KR101442792B1 - Method for Inspecting Sapphire Wafer - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사파이어 웨이퍼 검사 방법에 관한 것이고, 구체적으로 레이저 장치로부터 사파이어 웨이퍼에 광을 조사시켜 스캔 카메라로 영상을 획득하여 사파이어 웨이퍼의 표면의 스크래치, 미립자 또는 균열과 같은 표면 불량 여부의 검사가 가능하도록 하는 사파이어 웨이퍼 검사 방법에 관한 것이다. 검사 방법은 이송 과정에서 광학 카메라 및 조명 장치에 의하여 사파이어 웨이퍼의 후면의 영상이 얻어지는 단계; X, Y 및 Z-축을 따라 이동 가능한 회전 검사 유닛에 사파이어 웨이퍼를 장착시키는 단계; 빔의 폭 및 입사각의 조절이 가능한 레이저를 사이파이 웨이퍼의 표면에 입사시키는 단계; 집광각의 조절이 가능한 광학 카메라에서 사파이어 웨이퍼의 표면으로부터 반사된 빛으로부터 영상 신호를 취득하는 단계; 입사각 또는 빔의 폭을 조절하여 얻어진 영상의 해상도를 조절하는 단계; 및 회전 검사 유닛을 정해진 각도만큼 회전시키는 단계를 포함한다. Specifically, the present invention relates to a sapphire wafer inspection method, and more particularly, to a sapphire wafer irradiated with light from a laser device to acquire an image with a scan camera, thereby enabling inspection of surface defects such as scratches, fine particles, The present invention relates to a sapphire wafer inspection method. The inspection method includes the steps of obtaining an image of the rear surface of the sapphire wafer by the optical camera and the illumination device during the transfer process; Mounting a sapphire wafer on a rotation inspection unit movable along the X, Y, and Z-axes; Introducing a laser capable of adjusting a width and an incident angle of a beam onto a surface of a sieve wafer; Acquiring an image signal from light reflected from a surface of a sapphire wafer in an optical camera capable of adjusting a collective angle; Adjusting the resolution of the image obtained by adjusting the incident angle or the width of the beam; And rotating the rotation inspection unit by a predetermined angle.

Description

사파이어 웨이퍼의 검사 방법{Method for Inspecting Sapphire Wafer}Method for Inspecting Sapphire Wafer}

본 발명은 사파이어 웨이퍼 검사 방법에 관한 것이고, 구체적으로 레이저 장치로부터 사파이어 웨이퍼에 광을 조사시켜 스캔 카메라로 영상을 획득하여 사파이어 웨이퍼의 표면의 스크래치, 미립자 또는 균열과 같은 표면 불량 여부의 검사가 가능하도록 하는 사파이어 웨이퍼 검사 방법에 관한 것이다. Specifically, the present invention relates to a sapphire wafer inspection method, and more particularly, to a sapphire wafer irradiated with light from a laser device to acquire an image with a scan camera, thereby enabling inspection of surface defects such as scratches, fine particles, The present invention relates to a sapphire wafer inspection method.

사파이어 웨이퍼는 발광 다이오드(LED)의 제조에 사용되는 원천 소재로 질화물 또는 화합물 반도체의 증착 기판으로 사용된다. 사파이어는 단결정으로 성장되는 구조 결정의 방향이 결정되고 결정 방향에 따라 A-평면, C-평면 그리고 R-평면으로 추출되어 용도에 따라 기판이 사용된다. C-평면 웨이퍼가 가장 일반적이며 주로 청색과 백색 엘이디 그리고 레이저 다이오드에 적용되고, 일정한 유전 상수와 절연 특성이 요구되는 하이브리드 마이크로전자 분야의 경우 A-평면 웨이퍼가 이용되고 그리고 마이크로전자 분야에서 실리콘 적층을 위하여 R-평면 웨이퍼가 이용될 수 있다. 주로 4 인치 및 6 인치 크기의 웨이퍼가 양산되고 있다.The sapphire wafer is a source material used for manufacturing a light emitting diode (LED) and is used as a substrate for depositing a nitride or a compound semiconductor. Sapphire is determined by the direction of the crystal structure grown by a single crystal and is extracted into the A-plane, C-plane and R-plane according to the crystal direction, and the substrate is used according to the application. C-plane wafers are the most common and mainly applied to blue and white LEDs and laser diodes, and in the hybrid microelectronics field where constant dielectric constant and isolation characteristics are required, A-plane wafers are used and silicon micro- R-plane wafers may be used. Mainly 4 inch and 6 inch size wafers are mass-produced.

사파이어 웨이퍼의 특성은 엘이디에 영향을 미치게 되므로 품질 검사가 필수적으로 요구된다. 품질 검사는 사파이어 웨이퍼 전체에 대하여 이루어지는 전수 검사가 되어야 하고 이를 위하여 자동 검사가 이루어지는 것이 유리하다. 그러나 개발된 사파이어 웨이퍼의 자동 검사를 위한 장치는 정밀한 검사가 어렵고 사파이어 기판 전체에 대한 검사가 어렵다는 문제점을 가지고 있다. 다른 한편으로 현재 자동 검사에 적용되고 있는 검사 방법은 검사를 위하여 많은 시간이 요구된다는 단점을 가진다. Since the characteristics of sapphire wafers affect the LED, quality inspection is indispensable. The quality inspection must be a full inspection of the entire sapphire wafer and it is advantageous to perform automatic inspection for this. However, the apparatus for automatic inspection of the developed sapphire wafers has a problem that it is difficult to perform precise inspection and it is difficult to inspect the entire sapphire substrate. On the other hand, the inspection method applied to the automatic inspection at present has a disadvantage that a lot of time is required for the inspection.

본 발명은 선행기술이 가진 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems of the prior art and has the following objectives.

본 발명의 목적은 사파이어 웨이퍼의 불량 여부를 레이저 및 광학 카메라를 이용하여 빠른 시간에 자동으로 검사할 수 있도록 하는 사파이어 웨이퍼 검사 방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a sapphire wafer inspection method capable of automatically checking whether a sapphire wafer is defective or not by using a laser and an optical camera in a short time.

본 발명의 다른 목적은 광학 조명 장치 및 레이저 장치를 이용하여 전면 검사 및 후면 검사가 동시에 이루어질 수 있도록 하는 사파이어 웨이퍼 검사 방법을 제공하는 것이다. It is another object of the present invention to provide a sapphire wafer inspection method capable of simultaneously performing a front inspection and a rear inspection using an optical illumination device and a laser device.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 사파이어 웨이퍼의 검사 방법은 이송 과정에서 광학 카메라 및 조명 장치에 의하여 사파이어 웨이퍼의 후면의 영상이 얻어지는 단계; X, Y 및 Z-축을 따라 이동 가능한 회전 검사 유닛에 사파이어 웨이퍼를 장착시키는 단계; 빔의 폭 및 입사각의 조절이 가능한 레이저를 사이파이 웨이퍼의 표면에 입사시키는 단계; 집광각의 조절이 가능한 광학 카메라에서 사파이어 웨이퍼의 표면으로부터 반사된 빛으로부터 영상 신호를 취득하는 단계; 입사각 또는 빔의 폭을 조절하여 얻어진 영상의 해상도를 조절하는 단계; 및 회전 검사 유닛을 정해진 각도만큼 회전시키는 단계를 포함한다. According to a preferred embodiment of the present invention, a method for inspecting a sapphire wafer includes the steps of: obtaining an image of a rear surface of a sapphire wafer by an optical camera and a lighting device during a transfer process; Mounting a sapphire wafer on a rotation inspection unit movable along the X, Y, and Z-axes; Introducing a laser capable of adjusting a width and an incident angle of a beam onto a surface of a sieve wafer; Acquiring an image signal from light reflected from a surface of a sapphire wafer in an optical camera capable of adjusting a collective angle; Adjusting the resolution of the image obtained by adjusting the incident angle or the width of the beam; And rotating the rotation inspection unit by a predetermined angle.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 입사각 또는 빔의 폭을 조절하여 얻어진 영상의 해상도를 조절하는 단계는 변위 센서를 이용하여 X, Y 또는 Z-축을 따라 정해진 거리만큼 이동시키는 단계를 더 포함한다. According to another preferred embodiment of the present invention, the step of adjusting the resolution of the image obtained by adjusting the angle of incidence or the width of the beam further comprises the step of moving by a predetermined distance along the X, Y or Z-axis using the displacement sensor .

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 검사는 암실에서 이루어진다. According to another preferred embodiment of the present invention, the inspection is performed in a dark room.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 레이저 빔의 폭은 3~20 ㎛가 된다. According to another preferred embodiment of the present invention, the width of the laser beam is 3 to 20 占 퐉.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 검사는 진공 상태에서 이루어진다. According to another preferred embodiment of the present invention, the inspection is performed in a vacuum state.

본 발명에 따른 검사 방법은 자동으로 사파이어 웨이퍼에 발생할 수 있는 스크래치, 가장자리 흠집, 이물질의 부착 또는 균열과 같은 모든 불량의 검사가 자동으로 이루어질 수 있도록 한다는 이점을 가진다. 또한 본 발명에 따른 검사 방법은 검사 과정에서 전면과 후면의 검사가 동시에 이루어질 수 있도록 하는 것에 의하여 사파이어 웨이퍼의 검사에 따른 효율성이 향상되도록 한다는 이점을 가진다. The inspection method according to the present invention has an advantage that automatic inspection of all defects such as scratches, edge scratches, adhesion of foreign substances or cracks that may occur in the sapphire wafer can be automatically performed. In addition, the inspection method according to the present invention has an advantage in that the inspection efficiency of the sapphire wafer can be improved by simultaneously performing front and back inspection in the inspection process.

도 1a는 본 발명에 따른 사파이어 웨이퍼의 검사 방법에 따른 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 1b는 후면 검사 과정에서 나타나는 불량의 패턴을 도시한 것이다.
도 1c는 본 발명에 따른 사파이어 웨이퍼의 검사 방법의 실시 예를 도시한 것이다.
도 1d는 전면 검사 과정에서 나타나는 불량의 패턴을 도시한 것이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 검사 방법에 적용될 수 있는 전면 검사 모듈, 레이저 모듈 및 광학 카메라의 모듈의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 사파이어 검사 방법에 적용될 수 있는 이송 트레이 및 후면 검사 장치의 실시 예를 도시한 것이다. FIG. 1A schematically shows a process according to an inspection method of a sapphire wafer according to the present invention.
FIG. 1B shows a pattern of defects that appear in the rear inspection process.
1C shows an embodiment of a method for inspecting a sapphire wafer according to the present invention.
FIG. 1D shows a pattern of defects that appear during a front inspection process.
FIGS. 2A and 2B illustrate an embodiment of a front inspection module, a laser module, and an optical camera module that can be applied to the inspection method according to the present invention.
FIG. 3 shows an embodiment of a transfer tray and a backside inspection apparatus applicable to the sapphire inspection method according to the present invention.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings, but the present invention is not limited thereto.

본 발명에 따른 검사 방법은 이송 과정에서 광학 카메라 및 조명 장치에 의하여 사파이어 웨이퍼의 후면의 영상이 얻어지는 단계; X, Y 및 Z-축을 따라 이동 가능한 회전 모듈에 사파이어 웨이퍼를 장착시키는 단계; 빔의 폭 및 입사각의 조절이 가능한 레이저를 사이파이 웨이퍼의 표면에 입사시키는 단계; 집광각의 조절이 가능한 광학 카메라에서 사파이어 웨이퍼의 표면으로 반사된 빛을 이용하여 영상 신호를 취득하는 단계; 입사각 또는 빔의 폭을 조절하여 얻어진 영상의 해상도를 조절하는 단계; 및 회전 검사 유닛을 정해진 각도만큼 회전시키는 단계를 포함한다. An inspection method according to the present invention includes the steps of: obtaining an image of a rear surface of a sapphire wafer by an optical camera and an illumination device during a transfer process; Mounting a sapphire wafer on a rotation module movable along the X, Y, and Z-axes; Introducing a laser capable of adjusting a width and an incident angle of a beam onto a surface of a sieve wafer; Acquiring an image signal using light reflected on a surface of a sapphire wafer in an optical camera capable of adjusting a focusing angle; Adjusting the resolution of the image obtained by adjusting the incident angle or the width of the beam; And rotating the rotation inspection unit by a predetermined angle.

본 발명에 따른 검사 방법은 2인치, 4인치 또는 6인치 규격의 사파이어 웨이퍼에 적용될 수 있지만 이에 제한되지 않고 임의의 사파이어 웨이퍼에 적용될 수 있다. 본 발명에 따른 검사 방법은 발광 다이오드를 비롯한 모든 산업용 사파이어 웨이퍼의 검사에 적용될 수 있다. The inspection method according to the present invention can be applied to sapphire wafers of 2 inch, 4 inch or 6 inch size, but is not limited thereto and can be applied to any sapphire wafer. The inspection method according to the present invention can be applied to inspection of all industrial sapphire wafers including light emitting diodes.

도 1a는 본 발명에 따른 사파이어 웨이퍼의 검사 방법에 따른 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
FIG. 1A schematically shows a process according to an inspection method of a sapphire wafer according to the present invention.

도 1a를 참조하면, 본 발명에 따른 검사 방법은 다수 개의 사파이어가 적재된 카트리지로부터 하나의 사파이어 웨이퍼를 이송 경로를 따라 이송시키는 단계(P11), 이송 경로에서 사파이어 웨이퍼의 후면 검사를 하는 단계(P12), 후면 검사가 된 사파이어 웨이퍼를 전면 검사를 위한 회전 모듈에 장착을 시키는 단계(P13), 사파이어 웨이퍼의 전면 검사를 위하여 레이저 빔의 파장을 선택하고 빔이 폭을 조절하는 단계(P14), 레이저 빔의 입사각을 조절하는 단계(P15), 광학 카메라로부터 사파이어 웨이퍼의 영상을 얻는 단계(P16), 사파이어 웨이퍼의 변위를 조절하는 단계(P17), 사파이어 웨이퍼가 장착된 회전 모듈을 회전시키면서 검사를 진행시키는 단계(18) 및 검사 과정에서 얻어진 영상을 컴퓨터를 통하여 해석하여 불량 여부를 판단하는 단계(P19)로 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 1A, the inspection method according to the present invention includes a step P11 of transferring a single sapphire wafer from a cartridge in which a plurality of sapphires are loaded along a transfer path, a step S12 of inspecting a back surface of a sapphire wafer in a transfer path (P13) a step of mounting a sapphire wafer subjected to a back inspection on a rotation module for a front inspection (P13), a step of selecting a wavelength of a laser beam and controlling a width of the laser beam for inspection of a front surface of the sapphire wafer A step P15 of adjusting the incident angle of the beam, a step P16 of obtaining an image of the sapphire wafer from the optical camera, a step P17 of adjusting the displacement of the sapphire wafer, a step of rotating the rotation module on which the sapphire wafer is mounted (Step 18) and a step of interpreting the image obtained in the inspection process through a computer to determine whether the image is defective (step P19) have.

검사대상이 되는 다수 개의 사파이어 웨이퍼는 카트리지와 같은 장치에 적재될 수 있고 로봇 암을 이용하여 이송 트레이에 하나씩 로딩이 될 수 있다. 그리고 이송 트레이는 정해진 경로를 따라 이동하게 된다(P11). 사파이어 웨이퍼가 이송되는 과정에서 후면 검사가 이루어질 수 있다(P12). 후면 검사는 예를 들어 사파이어 웨이퍼의 후면에 존재할 수 있는 흑점, 백점 또는 얼룩과 같은 것의 존재 여부를 확인하기 위한 것으로 라인 스캔 카메라와 할로겐 광원에 의하여 이루어질 수 있다. 구체적으로 이송 경로에 광원 및 라인 스캔 카메라가 설치되고 사파이어 웨이퍼가 이송이 되는 과정에서 광원으로부터 빛이 사파이어 웨이퍼의 후면에 조사될 수 있다. 조사된 빛에 의하여 라인 스캔 카메라에서 사파이어 웨이퍼의 영상이 얻어질 수 있다. 영상은 컴퓨터와 같은 장치로 전송이 되어 크기에 따라 불량 여부가 판정될 수 있다. 후면 검사 과정에서 나타날 수 있는 불량 패턴이 도 1b에 도시되어 있다. 도 1b의 (가)는 얼룩 또는 물결 형태의 흠결을 나타낸 것이고, 도 1b의 (나)는 흑점 패턴을 나타낸 것이고 그리고 도 1b의 (다)는 백점 패턴을 나타낸 것이다. 광원 및 라인 스캔 카메라는 사파이어 웨이퍼의 이송 경로를 따라 다수 개가 설치될 수 있다. A plurality of sapphire wafers to be inspected can be loaded in a device such as a cartridge and can be loaded one by one into a transfer tray using a robot arm. Then, the transfer tray is moved along a predetermined path (P11). The backside inspection can be performed during the transfer of the sapphire wafer (P12). The backside inspection can be performed by, for example, a line scan camera and a halogen light source to check for the presence of black spots, white spots or stains, which may exist on the back side of a sapphire wafer, for example. Specifically, a light source and a line scan camera are installed in the transfer path, and light from the light source can be irradiated to the back surface of the sapphire wafer in the process of transferring the sapphire wafer. An image of the sapphire wafer in the line scan camera can be obtained by irradiated light. The image is transferred to a device such as a computer, and a defect may be determined depending on the size. A poor pattern that may appear in the back inspection process is shown in Figure 1B. Fig. 1 (b) shows a black spot pattern, and Fig. 1 (b) shows a white spot pattern. A plurality of light sources and line scan cameras may be installed along the transport path of the sapphire wafer.

후면 검사가 완료된 사파이어 웨이퍼는 전면 검사를 위한 회전 모듈에 장착될 수 있다(P13). 회전 모듈에서 레이저 빔과 광학 카메라에 의하여 사파이어 웨이퍼의 전면 검사가 이루어질 수 있다. The sapphire wafer with the backside inspection completed can be mounted on a rotating module for front inspection (P13). A front inspection of the sapphire wafer can be performed by the laser beam and the optical camera in the rotation module.

도 1c는 회전 모듈에서 사파이어 웨이퍼의 전면 검사가 이루어지는 구조가 개념적으로 도시되어 있다. 도 1c를 참조하면, 사파이어 웨이퍼(W)는 모터(M)에 의하여 회전이 될 수 있는 회전 모듈에 위치될 수 있다. 모터(M)는 예를 들어 DD 모터(Direct Drive motor)와 같은 것이 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. FIG. 1C conceptually shows a structure in which a front inspection of a sapphire wafer is performed in a rotation module. Referring to FIG. 1C, the sapphire wafer W may be located in a rotation module that can be rotated by a motor M. The motor M may be, for example, but not limited to, a DD motor (Direct Drive motor).

전면 검사를 위하여 레이저 장치(L)로부터 사파이어 웨이퍼의 표면 위로 레이저 빔이 조사될 수 있고 광학 카메라(C) 장치에 의하여 영상이 얻어질 수 있다. 그리고 사파이어 웨이퍼(W)의 이동을 측정하기 위한 변위 센서(S)가 설치될 수 있다. 제시된 장치는 예시적인 것으로 다양한 검사를 위한 구조가 본 발명에 따른 검사 방법에 적용이 될 수 있다. A laser beam can be irradiated onto the surface of the sapphire wafer from the laser device L for front inspection and an image can be obtained by the optical camera C device. And a displacement sensor S for measuring the movement of the sapphire wafer W may be provided. The apparatus shown is illustrative and a structure for various examinations can be applied to the inspection method according to the present invention.

전면 검사를 위하여 레이저 빔의 파장이 선택될 수 있다. 본 발명에 따른 검사 방법은 명확한 영상을 얻는 것에 기초하고 그리고 영상은 레이저 빔의 파장, 입사각 또는 초점의 크기에 의하여 결정될 수 있다. 다른 한편으로 영상은 주변 조건에 의하여 결정될 수 있다. 본 발명에 따르면 바람직하게 후면 검사 및 전면 검사는 암실에서 이루어질 수 있고 특히 전면 검사는 암실에서 이루어지는 것이 유리하다. 추가로 본 발명에 따른 검사는 진공 조건에서 이루어지는 것이 유리하다. 진공이란 일반적으로 이 분야에서 진공으로 인지되는 충분히 낮은 압력을 의미한다. The wavelength of the laser beam can be selected for the frontal inspection. The inspection method according to the present invention is based on obtaining a clear image and the image can be determined by the wavelength of the laser beam, the incident angle, or the magnitude of the focus. On the other hand the video can be determined by the surrounding conditions. According to the present invention, preferably, the back inspection and the front inspection are performed in the dark room, and in particular, the front inspection is preferably performed in the dark room. In addition, the test according to the invention is advantageously carried out under vacuum conditions. Vacuum generally means a sufficiently low pressure in this field to be recognized as a vacuum.

사파이어 웨이퍼가 회전 모듈에 장착이 되면 레이저 빔의 파장과 빔의 폭이 결정될 수 있다(P14). 예를 들어 레이저 빔의 파장은 100~2000 ㎚에서 선택될 수 있고 그리고 레이저 빔의 폭은 50~300 ㎛가 되도록 선택될 수 있다. 레이저 빔의 폭은 사파이어 웨이퍼의 표면에서 초점의 크기를 의미한다. 레이저 빔의 파장 및 폭이 결정되면 레이저 빔의 경사각이 조절될 수 있다(P15). 레이저 빔의 경사각은 사파이어 웨이퍼의 중심을 기준으로 결정될 수 있다. 사파이어 웨이퍼의 중심을 기준으로 레이저 빔의 입사각을 조절하면서 실시간으로 영상이 얻어지고(P16) 영상에 기초하여 적절한 빔의 경사각이 결정될 수 있다. 빔의 경사각 조절 과정에서 위에서 설명된 변위 센서가 사용될 수 있다(P17). 회전 모듈은 X, Y 및 Z-축을 따라 이동될 수 있고 변위 센서를 이용하여 이동 거리에 따른 영상 변화가 측정될 수 있다. 이와 같은 레이저 빔의 파장, 빔의 폭 또는 빔의 입사각을 조절하는 것에 의하여 영상의 해상도가 조절될 수 있다. 영상의 해상도는 실시간을 통하여 조절될 수 있고 최적의 영상 해상도가 얻어지면 레이저 검사가 이루어질 수 있다. When the sapphire wafer is mounted on the rotating module, the wavelength of the laser beam and the width of the beam can be determined (P14). For example, the wavelength of the laser beam may be selected from 100 to 2000 nm, and the width of the laser beam may be selected from 50 to 300 탆. The width of the laser beam means the magnitude of focus at the surface of the sapphire wafer. When the wavelength and width of the laser beam are determined, the inclination angle of the laser beam can be adjusted (P15). The inclination angle of the laser beam can be determined based on the center of the sapphire wafer. An image can be obtained in real time while adjusting the incident angle of the laser beam with respect to the center of the sapphire wafer (P16), and an appropriate beam inclination angle can be determined based on the image. In the process of adjusting the inclination angle of the beam, the displacement sensor described above can be used (P17). The rotation module can be moved along the X, Y and Z-axes, and the image change according to the movement distance can be measured using the displacement sensor. The resolution of the image can be adjusted by adjusting the wavelength of the laser beam, the width of the beam, or the incident angle of the beam. The resolution of the image can be adjusted in real time and the laser inspection can be done if the optimal image resolution is obtained.

레이저 빔의 파장, 빔의 폭 및 경사각이 결정되면 회전 모듈이 좌우로 이동이 되면서 영상이 얻어질 수 있다. When the wavelength of the laser beam, the width of the beam, and the inclination angle are determined, the image can be obtained while the rotation module moves to the left and right.

레이저 빔의 조사 조건이 결정되면 사파이어 웨이퍼의 검사가 진행될 수 있다. 사파이어 웨이퍼의 전면 검사는 흠결이 방향성을 가질 수 있으므로 다양한 방향으로 이루어질 필요가 있다. 도 1c의 (나)에 도시된 것처럼, 사파이어 웨이퍼 전면 검사는 4개의 방향에서 이루어질 수 있다. 제1 방향(D1)에서 영상이 얻어지고 그리고 회전모듈이 A로 표시된 방향을 따라 회전되어 각각의 위치에서 라인 스캔의 방법으로 제2, 3 및 4 방향(D2, D3, D4)에 대한 영상이 얻어질 수 있다. 각각의 방향(D1, D2, D3, D4)에서 광학 카메라를 이용하여 얻어진 영상은 컴퓨터로 전송이 되어 디스플레이가 될 수 있다. 검사는 라인 스캔 방식으로 이루어질 수 있고 예를 들어 각각의 위치에서 회전 모듈이 전후로 이동되는 방식으로 검사가 이루어질 수 있다. 영상은 실시간으로 전송이 되고 이에 따라 검사가 실시간으로 진행될 수 있다. 대안으로 불량 여부의 판단이 프로그램에 따라 진행될 수 있다. When the irradiation condition of the laser beam is determined, the inspection of the sapphire wafer can proceed. Inspection of the entire surface of the sapphire wafer needs to be performed in various directions since the defect may have directionality. As shown in FIG. 1 (b), the sapphire wafer front inspection can be performed in four directions. An image is obtained in the first direction D1 and the rotation module is rotated along the direction indicated by A so that images for the second, third and fourth directions D2, D3 and D4 are obtained by the method of line scanning at each position Can be obtained. The images obtained by using the optical camera in the respective directions (D1, D2, D3, D4) can be transferred to a computer and displayed. The inspection can be done in a line scan fashion, for example in the manner that the rotary module is moved back and forth at each position. The image is transmitted in real time and accordingly the inspection can proceed in real time. Alternatively, the judgment as to whether or not a defect has occurred may be carried out according to the program.

본 발명에 따른 검사 방법에서 나타날 수 있는 불량 패턴이 도 1d에 제시된다. A bad pattern that may appear in the inspection method according to the present invention is shown in FIG.

도 1d의 사진은 위쪽으로부터 사파이어 웨이퍼에 생긴 불량의 형태 및 영상을 나타낸 것으로 위쪽 모서리 스크래치, 측면 모서리 스크래치, 스크래치 에지-칩 및 스크래치 입자를 각각 나타낸 것이다. The picture of FIG. 1d shows the shape and image of the defect on the sapphire wafer from above, showing upper corner scratches, side corner scratches, scratch edge-chips and scratch particles, respectively.

검사는 전체적으로 자동으로 이루어질 수 있고 밀폐된 암실에서 그리고 진공 조건에서 진행될 수 있다. 검사에 대한 제어는 외부에서 제어 장치를 통하여 이루어지고 필요에 따라 내부에 적외선 카메라가 설치되어 내부 진행 상황이 외부에서 또는 스크린을 통하여 관측될 수 있다. The inspection can be done entirely automatically and can be carried out in a closed dark room and under vacuum conditions. The control of the inspection is performed through a control device from the outside, and if necessary, an infrared camera is installed in the inside so that the internal progress can be observed from outside or through the screen.

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 검사 방법에 적용될 수 있는 전면 검사 모듈, 레이저 모듈 및 광학 카메라의 모듈의 실시 예를 도시한 것이다. FIGS. 2A and 2B illustrate an embodiment of a front inspection module, a laser module, and an optical camera module that can be applied to the inspection method according to the present invention.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 전면 검사 모듈(11)에 검사 대상이 되는 사파이어 웨이퍼(W)가 고정될 수 있고 사파이어 웨이퍼(W)의 표면에 레이저 광의 조사가 가능한 위치에 레이저 모듈(13)이 설치될 수 있다. 그리고 사파이어 웨이퍼(W)의 표면으로부터 반사된 빛이 집광될 수 있는 위치에 전면 카메라 모듈(14)이 설치될 수 있다. 2A and 2B, a sapphire wafer W to be inspected can be fixed to a front inspection module 11 and a laser module 13 can be mounted on a surface of the sapphire wafer W where laser light can be irradiated. Can be installed. The front camera module 14 may be installed at a position where light reflected from the surface of the sapphire wafer W can be condensed.

전면 검사 모듈(11)은 좌우 또는 전후로 이동이 가능하도록 이동 레일에 결합될 수 있는 이동판(111), 이동판(111)에 상하로 이동이 가능하면서 내부에 진공이 형성될 수 있는 공간 또는 진공 형성을 위한 장치가 수용될 수 있는 고정 몸체(112) 및 사파이어 웨이퍼(W)가 고정되는 진공 유닛(113)을 포함할 수 있다. 고정 몸체(112)는 속이 빈 원통 형상이 될 수 있고 위쪽 표면에 트레이 형상의 진공 유닛(113)이 설치될 수 있다. 사파이어 웨이퍼(W)는 진공 유닛(113)의 표면에 뒤쪽 면이 접하도록 위치될 수 있다. 도 2b에 도시된 것처럼, 진공 유닛(113)은 화살표로 표시된 방향 또는 반대 방향으로 회전될 수 있고 회전각은 임의로 조절될 수 있다. 진공 유닛(113)의 회전은 고정 몸체(112)의 회전 또는 진공 유닛(113) 자체의 회전에 의하여 가능하도록 만들어질 수 있다. 다른 한편으로 고정 몸체(112)는 상하 이동이 가능하도록 만들어질 수 있다. 이와 같은 전면 카메라 모듈(14)이 예를 들어 베이스 또는 이동판과 같은 기준 면에 대하여 높이 조절이 가능하도록 만드는 것은 사파이어 웨이퍼의 표면에 존재하는 다양한 형태의 흠결에 대한 선명한 영상을 얻기 위한 것이다. 그리고 진공 유닛(113)이 회전 가능하도록 만드는 것은 위에서 설명이 된 것처럼 다양한 각도에 따른 사파이어 웨이퍼(W)의 표면 영상을 얻을 필요가 있기 때문이다. The front inspection module 11 includes a moving plate 111 which can be coupled to the moving rail so as to be movable left or right or back and forth, a space in which a vacuum can be formed inside the moving plate 111, And a vacuum unit 113 to which the sapphire wafer W is fixed. The fixed body 112 may have a hollow cylindrical shape and a tray-shaped vacuum unit 113 may be provided on the upper surface. The sapphire wafer W may be positioned so that its back surface contacts the surface of the vacuum unit 113. [ As shown in FIG. 2B, the vacuum unit 113 can be rotated in the direction indicated by the arrow or in the opposite direction, and the rotation angle can be arbitrarily adjusted. The rotation of the vacuum unit 113 can be made possible by rotation of the fixed body 112 or rotation of the vacuum unit 113 itself. On the other hand, the fixed body 112 can be made movable up and down. Making the front camera module 14 adjustable in height, for example, on a reference surface such as a base or a moving plate, is for obtaining a clear image of various types of defects existing on the surface of the sapphire wafer. The reason for making the vacuum unit 113 rotatable is that it is necessary to obtain a surface image of the sapphire wafer W according to various angles as described above.

레이저 모듈(13)은 사파이어 웨이퍼(W)의 표면에 서로 다른 각으로 레이저 광을 조사할 수 있도록 설치될 수 있다. 그리고 전면 카메라 모듈(14)은 사파이어 웨이퍼(W)로부터 반사되는 광을 다양한 각도에서 수집하여 다양한 각도에서 영상을 획득할 수 있도록 설치될 수 있다. 달리 말하면 레이저 모듈(13)은 상하 또는 좌우로 이동되면서 이와 동시에 사파이어 웨이퍼(W)에 대하여 다양한 입사각을 가지는 레이저 광을 조사할 수 있도록 설치될 수 있다. 그리고 전면 카메라 모듈(14)은 상하 좌우로 이동되면서 이와 동시에 사파이어 웨이퍼(W)로부터 반사되는 레이저 광을 다양한 각에서 수집할 수 있도록 설치될 수 있다. The laser module 13 may be installed on the surface of the sapphire wafer W so as to irradiate laser light at different angles. The front camera module 14 may be installed to acquire images from various angles by collecting light reflected from the sapphire wafer W at various angles. In other words, the laser module 13 can be installed so as to irradiate laser light having various incident angles to the sapphire wafer W while being moved vertically or horizontally. The front camera module 14 may be installed so as to collect laser light reflected from the sapphire wafer W at various angles while moving vertically and horizontally.

레이저 모듈(13)과 전면 카메라 모듈(14)은 각각 고정 포스트(P), 고정 포스트(P)의 상하로 이동이 가능하도록 설치되는 높이 조절 부재(21a, 21b), 고정 포스트(P)에 대하여 회전이 가능하도록 설치되는 경사 조절 부재(22a, 22b) 및 경사 조절 부재(22a, 22b)의 회전을 제어하는 회전 장치(23a, 23b)를 포함할 수 있다. The laser module 13 and the front camera module 14 are fixed to the fixing posts P and the height adjusting members 21a and 21b installed to move up and down the fixing posts P, The inclination adjusting members 22a and 22b and the rotation devices 23a and 23b for controlling the rotation of the inclination adjusting members 22a and 22b.

고정 포스트(P)는 위에서 설명된 조건을 충족하기에 적절한 위치에 설치될 수 있고 높이 조절 부재(21a, 21b)는 상하 이동이 가능하도록 설치될 수 있다. 고정 포스트(P)는 베이스에 고정되거나 다른 적절한 프레임에 고정될 수 있다. The fixing post P may be installed at a position suitable for meeting the above-described condition, and the height adjusting members 21a and 21b may be installed so as to be movable up and down. The fixing post P can be fixed to the base or fixed to another suitable frame.

높이 조절 부재(21a, 21b)는 고정 포스트(P)에 대하여 수직이 되는 방향으로 또는 베이스의 평면과 평행한 방향으로 연장되는 막대 형상을 가질 수 있다. 높이 조절 부재(21a, 21b)는 포스트(P)를 따라서 상하로 이동이 가능하도록 설치되면서 이와 동시에 레이저 장치(L) 또는 카메라 장치(C)가 좌우로 이동될 수 있도록 설치될 수 있다. 도 2a 및 도 2b에 도시된 것처럼 높이 조절 부재(21a, 21b)의 길이 방향을 따라 고정 돌기를 형성하는 것에 의하여 이동된 위치에서 레이저 모듈(13) 또는 카메라 모듈(14)이 정해진 위치에 고정될 수 있다. The height adjusting members 21a and 21b may have a bar shape extending in a direction perpendicular to the fixing post P or in a direction parallel to the plane of the base. The height adjusting members 21a and 21b may be installed so as to be movable up and down along the post P and at the same time the laser apparatus L or the camera apparatus C may be installed so as to be moved to the left and right. The laser module 13 or the camera module 14 is fixed at a predetermined position in the moved position by forming fixing protrusions along the longitudinal direction of the height adjusting members 21a and 21b as shown in Figs. 2A and 2B .

높이 조절 부재(21a, 21b)에 수직이 되는 방향으로 연장되는 경사 조절 부재(22a, 22b)가 회전 장치(23a, 23b)에 고정될 수 있다. 그리고 레이저 장치(L) 및 카메라 장치(C)는 경사 조절 부재(22a, 22b)에 결합될 수 있다. 회전 장치(23a, 23b)에서 경사 조절 부재(22a, 22b)의 회전이 제어될 수 있고 이에 따라 레이저 장치(L) 및 카메라 장치(C)의 방향이 조절될 수 있다. The inclination adjusting members 22a and 22b extending in the direction perpendicular to the height adjusting members 21a and 21b can be fixed to the rotating devices 23a and 23b. The laser device L and the camera device C may be coupled to the inclination adjusting members 22a and 22b. The rotation of the inclination adjusting members 22a and 22b in the rotating devices 23a and 23b can be controlled and thus the direction of the laser device L and the camera device C can be adjusted.

레이저 장치(L)에서 조사되는 레이저 광(LT)은 사파이어 웨이퍼(W)의 전면에 입사하여 반사되고 반사 광(LR)은 카메라 장치(C)로 유입될 수 있다. 레이저 광(LT) 및 반사 광(LR)의 각은 회전 장치(23a, 23b)의 제어에 따른 경사 조절 부재(22a, 22b)의 회전에 의하여 조절될 수 있다. The laser light LT irradiated from the laser device L may be incident on the front surface of the sapphire wafer W and may be reflected and the reflected light LR may enter the camera device C. The angle of the laser light LT and the reflected light LR can be adjusted by the rotation of the inclination adjusting members 22a and 22b under the control of the rotating devices 23a and 23b.

경사 조절 부재(22a, 22b)가 연장되는 반대 방향으로 높이 고정 장치(211a, 211b)가 연장될 수 있고 높이 고정 장치(211a, 211b)에 의하여 높이 조절 부재(21a, 21b)가 포스트(P)의 정해진 높이에 고정될 수 있다. The height fixing devices 211a and 211b can be extended in the direction opposite to the direction in which the inclination adjusting members 22a and 22b extend and the height adjusting members 21a and 21b are fixed by the height fixing devices 211a and 211b to the post P, As shown in FIG.

반사된 레이저 광(LR)을 통하여 획득된 영상은 전송 커넥터(27)를 통하여 컴퓨터로 전송되어 사파이어 웨이퍼의 불량 여부가 검사될 수 있다. The image obtained through the reflected laser light LR is transmitted to the computer through the transmission connector 27 to check whether the sapphire wafer is defective or not.

다양한 구조를 가지는 높이 조절 및 경사 조절을 위한 장치가 검사 장치에 적용될 수 있다.An apparatus for height adjustment and tilt adjustment having various structures can be applied to the inspection apparatus.

아래에서 본 발명에 따른 검사 방법에 적용될 수 있는 이송 트레이에 대하여 설명된다. A description will be given below of a transfer tray that can be applied to the inspection method according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 사파이어 검사 방법에 적용될 수 있는 이송 트레이 및 후면 검사 장치의 실시 예를 도시한 것이다. FIG. 3 shows an embodiment of a transfer tray and a backside inspection apparatus applicable to the sapphire inspection method according to the present invention.

도 3을 참조하면, 이송 트레이(121)는 이송 몸체(34) 및 수용 홀(35)로 이루어질 수 있고 검사 경로를 따라 이동될 수 있다. 이송 몸체(34)는 예를 들어 LM 가이드와 같은 장치에 고정되어 이동될 수 있는 구조를 가질 수 있고 수용 홀(35)은 사파이어 웨이퍼가 적재될 수 있도록 원형의 형상을 가질 수 있다. Referring to FIG. 3, the transfer tray 121 may be composed of a transfer body 34 and a receiving hole 35, and may be moved along an inspection path. The transfer body 34 may have a structure that can be fixed and moved to an apparatus such as an LM guide, and the receiving hole 35 may have a circular shape so that the sapphire wafer can be loaded.

위에서 설명을 한 것처럼 사파이어 웨이퍼의 이동 과정에서 후면 검사가 이루어질 수 있고 이를 위하여 후면 조명(125) 및 광학 카메라(124)가 검사 경로에 설치될 수 있다. 후면 조명(125) 및 광학 카메라(124)는 검사 경로에 고정되는 U자형 고정 받침쇠(31)에 설치될 수 있다. 도 3에 도시된 것처럼, 후면 조명(125) 및 광학 카메라(124)는 각각 고정 받침쇠(31)에 높이 승강 장치(32) 및 경사 제어 장치(33)를 이용하여 결합될 수 있다. 높이 승강 장치(32)에 의하여 후면 조명(125)이 상하로 조절되어 정해진 위치에 고정될 수 있고 그리고 경사 제어 장치(33)에 의하여 후면 조명(125)의 조사 각이 조절될 수 있다. As described above, the backside inspection can be performed during the movement of the sapphire wafer, and the backlight 125 and the optical camera 124 can be installed in the inspection path. The backlight 125 and the optical camera 124 may be mounted on a U-shaped fixed base 31 fixed to the inspection path. 3, the backlight 125 and the optical camera 124 may be coupled to the fixed pedestal 31 by means of a height elevation device 32 and an inclination control device 33, respectively. The backlight 125 can be adjusted up and down by the elevation device 32 to be fixed at a predetermined position and the irradiation angle of the backlight 125 can be adjusted by the inclination control device 33. [

이송 트레이(121)에 사파이어 웨이퍼가 적재되면 정해진 검사 경로를 따라 이동될 수 있다. 검사 경로에 설치된 후명 조명(125)에서 조사된 광은 사파이어 웨이퍼의 후면에 입사되어 반사될 수 있다. 그리고 반사된 광은 광학 카메라(124)에서 수집되어 컴퓨터 장치로 전송되어 영상으로 만들어질 수 있다. 만약 검사 경로에서 사파이어 웨이퍼의 위치가 적절하지 않다면 이송 몸체(34)를 전후로 이동시켜 후면 조명(125)의 조사 위치를 조절할 수 있다. 검사 경로를 따라 다수 개의 광학 카메라(124) 또는 후면 조명(125)이 설치될 수 있다. When the sapphire wafer is loaded on the transfer tray 121, it can be moved along a predetermined inspection path. The light irradiated from the backlight unit 125 installed on the inspection path may be incident on the back surface of the sapphire wafer and reflected therefrom. The reflected light may then be collected at the optical camera 124 and transmitted to a computer device for imaging. If the position of the sapphire wafer in the inspection path is not proper, the irradiation position of the backlight 125 can be adjusted by moving the transfer body 34 back and forth. A plurality of optical cameras 124 or backlights 125 may be installed along the inspection path.

다양한 구조를 가지는 이송 트레이(121), 후면 조명(124) 및 광학 카메라(125)가 이송 및 후면 검사를 위하여 사용될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다. The transfer tray 121, the backlight 124, and the optical camera 125 having various structures can be used for the transfer and back inspection, and the present invention is not limited to the embodiments shown.

본 발명에 따른 검사 방법은 사파이어 웨이퍼에 발생할 수 있는 스크래치, 가장자리 흠집, 이물질의 부착 또는 균열과 같은 모든 불량의 검사가 자동으로 이루어질 수 있도록 한다는 이점을 가진다. The inspection method according to the present invention has an advantage that automatic inspection can be performed on all defects such as scratches, edge scratches, adhesion of foreign substances or cracks that may occur in the sapphire wafer.

위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention . The invention is not limited by these variations and modifications, but is limited only by the claims appended hereto.

S: 변위 센서
13: 레이저 모듈 14: 카메라 모듈
15: 외부 관찰 모듈
18: 분리 유닛
21a, 21b: 높이 조절 부재 22a, 22b: 경사 조절 부재
23a, 23b: 회전 장치 27: 전송 커넥터
31: 고정 받침쇠 32: 높이 승강 장치
33: 경사 제어 장치 34: 이송 몸체
35: 수용 홀
111: 이동 판 112: 고정 몸체
113: 진공 유닛
121: 이송 트레이 122: LM 가이드
123: 검사 경로 124: 후면 조명
125: 광학 카메라 211a, 211b: 높이 고정 장치
F: 고정 프레임 B: 베이스
M: 지지 부재 P: 포스트
C: 카메라 장치 L: 레이저 장치S: Displacement sensor
13: laser module 14: camera module
15: External observation module
18: Separation unit
21a, 21b: height adjusting members 22a, 22b:
23a, 23b: Rotating device 27: Transfer connector
31: Fixed pedestal 32: Height elevator
33: inclination control device 34: conveying body
35: receiving hole
111: moving plate 112: fixed body
113: Vacuum unit
121: Feed tray 122: LM guide
123: Inspection Path 124: Backlight
125: optical camera 211a, 211b: height fixing device
F: Fixed frame B: Base
M: Support member P: Post
C: camera device L: laser device

Claims (5)

이송 과정에서 광학 카메라 및 조명 장치에 의하여 사파이어 웨이퍼의 후면의 영상이 얻어지는 단계;
후면 영상이 얻어진 상기 사파이어 웨이퍼를 X, Y 및 Z-축을 따라 이동 가능한 회전 검사 유닛에 장착시키는 단계;
빔의 폭 및 입사각의 조절이 가능한 파장이 선택된 레이저를 사파이어 웨이퍼의 표면에 입사시키는 단계;
집광각의 조절이 가능한 광학 카메라에서 사파이어 웨이퍼의 표면으로부터 반사된 빛으로부터 영상 신호를 취득하는 단계;
입사각 또는 빔의 폭을 조절하여 얻어진 영상의 해상도를 조절하는 단계; 및
회전 검사 유닛을 정해진 각도만큼 회전시키는 단계를 포함하고,
상기 입사각 또는 빔의 폭을 조절하여 얻어진 영상의 해상도를 조절하는 단계는 변위 센서를 이용하여 X, Y 또는 Z-축을 따라 정해진 거리만큼 이동시키는 것을 특징으로 하는 사파이어 웨이퍼의 검사 방법. Obtaining an image of the rear surface of the sapphire wafer by the optical camera and the illumination device during the transferring step;
Mounting the sapphire wafer on which the back image is obtained to a rotation inspection unit movable along X, Y and Z-axes;
Causing a laser having a wavelength capable of adjusting a width and an incident angle of a beam to enter a surface of a sapphire wafer;
Acquiring an image signal from light reflected from a surface of a sapphire wafer in an optical camera capable of adjusting a collective angle;
Adjusting the resolution of the image obtained by adjusting the incident angle or the width of the beam; And
Rotating the rotation inspection unit by a predetermined angle,
Wherein the step of adjusting the resolution of the image obtained by adjusting the incident angle or the width of the beam is performed by a predetermined distance along the X, Y, or Z-axis using a displacement sensor. 삭제delete 청구항 1에 있어서, 검사는 암실에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 사파이어 웨이퍼의 검사 방법. The inspection method of a sapphire wafer according to claim 1, wherein the inspection is performed in a dark room. 청구항 1에 있어서, 레이저 빔의 폭은 3~20 ㎛가 되는 것을 특징으로 하는 사파이어 웨이퍼의 검사 방법. The inspection method of a sapphire wafer according to claim 1, wherein the width of the laser beam is 3 to 20 占 퐉. 청구항 1에 있어서, 검사는 진공 상태에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 사파이어 웨이퍼의 검사 방법.The inspection method of a sapphire wafer according to claim 1, wherein the inspection is performed in a vacuum state.
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