KR20060081933A - 반도체 장치의 패턴 검사 방법 - Google Patents

Abstract

여기에는 반도체 장치의 패턴 검사 방법이 개시된다. 이 방법은 반도체 웨이퍼 상에 형성된 패턴과 그 패턴의 바로 위에 레이저광을 조사하여 검출된 파장의 경로차를 비교함으로서 패턴에 불량이 존재하는지 여부를 실시간으로 판별할 수 있다.

Description

반도체 장치의 패턴 검사 방법{METHOD FOR INSPECTING PATTERN OF SEMICONDUCTOR DEVICE}

도 1은 본 발명의 패턴 검사 방법에 따라 정상적으로 패턴이 형성된 반도체 웨이퍼를 검사하는 예를 보인 것이다.

도 2는 본 발명의 패턴 검사 방법에 따라 비정상적으로 패턴이 형성된 반도체 웨이퍼를 검사하는 예를 보인 것이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100 : 레이저 발진 장치 200 : 검출기

50 : 웨이퍼 70 : 패턴

90 : 불순물

본 발명은 반도체 제조 공정에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 장치의 패턴 검사 방법에 관한 것이다.

반도체 소자의 크기가 점점 줄어들고 고집적화됨에 따라 패턴의 크기도 감소하고 더욱 복잡해지고 있는 추세이다. 이로 인하여 패턴의 불량을 확인하는 것이 점점 어려워지고 있다. 하지만 패턴 검사의 정확도는 제품의 수율 및 품질과 매우 밀접한 관련을 가지고 있으므로, 반도체 웨이퍼 상에 형성된 패턴의 불량 여부를 정확히 판별하기 위한 패턴 검사 방법이 요구된다.

현재 일반적으로 사용되고 있고 있는 패턴 검사 방법은 레티클(reticle) 상에 설계된 기준 패턴과 반도체 웨이퍼 상에 형성된 패턴을 측정한 패턴을 서로 비교하여 불량 여부를 판별하는 방식이다. 따라서 기준 패턴이 변경되는 경우에는 그때마다 기준 패턴을 변경하여 저장하여야하고, 만일 기준 패턴이 잘못 저장되어 있는 경우에는 다시 검사를 하여야 하는 문제점이 발생한다. 또한 기준 패턴과 측정 패턴을 서로 비교하기 위한 알고리즘을 적용하는데 시간이 필요하므로 전체 반도체 제조 공정 시간이 지연될 우려도 발생한다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 실시간으로 반도체 웨이퍼 상에 형성된 패턴의 결함을 검사하는 방법을 제공하는데 있다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 장치의 패턴 검사 방법은 반도체 웨이퍼 상에 형성된 패턴과 그 패턴 바로 위로 각각 레이저광들을 조사한 뒤 투과된 레이저광들의 경로차를 검출한다. 패턴에 결함이 없는 경우에는 경로차가 일정하게 유지되지만, 패턴에 결함이 있는 경우에는 경로차에 급격한 변화가 발생되므로 이를 통하여 반도체 웨이퍼 상에 형성된 패턴의 결함 여부를 판 단할 수 있다. 이때 레이저광이 조사된 후 패턴을 통과하여 검출기에서 검출되어야 하므로, 반도체 웨이퍼 상에 형성된 패턴을 통과할 수 있을 만큼 충분한 크기의 파장을 가진 레이저광이 조사되어야 한다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

본 발명에 따르면 레이저 발진 장치(100)는 반도체 웨이퍼(50) 상에 형성된 패턴(70)과 그 패턴 바로 위로 레이저광을 조사(irradiate)하면서 반도체 웨이퍼 상에 형성된 패턴을 스캐닝(scanning)하고, 검출기(200)는 반도체 웨이퍼 상에 형성된 패턴 및 그 위를 통과한 레이저광들 간의 경로차를 검출하여 반도체 웨이퍼에 형성된 패턴의 결함 존재 여부를 검사한다. 이때 패턴으로 조사된 레이저광이 검출기에 의하여 검출되어야 하므로, 반도체 웨이퍼 상에 형성된 패턴을 충분히 통과할 수 있는 크기의 파장을 가진 레이저광을 조사하는 것이 바람직하다. 일반적인 반도체 메모리 장치들은 고집적화를 위하여 반복적인 패턴을 사용하는 것이 대부분이므로, 패턴과 그 패턴 바로 위에 레이저광을 조사하여 얻어진 파장들 간의 경로차를 검출하면 대체적으로 일정하다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 패턴 검사 방법에 따라 정상적으로 패턴이 형성된 반도체 웨이퍼와 비정상적으로 패턴이 형성된 반도체 웨이퍼를 검사하는 예를 각각 보인 것이다.

도 1과 같이 정상적으로 패턴이 형성된 반도체 웨이퍼 상의 패턴과 그 패턴 의 바로 위에 레이저광을 각각 조사하고, 조사된 후 반도체 웨이퍼를 통과한 레이저광들 사이의 경로차를 검출하면, 그 경로차는 일정하게 유지될 것이다. 하지만 도 2와 같이 패턴(70)에 인접하게 불순물(90)이 존재하는, 예를 들면 포토 레지스트의 현상(development)이 불완전하게 이루어지거나 또는 식각이 불완전하게 이루어진 경우에는 패턴을 레이저로 조사하면서 스캐닝하면 패턴과 그 패턴 바로위에 조사된 레이저 사이에 경로차에 변화가 일어날 것이다. 따라서 이렇게 경로차에 이상이 발생되는 것을 감지하는 것만으로도 패턴의 결함 여부를 판단할 수 있다. 또한 불순물(90)이 존재하는 경우 이를 통과한 레이저의 세기 또는 위상이 변화하므로 검출기(200)에서는 이를 검출함으로서 불순물(90)의 존재여부를 판단할 수도 있다.

본 실시예에서는 패턴 주위에 불순물이 돌출되어 존재하는 경우만을 도시하였으나, 식각 공정등에서 과도하게 식각되어 패턴의 일부가 떨어져 나가거나 불규칙하게 측면이 형성된 경우에도 형성된 패턴과 그 바로 위에 레이저를 조사하면 경로차에 변화가 발생할 것이므로, 역시 검사 가능하다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 상술한 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 기준 패턴을 저장하는 과정 또는 기준 패턴과 측정된 패턴의 비교 알고리즘 없이, 반도체 웨이퍼 상에 형성된 패턴과 그 패턴 바로 위로 조사된 레이저광의 경로차만을 비교하여 결함의 위치를 찾아냄으로서 반도체 장치의 검사 시간을 단축시킬 수 있다. 따라서 전체 반도체 제조 공정에서 소비되는 시간도 단축된다.

Claims (4)

1. 반도체 웨이퍼 상에 형성된 패턴과 그 패턴 바로 위로 각각 레이저광을 조사하는 단계와; 그리고

   상기 패턴과 그 패턴 바로 위를 통과한 레이저광 사이의 경로차를 검출하는 단계를 포함하는 반도체 장치의 패턴 검사 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 레이저광은 상기 반도체 웨이퍼 상에 형성된 패턴을 통과할 수 있을만큼 투과력이 큰 파장을 가지는 반도체 장치의 패턴 검사 방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 반도체 웨이퍼 상에 형성된 패턴은 현상 공정 후 얻어진 포토 레지스트 패턴인 반도체 장치의 패턴 검사 방법.
4. 반도체 웨이퍼 상에 형성된 패턴과 그 패턴 바로 위로 각각 레이저광을 조사하는 레이저 발진 장치와; 그리고

   상기 패턴과 그 패턴 바로 위를 통과한 레이저광의 경로차를 계산하여 결함여부를 판별하는 검출기를 포함하는 반도체 장치의 패턴 검사 장치.

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