KR20020039018A

KR20020039018A - 웨이퍼 표면검사장치의 잔류빔 제거장치

Info

Publication number: KR20020039018A
Application number: KR1020000068890A
Authority: KR
Inventors: 김철호; 김용운
Original assignee: 황인길; 아남반도체 주식회사
Priority date: 2000-11-20
Filing date: 2000-11-20
Publication date: 2002-05-25

Abstract

본 발명은 웨이퍼 표면검사장치의 잔류빔 제거장치에 관한 것으로, 하우징(11)의 내측에 X-Y축 방향으로 이동됨과 아울러 소정의 방향으로 회전되는 웨이퍼척(12)에 안착된 반도체웨이퍼(W)의 이미지가 광검출모듈(16)로 집속되도록 반도체웨이퍼(W)의 표면으로 소정의 파장을 갖는 빔을 발생하여 반도체웨이퍼(W)의 표면을 기준으로 소정 각도로 입사시키는 레이저모듈(13)과, 레이저모듈(13)에서 발생되어 반도체웨이퍼(W)의 표면으로 입사된 빔의 전방반사빔(a)을 입사받아 소정각도로 굴절시키는 제2반사미러(21)와, 제2반사미러(21)로부터 굴절되어 입사되는 반사빔을 입사받아 흡수하는 덤프(22)로 구성하여, 하우징의 내측벽으로 반사빔이 충돌되어 발생되는 잔류빔의 산란과 간섭을 제거하여 반도체웨이퍼의 표면을 보다 명확하게 표시하여 오염입자등을 검사할 수 있도록 함에 있다.

Description

웨이퍼 표면검사장치의 잔류빔 제거장치 {Apparatus for removing residence beam of wafer surface scanner}

본 발명은 웨이퍼 표면검사장치의 잔류빔 제거장치에 관한 것으로, 웨이퍼 표면검사장치에서 반도체웨이퍼의 표면을 검사하기 위해 사용되는 입사빔의 반사빔이 내측벽과 충돌하여 산란 및 간섭에 의해 발생되는 잔류빔을 제거하기 위한 웨이퍼 표면검사장치의 잔류빔 제거장치에 관한 것이다.

반도체웨이퍼의 표면에 다수의 반도체소자를 제조하기 위해 많은 단위공정이 실시된다. 각각의 단위공정을 실시하거나 실시 전에 반도체웨이퍼의 표면을 검사하게 된다. 반도체웨이퍼의 표면에는 오염입자가 부착되면 오염입자에 의해 반도체웨이퍼의 표면에 형성될 패턴(pattern)의 오류가 발생될 수 있다. 오염입자에 의해 패턴의 오류가 발생되는 것을 방지하기 위해 단위공정을 실시하기 전이나 후에 반도체웨이퍼의 표면을 검사하게 된다.

반도체웨이퍼의 표면을 검사하는 웨이퍼 표면검사장치의 구성을 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다. 도 1은 종래의 웨이퍼 표면검사장치의 사시도이고, 도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 웨이퍼 표면검사장치의 측면 및 평면도이다. 도시된 바와 같이, 웨이퍼 표면검사장치(10)는 하우징(housing)(11), 웨이퍼척(wafer chuck)(12), 레이저모듈(laser module)(13), 입사빔 경로모듈(14), 대물렌즈(15) 및 광검출모듈(16)로 구성된다.

하우징(11)의 내측에 웨이퍼척(12)이 조립되고, 웨이퍼척(12)은 지면을 기준으로 X 및 Y방향으로 이동됨과 아울러 소정의 방향으로 회전되도록 구성된다. X 및 Y방향으로 이동되고 소정의 방향으로 회전되는 웨이퍼척(12) 위에 반도체웨이퍼(W)가 장착된다. 웨이퍼척(12) 위에 표면 검사될 반도체웨이퍼(W)가 장착되면 레이저모듈(13)에서 소정의 파장을 갖는 빔을 발생한다. 레이저모듈(13)에서 발생된 빔은 입사빔 경로모듈(14)을 통해 소정의 각도로 굴절되어 반도체웨이퍼(W)의 표면으로 입사된다.

입사빔 경로모듈(14)을 통해 반도체웨이퍼(W)의 표면으로 입사된 입사빔은 대물렌즈(15)를 통해 집속되어 광검출모듈(16)로 입사된다. 대물렌즈(15)를 통해 입사되는 빔을 집속받은 광검출모듈(16)은 집속된 빔을 전기신호로 변환시킨 후 제어기(도시 않음)로 전송한다. 제어기는 전기신호가 수신되면 수신된 전기신호를 이미지신호로 변환시켜 모니터(도시 않음)로 전송한다. 모니터는 수신된 이미지신호를 수신받아 반도체웨이퍼(W)의 표면의 이미지를 표시한다.

모니터를 통해 반도체웨이퍼(W)의 표면을 표시하기 위한 웨이퍼 표면검사장치(10)의 세부 구성을 설명하면 다음과 같다. 레이저모듈(13)은 레이저발생부(13a)와 빔가속기(13b)로 구성된다. 레이저발생부(13a)는 소정의 파장을 갖는 빔을 발생한다. 레이저발생부(13a)에서 발생된 빔은 빔가속기(13b)를 통해 가속된 후 입사빔 경로모듈(14)로 입사된다. 입사빔 경로모듈(14)은 제1하프미러(half mirror)(14a)와 반사미러(14b)로 구성된다.

제1하프미러(14a)는 빔가속기(13b)를 통해 입사된 빔을 소정의 각도로 굴절시켜 반사미러(14b)로 입사시킨다. 반사미러(14b)는 입사된 빔을 소정 각도로 반도체웨이퍼(W)의 표면에 입사시킨다. 반도체웨이퍼(W)의 표면으로 입사되는 입사빔은 지면을 기준으로 20°정도로 입사된다. 20°로 입사되는 입사빔은 대물렌즈(15)를 통해 광검출모듈(16)로 입사된다. 광검출모듈(16)은 제2하프미러(16a), 빔슬롯(beam slot)(16b), 빔렌즈(16c), 빔검출자(16d) 및 빔검출기(16e)로 구성된다.

광검출모듈(16)로 입사된 빔은 제2하프미러(16a)로 입사된 후 소정 각도로 굴절된 후 빔슬롯(beam slot)(16b), 빔렌즈(16c) 및 빔검출자(16d)를 통해 빔검출기(16e)에서 입사받는다. 빔검출기(16e)는 빔검출자(16d)를 통해 입사된 빔을 수신받아 전기신호로 변환시켜 출력한다. 빔검출기(16e)를 통해 출력되는 전기신호는 이미지신호로 변환된 후 모니터를 통해 표시하여 작업자가 반도체웨이퍼(W)의 표면을 검사하게 되며, 반도체웨이퍼(W)의 표면을 검사하기 위해 레이저모듈(13)에서 발생되는 빔은 도 2a 및 도 2b와 같이 빔검출기(16e)로 집속되는 빔과 하우징(11)으로 반사되는 전방반사빔(a)로 분리된다.

전술한 구성을 갖는 종래의 웨이퍼 표면검출장치는 레이저모듈에서 발생되어 반도체웨이퍼의 표면으로 입사되는 입사빔은 반도체웨이퍼의 표면에서 전방으로 반사되는 전방반사빔이 발생된다. 전방반사빔은 입사빔의 입사각도가 반도체웨이퍼의 표면을 기준으로 20°로 입사되는 경우에 전방반사빔의 반사각도 또한 20°가 되며 반사각도가 20°로 반사되는 전방반사빔은 하우징의 내측벽과 충돌하게 되고 이 충돌로 인해 산란된다.

산란된 빔은 다시 상호 간섭된 후 하우징 내측에 잔류빔으로 남아 불규칙하게 이동하게 된다. 산란과 간섭에 의해 불규칙 운동을 하는 잔류빔은 다시 광검출모듈로 입사되어 광검출 오류를 유발시킨다. 광검출 오류가 발생되면 이 오류에 의해 반도체웨이퍼의 표면을 정밀하게 검사할 수 없게 되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 웨이퍼 표면검사장치에서 반도체웨이퍼의 표면에 입사된 후 반사되는 반사빔에 의해 발생되는 잔류빔을 제거하기 위한 웨이퍼 표면검사장치의 잔류빔 제거장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 웨이퍼 표면검사장치에서 잔류빔을 제거함으로써 잔류빔이 광검출모듈로 입사되는 것을 방지하여 검사오류를 방지할 수 있도록 함에 있다.

도 1은 종래의 웨이퍼 표면검사장치의 사시도,

도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 웨이퍼 표면검사장치의 측면 및 평면도,

도 3은 본 발명에 의한 웨이퍼 표면검사장치의 잔류빔 제거장치의 사시도,

도 4는 도 3에 도시된 웨이퍼 표면검사장치의 잔류빔 제거장치의 측면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

10: 웨이퍼 표면검사장치 11: 하우징

12: 웨이퍼척 13: 레이저모듈

14: 입사빔 경로모듈 15: 대물렌즈

16: 광검출모듈 21: 제2반사미러

22: 덤프

본 발명의 웨이퍼 표면검사장치의 잔류빔 제거장치는 하우징의 내측에 X-Y축 방향으로 이동됨과 아울러 소정의 방향으로 회전되는 웨이퍼척에 안착된 반도체웨이퍼의 이미지가 광검출모듈로 집속되도록 반도체웨이퍼의 표면으로 소정의 파장을 갖는 빔을 발생하여 반도체웨이퍼의 표면을 기준으로 소정 각도로 입사시키는 레이저모듈;레이저모듈에서 발생되어 반도체웨이퍼의 표면으로 입사된 빔의 전방반사빔을 입사받아 소정각도로 굴절시키는 제2반사미러; 및제2반사미러로부터 굴절되어 입사되는 반사빔을 입사받아 흡수하는 덤프로 구성됨을 특징으로 한다.

제2반사미러는 웨이퍼척에 안착된 반도체웨이퍼의 표면에서 소정 높이로 설치됨과 아울러 빔집속기로 집속되도록 반사빔의 굴절각도는 반도체웨이퍼 표면으로부터 반사되는 반사빔의 각도와 비례되도록 조립되어 설치됨을 특징으로 한다.

빔집속기는 제2반사미러로부터 반사되는 빔을 집속하는 빔집속렌즈와, 빔집속렌즈에 의해 집속된 빔을 입사받아 집속하는 빔집속기와, 빔집속기에 집속된 빔을 수신받아 빔을 전기신호로 변환시켜 외부로 방출하는 빔변환기로 구성됨을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 이용하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 의한 웨이퍼 표면검사장치의 잔류빔 제거장치의 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 웨이퍼 표면검사장치의 잔류빔 제거장치의 측면도이다. 도시된 바와 같이, 하우징(11)의 내측에 X-Y축 방향으로 이동됨과 아울러 소정의 방향으로 회전되는 웨이퍼척(12)에 안착된 반도체웨이퍼(W)의 이미지가 광검출모듈(16)로 집속되도록 반도체웨이퍼(W)의 표면으로 소정의 파장을 갖는 빔을 발생하여 반도체웨이퍼(W)의 표면을 기준으로 소정 각도로 입사시키는 레이저모듈(13)과, 레이저모듈(13)에서 발생되어 반도체웨이퍼(W)의 표면으로 입사된 빔의 전방반사빔(a: 도 2b에 도시됨)을 입사받아 소정각도로 굴절시키는 제2반사미러(21)와, 제2반사미러(21)로부터 굴절되어 입사되는 반사빔을 입사받아 흡수하는 덤프(22)로 구성된다.

본 발명의 구성 및 작용을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 웨이퍼 표면검사장치(10)는 하우징(11), 웨이퍼척(12), 레이저모듈(13), 입사빔 경로모듈(14), 대물렌즈(15), 광검출모듈(16) 및 잔류빔 제거장치(20)로 구성된다.

웨이퍼척(12)은 하우징(11)의 내측에 조립되어 지면을 기준으로 X 및 Y방향으로 이동됨과 아울러 소정의 방향으로 회전되도록 구성된다. X 및 Y방향으로 이동되고 소정의 방향으로 회전되는 웨이퍼척(12) 위에 반도체웨이퍼(W)가 안착된다. 웨이퍼척(12) 위에 반도체웨이퍼(W)가 안착되면 레이저모듈(13)에서 소정의 파장을 갖는 빔을 발생한다. 레이저모듈(13)에서 발생된 빔은 입사빔 경로모듈(14)을 통해 소정의 각도(1)로 반도체웨이퍼(W)의 표면으로 입사된다.

입사빔 경로모듈(14)을 통해 반도체웨이퍼(W)의 표면으로 입사된 입사빔은 대물렌즈(15)를 통해 집속되어 광검출모듈(16)로 입사된다. 여기서 입사빔은 반도체웨이퍼(W)의 이미지가 광이미지로 변환된 상태를 나타낸다. 대물렌즈(15)를 통해 입사되는 빔을 집속받은 광검출모듈(16)은 집속된 빔을 전기신호로 변환시킨 후 제어기(도시 않음)로 전송하여 전기신호를 이미지신호로 변환시킨 후 모니터(도시 않음)에 표시한다.

모니터를 통해 반도체웨이퍼(W)의 표면을 표시하기 위해 레이저모듈(13)은 레이저발생부(13a)와 빔가속기(13b)로 구성된다. 레이저발생부(13a)는 소정의 파장을 갖는 빔을 발생한다. 레이저발생부(13a)에서 발생된 빔은 빔가속기(13b)를 통해 가속된 후 입사빔 경로모듈(14)로 입사된다. 입사빔 경로모듈(14)은 제1하프미러(half mirror)(14a)와 제1반사미러(14b)로 구성된다. 제1하프미러(14a)는 빔가속기(13b)를 통해 입사된 빔을 소정의 각도로 굴절시켜 제1반사미러(14b)로 입사시킨다.

제1반사미러(14b)는 입사된 빔을 소정 각도(1)로 반도체웨이퍼(W)의 표면에 입사시킨다. 반도체웨이퍼(W)의 표면으로 입사되는 입사빔은 지면을 기준으로 20°정도로 입사된다. 20°로 입사되는 입사빔은 대물렌즈(15)를 통해 광검출모듈(16)로 입사된다. 광검출모듈(16)은 제2하프미러(16a), 빔슬롯(beam slot)(16b), 빔렌즈(16c), 빔검출자(16d) 및 빔검출기(16e)로 구성된다.

광검출모듈(16)로 입사된 빔은 제2하프미러(16a)로 입사된 후 소정 각도로 굴절된 후 빔슬롯(beam slot)(16b), 빔렌즈(16c) 및 빔검출자(16d)를 통해 빔검출기(16e)에서 입사받는다. 빔검출기(16e)는 빔검출자(16d)를 통해 입사된 빔을 수신받아 전기신호로 변환시켜 출력한다. 반도체웨이퍼(W)의 표면으로 입사되는 입사빔은 반도체웨이퍼(W)의 표면에서 반사된다. 반도체웨이퍼(W)의 표면에서 반사되는 반사빔은 잔류빔 제거장치(20)로 입사된다.

잔류빔 제거장치(20)는 제2반사미러(21)와 덤프(22)로 구성된다. 제2반사미러(21)는 반도체웨이퍼(W)의 표면으로 입사되어 반사되는 전방반사빔(a: 도 2b에 도시됨)을 소정 각도(3)로 굴절시킨다. 제2반사미러(21)는 웨이퍼척(12)에 안착된 반도체웨이퍼(W)의 표면에서 소정 높이로 설치되어 반도체웨이퍼(W)의 표면에서 반사되는 전방반사빔(a)을 덤프(22)로 집속되도록 조립되어 설치된다.

전방반사빔(a)의 각도(2)와 비례되어 굴절각도(3)가 조절되도록 설치되는 제2반사미러(21)로부터 입사되는 전방반사빔(a)은 덤프(22)에서 집속받아 전기신호로 변환시켜 외부로 방출시킨다. 전방반사빔(a)을 집속받아 전기신호로 변환시켜 외부로 방출시키는 덤프(22)는 빔집속렌즈(22a), 빔집속기(22b) 및 빔흡수기(22c)로 구성된다.

빔집속렌즈(22a)는 제2반사미러(21)로부터 반사되는 빔을 집속하며, 빔집속렌즈(22a)에 의해 집속된 빔을 빔집속기(22b)에서 입사받아 집속된 후 빔흡수기(22c)에서 입사받는다. 전방반사빔(a)을 입사받은 빔흡수기(22c)는 입사된 전방반사빔(a)을 흡수하여 제거한다.

이상과 같이 반도체웨이퍼의 표면으로 입사된 입사빔에 의해 반도체웨이퍼 표면에서 반사되는 반사빔을 잔류빔 제거장치를 이용하여 제거함으로써 하우징의 내측벽으로 반사빔이 충돌되어 발생되는 잔류빔의 산란과 간섭을 제거하여 광검출모듈에서 반도체웨이퍼의 표면에 부착된 오염입자를 보다 정밀하게 검사할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 웨이퍼 표면검사장치에서 반도체웨이퍼의 표면으로부터 반사되는 반사빔을 잔류빔 제거장치를 이용하여 제거함으로써 하우징의 내측벽으로 반사빔이 충돌되어 발생되는 잔류빔의 산란과 간섭을 제거하여 반도체웨이퍼의 표면에 부착된 오염입자 등을 정밀하게 검사할 수 있는 효과를 제공한다.

Claims

하우징이 구비된 반도체웨이퍼의 표면검사장치에 있어서,

상기 하우징의 내측에 X-Y축 방향으로 이동됨과 아울러 소정의 방향으로 회전되는 웨이퍼척에 안착된 반도체웨이퍼의 이미지가 광검출모듈로 집속되도록 반도체웨이퍼의 표면으로 소정의 파장을 갖는 빔을 발생하여 반도체웨이퍼의 표면을 기준으로 소정 각도로 입사시키는 레이저모듈;

상기 레이저모듈에서 발생되어 반도체웨이퍼의 표면으로 입사된 빔의 전방반사빔을 입사받아 소정각도로 굴절시키는 제2반사미러; 및

상기 제2반사미러로부터 굴절되어 입사되는 반사빔을 입사받아 흡수하는 덤프로 구성됨을 특징으로 하는 잔류빔 제거장치.
제 1 항에 있어서, 상기 제2반사미러는 상기 웨이퍼척에 안착된 반도체웨이퍼의 표면에서 소정 높이로 설치됨과 아울러 상기 빔집속기로 집속되도록 반사빔의 굴절각도는 반도체웨이퍼 표면으로부터 반사되는 반사빔의 각도와 비례되도록 조립되어 설치됨을 특징으로 하는 잔류빔 제거장치.
제 1 항에 있어서, 상기 빔집속기는 상기 제2반사미러로부터 반사되는 빔을 집속하는 빔집속렌즈;

상기 빔집속렌즈에 의해 집속된 빔을 입사받아 집속하는 빔집속기; 및

상기 빔집속기에 집속된 빔을 수신받아 빔을 전기신호로 변환시켜 외부로 방출하는 빔흡수기로 구성됨을 특징으로 하는 잔류빔 제거장치.