KR100714751B1 - 자동 웨이퍼 검사 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 웨이퍼의 결함을 정밀하게 검사함과 동시에 웨이퍼의 박막의 두께를 측정할 수 있도록 함으로써, 반도체 공정을 위한 설비를 단순화하기 공정에 소요되는 시간을 감소시키는 자동 웨이퍼 검사 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 자동 웨이퍼 검사 시스템은 적어도 하나 이상의 웨이퍼를 적재하기 위한 적재부(101)와, 상기 적재부로부터 웨이퍼를 분리하여 이송하기 위한 이송부(102)와, 이송되는 웨이퍼의 이미지를 촬영하여 웨이퍼의 결함을 검출하는 제1, 제2 결함검출부(103, 104)와, 이송되는 웨이퍼의 박막의 두께를 측정하기 위한 박막 두께 측정부(106)와, 결함검출, 또는 두께 측정의 결과를 표시하며, 사용자와의 인터페이스를 제공하는 디스플레이부(105)와 상기 장치 전반을 제어하되, 사용자의 제어 또는 설정에 따라 이송부를 제어하여 임의의 위치로 웨이퍼를 이송하여 검사하도록 하는 제어부(107)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
웨이퍼, 검사

Description

자동 웨이퍼 검사 시스템 {Automatic wafer inspection system}
도1은 본 발명에 따른 자동 웨이퍼 검사 시스템의 주요 구성을 나타내는 블럭도이다.
도2는 본 발명에 따른 자동 웨이퍼 검사 시스템의 결함검출과정을 나타내는 흐름도이다.
도3(a)는 결함 검출을 위한 마스크 기법에 이용되는 마스크 행렬의 예시도이다.
도3(b)는 결함 검출을 위한 마스크 기법에 이용되는 입력 이미지 행렬의 예시도이다.
도3(c)는 결함 검출을 위한 마스크 기법에 이용되는 출력 이미지 행렬의 예시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
101 적재부 102 이송부
103 제1 결함검출부 104 제2 결함검출부
105 디스플레이부 106 박막 두께 측정부
107 제어부
본 발명은 실리콘 등으로 이루어진 반도체 웨이퍼를 자동으로 검사하는 장치에 관한 것이다.
보다 상세하게는 본 발명은 종래에 육안으로 이루어지던 웨이퍼의 결함 검사과정을 마스크 기법을 사용하여 신속하고 정밀하게 수행함과 동시에 웨이퍼의 박막 두께를 측정할 수 있도록 함으로써 반도체 공정에 있어서 각종 검사과정에 소요되는 시간을 감소시키고 업무상의 효율을 향상시키는 장치에 관한 것이다.
종래의 반도체 웨이퍼에 구성된 각 다이들의 패턴을 검사하는 장치들은 광학 현미경을 갖는 촬상장치(CCD)를 채용하고 있으며, 2개의 인접한 반도체 다이들을 촬영하고, 픽셀 단위로 다이들의 이미지를 비교한 후, 이미지 값이 서로 불일치하는 경우에 둘 중 하나의 다이를 결함으로 판정한다. 촬상 장치는 결함 다이가 될 소지가 있는 제 1 다이를 일정 방향(행, 또는 열방향)을 따라 연속적으로 스캐닝하여 제 1 다이의 이미지를 획득한 후, 이 이미지를 이미지 메모리에 기억시킨다. 유사하게, 촬상 장치는 제 1 다이에 인접하여 기준 이미지(reference image)가 되는 제 2 다이의 이미지를 픽업한 후 이를 이미지 메모리에 기억시킨다. 검사 장치는 이미지들을 프레임(frame)별로 판독한 후, 프레임내의 상응하는 픽셀(pixel)들의 그레이 레벨(gray level)을 비교한다. 어느 한 픽셀이 참조 이미지의 상응하는 픽셀에 대해서 문턱값(threshold) 이상으로 그레이 레벨 차이가 있으면, 해당 픽셀을 결함으로 판정한다.
그러나, 이와 같은 방법은 반도체 소자의 디자인 룰이 미세해짐에 따라 공정노이즈 등이 결함으로 인식되는 경우가 있고, 만족할만한 결함탐지도(defect detecting sensitivity)를 제공할 수 없다는 문제점이 있었다.
한편, 일반적으로 웨이퍼 상에 형성된 박막의 두께를 측정하기 위한 방법은 웨이퍼에 광을 입사시켜 반사되는 반사광을 편광시켜 편광된 정도에 따라 측정하는 편광측정방법과, 웨이퍼에 일정한 에너지량을 갖는 광을 입사시켜 반사되는 반사광의 에너지량을 통해 측정하는 분광측정방법으로 나눌 수 있다.
종래의 웨이퍼 박막 두께 측정법에 의하면 웨이퍼 상에 조사되어 반사된 웨이퍼의 박막 두께를 측정하기 위해 제논램프(Xenon-lamp)로 이루어진 광원부에서 고온의 제 1 UV(Ultra-violet)광이 발생되어 광 굴절부로 입사된다. 제 1 UV광은 광 굴절부를 거치면서 굴절되어 제 2 UV광을 형성하고, 굴절된 제 2 UV광은 과도한 UV광의 조사를 방지하는 광 차단부를 거쳐 빔 스플릿터(Beam-splitter)로 이루어진 광 분할부로 입사된다. 광 분할부로 입사된 제 2 UV광은 빔 스플릿터(Beam-splitter)에 의해 제 1 및 제 2 광학경로를 갖는 제 3 및 제 4 UV광으로 분할된다. 제 1 광학 경로의 제 3 UV광은 광원부에서 발생되는 제 1 UV광의 세기를 조정하기 위한 광 반사부로 입사되고, 제 2 광학 경로의 제 4 UV광은 렌즈부를 거쳐 일정한 비율로 배율 조정되어 웨이퍼상으로 입사된다. 광 반사부로 입사된 제 3 UV광은 광 분할부로 재 반사되어 제 1 반사광을 형성하고, 웨이퍼상으로 입사된 제 4 UV광도 광 분할부로 재 반사되어 제 2 반사광을 형성하게 된다. 광 분할부로 광 조절부와 렌즈부에서 재 입사된 각각의 제 1 및 제 2 반사광은 분광계로 이루어진 박막 측정부로 입사된다. 박막 측정부로 입사된 제 1 반사광은 분광계에 의해 분광되고, 분광된 제 1 반사광의 에너지량과 제 1 UV광의 에너지량을 서로 비교하여 광원부(10)의 제 1 UV광 세기가 조절된다. 또한, 제 2 반사광도 분광계에 의해 분광되고, 분광된 제 2 반사광의 에너지량과 제 1 UV광의 에너지량을 서로 비교하여 웨이퍼의 박막 두께가 측정된다.
그러나 이와 같은 측정은 웨이퍼의 패턴 또는 결함을 검사하는 장치와는 별도로 설치되어 있어 웨이퍼의 결함을 검사하는 과정과 웨이퍼 박막의 두께를 측정하기 위한 과정은 별개의 장치에서 수행할 수 밖에 없고, 이에 따라 작업의 시간이 늘어나고, 업무의 효율이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하고자 고안된 것으로써, 보다 신속하게 우수한 결함탐지도를 얻을 수 있는 웨이퍼 결함검사 장치를 구현하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 웨이퍼 공정을 수행하면서, 이물측정과 같은 웨이퍼의 결함검사와 웨이퍼의 박막의 두께 측정을 일괄적으로 처리하는 설비를 구현함으로써, 처리시간을 단축하고 업무의 효율성을 향상시키는 것을 또다른 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 자동 웨이퍼 검사장 치는 적어도 하나 이상의 웨이퍼를 적재하기 위한 적재부(101)와, 상기 적재부로부터 웨이퍼를 분리하여 이송하기 위한 이송부(102)와, 이송되는 웨이퍼의 이미지를 촬영하여 웨이퍼의 결함을 검출하는 제1, 제2 결함검출부(103, 104)와, 이송되는 웨이퍼의 박막의 두께를 측정하기 위한 박막 두께 측정부(105)와, 결함의 검출, 또는 두께 측정의 결과를 표시하며, 사용자와의 인터페이스를 제공하는 디스플레이부(106)와, 상기 장치 전반을 제어하되, 사용자의 제어 또는 설정에 따라 이송부를 제어하여 임의의 위치로 웨이퍼를 이송하여 검사하도록 하는 제어부(107)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 구성에 따르면 웨이퍼의 결함검사와 웨이퍼 박막의 두께 측정의 순서를 사용자가 임의로 지정하여 일괄적으로 처리할 수 있게 됨으로써, 공정에 소요되는 시간을 단축하고 설비 이용의 효율성이 제고되는 효과가 있게 된다.
한편, 본 발명에 따른 자동 웨이퍼 검사 시스템에 따르면, 자동 웨이퍼 검사 시스템은 먼저 시스템 모듈을 초기화하고 설정값 또는 환경변수들을 세팅한 후, 시스템의 동작을 시작하게 된다. 시스템의 제어부는 먼저 로봇을 제어하여 다수의 웨이퍼를 적재하고 있는 적재장치(FOUP: Front Opening Unified Pod)로부터 웨이퍼를 꺼내어 컨베이어에 탑재시킨다.
이후 컨베이어는 사용자의 입력, 또는 미리 설정된 순서 등에 따라 탑재된 웨이퍼를 검사를 필요로 하는 매크로 검사부, 마이크로 검사부, 또는 박막 두께 측정부로 순차적으로 이송시키며 검사를 수행하도록 한다. 이때 공정이 진행되는 순서는 임의로 결정할 수 있게 되며, 컨베이어에 의해 이송이 이루어져 여러가지의 공정이 프로그램화되어 일괄처리될 수 있도록 한다.
웨이퍼를 이송받은 매크로 검사부, 또는 마이크로 검사부는 먼저 선형 촬상소자(Line CCD)에 의해 이미지를 촬영하고, 촬영된 이미지를 버퍼(buffer)에 저장시킨다. 이와 같이 저장된 웨이퍼의 이미지는 각 열별로 또는 각 행별로 영역을 분할하여 검사되고 이물의 밝기, 크기와 같은 기본특성과 모양이나 종류와 같은 상세특성을 판단, 분석하며, 에지나 외형의 크랙등을 검출하게 된다.
한편, 웨이퍼를 이송받은 박막 두께 측정부는 LED 광원을 포함하는 옵티컬 센서 모듈을 사용하여 입사파장과 굴절파장사이의 굴절율을 검출하고, 이를 분광시킴으로써 웨이퍼 기판과 기판위 박막의 굴절율 차이로 인한 박막의 두께를 계산할 수 있게 된다. 박막 두께 측정부는 다수의 측정지점에 대하여 박막의 두께를 산출할 수 있으며, 지정위치별 박막의 두께(Å), 파장별 간섭상수를 구해 그래프로 표시하여 화면에 출력함으로써 사용자에게 측정, 산출 결과를 제공하게 된다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 웨이퍼 자동검사 시스템의 주요 구성을 나타내는 블럭도이다.
적재부(101)는 검사, 또는 측정을 위한 다수의 웨이퍼가 수용되어 있는 카세트로서, 웨이퍼 적재장치로 이용되는 카세트에는 도어가 없는 방식을 이용한 카세 트와 전면에 도어를 가진 FOUP(Front Opening Unified Pod)방식을 이용한 카세트로 나눌 수 있는데, FOUP 방식의 카세트는 그 내부가 밀폐되므로 별도의 클리닝 룸(cleaning room)이 불필요하여 웨이퍼의 일괄처리 공정에서의 클리닝 시설을 위한 운영비를 절감시킬 수 있는 장점이 있으며, 본원 발명의 실시예에서는 FOUP 방식의 카세트를 적재부로 이용하는 것이 바람직하다.
이송부(102)는 적재부에 적재된 웨이퍼를 하나 또는 다수개씩 선택하여 각 검사부, 즉 제1, 제2 결함검출부 및 박막 두께 측정부로 이송시킨다. 이송부는 다시 적재부에 적재된 웨이퍼를 하나 또는 다수개씩 선택하여 컨베이어에 탑재시키는 로봇과, 상기 로봇에 의해 탑재된 웨이퍼를 필요한 검사를 수행하기 위한 소정의 위치로 이송시키는 컨베이어로 구성된다. 이송부(102)는 제어부에 의해 제어됨으로서 매크로 검사와 마이크로 검사, 박막 두께 측정과정을 임의의 순서대로 선택하여 진행할 수 있도록 하며, 각 검사부에 웨이퍼를 로딩하게 된다.
제1 결함 검출부(103)는 매크로 검사부로서, 육안으로 관찰이 가능한 크기의 결함을 검사한다. 이를 위해 먼저 선형 촬상소자(Line CCD)에 의해 이미지를 촬영하고, 촬영된 이미지를 버퍼(buffer)에 저장시킨다. 상기 버퍼에 입력되어 매크로 검사의 입력 이미지로 이용되는 이미지의 크기는 필요에 따라 달라질 수 있다. 이와 같이 저장된 웨이퍼의 이미지는 다시 영역이 분할되어 각 행 또는 열별로 픽셀값을 검사하여 이물의 밝기, 크기와 같은 기본특성과 모양이나 종류와 같은 상세특성을 판단, 분석하고, 에지나 외형의 크랙등을 검출하게 된다.
제2 결함 검출부(104)는 마이크로 검사부로서, 육안으로 관찰이 불가능하며 현미경을 이용하여 관찰되는 크기의 결함을 검사한다. 마이크로 검사부에는 현미경을 포함하는 촬상소자가 구비되어 있어 미세한 이미지를 촬영하게 되며, 결함의 검사방법은 매크로 검사부와 같이 촬영된 이미지의 픽셀값을 검사하여 결함 여부를 결정한다.
박막 두께 측정부(105)는 LED 광원을 포함하는 옵티컬 센서 모듈을 사용하여 입사파장과 굴절파장사이의 굴절율을 검출하고, 이를 분광시킴으로써 웨이퍼 기판과 기판위 박막의 굴절율 차이로 인한 박막의 두께를 계산한다.
디스플레이부(106)는 제어부에 의해 제어되며, 사용자가 시스템 운영을 위해 필요한 입력을 하기 위한 인터페이스를 제공하며, 결함검출의 결과, 박막의 두께 측정의 결과 및 그에 따른 분석 그래프 등의 화면을 사용자에게 제공한다.
제어부(107)는 사용자의 입력에 따라 시스템의 각 부분을 제어한다. 시스템을 초기화하며, 사용자의 입력에 따라 필요한 설정 또는 환경변수값을 입력, 변경한다. 시스템이 가동되어 사용자로부터 또는 저장된 프로그램 등에 따라 검사명령이 전달되면 적재부(101) 및 이송부(102)를 제어하여 웨이퍼를 검사를 필요로 하는 소정의 위치, 즉 제1, 제2 결함검출부(103,104) 또는 박막 두께 측정부(105)측으로 이송시킨다. 이와 같은 이송은 설정에 따라 임의의 순서대로 진행될 수 있으며, 이송부 내의 컨베이어를 이용하여 하나의 검사가 종료되면 다음의 검사위치로 웨이퍼를 이송하게 된다.
이와 같이 박막 두께의 측정과 매크로 검사, 마이크로 검사를 사용자의 필요에 따라 임의의 순서대로 하나의 컨베이어에 이송되어 일괄처리되어 하나의 디스플 레이 장치에 의해 그 결과를 출력함으로써, 공정에 소요되는 시간이 절감되고, 장비사용 및 업무의 효율성이 증가하는 효과가 발생하게 되는 것이다.
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 자동 웨이퍼 검사 시스템의 결함검출과정을 나타내는 흐름도이다.
웨이퍼가 이송부에 의해 이송되면, 촬상소자, 바람직하게는 선형 촬상소자(Line CCD)에 의해 웨이퍼의 이미지를 촬영한다(S101). 촬영되는 이미지의 크기는 CCD와 검사의 설정에 따라 가변될 수 있다.
단계S101에서 촬영된 이미지는 필요에 따라 이용될 수 있도록 버퍼(buffer)에 저장된다(S102). 다만, 이미지가 저장되는 영역은 반드시 버퍼로 제한할 필요는 없으며, 필요에 따라 메모리 소자 또는 장치를 이용할 수 있다.
단계S102에 저장된 이미지를 각 열 또는 행별로 불러들여 해당 열 또는 행을 구성하는 픽셀들의 평균값을 산출한다(S103). 각 픽셀들의 값은 밝기 등에 따라 0부터 255중 어느 하나의 값을 갖는 것이 바람직하다.
단계S103에서 산출된 각 열 또는 행별 픽셀의 평균값과 미리 설정되어 저장된 제1 기준값을 비교하여 픽셀들의 평균값과 제1 기준값이 일정 범위 이상의 오차가 있는 경우에는 해당 열 또는 행을 결함 후보로 지정하며, 일정 범위 이내의 오차가 발생한 경우에는 정상으로 판정한다(S104). 이때 오차의 범위 α는 제1 기준값의 ± 30%, 또는 ± 15% 등으로 설정할 수 있다. 한편, 이와 같이 오차의 범위를 설정하여 기준값과 비교하는 과정은 필요에 따라 오차의 범위를 달리하여 하나의 웨이퍼에 반복해서 수행함으로써 보다 정밀하게 결함을 측정할 수도 있다.
단계S104에서 결함후보로 지정된 열은 각 픽셀에 대하여 픽셀값을 검사한다(S105). 검사하여 획득한 각 픽셀값을 제2 기준값과 비교하여 일정 오차범위 β 이상의 오차가 있는 픽셀에 대하여 해당 위치를 최종적으로 결함으로 판정하게 된다.(S106) 물론 이 경우에도 오차범위 β 이내의 편차가 있는 픽셀들에 대해서는 정상으로 판정을 하고 판정절차를 종료하게 된다. 한편 특정 픽셀 또는 일정 영역에 대한 오차범위는 해당 픽셀 또는 영역의 주변의 픽셀값을 고려하여 결정될 수 있다.
한편, 결함의 발생여부를 판정하기 위하여 제1, 제2 결함검출부는 마스크 처리 기법을 이용할 수 있다. 마스크(Mask) 처리 기법이란 반복된 실험을 통해 최적화된 마스크를 설정하고, 입력 픽셀 행렬과 설정된 마스크 행렬을 곱하여 연산함으로써, 판별하고자 하는 하나 이상의 픽셀들과 주변과의 차이를 보다 명확하게 비교할 수 있도록 대비시키는 기법이다. 이러한 마스크 처리 기법에 따라 판정이 모호한 픽셀에 대하여 보다 명확하게 결함여부를 판정할 수 있게 된다.
도3(a) 내지 도3(c)는 마스크 기법의 동작을 설명하기 위한 행렬들을 나타내고 있다.
도3(a)는 마스크 행렬(Mask Matrix)의 설정예를 나타내고 있다. 마스크 행렬은 3*3의 윈도우이며, 각 픽셀별로 -1, 0, 또는 5 의 가중치가 설정되어 있다. 마스크 행렬의 크기 및 픽셀별 가중치는 도3(a)의 예로 한정되는 것은 아니며, 사용자가 임의로 설정할 수 있다. 또한 픽셀별 가중치는 검출하고자 하는 결함 또는 이물의 특성에 따라 다르게 설정되는 것이 바람직하며, 이물의 특성을 분석하여 반복 적인 실험을 통해 그 값이 정하여진다.
마스크 행렬 연산에 있어서 연산후의 출력 픽셀값은 0부터 255까지의 숫자로 결정되며 결정되는 방식은 다음과 같다.
i) 연산에 의한 계산값이 255보다 큰 경우에는 출력 픽셀값은 255로 한다.
ii)연산에 의한 계산값이 0보다 작은 경우에는 출력 픽셀값은 0으로 한다.
iii)연산에 의한 계산값이 0과 255 사이의 수인 경우에는 출력 픽셀값은 연산에 의한 계산값으로 한다.
한편, 웨이퍼에서 촬영된 입력 이미지 픽셀 행렬은 도3(b)에 도시한 바와 같이 12*12 픽셀의 행렬이다. 8행 6열 내지 9열을 살펴보면 주변의 픽셀값들과 어느 정도의 차이를 보이고 있다는 점을 알 수 있다.
이와 같은 입력 이미지 픽셀 행렬을 도3(a)에서 설정한 마스크에 의해 연산한 경우의 출력 이미지 픽셀 행렬은 도3(c)와 같다. 도3(c)를 살펴보면, 입력 이미지 픽셀 행렬에서 주변 픽셀과 동일한 값을 가지고 있던 픽셀들은 연산후에도 동일한 픽셀값을 가지고 있음을 알 수 있다. 한편, 8행 6열 내지 9열의 픽셀값들은 117 ~ 135에 해당하는 큰 값을 가지게 되었음을 알 수 있다. 즉, 종래의 작은 차이들이 마스크 처리 과정을 거침으로서 확대되어 더 명확하게 구별할 수 있도록 된 것이다.
한편, 이와 같은 마스크 과정은 반복하여 수행될 수 있다. 즉, 마스크 과정을 거친 출력 이미지 행렬에 대하여 다시 마스크 과정을 수행함으로써 픽셀들의 차이를 더욱 증가시키도록 하는 것도 가능하다. 다만, 이를 위해서는 목적에 따른 마 스크 행렬의 최적화가 필요할 것이다.
한편 결함이 있는 것으로 판명된 경우에는 결함의 종류를 분석하여 최종결과를 판단한다. 즉, 이전에 발견된 이물들의 이력을 분석하여 결함 발생 크기와 밝기 등의 성질에 따라 어떤 이물인지 정의하여 대비할 수 있도록 한 판단기준표를 구비하고, 이물이 발견된 경우에는 상기 판단기준표에 따라 자동 혹은 수동으로 이물의 종류를 판단하고, 재검사를 해야하는지, 혹은 교정이 가능한 것인지, 또는 불량인지를 판정한다.
한편, 박막 두께 측정부(106)은 편광측정을 통해 박막의 두께를 측정한다. 먼저, 이송부(102)에 의해 이송된 웨이퍼를 박막 두께 측정부(106)에 로딩하고 프로그램을 선택한다. 프로그램에 따라 두께를 측정하고자 하는 박막의 위치를 선택할 수 있다. 바람직하게는 7~79지점까지 선택하여 지정할 수 있다. 박막 두께 측정부는 LED 광원을 포함하는 옵티컬 센서 모듈을 사용하여 입사파장과 굴절파장사이의 굴절율을 검출하고, 이를 분광시킴으로써 웨이퍼 기판과 기판위 박막의 굴절율 차이로 인한 박막의 두께를 계산할 수 있게 된다. 또한 기준값을 설정하는 경우에는 실리콘 웨이퍼를 이용하여 기준값을 미리 설정할 수 있다. 박막의 두께가 모두 산출되면, 웨이퍼를 언로딩하여 다른 검사를 위해 이송부에 의해 이송될 수 있도록 한다. 산출된 결과는 제어부의 제어에 따라 지정위치별 박막의 두께(Å), 파장별 간섭상수를 구해 그래프로 표시하여 디스플에이부를 통해 출력함으로써 사용자에게 제공된다.
상술한 구성에 따르면 육안으로 관찰 가능한 결함을 검사하는 매크로 검사와, 현미경으로 관찰가능한 마이크로 검사를 보다 신속하게 수행하면서도 우수한 결함탐지도를 얻을 수 있는 효과가 있게 되는 것이다.
또한 상술한 구성에 따르면, 웨이퍼 패턴 상의 결함이나, 이물 측정과 같은 검사와 웨이퍼의 박막의 두께 측정을 위한 과정을 하나의 제어부와 디스플레이장치, 이송부에 의해 일괄적으로 처리함으로써 공정의 처리시간을 단축하고 업무의 효율성을 향상시키는 효과가 발생하게 되는 것이다.
이상에서 본 발명은 바람직한 실시 예들을 참조하여 설명되었지만 여기에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 당업자라면 자명하게 도출 가능한 많은 변형 예들을 포괄하도록 의도된 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어져야 한다.

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 적어도 하나 이상의 웨이퍼를 적재하기 위한 적재부(101);와,
    상기 적재부로부터 웨이퍼를 분리하여 이송하기 위한 이송부(102);와
    이송되는 웨이퍼의 이미지를 촬영하여 저장하고, 상기 저장한 웨이퍼의 이미지를 일정영역으로 분할하여 검사하되, 지정된 영역의 픽셀들의 평균값을 제1 기준값과 비교하여 특정 영역을 추출하고, 그 추출된 특정 영역 내의 각 픽셀 값을 제2 기준값과 비교함으로써 결함 발생 여부를 판단하는 제1, 제2 결함검출부(103, 104)와;
    상기 이송되는 웨이퍼의 박막의 두께를 측정하기 위한 박막 두께 측정부(106);와,
    결함검출 또는 두께 측정의 결과를 표시하며, 사용자와의 인터페이스를 제공하는 디스플레이부(105);와
    상기 장치 전반을 제어하되, 사용자의 제어 또는 설정에 따라 이송부를 제어하여 임의의 위치로 웨이퍼를 이송하여 검사하도록 하는 제어부(107);를
    포함하는 것을 특징으로 하는 자동 웨이퍼 검사 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1, 제2 결함검출부(103, 104)는 저장된 웨이퍼의 이미지의 일정영역에 대하여 마스크를 설정하고, 마스크의 결과값에 따라 결함발생여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 자동 웨이퍼 검사 시스템.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1, 제2 결함검출부(103, 104)는 검출하고자 하는 이물, 또는 결함의 크기에 따라 서로 구분되며,
    결함검출의 결과는 결함의 밝기, 크기, 또는 종류에 따라 재검사, 교정, 불량으로 구별되는 것을 특징으로 하는 자동 웨이퍼 검사 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 박막 두께 측정부(106)는, 웨이퍼 기판과 기판위 박막의 굴절률 차이를 이용하여 박막의 두께를 측정하는 것을 특징으로 하는 자동 웨이퍼 검사 시스템.
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JP6025489B2 (ja) * 2012-10-11 2016-11-16 株式会社ニューフレアテクノロジー 検査装置および検査装置システム
KR20180015314A (ko) * 2016-08-02 2018-02-13 세메스 주식회사 기판 처리 장치 및 이의 모니터링 방법
CN116913797B (zh) * 2023-07-14 2024-02-13 无锡九霄科技有限公司 一种晶圆键合质量检测装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980022647U (ko) * 1996-10-29 1998-07-25 문정환 웨이퍼 검사장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR19980022647U (ko) * 1996-10-29 1998-07-25 문정환 웨이퍼 검사장치

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