KR100335491B1 - Wafer inspection system having recipe parameter library and method of setting recipe prameters for wafer inspection - Google Patents
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Abstract
본 발명은 소정의 공정을 마친 웨이퍼 표면의 결함이나 오염을 검사하는 웨이퍼 검사장비 및 웨이퍼 검사시에 필요한 검사장비의 공정 파라미터를 설정하는 방법에 관한 것으로, 본 발명은 웨이퍼 검사시에 필요한 검사장비의 공정 파라미터들을 미리 라이브러리에 저장하여 두고 동일한 단계의 공정을 거친 웨이퍼를 검사할 때 이를 이용함으로써, 공정 파라미터의 설정에 소요되는 시간을 단축할 수 있고, 작업자의 숙련도에 따른 편차를 없앨 수 있도록 한다.The present invention relates to a method for setting process parameters of a wafer inspection device for inspecting a defect or contamination of a wafer surface after a predetermined process and an inspection device necessary for wafer inspection. By storing the process parameters in a library in advance and using them when inspecting wafers that have undergone the same process, the time required for setting the process parameters can be shortened, and the deviation according to the skill of the operator can be eliminated.
Description
본 발명은 반도체 소자의 제조공정중 매 공정 수행후 웨이퍼 표면의 결함 등을 검사하는 장비 및 검사방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and an inspection method for inspecting defects on the surface of a wafer after performing every step of a semiconductor device manufacturing process.
일반적으로 반도체 소자는 웨이퍼 상에 다수의 물질층을 적층하고 패터닝하는 과정을 반복하여 형성된다. 이때, 각 물질층의 적층 또는 패터닝 공정에서 발생할 수 있는 결함(defect)이나 오염 입자가 소정의 허용 한도를 넘게 되면 완성된 반도체 소자는 작동하지 않거나 오동작할 수가 있다. 따라서, 현재 대부분의 반도체 소자의 제조공정은 각 공정 수행 후에 웨이퍼 표면을 검사하여 형성된 물질층의 표면 또는 내부에 결함이나 오염 입자의 정도를 파악하는 공정을 포함하고 있다.In general, a semiconductor device is formed by repeatedly stacking and patterning a plurality of material layers on a wafer. In this case, when a defect or contaminant particles that may occur in the stacking or patterning process of each material layer exceeds a predetermined allowable limit, the finished semiconductor device may not work or may malfunction. Therefore, at present, most semiconductor device manufacturing processes include a process of inspecting the wafer surface after each process to determine the degree of defects or contaminants on the surface or inside of the formed material layer.
현재, 이러한 웨이퍼 표면 검사 방식에는 크게 두 가지가 있는데, 하나는 레이저 산란(Laser scattering)을 이용한 검사 방식이고, 다른 하나는 CCD(Charge Coupled Device) 촬상소자를 이용한 검사 방식이다. 이중 레이저 산란을 이용한 검사 방식에 대해 첨부도면을 참조하여 설명한다.At present, there are two types of wafer surface inspection methods, one of which is an inspection method using laser scattering and the other of which is an inspection method using a charge coupled device (CCD) imaging device. An inspection method using dual laser scattering will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 예컨대, 소자분리막(12)이 형성된 반도체 기판(10) 상에 게이트 전극을 위한 다결정 실리콘막(14)을 전면 증착한 후에 이 다결정 실리콘막(14)에 결함이나 오염 입자 등이 있는지 표면 검사를 하는 과정을 도시한 단면도이다. 도 1에서 참조부호 20은 레이저 광원이고, 22는 레이저광, 24는 다결정 실리콘막(14)에서 반사된 레이저광(22)을 검출하는 검출기이다. 한편, 도시하지는 않았지만, 레이저 광원(20)과 검출기(24)의 선단에는 편광 필터가 부착되고, 검출기(24)에는 수광량을 조절하는 조리개와 검출한 광의 강도를 디지털화하는 아날로그-디지털 변환기 등이 있다.FIG. 1 shows a surface of a polycrystalline silicon film 14 having defects, contaminants, or the like after the entire surface deposition of the polycrystalline silicon film 14 for a gate electrode, for example, on a semiconductor substrate 10 on which the device isolation film 12 is formed. It is sectional drawing which shows the process of inspection. In FIG. 1, reference numeral 20 is a laser light source, 22 is a laser light, and 24 is a detector for detecting the laser light 22 reflected from the polycrystalline silicon film 14. Although not shown, polarization filters are attached to the ends of the laser light source 20 and the detector 24, and the detector 24 includes an aperture for adjusting the amount of received light and an analog-to-digital converter for digitizing the intensity of the detected light. .
이와 같은 구성의 레이저 산란을 이용한 웨이퍼 검사장비를 이용하여 웨이퍼의 표면을 검사하는 과정은 다음과 같다. 먼저, 두 대의 동일한 검사장비와, 검사대상 웨이퍼 및 기준 웨이퍼(검사대상 웨이퍼와 동일한 공정을 거친 결함이 없는 웨이퍼)를 준비하고 이를 각각의 검사장비에 장착·정렬한다. 그리고, 웨이퍼 또는광원(20) 및 검출기(24)를 동일한 속도로 이동시켜 가면서 레이저광(22)을 조사하여 다결정 실리콘막(14) 표면에서 반사되어 검출기(24)로 들어오는 광의 강도를 비교하여 그 차이가 소정의 허용치를 초과하는 경우에 검사대상 웨이퍼의 현재 좌표에서 결함이나 오염 입자가 존재한다고 판단한다. 예컨대, 도 1에서 다결정 실리콘막(14) 내에 보이드(16)가 존재하면 표면에 미세한 높이차가 발생하고 그에 따라 레이저광(22)이 산란되어 기준 웨이퍼와 검사대상 웨이퍼의 검출기(24)의 검출광의 강도가 달라지게 된다. 다결정 실리콘막(14) 표면에 오염 입자(18)가 존재하는 경우에도 마찬가지이다.The process of inspecting the surface of the wafer using the wafer inspection apparatus using the laser scattering of the above configuration is as follows. First, two identical inspection equipments, an inspection target wafer and a reference wafer (a defect-free wafer which has undergone the same process as the inspection target wafer) are prepared and mounted and aligned on each inspection equipment. Then, while moving the wafer or the light source 20 and the detector 24 at the same speed, the laser light 22 is irradiated to compare the intensity of light reflected from the surface of the polycrystalline silicon film 14 and entering the detector 24. If the difference exceeds a predetermined allowable value, it is determined that defects or contaminated particles exist at the current coordinates of the inspection target wafer. For example, in FIG. 1, when the void 16 is present in the polycrystalline silicon film 14, a slight height difference occurs on the surface, and the laser light 22 is scattered accordingly to detect the detection light of the detector 24 of the reference wafer and the inspection target wafer. The intensity will be different. The same applies to the case where the contaminated particles 18 are present on the surface of the polycrystalline silicon film 14.
그런데, 이와 같은 웨이퍼 표면 검사방법에서 문제가 되는 것은 검사장비의 공정 파라미터 설정이다. 즉, 검사장비는 실제로 광학 장비이고, 이 광학 장비는 검사대상 막질의 종류에 따른 반사율, 굴절율, 광량, 결함이라고 판단할 수 있는 기준이 되는 광 강도의 문턱값 등의 여러 파라미터를 정확히 설정하지 않으면 결함과 미세 패턴을 구분할 수 없고 정확한 결함 검사를 할 수 없다. 종래 이러한 파라미터의 설정은 작업자가 새로운 검사대상 웨이퍼에 대하여 일일이 광원을 비추어 보고 여러가지 파라미터들을 하나씩 결정해 나가는 시행착오를 반복하면서 수행해 왔다. 특히, 상기와 같은 검사 방식에서는 기준 웨이퍼가 존재하지 않으면 즉, 개발단계에서 처음으로 어떤 공정을 수행한 웨이퍼에 대해서는 이러한 검사장비의 공정 파라미터 설정에 매우 긴 시간이 소요된다. 또한, 작업자의 숙련도에 따라 공정 파라미터의 설정의 정확도가 좌우되고 그에 따라 검사의 정확도가 차이가 난다는 문제가 있다.However, a problem in such a wafer surface inspection method is the process parameter setting of the inspection equipment. In other words, the inspection equipment is actually an optical equipment, and if the optical equipment does not correctly set various parameters such as reflectance, refractive index, light quantity, and threshold value of light intensity, which can be judged as defects according to the type of film quality to be inspected, Defects and fine patterns cannot be distinguished and accurate defect inspections cannot be performed. Conventionally, the setting of these parameters has been performed by the operator repeatedly trial and error of illuminating a light source for a new inspection target wafer and determining various parameters one by one. In particular, in the inspection method as described above, when a reference wafer does not exist, that is, a wafer that performs a process for the first time in the development stage, it takes a very long time to set process parameters of such inspection equipment. In addition, there is a problem that the accuracy of the setting of the process parameters depends on the skill of the operator, and thus the accuracy of the inspection varies.
한편, 공개특허공보 95-12661호, 95-15687호 등에서는 상기한 두 대의 검사장비를 이용하여 기준 웨이퍼와 검사대상 웨이퍼를 동시에 표면 검사하는 방식과 달리, 검사대상 웨이퍼만에 대하여 표면 검사를 수행하고 그 결과를 설계 데이터와 비교하여 결함여부를 판정하는 방식에 대하여 개시하고 있다. 그러나, 이러한 방식에서도 검사대상 웨이퍼에 대한 검사장비의 공정 파라미터 설정에 대해서는 상술한 바와 같은 문제가 존재한다.On the other hand, in the Patent Publication Nos. 95-12661, 95-15687, etc., the surface inspection is performed only on the inspection target wafer, unlike the method of surface inspection of the reference wafer and the inspection target wafer at the same time using the above two inspection equipments. A method of determining whether a defect is determined by comparing the result with design data is disclosed. However, even in this manner, the above-described problems exist with respect to the process parameter setting of the inspection equipment for the inspection target wafer.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 웨이퍼 검사장비의 공정 파라미터를 단시간 내에 그리고 자동적으로 설정할 수 있는 검사장비를 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a test equipment that can set the process parameters of the wafer test equipment in a short time and automatically.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기한 웨이퍼 검사장비의 공정 파라미터를 설정하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for setting process parameters of the above-described wafer inspection equipment.
도 1은 레이저 산란을 이용하여 웨이퍼 표면을 검사하는 과정을 개략적으로 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically illustrating a process of inspecting a wafer surface using laser scattering.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 웨이퍼 검사방법에서 공정 파라미터를 설정하는 방법을 도시한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a method of setting process parameters in a wafer inspection method according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 웨이퍼 검사장비의 공정 파라미터 설정에 필요한 사양의 입력화면과 그에 따른 공정 파라미터의 설정화면을 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating an input screen of specifications required for setting process parameters of a wafer inspection apparatus and a setting screen of process parameters according thereto according to an embodiment of the present invention.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 웨이퍼 검사장비는, 소정 공정을 마친 웨이퍼 표면을 광학적 방법으로 검사하여 결함이나 오염을 검사하는 웨이퍼 검사장비로서, 검사대상 웨이퍼의 특성에 따라 달라지는 웨이퍼 검사시의 광학적 또는 전기적 공정 파라미터들을 라이브러리로 내장하여, 검사대상 웨이퍼의 특성을 입력하면 상기 라이브러리에서 해당하는 공정 파라미터들을 독출하여 자동적으로 설정할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.The wafer inspection equipment according to the present invention for achieving the above technical problem is a wafer inspection equipment for inspecting the wafer surface after the predetermined process by an optical method to inspect for defects or contamination, the wafer inspection depending on the characteristics of the wafer to be inspected The optical or electrical process parameters of the city are built into the library, and when the characteristics of the wafer to be inspected are input, the corresponding process parameters in the library can be read out and set automatically.
또한, 상기의 다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 웨이퍼 검사장비의 공정 파라미터를 설정하는 방법은, 먼저, 검사대상 웨이퍼의 특성에 따라달라지는 웨이퍼 검사시의 광학적 또는 전기적 공정 파라미터들을 라이브러리에 저장해 둔다. 그리하여 웨이퍼 검사시에 검사대상 웨이퍼의 특성을 입력하고, 상기 라이브러리에서 입력된 검사대상 웨이퍼의 특성에 대응하는 공정 파라미터들을 독출하여 자동적으로 설정하도록 한다.In addition, the method for setting the process parameters of the wafer inspection equipment according to the present invention for achieving the above another technical problem, first, by storing the optical or electrical process parameters during the wafer inspection depending on the characteristics of the wafer to be inspected in a library Put it. Thus, the characteristics of the inspection target wafer are input at the time of wafer inspection, and process parameters corresponding to the characteristics of the inspection target wafer inputted from the library are read out and set automatically.
여기서, 상기 웨이퍼 검사장비는 레이저 광원과 검출기를 구비하는 레이저 산란 방식의 검사장비일 수 있고, CCD 카메라를 구비하여 촬상된 화상 데이터를 이용하여 웨이퍼를 검사하는 검사장비일 수 있다.Here, the wafer inspection apparatus may be a laser scattering type inspection apparatus having a laser light source and a detector, and may be an inspection apparatus for inspecting a wafer using image data captured by a CCD camera.
레이저 산란 방식의 검사장비일 경우, 상기 공정 파라미터들은 레이저광의 주사 방향, 검출기의 이득값, 레이저 광원과 검출기의 편광자의 종류 및 설치여부, 검출기의 개구율 및 웨이퍼의 소정 영역의 검출이나 결함의 검출을 위한 문턱값을 포함한다.In the case of a laser scattering inspection apparatus, the process parameters may be used to detect the direction of scanning of the laser light, the gain of the detector, the type and installation of the polarizer of the laser light source and the detector, the aperture ratio of the detector, the detection of a predetermined region of the wafer, or the detection of defects. It includes a threshold for.
또한, CCD 카메라를 이용한 화상 데이터 처리 방식의 검사장비일 경우, 상기 공정 파라미터들은 CCD 카메라가 웨이퍼의 소정 영역을 촬상하는데 필요한 조명의 조도, CCD 카메라의 이득값, CCD 카메라의 개구율 및 웨이퍼의 소정 영역의 검출이나 결함의 검출을 위한 문턱값을 포함한다.In addition, in the case of the inspection equipment of the image data processing method using a CCD camera, the process parameters are the illumination intensity, the gain value of the CCD camera, the aperture ratio of the CCD camera, and the predetermined region of the wafer, which are required for the CCD camera to capture a predetermined region of the wafer. Thresholds for detection of defects and detection of defects.
이와 같이 본 발명에 따르면, 종래 작업자가 일일이 시행착오를 반복하면서 설정해야 하는 공정 파라미터들을 공정 파라미터 라이브러리를 이용하여 간단히 그리고 자동적으로 설정할 수 있게 되어, 공정 시간이 단축되고 작업자의 숙련도에 따른 웨이퍼 검사의 정확도에서 개인간 편차가 없어진다.As described above, according to the present invention, the process parameters that need to be set by repeating the trial and error by the conventional operator can be set simply and automatically by using the process parameter library, so that the process time can be shortened and wafer inspection according to the skill of the operator can be achieved. There is no variation between individuals in accuracy.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 공정 파라미터 라이브러리를 구축하는 과정을 설명하기 전에, 동일한 단계의 공정을 거친 웨이퍼에 대한 검사공정의 공정 파라미터들은 유사한 경향을 가진다는 사실을 확인함으로써 본 발명의 공정 파라미터 라이브러리가 가능함을 설명한다.First, before describing the process of constructing the process parameter library, it is explained that the process parameter library of the present invention is possible by confirming that the process parameters of the inspection process for the wafers which have undergone the same steps have a similar tendency.
본 실시예에서는 레이저 산란 방식의 Surfscan-7600 검사장비(KLA사 제품)를 이용하여, 서로 다른 규격을 가지는 제품간에 특정 공정을 거친 웨이퍼들의 검사시 공정 파라미터들을 비교한다. 하지만, 본 실시예에서 사용한 검사장비와 예로 든 공정은 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정된 장비와 공정일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.In this embodiment, using the laser scattering Surfscan-7600 inspection equipment (KLA Co., Ltd.), the process parameters are compared during inspection of wafers that have undergone a specific process between products having different specifications. However, the inspection equipment and the example process used in the present embodiment is not limited to the present invention, but only equipment and processes specified to help the understanding of the present invention.
Surfscan-7600 검사장비는 도 1을 참조하여 설명한 레이저 산란 방식으로 웨이퍼의 결함을 검사하는 장비로서 전술한 바와 같이 레이저 광원(20), 검출기(24), 편광자 등을 구비한다. 이 검사장비는 새로운 샘플(기준 웨이퍼)에 대하여 스스로 최적화된 공정 파라미터들을 설정하는 기능을 가지고 있다. 물론 이 장비가 스스로 설정한 공정 파라미터들은 완벽한 것은 아니어서 그대로 검사공정을 수행한 결과를 신뢰할 수 없고, 실제 검사공정 수행전에 작업자가 역시 수정을 하여야 한다. 이 검사장비에 요구되는 공정 파라미터에는 다음과 같은 것들이 있다.Surfscan-7600 inspection equipment is a device for inspecting a defect of a wafer by the laser scattering method described with reference to FIG. 1 and includes a laser light source 20, a detector 24, a polarizer, and the like as described above. The tester has the ability to set self-optimized process parameters for a new sample (reference wafer). Of course, the process parameters set by the equipment are not perfect, so the results of the inspection process cannot be relied upon and must be corrected by the operator before the actual inspection process can be performed. The process parameters required for this inspection equipment include:
먼저, 레이저광의 조사 방향(scan algorithm)으로서, 웨이퍼의 전면(F)과 후면(B)중 어느 쪽에서 레이저광을 조사할 것인지를 결정하는 파라미터이다.First, as a scanning algorithm of a laser beam, it is a parameter which determines which of the front surface F and the rear surface B of a wafer is irradiated.
검출기의 이득값(gain)으로서, 검출기에서 감지한 레이저광의 증폭율을 결정하는 파라미터이다.The gain of the detector is a parameter that determines the amplification factor of the laser light detected by the detector.
정렬 이득값(alignment gain)으로서, 검사장비에 웨이퍼를 정렬할 때 정렬 편차값(offset)의 증폭율을 결정하는 파라미터이다.Alignment gain, which is a parameter that determines the amplification factor of the offset when aligning the wafer to the inspection equipment.
레이저 광원과 검출기의 선단에 설치되는 편광자(polarizer)의 종류 및 설치여부에 관한 파라미터로서, S는 S 편광자가 설치되는 것을, P는 P 편광자가 설치되는 것을, N은 편광자가 설치되지 않음을 의미한다.As parameters related to the type and installation of polarizers installed at the tip of the laser light source and the detector, S means that S polarizer is installed, P means P polarizer is installed, and N means no polarizer. do.
검출기의 개구율(variable aperture stop)로서, 조리개의 개구율을 나타내는 파라미터이다. 이 장비의 경우 20%, 40%, 100%의 세 가지 설정이 가능하다.A variable aperture stop of the detector, which is a parameter representing the aperture ratio of the aperture. Three settings are available for this equipment: 20%, 40% and 100%.
웨이퍼의 소정 영역들(예컨대, 메모리 셀 영역, 주변회로 영역 등)을 위한 검출기의 영역검출 문턱값 및 결함표시 문턱값으로서, 영역검출 문턱값은 검출기가 검출한 레이저 광의 강도가 이 값을 넘었을 때 현재 위치가 웨이퍼의 소정 영역이라는 것을 인식하고, 결함표시 문턱값은 이 값을 넘었을 때 결함이나 오염 입자로서 표시하게 되는 값이다.As the region detection threshold and defect display threshold of the detector for certain regions of the wafer (e.g., memory cell region, peripheral circuit region, etc.), the region detection threshold is a value where the intensity of the laser light detected by the detector exceeds this value. Recognizing that the current position is a predetermined area of the wafer, the defect display threshold value is a value displayed as a defect or contaminant when this value is exceeded.
이와 같은 공정 파라미터들을 설정해야 하는 상기 검사장비를 이용하여 서로 다른 규격을 가지는 반도체 소자의 동일한 공정 단계를 마친 웨이퍼에 대하여 검사를 하기 위하여, 상기 검사장비가 스스로 설정한 공정 파라미터들을 아래 표 1 및 표 2에 나타내었다. 표 1은 네 가지 제품의 반도체 소자를 위한 서로 다른 웨이퍼에 대하여 소자분리막이 형성된 기판 상에 비정질 실리콘막을 전면 증착한 후 웨이퍼 검사시의 공정 파라미터들을 나타낸 것이고, 표 2는 역시 위의 네 가지 웨이퍼에 대하여 커패시터 하부전극용 패드 패턴인 다결정 실리콘 패턴 상에 USG(UndopedSilicate Glass)막을 전면 증착한 후의 검사시 공정 파라미터들을 나타낸 것이다.In order to inspect wafers that have completed the same process steps of semiconductor devices having different specifications by using the inspection equipment that needs to set such process parameters, the process parameters set by the inspection equipment by themselves are shown in Table 1 and Table 1 below. 2 is shown. Table 1 shows the process parameters for wafer inspection after depositing an amorphous silicon film on a substrate on which a device isolation film is formed for different wafers for four semiconductor devices, and Table 2 also shows the above four wafers. The process parameters are shown in the inspection after the entire deposition of the USG (Undoped Silicate Glass) film on the polycrystalline silicon pattern, which is a pad pattern for the capacitor lower electrode.
표 1 및 표 2로부터, 제품(반도체 소자)의 차이에 불구하고 동일한 공정을 거친 웨이퍼의 공정 파라미터에 있어서는 몇몇 오차를 제외하고는 거의 유사한 값으로 설정됨을 알 수 있다. 특히, 가장 중요한 파라미터인 검출기 이득값, 편광자, 검출기 개구율에서 거의 동일한 값을 보였다. 더욱이 위 설정된 공정 파라미터들은 검사장비가 스스로 설정한 값으로서 작업자가 오차를 수정한 후의 값들은 더욱 유사하게 될 것이다.From Table 1 and Table 2, it can be seen that despite the difference of the product (semiconductor device), the process parameters of the wafer which have been subjected to the same process are set to almost similar values except for some errors. In particular, almost the same values were found for the detector gain, polarizer, and detector aperture ratio, which are the most important parameters. Moreover, the process parameters set above are set by the inspection equipment themselves, and the values after the operator corrects the error will be more similar.
이같은 결과는, 어떤 공정을 거친 웨이퍼에 대해서 그 공정 파라미터들을 라이브러리로 저장해 두고 이후 동일한 단계의 공정을 거친 동일한 또는 다른 제품의 웨이퍼를 검사할 때 거의 그대로 이용할 수 있음을 의미한다.This means that the process parameters can be stored in a library for a given process and then used almost as is when inspecting wafers of the same or different product that have been processed in the same step.
한편, 공정 파라미터들은 검사대상 막이 어떤 물질로 이루어졌는지 즉 검사대상 막질 뿐만 아니라 검사대상 막의 하부막질 및 하부막의 패턴 종류에 따라 크게 영향을 받는다. 따라서, 상기 라이브러리에는 검사대상 막질, 하부막질, 하부패턴 종류의 각 조합에 따라 달라지는 공정 파라미터들을 저장해 두는 것이 바람직하다.On the other hand, process parameters are greatly influenced by the material of the film to be inspected, that is, the quality of the film to be inspected, as well as the pattern of the lower film and the pattern of the film to be inspected. Therefore, it is preferable that the library store process parameters that vary according to the combination of the film quality, the lower film quality, and the lower pattern type.
이렇게 하여 위의 각 조합에 따른 공정 파라미터들을 수집하여 공정 파라미터 라이브러리를 구축한다. 이 라이브러리의 실제 구축과정은 검사공정을 수행하기 전에 수행하는 공정 파라미터 설정단계의 결과를 정리하여 데이터베이스화하는 과정이 될 것이다. 그리고 이 라이브러리의 실제적인 구현물은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체가 될 수 있고, 이 기록매체를 기존의 검사장비에 장착하여 독출가능한 인터페이스를 구비함으로써 본 실시예의 웨이퍼 검사장비가 구축될 수 있다.In this way, a process parameter library is constructed by collecting process parameters for each of the above combinations. The actual construction process of this library will be the process of organizing the database by arranging the result of the process parameter setting step performed before the inspection process. The actual implementation of the library can be a computer-readable recording medium, and the wafer inspection equipment of the present embodiment can be constructed by attaching the recording medium to an existing inspection equipment and having a readable interface.
이어서, 도 2 및 도 3을 참조하여, 상술한 바와 같이 공정 파라미터 라이브러리를 내장한 웨이퍼 검사장비를 이용하여 본 실시예에 따른 웨이퍼 검사장비의 공정 파라미터들을 설정하는 방법을 설명한다.Next, referring to FIGS. 2 and 3, a method of setting process parameters of the wafer inspection apparatus according to the present exemplary embodiment will be described using the wafer inspection apparatus incorporating the process parameter library as described above.
먼저, 본 발명에 따른 공정 파라미터 라이브러리를 내장한 웨이퍼 검사장비를 켜면, 모니터에 도 3에 도시된 바와 같은 입력화면과 설정화면이 나타난다. 그러면, 순차적으로 실제 검사하고자 하는 막의 종류와 검사대상 막의 하부막의 종류 및 하부막의 패턴 종류를 입력한다(단계 100, 110, 120).First, when the wafer inspection apparatus incorporating the process parameter library according to the present invention is turned on, an input screen and a setting screen as shown in FIG. 3 appear on the monitor. Then, the type of the film to be actually inspected, the type of the lower film of the film to be inspected, and the pattern of the lower film are sequentially input (steps 100, 110, and 120).
검사대상 막과 하부막의 종류는 예컨대, 다결정 실리콘(poly-Si), 실리콘 산화막(oxide), 실리콘 질화막(nitride), 금속(metal, 필요에 따라서는 더 세분될 수도 있다), 유리(glass) 등 반도체 소자의 제조에 사용되는 다양한 종류의 막을 포함한다. 또한, 하부패턴에는 활성영역과 소자분리영역을 구분하는 활성영역 패턴(active), 게이트 전극 패턴(gate), 비트라인 패턴(bit line), 컨택(contact), 커패시터 하부전극 패턴(storage node) 등이 있다.The types of the film to be inspected and the bottom film may be, for example, polycrystalline silicon (poly-Si), silicon oxide, silicon nitride, metal (may be further subdivided as necessary), glass, and the like. Various kinds of films used in the manufacture of semiconductor devices. In addition, the lower pattern includes an active region pattern (active), a gate electrode pattern (gate), a bit line pattern, a contact, and a capacitor lower electrode pattern (storage node) that separate the active region and the device isolation region. There is this.
예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이 소자분리막(12)이 형성된 실리콘 기판(10) 상에 게이트 전극을 형성하기 위하여 다결정 실리콘막(14)을 형성한 후 웨이퍼 검사를 하고자 하는 경우에, 검사대상 막질은 다결정 실리콘, 하부막질은 단결정 실리콘(도 1에서 다결정 실리콘막(14)의 하부막은 실리콘 산화막으로 이루어진 소자분리막(12)도 포함하나 가장 넓은 면적을 차지하는 막은 실리콘 기판(10)이므로 실리콘으로 입력한다), 하부패턴 종류는 활성영역 패턴을 입력하면 된다.For example, when the wafer inspection is to be performed after the polycrystalline silicon film 14 is formed to form the gate electrode on the silicon substrate 10 on which the device isolation film 12 is formed, as shown in FIG. Silver polycrystalline silicon, lower film quality is single crystal silicon (in the lower film of the polycrystalline silicon film 14 in FIG. 1 also includes a device isolation film 12 made of a silicon oxide film, but the film occupying the largest area is the silicon substrate 10, so input to silicon ), The lower pattern type may be inputted with an active region pattern.
그러면, 검사장비는 입력된 막질 및 패턴 종류에 따른 공정 파라미터를 공정 파라미터 라이브러리로부터 독출하여 설정하고(단계 130) 도 3의 설정화면에 표시한다.Then, the inspection equipment reads and sets the process parameters according to the input film quality and pattern type from the process parameter library (step 130) and displays them on the setting screen of FIG.
이어서, 설정된 공정 파라미터에 따라 실제 웨이퍼 검사를 수행하게 된다(단계 140).Subsequently, actual wafer inspection is performed according to the set process parameters (step 140).
한편, 지금까지 설명한 실시예에서는 레이저 산란 방식의 검사장비 및 그에 따른 공정 파라미터를 설정하는 방법을 설명하였지만, 본 발명의 검사장비 및 공정 파라미터 설정방법은 CCD 카메라를 이용한 검사장비 및 검사방법에도 적용가능하다.On the other hand, the embodiment described so far has described a laser scattering inspection equipment and a method for setting the process parameters accordingly, the inspection equipment and the process parameter setting method of the present invention can be applied to the inspection equipment and inspection method using a CCD camera Do.
즉, CCD 카메라를 이용하여 웨이퍼를 검사하는 경우에도 레이저 산란 방식과마찬가지로 검사장비의 공정 파라미터를 설정하는 데에 따른 시간 소요 및 설정의 정확성 문제가 있다. 따라서, 본 발명의 원리는 CCD 카메라를 이용하는 방식의 검사장비 및 검사방법에도 그대로 적용할 수 있다. 다만, CCD 카메라를 이용하는 방식에서는 구체적인 공정 파라미터가 레이저 산란 방식과는 다를 수 있다. 예컨대, 레이저 산란 방식에서 레이저광의 조사 방향(scan algorithm)이나 편광자 종류 및 여부 등의 공정 파라미터는 CCD 카메라 방식에서는 필요하지 않고, 대신에 CCD 카메라로 웨이퍼 표면을 촬상할 때 필요한 조명의 조도 등과 같은 파라미터가 필요하다. 나머지 검출기의 이득값이나 문턱값 등의 파라미터들은 CCD 카메라 방식에서도 마찬가지로 필요하다.That is, in the case of inspecting a wafer using a CCD camera, there is a problem of the time required and the accuracy of setting the process parameters of the inspection equipment, similar to the laser scattering method. Therefore, the principles of the present invention can be applied to inspection equipment and inspection methods using a CCD camera. However, in the method using the CCD camera, specific process parameters may be different from the laser scattering method. For example, in the laser scattering method, process parameters such as a scanning algorithm of the laser light, a polarizer type, and whether or not the polarizer is not necessary in the CCD camera method, but instead parameters such as illumination intensity required when imaging the wafer surface with the CCD camera. Is needed. Parameters such as gain and threshold of the remaining detectors are also required in the CCD camera method.
이상 상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 웨이퍼 검사시에 필요한 검사장비의 공정 파라미터들을 미리 라이브러리에 저장하여 두고, 동일한 단계의 공정을 거친 웨이퍼를 검사할 때 이를 이용함으로써, 공정 파라미터의 설정에 소요되는 시간을 단축할 수 있고, 작업자의 숙련도에 따른 정확성의 편차를 줄일 수 있다. 특히, 본 발명에 의하면 기준 웨이퍼가 없는 상태에서도 공정 파라미터의 설정을 단시간 내에 할 수 있다.As described above, according to the present invention, the process parameters of the inspection equipment required for the wafer inspection are stored in a library in advance, and when the wafers having undergone the same step process are inspected, they are used to set the process parameters. The time can be shortened and the deviation of the accuracy according to the skill of the operator can be reduced. In particular, according to the present invention, the process parameters can be set within a short time even in the absence of the reference wafer.
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