KR20120122567A - Apparatus for inspecting ingot and method for inspecting ingot having the same - Google Patents

Apparatus for inspecting ingot and method for inspecting ingot having the same Download PDF

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Abstract

PURPOSE: An ingot inspecting device and an ingot inspection method using the same are provided to photograph an ingot being processed as a semi-finished product shape through a squaring processing by a scanning method with a photographing device, thereby accurately inspecting a size of the ingot with respect to a sectional shape of the ingot. CONSTITUTION: An ingot inspecting device comprises a mount(100), a photographing device, a main beam, and a controller. An ingot is seated on the mount. The photographing device scans a surface outline of the ingot in one side of the mount. The main beam supports the photographing device and drives the same to a three-shaft direction mutually crossed. The controller obtains a size of the ingot by receiving scan images from the photographing device, thereby calculating a central shaft position of the ingot. The controller compares a preset reference size range and a reference central shaft position range, thereby determining an ingot processing state.

Description

잉곳 검사 장치 및 이를 이용한 잉곳 검사 방법{Apparatus for inspecting ingot and method for inspecting ingot having the same}Apparatus for inspecting ingot and method for inspecting ingot having the same}

본 발명은 잉곳 검사 장치 및 이를 이용한 잉곳 검사 방법에 관한 것이다. 특히, 스퀘어링 가공된 잉곳의 크기 및 중심축 위치를 정확하게 검사할 수 있는 잉곳 검사 장치 및 이를 이용한 잉곳 검사 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an ingot inspection apparatus and an ingot inspection method using the same. In particular, the present invention relates to an ingot inspection apparatus and an ingot inspection method using the same, which can accurately inspect the size and the central axis position of a squared ingot.

일반적으로, 실리콘 융액(融液)을 단결정으로 성장시킨 잉곳(ingot)은 웨이퍼 등과 같은 완성품의 제조를 위한 모재(母材)로 사용되며, 완성품의 제조를 용이하게 하도록 반제품(半製品) 형태로 가공된다.In general, an ingot in which silicon melt is grown into a single crystal is used as a base material for the manufacture of a finished product such as a wafer, and in the form of a semi-finished product to facilitate the manufacture of the finished product. Processed.

도 1은 반제품 형태로 가공되는 잉곳의 형상 변화를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 잉곳 성장 장치를 통해 성장되는 잉곳(10a)은 원기둥 형상(양단 부위 제외)으로 제조된다. 이후, 일정한 길이로 절단되는 잉곳 블록(10b)은 모따기(chamfering) 가공을 거쳐 사각 블록 형상으로 변형되고, 모서리 부위 및 표면에 대한 연마(grinding) 가공을 거쳐 반제품 형태의 잉곳(10)으로 가공 완료된다. (이하, 잉곳을 반제품 형태로 가공하기 위한 모따기 가공 및 연마 가공을 '스퀘어링(squaring) 가공'이라 한다.)1 is a view schematically showing a change in shape of an ingot processed into a semifinished product form. Referring to FIG. 1, the ingot 10a grown through the ingot growth apparatus is manufactured in a cylindrical shape (excluding both ends). Subsequently, the ingot block 10b cut to a certain length is transformed into a rectangular block shape through chamfering, and finished into a semi-finished ingot 10 through grinding on corners and surfaces. do. (Hereinafter, chamfering and polishing for ingots into semi-finished products are called 'squaring'.)

위와 같이 반제품 형태로 가공되는 잉곳(10)은 출고(出庫) 또는 잉곳(10)을 웨이퍼 두께로 자르는 후속 공정으로 이송 전에 가공 상태를 확인하는 검사 과정을 거치는데, 종래에는 잉곳 검사 장치로서 거리 측정기가 사용되었다. 그러나, 종래의 거리 측정기로는 잉곳(10)의 일측 단면에 대한 세로 폭 길이(h) 및 가로 폭 길이(w)를 측정하여 사각 블록 형상에 대한 기본적인 잉곳(10)의 크기는 검사할 수 있지만, 경사진 형태로 가공되는 잉곳(10)의 모서리 부위(Pa, Pb, Pc, Pd) 각각에 대한 경사 길이 및 경사각 등의 세부적인 크기를 측정하지 못하여 스퀘어링 가공된 잉곳(10)의 크기를 정확하게 검사하는데 한계가 있었다. (여기서, '잉곳의 크기'는 잉곳의 단면 형상에 대한 크기를 의미한다.) 또한, 종래의 잉곳 검사 장치 및 이를 이용한 잉곳의 검사 방법으로는 스퀘어링 가공 전, 후에 따른 잉곳(10)의 중심축(C) 위치가 변동되었는지 검사할 수 없어서 잉곳(10)의 가공 상태가 불량인지 정확하게 판단하기 어려운 문제점이 있었다.The ingot 10 processed in the form of a semi-finished product as described above undergoes an inspection process to check the processing state before transporting to a subsequent process of cutting out the ingot 10 or cutting the ingot 10 into a wafer thickness. Was used. However, with a conventional distance meter, the size of the basic ingot 10 for the rectangular block shape can be examined by measuring the vertical width length h and the horizontal width length w for one end surface of the ingot 10. , The ingot (10) is not squared because it can not measure the detailed size, such as the inclination length and the inclination angle for each of the corner portions (P a , P b , P c , P d ) of the ingot 10 processed in an inclined form There was a limit to accurately checking the size of). (In this case, the size of the ingot means the size of the cross-sectional shape of the ingot.) In addition, the conventional ingot inspection apparatus and the inspection method of the ingot using the same according to the center of the ingot 10 before and after squaring processing. There was a problem that it is difficult to accurately determine whether the machining state of the ingot 10 is bad because it cannot inspect whether the position of the axis C is changed.

따라서, 잉곳(10)의 중심축(C)을 가공 중심축 또는 무게 중심축으로 삼아 고가(高價)인 잉곳(10)을 웨이퍼 등의 완제품으로 가공하는 후속 공정에서의 수율(yield)이 저하되는 문제점이 있었다.Therefore, the yield in the subsequent process of processing the expensive ingot 10 into a finished product such as a wafer is reduced by using the central axis C of the ingot 10 as a processing central axis or a center of gravity. There was a problem.

본 발명은 잉곳 검사 장치 및 이를 이용한 잉곳 검사 방법을 제공한다.The present invention provides an ingot inspection apparatus and an ingot inspection method using the same.

본 발명은 스퀘어링 가공된 잉곳의 크기 및 중심축 위치를 정확하게 검사할 수 있는 잉곳 검사 장치 및 이를 이용한 잉곳 검사 방법을 제공한다.The present invention provides an ingot inspection apparatus and an ingot inspection method using the same that can accurately inspect the size and the center axis position of the squared ingot.

본 발명의 일실시예에 따른 잉곳 검사 장치는 잉곳이 안착되는 안착대와, 상기 안착대의 일측에서 상기 잉곳의 표면 윤곽을 스캔하는 촬영기와, 상기 촬영기를 지지하고 상호 교차하는 3축 방향으로 구동시키는 주축대와, 상기 촬영기로부터 스캔 이미지를 전송받아 상기 잉곳의 크기를 획득하여 상기 잉곳의 중심축 위치를 산출하고, 미리 설정된 기준 크기 범위와 기준 중심축 위치 범위와의 비교를 통해 상기 잉곳의 가공 상태를 판단하는 제어기를 포함한다.Ingot inspection apparatus according to an embodiment of the present invention is a seating table on which the ingot is seated, a camera for scanning the surface contour of the ingot from one side of the seating, and to support the camera and to drive in a three-axis direction intersecting with each other The processing state of the ingot through the headstock and the scan image received from the camera to obtain the size of the ingot to calculate the position of the central axis of the ingot, and by comparing the preset reference size range and the reference central axis position range It includes a controller for determining.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 잉곳 검사 방법은 잉곳을 검사 위치에 세팅하는 단계와, 상기 잉곳에 대하여 촬영기를 이동시켜 상기 잉곳의 일측 단면 형상에 대한 표면 윤곽을 스캔하여 스캔 이미지를 획득하는 단계와, 상기 스캔 이미지로부터 상기 잉곳의 크기를 획득하고, 획득된 상기 잉곳의 크기를 통해 상기 잉곳의 중심축 위치를 산출하는 단계와, 획득된 상기 잉곳의 크기 및 산출된 상기 잉곳의 중심축 위치를 미리 설정된 기준 크기 범위와 기준 중심축 위치 범위 내에 있는지 비교하여 상기 잉곳의 가공 상태를 판단하는 단계를 포함한다.In addition, the ingot inspection method according to an embodiment of the present invention is the step of setting the ingot to the inspection position, by moving the camera with respect to the ingot to scan the surface contour of the cross-sectional shape of one side of the ingot to obtain a scanned image Obtaining the size of the ingot from the scanned image and calculating the central axis position of the ingot based on the obtained size of the ingot, the size of the obtained ingot and the calculated central axis position of the ingot. Determining whether the processing state of the ingot is compared by comparing a preset reference size range with a reference central axis position range.

본 발명의 실시예들에 따른 잉곳 검사 장치 및 이를 이용한 잉곳 검사 방법에 의하면, 스퀘어링 가공을 통해 반제품 형상으로 가공되는 잉곳을 상호 교차하는 3축 방향으로 구동되고, 촬영 이미지 각도가 변경되도록 회전되는 촬영기를 통해 스캔 방식으로 촬영하여 잉곳의 단면 형상에 대한 잉곳의 크기를 정확하게 검사할 수 있다. 또한, 촬영기의 스캔 이미지를 통해 획득된 잉곳의 크기 정보를 이용하여 잉곳의 중심축 위치를 산출할 수 있어 스퀘어링 가공 전, 후에 따른 중심축 위치의 변동 여부를 정확하게 검사할 수 있다.According to an ingot inspection apparatus and an ingot inspection method using the same according to the embodiments of the present invention, the ingot is processed in a semi-finished shape through the square processing is driven in three axes intersecting with each other, rotated to change the photographed image angle Scanning can be done through a camera to accurately check the size of the ingot for the cross-sectional shape of the ingot. In addition, the position of the central axis of the ingot can be calculated by using the size information of the ingot obtained through the scan image of the camera, so that it is possible to accurately check whether the position of the central axis changes before or after the squaring process.

따라서, 잉곳의 크기 및 중심축에 대한 정확한 검사를 통해 잉곳의 가공 불량 여부를 판단할 수 있으며, 이를 통해 고가(高價)의 잉곳을 이용하여 웨이퍼 등의 완제품을 제조하는 후속 공정에서의 수율 저하를 사전에 방지하여 가공 생산성을 향상시킬 수 있다.Therefore, accurate inspection of the size and central axis of the ingot can determine whether the processing of the ingot is defective, thereby reducing the yield in the subsequent process of manufacturing the finished products, such as wafers using expensive ingots By preventing it in advance, it is possible to improve the processing productivity.

도 1은 반제품 형태로 가공되는 잉곳의 형상 변화를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 잉곳 검사 장치를 도시한 사시도.
도 3 내지 도 5는 도 2에 도시된 잉곳 검사 장치의 구동 상태도.
도 6은 본 발명에 따른 잉곳 검사 장치를 통해 산출되는 잉곳의 크기 및 중심축 위치를 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 잉곳 검사 방법을 도시한 순서도.1 schematically shows the change in shape of an ingot processed into a semifinished product form.
Figure 2 is a perspective view of the ingot inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 to 5 are driving state diagrams of the ingot inspection apparatus shown in FIG.
6 is a view showing the size and the central axis position of the ingot calculated by the ingot inspection apparatus according to the present invention.
7 is a flow chart illustrating an ingot inspection method according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면 상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, To provide a complete description of the category. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.

도 1은 반제품 형태로 가공되는 잉곳의 형상 변화를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 잉곳 검사 장치를 도시한 사시도이고, 도 3 내지 도 5는 도 2에 도시된 잉곳 검사 장치의 구동 상태도이며, 도 6은 본 발명에 따른 잉곳 검사 장치를 통해 산출되는 잉곳의 크기 및 중심축 위치를 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a shape change of an ingot processed into a semi-finished form, FIG. 2 is a perspective view illustrating an ingot inspection apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 3 to 5 are shown in FIG. 2. Figure 6 is a driving state diagram of the ingot inspection apparatus, Figure 6 is a view showing the size and central axis position of the ingot calculated by the ingot inspection apparatus according to the present invention.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 잉곳 검사 장치(1000)는 잉곳(ingot; 10)이 안착되는 안착대(100)와, 안착대(100)의 일측에서 잉곳(10)의 표면 윤곽을 스캔하는 촬영기(200)와, 촬영기(200)를 지지하고 상호 교차하는 3축 방향(x방향, y방향, z방향)으로 구동시키는 주축대(300)와, 촬영기(200)로부터 스캔 이미지를 전송받아 잉곳(10)의 크기(L1 내지 L4, S1 내지 S4, θ1 내지 θ4)를 획득한 후, 획득된 잉곳(10)의 크기(L1 내지 L4, S1 내지 S4, θ1 내지 θ4)로부터 잉곳(10)의 중심축(C) 위치를 산출하고, 미리 설정된 기준 크기(L0, S0, θ0) 범위와 기준 중심축 위치(C0) 범위와의 비교를 통해 잉곳(10)의 가공 상태를 판단하는 제어기(미도시)를 포함한다.1 to 6, an ingot inspection apparatus 1000 according to an embodiment of the present invention includes a seating table 100 on which an ingot 10 is seated, and an ingot at one side of the seating table 100. 10, the main body 300 for driving the camera 200 in the three axis directions (x direction, y direction, z direction) that supports and intersects the camera 200, and the camera 200 After receiving the scanned image from the ingot 10 to obtain the size of the ingot 10 (L 1 to L 4 , S 1 to S 4 , θ 1 to θ 4 ), the size of the obtained ingot 10 (L 1 to L 4 , S 1 to S 4 , θ 1 to θ 4 ) to calculate the central axis (C) position of the ingot 10, the predetermined reference size (L 0 , S 0 , θ 0 ) range and the reference center axis position And a controller (not shown) for determining the machining state of the ingot 10 by comparison with the (C 0 ) range.

여기서, 잉곳(10)의 중심축(C)은 잉곳(10)의 단면 형상에서 모서리 부위(Pa, Pb, Pc, Pd)를 교차하는 형태로 잇는 한 쌍의 대각선(D1, D2; 도 6 참조)의 교차점(중심축 위치)을 지나 잉곳(10)의 길이 방향을 따라 연장되는 법선을 의미하며, 일반적으로 스퀘어링 가공을 통해 잉곳(10)의 모서리 부위(Pa, Pb, Pc, Pd)가 정상적으로 가공되는 경우에는 잉곳 블록(10b)의 중심축(C0; 도 1 참조) 위치와 잉곳(10)의 중심축(C) 위치가 일치된다.Here, the central axis (C) of the ingot 10 is a pair of diagonal lines (D 1 , connecting the corner portions (P a , P b , P c , P d ) in the cross-sectional shape of the ingot 10, D 2 ; refers to a normal line extending along the longitudinal direction of the ingot 10 past the intersection point (center axis position) of the ingot 10, and generally a corner portion (P a ,) of the ingot 10 through a squaring process. If P b, P c, P d ) is to be processed normally, the central axis (C 0 of the ingot block (10b); match is the central axis (C) position of Figure 1) position and the ingot (10).

검사 대상물로서 안착대(100)에 안착되는 잉곳(10)은 스퀘어링(squaring) 가공을 통해 복수의 모서리 부위(Pa, Pb, Pc, Pd)가 잉곳(10)의 연장되는 길이 방향(x방향)을 따라 제거된 사각 블록 형상을 갖는다. 따라서, 잉곳(10)의 일측 단면 형상에서 모서리 부위(Pa, Pb, Pc, Pd)가 경사진 형태로 형성된다.The ingot 10 seated on the seating table 100 as an inspection object has a length in which a plurality of corner portions P a , P b , P c , and P d extend through the ingot 10 through a squaring process. It has a rectangular block shape removed along the direction (x direction). Therefore, the edge portions P a , P b , P c , and P d are formed in an inclined shape in one cross-sectional shape of the ingot 10.

이러한 잉곳(10)을 검사 위치에 세팅하기 위해 안착시키는 안착대(100)는 지면 또는 공장 바닥면 등에 안정적으로 설치되고, 주축대(300)를 수직으로 지지하는 안착 선반(lathe; 110)과, 안착 선반(110)의 상부면에서 주축대(300)를 향하는 방향(x방향)으로 주행(moving; M1)되고, 촬영기(200)를 향해 잉곳(10)의 촬영 면(surface)이 변경되도록 회전(rotating; R1)되는 안착 스테이지(120)와, 안착 선반(110)의 일측에 설치되고 잉곳(10)의 표면에 부착되는 바코드 라벨(bar-code label; 미도시)을 인식하여 잉곳(10)의 기준 크기(L0, S0, θ0)와 기준 중심축(C0) 위치의 정보를 제어기로 전송하는 바코드 판독기(130)를 포함한다.The seating table 100 seated in order to set the ingot 10 at the inspection position is stably installed on the ground or at the factory floor, etc., and a seating shelf lathe 110 vertically supporting the headstock 300; In order to move in the direction (x direction) toward the headstock 300 from the upper surface of the seating shelf 110 (M 1 ), the imaging surface (surface) of the ingot 10 toward the camera 200 is changed Rotating (R 1 ) to recognize the ingot (bar-code label (not shown) installed on one side of the mounting stage 120, and the mounting shelf 110, and is attached to the surface of the ingot (10) 10) a barcode reader 130 for transmitting the information of the reference size (L 0 , S 0 , θ 0 ) and the reference center axis (C 0 ) position to the controller.

안착 선반(110)은 하나의 블록 형상으로 형성될 수 있으며, 복수의 프레임(frame)을 결합시켜 형성할 수 있다. 이러한 안착 선반(110)의 바닥면에는 안착 선반(110)의 이동을 용이하게 하기 위한 복수의 이동 휠(미도시)이 설치되거나 또는 안착 선반(110)의 상부면이 지면 등에 대하여 수평면을 이루도록 안착 선반(110) 모서리 부위의 높낮이를 조절할 수 있는 조절 받침대(미도시)가 설치될 수 있다.The seating shelf 110 may be formed in one block shape and may be formed by combining a plurality of frames. A plurality of moving wheels (not shown) are installed on the bottom of the seating shelf 110 to facilitate the movement of the seating shelf 110, or the top surface of the seating shelf 110 forms a horizontal plane with respect to the ground. An adjustment pedestal (not shown) may be installed to adjust the height of the edge of the shelf 110.

잉곳(10)의 하부면 전체가 접한 상태로 놓여지는 안착 스테이지(120)는 안착 선반(110)의 상부면에서 수평하게 왕복 주행(M1)이 가능하고, 수직 방향(z방향)을 향하는 중심축(C2)을 기준으로 제자리 회전(R1)이 가능하도록 설치된다. 이와 같이 안착 스테이지(120)가 안착 선반(110)의 상부면에서 주행(M1)할 수 있어 안착된 잉곳(10)을 주축대(300)를 향해 가깝게 이동시키거나 또는 멀게 이격시킬 수 있다. 따라서, 촬영기(200)의 배율을 조절하지 않고서도 스캔 이미지의 배율을 조절할 수 있으며, 잉곳(10)의 단면 전체에 대한 스캔 이미지를 용이하게 획득할 수 있다. 또한, 잉곳(10)의 안착 자세를 안착 스테이지(120)의 회전(R1)을 통해 변경시킬 수 있어 스캔하고자 하는 잉곳(10)의 촬영 면을 용이하게 변경시킬 수 있다.The seating stage 120, which is placed in a state where the entire lower surface of the ingot 10 is in contact with each other , is capable of horizontally reciprocating traveling (M 1 ) from the upper surface of the seating shelf 110, and is directed toward the vertical direction (z direction). It is installed to enable the rotation (R 1 ) in place about the axis (C 2 ). As described above, the seating stage 120 may travel (M 1 ) at the upper surface of the seating shelf 110 to move the seated ingot 10 closer to the headstock 300 or to be spaced far from each other. Therefore, the magnification of the scanned image can be adjusted without adjusting the magnification of the photographing apparatus 200, and the scanned image of the entire cross section of the ingot 10 can be easily obtained. In addition, the seating posture of the ingot 10 may be changed through the rotation R 1 of the mounting stage 120, so that the photographing surface of the ingot 10 to be scanned may be easily changed.

이러한 안착 스테이지(120)의 세부 구성을 살펴보면, 안착 스테이지(120)는 잉곳(10)의 안착 위치를 제공하는 안착 플레이트(122)와, 안착 플레이트(122)의 하부면에서 중심축(C2)의 연장선 상에 결합되어 안착 플레이트(122)를 회전(R1)시키는 스테이지 회전 수단(124) 및 스테이지 회전 수단(124)의 하부에 결합되어 스테이지 회전 수단(124)을 안착 선반(110)의 길이 방향(x방향)을 따라 주행(M1)시키는 스테이지 주행 수단(126)을 포함한다. 또한, 안착 플레이트(122)의 주행(M1) 시 이탈을 방지하고, 직선 주행을 유도하기 위해 안착 선반(110)의 상부면에 주행 레일(128)이 설치될 수 있다. 본 실시예에서는 스테이지 회전 수단(124)으로서 서보 모터(servo motor)를 적용하여 안착 플레이트(122)를 정확한 각도로 회전시킬 수 있도록 하였으며, 스테이지 주행 수단(126)으로서 서보 모터에 맞물리는 랙-피니언(rack-pinion) 기어 방식을 사용하였다. 여기서, 잉곳(10)의 위치를 안착 선반(110) 상에서 정확하게 제어할 수 있는 수단이라면 서보 모터나 랙-피니언 기어 이외의 다양한 수단을 적용할 수 있다.Looking at the detailed configuration of the seating stage 120, the seating stage 120 is a seating plate 122 that provides a seating position of the ingot 10, and the central axis (C 2 ) in the lower surface of the seating plate 122 rotating the mounting plate 122 is coupled to an extension of the (R 1) of the stage rotation of the means 124 and the stage rotation means 124 is coupled to the lower stage rotary mounting means 124, the shelf 110 of the length And stage traveling means 126 for traveling M 1 along the direction (x direction). In addition, the travel rail 128 may be installed on the upper surface of the seating shelf 110 to prevent the departure during the driving (M 1 ) of the seating plate 122 and guide the straight running. In this embodiment, a servo motor is applied as the stage rotating means 124 to rotate the seating plate 122 at an accurate angle, and the rack-pinion engaged with the servo motor as the stage traveling means 126. A rack-pinion gear system was used. Here, any means other than a servo motor or a rack-pinion gear may be used as long as it is a means for accurately controlling the position of the ingot 10 on the seating shelf 110.

검사 대상물인 잉곳(10)의 측면 일측에는 잉곳(10)의 기준 크기(L0, S0, θ0)와 기준 중심축(C0) 위치의 정보를 나타내는 바코드 라벨이 부착된다. 잉곳 검사 장치(1000)를 통해 검사되는 복수의 잉곳(10) 마다 각기 다른 바코드 라벨이 부착되며, 이러한 바코드 라벨에는 잉곳(10)의 기준 크기(L0, S0, θ0)와 기준 중심축(C0) 위치 정보가 저장되며, 잉곳(10)의 검사 번호, 잉곳(10)의 출고 번호 등과 같이 복수의 잉곳 중에서 특정 잉곳을 확인할 수 있는 고유 번호에 대한 정보를 포함할 수 있다. 본 실시예에서는 바코드 라벨을 통해 잉곳(10)의 단면 형상에 대한 기준 크기(L0, S0, θ0)와 기준 중심축(C0) 위치에 관한 정보를 나타내도록 하였지만, 변형예로서 잉곳(10)의 검사 번호 또는 잉곳(10)의 출고 번호를 나타낼 수도 있다. 이 경우에는 잉곳(10)이 안착대(100)에 안착되기 전에 잉곳(10)의 검사 번호 또는 출고 번호와 일대일 대응되는 잉곳(10)의 단면 형상에 대한 기준 크기(L0, S0, θ0)와 기준 중심축(C0) 위치에 대한 정보가 제어기로 전송 또는 입력된다. 미도시되었지만, 제어기에는 저장 메모리가 구비되어 전송 또는 입력된 정보가 데이터베이스(database) 형태로 저장된다. 이후, 잉곳(10)의 안착 과정에서 바코드 라벨을 바코드 판독기(130)가 인식하여 검사 시점의 잉곳(10)의 기준 크기(L0, S0, θ0)와 기준 중심축(C0) 위치 정보를 혼동 없이 제어기로부터 획득할 수 있다. 한편, 제어기에는 잉곳(10)의 크기 및 잉곳(10)의 중심축 위치에 대한 정보와 비교를 위한 기준 정보를 작업자가 외부에서 확인할 수 있도록 출력하는 디스플레이 장치 등이 구비될 수 있으며, 잉곳(10)의 가공 상태에 따라 특정 소리 및 빛을 발생시키는 알림 수단이 구비될 수 있다.On one side of the side of the ingot 10 to be inspected is a bar code label indicating information of the reference size (L 0 , S 0 , θ 0 ) and the reference center axis (C 0 ) position of the ingot 10 is attached. A different bar code label is attached to each of the plurality of ingots 10 inspected by the ingot inspection apparatus 1000, and the bar code labels have reference sizes L 0 , S 0 , θ 0 and a reference central axis of the ingot 10. (C 0 ) The location information is stored, and may include information about a unique number for identifying a specific ingot from among a plurality of ingots, such as an inspection number of the ingot 10 and a delivery number of the ingot 10. In the present embodiment, but to indicate the information relating to the reference size (L 0, S 0, θ 0) and a reference center axis (C 0) position of the cross-sectional shape of the ingot 10 through the bar code label, the ingot Alternatively The inspection number of (10) or the delivery number of the ingot 10 may be shown. In this case, the reference size (L 0 , S 0 , θ) for the cross-sectional shape of the ingot 10 in one-to-one correspondence with the inspection number or the delivery number of the ingot 10 before the ingot 10 is seated on the seating table 100. 0 ) and information about the reference central axis (C 0 ) position is transmitted or input to the controller. Although not shown, the controller is provided with a storage memory to store the transmitted or input information in the form of a database. Subsequently, the bar code reader 130 recognizes the bar code label in the process of mounting the ingot 10 so that the reference size (L 0 , S 0 , θ 0 ) and the reference central axis (C 0 ) position of the ingot 10 at the inspection time point. Information can be obtained from the controller without confusion. On the other hand, the controller may be provided with a display device for outputting the reference information for comparison with the information about the size of the ingot 10 and the position of the central axis of the ingot 10 to the outside, the ingot 10 According to the processing state of the) may be provided with a notification means for generating a specific sound and light.

주축대(300)는 안착대(100)의 일측에 설치된다. 이러한 주축대(300)는 촬영기(200)를 잉곳(10)을 향하는 방향(x방향)으로 수평 구동(Mx)시키는 제1구동부(310)와, 제1구동부(310)를 제1구동부(310)의 구동 방향(x방향)과 교차하는 수평 방향(y방향)으로 구동(My)시키는 제2구동부(320)와, 제2구동부(320)를 상하 방향(z방향)으로 구동(Mz)시키는 제3구동부(330)를 포함하고, 제1구동부(310)에는 촬영기(200)의 스캔 이미지 각도가 변경되도록 촬영기(200)를 회전(R2)시키는 촬영기 회전부(340)가 구비된다. (예를 들어, 제3구동부(330)가 상하 방향(z방향)으로 구동(Mz)되면, 제3구동부(330) 상에 탑재된 제2구동부(320), 제1구동부(310), 촬영기 회전부(340) 및 촬영기(200)가 모두 상하 구동된다.)The headstock 300 is installed on one side of the seating table 100. The headstock 300 includes a first driver 310 for horizontally driving (M x ) the camera 200 in a direction (x direction) toward the ingot 10, and a first driver 310 with the first driver 310. The second driving part 320 for driving (M y ) in the horizontal direction (y direction) crossing the driving direction (x direction) of 310 and the second driving part 320 for driving in the vertical direction (z direction) (M z ) and a third driver 330 to rotate, the first driver 310 is provided with a camera rotator 340 for rotating (R 2 ) the camera 200 so that the scan image angle of the camera 200 is changed. . (For example, when the third driving unit 330 is driven M z in the vertical direction (z direction), the second driving unit 320 and the first driving unit 310 mounted on the third driving unit 330, Both the camera rotating unit 340 and the camera 200 are driven up and down.)

이러한 주축대(300)를 통해 잉곳(10)의 촬영 면(일측 단면)에 대하여 촬영기(200)를 상호 교차하는 3축 방향(x방향, y방향, z방향)으로 용이하게 이동시킬 수 있으며, 촬영기(200)의 자체 회전(R2)을 통해 모서리 부위(Pa, Pb, Pc, Pd)에서 촬영된 스캔 이미지를 경사진 상태가 동일한 방향을 향하도록 한 상태에서 확인할 수 있다. 미도시되었지만, 제1구동부(310), 제2구동부(320), 제3구동부(330)에는 골격을 이루는 구동 프레임과, 구동력을 제공하는 구동 모터가 각각 구비되며, 촬영기 회전부(340)에는 촬영기(200)의 외주면을 감싸도록 결합되는 링 기어 및 링 기어와 맞물려 회전력을 제공하는 구동 모터가 구비된다.Through the headstock 300, it is possible to easily move in the three axis direction (x direction, y direction, z direction) intersecting the camera 200 with respect to the photographing surface (one end surface) of the ingot 10, Through the self-rotation R 2 of the camera 200, the scanned image photographed at the corners P a , P b , P c , and P d may be checked in a state in which the inclined state faces the same direction. Although not shown, the first driving unit 310, the second driving unit 320, and the third driving unit 330 are each provided with a driving frame forming a skeleton and a driving motor for providing driving force, and the camera rotating unit 340 has an imager. A ring gear coupled to surround the outer circumferential surface of the 200 and a driving motor engaged with the ring gear to provide rotational force are provided.

촬영기(200)는 일정 시간을 간격으로 촬영이 가능한 측정기기나 동영상 촬영이 가능한 측정기기 모두 사용될 수 있으며, 본 실시예에서는 촬영기(200)로서 라인 스캔 카메라(Line scan camera)를 사용하였다. 또한, 촬영기(200)에는 라인 스캔 카메라 이외에도 잉곳(10)의 스캔 면적을 확인할 수 있는 카메라(Area camera)를 추가적으로 병행하여 사용할 수 있다. 한편, 일정 시간을 간격으로 잉곳(10)을 촬영하는 방식의 촬영기(200)를 사용하는 경우에는 제어기를 통해 촬영되는 시점에 촬영기(200)가 움직이지 않도록 주축대(300)의 구동(Mx, My, Mz, R2)을 제어할 수 있다.The camera 200 may be both a measuring device capable of capturing a predetermined time interval or a measuring device capable of capturing a video. In this embodiment, a line scan camera is used as the camera 200. In addition, in addition to the line scan camera, the camera 200 may additionally use an area camera that can check the scanning area of the ingot 10. On the other hand, in the case of using the camera 200 of the method of shooting the ingot 10 at intervals of a predetermined time, the driving of the headstock 300 so that the camera 200 does not move at the time of shooting through the controller (M x , M y , M z , R 2 ) can be controlled.

주축대(300)에 의해 지지되는 촬영기(200)는 마주하는 잉곳(10)의 단면에서 가장자리를 따라 이동(A→B→D→C)하여 잉곳(10)의 단면 형상에 대한 윤곽을 스캔 이미지로 촬영하고, 촬영된 스캔 이미지는 제어기로 전송되어 잉곳(10)의 크기(L1 내지 L4, S1 내지 S4, θ1 내지 θ4)를 획득하는데 사용된다. 즉, 제어기는 촬영기(200)로부터 전송된 스캔 이미지를 판독하여 잉곳(10)의 단면 형상에 대한 크기, 즉 잉곳(10)의 변 부위의 길이(L1 내지 L4), 모서리 부위(Pa, Pb, Pc, Pd)의 경사 길이(S1 내지 S4), 모서리 부위(Pa, Pb, Pc, Pd)의 경사각(θ1 내지 θ4)를 획득한다. 여기서, 모서리 부위(Pa, Pb, Pc, Pd)의 길이(S1 내지 S4)는 직선 구간을 이루는 변 부위를 지나 경사각(θ1 내지 θ4)이 시작되는 지점으로부터 경사각(θ1 내지 θ4)이 종료되는 지점까지의 직선 길이를 의미한다.)The camera 200 supported by the headstock 300 moves along an edge (A → B → D → C) in the cross section of the facing ingot 10 to scan the contour of the cross-sectional shape of the ingot 10. The scanned image is transferred to a controller and used to obtain sizes of the ingot 10 (L 1 to L 4 , S 1 to S 4 , θ 1 to θ 4 ). That is, the controller reads the scanned image transmitted from the photographing apparatus 200 to determine the size of the cross-sectional shape of the ingot 10, that is, the length L 1 to L 4 of the edge portion of the ingot 10, and the corner portion P a. , to obtain the slope length (S 1 to S 4), the inclination angle (θ 1 to θ 4) of the corner region (P a, P b, P c, P d) of P b, P c, P d ). Here, the lengths S 1 to S 4 of the corner portions P a , P b , P c , and P d are inclined from the point where the inclination angles θ 1 to θ 4 start past the side portions forming the straight section. θ 1 to θ 4 ) means the length of the straight line to the end.)

(참고로, 통상 잉곳(10)이 정상적으로 스퀘어링 가공된 경우에는 잉곳(10)의 상하, 좌우의 변(邊) 부위의 길이(L0), 모서리 부위의 길이(S0) 및 모서리 부위의 경사각(θ0)이 동일한 치수를 갖도록 형성된다. 따라서, 잉곳(10)의 단면 형상이 모서리 부위가 경사진 정사각 형상으로 형성된다.)(For reference, when the ingot 10 is normally squared, the length (L 0 ) of the top and bottom, left and right sides of the ingot 10, the length (S 0 ) of the edge portion, and the edge portion The inclination angle θ 0 is formed to have the same dimension, so that the cross-sectional shape of the ingot 10 is formed into a square shape having an inclined edge portion.)

제어기는 잉곳이 정상 상태로 가공되었을 때 잉곳의 단면 형상에 대하여 설정되는 기준 잉곳의 크기(L0, S0, θ0)와 스캔 이미지로부터 획득된 잉곳(10)의 크기(L1 내지 L4, S1 내지 S4, θ1 내지 θ4)를 비교하여 잉곳(10)의 가공 상태가 불량인지를 판단한다. 예를 들어, 기준 잉곳(10)의 크기 중 변 부위의 길이(L0) 또는 모서리 부위의 길이(S0)에 일정한 오차 범위(예를 들어, ±0.025㎜)를 설정하여, 획득된 잉곳(10)의 크기(L1 내지 L4, S1 내지 S4)가 모두 오차 범위 내에 포함되는 경우에 잉곳(10)의 가공 상태를 정상 상태로 판단하고, 어느 하나의 치수가 오차 범위를 벗어나는 경우에 가공 상태를 불량 상태로 판단할 수 있다. 잉곳(10)의 크기 중 경사각(θ1 내지 θ4)에 대해서도 오차 범위를 설정하여 비교하는 방식으로 잉곳(10)의 가공 상태를 판단할 수 있다.The controller controls the size of the reference ingot (L 0 , S 0 , θ 0 ) set for the cross-sectional shape of the ingot when the ingot is machined in a steady state and the size (L 1 to L 4 ) of the ingot 10 obtained from the scanned image. , S 1 to S 4 , θ 1 to θ 4 are compared to determine whether the processing state of the ingot 10 is defective. For example, a constant error range (for example, ± 0.025 mm) is set in the length L 0 of the side portion or the length S 0 of the corner portion of the size of the reference ingot 10, thereby obtaining an ingot ( When the size (L 1 to L 4 , S 1 to S 4 ) of 10 ) are all included in the error range, it is determined that the machining state of the ingot 10 is a normal state, and any one dimension is out of the error range. The machining state can be determined as a defective state. The machining state of the ingot 10 may be determined by comparing the inclination angles θ 1 to θ 4 among the sizes of the ingot 10 by setting an error range.

또한, 제어기는 획득된 잉곳(10)의 크기(L1 내지 L4, S1 내지 S4, θ1 내지 θ4)를 조합하여 잉곳(10)의 중심축(C) 위치를 산출한다. 본 실시예에서는 복수의 모서리 부위(Pa, Pb, Pc, Pd)를 교차하는 형태('×' 형태)로 잇는 한 쌍의 대각선(D1, D2)의 교차점 위치를 찾는 방식으로 잉곳(10)의 중심축(C)의 위치를 산출하였다.In addition, the controller calculates the position of the central axis C of the ingot 10 by combining the obtained sizes of ingot 10 (L 1 to L 4 , S 1 to S 4 , θ 1 to θ 4 ). In the present embodiment, a method of finding the intersection position of a pair of diagonal lines D 1 and D 2 connecting a plurality of corner portions P a , P b , P c , P d in an intersecting form ('×' shape) The position of the central axis C of the ingot 10 was calculated as follows.

잉곳(10)의 중심축(C) 위치를 산출하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the process of calculating the central axis (C) position of the ingot 10 as follows.

하나의 모서리 부위(Pa 부위)에서 한 쌍의 변 부위의 연장선이 직교하여 만나는 가상의 원점(Pz)을 설정하여 잉곳(10)의 중심축(C) 위치를 좌표값 C(p, q)으로 산출할 수 있다. 이를 위해 잉곳(10)의 단면 형상에서 모서리 부위(Pa, Pb, Pc, Pd) 각각의 중심점 위치를 아래와 같이 좌표로 표시할 수 있다.Set the virtual origin P z where the extension lines of a pair of side portions meet at right angles at one corner portion (P a portion) to determine the position of the central axis C of the ingot 10 by the coordinate value C (p, q Can be calculated as To this end, the position of the center point of each of the corner portions P a , P b , P c , and P d in the cross-sectional shape of the ingot 10 may be indicated by coordinates as follows.

- 모서리 Pa 부위의 중심점(A) 좌표 : (S1cosθ1/2, S1sinθ1/2)-Corner P a The center point of the region (A) coordinates: (S 1 cosθ 1/2 , S 1 sinθ 1/2)

- 모서리 Pb 부위의 중심점(B) 좌표 : (S2sinθ2/2, S1sinθ1 + L1 + S2cosθ2/2)-Corner P b The center point of the region (B) coordinates: (S 2 sinθ 2/2 , S 1 sinθ 1 + L 1 + S 2 cosθ 2/2)

- 모서리 Pc 부위의 중심점(C) 좌표 : (S2sinθ2 + L2 + S3cosθ3/2, S1sinθ1 + L1 + S2cosθ2 - S3sinθ3/2)- edge areas of the center point P c (C) coordinates: (S 2 sinθ 2 + L 2 + S 3 cosθ 3/2, S 1 sinθ 1 + L 1 + S 2 cosθ 2 - S 3 sinθ 3/2)

- 모서리 Pd 부위의 중심점(D) 좌표 : B(S1cosθ1 + L4 + S4sinθ4/2, S4cosθ4/2)-Corner P d The center point of the region (D) coordinates: B (S 1 cosθ 1 + L 4 + S 4 sinθ 4/2, S 4 cosθ 4/2)

(여기서, 모서리 부위의 중심점은 모서리 부위의 경사 길이를 이등분하는 위치를 의미한다.)(In this case, the center point of the edge portion means a position bisecting the inclination length of the edge portion.)

위와 같은 4개의 모서리 부위(Pa, Pb, Pc, Pd)의 중심점(A, B, C, D) 좌표를 이용하여 교차하는 한 쌍의 대각선(D1, D2)에 대한 직선의 방정식을 구하고, 한 쌍의 직선의 방정식의 교차점을 계산하여 중심축(C)의 좌표를 산출할 수 있다.A straight line for a pair of diagonal lines (D 1 , D 2 ) that intersect using the center (A, B, C, D) coordinates of the four corners (P a , P b , P c , P d ) as shown above. The coordinates of the central axis C can be calculated by obtaining the equation of and calculating the intersection of the pair of straight line equations.

여기서, 두 점((x1, y1), (x2, y2)의 좌표로 표시됨)을 지나는 직선의 방정식은 (y - y1) = m(x - x1) 또는 (y - y2) = m(x - x2)의 계산식을 통해 구할 수 있다. 여기서, m은 직선의 기울기를 의미하며, m = (△y/△x) = (y1-y2) / (x1-x2)의 계산식을 통해 구할 수 있다. 예를 들어, 모서리 Pb 부위의 중심점(B) 좌표와 모서리 Pd 부위의 중심점(D) 좌표를 지나는 대각선(D1)에 대한 직선의 방정식은 {y - (S1sinθ1 + L1 + S2cosθ2/2)} = m(x - S2sinθ2/2) 또는 (y - S4cosθ4/2) = m{x - (S1cosθ1 + L4 + S4sinθ4/2)}으로 계산될 수 있다. 위와 동일한 방식으로 모서리 Pa 부위의 중심점(A) 좌표와 모서리 Pc 부위의 중심점(C) 좌표를 지나는 대각선(D2)에 대한 직선의 방정식도 구할 수 있다.Here, the equation of a straight line passing through two points (expressed as the coordinates of (x 1 , y 1 ), (x 2 , y 2 )) is (y-y 1 ) = m (x-x 1 ) or (y-y 2 ) = m (x-x 2 ) Here, m means the slope of the straight line, it can be obtained through the formula of m = (Δy / Δx) = (y 1 -y 2 ) / (x 1 -x 2 ). For example, the equation of a straight line for the diagonal line (D 1 ) passing through the center point (B) coordinates of the corner P b region and the center point (D) coordinates of the corner P d region is {y-(S 1 sinθ 1 + L 1 + S 2 cosθ 2/2)} = m (x - S 2 sinθ 2/2) or (y - S 4 cosθ 4/ 2) = m {x - (S 1 cosθ 1 + L 4 + S 4 sinθ 4 / 2)}. In the same way as above, a straight line equation for the diagonal (D 2 ) passing through the center point (A) coordinates of the corner P a region and the center point (C) coordinates of the corner P c region can also be obtained.

위와 같이 한 쌍의 대각선(D1, D2)에 대한 직선의 방정식이 구해지면, 한 쌍의 대각선(D1, D2)이 교차하는 교차점도 일차 방정식을 통해 계산할 수 있다.As described above, when a straight line equation for a pair of diagonal lines D 1 and D 2 is obtained, the intersection point at which the pair of diagonal lines D 1 and D 2 intersect can also be calculated through a linear equation.

한편, 제어기는 잉곳(10)의 단면 형상에 대한 세로 폭 길이(h) 및 가로 폭 길이(w)를 산출할 수 있으며, 이를 이용하여 십자 형태로 교차되는 가상선의 교차점을 산출할 수 있어 스퀘어링 가공 중 모따기 가공량에 대한 검사를 실시할 수 있다.On the other hand, the controller can calculate the vertical width length (h) and the horizontal width length (w) for the cross-sectional shape of the ingot 10, by using this to calculate the intersection of the imaginary line intersected in the cross shape squared Inspection of the amount of chamfering during processing can be carried out.

잉곳 블록(10b)에 대한 스퀘어링 가공 시 잉곳(10)의 모서리 부위(Pa, Pb, Pc, Pd) 중 어느 하나의 부위가 설정 범위를 초과하여 가공되거나 또는 설정 범위 미만으로 가공된 경우에는 전술한 계산 과정을 거쳐 산출된 잉곳(10)의 중심축(C) 위치가 정상 상태의 중심축(C0) 위치와 일치하지 않게 된다. (일반적으로, 스퀘어링 가공 전의 잉곳 블록(10b; 도 1 참조)의 중심축(C0)의 위치는 스퀘어링 가공 후 잉곳(10)의 변 부위를 십자 형태로 잇는 한 쌍의 가상선의 교차점과 일치한다.)When squaring the ingot block 10b, any one of the corner portions P a , P b , P c , and P d of the ingot 10 is processed over the set range or cut below the set range. In this case, the position of the center axis C of the ingot 10 calculated through the aforementioned calculation process does not coincide with the position of the center axis C 0 in the steady state. (Generally, the position of the central axis C 0 of the ingot block 10b before the squaring process (see FIG. 1) is the intersection of a pair of imaginary lines connecting the edge portions of the ingot 10 after the squaring process in a cross shape. Matches.)

따라서, 잉곳(10)의 중심축(C) 위치에 대한 검사 과정을 거쳐 잉곳(10)의 가공 상태가 불량인지 확인할 수 있다. 이러한 검사 과정을 통해 잉곳(10)의 품질의 향상시킬 수 있으며, 잉곳(10)의 중심축(C) 위치를 가공 중심축 또는 무게 중심축으로 이용하는 후속 공정에서의 수율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.Therefore, it is possible to check whether the processing state of the ingot 10 is inferior through the inspection process for the position of the central axis C of the ingot 10. Through this inspection process, the quality of the ingot 10 can be improved, and the yield in a subsequent process using the central axis C position of the ingot 10 as the processing center axis or the center of gravity axis can be prevented from being lowered. have.

한편, 본 실시예에서는 잉곳(10)의 단면 형상에 대한 부분적인 스캔 이미지를 조합하여 잉곳(10)의 크기를 획득하고, 중심점(C)의 위치를 산출하였지만, 이에 한정되지 않고 잉곳(10)을 촬영기(200)로부터 멀리 이격시켜 잉곳(10)의 단면 전체에 대한 하나의 스캔 이미지를 촬영하여 획득하고, 이를 제어기에 미리 설정된 일측 단면 전체에 대한 기준 스캔 이미지와 비교하여 잉곳(10)의 가공 상태를 추가적으로 검사할 수 있다.
Meanwhile, in the present embodiment, the size of the ingot 10 is obtained by combining partial scan images of the cross-sectional shape of the ingot 10 and the position of the center point C is calculated. However, the present invention is not limited thereto. Is obtained by taking a single scan image of the entire cross-section of the ingot 10 away from the camera 200, and compares it with a reference scan image of the entire one-side cross section preset in the controller to process the ingot 10 The condition can be further checked.

이하, 전술한 본 발명에 따른 잉곳 검사 장치를 이용한 잉곳 검사 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 살펴보기로 한다. 후술되는 내용 중에서 전술한 잉곳 검사 장치에서 설명된 내용과 동일한 내용은 생략하거나 간단하게 언급하기로 한다.Hereinafter, an ingot inspection method using the ingot inspection apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Among the contents described below, the same contents as those described in the above-described ingot inspection apparatus will be omitted or simply referred to.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 잉곳 검사 방법을 도시한 순서도이다.7 is a flow chart illustrating an ingot inspection method according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 잉곳 검사 방법은 잉곳을 검사 위치에 세팅하는 단계(S110)와, 잉곳에 대하여 촬영기를 이동시켜 잉곳의 일측 단면 형상에 대한 표면 윤곽을 스캔하여 스캔 이미지를 획득하는 단계(S120)와, 스캔 이미지로부터 잉곳의 크기 및 중심축 위치를 순차적으로 산출하는 단계(S130)와, 산출된 잉곳의 크기 및 중심축 위치를 미리 설정된 기준 크기 범위와 기준 중심축 위치 범위 내에 있는지 비교하여 잉곳의 가공 상태를 판단하는 단계(S140)를 포함한다.Referring to Figure 7, ingot inspection method according to an embodiment of the present invention by setting the ingot to the inspection position (S110), by moving the camera with respect to the ingot to scan the surface contour of the cross-sectional shape of one side of the ingot Acquiring a scanned image (S120), and sequentially calculating the size and the center axis position of the ingot from the scan image (S130), the size and center axis position of the calculated ingot, the predetermined reference size range and the reference center Comprising a step of determining the machining state of the ingot by comparing the axial position range (S140).

스퀘어링 가공을 통해 반제품 형태로 가공된 잉곳은 벨트 컨베이어 등의 이송 수단을 통해 잉곳 검사 장치로 자동 이송되며, 잉곳 검사 장치의 안착대에 안착된다. 본 실시예에서는 잉곳을 스캔하는 촬영기가 잉곳에 대하여 상호 교차하는 3축 방향으로 이동되며, 스캔 이미지를 촬영시부터 회전된 상태로 획득할 수 있도록 자체 회전된다. 또한, 안착대 상에서 잉곳이 촬영기를 향해 가까워지거나 또는 멀어지도록 주행되고, 잉곳의 촬영 면이 변경되도록 회전시킬 수 있다. 즉, 잉곳을 검사 위치로 세팅하는 단계(S110)에서 촬영기는 촬영 개시 위치로 이동되고, 잉곳은 미리 설정된 이격 거리만큼 촬영기로부터 이격된다. 여기서, 촬영기를 향하는 잉곳의 촬영 면은 평면을 이루는 잉곳의 일측 단면이다.Ingots processed in the form of semi-finished products through the squaring process are automatically transferred to the ingot inspection apparatus through a conveying means such as a belt conveyor, and placed on the seating plate of the ingot inspection apparatus. In this embodiment, the photographing apparatus for scanning ingots is moved in three axis directions that cross each other with respect to the ingot, and is rotated so that the scanned image can be obtained in a rotated state from the time of photographing. Further, the ingot may be driven toward or away from the mounting apparatus on the seating table, and may be rotated so that the photographing surface of the ingot is changed. That is, in step S110 of setting the ingot to the inspection position, the camera is moved to the photographing start position, and the ingot is spaced apart from the camera by a predetermined distance. Here, the photographing surface of the ingot facing the camera is one end surface of the ingot forming a plane.

이와 같이 잉곳의 검사 위치로의 세팅이 완료되면, 촬영기가 3축 방향으로 이동되고, 잉곳의 모서리 부위에서 촬영기가 회전되어 잉곳의 일측 단면에 대한 표면 윤곽을 스캔 방식으로 촬영하고, 촬영기로부터 획득된 스캔 이미지는 실시간으로 제어기로 전송된다(S120).When the setting of the ingot to the inspection position is completed as described above, the camera is moved in the three axis direction, and the camera is rotated at the edge of the ingot to scan the surface contour of one end surface of the ingot in a scanning manner, and is obtained from the camera. The scanned image is transmitted to the controller in real time (S120).

잉곳의 일측 단면에 대한 표면 윤곽을 폐곡선 형태로서 스캔이 이루어진 후, 제어기는 촬영기로부터 획득된 스캔 이미지를 이용하여 잉곳의 크기 및 중심축 위치를 순차적으로 산출한다(S130). 이때, 잉곳의 크기가 우선적으로 산출되며, 잉곳의 크기로서 잉곳의 일측 단면의 윤곽을 형성하는 복수의 변 부위의 길이, 복수의 모서리 부위의 경사 길이, 경사각이 산출된다. 이후, 산출된 잉곳의 크기 정보를 이용하여 잉곳의 중심축 위치가 산출된다. 즉, 복수의 변 부위의 길이, 복수의 모서리 부위의 경사 길이, 경사각을 조합하여 복수의 모서리 부위를 교차하는 형태를 잇는 한 쌍의 대각선의 교차점 위치를 잉곳의 중심축 위치로 산출한다.After scanning the surface contour of one end surface of the ingot in the form of a closed curve, the controller sequentially calculates the size and the central axis position of the ingot using the scanned image obtained from the camera (S130). At this time, the size of the ingot is preferentially calculated, and as the size of the ingot, the lengths of the plurality of side portions, the inclination lengths of the plurality of corner portions, and the inclination angles that form the contour of one side cross section of the ingot are calculated. Thereafter, the position of the central axis of the ingot is calculated using the calculated size information of the ingot. That is, the position of the intersection point of a pair of diagonal lines which cross | intersects the some edge part by combining the length of the some edge part, the inclination length of the some edge part, and the inclination angle is computed as the center axis position of an ingot.

위와 같이 산출된 잉곳의 크기 및 중심축 위치는 미리 설정된 기준 크기 범위와 기준 중심축 위치 범위에 속하는지 여부를 제어기를 통해 비교한다. 이를 위해 기준 크기 범위와 기준 중심축 위치 범위에 대한 정보가 잉곳에 부착되는 바코드 라벨에 저장되고, 잉곳을 안착대에 안착시켜 검사 위치로 세팅하는 과정에서 바코드 라벨을 바코드 판독기로 인식하여 제어기로 전송하는 단계가 선행된다. 제어기로 전송된 기준 크기 범위 및 기준 중심축 위치 범위에 대한 정보는 데이터베이스화된 상태로 저장된다.The size and center axis position of the ingot calculated as described above are compared with a preset reference size range and the reference center axis position range through a controller. For this purpose, information about the reference size range and the reference center axis position range is stored in the barcode label attached to the ingot, and the barcode label is recognized by the barcode reader and transmitted to the controller in the process of setting the ingot to the seating table and setting it as the inspection position. The step is followed. Information about the reference size range and the reference central axis position range sent to the controller is stored in a database.

이후, 제어기에서 산출된 잉곳의 크기 및 중심축 위치를 제어기로 전송되어 저장된 기준 잉곳의 크기 범위 및 기준 중심축 위치 범위에 대한 정보와 비교하여 잉곳의 가공 상태를 판단하는 단계(S140)가 수행된다. 본 실시예에서는 잉곳의 크기를 1차적으로 비교하여 잉곳의 가공 상태를 판단한 후, 잉곳의 크기가 정상 범위에 있는 경우, 즉 잉곳의 가공 상태가 양호한 경우에 잉곳의 중심축 위치가 기준 중심축 위치 범위 내에 있는지 판단을 하게 된다. 잉곳의 크기가 정상 범위(기준 잉곳의 크기 범위)를 벗어난 경우에는 잉곳의 가공 상태를 불량인 것으로 바로 판단한다. 이와 같이, 잉곳의 크기 및 잉곳의 중심축 위치에 대한 비교, 판단을 순차적으로 실시하여 2중으로 잉곳의 가공 상태를 판단함으로써 잉곳의 품질을 정확하게 검사할 수 있다.Thereafter, the step of determining the processing state of the ingot (S140) is performed by comparing the size and the center axis position of the ingot calculated by the controller with the information about the size range of the reference ingot stored and the reference center axis position range. . In the present embodiment, the size of the ingot is judged by primarily comparing the size of the ingot, and when the size of the ingot is in the normal range, that is, when the processing state of the ingot is good, the position of the center axis of the ingot is the reference center axis position. It is determined whether it is within range. If the size of the ingot is outside the normal range (the size range of the reference ingot), the processing state of the ingot is immediately determined to be defective. In this way, by comparing and determining the size of the ingot and the position of the center axis of the ingot, the quality of the ingot can be accurately inspected by judging the machining state of the ingot in twofold.

한편, 잉곳을 촬영기로부터 멀어지도록 이동시켜 잉곳의 일측 단면 전체에 대한 스캔 이미지를 획득할 수 있으며, 잉곳의 일측 단면 전체에 대한 기준 크기와의 비교를 통해 잉곳의 가공 상태를 추가적으로 검사할 수 있다.On the other hand, by moving the ingot away from the camera to obtain a scan image for the entire cross-section of one side of the ingot, it is possible to additionally inspect the processing state of the ingot through comparison with the reference size for the entire cross-section of one side of the ingot.

상기의 단계들은 잉곳의 일측 단면에 대한 검사 과정이지만, 잉곳의 가공 상태를 보다 정확하게 검사하기 위해서, 잉곳의 타측 단면에 대해서도 전술한 가공 상태 판단 단계를 반복 실시할 수 있다.Although the above steps are inspection procedures for one end surface of the ingot, in order to more accurately inspect the machining state of the ingot, the above-described processing state determination step may be repeatedly performed on the other end surface of the ingot.

전술한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 따른 잉곳 검사 장치 및 이를 이용한 잉곳 검사 방법에 의하면, 스퀘어링 가공을 통해 반제품 형상으로 가공되는 잉곳을 상호 교차하는 3축 방향으로 구동되고, 촬영 이미지 각도가 변경되도록 회전되는 촬영기를 통해 스캔 방식으로 촬영하여 잉곳의 단면 형상에 대한 잉곳의 크기를 정확하게 검사할 수 있다. 또한, 촬영기의 스캔 이미지를 통해 획득된 잉곳의 크기 정보를 이용하여 잉곳의 중심축 위치를 산출할 수 있어 스퀘어링 가공 전, 후에 따른 중심축 위치의 변동 여부를 정확하게 검사할 수 있다.As described above, according to the ingot inspection apparatus and the ingot inspection method using the same according to the embodiments of the present invention, the driving in the three-axis direction intersecting the ingot that is processed into a semi-finished shape through the square processing, the photographed image angle is Scanning can be performed through a camera that is rotated to change the size of the ingot accurately to the cross-sectional shape of the ingot. In addition, the position of the central axis of the ingot can be calculated by using the size information of the ingot obtained through the scan image of the camera, so that it is possible to accurately check whether the position of the central axis changes before or after the squaring process.

따라서, 잉곳의 크기 및 중심축에 대한 정확한 검사를 통해 잉곳의 가공 불량 여부를 판단할 수 있으며, 이를 통해 고가(高價)의 잉곳을 이용하여 웨이퍼 등의 완제품을 제조하는 후속 공정에서의 수율 저하를 사전에 방지하여 가공 생산성을 향상시킬 수 있다.
Therefore, accurate inspection of the size and central axis of the ingot can determine whether the processing of the ingot is defective, thereby reducing the yield in the subsequent process of manufacturing the finished products, such as wafers using expensive ingots By preventing it in advance, it is possible to improve the processing productivity.

이상, 본 발명에 대하여 전술한 실시예들 및 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양하게 변형 및 수정될 수 있음을 알 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Therefore, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be variously modified and modified without departing from the spirit of the appended claims.

10: 잉곳 100: 안착대
110: 안착 선반 120: 안착 스테이지
130: 바코드 판독기 200: 촬영기
300: 주축대 1000: 잉곳 검사 장치10: ingot 100: seating table
110: seating shelf 120: seating stage
130: barcode reader 200: camera
300: headstock 1000: ingot inspection device

Claims (10)

잉곳이 안착되는 안착대와;
상기 안착대의 일측에서 상기 잉곳의 표면 윤곽을 스캔하는 촬영기와;
상기 촬영기를 지지하고 상호 교차하는 3축 방향으로 구동시키는 주축대와;
상기 촬영기로부터 스캔 이미지를 전송받아 상기 잉곳의 크기를 획득하여 상기 잉곳의 중심축 위치를 산출하고, 미리 설정된 기준 크기 범위와 기준 중심축 위치 범위와의 비교를 통해 상기 잉곳의 가공 상태를 판단하는 제어기;
를 포함하는 잉곳 검사 장치. A seating table on which an ingot is seated;
A camera for scanning the surface contour of the ingot from one side of the seating table;
A headstock supporting the camera and driving in three axis directions that cross each other;
A controller that receives the scanned image from the imager, obtains the size of the ingot, calculates the position of the central axis of the ingot, and determines a machining state of the ingot by comparing a preset reference size range with a reference central axis position range ;
Ingot inspection apparatus comprising a. 청구항 1에 있어서,
상기 잉곳의 측면 일측에는,
상기 기준 크기 범위와 상기 기준 중심축 위치 범위에 대한 정보를 나타내는 바코드 라벨이 부착되는 잉곳 검사 장치.The method according to claim 1,
On one side of the side of the ingot,
Ingot inspection apparatus is attached with a bar code label indicating information about the reference size range and the reference central axis position range. 청구항 2에 있어서,
상기 안착대는,
상기 주축대를 지지하는 안착 선반과;
상기 안착 선반의 상부면에서 상기 주축대를 향하는 방향으로 주행되고, 상기 촬영기를 향하는 상기 잉곳의 표면이 변경되도록 회전되는 안착 스테이지와;
상기 안착 선반의 일측에 구비되고 상기 바코드 라벨을 인식하여 상기 기준 크기 범위와 상기 기준 중심축 위치 범위에 대한 정보를 상기 제어기로 전송하는 바코드 판독기;
를 포함하는 잉곳 검사 장치.The method according to claim 2,
The seating table,
A seating shelf supporting the headstock;
A seating stage traveling in a direction toward the headstock from the upper surface of the seating shelf and rotating to change a surface of the ingot facing the camera;
A barcode reader provided at one side of the seating shelf and recognizing the barcode label to transmit information about the reference size range and the reference central axis position range to the controller;
Ingot inspection apparatus comprising a. 청구항 1에 있어서,
상기 주축대는,
상기 촬영기를 상기 잉곳을 향하는 방향으로 수평 구동시키는 제1구동부와;
상기 제1구동부를 상기 제1구동부의 구동 방향과 교차하는 수평 방향으로 구동시키는 제2구동부와;
상기 제2구동부를 상하 방향으로 구동시키는 제3구동부;를 포함하고,
상기 제1구동부에는 상기 촬영기의 스캔 이미지 각도가 변경되도록 상기 촬영기를 회전시키는 촬영기 회전부가 구비되는 잉곳 검사 장치.The method according to claim 1,
The headstock,
A first driving part which horizontally drives the camera toward the ingot;
A second driving part for driving the first driving part in a horizontal direction crossing the driving direction of the first driving part;
And a third driving part for driving the second driving part in a vertical direction.
The first driving part is an ingot inspection apparatus provided with a camera rotating unit for rotating the camera so that the angle of the scanned image of the camera is changed. 잉곳을 검사 위치에 세팅하는 단계와;
상기 잉곳에 대하여 촬영기를 이동시켜 상기 잉곳의 일측 단면 형상에 대한 표면 윤곽을 스캔하여 스캔 이미지를 획득하는 단계와;
상기 스캔 이미지로부터 상기 잉곳의 크기를 획득하고, 획득된 상기 잉곳의 크기를 통해 상기 잉곳의 중심축 위치를 산출하는 단계와;
획득된 상기 잉곳의 크기 및 산출된 상기 잉곳의 중심축 위치를 미리 설정된 기준 크기 범위와 기준 중심축 위치 범위 내에 있는지 비교하여 상기 잉곳의 가공 상태를 판단하는 단계;
를 포함하는 잉곳 검사 방법.Setting the ingot to the inspection position;
Moving a camera relative to the ingot to scan a surface contour of one side cross-sectional shape of the ingot to obtain a scanned image;
Obtaining a size of the ingot from the scanned image and calculating a central axis position of the ingot based on the obtained size of the ingot;
Determining the processing state of the ingot by comparing the acquired size of the ingot and the calculated central axis position of the ingot within a preset reference size range and a reference central axis position range;
Ingot inspection method comprising a. 청구항 5에 있어서,
상기 스캔 이미지로부터 상기 잉곳의 크기를 획득하고, 획득된 상기 잉곳의 크기를 통해 상기 잉곳의 중심축 위치를 산출하는 단계는,
상기 스캔 이미지로부터 상기 잉곳의 일측 단면의 윤곽을 형성하는 복수의 변 부위의 길이, 복수의 모서리 부위의 경사 길이 및 경사각을 상기 잉곳의 크기로 획득하는 단계와;
상기 복수의 변 부위의 길이, 상기 복수의 모서리 부위의 경사 길이 및 경사각을 조합하여 상기 잉곳의 중심축 위치를 산출하는 단계;
를 포함하는 잉곳 검사 방법.The method according to claim 5,
Obtaining the size of the ingot from the scanned image, and calculating the position of the central axis of the ingot through the obtained size of the ingot,
Acquiring the lengths of the plurality of side portions, the inclination lengths of the plurality of corner portions, and the inclination angles from the scanned image as sizes of the ingots;
Calculating a central axis position of the ingot by combining lengths of the plurality of side portions, inclination lengths of the plurality of edge portions, and an inclination angle;
Ingot inspection method comprising a. 청구항 6에 있어서,
상기 잉곳의 중심축 위치를 산출하는 단계는,
상기 복수의 모서리 부위의 중심점을 대각선 형태로 잇는 한 쌍의 가상선의교차점 위치를 상기 잉곳의 중심축 위치로 산출하는 잉곳 검사 방법.The method of claim 6,
Calculating the central axis position of the ingot,
An ingot inspection method for calculating the position of the intersection of a pair of virtual lines connecting the center points of the plurality of corner portions in a diagonal form as the position of the center axis of the ingot. 청구항 5에 있어서,
상기 산출된 잉곳의 크기 및 중심축 위치를 미리 설정된 기준 크기 범위와 기준 중심축 위치 범위 내에 있는지 비교하는 단계 이전에,
상기 기준 크기 범위와 상기 기준 중심축 위치 범위에 대한 정보는 상기 잉곳에 부착되는 바코드 라벨에 저장되고, 상기 잉곳의 가공 상태를 판단하는 제어기에 인식되는 단계를 포함하는 잉곳 검사 방법.The method according to claim 5,
Before comparing the calculated ingot size and the central axis position is within a predetermined reference size range and the reference central axis position range,
And the information about the reference size range and the reference central axis position range is stored in a barcode label attached to the ingot and recognized by a controller for determining a processing state of the ingot. 청구항 5 내지 청구항 8 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 잉곳의 가공 상태를 판단하는 단계에서,
상기 산출된 잉곳의 크기가 상기 기준 크기 범위 내에 포함되는지 판단하는 단계와;
상기 잉곳의 크기가 상기 기준 크기 범위 내에 있는 경우, 상기 잉곳의 중심축 위치가 상기 기준 중심축 위치 범위 내에 있는지 판단하는 단계;
를 포함하는 잉곳 검사 방법.The method according to any one of claims 5 to 8,
In the step of determining the processing state of the ingot,
Determining whether the calculated size of the ingot falls within the reference size range;
If the size of the ingot is within the reference size range, determining whether the central axis position of the ingot is within the reference central axis position range;
Ingot inspection method comprising a. 청구항 9에 있어서,
상기 잉곳의 일측 단면 형상에 대한 가공 상태를 판단하는 단계 이후에,
상기 잉곳의 타측 단면에 대한 가공 상태 판단을 반복 실시하는 단계를 포함하는 잉곳 검사 방법.The method according to claim 9,
After determining the processing state of the cross-sectional shape of one side of the ingot,
Ingot inspection method comprising the step of repeatedly performing the processing state determination for the other end surface of the ingot.
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