KR0141484B1 - 화상 읽기 장치 - Google Patents

Abstract

내용없음

Description

화상 읽기 장치

제1도 및 제2도는 본 발명의 1 실시예에 관한 반도체 웨이퍼의 품종번호 읽기장치를 나타낸 것으로서, 제1도는, 전체를 개략적으로 나타낸 도면, 제2도는, 반도체 웨이퍼의 피 측정 영역과 입사 비임의 스포트와의 관계를 나타내는 도면, 제3도는, 본 발명의 다른 실시예에 관한 반도체 웨이퍼의 품종번호 읽기 장치를 개략적으로 나타낸 도면

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

5:웨이퍼를 얹어 놓는 대 6:반도체 웨이퍼

7:피 측정 영역 8:측정용 광원

9:CCD 카메라 10:차광판

11:구동계 12:화상 처리기구

13:화상 정보 기억기구 14:반사경

a:광축 b:정반사 광축

c:중심 광축 d:광축

e:광축 θ:입사각

θ1:미소 각도

본 발명은, 광 비임을 이용한 화상 읽기장치에 관한 것이다. 종래로부터, 반도체의 제조 프로세스에서는, 피 처리물 예를 들면 반도체 웨이퍼와 처리장치와의 위치 맞춤이나 품종 확인을 행할 때에, 피처리물의 소정의 장소의 패턴을 촬상하고, 이 촬상 정보에 의하여 위치 맞춤이나 품종의 확인을 행하는 방법을 채용하고 있는 것이 있다. 이와같은 화상 읽기 방법으로서는, 예를 들면 반도체 웨이퍼에 레이저로서 새겨 형성된 품종 번호를 읽는 장치의 화상 읽기 방법은, 반도체 웨이퍼의 품종 번호를 새긴 위치에서 검출기구 예를 들면 CCD 카메라 등을 배치하여, 측정광을 새긴 위치에 입사시키고, 그의 반사광을 CCD 카메라에 의하여 촬상하여 이 촬상정보와 미리 기억된 화상 정보를 비교하면서 품종의 확인을 행하는 방법이 있다. 그러나, 상술한 종래의 어두운 시야의 측정에 의한 화상 방법에서는, 반도체 웨이퍼 위에 확산 반사성의 얇은 막 예를들면 A1막 등이 형성되어 있는 경우에, 이 A1막에서의 난반사가 크고, 측정 영상 신호는 현저한 콘트라스트의 저하를 초래하여, 반도체 웨이퍼에 새겨진 품종 번호를 판독하는 것이 곤란해지는 문제점이 있었다. 또한, 이와같은 난반사 성분에 의한 콘트라스트의 악화에 의한 해상도의 저하를 방지하기 위하여, 측정광의 반도체 웨이퍼에로의 입사각도를 작게 하여, 밝은 시야의 측정을 행하는 것도 행하여 지고 있으나, 이와같은 밝은 시야의 측정에서는, 피 측정부에 새겨진 오목 볼록한 단턱이 작으면, 더욱더 판독할 수 없다고 하는 문제점이 발생하였다. 본 발명은, 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로서, 피 측정물 표면의 난반사가 많은 경우, 또 그 새김형상이 깊지 않은 경우에도, 콘트라스트가 양호한 영상이 얻어지고, 해상도가 우수한 화상읽기 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 다음에, 본 발명의 1 실시예에 관한 화상 읽기장치를 반도체 웨이퍼의 품종 번호 읽기장치에 적용한 경우에 대하여, 첨부된 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다. 제1도중에, 부호 5는 웨이퍼를 얹어 놓는 대를 나타내며, 구동계(11)에 의하여 회전이 가능하게 구성되어 있다. 또한, 이 얹어 놓는 대(5)는 주지의 X-Y 테이블에 고정하여, X방향 및 Y방향으로 이동이 가능하게 하여도 좋다. 이 웨이퍼를 얹어 놓는 대(5) 위에는, 반도체 웨이퍼(6)가 수평으로 고정되어 있다. 이 웨이퍼(6)는 일부가 직선 형상으로 절결되어 오리엔테이션 플래트(orientation flat)(이하 오리플러로 약칭함)면이 형성된 원판 형상으로서 주지인 것이다. 예를 들면 이 오리플러면을 따라 웨이퍼의 둘레부에 피 측정 영역(7)이 규정되어 있다. 이 피 측정 영역에는 웨이퍼 품종을 나타내는 문자, 기호등의 마크가 새겨져 있다. 이 실시예에서는, 이 마크는 오리플러면을 따라 나란하게한 여러개의 영문자, 숫자에 의하여 형성되어 있다. 각 영문자, 숫자는 연속한 홈 또는 불연속한 다수 개의 도트 요입부에 의하여 구성되어있다. 도트는 일렬 또는 여러열이 되어 1 라인을 형성하여 영문자, 숫자를 묘사하고 있다. 이들 마크는, 일반적으로 레이저광에 의하여 새길 수가 있고, 이때에 홈, 요입부를 깊지않게 형성하는 (0.3 미크론 전후)소프트 마킹이라 칭하는 경우와, 깊게 형성하는 (1 미크론 이상)하드마킹이라 칭하는 경우가 있다. 물론 영문자, 숫자만이 아니고 바 코드(bar code)이어도 좋다. 상기한 반도체 웨이퍼(6)의 위쪽에는 측정용 광원(8) 및 화상 검출기구, 예를들면 CCD 카메라(9)가 형성되어있다. 측정용 광원(8)은 인코우히런트(Incoherent) 광, 예를 들면 백색광을 사출하는 할로겐 램프와, 이 램프로 부터의 빛을 평행 슬리트 비임으로 규정하는 슬리트에 의하여 구성되어 있다. 이 슬리드 비임 스포트의 디멘션(dimension)은, 예를 들면 2cm 0.5cm로서, 피 측정 영역(7) 전체를 주사하는 일은 없고 한번에 조사가 가능하게 되어있다. 측정용 광원(8)은, 이것으로 부터의 평행 비임의 광축(a)이 웨이퍼 표면에 대하여 경사지도록, 설정되고, 그 결과, 비임은, 반도체 웨이퍼(6)의 윗면에 소정의 입사각(θ)으로 입사된다. 이 입사각(θ)은 60도 내지 80도가 바람직하다. 상기 CCD 카메라(9)는, 상기 입사 비임의 정반사 비임이 입사되지 않는 위치에 선택 설정되고, 이것이 수광면이 정반사 광축(b)에서 약간 휘어진 위치가 되도록, 형성되어 있다. 즉, 이 CCD 카메라(9)의 수광면의 중심 광축(c)은 정반사 광축(b)에 대하여 미소한 각도(θ1)만큼 어긋나 있다. 이 각도는 CCD 카메라(9)에 정반사 광이 입사되지 않는 범위에서 될 수 있는 한 작게 설정하는 것이 바람직하다. 실용상으로는, 각도(θ1)는, 2도 내지 5도가 바람직하다. 상기 CCD 카메라(9)에는, 공지의 화상처리기구(12) 및 화상 기억기구(13)가 접속되어 있고, CCD 카메라(9)로서 촬상된 피 측정 영역(7)의 마크를 화상처리한다. 상기 측정용 광원(8)과 반도체 웨이퍼(6)와의 사이에는 측정용 비임 또는 슬리트 비임의 주변광(광원(8)에서 사출되어 웨이퍼의 피 측정 영역의 외부를 조사하는 광)이 웨이퍼에 입사되지 않도록 차광판(10)이 형성되고 있다. 이 차광판(10)에 의하여, 광원(8)으로부터 사출된 주변광은 반도체 웨이퍼에로의 입사가 저지된다. 따라서, 주변광의 정반사광이 광축(e)을 통하여 CCD 카메라(9)에 입사되는 것에 의한 해상도의 저하를 방지할 수 있다. 이 차광판(10)은, 될 수 있는 한 반도체 웨이퍼의 근방에 형성되지만, 주변광이 웨이퍼에 입사되는 점에서 바람직하다. 그러나, 이 경우에는 차광판(10)의 반사광이 CCD 카메라(9)에 입사되지 않도록 한 수단을 강구할 필요가 있다. 이로 인하여, 예를 들면 CCD 카메라에로 불필요한 빛이 입사되지 않도록 CCD 카메라에 덮개를 부착한다거나, 차광판(10)을 광흡수 부재로 형성 한다거나 하는 것이 바람직하다. 이 차광판(10)은 길고 가느다란 직사각형판에 의하여 구성되고, 이것의 한쪽의 길다란 가장자리에서 슬리트 형상의 주변광을 차단하도록 하고 있다. 차광판(10)은 도시에서와 같이, 슬리트 비임의 한쪽에만 형성하면 좋다. 즉, 본 실시예에서는, CCD 카메라(9)의 광축(c)을 전반사 광축(b)에 대하여 미소각(θ1)만큼 윗쪽으로 이동하고 있는 것이어서, 차광판(10)은 측정광의 아래쪽의 주변광을 차단하도록 형성되어 있다. 특히, 반도체 웨이퍼의 오리플러 가장자리에 주변광이 입사되지 않도록 하는 것이 바람직하다. 차광판(10)은 비교적 입사광을 반사하지 않고 예를 들면 흑색 처리하는 것이 바람직하다. 상기에서와 같이, CCD 카메라(9)를 피 측정 영역으로 부터의 정 반사광이 입사되지 않도록 하여, 마크 점에서 발생하는 정반사 이외의 반사광을 수광하도록 형성함으로써, 소프트 패터닝의 마크를 고정밀도로서 측정할 수 있다. 또한 하드 패터닝의 마크도 종래의 것과 마찬가지로 관측할 수가 있다. 상기 실시예에서는, 광원(8) 및 반도체 웨이퍼(6)를 고정하고, 슬리트비임의 스포트를 피 측정 영역과 대략 동일한 디멘션으로 되도록 설정하였으나, 비임 스포트를 작게하고, 반도체 웨이퍼를 X방향 및/또는 Y방향으로 이동시킴으로써, 작은 스포트로서 피 측정 영역을 주사하도록 하여도 좋다. 이와같은 경우에는, CCD 카메라(9)의 1개의 영역 촬영분의 정보를 화상처리기구(12)로서 처리한 후에 이 정보를 화상 정보 기억기구(13)에 기억시켜 두고 모든 영역을 촬영한 후에, 각 화상정보를 합성하여 판단하도록 하여도 좋다. 다음에 본 발명의 다른 실시예를 제 3도를 참조하여 설명한다. 제 3도에서 상기한 실시예와 실질적으로 동일한 부재는 동일한 참조부호를 부여하여 그의 설명을 생략한다. 광원(8)은 반도체 웨이퍼(6)와 대략 평행으로 평행슬리트 비임을 사출하도록 형성되어 있다. 이 광원(8)의 앞쪽에는 반사경(14)이, 광원(8)으로 부터의 입사 비임을 반도체 웨이퍼(6)의 피 측정 영역을 향하여서 반사하도록 형성되어 있다. 이 반사경은 중앙에 반사면이 피 측정 영역과 대응하도록 형성되고, 이 반사면의 주위에는, 광 흡수부재가 배열설치되어 있다. 이와 같은 구성이면 측정 비임의 주변광은 광흡수 부재에 의하여 흡수되어 반도체 웨이퍼의 피 측정 영역에 입사되는 것이 저지된다. 따라서, 차광판을 형성할 필요가 없다. 상기한 실시예에서는 품종을 식별하는 패턴으로서 요입부, 홈을 피 측정 부재인 반도체 웨이퍼에 형성하였으나, 이 마크는 볼록부, 능선(ridge)으로 형성하여도 좋다. 즉, 피 측정 부재의 표면에 미소한 오목 블로부가 형성되어 있으면 좋다.

Claims (6)

1. 여러개의 요입문자가 적어도 일렬로 새겨져 형성된 패턴을 가지는 피측정영역(7)을 한쪽면에 구비한 피측정 부재와 ; 화상읽기 장치와의 조합에 있어서 ; 상기 화상 읽기 장치는, 피측정영역의 크기에 상당하는 크기의 조사스포트를 가지는 비응집적인 평행광선을 패턴상에 동시에 조사하기 위한 조사수단과 ; 피측정영역(7)으로부터의 정반사광에서 벗어난 반사광을 수광하도록 정반사광축(b)에서 이동하여 위치하는 수광면을 가지며, 상기 수광한 빛으로부터 상기 측정부재 상의 패턴을 측정하는 측정수단 ; 및 상기 피측정부재와 상기 조사수단의 사이에 형성되고, 평행광선의 주변광이 상기 피측정영역(7)으로 입사되는 것을 저지하는 저지수단을 포함하여 구성되며, 상기 측정수단의 상기 수광면은 상기 패턴으로부터의 정반사광축(b)에 대하여 2도 내지 5도의 각도를 가지는 화상 읽기 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 조사수단을 측정광이 패턴에 대하여 60도 내지 80도의 입사각도를 가지도록 피측정부재에 대하여 형성되어 있는 화상 읽기 장치.
3. 제 1항에 있어서, 패턴의 측정중에 상기 피측정부재의 이동을 방지하기 위하여 피측정부재를 고정하는 수단을 더욱 포함하여 구성되는 화상 읽기 장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 저지수단은 상기 측정수단의 상기 수광면에 의한 정반사광축(b)으로부터 어긋난 방향으로 측정광의 주변광이 피측정부재로 입사되는 것을 방지하기 위한 차광부재를 가지는 화상 읽기 장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 요입문자는 0.2 내지 0.8 미크론의 깊이를 가지는 화상 읽기 장치.
6. 제 5항에 있어서, 상기 피측정부재는 오리엔테이션 플래트면을 가지는 반도체 웨이퍼(6)이며 상기 다수개의 요입문자는 상기 반도체 웨이퍼(6)의 품질을 전체적으로 표시하는 마크를 구성하도록 오리엔테이션 플래트면을 따라 배열되는 화상 읽기 장치.