KR102320506B1 - 데미지층의 깊이 및 데미지층 내의 결함의 농도를 측정하는 방법 및 상기 방법을 수행하는 시스템 - Google Patents

데미지층의 깊이 및 데미지층 내의 결함의 농도를 측정하는 방법 및 상기 방법을 수행하는 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 후면에 형성된 데미지층의 깊이를 결정하는 방법은, 상기 데미지층으로 제1 광 및 제2 광을 조사하는 단계; 상기 데미지층 내의 결함에 의해 반사 또는 산란된 상기 제1 광 및 상기 제2 광을 검출하는 단계; 상기 제1 광의 제1 파장 및 상기 제2 광의 제2 파장에 기초하여, 상기 제1 광의 제1 투과 깊이 및 상기 제2 광의 제2 투과 깊이를 결정하는 단계; 및 상기 제1 투과 깊이 및 상기 제2 투과 깊이를 이용하여 상기 데미지층의 깊이를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

데미지층의 깊이 및 데미지층 내의 결함의 농도를 측정하는 방법 및 상기 방법을 수행하는 시스템 {METHOD OF MEASURING DEPTH OF DAMAGE LAYER AND CONCENTRATION OF DEFECTS IN DAMAGE LAYER AND SYSTEM PERFORMING THE METHOD}
본 발명은 데미지층의 깊이 및 데미지층 내의 결함의 농도를 측정하는 방법 및 상기 방법을 수행하는 시스템에 관한 것이다.
반도체 패키지를 소형화, 경량화하는 추세에 따라, 웨이퍼(Wafer)의 후면을 그라인딩(grinding)하여 웨이퍼의 두께를 줄이고 있다.
다만, 웨이퍼의 두께가 줄어듦으로써, 구리(Cu)와 같은 금속 이온 등의 이물질이 웨이퍼의 후면으로 침투하는데, 이물질의 침투를 막기 위하여, 웨이퍼의 후면에 데미지층을 형성하고 있다.
다만, 현재 데미지층이 적절한 깊이(두께)로 형성이 되었는지를 판단하기 위하여 TEM(Transmission Electron Microscopy) 방식을 이용하고 있는데, TEM 방식은 파괴 검사 방식이고, 측정을 위한 별도의 시편이 필요한 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 데미지층에 조사하는 광의 파장에 따른 결함의 농도를 이용하여 데미지층의 깊이를 결정하는 방법을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 후면에 형성된 데미지층의 깊이를 결정하는 방법은, 상기 데미지층으로 제1 광 및 제2 광을 조사하는 단계; 상기 데미지층 내의 결함에 의해 반사 또는 산란 된 상기 제1 광 및 상기 제2 광을 검출하는 단계; 상기 제1 광의 제1 파장 및 상기 제2 광의 제2 파장에 기초하여, 상기 제1 광의 제1 투과 깊이 및 상기 제2 광의 제2 투과 깊이를 결정하는 단계; 및 상기 제1 침투 깊이 및 상기 제2 투과 깊이를 이용하여 상기 데미지층의 깊이를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 파장이 상기 제2 파장보다 길 경우, 상기 제1 투과 깊이는 상기 제2 투과 깊이보다 깊을 수 있다.
상기 데미지층의 깊이를 결정하는 단계는, 상기 검출한 제1 광이 나타내는 제1 정보와 상기 검출한 제2 광이 나타내는 제2 정보가 동일한 경우, 상기 제2 투과 깊이를 상기 데미지층의 깊이로 결정할 수 있다.
상기 데미지층의 깊이를 결정하는 단계는, 상기 제1 투과 깊이에 대한 결함의 수 또는 농도와 상기 제2 투과 깊이에 대한 결함의 수 또는 농도가 동일한 경우, 상기 제2 투과 깊이를 상기 데미지층의 깊이로 결정할 수 있다.
상기 방법은, 상기 검출한 제1 광을 이용하여 상기 제1 투과 깊이에 대응하는 제1 영역에 존재하는 결함의 수 또는 농도를 결정하는 단계; 상기 검출한 제2 광을 이용하여 상기 제2 투과 깊이에 대응하는 제2 영역에 존재하는 결함의 수 또는 농도를 결정하는 단계; 및 상기 제1 영역에 존재하는 결함의 수 또는 농도와 상기 제2 영역에 존재하는 결함의 수 또는 농도를 이용하여, 상기 제1 영역 중에서 상기 제2 영역에 포함되지 않은 제3 영역에 존재하는 결함의 수 또는 농도를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 제1 영역에 존재하는 결함의 수 또는 농도를 이용하여 상기 제1 영역에서의 결함의 농도를 결정하는 단계; 상기 제2 영역에 존재하는 결함의 수 또는 농도를 이용하여 상기 제2 영역에서의 결함의 농도를 결정하는 단계; 및 상기 제3 영역에 존재하는 결함의 수 또는 농도를 이용하여 상기 제2 영역에서의 결함의 농도를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 광 및 제2 광을 조사하는 단계는, 상기 데미지층으로 상기 제1 광과 상기 제2 광을 동시에 조사하고, 상기 제1 광과 상기 제2 광은 백색광(white light)으로부터 분산된 광에 해당할 수 있다.
상기 제1 광 및 제2 광을 조사하는 단계는, 상기 제1 광과 상기 제2 광을 순차적으로 조사할 수 있다.
상기 기판은 실리콘 기판일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 기판의 후면에 형성된 데미지층의 깊이를 결정하는 측정 시스템은, 상기 데미지층으로 제1 광 및 제2 광을 조사하는 광 조사기; 상기 데미지층 내의 결함에 의해 반사 또는 산란 된 상기 제1 광 및 상기 제2 광을 검출하는 광 검출기; 및 상기 광 검출기로부터 상기 제1 광에 대한 정보 및 상기 제2 광에 대한 정보를 수신하는 결정 장치를 포함하고, 상기 결정 장치는, 상기 제1 광의 제1 파장 및 상기 제2 광의 제2 파장에 기초하여, 상기 제1 광의 제1 투과 깊이 및 상기 제2 광의 제2 투과 깊이를 결정하고, 상기 제1 투과 깊이 및 상기 제2 투과 깊이를 이용하여 상기 데미지층의 깊이를 결정할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 데미지층에 조사하는 광의 파장에 따른 결함의 농도를 이용하여 데미지층의 깊이를 결정함으로써, 비파괴 방식으로 데미지층의 깊이를 구할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 데미지층의 깊이 및 데미지층 내의 결함의 농도를 측정하는 측정 시스템을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 데미지층의 깊이 및 데미지층 내의 결함의 농도를 결정하는 결정 장치의 기능을 개념적으로 나타내는 블록도이다.
도 3은 데미지층의 깊이 및 데미지층 내의 결함의 농도를 결정하는 일 예시를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 데미지층의 깊이를 결정하는 방법을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 광 조사기가 서로 다른 파장을 갖는 복수의 광들을 조사하는 경우 데미지층의 깊이 및 데미지층 내의 결함의 농도를 측정하는 방법을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 광 조사기가 서로 다른 파장을 갖는 하나의 광을 조사하는 경우 데미지층의 깊이 및 데미지층 내의 결함의 농도를 측정하는 방법을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 데미지층의 깊이 및 데미지층 내의 결함의 농도를 측정하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함'한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예들을 도면을 참조하여 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 데미지층의 깊이 및 데미지층 내의 결함의 농도를 측정하는 측정 시스템을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 측정 시스템(10)은 기판(110), 데미지층(damage layer)(120), 광 조사기(200) 및 광 검출기(300)를 포함할 수 있다.
기판(110)은 다양한 종류의 구성들이 실장될 수 있도록 마련된 구성일 수 있다.
실시예에 따라, 기판(110)은 실리콘 기판일 수 있다. 실리콘 기판에서 적외선 빛은 완전 투과되며, 실리콘 기판은 파장이 짧은 빛일수록 광 흡수율이 올라가 투과 깊이가 줄어드는 성질을 가진다. 따라서, 가시광선 부근의 빛은 실리콘 기판의 박막(데미지층 깊이 또는 웨이퍼의 Si 두께 정도)에서 일부가 흡수되지만, 일부는 일정 깊이까지 투과할 수 있다.
기판(110)은 전자 소자(미도시)가 실장/부착될 수 있는 상면(111) 및 상면(111)의 반대쪽 표면인 후면(112)를 포함할 수 있다.
데미지층(120)은 외부의 이물질(특히, 구리 등의 금속 이온)이 기판(110)으로 침투하는 것을 방지/완화하기 위한 구성으로, 데미지층(120)은 그라인딩(grinding)에 의해 기판(110)의 후면(112)으로부터 그 내부에 형성될 수 있다.
실시예에 따라, 데미지층(120)의 깊이(depth)(t)는 1 미크론(micron) 이상, 30 미크론 이하일 수 있다.
광 조사기(200)는, 데미지층(120)의 깊이 및 데미지층(120) 내의 결함(121)의 깊이 별 분포 정도(즉, 깊이 별 농도)를 측정하기 위하여, 데미지층(120)의 후면으로 광(B)을 조사할 수 있다. 본 명세서에서 결함(121)은 점결함, 선결함 및 면결함을 포함할 수 있다.
광 조사기(200)가 조사하는 광(B)은 백색광(white light), LED, 청색 레이저, 녹색 레이저, 적색 레이저 등을 포함하나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 광 조사기(200)가 조사하는 광(B)은 데미지층(120)의 깊이 및 데미지층(120) 내의 결함(121)의 농도를 측정하는데 적절한 종류의 광일 수 있다.
또한, 본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여 적색 광, 녹색 광, 청색 광 등의 가시광선에 대해서만 기술하지만, 이에 한정되지 않는다. 즉, 본 명세서에서의 광(B)은 가시광선 뿐만 아니라, 근적외선 및 근자외선 파장의 광도 포함할 수 있다.
광 검출기(300)는 광 조사기(200)에서 조사된 광(B)이 데미지층(120) 내의 결함(121) 등에 의해 데미지층(120)의 표면에서 반사 또는 데미지층(120) 내부에서 산란되면 반사 또는 산란된 광을 검출할 수 있다.
광 검출기(300)는 반사 또는 산란된 광을 검출하기 위하여 광전관(phototube)을 포함할 수 있다. 실시예에 따라, 다양한 파장(또는 파장 범위, 이하 대표하여 '파장')의 광들을 검출하기 위하여, 광 검출기(300)는 복수의 광전관들을 포함할 수 있으며, 또는 측정 시스템(10)이 하나 이상의 광전관을 포함하는 광 검출기(300)를 하나 이상 포함할 수 있다.
광(B)은 데미지층(120)의 표면에서 반사 또는 데미지층(120) 내의 결함(121)에 의해 산란되므로, 광 검출기(300)가 검출한 광(B)은 데미지층(120) 내의 결함(121)의 개수, 데미지층(120)의 깊이 및/또는 광(B)이 데미지층(120)을 투과한 깊이에 대한 정보를 포함할 수 있다.
따라서, 결정 장치(도 2의 400)는 검출한 광(B)을 분석하여, 광(B)의 투과 깊이에 따른 결함(121)의 농도 및 데미지층(120)의 깊이를 결정할 수 있다. 여기서 투과 깊이는 광(B)이 투과한 깊이를 의미하는 것으로서, 데미지층(120)의 표면(기판(110)과 맞닿은 표면의 반대쪽 표면)을 기준으로 산출될 수 있다.
광(B)의 흡수 깊이(absorption depth)는 광(B)의 파장 별로 다를 수 있으며, 보다 자세하게는, 광(B)의 파장이 길수록 광(B)의 흡수 깊이는 깊을 수 있다. 예컨대, 630-780 nm의 파장을 갖는 적색 광의 흡수 깊이는 350~1000um, 495-570 nm의 파장을 갖는 녹색 광의 흡수 깊이는 90~200um, 450-495 nm의 파장을 갖는 청색 광의 흡수 깊이는 40~90um일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
여기서, 흡수 깊이라 함은, 광 조사기(200)에 의해 조사된 광(B)이 특정 깊이의 데미지층(120)을 투과함에 따라 데미지층(120)에 흡수되어, 광(B)의 세기가 최초의 세기의 36% (즉, 1/e)가 될 때의 깊이를 의미할 수 있다. 이때, 흡수 깊이만큼 투과된 광(B)이 데미지층(120) 내의 결함(121)에 의해 반사 또는 산란되어 광 검출기(300)에 의해 검출되는 경우, 광 검출기(130)에서 검출된 광(B)의 세기는 최초의 세기의 13% (= 36% * 36%)가 될 수 있다.
본 명세서에서는, 설명의 편의를 위하여, 광 검출기(300)에서 검출 가능한 최대 깊이를 1 흡수 깊이를 기준으로 설명하지만, 이에 한정되지 않는다. 즉, 실시예에 따라, 광 검출기(300)에서 검출 가능한 최대 깊이는 1 흡수 깊이가 아닌 다른 값을 가질 수도 있다.
결정 장치(도 2의 400)는 서로 다른 파장을 갖는 복수의 광들을 분석하여 데미지층(120)의 깊이 별 결함(121)의 분포 정도를 결정할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 데미지층의 깊이 및 데미지층 내의 결함의 농도를 결정하는 결정 장치의 기능을 개념적으로 나타내는 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 결정 장치(400)는 결함 수 결정부(410), 투과 깊이 결정부(420), 결함 농도 결정부(430) 및 데미지층 깊이 결정부(440)를 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 결함 수 결정부(410), 투과 깊이 결정부(420), 결함 농도 결정부(430) 및 데미지층 깊이 결정부(440)는 결정 장치(400)의 기능을 쉽게 설명하기 위하여 결정 장치(400)가 수행하는 기능을 개념적으로 나눈 것으로서, 이에 한정되지 않는다. 실시예들에 따라, 결함 수 결정부(410), 투과 깊이 결정부(420), 결함 농도 결정부(430) 및 데미지층 깊이 결정부(440)의 기능은 병합/분리 가능하며, 하나의 프로그램에 포함된 일련의 명령어들로 구현될 수도 있다.
결함 수 결정부(410)는, 광 검출기(300)로부터 수신한 광(B)에 대한 정보를 이용하여, 광(B)을 조사한 소정의 위치 및 범위(R)에서 검출된 데미지층(120) 내의 결함의 수 또는 농도를 결정할 수 있다.
광(B)의 투과 깊이는 광(B)의 파장에 따라 달라지므로, 데미지층(120) 내의 결함의 수 또는 농도는 광(B)의 파장에 따라 결정될 수 있다. 즉, 동일한 위치 및 범위에서 광(B)을 조사하더라도, 조사한 광(B)의 파장이 상이한 경우, 검출되는 결함의 수 또는 농도는 서로 다를 수 있다.
투과 깊이 결정부(420)는, 광(B)의 파장에 기초하여, 소정의 위치 및 범위에서의 광(B)의 투과 깊이를 결정할 수 있다.
결함 농도 결정부(430)는 서로 다른 파장을 갖는 복수의 광에 대한 정보를 이용하여 소정의 위치, 범위 및 깊이에서의 데미지층(120) 내의 결함 농도를 결정할 수 있다.
데미지층 깊이 결정부(440)는 광의 투과 깊이에 따른 결함의 분포 정도수를 이용하여 데미지층(120)의 깊이를 결정할 수 있다.
도 4를 더 참조하면, 결함 농도 결정부(430)에서 결정한 데미지층(120)의 결함 농도를 데미지층(120)의 깊이에 대한 그래프로 나타낼 수 있다. 실시예에 따라, 결함 농도와 깊이에 대한 그래프가 정규 분포 곡선을 나타내는 경우, 데미지층 깊이 결정부(440)는 그래프의 변화 추이에 따라 데미지층(130)의 깊이를 결정할 수 있다. 즉, 데미지층 깊이 결정부(440)는, 결함의 농도와 데미지층(120)의 깊이에 대한 그래프에 기초하여, 결함(121)의 농도으로부터 데미지층(120)의 깊이로 추정할 수 있다. 이때, 결함 농도 결정부(430)에서 결정된 결함(121)의 농도가 기 설정된 하한 값 이하인 경우, 해당 값은 노이즈라고 판단하고, 데미지층(120)의 깊이를 추정하는데 이용하지 않을 수 있다.
또한, 광 조사기(200)가 파장을 더욱 세분화한 더 많은 수의 광을 조사하는 경우, 결함 농도와 데미지층(120)의 깊이에 대한 그래프는 더 세밀하게 작성될 수 있으며, 따라서, 데미지층(120)의 추정의 정확도가 높아질 수 있다.
또는, 다른 실시예에 따라, 데미지층 깊이 결정부(440)는, 결함 농도 결정부(430)의 결정에 따라, 결함이 발견되는 깊이까지를 데미지층이라고 결정할 수 있다.
도 3은 데미지층의 깊이 및 데미지층 내의 결함의 농도를 결정하는 일 예시를 나타낸다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 도 3의 (a)는 데미지층(120)을 옆에서 바라봤을 때의 단면도를 나타내고, 도 3의 (b)는 데미지층(120)을 위에서 바라봤을 때의 단면도를 나타낸다.
광 조사기(200)가 소정의 범위(R)에서 파장이 서로 다른 적색 광(B_R), 녹색 광(B_G) 및 청색 광(B_B)을 동시에 또는 이시에 데미지층(120)으로 조사하면, 광 검출기(300)는 데미지층(120) 내의 결함(121)에 의해 반사 또는 산란된 적색 광(B_R), 녹색 광(B_G) 및 청색 광(B_B)을 검출할 수 있다.
본 명세서에서는 설명의 편의를 위하여 광 조사기(200)가 광을 조사하는 소정의 범위(R)를 원으로 표현하였지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 광이 조사되는 소정의 범위(R)는 실시예에 따라 다양할 수 있다. 또한, 광을 조사하는 범위(R)는 실시예에 따라 변경될 수 있다.
광 검출기(300)가 검출한 적색 광(B_R)에 따라 소정의 범위(R)에서 조사된 청색 광(B_B)에 대한 정보를 전송하는 경우, 결함 수 결정부(410)는 청색 광(B_B)의 투과 깊이(PD_B)에 대한 결함(121)의 수(예컨대, 1개)를 결정할 수 있다.
이와 동일하게, 광 검출기(300)가 소정의 범위(R)에서 조사된 녹색 광(B_G)에 대한 정보를 전송하는 경우, 결함 수 결정부(410)는 녹색 광(B_G)의 투과 깊이(PD_G)에 대한 결함(121)의 수(예컨대, 3개)를 결정하고, 광 검출기(300)가 소정의 범위(R)에서 조사된 적색 광(B_R)에 대한 정보를 전송하는 경우, 결함 수 결정부(410)는 적색 광(B_R)의 투과 깊이(PD_R)에 대한 결함(121)의 수(예컨대, 6개)를 결정할 수 있다.
이때, 파장은 적색 광(B_R), 녹색 광(B_G), 청색 광(B_B) 순으로 기므로, 적색 광(B_R)의 투과 깊이(PD_R)은 녹색 광(B_G)의 투과 깊이(PD_G)보다 깊고, 녹색 광(B_G)의 투과 깊이(PD_G)는 청색 광(B_B)의 투과 깊이(PD_B)보다 깊을 수 있다.
따라서, 녹색 광(B_G)의 투과 깊이(PD_G)에서의 결함(121)의 수(예컨대, 3개)는 청색 광(B_B)의 투과 깊이(PD_B)에서의 결함(121)의 수(예컨대, 1개)를 포함하므로, 녹색 광(B_G)의 투과 깊이(PD_G)에서의 결함(121)의 수(예컨대, 3개)에서 청색 광(B_B)의 투과 깊이(PD_B)에서의 결함(121)의 수(예컨대, 1개)를 뺀 값(예컨대, 2개)이 제2 영역(A2)에서의 결함의 수 또는 농도로 결정되고, 제1 영역(A1)에서의 결함의 수 또는 농도(예컨대, 1개)는 제1 영역(A1)에 대응되는 투과 깊이(PD_B)를 갖는 청색 광(B_B)의 결함(121)의 수(예컨대, 1개)로 결정될 수 있다.
이와 동일하게, 적색 광(B_R)의 투과 깊이(PD_R)에서의 결함(121)의 수(예컨대, 6개)는 녹색 광(B_G)의 투과 깊이(PD_G)에서의 결함(121)의 수(예컨대, 3개)를 포함하므로, 적색 광(B_R)의 투과 깊이(PD_R)에서의 결함(121)의 수(예컨대, 6개)에서 녹색 광(B_G)의 투과 깊이(PD_G)에서의 결함(121)의 수(예컨대, 3개)를 뺀 값(예컨대, 3개)이 제3 영역(A3)에서의 결함의 수 또는 농도로 결정될 수 있다.
위의 과정을 통해서, 제1 영역(A1), 제2 영역(A2) 및 제3 영역(A3) 각각에서의 결함(121)의 수가 결정될 수 있으며, 각 영역의 부피와 결함(121)의 수의 상관 관계에 따라 각 영역에서의 결함 농도가 결정될 수 있다.
또한, 투과 깊이가 다른 하나 이상의 광들을 추가적으로 데미지층(120)에 조사함으로써, 보다 세분화된 영역에서의 결함의 수 또는 농도를 알 수 있으며, 광 조사기(200)가 광을 조사하는 위치(x, y)를 이동시키면서 동일한 과정을 수행할 경우, 데미지층(120) 전체에 대한 결함(121)의 수, 결함 농도 및 데미지층의 깊이를 알 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 광 조사기가 서로 다른 파장을 갖는 복수의 광들을 조사하는 경우 데미지층의 깊이 및 데미지층 내의 결함의 농도를 측정하는 방법을 나타낸다.
도 1, 도 2 및 도 5를 참조하면, 광 조사기(200)는 각각이 서로 다른 파장을 갖는 광들을 데미지층(120)에 조사하고, 광 검출기(300)는 데미지층(120)의 표면 또는 내부의 결함(121)에 의해 반사 또는 산란된 광들을 검출할 수 있다.
광 조사기(200)는 서로 다른 파장을 갖는 광들을 데미지층(120)으로 순차적으로 조사할 수 있다. 예컨대, 광 조사기(200)는 제1 시각에 청색 광(B_B)을 조사하고, 제1 시각 이후의 제2 시각에 적색 광(B_B)을 조사할 수 있다. 본 명세서에서는 하나의 광 조사기(200)가 서로 다른 파장을 갖는 광들을 순차적으로 조사하는 것으로 도시하였지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 실시예에 따라, 둘 이상의 광 조사기(200) 각각이 서로 다른 파장을 갖는 광을 조사할 수 있다.
광 검출기(300)는 결함(121)에 반사 또는 산란된 청색 광(B_B) 및 적색 광(B_R)을 순차적으로 검출할 수 있다. 본 명세서에서는 두 개의 광 검출기(300)가 각각 청색 광(B_B)과 적색 광(B_R)을 검출하는 것으로 도시하였지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 실시예에 따라, 하나 이상의 광전관을 포함하는 하나의 광 검출기(300)가 청색 광(B_B)과 적색 광(B_R)을 모두 검출할 수도 있다.
광 검출기(300)가 순차적으로 청색 광(B_B)에 대한 정보 및 적색 광(B_R)에 대한 정보를 전송하면, 결정 장치(400)는, 도 2에서 설명한 바와 같이, 수신한 청색 광(B_B)에 대한 정보 및 적색 광(B_R)에 대한 정보를 이용하여 데미지층(120) 내의 결함의 수, 결함의 농도 및 데미지층(120)의 깊이를 결정할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 광 조사기가 서로 다른 파장을 갖는 하나의 광을 조사하는 경우 데미지층의 깊이 및 데미지층 내의 결함의 농도를 측정하는 방법을 나타낸다.
도 1, 도 2 및 도 6을 참조하면, 광 조사기(200')는 서로 다른 파장을 갖는 복수의 광들로 분산 가능한 하나의 광(예컨대, 백색광)을 데미지층(120)에 조사하고, 광 검출기(300)는 데미지층(120)의 표면 또는 내부의 결함(121)에 의해 반사 또는 산란된 광들을 검출할 수 있다.
광 검출기(300)는 결함(121)에 반사 또는 산란된 청색 광(B_B) 및 적색 광(B_R)을 검출할 수 있다. 본 명세서에서는 복수의 광전관을 포함하는 하나의 광 검출기(300)가 청색 광(B_B), 녹색 광(B_G) 및 적색 광(B_R)을 모두 검출하는 것으로 도시하였지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 실시예에 따라, 측정 시스템(10')은 복수의 광 검출기(300)를 포함하고, 복수의 광 검출기(300) 각각이 하나의 광을 검출할 수도 있다.
광 검출기(300)가 청색 광(B_B)에 대한 정보 및 적색 광(B_R)에 대한 정보를 전송하면, 결정 장치(400)는, 도 2에서 설명한 바와 같이, 수신한 청색 광(B_B)에 대한 정보 및 적색 광(B_R)에 대한 정보를 이용하여 데미지층(120) 내의 결함의 수, 결함의 농도 및 데미지층(120)의 깊이를 결정할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 데미지층의 깊이 및 데미지층 내의 결함의 농도를 측정하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 1, 도 2 및 도 7을 참조하면, 광 조사기(200)가 데미지층(120)에 광(B)을 조사하면(S700), 광 검출기(300)는 데미지층(120)의 표면 또는 내부의 결함(121)에 의해 반사 또는 산란된 광(B)을 검출할 수 있다(S710).
결정 장치(400)가 광 검출기(300)로부터 광(B)에 대한 정보를 수신한 경우, 결함 수 결정부(410)는, 광(B)에 대한 정보를 이용하여, 광(B)을 조사한 소정의 위치 및 범위에서 검출된 데미지층(120) 내의 결함의 수 또는 농도를 결정할 수 있다(S720).
투과 깊이 결정부(420)는, 광(B)의 파장에 기초하여, 광(B)의 투과 깊이를 결정할 수 있다(S730).
결함 농도 결정부(430)는 서로 다른 파장을 갖는 복수의 광을 이용하여 소정의 위치, 범위 및 깊이에서의 데미지층(120) 내의 결함 농도를 결정할 수 있다(S740).
데미지층 깊이 결정부(440)는 결함 농도 결정부(430)에서 결정한 데미지층(120)의 깊이에 따른 결함 농도를 이용하여 데미지층(120)의 깊이를 결정할 수 있다(S750).
본 발명에 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 인코딩 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 인코딩 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방법으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 품질에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 측정 시스템
110: 기판
120: 데미지층
200: 광 조사기
300: 광 검출기
400: 결정 장치

Claims (10)

  1. 기판의 후면에 형성된 데미지층의 깊이를 결정하는 방법에 있어서,
    상기 데미지층으로 제1 광 및 상기 제1 광과 파장이 다른 제2 광을 조사하는 단계;
    상기 데미지층 내의 결함에 의해 반사 또는 산란된 상기 제1 광 및 상기 제2 광을 검출하는 단계;
    상기 제1 광의 제1 파장 및 상기 제2 광의 제2 파장에 기초하여, 상기 제1 광의 제1 투과 깊이 및 상기 제2 광의 제2 투과 깊이를 결정하는 단계;
    상기 검출한 제1 광을 이용하여 상기 제1 투과 깊이에 대응하는 제1 영역에 존재하는 결함의 수 또는 농도를 결정하는 단계;
    상기 검출한 제2 광을 이용하여 상기 제2 투과 깊이에 대응하는 제2 영역에 존재하는 결함의 수 또는 농도를 결정하는 단계;
    상기 제1 영역에 존재하는 결함의 수 또는 농도와 상기 제2 영역에 존재하는 결함의 수 또는 농도를 이용하여, 상기 제1 영역 중에서 상기 제2 영역에 포함되지 않은 제3 영역에 존재하는 결함의 수 또는 농도를 결정하는 단계; 및
    상기 제1 영역, 상기 제2 영역 및 상기 제3 영역 각각에 존재하는 결함의 수 또는 농도에 기초하여 상기 데미지층의 깊이를 결정하는 단계를 포함하는
    데미지층의 깊이를 결정하는 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 파장이 상기 제2 파장보다 길 경우, 상기 제1 투과 깊이는 상기 제2 투과 깊이보다 깊은
    데미지층의 깊이를 결정하는 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 데미지층의 깊이를 결정하는 단계는,
    상기 검출한 제1 광이 나타내는 제1 정보와 상기 검출한 제2 광이 나타내는 제2 정보가 동일한 경우, 상기 제2 투과 깊이를 상기 데미지층의 깊이로 결정하는
    데미지층의 깊이를 결정하는 방법.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 데미지층의 깊이를 결정하는 단계는,
    상기 제1 투과 깊이에 대한 결함의 수 또는 농도와 상기 제2 투과 깊이에 대한 결함의 수 또는 농도가 동일한 경우, 상기 제2 투과 깊이를 상기 데미지층의 깊이로 결정하는
    데미지층의 깊이를 결정하는 방법.
  5. 삭제
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 영역에 존재하는 결함의 수 또는 농도를 이용하여 상기 제1 영역에서의 결함의 농도를 결정하는 단계;
    상기 제2 영역에 존재하는 결함의 수 또는 농도를 이용하여 상기 제2 영역에서의 결함의 농도를 결정하는 단계; 및
    상기 제3 영역에 존재하는 결함의 수 또는 농도를 이용하여 상기 제3 영역에서의 결함의 농도를 결정하는 단계를 더 포함하는
    데미지층의 깊이를 결정하는 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 광 및 제2 광을 조사하는 단계는,
    상기 데미지층으로 상기 제1 광과 상기 제2 광을 동시에 조사하고,
    상기 제1 광과 상기 제2 광은 백색광(white light)으로부터 분산된 광에 해당하는
    데미지층의 깊이를 결정하는 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 광 및 제2 광을 조사하는 단계는,
    상기 제1 광과 상기 제2 광을 순차적으로 조사하는
    데미지층의 깊이를 결정하는 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 기판은 실리콘 기판인
    데미지층의 깊이를 결정하는 방법.
  10. 기판의 후면에 형성된 데미지층의 깊이를 결정하는 측정 시스템에 있어서,
    상기 데미지층으로 제1 광 및 상기 제1 광과 파장이 다른 제2 광을 조사하는 광 조사기;
    상기 데미지층 내의 결함에 의해 반사 또는 산란된 상기 제1 광 및 상기 제2 광을 검출하는 광 검출기; 및
    상기 광 검출기로부터 상기 제1 광에 대한 정보 및 상기 제2 광에 대한 정보를 수신하는 결정 장치를 포함하고,
    상기 결정 장치는,
    상기 제1 광의 제1 파장 및 상기 제2 광의 제2 파장에 기초하여, 상기 제1 광의 제1 투과 깊이 및 상기 제2 광의 제2 투과 깊이를 결정하고,
    상기 검출한 제1 광을 이용하여 상기 제1 투과 깊이에 대응하는 제1 영역에 존재하는 결함의 수 또는 농도를 결정하고,
    상기 검출한 제2 광을 이용하여 상기 제2 투과 깊이에 대응하는 제2 영역에 존재하는 결함의 수 또는 농도를 결정하고,
    상기 제1 영역에 존재하는 결함의 수 또는 농도와 상기 제2 영역에 존재하는 결함의 수 또는 농도를 이용하여, 상기 제1 영역 중에서 상기 제2 영역에 포함되지 않은 제3 영역에 존재하는 결함의 수 또는 농도를 결정하고,
    상기 제1 영역, 상기 제2 영역 및 상기 제3 영역 각각에 존재하는 결함의 수 또는 농도에 기초하여 상기 데미지층의 깊이를 결정하는
    측정 시스템.
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