KR102620998B1 - 기판 검사 방법, 기판 처리 방법 및 이를 수행하기 위한 기판 처리 시스템 - Google Patents
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Abstract
기판 검사 방법에 있어서, 이송 로봇에 의해 연마 공정이 수행된 기판을 제1 검사 장치를 거쳐 제2 검사 장치 내에 로딩한다. 상기 제1 검사 장치를 통과하도록 이동하는 상기 기판을 촬영하여 획득한 영상으로부터 상기 기판의 전체 영역을 1차적으로 검사한다. 상기 제1 검사 장치의 검사 결과에 기초하여 상기 제2 검사 장치에서 상기 기판의 국부 영역을 2차적으로 검사한다. 상기 제2 검사 장치의 검사 결과에 따라 상기 연마 공정의 파라미터를 조정한다.
Description
본 발명은 기판 검사 방법, 기판 처리 방법 및 이를 수행하기 위한 기판 처리 시스템에 관한 것이다. 보다 자세하게, 본 발명은 화학 기계적 연마 고정에 의해 연마된 기판을 검사하기 위한 기판 검사 방법, 기판 처리 방법 및 이를 수행하기 위한 기판 처리 시스템에 관한 것이다.
반도체 장치들은 SiO2와 같은 절연막을 연마하는 공정, 및 구리, 텅스텐 등의 금속막을 연마하는 공정을 포함하는 다양한 공정들을 통해 제조될 수 있다. 예를 들면, 화학기계적 연마(CMP, Chemical Mechanical Polishing) 장치가 웨이퍼를 연마하기 위해 사용될 수 있다.
연마된 웨이퍼를 검사하기 위하여, 설비 내 마이크로 검사기를 사용하여 웨이퍼의 두께를 측정할 수 있다. 그러나, 국소 영역 측정이므로 사각 지대가 발생하고, 측정 지점들이 증가할 경우 검사 시간이 증가하여 생산성을 저하시키는 문제점이 있다.
본 발명의 일 과제는 정확하고 생산성을 향상시킬 수 있는 기판 검사 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 과제는 상술한 기판 검사 방법을 포함하는 기판 처리 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 과제는 상술한 기판 검사 방법을 수행하기 위한 기판 검사 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 과제는 상술한 기판 처리 방법을 수행하기 위한 기판 처리 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 기판 검사 방법에 있어서, 이송 로봇에 의해 연마 공정이 수행된 기판을 제1 검사 장치를 거쳐 제2 검사 장치 내에 로딩한다. 상기 제1 검사 장치를 통과하도록 이동하는 상기 기판을 촬영하여 획득한 영상으로부터 상기 기판의 전체 영역을 1차적으로 검사한다. 상기 제1 검사 장치의 검사 결과에 기초하여 상기 제2 검사 장치에서 상기 기판의 국부 영역을 2차적으로 검사한다. 상기 제2 검사 장치의 검사 결과에 따라 상기 연마 공정의 파라미터를 조정한다.
상기 본 발명의 일 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 기판 처리 방법에 있어서, 막이 형성된 기판을 연마한다. 상기 연마된 기판을 세정한다. 상기 세정된 기판을 이송 로봇에 의해 제1 검사 장치를 거쳐 제2 검사 장치 내에 기판을 로딩한다. 상기 제1 검사 장치를 통과하는 상기 기판을 촬영한 영상으로부터 상기 기판의 전체 영역을 검사한다. 상기 제1 검사 장치의 검사 결과에 기초하여 상기 제2 검사 장치에서 상기 기판의 국부 영역을 검사한다.
상기 본 발명의 또 다른 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 기판 검사 장치는 검사 영역을 통과하는 기판을 촬영하고 상기 기판의 전체 영역을 검사하기 위한 제1 검사 장치, 상기 제1 검사 장치에 인접하게 배치되고 상기 기판을 지지하는 스테이지를 포함하고 상기 기판의 국부 영역을 검사하기 위한 제2 검사 장치, 및 상기 기판을 상기 제1 검사 장치의 상기 검사 영역을 거쳐 상기 제2 검사 장치로 로딩 및 언로딩하기 위한 이송 로봇을 포함한다.
상기 본 발명의 또 다른 과제를 달성하기 위한 예시적인 실시예들에 따른 기판 처리 시스템은 기판에 대해 화학 기계적 연마 공정을 수행하기 위한 연마 장치, 상기 연마된 기판을 세정하기 위한 세정 장치, 및 상기 세정된 기판을 검사하기 위한 기판 검사 장치를 포함한다. 상기 기판 검사 장치는 검사 영역을 통과하는 상기 기판을 촬영하고 상기 기판의 전체 영역을 검사하기 위한 제1 검사 장치, 상기 제1 검사 장치에 인접하게 배치되고 상기 기판을 지지하는 스테이지를 포함하고 상기 기판의 국부 영역을 검사하기 위한 제2 검사 장치, 및 상기 기판을 상기 제1 검사 장치의 상기 검사 영역을 거쳐 상기 제2 검사 장치로 로딩 및 언로딩하기 위한 이송 로봇을 포함한다.
예시적인 실시예들에 따르면, 기판 처리 시스템은 연마 공정 및 세정 공정이 수행된 기판을 검사하기 위한 기판 검사 장치를 포함할 수 있다. 상기 기판 검사 장치는 검사 영역을 통과하는 상기 기판을 촬영하고 상기 기판의 전체 영역을 검사하기 위한 제1 검사 장치, 상기 제1 검사 장치에 인접하게 배치되고 상기 기판을 지지하는 스테이지를 포함하고 상기 기판의 국부 영역을 검사하기 위한 제2 검사 장치, 및 상기 기판을 상기 제1 검사 장치의 검사 영역을 거쳐 상기 제2 검사 장치 내부의 스테이지로 로딩 및 언로딩하기 위한 이송 로봇을 포함할 수 있다.
따라서, 매크로 검사 공정을 위하여 별도의 스테이지 설치없이 웨이퍼 이동 경로 상에서 웨이퍼 이미지를 촬영하여 자동적으로 색상 불량을 검출하고, 검출 결과에 기초하여 결정된 웨이퍼의 검출 영역에서 광학적 임계치수(OCD: optical critical dimension)을 측정할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과는 상기 언급한 효과에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 기판 처리 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 기판 검사 장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 기판 검사 장치를 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 2의 기판 검사 장치의 제1 검사 장치 및 제2 검사 장치를 나타내는 블록도이다.
도 5는 도 4의 제1 검사 장치에 의해 촬영된 라인 스캔 이미지로부터 합성된 기판 이미지를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 4의 제2 검사 장치를 나타내는 도면이다.
도 7는 예시적인 실시예들에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8은 도 7의 기판 처리 방법의 기판 검사 단계를 나타내는 순서도이다.
도 2는 도 1의 기판 검사 장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 기판 검사 장치를 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 2의 기판 검사 장치의 제1 검사 장치 및 제2 검사 장치를 나타내는 블록도이다.
도 5는 도 4의 제1 검사 장치에 의해 촬영된 라인 스캔 이미지로부터 합성된 기판 이미지를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 4의 제2 검사 장치를 나타내는 도면이다.
도 7는 예시적인 실시예들에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8은 도 7의 기판 처리 방법의 기판 검사 단계를 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 기판 처리 시스템을 나타내는 도면이다. 도 2는 도 1의 기판 검사 장치를 나타내는 사시도이다. 도 3은 도 2의 기판 검사 장치를 나타내는 평면도이다. 도 4는 도 2의 기판 검사 장치의 제1 검사 장치 및 제2 검사 장치를 나타내는 블록도이다. 도 5는 도 4의 제1 검사 장치에 의해 촬영된 라인 스캔 이미지로부터 합성된 기판 이미지를 나타내는 도면이다. 도 6은 도 4의 제2 검사 장치를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 기판 처리 시스템(10)은 연마 장치(100), 세정 장치(200), 기판 검사 장치(300) 및 인덱스 장치(400)를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 연마 장치(100)는 웨이퍼(W)와 같은 기판 상에 화학 기계적 연마 공정을 수행할 수 있다. 연마 장치(100)는 복수 개의 연마 테이블들(110) 및 회전하는 연마 테이블(110) 상의 연마 패드에 기판(W)을 가압하기 위한 캐리어 헤드(120)를 포함할 수 있다. 또한, 연마 장치(100)는 상기 연마 패드 상으로 화학 기계적 연마 공정에 필요한 슬러리 용액을 공급하기 위한 슬러리 공급 장치(130)를 더 포함할 수 있다.
상기 웨이퍼는 반도체 또는 비반도체 물질로 이루어진 기판을 의미할 수 있다. 상기 웨이퍼는 기판 상에 형성된 하나 이상의 층들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 층은 포토레지스트, 유전 물질, 전도성 물질을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 웨이퍼는 반복되는 패턴들의 격자 구조를 각각 갖는 다수개의 다이들을 포함할 수 있다.
예를 들면, 제1 영역(A1)에 로딩된 기판(W)은 대략 사각형 형태의 순환 경로로 캐리어 헤드(120)에 의해 이동되면서 연마 테이블들(110) 상에서 연마된 후, 제2 영역(A2)으로 언로딩될 수 있다.
세정 장치(200)는 연마 장치(100)의 일측부에 배치되어 제2 영역(A2)에 언로딩된 기판(W)의 표면에 잔류하는 이물질을 세정할 수 있다. 세정 장치(200)는 접촉식 세정 유닛(210) 및 비접촉식 세정 유닛(220)을 포함할 수 있다. 접촉식 세정 유닛(210)은 기판(W)의 표면에 회전하며 접촉하는 세정 브러시를 포함할 수 있다. 비접촉식 세정유닛(220)은 기판(W)의 표면에 케미컬, 순수(DIW), 스팀, 이종 유체 등과 같은 세정 유체를 분사하거나, 기판(W)의 표면에 진동 에너지(메가소닉)를 공급하거나, 기판(W)의 표면에 소프로필 알콜(IPA)을 분사하는 것에 의하여 세정을 수행할 수 있다.
인덱스 장치(400)는 세정 장치(200)의 인접한 측부에 배치될 수 있다. 인덱스 장치(400)는 기판(W)을 로딩 및 언로딩하기 위한 반입출 모듈(Equipment Front End Module, EFEM)일 수 있다. 인덱스 장치(400)는 일방향으로 연장한 카세트 스테이지(410)를 포함할 수 있다. 복수 개의 지지 플레이트들(412)은 카세트 스테이지(410) 상에 지지될 수 있다. 복수 개의 기판들(W)이 수납된 웨이퍼 캐리어(FOUP, front opening unified pod)(20)는 지지 플레이트(412) 상에 지지될 수 있다.
기판 검사 장치(300)는 세정 장치(200) 및 인덱스 장치(400) 사이에 배치되어, 세정된 기판(W)을 검사할 수 있다. 기판 검사 장치(300)는 이송 로봇(302), 제1 검사 장치(310) 및 제2 검사 장치(320)를 포함할 수 있다. 기판 검사 장치(300)는 인덱스 장치(400)의 일측에 배치될 수 있다.
이송 로봇(302)은 카세트 스테이지(410)의 연장 방향을 따라 이동 가능하도록 설치되고, 웨이퍼 캐리어(20)로부터 연마 장치(100)로 기판(W)을 이송하고, 세정 장치(200)로부터 기판 검사 장치(300)로 기판(W)을 로딩하고, 기판 검사 장치(300)로부터 웨이퍼 캐리어(20)로 기판(W)을 언로딩할 수 있다.
제1 검사 장치(310) 및 제2 검사 장치(320)는 서로 인접하게 배치되고, 카세트 스테이지(410)의 연장 방향으로 이격 배치될 수 있다. 제2 검사 장치(320) 및 제1 검사 장치(310)는 카세트 스테이지(410)의 연장 방향에 직교하는 방향으로 서로 이격 배치될 수 있다. 제1 검사 장치(310)는 제2 검사 장치(320)와 이송 로봇(302) 사이에 배치될 수 있다.
제1 검사 장치(310)는 검사 영역(311)을 통과하는 기판(W)을 촬영하고 기판(W)의 전체 영역을 검사할 수 있다. 제1 검사 장치(310)의 검사 영역(311)은 이송 로봇(302)에 그립된 기판(W)이 통과하는 통로일 수 있다. 제1 검사 장치(310)는 검사 영역(311) 상에 배치되며 이송 로봇(302)에 의해 검사 영역(311)을 통과하는 기판(W) 상에 광을 조사하기 위한 조명부(312), 기판(W)으로부터 반사된 광으로부터 기판(W)의 이미지를 획득하기 위한 촬영부(314), 및 상기 이미지로부터 기판(W)의 결함을 검출하기 위한 이미지 처리부(316)를 포함할 수 있다.
제2 검사 장치(320)는 이송 로봇(302)에 의해 로딩된 기판(W)을 지지하는 스테이지(322), 광을 기판(W)의 검출 영역으로 입사시키기 위한 광 조사부(324), 기판(W)의 상기 검출 영역으로부터 반사된 광으로부터 스펙트럼을 생성하기 위한 분광기(326), 및 제1 검사 장치(310)의 검사 결과에 기초하여 스테이지(322) 상의 기판(W)의 검출 영역을 결정하는 제어부(328)를 포함할 수 있다.
제2 검사 장치(320)는 제1 검사 장치(310)의 검사 영역(311)과 연통된 게이트(321)을 포함할 수 있다. 이송 로봇(302)은 게이트(321)를 통해 기판(W)을 스테이지(322) 상으로 로딩 및 언로딩할 수 있다. 이송 로봇(302)은 기판(W)을 그립하고 제1 검사 장치(310)의 검사 영역(311)을 통과한 후 게이트(321)를 통해 제2 검사 장치(320) 내부로 이송시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 제1 검사 장치(310)의 조명부(312)는 이송 로봇(302) 상의 기판(W)이 제1 검사 장치(310)의 검사 영역(311)을 통과할 때 기판(W) 상에 광을 조사하고, 제1 검사 장치(310)의 촬영부(314)는 기판(W)으로부터 반사된 광으로부터 기판(W)의 이미지를 획득할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 검사 장치(310)의 조명부(312)는 기판(W) 상에 라인 스캔 조명을 조사하고 촬영부(314)는 라인 스캔 이미지(Is)를 획득할 수 있다. 이미지 처리부(316)는 라인 스캔 이미지들(Is)을 합성하여 기판 이미지(Iw)로 복구할 수 있다. 이미지 처리부(316)는 기판 이미지(Iw)로부터 기판(W)의 결함을 검출할 수 있다. 제1 검사 장치(310)는 이송 로봇(302)에 의해 비등속으로 매우 빠르게, 예를 들면, 1 m/sec 이상의 속도로 이동하는 기판(W)의 전면을 촬영하고, 기판(W) 이미지를 원형으로 복원할 수 있다.
제1 검사 장치(310)의 이미지 처리부(316)는 기판(W)의 색상 결함을 검출할 수 있다. 이미지 처리부(316)는 기판 이미지(Iw)를 이진화시키고, 이미지 분석을 통해 웨이퍼(W)의 노치(notch)(또는 플랫부(flat portion))를 기준으로 한 웨이퍼 노치 얼라인(wafer notch align)을 수행할 수 있다. 이미지 처리부(316)는 이송 로봇(wafer transfer robot)에 의한 노치(notch) 가려짐, 웨이퍼 에지 영역(notch)에 대해 보정, 좌/우 흔들림 보정 및 상/하 속도 보정을 수행할 수 있다.
이미지 처리부(316)는 극좌표 변환을 통해 다중 스케일 공간에서 다이-대-다이(D2D, Die to Die) 기반 불량을 검출할 수 있다. 이미지 처리부(316)는 SHF(scale hierarchical filter) 이미지 비교를 통해 반복된 패턴을 제거한 후, D2D(Die to Die) 기반의 불균일 색상 차이로 불량을 검출할 수 있다. 이미지 처리부(316)는 자기-기준(self-reference) 기반 불량 검출을 위해 이미지 영상에 컨볼루션 필터(convolution filter)를 적용하고 다운 샘플링(down sampling) 작업 및 업 샘플링(up sampling) 작업을 수행하여 필터링된 영상을 획득할 수 있다.
제1 검사 장치(310)의 이미지 처리부(316)는 기판(W)의 전체 영역의 검사 결과를 제2 검사 장치(320)의 제어부(328)로 포워딩할 수 있다. 제2 검사 장치(320)의 제어부(328)는 제1 검사 장치(310)의 검사 결과에 기초하여 검출 영역들의 개수 및 좌표를 결정할 수 있다. 제1 검사 장치(310)의 검사 결과가 정상일 경우, 최소의 검출 영역들(예를 들면, 3 points)이 결정될 수 있다. 제1 검사 장치(310)의 검사 결과가 비정상일 경우, 검출된 불량 영역들이 검출 영역들로 결정될 수 있다.
제2 검사 장치(320)의 광 조사부(324)는 제어부(328)에 의해 결정된 기판(W)의 검출 영역으로 광을 입사시키고, 분광기(326)는 기판(W)의 상기 검출 영역으로부터 반사된 광으로부터 스펙트럼을 생성하고 상기 스펙트럼을 분석하여 상기 검출 영역에서의 기판(W)(상의 패턴)의 두께를 산출하여, 기판(W)의 국부 영역을 검사할 수 있다.
제2 검사 장치(320)의 검사 결과를 피드백하여 연마 공정에서의 파라미터(예를 들면, 캐리어 헤드 압력, 캐리어 헤드 회전 속도, 연마 테이블의 회전 속도, 등)를 조정할 수 있다.
상술한 바와 같이, 기판 처리 시스템(10)은 연마 공정 및 세정 공정이 수행된 기판(W)을 검사하기 위한 기판 검사 장치(300)를 포함하고, 기판 검사 장치(300)는 검사 영역(311)을 통과하는 기판(W)을 촬영하고 기판(W)의 전체 영역을 검사하기 위한 제1 검사 장치(310), 제1 검사 장치(310)에 인접하게 배치되고 기판(W)을 지지하는 스테이지(322)를 포함하고 기판(W)의 국부 영역을 검사하기 위한 제2 검사 장치(320), 및 기판(W)을 제1 검사 장치(300)의 검사 영역(311)을 거쳐 제2 검사 장치(320) 내의 스테이지(322)로 로딩 및 언로딩하기 위한 이송 로봇(302)을 포함할 수 있다.
따라서, 매크로 검사 공정을 위하여 별도의 스테이지 설치없이 웨이퍼 이동 경로 상에서 웨이퍼 이미지를 촬영하여 자동적으로 색상 불량을 검출하고, 검출 결과에 따라 결정된 웨이퍼의 검출 영역에서 광학적 임계치수(OCD: optical critical dimension)을 측정할 수 있다.
이하에서는, 도 1의 기판 처리 시스템을 이용하여 기판을 처리하는 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 7는 예시적인 실시예들에 따른 기판 처리 방법을 나타내는 순서도이다. 도 8은 도 7의 기판 처리 방법의 기판 검사 단계를 나타내는 순서도이다. 상기 기판 검사 단계는 연마 공정에 의해 평탄화된 기판을 검사하기 위해 사용될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것을 아니다.
도 1 내지 4, 도 7 및 도 8을 참조하면, 먼저, 인덱스 장치(400)의 카세트 스테이지(410) 상에 웨이퍼들(W)을 제공한 후, 웨이퍼(W)를 연마 장치(100)로 로딩한 후 화학 기계적 연마 공정을 수행할 수 있다(S100).
예시적인 실시예들에 있어서, 이송 로봇(302)을 포함한 이송 메커니즘에 의해 웨이퍼(W)는 제1 영역(A1)에 로딩된 후, 웨이퍼(W)는 캐리어 헤드(120)에 의해 대략 사각형 형태의 순환 경로로 이동되면서 연마 테이블들(110) 상에서 연마될 수 있다. 웨이퍼(W)는 캐리어 헤드(120)에 의해 흡착된 상태로 슬러리 용액이 공급되는 연마 패드의 상면에 회전 접촉됨으로써, 화학 기계적 연마 공정이 수행될 수 있다.
상기 연마 공정이 완료된 웨이퍼(W)는 캐리어 헤드(120)에 의해 제2 영역(A2)으로 언로딩될 수 있다.
이어서, 상기 연마된 웨이퍼(W)를 세정할 수 있다(S110).
상기 이송 메커니즘에 의해 제2 영역(A2)에 언로딩된 웨이퍼(W)는 세정 장치(200)로 로딩된 후 세정 공정을 수행할 수 있다. 웨이퍼(W)는 접촉식 세정 유닛(210) 및 비접촉식 세정 유닛(220)으로 순차적으로 이송되어, 웨이퍼(W)의 표면에 잔류하는 이물질을 세정할 수 있다.
이후, 세정된 웨이퍼(W)를 검사할 수 있다(S120).
구체적으로, 이송 로봇(302)에 의해 세정된 웨이퍼(W)를 제1 검사 장치(310)를 거쳐 제2 검사 장치(320) 내부로 로딩할 수 있다(S122).
예시적인 실시예들에 있어서, 이송 로봇(302)의 이송 암은 세정된 웨이퍼(W)를 그립하고 카세트 스테이지(420)에 장변 방향으로 가이드 레일을 따라 제1 검사 장치(310)까지 이동한 후, 상기 이송 암은 전진 이동하여 웨이퍼(W)를 제1 검사 장치(310)의 검사 영역(311)을 통과시킨 후 제2 검사 장치(320)의 게이트(321)를 통해 내부의 스테이지(322) 상으로 이송시킬 수 있다.
이후, 제1 검사 장치(310)는 검사 영역(311)을 통과하는 웨이퍼(W)를 촬영하고 촬영한 이미지로부터 웨이퍼(W)의 전체 영역을 검사할 수 있다(S124).
예시적인 실시예들에 있어서, 제1 검사 장치(310)는 이송 로봇(302)에 의해 이송되는 웨이퍼(W)를 라인 스캔하여 획득한 라인 스캔 이미지들을 합성하여 웨이퍼 이미지로 복원할 수 있다.
제1 검사 장치(310)는 웨이퍼 노치(또는 플랫부)를 기준으로 하여 상기 웨이퍼 이미지의 웨이퍼 노치 얼라인을 수행할 수 있다. 또한, 비등속 매크로 검사 결과를 이진화시키고, 이송 로봇(302)에 의한 노치(notch) 가려짐과 노치 보정을 수행할 수 있다. 제1 검사 장치(310)는 SHF(scale hierarchical filter) 이미지 비교를 통해 반복된 패턴을 제거한 후, 다이-대-다이(D2D, Die to Die) 기반의 불균일 색상 차이로 불량을 검출할 수 있다. 제1 검사 장치(310)에 의해 검출된 불량 영역은 오버(over) CMP 영역, 언더(under) CMP 영역을 포함할 수 있다.
이어서, 제1 검사 장치(310)의 검출 결과에 기초하여 제2 검사 장치(320)에서 웨이퍼(W)의 국부 영역을 검사할 수 있다(S126).
예시적인 실시예들에 있어서, 제2 검사 장치(320)는 제1 검사 장치(310)의 검사 결과에 기초하여 검출 영역들의 개수 및 좌표를 결정할 수 있다. 제1 검사 장치(310)의 검사 결과가 정상일 경우, 최소의 검출 영역들(예를 들면, 3 points)이 결정될 수 있다. 제1 검사 장치(310)의 검사 결과가 비정상일 경우, 검출된 불량 영역들이 검출 영역들로 결정될 수 있다.
제2 검사 장치(320)는 웨이퍼(W)의 상기 검출 영역으로 광을 입사시키고, 상기 검출 영역으로부터 반사된 광으로부터 스펙트럼을 생성하고 상기 스펙트럼을 분석하여 상기 검출 영역에서의 웨에퍼(W)(상의 패턴)의 두께를 산출하여, 웨이퍼(W)의 국부 영역을 검사할 수 있다.
제2 검사 장치(320)의 검사 결과를 피드백하여 상기 연마 공정에서의 파라미터(예를 들면, 캐리어 헤드 압력 캐리어 헤드 회전 속도, 연마 테이블의 회전 속도, 등)를 조정할 수 있다.
상기 검사 공정을 수행한 후, 이송 로봇(302)은 제2 검사 장치(320)로부터 웨이퍼(W)를 언로딩할 수 있다.
이어서, 웨이퍼(W)는 이송 로봇(302)에 의해 인덱스 장치(400)로 언로딩될 수 있다.
전술한 예시적인 실시예들에 따른 기판 처리 시스템 및 기판 처리 방법은 다양한 반도체 장치의 제조에 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 반도체 장치는 중앙처리장치(CPU, MPU), 애플리케이션 프로세서(AP) 등과 같은 로직 소자에 적용될 수 있다. 혹은 상기 반도체 장치는 디램(DRAM) 장치, 에스램(SRAM) 장치 등과 같은 휘발성 메모리 장치나, 플래시 메모리 장치, 피램(PRAM) 장치, 엠램(MRAM) 장치, 알램(RRAM) 장치 등과 같은 불휘발성 메모리 장치에 적용될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 기판 처리 시스템 20: 웨이퍼 캐리어
100: 연마 장치 110: 연마 테이블
120: 캐리어 헤드 130: 슬러시 공급 장치
200: 세정 장치 210: 접촉식 세정 유닛
220: 비접촉시 세정 유닛 300: 기판 검사 장치
302: 이송 로봇 310: 제1 검사 장치
311: 검사 영역 312: 조명부
314: 촬영부 316: 이미지 처리부
320: 제2 검사 장치 321: 게이트
322: 스테이지 324: 광 조사부
326: 분광기 328: 제어부
400: 인덱스 장치 410: 카세트 스테이지
412: 지지 플레이트
100: 연마 장치 110: 연마 테이블
120: 캐리어 헤드 130: 슬러시 공급 장치
200: 세정 장치 210: 접촉식 세정 유닛
220: 비접촉시 세정 유닛 300: 기판 검사 장치
302: 이송 로봇 310: 제1 검사 장치
311: 검사 영역 312: 조명부
314: 촬영부 316: 이미지 처리부
320: 제2 검사 장치 321: 게이트
322: 스테이지 324: 광 조사부
326: 분광기 328: 제어부
400: 인덱스 장치 410: 카세트 스테이지
412: 지지 플레이트
Claims (11)
- 제1 방향으로 연장하는 카세트 스테이지 및 상기 카세트 스테이지의 일측부에서 상기 제1 방향으로 따라 이동 가능한 이송 로봇을 구비하는 인덱스 장치, 상기 인덱스 장치의 일측부에 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 이격 배치되는 연마 장치, 상기 인덱스 장치 및 상기 연마 장치 사이에 배치되는 세정 장치 및, 상기 세정 장치 및 상기 인덱스 장치 사이에 배치되며 제1 검사 장치와 제2 검사 장치를 구비하는 기판 검사 장치를 포함하는 기판 처리 시스템을 제공하고;
막이 형성된 기판을 상기 인덱스 장치로부터 상기 연마 장치로 이송하고;
상기 연마 장치에서 상기 기판 상에 화학 기계적 연마 공정을 수행하고;
상기 세정 장치에서 상기 화학 기계적 연마 공정이 수행된 기판을 세정하고;
상기 세정된 기판을 상기 이송 로봇에 의해 상기 제1 검사 장치를 거쳐 상기 제2 검사 장치 내에 로딩하고;
상기 제1 검사 장치를 통과하도록 이동하는 상기 기판을 촬영하여 획득한 영상으로부터 상기 기판의 전체 영역을 1차적으로 검사하고;
상기 제1 검사 장치의 검사 결과에 기초하여 상기 제2 검사 장치에서 상기 기판의 국부 영역을 2차적으로 검사하고;
상기 제2 검사 장치의 검사 결과에 따라 상기 연마 공정의 파라미터를 조정하고; 그리고
상기 이송 로봇에 의해 상기 기판을 상기 제1 검사 장치를 거쳐 상기 제2 검사 장치로부터 상기 인덱스 장치로 언로딩하는 것을 포함하고,
상기 기판을 상기 제1 검사 장치를 거쳐 상기 제2 검사 장치 내에 로딩하는 것은, 상기 이송 로봇에 의해 그립된 상기 기판을 상기 제1 검사 장치의 검사 영역을 통과한 후 상기 제2 검사 장치의 스테이지 상으로 이송시키는 것을 포함하고,
상기 기판의 전체 영역을 검사하는 것은,
상기 이송 로봇 상의 상기 기판이 상기 제1 검사 장치의 검사 영역을 통해 이동할 때 상기 기판 상에 광을 조사하여 상기 기판의 이미지를 획득하고; 그리고
상기 이미지로부터 상기 기판의 결함을 검출하는 것을 포함하고,
상기 제2 검사 장치에서 상기 기판의 국부 영역을 검사하는 것은,
상기 제1 검사 장치의 검사 결과에 기초하여 상기 제2 검사 장치의 스테이지 상의 상기 기판의 검출 영역을 결정하고;
상기 검출 영역에서 광을 검출하고; 그리고
상기 검출 영역에서 검출된 광으로부터 상기 기판 상에 형성된 막의 두께를 검출하는 것을 포함하고,
상기 검출된 두께 결과를 피드백하여 상기 연마 장치에서 수행되는 연마 공정에서의 파라미터를 조정하는 기판 처리 방법. - 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 이송 로봇에 의해 상기 기판을 이송시킬 때 상기 기판의 이송 속도는 시간에 따라 변화하는 기판 처리 방법.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 기판이 상기 제1 검사 장치의 검사 영역을 통해 이동하는 상기 기판의 이미지를 촬영하는 것은
상기 기판 상에 라인 스캔 조명을 조사하고; 그리고
상기 촬영된 라인 스캔 이미지들을 합성하여 기판 이미지로 복구하는 것을 포함하는 기판 처리 방법. - 제 5 항에 있어서, 상기 기판의 이미지를 획득하는 것은 상기 기판 이미지에 대한 이미지 분석을 통해 웨이퍼 노치 얼라인을 수행하는 것을 더 포함하는 기판 처리 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 이미지로부터 상기 기판의 결함을 검출하는 것은 상기 기판의 색상 결함을 검출하는 것을 포함하는 기판 처리 방법.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1 방향으로 연장하며, 복수 개의 지지 플레이트들을 갖는 카세트 스테이지 및 상기 카세트 스테이지의 일측부에서 상기 제1 방향으로 따라 이동 가능한 이송 로봇을 갖는 인덱스 장치;
상기 인덱스 장치의 일측부에 상기 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 이격 배치되며, 막이 형성된 기판에 대하여 화학 기계적 연마 공정을 수행하기 위한 연마 장치;
상기 인덱스 장치 및 상기 연마 장치 사이에 배치되며, 상기 연마된 기판을 세정하기 위한 세정 장치; 및
상기 세정 장치 및 상기 인덱스 장치 사이에 배치되며, 상기 세정된 기판을 검사하기 위한 기판 검사 장치를 포함하고,
상기 기판 검사 장치는,
검사 영역을 통과하는 상기 기판을 촬영하고 상기 기판의 전체 영역을 검사하기 위한 제1 검사 장치; 및
상기 제1 검사 장치에 인접하게 배치되고, 상기 제1 검사 장치의 상기 검사 영역과 연통된 게이트를 가지며, 상기 기판을 지지하는 스테이지를 포함하고 상기 기판의 국부 영역을 검사하기 위한 제2 검사 장치를 포함하고,
상기 인덱스 장치의 상기 이송 로봇은 상기 세정 장치에 의해 세정된 상기 기판을 그립하고 상기 제1 검사 장치의 상기 검사 영역을 거쳐 상기 게이트를 통해 상기 제2 검사 장치의 스테이지 상으로 로딩 및 언로딩하고,
상기 이송 로봇 상의 상기 기판이 상기 제1 검사 장치의 검사 영역을 통해 이동할 때 상기 기판 상에 광을 조사하여 상기 기판의 이미지를 획득하고,
상기 제1 검사 장치의 검사 결과에 기초하여 상기 제2 검사 장치의 스테이지 상의 상기 기판의 검출 영역을 결정하고,
상기 제2 검사 장치는 상기 기판의 검출 영역에 광을 입사시키고 상기 검출 영역으로부터 반사된 광을 분석하여 상기 기판 상에 형성된 막의 두께를 산출하고,
상기 산출된 두께 결과를 피드백하여 상기 연마 장치에서 수행되는 연마 공정에서의 파라미터를 조정하는 기판 처리 시스템.
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