KR20030021299A - Method For Certifying Film Thickness Standard Reference Material For Film Thickness Measuring Equipment - Google Patents

Method For Certifying Film Thickness Standard Reference Material For Film Thickness Measuring Equipment Download PDF

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KR20030021299A
KR20030021299A KR1020010054339A KR20010054339A KR20030021299A KR 20030021299 A KR20030021299 A KR 20030021299A KR 1020010054339 A KR1020010054339 A KR 1020010054339A KR 20010054339 A KR20010054339 A KR 20010054339A KR 20030021299 A KR20030021299 A KR 20030021299A
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    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/06Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
    • G01B11/0608Height gauges

Abstract

PURPOSE: A method for certifying a film thickness standard reference material for equipment for measuring film thickness is provided to manufacture and authenticate the film thickness standard reference material, and establish an accurate management standard of metal film measuring equipment. CONSTITUTION: Identification is granted to each wafer(S10). A metal film is accumulated on the wafers as a standard reference film(S20). The thickness of the metal film of each wafer is measured by using non-destructive film thickness measuring equipment(S30). The wafers are divided into wafers for a transmission electron microscope and wafers for an SRM(Film Thickness Standard Reference Material)(S40). A polycrystal silicon film is accumulated on the wafers for a transmission electron microscope(S50). The film thickness of wafers for the transmission electron microscope is measured(S60). Correlation between the transmission electron microscope and the non-destructive film thickness measuring equipment(S70) is measured. The correlation is applied to the wafers for the SRM(S80). The metal film thickness of the wafers for the SRM obtained by the correlation is authenticated(S90). The wafers for the SRM are registered(S100). The non-destructive film thickness measuring equipment is compensated by using the metal film thickness of the authenticated wafers for the SRM(S110).

Description

막 두께 측정 장비를 위한 막 두께 표준 기준 물질 인증방법{Method For Certifying Film Thickness Standard Reference Material For Film Thickness Measuring Equipment}Method for Certifying Film Thickness Standard Reference Material For Film Thickness Measuring Equipment}

본 발명은 막 두께 측정 장비를 위한 막 두께 표준 기준 물질 인증방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 투과 전자현미경(Transmission Electron Microscope: TEM)의 높은 정확도로 막 두께 표준 기준 물질을 인증함으로써 비파괴형 막 두께 측정장비의 정확도를 향상시키도록 한 막 두께 측정 장비를 위한 막 두께 표준 기준 물질 인증방법에 관한 것이다.The present invention relates to a film thickness standard reference material certification method for film thickness measurement equipment, and more specifically, to a non-destructive film thickness by authenticating a film thickness standard reference material with high accuracy of a transmission electron microscope (TEM). It relates to a film thickness standard reference material certification method for film thickness measurement equipment to improve the accuracy of the measurement equipment.

일반적으로, 반도체 메모리 소자 및 비메모리 소자의 제조과정은 단결정 실리콘 재질의 웨이퍼와 같은 기판 상에 절연막이나 유전막, 금속막 등을 적층하는 공정과, 상기 적층된 막을 원하는 형태의 패턴으로 형성하는 공정을 포함한다. 상기 막이 당초 원하는 두께로 적층되었는 지를 검사하기 위해 상기 막의 적층 완료 직후에 높은 정확도를 갖는 비파괴형 막 두께 측정장비에 의해 상기 막의 두께를 측정하고 있다. 상기 막 두께 측정 장비는 크게 비파괴형 막 두께 측정 장비와 파괴형 막 두께 측정 장비로 구분된다. 상기 비파괴형 막 두께 측정 장비로는 일립소미터(Ellipsometer)나, 레이저 또는 램프의 빛 흡수와 반사도를 이용한 두께 측정장비, 예를 들어 나노스펙(Nanospec), 옵티프로브(Optiprobe), 메타펄스(Metapulse) 등이 있다. 상기 파괴형 막 두께 측정장비로는 투과 전자현미경(TEM)이 있으며 비파괴형 막 두께 측정장비보다 훨씬 높은 정확도를 갖고 있으나, 막의 두께를 측정하기 위해 웨이퍼를 절단하여야 하기 때문에 막의 두께가 측정 완료된 웨이퍼를 후속 공정에 더 이상 적용할 수 없다.In general, manufacturing processes of semiconductor memory devices and non-memory devices include laminating an insulating film, a dielectric film, a metal film, or the like on a substrate such as a wafer made of a single crystal silicon material, and forming the stacked film in a desired pattern. Include. The thickness of the film is measured by a non-destructive film thickness measuring instrument with high accuracy immediately after the completion of the stacking of the film to check whether the film is initially laminated to a desired thickness. The film thickness measuring equipment is largely divided into non-destructive film thickness measuring equipment and destructive film thickness measuring equipment. The non-destructive film thickness measuring apparatus may be an ellipsometer or a thickness measuring apparatus using light absorption and reflectance of a laser or a lamp, for example, nanospec, optiprobe, and metapulse. ). The destructive film thickness measuring instrument includes a transmission electron microscope (TEM) and has a much higher accuracy than a non-destructive film thickness measuring instrument. However, since the wafer must be cut to measure the film thickness, It is no longer applicable to subsequent processes.

현재, 반도체 메모리 소자 및 비메모리 소자의 제조 과정중 각종 막 두께 측정장비의 보정(Calibration)이나 막 두께 측정장비간의 매칭(Matching) 및 정비(Maintenance) 등을 위해 막 두께 인증 기준 물질(Film Thickness Certified Reference Material)(이하, 'CRM' 이라 한다)이 사용되고 있다. 이는 막의 정확한 두께를 보장하여 줌으로써 반도체소자의 제조공정에서 요구되는 품질의 정확성을 향상시킬 수 있게 한다.Currently, Film Thickness Certified is used for the calibration of various film thickness measuring equipment or matching and maintenance of film thickness measuring equipment during the manufacturing process of semiconductor memory devices and non-memory devices. Reference Material (hereinafter referred to as 'CRM') is used. This ensures the exact thickness of the film, thereby improving the accuracy of the quality required in the manufacturing process of the semiconductor device.

그런데, 지금까지는 미국의 NIST(National Institute of Standards and Technology)로부터 인증된 기관인 VLSI사(社)로부터 막 두께 인증 기준 물질(CRM) 즉, 인증된 두께의 막이 적층된 고가의 웨이퍼를 구입하여서 반도체 제조라인에 최초로 설치된 비파괴형 막 두께 측정장비들을 허용 오차 범위 내에서 보정(Calibration)하여 왔다. 이후, 반도체 제조라인에서는 화학기상증착장치나 스퍼터링장치를 이용하여 집적회로 제조용 웨이퍼들 상에 막을 원하는 두께로 적층한 직후에 상기 막 두께를 상기 보정된 막 두께 측정장비들에 의해 측정하는 것이 통상적이다.However, until now, semiconductor manufactures have been made by purchasing expensive wafers on which film thickness certification materials (CRM), that is, certified thickness films, are stacked from VLSI, an institution certified by the National Institute of Standards and Technology (NIST) in the United States. The first non-destructive film thickness measuring instruments installed on the line have been calibrated within tolerances. Then, in a semiconductor manufacturing line, it is common to measure the film thickness by the calibrated film thickness measuring devices immediately after laminating the film to a desired thickness on wafers for integrated circuit fabrication using a chemical vapor deposition apparatus or a sputtering apparatus. .

그러나, 반도체 제조라인에서 사용중인 상기 막 두께 측정장비들을 최초로 보정하기 위해서는 상기 막 두께 인증 기준 물질(CRM)을 외국의 VLSI사로부터 구입하지 않으면 안된다. 하지만, 상기 막 두께 측정장비들을 일정 기간 사용하게 되면, 막 두께 측정장비들의 보정이 불가피한 경우가 발생한다. 이때마다 상기 CRM을 추가로 구입하여야 하는 것은 반도체소자의 원가 상승에 상당한 부담으로 작용한다.However, in order to initially calibrate the film thickness measuring equipment used in the semiconductor manufacturing line, the film thickness certification reference material (CRM) must be purchased from a foreign VLSI company. However, when the film thickness measuring instruments are used for a certain period of time, a correction of the film thickness measuring apparatuses is inevitable. At this time, the additional purchase of the CRM is a significant burden on the cost increase of the semiconductor device.

또한, 상기 CRM은 레이저나 램프의 빛 흡수와 반사도를 이용한 막 두께 측정장비에만 의존한 막 두께 측정 결과를 사용하기 때문에 막 두께의 정확도에 어느 정도 한계가 있다. 특히, 금속막의 경우, 세계적으로 공인된 CRM이 없으며 빛의 반사가 심하여 레이저나 램프를 이용한 두께 측정장비로는 정확한 두께의 CRM을 만들수가 없다.In addition, the CRM has a certain limitation in the accuracy of the film thickness because it uses the film thickness measurement results only depend on the film thickness measurement equipment using the light absorption and reflectance of the laser or lamp. In particular, in the case of metal film, there is no globally recognized CRM and the reflection of light is so severe that thickness measuring equipment using laser or lamp cannot make CRM of correct thickness.

그리고, 투과 전자현미경은 측정용 시료인 웨이퍼를 파괴함으로써 더 이상 측정 시료를 후속 공정에 활용할 수 없는 단점 때문에 높은 정확도에도 불구하고 제대로 CRM에 활용되지 못하고 있다.In addition, the transmission electron microscope is not properly utilized in CRM despite the high accuracy due to the drawback that the measurement sample can no longer be used in a subsequent process by destroying the wafer as the measurement sample.

이러한 점을 고려하여 투과 전자현미경의 높은 정확도에 근접하면서도 자체적으로 막 두께 표준 기준 물질(Film Thickness Standard Reference Material)(이하, 'SRM' 이라 한다.)을 마련해 두는 것이 절실히 요구되고 있는 실정이다.In view of this, there is an urgent need to provide a film thickness standard reference material (hereinafter referred to as 'SRM') on its own while approaching the high accuracy of the transmission electron microscope.

따라서, 본 발명의 목적은 비파괴형 막 두께 측정장비의 정확도를 투과 전자현미경의 높은 두께 정확도로 향상시키도록 한 막 두께 측정 장비를 위한 막 두께 표준 기준 물질 인증방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a film thickness standard reference material authentication method for film thickness measurement equipment to improve the accuracy of the non-destructive film thickness measurement equipment to the high thickness accuracy of the transmission electron microscope.

본 발명의 다른 목적은 금속막의 두께를 높은 정확도로 측정하도록 한 막 두께 측정 장비를 위한 막 두께 표준 기준 물질 인증방법을 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide a film thickness standard reference material authentication method for film thickness measurement equipment to measure the thickness of a metal film with high accuracy.

본 발명의 또 다른 목적은 자체적으로 막 두께 표준 기준 물질(SRM)을 인증함으로써 CRM의 구입 비용을 절감하도록 한 막 두께 측정 장비를 위한 막 두께 표준 기준 물질 인증방법을 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a method for authenticating a film thickness standard reference material for a film thickness measuring apparatus, which reduces the purchase cost of CRM by authenticating the film thickness standard reference material (SRM) by itself.

도 1은 본 발명에 의한 막 두께 측정 장비를 위한 막 두께 표준 기준 물질 인증방법을 나타낸 플로우차트.1 is a flow chart showing a film thickness standard reference material authentication method for film thickness measuring equipment according to the present invention.

도 2는 본 발명에 의한 막 두께 측정 장비를 위한 막 두께 표준 기준 물질 인증방법에 적용된, 투과 전자현미경과 비파괴형 두께 측정장비와의 상관 관계를 나타낸 그래프.Figure 2 is a graph showing the correlation between the transmission electron microscope and the non-destructive thickness measurement equipment applied to the film thickness standard reference material authentication method for the film thickness measurement equipment according to the present invention.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 막 두께 측정 장비를 위한 막 두께 표준 기준 물질 인증방법은Film thickness standard reference material authentication method for the film thickness measuring equipment according to the present invention for achieving the above object

웨이퍼들 상에 두께 측정을 위한 소정의 막을 적층한 후 상기 막을 소정의막 두께 측정장비로 측정하는 단계; 상기 웨이퍼들 중 투과 전자현미경용 웨이퍼들과, 막 두께 표준 기준 물질용 웨이퍼들로 분류하는 단계; 상기 투과 전자현미경용 웨이퍼들의 상기 막의 두께를 투과 전자현미경으로 측정하는 단계; 상기 측정된 막의 두께에 대하여 상기 투과 전자현미경과 상기 막 두께 측정장비 사이의 상관 관계를 산출하는 단계; 상기 상관 관계를 상기 막 두께 표준 기준 물질용 웨이퍼들에 적용하는 단계; 상기 막 두께를 상기 막 두께 측정장비의 값으로 인증하는 단계; 및 상기 인증된 막 두께 표준 기준 물질용 웨이퍼들을 이용하여 상기 막 두께 측정장비를 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Stacking a predetermined film for thickness measurement on wafers and measuring the film with a predetermined film thickness measuring instrument; Classifying the wafers into transmission electron microscope wafers and film thickness standard wafers; Measuring the thickness of the films of the wafers for transmission electron microscopes with a transmission electron microscope; Calculating a correlation between the transmission electron microscope and the film thickness measuring instrument with respect to the measured film thickness; Applying the correlation to the wafers for the film thickness standard reference material; Authenticating the film thickness with a value of the film thickness measuring instrument; And calibrating the film thickness measuring instrument using the certified film thickness standard reference material wafers.

바람직하게는, 상기 두께 측정을 위한 막으로서 금속막을 상기 웨이퍼 상에 적층할 수 있다.Preferably, a metal film may be laminated on the wafer as a film for measuring the thickness.

바람직하게는, 상기 금속막의 두께를 상기 투과 전자현미경으로 측정하는 단계는Preferably, the step of measuring the thickness of the metal film with the transmission electron microscope

상기 투과 전자현미경용 웨이퍼들 상에 상기 금속막과의 경계 확립을 위한 막을 추가로 적층하는 단계; 및 상기 금속막의 두께를 상기 투과 전자현미경으로 측정하는 단계를 포함하는 단계를 포함할 수 있다.Further depositing a film for establishing a boundary with the metal film on the transmission electron microscope wafers; And measuring the thickness of the metal film with the transmission electron microscope.

바람직하게는, 상기 금속막과의 경계 확립을 위한 막으로서 다결정실리콘막과 질화막 중 어느 하나를 상기 금속막 상에 적층할 수 있다.Preferably, any one of a polysilicon film and a nitride film may be laminated on the metal film as a film for establishing a boundary with the metal film.

이하, 본 발명에 의한 막 두께 측정 장비를 위한 막 두께 표준 기준 물질 인증방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the film thickness standard reference material authentication method for the film thickness measuring equipment according to the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명에 의한 막 두께 측정 장비를 위한 막 두께 표준 기준 물질 인증방법을 나타낸 플로우차트이고, 도 2는 본 발명에 의한 막 두께 측정 장비를 위한 막 두께 표준 기준 물질 인증방법에 적용된, 투과 전자현미경과 비파괴형 막 두께 측정장비와의 상관 관계를 나타낸 그래프이다.1 is a flowchart showing a film thickness standard reference material authentication method for the film thickness measurement equipment according to the present invention, Figure 2 is applied to the film thickness standard reference material authentication method for the film thickness measurement equipment according to the present invention, permeation This graph shows the correlation between electron microscope and nondestructive film thickness measuring instrument.

도 1을 참조하면, 단계(S10)에서는 먼저, 아무런 반도체 제조공정이 진행되지 않은 단결정 실리콘 재질의 SRM용 웨이퍼들(도시 안됨)을 준비한다. 이때, 비파괴형 막 두께 측정장비와 투과 전자현미경과의 비교를 위해 예를 들어 26장의 웨이퍼를 준비한다. 상기 웨이퍼들이 준비되고 나면, 각각의 웨이퍼들에 웨이퍼 식별을 위한 식별인자(Identification)(이하, 'ID'라고 한다.)를 부여한다. 즉, 레이저 마킹장치(도시 안됨)를 이용하여 웨이퍼들의 표면에 예를 들어 영문과 숫자가 혼용된 ID를 마킹한다.Referring to FIG. 1, in step S10, first, SRM wafers (not shown) of single crystal silicon material, in which no semiconductor manufacturing process is performed, are prepared. At this time, for example, 26 wafers are prepared for comparison between a non-destructive film thickness measuring instrument and a transmission electron microscope. After the wafers are prepared, each wafer is given an identification (hereinafter referred to as 'ID') for wafer identification. That is, a laser marking device (not shown) is used to mark IDs with mixed letters and numbers, for example, on the surfaces of the wafers.

상기 ID의 부여가 완료되고 나면, 단계(S20)에서는 통상의 진공 증착장치나 스퍼터링장치를 이용하여 상기 웨이퍼들의 표면 상에 두께 측정을 위한 표준 기준 막으로서 알루미늄막과 같은 금속막을 예를 들어 1000Å의 두께로 적층한다.After the ID has been assigned, in step S20, a metal film such as an aluminum film is used as a standard reference film for thickness measurement on the surfaces of the wafers using a conventional vacuum deposition apparatus or sputtering apparatus. Laminate to thickness.

상기 금속막의 적층이 완료되고 나면, 단계(S30)에서는 비파괴형 막 두께 측정장비(도시 안됨), 예를 들어 메타펄스를 이용하여 상기 웨이퍼들 각각의 금속막 두께를 측정한다. 이때, 통계적 상관관계 및 금속막의 반복성 및 재연성을 확인하기 위해 3일간에 걸쳐 상기 금속막의 두께를 예를 들어 총 60회 측정한다. 그런 다음, 상기 막 두께 측정장비에 의해 측정된 금속막 두께의 평균값 및 표준편차를 산출한다.After the lamination of the metal film is completed, in step S30, the metal film thickness of each of the wafers is measured by using a non-destructive film thickness measuring device (not shown), for example, metapulse. At this time, in order to confirm statistical correlation and repeatability and reproducibility of the metal film, the thickness of the metal film is measured, for example, 60 times in total over 3 days. Then, the average value and the standard deviation of the metal film thickness measured by the film thickness measuring instrument are calculated.

상기 금속막의 두께 측정이 완료되고 나면, 단계(S40)에서는 상기 막 두께 측정장비와 투과 전자현미경 사이의 상관 관계를 얻기 위해 상기 웨이퍼들을 투과 전자현미경용 웨이퍼들과 SRM용 웨이퍼들로 예를 들어 4대 6의 비율로 분류한다.After the measurement of the thickness of the metal film is completed, in step S40, the wafers are transferred to the transmission electron microscope wafers and the SRM wafers in order to obtain a correlation between the film thickness measuring instrument and the transmission electron microscope. Classify in ratio of 6.

상기 웨이퍼들의 분류가 완료되고 나면, 단계(S50)에서는 상기 투과 전자현미경의 두께 측정도를 높이기 위해 상기 투과 전자현미경용 웨이퍼들의 표면 상에 다결정실리콘막 또는 질화막을 화학기상증착공정에 의해 예를 들어 500Å 이상의 두께로 추가 적층한다. 이는 상기 다결정실리콘막과 상기 금속막의 경계면을 확립하기 위함이다. 물론, 상기 금속막과의 양호한 경계면을 확립할 수 있다면, 상기 다결정실리콘막 이외의 질화막도 사용 가능하다.After the classification of the wafers is completed, in step S50, a polysilicon film or a nitride film is deposited on the surface of the wafers for the transmission electron microscope in order to increase the thickness of the transmission electron microscope, for example, by a chemical vapor deposition process. Laminate further to a thickness of 500Å or more. This is to establish an interface between the polysilicon film and the metal film. Of course, as long as a good interface with the metal film can be established, nitride films other than the polycrystalline silicon film can also be used.

상기 다결정실리콘막의 적층이 완료되고 나면, 단계(S60)에서는 상기 투과 전자현미경용 웨이퍼들의 금속막 두께를 투과 전자현미경(도시 안됨)으로 측정한다. 이때, 상기 투과 전자현미경에 의해 측정된 각 웨이퍼들의 금속막 두께가 실질적인 두께로 된다. 한편, 상기 투과 전자현미경으로 상기 금속막의 두께 측정을 하기 위해서는 상기 웨이퍼들을 절단하여야 하므로 상기 측정 완료된, 절단된 웨이퍼들은 더 이상 사용되지 못하고 폐기하여야 한다.After the lamination of the polysilicon film is completed, in step S60, the thickness of the metal film of the wafers for the transmission electron microscope is measured by a transmission electron microscope (not shown). At this time, the metal film thickness of each wafer measured by the transmission electron microscope becomes a substantial thickness. On the other hand, in order to measure the thickness of the metal film with the transmission electron microscope, the wafers must be cut, and thus the measured, cut wafers are no longer used and must be discarded.

상기 투과 전자현미경에 의한 금속막의 두께 측정이 완료되고 나면, 단계(S70)에서는 상기 투과 전자현미경과 상기 막 두께 측정장비의 상관 관계를 산출한다. 즉, 각각의 웨이퍼들에 대하여 상기 투과 전자현미경에 의해 측정된 금속막 두께와, 상기 투과 전자현미경에 의해 측정되기 전에 상기 막 두께 측정장비들에 의해 미리 측정되었던 금속막 두께의 관계를 산출하여 프로그램화한다.After the measurement of the thickness of the metal film by the transmission electron microscope is completed, in step S70 to calculate the correlation between the transmission electron microscope and the film thickness measuring equipment. That is, for each wafer, the relationship between the metal film thickness measured by the transmission electron microscope and the metal film thickness previously measured by the film thickness measuring devices before the measurement by the transmission electron microscope is calculated. Make up.

이를 좀 더 상세히 언급하면, 제 1 번째의 투과 전자현미경용 웨이퍼에 있어서, 상기 금속막의 두께가 메타펄스에 의해 502Å으로 측정되고, 투과 전자현미경에 의해 500Å으로 측정되었을 때, 도 2의 그래프에 도시된 바와 같이, 메타펄스에 의해 측정된 502Å의 값을 Y축의 Y1로 표시하고, 투과 전자현미경에 의해 측정된 500Å의 값을 X축의 X1로 표시하여 둔다. 이러한 방식으로 제 2 번째 웨이퍼를 비롯한 모든 투과 전자현미경용 웨이퍼들 각각에 대하여 메타펄스에 의해 측정된 두께의 값과 투과 전자현미경에 의해 측정된 두께의 값을 Y, X축에 미리 표시한다.More specifically, in the first transmission electron microscope wafer, when the thickness of the metal film was measured at 502 kHz by metapulse and measured at 500 kHz by transmission electron microscope, it is shown in the graph of FIG. 2. As described above, the value of 502 Hz measured by metapulse is represented by Y1 on the Y axis, and the value of 500 Hz measured by the transmission electron microscope is represented by X1 on the X axis. In this manner, for each of the wafers for transmission electron microscopes including the second wafer, the values of the thicknesses measured by the metapulse and the thicknesses measured by the transmission electron microscope are previously displayed on the Y and X axes.

따라서, 제 1 번째 투자 현미경용 웨이퍼의 두께(Y1),(X1)와, 제 2 번째 투자 현미경용 웨이퍼의 두께(Y2),(X2) 사이에는 Y1: Y2 = X1: X2의 통계적 상관 관계가 성립될 수 있다. 이때, Y1과 Y2의 차이가 예를 들어 수백 Å 이내로 작은 것이 바람직하다.Accordingly, there is a statistical correlation of Y1: Y2 = X1: X2 between the thicknesses Y1 and X1 of the first investment microscope wafer and the thicknesses Y2 and X2 of the second investment microscope wafer. Can be established. At this time, it is preferable that the difference between Y1 and Y2 is small, for example within several hundred microseconds.

이와 같은 상관 관계가 산출되고 나면, 단계(S80)에서는 상기 상관 관계를 SRM용 웨이퍼들에 적용한다. 따라서, 이러한 상관 관계를 SRM용 웨이퍼에 적용하면, 두께(Y1),(X1),(Y2)를 정확하게 알고 있을 때 두께(X2)의 값을 투과 전자현미경의 정확도로 얻을 수가 있다. 즉, SRM용 웨이퍼들 상에 적층된 금속막들의 두께를 투과 전자현미경으로 직접 측정하지 않고도 투과 전자현미경에 의해 측정한 것과 같은 높은 정확도로 얻는 것이 가능하다.After such a correlation is calculated, the correlation is applied to the wafers for SRM in step S80. Therefore, if the correlation is applied to the wafer for SRM, the value of the thickness X2 can be obtained with the accuracy of the transmission electron microscope when the thicknesses Y1, X1, and Y2 are known correctly. That is, it is possible to obtain the same high accuracy as measured by the transmission electron microscope without directly measuring the thickness of the metal films deposited on the SRM wafers by the transmission electron microscope.

상기 상관 관계를 상기 SRM용 웨이퍼들에 적용 완료하고 나면, 단계(S90)에서는 상기 상관 관계에 의해 얻어진 SRM용 웨이퍼들의 금속막 두께(Xn)를 외부 기관이 아닌 자체의 장비 관리 부서에서 인증하고 이를 뒷받침하는 인증서를 발급한다. 따라서, 상기 자체 인증된 SRM용 웨이퍼는 향후에 막 두께 측정장비의 보정이 필요한 경우에 다시 사용될 수 있으므로 막 두께 측정장비의 보정을 위해 외국으로부터 고가의 CRM을 구입하여야 하는 비용을 절감할 수 있고 또한 원가 상승을 억제할 수 있다.After the correlation is applied to the wafers for SRM, in step S90, the metal film thickness (Xn) of the wafers for SRM obtained by the correlation is authenticated by its own equipment management department and not by an external organization. Issue a supporting certificate. Therefore, since the self-certified SRM wafer can be used again in the future when the calibration of the film thickness measuring equipment is required, it is possible to reduce the cost of purchasing expensive CRM from foreign countries for the calibration of the film thickness measuring equipment. Cost increases can be curbed.

상기 금속막의 두께(Xn)가 인증되고 나면, 단계(S100)에서는 상기 SRM용 웨이퍼들을 외국으로부터 구입하여야 하는 고가의 CRM을 대체하는, 인증된 SRM으로서 예를 들어 등록대장에 수기로 등록하거나 전산화하여 관리한다.After the thickness Xn of the metal film is authenticated, in step S100, the SRM wafer is registered as a certified SRM, which replaces expensive CRM to be purchased from a foreign country, for example, by handwriting or computerization in a register. Manage.

상기 SRM용 웨이퍼들의 등록되고 나면, 단계(S110)에서는 상기 인증된 SRM용 웨이퍼들의 금속막 두께(Xn)를 이용하여 상기 막 두께 측정장비를 보정한다. 따라서, 상기 막 두께 측정 장비가 상기 금속막을 상기 보정을 실시하기 이전 상태에서 측정한 두께(Yn) 대신에 상기 보정을 실시한 후의 두께(Xn)로 측정할 수 있도록 보정된다. 이후, 필요한 경우가 있을 때마다 상기 SRM용 웨이퍼의 두께를 상기 막 두께 측정장비로 측정하여 상기 막 두께 측정장비를 모니터링한다.Once the SRM wafers are registered, in step S110, the film thickness measuring equipment is corrected using the metal film thickness Xn of the certified SRM wafers. Therefore, the film thickness measuring instrument is corrected so that the metal film can be measured by the thickness Xn after performing the correction instead of the thickness Yn measured in the state before performing the correction. Thereafter, whenever necessary, the thickness of the SRM wafer is measured by the film thickness measuring instrument to monitor the film thickness measuring instrument.

따라서, 본 발명은 투과 전자현미경과 막 두께 측정장비 사이의 통계적 상관 관계를 산출함으로써 투과 전자현미경의 정확도를 갖는 SRM을 자체적으로 제작 가능하고 자체 인증 기준을 확립할 수 있다.Therefore, the present invention can calculate the statistical correlation between the transmission electron microscope and the film thickness measuring equipment can be produced by itself in the SRM having the accuracy of the transmission electron microscope and can establish its own certification criteria.

또한, 본 발명은 반사도가 높은 금속막에 대한 정확한 두께를 보장함으로써 막 두께 측정장비의 보정이나 측정장비들간의 매칭 및 정비 등을 용이하게 할 수 있고 나아가 반도체 제조공정에서 요구되는 품질의 정확성을 향상시킬 수 있다.In addition, the present invention can ensure the correct thickness of the metal film with high reflectivity, thereby facilitating the correction of the film thickness measuring equipment, matching and maintenance between the measuring equipment, and further improving the accuracy of the quality required in the semiconductor manufacturing process. You can.

더욱이, 본 발명은 자체적으로 SRM을 제작함으로써 외국으로부터의 CRM 구입을 억제하고 CRM 구입에 따른 원가 상승 부담을 경감할 수 있다.Furthermore, the present invention can suppress the purchase of CRM from foreign countries and reduce the cost burden due to the purchase of CRM by producing the SRM by itself.

한편, 본 발명은 설명의 편의상 이해를 돕기 위해 금속막을 기준으로 설명하였으나 금속막 이외의 절연막이나 유전막, 또는 다결정실리콘막 등에도 동일하게 적용 가능하다.In the meantime, the present invention has been described with reference to a metal film for convenience of explanation, but the present invention may be similarly applied to an insulating film, a dielectric film, a polycrystalline silicon film, or the like other than the metal film.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 막 두께 측정 장비를 위한 막 두께 표준 기준 물질 인증방법에서는 웨이퍼들에 식별인자(ID)를 부여하고, 상기 웨이퍼들 상에 두께 측정을 위한, 반사도가 높은 금속막을 적층하고, 상기 금속막을 막 두께 측정장비로 측정하고, 상기 웨이퍼들을 투과 전자현미경용과 막 두께 표준 기준 물질용 분류하고, 투과 전자현미경용 웨이퍼들의 금속막 상에 다결정실리콘막을 적층한 후 투과 전자현미경으로 상기 금속막을 두께 측정하고, 상기 막 두께 측정장비와 상기 투과 전자현미경의 금속막 두께에 대한 상관 관계를 산출하고, 상기 상관 관계를 상기 막 두께 표준 기준 물질용 웨이퍼에 적용한 후 상기 막 두께 표준 기준 물질용 웨이퍼의 금속막 두께를 자체적으로 인증하고, 상기 막 두께 표준 기준 물질을 등록대장에 등록하고, 상기 막 두께 측정장비를 투과 전자현미경의 정확도로 보정한다.As described in detail above, in the film thickness standard reference material authentication method for the film thickness measuring apparatus according to the present invention, an identification factor (ID) is assigned to wafers, and for reflecting thicknesses on the wafers, Laminating a metal film, measuring the metal film with a film thickness measuring instrument, classifying the wafers for a transmission electron microscope and a film thickness standard reference material, laminating a polysilicon film on a metal film of the wafers for transmission electron microscope, and then transmitting electrons. The thickness of the metal film was measured under a microscope, the correlation between the film thickness measuring device and the thickness of the metal film of the transmission electron microscope was calculated, and the correlation was applied to the film thickness standard reference material wafer. Self-certified metal film thickness of wafer for reference material, the film thickness standard reference material Registered in the registration colon, and the film thickness measurement device to an accuracy of correcting the transmission electron microscope.

따라서, 본 발명은 자체적으로 막 두께 표준 기준 물질을 제작하고 인증할 수 있다. 또한, 금속막에 대해서도 정확하게 측정할 수 있으므로 금속막 두께 측정장비의 정확한 관리 기준을 확립할 수 있다. 그리고, 외국으로부터 고가의 인증된막 두께 기준 물질을 구입하는데 소요되는 비용을 절감하고 나아가 원가 절감을 이룩할 수 있다.Therefore, the present invention can make and authenticate the film thickness standard reference material by itself. In addition, since the metal film can be measured accurately, it is possible to establish accurate management standards of the metal film thickness measuring equipment. In addition, it is possible to reduce the cost of purchasing expensive certified film thickness reference material from abroad and further reduce the cost.

한편, 본 발명은 도시된 도면과 상세한 설명에 기술된 내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형도 가능함은 이 분야에 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이다.On the other hand, the present invention is not limited to the contents described in the drawings and detailed description, it is obvious to those skilled in the art that various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. .

Claims (4)

웨이퍼들 상에 두께 측정을 위한 소정의 막을 적층한 후 상기 막을 소정의 막 두께 측정장비로 측정하는 단계;Stacking a predetermined film for thickness measurement on wafers and measuring the film with a predetermined film thickness measuring instrument; 상기 웨이퍼들 중 투과 전자현미경용 웨이퍼들과, 막 두께 표준 기준 물질용 웨이퍼들로 분류하는 단계;Classifying the wafers into transmission electron microscope wafers and film thickness standard wafers; 상기 투과 전자현미경용 웨이퍼들의 상기 막의 두께를 투과 전자현미경으로 측정하는 단계;Measuring the thickness of the films of the wafers for transmission electron microscopes with a transmission electron microscope; 상기 측정된 막의 두께에 대하여 상기 투과 전자현미경과 상기 막 두께 측정장비 사이의 상관 관계를 산출하는 단계;Calculating a correlation between the transmission electron microscope and the film thickness measuring instrument with respect to the measured film thickness; 상기 상관 관계를 상기 막 두께 표준 기준 물질용 웨이퍼들에 적용하는 단계;Applying the correlation to the wafers for the film thickness standard reference material; 상기 막 두께를 상기 막 두께 측정장비의 값으로 인증하는 단계; 및Authenticating the film thickness with a value of the film thickness measuring instrument; And 상기 인증된 막 두께 표준 기준 물질용 웨이퍼들을 이용하여 상기 막 두께 측정장비를 보정하는 단계를 포함하는 막 두께 측정 장비를 위한 막 두께 표준 기준 물질 인증방법.And calibrating the film thickness measurement instrument using the certified film thickness reference material wafers. 제 1 항에 있어서, 상기 두께 측정을 위한 막으로서 금속막을 상기 웨이퍼 상에 적층하는 것을 특징으로 하는 막 두께 측정 장비를 위한 막 두께 표준 기준물질 인증방법.The method according to claim 1, wherein a metal film is laminated on the wafer as the film for measuring the thickness. 제 2 항에 있어서, 상기 금속막의 두께를 상기 투과 전자현미경으로 측정하는 단계는The method of claim 2, wherein the thickness of the metal film is measured by the transmission electron microscope. 상기 투과 전자현미경용 웨이퍼들 상에 상기 금속막과의 경계 확립을 위한 막을 추가로 적층하는 단계; 및Further depositing a film for establishing a boundary with the metal film on the transmission electron microscope wafers; And 상기 금속막의 두께를 상기 투과 전자현미경으로 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 막 두께 측정 장비를 위한 막 두께 표준 기준 물질 인증방법.The film thickness standard reference material authentication method for measuring the thickness of the metal film, characterized in that it comprises the step of measuring by the transmission electron microscope. 제 3 항에 있어서, 상기 금속막과의 경계 확립을 위한 막으로서 다결정실리콘막과 질화막 중 어느 하나를 상기 금속막 상에 적층하는 것을 특징으로 하는 막 두께 측정 장비를 위한 막 두께 표준 기준 물질 인증방법.4. The method according to claim 3, wherein any one of a polysilicon film and a nitride film is laminated on the metal film as a film for establishing a boundary with the metal film. .
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