KR20010051034A

KR20010051034A - 검사 장치

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Publication number: KR20010051034A
Application number: KR1020000060516A
Authority: KR
Inventors: 스즈키야스유키; 미야시타다케토
Original assignee: 이데이 노부유끼; 소니 가부시끼 가이샤
Priority date: 1999-10-15
Filing date: 2000-10-14
Publication date: 2001-06-25
Also published as: TW460678B; JP2001118896A; KR100757216B1; US6580087B1; JP4085538B2

Abstract

본 발명은 높은 청정도에서 반도체 웨이퍼 등을 검사하기 위한 환경으로 미세한 패턴을 적합하게 검사할 수 있게 하는 검사 장치에 관한 것이다. 반도체 웨이퍼 등을 검사하기 위한 본체부(10)는 청정 박스(3) 내에 수용되며 청정한 공기는 본체부가 수용된 청정 박스(3) 내부로 청정 공기부(4)로부터 공급된다. 본체부(10) 및 용기 장착 공간(8)용의 검사 스테이지(14)의 측방향에 놓인 청정 박스(3)의 측방향 측변에 개구 영역(80)이 설치된다. 청정 공기부(4)에서 청정 박스의 내부로 공급되는 청정 공기는 청정 박스(3)의 외부로 개구 영역(80)으로부터 배출되게 하기 위해서 반도체 웨이퍼를 탑재한 검사 스테이지를 거쳐 용기 장착 공간(8) 내에 장착된 카세트(7b)를 통과한다. 이것은 청정 박스(3) 내에서 발생된 오염물이 검사 스테이지(14)에 장착된 반도체 웨이퍼에 혹은 카세트(7b) 내에 장입된 반도체 웨이퍼에 부착되는 것을 효과적으로 방지한다.

Description

검사 장치{Inspection apparatus}

본 발명은 기형성된 소자 패턴이 있는 반도체 웨이퍼를 검사하는데 사용되는 검사 장치에 관한 것이다.

반도체 소자는 반도체 웨이퍼에 미세 소자 패턴을 형성함으로써 제조된다. 이러한 소자 패턴을 형성할 때, 오염물이 반도체 웨이퍼에 부착되어 그레이즈(grazing)가 생겨 결과적으로 결함을 야기하는 것이 자주 일어난다. 반도체 웨이퍼는 이들 결함을 입어 불량으로 판명되어 제조수율을 낮춘다.

즉, 생산라인의 수율을 고수준으로 안정화하기 위해서는 오염물에 의해 야기된 결함을 찾거나 생산장비 혹은 제조공정에 효과적인 조치를 취하도록 원인을 찾는 것이 바람직하다.

그래서, 결함을 찾는 경우, 분류를 위해 결함 유형을 체크하여 결함을 야기한 장비나 공정을 식별하기 위해서 검사 장치를 사용한다. 결함유형으로 체크하기 위한 검사 장치는 광학 현미경과 같은 것으로서, 확대된 스케일로 결함을 검시하여 결함을 식별한다.

한편, 검사되는 반도체 웨이퍼에 오염물이 부착된다면, 올바른 검사를 실행할 수 없다. 그래서, 반도체 웨이퍼 검사는 청정한 환경에서 실행될 필요가 있다.

반도체 웨이퍼 검사를 실행할 청정환경을 유지하기 위해서는 검사 장치의 본체부를 청정 박스로 덮고 청정 박스 내부를 높은 청정도로 유지시키는 방법이 효과적이다. 이러한 경우에, 검사될 반도체 웨이퍼를 기밀하게 봉지된 용기 내에 이송하고 이 용기에 의해 청정 박스로 반도체 웨이퍼를 이동시키면, 반도체 웨이퍼에 오염물이 부착되는 것이 효과적으로 방지되어 검사 장치에 대한 전체 환경을 높은 청정도로 유지할 필요없이 적합하게 반도체 웨이퍼 검사를 실행하는 것이 가능하다.

한편, 검사할 반도체 웨이퍼의 소자 패턴은 최근에 설계 룰이 0.18㎛ 이하로 미세하게 반도체 소자의 집적도를 향상시킴에 있어 점차로 더 미세해지고 있다. 이러한 미세 패턴을 검사함에 있어, 종래에는 심각한 문제를 일으키지 않았던 극히 작은 크기의 오염물은 올바른 검사를 방해하는 요인이 될 수 있다. 그러므로, 검사중에 극히 작은 오염물이 유발된다면, 이들이 반도체 웨이퍼에 부착되는 것을 방지하게, 미세한 소자 패턴의 올바른 검사를 실행하기 위해서 높은 청정도로 검사환경을 유지하는 것이 필요하다.

그러므로, 본 발명의 목적은 고도로 청정한 환경을 실현하여 미세 소자 패턴을 적합히 검사할 수 있게 하는 검사 장치를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 검사 장치를 도시한 전체 사시도.

도 2는 도 1에서 화살표 A1의 방향에서 본, 검사 장치의 청정 박스의 내부에 배치된 장치의 본체부의 내부를 도시한 도면.

도 3은 장치 위에서 본, 검사 장치의 본체부의 개략적인 평면도.

도 4는 검사 장치의 예시적인 구조를 도시한 블록도.

도 5는 검사 장치의 광학 유닛의 광학 시스템의 구조를 도시한 도면.

도 6은 검사 장치 내 반도체 웨이퍼를 검사할 때 전형적인 과정을 도시한 흐름도.

도 7은 참조 화상과 결함 화상으로부터 결함을 검출하는 기술을 도시한 도면.

도 8은 검사 장치의 청정 박스가 청정 공기부로부터 분리된 상태를 도시한 개략적인 사시도.

도 9는 도 2의 화살표 A2 방향에서 검사 장치의 청정 박스를 도시한 측면도.

도 10은 검사 장치의 본체부를 도시한 사시도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1: 검사 장치 2: 청정부

3: 청정 박스 3a: 창

4: 청정 공기부 5a, 5b: 송풍기

7: 용기 10: 본체부

7a: 저부 7b: 카세트

7c: 커버 8: 용기 장착 공간

22: 승강기 23: 이송 로봇

50: 외부 유닛 51, 52: 표시부

53: 입력 장치 60: 화상 처리용 컴퓨터

61: 제어용 컴퓨터 70: 구획판

본 발명자는 상기 목적을 달성하기 위해 연구를 수행하였으며, 청정 공기를 청정 박스에 공급하고 이 청정 박스에 공급된 청정 공기 흐름을 적합히 제어함으로서 미세한 먼지와 같은 오염물이 검사중의 물품에 부착되는 것이 효과적으로 방지되어 미세패턴의 검사를 만족스럽게 달성하는 것이 가능하다는 것을 알았다.

본 발명에 따라서, 검사하기 위한 물품을 검사하는 본체부, 상기 본체부를 수용하기 위한 청정 박스, 및 상기 청정 박스 내부에 청정한 공기를 공급하기 위한 공기 공급부를 포함하며, 상기 본체부에는 검사하기 위한 상기 물품이 세팅되는 검사 스테이지 및 검사하기 위한 상기 물품을 장입하는 카세트를 탑재하기 위한 카세트 수용부가 설치되며, 상기 공기 공급부로부터 상기 청정 박스 내부로 공급되는 청정 공기가 상기 검사 스테이지(14)를 거쳐 상기 카세트 수용부 내에 장입된 카세트를 통과하게 하여 상기 청정 박스 외부로 배출되게 상기 검사 스테이지(14)의 측방향으로 놓인 상기 청정 박스의 측방향 표면의 적어도 부분들 내에 개구 영역들 및 카세트 수용부가 설치된 검사 장치가 제공된다.

본 발명에 따른 검사 장치에서, 장치의 본체부를 보유하기 위한 청정 박스의 내부는 공기 공급부로부터 그에 공급된 청정 공기에 의해 청정한 환경으로 유지된다. 이 검사 장치에서, 상기 검사 스테이지의 측방향으로 놓인 상기 청정 박스의 측방향 표면의 적어도 부분들 내에 개구 영역들 및 상기 본체부 내에 설치된 카세트 수용부가 설치되어, 상기 공기 공급부로부터 상기 청정 박스 내부로 공급되는 청정 공기가 상기 검사 스테이지를 거쳐 상기 카세트 수용부 내에 장입된 카세트를 통과하게 하여 상기 청정 박스 외부로 배출되게 한다. 이것은 청정 박스 내에서 발생되는 오염물이 검사 스테이지 상에 장착된 검사하기 위한 물품에 혹은 카세트 수용부 내 장입된 검사하기 위한 물품에 부착하게 되는 것을 효과적으로 방지하여 본체부에 의해 적합하게 물품을 검사할 수 있게 한다.

바람직하게, 상기 청정 박스에는 상기 검사 스테이지의 하측단부와 대략 동일한 높이에 돌출부가 설치되고, 상기 돌출부는 상기 본체부를 향하여 돌출하여 있다. 검사 스테이지의 하측단부와 대략 동일한 높이에 돌출부를 설치함으로써, 공기공급부로부터 청정상자로 공급되는 청정 공기는 검사 스테이지를 통해 적합하게 보내질 수 있다.

바람직하게, 상기 공기 공급부로부터 상기 청정 박스로 공급되는 청정 공기를 상기 카세트 수용부 내에 장입된 상기 카세트로 보내는 경사진 안내부는 상기 본체부 내 상기 카세트 수용부 근처에 설치된다. 청정 박스 내에 카세트 수용부 근처에 경사 안내부를 설치함으로서, 공기 공급부로부터 청정 박스로 공급되는 청정 공기는 카세트에 적합하게 보내질 수 있다.

또한, 바람직하게, 검사하기 위한 상기 물품이 세팅되는 검사 스테이지는 상기 본체부 내에 설치되며, 상기 검사 스테이지와 상기 카세트 수용부 사이에는 상기 검사 스테이지와 상기 카세트 수용부의 영역을 서로 분할하기 위한 격벽부가 설치된다. 검사 스테이지와 카세트 수용부 사이에 격벽부를 설치함으로써, 검사 스테이지의 영역에서 발생된 먼지와 같은 오염물이 카세트 수용부의 영역으로 들어가는 것을 방지하여 오염물이 카세트 내 장입된 물품에 부착하게 되는 것을 방지하는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 검사 장치에서, 상기 검사 스테이지의 측방향으로 놓인 상기 청정 박스의 측방향 측변의 적어도 부분들 내에 개구 영역들 및 상기 본체부 내에 설치된 카세트 수용부가 설치되어, 상기 공기 공급부로부터 상기 청정 박스 내부로 공급되는 청정 공기가 상기 검사 스테이지를 거쳐 상기 카세트 수용부 내에 장입된 카세트를 통과하게 하여 상기 청정 박스 외부로 배출되게 한다. 이것은 청정 박스 내에서 발생되는 오염물이 검사 스테이지 상에 장착된 검사하기 위한 물품에 혹은 카세트 수용부 내 장입된 검사하기 위한 물품에 부착하게 되는 것을 효과적으로 방지하여 본체부에 의해 적합하게 물품을 검사할 수 있게 한다.

도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명을 실현하는 검사 장치(1)의 전체 외양을 도 1에 도시하였다. 이 검사 장치(1)는 소자 패턴이 기형성된 반도체 웨이퍼를 검사하는데 사용된다. 구체적으로, 반도체 웨이퍼에 형성된 소자 패턴에 결함이 발견될 때, 이 검사 장치(1)는 분류에 의해 결함의 유형을 체크한다.

도 1에서, 검사 장치(1)는 반도체 웨이퍼 검사를 수행할 청정환경을 유지하는데 사용되는 청정부(2)를 구비한다. 이 청정부(2)는 스테인레스 판금을 구부려 얻어진 속이 빈 상자형태의 청정 박스(3)와 청정 박스(3)의 상측부에 일체로 형성된 청정 공기부(4)를 포함한다.

청정 박스(3)는 검사자가 청정 박스(3)의 내부를 보고 검사할 수 있게 하는 미리 세팅된 부분에 창(3a)을 갖는다.

청정 공기부(4)는 청정 박스(3)의 내부에 청정한 공기를 공급하는데 사용되며 청정 박스(3)의 3개의 상이한 상측의 위치에 배치된 2개의 송풍기(5a, 5b), 및 송풍기(5a)와 청정 박스(3) 사이에 배치된 도시하지 않은 공기필터를 포함한다. 공기필터는 HEPA 필터(고효율 미립자 공기필터), 혹은 ULPA 필터(초저 미립자 공기필터) 등의 고성능 공기필터이다. 이 청정 공기부(4)는 고성능 공기필터에 의해 송풍기(5a, 5b)에 의해 공급된 공기 내의 오염물을 제거하여 청정 박스(3)에 공급되는 청정 공기를 생성한다.

본 발명의 검사 장치(1)에서, 청정 공기부(4)에서 청정 박스(3)로 공급되는 청정 공기량은 후술하는 바와 같이 청정 박스(3) 안에서 공기흐름을 최적으로 제어하기 위해서 송풍기(5a, 5b) 각각에 대해 개별적으로 제어된다. 청정 공기부(4)가 2개의 송풍기(5a, 5b)를 갖는 실시예를 설명하고 있으나, 송풍기 수는 청정 박스(3)의 크기 혹은 형태에 따라 결정될 수 있다. 예를 들면, 원한다면 3개 이상의 송풍기가 사용될 수 있다. 후자의 경우, 청정 박스(3)의 하측단부에서 청정 박스(3)의 외부로 배출되기 전에, 청정 공기부(4)로부터 청정 박스(3)에 공급되는 청정 공기의 용량은 송풍기마다 독립적으로 제어된다.

청정 박스(3)는 바닥판 상에 지지 레그(6)에 의해 지탱되고 있고 하측단부는 개방되어 있어 청정 공기부(4)로부터 청정 박스(4) 내부로 공급되는 공기는 청정 박스(3)의 상기 하측단부를 통해 청정 박스(3) 외부로 배출된다. 청정 박스(3)의 측방향 표면 내에는 후술하는 바와 같이 이의 기설정된 영역에 개구 영역이 형성되어 있어, 청정 공기부(4)로부터 청정 박스(3) 내부로 공급되는 공기는 또한 청정 박스(3)의 측방향 표면 내 이들 개구 영역을 통해 외부로 배출된다.

청정부(2)는 청정 박스(3) 내부를 순환하는 공기를 청정 박스(3) 외부로 공기흐름으로서 배출시키도록 청정 공기부(4)로부터 청정 박스(3)로 청정한 공기를 계속적으로 공급한다. 이것은 청정 박스(3) 내에서 발생된 오염물을 공기와 함께 배출시킴으로써 청정 박스(3) 내부 환경을 1등급의 극히 높은 청정도로 유지한다.

청정 박스(3) 내 공기압은 외부로부터 내부로 오염물을 함유한 공기를 차단하기 위해서 양의 압력으로 계속적으로 유지된다.

이러한 검사 장치(1)에서, 본체부(10)는 도 2에 도시한 바와 같이 기형성된 소자 패턴이 있는 반도체 웨이퍼가 본체부(10)에 검사될 청정 박스(3) 내에 수용된다. 검사할 반도체 웨이퍼는 미리 세팅된 기밀하게 봉지된 용기(7) 내로 이송되고 이 용기를 통해 반도체 웨이퍼는 청정 박스(3) 내부로 이송된다. 한편, 도 2는 도 1에서 화살표 A1의 방향에서 본 청정 박스(3)의 내부를 도시한 것이다.

용기(7)는 저부(7a), 저부(7a)에 고정되는 카세트(7b) 및 저부(7a)에 착탈가능하게 맞물려 카세트(7b) 위에 놓이는 커버(7c)를 포함한다. 검사되는 복수의 반도체 웨이퍼는 서로간에 기설정된 거리로 적층된 상태로 카세트(7b)에 로딩되며, 저부(7a) 및 커버(7c)에 의해 기밀하게 봉지된다.

반도체 웨이퍼를 검사할 때, 반도체 웨이퍼가 수용되는 용기(7)는 청정 박스(3)의 기설정된 위치에 제공된 용기 장착 공간(8) 내에 설치된다.

용기 장착 공간(8) 내에, 후술하는 승강기(22)의 승강 기부(22a)는 기부(22a)의 상측면이 청정 박스(3) 외부에 면하도록 장착되는 한편, 용기(7)는 이의 저부(7a)가 승강기(22)의 승강 기부(22A) 상에 놓이도록 용기 장착 공간(8) 내에 장착된다.

용기(7)가 용기 장착 공간(8) 내에 장착될 때, 용기(7)의 저부(7a)는 커버(7c)로부터 해방된다. 승강기(20)의 기부(20a)가 도 2에서 화살표 B 방향으로 하강됨으로써, 용기(7)의 저부(7a) 및 카세트(7b)는 커버(7c)로부터 분리되어 청정 박스(3) 내부로 이동된다. 이것은 검사될 반도체 웨이퍼를 대기에 노출시키지 않고 청정 박스(3) 내부로 이송시킨다.

즉, 이와 같이 하여 청정 박스(3)의 내부로 이동된 용기(7)의 저부(7a)는 청정 박스(3) 내 카세트 장착부로서 작용한다.

반도체 웨이퍼가 청정 박스(3) 내부로 이송될 때, 검사될 반도체 웨이퍼는 이하 설명되는 바와 같이 검사하기 위해서 이송 로봇(23)에 의해 카세트(7b)로부터 취출된다.

높은 청정도로 유지된 청정 박스(3)의 내부에서 반도체 웨이퍼가 검사되는 검사 장치(1)에서, 검사할 때 오염물이 반도체 웨이퍼에 부착하게 되어 올바른 검사를 방해하는 불편을 피하는 것이 가능하다. 더구나, 검사할 반도체 웨이퍼는 기밀하게 봉지된 용기(7)에 실려 이송되고, 이 용기(7)를 통해 청정 박스(3)의 내부로 반도체 웨이퍼가 이송되므로, 검사 장치(1)가 장착되는 전체 환경의 청정도를 높일 필요가 없이 청정 박스(3)의 내부와 용기(7)의 내부만이 충분한 정도로 청정도를 유지한다면 오염물이 반도체 웨이퍼에 피착하게 되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

필요한 장소의 청정도만을 국부적으로 높임으로써, 청정한 환경을 실현하는 비용을 상당히 낮출 수 있음과 동시에 높은 청정도를 실현할 수 있다. 한편, 기밀하게 봉지된 용기(7)와 청정 박스(3)간의 기구적 인터페이스로서, 소위 SMIF(표준 기구적 인터페이스)를 효과적으로 사용할 수 있다. 이 경우, 소위 SMIF-POD는 기밀하게 봉지된 용기(7)로서 사용된다.

이러한 검사 장치(1)에는 도 1에 도시한 바와 같이 본체부(10)를 작동시키기 위해 예를 들면 컴퓨터가 장착된 외부 유닛(50)이 설치된다. 이 외부 유닛(50)은 반도체 웨이퍼를 촬영한 화상을 표시하는 표시부(51), 검사할 때 다양한 조건을 표시하는 표시부(52) 및 본체부(10)에 명령을 입력하기 위한 입력 장치(53)를 구비한다. 반도체 웨이퍼 검사자는 외부 유닛(50) 상에 장착된 표시부(51, 52)를 보면서 반도체 웨이퍼를 검사하기 위해서 외부 유닛(5)에 구비된 입력 장치(53)로부터 필요한 명령을 입력한다.

청정 박스(3)에 설치된 본체부(10)를 상세히 설명한다.

본체부(10)는 도 2에 도시한 바와 같이 지지 기부(11)를 포함한다. 이 지지 기부(11)는 본체부(10)의 여러 유닛들을 지지하는데 사용되는 기부이다. 지지기부(11)의 저부는 지지 레그(12)를 포함한다. 지지 기부(11) 및 이에 의해 지탱되는 여러 유닛들은 청정 박스(3)와는 무관하게 이들 지지레그(12)에 의해 바닥판 상에 지지되도록 된 것이다.

지지기부(11) 위에는 검사할 반도체 웨이퍼가 배치될 검사 스테이지(14)가 진동 제거 테이블(13)를 통해 제공된다.

진동 제거 테이블(13)은 바닥으로부터의 진동 혹은 검사 스테이지(14)의 움직임으로 야기된 진동을 억제하도록 설계되고, 검사 스테이지(14)가 장치되는 석재(stone) 블록(13a) 및 석재블록(13a)을 지탱하는 복수의 가동(movable) 레그(13b)를 포함한다. 진동의 발생시, 진동 제거 테이블(3)은 이들 진동을 감지하여 가동 레그(13b)를 작동시킴으로써 석재 블록(13a) 및 이 위에 장착된 검사 스테이지(14)의 진동을 신속하게 상쇄시킨다.

본 검사 장치(1)에서, 미세한 소자 패턴을 갖는 반도체 웨이퍼를 검사해야 하기 때문에 극미한 진동이라도 종종 검사를 방해한다. 특히, 본 검사 장치(1)는 UV광을 사용하여 높은 분해능으로 검사를 수행하기 때문에, 진동의 영향이 그 자체가 현저하게 나타나게 되는 경향이 있다. 그러므로, 본 검사 장치(1)에서, 검사 스테이지(14)는 진동 제거 테이블(13) 상에 장착됨으로서 검사 스테이지(14) 상에 극미한 진동이 야기되어도, 이들 진동은 진동의 영향을 억제하도록 신속하게 상쇄됨으로써 UV광을 사용하는 고분해능으로 검사수행을 향상시킨다.

진동 제거 테이블(13) 위에 안정하게 조사부(14)를 장착함에 있어서는 진동 제거 테이블(13)의 무게중심이 다소 낮은 위치에 있는 것이 바람직하다. 그래서, 본 검사 장치(1)에서, 석재블록(13a)의 하측단부에 절결부(13c)를 제공하고 가동레그(13b)는 이들 절결부(13c)에서 석재블록(13a)을 지지하도록 함으로써 진동 제거 테이블(13)의 무게중심을 낮추도록 한다.

검사 스테이지(14)의 움직임에 의해 생성된 진동 등은 처음에 어느 정도는 예측할 수 있다. 이들 진동을 처음에 예측하여 진동 제거 테이블(13)을 작동시킨다면, 그렇게 하지 않을 경우에 검사 스테이지(14)에 생성되는 진동을 방지하는 것이 가능하다. 그러므로 검사 스테이지(14)를 이동시킬 때 야기되는 진동 등을 초기에 예측하여 진동 제거 테이블(14)을 작동시키는 것이 가능하다.

검사 스테이지(14)는 검사되는 반도체 웨이퍼를 지지하는데 사용되는 스테이지이다. 이 검사 스테이지(14)는 검사될 반도체 웨이퍼를 지지함과 아울러 기설정된 검사위치로 반도체 웨이퍼를 이동시키는 기능을 갖는다.

구체적으로, 검사 스테이지(14)는 진동 제거 테이블(13) 상에 장착된 X-스테이지(15), X-스테이지(15) 상에 장착된 Y-스테이지(16), Y 스테이지(16)에 장착된 θ스테이지(17), θ스테이지(17)에 장착된 Z 스테이지(18), 및 Z 스테이지(18)에 장착된 흡착 플레이트(19)를 포함한다.

X 스테이지(15) 및 Y 스테이지(16)는 수평방향으로 이동되는 스테이지이며 검사되는 반도체 웨이퍼를 서로간에 수직되는 방향으로 이동되게 하여 검사되는 소자 패턴을 기설정된 검사위치로 안내한다.

θ스테이지(17)는 소위 회전 스테이지로서 반도체 웨이퍼를 회전시키도록 되어 있다. 반도체 웨이퍼를 검사할 때, 웨이퍼는 반도체 웨이퍼 상의 소자 패턴은 화면에 대해 수평 혹은 수직하게 되게 θ스테이지(17)에 의해 회전된다.

Z 스테이지(18)는 스테이지 높이를 조정하기 위해 수직방향으로 이동되는 스테이지이다. 반도체 웨이퍼를 검사할 때, 스테이지 높이는 Z 스테이지(18)에 의해 조정되어 반도체 웨이퍼의 검사면의 적합한 높이를 제공한다.

흡착 플레이트(19)는 검사되는 반도체 웨이퍼를 흡착 고정시키는데 사용된다. 반도체 웨이퍼를 검사할 때, 검사되는 웨이퍼는 이의 불필요한 움직임을 억제하기 위해서 이 흡착 플레이트(19) 상에 놓여 이에 의해 흡착된다.

진동 제거 테이블(13) 위에는 지지부재(200에 의해 지지되는 광학 유닛(21)이 검사부(14) 위에 놓이도록 장착된다.

광학 유닛(21)은 반도체 웨이퍼를 검사할 때 반도체 웨이퍼의 화상을 촬영하는데 사용된다. 광학 유닛(21)은 가시광을 사용한 낮은 분해능으로 검사되는 반도체 웨이퍼의 화상을 촬영하는 기능과 UV광을 사용한 고분해능으로 검사되는 반도체 웨이퍼의 화상을 촬영하는 기능을 갖는다.

지지기부(11) 상에는 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 검사되는 반도체 웨이퍼가 장입된 카세트(7b)를 용기(7)로부터 취출하여 이를 청정 박스(3)로 이동시키기 위한 승강기(22)가 장착된다. 지지기부(11) 상에는 반도체 웨이퍼를 이송시키는 이송 로봇(23)과, 도 3에 도시한 바와 같이 검사 스테이지(14) 상에 반도체 웨이퍼를 세팅하기에 앞서 반도체 웨이퍼를 중앙에 놓고 상관(phasing)시키기 위한 사전 정렬기(24)가 장착되어 있다.

승강기(22)는 상승이동 및 하강이동을 수행하는 승강기부(22a)를 갖는다. 커버(7c)로부터 용기(7)의 저부(7a)를 해방시키도록 청정 박스(3)의 용기 장착 공간(8) 내에 용기(7)를 놓고 승강기부(22a)가 하강되었을 때, 용기(7)의 저부(7a)와 이에 고정된 카세트(7b)는 청정 박스(3)의 내부로 이동된다.

이송 로봇(23)은 단부 흡착부(23a)를 구비한 작동 암(23b)을 포함한다. 이 작동 암(23b)은 청정 박스(3) 내에 반도체 웨이퍼를 이송시키기 위해서 단부 흡착부(23a)에 의해 반도체 웨이퍼를 흡착하도록 이동된다.

사전 정렬기(24)는 방위맞춤 플랫 및 반도체 웨이퍼에 사전에 설치된 노치를 사용하여 반도체 웨이퍼를 상관시키고 중앙에 놓는다. 검사 장치(1)에서, 검사효율을 향상시키기 위해서, 반도체 웨이퍼는 사전 정렬기(24)에 의해 상관된 후에 반도체 웨이퍼는 검사 스테이지(14) 상에 놓인다.

반도체 웨이퍼를 검사 스테이지(14) 상에 놓을 때, 용기(7)의 저부(7a) 및 카세트(7b)는 승강기(22)에 의해 청정 박스(3) 내부로 이동된다. 카세트(7b) 내에 장입된 복수의 반도체 웨이퍼 중에서 검사할 반도체 웨이퍼는 카세트(7b)로부터 이송 로봇(23)에 의해 선택 및 취출된다.

카세트(7b)로부터 취출된 반도체 웨이퍼는 이송 로봇(23)에 의해 사전 정렬기(24)로 이송된다. 사전 정렬기로 이송된 반도체 웨이퍼는 그럼으로써 상관 혹은 중앙에 놓이게 되고 이송 로봇(23)에 의해 검사 스테이지(14)이 이송되고 이곳에서 검사하기 위해 흡착 플레이트(19) 상에 놓이게 된다.

검사할 반도체 웨이퍼가 검사 스테이지(14)로 이송될 때, 다음 검사할 반도체 웨이퍼는 카세트(7b)로부터 이송 로봇(23)에 의해 취출되어 사전 정렬기(24)로 이송된다. 이전에 검사 스테이지(14)로 이송된 반도체 웨이퍼를 조사하는 동안, 다음 검사할 반도체 웨이퍼가 상관되어 중앙에 놓이게 된다. 이전에 검사 스테이지(14)로 이송된 반도체 웨이퍼의 검사가 끝나게 될 때, 다음 검사할 반도체 웨이퍼는 신속하게 검사 스테이지(114)로 이송된다.

검사할 반도체 웨이퍼를 검사 스테이지(14)로 이송하기 전에, 사전 정렬기(24)가 상관 및 중앙에 배치시키는 것을 수행하는 검사 장치(1)에서, 검사 스테이지(14)에 의해 반도체 웨이퍼를 배치하는데 필요한 시간을 단축시키는 것이 가능하다. 더구나, 다음 검사할 반도체 웨이퍼를 사전 정렬기(24)에 의해 상관 및 중앙에 배치하기 위해 카세트(7b)로부터 취출하는 검사 장치(1)에서, 이전 검사 스테이지(14)에 이송된 반도체 웨이퍼를 검사하는 중에, 처리시간을 단축시켜 전체적으로 효율적인 검사를 실현하는 것이 가능하다.

한편, 본 검사 장치(1)에서, 승강기(22), 이송 로봇(23) 및 사전 정렬기(23)는 도 3에 도시한 바와 같이, 일직선으로 지지기부(11) 상에 배치된다. 승강기(22), 이송 로봇(23) 및 사전 정렬기(23)의 세팅위치들은 승강기(22)와 이송 로봇(23)간 거리(L1)가 이송 로봇(23)과 사전 정렬기(24)간 거리(L2)와 대략 같게 되게 결정된다. 더구나, 검사 스테이지(14)는 이송 로봇(23)에서 보아 승강기(22) 및 사전 정렬기(24)의 배열방향에 직각으로 배치된다.

각각의 구성성분이 전술한 바와 같이 배치되는 검사 장치(1)에서, 검사할 반도체 웨이퍼는 신속하고 정확하게 이송될 수 있다.

즉, 본 검사 장치(1)에서, 승강기(22)와 이송 로봇(23)간 거리(L1)는 이송 로봇(23)과 사전 정렬기(24)간 거리(L2)와 대략 동일하고, 카세트(7b)로부터 취출된 반도체 웨이퍼는 암(23b) 및 이송 로봇(23)의 길이를 변경함이 없이 사전 정렬기(24)로 이송될 수 있다. 이에 따라, 본 검사 장치(1)에서, 이송 로봇(23)의 암(23b)의 길이를 변경할 때 야기되는 에러 등은 문제가 되지 않기 때문에, 반도체 웨이퍼를 사전 정렬기(24)로 이송시키는 동작은 올바르게 수행될 수 있다. 더구나, 승강기(22), 이송 로봇(23) 및 사전 정렬기(24)가 선형으로 배치되기 때문에, 이송 로봇(23)은 카세트(7b)로부터 취출된 반도체 웨이퍼를 이송 로봇(23)의 선형 이동에 의해서만 사전 정렬기(24)로 이송시킬 수 있다. 그래서 본 검사 장치(1)에 의해서, 반도체 웨이퍼를 사전 정렬기(24)로 이송시키는 동작은 극히 정확하고 신속하게 수행될 수 있다.

더구나, 본 검사 장치(1)에서, 이송 로봇(23)에서 보았을 때, 검사 스테이지(14)는 승강기(22) 및 사전 정렬기(24)의 배열 방향에 직각되는 방향으로 배치되기 때문에, 반도체 웨이퍼는 선형 이동을 수행하는 이송 로봇(23)에 의해 검사 스테이지(14)로 이송될 수 있다. 그래서, 본 검사 장치(1)에서, 반도체 웨이퍼를 검사 스테이지(14)로 이송시키는 동작은 극히 정확하고 신속하게 수행될 수 있다. 특히, 미세 소자 패턴이 있는 반도체 웨이퍼를 검사하는 본 검사 장치(1)에서, 검사할 반도체 웨이퍼는 극히 정확하게 이송되어 배치될 필요가 있고, 전술한 구성은 극히 효과적이다.

도 4의 블록도에서, 검사 장치(1)를 보다 구체적으로 설명한다.

도 4에서, 검사 장치(1)의 외부 유닛(50)은 표시부(51) 및 입력 장치(53a)가 접속된 화상 처리용 컴퓨터(60), 및 표시부(52) 및 입력 장치(53b)가 접속된 제어용 컴퓨터(61)를 포함한다. 한편, 도 1에서, 화상 처리용 컴퓨터(60)에 접속된 입력 장치(53a), 및 제어용 컴퓨터(61)에 접속된 입력 장치(53a)는 총괄하여 입력 장치(53)라 부른다.

화상 처리용 컴퓨터(60)는 반도체 웨이퍼를 검사할 때, 광학 유닛(21) 내에 설비된 CCD(전하 결합소자) 카메라(30, 31)에 의해 반도체 웨이퍼를 촬영한 화상을 불러들여 처리하는 컴퓨터이다. 즉, 본 검사 장치(1)에서, 광학 유닛(21) 내에 설치된 CCD 카메라(30, 31)에 의해 촬영된 반도체 웨이퍼의 화상은 반도체 웨이퍼를 검사하기 위해서 화상 처리용 컴퓨터(60)에 의해 처리 및 분석된다.

한편, 화상 처리용 컴퓨터(60)에 접속된 입력 장치(53a)는 CCD 카메라(30, 31)로부터 화상 처리용 컴퓨터(60)로 불러들인 화상을 분석하는데 필요한 명령을 입력하는데 사용되며, 예를 들면 마우스, 혹은 키보드 등의 포인팅 장치일 수 있다. 화상 처리용 컴퓨터(60)에 접속된 표시부(51)는 CCD 카메라(30, 31)로부터 불러들인 화상의 분석결과를 표시하는데 사용되며, 예를 들면 CRT 디스플레이 혹은 액정 디스플레이일 수 있다.

반도체 웨이퍼를 검사할 때, 제어용 컴퓨터(61)는 검사 스테이지(14), 승강기(22), 이송 로봇(23), 사전 정렬기(24) 및 광학 유닛(21) 내의 내부 구성 성분들을 제어한다. 즉, 본 검사 장치(1)에서, 제어용 컴퓨터(51)는 검사 스테이지(14), 승강기(22), 이송 로봇(23), 사전 정렬기(24) 및 광학 유닛(21)의 내부 장비를 제어함으로써, 검사되는 반도체 웨이퍼의 화상은 광학 유닛(21) 내에 설치된 CCD 카메라(30, 31)에 의해 촬영될 것이다.

제어용 컴퓨터(61)는 청정 공기부(4)의 송풍기(5a, 5b)를 제어하는 기능을 갖는다. 즉, 본 검사 장치(1)에서, 제어용 컴퓨터(61)는 청정 공기부(4)의 송풍기(5a, 5b)를 제어하여 반도체 웨이퍼의 검사 동안 항시 청정 박스(4)에 청정 공기를 공급함과 아울러 청정 박스(3) 내 공기흐름을 제어한다.

한편, 제어용 컴퓨터(61)에 접속된 입력 장치(53b)는 검사 스테이지(14), 승강기(22), 이송 로봇(23), 사전 정렬기(24), 광학 유닛(21) 내의 각각의 구성성분, 및 청정 공기부(4)의 송풍기(5a, 5b)를 제어하는데 필요한 명령을 제어용 컴퓨터(61)에 입력하는데 사용되며, 예를 들면 마우스 혹은 키보드 등의 포인팅 장치일 수 있다. 제어용 컴퓨터(61)에 접속된 표시부(52)는 반도체 웨이퍼를 검사할 때 여러 가지 조건을 표시하는데 사용되며 예를 들면 CRT 디스플레이 혹은 액정 디스플레이일 수 있다.

화상 처리용 컴퓨터(60) 및 제어용 컴퓨터(61)는 메모리 링크 기구를 통해 서로간에 데이터를 교환할 수 있다. 즉, 화상 처리용 컴퓨터(60) 및 제어용 컴퓨터(61)는 이들간에 데이터 교환을 할 수 있게 각각의 메모리 링크 인터페이스(60a, 61a)를 통해 상호 접속된다.

검사 장치(1)의 청정 박스(3)의 내부에는 기밀하게 봉지된 용기(7) 내에 장입되어 이송되는 반도체 웨이퍼를 용기(7)의 카세트(7b)로부터 취출하고 이와 같이 취출한 웨이퍼를 검사 스테이지(14)에 세팅하기 위한 기구로서 전술한 바와 같이 승강기(22), 이송 로봇(23) 및 사전 정렬기(24)가 설치된다. 이들 구성 성분들은 로봇 제어 인터페이스(61b)를 통해 외부 유닛(50) 상에 설치된 제어용 컴퓨터(61)에 접속된다. 승강기(22), 이송 로봇(23) 및 사전 정렬기(24)에는로봇 제어 인터페이스(61b)를 통해 제어용 컴퓨터(61)로부터 제어 신호가 공급된다.

즉, 기밀하게 봉지된 용기(7) 내에 장입되어 이송되는 반도체 웨이퍼가 용기(7)의 카세트(7b)로부터 취출되어 검사 스테이지(14) 상에 놓일 때, 제어용 컴퓨터(61)로부터 제어 신호가 로봇 제어 인터페이스(61b)를 통해 승강기(22), 이송 로봇(23) 및 사전 정렬기(24)로 보내진다. 승강기(22), 이송 로봇(23) 및 사전 정렬기(24)는 기밀하게 봉지된 용기(7) 내에 장입되어 이송되는 반도체 웨이퍼를 용기(7)의 카세트(7b)로부터 취출하고 사전 정렬기(25)에 의해 반도체 웨이퍼를 상관 및 중앙에 배치하고 검사 스테이지(14) 내에 웨이퍼를 세팅하기 위해 이들 제어 신호에 근거하여 작동된다.

검사 장치(1)의 청정 박스(3) 내에는 진동 제거 테이블(13)이 장착되고, 이 위에는 X 스테이지(15), Y 스테이지(16), θ스테이지(17), Z 스테이지(18) 및 흡착 플레이트(19)를 포함하는 검사 스테이지(14)가 장착된다.

X 스테이지(15), Y 스테이지(16), θ스테이지(17), Z 스테이지(18) 및 흡착 플레이트(19)는 외부 유닛(50)에 장착된 제어용 컴퓨터(61)에 스테이지 제어 인터페이스(61c)를 통해 접속된다. X 스테이지(15), Y 스테이지(16), θ스테이지(17), X 스테이지(18) 및 흡착 플레이트(19)에는 스테이지 제어 인터페이스(61c)를 통해 제어용 컴퓨터(61)로부터 제어 신호가 공급된다.

즉, 반도체 웨이퍼를 검사할 때, 제어 신호는 제어용 컴퓨터(19)로부터 X 스테이지(15), Y 스테이지(16), θ스테이지(17), X 스테이지(18) 및 흡착 플레이트(19)에 스테이지 제어 인터페이스(61c)를 통해 보내진다. X 스테이지(15), Y 스테이지(16), θ스테이지(17), X 스테이지(18) 및 흡착 플레이트(19)는 이들 제어 신호에 기초하여, 검사되는 반도체 웨이퍼를 흡착 플레이트(19)에 의해 흡착하여 고정시켜 반도체 웨이퍼를 기설정 위치, 각도 및 높이로 X 스테이지(15), Y 스테이지(16), θ스테이지(17), X 스테이지(18)에 의해 이동시키도록 작동된다.

진동 제거 테이블(13) 위에는 전술한 바와 같이 광학 유닛(21)이 장착된다. 반도체 웨이퍼를 검사할 때 반도체 웨이퍼의 화상을 촬영하도록 된 광학 유닛(21)은 가시광을 사용한 낮은 분해능으로 검사되는 반도체 웨이퍼의 화상을 촬영하는 기능과 UV광을 사용한 고분해능으로 검사되는 반도체 웨이퍼의 화상을 촬영하는 기능을 갖는다.

광학 유닛(21)의 내부에는 가시광에 의해 반도체 웨이퍼의 화상을 촬영하기 위한 기구로서, 가시광(30)용 CCD 카메라, 할로겐 램프(32), 가시광(33)용 광학 시스템, 가시광(34)용 대물 렌즈 및 가시광(35)용 오토 포커스부가 구성된다.

가시광으로 반도체 웨이퍼의 화상을 촬영할 때, 할로겐 램프(32)가 온(on; 작동)된다. 할로겐 램프(32)용 구동원은 외부 유닛(50)에 구성된 광원 제어 인터페이스(61d)을 통해 접속된다. 할로겐 램프(32)용 구동원에는 제어용 컴퓨터(61)로부터 광원 제어 인터페이스(61d)를 통해 제어 신호가 공급된다. 할로겐 램프(32)는 제어 신호에 근거하여 온(on) 혹은 오프(off)된다.

가시광을 사용하여 반도체 웨이퍼의 화상을 촬영할 때, 할로겐 램프(32)가 발광되고 할로겐 램프(32)로부터 가시광은 반도체 웨이퍼에 광조사되게 가시광(33)용 광학 시스템 및 가시광(34)용 대물 렌즈를 통해 반도체 웨이퍼 상에 광조사된다. 가시광에 의해 비추어진 반도체 웨이퍼의 화상은 가시광(34)용 대물 렌즈에 의해 확대되고, 이 확대된 화상은 가시광(30)용 CCD 카메라에 의해 촬영된다.

가시광(30)용 CCD 카메라는 외부 유닛(50)에 장착된 화상 처리용 컴퓨터(60)에 화상 검색 인터페이스(60b)를 통해 접속된다. 가시광(30)용 CCD 카메라에 의해 촬영된 반도체 웨이퍼의 화상은 화상 검색 인터페이스(60b)를 통해 화상 처리용 컴퓨터(60)로 불러 들여진다.

전술한 바와 같이 가시광으로 반도체 웨이퍼의 화상을 촬용할 때, 가시광(35)용 오토 포커스부에 의해 오토 포커싱(자동 집점)이 실행된다. 즉, 가시광(35)용 오토 포커스부는 가시광(34)용 대물 렌즈와 반도체 웨이퍼간 거리가 가시광(34)용 대물 렌즈의 초점길이와 일치하는지 여부를 체크하는데 사용되며, 일치하지 않는 경우, 가시광(34)용 대물 렌즈 혹은 Z 스테이지(18)는 검사할 반도체 웨이퍼의 표면이 가시광(34)용 대물 렌즈의 초점 평면과 일치할 때까지 이동된다.

가시광(35)용 오토 포커스부는 오토 포커스 제어 인터페이스(61e)를 통해 외부 유닛(5) 상에 장착된 제어용 컴퓨터(61)에 접속된다. 가시광(35)용 오토 포커스부에는 오토 포커스 제어 인터페이스(61e)를 통해 제어용 컴퓨터(61)로부터 제어 신호가 공급된다. 가시광(35)용 오토 포커스부에 의해 가시광(34)용 대물 렌즈의 오토 포커싱은 이들 제어 신호에 기초하여 수행된다.

광학 유닛(21)의 내부에는 UV광에 의해 반도체 웨이퍼의 화상을 촬영하기 위한 기구로서, UV광(31)용 CCD 카메라, UV 레이저광(36)용 광원, UV광(38)용 대물 렌즈 및 UV광(39)용 오토 포커스 제어기가 장치된다.

UV광으로 반도체 웨이퍼의 화상을 촬영할 때, UV 레이저광(36)용 광원이 온된다. UV 레이저광(36)을 위한 광원용의 구동원은 외부 유닛(50)에 구성된 광원 제어 인터페이스(61d)를 통해 접속된다. UV 레이저광(36)을 위한 광원용의 구동원에는 제어용 컴퓨터(61)로부터 광원 제어 인터페이스(61d)를 통해 제어 신호가 공급된다.

UV광(36)용 광원으로서, 266nm의 파장을 가진 UV 레이저광을 방출하는 광원을 사용하는 것이 바람직하다. 266nm의 파장을 가진 UV 레이저광은 YAG 레이저의 제4 고조파로서 얻어진다. 레이저 광원으로서, 166nm의 파장을 가진 레이저광을 방출하는 레이저 광원이 개발되었다. 이 후자의 레이저 광원은 UV 레이저광(36)용 광원으로서도 사용될 수 있다.

UV광을 사용하여 반도체 웨이퍼의 화상을 촬영할 때, UV 레이저광(36)용 광원이 발광되고 UV 레이저광(36)용 광원으로부터 UV 광은 반도체 웨이퍼에 조사되게 UV광(37)용 광학 시스템 및 UV광(38)용 대물 렌즈를 통해 반도체 웨이퍼 상에 조사된다. UV광이 조사된 반도체 웨이퍼의 화상은 UV광(38)용 대물 렌즈에 의해 확대되고, 이 확대된 화상은 UV광(31)용 CCD 카메라에 의해 촬영된다.

UV광(31)용 CCD 카메라는 화상 검색 인터페이스(60c)를 통해 화상 처리용 컴퓨터(60)에 접속된다. UV광(41)용 CCD 카메라에 의해 촬영된 반도체 웨이퍼의 화상은 화상 처리용 컴퓨터(60)에 의해 화상 검색 인터페이스(60c)를 통해 불러 들여진다.

전술한 바와 같이 UV광으로 반도체 광의 화상을 촬영할 때, UV광(39)용 오토 포커스 제어기를 사용하여 오토 포커싱이 행해진다. 즉, UV광(39)용 오토 포커스 제어기를 사용하여, UV 광(38)용 대물 렌즈와 반도체 웨이퍼간 거리가 UV광(38)용 대물 렌즈의 초점길이와 일치하는지 여부가 검출된다. 일치하지 않는 경우, UV광(38)용 대물 렌즈 혹은 Z 스테이지(18)는 검사할 반도체 웨이퍼의 표면이 UV광(38)용 대물 렌즈의 초점 평면과 일치할 때까지 이동된다.

UV광(39)용 오토 포커스 제어기는 오토 포커스 제어 인터페이스(61e)를 통해 외부 유닛(5)에 설치된 제어용 컴퓨터(61)에 접속된다. UV광(39)용 오토 포커스 제어기에는 오토 포커스 제어 인터페이스(61e)를 통해 제어용 컴퓨터(61)로부터 제어 신호가 공급된다. UV광(39)용 오토 포커스 제어기에 의한 UV광(38)용 대물 렌즈의 오토 포커싱은 이들 제어 신호에 기초하여 달성된다.

청정 공기부(4)에는 전술한 바와 같이 2개의 송풍기(5a, 5b)가 설치된다. 이들 송풍기(5a, 5b)는 외부 유닛(50) 내 설치된 제어용 컴퓨터(61)에 풍량 제어 인터페이스(61f)를 통해 접속된다. 청정 공기부(4)의 송풍기(5a, 5b)에는 풍량 제어 인터페이스(61f)를 통해 제어용 컴퓨터(61)로부터 제어 신호가 공급된다. 송풍기(5a, 5b)의 회전수 혹은 온/오프 스위칭 수는 이들 제어 신호에 근거하여 실행된다.

도 5에서, 검사 장치(1)의 광학 유닛(21)의 광학 시스템에 대해 도 5a를 참조하여 상세히 설명한다. 여기서, 오토 포커스부(35, 39)에 대한 설명은 생략하고, 검사되는 반도체 웨이퍼에 광조사하는 광학 시스템 및 검사할 반도체 웨이퍼의 화상을 취하는 광학 시스템을 설명한다.

도 5에서, 광학 유닛(21)은 가시광으로 반도체 웨이퍼의 화상을 촬영하기 위한 광학 시스템으로서, 할로겐 램프(32), 가시광(33)용 광학 시스템 및 가시광(34)용 대물 렌즈를 포함한다.

할로겐 램프(32)로부터 가시광은 가시광(33)용 광학 시스템에 광섬유를 통해 전달된다. 가시광(33)용 광학 시스템으로 보내지는 가시광은 먼저 2개의 렌즈(41, 42)를 통해 전달되어 하프미러(43)에 이른다. 하프미러(43)에 입사하는 가시광은 하프미터(43)에 의해 가시광(34)용 대물 렌즈로 반사되고 이 대물 렌즈를 통해 광은 반도체 웨이퍼에 이른다. 이것은 가시광으로 반도체 웨이퍼에 광조사한다.

가시광에 의해 광조사된 반도체 웨이퍼의 화상은 가시광(34)용 대물 렌즈에 의해 확대되어 하프미러(43) 및 화상 형성 렌즈(44)를 통해 전달되어 가시광(30)용 CCD 카메라에 의해 촬영된다. 즉, 가시광에 의해 광조사된 반도체 웨이퍼로부터의 반사광은 가시광(34)용 대물 렌즈, 하프미러(43) 및 화상 형성 렌즈(44)에 이르게 되어 반도체 웨이퍼의 확대된 화상이 가시광(30)용 CCD 카메라에 의해 촬영된다. 이하 가시 화상으로서 언급되는 가시광(30)용 CCD 카메라에 의해 촬영된 반도체 웨이퍼의 화상은 화상 처리용 컴퓨터(60)로 보내진다.

광학 유닛(21)은 반도체 웨이퍼의 화상을 촬영하기 위한 광학 시스템으로서, UV 레이저광(36)용 광원, UV광(37)용 광학 시스템 및 UV광(38)용 대물 렌즈를 포함한다.

UV 레이저광(36)용 광원으로부터의 UV광은 광학필터(45)에 의해 UV광(37)용 광학 시스템으로 보내진다. UV광(37)용 광학 시스템으로 보내진 UV광은 먼저 2개의 렌즈(46, 47)를 통해 전달되어 하프미터(48)에 이른다. 하프미러(48)에 입사되는 가시광은 UV광(38)용 대물 렌즈로 반사되고 이 렌즈를 통해 광은 반도체 웨이퍼에 이른다. 이것은 UV광으로 반도체 웨이퍼를 광조사한다.

UV광으로 광조사되는 반도체 웨이퍼의 화상은 UV광(38)용 대물 렌즈에 의해 확대되고 하프미러(48) 및 화상 형성 렌즈(49)를 통해 전달되어 UV광(31)용 CCD 카메라에 의해 촬영된다. 즉, UV광에 의해 광조사된 반도체 웨이퍼로부터의 반사광은 UV광(38)용 대물 렌즈, 하프미러(48) 및 화상 형성 렌즈(49)를 통해 UV광(31)용 CCD 카메라에 이르게 됨으로써 반도체 웨이퍼의 확대된 화상이 UV광(31)용 CCD 카메라에 의해 촬영된다. UV광(31)용 CCD 카메라에 의해 촬영된 반도체 웨이퍼의 화상(UV 화상)은 화상 처리용 컴퓨터(60)로 보내진다.

가시광보다 파장이 짧은 UV광으로 반도체 웨이퍼의 화상을 촬영하여 검사할 수 있는 전술한 검사 장치(1)에서, 검출 및 분류를 위해 가시광을 사용하는 경우보다 더 미세한 결함을 검출하여 분류할 수 있다.

더구나, 검사 장치(1)는 가시광용 광학 시스템과 UV광용 광학 시스템을 모두 갖추고 있어 가시광을 사용한 저분해능으로 반도체 웨이퍼의 검사 및 UV광을 사용한 높은 분해능으로 검사를 실행할 수 있다. 이에 따라, 검사 장치(1)를 사용하여, 가시광을 사용한 저분해능으로 반도체 웨이퍼의 검사에 의해 크기가 큰 결함을 검출하여 분류하는 것과 UV광을 사용한 고분해능으로 반도체 웨이퍼의 검사에 의한 보다 작은 결함을 검출하여 분류하는 것이 가능하다.

검사 장치(1)에서, 광섬유(40)의 개구율 NA은 예를 들면 적어도 0.9로 큰 값이 것이 바람직하다. 광섬유(40)로서 보다 큰 값의 개구율 NA을 가진 렌즈를 채용함으로서, 보다 미세한 결함을 검출하는 것이 가능하다.

한편, 반도체 웨이퍼의 결함이 스크래치와 같이 색 정보가 없는 미세 불규칙으로 이루어진 경우, 결함은 비간섭(incoherenct)광으로 거의 볼 수 없다. 반대로 레이저 광과 같이 간섭성이 높은 광이 사용된다면, 색 정보가 없는 미세 불규칙면으로 이루어진 결함이라도, 미세 불규칙의 단차 근처에서 광간섭에 의해 명확하게 볼 수 있다. 즉, 검사 장치(1)에서, 할로겐 램프(32)로부터의 가시광(비간섭 광)으로 검출하기 어려운 상(phase) 정보는 UV 레이저광(36)용 광원으로부터의 UV 레이저광을 사용하여 쉽게 검출할 수 있다.

도 6의 흐름도를 참조하여, 검사 장치(1)로 반도체 웨이퍼를 검사할 때 동작순서를 설명한다. 한편, 도 6의 흐름도는 검사할 반도체 웨이퍼를 검사 스테이지(14)에 두었을 때부터 처리동작 순서를 도시한 것이다. 도 6의 흐름도는 반도체 웨이퍼 상의 결함 위치를 처음부터 알고 있을 때 반도체 웨이퍼 상의 결함을 검사 장치(1)로 검사하여 분류할 때의 전형적인 동작순서를 도시한 것이다. 반도체 웨이퍼에는 많은 유사한 소자 패턴이 형성되어 있고 결함이 난 영역의 화상 및 다른 영역의 화상을 촬영하고 이들 2개의 화상을 비교하여 실행하는 것으로 가정한다.

먼저, 단계 S1-1에 나타낸 바와 같이, 제어용 컴퓨터(61)에, 결함 위치 좌표 파일이 읽혀진다. 결함 위치 좌표 파일은 반도체 웨이퍼 상의 결함 위치에 관계된 정보를 개시하는 파일이며, 예를 들면 결함 검출 장치에 의해 반도체 웨이퍼 상의 결함 위치를 사전에 측정함으로써 준비된다. 여기서는 결함 위치 좌표 파일은 제어용 컴퓨터(61)로 읽혀진다.

다음에, 단계 S1-2에서, 검사할 반도체 웨이퍼 영역이 가시광(34)용 대물 렌즈의 시야 내에 있게 될 때까지 결함 위치 좌표 파일에 지시하는 결함 위치 좌표로 반도체 웨이퍼를 이동시키도록 X 스테이지(15)와 Y 스테이지(16)를 제어용 컴퓨터(61)로 이동시킨다.

다음에, 단계 S1-3에서, 가시광(34)용 대물 렌즈의 오토 포커싱을 실행하도록 가시광(35)용 오토 포커스부를 제어컴퓨터(61)로 구동한다.

다음에, 단계 S1-4에서, 반도체 웨이퍼의 화상을 가시광(30)용 CCD 카메라로 촬영하여 촬영된 가시 화상을 화상 처리용 컴퓨터(60)로 보낸다. 한편, 여기서 촬영된 가시 화상은 결함 위치 좌표 파일이 지시하는 결함 위치 좌표 내 화상, 즉 결함을 포함하게 보유된 영역의 화상이다.

다음에, 단계 S1-5에서, X 스테이지(15) 및 Y 스테이지(16)를 반도체 웨이퍼의 참조 영역이 가시광(34)용 대물 렌즈의 시야 내에 있게 되도록 참조 위치 좌표에 반도체 웨이퍼를 이동시키기 위해서 제어용 컴퓨터(61)로 구동된다.

참조 영역은 검사할 영역 이외의 반도체 웨이퍼의 영역이거나, 검사할 반도체 웨이퍼의 영역 내의 소자 패턴들과 유사한 것들이 형성된 영역이다.

다음에, 단계 S1-6에서, 제어컴퓨터(61)로 가시광(35)용 오토 포커스부를 구동하여 가시광(34)용 대물 렌즈의 오토 포커싱을 실행한다.

다음 단계 S1-7에서, 반도체 웨이퍼의 화상을 가시광(30)용 CCD 화상으로 촬영하여 촬영된 가시 화상을 화상 처리용 컴퓨터(60)로 보낸다. 한편, 여기서 촬영된 가시 화상은 검사할 반도체 웨이퍼의 영역 내 소자 패턴들과 유사한 것들이 형성된 반도체 웨이퍼의 영역의 화상이다. 이 화상를 이하 참조 화상이라 한다.

다음에, 단계 S1-8에서, 단계 S1-4에서 불러들인 결함 화상과 단계 S1-7에서 불러들인 참조 화상을 화상 처리용 컴퓨터(60)에서 비교하여 결함 화상으로부터 결함을 검출한다. 검출이 검출되었으면, 처리는 단계 S1-9로 가고, 그렇지 않으면 처리는 단계 S1-11로 간다.

단계 S1-9에서, 화상 처리용 컴퓨터(60)는 분류를 진행하기 위해서 결함의 종류로 면밀하게 조사한다. 결함이 분류되었다면, 처리는 단계 S1-10으로 가고, 아니면 단계 S1-11로 간다.

단계 S1-10에서, 결합에 대한 분류결과를 저장한다. 이들 결함에 대한 결과는 화상 처리용 컴퓨터(60) 혹은 제어용 컴퓨터(61)에 접속된 저장장치에 저장된다. 한편, 결함에 대해 분류된 결과는 화상 처리용 컴퓨터(60) 혹은 제어용 컴퓨터(61)에 망을 통해 접속된 또 다른 컴퓨터로 전송되어 저장될 수도 있다.

단계 S1-10에서 처리 완료시, 반도체 웨이퍼의 결함의 분류는 종료된다. 그래서, 처리는 끝나게 된다. 그러나 반도체 웨이퍼에 복수의 결함이 있다면, 처리는 S1-2로 되돌아가 다른 결함을 검출하여 분류할 수 있다.

한편, 단계 S1-8에서 어떠한 결함도 검출되지 않았거나 단계 S1-9에서 어떠한 결함도 분류되지 않았다면, 처리는 단계 S11로 가서 결함을 검출 및 분류하기 위해서 UV광을 사용한 고분해능으로 화상 형성을 실행한다.

이러한 경우, 제어용 컴퓨터(61)에 의해 X 스테이지(15 및 Y 스테이지(16)가 구동되게 하여 검사할 반도체 웨이퍼의 영역이 UV광(38)용 대물 렌즈의 시야 내에 있게 될 때까지 결함 위치 좌표 파일이 지시하는 결함 위치 좌표로 반도체 웨이퍼를 이동되게 한다.

다음에, 단계 S1-12에서, UV광(39)용 오토 포커스 제어기를 제어용 컴퓨터(61)로 구동되게 하여 UV광(38)용 대물 렌즈의 오토 포커싱을 행한다.

다음에, 단계 S1-13에서, 반도체 웨이퍼의 화상을 UV광(31)용 CCD 카메라로 촬영한다. 촬영된 UV 화상은 화상 처리용 컴퓨터(60)로 보낸다. 여기서 촬영된 UV 화상은 결함 위치 좌표 파일이 지시하는 결함 위치 좌표에서의 화상이며, 결함 화상이다. 또한, 결함 화상은 가시광보다 파장이 짧은 UV광을 사용하여, 가시광을 채용하여 촬영할 때보다 고분해능으로 촬영된 것이다.

다음에, 단계 S1-4에서, 반도체 웨이퍼의 참조 영역이 UV광(38)용 대물 렌즈의 시야 내에 있게 될 때까지 참조 위치 좌표로 반도체 웨이퍼를 이동하도록 제어용 컴퓨터(61)에 의해 X 스테이지(15) 및 Y 스테이지(16)가 구동된다. 참조 영역은 검사할 반도체 웨이퍼의 영역 이외의 영역이며 검사할 반도체 웨이퍼의 영역 내 소자 패턴들과 유사한 것들이 형성된 영역이다.

다음에, 단계 S1-15에서, UV광(39)용 오토 포커스 제어기를 제어용 컴퓨터(61)로 구동되게 하여 UV광(38)용 대물 렌즈의 오토 포커싱을 행한다.

다음에, 단계 S1-16에서, 반도체 웨이퍼의 화상을 UV광(31)용 CCD 카메라로 촬영하고, 촬영한 UV 화상을 화상 처리용 컴퓨터(60)로 보낸다. 여기서 촬영된 UV 화상은 검사할 반도체 웨이퍼의 영역 내 소자 패턴들과 유사한 것들이 있는 영역의 화상으로서 참조 화상이다. 결함 화상은 가시광보다 파장이 짧은 UV광을 사용하여, 가시광을 채용하여 촬영할 때보다 높은 해상도로 촬영된 것이다.

이어서, 단계 S1-17에서, 단계 S1-13에서 불러들인 결함 화상 및 단계 S1-16에서 불러들인 참조 화상을 화상 처리용 컴퓨터(60)로 서로 비교하여, 결함 화상으로부터 결함을 검출한다. 결함이 검출되었다면, 처리는 단계 S1-18로 가고 아니면 단계 S1-19로 간다.

단계 S1-18에서, 화상 처리용 컴퓨터(60)는 분류를 달성하기 위해서 검출된 결함의 본질로 면밀히 조사한다. 결함이 분류되었다면, 처리는 단계 S1-10으로 가서 분류된 결함결과를 저장한다. 결함이 분류되지 않았다면, 처리는 단계 S1-19로 간다.

단계 S1-19에서, 결함이 분류되지 않았음을 나타내는 정보가 저장된다. 결함이 분류되지 않았음을 나타내는 정보는 예를 들면 화상 처리용 컴퓨터(60)에 혹은 제어용 컴퓨터(61)에 접속된 저장장치 내에 저장된다. 이 정보는 화상 처리용 컴퓨터(60) 혹은 제어용 컴퓨터(61)에 망을 통해 접속된 다른 컴퓨터로 전송되어 저장될 수도 있다.

전술한 동작순서로, 가시광(30)용 CCD 카메라로 촬영된 화상을 처리 및 분석하여 저분해능으로 반도체 웨이퍼를 검사한다. 가시광으로 결함의 검출 및 분류가 행해지지 않았다면, 촬영된 화상은 고분해능으로 반도체 웨이퍼 검사를 달성하기 위해서 UV광(31)용 CCD 카메라로 처리 및 분석된다.

도 7에서, 참조 화상 및 CCD 카메라(30, 31)로 촬영된 결함 화상로부터 결함을 검출하는 기술을 설명한다.

도 7a는 검사되는 영역 내 소자 패턴과 유사한 소자 패턴이 형성된 참조 화상인 참조 영역 내의 전형적인 화상을 도시한 것이며, 도 7b는 결함이 보유된 검사받는 영역 내 화상인 결함 화상을 도시한 것이다.

참조 화상 및 결함 화상으로부터 결함을 검출할 때, 소자 패턴은 도 7c에 도시한 바와 같이, 색 정보 혹은 그레이 스케일 정보에 기초하여 참조 화상으로부터 추출된다. 또한, 차분 화상은 참조 화상과 결함 화상으로부터 발견되며 현저한 차이를 나타내는 부분은 도 7d에 도시한 바와 같이 결함으로서 추출된다.

다음에, 도 7c에 도시한 소자 패턴의 추출을 나타내는 화상과 도 7도에 도시한 소자 추출의 결과를 나타내는 화상을 중첩한 화상에 대응하는 화상을 찾고, 예를 들면 소자 패턴 내 결함 비율을 결함에 관련한 특성값으로서 추출한다.

전술한 기술에 의해서, 결함은 반도체 웨이퍼를 검사하기 위해서 CCD 카메라(30, 31)로 촬영한 참조 화상과 결함 화상을 처리 및 분석함으로서 검출될 수 있다.

가시광(30)용 CCD 카메라로 촬영된 화상을 처리 및 분석하여 저분해능으로 반도체 웨이퍼를 검사하며 가시광으로 결함 검출 및 분류가 가능하지 않았다면, UV광(31)용 CCD 카메라로 촬영한 화상을 처리 및 분석하여 고분해능으로 반도체 웨이퍼를 검사하는 검사 장치(1)에서, 가시광으로만 결함 검출 및 분류하는 경우에 가능한 것보다 더 미세한 결함을 검출 및 분류하는 것이 가능하다.

그러나, 가시광을 사용하여 저분해능에서 화상 형성을 수행한다면 한번에 넓은 영역의 화상을 취할 수 있다. 그래서, 결함의 크기가 충분히 크다면, 처음부터 가시광을 사용하여 낮은 분해능으로 반도체 웨이퍼를 검사하는 것이 보다 효율적이다. 그러므로, 반도체 웨이퍼의 검사는 결함을 검출하거나 분류하기 위해 처음부터 UV광을 사용하기는 것이 아니며 결함을 검출 혹은 분류하기 위해서 처음에 가시광을 사용함으로써 보다 효율적으로 실현될 수 있다.

한편, 본 검사 장치(1)에서, 반도체 웨이퍼가 검사되는 본체부(10)는 청정 박스(3) 내에 장착되고, 청정한 분위기에서 검사가 수행될 수 있게 검사환경 내 청정도만을 국부적으로 높이기 이해 높은 청정도를 유지하도록 청정 박스(3) 내부로 청정 공기가 공급된다.

그러나, 전술한 바와 같이 구성된 검사 장치(1)에서, 반도체 웨이퍼를 검사함에 있어 검사 스테이지(14) 혹은 이송 로봇(23)이 동작될 때 분말 부스러기 같은 오염물이 발생되는 경향이 있다. 청정 박스(3) 내에서 발생한 오염물이 검사 스테이지(14) 상에 장착된 반도체 웨이퍼에 부착하게 되거나 용기(7)를 통해 청정 박스(3) 내로 이송된 반도체 웨이퍼에 부착하게 된다면, 검사를 만족스럽게 실행하는 것은 불가능하다. 그래서, 검사 장치(1)에서, 오염물이 반도체 웨이퍼에 부착하게 되지 않게 청정 박스(3)에서 발생된 오염물을 청정 박스(3) 외부로 신속하게 배출시키는 것이 중요하다.

특히, UV 레이저광(36)용 광원 및 UV광(31)용 CCD 카메라를 사용하여 고분해능으로 0.18㎛보다 크지 않은 선폭을 가진 극히 미세한 소자 패턴을 검사하는 본 검사 장치(1)에서, 지금까지는 심각한 문제를 일으키지 않았던 미세한 오염물이 올바른 검사를 방해하는 요인으로 판명될 것으로 보인다.

이에 따라, 본 검사 장치(1)에서, 청정 박스(3) 내에서 발생된 극히 미세한 것들을 포함하여 오염물이 반도체 웨이퍼에 피착을 방지하도록 이들을 청정 박스(3) 외부로 배출시키도록 청정 박스(3) 내 공기흐름을 적합하게 제어한다.

구체적으로, 본 검사 장치(1)에서, 청정 공기부(4)에서 청정 박스(3)로 공급되는 청정 공기의 량은 청정 박스(3) 내 공기흐름을 자유롭게 제어하기 위해서 각각의 송풍기(5a, 5b)에 대해 개별적으로 제어된다.

각각의 송풍기(5a, 5b)에 대해 청정 박스(3) 내부로 청정 공기부(4)로부터 공급되는 청정 공기량을 개별적으로 제어하는 방법으로서, 송풍기(5a, 5b)의 회전수를 개별적으로 조정할 수 있다. 검사 장치(1)에서, 송풍기(5a, 5b)는 풍량 제어 인터페이스(61f)를 통해 제어용 컴퓨터(61)에 접속된다. 송풍기(5a, 5b)의 회전수는 풍량 제어 인터페이스(61f)를 통해 제어용 컴퓨터(61)로부터 송풍기(5a, 5n)로 제어 신호를 보내어 제어될 수 있다.

이에 따라, 본 검사 장치(1)에서, 제어용 컴퓨터(61)에 입력 장치(53b)를 통해 필요한 명령을 입력하는 검사자에 의해서 청정 공기부(4)로부터 청정 박스(3)로 공급되는 청정 공기의 풍량을 각각의 송풍기(5a, 5b)에 대해 개별적으로 제어하도록 송풍기(5a, 5b)의 회전수를 조정하는 것이 가능하다.

송풍기(5a, 5b)로부터 공급되는 공기는 고성능 에어필터를 통과함으로서 오염물이 없어 송풍기(5a, 5b) 밑에 놓인 청정 박스(3) 내 각각의 영역으로 하향흐름으로서 보내지는 청정한 공기를 제공한다. 송풍기(5a, 5b)로부터 공기의 풍량이 동일한 상태에 있다면, 이들 송풍기(5a, 5b) 밑에 놓인 청정 박스(3) 내 각각의 영역 내 풍속은 예를 들면 청정 박스(3)의 모양 혹은 청정 박스(3) 내 본체부(10)의 크기에 의존하는 각각의 영역의 크기 차이에 따라 달라진다. 각각의 영역에서 풍속 차이에 기인하여 예기치 않게 교란된 공기흐름이 야기됨으로서 청정 박스(3)에서 발생된 오염물을 비산시켜 반도체 웨이퍼에 이들 오염물이 부착되게 하는 경우가 있다.

검사 장치(1)에서, 각각의 송풍기(5a, 5b)에 대해서 청정 공기부(4)에서 청정 박스(3)로 공급되는 청정 공기의 풍량을 제어하기 위해 송풍기(5a, 5b)의 회전수가 개별적으로 조정됨으로써 청정 박스(3) 내에 균일한 풍속을 제공하므로 오염물이 반도체 웨이퍼에 부착하게 되는 것을 효과적으로 방지한다.

더구나, 오염물이 반도체 웨이퍼에 부착하게 되는 것을 방지함에 있어서, 청정 박스(3)의 내부로 공급되는 청정 공기를 반도체 장치가 세팅되는 검사 스테이지(14)로 혹은 반도체 웨이퍼가 장입되는 카세트(7b)로 보내는 것이 매우 효과적이다. 반도체 장치가 세팅되는 검사 스테이지(14)로 혹은 반도체 웨이퍼가 장입되는 카세트(7b)로 청정 공기가 이러한 식으로 청정 박스(3)의 내부로 공급된다면, 오염물을 비산시키는 교란공기가 검사 스테이지(14)로 혹은 카세트(7b)로 보내지는 것을 방지할 뿐만 아니라, 검사 스테이지(14) 상에 장착되거나 카세트(7b) 내에 장입되는 반도체 웨이퍼에 우발적으로 부착된 오염물을 제거하고 이와 같이 제거된 오염물을 청정 박스(3) 외부로 효과적으로 배출시키는 것이 가능하다.

청정 공기부(4)로부터 청정 박스(3)로 공급되는 청정 공기의 풍량을 송풍기(5a, 5b)마다 제어하도록 송풍기(5a, 5b)의 회전수를 개별적으로 조정하여 적합하게 청정 박스(4) 내 공기흐름을 제어하는 검사 장치(1)에서, 반도체 웨이퍼가 세팅되는 검사 스테이지(14)로 청정 공기를 보내거나 반도체 웨이퍼를 수용하는 카세트(7b)로 보냄으로써 오염물이 반도체 웨이퍼에 부착하게 되는 것을 효과적으로 방지하는 것이 가능하다.

한편, 청정 박스(3) 내 공기흐름은 공기흐름 시각화 장치를 사용하여 시각적으로 체크될 수 있다. 이 경우, 검사자는 청정 박스(3) 내 공기흐름을 시각적으로 체크하여 청정 공기부(4)로부터 청정 박스(3)로 공급되는 청정 공기의 풍량을 송풍기(5a, 5b) 마다 제어함으로써 청정 박스(3) 내 적합한 공기흐름을 제공할 수 있다.

각각의 송풍기(5a, 5b)에 대해서, 청정 공기부(4)로부터 청정 박스(3)로 공급되는 청정 공기의 풍량을 개별적으로 제어하는 방법으로서, 도 8d 도시한 바와 같이, 청정 공기부(4)의 청정 박스(3)에 면하는 개구를 갖는 구획판(70)을 설치하고 구획판(70)의 영역들에 어느 송풍기(5a, 5b)가 연관되어 있는가에 따라 송풍기(5a, 5b)에 연관된 구획판(70)의 영역 개구비를 개별적으로 조정할 수도 있음을 생각할 수 있다. 달리 말하여, 송풍기(5a)에 연관된 구획판(70)의 영역과 송풍기(5b)에 연관된 구획판(7)의 영역의 개구비를 개별적으로 조정함으로써, 청정 공기부(4)에서 청정 박스(3)로 공급되는 청정 공기의 풍량을 각각의 송풍기(5a, 5b)마다 제어하는 것이 가능하다.

청정 공기부(4)와 청정 박스(3)를 서로간에 분할하는 구획판(70)은 예를 들면 각각의 기설정된 개구비를 갖는 천공된 금속 시트(71, 72)로 구성될 수 있다. 구획판(70)의 개구비는 송풍기(5a)에 연관된 구획판(70)의 영역과 송풍기(5b)에 연관된 구획판(70)에 대해서 개별적으로 구획판(70)의 개구비를 조정하기 위해서 송풍기(5a)에 연관된 구획판(70)의 영역과 송풍기(5b)에 연관된 구획판(70)에 대해서 2개의 천공된 금속시트(71, 72)가 겹치는 형태를 변화시킴으로써 달라질 수 있다.

한편, 송풍기(5a)에 연관된 구획판(70)의 영역으로부터 공급되는 청정 공기의 풍량의 바람직한 값과 송풍기(5b)에 연관된 구획판(70)의 영역으로부터 공급되는 청정 공기의 풍량의 바람직한 값을 처음부터 알고 있다면, 바람직한 풍량값에 대응하는 개구비를 각각 갖는 천공된 금속시트를 구획판(70)으로서 사용하기 위해 송풍기(5a, 5b)에 정렬시켜 설치될 수 있다.

전술한 실시예에서, 청정 공기부(4)는 2개의 송풍기(5a, 5b)를 갖는다. 그러나, 송풍기 수는 청정 박스(3)에 3개 이상의 송풍기를 설치하게 청정 박스(3)의 크기나 모양을 유지하여 결정될 수 있다. 이 경우, 청정 공기부(4)에서 청정 박스(3)로 공급되는 청정 공기의 풍량은 송풍기마다 개별적으로 제어될 수 있다.

본 검사 장치(1)에서, 도 2 및 도 9에 도시한 바와 같이 청정 박스(3) 내부로 공급되는 청정 공기를, 반도체 웨이퍼를 탑재한 검사 스테이지(14)에 보내기 위해서, 검사 스테이지(14)의 측방향으로 놓인 청정 박스(3)의 측방향 표면 내에 개부영역(80)이 설치된다. 한편, 도 9는 도 2에 화살표 A2의 방향에서 본 청정부(2)의 측면도이다.

구체적으로, 각각이 기설정된 개구비를 갖는 복수의 천공된 금속시트는 검사 스테이지(140의 측방향으로 놓인 청정 박스(3)의 측방향 표면 내에 끼워맞추어짐으로서, 천공된 금속시트에 끼워맞추어진 청정 박스(3)의 측방향 표면의 부분들은 개구 영역(80)으로 작용한다. 검사 스테이지(14)의 측방향으로 놓인 청정 박스(3)의 측방향 표면에 개구 영역(80)이 설치되는 검사 장치(1)에서, 청정 공기부(4)에서 청정 박스(3) 내부로 하향흐름으로서 공급되는 청정 공기의 일부는 전술한 바와 같이 검사 스테이지(14)의 측방향에 설치된 개구 영역(80)을 향하여 검사 스테이지(14)를 통과될 수 있어 이들 개구 영역(80)을 통해 청정 박스(3) 외부로 배출될 수 있다.

더구나, 본 검사 장치(1)에서, 도 2 및 도 9에 도시한 바와 같이, 청정 박스(3)의 내부로 공급되는 청정 공기를 반도체 웨이퍼를 탑재한 검사 스테이지(14)로 보내기 위해서 내향하여 도출하게 청정 박스(3)의 측 상에 돌출부(81)가 설치된다. 돌출부(81)는 검사 스테이지(14)의 하측단부를 경계로 하여 청정 박스(3) 내 공기실을 분할한다. 기설정된 개구비의 천공된 금속시트로 구성된 돌출부(81)는 청정 공기부(4)로부터 공급되는 청정 공기의 일부를 청정 박스(3)의 하측단부를 향한 하향흐름으로서 보내는 한편, 청정 공기의 다른 부분은 검사 스테이지(14) 위로 측방향에서 흐르게 한다. 한편, 돌출부(81)는 청정 박스(3) 내에 발생된 진동이 본체부(10)로 전달되지 않게, 본체부(10)로부터 작은 거리로 이격되어 있다. 이들 진동억제 조치는 극미한 진동이 검사에 방해되는 것으로 판명되었기 때문에 본 검사 장치에서 매우 효과적이다.

청정 공기부(4)로부터 공급되는 청정 공기를 반도체 웨이퍼가 세팅되는 검사 스테이지(14)로 보내고 이와 같이 보내진 청정 공기가 검사 스테이지(14)를 통과하게 함으로써, 청정 박스(3) 내에 오염물을 비산시키는 교란 공기흐름이 검사 스테이지(140 위의 영역으로 들어가는 것을 효과적으로 방지하는 것이 가능하다.

더구나, 청정 공기부(4)로부터 공급되는 청정 공기를 반도체 웨이퍼를 탑재한 검사 스테이지(14) 위로 보내고 이와 같이 보내진 청정 공기를 검사 스테이지(14) 위로 흐르게 함으로서, 검사 스테이지(14) 상에 세팅된 반도체 웨이퍼에 우발적으로 피착된 오염물을 개구 영역(80)을 통해 청정 박스(3) 외부로 배출하도록 청정 공기로 반도체 웨이퍼로부터 제거하는 것이 가능하다.

한편, 본 검사 장치(1)에서, 개구 영역(80)과 검사 스테이지(14)의 측방향에 설치된 돌출부(81)는 서로간에 겹친 2개의 천공된 금속시트로 형성될 수 있고, 전술한 구획판(70)의 경우와 같이, 천공된 금속시트 중 하나는 다른 하나에 대해서 이동할 수 있다. 이러한 특징은 개구 영역(80)와 돌출부(81)의 개구비를 자유롭게 가변되게 할 수 있어 청정 박스(3) 내 공기흐름을 이점이 있게 제어되게 하는 점에서 특기할만한 것이다.

더욱이, 본 검사 장치(1)에서, 개구 영역(90)은 카세트 수용부와 정렬되게 청정 박스(3)의 측방향 표면 내에 설치됨으로써, 청정 박스(3)에 공급되는 청정 공기를 도 1에 도시한 바와 같이 반도체 웨이퍼가 장입되는 카세트(7b) 내부로 안내한다.

구체적으로, 개구 영역(90)으로서 작용하도록 카세트 수용부에 정렬되게 청정 박스(3)의 측방향 표면에 기설정된 개구비의 천공된 금속시트가 끼워맞추어진다. 전술한 바와 같이 카세트(7b)에 정렬하여 청정 박스(3)의 측방향 표면에 개구 영역(90)이 설치된 검사 장치(1)에서, 청정 공기부(4)로부터 청정 박스(3)의 내부로 하향흐름으로서 공급되는 청정 공기의 일부는 청정 박스(3)로 이송된 카세트(7b)를 거쳐 개구부(90)로 통과할 수 있고 따라서 청정 박스(3) 외부로 배출된다.

더구나, 본 검사 장치(1)에서, 카세트 수용부쪽으로 경사진 안내부(91)는 도 10에 도시한 바와 같이, 반도체 웨이퍼가 장입된 카세트(7b)로 청정 박스(3)로부터 공급되는 청정 공기를 공급하기 위해서, 카세트 수용부 근처에 설치된다.

구체적으로, 청정 박스(3) 상에 설치된 돌출부(81)와 동일한 높이에, 이송 로봇(23) 및 사전 정렬기(24)를 장착하기 위한 장착판(92)이 설치되어 있다. 장착판(92)의 일측에는 카세트 수용부쪽으로 경사진 경사 안내부(91)가 설치된다. 도 10은 승강기(22), 이송 로봇(23) 및 사전 정렬기(24)의 측방향에서 본 청정 박스(3) 내 본체부(10)의 사시도이다.

카세트 수용부 근처에, 청정 박스(3) 내에 카세트 수용부를 향하여 경사진 경사 안내부(91)를 설치함으로써, 반도체 웨이퍼가 장입된 카세트(7b)에 경사 안내부(91)에 의해 청정 박스(3)에 공급된 청정 공기를 보내는 것이 가능하다.

청정 공기부(4)로부터 공급된 청정 공기를 카세트(7b)를 통과하게 반도체 웨이퍼가 장입된 카세트(7b)로 보냄으로써, 카세트(7b) 내에 장입된 반도체 웨이퍼에 우발적으로 부착된 오염물을 청정 공기로 반도체 웨이퍼로부터 제거하여 오염물을 개구 영역(90)을 통해 청정 박스(3) 외부로 적합하게 배출시키게 하는 것이 가능하다.

청정 공기부(4)로부터 공급된 청정 공기를 반도체 웨이퍼가 수용된 카세트(7b)로 공기가 이를 통과하게 보냄으로서, 카세트 내 장입된 반도체 웨이퍼에 우발적으로 부착된 오염물을 청정 공기로 제거하여 오염물을 청정 박스(3) 외부로 배출시키는 것이 가능하다.

한편, 청정 박스(3) 내 카세트 장입부의 측방향으로 설치된 개구 영역(90)은 서로 중첩된 2개의 천공된 금속시트로 구성될 수 있고 이 중 하나는 구획판(70)의경우와 같이 다른 것에 관하여 움직일 수 있다. 이 경우, 개구 영역(90)의 개구비는 자유롭게 달라질 수 있기 때문에, 청정 박스(3) 내 공기흐름은 효과적으로 제어될 수 있다.

본 검사 장치(1)에는 검사 스테이지(14)가 설치된 본체부(10)와 승강기(22), 이송 로봇(23) 및 사전 정렬기(24)가 도 10에 도시한 바와 같이 설치된 영역간에 격벽부(93)가 설치되어 있다.

격벽부(93)의 역할은 검사 스테이지(14) 내 및 이의 근처에서 발생된 미세한 먼지 등의 오염물이 승강기(22), 이송 로봇(23) 및 사전 정렬기(24)의 영역으로 들어가는 가는 것을 방지하는 것이다. 구체적으로, 광학 유닛(21)을 탑재한 지지부(20)의 하측단부에 일체로 형성된 것인 기설정된 높이로 직립된 것은 격벽부(93)의 역할을 수행한다.

검사 스테이지(14)가 설치된 본체부(10)의 영역과 승강기(22), 이송 로봇(23) 및 사전 정렬기(24)가 설치된 영역 사이에 두 개의 영역을 서로 분리하기 위해 격벽부(93)가 설치되는 검사 장치(1)에서는 반도체 웨이퍼가 장입된 카세트(7b)로 청정 공기를 도입할 때 청정 공기부(4)로부터 공급되는 청정 공기와 더불어 검사 스테이지(14)의 영역에서 발생된 미세한 먼지 등의 오염물이 카세트(7)로 들어가는 것을 방지하는 것이 가능하다.

전술한 바에서, 본 발명에 따른 검사 장치(1)는 반도체 웨이퍼 내 결함의 본질을 면밀하게 조사하는데 사용되는 것으로 하였다. 그러나 본 발명에 따른 검사 장치(1)는 반도체 웨이퍼 결함을 판별하는 것 이외의 목적에 사용할 수도 있다. 즉, 본 발명에 따른 검사 장치(1)는 반도체 웨이퍼에 형성된 소자 패턴이 원하는 패턴으로 형성되었는지 여부를 체크하기 위해서 사용될 수도 있다. 본 발명에 따른 검사 장치(1)는 반도체 웨이퍼의 검사로 한정되지 않으며 미세패턴의 검사에 광범하게 적용될 수 있다. 예를 들면, 검사 장치(1)는 미세패턴이 있는 평판 디스플레이를 검사할 때 효과적이다.

Claims

검사 장치(1)에 있어서,

검사하기 위한 물품을 검사하는 본체부,

상기 본체부를 수용하기 위한 청정 박스, 및

상기 청정 박스 내부에 청정한 공기를 공급하기 위한 공기 공급부를 포함하며,

상기 본체부에는 검사하기 위한 상기 물품이 세팅되는 검사 스테이지 및 검사하기 위한 상기 물품을 장입하는 카세트를 탑재하기 위한 카세트 수용부가 설치되며,

상기 공기 공급부로부터 상기 청정 박스 내부로 공급되는 청정 공기가 상기 검사 스테이지(14)를 거쳐 상기 카세트 수용부 내에 장입된 카세트를 통과하게 하여 상기 청정 박스 외부로 배출되게 상기 검사 스테이지(14)의 측방향으로 놓인 상기 청정 박스의 측방향 표면의 적어도 부분들 내에 개구 영역들 및 카세트 수용부가 설치된 검사 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 청정 박스에는 상기 검사 스테이지의 하측단부와 대략 동일한 높이에 돌출부가 설치되고, 상기 돌출부는 상기 본체부를 향하여 돌출한 것인 검사 장치.
제 2 항에 있어서, 상기 돌출부의 말단 단부는 상기 본체부로부터 작은 거리로 이격되어 있는 검사 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 공기 공급부로부터 상기 청정 박스로 공급되는 청정 공기를 상기 카세트 수용부 내에 장입된 상기 카세트로 보내는 경사진 안내부는 상기 본체부 내 상기 카세트 수용부 근처에 설치된 검사 장치.
제 1 항에 있어서, 검사하기 위한 상기 물품이 세팅되는 검사 스테이지는 상기 본체부 내에 설치되며, 상기 검사 스테이지와 상기 카세트 수용부 사이에는 상기 검사 스테이지와 상기 카세트 수용부의 영역을 서로 분할하기 위한 격벽부가 설치된 검사 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 본체부는 검사하기 위한 상기 물품에 UV광을 광조사하고 상기 물품을 검사하기 위해서 상기 반사 혹은 투과된 광을 검출하는 검사부를 포함하는 검사 장치.