KR100755372B1 - 웨이퍼 검사방법 - Google Patents

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KR100755372B1 KR1020060081025A KR20060081025A KR100755372B1 KR 100755372 B1 KR100755372 B1 KR 100755372B1 KR 1020060081025 A KR1020060081025 A KR 1020060081025A KR 20060081025 A KR20060081025 A KR 20060081025A KR 100755372 B1 KR100755372 B1 KR 100755372B1
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Abstract

웨이퍼 검사방법이 제공된다. 제공된 웨이퍼 검사방법은 서로 다른 검사조건들로 정상 상태인 단위 검사영역의 패턴 이미지와 검사하고자 하는 단위 검사영역의 패턴 이미지를 각각 멀티 스캔하고, 상기 멀티 스캔된 정상 상태의 패턴 이미지들과 검사하고자 하는 패턴 이미지들을 동일 검사조건별로 각각 비교하여 그 차이들을 각각 디퍼런스 이미지들로 저장하고, 상기 저장된 디퍼런스 이미지들을 상호간 차감 계산하여 판별 디퍼런스 이미지를 생성하고, 상기 판별 디퍼런스 이미지를 이용하여 결함과 노이즈를 판별하는 것을 포함한다.

Description

웨이퍼 검사방법{Wafer inspecting method}
도 1은 종래 웨이퍼 검사방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 검사장치의 일실시예를 도시한 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 검사방법의 일실시예를 도시한 순서도이다.
도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 검사방법의 다른 실시예를 도시한 순서도이다.
도 5는 본 발명에 따른 웨이퍼 검사방법을 설명하기 위한 도면이다.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
110 : 광원부
120 : 제1광 조절부
130 : 광학계
140 : 제2광 조절부
150 : 이미지 센싱부
160 : 제어부
170 : 디스플레이부
본 발명은 웨이퍼 검사방법에 관한 것으로, 특히, 웨이퍼의 결함을 검사하는데 사용되는 웨이퍼 검사방법에 관한 것이다.
반도체 소자의 제조공정에 있어서 수율 향상은 매우 중요한 문제이다. 따라서, 이러한 수율을 향상시키기 위하여 많은 방법들이 제안 및 실시되고 있다.
일예로, 반도체 소자를 제조하기 위한 각 단위공정들 사이에는 웨이퍼 검사공정이 진행되고 있다.
이와 같은 웨이퍼 검사공정은 각 공정마다 작업이 완료된 웨이퍼의 상태를 확인하여 다음 공정을 진행해도 될 것인지를 결정하는 외관 검사공정으로, 현미경과 같은 웨이퍼 검사장치를 이용하여 수행되고 있다.
도 1은 종래 웨이퍼 검사방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 웨이퍼를 검사하는 방법은 셀(cell)이나 다이(die) 등의 단위 검사영역을 미리 설정한 다음, 이 미리 설정된 단위 검사영역의 정상 상태의 패턴 이미지를 스캔한 이미지{이하, '기준 이미지(reference image)'라 칭하기로 함}와, 이 미리 설정된 단위 검사영역의 검사하고자 하는 패턴 이미지를 스캔한 이미지{이하, '검출 이미지'라 칭하기로 함}를 상호 비교함으로써 수행되고 있다.
따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 스캔된 기준 이미지와 검출 이미지가 상호 다를 경우, 그 이미지의 차이 즉, 디퍼런스 이미지(difference image)를 결 함(defect)으로 검출하고 있다.
하지만, 이러한 종래 웨이퍼 검사방법의 경우에는, 웨이퍼의 결함 검출시 반도체 수율에 영향을 미치지 않는 패턴 변색(discolor)이나 패턴 빛남 등의 노이즈(noise)도 함께 검출하게 되는 문제가 있다. 특히, 금속층(metal layer)과 같이 여러 겹으로 쌓인 층을 종래 웨이퍼 검사방법으로 검사할 경우, 반드시 검출해야할 결함 뿐만 아니라 검출하지 않아야 되는 패턴 빛남이나 금속 입자끼리 결정을 만들어 빛을 반사시키는 그레인(grain) 등의 노이즈도 함께 검출하게 되는 문제가 있다.
결과적으로, 종래 웨이퍼 검사방법에 따르면, 웨이퍼의 결함 검출시 그 결함과 함께 노이즈도 함께 검출되기 때문에 검출된 결과가 표시된 맵(map)을 보고서는 실제 웨이퍼의 어느 부분이 취약해서 결함이 생기는지를 전혀 판단할 수 없게 된다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 웨이퍼 검사시 결함과 노이즈를 용이하게 판별할 수 있는 웨이퍼 검사방법을 제공하는데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 웨이퍼 검사시 결함을 용이하게 검출할 수 있는 웨이퍼 검사방법을 제공하는데 있다.
이와 같은 기술적 과제를 구현하기 위한 본 발명의 제 1관점에 따르면, 서로 다른 검사조건들로 정상 상태인 단위 검사영역의 패턴 이미지와 검사하고자 하 는 단위 검사영역의 패턴 이미지를 각각 멀티 스캔하고, 상기 멀티 스캔된 정상 상태의 패턴 이미지들과 검사하고자 하는 패턴 이미지들을 동일 검사조건별로 각각 비교하여 그 차이들을 각각 디퍼런스 이미지들로 저장하고, 상기 저장된 디퍼런스 이미지들을 상호간 차감 계산하여 판별 디퍼런스 이미지를 생성하고, 상기 판별 디퍼런스 이미지를 이용하여 결함과 노이즈를 판별하는 것을 포함하는 웨이퍼 검사방법이 제공된다.
다른 실시예에 있어서, 상기 결함과 노이즈를 판별하는 것은 상기 판별 디퍼런스 이미지의 전기적 신호값들을 연산하고, 상기 연산된 신호값들 중에서 미리 설정된 문턱값 이상의 신호값들을 결함으로 판별하고 상기 문턱값 미만의 신호값들은 노이즈로 판별하는 것을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 전기적 신호값들은 그레이 레벨 신호값일 수 있다.
또다른 실시예에 있어서, 상기 웨이퍼 검사방법은 상기 판별된 결함을 맵에 표시하여 외부로 디스플레이하는 것을 더 포함할 수 있다.
또다른 실시예에 있어서, 상기 검사조건들은 상기 패턴 이미지를 스캔하기 위하여 출사되는 광의 종류와, 상기 단위 검사영역으로 입사되는 광의 모양이나 양 및, 상기 단위 검사영역에서 반사되는 광의 모양이나 양을 포함할 수 있다.
본 발명의 제 2관점에 따르면, 일정 검사조건들로 이루어진 제1모드로 정상 상태인 단위 검사영역의 패턴 이미지를 스캔하여 제1기준 이미지로 설정하고, 상기 제1모드로 검사하고자 하는 단위 검사영역의 패턴 이미지를 스캔하여 제1검출 이미지로 저장하고, 상기 제1기준 이미지와 상기 제1검출 이미지를 비교하여 그 차이를 제1디퍼런스 이미지로 저장하고, 상기 제1모드와는 다른 검사조건들로 이루어진 제2모드로 정상 상태인 단위 검사영역의 패턴 이미지를 스캔하여 제2기준 이미지로 설정하고, 상기 제2모드로 검사하고자 하는 단위 검사영역의 패턴 이미지를 스캔하여 제2검출 이미지로 저장하고, 상기 제2기준 이미지와 상기 제2검출 이미지를 비교하여 그 차이를 제2디퍼런스 이미지로 저장하고, 상기 제1디퍼런스 이미지와 상기 제2디퍼런스 이미지를 상호간 차감 계산하여 제3디퍼런스 이미지를 생성하고, 상기 제3디퍼런스 이미지를 이용하여 결함과 노이즈를 판별하는 것을 포함하는 웨이퍼 검사방법이 제공된다.
다른 실시예에 있어서, 상기 결함과 노이즈를 판별하는 것은 상기 제3디퍼런스 이미지의 전기적 신호값들을 연산하고, 상기 연산된 신호값들 중에서 미리 설정된 문턱값 이상의 신호값들을 결함으로 판별하고 상기 문턱값 미만의 신호값들은 노이즈로 판별하는 것을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 전기적 신호값들은 그레이 레벨 신호값일 수 있다.
또다른 실시예에 있어서, 상기 웨이퍼 검사방법은 상기 판별된 결함을 맵에 표시하여 외부로 디스플레이하는 것을 더 포함할 수 있다.
또다른 실시예에 있어서, 상기 단위 검사영역의 패턴 이미지를 스캔하는 것은 광원부로부터 광을 출사시키고, 상기 출사된 광이 반사되도록 상기 출사된 광을 상기 단위 검사영역으로 입사시키고, 상기 단위 검사영역으로부터 반사되는 광이 수광되도록 상기 반사되는 광을 이미지 센싱부로 입사시키는 것을 포함할 수 있다.
또다른 실시예에 있어서, 상기 검사조건들은 상기 광원부에서 출사되는 광의 종류와, 상기 단위 검사영역으로 입사되는 광의 모양이나 양 및, 상기 이미지 센싱부로 입사되는 광의 모양이나 양을 포함할 수 있다.
또다른 실시예에 있어서, 상기 웨이퍼 검사방법은 상기 제1모드를 상기 제2모드로 모드를 변경하는 것을 더 포함할 수 있다.
또다른 실시예에 있어서, 상기 모드를 변경하는 것은 상기 광원부에서 출사되는 광의 종류를 변경하는 것을 포함할 수 있다.
또다른 실시예에 있어서, 상기 모드를 변경하는 것은 상기 단위 검사영역으로 입사되는 광의 모양이나 양을 변경하는 것을 포함할 수 있다.
또다른 실시예에 있어서, 상기 모드를 변경하는 것은 상기 이미지 센싱부로 입사되는 광의 모양이나 양을 변경하는 것을 포함할 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 웨이퍼 검사장치의 일실시예를 도시한 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 웨이퍼 검사장치(100)는 웨이퍼(90) 상의 셀(cell)이나 다이(die) 등의 미리 설정된 단위 검사영역 단위로 웨이퍼(90)의 패 턴 이미지를 검사하여 결함을 검출하는 장치로, 웨이퍼 스테이지(200), 광원부(110), 광학계(130), 제1광 조절부(120), 이미지 센싱부(150), 제2광 조절부(140), 저장부(180), 제어부(160), 및 디스플레이부(170)를 포함한다.
보다 구체적으로 설명하면, 웨이퍼 스테이지(200)는 검사될 웨이퍼(90)가 안착되는 부분으로, 웨이퍼 검사시 그 상면에 안착된 웨이퍼(90)를 좌우나 전후 등의 방향으로 이동시키는 역할을 한다.
광원부(110)는 웨이퍼(90)로 입사되도록 소정 광을 출사시키는 역할을 한다. 예를 들면, 광원부(110)는 자외선(ultraviolet)이나 원자외선(deep ultraviolet) 등을 출사시키는 역할을 한다.
광학계(130)는 광원부(110)로부터 출사된 광을 안내하여 이를 웨이퍼(90)로 입사시키는 역할을 함과 아울러 웨이퍼(90)로부터 반사되는 광을 안내하여 이를 이미지 센싱부(150)로 입사시키는 역할을 한다. 이때, 광학계(130)는 광원부(110)와 웨이퍼(90)의 사이에 배치될 수 있고, 광학계(130)의 내부에는 웨이퍼(90)로부터 반사되는 광을 이미지 센싱부(150) 측으로 반사시키는 반사체(132)가 구비될 수 있다. 이 경우, 반사체(132)는 광원부(110)로부터 출사되어 웨이퍼(90)로 입사되는 광은 투과시키고 웨이퍼(90)로부터 반사되는 광은 이미지 센싱부(150) 측으로 반사시키는 하프 미러(half mirror)일 수 있다.
제1광 조절부(120)는 광원부(110)와 광학계(130)의 사이 또는 광학계(130)의 내부 등에 설치되며, 광원부(110)로부터 출사되어 웨이퍼(90)로 입사되는 광의 모양이나 양을 변경하는 역할을 한다. 일실시예로, 제1광 조절부(120)는 광원부(110) 로부터 출사된 광이 웨이퍼(90) 내 광입사 영역의 전면적에 모두 입사되도록 하거나 웨이퍼(90) 내 광입사 영역의 일부 예를 들면, 가장자리에만 입사되도록 하는 방법으로, 입사되는 광의 모양이나 양을 변경하는 역할을 한다.
이미지 센싱부(150)는 웨이퍼(90)로부터 반사되는 광을 수광하여 웨이퍼(90)의 패턴 이미지를 감지하는 역할을 하며, 전술한 저장부(180)와 제어부(160)에 연결된다.
제2광 조절부(140)는 이미지 센싱부(150)와 광학계(130)의 사이 또는 광학계(130)의 내부 등에 설치되며, 웨이퍼(90)로부터 반사되어 이미지 센싱부(150)로 입사되는 광의 모양이나 양을 변경하는 역할을 한다. 일실시예로, 제2광 조절부(140)는 웨이퍼(90)로부터 반사된 광이 이미지 센싱부(150) 내 광입사 영역의 전면적에 모두 입사되도록 하거나 이미지 센싱부(150) 내 광입사 영역의 일부 예를 들면, 가장자리에만 입사되도록 하는 방법으로, 입사되는 광의 모양이나 양을 변경하는 역할을 한다.
저장부(180)는 제어부(160)와 이미지 센싱부(150) 등에 연결되며, 결함을 검출하는데 사용되는 여러가지 데이터를 저장하는 역할을 한다. 일실시예로, 저장부(180)에는 결함을 검출하는데 사용되는 기준 이미지가 저장된다. 즉, 단위 검사영역 단위로 웨이퍼(90)의 패턴 이미지 검사시 정상 상태의 패턴 이미지를 스캔하여 기준 이미지로 설정하게 되는데, 상기 저장부(180)에는 이러한 기준 이미지가 저장된다. 또한, 저장부(180)에는 결함을 검출함에 있어서 생성 및 사용되는 여러 디퍼런스 이미지들과 그레이 레벨 신호의 문턱값들이 저장된다.
제어부(160)는 웨이퍼 검사장치(100)가 결함을 검출할 수 있도록 웨이퍼 검사장치(100)를 전반적으로 제어하는 역할을 한다. 구체적으로, 제어부(160)는 일정 검사조건들로 이루어진 제1모드나 이 제1모드와는 다른 검사조건들로 이루어진 제2모드로 웨이퍼(90)의 패턴 이미지가 스캔되도록 광원부(110)와 광 조절부들(120,140) 및 이미지 센싱부(150) 등을 전반적으로 제어하는 역할을 한다. 그리고, 제어부(160)는 스캔된 패턴 이미지와 저장부(180)에 저장된 기준 이미지를 비교하여 그들의 차이인 디퍼런스 이미지를 생성하는 역할을 함과 아울러 어느 하나의 모드에서 생성된 디퍼런스 이미지 예를 들면, 제1모드에서 생성된 디퍼런스 이미지와 다른 하나의 모드에서 생성된 디퍼런스 이미지 예를 들면, 제2모드에서 생성된 디퍼런스 이미지를 상호간 차감 계산하여 판별 디퍼런스 이미지 즉, 제3디퍼펀스 이미지를 생성하는 역할을 한다. 또한, 제어부(160)는 판별 디퍼런스 이미지인 제3디퍼런스 이미지를 이용하여 결함과 노이즈를 판별함으로써 결함을 검출하는 역할을 한다. 즉, 제어부(160)는 판별 디퍼런스 이미지인 제3디퍼런스 이미지의 그레이 레벨 신호값들을 연산하고, 이 연산된 신호값들 중에서 저장부(180)에 미리 저장된 문턱값 이상의 신호값들을 결함으로 판별하고 문턱값 미만의 신호값들은 노이즈로 판별함으로써 결함을 검출하는 역할을 한다.
한편, 디스플레이부(170)는 제어부(160)에 연결되며, 제어부(160)로부터 전송된 데이터를 외부로 디스플레이하는 역할을 한다. 구체적으로, 제어부(160)는 상술한 바와 같은 과정을 통해 결함이 판별 또는 검출될 경우, 이 판별 또는 검출되는 결함 데이터를 디스플레이부(170)로 전송하게 된다. 따라서, 디스플레이부(170) 는 이 전송되는 결함 데이터를 수신하여 이 판별 또는 검출되는 결함을 맵에 표시한 후 외부로 디스플레이하게 된다.
이하, 이상과 같이 구성된 웨이퍼 검사장치(100)를 이용하여 웨이퍼(90)를 검사하는 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼 검사방법의 일실시예를 도시한 순서도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 웨이퍼 검사방법은 먼저, 서로 다른 검사조건들로 정상 상태인 단위 검사영역의 패턴 이미지와 검사하고자 하는 단위 검사영역의 패턴 이미지를 각각 멀티 스캔한다(S210). 이때, 상기 단위 검사영역의 패턴 이미지를 스캔하는 방법은 전술한 바와 같이, 광원부(110)로부터 광을 출사시키고, 상기 출사된 광이 반사되도록 상기 출사된 광을 단위 검사영역으로 입사시키고, 상기 단위 검사영역으로부터 반사되는 광이 수광되도록 상기 반사되는 광을 이미지 센싱부(150)로 입사시키는 것을 포함할 수 있다. 결과적으로, 이미지 센싱부(150)는 상기 단위 검사영역으로부터 반사되는 광을 수광하여 단위 검사영역의 패턴 이미지를 스캔하게 된다. 그리고, 이상의 검사조건들에는 패턴 이미지들을 비교하는 비교 알고리즘과, 패턴 이미지를 스캔하기 위하여 광원부에서 출사되는 광의 종류와, 상기 단위 검사영역으로 입사되는 광의 모양이나 양 및, 상기 단위 검사영역에서 반사되어 이미지 센싱부로 입사되는 광의 모양이나 양 등이 포함될 수 있다. 또한, 상기 단위 검사영역은 웨이퍼 상의 일부 영역일 수 있다. 예를 들면, 상기 단위 검사영역은 웨이퍼 상에 형성된 셀(cell)이나 다이(die)일 수 있다.
다음, 상기 멀티 스캔된 정상 상태의 패턴 이미지들과 검사하고자 하는 패턴 이미지들을 동일 검사조건별로 각각 비교하여 그 차이들을 각각 디퍼런스 이미지들로 저장한다(S230).
이후, 상기 저장된 디퍼런스 이미지들을 상호간 차감 계산하여 제3의 디퍼런스 이미지인 판별 디퍼런스 이미지를 생성한다(S240).
다음, 제3디퍼런스 이미지인 판별 디퍼런스 이미지가 생성되면, 생성된 제3디퍼런스 이미지를 이용하여 결함과 노이즈를 판별하게 된다. 이때, 결함과 노이즈를 판별하는 방법은 패턴 이미지의 전기적 신호값인 그레이 레벨 신호값을 사용하는 방법을 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 결함과 노이즈를 판별하는 방법은 제3디퍼런스 이미지인 판별 디퍼런스 이미지의 그레이 레벨 신호값들을 연산하는 단계(S250)와, 상기 연산된 그레이 레벨 신호값들 중에서 저장부에 미리 설정된 문턱값 이상의 신호값들을 결함으로 판별하고 상기 문턱값 미만의 신호값들은 노이즈로 판별하는 단계(S270)를 포함할 수 있다.
이후, 미리 설정된 문턱값을 통해 결함과 노이즈가 판별되면, 판별된 결함을 웨이퍼 형상의 맵에 표시하여 외부로 디스플레이한다(S290). 따라서, 작업자는 이 외부로 디스플레이되는 맵을 보고 결함 발생 상태 등을 매우 용이하게 인지할 수 있게 된다.
이하, 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 다른 실시예의 웨이퍼 검사방법을 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼 검사방법의 다른 실시예를 도시한 순서도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 웨이퍼 검사방법은 먼저, 일정 검사조건들로 이루어진 제1모드로 정상 상태인 단위 검사영역의 패턴 이미지를 스캔하여 제1기준 이미지로 설정한다(S310). 이때, 단위 검사영역의 패턴 이미지를 스캔하는 방법은 전술한 바와 같이, 광원부(110)로부터 광을 출사시키고, 상기 출사된 광이 반사되도록 상기 출사된 광을 단위 검사영역으로 입사시키고, 상기 단위 검사영역으로부터 반사되는 광이 수광되도록 상기 반사되는 광을 이미지 센싱부(150)로 입사시키는 것을 포함할 수 있다. 결과적으로, 이미지 센싱부(150)는 상기 단위 검사영역으로부터 반사되는 광을 수광하여 단위 검사영역의 패턴 이미지를 스캔하게 된다. 그리고, 이상의 검사조건들에는 패턴 이미지들을 비교하는 비교 알고리즘과, 패턴 이미지를 스캔하기 위하여 광원부(110)에서 출사되는 광의 종류와, 상기 단위 검사영역으로 입사되는 광의 모양이나 양 및, 상기 단위 검사영역에서 반사되어 이미지 센싱부로 입사되는 광의 모양이나 양 등이 포함될 수 있다. 또한, 상기 단위 검사영역은 웨이퍼 상의 일부 영역일 수 있다. 예를 들면, 상기 단위 검사영역은 웨이퍼 상에 형성된 셀(cell)이나 다이(die)일 수 있다.
다음, 제1기준 이미지를 스캔한 모드와 동일한 모드인 제1모드로 검사하고자 하는 단위 검사영역의 패턴 이미지를 스캔하여 제1검출 이미지로 저장한다(S320).
그리고, 제1기준 이미지와 제1검출 이미지가 마련되면, 마련된 제1기준 이미지와 제1검출 이미지를 비교하여 그 차이를 제1디퍼런스 이미지로 저장한다(S330). 이때, 제1디퍼런스 이미지는 제1기준 이미지와 제1검출 이미지의 차감 계산 값일 수 있다.
이후, 제1디퍼런스 이미지가 마련되면, 제1모드와는 다른 검사조건들로 이루어진 제2모드로 모드를 변경한다(S340). 이때, 모드를 변경하는 방법은 패턴 이미지들을 비교하는 비교 알고리즘을 변경하는 방법과, 광원부(110)에서 출사되는 광의 종류를 변경하는 방법과, 상기 단위 검사영역으로 입사되는 광의 모양이나 양을 변경하는 방법 및, 상기 이미지 센싱부(150)로 입사되는 광의 모양이나 양을 변경하는 방법을 포함할 수 있다. 따라서, 작업자는 이 방법들 중 적어도 어느 하나를 채택하여 모드를 변경할 수 있다.
다음, 모드가 제2모드로 변경되면, 변경된 제2모드로 정상 상태인 단위 검사영역의 패턴 이미지를 스캔하여 제2기준 이미지로 설정하고(S350), 또 이러한 제2모드로 검사하고자 하는 단위 검사영역의 패턴 이미지를 스캔하여 제2검출 이미지로 저장한다(S360).
계속하여, 제2기준 이미지와 제2검출 이미지가 마련되면, 마련된 제2기준 이미지와 제2검출 이미지를 비교하여 그 차이를 제2디퍼런스 이미지로 저장한다(S370). 여기서, 제2디퍼런스 이미지는 제2기준 이미지와 제2검출 이미지의 차감 계산 값일 수 있다.
이후, 서로 다른 모드를 통해 생성된 제1디퍼런스 이미지와 제2디퍼런스 이미지가 마련되면, 마련된 제1디퍼런스 이미지와 제2디퍼런스 이미지를 상호간 차감 계산하여 제3디퍼런스 이미지를 생성한다(S380).
다음, 제3디퍼런스 이미지가 생성되면, 생성된 제3디퍼런스 이미지를 이용하여 결함과 노이즈를 판별하게 된다. 이때, 결함과 노이즈를 판별하는 방법은 패턴 이미지의 전기적 신호값인 그레이 레벨 신호값을 사용하는 방법을 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 결함과 노이즈를 판별하는 방법은 제3디퍼런스 이미지의 그레이 레벨 신호값들을 연산하는 단계(S390)와, 상기 연산된 그레이 레벨 신호값들 중에서 저장부(180)에 미리 설정된 문턱값 이상의 신호값들을 결함으로 판별하고 상기 문턱값 미만의 신호값들은 노이즈로 판별하는 단계(S400)를 포함할 수 있다.
이후, 미리 설정된 문턱값을 통해 결함과 노이즈가 판별되면, 판별된 결함을 웨이퍼 형상의 맵에 표시하여 외부로 디스플레이한다(S410). 따라서, 작업자는 이 외부로 디스플레이되는 맵을 보고 결함 발생 상태 등을 매우 용이하게 인지할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명에 따른 웨이퍼 검사방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는, 도 5를 참조하여 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 웨이퍼 검사방법을 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 특정 단위 검사영역에 관심 결함과 노이즈가 함께 공존하고 그 신호값들이 유사하면, 종래 웨이퍼 검사방법의 경우에는 이를 용이하게 구분할 수 없다. 하지만, 상술한 바와 같은 본 발명 웨이퍼 검사방법을 이용하면, 이를 용이하게 구분할 수 있게 된다.
즉, 특정 단위 검사영역에 관심 결함과 노이즈가 함께 공존하는 웨이퍼가 마 련되면, 작업자는 먼저 결함과 노이즈의 신호값이 모두 큰 검사조건인 어느 하나의 모드 예를 들면, 제1모드로 정상 상태인 단위 검사영역의 패턴 이미지를 스캔함과 아울러 이 관심 결함과 노이즈가 함께 공존하는 특정 단위 검사영역의 패턴 이미지를 스캔한 후 그들의 차이를 계산하면, 도 5와 같이 제1모드 디퍼런스 이미지가 생성된다. 이때, 제1모드 디퍼런스 이미지에서 관심 결함과 노이즈의 그레이 레벨 신호값들을 연산하면, 관심 결함의 그레이 레벨 신호값과 노이즈의 그레이 레벨 신호값이 각각 150으로 나타난다.
이후, 작업자는 결함의 신호값은 작지만 노이즈의 신호값은 큰 검사조건인 다른 하나의 모드 예를 들면, 제2모드로 정상 상태인 단위 검사영역의 패턴 이미지를 스캔함과 아울러 이 관심 결함과 노이즈가 함께 공존하는 특정 단위 검사영역의 패턴 이미지를 스캔한 후 그들의 차이를 계산하면, 제2모드 디퍼런스 이미지가 생성된다. 이때, 제2모드 디퍼런스 이미지에서 관심 결함과 노이즈의 그레이 레벨 신호값들을 연산하면, 관심 결함의 그레이 레벨 신호값은 50으로 나타나고, 노이즈의 그레이 레벨 신호값은 120으로 나타난다.
다음, 제1모드 디퍼런스 이미지와 제2모드 디퍼런스 이미지를 상호간 차감 계산하면, 도 5와 같이 제3의 디퍼런스 이미지인 판별 디퍼런스 이미지가 생성된다. 이때, 판별 디퍼런스 이미지에서 관심 결함과 노이즈의 그레이 레벨 신호값들을 연산하면, 관심 결함의 그레이 레벨 신호값은 100으로 나타나고, 노이즈의 그레이 레벨 신호값은 30으로 나타난다.
따라서, 제3의 디퍼런스 이미지인 판별 디퍼런스 이미지에서 그레이 레벨 신 호의 문턱값을 약 70으로 하고, 이 70 이상의 신호값만을 결함으로 판별하도록 설정하면, 매우 용이하게 결함과 노이즈를 구분하고 결함만을 검출할 수 있게 된다.
이상, 본 발명은 도시된 실시예들을 참고로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 범위는 첨부된 특허청구의 범위와 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 웨이퍼 검사방법은 서로 다른 검사조건들로 기준 이미지와 검출 이미지를 각각 멀티 스캔하고, 이 멀티 스캔된 이미지들을 동일 검사조건별로 각각 비교하여 각각 디퍼런스 이미지들을 생성하고, 상기 생성된 디퍼런스 이미지들을 이용하여 제3의 디퍼런스 이미지인 판별 디퍼런스 이미지를 생성하고, 이 생성된 판별 디퍼런스 이미지의 그레이 레벨 신호값들을 통해 웨이퍼를 검사하기 때문에, 매우 용이하게 결함과 노이즈를 구분할 수 있을 뿐만 아니라 매우 용이하게 결함을 검출할 수 있게 된다.

Claims (15)

  1. 서로 다른 검사조건들로 정상 상태인 단위 검사영역의 패턴 이미지(pattern image)와 검사하고자 하는 단위 검사영역의 패턴 이미지를 각각 멀티 스캔(multi-scan)하고,
    상기 멀티 스캔된 정상 상태의 패턴 이미지들과 검사하고자 하는 패턴 이미지들을 동일 검사조건별로 각각 비교하여 그 차이들을 각각 디퍼런스 이미지(difference image)들로 저장하고,
    상기 저장된 디퍼런스 이미지들의 그레이 레벨(gray level) 신호값들을 상호간 차감 계산하여 판별 디퍼런스 이미지를 생성하고,
    상기 판별 디퍼런스 이미지를 이용하여 결함과 노이즈(noise)를 판별하는 것을 포함하는 웨이퍼 검사방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 결함과 노이즈를 판별하는 것은
    상기 판별 디퍼런스 이미지의 전기적 신호값들을 연산하고,
    상기 연산된 신호값들 중에서 미리 설정된 문턱값 이상의 신호값들을 결함으로 판별하고 상기 문턱값 미만의 신호값들은 노이즈로 판별하는 것을 포함하는 웨이퍼 검사방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 전기적 신호값들은 그레이 레벨 신호값인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 판별된 결함을 맵(map)에 표시하여 외부로 디스플레이(display)하는 것을 더 포함하는 웨이퍼 검사방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 검사조건들은 상기 패턴 이미지를 스캔하기 위하여 출사되는 광의 종류와, 상기 단위 검사영역으로 입사되는 광의 모양이나 양 및, 상기 단위 검사영역에서 반사되는 광의 모양이나 양을 포함하는 웨이퍼 검사방법.
  6. 일정 검사조건들로 이루어진 제1모드로 정상 상태인 단위 검사영역의 패턴 이미지를 스캔하여 제1기준 이미지로 설정하고,
    상기 제1모드로 검사하고자 하는 단위 검사영역의 패턴 이미지를 스캔하여 제1검출 이미지로 저장하고,
    상기 제1기준 이미지와 상기 제1검출 이미지를 비교하여 그 차이를 제1디퍼런스 이미지로 저장하고,
    상기 제1모드와는 다른 검사조건들로 이루어진 제2모드로 정상 상태인 단위 검사영역의 패턴 이미지를 스캔하여 제2기준 이미지로 설정하고,
    상기 제2모드로 검사하고자 하는 단위 검사영역의 패턴 이미지를 스캔하여 제2검출 이미지로 저장하고,
    상기 제2기준 이미지와 상기 제2검출 이미지를 비교하여 그 차이를 제2디퍼런스 이미지로 저장하고,
    상기 제1디퍼런스 이미지와 상기 제2디퍼런스 이미지의 그레이 레벨 신호값들을 상호간 차감 계산하여 제3디퍼런스 이미지를 생성하고,
    상기 제3디퍼런스 이미지를 이용하여 결함과 노이즈를 판별하는 것을 포함하는 웨이퍼 검사방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 결함과 노이즈를 판별하는 것은
    상기 제3디퍼런스 이미지의 전기적 신호값들을 연산하고,
    상기 연산된 신호값들 중에서 미리 설정된 문턱값 이상의 신호값들을 결함으로 판별하고 상기 문턱값 미만의 신호값들은 노이즈로 판별하는 것을 포함하는 웨이퍼 검사방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 전기적 신호값들은 그레이 레벨 신호값인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 판별된 결함을 맵에 표시하여 외부로 디스플레이하는 것을 더 포함하는 웨이퍼 검사방법.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 단위 검사영역의 패턴 이미지를 스캔하는 것은
    광원부로부터 광을 출사시키고,
    상기 출사된 광이 반사되도록 상기 출사된 광을 상기 단위 검사영역으로 입사시키고,
    상기 단위 검사영역으로부터 반사되는 광이 수광되도록 상기 반사되는 광을 이미지 센싱부로 입사시키는 것을 포함하는 웨이퍼 검사방법.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 검사조건들은 상기 광원부에서 출사되는 광의 종류와, 상기 단위 검사영역으로 입사되는 광의 모양이나 양 및, 상기 이미지 센싱부로 입사되는 광의 모양이나 양을 포함하는 웨이퍼 검사방법.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 제1모드를 상기 제2모드로 모드를 변경하는 것을 더 포함하는 웨이퍼 검사방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 모드를 변경하는 것은
    상기 광원부에서 출사되는 광의 종류를 변경하는 것을 포함하는 웨이퍼 검사방법.
  14. 제 12항에 있어서,
    상기 모드를 변경하는 것은
    상기 단위 검사영역으로 입사되는 광의 모양이나 양을 변경하는 것을 포함하는 웨이퍼 검사방법.
  15. 제 12항에 있어서,
    상기 모드를 변경하는 것은
    상기 이미지 센싱부로 입사되는 광의 모양이나 양을 변경하는 것을 포함하는 웨이퍼 검사방법.
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