KR20080027516A - 패턴의 선폭 균일도 검사 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

패턴의 선폭 균일도를 용이하게 판단할 수 있는 선폭 균일도 검사 방법은, 반도체 기판 상에 형성된 패턴에 대한 정보를 획득하고, 상기 획득한 패턴 정보에 대한 선폭 균일도 해석 메뉴를 실행하여 선폭 균일도 해석 결과를 획득하여, 상기 선폭 균일도 해석 결과를 기초로 상기 패턴의 선폭 균일도를 판단한다. 따라서, 본 발명에 의하면, 패턴의 선폭 균일도를 선폭 검사 장치에서 바로 확인할 수 있어서, 선폭 검사 및 재검사에 소요되는 시간을 절약할 수 있고, 검사 과정이 단순해진다.

Description

패턴의 선폭 균일도 검사 방법 및 장치{Method and apparatus for inspecting uniformity of critical dimensions of patterns on a semiconductor device}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 선폭 검사 장치의 주요부 구성을 보여주는 블록도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 균일도 해석부를 보여주는 블록도이다.

도 3은 도 2의 균일도 해석 메뉴를 실행하였을 때 결과를 보여주는 도면이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 선폭 균일도 검사 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 반도체 기판 2 : 패턴

11 : 스테이지 12 : 구동부

20 : 주사 전자현미경(SEM) 100 : 중앙처리부

110 : 디스플레이부 200 : 균일도 해석부

201 : 균일도 해석 메뉴 210 : 입력부

220 : 파일 메뉴 221 : 레시피 파일

222 : 데이터 파일 223 : 이미지 파일

230 : 툴(tool) 메뉴 231 : 맵(map) 메뉴

232 : 데이터 메뉴 233 : 이미지 메뉴

234 : 포인트 메뉴 300 : 결과 화면

310 : 맵 메뉴 결과 화면 320 : 데이터 메뉴 결과 화면

330 : 이미지 메뉴 결과 화면 340 : 포인트 메뉴 결과 화면

본 발명은 패턴의 선폭 균일도 검사 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 반도체 기판 상에 형성된 패턴의 선폭 균일도를 검사하는 방법 및 상기 패턴의 선폭 균일도를 측정하는 장치에 관한 것이다.

최근 컴퓨터와 같은 정보 매체의 급속한 보급에 따라 반도체 장치도 비약적으로 발전하고 있다. 그 기능 면에 있어서, 상기 반도체 장치는 고속으로 동작하는 동시에 대용량의 저장 능력을 가질 것이 요구된다. 이러한 요구에 부응하여, 상기 반도체 장치는 집적도, 신뢰도 및 응답 속도 등을 향상시키는 방향으로 반도체 공정 기술이 발전되고 있다.

일반적으로 반도체 장치는 반도체 기판으로 사용되는 실리콘 기판 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 팹 공정은 반도체 기판 상에 막을 형성하기 위한 증착 공정과, 상기 막을 평탄화하기 위한 화학적 기계적 연마 공정과, 상기 막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피 공정과, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 막을 전기적인 특성을 갖는 패턴으로 형성하기 위한 식각 공정과, 반도체 기판의 소정 영역에 특정 이온을 주입하기 위한 이온 주입 공정과, 반도체 기판 상의 불순물을 제거하기 위한 세정 공정과, 상기 막 또는 패턴이 형성된 반도체 기판의 표면을 검사하기 위한 검사 공정 등을 포함한다.

상기 포토리소그래피 공정은, 반도체 기판 상에 포토레지스트를 도포하는 공정과, 상기 반도체 기판에 도포된 포토레지스트 막을 경화시키는 베이킹(baking) 공정과, 마스크에 형성된 패턴을 반도체 기판 상으로 빛을 부분적으로 투과시켜 해당부위의 포토레지스트를 노광하는 노광 공정을 포함한다. 또한, 상기 노광 공정이 끝난 반도체 기판에 현상 용액을 분사하여 노광시 빛을 받은 부분 또는 빛을 받지 않은 부분을 화학작용에 의해 선택적으로 제거하는 현상 공정이 수행된다. 그리고 상기 포토레지스트 패턴의 결함(defect) 여부를 검사하는 공정이 수행된다.

상기 검사 공정은 더미 반도체 기판을 통해 공정을 통해 모니터링 하는 검사와, 오프라인(off line) 및 인라인(in line) 검사로 나누어진다. 이 중에서 상기 인라인 검사는 제조 공정이 진행되는 동안 몇 장의 샘플 반도체 기판에 대해 막의 두께와 파티클(particle) 등을 검사하는 공정이다.

한편 디자인 룰이 미세화 됨에 따라 파티클 및 패턴 결함이 미치는 영향이 커지면서 고정밀도로 결함을 검출하는 것이 요구된다.

패턴 및 선폭을 검사하는 방법으로는 주사 전자현미경(Scanning Electron Microscope, 이하, 'SEM')을 이용하는 검사 방법이 널리 사용되고 있다.

상기 SEM은 진공 중에 놓여진 피검사체의 표면에 미세한 전자빔(electron beam)을 주사하여 피검사체로부터 방출되는 2차 전자, 반사전자, 투과전자, 가시광선, 적외선, X선 등의 신호를 검출하여 피검사체에 대한 확대 이미지 및 형태, 미세구조의 관찰이나 구성원소의 분포, 정성, 정량 등의 분석을 행하는 장치이다. 특히 상기 2차전자는 상기 피검사체에서 방출되는 신호의 대부분을 차지하는 것으로, 피검사체의 표면에 대한 형태관찰에 사용되고, 상기 반사전자나 X선은 피검사체의 성분분석에 사용된다.

상기 SEM을 이용한 선폭 검사는, 상기 SEM을 이용하여 검사대상이 되는 패턴에 대한 실제 이미지를 획득하고, 상기 SEM 이미지로부터 상기 패턴의 선폭(Critical Dimension, CD)을 직접 측정하고 검사하게 되므로, 다양한 형태의 패턴에 대한 선폭을 측정하고 검사하는 데 유리하다는 장점이 있다.

한편, 종래의 SEM을 이용하는 선폭 검사 장치는 사용자가 선폭 측정 결과 및 선폭 측정 결과로부터 선폭 균일도를 파악하는 것이 곤란하다는 문제점이 있다.

즉, 종래 선폭 검사 장치는 상기 패턴의 선폭을 측정 결과가 데이터 형태로 저장만 되므로, 사용자가 상기 선폭 균일도를 파악하기 위해서는 소정의 공정을 더 수행해야 하는 문제점이 있다. 상세하게는, 상기 패턴에 대한 SEM 이미지 및 선폭 등의 패턴 정보를 획득하고 저장이 완료되면, 사용자는 상기 선폭 검사 장치에서 상기 SEM 이미지 및 선폭 측정 결과를 사용자의 컴퓨터 등으로 전송한다. 그리고, 상기 전송된 상기 선폭 측정 결과에 대해 소정의 가공처리를 한 후 디스플레이하고, 상기 디스플레이되는 가공된 결과들을 통해 상기 패턴의 선폭 균일도를 판단하게 된다.

따라서, 상기와 같이 사용자가 일련의 공정을 더 처리해야 비로소 선폭 균일도를 판단할 수 있으므로, 종래의 선폭 균일도 검사는 과정이 복잡하고, 검사에 소요되는 시간이 길다는 문제점이 있다. 또한, 상기 선폭 균일도를 판단 후 선폭에 이상이 있다고 판단되는 부분에 대한 재검사 등의 후속 조치를 취하기까지 시간이 지체되는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 목적은 반도체 기판 상에 형성된 패턴의 선폭 균일도를 선폭 검사 장치에서 사용자가 바로 용이하게 검사할 수 있도록 하는 선폭 균일도 검사 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 방법을 수행하기에 적합한 선폭 균일도 검사 장치를 제공하는 것이다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 선폭 균일도 검사 방법은, 반도체 기판 상에 형성된 패턴에 대한 정보를 획득하고, 상기 획득한 패턴 정보에 대한 선폭 균일도 해석 메뉴를 실행하여 선폭 균일도 해석 결과를 획득하 여, 상기 선폭 균일도 해석 결과를 기초로 상기 패턴의 선폭 균일도를 판단한다.

여기서, 상기 패턴 정보는, 상기 패턴에 대한 주사 전자현미경(SEM) 이미지와, 상기 패턴의 선폭을 측정한 수치 데이터를 포함할 수 있다.

상기 균일도 해석 메뉴는, 상기 패턴 정보를 선택하는 파일(file) 메뉴와, 상기 패턴 정보를 가공하여 디스플레이하기 위한 툴(tool) 메뉴를 포함할 수 있다.

상세하게는, 상기 파일 메뉴는, 상기 패턴을 검사하기 위한 측정 코드가 입력되어 있는 레시피(recipe) 파일과, 상기 패턴의 선폭을 측정한 결과 데이터가 저장된 데이터(data) 파일과, 상기 패턴에 대한 SEM 이미지가 저장된 이미지(image) 파일들을 선택할 수 있다.

상기 툴 메뉴는, 상기 패턴에 대한 선폭 균일도 해석 결과를 색을 이용하여 보여주는 선폭 분포 맵(map) 메뉴와, 상기 패턴의 선폭을 측정한 수치 데이터를 보여주는 데이터(data) 메뉴와, 상기 패턴의 SEM 이미지를 보여주는 이미지(image) 메뉴 및 상기 패턴에 대응되는 반도체 기판 상의 위치를 나타내는 포인트(point) 메뉴를 포함할 수 있다.

상기 균일도 해석 메뉴는 상기 반도체 기판의 전면 상에 형성된 상기 모든 패턴에 대해 일괄적으로 실행될 수 있으며, 또는, 하나의 레티클을 이용해서 형성되는 상기 패턴에 대해 부분적으로 실행될 수 있다.

여기서, 상기 파일 메뉴는, 상기 패턴을 검사하기 위한 측정 코드가 입력되어 있는 레시피 파일과, 상기 패턴의 선폭을 측정한 결과 데이터가 저장된 데이터 파일과, 상기 패턴에 대한 SEM 이미지가 저장된 이미지 파일들을 선택하는 기능을 제공할 수 있다.

상기 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 선폭 검사 장치는, 상기 반도체 기판 상에 형성된 패턴에 대한 정보를 획득하는 측정부와, 상기 측정부에서 획득한 패턴 정보에 대해 균일도 해석을 수행하는 균일도 해석부와, 상기 패턴 정보를 저장하고, 상기 균일도 해석부와 연결되는 중앙처리부 및, 상기 균일도 해석 결과를 디스플레이 하는 디스플레이부를 포함할 수 있다.

특히, 상기 측정부는 주사 전자현미경인(SEM)인 것이 바람직하다.

상기 균일도 해석부는, 상기 패턴 정보가 저장된 파일을 선택할 수 있는 파일 메뉴와, 상기 패턴 정보를 가공하고 디스플레이 하는 툴 메뉴를 포함하는 것이 바람직하다.

상세하게는, 상기 툴 메뉴는 상기 디스플레이부 상에서 상기 패턴과 대응되는 위치에 상기 패턴 정보를 색을 이용하여 디스플레이 하는 맵(map) 메뉴를 포함할 수 있다. 또한, 상기 툴 메뉴는 상기 디스플레이부 상에서 상기 패턴에 대응되는 위치에 상기 패턴의 선폭을 측정한 수치 데이터를 디스플레이 하는 데이터 메뉴와, 상기 디스플레이부 상에서 상기 패턴을 촬영한 이미지를　디스플레이 하는 이미지 메뉴 및 상기 디스플레이부 상에서 사용자가 선택하는 위치에 대응되는 상기 패턴에 대한 패턴 정보를 재획득하는 포인트 메뉴를 더 포함할 수 있다.

따라서, 본 발명에 의하면, 반도체 기판 상에 형성된 패턴의 선폭 균일도를 선폭 검사 장치 자체에서 파악할 수 있도록 하여, 사용자가 쉽게 패턴의 선폭 균일도를 검사할 수 있으며, 선폭 검사 및 재검사에 소요되는 시간을 단축시키고 공정 을 단순화시킬 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 선폭 균일도 검사 방법 및 장치에 대해 상세히 설명한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 첨부된 도면에 있어서, 기판, 층(막), 개구, 패턴들 또는 구조물들 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르 게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선폭 균일도 검사 방법을 설명하기 위한 선폭 검사 장치의 일 예를 도시한 도면이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 선폭 검사 장치는, 검사하고자 하는 반도체 기판(1)을 고정시키는 스테이지(11)와, 상기 스테이지(11)를 구동하는 구동부(12)와, 상기 반도체 기판(1) 상에 형성된 패턴(2)을 검사하기 위한 측정부를 포함한다.

상기 측정부는 주사 전자현미경(Scanning Electron Microscope, 이하, 'SEM')(20)인 것이 바람직하다.

또한, 상기 선폭 검사 장치는, 상기 패턴(2)에 대한 정보가 저장되는 중앙처 리부(100)와, 상기 패턴 정보를 기초로 하여 상기 패턴의 선폭 균일도를 파악하기 위한 균일도 해석부(uniformity analysis)(200)와, 상기 선폭에 대한 균일도 해석 결과를 디스플레이하기 위한 디스플레이부(110) 및 사용자가 명령을 입력할 수 있는 입력부(210)를 포함한다.

상기 구동부(12)는 상기 스테이지(11)의 하부에 연결되어 상기 스테이지(11)의 위치를 이동시킴으로써 상기 반도체 기판(1)의 위치를 조정한다. 여기서, 일 실시예로 상기 중앙처리부(100)는 상기 구동부(12) 및 스테이지(11)의 동작을 제어할 수 있다.

상기 패턴(2)은 소정의 노광 공정을 거친 포토레지스트 패턴 또는 식각 공정을 위한 마스크 패턴일 수 있다.

상기 SEM(20)은 상기 패턴(2) 상으로 전자빔을 조사하고, 상기 패턴(2)에서 방출되는 2차전자를 검출하여 상기 2차전자의 신호 강도를 영상 신호로 변환함으로써 상기 패턴(2)에 대한 이미지를 획득한다. 상기 2차전자의 신호는 피검사체의 물리적 특성에 따라 변화한다. 즉, 상기 패턴(2)의 선폭이나 두께 등에 따라 상기 2차전자의 신호 강도가 변화되고, 상기 2차전자의 강도 변화를 이용하여 상기 패턴(2)에 대한 이미지를 형성하게 된다.

상기 SEM(20)은 라인 형태의 패턴뿐만 아니라 다양한 형태를 갖는 패턴의 선폭을 용이하게 검사할 수 있는 장점이 있다.

일 실시예로, 상기 중앙처리부(100)는 상기 SEM(20)의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 상기 중앙처리부(100)는 상기 SEM(20)을 통해 검출된 2차전자의 신호를 영상 신호로 변환하기 위한 처리부를 더 포함할 수 있다.

상기 중앙처리부(100)는 상기 SEM(20)을 통해 획득된 상기 패턴 정보를 저장하는 역할과, 상기 균일도 해석부(200)의 동작에 따라 상기 패턴 정보를 처리하는 일련의 역할을 수행한다. 더불어, 상기 패턴(2)의 선폭 검사를 위한 레시피들이 입력/저장되고, 상기 레시피에 의해 상기 선폭 검사를 위한 공정을 제어할 수 있다.

여기서, 상기 패턴 정보는 상기 패턴(2)에 대한 SEM 이미지와, 상기 패턴(2)의 선폭을 측정한 수치 데이터를 포함한다.

상기 레시피는 검사 공정의 작업 프로파일(job profile)에 따라 작성된 피검사체에 대한 측정코드이다. 즉, 상기 레시피는, 상기 SEM(20) 및 스테이지(11)와 구동부(12)의 동작을 제어하기 위한 제어 정보를 포함할 뿐만 아니라, 피검사체의 종류와, 상태 및 피검사체에 수행된 공정 등에 따른 공정 조건 등의 정보를 포함하며, 상기 정보들에 의해 적절하게 공정을 수행하기 위해 작성되는 작업 프로파일이다.

상기 균일도 해석부(200)는, 상기 패턴(2)의 선폭 균일도를 사용자가 쉽게 확인할 수 있도록 사용자의 입력하는 명령에 따라 상기 패턴 정보에 대해 소정의 절차를 통해 가공 처리를 하고, 상기 가공 결과를 상기 디스플레이부(110)를 통해 디스플레이 한다.

상기 디스플레이부(110)는 모니터일 수 있으며, 상기 선폭 검사 장치와 일체로 제공될 수 있다.

이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 균일도 해석 부(200)에 대해 상세히 설명한다.

상기 균일도 해석부(200)는, 상기 패턴 정보를 가공하고, 사용자가 선폭 균일도를 용이하게 파악할 수 있도록 하는 것으로, 상기 선폭 검사 장치와 일체로 제공된다. 일 실시예로, 상기 선폭 검사 장치에는 상기 선폭 검사 장치를 조작하기 위한 제어패널이 구비되고, 상기 균일도 해석부(200)는 상기 제어패널의 일부분으로서 제공될 수 있다.

상기 균일도 해석부(200)는 상기 패턴(2)의 선폭 측정 결과에 대해 균일도 해석을 시작하기 위한 균일도 해석 메뉴(201)와, 상기 균일도 해석을 실행하고자 하는 대상이 되는 패턴 정보를 선택할 수 있는 파일 메뉴(220)와, 상기 패턴 정보를 가공하기 위한 툴 메뉴(230)를 포함한다.

상기 파일 메뉴(220)는 상기 패턴(2)의 선폭을 측정한 데이터가 저장된 데이터 파일(222)과, 상기 SEM 이미지가 저장된 이미지 파일(223) 및 상기 스테이지(11)를 제어하기 위한 정보가 저장되어 있는 레시피 파일(221)을 선택할 수 있도록 한다.

상기 툴 메뉴(230)는 상기 패턴 정보에 소정의 가공 처리를 하고, 사용자가 상기 패턴(2)의 선폭 균일도를 용이하게 판단할 수 있도록 상기 디스플레이부(110) 상에서 균일도 해석 결과를 디스플레이 한다.

상세하게는, 상기 툴 메뉴(230)는 상기 패턴(2)의 선폭 균일도를 색의 분포로 디스플레이 하는 맵 메뉴(231)와, 상기 선폭을 측정한 수치 데이터를 디스플레이 하는 데이터 메뉴(232)와, 상기 패턴(2)의 SEM 이미지를 디스플레이 하는 이미 지 메뉴(233) 및 사용자가 지정하는 위치로 상기 반도체 기판(1)을 이동시키는 포인트 메뉴(234)를 포함한다.

상기 맵 메뉴(231)는 상기 패턴(2)의 선폭을 측정한 결과를 다수의 색을 이용하여 상기 디스플레이부(110) 상에 보여줌으로써, 상기 색의 분포를 통해 상기 패턴(2)의 선폭 균일도를 판단할 수 있도록 한다.

예를 들어, 상기 맵 메뉴(231)는, 상기 패턴(2)의 선폭 측정 결과와 기설정된 선폭 기준 값 사이의 오차를 산출하고, 상기 오차의 크기에 따라 서로 다른 다수의 색을 대응시키고, 상기 디스플레이부(110) 화면상에서 상기 패턴(2)의 해당 위치에 대응되게 디스플레이 함으로써, 사용자가 한 눈에 선폭 균일도를 판단할 수 있도록 한다.

즉, 상기 선폭에 이상이 있는 부분은 상기 오차가 크게 산출되므로, 상기 선폭에 이상이 있는 부분에 지정되는 색은 주변부에 지정되는 색에 비해 색상 차이가 커짐에 따라 색의 경계가 뚜렷하게 나타나게 된다. 따라서, 사용자는 상기 디스플레이부(110) 상에서 색상 분포를 통해 용이하게 선폭 균일도를 판단할 수 있다.

상기 데이터 메뉴(222)는 상기 패턴(2)의 선폭을 실제 측정한 수치 데이터를 상기 디스플레이부(110)에서 상기 패턴(2)에 대응되는 위치에 디스플레이 하는 기능으로, 사용자가 해당 위치에 대한 선폭의 측정값을 확인할 수 있도록 한다.

상기 이미지 메뉴(223)는 상기 패턴(2)의 SEM 이미지를 상기 디스플레이부(110) 상에 디스플레이 한다.

상기 포인트 메뉴(224)는 선폭 검사 장치의 레시피 파일과 연동되는 기능으 로서, 사용자가 상기 포인트 메뉴(224)에서 선택하는 위치로 상기 패턴(2)을 이동시킴과 더불어, 상기 스테이지(11) 및 SEM(20)을 제어하여 해당 위치에서 상기 패턴(2)의 선폭을 재측정하기 위한 메뉴이다.

이하, 도 3과 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선폭 균일도 검사 방법에 대해 설명한다.

먼저, 검사하고자 하는 패턴이 형성된 반도체 기판을 선폭 검사 장치에 투입하여 스테이지에 고정시키고, 상기 패턴에 대한 선폭 균일도 검사를 시작한다(S1).

다음으로, 상기 반도체 기판 전면(全面)에 대해 선폭 균일도를 검사하는 전면 검사 모드 또는 소정 레티클에 의해 형성된 패턴에 대한 선폭 균일도를 검사하는 1샷(shot) 검사 모드 중 하나의 검사 모드를 선택한다(S10).

일 실시예로서, 상기 전면 검사 모드는 상기 반도체 기판 상에 형성된 모든 패턴에 대해 일괄적으로 패턴 정보를 획득한다.

일 실시예로서, 상기 1샷 검사 모드는, 상기 선폭 검사 장치에 레티클에 대한 정보가 저장되는 레티클 파일이 저장되어 있고, 검사하고자 하는 패턴을 형성하기 위한 레티클 파일을 선택하면(S11), 상기 레티클에 의해 형성되는 패턴에 대해서 국부적으로 패턴 정보를 획득하게 된다.

다음으로, 상기 단계에서 선택된 검사 모드에 따라 SEM을 이용하여 해당 패턴에 대한 SEM 이미지와 상기 패턴의 선폭 수치를 포함하는 패턴 정보를 획득하고(S20), 상기 패턴 정보는 선폭 검사 장치에 저장된다(S30).

다음으로, 선폭 균일도 해석 메뉴를 실행한다(S40). 상기 선폭 균일도 해석 메뉴는 상기 패턴 정보를 선택하기 위한 파일 메뉴와, 상기 패턴 정보를 가공하고 디스플레이 하기 위한 툴 메뉴로 나뉘어 진다.

상기 패턴의 선폭 균일도를 해석하기 위해서는 상기 툴 메뉴의 하부 메뉴인 맵 메뉴, 데이터 메뉴, 이미지 메뉴를 각각 실행시키고(S50), 상기 각 메뉴에 의해 가공된 결과가 상기 디스플레이부에 디스플레이 된다(S60).

특히, 상기 균일도 해석 결과(300)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 패턴의 선폭 균일도를 사용자가 용이하게 파악할 수 있도록 상기 균일도 해석 결과들을 한 화면상에 디스플레이 함이 바람직하다.

상기 맵 메뉴를 실행하기 위해서는, 우선 상기 선폭 균일도 해석 메뉴의 하부 메뉴인 파일 메뉴를 실행하여 상기 패턴 정보 중 선폭 측정 수치 데이터가 저장되어 있는 데이터 파일을 선택하고, 상기 툴 메뉴의 맵 메뉴를 실행시킨다.

상기 맵 메뉴를 실행한 결과 화면(310)은, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 선폭 측정 결과를 상기 선폭의 크기 또는 소정의 기준치에 대한 상기 선폭 크기의 오차에 대응되게 다수의 색을 지정하여 상기 디스플레이부에 디스플레이 함으로써, 사용자는 상기 맵 메뉴 결과 화면(310) 상의 색 분포를 통해 상기 패턴의 선폭 균일도를 파악할 수 있다.

상기 데이터 메뉴를 실행하기 위해서는, 우선 상기 파일 메뉴를 실행하여 상기 선폭 측정 데이터 파일을 선택하고, 상기 툴 메뉴의 데이터 메뉴를 실행한다.

상기 데이터 메뉴 실행 결과(320)는, 상기 선폭을 측정한 수치 데이터가 상기 디스플레이부 상에 상기 패턴 상의 위치와 대응되게 디스플레이 된다. 따라서, 사용자는 상기 데이터 메뉴 결과 화면(320)을 통해 해당 위치의 선폭 측정 수치를 확인할 수 있다.

상기 이미지 메뉴를 실행하기 위해서는, 상기 파일 메뉴를 실행하여, 상기 패턴의 SEM 이미지가 저장되어 있는 이미지 파일을 선택하고, 상기 툴 메뉴의 이미지 메뉴를 실행한다.

상기 이미지 메뉴 실행 결과(330)는, 상기 디스플레이부 상에 상기 SEM 이미지가 상기 패턴의 해당 위치에 대응되게 디스플레이 되고, 사용자는 원하는 위치의 SEM 이미지를 직접 확인 할 수 있다.

다음으로, 상기 선폭 균일도 해석 결과 화면(300)을 통해 사용자가 상기 패턴의 선폭 균일도를 판단한다(S70). 즉, 상기 맵 메뉴 결과 화면(310) 상에서 전체적인 선폭의 분포를 파악하고, 상기 선폭에 이상이 있다고 의심되는 영역에 대해서 상기 데이터 메뉴 결과 화면(320)에서 상기 영역에 대한 선폭 수치를 확인하고, 상기 이미지 메뉴 결과 화면(330)에서 상기 영역에 대한 SEM 이미지를 확인한다.

다음으로, 상기 선폭 균일도 판단 단계(S70)를 통해 상기 패턴의 선폭에 이상이 없다고 판단되면 바로 검사가 완료된다(S80).

한편, 상기 선폭 균일도 판단 단계(S70)에서 선폭에 이상이 있다고 판단되는 경우, 포인트 메뉴를 실행한다(S71).

상기 포인트 메뉴를 실행하기 위해서는, 우선 파일 메뉴를 실행하여 해당 레시피 파일을 선택하고, 상기 툴 메뉴의 포인트 메뉴를 실행한다.

일 실시예로서, 상기 포인트 메뉴를 실행하면(340), 도 4에 도시한 바와 같 이, 사용자가 상기 선폭 균일도 해석 결과 화면(300) 상에서 선폭 균일도를 판단하고, 바로 상기 선폭에 이상이 있는 위치에 대한 재검사를 할 수 있도록, 상기 선폭 균일도 해석 결과 화면(300) 상에 같이 디스플레이 됨이 바람직하다.

상기 포인트 메뉴는 상기 디스플레이부 상에 보여지는 패턴 상에서, 상기 선폭에 이상이 있다고 의심되는 위치를 사용자가 선택하게 된다(S72).

그리고, 상기 재검사 위치가 선택되면, 구동부 및 SEM을 구동하여 상기 선택된 위치로 실제 패턴을 이동시키고, 상기 선택 위치에서 패턴 정보를 다시 획득한다(S73).

다음으로, 사용자는 상기 재측정된 패턴 정보를 통해 상기 선택 위치에 대한 선폭 균일도를 다시 확인하고(S74), 검사를 완료한다(S80).

따라서, 사용자는 상기 패턴에 대한 균일도 해석 결과 화면(300)상에서 상기 패턴의 선폭 분포 및 SEM 이미지 등을 용이하게 확인할 수 있으며, 상기 패턴의 선폭 균일도를 용이하고 정확하게 판단하는 것이 가능하다.

또한, 상기 패턴의 선폭 균일도를 판단함과 더불어, 상기 패턴의 선폭에 이상이 있다고 의심되는 위치에 대한 재검사를 바로 시행할 수 있어서, 검사에 소요되는 시간을 단축시키고 과정을 단순화 할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선폭 균일도 검사 방법 및 장치는, 검사하고자 하는 패턴의 선폭 균일도를 선폭 측정 장치 자체에서 바로 확인할 수 있으므로 선폭 검사에 소요되는 시간을 단축시킬 수 있다.

또한, 상기 선폭 균일도 해석 결과에 따른 색 분포 맵과, 상기 선폭 측정 데이터 및 상기 패턴의 SEM 이미지 등 다양한 형태로 상기 선폭 균일도를 확인할 수 있으므로, 사용자가 상기 패턴의 선폭 균일도를 용이하게 판단할 수 있다.

그리고, 본 발명의 선폭 균일도 검사 방법은 선폭 검사 장치에서 패턴의 선폭 균일도를 확인하면서 동시에, 선폭에 이상이 있는 위치에 대한 재검사를 실행시킬 수 있으므로, 선폭 재검사에 소요되는 시간을 단축시키고, 공정을 단순화시켜서, 생산성을 향상시킬 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 (14)

1. 반도체 기판 상에 형성된 패턴에 대한 정보를 획득하는 단계;

   상기 패턴 정보에 대한 선폭 균일도 해석 메뉴를 실행하여 선폭 균일도 해석 결과를 획득하는 단계; 및

   상기 선폭 균일도 해석 결과를 기초로 상기 패턴의 선폭 균일도를 판단하는 단계를 포함하는 패턴의 선폭 균일도 검사 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 패턴 정보는, 상기 패턴에 대한 주사 전자현미경(scanning electron microscope, 이하, 'SEM') 이미지와, 상기 패턴의 선폭을 측정한 데이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 선폭 균일도 검사 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 균일도 해석 메뉴는 상기 패턴 정보를 선택하는 파일(file) 메뉴와, 상기 패턴 정보를 가공하여 디스플레이하기 위한 툴(tool) 메뉴를 포함하는 것을 특징으로 하는 선폭 균일도 검사 방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 파일 메뉴는, 상기 패턴을 검사하기 위한 측정 코드가 입력되어 있는 레시피(recipe) 파일과, 상기 패턴의 선폭을 측정한 결과 데이터가 저장된 데이터(data) 파일과, 상기 패턴에 대한 SEM 이미지가 저장된 이미지(image) 파일들을 선택하는 것을 특징으로 하는 선폭 균일도 검사 방법.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 툴 메뉴는, 상기 패턴에 대한 선폭 균일도 해석 결과를 색을 이용하여 보여주는 선폭 분포 맵(map) 메뉴와, 상기 패턴의 선폭을 측정한 수치 데이터를 보여주는 데이터(data) 메뉴와, 상기 패턴의 SEM 이미지를 보여주는 이미지(image) 메뉴 및 상기 패턴에 대응되는 반도체 기판 상의 위치를 나타내는 포인트(point) 메뉴를 포함하는 것을 특징으로 하는 선폭 균일도 검사 방법.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 균일도 해석 메뉴는 상기 반도체 기판의 전면 상에 형성된 상기 모든 패턴에 대해 일괄적으로 실행되는 것을 특징으로 하는 선폭 균일도 검사 방법.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 균일도 해석 메뉴는 하나의 레티클을 이용해서 형성되는 상기 패턴에 대해 부분적으로 실행되는 것을 특징으로 하는 선폭 균일도 검사 방법.
8. 상기 반도체 기판 상에 형성된 패턴에 대한 정보를 획득하는 측정부;

   상기 측정부에서 획득한 패턴 정보에 대해 균일도 해석을 수행하는 균일도 해석부;

   상기 패턴 정보를 저장하고, 상기 균일도 해석부와 연결되는 중앙처리부; 및

   상기 균일도 해석 결과를 디스플레이 하는 디스플레이부를 포함하는 선폭 검 사 장치.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 측정부는 주사 전자현미경인(SEM)인 것을 특징으로 하는 선폭 검사 장치.
10. 제 8 항에 있어서, 상기 균일도 해석부는, 상기 패턴 정보가 저장된 파일을 선택할 수 있는 파일 메뉴와, 상기 패턴 정보를 가공하고 디스플레이 하는 툴 메뉴를 포함하는 것을 특징으로 하는 선폭 검사 장치.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 툴 메뉴는 상기 디스플레이부 상에서 상기 패턴과 대응되는 위치에 상기 패턴 정보를 색을 이용하여 디스플레이 하는 맵(map) 메뉴를 포함하는 것을 특징으로 하는 선폭 검사 장치.
12. 제 10 항에 있어서, 상기 툴 메뉴는 상기 디스플레이부 상에서 상기 패턴에 대응되는 위치에 상기 패턴의 선폭을 측정한 수치 데이터를 디스플레이 하는 데이터 메뉴를 포함하는 것을 특징으로 하는 선폭 검사 장치.
13. 제 10 항에 있어서, 상기 툴 메뉴는 상기 디스플레이부 상에서 상기 패턴을 촬영한 이미지를　디스플레이 하는 이미지 메뉴를 포함하는 것을 특징으로 하는 선폭 검사 장치.
14. 제 10 항에 있어서, 상기 툴 메뉴는 상기 디스플레이부 상에서 사용자가 선택하는 위치에 대응되는 상기 패턴에 대한 패턴 정보를 재획득하는 포인트 메뉴를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 선폭 검사 장치.

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