KR20090070200A - 웨이퍼 검사 장치 - Google Patents

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KR20090070200A
KR20090070200A KR1020070138120A KR20070138120A KR20090070200A KR 20090070200 A KR20090070200 A KR 20090070200A KR 1020070138120 A KR1020070138120 A KR 1020070138120A KR 20070138120 A KR20070138120 A KR 20070138120A KR 20090070200 A KR20090070200 A KR 20090070200A
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박성운
최진호
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세메스 주식회사
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    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions

Abstract

웨이퍼 검사 장치는 촬상부, 판단부 및 알람 발생부를 포함한다. 촬상부는 포토레지스트 막이 형성된 웨이퍼 상에 구비되며, 웨이퍼의 이미지를 촬상한다. 판단부는 촬상 이미지와 기 설정된 기준이미지를 비교하여 포토레지스트 막의 불량 여부를 판단한다. 알람 발생부는 포토레지스트 막이 불량인 경우, 알람을 발생한다.

Description

웨이퍼 검사 장치{Apparatus for inspecting a substrate}
본 발명은 웨이퍼 검사 장치에 관한 것으로, 웨이퍼 상에 형성된 포토레지스트 막의 불량 여부를 검사하는 웨이퍼 검사 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘웨이퍼 상에 전기적인 회로를 형성하는 팹(fabrication; Fab) 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 반도체 소자들의 전기적인 특성을 검사하는 EDS(electrical die sorting) 공정과, 상기 반도체 소자들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 공정을 통해 제조된다.
상기 팹 공정은 웨이퍼 상에 막을 형성하기 위한 증착 공정과, 상기 막을 평탄화하기 위한 화학적 기계적 연마 공정과, 상기 막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피 공정과, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 막을 전기적인 특성을 갖는 패턴으로 형성하기 위한 식각 공정과, 웨이퍼의 소정 영역에 특정 이온을 주입하기 위한 이온 주입 공정과, 웨이퍼 상의 불순물을 제거하기 위한 세정 공정과, 상기 막 또는 패턴이 형성된 웨이퍼의 표면 또는 상기 막의 성분 및 농도 등을 검사하기 위한 검사 공정 등을 포함한다.
상기 포토리소그래피 공정은 웨이퍼 상에 포토레지스트 막을 형성하기 위한 포토레지스트 코팅 공정과, 상기 포토레지스트 막을 경화시키기 위한 베이킹 공정과, 상기 경화된 포토레지스트 막을 포토 마스크를 사용하여 포토레지스트 패턴으로 형성하기 위한 노광 공정 및 현상 공정을 포함한다.
상기 포토레지스트 코팅 공정에 의해 형성된 포토레지스트 막은 여러 가지 원인에 의해 상기 웨이퍼 상에 전체적으로 형성되지 않을 수 있다.
종래 기술에 따르면, 사용자가 상기 웨이퍼 상에 구비된 카메라를 통해 상기 포토레지스트 막의 불량 여부를 확인한다. 따라서, 상기 포토레지스트 막이 불량하지만 사용자가 이를 확인하지 못할 수 있다. 이 경우, 상기 웨이퍼에 대한 후속 공정이 수행된다. 상기 포토레지스트 막이 불량한 웨이퍼에 대해 후속 공정을 진행하는 경우, 비용과 시간의 낭비를 초래한다.
본 발명은 웨이퍼 상에 형성된 포토레지스트 막의 불량 여부를 자동으로 확인할 수 있는 웨이퍼 검사 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 웨이퍼 검사 장치는 포토레지스트 막이 형성된 웨이퍼 상에 구비되며, 상기 웨이퍼의 이미지를 촬상하는 촬상부 및 상기 촬상부에 의해 촬상된 이미지와 기 설정된 기준이미지를 비교하여 상기 포토레지스트 막의 불량 여부를 판단하는 판단부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 웨이퍼 검사 장치는 상기 판단부의 판단 결과에 따라 알람을 발생하기 위한 알람 발생부를 더 포함할 수 있다.
상기 웨이퍼 검사 장치는 촬상된 웨이퍼의 이미지와 기 설정된 기준 이미지를 비교하여 포토레지스트 막의 불량 여부를 자동으로 확인한다. 따라서, 상기 포토레지스트 막의 불량 여부를 정확하게 확인할 수 있다. 또한, 사용자가 상기 포토레지스트 막의 불량 여부를 지속적으로 확인할 필요가 없으므로 상기 웨이퍼 검사에 소요되는 노동력을 줄일 수 있다. 나아가, 반도체 장치 제조 공정에 대한 신뢰성과 효율을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치(100)를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 상기 웨이퍼 검사 장치(100)는 촬상부(110), 판단부(120) 및 알람 발생부(130)를 포함한다.
상기 촬상부(110)를 포토레지스트 막(10)이 형성된 웨이퍼(W) 상에 구비되어 상기 웨이퍼(W)를 촬상한다. 상기 촬상부(110)는 조명부(미도시)와 인접하도록 배치될 수 있다. 따라서, 상기 촬상부(110)는 상기 조명부에 의해 조명된 웨이퍼(W)를 촬상한다. 그러므로, 상기 촬상부(110)는 상기 웨이퍼(W)를 선명하게 촬상할 수 있다. 일 예로, 상기 촬상부(110)는 CCD 카메라일 수 있다. 다른 예로, 상기 촬상부(110)로 산업용 내시경일 수 있다.
또한, 상기 촬상부(110)는 촬상된 웨이퍼(W)의 이미지를 상기 판단부(120)로 전송한다.
한편, 일 예로, 상기 포토레지스트 막(10)은 상기 웨이퍼(W)를 회전하면서 포토레지스트를 상기 웨이퍼(W)로 제공하여 형성될 수 있다. 또한, 다른 예로, 상기 포토레지스트 막(10)은 슬릿 형태의 노즐이 상기 웨이퍼(W)로 스캐닝하면서 포 토레지스트를 제공하여 형성될 수 있다.
상기 판단부(120)는 상기 촬상부(110)에서 촬상된 웨이퍼(W)의 이미지와 기 설정된 기준 이미지를 비교하여 상기 포토레지스트 막(10)의 불량 여부를 판단한다. 상기 기 설정된 기준 이미지는 포토레지스트 막이 웨이퍼의 전면에 정상적으로 형성된 웨이퍼의 이미지이다. 상기 기준 이미지는 정상 웨이퍼로부터 미리 획득되거나 이전 공정에서 포토레지스트 막이 정상적으로 형성된 웨이퍼로부터 획득될 수 있다.
예를 들면, 상기 촬상 이미지에서 상기 포토레지스트 막(10)이 형성된 부분의 그레이 레벨과 상기 기준 이미지의 그레이 레벨은 유사하거나 동일하다. 그러나, 상기 촬상 이미지에서 상기 포토레지스트 막(10)이 형성되지 않은 부분의 그레이 레벨과 상기 기준 이미지의 그레이 레벨은 많은 차이가 있다. 따라서, 상기 촬상 이미지에서의 그레이 레벨과 상기 기준 이미지의 그레이 레벨을 비교하여 상기 포토레지스트 막(10)의 불량 여부를 판단할 수 있다. 즉, 상기 촬상 이미지의 그레이 레벨과 상기 기준 이미지의 그레이 레벨의 차이가 오차 범위 이내인 경우, 상기 포토레지스트 막(10)을 정상으로 판단하고, 상기 촬상 이미지의 그레이 레벨과 상기 기준 이미지의 그레이 레벨의 차이가 오차 범위를 벗어나는 경우, 상기 포토레지스트 막(10)을 불량으로 판단한다.
한편, 상기 판단부(120)는 상기 촬상된 이미지만으로 상기 포토레지스트 막(10)의 불량 여부를 확인할 수 있다. 예를 들면, 상기 촬상 이미지에서 상기 포토레지스트 막(10)이 형성된 부분의 그레이 레벨과 상기 포토레지스트 막(10)이 형 성되지 않은 부분의 그레이 레벨은 많은 차이가 있다. 따라서, 상기 촬상 이미지에서 각 부분(예를 들면 각 픽셀)에서의 그레이 레벨을 비교하여 상기 포토레지스트 막(10)의 불량 여부를 판단할 수 있다. 즉, 상기 촬상 이미지의 그레이 레벨들의 차이가 오차 범위 이내인 경우, 상기 포토레지스트 막(10)을 정상으로 판단하고, 상기 촬상 이미지의 그레이 레벨들의 차이가 오차 범위를 벗어나는 경우, 상기 포토레지스트 막(10)을 불량으로 판단한다.
한편, 상기 판단부(120)는 상기 포토레지스트 막(10)에 대한 판단 결과를 상기 알람 발생부(130)로 전송한다. 또한, 상기 판단부는 상기 판단 결과를 제어부(미도시)로 전송할 수도 있다. 상기 제어부는 상기 포토레지스트 막(10)이 불량으로 판단되는 경우, 상기 웨이퍼(W)에 대한 후속 공정을 중단할 수 있다.
상기 알람 발생부(130)는 상기 판단부(120)로부터 전송되는 판단 결과에 따라 알람을 발생한다. 예를 들면, 상기 알람 발생부(130)는 상기 판단부(120)의 판단 결과 상기 포토레지스트 막(10)이 불량인 경우, 알람을 발생한다. 상기 알람 발생부(130)에서는 경고 신호를 발생시킴으로써 사용자에게 상기 포토레지스트 막(10)의 상태를 인지하도록 한다.
예를 들어, 상기 알람 발생부(130)는 경고음을 발생시켜 사용자에게 인식시키는 발성 기구일 수 있다. 또는 상기 알람 발생부(130)는 사용자에게 시각적 경고 신호를 발생시키는 발광 기구나 시각적으로 표시되는 디스플레이 장치를 사용할 수도 있을 것이다. 또한, 상기 알람 발생부(130)는 발성 기구와 발광 기구 및/또는 디스플레이 장치를 같이 사용할 수도 있음은 이해 가능하다.
상기 웨이퍼 검사 장치(100)는 웨이퍼에 포토레지스트 막을 형성하는 코팅 유닛(미도시)의 내부에 구비되거나 상기 코팅 유닛의 외부 일측에 구비될 수 있다.
상기 웨이퍼 검사 장치(100)는 상기 웨이퍼(W) 상에 형성된 포토레지스트 막(10)의 불량 여부를 자동으로 확인할 수 있으므로 상기 포토레지스트 막(10)이 불량인 웨이퍼(W)에 대해 후속공정이 진행되는 것을 방지할 수 있다.
이하에서는 상기 웨이퍼 검사 장치(100)의 작동에 대해 설명한다.
우선, 상기 코팅 유닛에서 웨이퍼(W) 상에 포토레지스트 막(10)을 형성한다. 상기 코팅 유닛은 스핀 코터 또는 슬릿 코터일 수 있다.
상기 웨이퍼(W) 상에 포토레지스트 막(10)이 형성되면, 촬상부(110)는 상기 웨이퍼(W)의 이미지를 촬상하고, 촬상된 이미지를 판단부(120)로 전송한다.
상기 판단부(120)는 상기 촬상 이미지와 기 설정된 기준 이미지를 비교하여 상기 포토레지스트 막(10)의 불량 여부를 판단한다. 다른 예로, 상기 판단부(120)는 상기 촬상 이미지만을 이용하여 상기 포토레지스트 막(10)의 불량 여부를 판단할 수도 있다. 상기 판단부(120)는 상기 판단 결과를 알람부(130)로 전송한다.
상기 포토레지스트 막(10)이 정상인 경우, 상기 알람부(120)는 알람을 발생하지 않고 상기 포토레지스트 막(10)이 불량인 경우, 상기 알람부(120)는 알람을 발생한다.
이후, 사용자는 상기 알람에 따라 상기 웨이퍼(W)를 확인하여 상기 웨이퍼(W)에 대한 후속 처리를 수행한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 상기 웨이퍼 검사 장치는 촬상된 웨이퍼의 이미지와 기 설정된 기준 이미지를 비교하여 포토레지스트 막의 불량 여부를 자동으로 확인한다. 따라서, 상기 포토레지스트 막의 불량 여부를 정확하게 확인할 수 있다. 또한, 사용자가 상기 포토레지스트 막의 불량 여부를 지속적으로 확인하지 않으므로 상기 웨이퍼 검사에 소요되는 노동력을 줄일 수 있다. 나아가, 반도체 장치 제조 공정의 신뢰성과 효율을 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 웨이퍼 검사 장치 110 : 촬상부
120 : 판단부 130 : 알람 발생부
W : 웨이퍼

Claims (2)

  1. 포토레지스트 막이 형성된 웨이퍼 상에 구비되며, 상기 웨이퍼의 이미지를 촬상하는 촬상부; 및
    상기 촬상부에 의해 촬상된 이미지와 기 설정된 기준이미지를 비교하여 상기 포토레지스트 막의 불량 여부를 판단하는 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 판단부의 판단 결과에 따라 알람을 발생하기 위한 알람 발생부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.
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