KR20050120420A - 인-라인 타입의 자동 웨이퍼결함 분류장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼 검사시스템 및 검사방법에 관한 것이다. 본 발명의 웨이퍼 검사시스템은: 웨이퍼의 패드에 프로브를 접촉시켜 소정의 전기테스트를 수행하는 전기테스트부와; 상기 전기테스트가 완료된 웨이퍼의 결함을 검출하는 결함검출부와; 상기 결함검출부로부터 검출된 결함을 인라인(inline)방식으로 분류하는 결함분류부와; 상기 결함분류부의 분류결과에 따라 불량을 구별하는 불량검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 결함의 유형과 정도에 따라 다이의 상태여부를 즉각적으로 알 수 있어 수율을 높일 수 있으며, 웨이퍼 검사에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있다.

Description

인-라인 타입의 자동 웨이퍼결함 분류장치 및 그 제어방법{in-line typed apparatus for auto wafer-defect classification and control method thereof}

본 발명은 웨이퍼결함 검사장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 웨이퍼결함의 종류를 분류하는 공정이 양산라인에 인라인(inline) 타입으로 포함되는 웨이퍼결함 검사장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

증착공정, 사진공정, 식각공정 및 이온주입공정 등을 통해 웨이퍼 상에 반도체 칩(이하, "다이(die)"라고 한다.)이 완성되면, 각 다이의 전기적 성능을 테스트하는 EDS(Electrical Die Sorting)공정이 진행된다.

EDS 공정은 다이의 내구성 검사를 위한 번인공정을 포함, 다이에 전류를 인가하고 동작상태에 따라 불량다이를 체크하는 프리레이저(pre-laser) 공정, 레이저 빔을 주사하여 불량다이를 수리하는 레이저 리페어(laser repair) 공정 등을 포함하고 있다.

EDS 공정 중 프리레이저 공정은, 다이의 패드에 테스트 프로브를 접촉시키고, 특정 전류를 인가하여 다이의 동작상태를 체크하는 공정이다. 이 때, 프로브가 패드에 부적절하게 접촉하게 되면, 패드의 외곽이 파괴될 수 있으며 유효한 전기적 테스트 또한 보장받을 수 없다. 따라서 테스트 프로브를 패드의 중앙부에 위치시키는 것은 매우 중요하다.

전기테스트가 완료된 웨이퍼는 결함 검사기에 적재되며, 결함 검사기는 적재된 웨이퍼 상의 결함을 검출하고 그 위치를 저장한다. 저장된 결함의 위치는, 개별적인 결함의 종류 및 정도를 검출하는 다음 공정에서 사용된다. 이 때, 검출된 결함의 종류와 그 정도에 따라, 해당 다이의 불량여부를 결정한다.

그런데 종래 웨이퍼 검사시스템에서는, 검사자가 전자현미경을 통해 직접 웨이퍼결함의 종류 및 정도 등을 파악하도록 되어 있었다. 이와 같은 검사방법에서는, 모든 웨이퍼에 대해 동일한 검사기준이 일률적으로 적용되는 것을 기대하기 어렵다. 또한 신뢰할만한 검사결과를 얻기 위해 요구되는 검사자의 숙련도는 많은 시간 및 노력을 필요로 하는 문제점이 있었다.

종래에도, 공정 중의 웨이퍼를 샘플링하고 결함의 종류 및 원인을 분석하는 장치는 있었지만, 분석된 결함의 원인을 공정상에 피드백 할 뿐 각 웨이퍼의 양/불량을 즉각적으로 판별하는데 사용되지는 못하였다. 여기서 사용된 장치는 정상적인 웨이퍼의 부분적인 영상을 저장하고, 샘플링 된 웨이퍼 결함의 영상과 비교함으로서 결함의 종류를 판별하는 것이었다. 따라서 샘플링 된 웨이퍼의 결함영상을 촬영함에 있어 웨이퍼의 위치는 정확하게 조절되지 않으면 테스트가 이루어질 수 없는 것이었다. 그리고 최종 공정 이후의 다이 및 패드 주변의 배경영상은 매우 복잡하기 때문에, 기준영상과의 비교를 통해서 결함에 대한 정확한 정보를 얻기 어렵다는 문제가 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 공정상의 각 웨이퍼에 대한 결함(defect)의 종류를 판별함으로서, 웨이퍼 상의 양/불량 다이를 즉각적이면서도 정확하게 검출할 수 있는 웨이퍼 검사시스템을 제공하는 것이다.

상기의 목적은, 본 발명에 따라, 웨이퍼 검사시스템에 있어서, 웨이퍼의 패드에 프로브를 접촉시켜 소정의 전기테스트를 수행하는 전기테스트부와; 상기 전기테스트가 완료된 웨이퍼의 결함을 검출하는 결함검출부와; 상기 결함검출부로부터 검출된 결함을 인라인(inline)방식으로 분류하는 결함분류부와; 상기 결함분류부의 분류결과에 따라 불량을 구별하는 불량검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사시스템에 의해 달성될 수 있다.

여기서 상기 결함분류부는; 상기 결함검출부로부터 검출결과에 따른 상기 웨이퍼의 결함을 포함하는 결함영상을 촬영하기 위한 촬상부와, 상기 촬상부로부터의 결함영상을 처리하여 결함을 분류하는 신호처리부를 포함할 수 있다.

그리고 상기 신호처리부는; 상기 결함영상으로부터 잡음을 제거하고 에지를 검출하여 상기 패드의 위치를 측정하도록 할 수 있다.

그리고 상기 신호처리부는: 상기 프로브가 접촉한 위치를 검출하고; 상기 프로브 접촉위치와 상기 패드의 경계선간의 상대적인 이격거리를 측정하여, 측정결과에 따라 상기 패드와 상기 프로브의 접촉결함 정도를 판단할 수 있다.

그리고 상기 신호처리부는: 상기 패드의 경계선을 적어도 하나의 영역경계선으로 구분하고; 상기 영역경계선을 양자화 하여 패드의 변형정도를 파악하여, 상기 패드와 상기 프로브의 접촉결함 정도를 판단하도록 할 수 있다.

그리고 상기 신호처리부는: 상기 패드의 경계선의 일부를 포함하는 복수의 서브블록에 대한 블록밝기의 평균치를 산출하고; 상기 산출된 블록밝기의 평균치가 소정의 허용치보다 작은 서브블록의 유무에 기초하여, 상기 패드와 프로브 접촉결함 정도를 판단하도록 할 수 있다. 여기서, 상기 허용치는 상기 서브블록들의 평균 블록밝기의 평균치를 기초로 설정되는 것이 바람직하다.

그리고 상기 신호처리부는: 상기 블록밝기의 평균치가 상기 허용치보다 작은 서브블록이 없는 경우; 인접 서브블록간의 평균 블록밝기 차이를 산출하고, 소정 기준치보다 큰 블록밝기 차이의 유무에 기초하여 상기 패드와 상기 프로브의 접촉결함의 정도를 판단하도록 할 수 있다.

그리고 상기 신호처리부는; 상기 결함영상으로부터 부분적인 색을 추출하고 소정 공정상에 사용된 잉크색과 비교하고, 비교결과 상기 잉크색과 일치하는 경우 상기 컬러영역의 무게중심을 검출하고, 상기 컬러영역의 경계를 구성하는 소정 개수의 테스트픽셀을 선택하고, 상기 무게중심과 상기 테스트픽셀간의 거리를 검출하고, 상기 무게중심으로부터 소정의 허용범위를 벗어나는 거리에 위치하는 테스트픽셀의 개수가 소정 임계개수 이내인 경우 상기 결함은 잉크자국인 것으로 판단하도록 할 수 있다.

그리고, 상기 신호처리부는: 상기 결함영상으로부터 에지영상을 검출하고; 소정의 좌표축에 대해 에지가 형성하는 라인의 각도 및 길이를 측정하여 사선을 검출하도록 할 수 있다.

그리고 상기 신호처리부는: 상기 결함영상으로부터 잡음을 제거하고 에지를 검출하고; 폐곡선을 그리는 에지라인을 검출하고; 상기 폐곡선의 내외의 밝기를 비교하고, 비교결과 상기 폐곡선 내외의 밝기차이가 소정 허용범위보다 큰 경우 파티클(particle)이 있는 것으로 판단하도록 할 수 있다.

그리고 상기 결함분류부는 상기 결함검출부로부터의 결함을 파티클과 잉크자국과 스크래치와 패드의 결함 중 적어도 어느 하나를 포함하는 결함목록으로 분류하는 것으로 할 수 있다.

상기의 목적은 본 발명의 다른 분야에 따른, 웨이퍼 검사방법에 있어서: 웨이퍼의 패드에 프로브를 접촉시켜 소정의 전기테스트를 수행하고; 상기 전기테스트가 완료된 웨이퍼의 결함의 위치를 검출하고; 검출된 결함을 인라인(in-line)방식에 의해 분류하고; 분류결과에 기초하여 양품과 불량을 구별하는 것을 포함하는 웨이퍼 검사방법에 의해서도 달성될 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 검사시스템의 블록 구성도이다.

도1에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 검사시스템은 전기테스트부(10), 결함검출부(20), 결함분류부(30) 및 불량검출부(40)를 갖는다.

전기테스트부(10)는 웨이퍼를 로딩한 후, 다이의 패드에 프로브를 접촉시키고 소정의 전기테스트를 수행한다. 여기서, 전기테스트 공정은 다이의 내구성 테스트를 위한 번인공정을 포함, 다이에 전류를 인가하고 동작상태에 따라 불량다이를 체크하는 프리레이저(pre-laser) 공정, 레이저 빔을 주사하여 불량다이를 수리하는 레이저 리페어(laser repair) 공정 등을 포함할 수 있다.

결함검출부(20)는 전기테스트가 완료된 웨이퍼의 결함을 검출한다. 이를 위해 전기테스트가 완료된 웨이퍼가 결함검출부(20)로 이송되고, 검출결과는 소정의 형식으로 저장될 수 있다.

결함분류부(30)는 결함검출부(20)로부터 검출된 결함을 인라인(inline)방식으로 분류한다. 여기서 인라인 방식은 공정 중인 웨이퍼의 공정속도 및 순서에 따라 순차적으로 처리하는 것을 말한다.

결함분류부(30)는 하위구성으로서 촬상부(31)와 신호처리부(32)를 포함할 수 있다.

촬상부(31)는 결함검출부(20)로부터 검출된 결함의 위치에 대한 결함영상을 촬영한다. 촬상부(31)는 촬영위치를 변경하기 위한 스테이지와, CCD 카메라와 같은 촬영장치, 배율조정이 가능한 광학장치 등을 포함할 수 있다.

신호처리부(32)는 촬상부(31)를 통해 획득된 결함영상을 분석하여 결함의 종류 및 정도를 분류한다. 신호처리부(32)에서 수행되는 구체적인 알고리즘은 후술하도록 한다.

불량검출부(40)는 결함분류부(30)의 분류결과에 따라 해당 다이를 양품 또는 불량품으로 구별한다. 여기서, 결함분류부(30)의 분류결과에 대한 양/불량 다이의 최종 구별기준은, 시스템 설계자에 의해 임의적으로 정해질 수 있다.

검사가 진행되면서 웨이퍼는, 전기테스트부(10), 결함검출부(20), 결함분류부(30) 및 불량검출부(40)로 순차적으로 이송될 것이다. 이 때, 처리속도가 느린 기기에 대해서는 복수로 설치되어, 다른 검사기기의 빠른 공정속도가 늦추어 지는 것을 방지할 수 있다. 그리고 전술한 구성요소 중 일부는 통합된 하나의 검사기기로 구현될 수 있음은 물론이다.

도2는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 검사시스템 제어방법의 흐름도이다. 이하, 도2를 참조하여, 도1에 개시된 웨이퍼 검사시스템의 동작을 구체적으로 설명한다.

먼저, 테스트 될 웨이퍼가 전기테스트부(10)로 로딩(loading)되고, 각 다이의 패드에 프로브를 접속하고 전류를 인가하여 전기테스트가 실시된다(S1). 여기서 수행되는 전기테스트 공정은, 다른 공정에 비해 많은 매크로 디펙(macro defect)을 발생시키기 때문에, 결함(defect)의 검출 및 분류가 후속 공정으로 이어진다.

전기테스트로부터 비정상상태로 판정되는 경우, 전술한 레이저 리페어 공정이 수행되고 정상동작 여부를 재검하기 위한 포스트 레이저(post laser) 공정이 수행된다.

전기테스트가 완료되면, 웨이퍼는 결함검출부(20)로 이송된다. 결함검출부(20)는 결함의 유무 및 위치를 검출하고, 검출된 위치를 저장하여 결함분류부(30)로 출력한다(S2).

결함검출이 완료된 웨이퍼는 결함분류부(30)에 적재되고(S3), 결함검출 위치의 촬영이 가능하도록 위치가 조정된다(S4).

촬상부(31)는 결함위치의 촬영하여 영상정보를 저장하고(S5), 신호처리부(32)는 획득된 영상데이터를 처리 및 분석하여 결함을 분류하고 결함정도를 측정한다(S6). 여기서, 분류되는 결함은 프로브와 패드의 접촉 불량, 패드의 손상, 파티클(particle) 유입, 스크래치, 잉크마크 등을 포함할 수 있으며, 그 결함의 정도는 벤더(vendor)에 따라 다르게 평가될 수 있을 것이다.

하나의 결함위치에 대한 촬영 및 결함분류가 종지되면, 모든 결함에 대해 분류되었는지 판단된다(S7). 분류되지 않는 결함이 있는 경우, 촬상부(31)는 촬영위치를 변경하여 순차적으로 결함을 촬영하고(S4,S5), 신호처리부(32)는 결함영상의 데이터를 분석하여 결함을 분류한다(S6).

모든 결함에 대한 분류가 종지되면, 불량검출부(40)는 다이가 양품인지 불량품인지를 판단한다(S8). 이에 대한 판단기준은 검출된 결함의 종류, 수리가능성, 정상동작이 가능한지의 여부, 외관 등으로 벤더(vendor)에 따라 다르게 정해질 수 있다.

전술한 실시예에 의해 공정속도의 증가, 결함 제거 등에 의한 수율 향상을 기대할 수 있다. 또한, 검사자의 목안검사 방법에 따른 오류를 최소화하고, 인건비 등의 비용을 절감할 수 있게 된다.

이하, 도3 내지 도10(d)를 참조하여 신호처리부(32)의 영상처리 알고리즘을 구체적으로 설명한다.

도3은 본 발명의 실시예에 따른 패드와 프로브의 접촉상태 검출을 위한 알고리즘의 흐름도이다.

도3을 참조하여 설명하면, 먼저 촬상부(31)로부터 획득된 컬러의 결함영상이 신호처리부(32)로 로딩된다(T1).

신호처리부(32)는 컬러영상으로부터 검정 및 흰색으로 구별되는 이진영상(binary image)을 추출한다(T2). 이 과정에서, 컬러영상은 그레이레벨의 영상으로 전환되고, smoothing 및 morphology 알고리즘 등이 적용된다.

다음, 신호처리부(32)는 이진영상에 캐니 에지(canny edge)와 같은 에지추출 알고리즘을 적용하여 에지영상을 추출한다(T3).

에지영상에서 연결되어 있는 선을 추출하고 연결되어 있는 선이 형성하는 면에 대해 필터링을 수행하여, 패드를 구성하는 경계선을 특정 한다(T4). 이 때, 패드 특정을 위해 기 저장된 특정조건, 예컨대 패드의 모양, 사이즈, 길이 등이 이용될 수 있다.

획득된 패드의 영역 및 외곽 경계선으로부터, 프로브의 접촉위치, 패드 외곽의 손상여부 및 정도, 파티클의 영향정도 등을 측정하고 전체적인 불량정도를 평가할 수 있다. 이하, 각각에 대한 측정방법을 순차적으로 설명한다.

프로브의 접촉상태를 평가하기 위해, 먼저, 에지영상으로부터 프로브의 접촉위치를 검출하고(T51), 검출된 접촉위치로부터 접촉패드의 경계선까지의 이격거리를 측정한다(T61). 전술한 바와 같이, 프로브가 패드의 중심에 접촉하는 것은 매우 중요하기 때문에, 측정된 이격거리가 클수록 바람직하다.

측정된 이격거리에 소정의 가중치를 부여하여(T71) 접촉결함 정도를 (confidence level : 이하, "CL"이라 한다.) 판단한다(T10).

다음으로 패드경계의 손상여부를 평가하기 위해, 패드의 경계선 길이를 측정한다(T52). 측정된 길이를 정상적인 패드의 길이와 비교함으로서, 패드경계의 손상여부 및 손상정도를 측정할 수 있다(T62). 또는 패드의 경계선을 구성하는 화소가 연속하는지의 여부를 소정 좌표축에 따른 좌표변화에 따라 측정함으로서 경계의 손상여부가 측정될 수도 있다. 이에 대한 측정결과는 소정의 가중치가 부여되어(T72) CL 산출에 합산된다(T10).

패드경계 손상을 측정하기 위한 또 다른 방법으로는, 경계선 변형정도를 측정하는 것이다. 이를 위해, 패드의 외곽선을 이산레벨(discrete level)로 양자화하고(T53), 이산레벨별 라인길이를 측정함으로서 변형정도를 측정한다(T63). 각 이산레벨 및 라인길이에 따라 가중치를 부여하거나, 변형여부에 가중치를 부여하여(T73) 최종 CL 산출에 가산한다(T10).

다음으로, 패드의 외곽경계선이 파티클에 의해 가려진 경우를 판별할 수 있다.

먼저, 패드의 외곽경계선을 작은 크기를 갖는 복수의 서브블록으로 분류하고(54), 각 서브블록에서의 밝기의 평균치를 산출한다(T64).

만약, 허용치 이하의 평균밝기를 갖는 블록이 있다면(T74), 파티클이 있는 것으로 보고 가중치를 부여하여(T84) CL 산출에 가산한다(T10). 여기서 허용치는, 모든 서브블록의 평균밝기의 평균값 이하의 크기로 설정하는 것이, 공정상의 변화에 영향을 받지 않고 파티클을 검출하는데 효과적일 수 있다.

반면, 허용치 이하의 평균밝기를 갖는 블록이 없다면(T74), 이웃하는 블록간의 평균밝기의 차이를 산출하고, 밝기차가 기준치보다 큰 블록들이 있는지의 여부에 따라 파티클이 있는지의 여부를 판단한다(T94). 블록간의 평균밝기가 기준치보다 크게 변한다면 파티클이 있는 것으로 판단되고, 가중치가 부여되어(T84) CL 산출에 가산된다(T10).

산출된 CL에 따라 패드와 프로브의 접촉 불량정도가 결정된다.

도4는 CL의 크기에 따라 검출되는 패드와 프로브의 접촉 불량정도의 예를 도시한 것이다. 여기서, 도시된 패드는 2중의 경계선으로 구성되는 것을 볼 수 있다. 그리고 CL0~CL4는 검출결과에 가중치가 합산된 CL의 레벨에 따라 등급화한 것으로서, CL0이 가장 작은 CL에 해당하고 CL4로 갈수록 CL의 크기도 커진다.

도4를 참조하여 설명하면, CL0에 해당하는 패드에서 프로브는 패드의 중심부분에 위치하는 가장 바람직한 단계인 것을 볼 수 있다.

CL1의 경우, 패드의 내부 및 외부 경계선에 근접하여 2개의 파티클 검출된다. 그리고 패드의 내부 경계선 중 좌측경계선에 단절된 부분이 있다. 그러나 패드 외곽부의 손상 등은 검출되지 않는 단계이다.

CL2는 패드의 경계선과 프로브의 접촉위치가 맞닿아 있으며, 패드의 내부 경계선은 파티클에 의해 단절되고 변형되어 있다. 또한 내부경계선 상의 파티클과 내부 및 외부 경계선 사이의 파티클이 검출될 것이다.

CL3 및 CL4에서 프로브의 접촉 및 파티클에 기인한 불량상태가 악화된 것을 볼 수 있다.

도4에는 도시되지 않았지만, 프로브가 패드의 외부에 접촉하게 되면 패드의 외곽경계선에 단절 또는 변형이 생기기가 쉽다. 그리고 프로브의 접촉위치, 경계선의 단절 및 변형, 파티클로 인한 경계선의 검출 불능상태 등은 상호 복합적으로 작용될 수 있다. 즉, 외곽경계선이 단절된 것으로 검출되고, 동일한 위치에서 파티클이 검출되었다면, 검출된 경계선 단절결과에 대한 가중치는 파티클이 검출되지 않은 경우와 달리 취급되어 가변될 수 있다. 이와 같은 가중치의 크기 및 그 가변정도는 검사시스템 설계단계에서 임의로 디자인 될 수 있음은 물론이다.

프로브와 패드의 접촉 불량이외의 다른 결함으로서 잉크마크가 있다.

도5는 본 발명의 실시예에 따른 잉크마크 검출방법의 흐름도이고, 도6(a) 및 도6(b)는 잉크마크 검출단계를 도시한 것이다.

도5 내지 도6(b)를 참조하여 설명하면, 먼저 신호처리부(32)는 촬상부(31)로부터 촬영된 결함위치의 컬러이미지를 로딩하고, 컬러별로 영역을 검출한다(U1).

검출된 컬러 중 공정에 사용되는 소정의 잉크색과 일치하는 색이 있는지를 판단한다(U2). 예를 들어, 검출된 화소별 RGB 계조와 잉크색에 대한 계조의 차이가 소정 편차 이하라면, 동일한 색으로 판단할 수 있을 것이다.

검출된 컬러가 공정 중에 사용하는 잉크색과 일치한다면, 도6(a)에 도시된 바와 같은 컬러영역의 모양이 원형형태가 되는지 판단한다(U3~U7).

먼저, 도6(b)에 도시된 바와 같이, 잉크마크로 의심되는 컬러영역을 분할하여(U3) 무게중심(O)을 산출한다(U4).

다음, 컬러영역의 외곽경계선 상에서 소정 개수의 테스트픽셀을 선택하고(U5), 각각으로부터 무게중심(O)까지의 거리를 산출한다. 여기서 테스트픽셀은 무게중심(O)으로부터 일정각도를 갖는 경계선상의 점들로 선택되는 것이 바람직하다.

산출된 거리가 소정 허용범위를 벗어나는 경우가 임계개수 이상이라면(U6), 일반적인 잉크가 나타내는 원형의 형태로 파악되지 않기 때문에 잉크마크 디펙(defect)으로 검출되지 않는다. 여기서 허용범위는 산출된 거리의 평균값으로부터 소정 허용편차 이내의 범위로 제한되도록 한다.

반면, 허용범위 이하의 거리가 임계개수 이하로 산출되면(U6) 원형에 가까운 잉크마크 디펙으로 최종 분류된다(U7).

이 밖에 결함의 다른 분류목록으로 사선형의 스크래치가 있다.

도7은 본 발명의 실시예에 따른 스크래치 검출방법의 흐름도이고, 도8(a) 내지 도8(c)는 도7에 도시된 스크래치 검출방법에 따른 영상을 도시한 것이다.

도7 내지 도8(c)를 참조하여 설명하면, 먼저 신호처리부(32)는 촬상부(31)로부터, 도8(a)에 도시된 바와 같은 결함영상의 컬러이미지를 로딩한다(V1).

컬러이미지는 gaussian smoothing, canny edge 등의 알고리즘을 통해 도8(b)와 같은 이진영상으로 전환된다(V2). 여기서 특정 관심영역으로 일부가 선택될 수 있다.

도8(c)에 도시된 바와 같이, 다이 또는 패드의 사각의 경계선과 평행한 방향을 축으로 하는 직교좌표계로부터 임의의 위치를 원점으로 하는 원통좌표계로 전환하고, 에지를 구성하는 각 화소에 대해 원점으로부터의 거리(R)와 각도(??)를 산출한다(V3).

여기서, 원점(O)은 직교좌표계의 한 축과 특정 라인이 교차하는 지점으로 설정되는 것이 바람직할 것이다. 그리고 좌표계의 변환은 hough transform 등이 이용될 수 있을 것이다.

0도 또는 90도 이외의 각도를 갖고 연속하는 화소의 길이가 일정크기 이상인 경우(V4), 사선의 스크래치가 있는 것으로 판단된다(V5).

이외에도 결함의 한 유형으로 파티클이 있다.

도9는 본 발명의 실시예에 따른 파티클 검출방법의 흐름도이고, 도10(a) 및 도10(b)는 도9에 도시된 파티클 검출방법에 따른 결함영상을 도시한 것이다.

이하 도9 내지 도10(b)를 참조하여 설명하면, 먼저 신호처리부(32)는 촬상부(31)로부터 도10(a)와 같은 결함영상의 컬러이미지를 로딩한다(Z1).

다음, 영상의 노이즈를 제거하고 일정크기의 블록으로 분할한 후(Z2), 블록별 밝기의 평균값과 일정 편차를 갖는 문턱값을 적용하여, 도10(b)에 도시된 바와 같이, 파티클로 의심되는 후보영역을 구분한다(Z3).

그리고 에지이미지를 추출하고 폐곡선을 그리는 에지라인을 검출한다(Z4). 다음으로, 폐곡선 내/외곽의 밝기를 검출하고(Z5) 밝기의 차가 허용범위 이상인 경우(Z6), 파티클 후보영역은 최종적으로 파티클로 판단되게 된다(Z7).

이상과 같이, 도3 내지 도10(b)를 참조하여 설명된 다양한 웨이퍼의 결함분류 알고리즘은, 하나의 결함에 대해서 중첩적으로 적용될 수 있다. 그리고 결함유형별로 어느 정도의 결함을 불량의 원인으로 판단할 것인지에 대해서는 일률적인 기준을 적용할 수 없다.

예를 들어, 동일한 결함이 잉크마크와 파티클로 동시에 검출될 수 있고, 패드의 손상여부를 파악하는데 기여할 수도 있다. 따라서 시스템 설계자는 잉크마크로 판정된 경우 가중치를 조정하여 파티클로 인정되지 못하도록 할 수 있는 것이다.

따라서 불량검출부(40)는 결함분류부(30)의 분류결과를 기초로 결함이 있는 다이가 양품인지 또는 불량품인지의 여부를 최종적으로 판정하게 된다.

비록 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명의 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

이상과 같이, 본 발명에 따르면, 결함의 유형과 정도에 따라 다이의 상태여부를 즉각적으로 알 수 있어 수율을 높일 수 있으며, 웨이퍼 검사에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 검사시스템의 블록 구성도,

도2는 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 검사시스템 제어방법의 흐름도,

도3은 본 발명의 실시예에 따른 패드와 프로브의 접촉상태 검출을 위한 알고리즘의 흐름도,

도4는 CL의 크기에 따라 검출되는 패드와 프로브의 접촉 불량정도의 예를 도시한 것,

도5는 본 발명의 실시예에 따른 잉크마크 검출방법의 흐름도,

도6(a) 및 도6(b)는 잉크마크 검출단계를 도시한 것,

도7은 본 발명의 실시예에 따른 스크래치 검출방법의 흐름도,

도8(a) 내지 도8(c)는 도7에 도시된 스크래치 검출방법에 따른 영상을 도시한 것,

도9는 본 발명의 실시예에 따른 파티클 검출방법의 흐름도,

도10(a) 및 도10(b)는 도9에 도시된 파티클 검출방법에 따른 결함영상을 도시한 것이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 전기테스트부 20 : 결함검출부

30 : 결함분류부 31 : 촬상부

32 : 신호처리부 40 : 불량검출부

Claims (13)

1. 웨이퍼 검사시스템에 있어서,

   웨이퍼의 패드에 프로브를 접촉시켜 소정의 전기테스트를 수행하는 전기테스트부와;

   상기 전기테스트가 완료된 웨이퍼의 결함을 검출하는 결함검출부와;

   상기 결함검출부로부터 검출된 결함을 인라인(inline)방식으로 분류하는 결함분류부와;

   상기 결함분류부의 분류결과에 따라 불량을 구별하는 불량검출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 결함분류부는;

   상기 결함검출부로부터 검출결과에 따른 상기 웨이퍼의 결함을 포함하는 결함영상을 촬영하기 위한 촬상부와,

   상기 촬상부로부터의 결함영상을 처리하여 결함을 분류하는 신호처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 신호처리부는;

   상기 결함영상으로부터 잡음을 제거하고 에지를 검출하여 상기 패드의 위치를 측정하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사시스템.
4. 제3항에 있어서, 상기 신호처리부는:

   상기 프로브가 접촉한 위치를 검출하고;

   상기 프로브 접촉위치와 상기 패드의 경계선간의 상대적인 이격거리를 측정하여, 측정결과에 따라 상기 패드와 상기 프로브의 접촉결함 정도를 판단하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사시스템.
5. 제3항에 있어서, 상기 신호처리부는:

   상기 패드의 경계선을 적어도 하나의 영역경계선으로 구분하고;

   상기 영역경계선을 양자화 하여 패드의 변형정도를 파악하여, 상기 패드와 상기 프로브의 접촉결함 정도를 판단하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사시스템.
6. 제3항에 있어서, 상기 신호처리부는:

   상기 패드의 경계선의 일부를 포함하는 복수의 서브블록에 대한 블록밝기의 평균치를 산출하고;

   상기 산출된 블록밝기의 평균치가 소정의 허용치보다 작은 서브블록의 유무에 기초하여, 상기 패드와 프로브 접촉결함 정도를 판단하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사시스템.
7. 제6항에 있어서,

   상기 허용치는 상기 서브블록들의 평균 블록밝기의 평균치를 기초로 설정되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사시스템.
8. 제6항에 있어서, 상기 신호처리부는:

   상기 블록밝기의 평균치가 상기 허용치보다 작은 서브블록이 없는 경우; 인접 서브블록간의 평균 블록밝기 차이를 산출하고, 소정 기준치보다 큰 블록밝기 차이의 유무에 기초하여 상기 패드와 상기 프로브의 접촉결함의 정도를 판단하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사시스템.
9. 제2항에 있어서, 상기 신호처리부는;

   상기 결함영상으로부터 부분적인 색을 추출하고 소정 공정상에 사용된 잉크색과 비교하고,

   비교결과 상기 잉크색과 일치하는 경우 상기 컬러영역의 무게중심을 검출하고,

   상기 컬러영역의 경계를 구성하는 소정 개수의 테스트픽셀을 선택하고,

   상기 무게중심과 상기 테스트픽셀간의 거리를 검출하고,

   상기 무게중심으로부터 소정의 허용범위를 벗어나는 거리에 위치하는 테스트픽셀의 개수가 소정 임계개수 이내인 경우 상기 결함은 잉크자국인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사시스템.
10. 제2항에 있어서, 상기 신호처리부는:

    상기 결함영상으로부터 에지영상을 검출하고;

    소정의 좌표축에 대해 에지가 형성하는 라인의 각도 및 길이를 측정하여 사선을 검출하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사시스템.
11. 제2항에 있어서, 상기 신호처리부는:

    상기 결함영상으로부터 잡음을 제거하고 에지를 검출하고;

    폐곡선을 그리는 에지라인을 검출하고;

    상기 폐곡선의 내외의 밝기를 비교하고, 비교결과 상기 폐곡선 내외의 밝기차이가 소정 허용범위보다 큰 경우 파티클(particle)이 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사시스템.
12. 제1항에 있어서,

    상기 결함분류부는 상기 결함검출부로부터의 결함을 파티클과 잉크자국과 스크래치와 패드의 결함 중 적어도 어느 하나를 포함하는 결함목록으로 분류하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 시스템.
13. 웨이퍼 검사방법에 있어서:

    웨이퍼의 패드에 프로브를 접촉시켜 소정의 전기테스트를 수행하고;

    상기 전기테스트가 완료된 웨이퍼의 결함의 위치를 검출하고;

    검출된 결함을 인라인(in-line)방식에 의해 분류하고;

    분류결과에 기초하여 양품과 불량을 구별하는 것을 포함하는 웨이퍼 검사방법.