KR20100083630A

KR20100083630A - 웨이퍼 검사장치

Info

Publication number: KR20100083630A
Application number: KR1020090003105A
Authority: KR
Inventors: 정현권; 이종휘; 오연수; 정용섭; 이경식
Original assignee: 한미반도체 주식회사
Priority date: 2009-01-14
Filing date: 2009-01-14
Publication date: 2010-07-22

Abstract

본 발명은, 반도체 웨이퍼를 연속적으로 반송시키면서 웨이퍼의 검사를 수행하고 검사 결과에 따라 지정된 위치에 웨이퍼를 분류 수납시키는 작업을 수행하는 웨이퍼 검사장치에 관한 것으로, 본 발명의 웨이퍼 검사장치는, 본체와; 본체의 일측에 수평 이동 가능하게 설치되어, 외부에서 반송된 웨이퍼 수납 카세트를 본체 내로 반송하는 카세트 로딩테이블과; 상기 카세트 로딩테이블에 의해 반송된 카세트에서 검사 대상 웨이퍼를 인출하여 공급하는 로딩부와; 상기 로딩부에서 인출된 웨이퍼를 반송하는 웨이퍼 반송유닛과; 상기 웨이퍼 반송유닛에 의해 반송되는 웨이퍼를 검사하는 검사부와; 상기 검사부에서 검사가 완료된 웨이퍼를 검사 결과에 따라 분류하여 지정된 스택커들에 적재하는 소팅부와; 상기 소팅부의 각 스택커에 적재된 웨이퍼 적층체를 픽업하여 지정된 위치로 반송하는 오프로딩픽커를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다. 이러한 본 발명에 따르면, 카세트를 공급하는 공정에서부터 웨이퍼를 외부로 반송하는 일련의 공정이 모두 자동으로 수행되므로 검사 작업이 신속하고 효율적으로 이루어질 수 있으며, 다른 웨이퍼 처리 장치와 연계하여 자동화 시스템을 구축할 수 있다.

웨이퍼, 검사, 소팅부, 스택매거진

Description

웨이퍼 검사장치{Wafer Inspection Apparatus}

본 발명은 웨이퍼를 검사하는 검사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 슬라이스된 반도체 웨이퍼를 연속적으로 반송시키면서 웨이퍼의 표면 검사, 디멘존(dimension) 검사 등을 수행하고 검사 결과에 따라 지정된 위치에 웨이퍼를 자동으로 분류 수납시키는 작업을 수행하는 웨이퍼 검사장치에 관한 것이다.

미세 전자공학에 있어서 반도체 재료로 구성된 웨이퍼는 미세 전자 부품의 생산을 위한 기판으로서 사용된다. 적절한 재료로는 예컨대 Ⅱ/Ⅵ 화합물 반도체, Ⅲ/Ⅴ 화합물 반도체, 또는 게르마늄이나 특히 유용한 실리콘과 같은 원소 반도체이다.

반도체 웨이퍼는 먼저 원기둥 형태의 단결정 반도체 잉곳을 수 cm 내지 수십 cm에 이르는 길이의 잉곳 부재로 절단한 후, 이들 잉곳 부재를 두께가 얇은 웨이퍼로 절단함으로써 제조된다.

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, 준사각(quasi-square)기둥 또는 팔각기 둥과 같은 다각형 형태로 가공한다.

상기 잉곳 부재를 슬라이스하여 만들어진 웨이퍼는 표면에 미세한 균열(crack)과 같은 손상이 발생하게 되면 성능이 크게 저하되어 제품의 불량이 초래되고, 수율이 현저하게 저하되는 문제를 일으킨다. 또한, 웨이퍼의 크기와 기하적인 형태, 두께 등 디멘존(dimension)이 정확하지 않으면 균일한 제품 성능을 보장할 수 없는 문제가 발생한다.

따라서, 반도체 제품의 제조 공정에서 잉곳 부재를 슬라이스하여 웨이퍼를 만든 다음, 웨이퍼의 표면 검사와 디멘존 검사 등을 수행할 필요가 있다.

그런데, 종래의 웨이퍼 검사장치들은 웨이퍼를 검사 위치로 공급하고 검사 완료 후 웨이퍼를 검사 위치에서 이탈시켜 검사 결과 별로 지정된 수납용기에 적재하는 일련의 작업이 반자동으로 진행되므로, 다른 공정 장비와의 연계를 통한 자동화 시스템 구축이 불가능하며, 웨이퍼 검사 속도가 저하되고 작업 효율도 낮은 문제가 있다.

예를 들어, 종래의 웨이퍼 검사장치는 작업자가 복수개의 웨이퍼가 수납된 카세트를 직접 가지고와서 로딩위치에 안착시키면, 웨이퍼 반송로봇이 카세트 내에서 웨이퍼를 1장씩 인출하여 검사 위치로 공급하고, 검사 위치에서 검사가 완료되면 웨이퍼 반송로봇이 검사 위치의 웨이퍼를 픽업하여 언로딩부의 지정된 카세트 내측으로 삽입한다. 상기 언로딩부의 카세트에 웨이퍼가 모두 수납되면, 작업자가 언로딩부에서 카세트를 빼내어 다음 공정 위치로 반송한다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 검사 대상 웨이퍼를 로딩위치로 공급하는 작업과, 로딩위치에서 검사위치로 반송하는 작업, 검사위치에서 언로딩위치로 반송하는 작업, 언로딩위치에서 카세트를 인출하여 후공정 위치로 반송하는 작업 등이 전자동으로 수행될 수 있도록 하여 웨이퍼 검사 속도와 작업 효율을 향상시킬 수 있는 웨이퍼 검사장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 다른 공정 장비와의 연계가 가능하도록 하여 자동화 시스템을 용이하게 구축할 수 있는 웨이퍼 검사장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 본체와; 본체의 일측에 수평 이동 가능하게 설치되어, 외부에서 반송된 웨이퍼 수납 카세트를 본체 내로 반송하는 카세트 로딩테이블과; 상기 카세트 로딩테이블에 의해 반송된 카세트에서 검사 대상 웨이퍼를 인출하여 공급하는 로딩부와; 상기 로딩부에서 인출된 웨이퍼를 반송하는 웨이퍼 반송유닛과; 상기 웨이퍼 반송유닛에 의해 반송되는 웨이퍼를 검사하는 검사부와; 상기 검사부에서 검사가 완료된 웨이퍼를 검사 결과에 따라 분류하여 지정된 스택커들에 적재하는 소팅부와; 상기 소팅부의 각 스택커에 적재된 웨이퍼 적층체를 픽업하여 지정된 위치로 반송하는 오프로딩픽커를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사장치를 제공한다.

이러한 본 발명에 따르면, 카세트 로딩테이블이 외부에서 카세트를 공급받아 로딩부로 자동으로 반송하고, 로딩부에서 웨이퍼를 1장씩 인출하여 설정된 검사를 수행한 다음, 검사 결과별로 지정된 스택커에 적재하고, 검사 종료 후 오프로딩픽커로 스택커에 적재된 웨이퍼 적층체를 외부로 자동으로 반송한다. 따라서, 카세트를 공급하는 공정에서부터 웨이퍼를 외부로 분리하는 공정이 모두 자동으로 수행되므로 검사 작업이 신속하고 효율적으로 이루어질 수 있으며, 다른 웨이퍼 처리 장치와 연계하여 자동화 시스템을 구축할 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 웨이퍼 검사장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 검사장치는, 본체(1)와, 본체(1)의 일측에 수평 이동 가능하게 설치되어 외부에서 검사 대상 웨이퍼들이 수납된 카세트(C)를 받아서 본체(1) 내부로 반송하는 카세트 로딩유닛(100)과, 상기 카세트 로딩유닛(100)에 의해 반송된 카세트(C)에서 웨이퍼(W)를 인출하여 검사 위치로 공급하는 로딩부(200)와, 상기 로딩부(200)의 일측에 배치되어 웨이퍼(W)의 검사를 수행하는 검사부(300)와, 상기 검사부(300)의 일측에 배치되어 검사가 완료된 웨이퍼를 검사 결과 별로 스택매거진(510)에 분류하여 적재하는 소팅부(500)를 포함하여 구성된다.

상기 본체(1)의 다른 일측부 외측에는 상기 소팅부(500)로부터 검사가 완료 된 웨이퍼 적층체를 전달받아 포장(packaging) 등의 공정을 수행하는 외부장비(PM)가 연결된다. 그리고, 상기 소팅부(500)와 외부장비(PM) 사이에 소팅부(500)에서 외부장비(PM)로 웨이퍼 적층체들을 반송하는 오프로딩픽커(600)가 수평 이동 가능하게 설치된다.

또한, 상기 소팅부(500)의 일측에는 각각의 스택매거진(510)에 적재되는 웨이퍼 적층체의 최하부와 최상부에 공급될 간지(interleaf)(미도시)들이 적재된 제1,2간지스택커(710, 720)가 구성되어 있다. 상기 오프로딩픽커(600)의 일측에는 상기 제1,2간지스택커(710, 720)에서 간지를 진공 흡착하여 각각의 스택매거진(510)으로 반송하는 제1,2간지픽커(750, 760)가 일체로 형성된다. 이 실시예에서, 상기 제2간지픽커(760)는 오프로딩픽커(600)의 외측에 배치되고, 제1간지픽커(750)는 오프로딩픽커(600)의 바로 하측에 배치되나(도 8참조), 이에 한정하지는 않는다.

상기 카세트 로딩유닛(100)은 본체(1)의 내외측으로 연장된 가이드레일(180)을 따라 수평 이동함과 더불어, 수평축을 중심으로 90도로 왕복 회전 가능하도록 구성된 카세트 로딩테이블(110)을 구비하여, 상기 카세트 로딩테이블(110) 상에 수평 상태로 안착된 카세트(C)를 직립 상태로 전환시켜 로딩부(200)로 전달한다. 카세트 로딩유닛(100)의 주요 구성에 대해서는 아래에 도 2 내지 도 4를 참조하여 더욱 상세히 설명할 것이다.

상기 로딩부(200)는 상기 카세트 로딩유닛(100)에 의해 직립 상태로 전달되는 카세트(C)를 전달받아 대기시키는 버퍼부(210)와, 상기 버퍼부(210)에서 반송된 카세트(C)에서 웨이퍼(W)를 1장씩 외부로 인출하여 검사부(300)에 설치된 웨이퍼 반송 컨베이어(400) 상으로 반송하는 웨이퍼 인출유닛(220)과, 상기 버퍼부(210)와 웨이퍼 인출유닛(220)의 일측 사이에 수평 및 상하 이동이 가능하게 설치되어 상기 버퍼부(210)에서 카세트(C)를 홀딩하여 웨이퍼 인출유닛(220)의 일측으로 반송함과 더불어 상기 웨이퍼 인출유닛(220)의 일측에서 카세트(C)를 일정 피치로 승강시키면서 웨이퍼(W)를 인출이 가능한 위치로 순차적으로 이동시키는 엘리베이터(230) 및, 상기 엘리베이터(230)에서 웨이퍼가 모두 인출된 빈 카세트를 전달받아 적재하는 카세트오프로더(240)를 포함하여 구성된다.

이 실시예에서 상기 웨이퍼 인출유닛(220)은 도 2와 도 3에 도시된 것과 같이 컨베이어 벨트(221) 및 풀리(222)를 구비하는 컨베이어 구조로 이루어져, 상기 카세트(C)의 바닥면 개구부를 통해서 카세트의 최하측에 위치하는 웨이퍼(W)와 접촉하여 웨이퍼를 인출하고 검사부(300) 쪽으로 반송하도록 되어 있다. 하지만, 이와 다르게 집게 형태로 웨이퍼를 파지할 수 있는 그립퍼 및 이 그립퍼를 수평 이동시키는 로봇 등을 이용하여 웨이퍼 인출유닛(220)을 구성할 수도 있을 것이다.

또한, 상기 엘리베이터(230)는 본체(1)에 Y축 방향으로 연장되게 설치되는 Y축 가이드프레임(231)에 선형운동장치에 의해 수평 이동하도록 설치된 수평이동블록(232)과, 상기 수평이동블록(232)에 설치되는 모터(233)와 상기 모터(233)에 의해 회동하는 Z축 볼스크류(234)와 상기 Z축 볼스크류(234)의 회동에 의해 Z축 볼스크류(234)를 따라 상하로 승강 운동하는 승강블록(235)으로 이루어진 승강수단과, 상기 승강블록(235)의 상단부에 공압실린더(237)에 의해 상하로 이동하도록 설치되어 카세트(C)의 상단부를 지지함으로써 승강블록(235) 하단부의 하부 클램프(238) 와 함께 카세트(C)를 고정하는 상부 클램프(236)를 포함하여 구성된다.

다시, 도 1을 참조하면, 상기 버퍼부(210)는 본체(1)의 Y축방향으로 수평 이동 가능하게 구성되어, 그 위에 안착된 카세트(C)들을 상기 웨이퍼 인출유닛(220) 쪽으로 반송한다.

그리고, 상기 카세트오프로더(240)는 상기 웨이퍼 인출유닛(220)의 하측에서부터 버퍼부(210)의 하측까지 Y축 방향으로 수평 이동 가능하게 구성되어, 엘리베이터(230)로부터 빈 카세트(C)를 받아서 차례로 적재한다.

한편, 상기 검사부(300)는 웨이퍼(W)의 크기, 기하적 형태. 얼룩(stain), 오염(contamination) 등을 검사하는 제1비전검사유닛(310)과, 웨이퍼(W)에 미세한 크랙(micro-crack)이나 손상이 있는지 검사하는 제2비전검사유닛(330), 웨이퍼의 두께와 평탄도 등을 검사하는 레이저 검사유닛(350)으로 구성된다.

상기 제1비전검사유닛(310)과 제2비전검사유닛(330)은 웨이퍼(W)의 상측에서 웨이퍼를 촬영하는 비전카메라와, 웨이퍼(W)의 하측에서 상측으로 조명을 제공하는 백라이트유닛으로 구성될 수 있다. 그리고, 상기 레이저 검사유닛(350)은 복수개의 레이저센서가 LM가이드(360)를 따라 수평 왕복 이동하면서 하측의 웨이퍼(W)를 레이저 스캔하도록 구성된다.

상기 검사부(300)의 하측에는 로딩부(200)에서 공급된 웨이퍼(W)를 반송하는 웨이퍼 반송 컨베이어(400)가 배치된다. 도면에 나타내지는 않았지만, 상기 웨이퍼 반송 컨베이어(400)는 공지의 컨베이어 시스템으로 구성될 수 있는데, 예를 들어 유연한 재질의 벨트(미도시)들이 모터(미도시)에 의해 회전하는 복수개의 풀리(미 도시)에 감겨져 웨이퍼 반송방향으로 순환회전하면서 상기 벨트(미도시) 상에 안착된 웨이퍼를 반송하도록 구성된다. 또는, 이와 다르게 검사시 웨이퍼의 유동이나 기울어짐을 최소화하기 위하여, 외주면이 부드러운 재질로 된 복수개의 회전샤프트(미도시)들을 웨이퍼 반송방향으로 일정 간격으로 배열하고, 상기 회전샤프트들의 양단부를 벨트(미도시)로 연결하여 회전샤프트들의 회전에 의해 웨이퍼를 반송하는 구조로 웨어퍼 반송 컨베이어(400)를 구성할 수도 있을 것이다.

상기 검사부(300)가 단일한 검사유닛으로 구성될 경우에는 상기 웨이퍼 반송 컨베이어(400)는 단일하게 구성되는 것이 바람직하지만, 본 실시예에서와 같이 검사부(300)가 복수개(이 실시예에서 3개)의 검사유닛(310, 330, 350)으로 이루어질 경우에는 웨이퍼 반송 컨베이어(400)가 각 검사유닛(310, 330, 350)에 대응하도록 복수개로 구성되어 독립적으로 구동하도록 된 것이 바람직하다.

상기 소팅부(500)는 상기 웨이퍼 반송 컨베이어(400)와 인라인 상으로 배치되어 웨이퍼 반송 컨베이어(400)를 통해 반송되는 검사 완료된 웨이퍼를 전달 받아서 반송하는 소팅측 컨베이어(520)와, 상기 소팅측 컨베이어(520)의 양측에 일정 간격으로 배열되어 검사 결과 별로 웨이퍼(W)를 분류하여 적재하는 복수개의 스택매거진(510)과, 상기 소팅측 컨베이어(520)의 하측에 상하로 이동하도록 설치되어 소팅측 컨베이어(520)를 따라 이동하는 웨이퍼(W)를 각각의 스택매거진(510)으로 선택적으로 반송하는 복수개의 분류기(530)(도 5참조)로 구성된다. 상기 소팅부(500)의 세부 구성과 작동에 대해서는 아래에 도 7 내지 도 17을 참조하여 상세히 설명할 것이다.

한편, 도 4 내지 도 6을 참조하면, 상기 카세트 로딩유닛(100)은, 볼스크류(미도시)와 모터(미도시) 및 가이드레일(180) 등으로 이루어진 공지의 선형운동장치에 의해 본체(1)에 X축 방향으로 수평 이동 가능하게 설치된 수평이동블록(120)과, 상기 수평이동블록(120)에 수직한 축을 중심으로 회전 가능하게 설치된 회동블록(130)과, 상기 회동블록(130)에 상하로 승강 가능하게 설치된 승강블록(140)과, 상기 승강블록(140)의 상단부에 수평한 힌지축(113)을 중심으로 90도로 왕복 회전하도록 설치된 카세트 로딩테이블(110)과, 상기 카세트 로딩테이블(110)을 90도로 왕복 회전시키기 위한 테이블회동유닛으로 구성된다.

상기 카세트 로딩테이블(110)의 상부면에는 카세트(C)의 각 가장자리 부분을 지지하는 복수개의 가이드돌기(111)들이 돌출되게 형성되어 있다. 그리고, 카세트 로딩테이블(110)의 일단부에는 카세트(C)의 일단부를 고정하기 위한 클램프(115) 및 이 클램프(115)를 수평 왕복 이동시키는 공압실린더(116)가 설치되며, 상기 카세트 로딩테이블(110)의 타단부에는 카세트(C)의 다른 일단부를 지지하는 클램핑블록(117)이 고정되게 형성되어 있다. 상기 클램프(115)와 클램핑블록(117)은 카세트(C)의 양단부에 형성된 클램핑홈(r)에 삽입되는 클램핑돌기(115a, 117a)를 구비한다.

상기 수평이동블록(120)의 상부에는 베어링하우징(122)이 설치되며, 상기 회동블록(130)은 상기 베어링하우징(122) 내부에 설치되는 베어링(132)에 의해 회전 가능한 상태로 지지된다. 상기 회동블록(130)은 수평이동블록(120)의 일측에 설치되는 모터(미도시)에 동력전달벨트(134)를 매개로 연결되어 90도로 왕복 회전한다. 상기 회동블록(130)의 회전에 의해 상기 카세트 로딩테이블(110)에 안착된 카세트(C)의 방향(orientation)이 전환된다.

그리고, 상기 승강블록(140)은 상기 회동블록(130)에 상하방향(Z축방향)으로 설치되는 볼스크류(142)와, 상기 볼스크류(142)를 회전시키는 모터(141)에 의해 상하로 승강운동한다.

상기 카세트 로딩테이블(110)의 회전 중심이 되는 힌지축(113)은 상기 승강블록(140)의 상단부에 고정된 힌지브라켓(114)을 매개로 카세트 로딩테이블(110)의 일측 단부에 편향되어 연결된다.

본 실시예에서 상기 테이블회동유닛은 상기 승강블록(140)에 상하방향(Z축 방향)으로 연장되게 설치되는 볼스크류(152)와, 상기 볼스크류(152)를 회전시키는 Z축모터(151)와, 상기 볼스크류(152)에 결합되어 볼스크류(152)를 따라 이동하는 너트부(153)와, 일단이 상기 너트부(153)에 회전이 자유롭게 연결되고 타단이 상기 카세트 로딩테이블(110)에 회전이 자유롭게 연결된 링크바아(154)로 구성된다.

따라서, 도 5에 도시된 것과 같이 카세트 로딩테이블(110)이 수평한 상태에서 상기 모터(151)의 작동에 의해 볼스크류(152)가 회전하게 되면, 도 6에 도시된 것처럼 너트부(153)가 상승하게 되고, 이에 따라 링크바아(154)가 카세트 로딩테이블(110)를 밀어 올려 카세트 로딩테이블(110)이 힌지축(113)을 중심으로 회전하여 직립하게 된다.

이 상태에서 다시 Z축모터(151)가 이전과는 반대로 작동하여 볼스크류(152)가 이전과 반대 방향으로 회전하면, 너트부(153)가 하강하게 되고, 도 5에 도시된 것처럼 링크바아(154)가 카세트 로딩테이블(110)을 끌어 내려 카세트 로딩테이블(110)이 다시 수평 상태로 복귀한다.

다음으로, 도 7 내지 도 11을 참조하여 소팅부(500)와 오프로딩픽커(600)의 일 실시예의 구성 및 작동에 대해 더욱 상세히 설명한다.

도 7과 도 8을 참조하면, 상기 소팅부(500)의 스택매거진(510)은 웨이퍼(W)가 안착되는 적재면(513)과, 상기 적재면(513)의 서로 인접한 인접한 2개의 변부에 수직하게 수직하게 형성된 측면 가이드부(514)를 구비한 박스 형태로 이루어지며, 하부면의 일측 모서리가 수평한 힌지축(512)을 매개로 베이스(540)에 회전 가능하게 결합된다. 여기서, 상기 힌지축(512)은 스택매거진(510)의 변부와 일치하지 않고 대각선 방향으로 기울어진 방향으로 배치되어, 스택매거진(510)이 일측 모서리 방향(예를 들어, 상기 두 측면 가이드부(514)가 서로 만나는 방향)으로 기울어지도록 구성되도록 되어 있다.

상기 두 측면 가이드부(514)는 적재면(513)에 안착되는 간지(I) 및 웨이퍼(W)의 2변부가 접촉하면서 간지(I) 및 웨이퍼(W)를 정렬하는 기능을 한다. 또한, 상기 두 측면 가이드부(514) 각각에는 후술하는 오프로딩픽커(600)의 그립퍼(610)가 웨이퍼 적층체(Ws)(도 9참조)를 파지할 수 있도록 개구부(515)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 스택매거진(510)은 압축코일스프링(555)과 같은 탄성부재에 의해 베이스(540)에 탄성적으로 지지된다. 상기 베이스(540)는 본체(1)에 고정된 부분으로, 일단부에는 스택매거진(510)의 수평 상태를 유지하기 위한 제1스톱퍼(541) 가 형성되고, 타단부에는 스택매거진(510)의 기울기를 제한하기 위한 제2스톱퍼(542)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 베이스(540)의 하부에는 스택매거진(510)을 상기 힌지축(512)을 중심으로 회전시킴과 더불어 스택매거진(510)에 적재된 웨이퍼 적층체(Ws)를 오프로딩픽커(600)가 픽업할 수 있는 위치로 상승시켜 주는 기능을 하는 공압실린더(550)가 설치된다. 상기 공압실린더(550)의 피스톤로드(551)에는 복수개의 리프트핀(552)이 수직하게 설치된다.

상기 리프트핀(552)은 스택매거진(510)의 하부면에 형성된 관통공(511)들을 통해 상승하여 스택매거진(510) 내의 웨이퍼 적층체(Ws)를 상승시킨다. 상기 리프트핀(552)들은 모두 동일한 길이로 형성될 수도 있지만, 상기 두 측면 가이드부(514)가 서로 만나는 모서리 부분과 인접하고 있는 리프트핀(552)의 길이가 다른 것들보다 약간 짧은 것이 더 바람직하다. 이는 리프트핀(552)들이 스택매거진(510) 내의 웨이퍼 적층체(Ws)를 상승시킬 때 웨이퍼 적층체(Ws)가 상기 두 측면 가이드부(514) 쪽으로 약간 기울어지면서 두 측면 가이드부(514)의 면에 접촉하여 안내됨으로써 웨이퍼 적층체(Ws)가 안정적으로 상승할 수 있도록 하기 위함이다.

또한, 상기 스택매거진(510)의 하부면에는 걸림편(554)이 구비되며, 상기 복수개의 리프트핀(552)의 상단부에는 상기 걸림편(554)에 걸려지는 작동핀(553)이 구비된다. 따라서, 상기 공압실린더(550)의 작동에 의해 리프트핀(552)이 하강하게 되면, 상기 작동핀(553)이 걸림편(554)에 걸려지면서 스택매거진(510)을 하측으로 회전시킨다. 그리고, 공압실린더(550)의 작동에 의해 리프트핀(552)이 상승하게 되 면, 작동핀(553)과 걸림편(554) 간의 걸림 결합이 해제되고, 압축코일스프링(555)의 작용에 의해 스택매거진(510)이 상측으로 회전하여 수평 상태로 복귀하게 된다.

상기 스택매거진(510)의 하부에는 상측으로 압축공기를 분사하는 2개의 에어노즐(571, 572)이 설치되며, 스택매거진(510)의 일측 모서리부분 상측에는 대각선 방향 하측으로 압축공기를 분사하는 에어블로워(573)가 설치된다. 상기 에어노즐(571, 572) 및 에어블로워(573)는 분류기(530)에 의해 스택매거진(510) 내측으로 웨이퍼(W)가 유입될 때 공기층을 형성하여 웨이퍼(W)의 충격을 완화시키고, 웨이퍼(W)가 원활하게 안내되어 정확한 위치에 정렬될 수 있도록 하는 기능을 한다.

또한, 상기 스택매거진(510)의 적재면(513)의 일측에는 분류기(530)에 의해 적재면(513)에 안착되는 웨이퍼(W)가 두 측면 가이드부(514)에 부딪히면서 외부로 튀어나가 정렬이 흐트러지는 것을 방지하기 위한 이탈방지블록(560)이 설치된다. 상기 이탈방지블록(560)에는 복수개의 에어분사홀(561)이 형성되어 상기 에어노즐((571, 572) 및 에어블로워(573)들과 함께 스택매거진(510) 내로 반입되는 웨이퍼(W)의 완충 및 정렬 기능을 보조할 수 있다.

한편, 상기 오프로딩픽커(600)는 상기 소팅부(500)(도 1참조)의 상부에 X축 방향으로 연장되게 설치된 X축 가이드프레임(620)에 선형운동장치에 의해 수평 이동하도록 구성된다. 그리고, 상기 오프로딩픽커(600)는 내,외측으로 이동하면서 웨이퍼 적층체를 파지하는 그립퍼(610)를 구비한다. 상기 그립퍼(610)의 바로 중앙부에는 제1간지스택커(720)에 적재된 간지를 픽업하는 제1간지픽커(750)가 설치되며, 오프로딩픽커(600)의 일측에 상기 제2간지스택커(720)에 적재된 간지를 픽업하는 제2간지픽커(760)가 설치된다.

상기 제2간지픽커(760)는 각각의 스택매거진(510)에 웨이퍼를 적재하기 전에 제2간지스택커(720)에서 간지를 진공 흡착하여 각각의 스택매거진(510) 내측에 공급하는 기능을 한다. 그리고, 제1간지픽커(750)는 스택매거진(510)에 웨이퍼를 적재하는 작업이 종료된 후, 제1간지스택커(710)에서 간지를 진공 흡착하여 각각의 스택매거진(510)에 적재된 웨이퍼 적층체 상에 간지를 공급한다.

도 12 내지 도 14는 스택매거진(510)의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로, 이 실시예의 스택매거진(510)은 스택매거진(510)의 일측 모서리부가 수평한 힌지축(512)을 중심으로 본체(1)에 대해 회전 가능하게 연결되고, 상기 힌지축(512)의 반대편에 스택매거진(510)을 회전시키기 위한 공압실린더(519)가 설치된 구조로 이루어진다.

한편, 상기 힌지축(512)의 전,후방에 스토퍼(미도시)를 마련하여, 상기 스택매거진(510)이 기울어진 경우에 기울어진 각도를 조정할 수 있도록 하고, 기울기가 해제된 경우에 스택매거진(510)이 수평을 맞출 수 있도록 할 수 있다.

전술한 것과 같이, 상기 스택매거진(510)은 오프로딩부(600)의 그립퍼(610)(도 8참조)와의 간섭을 피하기 위한 개구부(515)가 형성된 2개의 측면 가이드부(514)를 구비한다.

또한, 상기 스택매거진(510)의 내측에는 웨이퍼(W)가 적층되는 적재판(517)이 적재판 승강수단에 의해 상하로 이동 가능하게 설치된다. 이 실시예에서 상기 적재판 승강수단은, 상기 스택매거진(510)의 하측에 고정샤프트(595)에 의해 고정 되게 설치되는 모터(591)와, 상단이 상기 스택매거진(510)의 하부면에 회전 가능하게 연결되며 하단이 상기 모터(591)와 연결되어 상기 모터(591)에 의해 회전하는 볼스크류(592)와, 상단이 상기 적재판(517)의 하부에 결합되고 하단이 상기 볼스크류(592)의 너트부와 연결되어 볼스크류(592)의 회전에 의해 상하로 이동하는 리프트핀(593)으로 구성된다. 따라서, 상기 모터(591)에 의해 볼스크류(592)가 회전하게 되면, 리프트핀(593)이 상하로 이동하게 되고, 이에 따라 적재판(517)이 상하의 임의의 위치로 이동하면서 간지(I) 및 웨이퍼(W)를 전달받거나 웨이퍼 적층체(Ws)를 오프로딩픽커(600)(도 8참조)의 하측으로 이동시킨다.

이와 같이 구성된 스택매거진(510)은 웨이퍼(W)를 적층할 때에는 도 13에 도시된 것처럼 상기 공압실린더(519)에 의해 스택매거진(510)과 적재판(517)이 힌지축(512)을 중심으로 회전하여 일정 각도 기울어진 상태에서 적재판(517)이 일정 거리로 승강 운동하면서 웨이퍼(W)를 전달받아 적재하고, 웨이퍼(W)의 적재가 완료되면 도 12에 도시된 것과 같이 공압실린더(519)의 작동에 의해 스택매거진(510)과 적재판(517)의 수평이 이루어진 상태에서 모터(591) 및 볼스크류(592)의 작동에 의해 적재판(517)이 위로 상승하여 웨이퍼 적층체를 오프로딩픽커(600)의 하측으로 접근시킨다.

이 경우, 상기 적재판(517)은 웨이퍼를 전달받을 위치로 승강한 이후에 웨이퍼의 두께에 해당하는 높이만큼 하강하면서 웨이퍼를 적재하는 것이 바람직하다. 이는 웨이퍼(W)를 적절한 위치에서 전달받음으로써 적재과정에서 충격에 의해 발생할 수 있는 웨이퍼(W)의 손상을 방지하기 위함이다. 이를 위해, 레이저센서 등과 같은 센서(미도시)를 설치하여 상기 센서가 적재판(517)에 적재된 최상측 웨이퍼를 감지하도록 함으로써 웨이퍼가 일정한 높이차를 갖고서 적재되도록 할 수 있다.

상기 스택매거진(510)의 측면 가이드부(514)는 대상 웨이퍼의 크기 변화에 대응할 수 있도록 측방으로 수평 이동가능하게 구성될 수 있다. 즉, 검사 대상 웨이퍼의 종류 또는 크기가 달라질 경우, 도 14에 도시된 것과 같이 사용자가 수동으로 또는 공압실린더 등을 이용하여 측면 가이드부(514)를 측방으로 이동시켜 사용할 수 있다.

도 15는 본 발명에 따른 스택매거진(510)의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로, 이 실시예의 스택매거진(510) 역시 스택매거진(510) 내측에서 적재판(517)이 상하로 이동하면서 웨이퍼(W) 또는 간지(I)를 받고, 웨이퍼 적층체(Ws)를 오프로딩픽커(600)(도 8참조)의 하측 위치로 이동시키도록 구성된다.

그리고, 스택매거진(510)의 일 측면 가이드부(514)는 사각 플레이트 형태로 이루어지고, 다른 일 측면 가이드부(514a)는 원형 샤프트 형태로 이루어진다. 이와 같이 일 측면 가이드부(514a)가 원형 샤프트 형태로 이루어지게 되면, 스택매거진(510) 내측에 웨이퍼(W)가 적재되었을 때 웨이퍼(W)의 모서리부가 측면 가이드부(514, 514a) 사이로 인입되더라도 쉽게 빠져나올 수 있는 이점이 있다.

상기 적재판(517)의 각 변부에는 오프로딩픽커(600)의 그립퍼(610)(도 8참조)의 하단부와의 간섭을 방지하기 위한 도피홈(518)이 형성된다.

또한, 이 실시예의 스택매거진(510)은 하부면(513)의 일측에 가이드블록(565)이 고정되게 설치된 구조를 갖는다. 상기 가이드블록(565)의 상단부 내측면 이 경사지게 형성된다. 상기 가이드블록(565)은 적재판(517)이 가이드블록(565)의 상측에서 웨이퍼(W)를 받아서 내려올 때 적재판(517)의 외측으로 튀어나온 웨이퍼(W) 또는 간지(I)의 가장자리가 가이드블록(565)의 경사면에 접촉하면서 적재판(517) 내측으로 밀려서 정렬되도록 하고, 이로써 간지(I) 및 웨이퍼(W)가 적재판(517)에 정확하게 적층되도록 하는 기능을 하게 된다.

한편, 전술한 실시예에서는 스택매거진(510)이 일측 방향으로 회전하여 기울어진 상태에서 웨이퍼(W)를 전달받을 수 있도록 구성되었으나, 도 16과 도 17에 또 다른 실시예로 도시된 것과 같이, 스택매거진(510)은 본체(1)에 고정된 상태에서 스택매거진(510)의 하부면(513a) 상에 설치된 적재판(517)만 상하로 이동하면서 웨이퍼(W) 또는 간지(I)를 받거나 웨이퍼 적층체(Ws)를 오프로딩픽커(600)(도 8참조)의 하측 위치로 이동시키도록 구성될 수도 있다.

상기 스택매거진(510)의 두 측면 가이드부(514)는 사각 플레이트 형태로 이루어지며, 이 두 측면 가이드부(514)에 오프로딩픽커(600)의 그립퍼(610)(도 8참조)와의 간섭을 방지하는 개구부(515)가 형성된다. 그리고, 상기 적재판(517)의 각 변부에 오프로딩픽커(600)의 그립퍼(610)(도 8참조)의 하단부와의 간섭을 방지하기 위한 도피홈(518)이 형성됨은 전술한 실시예와 동일하다.

상기 적재판(517)은 본체(1)에 상하로 수직하게 연장되게 설치되며 상단부가 상기 적재판(517)의 중앙부와 결합되는 볼스크류(592)와, 상기 볼스큐류(592)를 회전시키는 모터(591)와, 상기 본체(1)에 대해 적재판(517)의 상하 이동을 안내하는 복수개의 리프트핀(593)으로 구성된 적재판 승강수단에 의해 상하로 이동한다.

상기 리프트핀(593)들 중 상기 측면 가이드부(514)와 인접한 쪽의 리프트핀(593)의 상단부는 다른 것들보다 높이가 낮게 위치하는 것이 바람직한데, 이는 전술한 것처럼 적재판(517)이 상기 측면 가이드부(514) 쪽으로 약간 기울어져 적재판(517)에 안착되는 웨이퍼(W)들이 측면 가이드부(514)에 확실하게 접할 수 있도록 하기 위함이다. 물론, 이와 다르게 리프트핀(593)들의 높이는 모두 동일하게 하고, 상기 적재판(517)의 두께를 조정하여 적재판(517)의 상부면이 측면 가이드부(514) 쪽으로 경사지게 할 수도 있을 것이다.

도 18과 도 19는 스택매거진(510)의 또 다른 실시예를 나타낸 것으로, 이 실시예의 스택매거진(510)은 스택매거진(510) 자체가 본체(1)에 대해 상하의 임의의 높이로 승강운동하면서 웨이퍼를 이동시킬 수 있도록 구성된다. 여기서, 상기 스택매거진(510)을 승강 운동시키기 위한 승강수단은, 본체(1)에 상하로 수직하게 연장되게 설치되며 상단부가 상기 적재면(513)의 하부면 중앙부와 결합되는 볼스크류(582)와, 상기 볼스큐류(582)를 회전시키는 모터(581)와, 상기 본체(1)에 대해 스택매거진(510)의 상하 이동을 안내하는 복수개의 리프트핀(583)으로 구성된다.

상기 리프트핀(583)들 중 상기 측면 가이드부(514)와 인접한 쪽의 리프트핀(583)의 상단부는 다른 것들보다 높이가 낮게 위치하는데, 이는 적재면(513)이 상기 측면 가이드부(514) 쪽으로 소정의 각도(α)만큼 기울어져 적재면(513)에 안착되는 웨이퍼(W)들이 측면 가이드부(514)에 확실하게 접할 수 있도록 하기 위함이다. 물론, 이 실시예에서는 리프트핀(583)들의 높이를 다르게 하여 적재면(513)이 측면 가이드부(514) 쪽으로 기울어지도록 하였으나, 이와 다르게 적재면(513) 자체 의 두께를 조정하여 적재면(513)이 측면 가이드부(514) 쪽으로 경사지게 할 수도 있을 것이다.

한편, 도 20 내지 도 22는 소팅부(500)에 구성되는 소팅측 컨베이어(520)와 분류기(530)의 실시예를 나타낸 도면들이다.

이 실시예에서 소팅측 컨베이어(520)는 복수개의 풀리(522)와 상기 풀리(522)에 감겨져 회동하는 복수개의 컨베이어 벨트(521)와, 상기 풀리(522)를 회동시키는 컨베이어 구동모터(523)로 구성된다

상기 분류기(530)는 상기 소팅측 컨베이어(520)를 가로질러 Y축 방향으로 연장되게 설치된 마운트플레이트(531)와, 상기 마운트플레이트(531)에 Y축 방향으로 왕복 회전 가능하게 설치된 복수개의 회전축(532)과, 상기 각각의 회전축(532)에 고정되어 회전축(532)과 함께 회전하는 복수개의 풀리(534) 및 합성수지 재질의 방향전환롤러(533)와, 상기 양측의 풀리(534)에 감겨진 컨베이어 벨트(535)와, 상기 각각의 회전축(532)들의 일단부에 형성된 구동풀리(536)와 이 구동풀리(536)에 감겨진 동력전달벨트(537) 및, 상기 동력전달벨트(537)에 회전력을 전달하여 구동풀리(536)들을 회전시킴으로써 상기 방향전환롤러(533)와 상기 동력전달벨트(535)를 회전시키는 소팅용 모터(538)를 포함하여 구성된다.

상기 마운트플레이트(531)는 본체(1)에 승강 운동 가능하게 설치된 승강플레이트(539a) 상에 설치되며, 상기 승강플레이트(539a)는 공압실린더(539b)에 의해 승강샤프트(539c)를 따라 상하로 일정 거리 이동 가능하게 설치된다. 그리고, 마운트플레이트(531)의 상부에는 상기 마운트플레이트(531)의 상승 이동시 상기 소팅측 컨베이어(520)의 컨베이어 벨트(521)와의 간섭을 방지하기 위한 복수개의 도피홈(531a)들이 오목하게 형성된다.

상기와 같이 구성된 분류기(530)는 초기에 도 21에 도시된 것과 같이 마운트플레이트(531)가 상승되지 않은 상태로, 방향전환롤러(533)의 외주면이 소팅측 컨베이어(520)의 컨베이어 벨트(521)의 하측에 위치하여 컨베이어 벨트(521)에 의해 이송되는 웨이퍼(W)와 접촉하지 않는다.

그러나, 상기 소팅측 컨베이어(520)를 따라 이동하는 웨이퍼(W)가 스택매거진(510) 중 지정된 어느 하나를 통과하게 되면, 도 22에 도시된 것처럼 해당 스택매거진(510)의 일측에 위치된 분류기(530)의 마운트플레이트(531)가 공압실린더(539b)의 작동에 의해 위로 상승하게 되고, 방향전환롤러(533)가 소팅측 컨베이어(520) 상의 웨이퍼(W)를 들어 올리게 된다. 이와 동시에 소팅용 모터(538)가 어느 일방향으로 작동하여 방향전환롤러(533) 및 컨베이어 벨트(535)가 좌측 또는 우측 방향으로 회전하게 되고, 이에 따라 방향전환롤러(533) 상의 웨이퍼(W)가 어느 일측의 컨베이어 벨트(534)로 전달된 다음 해당 스택매거진(510)으로 반송된다. 이 때, 상기 도피홈(531a) 내측으로 소팅측 컨베이어(520)의 컨베이어 벨트(521)가 삽입되므로 마운트플레이트(531)와 소팅측 컨베이어(520) 간의 간섭 현상없이 소팅측 컨베이어(520)를 따라 이동하는 웨이퍼(W)를 양측의 스택매거진(510)으로 선택적으로 반송할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 분류기(530)는 하나의 마운트플레이트(531)가 상하로 이동하고, 하나의 소팅용 모터(538)에 의해 상기 소팅측 컨베이어(520)를 따라 이동하던 웨이퍼(W)가 소팅부(500) 양측의 지정된 스택매거진(510)에 선택적으로 적재된다. 따라서, 분류기(530)의 구성 및 작동이 매우 단순화되고, 크기가 콤팩트하게 이루어질 수 있는 이점이 있다.

도 23과 도 24는 분류기(530)의 다른 실시예를 나타낸 것으로, 이 실시예의 분류기(530)는 마운트플레이트(531)의 양단에 위치하는 풀리(534)의 높이 가변이 가능하도록 구성되며, 동력전달벨트(537)가 양단의 풀리(534)의 회전축(532)에 구비된 구동풀리(536)를 제외한 나머지 구동풀리(536)들에만 연결된 점에 전술한 첫번째 실시예와 차이가 있다.

상기 마운트플레이트(531)의 양단에는 상기 양단 풀리(534)의 회전축(532)이 삽입되는 장공형의 높이조정공(531a)이 형성되어 있으며, 이 높이조정공(531a)에는 양단 풀리(534)의 회전축(532)을 지지하는 축지지부(531b)가 볼트 체결된다.

이와 같이 구성된 분류기(530)는 도 23에 도시된 것과 같이 모든 풀리(534)의 높이를 동일하게 하여 웨이퍼(W)가 스택매거진(510)(도 1참조) 쪽으로 수평하게 반송되도록 할 수도 있으며, 도 24에 도시된 것과 같이, 양단 풀리(534)들의 한 쪽을 아래로 내려 웨이퍼(W)가 한 쪽으로 기울어지면서 스택매거진(510)(도 1참조) 내측으로 반송되도록 할 수도 있을 것이다. 이와 같이 양단 풀리(534)들의 한 쪽이 아래쪽으로 내려가도록 하기 위해서는 일측편 마운트플레이트(531)의 축지지부(531b)를 해제하여 높이조정공(531a)의 최하단으로 이동시킨 후 다시 축지지부(531b)를 체결하여 양단 풀리(534)의 회전축(532)이 기울어지도록 하면 된다.

도 24에 도시된 것과 같이 양단 풀리(534)를 한 쪽으로 기울여 웨이퍼(W)를 스택매거진(510)(도 1참조) 내측으로 기울여서 반송하게 되면, 스택매거진(510)이 기울어진 상태로 웨이퍼(W)를 공급받을 때 스택매거진(510)의 기울어진 각도와 웨이퍼(W)의 반송 각도가 대체로 일치하게 되므로 웨이퍼(W)가 스택매거진(510)에 면접촉하거나 선접촉하면서 안착되어 손상이 방지되는 이점을 얻을 수 있다.

도 25와 도 26은 제1,2간지스택커(710, 720)의 구조를 나타낸 것으로, 이 제1,2간지스택커(710, 720)는 간지(I)가 적층되어 있는 승강판(711)을 구비하며, 상기 승강판(711)은 볼스크류(712) 및 모터(미도시)와 같은 승강수단에 의해 상하로 이동이 가능하게 구성된다.

상기 승강판(711)은 제1,2간지픽커(750, 760)가 간지(I)를 흡착한 상태에서 아래로 하강함으로써 제1,2간지픽커(750, 760)에 2장의 간지(I)가 흡착되는 것을 방지하는 작용을 하게 된다. 즉, 제1,2간지픽커(750, 760)가 제1,2간지스택커(710, 720)에서 간지를 흡착할 때 제1,2간지픽커(750, 760)가 바로 상승하게 되면 흡착된 간지의 바로 아래쪽 간지가 부착되는 경우가 발생하게 되는데, 도 25와 도 26에 도시된 것과 같이 제1,2간지픽커(750, 760)가 최상측의 간지를 진공 흡착한 상태에서 승강판(711)이 하강하게 되면 제1,2간지스택커(710 720) 내의 하강기류에 의해 2장의 간지가 흡착되지 않고 최상층 간지만 흡착되고 나머지 간지는 떨어지게 된다.

이하 본 발명에 따른 웨이퍼 검사장치의 작동에 대해 설명한다.

먼저, 웨이퍼 검사장치의 작동이 개시되면, 상기 제2간지픽커(760)가 제2간지스택커(720)에서 간지를 진공 흡착하여 각각의 스택매거진(510)의 적재면(513)에 공급한다.

외부의 반송장치에 의해 복수개(이 실시예에서 2개)의 카세트(C)가 본체(1) 외측에서 대기하고 있는 카세트 로딩테이블(110) 상에 Y축 방향으로 안착되면, 도 4와 도 5에 도시된 것과 같이 카세트 로딩테이블(110)의 클램프(115)가 카세트(C)들을 고정하고, 회동블록(130)이 90도 회전하여 카세트(C)들의 방향(orientation)을 X축 방향으로 전환시킨다.

이어서, 수평이동블록(120)이 X축 방향으로 이동하여 카세트 로딩테이블(110)이 본체(1) 내측으로 이동하여 로딩부(200)(도 1참조)의 버퍼부(210)(도 1참조)의 일측에서 정지한다. 그리고, 도 6에 도시된 것과 같이, 승강블록(140)이 일정 거리 상승하여 카세트 로딩테이블(110)을 들어 올린 상태에서, 테이블회동유닛, 즉 Z축모터(151)와 볼스크류(152), 너트부(153), 링크바아(154)의 작동에 의해 카세트 로딩테이블(110)이 힌지축(113)을 중심으로 90도로 상향 회전하여 카세트(C)들을 버퍼부(210)의 상면에 직립 상태로 안착시킨다.

이어서, 상기 클램프(115)가 벌어지면서 카세트(C)의 고정이 해제되고, 카세트 로딩테이블(110)은 상기 테이블회동유닛에 의해 90도로 하향 회전하여 수평 상태로 복귀하고, 다시 본체(1) 외측으로 수평 이동하여 다음 카세트(C)를 받을 준비를 한다.

다시 도 1에 도시된 것과 같이, 상기 버퍼부(210) 상에 카세트(C)가 안착되면, 버퍼부(210)가 Y축 방향으로 수평 이동하여 카세트(C)들을 웨이퍼 인출유닛(220)과 인접한 방향으로 이동시킨다. 그리고, 엘리베이터(230)가 Y축 가이드프레임(231)을 따라 버퍼부(210)로 수평 이동하여, 상,하부 클램프(236, 238)(도 2참 조)로 카세트(C)를 홀딩한 후, 웨이퍼 인출유닛(220)과 대응하는 위치로 카세트(C)를 반송한다.

이어서, 도 2와 도 3에 도시된 것과 같이, 상기 엘리베이터(230)가 카세트(C)를 한 피치씩 하강시켜 최하층의 웨이퍼(W)가 웨이퍼 인출유닛(220)의 컨베이어 벨트(221)와 접하도록 하면, 웨이퍼(W)가 컨베이어 벨트(221)에 의해 카세트 외부로 인출된 다음, 웨이퍼 반송 컨베이어(400) 상으로 반송된다.

상기 웨이퍼 반송 컨베이어(400) 상으로 이송된 웨이퍼(W)는 제1비전검사유닛(310)의 하측에서 정지하고, 제1비전검사유닛(310)의 비전카메라(미도시)에 의해 촬영되어 웨이퍼의 기하적 형태 등이 검사된다.

검사가 완료되면, 웨이퍼 반송 컨베이어(400)가 동작하여 웨이퍼(W)를 제2비전검사유닛(330)의 하측으로 이동시키고, 웨이퍼의 미세 균열(micro-crack) 등을 검사한다. 제2비전검사유닛(330)에 의한 검사가 종료되면, 웨이퍼 반송 컨베이어(400)가 웨이퍼(W)를 레이저 검사유닛(350)의 하측으로 이송한다. 상기 레이저 검사유닛(350)은 복수개의 레이저센서(미도시)를 LM가이드(360)를 따라 수평 왕복 이동시키면서 하측의 웨이퍼(W)를 레이저 스캔하여 웨이퍼의 두께와 평탄도 등을 검사한다.

레이저 검사유닛(350)에 의한 검사가 완료되면, 웨이퍼 반송 컨베이어(400)가 동작하여 소팅부(500)의 소팅측 컨베이어(520) 상으로 전달되고, 웨이퍼(W)는 소팅측 컨베이어(520)에 의해 X축 방향으로 이동한다.

상기 소팅부(500)에서는 상기 검사부(300)에서의 검사 결과에 따라 상기 소 팅측 컨베이어(520)에 의해 반송되는 웨이퍼(W)를 지정된 스택매거진(510)으로 이송하여 차례로 적재시킨다. 즉, 소팅측 컨베이어(520)에 의해 웨이퍼(W)가 이송되는 도중 웨이퍼(W)가 검사 결과에 따라 지정된 스택매거진(510)과 대응하는 위치에 오게 되면, 분류기(530)의 마운트플레이트(531)(도 18 내지 도 20 참조)가 상승하여 방향전환롤러(533)가 소팅측 컨베이어(520)의 컨베이어 벨트(521)(도 18 내지 도 20 참조)의 상의 웨이퍼(W)를 들어올린 다음 양측의 지정된 스택매거진(510)으로 반송한다. 이 때, 도 7에 도시된 것과 같이, 공압실린더(550)의 피스톤로드(551)가 수축하여 리프트핀(552)을 하강시킴으로써 리프트핀(552)의 작동핀(553)이 스택매거진(510)의 걸림편(554)에 걸려지도록 하고, 이로써 스택매거진(510)이 힌지축(512)을 중심으로 회전하여 일정 각도로 기울어진 상태가 되도록 한다. 따라서, 상기 분류기(530)에 의해 스택매거진(510) 내측으로 반송되는 웨이퍼(W)는 기울어진 스택매거진(510)의 두 측면 가이드부(514)를 기준으로 정렬되면서 적재된다.

상기 분류기(530)에 의해 스택매거진(510) 내측으로 인입되는 웨이퍼(W)는 에어노즐((571, 572) 및 에어블로워(573)와 이탈방지블록(560)의 에어분사홀(561)을 통해 분사되는 압축공기에 의해 스택매거진(510)의 적재면(513)에 부드럽게 안착되면서 파손이 최소화된다.

상술한 것과 같은 과정을 연속 반복적으로 수행하여 소팅부(500)의 스택매거진(510)에 웨이퍼(W)를 적재하는 작업이 완료되면, 도 9에 도시된 것과 같이, 공압실린더(550)의 피스톤로드(551)가 상승하여 리프트핀(552)과 걸림편(554) 간의 걸 림 상태가 해제되고, 압축코일스프링(555)의 탄성력에 의해 스택매거진(510)이 상향 회전하여 스택매거진(510)이 수평 상태로 된다. 이 때, 스택매거진(510)의 일측 단부가 제1스톱퍼(541)에 의해 회전이 제한되면서 수평을 유지하게 된다.

이어서, 도 10에 도시된 것과 같이, 공압실린더(550)의 피스톤로드(551)가 더 위로 상승하여 리프트핀(552)들이 스택매거진(510)의 관통공(511) 상측을 통해 웨이퍼 적층체(Ws)를 들어올려 상측에서 대기하고 있는 오프로딩픽커(600)의 바로 하측에 접근시킨다. 이 때, 웨이퍼 적층체(Ws)는 스택매거진(510)의 두 측면 가이드부(514)에 의해 안내되면서 무너지지 않고 안정적으로 상향 이동하게 된다.

그 후, 도 11에 도시된 것과 같이 오프로딩픽커(600)의 그립퍼(610)가 내측 방향으로 수평 이동하여 웨이퍼 적층체(Ws)를 파지함과 동시에 제1간지픽커(750)의 진공이 해제되면서 간지(I)가 웨이퍼 적층체(Ws)의 최상면에 공급된다.

상술한 것과 같이 소팅부(500)에서 검사가 완료된 웨이퍼 적층체(Ws)를 픽업한 오프로딩픽커(600)는 X축 가이드프레임(620)을 따라 이동하여 웨이퍼 적층체(Ws)를 외부장비(PM)로 공급한다.

이와 같이 본 발명의 웨이퍼 검사장치는 검사 대상 웨이퍼가 수납된 카세트들이 카세트 로딩유닛(100)에 의해 본체(1) 내부로 공급된 다음, 로딩부(200)에 직립 상태로 제공된다. 그리고, 로딩부(200)의 카세트(C)에서 인출된 웨이퍼(W)가 인라인 상으로 배치된 웨이퍼 반송 컨베이어(400)와 소팅측 컨베이어(520)에 의해 연속적으로 반송되면서 검사가 이루어지고, 검사 결과 별로 스택매거진(510)에 검사된 후, 오프로딩픽커(600)에 의해 본체(1) 외측의 외부장비(PM)로 자동 반송된다. 따라서, 웨이퍼 검사장치의 본체(1) 내로 카세트를 공급하는 작업에서부터 검사가 완료된 웨이퍼를 외부장비로 반송하는 작업까지 전공정이 자동으로 이루어지므로, 검사 작업이 신속하고 효율적으로 이루어질 수 있으며, 다른 웨이퍼 처리 장치와 연계하여 자동화 시스템을 구축할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼 검사장치의 일 실시예의 구성을 개략적으로 나타낸 평면도

도 2와 도 3은 도 1의 웨이퍼 검사장치의 로딩부의 구성의 일부를 나타낸 요부 단면도

도 4 내지 도 6은 도 1의 웨이퍼 검사장치의 카세트 로딩유닛의 구성 및 작동을 설명하는 요부 단면도

도 7 내지 도 11은 도 1의 웨이퍼 검사장치의 소팅부 및 오프로딩픽커의 일 실시예의 구성 및 작동을 설명하는 요부 단면도

도 12 내지 도 14는 웨이퍼 검사장치의 소팅부에 구성되는 스택매거진의 다른 실시예를 나타낸 요부 단면도

도 15는 웨이퍼 검사장치의 소팅부에 구성되는 스택매거진의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도

도 16과 도 17은 웨이퍼 검사장치의 소팅부에 구성되는 스택매거진의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도 및 요부 단면도

도 18 및 도 19는 웨이퍼 검사장치의 소팅부에 구성되는 스택매거진의 또 다른 실시예를 나타낸 사시도 및 요부 단면도

도 20은 웨이퍼 검사장치의 소팅부에 구성되는 분류기의 일 실시예를 나타낸 평면도

도 21과 도 22는 도 20의 분류기의 종단면도

도 23과 도 24는 웨이퍼 검사장치의 소팅부에 구성되는 분류기의 다른 실시예를 나타낸 종단면도

도 25와 도 26은 웨이퍼 검사장치의 제1,2간지스택커의 구성 및 작동을 나타낸 요부 단면도

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 본체 100 : 카세트 로딩유닛

110 : 카세트 로딩테이블 200 : 로딩부

210 : 버퍼부 220 : 웨이퍼 인출유닛

230 : 엘리베이터 300 : 검사부

310 : 제1비전검사유닛 320 : 제2비전검사유닛

330 : 레이저검사유닛 400 : 웨이퍼 반송 컨베이어

500 : 소팅부 510 : 스택매거진

520 : 소팅측 컨베이어 530 : 분류기

552 : 리프트핀 600 : 오프로딩픽커

610 : 그립퍼 620 : X축 가이드프레임

710, 720 : 제1,2간지스택커 750, 760 : 제1,2간지픽커

PM : 외부장비 W : 웨이퍼

Ws : 웨이퍼 적층체 I : 간지

Claims

본체와;

본체의 일측에 수평 이동 가능하게 설치되어, 외부에서 반송된 웨이퍼 수납 카세트를 본체 내로 반송하는 카세트 로딩유닛과;

상기 카세트 로딩유닛에 의해 반송된 카세트에서 검사 대상 웨이퍼를 인출하여 공급하는 로딩부와;

상기 로딩부에서 인출된 웨이퍼를 반송하는 웨이퍼 반송유닛과;

상기 웨이퍼 반송유닛에 의해 반송되는 웨이퍼를 검사하는 검사부와;

상기 검사부에서 검사가 완료된 웨이퍼를 검사 결과에 따라 분류하여 지정된 스택매거진들에 적재하는 소팅부와;

상기 소팅부의 각 스택매거진에 적재된 웨이퍼 적층체를 픽업하여 지정된 위치로 반송하는 오프로딩픽커를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사장치.
제1항에 있어서, 상기 로딩부는,

상기 카세트 로딩유닛에 의해 전달되는 카세트를 전달받아 대기시키는 버퍼부와;

상기 버퍼부에서 반송된 카세트에서 웨이퍼를 1장씩 외부로 인출하여 웨이퍼 반송유닛 상으로 반송하는 웨이퍼 인출유닛과;

상기 버퍼부와 웨이퍼 인출유닛의 일측 사이에 수평 및 상하 이동이 가능하게 설치되어, 상기 버퍼부의 카세트를 웨이퍼 인출유닛의 일측으로 반송하고, 상기 웨이퍼 인출유닛의 일측에서 카세트를 일정 거리씩 승강시키면서 웨이퍼를 인출이 가능한 위치로 순차적으로 이동시키는 엘리베이터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사장치.
제1항에 있어서, 상기 카세트 로딩유닛은, 수평축을 중심으로 90도 회전 가능하게 구성된 카세트 로딩테이블을 구비하여, 상기 카세트 로딩테이블에 수평 상태로 안착된 카세트를 직립 상태로 전환하여 상기 로딩부로 전달하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 카세트 로딩유닛은 본체의 외부에서 카세트를 전달받아 본체 내부의 로딩부로 반송하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사장치.
제1항에 있어서, 상기 웨이퍼 반송유닛은, 상기 로딩부에서부터 검사부를 통과하여 상기 소팅부의 일측까지 연장되게 설치된 컨베이어로 이루어진 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사장치.
제1항에 있어서, 상기 검사부는, 상기 웨이퍼 반송유닛 상에 설치되어 웨이 퍼 반송유닛에 의해 반송되는 웨이퍼를 촬영하여 검사를 수행하는 비전카메라와, 웨이퍼 반송유닛의 다른 상측에 수평 이동 가능하게 설치되어 웨이퍼 면을 레이저 스캔하여 설정된 검사를 수행하는 레이저검사기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사장치.
제1항에 있어서, 상기 소팅부의 각 스택매거진에 적재되는 웨이퍼 적층체에 공급될 간지(interleaf)들이 적재된 간지스택커와, 상기 간지스택커에서 간지를 진공 흡착하여 각각의 스택커로 반송하는 간지픽커를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사장치.
제7항에 있어서, 상기 간지픽커는 상기 오프로딩픽커의 일측에 일체로 구성되어, 오프로딩픽커와 함께 이동하면서 간지를 반송하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사장치.
제1항에 있어서, 상기 본체의 일측부 외부에 설치되며, 상기 오프로딩픽커에 의해 반송되는 웨이퍼 적층체를 전달받아 포장을 하는 웨이퍼 포장기를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사장치.
제1항에 있어서, 상기 소팅부는 1열 또는 복수열로 일정 간격으로 배열되어 검사가 완료된 웨이퍼를 검사 결과에 따라 분류하여 적재하는 복수개의 스택매거진 과, 상기 스택매거진의 일측 또는 양측을 통과하도록 설치되어 상기 웨이퍼 반송유닛에 의해 반송된 웨이퍼를 전달받아 반송하는 컨베이어와, 상기 각각의 스택매거진의 일측에 설치되어 상기 컨베이어에 의해 반송되는 웨이퍼의 진행 방향을 가변시켜 웨이퍼를 검사 결과별로 지정된 스택매거진으로 선택적으로 반송하는 분류기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사장치.
제10항에 있어서, 상기 스택매거진은, 회전수단에 의해 수평한 힌지축을 중심으로 일정 각도 회전 가능하게 설치되어 수평 상태 및 경사진 상태로 선택적으로 전환하면서 상기 분류기로부터 반송되는 웨이퍼를 전달받아 적재하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사장치.
제11항에 있어서, 상기 회전수단은 상기 스택매거진의 하부에 형성된 걸림편과, 승강수단에 의해 상하로 승강 운동하는 승강샤프트와, 상기 승강샤프트의 상단에 형성되어 상기 걸림편에 걸려져 결합되는 작동핀과, 상기 스택매거진의 하부를 탄성적으로 지지하는 탄성부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사장치.
제11항에 있어서, 상기 회전수단은 상기 스택매거진의 하부에 결합되어 피스톤로드의 신축 운동에 의해 스택매거진을 아래쪽으로 당기거나 위로 밀어서 회전시키는 공압실린더인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사장치.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 스택매거진은, 웨이퍼가 안착되면서 적재되는 적재면과, 상기 적재면의 서로 인접한 두 변부에 수직하게 형성되어 상기 적재면에 안착되는 웨이퍼가 접촉하면서 정렬되는 적어도 2개의 측면 가이드부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사장치.
제14항에 있어서, 상기 측면 가이드부에는 오프로딩픽커가 웨이퍼 적층체를 홀딩할 때 오프로딩픽커와의 간섭을 방지하기 위한 개구부가 개방되게 형성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사장치.
제15항에 있어서, 상기 적재면의 각 변부에 상기 오프로딩픽커가 웨이퍼 적층체를 홀딩할 때 오프로딩픽커와의 간섭을 방지하기 위한 도피홈이 형성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사장치.
제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 소팅부는, 각각의 스택매거진에 적재된 웨이퍼 적층체를 상하로 승강시키는 웨이퍼 승강유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사장치.
제17항에 있어서, 상기 웨이퍼 승강유닛은, 상기 스택매거진 하부면에 관통되게 형성되는 관통공을 통해 승강하면서 웨이퍼 적층체를 승강시키는 복수개의 리 프트핀과, 상기 리프트핀을 승강시키는 리프트핀 승강수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사장치.
제18항에 있어서, 상기 리프트핀들의 상단부 간에 높이차가 존재하여, 리프트핀에 의해 상승하는 웨이퍼 적층체가 스택매거진의 측면부 쪽으로 기울어져 스택매거진의 측면부에 지지되면서 상승하도록 된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사장치.
제17항에 있어서, 상기 웨이퍼 승강유닛은, 상기 스택매거진에 상하로 이동 가능하게 설치되며 그 위에 웨이퍼들이 순차적으로 안착되는 적재판과, 스택매거진의 하부면을 통해 상기 적재판과 결합되어 적재판을 승강시키는 리프트핀과, 상기 리프트핀을 상하로 승강 운동시키는 리프트핀 승강수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사장치.
제20항에 있어서, 상기 적재판의 각 변부에는 오프로딩픽커가 웨이퍼 적층체를 홀딩할 때 오프로딩픽커와의 간섭을 방지하기 위한 도피홈이 오목하게 형성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사장치.
제20항에 있어서, 상기 적재판의 상부면은 일측으로 경사지게 형성되어 적재판 상에 적층된 웨이퍼가 스택매거진의 일측으로 기울어져 스택매거진의 측면부에 지지되면서 승강하도록 된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사장치.
제20항에 있어서, 상기 스택매거진의 일측부에 상단부 내측면에 경사면이 형성된 가이드블록이 수직하게 설치되어, 상기 적재판이 가이드블록의 상측에서 웨이퍼를 받아서 하강할 때 적재판의 일측부 외측으로 튀어나온 웨이퍼의 일측 가장자리가 상기 경사면에 접촉하면서 적재판 내측으로 밀려 정렬되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사장치.
제10항에 있어서, 상기 스택매거진은 승강수단에 의해 본체에 대해 임의의 높이로 승강 운동 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사장치.
제10항에 있어서, 상기 스택매거진의 일측에 상측에서 하측으로 압축공기를 분사하도록 설치되어, 상기 분류기에 의해 반송되는 웨이퍼가 스택매거진의 정위치로 안착되도록 유도하는 에어블로워를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사장치.
제10항 또는 제25항에 있어서, 상기 스택매거진의 하부면에 상측으로 압축공기를 분사하도록 설치되어, 상기 분류기에 의해 반송되는 웨이퍼가 스택매거진에 부드럽게 안착되도록 유도하는 에어노즐을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사장치.