KR20070077564A - 배선의 브릿지 검출 방법 - Google Patents

Abstract

저항 측정방법으로 배선간의 전기적 불량을 초래하는 브릿지를 보다 빠르게 검출할 수 있는 방법이 개시되어 있다. 상기 브릿지를 검출하기 위해 홀수 열 배선과 짝수 열 배선을 포함하는 배선들이 형성된 기판을 프로브의 검사 위치 상에 얼라인 시킨다. 홀수 열 배선의 측면과 이웃하는 짝수 배선의 측면에 프로브의 탐침을 각각 접촉시켜 저항을 측정한다. 상기 프로브를 배선의 축 방향으로 이동시키면서, 상기 홀수 열 배선과 상기 짝수 열 배선간의 위치별 저항 값을 측정한 후 측정된 저항 값과 상기 배선들 간의 설정된 저항 값의 차이를 분석한다. 그 결과 홀수 열 배선과 상기 짝수 열 배선간의 전기적 불량을 초래하는 브릿지 여부를 판단할 수 있다.

Description

배선의 브릿지 검출 방법{Method for detecting bridge of metal wires}

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 배선들 간의 브릿지 검출 방법을 나타내기 위한 공정 흐름도이다.

도 2은 본 발명의 실시예 2에 따른 배선들 간의 브릿지 검출 방법을 나타내기 위한 공정 흐름도이다.

본 발명은 배선과 배선을 연결하는 브릿지를 검출하기 위한 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 장치의 금속 배선들의 전기적 불량을 초래하는 브릿지를 저항의 변화를 이용하여 브릿지의 존재를 검출할 수 있는 브릿지 검출 방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 장치는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘웨이퍼 상에 전기 소자들을 포함하는 전기적인 회로를 형성하는 팹(Fab) 공정과, 상기 팹 공정에서 형성된 반도체 장치들의 전기적인 특성을 검사하기 위한 EDS(electrical die sorting) 공정과, 상기 반도체 장치들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 조립 공정을 통해 제조된다.

상기 반도체 장치는 반도체 기판에 형성되는 패턴들을 형성하는 기술에 의 하여 그 특성이 좌우된다. 상기 패턴들은 반도체 기판 상에 형성되는 박막에 포토 리소그래피(lithography) 공정을 수행함으로써 형성된다.

상기 포토 리소그래피 공정에서는 미리 결정된 일련의 연속 공정에 일련의 마스크들이 사용된다. 각각의 마스크들은 반도체 기판에 형성되는 회로 성분에 대응하는 복잡한 패턴들을 포함한다. 이러한 마스크들은 반도체 기판에 형성된 절연막 또는 도전막 등과 같은 박막 상에 미리 도포되어 있는 포토레지스트 막을 패터닝하여 포토레지스트 패턴을 형성하는 데 사용된다. 상기 마스크의 패턴을 포토레지스트 막에 전사하기 위해서는 스캐너(scanner) 또는 스텝퍼(stepper)와 같은 노광 장치가 이용된다.

또한, 상기 포토레지스트 막은 포토레지스트 패턴을 형성하도록 노광 및 현상되며, 이와 같은 포토레지스트 패턴을 이용하여 배선이나 도전 패턴 또는 홀 등과 같은 미세 구조물을 형성하도록 하부의 도전막 또는 절연막을 선택적으로 식각한다.

그러나 반도체 제조 공정의 디자인 룰이 80nm이하로 축소됨에 따라 반도체 기판 상에는 불 균일한 포토레지스트 패턴이 형성된다. 상기 불 균한 포토레지스트 패턴이 금속 배선을 형성하기 위한 식각 마스크로 적용될 경우, 반도체 장치를 구성하는 도전성 구조물들을 전기적으로 연결하는 금속 배선들은 서로 전기적으로 연결되는 브릿지가 발생하는 가능성이 매우 높다. 따라서 상기 금속 배선들의 형성 후에는 상기 금속 배선간에 브릿지 존재여부를 측정하는 검사 공정이 필수적으로 수행되어야 한다.

현재 금속 배선간의 브릿지 존재여부를 측정하기 위한 검사 공정은 주사 전자 현미경(scanning electron microscope, SEM)을 이용하여 수행하고 있다. 그러나 상기 주사 전자 현미경을 이용한 검사 공정은 전자빔의 스팟을 이용하여 상기 금속 배선을 축 방향으로 2차원 스캔한 후 이미지 프로세싱 공정을 수행해야 하기 때문에 많은 검사 시간이 요구되는 문제점을 갖는다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 상기 주사 현미경을 이용한 브릿지 검출방법 보다 빠른 시간 내에 상기 금속 배선들의 브릿지 존재 여부를 검출할 수 있는 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배선간의 브릿지 검출 방법에 따르면, 먼저 홀수 열 배선과 짝수 열 배선을 포함하는 배선들이 형성된 기판을 프로브의 검사 위치 상에 얼라인 시킨다. 이어서, 상기 홀수 열 배선의 측면과 이웃하는 상기 짝수 배선의 측면에 프로브의 탐침을 각각 접촉시켜 상기 홀수 열 배선과 상기 짝수 열 배선간의 저항 값을 측정한다. 이어서, 상기 측정된 저항 값과 상기 배선간의 설정된 저항 값의 차이를 분석하여 상기 홀수 열 배선과 상기 짝수 열 배선간에 브릿지 존재 여부를 판단한다. 그 결과 상기 배선들 사이에서 브릿지의 존재 여부를 판단할 수 있다.

상기 기판의 얼라인은 상기 기판에 형성된 금속배선을 주사 현미경으로 분석 하여 상기 배선의 분석 시작 위치를 파악한 후 상기 금속 배선의 분석 시작 위치가 상기 프로브의 검사 위치에 대응되도록 기판을 위치시킴으로서 수행할 수 있다.

상기 검출 방법에서 상기 브릿지의 존재 여부는 상기 탐침이 상기 홀수 열 배선과 짝수 열 배선의 측면에 접촉함으로써 측정된 저항 값이 상기 설정된 저항 값보다 작을 경우 상기 홀수 열 배선과 짝수 열 배선 사이에 존재하는 것으로 판단하는 것이 바람직하다.

상술한 방법을 수행하여 상기 브릿지의 존재 여부를 판단하는 단계 이후에, 상기 짝수 열 배선의 측면과 이웃하는 홀수 열 배선의 측면에 프로브의 탐침을 각각 접촉시키는 단계와 상기 프로브를 배선의 축 방향으로 이동시키면서, 상기 짝수 열 배선과 상기 홀수 열 배선간의 저항 값을 측정하는 단계와 상기 짝수 열 배선과 상기 홀수 열 배선간에 브릿지 여부를 판단하는 단계를 더 수행할 수 있다.

일 예로서, 상기 배선 사이에 브릿지가 존재할 경우 주사 전자현미경을 이용하여 상기 브릿지 상태를 관찰하는 단계를 더 수행할 수 있고, 상기 배선은 상면에 절연물이 존재하는 금속 배선이며, 상기 탐침은 상기 금속 배선의 측면에 접촉되는 엘자형 나노 와이어인 것이 바람직하다.

이와 같이 본 발명의 브릿지 검출 방법은 주사 현미경을 이용하여 브릿지의 존재여부를 검출하기 위한 배선들의 2차원 스캔 및 이미지 프로세싱 공정을 수행하지 않고 배선들 사이에 브릿지의 존재여부를 보다 빠른 시간 내에 검출할 수 있다. 또한, 상기 방법은 프로브의 나노 와이어를 이용하여 상기 배선들의 측면에 접촉된 상태로 상기 배선의 저항을 측정하기 때문에 상기 배선의 상부에 절연물이 존재할 경우에도 상기 브릿지의 존재여부를 검출할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 그러나, 본 발명은 하기의 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구현될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 보다 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상과 특징이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공된다.

실시예 1

도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 도전성 배선간의 브릿지 검출 방법을 나타내는 공정 흐름도이다.

도 1을 참조하면, 먼저 브릿지의 존재여부를 측정하기 위한 도전성 배선들이 형성된 기판을 프로브의 검사 위치 상에 얼라인 시킨다(단계 S110).

여기서, 상기 기판은 반도체 장치를 구성하는 구조물 및 패턴들이 형성되어 있고, 상기 도전성 배선을 이들을 전기적으로 연결하는 역할을 하는 회로 배선으로 홀수 열(2n-1) 도전성 배선과 짝수 열(2n) 도전 배선들을 포함한다. 상기 n은 1 이상의 자연수이다.

상기 기판의 얼라인은 주사전자현미경을 이용하여 상기 기판에 포함된 금속 배선들의 분석 시작위치를 검출한 후 상기 분석 시작위치를 프로브의 검사 위치 상에 대응되도록 상기 기판을 재 위치시키는 작업이다.

이어서, 상기 홀수 열의 도전성 배선 측면과 이웃하는 상기 짝수 열의 도전 성 배선의 측면에 프로브의 탐침을 각각 접촉시켜 두 배선의 저항을 측정한다(단계 S120).

일 예로, 상기 홀수 열의 도전성 배선은 상기 도전성 배선에서 제1 열에 해당하는 제1 금속 배선이며, 상기 짝수 열의 도전성 배선은 도전성 배선에서 제2 열에 해당하는 제2 금속 배선이다. 이때, 상기 검출하고자 하는 대상이 되는 제1 금속 배선 및 제2 금속 배선들 상에는 산화물 또는 포토레지스트 패턴이 존재할 수 있다. 따라서, 상기 프로브를 이용하여 상기 제1 및 제2 금속 배선의 저항을 측정하기 위해서는 상기 프로브의 탐침을 상기 금속 배선의 측면에 접촉시켜야 한다.

따라서, 상기 탐침을 상기 금속 배선의 측면에 접촉시켜 저항을 측정하기 위해서는 상기 프로브의 탐침은 엘자(L)형 구조를 갖는 나노 와이어인 것이 바람직하다. 이후, 상기 제1 금속 배선 및 제2 금속 배선의 저항을 측정한 후 상기 제1 금속 배선 및 제2 금속 배선으로부터 탐침을 분리시킨다.

이어서, 상기 프로브를 상기 배선의 축 방향으로 이동시키면서, 상기 홀수 열 배선인 제1 금속 배선과 상기 짝수 열 배선인 제2 금속 배선간의 위치별 저항 값을 측정한다(단계 S130).

구체적으로, 상기 프로브가 상기 배선의 축 방향으로 이동할 때 상기 프로브의 탐침은 상기 제1 금속 배선과 제2 금속 배선의 측면과의 접촉과 분리를 반복하면서 상기 제1 금속 배선과 제2 금속 배선의 위치별 저항 값을 반복적으로 측정한다. 즉, 상기 제1 위치에 저항 값을 측정한 후 상기 배선의 축 방향으로 소정의 간격만큼 이동한 제2 위치에서 저항 값을 재 측정하는 원리로 측정한다.

이어서, 상기 측정된 저항 값과 상기 배선간의 설정된 저항 값의 차이를 분석하여 상기 홀수 열 배선인 제1 금속 배선과 상기 짝수 열 배선인 제2 금속 배선간의 위치별 브릿지 여부를 판단한다(단계 S140).

구체적으로, 상기 프로브에 의해 측정된 상기 제1 금속 배선과 제2 금속 배선간의 위치별 저항 값은 상기 제1 배선과 제2 배선이 서로 연결되지 않는 구조를 갖기 때문에 매우 큰 저항 값을 갖는다. 즉, 상기 측정된 저항 값은 상기 배선들이 서로 떨어졌을 경우 설정된 저항 값 보다 같거나 큰 값을 갖는 것이 바람직하다.

예로서, 상기 제1 금속 배선 및 제2 금속 배선은 브릿지에 의해 서로 연결된 상태를 가질 경우 측정된 저항 값은 상기 설정된 저항 값보다 작아진다. 즉, 측정된 저항 값의 변화가 나타난다는 것은 제1 금속 배선 및 제2 금속 배선간에 브릿지가 존재하여 상기 제1 금속 배선과 제2 금속 배선이 전기적으로 연결됨을 의미하는 것이다.

도면에 도시하지 않았지만, 브릿지 여부를 판단한 이후에 상기 짝수 열 배선인 제2 금속 배선의 측면과 이웃하는 홀수 열 배선인 제3 금속 배선의 측면에 프로브의 탐침을 각각 접촉시켜 두 배선의 저항을 측정하는 단계와, 상기 프로브를 배선의 축 방향으로 이동시키면서, 상기 제2 금속 배선과 상기 제3 금속 배선간의 저항 값을 측정하는 단계와 상기 저항 값을 이용하여 제2 금속 배선과 상기 제3 열 배선간에 브릿지 여부를 판단하는 단계를 더 수행할 수 있다. 즉, 이후 측정된 금속 배선의 다음 열에 존재하는 금속 배선의 브릿지 존재 여부를 검출하기 위해 상술한 단계들을 반복 수행하는 것이 바람직하다.

실시예 2

도 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 도전성 배선간의 브릿지 검출 방법을 나타내는 공정 흐름도이다.

도 2를 참조하면, 주사전자현미경을 이용하여 상기 기판에 포함된 금속 배선들의 분석 시작위치를 검출한다(단계 S210).

이어서, 상기 금속 배선의 분석 시작위치를 프로브의 검사 위치 상에 대응되도록 상기 기판을 얼라인 한다(단계 S220).

이어서, 상기 홀수 열의 도전성 배선 측면과 이웃하는 상기 짝수 열의 도전성 배선의 측면에 프로브의 탐침을 각각 접촉시켜 두 배선의 저항(R)을 측정한다(단계 S230).

일 예로, 상기 홀수 열의 도전성 배선은 상기 도전성 배선에서 제1 열에 해당하는 제1 금속 배선이며, 상기 짝수 열의 도전성 배선은 도전성 배선에서 제2 열에 해당하는 제2 금속 배선이다.

이때, 상기 검출하고자 하는 대상이 되는 제1 금속 배선 및 제2 금속 배선들 상에는 산화물 또는 포토레지스트 패턴이 존재하기 때문에 상기 프로브의 탐침을 상기 금속 배선에 측면에 접촉시켜켜 저항을 측정한다.

이어서, 상기 측정된 저항 값(R)과 상기 배선간의 설정된 저항 값()의 차이를 분석하여 상기 홀수 열 배선인 제1 금속 배선과 상기 짝수 열 배선인 제2 금속 배선간의 위치별 브릿지 여부를 판단한다(단계 S240).

구체적으로, 상기 프로브에 의해 측정된 상기 제1 금속 배선과 제2 금속 배선간의 위치별 저항 값(R)은 상기 제1 배선과 제2 배선이 서로 연결되지 않는 구조를 갖기 때문에 매우 큰 저항 값을 갖는다. 즉, 상기 측정된 저항 값(R)은 상기 배선들이 서로 떨어졌을 경우 설정된 저항 값(R1) 보다 같거나 큰 값을 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 측정된 저항 값(R)의 변화가 나타난다는 것은 제1 금속 배선 및 제2 금속 배선간에 브릿지가 존재하여 상기 제1 금속 배선과 제2 금속 배선이 전기적으로 연결됨을 의미하는 것이다.

이어서, 일 예로서 상기 프로브에서 측정된 저항 값(R)이 설정된 저항 값(R1) 보다 작을 경우 상기 기판에 전자 주사 현미경을 이용하여 금속 배선의 이미지를 생성하는 스캔 작업을 수행하여 상기 제1 금속 배선과 제 2 금속 배선을 연결하는 브릿지를 검출한다(S290). 이후, 다시 프로브의 탐침을 저항 값이 측정되지 않은 금속 배선들의 측면에 각각 접촉시켜 두 배선의 저항 값(R)을 측정한 후 브릿지의 존재여부를 검출하는 공정을 재 수행한다(단계 S250).

다른 예로서, 상기 프로브에서 측정된 저항 값(R)이 설정된 저항 값(R1) 보다 클 경우 주사 전자 현미경을 이용하여 금속 배선의 이미지를 생성하는 스캔 작업 없이 다시 프로브의 탐침을 저항 값이 측정되지 않은 금속 배선들의 측면에 각각 접촉시켜 두 배선의 저항 값을 측정함으로써 브릿지의 존재여부를 검출하는 공정을 재 수행한다(단계 S250).

이후, 측정된 금속 배선의 다음 열에 존재하는 금속 배선에서 브릿지의 존재 여부를 검출하기 위해 상술한 단계들을 반복 수행할 수 있다. 여기서, 상기 브릿지 검출하기 위한 프로브의 이동은 마지막 금속 배선의 일단에서 종료된다.

상술한 바와 같은 본 발명의 브릿지 검출 방법은 주사 현미경을 이용하여 브릿지의 존재여부를 검출하기 위한 배선들의 2차원 스캔 및 이미지 프로세싱 공정을 수행하지 않고 단지 1차원 적인 스캔 작업만으로 상기 배선간을 서로 연결하는 브릿지의 존재여부를 빠른 시간 내에 검출할 수 있다. 또한, 상기 검출 방법은 방법은 프로브의 나노 와이어 탐침을 이용하여 상기 배선들의 측면에 접촉된 상태로 상기 배선의 저항을 측정하기 때문에 상기 배선의 상부에 절연물이 존재할 경우에도 상기 브릿지의 존재여부를 검출할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (6)

1. 홀수 열 배선과 짝수 열 배선을 포함하는 배선들이 형성된 기판을 프로브의 검사 위치 상에 얼라인 시키는 단계;

   상기 홀수 열 배선의 측면과 이웃하는 상기 짝수 배선의 측면에 프로브의 탐침을 각각 접촉시켜 저항을 측정하는 단계;

   상기 프로브를 배선의 축 방향으로 이동시키면서, 상기 홀수 열 배선과 상기 짝수 열 배선간의 위치별 저항 값을 측정하는 단계; 및

   상기 측정된 저항 값과 상기 배선들 간의 설정된 저항 값의 차이를 분석하여 상기 홀수 열 배선과 상기 짝수 열 배선간에 브릿지 여부를 판단하는 단계를 포함하는 저항을 이용한 배선간의 브릿지 검출 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 기판의 얼라인 시키는 단계는,

   상기 기판에 형성된 금속배선을 주사 현미경으로 분석하여 상기 배선의 분석 시작 위치를 파악하는 단계; 및

   상기 금속 배선의 분석 시작 위치가 상기 프로브의 검사 위치에 대응되도록 기판을 위치시킴으로서 수행되는 것을 특징으로 하는 배선간의 브릿지 검출 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 브릿지는 상기 탐침이 상기 홀수 열 배선과 짝수 열 배선의 측면에 접촉함으로써 측정된 저항 값이 상기 설정된 저항 값보다 작을 경우 상기 홀수 열 배선과 짝수 열 배선 사이에 존재하는 것을 판단하는 것을 특징으로 하는 배선간의 브릿지 검출 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 브릿지 여부를 판단하는 단계 이후에,

   상기 짝수 열 배선의 측면과 이웃하는 홀수 열 배선의 측면에 프로브의 탐침을 각각 접촉시키는 단계;

   상기 프로브를 배선의 축 방향으로 이동시키면서, 상기 짝수 열 배선과 상기 홀수 열 배선간의 저항 값을 측정하는 단계; 및

   상기 저항 값을 이용하여 짝수 열 배선과 상기 홀수 열 배선간에 브릿지 여부를 판단하는 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 배선간의 브릿지 검출 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 배선 사이에 브릿지가 존재할 경우 주사 전자현미경을 이용하여 상기 브릿지 상태를 관찰하는 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 배선간의 브릿지 검출 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 배선은 상면에 절연물이 존재하는 금속 배선이며, 상기 프로브는 상기 금속 배선의 측면에 접촉되는 엘자형 나노 와이어 탐침을 포함한는 것을 특징으로 하는 배선간의 브릿지 검출 방법.

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