KR102412374B1 - 복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 장치 및 복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 방법 - Google Patents

복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 장치 및 복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 웨이퍼의 불량 여부를 판단하기 위한 복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 장치 및 복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 반도체 소자를 제조하기 위한 웨이퍼(wafer)의 둘레 테두리부 중 제1 영역을 촬영하는 제1 촬영부, 상기 웨이퍼의 둘레 테두리부 중 상기 제1 영역과 이격된 제2 영역을 촬영하는 제2 촬영부, 상기 웨이퍼의 둘레 테두리부 중 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역과 이격된 제3 영역을 촬영하는 제3 촬영부 및 상기 제1 촬영부, 제2 촬영부, 제3 촬영부를 조작하고, 상기 제1 촬영부, 제2 촬영부, 제3 촬영부로부터 각각 촬영된 영상을 전송받아 분석하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 장치 및 복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 방법{WAFER INSPECTION APPARATUS AND METHOD USING MULTI VISION CAMERA}
본 발명은 복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 장치 및 복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 웨이퍼의 불량 여부를 판단하기 위한 복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 장치 및 복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 방법에 관한 것이다.
반도체 소자의 제조는 웨이퍼 상에 도전층 및 절연층을 다층으로 증착해 나가면서 각 층을 구성하는 물질 층을 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 물질 층이 형성된 후에는 반도체 웨이퍼는 칩 단위로 다이싱되며, 웨이퍼의 에지 영역은 불필요한 부분으로 폐기된다.
이때, 반도체 집적회로가 웨이퍼의 일측으로 쏠려 인쇄되는 경우, 에지영역의 폐기에 따른 문제가 발생하거나, 웨이퍼가 불필요하게 낭비된다는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제 10-2019-0036587 호에는 종래의 웨이퍼 검사를 위한 "반도체 웨이퍼 후면 검사 장치"를 기재하고 있다.
하지만 종래의 웨이퍼 검사 장치는 웨이퍼 후면의 스크래치, 오염, 파손 등을 검사하는 것으로 여전히 반도체 집접회로가 웨이퍼의 일측으로 쏠려 인쇄되는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 위와 같은 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 반도체 웨이퍼의 테두리부 영역에 대한 영상을 이용하여 웨이퍼상에 인쇄된 패턴이 일측으로 쏠려 있는지 여부를 판단하고, 이를 이용하여 웨이퍼의 불량 여부를 판단하기 위한 복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 장치 및 복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 장치는 반도체 소자를 제조하기 위한 웨이퍼(wafer)의 둘레 테두리부 중 제1 영역을 촬영하는 제1 촬영부, 상기 웨이퍼의 둘레 테두리부 중 상기 제1 영역과 이격된 제2 영역을 촬영하는 제2 촬영부, 상기 웨이퍼의 둘레 테두리부 중 상기 제1 영역 및 상기 제2 영역과 이격된 제3 영역을 촬영하는 제3 촬영부 및 상기 제1 촬영부, 제2 촬영부, 제3 촬영부를 조작하고, 상기 제1 촬영부, 제2 촬영부, 제3 촬영부로부터 각각 촬영된 영상을 전송받아 분석하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 웨이퍼의 둘레 테두리부 중 상기 제1 영역, 상기 제2 영역, 상기 제3 영역 이외에 다른 영역을 촬영할 수 있는 추가적인 복수 개의 촬영부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 방법은 받침부 위에 웨이퍼를 안착하는 안착단계, 제1 촬영부를 사용하여 상기 웨이퍼의 둘레 테두리부 중 제1 영역을 제1 각도로 촬영하는 제1 영역 촬영 단계, 제2 촬영부를 사용하여 상기 웨이퍼의 둘레 테두리부 중 제2 영역을 제2 각도로 촬영하는 제2 영역 촬영 단계, 제3 촬영부를 사용하여 상기 웨이퍼의 둘레 테두리부 중 제3 영역을 제3 각도로 촬영하는 제3 영역 촬영 단계 및 상기 제1 영역 촬영 단계, 상기 제2 영역 촬영 단계, 상기 제3 영역 촬영 단계에서 촬영 된 영상을 제어부로 전송하여 상기 제어부가 상기 웨이퍼의 불량 여부를 판단하는 검사 단계를 포함 할 수 있다.
상기 제1 각도와 상기 제2 각도와 상기 제3 각도는 서로 다른 각도 일 수 있다.
상기 검사 단계의 전(前) 단계에서 상기 웨이퍼의 둘레 테두리부 중 상기 제1 영역, 상기 제2 영역, 상기 제3 영역 이외의 다른 영역들을 추가적인 복수 개의 촬영부를 사용하여 서로 다른 각도로 촬영하는 추가 영역 촬영 단계를 포함하며, 상기 검사 단계는 상기 복수 개의 촬영부로 촬영한 영상을 상기 제어부로 전송하여 상기 제어부가 상기 웨이퍼의 불량 여부를 판단할 수 있다.
본 발명에 따르면, 반도체 웨이퍼의 테두리부 영역에 대한 영상을 이용하여 웨이퍼의 불량 여부를 자동으로 판단할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 반도체 웨이퍼의 불량 여부 검사 시간을 간소화하는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 반도체 웨이퍼의 불량 여부 판단의 정확성을 극대화하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 장치를 개략적으로 도시한 구상도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 장치를 개략적으로 도시한 구상도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 방법을 도시한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 장치 및 복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도면에서 각 구성요소 또는 그 구성요소를 이루는 특정 부분의 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그러한 설명은 생략하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 장치를 개략적으로 도시한 구상도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 장치는 반도체 소자를 제조하기 위한 웨이퍼(wafer)(200)의 둘레 테두리부 중 제1 영역(210)을 촬영하는 제1 촬영부(110), 상기 웨이퍼(200)의 둘레 테두리부 중 상기 제1 영역(210)과 이격된 제2 영역(220)을 촬영하는 제2 촬영부(120), 상기 웨이퍼(200)의 둘레 테두리부 중 상기 제1 영역(210) 및 상기 제2 영역(220)과 이격된 제3 영역(230)을 촬영하는 제3 촬영부(130) 및 상기 제1 촬영부(110), 제2 촬영부(120), 제3 촬영부(130)를 조작하고, 상기 제1 촬영부(110), 제2 촬영부(120), 제3 촬영부(130)로부터 각각 촬영된 영상을 전송받아 분석하는 제어부(300)를 포함한다.
웨이퍼 검사 장치는 웨이퍼(200)에 인쇄된 회로 패턴이 웨이퍼(200)의 일측으로 쏠려 있는지 여부를 판단하여 웨이퍼(200)의 불량 여부를 검사하기 위한 장치일 수 있다.
웨이퍼(200)의 둘레 테두리부는 웨이퍼(200)의 레이어(layer) 엣지(edge) 일수 있다.
제1 영역(210)과 제2 영역(220)과 제3 영역(230)은 웨이퍼(200)의 둘레 테두리부 중에서 서로 이격된 각각 하나의 포인트(point) 일 수 있다.
제어부(300)는 중앙처리장치(CPU) 및 컴퓨터 등 일 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 장치를 개략적으로 도시한 구상도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 장치는 웨이퍼(200)의 둘레 테두리부 중 제1 영역(210), 제2 영역(220), 제3 영역(230) 이외에 다른 영역을 촬영할 수 있는 추가적인 복수 개의 촬영부를 포함할 수 있다.
복수 개의 촬영부는 상술한 일 실시예의 3개의 촬영부보다 많은 복수 개의 촬영부 일 수 있다.
촬영부의 숫자가 많으면 웨이퍼(200)의 둘레 테두리부의 더 많은 영역의 포인트를 서로 다른 각도로 촬영할 수 있기 때문에 웨이퍼(200)의 불량 여부 판단 정확도를 높일 수 있다.
즉, 복수 개의 촬영부는 웨이퍼(200)의 둘레 테두리부를 웨이퍼(200)의 둘레 테두리부의 상측으로부터 하측까지 각기 다른 위치에서 촬영하여, 제어부(300)는 웨이퍼(200)의 둘레 테두리부를 서로 다른 각도로 촬영한 다양한 데이터를 수집 함에 따라 다양한 데이터를 통한 웨이퍼(200)의 불량 여부 판단을 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 방법은 안착단계(S1), 제1 영역 촬영 단계(S2), 제2 영역 촬영 단계(S3), 제3 영역 촬영 단계(S4) 및 검사 단계(S5)를 포함한다.
안착단계(S1)는 복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 장치의 받침부(100) 위에 웨이퍼(200)를 안착하는 단계 일 수 있다.
제1 영역 촬영 단계(S2)는 복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 장치의 제1 촬영부(110)를 사용하여 웨이퍼(200)의 둘레 테두리부 중 제1 영역(210)을 제1 각도로 포인트(point) 촬영하는 단계일 수 있다.
제2 영역 촬영 단계(S3)는 복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 장치의 제2 촬영부(120)를 사용하여 웨이퍼(200)의 둘레 테두리부 중 제2 영역(220)을 제2 각도로 포인트 촬영하는 단계일 수 있다.
제3 영역 촬영 단계(S4)는 복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 장치의 제3 촬영부(130)를 사용하여 웨이퍼(200)의 둘레 테두리부 중 제3 영역(230)을 제3 각도로 포인트 촬영하는 단계일 수 있다.
검사 단계(S5)는 제1 영역 촬영 단계(S2), 제2 영역 촬영 단계(S3), 제3 영역 촬영 단계(S4)에서 각각 촬영 된 영상 정보를 제어부(300)로 전송하여 제어부(300)가 웨이퍼(200)의 불량 여부를 판단하는 단계일 수 있다.
제1 각도와 제2 각도와 제3 각도는 0도 내지 ±90도 사이에서 선택적으로 서로 다른 각도로 설정될 수 있다.
즉, 제1 촬영부(110)와 제2 촬영부(120)와 제3 촬영부(130)는 웨이퍼(200)의 둘레 테두리부에서 서로 다른 영역을 촬영함과 아울러 웨이퍼(200)의 둘레 테두리부를 서로 다른 각도에서 촬영하기 때문에 웨이퍼(200)의 불량 여부에 대한 정확한 정보를 제어부(300)로 전송하게 할 수 있다. 따라서 제어부(300)가 웨이퍼(200)를 다양한 각도에서 촬영한 영상 정보로 웨이퍼(200)의 불량 여부를 판단할 수 있게 하여 정확한 불량 여부 판단이 가능할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예로 제3 영역 촬영 단계(S4)와 검사 단계(S5)의 사이에 제4 촬영부를 사용하여 웨이퍼(200)의 둘레 테두리부를 제4 각도로 촬영하는 제4 영역 촬영 단계와 제5 촬영부를 사용하여 웨이퍼(200)의 둘레 테두리부를 제5 각도로 촬영하는 제5 영역 촬영 단계와 같은 방식으로 제4 촬영부와 제5 촬영부 및 그 이상의 추가 촬영부를 포함하는 웨이퍼(200)의 둘레 테두리부를 서로 다른 각도로 촬영하는 추가 영역 촬영 단계를 더 포함할 수 있다.
즉, 웨이퍼(200)의 둘레 테두리부 중 서로 다른 영역을 3개 이상의 복수 개의 촬영부를 사용하여 서로 다른 각도로 촬영할 수 있다.
그리고 검사 단계(S5)는 제1 영역 촬영 단계(S2), 제2 영역 촬영 단계(S3), 제3 영역 촬영 단계(S4) 및 추가 영역 촬영 단계에서 촬영된 영상 정보를 제어부(300)로 전송하고, 제어부(300)가 제1 영역 촬영 단계(S2), 제2 영역 촬영 단계(S3), 제3 영역 촬영 단계(S4) 및 추가 영역 촬영 단계에서 전송된 촬영 정보를 분석하여 웨이퍼(200)의 불량 여부를 판단하는 단계일 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 반도체 웨이퍼의 테두리부 영역에 대한 영상을 이용하여 웨이퍼의 불량 여부를 자동으로 판단할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 반도체 웨이퍼의 불량 여부 검사 시간을 간소화하는 효과가 있다.
본 발명에 따르면, 반도체 웨이퍼의 불량 여부 판단의 정확성을 극대화하는 효과가 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 장치 및 복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 방법을 예시된 도면을 참고하여 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 실시가 가능하다.
110: 제1 촬영부
120: 제2 촬영부
130: 제3 촬영부
200: 웨이퍼
210: 제1 영역
220: 제2 영역
230: 제3 영역
300: 제어부

Claims (5)

  1. 반도체 소자를 제조하기 위한 웨이퍼(wafer)(200)의 둘레 테두리부 중 제1 영역(210)을 제1각도로 포인트 촬영하는 제1 촬영부(110);
    상기 웨이퍼(200)의 둘레 테두리부 중 상기 제1 영역(210)과 이격된 제2 영역(220)을 제2각도로 포인트 촬영하는 제2 촬영부(120);
    상기 웨이퍼(200)의 둘레 테두리부 중 상기 제1 영역(210) 및 상기 제2 영역(220)과 이격된 제3 영역(230)을 제3각도로 포인트 촬영하는 제3 촬영부(130); 및
    상기 제1 촬영부(110), 제2 촬영부(120), 제3 촬영부(130)를 조작하고, 상기 제1 촬영부(110), 제2 촬영부(120), 제3 촬영부(130)로부터 각각 촬영된 영상을 전송받아 분석하는 제어부(300)를 포함하고,
    상기 제1각도 내지 제3각도 각각은 0~90도 사이에서 설정되는 서로 다른 각도인 것을 특징으로 하는 복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 웨이퍼(200)의 둘레 테두리부 중 상기 제1 영역(210), 상기 제2 영역(220), 상기 제3 영역(230) 이외에 다른 영역을 촬영할 수 있는 추가적인 복수 개의 촬영부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 장치.
  3. 받침부(10) 위에 웨이퍼(200)를 안착하는 안착단계(S1);
    제1 촬영부(110)를 사용하여 상기 웨이퍼(200)의 둘레 테두리부 중 제1 영역(210)을 제1 각도로 포인트 촬영하는 제1 영역 촬영 단계(S2);
    제2 촬영부(120)를 사용하여 상기 웨이퍼(200)의 둘레 테두리부 중 제2 영역(220)을 제2 각도로 포인트 촬영하는 제2 영역 촬영 단계(S3);
    제3 촬영부(130)를 사용하여 상기 웨이퍼(200)의 둘레 테두리부 중 제3 영역(230)을 제3 각도로 포인트 촬영하는 제3 영역 촬영 단계(S4); 및
    상기 제1 영역 촬영 단계(S2), 상기 제2 영역 촬영 단계(S3), 상기 제3 영역 촬영 단계(S4)에서 촬영된 영상을 제어부(300)로 전송하여 상기 제어부(300)가 상기 웨이퍼(200)의 불량 여부를 판단하는 검사 단계(S5)를 포함하고,
    상기 제1각도 내지 제3각도 각각은 0~90도 사이에서 설정되는 서로 다른 각도인 것을 특징으로 하는 복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 방법.
  4. 삭제
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 검사 단계(S5)의 전(前) 단계에서 상기 웨이퍼(200)의 둘레 테두리부 중 상기 제1 영역(210), 상기 제2 영역(220), 상기 제3 영역(230) 이외의 다른 영역들을 추가적인 복수 개의 촬영부를 사용하여 서로 다른 각도로 촬영하는 추가 영역 촬영 단계를 포함하며,
    상기 검사 단계(S5)는 상기 복수 개의 촬영부로 촬영한 영상을 상기 제어부(300)로 전송하여 상기 제어부(300)가 상기 웨이퍼(200)의 불량 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 방법.
KR1020200000405A 2019-11-22 2020-01-02 복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 장치 및 복수의 비전 카메라를 이용한 웨이퍼 검사 방법 KR102412374B1 (ko)

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