KR20080017205A - 웨이퍼 에지 디펙트 검출장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 제조 공정 중 비정상적으로 발생하는 웨이퍼 치핑(Chipping)을 조기에 검출함으로써 치핑(Chipping) 웨이퍼가 프로세스(process) 진행 중 파손(broken)되어 2차 손상(damage)받는 것을 방지하고, 웨이퍼 치핑(Chipping) 검출을 웨이퍼 소팅(sorting)공정에 접목시킴으로써 별도의 추가공정을 설정할 필요없이 웨이퍼 치핑(Chipping) 검출이 가능한 웨이퍼 에지 디펙트 검출장치 및 그 방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
이를 구현하기 위한 본 발명은, 구동수단에 의해 회전되고 상부에 웨이퍼가 적재되는 턴테이블; 상기 턴테이블의 회전시 그 상부에 적재된 웨이퍼의 에지부를 촬영하기 위한 디펙트검사카메라; 상기 디펙트검사카메라의 셔터속도를 제어하고, 디펙트검사카메라의 촬영결과 데이터로부터 웨이퍼 노치 및 디펙트를 분리인식하는 제어부;로 이루어진다.
웨이퍼, 치핑, 디펙트, 카메라, 소팅공정

Description

웨이퍼 에지 디펙트 검출장치 및 그 방법{Apparatus for detecting the defect of wafer edge and the method thereof}
도 1은 본 발명의 웨이퍼 에지 디펙트 검출장치를 보여주는 개략 구성도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 웨이퍼 에지 디펙트 검출방법을 보여주는 흐름도,
도 3은 본 발명의 다른 실시예로서 웨이퍼 소팅공정에 웨이퍼 에지 디펙트 검출단계가 포함된 것을 보여주는 흐름도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 : 웨이퍼 10 : 턴테이블
100a,100b : 디펙트검사카메라 110a,110b : 조명
200 : 제어부
본 발명은 웨이퍼 에지 디펙트 검출장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 제조를 위한 공정에서 웨이퍼에 치핑(Chipping) 등의 디펙트(defect)가 발생한 경우 이를 조기에 검출하여 웨이퍼 파손 및 장비의 다운타임 을 방지할 수 있는 웨이퍼 에지 디펙트 검출장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 제조 공정은 웨이퍼상에 회로 패턴을 형성하는 사진공정, 웨이퍼의 특정 부분 물질을 화학 반응을 통해 제거해 내는 식각(etching)공정, 화학 반응을 이용하여 웨이퍼상에 박막을 형성하는 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition)공정, 실리콘 단결정으로 된 웨이퍼의 특정한 영역에 전기전도특성을 부여하기 위하여 불순물을 첨가하는 이온주입공정 등으로 이루어진다.
웨이퍼에는 여러가지 요인으로 인하여 치핑(Chipping)이 발생하게 된다. 이러한 웨이퍼 치핑(Chipping) 발생시 종래에는 육안 검사(Manually visual inspection)을 통하거나 자외선 램프(U/V Lamp)를 이용하여 웨이퍼의 표면 검사(Wafer surface inspection)을 함으로써 웨이퍼 에지(Edge)부분의 치핑(Chipping) 유/무를 검사하였다.
그러나 이와 같은 방법에 의하면 사람이 육안 검사를 하기 때문에 검사를 수행하는 사람마다 차이가 있을 수 있고, 시간이 많이 걸리며, 검사 도중 웨이퍼에 손상(damage)을 줄 수 있어 2차 문제를 야기시키게 된다.
또한 웨이퍼 치핑(Chipping)이 발생되면 보통 육안으로 확인되는 경우 해당 웨이퍼(wafer)만 리젝트(reject) 처리하면 되지만 대부분 육안으로 검출되기는 어렵다. 이 경우 해당 웨이퍼는 정상적인 웨이퍼와 함께 장비 내부에서 프로세스(process)가 진행되고, 프로세스(process) 진행 중 치핑(Chipping) 웨이퍼는 치핑(Chipping)된 부분에 스트레스(stress)가 작용하여 파손(broken)이 발생한다. 따라서 정상적인 다른 웨이퍼(wafer)까지 손상을 주며, 이로 인해 장비의 다운타 임(downtime)이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 반도체 제조 공정 중 비정상적으로 발생하는 웨이퍼 치핑(Chipping)을 조기에 검출함으로써 치핑(Chipping) 웨이퍼가 프로세스(process) 진행 중 파손(broken)되어 2차 손상(damage)받는 것을 방지할 수 있는 웨이퍼 에지 디펙트 검출장치 및 그 방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 웨이퍼 치핑(Chipping) 검출을 웨이퍼 소팅(sorting)공정에 접목시킴으로써 별도의 추가공정을 설정할 필요없이 웨이퍼 치핑(Chipping) 검출이 가능한 웨이퍼 에지 디펙트 검출장치 및 그 방법을 제공하고자 함에 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 웨이퍼 에지 디펙트 검출장치는, 구동수단에 의해 회전되고 상부에 웨이퍼가 적재되는 턴테이블; 상기 턴테이블의 회전시 그 상부에 적재된 웨이퍼의 에지부를 촬영하기 위한 디펙트검사카메라; 상기 디펙트검사카메라의 셔터속도를 제어하고, 디펙트검사카메라의 촬영결과 데이터로부터 웨이퍼 노치 및 디펙트를 분리인식하는 제어부;로 이루어진다.
이 경우 상기 턴테이블 및 제어부는 웨이퍼 소팅장치에 구비된 것을 사용하고, 상기 디펙트검사카메라가 웨이퍼 소팅장치에 추가됨으로써 웨이퍼 에지부를 검 사할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 웨이퍼 에지 디펙트 검출방법은, 웨이퍼 상의 촬영개시지점이 제어부에서 인식되는 단계; 상기 제어부에서 인식된 촬영개시지점에서부터 디펙트검사카메라에 의해 회전되는 웨이퍼의 에지부가 촬영되는 단계; 상기 촬영된 이미지로부터 제어부에서 웨이퍼 맵이 완성되는 단계; 상기 완성된 웨이퍼 맵로부터 웨이퍼의 노치가 확인되는 단계; 웨이퍼 에지부를 검사하기 위한 검사영역이 설정되는 단계; 상기 검사영역에 의한 웨이퍼 에지부를 검사하여 디펙트 존재 여부가 검출되는 단계;로 이루어진다.
이 경우 상기 웨이퍼 상의 촬영개시지점은 턴테이블을 회전시키는 모터의 정속시작시점과 일치하도록 하고, 촬영종료지점은 모터의 정속종료시점과 일치하도록 설정되는 것이 바람직하다.
또한 상기 웨이퍼 에지부의 디펙트 검사는 웨이퍼 소팅 공정에서 웨이퍼 얼라인과 동시에 진행되는 것이 바람직하다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 웨이퍼 에지 디펙트 검출장치를 보여주는 개략 구성도이다.
도 1을 참조하면, 모터 등의 구동수단에 의해 회전되는 턴테이블(10)이 구비된다. 상기 턴테이블(10)의 상부에는 웨이퍼(1)가 적재되어 있다. 상기 웨이퍼(1)의 상하부면과 소정의 거리만큼 이격된 위치에 디펙트검사카메라(100a,100b)가 구 비된다. 상기 디펙트검사카메라(100a,100b)는 턴테이블(10)의 회전시 그 상부에 적재된 웨이퍼(1)의 에지(Edge)부를 촬영하게 된다. 상기 디펙트검사카메라(100a,100b)와 웨이퍼(1) 사이에는 조명(110a,110b)이 설치된다.
이 경우 상기 디펙트검사카메라(100a,100b) 및 조명(110a,110b)은 웨이퍼의 상하면 에지부를 각각 촬영할 수 있도록 상하부에 별도로 구비되는 것이 바람직하다.
또한 상기 디펙트검사카메라(100a,100b)의 셔터속도를 제어하고, 디펙트검사카메라(100a,100b)의 촬영결과 얻어진 이미지데이터로부터 웨이퍼 노치(Notch) 및 웨이퍼 에지(Edge)부의 디펙트(Defect)를 분리인식하는 제어부(200)가 구비된다.
상기 제어부(200)와는 별도로 정상 상태의 웨이퍼 이미지가 저장되어 있는 저장부(도면에 미도시)가 구비된다.
상기와 같은 검출장치는 웨이퍼 소팅(sorting)장치에 함께 설치하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 턴테이블(10)은 소팅(sorting)장치에서 웨이퍼(1)를 적재하기 위해 설치된 것을 사용하게 되고, 상기 제어부(200) 역시 소팅(sorting)장치에서 웨이퍼의 노치(Notch) 얼라인 및 웨이퍼 아이디(ID) 얼라인을 위한 제어부를 공용으로 사용하게 된다.
이와 같은 웨이퍼 소팅(sorting)장치에 상기 디펙트검사카메라(100a,100b) 및 조명(110a,110b)을 추가로 구비함으로써 웨이퍼 소팅((sorting)장치 내에서 웨이퍼 에지부의 디펙트 검출 구현이 가능하게 된다.
미설명부호 300은 디펙트검사카메라(100a,100b)에 의해 촬영된 이미지를 사 용자가 볼 수 있도록 연결설치된 컴퓨터이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 웨이퍼 에지 디펙트 검출방법을 보여주는 흐름도이다.
먼저, 웨이퍼(1) 상의 촬영개시지점이 제어부(200)에서 인식된다(S401).
본 발명은 웨이퍼(1) 1회전시 웨이퍼(1)의 에지(Edge)부를 촬영하여 그 촬영된 이미지를 합쳐 하나의 웨이퍼 맵(map)을 완성하고, 그 완성된 웨이퍼 맵(map)을 기준되는 웨이퍼 이미지와 비교하여 정상인지 여부를 판정하게 되는 것이다.
이를 위하여 디펙트검사카메라(100a,100b)가 촬영을 개시하는 시점을 결정하여야 한다. 웨이퍼 에지부의 촬영은 웨이퍼를 턴테이블(10)과 함께 회전시키는 모터(도면에 미도시)의 속도와 연관하여 결정하여야 한다.
즉, 모터가 회전하면 3가지의 속도구간이 나타난다. 회전하기 시작할 때의 가속구간, 일정한 속도로 회전되는 정속구간, 회전이 정지될 때의 감속구간으로 나눌 수 있다.
따라서 제어부에 설정된 디펙트검사카메라(100a,100b)의 셔터속도로 모터의 가속구간 또는 감속구간에서 촬영을 한다면 촬영된 웨이퍼 에지부의 이미지가 겹쳐서 중복으로 촬영되는 문제점이 생기므로, 에지부 디펙트를 검사하기 위한 촬영은 모터의 정속구간에서 이루어지는 것이 바람직하다.
그러므로 디펙트검사카메라(100a,100b)에 의한 웨이퍼 에지부 촬영개시지점은 턴테이블(10)을 회전시키는 모터의 정속시작시점과 일치하도록 설정되도록 하 고, 웨이퍼 에지부 촬영종료지점은 모터의 정속종료시점과 일치하도록 설정되도록 한다. 즉, 모터의 정속구간에서 웨이퍼가 1회전되도록 하는 것이다.
상기 촬영개시지점이 제어부(200)에서 인식되면, 디펙트검사카메라(100a,100b)에 의해 회전되는 웨이퍼(1)의 에지부가 촬영된다(S403).
웨이퍼(1)가 1회전하는 동안 디펙트검사카메라(100a,100b)에 의해 웨이퍼(1) 에지부가 촬영되면 그 이미지 데이터는 제어부(200)로 수신되고, 제어부(200)에서는 촬영된 이미지 데이터를 합성하여 웨이퍼(1) 맵(map)을 완성하게 된다(S405).
상기 완성된 웨이퍼 맵(map)으로부터 웨이퍼(1)의 노치(Notch) 위치를 확인한다(S407). 웨이퍼(1)의 노치는 후술하는 검사영역보다 크기 때문에 촬영된 이미지 데이터를 합성하여 노치임을 확인하게 된다.
웨이퍼 노치 위치가 확인되면 웨이퍼(1) 에지부를 검사하기 위한 검사영역이 설정된다(S409). 상기 검사영역이란 디펙트검사카메라(100a,100b)가 촬영하는 범위를 나타내는 것으로서, 두께와 폭이 각각 1mm 정도로서 웨이퍼 에지를 기준으로 내측으로 1mm를 목표로 이미지를 리딩(reading)하게 된다.
상기 검사영역에 의한 웨이퍼 에지부를 검사한 결과와 기존에 입력되어 있던 정상적인 웨이퍼 이미지를 비교하여 디펙트(defect) 존재 여부를 검출하게 된다(S411,S413). 이 경우 검출된 디펙트(defect)가 0.1mm 이상인 경우 사용자에게 램프(lamp) 또는 경보(alarm)를 통해 알려줌으로써 웨이퍼의 치핑(chipping) 유/무를 검출할 수 있게 된다(S415,S417).
도 3은 본 발명의 다른 실시예로서 웨이퍼 소팅공정에 웨이퍼 에지 디펙트 검출단계가 포함된 것을 보여주는 흐름도이다.
본 실시예에서는, 웨이퍼 소팅(sorting)공정에서 웨이퍼 에지 디펙트 검출을 실시하는 방법에 관한 것이다. 즉, 별도의 공정을 추가할 필요없이 기존의 소팅(sorting)공정에 검출장치를 접촉하여 디펙트 검출을 하게 된다.
먼저, 웨이퍼(1)가 소팅(sorting)장치 내로 로딩(loading)된다(S501). 웨이퍼(1)가 로딩되면 로봇(robot)에 의해 웨이퍼(1)가 픽업(pick-up)되고(S503), 얼라이너에 웨이퍼가 적재되면(S505), 웨이퍼가 회전되면서 노치 얼라인 또는 웨이퍼 아이디(ID)얼라인이 진행된다(S507,S509).
이 경우 웨이퍼 에지부 디펙트 검사가 동시에 실시되게 된다(S511). 웨이퍼 에지부 디펙트 검사방법은 상기한 바와 같은 도 2의 방법과 동일하게 실시되어, 디펙트가 검출시 경보를 울리게 된다.
소팅(sorting)공정은 얼라이너가 정지되고, 웨이퍼는 픽업되어 카세트에 언로딩(unloading)된다(S513,S515,S517).
상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 의하면, 비정상적으로 발생하는 웨이퍼 치핑(Chipping)을 조기에 검출함으로써 치핑(Chipping) 웨이퍼가 프로세스(process) 진행 중 파손(broken)되어 2차 손상(damage)받는 것을 방지할 수 있고, 웨이퍼 치핑(Chipping) 검출을 웨이퍼 소팅(sorting)공정에 접목시킴으로써 별 도의 추가공정을 설정할 필요없이 웨이퍼 치핑(Chipping) 검출이 가능하므로 저가에 웨이퍼 디펙트 검출장비의 구현이 가능한 장점이 있다.
또한 한 공정에서만 모니터링하는 것이 아니라 여러 공정에서 동시에 모니터링함으로써 각 공정 간 구간을 최소화하여 효율적인 장치 체크가 가능하여 장비의 다운타임(downtime)을 최소할 수 있는 장점이 있다.

Claims (5)

  1. 구동수단에 의해 회전되고 상부에 웨이퍼가 적재되는 턴테이블;
    상기 턴테이블의 회전시 그 상부에 적재된 웨이퍼의 에지부를 촬영하기 위한 디펙트검사카메라;
    상기 디펙트검사카메라의 셔터속도를 제어하고, 디펙트검사카메라의 촬영결과 데이터로부터 웨이퍼 노치 및 디펙트를 분리인식하는 제어부;
    로 이루어진 웨이퍼 에지 디펙트 검출장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 턴테이블 및 제어부는 웨이퍼 소팅장치에 구비된 것을 사용하고, 상기 디펙트검사카메라가 웨이퍼 소팅장치에 추가됨으로써 웨이퍼 에지부를 검사할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 에지 디펙트 검출장치.
  3. 웨이퍼 상의 촬영개시지점이 제어부에서 인식되는 단계;
    상기 제어부에서 인식된 촬영개시지점에서부터 디펙트검사카메라에 의해 회전되는 웨이퍼의 에지부가 촬영되는 단계;
    상기 촬영된 이미지로부터 제어부에서 웨이퍼 맵이 완성되는 단계;
    상기 완성된 웨이퍼 맵으로부터 웨이퍼의 노치가 확인되는 단계;
    웨이퍼 에지부를 검사하기 위한 검사영역이 설정되는 단계;
    상기 검사영역에 의한 웨이퍼 에지부를 검사하여 디펙트 존재 여부가 검출되는 단계;
    로 이루어진 웨이퍼 에지 디펙트 검출방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 웨이퍼 상의 촬영개시지점은 턴테이블을 회전시키는 모터의 정속시작시점과 일치하도록 하고, 촬영종료지점은 모터의 정속종료시점과 일치하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 에지 디펙트 검출방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 웨이퍼 에지부의 디펙트 검사는 웨이퍼 소팅 공정에서 웨이퍼 얼라인과 동시에 진행되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 에지 디펙트 검출방법.
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