KR101606093B1 - Apparatus and method for inspecting defect of substrate - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 검사될 기판에 광을 조사하고, 기판을 투과한 광을 이용하여 촬상된 이미지를 기초로 기판의 결함을 검사하는 기판 결함 검사 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a substrate defect inspection apparatus and method for inspecting a substrate for defects based on an image picked up by irradiating light onto a substrate to be inspected and using light transmitted through the substrate.
일반적으로 반도체소자 제조 등에 널리 쓰이는 기판, 예컨대 웨이퍼 (이하 "웨이퍼"라 칭함)는 실리콘 잉곳을 얇게 슬라이스하여 만들어지는데, 잉곳의 성장 시 높은 성장 온도로 인하여 불순물이 섞여 들어가게 되고, 산소가 석영 도가니로부터 107~108 atom/㎤ 단결정에 함께 존재하게 된다. 이러한 잉곳 성장 시 회전 속도나 산소의 양 등에 의해 실리콘 원자가 없는 공동(void)이나 결정 결함에 의해 에어포켓(air pocket)이 발생하게 되고, 이러한 에어포켓 등은 잉곳을 슬라이스한 웨이퍼에 그대로 옮겨지게 된다. 에어포켓 등의 결함이 존재하는 웨이퍼는 대부분 폐기된다. BACKGROUND ART [0002] A wafer (hereinafter referred to as a " wafer ") widely used in semiconductor device manufacturing and the like is generally made by slicing a silicon ingot into thin slices. When growing an ingot, impurities are mixed due to a high growth temperature, 10 7 to 10 8 atoms /
또한 웨이퍼는 다수의 공정들을 거치는 동안 열적 또는 물리적 스트레스를 받게 된다. 이때, 웨이퍼에 크랙 등의 조그마한 불량이라도 있는 경우에는 공정 중에 열적 또는 물리적 스트레스 등으로 인하여 새로운 크랙이 발생하거나 반도체 소자 제품의 불량이 발생하여 수율이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. In addition, the wafer undergoes thermal or physical stress during a number of processes. At this time, if there is a small defect such as a crack in the wafer, new cracks may be generated due to thermal or physical stress during the process, or defective semiconductor device products may occur, resulting in a lower yield.
웨이퍼의 표면이나 내부에 있는 결함을 검사하는 웨이퍼 결함 검사 장치가 알려져 있다. 이러한 검사 장치에서는, 예를 들면, 웨이퍼 주면의 한쪽 면측으로부터 광을 조사하고, 다른 한쪽의 면측으로부터 웨이퍼의 이미지를 촬영하고, 촬상한 이미지 해석 처리를 행하여 웨이퍼의 결함을 검사한다. 이러한 투과 조명 방식을 이용한 검사장치는 선명한 이미지를 하기 위하여 광원의 광량을 적절히 조절할 것이 요구된다. BACKGROUND ART [0002] A wafer defect inspection apparatus for inspecting defects on the surface or inside of a wafer is known. In this inspection apparatus, for example, light is irradiated from one side of the main surface of the wafer, an image of the wafer is photographed from the other side of the wafer, and an image analysis process is performed to check defects of the wafer. The inspection apparatus using such a transmission illumination method is required to appropriately adjust the light amount of the light source in order to obtain a clear image.
이러한 웨이퍼 결함 검사장치에서는, 보통 카세트(cassette) 단위로 운영되며, 한 카세트에 10~25매의 서로 다른 비저항값 대역(range)를 갖는 다양한 종류의 웨이퍼들이 수용된다.Such wafer defect inspection apparatuses are usually operated on a cassette basis and accommodate various types of wafers having 10 to 25 different resistivity value ranges in one cassette.
일반적으로, 100mΩ㎝이상의 비저항값을 갖는 P- 웨이퍼가 알려져 있으며, 최근 100mΩ㎝이하의 비저항값을 갖는 저저항 웨이퍼, 예컨대 비저항값 10mΩ㎝ ~ 100mΩ㎝를 갖는 P+ 웨이퍼, 비저항값 5mΩ㎝ ~ 10mΩ㎝을 갖는 P++웨이퍼도 제조되고 있다. In general, P-wafers having resistivity values of 100 m? Cm or more are known, and recently, low resistance wafers having resistivity values of 100 m? Cm or less, for example, P + wafers having a resistivity value of 10 m OMEGA cm to 100 m OMEGA cm, Are also being fabricated.
이러한 웨이퍼는 비저항값에 따라 광투과율이 서로 다르다. 즉, 비저항값이 클수록 광투과율이 높다. 특히, 비저항값이 10mΩ㎝ 이하의 저저항 웨이퍼에 있어서는 비저항값에 따라 투과하는 광의 양이 변화한다. 따라서, 웨이퍼 결함 검사를 위한 레시피를 단일화하여 사용할 경우 일부 웨이퍼에 있어서는 결함 검출 가능 범위의 투과 휘도를 확보하지 못하는 문제점이 있을 수 있다. These wafers have different light transmittances depending on their resistivity values. That is, the larger the resistivity value, the higher the light transmittance. Particularly, in a low-resistance wafer having a resistivity value of 10 m? Cm or less, the amount of light transmitted varies depending on the resistivity value. Accordingly, when a single recipe for wafer defect inspection is used, some of the wafers may fail to secure the transmission luminance within a defect detectable range.
웨이퍼의 결함은 웨이퍼의 표면 또는 내부에 존재하는 에어포켓(air pocket, 이하 "핀홀"이라 칭함)을 비롯하여 웨이퍼의 두께 방향으로 웨이퍼를 완전히 관통하는 홀 결함(이하 "스루홀"이라 칭함)을 포함할 수 있다. The defect of the wafer includes an air pocket (hereinafter referred to as " pin hole ") existing on the surface or inside of the wafer, and a hole defect (hereinafter referred to as" through hole ") that completely penetrates the wafer in the thickness direction of the wafer can do.
웨이퍼 결함 검사 장치에서는 통상적으로 광원 투과율에 따른 카메라 센서 동적 범위(Camera sensor dynamic range)가 넓은, 감도가 매우 좋은 카메라를 이용하게 된다. 따라서 웨이퍼가 스루홀을 포함할 경우 스루홀을 통하여 강한 빛이 통과하게 된다. 이 경우 감도가 좋은 카메라에서는 강한 빛으로 인해 얼룩 번짐(smearing) 현상이 일어나 결함 인식을 정확하게 할 수 없다. 따라서, 결함의 종류에 따라 결함 이미지를 적절히 인식할 수 있도록 적절한 카메라 선정이 요구된다. In the wafer defect inspection apparatus, a camera having a high sensitivity and a wide camera sensor dynamic range according to a light source transmittance is generally used. Therefore, when the wafer includes a through hole, strong light passes through the through hole. In this case, in a camera with good sensitivity, smearing occurs due to strong light, so that defect recognition can not be accurately performed. Therefore, proper camera selection is required to properly recognize the defect image according to the types of defects.
종래의 웨이퍼 결함 장치에서, 1 스캔 레이트가 고속인 라인 스캔 센서를 이용하여 촬상하는 동안 이미지가 변형되어 촬상될 수 있다. 즉, 라인 스캔 센서를 이용할 경우, 라인 스캔 센서 또는 기판을 이동시키고, 1라인 이동 시마다 라인 스캔 센서에 촬영 지시 신호를 출력하여 이미지를 촬상함에 따라 이미지가 변형된 상태로 촬상될 수 있다. 이 경우, 정확한 결함 검출이 곤란하다. In a conventional wafer defects device, an image can be deformed and imaged during imaging using a line scan sensor at a high scan rate. That is, when the line scan sensor is used, the line scan sensor or the substrate is moved, and each time one line is moved, a photographing instruction signal is outputted to the line scan sensor so that the image can be picked up in a deformed state as the image is picked up. In this case, accurate defect detection is difficult.
상술한 웨이퍼는 다양한 사이즈로 제공됨에 따라 단일의 웨이퍼 결함 장치 내에서 다양한 사이즈의 웨이퍼를 공용으로 검사할 수 있는 로딩 구성이 요구된다. As the wafers described above are provided in various sizes, there is a demand for a loading configuration that can commonly check wafers of various sizes within a single wafer defective device.
본 발명의 목적은 기판을 관통하는 스루홀을 검출하여 기판 결함 검사의 신뢰성을 향상시키는 기판 결함 검사 장치 및 방법을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide an apparatus and method for inspecting a substrate defect which improves the reliability of inspection of a substrate defect by detecting a through hole passing through the substrate.
본 발명의 다른 목적은 라인 스캔 센서를 통해 검출된 결함을 재검사하여 결함 판단을 더욱 정확하게 할 수 있는 기판 결함 검사 장치 및 방법을 제공하는 것이다. It is another object of the present invention to provide an apparatus and method for inspecting a substrate defect, which can more accurately determine a defect by re-inspecting a defect detected through a line scan sensor.
본 발명의 다른 목적은 하나의 장비 내에서 다양한 사이즈의 기판을 공통으로 검사할 수 있는 기판 결함 검사 장치 및 방법을 제공하는 것이다. It is another object of the present invention to provide an apparatus and method for inspecting a substrate defect in which substrates of various sizes can be inspected in common in one apparatus.
본 발명의 다른 목적은 기판의 두께에 대한 결함의 깊이를 용이하게 체크하여 결함의 위치를 정확하게 파악할 수 있는 기판 결함 검사 장치 및 방법을 제공하는 것이다. It is another object of the present invention to provide an apparatus and method for inspecting a substrate defect, which can easily check the depth of a defect with respect to the thickness of a substrate and accurately grasp the position of a defect.
본 발명의 다른 목적은 기판을 투과하는 투과광을 이용하여 기판의 결함을 검사하는 라인 스캔 센서에 대한 최적의 휘도를 갖도록 광원의 조도를 보다 신속하고 정확하게 조정할 수 있는 기판 결함 검사 장치 및 방법을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for inspecting a substrate defect that can adjust the illuminance of a light source more quickly and accurately so as to have an optimal luminance for a line scan sensor that inspects a defect of the substrate using transmitted light transmitted through the substrate will be.
본 발명의 다른 목적은 검사 스테이지 상에 기판을 용이하게 안착시키며, 평행 상태로 마운팅 될 수 있는 기판 검사 장치 및 방법을 제공하는 것이다. It is another object of the present invention to provide a substrate inspection apparatus and method which can easily mount a substrate on an inspection stage and can be mounted in a parallel state.
본 발명의 일 관점을 따르면, 검사될 기판을 그 상면에 지지하는 스테이지; 상기 스테이지의 일측에 배치되고, 상기 기판을 투과하는 파장을 갖는 광을 조사하는 라인 스캔 광원; 상기 라인 스캔 광원과 마주하게 배치되고 복수의 촬상 소자가 직선형으로 배열되어 상기 기판에 대한 이미지를 촬상하는 적어도 하나의 라인 스캔 카메라; 상기 라인 스캔 카메라를 통해 취득된 이미지 신호를 결합하여 생성한 검사 이미지로부터 기판에 존재하는 결함의 종류 및 위치를 판단하는 라인 스캔 결함 처리 장치; 상기 스테이지의 일측에 배치되고, 상기 기판을 투과하지 않는 파장을 갖는 광을 조사하는 스루홀 광원; 상기 스루홀 광원과 마주하게 배치되어 상기 기판의 스루홀에 관한 이미지를 취득하는 스루홀 카메라; 및 상기 스루홀 카메라로부터 취득된 이미지를 결합하여 상기 스루홀을 판단하는 스루홀 검출부를 포함하는 기판 결함 검사 장치가 제공된다. According to one aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a stage supporting a substrate to be inspected on an upper surface thereof; A line scan light source arranged at one side of the stage and configured to irradiate light having a wavelength that is transmitted through the substrate; At least one line scan camera disposed to face the line scan light source and configured to linearly arrange a plurality of image pickup elements to capture images of the substrate; A line scan defect processing device for determining the type and position of a defect existing in the substrate from the inspection image generated by combining the image signals acquired through the line scan camera; A through-hole light source disposed at one side of the stage, for irradiating light having a wavelength not transmitted through the substrate; A through-hole camera arranged to face the through-hole light source to acquire an image of the through-hole of the substrate; And a through-hole detecting unit for judging the through hole by combining the images acquired from the through-hole cameras.
상기 스루홀 광원은 비지블 라이트를 발광하는 다수의 LED 램프가 매트릭스 형태로 배열되어 상기 기판의 전체 면적을 커버하도록 구성된 판형 광원 조립체를 포함하고, 상기 스루홀 카메라 및 상기 기판의 사이에는 외부광이 유입되는 것을 차단하는 차광부재가 구비될 수 있다. Wherein the through-hole light source includes a plate-shaped light source assembly configured to cover a total area of the substrate, the plurality of LED lamps emitting a beveled light are arranged in a matrix form, and external light is emitted between the through- A light shielding member may be provided to block the entrance of the light.
상기 기판 검사 장치는 상기 라인 스캔 결함 처리 장치를 통해 판단된 결함 위치에서 상기 결함의 이미지를 재 촬상하는 리뷰 카메라; 상기 결함 위치로 상기 기판을 투과할 수 있는 광을 조사하는 리뷰 광원; 및 상기 리뷰 카메라를 통해 촬상된 이미지 신호를 결합하여 생성한 재검사 이미지로부터 상기 기판에 존재하는 결함을 판단하고, 핀홀 결함인 경우 상기 핀홀 이미지의 원형비 또는 타원형 핀홀 이미지의 중심점으로부터 장단변비를 판단하여 핀홀 결함 여부를 최종 판단하는 결함 재검사부를 더 포함할 수 있다. The substrate inspection apparatus comprising: a review camera for re-imaging an image of the defect at a defect position determined through the line scan defect processing apparatus; A review light source for irradiating light that can transmit the substrate to the defect position; And determining a defect existing in the substrate from a resampled image generated by combining the image signal picked up by the review camera and determining a long-term constipation from a center point of the pinhole image or an elliptic pinhole image in the case of a pinhole defect And a defect re-inspecting unit for finally determining whether or not the pinhole defect is present.
상기 기판 결함 검사 장치는 상기 리뷰 카메라를 수직 방향으로 이동시켜 상기 기판에 대한 상기 리뷰 카메라의 초점심도의 위치를 자동 조정하는 오토 포커싱 장치를 더 포함할 수 있다. The apparatus for inspecting a substrate defect may further include an auto focusing device that automatically adjusts a position of a focus depth of the review camera with respect to the substrate by moving the review camera in a vertical direction.
상기 기판 결함 검사 장치는 상기 라인 스캔 카메라를 통해 검출된 결함의 깊이를 검출하는 결함 깊이 검출 장치를 더 포함하고, 상기 결함 깊이 검출 장치는 상기 결함에 대한 이미지를 촬상하는 깊이 검출 카메라; 상기 깊이 검출 카메라와 마주하는 측에 배치되어 상기 기판을 투과하는 파장대의 광을 조사하는 깊이 검출 광원; 상기 기판의 표면으로 레이저 광을 조사하고, 상기 기판의 표면으로부터 반사된 광을 수광하여 상기 기판의 표면 위치를 검출하는 위치 검출 센서; 상기 결함 깊이 검출 장치 및 상기 깊이 검출 광원의 사이에 배치되어 상기 깊이 검출 광원으로부터 조사되는 광을 통과시키고, 상기 위치 검출 센서로부터 조사되는 광을 상기 기판으로 반사하고, 상기 기판으로부터 반사된 반사광을 상기 위치 검출 센서로 반사시키는 빔 스프리터; 상기 깊이 검출 카메라를 수직 이동시키는 수직 이송 장치; 및 상기 깊이 검출 카메라가 수직 이동되면서 촬상된 이미지를 근거로 결함 깊이를 판단하는 결함 깊이 검출부를 포함하고, 상기 수직 이동 장치를 1차 이동 간격을 두고 상기 깊이 검출 카메라를 수직 이동시켜 상대적으로 거친 이미지 취득 단계를 수행하고, 상기 거친 이미지 취득단계에서 취득된 가장 선명한 이미지에 대한 위치를 기준 위치로 설정하고, 상기 기준 위치로부터 상하 일정 구간에서 상기 깊이 검출 카메라를 상기 1차 이동 간격보다 작은 이동 간격으로 이송시켜 상대적으로 정교한 이미지를 취득하는 단계를 적어도 1회 수행하도록 제어하는 수직 이동 장치 구동부를 포함할 수 있다. The apparatus for inspecting a substrate defect further includes a defect depth detecting device for detecting a depth of a defect detected through the line scan camera, wherein the defect depth detecting device comprises: a depth detecting camera for capturing an image of the defect; A depth detecting light source disposed on a side facing the depth detecting camera and for emitting light in a wavelength range transmitted through the substrate; A position detection sensor which irradiates laser light onto the surface of the substrate and receives light reflected from the surface of the substrate to detect a surface position of the substrate; A depth detection light source, a depth detection light source, a depth detection light source, a depth detection light source, a depth detection light source, a depth detection light source, A beam splitter for reflecting the light onto a position detection sensor; A vertical transfer device for vertically moving the depth detection camera; And a defect depth detector for determining a depth of defect based on an image captured while vertically moving the depth detecting camera, wherein the vertically moving device vertically moves the depth detecting camera with a first movement interval, Acquiring the coarse image obtained at the coarse image acquiring step, setting the position of the sharpest image acquired at the coarse image acquiring step as a reference position, and moving the depth detecting camera at a movement interval smaller than the primary movement interval And a vertical movement device driving unit for controlling the vertical movement device to perform the step of acquiring a relatively fine image by carrying out at least one time.
상기 스테이지는 그 중앙부가 관통되고, 상기 기판의 에지와 대응된 형상을 가지고, 상기 스테이지의 둘레 방향을 따라 상기 기판을 지지하는 서포트 유닛이 구비될 수 있다. The stage may include a support unit having a shape corresponding to an edge of the substrate and supporting the substrate along a circumferential direction of the stage.
상기 기판 결함 검사 장치는 상기 스테이지를 상기 라인 스캔 결함 검출 장치, 상기 스루홀 검출 장치, 상기 결함 재검사 장치, 및 상기 결함 깊이 검출 장치 중 적어도 어느 하나의 위치로 이송시키는 스테이지 이송 장치를 더 포함할 수 있다. The substrate defect inspection apparatus may further comprise a stage transfer device for transferring the stage to a position of at least one of the line scan defect detection device, the through hole detection device, the defect inspection device, and the defect depth detection device have.
상기 기판 결함 검사 장치는 상기 검사될 기판이 수납된 카세트가 재치되는 로더부; 상기 검사될 기판이 상기 스테이지에 로딩되기 전에 상기 기판을 예비 정렬하는 얼라이너; 및 상기 로더부, 상기 얼라이너, 상기 스테이지 사이에 이동 가능하게 배치되어 상기 기판을 원하는 위치로 이송시키는 기판이송장치를 더 포함하고, 상기 로더부, 상기 얼라이너, 상기 스테이지, 및 상기 기판이송장치는 상기 기판의 다양한 사이즈에 따라 기판 홀딩 구조가 변경 채용되도록 구성될 수 있다. The apparatus for inspecting a substrate includes a loader portion on which a cassette containing the substrate to be inspected is placed; An aligner for pre-aligning the substrate before the substrate to be inspected is loaded on the stage; And a substrate transfer device movably disposed between the loader part, the aligner, and the stage for transferring the substrate to a desired position, wherein the loader part, the aligner, the stage, and the substrate transfer device May be configured such that the substrate holding structure is varied depending on various sizes of the substrate.
본 발명의 다른 관점을 따르면, 검사될 기판을 스테이지 상에 로딩하는 단계; 상기 기판의 일측에서 상기 기판을 투과하지 못하는 비지블 라이트를 투과하고, 스루홀 카메라를 통하여 상기 기판을 촬상하여 상기 비지블 라이트의 투과 상태에 관한 이미지를 획득하여 상기 기판의 스루홀 결함을 판단하는 단계; 및 상기 스루홀 결함이 검출되지 않은 경우 상기 기판의 일측에서 라인 스캔 광원을 통하여 상기 기판을 투과하는 파장대를 갖는 광을 조사하고, 상기 기판을 투과하는 광을 이용하여 라인 스캔 카메라를 통하여 다수의 띠형 이미지를 획득하고, 상기 라인 스캔 카메라를 통해 취득된 이미지 신호를 결합하여 생성한 검사 이미지로부터 상기 기판에 존재하는 결함의 종류 및 위치를 판단하는 단계를 포함하는 기판 결함 검사 방법이 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method comprising: loading a substrate to be inspected onto a stage; A through hole camera which does not allow the substrate to pass through the one side of the substrate is imaged, an image of the substrate is picked up through the through hole camera, and an image related to the transmission state of the beveled light is obtained to determine the through hole defect of the substrate step; And irradiating light having a wavelength band that is transmitted through the substrate through a line scan light source at one side of the substrate when the through hole defect is not detected and irradiating the substrate with a plurality of band- And determining a type and position of a defect existing in the substrate from the inspection image generated by combining the image signals acquired through the line scan camera.
상기 기판 결함 검사 방법은 상기 라인 스캔 카메라를 통하여 검출된 결함의 위치에서 리뷰 카메라를 통하여 이미지를 재 촬상하여 상기 라인 스캔 카메라를 통하여 검출된 결함을 재검토하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method may further include re-imaging an image through a review camera at a position of a defect detected through the line scan camera, and reviewing a defect detected through the line scan camera.
상기 결함을 재검사하는 단계는 핀홀 이미지의 원형비 또는 타원형 핀홀 이미지의 중심점으로부터 장단변비를 판단하여 핀홀 여부를 최종 판단하는 것을 포함할 수 있다. The step of re-inspecting the defect may include judging whether or not the pinhole is judged by determining the long-term constipation from the center point of the elliptical pinhole image or the circular ratio of the pinhole image.
상기 기판 결함 검사 방법은 상기 기판의 두께에 대한 상기 리뷰 카메라의 초점심도의 위치가 맞지 않는 경우, 상기 리뷰 카메라를 수직 이동시켜 상기 기판의 두께에 대한 상기 리뷰 카메라의 초점심도의 위치를 맞추는 단계를 더 포함할 수 있다. The step of inspecting a substrate defect comprises the steps of vertically moving the review camera to adjust the depth of focus of the review camera with respect to the thickness of the substrate when the depth of focus of the review camera is not aligned with the thickness of the substrate .
상기 기판 결함 검사 방법은 상기 기판의 두께에 대한 상기 결함의 깊이를 측정하는 결함 깊이 측정 단계를 더 포함하고, 상기 결함 깊이 측정 단계는, 상기 기판의 위치를 감지하는 단계; 상기 기판의 일측에서 상기 기판을 투과할 수 있는 광을 조사하고, 상기 깊이 검출 카메라의 초점 심도보다 큰 간격으로 상기 깊이 검출 카메라를 수직 이동시키면서 상기 결함에 대한 상대적으로 거친 이미지들을 획득하는 단계; 상기 획득된 거친 이미지들 중 가장 선명한 이미지가 위치하는 곳을 기준 위치로 하여 상기 기준 위치의 상하 일정 구간에서 상기 깊이 검출 카메라의 초점 심도와 같거나 작은 간격으로 상기 깊이 검출 카메라를 상하 방향으로 이동시켜 상대적으로 정교한 이미지들을 획득하는 단계; 및 상기 정교한 이미지들 중 가장 선명한 이미지의 위치를 근거로 결함의 깊이를 판단하는 단계를 포함할 수 있다. Wherein the substrate defect inspection method further includes a defect depth measurement step of measuring a depth of the defect with respect to the thickness of the substrate, wherein the defect depth measurement step comprises: sensing a position of the substrate; Irradiating light that is transmissive to the substrate at one side of the substrate and obtaining relatively coarse images for the defect while vertically moving the depth detection camera at intervals greater than the depth of focus of the depth detection camera; The depth detecting camera is moved up and down at intervals equal to or smaller than the depth of focus of the depth detecting camera in the upper and lower portions of the reference position with a position at which the sharpest image of the obtained rough images is located as a reference position Obtaining relatively sophisticated images; And determining the depth of the defect based on the position of the sharpest image among the sophisticated images.
상기 기판 결함 검사 방법은 상기 스루홀 검출 단계 및 상기 결함 검출 단계의 사이에는 상기 라인 스캔 카메라가 이미지를 촬상 하기에 적합한 투과광의 휘도를 갖도록 상기 라인 스캔 광원의 조도를 조절하는 단계를 더 포함하고, 상기 라인 스캔 광원의 조도를 조절하는 단계는, 상기 기판의 일측에서 광량센서를 통하여 상기 라인 스캔 광원을 통해 조사되어 상기 기판을 투과하는 투과광의 휘도를 측정하여 투과광의 휘도가 기준 휘도 범위 내에 있도록 상기 라인 스캔 광원의 조도를 1차 조정하고, 상기 1차 조정된 상기 라인 스캔 광원의 광을 이용하여 상기 라인 스캔 카메라를 통해 상기 기판의 일부 또는 전부에 대한 이미지를 획득하여 평균 그레이 레벨값을 산출하고, 평균 그레이 레벨값을 근거로 상기 라인 스캔 광원의 조도를 2차 조절하는 것을 포함할 수 있다. The method further comprises the step of adjusting the illuminance of the line scan light source such that the line scan camera has luminance of transmitted light suitable for capturing an image between the through hole detection step and the defect detection step, Wherein the step of adjusting the illuminance of the line scan light source comprises the steps of measuring the luminance of the transmitted light irradiated through the line scan light source through the light amount sensor at one side of the substrate and controlling the luminance of the transmitted light to be within the reference luminance range An illuminance of a line scan light source is first adjusted and an image of a part or all of the substrate is obtained through the line scan camera using the light of the primarily adjusted line scan light source to calculate an average gray level value , And secondarily adjusting the illuminance of the line scan light source based on the average gray level value It can be included.
상기 스테이지는 상기 라인 스캔 카메라, 상기 스루홀 카메라, 상기 깊이 검출 카메라, 상기 리뷰 카메라가 배치된 위치로 이동하여 상기 기판의 위치를 변경할 수 있다.The stage may be moved to a position where the line scan camera, the through hole camera, the depth detection camera, and the review camera are disposed to change the position of the substrate.
본 발명의 일 실시 예를 따르면, 스루홀 카메라를 통해 육안으로 식별 가능한 광을 이용하여 기판의 스루홀을 검출함에 따라 라인 스캔 카메라가 인식하지 못하는 스루홀 검출을 정확하게 수행하여 기판 결함 검출의 신뢰성을 높일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, through-hole detection using a light that can be visually recognized through a through-hole camera, through-hole detection that is not recognized by a line scan camera can be accurately performed, .
본 발명의 일 실시 예를 따르면, 리뷰 카메라를 통하여 라인 스캔 카메라를 통해 검출된 결함을 재검사하여 결함 검출의 신뢰성을 높일 수 있다. According to an embodiment of the present invention, it is possible to increase the reliability of defect detection by re-examining defects detected through a line scan camera through a review camera.
본 발명의 일 실시 예를 따르면, 깊이 검출 카메라를 통하여 기판의 결함의 깊이 검출 시 깊이 검출 카메라의 이동 모드를 다양하게 구성하여 결함 깊이 검출을 보다 신속하고 정확하게 수행할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, when a depth of a defect on a substrate is detected through a depth detecting camera, a depth mode of the depth detecting camera is variously configured to perform defect depth detection more quickly and accurately.
본 발명의 일 실시 예를 따르면 라인 스캔 광원의 조도를 광량센서를 통하여 1차 조정하고, 라인 스캔 카메라를 통하여 웨이퍼의 일부 또는 전체에 대한 이미지 획득 후, 획득된 이미지들의 평균 그레이 레벨값을 근거로 라인 스캔 광원의 조도를 2차 조정하여 라인 스캔 카메라가 이미지를 촬상할 수 있는 최적의 휘도를 갖도록 라인 스캔 광원의 조도를 신속하고 정확하게 조정할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the illuminance of the line scan light source is firstly adjusted through the light amount sensor, and after the image acquisition for a part or the whole of the wafer through the line scan camera, based on the average gray level value of the acquired images The illuminance of the line scan light source can be adjusted quickly and accurately so that the line scan camera has an optimal luminance for imaging an image.
스테이지의 중앙부를 관통되게 구성하고, 서포트 유닛을 통하여 웨이퍼를 지지하도록 구성함에 따라 웨이퍼를 안정적으로 지지하며, 결함 검출을 위한 광원의 조명 상태를 좋게 할 수 있다. And the wafer is supported by the support unit. Thus, the wafer can be stably supported, and the illumination state of the light source for defect detection can be improved.
하나의 검사 장치 내에서 다양한 사이즈의 웨이퍼를 공통으로 적용할 수 있어 검사 장치의 활용성을 높일 수 있다. It is possible to commonly apply wafers of various sizes in one inspection apparatus, thereby improving the usability of the inspection apparatus.
도 1은 본 발명의 기판 검사 장치의 전체 구성을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 2는 본 발명의 기판 검사 장치의 전체 구성을 개략적으로 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 기판 검사 장치의 전체 구성을 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 라인 스캔 결함 검출 장치의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 라인 스캔 결함 장치의 측면도이다.
도 6은 본 발명의 스루홀 검출 장치의 구성을 개략적으로 도시한 일부 사시도이다.
도 7은 본 발명의 결함 재검사 장치의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 결함 깊이 검출 장치의 구성을 개략적을 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 스테이지의 구성을 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 기판 검사 장치의 제어장치의 구성을 도시한 블럭도이다.
도 11a는 본 발명의 기판 검사 장치를 통해 검출된 핀홀 결함의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 11b는 본 발명의 기판 검사 장치를 통해 검출된 핀홀 결함의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 12a는 본 발명의 로더부에 서로 다른 사이즈의 웨이퍼를 수납하는 카세트가 공통으로 사용되는 예를 나타내는 도면이다.
도 12b는 본 발명의 얼라이너에 서로 다른 사이즈의 웨이퍼가 공통으로 사용되는 예를 나타내는 도면이다.
도 12c는 본 발명의 웨이퍼 이송 장치의 이송스테이지 상에 서로 다른 사이즈의 웨이퍼를 홀딩하는 다양한 웨이퍼 암이 공통으로 사용되는 예를 나타내는 도면이다.
도 12d는 본 발명의 검사부에 구비되는 스테이지에 서로 다른 사이즈의 웨이퍼를 홀딩하는 서포트 유닛이 공통으로 사용되는 예를 나타내는 도면이다.
도 13는 본 발명의 기판 검사 장치를 통해 기판 결함을 검출하는 과정을 나타내는 순서도이다.
도 14a 및 도 14b는 본 발명의 검사 장치를 통해 검출된 다양한 결함을 나타내는 이미지들이다.1 is a plan view schematically showing the overall configuration of a substrate inspection apparatus of the present invention.
2 is a front view schematically showing an overall configuration of a substrate inspection apparatus of the present invention.
3 is a side view schematically showing the overall configuration of the substrate inspection apparatus of the present invention.
4 is a perspective view schematically showing a configuration of a line scan defect detecting apparatus according to the present invention.
5 is a side view of the line scan defects device of FIG.
6 is a partial perspective view schematically showing a configuration of a through-hole detecting apparatus according to the present invention.
7 is a perspective view schematically showing a configuration of a defect inspection apparatus of the present invention.
8 is a perspective view schematically showing a configuration of a defect depth detecting apparatus of the present invention.
9 is a perspective view showing the configuration of the stage of the present invention.
10 is a block diagram showing the configuration of the control apparatus of the substrate inspection apparatus of the present invention.
11A is a view showing an example of a pinhole defect detected by the substrate inspection apparatus of the present invention.
11B is a view showing another example of pinhole defects detected by the substrate inspection apparatus of the present invention.
12A is a diagram showing an example in which a cassette for accommodating wafers of different sizes is commonly used in the loader section of the present invention.
12B is a view showing an example in which wafers of different sizes are commonly used in the aligner of the present invention.
12C is a diagram showing an example in which various wafer arms for holding wafers of different sizes on a transfer stage of the wafer transfer apparatus of the present invention are commonly used.
12D is a diagram showing an example in which a support unit for holding wafers of different sizes is commonly used on a stage provided in the inspection unit of the present invention.
13 is a flowchart showing a process of detecting a substrate defect through the substrate inspection apparatus of the present invention.
14A and 14B are images showing various defects detected through the inspection apparatus of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know.
도 1은 본 발명의 일 실시 예를 따른 웨이퍼 검사 장치의 전체 구성을 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예를 따른 웨이퍼 검사 장치의 정면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예를 따른 웨이퍼 검사 장치의 측면도이다. 2 is a front view of a wafer inspecting apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view of a wafer inspecting apparatus according to an embodiment of the present invention. Fig. 6 is a side view of a wafer inspection apparatus according to an embodiment.
도 1 내지 3을 참조하면, 웨이퍼 검사 장치(1)는 로더부(10), 얼라이너(30), 검사부(100), 웨이퍼 이송 장치(50), 입출력장치(70), 및 제어 장치(300)를 포함한다. 1 to 3, the
로더부(10)는 검사될 웨이퍼(W) 또는 불량 판별된 불량 웨이퍼가 수납된 카세트(11)가 재치된다. 도면에서는 4개의 로더부(10a, 10b, 10c, 10d)가 구비된 것이 도시된다. 이하의 설명에서, 제1 내지 3번째 로더부(10a, 10b, 10c)는 양품 웨이퍼 카세트가 적재되고, 4번째 로더부(10d)에 불량 웨이퍼 카세트가 적재된 것으로 설명한다. The
로더부(10)는 카세트(11)가 탑재되는 탑재부(13)를 가지며, 웨이퍼 검사 장치(1)의 본체(3)와 연통되도록 구성되며, 본체(3)와 연통되는 부분을 개폐하는 도어(15)가 구비된다. 로더부(10)에는 카세트에 수납된 웨이퍼의 적재 상태를 확인(매핑)하기 위한 매핑 센서(미도시)가 구비될 수 있다. 이 매핑 과정에서, 예를 들면, 카세트(11) 내의 한 슬롯에 두 개의 웨이퍼가 적재되어 있는 것을 파악하여 웨이퍼 이송 상의 오류를 방지한다. The
얼라이너(30)는 로더부(10)로부터 인출된 웨이퍼를 일정 위치로 로딩하고, 웨이퍼가 검사부(10)의 스테이지(110)에 이송되기 전에 웨이퍼(W)의 위치를 예비 정렬한다. 얼라이너(30)에서는 웨이퍼의 플랫존 또는 노치를 감지하여 웨이퍼를 일정 위치로 정렬한다. 얼라이너(30)는 웨이퍼의 사이즈에 따라 버큠 또는 척에 의해 일정 위치로 고정하도록 구성될 수 있다. The aligner 30 loads the wafer taken out from the
검사부(100)에는 검사될 웨이퍼(W)가 로딩되는 스테이지(110)가 배치된다. 스테이지(110)는 스테이지 이송 장치(113)에 의해 X, Y 방향으로 이송 가능하게 배치된다. 스테이지(110)는 웨이퍼(W)의 외형과 대응된 형상을 가지며 그 중앙부가 관통된 대략 링 형상을 가지며, 웨이퍼(W)의 가장 자리를 지지하도록 구성된다. 다른 실시 예로 스테이지는 기판의 형상에 따라 다양하게 변형 가능하게 구성될 수 있다. The
스테이지 이송 장치(113)는 모터, 모터에 연결된 회전축, 회전축의 외주에 연결되어 회전축의 이송 방향에 따라 직선 이동하며 스테이지(110)와 연결된 이동자를 포함하는 선형 구동 장치를 포함할 수 있다. 다른 실시 예로, X, Y 이송장치는 유압을 이용하는 유압 구동장치, 기어열 구조를 이용하는 기어구동 장치 등 다양한 형태의 장치를 포함할 수 있다. The
검사부(100)의 스테이지(110)의 이송 경로 상에는 웨이퍼(W)의 결함을 검출하는 다양한 결함 검사 장치가 구비된다. 결함 검사 장치는 라인 스캔 결함 검출 장치(130), 스루홀 검출 장치(150), 결함 재검사 장치(170), 및 결함 깊이 검출 장치(190)를 포함한다. Various defect inspection apparatuses for detecting defects on the wafer W are provided on the transfer path of the
라인 스캔 결함 검출 장치(130)는 웨이퍼(W)를 투과하는 투과광, 예컨대 1050nm~1100nm의 적외선광을 이용하여 촬상 소자가 띠 형으로 배열된 적어도 하나의 라인 스캔 카메라(131)를 통해 이미지를 획득하여 웨이퍼의 표면 또는 내부에 존재하는 결함을 검출한다. 결함은 웨이퍼(W)의 표면 또는 내부에 존재하는 이물질, 크랙, 스크래치, 핀홀 등의 다양한 형태를 포함할 수 있다.The line scan
라인 스캔 카메라(150)는 복수개가 구비되어 웨이퍼(W)의 영역을 분할하여 스캔할 수 있다. 라인 스캔 카메라(131)는 스테이지(110)가 X, Y 방향으로 이송되는 검사부(100)의 일측에 브라켓(101)을 통하여 일정 위치로 배치된다. 브라켓(101)에 복수의 라인 스캔 카메라(131)가 차례로 고정된다. A plurality of
스루홀 검출 장치(150)는 웨이퍼를 투과하지 않는 비지블 라이트(visible light), 예컨대 400nm~700nm 파장대의 가시광을 웨이퍼측으로 조사하고, 웨이퍼의 타측에서 스루홀 카메라(151)를 이용하여 웨이퍼에 대한 이미지를 획득하고, 광투과 여부를 판단함으로써 웨이퍼(W)의 스루홀을 검사한다. 스루홀이 검출되면, 불량 웨이퍼로 판단하고 4번째 로더부(10d)에 구비된 불량 카세트로 이송한다. 스루홀 카메라(151)는 촬상 소자가 매트릭스 형태로 배열된 에리어(area) 카메라를 포함할 수 있다. The through-
결함 재검사 장치(170)는 라인 스캔 카메라(131)를 통해 검출된 결함 위치에서 리뷰 카메라(171)를 통해 결함에 대한 이미지를 재획득하여 결함 여부에 관하여 재 판단한다. The
결함 깊이 검출 장치(190)는 라인 스캔 결함 검출 장치(130) 또는 결함 재검사 장치(170)를 통해 검출된 결함의 웨이퍼(W)의 두께에 대한 위치(이하, "깊이"라 칭함)를 검출하는 깊이 검출 카메라(191)를 포함한다. 깊이 검출 카메라(191)는 웨이퍼(W)의 두께보다 상대적으로 작은 초점 심도를 갖도록 설계되어 웨이퍼(W) 내에 존재하는 결함의 깊이를 정확하게 측정할 수 있도록 한다.The defect
깊이 검출 카메라(191)는 브라켓(101)의 일측에 고정되어 라인 스캔 카메라(1311)와 일정 간격을 유지한다. The
라인 스캔 카메라(131), 스루홀 카메라(151), 리뷰 카메라(171), 및 깊이 검출 카메라(191)는 검사부(100)의 영역 내에서 일정 위치로 고정된다. 한편, 스테이지(110)를 중심으로 스테이지(110)의 하부에는 후술될 라인 스캔 광원, 스루홀 광원, 리뷰 광원 및 깊이 검출 광원이 일정 위치로 고정된다. 다른 실시 예로, 라인 스캔 카메라(131), 스루홀 카메라(151), 리뷰 카메라(171), 및 깊이 검출 카메라(191), 또는 라인 스캔 광원, 스루홀 광원, 리뷰 광원, 깊이 검출 광원이 선택적으로 이동되어 결함 이미지 검출에 적합한 조건을 얻도록 구성될 수 있다. The
웨이퍼 이송 장치(50)는 로더부(10), 얼라이너(30), 검사부(100) 사이를 이동하며 각 부분에서 웨이퍼(W)를 투입하거나 회수하도록 구성된다. 웨이퍼 이송 장치(50)는 로더부(10), 얼라이너(30), 검사부(100) 사이를 직선 이동하는 이동스테이지(51) 및 이동스테이지(51) 상에 회전 가능하게 설치되고, 관절 운동 가능토록 구성되어 웨이퍼(W)를 원하는 위치로 투입하고 회수하는 웨이퍼 암(53)을 포함한다(도 1 참조). The
입출력장치(70)는 검사 장치를 동작시키기 위한 명령어를 입력하거나, 검사부(100)에서 검출된 결함에 대한 정보를 표시한다. 입출력장치(70)는 키보드 및 모니터 등을 포함할 수 있다. 입출력장치(70)는 터치 입력이 가능한 스크린을 갖는 모니터를 포함할 수 있다. 모니터 스크린에는 검사 장치의 수동, 자동모드 선택을 비롯하여 각 부분에 대한 운전조건 입력창이 구비되고, 결함 검출 정보, 로더부에 대한 정보 등을 표시하는 표시창 등을 포함할 수 있다. 입력장치는 별도의 키보드, 마우스 등을 포함할 수 있다.The input /
제어장치(300)는 상술한 웨이퍼 검사 장치의 각 부분의 전반적인 동작을 제어하고, 검사부(100)로부터 검출된 결함 데이터를 분석하여 웨이퍼의 불량 여부를 판단한다. The
도 4는 본 발명의 일 실시 예를 라인 스캔 결함 장치의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4의 라인 스캔 결함 장치의 측면도이다. FIG. 4 is a perspective view schematically showing a configuration of a line scan defective device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a side view of the line scan defective device of FIG.
도 4 및 도 5를 참조하면, 스테이지(100)는 X-Y 축으로 수평 이송 가능하게 설치된 스테이지 이송장치(113)에 연결되어 검사 위치에서 웨이퍼(W)를 X축 및 Y축으로 이동시킨다. Referring to FIGS. 4 and 5, the
라인 스캔 결함 장치(130)는 라인 스캔 카메라(131) 및 라인 스캔 광원(133)을 포함한다. The line scan
라인 스캔 광원(133)은 예컨대, 대략 1050㎚ 내지 1100㎚ 범위의 파장을 갖는 적외선 광을 방출하는 적외선램프(133a)와, 적외선램프(133a)에서 방출된 빛을 집광하여 띠 형상으로 웨이퍼(W) 쪽으로 유도하는 광 가이드부재(133b)를 포함한다. 적외선램프(133a)는 제어장치(300)와 전기적으로 연결되어 조도 조절이 가능하게 구성된다. 라인 스캔 광원(133)으로부터 방출되는 광은 적외선광 이외에 X선광 등 웨이퍼(W)를 투과할 수 있는 모든 광을 포함할 수 있다. The line
라인 스캔 카메라(131)는 스테이지(110)의 상측에서 웨이퍼(W)를 투과한 적외선 광을 검출하여 결함을 검사하는 기능을 수행함과 더불어, 결함 검사를 수행하기 전에 웨이퍼(W)를 투과하는 투과광의 휘도를 측정하여 결함 검사 시 적합한 광원의 최적의 조도를 설정할 수 있도록 한다. 라인 스캔 카메라(131)는 복수개의 촬상 소자가 일렬로 배열된 구조로 되어, 1회 촬영 시 웨이퍼(W)에 대해 일정 길이의 띠 형태로 된 부분 이미지를 획득하도록 구성될 수 있다. The
스테이지(110) 상의 일측에는 광량 센서(7)가 구비될 수 있다. 광량 센서(7)는 웨이퍼(W)의 한 지점에서 웨이퍼(W)를 투과하는 투과광의 휘도를 측정한다. 광량 센서(7)는 광량의 위상변화에 따라 전압의 크기가 변화하는 전압센서 등을 포함할 수 있다. 광량 센서(7)는 웨이퍼(W)의 투과 광량을 1차적으로 측정하여 투과광의 휘도가 결함 검출을 할 수 있는 기준 휘도 범위 내에 있는지를 판단 가능케 한다.A
도 6은 본 발명의 일 실시 예를 따른 스루홀 검출 장치의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이다. 6 is a perspective view schematically showing a configuration of a through-hole detecting apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면 스루홀 검출 장치(150)는 라인 스캔 카메라(131)의 일측에 추가 브라켓(103)을 통해 일정 위치에 고정된 스루홀 카메라(151), 스루홀 카메라(151) 및 스테이지(110)의 사이에 구비되어 외부광 유입을 차단하는 차광부재(153), 및 스테이지(110)의 하부에 배치되어 400nm~700nm의 가시광을 조사하는 스루홀 광원(155)을 포함한다. 6, the through-
스루홀 광원(155)은 복수의 LED램프(155a)가 매트릭스 형태로 배열된 판형 광원 조립체로 구성될 수 있다. 판형 광원 조립체의 면적은 웨이퍼(W)의 전 면적을 커버하도록 구성될 수 있다. The through-
도 7은 본 발명의 결함 재검사 장치의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이다. 7 is a perspective view schematically showing a configuration of a defect inspection apparatus of the present invention.
도 7을 참조하면, 결함 재검사 장치(170)는 라인 스캔 카메라(131)를 통해 획득된 이미지를 근거로 검출된 결함이 위치하는 위치에서 이미지를 촬상하는 리뷰 카메라(171), 스테이지(110)의 하부에 리뷰 카메라(171)와 대응된 위치로 배치된 리뷰 광원(173), 및 웨이퍼(W)의 두께에 대한 리뷰 카메라(171)의 초점 심도를 자동으로 조정하는 오토 포커싱 장치(175)를 포함한다. 7, the
리뷰 카메라(171)는 촬상 소자가 매트릭스 형태로 배열된 에리어 카메라(area camera)를 포함할 수 있다. 리뷰 카메라(171)는 초점심도(DOF: Depth of Focus)가 웨이퍼(W)의 두께보다 크게 설계될 수 있다. 초점 심도는 한번에 초점을 잡을 수 있는 층의 최대 깊이를 의미한다. 예컨대, 웨이퍼(W)의 두께가 750um를 가질 경우, 리뷰 카메라(171)의 초점심도는 800um을 갖도록 설계하여 웨이퍼(W) 두께 전체에 대한 이미지를 한번에 획득할 수 있도록 설계할 수 있다. The
오토 포커싱 장치(175, 이하 "수직 이송 장치"라 칭함)는 리뷰 카메라(171)를 Z축 방향으로 이송시키는 수직이송장치를 포함할 수 있다. 웨이퍼(W)는 스테이지(110)에 의해 가장 자리부분만 지지된다. 이 경우, 웨이퍼(W) 처짐이 발생하게 되어 웨이퍼(W) 두께에 대한 리뷰 카메라(171)의 초점 심도의 위치가 변하게 되어 웨이퍼(W)의 전체 두께에 대한 이미지 촬상이 불가능하게 될 수 있다. 이러한 경우, 수직 이송 장치(175)가 동작되어 리뷰 카메라(171)를 수직 이송시켜 웨이퍼(W)에 대한 리뷰 카메라(171)의 초점 심도를 조절함으로써, 결함 이미지를 정확하게 촬상할 수 있다. The autofocusing device 175 (hereinafter referred to as "vertical transfer device") may include a vertical transfer device for transferring the
리뷰 카메라(171)는 라인 스캔 카메라(131)를 통해 검출된 결함을 재 촬상하여 결함을 재 판단함으로써 검사의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 즉, 라인 스캔 카메라(131)를 통해 고속 스캔하면서 이미지를 촬상하는 동안 촬상 이미지의 변형이 생길 수 있다. 예를 들면, 원형의 핀홀이 타원형의 핀홀로 인식될 수 도 있다. 이러한 상황을 감안하여 리뷰 카메라(171)는 라인 스캔 카메라(131)를 통해 획득된 이미지를 통해 판단된 결함을 다시 한번 촬상하여 결함 여부를 재 판단함으로써 결함 판단의 신뢰성을 높인다.The
수직 이송 장치(175)는 모터(175a), 모터(175)가 구동됨에 따라 회전하는 회전축(미도시) 및 회전축의 외주에 결합되어 회전축의 회전 방향에 따라 Z방향을 이동하는 이동자(미도시), 및 이동자에 연결된 이송 스테이지(175d)를 포함한다. 카메라(171)는 브라켓(174)를 매개로 이송 스테이지(175d)에 연결된다. The vertical conveying
다른 실시 예로 수직 이송 장치(175)는 유압 구동 방식, 기어열을 이용한 구동 방식 등을 포함할 수 있다. In another embodiment, the
리뷰 광원(173)은 광은 라인 스캔 광원(133)과 같이 1050nm~1100nm의 적외선광을 방출하는 리뷰 램프(173a) 및 광 가이드부재(173b)를 포함한다. 광 가이드부재(173b)는 튜브 형태로 구성되어 원형의 광빔이 웨이퍼(W)로 조사되도록 구성될 수 있다. The review
도 8은 본 발명의 결함 깊이 검출 장치의 구성을 개략적으로 도시한 사시도이다. 8 is a perspective view schematically showing a configuration of a defect depth detecting apparatus of the present invention.
결함 깊이 검출 장치(190)는 이전에 설명된 결함 재검사 장치(170)와 유사한 구성을 갖는다. The defect
결함 깊이 검출 장치(190)는 라인 스캔 카메라(131), 또는 리뷰 카메라(171)를 통해 획득된 이미지를 근거로 검출된 결함이 위치하는 위치에서 이미지를 촬상하는 깊이 검출 카메라(191), 스테이지(110)의 하부에 깊이 검출 카메라(191)와 대응된 위치로 배치된 깊이 검출 광원(193), 및 깊이 검출 카메라(191)를 Z축 방향으로 이송하는 수직 이송 장치(195)를 포함한다. 이에 더하여, 결함 깊이 검출 장치(190)는 웨이퍼(W)의 위치를 감지하는 위치감지센서(197) 및 빔 스프리터(199)를 추가로 포함한다. The defect
깊이 검출 카메라(191)는 웨이퍼(W)의 두께보다 작은 초점심도를 갖도록 설계되며, 촬상 소자가 메트릭스 형태로 배열된 에리어 카메라를 포함할 수 있다. 일 실시 예로 깊이 검출 카메라(191)는 10um의 초점 심도를 가질 수 있다. The
위치 검출 센서(197)는 웨이퍼(W)의 표면으로 예컨대 레이저 광을 조사하고, 상기 웨이퍼(W) 표면으로부터 반사된 광을 수광하여 웨이퍼(W)의 표면 위치를 검출한다. 웨이퍼(W)의 위치를 검출하여 깊이 검출 카메라(191)의 결함 깊이 검사를 위한 초기 위치를 정확하게 설정할 수 있다. The
빔 스프리터(199)는 깊이 검출 카메라(191) 및 결함 검출 광원(193)의 사이에 배치되어 결함 검출 광원(193)으로부터 조사되는 광을 통과시키고, 위치 검출 센서(197)로부터 조사되는 광을 상기 웨이퍼(W)로 반사하고, 웨이퍼(W)로부터 반사된 반사광을 위치 검출 센서(197)로 반사시킨다. The
도 8에서 위치 검출 센서(197)가 빔 스프리터(199)와 인접되게 배치된 것이 도시된다. 위치 검출 센서(197)는 다양한 위치에 구비될 수 있다. 위치 검출 센서(197)는 깊이 검출 카메라(191)와 인접되게 상향 이동된 위치에 구비될 수 있다. 이 경우, 광 경로를 변경하는 광학계, 예컨대 반사 미러 등이 추가적으로 구성될 수 있다. In Fig. 8, it is shown that the
수직 이송 장치(195)는 모터(195a), 모터(195a)가 구동됨에 따라 회전하는 회전축(195b) 및 회전축(195b)의 외주에 결합되어 회전축(195b)의 회전 방향에 따라 Z방향으로 이동하는 이동자(195c), 이동자(195c)에 연결된 이송 스테이지(195d)를 포함한다The
수직 이송 장치(195)는 먼저, 깊이 검출 카메라(191)의 초점 심도보다 큰 간격으로 깊이 검출 카메라(191)를 수직 이동시켜 상대적으로 거친 이미지를 취득하도록 한다. 다음, 수직 이송 장치(195)는 거친 이미지 취득단계에서 취득된 가장 선명한 이미지에 대한 위치를 기준 위치로 하여, 기준 위치로부터 상하 일정 구간에서 깊이 검출 카메라(191)를 1차 이동 간격보다 작은 이동 간격, 예컨대, 깊이 검출 카메라(191)의 초점 심도와 같거나 작은 간격으로 이송시켜 상대적으로 정교한 이미지를 취득하도록 한다. 정교한 이미지를 취득하는 단계는 이동 간격을 조절하면서, 적어도 1 회 수행될 수 있다. The
위와 같이 거친 이미지를 취득하는 단계를 먼저 수행함에 따라 웨이퍼(W) 두께에 대한 결함의 위치를 대략 먼저 확인이 가능하여 결함의 깊이를 측정하는 시간을 단축시킬 수 있다. By performing the step of acquiring the coarse image as described above, it is possible to confirm the position of the defect with respect to the thickness of the wafer W approximately first, thereby shortening the time for measuring the depth of the defect.
상술한 방법에 의해 웨이퍼(W)의 두께 방향에 대하여 촬상된 이미지들을 근거로 후술될 결함 깊이 검출부에서 가장 선명한 이미지의 위치를 판단하여 결함의 깊이를 파악한다. The depth of the defect is determined by determining the position of the sharpest image in the defect depth detecting unit to be described later based on the images picked up with respect to the thickness direction of the wafer W by the method described above.
도 9는 본 발명의 스테이지(110)의 구성을 도시한 사시도이다.9 is a perspective view showing the configuration of the
도 9를 참조하면, 스테이지(110)는 웨이퍼(W)의 에지를 지지하도록 중앙부가 관통되도록 구성된다. 스테이지(100)에는 원주 방향을 따라 웨이퍼(W)의 에지를 지지하는 서포트 유닛(115)이 구비된다. Referring to FIG. 9, the
서포트 유닛(115)은 스테이지(110))상에 원주 방향을 따라 일정 간격을 두고 구비된 마운트 블록(115a), 외측 단부가 각각의 마운트 블록(115a)의 상부면에 결합되며 스테이지(110)의 중심부를 향해 연장되게 설치된 금속 재질의 가이드 블록(110), 가이드 블록(110)의 내측 단부에 결합되며 웨이퍼(W)가 안착되어 지지되는 수지 재질의 서포트 블록(115c)을 포함한다. The
이러한 구성에 있어서, 스테이지(110)에 로딩된 웨이퍼(W) 상으로 광을 조사하고 웨이퍼(W)로부터 반사되는 광을 수광하도록 구성된 웨이퍼 기울기 감지센서(117)가 더 포함될 수 있다. 웨이퍼(W)가 기울어진 것으로 판단되면 웨이퍼(W)는 로더부(10d)의 불량 카세트로 반송된다(도 1 참조). In this configuration, the wafer
도 10은 본 발명의 검사 장치를 제어하는 제어장치의 구성을 개략적으로 도시한 블럭도이다. 10 is a block diagram schematically showing the configuration of a control apparatus for controlling the inspection apparatus of the present invention.
도 10을 참조하면, 제어장치(300)는 메인 처리 장치(310), 라인 스캔 결함 처리 장치(330) 및 구동장치(350)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 10, the
메인 처리 장치(310)는 입력신호수신부(311), 구동 신호 출력부(313), 라인 스캔 제어부(315), 스루홀 검출부(317), 결함 재검사부(319), 결함 깊이 검출부(321), 광원 조정부(323), 웨이퍼 기울기 검출부(325), 스테이지 구동부(327), 결함분류부(328), 및 메모리부(329)를 포함할 수 있다. The
입력신호수신부(311)는 입출력장치(70)로부터 입력되는 신호를 수신한다. The input
구동 신호 출력부(313)는 로더부(10), 얼라이너(30), 웨이퍼 이송 장치(50)를 구동시키기 위한 구동신호를 출력한다. The drive
도 1, 4, 및 10을 참조하면, 라인 스캔 제어부(315)는 라인 스캔 카메라(131)의 촬상 지시 신호를 출력한다. 라인 스캔 카메라(131)로 촬상 지시 신호를 출력하면 라인 스캔 카메라(131)는 띠형 이미지를 획득하고, 스테이지(110)가 라인 스캔 카메라(131)의 촬상 영역의 단변 방향(Y축방향)으로 이동한다. 이와 같이 이동이 완료되면 라인 스캔 카메라 제어부(315)는 라인 스캔 카메라(131)로 촬상 지시 신호를 출력하여 다른 띠형 이미지를 획득하도록 한다. 라인 스캔 카메라(131)는 이와 같은 일련의 과정을 반복 수행하여 웨이퍼(W)에 대한 이미지를 획득한다. 라인 스캔 제어부(315)는 라인 스캔 광원(133)에 대한 구동신호를 출력하도록 구성될 수 있다. Referring to FIGS. 1, 4, and 10, the line
도 1, 6 및 10을 참조하면, 스루홀 처리부(317)는 얼라이너(30)로부터 웨이퍼(W)가 스테이지(110)로 이송되면, 스루홀 카메라(151)로 촬상 지시 신호를 출력하고, 스루홀 카메라(151)로부터 촬상된 이미지 신호를 결합하여 스루홀 검사 영상을 만들고, 스루홀 검사 영상을 기본으로 스루홀 검사 유무를 판단한다. 스루홀 처리부(317)는 스루홀 광원(153)에 대한 동작 신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 1, 6, and 10, the through-
도 1, 7, 10, 11a, 11b를 참조하면, 결함 재검사부(319)는 라인 스캔 카메라(131)를 통해 획득된 이미지를 근거로 검출된 결함을 재검토한다. 결함 재검사부(319)는 리뷰 카메라(171)로 촬상 지시 신호를 출력하여 리뷰 카메라(171)가 라인 스캔 카메라(131)를 통해 검출된 결함을 재 촬상 하도록 한다. 결함 재검사부(319)는 리뷰 카메라(171)를 통해 촬상된 이미지 신호를 결합하여 리뷰 검사 이미지를 생성하고, 생성된 리뷰 검사 이미지를 기준 결함 데이터를 근거로 판단한다. 이때, 결함이 핀홀 형태를 가질 경우, 핀홀 이미지의 원형비 또는 타원형 핀홀 이미지의 중심점으로부터 장단변(L,S)비를 판단하여 핀홀 여부를 다시 판단한다. Referring to FIGS. 1, 7, 10, 11a, and 11b, the
도 1, 8 및 10을 참조하면, 결함 깊이 검출부(321)는 위치 검출 센서(197)로 구동신호를 출력하고, 깊이 검출 카메라(191)로 촬상 신호를 출력하고, 수직 이송 장치(195)에 대한 구동신호를 출력하도록 구성될 수 있다. 여기서, 결함 깊이 검출부(321)는 깊이 검출 카메라(191)를 다양한 이동 방식으로 이동시키도록 다양한 모드로 수직 이송 장치(195)에 구동 신호를 출력한다. 즉, 깊이 검출 카메라(191)의 초점심도보다 큰 이동 간격으로 깊이 검출 카메라(191)를 이송시키는 1차 구동 신호를 출력하여 웨이퍼 두께 방향에 대한 결함의 거친 이미지를 1차적으로 획득하도록 하고, 깊이 검출 카메라(191)를 깊이 검출 카메라(191)의 초점 심도와 같거나 작은 이동 간격으로 깊이 검출 카메라(191)를 이동시키는 2차 구동 신호를 출력하여 상대적으로 정교한 결함 이미지를 획득하도록 한다. 1, 8, and 10, the defect
결함 깊이 검출부(321)는 위와 같이 수직 이송 장치(195)를 구동시키면서, 깊이 검출 카메라(191)를 통해 획득된 웨이퍼(W)의 두께 방향에 대한 다수의 이미지들을 근거로 가장 선명한 이미지의 위치를 판단함으로써 결함의 깊이를 판단한다. 결함 깊이 검출부(321)는 깊이 검출 광원(193)에 대한 구동신호를 출력하도록 구성될 수 있다. The defect
도 4,5 및 10을 참조하면, 광원 조정부(323)는 광량 센서(7)를 통해 측정된 투과광의 측정 휘도가 웨이퍼(W)의 결함을 검출할 수 있는 기준 휘도 범위 내인지 비교 판단하고, 기준 휘도 범위를 벗어난 경우 측정 휘도가 기준 휘도 범위 내에 해당하도록 라인 스캔 광원(133)을 1차 조정하고, 라인 스캔 카메라(131)를 통해 측정된 웨이퍼(W)의 일부 또는 전부에 관한 평균 그레이 레벨값을 근거로 투과광이 웨이퍼(W)의 결함을 검출할 수 있는 최적의 휘도를 갖도록 라인 스캔 광원(133)의 조도를 2차 조정하도록 구성될 수 있다. 라인 스캔 광원(133)의 조도 조절은 미리 저장된 웨이퍼의 다양한 비저항값에 대한 광투과율, 광설정값, 그레이 레벨값 등을 통하여 더욱 빠르고 정확하게 수행될 수 있다. 이러한 조도 조절을 위한 기준 데이터는 후술될 메모리부(329)에 저장된다. 웨이퍼의 다양한 비저항값에 대한 광투과율, 광설정값, 그레이 레벨값 등은 검사를 실시하기 전에 무수한 측정을 통하여 결함 검사에 적절한 값으로 데이터 베이스화된 값들이다.4, 5, and 10, the light
도 9 및 도 10을 참조하면, 웨이퍼 기울기 검출부(325)는 웨이퍼 기울기 감지 센서(117)로부터 감지된 결과를 근거로 웨이퍼(W)의 기울어짐을 판단한다. 즉, 감지 센서(117)로부터 출력된 광 및 웨이퍼(117)로부터 반사된 광을 분석하고 웨이퍼의 기울어짐을 판단한다. Referring to FIGS. 9 and 10, the
도 1 및 10을 참조하면, 스테이지 구동부(327)는 검출부(100)의 라인 스캔 카메라 (131), 스루홀 카메라(151), 리뷰 카메라(171), 깊이 검출 카메라(191)의 동작 상태에 따라 스테이지(110)를 적정의 위치로 이동시키도록 스테이지 이송 장치(113)를 X, Y 방향으로 구동한다. Referring to FIGS. 1 and 10, the
도 10을 참조하면, 결함 분류부(328)는 라인 스캔 결함 처리장치(330), 결함 재검사부(319), 결함 깊이 검출부(321)를 통해 검출된 각종 결함들의 형상을 분류하여 메모리부(329)에 결함에 관한 데이터를 저장한다. 10, the
메모리부(329)는 위에서 언급한 각 부분과 정보 교환을 위한 프로그램이 저장되거나, 위에서 언급된 각 부분으로부터 판단, 처리된 결과 등이 저장된다. 메모리부(329)에는 결함 판단의 기준이 되는 기준 결함 데이터가 저장될 수 있다. 기준 결함 데이터는 핀홀, 이물질, 크랙, 스크래치 등 다양한 결함에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이에 더하여, 메모리부(329)는 광원조정부(323)를 통하여 라인 스캔 광원(133)을 조정하기 위한 광원 조정 정보가 저장될 수 있다. 광원 조정 정보는 웨이퍼의 다양한 비저항값에 대한 광투과율, 광설정값, 그레이 레벨값, 기준 휘도 범위, 기준 그레이 레벨 범위, 기준 그레이 레벨값 등을 포함할 수 있다. The
상술한 다양한 처리부들은 서로 연계되어 검사 장치(1)의 각 동작부의 동작을 서로 연계하여 제어하도록 구성된다. The various processing units described above are configured to be linked to each other to control the operation of each operation unit of the
도 1, 4, 5및 도 10을 참조하면, 라인 스캔 결함 처리장치(330)는 다수의 라인 스캔 카메라(131)로부터 획득된 이미지 신호를 결합하여 검사 영상을 생성하는 검사 영상 생성부(331), 생성된 검사 영상 및 기준 영상을 비교하여 결함을 검출하는 결함 검출부(333)를 포함한다. 기준 영상에 관한 정보는 상술한 메모리부(329)로부터 취출될 수 있다. 일 실시 예로, 라인 스캔 카메라(131)의 촬상 지시 신호를 처리하는 라인 스캔 제어부(315)가 메인처리장치(310)에 구비된다. 다른 실시 예로 라인 스캔 제어부(315)를 라인 스캔 결함 처리장치(330)에 구성할 수 있다. 1, 4, 5 and 10, the line scan
도 1 및 도 10을 참조하면, 구동장치(350)는 구동 신호 출력부(313)로부터 출력된 구동신호에 따라 로더부(10), 얼라이너(30), 기판 이송 장치(50)를 구동한다. 1 and 10, the driving
라인 스캔 결함 처리장치(330) 및 구동장치(350)는 메인처리장치(310) 내에 통합하여 구성할 경우 메인처리장치(310)의 처리 속도가 매우 느려지게 되므로 별도로 구비한다. 라인 스캔 결함 처리장치(330) 및 구동장치(350)는 허브스위치(360)를 통해 메인처리장치(310)와 연결될 수 있다. 제어장치(300)의 구성은 상술한 구성에 한정된 것은 아니며 다양한 형태로 변경 가능하다.When the line scan
도 11a, 도 11b는 핀홀 결함의 이미지를 나타낸다.11A and 11B show images of pinhole defects.
도 10, 도 11a 및 도 11b를 참조하면, 결함의 이미지는 다양한 형태를 가질 수 있다. 결함 재검사부(319)는 핀홀 이미지의 원형비(C: Circulrarity ratio)를 판단하고 원형비가 기준치, 예를 들면, 1.3 이상인 경우 핀홀로 판단한다. 원형비는 참조문헌 (예를 들면, 제목: Pattern and place: an introduction to the mathematics of geography, 저자: Selkirk, K. E., 출판사: Cambridge University Press, 1982)에 인용된 C=4πA/P2 을 사용할 수 있다. 여기서, A는 이미지의 면적을 나타내고, P는 이미지의 둘레를 각각 나타낸다. 원형비가 1인 경우 원이고, 원형비가 0에 가까운 경우 엄청나게 길고 얇은 형상을 갖는다. 원형비는 상술한 바와 같이 1 이상일 수 있다.
또한 결함 재검사부(319)는 타원형 핀홀 이미지의 중심점으로부터 장단변(L,S)비를 판단하여 핀홀 결함 여부를 최종 판단한다. Referring to Figs. 10, 11A and 11B, the image of the defect may take various forms. The
Also, the
상술한 바와 같은 검사 장치(1)는 다양한 사이즈의 웨이퍼에 대하여 검사 가능토록 구성된다. 웨이퍼(W)는 예를 들면, 200mm, 300mm, 450mm와 같이 다양한 사이즈를 가질 수 있다. 이 경우 웨이퍼가 로딩되는 부분의 웨이퍼 홀딩 구조를 변경하여 단일의 검사 장치(1) 내에서 다양한 사이즈의 웨이퍼를 검사할 수 있도록 구성될 수 있다. The
이를 위하여 로더부, 얼라이너, 스테이지, 웨이퍼 이송 장치에 있어서, 웨이퍼 홀딩 구조를 변경할 수 있다. For this purpose, it is possible to change the wafer holding structure in the loader section, aligner, stage, and wafer transfer apparatus.
도 12a는 본 발명의 로더부에 서로 다른 사이즈의 웨이퍼를 수납하는 카세트가 공통으로 사용되는 예를 나타내는 도면이다.12A is a diagram showing an example in which a cassette for accommodating wafers of different sizes is commonly used in the loader section of the present invention.
도 1 및 도 12a를 참조하면, 예를 들면, 200mm웨이퍼를 수납하는 카세트(11a)를 300mm 웨이퍼를 수납하는 카세트(11b)에 수용하여 사용할 수 있도록 구성할 수 있다. 200mm 웨이퍼용 카세트(11a)는 별도의 어댑터를 통하여 300mm 웨이퍼용 카세트(11b) 내에 장착될 수 있다. Referring to FIGS. 1 and 12A, for example, a
도 12b는 본 발명의 얼라이너에 서로 다른 사이즈의 웨이퍼가 공통으로 사용되는 예를 나타내는 도면이다. 12B is a view showing an example in which wafers of different sizes are commonly used in the aligner of the present invention.
도 1 및 도 12b를 참조하면, 얼라이너에 적용되는 웨이퍼 홀딩구조가 웨이퍼의 사이즈에 따라 다양한 방식으로 마련된다. 200mm 웨이퍼용 홀딩구조물(52a)은 버큠으로 웨이퍼를 지지하도록 구성되고, 300mm 웨이퍼용 홀딩 구조물(52b)은 에지 그립 타입으로 웨이퍼를 지지하도록 구성된다. 1 and 12B, the wafer holding structure applied to the aligner is prepared in various ways depending on the size of the wafer. The 200 mm
이와 같이 웨이퍼 사이즈에 따라 별도의 홀딩 구조물(52a, 52b)을 준비하고, 검사될 웨이퍼의 사이즈에 따라 검사 장치(1) 내에 선택적으로 적용하여 얼라이너(50)를 변경 구성한다. Separate holding
도 12c는 본 발명의 웨이퍼 이송 장치의 이송스테이지 상에 다양한 서로 다른 사이즈의 웨이퍼를 홀딩하는 다양한 웨이퍼 암이 공통으로 사용되는 예를 나타내는 도면이다. 12C is a diagram showing an example in which various wafer arms for holding various different sized wafers on a transfer stage of the wafer transfer apparatus of the present invention are commonly used.
도 1 및 도 12c를 참조하면, 200mm웨이퍼 지지용 웨이퍼암(53a)은 버큠 방식으로 구성되고, 300mm 웨이퍼 지지용 웨이퍼 암(53b)은 에지 그립 방식으로 구성된다. 이와 같이 다양한 방식으로 구현된 웨이퍼 암(53a, 53b)은 검사될 웨이퍼의 사이즈에 따라 웨이퍼 이송 스테이지(51)에 연결된 관절암의 일측에 변경 채용된다. Referring to Figs. 1 and 12C, a 200 mm wafer supporting
도 12d는 본 발명의 검사부에 구비되는 스테이지에 서로 다른 사이즈의 웨이퍼를 홀딩하는 서포트 유닛이 공통으로 사용되는 예를 나타내는 도면이다. 12D is a diagram showing an example in which a support unit for holding wafers of different sizes is commonly used on a stage provided in the inspection unit of the present invention.
도 1 및 도 12d를 참조하면, 스테이지(110a, 110b)는 검사될 웨이퍼의 사이즈에 대응하여 그 외경이 다르게 제작되고, 검사될 웨이퍼의 사이즈에 따라 변경 채용된다. Referring to FIGS. 1 and 12D, the
도 13은 본 발명의 결함 검사장치를 이용한 결함 검사 과정을 도시한 순서도이다. 13 is a flowchart illustrating a defect inspection process using the defect inspection apparatus of the present invention.
도 1, 도 10 및 도 13을 참조하면, 먼저 검사될 웨이퍼가 수납된 카세트(11)가 로더부(10)에 로딩(S1)된다. 카세트 로딩이 완료되면, 제어장치(300)의 구동신호출력부(313)는 구동장치(350)로 로더부(10) 구동신호를 출력한다. 구동장치(350)의 구동 동작에 따라 로더부(10)의 도어(15)가 개방된다. 이후, 로더부(10)에 구비된 센서가 동작되어 카세트(11) 내에 적재된 웨이퍼를 매핑하여 웨이퍼 적재 상태를 확인한다. 매핑 결과는 제어장치(310)의 메모리부(329)에 저장되고, 매핑 결과는 입출력장치(70)의 모니터 스크린에 출력될 수 있다. 1, 10 and 13, the
이와 같이 웨이퍼 매핑이 완료되면 이송장치(50)의 이송암(53)에 의해 카세트(11) 내에서 웨이퍼(W)가 반출되고, 반출된 웨이퍼는 얼라이너(30)로 이송된다. 얼라이너(30)에서는 웨이퍼(W)의 플랫존 또는 노치부를 확인한 후 웨이퍼를 스테이지(110)로 이송하기 전에 예비 정렬한다(S3). When the wafer mapping is completed in this manner, the wafer W is carried out of the
얼라이너(30)를 통해 예비 정렬된 웨이퍼는 웨이퍼 이송 장치(50)에 의해 검사부(100)의 스테이지(110)로 이송된다(S5). The wafer preliminarily aligned through the
스테이지(110)로 웨이퍼(W)가 로딩되면 스테이지(110)의 일측에 구비된 기울기 감지 센서(117, 도 9참조)를 통해 웨이퍼(W)의 로딩 상태를 감지한다. 기울기 감지 센서(117)는 수발광 센서로서 웨이퍼(W)의 상면으로 조사광을 출사하고, 출사된 조사광은 웨이퍼(W)의 상면으로터 반사되어 수광부로 입사된다. 이러한 수발광 정보는 제어장치(310)의 웨이퍼 기울기 검출부(325)로 전달되어 기울기 감지 센서(117)를 통해 확보된 수발광 데이터를 연산 처리하여 웨이퍼(W)의 기울어짐 여부를 판단한다(S7). When the wafer W is loaded onto the
단계(S7)에서 웨이퍼가 기울어진 것으로 판단되면, 검사 장치(1)의 동작을 멈추고(S9), 작업자로 하여금 스테이지(110)의 서포트 유닛(115)의 정렬상태를 확인하고 적절히 조정하도록 한다(도 9참조). If it is determined in step S7 that the wafer has been tilted, the operation of the
단계(S7)에서 웨이퍼(W)가 스테이지(110)에 정상적으로 로딩된 것으로 판단되면, 라인 스캔 광원(133, 도 4,5 참조)의 조도를 조정한다(S11). 로더부(10)의 한 카세트에 10~25매의 서로 다른 비저항값 대역을 갖는 다양한 종류의 웨이퍼 들이 수용될 수 있다. 일반적으로, 100mΩ㎝이상의 비저항값을 갖는 P- 웨이퍼가 알려져 있으며, 최근 100mΩ㎝이하의 비저항값을 갖는 저저항 웨이퍼, 예컨대 비저항값 10mΩ㎝ ~ 100mΩ㎝를 갖는 P+ 웨이퍼, 비저항값 5mΩ㎝ ~ 10mΩ㎝을 갖는 P++웨이퍼도 제조되고 있다. If it is determined in step S7 that the wafer W is normally loaded on the
이러한 웨이퍼는 비저항값에 따라 광투과율이 서로 다르다. 즉, 비저항값이 클수록 광투과율이 높다. 특히, 비저항값이 10mΩ㎝ 이하의 저저항 웨이퍼에 있어서는 비저항값에 따라 투과하는 광의 양이 변화한다. 따라서, 웨이퍼 결함 검사를 위한 레시피를 단일화하여 사용할 경우 일부 웨이퍼에 있어서는 결함 검출 가능 범위의 투과 휘도를 확보하지 못하는 문제점이 있을 수 있다. These wafers have different light transmittances depending on their resistivity values. That is, the larger the resistivity value, the higher the light transmittance. Particularly, in a low-resistance wafer having a resistivity value of 10 m? Cm or less, the amount of light transmitted varies depending on the resistivity value. Accordingly, when a single recipe for wafer defect inspection is used, some of the wafers may fail to secure the transmission luminance within a defect detectable range.
단계(S11)에서는 라인 스캔 카메라(131)에 의해 결함 검출을 실시하기 전에 검사될 웨이퍼의 투과 휘도 범위를 확보하여 라인 스캔 카메라(131)가 결함에 대하여 정확한 이미지를 확보할 수 있도록 한다. 단계(S11)에서, 광량센서(7)가 웨이퍼(W)의 한 지점에서 웨이퍼(W)를 투과하는 투과광의 휘도를 측정한다. 광량센서(7)로부터 측정된 투과 광량을 기초로 메인 제어장치(310)의 광원 조정부(323)는 투과광의 휘도가 결함을 검출할 수 있는 기준 휘도 범위 내에 있는지를 판단한다. 측정된 투과광의 휘도가 기준 휘도 범위를 벗어났다고 판단된 경우 광원 조정부(323)는 기준 데이터를 근거로 라인 스캔 광원(133)의 조도를 1차 조정한다. 다음 1차 조도 조정된 라인 스캔 광원(133)의 광을 웨이퍼(W)에 조사하고, 웨이퍼(W)를 투과하는 광을 이용하여 라인 스캔 카메라(131)를 통해 웨이퍼(W)의 일부분 또는 전체에 대한 이미지를 촬상한다. In step S11, the transmission luminance range of the wafer to be inspected is secured before performing the defect detection by the
광원조정부(323)는 촬상된 이미지의 평균 그레이 레벨값을 산출하고, 산출된 평균 그레이 레벨값이 기준 휘도 범위 내에 있는지 재 판단한다. 기준 휘도 범위 내에 있다고 판단된 경우 기준 휘도 범위 내의 특정의 기준값에 대한 라인 스캔 광원(133)의 광량을 판단한 후 라인 스캔 광원(133)을 판단된 조도를 갖도록 2차 조정한다. 웨이퍼의 다양한 비저항값들에 대한 광투과율, 광설정값, 그레이 레벨값, 기준 휘도 범위, 기준 그레이 레벨 범위, 기준 그레이 레벨값 등에 대한 정보는 메모리부(329)에 미리 저장되고, 광원조정부(323)는 이러한 정보를 기초로 라인 스캔 광원(133)의 조도를 빠르고 신속하게 조정한다. The light
상술한 바와 같이 라인 스캔 광원(133)의 조도 조절이 완료되면, 웨이퍼(W) 내의 스루홀을 검출한다(S13, 도 6참조). 스테이지 이송 장치(113)는 스테이지 구동부(327)의 구동신호에 따라 동작되어 스테이지(1110)을 스루홀 카메라(151)의 하부 영역으로 이송한다. 메인제어장치(310)의 스루홀 검출부(317)는 스루홀 카메라(151), 스루홀 광원(155)을 구동하고, 스루홀 카메라(151)로부터 획득된 영상을 기초로 웨이퍼(W) 내의 스루홀을 판단한다(S13). When the adjustment of the illuminance of the line
판형상의 스루홀 광원(155)을 통해 웨이퍼(W)의 일측에서 웨이퍼(W) 전면에 대하여 광을 조사한다. 웨이퍼(W)에 스루홀이 존재할 경우 스루홀 광원(155)에 조사된 광은 스루홀을 관통하고, 스루홀이 존재하는 영역은 상대적으로 밝은 이미지로 촬상된다. 스루홀 검출부(317)는 이러한 이미지 신호를 전달 받아 스루홀 존재 여부를 판단한다. 스루홀 카메라(151)가 촬상하는 동안 스루홀 카메라(151)의 촬상 영역 하부에 배치된 차광부재(153)에 의해 외부광이 유입되는 것이 차단되어 스루홀 카메라(151)를 통해 정확한 이미지를 획득할 수 있다. And irradiates light to the entire surface of the wafer W from one side of the wafer W through the plate-shaped through-
스루홀 판단 단계(S13)에서 스루홀 존재로 판단되면 웨이퍼는 로더부(10)의 불량 카세트로 이송된다(S14). If it is determined in step S13 that the through hole exists, the wafer is transferred to the defective cassette of the loader unit 10 (S14).
스루홀 검출 과정(S13)이 완료되면, 라인 스캔 카메라(131) 및 라인 스캔 광원(133)이 동작되어 웨이퍼에 대한 복수의 띠형 이미지를 획득하여 결함을 검출한다(S15, 도 4,5 참조). 메인제어장치(310)의 라인스캔제어부(315)는 스테이지(1110)의 상대적인 직선이동거리에 대응하여 소정의 라인 스캔 카메라(131)에 촬상 신호를 출력한다. When the through hole detection process S13 is completed, the
라인 스캔 광원(133)으로부터 적외선 광이 조사되고, 라인 스캔 카메라(131)는 기판을 투과하는 투과광을 이용하여 이미지를 촬상한다. 라인 스캔 결함 처리 장치(330)의 검사 영상 생성부(331)는 라인 스캔 카메라(131)로부터 출력되는 이미지 신호를 결합하여 검사 이미지를 생성한다. 결함 검출부(333)는 생성된 검사 이미지로부터 웨이퍼에 존재하는 결함의 위치 및 종류를 검출한다. Infrared light is irradiated from the line
다음 검출된 결함의 핀홀 사이즈가 기준 사이즈보다 작은가를 판단(S17)한다. 핀홀 사이즈가 기준 사이즈보다 작은 경우 양품 카세트로 이송된다(S18). 여기서, 양품 판정된 웨이퍼는 검사되기 전의 카세트 위치로 반송되거나 또는 별도의 양품 카세트로 이송될 수 있다. It is determined whether the pinhole size of the next detected defect is smaller than the reference size (S17). If the pinhole size is smaller than the reference size, it is transferred to the good product cassette (S18). Here, the wafer judged as good can be transported to the cassette position before inspection, or can be transported to a separate good cassette.
단계(S17)에서, 핀홀 사이즈가 기준 사이즈 크다고 판단된 경우 결함 재검사가 수행된다(S19). In step S17, when it is determined that the pinhole size is larger than the reference size, defect inspection is performed (S19).
도 7 및 도 10 참조하면, 메인처리장치(300)의 결함재검사부(319)의 구동신호에 따라 리뷰 광원(173)으로부터 웨이퍼의 결함 위치로 대략 원형의 광이 조사된다. 여기서, 스테이지(110)는 X-Y이송장치(113)에 의해 이송되어 웨이퍼(W)내의 결함이 위치하는 부분이 리뷰 광원(173) 및 리뷰 카메라(171)와 대응된 위치로 위치하도록 웨이퍼(W)의 위치를 정렬한다. 웨이퍼(W) 내의 결함 위치에 대한 정보는 단계(S15)에서 라인 스캔 카메라(131)를 통해 검출된 결함 정보를 기초로 한다. Referring to FIGS. 7 and 10, substantially circular light is irradiated from the review
리뷰 카메라(171)가 결함의 이미지를 촬상하여 이미지 신호를 출력한다. 이때, 리뷰 카메라(171)의 이미지 촬상 부적절한 상태, 예를 들면 웨이퍼 두께에 대하여 리뷰 카메라(171)의 초점심도가 맞지 않는 경우, 수직이송장치(175)가 동작되어 리뷰 카메라(171)를 수직 이송시켜서 오토 포커싱 한다. 이러한 오토 포커싱 동작은 메인제어장치(310)의 결함 재검사부(319)에서 제어하도록 구성할 수 있다. The
결함 재검사부(321)는 리뷰 카메라(171)로부터 출력되는 이미지 신호를 결합하여 검사 이미지를 생성하고, 생성된 검사 이미지를 근거로 결함을 재 판단한다. 결함 재 판단은 메모리부(329)에 저장된 결함에 대한 정보를 기준으로 수행된다. 핀홀 결함인 경우, 결함 재검사부(321)는 핀홀 이미지의 원형비 또는 타원형 핀홀 이미지의 중심점으로부터 장단변비를 판단하여 핀홀 결함 여부를 최종 판단한다(도 11a, 도 11b참조). The
결함재검사부(321)를 통해 판단된 결함에 대한 각종 정보는 메모리부(329)에 저장된다. Various information on the defect determined through the
다음 웨이퍼 두께에 대한 결함의 깊이 검출 단계가 수행된다(S21). The step of detecting the depth of defect with respect to the next wafer thickness is performed (S21).
도 8 및 도 10을 참조하면, 단계(S21)에서, 먼저 결함 깊이 검출부(321)에서 위치 검출 센서(197)로 구동 신호를 출력하면, 위치 검출 센서(197)로부터 광, 예컨대 레이저 광이 출력된다, 레이저 광은 빔스프리터(199)의 반사면(199a)을 통해 웨이퍼(W)의 상면으로 조사되고, 웨이퍼(W) 상면에 조사된 광은 웨이퍼(W) 상면으로부터 반사되어 빔스프리터(199)의 반사면(199a)을 통하여 위치 검출 센서(197)로 입사된다. 결함깊이검출부(321)는 이러한 레이저광의 입출력에 관한 정보를 기초로 웨이퍼(W)의 위치를 판단한다. 8 and 10, in step S21, when the
다음, 결함 깊이 검출부(321)는 수직 이송 장치(195)를 제1 모드로 구동시킨다. 제1 모드에서는 깊이 검출 카메라(191)의 이송 간격을 검출 카메라(191)의 초점심도보다 크게 이송시키도록 수직이송장치(195)가 구동된다. 제1 모드에 따라 모터(195a)가 회전하고, 모터(195a)의 축에 연결된 회전축(195b)이 회전하고, 회전축(195b)에 외감된 이동자(195c)가 Z축 방향으로 수직 이송한다. 그 결과, 이동자(195c)에 연결된 이송 스테이지(195d)가 이동하고, 이송 스테이지(195d)에 연결된 깊이 검출 카메라(191)가 이송된다. Next, the
이러한 방식으로 깊이 검출 카메라(191)를 웨이퍼의 두께 방향으로 이동시키면서 복수의 이미지를 촬상하여 먼저 거친 이미지들을 촬상한다. 이와 같이 거친 이미지를 먼저 획득 단계에서는 깊이 검출 카메라(191)의 이송 간격을 상대적으로 크게 이송하여 이미지를 빠르게 획득하여, 결함의 위치를 상대적으로 빠르게 판단한다. In this manner, the
깊이 검출 카메라(191)는 웨이퍼(W)의 하부에서 깊이 검출 광원(193)으로부터 조사되는 광을 이용하여 이미지를 촬상한다. 깊이 검출 광원(193)으로부터 조사된 광은 빔스프리터(199)의 반사면(199a)을 통과한다. 특정 파장대의 광, 즉, 깊이 검출 광원(193)으로부터 조사되는 적외선광은 빔스프리터(199)의 반사면(199a)를 통과하고, 위치검출센서(197)로부터 조사되는 레이저 광은 빔스프리터(199)의 반사면(199a)에서 반사된다. The
다음, 결함 깊이 검출부(321)는 촬상된 거친 이미지들 중 가장 선명한 이미지의 위치를 기준(이하 "기준 위치"라 함)으로 하여 수직 이송 장치(195)를 제2 모드로 구동시킨다. 제2 모드는 깊이 검출 카메라(191)의 이송 간격을 제1 모드의 이송 간격보다 작게 설정되고, 깊이 검출 카메라(191)를 기준 위치로부터 상, 하 일정 범위 내에서 이송시키는 것을 포함한다. Next, the
제2 모드에서 설정된 이송 간격은 깊이 검출 카메라(191)의 초점 심도와 같거나 작게 설정되어 웨이퍼 두께에 대하여 상대적으로 정교한 이미지를 획득한다. 이와 같이 제2 모드로 정교한 이미지를 획득하는 과정은 적어도 1회 수행될 수 있다. The transfer interval set in the second mode is set to be equal to or smaller than the depth of focus of the
결함 깊이 검출부(321)는 정교한 이미지들 중 가장 선명한 이미지의 위치를 판단하여 웨이퍼의 두께에 대한 결함의 위치(깊이)를 판단한다. The
이와 같이 판단된 결과는 메인처리장치(310)의 메모리부(329)에 저장된다. The result thus determined is stored in the
결함 깊이 검출 단계(S21)에서 검사되는 결함은 핀홀을 포함할 수 있으며, 핀홀 이외에 결함을 포함할 수 있다. The defects to be inspected in the defect depth detection step S21 may include pinholes and may include defects in addition to pinholes.
다음, 메인처리장치(310)의 결함 분류부(328)는 라인 스캔 카메라(131), 리뷰 카메라(151), 깊이 검출 카메라(171)를 통해 획득된 이미지를 기초로 판단된 다양한 결함에 대한 정보를 분류하여 메모리부(329)에 저장한다(S23). 결함분류부(328)는 예컨대, 결함의 형상에 따라 분류할 수 있다. Next, the
다음 결함이 검출된 웨이퍼(W)는 로더부의 불량카세트로 이송된다(S14). The wafer W with the next defect detected is transferred to the defective cassette of the loader section (S14).
도 14a 및 도 14b는 본 발명의 검사 장치를 통해 검출된 다양한 결함을 나타내는 이미지들이다.14A and 14B are images showing various defects detected through the inspection apparatus of the present invention.
도 14a 및 도 14b를 참조하면, 결함 분류부(328)는 단계(S15, S17, S19, S21)를 통해 검출된 다양한 결함들을 분석하고, 형상별로 분류하고, 그에 대한 상세한 정보, 결함의 크기, 위치, 적용된 웨이퍼의 크기, 종류 등에 정보를 정리한다. 14A and 14B, the
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술하는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술하는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings and the preferred embodiments described above, the present invention is not limited thereto but is limited by the following claims. Accordingly, those skilled in the art will appreciate that various modifications and changes may be made thereto without departing from the spirit of the following claims.
1: 검사장치 10: 로더부
11: 카세트 W: 기판(웨이퍼)
30: 얼라이너 50: 기판이송장치
100: 검사부 110: 스테이지
113: 스테이지 이송장치 130: 라인 스캔 결함검사장치
131: 라인스캔카메라 141: 스루홀 카메라
151: 리뷰카메라 171: 깊이 검출 카메라
300: 제어장치1: Inspection device 10: Loader section
11: cassette W: substrate (wafer)
30: aligner 50: substrate transfer device
100: Inspection section 110: Stage
113: stage transfer device 130: line scan defect inspection device
131: line scan camera 141: through-hole camera
151: review camera 171: depth detection camera
300: Control device
Claims (15)
상기 스테이지의 일측에 배치되고, 상기 기판을 투과하는 파장을 갖는 광을 조사하는 라인 스캔 광원; 상기 라인 스캔 광원과 마주하게 배치되고 복수의 촬상 소자가 띠형으로 배열되고, 상기 기판을 투과하는 광을 이용하여 상기 기판에 대한 이미지를 촬상하는 적어도 하나의 라인 스캔 카메라; 상기 라인 스캔 카메라를 통해 취득된 이미지 신호를 결합하여 생성한 검사 이미지로부터 기판의 내부 또는 표면에 존재하는 결함의 종류 및 위치를 판단하는 라인 스캔 결함 처리 장치;를 포함하는 라인 스캔 결함 검출 장치; 및
상기 라인 스캔 카메라를 통해 검출된 결함의 깊이를 검출하는 결함 깊이 검출 장치를 포함하고,
상기 결함 깊이 검출 장치는.
상기 결함에 대한 이미지를 촬상하는 깊이 검출 카메라;
상기 깊이 검출 카메라와 마주하는 측에 배치되어 상기 기판을 투과하는 파장대의 광을 조사하는 깊이 검출 광원;
상기 기판의 표면으로 레이저 광을 조사하고, 상기 기판의 표면으로부터 반사된 광을 수광하여 상기 기판의 표면 위치를 검출하는 위치 검출 센서;
상기 깊이 검출 카메라 및 상기 깊이 검출 광원의 사이에서 상기 광원의 광축상에 배치되어 상기 깊이 검출 광원으로부터 조사되는 광을 통과시키고, 상기 위치 검출 센서로부터 상기 광원의 광축에 직교되게 조사되는 광을 상기 기판으로 반사하고, 상기 기판으로부터 반사된 반사광을 상기 위치 검출 센서로 반사시키는 빔 스프리터;
상기 깊이 검출 카메라를 수직 이동시키는 수직 이송 장치; 및
상기 깊이 검출 카메라가 수직 이동되면서 촬상된 이미지를 근거로 결함 깊이를 판단하는 결함 깊이 검출부를 포함하고,
상기 수직 이동 장치를 1차 이동 간격을 두고 상기 깊이 검출 카메라를 수직 이동시켜 상대적으로 거친 이미지 취득 단계를 수행하고, 상기 거친 이미지 취득단계에서 취득된 가장 선명한 이미지에 대한 위치를 기준 위치로 설정하고, 상기 기준 위치로부터 상하 일정 구간에서 상기 깊이 검출 카메라를 상기 1차 이동 간격보다 작은 이동 간격으로 이송시켜 상대적으로 정교한 이미지를 취득하는 단계를 적어도 1회 수행하도록 구성된 수직 이동 장치 구동부를 포함하는 기판 결함 검사 장치. A stage for supporting a substrate to be inspected on its upper surface;
A line scan light source arranged at one side of the stage and configured to irradiate light having a wavelength that is transmitted through the substrate; At least one line scan camera disposed to face the line scan light source, wherein a plurality of imaging elements are arranged in strips, and images the image on the substrate using light transmitted through the substrate; And a line scan defect detecting device for determining the type and position of defects existing in the inside or the surface of the substrate from the inspection image generated by combining the image signals acquired through the line scan camera. And
And a defect depth detecting device for detecting a depth of a defect detected through the line scan camera,
Wherein the defect depth detecting device comprises:
A depth detection camera for capturing an image of the defect;
A depth detecting light source disposed on a side facing the depth detecting camera and for emitting light in a wavelength range transmitted through the substrate;
A position detection sensor which irradiates laser light onto the surface of the substrate and receives light reflected from the surface of the substrate to detect a surface position of the substrate;
A depth detection light source, a depth detection light source, a depth detection light source, a depth detection light source, a depth detection light source, and a depth detection light source, And reflects the reflected light reflected from the substrate to the position detection sensor;
A vertical transfer device for vertically moving the depth detection camera; And
And a defect depth detector for determining a defect depth based on an image captured while the depth detecting camera is vertically moved,
The depth detection camera is vertically moved at a first movement interval of the vertical movement device to perform a coarse image acquisition step, a position of the sharpest image acquired in the coarse image acquisition step is set as a reference position, And a vertical movement device driver configured to perform at least one step of obtaining a relatively fine image by moving the depth detection camera at a movement interval smaller than the first movement interval at a predetermined interval from the reference position Device.
상기 결함 위치로 상기 기판을 투과할 수 있는 광을 조사하는 리뷰 광원; 및
상기 리뷰 카메라를 통해 촬상된 이미지 신호를 결합하여 생성한 재검사 이미지로부터 상기 기판에 존재하는 결함을 판단하고, 핀홀 결함인 경우 상기 핀홀 이미지의 원형비 또는 타원형 핀홀 이미지의 중심점으로부터 장단변비를 판단하여 핀홀 결함 여부를 최종 판단하는 결함 재검사부로 이루어진 결함 재검사 장치; 및
상기 리뷰 카메라를 수직 방향으로 이동시켜 상기 기판에 대한 상기 리뷰 카메라의 초점심도의 위치를 자동 조정하는 오토 포커싱 장치를 더 포함하는 기판 결함 검사 장치. The apparatus of claim 2, further comprising: a review camera for re-imaging an image of the defect at a defect position determined through the line scan defect processing apparatus;
A review light source for irradiating light that can transmit the substrate to the defect position; And
Determining a defect existing in the substrate from a resampled image generated by combining the image signal picked up by the review camera, determining a short-term constipation from a center point of the pinhole image or an elliptic pinhole image in the case of a pinhole defect, A defect re-inspecting device composed of a defect re-inspecting part for finally determining whether a defect is present; And
Further comprising an autofocusing device for automatically adjusting the position of the focus depth of the review camera with respect to the substrate by moving the review camera in a vertical direction.
상기 스루홀 카메라 및 상기 기판의 사이에는 외부광이 유입되는 것을 차단하는 차광부재가 구비된 포함하는 기판 결함 검사 장치. The lighting apparatus according to claim 2, wherein the through-hole light source includes a plate-shaped light source assembly configured to cover a total area of the substrate, wherein a plurality of LED lamps emitting a bee bblite light are arranged in a matrix form,
And a shielding member interposed between the through-hole camera and the substrate to block external light from entering the through-hole camera.
상기 스테이지는 그 중앙부가 상기 기판의 형상과 대응된 형상으로 관통 형성되고, 상기 스테이지의 둘레 방향을 따라 상기 기판을 지지하는 서포트 유닛이 구비된 기판 결함 검사 장치. The method according to claim 1,
Wherein the stage has a central portion penetratingly formed in a shape corresponding to the shape of the substrate, and a support unit supporting the substrate along a circumferential direction of the stage.
상기 검사될 기판이 상기 스테이지에 로딩되기 전에 상기 기판을 예비 정렬하는 얼라이너; 및
상기 로더부, 상기 얼라이너, 상기 스테이지 사이에 이동 가능하게 배치되어 상기 기판을 원하는 위치로 이송시키는 기판이송장치를 더 포함하고,
상기 로더부, 상기 얼라이너, 상기 스테이지, 및 상기 기판이송장치는 상기 기판의 다양한 사이즈에 따라 기판 홀딩 구조가 변경 채용되도록 구성된 기판 결함 검사 장치. [8] The apparatus of claim 7, further comprising: a loader section on which the cassette containing the substrate to be inspected is placed; And
An aligner for pre-aligning the substrate before the substrate to be inspected is loaded on the stage; And
Further comprising a substrate transfer device movably disposed between the loader section, the aligner, and the stage to transfer the substrate to a desired position,
Wherein the loader portion, the aligner, the stage, and the substrate transfer device are configured such that the substrate holding structure is changed depending on various sizes of the substrate.
상기 기판의 일측에서 상기 기판을 투과하지 못하는 비지블 라이트를 투과하고, 스루홀 카메라를 통하여 상기 기판을 촬상하여 상기 비지블 라이트의 투과 상태에 관한 이미지를 획득하여 상기 기판의 스루홀 결함을 판단하는 단계;
상기 스루홀 결함이 검출되지 않은 경우 상기 기판의 일측에서 라인 스캔 광원을 통하여 상기 기판을 투과하는 파장대를 갖는 광을 조사하고, 상기 기판을 투과하는 광을 이용하여 복수의 촬상 소자가 띠형으로 배열된 라인 스캔 카메라를 통하여 다수의 띠형 이미지를 획득하고, 상기 라인 스캔 카메라를 통해 취득된 이미지 신호를 결합하여 생성한 검사 이미지로부터 상기 기판의 내부 또는 표면에 존재하는 결함의 종류 및 위치를 판단하는 단계; 및
상기 기판의 두께에 대한 상기 결함의 깊이를 측정하는 결함 깊이 측정 단계를 포함하고,
상기 결함 깊이 측정 단계는,
상기 기판의 위치를 감지하는 단계;
상기 기판의 일측에서 상기 기판을 투과할 수 있는 광을 조사하고, 깊이 검출 카메라의 초점 심도보다 큰 간격으로 상기 깊이 검출 카메라를 수직 이동시키면서 상기 결함에 대한 상대적으로 거친 이미지들을 획득하는 단계;
상기 획득된 거친 이미지들 중 가장 선명한 이미지가 위치하는 곳을 기준 위치로 하여 상기 기준 위치의 상하 일정 구간에서 상기 깊이 검출 카메라의 초점 심도와 같거나 작은 간격으로 상기 깊이 검출 카메라를 상하 방향으로 이동시켜 상대적으로 정교한 이미지들을 획득하는 단계; 및
상기 정교한 이미지들 중 가장 선명한 이미지의 위치를 근거로 결함의 깊이를 판단하는 단계를 포함하는 기판 결함 검사 방법. Loading a substrate to be inspected onto a stage;
A through hole camera which does not allow the substrate to pass through the one side of the substrate is imaged, an image of the substrate is picked up through the through hole camera, and an image related to the transmission state of the beveled light is obtained to determine the through hole defect of the substrate step;
And a plurality of imaging elements arranged in a strip shape using light transmitted through the substrate, wherein the plurality of imaging elements are arranged in a stripe shape when light of a wavelength band that transmits through the substrate through a line scan light source is irradiated from one side of the substrate when the through hole defect is not detected Obtaining a plurality of stripe-shaped images through a line scan camera, and judging the type and position of defects present on the inside or the surface of the substrate from a test image generated by combining the image signals acquired through the line scan camera; And
And a defect depth measurement step of measuring a depth of the defect with respect to the thickness of the substrate,
The defect depth measuring step may include:
Sensing a position of the substrate;
Irradiating light that is transmissive to the substrate at one side of the substrate and obtaining relatively coarse images for the defect while vertically moving the depth detection camera at intervals greater than the depth of focus of the depth detection camera;
The depth detecting camera is moved up and down at intervals equal to or smaller than the depth of focus of the depth detecting camera in the upper and lower portions of the reference position with a position at which the sharpest image of the obtained rough images is located as a reference position Obtaining relatively sophisticated images; And
And determining the depth of the defect based on the position of the sharpest image among the sophisticated images.
상기 결함을 재검사하는 단계에서, 핀홀 이미지의 원형비 또는 타원형 핀홀 이미지의 중심점으로부터 장단변비를 판단하여 핀홀 여부를 최종 판단하는 것을 포함하는 기판 결함 검사 방법. 10. The method of claim 9, further comprising the steps of: determining a type and position of a defect; and determining a defect depth measurement step of measuring a depth of the defect with respect to a thickness of the substrate, Further comprising the step of re-imaging the image through the camera and re-examining the detected defect through the line scan camera,
Judging whether or not a pinhole is present by judging the long-term constipation from the center point of the circular ratio of the pinhole image or the center point of the elliptic pinhole image in the step of re-inspecting the defect.
상기 라인 스캔 광원의 조도를 조절하는 단계는,
상기 기판의 일측에서 광량센서를 통하여 상기 라인 스캔 광원을 통해 조사되어 상기 기판을 투과하는 투과광의 휘도를 측정하여 투과광의 휘도가 기준 휘도 범위 내에 있도록 상기 라인 스캔 광원의 조도를 1차 조정하고,
상기 1차 조정된 상기 라인 스캔 광원의 광을 이용하여 상기 라인 스캔 카메라를 통해 상기 기판의 일부 또는 전부에 대한 이미지를 획득하여 평균 그레이 레벨값을 산출하고, 상기 평균 그레이 레벨값을 근거로 상기 라인 스캔 광원의 조도를 2차 조정하는 것을 포함하는 기판 결함 검사 방법. The method as claimed in claim 9, further comprising the steps of: determining a through-hole defect and determining a type and position of the defect, wherein the line scan camera has a luminance of transmitted light suitable for capturing an image, Further comprising the steps of:
Wherein the step of adjusting the illuminance of the line scan light source comprises:
Wherein the illuminance of the line scan light source is adjusted so that the luminance of the transmitted light is within the reference brightness range by measuring the luminance of the transmitted light irradiated from the one side of the substrate through the line scan light source through the light amount sensor,
An image of a part or all of the substrate is obtained through the line scan camera using the light of the primarily adjusted line scan light source to calculate an average gray level value, and based on the average gray level value, And adjusting the illuminance of the scan light source to a second degree.
14. The method of claim 13, wherein the stage moves to a position where the line scan camera, the through hole camera, the depth detection camera, and the review camera are disposed to change the position of the substrate.
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