KR20040063402A - Apparatus for inspecting a wafer - Google Patents

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KR20040063402A
KR20040063402A KR1020030000807A KR20030000807A KR20040063402A KR 20040063402 A KR20040063402 A KR 20040063402A KR 1020030000807 A KR1020030000807 A KR 1020030000807A KR 20030000807 A KR20030000807 A KR 20030000807A KR 20040063402 A KR20040063402 A KR 20040063402A
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KR1020030000807A
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김성곤
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삼성전자주식회사
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9501Semiconductor wafers

Abstract

PURPOSE: An apparatus for inspecting a wafer is provided to eliminate the necessity of additionally loading a bare wafer and performing a test process by installing a reference block in a wafer inspecting apparatus such that the reference block can mount a reference sample. CONSTITUTION: A chuck(110) supports a wafer(W) with a layer, capable of transferring. A reference block(120) supports the reference sample(10), provided in a side of the chuck. A light source(130) irradiates the first light. A detecting unit(140) detects the second light and the third light, respectively. The second light is irradiated from the light source and transmits the wafer. The third light transmits the reference sample. A Fourier transformer(150) obtains the first and second spectrums from the second and third light detected by the detecting unit. A data processing unit(160) makes the first spectrum corrected by the second spectrum to calculate a spectrum with respect to the layer.

Description

웨이퍼 검사 장치{Apparatus for inspecting a wafer}Apparatus for inspecting a wafer}

본 발명은 웨이퍼 검사 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 적외선 레이저를 사용하여 웨이퍼 상에 형성된 막의 불순물 농도를 측정하기 위한 웨이퍼 검사장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wafer inspection apparatus. More specifically, the present invention relates to a wafer inspection apparatus for measuring an impurity concentration of a film formed on a wafer using an infrared laser.

일반적으로 반도체 장치는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘웨이퍼 상에 전기적인 회로를 형성하는 팹(Fab) 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 반도체 장치들의 전기적인 특성을 검사하는 공정과, 상기 반도체 장치들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 조립 공정을 통해 제조된다.In general, a semiconductor device includes a Fab process for forming an electrical circuit on a silicon wafer used as a semiconductor substrate, a process for inspecting electrical characteristics of the semiconductor devices formed in the fab process, and the semiconductor devices are epoxy It is manufactured through a package assembly process for encapsulating and individualizing with resin.

상기 팹 공정은 웨이퍼 상에 막을 형성하기 위한 증착 공정과, 상기 막을 평탄화하기 위한 화학적 기계적 연마 공정과, 상기 막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피 공정과, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 막을 전기적인 특성을 갖는 패턴으로 형성하기 위한 식각 공정과, 웨이퍼의 소정 영역에 특정 이온을 주입하기 위한 이온 주입 공정과, 웨이퍼 상의 불순물을 제거하기 위한 세정 공정과, 상기 막 또는 패턴이 형성된 웨이퍼의 표면 또는 상기 막의 성분 및 농도 등을 검사하기 위한 검사 공정 등을 포함한다.The fab process includes a deposition process for forming a film on a wafer, a chemical mechanical polishing process for planarizing the film, a photolithography process for forming a photoresist pattern on the film, and the photoresist pattern using the photoresist pattern. An etching process for forming the film into a pattern having electrical characteristics, an ion implantation process for implanting specific ions into a predetermined region of the wafer, a cleaning process for removing impurities on the wafer, and a process for forming the film or pattern An inspection process for inspecting the surface or the composition and concentration of the film, and the like.

최근, 반도체 장치의 집적도가 높아짐에 따라 웨이퍼 상에 형성되는 전기적인 소자들이 다층으로 배치되며, 상기 전기적인 소자들을 형성하기 위한 패턴들의 선폭(critical dimension; CD)이 감소되고, 종횡비가 증가되는 경향이 있다. 이에 따라, 패턴들 사이의 전기적 절연이 보다 중요한 기술적인 요소로 대두되고 있다. 상기 패턴들 사이를 절연시키기 위한 절연막으로는 플루오르 실리케이트 글래스(Fluoro-Silicate Glass; FSG), 보로 실리케이트 글래스(Boro-Silicate Glass; BSG) 및 보로 포스포 실리케이트 글래스(Boro-Phospho-Silicate Glass; BPSG) 등과 같은 산화막이 사용된다.In recent years, as the degree of integration of semiconductor devices increases, electrical elements formed on a wafer are arranged in multiple layers, and the critical dimension (CD) of patterns for forming the electrical elements is reduced, and the aspect ratio tends to increase. There is this. Accordingly, electrical isolation between patterns has emerged as a more important technical factor. Insulating layers for insulating the patterns include fluorosilicate glass (FSG), boro-silicate glass (SGS), and boro-phospho-silicate glass (BPSG). An oxide film such as this is used.

상기 BPSG막은 약 850℃ 정도의 온도를 갖는 열에 대해 급격한 점도(viscosity) 변화를 수반하여 흐름성(flow)이 좋은 막으로 알려져 있다. 이때, 상기 BPSG막의 불순물 농도는 공정 온도에서 평탄화 정도와 절연 정도를 결정한다. 예를 들면, 공정 온도를 낮추기 위해 BPSG막의 주성분인 실리콘 산화막(SiO2)에 붕소(Boron;B), 인(Phosphorus;P) 등의 불순물 농도를 조절할 수 있다. 따라서, 상기 절연막의 불순물 농도를 적절하게 조절하여야 하며, 이에 대한 검사 공정이 필수적으로 수행되어야 한다.The BPSG film is known as a good flow film with a sudden change in viscosity with respect to heat having a temperature of about 850 ℃. At this time, the impurity concentration of the BPSG film determines the degree of planarization and the degree of insulation at the process temperature. For example, in order to lower the process temperature, the concentration of impurities such as boron (B) and phosphorus (P) may be adjusted in the silicon oxide film (SiO 2 ), which is a main component of the BPSG film. Therefore, the impurity concentration of the insulating film must be appropriately adjusted, and an inspection process for this must be essentially performed.

상기 절연막의 불순물 농도를 검사하기 위한 방법으로는 적외선 레이저를 사용하는 푸리에 변환 적외선(FTIR) 측정 방법이 주로 사용되고 있다. 상기 FTIR 측정 방법은 FTIR 분광기라는 측정설비를 사용하며, 물질의 적외선에 대한 흡수 분포도를 분광 스펙트럼(spectrum)으로 나타낸다. 복사선이 고체, 액체 또는 기체층을 통과할 때 원자, 분자 또는 이온을 구성하고 있는 전자가 복사선을 흡수하는 경우 그 복사선의 광자 에너지(Photon Energy) 만큼 높은 에너지 준위로 옮겨가게 된다. 이들 전자 에너지전위 차는 각 화학 종에 따라 고유값을 갖고 있으며 흡수되는 복사선의 주파수(frequency)를 조사하여 시료중의 성분물질을 알 수 있다. 상기 주파수는 파동의 전파속도(v) 및 파장(λ)에 의해 표현되고, 분광 스펙트럼은 파장의 역수인 파수(wave number)에 의해 표현된다.As a method for inspecting the impurity concentration of the insulating film, a Fourier transform infrared (FTIR) measuring method using an infrared laser is mainly used. The FTIR measurement method uses a measurement facility called an FTIR spectrometer, and represents the absorption distribution of the material in the spectral spectrum. When radiation passes through a solid, liquid, or gaseous layer, electrons that make up atoms, molecules, or ions absorb radiation and are transferred to an energy level as high as the photon energy of the radiation. These electron energy potential differences have inherent values for each chemical species, and the component materials in the sample can be known by investigating the frequency of the absorbed radiation. The frequency is represented by the propagation speed v of the wave and the wavelength [lambda], and the spectral spectrum is represented by the wave number, which is the inverse of the wavelength.

시료에 포함된 물질 각각의 농도를 측정하기 위해, 분광 스펙트럼에서 각각의 물질이 나타내는 파수 영역의 피크(peak) 면적을 이용한다. 즉, 시료 중의 물질각각이 나타내는 피크 면적의 상대적인 크기에 의해 시료가 포함하고 있는 물질 각각의 농도를 파악한다.In order to measure the concentration of each material included in the sample, the peak area of the wave range indicated by each material in the spectral spectrum is used. That is, the concentration of each substance contained in a sample is grasped by the relative magnitude | size of the peak area which each substance in a sample shows.

웨이퍼 상에 형성된 BPSG막과 같은 산화막의 불순물 농도를 측정하기 위한 FTIR 검사 공정에서, 측정된 분광 스펙트럼은 산화막에 대한 성분뿐만 아니라 웨이퍼와 웨이퍼 상에 형성되어 있는 패턴들에 대한 성분을 포함하고 있으며, 검사 장치 내부의 공기에 대한 성분까지도 포함하고 있다. 따라서, 측정된 분광 스펙트럼에 포함된 수많은 노이즈(noise)들을 제거하기 위해 베어 웨이퍼(bare wafer) 또는 공기에 대한 기준 분광 스펙트럼으로 측정된 분광 스펙트럼을 보상하는 방법이 사용되고 있다. 또한, 상기와 같은 노이즈의 영향을 배제하기 위해 테스트 샘플을 이용하는 방법도 사용되고 있으며, 상기 테스트 샘플의 제작 방법의 일 예가 일본 공개 특허 평10-70168에 개시되어 있다.In the FTIR inspection process for measuring the impurity concentration of an oxide film such as a BPSG film formed on a wafer, the measured spectral spectrum includes not only a component for the oxide film but also a component for the wafer and the patterns formed on the wafer, It also contains components for the air inside the inspection apparatus. Accordingly, a method of compensating the measured spectral spectrum with a reference spectral spectrum for a bare wafer or air is used to remove a large number of noises included in the measured spectral spectrum. In addition, a method using a test sample is also used to eliminate the influence of noise as described above, and an example of a method of manufacturing the test sample is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 10-70168.

상기 베어 웨이퍼에 대한 기준 분광 스펙트럼을 적용하는 경우, 매번 베어 웨이퍼를 FTIR 검사 장치로 로딩해서 분광 스펙트럼 측정 공정을 수행하여 기준 분광 스펙트럼을 획득해야 하는 번거로움이 있으며, 공기에 대한 기준 분광 스펙트럼을 적용하는 경우, 측정된 분광 스펙트럼에 검사하고자 하는 산화막 이외의 성분 즉, 웨이퍼 또는 웨이퍼 상에 형성된 패턴 또는 기타 막에 대한 성분이 검출되므로 정확한 검사 공정의 수행이 용이하지 않다. 실제 검사 공정에서는 매번 베어 웨이퍼를 로딩하는 번거로움을 제거하기 위해 공기에 대한 기준 분광 스펙트럼을 사용하고 있으나, 이는 다양한 노이즈로 인해 검사 공정의 신뢰도를 저하시키는 원인이 되고 있다.When applying the reference spectral spectrum for the bare wafer, it is cumbersome to obtain the reference spectral spectrum by loading the bare wafer into the FTIR inspection apparatus every time to perform the spectroscopic spectral measurement process, and apply the reference spectral spectrum for air In this case, since components other than the oxide film to be inspected in the measured spectral spectrum, that is, components on a wafer or a pattern or other film formed on the wafer, are detected, it is not easy to perform an accurate inspection process. In the actual inspection process, the reference spectral spectrum for air is used to eliminate the burden of loading the bare wafer every time, but this causes various noises to lower the reliability of the inspection process.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 검사하고자 하는 막의 분광 스펙트럼을 보상하기 위한 기준 분광 스펙트럼을 획득하기 위한 기준 블록을 갖는 웨이퍼 검사 장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention to solve the above problems is to provide a wafer inspection apparatus having a reference block for obtaining a reference spectral spectrum for compensating the spectral spectrum of the film to be inspected.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.1 is a schematic diagram illustrating a wafer inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1에 도시된 기준 블록을 설명하기 위한 평면도이다.FIG. 2 is a plan view illustrating the reference block illustrated in FIG. 1.

도 3은 도 1에 도시된 기준 블록의 다른 예를 설명하기 위한 평면도이다.3 is a plan view illustrating another example of the reference block illustrated in FIG. 1.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 기준 샘플 100 : 웨이퍼 검사 장치10: reference sample 100: wafer inspection apparatus

110 : 척 120 : 기준 블록110: chuck 120: reference block

130 : 광원 140 : 검출부130: light source 140: detector

150 : 푸리에 변환기 160 : 데이터 처리부150: Fourier transformer 160: data processing unit

170 : 디스플레이 유닛 180 : 구동 유닛170: display unit 180: drive unit

190 : 이송 로봇 W : 웨이퍼190: transfer robot W: wafer

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 막이 형성된 웨이퍼를 지지하며 이동 가능하게 설치된 척과, 상기 척의 일측에 구비되며, 기준 샘플을 지지하기 위한 기준 블록과, 제1광을 조사하기 위한 광원과, 상기 광원으로부터 조사되어 상기 웨이퍼를 투과한 제2광 및 상기 광원으로부터 조사되어 상기 기준 샘플을 투과한 제3광을 각각 검출하기 위한 검출부와, 상기 검출부에 의해 검출된 제2광 및 제3광으로부터 제1분광 스펙트럼 및 제2분광 스펙트럼을 각각 획득하기 위한 푸리에 변환기와, 상기 제1분광 스펙트럼을 상기 제2분광 스펙트럼으로 보정하여 상기 막에 대한 분광 스펙트럼을 산출하기 위한 데이터 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치를 제공한다.The present invention for achieving the above object, the chuck supporting the wafer on which the film is formed, the chuck is provided on one side of the chuck, a reference block for supporting the reference sample, a light source for irradiating the first light, A detection unit for detecting second light irradiated from a light source and transmitted through the wafer and a third light irradiated from the light source and transmitted through the reference sample, and a second light from the second light and the third light detected by the detection unit, respectively. Fourier transformer for acquiring the first spectrum and the second spectrum, respectively, and a data processor for calculating the spectral spectrum for the film by correcting the first spectrum to the second spectrum Provided is a wafer inspection apparatus.

일 예로서, 상기 막은 플루오르 실리케이트 글래스(FSG), 보로 실리케이트 글래스(BSG), 보로 포스포 실리케이트 글래스(BPSG) 등과 같은 산화막을 포함한다. 상기 기준 샘플로는 베어 웨이퍼(bare wafer) 또는 베어 웨이퍼로부터 부분적으로 채취된 샘플이 사용될 수 있다. 상기 제1광은 적외선 광을 포함하며, 상기 척은 구동 유닛에 의해 이동 가능하도록 설치된다.As an example, the film includes an oxide film such as fluorosilicate glass (FSG), boro silicate glass (BSG), borophosphosilicate glass (BPSG), and the like. The reference sample may be a bare wafer or a sample partially taken from the bare wafer. The first light includes infrared light, and the chuck is installed to be movable by the drive unit.

따라서, 검사하고자 하는 막의 분광 스펙트럼을 보상하기 위한 기준 분광 스펙트럼을 획득하기가 용이하며, 기준 분광 스펙트럼을 획득하기 위해 매번 베어 웨이퍼를 검사 장치로 로딩해야 하는 번거로움이 제거된다. 따라서, 검사 공정의 효율이 향상되며, 다양한 노이즈의 제거로 검사 공정의 신뢰도가 향상된다.Therefore, it is easy to obtain a reference spectral spectrum for compensating the spectral spectrum of the film to be inspected, and the trouble of having to load the bare wafer into the inspection apparatus every time to obtain the reference spectral spectrum is eliminated. Therefore, the efficiency of the inspection process is improved, and the reliability of the inspection process is improved by removing various noises.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.1 is a schematic diagram illustrating a wafer inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 웨이퍼 검사 장치(100)는 웨이퍼(W)를 지지하기 위한 척(110)과, 기준 샘플(10)을 지지하기 위한 기준 블록(120)과, 광원(130)과, 웨이퍼(W) 및 기준 샘플(10)을 투과한 광을 검출하기 위한 검출부(140)와, 검출된 광의 분광 스펙트럼을 획득하기 위한 푸리에 변환기(150)와, 분광 스펙트럼을 처리하기 위한 데이터 처리부(160)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the wafer inspection apparatus 100 includes a chuck 110 for supporting a wafer W, a reference block 120 for supporting a reference sample 10, a light source 130, and a wafer. (W) and a detector 140 for detecting the light transmitted through the reference sample 10, a Fourier transformer 150 for obtaining the spectral spectrum of the detected light, and a data processor 160 for processing the spectral spectrum. It includes.

웨이퍼(W) 상에는 플루오르 실리케이트 글래스(FSG), 보로 실리케이트 글래스(BSG), 보로 포스포 실리케이트 글래스(BPSG) 등과 같은 산화막이 형성되어 있으며, 산화막의 하부에는 다양한 패턴들이 형성되어 있을 수도 있다.An oxide film, such as fluorosilicate glass (FSG), borosilicate glass (BSG), borophosphosilicate glass (BPSG), or the like is formed on the wafer W, and various patterns may be formed under the oxide film.

웨이퍼(W)를 지지하기 위한 척(110)은 구동 유닛에 의해 이동 가능하도록 설치되어 있다. 구동 유닛에 대한 상세한 설명은 이후에 하기로 하고, 구동 유닛은 광원(130)으로부터 조사된 제1광이 웨이퍼(W) 또는 기준 샘플(10)에 조사되도록 척(110)을 이동시킨다. 또한, 웨이퍼(W)의 다양한 지점에서 검사 공정을 수행할 수 있도록 척(110)의 위치를 조절한다.The chuck 110 for supporting the wafer W is provided to be movable by the drive unit. A detailed description of the driving unit will be made later, and the driving unit moves the chuck 110 such that the first light irradiated from the light source 130 is irradiated onto the wafer W or the reference sample 10. In addition, the position of the chuck 110 is adjusted to perform the inspection process at various points of the wafer (W).

척(110)의 일측에는 기준 샘플(10)을 지지하기 위한 기준 블록(120)이 구비되어 있다. 여기서, 기준 샘플(10)은 도 2에 도시된 바와 같이 베어 웨이퍼로부터 채취된 샘플(10)이 사용될 수 있다. 그러나, 도 3에 도시된 바와 같이 베어 웨이퍼(20) 자체를 기준 샘플로 사용할 수도 있다.One side of the chuck 110 is provided with a reference block 120 for supporting the reference sample 10. Here, the sample 10 taken from the bare wafer may be used as the reference sample 10. However, as shown in FIG. 3, the bare wafer 20 itself may be used as a reference sample.

웨이퍼(W) 상에 형성된 산화막의 성분 및 농도를 검사하는 공정에서, 광원(130)으로부터 조사된 제1광은 웨이퍼(W)를 투과하여 제2광을 형성하며, 제2광은 검출부(140)에 의해 검출된다. 한편, 기준 분광 스펙트럼을 획득하기 위한 테스트 공정에서, 광원(130)으로부터 조사된 제1광은 기준 샘플(10)을 투과하여 제3광을 형성하며, 제3광은 검출부(140)에 의해 검출된다.In the process of inspecting the component and the concentration of the oxide film formed on the wafer (W), the first light irradiated from the light source 130 passes through the wafer (W) to form a second light, the second light detector 140 Is detected by Meanwhile, in a test process for obtaining a reference spectral spectrum, the first light irradiated from the light source 130 passes through the reference sample 10 to form a third light, and the third light is detected by the detector 140. do.

푸리에 변환기(150)는 웨이퍼(W) 상에 형성된 산화막의 성분 및 농도를 검사하는 공정의 수행 중에 검출부(140)에 의해 검출된 제2광의 광량을 푸리에 변환하여 파수 단위로 제1분광 스펙트럼을 산출하고, 상기 테스트 공정 중에 검출부(140)에 의해 검출된 제3광의 광량을 푸리에 변환하여 파수 단위로 제2분광 스펙트럼을 산출한다. 여기서, 제2분광 스펙트럼은 기준 분광 스펙트럼에 해당한다.The Fourier transformer 150 performs Fourier transform on the amount of light of the second light detected by the detector 140 during the process of inspecting the component and the concentration of the oxide film formed on the wafer W to calculate the first spectroscopic spectrum in wave units. The amount of light of the third light detected by the detector 140 during the test process is Fourier-transformed to calculate the second spectroscopic spectrum in wave units. Here, the second spectroscopic spectrum corresponds to the reference spectral spectrum.

데이터 처리부(160)는 제2분광 스펙트럼을 저장하며, 웨이퍼(W) 상에 형성된 산화막의 성분 및 농도를 측정하는 공정에서, 제2분광 스펙트럼으로 제1분광 스펙트럼을 보정하여 제1분광 스펙트럼에 포함된 노이즈를 제거한다.The data processor 160 stores the second spectroscopic spectrum, and in the process of measuring the component and the concentration of the oxide film formed on the wafer W, corrects the first spectroscopic spectrum with the second spectroscopic spectrum and includes it in the first spectroscopic spectrum. Remove the noise.

한편, 테스트 공정에서, 공기에 대한 제3분광 스펙트럼을 더 획득할 수 있다. 공기에 대한 제3분광 스펙트럼은 제2분광 스펙트럼과 함께 데이터 처리부(160)에 저장되며, 산화막의 성분 및 농도를 측정하는 공정에서 제1분광 스펙트럼을 보정하는데 사용된다. 즉, 제2 및 제3분광 스펙트럼으로 제1분광 스펙트럼을 보정함으로서 노이즈 제거 효과가 향상되고, 산화막의 성분 및 농도 측정 결과의 신뢰도가 향상된다.On the other hand, in the test process, it is possible to further obtain a third spectroscopic spectrum for the air. The third spectroscopic spectrum for air is stored in the data processor 160 along with the second spectroscopic spectrum and used to correct the first spectroscopic spectrum in the process of measuring the component and the concentration of the oxide film. That is, by correcting the first spectroscopic spectrum with the second and third spectroscopic spectra, the noise removing effect is improved, and the reliability of the component and concentration measurement result of the oxide film is improved.

광원(130)은 적외선 영역의 광이 사용될 수 있으며, 적외선 레이저가 사용될 수 있다. 광원(130)은 상부 플레이트(102) 상에 설치되어 있으며, 램프(132), 제1반사경(134), 파장 선택기(136) 및 제2반사경(138)을 포함한다. 램프(132)로는 가시 영역, 적외선 영역 또는 이들 두 스펙트럼 영역에서 광을 조사하는 램프가 사용될 수 있다. 예를 들면, 텅스텐 램프(tungsten lamp)가 사용될 수 있으며, 탄소 아크(carbon arc), 글로우 바(glow bar) 등도 사용될 수 있다. 이때, 적외선 영역의 파장을 선택하기 위한 파장 선택기(136)가 사용되며, 램프(132)로부터 조사된 광은 제1반사경(134)과 파장 선택기(136)를 통해 바람직한 대역을 갖는 빔으로 형성된다. 여기서, 적당한 파장 선택기(136)로는 대역 통과 필터(band pass filter), 단색화 장치 등이 있다. 한편, 적외선 레이저가 광원으로 사용될 경우 파장 선택기(34)가 필요하지 않게 된다. 또한, 광원(130)은 다양한 광학적 구성에 의해 이루어질 수 있다.The light source 130 may use light in an infrared region, and an infrared laser may be used. The light source 130 is installed on the upper plate 102 and includes a lamp 132, a first reflector 134, a wavelength selector 136, and a second reflector 138. The lamp 132 may be a lamp for irradiating light in the visible region, the infrared region, or both spectral regions. For example, tungsten lamps can be used, and carbon arcs, glow bars, and the like can also be used. At this time, a wavelength selector 136 is used to select the wavelength of the infrared region, and the light irradiated from the lamp 132 is formed into a beam having a desired band through the first reflector 134 and the wavelength selector 136. . Here, suitable wavelength selector 136 may be a band pass filter, a monochromator, or the like. On the other hand, when the infrared laser is used as the light source, the wavelength selector 34 is not necessary. In addition, the light source 130 may be formed by various optical configurations.

검출부(140)는 척(110)에 지지된 웨이퍼(W) 하부에 위치된 하부 플레이트(104) 상에 배치되며, 웨이퍼(W) 또는 기준 샘플(10)을 투과한 제2광 또는 제3광은 하부 플레이트(104) 상에 배치된 제3반사경(142) 및 제4반사경(144)을 통해 검출부(140)로 조사된다.The detector 140 is disposed on the lower plate 104 positioned below the wafer W supported by the chuck 110, and the second or third light transmitted through the wafer W or the reference sample 10 is disposed. The light is irradiated to the detector 140 through the third reflector 142 and the fourth reflector 144 disposed on the lower plate 104.

한편, 데이터 처리부(160)에는 제1, 제2 및 제3분광 스펙트럼을 도시하기 위한 디스플레이 유닛(170)이 연결되어 있으며, 도시되지는 않았으나, 웨이퍼 검사 장치(100)를 전체적으로 제어하기 위한 제어부 및 데이터 입력 유닛 등이 더 구비되어 있다. 도 1에 도시된 화살표는 제1광 및 제2광의 경로를 의미한다.On the other hand, the data processing unit 160 is connected to the display unit 170 for showing the first, second and third spectroscopic spectrum, and although not shown, a control unit for controlling the wafer inspection apparatus 100 as a whole and A data input unit is further provided. The arrow shown in FIG. 1 means a path of the first light and the second light.

도 2는 도 1에 도시된 기준 블록을 설명하기 위한 평면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 기준 블록의 다른 예를 설명하기 위한 평면도이다.FIG. 2 is a plan view for explaining the reference block shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a plan view for explaining another example of the reference block shown in FIG. 1.

도 2 및 도 3을 참조하면, 기준 샘플(10)을 지지하기 위한 기준 블록(120)은 척(110)의 일측에 연결되어 있다. 척(110)은 웨이퍼(W)의 양측 부위를 지지하기 위한 한 쌍의 지지부를 포함한다. 척(110)에는 웨이퍼(W)를 흡착하기 위한 진공이 각각 제공되며, 구동 유닛(180)에 의해 이동 가능하도록 설치되어 있다.2 and 3, the reference block 120 for supporting the reference sample 10 is connected to one side of the chuck 110. The chuck 110 includes a pair of supports for supporting both sides of the wafer W. As shown in FIG. The chuck 110 is provided with a vacuum for adsorbing the wafer W, respectively, and is provided to be movable by the driving unit 180.

구동 유닛(180)은 x-y 직교 좌표계에 따라 척(110)을 이동시키며, x축 방향으로 척(110)을 이동시키기 위한 제1구동부(182)와 y축 방향으로 척(110)을 이동시키기 위한 제2구동부(184)를 포함한다. 제1구동부(182) 및 제2구동부(184)는 다양한 방식이 사용될 수 있는데 일반적으로 널리 사용될 수 있는 볼 스크루 타입 또는 왕복 실린더 타입 등이 사용될 수 있다.The driving unit 180 moves the chuck 110 in accordance with the xy Cartesian coordinate system, and moves the chuck 110 in the y-axis direction and the first driving unit 182 for moving the chuck 110 in the x-axis direction. The second driving unit 184 is included. The first driving unit 182 and the second driving unit 184 may be used in various ways, a ball screw type or a reciprocating cylinder type that can be widely used in general may be used.

도 2에 도시된 바에 의하면, 기준 샘플(10)은 베어 웨이퍼로부터 채취된 사각형의 샘플이 사용되고 있으나, 도 3에 도시된 바와 같이 베어 웨이퍼(20) 자체가 기준 샘플로 사용될 수도 있다.As shown in FIG. 2, the square sample taken from the bare wafer is used as the reference sample 10, but as shown in FIG. 3, the bare wafer 20 itself may be used as the reference sample.

이하, 상기와 같은 웨이퍼 검사 장치를 사용하는 방법을 간단하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the method of using the wafer inspection apparatus as described above is briefly described.

먼저, 기준 블록(120)에 베어 웨이퍼로부터 채취한 기준 샘플(10)을 로딩한다. 이어서, 구동 유닛(180)을 작동시켜 광원(130)으로부터 조사되는 제1광이 기준 샘플(10)을 투과하도록 척(110)을 이동시킨다.First, the reference sample 120 taken from the bare wafer is loaded into the reference block 120. Subsequently, the driving unit 180 is operated to move the chuck 110 so that the first light radiated from the light source 130 passes through the reference sample 10.

계속해서, 제1광을 기준 샘플(10)로 조사하고, 기준 샘플(10)을 투과한 제3광을 검출부(140)를 사용하여 검출한다. 푸리에 변환기(150)는 제3광으로부터 기준 샘플(10)에 대한 제2분광 스펙트럼을 획득하며, 데이터 처리부(160)는 획득된 제2분광 스펙트럼을 저장한다. 이때, 디스플레이 유닛(170)은 제2분광 스펙트럼을 디스플레이한다.Subsequently, the first light is irradiated to the reference sample 10, and the third light transmitted through the reference sample 10 is detected using the detection unit 140. The Fourier transformer 150 obtains a second spectroscopic spectrum of the reference sample 10 from the third light, and the data processor 160 stores the acquired second spectroscopic spectrum. In this case, the display unit 170 displays the second spectroscopic spectrum.

이어서, 이송 로봇(190)은 척(110) 상으로 산화막이 형성된 웨이퍼(W)를 로딩한다. 척(110)은 진공 압력을 이용하여 로딩된 웨이퍼(W)를 흡착하고, 구동 유닛(180)은 제1광이 웨이퍼(W)로 조사되도록 척(110)을 이동시킨다.Subsequently, the transfer robot 190 loads the wafer W on which the oxide film is formed on the chuck 110. The chuck 110 sucks the loaded wafer W using the vacuum pressure, and the driving unit 180 moves the chuck 110 so that the first light is irradiated onto the wafer W.

광원(130)으로부터 조사된 제1광은 웨이퍼(W)를 투과하여 제2광을 형성하고, 푸리에 변환기(150)는 검출부(140)에 의해 검출된 제2광의 광량으로부터 제1분광 스펙트럼을 획득한다.The first light irradiated from the light source 130 passes through the wafer W to form a second light, and the Fourier transducer 150 obtains the first spectroscopic spectrum from the light amount of the second light detected by the detector 140. do.

데이터 처리부(160)는 웨이퍼(W)에 대한 제1분광 스펙트럼을 저장된 제2분광 스펙트럼으로 보정하여 웨이퍼(W) 상에 형성된 산화막에 대한 분광 스펙트럼을 산출한다.The data processor 160 calculates the spectral spectrum of the oxide film formed on the wafer W by correcting the first spectroscopic spectrum of the wafer W to the stored second spectroscopic spectrum.

이때, 공기에 대한 제3분광 스펙트럼을 획득하는 단계를 더 수행할 수 있다. 또한, 웨이퍼(W) 상에 형성된 막은 산화막에 한정되지 않으며, 다양한 막질에 대하여 상기 본 발명의 실시예를 적용시킬 수 있고, 기준 샘플(10)은 베어 웨이퍼뿐만 아니라, 다양한 패턴이 형성된 웨이퍼로부터 채취할 수도 있다.At this time, the step of obtaining a third spectroscopic spectrum for the air may be further performed. In addition, the film formed on the wafer W is not limited to the oxide film, and the embodiment of the present invention can be applied to various film qualities, and the reference sample 10 is taken from not only a bare wafer but also a wafer on which various patterns are formed. You may.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 웨이퍼 검사 장치에는 기준 샘플을 장착할 수 있는 기준 블록이 장착된다. 따라서, 웨이퍼 검사 공정에서 웨이퍼를 투과한 광으로부터 획득된 분광 스펙트럼을 보정하기 위한 기준 분광 스펙트럼을 획득하기 위해 베어 웨이퍼를 별도로 로딩하여 테스트 공정을 수행해야 하는 번거로움을 제거할 수 있다.According to the present invention as described above, the wafer inspection apparatus is equipped with a reference block for mounting the reference sample. Therefore, it is possible to eliminate the need to perform a test process by separately loading a bare wafer to obtain a reference spectral spectrum for correcting the spectral spectrum obtained from light transmitted through the wafer in the wafer inspection process.

또한, 베어 웨이퍼 및 공기에 대한 기준 분광 스펙트럼을 사용하여 검사 대상 웨이퍼의 분광 스펙트럼을 보정함으로서 웨이퍼 상에 형성된 막의 성분 및 농도 측정의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.In addition, by correcting the spectral spectrum of the inspection target wafer using the reference spectral spectrum for the bare wafer and the air, it is possible to improve the reliability of the measurement of the components and concentrations of the film formed on the wafer.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.

Claims (5)

막이 형성된 웨이퍼를 지지하며 이동 가능하게 설치된 척;A chuck supporting the wafer on which the film is formed and movably installed; 상기 척의 일측에 구비되며, 기준 샘플을 지지하기 위한 기준 블록;A reference block provided on one side of the chuck to support a reference sample; 제1광을 조사하기 위한 광원;A light source for irradiating first light; 상기 광원으로부터 조사되어 상기 웨이퍼를 투과한 제2광 및 상기 광원으로부터 조사되어 상기 기준 샘플을 투과한 제3광을 각각 검출하기 위한 검출부;A detection unit for detecting second light irradiated from the light source and transmitted through the wafer and third light irradiated from the light source and transmitted through the reference sample; 상기 검출부에 의해 검출된 제2광 및 제3광으로부터 제1분광 스펙트럼 및 제2분광 스펙트럼을 각각 획득하기 위한 푸리에 변환기; 및A Fourier transformer for respectively obtaining a first spectrum and a second spectrum from the second light and the third light detected by the detector; And 상기 제1분광 스펙트럼을 상기 제2분광 스펙트럼으로 보정하여 상기 막에 대한 분광 스펙트럼을 산출하기 위한 데이터 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.And a data processor for correcting the first spectroscopic spectrum with the second spectroscopic spectrum to calculate a spectral spectrum for the film. 제1항에 있어서, 상기 기준 샘플은 베어 웨이퍼(bare wafer) 및 베어 웨이퍼로부터 부분적으로 채취된 샘플을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.The wafer inspection apparatus of claim 1, wherein the reference sample comprises a bare wafer and a sample partially taken from the bare wafer. 제1항에 있어서, 상기 제1광은 적외선 광을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.The wafer inspection apparatus of claim 1, wherein the first light comprises infrared light. 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼 및 상기 기준 샘플에 상기 제1광을 조사하기위해 상기 척을 이동시키는 구동 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.The wafer inspection apparatus according to claim 1, further comprising a driving unit for moving the chuck to irradiate the wafer and the reference sample with the first light. 제1항에 있어서, 상기 제1분광 스펙트럼 및 제2분광 스펙트럼을 나타내기 위한 디스플레이 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.The wafer inspection apparatus according to claim 1, further comprising a display unit for displaying the first and second spectroscopic spectra.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20220080335A (en) * 2020-12-07 2022-06-14 주식회사 코비스테크놀로지 Inspection equipment for wafer insulating film

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