KR100478200B1 - 피크 타입의 결함표준시료 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체의 결함 측정시 사용되는 결함표준시료에 관한 것으로, 돌출 형태의 다수의 피크를 형성하고, 각 피크의 면적을 달리할 뿐 아니라 피크 사이의 거리를 각 피크마다 달리하여 형성한 결함표준시료를 제공한다.

Description

피크 타입의 결함표준시료{Peak Type Standard Reference Material}
본 발명은 반도체의 결함 측정의 표준시료에 관한 것으로, 상세하게는 결함측정용 표준시료를 고저 또는 간격 차이로 인한 빛의 반사영향을 최소화시킨 형상의 표준시료에 관한 것이다.
반도체 장치는 미세한 크기 및 소수의 결함에 의해서도 동작불량이 발생하므로, 반도체 제조공정은 공정 사이에서 결함에 대한 분석을 수행함으로써 웨이퍼상에 존재하는 결함 유무를 검사한다. 이때 사용되는 결함측정방법으로는 웨이퍼 상에 존재하는 파티클 등의 결함개수를 파티클 카운터를 사용하여 측정함으로써 결함유무 및 정도가 분석되고 있다. 사용되는 파티클 카운터는 분석대상 웨이퍼 상에 레이저를 주사하여 스캐터링되는 레이저를 검출기로 감지하여 감지된 레이저의 강도를 분석함으로써 분석대상 웨이퍼 상에 존재하는 파티클의 개수 및 크기를 분석할 수 있도록 되어 있다.
그리고, 반도체장치 제조라인에 설치된 다수의 파티클 카운터는 정기적으로 기준값을 재설정함으로써 설비간의 측정오차를 줄이고 있다. 이때, 기준값 설정의 대상으로 사용되는 결함표준시료로서, NIST(National Institute of Standard and Technology)로부터 인증된 기관인 VLSI사에서 피트(pit) 타입의 표준시료가 이용되고 있다.
도1은 종래의 피트타입의 결함표준시료의 형상을 보여주는 단면도이다. 도1에 도시된 바와같이, 내부로 에칭되어 형성된 피트의 구조는 에칭 깊이를 달리하는 다수의 피트(a,b,c,d)가 동일한 간격으로 이격되어 형성되어 있다.
종래의 결함표준시료의 형성과정을 보면, 먼저 실리콘 기판 상에 산화막이나 질화막 등의 필름을 형성시킨다. 형성된 필름 상에 포토레지스터를 도포한다. 이후, 원하는 크기의 마스크, 즉 피트 타입의 마스크를 씌운다. 현상장비를 이용하여 패턴이 형성되지 않은 영역을 현상한다. 현상된 부분, 즉 패턴이 형성된 부분을 에칭한다. 이러한 과정을 거쳐서 형성된 결함표준시료가 도1에 도시된 결함표준시료이다.
그러나, 웨이퍼 등의 표면의 결함유무를 측정하는 장비, 특히 레이저 빔이 파티클에 의해 반사되면서 생긴 빛들의 그림자를 이용하는 스캐터링 이용의 장비에 있어서는 피트 타입의 결함을 정확하게 검출하지 못한다. 특히, 피트의 크기가 작은 경우(a)에는 50% 이하의 측정치를 보여주고 있다. 또한, 동일한 유형의 결함이 계속 심어져 있음에도 불구하고, 패턴 검사용 장비에서 적용되는 기준포인트인 정렬포인트(align point)가 설정되어 있지 않아, 패턴 측정용 장비에는 적용하는 데 문제가 있다. 왜냐하면, 정렬포인트를 설정하게 되면, 측정장비가 정렬포인트를 결함으로 간주하기 때문이다.
본 발명은 이러한 표준시료의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 빛의 반사시 발생할 수 있는 결함의 높낮이 또는 간격으로 인한 방해 요인을 제거하고, 결함측정장비, 특히 패턴 측정장비에서의 파티클 카운팅의 정확성을 제고함으로써 생산 효율성을 향상시키는 데 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 돌출 형태의 다수의 피크를 형성하고, 각 피크의 면적을 달리할 뿐 아니라 피크 사이의 거리를 각 피크마다 달리하여 형성한 결함표준시료를 제공한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도2는 본 발명에 따른 피크타입의 결함표준시료의 형상을 도시하고 있는 단면도이다. 도2에 도시된 바와같이, 결함표준시료의 형태를 보면, 높이(H)가 동일한 돌출 형태의 다수의 피크(21,22,23,24)가 형성되어 있고, 각 피크의 면적(S1,S2,S3,S4)이 상이할 뿐 아니라, 피크와 피크 사이의 거리(L1,L2,L3)가 피크의 면적에 비례적으로 증가하여 이격되어 있는 형상이다. 또한, 다수의 피크가 형성된 피크 집단의 가장 자리 일측에는 패턴을 확인하기 위한 소정 개수의 정렬포인트(align point)(25,26)가 형성되어 있다.
이러한 형상을 갖는 본 발명에 따른 결함표준시료의 제작과정은 다음과 같다.
실리콘(Si) 등의 기판 상에, 산화막이나 질화막 등의 원하는 필름(27)을 형성시킨다. 형성된 필름 위에 포토레지스트를 도포한다. 원하는 패턴 및 크기를 갖는 패턴마스크를 씌운다. 현상 장비를 이용하여, 패턴형성 영역에 현상을 실시한다. 현상된 영역인 패턴영역을 남겨두고, 패턴영역 외의 영역을 에칭한다.
도3은 본 발명에 따른 결함표준시료를 포함하는 정렬포인트가 형성된 웨이퍼의 개략평면도이다. 도3에 도시된 바와같이, 정렬포인트(25,26,31,32)가 형성되어 있다.
이러한 제조과정을 통해서 형성된 본 발명의 결함표준시료의 작용상 특징을 다음과 같다.
돌출된 피크에서 반사되는 빛의 특징을 보면, 빛의 양은 적지만 노이즈가 거의 발생되지 않는다. 반면에, 에칭된 부분에서 반사되는 빛의 특징을 보면, 빛의 양은 많지만 노이즈가 다량 발생한다. 그리고, 검출장비의 검출성능이 향상됨에 따라, 빛의 양을 정확히 측정할 수 있게 되었다. 따라서, 종래에서는 반사되는 빛의 양이 많은 에칭된 부분, 오목한 부분에서 반사되는 빛의 양을 이용하여 결함을 산출하였지만, 전방의 돌출부 결함으로 인하여 반사된 빛의 양을 반사된 만큼 정확히 산출하기가 곤란하였다. 그러나, 빛의 검출성능이 향상된 현재의 검출장비를 이용할 경우에는, 반사되는 빛의 양은 비록 적지만 전방의 다른 결함이 존재하지 않은 결과 반사된 빛의 양을 반사된 만큼 정확히 산출할 수 있는, 하돌출부에서 전방으로 반사된 빛을 이용하여도 충분히 결함을 산출할 수 있게 되었으며, 따라서, 본 발명에 따른 결함표준시료의 이용이 가능하게 되었다. 결과적으로, 결함의 고저 또는 간격으로 인하여 발생할 수 있는 반사빛의 오차를 방지할 수 있다. 특히, 피크의 높이를 동일하게 구성한 것은 스캐터링의 영향을 최소화화기 위한 것이며, 또한 패턴 사이의 간격을 달리한 것도 스캐터링의 영향을 최소화시키기 위함이다.
한편, 다수의 결함이 형성된 결함표준시료에서, 종래에는 정렬포인트를 형성시킬 경우에는 정렬포인트가 결함으로 산출되어 정렬포인트를 설정할 수 없었으나, 돌출부에서 반사되는 빛의 양에 따라 결함을 산출하는 본 발명의 결함표준시료에 있어서는 정렬포인트클로스(align point close) 기능에 의해 정렬포인트가 결함으로 간주되어 않음으로써, 정렬포인트를 이용한 결함에 대한 정확한 좌표산출이 가능하고, 리뷰 실시의 경우에도 정확하게 비교분석할 수 있다. 결국, 정렬포인트의 설정이 가능해짐으로써, 패턴 측정장비에 적용하는 것이 가능해졌다.
이러한 형태 및 작용을 갖는 본 발명의 결함표준시료에 의하면, 결함측정장비 특히 패턴측정장비의 파티클 카운팅의 정확성이 크게 향상되고, 결함 크기에 따른 측정도표(Calibration Curve) 작성이 가능해짐으로써 피크의 정확성이 확보될 수 있다. 또한, 장비 사이의 카운팅 매칭이 가능하고, 결함의 정확한 조기 발견으로 제조 수율을 크게 향상시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시 할 수 있는 다양한 형태의 변형례들을 모두 포함한다.
도1은 종래의 피트타입의 결함표준시료의 형상을 보여주는 단면도,
도2는 본 발명에 따른 피크타입의 결함표준시료의 형상을 도시하고 있는 단면도, 그리고
도3은 본 발명에 따른 결함표준시료를 포함하는 정렬포인트가 형성된 웨이퍼의 개략평면도이다.
-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-
21,22,23,24 : 피크(peak) H : 높이
S1,S2,S3,S4 : 피크의 단면적 L1,L2,L3 : 간격
25,26,31,32 : 정렬포인트

Claims (6)

  1. (정정) 반도체 공정에서 제조상의 결함을 측정하는 데 사용되는 결함표준시료에 있어서,
    기판 상의 필름에 동일한 높이를 가지고, 단면적 및 간격이 서로 다른 다수의 돌출부를 형성하여, 상기 돌출부로부터 반사되는 빛을 이용하여 결함의 정도가 측정되는 것을 특징으로 하는 결함표준시료.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 돌출부의 외주연에는 얼라이먼트 포인트가 더 형성된 것을 특징으로 하는 결함표준시료.
  6. 삭제
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