KR20160112241A - 검사 방법 및 기판 처리 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 검사 방법 및 기판을 처리하는 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 기판을 측부에서 지지하는 척핀을 포함하는 지지 유닛에 상에 위치된 상기 기판의 상태 또는 상기 척핀의 상태를 검사하는 검사 방법에 있어서 기판을 촬상하여 검사 이미지를 획득하고, 상기 검사 이미지에서 상기 기판의 단부에 해당하는 단부 화소를 추출하고 상기 단부 화소를 이용하여 상기 기판의 상태 또는 상기 척핀의 상태에 대한 검사를 수행하는 검사 방법을 포함한다.

Description

검사 방법 및 기판 처리 장치{Inspecting method and Apparatus for treating a substrate}
본 발명은 기판 처리 장치 내에 위치한 기판의 상태 및 기판 처리 장치를 검사하는 검사 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 소자가 고밀도, 고집적화, 고성능화됨에 따라 회로 패턴의 미세화가 급속히 진행됨으로써, 기판 표면에 잔류하는 파티클(Particle), 유기 오염물, 금속 오염물 등의 오염 물질은 소자의 특성과 생산 수율에 많은 영향을 미치게 된다. 이 때문에 기판 표면에 부착된 각종 오염 물질을 제거하는 세정 공정이 반도체 제조 공정에서 매우 중요하게 대두되고 있으며, 반도체를 제조하는 각 단위 공정의 전후 단계에서 기판을 세정 처리하는 공정이 실시되고 있다.
한편, 기판을 세정하는 공정은 지지 유닛 상에 기판이 놓여진 상태에서 처리액을 공급하여 이루어진다. 일반적으로 기판은 외부로부터 챔버 내부로 반입되어 지지 유닛 상에 놓여진다. 이 후 기판은 척핀에 의해 지지된 상태에서 공정을 진행한다.
다만, 기판이 척핀에 의해 지지 되지 않거나, 척핀 위로 올라타거나, 기판의 위치가 정위치를 이탈한 상태에서 공정을 진행 할 경우 기판 처리 공정에 불량을 야기하는 문제점이 있다.
이러한 공정 불량을 방지하기 위해서 공정의 진행 전에 기판의 상태 또는 지지 유닛 상에 척핀의 상태를 미리 검사하는 공정이 필요하다.
본 발명은 지지 유닛 상에 놓여진 기판의 위치 상태를 검사하는 검사 방법 및 기판 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 지지 유닛 상에 놓여진 기판의 지지 상태를 검사하는 검사 방법 및 기판 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 척핀의 상태를 검사하는 검사 방법 및 기판 처리 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 기판을 측부에서 지지하는 복수의 척핀을 포함하는 지지 유닛 상에 위치된 상기 기판의 상태 또는 상기 척핀의 상태를 검사하는 검사 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 검사 방법은 기판을 촬상하여 검사 이미지를 획득하고, 상기 검사 이미지에서 상기 기판의 단부에 해당하는 단부 화소를 추출하고 상기 단부 화소를 이용하여 상기 기판의 상태 또는 상기 척핀의 상태에 대한 검사를 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 검사는 상기 척핀들이 대기 위치에서 지지 위치로 이동된 상태에서 이루어지며, 상기 대기 위치는 상기 기판이 상기 척핀상의 정위치에 놓일 때, 상기 척핀들이 상기 기판의 단부에서 이격된 위치이고, 상기 지지 위치는 상기 척핀들이 상기 기판의 단부에 접촉된 위치일 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 기판의 상태에 대한 검사 항목은 상기 기판의 깨짐 유무 검사를 포함하고, 상기 검사 이미지는 상기 기판의 전체 영역의 이미지일 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 기판의 상태에 대한 검사 항목은 상기 기판이 상기 정위치에 놓여져 있는지 여부에 대한 기판 위치 검사를 포함하고, 상기 기판의 단부 이미지에서 상기 기판의 중심값을 산출하여 기설정된 중심값과 비교하여 상기 기판의 중심값과 상기 기설정된 중심값 사이의 거리가 기설정된 오차 범위를 벗어나는 경우 상기 기판이 상기 정위치에 놓여져 있지 않는 것으로 판단할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 기판의 상태에 대한 검사 항목은 상기 기판의 유무 검사를 포함하고, 상기 검사 이미지에서 상기 단부 화소의 수가 기설정된 기준 화소의 수보다 많으면 상기 지지 유닛 상에 기판이 놓여진 것으로 판단할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 기판의 상태에 대한 검사 항목은 상기 기판이 상기 정위치에 놓여져 있는지 여부에 대한 기판의 위치 검사를 포함하고, 상기 기판의 단부와 상기 기판의 척핀 사이의 거리가 기설정된 거리보다 짧으면 상기 지지 유닛 상에서 상기 기판의 위치가 불량인 것으로 판단할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 척핀의 상태에 대한 검사 항목은 상기 척핀의 위치를 검사하는 척핀 위치 검사를 더 포함하고, 상기 기판의 단부와 상기 척핀 사이의 거리가 기설정된 거리보다 길면 상기 척핀의 위치가 불량인 것으로 판단할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 검사 이미지는 상기 복수의 척핀들 중 하나의 상기 척핀만을 포함하는 이미지일 수 있다.
본 발명은 기판을 처리하는 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 기판 처리 장치는 공정 챔버와 상기 공정 챔버 내부에 위치하며, 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 용기와 상기 처리 공간 내부에 위치하며, 기판을 측면에서 지지하는 복수의 척핀을 포함하는 지지 유닛과 기판에 처리액을 공급하는 노즐을 포함하는 처리액 공급 유닛과 그리고 상기 지지 유닛 상에 위치하는 기판 또는 상기 척핀을 검사하는 검사 유닛을 포함하되 상기 검사 유닛은 상기 지지 유닛 상에 기판 또는 상기 척핀을 촬상하는 촬상 부재와 상기 촬상 부재로부터 기판을 촬상하여 검사 이미지를 획득하고 상기 검사 이미지에서 상기 기판의 단부에 해당하는 단부 화소를 추출하고 상기 단부 화소를 이용하여 상기 기판의 상태 또는 상기 척핀의 상태를 판단하는 판단 부재를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 지지 유닛은 상기 복수의 척핀을 대기 위치와 지지 위치로 이동시키는 척핀 구동기를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 대기 위치는 상기 기판이 상기 척핀상의 정위치에 놓일 때, 상기 척핀들이 상기 기판의 단부에서 이격된 위치이고, 상기 지지 위치는 상기 척핀들이 상기 기판의 단부에 접촉된 위치이며 상기 검사 유닛은 상기 척핀들이 상기 대기 위치에서 상기 지지 위치로 이동된 상태에서 상기 기판의 상태 또는 상기 척핀의 상태를 검사할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 기판의 상태에 대한 검사 항목은 상기 기판의 유무 검사를 포함하고, 상기 판단 부재는 상기 검사 이미지에서 상기 단부 화소의 수가 기설정된 기준 화소의 수보다 많으면 상기 지지 유닛 상에 기판이 놓여진 것으로 판단할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 기판의 상태에 대한 검사 항목은 상기 기판의 깨짐 유무 검사를 포함하고, 상기 검사 이미지는 상기 기판의 전체 영역의 이미지이며, 상기 판단 부재는 상기 검사 이미지에서 상기 기판의 깨짐 유무를 판단할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 기판의 상태에 대한 검사 항목은 상기 기판이 상기 정위치에 놓여져 있는지 여부에 대한 기판 위치 검사를 포함하고, 상기 판단 부재는 상기 기판의 단부 이미지에서 상기 기판의 중심값을 산출하여 기설정된 중심값과 비교하여 상기 기판의 중심값과 상기 기설정된 중심값 사이의 거리가 기설정된 오차 범위를 벗어나는 경우 상기 기판이 상기 정위치에 놓여져 있지 않는 것으로 판단할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 기판의 상태에 대한 검사 항목은 상기 기판이 상기 정위치에 놓여져있는지 여부에 대한 기판 위치 검사를 포함하고, 상기 판단 부재는 상기 기판의 단부와 상기 기판의 척핀 사이의 거리가 기설정된 거리보다 짧으면 상기 지지 유닛 상에서 상기 기판의 위치가 불량인 것으로 판단할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 척핀의 상태 검사는 상기 척핀의 위치를 검사하는 척핀 위치 검사를 더 포함하고, 상기 판단 부재는 상기 검사 이미지에서 상기 기판의 단부와 상기 척핀사이의 거리가 기설정된 거리보다 길면 상기 척핀의 위치가 불량인 것으로 판단할 수 있다.
일 실시 예에 의하면, 상기 촬상 부재는 상기 공정 챔버의 내부 측벽에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 기판 처리 공정 전 지지 유닛 상에 기판의 위치 상태를 검사하여 공정의 불량을 미연에 방지하고 기판 처리 공정에 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 에에 따르면, 기판 처리 공정 전 지지 유닛 상에 척핀의 상태를 검사하여 공정의 불량을 미연에 방지하여 기판 처리 공정에 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 기판 처리 공정 전 기판의 깨짐 상태를 검사하여 공정의 불량을 미연에 방지하고 기판 처리 공정에 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치가 제공된 기판 처리 설비를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 공정 챔버에 제공된 기판 처리 장치의 일 실시 예를 보여주는 단면도이다.
도 3은 도 2의 척핀에 대기 위치를 보여주는 평면도이다.
도 4는 도 2의 척핀에 지지 위치를 보여주는 평면도이다.
도 5는 본 발명의 기판의 상태 및 척핀의 상태를 검사하는 검사 영역의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 검사 항목에 해당하는 검사 이미지와 기준 이미지에 일 실시 예를 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치가 제공된 기판 처리 설비를 개략적으로 나타낸 평면도이다. 이하, 도 1를 참조하면, 기판 처리 설비(10)는 인덱스 모듈(100)과 공정 처리 모듈(200)을 포함한다. 인덱스 모듈(100)은 로드포트(120) 및 이송프레임(140)을 포함한다. 로드포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(200)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드포트(120), 이송프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(200)이 배열된 방향을 제1방향(12)이라 한다. 상부에서 바라볼 때 제1방향(12)과 수직한 방향을 제2방향(14)이라 하고, 제1방향(12)과 제2방향(14)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3방향(16)이라 한다.
로드포트(120)에는 기판(W)이 수납된 캐리어(130)가 안착된다. 로드포트(120)는 복수 개가 제공된다. 로드포트(120)들은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 도 1에서는 네 개의 로드포트(120)가 제공된 것으로 도시하였다. 그러나 로드포트(120)의 개수는 공정 처리 모듈(200)의 공정효율 및 풋 프린트 등의 조건에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 캐리어(130)에는 기판(W)의 가장자리를 지지하도록 제공된 슬롯(도시되지 않음)이 형성된다. 슬롯은 제3방향(16)으로 복수 개가 제공된다. 기판(W)은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 캐리어(130)내에 위치된다. 캐리어(130)로는 전면 개방 일체형 포드(Front Opening Unified Pod;FOUP)가 사용될 수 있다.
공정 처리 모듈(200)은 버퍼유닛(220), 이송챔버(240), 그리고 공정챔버(260)를 포함한다. 이송챔버(240)는 그 길이 방향이 제1방향(12)과 평행하게 배치된다. 제2방향(14)를 따라 이송챔버(240)의 일측 및 타측에는 각각 공정챔버들(260)이 배치된다. 이송챔버(240)의 일측에 위치한 공정챔버들(260)과 이송챔버(240)의 타측에 위치한 공정챔버들(260)은 이송챔버(240)를 기준으로 서로 대칭이 되도록 제공된다. 공정챔버(260)들 중 일부는 이송챔버(240)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 공정챔버(260)들 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 이송챔버(240)의 일측에는 공정챔버(260)들이 A X B(A와 B는 각각 1이상의 자연수)의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 A는 제1방향(12)을 따라 일렬로 제공된 공정챔버(260)의 수이고, B는 제3방향(16)을 따라 일렬로 제공된 공정챔버(260)의 수이다. 이송챔버(240)의 일측에 공정 챔버(260)가 4개 또는 6개 제공되는 경우, 공정챔버(260)들은 2 X 2 또는 3 X 2의 배열로 배치될 수 있다. 공정챔버(260)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다. 상술한 바와 달리, 공정챔버(260)는 이송챔버(240)의 일측에만 제공될 수 있다. 또한, 상술한 바와 달리, 공정챔버(260)는 이송챔버(240)의 일측 및 양측에 단층으로 제공될 수 있다.
버퍼유닛(220)은 이송프레임(140)과 이송챔버(240) 사이에 배치된다. 버퍼 유닛(220)은 이송챔버(240)와 이송프레임(140) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼유닛(220)은 그 내부에 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공되며, 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3방향(16)을 따라 이격되도록 복수 개 제공된다. 버퍼유닛(220)에서 이송프레임(140)과 마주보는 면과 이송챔버(240)와 마주보는 면 각각이 개방된다.
이송프레임(140)은 로드포트(120)에 안착된 캐리어(130)와 버퍼유닛(220) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송프레임(140)에는 인덱스레일(142)과 인덱스로봇(144)이 제공된다. 인덱스레일(142)은 그 길이 방향이 제2방향(14)과 나란하게 제공된다. 인덱스로봇(144)은 인덱스레일(142) 상에 설치되며, 인덱스레일(142)을 따라 제2방향(14)으로 직선 이동된다. 인덱스로봇(144)은 베이스(144a), 몸체(144b), 그리고 인덱스암(144c)을 가진다. 베이스(144a)는 인덱스레일(142)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(144b)는 베이스(144a)에 결합된다. 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(144b)는 베이스(144a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 몸체(144b)에 결합되고, 몸체(144b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 인덱스암(144c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 인덱스암(144c)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 인덱스암(144c)들 중 일부는 공정 처리 모듈(200)에서 캐리어(130)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 다른 일부는 캐리어(130)에서 공정 처리 모듈(200)로 기판(W)을 반송할 때 사용될 수 있다. 이는 인덱스로봇(144)이 기판(W)을 반입 및 반출하는 과정에서 공정 처리 전의 기판(W)으로부터 발생된 파티클이 공정 처리 후의 기판(W)에 부착되는 것을 방지할 수 있다.
이송챔버(240)는 버퍼유닛(220)과 공정챔버(260) 간에, 그리고 공정챔버(260)들 간에 기판(W)을 반송한다. 이송챔버(240)에는 가이드레일(242)과 메인로봇(244)이 제공된다. 가이드레일(242)은 그 길이 방향이 제1방향(12)과 나란하도록 배치된다. 메인로봇(244)은 가이드레일(242) 상에 설치되고, 가이드레일(242) 상에서 제1방향(12)을 따라 직선 이동된다. 메인로봇(244)은 베이스(244a), 몸체(244b), 그리고 메인암(244c)을 가진다.
베이스(244a)는 가이드레일(242)을 따라 이동 가능하도록 설치된다. 몸체(244b)는 베이스(244a)에 결합된다. 몸체(244b)는 베이스(244a) 상에서 제3방향(16)을 따라 이동 가능하도록 제공된다. 또한, 몸체(244b)는 베이스(244a) 상에서 회전 가능하도록 제공된다. 메인암(244c)은 몸체(244b)에 결합되고, 이는 몸체(244b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 메인암(244c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 메인암(244c)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다. 버퍼유닛(220)에서 공정챔버(260)로 기판(W)을 반송할 때 사용되는 메인암(244c)과 공정챔버(260)에서 버퍼유닛(220)으로 기판(W)을 반송할 때 사용되는 메인암(244c)은 서로 상이할 수 있다.
공정챔버(260) 내에는 기판(W)에 대해 세정 공정을 수행하는 기판 처리 장치(300)가 제공된다. 각각의 공정챔버(260) 내에 제공된 기판 처리 장치(300)는 수행하는 세정 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 각각의 공정챔버(260) 내의 기판 처리 장치(300)는 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 공정챔버(260)들은 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 공정챔버(260)에 제공된 기판 처리 장치(300)들은 서로 동일한 구조를 가지고, 상이한 그룹에 속하는 공정챔버(260)에 제공된 기판 처리 장치(300)들은 서로 상이한 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 공정챔버(260)가 2개의 그룹으로 나누어지는 경우, 이송챔버(240)의 일측에는 제1그룹의 공정챔버들(260)이 제공되고, 이송챔버(240)의 타측에는 제2그룹의 공정 챔버들(260)이 제공될 수 있다. 선택적으로 이송챔버(240)의 일측 및 타측 각각에서 하층에는 제1그룹의 공정챔버(260)들이 제공되고, 상층에는 제2그룹의 공정챔버(260)들이 제공될 수 있다. 제1그룹의 공정챔버(260)와 제2그룹의 공정챔버(260)는 각각 사용되는 케미컬의 종류나, 세정 방식의 종류에 따라 구분될 수 있다.
아래에서는 처리액을 이용하여 기판(W)을 세정하는 기판 처리 장치(300)의 일 예를 설명한다. 도 2는 기판 처리 장치(300)의 일 예를 보여주는 단면도이다. 도 2를 참조하면, 기판 처리 장치(300)는 공정 챔버(310), 용기(320), 지지 유닛(340), 승강 유닛(360), 처리액 공급 유닛(370) 그리고 검사 유닛(390)을 포함한다.
공정 챔버(310)은 내부에 공간을 제공한다. 용기(320)는 기판 처리 공정이 수행되는 공간을 제공하며, 그 상부는 개방된다. 용기(320)는 내부회수통(322), 중간회수통(324), 그리고 외부회수통(326)을 가진다. 각각의 회수통(322,324,326)은 공정에 사용된 처리액 중 서로 상이한 처리액을 회수한다. 내부회수통(322)은 지지 유닛(340)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 중간회수통(324)은 내부회수통(322)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공되고, 외부회수통(326)은 중간회수통(324)을 감싸는 환형의 링 형상으로 제공된다. 내부회수통(322)의 내측공간(322a), 내부회수통(322)과 중간회수통(324)의 사이 공간(324a) 그리고 중간회수통(324)과 외부회수통(326)의 사이 공간(326a)은 각각 내부회수통(322), 중간회수통(324), 그리고 외부회수통(326)으로 처리액이 유입되는 유입구로서 기능한다. 각각의 회수통(322,324,326)에는 그 저면 아래 방향으로 수직하게 연장되는 회수라인(322b,324b,326b)이 연결된다. 각각의 회수라인(322b,324b,326b)은 각각의 회수통(322,324,326)을 통해 유입된 처리액을 배출한다. 배출된 처리액은 외부의 처리액 재생 시스템(미도시)을 통해 재사용될 수 있다.
도 3은 도 2의 척핀에 대기 위치를 보여주는 평면도이고, 도 4는 도 2의 척핀에 지지 위치를 보여주는 평면도이다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 지지 유닛(340)은 용기(320) 내에 배치된다. 지지 유닛(340)은 공정 진행 중 기판(W)을 지지하고 기판(W)을 회전시킨다. 지지 유닛(340)은 몸체(342), 지지 핀(344), 척핀(346), 척핀 구동기(347) 그리고 지지축(348)을 포함한다. 몸체(342)는 상부에서 바라볼 때 대체로 원형으로 제공되는 상부면을 가진다. 몸체(342)의 저면에는 모터(349)에 의해 회전가능한 지지축(348)이 고정결합된다. 지지 핀(344)은 복수 개 제공된다. 지지 핀(344)은 몸체(342)의 상부면의 가장자리부에 소정 간격으로 이격되게 배치되고 몸체(342)에서 상부로 돌출된다. 지지 핀들(334)은 서로 간에 조합에 의해 전체적으로 환형의 링 형상을 가지도록 배치된다. 지지 핀(344)은 몸체(342)의 상부면으로부터 기판(W)이 일정거리 이격되도록 기판(W)의 후면 가장자리를 지지한다.
척핀(346)은 복수 개 제공된다. 척핀(346)은 몸체(342)의 중심에서 지지 핀(344)보다 멀리 떨어지게 배치된다. 척핀(346)은 몸체(342)에서 상부로 돌출되도록 제공된다. 척핀(346)은 지지 유닛(340)이 회전될 때 기판(W)이 정 위치에서 측 방향으로 이탈되지 않도록 기판(W)의 측부를 지지한다. 척핀 구동기는 척핀(346)을 몸체(342)의 반경 방향을 따라 대기 위치(P1)와 지지 위치(P2) 간에 직선 이동 가능하도록 제공된다.
여기서 대기 위치(P1)는 기판(W)이 척핀(346)상의 정위치에 놓일 때 위치이다. 대기 위치(P1)는 척핀(346)들이 기판(W)의 단부에서 이격된 위치이다. 지지 위치(P2)는 척핀(346)이 기판(W)의 단부에 접촉된 위치이다. 대기 위치(P1)는 지지 위치(P2)에 비해 몸체(342)의 중심으로부터 멀리 떨어진 위치이다. 기판(W)이 지지 유닛(340)에 로딩 또는 언로딩시에는 척핀(346)은 대기 위치(P1)에 위치되고, 기판(W)에 대해 공정 수행시 척핀(346)은 지지 위치(P2)에 위치된다. 지지 위치(P2)에서 척핀(346)은 기판(W)의 측부와 접촉된다.
본 발명의 실시 예에서는 척핀(346)이 6개가 제공되는 것을 예로 들었으나, 이에 한정 되지 않으며, 5개 이하 또는 7개 이상으로 제공될 수 있다.
승강유닛(360)은 용기(320)를 상하 방향으로 직선 이동시킨다. 용기(320)가 상하로 이동됨에 따라 지지 유닛(340)에 대한 용기(320)의 상대 높이가 변경된다.
승강유닛(360)은 브라켓(362), 이동축(364), 그리고 구동기(366)를 가진다.
브라켓(362)은 용기(320)의 외벽에 고정설치되고, 브라켓(362)에는 구동기(366)에 의해 상하 방향으로 이동되는 이동축(364)이 고정결합된다. 기판(W)이 지지 유닛(340)에 놓이거나, 지지 유닛(340)로부터 들어올려 질 때 지지 유닛(340)이 용기(320)의 상부로 돌출되도록 용기(320)는 하강된다. 또한, 공정이 진행될 시에는 기판(W)에 공급된 처리액의 종류에 따라 처리액이 기설정된 회수통으로 유입될 수 있도록 용기(320)의 높이가 조절한다. 예컨대, 제1처리액으로 기판(W)을 처리하고 있는 동안에 기판(W)은 내부회수통(322)의 내측공간(322a)과 대응되는 높이에 위치된다. 또한, 제2처리액, 그리고 제3처리액으로 기판(W)을 처리하는 동안에 각각 기판(W)은 내부회수통(322)과 중간회수통(324)의 사이 공간(324a), 그리고 중간회수통(324)과 외부회수통(326)의 사이 공간(326a)에 대응되는 높이에 위치될 수 있다. 상술한 바와 달리 승강유닛(360)은 용기(320) 대신 지지 유닛(340)을 상하 방향으로 이동시킬 수 있다.
처리액 공급 유닛(370)은 기판(W) 처리 공정 시 기판(W)으로 처리액을 공급한다. 처리액 공급 유닛(370)은 노즐 지지대(372), 노즐(374), 지지축(376), 그리고 구동기(378)를 가진다. 지지축(376)은 그 길이 방향이 제3방향(16)을 따라 제공되고, 지지축(376)의 하단에는 구동기(378)가 결합된다. 구동기(378)는 지지축(376)을 회전 및 승강 운동한다. 노즐 지지대(372)는 구동기(378)와 결합된 지지축(376)의 끝단 반대편과 수직하게 결합된다. 노즐(374)은 노즐 지지대(372)의 끝단 저면에 설치된다. 노즐(374)은 구동기(378)에 의해 공정 위치와 준비 위치로 이동된다. 공정 위치는 노즐(374)이 용기(320)의 수직 상부에 배치된 위치이고, 준비 위치는 노즐(374)이 용기(320)의 수직 상부로부터 벗어난 위치이다. 처리액 공급 유닛(370)은 하나 또는 복수 개가 제공될 수 있다. 처리액 공급 유닛(370)이 복수 개 제공되는 경우, 케미칼, 린스액, 또는 유기용제는 서로 상이한 처리액 공급 유닛(370)를 통해 제공될 수 있다. 린스액은 순수일 수 있고, 유기용제는 이소프로필 알코올 증기와 비활성 가스의 혼합물이거나 이소프로필 알코올 액일 수 있다.
검사 유닛(390)은 지지 유닛(340) 상에 놓인 기판(W) 또는 척핀(346)을 검사한다. 검사 유닛(390)은 촬상 부재(391), 광원 부재(393), 판단 부재(395) 그리고 알람 부재(397)를 포함한다.
촬상 부재(391)는 지지 유닛(340) 상에 기판(W) 또는 척핀(346)을 촬상한다. 촬상 부재(391)는 공정 챔버(310)의 내부 측벽에 위치한다. 촬상 부재(391)는 처리액 공급 유닛(370)보다 상부에 위치한다. 촬상 부재(391)는 복수의 척핀(346) 들중 하나의 척핀(346)을 포함하는 영역을 촬상할 수 있다. 이와는 달리 복수의 척핀(346)을 모두 포함하는 영역을 촬상 할 수 있다. 선택적으로 촬상 부재(391)는 기판(W)의 전체 영역을 촬상할 수 있다. 일 예로 도 5와 같이 복수의 척핀(346)을 포함하는 영역(I1) 또는 하나의 척핀(346)을 포함하는 영역(I2)만을 촬상 할 수 있다. 촬상 부재(391)는 카메라로 제공될 수 있다. 일 예로 촬상 부재(391)는 CCD(charge-coupled device) 카메라가 제공될 수 있다.
광원 부재(393)는 지지 유닛(340) 또는 처리액 공급 노즐(370) 근처로 광을 조사한다. 광원 부재(393)는 공정 챔버(310)의 측벽에 위치할 수 있다. 광원 부재(393)는 촬상 부재(391)보다 낮은 위치에 위치한다. 일 예로 광원 부재(393)의 광원은 레이져광, 가시광, 적외선 광 등이 제공될 수 있다.
판단 부재(395)는 촬상 부재(391)로부터 촬상된 이미지로부터 기판(W)의 상태 또는 척핀(346)의 상태를 판단한다. 판단 부재(395)는 촬상 부재(391)로부터 촬상된 검사 이미지를 획득한다. 검사 이미지는 복수의 척핀(346)들이 포함되는 영역(I1) 또는 하나의 척핀(346)을 포함하는 영역(I2)일 수 있다. 판단 부재(395)는 검사 이미지에서 기판(W)의 단부에 해당하는 단부 화소를 추출한다. 판단 부재(395)는 단부 화소를 이용하여 기판(W)의 상태 또는 척핀(346) 상태를 판단한다.
알람 부재(397)는 판단 부재(395)에서 기판(W)의 상태 또는 척핀(346)의 상태가 이상 상태로 판정되는 경우 알람을 울리게 한다. 알람 부재(397)는 판단 부재(395)에서 신호를 받아 알람을 울린다. 여기서 기판(W)의 상태 이상은 기판(W)의 지지 유닛(340) 상에 놓여져 있지 않는 경우, 기판(W)의 깨진 경우, 기판(W)이 정위치에 놓여져 있지 않는 기판(W)의 위치 불량 상태인 경우 그리고 척핀(346)의 위치가 불량인 경우를 포함한다.
이하에서는 검사 유닛(390)을 이용해 기판(W)의 상태 또는 척핀(346)의 상태를 검사하는 방법을 설명한다.
검사 유닛(390)에서의 검사 항목은 기판(W)의 유무, 기판(W)의 깨짐 유무, 기판(W)의 위치 검사, 기판(W)이 위치 불량 상태 그리고 척핀(346)의 상태 검사를 포함한다.
기판(W)의 유무 검사는 기판(W)이 지지 유닛(340) 상에 놓여져 있는지를 검사한다. 판단 부재(395)를 이용하여 검사 이미지에서 하나의 척핀(346)을 포함한 기판(W)의 단부 이미지를 추출한다.
도 6은 기판이 지지 유닛상에 있는 경우와 없는 경우에 검사 이미지에 예를 보여주는 도면이다. 도 6의 (a)와 같이 기판이 지지 유닛(340) 상에 정상적으로 놓여진 경우 기판(W)의 단부이미지는 기설정된 값의 화소수를 나타낸다. 기설정된 화소수는 이미지에 나타난 픽셀수를 세어서 기설정된 값을 정한다. 도 6의 (b)와 같이 검사 이미지에서 추출된 이미지에 화소수를 세어 기설정된 값 이상의 화소수가 나타나는 경우 기판(W)이 지지 유닛(340) 상에 있는 것으로 판단한다. 이와는 달리 도 6의 (c)와 같이 기판(W)이 지지 유닛(340) 상에 놓여져 있지 않는 경우 이미지 상에 척핀(346)에 해당하는 화소수만 나타난다. 이러한 경우 판단 부재(395)는 기판(W)이 지지 유닛(340) 상에 없는 것으로 판단한다.
기판(W)의 깨짐 검사는 기판(W)의 영역 중 일부 또는 전부가 깨져 있는지를 검사한다. 판단 부재(395)를 이용하여 검사 이미지에서 기판(W)의 전체 영역을 포함하는 영역에 이미지를 추출한다. 기판(W)의 전체 영역에 이미지는 기판(W)의 단부 영역을 포함한 내부 영역에 이미지일 수 있다.
도 7은 기판의 전체 영역에 이미지를 추출한 것에 예를 보여주는 도면이다. 도 7의 (a)는 정상적인 기판의 상태의 예를 보여주는 도면이다. 이와는 달리 도 7의 (b)와 같이 기판(W)의 내부 영역에 일부가 깨져 있는 경우 이미지 상에 기판(W)의 깨짐 상태가 나타난다. 이러한 경우 판단 부재(395)에서는 기판(W)을 깨짐 상태로 판단한다.
기판(W)의 위치 검사는 기판(W)이 척핀(346)에 의해 지지된 상태에서 기판(W)이 정위치에 놓여져 있는 지를 검사한다. 기판(W)의 위치 검사는 판단 부재(395)를 이용하여 검사 이미지에서 기판(W)의 단부 이미지를 추출한다. 기판(W)의 단부 이미지에서 기판(W)의 중심값을 산출한다. 도 8의 (a)는 기판이 정위치에서 기판의 중심값(C1)을 산출한 것에 예를 보여주는 도면이다. 기판(W)의 정상적인 위치에 위치할 경우 기설정된 중심값(C0)과 동일한 중심값(C1)을 나타낸다. 이와는 달리 도 8의 (b)의 경우 기판(W)의 단부 이미지에서 기판(W)의 중심값(C2)을 산출한다. 산출된 중심값(C2)을 기설정된 중심값(C0)과 비교 시 도 8의 (b)에서 중심값이 도 8의 (a)에서 중심값보다 벗어난 것으로 나타난다. 이러한 경우 판단 부재(395)는 기판(W)의 정위치에 놓여져 있지 않은 것으로 판단한다.
기판(W)의 위치 검사는 기판(W)이 척핀(346)에 의해 지지된 상태에서 기판(W)이 정위치에 놓여져 있는 지를 검사한다. 기판(W)의 위치 검사는 판단 부재(395)를 이용하여 검사 이미지에서 하나의 척핀(346)을 포함한 기판(W)의 단부 이미지를 추출한다. 이 후 기판(W)의 단부 이미지에서 기판(W)의 단부와 척핀(346) 사이의 거리를 측정한다.
도 9는 정상적인 기판의 위치와 기판이 위치가 불량인 경우에 검사 이미지에 예를 보여주는 도면이다. 도 9의 (a)와 같이 기판의 정위치에서 척핀에 의해 지지 되는 경우 척핀(346)의 중심과 기판(W)과 척핀(346)의 접점사이의 거리는 기설정된 값(R0)으로 측정된다. 도 9의 (b)와 같이 기판(W)의 위치가 불량인 경우 척핀(346)의 중심과 기판(W)과 척핀(346)의 접점사이의 거리(R1)는 기설정된 값(R0)보다 작은 값으로 나타난다. 일 예로 기판(W)의 위치가 불량인 경우는 기판(W)이 척핀(346)에 올라탄 경우일수 일 수 있다. 이러한 경우, 판단 부재(395)는 기판(W)의 위치가 불량인 것으로 판단한다.
척핀(346)의 상태 검사는 척핀(346)의 위치를 검사한다. 척핀(346)의 위치 검사는 척핀(346)이 기판(W)의 단부를 정상적으로 지지하고 있는지 여부를 검사한다. 척핀(346)의 위치 검사는 판단 부재(395)를 이용하여 검사 이미지에서 하나의 척핀(346)을 포함한 기판(W)의 단부 이미지를 추출한다. 이 후 기판(W)의 단부 이미지에서 기판(W)의 단부와 척핀(346) 사이의 거리를 측정한다.
도 10은 정상적인 척핀의 위치와 척핀의 위치 이상이 있을 경우에 검사 이미지에 예를 보여주는 도면이다. 도 10의 (a)와 같이 척핀(346)이 기판의 단부를 정상적인 위치에서 지지되는 경우 척핀(346)의 중심과 기판(W)과 척핀(346)의 접점사이의 거리는 기설정된값(R0)으로 측정된다. 이와는 달리 도 10의 (b)와 같이 척핀(346)이 위치가 불량인 경우 기판(W)의 단부와 척핀(346) 사이의 거리가 기설정된 값(R0)보다 길게 나타난다. 구체적으로, 척핀(346)의 중심과 기판(W)과 척핀(346)의 접점사이의 거리(R2)는 기설정된 값보다 큰 값으로 나타난다. 이러한 경우 판단 부재(395)는 척핀(346)의 위치가 불량인것으로 판단한다.
상술한 바와 같이 검사 유닛(390)에서 기판(W)의 유무 이상, 기판(W)의 깨짐, 기판(W)의 정위치에 놓여져 있지 않는 경우, 기판(W)이 척핀(346)에 올라탐 그리고 척핀(346)의 위치 불량으로 판단되었을 경우 판단 부재(395)는 알람 부재(397)를 이용하여 기판(W)의 이상 또는 척핀(346)의 이상 상태를 알린다.
알람 부재(397)가 울리는 경우는 후속의 기판(W)의 반입을 정지하여 공정을 중단한다. 기판(W)의 이상 상태 또는 척핀(346)의 이상 상태를 점검하고 난 후 추후 공정을 진행한다.
검사 유닛(390)에서 기판(W)의 상태 또는 척핀(346)의 상태를 미리 점검하여 기판(W)의 유무,기판(W)의 깨짐, 기판(W)의 정위치에 놓여져 있지 않는 경우, 기판(W)이 위치 불량 그리고 척핀(346)의 위치 불량을 공정 진행 전 미리 파악하여 기판 처리 공정에 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
300: 기판 처리 장치 310: 공정 챔버
320: 용기 340: 지지 유닛
346: 척핀 360: 승강 유닛
370: 처리액 공급 유닛 390: 검사 유닛
391: 촬상 부재 395: 판단 부재
397: 알람 부재

Claims (16)

  1. 기판을 측부에서 지지하는 복수의 척핀을 포함하는 지지 유닛 상에 위치된 상기 기판의 상태 또는 상기 척핀의 상태를 검사하는 검사 방법에 있어서,
    기판을 촬상하여 검사 이미지를 획득하고, 상기 검사 이미지에서 상기 기판의 단부에 해당하는 단부 화소를 추출하고 상기 단부 화소를 이용하여 상기 기판의 상태 또는 상기 척핀의 상태에 대한 검사를 수행하는 검사 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검사는 상기 척핀들이 대기 위치에서 지지 위치로 이동된 상태에서 이루어지며, 상기 대기 위치는 상기 기판이 상기 척핀상의 정위치에 놓일 때, 상기 척핀들이 상기 기판의 단부에서 이격된 위치이고, 상기 지지 위치는 상기 척핀들이 상기 기판의 단부에 접촉된 위치인 검사 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 기판의 상태에 대한 검사 항목은 상기 기판의 깨짐 유무 검사를 포함하고, 상기 검사 이미지는 상기 기판의 전체 영역의 이미지인 검사 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 기판의 상태에 대한 검사 항목은 상기 기판이 상기 정위치에 놓여져 있는지 여부에 대한 기판 위치 검사를 포함하고, 상기 기판의 단부 이미지에서 상기 기판의 중심값을 산출하여 기설정된 중심값과 비교하여 상기 기판의 중심값과 상기 기설정된 중심값 사이의 거리가 기설정된 오차 범위를 벗어나는 경우 상기 기판이 상기 정위치에 놓여져 있지 않는 것으로 판단하는 검사 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 기판의 상태에 대한 검사 항목은 상기 기판의 유무 검사를 포함하고, 상기 검사 이미지에서 상기 단부 화소의 수가 기설정된 기준 화소의 수보다 많으면 상기 지지 유닛 상에 기판이 놓여진 것으로 판단하는 검사방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 기판의 상태에 대한 검사 항목은 상기 기판이 상기 정위치에 놓여져 있는지 여부에 대한 기판의 위치 검사를 포함하고, 상기 기판의 단부와 상기 기판의 척핀 사이의 거리가 기설정된 거리보다 짧으면 상기 지지 유닛 상에서 상기 기판의 위치가 불량인 것으로 판단하는 검사방법.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 척핀의 상태에 대한 검사 항목은 상기 척핀의 위치를 검사하는 척핀 위치 검사를 더 포함하고, 상기 기판의 단부와 상기 척핀 사이의 거리가 기설정된 거리보다 길면 상기 척핀의 위치가 불량인 것으로 판단하는 검사 방법.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검사 이미지는 상기 복수의 척핀들 중 하나의 상기 척핀만을 포함하는 이미지인 검사 방법.
  9. 기판을 처리하는 장치에 있어서,
    공정 챔버와;
    상기 공정 챔버 내부에 위치하며, 기판을 처리하는 처리 공간을 가지는 용기와;
    상기 처리 공간 내부에 위치하며, 기판을 측면에서 지지하는 복수의 척핀을 포함하는 지지 유닛과;
    기판에 처리액을 공급하는 노즐을 포함하는 처리액 공급 유닛과; 그리고
    상기 지지 유닛 상에 위치하는 기판 또는 상기 척핀을 검사하는 검사 유닛을 포함하되,
    상기 검사 유닛은,
    상기 지지 유닛 상에 기판 또는 상기 척핀을 촬상하는 촬상 부재와
    상기 촬상 부재로부터 기판을 촬상하여 검사 이미지를 획득하고, 상기 검사 이미지에서 상기 기판의 단부에 해당하는 단부 화소를 추출하고 상기 단부 화소를 이용하여 상기 기판의 상태 또는 상기 척핀의 상태를 판단하는 판단 부재를 포함하는 기판 처리 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 지지 유닛은 상기 복수의 척핀을 대기 위치와 지지 위치로 이동시키는 척핀 구동기를 포함하는 기판 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 대기 위치는 상기 기판이 상기 척핀상의 정위치에 놓일 때, 상기 척핀들이 상기 기판의 단부에서 이격된 위치이고, 상기 지지 위치는 상기 척핀들이 상기 기판의 단부에 접촉된 위치이며,
    상기 검사 유닛은,
    상기 척핀들이 상기 대기 위치에서 상기 지지 위치로 이동된 상태에서 상기 기판의 상태 또는 상기 척핀의 상태를 검사하는 기판 처리 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 기판의 상태에 대한 검사 항목은 상기 기판의 유무 검사를 포함하고, 상기 판단 부재는 상기 검사 이미지에서 상기 단부 화소의 수가 기설정된 기준 화소의 수보다 많으면 상기 지지 유닛 상에 기판이 놓여진 것으로 판단하는 기판 처리 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 기판의 상태에 대한 검사 항목은 상기 기판의 깨짐 유무 검사를 포함하고, 상기 검사 이미지는 상기 기판의 전체 영역의 이미지이며, 상기 판단 부재는 상기 검사 이미지에서 상기 기판의 깨짐 유무를 판단하는 기판 처리 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 기판의 상태에 대한 검사 항목은 상기 기판이 상기 정위치에 놓여져 있는지 여부에 대한 기판 위치 검사를 포함하고, 상기 판단 부재는 상기 기판의 단부 이미지에서 상기 기판의 중심값을 산출하여 기설정된 중심값과 비교하여 상기 기판의 중심값과 상기 기설정된 중심값 사이의 거리가 기설정된 오차 범위를 벗어나는 경우 상기 기판이 상기 정위치에 놓여져 있지 않는 것으로 판단하는 기판 처리 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 기판의 상태에 대한 검사 항목은 상기 기판이 상기 정위치에 놓여져있는지 여부에 대한 기판 위치 검사를 포함하고, 상기 판단 부재는 상기 기판의 단부와 상기 기판의 척핀 사이의 거리가 기설정된 거리보다 짧으면 상기 지지 유닛 상에서 상기 기판의 위치가 불량인 것으로 판단하는 기판 처리 장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 척핀의 상태 검사는 상기 척핀의 위치를 검사하는 척핀 위치 검사를 더 포함하고, 상기 판단 부재는 상기 검사 이미지에서 상기 기판의 단부와 상기 척핀사이의 거리가 기설정된 거리보다 길면 상기 척핀의 위치가 불량인 것으로 판단하는 기판 처리 장치.
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