KR100445457B1 - 웨이퍼 후면 검사 장치 및 검사 방법 - Google Patents

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KR100445457B1 KR10-2002-0009878A KR20020009878A KR100445457B1 KR 100445457 B1 KR100445457 B1 KR 100445457B1 KR 20020009878 A KR20020009878 A KR 20020009878A KR 100445457 B1 KR100445457 B1 KR 100445457B1
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Abstract

본 발명은 웨이퍼 후면 검사 장치 및 검사 방법에 관한 것으로, 반도체 웨이퍼 가공 공정이 완료된 웨이퍼 후면의 오염, 크랙, 스크래치 등을 자동으로 검사할 수 있는 웨이퍼 후면 검사 장치 및 검사 방법을 제공한다. 즉, 웨이퍼가 적재된 웨이퍼 적재함과; 상기 웨이퍼 적재함에 인접하여 설치되며, 상기 웨이퍼 적재함에서 웨이퍼를 이송하거나 웨이퍼를 적재함에 적재하는 웨이퍼 이송 암과; 상기 웨이퍼 이송 암에 대해서 소정의 간격을 두고 설치되며, 상기 웨이퍼 이송 암에 의해 이송된 웨이퍼를 뒤집은 다음 정렬시키는 웨이퍼 반전/정렬부와; 상기 웨이퍼 반전/정렬부에 이웃하여 설치하되 상기 웨이퍼 이송 암에 대하여 소정의 간격을 두고 설치되며, 상기 웨이퍼 이송 암에 의해 상기 웨이퍼 반전/정렬부에서 이송된 반전/정렬된 상기 웨이퍼의 후면을 검사하는 웨이퍼 검사부; 및 상기 웨이퍼 적재함과 상기 웨이퍼 반전/정렬부 사이에 설치되며, 웨이퍼 후면 검사가 완료된 상기 웨이퍼가 상기 웨이퍼 이송 암에 의해 상기 웨이퍼 검사부에서 이송되어 대기하는 웨이퍼 대기 스테이지;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 후면 검사 장치 및 그를 이용한 웨이퍼 후면 검사 방법을 제공한다.

Description

웨이퍼 후면 검사 장치 및 검사 방법{Apparatus and method for inspecting wafer backside}
본 발명은 반도체 검사 장치 및 검사 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 웨이퍼 가공 공정이 완료된 웨이퍼의 후면의 오염, 크랙, 스크래치 등을 자동으로 검사하는 웨이퍼 후면 검사 장치 및 검사 방법에 관한 것이다.
반도체 소자의 제조 공정은 크게 반도체 웨이퍼 가공(semiconductor wafer fabrication), 패키지 조립(package assembly) 및 테스트(test)로 구분할 수 있다. 웨이퍼 가공 공정은 반도체 물질의 얇고 둥근 판인 웨이퍼의 안 또는 표면에 회로나 소자를 만드는 일련의 조작을 말하며, 확산(diffusion), 사진(photo), 박막(thin film), 식각(etching) 공정의 반복적인 진행에 의해 이루어진다. 이 과정이 끝나면 웨이퍼를 절삭하여 웨이퍼 상의 반도체 소자를 개별 반도체 칩으로 분리하는 웨이퍼 절삭 공정을 거쳐서, 각각의 개별 반도체 칩을 패키지 상태로 조립하는 패키지 조립 공정을 진행하게 된다.
한편, 패키지 조립 공정으로 웨이퍼를 투입하기 전에 제조된 웨이퍼에 대한검사 공정이 이루어진다. 이유는 웨이퍼 가공 공정을 거치는 동안 웨이퍼 후면의 오염, 크랙(creak), 스크래치(scratch) 등이 발생될 수 있는데, 이는 패키지 조립 공정의 불량 및 웨이퍼 파손을 발생시키는 요인으로 지적되어 왔기 때문이다. 종래의 웨이퍼 후면 검사는 작업자가 직접 웨이퍼를 집고 육안으로 검사하였다.
그런데, 작업자에 의한 육안 검사는 작업자의 숙련도에 따라서 차이가 발생될 수 있기 때문에 일정한 검사 신뢰성을 확보할 수 없고, 검사 시간이 많이 소요되고, 인적자원이 많이 필요한 문제점을 안고 있다. 더욱이 웨이퍼가 8인치에서 12인치로 대구경화될수록, 작업자에 의한 육안 검사의 신뢰성은 떨어질 수 밖에 없다.
그리고, 작업자에 의한 육안 검사는 작업자가 직접 손으로 파지한 상태에서 검사하기 때문에, 손으로 파지한 웨이퍼 표면 부분에 스크래치와 같은 웨이퍼의 재오염의 우려를 안고 있다.
또한, 웨이퍼 후면 검사에 대한 정보를 수집, 분석하고 필요할 경우 사진 등을 촬영하여 관리하여 전공정으로 피드백하는 작업이 이루어져야 하지만, 이것 또한 작업자에 의해 이루어져야 함으로 체계적인 관리 및 분석한 정보를 관리하는 것이 용이하지 않다.
따라서, 본 발명의 목적은 웨이퍼 후면의 오염, 크랙, 스크래치 등을 자동으로 검사하는 웨이퍼 후면 검사 장치 및 검사 방법을 제공하는 데 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 후면 검사 장치를 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 웨이퍼 후면 검사 장치를 이용한 웨이퍼 후면 검사 방법에 따른 공정 흐름도이다.
도 3 내지 도 7은 웨이퍼 후면 검사 장치의 웨이퍼 반전/정렬부가 웨이퍼를 반전하는 단계를 보여주는 사시도이다.
도 8은 웨이퍼 반전/정렬부가 반전된 웨이퍼를 정렬하는 단계를 보여주는 평면도이다.
도 9는 웨이퍼 후면 검사 장치의 웨이퍼 검사부에 의해 웨이퍼 후면에 대한 검사가 진행되는 단계를 보여주는 사시도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 설명 *
10 : 웨이퍼 적재함 20 : 웨이퍼 이송 암
30 : 웨이퍼 반전/정렬부 31 : 집게
32 : 웨이퍼 테이블 33 : 반전 암
34 : 반전기 35 : 이송 가이드
36 : 회전판 38 : 센서
40 : 웨이퍼 검사부 42 : 웨이퍼 스테이지
44 : 검사 모듈 50 : 웨이퍼 대기 스테이지
60 : 불량 웨이퍼 적재함 70 : 적재함 받침대
100 : 웨이퍼 후면 검사 장치
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 웨이퍼가 적재된 웨이퍼 적재함과; 상기 웨이퍼 적재함에 인접하여 설치되며, 상기 웨이퍼 적재함에서 웨이퍼를 이송하거나 웨이퍼를 적재함에 적재하는 웨이퍼 이송 암과; 상기 웨이퍼 이송 암에 대해서 소정의 간격을 두고 설치되며, 상기 웨이퍼 이송 암에 의해 이송된 웨이퍼를 뒤집은 다음 정렬시키는 웨이퍼 반전/정렬부와; 상기 웨이퍼 반전/정렬부에 이웃하여 설치하되 상기 웨이퍼 이송 암에 대하여 소정의 간격을 두고 설치되며, 상기 웨이퍼 이송 암에 의해 상기 웨이퍼 반전/정렬부에서 이송된 반전/정렬된 상기 웨이퍼의 후면을 검사하는 웨이퍼 검사부; 및 상기 웨이퍼 적재함과 상기 웨이퍼 반전/정렬부 사이에 설치되며, 웨이퍼 후면 검사가 완료된 상기 웨이퍼가 상기 웨이퍼 이송 암에 의해 상기 웨이퍼 검사부에서 이송되어 대기하는 웨이퍼 대기 스테이지;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 후면 검사 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 웨이퍼 반전/정렬부는, 웨이퍼 적재함에서 웨이퍼 이송 암에 의해 이송된 웨이퍼를 흡착하며, 흡착된 상기 웨이퍼를 반전시켜 정렬하는 웨이퍼 테이블과, 웨이퍼 테이블에 탑재된 웨이퍼를 파지한 다음 소정의 높이로 들어서 180도 회전시키는 반전기를 포함한다.
본 발명에 따른 웨이퍼 테이블은, 테이블 몸체와, 테이블 몸체의 상부에서 소정의 높이로 돌출되며 웨이퍼 이송 암에 의해 이송될 웨이퍼보다는 작은 직경을 갖는 회전판으로, 웨이퍼 이송 암에 의해 이송된 웨이퍼를 진공으로 흡착하여 고정하며, 웨이퍼를 소정의 속도로 회전시키는 회전판 및 회전판으로 이송될 웨이퍼의 외곽에 대응되는 상기 테이블 몸체의 상부에 설치되며, 웨이퍼에 형성된 플랫 존또는 노치를 감지하여 웨이퍼를 정렬하는 센서를 포함한다.
본 발명에 따른 반전기는, 웨이퍼 테이블 위에 탑재된 웨이퍼의 외곽을 파지하는 집게와, 일측이 집게와 연결되어 웨이퍼의 외곽을 파지하거나 놓을 수 있도록 집게를 제어하며 집게를 일방향으로 180도 회전시키는 반전 암 및 웨이퍼 테이블의 외측에 설치되며, 반전 암의 타측과 연결되어 반전 암의 상하 이동을 안내하는 이송 가이드를 포함한다. 특히, 이송 가이드는 적어도 집게의 회전 반경 이상으로 반전기를 상승시킬 수 있다.
본 발명에 따른 웨이퍼 검사부는, 웨이퍼 이송 암에 의해 웨이퍼 반전/정렬부에서 이송된 반전/정렬된 웨이퍼를 흡착하며, 흡착된 웨이퍼를 전후좌우로 이동시키는 웨이퍼 스테이지와, 웨이퍼 스테이지에 흡착된 웨이퍼의 후면을 검사하는 검사 모듈을 포함한다. 검사 모듈은, 웨이퍼 스테이지에 흡착된 웨이퍼의 후면에 대하여 경사지게 설치되는 검사 카메라와, 검사 카메라에 이웃하여 설치되며, 검사 카메라의 초점을 맞추어 주는 포커스 카메라 및 검사 및 포커스 카메라의 중심에 설치되며, 검사되고 있는 웨이퍼의 후면 부분을 보여주는 모니터 카메라;를 포함한다.
본 발명은 또한 전술된 웨이퍼 후면 검사 장치를 이용한 웨이퍼 후면 검사 방법을 제공한다. 즉, (a) 웨이퍼가 적재된 웨이퍼 적재함을 제공하는 단계와; (b) 상기 웨이퍼 적재함에서 제 1 웨이퍼를 차례로 상기 웨이퍼 반전/정렬부로 이송하여 상기 제 1 웨이퍼의 후면이 위를 향하도록 상기 제 1 웨이퍼를 반전/정렬시키는 단계와; (c) 반전/정렬된 상기 제 1 웨이퍼를 상기 웨이퍼 검사부로 이송하여 상기 제 1 웨이퍼의 후면을 검사하는 단계와; (d) 웨이퍼 후면 검사가 완료된 상기 제 1 웨이퍼를 상기 웨이퍼 반전/정렬부로 이송하여 상기 제 1 웨이퍼의 전면이 위를 향하도록 상기 제 1 웨이퍼를 재반전시키는 단계; 및 (e) 재반전된 상기 제 1 웨이퍼를 웨이퍼 후면 검사 결과에 따라서 분류하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 후면 검사 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 웨이퍼 후면 검사 방법에 따른 (c) 단계를 진행하는 동안, 제 2 웨이퍼를 웨이퍼 적재함에서 웨이퍼 반전/정렬부로 이송하여 제 2 웨이퍼를 반전/정렬시키는 단계를 더 포함한다.
본 발명에 따른 웨이퍼 후면 검사 방법에 따른 (c) 단계 후에, 웨이퍼 후면 검사가 완료된 제 1 웨이퍼를 웨이퍼 반전/정렬부로 이송하기 전에 상기 웨이퍼 대기 스테이지로 이송하여 대기시키는 단계를 더 포함한다.
그리고 본 발명에 따른 웨이퍼 후면 검사 방법에 따른 제 2 웨이퍼에 대한 (c) 단계를 진행하는 동안, 제 1 웨이퍼 대한 상기 (d) 단계와 (e) 단계를 진행한 다음, 웨이퍼 적재함에서 제 3 웨이퍼를 웨이퍼 반전/정렬부로 이송하여 제 3 웨이퍼를 반전/정렬시키는 단계;를 더 포함한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 후면 검사 장치(100)를 보여주는 사시도이다. 도 1을 참조하면, 웨이퍼 후면 검사 장치(100)는 웨이퍼 이송 암(20; wafer transfer arm)을 기준으로 비슷한 거리를 두고 일측에 웨이퍼 적재함(10:wafer cassette)과 불량 웨이퍼 적재함(60; bad wafer cassette)이 배치되고, 다른쪽에 웨이퍼 반전/정렬부(30; wafer flip aligner)와 웨이퍼 검사부(40: wafer inspecting part)가 서로 이웃하게 설치되고 웨이퍼 적재함(10)과 웨이퍼 반전/정렬부(30) 사이에 웨이퍼 대기 스테이지(50; wafer buffer stage)가 설치된 구조를 갖는다. 웨이퍼 적재함(10)과 불량 웨이퍼 적재함(60)은 적재함 받침대(70; cassette support table)에 놓여져 고정된다.
웨이퍼 이송 암(20)은 웨이퍼 후면 검사 장치(100)에서 웨이퍼 이송을 담당하는 수단으로서, 전후좌우 및 상하로 이동하면서 웨이퍼를 필요한 곳으로 이송한다. 따라서 웨이퍼 이송 암(20)을 중심으로 비슷한 거리를 두고 웨이퍼 검사 장치(100)의 각 부분들이 설치된다.
웨이퍼 적재함(10)에는 웨이퍼 가공 공정이 완료된 웨이퍼들이 적재되어 있다. 이때 웨이퍼 적재함(10)에 적재된 웨이퍼는 집적회로가 형성된 면이 위를 향하도록 적재되어 있다. 본 발명의 실시예에서는 웨이퍼 적재함(10)에 웨이퍼 후면 검사 공정이 완료된 웨이퍼 중에서 양품으로 판정된 웨이퍼가 다시 적재된다.
웨이퍼 반전/정렬부(30)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 이송 암(20)에 의해 웨이퍼 적재함(10)에서 이송된 웨이퍼(12)를 뒤집은 다음 정렬시키는 부분으로서, 웨이퍼 테이블(32; wafer table)과 반전기(34; rotator)로 구성된다. 웨이퍼 테이블(32)은 웨이퍼 이송 암(20)에 의해 이송된 웨이퍼(12)를 진공으로 흡착하여 고정하며, 흡착된 웨이퍼(12)를 반전시켜 정렬시킨다. 웨이퍼 테이블(32)은 테이블 몸체(39)와, 테이블 몸체(39)의 상부에서 소정의 높이로 돌출되며 웨이퍼 이송 암(20)에 의해 이송될 웨이퍼(12)보다는 작은 직경을 갖는 회전판(36)으로, 웨이퍼 이송 암(20)에 의해 이송된 웨이퍼(12)를 진공으로 흡착하여 고정하며, 웨이퍼(12)를 소정의 속도로 회전시키는 회전판(36) 및 회전판(36)으로 이송될 웨이퍼(12)의 외곽에 대응되는 상기 테이블 몸체(39)의 상부에 설치되며, 웨이퍼(12)에 형성된 플랫 존(flat zone) 또는 노치(notch)를 감지하여 웨이퍼(12)를 정렬하는 센서(도 5의 38)를 포함한다. 반전기(34)는 웨이퍼 테이블(32)에 탑재된 웨이퍼(12)를 파지한 다음 소정의 높이로 들어서 뒤집는 수단으로서, 이송 가이드(35), 반전 암(33) 및 집게(31; gripper)로 구성된다. 이송 가이드(35)는 상하로 길게 가이드 구멍(37)이 형성되며 반전 암(33)의 상하 이동을 안내한다. 반전 암(33)은 일측이 가이드 구멍(37)을 통하여 이송 가이드(35)에 연결되어 있으며, 타측에는 반으로 잘려진 링 형태의 집게(31)가 설치된 구조를 갖는다. 집게(31)는 웨이퍼 테이블(32) 위에 탑재된 웨이퍼(12)의 외곽을 파지하는 수단으로서, 반전기(34)의 타측을 축으로 양쪽으로 벌어지거나 옴츠러진다. 즉, 웨이퍼 테이블의 회전판(36)에 웨이퍼(12)가 탑재되면 집게(31)가 이송 가이드(35)를 따라서 하강하여 웨이퍼(12)의 외곽을 파지한다. 웨이퍼(12)를 파지한 집게(31)는 이송 가이드(35)를 따라서 소정의 높이, 예컨대, 집게(31)가 형성된 반지름보다는 높게 상승한 다음 반전 암(33)은 웨이퍼(12)를 뒤집는다. 계속해서 집게(31)는 다시 이송 가이드(35)를 따라서 하강하여 웨이퍼를 웨이퍼 테이블의 회전판(36)에 탑재시키게 되고 회전판(36)은 웨이퍼(12)를 진공으로 흡착한 다음 웨이퍼(12)를 돌려 웨이퍼(12)의 외곽에 형성된 플랫존 또는 노치를 센서(도 5의 38)가 확인하여 위치를 정렬한다.
웨이퍼 검사부(40)는, 도 1 및 도 9에 도시된 바와 같이, 반전 및 정렬 공정이 완료된 웨이퍼(12)의 후면을 검사하는 부분으로서, 웨이퍼 스테이지(42; wafer stage)와 검사 모듈(44; vision module)로 구성된다. 웨이퍼 스테이지(42)는 웨이퍼 이송 암(20)에 의해 웨이퍼 반전/정렬부(30)에서 이송된 반전/정렬된 웨이퍼(12)를 흡착하며, 웨이퍼 스테이지(42) 상부에 고정 설치된 검사 모듈(44)이 웨이퍼(12) 후면을 검사할 수 있도록 웨이퍼(12)를 전후좌우로 이동시킨다. 이때 웨이퍼 스테이지(42)의 하부에는 웨이퍼 스테이지(42)를 전후좌우로 이동을 안내하는 이동 레일(46)이 설치되어 있다. 검사 모듈(44)은 웨이퍼 스테이지(42)에 흡착된 웨이퍼(12) 후면에 대하여 소정의 각도로 경사지게 설치되는 검사 카메라(41; inspecting camera)와, 검사 카메라(41)에 이웃하여 설치되며, 검사 카메라(41)의 초점을 맞추어는 주는 포커스 카메라(focus camera; 도시 안됨) 및 검사 및 포커스 카메라(41)의 중심에 설치되며, 검사되고 있는 웨이퍼(12)의 후면 부분을 보여주는 모니터 카메라(45; monitor camera)를 포함한다. 검사 카메라(41)에서 획득한 영상 정보는 웨이퍼 후면 검사 장치(100)의 제어기(도시안됨)에 전송되고, 제어기는 전송된 영상 정보를 분석하여 웨이퍼(12) 후면의 오염, 크랙 및 스크래치 등을 검출하여 웨이퍼(12)의 양불량을 판별한다.
웨이퍼 대기 스테이지(50)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 검사부(40)에 의해 검사가 완료된 웨이퍼를 웨이퍼 반전/정렬부(30)에서 원위치로 뒤집기 전에 일기적으로 대기하는 스테이지로서, 웨이퍼 후면 검사 공정이 연속적으로 이루어질 수 있도록 한다. 상세한 설명은 웨이퍼 후면 검사 방법에서 후술하겠다.
그리고, 웨이퍼 후면 검사에서 양품으로 판정된 웨이퍼는 다시 웨이퍼 적재함(10)으로 적재되지만, 불량으로 처리된 웨이퍼는 불량 웨이퍼 적재함(60)으로 적재된다. 물론, 불량 웨이퍼 적재함(60)과 웨이퍼 적재함(10)과 동일한 구조를 갖는다. 한편, 본 발명의 실시예에서는 양품으로 판정된 웨이퍼를 웨이퍼 적재함(10)에 다시 적재하였지만, 양품의 웨이퍼를 별도로 적재할 수 있는 양품 웨이퍼 적재함을 둘 수도 있다.
전술된 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 후면 검사 장치(100)를 이용한 웨이퍼 후면 검사 방법을 설명하겠다. 도 2는 도 1의 웨이퍼 후면 검사 장치를 이용한 웨이퍼 후면 검사 방법에 따른 공정 흐름도(80)이다. 이때 연속적으로 진행되는 웨이퍼 후면 검사 공정을 설명하기 위해서, 투입되는 웨이퍼의 순서에 따라서 제 1 웨이퍼, 제 2 웨이퍼, 제 3 웨이퍼라 하였다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 웨이퍼 후면 검사 공정은 웨이퍼 가공 공정이 완료된 웨이퍼들이 적재된 웨이퍼 적재함(10)이 웨이퍼 후면 검사 장치(100)에 제공되는 단계로부터 출발한다(81). 웨이퍼 적재함(10)에 적재된 웨이퍼들은 집적회로가 형성된 면이 위를 향하도록 적재되어 있다.
다음으로 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 웨이퍼(12)가 웨이퍼 반전/정렬부(30)로 이송된다(도 2의 82). 웨이퍼 적재함(10)에서 제 1 웨이퍼(12)가 웨이퍼 이송 암(20)에 의해 웨이퍼 반전/정렬부(30)의 웨이퍼 테이블(32)로 이송되어 탑재된다.
다음으로 제 1 웨이퍼(12)를 뒤집는 단계가 진행된다(도 2의 83). 도 4를 참조하면, 웨이퍼 테이블(32)로 제 1 웨이퍼(12)가 탑재되면, 웨이퍼 테이블(12)의 상부에 위치한 집게(31)가 이송 가이드(35)를 따라서 하강하여 제 1 웨이퍼(12)의 외곽을 파지한다. 계속해서 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1 웨이퍼(12)를 파지한 집게(31)가 이송 가이드(35)를 따라서 소정의 높이로 상승한 다음 반전 암(33)이 제 1 웨이퍼(12)를 파지한 집게(31)를 180도 회전시켜 제 1 웨이퍼(12)의 후면이 위를 향하도록 제 1 웨이퍼(12)를 뒤집는다. 다음으로 도 7에 도시된 바와 같이, 반전된 제 1 웨이퍼(12)를 파지한 집게(31)가 이송 가이드(35)를 따라서 하강하여 제 1 웨이퍼(12)를 웨이퍼 테이블(32) 위에 탑재시킨다. 마지막으로 집게(31)는 제 1 웨이퍼(12) 외곽에서 분리되어 원래의 위치로 복귀한다.
다음으로 도 8에 도시된 바와 같이, 제 1 웨이퍼(12)를 정렬하는 단계가 진행된다(도 2의 84). 반전된 제 1 웨이퍼(12)가 탑재되면 웨이퍼 테이블의 회전판(36)이 제 1 웨이퍼(12)의 전면을 진공으로 흡착하여 고정한다. 다음으로 회전판(36)이 제 1 웨이퍼(12)를 소정의 속도로 회전시키면서 제 1 웨이퍼(12)의 외곽에 형성된 플랫 존 또는 노치(14)를 센서(38)가 확인하여 제 1 웨이퍼(12)의 위치를 정렬하게 된다. 통상 8인치 이하의 웨이퍼의 경우 웨이퍼의 외곽의 일측에 플랫 존이 형성되고, 12인치 웨이퍼의 경우 웨이퍼의 외곽에 노치가 형성되어 있다. 본 발명의 실시예에서는 제 1 웨이퍼(12)의 외곽에 노치(14)가 형성되어 있다.
다음으로 도 9에 도시된 바와 같이, 제 1 웨이퍼(12)의 후면을 검사하는 단계가 진행된다(도 2의 85). 즉, 반전/정렬 공정이 완료된 제 1 웨이퍼(12)를 웨이퍼 이송 암이 웨이퍼 테이블에서 웨이퍼 검사부(40)의 웨이퍼 스테이지(42)로 이송한다. 웨이퍼 스테이지(42)는 제 1 웨이퍼(12)의 전면을 진공으로 흡착하여 고정한다. 그리고 검사 모듈(44)은 이동 레일(46)을 따라서 전후좌우로 이동하는 제 1 웨이퍼(12)의 후면을 촬영한 영상 정보를 제어기에 전송하고, 제어기는 전송된 영상 정보를 분석하여 제 1 웨이퍼(12) 후면의 오염, 크랙 및 스크래치 등을 검출하여 제 1 웨이퍼(12)의 양불량을 판별한다.
한편, 제 1 웨이퍼(12)의 후면을 검사하는 동안, 도 3에 도시된 바와 같이, 웨이퍼 적재함(10)에서 제 2 웨이퍼가 웨이퍼 이송 암(20)에 의해 웨이퍼 반전/정렬부(30)로 이송되어(도 2의 86) 제 2 웨이퍼에 대한 반전 및 정렬 단계를 진행한 후 웨이퍼 반전/정렬부(30)에서 대기한다. 즉, 제 1 웨이퍼(12)의 후면을 검사하는 동안 웨이퍼 반전/정렬부(30)는 대기 상태에 있고, 제 1 웨이퍼(12)의 후면을 검사하는 시간 동안이면 제 2 웨이퍼에 대한 반전 및 정렬 단계를 진행할 충분한 시간이 되기 때문에, 제 1 웨이퍼(12)의 후면을 검사하는 동안 제 2 웨이퍼에 대한 반전 및 정렬 단계를 진행함으로써 웨이퍼 후면 검사 장치의 효율을 극대화할 수 있다. 예컨대, 제 1 웨이퍼(12) 후면을 검사하는 시간은 검사 정밀도에 따라서 약간의 차이는 있지만 대략적인 1분 내지 2분 정도가 소요되며, 웨이퍼 적재함(10)에서 웨이퍼를 웨이퍼 반전/정렬부(30)로 이송하여 반전/정렬 단계 까지 진행하는데 수초 내지 십여초 정도면 충분한다.
다음으로 도 1에 도시된 바와 같이, 제 1 웨이퍼에 대한 후면 검사 단계가 완료되면 웨이퍼 이송 암(20)은 제 1 웨이퍼를 웨이퍼 대기 스테이지(50)로 이송시킨 다음(도 2의 87), 제 2 웨이퍼를 웨이퍼 반전/정렬부(30)에서 웨이퍼 검사부(40)로 이송한다.
계속해서 제 2 웨이퍼에 대한 후면 검사 단계가 진행되는 동안, 제 1 웨이퍼를 웨이퍼 대기 스테이지(50)에서 웨이퍼 반전/정렬부(30)로 이송하여 재반전시키는 단계(도 2의 88)와, 제 1 웨이퍼를 웨이퍼 후면 검사 결과에 따라서 분류하는 단계(도 2의 89) 및 웨이퍼 적재함(10)에서 제 3 웨이퍼를 웨이퍼 반전/정렬부(30)로 이송하여(도 2의 90) 제 3 웨이퍼에 대한 반전 및 정렬 단계를 진행한다. 즉, 웨이퍼 후면 검사 단계가 완료된 제 1 웨이퍼는 후면이 위를 향하고 있기 때문에, 제 1 웨이퍼에 대한 분류 작업을 진행하기 전에 제 1 웨이퍼의 전면이 위를 향하도록 뒤집는 단계가 진행된다. 재반전시키는 단계는 도 4 내지 도 7에 도시된 반전시키는 단계와 동일하게 진행되기 때문에 상세한 설명은 생략한다. 제 1 웨이퍼에 대한 후면 검사 결과가 양품으로 판정된 경우에는 제 1 웨이퍼가 이송되었던 웨이퍼 적재함(10)으로 다시 적재되지만, 반대로 불량으로 판정된 경우에는 웨이퍼 적재함(10) 옆에 설치된 불량 웨이퍼 적재함(60)에 적재된다. 다음으로 제 3 웨이퍼는 웨이퍼 반전/정렬부(30)로 이송되어 반전 및 정렬 단계가 진행된 다음 제 2 웨이퍼가 웨이퍼 대기 스테이지(50)로 이송될때까지 웨이퍼 반전/정렬부(30)에서 대기한다. 이때, 웨이퍼의 후면을 검사하는 시간은 1분 내지 2분 정도이고, 제 1 웨이퍼에 대한 재반전 및 분류 단계와, 제 3 웨이퍼에 대한 반전 및 정렬 단계를 진행하는 시간은 수십초 안에 진행할 수 있기 때문에, 제 2 웨이퍼의 후면을 검사하는 동안 제 1 웨이퍼에 대한 재반전 및 분류 단계와, 제 3 웨이퍼에 대한 반전 및정렬 단계를 충분히 진행할 수 있다.
따라서, 웨이퍼 검사부에서 제 n+1 웨이퍼에 대한 후면 검사 단계가 진행되는 동안 제 n 웨이퍼에 대한 재반전 및 분류 단계와, 제 n+2 웨이퍼에 대한 반전 및 정렬 단계가 차례로 진행함으로써, 웨이퍼 후면 검사 공정을 연속적으로 진행할 수 있다.(n : 자연수) 물론, 제 n 웨이퍼은 반전, 분류 및 후면 검사 단계가 완료된 웨이퍼이고, 제 n+1 웨이퍼는 반전 및 분류 단계가 완료된 웨이퍼이다.
여기서, 웨이퍼 대기 스테이지(50)는 단지 후면 검사 단계가 완료된 웨이퍼가 대기하는 스테이지이지만, 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치(100)에서 각 공정이 유기적이면서 연속적으로 이루어질 수 있도록 하는 구성요소임을 알 수 있다. 즉, 웨이퍼 대기 스테이지가 없을 경우, 웨이퍼 검사 장치 내에서의 제 1 웨이퍼에 대한 분류 단계가 완료될 때까지 다음 웨이퍼에 대한 공정을 미리 진행할 수 없다. 예컨대, 웨이퍼 대기 스테이지가 없는 상태에서, 전술된 바와 같이 제 1 웨이퍼에 대한 후면 검사를 진행하는 동안 제 2 웨이퍼를 웨이퍼 반전/정렬부로 이송시켜 웨이퍼 반전/정렬부에 대기시킬 수는 있지만, 제 1 웨이퍼에 대한 후면 검사를 완료한 다음 재반전시키는 공정을 웨이퍼 반전/정렬부에서 진행해야 하는데 웨이퍼 반전/정렬부에 제 2 웨이퍼가 대기하고 있기 때문에, 공정을 더 이상 진행할 수 없음을 쉽게 알 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
따라서, 본 발명에 따른 웨이퍼 후면 검사 장치를 이용하여 웨이퍼 후면의 오염, 크랙, 스크래치 등을 자동으로 검사할 수 있다.
그리고 웨이퍼 검사부에서 제 n+1 웨이퍼에 대한 후면 검사 단계가 진행되는 동안 제 n 웨이퍼에 대한 재반전 및 분류 단계와, 제 n+2 웨이퍼에 대한 반전 및 정렬 단계가 차례로 진행함으로써, 웨이퍼 후면 검사를 연속적으로 진행할 수 있는 장점도 있다.
또한 웨이퍼 후면 검사 장치를 이용함으로써, 웨이퍼 후면 검사에서 나온 정보를 수집하고, 특히 불량이 검출된 웨이퍼의 불량 부위에 대한 분석하여 전공정으로 피드백하는 작업을 용이하게 진행할 수 있고, 수집 및 분석한 정보의 데이터 베이스화가 가능하다.

Claims (14)

  1. 웨이퍼들이 적재된 웨이퍼 적재함과;
    상기 웨이퍼 적재함에 인접하여 설치되며, 상기 웨이퍼 적재함에서 웨이퍼를 이송하거나 웨이퍼를 웨이퍼 적재함에 적재하는 웨이퍼 이송 암과;
    상기 웨이퍼 이송 암에 대해서 소정의 간격을 두고 설치되며, 상기 웨이퍼 이송 암에 의해 이송된 웨이퍼를 뒤집은 다음 정렬시키는 웨이퍼 반전/정렬부와;
    상기 웨이퍼 반전/정렬부에 이웃하여 설치하되 상기 웨이퍼 이송 암에 대하여 소정의 간격을 두고 설치되며, 상기 웨이퍼 이송 암에 의해 상기 웨이퍼 반전/정렬부에서 이송된 반전/정렬된 상기 웨이퍼의 후면을 검사하는 웨이퍼 검사부; 및
    상기 웨이퍼 적재함과 상기 웨이퍼 반전/정렬부 사이에 설치되며, 웨이퍼 후면 검사가 완료된 상기 웨이퍼가 상기 웨이퍼 반전/정렬부에서 재반전되기 전에 상기 웨이퍼 이송 암에 의해 상기 웨이퍼 검사부에서 이송되어 대기하는 웨이퍼 대기 스테이지;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 후면 검사 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 웨이퍼 반전/정렬부는,
    상기 웨이퍼 적재함에서 상기 웨이퍼 이송 암에 의해 이송된 웨이퍼를 흡착하며, 흡착된 상기 웨이퍼를 반전시켜 정렬하는 웨이퍼 테이블과;
    상기 웨이퍼 테이블에 탑재된 웨이퍼를 파지한 다음 소정의 높이로 들어서 180도 회전시키는 반전기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 후면 검사 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 웨이퍼 테이블은,
    테이블 몸체와;
    상기 테이블 몸체의 상부에서 소정의 높이로 돌출되며 상기 웨이퍼 이송 암에 의해 이송될 웨이퍼보다는 작은 직경을 갖는 회전판으로, 상기 웨이퍼 이송 암에 의해 이송된 웨이퍼를 진공으로 흡착하여 고정하며, 상기 웨이퍼를 소정의 속도로 회전시키는 회전판; 및
    상기 회전판으로 이송될 웨이퍼의 외곽에 대응되는 상기 테이블 몸체의 상부에 설치되며, 상기 웨이퍼에 형성된 플랫존 또는 노치를 감지하여 웨이퍼를 정렬하는 센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 후면 검사 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 반전기는,
    상기 웨이퍼 테이블 위에 탑재된 웨이퍼의 외곽을 파지하는 집게와;
    일측이 상기 집게와 연결되어 웨이퍼의 외곽을 파지하거나 놓을 수 있도록 상기 집게를 제어하며 상기 집게를 일방향으로 180도 회전시키는 반전 암; 및
    상기 웨이퍼 테이블의 외측에 설치되며, 상기 반전 암의 타측과 연결되어 상기 반전 암의 상하 이동을 안내하는 이송 가이드;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 후면 검사 장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 이송 가이드는 적어도 상기 집게의 회전 반경 이상으로 상기 반전기를 상승시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 후면 검사 장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 웨이퍼 검사부는,
    상기 웨이퍼 이송 암에 의해 상기 웨이퍼 반전/정렬부에서 이송된 반전/정렬된 상기 웨이퍼를 흡착하며, 흡착된 상기 웨이퍼를 전후좌우로 이동시키는 웨이퍼 스테이지와;
    상기 웨이퍼 스테이지에 흡착된 웨이퍼의 후면을 검사하는 검사 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 후면 검사 장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 검사 모듈은,
    상기 웨이퍼 스테이지에 흡착된 웨이퍼의 후면에 대하여 경사지게 설치되는 검사 카메라와;
    상기 검사 카메라에 이웃하여 설치되며, 상기 검사 카메라의 초점을 맞추어 주는 포커스 카메라; 및
    상기 검사 및 포커스 카메라의 중심에 설치되며, 검사되고 있는 상기 웨이퍼의 후면 부분을 보여주는 모니터 카메라;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 후면 검사 장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 웨이퍼 적재함에 인접하여 설치되며, 후면 검사시 불량 처리된 웨이퍼가 적재되는 불량 웨이퍼 적재함을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 후면 검사 장치.
  9. 제 1항에 따른 웨이퍼 후면 검사 장치를 이용한 웨이퍼 후면 검사 방법으로,
    (a) 웨이퍼가 적재된 웨이퍼 적재함을 제공하는 단계와;
    (b) 상기 웨이퍼 적재함에서 제 1 웨이퍼를 차례로 상기 웨이퍼 반전/정렬부로 이송하여 상기 제 1 웨이퍼의 후면이 위를 향하도록 상기 제 1 웨이퍼를 반전/정렬시키는 단계와;
    (c) 반전/정렬된 상기 제 1 웨이퍼를 상기 웨이퍼 검사부로 이송하여 상기 제 1 웨이퍼의 후면을 검사하는 단계와;
    (d) 웨이퍼 후면 검사가 완료된 상기 제 1 웨이퍼를 웨이퍼 대기 스테이지로 이송하여 대기시키는 단계와;
    (e) 상기 웨이퍼 대기 스테이지의 상기 제 1 웨이퍼를 상기 웨이퍼 반전/정렬부로 이송하여 상기 제 1 웨이퍼의 전면이 위를 향하도록 상기 제 1 웨이퍼를 재반전시키는 단계; 및
    (f) 재반전된 상기 제 1 웨이퍼를 웨이퍼 후면 검사 결과에 따라서 분류하는 단계;를 포함하며,
    상기 (c) 단계를 진행하는 동안, 제 2 웨이퍼를 상기 웨이퍼 적재함에서 상기 웨이퍼 반전/정렬부로 이송하여 상기 제 2 웨이퍼를 반전/정렬시키는 단계;가 진행되고,
    상기 (d) 단계 후에 반전/정렬된 상기 제 2 웨이퍼를 상기 웨이퍼 검사부로 이송하여 상기 제 2 웨이퍼의 후면을 검사하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 후면 검사 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 (b) 단계는,
    (b1) 상기 웨이퍼 적재함에서 상기 제 1 웨이퍼를 웨이퍼 테이블로 이송하는 단계와;
    (b2) 집게가 상기 제 1 웨이퍼의 외곽을 파지하는 단계와;
    (b3) 상기 제 1 웨이퍼를 파지한 집게가 이송 가이드를 따라서 상승하는 단계와;
    (b4) 반전기가 상기 제 1 웨이퍼를 파지한 집게를 반전시키는 단계와;
    (b5) 상기 이송 가이드를 따라서 하강한 상기 제 1 웨이퍼를 상기 웨이퍼 테이블이 흡착하는 단계; 및
    (b6) 상기 웨이퍼 테이블이 반전된 상기 제 1 웨이퍼를 회전시키면서 정렬시키는 단계와;
  11. 제 10항에 있어서, 상기 (b6)는 상기 제 1 웨이퍼의 외곽에 형성된 플랫 존 또는 노치를 확인하여 정렬하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 후면 검사 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제 9항에 있어서, 상기 제 2 웨이퍼에 대한 웨이퍼 후면 검사 단계를 진행하는 동안, 상기 제 1 웨이퍼 대한 상기 (e) 단계와 (f) 단계를 진행한 다음, 상기 웨이퍼 적재함에서 제 3 웨이퍼를 상기 웨이퍼 반전/정렬부로 이송하여 상기 제 3 웨이퍼를 반전/정렬시키는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 후면 검사 방법.
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