KR20080070100A - 반도체 제조설비의 웨이퍼 검사장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로세스 진행 전에 웨이퍼의 손상유무를 검사하여 손상된 웨이퍼를 회수하는 웨이퍼 검사장치 및 그 방법에 관한 것이다.

프로세스 진행 전에 웨이퍼를 실시간 검사속도를 향상시켜 생산성을 높일 수 있고, 웨이퍼 에지브로큰 및 칩핑상태를 검사하여 웨이퍼 품질불량 발생을 최소화하기 위한 본 발명의 반도체 제조설비의 웨이퍼 검사장치는, 로딩된 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼 핸들러부와, 상기 웨이퍼 핸들러부를 제어하는 웨이퍼 핸들러 콘트롤부와, 상기 웨이퍼 핸들러부로부터 이송된 웨이퍼의 불량유무를 판독하는 웨이퍼 판독부와, 상기 웨이퍼 판독부로부터 웨이퍼 판독신호를 받아 정상 또는 비정상 상태를 표시하도록 제어하고, 불량 웨이퍼를 분리하도록 제어하는 콘트롤러와, 상기 콘트롤러의 제어에 의해 웨이퍼의 정상 상태 또는 비정상 상태를 표시하는 표시부를 포함한다.

프로세스가 진행되기 전에 로더부에 로딩된 웨이퍼를 웨이퍼 판독부로 이송하여 웨이퍼 브로큰 및 칩핑상태를 미세하게 검출하여 웨이퍼의 불량유무를 판독하여 표시하고, 불량이 발생된 웨이퍼는 언로더부로 분리하여 불량이 발생하지 않는 웨이퍼만 프로세스를 진행하도록 하여 품질불량 발생을 최소화할 수 있으며, 또한 적외선 발광부와 솔라셀 수광부를 이용하여 외부의 빛의 간섭을 최소화하고 웨이퍼 에지의 미세한 변화를 신속하게 검출하여 검사속도를 향상시켜 생산성을 높인다.

웨이퍼 칩핑, 웨이퍼 검사, 적외선센서, 웨이퍼 불량, 웨이퍼 브로큰

Description

반도체 제조설비의 웨이퍼 검사장치 및 그 방법{EQUIPMENT AND METHOD FOR CHECKING WAFER OF SEMICONDUCTOR MANUFACTURE DEVICE TREREOF}

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 제조설비의 웨이퍼 검사장치의 구성도

도 2는 도 1 중 웨이퍼 판독부(18)의 상세 구성도

도 3은 웨이퍼 판독센서(38)에서 정상웨이퍼 진행 시 전압 파형도

도 4는 웨이퍼 판독센서(38)에서 비정상 웨이퍼 진행 시 전압 파형도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 언로더부 12 : 로더부

14 : 웨이퍼 핸들러 콘트롤부 16 : 웨이퍼 핸들러부

18: 웨이퍼 판독부 20 : 콘트롤러

22: 표시부

본 발명은 반도체 제조설비의 웨이퍼 검사장치에 관한 것으로, 특히 프로세스 진행 전에 웨이퍼의 손상유무를 검사하여 손상된 웨이퍼를 회수하는 웨이퍼 검사장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조공정은 크게 확산공정, 화학기상증착공정, 산화공정, 사진공정, 금속증착공정, 식각공정으로 분류된다. 이들 각각의 공정이 특별히 정해진 순서에 따라 반복 진행됨으로써 원하는 반도체 소자가 웨이퍼에 형성된다. 이러한 반도체 제조공정 중에 웨이퍼는 여러 반도체 설비를 통과하고, 그 웨이퍼는 각각의 공정에 따라 설비내에서 공정조건, 즉, 공정온도 및 척에 고정되는 방법 등이 다르다.

따라서 상기 공정들을 수행하면서 웨이퍼의 측면이 손상되는 경우가 빈번하게 발생한다. 상기 측면이 손상된 웨이퍼가 포함된 상태로 후속공정을 진행하면, 후속공정 시 상기 측면의 손상된 부분은 스트레스를 받으면 웨이퍼가 브로큰(Broken)되는 경우가 있었다. 그리고 웨이퍼 내의 에지 브로큰 또는 칩핑(Chipping)이 원인이 되어 프로세스 진행 시 설비내에서 웨이퍼가 브로큰되어 진행중인 웨이퍼의 추가 피해가 발생되고 있다. 이를 해결하기 위해 프로세스가 진행되기 전 작업자의 육안검사 또는 검사장비를 통하여 웨이퍼의 전수검사를 하여 웨이퍼 브로큰으로 인한 피해를 줄이는 노력을 지속 유지하고 있으나 작업자 검사수준, 검사장비의 불량검출 능력 저하로 문제가 완전해결되지 않고 있다.

이러한 문제를 해결하는 웨이퍼 검사기술이 대한민국 등록특허 10-0296668호에 개시되어 있다. 대한민국 등록특허 10-0296668호에는 웨이퍼에 조명을 조사하고 회전하는 웨이퍼의 측면화상정보를 카메라로 획득하여 웨이퍼 측면의 불량유무를 판단하고 있다.

상기와 같은 종래의 웨이퍼 검사장치는 웨이퍼 에지부분의 화상정보를 이용하여 불량유무를 검출하므로, 웨이퍼의 불량여부를 검출하는데 시간이 많이 소요되어 생산성이 떨어지는 문제가 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 프로세스 진행 전에 웨이퍼를 실시간 검사속도를 향상시켜 생산성을 높일 수 있고, 웨이퍼 에지브로큰 및 칩핑상태를 검사하여 웨이퍼 품질불량 발생을 최소화할 수 있는 반도체 제조설비의 웨이퍼 검사장치 및 그 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 제조설비의 웨이퍼 검사장치는, 로딩된 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼 핸들러부와, 상기 웨이퍼 핸들러부를 제어하는 웨이퍼 핸들러 콘트롤부와, 상기 웨이퍼 핸들러부로부터 이송된 웨이퍼의 불량유무를 판독하는 웨이퍼 판독부와, 상기 웨이퍼 판독부로부터 웨이퍼 판독신호를 받아 정상 또는 비정상 상태를 표시하도록 제어하고, 불량 웨이퍼를 분리하도록 제어하는 콘트롤러와, 상기 콘트롤러의 제어에 의해 웨이퍼의 정상 상태 또는 비정상 상태를 표시하는 표시부를 포함함을 특징으로 한다.

상기 웨이퍼 판독부는, 받침대와, 상기 받침대의 소정위치에 형성되어 회전력을 발생하는 모터구동부와, 상기 모터구동부의 상부의 회전축에 결합되어 웨이퍼를 재치하는 오리엔트 스테이지와, 상기 받침대에 수직으로 고정되는 수직지지대와, 상기 수직지지대에 고정되어 웨이퍼의 불량유무를 판독하는 웨이퍼 판독센서를 포함함을 특징으로 한다.

상기 웨이퍼 판독센서는, 적외선을 발생하는 적외선 발광부와, 상기 적외선 발광부로부터 웨이퍼의 에지를 거쳐 반사된 빛을 수광하는 솔라셀 수광부를 포함함을 특징으로 한다.

상기 솔라셀 수광부는 상기 웨이퍼 에지의 미세한 변화를 검출함을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 반도체 제조설비의 웨이퍼 검사방법은, 로딩된 웨이퍼를 오리엔트 스테이지로 이송하는 단계와, 상기 오리엔트 스테이지로 이송한 웨이퍼를 회전시키는 단계와, 상기 회전되는 웨이퍼로 적외선 발광부를 이용하여 적외선을 조사하도록 하고, 상기 웨이퍼의 회전에 대응하여 상기 적외선 발광부로부터 발광된 적외선을 수광하는 단계와, 상기 수광된 적외선에 대응하는 전압이 미리 셋팅된 전압과 일치하지 않을 시 불량 웨이퍼로 판독하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

상기 불량웨이퍼로 판독될 시 불량웨이퍼 판독상태를 표시하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설 명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 제조설비의 웨이퍼 검사장치의 구성도이다.

다수의 웨이퍼들을 언로딩하는 언로더부(10)와,

다수의 웨이퍼들을 로딩하는 로더부(12)와,

상기 로더부(12)로부터 로딩된 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼 핸들러부(14)와,

상기 웨이퍼 핸들러부(14)를 제어하는 웨이퍼 핸들러 콘트롤부(16)와,

상기 웨이퍼 핸들러부(14)로부터 이송된 웨이퍼의 불량유무를 판독하는 웨이퍼 판독부(18)와,

상기 웨이퍼 판독부(18)로부터 웨이퍼 판독신호를 받아 정상 또는 비정상 상태를 표시하도록 제어하고, 상기 웨이퍼 핸들러 콘트롤부(16)로부터 웨이퍼 이송상태 신호를 받아 로더부(12)를 제어하는 콘트롤러(20)와,

상기 콘트롤러(20)의 제어에 의해 웨이퍼의 정상 상태 또는 비정상 상태를 표시하는 표시부(22)로 구성되어 있다.

도 2는 도 1 중 웨이퍼 판독부(18)의 상세 구성도로서,

받침대(30)와,

상기 받침대(30)의 소정위치에 형성되어 회전력을 발생하는 모터구동부(32)와,

상기 모터구동부(30)의 상부의 회전축에 결합되어 웨이퍼를 재치하는 오리엔트 스테이지(Orient Stage)(34)와,

상기 받침대(30)에 수직으로 고정되는 수직지지대(36)와,

상기 수직지지대(36)에 고정되어 웨이퍼의 불량유무를 판독하는 웨이퍼 판독센서(38)로 구성되어 있다.

상기 웨이퍼 판독센서(38)는 적외선을 발생하는 적외선 발광부(38a)와, 상기 적외선 발광부(38a)로부터 웨이퍼의 에지를 거쳐 반사된 빛을 수광하는 솔라셀 수광부(38b)로 구성되어 있다.

도 3은 웨이퍼 판독센서(38)에서 정상웨이퍼 진행 시 전압 파형도이고,

도 4는 웨이퍼 판독센서(38)에서 비정상 웨이퍼 진행 시 전압 파형도이다.

상술한 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예의 동작을 상세히 설명한다.

먼저 웨이퍼가 로더부(12)로 로딩되면 웨이퍼 핸들러부(16)는 로더부(12)에 로딩된 웨이퍼를 꺼내어 웨이퍼 판독부(18)로 이송한다. 즉 웨이퍼 핸들러부(16)는 웨이퍼 판독부(18)의 오리엔트 스테이지(34)로 웨이퍼를 안착시킨다. 그런 후 웨이퍼 판독부(16)는 모터구동부(32)는 모터를 구동하여 오리엔트 스테이지(34)를 0~360°회전시켜 웨이퍼가 회전되도록 한다. 그리고 적외선 발광부(38a)를 발광시켜 적외선이 오리엔트 스테이지(34)에 안착된 웨이퍼에 조사되도록 한다. 상기 오리엔트 스테이지(34)에 안착되어 회전하는 웨이퍼에 조사된 적외선은 솔라셀 수광부(38b)로 수광된다. 이때 솔라셀 수광부(38b)는 웨이퍼가 정상적일 경우 도 3과 같이 웨이퍼의 에지부분에 형성된 노치를 검출하기위한 전압파형을 출력한다. 도 3에서 A영역은 오리엔트 스테이지(34)에 웨이퍼가 안착되지 않을 경우 솔라셀 수광부(38b)로부터 출력되는 전압파형이고, B영역은 오리엔트 스테이지(34)에 웨이퍼가 안착될 경우 솔라셀 수광부(38b)로부터 출력되는 전압파형이다. 그러나 웨이퍼에 에지브로큰이나 칩핑(Chipping)으로 인한 불량웨이퍼가 오리엔트 스테이지(34)에 안착된 경우 솔라셀 수광부(38b)는 도 4와 같은 전압파형을 출력한다. 본 발명의 웨이퍼 판독부(38)는 적외선 발광부(38a)와 솔라셀 수광부(38b)를 사용하여 외부의 빛의 간섭을 최소화하였다. 그리고 솔라셀 수광부(38b)는 웨이퍼 에지의 미세한 변화도 검출할 수 있도록 하였다. 도 4에서는 하나의 에지브로큰 및 칩핑상태를 예시하였으나 웨이퍼의 에지부분의 불량 개수에 따라 에지브로큰 및 칩핑 파형이 불량개수만큼 검출된다. 콘트롤러(20)는 상기 웨이퍼 판독부(18)로부터 출력되는 전압파형과 미리 세팅된 전압파형을 비교하여 웨이퍼 불량유무를 판단한다. 따라서 콘트롤러(20)는 웨이퍼 판독부(18)로부터 도 3과 같은 파형의 전압이 입력되면 오리엔트 스테이지(34)에 안착된 웨이퍼가 정상으로 판단하고 표시부(22)에 웨이퍼 정상상태를 표시한다. 그리고 콘트롤러(20)는 웨이퍼 핸들러(16)를 제어하여 웨이퍼 판독부(18)의 오리엔트 스테이지(34)에 안착된 웨이퍼를 로더부(12)로 이송하도록 제어한다. 그러나 콘트롤러(20)는 웨이퍼 판독부(18)로부터 도 4와 같은 파형의 전압이 입력되면 오리엔트 스테이지(34)에 안착된 웨이퍼가 비정상으로 판단하고 표시부(22)에 웨이퍼 비정상상태를 표시한다. 그리고 콘트롤러(20)는 웨이퍼 핸들러(16)를 제어하여 웨이퍼 판독부(18)의 오리엔트 스테이지(34)에 안착된 웨이퍼를 언로더부(10)로 이송하도록 제어한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 프로세스가 진행되기 전에 로더부에 로딩된 웨이퍼를 웨이퍼 판독부로 이송하여 웨이퍼 브로큰 및 칩핑상태를 미세하게 검출하여 웨이퍼의 불량유무를 판독하여 표시하고, 불량이 발생된 웨이퍼는 언로더부로 분리하여 불량이 발생하지 않는 웨이퍼만 프로세스를 진행하도록 하여 품질불량 발생을 최소화할 수 있으며, 또한 적외선 발광부와 솔라셀 수광부를 이용하여 외부의 빛의 간섭을 최소화하고 웨이퍼 에지의 미세한 변화를 신속하게 검출하여 검사속도를 향상시켜 생산성을 높일 수 있는 이점이 있다.

Claims (11)

1. 반도체 제조설비의 웨이퍼 검사장치에 있어서,

   로딩된 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼 핸들러부와,

   상기 웨이퍼 핸들러부를 제어하는 웨이퍼 핸들러 콘트롤부와,

   상기 웨이퍼 핸들러부로부터 이송된 웨이퍼의 불량유무를 판독하는 웨이퍼 판독부와,

   상기 웨이퍼 판독부로부터 웨이퍼 판독신호를 받아 정상 또는 비정상 상태를 표시하도록 제어하고, 불량 웨이퍼를 분리하도록 제어하는 콘트롤러와,

   상기 콘트롤러의 제어에 의해 웨이퍼의 정상 상태 또는 비정상 상태를 표시하는 표시부를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 웨이퍼 검사장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼 판독부는,

   받침대와,

   상기 받침대의 소정위치에 형성되어 회전력을 발생하는 모터구동부와,

   상기 모터구동부의 상부의 회전축에 결합되어 웨이퍼를 재치하는 오리엔트 스테이지와,

   상기 받침대에 수직으로 고정되는 수직지지대와,

   상기 수직지지대에 고정되어 웨이퍼의 불량유무를 판독하는 웨이퍼 판독센서 를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 웨이퍼 검사장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 웨이퍼 판독센서는,

   적외선을 발생하는 적외선 발광부와,

   상기 적외선 발광부로부터 웨이퍼의 에지를 거쳐 반사된 빛을 수광하는 솔라셀 수광부를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 웨이퍼 검사장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 솔라셀 수광부는 상기 웨이퍼 에지의 미세한 변화를 검출함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 웨이퍼 검사장치.
5. 반도체 제조설비의 웨이퍼 검사장치에 있어서,

   다수의 웨이퍼들을 언로딩하는 언로더부와,

   다수의 웨이퍼들을 로딩하는 로더부와,

   상기 로더부로 로딩된 웨이퍼를 이송하는 웨이퍼 핸들러부와,

   상기 웨이퍼 핸들러부를 제어하는 웨이퍼 핸들러 콘트롤부와,

   상기 웨이퍼 핸들러부로부터 이송된 웨이퍼의 불량유무를 판독하는 웨이퍼 판독부와,

   상기 웨이퍼 판독부로부터 웨이퍼 판독신호를 받아 정상 또는 비정상 상태를 표시하도록 제어하고, 불량 웨이퍼를 분리하도록 제어하는 콘트롤러와,

   상기 콘트롤러의 제어에 의해 웨이퍼의 정상 상태 또는 비정상 상태를 표시하는 표시부를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 웨이퍼 검사장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 웨이퍼 판독부는,

   받침대와,

   상기 받침대의 소정위치에 형성되어 회전력을 발생하는 모터구동부와,

   상기 모터구동부의 상부의 회전축에 결합되어 웨이퍼를 재치하는 오리엔트 스테이지와,

   상기 받침대에 수직으로 고정되는 수직지지대와,

   상기 수직지지대에 고정되어 웨이퍼의 불량유무를 판독하는 웨이퍼 판독센서를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 웨이퍼 검사장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 웨이퍼 판독센서는,

   적외선을 발생하는 적외선 발광부와,

   상기 적외선 발광부로부터 웨이퍼의 에지를 거쳐 반사된 빛을 수광하는 솔라 셀 수광부를 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 웨이퍼 검사장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 솔라셀 수광부는 상기 웨이퍼 에지의 미세한 변화를 검출함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 웨이퍼 검사장치.
9. 제8항에 있어서,

   상기 콘트롤러는 상기 웨이퍼가 불량으로 판독될 시 상기 오리엔트 스테이지에 안착된 웨이퍼를 상기 언로더부로 이송하도록 제어함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 웨이퍼 검사장치.
10. 반도체 제조설비의 웨이퍼 검사방법에 있어서,

    로딩된 웨이퍼를 오리엔트 스테이지로 이송하는 단계와,

    상기 오리엔트 스테이지로 이송한 웨이퍼를 회전시키는 단계와,

    상기 회전되는 웨이퍼로 적외선 발광부를 이용하여 적외선을 발광하도록 하고, 상기 웨이퍼의 회전에 대응하여 상기 적외선 발광부로부터 발광된 적외선을 수광하는 단계와,

    상기 수광된 적외선이 미리 셋팅된 전압과 일치하지 않을 시 불량 웨이퍼로 판독하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 웨이퍼 검사방법.
11. 제10항에 있어서,

    상기 불량웨이퍼로 판독될 시 불량웨이퍼 판독상태를 표시하는 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 반도체 제조설비의 웨이퍼 검사방법.

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