KR20050094543A - 반도체 웨이퍼를 검사하는 검사 시스템 및 검사 방법 - Google Patents
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Abstract
반도체 장비에서 소정의 반도체 공정이 완료된 웨이퍼를 검사하는 검사 시스템 및 검사 방법을 제공한다. 이 검사 시스템은 로딩된 웨이퍼를 검사 위치로 회전시켜 정렬하는 회전 수단, 회전 수단이 검사 위치로 회전한 각을 측정하는 회전각 측정 수단, 정렬된 웨이퍼에 대해 소정의 검사 데이타를 측정하는 검사 장치, 및 측정된 회전각으로부터 보정각을 산출하고, 측정된 검사 데이타를 보정각 만큼 회전시켜 보정된 검사 데이타를 산출하는 제어부를 포함한다. 보정된 검사 데이타는 웨이퍼가 회전 수단에 로딩된 상태를 반영한다. 이로써, 소정의 반도체 공정을 수행한 반도체 장비의 상태를 파악할 수 있다.
Description
본 발명은 반도체 소자의 제조에 사용되는 검사 시스템 및 검사 방법에 관한 것으로, 특히, 소정의 반도체 공정이 완료된 반도체 웨이퍼를 검사하는 검사 시스템 및 검사 방법에 관한 것이다.
반도체 소자를 제조하기 위해서는, 반도체 웨이퍼(이하, 웨이퍼라고 함)에 여러 종류의 반도체 공정들이 수행된다. 웨이퍼에 소정의 반도체 공정이 수행된 후에는, 수행된 반도체 공정의 정상유무를 판별하기 위한 여러 종류의 검사(inspection) 단계를 수행할 수 있다.
통상, 웨이퍼에 대한 검사는 웨이퍼내 구분된 영역별로 수행될 수 있다. 예컨대, 웨이퍼의 상하좌우 및 중앙 영역들에 대해 국부적으로 수행되거나, 웨이퍼의 전역에 걸쳐 수행될 수 있다. 일반적으로, 웨이퍼에 대해 소정의 검사를 수행하는 검사 시스템은 웨이퍼를 정렬하는 척 및 정렬된 웨이퍼에 대해 소정의 검사를 수행하는 검사 장치를 포함할 수 있다.
종래의 검사 시스템을 이용하여 웨이퍼를 검사하는 방법을 도 1의 플로우 챠트를 통하여 설명한다.
도 1은 종래의 웨이퍼를 검사하는 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트이다.
도 1을 참조하면, 반도체 장비(semiconductor apparatus)에 의해 소정의 반도체 공정이 완료된 웨이퍼를 검사 시스템의 척에 로딩한다(S10). 로딩된 웨이퍼를 정렬시킨다(S15). 정렬된 웨이퍼에 대해 소정의 검사를 수행한다(S20). 상기 웨이퍼가 정렬됨으로써, 상기 웨이퍼내 구분된 영역들을 판별하여 상기 구분된 영역별로 상기 소정의 검사를 수행할 수 있다. 상기 소정의 검사는 물질막의 두께 또는 면저항을 측정하는 검사 또는 파티클을 측정하는 검사일 수 있다. 이어서, 상기 검사에 의해 측정된 데이타를 출력한다(S25). 상기 출력된 데이타로부터 웨이퍼내 위치에 따른 공정 결과 또는 파티클성 오염을 파악할 수 있다.
하지만, 상기 출력된 데이타를 이용하여 상기 웨이퍼에 반도체 공정을 진행한 상기 반도체 장비의 상태를 파악하는 것은 매우 어려울 수 있다. 즉, 상기 종래의 출력된 데이타만으로는, 상기 공정 결과(또는 파티클성 오염)와 상기 반도체 장비간의 연관성을 찾기가 어려워질 수 있다. 반도체 장비들 중에는, 웨이퍼의 정렬을 요구하지 않는 반도체 장비들이 있다. 예컨대, 증착 장비 또는 식각 장비등은 그것에 로딩되는 웨이퍼의 정렬을 요구하지 않는다. 특히, 상하좌우를 구분하는 수단으로서 낫치(notch)가 형성된 웨이퍼들이 로딩될 경우에, 상기 증착 또는 식각 장비등은 웨이퍼의 정렬을 더욱 요구하지 않을 수 있다. 따라서, 웨이퍼들은 미정렬 상태(상하좌우가 랜덤한 상태)로 상기 증착 또는 식각 장비에 로딩되어 공정을 진행할 수 있다. 이로써, 공정이 완료된 웨이퍼들은 미정렬 상태로 종래의 검사 시스템으로 로딩된다. 종래의 검사 시스템은 미정렬 상태의 웨이퍼를 그것이 요구하는 정렬 상태로 정렬시킨 후에 검사를 수행한다. 결과적으로, 상술한 종래의 검사 시스템 및 검사 방법에 의해 출력된 데이타들로부터 반도체 장비의 상태를 파악하는 것은 매우 어려울 수 있다. 즉, 종래의 출력된 데이타들에 이상이 발생할 경우, 공정을 진행한 반도체 장비의 이상유무에 대한 판별이 매우 어려워질 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 소정의 반도체 공정을 수행하는 반도체 장비의 상태를 파악할 수 있는 웨이퍼 검사 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 소정의 반도체 공정을 수행하는 반도체 장비의 상태를 파악할 수 있는 웨이퍼 검사 방법을 제공하는데 있다.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여 반도체 장비에서 소정의 반도체 공정이 완료된 웨이퍼를 검사하는 검사 시스템을 제공한다. 이 검사 시스템은 로딩된 상기 웨이퍼를 검사 위치로 회전시켜 정렬하는 회전 수단, 상기 회전 수단이 상기 검사 위치로 회전한 각을 측정하는 회전각 측정 수단, 상기 정렬된 웨이퍼에 대해 소정의 검사 데이타를 측정하는 검사 장치, 및 상기 측정된 회전각으로부터 보정각을 산출하고, 상기 측정된 검사 데이타를 상기 보정각 만큼 회전시켜 보정된 검사 데이타를 산출하는 제어부를 포함한다.
구체적으로, 상기 회전각 측정 수단은 상기 로딩된 웨이퍼의 실 표지를 감지하는 기능을 더 가질 수 있다. 이와는 달리, 상기 검사 시스템은 상기 회전 수단의 일측에 배치되되, 상기 로딩된 웨이퍼의 실 표지를 감지하는 표지 감지 센서를 더 포함할 수도 있다. 상기 제어부는 상기 보정각 및 보정된 검사 데이타를 산출하는 연산 제어 장치, 및 적어도 상기 측정된 회전각, 측정된 검사 데이타, 보정각 및 보정된 검사 데이타를 저장하는 저장 장치를 포함할 수 있다. 상기 보정각은 상기 측정된 회전각에 역방향인 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 상기 측정된 회전각이 360°×n +θ(n은 정수, θ는 0 ≤ |θ|< 360°)인 경우, 상기 보정각은 -θ인 것이 바람직하다. 상기 검사 시스템은 상기 보정된 검사 데이타를 나타내는 디스플레이 수단을 더 포함할 수 있다. 상기 디스플레이 수단은 상기 웨이퍼의 구분된 영역들에 대응하는 상기 측정된 검사 데이타 및 상기 실 표지에 대응하는 가상 표지를 갖는 데이타 맵과, 상기 데이타 맵의 일측에 배치된 맵 정렬 가이드를 나타낸다. 상기 데이타 맵은 상기 가상 표지가 상기 맵 정렬 가이드로부터 상기 보정각 만큼 회전되어 상기 디스플레이 수단에 표시된다. 이때, 상기 회전된 데이타 맵은 상기 보정된 검사 데이타이다. 상기 검사 시스템은 상기 웨이퍼가 탑재된 웨이퍼 카셋트가 로딩되는 카셋트 로딩부, 및 상기 카셋트 로딩부와 상기 회전 수단간에 웨이퍼를 이동시키는 웨이퍼 이동 수단을 더 포함할 수 있다. 이 경우에, 상기 보정각은 상기 회전각 측정 수단이 측정한 회전각, 및 상기 웨이퍼가 상기 카셋트 로딩부로부터 상기 회전 수단으로 이동시 회전한 각으로부터 산출될 수 있다.
상술한 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 반도체 장비에서 소정의 반도체 공정이 완료된 웨이퍼를 검사하는 방법을 제공한다. 이 방법은 다음의 과정들을 포함할 수 있다. 상기 웨이퍼를 회전가능한 회전 수단에 로딩시키고, 상기 회전 수단을 회전시켜 상기 로딩된 웨이퍼를 검사 위치에 정렬시킨다. 상기 회전 수단이 회전한 각을 측정한다. 상기 정렬된 웨이퍼에 대해 소정의 검사 데이타를 측정한다. 상기 측정된 회전각으로부터 보정각을 산출한다. 상기 측정된 검사 데이타를 상기 보정각 만큼 회전시켜 보정된 검사 데이타를 산출한다.
구체적으로, 상기 웨이퍼를 상기 회전 수단에 로딩하기 전에, 상기 방법은 상기 웨이퍼를 탑재한 웨이퍼 카셋트를 상기 회전 수단의 일측에 배치된 카셋트 로딩부에 로딩하는 단계, 및 상기 로딩된 카셋트로부터 상기 웨이퍼를 상기 회전 수단으로 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우에, 상기 보정각은 상기 회전 수단의 측정된 회전각, 및 상기 웨이퍼가 상기 카셋트 로딩부로부터 상기 회전 수단으로 이동시 회전한 각으로부터 산출될 수 있다. 상기 회전 수단에 로딩된 웨이퍼를 정렬시키는 단계와, 상기 회전 수단이 회전한 각을 측정하는 단계는 동시에 수행될 수 있다. 상기 보정각은 상기 측정된 회전각의 역방향인 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 상기 측정된 회전각이 360°×n +θ(n은 정수, θ는 0 ≤ |θ|< 360°)인 경우, 상기 보정각은 -θ일 수 있다. 상기 보정된 검사 데이타를 산출한 후에, 상기 방법은 상기 보정된 검사 데이타를 디스플레이 수단에 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 디스플레이 수단은 상기 웨이퍼의 구분된 영역들에 대응하는 상기 측정된 검사 데이타 및 상기 실 표지에 대응하는 가상 표지를 갖는 데이타 맵과, 상기 데이타 맵의 일측에 배치된 맵 정렬 가이드를 나타낸다. 이때, 상기 데이타 맵은 상기 가상 표지가 상기 맵 정렬 가이드로부터 상기 보정각 만큼 회전되어 상기 디스플레이 수단에 표시된다. 상기 회전된 데이타 맵은 상기 보정된 검사 데이타이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼를 검사하는 검사 시스템을 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2의 검사 시스템 중에 정렬부를 나타내는 측면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 검사 시스템(300)은 검사 장비(100, inspection equipment) 및 오퍼레이터 인터페이스(200)를 포함할 수 있다. 상기 검사 장비(100)와 상기 오퍼레이터 인터페이스(200)는 RS-232C등과 같은 네트워크 또는 버스(bus)에 의해 소정의 신호(명령신호 또는 데이타신호)를 상호교환할 수 있다.
상기 검사 장비(100)는 카셋트 로딩부(120), 반송실(130), 정렬부(140) 및 검사부(150)를 포함할 수 있다. 상기 카셋트 로딩부(120)에는 복수매의 웨이퍼들(110)을 탑재한 웨이퍼 카셋트(105)가 로딩된다. 상기 웨이퍼 카셋트(105)에 탑재된 웨이퍼들(110)은 소정의 반도체 장비(50)에서 소정의 반도체 공정이 완료된 상태이다. 상기 반도체 장비(50)는 웨이퍼(100)의 정렬을 요구하지 않을 수 있다. 예컨대, 상기 반도체 장비(50)는 증착 장비, 식각 장비, 이온 주입 장비 또는 세정 장비일 수 있다. 물론, 상기 반도체 장비(50)는 포토리소그라피 공정과 같은 웨이퍼(110)의 정렬을 요구하는 반도체 장비일 수도 있다. 상기 카셋트 로딩부(120)는 스루풋(through-put)을 향상시키기 위하여 복수개의 카셋트 포트들(cassette ports)을 가질 수 있다.
상기 웨이퍼(110)는 상하좌우를 구분하기 위한 수단인 실 표지(112, real mark)가 형성되어 있다. 도시된 바와 같이, 상기 실 표지(112)는 웨이퍼(110)의 가장자리의 일부에 형성되어 특정방향을 지시하는 낫치(notch) 형태일 수 있다. 이와는 달리, 상기 실 표지(112)는 웨이퍼(100)의 가장자리 일부가 플랫(flat)한 플랫 존일 수 있다. 이에 더하여, 상기 실 표지(112)는 상기 웨이퍼(110)의 상부면의 소정영역에 형성된 소정의 패턴 형태일 수도 있다.
상기 반송실(130)은 상기 카셋트 로딩부(120)의 일측에 배치된다. 상기 반송실(130)의 일측에 상기 정렬부(140)가 배치된다. 상기 반송실(130)의 타측에 상기 검사부(150)가 배치될 수 있다. 상기 반송실(130) 내에 웨이퍼 이동 수단(135)이 배치된다. 상기 웨이퍼 이동 수단(135)은 도시한 바와 같이, 로봇 암(robot arm)일 수 있다. 상기 웨이퍼 이동 수단(135)은 상기 카셋트 로딩부(120), 정렬부(140) 및 검사부(150) 간에 웨이퍼(110)를 이동시킨다.
상기 정렬부(140)는 웨이퍼(110)를 정렬 시키는 곳으로, 그것의 내에 웨이퍼(110)가 로딩되는 회전 수단(142)이 배치된다. 상기 회전 수단(142)은 구동 수단(미도시함)에 의해 회전가능하다. 상기 회전 수단(142)은 상기 웨이퍼(110)를 로딩된 위치에서 검사 위치로 회전시킨다. 상기 회전 수단(142)은 정렬 척일 수 있다. 상기 회전 수단(142)의 일측에는 웨이퍼(110)의 실 표지(112)를 감지하는 표지 감지 센서(144)가 배치될 수 있다. 상기 회전 수단(142)은 상기 표지 감지 센서(144)를 이용하여 상기 로딩된 웨이퍼(110)를 상기 검사 위치로 회전시킬 수 있다.
상기 회전 수단(142)의 타측에 회전각 측정 수단(160)이 배치된다. 상기 회전각 측정 수단(160)을 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 도 2의 회전각 측정 수단을 설명하기 위한 도면이다. 도 4에 있어서, 참조부호 "170" 및 "180"은 각각 웨이퍼(110)가 로딩된 상태 및 웨이퍼(110)가 검사 위치에 정렬된 상태를 나타낸다.
도 2, 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 회전각 측정 수단(160)은 상기 웨이퍼(110)를 로딩된 위치에서 검사 위치로 정렬시키기 위하여 상기 회전 수단(142)이 회전한 각도를 측정한다. 구체적으로, 상기 웨이퍼(110)가 상기 회전 수단(142)에 로딩된다. 상기 회전 수단(142)은 상기 표지 감지 수단(144)이 상기 웨이퍼(110)의 실 표지(112)를 감지하는 것을 이용하여 상기 로딩된 웨이퍼(110)를 회전시켜 상기 검사 위치에 정렬시킨다. 이때, 상기 회전각 측정 수단(160)은 상기 회전 수단(142)이 회전한 각도를 측정한다.
상기 로딩된 웨이퍼(110)의 실 표지(112)는 도 4의 A 방향을 향할 수 있다. 상기 A 방향은 상기 웨이퍼(110)의 중심점(115)으로부터 외부로 향하는 방향들 중에 하나이다. 웨이퍼 정렬 가이드(117, wafer align guide)가 상기 중심점(115)으로부터 외부로 향하는 B 방향에 위치한다. 상기 B 방향은 상기 검사 시스템(300)이 요구하는 상기 실 표지(112)의 정렬 방향이다. 상기 A 방향은 상기 B 방향으로 부터 이격되어 랜덤(random)한 방향으로 배치될 수 있다. 상기 회전 수단(142)에 의해 정렬된 웨이퍼(110)의 실 표지(112)는 상기 B 방향으로 정렬된다. 상기 B 방향에는 상기 정렬된 웨이퍼(110)의 실 표지(112) 및 상기 웨이퍼 정렬 가이드(117)가 배치된다. 이때, 상기 A 방향으로부터 상기 B 방향으로 회전한 θ각은 상기 회전각 측정 수단(160)이 측정하는 회전각에 포함된다. 상기 회전각 측정 수단(160)이 측정한 회전각은 360°×n + θ 일 수 있다. 이때, 상기 n은 정수이며, 상기 θ는 0 ≤|θ|< 360°이다.
상기 회전 수단(142)은 상기 웨이퍼(110)를 정렬하기 위하여 시계 방향으로만 회전하거나, 반시계 방향으로만 회전할 수 있다. 이에 더하여, 상기 회전 수단(142)은 상기 웨이퍼(110)를 정렬하기 위하여 시계 방향 및 반시계 방향을 번갈아가면서 회전할 수도 있다. 이 경우에, 상기 회전각 측정 수단(160)은 시계 방향 및 반시계 방향중에 어느 하나를 양의 값으로 인식하고, 다른 하나를 음의 값으로 인식하여 상기 회전 수단(142)이 회전한 각도를 측정할 수 있다.
상기 회전각 측정 수단(160)은 상기 실 표지(112)를 감지하는 기능을 더 수행할 수도 있다. 이 경우에, 상기 표지 감지 센서(144)은 생략될 수도 있다.
계속해서, 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 검사부(150)에 검사 척(152)이 배치될 수 있다. 상기 정렬된 웨이퍼(110)는 상기 웨이퍼 이동 수단(135)에 의해 상기 검사 척(152)으로 이동된다. 상기 검사 척(152)의 일측에 검사 장치(155)가 배치된다. 상기 검사 장치(155)는 상기 검사 척(152)에 로딩된 웨이퍼(110)에 대해 소정의 검사를 수행한다. 예컨대, 상기 검사 장치(155)는 물질막에 대한 두께 또는 면저항을 측정할 수 있다. 이와는 달리, 상기 검사 장치(155)는 파티클 또는 스크래치(scratch)등과 같은 디펙트(defect)를 측정할 수 있다. 이에 더하여, 상기 검사 장치(155)는 불순물 이온들이 주입된 영역에 대한 도핑농도를 측정할 수도 있다. 더 나아가서, 상기 검사 장치(155)는 반도체 소자의 제조를 위하여 요구되는 여러가지 다른 검사들을 수행할 수도 있다.
상기 오퍼레이터 인터페이스(200)는 제어부(220), 입력 수단(230) 및 디스플레이 수단(240)을 포함한다. 상기 입력 수단(230)은 키보드 또는 마우스 형태일 수 있다. 상기 오퍼레이터 인터페이스(200)는 상기 검사 장비(100)와 이격되어 네트워크등로 연결된 컴퓨터 시스템일 수 있다. 이와는 달리, 상기 오퍼레이터 인터페이스(200)는 상기 검사 장비(100)의 일부분에 부착된 형태일 수도 있다.
상기 제어부(220)는 상기 회전각 측정 수단(160)으로부터 측정된 회전각, 및 상기 검사 장치(155)로부터 측정된 검사 데이타를 전송 받는다. 상기 제어부(220)는 상기 측정된 회전각으로부터 보정각을 산출하고, 상기 측정된 검사 데이타를 상기 보정각 만큼 회전시켜 보정된 검사 데이타를 산출한다. 상기 보정된 검사 데이타는 상기 웨이퍼(110)가 로딩된 상태를 반영한다. 따라서, 상기 보정된 검사 데이타로부터 상기 웨이퍼(110)에 소정의 반도체 공정을 수행한 상기 반도체 장비(50)의 상태를 파악할 수 있다.
상기 제어부(220)는 연산 제어 장치(222, arithmetic and control unit) 및 저장 장치(224)를 포함할 수 있다. 상기 연산 제어 장치(222)는 상기 보정각 및 보정된 검사 데이타를 산출한다. 상기 저장 장치(224)는 적어도 상기 측정된 회전각, 측정된 검사 데이타, 보정각 및 보정된 검사 데이타등을 저장할 수 있다. 상기 제어부(220)는 상기 보정된 검사 데이타를 상기 디스플레이 수단(240)에 나타낼 수 있다. 상기 제어부(220) 및 디스플레이 수단(240)의 보다 구체적인 기능에 대해 도 5를 참조하여 설명한다.
도 5는 도 2의 디스플레이 수단을 보여주는 도면이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 상기 디스플레이 수단(240)은 상기 보정된 검사 데이타를 나타내는 출력 장치로서, 컴퓨터 시스템의 모니터와 같은 영상 출력 장치일 수 있다. 이와는 달리, 상기 디스플레이 수단(240)은 프린터 용지로 상기 보정된 검사 데이타를 출력하는 인쇄 출력 장치일 수도 있다.
상기 디스플레이 수단(240)에는 데이타 맵(210)이 표시된다. 상기 데이타 맵(210)은 상기 웨이퍼(110)의 구분된 영역들에 대응하는 영역들을 갖는다. 상기 데이타 맵(210)에는 상기 검사 장치(155)가 상기 웨이퍼(110)의 구분된 영역별로 측정한 검사 데이타를 포함한다. 상기 데이타 맵(210)은 상기 웨이퍼(110)의 실 표지(112)에 대응하는 가상 표지(212, virtual mark)를 포함한다. 상기 데이타 맵(210)의 일측에 상기 데이타 맵(210)의 정렬 기준인 맵 정렬 가이드(217)가 표시된다. 즉, 상기 디스플레이 수단(240)은 상기 데이타 맵(210) 및 맵 정렬 가이드(217)를 표시한다. 상기 맵 정렬 가이드(217)는 상기 웨이퍼 정렬 가이드(117)에 대응될 수 있다. 상기 맵 정렬 가이드(217)는 상기 디스플레이 수단(240)의 출력면의 하부(lower portion)에 표시될 수 있다.
상기 데이타 맵(210)은 그것의 중심점(215)을 기준으로 상기 보정각 만큼 회전되어 상기 디스플레이 수단(240)에 표시된다. 구체적으로, 상기 데이타 맵(210)의 중심점(215)으로부터 상기 가상 표지(212)로 향하는 C 방향은 상기 중심점(215)으로부터 상기 맵 정렬 가이드(217)로 향하는 D 방향으로부터 상기 보정각 만큼 회전되어 있다. 즉, 상기 보정각 만큼 회전된 데이타 맵(210)이 상기 보정된 검사 데이타에 해당한다.
상기 보정각은 상기 회전 수단(142)이 회전한 방향의 역방향인 것이 바람직하다. 예컨대, 상기 회전각 측정 수단(142)이 측정한 회전각이 120°이면, 상기 보정각은 -120°일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 회전각 측정 수단(160)이 측정한 회전각이 360°×n + θ,(n은 정수, θ는 0 ≤ |θ|< 360°)일 경우에, 상기 보정각은 -θ 인 것이 바람직하다.
이에 더하여, 상기 보정각은 상기 카셋트 로딩부(120)와 상기 회전 수단(142)간의 위치관계에 대한 정보를 더 포함할 수 있다. 구체적으로 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼(110)는 상기 카셋트 로딩부(120)로부터 상기 회전 수단(142)으로 이동할때, 상기 웨이퍼(110)는 β각 만큼 회전될 수 있다. 이는, 상기 웨이퍼(110)가 상기 웨이퍼 이동 수단(135)에 고정되어 이동되기 때문이다. 따라서, 상기 보정각이 상기 β각에 대한 정보를 포함할 경우, 상기 보정된 검사 데이타는 상기 웨이퍼(110)가 상기 검사 시스템(300)에 최초로 로딩된 상태(웨이퍼가 카셋트 로딩부에 로딩된 상태)를 반영할 수 있다. 이 경우에, 상기 보정각은 상기 회전각 측정 수단(160)에 의해 측정된 회전각, 및 상기 β각을 합한 각의 역방향일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 회전각 측정 수단(160)이 측정한 회전각이 360°×n + θ,(n은 정수, θ는 0 ≤ |θ|< 360°)이고, 상기 웨이퍼(110)가 상기 카셋트 로딩부(120)로부터 상기 회전 수단(142)으로 이동시 상기 β각 만큼 회전된다면, 상기 보정각은 -(θ+β)일 수 있다. 상기 β각에 대한 정보는 상기 오퍼레이터 인터페이스(200)의 입력 수단(230)에 의해 상기 제어부(220)에 입력될 수 있다.
한편, 상기 검사 시스템(300)의 변형예를 도 6에 도시하였다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 검사 시스템의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 검사 시스템(300')은 검사 장비(100') 및 오퍼레이터 인터페이스(200)를 포함한다. 상기 검사 장비(100')와 오퍼레이터 인터페이스(200)는 네트워크 또는 버스에 의해 여러가지 신호들을 상호교환할 수 있다.
상기 검사 장비(100')는 카셋트 로딩부(120), 반송실(130) 및 정렬부(140')를 포함한다. 상기 검사 장비(100')는 도 2의 검사부(150)를 요구하지 않는다. 상기 정렬부(140')에는 회전 수단(142), 회전각 측정 수단(160) 및 검사 장치(155')가 배치된다. 상기 검사 장치(155')는 소정의 검사를 수행한다. 상기 검사 장치(155')는 도 2의 검사 장치(155)와 동일한 기능을 수행할 수 있다.
즉, 본 변형예에 따르면, 검사 시스템(300')은 회전 수단(142)의 일측에 검사 장치(155')를 배치시킨다. 이에 따라, 도 2의 검사부(150)를 요구하지 않음으로써, 상기 검사 시스템(300')의 제조 단가를 감소 시킬 수 있다. 또한, 상기 검사 시스템(300')은 웨이퍼(110)의 이동 경로를 단축함으로써, 검사 소요 시간을 감소시켜 생산성을 크게 향상시킬 수 있다. 도 2 및 도 6에 동일한 참조부호로 명시된 부분들은 서로 동일한 기능들을 수행할 수 있다.
다음으로, 상기 검사 시스템을 사용하여 반도체 장비에 의해 소정의 반도체 공정이 완료된 웨이퍼를 검사하는 방법을 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼를 검사하는 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트이다.
도 2 내지 도 7을 참조하면, 반도체 장비(50)에서 소정의 공정이 완료된 웨이퍼(110)를 검사 시스템(300)에 로딩한다(S500). 상기 반도체 장비(50)에 의해 소정의 공정이 완료된 웨이퍼들(110)이 탑재된 웨이퍼 카셋트(105)를 카셋트 로딩부(120)에 로딩한다. 웨이퍼 이동 수단(135)은 상기 웨이퍼 카셋트(105)내의 웨이퍼들(110) 중에 선택된 하나를 회전 수단(142)에 로딩한다.
상기 회전 수단(142)이 상기 로딩된 웨이퍼(110)를 회전시켜 검사 위치에 정렬시키고, 상기 회전 수단(142)이 회전한 각도를 측정한다(S510). 표지 감지 센서(144)등이 상기 로딩된 웨이퍼(110)의 실 표지(112)를 감지하는 것을 이용하여, 상기 회전 수단(142)은 상기 로딩된 웨이퍼(110)의 실 표지(112)를 웨이퍼 정렬 가이드(117)에 정렬시킨다. 이때, 회전각 측정 수단(160)이 상기 회전 수단(142)이 회전한 각을 측정한다. 상기 표지 감지 센서(144)가 생략될 경우에, 상기 회전각 측정 수단(160)이 상기 실 표지(112)의 감지 및 상기 회전 수단(142)의 회전각 측정을 모두 수행할 수 있다. 상기 측정된 회전각은 네트워크 또는 버스를 통하여 제어부(220)로 전송된다.
상기 정렬된 웨이퍼(110)에 소정의 검사를 수행한다(S520). 상기 정렬된 웨이퍼(110)는 상기 웨이퍼 이송 수단(135)에 의해 검사 척(152)으로 이동되고, 검사 장치(155)가 상기 정렬된 웨이퍼(110)에 대해 소정의 검사를 수행한다. 이와는 달리, 도 6의 검사 시스템(300')일 경우에는, 상기 정렬된 웨이퍼(110)는 상기 회전 수단(142) 상에 그대로 배치되고, 검사 장치(155')에 의해 소정의 검사가 수행된다. 상기 소정의 검사는 상기 정렬된 웨이퍼(110)내 구분된 영역별에 대해 물질막의 두께 또는 면저항을 측정하는 것, 도핑된 불순물의 농도를 측정하는 것, 또는 디펙트(defect)를 측정하는 것등일 수 있다. 상기 측정된 검사 데이타는 네트워크 또는 버스를 통하여 상기 제어부(220)로 전송된다.
상기 제어부(220)는 회전각 측정 수단(160)에 의해 측정된 회전각으로부터 보정각을 산출한다(S530). 상기 보정각은 도 2 내지 도 5를 참조하여 설명한 것과 동일하게 산출될 수 있다. 즉, 상기 보정각은 상기 회전각 측정 수단(160)에 의해 측정된 회전각의 역방향인 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 상기 측정된 회전각이 360°×n + θ,(n은 정수, θ는 0 ≤ |θ|< 360°)일 경우에, 상기 보정각은 -θ 일 수 있다. 이에 더하여, 상기 보정각은 상기 웨이퍼(110)가 상기 카셋트 로딩부(120)로부터 상기 회전 수단(142)으로 이동시 회전한 β각에 대한 정보를 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 보정각은 상기 회전각 측정 수단(160)에 의해 측정된 회전각과 상기 β각을 합한 각의 역방향일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 회전각 측정 수단(160)에 의해 측정된 회전각이 360°×n + θ,(n은 정수, θ는 0 ≤ |θ|< 360°)이고, 상기 웨이퍼(110)가 상기 카셋트 로딩부(120)로부터 상기 회전 수단(142)으로 이동시 β각만큼 회전하면, 상기 보정각은 -(θ+β)일 수 있다. 상기 보정각을 산출하는 단계(S530)와, 상기 소정의 검사를 수행하는 단계(S520)는 동시에 수행될 수 있다. 이와는 달리, 상기 두 단계들(S520, S530)은 순차적으로 수행될 수 있다. 이 경우에, 상기 단계(S520)을 수행한 후에 상기 단계(S530)를 수행하거나, 상기 단계(S530)을 수행한 후에 상기 단계(S520)를 수행할 수 있다.
상기 측정된 검사 데이타로부터 보정된 검사 데이타를 산출한다(S540). 상기 제어부(220)는 전송받은 상기 측정된 검사 데이타를 상기 보정각 만큼 회전시켜 상기 보정된 검사 데이타를 산출한다. 상기 보정된 검사 데이타는 웨이퍼(110)가 회전 수단(142)에 로딩된 상태 또는 상기 검사 시스템(300)에 로딩된 상태를 반영한다.
상기 보정된 검사 데이타를 출력한다(S550). 상기 제어부(220)는 상기 보정된 검사 데이타를 디스플레이 수단(220)에 나타낸다. 상기 보정된 검사 데이타는 상기 디스플레이 수단(220)에 회전된 데이타 맵(210)으로 표시된다. 상기 회전된 데이타 맵(210)은 그것의 가상 표지(212)가 맵 정렬 가이드(217)로부터 상기 보정각 만큼 회전된 상태이다. 상기 보정된 검사 데이타는 영상 출력 또는 프린터 출력될 수 있다.
상술한 검사 시스템 및 검사 방법에 있어서, 상기 보정된 검사 데이타는 반도체 장비(50)에 의해 소정의 반도체 공정이 완료된 웨이퍼(110)가 상기 검사 시스템(300)에 로딩된 상태를 그대로 반영한다. 이에 따라, 웨이퍼(110)가 미정렬 상태로 상기 반도체 장비(50)에 로딩되어 반도체 공정이 진행될지라도, 상기 보정된 검사 데이타에 의해 상기 반도체 장비(50)의 상태를 충분히 파악할 수 있다.
결과적으로, 상기 보정된 검사 데이타에 이상이 발생할 경우, 상기 반도체 장비(50)의 상태를 신속히 파악하여 상기 반도체 장비(50)에 대한 조치를 신속히 수행할 수 있다. 따라서, 반도체 제품의 생산성을 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 웨이퍼가 미정렬 상태로 진행할 수 있는 반도체 공정들을 수행하기 전에, 웨이퍼들을 정렬하는 단계를 생략함으로써, 반도체 소자의 공정시간을 단축하여 반도체 제품의 생산성을 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 회전각 측정 수단을 이용하여 로딩된 웨이퍼를 검사 위치로 정렬시키기 위하여 회전 수단이 회전한 각을 측정한다. 상기 측정된 회전각으로부터 보정각을 산출하고, 상기 보정각을 이용하여 측정된 검사 데이타를 보정한다. 상기 보정된 검사 데이타는 상기 웨이퍼가 로딩된 상태를 반영한다. 이에 따라, 소정의 반도체 공정을 수행하는 반도체 장비에 웨이퍼들이 미정렬 상태로 로딩될지라도, 상기 보정된 검사 데이타에 의해 상기 반도체 장비의 상태를 충분히 파악할 수 있다. 그 결과, 상기 보정된 검사 데이타에 이상이 발생할 경우, 상기 반도체 장비에 대한 신속한 조치를 수행할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 웨이퍼를 검사하는 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼를 검사하는 검사 시스템을 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2의 정렬부를 나타내는 측면도이다.
도 4는 도 2의 회전각 측정 수단을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 2의 디스플레이 수단을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 검사 시스템의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼를 검사하는 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트이다.
Claims (16)
- 반도체 장비에서 소정의 반도체 공정이 완료된 웨이퍼를 검사하는 검사 시스템에 있어서,로딩된 상기 웨이퍼를 검사 위치로 회전시켜 정렬하는 회전 수단;상기 회전 수단이 상기 검사 위치로 회전한 각을 측정하는 회전각 측정 수단;상기 정렬된 웨이퍼에 대해 소정의 검사 데이타를 측정하는 검사 장치; 및상기 측정된 회전각으로부터 보정각을 산출하고, 상기 측정된 검사 데이타를 상기 보정각 만큼 회전시켜 보정된 검사 데이타를 산출하는 제어부를 포함하는 검사 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 회전각 측정 수단은 상기 로딩된 웨이퍼의 실 표지를 감지하는 것을 특징으로 하는 검사 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 회전 수단의 일측에 배치된 표지 감시 센서를 더 포함하되, 상기 표지 감지 센서는 상기 로딩된 웨이퍼의 실 표지를 감지하는 것을 특징으로 하는 검사 시스템.
- 제 1 항에 있어서,제어부는,상기 보정각 및 보정된 검사 데이타를 산출하는 연산 제어 장치; 및적어도 상기 측정된 회전각, 측정된 검사 데이타, 보정각 및 보정된 검사 데이타를 저장하는 저장 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 보정각은 상기 측정된 회전각에 역방향인 것을 특징으로 하는 검사 시스템.
- 제 5 항에 있어서,상기 측정된 회전각이 360°×n +θ(n은 정수, θ는 0 ≤ |θ|< 360°)인 경우, 상기 보정각은 -θ인 것을 특징으로 하는 검사 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 보정된 검사 데이타를 나타내는 디스플레이 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 검사 시스템.
- 제 7 항에 있어서,상기 디스플레이 수단은 상기 웨이퍼의 구분된 영역들에 대응하는 상기 측정된 검사 데이타 및 상기 실 표지에 대응하는 가상 표지를 갖는 데이타 맵과, 상기 데이타 맵의 일측에 배치된 맵 정렬 가이드를 나타내되,상기 데이타 맵은 상기 가상 표지가 상기 맵 정렬 가이드로부터 상기 보정각 만큼 회전되어 상기 디스플레이 수단에 표시되고, 상기 회전된 데이타 맵은 상기 보정된 검사 데이타인 것을 특징으로 하는 검사 시스템.
- 제 1 항에 있어서,상기 웨이퍼가 탑재된 웨이퍼 카셋트가 로딩되는 카셋트 로딩부; 및상기 카셋트 로딩부와 상기 회전 수단간에 웨이퍼를 이동시키는 웨이퍼 이동 수단을 더 포함하되, 상기 보정각은 상기 회전각 측정 수단이 측정한 회전각, 및 상기 웨이퍼가 상기 카셋트 로딩부로부터 상기 회전 수단으로 이동시 회전한 각으로부터 산출되는 것을 특징으로 하는 검사 시스템.
- 반도체 장비에서 소정의 반도체 공정이 완료된 웨이퍼를 검사하는 방법에 있어서,상기 웨이퍼를 회전가능한 회전 수단에 로딩시키는 단계;상기 회전수단을 회전시켜 상기 로딩된 웨이퍼를 검사위치에 정렬시키는 단계;상기 회전 수단이 회전한 각을 측정하는 단계;상기 정렬된 웨이퍼에 대해 소정의 검사 데이타를 측정하는 단계;상기 측정된 회전각으로부터 보정각을 산출하는 단계; 및상기 측정된 검사 데이타를 상기 보정각 만큼 회전시켜 보정된 검사 데이타를 산출하는 단계를 포함하는 검사 방법.
- 제 10 항에 있어서,상기 웨이퍼를 상기 회전 수단에 로딩하기 전에,상기 웨이퍼를 탑재한 웨이퍼 카셋트를 상기 회전 수단의 일측에 배치된 카셋트 로딩부에 로딩하는 단계; 및상기 로딩된 카셋트로부터 상기 웨이퍼를 상기 회전 수단에 이동시키는 단계를 더 포함하되, 상기 보정각은 상기 회전 수단의 측정된 회전각, 및 상기 웨이퍼가 상기 카셋트 로딩부로부터 상기 회전 수단으로 이동시 회전한 각으로부터 산출되는 것을 특징으로 하는 검사 방법.
- 제 10 항에 있어서,상기 회전 수단에 로딩된 웨이퍼를 정렬시키는 단계, 및 상기 회전 수단이 회전한 각을 측정하는 단계는 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 검사 방법.
- 제 10 항에 있어서,상기 보정각은 상기 측정된 회전각의 역방향인 것을 특징으로 하는 검사 방법.
- 제 13 항에 있어서,상기 측정된 회전각이 360°×n +θ(n은 정수, θ는 0 ≤ |θ|< 360°)인 경우, 상기 보정각은 -θ인 것을 특징으로 하는 검사 방법.
- 제 10 항에 있어서,상기 보정된 검사 데이타를 산출한 후에,상기 보정된 검사 데이타를 디스플레이 수단에 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 검사 방법.
- 제 15 항에 있어서,상기 디스플레이 수단은 상기 웨이퍼의 구분된 영역들에 대응하는 상기 측정된 검사 데이타 및 상기 실 표지에 대응하는 가상 표지를 갖는 데이타 맵과, 상기 데이타 맵의 일측에 배치된 맵 정렬 가이드를 나타내되,상기 데이타 맵은 상기 가상 표지가 상기 맵 정렬 가이드로부터 상기 보정각 만큼 회전되어 상기 디스플레이 수단에 표시되고, 상기 회전된 데이타 맵은 상기 보정된 검사 데이타인 것을 특징으로 검사 방법.
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