KR100800695B1 - Method for detecting damage of a semiconductor wafer - Google Patents
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Abstract
Description
도 1a 및 도 1b는 종래의 CMP 공정에서 웨이퍼에 데미지가 발생되는 과정을 도시한 단면도이고,1A and 1B are cross-sectional views illustrating a damage process on a wafer in a conventional CMP process.
도 2는 종래의 웨이퍼 데미지를 웨이퍼 검사장치를 사용하여 획득한 이미지이고,2 is an image obtained by using a wafer inspection apparatus of the conventional wafer damage,
도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 따른 디스칼라를 이용한 웨이퍼의 데미지 검출방법을 설명하기 위하여 단면도이고,3A to 3E are cross-sectional views for explaining a wafer damage detection method using a discolor according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 디스칼라를 이용한 웨이퍼의 데미지 검출방법에 의하여 검출된 웨이퍼 데미지의 이미지이다.Figure 4 is an image of the wafer damage detected by the wafer damage detection method using a discolor according to the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
11 : 실리콘 기판 12 : 패드 옥사이드11
13 : 나이트라이드 14 : 캡 필 물질13: nitride 14: cap fill material
15 : 소자분리막 16 : 나이트라이드15
본 발명은 디스칼라를 이용한 웨이퍼의 데미지 검출방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 웨이퍼에서 CMP로 인하여 데미지가 발생한 영역과 정상인 영역간에 나이트라이드의 단차로 인한 나이트라이드 필름(nitride film)의 디스칼라(discolor)를 유발하여 인스펙션 장비로 웨이퍼의 데미지를 쉽게 검출할 수 있도록 하는 디스칼라를 이용한 웨이퍼의 데미지 검출방법에 관한 것이다.The present invention relates to a damage detection method of a wafer using a discolor, and more particularly, to a discoloration of a nitride film due to a step of nitride between a region where a damage occurs due to CMP and a normal region in a wafer ( The present invention relates to a wafer damage detection method using a discolor that makes it possible to easily detect damage to a wafer by inspection equipment by causing discolor).
최근에는 웨이퍼가 대구경화됨에 따라 웨이퍼의 넓어진 면을 평탄화하기 위해서 화학적인 제거가공과 기계적인 제거가공을 하나의 가공방법으로 혼합한 화학적 기계적 연마(Chemical-Mechanical Polishing; 이하 "CMP"라 함) 공정이 널리 이용되고 있다. Recently, in order to planarize the widened surface of the wafer as the wafer is large-sized, a chemical-mechanical polishing (CMP) process is performed by mixing chemical removal and mechanical removal into one processing method. This is widely used.
이와 같은 CMP 공정은 웨이퍼를 과도하게 폴리싱시 데미지가 발생할 수 있는데, 이러한 웨이퍼의 데미지 발생을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. Such a CMP process may cause damage when the wafer is excessively polished. The damage generation of the wafer will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1a 및 도 1b는 종래의 CMP 공정에서 웨이퍼에 데미지가 발생되는 과정을 도시한 단면도이다. 1A and 1B are cross-sectional views illustrating a process in which damage is generated on a wafer in a conventional CMP process.
도 1a에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(1)상에 패드 옥사이드(pad oxide; 2)와 나이트라이드(nitride; 3)를 증착에 의해 형성한 다음 소정 깊이를 가지는 트랜치를 형성하고, 트랜치 내부에 갭-필(gap-fill) 물질(4)을 매립한다.As shown in FIG. 1A, a
그리고, 나이트라이드(3)를 엔드 포인트(end point)로 하여 CMP에 의하여 불필요한 캡-필 물질(4)을 폴리싱함으로써 도 1b에 도시된 바와 같이, STI 구조의 소자분리막(5)을 형성한다. 이 때, 나이트라이드(3)의 패턴 덴시티(pattern density) 가 낮은 이소 패턴(iso pattern)에서 국부적인 데미지(D)가 발생하게 된다.Then, by polishing the unnecessary cap-
그러나, 이와 같은 웨이퍼에 과도한 CMP로 인한 국부적인 데미지(D)가 발생하여도 도 2에 도시된 바와 같이, 비쥬얼 라이트(visual light)를 광원으로 사용하는 인스펙션(inspection) 장비에서 획득한 이미지로부터 데미지(D) 영역과 정상적인 영역간에 확인이 불가능하여 이후 생산이 완료된 웨이퍼에 대한 구조를 분석해야만 원인을 규명할 수 있었다.However, even if local damage (D) occurs due to excessive CMP on such a wafer, as shown in FIG. 2, damage from an image acquired by an inspection apparatus using visual light as a light source is shown. It could not be identified between the region (D) and the normal region, and the cause could be identified only by analyzing the structure of the wafer after the production was completed.
이로 인해, 특정 CMP 장비의 과도한 CMP로 인한 웨이퍼 데미지를 라인에서 검출하지 못하여 피해 정도를 예상할 수 없으며, 이는 고객에 대한 신뢰성 하락 및 수율 저하로 이어진다. 특히 과도한 CMP로 인한 웨이퍼 데미지는 반도체 소자 특성에 심각한 악영향을 미친다As a result, wafer damage due to excessive CMP of a particular CMP equipment cannot be detected on the line, and the degree of damage cannot be predicted, which leads to a decrease in reliability and a lower yield for the customer. In particular, wafer damage due to excessive CMP has a serious adverse effect on semiconductor device characteristics.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 웨이퍼에서 CMP로 인하여 데미지가 발생한 영역과 정상인 영역간에 나이트라이드의 단차로 인한 나이트라이드 필름(nitride film)의 디스칼라(discolor)를 유발하여 인스펙션 장비로 웨이퍼의 데미지를 쉽게 검출할 수 있도록 하며, 이로 인해 데미지를 가지는 웨이퍼 및 문제 장비를 초기에 검출함으로써 반도체 소자의 수율 및 신뢰성을 향상시키는 디스칼라를 이용한 웨이퍼의 데미지 검출방법을 제공하는데 있다.The present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, the present invention is to discolor the discoloration of the nitride film (nitride film) due to the step of the nitride between the normal region and the damage region due to the CMP in the wafer It is easy to detect the damage of the wafer with the inspection equipment, thereby providing a damage detection method of the wafer using a descal that improves the yield and reliability of the semiconductor device by early detection of the wafer having damage and the problem equipment It is.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, CMP 공정을 마친 웨이퍼에 대한 데미지를 검출하는 방법에 있어서, 웨이퍼에서 CMP 공정을 마친 면에 나이트라이드 를 증착시키는 단계와, 웨이퍼의 나이트라이드 증착면을 비쥬얼 라이트를 광원으로 사용하는 인스펙션 장비로 이미지를 획득하는 단계와, 이미지로부터 디스칼라에 의한 데미지를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for detecting damage to a wafer after a CMP process, comprising: depositing nitride on a wafer after the CMP process, and visualizing a nitride deposition surface of the wafer. And acquiring an image with an inspection apparatus using the light as a light source, and detecting damage caused by the descalar from the image.
이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 따른 디스칼라를 이용한 웨이퍼의 데미지 검출방법을 설명하기 위하여 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 디스칼라를 이용한 웨이퍼의 데미지 검출방법은 웨이퍼에 나이트라이드를 증착시키는 단계와, 웨이퍼를 인스펙션 장비로 이미지 획득하는 단계와, 이미지로부터 디스칼라에 의한 데미지를 검출하는 단계를 포함한다.3A to 3E are cross-sectional views for explaining a wafer damage detection method using a discolor according to the present invention. As shown, the damage detection method of the wafer using the descaling according to the present invention comprises the steps of depositing nitride on the wafer, acquiring an image of the wafer with the inspection equipment, and detecting the damage caused by the descalar from the image Steps.
한편, 웨이퍼에 나이트라이드를 증착시키는 단계 이전에 웨이퍼에 CMP 공정의 엔드 포인트로 사용되는 나이트라이드(nitride)를 왯 에칭에 의하여 제거하는 단계를 실시할 수 있다.Meanwhile, prior to the deposition of nitride on the wafer, the nitride used as an end point of the CMP process may be removed by wet etching.
웨이퍼에 CMP 공정의 엔드 포인트로 사용되는 나이트라이드를 왯 에칭에 의하여 제거하는 단계는 도 3a에서 반도체 기판(11)상에 패드 옥사이드(pad oxide; 12)와 나이트라이드(nitride; 13)를 증착에 의해 순차적으로 형성한 다음 소정 깊이를 가지는 트랜치를 형성하고, 트랜치 내부에 갭-필(gap-fill) 물질(14)을 매립한 다음, 도 3b에 도시된 바와 같이, 나이트라이드(13)를 엔드 포인트(end point) 로 하여 CMP에 의하여 불필요한 캡-필 물질(14)을 폴리싱함으로써 STI 구조의 소자분리막(15)을 형성 한 다음 나이트라이드(13)를 모트 왯 에칭(moat wet etching)에 의하여 도 3c에서와 같이 제거함으로써 후속 단계인 웨이퍼에 나이트라이드를 증착시 데미지(D)에 의한 단차를 명확히 가지도록 한다.The removal of nitride, which is used as an end point of the CMP process on the wafer, by etching is performed by depositing
웨이퍼에 나이트라이드를 증착시키는 단계는 도 3d에 도시된 바와 같이, 나이트라이드(16)를 CMP 공정을 마친 면에 증착시키게 되는데, 이 때 CMP에 의한 데미지(D)에 의하여 나이트라이드(16)에 두께에 의한 단차를 형성하게 된다.In the deposition of nitride on the wafer, as shown in FIG. 3D, the
한편, 웨이퍼에 나이트라이드(16)를 증착시 200 내지 400Å, 바람직하게는 300Å의 두께이며, 이러한 범위내의 두께를 가진 나이트라이드(16)에 의해 데미지의 효과적인 디스칼라를 유발시킬 수 있다.On the other hand, when the
웨이퍼를 인스펙션 장비로 이미지 획득하는 단계는 웨이퍼의 나이트라이드(16) 증착면을 비쥬얼 라이트를 광원으로 사용하는 인스펙션(inspection) 장비를사용하여 이미지를 획득한다.Acquiring the wafer with the inspection equipment may acquire an image using an inspection equipment using the
이미지로부터 디스칼라에 의한 데미지를 검출하는 단계는 웨이퍼에 증착된 나이트라이드(16)가 웨이퍼 표면에 형성된 데미지(D)로 인해 단차를 발생시키고, 나이트라이드(16)의 단차에 의해 인스펙션 장비로부터 획득한 이미지에 디스칼라를 유발하여 데미지(D)의 검출을 쉽도록 한다.Detecting damage by the descaling from the image generates a step due to the damage (D) formed on the wafer surface of the nitride (16) deposited on the wafer, and obtained from the inspection equipment by the step of the nitride (16) Discoloring is caused in one image to facilitate the detection of damage (D).
한편, 데미지(D)를 검출하는 단계 이후에 나이트라이드를 증착시키는 단계에 의해 증착된 나이트라이드(16)를 모트 왯 에칭(moat wet etching)에 의하여 도 3e에 도시된 바와 같이, 제거할 수 있다. On the other hand, the
이와 같은 구조로 이루어진 디스칼라를 이용한 웨이퍼의 데미지 검출방법의 동작은 다음과 같이 이루어진다.Operation of the wafer damage detection method using the descaler having such a structure is performed as follows.
CMP 공정의 엔드 포인트(end point)로 사용하는 나이트라이드(13)을 모트 왯 에칭에 의하여 제거 후 그 표면에 도 3d에 도시된 바와 같이, 나이트라이드(16)를 증착시킴으로써 데미지(D)가 발생한 곳과 정상인 영역사이에 나이트라이드(16)의 단차로 인한 디스칼라를 유발하여 인스펙션 장비로 검출되지 않던 웨이퍼의 데미지(D)를 쉽게 검출할 수 있도록 한다.After the
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 인스펙션 장비에 의해 획득한 이미지에서 데미지(D)와 정상 영역(N)간에 디스칼라가 유발된 것을 알 수 있으며, 이로 인해 데미지를 가지는 웨이퍼 및 문제 장비를 초기에 검출함으로써 반도체 소자의 수율 및 신뢰성을 향상시키게 된다.That is, as shown in FIG. 4, it can be seen that the discolor is caused between the damage D and the normal region N in the image acquired by the inspection apparatus, thereby initializing the wafer and the problem equipment having the damage. By detecting the, the yield and reliability of the semiconductor element are improved.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 디스칼라를 이용한 웨이퍼의 데미지 검출방법은 웨이퍼에서 CMP로 인하여 데미지가 발생한 영역과 정상인 영역간에 나이트라이드의 단차로 인한 나이트라이드 필름(nitride film)의 디스칼라(discolor)를 유발하여 인스펙션 장비로 웨이퍼의 데미지를 쉽게 검출할 수 있도록 하며, 이로 인해 데미지를 가지는 웨이퍼 및 문제 장비를 초기에 검출함으로써 반도체 소자의 수율 및 신뢰성을 향상시키는 효과를 가지고 있다. As described above, the method for detecting damage of a wafer using a discolor according to the present invention is a discolor of a nitride film due to a step of nitride between a region where a damage occurs due to CMP and a normal region in the wafer. It is possible to easily detect the damage of the wafer with the inspection equipment by causing the), thereby having an effect of improving the yield and reliability of the semiconductor device by early detection of the wafer and the problem equipment having the damage.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 디스칼라를 이용한 웨이퍼의 데미지 검출방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실 시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is just one embodiment for carrying out the wafer damage detection method using the discolor according to the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiment, as claimed in the following claims As described above, any person having ordinary knowledge in the field of the present invention without departing from the gist of the present invention will have the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020060133667A KR100800695B1 (en) | 2006-12-26 | 2006-12-26 | Method for detecting damage of a semiconductor wafer |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1020060133667A KR100800695B1 (en) | 2006-12-26 | 2006-12-26 | Method for detecting damage of a semiconductor wafer |
Publications (1)
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KR100800695B1 true KR100800695B1 (en) | 2008-02-01 |
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ID=39342265
Family Applications (1)
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KR1020060133667A KR100800695B1 (en) | 2006-12-26 | 2006-12-26 | Method for detecting damage of a semiconductor wafer |
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KR (1) | KR100800695B1 (en) |
Citations (2)
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KR100664797B1 (en) * | 2005-12-28 | 2007-01-04 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | Method for inspecting a gate oxide layer in a semiconductor |
KR20070024393A (en) * | 2005-08-26 | 2007-03-02 | 가부시키가이샤 니콘 | Surface defect inspection apparatus and surface defect inspection method |
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2006
- 2006-12-26 KR KR1020060133667A patent/KR100800695B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
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Non-Patent Citations (2)
Title |
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공개특 2007-0024393호(2007.03.02) |
등록특 10-0664797호(2006.12.27) |
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