KR100687870B1 - 웨이퍼의 불량 검사 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼의 불량 검사 방법에 관한 것으로서, 특히 웨이퍼 불량 검사 장비를 이용하여 원하는 불량이 발생된 웨이퍼의 불량을 검사하는 단계와, 검사 장비의 리뷰를 통해 기준 웨이퍼의 원하는 불량에 대한 검증/확인 여부를 판단하는 단계와, 검증/확인된 불량에 대해 상기 검사 장비에서의 신호를 수치화하여 벡터 값으로 나타내는 단계와, 기준 웨이퍼의 각 불량 종류에 따른 벡터 그룹을 형성하여 하나의 기준표를 생성하는 단계와, 검사 장비를 이용하여 비교 대상의 다른 웨이퍼의 불량을 검사하는 단계와, 기준표를 이용하여 검사된 비교 웨이퍼내의 불량에 대하여 소팅하여 원하는 불량에 대한 불량 비교값을 출력하는 단계를 포함한다. 그러므로 본 발명은 이미 확인/검증된 불량별 수치화된 벡터값을 집합체인 기준표를 이용하여 비교 대상의 웨이퍼내 불량 정도를 비교할 수 있기 때문에 해당 웨이퍼 불량에 대해 SEM 리뷰와 같은 검증 작업없이도 웨이퍼내 어느 불량 부분이 취약하며 그 분포 및 양상 정도를 파악할 수 있다.

웨이퍼, 불량 검사, 기준 웨이퍼

Description

웨이퍼의 불량 검사 방법{Method for testing defect on the wafer}

도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼의 불량 검사 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도,

도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼의 불량 검사 방법중 기준 웨이퍼의 불량을 수치화된 값으로 벡터화한 것을 나타낸 도면,

도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 웨이퍼의 불량 검사 방법중 기준 웨이퍼의 각 불량을 수치화하여 벡터화한 예를 나타낸 도면,

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 웨이퍼의 불량 검사 방법중 동일 불량을 수치화하여 벡터화한 것을 비교한 도면,

도 5a 내지 도 5c는 불량 검사 장비에서 측정된 웨이퍼 전체 불량 맵과, 작은 보이드의 벡터값만 소팅한 맵과, 정상 보이드의 벡터값만 소팅한 맵을 각각 나타낸 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

a : 정상 보이드 불량을 수치화한 벡터값

b : 작은 보이드 불량을 수치화한 벡터값

본 발명은 웨이퍼의 불량 검사 방법에 관한 것으로서, 특히 웨이퍼내 불량 검사만으로 웨이퍼내 불량 부분과 불량 발생 정도를 예측할 수 있는 웨이퍼의 불량 검사 방법에 관한 것이다.

현재 웨이퍼 불량 검출시 웨이퍼 불량 검사 장비를 이용하여 검사후 광학 장비를 이용한 리뷰 또는 SEM 장비를 이용한 리뷰를 통해 웨이퍼내의 불량 정도를 파악하고 있다.

그러나, 이러한 방법은 소량의 불량 및 큰 크기의 불량 발생 정도 파악에는 문제가 없다. 하지만, 불량 검사 장비에서 작은 크기(약 50㎚ 이하)의 불량이 다량의 불량으로 검출될 경우, 다량의 불량 부분을 검증하기 위해 SEM 리뷰를 실시하여야만 하고, 이 경우 리뷰 및 검증 과정에 시간이 소요된다.

예를 들어, 100㎚ 기술 이하의 DRAM 소자의 소자분리막(STI)에서 발생 빈도가 높은 소자분리막(STI)의 보이드(voide) 결함 검출 과정을 보면, 90㎚/100㎚ 소자의 소자분리막 CMP 후 보이드 검출을 위해 불량 검사 장비를 이용하여 검사하게 된다. 그 검사 결과, 약 1000∼수만개 ea/웨이퍼 불량이 검출된다. 불량 검출 장비에서 검출된 불량을 검증하기 위해 SEM으로 검출된 불량을 리뷰하여 확인 작업을 해야만 웨이퍼내 발생된 보이드의 정도 및 양상을 파악하게 되는데, 이 과정에서 1000에서 수만개의 불량을 모두 리뷰하여 검증할 수 없으므로 대략 웨이퍼내에서 불량 부분을 랜덤하게 선정하고 선정된 불량(대략 100ea∼200ea/웨이퍼)을 리뷰하여 양상 파악한 후에 다시 웨이퍼내 보이드의 불량 정도 및 양상 정도를 환산하게 된다.

또다른 방법으로는 웨이퍼내 특정 부분만을 선정하여 검사하여 검사된 특정 부분전체를 리뷰하며 보이드의 불량 정도 및 양상을 환산 파악하기도 하나, 이 역시 웨이퍼내 대략적인 불량의 불량 정도 및 양상을 파악하기만 한다.

또한 마스크막 또는 일부 산화막의 불량을 확인하기 위한 SEM 리뷰시 전자 방전(electron charge)에 의한 손상이 발생되기때문에 가급적 SEM 리뷰 과정을 축소 진행하는 경우도 있어 웨이퍼내 불량의 정도 및 양상을 파악하기 더욱 어렵다.

현재 웨이퍼 불량 검사시 웨이퍼 불량 검사 장비를 이용하여 검사후 불량 맵(defect map) 상 1000∼수만개/웨이퍼 불량이 검출되게 되나, 웨이퍼내의 불량 양상 및 정도를 파악하기 위해 불량 검사 장비에서 검출된 불량을 검증하기 위해 모든 불량을 SEM으로 리뷰하여 확인 작업을 하지 못하므로 대략 웨이퍼내에서 불량 부분을 랜덤하게 선정한 후 선정된 불량을 리뷰하여 양상 파악후 다시 웨이퍼내 불량 정도 및 양상을 환산 파악하고 있다. 단지 웨이퍼내 대략적인 불량 정도 및 양상 정도를 파악 가능하다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 원하는 불량이 발생된 기준 웨이퍼를 이용하여 특정 불량에 대한 신호를 수치화된 값으 로 벡터화하고 이를 그룹화하여 기준표로 생성한 후에 다른 웨이퍼 불량 검사시 기준표를 이용하여 해당 웨이퍼 불량을 소팅할 경우 SEM 리뷰 등의 추가 검증 작업없이도 웨이퍼내 불량 부분과 불량 발생 정도를 예측할 수 있는 웨이퍼의 불량 검사 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 웨이퍼의 불량을 검사하는 방법에 있어서, 웨이퍼 불량 검사 장비를 이용하여 원하는 불량이 발생된 웨이퍼의 불량을 검사하는 단계와, 검사 장비의 리뷰를 통해 기준 웨이퍼의 원하는 불량에 대한 검증/확인 여부를 판단하는 단계와, 검증/확인된 불량에 대해 상기 검사 장비에서의 신호를 수치화하여 벡터 값으로 나타내는 단계와, 기준 웨이퍼의 각 불량 종류에 따른 벡터 그룹을 형성하여 하나의 기준표를 생성하는 단계와, 검사 장비를 이용하여 비교 대상의 다른 웨이퍼의 불량을 검사하는 단계와, 기준표를 이용하여 검사된 비교 웨이퍼내의 불량에 대하여 소팅하여 원하는 불량에 대한 불량 비교값을 출력하는 단계를 포함한다.

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

도 1은 본 발명에 따른 웨이퍼의 불량 검사 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 웨이퍼의 불량 검사 방법은 다음과 같 이 진행된다.

우선, 웨이퍼 불량 검사 장비를 이용하여 원하는 불량(DOI, Defect of Interest)이 발생된 웨이퍼(이하, 기준 웨이퍼라 함)의 불량을 검사한다.(S10)

그리고 검사 장비의 자체 광학 스코프 리뷰 및 SEM 리뷰를 통해 기준 웨이퍼의 원하는 불량(DOI)에 대한 검증/확인 여부를 판단한다.(S20)

검증/확인된 불량에 대해 검사 장비에서의 신호를 확인한다. 이때, 통상적으로 웨이퍼 불량 검사 장비에서 불량에 부여되는 수치들을 신호로 여기며 불량에 부여되는 수치는 불량의 웨이퍼 및 다이내 위치(좌표값)/X, Y 방향 크기/면적/극성/크기 등의 20여가지의 수치화된 벡터 값으로 나타낼 수 있다. 통상적으로 검사 장비에서 검사 진행시 각 불량은 20∼30여가지 정도의 수치화된 값을 가지게 되므로 이 수치화된 값을 벡터화한다.(S30)

그리고 기준 웨이퍼의 각 불량 종류에 따라 각기 다른 벡터 그룹이 형성될 수 있다. 이때 동일한 불량의 경우 부여받게 되는 수치화된 값은 거의 동일한 일정 벡터 그룹을 형성한다.

원하는 불량마다 수치화된 벡터 그룹을 형성하여 하나의 기준표를 생성한다.(S40) 즉, 각각의 원하는 불량별 부여받은 수치화된 값들의 집합체인 벡터 그룹을 리스트하여 기준표를 생성한다.

그 다음 비교 대상의 다른 웨이퍼(이하, 비교 웨이퍼라 함)의 불량을 검사한다.(S50)

검사를 진행한 후에 위 체계화된 기준표를 이용하여 검사된 비교 웨이퍼내의 불량에 대하여 소팅(sorting)하여 원하는 불량에 대한 불량 비교값을 출력한다.(S60∼S70)

그러므로 본 발명의 웨이퍼의 불량 검사 방법은 이미 확인/검증된 불량별 수치화된 벡터값을 집합체인 기준표를 이용하여 비교 대상의 웨이퍼내 불량 정도를 비교할 수 있기 때문에 해당 웨이퍼 불량에 대해 SEM 리뷰와 같은 검증 작업없이도 웨이퍼내 어느 불량 부분이 취약하며 그 분포 및 양상 정도를 파악할 수 있다.

또한 본 발명은 확인/검증된 불량별 기준표를 이용하여 비교 대상의 웨이퍼내 임의의 불량에 대한 불량 정도를 등고선 맵 등의 형태로 디스플레이할 경우 사용자에게 웨이퍼내 동일한 불량에 대한 취약 정도도 쉽게 인지시킬 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼의 불량 검사 방법중 기준 웨이퍼의 불량을 수치화된 값으로 벡터화한 것을 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 웨이퍼의 불량 검사 방법중 기준 웨이퍼의 불량을 수치화된 값으로 벡터화한 경우를 예를 든 것이다. 각 막대 바가 임의의 불량에 대한 수치화된 벡터값을 나타낸다.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 웨이퍼의 불량 검사 방법중 기준 웨이퍼의 각 불량을 수치화하여 벡터화한 예를 나타낸 도면이다.

도 3a를 참조하면, 본 발명에 따른 웨이퍼의 불량 검사 방법중 기준 웨이퍼에서 소자 분리막의 보이드 불량을 수치화하여 벡터화한 것이다.

도 3b를 참조하면, 본 발명에 따른 웨이퍼의 불량 검사 방법중 기준 웨이퍼에서 콘택의 보이드 불량을 수치화하여 벡터화한 것이다.

도 3c를 참조하면, 본 발명에 따른 웨이퍼의 불량 검사 방법중 기준 웨이퍼에서 비트 라인의 오픈 불량을 수치화하여 벡터화한 것이다.

이들 도면들에서와 같이, 본 발명에 따라 웨이퍼내 각 불량별 신호를 수치화하여 벡터화하였을 경우 그 벡터 그룹(class1, class3, class2)이 서로 다름을 알 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 웨이퍼의 불량 검사 방법중 동일 불량을 수치화하여 벡터화한 것을 비교한 도면이다.

도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본 발명에서 동일한 불량, 예를 들어 보이드를 불량 정도에 따라 신호를 수치화하여 벡터화할 경우 정상의 보이드 벡터 그룹과 작은 보이드 벡터 그룹을 비교하여 보면, 특정 항목의 벡터 값(a, b)에서 서로 다름을 알 수 있다.

도 5a 내지 도 5c는 불량 검사 장비에서 측정된 웨이퍼 전체 불량 맵과, 작은 보이드의 벡터값만 소팅한 맵과, 정상 보이드의 벡터값만 소팅한 맵을 각각 나타낸 도면이다.

도 5a는 종래 웨이퍼 불량 검사 장비에서 검사된 웨이퍼 전체 불량을 맵으로 나타낸 경우이다.

도 5b 및 도 5b는 본 발명에 따라 웨이퍼내 임의의 불량, 예를 들어 작은 보이드 및 정상의 보이드 벡터 값을 각각 소팅하여 맵으로 나타낸 경우이다.

이들 도면을 비교해보면, 본 발명은 종래보다 불량이 많이 검출되어 SEM 리뷰를 모두 못하는 경우에도 웨이퍼내 원하는 불량의 분포는 물론 불량 정도에 따른 웨이퍼내 분포를 알 수 있다.

즉, 종래의 맵(도 5a)을 보면 웨이퍼 맵상 불량이 너무 많이 풀 리뷰 불가 또한 맵 상 웨이퍼 에지 부분에 결함이 많을 것을 알 수 있다.

하지만 본 발명의 경우 작은 크기의 보이드만(도 5b)이 웨이퍼내 위치별 차이가 뚜렷하고 정상의 보이드의 경우(도 5c)는 다소 랜덤하게 분포하여 작은 크기의 보이드보다 에지 집중 발생 양상이 덜 함을 알 수 있다.

한편, 본 발명은 상술한 실시예에 국한되는 것이 아니라 후술되는 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상과 범주내에서 당업자에 의해 여러 가지 변형이 가능하다.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명은 원하는 불량이 발생된 기준 웨이퍼를 이용하여 특정 불량에 대한 신호를 수치화된 값으로 벡터화하고 이를 그룹화하여 기준표로 생성한 후에 다른 웨이퍼 불량 검사시 기준표를 이용하여 해당 웨이퍼 불량을 소팅할 경우 해당 웨이퍼에 대한 SEM 리뷰 등의 추가 검증 작업없이도 웨이퍼내 불량 부분과 불량 발생 정도를 예측할 수 있다.

또 본 발명은 마스크막처럼 SEM 리뷰시 전자 방전에 의한 손상이 예상되는 웨이퍼의 경우 본 발명 적용시 기준 웨이퍼에 대한 정보를 이용하여 추가 SEM 리뷰 진행이 필요없으므로 다른 웨이퍼 검사시 이러한 손상 발생이 유발되지 않고 불량을 확인할 수 있어 리뷰 과정에서 발생될 수 있는 추가적인 불량 유발을 막을 수 있다.

또한 본 발명은 웨이퍼내 불량 검출후 검증인 리뷰 시간을 감소할 수 있다.

Claims (2)

1. 웨이퍼의 불량을 검사하는 방법에 있어서,

   웨이퍼 불량 검사 장비를 이용하여 원하는 불량이 발생된 웨이퍼의 불량을 검사하는 단계와,

   상기 검사 장비의 리뷰를 통해 상기 기준 웨이퍼의 원하는 불량에 대한 검증 및 확인 여부를 판단하는 단계와,

   상기 검증 및 확인된 불량에 대해, 상기 검사 장비에서 해당 불량에 부여되는 신호를 수치화하여 벡터 값으로 나타내는 단계와,

   상기 기준 웨이퍼의 각 불량 종류에 따른 벡터 그룹을 형성하여 하나의 기준표를 생성하는 단계와,

   상기 검사 장비를 이용하여 비교 대상의 다른 웨이퍼의 불량을 검사하는 단계와,

   상기 기준표를 이용하여 상기 검사된 비교 웨이퍼내의 불량에 대하여 소팅하여 원하는 불량에 대한 불량 비교값을 출력하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 불량 검사 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 불량 비교값을 출력하는 단계는 등고선 맵으로 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 불량 검사 방법.

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