KR20070036217A - 레티클의 결함 검사 방법 - Google Patents

Abstract

레티클 상에서 직접 검출이 불가능한 패턴을 배어웨이퍼 상에 패터닝을 하여 검출이 가능케하는 레티클의 결함 검사 방법을 제공하기 위한 것으로, 본 발명의 레티클의 결함 검사 방법은 배어 웨이퍼 상에 얼라인키를 형성하는 단계, 검사용 레티클(리비젼후의 레티클) 상의 패턴과 피검사용 레티클(리비젼전의 레티클) 상의 패턴을 상기 배어웨이퍼 상에 형성된 얼라인키로 정렬하여 노광하는 단계, 및 상기 배어웨이퍼 상에 노광된 패턴들을 다이 단위로 비교하여 결함을 검출하는 단계를 포함하고, 이와 같은 본 발명은 레티클 상에서는 직접 검사가 불가능한 패턴을 배어웨이퍼 상에 패터닝을 하여 검사가 가능케 하므로써 레티클 상의 결함을 피드백할 수 있는 효과가 있다.

레티클, 결함, 리비젼, 배어웨이퍼, 노광

Description

레티클의 결함 검사 방법{METHOD FOR INSPECTION DEFECT OF RETICLE}

도 1은 통상적인 레티클 리비젼 방법의 개념을 도시한 도면,

도 2 내지 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 레티클의 결함 검사 방법을 설명하기 위한 도면,

도 5a 및 도 5b는 배어웨이퍼에 구현된 10필드 상의 R1,R2 패턴의 상세도이다.

도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 제2실시예에 따른 레티클의 결함 검사 방법을 도시한 도면,

도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 레티클의 결함 검사 방법을 도시한 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

101 : 배어웨이퍼

R1 : 리비젼전의 레티클에 의해 노광된 패턴

R2 : 리비젼후의 레티클에 의해 노광된 패턴

본 발명은 반도체 제조 기술에 관한 것으로, 특히 레티클의 결함을 검사하기 위한 방법에 관한 것이다.

최근에 반도체소자가 점점 단위셀을 집적화해감에 따라 레티클의 중요성은 어느때보다 더 높아져만 가고 있고, 이에 레티클 상의 결함(defect)을 검사(Inspection)하는 방법도 중요한 이슈가 되고 있다.

레티클 상의 결함을 검사하는 방법으로는 직접 레티클 상에서 검사하는 방법이 있다. 그 예로, 비쥬얼검사법(Visual inspection), 스타라이트검사법(Starlight inspection), 다이투다이 검사법(Die to die inspection)이 있다.

먼저, 비쥬얼 검사법은 콜리메이티드 광(UV light) 아래에서 레티클 및 펠리클의 스크래치, 레티클 및 펠리클 상의 파티클과 오염, 그리고 레티클의 크랙 등을 검사한다.

그리고, 스타라이트 검사법은 레티클 내에 동일한 패턴의 다이가 없을 때 반사와 투과의 두빛을 동시에 이용하여 검출하는 방법이다. 즉, 트랜스미션 광은 머큐리 램프에 의한 투과검사광을 말하며, 패턴결함 또는 글래스영역의 파티클 등을 검출한다. 반사광은 He-Ne 레이저에 의한 반사검사광을 말하며, 패턴결함 또는 클롬영역의 파티클 등을 검사한다.

마지막으로, 다이투다이 검사법은 레티클 내에 2개 이상의 동일한 패턴의 다이가 있을 때 각각의 다이를 비교검사하여 결함을 검출하는 검사방법이다.

그러나, 비쥬얼 검사법은 결함 검출 능력이 떨어지며, 스타라이트 검사법은 패턴을 비교하는 방식이 아니라서 미세한 CD 변동이나 레이아웃상의 문제점을 검출하기 어렵고, 다이투다이 검사법은 하나의 레티클안에 2개 이상의 동일한 패턴이 있을때만 결함 검출이 가능한 한계가 있다.

결국, 종래기술의 검사법들은 모두 레티클 상에서 결함을 검사하기 위한 방법으로서 결함 검출에 있어 한계를 보이고 있다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 레티클 상에서 직접 검출이 불가능한 패턴을 배어웨이퍼 상에 패터닝을 하여 검출이 가능케하는 레티클의 결함 검사 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 레티클의 결함 검사 방법은 배어 웨이퍼 상에 얼라인키를 형성하는 단계, 검사용 레티클 상의 패턴과 피검사용 레티클 상의 패턴을 상기 배어웨이퍼 상에 형성된 얼라인키로 정렬하여 노광하는 단계, 및 상기 배어웨이퍼 상에 노광된 패턴들을 다이 단위로 비교하여 결함을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 검사용레티클은 리비젼 후의 레티클을 사용하고, 상기 피검사용 레티클은 리비젼 전의 레티클을 사용하는 것을 특징으로 하며, 상기 검사용 레티클의 리비젼된 영역을 검사제외지역으로 두고, 리비젼되지 않은 부분만 상기 제1,2레티클을 이용하여 결함비교를 통해 레티클 결함을 검출하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 검사용레티클은 리비젼과정이 수행되지 않은 레티클을 사용하고, 상기 피검사용 레티클은 상기 리비젼과정이 수행되지 않은 레티클 제작시 발생된 페일레티클을 사용하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 검사용 레티클 상의 패턴과 상기 피검사용 레티클 상의 패턴을 노광하는 단계는, 컬럼 방향으로 검사용 레티클 상의 패턴과 피검사용 레티클 상의 패턴을 번갈아 노광하되, 상기 피검사용 레티클 상의 패턴을 가장 먼저 노광하고, 상기 피검사용 레티클 상의 패턴을 적어도 2번 이상 노광한 후 상기 검사용 레티클 상의 패턴을 1번 노광하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 검사용 레티클 상의 패턴과 상기 피검사용 레티클 상의 패턴을 노광하는 단계는, 로 방향으로 검사용 레티클 상의 패턴과 피검사용 레티클 상의 패턴을 번갈아 노광하는 단계, 및 상기 패턴들이 노광된 배어웨이퍼를 90°회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 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 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

후술하는 실시예들에서는 레티클상의 패턴을 배어웨이퍼(Bare wafer) 상에 구현한 후 어레이모드(array mode, 최소반복패턴 단위로 검사)와 랜덤모드(random mode, 다이 단위로 검사) 방식으로 검사를 수행하는 방법에 대한 것이며, 그리고 레티클 상에 2개 이상의 동일 패턴(다이)이 없을 때 레티클 제작 상에 발생한 페일레티클(fail reticle)이나 이전의 리비젼하기 전의 레티클을 이용하여 웨이퍼 상에 교대로 구현하여 레티클 단위로 검사를 수행하여 레티클 결함을 검출한다.

도 1은 통상적인 레티클 리비젼 방법의 개념을 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 것처럼, 리비젼 전 레티클(pre revision reticle)이 제작된 후에는 통상 소자, 공정, 설계관련 이유로 레티클을 리비젼(Revision)하게 된다(post revision reticle). 그런데, 리비젼을 할 때에는 다수의 부분을 고칠수도 있지만 특정 부분만을 리비젼하는 경우가 대부분이다.

도 1에서는 A와 B부분(A와 B는 다이)을 리비젼(A', B')하는 경우를 예로 들었다.

이하, 실시예에서는 리비젼 후 레티클)의 C부분(다이)을 정밀하게 검사할 수 있는 웨이퍼 제작에 관해 설명하고자 한다.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 레티클의 결함 검사 방법을 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 도 2에 도시된 것처럼, 배어웨이퍼(Bare wafer, 101) 상에 얼라인키(align key)로 사용할 수 있는 키마스크(key mask)를 노광한 후에 키식각(key etch)을 진행하여 얼라인키를 형성한다. 여기서, 배어웨이퍼(101)는 다이 영역(102)과 스크라이브라인영역(103)으로 구분되고, 얼라인키(도시 생략)는 스크라인 브라인영역(103)에 형성되며, 통상적으로 스크라이브라인영역(103)은 다이영역(102)간 계면영역을 일컫는다.

이어서, 도 3에 도시된 것처럼, 배어웨이퍼(101) 상에 형성된 얼라인키를 이용하여 리비젼 전 레티클, 리비젼 후 레티클 상의 패턴을 번갈아 배어웨이퍼(101)의 다이영역(102)에 노광하여 구현한다. 이하, 리비젼 전 레티클에 의해 노광하여 구현된 배어웨이퍼(101) 상의 패턴을 'R1'라 하고, 리비젼 후 레티클에 의해 노광하여 구현된 배어웨이퍼(101) 상의 패턴을 'R2'라 한다.

위와 같은 'R1', 'R2' 구현시에 컬럼(column) 방향으로 R1을 가장 먼저 노광하되, R1를 2번 노광하고, 그 다음에 R2를 1번 노광하는 것을 번갈아 진행한다. 즉, R1 2컬럼 마다 R2 1컬럼이 구현되도록 한다.

다음으로, 도 4에 도시된 것처럼 배어웨이퍼(101)의 가운데 부분을 확대해서 보면 구현된 필드(field)가 총 10 필드가 된다. 이때, 리비젼 후 레티클 상에 결함이 있다고 가정할시에 배어웨이퍼에 구현된 R2에 결함이 있을 것이며, 이는 다이 투 다이 방식으로 결함을 검출할 수가 있다.

도 5a 및 도 5b는 배어웨이퍼에 구현된 10필드 상의 R1,R2 패턴의 상세도이다.

도 5a에 도시된 바와 같이, 1번 다이(R1)와 2번 다이(R1)를 비교하면 차이가 없고, 2번 다이(R1)와 3번 다이(R2)를 비교하면 차이가 있으며, 3번 다이(R2)와 4번 다이(R1)를 비교하면 역시 차이가 있고, 4번 다이(R1)와 5번 다이(R1)를 비교하면 차이가 없다. 즉, 차이가 두번 연속해서 나게 되면, 그때 비교가 된 3개의 다이 (R1, R2, R1이 순차 배열) 중에서 가운데 다이(R2)만 결함이 있는 것으로 확인이 가능하다.

반대로, 리비젼 전 레티클에 결함이 있는 경우에도, 도 5b에 도시된 바와 같이, 차이가 두번 발생하는 다이는 리비젼 후 레티클에 의해 구현된 R2이므로 결함이 발견되었을 때는, R1과 R2의 동일 포인트를 둘다 검사하여야 결함이 발생한 레티클을 찾을 수 있다.

도 5a 및 도 5b에서 결함의 위치를 파악하기 위해서는 R1,R2의 동일한 포인트를 모두 검사하여 그 결함을 레티클 결함으로 파악한다. 이것을 만족하기 위해서는 동일한 결함 좌표를 가지는 결함이 2개 이상 발견되어야 하며, 이것을 리피팅 결함(repeating defect)이라고 한다.

전술한 제1실시예에서는 R1 2컬럼마다 R2를 1컬럼씩 번갈아 배치하여 결함을 검사하였으나, R1과 R2의 배치를 다르게 할 수도 있다.

도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 제2실시예에 따른 레티클의 결함 검사 방법을 도시한 도면이다.

도 6a에 도시된 것처럼, 검사하고자 하는 레티클(리비젼 후 레티클, R2)를 배어웨이퍼 위에 노광하는 간격을 컬럼방향으로 R1 3번마다 한번씩 노광하여 검사하는 것도 가능하다.

도 6b는 컬럼방향으로 R1 4번마다 R2를 한번씩 노광한 것이고, 도 5c는 컬럼방향으로 R1 5번마다 R2 한번씩 노광한 것이다.

도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 레티클의 결함 검사 방법을 도시한 도면 이다.

검사하고자 하는 레티클(리비젼 후 레티클, R2)의 구조나 패턴의 특성상 90°회전해서 검사해야 하는 경우에는, 먼저 R2를 R1 사이에 수평(로(row) 방향)으로 노광한 후에 배어웨이퍼를 90°회전하여 R2를 도 5a의 방법처럼 검사하는 것도 가능하다. 즉, 로 방향으로 R1 2번 노광마다 R2 1번 노광하는 것을 번갈아 진행한 후, 배어웨이퍼를 90°회전(90' rotation)시켜 R2를 검사한다.

전술한 제1 내지 제3실시예에서는 검사용레티클 및 피검사용레티클로 리비젼 전/후의 레티클을 이용하고, 리비젼된 영역을 검사제외지역으로 두고, 리비젼되지 않은 부분만 리비젼 전, 후 레티클을 이용하여 결함비교를 통해 레티클 결함을 찾아내고 있다.

그리고, 전술한 제1 내지 제3실시예에서는 검사용 레티클로 리비젼 후의 레티클을 사용하고, 피검사용 레티클로 리비젼 전의 레티클을 사용하여, 배어웨이퍼 상에 검사용 레티클상의 패턴(R2)과 피검사용레티클 상의 패턴(R1)을 얼라인키로 정렬하여 노광하는 방법을 사용하였으나, 다른 방법도 가능하다.

예를 들어, 검사용 레티클로 기제작된 레티클(제조공정시 사용되는 통상적인레티클)을 사용하고, 피검사용 레티클로 상기 기제작된 레티클 제작시 발생한 페일레티클(Fail reticle)을 사용하여, 배어웨이퍼 상에 검사용 레티클상의 패턴(R2)과 피검사용레티클 상의 패턴(R1)을 얼라인키로 정렬하여 노광하는 방법을 사용할 수도 있다. 일예로, 검사용 레티클로 사용되는 기제작된 레티클은 리비젼과정이 수행되지 않은 레티클을 사용하고, 피검사용 레티클은 상기 리비젼과정이 수행되지 않 은 레티클 제작시 발생된 페일레티클을 사용한다. 위와 같은 레티클을 이용한 결함 검사 방법은 도 2 내지 도 4에 도시된 방법을 이용하되, 검사용 레티클에 의해 구현된 패턴을 R2라 하고, 페일레티클에 의해 구현된 패턴을 R1이라 하여 검사를 수행할 수도 있다.

본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

상술한 본 발명은 레티클 상에서는 직접 검사가 불가능한 패턴을 배어웨이퍼 상에 패터닝을 하여 검사가 가능케 하므로써 레티클 상의 결함을 피드백할 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 배어 웨이퍼 상에 얼라인키를 형성하는 단계;

   검사용 레티클 상의 패턴과 피검사용 레티클 상의 패턴을 상기 배어웨이퍼 상에 형성된 얼라인키로 정렬하여 노광하는 단계; 및

   상기 배어웨이퍼 상에 노광된 패턴들을 다이 단위로 비교하여 결함을 검출하는 단계

   를 포함하는 레티클의 결함 검사 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 검사용레티클은 리비젼 후의 레티클을 사용하고, 상기 피검사용 레티클은 리비젼 전의 레티클을 사용하는 것을 특징으로 하는 레티클의 결함 검사 방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 검사용레티클의 리비젼된 영역을 검사제외지역으로 두고, 리비젼되지 않은 부분만 상기 제1,2레티클을 이용하여 결함비교를 통해 레티클 결함을 검출하는 것을 특징으로 하는 레티클의 결함 검사 방법.
4. 제1항에 있어서,

   상기 검사용레티클은 리비젼과정이 수행되지 않은 레티클을 사용하고, 상기 피검사용 레티클은 상기 리비젼과정이 수행되지 않은 레티클 제작시 발생된 페일레티클을 사용하는 것을 특징으로 하는 레티클의 결함 검사 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 검사용 레티클 상의 패턴과 상기 피검사용 레티클 상의 패턴을 노광하는 단계는,

   컬럼 방향으로 검사용 레티클 상의 패턴과 피검사용 레티클 상의 패턴을 번갈아 노광하되, 상기 피검사용 레티클 상의 패턴을 가장 먼저 노광하고, 상기 피검사용 레티클 상의 패턴을 적어도 2번 이상 노광한 후 상기 검사용 레티클 상의 패턴을 1번 노광하는 것을 특징으로 하는 레티클의 결함 검사 방법.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 검사용 레티클 상의 패턴과 상기 피검사용 레티클 상의 패턴을 노광하는 단계는,

   로 방향으로 검사용 레티클 상의 패턴과 피검사용 레티클 상의 패턴을 번갈 아 노광하는 단계; 및

   상기 패턴들이 노광된 배어웨이퍼를 90°회전시키는 단계

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 레티클의 결함 검사 방법.
7. 제6항에 있어서,

   상기 로 방향으로 노광시, 상기 피검사용 레티클 상의 패턴을 가장 먼저 노광하고, 상기 피검사용 레티클 상의 패턴을 적어도 2번 이상 노광한 후 상기 검사용 레티클 상의 패턴을 1번 노광하는 것을 특징으로 하는 레티클의 결함 검사 방법.
8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   결함의 위치를 파악하기 위해 상기 검사용 레티클과 피검사용 레티클의 동일 포인트를 모두 검사하고, 상기 위치가 파악된 결함을 레티클 결함으로 판단하는 것을 특징으로 하는 레티클의 결함 검사 방법.

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