KR20060132221A - 반도체 기판 상의 미세 구조물 검사 방법 - Google Patents

반도체 기판 상의 미세 구조물 검사 방법 Download PDF

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Abstract

미세 구조물을 효과적으로 검사하는 방법에 따르면, 광을 이용하여 미세 구조물들이 형성된 반도체 기판을 다이별 스캐닝하고, 반도체 기판으로부터 반사된 광을 수집한다. 반사광의 평균 강도를 다이 단위로 산출하여 제1 평균값들을 획득한다. 제1 평균값들의 평균을 산출하여 제2 평균값을 획득하고, 제1 평균값들로부터 제2 평균값을 각기 차감하여 편차 값들을 획득한다. 편차 값들을 이용하여 미세 구조물들을 다이 단위로 검사한 결과, 설정된 오차 값보다 큰 편차 값을 갖는 다이에 전자빔을 주사한다. 전자빔에 의하여 발생된 2차 전자를 수집하고, 2차 전자를 이용하여 영상 데이터를 획득한다. 영상 데이터를 이용하여 다이 내에 형성된 미세 구조물들의 프로파일(profile)을 정밀 검사한다. 프로파일 검사 결과 후속 공정에 악영향을 미칠 반도체 기판을 선별하고, 해당 반도체 기판은 후속 공정에 투입하지 않고 재처리 또는 폐기한다.

Description

반도체 기판 상의 미세 구조물 검사 방법{METHOD OF INSPECTING A MINUTE STRUCTURE ON THE SEMICONDUCTOR SUBSTRATE}
도 1은 정확한 심도로 노광된 미세 구조물들을 설명하기 위한 주사 전자 현미경 사진이다.
도 2는 부정확한 심도로 노광된 미세 구조물들을 설명하기 위한 주사 전자 현미경 사진이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 기판 상의 미세 구조물 검사 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 피검 반도체 기판 상에 부정확한 심도로 노광되어 디펙으로 분류된 미세 구조물들의 위치를 설명하기 위한 맵을 도시한 것이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100：맵 101：제1 영역
102：제2 영역 103：제3 영역
104：제4 영역 110：디펙
D：다이
본 발명은 반도체 기판 상의 미세 구조물 검사 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 사진 식각 공정을 통하여 반도체 기판 상에 형성된 미세 구조물을 검사하여 후속 공정의 투입 여부를 결정하는 방법에 관한 것이다.
최근 반도체 장치에 대한 연구는 보다 많은 데이터를 단시간 내에 처리하기 위하여 고집적화 및 고성능화를 추구하는 방향으로 진행되고 있다. 이에 따라 회로 패턴(circuit pattern)과 같은 미세 구조물의 디자인룰(design rule)은 계속 줄어들고 있다. 반도체 기판 상에 미세 구조물을 정확한 치수로 형성하지 못할 경우, 미세 구조물 자체의 불량뿐만 아니라 후속 공정에도 영향을 미쳐 반도체 생산율이 저하되는 심각한 문제로까지 확장될 수 있다. 따라서 미세 구조물을 정확한 치수로 형성할 수 있는 기술 개발이 중요한 과제로 하게 부상하게 되었다.
현재 단위 가공 공정을 수행하기 전 또는 후에 미세 구조물이 정확한 치수로 이상 없이 형성되는지 확인하고 있다. 미세 구조물의 검사 공정이 필요한 대표적인 단위 가공 공정으로서 사진 식각 공정이 있다.
사진 식각 공정은, 레티클의 회로패턴을 반도체 기판 상의 포토레지스트 막에 투영한 후, 이를 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성한다. 이어서 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용하여 하부막을 식각하고, 이 결과 반도체 기판 상에 미세 구조물이 형성된다.
전술한 바와 같은 사진 식각 공정을 통하여 미세 구조물을 형성 시, 미세 구조물을 정확한 폭과 간격으로 그리고 수직하게 형성하는 것이 매우 중요하다. 미세 구조물을 정확한 폭과 간격으로 형성하는 것은 곧 임계 치수(Critical Dimension; CD)에 부합되게 미세 구조물을 형성하는 것을 의미하며, 미세 구조물을 수직하게 형성하는 것은 기울어지지 않게 형성하는 것을 의미한다. 여기서, 임계 치수란 미세 구조물들 간의 공간적 한계 및 미세 구조물 자체의 폭에 대한 규정 치로서, 우선적으로 미세 구조물이 기울어지지 않게 형성되어야 임계 치수를 만족하게 된다.
미세 구조물이 임계 치수에 부합되지 않게 형성되는 대표적인 원인으로서는, 부정확한 노광 초점(depth of focus:심도)이 있다. 노광 초점이 부정확할 경우, 레티클의 회로패턴은 포토레지스트 막에 일그러지게 투영되며, 이후 하부막도 부정확하게 식각되는 원인을 제공한다.
도 1은 정확한 심도로 노광된 미세 구조물들을 설명하기 위한 주사 전자 현미경 사진을 도시한 것이고, 도 2는 부정확한 심도로 노광된 미세 구조물들을 설명하기 위한 주사 전자 현미경 사진을 도시한 것이다.
도 1에 도시된 미세 구조물들(10)에 비하여, 도 2에 도시된 미세 구조물들(20)은 반도체 기판 상에 중복되게 형성되거나 기울어져 서로를 간섭하고 있다. 또한, 도 1에 도시된 미세 구조물들(10)은 거의 일정한 폭과 높이를 갖는데 반하여, 도 2에 도시된 미세 구조물들(20)은 불규칙한 높이와 폭을 갖고 있다. 당연히 도 2에 도시된 미세 구조물들(20)은 임계 치수를 만족하지 못하며, 후속 공정에서 심각한 문제를 유발하게 된다.
일반적으로 미세 구조물의 임계 치수를 확인하기 위하여 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope:SEM)이 이용된다. 주사전자현미경은 전자빔 (electron beam)을 시편 표면에 주사한다. 주사된 전자빔이 시편의 한 점에 집중되면, 일차전자만 굴절되고 시편 표면에서 발생된 이차전자는 검파기에 의하여 수집된다. 수집된 이차전자들은 광증배관(PMT)에 의하여 증폭된 후, 브라운관(CRT)에 이미지 상으로 나타나게 된다. 이후, 상기 브라운관(CRT)에 나타난 이미지를 바탕으로 미세 구조물의 임계 치수를 측정 및 확인하게 된다.
전술한 바와 같은 주사전자현미경을 이용할 경우, 반도체 기판은 수 내지 수십만 배율로 확대되어 검사된다. 주사전자현미경을 이용하여 반도체 기판의 한 다이(die) 내에 형성된 미세 구조물들을 검사하는 데에만 수내지 수십 시간이 소요된다. 따라서 생산되는 모든 반도체 기판들을 주사전자현미경으로 검사할 경우, 생산 수율은 급격하게 저하될 것이다.
이에 대한 대안으로서, 사진 식각 공정을 완료한 반도체 기판들 중 일부만 랜덤(random)하게 선택하여 검사하고, 이로써 전체 반도체 기판들에 대한 이상 여부를 결정하는 방법이 사용되고 있지만, 이는 근본적으로 신뢰할 수 없는 방법이라 할 수 있다.
또한, 일부 반도체 기판들에 대해서만 검사 공정을 수행할 경우, 후속 공정에 영향을 미칠 미세 구조물들을 갖는 반도체 기판이 선별되지 않고 후속 공정에 투입될 수 있다. 이는 이상이 발생된 반도체 기판에 불필요한 가공 공정을 더 수행하는 것이라 할 수 있다.
현재 반도체 기판은 단위 가공 공정을 거칠수록 그 경제적 가치는 급격히 높아지며 각각의 단위 가공 공정에 소요되는 비용도 실제로 막대하다. 하지만, 전술 한 바와 같이 이상이 발생된 미세 구조물을 갖는 반도체 기판을 사진 식각 공정 직후 정확하게 선별하지 못할 경우, 막대한 현재와 같은 시간적 및 재정적 손실은 계속하여 발생될 것이며, 이는 반도체 산업 발전에 큰 장애가 될 것이다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제를 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 반도체 기판 상에 형성된 미세 구조물들을 신속 및 정확하게 검사하여 을 정확하게 검사할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 관점에 따른 반도체 기판 상의 미세 구조물 검사 방법에 의하면, 광을 이용하여 미세 구조물들이 형성된 반도체 기판을 다이(die) 단위로 스캐닝 하고, 반도체 기판으로부터 반사된 광을 수집하고, 반사광의 평균 강도(average intensity)를 다이 단위로 산출하여 제1 평균값들을 획득하고, 제1 평균값들의 평균을 산출하여 제2 평균값을 획득하고, 제1 평균값들로부터 제2 평균값을 각기 차감하여 편차 값들을 획득하고, 편차 값들을 이용하여 미세 구조물들을 다이 단위로 검사한다. 검사 결과, 설정된 오차 값보다 큰 편차 값을 갖는 다이에 전자빔을 주사하고, 전자빔에 의하여 발생된 2차 전자를 수집하고, 2차 전자를 이용하여 영상 데이터를 획득하고, 영상 데이터를 이용하여 다이 내에 형성된 미세 구조물들의 프로파일(profile)을 검사할 수 있다. 프로파일은 최대 선폭(maximum CD), 최소 선폭(minimum CD), 평균 선폭(average CD), 오차 선폭(range CD) 또는 이들의 조합 중에서 선택할 수 있다. 영상 데이터는 2차 전자 를 전기적 신호로 변환하고, 전기적 신호를 증폭시켜 생성할 수 있다. 미세 구조물은 반도체 기판 상에 형성된 라인형 패턴을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 다이별로 반사광의 평균 강도를 산출하여, 미세 구조물이 부정확한 초점으로 노광된 다이를 신속 및 용이하게 확인할 수 있다. 부정확한 초점으로 노광된 다이에 대해서는 정밀 검사 공정을 수행하여 후속 공정에 악영향을 미칠 반도체 기판을 선별한다. 선별된 반도체 기판은 후속 공정에 투입하지 않고 재처리 또는 폐기한다. 결과적으로는 우수한 반도체 장치를 효과적으로 제조할 수 있다.
이하, 본 발명의 다양한 관점들에 따른 반도체 기판 상의 미세 구조물 검사 방법의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예들에 제한되는 것은 아니며, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다. 본 발명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패드, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상에", "상부에" 또는 "하부"에 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 각 층(막), 영역, 패드, 패턴 또는 구조물들이 직접 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들 위에 형성되거나 아래에 위치하는 것을 의미하거나, 다른 층(막), 다른 영역, 다른 패드, 다른 패턴 또는 다른 구조물들이 기판 상에 추가적으로 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 기판 상의 미세 구조물 검사 방법을 설명하기 위한 개략적인 순서도를 도시한 것이고, 도 4는 피검 반도체 기판 상에 부정확한 심도로 노광되어 디펙으로 분류된 미세 구조물들의 위치를 설명하기 위한 맵(map)을 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 사진 식각 공정에 의하여 미세 구조물들이 형성된 반도체 기판을 준비한다(S100). 사진 식각 공정은, 레티클의 회로패턴을 반도체 기판 상의 포토레지스트 막에 투영한 후, 이를 현상하여 포토레지스트 패턴을 형성한다. 이어서 포토레지스트 패턴을 마스크로 이용하여 하부막을 식각하고, 이 결과 반도체 기판 상에 미세 구조물이 형성된다.
미세 구조물은 라인(line), 패드(pad), 홀(hole) 타입으로 형성될 수 있으며, 반도체 기판 상에는 다이(die)별로 동일한 배치 구조로 미세 구조물들이 형성될 수 있다.
반도체 기판 상에는 메모리용 또는 비 메모리용 미세 구조물들이 반복적으로 또는 비 반복적으로 형성될 수 있다. 예들 들어, 메모리 칩(memory chip)의 경우, 한 다이(die)에서 70~80% 정도가 반복적으로 형성되는 셀들(cells)로 이루어지고, 나머지 20~30% 정도가 비 반복적으로 형성되는 페리(peri), S/A(sense amplifier), SWD(sub-word divider) 등으로 이루어진다. 비 메모리 칩이나 에스오씨(system on chip:SOC)의 경우, 에스램(SRAM), 디램(DRAM), 로직(LOGIC), 플래쉬 메모리(FLASH MEMORY)등이 비 반복적으로 형성된다. 이중에서, 각각의 에스램(SRAM) 영역, 디램(DRAM) 영역, 플래쉬 메모리(FLASH MEMORY) 영역 내에는 셀들이 반복적으로 형성된다. 즉, 메모리 칩(chip)이나 비 메모리 칩 모두 미세 구조물들이 반복적으로 형성되는 영역과 비 반복적으로 형성되는 영역이 존재한다.
미세 구조물들이 형성된 반도체 기판에 광을 연속적으로 조사하여 스캐닝한다(S110). 이 경우, 반도체 기판 상면 전체에 대하여 스캐닝을 수행하는 것이 바람직하다. 반도체 기판에 조사되는 광으로서는, DUV, EUV, SUV, BBUV, WL, WLR G-line, I-line 광 등 다양한 파장의 광이 선택될 수 있으며, 이외에도 다른 파장 대역의 광을 조사할 수 있다.
반도체 기판으로부터 반사된 광을 수집한다(S120). 반도체 기판 상의 일 지점에 광을 조사하는 시점과 상기 일 지점으로부터 반사된 광을 수집하는 시점은 실질적으로 동일하다. 따라서 일 다이 영역에 광이 조사되기 시작하여 끝나는 시점까지 수집된 반사광을 일 다이 영역에 대한 반사광으로 분류할 수 있다. 즉, 반사광의 수집과 실질적으로 동시에 분류할 수 있다. 일 다이 영역에 광이 조사되기 시작하여 끝나는 시점은 반도체 기판 상에 각각의 다이가 형성된 좌표 정보를 이용하면 용이하게 확인할 수 있다.
전술한 바와 같은 방법으로, 반도체 기판으로부터 반사된 광들을 다이 영역별로 수집하고(S120), 수집한 반사광의 평균 강도(average intensity)를 다이 단위로 산출하여 제1 평균값들을 획득한다(S130).
일 다이에서 반사되는 광의 강도는 일정하지 않을 수 있다. 이는 다이 내에 미세 구조물들이 수없이 형성되어 있어, 일 다이에서 연속적으로 조사된 광이 일정한 강도로 반사되지 않기 때문이다.
일 다이 내에는 노광 초점(depth of focus:심도)의 차이로 인하여 미세 구조물들이 일정한 간격으로 형성되지 않을 수 있고, 또한 노칭(notching)이나 스탠딩 웨이브(standing wave) 등과 같은 현상이 발생될 수 있다. 정확한 심도로 노광된 미세 구조물들의 간격은 일정하고 노칭 및 스탠딩 웨이브 현상이 일어나지 않지만, 부정확한 심도로 노광된 미세 구조물들의 간격은 일정하지 않고 노칭 및 스탠딩 웨이브 현상이 심하게 일어난다.
미세 구조물들의 간격은 일정할 경우, 미세 구조물들에 조사된 광은 일정한 특성을 갖게 반사되지만, 미세 구조물들의 간격이 불규칙할 경우, 미세 구조물들에 조사된 광은 불규칙적으로 반사되거나 산란된다. 또한, 정확한 심도로 노광된 미세 구조물들에 조사된 광은 거의 산란되지 않고 대부분이 입사각과 동일하게 반사된다. 하지만, 부정확한 심도로 노광된 미세 구조물들에 조사된 광은 대부분이 산란되고 일부만이 입사각과 동일하게 반사된다.
전술한 바와 같은 반사광의 특성을 이용을 이용하면 미세 구조물의 노광 상태를 확인할 수 있다. 다이별로 반사된 광의 강도를 측정하고, 측정값들을 분석하면 해당 다이 내에 형성된 미세 구조물들이 정확한 심도로 노광되었는지를 거의 확실하게 예측할 수 있다. 이를 확인하기 위하여, 반사광의 평균 강도(average intensity)를 다이 단위로 산출하여 제1 평균값들을 획득한다(S130).
다이 별로 산출한 제1 평균값들이 기 설정된 오차 범위를 내에 존재 여부로써 각 다이 내에 미세 구조물들이 정확한 초점으로 형성되었는지를 예측할 수 있다. 오차 범위는 종래에 검사 공정의 수행결과 생성된 데이터베이스를 이용하여 설정할 수 있다. 오차 범위는 공정 조건에 따라 다르게 설정할 수 있으며, 당업자라면 이를 용이하게 수행할 수 있을 것이다.
보다 발전적으로는 모든 다이들에 대한 검사 공정을 보다 신속하게 수행하기 위하여, 제1 평균값들을 다양하게 이용할 수 있다. 일예로, 제1 평균값들의 평균을 산출하여 제2 평균값을 획득한다(S140). 제2 평균값은 반도체 기판으로부터 반사된 광의 평균 강도라 할 수 있다. 이어서, 다이 별로 산출한 제1 평균값들과 제2 평균값의 차를 각기 산출하여 편차 값들을 획득(S150). 이 경우, 제2 평균값에서 각각의 제1 평균값을 차감하거나, 각각의 제1 평균값에서 제2 평균값을 차감할 수 있다. 두 경우, 편차 값의 부호가 변경될 뿐 편차 값의 절대 값은 변동 없다.
제2 평균값에서 제1 평균값들을 각기 차감할 경우 양의 편차 값이 산출되는 다이를 체크하고, 제1 평균값들에서 제2 평균값을 각기 차감할 경우에는 음의 편차 값이 산출되는 다이를 체크한다. 예를 들어, 제2 평균값에서 제1 평균값들을 각기 차감하여 산출한 편차 값들은 다음 표 1과 같이 나타낼 수 있다.
[표 1]
Figure 112005032226857-PAT00001
표 1은 도 4에 도시한 바와 같은 디펙들을 갖는 피검 반도체 기판 상에 전술한 S100 내지 S140 단계를 수행하여 얻은 결과를 개략적으로 나타낸 것이다. 또한, 표 1에는 양의 편차 값이 산출되는 다이가 사선으로 체크되어있다.
도 4에 도시된 맵(100)의 대상이 되는 반도체 기판은 실제 라인에서 생산되는 일 웨이퍼를 선택하고, 이를 주사전자현미경으로 일일이 검사한 결과 데이터를 나타낸 것이다. 맵(100)은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 기판 상의 미세 구조물 검사 방법을 설명하기 위한 일예이며 이로써 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아님을 밝혀둔다.
도 4를 참조하면, 맵(100)에서 디펙들(110)이 12시 방향의 제1 영역(101), 3 시 방향의 제2 영역(102), 6시 방향의 제3 영역(103), 9시 방향의 제4 영역(104)에 집중적으로 존재한다. 맵(100)의 대상이 되는 반도체 기판에 전술한 S100 내지 S140 단계를 수행하면, 편차값들은 표 1과 같이 정리될 수 있다. 표 1의 칸의 개수와 도 4에 도시한 맵(100)의 다이(D) 개수는 다소 상이할 수 있다. 이는 표 1을 작성 시, 유효하지 않는 값을 갖는 다이(D)는 제외하였기 때문이다. 맵(100)과 표 1은 단순히 본 발명의 주 맥락을 설명하기 위한 것일 뿐 본 발명을 제한이나 한정하기 위한 것이 아님을 밝혀둔다.
맵(100)과 표 1을 비교하면, 디펙들(110)이 반도체 기판의 주변부에 집중적으로 존재하는 것과 유사한 경향(원형)으로 표 1의 둘레를 따라서 양의 편차 값들이 존재한다.
일 다이(D)의 편차 값이 양의 값을 갖는 다는 것은, 해당 다이(D)의 제1 평균값이 반도체 기판으로부터 반사된 광의 평균 강도인 제2 평균값보다 작다는 것을 의미한다. 즉, 해당 다이(D)로부터 반사된 광의 강도가 반도체 기판으로부터 반사된 광의 평균보다도 상대적으로 낮은 것을 의미하며, 해당 다이(D)에 조사된 광은 대부분 산란된다고 예측할 수 있다.
이미 전술한 바와 같이, 정확한 심도로 노광된 미세 구조물들에 조사된 광은 거의 산란되지 않고 대부분이 입사각과 동일하게 반사되지만, 부정확한 심도로 노광된 미세 구조물들에 조사된 광은 대부분이 산란되고 일부만이 입사각과 동일하게 반사된다. 따라서 일 다이(D)의 편차 값이 양의 값이면, 해당 다이(D) 내에 형성된 미세 구조물들이 부정확한 심도로 노광되었음을 예측할 수 있다. 따라서 양의 편차 값을 갖는 다이(D)에 대해서는 정밀 조사가 요구된다.
양의 편차 값을 갖는 다이(D)를 정밀 검사하기 위하여, 해당 다이(D)에 전자빔을 주사하고(S160), 전자빔에 의하여 해당 다이(D)에 발생된 2차 전자를 수집하고(S170), 2차 전자를 이용하여 해당 다이(D)의 영상 데이터를 획득하며(S180), 영상 데이터를 이용하여 해당 다이(D) 내에 형성된 미세 구조물들의 프로파일(profile)을 검사한다(S190). 이어서 해당 반도체 기판은 후속 공정의 투입 여부 결정한다(S200).
영상 데이터를 획득하기 위해서는(S180), 2차 전자를 전기적 신호로 변환하고(S182), 전기적 신호를 증폭시켜 영상 데이터로 변환하고(S184), 변환된 영상 데이터를 디스플레이 유닛에 나타낼 수 있다(S186). 또한 이와 같은 정밀 조사는 주사전자현미경을 이용할 수 있으며, 미세 구조물의 프로파일로서는, 최대 선폭(maximum CD), 최소 선폭(minimum CD), 평균 선폭(average CD), 오차 선폭(range CD) 또는 이들의 조합일 수 있다.
미세 구조물의 프로파일을 확인하기 위하여 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope:SEM)을 이용할 수 있다. 주사전자현미경을 이용하여 해당 다이(D)에 전자빔(electron beam)을 주사하면, 주사된 전자빔은 한 점에 집중된다. 전자빔 중 1차 전자는 미세 구조물로부터 굴절되고 2차 전자가 발생된다. 검파기를 이용하여 2차 전자를 수집하고, 수집된 2차 전자들을 광증배관(PMT)에 제공하여 증폭한다. 증폭된 2차 전자는 전기적 신호로서 변환되어 브라운관(CRT)에 이미지 상으로 나타난다. 이후, 상기 브라운관(CRT)에 나타난 이미지를 바탕으로 미세 구조 물의 프로파일을 확인할 수 있다.
미세 구조물들의 프로파일을 검사하면, 해당 다이(D)에 존재하는 미세 구조물이 허용 오차 범위 내에 존재하는 지를 확인 할 수 있다. 미세 구조물이 허용 오차 범위 내에 존재할 경우, 후속 공정에 큰 영향을 미치지 않을 것으로 예측할 수 있지만, 허용 오차 범위를 벗어날 경우, 후속 공정에 큰 영향을 미칠 것으로 예측할 수 있다. 따라서 허용 오차 범위를 벗어난 미세 구조물이 일정 개수 이상 확인되면, 해당 반도체 기판은 후속 공정에 투입하지 않고 재처리 또는 폐기한다.
전술한 바와 같은 미세 구조물의 검사 방법에 따르면, 미세 구조물들의 이상 여부를 사진 식각 공정 후 바로 확인하여, 후속 공정에 여향을 미칠 미세 구조물을 갖는 반도체 기판을 신속 및 정확하게 분류할 수 있다.
본 발명에 따르면, 사진 식각 공정 직 후 미세 구조물의 이상 여부를 신속하게 할 수 있어, 부정확하게 가공된 대상 반도체 기판이 후속공정에 투입되어 발생되는 재정적, 시간적 손실을 크게 줄일 수 있다. 나아가, 반도체 기판 가공 공정의 상당부분을 자동화 시킬 수 있으며, 최종적으로는 효과적으로 반도체 장치를 제조할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (5)

  1. 광을 이용하여 미세 구조물들이 형성된 반도체 기판을 다이(die) 단위로 스캐닝 하는 단계;
    상기 반도체 기판으로부터 반사된 광을 수집하는 단계;
    상기 반사광의 평균 강도(average intensity)를 다이 단위로 산출하여 제1 평균값들을 획득하는 단계;
    상기 제1 평균값들의 평균을 산출하여 제2 평균값을 획득하는 단계;
    상기 제1 평균값들로부터 상기 제2 평균값을 각기 차감하여 편차 값들을 획득하는 단계; 및
    상기 편차 값들을 이용하여 상기 미세 구조물들을 상기 다이 단위로 검사하는 단계를 포함하는 미세 구조물 검사 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 설정된 오차 값보다 큰 편차 값을 갖는 다이에 전자 빔을 주사하는 단계;
    상기 전자빔에 의하여 발생된 2차 전자를 수집하는 단계;
    상기 2차 전자를 이용하여 영상 데이터를 획득하는 단계; 및
    상기 영상 데이터를 이용하여 상기 다이 내에 형성된 미세 구조물들의 프로파일(profile)을 검사하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 상의 미세 구조물 검사 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 프로파일은 최대 선폭(maximum CD), 최소 선폭(minimum CD), 평균 선폭(average CD), 오차 선폭(range CD) 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 상의 미세 구조물 검사 방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 영상 데이터를 획득하는 단계는,
    상기 2차 전자를 전기적 신호로 변환하는 단계; 및
    상기 전기적 신호를 증폭시켜 상기 다이의 이미지를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 상의 미세 구조물 검사 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 미세 구조물은 반도체 기판 상에 형성된 라인형 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 기판 상의 미세 구조물 검사 방법.
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