상기 제2암의 각 끝단에서 하방으로 연결되고 웨이퍼 흡착 수단과 웨이퍼 표면 검사 수단을 구비한 제1픽커와 제2픽커를 포함하는 검사부; 및 상기 지지축을 기준으로 상기 로딩부의 반대 방향에 위치하고, 상기 검사부의 판정에 따라 작동되는 양품 이송용 레일과 불량품 이송용 레일, 양품 적재함 및 불량품 적재함을 포함하는 언로딩부;를 포함하는 웨이퍼 검사 및 분류 장치와 이를 이용한 웨이퍼 검사 및 분류 방법을 제공하여, 협소한 공간에서 검사 오류나 장치 고장을 방지할 수 있고, 균일하고 정밀한 검사가 가능하도록 할 수 있다.

Description

웨이퍼 검사 및 분류 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 검사 및 분류 방법{APPARATUS AND METHOD FOR INSPECTING AND SORTING WAFER}
본 발명은 웨이퍼 검사 및 분류 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 검사 및 분류 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대량의 웨이퍼를 고속 및 신뢰성 있게 처리하는 웨이퍼 검사 및 분류 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 검사 및 분류 방법에 관한 것이다.
태양전지는 반도체 성질을 이용하여 태양광을 전기에너지로 변환시키는 소자이다. 최근 휴대기기 등의 보조 전원, 자동차 등 이동 수단의 구동 전원, 발전용 등으로 사용되고 있으며, 대전력을 얻기 위해 여러 개의 태양전지 셀을 직병렬로 연결하여 소형화 및 고출력을 발생시키는 태양전지 모듈 등 다양한 연구가 진행되고 있다.
이러한 태양전지 셀은 원주상의 실리콘 단결정 잉곳을 제조하고, 이 잉곳을 얇게 잘라 슬라이스로 가공한 후, 슬라이스 표면을 약액으로 에칭하여 표면상의 가공 변형을 제거하는 것에 의하여 얻어지는 웨이퍼를 이용하여 제조된다.
한편, 이와 같은 태양전지 셀의 제조 과정에서 웨이퍼의 표면 검사를 수행하게 되는데, 단순히 검사 장비를 이용하여 하나하나씩 수작업을 통하여 수행하거나 자동화 공정으로 수행되더라도 전체적인 검사 공정 라인이 길고, 웨이퍼의 얇은 두께로 인해 검사되지 않고 통과되는 웨이퍼가 다수 발생하는 등 그 검사 신뢰성에도 문제가 있다.
이에 태양전지 셀 제조에 사용되는 웨이퍼와 같이 얇은 두께를 갖는 소자의 검사를 공간을 차지하지 않고 고속으로 정밀하게 검사할 수 있는 방법이 요구되고 있다.
본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로, 웨이퍼와 같이 얇은 두께를 갖는 소자의 검사에 있어, 협소한 공간에서도 고속으로 신뢰할 수 있는 검사 결과를 얻도록 할 수 있는 웨이퍼 검사 및 분류 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 검사 및 분류 방법을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은,
(1) 복수의 웨이퍼가 적재된 트레이, 상기 트레이를 일정 거리만큼 이송시키는 슬라이더 및 상기 트레이를 승강시키는 승강 플레이트를 포함하는 로딩부; 상기 로딩부의 일측에 위치한 지지축, 상기 지지축 상단에서 수평 방향으로 연결되고 서로 대칭인 제1암과 제2암 및 상기 제1암과 상기 제2암의 각 끝단에서 하방으로 연결되고 웨이퍼 흡착 수단과 웨이퍼 표면 검사 수단을 구비한 제1픽커와 제2픽커를 포함하는 검사부; 및 상기 지지축을 기준으로 상기 로딩부의 반대 방향에 위치하고, 상기 검사부의 판정에 따라 작동되는 양품 이송용 레일과 불량품 이송용 레일, 양품 적재함 및 불량품 적재함을 포함하는 언로딩부;를 포함하는 웨이퍼 검사 및 분류 장치를 제공한다.
(2) 상기 (1)에 있어서, 상기 승강 플레이트에 이송된 상기 적재된 웨이퍼의 겹침 방지를 위한 제1블로어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 및 분류 장치를 제공한다.
(3) 상기 (1)에 있어서, 상기 트레이는, 이송 방향의 후방 및 상기 지지축의 반대 방향으로 하향 경사진 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 및 분류 장치를 제공한다.
(4) 상기 (3)에 있어서, 상기 트레이는, 상기 경사로 인해 웨이퍼의 모서리가 접하는 부위에 아크릴계 수지로 코팅된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 및 분류 장치를 제공한다.
(5) 상기 (1)에 있어서, 상기 승강 플레이트는, 일정 시간 간격으로 웨이퍼 두께만큼 상승하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 및 분류 장치를 제공한다.
(6) 상기 (1)에 있어서, 상기 검사부는, 실린더의 작동으로 일정 높이만큼 승강하고 회전 모터의 작동으로 180도 회동이 가능한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 및 분류 장치를 제공한다.
(7) 상기 (1)에 있어서, 상기 제1픽커 및 상기 제2픽커는, 가장자리에서 웨이퍼 모서리 방향으로 블로잉되는 제2블로어를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 및 분류 장치를 제공한다.
(8) 상기 (1)에 있어서, 상기 양품 이송용 레일과 불량품 이송용 레일의 작동은, 상기 양품 이송용 레일 및 상기 불량품 이송용 레일 중 어느 하나가 일정 높이만큼 상승하여 작동되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 및 분류 장치를 제공한다.
상기 또 다른 과제 해결을 위하여 본 발명은,
(9) (a) 슬라이더가 복수의 웨이퍼가 적재된 트레이를 승강 플레이트까지 이송하는 단계; (b) 상기 적재된 웨이퍼의 최상단이 정해진 높이에 위치하도록 상기 승강 플레이트를 상승 또는 하강시키는 단계; (c) 상기 승강 플레이트의 상부에 위치하고 지지축 및 제1암에 연결되어 180도 회동하는 제1픽커가 일정 높이만큼 하강하여 상기 적재된 웨이퍼 중 최상단의 웨이퍼를 흡착하고 원래 높이까지 상승하는 단계; (d) 상기 제1픽커가 180도 회동하면서 웨이퍼 표면을 검사하는 단계; (e) 상기 제1픽커가 일정 높이만큼 하강하여 상기 검사가 종료된 웨이퍼를 언로드하는 단계; 및 (f) 상기 검사 결과에 따라 양품 이송용 레일 및 불량품 이용송 레일 중 어느 하나가 작동하여 양품 적재함 또는 불량품 적재함에 적재하는 단계;를 포함하는 웨이퍼 검사 및 분류 방법을 제공한다.
(10) 상기 (9)에 있어서, 상기 지지축 및 제2암에 연결되고 상기 제1픽커와 쌍으로 회동되는 제2픽커를 구비하여, 상기 제1픽커와 순차적으로 상기 (c) 내지 (e) 단계를 반복하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 및 분류 방법을 제공한다.
(11) 상기 (10)에 있어서, 상기 (c) 단계의 상기 제1픽커가 상기 적재된 웨이퍼 중 최상단의 웨이퍼를 흡착한 이후 및 상기 제2픽커의 하강 전에 상기 승강 플레이트가 웨이퍼 두께만큼 상승하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 및 분류 방법을 제공한다.
(12) 상기 (9)에 있어서, 상기 (b) 단계 및 상기 (c) 단계 사이에 상기 적재된 웨이퍼의 최상단 부위를 블로잉하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 및 분류 방법을 제공한다.
(13) 상기 (9)에 있어서, 상기 (f) 단계의 상기 양품 이송용 레일과 불량품 이송용 레일의 작동은, 상기 양품 이송용 레일 및 상기 불량품 이송용 레일 중 어느 하나가 일정 높이만큼 상승하여 작동되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 및 분류 방법을 제공한다.
이러한 본 발명에 따른 웨이퍼 검사 및 분류 장치 및 이를 이용한 웨이퍼 검사 및 분류 방법은, 검사 대상 웨이퍼의 로딩부와 언로딩부 사이의 회전 이송 과정에서 검사를 동시에 수행하여 협소한 공간에서 검사를 수행할 수 있도록 한다.
또한, 웨이퍼 트레이를 일 방향으로 경사지게 하여 항상 정위치에 위치할 수 있도록 하여 이송 간에 트러블이 발생하지 않도록 할 수 있다.
또한, 웨이퍼 로딩시 블로잉 수단을 구비하여 픽커에 하나씩 흡착될 수 있어 2 이상의 웨이퍼가 겹쳐져 발생할 수 있는 검사 오류나 장치 고장을 근본적으로 방지할 수 있다.
또한, 픽커를 이용한 웨이퍼 흡착시 승강 플레이트 높이를 정밀하게 제어하여 흡착되는 웨이퍼 높이를 일정하게 유지해 줌으로써 픽커의 일정한 흡착력으로 균일한 로딩이 가능하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 웨이퍼 검사 및 분류 장치를 나타낸 사진,
도 2 내지 도 4는 도 1에 따른 웨이퍼 검사 및 분류 장치의 개략적인 후면도, 우측면도 및 측면도, 좌측면도,
도 5는 본 발명에 따른 웨이퍼 검사 및 분류 방법을 설명하는 흐름도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 트레이의 이송 과정을 설명하는 도면,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 승강 플레이트의 상승 과정을 설명하는 도면,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 검사부의 작동 과정을 설명하는 도면,
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 양품 이송용 레일의 작동 과정을 설명하는 도면,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 불량품 이송용 레일의 작동 과정을 설명하는 도면,
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 제어부를 모식적으로 나타낸 블록도.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 부여하였다.
먼저, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 검사 및 분류 장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 웨이퍼 검사 및 분류 장치를 나타낸 사진이고, 도 2 내지 도 4는 도 1에 따른 웨이퍼 검사 및 분류 장치의 개략적인 후면도, 우측면도 및 측면도, 좌측면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 웨이퍼 검사 및 분류 장치(100)는 검사 대상 웨이퍼(W)를 픽커 하부까지 이송시키는 로딩부(110); 상기 픽커(123a, 123b)를 이용하여 웨이퍼를 흡착 및 회전시키면서 웨이퍼 표면을 검사하는 검사부(120); 및 상기 검사부(120)의 판정에 따라 양품 또는 불량품으로 분류하는 언로딩부(130);를 포함한다.
상기 로딩부(110)는, 복수의 웨이퍼(W)가 적재된 트레이(111), 상기 트레이(111)를 상기 픽커(123a, 123b) 하부까지 이송시키는 슬라이더(112) 및 상기 트레이(111)를 승강시키는 승강 플레이트(113)를 포함한다.
웨이퍼(W)는 표면이 매끄럽게 형성되어 웨이퍼(W) 간의 마찰로 적재 상태가 수평으로 유지될 경우 트레이(111) 이송 및 정지시 관성으로 인해 적재 상태가 흐트러질 수 있다. 이에 본 발명의 일례에 따르면, 상기 트레이(111)는 트레이(111)의 이송 방향의 후방 및 후술하는 지지축(121)의 반대 방향으로 하향 경사진 것일 수 있다. 따라서, 트레이(111)의 이송 및 정지시에도 균일한 적재 상태를 유지할 수 있도록 할 수 있다. 이때, 상기 경사는 후술하는 픽커(123a, 123b)의 원활한 흡착 및 웨이퍼(W)의 크기를 고려하여 5~10도의 경사각을 유지하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 경사진 트레이(111)로 인해 적재된 웨이퍼(W)는 이송 방향의 후방 및 상기 지지축(121)의 반대 방향으로 쏠리게 되어 일부 모서리가 상기 트레이(111) 내벽에 의해 손상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일례에 따르면, 웨이퍼(W) 재질을 고려하여 웨이퍼(W)와 접하는 상기 트레이(111) 내벽 부위에 아크릴계 수지로 코팅될 수 있다.
상기 슬라이더(112)는 상부가 웨이퍼(W)가 적재된 트레이(111) 하부와 대응되는 형상을 구비하여 상기 트레이(111)를 안착시켜 상기 픽커(123a, 123b) 하부까지 이송되도록 할 수 있다.
상기 승강 플레이트(113)는 상기 픽커(123a, 123b) 하부에 위치하여 상기 슬라이더(112)에 의해 이송되어 온 트레이(111)를 수평 방향으로 정위치시키고 수직 방향으로 승강 및 하강시키는 역할을 한다. 또한, 상기 승강 플레이트(113)는 최상단의 웨이퍼(W)가 픽커(123a, 123b)에 흡착된 경우 웨이퍼(W) 두께만큼 상승하여 다음 웨이퍼(W)가 흡착되는 높이를 균일하게 유지시켜 줄 수 있다.
상기 검사부(120)는, 상기 로딩부(110)의 일측에 위치한 지지축(121), 상기 지지축(121) 상단에서 수평 방향으로 연결되고 서로 대칭인 제1암(122a)과 제2암(122b) 및 상기 제1암(122a)과 상기 제2암(122b)의 각 끝단에서 하방으로 연결되고 웨이퍼(W) 흡착 수단과 웨이퍼 표면 검사 수단을 구비한 제1픽커(123a)와 제2픽커(123b)를 포함한다.
상기 검사부(120)는, 실린더(제2실린더, 124)의 작동으로 일정 높이만큼 승강하고 회전 모터(125)의 작동으로 180도 회동이 가능하도록 할 수 있다. 따라서, 상기 승강 플레이트(113) 상부에 적재된 웨이퍼(W)를 하나씩 흡착하여 검사한 후 상기 언로딩부(130)를 통하여 분류하게 된다. 또한, 상기 제1픽커(123a) 및 상기 제2픽커(123b)는 서로 대칭(180도)으로 형성되어 상기 제1픽커(123a)가 웨이퍼(W)를 흡착할 경우 동시에 상기 제2픽커(123b)는 언로딩하게 되고, 상기 제2픽커(123b)가 웨이퍼(W)를 흡착할 경우 동시에 상기 제1픽커(123a)는 언로딩하게 되는 과정을 반복하도록 할 수 있다.
상기 제1픽커(123a) 및 상기 제2픽커(123b)는 하면이 웨이퍼(W) 크기와 동일하거나 웨이퍼(W)의 흡착이 용이할 정도로 웨이퍼(W) 크기와 비슷한 정도의 크기일 수 있다. 이때, 상기 제1픽커(123a) 및 상기 제2픽커(123b)는 하면에 복수의 흡착공(126)이 형성되어 진공 펌프(미도시) 및 진공 통로(v)를 통하여 웨이퍼(W)를 흡착하도록 할 수 있다. 이러한 흡착은 상기 픽커(123a, 123b)가 상기 승강 플레이트(113) 상부로 하강하면서부터 상기 언로딩부(130)에서 웨이퍼(W)를 언로드할 때까지 균일한 흡착력으로 지속될 수 있다.
상기 언로딩부(130)는, 상기 지지축(121)을 기준으로 상기 로딩부(110)의 반대 방향에 위치하고, 상기 검사부(120)의 판정에 따라 작동되는 양품 이송용 레일(131)과 불량품 이송용 레일(132), 양품 적재함(133) 및 불량품 적재함(미도시)을 포함한다.
이때, 상기 양품 이송용 레일(131)과 불량품 이송용 레일(132)의 작동은, 상기 양품 이송용 레일(131) 및 상기 불량품 이송용 레일(132) 중 어느 하나가 일정 높이만큼 상승하여 작동될 수 있다. 즉, 상기 검사부(120)가 양품으로 판정할 경우 상기 양품 이송용 레일(131)이 상승하여 양품을 양품 적재함(133)으로 이송하게 되고, 상기 검사부(120)가 불량품으로 판정할 경우 상기 불량품 이송용 레일(132)이 상승하여 불량품을 불량품 적재함으로 이송하게 된다.
상기 양품 적재함(133) 및 상기 불량품 적재함은, 이송되는 방향 및 상기 지지축 반대 방향으로 경사지게 형성되어 적재되는 웨이퍼(W)가 흐트러짐 없이 적재되도록 할 수 있다. 여기서, 상기 양품 적재함(133) 및 상기 불량품 적재함은 상기 웨이퍼 트레이(111)의 내벽과 마찬가지로, 웨이퍼(W)의 모서리과 접하는 부위를 아크릴계 수지로 코팅하여 웨이퍼(W) 모서리의 손상을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따르면 상기 승강 플레이트(113)에 이송된 상기 적재된 웨이퍼(W)의 겹침 방지를 위해 제1블로어(140)가 더 구비될 수 있다. 웨이퍼(W)는 표면 재질 및 얇은 두께로 인해 정전기 등의 발생으로 웨이퍼(W) 사이가 쉽게 들러붙는 경향이 있다. 상기 제1블로어(140)는 적재된 웨이퍼(W)의 최상단 부위를 블로잉하여 약간 정도 부유되도록 함으로써 픽커(123a, 123b)에 의한 웨이퍼(W) 흡착시 2장 이상의 웨이퍼(W)가 겹쳐지지 않고 하나씩 흡착되도록 하는 역할을 하며, 나아가 2 이상의 제1블로어(140)를 사용하여 상기 하향 경사진 부분의 블로잉 세기를 크게 하여 웨이퍼(W)를 수평 방향으로 평행하게 부유시키도록 함으로써 픽커(123a, 123b)에 의한 흡착이 더욱 원활하게 수행되도록 할 수 있다.
또한, 상기 제1블로어(140)의 작동에도 불구하고 상기 픽커(123a, 123b)에 의한 웨이퍼(W) 흡착시 2 이상의 웨이퍼(W)가 픽킹될 경우, 흡착된 웨이퍼(W) 아래에 들러붙은 웨이퍼(W)를 다시 낙하시키기 위해 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 픽커(123a, 123b) 가장자리에서 웨이퍼(W) 모서리 방향으로 블로잉되는 제2블로어(127)가 구비될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 검사 및 분류 방법을 상술한 본 발명의 일실시예에 따른 웨이퍼 검사 및 분류 장치의 작동 과정을 통하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 웨이퍼 검사 및 분류 방법을 설명하는 흐름도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 트레이의 이송 과정을 설명하는 도면이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 승강 플레이트의 상승 과정을 설명하는 도면이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 검사부의 작동 과정을 설명하는 도면이고, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 양품 이송용 레일의 작동 과정을 설명하는 도면이고, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 불량품 이송용 레일의 작동 과정을 설명하는 도면이고, 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 제어부를 모식적으로 나타낸 블록도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 웨이퍼 검사 및 분류 방법은 (a) 웨이퍼(W)가 적재된 트레이(111)를 이송하는 단계(S100); (b) 승강 플레이트(113)를 상승 또는 하강시키는 단계(S200); (c) 제1픽커(123a)의 흡착 단계(S300); (d) 제1픽커(123a)의 회동 및 검사 단계(S400); (e) 웨이퍼(W)를 언로드하는 단계(S500); 및 (f) 웨이퍼(W)를 분류하는 단계(S600);를 포함하여 수행된다.
이하, 도 6 내지 도 11을 참조하여 상기 (a) 단계 내지 (f) 단계를 설명한다. 이때, 도 6 내지 도 10에 도시되지 않은 부분은 상기 도 1 내지 도 4를 함께 참조하도록 한다.
먼저, 도 6 및 도 11을 참조하여 상기 (a) 단계(S100)를 상세히 설명한다.
트레이(111) 하부에는 광센서(114)가 부착되어 상기 트레이(111)에 웨이퍼(W)가 적재될 경우 이를 제어부(150)에서 인지하게 된다. 또한, 상기 제어부(150)를 통해 구동되는 제1실린더(115)에 의해 상기 트레이(111) 하부에 위치하고 있는 슬라이더(112)가 상승하여 상기 트레이(111) 하부와 대응되는 형상을 갖는 상기 슬라이더의 안착부(112a)에 상기 트레이가 안착(① 참조)된다. 이후, 상기 제어부(150)를 통해 체인(116)이 작동하여 상기 트레이(111)를 안착하고 있는 상기 슬라이더(112)는 상기 트레이(111)가 상기 승강 플레이트(113) 상부에 이송되도록 슬라이(② 참조)딩한다. 슬라이딩된 슬라이더(112)는 다시 제1실린더(115)에 의해 원래 높이로 하강하게 되고 이때, 동시에 하강되는 상기 트레이(111)는 상기 승강 플레이트(112)에 안착하게 된다. 또한, 하강된 슬라이더(112)는 상기 제어부(150)를 통한 체인(116)의 작동으로 다시 원래 위치로 슬라이딩하게 된다.
한편, 상기 승강 플레이트(113) 상부는 상기 트레이(111) 하부와 대응되는 형상의 안착홈(113a)이 구비될 수 있다.
다음으로, 도 7 및 도 11을 참조하여 상기 (b) 단계(S200)를 상세히 설명한다.
상기 웨이퍼(W)가 적재된 트레이(111)가 이송된 경우 상기 승강 플레이트(113)는 최상단에 위치한 웨이퍼(W) 높이에 따라 일정 범위에서 상승 또는 하강한다. 이는 픽커(123a, 123b)에 의한 웨이퍼(W) 흡착이 이루지는 높이가 제어부(150)에 의해 미리 정해져 있으며, 따라서, 상기 흡착 높이에 웨이퍼(W)의 최상단 부분이 위치하도록 상기 승강 플레이트(113)가 상승 또는 하강하도록 하는 것이다. 즉, 적재된 웨이퍼(W)의 최상단 부분이 상기 흡착 높이보다 높게 위치한 경우에는 상기 승강 플레이트(113)가 하강하게 되고, 상기 흡착 높이보다 낮게 위치한 경우에는 상기 승강 플레이트(113)가 상승하게 된다.
이러한 상기 승강 플레이트(113)의 상승 또는 하강은 적재된 웨이퍼(W) 높이를 감지할 수 있는 1 이상의 광센서(117)와 상기 광센서(117) 신호를 받은 제어부(150)를 통하여 수행될 수 있으며, 상기 제어부(150)는 서보 모터(118)를 구동시킴으로써 소정의 높이만큼 상기 승강 플레이트(113)를 작동시킬 수 있다. 도 7에서는 상기 서보 모터 상부에 차례대로 감속기(119), 커플링(119-1) 및 서포트부(119-2)가 배치되어 상기 승강 플레이트(113)를 작동시키고 있음을 나타내고 있다.
한편, 상기 승강 플레이트(113)의 상승 또는 하강이 종료된 후 상기 제어부(150)를 통해 상기 적재된 웨이퍼(W)의 최상단 부위를 블로잉하는 단계(S210)를 포함할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 웨이퍼(W)는 표면 재질 및 얇은 두께로 인해 정전기 등의 발생으로 웨이퍼(W) 사이가 쉽게 들러붙는 경향이 있으므로, 상기 적재된 웨이퍼(W)의 최상단 부위를 블로잉하여 약간 정도 부유되도록 함으로써 픽커(123a, 123b)에 의한 웨이퍼(W) 흡착시 2장 이상의 웨이퍼(W)가 겹쳐지지 않고 하나씩 흡착되도록 하며, 나아가 2 이상의 제1블로어(140)를 사용하여 상기 하향 경사진 부분의 블로잉 세기를 크게 하여 웨이퍼(W)를 수평 방향으로 평행하게 부유시키도록 함으로써 픽커(123a, 123b)에 의한 흡착이 더욱 원활하게 수행되도록 할 수 있다.
다음으로, 도 8 및 도 11을 참조하여 상기 (c) 단계 내지 (e) 단계(S300~S500)를 상세히 설명한다.
먼저, 제어부(150)에서는 상기 승강 플레이트(113)의 상승 또는 하강이 완료될 경우에 제2실린더(124)를 작동시켜 상기 제1픽커(123a)가 상기 흡착 높이까지 하강되도록 한다. 또한, 상기 제어부(150)는 이와 동시에 진공 펌프를 구동시켜 상기 제1픽커(123a) 하면에 구비된 흡착공(126)에서 진공 감압이 이루어지도록 한다. 하강된 제1픽커(123a)는 상기 트레이(111)에 적재된 웨이퍼(W) 중 최상단에 위치한 웨이퍼(W)를 흡착하고 상기 제2실린더(124)의 작동에 의해 원래 높이까지 다시 상승한다.(S300)
여기서, 상기 제1픽커(123a)가 상기 적재된 웨이퍼(W) 중 최상단의 웨이퍼(W)를 흡착한 이후, 후술하는 제2픽커(123b)의 하강 전에 상기 승강 플레이트(113)가 웨이퍼(W) 두께만큼 상승할 수 있다. 따라서, 픽커(123a, 123b)에 의한 흡착 높이(위치)를 항상 일정하게 유지하여 픽커(123a, 123b)의 일정한 흡착력으로 균일한 로딩이 반복되도록 할 수 있다.
한편, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 제1블로어(140)의 작동에도 불구하고 상기 픽커(123a, 123b)에 의한 웨이퍼(W) 흡착시 2 이상의 웨이퍼(W)가 픽킹될 경우, 제어부(150)를 통해 제1픽커(123a) 가장자리에 위치한 제2블로어(127)가 작동되어 흡착된 웨이퍼(W) 아래에 들러붙은 웨이퍼(W)를 다시 낙하시키도록 할 수 있다.
이후, 상기 제1픽커(123a)와 함께 지지축(121), 제1암(122a), 제2암(122b) 및 제2픽커(123b)로 구성된 검사부(120)는 일 방향으로 180도 회전하게 된다. 상기 회전은 상기 제어부(150)를 통해 구동되는 회전 모터(125)에 의해 수행될 수 있다. 이때, 상기 회전 모터(125)는 정밀한 회전 및 공간 확보를 위해 직접 구동(direct drive; D.D.) 모터를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 제1픽커(123a)는 웨이퍼(W)를 흡착한 상태로 180도 회동하는 과정에서 웨이퍼(W) 표면을 검사하게 된다. 상기 검사는 파이버 센서(fiber sensor)(미도시) 등을 이용할 수 있고, 이러한 센서를 통해 웨이퍼(W)의 불량 여부를 상기 제어부(150)가 감지하고, 상기 제어부(150)는 후술하는 언로딩부(130)를 구동하도록 한다.(S400)
상기 제1픽커(123a)의 180도 회동 후 상기 제1픽커(123a)는 양품 이송용 레일(131) 및 불량품 이송용 레일(132) 상부에 위치한다. 이 위치에서 상기 (c) 단계(S300)에서와 마찬가지로 상기 제어부(150)를 통해 작동되는 상기 제2실린더(124)에 의해 상기 제1픽커(123a)는 일정 높이만큼 하강하게 된다. 하강 후 상기 제어부(150)를 통해 상기 진공 펌프의 구동을 정지하여 웨이퍼(W)를 언로드한다. 이때, 상기 언로드하는 높이에 상기 양품 이송용 레일(131) 및 불량품 이송용 레일(132)이 위치하여 웨이퍼(W)가 상기 양품 이송용 레일(131) 및 불량품 이송용 레일(132) 상부에 위치하게 된다.(S500)
상기 언로드 후에 상기 제1픽커(123a)는 상기 (c) 단계(S300)에서와 마찬가지로 상기 제2실린더(124)의 작동에 의해 원래 높이까지 다시 상승한다. 이후, 상기 회전 모터(125)의 작동으로 앞서 회동된 동선을 따라 다시 180도 회동하여 최초 위치해 있던 상기 승강 플레이트(113) 상부로 복귀하고, 상기 (c) 단계(S300)를 반복하게 된다.
한편, 상기 제2픽커(123b)는 상기 제1픽커(123a)와 서로 대칭(180도)으로 형성되어 상기 제1픽커(123a)가 웨이퍼(W)를 흡착할 경우 동시에 상기 제2픽커(123b)는 웨이퍼(W)를 언로드하게 되고, 반대로, 상기 제2픽커(123b)가 웨이퍼(W)를 흡착할 경우 동시에 상기 제1픽커(123a)는 언로드하게 되는 과정을 반복하게 된다. 물론 상기 제2픽커(123b)의 회동 방향은 상기 제1픽커(123a)와 반대이다.
다음으로, 도 9 내지 도 11을 참조하여 상기 (f) 단계(S600)를 상세히 설명한다.
상기 (e) 단계(S500)에서 상기 제어부(150)에 의해 양품으로 판단시 상기 제어부(150)를 통해 제3실린더(135)가 구동되어 양품 이송용 레일(131)이 일정 높이만큼 상승한 후 상기 제어부(150)를 통해 작동되는 양품 이송용 레일 구동 모터(136)에 의해 레일(131)을 따라 양품 적재함(133)에 이송되어 적재된다. 여기서, 상기 양품 이송용 레일(131)이 일정 높이만큼 상승하여 작동하는 것은 서로 수직 방향으로 겹쳐져 있는 불량품 이송용 레일(132) 부분에 의해 간섭받지 않고 레일(131)이 작동되도록 하기 위함이다. 이는 후술하는 불량품 이송용 레일(132)이 작동할 경우에도 같다. 반대로, 상기 (e) 단계(S500)에서 상기 제어부(150)에 의해 불량품으로 판단시 상기 제어부(150)를 통해 제4실린더(137)가 구동되어 불량품 이송용 레일(132)이 일정 높이만큼 상승한 후 상기 제어부(150)를 통해 작동되는 불량품 이송용 레일 구동 모터(138)에 의해 레일(132)을 따라 불량품 적재함에 이송되어 적재되는 과정을 거쳐 웨이퍼(W)의 분류를 종료하게 된다.
본 발명의 일실시예에서는 상기 불량품 이송용 레일(132)이 상기 양품 이송용 레일(131)과 겹쳐지지 않게 하기 위해, 'ㄷ'자형으로 굴곡된 부분이 있으며, 양품 이송용 레일(131)은 양측으로 작동 가능하고, 불량품 이송용 레일(132)은 상기 양품 이송용 레일(131)에 수직 방향으로 설치되어 있으나, 레일 설치 방향 및 개소는 이에 한정하지 않음은 물론이다.
이상으로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참고하여 상세하게 설명하였다. 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들면, 본 발명에 따른 웨이퍼 검사 및 분류 장치에 사용되는 웨이퍼는 사각 형상이 아닌 원형의 형상일 수 있으며, 이러한 경우 트레이, 승강 플레이트, 적재함 등은 원형의 웨이퍼에 대응되도록 변형될 수 있는 것이다.
따라서, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미, 범위 및 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 웨이퍼 검사 및 분류 장치 110: 로딩부
111: 트레이 112: 슬라이더
113: 승강 플레이트 114, 117: 광센서
115: 제1실린더 116: 체인
118: 서보 모터 119: 감속기
119-1: 커플링 119-2: 서포트부
120: 검사부 121: 지지축
122a, 122b: 제1암, 제2암 123a, 123b: 제1픽커, 제2픽커
124: 제2실린더 125: 회전 모터
126: 흡착공 127: 제2블로어
130: 언로딩부 131: 양품 이송용 레일
132: 불량품 이송용 레일 133: 양품 적재함
135: 제3실린더 136: 양품 이송용 레일 구동 모터
137: 제4실린더 138: 불량품 이송용 레일 구동 모터
140: 제1블로어 150: 제어부
W: 웨이퍼 v: 진공 통로

Claims (13)

  1. 복수의 웨이퍼가 적재된 트레이, 상기 트레이를 일정 거리만큼 이송시키는 슬라이더 및 상기 트레이를 승강시키는 승강 플레이트를 포함하는 로딩부;
    상기 로딩부의 일측에 위치한 지지축, 상기 지지축 상단에서 수평 방향으로 연결되고 서로 대칭인 제1암과 제2암 및 상기 제1암과 상기 제2암의 각 끝단에서 하방으로 연결되고 웨이퍼 흡착 수단과 웨이퍼 표면 검사 수단을 구비한 제1픽커와 제2픽커를 포함하는 검사부; 및
    상기 지지축을 기준으로 상기 로딩부의 반대 방향에 위치하고, 상기 검사부의 판정에 따라 작동되는 양품 이송용 레일과 불량품 이송용 레일, 양품 적재함 및 불량품 적재함을 포함하는 언로딩부;
    를 포함하는 웨이퍼 검사 및 분류 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 승강 플레이트에 이송된 상기 적재된 웨이퍼의 겹침 방지를 위한 제1블로어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 및 분류 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 트레이는, 이송 방향의 후방 및 상기 지지축의 반대 방향으로 하향 경사진 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 및 분류 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 트레이는, 상기 경사로 인해 웨이퍼의 모서리가 접하는 부위에 아크릴계 수지로 코팅된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 및 분류 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 승강 플레이트는, 일정 시간 간격으로 웨이퍼 두께만큼 상승하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 및 분류 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 검사부는, 실린더의 작동으로 일정 높이만큼 승강하고 회전 모터의 작동으로 180도 회동이 가능한 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 및 분류 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1픽커 및 상기 제2픽커는, 가장자리에서 웨이퍼 모서리 방향으로 블로잉되는 제2블로어를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 및 분류 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 양품 이송용 레일과 불량품 이송용 레일의 작동은, 상기 양품 이송용 레일 및 상기 불량품 이송용 레일 중 어느 하나가 일정 높이만큼 상승하여 작동되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 및 분류 장치.
  9. (a) 슬라이더가 복수의 웨이퍼가 적재된 트레이를 승강 플레이트까지 이송하는 단계;
    (b) 상기 적재된 웨이퍼의 최상단이 정해진 높이에 위치하도록 상기 승강 플레이트를 상승 또는 하강시키는 단계;
    (c) 상기 승강 플레이트의 상부에 위치하고 지지축 및 제1암에 연결되어 180도 회동하는 제1픽커가 일정 높이만큼 하강하여 상기 적재된 웨이퍼 중 최상단의 웨이퍼를 흡착하고 원래 높이까지 상승하는 단계;
    (d) 상기 제1픽커가 180도 회동하면서 웨이퍼 표면을 검사하는 단계;
    (e) 상기 제1픽커가 일정 높이만큼 하강하여 상기 검사가 종료된 웨이퍼를 언로드하는 단계; 및
    (f) 상기 검사 결과에 따라 양품 이송용 레일 및 불량품 이용송 레일 중 어느 하나가 작동하여 양품 적재함 또는 불량품 적재함에 적재하는 단계;
    를 포함하는 웨이퍼 검사 및 분류 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 지지축 및 제2암에 연결되고 상기 제1픽커와 쌍으로 회동되는 제2픽커를 구비하여, 상기 제1픽커와 순차적으로 상기 (c) 내지 (e) 단계를 반복하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 및 분류 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 (c) 단계의 상기 제1픽커가 상기 적재된 웨이퍼 중 최상단의 웨이퍼를 흡착한 이후 및 상기 제2픽커의 하강 전에 상기 승강 플레이트가 웨이퍼 두께만큼 상승하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 및 분류 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 (b) 단계 및 상기 (c) 단계 사이에 상기 적재된 웨이퍼의 최상단 부위를 블로잉하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 및 분류 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 (f) 단계의 상기 양품 이송용 레일과 불량품 이송용 레일의 작동은, 상기 양품 이송용 레일 및 상기 불량품 이송용 레일 중 어느 하나가 일정 높이만큼 상승하여 작동되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 및 분류 방법.
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