KR100460807B1 - 반도체소자 제조설비의 웨이퍼 외관 검사장치와 이를이용하는 세정설비 및 그 검사방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공정을 수행하기 전·후 과정의 대기하는 웨이퍼에 대하여 가장자리 부위의 손상 여부를 확인하여 공정 진행을 결정하도록 하는 반도체소자 제조설비의 웨이퍼 외관 검사장치와 이를 이용하는 세정설비 및 그 검사방법에 관한 것으로서, 이에 대한 특징적인 구성은, 웨이퍼를 흡착 고정하여 회전하는 척 조립체와; 상기 척 조립체의 일측으로부터 근접되게 이동하여 수직하게 늘어선 상태로 구비되는 실이 웨이퍼 가장자리 측부와 탄력적으로 접촉되게 하는 구동부와; 상기 구동부 상에 설치되어 상기 실의 일단을 지지하는 지지부와; 상기 실의 타단에 고정되어 웨이퍼의 접촉 정도에 따른 실의 당김 정도를 감지하는 감지기; 및 상기 감지기의 감지신호를 수신하고, 상기 척 조립체와 구동부의 구동을 제어하는 제어기를 포함하여 이루어진다. 이러한 구성에 의하면, 공정을 수행하기 전·후 과정에서 대기하는 웨이퍼에 대하여 그 가장자리 부위의 손상 여부를 확인하게 됨으로써 손상된 웨이퍼를 적출하고, 이로부터 웨이퍼의 손상 원인을 용이하게 확인하여 웨이퍼의 계속적인 손상을 억제하며, 이후에 추가적으로 파생되는 파티클 발생이나 그에 따른 제조설비의 오염을 방지할 뿐 아니라 그에 따른 제조설비의 가동률과 생산성이 향상되는 효과가 있다.

Description

반도체소자 제조설비의 웨이퍼 외관 검사장치와 이를 이용하는 세정설비 및 그 검사방법{wafer shape inspection equipment of semiconductor devise manufacturing equipment, cleaning equipment the using and inspection method there of}

본 발명은 반도체소자 제조설비의 웨이퍼 외관 검사장치와 이를 이용하는 세정설비 및 그 검사방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공정을 수행하기 전·후 과정에서 대기하는 웨이퍼에 대하여 가장자리 부위의 손상 여부를 확인하고, 공정 진행 여부를 결정할 수 있도록 하는 반도체소자 제조설비의 웨이퍼 외관 검사장치와 이를 이용하는 세정설비 및 그 검사방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체소자는 웨이퍼 상에 사진, 식각, 확산, 화학기상증착, 이온주입, 금속증착 등의 공정을 선택적이고도 반복적으로 수행함으로써 만들어진다.

이렇게 반도체소자로 제조되기까지 웨이퍼는 카세트에 복수개씩 탑재되어 각 공정을 수행하는 각각의 제조설비로 이송될 뿐 아니라 이들 제조설비 내에서도 정렬 과정을 포함하여 구비된 로봇에 의해 일 매 이상의 단위로 인출되어 설정된 위치로 이송되며, 이 과정에서 각 공정의 진행에 따라 부분적인 정체 구간이 있고, 그에 따른 대기 시간을 갖는다.

또한, 웨이퍼는 그 표면상에 이전 공정에서의 반응 부산물 또는 파티클 등의 이물질을 제거하는 세정 과정을 거치게 되고, 각 단위 공정을 마친 각 웨이퍼들 중 정상적인 웨이퍼만이 다음 공정으로 진행하도록 공정 불량이 있거나 손상 또는 파손된 웨이퍼들을 색출하는 과정이 요구된다.

이러한 과정에 있어서, 웨이퍼의 가장자리 부위는 카세트 또는 제조설비의 구성부와 접촉 빈도가 높고 취약하여 미소한 파손이 빈번하게 발생되지만 반면에 각 제조설비에는 이를 선별하는 장치가 없어 손상 또는 파손된 웨이퍼들은 색출되지 않고 정상적인 웨이퍼들과 함께 다음 공정으로 진행하게 된다.

이렇게 파손이 있는 웨이퍼는 후속공정의 압력과 가열 분위기 또는 다른 구성과의 충돌 등에 의해 그 파손 정도가 더욱 심화되고, 이것은 다른 웨이퍼의 손상 및 제조설비의 오염을 초래하며, 더불어 보수작업 등에 의한 제조설비의 가동률과 그에 따른 제조수율을 저하시키게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 반도체소자 생산라인에는 공정을 마친 웨이퍼의 외관에 대하여 육안 또는 현미경 등의 광학수단을 이용하여 검사를 실시하고 있으나 많은 작업시간이 소요되고, 검사 과정과 그 검사 결과에 대한 신뢰가 어려운 문제가 있었다.

또한, 가장자리 부위의 파손이 있는 웨이퍼를 확인하기 위한 종래의 기술 중 일본국 특개평11-281337호에 개시된 발명은, 피검사체로서 회전하는 웨이퍼의 가장자리 부위에 대하여 검사광을 조사하고, 웨이퍼의 가장자리 부위로부터 산란광의 강도를 검출하여 그 결함 여부를 검사하도록 하는 것이 있다.

이것은 검사광의 조사에 대응하여 웨이퍼가 정확하게 정렬된 상태로 유지되어 회전할 것이 요구되지만 웨이퍼를 지지하는 슬롯 사이에서 소정 각도 기울어짐이 있고, 통상 검사광이 조사되는 부위 즉, 웨이퍼의 가장자리 측부는 각 공정의 수행과정에서 완만한 곡면을 이루는 것이 있어 산란광의 강도에 대한 검사를 신뢰하기 어려운 문제가 있으며, 별도의 검사 과정을 새롭게 구비해야 하는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은, 상술한 종래 기술에 따른 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 공정을 수행하기 전·후의 대기 과정에 있는 웨이퍼에 대하여 가장자리 부위의 손상 여부를 용이하고도 신뢰성 있게 확인하여 공정 진행의 여부를 결정할 수 있도록 하는 반도체소자 제조설비의 웨이퍼 외관 검사장치와 이를 이용하는 세정설비 및 그 검사방법을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체소자 제조설비의 웨이퍼 외관 검사장치의 구성을 나타낸 사시도이다.

도 2는 도 1의 구성이 이용되는 세정설비의 구성 및 그 동작 관계를 설명하기 위한 단면도이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 외관 검사장치의 구성을 나타낸 부분 절취 사시도이다.

도 4는 도 3에 도시된 외관 검사장치의 구성에 따른 동작 관계를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10, 50: 웨이퍼 외관 검사장치 12a, 12b: 척 조립체

14: 구동부 16: 홈부

18a, 18b, 18c: 롤러 20: 권취부

22: 지지부 24: 신호 발생부

26: 가이드 28: 신호 수신부

30: 고정부재 32: 카메라

40: 세정설비 42: 브러시 조립체

52: 지지대 54: 센서블록

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 외관 검사장치의 구성은, 웨이퍼를 흡착 고정하여 회전하는 척 조립체와; 인가되는 제어신호에 따라 상·하측으로 늘어서게 지지하는 실(string)을 웨이퍼의 가장자리에 소정 각도 굽어지게 접촉되도록 하는 구동부와; 상기 구동부 상에 설치되어 상기 실의 일단을 지지하는 지지부와; 상기 실의 타단에 연결되어 회전하는 웨이퍼와의 접촉에 따른 실의 당김 정도를 감지하는 감지기; 및 상기 감지기의 감지신호를 수신하고, 상기 척 조립체와 구동부를 포함한 각 구성부의 구동을 제어하는 제어기로 이루어짐을 특징으로 한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예의 구성은, 카세트의 하부로부터 탑재된 웨이퍼의 하측 측부와 접촉하여 회전시키는 회전축과; 상측 단부에 관통홀이 형성되고, 카세트의 하부로부터 각 웨이퍼가 사이에 있도록 돌출되게 설치되는 복수의 지지대와; 상기 각 지지대의 하부를 지지하며, 각 지지대의 기울어짐을 감지하는 센서블록과; 상기 각 지지대의 관통홀을 관통하여 설치되는 실의 일단을 지지하는 지지부와; 상기 실의 타단에 고정되어 회전하는 웨이퍼와 접촉됨에 따른 실의 당김 정도를 감지하는 감지기; 및 상기 센서블록과 감지기의 감지신호를 수신하고, 상기 회전축의 구동을 제어하며, 당김 작용을 유발하는 웨이퍼의 위치를 확인하는 제어기로 이루어짐을 특징으로 한다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 웨이퍼 외관 검사장치를 이용하는 세정설비는, 웨이퍼의 저면 중심을 흡착 고정하여 회전하는 척 조립체와; 상기 척 조립체의 상부로부터 웨이퍼 상면에 대향하여 세정액을 공급하고, 구비된 브러시를 회전시켜 세정하는 브러시 조립체와; 상기 척 조립체의 일측으로부터 근접되게 이동하여 상·하측으로 늘어서게 지지되는 실이 웨이퍼 가장자리와 탄력적으로 접촉되게 하는 구동부와; 상기 구동부 상에 설치되어 상기 실의 일단을 지지하는 지지부와; 상기 실의 타단에 연결되어 웨이퍼와의 접촉에 따른 실의 당김 정도를 감지하는 감지기; 및 상기 감지기의 감지신호를 수신하고, 상기 척 조립체와 구동부의 구동을 제어하는 제어기로 이루어짐을 특징으로 한다.

그리고, 상기 목적을 달성하기 위한 웨이퍼 외관 검사방법은, 웨이퍼의 저면 중심을 고정하여 회전하는 척 조립체와; 상기 척 조립체의 일측으로부터 근접되게 이동하여 상·하측으로 늘어서게 지지되는 실이 웨이퍼의 가장자리와 탄력적으로 접촉되게 하는 구동부와; 상기 구동부 상에 설치되어 상기 실의 일단을 지지하는 지지부와; 상기 실의 타단에 연결되어 회전하는 웨이퍼와의 접촉에 따른 실의 당김 정도를 감지하는 감지기; 및 상기 감지기의 감지신호를 수신하고, 상기 척 조립체와 구동부의 구동을 제어하는 제어기를 구비하고, 상기 실이 웨이퍼의 가장자리에 접촉되게 상기 구동부를 이동시키는 단계와; 상기 척 조립체를 소정 회전 속도로 회전시키는 단계와; 웨이퍼의 회전에 따른 실의 당김 작용의 정도를 감지하는 단계; 및 상기 감지기로부터 감지신호를 수신하여 상기 척 조립체와 구동부의 구동을 제어하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 각 실시예에 따른 웨이퍼 외관 검사장치와 이를 이용하는 세정설비 및 그 검사방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 외관 검사장치의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 구성이 세정설비에 이용되는 관계를 설명하기 위한 단면도이며, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 외관 검사장치의 구성을 나타낸 부분 절취 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 외관 검사장치의 구성에 따른동작 관계를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 외관 검사장치(10)의 구성을 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이, 통상의 이송수단에 의해 놓이는 웨이퍼(W)의 저면 중심을 흡착 고정하여 인가되는 제어신호에 따라 약 0.2∼5rpm 정도의 속도로 회전하는 척 조립체(12a)가 있고, 이때 웨이퍼(W)의 중심은 척 조립체(12a)의 회전 중심으로부터 가능한 동일 선상에 있도록 그 편심 정도가 제한된다.

또한, 척 조립체(12a)의 일측에는 실(string)(ST)의 소정 구간 부위를 상·하로 늘어서게 지지하여 인가되는 제어신호에 따라 실(ST)의 지지되는 부위가 웨이퍼(W) 가장자리 부위에 탄력적으로 접촉되게 하는 구동부(14)가 설치되어 있다.

이때 구동부(14)의 구동에 의해 웨이퍼(W)와 접촉되는 실(ST)은 상·하측 지지되는 부위가 웨이퍼(W)와 접촉되는 부위를 기준하여 상호 접히는 방향으로 소정 각도 굽어진 형상을 이루게 된다.

이러한 구동부(14)의 구성은 척 조립체(12a)의 일측으로부터 척 조립체(12a) 방향으로 이동하게 구성되거나 척 조립체(12a)의 일측으로부터 회전하여 근접하도록 구성될 수도 있으며, 흡착 고정된 웨이퍼(W) 가장자리 부위를 기준으로 상측 또는 하측 중 어느 한 부위에 실(ST)의 일측이 지지하고, 실(ST)의 상대측 지지되는 부위를 웨이퍼(W) 중심 방향으로 이동시키도록 구성될 수도 있는 것이다.

여기서, 상술한 구동부(14)의 구성은, 도 1에 도시된 바와 같이, 척 조립체(12a)의 일측으로부터 척 조립체(12a)에 대향하는 방향으로 슬라이딩 이동하여 상·하로 지지되는 실(ST)이 웨이퍼(W)의 측부에 탄력적으로 접촉되게 하는 구성으로 설명하겠으나 이에 제한되지 않는다.

한편, 상술한 구동부(14) 중 웨이퍼(W)에 대응하는 부위는 지지하는 실(ST)이 굽어진 형상을 이루도록 오목하게 형성된 홈부(16)를 이루고, 척 조립체(12a)에 대향하는 구동부(14)의 슬라이딩 이동 거리는 웨이퍼(W)의 크기와 웨이퍼(W)에 접촉되는 실(ST)의 굽어지는 정도가 일정 범위에 있도록 제한된다.

이에 더하여 상술한 구동부(14) 상의 실(ST)을 상·하측으로 지지하는 부위에는 실(ST)을 상·하측으로 늘어서게 지지되는 상태로 실(ST)이 길이 방향으로 자유롭게 유동할 수 있도록 하는 적어도 하나 이상의 롤러(18a, 18b, 18c)가 더 설치되며, 이 롤러(18a, 18b, 18c)는 실(ST)에 대한 당김 작용으로부터 실(ST)의 형상이 유연하게 변화될 수 있도록 접촉 지지함과 동시에 그 마찰을 줄이도록 회전 지지하는 것이다.

이렇게 설치되는 롤러(18a, 18b, 18c)의 설치 구성에 있어서, 홈부(16) 주연의 하단에 구비되는 것을 편의상 제 1 롤러(18a)로 규정하고, 홈부(16)의 주연 상단에 구비되는 것을 제 2 롤러(18b)로 규정키로 하며, 이들 롤러(18a, 18b)에 더하여 적어도 하나 이상의 다른 롤러(18c)를 더 구비하여 이루어질 수 있다.

한편, 상술한 구동부(14) 상에는 지지되는 실(ST)의 일단을 고정 지지하는 지지부(22)가 설치되고, 이 지지부(22)는 구동부 상측에 설치되어 제 2 롤러(18b)에 지지되는 상태로 연장된 실(ST)의 일단을 고정 지지함과 동시에 소정의 탄력적인 힘으로 실(ST)의 타측 부위를 감아 당기도록 하는 권취부(20)로 이루어질 수 있다.

이때 권취부(20)에 의한 실의 탄력적인 당김 작용은 웨이퍼(W)와의 접촉에 관계에 의해 실(ST)의 끊어짐이 발생할 경우 실(ST)의 끊어진 단부가 웨이퍼(W)의 상면을 긁는 등의 문제를 방지하는 정도로 이루어진다.

이러한 문제에 대응하여, 상술한 바와 같이, 실(ST)은 적어도 하나 이상의 가닥으로 이루어질 수 있고, 이들 각 가닥의 실(ST)은 동시에 웨이퍼(W)의 측부에 대한 협소한 접촉 부위를 이루도록 하거나 각각이 선택적으로 접촉될 수 있도록 나머지 실(ST)들은 상술한 느슨하게 지지되어 홈부(16)에 밀착된 상태로 있도록 한 후 검사에 사용되는 실(ST)이 끊어진 이후에 선택적으로 사용될 수 있도록 하는 통상의 방법으로 이루어질 수도 있는 것이다.

그리고, 실(ST)의 상대측 단부에 대응하는 상술한 구동부(14) 상에는, 실(ST)이 회전하는 웨이퍼(W)와의 접촉에 의한 실(ST)의 당김 작용이 있는 경우 그 정도를 감지하여 그 감지신호를 제어기(도면의 단순화를 위하여 생략함)에 인가하는 감지기가 설치된다.

상술한 감지기의 구성은, 실(ST)의 타단에 고정되어 실(ST)의 당김 작용에 의해 슬라이딩 이동하며 소정의 신호를 출력하는 신호 발생부(24)를 구비하고, 이 신호 발생부(24)에 대향하는 위치에 슬라이딩 방향을 따라 복수개가 나열되어 대향 위치에서의 신호 발생부(24)의 출력 신호를 감지하여 그 수신한 위치 신호를 제어기에 인가하는 신호 수신부(28)를 구비한 것으로 이루어진다.

또한, 상술한 신호 발생부(24) 상에는 실(ST)에 고정되는 위치를 조절토록 하는 고정부재(30)가 더 구비되고, 이 고정부재(30)를 통해 실(ST)의 끊어짐이 있을 경우에도 신호 발생부(24)의 위치를 용이하게 조절하여 설치할 수 있는 것이다.

여기서, 도 1에 도시된 감지기의 구성은, 상술한 신호 발생부(24)가 하중에 의해 실(ST)의 상대측 단부에 매달린 상태의 것으로 표현되어 있으나, 이것은 스프링이나 태엽 등의 탄성수단(도면의 단순화를 위하여 생략함) 등을 구비하여 이를 통해 신호 발생부(24)가 실(ST)의 당김 작용에 의해 슬라이딩 이동 및 복원 위치될 수 있도록 실(ST)을 소정의 탄력적인 힘으로 당기도록 하는 구성으로 이루어질 수 있는 것이다.

또한, 상술한 신호 수신부(28)는 복수 구간으로 구분되며, 이것은 실(ST)이 웨이퍼(W)에 대하여 탄력적으로 접촉됨에 따른 신호 발생부(24)가 위치하는 구간을 정상 상태 구간(A)으로 하고, 실(ST)이 웨이퍼(W)와 접촉되지 않은 상태에서 신호 발생부(24)가 위치하는 구간은 초기 상태 구간(B)으로 하며, 정상 상태 구간(A)에서 실(ST)이 계속적으로 회전하는 웨이퍼(W) 가장자리의 손상된 부위에 걸려 당겨짐에 따른 신호 발생부(24)가 위치하는 구간은 이상 발생 구간(C)으로 구분하여 이루어진다.

여기서, 상술한 각 구간(A, B, C)은 다시 복수의 섹션(section)으로 이루어지며, 이들 각 구간(A, B, C) 중 상술한 정상 상태 구간(A)에서의 각 섹션은 웨이퍼(W)의 회전에 의해 플랫죤(flat-zone) 부위에서 접촉되는 실(ST)이 굽어지는 정도에 따라 신호 발생부(24)가 위치하는 범위에 대응하도록 세분하여 이루어진다.

또한, 상술한 초기 상태 구간(B)에서의 각 섹션은 실(ST)이 웨이퍼(W)에 접촉되지 않은 상태에서 신호 발생부(24)가 정상적으로 위치되어 있는지 여부를 확인하기 위한 섹션과 실(ST)이 끊어짐에 의해 신호 발생부(24)의 위치됨을 확인하기 위한 섹션으로 구분되어 이루어진다.

그리고, 상술한 이상 상태 구간(C)은 실(ST)이 웨이퍼(W)의 손상 또는 파손된 부위 또는 다른 오염원이 증착된 부위에 걸려 당겨짐에 의한 신호 발생부(24)가 위치됨을 확인하기 위한 것이다.

한편, 상술한 구동부(14) 상에는 신호 발생부(24)가 실(ST)의 당김 작용에 의한 슬라이딩 이동이 설정된 범위 즉, 신호 수신부(28)에 대향하는 상태가 유지되게 하기 위하여 신호 발생부(24)의 측부에 대응하여 슬라이딩 이동 방향을 안내 지지하는 가이드(26)를 더 구비하여 이루어진다.

그리고, 상술한 신호 발생부(24)와 신호 수신부(28)는 상호 쌍을 이루는 포토커플러, 마그네틱 센서, 복수 접속단자로 이루어진 스위치 조립체, 다이어프램(diaphragm)을 이용하는 센서수단 중 어느 하나의 것으로 구성될 수 있다.

한편, 상술한 제어기는 감지기로부터 실(ST)의 당김 작용 정도에 따른 감지신호를 수신하여 신호 수신부(28) 중 어느 구간(A, B, C)에서 신호가 인가되는 지를 판별하고, 이상 상태 구간(C)으로부터 신호가 인가될 경우 척 조립체(12a)와 구동부(14)의 구동을 정지토록 제어하게 된다.

또한, 제어기에는 상술한 감지기를 통한 실의 당김 작용의 정도를 작업자로 하여금 확인하기 용이하도록 하는 출력수단(도면의 단순화를 위하여 생략함)을 더 구비함이 바람직하고, 이렇게 구비되는 출력수단으로는 작업자로 하여금 웨이퍼(W)의 불량 유무를 즉각적으로 확인하기 용이하도록 하기 위하여 경보음으로 출력하는 벨, 작업자의 시각을 통해 식별할 수 있도록 하는 램프, 제어기로부터 인가되는 출력 내용을 화상으로 표현하는 모니터 및 척 조립체(12a) 또는 구동부(14)를 포함한 관계 구성에 인가되는 전원을 선택적으로 차단하도록 하는 스위치부 중 적어도 하나 이상의 것이 상호 연결된 것으로 이루어질 수 있다.

또한, 제어기에는 척 조립체(12a)의 상부 즉, 척 조립체(12a)에 흡착 고정되어 회전하는 웨이퍼(W)의 가장자리 부위 상측에는 웨이퍼(W)의 플랫죤 부위의 위치를 확인토록 하거나 실(ST)의 당김 작용이 웨이퍼(W) 가장자리의 손상에 의한 것인지 그 부위에 점착성 오염원이 증착됨에 의한 것인지 여부 및 단순히 마찰에 의한 것인지를 실(ST)의 당김 작용이 있는 전·후 과정에서 재차 확인하도록 하는 카메라 등의 광학수단(32)을 더 연결하여 구성함이 바람직하다.

이에 더하여 상술한 광학수단(32)은 대향 위치의 웨이퍼(W)의 가장자리 부위가 척 조립체(12a)의 회전 중심으로부터 웨이퍼(W) 중심의 편심 정도를 확인하는 수단으로서 사용될 수도 있다.

이러한 구성의 동작 관계를 살펴보면, 상술한 척 조립체(12a)는 반도체소자로 제조되기까지 이송 과정 중의 웨이퍼(W)가 소정 시간 정체되는 구간에 설치되고, 상술한 제어기는 이송수단을 제어하여 웨이퍼(W) 중심이 척 조립체(12a)의 상면 중심에 밀착되게 놓이도록 한다.

이어 제어기는 척 조립체(12a)로 하여금 웨이퍼(W)의 저면을 흡착 고정토록 하고, 이어 구동부(14)를 척 조립체(12a)에 근접하는 방향으로 이동시켜구동부(14) 상에 상·하로 늘어진 형상으로 지지되는 실(ST)이 웨이퍼(W) 측부에 대응하여 접촉되게 한다.

이때 상술한 실(ST)이 웨이퍼(W)의 가장자리 측부에 접촉되어 소정 각도로 굽어진 형상을 이루고, 실(ST)의 상대측 단부에 고정된 신호 발생부(24)는 실(ST)의 당김 작용에 의해 초기 상태 구간(B)에서 정상 상태 구간(A)에 대향하도록 이동하게 된다.

한편, 상술한 구동부(14)의 슬라이딩 이동 위치는 신호 발생부(24)가 정상 상태 구간(A) 중 설정된 섹션에 위치되게 제어기가 구동부(14)의 이동을 제어하는 구성으로 이루어질 수 있으나 여기서는 구동부(14)의 이동 위치를 이미 설정한 것으로 설명키로 한다.

이러한 상태에서 상술한 제어기는 척 조립체(12a)를 통해 웨이퍼(W)를 회전시키게 되고, 이에 따라 실(ST)은 회전하는 웨이퍼(W)의 가장자리 측부와 웨이퍼(W)의 플랫죤 부위에 대하여 계속적인 접촉 상태를 유지하게 된다.

여기서, 상술한 실(ST)이 웨이퍼(W)의 가장자리 측부에 접촉되는 경우 상술한 신호 발생부(24)는 정상 상태 구간(A)의 최 상단 섹션에 대응하여 신호를 발산하고, 또 플랫죤 중심 부위에 접촉되는 경우는 실(ST)의 굽는 각도가 완만하게 이루어져 정상 상태 구간(A)의 최 하단 세션에 대응하여 신호를 발산한다.

한편, 웨이퍼(W)에 손상 또는 파손이 있는 경우 실(ST)은 그 손상 또는 파손이 있는 부위에 걸려 웨이퍼(W)의 회전 방향으로 당김 작용을 받게 되고, 이때 신호 발생부(24)는 정상 상태 구간(A)의 최 상단 위치에서 보다 상측에 위치한 이상상태 구간(C)으로 이동하고, 이 신호 변화를 검출한 신호 수신부(28)는 그 검출된 각각의 신호를 제어기에 인가한다.

또한, 웨이퍼(W)의 손상 또는 파손 등이 있는 부위가 플랫죤 부위에 있을 경우 실(ST)의 당김 작용에 의한 신호 발생부(24)의 위치는 플랫죤에 상응하는 각 섹션 위치로 이동하지 못하고, 이것을 감지하는 신호 수신부(28)는 정상 상태 구간(A)에서의 신호를 검출 위치의 변화를 제어기에 인가한다.

이에 따라 제어기는 웨이퍼(W) 상의 손상 또는 파손 및 점착성 등의 오염원이 존재하는지 여부를 확인하게 되고, 이렇게 웨이퍼(W)의 손상이 있는 것으로 판단될 경우 먼저 척 조립체(12a)의 회전을 정지시킴과 동시에 그 판단 시점에서 이상으로 판단되는 웨이퍼(W)의 가장자리 부위에 대하여 구비된 광학수단(32)을 이용하여 재차 확인작업을 수행할 수 있도록 함과 동시에 작업자로 하여금 그 사항을 확인할 수 있도록 출력수단을 통해 출력토록 한다.

상술한 바와 같이, 재차 확인 결과를 포함하여 웨이퍼(W)가 손상된 것으로 확정 판단되면, 제어기는 척 조립체(12a)의 회전을 자유롭게 한 상태에서 척 조립체(12a)로부터 구동부(14)를 이격 위치시키고, 척 조립체(12a)로부터 웨이퍼(W)를 이송수단에 인계토록 한 후 손상된 웨이퍼(W)를 소정 위치로 이송시켜 그 원인을 밝히도록 하는 등 일련의 작업을 수행토록 한다.

여기서, 척 조립체(12a)의 회전을 자유롭게 하는 것은, 실(ST)이 손상된 부위에 걸린 상태로 구동부(14)를 이격시키게 되면 실(ST)이 끊어지는 경우가 발생될 수 있기 때문에 그 회전 위치가 실(ST)의 걸림 작용이 있던 시점의 위치로 회전 가능하도록 하기 위한 것이다.

이에 더하여 상술한 실(ST)이 웨이퍼(W)와의 접촉 과정에서 끊어짐이 발생될 경우 그 확인 작업을 수행함과 동시에 실(ST)이 웨이퍼(W)와의 계속적인 접촉에 의한 것인지 손상 또는 파손된 부위에 의한 것인지를 판단하는 과정이 이루어진다.

그리고, 웨이퍼(W)의 가장자리 부위에서 끊어짐이 발생될 경우 상술한 지지부(22)의 권취부(20)는 실(ST)의 끊어진 단부가 공정이 이루어진 웨이퍼(W)의 상부를 손상시키는 것을 방지하도록 탄력적으로 잡아당기도록 함으로써 웨이퍼(W)를 보호할 수 있도록 구동한다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 외관 검사장치(50)의 구성은, 도 3 또는 도 4에 도시된 바와 같이, 복수 웨이퍼(W)가 탑재된 카세트(C)가 위치됨에 대응하여 카세트(C)의 하부로부터 노출되는 웨이퍼(W)의 하측 측부를 접촉 지지하며 회전시키는 회전축(R)이 구비되어 있다.

또한, 상술한 회전축(R)은 두 개가 한 쌍으로 이루어져 있으며, 이들 회전축 사이의 카세트(C) 하부에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 위치되는 각 웨이퍼(W)들이 각각 사이에 소정 깊이로 끼워지게 위치되도록 복수의 지지대(52)가 돌출되게 구비되어 있으며, 이들 지지대(52)의 상측 단부에는 웨이퍼(W)들의 배열 방향으로 관통하는 관통홀(h)이 각각 형성되어 있다.

이들 지지대(52)들은 그 하부로부터 센서블록(54)에 지지되며, 이 센서블록(54)은 각 지지대(52)를 수직하게 지지함과 동시에 수직한 위치로부터 카세트(W) 상에 형성된 슬롯(S)에 대향하는 방향으로 소정 각도 탄력적으로 기울어짐이 가능하도록 지지하며, 각 지지대(52)가 기울어짐이 있는 것을 각 부위별로 감지하여 제어기에 그 신호를 인가하도록 구성된다.

이에 더하여 상술한 센서블록(54)은 지지대(52)들을 지지하는 상태로 소정 간격 승·하강 가능하게 설치되는 구성으로 이루어진다.

그리고, 상술한 각 지지대(52)의 관통홀(h) 상에는 소정 길이를 갖는 실(ST)이 각각을 관통 연결하여 횡 방향으로 늘어서게 지지되어 있으며, 이 실(ST)의 일측 단부는 카세트(C)의 일측으로 연장되어 지지부(22)에 지지되고, 상대측 단부에는 실(ST)이 회전하는 웨이퍼(W)와 접촉됨에 따른 실(ST)의 당김 정도를 감지하는 감지기가 고정 설치되어 있다.

여기서, 상술한 지지부(22)와 감지기는 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예 구성에서 설명된 지지부(22)와 감지기의 구성과 동일한 작용을 하는 것이고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

또한, 상술한 감지기는 도 3 또는 도 4에 도시된 바와 같이, 수평한 상태로 설치되는 것으로 표현되었으나 이것은 적어도 하나 이상의 롤러(도면의 단순화를 위하여 생략함)를 통해 실(ST)의 상대측 부위를 하중에 의한 소정의 당김 작용이 있도록 구성될 수도 있는 것이다.

그리고, 도 3과 도 4에 도시되지 않았으나 감지기가 수평한 상태로 놓이는 구성에 있어서, 그 상대측 단부 부위에 본 발명의 일 실시예에서처럼 하중의 작용에 상응하는 소정의 탄성력을 제공하는 수단을 더 구비하여 구성될 수 있는 것이다.

또한, 제어기는 센서블록(54)과 감지기로부터의 감지된 신호를 수신하고, 이를 통해 웨이퍼(W)의 손상이 있는지 여부를 확인하며, 웨이퍼(W)의 손상이 있는 것으로 판단될 경우 당김 작용을 유발한 웨이퍼(W)의 위치를 확인하며, 상술한 회전축(R)의 회전을 정지시키도록 한다.

그리고, 상술한 제어기에는 실(ST)의 당김 작용의 유무와 그 작용이 있게 한 웨이퍼(W)의 위치를 작업자가 확인할 수 있도록 출력하는 출력부(도면의 단순화를 위하여 생략함)가 더 연결되어 구비된다.

이러한 구성에 의하면, 복수 웨이퍼(W)가 카세트(C)에 탑재되어 공정을 수행하는 각 제조설비로 이송되는 대기 과정에서, 카세트(C)에 탑재된 상태로 웨이퍼 외관 검사장치(50)의 소정 위치에 놓이게 되면, 카세트(C)에 탑재된 복수 웨이퍼(W)는 그 하부에 설치된 회전축(R)에 지지되어 회전 가능하게 놓일 뿐 아니라 각 지지대(52)의 관통홀(h)을 관통하여 늘어선 실(ST)에 소정의 탄력적인 힘으로 접촉된다.

이때 상술한 감지기의 신호 발생부(24)는 웨이퍼(W)가 놓임에 따른 실(ST)의 당김 작용에 의해 신호 수신부(28) 상의 초기 상태 구간(B)에서 정상 상태 구간(A)으로 위치 이동하며, 제어기는 이에 대한 신호를 감지기 즉, 신호 수신부(28)로부터 수신하여 웨이퍼(W)가 놓인 것을 판단하고, 상술한 회전축(R)을 회전시킨다.

여기서, 카세트(C)에 탑재된 복수 웨이퍼(W)들은 각각 플랫죤이 동일한 위치에 있도록 정렬된 상태로 위치될 것이 요구되며, 복수 웨이퍼(W)가 정렬되지 않은상태로 놓일 경우에는 상술한 지지대(52)들을 포함한 센서블록(54)은 실(ST)이 웨이퍼(W)와 접촉되지 않는 범위 내에서 하강 위치된 상태에서 상술한 회전축(R)의 회전 제어하여 웨이퍼(W)들의 정렬 과정을 먼저 수행한 후 정상 위치로 승강시켜 웨이퍼(W)의 외관 검사를 실시토록 한다.

이러한 과정에, 복수 웨이퍼(W)들 중 어느 하나 이상의 웨이퍼(W) 가장자리의 손상 또는 파손 및 점착성 오염원이 증착된 것이 있는 경우 실(ST)은 그 부위에 걸려 당김 작용을 받는다.

이때 그 부위의 실(ST)을 지지하는 양측 지지대(52)는 당김 작용에 의해 웨이퍼(W)의 회전 방향으로 소정 각도 기울어지게 되며, 이에 대하여 센서블록(54)은 그 부위에 대한 지지대(52)의 기울어짐을 통해 그 부위의 웨이퍼(W)에 이상이 있는 것으로 감지하고 이것을 상술한 제어기에 인가하게 된다.

이와 동시에 상술한 감지기의 신호 발생부(24)는 신호 수신부(28)의 정상 상태 구간(A)에서 이상 상태 구간(C)으로 이동하거나 정상 상태 구간(A) 내의 각 섹션 중 플랫죤 부위가 접촉되는 부위에 대한 설정 위치 이상으로 벗어나는 것을 감지하여 이것을 제어기에 인가하게 된다.

이에 따라 제어기는 손상 또는 파손 등의 문제가 있는 웨이퍼(W)가 카세트(C) 상의 어느 슬롯 위치에 있는지를 확인하게 되고, 이것을 구비되는 출력수단을 통해 작업자가 확인할 수 있도록 함으로써 복수 웨이퍼(W)에 대하여 손쉽고 용이하게 그 검사가 이루어질 수 있는 것이다.

한편, 본 발명의 일 실시예의 웨이퍼 외관 검사장치(10)를 이용하는 세정설비(40)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 이송수단(도면의 단순화를 위하여 생략함)으로부터 이송 위치되는 웨이퍼(W)의 저면을 흡착 고정하여 회전하는 척 조립체(12b)가 있고, 이 척 조립체(12b)의 상측 소정 위치에는 척 조립체(12b) 상면에 놓이는 웨이퍼(W)의 상면에 대향하도록 선택적으로 위치되어 세정액을 공급함과 동시에 구비된 브러시를 웨이퍼(W) 상면에 근접되게 하여 회전시키도록 하는 브러시 조립체(42)가 설치된다.

또한, 척 조립체(12b)의 일측에는 본 발명의 일 실시예로 설명된 구동부(14)와 지지부 및 감지기를 포함한 각 구성이 설치되며, 이들 구성 및 그에 따른 동작 설명은 생략하기로 한다.

이러한 구성에 의하면, 세정 과정이 요구되는 웨이퍼(W)가 투입 위치됨에 대응하여 먼저 구동부(14)를 구동시켜 지지되는 실(ST)이 웨이퍼(W)의 가장자리 측부에 접촉되게 근접 위치시키고, 척 조립체(12b)를 설정된 약 0.2∼5rpm 정도의 속도로 회전시킴으로써 웨이퍼(W)가 손상 또는 파손 등의 문제가 있는지 여부를 확인하게 되고, 이 과정에서 상술한 문제가 있는 것으로 판정될 경우 이 웨이퍼(W)에 대하여 이후의 세정 과정이 없이 소정 위치로 이송토록 하고, 문제가 발생되지 않은 경우에는 구동부(14)를 이격 위치시킨 후 척 조립체(12b)고속 회전시킴과 동시에 브러시 조립체(42)를 웨이퍼(W) 상면에 근접 위치시킨 후 세정 작업을 수행하게 된다.

여기서, 상술한 바와 같이, 세정작업을 수행하는 과정에 있어서는 웨이퍼(W)에 대한 외관 검사를 세정작업 이후에 진행토록 할 수도 있는 것이며, 상대적으로이러한 구성은 포토리소그래피 공정에서 웨이퍼(W)의 이송 중에 정체되는 구간에 또는 별도의 대기시간을 갖추어 그 시간 내에 웨이퍼(W)의 외관 검사를 시행할 수 있는 것이며, 또는 각 공정을 수행하는 제조설비 내에 웨이퍼(W)를 정렬하는 과정 중에 웨이퍼(W)의 외관 검사를 진행할 수 있는 것이다.

따라서, 본 발명에 의하면, 공정을 수행하기 전·후 과정에서 대기하는 웨이퍼에 대하여 그 가장자리 부위의 손상 여부를 확인하게 됨으로써 손상된 웨이퍼를 적출하고, 이로부터 웨이퍼의 손상 원인을 용이하게 확인하여 웨이퍼의 계속적인 손상을 억제하며, 이후에 추가적으로 파생되는 파티클 발생이나 그에 따른 제조설비의 오염을 방지할 뿐 아니라 그에 따른 제조설비의 가동률과 생산성이 향상되는 효과가 있다.

본 발명은 구체적인 실시예에 대해서만 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 변형이나 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 분야의 당업자에게는 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 할 것이다.

Claims (17)

1. 웨이퍼를 흡착 고정하여 회전하는 척 조립체와;

   인가되는 제어신호에 따라 상·하측으로 늘어서게 지지하는 실(string)이 웨이퍼의 가장자리에 소정 각도 굽어지게 접촉되도록 하는 구동부와;

   상기 구동부 상에 설치되어 상기 실의 일단을 지지하는 지지부와;

   상기 실의 타단에 연결되어 회전하는 웨이퍼와의 접촉에 따른 실의 당김 정도를 감지하는 감지기; 및

   상기 감지기의 감지신호를 수신하고, 상기 척 조립체와 구동부의 구동을 제어하는 제어기로 이루어짐을 특징으로 하는 웨이퍼 외관 검사장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 구동부는 웨이퍼의 측부에 대응하는 부위가 측부로부터 소정 깊이로 오목한 형상의 홈부를 더 형성하고, 상기 홈부의 주연 상·하단에는 상기 실의 당김 작용에 의한 마찰을 줄이도록 회전 지지하는 롤러를 더 설치하여 이루어짐을 특징으로 하는 웨이퍼 외관 검사장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 홈부의 주연 하단에 구비되는 롤러를 제 1 롤러로 하고, 상기 홈부의 주연 상단에 구비되는 롤러는 제 2 롤러로 하며, 상기 지지부는 상기 제 2 롤러에 지지되어 연장되는 상기 실의 일단을 고정 지지함과 동시에 탄력적인 소정의 힘으로 상기 실을 감아 당기도록 하는 권취부를 더 설치하여 이루어짐을 특징으로 하는 웨이퍼 외관 검사장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 감지기는 상기 실의 타단에 고정되어 당김 작용으로부터 슬라이딩 가능하게 설치되어 소정 신호를 출력하는 신호 발생부와;

   상기 신호 발생부에 대향 설치되어 신호 발생부의 출력된 신호를 수신하여 그 출력된 위치를 구분하여 감지하는 신호 수신부로 이루어짐을 특징으로 하는 웨이퍼 외관 검사장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 신호 발생부는 상기 실의 타단에 하중이 작용하는 방향으로 매달리게 고정하고, 상기 신호 수신부는 수직하게 세워진 형상으로 상기 구동부에 설치되며, 상기 신호 발생부의 측부에는 상기 신호 수신부에 대향하는 상태가 유지되게 수직 슬라이딩 방향을 안내 지지하는 가이드를 더 구비하여 이루어짐을 특징으로 하는 웨이퍼 외관 검사장치.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 신호 발생부와 신호 수신부는 한 쌍을 이루는 포토커플러, 마그네틱 센서, 복수 접속단자로 이루어진 스위치 조립체 중 어느 하나의 것임을 특징으로 하는 웨이퍼 외관 검사장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어기에 상기 감지기를 통한 실의 당김 작용의 정도를 출력하는 출력수단을 더 구비하여 이루어짐을 특징으로 하는 웨이퍼 외관 검사장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 출력수단으로는 작업자로 하여금 웨이퍼의 불량 유무를 즉각적으로 확인하기 용이하도록 하기 위하여 경보음으로 출력하는 벨, 작업자의 시각을 통해 식별할 수 있도록 하는 램프, 제어기로부터 인가되는 출력 내용을 화상으로 표현하는 모니터 및 제조설비의 각 구성에 인가되는 전원을 선택적으로 차단하는 스위치부 중 적어도 하나 이상이 연결된 것임을 특징으로 하는 웨이퍼 외관 검사장치.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 실이 접촉되는 웨이퍼 부위를 광학적으로 촬영하는 광학수단을 더 구비하여 이루어짐을 특징으로 하는 웨이퍼 외관 검사장치.
10. 카세트의 하부로부터 탑재된 웨이퍼의 하측 측부와 접촉하여 회전시키는 회전축과;

    상측 단부에 관통홀이 형성되고, 카세트의 하부로부터 각 웨이퍼가 사이에 있도록 돌출되게 설치되는 복수의 지지대와;

    상기 각 지지대의 하부를 지지하며, 각 지지대의 기울어짐을 감지하는 센서블록과;

    상기 각 지지대의 관통홀을 관통하여 설치되는 실의 일단을 지지하는 지지부와;

    상기 실의 타단에 고정되어 회전하는 웨이퍼와 접촉됨에 따른 실의 당김 정도를 감지하는 감지기; 및

    상기 센서블록과 감지기의 감지신호를 수신하고, 상기 회전축의 구동을 제어하며, 당김 작용을 유발하는 웨이퍼의 위치를 확인하는 제어기로 이루어짐을 특징으로 하는 웨이퍼 외관 검사장치.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 지지대를 포함한 센서블록은 위치되는 카세트에 대응하여 소정 간격 승·하강 가능하게 설치됨을 특징으로 하는 웨이퍼 외관 검사장치.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 제어기는 상기 실에 의한 당김 작용의 유무와 그 작용이 있게 한 웨이퍼의 위치를 작업자가 확인할 수 있도록 출력하는 출력부를 더 연결 구비하여 이루어짐을 특징으로 하는 웨이퍼 외관 검사장치.
13. 웨이퍼의 저면 중심을 흡착 고정하여 회전하는 척 조립체와;

    상기 척 조립체의 상부로부터 웨이퍼 상면에 대향하여 세정액을 공급하고, 구비된 브러시를 회전시켜 세정하는 브러시 조립체와;

    인가되는 제어신호에 따라 상·하측으로 늘어서게 지지하는 실(string)이 웨이퍼의 가장자리에 소정 각도 굽어지게 접촉되도록 하는 구동부와;

    상기 구동부 상에 설치되어 상기 실의 일단을 지지하는 지지부와;

    상기 실의 타단에 연결되어 웨이퍼와의 접촉에 따른 실의 당김 정도를 감지하는 감지기; 및

    상기 감지기의 감지신호를 수신하고, 상기 척 조립체와 구동부의 구동을 제어하는 제어기로 이루어짐을 특징으로 하는 웨이퍼 외관 검사장치를 이용하는 세정설비.
14. 웨이퍼의 저면 중심을 고정하여 회전하는 척 조립체와; 인가되는 제어신호에 따라 상·하측으로 늘어서게 지지하는 실(string)이 웨이퍼의 가장자리에 소정 각도 굽어지게 접촉되도록 하는 구동부와; 상기 구동부 상에 설치되어 상기 실의 일단을 지지하는 지지부와; 상기 실의 타단에 연결되어 회전하는 웨이퍼와의 접촉에 따른 실의 당김 정도를 감지하는 감지기; 상기 감지기의 감지신호를 수신하고, 상기 척 조립체와 구동부의 구동을 제어하는 제어기; 및 상기 제어기에 상기 감지기로부터 수신되는 신호를 작업자가 확인할 수 있도록 하는 출력수단을 구비한 웨이퍼 외관 검사장치를 이용한 웨이퍼 외관 검사방법에 있어서,

    상기 실이 웨이퍼의 가장자리에 접촉되게 상기 구동부를 이동시키는 단계와;

    상기 척 조립체를 소정 회전 속도로 회전시키는 단계와;

    웨이퍼의 회전에 따른 실의 당김 작용의 정도를 감지하는 단계; 및

    상기 감지기로부터 감지신호를 수신하여 상기 척 조립체와 구동부의 구동을 제어하는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 웨이퍼 외관 검사방법.
15. 제 14 항에 있어서,

    상기 실이 웨이퍼에 접촉된 상태에서 상기 척 조립체의 회전속도는 0.2∼5rpm임을 특징으로 하는 웨이퍼 외관 검사방법.
16. 제 14 항에 있어서,

    상기 출력수단을 통해 상기 웨이퍼의 상태를 출력토록 하는 단계를 더 구비하여 이루어짐을 특징으로 하는 웨이퍼 외관 검사방법.
17. (삭제)