KR100514169B1

KR100514169B1 - 웨이퍼의 정렬 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100514169B1
Application number: KR10-2003-0045758A
Authority: KR
Inventors: 임규홍; 이병암; 김주우; 이창훈
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2003-07-07
Filing date: 2003-07-07
Publication date: 2005-09-09
Also published as: KR20050005862A; US20070252993A1; US20050009214A1; US7235411B2

Abstract

이미지 변형 기술을 사용하여 웨이퍼를 정렬하는 방법 및 이를 실현하는 장치가 개시되어 있다. 제1 웨이퍼에 대해 형성된 이미지를 이용하여, 종류를 달리하는 제2 웨이퍼를 정렬장치내로 투입하기 이전에 제2 웨이퍼의 이미지의 정보를 입력하여 제2 웨이퍼의 템플릿 패턴을 형성한다. 형성된 제2 템플릿 패턴은 제1 웨이퍼의 템플릿 패턴의 변형을 통해 얻어진 것이며, 기존의 방법에서 제2 템플릿 패턴을 형성하기 위해 제2 웨이퍼를 스캐닝하는 절차는 생략된다. 이를 통하여 다른 종류의 웨이퍼의 정렬에 필요한 이미지를 형성하는데 소요되는 시간이 감소되며, 웨이퍼없이도 정렬에 필요한 이미지가 얻어진다.

Description

웨이퍼의 정렬 방법 및 장치{Method of aligning wafer and Apparatus of the same}

본 발명은 웨이퍼를 정렬하는 방법 및 이를 실행하기 위한 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는 정렬하고자 하는 웨이퍼에 대한 이미지 정보를 입력하여 템플릿 패턴을 형성한 후, 웨이퍼를 정렬장치에 도입하여 정렬을 수행하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

웨이퍼 표면에 대한 검사, 포토리소그래피 공정, 또는 EDS(electric die sorting)등, 다수의 반도체 제조공정에서 웨이퍼는 공정이 수행되는 장치의 정의된 기준위치에 정렬되어야 한다. 특히 제조공정후 또는 공정중에 웨이퍼의 표면검사를 수행하여야하는 경우, 검사장치가 정확한 표면 영상을 얻기 위하여 웨이퍼의 정렬은 정밀하여야한다. 또한, 생산성을 높이기 위하여, 빠른 시간에 검사가 수행되어야 한다.

포토리소그래피 공정이 수행되는 노광장치 내에서도 미세한 선폭을 얻기 위한 최초의 단계로 웨이퍼에 대한 정렬이 이루어진다. 웨이퍼의 정확한 정렬에 따라 광학계는 웨이퍼 표면에 패턴을 전사하게 된다.

특히, 노광장치의 정렬방법은 한국공개특허 제2003-024363에 개시된 바와 같이 원시데이터를 저장하고 웨이퍼를 노광장치내로 도입하여 웨이퍼 전체의 이미지를 획득하고, 획득된 이미지를 파일화한 다음, 최종 작업파일을 형성하여 노광을 실시하는 방법을 채택한다. 그러나 저장된 이미지와 다른 웨이퍼가 장치에 투입될 때의 정렬방법에 대해서는 개시된 바가 없다.

저장된 이미지와 다른 이미지를 가진 웨이퍼가 정렬되어야 할 경우, 당업자에게 알려지고 실시되는 방법은 저장된 이미지와 다른 이미지를 가진 웨이퍼를 정렬장치 내로 도입한 다음, 웨이퍼 전체를 스캐닝하여 템플릿 패턴을 형성하는 것이다.

그러나 이러한 방법은 웨이퍼의 종류를 달리할 때마다, 해당 웨이퍼 전체를 스캐닝해야 하므로 작업시간이 과도하게 소모되어 생산효율을 저하시키는 문제점을 가지고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제1 목적은 웨이퍼 이미지에 대한 정보를 근거로 기저장된 템플릿 패턴을 수정하여 새로운 템플릿 패턴을 형성한 다음 웨이퍼를 정렬하는 방법을 제공한다.

본 발명의 제2 목적은 웨이퍼 이미지에 대한 정보를 근거로 기저장된 템플릿 패턴을 수정하여 새로운 템플릿 패턴을 형성한 다음 웨이퍼를 정렬하는 장치을 제공한다.

상기 제1 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 제1 웨이퍼를 정렬하여 상기 제1 웨이퍼의 이미지에 대한 제1 템플릿 패턴을 형성하는 단계; 상기 제1 웨이퍼와 종류를 달리하는 제2 웨이퍼의 이미지정보를 입력하는 단계; 상기 제2 웨이퍼에 대한 이미지정보들을 근거로 상기 제2 웨이퍼의 이미지정보에 상응하는 제2 템플릿 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 제2 템플릿 패턴을 근거로 상기 제2 웨이퍼를 정렬하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 정렬 방법을 제공한다.

상기 제2 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 웨이퍼의 위치 및 방위를 정렬하기 위한 웨이퍼 구동부; 상기 웨이퍼의 2차원 이미지를 1차원의 전기신호로 변환하기 위한 광전변환부; 상기 1차원의 전기신호를 디지털화된 템플릿 패턴으로 변환하기 위한 영상신호 처리부; 상기 템플릿 패턴을 저장하기 위한 기억장치; 이미지 정보를 입력하기 위한 입력부; 상기 이미지 정보를 부호화하여 템플릿 데이터를 형성하기 위한 부호기; 상기 템플릿 데이터와 템플릿 패턴에 대한 연산처리를 수행하기 위한 프로세서; 및 상기 연산처리 결과에 따라 상기 웨이퍼 구동부 및 프로세서를 제어하기 위한 제어부를 포함하는 웨이퍼 정렬 장치를 제공한다.

본 발명에 따르면 이미지가 다른 웨이퍼의 정렬시, 이미지 데이터만으로 템플릿 패턴을 생성할 수 있어, 템플릿 패턴을 형성하는 시간을 줄일 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 이미지를 달리하는 웨이퍼에 대한 정렬 방법을 도시한 플로우 차트이다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 이미지를 달리하는 웨이퍼에 대한 정렬 방법을 수행하는 웨이퍼 정렬 장치의 개략도이다.

도 1 및 도 6을 참조하면, 제1 웨이퍼(100)를 정렬장치 내로 로딩하여 웨이퍼를 정렬한다. 상기 웨이퍼의 정렬을 위하여 상기 제1 웨이퍼 표면에 광을 조사하는 부재 및 상기 웨이퍼의 표면으로부터 반사/산란되는 광을 감지하는 부재가 사용될 수 있다. 본 실시예에서는 광을 조사하기 위해 광학계(106)를 구비하고, 반사/산란되는 광을 감지하기 위해 광전변환부(109)를 구비한다.

상기 광전변환부(109)에 의해 감지된 영상은 1차원 전기신호로 변환되어 영상신호 처리부(110)에 입력된다. 상기 영상신호 처리부(110)는 1차원 전기신호를 템플릿 패턴으로 변환한다(단계 S100). 이를 제1 템플릿 패턴이라 한다. 상기 제1 템플릿 패턴은 제1 웨이퍼의 이미지가 디지털화된 것이며 하나의 프레임을 이루는 각 픽셀들마다 양자화된 계조값이 설정된 것이다. 상기 제1 템플릿 패턴은 RAM으로 이루어진 기억장치(112)에 저장된다.

이후, 상기 제1 웨이퍼와 이미지를 달리하는 제2 웨이퍼의 이미지 정보는 입력부(120)를 통해 입력된다(단계 S200). 입력된 제2 웨이퍼의 이미지 정보는 부호기에 입력되어 디지털화된 데이터로 코드화된다. 상기 부호기에 의해 코드화된 데이터를 제2 템플릿 데이터라 한다.

상기 제2 템플릿 데이터는 제어부(104)의 제어신호에 따라 프로세서에 입력되며, 상기 기억장치에 저장된 제1 템플릿 패턴도 상기 프로세서에 의해 읽혀져서 입력된다. 상기 프로세서는 상기 제2 템플릿 데이터 및 제1 템플릿 패턴을 연산처리하여 제2 템플릿 패턴을 형성한다(단계 S300). 상기 제2 템플릿 패턴은 상기 제1 템플릿 패턴을 변형한 것이며, 상기 제2 템플릿 데이터는 변형에 필요한 기본값이 된다. 형성된 제2 템플릿 패턴은 기억장치(112)에 저장된다.

계속해서 제2 웨이퍼는 정렬장치에 로딩되고, 상기 제2 웨이퍼의 정렬이 수행된다(단계 S400). 정렬은 상기 제어부(104)의 제어신호에 따라, 웨이퍼 구동부(104)가 상기 제2 웨이퍼를 파지하고 기준치에 대한 방위 및 위치 결정이 소정의 오차범위 내에 이루어지도록 회전운동, 수직운동 및 수평운동을 통해 이루어진다.

본 실시예에서의 정렬장치는 바람직하게는 상기 프로세서(116)에 연결된 영상재생부(116)를 구비할 수 있다. 상기 영상재생부(116)는 상기 프로세서(116)에 의해 이미지 프로세싱된 영상을 디스플레이할 수 있다.

도 2는 본 실시예에 따라 제1 템플릿 패턴을 형성하는 방법을 도시한 플로우 차트이다.

도 2를 참조하면, 제1 웨이퍼를 검사장치 내로 로딩하여 상기 제1 웨이퍼의 노치부분을 인식하기 위해 정렬하는 제1 예비정렬이 수행된다(단계 S110). 상기 노치부분의 인식이 이루어지기 위해 웨이퍼는 웨이퍼 구동부에 의해 파지되고 회전되고 수평이동된다. 이러한 일련의 운동에 의해 상기 제1 웨이퍼의 방위 및 위치는 예비적으로 결정된다.

계속해서 상기 제1 웨이퍼에 대한 제1 주정렬이 수행된다(단계 S120). 상기 제1 주정렬의 오차범위는 수십 마이크로미터이며, 상기 제1 예비정렬보다 높은 정밀도를 가진다.

이어서 상기 제1 웨이퍼에 대한 제2 주정렬이 수행된다(단계 S130). 상기 제2 주정렬의 오차범위는 수 마이크로미터이며, 상기 제1 주정렬보다 더욱 높은 정밀도를 가진다. 상기 제1 주정렬 및 제2 주정렬도 제1 웨이퍼의 방위 및 위치를 결정하는 과정이며, 서로 그 정밀도를 달리할 뿐이다.

정렬장치는 정렬이 이루어진 상기 제1 웨이퍼에 대해 제1 템플릿 패턴을 형성한다(단계 S140). 상기 제1 템플릿 패턴의 형성과정은 도 7을 참조하여 설명한다.

도 7은 본 실시예에 따른 영상신호 처리부, 프로세서 및 기억장치를 도시한 블럭도이다.

상기 영상신호 처리부는 A/D 변환기, 색분리회로 및 계조변환회로를 구비하며, 상기 프로세서는 데이터 선택부, 비교부, 보간부, 패턴 형성부 및 연산부를 구비하고, 상기 기억장치는 다수의 템플릿 패턴 및 오차범위 결정 데이터를 저장한다.

도 7을 참조하면, 상기 제1 웨이퍼의 2차원 이미지는 상기 광전변환부(108)에서 아날로그 형태의 제1 웨이퍼 이미지 정보를 가지는 전기신호로 변환된다. 상기 전기신호는 아날로그 신호이므로 이는 상기 영상신호 처리부(110)의 A/D 변환기에 입력되어 디지털화된다. 이러한 A/D 변환은 여러 단계로 나뉜다.

먼저, 상기 1차원의 시계열적인 전기신호는 시간축으로 샘플링되어 2차원의 공간영역으로 확장된다. 상기 공간영역으로 샘플링되는 각 점을 픽셀(pixel;picture element)이라 하며, 이를 공간 영역의 디지털화라 한다. 계속해서 원이미지의 명암값이 표현된 상기 1차원 전기신호의 진폭도 샘플링된다.

이어서, 상기 샘플링한 명암값(intensity)에 대해 양자화가 수행된다. 이를 영상의 양자화라 한다. 영상의 양자화란 각 픽셀의 명암값을 정해진 몇 단계의 밝기로 제한하는 과정이다. 예컨대, 각 픽셀의 값이 8비트의 이진수로 표현된다면, 256 단계로 제한될 수 있다. 이를 256 그레이 레벨(gray level)이라 하며, 이때 흑색은 숫자 0으로 표시되고 흰색은 255로 표시된다. 칼라 영상인 경우에는 적색(R;red), 녹색(G;green), 청색(B;blue)의 세 가지 색이 혼합하여 다양한 색상이 된다. 따라서, 상기 RGB에 대한 각각의 그레이 레벨이 256(8 비트)가지가 있다면, 하나의 색상을 표현하기 위해 24 비트를 사용하게 된다. 통상 칼라 색상을 표현하기 위해 24 비트가 사용된다면, 이를 트루 칼라(true color)라 하며, 약 16,000,000가지의 색상이 표현될 수 있다. 상술한 바와 같이 1차원 전기신호가 시간축 방향으로 샘플링되고 진폭방향으로 양자화되는 과정을 거치면 연속적인 파형이 불연속적인 펄스 형태로 변환된다.

상기 양자화된 불연속 펄스열은 미리 정해진 수치에 대응하는 부호펄스로 전환된다. 이를 부호화(coding)라 한다.

상기 A/D 변환기에 의해 출력된 디지털화된 영상 신호는 색분리 회로로 입력된다. 상기 색분리 회로는 상기 디지털화된 영상 신호에서 RGB 신호 각각으로 분리한다.

상기 분리된 RGB 신호는 계조변환회로로 입력되어 픽셀당 계조의 강약으로 표현된 제1 템플릿 패턴으로 변환된다.

상기 계조변환회로는 상기 제1 템플릿 패턴을 제어부의 제어신호에 따라 기억장치에 저장한다(단계 S150).

도 3은 본 실시예에 따라 제2 웨이퍼의 이미지정보들을 근거로 제2 템플릿 패턴을 형성하는 방법을 도시한 플로우 차트이다.

도 3 및 도 7을 참조하면, 입력부를 통하여 입력된 제2 웨이퍼의 이미지정보들은 부호기로 입력된다. 상기 이미지정보들은 단위셀의 수평너비, 단위셀의 수직너비, 로 디코더(raw decoder) 영역의 너비, 칼럼 디코더(column decoder) 영역의 너비, 센스 엠프(sense amplifier) 영역의 너비 또는 서브 워드 드라이브(sub-word driver) 영역의 너비를 포함한다.

상기 부호기에 입력된 제2 웨이퍼의 이미지정보들은 부호화된 2진 펄스열인 제2 템플릿 데이터로 변환된다(단계 S310). 바람직하게는 상기 제2 템플릿 데이터는 프로세서의 데이터 선택부로 입력된다. 상기 데이터 선택부는 제어부의 제어신호에 따라 상기 제2 템플릿 데이터를 비교부에 입력한다.

계속해서 상기 프로세서는 기억장치로부터 제1 템플릿 패턴을 읽어서 상기 비교부에 입력한다(단계 S320). 상기 비교부는 상기 기억장치에서 읽은 제1 템플릿 패턴과 상기 데이터 선택부의 출력인 제2 템플릿 데이터를 비교하여 차이값을 출력한다(단계 S330). 또한 상기 비교부는 기 출력된 차이값과 제1 템플릿 패턴은 보간(interpolation)부로 입력된다.

상기 보간부는 디지털 데이터를 새로운 픽셀에 삽입하는 기능을 수행한다. 즉, 그레이 레벨이 지정되지 않은 픽셀은 주변 픽셀에 설정된 그레이 레벨의 강도(intensity)를 사용하여 그레이 레벨이 지정된다.

도 8은 제1 템플릿 패턴을 그레이 레벨의 강도로 표시한 그래프이다. 도 8에서 수평축의 수는 픽셀의 번호를 나타낸다. 또한 수직축은 해당 픽셀에 인가되는 그레이 레벨의 강도를 나타낸 것이다. 상기 그레이 레벨의 강도는 디지털화된 값이므로 단위를 가지지 않는다.

도 9a 및 도 9b는 제1 템플릿 패턴에 대한 보간법 적용 전후의 이미지를 도시한 확대된 평면도들이다.

도 8, 도 9a 및 도 9b를 참조하면, 상기 제1 템플릿 패턴은 x축 방향으로 단위셀당 23개의 픽셀이 설정된다. 상기 단위셀당 23개의 픽셀은 웨이퍼의 종류에 따라 그 값을 달리하는 수치이다. 또한 하나의 픽셀은 실영상에서 1 마이크로미터의 너비와 높이를 가진다. 만일 상기 제2 웨이퍼의 이미지 데이터에서 x축 방향으로 단위셀당의 폭이 34 마이크로미터로 지정된다면, 상기 비교부에 의해 연산된 차이값을 근거로 보간부은 각 단위셀의 폭을 34마이크로미터로 설정하기 위해 x축 방향으로 12개의 픽셀들을 새롭게 정의한다. 새롭게 정의된 픽셀들은 도 8의 13번 픽셀과 34번 픽셀들 사이에 삽입된다. 프로세서는 삽입된 픽셀에 삽입되는 기존의 픽셀이 가지는 값 또는 좌우 픽셀들의 평균값을 연산하여 그레이 레벨의 강도를 설정한다. 이와 같은 과정이 완료되면 x축 방향으로 단위셀당 34개의 픽셀을 설정할 수 있다. 이를 2차원 평면상에 도시한 것이 도 9b이다. 상술한 보간법은 y축 방향에 대해서도 수행될 수 있음은 당업자에게 자명한 사항이라 할 것이다.

상기 보간법에 의해 형성된 픽셀들의 그레이 레벨의 강도를 근거로 프로세서의 패턴 형성부는 이를 코드화하여 새로운 제2 템플릿 패턴을 형성한다(단계 S340). 상기 새롭게 형성된 제2 템플릿 패턴은 상기 기억장치에 저장된다.

바람직하게는 상기 프로세서는 입력되는 템플릿 패턴들의 분포를 평활화(equalization)하는 데이터 평활부를 구비한다. 상기 데이터 평활부는 디지털화된 입력 영상 신호의 분포도의 폭이 작거나 한쪽으로 치우쳐 있을 때, 영상의 분포가 일정하도록 하는 기능을 수행하며, 평활화된 데이터를 상기 비교부로 출력한다.

또한, 상기 프로세서는 그레이 레벨의 영상을 흑백의 레벨로 2진화하는 문턱부를 구비할 수 있다. 상기 문턱부의 출력은 상기 비교부의 입력이 될 수 있다. 이처럼 그레이 레벨의 영상을 흑백의 레벨로 2진화하는 것을 문턱치(thresholding) 기법이라 한다. 상기 문턱부의 동작은 다음의 함수로 설명할 수 있다.

즉, 픽셀의 그레이 레벨 0과 255 사이의 소정의 레벨강도 T가 문턱치로 설정된다. 입력 픽셀의 값 x가 문턱치보다 같거나 작으면 0이 되며, x가 문턱치보다 크면 255가 된다. 본 실시예에서는 픽셀의 최대 그레이 레벨의 강도를 255로 설정하였지만, 픽셀당 비트수를 달리 설정하여 상기 최대 그레이 레벨의 강도를 변경할 수 있다.

도 4 및 도 5는 본 실시예에 따라 제2 웨이퍼를 정렬하는 방법을 도시한 플로우 차트 및 제2 웨이퍼의 예비정렬 및 주정렬들의 방법을 도시한 플로우 차트이다.

도 4는 본 실시예에 따라 제2 웨이퍼를 정렬하는 방법을 도시한 플로우 차트이다.

도 4를 참조하면, 제2 웨이퍼를 검사장치 내로 로딩하여 상기 제2 웨이퍼의 노치부분을 인식하기 위해 정렬하는 제2 예비정렬이 수행된다(단계 S410). 상기 노치부분의 인식이 이루어지기 위해 웨이퍼은 웨이퍼 구동부에 의해 파지되고 회전되고 수평이동된다. 이러한 일련의 운동에 의해 상기 제2 웨이퍼의 방위 및 위치는 예비적으로 결정된다.

계속해서 상기 제2 웨이퍼에 대한 제3 주정렬이 수행된다(단계 S420). 상기 제3 주정렬의 오차범위는 수십 마이크로미터이며, 상기 제2 예비정렬보다 높은 정밀도를 가진다.

이어서 상기 제2 웨이퍼에 대한 제4 주정렬이 수행된다(단계 S430). 상기 제4 주정렬의 오차범위는 수 마이크로미터이며, 상기 제3 주정렬보다 더욱 높은 정밀도를 가진다. 상기 제3 주정렬 및 제4 주정렬도 제2 웨이퍼의 방위 및 위치를 결정하는 과정이며, 서로 그 정밀도를 달리할 뿐이다.

도 5는 본 실시예에 따라 제2 웨이퍼의 예비정렬 및 주정렬들의 방법을 도시한 플로우 차트이다.

도 5 및 도 7을 참조하면, 먼저 제2 웨이퍼의 2차원 이미지는 광전환부(108)에 의해 상기 제2 웨이퍼의 이미지 정보를 가지는 전기신호로 변환된다(단계 S4002). 상기 전기신호는 영상신호 처리부의 A/D 변환기에 의해 2차원상의 픽셀로 디지털화 되고(단계 S4004), 양자화되어 상기 제2 웨이퍼의 디지털화된 이미지 패턴이 형성된다(단계 S4006). 상기 이미지 패턴은 도 7에 도시한 바와 같이 색분리 회로와 계조변환회로를 거쳐 형성된다. 계조변환회로의 출력인 상기 제2 웨이퍼의 이미지 패턴은 제어부의 제어신호에 의해 상기 프로세서의 데이터 선택부에 입력된다. 상기 데이터 선택부는 제어부의 제어신호에 따라 상기 제2 웨이퍼의 이미지 패턴을 비교부로 출력한다. 또한 상기 프로세서는 기생성된 상기 제2 웨이퍼의 제2 템플릿 패턴을 기억장치로부터 읽어온다. 읽혀진 상기 제2 템플릿 패턴은 상기 비교부에 입력된다. 상기 비교부에 입력된 제2 이미지 패턴과 제2 템플릿 패턴은 비교부에 의해 차이값이 도출되고, 도출된 차이값은 연산부로 출력된다.

상기 연산부는 상기 기억장치(112)에 저장된 웨이퍼의 오차범위 결정 데이터를 읽어서 각 정렬의 종류에 따른 오차범위를 결정한다(단계 S4010). 계속해서 상기 연산부는 입력되는 상기 차이값과 기억장치로부터 읽은 오차범위 결정 데이터를 연산처리하여 상기 차이값이 오차범위에 속하는 지를 판단한다(단계 S4012). 차이값이 오차범위에 속한다면, 상기 연산부는 제어부로 정렬완료 신호를 보내어 정렬이 종료되었음을 알린다. 만일 차이값이 오차범위를 넘어선다면, 상기 연산부는 상기 제어부로 정렬실패 신호를 보내며, 이에 따라 제어부는 웨이퍼 구동부를 제어하여 상기 제2 웨이퍼를 정렬장치로부터 언로딩한다(단계 S4014).

바람직하게는 상기 이미지 패턴을 형성하는 단계(단계 S4006)후에, 이미지 분포도의 폭이 균일하도록 이미지 분포의 평활화(equalization)를 수행하는 단계를 더 구비할 수 있다.

또한, 상기 이미지 패턴과 상기 제2 템플릿 패턴 사이의 차이값을 검출하는 단계(단계 S4008)전에, 상기 계조화된 이미지를 흑백으로 이진화하기 위해 문턱치(thresholding) 기법을 사용하는 단계를 더 포함할 수도 있다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 이미지가 다른 웨이퍼의 정렬시, 이미지 데이터만으로 템플릿 패턴을 생성할 수 있어, 템플릿 패턴을 형성하는 시간이 감소된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제1 템플릿 패턴을 형성하는 방법을 도시한 플로우 차트이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제2 웨이퍼의 이미지정보들을 근거로 제2 템플릿 패턴을 형성하는 방법을 도시한 플로우 차트이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제2 웨이퍼를 정렬하는 방법을 도시한 플로우 차트이다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제2 웨이퍼의 예비정렬 및 주정렬들의 방법을 도시한 플로우 차트이다.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상신호 처리부, 프로세서 및 기억장치를 도시한 블럭도이다.

도 8은 제1 템플릿 패턴을 그레이 레벨의 강도로 표시한 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 제1 웨이퍼 102 : 웨이퍼 구동부

104 : 제어부 106 : 광학계

108 : 광전변환부 110 : 영상신호처리부

112 : 기억장치 114 : 프로세서

116 : 영상재생부 118 : 부호기

120 : 입력부

Claims

제1 웨이퍼를 정렬하여 상기 제1 웨이퍼의 이미지에 대한 제1 템플릿 패턴을 형성하는 단계;

상기 제1 웨이퍼와 종류를 달리하는 제2 웨이퍼의 이미지정보를 입력하는 단계;

상기 제2 웨이퍼에 대한 이미지정보들을 근거로 상기 제2 웨이퍼의 이미지정보에 상응하는 제2 템플릿 패턴을 형성하는 단계; 및

상기 제2 템플릿 패턴을 근거로 상기 제2 웨이퍼를 정렬하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 정렬 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 템플릿 패턴를 형성하는 단계는,

상기 제1 웨이퍼의 노치부분을 인식하기 위해 제1 예비정렬을 수행하는 단계;

수십 마이크로미터의 오차범위를 가지는 제1 주정렬을 수행하는 단계;

수 마이크로미터의 오차범위를 가지는 제2 주정렬을 수행하는 단계; 및

상기 제2 주정렬이 수행된 상기 제1 웨이퍼의 이미지에 상응하는 제1 템플릿 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 정렬 방법.
제2항에 있어서, 상기 제1 템플릿 패턴을 형성하는 단계 후에,

상기 제1 템플릿 패턴을 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 정렬 방법.
제2항에 있어서, 상기 정렬들은 상기 제1 웨이퍼의 위치 및 방위를 정렬하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 정렬 방법.
제1항에 있어서, 상기 제2 템플릿 패턴을 형성하는 단계는,

입력된 상기 제2 웨이퍼의 이미지 정보를 코드화하여 제2 템플릿 데이터를 형성하는 단계;

상기 저장된 제1 템플릿 패턴을 읽는 단계;

상기 코드화된 제2 템플릿 데이터와 상기 읽혀진 제1 템플릿 패턴을 비교하여 차이값을 도출하는 단계;

상기 차이값을 근거로 제1 템플릿 패턴을 수정하여 상기 제2 템플릿 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 웨이퍼 정렬 방법.
제5항에 있어서, 상기 제2 템플릿 패턴을 형성하는 단계는, 이미지의 기하학적 처리를 위해 주변 픽셀값을 사용하여 새로운 픽셀값을 얻는 보간법(interpolation)을 사용하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 정렬 방법.
제1항에 있어서, 상기 제2 웨이퍼를 정렬하는 단계는,

상기 제2 웨이퍼를 검사장치 내로 로딩하는 단계;

상기 제2 웨이퍼의 노치부분을 인식하기 위해 제2 예비정렬을 하는 단계;

수십 마이크로미터의 오차범위를 가지는 제3 주정렬을 수행하는 단계; 및

수 마이크로미터의 오차범위를 가지는 제4 주정렬을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 정렬 방법.
제7항에 있어서, 상기 예비정렬 또는 주정렬들을 수행하는 단계는,

` 상기 제2 웨이퍼의 2차원 이미지를 1차원 전기신호로 변환하는 단계;

상기 전기신호를 2차원상의 픽셀로 디지털화하는 단계;

상기 픽셀의 명암값을 정해진 단계의 밝기로 제한하는 계조(gray scale)의 양자화(quantization)를 수행하고 부호화(coding)하여 이미지 패턴을 형성하는 단계;

상기 이미지 패턴과 상기 제2 템플릿 패턴 사이의 차이값을 검출하는 단계;

상기 이미지 패턴과 상기 제2 템플릿 패턴 사이의 오차범위를 결정하는 단계; 및

상기 차이값이 상기 오차범위에 속하는 지를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 정렬 방법.
제8항에 있어서, 상기 차이값이 오차범위에 속하지 않을 경우, 상기 제2 웨이퍼를 언로딩하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 정렬 방법.
제8항에 있어서, 상기 이미지 패턴을 형성하는 단계 후에, 이미지 분포도의 폭이 균일하도록 이미지 분포의 평활화(equalization)를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 정렬 방법.
제8항에 있어서, 상기 이미지 패턴과 상기 제2 템플릿 패턴 사이의 차이값을 검출하는 단계전에, 상기 계조화된 이미지를 흑백으로 이진화하기 위해 문턱치(thresholding) 기법을 사용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 정렬 방법.
제1항에 있어서, 상기 제2 웨이퍼에 대한 이미지 정보들은 단위셀의 수평너비, 단위셀의 수직너비, 로 디코더(raw decoder) 영역의 너비, 칼럼 디코더(column decoder) 영역의 너비, 센스 엠프(sense amplifier) 영역의 너비 또는 서브 워드 드라이브(sub-word driver) 영역의 너비를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 정렬 방법.
웨이퍼의 위치 및 방위를 정렬하기 위한 웨이퍼 구동부;

상기 웨이퍼의 2차원 이미지를 1차원의 전기신호로 변환하기 위한 광전변환부;

상기 1차원의 전기신호를 디지털화된 템플릿 패턴으로 변환하기 위한 영상신호 처리부;

상기 템플릿 패턴을 저장하기 위한 기억장치;

이미지 정보를 입력하기 위한 입력부;

상기 이미지 정보를 부호화하여 템플릿 데이터를 형성하기 위한 부호기;

상기 템플릿 데이터와 템플릿 패턴에 대한 연산처리를 수행하기 위한 프로세서; 및

상기 연산처리 결과에 따라 상기 웨이퍼 구동부 및 프로세서를 제어하기 위한 제어부를 포함하는 웨이퍼 정렬 장치.
제13항에 있어서, 상기 웨이퍼 정렬 장치는 상기 프로세서로부터 상기 템플릿 패턴을 전달받아 상기 이미지를 재생하기 위한 영상재생부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 정렬 장치.
제13항에 있어서, 상기 영상신호 처리부는,

상기 1차원의 시계열적인 전기신호에 대해 픽셀을 정의하기 위해 시간축 샘플링을 하고, 상기 전기신호를 양자화하고, 부호화하여 디지털화된 영상신호로 처리하기 위한 A/D변환기;

상기 디지털화된 영상신호에서 RGB신호를 각각 분리하기 위한 색분리회로;

상기 분리된 RGB신호를 픽셀당 계조의 강약으로 표현된 템플릿 패턴으로 변환하기 위한 계조변환회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 정렬 장치.
제13항에 있어서, 상기 프로세서는,

상기 부호기에 의해 부호화된 템플릿 데이터 또는 상기 영상신호 처리부의 출력인 템플릿 패턴을 선택하기 위한 데이터 선택부;

상기 기억장치에서 읽은 템플릿 패턴과 상기 데이터 선택부의 출력을 비교하여 차이값을 출력하기 위한 비교부;

상기 차이값을 근거로 상기 이미지의 기하학적 처리를 위해 주변 픽셀값을 사용하여 새로운 픽셀값을 얻는 보간부;

상기 새로운 픽셀값을 근거로 새로운 템플릿 패턴을 형성하기 위한 패턴형성부; 및

상기 비교부의 출력과 상기 기억장치로부터 읽어온 오차범위 결정 데이터를 입력으로 하여 연산처리하기 위한 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 정렬 장치.
제16항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 기억장치에서 읽은 템플릿 패턴과 상기 데이터 선택부의 출력에 대해 이미지 분포도의 폭이 균일하도록 이미지 분포의 평활화(equalization)를 수행하기 위한 평활부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 정렬 장치.
제16항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 기억장치에서 읽은 템플릿 패턴과 상기 데이터 선택부의 출력의 계조화된 이미지를 흑백으로 이진화하기 위해 문턱치(thresholding) 기법을 수행하기 위한 문턱부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 정렬 장치.
제13항에 있어서, 상기 기억장치는,

상기 웨이퍼 종류에 따라 그 값을 달리하는 적어도 하나의 템플릿 패턴; 및

상기 웨이퍼의 종류 및 정렬의 종류에 따라 그 값을 달리하는 오차범위 결정데이터를 저장하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 정렬 장치.