KR102183444B1 - 웨이퍼 검사 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
웨이퍼 검사 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 실시예들에 따른 웨이퍼 검사 장치는, 웨이퍼의 제1 에지 영역을 촬영하여 제1 영상을 획득하는 제1 촬영부, 웨이퍼의 제2 에지 영역을 촬영하여 제2 영상을 획득하는 제2 촬영부, 제1 영상 및 제2 영상 각각에 대해 에지 검출(Edge Detection)을 수행하여 제1 영상에 대한 제1 에지점들 및 제2 영상에 대한 제2 에지점들을 검출하는 에지 검출부, 및 제1 에지점들을 이용하여 제1 영상에서의 웨이퍼의 외주와 패턴 인쇄 영역의 외주 간 제1 거리를 측정하고, 제2 에지점들을 이용하여 제2 영상에서의 웨이퍼의 외주와 패턴 인쇄 영역의 외주 간 제2 거리를 측정하며, 제1 거리 및 제2 거리 중 하나 이상이 설정된 거리 이상인 경우 웨이퍼를 불량으로 판단하는 웨이퍼 검사부를 포함한다.
Description
본 발명의 실시예들은 웨이퍼 검사 장치 및 방법과 관련된다.
반도체 소자의 제조는 웨이퍼 상에 도전층 및 절연층을 다층으로 증착해 나가면서 각 층을 구성하는 물질층을 패턴화하여 설계된 반도체 집적회로를 구현해 나가는 과정이라 할 수 있다. 이때, 반도체 집적회로는 일반적으로 반도체칩의 단위로 구성되며, 웨이퍼 전체에 걸쳐 복수의 반도체칩들이 동일한 단계에서 동일한 과정을 거쳐 완성되어 나간다. 따라서, 각 반도체칩의 최상층의 물질층이 형성된 후에는 반도체 웨이퍼는 칩 단위로 다이싱되며, 웨이퍼의 에지영역은 불필요한 부분으로 폐기된다. 이때, 반도체 집적회로가 웨이퍼의 일측으로 쏠려 인쇄되는 경우, 에지영역의 폐기에 따른 문제가 발생하거나, 웨이퍼가 불필요하게 낭비된다는 문제가 있다.
본 발명의 실시예들은 반도체 웨이퍼의 에지 영역에 대한 영상을 이용하여 웨이퍼상에 인쇄된 패턴이 일측으로 쏠려 있는지 여부를 판단하고, 이를 이용하여 웨이퍼의 불량 여부를 판단하기 위한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치는, 웨이퍼의 에지 영상을 촬영하여 웨이퍼를 검사하는 장치에 있어서, 상기 웨이퍼의 제1 에지 영역을 촬영하여 제1 영상을 획득하는 제1 촬영부, 상기 웨이퍼의 제2 에지 영역을 촬영하여 제2 영상을 획득하는 제2 촬영부, 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상 각각에 대해 에지 검출(Edge Detection)을 수행하여 상기 제1 영상에 대한 제1 에지점들 및 상기 제2 영상에 대한 제2 에지점들을 검출하는 에지 검출부, 및 상기 제1 에지점들을 이용하여 상기 제1 영상에서의 상기 웨이퍼의 외주와 패턴 인쇄 영역의 외주 간 제1 거리를 측정하고, 상기 제2 에지점들을 이용하여 상기 제2 영상에서의 상기 웨이퍼의 외주와 상기 패턴 인쇄 영역의 외주 간 제2 거리를 측정하며, 상기 제1 거리 및 상기 제2 거리 중 하나 이상이 설정된 거리 이상인 경우 상기 웨이퍼를 불량으로 판단하는 웨이퍼 검사부를 포함한다.
상기 웨이퍼 검사부는, 상기 제1 에지점들을 이용하여 상기 제1 영상에서의 상기 웨이퍼의 외주에 대한 제1 접선을 도출하고, 상기 제1 접선과 상기 제1 에지점들의 좌표를 이용하여 상기 제1 거리를 측정하며, 상기 제2 에지점들을 이용하여 상기 제2 영상에서의 상기 웨이퍼의 외주에 대한 제2 접선을 도출하고, 상기 제2 접선과 상기 제2 에지점들의 좌표를 이용하여 상기 제2 거리를 측정할 수 있다.
상기 웨이퍼 검사부는, 상기 제1 에지점들 중 상기 패턴 인쇄 영역의 외주에 대응되는 제1 에지점을 선택하고, 상기 제1 접선으로부터 선택된 상기 제1 에지점까지의 거리를 상기 제1 거리로 측정하며, 상기 제2 에지점들 중 상기 패턴 인쇄 영역의 외주에 대응되는 제2 에지점을 선택하고, 상기 제2 접선으로부터 선택된 상기 제2 에지점까지의 거리를 상기 제2 거리로 측정할 수 있다.
상기 웨이퍼 검사부는, 상기 제1 에지점들을 이용하여 상기 제1 영상에서의 상기 웨이퍼의 외주에 대한 제1 접선 및 상기 제1 접선의 수선을 도출하고, 상기 제2 에지점들을 이용하여 상기 제2 영상에서의 상기 웨이퍼의 외주에 대한 제2 접선 및 상기 제2 접선의 수선을 도출하며, 상기 제1 접선의 수선 및 상기 제2 접선의 수선 간 교차점과 설정된 웨이퍼의 중점간의 거리가 설정된 거리 이상인 경우 상기 웨이퍼를 불량으로 판단할 수 있다.
상기 웨이퍼 검사부는, 상기 제1 에지점들 중 두 개의 제1 에지점을 선택하고, 선택된 상기 두 개의 제1 에지점을 연결하여 상기 제1 접선을 도출하고, 선택된 상기 두 개의 제1 에지점의 중점에서 상기 제1 접선과 수직하는 수선을 상기 제1 접선의 수선으로 도출하며, 상기 제2 에지점들 중 두 개의 제2 에지점을 선택하고, 선택된 상기 두 개의 제2 에지점을 연결하여 상기 제2 접선을 도출하고, 선택된 상기 두 개의 제2 에지점의 중점에서 상기 제2 접선과 수직하는 수선을 상기 제2 접선의 수선으로 도출할 수 있다.
본 발명의 추가적인 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치는, 상기 웨이퍼로 적색(Red), 청색(Blue), 흰색(White), 및 녹색(Green) 중 하나 이상의 조명을 출력하는 조명 출력부를 더 포함하고, 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상은, 흑백 영상일 수 있다.
상기 제1 촬영부는, 상기 제1 에지 영역 촬영 시 상기 웨이퍼에 대한 촬영 각도가 0도 내지 90도 사이에서 선택적으로 설정되고, 상기 제2 촬영부는, 상기 제2 에지 영역 촬영 시 상기 웨이퍼에 대한 촬영 각도가 0도 내지 90도 사이에서 선택적으로 설정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 검사 방법은, 웨이퍼 검사 장치에 의해 수행되는 웨이퍼 검사 방법에 있어서, 상기 웨이퍼의 제1 에지 영역을 촬영하여 제1 영상을 획득하는 단계, 상기 웨이퍼의 제2 에지 영역을 촬영하여 제2 영상을 획득하는 단계, 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상 각각에 대해 에지 검출(Edge Detection)을 수행하여 상기 제1 영상에 대한 제1 에지점들 및 상기 제2 영상에 대한 제2 에지점들 각각을 검출하는 단계, 상기 제1 에지점들을 이용하여 상기 제1 영상에서의 상기 웨이퍼의 외주와 패턴 인쇄 영역의 외주 간 제1 거리를 측정하는 단계, 상기 제2 에지점들을 이용하여 상기 제2 영상에서의 상기 웨이퍼의 외주와 상기 패턴 인쇄 영역의 외주 간 제2 거리를 측정하는 단계, 및 상기 제1 거리 및 상기 제2 거리 중 하나 이상이 설정된 거리 이상인 경우 상기 웨이퍼를 불량으로 판단하는 단계를 포함한다.
상기 판단하는 단계는, 상기 제1 에지점들을 이용하여 상기 제1 영상에서의 상기 웨이퍼의 외주에 대한 제1 접선을 도출하고, 상기 제1 접선과 상기 제1 에지점들의 좌표를 이용하여 상기 제1 거리를 측정하며, 상기 제2 에지점들을 이용하여 상기 제2 영상에서의 상기 웨이퍼의 외주에 대한 제2 접선을 도출하고, 상기 제2 접선과 상기 제2 에지점들의 좌표를 이용하여 상기 제2 거리를 측정할 수 있다.
상기 판단하는 단계는, 상기 제1 에지점들 중 상기 패턴 인쇄 영역의 외주에 대응되는 제1 에지점을 선택하고, 상기 제1 접선으로부터 선택된 상기 제1 에지점까지의 거리를 상기 제1 거리로 측정하며, 상기 제2 에지점들 중 상기 패턴 인쇄 영역의 외주에 대응되는 제2 에지점을 선택하고, 상기 제2 접선으로부터 선택된 상기 제2 에지점까지의 거리를 상기 제2 거리로 측정할 수 있다.
상기 판단하는 단계는, 상기 제1 에지점들을 이용하여 상기 제1 영상에서의 상기 웨이퍼의 외주에 대한 제1 접선 및 상기 제1 접선의 수선을 도출하고, 상기 제2 에지점들을 이용하여 상기 제2 영상에서의 상기 웨이퍼의 외주에 대한 제2 접선 및 상기 제2 접선의 수선을 도출하며, 상기 제1 접선의 수선 및 상기 제2 접선의 수선 간 교차점과 설정된 웨이퍼의 중점간의 거리가 설정된 거리 이상인 경우 상기 웨이퍼를 불량으로 판단할 수 있다.
상기 판단하는 단계는, 상기 제1 에지점들 중 두 개의 제1 에지점을 선택하고, 선택된 상기 두 개의 제1 에지점을 연결하여 상기 제1 접선을 도출하고, 선택된 상기 두 개의 제1 에지점의 중점에서 상기 제1 접선과 수직하는 수선을 상기 제1 접선의 수선으로 도출하며, 상기 제2 에지점들 중 두 개의 제2 에지점을 선택하고, 선택된 상기 두 개의 제2 에지점을 연결하여 상기 제2 접선을 도출하고, 선택된 상기 두 개의 제2 에지점의 중점에서 상기 제2 접선과 수직하는 수선을 상기 제2 접선의 수선으로 도출할 수 있다.
본 발명의 추가적인 실시예에 따른 웨이퍼 검사 방법은, 상기 제1 영상을 획득하는 단계 전에, 상기 웨이퍼로 적색(Red), 청색(Blue), 흰색(White), 및 녹색(Green) 중 하나 이상의 조명을 출력하는 단계를 더 포함하고, 상기 제1 영상 및 상기 제2 영상은, 흑백 영상일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 반도체 웨이퍼의 에지 영역에 대한 영상을 이용하여 웨이퍼의 불량 여부를 자동으로 판단할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치를 설명하기 위한 블록도
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치에서 웨이퍼의 영상을 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치에서 웨이퍼의 외주와 패턴 인쇄 영역의 외주 간 거리를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치에서 수선들의 교차점과 설정된 웨이퍼의 중점 간의 거리를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치에 의해 수행되는 웨이퍼 검사 방법의 흐름도
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치에서 웨이퍼의 영상을 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치에서 웨이퍼의 외주와 패턴 인쇄 영역의 외주 간 거리를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치에서 수선들의 교차점과 설정된 웨이퍼의 중점 간의 거리를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치에 의해 수행되는 웨이퍼 검사 방법의 흐름도
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치(100)를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치(100)는 웨이퍼에 인쇄된 회로 패턴이 웨이퍼의 일측으로 쏠려 있는지 여부를 판단하여 웨이퍼의 불량 여부를 검사하기 위한 장치로서, 제1 촬영부(102), 제2 촬영부(104), 에지 검출부(106), 및 웨이퍼 검사부(108)를 포함한다.
제1 촬영부(102) 및 제2 촬영부(104)는 각각 웨이퍼의 에지 영역을 촬영하여 영상을 획득한다. 이때, 제1 촬영부(102) 및 제2 촬영부(104)는 각각 검사 대상 웨이퍼의 상단에 설치되어 웨이퍼의 에지 영역을 촬영하기 위한 장치로, 예를 들어, 카메라와 같은 영상 촬영 장치를 포함할 수 있다. 또한, 제1 촬영부(102) 및 제2 촬영부(104) 각각은 웨이퍼의 서로 다른 에지 영역을 촬영하기 위해 서로 이격되어 설치될 수 있으며, 웨이퍼 검사부(108)로 자신이 설치된 위치에 대한 정보를 제공할 수 있다.
구체적으로, 제1 촬영부(102)는 웨이퍼의 제1 에지 영역을 촬영하여 제1 영상을 획득하고, 제2 촬영부(104)는 웨이퍼의 제2 에지 영역을 촬영하여 제2 영상을 획득할 수 있다. 이때, 제1 및 제2 에지 영역은 웨이퍼의 원주 중 일부분(예를 들어, 원 형상의 웨이퍼의 원호)을 포함하는 영역일 수 있으며, 제1 영상 및 제2 영상은 컬러 또는 흑백 영상일 수 있다.
또한, 제1 촬영부(102)는, 제1 에지 영역 촬영 시 웨이퍼에 대한 촬영 각도가 0도 내지 90도 사이에서 선택적으로 설정되고, 제2 촬영부(104)는, 제2 에지 영역 촬영 시 웨이퍼에 대한 촬영 각도가 0도 내지 90도 사이에서 선택적으로 설정될 수 있다. 구체적으로, 제1 촬영부(102) 및 제2 촬영부(104) 각각은 웨이퍼의 상단에서 촬영 방향이 웨이퍼의 평면과 0도 내지 90도를 이루도록 고정되어 설치되거나, 웨이퍼 검사 장치(100)의 관리자에 의해 변경 가능하도록 설치될 수 있다.
에지 검출부(106)는 제1 촬영부(102) 및 제2 촬영부(104)를 통해 획득된 제1 영상 및 제2 영상 각각에 대해 에지 검출(Edge Detection)을 수행하고, 제1 영상에 대한 제1 에지점들 및 제2 영상에 대한 제2 에지점들을 검출할 수 있다.
구체적으로, 에지 검출부(106)는 예를 들어, 소벨(Sobel) 기법, 캐니(Canny) 기법, 라플라시안(Laplacian) 기법, 프리윗(Prewitt) 기법 등과 같은 다양한 에지 검출 기법을 이용하여 에지점들을 검출할 수 있다.
웨이퍼 검사부(108)는 에지 검출부(106)를 통해 검출된 에지들을 이용하여 웨이퍼의 외주와 패턴 인쇄 영역의 외주 간 거리를 측정한다. 구체적으로, 웨이퍼 검사부(108)는 에지 검출부(106)를 통해 제1 영상에서 검출된 제1 에지점들을 이용하여, 제1 영상에서의 웨이퍼의 외주와 패턴 인쇄 영역의 외주 간 제1 거리를 측정할 수 있다. 또한, 웨이퍼 검사부(108)는 에지 검출부(106)를 통해 제2 영상에서 검출된 제2 에지점들을 이용하여, 제2 영상에서의 웨이퍼의 외주와 패턴 인쇄 영역의 외주 간 제2 거리를 측정할 수 있다. 이때, 패턴 인쇄 영역이란 예를 들어, 식각 공정과 같은 과정을 통해 웨이퍼 상에 회로 패턴이 인쇄된 영역을 의미할 수 있다.
구체적으로, 웨이퍼 검사부(108)는 에지 검출부(106)를 통해 검출된 에지점들을 이용하여 웨이퍼의 외주에 대한 접선을 도출하고, 도출된 접선과 에지점들의 좌표를 이용하여 웨이퍼의 외주와 패턴 인쇄 영역의 외주 간 거리를 측정할 수 있다.
예를 들어, 웨이퍼 검사부(108)는 에지 검출부(106)를 통해 검출된 제1 에지점들을 이용하여 제1 영상 내 웨이퍼의 외주에 대한 제1 접선의 방정식을 도출하고, 제1 접선의 방정식과 제1 에지점들에 대한 거리를 제1 영상 내에서의 웨이퍼의 외주와 패턴 인쇄 영역의 외주 간 제1 거리로 측정할 수 있다. 이때, 웨이퍼 검사부(108)는 제1 에지점들을 웨이퍼의 외주에 대응되는 제1 에지점들 및 패턴 인쇄 영역의 외주에 대응되는 제1 에지점들로 분류할 수 있다. 또한, 웨이퍼 검사부(108)는 웨이퍼의 외주에 대응되는 제1 에지점들 중 두개의 제1 에지점들을 선택하여 제1 접선의 방정식을 도출할 수 있다. 또한, 웨이퍼 검사부(108)는 도출된 제1 접선의 방정식과 패턴 인쇄 영역의 외주에 대응되는 제1 에지점들의 좌표를 이용하여, 제1 영상 내에서의 웨이퍼의 외주와 패턴 인쇄 영역의 외주 간 제1 거리를 측정할 수 있다.
다른 예로, 웨이퍼 검사부(108)는 에지 검출부(106)를 통해 검출된 제2 에지점들을 이용하여 제2 영상 내 웨이퍼의 외주에 대한 제2 접선의 방정식을 도출하고, 제2 접선의 방정식과 제2 에지점들에 대한 거리를 제2 영상 내에서의 웨이퍼의 외주와 패턴 인쇄 영역의 외주 간 거리로 측정할 수 있다. 이때, 웨이퍼 검사부(108)는 제2 에지점들을 웨이퍼의 외주에 대응되는 제2 에지점들 및 패턴 인쇄 영역의 외주에 대응되는 제2 에지점들로 분류할 수 있다. 또한, 웨이퍼 검사부(108)는 웨이퍼의 외주에 대응되는 제2 에지점들 중 두개의 제2 에지점들을 선택하여 제2 접선의 방정식을 도출할 수 있다. 또한, 웨이퍼 검사부(108)는 도출된 제2 접선의 방정식과 패턴 인쇄 영역의 외주에 대응되는 제2 에지점들의 좌표를 이용하여, 제2 영상 내에서의 웨이퍼의 외주와 패턴 인쇄 영역의 외주 간 제2 거리를 측정할 수 있다.
또한, 웨이퍼 검사부(108)는 웨이퍼의 외주와 패턴 인쇄 영역의 외주 간 거리가 설정된 거리 이상인 경우 웨이퍼를 불량으로 판단할 수 있다. 구체적으로, 웨이퍼 검사부(108)를 통해 제1 영상 내에서의 웨이퍼의 외주와 패턴 인쇄 영역의 외주간 제1 거리, 및 제2 영상 내에서의 웨이퍼의 외주와 패턴 인쇄 영역의 외주간 제2 거리가 측정된 경우, 웨이퍼 검사부(108)는 제1 거리 및 제2 거리 중 하나 이상이 설정된 거리 이상인 경우 웨이퍼를 불량으로 판단할 수 있다. 이때, 설정된 거리는 웨이퍼 검사 장치(100)의 관리자에 의해 미리 설정된 거리일 수 있다.
또한, 웨이퍼 검사부(108)는 웨이퍼의 에지 영상을 이용하여 웨이퍼의 중점을 도출하고, 도출된 중점과 설정된 웨이퍼의 중점간의 거리가 설정된 거리 이상인 경우 웨이퍼가 불량인 것으로 판단할 수 있다. 이때, 설정된 웨이퍼의 중점은 웨이퍼 검사 장치(100)의 관리자에 의해 미리 설정된 웨이퍼 중점의 좌표일 수 있으며, 설정된 거리는 관리자에 의해 미리 설정된 거리일 수 있다.
구체적으로, 웨이퍼 검사부(108)는 에지 검출부(106)를 통해 검출된 제1 에지점들을 이용하여 제1 영상에서의 웨이퍼의 외주에 대한 제1 접선, 및 제1 접선의 수선을 도출할 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼 검사부(108)는 제1 에지점들 중 두 개의 제1 에지점을 선택하고, 선택된 두 개의 제1 에지점을 연결하여 제1 접선을 도출할 수 있다. 또한, 웨이퍼 검사부(108)는 두 개의 제1 에지점을 이용하여 두 개의 제1 에지점 사이의 중점을 도출하고, 도출된 중점에서 제1 접선과 수직하는 수선을 제1 접선의 수선으로 도출할 수 있다.
또한, 웨이퍼 검사부(108)는 에지 검출부(106)를 통해 검출된 제2 에지점들을 이용하여 제2 영상에서의 웨이퍼의 외주에 대한 제2 접선, 및 제2 접선의 수선을 도출할 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼 검사부(108)는 제2 에지점들 중 두 개의 제2 에지점을 선택하고, 선택된 두 개의 제2 에지점을 연결하여 제2 접선을 도출할 수 있다. 또한, 웨이퍼 검사부(108)는 두 개의 제2 에지점을 이용하여 두 개의 제2 에지점 사이의 중점을 도출하고, 도출된 중점에서 제2 접선과 수직하는 수선을 제2 접선의 수선으로 도출할 수 있다.
또한, 웨이퍼 검사부(108)는 제1 접선의 수선 및 제2 접선의 수선 간 교차점을 웨이퍼의 중점으로 도출하고, 도출된 웨이퍼의 중점과 설정된 웨이퍼의 중점간의 거리가 설정된 거리 이상인 경우 웨이퍼를 불량으로 판단할 수 있다. 이때, 웨이퍼 검사부(108)는 제1 접선의 수선 및 제2 접선의 수선 간의 교차점을 검출하기 위해, 제1 및 제2 촬영부(102, 104)로부터 제공된 제1 및 제2 촬영부(102, 104) 각각의 위치 정보를 이용할 수 있다.
한편, 도면에는 도시하지 않았으나, 본 발명의 추가적인 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치(100)는 웨이퍼로 조명을 출력하는 조명 출력부를 더 포함할 수 있다. 이때, 조명 출력부는 제1 및 제2 촬영부(102, 104)의 영상 획득을 돕기 위해 웨이퍼의 상단에 설치되어 웨이퍼로 조명을 출력하는 장치일 수 있으며, 예를 들어, 적색(Red), 청색(Blue), 흰색(White), 및 녹색(Green) 중 하나 이상의 조명을 출력할 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치(100)에서 웨이퍼의 영상을 획득하는 방법을 설명하기 위한 도면(200, 300)이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 웨이퍼 검사 장치(100)는 웨이퍼(202)의 에지 영역을 촬영하기 위해, 웨이퍼(202)의 에지 영역 상단에 설치된 제1 촬영부(102) 및 제2 촬영부(104)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 촬영부(102) 및 제2 촬영부(104)는 웨이퍼(202)의 에지 영역 및 패턴 인쇄 영역(204)의 외주를 함께 촬영하도록 설치될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치(100)에서 웨이퍼의 외주와 패턴 인쇄 영역의 외주 간 거리를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면(400)이다. 구체적으로, 도 4 (a)는 웨이퍼 검사 장치(100)에서 촬영된 영상에서 에지들이 검출되는 것을 설명하기 위한 도면이며, 도 4 (b)는 검출된 에지들을 이용하여 웨이퍼의 외주에 대한 접선을 도출하고, 도출된 접선 및 검출된 에지들을 이용하여 웨이퍼의 외주와 패턴 인쇄 영역의 외주간 거리를 측정하는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 (a)를 참조하면, 촬영부(102, 104)를 통해 촬영된 영상은 웨이퍼의 외주 및 패턴 인쇄 영역의 외주에 대한 정보를 포함하며, 웨이퍼 검사 장치(100)는 촬영된 영상에 에지 검출을 수행하여 웨이퍼의 외주에 대한 에지점들(402-1 내지 402-6) 및 패턴 인쇄 영역의 외주에 대한 에지점들(404-1 내지 404-4)을 검출할 수 있다.
도 4 (b)를 참조하면, 웨이퍼 검사 장치(100)는 웨이퍼의 외주에 대한 에지점들(402-1 내지 402-6)중 일부 에지점(402-2, 402-4)를 선택하고, 선택된 에지점(402-2, 402-4)를 이용하여 웨이퍼의 외주에 대한 접선(406)을 도출할 수 있다. 또한, 웨이퍼 검사 장치(100)는 패턴 인쇄 영역에 대한 에지점들(404-1 내지 404-4) 중 일부 에지점(404-1, 404-3)을 선택하고, 웨이퍼의 외주에 대한 접선(406)으로부터 선택된 에지점(404-1, 404-3)에 대한 거리(d1, d2)를 도출할 수 있다. 이때, 웨이퍼 검사 장치(100)는 예를 들어, 직선과 점 간의 거리를 구하기 위한 공식을 이용하여 상술한 거리를 도출할 수 있으며, 웨이퍼의 외주에 대한 접선(406)과 선택된 에지점(404-1, 404-3)에 대한 거리 중 가장 먼 거리를 웨이퍼의 외주와 패턴 인쇄 영역 간의 거리로 도출할 수 있다. 다만, 이는 본 발명의 설명을 위한 일 예시로서, 웨이퍼 검사 장치(100)는 패턴 인쇄 영역에 대한 에지점(404-1 내지 404-4) 중 하나의 에지점을 선택하거나, 전체를 선택할 수 있으며, 웨이퍼의 외주에 대한 접선(406)과 선택된 에지점에 대한 거리 중 가장 가까운 거리를 웨이퍼의 외주와 패턴 인쇄 영역 간의 거리로 도출할 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치(100)에서 수선들의 교차점과 설정된 웨이퍼의 중점 간의 거리를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면(500, 600)이다. 구체적으로, 도 5 (a) 및 도 5 (b)는 각각 제1 촬영부(102) 및 제2 촬영부(104)를 통해 획득된 제1 영상 및 제2 영상에서, 웨이퍼의 외주에 대한 접선 및 수선을 도출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 6은 도출된 수선들을 이용하여 웨이퍼의 중점을 도출하고, 도출된 웨이퍼의 중점을 설정된 웨이퍼 중점과 비교하여 웨이퍼의 불량 여부를 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 (a)를 참조하면, 웨이퍼 검사 장치(100)는 촬영된 제1 영상에 에지 검출을 수행하여 웨이퍼의 외주에 대한 제1 에지점들(502-1, 502-2)를 검출하고, 검출된 제1 에지점들(502-1, 502-2)를 이용하여 웨이퍼의 외주에 대한 제1 접선(504)를 도출할 수 있다. 또한, 웨이퍼 검사 장치(100)는 제1 에지점들(502-1, 502-2)을 이용하여 제1 에지점들(502-1, 502-2) 간의 중점(506)을 도출하고, 도출된 중점(506)에서 웨이퍼의 외주에 대한 접선(504)에 수직하는 수선(508)을 도출할 수 있다.
마찬가지로, 도 5 (b)를 참조하면, 웨이퍼 검사 장치(100)는 촬영된 제2 영상에 에지 검출 기법을 이용하여 웨이퍼의 외주에 대한 제2 에지점들(512-1, 512-2)를 검출하고, 웨이퍼의 외주에 대한 제2 접선(514), 제2 에지점들(512-1, 512-2) 간의 중점(516), 및 웨이퍼의 외주에 대한 접선(514)에 수직하는 수선(518)을 도출할 수 있다.
도 6을 참조하면, 웨이퍼 검사 장치(100)는 도출된 수선들(508, 518) 간의 교차점(602)을 웨이퍼의 중점으로 도출하고, 도출된 웨이퍼의 중점(602)을 설정된 웨이퍼의 중점(604)과 비교하여 웨이퍼(202)의 불량 여부를 판단할 수 있다. 이때, 웨이퍼 검사 장치(100)는 도출된 웨이퍼의 중점(602)이 설정된 웨이퍼의 중점(604)과 설정된 거리 이상인 경우 웨이퍼(202)가 불량인 것으로 판단할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치(100)에 의해 수행되는 웨이퍼 검사 방법의 흐름도(700)이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치(100)는 웨이퍼의 제1 에지 영역을 촬영하여 제1 영상을 획득한다(702).
웨이퍼 검사 장치(100)는 웨이퍼의 제2 에지 영역을 촬영하여 제2 영상을 획득한다(704).
웨이퍼 검사 장치(100)는 획득된 제1 영상 및 제2 영상 각각에 대해 에지 검출(Edge Detection)을 수행하여 제1 영상에 대한 제1 에지점들 및 제2 영상에 대한 제2 에지점들 각각을 검출한다(706).
웨이퍼 검사 장치(100)는 검출된 제1 에지점들을 이용하여 제1 영상에서의 웨이퍼의 외주와 패턴 인쇄 영역의 외주 간 제1 거리를 측정한다(708).
웨이퍼 검사 장치(100)는 검출된 제2 에지점들을 이용하여 제2 영상에서의 웨이퍼의 외주와 패턴 인쇄 영역의 외주 간 제2 거리를 측정한다(710).
웨이퍼 검사 장치(100)는 측정된 제1 거리 및 제2 거리 중 하나 이상이 설정된 거리 이상인 경우 웨이퍼를 불량으로 판단한다(712).
한편, 도 7에 도시된 순서도에서는 상기 방법을 복수 개의 단계로 나누어 기재하였으나, 적어도 일부의 단계들은 순서를 바꾸어 수행되거나, 다른 단계와 결합되어 함께 수행되거나, 생략되거나, 세부 단계들로 나뉘어 수행되거나, 또는 도시되지 않은 하나 이상의 단계가 부가되어 수행될 수 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 전술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 웨이퍼 검사 장치
102: 제1 촬영부
104: 제2 촬영부
106: 에지 검출부
108: 웨이퍼 검사부
202: 웨이퍼
204: 패턴 인쇄 영역
102: 제1 촬영부
104: 제2 촬영부
106: 에지 검출부
108: 웨이퍼 검사부
202: 웨이퍼
204: 패턴 인쇄 영역
Claims (8)
- 웨이퍼의 에지 영상을 촬영하여 웨이퍼를 검사하는 장치에 있어서,
상기 웨이퍼의 제1 에지 영역을 촬영하여 제1 영상을 획득하는 제1 촬영부;
상기 웨이퍼의 제2 에지 영역을 촬영하여 제2 영상을 획득하는 제2 촬영부;
상기 제1 영상 및 상기 제2 영상 각각에 대해 에지 검출(Edge Detection)을 수행하여 상기 제1 영상에 대한 제1 에지점들 및 상기 제2 영상에 대한 제2 에지점들을 검출하는 에지 검출부; 및
상기 제1 에지점들을 이용하여 상기 제1 영상에서의 상기 웨이퍼의 외주와 패턴 인쇄 영역의 외주 간 제1 거리를 측정하고, 상기 제2 에지점들을 이용하여 상기 제2 영상에서의 상기 웨이퍼의 외주와 상기 패턴 인쇄 영역의 외주 간 제2 거리를 측정하며, 상기 제1 거리 및 상기 제2 거리 중 하나 이상이 설정된 거리 이상인 경우 상기 웨이퍼를 불량으로 판단하는 웨이퍼 검사부; 를 포함하고,
상기 웨이퍼 검사부는,
상기 제1 에지점들을 이용하여 상기 제1 영상에서의 상기 웨이퍼의 외주에 대한 제1 접선을 도출하고, 상기 제1 접선과 상기 제1 에지점들의 좌표를 이용하여 상기 제1 거리를 측정하며,
상기 제2 에지점들을 이용하여 상기 제2 영상에서의 상기 웨이퍼의 외주에 대한 제2 접선을 도출하고, 상기 제2 접선과 상기 제2 에지점들의 좌표를 이용하여 상기 제2 거리를 측정하고,
상기 제1 에지점들 중 상기 패턴 인쇄 영역의 외주에 대응되는 제1 에지점을 선택하고, 상기 제1 접선으로부터 선택된 상기 제1 에지점까지의 거리 중 가장 가까운 거리를 상기 제1 거리로 측정하며,
상기 제2 에지점들 중 상기 패턴 인쇄 영역의 외주에 대응되는 제2 에지점을 선택하고, 상기 제2 접선으로부터 선택된 상기 제2 에지점까지의 거리 중 가장 가까운 거리를 상기 제2 거리로 측정하는 웨이퍼 검사 장치.
- 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 웨이퍼 검사부는,
상기 제1 에지점들을 이용하여 상기 제1 영상에서의 상기 웨이퍼의 외주에 대한 제1 접선 및 상기 제1 접선의 수선을 도출하고, 상기 제2 에지점들을 이용하여 상기 제2 영상에서의 상기 웨이퍼의 외주에 대한 제2 접선 및 상기 제2 접선의 수선을 도출하며, 상기 제1 접선의 수선 및 상기 제2 접선의 수선 간 교차점과 설정된 웨이퍼의 중점간의 거리가 설정된 거리 이상인 경우 상기 웨이퍼를 불량으로 판단하는 웨이퍼 검사 장치.
- 청구항 4에 있어서,
상기 웨이퍼 검사부는,
상기 제1 에지점들 중 두 개의 제1 에지점을 선택하고, 선택된 상기 두 개의 제1 에지점을 연결하여 상기 제1 접선을 도출하고, 선택된 상기 두 개의 제1 에지점의 중점에서 상기 제1 접선과 수직하는 수선을 상기 제1 접선의 수선으로 도출하며,
상기 제2 에지점들 중 두 개의 제2 에지점을 선택하고, 선택된 상기 두 개의 제2 에지점을 연결하여 상기 제2 접선을 도출하고, 선택된 상기 두 개의 제2 에지점의 중점에서 상기 제2 접선과 수직하는 수선을 상기 제2 접선의 수선으로 도출하는 웨이퍼 검사 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 웨이퍼로 적색(Red), 청색(Blue), 흰색(White), 및 녹색(Green) 중 하나 이상의 조명을 출력하는 조명 출력부를 더 포함하고,
상기 제1 영상 및 상기 제2 영상은, 흑백 영상인 웨이퍼 검사 장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제1 촬영부는, 상기 제1 에지 영역 촬영 시 상기 웨이퍼에 대한 촬영 각도가 0도 내지 90도 사이에서 선택적으로 설정되고,
상기 제2 촬영부는, 상기 제2 에지 영역 촬영 시 상기 웨이퍼에 대한 촬영 각도가 0도 내지 90도 사이에서 선택적으로 설정되는 웨이퍼 검사 장치.
- 삭제
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