KR101196708B1 - 백색광이 조명된 결함에서 발생한 산란광의 간섭무늬를 이용한 반도체 기판 표면의 결함 검출 장치 및 검출 방법 - Google Patents

백색광이 조명된 결함에서 발생한 산란광의 간섭무늬를 이용한 반도체 기판 표면의 결함 검출 장치 및 검출 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 기판(120);과, 상기 반도체기판(120)에 백색광을 조사하는 광원 출력부(110);와, 상기 반도체 기판(120) 표면에 브루스터각(θB)±10° 이내의 각으로 입사된 후 반사된 균일광, 산란광과 반도체 기판(120) 바닥면에서 반사된 균일광, 산란광 및 간섭 패턴을 통과시키는 렌즈부(130);와,상기 렌즈부(130)를 통과한 균일광, 산란광 및 간섭 패턴을 필터링 하는 편광부(140);및 상기 편광부를 통과한 균일광, 산란광 및 간섭 패턴광을 받는 광검출부(150);로 이루어지는 반도체 기판(120)표면의 결함 검출 장치에 있어서, 상기 간섭 패턴광을 광학적으로 처리하여 반도체 기판(120) 표면의 결함(121) 유무를 실시간 검출하되, 상기 광원 출력부(110)에서 조사하는 광원은 백색광원과 패브리-페로 에탈론의 조합 또는 LED로 구성되며 가간섭성 길이를 0.1 mm ~ 0.5 mm 로 구성함으로써 상기 광원 출력부(110)에서 조사되어 반도체 기판(120)의 결함(121)에서 반사된 산란광과 반도체 기판(120) 바닥면에서 반사된 균일광 사이의 간섭이 일어나지 않으므로 렌즈부(130)에 동일한 광이 겹쳐서 입사하게 되는 노이즈 간섭 패턴을 발생시키지 않는 것을 특징으로 하는 산란광을 이용한 반도체 기판(120) 표면의 결함 검출 장치에 관한 것이다.

Description

백색광이 조명된 결함에서 발생한 산란광의 간섭무늬를 이용한 반도체 기판 표면의 결함 검출 장치 및 검출 방법{APPARATUS AND METHOD OF INSPECTING A DEFECT ON SEMICONDUCTOR SUBSTRATE USING SCATTERED LIGHT OCCURRED FROM WHITE LIGHT}
본 발명은 산란광을 이용한 반도체 기판 표면의 결함 검출 장치 및 검출 방법에 관한 것으로, 기판의 두께에 의한 양면 반사의 간섭효과를 제거하면서 1 um이하의 결함 입자의 크기에 대한 측정을 확보하기 위하여 중심파장이 550 nm인 백색광 광원의 가간섭성 길이가 반도체 기판두께보다 더 작은 0.1 mm ~ 0.5 mm로 조절이 가능하도록 구성함으로써 반도체 기판의 다양한 두께 변화에 대해서 사용 가능하도록 한 산란광을 이용하는 반도체 기판 표면의 결함 검출 측정장치 및 측정방법에 관한 것이다.
현재 반도체 공정은 소자의 집적도가 높아짐에 따라 패턴의 해상도를 향상시키기 위해 노광 광원의 파장을 짧게 조사하는 추세이다.
고밀도 집적회로는 회로가 새겨진 포토마스크(Photo mask)를 반도체 기판 위에 놓고 레이저를 가함으로써 회로 패턴을 새겨 넣는 방식으로서 제작하는데, 상기의 방식으로 회로를 새기는 과정을 리소그래피(; Lithography, Exposure 이하 노광)라 한다.
이와 같이 광원의 파장이 248 nm 이하인 ArF(193nm) 또는 KrF(248nm) 엑시머(Excimer)레이저를 사용하는 극자외선(DUV: Deep Ultra Violet) 리소그래피 영역에서는 노광 에너지(Exposure Energy)가 증가하고, 이로 인해 반도체 기판 표면에 남아있는 잔존이온들이 광화학 반응을 일으켜 헤이즈(haze)와 같은 결함을 발생시킨다.
상기 잔존이온은 처음에는 기판 표면에 단위 분자 수준의 입자 오염으로 생성되나, 노광 에너지가 증가하면서 광화학 반응이 일어나 결정으로 성장한다. 또한 팹(;Fab, 반도체 공장)에서의 사용 횟수가 늘어나면서 노광량 축적에 의해 결함이 점진적으로 생성, 성장한다.
그런데 상기 결함이 일정 수준 이상의 크기와 분포를 지니게 되면, 노광시 투과도에 영향을 미쳐 기판에 도달하는 노광 에너지의 양을 변화시키며, 노광 패턴에 오류를 일으켜 수율(收率)에 치명적인 영향을 미친다.
따라서 이러한 결함이 공정 수율에 악영향을 미칠 만큼 확대되기 전에 미리 결함을 검출하여야 하지만, 일반적으로 이러한 결함은 1㎛ 가량 성장하여 가시적인 영향을 미치기 전인 성장 초기 단계에서는 검출하기 어려운 실정이다.
현재 반도체 웨이퍼(wafer, 이하 기판) 표면의 파티클 같은 결함 검출에는 산란 방식의 입자 검출기가 사용되는데, 이 때 산란 방식의 입자 검출기는 Ar(488nm) 레이저나 He-Ne(633nm) 레이저 등을 광원으로 사용하며, 반도체 기판 표면의 입자에 의한 산란광을 집광하여 광증배관(PMT: Photo Multiplier Tube)으로 받아 입자에 의한 신호를 검출하거나 또는 산란광의 분포 패턴을 분석하여 결정의 결함을 검출한다.
그러나 결함으로부터 산란된 산란광은 비산란광에 비해 광 강도가 무척 작아 결함을 검출하기에 한계가 있어서, 이 두 광을 간섭무늬로 결함을 관측하면 간섭무늬의 모양과 크기로 인하여 결함의 검출이 가능해진다. 그러나 이 간섭 패턴으로부터 결함을 검출하는 방법은 산란광 대 비산란광의 비율이 너무 낮아서 간섭무늬의 컨트라스트(contrast)가 나빠지는 문제가 생긴다.
따라서 결함 검출을 용이하게 하기 위해서 광 강도에 있어서 산란광 대비 비산란광의 비율을 비슷하게 조성함으로써 간섭무늬의 컨트라스트를 크게 할 필요가 있다.
상기 문제를 해결하기 위한 본 발명의 출원인은 "산란광을 이용한 반도체 기판 표면의 결함 검출 장치 및 방법(출원번호 10-2011-0005448)"을 출원한 바 있다.
상기 선출원 발명에서는 광원 출력부에서 출력한 균일광을 기판 표면에 브루스터각에 근접한 각으로 조사하고, 이로부터 반사되는 잔류 P파 균일광과 P파 산란광을 간섭시켜, 반도체 기판 표면에 존재하는 결함의 유무 및 그 위치를 검출할 수 있는 산란광을 이용한 반도체 기판 표면의 결함 검출 장치 및 방법을 제공함으로써 반도체 기판 표면의 결함 검출을 산란광을 이용하여 해결하고자 하였다.
여기서 브루스터각이란 이 각도로 입사한 광원의 S파 성분과 P파 성분 중 P파 성분의 반사가 0이 되는 각도로서, 입사면에 있어서의 굴절률을 n일 때, θB=tan- 1(n)으로 표현된다.
도 1은 상기 선출원 발명의 산란광을 이용한 반도체 기판 표면의 결함 검출 장치에 있어서, 광원 출력부에서 빔 사이즈가 1 mm x 1 mm인 빛이 조사되어 반도체 기판 표면 및 바닥면에 입사된 후 반사되는 과정을 도시한 것이다.
도 1에서 도시한 바와 같이, 광원 출력부에서 조사된 빛은 반도체 기판 표면 및 바닥면에서 반사된 균일광과 반도체 기판 표면의 결함에 의한 산란광이 CCD에 입사하게 된다. 이 때, 상기 수광부(CCD)에서 받아들인 산란광으로 간섭 패턴을 검출한다.
도 2는 상기 선출원 발명의 산란광을 이용한 반도체 기판 표면의 결함 검출 장치에 있어서, 광원 출력부에서 빔 사이즈가 5 mm x 5 mm인 빛이 조사되어 반도체 기판 표면 및 바닥면에 입사된 후 반사되는 과정을 도시한 것이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 광원 출력부에서 조사된 빛은 반도체 기판 표면 및 바닥면에서 반사된 균일광과 반도체 기판 표면의 결함에 의한 산란광이 CCD에 입사하게 된다. 이 기판면에서 반사된 균일광과 기판의 바닥면에서 반사된 균일광의 겹치는 부분이 발생하므로 간섭 패턴 이외에 노이즈성 간섭 패턴이 추가되므로 반도체 기판 표면의 결함 유무의 검출이 어려워진다는 단점이 있다.
특히 반도체 기판의 결함 검출 영역을 넓히기 위해 출력 광원의 빔 사이즈를 도 1 및 도 2에서 도시한 바와 같이 1 mm x 1 mm에서 5 mm x 5 mm 가량으로 넓게 구성할 수 있으나, 일정 크기 이상으로 광원을 조성할 경우 노이즈 간섭 패턴으로 인해 간섭 패턴 검출이 어렵거나 불가능해진다는 단점이 있다.
이 때, 상기 단점을 해결하기 위해 반도체 기판 표면 및 바닥면에서 반사된 광의 겹치는 부분을 마스킹(masking)하여 잘라냄으로써 수광부에 도달하지 않도록 구성하는 방법이 있다. 그러나, 상기 방법은 반도체 기판 표면의 결함 검출 영역을 넓히기 위해 출력 광원의 빔 사이즈를 크게 조성하는 의미가 없어진다는 단점이 있다.
또한, 출력 광원부에서 반도체 기판 표면에 입사하는 입사각을 크게 조성하여 겹치는 부분을 줄이는 방법이 있다. 그러나, 상기 방법은 본 발명 출원인의 선출원 특허에서는 입사각을 브루스터각에 근접한 것으로 한정하고 있어, 브루스터각이 45°~65° 이고 출력 광원의 빔 사이즈가 5 mm x 5 mm 일 때, 두 반사광의 겹침 부분이 생기게 된다. 입사각을 브루스터각으로 한정하지 않더라도 균일광의 겹침 부분을 줄이는 데에는 한계가 있고, 광의 반사와 산란을 이용하는 검출 방식에서는 입사각을 무한정 크게 할 수 없다는 단점이 있다.
그리고 또한, 반도체 기판의 두께를 크게 구성하여 겹침 부분을 없앨 수 있으나, 이 방법 역시 기판의 두께를 한정하게 되고 얇은 기판에 적용할 수 없다는 단점이 있다.
상기에서 설명한 바와 같이, 출력광원의 빔 사이즈를 크게 조성하는 경우에는 반도체 기판 표면에서 반사된 균일광과 반도체 기판 바닥면에서 반사된 균일광의 겹침 현상이 발생하기 때문에, 반도체 기판 표면의 결함 검출 면적을 넓히면서 기판 표면에 존재하는 미세한 크기의 결함에 대한 유무 및 그 위치를 면밀하게 검출하기 어렵다는 단점이 있었다.
본 발명은 상기 기술한 단점을 보완하기 위하여 광원 출력부에서 조사하는 광원을 백색광과 패브리-페로 에탈론의 조합으로 가간섭성 길이를 0.1 mm ~ 0.5 mm로 구성하여 반도체 기판 표면에서 반사된 균일광과 반도체 기판 바닥면에서 반사된 균일광의 겹침 현상을 발생하지 않는 산란광을 이용한 반도체 기판 표면의 결함 검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 종래 문제점을 해결하고 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 산란광을 이용하는 반도체 기판 표면의 결함 검출 장치는,
반도체 기판(120);과, 상기 반도체기판(120)에 백색광을 조사하는 광원 출력부(110);와, 상기 반도체 기판(120) 표면에 브루스터각(θB)±10° 이내의 각으로 입사된 후 반사된 균일광, 산란광과 반도체 기판(120) 바닥면에서 반사된 균일광, 산란광 및 간섭 패턴을 통과시키는 렌즈부(130);와, 상기 렌즈부(130)를 통과한 균일광, 산란광 및 간섭 패턴을 필터링 하는 편광부(140);및 상기 편광부를 통과한 균일광, 산란광 및 간섭 패턴광을 받는 광검출부(150);로 이루어지는 반도체 기판(120)표면의 결함 검출 장치에 있어서,
상기 간섭 패턴광을 광학적으로 처리하여 반도체 기판(120) 표면의 결함(121) 유무를 실시간 검출하되, 상기 광원 출력부(110)에서 조사하는 광원은 백색광원과 패브리-페로 에탈론의 조합 또는 LED로 구성되며 가간섭성 길이를 0.1 mm ~ 0.5 mm 로 구성함으로써
상기 광원 출력부(110)에서 조사되어 반도체 기판(120)의 결함(121)에서 반사된 산란광과 반도체 기판(120) 바닥면에서 반사된 균일광 사이의 간섭이 일어나지 않으므로 렌즈부(130)에 동일한 광이 겹쳐서 입사하게 되는 노이즈 간섭 패턴을 발생시키지 않는 것을 특징으로 한다.
삭제
여기서, 상기 광원 출력부(110)에서 조사된 광원의 가간섭성 길이는 상기 반도체 기판(120) 표면의 결함에 의한 산란광과 반도체 기판(120) 표면에서 반사된 균일광 사이의 광경로차 보다 크되, 반도체 기판(120) 표면에서 반사된 균일광과 반도체 기판(120) 바닥면에서 반사된 균일광 사이의 광경로차보다 작은 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 산란광을 이용하는 반도체 기판 표면의 결함 검출 방법은,
(a) 광원 출력부(110)에서 조사된 광을 반도체 기판(120) 표면에 브루스터각(θB)±10° 이내의 각으로 입사시키는 단계; (b) 상기 광원 출력부(110)에서 출력된 광이 반도체 기판(120) 표면에 입사된 후, 반도체 기판(120) 표면의 결함(121)이 없는 부분에서 반사되는 균일광, 반도체 기판(120) 표면의 결함(121)이 있는 부분에서 반사되는 산란광이 렌즈부(130)를 통과하는 단계; (c) 상기 렌즈부(130)를 통과한 균일광과 산란광을 편광부(140)에서 필터링하는 단계; (d) 상기 편광부(140)를 통과한 균일광(200)과 산란광(300)의 간섭에 의하여 간섭 패턴광을 발생하는 단계; 및 (e) 광검출부(150)에서 상기 간섭 패턴광을 광학적으로 처리하여 반도체 기판(120) 표면의 결함(121) 유무 및 위치를 실시간 검출하는 단계; 로 이루어지고,
상기 광원 출력부(110)에서 조사하는 광원은 백색광원과 패브리-페로 에탈론의 조합 또는 LED로 구성되며 가간섭성 길이를 0.1 mm ~ 0.5 mm 로 구성함으로써
상기 광원 출력부(110)에서 조사되어 반도체 기판(120)에서 반사된 균일광과 결함(121)에 의한 산란광 사이에 간섭이 생기되, 반도체 기판(120) 바닥면에서 반사된 균일광과 결함(121)에 의한 산란광 사이의 간섭은 일어나지 않으므로 렌즈부(130)에 동일한 광이 입사하게 되는 기판(120) 뒷면에 의한 노이즈 간섭 패턴을 발생시키지 않는 것을 특징으로 한다.
삭제
여기서, 상기 광원 출력부(110)에서 출력된 광원의 가간섭성 길이는 상기 반도체 기판(120) 표면의 결함에 의한 산란광과 반도체 기판(120) 표면에서 반사된 균일광 사이의 광경로차 보다 크되, 반도체 기판(120) 표면에서 반사된 균일광과 반도체 기판(120) 바닥면에서 반사된 균일광 사이의 광경로차보다 작은 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명의 산란광을 이용한 반도체 기판 표면의 결함 검출 장치는 산란광을 이용하여 반도체 기판의 결함을 실시간으로 검출하는 효과가 있다.
또한, 페브리-페로 에탈론으로 백색광의 가간섭성 길이를 짧게 조정함으로써 광원의 빔 사이즈를 5 mm x 5 mm 이상으로 크게 조사하여도 반도체 기판 표면에서 반사된 균일광과 반도체 기판 바닥면에서 반사된 균일광 사이의 간섭효과가 없어서 이 뒷면에 의한 노이즈 간섭무늬를 쉽게 제거할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 있어서 광원 출력부에서 조사된 빔 사이즈가 1 mm x 1 mm인 경우 광의 진행을 나타낸 도면,
도 2는 본 발명에 있어서 광원 출력부에서 조사된 빔 사이즈가 5 mm x 5 mm인 경우 광의 진행을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 있어서 결함이 없는 반도체 기판 표면에 입사 및 반사된 균일광의 진행을 나타낸 도면,
도 4는 본 발명에 있어서 결함이 있는 반도체 기판 표면에 입사 및 반사된 산란광의 진행을 나타낸 도면,
도 5는 본 발명에 있어서 결함이 있는 반도체 기판 표면에 입사 및 반사된 균일광 및 산란광의 진행을 나타낸 도면.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 결함(121)이 없는 반도체 기판(120) 표면에 입사된 후 반사된 균일광(200)의 진행을 나타낸 도면, 도 4는 본 발명의 결함(121)이 있는 반도체 기판(120) 표면에 입사되어 반사된 산란광(300)의 진행을 나타낸 도면, 도 5는 본 발명의 결함(121)이 있는 반도체 기판(120) 표면에 입사되어 반사된 균일광(200) 및 산란광(300)의 진행을 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 산란광(300)을 이용한 반도체 기판(120) 표면의 결함(121) 검출 장치는 반도체 기판(120);과, 상기 반도체기판(120)에 광을 조사하는 광원 출력부(110);와, 상기 반도체 기판(120) 표면에 브루스터각(θB)에 근접한 각으로 입사된 후 반사된 균일광(200), 산란광(300)과 반도체 기판(120) 바닥면에서 반사된 균일광(200), 산란광(300) 및 간섭 패턴을 통과시키는 렌즈부(130);와, 상기 렌즈부(130)를 통과한 균일광(200), 산란광(300) 및 간섭 패턴을 필터링하는 편광부(140); 및 상기 편광부를 통과한 균일광(200), 산란광(300) 및 간섭 패턴광을 받는 광검출부(150);로 이루어지며 상기 간섭 패턴광을 광학적으로 처리하여 반도체 기판(120) 표면의 결함(121) 유무를 실시간 검출한다.
이 때, 상기 광원 출력부(110)에서 조사하는 광원은 백색광과 패브리-페롯 에탈론의 조합으로 가간섭성 길이를 0.1 mm ~ 0.5 mm로 구성하며 상기 광원 출력부(110)에서 조사되어 반도체 기판(120)에서 반사된 균일광(200)과 반도체 기판(120) 바닥면에서 반사된 균일광(200) 사이의 간섭현상이 일어나지 않으므로 렌즈부(130)에 뒷면에서 반사하여 입사한 동일한 광에 의한 노이즈 간섭 패턴이 생기지 않는다.
여기서, 노이즈 간섭 패턴을 발생시키지 않는 원리에 대해서는 도 1 및 도 2를 참고 하여 배경기술에 설명하였다.
본 발명의 산란광(300)을 이용한 반도체 기판(120) 표면의 결함(121) 검출 장치에서, 상기 반도체 기판(120)으로는 Photomask(포토 마스크), 유리, 웨이퍼(wafer), 금속기판, 플라스틱, 필름 등을 이용할 수 있으며 여기서는 포토마스크를 예로 들어 설명하고, 이를 한정하지는 않는다.
또한, 상기 반도체 기판(120)상에는 파티클, 마이크로 스크래치 등과 같은 다양한 결함(121)이 존재할 수 있으며, 이러한 결함(121)에 의하여 반도체 기판(120)상에 브루스터각에 근접한 입사각으로 조사된 광은 입사각과 상이하게 반사될 수 있다.
그리고 백색광 광원은 할로겐 램프나 LED 광원을 ㅍ함한 모든 백색광 광원을 의미하며, 페브리-페롯 에탈론은 페브리-페롯 간섭계도 포함하는 개념이다.
본 발명의 산란광(300)을 이용한 반도체 기판(120) 표면의 결함(121) 검출 장치의 동작원리는 먼저, 상기 광원 출력부(110)에서 반도체 기판(120)상에 광을 조사한다.
여기서, 상기 광원 출력부(110)에서 출력되는 광은 P파 및 S파 성분을 가지는 균일광(200)으로, 반도체 기판(120) 표면에 브루스터각(θB)에 근접한 각도로 연속적으로 조사되며, 유리 기판 등의 경우 반도체 기판(120) 표면에 브루스터각(θB)±10°이내의 각도로 입사된다.
여기서 상기 브루스터각에 근접한 각도라 함은 잔류 P파 균일광의 크기가 0은 아니면서 P파 산란광(300)의 간섭이 가능한 각도를 의미한다.
이 때, 결함(121)을 갖는 반도체 기판(120) 표면에 조사된 광은 결함(121)에 의해 산란광(300)으로 반사된다.
또한 본 발명의 상기 광원 출력부(110)에서 조사된 광의 가간섭성 길이는 상기 반도체 기판(120) 표면의 결함(121)에 의한 산란광(300)과 반도체 기판(120) 표면에서 반사된 균일광(200) 사이의 광경로차 보다 크므로 간섭을 일으키되, 반도체 기판(120) 표면에서 반사된 균일광(200)과 반도체 기판(120) 바닥면에서 반사된 균일광(200) 사이의 광경로차보다 작은 범위를 가지므로 간섭을 일으키지 않는다.
상기 가간섭성 길이에 대한 요구 조건을 충족시킬 수 있는 광원으로 LED가 있다. LED는 종류 및 제조사에 따라 그 특성이 다르나, 일반적으로 LED 광원은 레이저 광원의 1/100 정도의 가간섭성 길이를 갖는다. 레이저 광의 가간섭성 길이가 대략 수십 cm 인 것을 감안할 때 LED의 가간섭성 길이는 수 mm 정도이거나 그 이하이며 실제로 LED 효율을 증진시키기 위하여 다이오드 전류를 높이면 가간섭성 길이가 증가하는 것은 일반적으로 알려져 있다. 검출하고자 하는 기판 표면의 결함의 최대 크기는 10 ㎛ 미만으로 국한되어 있으므로 LED 가간섭성 길이보다 작고, 기판의 두께는 통상 수 mm 수준이므로 LED 가간섭성 길이보다 크므로 LED 광원을 사용하여 상기 요구 조건을 충족시킬 수 있다. LED 광원은 상기 요구 조건을 충족시킬 수 있는 광원의 일 예에 불과하며, 광의 가간섭성 길이에 대한 요구 조건을 충족시키는 것이면 어떠한 원리와 형식의 광원도 무방하다.
이어서, 상기 광원 출력부(110)에서 조사되어 반도체 기판(120)에서 반사된 광은 상기 렌즈부(130)로 입사되는데, 이 때, 렌즈부(130)는 반도체 기판(120) 표면에서 반사된 균일광(200)인 잔류 P파 균일광(200)과 S파 균일광, 산란광(300)인 P파 산란광(300)과 S파 산란광을 통과시킨다.
이 때, 상기 잔류 P파 균일광(200)과 S파 균일광은 반도체 기판(120) 표면의 결함(121)이 없는 부분에서 반사되고, 상기 P파 산란광(300)과 S파 산란광의 산란광은 반도체 기판(120) 표면의 결함(121)이 있는 부분에서 반사된다.
여기서, 상기 반도체 기판(120) 표면의 결함(121)이 없는 부분의 면적은 결함(121)이 있는 부분의 면적보다 넓기 때문에, 결함(121)이 있는 부분에서 반사되어 렌즈부(130)로 입사되는 적은 양의 산란광(300)을 늘려주어야 하며 수렴 렌즈를 이용하여 반도체 기판(120) 표면의 결함(121) 부분에서 반사되는 산란광(300)을 모아 광 강도를 크게 할 수 있다.
이 때, 상기 잔류 P파 균일광(200)과 S파 균일광은 도 2와 같이 렌즈부(130)를 통과하면서 퍼지게 되므로 광 강도가 약해진다.
다음으로, 상기 편광부(140)는 상기 렌즈부(130)를 통과한 S파 균일광과 S파 산란광을 필터링하여 S파에 의한 영향을 제거한다.
그리고 상기 광검출부(150)는 상기 편광부(140)를 통과한 잔류 P파 균일광(200)과 P파 산란광(300)의 간섭에 의하여 발생된 간섭 패턴광을 받는 부분으로, 광검출부(150)로는 광증배관(PMT), 전하결합소자(CCD), CMOS 이미지 센서(CIS) 등 간섭 무늬를 검출할 수 있는 광학기기를 이용할 수 있다.
상기 간섭 패턴광은 반도체 기판(120) 표면에 브루스터각에 근접한 각도로 입사된 다음, 렌즈부(130)를 통과하여 광의 강도가 약해진 잔류 P파 균일광(200)과 렌즈부(130)를 통과하여 광의 강도가 강해진 P파 산란광(300)을 이용하여, 비슷한 광의 강도를 가진 균일광과 산란광을 간섭시켜 형성된다.
광검출부(150)에서 받은 간섭 패턴광을 광학적으로 처리하여 반도체 기판(120) 표면의 결함(121) 유무를 실시간 검출할 수 있다.
상세한 설명에서는 S파 균일광과 S파 산란광의 진행에 대하여도 설명하였으나, 도 3 내지 도 5에서는 미도시하였다.
다음으로, 본 발명의 산란광(300)을 이용한 반도체 기판(120) 표면의 결함(121) 검출 방법은 (a) 광원 출력부(110)에서 소정 파장의 광을 반도체 기판(120) 표면에 브루스터각(θB)에 근접한 각도로 입사시키는 단계; (b) 상기 광원 출력부(110)에서 출력된 광이 반도체 기판(120) 표면에 입사된 후, 반도체 기판(120) 표면의 결함(121)이 없는 부분에서 반사되는 균일광인 잔류 P파 균일광(200)과 S파 균일광, 반도체 기판(120) 표면의 결함(121)이 있는 부분에서 반사되는 산란광인 P파 산란광(300)과 S파 산란광이 렌즈부(130)를 통과하는 단계; (c) 상기 렌즈부(130)를 통과한 S파 균일광과 S파 산란광을 편광부(140)에서 필터링하는 단계; (d) 상기 편광부(140)를 통과한 잔류 P파 균일광(200)과 P파 산란광(300)의 간섭에 의하여 간섭 패턴광을 발생하는 단계; 및 (e) 광검출부(150)에서 상기 간섭 패턴광을 광학적으로 처리하여 반도체 기판(120) 표면의 결함(121) 유무 및 위치를 실시간 검출하는 단계;로 이루어진다.
본 발명의 산란광(300)을 이용한 반도체 기판(120) 표면 결함(121) 검출 방법에 대한 바람직한 실시 예, 구성, 특징 등은 상기 본 발명의 산란광(300)을 이용한 반도체 기판(120) 표면 결함(121) 검출 장치에서 설명한 바와 같다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 권리 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 청구범위뿐만 아니라, 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110 : 광원 출력부 120 : 반도체 기판
121 : 결함 130 : 렌즈부
140 : 편광부 150 : 광검출부
200 : 균일광 300 : 산란광

Claims (6)

  1. 반도체 기판(120);과,
    상기 반도체기판(120)에 백색광을 조사하는 광원 출력부(110);와,
    상기 반도체 기판(120) 표면에 브루스터각(θB)±10° 이내의 각으로 입사된 후 반사된 균일광, 산란광과 반도체 기판(120) 바닥면에서 반사된 균일광, 산란광 및 간섭 패턴을 통과시키는 렌즈부(130);와,
    상기 렌즈부(130)를 통과한 균일광, 산란광 및 간섭 패턴을 필터링 하는 편광부(140);및
    상기 편광부를 통과한 균일광, 산란광 및 간섭 패턴광을 받는 광검출부(150);로 이루어지는 반도체 기판(120)표면의 결함 검출 장치에 있어서,
    상기 간섭 패턴광을 광학적으로 처리하여 반도체 기판(120) 표면의 결함(121) 유무를 실시간 검출하되,
    상기 광원 출력부(110)에서 조사하는 광원은 백색광원과 패브리-페로 에탈론의 조합 또는 LED로 구성되며 가간섭성 길이를 0.1 mm ~ 0.5 mm 로 구성함으로써
    상기 광원 출력부(110)에서 조사되어 반도체 기판(120)의 결함(121)에서 반사된 산란광과 반도체 기판(120) 바닥면에서 반사된 균일광 사이의 간섭이 일어나지 않으므로 렌즈부(130)에 동일한 광이 겹쳐서 입사하게 되는 노이즈 간섭 패턴을 발생시키지 않는 것을 특징으로 하는 산란광을 이용한 반도체 기판(120) 표면의 결함 검출 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 광원 출력부(110)에서 조사된 광원의 가간섭성 길이는 상기 반도체 기판(120) 표면의 결함에 의한 산란광과 반도체 기판(120) 표면에서 반사된 균일광 사이의 광경로차 보다 크되, 반도체 기판(120) 표면에서 반사된 균일광과 반도체 기판(120) 바닥면에서 반사된 균일광 사이의 광경로차보다 작은 것을 특징으로 하는 산란광을 이용한 반도체 기판 표면의 결함 검출 장치.
  4. (a) 광원 출력부(110)에서 조사된 광을 반도체 기판(120) 표면에 브루스터각(θB)±10° 이내의 각으로 입사시키는 단계;
    (b) 상기 광원 출력부(110)에서 출력된 광이 반도체 기판(120) 표면에 입사된 후, 반도체 기판(120) 표면의 결함(121)이 없는 부분에서 반사되는 균일광, 반도체 기판(120) 표면의 결함(121)이 있는 부분에서 반사되는 산란광이 렌즈부(130)를 통과하는 단계;
    (c) 상기 렌즈부(130)를 통과한 균일광과 산란광을 편광부(140)에서 필터링하는 단계;
    (d) 상기 편광부(140)를 통과한 균일광(200)과 산란광(300)의 간섭에 의하여 간섭 패턴광을 발생하는 단계; 및
    (e) 광검출부(150)에서 상기 간섭 패턴광을 광학적으로 처리하여 반도체 기판(120) 표면의 결함(121) 유무 및 위치를 실시간 검출하는 단계; 로 이루어지되,
    상기 광원 출력부(110)에서 조사하는 광원은 백색광원과 패브리-페로 에탈론의 조합 또는 LED로 구성되며 가간섭성 길이를 0.1 mm ~ 0.5 mm 로 구성함으로써
    상기 광원 출력부(110)에서 조사되어 반도체 기판(120)에서 반사된 균일광과 결함(121)에 의한 산란광 사이에 간섭이 생기되, 반도체 기판(120) 바닥면에서 반사된 균일광과 결함(121)에 의한 산란광 사이의 간섭은 일어나지 않으므로 렌즈부(130)에 동일한 광이 입사하게 되는 기판(120) 뒷면에 의한 노이즈 간섭 패턴을 발생시키지 않는 것을 특징으로 하는 산란광을 이용한 반도체 기판(120) 표면의 결함 검출 방법.
  5. 삭제
  6. 제 4항에 있어서, 상기 광원 출력부(110)에서 출력된 광원의 가간섭성 길이는 상기 반도체 기판(120) 표면의 결함에 의한 산란광과 반도체 기판(120) 표면에서 반사된 균일광 사이의 광경로차 보다 크되, 반도체 기판(120) 표면에서 반사된 균일광과 반도체 기판(120) 바닥면에서 반사된 균일광 사이의 광경로차보다 작은 것을 특징으로 하는 산란광을 이용한 반도체 기판 표면의 결함 검출 방법
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