KR102012208B1 - 기판 검사 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 검사 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 기판 처리 장치는 기판을 처리하는 처리 유닛; 상기 처리 유닛 또는 기판을 촬상하는 촬상 유닛; 및 상기 촬상 유닛에 의해 촬상된 이미지로부터 상기 처리 유닛 또는 상기 기판의 상태를 판단하는 판단 유닛을 포함하되, 상기 판단 유닛은 상기 촬상유닛에 의해 획득된 상기 이미지를 캘리브레이션 작업을 통하여 보정하고 보정된 이미지를 이용하여 상기 처리 유닛 또는 상기 기판의 상태를 판단하며, 상기 캘리브레이션 작업을 위한 마크는 상기 처리 유닛에 형성될 수 있다.

Description

기판 검사 방법 및 기판 처리 장치{Method for inspecting a substrate and Apparatus for treating a substrate}
본 발명은 기판을 검사하는 기판 검사 방법 및 기판 처리 장치와 캘리브레이션 보드에 관한 것으로, 보다 구체적으로 기판을 촬영하여 검사 시 기판 영상 변환을 위해 제공되는 캘리브레이션 보드와 이를 통해서 기판을 검사하는 기판 검사 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 소자가 고밀도, 고집적화, 고성능화됨에 따라 회로 패턴의 미세화가 급속히 진행됨으로써, 기판 표면에 잔류하는 파티클(Particle), 유기 오염물, 금속 오염물 등의 오염 물질은 소자의 특성과 생산 수율에 많은 영향을 미치게 된다. 이 때문에 기판 표면에 부착된 각종 오염 물질을 제거하는 세정 공정이 반도체 제조 공정에서 매우 중요하게 대두되고 있으며, 반도체를 제조하는 각 단위 공정의 전후 단계에서 기판을 세정 처리하는 공정이 실시되고 있다.
한편, 기판을 세정하는 공정은 지지 유닛 상에 기판이 놓여진 상태에서 처리액을 공급하여 이루어진다. 일반적으로 기판은 외부로부터 챔버 내부로 반입되어 지지 유닛 상에 놓여진다. 이 후 기판은 척핀 등에 의해 지지된 상태에서 공정을 진행한다.
다만, 기판의 지지된 위치가 정위치를 이탈하거나, 공정 중 생긴 기판의 깨진 상태에서 공정을 진행하는 경우 기판 처리 공정에 불량을 야기하는 문제점이 있다. 이러한 공정 불량을 방지하기 위해서 공정의 진행 전에 기판의 상태 및 기판의 위치를 미리 검사하는 것이 필요하다.
일반적으로 기판의 검사는 기판에서 사선에서 위치된 촬영 부재를 이용하여 기판을 촬영하여 이루어진다. 다만, 사선 방향에서 촬영된 영상은 기판의 실제 상태를 정확히 나타내지 않아, 사선 방향에서 촬영된 영상을 직사 방향의 영상으로 변환한 뒤에 이러한 영상을 기초로 기판 검사가 수행된다. 따라서, 사선 방향의 영상에서 직사 방향의 영상을 변환하는 정확한 변환 함수가 기판의 검사에 중요한 영향을 미친다.
종래에는 카메라 위치에 따른 원근왜곡을 보정하기 위해 캘리브레이션용 방사용 보드(캘리브레이션용 더미 패턴 기판)를 이용하여 영상을 보정하였다(특허 문헌 : 한국 등록특허 10-0936506 참고).
그러나, 캘리브레이션용 방사용 보드를 이용한 카메라의 원근왜곡 보정 방식은 캘리브레이션용 방사용 보드가 반듯이 있어야만 가능하다. 또한, 캘리브레이션용 방사용 보드에 있는 패턴이 기판 가장자리보다 안쪽에만 존재하여 기판 가장자리 부근의 원근왜곡 보정의 정확도가 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 사전 방향으로 촬영된 기판의 영상을 캘리브레이션용 방사형 보드 없이 원근왜곡을 보정할 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 검사 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 깊나 가장자리 부근의 원근왜곡 보정의 정확도를 높일 수 있는 기판 처리 장치 및 기판 검사 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기판을 처리하는 처리 유닛; 상기 처리 유닛 또는 기판을 촬상하는 촬상 유닛; 및 상기 촬상 유닛에 의해 촬상된 이미지로부터 상기 처리 유닛 또는 상기 기판의 상태를 판단하는 판단 유닛을 포함하되, 상기 판단 유닛은 상기 촬상유닛에 의해 획득된 상기 이미지를 캘리브레이션 작업을 통하여 보정하고 보정된 이미지를 이용하여 상기 처리 유닛 또는 상기 기판의 상태를 판단하며, 상기 캘리브레이션 작업을 위한 마크는 상기 처리 유닛에 형성되는 기판 처리 장치를 제공하고자 한다.
또한, 상기 처리 유닛은, 내부에 처리 공간을 가지는 용기; 및 상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 지지유닛을 포함하고, 상기 마크는 상기 용기에 형성될 수 있다.
또한, 상기 용기는 환형으로 제공된 상벽을 가지며, 상기 마크는 상기 상벽을 따라 복수 개가 형성될 수 있다.
또한, 상기 상벽은 수평한 표시면을 포함하고, 상기 마크는 상기 수평한 표시면에 형성될 수 있다.
또한, 상기 마크는 상기 용기의 중심점을 기준으로 등간격으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 촬상유닛은 상기 처리 유닛을 사선 방향으로 촬상하도록 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 기판을 처리하는 처리 유닛; 상기 처리 유닛 또는 기판을 촬상하는 촬상 유닛; 및 상기 촬상 유닛에 의해 촬상된 이미지로부터 상기 처리 유닛 또는 상기 기판의 상태를 판단하는 판단 유닛을 포함하되, 상기 처리 유닛은 기판을 지지하는 지지유닛을 감싸도록 형성되고, 상기 판단 유닛의 캘리브레이션 작업을 위한 마크들이 기판의 중심점을 기준으로 동심원상에 형성된 용기를 포함하는 기판 처리 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 기판 처리 장치에서의 기판 검사 방법d은 상기 촬상 유닛을 이용하여 상기 마크 및 기판을 사선 방향에서 촬영하여 영상을 획득하는 단계; 상기 영상 획득 단계에서 획득한 마크의 사선 방향 영상의 영상처리를 통해 인식된 상기 마크의 중심점을 연결하여 메쉬 그리드 격자를 생성하고 수평선과 수직선이 만나는 제어점들을 추출하는 단계; 상기 제어점들로부터 캘리브레이션 맴핑함수를 구하는 맵핑 단계; 상기 검사 영상 획득 단계에서 획득한 기판의 사선 방향의 영상을 상기 맵핑 함수를 이용하여 정방향 기판 영상으로 변환하는 영상 변환 단계; 및 상기 정방향 기판 영상으로 상기 기판을 검사하는 기판 검사 단계를 포함하는 기판 검사 방법이 제공될 수 있다.
또한, 상기 영상획득 단계 이전에 상기 마크가 기판과 동일평면상에 위치되도록 상기 용기의 높낮이를 맞추는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 캘리브레이션용 방사형 보드 없이 기판의 원근왜곡을 보정할 수 있기 때문에 비젼 운영에 효과적인 각별한 효과를 갖는다.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 기판 가장자리 부근의 원근 왜곡 보정의 정확도를 높일 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치가 제공된 기판 처리 설비를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 공정 챔버에 제공된 기판 처리 장치의 일 실시 예를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 용기를 보여주는 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 용기의 사시도이다.
도 5는 용기에 형성된 마크들의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 원근 왜곡 영상을 보여주는 도면이다.
도 7은 보정된 영상을 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 검사 방법을 순차적으로 보여주는 플로우 차트이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치가 제공된 기판 처리 설비를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
이하, 도 1를 참조하면, 기판 처리 설비(10)는 인덱스 모듈(100)과 공정 처리 모듈(200)을 포함한다.
인덱스 모듈(100)은 로드포트(120) 및 이송프레임(140)을 포함한다. 로드포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(200)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(200)이 배열된 방향을 제1방향(12)이라 한다. 상부에서 바라볼 때 제1방향(12)과 수직한 방향을 제2방향(14)이라 하고, 제1방향(12)과 제2방향(14)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3방향(16)이라 한다.
로드포트(120)에는 기판(W)이 수납된 캐리어(130)가 안착된다. 로드포트(120)는 복수 개가 제공된다. 로드포트(120)들은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 도 1에서는 네 개의 로드포트(120)가 제공된 것으로 도시하였다. 그러나 로드포트(120)의 개수는 공정 처리 모듈(200)의 공정효율 및 풋 프린트 등의 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(130)에는 기판(W)의 가장자리를 지지하도록 제공된 슬롯(도시되지 않음)이 형성된다. 슬롯은 제3방향(16)으로 복수 개가 제공된다. 기판(W)은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 캐리어(130)내에 위치된다. 캐리어(130)로는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unified Pod;FOUP)가 사용될 수 있다.
공정 처리 모듈(200)은 버퍼유닛(220), 이송챔버(240), 그리고 공정챔버(260)를 포함한다. 이송챔버(240)는 그 길이 방향이 제1방향(12)과 평행하게 배치된다. 제2방향(14)를 따라 이송챔버(240)의 일측 및 타측에는 각각 공정챔버들(260)이 배치된다. 이송챔버(240)의 일측에 위치한 공정챔버들(260)과 이송챔버(240)의 타측에 위치한 공정챔버들(260)은 이송챔버(240)를 기준으로 서로 대칭이 되도록 제공된다. 공정챔버(260)들 중 일부는 이송챔버(240)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 공정챔버(260)들 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 이송챔버(240)의 일측에는 공정챔버(260)들이 A X B(A와 B는 각각 1이상의 자연수)의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 A는 제1방향(12)을 따라 일렬로 제공된 공정챔버(260)의 수이고, B는 제3방향(16)을 따라 일렬로 제공된 공정챔버(260)의 수이다. 이송챔버(240)의 일측에 공정 챔버(260)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 공정챔버(260)들은 2 X 2 또는 3 X 2의 배열로 배치될 수 있다. 공정챔버(260)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다. 상술한 바와 달리, 공정챔버(260)는 이송챔버(240)의 일측에만 제공될 수 있다. 또한, 상술한 바와 달리, 공정챔버(260)는 이송챔버(240)의 일측 및 양측에 단층으로 제공될 수 있다.
버퍼유닛(220)은 이송프레임(140)과 이송챔버(240) 사이에 배치된다. 버퍼 유닛(220)은 이송챔버(240)와 이송프레임(140) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼유닛(220)은 그 내부에 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공되며, 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3방향(16)을 따라 이격되도록 복수 개 제공된다. 버퍼유닛(220)에서 이송프레임(140)과 마주보는 면과 이송챔버(240)와 마주보는 면 각각이 개방된다.
이송프레임(140)은 로드포트(120)에 안착된 캐리어(130)와 버퍼유닛(220) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송프레임(140)에는 인덱스레일(142)과 인덱스로봇(144)이 제공된다. 인덱스레일(142)은 그 길이 방향이 제2방향(14)과 나란하게 제공된다. 인덱스로봇(144)은 인덱스레일(142) 상에 설치되며, 인덱스레일(142)을 따라 제2방향(14)으로 직선 이동된다. 인덱스로봇(144)은 베이스(144a), 몸체(144b), 그리고 인덱스암(144c)을 가진다. 베이스(144a)는 인덱스레일(142)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(144b)는 베이스(144a)에 결합된다. 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 몸체(144b)에 결합되고, 몸체(144b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 인덱스암(144c)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 인덱스암(144c)들 중 일부는 공정 처리 모듈(200)에서 캐리어(130)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 다른 일부는 캐리어(130)에서 공정 처리 모듈(200)로 기판(W)을 반송할 때 사용될 수 있다. 이는 인덱스로봇(144)이 기판(W)을 반입 및 반출하는 과정에서 공정 처리 전의 기판(W)으로부터 발생된 파티클이 공정 처리 후의 기판(W)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
이송챔버(240)는 버퍼유닛(220)과 공정챔버(260) 간에, 그리고 공정챔버(260)들 간에 기판(W)을 반송한다. 이송챔버(240)에는 가이드레일(242)과 메인로봇(244)이 제공된다. 가이드레일(242)은 그 길이 방향이 제1방향(12)과 나란하도록 배치된다. 메인로봇(244)은 가이드레일(242) 상에 설치되고, 가이드레일(242) 상에서 제1방향(12)을 따라 직선 이동된다. 메인로봇(244)은 베이스(244a), 몸체(244b), 그리고 메인암(244c)을 가진다.
베이스(244a)는 가이드레일(242)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(244b)는 베이스(244a)에 결합된다. 몸체(244b)는 베이스(244a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(244b)는 베이스(244a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 메인암(244c)은 몸체(244b)에 결합되고, 이는 몸체(244b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 메인암(244c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 메인암(244c)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 버퍼유닛(220)에서 공정챔버(260)로 기판(W)을 반송할 때 사용되는 메인암(244c)과 공정챔버(260)에서 버퍼유닛(220)으로 기판(W)을 반송할 때 사용되는 메인암(244c)은 서로 상이할 수 있다.
공정챔버(260) 내에는 기판(W)에 대해 세정 공정을 수행하는 기판 처리 장치(300)가 제공된다. 각각의 공정챔버(260) 내에 제공된 기판 처리 장치(300)는 수행하는 세정 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 각각의 공정챔버(260) 내의 기판 처리 장치(300)는 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 공정챔버(260)들은 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 공정챔버(260)에 제공된 기판 처리 장치(300)들은 서로 동일한 구조를 가지고, 상이한 그룹에 속하는 공정챔버(260)에 제공된 기판 처리 장치(300)들은 서로 상이한 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 공정챔버(260)가 2개의 그룹으로 나누어지는 경우, 이송챔버(240)의 일측에는 제1그룹의 공정챔버들(260)이 제공되고, 이송챔버(240)의 타측에는 제2그룹의 공정 챔버들(260)이 제공될 수 있다. 선택적으로 이송챔버(240)의 일측 및 타측 각각에서 하층에는 제1그룹의 공정챔버(260)들이 제공되고, 상층에는 제2그룹의 공정챔버(260)들이 제공될 수 있다. 제1그룹의 공정챔버(260)와 제2그룹의 공정챔버(260)는 각각 사용되는 케미컬의 종류나, 세정 방식의 종류에 따라 구분될 수 있다.
아래에서는 처리액을 이용하여 기판(W)을 세정하는 기판 처리 장치(300)의 일 예를 설명한다.
도 2는 기판 처리 장치(300)의 일 예를 보여주는 단면도이고, 도 3 및 도 4는 용기를 보여주는 평면도 및 사시도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 기판 처리 장치(300)는 공정 챔버(310), 용기(320), 지지 유닛(340), 승강 유닛(360), 처리액 공급 유닛(370) 그리고 검사 유닛(390)을 포함한다.
공정 챔버(310)은 내부에 공간을 제공한다. 용기(320)는 기판 처리 공정이 수행되는 공간을 제공하며, 그 상부는 개방된다. 용기(320)는 환형으로 제공된 상벽을 가지며, 상벽은 수평한 표시면(321)을 갖는다. 수평한 표시면(321)에는 마크(M)들이 형성된다.
일 예로, 용기(320)는 내부회수통(322), 중간회수통(324), 그리고 외부회수통(326)을 포함할 수 있다. 각각의 회수통(322,324,326)은 공정에 사용된 처리액 중 서로 상이한 처리액을 회수할 수 있다. 내부회수통(322)은 지지 유닛(340)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 중간회수통(324)은 내부회수통(322)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 외부회수통(326)은 중간회수통(324)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 수평한 표시면(321)은 외부회수통(326)의 상벽에 제공될 수 있다.
내부회수통(322)의 내측공간(322a), 내부회수통(322)과 중간회수통(324)의 사이 공간(324a) 그리고 중간회수통(324)과 외부회수통(326)의 사이 공간(326a)은 각각 내부회수통(322), 중간회수통(324), 그리고 외부회수통(326)으로 처리액이 유입되는 유입구로서 기능한다. 각각의 회수통(322,324,326)에는 그 저면 아래 방향으로 수직하게 연장되는 회수라인(322b,324b,326b)이 연결된다. 각각의 회수라인(322b,324b,326b)은 각각의 회수통(322,324,326)을 통해 유입된 처리액을 배출한다. 배출된 처리액은 외부의 처리액 재생 시스템(미도시)을 통해 재사용될 수 있다.
지지 유닛(340)은 용기(320) 내에 배치된다. 지지 유닛(340)은 공정 진행 중 기판(W)을 지지하고 기판(W)을 회전시킨다. 지지 유닛(340)은 몸체(342), 지지핀(344), 척핀(346) 그리고 지지축(348)을 포함한다. 몸체(342)는 상부에서 바라볼 때 대체로 원형으로 제공되는 상부면을 가진다. 몸체(342)의 저면에는 모터(349)에 의해 회전가능한 지지축(348)이 고정결합된다. 지지핀(344)은 복수 개 제공된다. 지지핀(344)은 몸체(342)의 상부면의 가장자리부에 소정 간격으로 이격되게 배치되고 몸체(342)에서 상부로 돌출된다. 지지 핀들(334)은 서로 간에 조합에 의해 전체적으로 환형의 링 형상을 가지도록 배치된다. 지지핀(344)은 몸체(342)의 상부면으로부터 기판(W)이 일정거리 이격되도록 기판(W)의 후면 가장자리를 지지한다.
척핀(346)은 복수 개 제공된다. 척핀(346)은 몸체(342)의 중심에서 지지핀(344)보다 멀리 떨어지게 배치된다. 척핀(346)은 몸체(342)에서 상부로 돌출되도록 제공된다. 척핀(346)은 지지 유닛(340)이 회전될 때 기판(W)이 정 위치에서 측 방향으로 이탈되지 않도록 기판(W)의 측부를 지지한다. 척핀 구동기는 척핀(346)을 몸체(342)의 반경 방향을 따라 대기 위치와 지지 위치 간에 직선 이동 가능하도록 제공된다.
여기서 대기 위치는 기판이 척핀(346)상의 정위치에 놓일 때 위치이고, 지지 위치는 척핀(346)이 기판의 단부에 접촉된 위치이다. 대기 위치는 지지 위치에 비해 몸체(342)의 중심으로부터 멀리 떨어진 위치이다. 기판(W)이 지지 유닛(340)에 로딩 또는 언 로딩시에는 척핀(346)은 대기 위치에 위치되고, 기판(W)에 대해 공정 수행시에는 척핀(346)은 지지 위치에 위치된다. 지지 위치에서 척핀(346)은 기판(W)의 측부와 접촉된다.
승강유닛(360)은 용기(320)를 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 용기(320)가 상하로 이동됨에 따라 지지 유닛(340)에 대한 용기(320)의 상대 높이가 변경된다. 승강유닛(360)은 브라켓(362), 이동축(364), 그리고 구동기(366)를 가진다.
브라켓(362)은 용기(320)의 외벽에 고정설치되고, 브라켓(362)에는 구동기(366)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동축(364)이 고정결합된다. 기판(W)이 지지 유닛(340)에 놓이거나, 지지 유닛(340)로부터 들어올려 질 때 지지 유닛(340)이 용기(320)의 상부로 돌출되도록 용기(320)는 하강된다. 또한, 공정이 진행될 시에는 기판(W)에 공급된 처리액의 종류에 따라 처리액이 기설정된 회수통으로 유입될 수 있도록 용기(320)의 높이가 조절한다. 예컨대, 제1처리액으로 기판(W)을 처리하고 있는 동안에 기판(W)은 내부회수통(322)의 내측공간(322a)과 대응되는 높이에 위치된다. 또한, 제2처리액, 그리고 제3처리액으로 기판(W)을 처리하는 동안에 각각 기판(W)은 내부회수통(322)과 중간회수통(324)의 사이 공간(324a), 그리고 중간회수통(324)과 외부회수통(326)의 사이 공간(326a)에 대응되는 높이에 위치될 수 있다. 또한, 기판을 검사하는 단계에서는 수평한 표시면이 기판과 동일 평면상에 위치되도록 용기의 높이가 조절될 수 있다.
상술한 바와 달리 승강유닛(360)은 용기(320) 대신 지지 유닛(340)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
처리액 공급 유닛(370)은 기판(W) 처리 공정 시 기판(W)으로 처리액을 공급한다. 처리액 공급 유닛(370)은 노즐 지지대(372), 노즐(374), 지지축(376), 그리고 구동기(378)를 가진다. 지지축(376)은 그 길이 방향이 제3방향(16)을 따라 제공되고, 지지축(376)의 하단에는 구동기(378)가 결합된다. 구동기(378)는 지지축(376)을 회전 및 승강 운동한다. 노즐 지지대(372)는 구동기(378)와 결합된 지지축(376)의 끝단 반대편과 수직하게 결합된다. 노즐(374)은 노즐 지지대(372)의 끝단 저면에 설치된다. 노즐(374)은 구동기(378)에 의해 공정 위치와 준비 위치로 이동된다. 공정 위치는 노즐(374)이 용기(320)의 수직 상부에 배치된 위치이고, 준비 위치는 노즐(374)이 용기(320)의 수직 상부로부터 벗어난 위치이다. 처리액 공급 유닛(370)은 하나 또는 복수 개가 제공될 수 있다. 처리액 공급 유닛(370)이 복수 개 제공되는 경우, 케미칼, 린스액, 또는 유기용제는 서로 상이한 처리액 공급 유닛(370)를 통해 제공될 수 있다. 린스액은 순수일 수 있고, 유기용제는 이소프로필 알코올 증기와 비활성 가스의 혼합물이거나 이소프로필 알코올 액일 수 있다.
검사 유닛(390)은 지지 유닛(340) 상에 놓인 기판을 검사한다. 검사 유닛(390)은 촬영 부재(391), 광원 부재(393), 판단 유닛(395) 그리고 알람 부재(397)를 포함할 수 있다.
촬영 부재(391)는 용기(320)와 지지 유닛(340) 상에 기판을 사선 방향에서 촬영할 수 있다. 촬영 부재(391)는 지지 유닛(340)에 놓인 기판(W)과 사선 방향에 위치한다. 일 예로 촬영 부재(391)는 공정 챔버(310)의 측벽에 위치한다. 촬영 부재(391)는 처리액 공급 유닛(370)보다 상부에 위치한다. 촬영 부재(391)는 카메라로 제공될 수 있다. 일 예로 촬영 부재(391)는 CCD(charge-coupled device) 카메라가 제공될 수 있다.
광원 부재(393)는 지지 유닛(340) 또는 처리액 공급 노즐(370) 근처로 광을 조사한다. 광원 부재(393)는 공정 챔버(310)의 측벽에 위치할 수 있다. 광원 부재(393)는 촬영 부재(391)보다 낮은 위치에 위치할 수 있다. 일 예로 광원 부재(393)의 광원은 레이져광, 가시광, 적외선 광 등이 제공될 수 있다.
판단 유닛(395)은 촬상 부재(391)에 의해 촬상된 이미지로부터 기판의 상태를 판단한다. 일 예로, 판단 유닛(395)은 촬상 부재(391)에 의해 획득된 이미지를 캘리브레이션 작업을 통하여 보정하고 보정된 이미지를 이용하여 처리 유닛 또는 기판을 검사한다. 일 예로 기판(W)의 검사 항목은 기판(W)의 깨짐, 기판(W)의 위치 어긋남을 검사할 수 있다.
상술한 캘리브레이션 작업이 필요한 이유는 촬상 부재(391)가 기판 바로 위쪽에서 중심을 보면서 촬영할 수 있다면 정확한 원을 얻을 수 있지만, 공정 과정상 기판 상부에는 노즐 등이 위치하기 때문에 기판 바로 위쪽에 촬상 부재(391)를 설치하여 촬영하는 것이 불가능하다. 그렇기 때문에 공정에 영향을 주지 않는 공정 챔버(310) 측벽에서 기판을 촬영 하여야 한다. 이렇게 비스듬한 곳에서 기판을 촬영하게 되면 기판이 원 모양이 아니라 타원 모양으로 영상이 획득된다. 이렇게 타원모양의 영상이 얻어진 상태에서는 정확한 위치 오류를 찾아낼 수 없으므로 캘리브레이션 작업을 통하여 타원 모양의 기판을 원 모양으로 만들어 주는 작업이 필요로 하게 된다.
도 3 및 도 4에서와 같이, 캘리브레이션 작업을 위한 마크(M)들은 용기(320)의 외부회수통(326)에 형성된 수평한 표시면(321)에 제공될 수 있다. 도 5에서와 같이, 마크(M)는 용기(320)의 중심점(C)을 기준으로 θ 각도로 제공될 수 있다. 본 실시예에서는 θ 값이 30°인 것으로 도시하였으나 이에 한정되는 것은 아니며 θ 값(간격)은 정밀 보정이 필요할 경우는 작게, 비정밀 보정시 크게 설정될 수 있다. 또한, 본 실시예에서는 마크(M)가 원 패턴 형상을 갖는 것으로 도시하였으나 마크의 형상은 특정 형상에 국한되지 않는다.
검사 유닛은 기판(W)을 검사하기 전 맵핑 함수를 구하기 위해 용기(320)의 마크(M)를 촬영한다. 마크 촬영은 기판(W)과 수평한 표시면(321)이 동일 평면 상태에서 이루어지는 것이 바람직하다. 여기서 맵핑 함수란 사선 방향에 촬영된 영상을 정방향 영상으로 변환하는 함수이다. 촬영 부재(391)는 용기(320)의 외부회수통(326)에 형성된 마크(M)들을 촬영한다. 여기서 용기(320)의 마크(M)들은 사선 방향에 촬영된 영상을 정방향 영상으로 변환 시 필요한 맵핑 함수를 구하는 데 이용된다. 촬영 부재(391)에서 촬영된 사선 방향 영상은 판단 유닛(395)으로 송신한다. 도 6 및 도 7에서와 같이, 판단 유닛(395)은 인식된 마크(M)들 중에서 서로 대향되는 마크(M)들을 가로선과 세로선으로 연결하여 메쉬 그리드(mesh grid) 격자를 생성하고, 가로선과 세로선이 만나는 제어점(C1)들을 추출한다. 이렇게 추출된 제어점들의 좌표를 이용해 용기의 정방향 영상에서 추출한 제어점들과 비교하여 맵핑 함수를 구한다. 그리고 맵핑 함수를 통해 사선 방향 영상의 원근왜곡을 보정한다.
판단유닛(395)은 원근왜곡을 보정한 정방향 기판 영상으로 기판(W)을 검사한다. 일 예로 기판(W)의 검사는 기판(W)의 위치 검사 및 기판의 깨짐 검사일 수 있다.
알람 부재(397)는 제어기(395)에서 수행된 기판(W)의 검사 후 이상 상태로 판정되는 경우 알람을 울리게 한다. 여기서, 기판(W)의 이상 상태는 기판(W)의 위치 어긋남 또는 기판(W)의 깨진 상태 일 수 있다. 알람 부재(397)는 제어기(395)에서 신호를 받아 알람을 울린다.
이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 검사 방법을 설명한다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 검사 방법을 순차적으로 보여주는 플로우 차트이다.
도 8을 참고하면, 기판 검사 방법(S10)은 높낮이 조절 단계(S110), 영상 획득 단계(S120), 제어점 추출 단계(S130), 맵핑 단계(S140), 영상 변환 단계(S150) 그리고 기판 검사 단계(S160)를 포함할 수 있다.
높낮이 조절 단계(S110) : 영상 획득 전에 마크(M)가 기판과 동일평면상에 위치되도록 용기(320)의 높낮이를 맞추는 사전 준비 단계이다. 즉, 높낮이 조절 단계는 검사하고자 하는 기판이 지지 유닛(340) 상에 로딩된 상태에서 이루어질 수 있다.
영상 획득 단계(S120) : 용기(320)를 사선 방향에서 촬영하여 영상을 획득한다. 촬영은 촬영 부재(391)로 이루어진다. 용기(320)는 외부회수통(326)의 수평한 표시면에 일정한 마크(M)들이 제공되며, 맵핑 함수를 구하는 데 이용된다. 한편, 촬영 부재(391)에 의한 영상 획득시 지지 유닛(340)에 놓여진 기판 영상도 함께 획득할 수 있다.
제어점 추출 단계(S130) : 판단 유닛(395)은 인식된 마크(M)들 중에서 서로 대향되는 마크(M)들을 가로선과 세로선으로 연결하여 메쉬 그리드(mesh grid) 격자를 생성하고, 가로선과 세로선이 만나는 제어점(C1)들을 추출한다.
맴핑 단계(S140) : 제어점 추출 단계에서 추출된 제어점(C1)들의 좌표를 이용해 용기(320)의 정방향 영상에서 추출한 제어점들과 비교하여 맵핑 함수를 구한다.
영상 변환 단계(S150) : 영상 획득 단계에서 획득한 기판의 사선 방향의 영상을 맵핑 함수를 이용하여 정방향 기판 영상으로 변환한다. 일 예로 도 7과 같이 도 6의 사선 방향 영상을 맵핑 함수를 이용하여 정방향 영상으로 변환할 수 있다.
기판 검사 단계(S160)는 영상 변환 단계(S150)에서 변환된 정방향 기판 영상에서 기판(W)을 검사하는 단계이다. 일 예로 기판(W)의 검사는 기판(W)의 깨짐 검사를 수행할 수 있다. 이와는 달리, 기판(W)의 검사는 기판(W)의 중심을 산출하여 기판(W)의 위치를 검사하는 기판(W) 위치 검사일 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 의하면, 추가적인 캘리브레이션용 방사형 보드 없이 기판의 원근왜곡을 보정할 수 있기 때문에 비젼 운영에 효과적이며, 기판의 노치 및 치핑 검사 성능에 지대한 영향을 미칠 수 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
310: 공정 챔버 320: 용기
340: 지지 유닛 390: 검사 유닛
391: 촬영 부재 395: 제어기
400: 캘리브레이션 보드

Claims (9)

  1. 기판을 처리하는 처리 유닛;
    상기 처리 유닛 또는 기판을 촬상하는 촬상 유닛; 및
    상기 촬상 유닛에 의해 촬상된 이미지로부터 상기 처리 유닛 또는 상기 기판의 상태를 판단하는 판단 유닛을 포함하되,
    상기 처리 유닛은
    내부에 처리 공간을 가지는 그리고 환형으로 제공된 상벽을 갖는 용기; 및
    상기 처리 공간 내에서 기판을 지지하는 지지 유닛을 포함하고,
    상기 판단 유닛은
    상기 촬상유닛에 의해 획득된 상기 이미지를 캘리브레이션 작업을 통하여 보정하고 보정된 이미지를 이용하여 상기 처리 유닛 또는 상기 기판의 상태를 판단하며, 상기 캘리브레이션 작업을 위한 마크들은 상기 상벽에 형성되되;
    상기 상벽은
    수평한 표시면을 포함하고, 상기 마크들은 상기 수평한 표시면에 형성되는 기판 처리 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 마크는
    상기 용기의 중심점을 기준으로 등간격으로 형성되는 기판 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 촬상유닛은
    상기 처리 유닛을 사선 방향으로 촬상하도록 배치되는 기판 처리 장치.
  7. 기판을 처리하는 처리 유닛;
    상기 처리 유닛 또는 기판을 촬상하는 촬상 유닛; 및
    상기 촬상 유닛에 의해 촬상된 이미지로부터 상기 처리 유닛 또는 상기 기판의 상태를 판단하는 판단 유닛을 포함하되,
    상기 처리 유닛은
    기판을 지지하는 지지유닛을 감싸도록 형성되고, 상기 판단 유닛의 캘리브레이션 작업을 위한 마크들이 기판의 중심점을 기준으로 동심원상에 형성된 용기를 포함하며,
    상기 용기는 내부에 처리 공간을 가지는 그리고 환형으로 제공된 상벽을 포함하고,
    상기 상벽은
    수평한 표시면을 포함하며, 상기 마크들은 상기 수평한 표시면에 형성되는 기판 처리 장치.
  8. 제 1 항, 제 5 항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 기재된 기판 처리 장치에서의 기판 검사 방법에 있어서:
    상기 촬상 유닛을 이용하여 상기 마크 및 기판을 사선 방향에서 촬영하여 영상을 획득하는 단계;
    상기 영상 획득 단계에서 획득한 마크의 사선 방향 영상의 영상처리를 통해 인식된 상기 마크의 중심점을 연결하여 메쉬 그리드 격자를 생성하고 수평선과 수직선이 만나는 제어점들을 추출하는 단계;
    상기 제어점들로부터 캘리브레이션 맴핑함수를 구하는 맵핑 단계;
    상기 영상을 획득하는 단계에서 획득한 기판의 사선 방향의 영상을 상기 맵핑 함수를 이용하여 정방향 기판 영상으로 변환하는 영상 변환 단계; 및
    상기 정방향 기판 영상으로 상기 기판을 검사하는 기판 검사 단계를 포함하는 기판 검사 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 영상획득 단계 이전에 상기 마크가 기판과 동일평면상에 위치되도록 상기 용기의 높낮이를 맞추는 단계를 더 포함하는 기판 검사 방법.
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