KR100386449B1 - 웨이퍼의 표면 측정을 위한 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼의 표면 측정을 위한 방법에 관한 것으로서, 특히, 웨이퍼 상에 실리콘 산화막, 질화막 및 산화막을 순차적으로 증착하여 패턴을 형성하는 단계와; 상기 패턴에서 화학기계적연마를 사용해서 산화막을 제거하는 단계와; 상기 결과물 상에 잔류한 질화막의 두께를 막두께 측정기구를 사용하여 웨이퍼의 중앙부터 가장자리까지 측정하는 단계와; 상기 측정된 결과 수치들을 전자적인 형상으로 변환하여 데이터 상태로 나타내는 단계;로 이루어진 웨이퍼의 표면 측정을 위한 방법인 바, 반도체 소자의 특성, 신뢰성 및 수율을 향상시키고 그에 따른 반도체 소자의 고집적화를 가능하게 하는 기술로 매우 유용하고 효과적인 장점을 지닌 발명에 관한 것이다.

Description

웨이퍼의 표면 측정을 위한 방법{Method for measuring the surface of wafer}

본 발명은 웨이퍼의 표면 측정을 위한 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 웨이퍼 상에 실리콘 산화막, 질화막 및 산화막을 순차적으로 증착하여 패턴을 형성한 후 상기 패턴에서 화학기계적연마를 사용해서 산화막을 제거하여 상기 결과물 상에 잔류한 질화막의 두께를 웨이퍼의 중앙부터 가장자리까지 막두께 측정기구를 사용하여 측정 한 후, 상기 측정 수치들을 전자적인 형상으로 변환하여 출력장치를 이용하여 데이터 처리 상태를 보여줌으로써, 육안으로 웨이퍼의 불균일도를 파악할 수 있도록 하는 것이다.

일반적으로, 웨이퍼 표면의 변색 혹은 퇴색 현상(discolor)의 발견은 반도체 소자 제조 공정 진행 중 하나인 화학기계적연마 공정을 진행하고 나서 우연히 발견되었으나, 반도체 소자가 패턴닝 되어있는 웨이퍼에서는 쉽게 발견되지 않는다.

또한, 상기 패턴 웨이퍼에서의 변색 혹은 퇴색 현상(discolor)은 웨이퍼 자체에 의한 것인지 또는 화학기계적연마 공정에 기인한 것인지 구분하기도 어렵다.

한편, 상기와 같이 변색 혹은 퇴색 현상(discolor)을 발견하더라도 반도체 공정 중 여러 공정을 거친 다음에 발견함으로써, 소정의 시간이 지난 후 웨이퍼의 품질을 확인하게 되어 시간의 소모와 공정진행으로 인한 손실을 초래하게 되었다.

본 발명은 이러한 점을 검안하여 안출한 것으로서, 웨이퍼 상에 실리콘 산화막, 질화막 및 산화막을 순차적으로 증착하여 패턴을 형성한 후 상기 패턴에서 화학기계적연마를 사용해서 산화막을 제거하여 상기 결과물 상에 잔류한 질화막의 두께를 웨이퍼의 중앙부터 가장자리까지 막두께 측정기구를 사용하여 측정하여, 상기 측정 수치들을 전자적인 형상으로 변환한 후, 출력장치를 이용하여 데이터 처리 상태를 보여줌으로써, 육안으로 웨이퍼의 웨이퍼 표면의 변색 또는 퇴색되는 현상(discolor)을 나타나게 만들어 육안으로 관찰할 수 있도록 하는 것이 목적이다.

도 1 혹은 도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼의 표면 측정을 위한 방법을 순차적으로 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 잔류한 질화막 두께 측정 수치들을 데이터로 나타낸 도면이다.

-- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 --

1 : 웨이퍼 3 : 실리콘 산화막

7 : 질화막 9 : 산화막

상기와 같은 목적은 웨이퍼 상에 실리콘 산화막, 질화막 및 산화막을 순차적으로 증착하여 패턴을 형성하는 단계와; 상기 패턴에서 화학기계적연마를 사용해서 산화막을 제거하는 단계와; 상기 결과물 상에 잔류한 질화막의 두께를 막두께 측정기구를 사용하여 웨이퍼의 중앙부터 가장자리까지 측정하는 단계와; 상기 측정된 결과 수치들을 전자적인 형상으로 변환하여 데이터 상태로 나타내는 단계;로 이루어진 웨이퍼의 표면 측정을 위한 방법을 제공함으로써 달성된다.

그리고, 상기 실리콘 산화막의 산화두께는 50∼150Å이고, 상기 질화막의 두께는 1100∼1300Å이며, 상기 산화막의 적층두께는 5400∼6600Å으로 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 질화막과 산화막은 화학기상증착법(CVD : Chemical Vaper Deposition)으로 증착하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 대해 상세하게 설명하고자 한다.

도 1 혹은 도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼의 표면 측정을 위한 방법을 순차적으로 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(1) 상에 실리콘 산화막(3)을 50∼150Å의 두께로 산화시키고, 질화막(7)은 1100∼1300Å의 두께로 적층하며, 산화막(9)을 5400∼6600Å의 두께로 순차적으로 적층하여 패턴을 형성한다. 이때, 상기 질화막(7)과 산화막(9)은 화학기상증착법(CVD)에 의해 증착된다.

여기서, 상기 도1의 A는 패턴을 더욱 상세하게 나타낸 도면으로서, 증착상태의 불균일도를 보여준다.

이어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 패턴의 산화막(9)을 화학기계적연마 공정을 실시하여 질화막(7)이 드러나도록 평탄화 시킨다. 이때, 상기 산화막(9)을 증착하는 이유는 일반적으로 질화막(7) 상에 직접적으로 화학기계적연마 공정을 실시하기가 어렵기 때문이다.

여기서, 상기 도2의 B는 상기 화학기계적연마 공정 진행 후 상태를 더욱 상세하게 나타낸 것으로서, 상기 잔류한 질화막의 하부의 불균일도를 보여준다.

또한, 상기 잔류한 질화막(7)의 평균 두께가 약 900Å 정도 되도록 화학기계적연마 공정을 실시한다.

여기서, 반도체 장비 중 하나인 막두께 측정장비를 이용하여 상기 잔류한 질화막(7)의 두께를 0.2mm ∼ 20mm 간격으로 측정한다.

도 3은 본 발명에 따른 잔류한 질화막 두께 측정 수치들을 데이터로 나타낸 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 잔류한 질화막 두께 측정 수치들을 측정 간격을 0.2mm ∼ 20mm 간격으로 유지하여, 상기 측정 수치들을 전자적인 형상으로 변환한 후, 출력장치를 이용하여 데이터 처리 상태를 보여줌으로써, 고가의 나노토포그래피(nanotopography)를 사용하지 않고도 육안으로 웨이퍼 표면의 변색 또는 퇴색 현상(discolor)을 관찰할 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 웨이퍼의 표면 측정방법을 이용하게 되면, 웨이퍼 상에 실리콘 산화막, 질화막 및 산화막을 순차적으로 증착하여 패턴을 형성한 후 상기 패턴에서 화학기계적연마를 사용해서 산화막을 제거하여 상기 결과물 상에 잔류한 질화막의 두께를 막두께 측정기구를 사용하여 웨이퍼의 중앙부터 가장자리까지 측정하고, 상기 측정 수치들을 전자적인 형상으로 변환한 후, 출력장치를 이용하여 데이터 처리 상태를 보여줌으로써, 육안으로 웨이퍼의 웨이퍼 표면의 변색 또는 퇴색되는 현상(discolor)을 나타나게 만들어 육안으로 관찰할 수 있도록 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.

Claims (5)

1. 웨이퍼 상에 실리콘 산화막, 질화막 및 산화막을 순차적으로 증착하여 패턴을 형성하는 단계와;

   상기 패턴에서 화학기계적연마를 사용해서 상기 산화막을 제거하는 단계와;

   상기 결과물 상에 잔류한 질화막의 두께를 막 두께 측정기구를 사용하여 웨이퍼의 중앙부터 가장자리까지 측정하는 단계;

   상기 측정된 결과 수치들을 전자적인 형상으로 변환하여 데이터 상태로 나타내는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 표면 측정을 위한 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 실리콘 산화막은 50∼150Å의 두께로 산화하며, 상기 질화막은 1100∼1300Å의 두께로 적층하고, 상기 산화막은 5400∼6600Å의 두께로 적층하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 표면 측정을 위한 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 화학기계적연마 공정시 질화막이 평균 700 ∼ 1100Å정도 남도록 연마하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 표면 측정을 위한 방법.
4. 제 1항에서, 상기 질화막 두께 측정시 0.2mm ∼ 20mm 의 간격으로 측정하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 표면 측정을 위한 방법.
5. 제 1항 또는 제 4항에 있어서, 상기 질화막 두께 측정 수치를 데이터 처리하여 나타낼 때, 측정간격을 0.2mm ∼ 20mm 간격으로 유지하여 나타내는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 표면 측정을 위한 방법.