KR102635249B1 - 이미지 획득 방법, 이미지 획득 장치 및 웨이퍼 검사 장치 - Google Patents

이미지 획득 방법, 이미지 획득 장치 및 웨이퍼 검사 장치 Download PDF

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Abstract

이미지 획득 방법과 이미지 획득 장치 및 웨이퍼 검사 장치가 개시된다. 웨이퍼의 이송 경로 상부에는 상기 이송 경로를 포함하는 스캔 영역을 촬상하여 기 설정된 크기를 갖는 부분 이미지들을 연속적으로 획득하는 라인 스캔 카메라가 배치되고, 상기 부분 이미지들은 이미지 저장부에 저장된다. 상기 부분 이미지들 중에서 기 설정된 특징점을 포함하는 부분 이미지가 이미지 분석부에 의해 검출되며, 이미지 생성부는 상기 특징점을 포함하는 부분 이미지로부터 이전 또는 이후의 기 설정된 개수의 부분 이미지들을 병합하여 상기 웨이퍼의 전체 이미지를 생성한다. 이미지 검사부는 상기 웨이퍼의 전체 이미지를 분석하여 상기 웨이퍼의 결함을 검출한다.

Description

이미지 획득 방법, 이미지 획득 장치 및 웨이퍼 검사 장치{IMAGE ACQUIRING METHOD, IMAGE ACQUIRING APPARATUS AND WAFER INSPECTION APPARATUS}
본 발명의 실시예들은 이미지 획득 방법 및 이미지 획득 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 반도체 장치의 제조 공정에서 웨이퍼를 이송하는 동안 상기 웨이퍼에 대한 이미지를 획득하는 방법과 상기 이미지를 획득하는 장치 그리고 상기 이미지를 이용하여 상기 웨이퍼를 검사하는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치들은 일련의 제조 공정들을 반복적으로 수행함으로써 실리콘 웨이퍼와 같은 기판 상에 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 반도체 장치들을 제조하기 위하여 웨이퍼 상에 박막을 형성하는 증착 공정, 상기 박막을 패터닝하여 전기적인 회로를 형성하기 위한 사진 식각 공정, 상기 박막을 평탄화하기 위한 화학적 기계적 연마 공정과 같은 평탄화 공정 등 다양한 제조 공정들이 상기 웨이퍼에 대하여 수행될 수 있다.
상기 제조 공정들을 수행하기 위한 장치들은 웨이퍼 이송 로봇을 이용하여 기 설정된 이송 경로를 따라 상기 웨이퍼를 이송할 수 있다. 상기 장치들에는 상기 웨이퍼에 대한 검사를 목적으로 상기 웨이퍼를 이송하는 동안 상기 웨이퍼에 대한 이미지를 획득하는 이미지 획득 장치가 장착될 수 있다. 예를 들면, 상기 웨이퍼의 이송 경로 상부에는 라인 스캔 카메라가 배치될 수 있으며, 상기 라인 스캔 카메라는 상기 이동 경로를 따라 이동하는 상기 웨이퍼에 대한 이미지를 획득할 수 있다.
일 예로서, 상기 라인 스캔 카메라는 상기 웨이퍼의 검출을 위한 센서로부터 제공되는 웨이퍼 검출 신호 및 상기 웨이퍼 이송 로봇의 엔코더 신호 등과 같은 하드웨어 트리거 신호 또는 소프트웨어 트리거 신호에 의해 동작될 수 있다. 그러나, 트리거 신호의 오류 또는 지연 등에 의해 온전한 형태의 웨이퍼 이미지를 획득하지 못하는 문제점이 발생될 수 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0580188호 (등록일자 2006년 05월 09일) 대한민국 등록특허공보 제10-0700927호 (등록일자 2007년 03월 22일) 대한민국 공개특허공보 제10-2005-0074810호 (공개일자 2005년 07월 19일)
본 발명의 실시예들은 웨이퍼를 이송하는 동안 트리거 신호를 사용하지 않고 상기 웨이퍼의 전체 이미지를 안정적으로 획득할 수 있는 이미지 획득 방법과 이미지 획득 장치 그리고 상기 웨이퍼의 전체 이미지를 이용하여 상기 웨이퍼의 결함을 검출하기 위한 웨이퍼 검사 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 이미지 획득 방법은, 라인 스캔 카메라를 이용하여 웨이퍼의 이송 경로 상부에서 상기 이송 경로에 대하여 수직하는 스캔 영역을 촬상하여 기 설정된 크기를 갖는 부분 이미지들을 연속적으로 획득하는 단계와, 상기 부분 이미지들 중에서 기 설정된 특징점을 포함하는 부분 이미지를 검출하는 단계와, 상기 특징점을 포함하는 부분 이미지로부터 이전 또는 이후의 기 설정된 개수의 부분 이미지들을 병합하여 상기 웨이퍼의 전체 이미지를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 부분 이미지들은 상기 특징점을 검출하기 위한 관심 영역을 각각 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 웨이퍼는 웨이퍼 이송 로봇에 의해 상기 이송 경로를 따라 이동될 수 있으며, 상기 이미지 획득 방법은, 상기 웨이퍼 이송 로봇의 동작 이벤트 신호를 수신하는 단계와, 상기 동작 이벤트 신호에 기초하여 상기 부분 이미지들을 획득하기 위한 조명광을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 라인 스캔 카메라는 상기 조명광이 제공된 후 기 설정된 시간 동안 상기 부분 이미지들을 연속적으로 획득할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 이미지 획득 방법은, 상기 부분 이미지들을 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 부분 이미지들은 기 설정된 저장 공간을 갖는 이미지 저장부에 저장될 수 있으며, 상기 부분 이미지들을 저장하기 위한 저장 공간이 부족한 경우 상기 부분 이미지들이 저장된 순서대로 상기 부분 이미지들을 삭제할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 이미지 획득 장치는, 웨이퍼의 이송 경로 상부에 배치되며 상기 이송 경로에 대하여 수직하는 스캔 영역을 촬상하여 기 설정된 크기를 갖는 부분 이미지들을 연속적으로 획득하는 라인 스캔 카메라와, 상기 부분 이미지들을 저장하기 위한 이미지 저장부와, 상기 부분 이미지들 중에서 기 설정된 특징점을 포함하는 부분 이미지를 검출하기 위한 이미지 분석부와, 상기 특징점을 포함하는 부분 이미지로부터 이전 또는 이후의 기 설정된 개수의 부분 이미지들을 병합하여 상기 웨이퍼의 전체 이미지를 생성하는 이미지 생성부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 이미지 분석부는 상기 부분 이미지들에 관심 영역을 설정하고 상기 부분 이미지들의 관심 영역들을 분석하여 상기 특징점을 포함하는 부분 이미지를 검출할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 웨이퍼는 웨이퍼 이송 로봇에 의해 상기 이송 경로를 따라 이동될 수 있으며, 상기 이미지 획득 장치는, 상기 웨이퍼 이송 로봇이 장착된 웨이퍼 처리 장치로부터 상기 웨이퍼 이송 로봇의 동작 이벤트 신호를 수신하고 상기 동작 이벤트 신호에 기초하여 상기 부분 이미지들을 획득하기 위한 조명광을 제공하는 조명 유닛을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 라인 스캔 카메라는 상기 조명광이 제공된 후 기 설정된 시간 동안 상기 부분 이미지들을 연속적으로 획득할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 이미지 획득 장치는, 상기 동작 이벤트 신호에 기초하여 상기 조명 유닛의 동작을 제어하기 위한 조명 제어부와, 상기 조명광이 제공된 후 기 설정된 시간 동안 상기 부분 이미지들을 연속적으로 획득하도록 상기 라인 스캔 카메라의 동작을 제어하기 위한 카메라 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 이미지 저장부는 상기 부분 이미지들을 저장하기 위한 기 설정된 저장 공간을 구비하며 상기 부분 이미지들을 저장하기 위한 저장 공간이 부족한 경우 상기 부분 이미지들이 저장된 순서대로 상기 부분 이미지들을 삭제할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 웨이퍼 검사 장치는, 웨이퍼의 이송 경로 상부에 배치되며 상기 이송 경로에 대하여 수직하는 스캔 영역을 촬상하여 기 설정된 크기를 갖는 부분 이미지들을 연속적으로 획득하는 라인 스캔 카메라와, 상기 부분 이미지들을 저장하기 위한 이미지 저장부와, 상기 부분 이미지들 중에서 기 설정된 특징점을 포함하는 부분 이미지를 검출하기 위한 이미지 분석부와, 상기 특징점을 포함하는 부분 이미지로부터 이전 또는 이후의 기 설정된 개수의 부분 이미지들을 병합하여 상기 웨이퍼의 전체 이미지를 생성하는 이미지 생성부와, 상기 웨이퍼의 전체 이미지로부터 상기 웨이퍼의 결함을 검출하기 위한 이미지 검사부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 부분 이미지들은 상기 특징점을 검출하기 위한 관심 영역을 각각 가질 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 웨이퍼 검사 장치는, 상기 스캔 영역 상에 조명광을 제공하기 위한 조명 유닛과, 상기 웨이퍼를 이송하기 위한 웨이퍼 이송 로봇을 포함하는 웨이퍼 처리 장치와 연결되며 상기 웨이퍼 처리 장치로부터 상기 웨이퍼 이송 로봇의 동작 이벤트 신호를 수신하고 상기 동작 이벤트 신호에 기초하여 상기 조명 유닛의 동작을 제어하기 위한 조명 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 조명 제어부는 상기 웨이퍼 이송 로봇에 의한 상기 웨이퍼의 이송이 시작된 후 기 설정된 시간 동안 상기 조명광이 제공되도록 상기 조명 유닛의 동작을 제어할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 조명 제어부는 상기 웨이퍼 이송 로봇에 의한 상기 웨이퍼의 이송이 시작된 시점으로부터 소정 시간이 경과된 후 기 설정된 시간 동안 상기 조명광이 제공되도록 상기 조명 유닛의 동작을 제어할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 웨이퍼 검사 장치는, 상기 조명광이 제공된 후 기 설정된 시간 동안 상기 부분 이미지들이 연속적으로 획득되도록 상기 라인 스캔 카메라의 동작을 제어하기 위한 카메라 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 이미지 저장부는 상기 부분 이미지들을 저장하기 위한 기 설정된 저장 공간을 구비하며 상기 부분 이미지들을 저장하기 위한 저장 공간이 부족한 경우 상기 부분 이미지들이 저장된 순서대로 상기 부분 이미지들을 삭제할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 상기 이미지 검사부는 상기 웨이퍼의 전체 이미지 상에 제2 관심 영역을 설정하고 상기 제2 관심 영역과 기준 이미지를 비교하여 상기 결함을 검출할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 라인 스캔 카메라는 상기 웨이퍼의 이송 경로 일부를 포함하는 상기 스캔 영역을 촬상하여 기 설정된 크기를 갖는 부분 이미지들을 연속적으로 획득할 수 있으며, 상기 이미지 분석부는 상기 부분 이미지들을 분석하여 기 설정된 특징점을 포함하는 부분 이미지를 검출할 수 있다. 상기 이미지 생성부는 상기 특징점을 포함하는 부분 이미지로부터 이전 또는 이후의 기 설정된 개수의 부분 이미지들을 병합함으로써 상기 웨이퍼의 전체 이미지를 생성할 수 있다. 결과적으로, 종래 기술에서와 같은 하드웨어 트리거 또는 소프트웨어 트리거를 사용하지 않고도 상기 웨이퍼의 전체 이미지를 안정적으로 획득할 수 있으며, 이에 따라 상기 웨이퍼의 전체 이미지를 이용하는 검사 신뢰도를 크게 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 획득 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 도 1에 도시된 이미지 획득 방법을 수행하는데 적합한 이미지 획득 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 3은 도 2에 도시된 웨이퍼의 이동 방향으로 웨이퍼가 이동하는 경우에 획득되는 부분 이미지들을 보여주는 개략도이다.
도 4는 도 2에 도시된 웨이퍼의 이동 방향과 반대 방향으로 웨이퍼가 이동하는 경우에 획득되는 부분 이미지들을 보여주는 개략도이다.
도 5는 도 3에 도시된 부분 이미지들로부터 생성된 웨이퍼의 전체 이미지를 보여주는 개략도이다.
도 6은 도 4에 도시된 부분 이미지들로부터 생성된 웨이퍼의 전체 이미지를 보여주는 개략도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
이하, 본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.
본 발명의 실시예들에서 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들이 이들 사이에 개재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결되는 것으로 설명되는 경우 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 획득 방법을 설명하기 위한 순서도이며, 도 2는 도 1에 도시된 이미지 획득 방법을 수행하는데 적합한 이미지 획득 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 획득 방법과 이미지 획득 장치(100)는 반도체 장치의 제조 공정에서 웨이퍼(10)에 대한 검사를 목적으로 상기 웨이퍼(10)에 대한 이미지를 획득하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 이미지 획득 장치(100)는 반도체 장치의 제조를 위한 웨이퍼 처리 장치(50), 예를 들면, 증착 장치, 식각 장치, 화학적 기계적 연마 장치 등에 장착될 수 있으며, 상기 웨이퍼 처리 장치(50) 내에서 기 설정된 이송 경로를 따라 이송되는 웨이퍼(10)의 이미지를 획득하기 위해 사용될 수 있다.
상기 이미지 획득 장치(100)는, 웨이퍼(10)의 이송 경로 상부에 배치되며 상기 이송 경로에 대하여 수직하는 스캔 영역을 촬상하여 기 설정된 크기를 갖는 부분 이미지들(20; 도 3 및 도 4 참조)을 연속적으로 획득하는 라인 스캔 카메라(110)와, 상기 라인 스캔 카메라(110)에 의해 획득된 상기 부분 이미지들(20)을 저장하기 위한 이미지 저장부(120)와, 상기 부분 이미지들(20) 중에서 기 설정된 특징점을 포함하는 부분 이미지(22; 도 3 및 도 4 참조)를 검출하기 위한 이미지 분석부(130)와, 상기 특징점을 포함하는 부분 이미지(22)로부터 이전 또는 이후의 기 설정된 개수의 부분 이미지들(20)을 병합하여 상기 웨이퍼(10)의 전체 이미지(30)를 생성하는 이미지 생성부(140)를 포함할 수 있다.
상기 웨이퍼 처리 장치(50)는 상기 웨이퍼(10)를 이송하기 위한 웨이퍼 이송 로봇(52)을 구비할 수 있으며, 상기 웨이퍼 이송 로봇(52)은 상기 웨이퍼(10)를 지지하고 이송하기 위한 이송 암을 포함할 수 있다. 상기 웨이퍼 이송 로봇(52)은 제1 수평 방향으로 연장하는 이송 경로를 따라 상기 웨이퍼(10)를 이송할 수 있으며, 상기 라인 스캔 카메라(110)는 상기 이송 경로에 수직하는 제2 수평 방향으로 연장하는 스캔 영역을 촬상할 수 있다. 예를 들면, 상기 라인 스캔 카메라(110)는 상기 이송 경로의 상부에 배치될 수 있으며, 상기 스캔 영역은 상기 웨이퍼(10)의 이송 방향 즉 상기 제1 수평 방향에 대하여 수직하는 상기 제2 수평 방향으로 연장할 수 있다. 상기 라인 스캔 카메라(110)는 상기 스캔 영역을 연속적으로 촬상하여 상기 부분 이미지들(20)을 획득할 수 있으며, 일 예로서, 상기 부분 이미지들(20)은 약 30 내지 100 개 정도의 라인 이미지들을 각각 포함할 수 있다.
상기 이미지 저장부(120)는 상기 부분 이미지들(20)을 저장하기 위한 기 설정된 저장 공간을 가질 수 있으며, 상기 라인 스캔 카메라(110)에 의해 획득되는 상기 부분 이미지들(20)을 순서대로 저장할 수 있다. 특히, 상기 이미지 저장부(120)는 상기 부분 이미지들(20)을 저장하기 위한 저장 공간이 부족한 경우 상기 부분 이미지들(20)이 저장된 순서대로 상기 부분 이미지들(20)을 삭제할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지 획득 방법을 설명한다.
도 1을 참조하면, S102 단계에서, 상기 라인 스캔 카메라(110)를 이용하여 상기 웨이퍼(10)의 이송 경로 상부에서 상기 이송 경로를 포함하는 스캔 영역을 촬상하여 기 설정된 크기를 갖는 부분 이미지들(20)을 연속적으로 획득할 수 있다. 이때, 상기 라인 스캔 카메라(110)는 트리거 신호에 기초하여 특정 시간에만 동작하는 것이 아니라 항시 동작될 수 있으며, 상기 획득된 부분 이미지들(20)은 상기 이미지 저장부(120)에 순서대로 저장되고 순서대로 삭제될 수 있다.
S104 단계에서, 상기 이미지 분석부(130)는 상기 부분 이미지들(20) 중에서 기 설정된 특징점을 포함하는 부분 이미지(22)를 검출할 수 있다. 예를 들면, 상기 이미지 분석부(130)는 상기 부분 이미지들(20)에서 관심 영역(20R; 도 3 및 도 4 참조)을 설정하고 상기 부분 이미지들(20)의 관심 영역들(20R)을 분석하여 상기 특징점을 포함하는 부분 이미지(22)를 검출할 수 있다. 즉, 상기 이미지 분석부(130)는 상기 부분 이미지들(20)로부터 관심 영역 이미지들을 추출하고, 상기 관심 영역 이미지들로부터 상기 특징점을 검출할 수 있다. 일 예로서, 상기 특징점은 기 설정된 형태를 갖는 패턴, 기 설정된 밝기, 기 설정된 색상, 상기 웨이퍼의 기 설정된 에지 부위, 예를 들면, 노치 부위, 등과 같이 다양한 형태로 설정될 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 웨이퍼의 이동 방향으로 웨이퍼가 이동하는 경우에 획득되는 부분 이미지들을 보여주는 개략도이며, 도 4는 도 2에 도시된 웨이퍼의 이동 방향과 반대 방향으로 웨이퍼가 이동하는 경우에 획득되는 부분 이미지들을 보여주는 개략도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 특징점으로서 상기 로봇 암(210)과 웨이퍼(10) 사이의 경계 부위에서의 형상, 밝기, 색상 등이 설정되는 경우, 상기 관심 영역(20R)은 상기 부분 이미지들(20)의 중심 부위에서 설정될 수 있으며, 상기 이미지 분석부(130)는 상기 부분 이미지들(20)의 관심 영역들(20R)에서 상기 로봇 암(210)과 상기 웨이퍼(10) 사이의 경계를 이루는 라인 형태, 밝기 변화, 색상 변화 등을 모니터링함으로써 상기 특징점을 포함하는 부분 이미지(22)를 검출할 수 있다. 예를 들면, 도 3의 경우 부분 이미지 10번에서 상기 특징점이 검출될 수 있으며, 도 4의 경우 부분 이미지 6번에서 상기 특징점이 검출될 수 있다.
상기 이미지 생성부(140)는 S106 단계에서 상기 특징점을 포함하는 부분 이미지(22)로부터 이전 또는 이후의 기 설정된 개수의 부분 이미지들(20)을 병합하여 상기 웨이퍼(10)의 전체 이미지(30)를 생성할 수 있다.
도 5는 도 3에 도시된 부분 이미지들로부터 생성된 웨이퍼의 전체 이미지를 보여주는 개략도이며, 도 6은 도 4에 도시된 부분 이미지들로부터 생성된 웨이퍼의 전체 이미지를 보여주는 개략도이다.
도 5를 참조하면, 부분 이미지 10번에서 상기 특징점이 검출되는 경우, 상기 이미지 생성부(140)는 상기 부분 이미지 10번으로부터 이전의 기 설정된 개수, 예를 들면, 도시된 바와 같이 3번까지 8개의 부분 이미지들(20)을 병합하여 상기 웨이퍼(10)의 전체 이미지(30)를 생성할 수 있다.
도 6을 참조하면, 부분 이미지 6번에서 상기 특징점이 검출되는 경우, 상기 이미지 생성부(140)는 상기 부분 이미지 6번으로부터 이후의 기 설정된 개수, 예를 들면, 도시된 바와 같이 13번까지 8개의 부분 이미지들(20)을 병합하여 상기 웨이퍼(10)의 전체 이미지(30)를 생성할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 특징점을 포함하는 부분 이미지(22)로부터 소정 개수의 부분 이미지들(20)을 병합하여 상기 웨이퍼(10)의 전체 이미지(30)를 획득함으로써 종래 기술에서와 같은 트리거 신호를 사용할 필요가 없으며 아울러 상기 이미지 분석부(130)에 의해 상기 부분 이미지들(20)의 관심 영역들(20R)이 항시 모니터링될 수 있으므로 상기 웨이퍼(10)에 대한 이미지(30)를 매우 안정적으로 획득할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 상기 이미지 획득 장치(100)는 상기 스캔 영역 상으로 조명광을 제공하기 위한 조명 유닛(150)과 상기 조명 유닛(150)의 동작을 제어하기 위한 조명 제어부(152)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 조명 제어부(152)는 상기 웨이퍼 처리 장치(50)가 동작되는 동안 상기 스캔 영역 상으로 상기 조명광이 항시 제공되도록 상기 조명 유닛(150)의 동작을 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 조명 제어부(152)는 상기 웨이퍼 처리 장치(50)로부터 상기 웨이퍼 이송 로봇(52)의 동작 이벤트 신호를 수신할 수 있으며 상기 조명 유닛(150)은 상기 동작 이벤트 신호에 기초하여 상기 부분 이미지들(20)을 획득하기 위한 조명광을 제공할 수 있다. 구체적으로, 상기 조명 제어부(152)는 상기 동작 이벤트 신호에 기초하여 상기 조명 유닛(150)에 대한 온/오프 제어를 수행할 수 있다. 즉, 상기 조명 제어부(152)는 상기 웨이퍼 이송 로봇(52)에 의한 상기 웨이퍼(10)의 이송이 시작된 후 기 설정된 시간 동안 상기 조명광이 제공되도록 상기 조명 유닛(150)의 동작을 제어할 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 조명 제어부(152)는 상기 웨이퍼 이송 로봇(52)에 의한 상기 웨이퍼(10)의 이송이 시작된 시점으로부터 소정 시간이 경과된 후 기 설정된 시간 동안 상기 조명광이 제공되도록 상기 조명 유닛(150)의 동작을 제어할 수 있다. 이 경우, 상기 웨이퍼 이송 로봇(52)이 상기 스캔 영역으로부터 상대적으로 먼 거리에서 동작하는 경우 불필요하게 상기 조명 유닛(150)을 동작시키는 것을 방지할 수 있다.
또 다른 예로서, 상기 조명 제어부(152)는 상기 웨이퍼 처리 장치(50)에 의해 생성되는 이벤트 로그(Log) 파일들을 모니터링할 수 있으며, 상기 모니터링 결과에 따라 상기 조명 유닛(150)의 동작을 제어할 수 있다.
상기 라인 스캔 카메라(110)는 상기 조명광이 제공된 후 기 설정된 시간 동안 상기 부분 이미지들(20)을 연속적으로 획득할 수도 있다. 예를 들면, 상기 이미지 획득 장치(100)는 상기 라인 스캔 카메라(110)의 동작을 제어하기 위한 카메라 제어부(112)를 포함할 수 있다. 상기 카메라 제어부(112)는 상기 조명 제어부(152)와 연결될 수 있으며, 상기 조명광이 제공된 후 기 설정된 시간 동안 상기 부분 이미지들(20)이 연속적으로 획득되도록 상기 라인 스캔 카메라(110)의 동작을 제어할 수 있다. 즉, 상기 라인 스캔 카메라(110)는 상기 조명 유닛(150)이 동작되는 동안 상기 스캔 영역을 촬상하여 상기 부분 이미지들(20)을 연속적으로 획득할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치(200)는, 웨이퍼(10)의 이송 경로 상부에 배치되며 상기 이송 경로에 대하여 수직하는 스캔 영역을 촬상하여 기 설정된 크기를 갖는 부분 이미지들을 연속적으로 획득하는 라인 스캔 카메라(210)와, 상기 부분 이미지들을 저장하기 위한 이미지 저장부(220)와, 상기 부분 이미지들 중에서 기 설정된 특징점을 포함하는 부분 이미지를 검출하기 위한 이미지 분석부(230)와, 상기 특징점을 포함하는 부분 이미지로부터 이전 또는 이후의 기 설정된 개수의 부분 이미지들을 병합하여 상기 웨이퍼(10)의 전체 이미지를 생성하는 이미지 생성부(240)와, 상기 웨이퍼(10)의 전체 이미지로부터 상기 웨이퍼(10)의 결함을 검출하기 위한 이미지 검사부(260)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 웨이퍼 검사 장치(200)는, 상기 라인 스캔 카메라(210)의 동작을 제어하기 위한 카메라 제어부(212)와, 상기 스캔 영역 상에 조명광을 제공하기 위한 조명 유닛(250)과, 상기 조명 유닛(250)의 동작을 제어하기 위한 조명 제어부(252)를 포함할 수 있다.
상기 라인 스캔 카메라(210), 상기 카메라 제어부(212), 상기 이미지 저장부(220), 상기 이미지 분석부(230), 상기 이미지 생성부(240), 상기 조명 유닛(250) 및 상기 조명 제어부(252)는 도 1 내지 도 6을 참조하여 기 설명된 바와 실질적으로 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
상기 이미지 검사부(260)는 상기 이미지 생성부(240)에 의해 생성된 상기 웨이퍼(10)의 전체 이미지를 분석하여 상기 웨이퍼(10)의 결함을 검출할 수 있다. 예를 들면, 상기 이미지 검사부(260)는 상기 웨이퍼(10)의 전체 이미지 상에 제2 관심 영역을 설정할 수 있으며 상기 제2 관심 영역과 미리 마련된 기준 이미지를 비교함으로써 상기 웨이퍼(10)의 결함을 검출할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 라인 스캔 카메라(110)는 상기 웨이퍼(10)의 이송 경로 일부를 포함하는 상기 스캔 영역을 촬상하여 기 설정된 크기를 갖는 부분 이미지들(20)을 연속적으로 획득할 수 있으며, 상기 이미지 분석부(130)는 상기 부분 이미지들(20)을 분석하여 기 설정된 특징점을 포함하는 부분 이미지(22)를 검출할 수 있다. 상기 이미지 생성부(140)는 상기 특징점을 포함하는 부분 이미지(22)로부터 이전 또는 이후의 기 설정된 개수의 부분 이미지들(20)을 병합함으로써 상기 웨이퍼(10)의 전체 이미지(30)를 생성할 수 있다. 결과적으로, 종래 기술에서와 같은 하드웨어 트리거 또는 소프트웨어 트리거를 사용하지 않고도 상기 웨이퍼(10)의 전체 이미지(30)를 안정적으로 획득할 수 있으며, 이에 따라 상기 웨이퍼(10)의 전체 이미지(30)를 이용하는 검사 신뢰도를 크게 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 웨이퍼 20 : 부분 이미지
20R : 관심 영역 22 : 특징점을 포함하는 부분 이미지
30 : 웨이퍼의 전체 이미지 50 : 웨이퍼 처리 장치
52 : 웨이퍼 이송 로봇 100 : 이미지 획득 장치
110 : 라인 스캔 카메라 112 : 카메라 제어부
120 : 이미지 저장부 130 : 이미지 분석부
140 : 이미지 생성부 150 : 조명 유닛
152 : 조명 제어부 200 : 웨이퍼 검사 장치
210 : 라인 스캔 카메라 212 : 카메라 제어부
220 : 이미지 저장부 230 : 이미지 분석부
240 : 이미지 생성부 250 : 조명 유닛
252 : 조명 제어부 260 : 이미지 검사부

Claims (20)

  1. 라인 스캔 카메라를 이용하여 웨이퍼의 이송 경로 상부에서 상기 이송 경로에 대하여 수직하는 스캔 영역을 촬상하여 기 설정된 크기를 갖는 부분 이미지들을 연속적으로 획득하는 단계;
    상기 부분 이미지들을 저장하는 단계;
    상기 부분 이미지들 중에서 기 설정된 특징점을 포함하는 부분 이미지를 검출하는 단계; 및
    상기 특징점을 포함하는 부분 이미지로부터 이전 또는 이후의 기 설정된 개수의 부분 이미지들을 병합하여 상기 웨이퍼의 전체 이미지를 생성하는 단계를 포함하되,
    상기 부분 이미지들은 상기 특징점을 검출하기 위한 관심 영역을 각각 포함하며, 상기 관심 영역은 상기 부분 이미지들에서 동일한 위치에 설정되는 것을 특징으로 하는 이미지 획득 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼는 웨이퍼 이송 로봇에 의해 상기 이송 경로를 따라 이동되며,
    상기 웨이퍼 이송 로봇의 동작 이벤트 신호를 수신하는 단계와,
    상기 동작 이벤트 신호에 기초하여 상기 부분 이미지들을 획득하기 위한 조명광을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 획득 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 조명광이 제공된 후 기 설정된 시간 동안 상기 부분 이미지들을 연속적으로 획득하는 것을 특징으로 하는 이미지 획득 방법.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 부분 이미지들은 기 설정된 저장 공간을 갖는 이미지 저장부에 저장되며, 상기 부분 이미지들을 저장하기 위한 저장 공간이 부족한 경우 상기 부분 이미지들이 저장된 순서대로 상기 부분 이미지들을 삭제하는 것을 특징으로 하는 이미지 획득 방법.
  7. 웨이퍼의 이송 경로 상부에 배치되며 상기 이송 경로에 대하여 수직하는 스캔 영역을 촬상하여 기 설정된 크기를 갖는 부분 이미지들을 연속적으로 획득하는 라인 스캔 카메라;
    상기 부분 이미지들을 저장하기 위한 이미지 저장부;
    상기 부분 이미지들 중에서 기 설정된 특징점을 포함하는 부분 이미지를 검출하기 위한 이미지 분석부; 및
    상기 특징점을 포함하는 부분 이미지로부터 이전 또는 이후의 기 설정된 개수의 부분 이미지들을 병합하여 상기 웨이퍼의 전체 이미지를 생성하는 이미지 생성부를 포함하되,
    상기 이미지 분석부는 상기 부분 이미지들에 관심 영역을 각각 설정하고 상기 부분 이미지들의 관심 영역들을 분석하여 상기 특징점을 포함하는 부분 이미지를 검출하며, 상기 관심 영역은 상기 부분 이미지들에서 동일한 위치에 설정되는 것을 특징으로 하는 이미지 획득 장치.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서, 상기 웨이퍼는 웨이퍼 이송 로봇에 의해 상기 이송 경로를 따라 이동되며,
    상기 웨이퍼 이송 로봇이 장착된 웨이퍼 처리 장치로부터 상기 웨이퍼 이송 로봇의 동작 이벤트 신호를 수신하고 상기 동작 이벤트 신호에 기초하여 상기 부분 이미지들을 획득하기 위한 조명광을 제공하는 조명 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 획득 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 라인 스캔 카메라는 상기 조명광이 제공된 후 기 설정된 시간 동안 상기 부분 이미지들을 연속적으로 획득하는 것을 특징으로 하는 이미지 획득 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 동작 이벤트 신호에 기초하여 상기 조명 유닛의 동작을 제어하기 위한 조명 제어부와,
    상기 조명광이 제공된 후 기 설정된 시간 동안 상기 부분 이미지들을 연속적으로 획득하도록 상기 라인 스캔 카메라의 동작을 제어하기 위한 카메라 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 획득 장치.
  12. 제7항에 있어서, 상기 이미지 저장부는 상기 부분 이미지들을 저장하기 위한 기 설정된 저장 공간을 구비하며 상기 부분 이미지들을 저장하기 위한 저장 공간이 부족한 경우 상기 부분 이미지들이 저장된 순서대로 상기 부분 이미지들을 삭제하는 것을 특징으로 하는 이미지 획득 장치.
  13. 웨이퍼의 이송 경로 상부에 배치되며 상기 이송 경로에 대하여 수직하는 스캔 영역을 촬상하여 기 설정된 크기를 갖는 부분 이미지들을 연속적으로 획득하는 라인 스캔 카메라;
    상기 부분 이미지들을 저장하기 위한 이미지 저장부;
    상기 부분 이미지들 중에서 기 설정된 특징점을 포함하는 부분 이미지를 검출하기 위한 이미지 분석부;
    상기 특징점을 포함하는 부분 이미지로부터 이전 또는 이후의 기 설정된 개수의 부분 이미지들을 병합하여 상기 웨이퍼의 전체 이미지를 생성하는 이미지 생성부; 및
    상기 웨이퍼의 전체 이미지로부터 상기 웨이퍼의 결함을 검출하기 위한 이미지 검사부를 포함하되,
    상기 이미지 분석부는 상기 부분 이미지들에 관심 영역을 각각 설정하고 상기 부분 이미지들의 관심 영역들을 분석하여 상기 특징점을 포함하는 부분 이미지를 검출하며, 상기 관심 영역은 상기 부분 이미지들에서 동일한 위치에 설정되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.
  14. 삭제
  15. 제13항에 있어서, 상기 스캔 영역 상에 조명광을 제공하기 위한 조명 유닛과,
    상기 웨이퍼를 이송하기 위한 웨이퍼 이송 로봇을 포함하는 웨이퍼 처리 장치와 연결되며, 상기 웨이퍼 처리 장치로부터 상기 웨이퍼 이송 로봇의 동작 이벤트 신호를 수신하고, 상기 동작 이벤트 신호에 기초하여 상기 조명 유닛의 동작을 제어하기 위한 조명 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 조명 제어부는 상기 웨이퍼 이송 로봇에 의한 상기 웨이퍼의 이송이 시작된 후 기 설정된 시간 동안 상기 조명광이 제공되도록 상기 조명 유닛의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 조명 제어부는 상기 웨이퍼 이송 로봇에 의한 상기 웨이퍼의 이송이 시작된 시점으로부터 소정 시간이 경과된 후 기 설정된 시간 동안 상기 조명광이 제공되도록 상기 조명 유닛의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.
  18. 제15항에 있어서, 상기 조명광이 제공된 후 기 설정된 시간 동안 상기 부분 이미지들이 연속적으로 획득되도록 상기 라인 스캔 카메라의 동작을 제어하기 위한 카메라 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.
  19. 제13항에 있어서, 상기 이미지 저장부는 상기 부분 이미지들을 저장하기 위한 기 설정된 저장 공간을 구비하며 상기 부분 이미지들을 저장하기 위한 저장 공간이 부족한 경우 상기 부분 이미지들이 저장된 순서대로 상기 부분 이미지들을 삭제하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.
  20. 제13항에 있어서, 상기 이미지 검사부는 상기 웨이퍼의 전체 이미지 상에 제2 관심 영역을 설정하고 상기 제2 관심 영역과 기준 이미지를 비교하여 상기 결함을 검출하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.
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