KR100620727B1 - Semiconductor Inspection Equipment - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 반도체 검사 시스템은 웨이퍼의 지도를 제작하는 스캐닝 기능을 갖는 중첩도 측정 장비, 및 중첩도 측정 장비에 제1 네트워크로 연결된 임계 치수 측정 장비를 포함한다. 임계 치수 측정 장비와 중첩도 측정 장비는 제1 네트워크를 통하여 중첩도 측정 장비에 의해 제작된 웨이퍼의 지도를 상호 교환한다. 이로 인하여, 중첩도 측정 장비에 의해 제작된 웨이퍼의 지도를 임계 치수 측정 장비가 공유할 수 있다. 그 결과, 임계 치수 측정 장비에서 발견된 결함들의 위치를 명확하게 파악할 수 있다.The semiconductor inspection system according to the present invention includes an overlapping measuring device having a scanning function for mapping a wafer, and a critical dimension measuring device connected to the overlapping measuring device by a first network. The critical dimension measuring equipment and the overlapping measuring equipment interchange the maps of the wafers produced by the overlapping measuring equipment via the first network. For this reason, the critical dimension measuring equipment can share the map of the wafer manufactured by the superimposition measuring equipment. As a result, the location of the defects found in the critical dimension measuring equipment can be clearly identified.
반도체 검사 시스템, 임계 치수 측정 장비, 광학 검사 장비, 웨이퍼의 지도Semiconductor inspection system, critical dimension measuring equipment, optical inspection equipment, wafer guidance
Description
도 1은 본 발명에 따른 반도체 검사 시스템을 설명하기 위한 블록도.1 is a block diagram illustrating a semiconductor inspection system according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 검사 시스템에 의해 측정되는 측정 영역을 설명하기 위한 도면.2 is a view for explaining a measurement area measured by the semiconductor inspection system according to the present invention.
<도면의 주요 부호에 대한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>
100: 임계치수 측정 장비 150: 광학 검사 장비100: critical dimension measurement equipment 150: optical inspection equipment
200: 중첩도 측정 장비 300: 웨이퍼200: overlapping measuring equipment 300: wafer
310: 마스크 샷(shot) 320: 반도체 칩310: mask shot 320: semiconductor chip
본 발명은 반도체 시스템(system)에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 포토리소그라피(lithography) 공정이 완료된 웨이퍼를 검사하기 위한 반도체 검사 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor system. More specifically, the present invention relates to a semiconductor inspection system for inspecting a wafer on which a photolithography process is completed.
반도체 제조 공정인 포토리소그라피 공정은 일반적으로 도포 공정, 노광 공정 및 현상 공정으로 구분될 수 있다. 도포 공정은 웨이퍼 상에 감광막을 코팅(coating) 방식으로 도포하는 공정이다. 노광 공정은 광원으로부터 발생된 광을 레 티클(reticle) 통하여 웨이퍼 상의 감광막에 선택적으로 주사하는 공정이다. 현상 공정은 노광된 감광막에 현상액을 공급하여 비노광 된 부분(포지티브(positive) 감광막인 경우)을 제거하여 감광막 패턴을 형성하는 공정이다. 감광막이 네가티브(negative) 감광막일 경우, 현상 공정을 수행할 때, 노광된 부분이 제거된다.The photolithography process, which is a semiconductor manufacturing process, can generally be classified into an application process, an exposure process, and a development process. An application process is a process of apply | coating a photosensitive film | membrane on a wafer by a coating method. The exposure step is a step of selectively scanning the light generated from the light source through a reticle to the photosensitive film on the wafer. The developing step is a step of forming a photoresist pattern by supplying a developer to the exposed photoresist to remove unexposed portions (in the case of a positive photoresist). When the photoresist film is a negative photoresist film, the exposed portion is removed when the development process is performed.
이러한 포토리소그라피 공정이 완료된 후에는, 여러 가지 검사들을 수행하여 완료된 포토리소그라피 공정의 정상유무를 확인한다. 이러한 검사들 중에 대표적인 것으로 중첩도(overlay) 측정 및 임계 치수(critical dimension) 측정 등이 있다. 중첩도 측정은 완성된 감광막 패턴과, 하부 반도체 패턴간의 중첩 상태를 확인하는 검사이다. 통상, 중첩도 측정은 스크라이브 라인(scribe line)내의 오버레이 키(overlay key)를 이용한다. 스크라이브 라인은 반도체 칩들 사이의 공간으로서 반도체 칩이 완성된 후에 커팅 라인(cutting line)으로 사용된다. 임계 치수 측정은 완성된 감광막 패턴의 선폭 또는 간격을 측정하는 검사이다. 반도체 소자의 고집적화 경향에 따라, 반도체 패턴의 선폭이 점점 감소하고 있다. 이에 따라, 반도체 패턴을 정의하는 감광막 패턴의 선폭 또는 간격은 중요한 요소로 다루어지고 있다.After the photolithography process is completed, various tests are performed to confirm the normality of the completed photolithography process. Representative of such tests include overlay measurement and critical dimension measurement. The degree of overlap measurement is a test for checking the overlap state between the completed photoresist pattern and the lower semiconductor pattern. Typically, the degree of overlap measurement uses an overlay key in a scribe line. The scribe line is used as a cutting line after the semiconductor chip is completed as a space between the semiconductor chips. Critical dimension measurement is a test that measures the line width or spacing of a finished photoresist pattern. With the tendency of high integration of semiconductor elements, the line width of a semiconductor pattern is gradually decreasing. Accordingly, the line width or spacing of the photosensitive film pattern defining the semiconductor pattern is treated as an important factor.
한편, 임계 치수를 측정할 때, 임계 치수 측정 장비의 모니터에는 미세한 크기의 감광막 패턴들이 표시된다. 이에 따라, 임계 치수를 측정하는 동안에, 반도체 칩 내 여러 가지 결함들(defects)을 발견할 수 있다. 이러한 결함들은 불량이 발생한 반도체 칩의 원인을 파악할 수 있는 근거가 될 수 있다.On the other hand, when measuring the critical dimension, the photoresist patterns of fine size are displayed on the monitor of the critical dimension measuring equipment. Thus, while measuring the critical dimension, various defects in the semiconductor chip can be found. These defects may be the basis for identifying the cause of the defective semiconductor chip.
하지만, 통상적인 임계 치수 측정 장비는 이러한 결함들의 웨이퍼 내 위치를 정확하게 파악하고 기록하기 위한 스캐닝 기능이 탑재되어 있지 않다. 스캐닝 기능 이란 웨이퍼의 지도를 제작할 수 있는 기능을 말한다. 이에 따라, 임계 치수 측정 도중에 결함들이 발견될 경우, 웨이퍼를 다른 스캐닝(scanning) 장비로 이동시켜 다시 검사해야 하는 불편함이 있다. 이는, 생산성의 저하를 초래할 수 있다.However, conventional critical dimension measurement equipment is not equipped with a scanning function to accurately locate and record these defects in the wafer. The scanning function refers to the ability to map a wafer. Accordingly, if defects are found during critical dimension measurement, there is an inconvenience of moving the wafer to another scanning equipment and re-inspecting it. This can lead to a decrease in productivity.
본 발명의 목적은 발견된 결함들을 신속하게 피드백(feed back) 할 수 있는 반도체 검사 시스템을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a semiconductor inspection system that can quickly feed back found defects.
본 발명의 다른 목적은 스캐닝 기능이 미 탑재된 검사 장비에서 결함들이 발견된 경우 신속하게 결함들에 대한 웨이퍼 지도를 제작할 수 있는 반도체 검사 시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a semiconductor inspection system that can quickly produce a wafer map of defects when defects are found in inspection equipment without a scanning function.
본 발명에 따른 반도체 검사 장치는, 웨이퍼의 지도를 제작하는 스캐닝 기능을 갖는 중첩도 측정 장비, 및 중첩도 측정 장비에 제1 네트워크로 연결된 임계 치수 측정 장비를 포함한다. 임계 치수 측정 장비와 중첩도 측정 장비는 제1 네트워크를 통하여 중첩도 측정 장비에 의해 제작된 웨이퍼의 지도를 상호 교환한다. 또한, 임계치수 측정 장비는 임계치수 측정중에 결함이 발견된 경우 중첩도 측정 장비로부터 수신한 웨이퍼 지도에 결함에 대한 위치 데이터를 기록하여 중첩도 측정 장비에 재전송한다.The semiconductor inspection apparatus according to the present invention includes an overlapping measuring device having a scanning function for mapping a wafer, and a critical dimension measuring device connected to the overlapping measuring device by a first network. The critical dimension measuring equipment and the overlapping measuring equipment interchange the maps of the wafers produced by the overlapping measuring equipment via the first network. In addition, the critical dimension measuring equipment records the position data of the defect on the wafer map received from the overlapping measuring apparatus and transmits the defect data to the overlapping measuring apparatus when the defect is found during the critical dimension measuring.
중첩도 측정 장비에는 마스크 샷(shot) 단위의 제1 측정 영역들 및 반도체 칩 단위 제2 측정 영역들에 대한 웨이퍼 지도가 저장되는 것이 바람직하다. 이 경우에, 임계 치수 측정 장비에는 중첩도 측정 장비에 저장된 제1 및 제2 측정 영역들에 각각 대응되는 제1 및 제2 임계 치수 정보들이 저장되는 것이 바람직하다.In the overlapping measuring apparatus, it is preferable that wafer maps for the first measurement regions in a mask shot unit and the second measurement regions in a semiconductor chip unit are stored. In this case, the critical dimension measuring equipment preferably stores first and second critical dimension information corresponding to the first and second measuring regions respectively stored in the overlapping measuring apparatus.
본 발명에 따른 반도체 검사 시스템은 중첩도 측정 장비에 제2 네트워크로 연결된 광학 검사 장비를 더 포함할 수 있다. 광학 검사 장비와 중첩도 측정 장비는 제2 네트워크를 통하여 중첩도 측정 장비에 의해 제작된 웨이퍼의 지도를 상호 교환하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 광학 검사 장비에는 중첩도 측정 장비에 저장된 제1 및 제2 측정 영역들에 각각 대응하는 제1 및 제2 광학 검사 영역들이 저장되는 것이 바람직하다. 또한, 광학 검사 장비에서 웨이퍼에 결함이 발견된 경우 중첩도 측정 장비로부터 수신한 웨이퍼 지도에 결함에 대한 위치 데이터를 기록하여 중첩도 측정 장비로 재전송할 수 있다.The semiconductor inspection system according to the present invention may further include an optical inspection device connected to the second degree measurement equipment by a second network. It is preferable that the optical inspection equipment and the overlapping measuring equipment interchange the maps of the wafers produced by the overlapping measuring equipment via the second network. In this case, the optical inspection equipment preferably stores first and second optical inspection regions respectively corresponding to the first and second measurement regions stored in the overlapping measuring instrument. In addition, when a defect is found in the wafer in the optical inspection equipment, the position data of the defect may be recorded on the wafer map received from the overlapping measuring apparatus and then retransmitted to the overlapping measuring apparatus.
구현예Embodiment
이하 도면을 참조로 본 발명의 구현예에 대해 설명한다.Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 검사 시스템을 설명하기 위한 블록도 이다.1 is a block diagram illustrating a semiconductor inspection system according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 반도체 검사 시스템은 임계 치수 측정 장비(100) 및 중첩도 측정 장비(200)를 포함한다. 이에 더하여, 반도체 검사 시스템은 광학 검사 장비(150)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a semiconductor inspection system according to the present invention includes a critical
임계 치수 측정 장비는 포토리소그라피 공정이 완료된 감광막 패턴의 임계 치수를 측정하는 장비이다. 예컨대, 임계 치수 측정 장비(100)는 주사 전자 현미경(SEM, scanning electron microscope)일 수 있다. 임계 치수 측정 장비(100)는 감광막 패턴들을 표시하는 제1 디스플레이 수단과, 여러 형태의 데이터들을 저장할 수 있는 제1 저장 장치를 포함할 수 있다.Critical dimension measurement equipment is a device for measuring the critical dimension of the photosensitive film pattern is completed photolithography process. For example, the critical
중첩도 측정 장비(200)는 하부 반도체 패턴 및 감광막 패턴 간 중첩 상태를 측정하는 장비이다. 또한, 중첩도 측정 장비(200)는 웨이퍼의 지도를 제작하는 스캐닝 기능이 탑재되어 있다. 중첩도 측정 장비(200)는 제작된 웨이퍼의 지도를 표시할 수 있는 제2 디스플레이 수단과, 여러 형태의 데이터들을 저장할 수 있는 제2 저장 장치를 포함한다. 경우에 따라, 중첩도 측정 장비(200)는 웨이퍼의 표면을 확대한 화면을 표시하는 다른 디스플레이 수단을 포함할 수도 있다.The overlapping
임계 치수 측정 장비(100) 및 중첩도 측정 장비(200)는 제1 네트워크에 의해 연결되어 있다. 임계 치수 측정 장비(100) 및 중첩도 측정 장비(200)는 제1 네트워크를 통하여 데이터들을 상호 교환할 수 있다. 특히, 임계 치수 측정 장비(100)와 중첩도 측정 장비(200)는 제1 네트워크를 통하여 중첩도 측정 장비(200)에서 제작된 웨이퍼의 지도를 상호 교환한다.The critical
광학 검사 장비(150)는 광학 현미경을 이용하여 웨이퍼의 결함들을 검사하는 장비이다. 광학 검사 장비(150) 및 중첩도 측정 장비(200)는 제2 네트워크를 통하여 연결되어 있다. 광학 검사 장비(150) 및 중첩도 측정 장비(200)는 제2 네트워크를 통하여 데이터들을 상호 교환할 수 있다. 특히, 광학 검사 장비(150)와 중첩도 측정 장비(200)는 제2 네트워크를 통하여 중첩도 측정 장비(200)에 의해 제작된 웨이퍼의 지도를 상호 교환할 수 있다. 광학 검사 장비(150)는 광학 현미경에 의해 확대된 화면을 표시하는 제3 디스플레이 수단을 포함할 수 있다. 또한, 광학 검사 장비(150)는 여러 형태의 데이터들을 저장할 수 있는 제3 저장 장치를 포함하는 것이 바람직하다.The
다음으로, 상술한 구조의 반도체 검사 시스템의 측정 영역들에 대해 도 2를 참조하여 설명한다.Next, measurement regions of the semiconductor inspection system having the above-described structure will be described with reference to FIG. 2.
도 2는 본 발명에 따른 반도체 검사 시스템에 의해 측정되는 측정 영역을 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a measurement area measured by the semiconductor inspection system according to the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 중첩도 측정 장비(200)에는 마스크 샷(310) 단위로 중첩도를 측정하기 위한 제1 측정 영역들이 저장된다. 마스크 샷(310)이란 웨이퍼(300) 상에 하나의 레티클에 의해 형성되는 부분 전체를 말한다. 통상적으로, 하나의 마스크 샷(310)에는 복수개의 반도체 칩들(320)이 형성된다. 도 2의 도면에는 하나의 마스크 샷(310)에 6개의 반도체 칩들(320)이 형성되는 예를 도시하였다. 물론, 하나의 마스크 샷(310)에는 다른 개수의 반도체 칩들(320)이 형성될 수 있다.1 and 2, the overlapping measuring
중첩도 측정 장비(200)에는 제1 측정 영역들과 더불어 반도체 칩(320) 단위로 중첩도를 측정하기 위한 제2 측정 영역들이 저장되는 것이 바람직하다.In the overlapping
임계 치수 측정 장비(100)에는 중첩도 측정 장비(200)에 저장된 제1 및 제2 측정 영역들에 각각 대응하는 제1 및 제2 임계 치수 측정 영역들이 저장되는 것이 바람직하다.The critical
또한, 광학 검사 장비(150)는 중첩도 측정 장비(200)에 저장된 제1 및 제2 측정 영역들에 각각 대응하는 제1 및 제2 광학 검사 영역들이 저장되는 것이 바람직하다.In addition, the
상술한 구조의 반도체 검사 시스템의 동작 발명을 설명한다. 임계 치수 측정 장비(100)로 임계 치수를 측정하는 동안에 결함들이 발견될 경우, 임계 치수 측정 장비(100)는 제1 네트워크를 통하여 중첩도 측정 장비(200)에서 제작된 웨이퍼의 지도를 제1 네트워크로 전달 받아 발견된 결함들의 웨이퍼에 대한 위치를 명확하게 파악하고 기록할 수 있다. 또한, 기록된 결함들의 위치 데이터는 제1 네트워크를 통하여 중첩도 측정 장비(200)로 재전달 되어 중첩도 측정 장비(200)의 제2 디스플 레이 수단에 표시될 수도 있다.The invention of operation of the semiconductor inspection system having the above-described structure will be described. If defects are found while measuring the critical dimension with the critical
한편, 광학 검사 장비(150)로 웨이퍼의 결함들을 발견한 경우, 광학 검사 장비(150)는 제2 네트워크를 통하여 중첩도 측정 장비(200)에서 제작된 웨이퍼의 지도를 제2 네트워크를 통하여 전달 받아 발견된 결함들의 웨이퍼에 대한 위치를 명확하게 파악하고 기록할 수 있다. 물론, 광학 검사 장비(150)에 기록된 결함들의 위치 데이터는 제2 네트워크를 통하여 중첩도 측정 장비(200)에 재전달 되어 제2 디스플레이 수단에 표시될 수도 있다.On the other hand, when the defects of the wafer are found by the
이에 더하여, 중첩도 측정 장비(200)는 제1 측정 영역 뿐만 아니라, 반도체 칩(320) 단위의 제2 측정 영역들이 저장되고, 임계 치수 측정 장비(100) 및 광학 검사 장비(150)는 제2 측정 영역들에 각각 대응하는 제2 임계 치수 측정 영역들 및 제2 광학 검사 영역들이 저장된다. 이에 따라, 반도체 칩 단위로 결함들을 발견할 수 있게 되어 좀 더 정밀하게 결함들을 발견할 수 있다.In addition, the overlapping
지금까지 본 발명의 구체적인 구현예를 도면을 참조로 설명하였지만 이것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 평균적 지식을 가진 자가 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것이고 발명의 기술적 범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의하여 정하여지며, 도면을 참조로 설명한 구현예는 본 발명의 기술적 사상과 범위 내에서 얼마든지 변형하거나 수정할 수 있다.Although specific embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, this is intended to be easily understood by those skilled in the art and is not intended to limit the technical scope of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention is determined by the matters described in the claims, and the embodiments described with reference to the drawings may be modified or modified as much as possible within the technical spirit and scope of the present invention.
본 발명에 따르면, 스캐닝 기능이 미 탑재된 임계 치수 측정 장비 또는/및 광학 검사 장비와, 스캐닝 기능이 탑재된 중첩도 측정 장비를 네트워크로 연결한다. 이에 따라, 중첩도 측정 장비에서 제작된 웨이퍼의 지도를 임계 치수 측정 장비 또는/및 광학 검사 장비가 공유하게 된다. 그 결과, 임계 치수 측정 장비 또는/및 광학 검사 장비에서 발견된 결함들의 웨이퍼에 대한 위치를 정확하게 파악하고, 기록할 수 있다.According to the present invention, the critical dimension measuring device or / and the optical inspection device without a scanning function and the overlapping degree measuring device with the scanning function are connected by a network. Accordingly, the critical dimension measuring equipment or / and the optical inspection equipment share the map of the wafer manufactured by the overlapping measuring equipment. As a result, it is possible to accurately locate and record the wafer with respect to the defects found in the critical dimension measuring equipment or / and the optical inspection equipment.
또한, 중첩도 측정 장비는 반도체 칩 단위의 측정 영역들이 저장되고, 임계 치수 측정 장비 및 광학 검사 장비는 중첩도 측정 장비의 반도체 칩 단위의 측정 영역들에 각각 대응하는 임계 치수 측정 영역들 및 광학 검사 영역들이 저장된다. 이에 따라, 좀 더 정밀하게 결함들을 찾을 수 있으며, 또한, 결함들의 위치를 좀 더 명확하게 파악할 수 있다.
In addition, the superimposition measuring equipment stores measurement areas in the semiconductor chip unit, and the critical dimension measuring device and the optical inspection device each include the critical dimension measuring areas and the optical inspection corresponding to the measurement areas in the semiconductor chip unit of the overlapping degree measuring device, respectively. Areas are stored. Accordingly, the defects can be found more precisely, and the positions of the defects can be more clearly identified.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |