KR101054887B1 - 균일도 측정 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

균일도 측정 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따르는 공정 변수를 이용하여 균일도를 측정하는 균일도 측정 방법은 공정 변수의 산술 평균을 추출하는 단계, 공정 변수의 기하 평균을 추출하는 단계 및 산술 평균과 기하 평균의 비를 이용하여 균일도를 추출하는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면 최외곽 제거(edge exclusion) 범위를 정확하게 측정하여 우수한 품질의 공정 생산물을 생산하는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
균일도, 최외곽 제외, 최외곽 제거, edge exclusion, 불균일도

Description

균일도 측정 방법 및 장치 {Method and Apparatus for Measuring Uniformity}
본 발명은 균일도 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.
현재 공정 중에는 공정 처리 후 결과물의 중심 부분에서 최외곽(모서리, edge) 지역으로 갈수록 균일도가 감소하는(불균일도가 증가하는) 공정이 많이 있다.
예를 들어, 반도체 제조 공정 중 CMP(chemical mechanical polishing), 에칭(etching) 공정이 여기에 해당한다. 그 외에 광학 연마 공정과 표면 코팅 공정도 이러한 공정 유형에 속한다.
도 1은 CMP 공정의 모식도이다.
도 1을 참조하면, 웨이퍼(wafer, 100)와 연마 패드(polishing pad, 110) 사이에 슬러리(slurry, 120)를 투입하고, 압력을 가하면서 웨이퍼(100)와 연마 패드(110)를 회전시켜 웨이퍼(100)를 연마한다.
위 공정에서 웨이퍼(100) 중 슬러리 투입 위치(130)에서 먼 부분은 연마가 덜 되어(연마량이 적어) 사용이 곤란하게 되는 문제가 있다.
도 2는 도 1의 CMP 공정에서 연마된 웨이퍼의 연마도를 나타낸 도면이다.
도 2의 붉은 부분은 CMP공정이 목표로 하는 연마량만큼 연마된 부분이고, 파란 부분은 목표로 하는 연마량보다 적게 연마된 부분이다.
도 2를 참조하면, 중심부는 대체로 일정한 연마도로 연마되었으나, 웨이퍼 외곽으로 갈수록 급격히 연마도가 감소하는 것을 알 수 있다.
CMP 공정뿐 아니라, 에칭 공정이나 광학 연마 공정, 표면 코팅 공정에서도 비슷한 현상을 발견할 수 있다. 표면 코팅 공정의 경우 코팅 대상 물건의 외곽으로 갈수록 코팅 두께가 얇아지는 경향을 보일 수 있다.
연마도가 대체로 일정한 중심 부분은 공정에 사용될 수 있으나, 외곽부분은 공정에 사용할 수 없으므로, 공정에 사용할 수 있는 부분과 공정에 사용할 수 없는 부분을 나누기 위해 균일도(uniformity)를 효과적으로 측정하는 방법이 요구된다.
종래에는 균일도 측정을 위해서 측정값의 최대값, 최소값 및 평균값을 이용하거나 측정값의 표준편차와 평균값을 사용하는 균일도 계산 방법이 알려져 있다. 하지만, 종래의 발명은 공정에 사용할 수 있는 부분과 사용할 수 없는 부분의 경계를 정확하고 효과적으로 추출하지 못하는 문제가 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 효과적이고 정 확한 균일도 측정 방법 및 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 최외곽 제거(edge exclusion) 범위를 정확하게 측정하여 우수한 품질의 공정 생산물을 생산하는 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 균일도 측정 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시 예에 따르는 공정 변수를 이용하여 균일도를 측정하는 균일도 측정 방법은 상기 공정 변수의 산술 평균을 추출하는 단계, 상기 공정 변수의 기하 평균을 추출하는 단계 및 상기 산술 평균과 상기 기하 평균의 비를 이용하여 균일도를 추출하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 균일도 측정 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시 예에 따르는 공정 변수를 이용하여 균일도를 측정하는 균일도 측정 장치는 상기 공정 변수의 산술 평균을 추출하는 상술 평균 추출부, 상기 공정 변수의 기하 평균을 추출하는 기하 평균 추출부 및 상기 산술 평균과 상기 기하 평균의 비를 이용하여 균일도를 추출하는 균일도 추출부를 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 효과적이고 정확한 균일도 측정 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따르면 최외곽 제거(edge exclusion) 범위를 정확하게 측정하여 우수한 품질의 공정 생산물을 생산하는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 균일도 측정 방법 및 장치의 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 3은 CMP 공정 후 웨이퍼(300)의 최외곽 제거를 나타내는 도면이다.
CMP 공정 후 웨이퍼(300)의 연마도를 측정한 결과, 최외곽 부분(310)을 포함한 전체 웨이퍼의 연마도의 균일도가 문턱 값 이하이고, 최외곽 부분(310)을 제외한 웨이퍼의 연마도의 균일도는 문턱 값 이상이라고 가정한다. 이 경우 최외곽 부 분(310)을 제거한 부분(320)을 반도체 생산 공정에 사용할 수 있다. 이때 최외곽 부분(310)을 정확히 추출하는 것이 중요하다.
최외곽 부분(310)을 추출하기 위해서 연마도의 균일도를 측정할 수 있다.
즉, 일정 범위의 웨이퍼의 연마도의 균일도를 측정하여, 균일도가 문턱 값 미만인 경우 그 범위를 점점 줄여 가면서 균일도를 측정하여 균일도가 문턱 값 이상이 되는 부분만을 공정에 사용하고 그 외의 부분은 최외곽 제거(edge exclusion)할 수 있다.
도 4는 CMP 공정 후 웨이퍼의 연마도를 나타내는 그래프이다.
도 4에서 x축은 웨이퍼 중심으로부터의 반지름이고, y축은 연마도이다.
도 4를 참조하면, CMP 공정 후 연마도는 웨이퍼 중심으로부터 반지름 80mm까지는 거의 일정한 수준을 유지하지만 반지름 80mm를 초과하는 부분은 연마도가 급격히 감소하는 것을 알 수 있다. 이 경우 반지름 80mm까지의 범위는 공정에 사용할 수 있는 부분이고, 반지름 80mm를 벗어나는 범위는 최외곽 제거(edge exclusion)로써 제거해야 하는 부분이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따르는 균일도 측정 장치(500)의 블록 구성도이다.
도 5를 참조하면 본 발명의 일 실시 예에 따르는 균일도 측정 장치(500)는 공정 변수 측정부(510), 산술 평균 산출부(520), 기하 평균 산출부(530), 균일도 산출부(540) 및 최외곽 제거 범위 추출부를 포함할 수 있다.
공정 변수 측정부(510)는 균일도 산출을 위한 공정 변수를 측정한다.
공정 변수 측정부(510)는 예를 들어 웨이퍼의 CMP 공정 후의 웨이퍼의 연마도, 웨이퍼의 에칭 공정 후 웨이퍼의 식각 정도 또는 코팅 공정 후의 코팅 두께 중 어느 하나가 될 수 있다.
편의상 이하에서 공정 변수는 웨이퍼의 CMP 공정 후의 웨이퍼의 연마도인 것으로 가정한다.
공정 변수 측정부(510)는 웨이퍼의 균일도 측정 범위 내의 지점 중 복수의 지점을 선택하여 그 지점의 연마도를 측정할 수 있다. 연마도 측정의 대상이 되는 연마도 측정 지점은 예를 들어 임의로(randomly) 선택된 지점이 될 수 있다. 또 다른 실시 예에 따르면 가로 세로 1mm 단위의 격자 모양, 방사형과 같이 규칙적인 모양을 이루는 지점이 될 수가 있다.
웨이퍼의 균일도 측정 범위는 예를 들어 도 3의 도면부호 320의 범위처럼 특별한 모양이 될 수도 있고, 원형, 사각형 등의 모양이나 기타 불규칙한 모양이 될 수도 있다.
예를 들면 웨이퍼의 중심으로부터 반지름이 60mm, 61mm,..., 80mm, 81mm 와 같이 점점 커지는 원형의 균일도 측정 범위도 가능하다, 중심으로부터 반지름이 60mm인 범위에서 복수의 지점의 연마도를 측정하여 측정된 연마도를 바탕으로 균일도를 산출할 수 있다. 그리고 반지름을 1mm씩 확장하면서, 확장된 범위의 균일도 측정 범위에 대한 균일도를 산출하는 방식으로 반복할 수 있다. 이 작업은 균일도 측정 범위의 균일도가 문턱 값 미만이 될 때까지 반복될 수 있다. 반대로 반지름을 1mm씩 감축하면서 감축된 범위의 균일도 측정 범위에 대한 균일도를 반복하여 측정할 수도 있다. 여기서 균일도 측정 범위가 원형인 것을 가정하였으나, 다른 모양의 경우에도 유사한 방식으로 적용 가능하다.
산술 평균 산출부(520)는 상기 공정 변수 측정부(510)가 추출한 공정 변수의 산술 평균을 산출한다.
변수의 집합 {x1, x2,...,xn-1, xn}의 산술 평균(Arithmetic Mean)
Figure 112011012439892-pat00001
(AM)은 다음 수학식 1과 같이 산출할 수 있다.
Figure 112009014221711-pat00002
공정 변수는 예를 들어 웨이퍼의 연마도가 될 수 있다. 예를 들어, CMP 공정을 거친 웨이퍼의 중심으로부터 80mm 이내에 위치하는 복수의 표본 지점에서의 연마도가 공정 변수로 제공될 수 있다. 이 경우 산술 평균 산출부(520)는 수학식 1을 이용하여 상기 복수의 표본 지점에서의 연마도의 산술 평균을 산출할 수 있다.
기하 평균 산출부(530)는 상기 공정 변수 측정부(510)가 측정한 공정 변수의 기하 평균을 산출한다.
변수의 집합 {x1, x2,...,xn-1, xn}의 기하 평균(Geometric Mean) GM은 다음 수학식 2와 같이 산출할 수 있다.
Figure 112009014221711-pat00003
공정 변수는 예를 들어 웨이퍼의 연마도가 될 수 있다. 예를 들어, CMP 공정을 거친 웨이퍼의 중심으로부터 80mm 이내에 위치하는 복수의 표본 지점에서의 연마도가 공정 변수로 제공될 수 있다. 이 경우 기하 평균 산출부(530)는 수학식 2를 이용하여 상기 복수의 표본 지점에서의 연마도의 기하 평균을 산출할 수 있다.
균일도 산출부(540)는 상기 공정 변수의 기하 평균과 상기 공정 변수의 산술 평균의 비를 이용하여 상기 공정 변수의 균일도를 산출할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 균일도 산출부(540)는 상기 공정 변수의 기하 평균을 상기 공정 변수의 산술 평균으로 나눈 몫을 균일도(CU)로서 산출할 수 있다.
공정 변수의 집합 {x1, x2,...,xn -1, xn}에 대한 균일도 CU를 수학식으로 나타내면 수학식 3과 같다.
Figure 112009014221711-pat00004
수학식 3의 CU에 대해 수학식 4와 같은 성질이 성립한다.
Figure 112009014221711-pat00005
즉, 표본 공정 변수(연마도)가 모두 일치하면 균일도가 1이 된다.
예를 들어, 균일도 산출부(540)는 CMP 공정을 거친 웨이퍼의 중심으로부터 80mm 이내에 위치하는 복수의 표본 지점에서의 연마도의 산술 평균을 CMP 공정을 거친 웨이퍼의 중심으로부터 80mm 이내에 위치하는 복수의 표본 지점에서의 연마도의 기하 평균으로 나눈 몫을 균일도로서 산출할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 균일도 산출부(540)는 상기 공정 변수의 기하 평균을 상기 공정 변수의 기하 평균으로 나눈 몫에 표본 지점의 개수, 표본 지점의 밀집도 등의 요인에 따른 보정치를 곱하거나 더한 값을 균일도로서 산출할 수도 있다.
불균일도 NU는 수학식 5와 같이 산출할 수 있다.
Figure 112009014221711-pat00006
즉, 균일도와 불균일도의 합은 1이고, 균일도가 클수록 공정 변수가 균일하고, 불균일도가 클수록 공정변수가 불균일함을 나타낸다.
최외곽 제거 범위 추출부(550)는 상기 추출된 균일도가 문턱 값을 초과하는 최대 범위를 제외한 부분을 최외곽 제거(Edge Exclusion) 범위로서 추출한다. 추출된 최외곽 제거 범위에 해당하는 대상물은 공정에서 제외된다. 예를 들어 웨이퍼 중심으로부터 80mm을 초과하는 위치가 최외곽 제거 범위로서 추출되었다면, 웨이퍼 중심으로부터 80mm 내의 웨이퍼만이 다음 단계 공정에서 사용되고, 나머지 부분(최외곽 제거 범위)은 제거되어 폐기 또는 재활용될 수 있다.
최외곽 제거 범위의 추출에 관하여는 도 6을 참조하여 상세히 후술한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따르는 균일도 산출 방법의 순서도이다.
단계 S610에서 공정 변수 측정부(510)는 균일도 산출을 위한 공정 변수를 측정한다.
공정 변수 측정부(510)는 예를 들어 웨이퍼의 CMP 공정 후의 웨이퍼의 연마도, 웨이퍼의 에칭 공정 후 웨이퍼의 식각 정도 또는 코팅 공정 후의 코팅 두께 중 어느 하나가 될 수 있다.
편의상 이하에서 공정 변수는 웨이퍼의 CMP 공정 후의 웨이퍼의 연마도인 것으로 가정한다.
공정 변수 측정부(510)는 웨이퍼의 균일도 측정 범위 내의 지점 중 복수의 지점을 선택하여 그 지점의 연마도를 측정할 수 있다. 연마도 측정의 대상이 되는 연마도 측정 지점은 예를 들어 임의로(randomly) 선택된 지점이 될 수 있다. 또 다른 실시 예에 따르면 가로 세로 1mm 단위의 격자 모양, 방사형과 같이 규칙적인 모양을 이루는 지점이 될 수가 있다.
웨이퍼의 균일도 측정 범위는 예를 들어 도 3의 도면부호 320의 범위처럼 특별한 모양이 될 수도 있고, 원형, 사각형 등의 모양이나 기타 불규칙한 모양이 될 수도 있다.
예를 들면, 균일도 측정 범위는 웨이퍼의 중심으로부터 반지름이 81mm인 원형의 범위가 될 수 있다,
여기서 균일도 측정 범위가 원형인 것을 가정하였으나, 다른 모양의 경우에도 유사한 방식으로 적용 가능하다.
단계 S620에서 산술 평균 산출부(520)는 상기 단계 S630에서 상기 공정 변수 측정부(510)가 측정한 공정 변수의 산술 평균을 산출한다.
변수의 집합 {x1, x2,...,xn-1, xn}의 산술 평균(Arithmetic Mean)
Figure 112011012439892-pat00007
(AM)은 상술한 수학식 1과 같이 산출할 수 있다.
공정 변수는 예를 들어 웨이퍼의 연마도가 될 수 있다. 예를 들어, CMP 공정을 거친 웨이퍼의 중심으로부터 81mm 이내에 위치하는 복수의 표본 지점에서의 연마도가 공정 변수로 제공될 수 있다. 이 경우 산술 평균 산출부(520)는 수학식 1을 이용하여 상기 복수의 표본 지점에서의 연마도의 산술 평균을 산출할 수 있다.
단계 S630에서 기하 평균 산출부(530)는 상기 단계 S610에서 상기 공정 변수 측정부(510)가 측정한 공정 변수의 기하 평균을 산출한다.
변수의 집합 {x1, x2,...,xn-1, xn}의 기하 평균(Geometric Mean) GM은 상술한 수학식 2와 같이 산출할 수 있다.
공정 변수는 예를 들어 웨이퍼의 연마도가 될 수 있다. 예를 들어, CMP 공정을 거친 웨이퍼의 중심으로부터 81mm 이내에 위치하는 복수의 표본 지점에서의 연마도가 공정 변수로 제공될 수 있다. 이 경우 기하 평균 산출부(530)는 수학식 2를 이용하여 상기 복수의 표본 지점에서의 연마도의 기하 평균을 산출할 수 있다.
단계 S640에서 균일도 산출부(540)는 상기 단계 S530에서 산출한 기하 평균과 상기 단계 S520에서 산출한 산술 평균의 비를 이용하여 상기 공정 변수의 균일도를 산출할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 균일도 산출부(540)는 상기 공정 변수의 기하 평균을 상기 공정 변수의 산술 평균으로 나눈 몫을 균일도(CU)로서 산출할 수 있다.
공정 변수의 집합 {x1, x2,...,xn -1, xn}에 대한 균일도 CU를 수학식으로 나타내면 상술한 수학식 3과 같다.
예를 들어, 균일도 산출부(540)는 CMP 공정을 거친 웨이퍼의 중심으로부터 81mm 이내에 위치하는 복수의 표본 지점에서의 연마도의 산술 평균을 CMP 공정을 거친 웨이퍼의 중심으로부터 81mm 이내에 위치하는 복수의 표본 지점에서의 연마도의 기하 평균으로 나눈 몫을 균일도로서 산출할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 균일도 산출부(540)는 상기 공정 변수의 기하 평균을 상기 공정 변수의 기하 평균으로 나눈 몫에 표본 지점의 개수, 표본 지점의 밀집도 등의 요인에 따른 보정치를 곱하거나 더한 값을 균일도로서 산출할 수도 있다.
단계 S650에서 최외곽 제거 범위 추출부(550)는 단계 S640에서 산출된 균일도가 문턱 값 이상인지 판단한다. 문턱 값은 관리자에 의하여 실험적으로, 또는 정책적으로 결정된 값이 될 수 있다. 예를 들어 문턱 값은 0.9가 될 수 있다.
산출된 균일도가 0.95이고, 문턱 값이 0.9라면 산출된 균일도가 문턱 값보다 큰 경우이므로 단계 S660으로 진행한다. 반대로 산출된 균일도가 0.85이고, 문턱 값이 0.9라면 문턱 값이 산출된 균일도보다 큰 경우이므로 단계 S655로 진행한다.
단계 S655에서 공정 변수 측정부(510)는 균일도 측정 범위를 감축한다. 예를 들어 직전의 균일도 측정 범위가 웨이퍼의 중심으로부터 반지름 81mm의 원이었다면, 새로운 균일도 측정 범위는 웨이퍼의 중심으로부터 반지름 80mm의 원이 될 수 있다. 이후 새로운 균일도 측정 범위에 대하여 단계 S610내지 단계 S650을 반복하여 수행한다.
단계 S660에서 최외곽 제거 범위 추출부(550)는 균일도 측정 범위 외의 범위를 최외곽 제거 범위로서 추출할 수 있다.
균일도 측정 범위가 점점 줄어들면서 균일도가 점점 증가하여 문턱 값을 넘는 순간의 균일도 측정 범위가 다음 단계 공정에 사용할 수 있는 대상물의 범위이고, 그 바깥의 범위는 최외곽 제거 범위가 된다.
예를 들어 균일도 측정 범위가 웨이퍼의 중심으로부터 반지름 81mm의 원일 때에 그 범위에 대한 균일도가 문턱 값보다 작았지만, 균일도 측정 범위가 웨이퍼의 중심으로부터 80mm인 원일 때에는 그 범위에 대한 균일도가 문턱 값보다 큰 경우, 웨이퍼의 중심으로부터 80mm인 원에 해당하는 범위의 웨이퍼가 다음 단계 공정에 사용될 수 있고, 나머지 부분은 최외곽 제거 범위가 되어 폐기 또는 재활용된다.
상술한 실시 예에서, 균일도 측정 범위를 점차 감축하면서 균일도를 측정하였으나, 다른 실시 예에 따르면 균일도 측정 범위를 점차 확장하면서 균일도를 측정하거나 균일도 측정 범위의 확장 및 감축을 반복하면서 측정된 균일도가 문턱 값을 초과하는 최대 범위를 찾고, 그 최대 범위를 제외한 부분을 최외곽 제거 범위로서 추출할 수 있다.
도 7은 균일도 측정 방법의 성능 비교 그래프이다.
도 7에서 x축은 최외곽 제거 범위 내의 공정 변수 변화량이고, y축은 불균일도이다.
일점쇄선 그래프(710)는 수학식 6을 이용한 방법으로 산출한 불균일도(WIWNU)이다.
Figure 112009014221711-pat00008
여기서 xMAX는 측정된 공정 변수의 최대값이고 xMIN-은 측정된 공정 변수의 최소값이다.
Figure 112011012439892-pat00009
는 측정된 공정 변수의 평균이다.
파선 그래프(720)는 수학식 7을 이용한 방법으로 산출한 불균일도(WIWNU)이다.
Figure 112009014221711-pat00010
여기서 s는 산출된 공정 변수의 표준편차이고
Figure 112011012439892-pat00011
는 산출된 공정 변수의 평균이다.
실선 그래프(730)는 본원 발명의 일 실시 예에 따라 수학식 8을 이용한 방법으로 산출한 불균일도(WIWNU)이다.
Figure 112009014221711-pat00012
성능 비교를 위하여 도 3의 최외곽 제거 범위(310)의 공정 변수(연마도)와 그 외의 범위의 공정 변수의 차이를 변화시키면서 어떠한 균일도 측정 방법이 이를 잘 반영하는지 실험하였다.
실험 결과는 도 7과 같이 최외곽 제거 범위에서 공정 변수의 변화량이 적을 경우(30% 이하일 경우)에는 수학식 8의 수학식을 이용한 방법으로 추출하는 경우, 불균일도에 적은 영향을 주는데 비하여 변동계수(CV)나 측정값들의 최대값, 최소값, 평균값을 이용할 경우에는 실제의 최외곽 제거 범위에서 공정 변수의 변화량에 비하여 과다한 변화량이 추정되어 반영되고 있음을 확인할 수 있다.
즉, 본 발명의 척도는 최외곽 제거 범위에서 공정 변수의 변화량이 적은 경우에는 이를 적게 반영하고 공정 변수의 변화량이 일정 부분 이상(30% 이상)인 경 우에는 척도가 이를 빠르게 WIWNU에 반영하고 있어 기존의 척도들에 비하여 그 성능이 매우 뛰어남을 확인할 수 있다. 또한, 변화량이 클수록 급격하게 불균일도가 증가하여 큰 변화에 더욱 민감하게 반응하는 우수한 성질을 보여준다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명의 실시 예는 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 로컬 데이터 파일, 로컬 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
또한, 도 5에 도시된 구성요소들은 반드시 하드웨어 구성을 가질 필요는 없으며, 일부 구성요소는 동일 또는 유사한 기능을 수행하는 응용 프로그램의 형태로 구현될 수 있다. 또한, 각 구성요소들은 발명의 사상 범위 내에서 결합하거나 분리될 수도 있음은 물론이다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예를 중심으로 살펴보았다. 전술한 실시 예 외의 많은 실시 예들이 본 발명의 특허청구범위 내에 존재한다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 CMP 공정의 모식도이다.
도 2는 도 1의 CMP 공정에서 연마된 웨이퍼의 연마도를 나타낸 도면이다.
도 3은 CMP 공정 후 웨이퍼(300)의 최외곽 제거를 나타내는 도면이다.
도 4는 CMP 공정 후 웨이퍼의 연마도를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따르는 균일도 측정 장치(500)의 블록 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따르는 균일도 산출 방법의 순서도이다.
도 7은 균일도 측정 방법의 성능 비교 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100: 웨이퍼(wafer)
110: 연마 패드(polishing pad)
120: 슬러리(slurry)
130: 슬러리 투입 위치

Claims (8)

  1. 웨이퍼 제조 공정에 이용되는 공정 변수의 균일도를 측정하는 방법에 있어서,
    상기 웨이퍼에서 상기 공정 변수의 균일도를 측정할 균일도 측정 범위를 선택하는 단계;
    상기 선택된 균일도 측정 범위 내에서 복수의 표본 지점을 선택하여 상기 표본 지점들에서의 상기 공정 변수 값을 측정하는 단계;
    상기 표본 지점들에서 측정된 공정 변수 값들의 산술 평균을 산출하는 단계;
    상기 표본 지점들에서 측정된 공정 변수 값들의 기하 평균을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 산술 평균과 기하 평균의 비를 이용하여 상기 공정 변수의 균일도를 산출하는 단계
    를 포함하는 균일도 측정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 산출된 산술 평균과 기하 평균의 비를 이용하여 상기 공정 변수의 균일도를 산출하는 단계는,
    상기 기하 평균을 상기 산술 평균으로 나눈 몫을 균일도로서 산출하는 단계를 포함하는 단계를 포함하는 균일도 측정 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 균일도 측정 방법은,
    상기 산출된 균일도가 문턱 값을 초과하는 최대 범위를 제외한 부분을 최외곽 제거(Edge Exclusion) 범위로서 추출하는 단계를 더 포함하는 균일도 측정 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 공정 변수는 연마도, 식각 정도, 코팅 두께 중 어느 하나인 균일도 측정 방법.
  5. 웨이퍼 제조 공정에 이용되는 공정 변수의 균일도를 측정하는 장치에 있어서,
    균일도 측정 범위 내에서 복수의 표본 지점을 선택하고, 상기 표본 지점들에서의 상기 공정 변수 값을 측정하는 공정 변수 측정부-여기서, 상기 균일도 측정 범위는 상기 웨이퍼에서 상기 공정 변수의 균일도 측정을 위해 선택된 범위임-;
    상기 표본 지점들에서 측정된 공정 변수 값들의 산술 평균을 산출하는 산술 평균 산출부;
    상기 표본 지점들에서 측정된 공정 변수 값들의 기하 평균을 산출하는 기하 평균 산출부; 및
    상기 산출된 산술 평균과 기하 평균의 비를 이용하여 상기 공정 변수의 균일도를 산출하는 균일도 산출부
    를 포함하는 균일도 측정 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 균일도 산출부는,
    상기 기하 평균을 상기 산술 평균으로 나눈 몫을 균일도로서 산출하는 균일도 측정 장치.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 균일도 측정 장치는,
    상기 산출된 균일도가 문턱 값을 초과하는 최대 범위를 제외한 부분을 최외곽 제거(Edge Exclusion) 범위로서 추출하는 최외곽 제거 범위 추출부를 더 포함하는 균일도 측정 장치.
  8. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 공정 변수는 연마도, 식각 정도, 코팅 두께 중 어느 하나인 균일도 측정 장치.
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