KR20040024795A - Wafer holder and a scope for inspecting a wafer equipped with the wafer holder - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 제조 설비에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 웨이퍼홀더(wafer holder) 및 이를 구비하고 있는 웨이퍼 검사 장치(wafer inspection equipment)에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor manufacturing equipment, and more particularly, to a wafer holder and a wafer inspection equipment having the same.
웨이퍼 검사란 반도체 제조 공정 중에 발생하는 결함(defect)의 크기, 종류 및 위치 등을 감지하고 이를 체계화하는 과정을 의미한다. 웨이퍼 검사는 실제 제조 공정이 진행되고 있는 웨이퍼에 대해서 실시될 수도 있고 아니면 실험용 웨이퍼에 대하여 공정을 실시한 다음에 이 때 발생하는 결함을 측정하는 방식으로 실시될 수도 있다.Wafer inspection refers to a process of detecting and organizing the size, type, and location of defects generated during a semiconductor manufacturing process. Wafer inspection may be performed on a wafer in which an actual manufacturing process is in progress, or may be performed by measuring a defect occurring at the time after performing the process on an experimental wafer.
이중 후자는 간접적인 방식으로서 반도체 소자의 미세화가 진전되고 관리해야할 결함의 크기도 그에 따라 미세화되면서 그 신뢰성을 상실하고 있다. 따라서 현재는 대부분의 공정에서 이를 대체하여 전자의 방법 즉 인-라인 모니터링(in-line monitoring)을 실시하고 있다. 인-라인 모니터링은 반도체 제조 공정에서 주요 단위 공정마다 웨이퍼 검사 공정을 추가하여 단위 공정을 거친 실제 생산 웨이퍼에 대하여 검사를 수행하고 있다.The latter is an indirect method, and as the size of the semiconductor device becomes more advanced and the size of defects to be managed becomes smaller, the reliability thereof is lost. Therefore, most of the current processes replace the former, in-line monitoring (in-line monitoring). In-line monitoring adds a wafer inspection process to every major unit process in the semiconductor manufacturing process to inspect the actual production wafers that have been processed.
패턴이 형성되어 있는 실제 웨이퍼에 대한 검사는 다시 레이저 스캐터링(laser scattering)을 사용하는 방법과 빛이나 전자빔을 이용하여 이미지 프로세싱을 하는 방법이 있다. 후자의 방식은 스코프(scope)를 통해 입사된 웨이퍼의 광학적 또는 전자빔에 의한 이미지를 센서 등을 통해 입력한 다음 이 이미지를 기준이 되는 이미지와 비교함으로써 결함의 위치 및 크기 등을 결정하는 방식이다.Examination of the actual wafer with the pattern formed includes laser scattering and image processing using light or electron beams. The latter method is a method of determining the location and size of defects by inputting an optical or electron beam image of a wafer incident through a scope through a sensor or the like and then comparing the image with a reference image.
이렇게 하여 얻어진 웨이퍼 상의 결함을 분석하고 이를 피드 백하여 실제 공정에서 결함을 발생시키는 원인들을 제거함으로써 수율의 극대화 및 불량 발생에따른 생산비용의 낭비를 절감하여 생산비용을 최소화할 수 있다.By analyzing and feeding back the defects on the wafer thus obtained, it is possible to eliminate the causes of defects in the actual process, thereby maximizing yield and reducing the waste of production costs resulting from defects, thereby minimizing production costs.
한편, 이러한 웨이퍼에 대한 인-라인 모니터링 검사는 패턴이 형성된 웨이퍼의 앞면에 대하여 행해지는 것이 일반적인데, 특정 공정의 경우에는 웨이퍼의 뒷면에 대해서도 검사를 할 필요가 있다. 만일 뒷면에 크랙 등의 결함을 가진 웨이퍼에 대하여 이를 간과하고 공정을 계속 진행하게 되면 앞면에 결함이 있는 웨이퍼와 마찬가지로 반도체 소자의 수율을 감소시키게 되고 생산비용만을 증가시키게 된다.On the other hand, such an in-line monitoring test for the wafer is generally performed on the front surface of the wafer on which the pattern is formed. In certain processes, the back surface of the wafer needs to be inspected. If a wafer with a defect such as a crack on the back side is overlooked and the process continues, the yield of the semiconductor device will be reduced as well as a wafer with a defect on the front side, which will only increase the production cost.
현재 웨이퍼의 이면을 육안으로 검사하기 위하여 사용되는 장치들이 여러 가지가 있다. 그 중에서 가장 널리 사용되고 있는 것이 웨이퍼의 뒷면을 진공 흡착하여 육안으로 검사할 수 있도록 들어올리는 장치로서, 이것은 웨이퍼 트위저(wafer tweezer) 또는 웨이퍼 블레이드(wafer blade)라고 불린다. 작업자는 웨이퍼 트위저의 손잡이를 손으로 잡고서 웨이퍼 캐리어에 로딩되어 있는 웨이퍼들 중의 하나에 진공을 이용하여 그 이면에 부착시킨 다음, 트위저를 뒤집어서 웨이퍼의 뒷면을 검사한다.There are a number of devices currently used to visually inspect the backside of a wafer. Among them, the most widely used is an apparatus for lifting the back surface of the wafer by vacuum suction so that it can be visually inspected. This is called a wafer tweezer or a wafer blade. The worker grasps the handle of the wafer tweezer by hand and attaches to one of the wafers loaded on the wafer carrier using a vacuum to the back side thereof, and then turns the tweezer over to inspect the back side of the wafer.
그런데, 이와 같이 작업자의 수작업에 의하여 웨이퍼를 웨이퍼 캐리어로부터 꺼낸 다음에 그 뒷면을 검사할 경우에는, 작업자의 숙련도에 따라서 검사 과정 중에 웨이퍼에 다른 결함이 생길 수가 있다. 예를 들면, 웨이퍼 트위저와 웨이퍼가 마찰함으로써 크랙(crack)이 생기거나 다른 웨이퍼와 마찰을 일으킬 수가 있다. 또한, 오염 입자 등을 발생시킴으로써 웨이퍼의 앞면을 오염시켜 결함을 발생시킬 수도 있다. 더욱이 웨이퍼의 크기가 증가하면서 이러한 결함이 발생할 가능성은 더욱 커지게 된다.By the way, when the wafer is removed from the wafer carrier by manual operation by the operator and the back surface thereof is inspected, other defects may occur in the wafer during the inspection process depending on the skill of the operator. For example, the friction between the wafer tweezers and the wafer may cause cracks or friction with other wafers. In addition, by generating contaminated particles or the like, the front surface of the wafer may be contaminated to generate defects. Moreover, as the size of the wafer increases, the chances of such defects occurring become greater.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 웨이퍼의 뒷면을 검사하는 과정에서 작업자의 부주의나 숙련도에 따라서 웨이퍼에 크랙 등의 결함이 생기는 것을 방지할 수 있는 웨이퍼 홀더 및 이를 구비한 웨이퍼 검사 장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a wafer holder and a wafer inspection apparatus having the same, which may prevent defects such as cracks in the wafer depending on carelessness and skill of the operator in the process of inspecting the back side of the wafer.
도 1은 본 발명에 의한 웨이퍼 검사 장치에 구비되어 있는 웨이퍼 홀더 및 웨이퍼 캐리어를 개략적으로 도시하고 있는 사시도이고,1 is a perspective view schematically showing a wafer holder and a wafer carrier provided in the wafer inspection apparatus according to the present invention;
도 2는 본 발명에 의한 웨이퍼 홀더의 구성 요소인 웨이퍼 부착 수단 및 그 연결 부재를 개략적으로 도시하고 있는 평면도이고,2 is a plan view schematically showing a wafer attachment means and a connecting member which are components of a wafer holder according to the present invention;
도 3은 본 발명에 의한 웨이퍼 홀더의 구성 요소인 웨이퍼 부착 수단 및 웨이퍼 홀더의 동작 상태를 개략적으로 도시하고 있는 측면도이다.3 is a side view schematically showing an operating state of a wafer attaching means and a wafer holder which are components of a wafer holder according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 웨이퍼 캐리어12 : 웨이퍼10 wafer carrier 12 wafer
20 : 웨이퍼 홀더30 : 이동 수단20 wafer holder 30 moving means
30 : 몸통부40 : 웨이퍼 부착 수단30: body portion 40: wafer attachment means
45 : 진공 장치45: vacuum device
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 의한 웨이퍼 홀더는 웨이퍼 홀더(wafer holder)의 위치 이동을 위한 구동(moving) 수단과 이 구동 수단 상에 설치되어 있고 구동 수단을 축으로 하여 수평 방향으로 회전할 수 있는 몸통부 및 이 몸통부의 상부에 설치되어 있고, 몸통부를 축으로 수직 방향으로 축회전할 수 있는 웨이퍼 부착 수단을 구비하고 있다. 본 발명에 의하면 웨이퍼 홀더가 웨이퍼 캐리어에서 웨이퍼를 부착한 다음, 이를 웨이퍼 캐리어 밖으로 꺼내고 180도 회전한 다음, 웨이퍼 부착 수단을 상부로 90도 회전시킴으로서 외부에 있는 작업자의 손을 거치지 않고도 작업자가 똑바로 서서 웨이퍼의 뒷면을 검사할 수가 있다.The wafer holder according to the present invention for achieving the above technical problem is installed on the driving means and the driving means for the position movement of the wafer holder (wafer holder) and rotates in the horizontal direction with the driving means as the axis It is provided in the trunk | drum which can be made, and the upper part of this trunk | drum, and the wafer attachment means which can axially rotate a trunk | drum to the vertical direction is provided. According to the present invention, the wafer holder attaches the wafer to the wafer carrier, then takes it out of the wafer carrier, rotates it 180 degrees, and then rotates the wafer attachment means 90 degrees upwards so that the operator stands upright without touching the operator's hands outside. The back side of the wafer can be inspected.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면 상기한 웨이퍼 부착 수단은 축회전을 수평 상태에서 상부로 수직 상태까지만 할 수 있을 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the wafer attachment means may be capable of axial rotation only from the horizontal state to the vertical state.
그리고 상기한 웨이퍼 부착 수단에는 웨이퍼를 흡착하기 위한 진공 수단이 구비되어 있을 수 있다.In addition, the wafer attaching means may be provided with a vacuum means for adsorbing the wafer.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 의한 반도체 검사 장치는 웨이퍼 홀더 및 웨이퍼 홀더에 의하여 웨이퍼가 로딩되어 웨이퍼의 표면을 검사하는 검사용 장치를 구비하고 있는데, 이 웨이퍼 홀더는 상기한 본 발명의 실시예에 의한 웨이퍼 홀더들 중의 하나일 수가 있다. 본 발명에 의하면, 기존에 설치되어 있는 웨이퍼 홀더 즉 수평 방향으로 180도 회전만 할 수 있고 웨이퍼를 수직으로 축회전 시킬 수는 없는 웨이퍼 홀더에 수직 방향으로 축회전도 가능하게 하는 기능을 부가함으로써 별도의 추가적인 장치를 설치할 필요가 없이 웨이퍼의 앞면을 검사한 다음, 이 장치를 이용하여 뒷면을 검사하는 것이 가능하다.The semiconductor inspection apparatus according to the present invention for achieving the above technical problem is provided with a wafer holder and an inspection device for inspecting the surface of the wafer is loaded by the wafer holder, the wafer holder of the present invention described above It may be one of the wafer holders according to the embodiment. According to the present invention, by adding a function to enable the axial rotation in the vertical direction to the existing wafer holder, that is, the wafer holder that can only rotate 180 degrees in the horizontal direction and cannot rotate the wafer vertically. It is possible to inspect the front side of the wafer and then inspect the back side using this device without the need to install additional equipment.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 구체적으로 적용되는 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 본 발명의 기술적 사상이 철저하고 완전하게 개시될 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위하여 예시적으로 제공되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 각 구성 요소들은 본 발명의 이해를 위하여 필요한 범위에서 간략하게 도시하였다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments to which the present invention is specifically applied will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided by way of example so that the technical spirit of the present invention can be thoroughly and completely disclosed, and to fully convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. In the drawings, each component is shown briefly to the extent necessary for the understanding of the present invention. Like numbers refer to like elements throughout the specification.
도 1에는 본 발명에 의한 웨이퍼 검사 장치에 구비되어 있는 웨이퍼 홀더와 웨이퍼를 수납하여 공정 장치로 이동시키는 캐리어에 대한 하나의 실시예가 개략적으로 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 전술한 바와 같이 웨이퍼 홀더(20)가 웨이퍼 캐리어(10)에 수납되어 있는 웨이퍼(12)를 웨이퍼 부착 수단(40)을 이용하여 부착시킨다. 웨이퍼를 부착하는 방법은 여러 가지가 있지만 현재는 일반적으로 진공 장치(45)가 설치되어 있어서, 진공을 이용하여 웨이퍼(12)를 부착시키는 것이 일반적이다.FIG. 1 schematically shows an embodiment of a wafer holder and a carrier for receiving and moving a wafer to a processing apparatus provided in the wafer inspection apparatus according to the present invention. Referring to FIG. 1, as described above, the wafer 12 in which the wafer holder 20 is accommodated in the wafer carrier 10 is attached using the wafer attaching means 40. There are various methods of attaching the wafer, but at present, a vacuum device 45 is generally installed, and it is common to attach the wafer 12 using a vacuum.
웨이퍼 부착 수단(40)에 웨이퍼(12)가 부착되면 웨이퍼 홀더(20)의 위치를 변경시킬 수 있는 구동 수단(30)에 의하여 웨이퍼 홀더(20) 전체가 뒤로 후퇴한다. 그러면, 웨이퍼(12)는 웨이퍼 캐리어(10)로부터 벗어나게 된다.When the wafer 12 is attached to the wafer attaching means 40, the whole wafer holder 20 is retracted by the driving means 30 which can change the position of the wafer holder 20. The wafer 12 then leaves the wafer carrier 10.
다음으로, 웨이퍼(12)는 웨이퍼 홀더(20)에 의하여 웨이퍼 검사 장치에 설치되어 있는 검사용 장치(미도시)에 로딩되게 되는데, 이를 위하여 웨이퍼(12)가 웨이퍼 홀더(20)에 의하여 수평 방향으로 180도 회전한다. 이러한 회전은 웨이퍼 홀더(20) 전체가 회전함으로써 이루어질 수도 있고, 아니면 동작 수단(30)을 제외한 그 상부 즉 몸통부(35) 및 웨이퍼 부착 수단(40)만 회전함으로써 이루어질 수도 있다.Next, the wafer 12 is loaded into the inspection apparatus (not shown) installed in the wafer inspection apparatus by the wafer holder 20. For this purpose, the wafer 12 is moved in the horizontal direction by the wafer holder 20. Rotate 180 degrees. This rotation may be achieved by rotating the entire wafer holder 20, or may be achieved by rotating only the upper portion of the wafer holder 20, ie, the body 35 and the wafer attaching means 40, except for the operation means 30.
여기까지의 과정은 종래 기술에 의한 웨이퍼 홀드의 동작과 동일하다. 하지만, 본 발명의 일 실시예에 의한 웨이퍼 홀드(20)의 웨이퍼 부착 수단(40)은 몸통부(40)를 축으로 하여 상하로 축회전을 할 수 있다. 즉, 웨이퍼(12)가 부착되어 있는 웨이퍼 부착 수단(40)은 상하로 자유롭게 움직일 수가 있다.The procedure so far is the same as the operation of the wafer hold according to the prior art. However, the wafer attachment means 40 of the wafer hold 20 according to the embodiment of the present invention may rotate up and down with the trunk portion 40 as the axis. That is, the wafer attachment means 40 to which the wafer 12 is attached can move freely up and down.
이와 같은 웨이퍼 부착 수단(40)에 대한 일 실시예가 도 2 및 도 3에 도시되어 있다. 도 2에는 본 발명에 의한 웨이퍼 홀더의 구성 요소인 웨이퍼 부착 수단 및 그 연결 부재에 대한 평면도가 개략적으로 도시되어 있으며, 도 3에는 본 발명에 의한 웨이퍼 홀더의 구성 요소인 웨이퍼 부착 수단 및 그 동작 상태가 개략적으로 도시되어 있다.One embodiment of such a wafer attachment means 40 is shown in FIGS. 2 and 3. Fig. 2 is a schematic plan view of a wafer attaching means, which is a component of a wafer holder according to the present invention, and a connecting member thereof, and Fig. 3 shows a wafer attaching means, which is a component of a wafer holder according to the present invention, and an operating state thereof. Is schematically shown.
도 2 및 도 3을 참조하면, 웨이퍼 부착 수단(40)은 예를 들면, 연결 부재(50)에 의하여 몸통부(35)와 연결되어 있다. 즉, 연결 부재(50)의 일단은 웨이퍼 부착 수단(50)에 연결되어 있고, 타단은 회전할 수 있는 핀(60) 등에 의하여 몸통부와 결합되어 있다. 이 핀(60)은 도시된 것과 같이 연결 부재(50)의 내부에 삽입되어 있을 수도 있고 아니면 측면에만 약간 돌출되어 있을 수도 있다.2 and 3, the wafer attaching means 40 is connected to the body 35 by, for example, a connecting member 50. That is, one end of the connection member 50 is connected to the wafer attachment means 50, and the other end is coupled to the body portion by a pin 60 or the like which can rotate. The pin 60 may be inserted into the connecting member 50 as shown, or may slightly protrude only on the side.
상기한 핀(60)에 의하여 웨이퍼 부착 수단(40)은 수직 방향으로 자유롭게 회전할 수도 있다. 또한, 핀(60)에 멈춤 장치(미도시)를 더 부착함으로써 핀이 수직 방향으로 90도만 축회전 할 수 있도록 제조할 수도 있다. 웨이퍼 부착 수단(40)이 90도 회전하는 모습이 도 3에 도시되어 있다. 도 3에 도시되어 있는 몸통부(35)는 전체 몸통부(35)의 일부를 나타낸다.The wafer attachment means 40 may rotate freely in the vertical direction by the pin 60 described above. In addition, by attaching a stopper (not shown) to the pin 60, it can also be manufactured so that the pin can rotate only 90 degrees in the vertical direction. The state in which the wafer attaching means 40 is rotated 90 degrees is shown in FIG. 3. The trunk part 35 shown in FIG. 3 represents a part of the entire trunk part 35.
그리고 본 실시예에서는 웨이퍼 부착 수단(40)을 수직한 방향으로 축회전 시킬 수 있는 장치의 구성 요소로서 핀(60)을 도시하였는데, 이러한 수단은 여러 가지가 다른 수단들이 사용될 수도 있다. 따라서, 본 발명은 핀(60)이 아니라 다른 수단을 통해서 웨이퍼 부착 수단(40)이 축회전을 할 수 있도록 구현할 수도 있다.In the present embodiment, the pin 60 is shown as a component of the apparatus capable of axially rotating the wafer attaching means 40 in a vertical direction. Various means may be used. Therefore, the present invention may be implemented such that the wafer attachment means 40 can be axially rotated through other means than the pin 60.
본 발명에 의하면 기계적인 수단에 의하여 정확하게 웨이퍼를 부착한 다음, 이를 수직한 방향으로 회전시키기 때문에 웨이퍼를 부착하는 과정에서 웨이퍼에 손상이 생기게 하거나 웨이퍼를 오염시킬 염려가 없다. 따라서, 웨이퍼 뒷면을 안전하고 용이하게 검사할 수 있다.According to the present invention, since the wafer is accurately attached by the mechanical means and then rotated in the vertical direction, there is no fear of damaging the wafer or contaminating the wafer in the process of attaching the wafer. Therefore, the back side of the wafer can be inspected safely and easily.
또한, 기존에 설치되어 있는 웨이퍼 홀더를 개량하여 이용하는 것이므로 별도의 추가적인 설비를 도입하지 않고도 본 발명은 용이하게 실현할 수 있다.In addition, the present invention can be easily realized without introducing additional equipment because the existing wafer holder is used by improving.
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Cited By (1)
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| WO2011138524A1 (en) | 2010-05-06 | 2011-11-10 | Altatech Semiconductor | Device and method for inspecting moving semiconductor wafers |
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2002
- 2002-09-16 KR KR1020020056243A patent/KR20040024795A/en not_active Application Discontinuation
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| WO2011138524A1 (en) | 2010-05-06 | 2011-11-10 | Altatech Semiconductor | Device and method for inspecting moving semiconductor wafers |
| US8817249B2 (en) | 2010-05-06 | 2014-08-26 | Alatech Semiconductor | Device and method for inspecting moving semiconductor wafers |
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