KR100648942B1 - 웨이퍼의 패턴검사방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼의 패턴검사방법에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 기준다이의 검색에 소요되는 시간을 단축하고 정확히 기준다이를 검색할 수 있는 웨이퍼의 패턴검사방법을 제공함에 있다.

또한 기준다이의 검색 실패 시 자동으로 최적의 경로를 통해 기준다이의 검색을 재 실행하여 기준다이 검색 성공률을 높일 수 있는 웨이퍼의 패턴검사방법을 제공함에 있다.

이를 위해 본 발명은 웨이퍼에 형성된 복수의 다이 중 기준다이의 위치를 검색하여 상기 웨이퍼의 패턴검사를 수행하는 웨이퍼의 패턴검사방법에 있어서, 상기 기준다이의 패턴 내에서 첫번째 양품 다이를 검색하고, 상기 첫번째 양품 다이의 검색이 성공하면 상기 기준다이의 패턴 전부의 검사를 수행한다.

Description

웨이퍼의 패턴검사방법{Pattern inspection method of a wafer}

도 1은 종래의 웨이퍼에서 패턴 정렬에 따른 기준다이 검색을 도시한 도면이다.

도 2는 도 1에 도시한 웨이퍼의 기준다이 검색방법을 도시한 흐름도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 웨이퍼의 기준다이 검색을 위한 첫번째 양품 다이 검색을 도시한 도면이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 웨이퍼의 기준다이 검색 시 자동 retry 경로를 도시한 도면이다.

도 5는 도 3 및 도 4에 도시한 웨이퍼의 기준다이 검색방법을 도시한 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 웨이퍼

12 : 웨이퍼 맵

14 : 기준다이 패턴

16 : 첫번째 양품 다이

18 : 기준다이

본 발명은 웨이퍼의 패턴검사방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체의 공정과정 중의 하나인 다이 본딩과정 등에서 사용되는 웨이퍼의 기준다이를 이용한 웨이퍼의 패턴검사방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체의 제조공정에 있어서 불순물 주입, 금속배선, 보호막 형성과 같은 가공과정이 완료되면 웨이퍼(wafer)를 개개의 칩, 즉 다이(die)로 나누어 겉을 싸고 패키지로 연결하는 어셈블리 과정을 수행하게 되는데, 다이의 상당수는 정상적으로 작동하지 않는 불량품이므로 이를 모두 어셈블리하는 것은 제조비용을 상승시키는 원인이 된다.

이에 따라 어셈블리 과정에 진입하기 전에 웨이퍼의 다이 중 양품 다이(Good die)와 불량품 다이(Bad die)를 구별하는 웨이퍼 선별과정(Die sort)이 필요하게 된다.

웨이퍼 선별과정에서 각 시스템은 서버(server)와 SECS통신을 통해 웨이퍼 상 각 다이의 전기적 테스트 결과를 웨이퍼 맵(wafer map)이라는 형태로 전송 받게 되는데, 서버로부터 받은 웨이퍼 맵으로부터 행과 열을 계산하여 다이의 양/불량 여부를 판단한다. 이를 위해 서버로부터 받은 웨이퍼 맵과 웨이퍼를 정렬(align)한 후 시스템에서 발생된 웨이퍼의 각 다이를 매칭(matching)시키는 것이 필요한데, 이 때 기준다이(Target die)를 사용하여 매칭이 정확이 이루어지도록 한다.

시스템은 기준다이의 좌표를 기억하고 있어서 서버로부터 받은 웨이퍼 맵과 실제 웨이퍼를 기준다이의 좌표를 기준으로 행과 열을 계산하여 매칭하게 되는데, 실제 웨이퍼는 가공과정에서 각 웨이퍼의 공정마다 그 조건이 조금씩 달라지게 되어 서버로부터 받은 웨이퍼 맵을 기준다이의 위치로 가서 기준다이를 실제 웨이퍼에 매칭시킬 때, 웨이퍼가 좌우로 이동하게 되어 실제와는 다른 기준다이를 기준으로 매칭을 수행하는 경우가 빈번히 발생한다. 이를 방지하기 위하여 기준다이의 주변 다이를 검사하고, 검사결과패턴을 웨이퍼 맵과 비교하여 기준다이를 찾는 기준다이 검색방법이 나오게 되었다.

도 2를 참조하여 기준다이 검색방법에 대해 살펴보면, 먼저 시스템에서는 도 1에 도시된 웨이퍼(1)를 로딩(loading) 및 정렬(align)시킨 후, 시스템 자체의 웨이퍼 맵을 발생(generating)(2)시킨다.(S10) 그리고, 서버(미도시)로부터 기준다이(Target die)(4)의 위치와 각 행과 열의 좌표에 해당하는 다이의 전기적 테스트 결과에 관한 정보(0 : Good die, 1 : Bad die, 2 : Don't care)가 담겨있는 웨이퍼 맵을 전송 받는다.(S20)

도 1에 도시된 바와 같이 서버로부터 전송 받은 기준다이의 패턴(3)에서 기준다이(4)의 위치가 웨이퍼 맵에서 (4,4)라고 하면, 시스템에서 발생된 웨이퍼 맵(2)의 (4,4)의 위치로 웨이퍼(1)를 이동하여 서버로부터 전송 받은 웨이퍼 맵과 매칭시킨 후 비젼(Vision)으로 외관을 인식하여 검사를 수행한다.(S30)

비젼으로 검사한 결과와 서버로부터 전송 받은 웨이퍼 맵과 양/뷸량이 일치하는지를 판단하여(S40) 결과가 일치하면 기준다이(4) 주변의 다이를 패턴1부터 차례대로 검사를 수행하게 된다. 이와 같이 모든 패턴의 검사가 완료될 때까지 검사 를 수행하고,(S50) 모든 패턴의 검사가 완료되고 검사결과가 서버로부터 전송 받은 웨이퍼 맵의 양/불량과 일치하는 경우에 기준다이(4)의 검색에 성공했다고 판단하여 서버로부터 받은 웨이퍼 맵으로 정렬(align)한 후 어셈블리 과정으로 진입한다.(S70)

한편, 40단계에서 비젼 검사결과와 서버로부터 받은 웨이퍼 맵의 양/불량이 일치하지 않는 경우는 기준다이(4)의 검색에 실패한 것으로 판단하게 된다.(S60)

그러나 종래의 웨이퍼의 패턴검사방법에 있어서 시스템이 발생시킨 웨이퍼 맵 정보의 위치가 이동되거나 웨이퍼의 상태에 따라 다이의 위치가 정확히 이동되지 않아 서버로부터 전송 받은 기준다이의 위치로 정확히 움직이지 못하고 그 주변위치로 이동하여 기준다이라고 인식할 경우 기준다이의 검색에 실패한다는 문제점이 있었다.

또한 기준다이의 검색에 실패할 경우 작업자가 수동으로 기준다이의 위치를 찾아야 하는데 복잡한 웨이퍼의 형상으로 인해 많은 시간이 소요되고 정확도가 떨어진다는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 기준다이의 검색에 소요되는 시간을 단축하고 정확히 기준다이를 검색할 수 있는 웨이퍼의 패턴검사방법을 제공함에 있다.

또한 기준다이의 검색 실패 시 자동으로 최적의 경로를 통해 기준다이의 검색을 재 실행하여 기준다이 검색 성공률을 높일 수 있는 웨이퍼의 패턴검사방법을 제공함에 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 웨이퍼에 형성된 복수의 다이 중 기준다이의 위치를 검색하여 상기 웨이퍼의 패턴검사를 수행하는 웨이퍼의 패턴검사방법에 있어서, 상기 기준다이의 패턴 내에서 첫번째 양품 다이를 검색하고, 상기 첫번째 양품 다이의 검색이 성공하면 상기 기준다이의 패턴 전부의 검사를 수행한다.

또한 상기 첫번째 양품 다이의 검색 실패 시, 첫번째 검색한 다이의 위치로부터 모든 모서리 방향으로 이동하여 검색을 다시 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 첫번째 검색한 다이의 모든 모서리 방향 검색이 완료된 후에 상기 첫번째 양품 다이의 검색에 실패한 경우, 미리 정해진 검색순서에 따라 다음 순서의 다이로 이동하여 상기 첫번째 양품 다이의 검색을 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 기준다이의 패턴 전부의 검사결과와 서버로부터 주어진 상기 기준다이의 패턴이 일치하지 않는 경우, 미리 정해진 이동순서에 따라 상기 웨이퍼상의 상기 기준다이의 위치를 이동하여 검사를 다시 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 이동순서는, 처음 설정한 기준다이의 위치에서 가까운 곳부터 먼 곳으로 이동하도록 설정되는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 첫번째 양품 다이의 검색을 개략적으로 나타낸 것으로, 본 발명은 서버(Server)(미도시)에서 받는 웨이퍼(10)의 전기적 테스트 결과에 따른 웨이퍼 맵 데이터(wafer map data)와 실제 웨이퍼(10)의 다이를 매칭(matching)시키기 위해 특정 다이 주변의 패턴(14)을 매칭함으로써 기준다이(Target die)(18)를 찾게 되는데, 특정 다이 주변의 패턴(14)을 매칭하기 위한 방법으로 첫번째 양품 다이(16)의 검색(First good die search)을 수행하게 된다.

서버로부터 받는 기준다이(Target die)(18)는 양품 다이(Good die) 일 수도 있고, 불량품 다이(Bad die) 일 수도 있기 때문에 불량품 다이일 경우에는 시스템에서 진짜 불량품 다이인지 인식에 실패하여 불량품 다이로 인식된 것인지 판별이 불가능하게 된다. 따라서 첫번째 양품 다이(16)를 우선적으로 검색하면 반드시 양품 다이를 성공적으로 인식해야만 첫번째 양품 다이(16)의 검색에 성공한 것으로 보기 때문에 패턴(14) 전체에 대한 판단을 빠르게 할 수 있다. 이와 같은 이유로 첫번째 양품 다이(16)의 검색을 먼저 수행하게 되는 것이다.

한편 서버에서는 웨이퍼의 전기적 테스트 결과를 시스템으로 전송할 때 각 행과 열에 해당하는 다이의 검사결과를 미리 설정된 일정한 숫자 등으로 표시하여 보내게 된다. 해당 다이가 양품(Good)일 경우에는 0으로, 해당 다이가 불량품(Bad)일 경우에는 1로, 실제 웨이퍼(10)의 내에 있는 다이가 아니어서 고려할 필요가 없는 경우(Don't care)의 경우에는 2로 표시하여 테스트 결과를 전송하게 된다.

이와 같이 서버로부터 전송된 웨이퍼 맵의 테스트 결과 중 기준다이의 패턴1 내지 3(패턴1 : 21000, 패턴2 : 10000, 패턴3 : 00000)(14)이 (3,2)부터 (5,5)의 위치에 해당할 경우, 이들 패턴1 내지 3(14) 중에서 첫번째 양품 다이(16)의 검색을 수행한다. 패턴1 내지 3(14)에서 첫번째 양품 다이(16)는 (3,4)에 위치한 다이로, 시스템에서 검색을 수행하다가 (3,4)에 위치한 다이가 양품 다이라고 판단될 경우, 첫번째 양품 다이(16)의 검색에 성공한 것으로 보아 나머지 다이의 검사를 (3,2)위치의 다이부터 차례대로 수행하게 된다.

만약 비젼을 ①의 위치에 놓고 검색을 수행했을 경우에는 비젼의 위치가 웨이퍼(10) 상 다이의 위치와 어긋나 있어 인식에 실패하게 된다. 이를 위해 첫번째 양품 다이(16)의 인식에 실패했을 경우에는 검사를 수행한 위치로부터 다이의 4모서리 방향(②③④⑤)으로 이동을 하며 자동으로 검사를 재시도 한다. 이는 비젼의 면적이 다이의 크기보다 크기 때문에 다이의 위치가 어긋나 있더라도 4모서리 방향으로 움직을 경우 인식에 성공할 확률이 높아지기 때문이다. 도 3의 경우도 ①의 위치에 비젼이 있어 인식에 실패하여도 비젼을 ②의 모서리 방향으로 움직여 검사를 재시도 할 경우 첫번째 양품 다이(16)의 인식에 성공하게 된다. 이와 같은 방법으로 다이의 중심 위치를 보정하고 나면, 주변의 다른 다이의 위치를 찾아갈 때에도 다이의 중심을 정확히 찾아갈 수 있게 된다.

한편 비젼을 4모서리 방향으로 움직여 검사를 수행한 후에도 첫번째 양품 다이(16)의 인식에 실패한 경우에는 자동으로 기준다이의 패턴(14)을 이동시켜서 다시 검사를 수행하게 되는데, 기준다이의 패턴(14) 이동방법은 도 4에 도시된 바와 같이 자동 retry 경로와 같은 순서로(1, 2, 3,~24) 기준다이의 패턴(14)을 이동하면서 검사를 수행하게 된다. 만약 실제 기준다이(18)의 위치(①)가 아닌 다른 위치 (②)를 기준다이(18)로 인식하고 검사를 수행한 경우에 시스템은 첫전째 양품 다이(16)를 정확하게 인식할 수 없게 된다. 따라서 자동 retry 경로에 따라 기준다이의 패턴(14)을 이동하여 검사를 재시도 하게 되는 것이다. 자동 retry 경로 전부를 이동하면서 검사에 소요되는 시간은 약 2초 정도이다. 이와 같은 방법을 사용할 경우 주변의 영역을 짧은 시간 안에 모두 검사할 수 있게 된다.

이하 도 5를 참조하여 웨이퍼의 패턴검사를 수행함에 있어 기준다이를 검색하는 방법에 대해 상세하게 설명한다.

먼저, 웨이퍼(10) 선별과정(Die sort)을 수행하기 위하여 시스템에서는 웨이퍼(10)를 정렬(align)하고 시스템 자체의 웨이퍼 맵(12)을 발생시켜 실제 웨이퍼(10)의 각 다이의 행과 열에 대한 위치정보를 생성한다.(S100)

그리고 서버로부터 전기적 테스트 결과가 담긴 웨이퍼 맵과 기준다이(Target die)(18)의 위치에 관한 정보를 전송 받는다.(S110) 서버로부터 전송된 기준다이(18)의 위치가 (4,4)일 경우 시스템에서는 비젼을 시스템에서 발생시킨 웨이퍼 맵(12)의 (4,4) 위치에 이동시켜 기준다이(18)로 전제한 후 기준다이의 패턴1 내지 3(14)에서 첫번째 양품 다이(First good die)(16)의 검색을 시작한다.(S120)

첫번째 양품 다이(16)의 검색에 성공했는지를 판단하여,(S130) 검색에 실패한 경우에는 검사를 수행한 위치에서 비젼을 4모서리 방향 모두로 움직여 검사를 수행했는지를 다시 판단한다.(S140) 4모서리 모두의 검사가 수행되지 않았을 경우에는 비젼을 다이의 모든 모서리 방향으로 움직인 후 첫번째 양품 다이(16)의 검색을 재시도한다.(S150) 만약, 4모서리 모두의 검사를 모두 수행하였는데도 첫번째 양품 다이(16)를 인식하지 못한 경우에는 자동 retry 경로에 따라 다음순서로 기준다이의 패턴(14)을 이동한 후 첫번째 양품 다이(16)의 인식을 다시 시작한다.(S160)

한편, 첫번째 양품 다이(16)의 검색에 성공한 경우에는 서버로부터 전송 받은 웨이퍼 맵과 시스템에서 발생시킨 웨이퍼 맵(12)의 다이의 위치의 매칭이 이루어진 것으로 보아 기준다이의 패턴1 내지 3(14)의 각 다이의 검사를 차례대로 수행하게 된다.(S170)

비젼으로 검사를 수행한 결과와 서버로부터 전송 받은 다이의 전기적 테스트 결과의 양/불량이 일치하는지의 여부를 판단한다.(S180) 양 결과가 일치하지 않는 경우에는 자동 retry 경로에 따라 기준다이의 패턴(14)을 이동시킨 후 120단계부터 다시 검사를 진행한다.(S160)

결과가 일치한 경우에는 기준다이의 패턴1 내지 3(14) 전부의 검사가 완료되었는지를 판단하여 모든 패턴의 검사를 수행한다.(S190) 검사가 완료된 경우에는 시스템에서 발생시킨 웨이퍼 맵(12)과 서버로부터 전송 받은 웨이퍼 맵의 매칭이 정확히 이루어져 기준다이(18)의 검색에 성공했다고 판단하여 어셈블리 과정으로 진입하게 된다.(S200)

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 첫번째 양품 다이를 검색한 후 나머지 패턴의 검사를 수행하여 기준다이의 검색에 소요되는 시간을 단축할 수 있고 보다 정확하게 기준다이의 위치를 인식할 수 있는 효과가 있다.

또한 기준다이의 검색 실패 시 자동으로 기준다이의 패턴을 이동하면서 검사를 재시도하여 작업자가 수동으로 검색을 할 필요가 없어 보다 높은 기준다이 검색 성공률과 신뢰성을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 웨이퍼에 형성된 복수의 다이 중 기준다이의 위치를 검색하여 상기 웨이퍼의 패턴검사를 수행하는 웨이퍼의 패턴검사방법에 있어서,

   상기 기준다이의 패턴 내에서 첫번째 양품 다이를 검색하고, 상기 첫번째 양품 다이의 검색이 성공하면 상기 기준다이의 패턴 전부의 검사를 수행하고,

   상기 첫번째 양품 다이의 검색 실패 시, 첫번째 검색한 다이의 위치로부터 모든 모서리 방향으로 이동하여 검색을 다시 수행하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 패턴검사방법.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 첫번째 검색한 다이의 모든 모서리 방향 검색이 완료된 후에 상기 첫번째 양품 다이의 검색에 실패한 경우, 미리 정해진 검색순서에 따라 다음 순서의 다이로 이동하여 상기 첫번째 양품 다이의 검색을 수행하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 패턴검사방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 기준다이의 패턴 전부의 검사결과와 서버로부터 주어진 상기 기준다이의 패턴이 일치하지 않는 경우, 미리 정해진 이동순서에 따라 상기 웨이퍼상의 상기 기준다이의 위치를 이동하여 검사를 다시 수행하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 패턴검사방법.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 이동순서는, 처음 설정한 기준다이의 위치에서 가까운 곳부터 먼 곳으로 이동하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 패턴검사방법.

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