KR20230021892A - 기판 검사 장치 및 기판 검사 방법 - Google Patents

기판 검사 장치 및 기판 검사 방법 Download PDF

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KR20230021892A
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 의하면, 로드 포트에 안착 가능한 기판 검사 장치가 제공될 수 있다. 기판 검사 장치는 기판을 수납하는 용기가 안착되는 로드 포트에 용이하게 설치 및 해제 가능한 하우징을 포함하고, 상기 하우징 내부로 반입되는 기판에 대한 이미지를 획득하는 촬상 유닛 및 획득된 이미지를 기반하여 기판의 표면 상태를 검출하는 검촐 유닛을 포함한다.

Description

기판 검사 장치 및 기판 검사 방법{SUBSTRATE INSPECTION APPRATUS AND SUBSTRATE INSPECTION METHOD}
본 발명은 기판 검사 장치 및 기판 검사 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판 처리 설비에 탈착 가능하게 제공되는 기판 검사 장치 및 기판 검사 방법에 관한 것이다.
반도체 제조 공정은 높은 청정도를 유지하는 청정실 내에서 진행되며 포토, 식각, 증착, 세정 등 다양한 공정을 거친다. 이때 각 공정으로의 기판 이송은 다수 기판이 적재될 수 있고 기판을 보호할 수 있는 밀폐형 용기가 주로 사용되고, 이러한 밀폐형 용기의 대표적인 예로는 FOUP(Front Opening Unified Pod)가 있다.
반도체 제조 공정의 자동화 및 클리닝 환경을 위하여 용기는 주로 자동 이송 시스템을 이용하여 이송되고, 각 공정으로 이송된 용기는 공정 장비의 기판 이송 시스템(EFEM, Equipment Front End Module)의 로드 포트(Load port)상에 안착된다. 이후 용기에 수납된 기판들은 EFEM의 로봇에 의하여 용기로부터 하나씩 반출되어 공정 장비 내부의 공정 챔버로 반송된다.
이때, 광 센서 등을 이용하여 용기에 수납된 기판의 정렬 상태, 용기로 반입되는 로봇의 상태를 검사하는 기술이 개시되어 있지만, 광 센서를 이용한 검사 방식은 기판 또는 로봇 암의 정상적인 정렬 여부를 확인할 수 있을 뿐 기판 표면의 상태 등과 같은 세부적인 검사를 수행하기에는 무리가 있다. 또한, 검사 시간이 많이 소요되고 작업자가 별도로 체크해야 할 포인트가 수반되는 문제가 있다.
본 발명은 용기에 수납된 기판의 표면 상태를 신속하고 정확하게 검사할 수 있는 기판 검사 장치 및 기판 검사 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 로드 포트에 탈착 가능한 기판 검사 장치 및 기판 검사 방법을 제공하고자 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 설치 및 회수가 용이한 기판 검사 장치가 제공될 수있다. 상기 기판 검사 장치는 로드 포트에 안착 가능하고 기판이 머무를 수 있는 내부 공간을 가진 하우징; 및 상기 하우징의 내부 공간으로 반입되는 기판에 대한 비전 검사를 수행하는 비전 모듈을 포함할 수 있다. 상기 비전 모듈은, 상기 하우징에서 기판이 반출입되는 출입구 상부에 제공되고 상기 하우징의 내부 공간으로 반입되는 기판을 촬상하여 상기 기판에 대한 이미지 데이터를 획득하는 적어도 하나의 촬상 유닛; 상기 이미지 데이터로부터 상기 기판의 표면 상태를 검출하는 검출 유닛을 포함할 수 있다.
이때, 상기 검출 유닛은, 상기 기판의 표면 상태로서 상기 기판 표면의 결함 존재 여부, 상기 기판 표면에 존재하는 결함의 위치 및 상기 기판 표면에 존재하는 결함의 정도를 검출할 수 있다.
또한, 상기 검출 유닛은, 상기 기판의 표면 상태로서 상기 기판 에지 영역의 결함 존재 여부, 상기 기판 에지 영역에 존재하는 결함의 위치 및 상기 기판 에지 영역에 존재하는 결함의 정도를 검출할 수 있다.
상기 검출 유닛은, 상기 촬상 유닛으로부터 이미지 데이터를 수신하는 데이터 수신부; 상기 이미지 데이터에 기반하여 상기 기판의 표면 상태를 검출하는 검출부를 포함할 수 있다.
상기 검출 유닛은, 상기 검출부에 의하여 검출된 기판의 표면 상태에 기반하여 기판에 대한 후속 처리를 판단하는 판단부를 더 포함할 수 있다.
상기 검출 유닛에 의하여 검출된 기판의 표면 상태와 그에 따른 처리 데이터를 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.
상기 촬상 유닛은, 상기 하우징 내부로 반입되는 기판을 라인 단위로 촬상하여 상기 기판에 대한 전체 이미지를 생성하는 라인 스캔 카메라일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 로드 포트와 기판을 반송하는 반송 로봇이 제공된 기판 처리 설비에서 기판을 검사하는 방법이 제공될 수 있다. 상기 기판 검사 방법은, 상기 로드 포트에 촬상 유닛을 포함하는 기판 검사 장치를 설치하는 단계; 상기 기판 검사 장치로 기판을 반입하여 상기 기판에 대한 비전 검사를 수행하는 검사 단계를 포함할 수 있다.
상기 검사 단계는, 기판이 상기 반송 로봇에 의하여 상기 기판 검사 장치로 반입되는 때 상기 기판을 상기 촬상 유닛으로 촬상함으로써 기판에 대한 이미지 데이터를 획득할 수 있다.
상기 검사 단계는, 상기 이미지 데이터에 기반하여 상기 기판 표면의 결함 존재 여부, 상기 기판 표면에 존재하는 결함의 위치 및 상기 기판 표면에 존재하는 결함의 정도를 포함하는 기판의 세부 상태를 검출할 수 있다.
상기 검사 단계는, 상기 이미지 데이터에 기반하여 상기 기판 에지 영역의 결함 존재 여부, 상기 기판 에지 영역에 존재하는 결함의 위치 및 상기 기판 에지 영역에 존재하는 결함의 정도를 포함하는 기판의 세부 상태를 검출할 수 있다.
상기 기판 검사 방법은, 상기 비전 검사의 수행 결과를 저장하는 저장 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 기판 검사 방법은, 설치된 기판 검사 장치를 상기 로드 포트로부터 회수하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 기판 검사 장치로 반입되는 기판의 이미지를 획득할 수 있는 비전 모듈이 적용됨으로써 기판 표면의 세부 상태를 신속하고 정확하게 검출할 수 있다. 따라서 기판에 대한 실시간 검사에 적용할 수 있다.
또한, 기판 검사 장치를 로드 포트 상에 간편하게 설치 및 해제 가능한 형태로 제공함으로써 로드 포트를 포함하는 다양한 설비에 적용할 수 있고 기판에 대한 비전 검사를 용이하게 수행할 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 기판 처리 설비를 상부에서 바라본 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 검사 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 기판 처리 설비에 도 2의 기판 검사 장치를 설치한 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2의 기판 검사 장치에 기판이 반입되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 2의 촬상 유닛의 이미지 획득 과정을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 2의 검출 유닛의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 기판 검사 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이 쉽게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 다른 형태로 구현될 수 있고 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명의 실시예를 설명하는 데 있어서, 관련된 공지 기능이나 구성에 대한 구체적 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 구체적 설명을 생략하고, 유사 기능 및 작용을 하는 부분은 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용하기로 한다.
명세서에서 사용되는 용어들 중 적어도 일부는 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이기에 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 그 용어에 대해서는 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 해석되어야 한다.
또한, 명세서에서, 어떤 구성 요소를 포함한다고 하는 때, 이것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 그리고, 어떤 부분이 다른 부분과 연결(또는, 결합)된다고 하는 때, 이것은, 직접적으로 연결(또는, 결합)되는 경우뿐만 아니라, 다른 부분을 사이에 두고 간접적으로 연결(또는, 결합)되는 경우도 포함한다.
한편, 도면에서 구성 요소의 크기나 형상, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해를 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해의 형상으로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법 및/또는 허용 오차의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것이 아니라 형상에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.
본 실시예의 기판 검사 장치는 반도체 웨이퍼 또는 평판 표시 패널과 같은 기판에 대해 처리 공정을 수행하기 위하여 기판을 수납하는 용기가 안착되는 로드 포트를 포함하는 어떠한 기판 처리 설비에도 사용될 수 있다. 아래에서는 기판으로 웨이퍼가 사용된 경우를 예로 들어 설명한다. 본 발명의 실시예에서, 기판 표면이란 미세 패턴이 형성된 기판의 패턴 형성 면을 의미한다.
도 1은 기판 처리 설비를 상부에서 바라본 도면이다. 도 1을 참조하면, 기판 처리 설비(1)는 인덱스 모듈(10)과 공정 처리 모듈(20)을 가진다. 인덱스 모듈(10)은 로드 포트(120) 및 이송 프레임(140)을 가진다. 로드 포트(120), 이송 프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(20)은 순차적으로 일렬로 배열된다. 이하, 로드 포트(120), 이송 프레임(140), 그리고 공정 처리 모듈(20)이 배열된 방향을 제1방향(12)이라 하고, 상부에서 바라볼 때, 제1방향(12)과 수직한 방향을 제2방향(14)이라 하며, 제1방향(12)과 제2방향(14)을 포함한 평면에 수직인 방향을 제3방향(16)이라 칭한다.
로드 포트(120)에는 기판(W)이 수납된 용기(130)가 안착된다. 로드 포트(120)는 복수 개가 제공되며 이들은 제2방향(14)을 따라 일렬로 배치된다. 로드 포트(120)의 개수는 공정 처리 모듈(20)의 공정 효율 및 풋 프린트 조건 등에 따라 증가하거나 감소할 수도 있다. 용기(130)에는 기판들(W)을 지면에 대해 수평하게 배치한 상태로 수납하기 위한 다수의 슬롯(미도시)이 형성된다. 용기(130)로는 전면개방일체형포드(Front Opening Unifed Pod; FOUP)가 사용될 수 있다.
공정 처리 모듈(20)은 버퍼 유닛(220), 이송 챔버(240), 공정 유닛(260), 액 공급 유닛(400)을 포함한다. 이송 챔버(240)는 그 길이 방향이 제 1 방향(12)과 평행하게 배치된다. 이송 챔버(240)의 양측에는 각각 공정 유닛들(260)이 배치된다. 이송 챔버(240)의 일측 및 타측에서 공정 유닛들(260)은 이송 챔버(240)를 기준으로 대칭되도록 제공된다. 이송 챔버(240)의 일측에는 복수 개의 기판처리부(260)들이 제공된다. 공정 유닛들(260) 중 일부는 이송 챔버(240)의 길이 방향을 따라 배치된다. 또한, 공정 유닛들(260) 중 일부는 서로 적층되게 배치된다. 즉, 이송 챔버(240)의 일측에는 공정 유닛들(260)이 A X B의 배열로 배치될 수 있다. 여기서 A는 제1 방향(12)을 따라 일렬로 제공된 공정 유닛(260)의 수이고, B는 제3방향(16)을 따라 일렬로 제공된 공정 유닛(260)의 수이다. 이송 챔버(240)의 일측에 공정 유닛(260)이 4개 또는 6개 제공되는 경우, 공정 유닛들(260)은 2 X 2 또는 3 X 2의 배열로 배치될 수 있다. 공정 유닛(260)의 개수는 증가하거나 감소할 수도 있다. 상술한 바와 달리, 공정 유닛(260)은 이송 챔버(240)의 일측에만 제공될 수 있다. 또한, 공정 유닛(260)은 이송 챔버(240)의 일측 및 양측에 단층으로 제공될 수 있다.
버퍼 유닛(220)은 이송 프레임(140)과 이송 챔버(240) 사이에 배치된다. 버퍼 유닛(220)은 이송 챔버(240)와 이송 프레임(140) 간에 기판(W)이 반송되기 전에 기판(W)이 머무르는 공간을 제공한다. 버퍼 유닛(220)의 내부에는 기판(W)이 놓이는 슬롯(미도시)이 제공된다. 슬롯(미도시)들은 서로 간에 제3방향(16)을 따라 이격되도록 복수 개가 제공된다. 버퍼 유닛(220)은 이송 프레임(140)과 마주보는 면 및 이송 챔버(240)와 마주보는 면이 개방된다.
이송 프레임(140)은 로드 포트(120)에 안착된 용기(130)와 버퍼 유닛(220) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송 프레임(140)에는 인덱스 레일(142)과 인덱스 로봇(144)이 제공된다. 인덱스 레일(142)은 그 길이 방향이 제2방향(14)과 나란하게 제공된다. 인덱스 로봇(144)은 인덱스 레일(142) 상에 설치되며, 인덱스 레일(142)을 따라 제2 방향(14)으로 직선 이동된다. 인덱스 로봇(144)은 베이스(144a), 몸체(144b), 그리고 인덱스암(144c)을 가진다. 베이스(144a)는 인덱스 레일(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(20)에서 용기(130)로 기판(W)을 반송할 때 사용되고, 이의 다른 일부는 용기(130)에서 공정 처리 모듈(20)로 기판(W)을 반송할 때 사용될 수 있다. 이는 인덱스 로봇(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.
이송 챔버(240)는 버퍼 유닛(220)과 공정 유닛(260) 간에, 그리고 공정 유닛들(260) 간에 기판(W)을 반송한다. 이송 챔버(240)에는 가이드 레일(242)과 메인 로봇(244)이 제공된다. 가이드 레일(242)은 그 길이 방향이 제1방향(12)과 나란하도록 배치된다. 메인 로봇(244)은 가이드 레일(242) 상에 설치되고, 가이드 레일(242) 상에서 제1방향(12)을 따라 직선 이동된다. 메인 로봇(244)은 베이스(244a), 몸체(244b), 그리고 메인 암(244c)을 가진다. 베이스(244a)는 가이드 레일(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. 메인 암(244c)은 몸체(244b)에 결합되고, 이는 몸체(244b)에 대해 전진 및 후진 이동 가능하도록 제공된다. 메인 암(244c)은 복수 개 제공되어 각각 개별 구동되도록 제공된다. 메인 암(244c)들은 제3방향(16)을 따라 서로 이격된 상태로 적층되게 배치된다.
공정 유닛(260)에는 기판(W)을 처리하는 공정을 수행한다. 공정 유닛(260)는 수행하는 공정의 종류에 따라 상이한 구조를 가질 수 있다. 이와 달리 각각의 공정 유닛(260)은 동일한 구조를 가질 수 있다. 선택적으로 공정 유닛들(260)은 복수 개의 그룹으로 구분되어, 동일한 그룹에 속하는 공정 유닛(260) 내에 장치들(300)은 서로 동일하고, 서로 상이한 그룹에 속하는 공정 유닛(260) 내에 제공된 장치(300)의 구조는 서로 상이하게 제공될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 검사 장치를 도시한 것이고 도 3은 도 2의 기판 검사 장치를 도 1의 기판 처리 설비에 설치한 예를 도시한 것이고 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 검사 장치에 기판(W)이 반입되는 모습을 도시한 것이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 검사 장치(300)는 외부로부터 반입된 기판이 머무를 수 있는 공간을 형성하는 하우징(310) 및 하우징(310) 내부에 배치되고 하우징(310) 내부로 반입되는 기판(W)에 대한 비전 검사를 수행하는 비전 모듈을 포함한다. 비전 모듈은 하우징(310) 내부로 반입되는 기판을 촬상하기 위한 촬상 유닛(320)과 촬상 유닛(320)에 의하여 생성된 이미지 데이터를 바탕으로 기판의 상태를 검출하는 검출 유닛(330)을 포함할 수 있다.
하우징(310)은 기판이 머무를 수 있는 내부 공간을 제공하고, 기판(W)은 인덱스 암(144c)에 지지된 채로 하우징(310)의 내부 공간으로 반입되거나 반출될 수 있다. 이때, 기판(W) 및 인덱스 암(144c)이 반출입되는 곳을 출입구로 정의할 수 있다. 하우징(310)의 내부 공간에는 기판이 지지될 수 있는 슬롯 등의 기판 지지 부재가 적어도 하나 이상 형성될 수 있다.
하우징(310)은 로드 포트(120)에 안착되는 용기(130)와 동일한 형상으로 마련될 수 있다. 일 예로, 하우징(310)은 반도체 제조 공정에서 통상적으로 사용하는 제조용 전면개방일체형포드(Front Opening Unifed Pod; FOUP)와 유사하거나 동일한 형상 및 기능을 가진 것일 수 있다. 하우징(310)은 반도체 공정 설비의 로드 포트(load port)에 안착될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 기판 검사 장치(300)는 복수의 로드 포트 중 하나의 로드 포트(120)에 안착됨으로써 기판 처리 설비에 설치될 수 있다. 기판 검사 장치(300)가 설치되지 않은 다른 로드 포트에는 복수의 기판이 수납된 일반 용기(130)가 안착될 수 있고, 인덱스 로봇(144)은 일반 용기(130)에 수납된 기판(W)을 반출하여 기판 검사 유닛(300)으로 반입시킬 수 있다. 즉, 하우징(310) 내부로는 하우징(310)이 설치되지 않은 로드 포트에 안착된 용기(130)로부터 반출된 기판(W)이 반입될 수 있다. 기판(W)의 반송은 인덱스 로봇(144)에 의하여 수행되고, 기판(W)은 인덱스 암(144c)에 재치된 상태로 반송될 수 있다.
비전 모듈은 하우징(310) 내부에 배치되고 하우징(310) 내부 공간으로 반입되는 기판(W)에 대한 비전 검사를 수행할 수 있다. 비전 모듈은 적어도 하나 이상의 촬상 유닛(320)과 검출 유닛(330)을 포함할 수 있다.
촬상 유닛(320)은 도 4에 도시된 바와 같이 출입구 상부에 고정 설치되고, 내부 공간으로 반입되는 기판(W)을 촬상함으로써 기판(W)에 대한 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 촬상 유닛(320)은 기판 표면인 기판의 상면을 촬상할 수 있는 위치에 설치될 수 있고 필요에 따라 촬상 유닛(320)의 설치 위치는 변경될 수 있다.
도 5는 도 4의 촬상 유닛이 이미지를 생성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
일 예로, 촬상 유닛(320)은 움직이는 물체를 라인 단위로 촬상하여 하나의 전체 이미지를 생성하는 라인 스캔 카메라일 수 있다. 라인 스캔 카메라는, 하우징(310) 내부로 반입되는 기판을 고정 위치에서 라인 단위로 연속 촬상(도 5a)한 후, 촬상된 영상을 누적하여 기판의 전체 이미지를 생성(도 5b)할 수 있다. 따라서, 촬상 유닛(320)의 설치 위치는 기판의 전체를 라인 단위로 촬상할 수 있도록 출입구에 인접한 영역인 것이 바람직하다. 도 4에서는 촬상 유닛(320)이 출입구의 중앙에 설치된 것을 예로 들었지만, 촬상 유닛은 출입구의 측벽에 가깝게 설치될 수도 있다.
검출 유닛(330)은 촬상 유닛(320)과 유선 방식 또는 무선 방식으로 전기적으로 연결될 수 있고, 촬상 유닛(320)에 의하여 생성된 이미지 데이터를 전달 받아 하우징(310) 내부로 반입되는 기판(W)의 상태를 검출할 수 있다. 구체적으로, 검출 유닛(330)은 촬상 유닛(320)에 의하여 생성된 이미지 데이터를 이용하여 기판 표면의 상태를 검출할 수 있다. 예를 들어, 기판 표면 상의 결함(defect) 존재 여부, 존재하는 결함의 정확한 위치, 존재하는 결함의 크기를 포함하는 결함의 정도 중 적어도 하나를 검출할 수 있다. 또는, 기판 에지(edge) 영역의 결함 발생 여부, 에지 영역 결함의 위치, 에지 영역 결함의 정도 중 적어도 하나를 검출할 수 있다. 즉, 검출 유닛(330)은 촬상 유닛(320)을 이용하여 기판(W)에 대한 비전 검사를 수행하므로, 종래 광센서를 이용하는 경우보다 신속하게 기판의 상태를 검출할 수 있고, 더욱 정확하고 상세한 기판의 표면 상태를 검출할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 검사 장치의 검출 유닛(330)의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하면, 검출 유닛(330)은 데이터 수신부(332), 검출부(334), 판단부(336), 저장부(338)를 포함할 수 있다.
데이터 수신부(332)는 촬상 유닛(320)으로부터 이미지 데이터를 수신할 수 있다. 데이터 수신부(332)로 수신된 이미지 데이터는 검출부(334)로 전달될 수 있고, 검출부(334)는 전달받은 이미지 데이터에 기반하여 기판의 상태를 검출 할 수 있다. 이때, 검출부(334)에 의하여 검출되는 기판의 상태는 구체적으로 기판 표면의 결함(defect) 존재 여부, 기판 상 결함의 위치, 결함의 크기 등을 포함하는 결함의 정도, 기판 에지 결함 발생 여부, 에지 결합의 위치, 에지 결함의 정도 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
판단부(336)는 검출부(334)로부터 검출 데이터를 전달받을 수 있고, 검출 데이터를 바탕으로 기판에 대한 후속 처리를 판단할 수 있다. 예를 들어, 판단부(336)에는 기판에 대한 허용 데이터가 미리 저장될 수 있다. 판단부(336)는 검출 데이터를 기 저장된 허용 데이터와 대비하여 기판(W) 상의 결함의 크기, 개수 등이 허용 범위에 해당하는 지를 판단하고, 허용된 범위에서 벗어난 경우에는 알람을 발생시키거나 사용자에게 기판 상태에 대한 구체적인 정보(표면 결함의 위치, 크기, 개수 등)를 제공할 수 있다. 이를 통해 사용자는 기판의 표면 상태를 신속하고 정확하게 파악할 수 있다.
저장부(338)는 하나의 기판에 대한 전체적인 검사 데이터를 전달받아 유기적으로 저장함으로써 기판 처리에 대한 데이터 베이스를 형성할 수 있다. 검사 데이터는 이미지 데이터, 검출 데이터, 판단 데이터를 포함할 수 있다. 저장부(338)에 저장된 데이터는 검출 유닛(330)의 검출 연산에 이용될 수 있다.
검출 유닛(330)은 CPU 및 저장용 반도체 등 다양한 반도체와 전자부품을 포함하는 일반적인 컴퓨터일 수 있으며, 회로기판 상에 반도체 등의 전기부품이 배열된 것일 수 있다. 또한, 검출 유닛(330)은 사용자가 기판 검사 장치(300)의 각 구성의 동작을 제어하는 명령을 제어하거나 정보를 확인하기 위한 명령 버튼 및 디스플레이 장치를 더 포함할 수 있다. 필요에 따라, 판단부(336)와 저장부(338)는 생략될 수 있고, 검출 유닛(330)은 하우징(310)에 내장된 상태 또는 부착된 상태로 제공될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 검사 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 우선, 기판에 대한 검사를 수행하기 위해서는 기판 검사 장치(300)를 로드 포트에 설치한다(S10). 기판 검사 장치(300)를 로드 포트에 설치하는 단계(S10)는 로드 포트(120)에 안착 가능하도록 제공된 기판 검사 장치(300)를 복수의 로드 포트(120) 중 하나에 안착시킴으로써 간단하게 수행될 수 있다. 이후, 기판에 대한 비전 검사를 수행하는 검사 단계(S20)가 수행된다.
검사 단계(S20)는 기판 반입 단계(S21), 이미지 데이터 생성 단계(S22), 기판의 표면 검사 단계(S23)를 포함하고, 검사 결과를 저장하는 저장 단계(S24)를 더 포함할 수 있다.
기판 검사 장치(300) 내부로 기판을 반입하는 기판 반입 단계(S21)는 인덱스 로봇(144)에 의하여 수행될 수 있다. 구체적으로, 인덱스 암(144c)에 의하여 일반 용기(130)로부터 반출된 기판(W)이 기판 검사 장치(300)로 반입될 수 있다. 인덱스 암(144c)에 의하여 기판 검사 장치(300) 내부로 기판이 반입되기 시작하면, 기판에 대한 이미지 데이터가 생성될 수 있다(S22). 구체적으로, 하우징(310)의 출입구 상부에 고정 설치된 촬상 유닛(320)이 하우징(310) 내부로 반입되는 기판(W)을 라인 단위로 촬상함으로써 기판 전체에 대한 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 즉, 기판 반입 단계(S21)와 기판의 이미지 데이터 생성 단계(S22)는 동시에 수행될 수 있다.
기판에 대한 이미지 데이터 생성 단계(S22)가 완료되면, 이미지 데이터를 기반으로 한 기판의 표면 검사 단계(S23)가 수행될 수 있다. 기판의 표면 검사 단계(S23)는 촬상 유닛(320)으로부터 이미지 데이터를 전달받은 검출 유닛(330)에 의하여 수행될 수 있다. 검출 유닛(330)은 기판의 구체적인 표면 상태를 검출할 수 있다. 예를 들어, 검출 유닛(330)은 기판의 표면 결함 존재 여부, 존재하는 결함의 위치, 결함의 크기 등을 포함하는 결함의 정도, 에지 결함 발생 여부, 에지 결함의 위치, 에지 결함의 정도 중 적어도 하나 이상을 검출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판 검사 방법은, 검사 결과를 저장하는 저장 단계(S24)를 포함할 수 있다. 검사 결과는 이미지 데이터, 검출 데이터를 포함할 수 있다.
검사하고자 하는 기판에 대한 검사가 완료되면, 기판 검사 장치(300)를 기판 처리 설비로부터 회수하는 검사 장치 해제(S30) 단계가 수행될 수 있다. 검사 장치를 해제하기 전까지 검사 단계(S20)는 반복될 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 실시예에 따르면 로드 포트에 안착될 수 있는 형태의 검사 장치가 제공됨으로써 로드 포트를 포함하는 다양한 설비에 간편하게 적용하여 기판에 대한 비전 검사를 수행할 수 있다. 또한, 이미지 기반 검사를 적용하여 기판의 표면 상태를 신속하고 정확하게 검출할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
120: 로드 포트
140: 이송 프레임
144: 인덱스 로봇
144c: 인덱스 암
300: 기판 검사 장치
310: 하우징
320: 촬상 유닛
330: 검출 유닛

Claims (13)

  1. 로드 포트에 안착 가능하며 기판이 머무를 수 있는 내부 공간을 가진 하우징; 및
    상기 하우징의 내부 공간으로 반입되는 기판에 대한 비전 검사를 수행하는 비전 모듈을 포함하고,
    상기 비전 모듈은,
    상기 하우징에서 기판이 반출입되는 출입구 상부에 제공되고 상기 하우징의 내부 공간으로 반입되는 기판을 촬상하여 상기 기판에 대한 이미지 데이터를 생성하는 적어도 하나의 촬상 유닛;
    상기 이미지 데이터로부터 상기 기판의 표면 상태를 검출하는 검출 유닛을 포함하는 기판 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검출 유닛은,
    상기 기판의 표면 상태로서 상기 기판 표면의 결함 존재 여부, 상기 기판 표면에 존재하는 결함의 위치 및 상기 기판 표면에 존재하는 결함의 정도를 검출하는 기판 검사 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 검출 유닛은,
    상기 기판의 표면 상태로서 상기 기판 에지 영역의 결함 존재 여부, 상기 기판 에지 영역에 존재하는 결함의 위치 및 상기 기판 에지 영역에 존재하는 결함의 정도를 검출하는 기판 검사 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 검출 유닛은,
    상기 촬상 유닛으로부터 이미지 데이터를 수신하는 데이터 수신부;
    상기 이미지 데이터에 기반하여 상기 기판의 표면 상태를 검출하는 검출부;
    를 포함하는 기판 검사 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 검출 유닛은,
    상기 검출부에 의하여 검출된 기판의 표면 상태에 기반하여 기판에 대한 후속 처리를 판단하는 판단부를 더 포함하는 기판 검사 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 비전 모듈에 의한 비전 검사 수행 결과를 저장하는 저장부를 더 포함하는 기판 검사 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 촬상 유닛은,
    상기 하우징 내부로 반입되는 기판을 라인 단위로 촬상하여 상기 기판에 대한 전체 이미지를 생성하는 라인 스캔 카메라인 기판 검사 장치.
  8. 로드 포트와 기판을 반송하는 반송 로봇이 제공된 기판 처리 설비에서 상기 기판을 검사하는 방법에 있어서,
    상기 로드 포트에 촬상 유닛을 포함하는 기판 검사 장치를 설치하는 단계;
    상기 기판 검사 장치로 기판을 반입하여 상기 기판에 대한 비전 검사를 수행하는 검사 단계를 포함하는 기판 검사 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 검사 단계는,
    기판이 상기 반송 로봇에 의하여 상기 기판 검사 장치로 반입되는 때 상기 기판을 상기 촬상 유닛으로 촬상함으로써 기판에 대한 이미지 데이터를 획득하는 기판 검사 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 검사 단계는,
    상기 이미지 데이터에 기반하여 상기 기판 표면의 결함 존재 여부, 상기 기판 표면에 존재하는 결함의 위치 및 상기 기판 표면에 존재하는 결함의 정도를 포함하는 기판의 상태를 검출하는 기판 검사 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 검사 단계는,
    상기 이미지 데이터에 기반하여 상기 기판 에지 영역의 결함 존재 여부, 상기 기판 에지 영역에 존재하는 결함의 위치 및 상기 기판 에지 영역에 존재하는 결함의 정도를 포함하는 기판의 상태를 검출하는 기판 검사 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 비전 검사의 수행 결과를 저장하는 저장 단계를 더 포함하는 기판 검사 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    설치된 상기 기판 검사 장치를 상기 로드 포트로부터 회수하는 단계를 더 포함하는 기판 검사 방법.
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