KR20210051766A - 웨이퍼 표면 불량 검사장비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 웨이퍼 제조공정 중 챔버 내의 트랙(Track) 설비 내에서 이루어지는 웨이퍼 표면의 스크레치, 이물질, 크랙 등에 대한 불량여부를 영상으로 촬영하고 검사 비교하여 불량여부를 판별하고, 그 데이터를 통해 2차 불량 확산을 방지하는 것이다.

Description

웨이퍼 표면 불량 검사장비{Wafer Surface Defect Inspection Equipment}

본 발명은 웨이퍼 표면 불량 검사장비에 관한 것으로서, 반도체 웨이퍼 제조공정 중 챔버 내의 트랙(Track) 설비에서 이루어지는 웨이퍼 표면의 스크레치, 이물질, 크랙 등에 대한 불량여부를 영상으로 촬영하고 검사 비교하여 불량여부를 판별하고, 그 데이터를 통해 2차 불량 확산을 방지하는 웨이퍼 표면 불량 검사장비에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 웨이퍼를 제조하는 경우, 반도체 웨이퍼는 점점 더 고밀도화되고, 제조 프로세스도 더욱 복잡해져 웨이퍼 기판의 표면에 여러 종류의 막을 형성할 수 있다.

이때, 웨이퍼 기판의 표면에 부착된 미세한 이물질로 인하여 제품의 품질이나, 혹은 제품의 수율에 크게 악영향을 주기 때문에 반도체 웨이퍼 기판의 표면 검사를 실시해야 한다.

즉, 웨이퍼 기판의 표면 검사 장치는 웨이퍼 기판의 표면에 이미지 촬영을 하거나 검사광을 조사하여 이물질의 검출을 수행할 수 있다.

한편, 이러한 웨이퍼 기판 표면을 검사하는 기술로는 하기 특허문헌 1의 “웨이퍼 결함 검사 장치(대한민국 공개특허공보 제10-2016-0068228호)”가 게시되어 있다.

상기 특허문헌 1의 “웨이퍼 결함 검사 장치”는 웨이퍼를 지지하며, 제1 수평 방향으로 왕복 이동가능하도록 구비되는 스테이지;와, 상기 스테이지의 상방에 상기 제1 수평 방향과 수직하는 제2 수평 방향으로 연장하도록 구비되며, 상기 스테이 지가 상기 제1 수평 방향을 따라 전진할 때 상기 웨이퍼의 지름보다 긴 바 타입의 명시야 조명광을 상기 웨이퍼 로 조사하는 명시야 조명기;와, 상기 스테이지의 상방에 상기 제2 수평 방향으로 연장하도록 구비되며, 상기 스테이지가 상기 제1 수평 방향을 따라 후진할 때 상기 웨이퍼의 지름보다 긴 바 타입의 암시야 조명광을 상기 웨이퍼로 조사하는 암시야 조명기; 및 상기 스테이지의 상방에 구비되며, 상기 스테이지가 상기 제1 수평 방향을 따라 전진할 때 상기 웨이퍼의 명시 야 이미지를 획득하고, 상기 스테이지가 상기 제1 수평 방향을 따라 후진할 때 상기 웨이퍼의 암시야 이미지를 획득하는 카메라로 이루어지는 것이 특징으로서, 기존의 검사장치에 비해 웨이퍼 결함 검사 장치의 결함 검출 성능이 향상되는 장점이 있었다.

그러나, 상기 특허문헌 1의 “웨이퍼 결함 검사 장치”는 조명광에 의한 검사방식을 채택함으로써, 웨이퍼에 직접 조사시 웨이퍼 표면에 빛이 반사되어 검사신뢰도가 저하되고, 상대적으로 크기가 제한된 챔버 내의 트랙(Track) 설비에서 사용이 어렵다는 문제점이 있었다.

특허문헌 1: 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0068228호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다수개의 마이크로카메라로 이루어진 카메라모듈부를 통해 크기가 제한된 공간에서 넓은 면적의 검사가 가능하고, 카메라모듈부를 탈착가능한 구조로 형성하여 교체, 수리 및 관리가 용이한 웨이퍼 표면 불량 검사장비를 제공하는 것이다.

또한, 카메라모듈부의 무광처리 또는 빛흡수가 가능한 재질, 반달형상의 보조조명부 등을 통해 난반사 및 노이즈(Noise)현상을 방지할 수 있는 웨이퍼 표면 불량 검사장비를 제공하는 것이다.

또한, 촬영한 이미지를 데이터화하여 비교, 관리함으로써, 2차로 발생할 수 있는 불량을 미연에 방지할 수 있는 웨이퍼 표면 불량 검사장비를 제공하는 것이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 웨이퍼 표면 불량 검사장비는, 반도체 챔버 내에 구비되어 웨이퍼(W) 표면처리의 불량유무를 검사하는 웨이퍼 표면 불량 검사장비(100)에 있어서, 상기 웨이퍼(W)의 상부측에 구비되어 상기 웨이퍼(W)의 표면에 대한 이미지를 촬영하는 카메라모듈부(110);와, 상기 웨이퍼(W)의 둘레에 구비되어 상기 웨이퍼(W)을 조사하는 조명부(120);로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 카메라모듈부(110)는, 다수개의 마이크로카메라(111)가 일정간격으로 배치되고, 외측에 상기 챔버 내에 상기 카메라모듈부(111)가 탈착되도록 결합클램프(112)가 다수개 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 기 조명부(120)의 내측에는, 상기 조명부(120)로부터 발산되는 빛에 의해 발생되는 난반사 또는 노이즈(Noise)현상이 방지되도록 반원형상의 보조조명부(121)가 형성되는 것을 특징으로

이상, 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 다수개의 마이크로카메라로 이루어진 카메라모듈부를 통해 크기가 제한된 공간에서 넓은 면적의 검사가 가능하고, 카메라모듈부를 탈착가능한 구조로 형성하여 교체, 수리 및 관리가 용이하다는 장점이 있다.

또한, 카메라모듈부의 무광처리 또는 빛흡수가 가능한 재질, 반달형상의 보조조명부 등을 통해 난반사 및 노이즈(Noise)현상을 방지할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 촬영한 이미지를 데이터화하여 비교, 관리함으로써, 2차로 발생할 수 있는 불량을 미연에 방지할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 표면 불량 검사장비의 전체 모습을 모식도
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 표면 불량 검사장비의 구성 중 카메라모듈부의 하부 모습을 보인 저면도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 표면 불량 검사장비의 조명부 및 보조조명부의 모습을 보인 평면도
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 표면 불량 검사장비의 검사 프로세스를 보인 블럭도

이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 표면 불량 검사장비(100)를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 표면 불량 검사장비(100)는 크게, 카메라모듈부(110) 및 조명부(120)로 구성된다.

먼저, 카메라모듈부(110)에 대하여 설명한다. 상기 카메라모듈부(110)는 도 1 또는 도 2에 나타낸 것과 같이, 상기 웨이퍼(W)의 상부측에 원형상으로 구비되어 상기 웨이퍼(W)의 표면에 대한 이미지를 촬영하는 구성요소로서, 마이크로카메라(111) 및 결합클램프(112)를 포함한다.

상기 마이크로카메라(111)는 상기 웨이퍼(W)의 표면에 부착된 이물질, 스크레치 등을 촬영하여 이미지화하는 구성요소로서, 협소한 공간에서 넓은 면적을 촬영가능하도록 일정 간격으로 다수개가 배치되는 것이 바람직하다.

상기 결합클램프(112)는 상기 카메라모듈부(110)의 외측면에 다수개가 형성되어 상기 카메라모듈부(110)가 챔버 내의 트랙(Track) 설비에 탈부착되는 것을 가능하게 해 준다.

한편, 상기 카메라모듈부(110)의 상부 중앙에는 상기 카메라모듈부(110)가 챔버 내의 트랙(Track) 설비에 고정되는 것이 용이하도록 고정핀(113)이 형성되는 것이 가능하다.

한편, 상기 카메라모듈부(110)는 후술할 조명부(120)에 의해 발생가능한 난반사를 방지하기 위해 빛 흡수가 용이한 재질로 이루어지거나 표면에 어두운 계열의 색상(예컨대, 무광 흑색 등)으로 코팅하는 것이 가능하다.

다음으로, 조명부(120)에 대하여 설명한다. 상기 조명부(120)는 도 1 또는 도 3에 나타낸 것과 같이, 상기 웨이퍼(W)가 안착된 위치의 둘레에 구비되어 상기 웨이퍼(W)을 조사하는 것으로서, 곡면형태 또는 바형태로 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 조명부(120)의 내측에는 상기 조명부(120)로부터 발산되는 빛에 의해 발생되는 난반사 또는 노이즈(Noise)현상이 방지되도록 반원형상의 보조조명부(121)가 더 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 조명부(120)의 조명색상은 검사시 방해가 되지 않는 색상(예컨대, 빨간색계열, 노란색계열, 파란색계열, 흰색 등)으로 구현되는 것이 바람직하다.

한편, 도 4에 나타낸 것과 같이, 본 발명을 통한 검사진행은 먼저, 상기 웨이퍼(W)를 검사장치 내로 투입시키면 제어부에서 상기 웨이퍼(W)의 정보 및 투입상태를 인식하고, 상기 카메라모듈부(110)를 통해 이미지 촬영을 실시한다.

이후, 촬영된 이미지는 합성 및 보정작업을 거쳐 이미지가 비교되는 부분을 추출한 뒤 검사컴퓨터에 이미지를 저장한다.

다음으로, 저장된 이미지를 통해 검사된 상기 웨이퍼(W)의 불량여부를 판단하여 양품은 다음 공정으로 보내지고, 불량품은 별도의 트레이로 옮겨져 불량처리가 된다.

이후, 메인서버에 이미지 데이터를 저장하여 불량여부를 판단할 때 사용하거나 양품률, 불량률, 불량종류 등의 자료산출에 사용하게 된다.

도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100: 웨이퍼 표면 불량 검사장비
110: 카메라모듈부 111: 마이크로카메라
112: 결합클램프 113: 고정핀
120: 조명부 121: 보조조명부

Claims (3)

1. 반도체 챔버 내에 구비되어 웨이퍼(W) 표면처리의 불량유무를 검사하는 웨이퍼 표면 불량 검사장비(100)에 있어서,
   상기 웨이퍼(W)의 상부측에 구비되어 상기 웨이퍼(W)의 표면에 대한 이미지를 촬영하는 카메라모듈부(110);
   상기 웨이퍼(W)의 둘레에 구비되어 상기 웨이퍼(W)을 조사하는 조명부(120);로 구성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 불량 검사장비(100).
2. 제1항에 있어서,
   상기 카메라모듈부(110)는,
   다수개의 마이크로카메라(111)가 일정간격으로 배치되고,
   외측에 상기 챔버 내에 상기 카메라모듈부(111)가 탈착되도록 결합클램프(112)가 다수개 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 불량 검사장비(100).
3. 제1항에 있어서,
   상기 조명부(120)의 내측에는,
   상기 조명부(120)로부터 발산되는 빛에 의해 발생되는 난반사 또는 노이즈(Noise)현상이 방지되도록 반원형상의 보조조명부(121)가 형성되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 불량 검사장비(100).
   
   
   
   
   

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