KR101911766B1 - 반도체 기판용 진공 척 및 이를 이용한 검사 대상물의 검사 방법 - Google Patents

반도체 기판용 진공 척 및 이를 이용한 검사 대상물의 검사 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 반도체 기판용 진공 척은, 기판 타입의 검사 대상물이 놓이는 로딩부와, 상기 로딩부의 하부에서 상기 로딩부를 지지하며 내부 공간을 구비한 지지 프레임을 포함하는 척 바디; 상기 지지 프레임에 관통 배치되어 상기 내부 공간의 압력이 진공 압력이 되도록 하는 진공 형성 밸브; 및 상기 지지 프레임에 장착되며, 상기 로딩부에 놓이는 상기 검사 대상물의 형상에 따라 상기 내부 공간의 형상을 변형시키는 공간 변형부;를 포함할 수 있으며, 이러한 구성에 의해서, 검사 대상물인 웨이퍼의 형상에 따라서 공간 변형부가 진공 척의 내부 공간의 형상을 변형시킬 수 있어 단일 밸브를 사용함에도 불구하고 웨이퍼를 구겨짐 없이 안정적으로 로딩시킬 수 있다.

Description

반도체 기판용 진공 척 및 이를 이용한 검사 대상물의 검사 방법 {Vacuum Chuck for Semiconductor Substrate and Inspection Method Using The Thereof}
본 발명은 반도체 기판용 진공 척에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 검사 대상물의 형상에 따라서 공간 변형부가 진공 척의 내부 공간의 형상을 변형시킬 수 있어 단일 밸브를 사용함에도 불구하고 검사 대상물을 구겨짐 없이 안정적으로 로딩시킬 수 있는, 반도체 기판용 진공 척 및 이를 이용한 검사 대상물의 검사 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 집적회로는 매우 작고 얇은 실리콘 칩이지만, 그 안에는 수 천, 수 만개 이상의 전자부품들, 예를 들면 트랜지스터, 다이오드 또는 저항 등이 가득 들었으며, 이 반도체 집적회로는 최종 완성에 이르기까지 다수의 공정들, 예를 들면 사진 공정, 식각 공정, 증착 공정 또는 열처리 공정을 비롯한 수많은 제조 공정이 수반된다.
이러한 반도체 제조 공정 중에 웨이퍼를 고정시키거나 이송시키기 위해서 사용되는 척에는 일반적으로 기계식 척과, 정전기 척 그리고 진공 척 등이 있다.
기계식 척은 그 지지 표면에 대해 웨이퍼를 누르기 위해서 아암 또는 클램프와 같은 수단을 갖고 있으며, 정전기 척은 웨이퍼와 금속 전극 또는 전극 쌍 간에 전압 차를 발생시키고 웨이퍼와 전극이 유전 층에 의해 분리되도록 구성된다.
그리고 진공 척은 진공의 압력을 이용하여 웨이퍼를 안정적으로 흡착시키도록 구성되는데, 종래의 진공 척 중 하나의 단일 밸브를 포함하여 순간적으로 진공 압력을 형성하는 구성을 가졌었다. 그런데, 이의 경우 순간적으로 웨이퍼가 놓은 공간을 진공으로 형성하기 때문에 웨이퍼 또는 필름과 같은 검사 대상물에 구겨짐이 발생될 수 있었다.
이에 이러한 문제점을 해결하기 위해, 단일 밸브가 아닌 다중 밸브를 사용하여 진공 압력을 형성하는 방법이 사용되었으나, 이러한 경우 각각의 밸브를 제어해야 하기 때문에 택트 타임이 발생하여 검사 시간 지연으로 인한 생산성 감소가 발생되었다.
따라서, 진공 척의 내부 공간의 진공 압력을 단일 압력에 의해 형성할 수 있으면서도 이 때 웨이퍼와 같은 검사 대상물의 구겨짐 발생을 방지할 수 있고 또한 우수한 생산성을 구현할 수 있는 새로운 구조의 반도체 기판용 진공 척의 개발이 요구되는 실정이다.
관련 선행기술로는 공개특허공보 제10-2014-0100628호(발명의 명칭: 액정제패널 진공흡착장치, 공개일자: 2004년 12월 2일)가 있다.
본 발명의 실시예에 따른 목적은, 검사 대상물인 웨이퍼의 형상에 따라서 공간 변형부가 진공 척의 내부 공간의 형상을 변형시킬 수 있어 단일 밸브를 사용함에도 불구하고 웨이퍼를 구겨짐 없이 안정적으로 로딩시킬 수 있으며, 이에 따라 검사의 신뢰성을 향상시킬 수 있고 우수한 생산성을 구현할 수 있는, 반도체 기판용 진공 척을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 기판용 진공 척은, 기판 타입의 검사 대상물이 놓이는 로딩부와, 상기 로딩부의 하부에서 상기 로딩부를 지지하며 내부 공간을 구비한 지지 프레임을 포함하는 척 바디; 상기 지지 프레임에 관통 배치되어 상기 내부 공간의 압력이 진공 압력이 되도록 하는 진공 형성 밸브; 및 상기 지지 프레임에 장착되며, 상기 로딩부에 놓이는 상기 검사 대상물의 형상에 따라 상기 내부 공간의 형상을 변형시키는 공간 변형부;를 포함할 수 있으며, 이러한 구성에 의해서, 검사 대상물인 웨이퍼의 형상에 따라서 공간 변형부가 진공 척의 내부 공간의 형상을 변형시킬 수 있어 단일 밸브를 사용함에도 불구하고 웨이퍼를 구겨짐 없이 안정적으로 로딩시킬 수 있으며, 이에 따라 검사의 신뢰성을 향상시킬 수 있고 우수한 생산성을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 지지 프레임은, 상기 로딩부의 외주연을 지지하는 복수 개의 측벽부재; 및 상기 복수 개의 측벽부재의 하단을 받치는 바닥부재를 포함하며, 상기 복수 개의 측벽부재와 상기 바닥부재에 의해 형성되는 상기 내부 공간이 중앙 영역부터 진공으로 형성되도록 상기 바닥부재의 중앙에 상기 진공 형성 밸브가 관통 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 공간 변형부는 상기 진공 형성 밸브가 장착되는 부분을 중심으로 상기 내부 공간의 양측에 배치되어 상기 검사 대상물의 형상에 따라 상기 내부 공간의 형상을 변형시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 공간 변형부는, 유연성 있는 재질로 마련되는 분리막; 상기 분리막의 양 단부가 장착되어 상기 분리막의 탄력을 조절하는 분리막 탄력 조절부재; 상기 내부 공간에서 상기 분리막의 하부에 배치되어 상기 분리막의 높이 방향으로의 위치를 조절하는 적어도 하나의 분리막 위치 조절부재; 및 상기 적어도 하나의 분리막 위치 조절부재를 개별적으로 구동시키는 구동부재를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 분리막 탄력 조절부재는, 상기 분리막의 일단부를 고정시키는 아이들 휠; 상기 분리막의 타단부를 감거나 풀어서 상기 분리막의 탄력을 조절하도록 하는 롤링 릴을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 적어도 하나의 분리막 위치 조절부재는 상기 바닥부재에서 등간격으로 배치되는 복수 개의 분리막 위치 조절부재이며, 상기 검사 대상물의 형상에 따라 상기 구동부재에 의한 상기 분리막 위치 조절부재의 조절이 이루어져 상기 분리막의 위치가 조절됨으로써 상기 내부 공간의 형상을 변형시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 로딩부에 놓이는 상기 검사 대상물의 형상을 검사하는 검사부; 및 상기 검사부에 의해 획득된 상기 검사 대상물의 형상에 따라 상기 공간 변형부의 작동을 제어하여 상기 내부 공간의 형상을 변형시키도록 하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.
일측에 따르면, 상기 로딩부는 상기 진공 형성 밸브로부터 제공되는 흡입력이 상기 검사 대상물에 전달될 수 있도록 다공질의 세라믹으로 제조될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 기판용 진공 척을 이용한 상기 검사 대상물의 검사 방법은, 검사부를 이용하여 상기 검사 대상물의 형상을 검사하는, 형상 검사 단계; 상기 형상 검사 단계에 의해 검사된 상기 검사 대상물의 형상에 맞게, 제어부에 의해 상기 공간 변형부를 변형시켜 상기 내부 공간의 형상을 변형시키는, 공간 변형 단계; 및 상기 진공 형성 밸브를 작동시켜 상기 내부 공간의 압력을 진공 압력으로 형성시킴으로써 상기 검사 대상물을 상기 로딩부에 안착시키는, 진공 형성 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 진공 형성 단계에 의해 상기 로딩부에 밀착된 상기 검사 대상물에 대한 검사를 실행하는, 검사 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 검사 대상물인 웨이퍼의 형상에 따라서 공간 변형부가 진공 척의 내부 공간의 형상을 변형시킬 수 있어 단일 밸브를 사용함에도 불구하고 웨이퍼를 구겨짐 없이 안정적으로 로딩시킬 수 있으며, 이에 따라 검사의 신뢰성을 향상시킬 수 있고 우수한 생산성을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 기판용 진공 척의 사시도이다.
도 2는 도 1의 일부 구성을 투영한 투영 사시도이다.
도 3은 도 1의 내부 구성을 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 4는 검사 대상물의 형상에 따른 공간 변형부의 구조를 도시한 도면들이다.
도 5는 내부 공간의 형상에 따른 내부 공기의 흡입 속도를 도시한 이미지이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 기판용 진공 척의 사시도이고, 도 2는 도 1의 일부 구성을 투영한 투영 사시도이고, 도 3은 도 1의 내부 구성을 개략적으로 도시한 정면도이고, 도 4는 검사 대상물의 형상에 따른 공간 변형부의 구조를 도시한 도면들이고, 도 5는 내부 공간의 형상에 따른 내부 공기의 흡입 속도를 나타낸 이미지이다.
이들 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 기판용 진공 척(100)은, 검사 대상물 예를 들면 필름 형태의 반도체용 웨이퍼(W, 도 4 참조)를 진공 상태에서 검사하도록 하는 장치로서, 몸체를 이루는 척 바디(110)와, 척 바디(110)의 내부 공간(110S, 도 2 및 3 참조)을 진공 압력으로 형성하기 위한 진공 형성 밸브(120)와, 척 바디(110)의 내부 공간(110S)에 구비되어 검사 대상물의 형상에 따라 내부 공간(110S)의 형상을 변형시키는 공간 변형부(130)를 포함할 수 있다.
아울러, 웨이퍼(W)를 검사를 위한 영역(범퍼)에 놓기 전 웨이퍼(W)의 형상을 검사하기 위한 검사부(미도시)와, 검사부에 의해 획득된 영상 정보를 토대로 공간 변형부(130)를 제어하거나 또는 진공 형성 밸브(120)의 작동까지 제어할 수 있는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.
본 실시예의 검사 대상물은 웨이퍼(W)일 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 웨이퍼(W)가 아닌 다른 필름 형태의 기판이 검사 대상물일 수 있음은 당연하다. 이하에서는 검사 대상물을 웨이퍼(W)로 명칭하기로 한다.
각각의 구성에 대해 설명하면, 먼저 본 실시예의 척 바디(110)는, 도 1 및 2에 도시된 것처럼, 전체적으로 내부 공간(110S)을 구비한 직육면체의 형상을 가지는데, 웨이퍼(W)가 로딩되는 로딩부(111)와, 로딩부(111)의 하부에서 로딩부(111)를 지지하며 로딩부(111)와 함께 내부 공간(110S)을 형성하는 지지 프레임(115)을 포함할 수 있다.
먼저 로딩부(111)는 전체적으로 직사각형의 사각 플레이트로서 변형이 적고 내구성을 구비한 다공질의 세라믹 재질로 제조될 수 있다. 따라서 도면에는 표현되지 않았으나 진공 형성 밸브(120)로부터 발생되는 흡입력이 다공질의 세라믹으로 마련되는 로딩부(111)를 지나 웨이퍼(W)에 작용할 수 있다. 다만, 로딩부(111)의 형상 및 재질이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예의 지지 프레임(115)은 로딩부(111)의 형상에 대응되게 마련되는데, 로딩부(111)의 네 외주연의 하부를 지지하는 4개의 측벽부재(116)와, 측벽부재(116)들을 받치는 바닥부재(117)를 포함할 수 있다. 이렇게 로딩부(111), 측벽부재(116) 그리고 바닥부재(117)가 구비됨으로써 이들로 두르는 내부 공간(110S)이 형성되고, 내부 공간(110S)에 후술할 공간 변형부(130)가 장착됨으로써 웨이퍼(W)를 구겨짐 없이 로딩부(111)에 안정적으로 밀착시킬 수 있다.
한편, 본 실시예의 진공 형성 밸브(120)는, 내부 공간(110S)에 있는 공기를 흡입함으로써 내부 공간(110S)을 진공의 공간으로 형성하는 것으로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 지지 프레임(115)의 바닥부재(117)의 중앙 부분에 관통 배치될 수 있다. 진공 형성 밸브(120)가 지지 프레임(115)의 중앙에 형성됨으로써, 진공 형성 밸브(120)가 작동하는 경우 흡입력이 웨이퍼(W)의 중앙에 먼저 작용한 후 웨이퍼(W)의 중앙으로부터 퍼지는 방향으로 웨이퍼(W)에 흡입력이 가해질 수 있다. 즉, 단일의 진공 형성 밸브(120)로 내부 공간(110S)을 진공 압력으로 형성시킬 수 있는 것이다.
그런데, 이처럼 진공 형성 밸브(120)를 작동시켜 내부 공간(110S)을 진공 상태로 만들면서 기판에 흡입력을 가하는 경우, 웨이퍼(W)의 형상에 따라 웨이퍼(W)의 일부분에 상대적으로 더 큰 압력이 가해지는 효과가 발생됨으로써 웨이퍼(W)에 구겨짐이 발생될 수 있다. 그래서 종래에는 단일 밸브가 아닌 다중 밸브가 사용되었던 것이다.
하지만, 본 발명의 실시예의 경우, 이러한 문제점을 해결하기 위해 공간 변형부(130)를 구비하는데, 이에 대해서 이하에서 상세히 설명하기로 한다.
본 실시예의 공간 변형부(130)는, 도 1 내지 도 3, 특히 도 3에 도시된 바와 같이, 지지 프레임(115)에 장착되며 로딩부(111)에 놓이는 웨이퍼(W)의 형상에 따라 내부 공간(110S)의 형상을 변형시킬 수 있다. 예를 들면, 웨이퍼(W)의 중앙이 상방으로 들린 형상인 경우, 내부 공간(110S)의 형상을 그에 맞게 변형시키고, 반대로 웨이퍼(W)의 중앙이 하방으로 내려간 경우 내부 공간(110S)의 형상을 그에 맞게 변형시킴으로써 웨이퍼(W)에 가해지는 흡입력을 웨이퍼(W)의 각 부분에 대해서 다르게 가해지도록 할 수 있다. 웨이퍼(W)의 형상에 따른 내부 공간(110S)의 형성 구조에 대해서는 아래에서 상술하기로 한다.
이러한 공간 변형부(130)는, 도 3에 도시된 것처럼, 내부 공간(110S) 내에서 진공 형성 밸브(120)를 기준으로 양측에 배치될 수 있다. 그리고 각각의 공간 변형부(130)는 개별 구동될 수 있다. 이러한 공간 변형부(130)의 막 구조는 내부 공간(110S)을 위에서 바라봤을 때 전체를 커버할 수 있도록 형성됨으로써(도 2 참조) 공간 변형부(130)의 막 구조가 웨이퍼(W)의 전체 영역에 영향을 미칠 수 있도록 한다. 즉, 공간 변형부(130)의 막 구조가 내부 공간(110S)에서 측벽부재(116)들과 거의 밀착된 상태로 구비된다는 것이다.
도 3을 참조하면, 공간 변형부(130)는, 분리막(131)과, 분리막(131)의 양 단부가 장착되어 분리막(131)의 탄력을 조절하는 분리막 탄력 조절부재(132)와, 분리막(131)의 하단부에 배치되어 분리막(131)의 높이 방향으로의 위치를 조절하는 복수 개의 분리막 위치 조절부재(135)와, 분리막 위치 조절부재(135)를 개별적으로 구동시키는 구동부재(138)를 포함할 수 있다. 이러한 구성에 의해서 분리막(131)이 내부 공간(110S) 내에 배치될 수 있는데, 분리막(131)의 형상을 조절함으로써 내부 공간(110S)의 형상을 변형시킬 수 있는 것이다.
분리막(131)은 유연성 있는 재질로 마련되어 후술할 분리막 탄력 조절부재(132)의 조절에 의해 팽팽한 상태를 가질 수 있다. 후술할 분리막 위치 조절부재(135) 및 구동부재(138)의 상호 작용에 의해 분리막(131)의 형상을 웨이퍼(W)의 형상에 맞게 변형시킬 수 있고, 분리막 탄력 조절부재(132)를 작동시켜 분리막(131)을 팽팽하게 유지시킬 수 있다.
분리막 탄력 조절부재(132)의 구체적인 구성은, 도 3에 도시된 것처럼, 분리막(131)의 일단부를 고정시키는 아이들 휠(133)과, 분리막(131)의 타단부를 감거나 풀어서 분리막(131)의 탄력을 조절하는 롤링 릴(134)을 포함할 수 있다. 분리막(131)을 아이들 휠(133)에 고정시킨 상태에서 롤링 릴(134)에 감긴 분리막(131)을 느슨하게 풀어놓고, 이후 분리막 위치 조절부재(135) 각각을 구동시켜 분리막(131)의 높이 방향으로의 위치를 조절한 후, 롤링 릴(134)을 회전시켜 분리막(131)을 팽팽하게 할 수 있다.
분리막 위치 조절부재(135)는, 도 3에 도시된 것처럼, 중앙을 기준으로 양측에 3개씩 배치될 수 있다. 이러한 분리막 위치 조절부재(135)는, 구동부재(138)에 의해 높이 방향으로 승강하는 승강 부분(136)과, 분리막(131)의 하면을 지지하는 지지 부분(137)을 구비할 수 있다. 지지 부분(137)은 분리막(131)과 닿은 부분이 둥근 형상을 가짐으로써 분리막(131)을 안정적으로 받칠 수 있으며 아울러 분리막(131)에 손상이 가해지는 것을 방지할 수 있다. 다만, 분리막 위치 조절부재(135)의 개수 및 배치 구조가 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 구동부재(138)는, 액츄에이터로서 각각의 분리막 위치 조절부재(135)의 승강 부분(136)을 승강 구동시킬 수 있다. 이러한 구동부재(138)는 후술할 제어부의 제어에 의해 승강 부분(136)의 승강 정도를 조절할 수 있다. 이 때 승강 부분(136)의 정확한 제어를 위해 구동부재(138)는 예를 들면 유압식 액츄에이터가 사용될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 전술한 공간 변형부(130)의 작동에 의해 내부 공간(110S)의 형상이 변형되는데, 이 때 내부 공간(110S)의 형상은 웨이퍼(W)의 형상에 대응되어야 한다. 즉, 웨이퍼(W)의 형상을 파악한 후 그에 맞게 공간 변형부(130)에 의해 내부 공간(110S)의 형상이 변형되는 것이다.
이를 위해, 본 실시예의 진공 척은, 진공 척 상부로 인입되는 웨이퍼(W)의 형상을 검사하는 검사부와, 검사부에 의해 획득된 정보를 토대로 공간 변형부(130)의 작동을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
검사부는 예를 들면 촬영에 의해 영상을 검사하는 카메라로 마련될 수 있다. 검사부는 촬영된 정보를 제어부로 보냄으로써 제어부는 받은 영상 정보를 토대로 공간 변형부(130)의 작동을 제어할 수 있다.
도 4를 참조하여 설명하면, 가령 도 4의 (a)와 같이 평평한 웨이퍼(W)가 인입되어 로딩부(111)의 상부에 놓이는 경우 공간 변형부(130)의 분리막(131) 역시 웨이퍼(W)와 평행하게 위치 조절될 수 있다. 이 경우, 진공 형성 밸브(120)로부터 내부 공간(110S)을 향해 흡입력을 발생시키는 경우, 흡입력이 수평 방향을 갖는 분리막(131)을 지나서 (다공질의) 로딩부(111)를 거쳐 웨이퍼(W)에 전달됨으로써 웨이퍼(W)은 구겨짐 없이 로딩부(111)에 밀착될 수 있다. 즉, 안정적으로 로딩될 수 있는 것이다.
한편, 도 4의 (b)와 같이, 중앙 부분이 상방으로 들린 웨이퍼(W)가 인입되어 로딩부(111)의 상부에 놓이는 경우 공간 변형부(130)의 분리막(131) 역시 웨이퍼(W)의 형상에 맞게 위치 조절됨으로써 내부 공간(110S)의 형상을 변형시킬 수 있다. 즉, 분리막(131)이 내측(중앙 부분)에서 외측으로 갈수록 내려가는 형상을 갖도록 분리막(131)을 위치 조절시킴으로써 내부 공간(110S)의 형상을 변형시킬 수 있는 것이다. 이 경우, 진공 형성 밸브(120)로부터 내부 공간(110S)을 향해 흡입력을 제공하는 경우, 흡입력이 분리막(131)의 형상에 의해 상대적으로 웨이퍼(W)의 중앙 부분에는 강하게 가해지고 웨이퍼(W)의 바깥 부분은 상대적으로 약하게 가해짐으로써 웨이퍼(W)는 구겨짐 없이 안정적으로 로딩부(111)에 밀착될 수 있다.
한편, 도 4의 (c)와 같이, 중앙 부분이 하방으로 내려가 웨이퍼(W)가 인입되어 로딩부(111)의 상부에 놓이는 경우 공간 변형부(130)의 분리막(131) 역시 웨이퍼(W)의 형상에 맞게 위치 조절됨으로써 내부 공간(110S)의 형상을 변형시킬 수 있다. 즉, 분리막(131)이 내측에서 외측으로 살수록 올라가는 형상을 갖도록 분리막(131)을 위치 조절시킴으로써 내부 공간(110S)의 형상을 변형시킬 수 있는 것이다. 이 경우, 진공 형성 밸브(120)로부터 내부 공간(110S)을 향해 흡입력을 제공하는 경우, 흡입력이 분리막(131)의 형상에 의해 상대적으로 웨이퍼(W)의 중앙 부분에 약하게 가해지고 웨이퍼(W)의 바깥 부분에는 상대적으로 강하게 가해짐으로써 웨이퍼(W)는 구겨짐 없이 안정적으로 로딩부(111)에 밀착될 수 있다.
한편, 도 4의 (d)와 같이, 중앙 부분을 기준으로 일측이 들린 웨이퍼(W)가 인입되어 로딩부(111)의 상부에 놓이는 경우 공간 변형부(130)의 분리막(131) 역시 웨이퍼(W)의 형상에 대응되게 위치 조절될 수 있다. 일측이 들린 웨이퍼(W)의 하부에 있는 공간 변형부(130)의 분리막(131)은 내부 공간(110S)에서 전체적으로 상부 공간에 위치되며, 반대로 웨이퍼(W)의 타측의 하부에 있는 공간 변형부(130)의 분리막(131)은 내부 공간(110S)에서 전체적으로 하부 공간에 위치되도록 위치 조절될 수 있다. 이 경우, 진공 형성 밸브(120)로부터 내부 공간(110S)을 향해 흡입력을 제공하는 경우, 일측이 들린 웨이퍼(W)에는 분리막(131)의 위치에 의해 상대적으로 강한 흡입력에 가해지고 웨이퍼(W)의 타측은 분리막(131)의 낮은 위치에 의해 상대적으로 약한 흡입력이 가해짐으로써 웨이퍼(W)는 구겨짐 없이 안정적으로 로딩부(111)에 밀착될 수 있다.
이처럼, 공간 변형부(130)에 의한 내부 공간(110S)의 변형에 의해 상대적으로 다른 흡입력이 제공될 수 있으며, 이에 따라 웨이퍼(W)의 형상에 따른 적절한 흡입력 제공을 이룰 수 있다.
이는 시뮬레이션 결과틀 나타낸 도 5를 통해 확인할 수 있는데, 내부 공간(110S)의 바닥이 평평한 경우(상부 도면), 내부 공간(110S)의 바닥의 중앙 부분이 상방으로 원만하게 볼록한 경우(중앙 도면), 내부 공간(110S)의 바닥의 중앙 부분이 상방으로 볼록하되 가장 중앙 부분이 뾰족하게 형성되는 경우(하부 도면), 같은 흡입력이 발생되더라도 내부 공간(110S)의 각 영역에서 다른 흡입력을 발생시킬 수 있는 것을 알 수 있다. 이와 같이, 웨이퍼(W)의 형상에 따라 내부 공간(110S)의 형상을 변형시킴으로써 웨이퍼(W)에 적절한 흡입력을 제공할 수 있다.
한편, 이하에서는, 이러한 구성을 갖는 반도체 기판용 진공 척의 검사 방법에 대해서 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 기판용 진공 척의 검사 방법은, 검사부를 이용하여 웨이퍼(W)의 형상을 검사하는 형상 검사 단계와, 형상 검사 단계에 의해 검사된 웨이퍼(W)의 형상에 맞게 제어부를 이용하여 공간 변형부(130)를 변형시켜 내부 공간(110S)의 형상을 변형시키는 공간 변형 단계 그리고 진공 형성 밸브(120)를 작동시켜 내부 공간(110S)의 압력을 진공 압력으로 형성시킴으로써 웨이퍼(W)를 로딩부(111)에 안착시키는 진공 형성 단계 그리고 내부 공간(110S)의 진공 형성에 의해 로딩부(111)에 밀착된 웨이퍼(W)에 대한 검사를 실행하는 검사 단계를 포함할 수 있다.
형상 검사 단계 전에 한 단계가 더 포함될 수 있는데, 웨이퍼(W)를 대기 장소인 범퍼에 안착시키는 범퍼 안착 단계로서, 이 단계에서 웨이퍼(W)는 대기 상태를 유지할 수 있다.
전술한 것처럼, 형상 검사 단계 시 검사부의 촬영에 의해 웨이퍼(W)의 형상을 파악할 수 있으며, 공간 변형 단계 시 웨이퍼(W)의 형상 정보를 토대로 제어부가 공간 변형부(130)를 작동시켜 내부 공간(110S)의 형상을 변형시킬 수 있다. 이후, 진공 형성 밸브(120)를 통해 내부 공간(110S)에 흡입력을 제공하면 변형된 내부 공간(110S)을 통해 웨이퍼(W)로 상대적인 크기를 갖는 흡입력이 제공되기 때문에, 진공 형성 단계 시 웨이퍼(W)가 로딩부(111)에 구겨짐 없이 밀착될 수 있다. 따라서 검사 단계 시 구겨짐 없는 웨이퍼(W)에 대한 검사를 정확하게 수행할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 검사 대상물인 웨이퍼(W)의 형상에 따라서 공간 변형부(130)가 진공 척의 내부 공간(110S)의 형상을 변형시킬 수 있어 단일 밸브를 사용함에도 불구하고 웨이퍼(W)를 구겨짐 없이 안정적으로 로딩시킬 수 있으며, 이에 따라 검사의 신뢰성을 향상시킬 수 있고 우수한 생산성을 구현할 수 있는 장점이 있다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
100 : 반도체 기판용 진공 척
110 : 척 바디
111 : 로딩부
115 : 지지 프레임
120 : 진공 형성 밸브
130 : 공간 변형부
131 : 분리막
132 : 분리막 탄력 조절부재
134 : 분리막 위치 조절부재
138 : 구동부재

Claims (10)

  1. 기판 타입의 검사 대상물이 놓이는 로딩부와, 상기 로딩부의 하부에서 상기 로딩부를 지지하며 내부 공간을 구비한 지지 프레임을 포함하는 척 바디;
    상기 지지 프레임에 관통 배치되어 상기 내부 공간의 압력이 진공 압력이 되도록 하는 진공 형성 밸브; 및
    상기 지지 프레임에 장착되며, 상기 로딩부에 놓이는 상기 검사 대상물의 형상에 따라 상기 내부 공간의 형상을 변형시키는 공간 변형부를 포함하고,
    상기 지지 프레임은,
    상기 로딩부의 외주연을 지지하는 복수 개의 측벽부재; 및
    상기 복수 개의 측벽부재의 하단을 받치는 바닥부재를 포함하며,
    상기 복수 개의 측벽부재와 상기 바닥부재에 의해 형성되는 상기 내부 공간이 중앙 영역부터 진공으로 형성되도록 상기 바닥부재의 중앙에 상기 진공 형성 밸브가 관통 형성되고,
    상기 공간 변형부는 상기 진공 형성 밸브가 장착되는 부분을 중심으로 상기 내부 공간의 양측에 배치되어 상기 검사 대상물의 형상에 따라 상기 내부 공간의 형상을 변형시키는 것을 특징으로 하는 반도체 기판용 진공 척.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 공간 변형부는,
    유연성 있는 재질로 마련되는 분리막;
    상기 분리막의 양 단부가 장착되어 상기 분리막의 탄력을 조절하는 분리막 탄력 조절부재;
    상기 내부 공간에서 상기 분리막의 하부에 배치되어 상기 분리막의 높이 방향으로의 위치를 조절하는 적어도 하나의 분리막 위치 조절부재; 및
    상기 적어도 하나의 분리막 위치 조절부재를 개별적으로 구동시키는 구동부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판용 진공 척.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 분리막 탄력 조절부재는,
    상기 분리막의 일단부를 고정시키는 아이들 휠;
    상기 분리막의 타단부를 감거나 풀어서 상기 분리막의 탄력을 조절하도록 하는 롤링 릴을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판용 진공 척.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 분리막 위치 조절부재는 상기 바닥부재에서 등간격으로 배치되는 복수 개의 분리막 위치 조절부재이며,
    상기 검사 대상물의 형상에 따라 상기 구동부재에 의한 상기 분리막 위치 조절부재의 조절이 이루어져 상기 분리막의 위치가 조절됨으로써 상기 내부 공간의 형상을 변형시키는 것을 특징으로 하는 반도체 기판용 진공 척.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 로딩부에 놓이는 상기 검사 대상물의 형상을 검사하는 검사부; 및
    상기 검사부에 의해 획득된 상기 검사 대상물의 형상에 따라 상기 공간 변형부의 작동을 제어하여 상기 내부 공간의 형상을 변형시키도록 하는 제어부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판용 진공 척.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 로딩부는 상기 진공 형성 밸브로부터 제공되는 흡입력이 상기 검사 대상물에 전달될 수 있도록 다공질의 세라믹으로 제조되는 것을 특징으로 하는 반도체 기판용 진공 척.
  9. 제1항에 따른 반도체 기판용 진공 척을 이용한 상기 검사 대상물의 검사 방법에 있어서,
    검사부를 이용하여 상기 검사 대상물의 형상을 검사하는 형상 검사 단계;
    상기 형상 검사 단계에 의해 검사된 상기 검사 대상물의 형상에 맞게, 제어부에 의해 상기 공간 변형부를 변형시켜 상기 내부 공간의 형상을 변형시키는, 공간 변형 단계; 및
    상기 진공 형성 밸브를 작동시켜 상기 내부 공간의 압력을 진공 압력으로 형성시킴으로써 상기 검사 대상물을 상기 로딩부에 안착시키는 진공 형성 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판용 진공 척을 이용한 검사 대상물의 검사 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 진공 형성 단계에 의해 상기 로딩부에 밀착된 상기 검사 대상물에 대한 검사를 실행하는 검사 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판용 진공 척을 이용한 검사 대상물을 검사 방법.


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