KR101467691B1 - 잉곳의 오리엔테이션 측정 장치 - Google Patents

잉곳의 오리엔테이션 측정 장치 Download PDF

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주식회사 엘지실트론
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Abstract

본 발명의 실시예는 잉곳의 오리엔테이션을 측정하기 위한 장치로서, 테이블 상에 고정되는 고정 롤러; 상기 고정 롤러 일측에 배치되며, 상기 고정 롤러와 함께 검사 대상의 잉곳을 회전시키는 이동 롤러; 및 상기 테이블 상에서 상기 이동 롤러의 일측에 배치되며, 상기 이동 롤러의 위치를 가변시키기 위한 스토퍼;를 포함하고, 상기 스토퍼의 회전에 따라 상기 고정 롤러와 상기 이동 롤러의 간격이 조절되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 상기 이동 롤러를 측정하고자 하는 잉곳 직경에 맞추어 용이하게 이동시킬 수 있고, 이를 견고히 고정할 수 있기 때문에, 잉곳의 오리엔테이션 측정 기준면에 대한 측정 편차를 줄일 수 있고, 고품질 웨이퍼의 생산 수율을 향상시킬 수 있다.

Description

잉곳의 오리엔테이션 측정 장치{Apparatus for Measuring Ingot Orientation}
본 발명은 잉곳의 오리엔테이션을 측정하는 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 잉곳이 안착되는 롤러의 간격을 제어할 수 있는 잉곳 오리엔테이션 측정장치에 관한 것이다.
실리콘 웨이퍼는 육안으로 그 결정학적 방향을 구분할 수 없기 때문에 웨이퍼의 에지 일부를 편평하게 잘라내어 방향성을 나타내고 있다. 이렇게 편평하게 잘려진 부분은 플랫 존(flat zone, 이하 단순히 플랫이라 한다)이라 하고, 플랫의 개수와 배치는 웨이퍼의 종류에 따라 다르다. 또한, 이러한 플랫은 웨이퍼를 만들기 전(잉곳을 슬라이싱하기 전) 잉곳의 플랫 방향(flat orientation)을 검출하여 잉곳 길이방향으로 절삭 가공함으로써 형성된다. 이러한 플랫 방향은 잉곳의 특정 결정학적 방향으로서, 통상 X선 회절분석기(X-ray Diffractometer)의 X선 고니오미터(X-ray Goniometer)를 사용하여 검출하게 된다.
도 1은 이러한 종래의 잉곳 오리엔테이션 측정 장치를 나타낸 사시도이다.
도 1을 참조하면, 잉곳 오리엔테이션 측정 장치(100)는 작업 테이블(11) 상면에 두개의 롤러(12, 13)가 배치되고, 상기 두개의 롤러(12, 13) 위에 잉곳(14)이 안착된다. 구체적으로, 두개의 롤러는 작업 테이블(11) 상에 고정된 고정 롤러(12) 및 작업 테이블(11) 상에서 탈부착이 가능한 이동 롤러(13)로 구비될 수 있다.
상기 고정 롤러(12) 및 이동 롤러(13)는 양단에 마련된 고정부(15)에 의해 상기 작업 테이블(11) 상에 고정되며, 상기 고정부(15)는 작업대(11) 상면에 마련된 홈에 고정나사(16)를 체결함으로써 작업대(11) 상에 고정될 수 있다.
그리고 상기 이동 롤러(13)는 오리엔테이션을 측정하기 위한 잉곳의 직경에 따라 작업 테이블(11) 상에서 이동되어 재결합되며, 이를 위해 고정나사(16)가 체결되는 홈부(20, 21)는 소정의 거리만큼 이격되어 형성된다. 따라서, 상기 이동 롤러(13)를 이동시키고자 할 때에는 고정나사(16)의 체결을 해제하고, 보정하고자 하는 롤러의 간격에 따라 위치를 이동시킨후 작업대(13) 상에 다시 결합시킨다.
그리고, 고정 롤러(12) 일단에 구비된 롤러 회전부(19)로 상기 고정 롤러(12)의 회전각도를 제어하며 회전시킨다. 상기 잉곳(14) 상부에 마련된 X선 튜브(17)가 잉곳을 향해 X-Ray를 쏘면, X-Ray 빔은 잉곳(14)의 측정 기준면을 거쳐 회절하여 X선 검출기(18)로 도달되고, 잉곳 기준면에 대한 오리엔테이션을 측정할 수 있다.
이 때, 상기 롤러(12, 13)의 회전을 제어하면서, 잉곳면에 대한 오리엔테이션을 측정하게 되며, 상기 고정 롤러(12) 및 이동 롤러(13)간의 간격을 일정하도록 제어해야 잉곳면을 회절하는 X선의 측정값에 오차가 발생하지 않는다.
그러나, 상술한 바와 같이 상기 이동 롤러(13)는 롤러 간의 간격을 조정하기 위해 고정나사(16)의 반복적인 풀림과 조임을 반복하게 된다. 이로 인해, 작업 테이블(11)의 마모 또는 고정나사(16)가 결합되는 고정부(15)의 마모가 발생하게 되면, 고정나사(15)의 고정력이 감소하게 되어 이동 롤러(13)의 흔들림이 발생할 수 있으며, 화살표 방향(22)과 같이 롤러 간의 간격에 오차가 발생하게 된다.
이러한 오차로 인해, X선 튜브(17)에서 발생되는 X선은 측정의 기준이 되는 잉곳 기준면으로 도달하지 못하게 되고, 회절된 X선은 X선 검출기(18)에서 측정값의 오차를 야기하게 된다. 잉곳 제품의 오리엔테이션 측정값의 각도 편차가 발생하게 되면, 대상 제품의 허용 스펙을 초과하여 불량 판정을 받게 되며, 웨이퍼 생산에 있어 수율이 저하되는 문제점이 발생하게 된다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 제안되는 것으로서, 잉곳 오리엔테이션 측정 장치에 이전 공정과는 직경이 다른 잉곳이 안착되어 롤러를 이동해야 하는 경우 롤러의 흔들림 없이 잉곳을 안착시킬 수 있는 잉곳 오리엔테이션 측정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 잉곳의 오리엔테이션 측정시 롤러의 회전을 미세하게 조절할 수 있고, 오리엔테이션 측정 오차가 발생되지 않아 고품질의 웨이퍼를 생산할 수 있는 오리엔테이션 측정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예는 잉곳의 오리엔테이션을 측정하기 위한 장치로서, 테이블 상에 고정되는 고정 롤러; 상기 고정 롤러 일측에 배치되며, 상기 고정 롤러와 함께 검사 대상의 잉곳을 회전시키는 이동 롤러; 및 상기 테이블 상에서 상기 이동 롤러의 일측에 배치되며, 상기 이동 롤러의 위치를 가변시키기 위한 스토퍼;를 포함하고, 상기 스토퍼의 회전에 따라 상기 고정 롤러와 상기 이동 롤러의 간격이 조절되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 잉곳 오리엔테이션 측정 장치는, 이동 롤러의 일측에 스토퍼를 구비함으로써, 상기 이동 롤러를 측정하고자 하는 잉곳 직경에 맞추어 용이하게 이동시킬 수 있고, 이를 견고히 고정할 수 있기 때문에, 잉곳의 오리엔테이션 측정 기준면에 대한 측정 편차를 줄일 수 있고, 고품질 웨이퍼의 생산 수율을 향상시킬 수 있다.
또한, 고정 롤러의 일단에는 구동 감속기를 구비하여, 잉곳의 오리엔테이션 측정시 잉곳의 회전을 정밀하게 회전시킴으로써 생산성을 향상시킬 수 있다.
그리고, 이동 롤러 일측에는 측정 게이지를 구비함으로써, 이동 레일 또는 롤러 받침대의 마모에 따른 기계적인 오차를 확인할 수 있어, 보다 정확하게 잉곳의 오리엔테이션을 측정할 수 있다.
도 1은 종래의 잉곳 오리엔테이션 측정 장치를 나타낸 사시도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 잉곳 오리엔테이션 측정 장치를 나타낸 사시도
도 3은 도 2를 위에서 바라본 평면도
도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 스토퍼를 나타낸 사시도
도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 실시예에 의한 스토퍼의 회전에 따른 이동 롤러의 이동을 나타낸 평면도
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 잉곳 오리엔테이션 측정 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 잉곳 오리엔테이션 측정 장치는 크게 테이블(110), 상기 테이블(110) 상에 배치되는 2개의 롤러(120, 130), 상기 롤러와 접촉하여 회전하는 잉곳(150), 상기 잉곳(150) 상부에 위치하여 오리엔테이션 측정 기준면에 X선을 투사하는 X선 튜브(160) 및 상기 투사된 X선을 검출하는 X선 검출기(170)로 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 2개의 롤러는 테이블(110)에 고정되어 있는 고정 롤러(120) 및 상기 테이블(110) 상에서 이동이 가능한 이동 롤러(130)로 구성될 수 있으며, 상기 고정 롤러(120)의 회전을 제어하기 위한 부재들과, 상기 이동 롤러(130)의 이동을 제어하기 위한 부재들을 포함한다.
더욱 상세히, 상기 고정 롤러(120)의 양단은 제1 고정부(124)에 의해 테이블(110) 상의 기설정된 위치에 고정되며, 이후 잉곳 오리엔테이션을 측정을 실시하는 과정에서 잉곳(150)의 회전을 조절하기 위한 부재들이 양단에 배치될 수 있다.
상기 고정 롤러(120)의 일단에는 구동 감속기(121), 감속기 클램핑 조절부(122) 및 감속기 구동 조절부(123)가 구비될 수 있다. 상기 구동 감속기(121)는 고정 롤러(120)의 회전을 미세하게 조절하기 위해 구비되는 것으로, 사용자가 상기 구동 감속기(121)의 일단에 배치된 감속기 구동 조절부(123)를 회전시켜, 잉곳의 오리엔테이션을 측정하는 경우, 감속기 구동 조절부(123)에 가해지는 회전력을 감소시킴으로써, 잉곳(150)의 회전을 미세하게 조절할 수 있다. 그리고, 상기 구동 감속기(121)과 감속기 구동 조절부(123) 사이에는 감속기 클램핑 조절부(122)가 마련될 수 있다. 고정 롤러(120)에 대한 미세 회전 제어가 필요하지 않은 경우, 상기 구동 감속기(121)는 롤러와 일체로 회전되지 않는다. 잉곳(150)에 대해 미세한 회전 제어가 필요한 경우, 상기 감속기 클램핑 조절부(122)를 제어하여 상기 구동 감속기(121)와 롤러의 회전을 일체화시킬 수 있다.
상기와 같이 고정 롤러의 일단에 구비된 구동 감속기로 인해, 잉곳의 오리엔테이션 측정시 잉곳의 회전을 정밀하게 회전시킴으로써 고품질 웨이퍼의 생산성을 향상시킬 수 있다.
그리고, 상기 고정 롤러(120)의 타단에는 롤러 인코더(170)가 마련될 수 있다. 상기 롤러 인코더(170)는 상기 고정 롤러(120)의 회전각 변위를 측정하기 위해 구비되는 것으로, 상기 롤러 인코더(170)는 상기 구동 감속기(121)에 의해 회전각의 분해성능이 향상되어, 잉곳(150)의 회전을 정밀 제어할 수 있다.
테이블(110)의 소정의 위치에는 상기 고정 롤러(120)과 평행하도록 이동 롤러(130)가 구비된다. 상기 이동 롤러(130)는 상기 이동 롤러 양단 및 측면에 구비되는 부재를 통해 상기 고정 롤러(120)와 소정의 간격을 갖도록 이동될 수 있다. 구체적으로, 현재 잉곳의 오리엔테이션 측정 장치는 잉곳의 직경이 150㎜, 200㎜, 300㎜, 450㎜인 제품에 대한 플랫 방향을 산출하고 있으며, 이에 따라 본 발명에서는 상기 이동 롤러(120)와 고정 롤러(130)의 간격을 네가지 경우로 이격하여 고정할 수 있는 잉곳 오리엔테이션 측정 장치를 제안하지만, 이에 한정되지 않고 복수개의 잉곳 제품에 대해 측정이 가능하다.
구체적으로, 상기 이동 롤러(130)의 양단은 회전이 가능하도록 제2 고정부(134)에 고정된다. 상기 제2 고정부(134)의 하단은 테이블(110) 양단에 마련된 이동 레일(132)과 접촉하여 지지될 수 있으며, 도시되진 않았으나 상기 제2 고정부(134)의 하단부에는 상기 이동 레일(132)의 상면 및 하면부에 접촉되는 롤러를 포함할 수 있다. 따라서, 상기 이동 롤러(130)는 테이블(110) 상에서 고정 롤러(120)와 가까워지는 방향 또는 멀어지는 방향으로의 이동이 가능하다.
그리고, 상기 이동 롤러(130)의 하면에 위치하는 제2 고정부(134) 사이에는 롤러 받침대(131)가 구비된다. 상기 롤러 받침대(131)는 상기 이동 롤러(130)와는 접촉하지 않으며, 테이블(110) 상에 접촉되도록 배치된다. 그리고, 양단이 제2 고정부(134)와 결합되어 있으며, 상기 테이블(110) 상에서 상기 제2 고정부(134)와 일체로 이동할 수 있다.
특히, 상기 롤러 받침대(131)의 일측에는 상기 이동 롤러(130)의 이동을 단속하면서, 상기 이동 롤러(130)의 위치를 고정시키기 위한 스토퍼(133)가 마련된다. 상기 스토퍼(133)는 오리엔테이션의 검사 동안에 롤러 사이의 간격이 일정하게 유지시키는 역할을 수행하며, 이에 대해서는 첨부되는 도면과 함께 아래에서 좀 더 자세히 살펴보기로 한다.
한편, 상기 이동 롤러(130)의 일측에는 한 쌍의 클램핑 손잡이(140)가 구비될 수 있다. 상기 클램핑 손잡이(140)는 매뉴얼 수동 클램핑 장치로서, 상기 롤러 받침대(131) 및 이동 롤러(130)가 테이블(110) 상에서 이동을 완료하게 되면, 상기 클램핑 손잡이(140) 하단에 위치한 원기둥 형상의 부재(미도시)가 상기 테이블(110)을 압착하여 상기 이동 롤러(130)를 고정하는 역할을 한다.
상기 한 쌍의 클램핑 손잡이(140) 사이에는 측정 게이지(141)가 구비되며, 상기 측정 게이지(141)는 기설정된 위치로 상기 이동 롤러(130)가 이동을 완료하면, 그에 대한 오차를 나타내는 장치로서 사용자는 오차값에 따라 더욱 정밀하게 상기 이동 롤러의 위치를 조절할 수 있다. 특히, 이동 레일(132) 또는 롤러 받침대(131)의 마모에 따른 기계적인 오차를 확인할 수 있어, 보다 정확하게 잉곳의 오리엔테이션을 측정할 수 있다.
상기 측정 게이지(141)의 일단에는 이동 롤러의 위치를 이동시키기 위한 서보 모터(142)가 구비될 수 있다. 상기 서보 모터(142)는 자동으로 롤러 받침대(131)를 이동시켜, 이동 롤러(130)의 위치를 변경하기 위해 구비될 수 있다. 또한, 상기 서보 모터(142)는 상기 측정 게이지(141)와 연동되어, 롤러 이동 위치에 오차가 발생하였을 경우에, 측정된 오차값에 따른 보다 정밀한 보정을 위해 구비될 수 있다.
도 3은 도 2를 위에서 바라본 평면도를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 도 2에서 상술한 바와 같이 테이블(110) 상에서 소정의 간격으로 이격된 고정 롤러(120) 및 이동 롤러(130), 상기 이동 롤러(130)는 이동 레일(132)을 따라 고정 롤러(120)에 접근하거나 이격되도록 형성될 수 있다.
본 도면에서는 롤러 받침대(131)와 접촉하는 스토퍼(133)에 대해 상세히 설명한다. 상기 롤러 받침대(131)는 상기 이동 롤러(130)의 하면에 구비되며, 상기 이동 롤러와 일체로 테이블 상에서 이동한다. 즉, 상기 롤러 받침대(131)를 이동시킴에 따라 이동 롤러(130)의 위치를 제어할 수 있으며, 본 발명에서는 상기 롤러 받침대(131)의 일측에 구비되는 스토퍼(133)를 구비한다. 도면에서는, 상기 스토퍼(133)가 이동 롤러(130)의 외측, 즉 고정 롤러(120)와 반대 방향의 일측에 구비되어 있지만, 이에 한정되지 않으며 이동 롤러(130)와 고정 롤러(120) 사이에 위치하는 것도 가능하다. 그러나, 잉곳의 직경이 대구경화되는 추세에 따라 450㎜의 잉곳이 안착되면, 상기 잉곳이 상기 스토퍼(133)와 접촉할 가능성이 있기 때문에, 본 발명과 같이 이동 롤러(130)의 외측에 구비되는 것이 바람직하다.
상기 스토퍼(133)는 본 발명의 실시예에 따르면 복수개의 면을 가진, 예를 들면 육각기둥의 부재로 형성될 수 있다. 상기 스토퍼(133)는 테이블(110) 상의 이동 롤러(130)의 외측에서 상기 스토퍼(133)의 한면이 롤러 받침대(131)와 접촉되도록 배치될 수 있다.
상기 스토퍼(133)의 중심에는 상기 스토퍼를 지지하면서 회전시킬 수 있는 샤프트(미도시)가 테이블을 관통하며 고정되어 있고, 상기 샤프트의 회전에 따라 상기 스토퍼(133)의 일면이 상기 롤러 받침대(131)과 접촉될 수 있다.
상기 스토퍼(133)는 육각 기둥의 형상으로 형성되었으며, 롤러 받침대(131)와 접촉하는 면이 달라짐에 따라, 상기 롤러 받침대(131)를 고정 롤러(130) 방향으로 이동시키거나 또는 반대방향으로 이동이 가능하다. 구체적으로, 상기 스토퍼의 형상은 도면에서와 같이 육각 기둥의 형상으로 한정되지 않으며, 잉곳의 직경이 150㎜, 200㎜, 300㎜, 450㎜인 제품에 대한 오리엔테이션 측정이 가능하도록 적어도 4개 이상의 면을 갖는 부재로 형성될 수 있다.
도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 스토퍼의 사시도를 나타낸 도면이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하여, 스토퍼(133)의 동작 방법에 대해 상세히 살펴보기로 한다. 상기 스토퍼는 도 3에서 상술한 바와 같이 이동 롤러(130)의 일측부에 배치될 수 있고, 그 하면은 작업대(110)와 접촉하며, 그 일면은 롤러 받침대(131)와 접촉될 수 있다. 그리고, 도 2와 같이 스토퍼(133)가 이동 롤러(130)의 일측 중, 고정 롤러(120)의 타측에 배치되는 경우의 예시이며, 스토퍼(133)외에 다른 구성은 배제하였다.
우선, 상기 스토퍼(133)의 회전은 상기 스토퍼의 중심을 관통하는 샤프트(138)에 의해 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 스토퍼(133)의 회전에 따라 상기 스토퍼(133)의 접촉면과 상기 샤프트(138)와의 거리가 달라져야, 이동 롤러(130)를 여러가지 경우로 이격시킬 수 있다. 따라서, 상기 샤프트(138)는 상기 스토퍼(133)의 중앙이 아닌 어느 하나의 일면으로 치우친 위치에 고정되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 샤프트(138)는 상기 스토퍼(133)의 무게 중심으로부터 소정 거리 이격되는 영역에 결합되며, 이러한 구조를 통하여 상기 스토퍼(133)의 회전은 편심된 상태에서 회전이 이루어진다. 그 결과, 상기 이동 롤러(130)에 대향하게 되는 상기 스토퍼(133)의 일측면과, 상기 샤프트(138)의 거리가 다양하게 변경될 수 있다. 결국, 스토퍼(133)의 회전에 따라 스토퍼(133)에 의하여 단속되는 이동 롤러(130)의 위치가 변경될 수 있다.
상기 샤프트(138)는 테이블(110)에 형성된 홈부를 통해 상기 스토퍼(133)와 결합되며, 상기 샤프트(138)는 테이블(110) 하단의 마그네틱 샤프트(135)와 연결되어 있고, 상기 마그네틱 샤프트(135) 일단에는 마그네틱 스위치(136)가 구비된다.
상기 마그네틱 샤프트(135)는 테이블 상부에 배치된 샤프트(138)의 회전을 제어하기 위한 것으로서, 사용자가 이동 롤러(130)의 이동을 위해 상기 스토퍼(133)를 회전시켜 원하는 면을 롤러 받침대(131)에 접촉시키는 작업이 완료되면, 마그네틱 스위치(136)를 작동시켜 마그네틱 샤프트(135)에 자력을 인가한다. 인가된 자력에 의해 상기 스토퍼(133)는 테이블(110) 상에 긴밀하게 고정될 수 있으며, 이로 인해 스토퍼(133)의 일면만이 롤러 받침대(131)에 접촉된다 할지라도, 이동 롤러(130)가 미세하게 움직일 수 있는 것을 방지하는 역할을 한다. 이는, 마그네틱 스위치(136)에 연결된 스위치 케이블(137)을 통해 자력을 충전하는 것으로 실시될 수 있으며, 잉곳의 오리엔테이션을 측정하는 동안에는 상기 마그네틱 샤프트(135)에는 소정의 자력이 인가되어 고정력을 확보하게 된다.
도 4a에서는 상기 스토퍼(133)의 일면 중, 롤러 받침대(미도시)와 접촉하는 면은 A면이 되며, 고정 롤러(미도시)와의 간격을 d1이라 가정한다. 측정할 잉곳의 제품 사이즈가 변경됨에 따라, 상기 스토퍼(133)를 도 4b와 같이 회전시킬 수 있다. 도 4b에서는 스토퍼(133)의 일면 중, 롤러 받침대와 접촉하는 면이 B면이 되며, 고정 롤러와의 간격은 d2로 변경되었다.
즉, 실시예의 스토퍼(133)의 이동에 따라 이동 롤러(130)와 고정 롤러(120) 사이의 간격이 d1-d2만큼 감소되어 고정될 수 있음을 알 수 있고, 예를 들면 200㎜제품을 측정하기 위한 측정 장치를 150㎜ 제품을 측정하기 위한 측정 장치로 용이하게 변경할 수 있다. 또한, 스토퍼(133)의 접촉면은 이동 롤러(130)를 지지하면서, 상기 이동 롤러(130)가 테이블(110) 상에서 마그네틱 샤프트(135)에 의한 고정력의 보정으로 추후 잉곳의 오리엔테이션 측정에 대한 오차가 발생하지 않도록 하는 역할을 한다.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 실시예에 의한 스토퍼의 회전에 따른 이동 롤러의 이동을 나타낸 평면도이다.
우선, 도 5a는 실리콘 잉곳의 직경이 450㎜인 제품의 오리엔테이션 측정 장치를 실리콘 잉곳의 직경이 200㎜인 제품을 측정하기 위한 장치로 변경하기 위한 예시를 나타낸 것이다. 도면상으로는 스토퍼(133)와 이동 롤러(130)가 접촉하는 것으로 보이지만, 실질적으로 스토퍼(133)는 이동 롤러(130) 하단의 롤러 받침대(131)의 일면과 접촉한다.
현재 측정되는 제품 중 가장 큰 직경인 450㎜의 잉곳의 경우에는, 상기 스토퍼(133)의 중심인 샤프트(138)와 롤러 받침대(131)와의 거리가 가장 가깝도록 일면이 접촉되어야 하며, 이에 따라 고정 롤러(120)와 이동 롤러(130) 사이의 간격은 소정의 간격인 W1와 같이 이격될 수 있다. 그리고 상기 스토퍼(133)를 반시계 방향으로 회전하면, 스토퍼의 형상에 의해 이동 롤러(130)를 고정 롤러(120)와 더 인접하도록 고정시킬 수 있고, 이는 구체적으로 200㎜의 잉곳을 안착시키기 위한 소정의 거리인 W2만큼 이격되도록 할 수 있다. 즉, 상기 이동 롤러는 스토퍼의 회전에 따라 △a만큼 이동되어 200㎜의 잉곳 제품에 대한 오리엔테이션 측정이 가능한 장치로 변경될 수 있다.
도 5b는 실리콘 잉곳의 직경이 150㎜인 제품의 오리엔테이션 측정 장치를 실리콘 잉곳의 직경이 300㎜인 제품을 측정하기 위한 장치로 변경하기 위한 예시를 나타낸 것이다.
마찬가지로, 도 5b를 참조하면, 사용자는 스토퍼(133)를 회전시켜 고정 롤러(120)와 이동 롤러(130) 사이의 간격을 W3에서 W4로 변경할 수 있다. 즉, 스토퍼의 형상에 의해 이동 롤러(130)를 고정 롤러(120)와 더 이격되도록 고정시킬 수 있고, 상기 이동 롤러는 스토퍼의 회전에 따라 △b만큼 이동되어 300㎜의 잉곳 제품에 대한 오리엔테이션 측정이 가능한 장치로 변경될 수 있다.
도 5a 내지 도 5b를 통해 본 발명에서 제안하는 스토퍼(133)는, 측정하고자 하는 잉곳의 직경에 따라 롤러 사이의 간격을 용이하게 이격 및 단속할 수 있음을 알 수 있다. 즉, 이동 롤러의 일측에 스토퍼를 구비함으로써, 상기 이동 롤러가 측정하고자 하는 잉곳 직경에 맞추어 용이하게 이동시킬 수 있고, 이를 견고히 고정할 수 있기 때문에, 잉곳의 오리엔테이션 측정 기준면에 대한 측정 편차를 줄일 수 있고, 고품질 웨이퍼의 생산 수율을 향상시킬 수 있다.
이어서, 본 발명의 실시예에 따른 잉곳 오리엔테이션 측정 방법을 설명한다.
도 2를 참조하면, 도시된 바와 같이 X선 고니오미터의 테이블(110) 상에 실리콘 잉곳(140)을 한쌍의 롤러(120, 130) 사이에 안착시킨다. 사용자는 감속기 구동 조절부(123)를 회전시키면서, 정밀하게 잉곳의 회전을 제어할 수 있다. 잉곳의 미세한 회전에 따라 사용자는 잉곳의 측정 기준면에 대한 회절 X선 강도 출력값이 최대인 점인 회절 피크를 찾게 되며, 이에 따라 잉곳의 플랫 방향(오리엔테이션)의 검출을 완료할 수 있다.
상기와 같은 잉곳 오리엔테이션의 검출이 끝나고, 직경이 다른 잉곳에 대한 측정을 같은 장치에서 실시할 경우에 대해 설명한다. 구체적으로는 150㎜에 대한 검출이 끝나고, 200㎜에 대한 측정을 실시할 경우를 설명한다.
우선 사용자는 클램핑 손잡이(140)의 레버를 반시계 방향으로 풀어 테이블(110)에서 이동 롤러(130)의 고정을 해제시킨다. 그리고, 이동 롤러(130)는 고정 롤러(130)와 현재 상태보다 더 이격되어야 하므로, 상기의 조건에 부합하도록, 스토퍼(133)를 회전시킨다.
상기 스토퍼(133)가 고정되고 나면, 스토퍼(133)의 일면이 롤러 받침대(131)의 일면에 접촉하도록 하며, 스토퍼(133) 하부의 마그네틱 스위치를 작동시켜 마그네틱 샤프트에 자력을 인가하여 고정함으로써, 이동 롤러(130)가 소정의 간격을 유지한 채 움직이지 않도록 고정시킨다.
상기 이동 롤러(130)의 이동이 완료되면, 클램핑 손잡이(140) 사이에 구비된 측정 게이지(141)는 기계적인 오차를 판별하여 측정판에 표시하고, 사용자는 오차에 따라 이동 롤러의 간격을 보정한다. 그리고, 이동 롤러(130)의 이동은 클램핑 손잡이(140) 사이에 구비된 서보 모터(141)을 통해 수행될 수 있다.
오차값에 대한 보정이 완료되면, 클램핑 손잡이(140)의 레버를 시계 방향으로 조여 테이블(110)에서 이동 롤러(130)가 움직이지 않도록 견고히 고정하고, 이동 롤러의 양단, 즉 제2 고정부(134)가 이동 레일(132)에서 흔들리지 않도록 고정되었는지의 여부를 판별하면, 200㎜에 대한 잉곳 오리엔테에션 측정 장치의 위치 이동 및 검출 준비가 완료된다.
이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 잉곳의 오리엔테이션을 측정하기 위한 장치로서,
    테이블 상에 고정되는 고정 롤러;
    상기 고정 롤러 일측에 배치되며, 상기 고정 롤러와 함께 검사 대상의 잉곳을 회전시키는 이동 롤러; 및
    상기 테이블 상에서 상기 이동 롤러의 일측에 배치되며, 상기 이동 롤러의 위치를 가변시키기 위한 스토퍼;를 포함하고,
    상기 스토퍼의 회전에 따라 상기 고정 롤러와 상기 이동 롤러의 간격이 조절되는 것을 특징으로 하는 잉곳 오리엔테이션 측정 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 스토퍼는 복수개의 면을 갖는 다각 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 잉곳 오리엔테이션 측정 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 스토퍼의 회전축이 되는 샤프트가 상기 테이블에 구성되고,
    상기 샤프트는 상기 스토퍼의 무게중심으로부터 편심되도록 상기 스토퍼에 연결되는 것을 특징으로 하는 잉곳 오리엔테이션 측정 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 샤프트와 연결되고, 상기 샤프트의 회전을 제어하기 위한 마그네틱 샤프트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉곳 오리엔테이션 측정 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 고정 롤러를 양단에서 지지하는 제1 고정부와, 상기 고정 롤러 일단에 형성되어 상기 고정 롤러의 회전을 제어하는 구동 감속기와, 상기 구동 감속기를 제어하기 위한 감속기 구동 조절부를 더 포함하는 잉곳 오리엔테이션 측정 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 구동 감속기와 감속기 구동 조절부 사이에 배치되어, 상기 고정 롤러의 회전속도를 제어하기 위한 감속기 클램핑 조절부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉곳 오리엔테이션 측정 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 고정 롤러의 타단에는 상기 고정 롤러의 회전각을 분해하는 롤러 인코더가 형성되는 잉곳 오리엔테이션 측정 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 이동 롤러 양단을 지지하는 제2 고정부와, 상기 제2 고정부가 상기 테이블에서 이동이 가능하도록 형성된 이동 레일과, 상기 이동 롤러 하면에 배치되고 상기 제2 고정부에 양단이 연결된 롤러 받침대를 더 포함하는 잉곳 오리엔테이션 측정 장치.
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