KR20040107137A - A Method for measuring trench depth formed on semiconductor substrate - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 기판의 깊이 측정에 대한 것으로, 특히 트렌치 깊이를 효율적으로 측정하기에 적합한 반도체 기판의 트렌치 깊이 측정방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to depth measurement of semiconductor substrates, and more particularly, to a method for measuring trench depth of a semiconductor substrate suitable for efficiently measuring trench depth.
일반적으로 반도체 소자에 있어서 트랜지스터 사이의 절연의 방법으로 과거에는 LOCOS방법을 많이 사용하였으나 반도체 소자의 집적도가 높아짐에 따라 STI(Shallow Trench Isolation)방법이 많이 사용되고 있다.In general, the LOCOS method has been used in the past as a method of insulation between transistors in semiconductor devices. However, as the degree of integration of semiconductor devices increases, a shallow trench isolation (STI) method is used.
그런데, STI방법에서는 기판에 트렌치 식각을 바로 하기 때문에 깊이를 측정하는 일은 중요한 일이며 종전에는 알파스텝방법이 사용되어 왔다.However, in the STI method, since the trench is etched on the substrate, it is important to measure the depth, and the alpha step method has been used in the past.
도 1은 탐침(20)에 압전소자를 연결하여 깊이를 재는 일반적인 알파스텝방법에 대한 설명도이다.1 is an explanatory diagram of a general alpha step method of measuring a depth by connecting a piezoelectric element to a probe 20.
주지된 바와 같이, 알파스텝방법은 탐침(20)에 압전소자를 연결하여 탐침이 패턴을 긁을 때 일정한 단차를 만나면 탐침이 충격을 받고 이 충격을 압전체를 이용 전기적 신호로 바꾸어 단차를 측정함으로써 트렌치 깊이를 측정한다.As is well known, the alpha-step method connects a piezoelectric element to the probe 20 so that when the probe scratches a pattern, if the probe encounters a certain step, the probe is shocked and the shock is converted into an electrical signal using a piezoelectric element to measure the step depth. Measure
그러나, 이 방법은 탐침(20)이 웨이퍼(10)와 맞닿아서 웨이퍼의 일부분을 긁을 수 밖에 없기 때문에 광학적인 방법보다 부정확할 뿐만 아니라 기판에 스크래치를 유발하거나 탐침의 금속 성분에 의하여 웨이퍼의 오염을 가져올 수 있었다.However, this method is more inaccurate than the optical method because the probe 20 is forced to contact the wafer 10 to scratch a portion of the wafer, but also causes scratches on the substrate or contamination of the wafer by the metal component of the probe. Could bring.
상기와 같은 종래의 반도체 기판 트렌치 깊이 측정방법인 알파스텝방법은 다음과 같은 문제가 있다.The alpha step method, which is a conventional method for measuring the depth of trenches of a semiconductor substrate, has the following problems.
첫째, 탐침이 바닥을 긁어 깊이를 측정하기 때문에 기판에 스크래치를 유발할 수 있고 탐침의 금속성분에 의하여 웨이퍼가 오염될 수 있다.First, because the probe scrapes the bottom to measure depth, it may cause scratches on the substrate and the wafer may be contaminated by the metal component of the probe.
둘째, 기계적인 방법이기때문에 정확도가 떨어진다.Secondly, it is less accurate because it is a mechanical method.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 광학적인 방법으로 효율적인 트랜치의 깊이를 측정하는 방법을 제시한다.The present invention has been made to solve the above problems, and proposes a method for measuring the depth of the trench in an optical method.
도 1은 탐침에 압전소자를 연결하여 바닥을 긁을 때 깊이에 따라 전달되는 충격을 전기적 신호로 탐지하여 단차를 측정함으로써 깊이를 측정하는 알파스텝방법에 대한 설명도.1 is an explanatory diagram of an alpha-step method for measuring depth by measuring a step by connecting a piezoelectric element to a probe and detecting an impact transmitted according to depth when the floor is scratched with an electrical signal.
도 2a는 레이저 빔을 θ의 각도로 주사하여 반사되는 레이저 포인트를 레이저 포인트를 센싱하는 센서에 포착하게 되는 과정을 보여주는 설명도.2A is an explanatory diagram showing a process of scanning a laser beam at an angle of θ and capturing a reflected laser point to a sensor sensing the laser point;
도 2b는 트렌치 깊이에 의하여 먼저 반사된 제 1 레이저 포인트와 나중에 반사되는 제 2 레이저 포인트 간에 거리차가 생기는 과정을 보여주는 설명도.2B is an explanatory diagram showing a process in which a distance difference occurs between a first laser point reflected first by a trench depth and a second laser point reflected later;
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10: 반도체 기판 20: 압전소자가 연결된 탐침10: semiconductor substrate 20: probe connected piezoelectric element
30: 웨이퍼에 입사된 레이저 포인트 30': 반사된 레이저 포인트30: laser point incident on wafer 30 ': reflected laser point
40: 반사된 레이저 포인트를 센싱하는 센서40: Sensor for sensing the reflected laser point
50: 웨이퍼에 투영된 제 1 레이저 포인트 50': 반사된 제 1 레이저 포인트50: first laser point projected on the wafer 50 ': reflected first laser point
60: 웨이퍼에 투영된 제 2 레이저 포인트 60': 트렌치 깊이에 의해 먼저 반사된 포인트와 거리차가 생긴 제 2 레이저 포인트60: second laser point projected on the wafer 60 ': second laser point having a distance difference from the point first reflected by the trench depth
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 제 1 및 제 2 레이저 빔을 소정의 입사각으로 웨이퍼에 주사하는 단계, 상기 제 1 레이저 빔이 상기 웨이퍼상에서 반사된 제 1 레이저 포인트와, 상기 제 2 레이저 빔이 상기 웨이퍼상에서 반사된 제 2 레이저 포인트를 센서로 감지하는 단계, 상기 웨이퍼에서 먼저 반사된 상기 제 1 레이저 포인트와 나중에 반사된 상기 제 2 레이저 포인트간에 트렌치 깊이에 따라 발생하는 거리차를 측정하는 단계, 상기 측정된 거리차와 빔의 입사각에 의해 트렌치 깊이를 추산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for scanning a first laser beam on a wafer at a predetermined angle of incidence, wherein the first laser point is reflected on the wafer, and the second laser beam is Detecting a second laser point reflected on the wafer with a sensor, measuring a distance difference generated according to a trench depth between the first laser point reflected first on the wafer and the second laser point reflected later, Estimating the trench depth by the measured distance difference and the incident angle of the beam.
첨부한 도면을 참조하여 반도체 기판 트렌치 깊이 측정방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, a method of measuring a semiconductor substrate trench depth is as follows.
도 2a에서 보는 바와 같이 0.5~ 2.0㎛의 길이를 갖는 레이저 빔을 θ의 각도로 웨이퍼(10)에 입사시키면 웨이퍼의 반사도 때문에 이 레이저 포인트(30)를 센싱하는 센서(40)에 동일한 길이의 상(30')이 맺히는 것을 감지한다.As shown in FIG. 2A, when a laser beam having a length of 0.5 to 2.0 μm is incident on the wafer 10 at an angle of θ, an image of the same length is applied to the sensor 40 sensing the laser point 30 because of the reflectivity of the wafer. Detects the formation of 30 '.
도 2b에서 보는 바와 같이 트렌치 깊이에 의하여 먼저 반사된 제 1 레이저 포인트(50')와 나중에 반사된 제 2 레이저 포인트(60')는 일정한 거리 a를 두고 서로 떨어지게 되는데 트렌치 깊이(b)가 깊을수록 더욱 멀리 떨어지게 된다. 여기서, 트렌치 깊이를 b라고 하면 입사각 θ와 포인트간의 거리 a를 이용하여,As shown in FIG. 2B, the first laser point 50 ′ first reflected by the trench depth and the second laser point 60 ′ reflected later are separated from each other at a predetermined distance a. As the trench depth b increases, Will be further away. Here, if the trench depth is b, using the incident angle θ and the distance a between the points,
b = (a * tan θ)/2b = (a * tan θ) / 2
라는 공식을 통해 구할 수 있다. 위 공식에서 보듯이 b가 일정하므로 입사각 θ를 작게하면 a값이 늘어나므로 측정의 오차도 줄일 수 있다. 따라서, 이러한 광학적인 방법으로 a값을 측정함으로써 원하는 트렌치 깊이를 측정 할 수 있다.You can get it through the formula As shown in the above formula, b is constant, so decreasing the angle of incidence θ increases the value of a, thereby reducing the measurement error. Therefore, the desired trench depth can be measured by measuring the a value with this optical method.
상기와 같은 방법으로 레이저를 이용하는 경우, 종래의 알파스텝방식에서 문제가 되었던 웨이퍼의 금속오염이나 스크래치 발생을 방지할 수 있다. 더욱이, 본 발명에 따를 경우 트렌치 깊이에 의해 반사되어 생기는 포인트 사이의 일정한 거리를 측정하여 종래의 경우보다 용이하게 트렌치 깊이를 측정할 수 있다.When the laser is used in the above manner, it is possible to prevent metal contamination or scratch generation of the wafer, which has been a problem in the conventional alpha-step method. Furthermore, according to the present invention, the trench depth can be measured more easily than in the conventional case by measuring a constant distance between points reflected by the trench depth.
본 발명에 있어서,일반적으로 b는 일정하기 때문에 θ의 값을 작게하여 측정의 오차를 줄일 수 있으며 본 발명에서 사용하는 레이저 포인트의 길이는 0.5~ 2.0㎛로 하는 것이 바람직하다.In the present invention, in general, since b is constant, it is possible to reduce the error of measurement by decreasing the value of θ, and the length of the laser point used in the present invention is preferably 0.5 to 2.0 m.
이상에서 자세히 설명된 바와 같이, 본 발명의 레이저를 이용한 반도체 기판의 트렌치 깊이 측정방법에 의하면 기존의 알파스텝방법에서 기판에 발생된 스크래치와 탐침의 금속성분에 의해 발생한 웨이퍼의 오염을 근본적으로 해결할 수 있으며 트렌치 깊이 b가 일정하므로 레이저 빔의 입사각 θ를 작게하여 트렌치 깊이에 의해 생기는 거리차 a값이 늘어나게 함으로써 측정의 오차도 줄일 수 있다.As described in detail above, according to the trench depth measurement method of the semiconductor substrate using the laser of the present invention, it is possible to fundamentally solve the contamination of the wafer caused by the scratch and the metal component of the probe generated in the conventional alpha-step method. Since the trench depth b is constant, the measurement error can be reduced by increasing the distance difference a caused by the trench depth by decreasing the incident angle θ of the laser beam.
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KR1020030038017A KR20040107137A (en) | 2003-06-12 | 2003-06-12 | A Method for measuring trench depth formed on semiconductor substrate |
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KR100877267B1 (en) * | 2006-12-21 | 2009-01-08 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | Method for trench depth measure in semiconductor device |
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