KR20170058070A - 검사 장치용 기판 세정 모듈 및 이를 구비하는 프로브 스테이션 - Google Patents

Abstract

웨이퍼를 세정하는 검사 장치용 기판 세정 모듈이 개시된다. 기판 세정 모듈은 기판 지지부, 광원부, 촬영 유닛, 및 세정 유닛을 구비할 수 있다. 기판 지지부는 웨이퍼의 단부를 지지하여 웨이퍼를 고정하고, 광원부는 웨이퍼의 표면에 대해 수평 방향으로 레이저 슬릿 빔을 조사하되 레이저 슬릿 빔을 기판 지지부의 하부를 통해 노출된 웨이퍼의 표면과 인접하게 조사한다. 촬영 유닛은 웨이퍼 표면의 돌출된 이물질을 검출하기 위해 기판 지지부의 하부를 통해 노출된 웨이퍼의 표면을 촬상한다. 세정 유닛은 웨이퍼의 표면에 드라이아이스 입자들을 분사하여 이물질을 제거한다. 이와 같이, 기판 세정 모듈 검사 공정 전에 웨이퍼를 세정하므로, 검사 공정 단계에서 웨이퍼 하면의 이물질로 인한 웨이퍼의 파손을 방지할 수 있다.

Description

검사 장치용 기판 세정 모듈 및 이를 구비하는 프로브 스테이션{Substrate cleaning module for inspection apparatus and probe station having the same}

본 발명의 실시예들은 검사 장치용 기판 세정 모듈 및 이를 구비하는 프로브 스테이션에 관한 것이다. 보다 상세하게는 프로브 카드를 이용하여 반도체 소자들이 형성된 웨이퍼에 대하여 전기적인 검사를 수행하기 위해 웨이퍼를 세정하는 검사 장치용 기판 세정 모듈 및 이를 구비하는 프로브 스테이션에 관한 것이다.

일반적으로 집적 회로 소자들과 같은 반도체 소자들은 반도체 웨이퍼 상에 일련의 반도체 공정들을 반복적으로 수행함으로써 형성될 수 있다. 예를 들면, 웨이퍼 상에 박막을 형성하는 증착 공정, 박막을 전기적 특성들을 갖는 패턴들로 형성하기 위한 식각 공정, 패턴들에 불순물들을 주입 또는 확산시키기 위한 이온 주입 공정 또는 확산 공정, 패턴들이 형성된 웨이퍼로부터 불순물들을 제거하기 위한 세정 및 린스 공정 등을 반복적으로 수행함으로써 반도체 회로 소자들이 웨이퍼 상에 형성될 수 있다.

이러한 일련의 공정들을 통해 반도체 소자들을 형성한 후 반도체 소자들의 전기적인 특성을 검사하기 위한 검사 공정이 수행될 수 있다. 검사 공정은 복수의 탐침들을 갖는 프로브 카드를 포함하는 프로브 스테이션과 전기적인 신호를 제공하기 위하여 프로브 카드와 연결된 테스터에 의해 수행될 수 있다.

검사 공정을 위해 검사 챔버의 상부에는 프로브 카드가 장착될 수 있으며, 프로브 카드 아래에는 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 척이 배치될 수 있다. 웨이퍼는 웨이퍼 척의 상면에 안착되며, 웨이퍼 척은 진공압을 이용하여 웨이퍼를 고정시킬 수 있다. 이때, 웨이퍼의 하면에 돌출된 이물질이 묻어있을 경우 이물질이 묻어있는 부분에서 응력이 발생하여 웨이퍼가 파손될 수 있으며, 웨이퍼 척의 상면이 상기 이물질에 의해 오염 및 훼손될 수 있다. 또한, 프로브 카드의 탐침들의 오버 드라이브량이 이물질이 묻어있는 부분에서 기 설정된 오버 드라이브량보다 증가하므로, 이로 인해 탐침이 부러질 수 있다.

본 발명의 실시예들은 검사 공정에 투입할 웨이퍼의 표면에 묻은 이물질을 효율적으로 제거할 수 있는 검사 장치용 기판 세정 모듈을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 실시예들은 상기한 기판 세정 모듈을 구비하여 웨이퍼 하면의 이물질로 인해 검사 공정에서 발생하는 웨이퍼의 파손을 방지할 수 있는 프로브 스테이션을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따르면, 검사 장치용 기판 세정 모듈은, 검사 공정을 위해 대기중인 웨이퍼가 안착되고 상기 웨이퍼의 단부를 지지하는 기판 지지부, 상기 기판 지지부의 하면에 배치되고 상기 웨이퍼의 표면에 대해 수평 방향으로 레이저 슬릿 빔을 조사하되 상기 레이저 슬릿 빔을 상기 기판 지지부의 하부를 통해 노출된 상기 웨이퍼의 표면과 인접하게 조사하는 광원부, 상기 기판 지지부의 아래에 배치되고 상기 웨이퍼 표면의 돌출된 이물질을 검출하기 위해 상기 기판 지지부의 하부를 통해 노출된 상기 웨이퍼의 표면을 촬상하는 촬영 유닛, 및 상기 기판 지지부의 아래에 배치되고, 상기 웨이퍼의 표면에 드라이아이스 입자들을 분사하여 상기 이물질을 제거하는 세정 유닛을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 촬영 유닛은, 상기 웨이퍼의 표면에 대해 수직 및 수평 방향으로 이동 가능하게 구비되고 다크 필드 상태에서 상기 웨이퍼의 표면을 촬상하는 카메라를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 세정 유닛은, 상기 웨이퍼의 표면에 상기 드라이아이스 입자들을 분사하여 상기 이물질을 제거하는 제1 세정부, 및 상기 웨이퍼의 표면에 초순수 또는 공기를 분사하여 상기 이물질을 제거하는 제2 세정부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따르면, 프로브 스테이션은, 웨이퍼의 전기적 특성을 검사하기 위한 프로브 카드 및 상기 프로브 카드의 아래에 배치되어 상기 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 척을 구비하고 상기 웨이퍼에 대한 전기적 특성 검사를 수행하는 검사 모듈, 상기 검사 모듈과 인접하게 위치하고 상기 검사 모듈에 제공하기 위한 복수의 웨이퍼를 수납하는 기판 수납 모듈, 상기 검사 모듈과 인접하게 위치하고 상기 검사 모듈에 투입할 상기 웨이퍼를 세정하는 기판 세정 모듈, 및 상기 웨이퍼를 상기 기판 수납 모듈로부터 상기 기판 세정 모듈로 이송하고 상기 기판 세정 모듈에서 세정된 웨이퍼를 상기 검사 모듈로 이송하는 기판 이송 모듈을 포함할 수 있다. 더욱이, 상기 기판 세정 모듈은, 상기 웨이퍼가 안착되고 상기 웨이퍼의 단부를 지지하는 기판 지지부, 상기 기판 지지부의 하면에 배치되고 상기 웨이퍼의 하면에 대해 수평 방향으로 레이저 슬릿 빔을 조사하되 상기 레이저 슬릿 빔을 상기 기판 지지부의 하부를 통해 노출된 상기 웨이퍼의 하면과 인접하게 조사하는 광원부, 상기 기판 지지부의 아래에 배치되고 상기 웨이퍼 하면의 돌출된 이물질을 검출하기 위해 상기 기판 지지부의 하부를 통해 노출된 상기 웨이퍼의 하면을 촬상하는 촬영 유닛, 및 상기 기판 지지부의 아래에 배치되고 상기 웨이퍼의 하면에 드라이아이스 입자들을 분사하여 상기 이물질을 제거하는 세정 유닛을 구비할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 기판 세정 모듈은, 상기 기판 지지부의 일측에 배치되고 상기 검사 모듈에 투입할 상기 웨이퍼들을 임시 수납하는 버퍼부를 더 포함할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 검사 장치용 기판 세정 모듈 및 이를 구비하는 프로브 스테이션은 웨이퍼를 세정하기 위한 기판 세정 모듈을 구비함으로써, 웨이퍼를 세정하여 검사 모듈에 제공할 수 있다. 이에 따라, 프로브 스테이션은 검사 공정 단계에서 웨이퍼 하면의 이물질로 인한 웨이퍼의 파손과 웨이퍼 척의 오염 및 훼손을 방지하고, 프로브 카드의 탐침들이 파손되는 것을 방지할 수 있다.

기판 세정 모듈은 드라이아이스 입자들을 이용하여 웨이퍼를 세정하므로, 세정 유체의 사용량을 최소화하면서 세정 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 기판 세정 모듈은 다크 필드 상태에서 웨이퍼를 촬상하므로, 브라이트 필드(Bright field) 상태에서 촬상하는 것보다 영상 데이터의 크기를 최소화하고, 돌출된 이물질을 보다 효율적으로 검출할 수 있다.

또한, 기판 세정 모듈은 웨이퍼들을 임시 수납하기 위한 버퍼부를 구비하므로, 웨이퍼들의 대기를 위한 버퍼 공간과 세정을 위한 세정 공간을 별도로 구비할 필요 없이 하나의 공간에서 웨이퍼들의 대기와 세정이 수행될 수 있다. 이에 따라, 프로브 스테이션은 기존 대비 설비 면적을 증가시키지 않으면서 웨이퍼들을 세정할 수 있고, 웨이퍼들이 대기하는 동안 세정 공정이 이루어질 수 있어 공정 시간의 증가 없이 웨이퍼를 세정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 스테이션을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 검사 모듈을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 기판 세정 모듈을 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 기판 세정 모듈을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다,
도 5는 도 4에 도시된 카메라가 웨이퍼 하면을 촬상하는 과정을 설명하기 위한 측면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 세정 유닛이 웨이퍼 하면의 이물질을 제거하는 과정을 설명하기 위한 측면도이다.

이하, 본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.

본 발명의 실시예들에서 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들이 이들 사이에 개재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결되는 것으로 설명되는 경우 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.

본 발명의 실시예들에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.

본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 스테이션을 설명하기 위한 개략적인 구성도이고, 도 2는 도 1에 도시된 검사 모듈을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브 스테이션(500)은 반도체 소자들이 형성된 웨이퍼(10)에 대하여 프로브 카드(20)를 이용해 전기적 특성 검사를 수행한다. 상기 프로브 스테이션(500)은 실질적으로 상기 웨이퍼(10)의 전기적 특성 검사가 이루어지는 검사 모듈(100), 복수의 웨이퍼(10)를 수납하기 위한 기판 수납 모듈(200), 상기 검사 모듈(100)에 투입할 웨이퍼(10)를 세정하기 위한 기판 세정 모듈(300), 및 상기 웨이퍼(10)를 이송하기 위한 기판 이송 모듈(400)을 포함할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이 상기 검사 모듈(100)은 검사 챔버(110), 웨이퍼 척(120), 회전 구동부(130), 수직 구동부(140), 기판 스테이지(150), 및 수평 구동부(160)를 구비할 수 있다.

구체적으로, 상기 검사 챔버(110)는 상기 웨이퍼(10)에 대하여 전기적 검사를 수행하기 위한 공정 공간을 제공하며, 상기 검사 챔버(110) 안에는 상기 웨이퍼 척(120)과 상기 프로브 카드(20)가 배치될 수 있다.

상기 웨이퍼 척(120)은 대체로 원 기둥 형상을 가지며, 상면에 상기 웨이퍼(10)가 안착된다. 도면에는 상세하게 도시하지 않았으나, 상기 웨이퍼 척(120)은 진공압을 이용하여 상기 웨이퍼(10)를 상면에 고정시킬 수 있다.

상기 웨이퍼 척(120)의 아래에는 상기 웨이퍼 척(120)을 회전시키기 위한 상기 회전 구동부(130)가 배치될 수 있으며, 상기 회전 구동부(130)의 아래에는 상기 웨이퍼 척(120)을 수직 방향으로 이동시키는 상기 수직 구동부(140)가 배치될 수 있다. 상기 수직 구동부(140)는 상기 기판 스테이지(150)의 상면에 배치될 수 있으며, 상기 기판 스테이지(150)는 상기 수평 구동부(160)의 상부에 결합될 수 있다. 상기 수평 구동부(160)는 상기 기판 스테이지(150)를 수평 방향으로 이동시킬 수 있다. 여기서, 상기 수직 구동부(140)와 상기 수평 구동부(160)의 배치 관계는 다양하게 변경 가능하므로, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되지는 않는다.

상기 웨이퍼 척(120)은 상기 회전 구동부(130)와 상기 수직 구동부(140) 및 상기 수평 구동부(160)에 의해 정렬될 수 있다. 즉, 상기 수직 구동부(140) 및 수평 구동부(160)는 상기 웨이퍼 척(120)을 수직 및 수평 방향으로 이동시키고 상기 회전 구동부(130)는 상기 웨이퍼 척(120)을 회전시켜 상기 프로브 카드(20)의 탐침들(22)에 대한 상기 웨이퍼(10) 상의 패드들의 위치를 조절함으로써, 상기 프로브 카드(20)와 상기 웨이퍼(10)를 정렬할 수 있다.

상기 웨이퍼 척(120)의 상측에는 상기 프로브 카드(20)가 배치될 수 있다. 상기 프로브 카드(20)는 검사 신호를 인가하기 위한 탐침들(22)을 구비하고, 상기 탐침들(22)은 상기 웨이퍼(10) 상의 검사 패드들에 접촉되어 검사 신호를 인가한다. 여기서, 상기 검사 모듈(100)은 상기 웨이퍼(10)의 전기적 특성을 검사하기 위한 테스터(30)와 연결될 수 있다. 상기 테스터(30)는 상기 프로브 카드(20)를 통해 상기 검사 신호를 상기 반도체 소자들에 인가하고, 상기 반도체 소자들로부터 출력되는 신호들을 통해 상기 웨이퍼(10)의 전기적인 특성을 검사한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 검사 모듈(100)은 상기 웨이퍼 척(120)의 일측에 배치된 하부 정렬 카메라(172)와 상기 프로브 카드(20)의 일측에 배치된 상부 정렬 카메라(174)를 더 구비할 수 있다.

상기 하부 정렬 카메라(172)는 상기 기판 스테이지(150) 상에 배치되어 상기 웨이퍼 척(120)과 함께 이동 가능하며, 상기 프로브 카드(20)의 탐침들(22)에 대한 이미지를 획득할 수 있다. 상기 상부 정렬 카메라(174)는 상기 척(120)의 상측에 배치되어 상기 웨이퍼(10) 상의 패턴들에 대한 이미지를 획득할 수 있다. 도면에는 상세히 도시하지 않았으나, 상기 상부 정렬 카메라(174)는 브릿지 형태를 갖는 구동부에 의해 수평 방향으로 이동될 수 있다. 특히, 상기 하부 및 상부 정렬 카메라들(172, 174)은 상기 웨이퍼(10)와 상기 프로브 카드(20)의 정렬을 위해 사용될 수 있다.

한편, 상기 검사 모듈(100)의 일측에는 상기 기판 수납 모듈(200)과 상기 기판 세정 모듈(300) 및 상기 기판 이송 모듈(400)이 배치될 수 있다. 상기 기판 수납 모듈(200)은 상기 검사 모듈(100)에 제공하기 위한 복수의 웨이퍼(10)를 수납한다. 상기 기판 세정 모듈(300)은 상기 기판 수납 모듈(200)로부터 이송된 상기 웨이퍼(10)를 세정하며, 상기 기판 세정 모듈(300)에서 세정한 웨이퍼(10)는 상기 검사 모듈(100)에 제공될 수 있다. 상기 기판 이송 모듈(400)은 상기 기판 수납 모듈(200)과 상기 기판 세정 모듈(300) 사이에 배치될 수 있으며, 상기 웨이퍼(10)를 이송하기 위한 이송 로봇(410)을 구비할 수 있다. 상기 이송 로봇(410)은 상기 웨이퍼(10)를 상기 기판 수납 모듈(200)로부터 상기 기판 세정 모듈(300)로 이송하고, 상기 기판 세정 모듈(300)에서 세정한 웨이퍼(10)를 상기 검사 모듈(100)로 이송할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 상기 기판 세정 모듈(300)의 구성에 대해 구체적으로 설명한다.

도 3은 도 1에 도시된 기판 세정 모듈을 설명하기 위한 개략적인 평면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 기판 세정 모듈을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 세정 모듈(300)은 상기 웨이퍼(10)의 세정 공정이 수행되는 공간을 제공하기 위한 세정 챔버(310), 상기 웨이퍼(10)가 안착되는 기판 지지부(320), 광을 조사하는 광원부(330), 상기 웨이퍼(10)의 표면을 촬상하는 촬영 유닛(340), 및 상기 웨이퍼(10)를 세정하기 위한 세정 유닛(350)을 구비할 수 있다.

구체적으로, 상기 기판 지지부(320)는 상기 세정 챔버(310) 안에 배치되고, 상기 웨이퍼(10)의 단부를 지지할 수 있다. 상기 웨이퍼(10)의 하면(11)은 단부만 상기 기판 지지부(320)에 안착되며, 상기 기판 지지부(320)가 지지하는 부분을 제외한 나머지 영역이 상기 기판 지지부(320)의 하부를 통해 노출될 수 있다. 본 발명의 일례로, 상기 기판 지지부(320)는 상기 웨이퍼(10)의 하면(11)을 노출시키기 위해 링 형상으로 구비될 수 있다.

상기 기판 지지부(320)의 하면에는 상기 광원부(330)가 배치될 수 있다. 상기 광원부(330)는 상기 기판 지지부(320)의 하부를 통해 노출된 상기 웨이퍼(10)의 하면(11)에 대해 수평 방향으로 레이저 슬릿 빔을 조사할 수 있으며, 상기 레이저 슬릿 빔은 상기 웨이퍼(10)의 하면과 인접하게 조사될 수 있다.

상기 촬영 유닛(340)은 상기 기판 지지부(320)의 아래에 배치되며, 상기 웨이퍼(10) 하면(11)에 위치하는 이물질을 검출하기 위해 상기 기판 지지부(320)의 하부를 통해 노출된 상기 웨이퍼(10)의 하면(11)을 촬상하는 카메라(342)를 구비할 수 있다. 상기 카메라(342)는 수직 및 수평 방향으로 이동 가능하게 구비될 수 있으며, 상기 레이저 슬릿 빔을 이용하여 다크 필드(Dark field) 상태에서 상기 웨이퍼(10)의 하면(11)을 촬상할 수 있다. 이렇게 상기 카메라(342)가 다크 필드 상태에서 상기 웨이퍼(10)의 하면(11)을 촬영할 경우 영상 데이터의 크기를 최소화하면서 상기 웨이퍼(10)의 상기 하면(11)에 위치하는 이물질, 특히 돌출된 이물질을 효율적으로 촬상할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 촬영 유닛(340)은 상기 카메라(342)의 아래에 배치된 수직 구동부(344)를 더 구비할 수 있다. 상기 수직 구동부(344)는 상기 카메라(342)를 수직 방향으로 이동시킬 수 있으며, 이에 따라 상기 카메라(342)와 상기 웨이퍼(10) 간의 수직 거리가 조절될 수 있다.

상기 촬영 유닛(340)의 일측에는 상기 웨이퍼(10) 표면에 묻은 상기 이물질을 제거하기 위한 상기 세정 유닛(350)이 구비될 수 있다. 상기 세정 유닛(350)은 상기 기판 지지부(320)의 아래에 배치될 수 있으며, 상기 기판 지지부(320)의 하부를 통해 노출된 상기 웨이퍼(10)의 하면(11)에 드라이아이스 입자들을 분사하는 제1 세정부(352)를 구비할 수 있다.

상기 제1 세정부(352)는 상기 드라이아이스 입자들을 상기 웨이퍼(10)의 하면(11)을 향해 분사하며, 상기 드라이아이스 입자들은 상기 웨이퍼(10) 하면(11)의 상기 이물질에 결합되어 상기 이물질을 상기 웨이퍼(10)의 하면(11)으로부터 분리할 수 있다. 상기 이물질과 결합된 드라이아이스 입자들은 공중에서 기화되며, 상기 이물질은 상기 세정 챔버(310)에 연결된 진공 라인(미도시)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 이렇게 상기 세정 유닛(350)은 상기 드라이아이스 입자들을 이용하여 상기 웨이퍼(10)를 세정하므로, 초순수(DI water)나 공기를 이용한 세정 방법보다 세정 유체의 사용량을 최소화하면서 세정률을 향상시킬 수 있고, 상기 이물질과 사용한 세정 유체의 배출 또한 용이하다.

또한, 상기 세정 유닛(350)은 상기 이물질을 제거하기 위해 초순수 또는 공기를 상기 웨이퍼(10)의 하면(11)에 분사하는 제2 세정부(354)를 더 구비할 수도 있다. 상기 세정 유닛(350)은 상기 제1 세정부(352)를 주로 이용하여 상기 이물질을 제거하며, 필요에 따라 추가적으로 상기 제2 세정부(354)를 이용하여 상기 이물질을 제거할 수도 있다.

상기 촬영 유닛(340)과 상기 세정 유닛(350)은 세정 스테이지(360)의 상면에 배치될 수 있으며, 상기 세정 스테이지(360)는 수평 구동부(370)에 결합될 수 있다. 상기 수평 구동부(370)는 상기 세정 스테이지(360)를 수평 방향으로 이동시키며, 상기 촬영 유닛(340)과 상기 세정 유닛(350)은 상기 수평 구동부(370)의 구동에 의해 수평 위치가 조절될 수 있다. 또한, 상기 촬영 유닛(340)은 상기 수평 구동부(370)에 의해 수평 방향으로 이동하면서 상기 웨이퍼(10)의 하면(11)을 촬상할 수도 있다.

여기서, 상기 광원부(330), 상기 촬영 유닛(340), 상기 세정 유닛(350), 및 상기 수평 구동부(370)는 제어부(380)에 의해 제어될 수 있으며, 상기 제어부(380)는 상기 촬영 유닛(340)에서 생성된 영상을 통해 상기 웨이퍼(10)에 묻은 이물질을 인지할 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 상기 기판 세정 모듈(300)이 상기 웨이퍼(10)를 세정하는 과정에 대해 구체적으로 설명한다.

도 5는 도 4에 도시된 카메라가 웨이퍼 하면을 촬상하는 과정을 설명하기 위한 측면도이고, 도 6은 도 4에 도시된 세정 유닛이 웨이퍼 하면의 이물질을 제거하는 과정을 설명하기 위한 측면도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 광원부(330)가 상기 레이저 슬릿 빔(LSB)을 상기 웨이퍼(10)의 하면(11)에 대해 평행한 방향으로 조사하며, 상기 카메라(342)는 상기 레이저 슬릿 빔(LSB)을 이용하여 다크 필드 상태에서 상기 웨이퍼(10)의 하면(11)을 촬상한다. 이때, 상기 레이저 슬릿 빔(LSB)은 상기 웨이퍼(10)의 하면(11)에 인접하게 조사되며, 상기 카메라(342)는 상기 수평 구동부(370; 도 4 참조)에 의해 수평 방향으로 이동하면서 상기 웨이퍼(10)의 하면(11)을 촬상할 수 있다.

상기 제어부(380; 도 3 참조)는 상기 카메라(342)에서 생성된 영상을 통해 상기 웨이퍼(10)의 하면(11)에 돌출된 이물질(40)이 존재하는지 파악할 수 있다.

이렇게 상기 웨이퍼(10) 하면(11)에 상기 이물질(40)이 있는 것으로 확인되면, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 세정 유닛(350)은 상기 웨이퍼(10)의 하면(11)을 향해 드라이아이스 입자들(DIP)을 분사한다. 그 결과, 상기 웨이퍼(10) 하면(11)의 이물질(40)이 제거된다.

여기서, 상기 세정 유닛(350)이 상기 웨이퍼(10)의 하면(11)에 상기 드라이아이스 입자들(DIP)을 분사하여 세정하는 단계는 상기 촬영 유닛(340)이 상기 웨이퍼(10)의 하면(11)을 촬상하여 상기 이물질(40)을 검출하는 촬상 단계 이전에 수행되어 상기 웨이퍼(10)의 하면(11)을 1차 세정할 수 있으며, 상기 1차 세정 단계 후에 상기와 같이 촬상 단계에서 상기 이물질(40)이 검출될 경우 상기 세정 유닛(350)이 상기 웨이퍼(10)의 하면(11)을 2차 세정할 수 있다.

또한, 도면에 도시하지는 않았으나 상기 기판 세정 모듈(300)은 상기 웨이퍼(10)의 상면 또한 상기와 같은 과정을 통해 세정할 수 있으며, 상기 웨이퍼(10)의 상면을 세정할 경우 상기 이송 로봇(410; 도 1 참조)에 의해 상기 웨이퍼(10)를 상하 반전시킬 수 있다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 상기 웨이퍼(10)는 상기 기판 세정 모듈(300)에서 상기와 같은 과정을 통해 세정된 후에 상기 이송 로봇(410)에 의해 상기 검사 모듈(100)로 이송될 수 있다. 이렇게 상기 웨이퍼(10)가 상기 기판 세정 모듈(300)에서 세정된 후 상기 검사 모듈(100)에 제공되므로, 상기 웨이퍼(10) 하면(11)의 이물질로 인해 상기 검사 모듈(100)에서 발생할 수 있는 불량, 예컨대, 상기 웨이퍼(10)의 파손과 같은 불량을 방지할 수 있다.

한편, 상기 기판 세정 모듈(300)은 복수의 웨이퍼(10)를 임시 수납하기 위한 버퍼부(390)를 더 구비할 수 있으며, 상기 버퍼부(390)는 상기 세정 챔버(310) 안에 배치될 수 있다. 상기 이송 로봇(410)은 상기 기판 수납 모듈(200)로부터 상기 웨이퍼들(10)을 인출하여 상기 버퍼부(390)에 임시 수납하고, 상기 버퍼부(390)에 임시 수납된 상기 웨이퍼들(10)은 상기 세정 유닛(350; 도 4 참조)에 의해 세정된 후 상기 검사 모듈(100)로 이송될 수 있다.

상술한 바와 같이, 상기 프로브 스테이션(500)은 상기 기판 세정 모듈(300)을 구비함으로써, 상기 웨이퍼(10)의 표면을 세정하여 상기 검사 모듈(100)에 제공할 수 있다. 이에 따라, 상기 프로브 스테이션(500)은 상기 검사 공정 단계에서 상기 웨이퍼(10) 하면의 이물질로 인해 응력이 발생하여 상기 웨이퍼(10)가 파손되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 프로브 스테이션(500)은 상기 이물질로 인한 상기 웨이퍼 척(120; 도 2 참조)의 오염 및 훼손과 상기 프로브 카드(20; 도 2 참조) 탐침들(22; 도 2 참조)의 파손을 방지할 수 있다.

또한, 상기 기판 세정 모듈(300)은 드라이아이스 입자들을 이용하여 상기 웨이퍼(10)를 세정하므로, 세정 유체의 사용량을 최소화하면서 세정 효율을 향상시킬 수 있다. 더불어, 상기 기판 세정 모듈(300)은 다크 필드 상태에서 상기 웨이퍼(10)를 촬상하므로, 브라이트 필드(Bright field) 상태에서 촬상하는 것보다 영상 데이터의 크기를 최소화하면서 돌출된 이물질을 보다 용이하게 검출할 수 있다.

또한, 상기 기판 세정 모듈(300)은 상기 웨이퍼들(10)을 임시 수납하기 위한 상기 버퍼부(390)를 상기 세정 챔버(310) 안에 구비함으로써, 상기 웨이퍼들(10)의 대기를 위한 버퍼 공간과 세정을 위한 세정 공간을 별도로 구비할 필요 없이 상기 세정 챔버(310) 안에서 상기 웨이퍼(10)의 세정과 대기가 모두 이루어질 수 있다. 이에 따라, 상기 프로브 스테이션(500)은 기존 대비 설비 면적을 증가시키지 않으면서 상기 웨이퍼들(10)을 세정할 수 있다. 또한, 상기 웨이퍼들(10)이 상기 기판 세정 모듈(300) 안에서 대기하는 동안 상기 세정 공정이 이루어질 수 있으므로, 공정 시간의 증가 없이 상기 웨이퍼들(10)을 세정할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 검사 모듈 110 : 검사 챔버
120 : 웨이퍼 척 130 : 회전 구동부
140 : 수직 구동부 150 : 기판 스테이지
160 : 수평 구동부 172, 174 : 정렬 카메라
200 : 기판 수납 모듈 300 : 기판 세정 모듈
310 : 세정 챔버 320 : 기판 지지부
330 : 광원부 340 : 촬영 유닛
350 : 세정 유닛 390 : 버퍼부
400 : 기판 이송 모듈 500 : 프로브 스테이션

Claims (6)

1. 검사 공정을 위해 대기중인 웨이퍼가 안착되고, 상기 웨이퍼의 단부를 지지하는 기판 지지부;
   상기 기판 지지부의 하면에 배치되고, 상기 웨이퍼의 표면에 대해 수평 방향으로 레이저 슬릿 빔을 조사하되 상기 레이저 슬릿 빔을 상기 기판 지지부의 하부를 통해 노출된 상기 웨이퍼의 표면과 인접하게 조사하는 광원부;
   상기 기판 지지부의 아래에 배치되고, 상기 웨이퍼 표면의 돌출된 이물질을 검출하기 위해 상기 기판 지지부의 하부를 통해 노출된 상기 웨이퍼의 표면을 촬상하는 촬영 유닛; 및
   상기 기판 지지부의 아래에 배치되고, 상기 웨이퍼의 표면에 드라이아이스 입자들을 분사하여 상기 이물질을 제거하는 세정 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 검사 장치용 기판 세정 모듈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 촬영 유닛은,
   상기 웨이퍼의 표면에 대해 수직 및 수평 방향으로 이동 가능하게 구비되고 다크 필드 상태에서 상기 웨이퍼의 표면을 촬상하는 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사 장치용 기판 세정 모듈.
3. 제2항에 있어서,
   상기 세정 유닛은,
   상기 웨이퍼의 표면에 상기 드라이아이스 입자들을 분사하여 상기 이물질을 제거하는 제1 세정부; 및
   상기 웨이퍼의 표면에 초순수 또는 공기를 분사하여 상기 이물질을 제거하는 제2 세정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 검사 장치용 기판 세정 모듈.
4. 웨이퍼의 전기적 특성을 검사하기 위한 프로브 카드, 및 상기 프로브 카드의 아래에 배치되어 상기 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 척을 구비하고, 상기 웨이퍼에 대한 전기적 특성 검사를 수행하는 검사 모듈;
   상기 검사 모듈과 인접하게 위치하고, 상기 검사 모듈에 제공하기 위한 복수의 웨이퍼를 수납하는 기판 수납 모듈;
   상기 검사 모듈과 인접하게 위치하고, 상기 검사 모듈에 투입할 상기 웨이퍼를 세정하는 기판 세정 모듈; 및
   상기 웨이퍼를 상기 기판 수납 모듈로부터 상기 기판 세정 모듈로 이송하고, 상기 기판 세정 모듈에서 세정된 웨이퍼를 상기 검사 모듈로 이송하는 기판 이송 모듈을 포함하고,
   상기 기판 세정 모듈은,
   상기 웨이퍼가 안착되고, 상기 웨이퍼의 단부를 지지하는 기판 지지부;
   상기 기판 지지부의 하면에 배치되고, 상기 웨이퍼의 하면에 대해 수평 방향으로 레이저 슬릿 빔을 조사하되 상기 레이저 슬릿 빔을 상기 기판 지지부의 하부를 통해 노출된 상기 웨이퍼의 하면과 인접하게 조사하는 광원부;
   상기 기판 지지부의 아래에 배치되고, 상기 웨이퍼 하면의 돌출된 이물질을 검출하기 위해 상기 기판 지지부의 하부를 통해 노출된 상기 웨이퍼의 하면을 촬상하는 촬영 유닛; 및
   상기 기판 지지부의 아래에 배치되고, 상기 웨이퍼의 하면에 드라이아이스 입자들을 분사하여 상기 이물질을 제거하는 세정 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 프로브 스테이션.
5. 제3항에 있어서,
   상기 촬영 유닛은,
   상기 웨이퍼의 하면에 대해 수직 및 수평 방향으로 이동 가능하게 구비되고, 다크 필드 상태에서 상기 웨이퍼의 하면을 촬상하는 카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 스테이션.
6. 제4항에 있어서,
   상기 기판 세정 모듈은,
   상기 기판 지지부의 일측에 배치되고 상기 검사 모듈에 투입할 상기 웨이퍼들을 임시 수납하는 버퍼부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프로브 스테이션.
   

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