KR100722804B1 - 웨이퍼 엣지 검사장치 및 방법 - Google Patents

웨이퍼 엣지 검사장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100722804B1
KR100722804B1 KR1020070000278A KR20070000278A KR100722804B1 KR 100722804 B1 KR100722804 B1 KR 100722804B1 KR 1020070000278 A KR1020070000278 A KR 1020070000278A KR 20070000278 A KR20070000278 A KR 20070000278A KR 100722804 B1 KR100722804 B1 KR 100722804B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wafer
edge
inspection
contrast
image
Prior art date
Application number
KR1020070000278A
Other languages
English (en)
Inventor
최상철
Original Assignee
주식회사 미르코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 미르코 filed Critical 주식회사 미르코
Priority to KR1020070000278A priority Critical patent/KR100722804B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100722804B1 publication Critical patent/KR100722804B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67288—Monitoring of warpage, curvature, damage, defects or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions

Abstract

개시된 내용은 웨이퍼 엣지 검사장치에 관한 것으로, 반도체 공정장비내 웨이퍼 얼라이너상에서 웨이퍼엣지의 외관결함을 자동으로 검사함으로써 인력에 의한 수동검사의 한계를 극복하고, 양질의 제품만을 생산하도록 하여 생산성이 향상되고 비용이 절감되는 웨이퍼 엣지 검사장치에 관한 것이다.
이러한 웨이퍼 엣지 검사장치는, 웨이퍼 엣지 검사장치에 있어서,반도체 공정장비에 부착되어 웨이퍼를 회전시키는 얼라이너;와, 상기 얼라이너에서 회전하는 웨이퍼의 엣지에 조명을 제공하는 조명부;와, 웨이퍼의 엣지를 향해 설치되어 엣지의 영상이미지를 획득하는 카메라부; 및, 상기 카메라부로부터 제공되는 영상이미지에서 웨이퍼의 엣지영역을 설정하고 검사하는 프로세서;를 포함하여 달성된다.
웨이퍼 엣지, 얼라이너, 조명, 카메라,

Description

웨이퍼 엣지 검사장치 및 방법{Apparatus and method for inspecting a wafer}
도 1은 종래 웨이퍼 엣지 검사공정을 나타낸 개략공정도,
도 2는 본 발명 웨이퍼 엣지 검사장치가 적용된 공정장비의 평면구성도,
도 3은 본 발명 웨이퍼 엣지 검사장치의 사시도,
도 4는 본 발명 웨이퍼 엣지 검사장치의 블럭구성도,
도 5는 본 발명 웨이퍼 엣지 검사장치의 엣지부분의 조명 반사상태를 나타낸 단면도,
도 6은 본 발명 웨이퍼 엣지 검사장치의 카메라부의 영상획득범위를 나타낸 작용도,
도 7a, 7b는 본 발명 웨이퍼 엣지 검사장치의 엣지영역의 명암검사상태를 나타낸 영상데이터,
도 8a, 8b는 본 발명 웨이퍼 엣지 검사장치의 엣지영역의 폭에 대한 검사상태를 나타낸 영상데이터,
도 9는 본 발명 웨이퍼 엣지 검사방법의 순서도이다.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
110:조명부, 120:카메라부, 130:프로세서,
132:설정부, 134:명암검사부, 136:폭검사부,
140:컨트롤러
본 발명은 반도체공정 장비내 웨이퍼 얼라이너상에서 웨이퍼엣지의 외관결함을 자동으로 검사함으로써 인력에 의한 수동검사의 한계를 극복하고, 양질의 제품만을 생산하도록 하여 생산성이 향상되고 비용이 절감되는 웨이퍼 엣지 검사장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자의 제조 공정은 반도체 웨이퍼 상에 서로 성질을 달리하는 반도체층, 절연층, 도전층을 적층순서 및 패턴 형상을 조합하여 형성함으로써 웨이퍼 상에 일정한 기능을 수행하는 전자 회로를 제조하는 과정이라고 할 수 있다. 특히, 반도체 메모리 소자 및 반도체 논리 소자 등은 일정한 목적 하에 설계된 포토 마스크를 사용하여 동일한 기능 및 형태를 갖는 복수개의 칩들을 반도체 웨이퍼 상에 반복적으로 구현한 것이며, 특히, 반도체 메모리 소자의 경우 각 칩 내에서도 동일한 형태를 갖는 복수개의 단위 셀들이 매트릭스 형태로 반복적으로 형성된다.
이러한 반도체 제조 공정에서는 각 제조 공정마다 결함 검사가 실시된다. 결함 검사는 예를 들어, 반도체 웨이퍼의 표면상의 손상이나 먼지의 부착, 크랙, 오염, 얼룩 및 파손 등이 있다.
최근에는 웨이퍼 에지에서의 불량 여부의 판별이 요구되고 있다. 특히 크랙(crack) 등에 의해 웨이퍼 에지(wafer edge)가 미세하게 깨어지는 현상이 발생되고, 이로 인해 공정 챔버 내에서 웨이퍼의 열충격이나 플라즈마 공정에서 칩핑 부분에서 아크(arc)가 발생되어 공정 진행 중인 웨이퍼의 파손이나 웨이퍼의 열증착(thermal evaporation)으로 공정 챔버의 오염을 일으키는 원인이 된다.
즉, 반도체 제조 공정에서 웨이퍼는 육안으로 식별할 수 없을 만큼 웨이퍼 에지(wafer edge)가 미세하게 깨어지는 칩핑(chipping)이 발생되므로 웨이퍼로부터 최종 반도체 제품이 완성될 때까지 이러한 불량 웨이퍼를 조기에 선별하여 제거하지 않으면 많은 제조 비용이 발생되는 문제점이 있다.
따라서 가능한 한 빠른 공정에서 웨이퍼 에지의 불량 유무를 검출하여 웨이퍼의 양부를 결정하는 것이 중요하다.
예를 들어, 반도체 공정 설비 중 웨이퍼 이송 장치 등에서 비정상적으로 웨이퍼와 접촉되어 웨이퍼 에지가 파손되는 경우가 빈번하며, 이러한 불량의 발생 시 일반적인 웨이퍼의 패턴 검사를 통한 검출은 어려우며, 다량의 웨이퍼 손상 및 후속 공정에서 웨이퍼 손상(wafer broken)의 원인 중 하나로 작용하여 제조 비용 및 소요 시간 증가 등의 피해가 크다.
상술한 바와 같이, 종래 기술의 문제점은 웨이퍼의 불량 검사는 예를 들어, 포토리소그라피 기술로 동일 패턴이 반복되는 특성을 이용하여 불량의 발생을 검출하는 기술을 이용한다. 이러한 방법으로 일반적인 웨이퍼의 불량을 검출하는 것은 용이하나, 패턴의 반복성이 없는 영역 즉, 웨이퍼 에지 영역은 검사를 위한 광신호 의 반사, 산란 각도가 불규칙하여 검사가 불가하다. 이에 현미경 등을 이용하여 웨이퍼 에지를 오퍼레이터가 육안으로 검사하여 불량을 검출한다. 또한 웨이퍼의 크기가 대형화됨에 따라 웨이퍼를 로딩하기 위하여 FOUP(Front Openning Unified Pod)이라는 박스에 웨이퍼를 보관하게 되어 육안 검사가 더 어렵다.
따라서, 종래에는 도 1에서와 같이 공정장비(10)와 공정장비(10) 사이에 검사를 위한 별도의 검사장비(20)를 마련하고, 스핀방식의 유닛에 웨이퍼를 촬영하는 화상 카메라를 장착하여 웨이퍼 엣지를 검사하는 방법이 이용되고 있는데, 이러한 종래의 검사장치는 장비의 설치를 위한 별도의 공간이 필요로 하게 되며, 공정과 공정사이에서 웨이퍼의 이송을 위한 시간이 필요로 하게 될 뿐만 아니라, 웨이퍼의 중심을 정렬시킨 상태에서 검사를 진행하여야 하므로 많은 시간이 필요로 하게 된다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 반도체공정장비내의 얼라이너상에서 웨이퍼엣지의 외관결함을 자동으로 검사함으로써 인력에 의한 수동검사의 한계를 극복하고, 양질의 제품만을 생산하도록 하여 생산성이 향상되고 비용이 절감될 뿐만 아니라, 검사를 위한 별도의 장소가 필요로 하지 않게 되고, 공정간의 웨이퍼 이송시간이 단축되는 웨이퍼 엣지 검사장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명 웨이퍼 엣지 검사방법은 엣지영역을 통과하는 원형의 가상의 선을 설정하고, 상기 가상의 선을 기준으로 명암의 차이를 비교하여 양불판정을 함으로 써 엣지검사의 신뢰도가 우수한 웨이퍼 엣지 검사방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 웨이퍼의 편심회전에 따른 엣지의 이동편차를 감안하여 카메라부의 영상획득범위를 설정하여 영상데이터를 취득하도록 함으로써 웨이퍼가 편심회전하는 경우에도 엣지 결함검사를 수행할 수 있는 웨이퍼 엣지 검사방법을 제공하는 데에도 그 목적이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 웨이퍼 엣지 검사장치에 있어서, 반도체 공정장비에서 회전하는 웨이퍼의 엣지에 조명을 제공하는 조명부;와, 웨이퍼의 엣지를 향해 설치되어 엣지의 영상이미지를 획득하는 카메라부; 및, 상기 카메라부로부터 제공되는 영상이미지에서 웨이퍼의 엣지영역을 설정하고 검사하는 프로세서;를 포함하는 웨이퍼 엣지 검사장치를 제공함으로써 달성된다.
상기 프로세서는 웨이퍼의 엣지영역을 인식하고 인식된 엣지영역의 중앙을 통과하는 원형의 가상의 선을 설정하는 설정부와, 상기 설정부에서 설정된 가상의 선을 기준으로 명암분석을 하여 명암의 차이가 발생되지 않는 경우 양호판정을 하고 명암의 차이가 발생되는 경우에는 불량판정을 하는 명암검사부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 프로세서는 상기 설정부에서 설정된 엣지영역의 폭을 측정하여 측정값이 일정한 경우 양호판정을 하고, 측정값이 일정하지 않은 경우 불량판정을 하는 폭검사부를 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 프로세서의 불량판정시 불량웨이퍼를 반출하고, 양호판정시 다음공정으로 웨이퍼를 공급하도록 하는 콘트롤러를 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 조명부는 반도체공정장비의 얼라이너에 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명 웨이퍼 엣지 검사방법은 웨이퍼 엣지 검사방법에 있어서, 반도체 공정장비에서 회전하는 웨이퍼의 외연부 일측에 조명을 제공하는 조명단계;와, 회전하는 웨이퍼의 엣지영역의 영상을 획득하는 영상획득단계; 및, 상기 영상획득단계에서 제공되는 영상데이터를 분석하여 엣지영역의 엣지결함을 검출해내는 영상처리단계;를 포함하는 웨이퍼 엣지 검사방법을 제공함으로써 달성된다.
상기 영상처리단계는 상기 영상획득단계에서 제공되는 영상데이터에서 웨이퍼의 엣지영역을 인식하는 엣지영역설정단계와, 인식된 엣지영역내의 명암차이를 분석하여 웨이퍼 엣지의 결함여부를 검사하는 명암검사단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 엣지영역설정단계는 인식된 엣지영역의 중앙을 통과하는 원형의 가상의 선을 설정하고, 상기 명암검사단계는 엣지에 반사된 빛이 균등하게 입사되어 가상의 선 상에 명암의 차이가 없는 경우에는 양호판정을 결정하고, 엣지의 결함부위에 의해 빛이 난반사 되어 가상의 선 상에 명암의 차이가 발생되는 경우에는 불량판정을 결정하는 것이 바람직하다.
상기 영상처리단계는 회전하는 웨이퍼의 엣지영역으로부터 각각 측정된 엣지영역의 폭에 대한 측정값이 일정한 경우 양호판정을 결정하고, 측정값이 일정하지 않은 경우 불량판정을 결정하는 폭검사단계를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 영상획득단계는 웨이퍼가 편심회전하는 경우에도 엣지영역의 영상을 획득할 수 있도록 엣지의 편심회전에 의한 엣지의 이동범위를 포함하여 영상을 획득하는 것이 바람직하다.
상기 영상처리단계의 검사결과에 따라 웨이퍼를 반출하거나 챔버내로 공급하도록 하는 웨이퍼처리단계를 더 구비하는 것이 바람직하다.
상기 조명단계는 반도체 공정장비의 얼라이너에서 회전하는 웨이퍼의 외연부 일측에 조명을 제공하는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명 웨이퍼 엣지 검사장치의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
첨부도면중 도 2는 본 발명 웨이퍼 엣지 검사장치가 적용된 공정장비의 개략도이고, 도 3은 본 발명 웨이퍼 엣지 검사장치의 발췌사시도이다.
상기 도면들에서 도시하는 바와 같은 본 발명 웨이퍼 엣지 검사장치는 반도체 공정장비의 얼라이너(11)에서 회전하는 웨이퍼(W)의 엣지를 향해 조명을 제공하는 조명부(110)와, 웨이퍼(W)의 엣지(W1)부분의 영상을 취득하는 카메라부(120)와, 상기 카메라부(120)를 통해 얻어진 영상데이터를 분석하는 프로세서(130)와, 상기 프로세서(130)의 분석결과에 따라 웨이퍼(W)를 처리하는 컨트롤러(140)로 구성된다.
상기 조명부(110)는 상기 얼라이너(11)를 통해 회전하는 웨이퍼(W)의 엣지(W1)를 향해 경사지게 조명하는 것으로, 사용환경 또는 사용용도에 따른 다양한 조명원이 이용될 수 있다.
상기 카메라부(120)는 전방향 시야(Field of View, FOV)를 갖는 것으로, 웨이퍼(W)의 엣지(W1) 상측에 배치되어 회전하는 웨이퍼(W)의 엣지부분으로부터 화상데이터를 취득하게 된다.
여기서, 상기 카메라부(120)는 웨이퍼(W)의 편심회전에 따라 웨이퍼(W)의 엣지(W1)부분이 카메라부(120)의 영상취득범위(A) 내에서 벗어나는 것을 방지하기 위해 웨이퍼(W)의 편심오차범위에 따른 엣지(W1)의 이동범위를 영상취득범위(A)에 포함하도록(도 8참조) 웨이퍼 엣지(W1)로부터 소정거리 이격되게 설치된다.
이러한 웨이퍼(W)의 편심에 따른 엣지(W1)의 이동범위는 최대 ±3mm정도이고, 웨이퍼(W)의 두께가 0.7mm정도 이기 때문에 편심에 의해 엣지(W1)와 조명부(110)와의 거리가 변경되더라도 엣지(W1)에 반사된 빛이 카메라부(120)를 향하게 된다.
상기 프로세서(130)는 상기 카메라부(120)를 통해 얻어진 웨이퍼(W)의 엣지(W1)에 대한 영상데이터를 분석하는 것으로, 웨이퍼 엣지(W1)영역을 인식하고 인식된 엣지(W1)영역의 중앙을 통과하는 원형의 가상의 선(L)을 설정하는 설정부와(132), 상기 설정부(132)에서 설정된 가상의 선(L)을 기준으로 명암분석을 하여 명암의 차이가 발생되지 않는 경우 양호판정을 하고 명암의 차이가 발생되는 경우에는 불량판정을 하는 명암검사부(134)와, 상기 설정부(132)에서 설정된 엣지(W1)영역의 폭(L)을 측정하여 측정값이 일정한 경우 양호판정을 하고, 측정값이 일정하지 않은 경우 불량판정을 하는 폭검사부(136)를 포함한다.
상기 컨트롤러(140)는 설정된 프로그램에 의해 입력신호에 따라 서로다른 신호를 발생시키는 것으로 PLC(Programmable Logic Controller) 또는 컴퓨터가 적용되며, 상기 프로세서(130)의 명암검사부(134)와 폭검사부(136)로부터 제공되는 양호/불량판단 신호에 따라 불량 웨이퍼(W)를 반출하거나, 양호한 웨이퍼(W)를 다음공정과 연결되는 챔버내로 공급하도록 한다.
이하, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명 웨이퍼 엣지 검사장치의 작용을 설명한다.
첨부도면중 도 4는 본 발명 웨이퍼 엣지 검사장치의 블럭구성도이고, 도 5는 본 발명의 엣지부분의 조명 반사상태를 나타낸 단면도, 도 6은 본 발명의 카메라부의 영상획득범위를 나타낸 작용도, 도 7a, 7b는 본 발명 웨이퍼 엣지 검사장치의 엣지영역의 명암검사상태를 나타낸 영상데이터이며, 도 8a, 8b는 본 발명 웨이퍼 엣지 검사장치의 엣지영역의 폭에 대한 검사상태를 나타낸 영상데이터이다.
반도체 공정장비의 웨이퍼 카세트와 공정챔버의 사이에는 웨이퍼를 이송시키기 위한 로봇암과 함께 이송웨이퍼를 정렬시키기 위한 얼라이너(11)가 배치된다. 이러한 얼라이너(11)에 의해 회전하는 웨이퍼(W)의 엣지(W1)부분을 향해 조명부(110)에서 빛을 경사지게 제공하면, 웨이퍼(W)의 외연부, 즉 엣지(W1)부분에서 반사되어 엣지(W1)의 상측에 배치된 카메라부(120)로 공급된다.(도 5참조)
본 발명은 상기와 같이 얼라이너(11)에서 웨이퍼가(W)정렬을 위해 회전하는 과정에서 엣지(W1)의 결함여부를 검사하도록 함으로써 공정진행중 별도로 엣지(W1)를 검사하기 위한 장소 및 공정이 생략되므로 검사에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라, 검사를 위한 별도의 회전수단을 마련하지 않아도 되는 잇점이 있다.
한편, 정렬을 위해 얼라이너(11)에 안착되어 회전하는 웨이퍼(W)는 정렬되지 않은 상태에서 안착되는 것이므로 도 6과 같이 편심회전을 하게 되면서 웨이퍼(W)의 엣지(W1)가 카메라부(120)의 영상취득범위(A)내에서 X축 방향으로 전후로 이동하게 된다.
따라서, 상기 카메라부(120)는 웨이퍼(W)의 엣지(W1)가 카메라부(120)의 영상취득범위(A) 내에서 벗어나는 것을 방지하기 위해 카메라부(120)의 영상취득범위(A)는 웨이퍼(W)의 편심오차범위에 따른 엣지(W1)의 이동범위를 포함하도록 웨이퍼의 엣지(W1)로부터 소정간격 이격되게 설치된다.
상기와 같이 카메라부(120)에서 회전하는 웨이퍼(W)의 엣지(W1)부분의 영상데이터는 엣지(W1)를 향해 경사지게 공급되는 조명부(110)의 조명에 의해 웨이퍼(W)의 엣지(W1)부분은 밝게 표시되고, 다른 부분은 어두운색으로 표시되므로, 프로세서(130)의 설정부(132)에서 상기의 영상데이터를 분석하여 웨이퍼(W)의 엣지(W1)영역을 인식할 수 있게 된다. 특히, 설정부(132)에서는 웨이퍼(W)의 엣지(W1)에 해당하는 부분의 중앙을 통과하여 엣지(W1)를 따라 원형을 이루는 가상의 선(L)을 설정하도록 한다.
그리고 상기 설정부(132)에서 가상의 라인(L)을 설정한 뒤에는 명암검사부(134)에서 상기 가상의 라인(L)을 기준으로 명암의 변동사항을 체크하여 엣지(W1)부분의 양호/불량 판정을 하게 된다.
즉, 도 7과 같이 웨이퍼(W)의 엣지(W1)에 결함이 없는 경우 가상의 선(L)상에 명암의 차이가 없게 되므로 양호판정을 결정하게 되고, 도 8과 같이 웨이퍼(W)의 엣지(W1)에 결함이 있는 경우에는 가상의 선(L)을 기준으로 결함발생부위의 경계(P1,P2)에서 명암의 차이가 발생하게 되므로 결함이 있는 것으로 판단하여 불량판정을 결정하게 된다.
상기와 같이 명암검사부(134)에서 엣지(W1)영역의 결함여부를 검사한 뒤에는 카메라부(120)를 통해 회전하는 웨이퍼(W)로부터 얻어지는 영상데이터로부터 프로세서(130)의 폭검사부(136)에서 엣지영역(W1)의 폭(L)에 대한 길이를 측정하여 도 8a와 같이 엣지(W1)영역의 폭(L)의 측정값이 일정하게 유지되는 경우 양호한 것으로 판단하고, 도 8b와 같이 결함부에 의해 엣지영역(W1)의 폭(L')의 정상적인 폭(L)의 측정값보다 크거나 작게 측정되는 경우 불량한 것으로 판단하도록 한다.
상기와 같이 폭검사부(136)를 통해 웨이퍼(W)의 포토레지스트 패턴이 형성될 중심부 주위를 따라 예정된 폭으로 균일하게 형성되어 있어야 하는 웨이퍼(W) 엣지영역(W1)의 폭(L)에 대한 검사를 수행함으로써 전공정에서의 장비설정 불량 또는 웨이퍼의 정렬상태 불량등에 의해 엣지영역이 잘못설정된 것을 교정하도록 할 수 있고, 상술한 바와 같은 엣지(W1)의 결함여부와 함께 엣지(W1)의 폭(L)에 대한 검사를 수행하도록 함으로써 웨이퍼의 불량률을 감소시킬 수 있게 된다.
한편, 웨이퍼(W)의 엣지(W1)에는 웨이퍼(W)의 방향을 일정하게 하기 위해 정렬마크(W2)가 형성되어 있는데, 이러한 정렬마크(W2)는 정형화 된 형상을 가지게 되므로 프로세서(130)의 설정부(132)와 명암검사부(134) 및 폭검사부(136)에는 상 기 정렬마크(W2)에 대한 정보를 미리 저장하여 둠으로써 정렬마크(W2)에 의해 가상의 선(C)상에 명암차이가 발생되는 경우 또는, 정렬마크(W2)에 의해 엣지(W1)영역의 폭(L)에 대한 측정값에 차이가 발생되는 경우에는 불량판정 대상에서 제외하도록 한다.
상기와 같이 검사가 완료된 뒤에는 프로세서(130)의 명암검사부(134) 및 폭검사부(136)로부터 검사결과를 제공받은 컨트롤러(140)에서 공정 장비의 메인 컴퓨터(main computer)로 양불 신호를 내보냄으로써 검사결과에 따라 양호한 웨이퍼(W)는 다음공정으로 이송되게 하고, 불량 웨이퍼(W)는 반출하거나, 공정라인을 정지시켜 원인을 찾을 수 있도록 한다.
한편, 상기의 실시예에서는 조명부(110)와 카메라부(120)가 웨이퍼(W)의 엣지(W1)의 상면만을 검사하는 것으로 설명하였으나, 상기 조명부(110)와 카메라부(120)가 웨이퍼(W) 엣지(W1)의 상면과 하면을 향해 각각 설치되어 엣지(W1)의 상면과 하면에 대한 영상데이터를 프로세서(130)로 각각 제공하도록 하는 것도 가능할 것이다.
이하에서는 본 발명 웨이퍼 엣지 검사방법에 대해 설명한다.
첨부도면중 도 9는 본 발명 웨이퍼 엣지 검사방법의 순서도이다.
먼저, 웨이퍼(W)의 정렬을 위해 반도체공정장비내에 얼라이너(11)에 의해 회전하는 웨이퍼(W)의 엣지(W1)부분을 향해 조명부(110)에서 빛을 경사지게 제공(S110)하면, 웨이퍼(W)의 외연부, 즉 엣지(W1)부분에서 반사되어 엣지(W1)의 상측에 배치된 카메라부(120)로 공급된다.
이처럼 얼라이너(11)에서 웨이퍼가(W)정렬을 위해 회전하는 과정에서 엣지(W1)의 결함여부를 검사하도록 함으로써 검사에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있게 된다.
상기와 같이 카메라부(120)에서 회전하는 웨이퍼(W)의 엣지(W1)부분의 영상데이터를 취득하게 되는데(S120), 이러한 영상취득단계(S120)를 통해 얻어진 영상데이터는 엣지(W1)에서 반사된 빛에 의해 웨이퍼(W)의 엣지(W1)부분은 밝게 표시되고, 다른 부분은 어두운색으로 표시된다.
한편, 정렬을 위해 얼라이너(11)에 안착되어 회전하는 웨이퍼(W)는 정렬되지 않은 상태에서 안착되는 것이므로 편심회전을 하게 되면서 웨이퍼(W)의 엣지(W1)가 카메라부(120)의 영상취득범위(A)내에서 X축 방향으로 전후로 이동하게 되므로, 카메라부(120)의 영상취득범위(A)는 웨이퍼(W)의 편심오차범위에 따른 엣지(W1)의 이동범위를 포함하도록 설정한다.
상기와 같이 영상획득단계(S120)에서 흑백명암이 구분되도록 얻어진 영상데이터는 영상처리단계(S130)의 엣지영역설정단계(S132)와 명암검사단계(S134)와 폭검사단계(S136)를 통해 웨이퍼의 양/불여부를 판단할 수 있도록 분석된다.
먼저, 프로세서(130)의 설정부(132)에서 상기의 영상데이터를 분석하여 웨이퍼(W)의 엣지(W1)영역이 인식되며, 특히, 웨이퍼(W)의 엣지(W1)에 해당하는 부분의 중앙을 통과하여 엣지(W1)를 따라 원형을 이루는 가상의 선(L)이 설정된다(S132)
그리고 상기 엣지영역설정단계(S132)에서 가상의 라인(L)이 설정된 뒤에는 명암검사단계(S134)를 통해 상기 가상의 라인(L)을 기준으로 명암의 변동사항을 분 석하여 엣지(W1)부분의 양호/불량 판정을 하게 된다.
즉, 웨이퍼(W)의 엣지(W1)에 결함이 없는 경우 가상의 선(L)상에 명암의 차이가 없게 되므로 양호판정을 결정하게 되고, 웨이퍼(W)의 엣지(W1)에 결함이 있는 경우에는 가상의 선(L)을 기준으로 결함발생부위의 경계(P1,P2)에서 명암의 차이가 발생하게 되므로 결함이 있는 것으로 판단하여 불량판정을 결정하게 된다.
또한, 폭검사단계(S136)에서는 영상취득단계(S120)를 통해 회전하는 웨이퍼(W)로부터 얻어지는 영상데이터로부터 엣지영역(W1)의 폭(L)에 대한 길이를 측정하여 엣지(W1)영역의 폭(L)의 측정값이 일정하게 유지되는 경우 양호한 것으로 판단한다. 반면에, 엣지(W1)영역의 결함부에 의해 엣지영역(W1)의 폭(L')가 정상적인 폭(L)의 측정값보다 크거나 작게 측정되는 경우나, 엣지영역(W1)의 중심이 웨이퍼(W)의 중심으로부터 어긋나게 형성되어 엣지영역(W1)의 폭(L)의 측정값들이 서로 다르게 측정되는 경우에는 불량한 것으로 판단하도록 한다.
상기와 같이 웨이퍼(W)의 포토레지스트 패턴이 형성될 중심부 주위를 따라 예정된 폭으로 균일하게 형성되어 있어야 하는 웨이퍼(W) 엣지영역(W1)의 폭(L)에 대한 검사를 수행함으로써 전공정에서의 장비설정 불량 또는 웨이퍼의 정렬상태 불량등에 의해 엣지(W1)영역이 잘못설정된 것을 교정하도록 할 수 있게 된다.
한편, 웨이퍼(W)의 엣지(W1)에는 웨이퍼(W)의 방향을 일정하게 하기 위해 정렬마크(W2)가 형성되어 있는데, 이러한 정렬마크(W2)는 정형화 된 형상을 가지게 되므로 프로세서(130)의 설정부(132)와 명암검사부(134) 및 폭검사부(136)에는 상기 정렬마크(W2)에 대한 정보를 미리 저장하여 둠으로써 정렬마크(W2)에 의해 가상 의 선(L)상에 명암차이가 발생되는 경우나, 엣지영역의 폭(L)에 차이가 발생되는 경우에는 불량판정 대상에서 제외하도록 한다.
그리고, 웨이퍼처리단계(S140)에서는 상기 영상처리단계(S130)의 결과에 따라 컨트롤러(140)를 통해 상기 명암검사단계(S134)의 검사결과에서 명암의 차이가 발생되지 않고, 폭검사단계(136)에서 엣지(W1)의 폭(L)이 일정하여 양호로 판정된 경우에는 다음공정으로 연결되는 챔버내로 웨이퍼(W)를 공급(S152)하도록 하고, 명암의 차이가 발생되거나 폭(L)이 일정하지 않아 불량으로 판정된 경우에는 웨이퍼(W)를 반출(S154)하도록 한다.
상기한 바와 같은 본 발명 웨이퍼 엣지 검사장치는 반도체공정장비내의 얼라이너상에서 웨이퍼엣지의 외관결함을 자동으로 검사함으로써 인력에 의한 수동검사의 한계를 극복하고, 양질의 제품만을 생산하도록 하여 생산성이 향상되고 비용이 절감될 뿐만 아니라, 검사를 위한 별도의 장소가 필요로 하지 않게 되고, 공정간의 웨이퍼 이송시간이 단축되는 효과를 제공한다.
본 발명 웨이퍼 엣지 검사방법은 엣지영역을 통과하는 원형의 가상의 선을 설정하고, 상기 가상의 선을 기준으로 명암의 차이를 비교하여 양불판정을 함으로써 엣지검사의 신뢰도가 우수한 효과가 있다.
또한, 웨이퍼의 편심회전에 따른 엣지의 이동편차를 감안하여 카메라부의 영상획득범위를 설정하여 영상데이터를 취득하도록 함으로써 웨이퍼가 편심회전하는 경우에도 엣지 결함검사를 수행할 수 있으므로 웨이퍼의 중심을 정렬하지 않아도 되는 효과가 있다.

Claims (12)

  1. 삭제
  2. 웨이퍼 엣지 검사장치에 있어서,
    반도체 공정장비의 얼라이너에서 회전하는 웨이퍼의 엣지에 조명을 제공하는 조명부;
    상기 조명부에 의해 조명되는 웨이퍼의 엣지를 향해 설치되어 엣지의 영상이미지를 획득하는 카메라부; 및,
    상기 카메라부로부터 제공되는 영상이미지에서 웨이퍼의 엣지영역을 인식하고 인식된 엣지영역의 중앙을 통과하는 원형의 가상의 선을 설정하는 설정부와, 상기 설정부에서 설정된 가상의 선을 기준으로 명암분석을 하여 명암의 차이가 발생되지 않는 경우 양호판정을 하고 명암의 차이가 발생되는 경우에는 불량판정을 하는 명암검사부가 형성된 프로세서;를 포함하는 웨이퍼 엣지 검사장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 설정부에서 설정된 엣지영역의 폭을 측정하여 측정값이 일정한 경우 양호판정을 하고, 측정값이 일정하지 않은 경우 불량판정을 하는 폭검사부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 엣지 검사장치.
  4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 프로세서의 불량판정시 불량웨이퍼를 반출하고, 양호판정시 다음공정으로 웨이퍼를 공급하도록 하는 콘트롤러를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 엣지 검사장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 웨이퍼 엣지 검사방법에 있어서,
    반도체 공정장비의 얼라이너에서 회전하는 웨이퍼의 외연부 일측에 조명을 제공하는 조명단계;
    상기 조명부에 의해 조명되는 웨이퍼의 엣지영역의 영상을 획득하는 영상획득단계; 및,
    상기 영상획득단계에서 제공되는 영상데이터에서 웨이퍼의 엣지영역을 인식하는 엣지영역설정단계와, 인식된 엣지영역내의 명암차이를 분석하여 웨이퍼 엣지의 결함여부를 검사하는 명암검사단계를 포함하여 엣지영역의 엣지결함을 검출해내는 영상처리단계;를 포함하는 웨이퍼 엣지 검사방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 엣지영역설정단계는 인식된 엣지영역의 중앙을 통과하는 원형의 가상의 선을 설정하고, 상기 명암검사단계는 엣지에 반사된 빛이 균등하게 입사되어 가상의 선 상에 명암의 차이가 없는 경우에는 양호판정을 결정하고, 엣지의 결함부위에 의해 빛이 난반사 되어 가상의 선 상에 명암의 차이가 발생되는 경우에는 불량판정을 결정하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 엣지 검사방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 영상처리단계는 회전하는 웨이퍼의 엣지영역으로부터 각각 측정된 엣지영역의 폭에 대한 측정값이 일정한 경우 양호판정을 결정하고, 측정값이 일정하지 않은 경우 불량판정을 결정하는 폭검사단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 엣지 검사방법.
  10. 제 7항 내지 제 9항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 영상획득단계는 웨이퍼가 편심회전하는 경우에도 엣지영역의 영상을 획득할 수 있도록 엣지의 편심회전에 의한 엣지의 이동범위를 포함하여 영상을 획득하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 엣지 검사방법.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 영상처리단계의 검사결과에 따라 웨이퍼를 반출하거나 챔버내로 공급하도록 하는 웨이퍼처리단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 엣지 검사방법.
  12. 삭제
KR1020070000278A 2007-01-02 2007-01-02 웨이퍼 엣지 검사장치 및 방법 KR100722804B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070000278A KR100722804B1 (ko) 2007-01-02 2007-01-02 웨이퍼 엣지 검사장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070000278A KR100722804B1 (ko) 2007-01-02 2007-01-02 웨이퍼 엣지 검사장치 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100722804B1 true KR100722804B1 (ko) 2007-05-31

Family

ID=38278508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070000278A KR100722804B1 (ko) 2007-01-02 2007-01-02 웨이퍼 엣지 검사장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100722804B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI397148B (zh) * 2007-01-11 2013-05-21 Sokudo Co Ltd 軌跡微影工具中之晶圓置中情形的偵測方法與系統

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1112084A (ja) 1997-06-16 1999-01-19 Eiko Eng:Kk 基板温度測定装置
JP2000207562A (ja) * 1999-01-20 2000-07-28 Sharp Corp ウェハのマクロ検査装置およびその方法
KR20040069908A (ko) * 2003-01-30 2004-08-06 아남반도체 주식회사 웨이퍼 에지 불량 검사방법
KR20040077287A (ko) * 2003-02-28 2004-09-04 삼성전자주식회사 웨이퍼의 에지 노광 영역 검사 방법 및 장치
KR20050086155A (ko) * 2004-02-25 2005-08-30 삼성전자주식회사 웨이퍼의 에지 노광 영역 검사 방법 및 장치
KR20050120861A (ko) * 2004-06-21 2005-12-26 삼성전자주식회사 프리 얼라이너를 이용한 웨이퍼 에지 검사 장치 및 그의검사 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1112084A (ja) 1997-06-16 1999-01-19 Eiko Eng:Kk 基板温度測定装置
JP2000207562A (ja) * 1999-01-20 2000-07-28 Sharp Corp ウェハのマクロ検査装置およびその方法
KR20040069908A (ko) * 2003-01-30 2004-08-06 아남반도체 주식회사 웨이퍼 에지 불량 검사방법
KR20040077287A (ko) * 2003-02-28 2004-09-04 삼성전자주식회사 웨이퍼의 에지 노광 영역 검사 방법 및 장치
KR20050086155A (ko) * 2004-02-25 2005-08-30 삼성전자주식회사 웨이퍼의 에지 노광 영역 검사 방법 및 장치
KR20050120861A (ko) * 2004-06-21 2005-12-26 삼성전자주식회사 프리 얼라이너를 이용한 웨이퍼 에지 검사 장치 및 그의검사 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI397148B (zh) * 2007-01-11 2013-05-21 Sokudo Co Ltd 軌跡微影工具中之晶圓置中情形的偵測方法與系統

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI697970B (zh) 位置精度檢查方法、位置精度檢查裝置及位置檢查單元
US8620063B2 (en) Polarization imaging
US7330251B2 (en) Method and apparatus for producing reference image in glass bottle inspecting apparatus
US7477370B2 (en) Method of detecting incomplete edge bead removal from a disk-like object
US20170200658A1 (en) Methods of inspecting substrates and semiconductor fabrication methods incorporating the same
KR100335491B1 (ko) 공정 파라미터 라이브러리를 내장한 웨이퍼 검사장비 및 웨이퍼 검사시의 공정 파라미터 설정방법
JP2005214980A (ja) ウエハのマクロ検査方法および自動ウエハマクロ検査装置
CN110954007B (zh) 晶圆检测系统及检测方法
KR100737758B1 (ko) 조명장치를 구비하는 자동 광학 검사 시스템 및 그의 검사 방법
KR102430478B1 (ko) 웨이퍼 검사 방법
WO2008033779A2 (en) Polarization imaging
US10598607B2 (en) Objective lens
US20080205746A1 (en) Method of inspecting an identification mark, method of inspecting a wafer using the same, and apparatus for performing the method
JP2000009655A (ja) 外観検査装置
KR100722804B1 (ko) 웨이퍼 엣지 검사장치 및 방법
KR100774826B1 (ko) 웨이퍼 결함 검출방법
KR102050960B1 (ko) 반도체 웨이퍼 주변부 파티클 검사방법
KR101600128B1 (ko) 편광 이미징
JPH10242227A (ja) ウエハのマクロ検査方法および自動ウエハマクロ検査装置
US8519458B2 (en) Light-emitting element detection and classification device
JPS60120519A (ja) ホトマスクおよび自動欠陥検査装置
JPH07209203A (ja) 外観検査装置および外観検査方法
KR102134034B1 (ko) 웨이퍼 치핑 검사 및 로봇 반복 정밀도 검사 가능한 얼라이너 및 상기 얼라이너에 의한 웨이퍼 치핑 검사방법
WO2004070370A1 (ja) ウエハ検査装置
JP2008192809A (ja) 半導体基板の検査方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Publication of correction
LAPS Lapse due to unpaid annual fee