KR20000000604A - 웨이퍼 검사장비 및 이를 이용한 웨이퍼 검사방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 웨이퍼의 측면에 나타날 수 있는 불량상태를 검사하는 웨이퍼 검사장비 및 이를 이용한 웨이퍼 검사방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 웨이퍼 검사장비는, 구동원에 의해 웨이퍼를 회전시키는 웨이퍼 회전기; 상기 웨이퍼 회전기에 의하여 회전하는 웨이퍼의 측면 화상정보를 획득하는 화상정보 획득수단; 및 정상인 웨이퍼의 측면화상정보가 내장되어 있으며, 상기 화상정보 획득수단과 연결되어 상기 측면화상정보를 전송받아 상기 정상인 웨이퍼의 측면화상정보와 비교하여 정상여부를 판단하는 비교판단수단;을 포함하여 이루어진다.
상기 화상정보 획득수단은 상기 웨이퍼 회전기에 의하여 회전하는 웨이퍼의 측면을 조명하는 조명수단과 상기 조명수단에 의해 조명을 받는 상기 웨이퍼의 측면화상정보를 획득하는 카메라로 구성된다.
따라서, 웨이퍼 검사장비를 사용하여 공정진행전 웨이퍼를 검사하여 불량 웨이퍼를 제거함으로서 공정진행 중 웨이퍼가 브로컨되는 것을 미연에 방지하여 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 반도체소자 제조용 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼의 측면 불량상태를 검사할 수 있는 웨이퍼 검사장비 및 이를 이용한 웨이퍼 검사방법에 관한 것이다.
통상, 반도체소자는 증착공정, 사진공정, 식각공정 및 이온주입공정 등의 공정들을 수행하여 이루어진다.
즉, 반도체소자는 웨이퍼 상에 다결정막, 산화막, 질화막 및 금속막 등과 같은 여러 층의 박막을 증착한 후, 사진공정, 식각공정 및 이온주입공정 등을 통해 패턴을 형성시켜 완성한다.
따라서, 상기 공정들을 수행하면서 상기 웨이퍼는 여러 반도체 설비를 통과한다. 상기 웨이퍼는 각각의 공정에 따라 상기 설비 내에서의 공정조건, 즉 공정온도 및 척에 고정되는 방법 등이 다르다.
따라서, 상기 공정들을 수행하면서 웨이퍼의 측면이 손상되는 경우가 빈번하게 발생한다. 상기 측면이 손상된 웨이퍼가 포함된 상태로 후속공정을 진행하면, 후속공정시 상기 측면의 손상된 부분은 스트레스를 받으면 상기 웨이퍼가 브로컨(Broken)되는 경우가 있었다.
공정중 상기 웨이퍼의 브로컨은 제조설비의 오염과 주변 웨이퍼도 오염시켜 제조공정에 악영향을 끼친다.
그러므로 공정진행전 웨이퍼의 측면을 면밀히 검사하여야 한다. 현재 웨이퍼의 측면 검사는 특별한 장치가 없으며, 작업자가 임의로 카세트 내의 몇장의 웨이퍼를 선별하여 튀져(Tweezer)로 상기 웨이퍼를 들어올려 눈으로 검사한다. 그러나 상기 몇장의 웨이퍼의 검사로는 신뢰성을 갖을 수 없으며, 언제나 공정중 웨이퍼가 브로컨될 수 있는 위험성이 내포되어 있었다.
본 발명의 목적은, 공정진행 전에 웨이퍼의 플렛존을 정렬하는 동시에 웨이퍼의 측면 상태를 공정 진행전에 전수검사하여 불량인 웨이퍼를 선별하여 제거함으로서, 공정 진행중 웨이퍼의 브로컨을 방지하여 제조설비가 오염되는 것을 막고 생산수율을 향상시키는 웨이퍼 검사장비 및 이를 이용한 웨이퍼 검사방법을 제공하는 데 있다.
도1은 본 발명에 의한 웨이퍼 검사장비를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도2는 본 발명에 의한 웨이퍼 검사장비의 제1실시예를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도3은 도2의 웨이퍼 회전기 및 스테이지를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도4는 본 발명에 의한 웨이퍼 검사장비의 제2실시예를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도5는 본 발명에 의한 웨이퍼 검사방법을 나타내는 공정순서도이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 11 ; 웨이퍼 검사장비 4 ; 조명수단
4a ; 반도체 레이저 6 ; 카메라
7 ; 화상정보 획득수단 8 ; 비교판단수단
8a ; 컴퓨터 10 ; 출력기
12 ;받침대 14 ; 웨이퍼
16 ; 카세트 18 ; 스테이지
20 ; 수직지지대 20a ; 톱니
22 ; 이송수단 24 ; 수평지지대
26 ; 실딩케이스 28 ; 스위치
30 ; 스토퍼 32 ; 센서
34 ; 표시장치 34a ; 액정표시기
34b ; 시그널타워 40 ; 제1이송수단
42 ; 제2이송수단 181 ; 기어봉
181a ; 톱니 182 ; 톱니바퀴
183 ; 가이드 211 ; 몸체
212 ; 벽체 213 ; 지지봉
214 ; 롤러봉 215 ; 제어부
216 ; 기어홈 217 ; 가이드홈
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 웨이퍼 검사장비는 구동원에 의해 웨이퍼를 회전시키는 웨이퍼 회전기; 상기 웨이퍼 회전기에 의하여 회전하는 웨이퍼의 측면 화상정보를 획득하는 화상정보 획득수단; 및 정상인 웨이퍼의 측면화상정보가 내장되어 있으며, 상기 화상정보 획득수단과 연결되어 상기 측면화상정보를 전송받아 상기 정상인 웨이퍼의 측면화상정보와 비교하여 정상여부를 판단하는 비교판단수단;을 포함하여 이루어진다.
상기 웨이퍼 회전기는 웨이퍼가 연속하여 360°회전하도록 할 수 있는 웨이퍼 플렛존 정렬기(Flatzone Aligner)가 사용될 수 있다.
상기 화상정보 획득수단은 상기 웨이퍼 회전기에 의하여 회전하는 웨이퍼의 측면을 조명하는 조명수단; 및 상기 조명수단에 의해 조명을 받는 상기 웨이퍼의 측면화상정보를 획득하는 카메라;를 포함하여 이루어진다.상기 조명수단은 상기 웨이퍼의 측면만 조명할 수 있도록 반도체 레이저인 것이 바람직하다.
상기 카메라는 자동포커싱줌렌즈를 갖는 시시디카메라일 수 있다.
상기 비교판단수단은 화상정보처리 프로그램이 내장되어 있는 컴퓨터가 바람직하다.
상기 컴퓨터에는 비교판단 결과를 문서로 출력시키는 출력기가 연결될 수 있다.
본 발명에 의한 제1실시예의 웨이퍼 검사장비는 소정의 면적을 갖는 받침대; 상기 받침대 상에 위치하며, 웨이퍼의 측면이 상부를 향하도록 카세트가 장착되며, 상기 웨이퍼를 회전시키는 웨이퍼 회전기; 상기 웨이퍼 회전기가 장착되며, 상기 웨이퍼 회전기를 웨이퍼의 중심축 방향을 따라 운동시키는 스테이지; 상기 받침대의 일측 모서리에 형성되어 소정의 높이를 갖는 수직지지대; 상기 수직지지대에 이송수단을 매개로 부착되어 상기 수직지지대를 가이드레일로 하여 상하운동하는 수평지지대; 상기 수평지지대의 소정지점에 위치하며, 상기 웨이퍼의 측면을 조명하는 조명수단; 상기 수평지지대에 상기 조명수단과 인접하여 위치하며, 상기 조명수단으로부터 조명을 받으며, 회전하는 웨이퍼의 측면화상정보를 획득하는 카메라; 및 상기 카메라로부터 측면 화상정보를 전송받아 상기 웨이퍼 측면의 불량여부를 비교판단하는 화상정보처리 프로그램이 내장되어 있으며, 장비 전체를 조정하는 컴퓨터;를 포함하여 이루어진다.
상기 웨이퍼 회전기의 하부의 중앙에는 길이방향을 따라 소정의 기어홈이 형성될 수 있으며, 상기 기어홈의 양쪽으로 소정 거리만큼 이격되어 상기 웨이퍼 회전기의 운동을 지지하는 가이드홈이 길이방향을 따라 형성될 수 있다.
상기 스테이지 상부에는 상기 기어홈과 결합하여 회전하므로서 상기 웨이퍼 회전기를 운동시키는 기어봉이 형성될 수 있으며, 상기 스테이지 내부에는 상기 기어봉의 단부에 형성된 톱니와 톱니바퀴로 연결되어 회전력을 전달하는 모터가 내장될 수 있다.
상기 스테이지 상부에는 상기 기어봉의 양쪽으로 소정 거리만큼 이격되어 상기 웨이퍼 회전기의 운동을 지지하는 가이드홈과 결합되는 돌출부위가 길이방향을 따라 형성될 수 있다.
상기 수평지지대에는 외부에서 들어오는 빛을 방지하며, 웨이퍼와 상면하는 부분이 개방되며, 상부로 상기 조명수단과 카메라가 관통하여 소정부분이 내재되는 박스형태의 실딩케이스(Shilding Case)가 더 형성되는 것이 바람직하다.
상기 수직지지대의 표면에는 톱니가 형성될 수 있으며, 상기 수평지지대의 이송수단은 동력에 의해 상기 수직지지대를 따라 운동할 수 있다.
상기 이송수단은 전기적 신호에 의해 작동하는 모터와 상기 모터에 연결되어 상기 수직지지대의 톱니를 따라 움직이는 톱니바퀴를 포함할 수 있다.
상기 수직지지대의 일측에는 상기 이송수단을 동력에 의해 움직여 상기 수평지지대의 높이를 조절하는 스위치가 부착될 수 있으며, 상기 수직지지대에는 상기 수평지지대의 높이를 제한하는 스토퍼(Stopper)가 형성될 수 있다.
상기 수평지지대에는 상기 카메라와 조명수단 사이에 위치하며, 상기 실딩케이스 내부에 형성되어 카세트에 내재된 웨이퍼를 인식하는 센서가 형성될 수 있다.
상기 수직지지대의 상단부에는 진행되는 웨이퍼의 수 및 장치의 동작상태를 나타내는 표시장치가 부착될 수 있다.
상기 표시장치는 진행되는 웨이퍼의 수, 공정상황을 나타내는 액정표시기와 장비의 동작상태를 각기 다른 색깔을 갖는 램프로 나타내는 시그널타워일 수 있다.
본 발명에 의한 제2실시예의 웨이퍼 검사장비는 소정의 면적을 갖는 받침대; 상기 받침대 상에 위치하며, 웨이퍼의 측면이 상부를 향하도록 카세트가 장착되며, 상기 웨이퍼를 회전시키는 웨이퍼 회전기; 상기 받침대의 일측 모서리에 형성되어 소정의 높이를 갖는 수직지지대; 상기 수직지지대에 제1이송수단을 매개로 부착되어 상기 수직지지대를 가이드레일로 하여 상하운동하는 수평지지대; 상기 수평지지대를 가이드레일로 하여 운동하는 제2이송수단; 상기 제2이송수단의 일측에 부착되며, 상기 웨이퍼의 측면을 조명하는 조명수단; 상기 제2이송수단에 상기 조명수단과 대향하여 부착되어 상기 조명수단으로부터 조명을 받으며, 회전하는 웨이퍼의 측면화상정보를 획득하는 카메라; 및 상기 카메라로부터 측면 화상정보를 전송받아 상기 웨이퍼 측면의 불량여부를 비교판단하는 화상정보처리 프로그램이 내장되어 있으며, 장비 전체를 조정하는 컴퓨터;를 포함하여 이루어진다.
상기 제2이송수단에는 외부에서 들어오는 빛을 방지하며, 웨이퍼와 상면하는 부분이 개방되며, 상부로 상기 조명수단과 카메라가 관통하여 소정부분이 내재되는 박스형태의 실딩케이스가 더 형성되는 것이 바람직하다.
상기 수직지지대 및 수평지지대의 표면에는 톱니가 형성될 수 있으며, 상기 제1이송수단 및 제2이송수단은 전기적 신호에 의해 작동하는 모터와 상기 모터에 연결되어 각각 상기 수직지지대 및 상기 수평지지대의 톱니를 따라 움직이는 톱니바퀴를 포함할 수 있다.
상기 수직지지대의 일측에는 상기 제1이송수단을 동력에 의해 움직여 상기 수평지지대의 높이를 조절하는 스위치가 부착될 수 있으며, 상기 수직지지대에는 상기 수평지지대의 높이를 제한하는 스토퍼가 형성될 수 있다.
상기 제2이송수단에는 상기 카메라와 조명수단 사이에 위치하며, 상기 실딩케이스 내부에 형성되어 카세트에 내재된 웨이퍼를 인식하는 센서가 있는 것이 바람직하다.
상기 수직지지대의 상단부에는 진행되는 웨이퍼의 수, 공정상황 및 장비의 동작상태를 나타내는 표시장치가 부착될 수 있다.
상기 표시장치는 진행되는 웨이퍼의 수, 공정상황을 나타내는 액정표시기와 장비의 동작상태를 각기 다른 색깔을 갖는 램프로 나타내는 시그널타워인 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 웨이퍼 검사방법은 1) 검사할 웨이퍼가 내재된 카세트를 웨이퍼 회전기에 장착하는 단계; 2) 웨이퍼를 스캔하여 화상정보 획득수단을 정렬시켜 웨이퍼 검사를 준비하는 단계; 3) 상기 검사할 웨이퍼를 회전시키면서, 상기 화상정보 획득수단이 웨이퍼의 측면화상정보를 획득하는 단계; 4) 상기 화상정보 획득수단이 획득한 측면화상정보를 정상의 웨이퍼 측면화상정보와 비교판단하여 정상여부를 비교판단하는 단계; 5) 상기 비교판단에 의한 결과를 출력하는 단계;를 포함하여 이루어진다.
상기 웨이퍼의 측면 불량여부 판단은 상기 컴퓨터의 화상정보처리 프로그램이 정상 웨이퍼의 측면 화상정보와 각각의 웨이퍼로부터 획득한 측면화상과 측면 각 지점의 밝기를 비교하여 판단할 수 있다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명은 웨이퍼의 측면 상태를 검사할 수 있는 웨이퍼 검사장비 및 이를 이용한 웨이퍼 검사방법에 관한 것이다. 반도체소자 제조공정은 수 많은 공정을 수행하여 완성된 소자를 만든다. 따라서, 상기 반도체소자 제조공정은 다양한 제조설비를 사용하고 있다. 상기 웨이퍼는 여러 설비를 거치면서 불순물의 오염, 백(Back) 스크레치 및 측면불량 등이 발생한다. 상기 측면불량을 갖는 웨이퍼의 후속공정 진행시 공정온도 및 제조설비의 조건에 따라 스트레스가 상기 웨이퍼 측면에 집중되면 상기 웨이퍼가 브로컨되는 문제점이 있었다. 그러므로, 후속공정이 진행되기 전에 상기 웨이퍼들을 플렛존이 동일한 방향을 갖도록 하는 동시에 측면 부분을 전수검사하여 불량 웨이퍼를 제거시킨 후, 후속공정을 수행한다.
도1을 참조하면, 웨이퍼 검사장비는 구동원에 의해 웨이퍼를 회전시키는 웨이퍼 회전기(2), 상기 웨이퍼 회전기(2)에 의하여 회전하는 웨이퍼의 측면을 조명하는 조명수단(4)과 상기 조명수단(4)에 의해 조명을 받는 상기 웨이퍼의 측면화상정보를 획득하는 카메라(6)를 포함하여 구성되는 화상정보 획득수단(7) 및 정상인 웨이퍼의 측면화상정보가 내장되어 있으며, 카메라(6)와 연결되어 상기 측면화상정보를 전송받아 상기 정상인 웨이퍼의 측면화상정보와 비교하여 웨이퍼 측면의 정상여부를 판단하는 비교판단수단(8)으로써 화상정보처리 프로그램이 내장되어 있는 컴퓨터를 포함하여 이루어진다.
상기 조명수단(4)은 반도체 레이저가 바람직하며, 상기 컴퓨터에는 비교판단 결과를 문서로 출력시키는 출력기(10)가 연결되어 있다.
상기 웨이퍼 회전기(2) 대신에 웨이퍼가 연속하여 360°회전하도록 할 수 있는 웨이퍼 플렛존 정렬기(Flatzone Aligner)를 사용할 수 있다.
상기 카메라(6)는 자동포커싱줌렌즈를 갖는 시시디카메라이며, 상기 컴퓨터는 검사장비 전체를 조정한다.
도2 및 도3을 참조하면, 제1실시예로서 웨이퍼 검사장비(1)는 소정의 면적을 갖는 받침대(12), 상기 받침대(12) 상에 위치하며, 웨이퍼(14)의 측면이 상부를 향하도록 카세트(16)가 장착되며, 상기 웨이퍼(14)를 회전시키는 웨이퍼 회전기(2), 상기 웨이퍼 회전기(2)가 장착되며, 상기 웨이퍼 회전기(2)를 웨이퍼(14)의 중심축 방향을 따라 운동시키는 스테이지(18), 상기 받침대(12)의 일측 모서리에 형성되어 소정의 높이를 갖는 수직지지대(20),상기 수직지지대(20)에 이송수단(22)을 매개로 부착되어 상기 수직지지대(20)를 가이드레일로 하여 상하운동하는 수평지지대(24), 상기 수평지지대(24)의 소정지점에 위치하며, 상기 웨이퍼(14)의 측면을 조명하는 조명수단으로써 반도체 레이저(4a), 상기 수평지지대(24)에 상기 반도체 레이저(4a)와 인접하여 위치하며, 상기 반도체 레이저(4a)로부터 조명을 받으며, 회전하는 웨이퍼(14)의 측면화상정보를 획득하는 카메라(6) 및 상기 카메라(6)로부터 측면화상정보를 전송받아 상기 웨이퍼(14) 측면의 불량여부를 비교판단하는 비교판단수단으로써 화상정보처리 프로그램이 내장되어 있으며, 장비 전체를 조정하는 컴퓨터(8a)를 포함하여 이루어진다.
상기 웨이퍼 회전기(2)는 입방체 형상의 몸체(211), 상기 몸체(211)의 단부에 길이방향으로 마주보며 형성되어 있는 벽체(212), 상기 벽체(212)에 소정의 간격을 유지하며, 동일 높이로 길이방향으로 형성되며, 카세트(16)가 안착되는 지지봉(213), 상기 벽체(212)에 상기 지지봉(213) 아래 소정의 간격을 유지하며 동일 높이로 형성되어 구동원(표시안함)의 구동에 의해서 회전운동을 수행하는 롤러봉(214) 및 상기 웨이퍼 회전기(2)의 구동을 제어하는 제어부(215)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 웨이퍼 회전기(2) 대신에 웨이퍼가 연속하여 360°회전하도록 할 수 있는 웨이퍼 플렛존 정렬기(Flatzone Aligner)를 사용할 수 있다.
상기 웨이퍼 회전기(2)의 하부의 중앙에는 길이방향을 따라 소정의 기어홈(216)이 형성될 수 있으며, 상기 기어홈(216)의 양쪽으로 소정 거리만큼 이격되어 상기 웨이퍼 회전기(2)의 운동을 지지하는 가이드홈(217)이 길이방향을 따라 형성되어 있다.
상기 스테이지(18) 상부에는 상기 웨이퍼 회전기(2)의 기어홈(216)과 결합하여 회전하므로서 상기 웨이퍼 회전기(2)를 웨이퍼(14)의 중심축 방향으로운동시키는 기어봉(181)이 형성되어 있으며, 상기 스테이지(18) 내부에는 상기 기어봉(181)의 단부에 형성된 톱니(181a)와 톱니바퀴(182)로 연결되어 회전력을 전달하는 모터(표시하지않음)가 내장되어있다. 또한, 상기 기어봉(181)의 양쪽에 소정 거리만큼 이격되어 상기 웨이퍼 회전기(2)의 운동을 지지하는 가이드홈(217)과 결합되는 가이드(183)가 길이방향을 따라 형성되어있다.
상기 웨이퍼 회전기(2)의 하부구조와 상기 스테이지(18)의 상부 구조는 상기의 동일효과를 얻기위하여 변형하여 사용할 수 있는 것은 자명하다.
상기 수평지지대(24)에는 외부에서 들어오는 빛을 방지하며, 웨이퍼(14)와 상면하는 부분이 개방되며, 상부로 상기 반도체 레이저(4a)와 카메라(6)가 관통하여 소정부분이 내재되는 박스형태의 실딩케이스(26)가 더 형성된다. 따라서, 외부의 빛이 상기 웨이퍼(14)의 측면을 비춤으로서, 발생하는 반사를 방지하여 더욱 정확한 화상정보를 얻을 수 있다.
상기 수직지지대(20)의 표면에는 톱니(20a)가 형성되어 있어, 상기 수평지지대(24)의 이송수단(22)이 동력에 의해 상기 수직지지대(20)를 따라 운동한다. 즉, 상기 이송수단(22)에는 전기적 신호에 의해 작동하는 모터(표시하지않음)와 상기 모터에 연결되어 상기 수직지지대(20)의 톱니(20a)를 따라 움직이는 톱니바퀴(표시하지않음)가 내재되어있어, 상기 수직지지대(20)를 상하운동한다. 또한, 상기 수직지지대(20)의 일측에는 상기 이송수단(22)을 동력에 의해 움직여 상기 수평지지대(24)의 높이를 조절하는 스위치(28)가 부착되어있어, 상기 카세트(16)를 상기 웨이퍼 회전기(2)에 장착시 상기 수평지지대(24)를 상승시켜 효율적으로 상기 카세트(16)를 상기 스테이지(18)에 장착시킬 수 있다.
상기 수직지지대(20)에는 상기 수평지지대(24)의 높이를 제한하는 스토퍼(30)가 형성되어있어, 상기 수평지지대(24)가 너무 내려와 상기 실딩케이스(26)와 상기 웨이퍼(14)가 충돌하여 상기 웨이퍼(14)가 브로컨되는 것을 방지하였다.
상기 카메라(6)는 자동포커싱줌렌즈를 갖는 시시디카메라이다. 따라서, 상기 시시디카메라와 상기 웨이퍼(14)의 측면과 거리에 맞는 최상의 포커싱을 하여 명확한 화상정보를 얻을 수 있다.
상기 조명수단으로써 반도체 레이저(4a)는 특정, 웨이퍼(14)의 측면만을 효과적으로 조명하기 위하여 사용한다.
상기 수평지지대(24)에는 상기 카메라(6)와 상기 반도체 레이저(4a) 사이에 위치하며, 상기 실딩케이스(26) 내부에 형성되어 카세트(16)에 내재된 웨이퍼(14)를 인식하는 센서(32)가 부착되어있다.
즉, 상기 센서(32)는 처음 카세트(16)가 웨이퍼 회전기(2)에 안착되고, 상기 스테이지(18)의 운동시 상기 웨이퍼(14)를 스캔함으로서 상기 카세트(16)에 내재한 웨이퍼(14)의 개수와 웨이퍼(14)가 내재한 카세트(16)의 슬롯을 인식한다.
상기 비교판단수단인 컴퓨터(8a)에는 비교판단 결과를 문서로 출력시키는 출력기(10)가 연결되어 있어, 상기 출력된 문서를 확인하여 측면 부분이 불량인 웨이퍼를 제거한다.
상기 수직지지대(20)의 상단부에는 진행되는 웨이퍼의 수 및 장치의 동작상태를 나타내는 표시장치(34)가 부착되어 있으며, 공정상황을 나타내는 액정표시기34a)와 장비의 동작상태를 각기 다른 색깔을 갖는 램프로 나타내는 시그널타워(34b)를 포함한다. 따라서, 상기 웨이퍼 검사장비(1)로부터 원거리에서도 시그널타워(34b)의 램프 색깔을 관찰함으로서 상기 웨이퍼 검사장비(1)의 상태를 확인할 수 있다.
도4는 본 발명에 의한 웨이퍼 검사장비의 제2실시예를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도4를 참조하면, 상기 먼저 설명한 제1실시예와 동일 기능을 하는 구성요소는 동일한 번호를 기입하였으며, 설명도 생략하였다. 그러나 동일 기능을하나 구성의 변경으로 상관관계가 변한 경우에는 다른 번호를 기입하여 설명하였다. 본 발명에 의한 제2실시예에 의한 웨이퍼 검사장비(11)는 소정의 면적을 갖는 받침대(12), 상기 받침대(12) 상에 위치하며, 웨이퍼(14)의 측면이 상부를 향하도록 카세트(16)가 장착되며, 상기 웨이퍼(14)를 회전시키는 웨이퍼 회전기(2), 상기 받침대(12)의 일측 모서리에 형성되어 소정의 높이를 갖는 수직지지대(20), 상기 수직지지대(20)에 제1이송수단(40)을 매개로 부착되어 수직지지대(20)를 가이드레일로 하여 상하운동하는 수평지지대(24), 상기 수평지지대(24)를 가이드레일로 하여 운동하는 제2이송수단(42), 상기 제2이송수단(42)의 일측에 부착되며, 상기 웨이퍼(14)의 측면을 조명하는 조명수단으로써 반도체 레이저(4a), 상기 제2이송수단(42)에 상기 반도체 레이저(4a)와 대향하여 부착되어 상기 반도체 레이저(4a)으로부터 조명을 받으며, 회전하는 웨이퍼(14)의 측면화상정보를 획득하는 카메라(6) 및 상기 카메라(6)로부터 측면화상정보를 전송받아 상기 웨이퍼(14) 측면의 불량여부를 비교판단하는 비교판단수단으로써, 화상정보처리 프로그램이 내장되어 있으며, 장비 전체를 조정하는 컴퓨터(8a)를 포함하여 이루어진다.
상기 제2이송수단(42)에는 외부에서 들어오는 빛을 방지하며, 웨이퍼(14)와 상면하는 부분이 개방되며, 상부로 상기 반도체 레이저(4a)와 카메라(6)가 관통하여 소정부분이 내재되는 박스형태의 실딩케이스(26)가 형성된다.
상기 수직지지대(20)와 수평지지대(24)의 표면에는 톱니가 형성되어 있어, 상기 제1이송수단(40) 및 제2이송수단(42)은 전기적 신호에 의해 작동하는 모터(표시하지않음)와 상기 모터에 연결되어 각각 상기 수직지지대(20) 및 상기 수평지지대(24)의 톱니를 따라 움직이는 톱니바퀴(표시하지않음)를 포함한다.
상기 수직지지대(20)의 일측에는 상기 제1이송수단(40)을 동력에 의해 움직여 상기 수평지지대(24)의 높이를 조절하는 스위치(28)가 부착되어 있으며, 상기 수직지지대(20)에는 상기 수평지지대(24)의 높이를 제한하는 스토퍼(30)가 형성되어있다.
상기 제2이송수단(42)에는 상기 반도체 레이저(4a)와 상기 카메라(6) 사이에 위치하며, 상기 실딩케이스(26) 내부에 형성되어 카세트(16)에 내재된 웨이퍼(14)를 인식하는 센서(32)가 형성되어있다.
즉, 상기 센서(32)는 처음 카세트(16)가 웨이퍼 회전기(2)에 안착되고, 상기 제2이송수단(42)이 상기 웨이퍼(14)를 스캔함으로서 상기 카세트(16)에 내재한 웨이퍼(14)의 개수와 웨이퍼(14)가 내재한 카세트(16)의 슬롯을 인식한다.
본 제1실시예 및 제2실시예에서 상기 수직지지대(20)를 하나로 형성하였으나 동일크기를 갖는 상기 수직지지대(20)를 서로 마주보도록 형성시켜 상기 수평지지대(24)의 연결상태 등 모양을 변형시킬 수 있음은 자명하다.
또한, 상기 제1실시예 및 제2실시예에서 웨이퍼 회전기 대신에 웨이퍼가 연속하여 360°회전하도록 할 수 있는 웨이퍼 플렛존 정렬기(Flatzone Aligner)를 사용함으로서, 공정진행전에 웨이퍼를 정렬하면서 동시에 웨이퍼 모서리의 불량도 검사하도록 한다.
도5는 본 발명에 의한 웨이퍼 검사방법을 개략적으로 나타내는 공정순서도이다.
도5를 참조하면, 본 발명에 의한 웨이퍼 검사방법은 처음 1) 검사할 웨이퍼가 내재된 카세트를 웨이퍼 회전기 상에 장착 하는 단계로서, 수평지지대의 높이 조절용 스위치를 이용하여 상기 수평지지대를 상승시켜 카세트를 웨이퍼의 측면이 상부를 향하도록 웨이퍼 회전기 상에 올려 놓은 후, 상기 수평지지대를 스토퍼까지 하강시킨다. 다음 2) 웨이퍼를 스캔하여 화상정보 획득수단을 정렬시켜 웨이퍼 검사를 준비하는 단계로서, 센서가 웨이퍼 장수 및 검사할 웨이퍼가 어느 슬롯에 위치하고 있는지를 센싱하여 검사할 웨이퍼의 측면과 조명수단인 반도체 레이저와 시시디카메라를 웨이퍼 측면과 정렬시킨다.
제1실시예에서는 스테이지를 웨이퍼의 중심축 방향으로 운동시켜 상기 수평지지대에 반도체 레이저와 상기 카메라 사이에 부착되어 있는 센서가 상기 웨이퍼를 스캔하게하여 상기 카세트에 내재하는 웨이퍼의 개수 및 검사할 웨이퍼가 어느 슬롯에 위치하고 있는지를 인식한다. 제2실시예에서는 제2이송수단이 수평지지대를 따라 운동하여 상기 제2이송수단에 부착되어 있는 센서가 웨이퍼를 스캔하여 상기 카세트에 내재하는 웨이퍼의 개수 및 검사할 웨이퍼가 어느 슬롯에 위치하고 있는지를 인식한다.
제1실시예서는 스테이지를 이동시켜 처음 검사할 웨이퍼의 측면 상에 반도체 레이저와 시시디카메라를 정렬시킨다. 제2실시예에서는 센싱에 의해 제2이송수단이 이동하여 처음 검사할 웨이퍼의 측면 상에 반도체 레이저와 시시디카메라를 정렬시킨다.
다음 3) 상기 검사할 웨이퍼를 회전시키면서, 상기 화상정보 획득수단이 웨이퍼의 측면화상정보를 획득하는 단계로서, 제1실시예에서는 웨이퍼 회전기가 웨이퍼를 회전하는 동시에 반도체 레이저가 웨이퍼 측면을 조명하면서 시시디카메라가 웨이퍼의 측면화상정보를 획득한다. 한장의 웨이퍼의 측면화상저보를 획득하면, 스테이지를 이동시켜 다음 웨이퍼로 이동시키면서 상기 카세트 내의 모든 웨이퍼의 측면 화상을 획득한다. 제2실시예에서는 웨이퍼 회전기에 의해 회전하는 동시에 상기 제2이송수단이 각각의 웨이퍼로 이동하여 반도체 레이저가 웨이퍼 측면을 조명하면서 시시디카메라가 웨이퍼의 모서리 화상수단를 획득한다. 다음 4) 상기 화상정보 획득수단이 획득한 웨이퍼의 측면화상정보를 정상의 웨이퍼 측면화상정보와 비교판단하여 정상여부를 비교판단하는 단계로서, 상기 시시디 카메라가 측면화상저보를 화상정보처리 프로그램이 내장된 컴퓨터로 전송하여 상기 각각의 웨이퍼의 측면화상정보를 정상의 웨이퍼 측면화상정보와 비교판단하여 정상여부를 비교판단한다. 비교판단은 각 웨이퍼의 측면 부분의 각 지점의 밝기를 비교하여 판단한다. 즉, 웨이퍼의 측면에 불량이 있는 지점은 정상인 지점보다 빛의 반사량이 다르기 때문에 화상에서 밝기가 주위보다 어둡게 나타난다. 다음 5) 상기 비교판단에 의한 결과를 출력하는 단계로서, 화상정보처리 프로그램을 이용하여 각 웨이퍼의 측면화상정보를 비교판단한 각 웨이퍼의 측면 불량을 나타내는 결과를 모니터에 출력한다.
상기 컴퓨터에는 분석결과를 출력하는 출력기가 연결되어 있어 문서로서도 확인할 수 있다.
다음 상기 모서리 부분이 불량인 웨이퍼를 제거한 후, 공정을 계속하여 진행한다.
그러므로 제조설비에 웨이퍼가 투입되기 전에 상기 웨이퍼 검사장비를 사용함으로서 모서리 부분에 불량이 발생한 웨이퍼를 제거할 수 있으므로 공정진행중에 열팽창 및 스트레스에 의해 웨이퍼가 브로컨되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 웨이퍼 회전기 대신에 웨이퍼 플렛존 정렬기를 사용함으로서 웨이퍼를 정렬시킴과 동시에 모서리 부분에 불량이 발생한 웨이퍼를 제거한다.
따라서, 공정진행 중 웨이퍼가 브로컨되는 것을 미연에 방지하여 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
Claims (33)
- 구동원에 의해 웨이퍼를 회전시키는 웨이퍼 회전기;상기 웨이퍼 회전기에 의하여 회전하는 웨이퍼의 측면 화상정보를 획득하는 화상정보 획득수단; 및정상인 웨이퍼의 측면화상정보가 내장되어 있으며, 상기 화상정보 획득수단과 연결되어 상기 측면화상정보를 전송받아 상기 정상인 웨이퍼의 측면화상정보와 비교하여 정상여부를 판단하는 비교판단수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사장비.
- 제 1 항에 있어서,상기 웨이퍼 회전기는 웨이퍼가 연속하여 360°회전하도록 할 수 있는 웨이퍼 플렛존 정렬기(Flatzone Aligner)임을 특징으로 하는 상기 웨이퍼 검사장비.
- 제 1 항에 있어서,상기 화상정보 획득수단은 상기 웨이퍼 회전기에 의하여 회전하는 웨이퍼의 측면을 조명하는 조명수단; 및상기 조명수단에 의해 조명을 받는 상기 웨이퍼의 측면화상정보를 획득하는 카메라;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 상기 웨이퍼 검사장비.
- 제 3 항에 있어서,상기 조명수단은 반도체 레이저인 것을 특징으로 하는 상기 웨이퍼 검사장비.
- 제 3 항에 있어서,상기 카메라는 자동포커싱줌렌즈를 갖는 시시디(CCD : Charge Coupled Device)카메라인 것을 특징으로 하는 상기 웨이퍼 검사장비.
- 제 1 항에 있어서,상기 비교판단수단은 화상정보처리 프로그램이 내장되어 있는 컴퓨터인 것을 특징으로 하는 상기 웨이퍼 검사장비.
- 제 6 항에 있어서,상기 컴퓨터에는 비교판단 결과를 문서로 출력시키는 출력기가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 웨이퍼 검사장비.
- 소정의 면적을 갖는 받침대;상기 받침대 상에 위치하며, 웨이퍼의 측면이 상부를 향하도록 카세트가 장착되며, 상기 웨이퍼를 회전시키는 웨이퍼 회전기;상기 웨이퍼 회전기가 장착되며, 상기 웨이퍼 회전기를 웨이퍼의 중심축 방향을 따라 운동시키는 스테이지;상기 받침대의 일측 모서리에 형성되어 소정의 높이를 갖는 수직지지대;상기 수직지지대에 이송수단을 매개로 부착되어 상기 수직지지대를 가이드레일로 하여 상하운동하는 수평지지대;상기 수평지지대의 소정지점에 위치하며, 상기 웨이퍼의 측면을 조명하는 조명수단;상기 수평지지대에 상기 조명수단과 인접하여 위치하며, 상기 조명수단으로부터 조명을 받으며, 회전하는 웨이퍼의 측면화상정보를 획득하는 카메라; 및상기 카메라로부터 측면 화상정보를 전송받아 상기 웨이퍼 측면의 불량여부를 비교판단하는 화상정보처리 프로그램이 내장되어 있으며, 장비 전체를 조정하는 컴퓨터;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사장비.
- 제 8 항에 있어서,상기 웨이퍼 회전기의 하부의 중앙에는 길이방향을 따라 소정의 기어홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 웨이퍼 검사장비.
- 제 9 항에 있어서,상기 기어홈의 양쪽으로 소정 거리만큼 이격되어 상기 웨이퍼 회전기의 운동을 지지하는 가이드홈이 길이방향을 따라 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 웨이퍼 검사장비.
- 제 8 항에 있어서,상기 스테이지 상부에는 상기 기어홈과 결합하여 회전하므로서 상기 웨이퍼 회전기를 운동시키는 기어봉이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 웨이퍼 검사장비.
- 제 11 항에 있어서,상기 스테이지 내부에는 상기 기어봉의 단부에 형성된 톱니와 톱니바퀴로 연결되어 회전력을 전달하는 모터가 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 웨이퍼 검사장비.
- 제 12 항에 있어서,상기 스테이지 상부에는 상기 나사봉의 양쪽으로 소정 거리만큼 이격되어 상기 웨이퍼 회전기의 운동을 지지하는 가이드홈과 결합되는 돌출부위가 길이방향을 따라 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 웨이퍼 검사장비.
- 제 8 항에 있어서,상기 수평지지대에는 외부에서 들어오는 빛을 방지하며, 웨이퍼와 상면하는 부분이 개방되며, 상부로 상기 조명수단과 상기 카메라가 관통하여 소정부분이 내재되는 박스형태의 실딩케이스(Shilding Case)가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 상기 웨이퍼 검사장비.
- 제 8 항에 있어서,상기 수직지지대의 표면에는 톱니가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 웨이퍼 검사장비.
- 제 8 항에 있어서,상기 이송수단은 동력에 의해 상기 수직지지대를 따라 운동할 수 있는 것을 특징으로 하는 상기 웨이퍼 검사장비.
- 제 16 항에 있어서,상기 이송수단은 전기적 신호에 의해 작동하는 모터와 상기 모터에 연결되어 상기 수직지지대의 톱니를 따라 움직이는 톱니바퀴를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 웨이퍼 검사장비.
- 제 15 항에 있어서,상기 수직지지대의 일측에는 상기 이송수단을 동력에 의해 움직여 상기 수평지지대의 높이를 조절하는 스위치가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 웨이퍼 검사장비.
- 제 15 항에 있어서,상기 수직지지대에는 상기 수평지지대의 높이를 제한하는 스토퍼(Stopper)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 웨이퍼 검사장비.
- 제 14 항에 있어서,상기 수평지지대에는 상기 카메라와 조명수단 사이에 위치하며, 상기 실딩케이스 내부에 형성되어 카세트에 내재된 웨이퍼를 인식하는 센서가 있는 것을 특징으로 하는 상기 웨이퍼 검사장비.
- 제 8 항에 있어서,상기 수직지지대의 상단부에는 진행되는 웨이퍼의 수, 공정상황 및 장비의 동작상태를 나타내는 표시장치가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 웨이퍼 검사장비.
- 제 21 항에 있어서,상기 표시장치는 진행되는 웨이퍼의 수, 공정상황을 나타내는 액정표시기와 장비의 동작상태를 각기 다른 색깔을 갖는 램프로 나타내는 시그널타워인 것을 특징으로 하는 상기 웨이퍼 검사장비.
- 소정의 면적을 갖는 받침대;상기 받침대 상에 위치하며, 웨이퍼의 측면이 상부를 향하도록 카세트가 장착되며, 상기 웨이퍼를 회전시키는 웨이퍼 회전기;상기 받침대의 일측 모서리에 형성되어 소정의 높이를 갖는 수직지지대;상기 수직지지대에 제1이송수단을 매개로 부착되어 상기 수직지지대를 가이드레일로 하여 상하운동하는 수평지지대;상기 수평지지대를 가이드레일로 하여 운동하는 제2이송수단;상기 제2이송수단의 일측에 부착되며, 상기 웨이퍼의 측면을 조명하는 조명수단;상기 제2이송수단에 상기 조명수단과 대향하여 부착되어 상기 조명수단으로부터 조명을 받으며, 회전하는 웨이퍼의 측면화상정보를 획득하는 카메라; 및상기 카메라로부터 측면 화상정보를 전송받아 상기 웨이퍼 측면의 불량여부를 비교판단하는 화상정보처리 프로그램이 내장되어 있으며, 장비 전체를 조정하는 컴퓨터;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사장비.
- 제 23 항에 있어서,상기 제2이송수단에는 외부에서 들어오는 빛을 방지하며, 웨이퍼와 상면하는 부분이 개방되며, 상부로 상기 조명수단와 카메라가 관통하여 소정부분이 내재되는 박스형태의 실딩케이스가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 상기 웨이퍼 검사장비.
- 제 23 항에 있어서,상기 수직지지대 및 수평지지대의 표면에는 톱니가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 웨이퍼 검사장비.
- 제 23 항에 있어서,상기 제1이송수단 및 제2이송수단은 전기적 신호에 의해 작동하는 모터와 상기 모터에 연결되어 각각 상기 수직지지대 및 상기 수평지지대의 톱니를 따라 움직이는 톱니바퀴를 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 웨이퍼 검사장비.
- 제 23 항에 있어서,상기 수직지지대의 일측에는 상기 제1이송수단을 동력에 의해 움직여 상기 수평지지대의 높이를 조절하는 스위치가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 웨이퍼 검사장비.
- 제 23 항에 있어서,상기 수직지지대에는 상기 수평지지대의 높이를 제한하는 스토퍼가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 웨이퍼 검사장비.
- 제 24 항에 있어서,상기 제2이송수단에는 상기 카메라와 조명수단 사이에 위치하며, 상기 실딩케이스 내부에 형성되어 카세트에 내재된 웨이퍼를 인식하는 센서가 있는 것을 특징으로 하는 상기 웨이퍼 검사장비.
- 제 23 항에 있어서,상기 수직지지대의 상단부에는 진행되는 웨이퍼의 수, 공정상황 및 장비의 동작상태를 나타내는 표시장치가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 웨이퍼 검사장비.
- 제 30 항에 있어서,상기 표시장치는 진행되는 웨이퍼의 수, 공정상황을 나타내는 액정표시기와 장비의 동작상태를 각기 다른 색깔을 갖는 램프로 나타내는 시그널타워인 것을 특징으로 하는 상기 웨이퍼 검사장비.
- 1) 검사할 웨이퍼가 내재된 카세트를 웨이퍼 회전기에 장착하는 단계;2) 웨이퍼를 스캔하여 화상정보 획득수단을 정렬시켜 웨이퍼 검사를 준비하는 단계;3) 상기 검사할 웨이퍼를 회전시키면서, 상기 화상정보 획득수단이 웨이퍼의 측면화상정보를 획득하는 단계;4) 상기 화상정보 획득수단이 획득한 측면화상정보를 정상의 웨이퍼 측면화상정보와 비교판단하여 정상여부를 비교판단하는 단계;5) 상기 비교판단에 의한 결과를 출력하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사방법.
- 제 32 항에 있어서,상기 웨이퍼의 측면 불량여부 판단은 상기 컴퓨터의 화상저보처리 프로그램이 정상 웨이퍼의 측면 화상정보와 각각의 획득한 측면화상과 측면 각 지점의 밝기를 비교하여 판단하는 것을 특징으로 하는 상기 웨이퍼 검사방법.
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