KR100976604B1 - 웨이퍼 에지영역 검사장치, 이를 이용하는 웨이퍼 에지영역검사방법 및 웨이퍼 정렬방법 - Google Patents

웨이퍼 에지영역 검사장치, 이를 이용하는 웨이퍼 에지영역검사방법 및 웨이퍼 정렬방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 웨이퍼 에지영역 검사장치, 이를 이용하는 웨이퍼 에지영역 검사방법 및 웨이퍼 정렬방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 웨이퍼 에지영역 검사장치는 상면에 웨이퍼가 안착되며 그 중심축선을 중심으로 회전 가능한 웨이퍼척; 상기 웨이퍼척에 안착된 웨이퍼를 웨이퍼의 중심축선을 중심으로 회전시키기 위하여, 상기 웨이퍼의 영상을 획득하여 상기 웨이퍼의 중심축선과 상기 웨이퍼척의 중심축선을 실질적으로 일치시키기 위한 웨이퍼 정렬부; 상기 웨이퍼의 상측에 배치되며, 상기 웨이퍼의 에지영역의 영상을 획득하기 위한 제1영상획득부; 및 미리 저장된 양품 웨이퍼의 영상과 상기 제1영상획득부에 의해 획득되는 웨이퍼의 영상을 비교하여, 검사되는 웨이퍼의 불량 여부를 판별하기 위한 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

웨이퍼 에지영역 검사장치, 이를 이용하는 웨이퍼 에지영역 검사방법 및 웨이퍼 정렬방법 {Apparatus for inspecting edge area of wafer, method using the same, and method for aligning wafer}
본 발명은 웨이퍼 에지영역 검사장치, 이를 이용하는 웨이퍼 에지영역 검사방법 및 웨이퍼 정렬방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼의 에지영역 둘레에 걸쳐 잔류박막이 정상적으로 식각되었는지를 검사할 수 있는 웨이퍼 에지영역 검사장치, 이를 이용하는 웨이퍼 에지영역 검사방법 및 웨이퍼 정렬방법에 관한 것이다.
반도체 소자의 제조 과정은 웨이퍼 상의 전면에 도전층 및 절연층을 다층으로 증착해 나가면서 각 층을 구성하는 물질층을 패턴화하여 설계된, 반도체 집적회로를 구현해 나가는 과정이라 할 수 있다. 이때, 통상적으로 반도체 집적회로는 반도체칩의 단위로 구성되며, 웨이퍼 전체에 걸쳐 복수개의 반도체칩들이 동일한 단계에서 동일한 과정을 거쳐 완성되어 나간다. 따라서 각 반도체칩의 최상층의 물질층이 형성된 후에는 반도체 웨이퍼는 칩 단위로 다이싱되며 웨이퍼의 에지영역은 불필요한 부분으로 폐기된다.
반도체칩을 생산하기 위한 반도체 제조공정을 거치는 동안, 웨이퍼의 베벨(bevel)영역에는 잔류박막이 형성된다. 웨이퍼의 베벨(bevel)영역이란, 반도체칩을 생산할 수 없는 웨이퍼의 최외곽 에지영역을 말하며, 웨이퍼 베벨영역에 형성된 잔류박막은 반도체칩 상의 회로 패턴에 손상을 주는 파티클의 발생원으로 지적되었고, 반도체칩 영역으로 침투된 파티클은 반도체 집적회로의 불량요인이 된다.
따라서, 이러한 웨이퍼의 에지영역에 누적되는 잔류박막을 반도체 집적회로의 제조과정에서 주기적으로 제거할 필요가 있고, 웨이퍼의 에지영역에 형성된 잔류박막, 파티클 등을 제거하기 위하여 웨이퍼의 에지영역에 국부적으로 플라즈마를 발생시켜 잔류박막 또는 파티클을 제거할 수 있는 베벨에칭장치가 존재한다.
웨이퍼 에지영역의 잔류박막이 제거되는 과정에서 웨이퍼 에지영역에 형성된 잔류박막의 제거된 폭이 너무 작으면 웨이퍼의 에지영역에 잔존하는 잔류박막이 반도체칩의 오염원으로 작용하는 문제점이 있다. 또한, 그 제거된 폭이 너무 커지면 반도체칩 영역에 형성된 반도체칩 패턴을 식각하는 경우가 발생하고, 반도체칩 영역에 기형성된 물질층들이 파손되어, 종국에는 제품불량을 야기시키고 제품수율을 저하시키는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 웨이퍼의 영상을 획득하여 그 웨이퍼를 정렬하고, 에지영역의 잔류박막이 제거된 웨이퍼의 영상을 획득한 후 웨이퍼의 에지영역의 잔류박막이 원하는 폭만큼 제거되었는지를 검사하여 이후의 베벨에칭공정을 제어하는데 적합한 웨이퍼 에지영역 검사장치, 이를 이용하는 웨이퍼 에지영역 검사방법 및 웨이퍼 정렬방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 웨이퍼 에지영역 검사장치는, 상면에 웨이퍼가 안착되며 그 중심축선을 중심으로 회전 가능한 웨이퍼척; 상기 웨이퍼척에 안착된 웨이퍼를 웨이퍼의 중심축선을 중심으로 회전시키기 위하여, 상기 웨이퍼의 중심축선과 상기 웨이퍼척의 중심축선을 실질적으로 일치시키는 웨이퍼 정렬부; 상기 웨이퍼의 상측에 배치되며, 상기 웨이퍼의 에지영역의 영상을 획득하기 위한 제1영상획득부; 및 미리 저장된 양품 웨이퍼의 영상과 상기 제1영상획득부에 의해 획득되는 웨이퍼의 영상을 비교하여, 검사되는 웨이퍼의 불량 여부를 판별하기 위한 제어부;를 포함하며, 상기 웨이퍼 정렬부는, 조사되는 광의 일부는 상기 웨이퍼의 에지영역에 의해 차단되고 다른 일부는 상기 웨이퍼의 상측으로 향하도록 광을 조사하는 조명부와, 상기 웨이퍼의 에지영역에 의해 차단되지 않은 광을 수광하여 상기 웨이퍼의 상면의 영상을 획득하기 위한 제2영상획득부를 포함하며, 상기 제2영상획득부에 의해 획득된 영상을 이용하여 상기 웨이퍼의 중심축선 및 상기 웨이퍼축의 중심축선의 위치를 계산하여, 상기 웨이퍼의 중심축선과 상기 웨이퍼척의 중심축선이 실질적으로 일치하도록 상기 웨이퍼척을 이동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 웨이퍼 에지영역 검사장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 웨이퍼 정렬부는, 상기 웨이퍼를 지지하며, 상하방향으로 이동 가능한 승강 지지부; 및 상기 웨이퍼척을 일 평면상의 서로 다른 두 방향으로 이동시키거나, 상기 웨이퍼척을 그 중심축선을 중심으로 회전시키는 웨이퍼척 구동부;를 더 포함하며, 상기 조명부는 상기 승강 지지부에 의해 지지된 웨이퍼의 하측에 배치된다.
본 발명에 따른 웨이퍼 에지영역 검사장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 조명부는 복수 개가 구비되며, 상기 복수의 조명부는 상기 웨이퍼척 둘레의 원주방향으로 상호 이격된 두 곳 이상에 각각 배치된다.
본 발명에 따른 웨이퍼 에지영역 검사장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 승강 지지부는, 상기 웨이퍼의 하면과 접촉하여 상기 웨이퍼를 지지하는 상승위치 및 상기 웨이퍼의 하면으로부터 이격되는 하강위치 사이에서 이동 가능한 지지부재; 및 상기 지지부재를 상기 상승위치 및 상기 하강위치 사이에서 이동시키는 지지부재 구동부;를 포함한다.
본 발명에 따른 웨이퍼 에지영역 검사장치에 있어서, 바람직하게는, 상기 지지부재는 복수 개가 구비되며, 상기 복수의 지지부재는 상기 웨이퍼척 둘레의 원주방향으로 상호 이격된 세 곳 이상에 각각 배치된다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 웨이퍼 정렬방법은, 상면에 웨이퍼가 안착되며 그 중심축선을 중심으로 회전 가능한 웨이퍼척이 마련되고, 상기 웨이퍼척의 상측에서 상기 웨이퍼를 지지하는 단계; 조사되는 광의 일부 는 상기 웨이퍼의 에지영역에 의해 차단되고 다른 일부는 상기 웨이퍼의 상측으로 향하도록 상기 웨이퍼의 하측으로부터 광을 조사하는 단계; 상기 웨이퍼의 에지영역에 의해 차단되지 않은 광을 수광하여 상기 웨이퍼의 상면의 영상을 획득하는 단계; 획득된 영상을 이용하여 상기 웨이퍼의 중심축선의 위치를 계산하는 단계; 상기 웨이퍼의 중심축선과 상기 웨이퍼척의 중심축선이 실질적으로 일치하도록 상기 웨이퍼척을 이동시키는 단계; 및 상기 웨이퍼를 상기 웨이퍼척의 상면에 안착시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 웨이퍼 정렬방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 광을 조사하는 단계는 상기 웨이퍼척 둘레의 원주방향으로 상호 이격되게 두 곳 이상에서 광을 조사하는 단계를 포함하며, 상기 웨이퍼의 상면의 영상을 획득하는 단계는 상기 웨이퍼의 상면 전체의 영상을 획득하는 단계를 포함하며, 상기 웨이퍼의 중심축선의 위치를 계산하는 단계는 상기 웨이퍼의 에지영역 둘레의 원주방향으로 상호 이격된 두 영역 이상에서 각각 상기 웨이퍼의 원호형상을 이용하여 상기 웨이퍼의 중심축선의 위치를 계산하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 웨이퍼 정렬방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 광을 조사하는 단계는 상기 웨이퍼척 둘레의 어느 한 곳에서 광을 조사하는 단계를 포함하며, 상기 웨이퍼의 상면의 영상을 획득하는 단계는 상기 웨이퍼의 에지영역 중 어느 한 영역의 영상을 획득하는 단계를 포함하며, 상기 웨이퍼의 중심축선의 위치를 계산하는 단계는 상기 한 영역의 웨이퍼의 원호형상을 이용하여 상기 웨이퍼의 중심축선의 위치를 계산하는 단계를 포함한다.
또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 웨이퍼 에지영역 검사방법은, 상면에 웨이퍼가 안착되며 그 중심축선을 중심으로 회전 가능한 웨이퍼척이 마련되며, 상기 웨이퍼척에 안착된 웨이퍼를 그 중심축선을 중심으로 회전시키기 위하여, 상기 웨이퍼의 영상을 획득하여 상기 웨이퍼의 중심축선과 상기 웨이퍼척의 중심축선이 실질적으로 일치하도록 상기 웨이퍼를 정렬하는 단계; 상기 웨이퍼척에 안착된 웨이퍼를 회전시키면서 상기 웨이퍼의 에지영역의 영상을 획득하는 단계; 및 미리 저장된 양품 웨이퍼의 영상과 상기 영상을 획득하는 단계에서 획득되는 웨이퍼의 영상을 비교하여, 검사되는 웨이퍼의 불량 여부를 판별하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 웨이퍼 에지영역 검사방법에 있어서, 바람직하게는, 상기 웨이퍼를 정렬하는 단계는, 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 웨이퍼 정렬방법을 이용한다.
본 발명에 따르면, 웨이퍼의 영상을 획득하여 웨이퍼의 회전중심 정렬을 수행함으로써 회전중심 정렬의 정확성이 향상되고 회전중심 정렬에 소요되는 시간을 현저히 절감할 수 있는 웨이퍼 에지영역 검사장치 및 웨이퍼 정렬방법이 제공된다.
또한, 육안에 의한 검사보다 그 정확성 및 반복성을 향상시킬 수 있고, 고해상도의 CCD 카메라를 이용하여 검사작업의 정확도를 향상시킬 수 있는 웨이퍼 에지영역 검사장치 및 웨이퍼 에지영역 검사방법이 제공된다.
또한, 웨이퍼 에지영역의 영상을 획득하고 미리 저장된 양품 웨이퍼의 영상 과 비교하여 검사되는 웨이퍼의 불량 여부를 판별함으로써, 불량을 발생시키는 베벨에칭장치의 수정조치하여 제품의 불량을 방지할 수 있는 웨이퍼 에지영역 검사장치 및 웨이퍼 에지영역 검사방법이 제공된다.
이하, 본 발명에 따른 웨이퍼 에지영역 검사장치의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 에지면 검사장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 웨이퍼 에지면 검사장치의 정면도이고, 도 3은 도 1의 웨이퍼 에지면 검사장치의 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 웨이퍼 에지영역 검사장치(100)는 웨이퍼의 영상을 획득하여 웨이퍼를 정렬하고 웨이퍼의 에지영역을 검사하기 위한 장치로서, 웨이퍼척(110)과, 웨이퍼 정렬부와, 제1영상획득부(131)와, 제어부(미도시)를 포함한다.
상기 웨이퍼척(110)은 상면에 웨이퍼(1)가 안착되며, 그 중심축선(c1)을 중심으로 회전 가능하다. 웨이퍼척(110)의 하측에는 후술할 웨이퍼척 구동부(112)가 연결되며, 웨이퍼척(110)은 웨이퍼척 구동부(112)에 의해 구동되어 평면상의 서로 다른 두 방향(본 실시예에서는 평면상에서 x축 방향 및 이와 직교하는 y축 방향)으로 이동 가능하며, 웨이퍼척의 중심축선(c1)을 중심으로 회전 가능하다.
상기 웨이퍼 정렬부는 웨이퍼(1)의 영상을 획득하여 웨이퍼의 중심축선(c2)과 웨이퍼척의 중심축선(c1)을 실질적으로 일치시키기 위한 것으로서, 승강 지지부 와, 조명부(154)와, 제2영상획득부(141)와, 웨이퍼척 구동부(112)를 포함한다.
상기 승강 지지부는 웨이퍼(1)를 지지하며 상하방향으로 이동 가능한 것으로서, 지지부재(121)와, 지지판(123)과, 지지부재 구동부(122)를 포함한다.
상기 지지부재(121)는 웨이퍼(1)의 하면과 접촉하여 웨이퍼(1)를 지지하는 상승위치 및 웨이퍼(1)의 하면으로부터 이격되는 하강위치 사이에서 이동 가능하다. 본 실시예에서 지지부재(121)는 복수 개가 마련되며, 웨이퍼척(110) 둘레의 원주방향으로 상호 이격된 세 곳에 각각 배치된다. 웨이퍼(1)를 지지하는 상승위치에 위치할 때 웨이퍼(1)를 안정적으로 지지하기 위하여 3개의 지지부재(121)는 120도 간격으로 배치된다. 웨이퍼(1)의 하면과 접촉하는 지지부재(121)의 상면은 엔지니어링 플라스틱 재질, 예컨대 PEEK(Polyetheretherketone) 재질 또는 PTFE(Polyterafluoroethylene) 재질 등으로 제작된다. 지지부재(121)는 4개 마련되어 웨이퍼척(110) 둘레의 원주방향으로 90도 간격으로 배치될 수도 있고, 5개 이상 마련될 수도 있다.
상기 지지판(123)은 그 상면에 3개의 지지부재(121)를 지지하는 판부재이다. 지지판의 중앙부에는 관통공이 형성되며, 웨이퍼척은 그 관통공을 관통하여 배치된다.
상기 지지부재 구동부(122)는 지지부재(121)를 상승위치 및 하강위치 사이에서 이동시킨다. 본 실시예의 지지부재 구동부(122)는 공기압에 의해 로드의 전진, 후퇴가 제어되는 공압 실린더를 포함하며, 공압 실린더의 로드는 지지판(123) 하면의 일측과 연결되어 설치된다.
상기 조명부(154)는 승강 지지부에 의해 지지된 웨이퍼(1)의 하측에 배치되며, 조사되는 광의 일부는 웨이퍼(1)의 에지영역에 의해 차단되고 다른 일부는 웨이퍼(1)의 상측으로 향하도록 광을 조사한다. 본 실시예에서 조명부(154)는 복수 개가 구비되며, 복수의 조명부(154)는 웨이퍼척(110) 둘레의 원주방향으로 상호 이격된 세 곳에 각각 배치된다. 광의 조사를 받는 영역에서는 웨이퍼(1)의 에지영역과 웨이퍼(1) 에지영역의 외곽부의 명암 차이가 발생하여 후술할 제2영상획득부(141)에 의해 세 곳의 웨이퍼의 에지영역에서 웨이퍼(1)의 원호형상의 영상을 획득할 수 있다. 본 실시예의 조명부(154)는 LED를 포함한다.
상기 제2영상획득부(141)는 웨이퍼의 에지영역에 의해 차단되지 않은 광을 수광하여 웨이퍼(1)의 상면의 영상을 획득한다. 본 실시예의 제2영상획득부(141)는 측정하고자 하는 영역에 적합한 화소 개수를 가지는 CCD(charge coupled device) 카메라를 포함한다. 제2영상획득부(141)는 지지브라켓(144)에 의해 웨이퍼(1)의 상측에 이격되게 설치되며, 제2영상획득부(141)의 하부에는 렌즈를 포함하는 렌즈경통(143)이 연결된다.
상기 웨이퍼척 구동부(112)는 웨이퍼척(110)을 평면상의 서로 다른 두 방향으로 이동시키거나, 웨이퍼척(110)을 웨이퍼척의 중심축선(c1)을 중심으로 회전시키는 것으로서, 하우징(101) 내부에 설치된다. 본 실시예의 웨이퍼척 구동부(112)는 평면상에서 웨이퍼척(110)의 x축 방향 이송을 담당하는 직선구동유닛과, x축 방향과 직교하는 y축 방향 이송을 담당하는 직선구동유닛과, 웨이퍼척(110)을 웨이퍼척의 중심축선(c1)을 중심으로 회전시키는 회전구동유닛을 포함한다.
상기 제1영상획득부(131)는 웨이퍼(1)의 상측에 배치되며 웨이퍼의 에지영역의 영상을 획득한다. 본 실시예의 제1영상획득부(131)도 제2영상획득부(141)와 마찬가지로, 측정하고자 하는 영역에 적합한 화소 개수를 가지는 CCD(charge coupled device) 카메라를 포함한다. 제1영상획득부(131)는 지지브라켓(134)에 의해 웨이퍼(1)의 상측에 이격되게 설치되며, 제1영상획득부(131)의 하부에는 렌즈를 포함하는 렌즈경통(133)이 연결된다. 렌즈경통(133)의 하부에는 제1영상획득부(131)가 웨이퍼 에지영역의 영상을 획득할 수 있도록 웨이퍼 에지영역으로 광을 조사하는 조명부(152)가 연결된다.
상기 제어부(미도시)는 미리 저장된 양품 웨이퍼의 영상과 제1영상획득부(131)에 의해 획득되는 웨이퍼(1)의 영상을 비교하여, 검사되는 웨이퍼(1)의 불량 여부를 판별한다. 또한 제어부는 웨이퍼척 구동부(112)의 동작을 제어하고, 조명부(152,154)의 조명 밝기 등도 제어한다.
이하, 상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 웨이퍼 에지영역 검사장치(100)를 이용하여 웨이퍼를 정렬하는 방법 및 웨이퍼 에지영역을 검사하는 방법에 대하여, 도 4 내지 도 7을 참조하면서 개략적으로 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 정렬방법에 있어서, 웨이퍼척의 상측에서 웨이퍼를 지지하는 상태를 도시한 도면이고, 도 5는 웨이퍼의 하측의 이격된 세 곳으로부터 광을 조사하는 상태를 도시한 도면이고, 도 6은 웨이퍼의 영상을 획득하여 웨이퍼의 중심축선의 위치를 계산하고, 웨이퍼척을 이동하는 상태를 도시한 도면이고, 도 7은 웨이퍼를 웨이퍼척의 상면에 안착시키는 상태를 도시한 도면이다.
우선, 웨이퍼척(110)에 안착된 웨이퍼(1)를 웨이퍼의 중심축선(c2)을 중심으로 회전시키기 위하여, 웨이퍼(1)의 영상을 획득하여 웨이퍼의 중심축선(c2)과 웨이퍼척의 중심축선(c1)이 실질적으로 일치하도록 웨이퍼(1)를 정렬한다.
웨이퍼를 정렬하기 위한 첫번째 단계로서, 도 4에 도시된 바와 같이 웨이퍼척(110)의 상측에서 웨이퍼(1)를 지지한다. 지지부재(121)는 웨이퍼(1)의 하면과 접촉하여 웨이퍼(1)를 지지할 수 있는 상승위치에 있고 웨이퍼척(110)은 웨이퍼(1)의 하면으로부터 이격되게 위치하여, 지지부재(121)에 의해 웨이퍼(1)가 지지된다.
이후, 도 5에 도시된 바와 같이 웨이퍼(1)의 하측으로부터 광을 조사한다. 이때 본 실시예의 웨이퍼 정렬방법에서는 웨이퍼척(110) 둘레의 원주방향으로 상호 이격된 세 곳에 조명부(154)가 설치되어 각각의 조명부(154)에서 광을 조사한다. 조명부(154)에 의해 조사되는 광의 일부는 웨이퍼(1)의 에지영역에 의해 차단되고, 다른 일부는 웨이퍼(1)의 상측으로 향하여 제2영상획득부(141)로 입사된다.
이후, 웨이퍼의 에지영역에 의해 차단되지 않은 광을 수광하여 웨이퍼(1)의 상면의 영상을 획득한다. 이때, 제2영상획득부(141)는 웨이퍼(1)의 상면 전체의 영상을 획득할 수 있도록 웨이퍼(1)의 상측에 웨이퍼(1)로부터 소정의 거리만큼 이격되게 설치된다. 웨이퍼의 에지영역 부근이 조명부(154)의 광의 조사를 받게 되면 웨이퍼의 에지영역과 웨이퍼의 에지영역 외곽부의 명암 차이가 발생하므로, 제2영상획득부(141)에 의해 세 곳의 웨이퍼의 에지영역에서 웨이퍼(1)의 원호형상의 영상을 획득할 수 있게 된다. 세 곳의 웨이퍼의 에지영역은 웨이퍼의 에지영역 둘 레의 원주방향으로 일정 간격으로 상호 이격된다.
이후, 도 6에 도시된 바와 같이 세 곳의 웨이퍼의 에지영역에서 획득된 웨이퍼(1)의 원호형상(1')의 영상을 이용하여 웨이퍼의 중심축선(c2)의 위치를 계산한다. 각각의 원호형상(1')의 곡률반경을 계산하고, 계산된 곡률반경을 토대로 곡률반경의 중심점의 위치를 추적하고 이를 보정하게 되면 제2영상획득부(141)에 의해 획득된 영상 프레임 상에서 웨이퍼의 중심축선(c2)의 위치를 계산할 수 있다.
이후, 웨이퍼의 중심축선(c2)과 웨이퍼척의 중심축선(c1)이 실질적으로 일치하도록 웨이퍼척(110)을 이동시킨다. 제어부는 웨이퍼척(110)이 웨이퍼척 구동부(112)에 의해 초기위치(구동유닛의 홈위치)에 있을 때, 제2영상획득부(141)에 의해 획득된 영상 프레임 상에서 웨이퍼척의 중심축선(c1)의 위치를 계산하고 그 위치정보를 미리 가진다. 웨이퍼의 중심축선(c2)의 위치가 결정되면 웨이퍼척의 중심축선(c1) 간의 위치차이가 계산되고, 계산된 위치차이정보를 바탕으로 웨이퍼척 구동부(112)를 이용하여 웨이퍼의 중심축선(c2)과 웨이퍼척의 중심축선(c1)이 실질적으로 일치하도록 웨이퍼척(110)을 이동시킨다.
이후, 웨이퍼(1)를 웨이퍼척(110)의 상면에 안착시킨다. 지지부재 구동부(122)에 의해 지지부재(121)의 상면이 웨이퍼척(110)의 상면 하측에 위치하도록 지지부재(121)가 하강하고, 웨이퍼척(110)의 상면에 안착된 웨이퍼(1)는 진공압에 의해 웨이퍼척(110)의 상면에 흡착, 고정된다. 검사 완료 후, 웨이퍼(1)를 언로딩할 때는 진공압이 해제된다. 웨이퍼(1)의 회전시 어느 각도에서든 웨이퍼의 에지영역이 제1영상획득부(131)의 시야범위(field of view)에 들어올 수 있도록 웨이 퍼(1)가 흡착된 웨이퍼척(110)을 다시 회전중심으로 이동시킨다.
이후, 웨이퍼척(110)에 안착된 웨이퍼(1)를 회전시키면서 웨이퍼의 에지영역의 영상을 획득한다. 제1영상획득부(131)의 하측에 설치된 조명부(152)에 의해 조사된 광은 웨이퍼의 에지영역에 의해 웨이퍼(1) 상측으로 반사되고, 이 반사된 광은 제1영상획득부(131)의 하부에 설치된 렌즈경통(133)을 통과하여 제1영상획득부(131)로 입사된다.
이후, 미리 저장된 양품 웨이퍼의 영상과 현재 획득되는 웨이퍼(1)의 영상을 비교하여, 검사되는 웨이퍼(1)의 불량 여부를 판별한다. 상기와 같은 단계를 통해 웨이퍼의 에지영역을 검사하여 웨이퍼 에지영역의 잔류박막이 너무 조금 제거되었을 경우 베벨에칭장치의 플라즈마 인가 전압을 높이고, 웨이퍼 에지영역의 잔류박막이 너무 많이 제거되었을 경우 베벨에칭장치의 플라즈마 인가 전압을 낮추는 등의 교정작업을 수행할 수 있다. 또한 웨이퍼 둘레의 원주방향으로 제거된 잔류박막의 폭이 비대칭적일 경우 웨이퍼의 상,하면에 대향하는 플라즈마 전극들의 간격 등을 조정할 수도 있다.
상술한 바와 같이 구성된 본 실시예에 따른 웨이퍼 에지영역 검사장치 및 웨이퍼 정렬방법은 웨이퍼의 영상을 획득하여 웨이퍼의 회전중심 정렬을 수행함으로써, 종래의 센서를 이용하여 웨이퍼의 노치부나 플랫부를 감지하여 정렬하는 방법과 비교하여 회전중심 정렬의 정확성이 향상되고 회전중심 정렬에 소요되는 시간을 현저히 절감할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 웨이퍼 에지영역 검사장치 및 웨이퍼 에지영역 검사방법은 영상획득부를 이용하여 웨이퍼 에지영역의 영상을 획득함으로써 육안에 의한 검사보다 그 정확성 및 반복성을 향상시킬 수 있고, 웨이퍼를 회전시키면서 웨이퍼의 에지영역 중 일 영역을 검사하여 고해상도의 CCD 카메라를 이용할 수 있으므로 검사작업의 정확도를 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 웨이퍼 에지영역 검사장치 및 웨이퍼 에지영역 검사방법은 웨이퍼 에지영역의 영상을 획득하고 미리 저장된 양품 웨이퍼의 영상과 비교하여 검사되는 웨이퍼의 불량 여부를 판별함으로써, 불량을 발생시키는 베벨에칭장치의 수정조치하여 제품의 불량을 방지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 도 8에 도시된 바와 같이 단일의 조명부(156)가 설치되어 웨이퍼척(110) 둘레의 어느 한 곳에서 광을 조사할 수도 있다. 이때 웨이퍼(1)의 상면의 영상을 획득하는 단계에서는 웨이퍼의 에지영역 중 어느 한 영역의 영상을 획득하게 되며, 웨이퍼의 중심축선(c2)의 위치를 계산하는 단계에서도 상기 한 영역에서의 웨이퍼의 원호형상(1")을 이용하여 웨이퍼의 중심축선(c2)의 위치를 계산할 수 있게 된다.
상기와 같이 웨이퍼 에지영역 중 어느 한 영역의 영상을 획득하여 웨이퍼의 회전중심을 정렬하고 웨이퍼의 에지영역을 검사함으로써, 웨이퍼의 전체 영역의 영상을 획득하는 방법에 비해 고해상도의 CCD 카메라를 이용할 수 있고 웨이퍼의 중심축선과 웨이퍼척의 중심축선을 보다 정밀하게 정렬할 수 있다.
도 1에 도시된 실시예에 있어서, 복수의 조명부는 웨이퍼척 둘레의 원주방향으로 상호 이격된 세 곳에 각각 배치되나, 2개의 조명부가 웨이퍼척 둘레의 원주방 향으로 상호 이격된 두 곳에 각각 배치될 수도 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예 및 변형례에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 에지면 검사장치의 사시도이고,
도 2는 도 1의 웨이퍼 에지면 검사장치의 정면도이고,
도 3은 도 1의 웨이퍼 에지면 검사장치의 평면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 정렬방법에 있어서, 웨이퍼척 상측에서 웨이퍼를 지지하는 상태를 도시한 도면이고,
도 5는 웨이퍼의 하측의 이격된 세 곳으로부터 광을 조사하는 상태를 도시한 도면이고,
도 6은 웨이퍼의 영상을 획득하여 웨이퍼의 중심축선의 위치를 계산하고, 웨이퍼척을 이동하는 상태를 도시한 도면이고,
도 7은 웨이퍼를 웨이퍼척의 상면에 안착시키는 상태를 도시한 도면이고,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 정렬방법에 있어서, 웨이퍼의 하측의 한 곳으로부터 광을 조사하고, 웨이퍼의 영상을 획득하여 웨이퍼의 중심축선의 위치를 계산하는 상태를 도시한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 웨이퍼 100: 웨이퍼 에지영역 검사장치
110: 웨이퍼척 112: 웨이퍼척 구동부
121: 지지부재 122: 지지부재 구동부
131: 제1영상획득부 141: 제2영상획득부
c1: 웨이퍼척의 중심축선 c2: 웨이퍼의 중심축선

Claims (10)

  1. 상면에 웨이퍼가 안착되며 그 중심축선을 중심으로 회전 가능한 웨이퍼척;
    상기 웨이퍼척에 안착된 웨이퍼를 웨이퍼의 중심축선을 중심으로 회전시키기 위하여, 상기 웨이퍼의 중심축선과 상기 웨이퍼척의 중심축선을 실질적으로 일치시키는 웨이퍼 정렬부;
    상기 웨이퍼의 상측에 배치되며, 상기 웨이퍼의 에지영역의 영상을 획득하기 위한 제1영상획득부; 및
    미리 저장된 양품 웨이퍼의 영상과 상기 제1영상획득부에 의해 획득되는 웨이퍼의 영상을 비교하여, 검사되는 웨이퍼의 불량 여부를 판별하기 위한 제어부;를 포함하며,
    상기 웨이퍼 정렬부는, 조사되는 광의 일부는 상기 웨이퍼의 에지영역에 의해 차단되고 다른 일부는 상기 웨이퍼의 상측으로 향하도록 광을 조사하는 조명부와, 상기 웨이퍼의 에지영역에 의해 차단되지 않은 광을 수광하여 상기 웨이퍼의 상면의 영상을 획득하기 위한 제2영상획득부를 포함하며,
    상기 제2영상획득부에 의해 획득된 영상을 이용하여 상기 웨이퍼의 중심축선 및 상기 웨이퍼축의 중심축선의 위치를 계산하여, 상기 웨이퍼의 중심축선과 상기 웨이퍼척의 중심축선이 실질적으로 일치하도록 상기 웨이퍼척을 이동시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 에지영역 검사장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 웨이퍼 정렬부는,
    상기 웨이퍼를 지지하며, 상하방향으로 이동 가능한 승강 지지부; 및
    상기 웨이퍼척을 일 평면상의 서로 다른 두 방향으로 이동시키거나, 상기 웨이퍼척을 그 중심축선을 중심으로 회전시키는 웨이퍼척 구동부;를 더 포함하며,
    상기 조명부는 상기 승강 지지부에 의해 지지된 웨이퍼의 하측에 배치되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 에지영역 검사장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 조명부는 복수 개가 구비되며,
    상기 복수의 조명부는 상기 웨이퍼척 둘레의 원주방향으로 상호 이격된 두 곳 이상에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 에지영역 검사장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 승강 지지부는,
    상기 웨이퍼의 하면과 접촉하여 상기 웨이퍼를 지지하는 상승위치 및 상기 웨이퍼의 하면으로부터 이격되는 하강위치 사이에서 이동 가능한 지지부재; 및
    상기 지지부재를 상기 상승위치 및 상기 하강위치 사이에서 이동시키는 지지부재 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 에지영역 검사장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 지지부재는 복수 개가 구비되며,
    상기 복수의 지지부재는 상기 웨이퍼척 둘레의 원주방향으로 상호 이격된 세 곳 이상에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 에지영역 검사장치.
  6. 상면에 웨이퍼가 안착되며 그 중심축선을 중심으로 회전 가능한 웨이퍼척이 마련되고, 상기 웨이퍼척의 상측에서 상기 웨이퍼를 지지하는 단계;
    조사되는 광의 일부는 상기 웨이퍼의 에지영역에 의해 차단되고 다른 일부는 상기 웨이퍼의 상측으로 향하도록 상기 웨이퍼의 하측으로부터 광을 조사하는 단계;
    상기 웨이퍼의 에지영역에 의해 차단되지 않은 광을 수광하여 상기 웨이퍼의 상면의 영상을 획득하는 단계;
    획득된 영상을 이용하여 상기 웨이퍼의 중심축선의 위치를 계산하는 단계;
    상기 웨이퍼의 중심축선과 상기 웨이퍼척의 중심축선이 실질적으로 일치하도록 상기 웨이퍼척을 이동시키는 단계;
    상기 웨이퍼를 상기 웨이퍼척의 상면에 안착시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 정렬방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 광을 조사하는 단계는 상기 웨이퍼척 둘레의 원주방향으로 상호 이격되게 두 곳 이상에서 광을 조사하는 단계를 포함하며,
    상기 웨이퍼의 상면의 영상을 획득하는 단계는 상기 웨이퍼의 상면 전체의 영상을 획득하는 단계를 포함하며,
    상기 웨이퍼의 중심축선의 위치를 계산하는 단계는 상기 웨이퍼의 에지영역 둘레의 원주방향으로 상호 이격된 두 영역 이상에서 각각 상기 웨이퍼의 원호형상을 이용하여 상기 웨이퍼의 중심축선의 위치를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 정렬방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 광을 조사하는 단계는 상기 웨이퍼척 둘레의 어느 한 곳에서 광을 조사하는 단계를 포함하며,
    상기 웨이퍼의 상면의 영상을 획득하는 단계는 상기 웨이퍼의 에지영역 중 어느 한 영역의 영상을 획득하는 단계를 포함하며,
    상기 웨이퍼의 중심축선의 위치를 계산하는 단계는 상기 한 영역의 웨이퍼의 원호형상을 이용하여 상기 웨이퍼의 중심축선의 위치를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 정렬방법.
  9. 상면에 웨이퍼가 안착되며 그 중심축선을 중심으로 회전 가능한 웨이퍼척이 마련되며, 상기 웨이퍼척에 안착된 웨이퍼를 그 중심축선을 중심으로 회전시키기 위하여, 상기 웨이퍼의 영상을 획득하여 상기 웨이퍼의 중심축선과 상기 웨이퍼척의 중심축선이 실질적으로 일치하도록 상기 웨이퍼를 정렬하는 단계;
    상기 웨이퍼척에 안착된 웨이퍼를 회전시키면서 상기 웨이퍼의 에지영역의 영상을 획득하는 단계; 및
    미리 저장된 양품 웨이퍼의 영상과 상기 영상을 획득하는 단계에서 획득되는 웨이퍼의 영상을 비교하여, 검사되는 웨이퍼의 불량 여부를 판별하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 에지영역 검사방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 웨이퍼를 정렬하는 단계는,
    제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 웨이퍼 정렬방법을 이용하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 에지영역 검사방법.
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