KR102138347B1 - 자동화된 검사 툴 - Google Patents

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밍-치 차이
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Abstract

본 발명개시의 일부 실시예는 프로세싱 툴에 관한 것이다. 상기 툴은 프로세싱 챔버를 둘러싸는 하우징, 및 하우징을 통해 프로세싱 챔버 내외로 웨이퍼를 통과시키도록 구성된 입출력 포트를 포함한다. 후면 매크로 검사 시스템이 프로세싱 챔버 내에 배치되고, 웨이퍼의 후면을 이미지화하도록 구성된다. 전면 매크로 검사 시스템이 프로세싱 챔버 내에 배치되고, 제 1 이미지 해상도에 따라 웨이퍼의 전면을 이미지화하도록 구성된다. 전면 마이크로 검사 시스템이 프로세싱 챔버 내에 배치되고, 제 1 이미지 해상도보다 높은 제 2 이미지 해상도에 따라 웨이퍼의 전면을 이미지화하도록 구성된다.

Description

자동화된 검사 툴{AUTOMATED INSPECTION TOOL}
관련 출원에 대한 참조
본 출원은 2017년 7월 31일자에 출원된 미국 가특허 출원 제62/539,019호의 우선권을 주장하며, 이것의 내용은 그 전체가 참조로 본 출원에 포함된다.
현대의 집적 칩은 반도체 기판 (예를 들어, 실리콘) 상에 형성된 수백만 또는 수십억의 반도체 디바이스들을 포함한다. 집적 칩의 기능을 향상시키기 위해, 반도체 산업은 작고 밀집된 디바이스들을 가진 집적 칩을 제공하기 위해 반도체 디바이스들의 크기를 지속적으로 줄여왔다. 작고 밀집된 디바이스들을 가진 집적 칩을 형성함으로써, 디바이스들의 전력 소비가 감소함에 따라 반도체 디바이스들의 속도가 증가한다. 그러나 집적 칩 디바이스들의 밀도가 높아짐에 따라, 오염으로 인한 집적 칩의 고장률도 높아진다. 이러한 증가된 고장률의 한 가지 원인은 공기 중 분자 오염 물질(예를 들어, 공기 중의 먼지 입자)에 웨이퍼가 노출되는 것이다.
오염 물질로 인한 집적 칩 고장을 최소화하기 위해, 제조 시설은 오염 물질 입자에 대한 웨이퍼의 노출을 제한하도록 세심한 주의를 기울인다. 예를 들어, 현대의 집적 칩은 환경 오염 물질이 적은 클린 룸에서 형성된다. 예를 들어, ISO 1 클린 룸은 0.5 um보다 크거나 같은 입자를 포함하지 않는다(입방 미터당 그러한 크기의 약 35,000,000개의 입자를 포함하는 외부의 주변 공기와 비교). 집적 칩은 또한 오염 물질에 대한 집적 칩의 노출을 더욱 감소시키는 폐쇄된 웨이퍼 캐리어를 사용하여 클린 룸의 툴들 사이에서 이동된다.
이상적으로, 웨이퍼는 결함이나 오염 물질 없이 외부 고객에게 출하될 것이다. 그러나 실제로는 일부 공칭 수준의 결함 및/또는 오염 물질을 완전히 피할 수 없다. 각 웨이퍼에 존재하는 결함 및/또는 오염 물질의 수준을 측정하기 위해, 웨이퍼가 출하되기 직전에 출하 품질 보증(outgoing quality assurance; OQA) 공정이 최종 웨이퍼에 사용된다.
하나 이상의 실시예들이 첨부 도면의 도면에서 제한적인 것이 아닌 예시로서 나타나고, 동일한 참조 번호 지정을 갖는 요소들은 본 명세서에 걸쳐 같은 요소들을 나타낸다. 본 산업계에서의 표준적인 실시에 따라, 다양한 피처들은 실척도로 도시되지 않았고 단지 예시를 목적으로 사용됨을 강조한다. 사실, 도면에서 다양한 피처들의 치수는 설명의 명료함을 위해 임의적으로 증가되거나 또는 감소될 수 있다.
도 1은 하나 이상의 실시예들에 따라, 자동화된 검사 툴의 하우징, 입력 포트 및 출력 포트, 및 제어기 인터페이스를 도시하는 사시도이다.
도 2는 하나 이상의 실시예들에 따른 자동화된 검사 툴의 블록도이다.
도 3은 하나 이상의 실시예들에 따른 자동화된 검사 툴을 사용하는 방법의 흐름도이다.
도 4는 하나 이상의 실시예들에 따라, 웨이퍼의 후면을 이미지화하는데 사용되는 매크로 이미징 시스템의 평면도이다.
도 5는 하나 이상의 실시예들에 따라, 매크로 이미징 시스템이 웨이퍼의 전면(front side) 또는 후면(backside)을 이미지화하는데 사용될 수 있는 방법을 도시하는 일련의 이미지들을 나타낸다.
도 6은 하나 이상의 실시예들에 따라, 웨이퍼의 전면을 이미지화하는 데 사용될 수 있는 매크로 이미징 시스템의 개략도이다.
도 7은 도 6의 매크로 이미징 시스템이 명시야 이미징을 수행하는 데 사용될 수 있는 방법의 예를 나타낸다.
도 8은 도 6의 매크로 이미징 시스템이 암시야 이미징을 수행하는 데 사용될 수 있는 방법의 예를 나타낸다.
도 9는 하나 이상의 실시예들에 따라, 마이크로 이미징 결함 리포트의 일례를 나타낸다.
도 10은 하나 이상의 실시예들에 따라, 마이크로 이미징 결함 리포트의 일례를 나타낸다.
도 11은 하나 이상의 실시예들에 따른 다수의 자동화된 검사 툴들을 포함하는 반도체 제조 시설의 블록도이다.
다음의 발명개시는 본 발명의 상이한 피처들을 구현하기 위한 다수의 상이한 실시예들, 또는 예들을 제공한다. 본 발명개시를 단순화하기 위해 컴포넌트들 및 배치들의 특정한 예들이 아래에서 설명된다. 물론, 이러한 설명은 단지 예일 뿐 제한하기 위한 것이 아니다. 예를 들어, "제 1", "제 2", "제 3", "제 4" 등의 용어는 단지 일반적인 식별자일 뿐이며, 다양한 실시예들에서 상호 교환될 수 있으므로, 한 문맥에서의 "제 1" 요소는 다른 문맥에서의 "제 2" 요소, "제 3" 요소 등에 대응할 수 있다는 것이 인식될 것이다. 게다가, 이어지는 설명에서 제 2 피처 위에 또는 제 2 피처 상에 제 1 피처의 형성은, 제 1 피처 및 제 2 피처가 직접 접촉하여 형성되는 실시예들을 포함할 수 있고, 제 1 피처와 제 2 피처 사이에 추가의 피처들이 형성되어 제 1 피처 및 제 2 피처가 직접 접촉하지 않을 수 있는 실시예들을 또한 포함할 수 있다. 게다가, 본 발명개시는 다양한 예들에서 참조 번호 및/또는 문자를 반복할 수 있다. 이러한 반복은 간략함과 명료함을 위한 것으로, 이러한 반복 그 자체가 논의된 다양한 실시예들 및/또는 구성들 사이의 관계를 지시하는 것은 아니다.
더욱이, "아래", "밑", "하위", "위", "상위" 등과 같은 공간적으로 상대적인 용어들이 도면들에 나타난 바와 같이 다른 요소(들) 또는 피처(들)에 대한 하나의 요소 또는 피처의 관계를 설명하는 데 설명의 용이함을 위해 본 명세서에서 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어들은 도면에 도시된 방향은 물론 사용 중이거나 동작 중인 디바이스의 상이한 방향을 포함하기 위한 것이다. 장치는 다른 식으로 배향될 수 있고(90도 회전 또는 다른 방향으로 있음), 그에 맞춰 본 명세서에서 이용되는 공간적으로 상대적인 기술어들이 마찬가지로 이해될 수 있다.
출하 품질 보증(OQA) 공정은 결함이 반도체 웨이퍼 상에 어느 정도 존재하는지 평가하는 데 사용된다. 예를 들어, OQA는 웨이퍼 상의 입자 오염 물질, 웨이퍼 상의 스크래치, 웨이퍼 상의 피처들 사이의 아크 및/또는 웨이퍼 표면 상의 다른 손상을 시각적으로 검사하고 검출하는 데 사용될 수 있다. 종래의 OQA 공정은, 기술자가 웨이퍼 캐리어를 픽업하고, 웨이퍼 캐리어를 개방하여 웨이퍼를 떼어 내고, 하나 이상의 광학 관찰 툴을 사용하여 웨이퍼의 결함을 수동으로 검사하며, 그런 다음 웨이퍼 캐리어 내의 다른 웨이퍼에 대해 동일한 작업을 수행하기 전에 웨이퍼 캐리어 내의 웨이퍼를 교체하도록 요구하기 때문에 노동 집약적이다. 이러한 공정은 시간당 임금 측면에서 비용이 많이 들며, 또한 사람의 처리/웨이퍼의 수송이 파손, 오염 물질 및/또는 결함을 증가시키는 경향이 있다는 사실 때문에 비용이 많이 든다. 따라서, 종래의 OQA 기술은 이상적이지 못하다.
따라서, 본 발명개시의 일부 양태들은 자동화된 검사 툴 및 이에 상응하는 기술을 제공하며, 이에 의해 제한된 사람의 처리/수송(만약에 있다면)으로 웨이퍼가 검사될 수 있다. 이와 같이, 이러한 자동화된 검사 툴은 인건비를 제한하고 평가되는 웨이퍼의 파손, 오염 및 결함을 최소화한다.
도 1는 하나 이상의 실시예들에 따른 자동화된 검사 툴(100)의 사시도이다. 아래에서 더 상세히 이해되는 바와 같이, 자동화된 검사 툴(100)은 그 하우징(102) 내에 여러 가지의 기능을 포함한다. 자동화된 검사 툴(100)은 그 하우징 내에 이러한 기능을 포함함으로써, 웨이퍼 처리 및/또는 테스트를 능률화하고, 오염 물질에 대한 노출을 제한하며, 이전의 수동 접근법에 비해 웨이퍼 파손의 위험을 감소시킨다. 하우징(102)은 자동화된 검사 툴의 다양한 어셈블리들/시스템들을 둘러싸는 일반적으로 박스형 인클로저이다. 하우징(102)은 전형적으로 판금으로 제조되며, 들어오는 웨이퍼가 수용될 수 있는 입력 포트(114a) 및 나가는 웨이퍼가 통과하는 출력 포트(114b)를 포함한다.
도 1의 실시예에서, 입력 포트(114a) 및 출력 포트(114b)는 하우징(102)의 동일한 측면 상에 배치되지만, 다른 실시예들에서는 입력 포트 및 출력 포트는 하우징의 상이한 측면 상에 배치될 수 있다. 입력 포트(114a)는 하우징(102)의 판금에 입력 포트 개구부를 포함하며, 투명 유리 또는 투명 폴리머 도어가 하우징(102)의 프로세싱 챔버를 외부 웨이퍼 팹 환경으로부터 밀봉(예를 들어, 완전 밀봉)하기 위해 입력 포트 개구부 위에 배치된다. 유사하게, 출력 포트(114b)는 하우징의 판금에 출력 포트 개구부를 포함하며, 투명 유리 또는 투명 폴리머 도어가 하우징(102)의 프로세싱 챔버를 외부 웨이퍼 팹 환경으로부터 밀봉(예를 들어, 완전 밀봉)하기 위해 출력 포트 개구부 위에 배치된다. 입력 포트(114a) 및/또는 출력 포트(114b)는 각각 전면 개방 통합 포드(front opening unified pod; FOUP) 또는 표준 기계적 인터페이스(standard mechanical interface; SMIF) 포드와 같은 이동 가능 입출력 웨이퍼 캐리어를 수용하도록 구성된다. 도 1은 들어오는 웨이퍼에 대한 입력 포트(114a) 및 나가는 웨이퍼에 대한 개별 출력 포트(114b)를 포함하는 실시예를 도시하지만, 다른 실시예들에서는 자동화된 검사 툴은 들어오고 나가는 웨이퍼에 대해 공유되는 단일 입출력 포트만 포함할 수 있다.
제어기 인터페이스(118)는 사용자가 자동화된 검사 툴(100)을 통해 진단을 실행하고, 자동화된 검사 툴(100)의 동작 루틴을 변경하며 및/또는 자동화된 검사 툴(100)에 의해 제공되는 이전 동작, 현재 동작 또는 미래 동작의 결과를 모니터링하게 한다. 제어기 인터페이스(118)는 마이크로 제어기와 같은 제어 요소; 키보드, 마우스, 터치 스크린 및/또는 마이크로 폰과 같은 데이터 사용자 입력 요소(118a); 및 모니터 또는 다른 시각적 및/또는 음성 출력 디바이스와 같은 데이터 사용자 디스플레이 요소(118b)를 포함할 수 있다.
도 2는 자동화된 검사 툴(100)의 블록도를 도시한다. 웨이퍼는 일부 실시예들에서는 입력 개구부 및 개별 출력 개구부(예를 들어, 도 1의 114a 및 114b 참조)로 구성될 수 있지만, 다른 실시예들에서는 하우징 내의 단일 개구부로 구성될 수 있는 입출력 포트(114)를 통해 프로세싱 챔버(105) 내로 로딩될 수 있다.
도시된 바와 같이, 하우징(102)은 다양한 어셈블리/시스템이 제공되는 프로세싱 챔버(105)를 둘러싼다. 하우징(102)은 또한 프로세싱 챔버(105) 내에 놓이는 진공 챔버(115)를 둘러쌀 수 있다. 진공 펌프(113)가 진공 챔버(115)를 진공으로까지 펌핑할 수 있다. 하향 통풍 어셈블리(down-draft assembly)가 처리되는 웨이퍼의 표면으로부터의 임의의 오염 입자를 아래쪽으로 멀리 향하게 하는 하향 가스 흐름을 생성하는 데 사용될 수 있다. 하향 통풍을 달성하기 위해서, 프로세싱 챔버(105)의 상부 영역 내에 샤워 헤드(109)를 포함할 수 있는 가스 흐름 어셈블리(107)가 프로세싱 챔버(105)의 상부 영역으로부터의 가스 흐름을 제공하고, 통상적으로 팬을 포함하는 배기 어셈블리(111)가 하우징의 바닥 영역에 배치되어 프로세싱 챔버(105)로부터의 가스를 외부로 끌어당긴다.
프로세싱 챔버(105) 내에서, 자동화된 검사 툴(100)은 적어도 4개의 개별 기능을 구현하기 위한 하드웨어를 포함한다. 자동화된 검사 툴(100)의 4개의 기능은, 후면 매크로 검사 시스템(103), 전면 매크로 검사 시스템(104), 전면 마이크로 검사 시스템(106) 및 분류 어셈블리(108)이다. 자동화된 검사 툴(100)은 또한 예를 들어 웨이퍼가 처리될 때 웨이퍼로부터 웨이퍼 식별자를 판독하는 광학식 문자 인식(optical character recognition; OCR) 어셈블리(110) 및 다양한 어셈블리들에 대해 웨이퍼를 이송/수송하기 위한 웨이퍼 이송 시스템을 포함한다. 웨이퍼 이송 시스템은 프로세싱 챔버(105)의 개별 영역들에 배치되는 제 1 웨이퍼 이송 시스템(112a) 및 제 2 웨이퍼 이송 시스템(112b)을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 갠트리(gantry) 시스템(122)이 또한 다양한 어셈블리들/시스템들 사이에서 웨이퍼를 수송하는 것을 돕는다.
자동화된 검사 툴(100)의 동작 중에, 제어기 인터페이스(118)는 후면 매크로 검사 시스템(103); 전면 매크로 검사 시스템(104); 전면 마이크로 검사 시스템(106); 분류 어셈블리(108); OCR 어셈블리(110); 웨이퍼 이송 시스템(112a, 112b); 갠트리 시스템(122); 가스 흐름 어셈블리(107); 배기 어셈블리(111); 및 진공 펌프(113)를 제어하도록 구성된다. 제어기 인터페이스(118)는 후술하는 동작을 용이하게 하기 위해 메모리 및 마이크로 프로세서뿐만 아니라, 서보, 액추에이터 등을 포함할 수 있다.
자동화된 검사 툴(100)의 동작은 이제 도 3을 참조하여 설명되며, 도 3은 일부 실시예들에 따른 흐름도(300)를 도시한다. 비록 흐름도(300)가 도 2의 자동화된 검사 툴(100)과 관련하여 설명되었지만, 흐름도(300)는 비제한적인 예이고 다른 변형들이 본 발명개시의 범위 내에 속하는 것으로 고려될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 방법은 일련의 동작들 또는 이벤트들로서 이하에 도시되고 설명되었지만, 이러한 동작들 또는 이벤트들의 예시된 순서는 제한적인 의미로 해석되어서는 안 됨을 인식할 것이다. 예를 들어, 일부 동작들은 상이한 순서로 발생 및/또는 본 명세서에 도시 및/또는 설명된 것 이외의 다른 동작들 또는 이벤트들과 함께 동시에 발생할 수 있다. 게다가, 예시된 동작들은 본 명세서의 하나 이상의 양태들 또는 실시예들을 구현하는 데 모두 요구되는 것은 아니다. 더욱이, 본 명세서에 도시된 동작들 중 하나 이상은 하나 이상의 별도의 동작들 및/또는 단계들로 수행될 수 있다.
흐름도(300)는 하나 이상의 반도체 웨이퍼들이 툴의 하우징을 통해 자동화된 검사 툴의 입력 포트로부터 툴의 프로세싱 챔버 내의 갠트리 시스템 상으로 로딩되는 단계(302)에서 시작한다. 일부 실시예들에서, 각각의 웨이퍼는 하나 이상의 반도체 디바이스들이 형성되는 전면 및 반도체 디바이스들이 없는 후면을 포함한다. 도 2의 자동화된 검사 틀(100)과 관련하여, 동작의 시작에서, 웨이퍼 캐리어(116)가 자동화된 검사 툴(100)의 제 1 로딩 포트 상에 배치되고 입력 포트(114)(예를 들어, 하우징(102)의 개구부 위의 투명 유리 또는 폴리머 도어)가 개방될 때 단계(302)가 구현될 수 있다. 그런 다음, 웨이퍼 캐리어(116)는 개방되고(예를 들어, 웨이퍼는 주변 팹 환경(139)에 노출된다), 하우징(102) 내에 배치된 웨이퍼 이송 시스템(112a)의 전면 이송 로봇이 개방된 웨이퍼 캐리어(116)로부터 하나 이상의 웨이퍼들(101)을 떼어 낸다. 그런 다음, 웨이퍼 이송 시스템(112a)의 제 1 이송 로봇은 웨이퍼 캐리어(116)로부터 입력 포트(114)를 통해 갠트리 시스템(122)의 일부인 웨이퍼 카트(140c) 상으로 웨이퍼(101)를 직접 이동시킨다. 도시된 실시예에서, 웨이퍼 카트(140c)는 프로세싱 챔버(105) 내에서 서로 평행하게 연장되는 하나 이상의 레일(예를 들어, 한 쌍의 선형 레일(140a, 140b)) 상에 놓여 있다.
대안적으로, 간단히 웨이퍼(101)를 웨이퍼 캐리어(116)로부터 입력 포트(114)를 통해 웨이퍼 카트(140c)에 직접 전달하기 보다는, 하우징(102) 내의 오염 물질을 감소시키는 것을 돕기 위해 일련의 로드 록(load lock)이 대안적으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 대안적인 접근법에서, 투명 유리 또는 폴리머 도어가 개방될 때, 웨이퍼(101)가 초기에 웨이퍼 캐리어(116)로부터 외부 로드 록 포털로 이송될 수 있다. 이 초기 이송 동안, 하우징 내의 내부 로드 록 포털이 자동화된 검사 툴(100)의 프로세싱 챔버(105)에 대한 하향 흐름을 유지하도록 폐쇄된 상태로 남아 있다. 웨이퍼(101)가 외부 로드 록 포털 내로 로딩된 후에, 투명 유리 또는 폴리머 도어가 폐쇄되고, (프로세싱 챔버(105) 로의 웨이퍼의 진입을 허용하는) 내부 로드 록 포털이 개방된다. 그런 다음, 웨이퍼(101)는 내부 로드 록 포털을 통해 웨이퍼 카트(140c) 상으로 로딩되고, 그 후 내부 로드 록 포털은 폐쇄된다.
일부 실시예들에서, 이러한 웨이퍼 이송은 하나 이상의 로봇 팔을 포함하는 웨이퍼 이송 시스템(112a)에 의해 수행된다. 하나 이상의 로봇 팔은 웨이퍼(101)를 웨이퍼 캐리어(116)로부터 자동화된 검사 툴(100)의 다양한 시스템들/어셈블리들에 대해 이송한다. 통상적으로, 웨이퍼(101)는 반도체 디바이스들이 형성되는 전면이 위를 향하고 통상적으로 반도체 디바이스들이 없는 후면이 아래를 향하도록 웨이퍼 카트(140c)에 로딩될 수 있지만, 다른 실시예들에서 웨이퍼는 후면이 위를 향하고 전면이 아래를 향하도록 배치될 것이다. 그런 다음, 갠트리 시스템(122)은 OCR 조립체(110), 후면 매크로 검사 시스템(103) 및 전면 매크로 검사 시스템(104) 사이에서 웨이퍼 카트(140c) 및 이의 웨이퍼(들)를 이동시킨다. 제 2 로봇 팔을 구비한 제 2 웨이퍼 이송 시스템(112b)이 갠트리 시스템(122)과 전면 마이크로 검사 시스템(106)에 대응하는 진공 챔버(115) 사이에서 웨이퍼를 이송한다. 다른 실시예들에서, 각각의 웨이퍼 이송 어셈블리는 하나 이상의 개별 로봇 팔을 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 각각의 웨이퍼 이송 시스템(112a, 112b)은 다수의 로봇 팔을 포함한다. 일부 실시예들에서, 로봇 팔은 웨이퍼(101)의 바닥면 아래에 삽입되도록 구성된 블레이드 부분을 포함하여, 이에 의해 웨이퍼를 들어 올리고 이동시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 블레이드 부분은 웨이퍼(101)의 표면을 긁는 것을 방지하기 위해 웨이퍼(101)에 대한 블레이드 부분의 위치 결정을 향상시키는 센서를 포함한다. 일부 실시예들에서, 블레이드 부분은 블레이드 부분과 웨이퍼 사이의 접촉량을 최소화하기 위해 실질적으로 U 자형이다. 다른 실시예들에서, 블레이드 부분은 원형, 직선형 또는 웨이퍼(101)를 지지하고 이동시키기 위한 다른 적합한 형상이다. 웨이퍼 이송 시스템(112a/112b)은 웨이퍼의 수동 수송에 대한 필요성을 제거하기 때문에, 웨이퍼 이송 시스템(112a/112b)은 생산 수율을 증가시키고 생산 비용을 감소시킨다.
사용시, 웨이퍼 이송 시스템(112a)은 웨이퍼(101)를 갠트리 시스템(122) 상으로 로딩한다. 갠트리 시스템(122)은 웨이퍼 이송 시스템(112a)이 웨이퍼(101)를 배치하는 척 또는 하나 이상의 웨이퍼 카트(140c)를 갖는 한 쌍의 레일(140a, 140b)을 포함한다. 웨이퍼 카트(140c)는 하우징(102) 내의 다양한 어셈블리들 및/또는 웨이퍼 이송 시스템들 사이에서 한 쌍의 레일을 따라 웨이퍼 카트를 이동시키는 예를 들어 롤러, 기어, 벨트, 컨베이어 또는 자석과 같은 구동 메카니즘을 갖는다. 도 2의 실시예에서, 한 쌍의 레일(140a, 140b)은 하우징(102)의 전면에 평행하게 연장되고, 웨이퍼는 제 1 방향으로 입력 포트(114)를 통해 자동화된 검사 툴에 로딩되고, 제 1 방향에 수직인 제 2 방향으로 웨이퍼 카트(140c)를 통해 이동된다.
도 3을 다시 참조하면, 단계(304)에서, 후면 매크로 검사가 웨이퍼의 후면 상에 수행되어야 하는지가 결정된다. 만약 그렇다면(304에서 예), 단계(305)에서, 후면 매크로 검사가 수행된다. 일부 실시예들에서, 후면 매크로 검사가 수행되는 경우, 후면 매크로 검사(305)는 두 개의 별개의 단계, 즉, 하나 이상의 웨이퍼들의 후면 매크로 검사 시스템으로의 이송 단계(306) 및 웨이퍼의 후면 상의 매크로 결함의 식별 단계(308)로 구성된다.
도 2 및 도 3을 동시에 참조하면, 갠트리 시스템(122)의 웨이퍼 카트(140c)가 웨이퍼(101)를 자동화된 검사 툴의 하우징 내의 후면 매크로 검사 시스템(103)에 이송할 때, 도 2에 도시된 바와 같이, 후면 매크로 검사의 제 1 단계(도 3의 306)가 수행될 수 있다. 그런 다음, 후면 매크로 검사 시스템(103) 내에서 웨이퍼(101)를 정렬하지 않고, 웨이퍼(101)가 그 중심 축을 중심으로 회전되는 동안 제 1 라인 스캔 카메라(402)가 웨이퍼(101)의 후면을 스캔하고 웨이퍼의 후면 상의 매크로 결함을 식별하는 데 사용될 때, 후면 매크로 검사의 제 2 단계(도 3의 308a)가 수행될 수 있다. 제 1 라인 스캔 카메라(402)가 웨이퍼(101)의 후면 아래에 배치되도록 제 1 라인 스캔 카메라(402)는 갠트리 시스템(122) 상에 배치되어, 웨이퍼는 후면 매크로 검사 시스템(103)과 전면 매크로 검사 시스템(104) 사이에서 뒤집힐 필요 없이 갠트리 시스템을 따라 연속적으로 통과할 수 있다. 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 제 1 라인 스캔 카메라(402)는 웨이퍼(101)의 반경을 따라 배치된 픽셀 라인(예를 들어, 402a, ... 402z)을 포함한다. 따라서, 웨이퍼의 후면이 제 1 라인 스캔 카메라(402) 위에 있도록 웨이퍼(101)가 축 방향으로 회전될 때 (및/또는 제 1 라인 스캔 카메라(402)가 웨이퍼의 중심 축을 중심으로 회전될 때), 제 1 라인 스캔 카메라(402)는 웨이퍼의 후면을 방사상으로 이미지화한다. 따라서, 도 4는 웨이퍼의 후면의 실제 웨이퍼 이미지가 취해질 수 있는 방법의 한 방식을 나타낸다.
도 3의 단계(308b)에서, 웨이퍼의 후면의 실제 웨이퍼 이미지는 이상적인 웨이퍼 이미지와 비교된다. 도 5는 이 단계가 수행될 수 있는 방법의 일례를 도시한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 웨이퍼의 후면의 실제 웨이퍼 이미지(520)는 제 1 라인 스캔 카메라(402)에 의해 취해질 수 있다. 일부 경우에, 이 실제 웨이퍼 이미지에서의 매크로 결함은 웨이퍼의 비교적 밝은 배경 필드(504)에 비해 상대적으로 어두운 피처(502a, 502b)로 나타날 수 있다. 일부 실시예들에서, 웨이퍼의 후면 상에서 식별된 매크로 결함은 약 30 미크론의 최소 크기를 가질 수 있다. 따라서, 크기가 30 미크론 이상인 매크로 결함은 선명하고 뚜렷한 에지로 나타날 수 있지만, 30 미크론보다 작은 다른 피처는 모호하게 및/또는 흐릿하게 나타날 수 있으며 쉽게 식별할 수 없다.
그런 다음, 도 3의 단계(308c)에서, 웨이퍼 후면의 실제 이미지는 웨이퍼 후면의 이상적인 모델 이미지와 비교될 수 있다. 이상적인 모델 이미지는 웨이퍼의 레이아웃에만 기초할 수 있고/있거나, 일부 예상되는 리소그래피 효과를 설명할 수 있지만, 어떠한 결함 또는 입자 오염 물질도 포함하지 않는다. 도 5는 웨이퍼의 후면에 반도체 디바이스들이 없기 때문에, 이상적인 모델 이미지(522)는 웨이퍼 노치(526) 이외의 어떠한 스크래치 또는 회로 피처가 없는 연속 웨이퍼 표면인 경우의 일례를 도시한다. 도 5의 우측 이미지에 도시된 바와 같이, 실제 웨이퍼 이미지(520)와 이상적인 모델 이미지(522) 사이의 차이는 결함(502a, 502b)에 관한 위치 데이터(524)가 추출되게 할 수 있다.
도 3을 다시 참조하면, 단계(310)에서, 매크로 검사가 웨이퍼의 전면 상에 수행되어야 하는지가 결정된다. 그렇다면, 단계(311)에서, 전면 매크로 검사가 수행된다.
전면 매크로 검사가 수행되어야 한다면(310에서 예), 단계(312)에서, 갠트리 시스템은 자동화된 검사 툴의 하우징 내의 전면 매크로 검사 스테이지에 웨이퍼를 이송한다. 이는 예를 들어 웨이퍼(101)를 전면 매크로 검사 시스템(104)으로 이동시키는 도 2에 대응할 수 있다.
다음으로, 도 3의 단계(314)에서, 웨이퍼는 예를 들어 웨이퍼 상의 정렬 노치를 사용하여 전면 매크로 검사 시스템(104) 내에서 정렬된다. 단계(316)에서, 방법은 명시야 검사 또는 암시야 검사가 웨이퍼 상에서 수행되어야 하는지 여부를 결정한다. 명시야 검사와 암시야 검사 사이의 전환에서, 광원에 의해 제공되는 (웨이퍼의 전면에 대한) 입사광의 각도는 두 개의 각도 사이에서 이동되어 웨이퍼의 전면의 상이한 이미징을 달성한다.
명시야 검사가 수행되어야 하는 경우, 단계(318)에서, 제 2 라인 스캔 카메라가 통상적으로 웨이퍼를 회전시키지 않고 명시야 검사를 사용하여 웨이퍼의 전면의 전체 이미지를 획득하는데 사용된다. 이는 예를 들어 도 2에서 볼 수 있는데, 전면 매크로 검사 시스템(104) 내의 웨이퍼(101)가 제 2 라인 스캔 카메라(602)에 의해 이미지화되는 동안 웨이퍼(101)는 그 축을 중심으로 회전되는 것이 아니라 경로(152)에 의해 도시된 바와 같이 이동된다. 제 2 라인 스캔 카메라(602)는 웨이퍼의 직경보다 크거나 같은 선형 관찰 길이를 갖는 라인 스캔 카메라이며, 선형 관찰 길이는 하나 이상의 레일에 수직이다. 도 6은 레일(140a, 140b) 상의 웨이퍼 카트(140c), 제 2 라인 스캔 카메라(602), 광원(604) 및 반사 거울(606)을 포함하는 전면 매크로 검사 시스템(104)의 다른 예를 도시한다. 명시야 검사 동안, 제 2 라인 스캔 카메라(602)는 웨이퍼 카트(140c)가 경로(152)에 따라 웨이퍼(101)를 이동시킬 때 웨이퍼(101)로부터 반사된 광에 기초하여 웨이퍼(101)의 이미지를 기록한다. 제 2 라인 스캔 카메라(602)가 이미지화를 수행함에 따라, 웨이퍼의 중심이 웨이퍼의 직경보다 크거나 같은 거리를 이동하도록 웨이퍼(101)는 이동된다. 웨이퍼는 제 2 라인 스캔 카메라(602)에 대한 픽셀의 라인에 수직인 라인(예를 들어, 152)을 따라 이동한다.
명시야 검사 동안, 웨이퍼(101)의 전면(101s)을 조명하기 위한 입사광이 제 1 입사각(도 7의 θ1)으로 웨이퍼 상으로 아래로 지향된다. 입사각(θ1)은 웨이퍼의 전면에 입사하는 입사광과 입사 시점에서 전면에 수직인 라인(법선이라고 함) 사이의 각도이다. 일부 실시예들에서, 제 1 입사각(θ1)은 실질적으로 0도이고, 일부 실시예들에서는 0도 내지 40도의 범위일 수 있다. 도 7의 반사된 광선으로부터 알 수 있는 바와 같이, 명시야 검사 동안, 웨이퍼(101)의 상단 평면 표면은 거울(606)을 향해 그리고 제 2 라인 스캔 카메라(602)에 빛을 반사하는 경향이 있으며, 이는 웨이퍼 이미지에 "밝은" 배경 영역(광선 702 참조)이 생기게 하는 반면, 비평면 입자, 스크래치 또는 결함은 빛을 산란시켜 "어두운" 영역(광선 704 참조)이 생기게 하는 경향이 있다.
암시야 검사가 수행되어야 하는 경우, 도 3의 단계(320)에서, 제 2 라인 스캔 카메라는 제 2 입사각의 광을 사용하는 암시야 검사를 사용하여 웨이퍼의 전면의 전체 이미지를 획득하는 데 사용된다.
도 8에서 볼 수 있는 바와 같이, 암시야 검사 동안, 웨이퍼의 전면을 조명하는 입사광이 제 1 입사각(도 7의 θ1)보다 큰 제 2 입사각(θ2)으로 웨이퍼(101) 상으로 아래로 지향된다. 제 2 입사각(θ2)은 일부 실시예에서는 30도 내지 거의 90도의 범위일 수 있어 입사광이 웨이퍼의 전면(101s)을 "스키밍(skimming)"하도록 한다. 제 2 입사각(θ2)은 크기 때문에, 웨이퍼의 평면 상부 표면은 "어두운" 영역(광선 706 참조)으로 나타나지만, 웨이퍼의 결함은 "밝은" 영역(광선 708 참조)으로 나타날 수 있다. 따라서, 비록 암시야 이미징은 명시야 이미징보다 더 높은 해상도로 작은 표면 결함을 검출할 수 있을지라도, 암시야 이미징은 명시야 이미징의 "네거티브(negative)"로 간주될 수 있다.
웨이퍼 상의 모든 층이 명시야 검사와 암시야 검사를 모두 받는 것은 아니다. 예를 들어, 포토 레지스트 마스크는 명시야 검사만을 사용하여 이미지화될 수 있는 반면, 방금 에칭된 층은 암시야 검사만을 사용하여 이미지화될 수 있다. 따라서, 명시야 검사 및/또는 암시야 검사를 사용함으로써, 웨이퍼의 전면 상의 매크로 결함이 식별되고 목록이 만들어진다. 2가지 검사 기술 사이의 이러한 옵션은 웨이퍼의 매우 높은 해상도를 제공하며, 따라서 유리하다.
도 3을 다시 참조하면, 단계(322)에서, 매크로 검사보다 높은 해상도를 갖는 마이크로 검사가 웨이퍼의 전면 상에 수행되어야 하는지가 결정된다. 만약 그렇다면(322에서 예), 단계(323)에서, 전면 마이크로 검사가 수행된다.
보다 상세하게는, 단계(324)에서, 갠트리 시스템은 자동화된 검사 툴의 하우징 내에 있는 전면 마이크로 검사 스테이지에 웨이퍼를 이송하는 데 사용된다. 도 2의 예에서, 전면 마이크로 검사 시스템(106)은 저압으로 유지되는 진공 챔버(115) 내에 하우징된다. 따라서, 후면 매크로 검사 시스템(103) 및/또는 전면 매크로 검사 시스템(104) 중 하나 이상에 의해 처리된 후에, 웨이퍼 이송 시스템(112b)의 제 2 이송 로봇은 웨이퍼(101)를 픽업할 수 있다. 챔버 포털이 진공 챔버(115)를 프로세싱 챔버(105)로부터 격리시키기 위해 개방 및 폐쇄될 수 있다. 예를 들어, 전면 마이크로 검사 시스템(106)의 챔버 포털은 개방될 수 있고, 하나 이상의 웨이퍼(101)는 제 2 이송 로봇(예를 들어, 112b)에 의해 전면 마이크로 검사 시스템(106)의 진공 챔버(115) 내에 배치될 수 있다. 그런 다음, 전면 마이크로 검사 시스템의 챔버 포털은 폐쇄될 수 있고, 진공 챔버(115)는 진공으로까지 펌핑될 수 있으며, 전면 마이크로 검사가 수행될 수 있다.
단계(326)에서, 제 3 라인 스캔 카메라를 갖는 전면 마이크로 검사 스테이지는, 전면 마이크로 검사 스테이지가 진공으로까지 펌핑된 후에 웨이퍼의 전면 상의 더 자세한 다이 정보를 이미지화하고 검출한다. 도 2에서, 제 3 라인 스캔 카메라(160)는 전면 마이크로 검사 시스템(106) 내에 장착되며, 이는 웨이퍼(101)의 전면의 고해상도 이미지를 획득하기 위해 제 3 라인 스캔 카메라(160)를 계단식으로 증분하여 x, y 및 z 방향으로 이동시킬 수 있다. 제 3 라인 스캔 카메라(160)의 해상도는 제 1 라인 스캔 카메라(402)의 해상도보다 높으며, 제 2 라인 스캔 카메라(602)의 해상도보다 높다. 마이크로 검사 후에, 전면 마이크로 검사 시스템(106)에 대한 챔버 포털이 재개방될 수 있고, 웨이퍼 이송 시스템(112b)의 제 2 이송 로봇은 웨이퍼를 갠트리 시스템(122) 상에 다시 배치할 수 있다.
마이크로 검사 동안, 마이크로 결함을 포함할 수 있는 실제 전면 웨이퍼 마이크로 이미지 및 마이크로 결함이 없는 이상적인 모델 이미지는 패턴 매칭을 사용하여 정렬된다. 예를 들어, 실제 전면 웨이퍼 마이크로 이미지가 획득된 후에, 소프트웨어 알고리즘이 실제 웨이퍼 이미지의 피처를 이상적인 모델 이미지의 피처와 정렬할 수 있다. 예를 들어, 실제 웨이퍼 이미지의 개별 다이가 이상적인 모델 이미지의 개별 다이와 정렬되도록 실제 웨이퍼 이미지의 스크라이브 라인은 이상적인 모델 이미지의 스크라이브 라인과 정렬될 수 있다. 실제 전면 웨이퍼 마이크로 이미지의 개별 다이 영역은 이상적인 모델 이미지에 대한 대응하는 다이 영역과 비교되고, 이에 의해 실제 웨이퍼 이미지의 다이 영역 내의 마이크로 결함을 검출한다. 마이크로 결함의 수, 각각의 마이크로 결함의 크기, 각각의 마이크로 결함의 위치 및 각각의 마이크로 결함의 유형이 저장된다. 예를 들어, 도 9는 2개의 마이크로 결함(902, 904)이 다이 영역(906) 내에서 식별되는 경우의 일례를 도시한다. 이 예에서, 마이크로 결함(902, 904)은 각각의 결함에 대한 결함 코드(908)를 결정하기 위해 식별되며, 결함 코드는 각각의 결함이 아크 마이크로 결함(906), 스크래치 마이크로 결함(908) 또는 치핑 마이크로 결함(910)인지 여부를 지정할 수 있다. 각각의 마이크로 결함의 크기(910) 및 각각의 마이크로 결함의 위치(예를 들어, x 좌표 및 y 좌표(912))가 또한 저장된다. 웨이퍼의 다른 다이 영역들이 동일한 방식으로 분석되고, 다이 맵이 웨이퍼에 대해 생성된다. 도 10은 다이 맵(1000)의 일례를 도시한다. 이 다이 맵에서, 각각의 다이가 도시되고, 다이는 각각의 다이 상에서 검출된 마이크로 결함의 양 및/또는 유형에 기초하여 색조정된다. 각각의 마이크로 결함은 또한 다이 맵 아래의 표(1002)에 열거된다. 예를 들어, 표에 나타난 바와 같이, 2개의 마이크로 결함이 다이 넘버 5에서 검출되었으며, 각각의 마이크로 결함에 대한 결함 코드와 함께 이러한 마이크로 결함 각각의 크기뿐만 아니라 이러한 마이크로 결함 각각의 위치가 열거된다.
도 3을 참조하면, 단계(328)에서, 자동화된 검사 툴의 하우징 내에 있는 동안 웨이퍼가 분류되어야 하는지가 결정된다. 그렇다면, 단계(329)에서, 웨이퍼의 분류가 수행된다. 보다 상세하게는, 단계(330)에서, 갠트리 시스템은 자동화된 검사 툴의 하우징 내에 있는 광학식 문자 인식(OCR)/분류 스테이지에 웨이퍼를 이송하는 데 사용된다. 도 2에서, OCR 어셈블리(110) 및/또는 분류 어셈블리(108)는 일련의 영숫자 문자로 이루어진 웨이퍼 식별자를 이미지화하는 이미징 카메라(180)를 포함한다. 그런 다음, OCR 소프트웨어가 웨이퍼 식별자의 미가공 이미지를 처리하고 이미지의 영숫자 문자를 결정한다. 따라서 미가공 이미지는 이미지 포맷(예를 들어, jpeg, tiff 등)으로 픽셀 어레이를 포함하는 반면, OCR 소프트웨어는 미가공 이미지의 픽셀을 분석하고, 웨이퍼를 쉽게 식별하고 추적할 수 있도록 소프트웨어 변수로 저장된 문자열을 추출한다.
OCR 어셈블리(110)의 이미징 카메라(180)는 자동화된 검사 툴 내의 다양한 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼(101)가 200mm 웨이퍼인 경우, OCR 어셈블리(110)는 통상적으로 웨이퍼의 상단면 위에 배치된 전면 카메라를 포함하고, 이는 웨이퍼(101)의 상부 측(예를 들어, 능동 디바이스 측) 상의 웨이퍼 식별자를 이미지화한다. 웨이퍼(101)가 300mm 웨이퍼인 다른 실시예에서, 하나 이상의 웨이퍼 식별자가 웨이퍼(101)의 후면 상에 배치될 수 있으며, 이와 같이 OCR 어셈블리(110)는 대안적으로 웨이퍼(101)의 하부면 아래에 후면 카메라를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 자동화된 검사 툴은 또한 바코드 또는 각각의 웨이퍼(101)에 부착되는 다른 마킹을 스캐닝하기 위한 스캔 모듈을 포함할 수 있다. 이러한 스캔 모듈은 OCR 어셈블리(110)에 추가로 및/또는 그 대신에 있을 수 있다. 스캔 모듈은 자동화된 검사 툴에 들어가는 웨이퍼(101) 상의 바코드 또는 마킹을 스캔한다. 스캔 모듈은 스캐닝된 바코드 또는 마킹을 컴퓨터 시스템에 전송하여 생산 공정 전반에 걸쳐 웨이퍼(101)를 추적할 수 있도록 한다. 생산 공정 전반에 걸쳐 웨이퍼(101)를 추적할 수 있는 능력은 생산 오류를 신속하게 찾아서 수정할 수 있게 한다.
도 3을 다시 참조하면, 단계(322)에서, 웨이퍼는 미리 결정된 알고리즘에 따라 분류된다. 일부 실시예들에서, 웨이퍼 캐리어는 일련의 슬롯(예를 들어, 25개의 슬롯)을 포함하며, 각각의 슬롯은 개별 웨이퍼를 수용하도록 크기 조정된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 분류 어셈블리(108)는 또한 일련의 슬롯(170)을 포함하는데, 이들은 도시된 실시예에서 서로 적층되어 있으며, 각각의 슬롯(170)은 웨이퍼를 수용하도록 크기 조정된다. 따라서, 일부 실시예들에서, 웨이퍼(101)는 웨이퍼 캐리어(116)의 슬롯 내로 결국 다시 배치될 수 있도록 분류될 수 있어, 웨이퍼 캐리어(116)의 한 단부에 가장 가까운 슬롯에 배치된 제 1 웨이퍼(101a)는 웨이퍼 캐리어에서 웨이퍼의 가장 낮은 웨이퍼 식별자를 갖고, 웨이퍼 캐리어(116)의 대향 단부에 가장 가까운 슬롯에 배치된 제 2 웨이퍼(101b)는 웨이퍼 캐리어에서 웨이퍼의 가장 높은 웨이퍼 식별자를 가지며; 웨이퍼는 웨이퍼 캐리어(116)의 일 측부로부터 웨이퍼 캐리어(116)의 다른 측부로 단조롭게 증가하는 웨이퍼 식별자를 갖는다. 연이은 웨이퍼들이 자동화된 검사 툴에 의해 처리되고, 이들의 웨이퍼 식별자가 여러 가지 이유로 발생할 수 있는 순차적 순서를 벗어나면, 자동화된 검사 툴은 웨이퍼를 웨이퍼 캐리어(116)에 직접 넣는 것이 아니라 분류 어셈블리(108)의 슬롯에 순서를 벗어난 웨이퍼를 일시적으로 넣을 수 있다. 그런 다음, 순서를 벗어난 웨이퍼가 분류 어셈블리(108)에 있는 동안, 웨이퍼 식별자가 웨이퍼 캐리어(116)에 배치될 웨이퍼 식별자 범위 내에 속하는 다른 웨이퍼들이 웨이퍼 식별자 시퀀스에서 자신들의 위치에 대응하는 웨이퍼 캐리어의 슬롯 내에 배치될 수 있다. 결과적으로, 순서를 벗어난 웨이퍼가 주어진 웨이퍼 캐리어에 대한 웨이퍼 식별자의 범위 내에 속하면, 순서를 벗어난 웨이퍼는 적절한 웨이퍼 캐리어에 배치된다. 다른 실시예들에서, 웨이퍼 캐리어가 순차적 웨이퍼 식별자에 의해 배치되는 대신에, 가장 적은 수의 결함을 갖는 제 1 웨이퍼가 웨이퍼 캐리어(116)의 제 1 단부에 가장 가까이 배치되는 한편, 가장 많은 수의 결함을 갖는 제 2 웨이퍼가 웨이퍼 캐리어(116)의 제 2 단부에 가장 가까이 배치된다. 또한, 다음의 실시예들에서, 분류는 임계 레벨 이상의 결함을 갖는 임의의 웨이퍼를 식별하고, 몹시 결함이 있는 웨이퍼를 위해 예비된 웨이퍼 캐리어에 이들을 배치함으로써 이러한 웨이퍼들을 선택적으로 폐기할 수 있다.
특히, 다양한 어셈블리들/챔버들에서의 처리 상태 및 처리되기 위해 대기 중인 다른 웨이퍼들에 따라, 제 1 웨이퍼 이송 시스템(112a)은 입출력 포트(114) 밖으로 웨이퍼를 다시 보내도록 적절한 시간에 도달할 때까지 처리된 웨이퍼(101)를 분류 어셈블리(108)에 배치할 수 있다. 대안적으로, 웨이퍼(101)는 처리되기 전에, 예를 들어 프로세싱 챔버가 이용 가능할 때까지 분류 어셈블리(108)에 배치될 수 있다. 분류 어셈블리(108)는 개개의 웨이퍼(101)를 수용하도록 구성된 복수의 슬롯(170) 또는 리세스를 포함하는 웨이퍼 랙(wafer rack)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2에서, 웨이퍼 랙은 수직 측벽 및 수직 측벽으로부터 바깥쪽으로 연장되는 수평 돌출부를 갖는 것으로 도시된다. 이웃하는 돌출부들 사이의 수직 슬롯(170)이 웨이퍼의 두께보다 크므로, 개별 웨이퍼(101)는 각각 슬롯 또는 리세스에 서로 적층될 수 있다. 일부 예에서, 3개의 로트로부터의 웨이퍼들이 분류 어셈블리(108)에 동시에 저장된다. 종종, 동일한 로트의 모든 웨이퍼들이 단일 입출력 포트(114)를 사용하여 자동화된 검사 툴에 함께 이동된다.
분류 어셈블리(108) 내의 웨이퍼 랙은 다수의 로트의 웨이퍼들을 동시에 수용하기 위해 충분한 수의 슬롯(170)을 갖는다. 일부 실시예들에서, 큐 시간을 개선하기 위해 더 적은 수의 웨이퍼들이 각각의 로트에 그룹화될 수 있다. 일부 실시예들에서, 로트 내의 다수의 웨이퍼들이 자동화된 검사 툴의 어셈블리/시스템의 수에 대응하도록 1 대 1 또는 2 대 1 대응이 있다. 예를 들어, 4개의 어셈블리(예컨대, OCR 어셈블리, 전면 매크로 검사 시스템, 후면 매크로 검사 시스템 및 전면 마이크로 검사 시스템)가 있는 프로세싱 툴의 경우, 4개 또는 8개의 웨이퍼들을 하나의 로트에 그룹화할 수 있으며, 하나 또는 두 개의 웨이퍼만 배치된 부분 또는 전용 로트가 있다. 예를 들어, 웨이퍼 랙은 28개 또는 그 이상의 웨이퍼들을 수용할 수 있다. 이는 웨이퍼 로트들을 각각 삽입/제거하기 위해 입출력 포트(114)가 개방될 수 있는 동안, 웨이퍼들이 자동화된 검사 툴(100) 내에서 파이프라인 방식으로 유연하게 처리될 수 있게 하는 충분한 저장 공간을 제공한다. 이는 처리량을 개선시키는데 도움을 주며, 또한 입출력 포트(114)를 통해 주변 팹 환경(139)으로부터 자동화된 검사 툴의 프로세싱 챔버로 들어갈 수 있는 잠재적인 오염 물질을 감소시킨다.
단계(334)에서, 전면 매크로 이미징 데이터, 후면 매크로 이미징 데이터 및 마이크로 이미징 데이터는 각각의 웨이퍼와 상관되며; 웨이퍼는 자동화된 검사 툴의 하우징 밖으로 그리고 자동화된 검사 툴의 출력 포트에 이송된다. 이 데이터는 예를 들어 각 웨이퍼에 대한 리포트의 형태인 표로 작성되어, 궁극적으로 웨이퍼와 함께 고객에게 전송된다.
도 11은 다수의 자동화된 검사 툴들(예컨대, 도 1의 100)이 제조를 돕기 위해 IC 제조 시설(1100) 내에 배치될 수 있는 방법을 도시한다. 자동화된 검사 툴(100)은 웨이퍼가 패키징 및 출하되기 직전에 완성된 웨이퍼를 평가하는데 특히 유리하지만, 또한, 이러한 자동화된 검사 툴은 제조 공정을 특성화하고 제조되는 웨이퍼를 특성화하는 것을 돕기 위해 IC 제조 시설(1100)의 다른 위치에 배치될 수도 있음을 이해할 것이다. 이해를 위해 단순화된 IC 제조 시설(1100)의 도시된 부분은 포토 리소그래피 시스템(1102), 에칭 시스템(1104) 및 팩킹 및 출하 시스템(1106)을 포함한다. 제 1 자동화된 검사 툴(100A)이 포토 리소그래피 시스템(1102)과 에칭 시스템(1104) 사이에 배치되고, 제 2 자동화 된 검사 툴(100B)이 에칭 시스템(1104)의 하류에 배치되며, 제 3 자동화된 검사 툴(100C)이 팩킹 및 출하 시스템(1106)의 상류에 배치된다.
각각의 시스템(1102-1106)에서의 처리가 완료된 후에, 해당 시스템에서의 하나 이상의 로봇 팔은 하나 이상의 웨이퍼들(101)을 시스템으로부터 떼어 내어 웨이퍼(들)(101)를 웨이퍼 캐리어(116)에 저장한다. 그런 다음, 컨베이어 또는 다른 이송 어셈블리가 각각의 시스템(1102-1106)과 관련된 로봇 팔이 사람 작업자에 의해 접촉되지 않고 웨이퍼(101)의 로딩 및 제거를 계속할 수 있게 하기 위해, 각각의 시스템(1102-1106) 사이에서 웨이퍼 캐리어(116)를 이의 동봉된 웨이퍼(101)와 함께 이동시킨다.
제어기 및 메모리를 포함할 수 있는 프로세스 데이터 서버(1108)가 예를 들어 광섬유 라인, 동축 케이블, 구리 배선, 및/또는 무선 신호와 같은 통신 채널(1111) 통해 시스템(1102-1106) 및 검사 툴(100A-100C)에 동작 가능하게 결합된다. 프로세스 데이터 서버(1108)는 자동화된 검사 툴들(100A-100C)로부터 데이터를 수집하고 IC 제조 시설에서 결함이 발생할 가능성이 있는 문제 있는 툴을 식별하는 결함 검출 로직(1110)을 포함한다. 예를 들어, 포토 리소그래피 시스템(1102)이 특정 범위를 벗어나 작동하는 경우 (예를 들어, 문제가 있는 툴로 작용하는 경우), 자동화된 검사 툴(100A)은 포토 리소그래피 시스템(1102)이 불량하게 행동하는 것을 나타내는 행동의 패턴을 확립하는 웨이퍼 결함을 보고할 수 있다. 이 패턴에 응답하여, 프로세스 데이터 서버(1108) 내의 툴 업데이트 로직(1112)이 포토 리소그래피 시스템(1102)의 파라미터 및/또는 동작 루틴을 조정할 수 있거나, 기술자가 디바이스를 물리적으로 찾아서 문제를 추가로 분석할 수 있도록(이상적으로는 수정할 수 있음) 기술자에게 의심나는 문제점을 경고할 수 있다. 자동화된 검사 툴(100A-100C)은 인간의 개입이 거의 필요 없거나 전혀 없는 광범위한 측정을 제공하며, 따라서 제조 시설에서 발생하는 결함을 식별하기 위한 효율적인 메커니즘으로서의 역할을 한다. 또한, 이 분야에서의 이전의 접근법은 극도로 노동 집약적이었지만, 개시된 자동화된 검사 툴은 대부분 자율적으로 동작하고 비교적 짧은 시간 간격으로 많은 수의 웨이퍼를 특성화할 수 있다.
상기 설명은 예시적인 단계들을 개시하였지만, 반드시 설명된 순서로 수행될 필요는 없다. 단계들은 본 발명개시의 실시예의 사상 및 범위에 따라, 적절히 추가되고, 교체되고, 순서 변경되고 및/또는 제거될 수 있다. 상이한 특허청구 범위 및/또는 상이한 실시예들을 조합하는 실시예들은 본 발명개시의 범위 내에 있고, 본 발명개시를 검토한 이후에 당업자에게 명백하게 될 것이다.
따라서, 본 발명개시의 일부 실시예는 프로세싱 툴에 관한 것이다. 상기 툴은 프로세싱 챔버를 둘러싸는 하우징, 및 하우징을 통해 프로세싱 챔버 내외로 웨이퍼를 통과시키도록 구성된 입출력 포트를 포함한다. 후면 매크로 검사 시스템이 프로세싱 챔버 내에 배치되고, 웨이퍼의 후면을 이미지화하도록 구성된다. 전면 매크로 검사 시스템이 프로세싱 챔버 내에 배치되고, 제 1 이미지 해상도에 따라 웨이퍼의 전면을 이미지화하도록 구성된다. 전면 마이크로 검사 시스템이 프로세싱 챔버 내에 배치되고, 제 1 이미지 해상도보다 높은 제 2 이미지 해상도에 따라 웨이퍼의 전면을 이미지화하도록 구성된다.
다른 실시예는 웨이퍼가 주변 팹 환경으로부터 자동화된 검사 툴의 프로세싱 챔버 내로 통과되는 방법에 관한 것이다. 웨이퍼가 프로세싱 챔버 내에 있는 동안, 웨이퍼에 대해 후면 매크로 이미징 작업이 수행되고, 제 1 이미지 해상도로 웨이퍼에 대해 전면 매크로 이미징 작업이 수행된다. 웨이퍼는 주변 팹 환경에 웨이퍼를 다시 노출시키지 않고 프로세싱 챔버로부터 진공 챔버 내로 이송된다. 웨이퍼가 진공 챔버 내에 있는 동안, 제 1 이미지 해상도보다 높은 제 2 이미지 해상도로 웨이퍼에 대해 전면 마이크로 이미징 작업이 수행된다.
다른 실시예는 프로세싱 툴의 프로세싱 챔버를 둘러싸는 하우징을 포함하는 프로세싱 툴에 관한 것이다. 입출력 포트가 하우징의 측벽에 포함되며, 하우징 내의 프로세싱 챔버 내로 및/또는 프로세싱 챔버 밖으로 웨이퍼를 통과시키도록 구성된다. 제 1 웨이퍼 이송 시스템이 웨이퍼를 입출력 포트로부터 프로세싱 챔버 내로 이송하기 위한 제 1 로봇 팔을 포함한다. 갠트리 시스템이 프로세싱 챔버 내에 배치되고, 제 1 웨이퍼 이송 시스템으로부터 웨이퍼를 수용하도록 구성된다. 후면 매크로 검사 시스템이 프로세싱 챔버 내의 갠트리 시스템을 따라 배치되고, 제 1 라인 스캔 카메라를 포함한다. 제 1 라인 스캔 카메라가 웨이퍼의 후면을 이미지화하도록 상기 웨이퍼는 제 1 라인 스캔 카메라 위를 통과하기 위해서 갠트리 시스템에 의해 수송된다. 전면 매크로 검사 시스템이 프로세싱 챔버 내의 갠트리 시스템을 따라 배치되고, 제 2 라인 스캔 카메라를 포함한다. 제 2 라인 스캔 카메라가 웨이퍼의 전면을 이미지화하도록 상기 웨이퍼는 제 2 라인 스캔 카메라 아래를 통과하기 위해서 갠트리 시스템에 의해 수송된다.
또 다른 실시예는 방법에 관한 것이다. 이 방법에서, 웨이퍼가 주변 팹 환경으로부터 자동화된 검사 툴의 프로세싱 챔버 내로 통과된다. 상기 웨이퍼가 프로세싱 챔버 내에 유지되는 동안, 제 1 라인 스캔 카메라 및/또는 웨이퍼를 웨이퍼의 중심을 통과하는 축을 중심으로 축 방향으로 회전시킴으로써 웨이퍼에 대해 후면 매크로 이미징 작업이 수행되어 제 1 이미지 해상도로 웨이퍼의 후면 이미지를 제공한다. 상기 웨이퍼가 프로세싱 챔버 내에 유지되는 동안, 제 2 라인 스캔 카메라의 선형 시야에 수직인 방향으로 웨이퍼를 측 방향으로 이동시킴으로써 웨이퍼에 대해 전면 매크로 이미징 작업이 수행되어 웨이퍼의 전면 이미지를 제공한다. 웨이퍼의 후면 이미지 또는 웨이퍼의 전면 이미지는 이상적인 모델 이미지와 비교되어 치핑 결함, 스크래치 결함 또는 불균일한 코팅 결함이 웨이퍼 상에 존재하는지 여부를 결정한다.
또 다른 실시예는 웨이퍼를 처리하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 주변 팹 환경에 있는 웨이퍼 캐리어로부터 프로세싱 툴의 프로세싱 챔버 내로 웨이퍼를 이송하기 위해, 제 1 로폿 팔을 포함하는 제 1 웨이퍼 이송 시스템을 사용한다. 하향 통풍 가스 흐름이 프로세싱 챔버에 제공되고, 프로세싱 챔버에서 아래쪽으로 그리고 웨이퍼의 상부 표면으로부터 멀리 오염 물질을 보내도록 배기된다. 웨이퍼가 프로세싱 챔버 내에 유지되는 동안, 그리고 하향 통풍 가스 흐름이 제공되는 동안, 후면 매크로 이미징 작업 및 전면 매크로 이미징 작업이 웨이퍼 상에 수행된다. 제 2 로봇 팔을 포함하는 제 2 웨이퍼 이송 시스템이 프로세싱 챔버로부터 프로세싱 툴 내에 존재하는 진공 챔버 내로 웨이퍼를 이송하기 위해 사용된다. 웨이퍼 캐리어에서 웨이퍼는 웨이퍼 캐리어의 일 단부에 가장 가까운 제 1 슬롯에 배치되는 제 1 웨이퍼가 웨이퍼의 가장 낮은 웨이퍼 식별자를 갖고, 웨이퍼 캐리어의 대향 단부에 가장 가까운 제 2 슬롯에 배치되는 제 2 웨이퍼가 웨이퍼의 가장 높은 웨이퍼 식별자를 갖는다. 웨이퍼는 제 1 슬롯에서 제 2 슬롯으로 단조롭게 증가하는 웨이퍼 식별자를 갖는다.
또 다른 실시예는 프로세싱 챔버를 둘러싸는 하우징을 포함하는 프로세싱 툴에 관한 것이다. 입출력 포트가 웨이퍼를 웨이퍼 캐리어로부터 하우징을 통해 프로세싱 챔버 내외로 통과시키도록 구성된다. 프로세싱 챔버 내에 배치된 매크로 검사 시스템이 제 1 이미지 해상도에 따라 웨이퍼의 전면 및/또는 후면을 이미지화하도록 구성된다. 프로세싱 챔버 내에 배치된 전면 마이크로 검사 시스템이 제 1 이미지 해상도보다 높은 제 2 이미지 해상도에 따라 웨이퍼의 전면을 이미지화하도록 구성된다. 다수의 슬롯이 서로 적층되고, 각 슬롯이 웨이퍼를 수용하도록 크기 조정된 분류 어셈블리가 웨이퍼를 분류하도록 구성되어, 웨이퍼 캐리어의 일 단부에 가장 가까운 제 1 슬롯에 배치된 제 1 웨이퍼가 웨이퍼 캐리어에서 웨이퍼의 가장 낮은 웨이퍼 식별자를 갖고, 웨이퍼 캐리어의 대향 단부에 가장 가까운 제 2 슬롯에 배치된 제 2 웨이퍼가 웨이퍼 캐리어에서 웨이퍼의 가장 높은 웨이퍼 식별자를 갖는다. 웨이퍼는 웨이퍼 캐리어의 일 단부로부터 웨이퍼 캐리어의 대향 단부까지 단조롭게 증가하는 웨이퍼 식별자를 갖는다.
<부 기>
1. 프로세싱 툴에 있어서,
프로세싱 챔버를 둘러싸는 하우징;
상기 하우징을 통해 상기 프로세싱 챔버 내외로 웨이퍼를 통과시키도록 구성된 입출력 포트;
상기 프로세싱 챔버 내에 배치되고, 상기 웨이퍼의 후면을 이미지화하도록 구성된 후면 매크로(macro) 검사 시스템;
상기 프로세싱 챔버 내에 배치되고, 제 1 이미지 해상도에 따라 상기 웨이퍼의 전면을 이미지화하도록 구성된 전면 매크로 검사 시스템; 및
상기 프로세싱 챔버 내에 배치되고, 상기 제 1 이미지 해상도보다 높은 제 2 이미지 해상도에 따라 상기 웨이퍼의 전면을 이미지화하도록 구성된 전면 마이크로(micro) 검사 시스템
을 포함하는 프로세싱 툴.
2. 제 1 항에 있어서,
상기 하우징 내에 배치된 하향 통풍 어셈블리(down-draft assembly)를 더 포함하며,
상기 하향 통풍 어셈블리는,
상기 프로세싱 챔버의 상부 영역 내의 샤워 헤드로부터 가스 흐름을 제공하도록 구성된 가스 흐름 어셈블리; 및
상기 프로세싱 챔버의 바닥 영역으로부터 상기 가스 흐름을 끌어당기도록 구성된 배기 어셈블리를 포함하여,
상기 가스 흐름 어셈블리 및 상기 배기 어셈블리는 상기 웨이퍼의 상부 표면으로부터 입자를 아래쪽으로 멀리 보내는 하향 가스 흐름을 유도하는 것인, 프로세싱 툴.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 전면 마이크로 검사 시스템은 상기 하우징의 상기 프로세싱 챔버 내에 진공 챔버를 포함하고, 상기 웨이퍼가 통과할 수 있는 챔버 포털이 상기 진공 챔버를 상기 프로세싱 챔버로부터 분리시키는 것인, 프로세싱 툴.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 이미지 해상도는 상기 웨이퍼의 전면 상의 약 30 미크론의 최소 크기를 갖는 매크로 결함을 식별할 수 있으며, 상기 제 2 이미지 해상도는 상기 웨이퍼의 전면 상의 30 미크론보다 작은 최소 크기를 갖는 마이크로 결함을 식별할 수 있는 것인, 프로세싱 툴.
5. 제 1 항에 있어서,
상기 후면 매크로 검사 시스템과 상기 전면 매크로 검사 시스템 사이에서 연속적으로 연장되는 하나 이상의 레일; 및
상기 웨이퍼를 맞물리게 하고, 상기 하나 이상의 레일을 따라 이동시켜 상기 웨이퍼를 상기 후면 매크로 검사 시스템으로부터 상기 전면 매크로 검사 시스템으로 이송하도록 구성된 웨이퍼 카트
를 더 포함하는 프로세싱 툴.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 후면 매크로 검사 시스템은 상기 웨이퍼의 후면이 제 1 라인 스캔 카메라 위로 통과하도록 상기 하나 이상의 레일에 대해 장착된 제 1 라인 스캔 카메라를 포함하는 것인, 프로세싱 툴.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 라인 스캔 카메라는 상기 웨이퍼의 반경에 대응하는 거리를 집합적으로 가로지르는 복수의 픽셀을 포함하고, 상기 복수의 픽셀이 상기 웨이퍼의 후면 아래에서 회전하여 상기 웨이퍼의 후면을 이미지화하도록 상기 복수의 픽셀은 상기 웨이퍼의 중심에 대해 축 방향으로 회전하기 위해 하나 이상의 레일 위에 배치되는 것인, 프로세싱 툴.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 전면 매크로 검사 시스템은 상기 웨이퍼의 전면이 제 2 라인 스캔 카메라 아래를 통과하도록 상기 하나 이상의 레일에 대해 장착된 제 2 라인 스캔 카메라를 포함하는 것인, 프로세싱 툴.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 전면 매크로 검사 시스템은,
사용될 이미징 모드에 따라, 제 1 입사각 및 제 2 입사각에 따라 상기 웨이퍼를 향해 광을 선택적으로 지향시키도록 구성된 광원; 및
상기 웨이퍼의 전면으로부터 상기 제 2 라인 스캔 카메라를 향해 광을 재지향하도록 구성된 거울
을 포함하는 것인, 프로세싱 툴.
10. 제 9 항에 있어서, 명시야 이미징 모드 동안, 상기 제 1 입사각은 비평면 표면 결함이 어두운 영역으로 나타나도록 상기 웨이퍼의 전면에 대해 실질적으로 수직이고; 암시야 이미징 모드 동안, 상기 제 2 입사각은 상기 비평면 표면 결함이 밝은 영역으로 나타나도록 30도 내지 90도의 범위인 것인, 프로세싱 툴.
11. 제 1 항에 있어서,
상기 프로세싱 챔버 내에 유지되고, 상기 웨이퍼가 상기 프로세싱 챔버 내로 통과된 후에 상기 웨이퍼의 웨이퍼 식별 코드를 판독하도록 구성된 광학식 문자 인식(optical character recognition; OCR) 시스템; 및
상기 OCR 시스템의 하류에 있고, 웨이퍼를 수용하도록 크기 조정된 각각의 슬롯을 갖는, 서로 적층된 일련의 슬롯을 포함하는 분류 어셈블리
를 더 포함하는 프로세싱 툴.
12. 방법에 있어서,
주변 팹 환경으로부터 자동화된 검사 툴의 프로세싱 챔버 내로 웨이퍼를 통과시키는 단계;
상기 웨이퍼가 상기 프로세싱 챔버 내에 있는 동안, 상기 웨이퍼에 대해 후면 매크로 이미징 작업을 수행하고, 제 1 이미지 해상도로 상기 웨이퍼에 대해 전면 매크로 이미징 작업을 수행하는 단계;
상기 주변 팹 환경에 상기 웨이퍼를 다시 노출시키지 않고, 상기 웨이퍼를 상기 프로세싱 챔버로부터 진공 챔버 내로 이송하는 단계; 및
상기 웨이퍼가 상기 진공 챔버 내에 있는 동안, 상기 제 1 이미지 해상도보다 높은 제 2 이미지 해상도로 상기 웨이퍼에 대해 전면 마이크로 이미징 작업을 수행하는 단계
를 포함하는 방법.
13. 제 12 항에 있어서,
상기 웨이퍼가 상기 프로세싱 챔버 내에 있는 동안, 상기 웨이퍼 상의 웨이퍼 식별 코드를 판독하기 위해 광학식 문자 인식(OCR) 작업을 수행하는 단계
를 더 포함하는 방법.
14. 제 12 항에 있어서,
상기 후면 매크로 이미징 및 상기 전면 매크로 이미징 동안 상기 웨이퍼가 하나 이상의 레일 상에 연속적으로 유지되도록 상기 후면 매크로 이미징 및 상기 전면 매크로 이미징을 수행하기 위해 하나 이상의 레일을 따라 상기 웨이퍼를 이송하는 단계
를 더 포함하는 방법.
15. 제 14 항에 있어서,
상기 후면 매크로 이미징을 수행하는 단계는, 상기 웨이퍼의 후면을 이미지화하기 위해 상기 웨이퍼의 중심 축을 중심으로 상기 웨이퍼의 반경과 대략 동일한 제 1 선형 관찰 길이를 갖는 제 1 라인 스캔 카메라를 회전시키는 단계를 포함하고,
상기 전면 매크로 이미징을 수행하는 단계는, 상기 웨이퍼의 직경 축에 대하여 제 2 라인 스캔 카메라를 이동시키는 단계를 포함하며,
상기 제 2 라인 스캔 카메라는 상기 웨이퍼의 직경보다 크거나 같은 제 2 선형 관찰 길이를 갖는 것인, 방법.
16. 프로세싱 툴에 있어서,
프로세싱 툴의 프로세싱 챔버를 둘러싸는 하우징으로서, 입출력 포트가 상기 하우징의 측벽에 포함되며, 상기 하우징 내의 상기 프로세싱 챔버 내로 또는 상기 프로세싱 챔버 밖으로 웨이퍼를 통과시키도록 구성되는 것인, 상기 하우징;
상기 웨이퍼를 상기 입출력 포트로부터 상기 프로세싱 챔버 내로 이송하기 위해 제 1 로봇 팔을 포함하는 제 1 웨이퍼 이송 시스템;
상기 프로세싱 챔버 내에 배치되고, 상기 제 1 웨이퍼 이송 시스템으로부터 상기 웨이퍼를 수용하도록 구성된 갠트리 시스템;
상기 프로세싱 챔버 내의 상기 갠트리 시스템을 따라 배치되고, 제 1 라인 스캔 카메라를 포함하는 후면 매크로 검사 시스템으로서, 상기 제 1 라인 스캔 카메라가 상기 웨이퍼의 후면을 이미지화하도록 상기 웨이퍼는 상기 제 1 라인 스캔 카메라 위를 통과하기 위해서 상기 갠트리 시스템에 의해 수송되는 것인, 상기 후면 매크로 검사 시스템; 및
상기 프로세싱 챔버 내의 상기 갠트리 시스템을 따라 배치되고, 제 2 라인 스캔 카메라를 포함하는 전면 매크로 검사 시스템으로서, 상기 제 2 라인 스캔 카메라가 상기 웨이퍼의 전면을 이미지화하도록 상기 웨이퍼는 상기 제 2 라인 스캔 카메라 아래를 통과하기 위해서 상기 갠트리 시스템에 의해 수송되는 것인, 상기 전면 매크로 검사 시스템
을 포함하는 프로세싱 툴.
17. 제 16 항에 있어서,
상기 프로세싱 챔버 내에 배치된 진공 챔버를 포함하는 전면 마이크로 검사 시스템; 및
상기 후면 매크로 검사 시스템 또는 상기 전면 매크로 검사 시스템으로부터 상기 전면 마이크로 검사 시스템의 상기 진공 챔버 내로 상기 웨이퍼를 이송하기 위해 제 2 로봇 팔을 포함하는 제 2 웨이퍼 이송 시스템
을 더 포함하는 프로세싱 툴.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 전면 마이크로 검사 시스템은,
상기 웨이퍼의 전면을 이미지화하기 위해서 상기 진공 챔버 내에서 제 1 축, 제 2 축 및 제 3 축을 따라 이동하도록 구성된 제 3 라인 스캔 카메라를 포함하고,
상기 제 3 라인 스캔 카메라는 상기 제 1 라인 스캔 카메라보다 높고 상기 제 2 라인 스캔 카메라보다 높은 이미지 해상도를 갖는 것인, 프로세싱 툴.
19. 제 16 항에 있어서,
상기 하우징 내에 유지되고, 상기 갠트리 시스템에 결합되는 광학식 문자 인식(OCR) 시스템을 더 포함하고,
상기 OCR 시스템은 각각의 웨이퍼로부터 웨이퍼 식별 코드를 판독하도록 구성된 이미징 카메라를 포함하는 것인, 프로세싱 툴.
20. 제 16 항에 있어서, 상기 갠트리 시스템은,
상기 후면 매크로 검사 시스템과 상기 전면 매크로 검사 시스템 사이에서 연속적으로 연장되는 하나 이상의 레일; 및
상기 웨이퍼를 맞물리게 하고 상기 하나 이상의 레일을 따라 이동시켜 상기 웨이퍼를 상기 후면 매크로 검사 시스템으로부터 상기 전면 매크로 검사 시스템으로 이송하도록 구성된 웨이퍼 카트
를 포함하는 프로세싱 툴.
본 발명개시의 양태들을 본 발명분야의 당업자가 보다 잘 이해할 수 있도록 앞에서는 여러 개의 실시예들의 특징들을 약술해왔다. 본 발명분야의 당업자는 여기서 소개한 실시예들의 동일한 목적들을 수행하거나 및/또는 동일한 장점들을 달성하기 위한 다른 공정들 및 구조물들을 설계하거나 또는 수정하기 위한 기초로서 본 발명개시를 자신들이 손쉽게 이용할 수 있다는 것을 알아야 한다. 당업자는 또한, 등가 구조물이 본 발명개시의 사상과 범위로부터 벗어나지 않도록 실현해야 하며, 본 발명개시의 사상과 범위로부터 벗어나지 않고 여기에서 다양한 변경, 대체 및 변화를 행할 수 있다.

Claims (10)

  1. 프로세싱 툴에 있어서,
    프로세싱 챔버를 둘러싸는 하우징;
    상기 하우징을 통해 상기 프로세싱 챔버 내외로 웨이퍼를 통과시키도록 구성된 입출력 포트;
    상기 프로세싱 챔버 내에 배치되고, 상기 웨이퍼의 후면을 이미지화하도록 구성된 후면 매크로 검사 시스템;
    상기 프로세싱 챔버 내에 배치되고, 제 1 이미지 해상도에 따라 상기 웨이퍼의 전면을 이미지화하도록 구성된 전면 매크로 검사 시스템; 및
    상기 프로세싱 챔버 내에 배치되고, 상기 제 1 이미지 해상도보다 높은 제 2 이미지 해상도에 따라 상기 웨이퍼의 전면을 이미지화하도록 구성된 전면 마이크로 검사 시스템
    을 포함하는 프로세싱 툴.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징 내에 배치된 하향 통풍 어셈블리(down-draft assembly)를 더 포함하며,
    상기 하향 통풍 어셈블리는,
    상기 프로세싱 챔버의 상부 영역 내의 샤워 헤드로부터 가스 흐름을 제공하도록 구성된 가스 흐름 어셈블리; 및
    상기 프로세싱 챔버의 바닥 영역으로부터 상기 가스 흐름을 끌어당기도록 구성된 배기 어셈블리를 포함하여,
    상기 가스 흐름 어셈블리 및 상기 배기 어셈블리는 상기 웨이퍼의 상부 표면으로부터 입자를 아래쪽으로 멀리 보내는 하향 가스 흐름을 유도하는 것인, 프로세싱 툴.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 전면 마이크로 검사 시스템은 상기 하우징의 상기 프로세싱 챔버 내에 진공 챔버를 포함하고, 상기 웨이퍼가 통과할 수 있는 챔버 포털이 상기 진공 챔버를 상기 프로세싱 챔버로부터 분리시키는 것인, 프로세싱 툴.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 이미지 해상도는 상기 웨이퍼의 전면 상의 30 미크론의 최소 크기를 갖는 매크로 결함을 식별할 수 있으며, 상기 제 2 이미지 해상도는 상기 웨이퍼의 전면 상의 30 미크론보다 작은 최소 크기를 갖는 마이크로 결함을 식별할 수 있는 것인, 프로세싱 툴.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 후면 매크로 검사 시스템과 상기 전면 매크로 검사 시스템 사이에서 연속적으로 연장되는 하나 이상의 레일; 및
    상기 웨이퍼를 맞물리게 하고, 상기 하나 이상의 레일을 따라 이동하여 상기 웨이퍼를 상기 후면 매크로 검사 시스템으로부터 상기 전면 매크로 검사 시스템으로 이송하도록 구성된 웨이퍼 카트
    를 더 포함하는 프로세싱 툴.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 후면 매크로 검사 시스템은 상기 웨이퍼의 후면이 제 1 라인 스캔 카메라 위로 통과하도록 상기 하나 이상의 레일에 대해 장착된 제 1 라인 스캔 카메라를 포함하는 것인, 프로세싱 툴.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 라인 스캔 카메라는 상기 웨이퍼의 반경에 대응하는 거리를 집합적으로 가로지르는 복수의 픽셀을 포함하고, 상기 복수의 픽셀이 상기 웨이퍼의 후면 아래에서 회전하여 상기 웨이퍼의 후면을 이미지화하도록 상기 복수의 픽셀은 상기 웨이퍼의 중심에 대해 축 방향으로 회전하기 위해 하나 이상의 레일 위에 배치되는 것인, 프로세싱 툴.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세싱 챔버 내에 유지되고, 상기 웨이퍼가 상기 프로세싱 챔버 내로 통과된 후에 상기 웨이퍼의 웨이퍼 식별 코드를 판독하도록 구성된 광학식 문자 인식(optical character recognition; OCR) 시스템; 및
    상기 OCR 시스템의 하류에 있고, 웨이퍼를 수용하도록 크기 조정된 각각의 슬롯을 갖는, 서로 적층된 일련의 슬롯을 포함하는 분류 어셈블리
    를 더 포함하는 프로세싱 툴.
  9. 웨이퍼 검사 방법에 있어서,
    주변 팹 환경으로부터 자동화된 검사 툴의 프로세싱 챔버 내로 웨이퍼를 통과시키는 단계;
    상기 웨이퍼가 상기 프로세싱 챔버 내에 있는 동안, 상기 웨이퍼에 대해 후면 매크로 이미징 작업을 수행하고, 제 1 이미지 해상도로 상기 웨이퍼에 대해 전면 매크로 이미징 작업을 수행하는 단계;
    상기 주변 팹 환경에 상기 웨이퍼를 다시 노출시키지 않고, 상기 웨이퍼를 상기 프로세싱 챔버로부터 진공 챔버 내로 이송하는 단계; 및
    상기 웨이퍼가 상기 진공 챔버 내에 있는 동안, 상기 제 1 이미지 해상도보다 높은 제 2 이미지 해상도로 상기 웨이퍼에 대해 전면 마이크로 이미징 작업을 수행하는 단계
    를 포함하는 웨이퍼 검사 방법.
  10. 프로세싱 툴에 있어서,
    프로세싱 툴의 프로세싱 챔버를 둘러싸는 하우징으로서, 입출력 포트가 상기 하우징의 측벽에 포함되며, 상기 하우징 내의 상기 프로세싱 챔버 내로 또는 상기 프로세싱 챔버 밖으로 웨이퍼를 통과시키도록 구성되는 것인, 상기 하우징;
    상기 웨이퍼를 상기 입출력 포트로부터 상기 프로세싱 챔버 내로 이송하기 위해 제 1 로봇 팔을 포함하는 제 1 웨이퍼 이송 시스템;
    상기 프로세싱 챔버 내에 배치되고, 상기 제 1 웨이퍼 이송 시스템으로부터 상기 웨이퍼를 수용하도록 구성된 갠트리 시스템;
    상기 프로세싱 챔버 내의 상기 갠트리 시스템을 따라 배치되고, 제 1 라인 스캔 카메라를 포함하는 후면 매크로 검사 시스템으로서, 상기 제 1 라인 스캔 카메라가 상기 웨이퍼의 후면을 이미지화하도록 상기 웨이퍼는 상기 제 1 라인 스캔 카메라 위를 통과하기 위해서 상기 갠트리 시스템에 의해 수송되는 것인, 상기 후면 매크로 검사 시스템; 및
    상기 프로세싱 챔버 내의 상기 갠트리 시스템을 따라 배치되고, 제 2 라인 스캔 카메라를 포함하는 전면 매크로 검사 시스템으로서, 상기 제 2 라인 스캔 카메라가 상기 웨이퍼의 전면을 이미지화하도록 상기 웨이퍼는 상기 제 2 라인 스캔 카메라 아래를 통과하기 위해서 상기 갠트리 시스템에 의해 수송되는 것인, 상기 전면 매크로 검사 시스템을 포함하는 프로세싱 툴.
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