KR20230106600A - 검사장치 및 검사방법 - Google Patents

검사장치 및 검사방법 Download PDF

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KR20230106600A
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camera
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KR1020237015104A
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요이치 카라키
신노스케 이치카와
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신에쯔 한도타이 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 광투과성의 투명부를 포함하고 또한 웨이퍼를 수용하도록 구성된 수용용기를 검사하는 검사장치로서, 상기 수용용기의 상기 투명부의 적어도 일부를 포함하는 피검사부에 광을 조사하도록 배치된 플랫형 조명과, 상기 수용용기의 상기 피검사부를 사이에 두고 상기 플랫형 조명과 대향하도록 배치되고, 상기 피검사부를 촬상하여 상기 수용용기의 상기 피검사부의 이물 및/또는 결함을 검출하도록 구성된 카메라를 구비한 것을 특징으로 하는 검사장치이다. 이에 따라, 웨이퍼의 수용용기 내부에 이물이나 결함이 존재하고 있는지 여부를, 사람에 의한 육안검사보다도 확실하게 검사할 수 있는 검사장치 및 검사방법을 제공할 수 있다.

Description

검사장치 및 검사방법
본 발명은, 웨이퍼를 수용하도록 구성된 수용용기를 검사하는 검사장치 및 검사방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스는 미세화가 진행됨에 따라, 그 토대가 되는 실리콘 웨이퍼도 점점 높은 청정도, 품질이 요구된다.
품질을 손상시키는 원인의 하나로서 이물(사방 1mm 정도의 미소이물, 모발 등의 선상 이물, 비닐조각 등의 투명이물 등)이나 파티클의 존재가 있다. 실리콘 웨이퍼는, 세정한 후에 FOSB(Front Opening Shipping Box) 등의 웨이퍼 수용용기에 수납하여 출하되는데, 이들 웨이퍼 수용용기의 청정도도, 디바이스의 미세화와 함께, 점점 높은 청정도 및 품질이 요구되게 되었다.
한편, 반도체 디바이스의 비용삭감의 관점에서, 이들 웨이퍼 수용용기의 재이용이 행해지게 되고, 한 번 사용한 웨이퍼 수용용기를 실리콘 웨이퍼 제조메이커에 되돌려, 흠집이나 변형 등의 검사를 행한 후에, 이들 용기를 세정하여 재이용하는 경우가 많아지고 있다.
신품 또는 재이용하는 웨이퍼 수용용기는 세정 후에 필요한 부품을 조립한 후에, 이물의 검사로서, 웨이퍼 수용용기의 내면에 부착된 이물의 검사를 집광등이나 형광등 아래에서 검사작업원에 의한 육안검사를 행하고 있었다. 이로부터, 이들 검사작업원의 스킬이나 컨디션에 따라 부착된 이물을 놓치거나, 장시간에 걸쳐 검사함으로써 검사작업원에 대한 부담이 커지고 있었다.
특허문헌 1~4는, 웨이퍼 수용용기의 형상이나 수납된 웨이퍼의 매수나 수납상태를 검사하는 장치를 제안하고 있으나, 웨이퍼 수용용기의 내면에 부착된 이물을 검사하는 장치는 제안하고 있지 않다.
특허문헌 5는, 음료 등의 용기의 내부의 이물을 검사하는 장치 및 방법에 대하여 제안하고 있으나, 웨이퍼 수용용기의 내부의 이물을 검사하는 장치 및 방법에 대해서는 제안하고 있지 않다.
일본특허공개 2004-266221호 공보 일본특허공개 2006-156740호 공보 국제공개 제WO2008/69191호 팜플렛 일본특허공개 2015-8223호 공보 일본특허공개 2008-268236호 공보 일본특허공개 2006-286700호 공보
본 발명은, 상기 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 웨이퍼의 수용용기 내부에 이물이나 결함이 존재하고 있는지 여부를, 사람에 의한 육안검사보다도 확실하게 검사할 수 있는 검사장치 및 검사방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에서는, 광투과성의 투명부를 포함하고 또한 웨이퍼를 수용하도록 구성된 수용용기를 검사하는 검사장치로서,
상기 수용용기의 상기 투명부의 적어도 일부를 포함하는 피검사부에 광을 조사하도록 배치된 플랫형 조명과,
상기 수용용기의 상기 피검사부를 사이에 두고 상기 플랫형 조명과 대향하도록 배치되고, 상기 피검사부를 촬상하여 상기 수용용기의 상기 피검사부의 이물 및/또는 결함을 검출하도록 구성된 카메라
를 구비한 것을 특징으로 하는 검사장치를 제공한다.
본 발명의 검사장치에 따르면, 웨이퍼의 수용용기의 광투과성의 부분을 포함하는 피검사부에 플랫형 조명으로부터 광을 조사하여 얻어지는 피검사부의 상(像)을 카메라로 촬상할 수 있고, 그에 따라, 이 카메라로 수용용기의 피검사부의 이물 및/또는 결함을 검출할 수 있다. 그 결과, 웨이퍼의 수용용기 내부에 이물이나 결함이 존재하고 있는지 여부를, 사람에 의한 육안검사보다도 확실하게 검사할 수 있다.
상기 수용용기가, 수용용기 본체를 포함하고,
상기 수용용기 본체는, 바닥면, 이 바닥면에 대향하는 개구부, 및 상기 바닥면과 상기 개구부 사이의 측면을 포함하고,
상기 플랫형 조명이, 상기 피검사부로서의, 상기 바닥면의 외측과, 상기 측면의 외측의 적어도 일부에 광을 조사하도록 배치되어 있고,
상기 카메라가, 상기 수용용기 본체의 상기 개구부로부터, 상기 수용용기 본체의 내측을 촬상하도록 배치되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같은 검사장치이면, 수용용기 본체의 바닥면의 내측 및 측면의 내측에 이물 및/또는 결함이 있는 경우에, 이들을 용이하게 검출할 수 있다.
상기 수용용기 본체는, 상기 투명부, 반투명부 및 착색부로 구성되어 있는 것일 수도 있다.
수용용기 본체가, 투명부 이외에, 반투명부 및 착색부를 포함하고 있어도, 본 발명의 검사장치이면, 수용용기 본체의 내측에 이물 및/또는 결함이 있는 경우에, 이들을 용이하게 검출할 수 있다.
이 경우, 상기 카메라가 상기 수용용기 본체의 상기 내측을 하방으로부터 촬상하도록 배치되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같은 검사장치이면, 검사 중에 수용용기 본체 내부에 파티클 등의 이물이 혼입되는 것을 방지할 수 있다.
상기 수용용기가, 이 수용용기를 봉지하기 위한 덮개부를 포함하고,
상기 덮개부는, 상기 수용용기의 외측의 면으로서의 덮개 표면과, 이 덮개 표면의 뒤쪽(裏側)의 덮개 이면을 갖고,
상기 플랫형 조명은, 상기 피검사부로서의, 상기 덮개부의 상기 덮개 표면 또는 상기 덮개 이면을 조명하도록 배치되어 있는 것일 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 검사장치를 이용함으로써, 수용용기 본체뿐만 아니라, 덮개부의 검사를 행할 수도 있다.
상기 수용용기를 유지하도록 구성된 홀더를 추가로 구비하고,
상기 홀더가, 상기 플랫형 조명 및 상기 카메라에 대하여 상기 수용용기를 회전시키도록 구성된 회전기구를 구비한 것으로 할 수 있다.
이와 같은 회전기구를 구비한 홀더를 추가로 구비하는 검사장치를 이용하면, 예를 들어 1개의 플랫형 조명 및 1개의 카메라로도, 수용용기의 검사를 행할 수 있다.
상기 카메라는, 상기 수용용기의 상기 투명부를 투과한 투과광, 상기 수용용기의 일부로부터의 반사광, 또는 상기 투과광 및 상기 반사광의 양방을 검지하도록 구성되어 있는 것으로 할 수 있다.
이와 같이, 카메라로서, 투과광뿐만 아니라, 반사광을 검지하는 카메라를 이용할 수도 있다.
상기 수용용기의 상기 피검사부를 사이에 두고 상기 플랫형 조명과 대향하도록 배치된 바형 조명을 추가로 구비할 수도 있다.
이와 같은 바형 조명을 구비한 검사장치를 이용함으로써, 수용용기의 피검사부에 존재할 수 있는 이물 등에 대한 시인성을 더욱 높일 수 있다.
또한, 본 발명에서는, 광투과성의 투명부를 포함하고 또한 웨이퍼를 수용하도록 구성된 수용용기의 이물 및/또는 결함을 검출하는 검사방법으로서,
플랫형 조명과 카메라를 구비한 검사장치를 준비하고,
상기 플랫형 조명을, 상기 수용용기의 상기 투명부의 적어도 일부를 포함하는 피검사부에 광을 조사하도록 배치하고, 또한 상기 카메라를, 상기 수용용기의 상기 피검사부를 사이에 두고 상기 플랫형 조명과 대향하도록 배치하고,
상기 플랫형 조명으로부터, 상기 수용용기의 상기 피검사부에 광을 조사하고,
상기 카메라에 의해 상기 피검사부를 촬상하여, 상기 수용용기의 상기 피검사부의 이물 및/또는 결함을 검출하는 것을 특징으로 하는 검사방법을 제공한다.
본 발명의 검사방법에 따르면, 웨이퍼의 수용용기의 광투과성의 부분을 포함하는 피검사부에 플랫형 조명으로부터 광을 조사하여 얻어지는 피검사부의 상을 카메라로 촬상할 수 있고, 그에 따라, 이 카메라로 수용용기의 피검사부의 이물 및/또는 결함을 검출할 수 있다. 그 결과, 웨이퍼의 수용용기 내부에 이물이나 결함이 존재하고 있는지 여부를, 사람에 의한 육안검사보다도 확실하게 검사할 수 있다.
상기 수용용기로서, 바닥면, 이 바닥면에 대향하는 개구부, 및 상기 바닥면과 상기 개구부 사이의 측면을 포함하는 수용용기 본체를 포함하는 것을 검사대상으로 하고,
상기 플랫형 조명으로부터, 상기 피검사부로서의, 상기 바닥면의 외측과, 상기 측면의 외측의 적어도 일부에 광을 조사하고,
상기 수용용기 본체의 내부를 상기 개구부로부터 상기 카메라를 이용하여 촬상해서, 상기 수용용기 본체를 검사하는 것이 바람직하다.
이와 같은 검사방법이면, 수용용기의 바닥면의 내측 및 측면의 내측에 이물 및/또는 결함이 있는 경우에, 이들을 용이하게 검출할 수 있다.
상기 수용용기 본체로서, 예를 들어, 상기 투명부, 반투명부 및 착색부로 구성되어 있는 것을 검사대상으로 할 수 있다.
수용용기 본체가, 투명부 이외에, 반투명부 및 착색부를 포함하고 있어도, 본 발명의 검사방법이면, 수용용기 본체의 내측에 이물 및/또는 결함이 있는 경우에, 이들을 용이하게 검출할 수 있다.
이 경우, 상기 수용용기 본체의 상기 개구부를 하향으로 배치하고, 상기 카메라에 의해 하방으로부터 촬상하는 것이 바람직하다.
이와 같이 함으로써, 검사 중에 수용용기 본체 내부에 파티클 등의 이물이 혼입되는 것을 방지할 수 있다.
상기 수용용기로서, 이 수용용기를 봉지하기 위한 덮개부이며, 상기 수용용기의 외측의 면으로서의 덮개 표면과, 이 덮개 표면의 뒤쪽의 덮개 이면을 갖는 덮개부를 포함하는 것을 검사대상으로 하고,
상기 플랫형 조명으로부터 상기 덮개부의 상기 덮개 표면 또는 상기 덮개 이면의 일방에 광을 조명하고, 이어서 상기 덮개부를 뒤집어서, 상기 덮개 표면 또는 상기 덮개 이면의 타방에 광을 조명하고, 상기 덮개부의 상기 덮개 표면 및 상기 덮개 이면을 상기 카메라로 각각 촬상하여, 상기 덮개부를 검사할 수도 있다.
이와 같이, 본 발명의 검사방법이면, 수용용기 본체뿐만 아니라, 덮개부의 검사를 행할 수도 있다.
상기 검사장치로서, 상기 수용용기를 유지하도록 구성된 홀더이며, 상기 플랫형 조명 및 상기 카메라에 대하여 상기 수용용기를 회전시키도록 구성된 회전기구를 구비한 홀더를 추가로 구비한 것을 이용하고,
상기 홀더의 상기 회전기구에 의해 상기 수용용기를 회전시킴으로써, 1개의 상기 플랫형 조명 및 1개의 상기 카메라를 이용하여, 상기 수용용기를 검사할 수 있다.
이와 같이 함으로써, 1개의 플랫형 조명 및 1개의 카메라로도, 수용용기의 검사를 행할 수 있다.
상기 카메라에 의해, 상기 수용용기의 상기 투명부를 투과한 투과광, 상기 수용용기의 일부로부터의 반사광, 또는 상기 투과광 및 상기 반사광의 양방을 검지하고 상기 피검사부를 촬상하여, 상기 수용용기의 상기 피검사부를 검사할 수도 있다.
이와 같이, 카메라로서, 투과광뿐만 아니라, 반사광을 검지하는 카메라를 이용할 수도 있다.
상기 카메라를 이용하여, 상기 수용용기 내의 이물, 균열, 결락 및/또는 파츠의 결함을 검출해서, 상기 수용용기의 상기 피검사부를 검사할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 검사방법에 따르면, 예를 들어 수용용기 내의 이물, 균열, 결락 및/또는 파츠의 결함을 검출할 수 있다.
바형 조명을, 상기 수용용기의 상기 피검사부를 사이에 두고 상기 플랫형 조명과 대향하도록 배치하고,
상기 플랫형 조명에 더하여, 상기 바형 조명으로부터 상기 수용용기의 상기 피검사부에 광을 조사할 수도 있다.
이와 같이 함으로써, 수용용기의 피검사부에 존재할 수 있는 이물 등에 대한 시인성을 더욱 높일 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 검사장치이면, 웨이퍼의 수용용기의 광투과성의 부분을 포함하는 피검사부에 플랫형 조명으로부터 광을 조사하여 얻어지는 피검사부의 상을 카메라로 촬상할 수 있고, 그에 따라, 이 카메라로 수용용기의 피검사부의 이물 및/또는 결함을 검출할 수 있다. 그 결과, 웨이퍼의 수용용기 내부에 이물이나 결함이 존재하고 있는지 여부를, 사람에 의한 육안검사보다도 확실하게 검사할 수 있다.
따라서, 본 발명의 검사장치이면, 검사작업원의 스킬이나 컨디션과 같은 요인에 따라 검사결과가 변동되거나, 장시간에 걸친 검사로 인해 검사작업원에게 부담을 가하는 등의 문제가 일어나는 것을 억지(抑止)할 수 있다.
그리고, 본 발명의 검사장치에 의한 검사에 합격한 수용용기는, 청정도가 높은 실리콘 웨이퍼를, 그 높은 청정도를 유지한 채로, 디바이스 프로세스에 투입할 때까지 수납할 수 있다. 따라서, 본 발명의 검사장치를 이용하면, 보다 고성능의 실리콘 디바이스를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 검사방법이면, 웨이퍼의 수용용기의 광투과성의 부분을 포함하는 피검사부에 플랫형 조명으로부터 광을 조사하여 얻어지는 피검사부의 상을 카메라로 촬상할 수 있고, 그에 따라, 이 카메라로 수용용기의 피검사부의 이물 및/또는 결함을 검출할 수 있다. 그 결과, 웨이퍼의 수용용기 내부에 이물이나 결함이 존재하고 있는지 여부를, 사람에 의한 육안검사보다도 확실하게 검사할 수 있다.
따라서, 본 발명의 검사방법이면, 검사작업원의 스킬이나 컨디션과 같은 요인에 따라 검사결과가 변동되거나, 장시간에 걸친 검사로 인해 검사작업원에게 부담을 가하는 등의 문제가 일어나는 것을 억지할 수 있다.
그리고, 본 발명의 검사방법에 의한 검사에 합격한 수용용기는, 청정도가 높은 실리콘 웨이퍼를, 그 높은 청정도를 유지한 채로, 디바이스 프로세스에 투입할 때까지 수납할 수 있다. 따라서, 본 발명의 검사방법을 채용하면, 보다 고성능의 실리콘 디바이스를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 검사장치의 일례를 나타내는 개략사시도이다.
도 2는 본 발명의 검사장치로 검사할 수 있는 수용용기 본체의 일례를 나타내는 개략사시도이다.
도 3은 본 발명의 검사장치로 검사할 수 있는 수용용기의 일례를 나타내는 개략분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 검사장치로 촬상한, 수용용기의 바닥면의 일례인 내측의 상의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 검사장치의 다른 예를 나타내는 개략측면도이다.
도 6은 도 5의 검사장치를 나타내는 개략평면도이다.
도 7은 본 발명의 검사장치의 다른 예를 나타내는 개략사시도이다.
도 8은 실시예의 검사방법의 플로우도이다.
도 9는 실시예 1의 검사장치의 하나를 나타내는 개략배치도이다.
도 10은 실시예 1의 검사장치의 다른 하나를 나타내는 개략배치도이다.
도 11은 실시예 2의 검사장치를 나타내는 개략배치도이다.
도 12는 비교예 1의 검사방법의 하나를 나타내는 개략도이다.
도 13은 비교예 1의 검사방법의 다른 하나를 나타내는 개략도이다.
FOSB 내에 이물이 존재하면, 웨이퍼를 클린하게 해도, 수납물인 웨이퍼에 이물이 부착되고, 웨이퍼 상의 파티클 증가나 오염으로 이어질 리스크가 있다. 그러나, 이물검사는, 현재, 육안으로의 검사를 행하는 것 이외의 방법은 없어, 작업자의 심리적인 부담이 되고, 그것이 놓치게 만드는 원인으로도 되고 있었다. 또한, 이 검사는, 많은 공수가 드는 작업이며, 자동화가 요망되는 공정이었다.
그 때문에, 상기 서술한 바와 같이, 웨이퍼의 수용용기 내부에 이물이나 결함이 존재하고 있는지 여부를, 사람에 의한 육안검사보다도 확실하게 검사할 수 있는 검사장치 및 검사방법의 개발이 요구되고 있었다.
본 발명자들은, 상기 과제에 대하여 예의 검토를 거듭한 결과, FOSB 등의 광투과성의 투명부를 포함하고 또한 웨이퍼를 수용하도록 구성된 수용용기를 검사하는 검사장치에 있어서, 플랫형 조명을, 수용용기의 투명부의 적어도 일부를 포함하는 피검사부에 광을 조사하도록 배치하고, 또한, 촬상하여 검사하기 위한 카메라를, 수용용기의 피검사부를 사이에 두고 플랫형 조명과 대향하도록 배치함으로써, 웨이퍼의 수용용기 내면에 부착된 이물 및/또는 결함을 용이하고 또한 확실하게 검지할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시켰다.
즉, 본 발명은, 광투과성의 투명부를 포함하고 또한 웨이퍼를 수용하도록 구성된 수용용기를 검사하는 검사장치로서,
상기 수용용기의 상기 투명부의 적어도 일부를 포함하는 피검사부에 광을 조사하도록 배치된 플랫형 조명과,
상기 수용용기의 상기 피검사부를 사이에 두고 상기 플랫형 조명과 대향하도록 배치되고, 상기 피검사부를 촬상하여 상기 수용용기의 상기 피검사부의 이물 및/또는 결함을 검출하도록 구성된 카메라
를 구비한 것을 특징으로 하는 검사장치이다.
또한, 본 발명은, 광투과성의 투명부를 포함하고 또한 웨이퍼를 수용하도록 구성된 수용용기의 이물 및/또는 결함을 검출하는 검사방법으로서,
플랫형 조명과 카메라를 구비한 검사장치를 준비하고,
상기 플랫형 조명을, 상기 수용용기의 상기 투명부의 적어도 일부를 포함하는 피검사부에 광을 조사하도록 배치하고, 또한 상기 카메라를, 상기 수용용기의 상기 피검사부를 사이에 두고 상기 플랫형 조명과 대향하도록 배치하고,
상기 플랫형 조명으로부터, 상기 수용용기의 상기 피검사부에 광을 조사하고,
상기 카메라에 의해 상기 피검사부를 촬상하여, 상기 수용용기의 상기 피검사부의 이물 및/또는 결함을 검출하는 것을 특징으로 하는 검사방법이다.
한편, 특허문헌 6에는, 반도체 반송용기에 있어서의 점착물의 유무를 확인하기 위해, 반도체 반송용기에 수용성 분립체를 뿌려, 반도체 반송용기에 있어서의 점착물의 유무를 확인하고, 점착물이 부착되어 있지 않은 반송용기 표면을 용기 정밀세정하는 방법이 기재되어 있다. 그러나, 특허문헌 6은, 플랫형 조명을 이용한, 반도체 반송용기의 검사장치 및 방법을 제안하고 있지 않다.
이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명하는데, 본 발명은 이들로 한정되는 것은 아니다.
[검사장치]
본 발명의 검사장치는, 광투과성의 투명부를 포함하고 또한 웨이퍼를 수용하도록 구성된 수용용기를 검사하는 검사장치로서,
상기 수용용기의 상기 투명부의 적어도 일부를 포함하는 피검사부에 광을 조사하도록 배치된 플랫형 조명과,
상기 수용용기의 상기 피검사부를 사이에 두고 상기 플랫형 조명과 대향하도록 배치되고, 상기 피검사부를 촬상하여 상기 수용용기의 상기 피검사부의 이물 및/또는 결함을 검출하도록 구성된 카메라
를 구비한 것을 특징으로 한다.
플랫형 조명은, 예를 들어, 도광확산판과, 그 주위에 배치된 LED 등의 광원을 구비하는 구조를 가질 수 있다.
카메라는, 예를 들어, 집광을 위한 렌즈와, CCD이미지센서나 CMOS이미지센서 등의 촬상소자를 포함하는 카메라 본체를 구비하는 구조를 가질 수 있다.
상기 플랫형 조명을 수용용기의 투명부의 적어도 일부를 포함하는 피검사부에 광을 조사하도록 배치하고, 나아가, 상기 카메라를, 피검사부를 사이에 두고 플랫형 조명과 대향하도록 배치함으로써, 지금까지의 할로겐램프 등의 집광등이나 형광등 등의 광원으로는 검지하는 것이 어려웠던, 수용용기 내부의 이물 및/또는 결함을 상기 카메라에 의해 용이하고 또한 보다 확실하게 검지할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 검사장치를 이용함으로써, 웨이퍼의 수용용기 내부에 이물이나 결함이 존재하고 있는지 여부를, 사람에 의한 육안검사보다도 확실하게 검사할 수 있다.
예를 들어, 카메라로 촬상하여 얻어진 상을, 이물 및 결함이 없는 청정한 수용용기의 상과 자동적으로 비교하여, 기준값 이상의 크기 및 콘트라스트를 갖는 물체가 비쳐 있는 경우에 이물 및/또는 결함이 존재한다고 판단함으로써, 검사대상의 수용용기 내부에 이물이나 결함이 존재하고 있는지 여부를 용이하고 또한 자동적으로 판단할 수 있다. 이 판단은, 예를 들어, AI나 룰 베이스에 기초한 화상처리판정에 의해 행할 수 있다.
따라서, 본 발명의 검사장치이면, 검사작업원의 스킬이나 컨디션과 같은 요인에 따라 검사결과가 변동되거나, 장시간에 걸친 검사로 인해 검사작업원에게 부담을 가하는 등의 문제가 일어나는 것을 억지할 수 있다.
그리고, 본 발명의 검사장치에 의한 검사에 합격한 수용용기는, 청정도가 높은 실리콘 웨이퍼를, 그 높은 청정도를 유지한 채로, 디바이스 프로세스에 투입할 때까지 수납할 수 있다. 따라서, 본 발명의 검사장치를 이용하면, 보다 고성능의 실리콘 디바이스를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 검사장치의 예를, 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1은, 본 발명의 검사장치의 일례를 나타내는 개략사시도이다.
도 1에 나타내는 검사장치(10)는, 플랫형 조명(1)과, 카메라(2)를 구비한다. 검사장치(10)는, 플랫형 조명(1) 및 카메라(2)를 수용한 검사실(4)을 추가로 구비한다.
플랫형 조명(1)은, 검사장치(10)의 검사실(4)의 최상부(천장부)에 배치되어 있다.
카메라(2)는, 이미지센서를 구비한 카메라 본체(21)와, 집광을 위한 렌즈(22)를 구비하고 있다. 카메라(2)는, 검사장치(10)의 검사실(4)의 하부에 배치되어 있다. 카메라(2)는, 렌즈(22)로 집광한 광에 기초하여, 카메라 본체(21)에 있어서 검사대상의 촬상을 행할 수 있다.
검사실(4) 내의 플랫형 조명(1)과 카메라(2) 사이에, 검사대상으로서의 수용용기(100)가 반입된다. 플랫형 조명(1) 및 카메라(2)는, 반입하고자 하는 수용용기(100)의 투명부(101)를 포함하는 피검사부(102)를 사이에 두고 서로 대향하도록 배치되어 있다.
검사대상으로서의 수용용기(100)는, 예를 들어, 도 2에 나타내는 수용용기 본체(110)를 포함할 수 있다. 수용용기 본체(110)는, 예를 들어, 바닥면(111), 바닥면(111)에 대향하는 개구부(112), 및 바닥면(111)과 개구부(112) 사이의 4개의 측면(113)을 포함할 수 있다. 즉, 수용용기(110)의 내면은 5면이며, 용기측의 1개의 바닥면(111)의 내면과 4개의 측면(113)의 내면으로 구성되어 있다.
수용용기 본체(110)는, 웨이퍼(200)를 수용할 수 있도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 도 2에 나타내는 수용용기 본체(110)는, 서로 마주보는 1세트의 측면(113)에 각각, 웨이퍼(200)를 지지하기 위한 세판(細板)형상의 수용용 지그(114)를 구비하고 있다. 도 2에 나타내는 수용용기 본체(110)는, 6세트의 수용용 지그(114)를 구비하고 있다. 웨이퍼(200)를 수용하기 위한 구조는, 도 2에 나타내는 세판형상의 수용용 지그(114)와 같은 구조로 한정되지 않고, 예를 들어, 서로 마주보는 2개의 측면(113)에 마련된 빗살형상 부재 또는 홈부여도 된다. 또한, 수용용 지그(114)는, 만곡부를 포함하고 있을 수도 있다.
수용용기 본체(110)는, 광투과성의 투명부(101)의 일부를 바닥면(111)에 갖고 있다. 수용용기 본체(110)는, 투명부(101)의 일부를, 바닥면(111)뿐만 아니라, 측면(113) 및/또는 수용용 지그(114)에 갖고 있을 수도 있다.
수용용기 본체(110)는, 투명부(101)에 더하여, 반투명부 및 착색부를 추가로 포함할 수도 있다. 예를 들어, 수용용 지그(114)는, 웨이퍼 수용용 백색지그일 수도 있다. 한편, 도 2에 나타내는 수용용 지그(114)는, 투명부(101)의 일부이다. 또한, 수용용기 본체(110)의 4개의 측면(113)의 내측에 있어서는, 외부파츠가 장착되거나, 착색된 파츠가 용착될 수 있다.
수용용기(100)는, 수용용기 본체(110)와는 별개로, 예를 들어 도 3에 나타내는 덮개부(120)를 포함할 수 있다. 수용용기(100)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 수용용기 본체(110)와, 덮개부(120)로 구성되어 있을 수도 있다. 도 3에 나타내는 덮개부(120)는, 수용용기(100)의 외측의 면으로서의 덮개 표면(121)과, 덮개 표면의 뒤쪽의 덮개 이면(122)을 갖는다. 덮개 이면(122)에는, 웨이퍼 유지부품(123)이라 불리는 파츠가 조립되어 있다. 덮개부(120)는, 수용용기 본체(110)의 개구부(112)에 장착되어, 수용용기(100)를 봉지하도록 구성되어 있다.
도 3에 나타내는 덮개부(120)는, 수용용기(100)의 투명부(101)의 적어도 일부를 포함하고 있다. 덮개부(120)는, 투명부(101)에 더하여, 반투명부 및 착색부를 추가로 포함할 수도 있다. 웨이퍼 유지부품(123)은 착색부의 적어도 일부일 수도 있다.
검사장치(10)의 검사대상은, 수용용기 본체(110)로 할 수 있고, 혹은, 덮개부(120)로 할 수도 있다. 수용용기 본체(110)를 검사대상으로 하는 경우, 피검사부는, 수용용기 본체(110)의 바닥면(111), 측면(113), 및/또는 수용용 지그(114)를 피검사부로 할 수 있다. 덮개부(120)를 검사대상으로 하는 경우, 덮개 표면(121) 및/또는 덮개 이면(122)을 피검사부로 할 수 있다. 특히, 덮개 이면(122)에 웨이퍼 유지부품(123)이 조립되어 있기 때문에, 덮개 표면(121) 및 덮개 이면(122)의 양방을 피검사부로 하는 것이 바람직하다.
한편, 이상에서는, 도 3을 참조하면서, 대략 입방체형상의 수용용기(100)를 설명하였으나, 본 발명의 검사장치(10)로 검사할 수 있는 수용용기(100)는, 도 3에 나타내는 것으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 수용용기(100)는, 수용용기 본체(110)의 바닥면(111) 및/또는 측면(113)이나 덮개부(120)가 만곡부를 포함하는 것일 수도 있다.
이하에서는, 검사대상을 수용용기 본체(110)로 한 경우를 일례로 하여 설명한다.
도 1에 나타내는 플랫형 조명(1)은, 피검사부(102)로서의, 수용용기 본체(110)의 바닥면(111)(도 2에 나타낸다)의 외측에 광을 조사하도록 배치되어 있다.
도 1에 나타내는 플랫형 조명(1)은, 수용용기 본체(110)의 바닥면(111)의 외측에 균일하게 광을 조사할 수 있다.
또한, 도 1에 나타내는 검사장치(10)에서는, 카메라(2)가, 수용용기 본체(110)의 개구부(112)로부터, 수용용기 본체(110)의 바닥면(111)의 내측을 촬상하도록 배치되어 있다. 보다 상세하게는, 카메라(2)는, 수용용기 본체(110)의 바닥면(111)의 내측을 하방으로부터 촬상하도록 배치되어 있다. 이와 같은 배치에 의해, 검사 중에 수용용기 본체 내부에 파티클 등의 이물이 혼입되는 것을 방지할 수 있다.
도 4에, 도 1에 나타내는 검사장치(10)를 이용하여, 도 2에 나타내는 수용용기 본체(110)의 바닥면(111)을 촬상함으로써 얻어지는 상의 예를 나타낸다.
도 4에 나타내는, 피검사부(102)로서의 수용용기 본체(110)의 바닥면(111)의 상은, 외주가, 반투명부(104)로 이루어진다. 반투명부(104)로 둘러싸인 부분에, 투명부(101)가 존재하고, 그 안에 착색부(105)가 포함되어 있다.
도 4에 나타내는 상에는, 투명부(101)의 일부로서, 앞서 설명한 수용용 지그(114)가 찍혀 있다.
나아가, 도 4에 나타내는 상에서는, 3개의 이물(103)이 찍혀 있다. 이 상을, 이물이나 결함이 없는 청정한 바닥면(111)의 상과 비교하여 화상처리판정함으로써, 3개의 이물(103)의 존재를 자동적으로 검지할 수 있다.
또한, 플랫형 조명(1)을 이용함으로써, 피검사부(102)가 반투명부(104) 및 착색부(105)를 포함하고 있어도, 도 4에 나타내는 바와 같이, 예를 들어 착색부(105) 상에 존재하는 이물도 검지할 수 있다.
도 1에 나타낸 검사장치(10)는, 이상에 설명한 특징에 더하여, 예를 들어 이하의 특징도 갖는다.
도 1에 나타낸 검사장치(10)에서는, 플랫형 조명(1)은, 수용용기(100)의 바닥면(111)의 면적보다도 큰 면적을 갖기 때문에, 도 2에 나타내는 수용용기 본체(110)의 바닥면(111)의 외측뿐만 아니라, 측면(113)의 외측의 적어도 일부에도 광을 조사할 수 있다.
또한, 카메라(2)는, 수용용기 본체(110) 중 투명부(101)의 일부인 바닥면(111)을 투과한 투과광과, 수용용기 본체(110)의 반투명부(104) 및 착색부(105)로부터의 반사광을 검지하도록 구성되어 있다.
이와 같은 구성을 가짐으로써, 도 1에 나타낸 검사장치(10)는, 수용용기 본체(110)의 내측에 이물이나 결함이 있는 경우, 특히 착색부(105) 상에 이물이나 결함이 있어도, 이들을 보다 확실하게 검지할 수 있다.
검사대상을 도 3에 나타내는 덮개부(120)로 하고, 덮개부(120)의 덮개 표면(121) 또는 덮개 이면(122)을 피검사부(102)로 한 경우에도, 이상과 동일하게 하여, 이물(103) 등을 확실하게 검출할 수 있다.
덮개부(120)의 덮개 표면(121) 또는 덮개 이면(122)을 피검사부(102)로 한 경우, 앞서 설명한 플랫형 조명(1)은, 덮개부(120)의 덮개 표면(121) 또는 덮개 이면(122)을 조명하도록 배치할 수 있다.
도 1에 나타내는 검사장치(10)는, 1개의 플랫형 조명(1) 및 1개의 카메라(2)를 구비하고 있는데, 본 발명의 검사장치(10)는, 복수의 플랫형 조명(1) 및/또는 복수의 카메라(2)를 구비하고 있을 수도 있다.
하나의 방향으로부터의 조명보다도, 복수의 방향으로부터 수용용기를 조명하는 편이, 이물 등을 보다 확실하게 검지할 수 있는 경우가 있다.
또한, 수용용기(100)의 내측의 구조에 따라서는, 앙각이 고정된 1개의 카메라로 촬상하는 것보다도, 다양한 앙각으로 고정된 복수의 카메라로 촬상하는 편이, 이물 등을 보다 확실하게 검지할 수 있는 경우가 있다. 예를 들어, 측정대상을 수용용기 본체(110)로 하는 경우, 1개의 카메라를 수용용기 본체(110)의 개구부(112)측에 바닥면(111)과 수직으로 대면하도록 배치하고, 다른 1개의 카메라를 1개의 측면(113)에 비스듬한 방향으로부터 대면하도록 배치하는 방법이 효율적이다.
게다가, 검사대상을 수용용기 본체(110)로 하는 경우, 앙각이 상이한 복수의 카메라로 촬상함으로써, 바닥면(111) 및 적어도 1개의 측면(113)을 동시에 피검사부(102)로 하여 동시에 검사할 수도 있다.
예를 들어, 측정대상을 수용용기 본체(110)로 하는 경우, 검사장치(10)의 검사실(4)의 천장부와, 천장부와 직각으로 교차하는 4방향의 어느 하나의 면의 합계 2방향으로 플랫형 조명(1)을 배치하고, 앙각이 상이한 복수의 카메라로 촬상하면, 수용용기 본체(110)의 바닥면(111) 및 적어도 1개의 측면(113)을 동시에 검사할 수 있어, 보다 효율적이다.
바닥면(111) 및 적어도 1개의 측면(113)을 동시에 검사하는 경우, 수용용기 본체(110)의 내면에 부착된 이물을 검지하는 카메라(2)로서, 1개의 카메라(2)를, 도 1에 나타내는 바와 같이, 수용용기 본체(110)의 개구부(112)의 하방으로부터, 수직방향의 상방을 향하도록 배치하고, 다른 1개의 카메라(2)를, 수용용기 본체(110)의 개구부(112)의 하방으로부터, 검사실(4)의 측면에 배치된 플랫형 조명(1)이 배치된 비스듬한 방향을 향하도록 배치하는 것이 바람직하다.
또한, 수용용기 본체(110)의 바닥면(111)의 외측과 4개의 측면(113) 중 1면의 외측의 2방향으로 플랫형 조명(1)을 배치함으로써, 수용용기 본체(110)의 바닥면(111)과 4개의 측면(113)의 합계 5면을 효율좋게 조명할 수 있다.
혹은, 검사장치(10)는, 플랫형 조명(1) 및 카메라(2)에 대하여 수용용기(100)를 회전시킬 수 있는 회전기구를 구비한 홀더를 구비할 수도 있다.
이와 같은 회전기구를 구비한 홀더를 추가로 구비하는 검사장치(10)를 이용하면, 예를 들어 1개의 플랫형 조명(1) 및 1개의 카메라(2)를 이용하는 것만으로, 수용용기(100)의 검사를 행할 수 있다. 물론, 본 발명의 검사장치(10)는, 상기 회전기구를 구비한 홀더와, 복수의 플랫형 조명(1) 및/또는 복수의 카메라(2)를 병용할 수도 있다.
한편, 홀더는, 상기 태양으로 한정되지 않고, 예를 들어, 수용용기(100)를 유지하기 위한 회전테이블과, 이 회전테이블에 접속되고 또한 이 회전테이블을 회전시키는 모터와, 회전테이블을 임의의 각도에서 정지시키는 기구를 구비한 것이어도 된다.
이와 같은 회전기구를 구비한 검사장치(10)를, 도 5 및 도 6을 참조하면서 설명한다.
도 5 및 도 6은, 각각, 본 발명의 검사장치의 일례를 나타내는 개략측면도 및 평면도이다.
도 5 및 도 6에 나타내는 검사장치(10)는, 검사실(4)의 천장부 및 1개의 측면의 각각에 배치된 2개의 플랫형 조명(1a 및 1b)과, 검사실(4)의 천장부에 배치된 플랫형 조명(1a) 쪽을 정면으로부터 향하여 고정된 카메라(2a)와, 검사실(4)의 천장부와 플랫형 조명(1b)이 배치된 측면이 교차하는 변 쪽을 향하여 고정된 카메라(2b)를 구비한다.
나아가, 도 6에 나타내는 검사장치(10)는, 홀더(3)를 추가로 구비한다. 홀더(3)는, 수용용기(100)를 지지하는 유지부로서의 회전테이블(32)과, 그것에 설치된 회전기구(34)를 포함하고 있다.
회전기구(34)는, 회전테이블(32)을 지지하는 복수의 지주(34a)와, 지주(34a)를 개재하여 회전테이블(32)을 지지하는 원형베어링(34b)을 포함한다. 회전테이블(32)은, 도시하지 않은 모터와, 도시하지 않은 회전제어기구에 접속되어 있다. 회전기구(34) 및 도시하지 않은 모터는, 회전테이블(32)을 예를 들어 도 6의 화살표(32b)로 나타내는 방향으로 회전시키도록 구성되어 있다. 또한, 회전제어기구는, 회전테이블(32)을 임의의 각도에서 정지시키도록 구성되어 있다.
홀더(3)는, 추가로, 원형베어링(34b)을 회전가능하게 지지하는 중간스테이지(31)와, 회전테이블(32)의 회전을 안정시키기 위한 상부스테이지(33)를 구비하고 있다.
회전기구(34)에 의해, 회전테이블(32)이 예를 들어 도 6의 화살표(32b)의 방향으로 회전하고, 회전테이블(32) 및 그것에 지지된 수용용기 본체(110)를, 플랫형 조명(1a 및 1b), 그리고 카메라(2a 및 2b)에 대하여 임의의 각도에서 정지시킬 수 있다.
카메라(2a 및 2b)는, 중간스테이지(31)보다도 하방에 배치되어 있다.
회전테이블(32)은, 개구부(32a)를 갖고 있다. 그 때문에, 도 6에 나타내는 바와 같이, 검사실(4)의 천장부에 배치한 플랫형 조명(1a)은, 카메라(2a)에 대면하고 있다. 또한, 광투과성의 투명부(101)를 포함하는 수용용기 본체(110)를 회전스테이지(32) 상에 둔 경우에도, 플랫형 조명(1a)으로부터의 광의 일부는, 수용용기 본체(110)의 바닥면(111)을 통과한 투과광으로서, 카메라(2a)에 도달한다. 따라서, 카메라(2a)는, 수용용기 본체(110)의 바닥면(111)을 촬상할 수 있다.
카메라(2b)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 회전테이블(32)의 개구부(32a)를 개재하여, 검사실(4)의 천장부와, 플랫형 조명(1b)이 배치되어 있는 측면이 교차하는 변 부근에 대면하고 있다. 플랫형 조명(1a 및 1b)으로부터의 광이 수용용기 본체(110)의 측면(113)을 통과한 투과광의 일부, 및 플랫형 조명(1a 및 1b)으로부터의 광이 수용용기 본체(110)의 일부에서 반사된 반사광의 일부는, 카메라(2b)에 도달할 수 있다. 나아가, 회전기구(34)에 의해, 수용용기 본체(110)를 회전시키고, 목적의 각도에서 수용용기 본체(110)를 정지할 수 있다. 그에 따라, 카메라(2b)는, 수용용기 본체(110)의 측면(113) 및 측면(113)과 바닥면(111)이 교차한 부분을 촬상할 수 있다.
본 발명의 검사장치는, 다양한 형태를 채용할 수 있다. 이하, 본 발명의 검사장치의 다른 변형예를, 도 7을 참조하면서 설명한다.
도 7에 나타내는 검사장치(10)는, 제1의 검사실(4a) 및 제2의 검사실(4b)을 구비한다. 제1의 검사실(4a)은, 도 5 및 도 6을 참조하면서 설명한 검사장치(10)의 검사실(4)과 동일한 구성을 갖고 있다. 특히, 제1의 검사실(4a)은, 수용용기 본체(110)를 위에 유지하여, 이것을 회전시킬 수 있도록 구성된 홀더(3a)를 수용하고 있다.
한편, 제2의 검사실(4b)은, 1개의 측면에 배치된 플랫형 조명(1c)과, 이 플랫형 조명(1c)에 대향(대면)하도록 배치된 카메라(2c)와, 덮개부(120)를 유지하고 또한 이것을 회전시킬 수 있도록 구성된 홀더(3b)를 수용하고 있다.
이와 같은 예의 검사장치(10)는, 수용용기 본체(110) 및 덮개부(120)를 동시에 반입하여, 각각 검사를 행할 수 있다.
또한, 본 발명의 검사장치(10)는, 이상에 설명한 구성요소 이외의 구성요소를 구비할 수도 있다. 예를 들어, 본 발명의 검사장치(10)는, 카메라 본체(2)에 전기적으로 접속되고, 카메라 본체(2)에서 얻어진 피검사부의 상을 화상처리판정하도록 구성된 장치를 추가로 구비할 수도 있다.
혹은, 본 발명의 검사장치(10)는, 수용용기(100)의 피검사부(102)를 사이에 두고 플랫형 조명(1)과 대향하도록 배치된 바형 조명을 추가로 구비할 수도 있다.
이와 같은 바형 조명을 플랫형 조명(1)과 병용함으로써, 수용용기 본체(110)의 피검사부(102)의 조도를 더욱 높일 수 있다. 그에 따라, 피검사부(102)에 존재할 수 있는 이물 등에 대한 시인성을 더욱 높일 수 있다. 예를 들어, 검사대상이 수용용 지그(114)로서 만곡부를 포함한 빗살부를 구비한 수용용기 본체(110)여도, 빗살부(114)의 깊숙한 곳(측면과의 접점 부근)까지 충분히 조명하여, 그 부분을 카메라(2)로 촬상할 수 있다.
[검사방법]
본 발명의 검사방법은, 광투과성의 투명부를 포함하고 또한 웨이퍼를 수용하도록 구성된 수용용기의 이물 및/또는 결함을 검출하는 검사방법으로서,
플랫형 조명과 카메라를 구비한 검사장치를 준비하고,
상기 플랫형 조명을, 상기 수용용기의 상기 투명부의 적어도 일부를 포함하는 피검사부에 광을 조사하도록 배치하고, 또한 상기 카메라를, 상기 수용용기의 상기 피검사부를 사이에 두고 상기 플랫형 조명과 대향하도록 배치하고,
상기 플랫형 조명으로부터, 상기 수용용기의 상기 피검사부에 광을 조사하고,
상기 카메라에 의해 상기 피검사부를 촬상하여, 상기 수용용기의 상기 피검사부의 이물 및/또는 결함을 검출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 검사방법이면, 웨이퍼의 수용용기의 광투과성의 부분을 포함하는 피검사부에 플랫형 조명으로부터 광을 조사하여 얻어지는 피검사부의 상을 카메라로 촬상할 수 있고, 그에 따라, 이 카메라로 수용용기의 피검사부의 이물 및/또는 결함을 검출할 수 있다. 그 결과, 수용용기 내부에 이물이나 결함이 존재하고 있는지 여부를, 사람에 의한 육안검사보다도 확실하게 검사할 수 있다.
예를 들어, 카메라로 촬상하여 얻어진 상을, 이물 및 결함이 없는 청정한 수용용기의 상과 자동적으로 비교하여, 기준값 이상의 크기 및 콘트라스트를 갖는 물체가 비쳐 있는 경우에 이물 및/또는 결함이 존재한다고 판단함으로써, 검사대상의 수용용기 내부에 이물이나 결함이 존재하고 있는지 여부를 용이하고 또한 자동적으로 판단할 수 있다.
따라서, 본 발명의 검사방법이면, 검사작업원의 스킬이나 컨디션과 같은 요인에 따라 검사결과가 변동되거나, 장시간에 걸친 검사로 인해 검사작업원에게 부담을 가하는 등의 문제가 일어나는 것을 억지할 수 있다. 이들 본 발명의 결과, 웨이퍼 수용용기 조립 및 부착물의 검사를 행하는 수고와, 검사작업원에 대한 부담경감과, 부착이물의 놓침 방지가 기대된다.
그리고, 본 발명의 검사방법에 의한 검사에 합격한 수용용기는, 청정도가 높은 실리콘 웨이퍼를, 그 높은 청정도를 유지한 채로, 디바이스 프로세스에 투입할 때까지 수납할 수 있다. 따라서, 본 발명의 검사방법을 채용하면, 보다 고성능의 실리콘 디바이스를 제공할 수 있다.
게다가, 본 발명의 검사방법에 따르면, 웨이퍼의 수용용기의 내면에 부착된 이물 및/또는 결함을 자동으로 검지하는 장치에 있어서 필요하게 되는 플랫형 조명 및 카메라의 필요 재치(載置)수를 최소한으로 할 수 있어, 장치비용을 최소한으로 할 수 있다.
본 발명의 검사방법은, 예를 들어, 앞서 설명한 본 발명의 검사장치를 이용하여 행할 수 있다.
본 발명의 검사방법에서는, 카메라를 이용하여, 예를 들어, 수용용기 내의 이물, 균열, 결락 및/또는 파츠의 결함을 검출해서, 수용용기의 상기 피검사부를 검사할 수 있다.
이하, 도 1~3, 도 5, 및 도 6을 재차 참조하면서, 본 발명의 검사방법의 예를 보다 구체적으로 설명한다.
본 발명의 검사방법에서는, 예를 들어, 수용용기(100)의 수용용기 본체(110)와 덮개부(120)를 따로 검사할 수 있다. 이 경우, 수용용기 본체(110)와 덮개부(120)가 따로 검사장치(10)에 반입된다.
수용용기 본체(110)를 검사대상으로 하는 경우에는, 앞서 서술한 이유로, 수용용기 본체(110)의 개구부(112)를 하방, 바닥면(111)을 상방으로 하여 검사실(4)에 반입하는 것이 바람직하다.
수용용기 본체(110)의 바닥면(111)의 내측에 대해서는, 예를 들어, 도 1에 나타내는 바와 같이, 바닥면(111)의 외측에, 그 상방에 배치된 플랫형 조명(1)으로부터 광을 맞히고, 수용용기 본체(110)의 개구부(112)의 하방으로부터 수직방향의 상방을 향하여 배치된 카메라(2)에 의해 바닥면(111)의 내측을 촬상하여, 그곳에 부착된 이물 및/또는 결함의 검사를 행할 수 있다.
피검사부(102)가 측면(113)인 경우, 상기 바닥면(111)과 동일하게 대치하는 면(바닥면(111)에 대해서는 개구부(112))측으로부터 카메라(2)로 내부에 부착되는 이물을 검지할 수는 없으나, 개구부(112)측으로부터 비스듬한 방향을 향하여 배치한 카메라(2)를 이용함으로써, 촬상할 수 있다. 이 경우도, 카메라(2)는, 피검사부(102)로서의 측면(113)을 사이에 두고, 플랫형 조명(1)과 대향하도록 배치된다.
예를 들어, 수용용기 본체(110)의 4개의 측면(113)에 대해서는, 도 5 및 도 6에 나타낸 배치와 같이, 피검사부(102)로서의 1개의 측면(113)의 외측에 플랫형 조명(1b)을 배치하고, 그 플랫형 조명(1b)에 의해 상기 1개의 측면(113)에 광을 맞히고, 개구부(112)의 하방으로부터 상기 1개의 측면(113)의 내측(검사실(4)의 플랫형 조명(1b)이 배치된 측면)을 향하도록 배치된 카메라(2b)에 의해 그 측면(113)의 내측을 촬상함으로써, 그 측면(113)의 내측에 부착된 이물 및/또는 결함의 검사를 행할 수 있다.
측면(113)의 나머지 3면에 대해서는, 수용용기 본체(110)의 측면(113)측의 플랫형 조명(1b)이 배치된 방향에 대하여, 수용용기 본체(110)를 90도씩 수용용기 본체(110)의 중심부를 중심으로 하여 회전시킴으로써, 3개의 측면(113)의 내면에 부착된 이물 및/또는 결함을 카메라(2b)로 검지할 수 있다. 이 회전시에는, 예를 들어 도 5 및 도 6에 나타낸 회전기구(34)를 구비한 홀더(3)를 이용할 수 있다. 한편, 수용용기 본체(110) 내의 요철부 상의 이물을 검지하는 경우, 90도가 최적의 회전각도가 아닌 경우도 있다. 그 경우, 임의의 각도에서 회전을 정지하여, 최적의 각도에서 이물의 검사를 행하는 것이 바람직하다.
한편, 수용용기 본체(110)의 측면(113)은, 외부파츠가 장착되거나, 착색된 파츠가 용착되어 있는 경우가 있다. 이 경우, 측면(113)에는, 외측으로부터 조명으로 비추어도 그림자가 되는 개소와 투명한 개소(투명부)(101)가 존재한다. 이 경우, 도 5 및 도 6에 나타내는 바와 같은 배치를 갖는 검사장치(10)를 이용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 검사장치(10)에 있어서, 측면(113) 중 그림자가 되는 개소에 대해서는, 수용용기 본체(110)의 바닥면(111)의 외측에 플랫형 조명(1a)을 배치하고, 그 반사광을, 측면(113)에 대하여 비스듬한 방향을 향하도록 배치한 카메라(2b)로 촬상하는 한편, 투명부(101)에 대해서는, 측면(113)의 외측에 다른 플랫형 조명(1b)을 배치하고, 그 투과광을 측면(113)에 대하여 비스듬한 방향을 향하도록 배치한 상기 카메라(2b)로 촬상하는 방법이 보다 효율적이다.
덮개부(120)에 대해서는, 덮개 표면(121)측에 플랫형 조명(1)이 위치하고, 덮개 이면(122)측에 카메라(2)가 위치하도록, 검사실(4) 내에 덮개부(120)를 배치한 다음에, 플랫형 조명(1)으로부터 덮개부(120)를 통과한 투과광에 기초하여 카메라(2)로 촬상함으로써, 덮개 이면(122)에 부착된 이물 및/또는 결함을 검지할 수 있다. 이어서, 덮개부(120)를 유지한 부재(예를 들어 도 7에 나타낸 홀더(3b))를 180°회전시킴으로써, 덮개부(120)가 뒤집혀서, 덮개 표면(121)측에 카메라(2)가 위치하고, 덮개 이면(122)측에 플랫형 조명(1)이 위치하게 된다. 이 상태에서 상기와 같이 검사를 행함으로써, 덮개 표면(121)에 부착된 이물 및/또는 결함을 검지할 수 있다.
이상에 설명한 본 발명의 검사방법에 있어서, 예를 들어 도 5 및 도 6에 나타낸 바와 같은 회전기구(34)를 구비한 홀더(3)를 구비한 검사장치(10)를 이용하면, 수용용기(100)의 피검사부(102)를 적당히 선택하여, 플랫형 조명(1)(1a, 1b)과 카메라(2)(2a, 2b) 사이에 배치할 수 있다.
한편, 검사대상이 수용용기 본체(110)인 경우, 2개의 플랫형 조명(1)(1a, 1b) 및 2개 이상의 카메라(2)(2a, 2b)를 배치함으로써, 수용용기 본체(110)의 바닥면(111)과 1개의 측면(113)에 대하여, 별개의 플랫형 조명(1)과 별개의 카메라(2)에 의해 검사할 수 있다. 따라서, 이 경우, 수용용기 본체(110)의 바닥면(111)의 검사 및 1개의 측면(113)의 검사를 따로 행할 수도 있고, 또는 동시에 행할 수도 있다. 동시에 행한 경우, 검사하는 시간이 단축되므로 보다 바람직하다.
또한, 바형 조명을, 수용용기 본체(110)의 피검사부(102)를 사이에 두고 플랫형 조명(1a)과 대향하도록 배치하고, 플랫형 조명(1a)에 더하여, 바형 조명으로부터 수용용기(100)의 피검사부(102)에 광을 조사할 수도 있다. 이와 같이 하면, 수용용기(100)의 피검사부(102)의 조도를 더욱 높일 수 있다. 그에 따라, 피검사부(102)에 존재할 수 있는 이물 등에 대한 시인성을 더욱 높일 수 있다. 예를 들어, 검사대상이 수용용 지그(114)로서 만곡부를 포함한 빗살부를 구비한 수용용기 본체(110)여도, 빗살부(114)의 깊숙한 곳(측면과의 접점 부근)까지 충분히 조명하여, 그 부분을 카메라(2)로 촬상할 수 있다.
한편, 본 발명의 검사장치 및 검사방법으로 검사할 수 있는 수용용기가 수용할 수 있는 웨이퍼는, 특별히 한정되지 않는다. 수용용기는, 예를 들어, 실리콘 웨이퍼, SOI 웨이퍼, 화합물 반도체를 포함한 웨이퍼(예를 들어 에피택셜 웨이퍼) 및 각종 디바이스 웨이퍼 등을 수용할 수 있다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예를 이용하여 본 발명을 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이들로 한정되는 것은 아니다.
이하의 실시예 및 비교예에서는, 웨이퍼의 수용용기(이하 FOSB라고 기재한다)의 검사를 행하였다. 검사대상으로서, 이물(미소이물, 선상 이물, 투명이물)이 내측에 부착된 FOSB를, 실시예 1용 및 비교예 1용으로, 각각 30BOX씩 준비하였다. 준비한 FOSB는, 도 2를 참조하면서 설명한 것과 동일한 구조를 갖는 수용용기 본체(이하 FOSB 본체라고 기재한다) 및 도 3을 참조하면서 설명한 것과 동일한 구조를 갖는 덮개부를 포함하고 있었다.
(실시예 1)
실시예 1에서는, 도 8에 나타내는 판정플로우에 따라, FOSB의 검사를 행하였다. 구체적으로는, 이하와 같다.
[1] 촬상
이하의 수순에 따라, FOSB 본체의 바닥면 및 측면의 내면, 그리고 덮개부의 덮개 표면 및 덮개 이면의 촬상을 각각 행하였다.
(A) 바닥면의 촬상
도 9에 나타내는 바와 같이, 백색 LED광원을 한 면에 장착해 있는 플랫형 조명(1)을 검사실(4)의 천장부에 하향으로 설치하였다. 또한, 플랫형 조명(1)의 200mm 하방에 개구부(112)를 아래로 향하게 하여 FOSB 본체(110)를 설치하였다. 나아가 FOSB 본체(110)의 바닥면(111)으로부터 900mm 하방에, 카메라 본체(21) 및 렌즈(22)를 구비하는 카메라(2)를 상향으로 설치하였다.
플랫형 조명(1)으로는, FOSB 본체(110)의 바닥면(111) 전체를 비출 수 있는 면적이 큰 조명을 사용하였다. 조명전원은 출력전압 12V~24V의 가변전압전원을 사용하고, 18.5V의 밝기로 조명하였다. 카메라(2)는 2100만 화소의 흑백영역 카메라로 셔터속도 1msec로 촬상하였다. 렌즈(22)로는, 초점거리 50mm의 표준렌즈를 사용하고, 조리개값은 F8로 촬상하였다.
(B) 측면(외부파츠 등으로 그림자가 되어 있는 개소)의 촬상
도 10에 나타내는 바와 같이, 백색 LED광원을 한 면에 장착해 있는 플랫형 조명(1)을 검사실(4)의 천장부에 하향으로 설치하였다. 또한, 플랫형 조명(1)의 200mm 하방에 개구부(112)를 아래로 향하게 하여 FOSB 본체(110)를 설치하였다. FOSB 본체(110)로는, 도 2를 참조하면서 설명한 것과 동일한 구조를 갖는 것을 이용하였다. 나아가 FOSB 본체(110)의 바닥면(111)의 1개의 정점으로부터 990mm 하방이고, 다시 왼쪽으로 825mm인 개소에, 카메라(2)를, 앙각을 48도 우측 상향으로 고정하여 설치하였다.
플랫형 조명(1)으로는, FOSB 본체(110)의 바닥면(111) 전체를 비출 수 있는 면적이 큰 조명을 사용한다. 조명전원은 출력전압 12V~24V의 가변전압전원을 사용하고, 18.5V의 밝기로 조명하였다. 카메라(2)는 2100만 화소의 흑백영역 카메라로 셔터속도 16.7msec로 촬상하였다. 렌즈(22)로는, 초점거리 50mm의 표준렌즈를 사용하고, 조리개값은 F16으로 촬상하였다.
(C) 덮개부의 촬상
덮개 표면 및 덮개 이면으로부터 카메라(2)까지의 거리를 900mm로 한 것 이외는 도 9에 나타낸 배치와 동일한 배치의 검사장치(10)에 의해, 덮개 표면 및 덮개 이면의 촬상을 행하였다.
플랫형 조명(1)으로는, 덮개 표면 및 덮개 이면 전체를 비출 수 있는 면적이 큰 조명을 사용하였다. 조명전원은 출력전압 12V~24V의 가변전압전원을 사용하고, 18.5V의 밝기로 조명하였다. 카메라(2)는 2100만 화소의 흑백영역 카메라로 셔터속도 2msec로 촬상하였다. 렌즈(22)로는, 초점거리 35mm의 표준렌즈를 사용하고, 조리개값은 F3.5로 촬상하였다.
[2] 판정
촬상한 화상에 대하여, AI 및 룰 베이스에 기초한 화상처리판정을 행하고, FOSB 본체(110)의 바닥면(111) 및 측면(113), 그리고 덮개부(120)에 이물이 있는지 여부를 검사하였다.
구체적으로는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 미소이물검사, 선상 이물검사 및 투명이물검사를 순서대로 행하여, 각 검사에서 이물이 발견되지 않았으면 「OK」로 판정하고, 한편, 이물이 발견되었으면 「NG」로 판정하였다. 각 검사의 판정 후, 다음의 검사를 행하였다. 3개의 검사결과를 출력하고, 판정을 종료하였다.
(비교예 1)
·육안검사
도 12에 나타내는 바와 같이, 피검사면이 1700Lx가 되도록 비추어진 형광등(310)의 아래, 검사원(300)이 FOSB 본체(110)를 양손으로 들고, 보기 쉽게 기울이면서 4개의 측면(113)과 1개의 바닥면(111)에 이물이 없는지 육안검사하였다.
그 후, 도 13에 나타내는 바와 같이, 검사원(300)은 덮개부(120)를 양손으로 들고, 덮개부(120)의 표리면(121 및 122)의 이물의 육안검사를 행하였다.
이들 육안검사에서는, 검사원(300)의 눈으로부터 피검사면까지의 거리를 0.3~0.5m, 형광등(310)으로부터 피검사면까지의 거리를 1.0~1.5m가 되는 배치로 육안검사를 행하였다.
(결과)
이상과 같은 1명의 검사원(300)에 의한 육안검사(비교예 1)와 1대의 검사장치(10)에 의한 검사(실시예 1)의 판정결과를 비교하였다.
검사원(300)이 검지할 수 있는 불량BOX는, 미소이물이 83%(25BOX), 선상 이물이 90%(27BOX), 투명이물이 100%(30BOX)였다. 그에 반해, 검사장치(10)가 검출한 불량BOX는, 미소이물이 97%(29BOX), 선상 이물이 93%(28BOX), 투명이물이 100%(30BOX)라는 결과가 되었다.
상기 결과를 이하의 표 1에 나타낸다.
[표 1]
Figure pct00001
상기 결과로부터 명백한 바와 같이, 실시예 1의 검사장치(10)를 이용한 검사에서는, 검사원(300)이 놓친 이물을 장치로 검지할 수 있었다. 즉, 본 발명의 검사장치 및 검사방법에 따르면, 웨이퍼의 수용용기 내부에 이물이나 결함이 존재하고 있는지 여부를, 사람에 의한 육안검사보다도 확실하게 검사할 수 있다.
(실시예 2)
실시예 2에서는, 도 11에 나타내는 장치를 이용한 것, 및 도 11에 나타내는 FOSB 본체(110)를 반입한 것 이외는 실시예 1에서의 측면의 촬상과 동일한 수순으로, FOSB 본체(110)의 측면(113)을 촬상하였다.
실시예 2에서는, 도 11에 개략적으로 나타내는, 만곡된 부분을 포함하는 수용용 지그(114)를 측면(113)에 구비한 FOSB 본체(110) 30BOX를 검사대상으로 하였다. 각 FOSB 본체(110)를, 도 11에 나타내는 바와 같이 검사실(4)에 반입하고, 수용용 지그(114)를 구비한 측면(113)을 촬상하였다.
또한, 실시예 2에서는, 도 10에 나타내는 배치의 검사장치(10)에, FOSB 본체(110)의 바닥면(111)의 1개의 정점으로부터 680mm 하방에 보조조명으로서 500mm×60mm의 바형 조명(5)을 추가로 설치하였다.
바형 조명(5)의 전원은 출력전압 12V~24V의 가변전압전원을 사용하고, 15.5V의 밝기로 조명하였다.
(비교예 2)
비교예 2에서는, 실시예 2에서의 검사대상과 동일한 구조를 갖는 FOSB 본체(110) 30BOX를 검사대상으로 하였다. 비교예 2에서는, 검사원(300)이, 각 FOSB 본체(110)의 수용용 지그(114)를 구비한 측면(113)을, 도 12를 참조하면서 설명한 방법으로 검사하였다.
(결과)
검사원(300)이 검지할 수 있는 불량BOX는, 미소이물이 83%(25BOX), 선상 이물이 90%(27BOX), 투명이물이 100%(30BOX)였다. 그에 반해, 검사장치(10)가 검출한 불량BOX는, 미소이물이 100%(30BOX), 선상 이물이 97%(29BOX), 투명이물이 100%(30BOX)라는 결과가 되었다.
이와 같이, 실시예 2에서는, 만곡된 부분을 포함하는 수용용 지그(114)를 측면(113)에 구비한 FOSB 본체(110)를 검사했는데, 실시예 1과 마찬가지로, 검사원(300)이 놓친 이물을 장치로 검지할 수 있었다. 즉, 본 발명의 검사장치 및 검사방법에 따르면, 웨이퍼의 수용용기 내부에 이물이나 결함이 존재하고 있는지 여부를, 사람에 의한 육안검사보다도 확실하게 검사할 수 있다.
한편, 본 발명은, 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태는 예시이며, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고, 동일한 작용효과를 나타내는 것은, 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

Claims (17)

  1. 광투과성의 투명부를 포함하고 또한 웨이퍼를 수용하도록 구성된 수용용기를 검사하는 검사장치로서,
    상기 수용용기의 상기 투명부의 적어도 일부를 포함하는 피검사부에 광을 조사하도록 배치된 플랫형(flat-shaped) 조명과,
    상기 수용용기의 상기 피검사부를 사이에 두고 상기 플랫형 조명과 대향하도록 배치되고, 상기 피검사부를 촬상하여 상기 수용용기의 상기 피검사부의 이물 및/또는 결함을 검출하도록 구성된 카메라
    를 구비한 것을 특징으로 하는 검사장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수용용기가, 수용용기 본체를 포함하고,
    상기 수용용기 본체는, 바닥면, 이 바닥면에 대향하는 개구부, 및 상기 바닥면과 상기 개구부 사이의 측면을 포함하고,
    상기 플랫형 조명이, 상기 피검사부로서의, 상기 바닥면의 외측과, 상기 측면의 외측의 적어도 일부에 광을 조사하도록 배치되어 있고,
    상기 카메라가, 상기 수용용기 본체의 상기 개구부로부터, 상기 수용용기 본체의 내측을 촬상하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 검사장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 수용용기 본체는, 상기 투명부, 반투명부 및 착색부로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 검사장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 카메라가 상기 수용용기 본체의 상기 내측을 하방으로부터 촬상하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 검사장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수용용기가, 이 수용용기를 봉지하기 위한 덮개부를 포함하고,
    상기 덮개부는, 상기 수용용기의 외측의 면으로서의 덮개 표면과, 이 덮개 표면의 뒤쪽의 덮개 이면을 갖고,
    상기 플랫형 조명은, 상기 피검사부로서의, 상기 덮개부의 상기 덮개 표면 또는 상기 덮개 이면을 조명하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 검사장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수용용기를 유지하도록 구성된 홀더를 추가로 구비하고,
    상기 홀더가, 상기 플랫형 조명 및 상기 카메라에 대하여 상기 수용용기를 회전시키도록 구성된 회전기구를 구비한 것을 특징으로 하는 검사장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 카메라가, 상기 수용용기의 상기 투명부를 투과한 투과광, 상기 수용용기의 일부로부터의 반사광, 또는 상기 투과광 및 상기 반사광의 양방을 검지하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 검사장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수용용기의 상기 피검사부를 사이에 두고 상기 플랫형 조명과 대향하도록 배치된 바형(bar-shaped) 조명을 추가로 구비한 것을 특징으로 하는 검사장치.
  9. 광투과성의 투명부를 포함하고 또한 웨이퍼를 수용하도록 구성된 수용용기의 이물 및/또는 결함을 검출하는 검사방법으로서,
    플랫형 조명과 카메라를 구비한 검사장치를 준비하고,
    상기 플랫형 조명을, 상기 수용용기의 상기 투명부의 적어도 일부를 포함하는 피검사부에 광을 조사하도록 배치하고, 또한 상기 카메라를, 상기 수용용기의 상기 피검사부를 사이에 두고 상기 플랫형 조명과 대향하도록 배치하고,
    상기 플랫형 조명으로부터, 상기 수용용기의 상기 피검사부에 광을 조사하고,
    상기 카메라에 의해 상기 피검사부를 촬상하여, 상기 수용용기의 상기 피검사부의 이물 및/또는 결함을 검출하는 것을 특징으로 하는 검사방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 수용용기로서, 바닥면, 이 바닥면에 대향하는 개구부, 및 상기 바닥면과 상기 개구부 사이의 측면을 포함하는 수용용기 본체를 포함하는 것을 검사대상으로 하고,
    상기 플랫형 조명으로부터, 상기 피검사부로서의, 상기 바닥면의 외측과, 상기 측면의 외측의 적어도 일부에 광을 조사하고,
    상기 수용용기 본체의 내부를 상기 개구부로부터 상기 카메라를 이용하여 촬상해서, 상기 수용용기 본체를 검사하는 것을 특징으로 하는 검사방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 수용용기 본체로서, 상기 투명부, 반투명부 및 착색부로 구성되어 있는 것을 검사대상으로 하는 것을 특징으로 하는 검사방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 수용용기 본체의 상기 개구부를 하향으로 배치하고, 상기 카메라에 의해 하방으로부터 촬상하는 것을 특징으로 하는 검사방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 수용용기로서, 이 수용용기를 봉지하기 위한 덮개부이며, 상기 수용용기의 외측의 면으로서의 덮개 표면과, 이 덮개 표면의 뒤쪽의 덮개 이면을 갖는 덮개부를 포함하는 것을 검사대상으로 하고,
    상기 플랫형 조명으로부터 상기 덮개부의 상기 덮개 표면 또는 상기 덮개 이면의 일방에 광을 조명하고, 이어서 상기 덮개부를 뒤집어서, 상기 덮개 표면 또는 상기 덮개 이면의 타방에 광을 조명하고, 상기 덮개부의 상기 덮개 표면 및 상기 덮개 이면을 상기 카메라로 각각 촬상하여, 상기 덮개부를 검사하는 것을 특징으로 하는 검사방법.
  14. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검사장치로서, 상기 수용용기를 유지하도록 구성된 홀더이며, 상기 플랫형 조명 및 상기 카메라에 대하여 상기 수용용기를 회전시키도록 구성된 회전기구를 구비한 홀더를 추가로 구비한 것을 이용하고,
    상기 홀더의 상기 회전기구에 의해 상기 수용용기를 회전시킴으로써, 1개의 상기 플랫형 조명 및 1개의 상기 카메라를 이용하여, 상기 수용용기를 검사하는 것을 특징으로 하는 검사방법.
  15. 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 카메라에 의해, 상기 수용용기의 상기 투명부를 투과한 투과광, 상기 수용용기의 일부로부터의 반사광, 또는 상기 투과광 및 상기 반사광의 양방을 검지하고 상기 피검사부를 촬상하여, 상기 수용용기의 상기 피검사부를 검사하는 것을 특징으로 하는 검사방법.
  16. 제9항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 카메라를 이용하여, 상기 수용용기 내의 이물, 균열, 결락 및/또는 파츠의 결함을 검출해서, 상기 수용용기의 상기 피검사부를 검사하는 것을 특징으로 하는 검사방법.
  17. 제9항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    바형 조명을, 상기 수용용기의 상기 피검사부를 사이에 두고 상기 플랫형 조명과 대향하도록 배치하고,
    상기 플랫형 조명에 더하여, 상기 바형 조명으로부터 상기 수용용기의 상기 피검사부에 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 검사방법.
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