KR20040069787A - 웨이퍼 표면 분석용 광학 시스템 및 그 분석 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 웨이퍼의 표면 분석용 광학 시스템의 감도 및 해상도를 향상시키기 위한 장치 및 그 분석방법에 관한 것이다.

본 발명의 웨이퍼 표면 분석용 광학 시스템 및 그 분석 방법은 웨이퍼(1)와 상기 웨이퍼(1)에 광원을 조사하는 광원부(3)를 구비한 웨이퍼 표면 분석을 위한 광학 시스템에 있어서, 광원부(3)에서 조사되는 빛이 완전 반사구(6)를 통과하여 웨이퍼(1)에 도달할 수 있도록 설계된 웨이퍼 표면 분석용 광학 시스템으로서, 광원부(3)에서 발생된 광원이 완전 반사구(6)에서 한 곳으로 집진되는 단계와 상기 집진된 광원(7)이 웨이퍼(1)에 균일하게 조사되는 단계 및 상기 웨이퍼(1) 표면에서 반사된 빛을 검출하여 웨이퍼 표면의 결함을 분석하는 단계로 구현됨에 기술적 특징이 있다.

따라서, 본 발명의 웨이퍼 표면 분석용 광학 시스템 및 그 분석 방법은 완전 반사구(6)를 이용한 본 발명의 광학 시스템을 웨이퍼의 결함을 검출하는 광학 장비들의 광원부에 적용하여 균일한 광원을 검사 대상 웨이퍼에 조사함으로써 결함 측정시 얻어지는 감도(sensitivity)와 해상도(resolution)을 향상시킬 수 있다.

Description

웨이퍼 표면 분석용 광학 시스템 및 그 분석 방법{Inspection optic system in wafer surface and operating method}

본 발명은 웨이퍼 표면 분석용 광학 시스템 및 그 분석 방법에 관한 것으로, 보다 자세하게는 웨이퍼 표면의 결함(defect)을 분석하기 위해서 사용하는 광원의 균일도(uniformity)를 향상시키기 위하여 완전 반사구체를 이용한 광학 시스템 장치 및 그 분석방법에 관한 것이다.

도 1은 종래의 웨이퍼 표면 분석용 광학 시스템을 나타낸 것으로서 종래에는 웨이퍼의 표면 분석을 위한 광원 자체를 콘덴서 렌즈를 통하여 바로 사용한다. 즉, 스테이지(2)에 장착된 웨이퍼(1)에 광원부(3)로부터 광원이 조사된 후 웨이퍼 표면에서 반사되어 산란되는 빛을 검출부(4)가 집광하여 이미지를 형성하거나 빛의 강도(intensity)를 아날로그 신호로 바꾸어 표면 결함(defect)을 검출한다.

국제공개특허 WO96/027786호에서는 분석 경로에 따라 광원을 편향시키기 위한 편향기가 배열된 레이저 표면 검사 시스템을 개시하였고, 한국 공개특허 특2000-0009898호에서는 빛을 집중시키는 집광부를 구비한 웨이퍼 검사용 광학 현미경을 개시한 바 있다.

그러나, 도 2는 이와 같은 종래의 광학 시스템의 광원이 웨이퍼에 투영되는 방법을 나타낸 것으로서, 광원부(3)에서 발생하는 광원이 집진된 상태가 아닌 다중의 광원 포인트(s)를 가지기 때문에 이 광원이 콘덴서 렌즈를 통하여 웨이퍼(1)에 투영될 때 화살표로 나타낸 것 처럼 빛의 회절(diffraction) 현상이 커져서 광원의 불균일도가 증가한다.

도 3은 이러한 종래 광학 시스템의 광원이 회절되는 실시예를 나타낸 것으로서, A, B의 다중의 광원이 투영되는 지점을 나타낸다. 즉, A 광원은 콘덴서 렌즈를 통과하여 A'지점으로, 집진된 B 광원은 콘덴서 렌즈를 통과하여 B' 지점에 투영되므로 회절 현상이 나타남을 알 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 표면 검출에 사용되는 광원을 완전 반사구에 의하여 단일 포인트로 집진되도록 한 후 웨이퍼의 표면에 조사하여 웨이퍼 결함 측정 결과의 감도(sensitivity)와 해상도(resolution)을 향상시킬 수 있는 광학 시스템 및 그 분석 방법을 제공함에 본 발명의 목적이 있다.

도 1은 종래의 웨이퍼 표면 분석용 광학 시스템.

도 2는 종래 광학 시스템의 광원이 웨이퍼에 투영되는 방법.

도 3은 종래 광학 시스템의 광원이 회절되는 실시예

도 4는 본 발명에 의한 웨이퍼 표면 분석용 광학 시스템.

도 5는 본 발명에 의한 광학 시스템의 광원이 웨이퍼에 투영되는 방법.

((도면의 주요부분에 대한 부호의 설명))

1 : 웨이퍼 2 : 스테이지

3 : 광원부 4 : 검출부

5 : 결함 분석부 6 : 완전 반사구

7 : 집진된 광원

본 발명의 상기 목적은 웨이퍼(1)와 상기 웨이퍼(1)에 광원을 조사하는 광원부(3)를 구비한 웨이퍼 표면 분석을 위한 광학 시스템에 있어서, 광원부(3)에서 조사되는 빛이 완전 반사구(6)를 통과하여 웨이퍼(1)에 도달할 수 있도록 설계된 웨이퍼 표면 분석용 광학 시스템을 이용하여, 광원부(3)에서 발생된 광원이 완전 반사구(6)에서 한 곳으로 집진되는 단계와 상기 집진된 광원(7)이 웨이퍼(1)에 균일하게 조사되는 단계 및 상기 웨이퍼(1) 표면에서 반사된 빛을 검출하여 웨이퍼 표면의 결함을 분석하는 단계로 이루어진 웨이퍼 표면 분석용 광학 시스템 및 그 분석 방법에 의해 달성된다.

이하 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

먼저, 도 4는 본 발명에 의한 웨이퍼 표면 분석용 광학 시스템을 나타낸 것이다. 웨이퍼를 고정시키는 스테이지(2) 위에 분석하고자 하는 웨이퍼(1)가 장착되어 있고 광원부(3)에서 조사되는 광원이 완전 반사구(6)를 통과하여 웨이퍼(1)에 도달할 수 있도록 되어 있는데, 이 완전 반사구(6)는 광원부(3)에서 조사되는 광원이 단일 포인트로 집진되도록 유도하는 역할을 한다. 또 반사되고 산란된 빛을 검출하는 검출부(4)와 이렇게 검출된 빛으로 결함을 분석하는 결함 분석부(5)가 구비되어 있다.

상기의 표면 분석용 광학 시스템을 이용한 분석방법의 실시예는 다음과 같다. 광원부(3)에서 레이저를 포함하는 광원이 발생되는 단계; 상기의 광원이 완전 반사구(6)에서 한 곳으로 집진되는 단계; 상기 집진된 광원(7)이 웨이퍼(1)에 균일하게 조사되는 단계; 및 상기 웨이퍼(1) 표면에서 반사된 빛을 검출하여 웨이퍼 표면의 결함을 분석하는 단계를 포함하여 이루어지는 웨이퍼 표면 결함 검출 방법을 들 수 있는데, 이 때 검출된 빛으로 결함을 분석하는 단계는 표면에서 반사된 빛으로 패터닝(patterning)하거나 또는 빛의 강도(intensity)를 비교하여 결함을 분석하게 된다.

다음, 도 5는 본 발명에 의한 광학 시스템의 광원이 웨이퍼에 투영되는 방법을 나타낸 것이다. 즉 도 4의 완전 반사구(6)에 의하여 단일 포인트로 집진된 광원(7)이 콘덴서 렌즈를 통하여 웨이퍼(1)에 투영될 때는 회절 효과가 제거되어 균일한 광원이 도달되게 된다.

따라서, 본 발명의 웨이퍼 표면 분석용 광학 시스템 및 그 분석 방법은 다중 포인트를 가지는 광원을 완전 반사구(6)를 이용하여 단일 포인트로 집진하여 웨이퍼 표면에 조사되는 광원의 균일도를 향상시킴으로써 결함 측정시 얻어지는 감도(sensitivity)와 해상도(resolution)을 향상시킬 수 있고, 본 발명의 웨이퍼 표면 분석용 광학 시스템은 웨이퍼의 패턴을 분석하고 다양한 결함을 검출하는 광학 장비에 적용할 수 있다.

Claims (7)

1. 웨이퍼(1)와 상기 웨이퍼(1)에 광원을 조사하는 광원부(3)를 구비한 웨이퍼 표면 분석을 위한 광학 시스템에 있어서,

   광원부(3)에서 조사되는 빛이 완전 반사구(6)를 통과하여 집진된 후 웨이퍼(1)에 도달할 수 있도록 설계됨을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 분석용 광학 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 완전 반사구(6)는 광원부(3)에서 조사되는 광원이 단일 포인트로 집진되도록 유도하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 분석용 광학 시스템.
3. 광원부(3)에서 광원이 발생되는 단계;

   상기의 광원이 완전 반사구(6)에서 한 곳으로 집진되는 단계;

   상기 집진된 광원(7)이 웨이퍼(1)에 균일하게 조사되는 단계; 및

   상기 웨이퍼(1) 표면에서 반사된 빛을 검출하여 웨이퍼 표면의 결함을 분석하는 단계

   를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 분석용 광학 시스템의분석 방법.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 광원은 레이저를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 분석용 광학 시스템의 분석 방법.
5. 제 3항에 있어서,

   상기의 광원은 한 곳으로 집진된 후 콘덴서 렌즈를 통과하여 회절 효과가 제거되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 분석용 광학 시스템의 분석 방법.
6. 제 3항에 있어서,

   상기 웨이퍼 표면의 결함을 분석하는 단계는 표면에서 반사된 빛의 강도(intensity)를 비교하는 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 분석용 광학 시스템의 분석 방법.
7. 제 3항에 있어서,

   상기 웨이퍼 표면의 결함을 분석하는 단계는 표면에서 반사된 빛으로 패터닝(patterning)하는 방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 표면 분석용 광학 시스템의 분석 방법.