KR100246897B1 - 프로파일센서를 이용한 웨이퍼의 프리얼라인 방법 및 장치 - Google Patents

프로파일센서를 이용한 웨이퍼의 프리얼라인 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 웨이퍼의 프리얼라인 장치에 관한 것이다. 본 프리얼라인 장치는, 웨이퍼의 위치정보를 스캔하는 프로파일센서와; 상기 프로파일센서로 부터의 데이터에 기초하여, 상기 웨이퍼의 중심좌표와,소정의 기준선에 직교하는 상기 웨이퍼의 반경선과 만나는 상기 웨이퍼의 플랫존상의 기준지점으로부터 상기 웨이퍼의 중심까지의 기준거리와, 상기 웨이퍼의 중심으로부터 상기 웨이퍼의 플랫존 까지의 최단거리를 구하는 연산부와; 상기 기준거리와 상기 최단거리로부터 상기 웨이퍼의 위치보정을 위한 보정각을 산출하는 보정각산출부와; 상기 보정각산출부에서 산출한 보정각에 기초하여 상기 웨이퍼의 위치를 보정하는 위치제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 프로파일센서를 사용하여 수동으로 로딩된 웨이퍼에 대한 프리얼라인 장치가 제공된다.

Description

프로파일센서를 이용한 웨이퍼의 프리얼라인 장치{}
본 발명은 프로파일센서를 이용한 웨이퍼의 프리얼라인 장치에 관한 것이다.
집적회로를 만들기 위해 사용되는 웨이퍼(wafer)는 여러 단계의 제조 공정을 거치게 되며, 이러한 제조 공정중에는 웨이퍼의 전기적 특성 및 동작상태를 검사하여 양품과 불량품을 분류하는 프루브 테스트(probe test) 혹은 EDS(Electircal Die Sorting) 공정이 있다.
프루브테스트 공정에서, 웨이퍼카세트(wafer cassette)에 있는 웨이퍼는 핸들러(handler)에 의해 프리얼라인부로 이동되어 프리얼라인(prealign)된 후 척 (chuck)위에 로딩(loading)되고, 이어서 프로파일센서(profile sensor)의 위치로 척이 이동하여 웨이퍼의 중심을 구하고, 웨이퍼 표면의 높낮이 등의 상태를 검사하는 프로파일(profile) 기능이 수행된다. 그리고 미세얼라인(fine align)을 거친후, 바늘같은 탐침(probe)을 사용하여 웨이퍼에 대한 테스트가 진행된다.
웨이퍼에 대한 테스트가 정확히 이루어지기 위해서는 웨이퍼를 일차적으로 정렬하는 프리얼라인과 최종 정렬 과정인 미세얼라인의 단계로 구성된 얼라인 과정(align process)이 정확하게 이루어져야 하며, 자동시스템의 경우에는 웨이퍼가 척위에 로딩될 때 프리얼라인 과정이 수행되므로, 전체적인 얼라인과정이 자동으로 이루어 져서 별다른 문제점이 발생하지 않는다.
그러나, 필요에 따라서는 자동으로 로딩하지 않고 작업자가 수동으로 웨이퍼를 척위에 로딩해야 되는 경우가 있으며, 이러한 수동 로딩의 경우에는 프리얼라인 과정을 거치지 않고 직접 미세얼라인 과정으로 들어가게 되므로, 만일 작업자에 의한 수동 로딩위치가 일정범위(??1??정도)를 벗어나게 되면 다음 동작인 미세얼라인 과정에서 에러가 발생한다는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은, 프루브테스트 공정에서 반도체 웨이퍼 검사장비인 프루브시스템의 프로파일센서를 사용하여 수동으로 척위에 로딩된 웨이퍼를 에러없이 정확히 프리얼라인하는 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 프리얼라인 방법을 설명하기 위한 다이어그램,
도 2는 본 발명에 따른 프리얼라인방법을 나타낸 흐름도,
도 3은 프리얼라인 방법을 설명하기 위한 다른 다이어그램,
도 4는 플랫존변위와 웨이퍼 중심까지의 거리를 나타낸 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 기준선 12 : 보정각
14 : 기준거리 16: 최단거리
20 : 웨이퍼의 중심 22 : 플랫존
24 : 기준지점
상기 목적은, 본 발명에 따라, 웨이퍼의 위치정보를 스캔하는 프로파일센서와; 상기 프로파일센서로 부터의 데이터에 기초하여, 상기 웨이퍼의 중심좌표와,소정의 기준선에 직교하는 상기 웨이퍼의 반경선과 만나는 상기 웨이퍼의 플랫존상의 기준지점으로부터 상기 웨이퍼의 중심까지의 기준거리와, 상기 웨이퍼의 중심으로부터 상기 웨이퍼의 플랫존 까지의 최단거리를 구하는 연산부와; 상기 기준거리와 상기 최단거리로부터 상기 웨이퍼의 위치보정을 위한 보정각을 산출하는 보정각산출부와; 상기 보정각산출부에서 산출한 보정각에 기초하여 상기 웨이퍼의 위치를 보정하는 위치제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리얼라인장치가 제공된다.
여기서, 상기 프로파일센서는 상기 기준선을 따라 지그재그 스캔하여 상기 기준지점을 찾는 것이 바람직하며, 이전의 자동로딩시 구한 최단거리값을 저장하기 위한 메모리를 더 포함하도록 구성하는 것이 바람직 하다.
그리고, 상기 연산부에서 최단거리의 산출은, 상기 기준선을 따라 상기 프로파일센서를 지그재그 스캔하여, 상기 플랫존 상의 스캔된 각 지점과 상기 웨이퍼의 중심까지의 거리를 각각 구하고, 그 거리들 중 최소값의 거리를 상기 최단거리로 결정하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 연산부에서 최단거리의 산출은, 상기 기준선을 따라 상기 프로파일센서를 지그재그 스캔하여 상기 웨이퍼의 중심으로부터 최소거리의 프리스캔 지점을 구하고, 상기 프리스캔지점의 주위를 미세스캔하여 최단거리를 구하며, 상기 보정각산출부에서 보정각은 다음식에 의해 산출되는 것이 가능하다.
여기서,는 보정각,은 최단거리,는 기준거리를 나타낸다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 척위에 수동로딩된 웨이퍼를 나타내며, 도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼의 프리얼라인방법을 나타낸 흐름도이다. 웨이퍼에는 결정을 따라 자른 플랫존(flat zone)(22)이 있어서 웨이퍼의 위치를 정하는데 사용되며, 플랫존(22)이 소정의 기준선(10)과 일치하도록 웨이퍼의 위치가 얼라인되어야 프루부테스트 공정에서의 테스트과정이 정확히 수행될 수 있다.
프루브테스트 공정에서 사용되는 프루브시스템에는 프로파일센서가 설치되어 있어서, 척위에 로딩된 웨이퍼의 중심(20)을 구하거나 웨이퍼의 높낮이 등의 상태를 판단하는 프로파일 기능에 사용된다.
이러한 프루브시스템에서, 본 발명에 따른 프리얼라인 방법은, 먼저 프루브시스템의 조작자 또는 프로그래머가 작성하여 프루브시스템의 내부 기억장치에 저장해 놓은 데이터중에서 플랫존 방향 데이타를 읽어 들인다(S10). 플랫존방향데이타는 0??, 90??, 180??, 270??와 같은 값을 갖는다.
플랫존 방향 데이타를 읽은 후, 작업자에 의해 척위에 수작업으로 로딩된 웨이퍼에 프로파일센서를 이용한 프로파일 기능을 수행하여 웨이퍼의 중심(20)을 구하고(S12), 웨이퍼의 중심(20)으로부터 플랫존 방향 데이타의 각도에 의한 반경선과 직교하며 웨이퍼에 접하는 선을 기준선(10)으로 한다. 기준선(10)이 정해지면, 웨이퍼의 중심(20)으로부터 기준선(10)과 직교하는 반경선을 따라 프로파일센서를 이동시켜 플랫존(22)가 만나는 기준지점 P1(24)을 구하고, 웨이퍼의 중심(20)으로부터 기준지점 P1(24)까지의 기준거리(14)를 구한다(S14).
기준거리(14)가 구해지면, 웨이퍼의 중심(20)으로부터 플랫존(22)까지의 최단거리(16)를 구한다(S16). 최단거리(16)는 웨이퍼의 중심(20)으로부터 플랫존(22)과 수직으로 만나는 반경선의 길이와 같다.
만일, 작업자가 웨이퍼를 수작업으로 로딩하기 전에 자동시스템을 사용하여 웨이퍼를 로딩한 적이 있는 경우에는, 로딩시 수행된 프리얼라인 과정에서 구해지는 최단거리(16)를 보관하여 사용하면 된다. 그렇지 않고 처음부터 수동으로 웨이퍼를 로딩한 경우에는 이러한 데이타가 존재하지 않으므로 먼저 프로파일센서를 이용하여, 도 3에 나타낸 바와 같이, 웨어퍼의 기준지점 P1(24)을 구하고, P1(24)을 중심으로 하여 일정범위에 있는 스캔(scan) 시작점인 A(26)으로부터 스캔 종점인 B(28)까지 프로파일센서를 이용하여 지그재그상으로 스캔하면서 플랫존(22)과 만나는 점들에 대한 그래프를 만든다.
이러한 과정을 통해, 도 4에 나타낸 바와 같은, 그래프가 만들어 진다. 이 그래프에서 X축은 플랫존(22)에서의 변위를 나타내고, Y축은 웨어퍼의 중심으로부터 플랫존(22)까지의 거리를 나타내며, 그래프의 아래부분은, 도 3에 점선으로 도시한 원(30) 부분의 웨이퍼 위치를 나타낸다. 따라서 그래프에서 가장 작은 값을 갖는 위치인 P2'(34)를 구하면, 웨이퍼의 중심(20)으로부터 최단거리(16)가 된다. 그러나 실제의 경우에는 스캐닝 과정에서 P2'(34)점을 중심으로 피치에 의해 약간의 오차가 발생할 수 있으므로 실제의 거리는 P3'(35)이 된다. 그러므로 웨이퍼중심(20)으로부터 P3(25)까지의 거리를 구하면 이 거리가 최단거리(16)가 된다.
기준거리(14)와 최단거리(16)가 구해지면, 두 거리값을 이용하여 웨이퍼 보정을 위한 보정각(12)을 구한다(S18). 보정각(12)은 도면에 나타낸 바와 같이,이므로 다음의 수학식 1과 같이 구해진다.
[수학식 1]
보정각(12)이 구해지면, 이 값에 따라 웨이퍼의 위치를 보정한다(S20). 이러한 웨이퍼의 위치보정은 작업자에 의해 웨이퍼를 좌우 또는 전후방향으로 움직이며, 회전 가능한 기계적 혹은 전기기계적 장치에 의해 이루어 지며, 이러한 장치를 이용하여 산출한 보정각에 따라 웨이퍼의 위치를 보정한다.
한편, 웨이퍼의 프리얼라인을 수행하는 프리얼라인 장치는 프로파일센서와, 연산부와, 보정각산출부와, 위치제어부로 구성된다.
이러한 구성에서, 프로파일센서는 프로파일기능을 통해 척위에 로딩된 웨이퍼의 위치정보를 스캔하는데 사용되며, 연산부는 프로파일센서로부터의 데이타에 기초하여 웨이퍼의 중심좌표와, 기준지점(24)으로부터 웨이퍼의 중심(20)까지의 기준거리(14)와, 웨이퍼의 중심(20)으로부터 플랫존(22)까지의 최단거리(16)를 구한다.
보정각산출부는 연산부에서 구한 기준거리(14)와 최단거리(16)를 입력받아 앞서 설명한 바와 같은 공식을 사용하여 웨이퍼의 위치보정을 위한 보정각(12)을 산출한다. 산출된 보정각(12)은 위치제어부로 전달되고, 이에 따라 위치제어부는 웨이퍼의 위치를 보정하여 프리얼라인 기능이 수행된다.
상기한 프리얼라인 방법 및 장치를 통해서 수동으로 척위에 로딩된 웨이퍼에 대한 프리얼라인 기능이 수행되며, 이러한 프리얼라인 과정의 수행으로 다음공정인 미세얼라인 과정에서 발생할 수 있는 오류를 방지할 수 있으므로 웨이퍼의 생상성 향상에 도움이 된다.
또한, 상기의 예에서는 웨이퍼의 프루브테스트 공정에서의 얼라인 과정에 대해 설명하였지만, 이에 국한되지 않고 웨이퍼의 얼라인 과정이 필요한 웨이퍼의 다른 공정에서도 사용이 가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 프로파일센서를 사용하여 작업자에 의해 수동으로 척위에 로딩된 웨이퍼를 프리얼라인할 수 있는 장치가 제공된다.

Claims (12)

  1. (삭제)
  2. (삭제)
  3. (삭제)
  4. (삭제)
  5. (삭제)
  6. (삭제)
  7. 수동로딩된 웨이퍼의 프리얼라인장치에 있어서,
    웨이퍼의 위치정보를 스캔하는 프로파일센서와;
    상기 프로파일센서로 부터의 데이터에 기초하여, 상기 웨이퍼의 중심좌표와,소정의 기준선에 직교하는 상기 웨이퍼의 반경선과 만나는 상기 웨이퍼의 플랫존상의 기준지점으로부터 상기 웨이퍼의 중심까지의 기준거리와, 상기 웨이퍼의 중심으로부터 상기 웨이퍼의 플랫존 까지의 최단거리를 구하는 연산부와;
    상기 기준거리와 상기 최단거리로부터 상기 웨이퍼의 위치보정을 위한 보정각을 산출하는 보정각산출부와;
    상기 보정각산출부에서 산출한 보정각에 기초하여 상기 웨이퍼의 위치를 보정하는 위치제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리얼라인장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 프로파일센서는 상기 기준선을 따라 지그재그 스캔하여 상기 기준지점을 찾는 것을 특징으로 하는 프리얼라인장치.
  9. 제7항에 있어서,
    이전의 자동로딩시 구한 최단거리값을 저장하기 위한 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프리얼라인장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 연산부에서 최단거리의 산출은, 상기 기준선을 따라 상기 프로파일센서를 지그재그 스캔하여, 상기 플랫존 상의 스캔된 각 지점과 상기 웨이퍼의 중심까지의 거리를 각각 구하고, 그 거리들 중 최소값의 거리를 상기 최단거리로 결정하는 것을 특징으로 하는 프리얼라인장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 연산부에서 최단거리의 산출은, 상기 기준선을 따라 상기 프로파일센서를 지그재그 스캔하여 상기 웨이퍼의 중심으로부터 최소거리의 프리스캔 지점을 구하고, 상기 프리스캔지점의 주위를 미세스캔하여 최단거리를 구하는 것을 특징으로 하는 프리얼라인장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 보정각산출부에서 보정각은 다음식에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 프리얼라인장치:
    [수학식 1]
    여기서,는 보정각,은 최단거리,는 기준거리를 나타낸다.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8149404B2 (en) 2008-06-13 2012-04-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Method for aligning wafer and alignment apparatus using the method

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