디지털 이미지 프로세싱을 이용한 웨이퍼 매핑 시스템에 관한 연구

Abstract

본 논문에서는 실리콘 웨이퍼의 매핑기능을 디지털이미지 프로세싱을 이용하여 구현하였다. 웨이퍼 매핑이란, 반도체 생산 설비에서 공정을 위해 웨이퍼를 이송하기 전 FOUP( Front Opening Unified Pod )안에 위치한 웨이퍼의 수량과 위치를 파악하는 기능이다. 현재 웨이퍼 매핑 기능에서 사용되는 방법은 광학 센서를 근접 이동시키면서 웨이퍼를 검출하는 형식이다. 이러한 방식에 의한 웨이퍼 검출법은 웨이퍼에 근접한 센서의 오염에 의한 기능 고장과 웨이퍼에 대한 오염의 전이가 일어날 가능성이 높다. 이러한 단점을 개선하고자 설비에 설치한 카메라를 사용하여 촬영된 이미지를 이용하여 웨이퍼를 인식하는 방식을 제안하였다. 카메라를 이용하는 경우 웨이퍼와 충분한 거리를 가지고 측정이 가능하므로 카메라의 오염과 웨이퍼의 2차 오염을 방지하는 것이 가능하다. 본 논문에서는 다음의 과정에 따라 이러한 기능을 구현하였다. 먼저 슬롯의 기준 정보를 가지고 있는 이미지의 제작과정이 필요하다. 이를 위하여 웨이퍼의 영역을 선택하고 선택된 영역에 대하여 경계 영역 검출 및 잡음 제거 과정을 거쳐 웨이퍼의 슬롯 정보를 가진 기준 이미지를 추출 할 수 있었다. 이렇게 제작된 기준 이미지를 기준 이미지와 동일한 공정으로 제작된 측정할 대상 이미지와 비교하는 과정을 통하여 매핑 이미지 내에 기준 이미지와 같은 조건의 웨이퍼가 존재하는지 판정하였다. 마지막으로 실제 웨이퍼의 이미지를 이용하여 웨이퍼 매핑 공정을 구현하는 실험을 통하여, 이러한 방법이 웨이퍼의 매핑에 활용 될 수 있음을 입증하였다.