KR20100126823A - 센서 움직임의 방향과 수직인 표면 변화를 검출하기 위한 비-진동-방식 접촉 전위차 측정의 교정 - Google Patents

센서 움직임의 방향과 수직인 표면 변화를 검출하기 위한 비-진동-방식 접촉 전위차 측정의 교정 Download PDF

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마크 에이. 슐츠
윌리엄 알. 어스리
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큐셉트 테크놀로지스 인크.
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Abstract

비-진동-방식 접촉 전위차 탐침과 진동-방식 접촉 전위차 탐침을 이용하여 웨이퍼 표면의 접촉 전위차를 판단하기 위한 방법 및 시스템이 개시된다. 상기 방법 및 시스템은 비-진동-방식 접촉 전위차 센서를 이용한 웨이퍼 표면 스캐닝, 최종 데이터의 적분과 스케일링, 그리고 적분 및 스케일링된 데이터를 진동-방식 접촉 전위차 센서를 이용하여 획득된 측정치에 정합시키기 위하여 개개의 데이터 트랙에의 오프셋 적용을 수반한다.

Description

센서 움직임의 방향과 수직인 표면 변화를 검출하기 위한 비-진동-방식 접촉 전위차 측정의 교정{CALIBRATION OF NON-VIBRATING CONTACT POTENTIAL DIFFERENCE MEASUREMENTS TO DETECT SURFACE VARIATIONS THAT ARE PERPENDICULAR TO THE DIRECTION OF SENSOR MOTION}
관련 출원의 상호 참조
본 특허 출원은 2008년 5월 2일에 출원된 미국 특허 출원 제12/151,054호를 기초로 우선권을 주장하며, 위 미국 특허 출원은 본원에서 참조로서 포함된다.
기술 분야
본 발명은 반도체 표면 및 반도체 물질을 포함한 표면 및 물질의 검사를 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 전체 표면에 걸쳐 어떠한 비-균일성의 존재를 정확하게 확증할 수 있도록 진동-모드 및 비-진동-모드 둘 모두에서 접촉 전위차 센서를 이용하여 표면 또는 하위 표면(subsurface)의 비-균일성 및/또는 전하를 검출 및 측정하기 위한 방법에 관한 것이다.
반도체 소자의 기능, 신뢰성, 및 성능은 청결하고 균일한 반도체 물질 및 표면의 이용에 따라 좌우된다. 반도체 물질을 가공하고 처리하기 위한 시스템과 공정을 개발하고 특성화하고 최적화하는데 수십억 달러와 무수한 맨-아워(man-hour)가 소비되어 왔다. 이러한 활동의 주요 목적은 극도로 청결하고 웨이퍼 전체에 걸쳐 균일하거나 매우 균일한 지정 속성 및 원하는 속성을 갖는 물질과 표면을 가공하는 것이었다. 이러한 공정 및 최종 물질을 특성화하고 최적화하기 위하여, 표면 또는 벌크 청결성 및 균일성을 검사하고 측정할 수 있는 능력이 필요하다. 실시간 공정 제어를 위하여, 표면에 걸쳐 고속으로 여러 측정이 이루어지고, 반도체 표면에 손상을 가하거나 반도체 표면을 오염시키지 않는 방식으로 측정이 이루어질 수 있는 능력이 필요하다.
표면을 검사하고 측정하는 한 방법이 비-진동-방식 접촉 전위차 센서를 이용한다. 비-진동-방식 접촉 전위차 센서는 표면에 가깝게 위치되고 표면에 전기적으로 연결되는 전도성 탐침(probe)으로 구성된다. 탐침과 표면이 커패시터를 형성한다. 탐침 팁(tip)과 표면 사이에는 두 물질의 일함수 또는 표면 전위의 차이로 인해 전기적 전위가 형성된다. 이러한 전기적 전위를 두 표면 사이의 접촉 전위차 또는 표면 전위차라 부른다. 탐침 팁은 표면에 평행하게 병진하고, 또는 표면이 탐침 아래에서 병진한다. 표면 상의 서로 다른 지점들에서의 일함수 또는 표면 전위의 변화가 표면과 탐침 팁 사이의 접촉 전위차의 변화가 된다. 이러한 전기적 전위의 변화로 인해 센서 탐침 팁 내부로 또는 센서 탐침 팁 외부로 전기 전류가 흐르게 된다. 이러한 전류는 증폭되고, 전압으로 변환되고, 샘플링되어, 측정 대상 표면에 걸친 전위의 변화를 나타내는 연속적인 데이터 스트림을 형성한다. 비-진동-방식 접촉 전위차 센서는 초 당 100,000 개의 샘플보다 더 큰 비율로 연속적인 데이터 스트림을 제공할 수 있다. 높은 데이터 획득률로 인해 전체 반도체 웨이퍼의 고-해상도 이미지가 오직 몇 분 안에 획득될 수 있다.
비-진동-방식 접촉 전위차 센서는 측정 대상 표면의 두 특성(일함수의 변화 및 표면 높이의 변화)의 조합인 신호를 생성한다. 탐침 팁 상의 전하가 다음과 같이 결정된다.
Q = CV (1)
여기서 Q는 탐침 팁 상의 전하, C는 탐침 팁과 측정 대상 표면 사이의 커패시턴스, 그리고 V는 탐침 팁과 표면 사이의 접촉 전위차이다.
탐침 팁으로 흐르는 전류(i)는 탐침 팁 상의 전하로부터 유래된 것으로, 아래의 식에 의해 주어진다.
Figure pct00001
(2)
전류(i)는 두 항, 즉 dV/dt 항과 dC/dt 항의 합이다. dV/dt 항은 탐침 팁과 웨이퍼 표면 사이의 전압의 변화를 나타내고, dC/dt 항은 탐침 팁과 웨이퍼 표면 사이의 커패시턴스의 변화를 나타낸다. 탐침 팁의 전위가 스캐닝 동작 동안 고정되어, 측정 대상 표면에 걸친 전위의 변화로 인해 dV/dt 항의 변화가 발생하게 된다. dC/dt 항의 변화는 탐침 팁과 웨이퍼 표면 사이의 거리의 변화로부터 유래되는데, 이는 주로 웨이퍼 표면 높이의 변화로부터 유래된다. 대부분의 웨이퍼 표면 스캐닝 이용예에서, 웨이퍼 표면 위의 프로부 팁의 높이를 제어함으로써, 웨이퍼 표면 높이 변동을 최소화함으로써, 및/또는 DC 바이어스 전압의 인가를 통해 탐침 팁과 웨이퍼 표면 사이의 평균 전압을 최소화함으로써, 커패시턴스 변화로부터의 신호가 최소화된다. 그 결과, 커패시턴스 신호가 미미하여 이를 무시할 수 있다.
비-진동-방식 접촉 전위차 센서의 중요한 특성은 차동적인 데이터를 산출한다는 것인데, 즉 측정 대상 표면에 걸쳐 표면 전위/일함수의 차이 또는 변화를 나타내는 데이터를 생성한다는 것을 의미한다. 상기 센서의 출력은, 표면에 대한 센서 탐침 팁의 이동 방향에서의 표면 전위의 변화를 나타낸다. 센서 출력은 센서 탐침 팁의 이동 방향에 수직이거나 이동 방향과 직교하는 방향에서의 표면 전위의 변화에 대해서는 어떠한 데이터도 포함하지 않는다. 또한, 센서 출력은 임의의 지점에서의 탐침 팁과 측정 대상 표면 사이의 절대적인 접촉 전위차에 대한 데이터를 제공하지 않는다. 센서 출력은 오직 표면 전위의 변화에 대한 정보만을 포함한다.
비-진동-방식 접촉 전위차 센서는 탐침 팁과 측정 대상 표면 사이의 상대적 움직임에 의존하여 신호를 발생시킨다. 신호를 발생시키기 위하여 웨이퍼 표면에 평행하게 센서 탐침 팁을 이동시키는 작업을 스캐닝이라 부른다. 탐침 팁과 웨이퍼 표면 사이의 스캐닝 움직임을 발생시키는데 있어서 무수한 선택 사항들이 존재한다. 예를 들어, 웨이퍼가 고정된 상태로 유지될 수 있고 탐침 팁이 웨이퍼 표면 위에서 앞뒤로 움직여서 데이터의 선형 "트랙"을 생성할 수 있으며, 여기서 트랙이란 연속적인 일련의 순차적 데이터 샘플이다. 다수의 선형 트랙이 스캐닝 대상 표면의 이미지로 조합될 수 있다. 대안적으로, 탐침이 고정된 상태로 유지될 수 있고 웨이퍼가 센서 탐침 팁 밑에서 앞뒤로 움직일 수 있다. 이와 같이 일련의 평행한 선형 스캔을 위하여 센서 또는 웨이퍼가 앞뒤로 움직이는 유형의 스캐닝을 종종 래스터(raster) 스캐닝이라 부른다. 스캐닝 움직임을 발생시키는 또 다른 선택 사항은 센서 탐침 팁 밑에서 웨이퍼를 회전시키고 웨이퍼의 반경을 따라 센서 또는 웨이퍼를 이동시켜, 웨이퍼 중심으로부터 서로 다른 반경에서 일련의 동심원 트랙을 획득하는 것이다. 그 후 이러한 동심 트랙이 스캐닝 대상 표면의 이미지로 조합될 수 있다. 이러한 유형의 스캐닝 동작을 종종 방사형(radial) 스캐닝이라 부르는데, 탐침 팁이 웨이퍼의 반경을 따라 이동하기 때문이다.
방사형 스캐닝을 이용하여, 웨이퍼의 회전(spin) 움직임으로 인해, 래스터 스캐닝 동작에 의해 요구되는 높은 가속 및 감속 없이 탐침 팁과 측정 대상 표면 사이에 상대적인 움직임이 제공된다. 래스터 스캐닝은 탐침 또는 웨이퍼를 요구되는 스캐닝 속도까지 가속시켜 단일 데이터 트랙을 획득하고 그 후 반대 방향으로 탐침 또는 웨이퍼를 감속시키거나 재-가속시킬 것을 요구한다. 방사형 스캐닝을 이용하여, 웨이퍼가 고정 속도 또는 천천히 변화하는 속도로 회전될 수 있고, 센서가 하나의 방사형 트랙에서부터 그 다음 트랙까지 낮은 가속도로 적은 거리를 이동할 수 있다. 그 결과, 래스터 스캐닝보다 훨씬 적은 진동과 훨씬 낮은 전력 소비를 가지고 훨씬 짧은 시간 주기 동안 웨이퍼 표면이 스캐닝될 수 있다.
비-진동-방식 접촉 전위차 센서 신호의 차동적 성질은, 한 장소에서부터 또 다른 장소까지 표면 전위가 변하는 웨이퍼 표면의 부분을 가로질러 탐침이 이동할 때에만 신호가 발생된다는 것을 의미한다. 센서가 하나의 표면 전위 값을 갖는 영역에서부터 또 다른 표면 전위 값을 갖는 영역으로 이동하는 경우, 두 구역 사이의 전환부(에지)에서만 신호가 발생된다. 차동 센서 신호는 탐침 움직임의 방향에 따른 표면 전위의 변화에 비례한다. 그러나, 이러한 차동 신호는 센서 신호를 적분함으로써 상대적 표면 전위의 선형 함수인 새로운 신호로 변환될 수 있다. 적분은 연속적인 샘플들의 누적 합계를 계산함으로써 이루어진다. 적분된 신호는 탐침 움직임의 방향에서의 상대적 표면 전위에 대한 정보를 제공하지만, 움직임의 방향에 수직인 표면 변화에 관해서는 어떠한 정보도 제공하지 않고 접촉 전위차의 절대값 측정치도 제공하지 않는다. 스캐닝 움직임의 결과, 직교 변화를 판단하기 위한 추가적 측정 없이는 어떠한 직교 변화를 검출할 수 없다. 래스터-스캐닝의 경우, 스캐닝 동작을 두 번 (수직적인 두 방향 각각에서 한번씩) 수행함으로써 직교 변화에 대한 데이터를 획득할 수 있다. 그러나, 이러한 동작은 두 번의 표면 스캔을 요구하여 스캐닝 시간이 두 배가 된다. 방사형 스캐닝의 경우, 스캐닝 장치는 두 직교 방향에서 웨이퍼 표면 상의 각각의 지점을 스캐닝하는 것이 용이하지 않다. 그 결과, 방사형으로 달라지는 표면 비-균일성을 검출하는데 있어서 웨이퍼 표면에 대한 탐침의 원형 움직임은 효과적이지 않다. 이러한 접촉 전위차의 방사형 변화 유형이 다양한 웨이퍼 처리 과정으로부터 발생할 수 있다. 예를 들어, 단일 웨이퍼 세정(clean) 또는 플라스마 처리 작업에 의해 야기되는 유전체 대전(charging)으로 인해, 방사형 스캐닝 방법을 이용한 비-진동-방식 접촉 전위차 센서에 의해 검출할 수 있는 방사형 전하 패턴이 형성될 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, 비-진동-방식 접촉 전위차 센서는 표면에 걸친 상대적인 접촉 전위차 값을 나타내는 데이터를 산출하기 위하여 적분될 수 있는 차동 데이터를 산출한다. 또한, 진동-방식 접촉 전위차 측정치를 이용하여, 적분된 비-진동-방식 접촉 전위차 데이터를 교정하는 것도 가능하다. 진동-방식 접촉 전위차 센서를 종종 켈빈 탐침(Kelvin probe) 또는 켈빈-지스만 탐침(Kelvin-Zisman probe)이라 부른다. 이러한 유형의 센서는 탐침 팁과 측정 대상 표면 상의 특정 지점 사이의 절대적인 접촉 전위차 측정치를 볼트 단위로 산출한다. 그러나, 진동-방식 접촉 전위차 측정은 비-진동-방식 접촉 전위차 측정에 비해 매우 느려서, 위 기법은 생산 속도에서 전체-웨이퍼 이미징에는 적합하지 않다. 여러 지점에서의 켈빈 탐침 측정치와 측정 대상 표면 상의 동일한 지점에서의 적분된 비-진동-방식 접촉 전위차 값 사이의 선형 변환을 계산함으로써 절대적인 접촉 전위차 값을 제공할 수 있도록, 적분된 비-진동-방식 접촉 전위차 측정치가 변환될 수 있다. 최소-제곱 라인 피팅(line fitting)과 같은 기법을 이용하여 최적-피팅(best-fit) 선형 변환이 계산될 수 있다. 일단 최적-피팅 선형 변환이 계산되면, 적분된 비-진동-방식 접촉 전위차 이미지에서의 모든 지점에 적용된다. 이러한 기법은 스캐닝된 모든 지점에 대한 절대적인 접촉 전위차 값의 근사치를 제공하고 진동-방식 접촉 전위차 센서를 이용하여 전체 웨이퍼 표면을 측정하는 것보다 훨씬 빠르다. 그러나, 적분된 비-진동-방식 데이터는 탐침 팁 움직임의 방향과 수직인 표면 전위의 변화에 대해서는 여전히 어떠한 정보도 포함하고 있지 않다. 그 결과, 적분 및 변환된 데이터가 스캐닝 탐침의 움직임 방향과 수직인 표면 전위의 변화에 대한 정보를 포함하지 않을 것이고, 이러한 수직 방향에서 유의한 표면 전위 변화가 있을 경우 최종 데이터는 정확하지 않을 것이다. 이러한 유형의 표면 전위 직교 변화는 방사형으로 스캐닝되는 웨이퍼에 있어서 일반적인데, 이는 위에서 언급된 바와 같이 표면 전위의 유의한 방사형 변화가 일반적인 반도체 제작 공정으로부터 야기될 수 있기 때문이다. 유의한 방사형 변화가 존재하는 경우, 이는 적분된 비-진동-방식 접촉 전위차 이미지가 이러한 유의한 표면 전위의 방사형 변화를 포함하고 있지 않을 것이기 때문에 진동-방식 켈빈 탐침 측정치와 방사형으로 스캐닝된 적분된 비-진동-방식 접촉 전위차 데이터 사이의 상관 계수가 낮을 것이다.
본 발명에 기술된 시스템 및 방법은 조합된 진동-방식 및 비-진동-방식 접촉 전위차 검사 시스템의 개선된 응용예를 제공하며, 위 시스템은 비-진동-방식 (스캐닝) 탐침의 움직임 방향과 비-진동-방식 탐침의 움직임 방향과 수직인 방향 모두에서 표면 전위 비-균일성의 검출과 표면의 빠른 이미징이 가능하도록 한다. 이러한 능력은 방사형 스캐닝 시스템을 사용하여 비-진동-방식 탐침으로 스캐닝된 표면 상의 방사형 비-균일성의 검출에 특히 유용하다. 이하에서는, 본 발명에 기술된 시스템에 의해 검사가 가능한 요소를 일반적으로 "웨이퍼"라 칭할 것이다. 이하에서는, 종래의 실리콘 단결정 웨이퍼의 평가와 같은 바람직한 응용예에서, 서로 다른 처리 조건의 대상이 되는 서로 다른 네 개의 웨이퍼에 대하여 다양한 예시들이 기술된다. 본 발명은 진동-방식 및 비-진동-방식 접촉 전위차 측정 능력 둘 모두를 포함한다. 진동-방식 접촉 전위차 측정 능력은 탐침 팁과 웨이퍼 표면 상의 다양한 지점들 사이의 절대적인 접촉 전위차에 대한 데이터를 제공하는 반면, 비-진동-방식 접촉 전위차 측정 능력은 웨이퍼 표면에 걸친 접촉 전위차의 변화에 대한 데이터를 제공한다. 이러한 장치가, 진동-방식 및 비-진동-방식 접촉 전위차 측정 둘 모두가 가능한 센서의 상관 시스템과, 웨이퍼를 기계적으로 고정시키기 위한 시스템과, 센서를 웨이퍼 표면 위의 고정된 거리에 위치시키고, 센서 탐침 팁이 웨이퍼 표면과 평행하게 움직이도록 탐침 팁과 웨이퍼 표면 사이의 상대적 움직임을 발생시키기 위한 시스템과, 바이어스 전압을 센서 탐침 팁 또는 웨이퍼 표면에 인가하기 위한 시스템과, 웨이퍼 표면에 수직으로 센서 탐침 팁을 진동시키기 위한 시스템과, 웨이퍼 비-균일성을 식별 및 분류하기 위하여 센서로부터 출력 신호를 획득 및 처리하기 위한 시스템으로 구성된다.
시스템은 탐침 팁과 웨이퍼 사이의 전기적 전위를 수정할 수 있도록 바이어스 전압을 센서 탐침 팁 또는 웨이퍼 표면에 인가할 수 있는 능력을 추가로 포함한다. 이러한 경우 식 (2)의 dC/dt 항이, 다음의 식에서 볼 수 있는 것과 같이 바이어스 전압을 포함한다.
Figure pct00002
(3)
식 (3)에서, VCPD는 탐침 팁과 웨이퍼 표면의 전기적 연결로부터 단독으로 야기되는 탐침 팁 및 웨이퍼 표면 사이의 전압이다. 이러한 전압을 표면 전위차 또는 접촉 전위차(종종 약어로 CPD)라 부른다. Vbias는 웨이퍼 비-균일성의 검출 및 분류를 용이하게 하기 위하여 검사 시스템에 의해 탐침 팁 또는 웨이퍼 표면에 인가되는 추가적인 전압이다. Vbias가 스캐닝 동작 동안 일정한 경우, dVbias/dt = 0이므로 Vbias는 dV/dt 항에 영향을 주지 않는다.
시스템은 또한, 바이어스 전압이 조정되는 동안 센서를 웨이퍼 상의 지점 위에 위치시키고 센서를 웨이퍼 표면에 수직으로 진동시키기 위한 수단을 포함한다. 탐침 팁을 웨이퍼 표면에 수직으로 진동시킴으로써 탐침 팁과 웨이퍼 표면 사이의 커패시턴스가 변화되고, 이로 인해 식 (2) 및 (3)의 VdC/dt 항으로 의한 신호가 생성된다. 이러한 신호는 탐침 팁과 웨이퍼 표면 사이의 접촉 전위차(V)에 비례한다. 가변 바이어스 전압이 접촉 전위차에 인가되어 탐침 팁과 웨이퍼 표면 사이의 전압을 수정한다. 바이어스 전압이 조정되어, 진동-방식 센서 신호가 제로가 되도록 하는 바이어스 전압이 결정된다. 이러한 전압은 탐침 팁과 웨이퍼 표면 사이의 접촉 전위차의 음의 값이다. 바이어스 전압을 조정하고 진동-방식 탐침으로부터의 제로 신호를 야기하는 전압을 결정한 후, 이러한 바이어스 전압으로부터 접촉 전위차가 계산된다. 접촉 전위차를 측정하기 위한 위와 같은 유형의 시스템이 진동 켈빈 탐침 또는 켈빈-지스만 탐침으로서 알려져 있다.
본 발명은 또한 최종 데이터 처리를 위한 시스템 및 방법을 포함하여, 진동-방식 및 비-진동-방식 접촉 전위차 센서 둘 모두 의해 생성된 데이터에 기초하여 서로 다른 유형의 표면 비-균일성 사이를 검출 및 구별할 수 있다.
비-진동-방식 접촉 전위차 센서는 비교적 빠르게 데이터를 획득할 수 있고, 따라서 표면 전위의 변화에 대한 전체-웨이퍼 이미지가 오직 몇 분 안에 획득될 수 있다. 진동-방식 접촉 전위차 센서는 탐침 팁과 웨이퍼 사이의 절대적인 접촉 전위차 측정치를 제공할 수는 있으나 비교적 느리다. 예를 들어, 비-진동-방식 센서가 초 당 100,000 개의 샘플을 획득할 수 있는 반면 진동-방식 탐침은 기껏해야 초 당 소수의 샘플만을 획득할 수 있다. 고해상도 비-진동-방식 접촉 전위차 이미지를 비교적 느린 저해상도 진동-방식 센서 데이터와 조합함으로써, 전체 웨이퍼 표면의 절대적인 접촉 전위차에 대한 데이터가 비-진동-방식 센서의 속도에 필적하는 속도로 획득될 수 있다.
웨이퍼 표면 상 모든 지점에서의 실제의 접촉 전위차에 대응하도록 비-진동-방식 데이터를 변환하기 위하여, 먼저 비-진동-방식 접촉 전위차 데이터가 적분된다. 이를 위한 가장 간단한 방법은 각각의 트랙에서 획득된 제 1 샘플에서 시작하여 트랙의 다음 샘플 각각에서의 누적 합계를 계산하는 것이다. 수치 적분을 위한 그 밖의 다른 방법도 마찬가지로 이용될 수 있다. 적분된 데이터는 트랙에 따른 표면 전위의 변화에 비례한다. 그러나, 각각의 지점에서의 절대적인 접촉 전위차를 정정하기 위하여, 적분된 각각의 데이터 트랙에 스케일링 인자가 곱해지고 그 후 일정한 상수만큼 오프셋된다. 각각의 지점에서의 적분된 데이터와 실제 접촉 전위차 값 간의 적절한 스케일링 인자(기울기)와 오프셋(적분 상수)은 알려져 있지 않으나, 진동-방식 켈빈 탐침을 사용하여 웨이퍼 표면 상의 둘 이상의 지점에서 실제 접촉 전위차를 측정하고, 그 후 켈빈 탐침 값을 표면 상의 동일한 지점에서의 적분된 비-진동-방식 접촉 전위차 측정치와 비교함으로써 결정될 수 있다.
측정 대상 웨이퍼가 스캐닝 탐침의 움직임 방향의 수직 방향에서 최소 표면 전위 변화를 갖는 경우, 적분된 비-진동-방식 접촉 전위차 데이터는 전체 웨이퍼 표면에 대한 실제의 접촉 전위차 값의 선형 함수로서 근사될 수 있다. 이러한 데이터는 수학 알고리즘에 의해 다수의 진동-방식 접촉 전위차 측정치에 정합되도록 변환될 수 있다.
바람직한 일 실시예에서, 웨이퍼를 가로지르는 몇몇 장소(최소 두 곳)에서 진동-방식 측정이 행해진다. 다수의 지점에서의 진동-방식 접촉 전위차 측정치를 웨이퍼 표면 상의 동일한 지점에서의 적분된 비-진동-방식 데이터에 최적으로 피팅시키는 선형 함수가 계산된다. 그 후, 적분된 비-진동-방식 측정치 모두에 이러한 선형 변환이 적용된다. 적분된 비-진동-방식 측정치의 최종 선형 스케일링에 의해 웨이퍼 표면 상의 각각의 장소에서 접촉 전위차 값의 근사치가 제공된다. 그러나, 최종 이미지 데이터는 비-진동-방식 탐침의 움직임 방향과 수직인 접촉 전위차 변화에 대해서는 어떠한 정보도 포함하고 있지 않다. 최종 선형 변환은 스케일링 인자와 오프셋으로 구성된다. 오프셋은 전체 웨이퍼 표면의 평균적인 절대적 접촉 전위차를 나타낸다. 스케일링 인자는 적분된 비-진동-방식 접촉 전위차 센서 값을 상대적인 표면 전위값으로 변환한다. 이러한 스케일링 인자는 비-진동-방식 접촉 전위차 데이터를 획득하기 위해 사용되는 센서 및 스캐닝 파라미터에 특유한 것이다. 일단 이러한 스케일링 인자가 특정 센서 및 스캐닝 방법에 대해 결정되면, 스케일링 인자가 상기 특정 센서 및 파라미터를 사용하여 획득된 그 다음의 적분된 비-진동-방식 접촉 전위차 데이터에 적용되어, 적분된 데이터를 상대적인 표면 전위 값으로 변환할 수 있다. 이러한 방법에 의해 획득된 스케일링 인자가 아래에 기술된 방법에서 이용된다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에서, 비-진동-방식 접촉 전위차 센서를 이용하여 웨이퍼가 스캐닝되고, 최종 데이터가 적분되고 적절한 스케일링 인자가 곱해져서, 적분된 데이터를 상대적인 표면 전위 값으로 변환할 수 있다. 위에서 언급된 방법을 이용하여 스케일링 인자가 결정된다. 그 후 비-진동-방식 센서의 움직임 방향과 수직인 라인을 따라 다수의 진동-방식 접촉 전위차 측정이 행해진다. 각각의 진동-방식 측정에 대응하는 지점에서의 스케일링되고 적분된 비-진동-방식 접촉 전이차 값이 오프셋만큼 변화되어, 적분된 비-진동-방식 측정치가 상기 지점에서의 진동-방식 접촉 전위차 측정치에 정합되도록 한다. 그 후, 적분되고 스케일링된 비-진동-방식 데이터의 대응 트랙에서의 모든 데이터 지점에 위와 동일한 오프셋이 적용된다. 대응하는 진동-방식 측정치를 갖고 있지 않은 트랙에 대하여, 진동-방식 측정치를 포함하고 있는 가장 가까운 트랙에 대해 계산된 오프셋을 내삽(interpolating) 또는 외삽(extrapolating)함으로써 적절한 오프셋이 계산된다. 다항식 피팅(polynomial fitting), 스플라인(spline), 또는 그 밖의 다른 임의의 적절한 수학 기법 및 종래의 수학 기법을 이용하여 내삽 또는 외삽이 이루어진다. 대안적 실시예에서, 스캐닝 탐침의 움직임 방향에 수직인 다수의 라인을 따라 진동-방식 측정이 행해진다. 각각의 진동-방식 측정 지점에서의 진동-방식 및 비-진동-방식 측정치 간의 오프셋이 계산된다. 진동-방식 측정치들 중 둘 이상이 비-진동-방식 데이터의 동일한 트랙에 대응하는 경우, 진동-방식 측정치에 대응하는 트랙 상의 각각의 지점에 대한 오프셋이 계산되고, 이러한 오프셋들이 통계적으로 결합되어 전체 트랙을 위해 사용될 단일 오프셋을 계산할 수 있다. 예를 들어, 트랙의 오프셋이, 개개의 지점 오프셋의 평균 또는 중앙값으로서 계산될 수 있다. 전에서와 같이, 대응하는 진동-방식 측정치를 갖고 있지 않는 트랙에, 근처의 트랙에 대해 계산된 오프셋을 내삽 또는 외삽함으로써 결정된 오프셋이 주어진다. 이러한 마지막 두 실시예 모두는, 반드시 선으로 배열되는 것은 아닌 웨이퍼 상의 다양한 장소에서 다수의 진동-방식 측정이 행해지는 경우에서 이용될 수 있다.
대안적 실시예에서, 비-진동-방식 접촉 전위차 센서를 이용하여 웨이퍼가 스캐닝되어 데이터의 트랙이 산출되고, 이러한 제 1 트랙 세트가 적분되고 적절한 스케일링 인자가 곱해져서, 적분된 데이터를 상대적인 표면 전위 값으로 변환할 수 있다. 스케일링 인자는 위에서 언급된 방법을 이용하여 결정된다. 또한 비-진동-방식 접촉 전위차 센서를 이용하여, 제 1 스캐닝 동작 동안 움직임의 방향과 수직으로 센서를 이동시킴으로써 하나 이상의 데이터 트랙을 획득할 수 있다. 이렇게 스캐닝된 제 2 트랙 또한 적분 및 스케일링되어, 적분된 데이터를 상대적인 표면 전위 값으로 변환할 수 있다. 그 후, 하나 이상의 진동-방식 접촉 전위차 측정이 제 2 트랙 세트 각각에 대하여 이루어진다. 진동-방식 접촉 전위차 측정치와 제 2 트랙 세트 상의 대응 지점 사이에서 오프셋이 계산되고, 그 후 제 2 트랙 세트 각각의 모든 지점에 최종 오프셋이 적용된다. 이러한 동작의 결과, 제 2 트랙 세트가 각각의 트랙에 따른 실제 접촉 전위차 값을 나타낸다. 그 후, 상기 제 2 트랙 세트에 대한 값들과 제 1 트랙 세트 상의 대응 지점 사이의 차이가 계산된다. 이러한 차이를 이용하여 제 1 트랙 세트의 각각의 트랙에 대한 오프셋을 계산할 수 있다. 제 1 세트의 각각의 트랙에 대하여 계산된 오프셋이 트랙의 모든 지점에 적용된다. 이러한 경우, 진동-방식 접촉 전위차 측정치를 이용하여 제 2 트랙 데이터 세트를 절대적인 접촉 전위차 값으로 변환할 수 있다. 그 후 이러한 절대적인 접촉 전위차 값을 이용하여 제 1 트랙 세트에 대한 오프셋을 계산한다. 이러한 방법으로, 제 2 세트 내의 적은 개수의 트랙에 대해 계산된 접촉 전위차 값을 사용하여 제 1 세트 내의 많은 개수의 트랙이 계산된다. 제 1 트랙 세트를 획득하기 위해 이용되는 스캐닝 방법에 수직인 방향으로 비-진동-방식 센서를 이동시킴으로써 제 2 트랙 세트가 획득된다. 하나 이상의 진동-방식 접촉 전위차 측정치를 사용하여 제 2 트랙 세트가 계산된다. 일 실시예에서, 제 2 트랙 세트는 단일의 진동-방식 접촉 전위차 측정치를 사용하여 계산되는 단일 트랙으로 구성된다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 비-진동-방식 접촉 전위차 센서가 방사형으로 스캐닝되어 동심의(concentric) 데이터 트랙을 형성할 수 있다. 각각의 트랙이 적분되고 적절한 스케일링 인자가 곱해져서, 각각의 트랙에 따른 상대적인 접촉 전위차 값을 변환할 수 있다. 그 후, 웨이퍼의 반경을 따라 이산-지점 진동-방식 측정이 이루어진다. 각각의 진동-방식 측정치와 적분되고 스케일링된 대응하는 비-진동-방식 데이터 지점 사이의 차이가 계산되고, 이러한 차이가 상기 지점을 포함하는 전체 원형 트랙에 적용된다. 진동-방식 측정에 대응하는 가장 가까운 둘 이상의 트랙의 오프셋을 내삽 또는 외삽함으로써, 진동-방식 측정에 대응하지 않는 트랙에 대한 오프셋이 계산된다. 이러한 방법으로 각각의 트랙에 독특한 오프셋이 계산된다. 이러한 오프셋은 진동-방식 접촉 전위차 측정에 의해 결정되는 바와 같은 방사형 방향에서 접촉 전위차의 변화에 대한 정보를 제공한다. 반경에 따라 달라지는 대전(charging) 또는 그 밖의 다른 표면 효과가 있는 경우, 계산된 오프셋이 서로 다른 트랙에 대하여 서로 다를 것이다. 예를 들어, 단일 웨이퍼 세정 또는 플라스마 처리 작업에 의해 야기되는 유전체 대전이 종종 방사형 표면 전위 패턴을 나타낸다. 이러한 유형의 대전으로 인해 서로 다른 트랙 반경에 대하여 서로 다른 오프셋이 유도될 것이며, 적분되고 스케일링되고 변환된 최종 이미지가 검출 및 측정될 수 있다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 비-진동-방식 접촉 전위차 센서를 사용하여 웨이퍼 표면이 방사형으로 스캐닝되며, 최종 데이터가 적분 및 스케일링 되어 최종 데이터를 상대적인 표면 전위 값으로 변환할 수 있다. 그 후, 웨이퍼 표면 상의 서로 다른 몇몇 장소에서 진동-방식 접촉 전위차 센서 측정이 이루어지며, 여기서 다수의 측정이 동일한 반경에서 행해질 수도 있다. 다수의 진동-방식 접촉 전위차 측정이 동일한 트랙 상에서 이루어지는 경우, 평균 또는 중앙값과 같은 통계치를 사용하여 다수의 오프셋으로부터 상기 트랙에 대한 오프셋이 계산된다. 전에서와 같이, 일단 단일 오프셋이 진동-방식 접촉 전위차 측정에 대응하는 각각의 방사형 트랙에 대해 계산되면, 진동-방식 측정을 포함하지 않는 트랙에 대한 오프셋을 계산하기 위하여 최종 오프셋 값이 내삽 또는 외삽된다. 오프셋을 적분 및 스케일링된 비-진동-방식 접촉 전위차 센서 이미지의 각각의 트랙에 적용함으로써 유래된 이미지는, 스캐닝된 표면 상의 각각의 지점에서의 접촉 전위차를 나타내고, 표면 전위 또는 접촉 전위차의 방사형 변화에 대한 정보를 포함한다.
위와 같은 본 발명의 목적 및 그 밖의 다른 목적, 이점 및 특징들이 첨부 도면과 함께 상세한 설명으로부터 명백해질 것이며, 첨부 도면에서 동일한 요소는 동일한 도면 부호를 가진다.
도 1은 웨이퍼를 고정 및 회전시키기 위한 시스템, 센서를 웨이퍼 위에 위치시키기 위한 시스템, 접촉 전위차 센서, 접촉 전위차 센서를 웨이퍼 표면과 수직으로 진동시키기 위한 시스템, 그리고 센서로부터의 데이터를 처리하기 위한 구성 요소를 갖는 웨이퍼 검사 시스템을 도시한다.
도 2는 방사형 스캐닝 시스템의 동작을 도시한다.
도 3은 비-진동-방식 접촉 전위차 센서를 갖는 도 2에서와 같은 웨이퍼를 방사형으로 스캐닝함으로써 형성된 샘플 이미지를 도시한다.
도 4a는 본 발명의 일반적 방법에 대한 기능적 블록 흐름도를 도시한다. 도 4b는 본 발명의 대안적 방법을 도시한다. 도 4c(i) 및 도 4c(ii)는 본 발명 방법에 대한 바람직한 실시예를 도시한다.
도 5는 비-진동-방식 접촉 전위차 센서를 사용하여 웨이퍼를 방사형으로 스캐닝하고, 그 후 이미지 상의 식별된 선택 장소에서 진동-방식 켈빈 탐침 측정을 수행함으로써 형성된 이미지를 도시한다.
도 6은, 이미지가, 적분된 스캐닝 값을 절대적인 접촉 전위차 값으로 변환하는 선형 변환에 대해 계산된 기울기와 오프셋 값을 보여주도록, 진동-방식 켈빈 탐침 측정치에 대한 최소-제곱 오차 라인 피팅의 적분 및 계산 이후의, 도 5에 도시된 것과 동일한 웨이퍼 이미지의 이미지를 도시한다.
도 7은 웨이퍼의 직경을 따라 있는 데이터 지점에서 식별된 진동-방식 켈빈 탐침 측정을 이용한, 제 1 웨이퍼의 비-진동-방식 접촉 전위차 스캐닝 이미지를 보여준다.
도 8은 적분 및 스케일링 이후의(어떠한 진동-방식 탐침 측정도 포함되지 않음) 도 7의 이미지를 도시하며, 이러한 이미지에서 표면 전위 또는 일함수의 최소 방사형 변화를 볼 수 있다.
도 9는 트랙 또는 인접 트랙에서 이루어진 진동-방식 켈빈 탐침 측정에 기초하여 오프셋이 계산되어 각각의 트랙에 적용되도록, 진동-방식 켈빈 탐침 측정에 기초한 각각의 트랙을 오프셋한 이후의 도 7의 이미지를 도시한다.
도 10은 도 8의 웨이퍼 이미지 데이터에 대한 하나의 반경을 따라 획득된 이미지 값으로부터 취해진 선형 그래프를 도시한다.
도 11은 도 9에 도시된 웨이퍼 이미지 데이터의 반경을 따라 이미지 값으로부터 획득된 선형 그래프를 도시한다.
도 12는 적분 및 스케일링 이후(진동-방식 탐침 측정 없음)의 제 2 웨이퍼의 비-진동-방식 접촉 전위차 스캔 이미지를 도시하며, 이러한 이미지에서 표면 전위 또는 일함수의 최소 방사형 변화를 볼 수 있다.
도 13은 트랙 또는 인접 트랙에서 이루어진 진동-방식 켈빈 탐침 측정에 기초하여 오프셋이 계산되어 각각의 트랙에 적용되도록, 진동-방식 켈빈 탐침 측정에 기초하여 각각의 트랙을 오프셋한 이후의 도 12의 이미지를 도시한다.
도 14는 도 12의 반경을 따라 획득된 이미지 값의 선형 그래프를 도시한다.
도 15는 도 13의 이미지에 대한 반경에 따라 획득된 이미지 값의 선형 그래프를 도시한다.
도 16은 적분 및 스케일링 이후(진동-방식 탐침 측정 없음)의 제 3 웨이퍼의 비-진동-방식 접촉 전위차 스캔 이미지를 도시하며, 이러한 이미지에서 표면 전위 또는 일함수의 최소 방사형 변화를 볼 수 있다.
도 17은 트랙 또는 인접 트랙에서 이루어진 진동-방식 켈빈 탐침 측정에 기초하여 오프셋이 계산되어 각각의 트랙에 적용되도록, 진동-방식 켈빈 탐침 측정에 기초하여 각각의 트랙을 오프셋한 이후의 도 16의 샘플 이미지를 도시한다.
도 18은 도 16의 이미지 데이터의 반경을 따라 획득된 이미지 값의 선형 그래프를 도시한다.
도 19는 유의한 방사형 변화를 나타내는 도 17의 반경을 따라 획득된 이미지 값의 선형 그래프를 도시한다.
도 20은 웨이퍼의 직경을 따라 있는 데이터 지점에서 식별된 진동-방식 켈빈 탐침 측정치를 갖는 비-진동-방식 접촉 전위차 스캔 이미지를 도시한다.
도 21은 적분 및 스케일링 이후(어떠한 진동-방식 탐침 측정도 포함되지 않음)의 도 20의 이미지를 도시하며, 이러한 이미지에서 표면 전위 또는 일함수의 최소 방사형 변화를 볼 수 있다.
도 22는 트랙 또는 인접 트랙에서 이루어진 진동-방식 켈빈 탐침 측정에 기초하여 오프셋이 계산되어 각각의 트랙에 적용되도록, 진동-방식 켈빈 탐침 측정에 기초하여 각각의 트랙을 오프셋한 이후의 도 20에 있어서의 이미지를 도시한다.
도 23은 도 21의 이미지 데이터의 한 반경에 따른 이미지 값으로부터의 선형 그래프를 도시한다.
도 24는 도 22에 도시된 웨이퍼 이미지에 대한 반경을 따라 이미지 값으로부터 획득된 이미지 값의 선형 그래프를 도시한다.
바람직한 일 실시예를 따라, 방사형 스캐닝 장치(100)가 도 1에 도시된다. 상기 장치(100)는 접촉 전위차 센서(101), 탐침 팁(102)이 웨이퍼 표면(106)과 평행하게 움직이도록 탐침 팁(102)과 웨이퍼 표면(106) 사이의 상대적 움직임을 발생시키기 위하여 웨이퍼(105)를 기계적으로 고정하고 웨이퍼(105)를 회전시키기 위한 시스템(103), 센서(101)를 웨이퍼 표면(106) 위에 고정된 거리로 위치시키기 위한 시스템(107), 탐침 팁을 웨이퍼 표면에 수직으로 진동시키기 위한 시스템(104), 웨이퍼(105) 비-균일성을 식별하고 분류하기 위하여 센서(101)로부터의 출력 신호를 획득 및 처리하기 위한 시스템(110)으로 구성된다. 위와 같은 바람직한 실시예에서, 접촉 전위차 센서(101)가 비-진동-방식 접촉 전위차 센서로서 동작하여 웨이퍼 표면(106)을 스캐닝하고 웨이퍼 표면(106)에 걸쳐 접촉 전위차의 변화에 대한 데이터를 생성할 수 있고, 또는 상기 접촉 전위차 센서(101)가 진동-방식 접촉 전위차 센서로서 동작하여 센서 탐침 팁(102)과 웨이퍼 표면(106) 상의 하나 이상의 지점들 사이의 절대적인 접촉 전위차의 측정치를 생성할 수 있다. 대안적 실시예에서, 비-진동-방식 및 진동-방식 측정을 위하여 둘 이상의 서로 다른 센서가 사용될 수 있다.
바람직한 일 실시예에서, 반도체 웨이퍼(105)가 전도성 웨이퍼 고정 장치에 배치된다. 이러한 배치는 수동으로 또는 웨이퍼 취급 로봇과 같은(단, 이에 한정되는 것은 아님) 자동화 수단을 이용하여 이루어질 수 있다. 웨이퍼(105)를 고정하는 대안적 방법으로 전자기력과 에지 그립핑(edge grippin)이 포함된다(단, 이에 한정되는 것은 아님). 일 실시예에서, 고정 장치(103)가 스핀들(spindle)에 장착되고, 이러한 스핀들이 웨이퍼(105)를 자신의 중심 주위로 회전시킬 수 있다. 비-진동-방식 접촉 전위차 센서(101)가 위치 설정 시스템(107)에 부착되고, 상기 위치 설정 시스템(107)이 센서(101)의 높이를 웨이퍼 표면(106) 위로 조정하고 센서(101)를 웨이퍼(105)의 중심에서부터 웨이퍼(105)의 하나의 에지까지 방사형으로 이동시킬 수 있다. 접촉 전위차 센서(101)가 전도성 웨이퍼 고정 장치(103)를 통해 웨이퍼 표면(106)에 전기적으로 연결된다. 일 실시예에서, 접촉 전위차 센서 탐침 팁(102)의 높이로 교정된 높이 센서(109) 또한, 접촉 전위차 센서(101)로서 동일한 위치 설정 시스템(107)에 장착된다.
웨이퍼 표면(106)에 수직으로 접촉 전위차 센서(101)를 진동시키기 위한 시스템(104)이 접촉 전위차 센서(101)에 부착된다. 위 시스템(104)을 사용하여 탐침 팁(102)과 웨이퍼 표면(106) 사이의 접촉 전위차에 대한 진동-방식 켈빈 탐침 측정을 할 수 있다.
웨이퍼(105)가 고정 장치(103)에 단단히 고정된 후에, 웨이퍼 표면(106) 상의 하나 이상의 지점(point) 위에 높이 센서(109)가 위치되고, 적절하다고 판단될 때 웨이퍼 표면(106)의 높이가 측정된다. 이러한 웨이퍼 높이 측정을 통해 접촉 전위차 센서(101)의 위치를 산정할 수 있고, 이러한 접촉 전위차 센서(101)의 위치가 탐침 팁(102)과 웨이퍼 표면(106) 사이의 원하는 거리를 산출할 것이다. 위와 같은 정보를 이용하여 웨이퍼 표면 위의 고정된 높이로 탐침 팁(102)을 위치시킬 수 있다. 그 후, 위치 설정 시스템(107)을 사용하여 탐침 팁(102)이 웨이퍼(105)의 바깥쪽 에지 위의 지점에서 원하는 높이까지 이동된다.
도 1의 예시에서 볼 수 있는 바와 같이, 탐침(101)은 고정된 상태로 유지되고 웨이퍼(105)가 웨이퍼 고정 장치(103) 위에서 회전되어, 웨이퍼(105) 중심에 중심을 둔 원형 경로를 따라 탐침 팁(102)이 웨이퍼(105)에 대하여 움직인다. 웨이퍼(105)의 단일 회전 동안 데이터가 획득된다. 이러한 경우에서, 탐침(101)은 비-진동-방식 접촉 전위차 감지 모드에서 동작하고, 웨이퍼(105)의 표면에 걸친 접촉 전위차의 변화를 나타내는 데이터를 생성한다. 그 후, 센서(101)는 웨이퍼 중심을 향하는 웨이퍼(105)의 반경을 따라, 프로그래밍 가능한 거리를 이동한다. 또 다른 회전 데이터가 이러한 새로운 반경에서 획득된다. 탐침 팁(102)은 위와 같은 과정을 계속하여, 탐침이 웨이퍼(105)의 중심에 도달할 때까지 웨이퍼(105)의 동심(同心) 원형 구역을 스캐닝한다. 그 후, 도 3에 예시로서 도시된 바와 같이 최종 데이터가 웨이퍼(105)의 이미지로 조합된다. 대안적으로, 웨이퍼(105)의 각각의 동심 원형 구역이 여러번 스캐닝될 수 있고, 랜덤 노이즈의 영향을 줄이기 위하여 최종 데이터가 평균 내어진다. 일 실시예에서, 비-균일성을 식별하고 분류하도록 이미지가 처리되며, 이러한 처리는 여러 형태를 취할 수 있다.
차동 센서 데이터가 적분되어, 서로 다른 표면 전위 값을 갖는 구역을 나타내는 이미지를 생성한다. 적분은 각각의 차동 데이터 트랙의 값들의 순차적 합계를 계산함으로써 수행된다. 그 후, 적분된 트랙 데이터에 스케일링 인자를 곱해서, 적분된 데이터를 근사치의 상대적인 접촉 전위 값으로 변환한다. 이러한 스케일링 인자는 웨이퍼 표면 상 동일한 지점에서의 다수의 진동-방식 켈빈 탐침 측정치와 적분된 비-진동-방식 접촉 전위차 데이터 값 간에 최소-제곱 선형 피팅(linear fit)을 수행함으로써 특정 스캐닝 방법에 대하여 계산된다. 일단 스케일링 인자가 특정 스캐닝 센서 및 방법에 대하여 계산되면, 후속 웨이퍼에 대해 획득된 적분된 비-진동-방식 접촉 전위차 데이터에 이러한 스케일링 인자를 적용하여 상기 데이터를 상대적인 표면 전위 값으로 변환할 수 있다. 스케일링 인자를 계산하고 적용하기 위한 추가적인 방법이 존재한다. 예를 들어, 스케일링 인자가 테스트 또는 교정 웨이퍼를 이용하여 일단 계산되어 그 후 모든 후속 웨이퍼에 적용될 수 있고, 또는 스케일링 인자가 적분된 비-진동-방식 접촉 전위차 데이터와 웨이퍼의 표면에 대한 진동-방식 켈빈 탐침 측정치의 일부 세트를 이용하여 각각의 웨이퍼 검사 동안 계산될 수 있다.
도 4a-4c의 흐름도에 의해 도시된 바람직한 실시예에서, 다수의 진동-방식 켈빈 탐침 측정이 웨이퍼 중심으로부터 서로 다른 반경에서 행해진다. 각각의 진동-방식 켈빈 탐침 측정에 있어서, 동일한 지점에서의 진동-방식 켈빈 탐침 값과 적분 및 스케일링된 비-진동-방식 접촉 전위차 데이터 사이의 차이 값이 계산된다. 그 후, 이러한 차이 값 또는 오프셋이 적분 및 스케일링된 데이터의 특정 원형 트랙 내의 각각의 지점에 더해진다. 둘 이상의 진동-방식 켈빈 탐침 지점이 동일한 트랙 상에 놓이는 경우, 상기 트랙에 대한 오프셋이, 위 특정 트랙에 놓인 진동-방식 켈빈 탐침 측정치 모두에 대한 오프셋들 모두의 평균 또는 중앙값으로서 계산된다. 트랙이 어떠한 진동-방식 켈빈 탐침 측정치도 포함하고 있지 않은 경우, 상기 트랙에 대한 오프셋은 트랙의 양 사이드 상의 둘 이상의 가장 가까운 트랙에 대한 오프셋 값을 내삽(interpolation)함으로써 계산된다. 트랙이 진동-방식 켈빈 탐침 측정치를 갖는 두 트랙 사이에 놓여 있지 않은 경우, 상기 트랙에 대한 오프셋은 진동-방식 켈빈 탐침 측정치를 갖는 둘 이상의 가장 가까운 트랙에 대한 오프셋을 외삽(extrapolation)함으로써 계산된다. 이러한 방법을 이용하여, 오프셋이 계산되어 적분 및 스케일링된 데이터의 각각의 원형 트랙에 적용된다. 최종 이미지가, 스캐닝된 전체 표면에 대한 접촉 전위차 값을 나타낸다. 이러한 이미지는 접촉 전위차의 방사형 변화를 포함하는데, 이는 서로 다른 반경에서의 진동-방식 켈빈 탐침 측정치로부터 계산된 오프셋이 방사형 차이를 나타내는 트랙 오프셋이 되기 때문이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예의 방사형 스캐닝 방법의 그림을 도시한다. 접촉 전위차 센서 탐침 팁(102)이 웨이퍼(105)의 에지 근처의 지점 "A"에 위치된다. 웨이퍼(105)가 웨이퍼 고정 장치(103) 위에서 회전되어 데이터의 원형 트랙이 스캐닝된다. 탐침 팁(102)은 지점 "B" 까지 웨이퍼(105)를 향하는 프로그래밍-가능 거리를 이동하고 데이터의 제 2 원형 트랙이 스캐닝된다. 탐침 팁(102)이 웨이퍼(105)의 중심에 도달할 때까지 위와 같은 과정이 반복된다. 최종 데이터가 웨이퍼 표면(106)에 걸친 접촉 전위차의 변화를 나타내는 이미지로 조합된다. 이러한 경우, 센서가 비-진동-방식 접촉 전위차 센서로서 동작한다. 이러한 스캐닝 방법을 이용하여 획득된 샘플 웨이퍼 이미지가 도 3에 도시된다(위 샘플 및 그 밖의 다른 샘플은 언제든 구할 수 있는 상용 등급 실리콘 단결정 웨이퍼이다). 밝고 어두운 영역은 웨이퍼 표면 상의 물질 변화로 인한 접촉 전위차의 증가 또는 감소를 나타낸다.
차동적 비-진동-방식 접촉 전위차 센서 신호가 적분 및 스케일링되어 상대적인 표면 전위를 나타내는 신호를 형성한다. 도 5 및 6은 적분된 스캐닝 데이터를 상대적인 표면 전위 값으로 변환하기 위한 적절한 스케일링 인자를 계산하는 과정을 보여준다. 도 5는 비-진동-방식 접촉 전위차 센서를 이용하여 웨이퍼 스캐닝에 의해 생성된 차동 데이터를 나타낸다. 도 5는 또한, 진동-방식 접촉 전위차 측정 장소 및 측정 값을 보여준다. 이러한 진동-방식 접촉 전위차 측정치의 단위는 밀리볼트이다. 도 6은 도 5의 이미지 적분으로부터 유도된 이미지를 보여준다. 위 이미지는 상대적인 표면 전위 구역을 보여준다. 도 6은 또한, 동일한 지점에서의 진동-방식 접촉 전위차 값과 적분된 비-진동-방식 접촉 전위차 데이터 간의 최소-제곱 피팅을 계산한 결과를 보여준다. 스케일링 인자가 계산되어 후속 이미지들에 적용될 수 있다. 이러한 스케일링 인자가 8.997816e-2, 즉 대략 0.09의 기울기로서 나타난다. 적분된 비-진동-방식 접촉 전위차 측정치와 진동-방식 접촉 전위차 측정치의 상관 계수 또한 이미지 상에 나타난다. 이 경우에서, 상관 계수는 0.984이며, 이는 두 데이터 세트 간의 양호한 피팅을 나타낸다.
도 7은 방사형 진동-방식 접촉 전위차 측정 장소 및 측정 결과와 함께, 제 1 웨이퍼(105)의 차동적 비-진동-방식 접촉 전위차 이미지를 도시한다. 도 7-19의 웨이퍼 샘플들은 처음에 표면에 약 1000 옹스트롬의 두꺼운 열적 산화물(thermal oxide) 코팅을 수행함으로써 준비되었다. 그 후 웨이퍼는, 웨이퍼가 회전되는 동안 웨이퍼의 중심에 가해졌던 탈이온수(deionized water)로 세정되고 헹궈졌다. 이러한 특정 웨이퍼는, 주어진 회전 속도 및 증가율(ramp up rate)/감소율(ramp down rate)에서, 종래의 제 1 시스템 도구와 제 1 유형의 탈이온수 전도성을 이용하여 처리되었다. 도 8은 적분 및 스케일링 이후의 도 7의 이미지를 도시한다. 도 8은 상대적인 접촉 전위차 값을 나타내는 데이터를 보여주지만 접촉 전위차의 방사형 변화에 대해서는 어떠한 정보도 포함하고 있지 않다. 도 9는 개개의 트랙 오프셋이 계산되어 적분 및 스케일링된 비-진동-방식 접촉 전위차 데이터에 적용됨으로써 이미지 데이터가 동일한 지점에서의 진동-방식 접촉 전위차 데이터와 정합되도록 한 이후의 도 8에서와 동일한 웨이퍼 이미지를 도시한다. 일단 위 과정이 완료되면, 웨이퍼(105)의 임의의 반경에서 측정이 수행되어, 그래프로 그려지거나 분석될 수 있는 상대적인 접촉 전위차 값을 결정할 수 있다. 이렇게 적분되고 스케일링되고 오프셋된 데이터가, 도 7 및 8에 도시된 차동 이미지 또는 적분된 이미지에서는 분명하지 않은 접촉 전위차의 유의한 방사형 변화를 보여준다.
도 10은 도 8에 도시된 이미지의 하나의 반경에 따른 이미지 값의 그래프를 도시한다. 어떠한 유의한 방사형 변화도 위 그래프에서 분명하지 않다. 도 11은 도 9에 도시된 이미지에서 위와 동일한 반경에 따른 이미지 값의 그래프를 도시한다. 이 경우, 충분한 방사형 변화가 신호에서 명백히 나타난다. 본 발명을 이용함으로써 모든 지점에서의 탐침 팁과 웨이퍼 표면 사이의 접촉 전위차를 나타낼 수 있고 비-진동-방식 데이터 단독으로는 입수할 수 없는 접촉 전위차의 방사형 변화에 대한 정보를 포함하는 웨이퍼 이미지를 제공할 수 있다.
도 12는 비-진동-방식 접촉 전위차 탐침을 사용하여 방사형 스캐닝을 한 제 2 웨이퍼(105)의 적분된 이미지의 또 다른 예시이다. 상기 웨이퍼는 사용된 종래의 도구가 다른 것이고 다른 물(water) 조건(주로 다른 전도성) 및 도구 회전 조건 하에 있었다는 것을 제외하고는 도 7의 웨이퍼와 동일한 일반적 처리를 거쳤다. 도 13은 적분 및 스케일링 동작 이후의, 위에서 기술된 바와 같은 비-진동 탐침 측정을 이용한 도 12의 웨이퍼의 샘플 이미지를 도시한다. 또다시, 제 1 웨이퍼(105)에 대해 행해진 것과 같은 자세한 측정 및 분석이 수행되어 제 2 웨이퍼(105)의 임의의 반경에 따른 접촉 전위차 값을 결정할 수 있다.
도 14는 최소 방사형 변화를 보여주는 도 12의 예시적 반경에 따른 이미지 값들에 대한 선형 그래프를 도시한다. 웨이퍼의 에지 근처에서 적은 양의 방사형 변화가 명백히 나타나지만 이는 적분 과정에서의 인공 요소 및 웨이퍼 에지 근처의 큰 신호 값이며; 표면 전위의 방사형 변화를 정확히 나타내지는 않는다. 도 15는 도 14에서와 같은 선형 그래프를 도시하나 도 13의 반경에 따른 이미지 값들에 있어서 충분하고 정확한 방사형 변화를 보여준다.
도 16은 비-진동-방식 접촉 전위차 탐침을 사용하여 방사형 스캐닝을 겪은 제 2 웨이퍼(105)의 적분된 이미지의 제 3 예시이다. 다시 한번, 다른 표준 툴, 다른 물 조건, 및 다른 회전 조건을 사용하여 웨이퍼가 처리되었다. 도 17은 적분 및 스케일링 동작 이후의, 위에서 언급된 바와 같은 진동-방식 탐침 측정을 이용한 도 16의 웨이퍼의 샘플 이미지를 도시한다.
도 18은 다른 에지 부분을 제외하고 최소 방사형 변화를 보여주는 도 16의 대표적 반경에 따른 이미지 값들의 선형 그래프를 도시한다. 도 19는 충분한 방사형 변화를 보여주는 도 17의 반경에 따른 이미지 값들의 선형 그래프를 도시한다.
도 20은 방사형 진동-방식 접촉 전위차 측정 장소 및 측정 결과와 함께, 제 4 샘플 웨이퍼(105)의 차동적 비-진동 접촉 전위차 이미지를 도시한다(제 4 웨이퍼(105)의 직경을 가로질러 라벨이 붙은 데이터 값 주목). 도 21은 상대적인 접촉 전위차 값을 나타내는 데이터를 도시하지만 접촉 전위차의 방사형 변화에 대해서는 어떠한 정보도 포함하고 있지 않다. 도 22는 개개의 트랙 오프셋이 계산되어 적분 및 스케일링된 비-진동-방식 접촉 전위차 데이터에 적용함으로써 이미지 데이터가 동일한 지점에서의 진동-방식 접촉 전위차 데이터에 근사적으로 정합될 수 있도록 한 이후의 도 21에서와 같은 웨이퍼를 도시한다. 적분되고 스케일링되고 오프셋된 데이터는, 도 20 및 21에 도시된 차동 이미지 또는 적분된 이미지에서는 명백하지 않은 접촉 전위차의 유의한 방사형 변화를 보여준다. 다시 한번, 이러한 과정이 수행된 후, 제 4 웨이퍼(105)의 임의의 반경을 따라 접촉 전위차 값이 식별되거나 그래프가 그려지거나 분석될 수 있다. 도 20-24의 웨이퍼가 도 7-19의 그 밖의 다른 웨이퍼에 대한 것과는 다른 세정 과정을 거쳤다는 것을 주의해야 한다. 탈이온수를 이용하여 단일 웨이퍼를 세정하고 헹구기보다는, 종래의 잘 알려진 플라스마 처리 방법으로 웨이퍼를 세정하였다.
도 23은 다른 에지 부분을 제외하고, 방법의 일반적 인공 요소인 최소 방사형 변화를 보여주는 도 21의 대표적 반경에 따른 이미지 값들의 선형 그래프를 도시한다. 도 24는 충분한 방사형 변화를 보여주는 도 22의 반경에 따른 이미지 값들의 선형 그래프를 도시한다.
본 발명 방법은 표면상 "동일한" 방법론을 이용한 반도체 웨이퍼의 "세정" 또는 처리의 범위 내에서 발생할 수 있는 극적인 효과를 설명한다. 탈이온수를 이용한 세정 및 헹굼의 기본적 방법이, 웨이퍼의 중심에 탈이온수를 가하는 단계, 웨이퍼 위에 물을 뿌림으로써 웨이퍼를 세정하기 위하여 웨이퍼를 지원하는 도구의 회전 속도를 올리는 단계, 및 지원 도구의 회전 속도를 내리는 단계를 갖는 방법에 수반되는 다수의 서로 다른 종래의 세정 도구들에 의해 구현될 수 있다. 본 발명의 검사 및 분석 방법은 "세정된" 최종 웨이퍼의 품질에 있어서 넓은 범위의 특정 차이들의 식별을 가능하게 하였고, 이로써 복수의 서로 다른 원하는 그리고 원하지 않는 세정 파라메트릭 품질 상태가 식별될 수 있다. 예를 들어, 원하는 깨끗한 웨이퍼 표면을 얻기 위하여, 주어진 특정 세정 도구 및/또는 처리를 위한 탈이온수 조건의 유형(전도성 등)이 미리 선택될 수 있다. 더욱이, 원하는 웨이퍼 품질 결과를 얻기 위하여 지원 도구 자체의 동작 조건이 최적화될 수 있다. 따라서, 본 발명 방법의 민감도로 인해 고도로 특정적인 웨이퍼 표면의 특성화가 가능하고, 추가적 처리를 위한 원하는 최종 웨이퍼를 생산하기 위하여 고도로 효과적인 경로를 제공할 수 있으며, 이로써 원하는 품질 및/또는 가장 높은 품질과 매우 개선된 산출물을 보장할 수 있다. 이러한 방법론은 또한, 임의의 유형의 화학적 처리 또는 물리적 처리의 특성화로 인해, 반도체 웨이퍼와 같은 물질에 대해 미리 정해진 표면 품질을 신뢰성 있게 산출하기 위해 사용될 수 있는 상관 데이터를 축적할 수 있도록 한다.
전술된 실시예와 동일한 결과를 가져오는 여러 대안적인 기계적 구성 및 스캐닝 동작이 존재한다. 예를 들어, 접촉 전위차 센서(101), 높이 센서(109), 및 센서(104)를 진동시키기 위한 시스템 모두가 고정된 장소에 장착될 수 있고, 웨이퍼(105)가 이러한 고정형 요소들 아래에서 이동되고 회전될 수 있다. 하나의 반경에서부터 그 다음 반경으로 내딛는 대신에, 웨이퍼(105)의 전체 표면에 걸쳐 나선형을 그리는 연속적인 데이터 스트림을 형성하도록 웨이퍼(105)가 회전하는 동안 접촉 전위차 센서(101)가 웨이퍼(105) 반경을 따라 연속적으로 움직일 수 있다. 또한, 위에서 기술된 방사형 스캐닝 동작 대신, 비-진동-방식 접촉 전위차 센서(101)가 앞뒤로 웨이퍼(105)를 가로질러 선형적으로 움직여서 전체 웨이퍼 표면(106)을 스캔할 수 있고, 또는 회전 중심이 웨이퍼(105)의 중심이 아닌 회전 고정 장치에, 웨이퍼(105)가 놓일 수 있다. 또한, 웨이퍼 측정에 요구되는 시간을 줄이기 위하여 다수의 비-진동-방식 및 진동-방식 접촉 전위차 센서를 사용하여 다수의 측정치를 동시에 획득할 수 있다. 이에 더하여, 기술된 다양한 방법의 단계들 중 일부가 해당업계 종사자라면 이해할 수 있을 단계들 중 하나로 쉽게 교체될 수 있다. 예를 들어, 적분 및 스케일링과 같은 임의의 후속 데이터 처리 이전에, 모든 스캐닝된 및 진동-방식 CPD 데이터가 수집될 수 있다. 또한, 웨이퍼 표면의 높이가 각각의 진동-방식 CPD 측정 전에 측정될 수 있다.
본 발명은 진동-방식 및 비-진동-방식 접촉 전위차 센서 모두를 사용하는 개선된 검사 시스템을 제공하여 유전체 대전(dielectric charging)을 포함하는 표면 및 하위-표면 비-균일성을 검출할 수 있고, 센서로부터의 데이터를 처리하기 위한 시스템을 제공하여 웨이퍼 상의 모든 지점에서의 접촉 전위차를 정확하게 정량화 및 표시할 수 있다. 본 발명은 반도체 또는 반도체 웨이퍼의 검사에 한정되지 않고 폭넓은 표면에 대해 이용될 수 있다.
본 발명의 실시예에 대한 위 설명은 예시 및 설명의 목적으로 제시되었다. 위 설명이 본 발명을 총괄하거나 본 발명을 개시된 특정 형태로 한정하려는 의도는 아니고, 위 개시 내용의 수정 형태 및 변형 형태가 가능하며, 이러한 수정 형태와 변형 형태는 본 발명의 실시로부터 획득될 수 있다. 본 발명의 원리를 설명하도록 실시예가 선택되어 기술되었으며, 이러한 실시예의 실제적 적용으로 인해 해당업계 종사자가 본 발명을 다양한 수정 형태를 통해 이용할 수 있다.

Claims (26)

  1. 물질의 표면의 속성을 특성화하기 위하여 표면의 접촉 전위차를 판단하는 방법에 있어서,
    물질의 표면을 제공하는 단계;
    센서 탐침 팁을 갖는 접촉 전위차 센서를 제공하는 단계;
    상기 표면과 접촉 전위차 센서를 서로에 대하여 스캐닝하는 단계;
    센서 탐침 팁이 물질의 표면에 대하여 측방으로(laterally) 스캐닝함에 따라, 센서 탐침 팁과 물질의 표면 사이의 접촉 전위차의 변화를 나타내는 측방-스캐닝 센서 데이터를 생성하는 단계;
    상대적인 접촉 전위차 값을 제공하기 위하여 측방-스캐닝 센서 데이터를 처리하는 단계;
    측방-스캐닝 대상 표면의 절대적인 접촉 전위차의 하나 이상의 측정치를 얻기 위하여 진동-방식 접촉 전위차 센서를 이용하는 단계; 그리고
    센서 탐침 팁과 측방-스캐닝 대상 표면 상의 모든 지점 사이의 접촉 전위차를 나타내는 특성 데이터를 생성함으로써 물질의 표면의 속성을 특성화하도록, 상대적인 접촉 전위 값에 더해지는 오프셋을 계산하기 위하여 절대적인 접촉 전위차 데이터를 이용하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면의 접촉 전위차 판단 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    측방-스캐닝 센서 데이터를 처리하는 단계는, 측방-스캐닝 센서 데이터를 적분하여 적분된 데이터를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면의 접촉 전위차 판단 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    측방-스캐닝 센서 데이터를 처리하는 단계는, 적분된 데이터에 스케일링 인자를 곱해서 측방-스캐닝 센서 데이터를 상대적인 접촉 전위차 값으로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면의 접촉 전위차 판단 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    웨이퍼 회전에 의해 측방 스캐닝 움직임이 발생되는 것을 특징으로 하는 표면의 접촉 전위차 판단 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    측방-스캐닝 센서 데이터가 동심(同心)의 원형 트랙 데이터로서 제공되는 것을 특징으로 하는 표면의 접촉 전위차 판단 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    진동-방식 접촉 전위차 측정치를 얻는 단계는, 서로 다른 트랙에 대한 데이터를 축적하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면의 접촉 전위차 판단 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    스캐닝 동안 탐침 팁의 이동 방향에 수직인 표면 접촉 전위차의 변화를 판단하기 위하여 특정 데이터를 분석하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 표면의 접촉 전위차 판단 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    물질에 대하여 미리 정해진 표면 품질을 산출할 수 있도록 각기 다른 처리들 중 각각의 처리와 관계되는 상관 데이터를 축적하기 위하여, 물질의 표면이 복수 개의 각기 다른 처리를 받는 단계 및 물질의 표면을 특성화하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 표면의 접촉 전위차 판단 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상관 데이터가, 미리 정해진 표면 품질을 갖는 복수 유형의 물질의 생산을 미리 프로그래밍하는데 추가로 이용되는 것을 특징으로 하는 표면의 접촉 전위차 판단 방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 각기 다른 처리가 세정 공정, 화학적 처리 공정, 및 물리적 처리 공정의 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 표면의 접촉 전위차 판단 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    세정 공정은 탈이온화 세척(deionized wash)을 적용한 세정 및 플라스마 처리 과정을 적용한 세정의 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 표면의 접촉 전위차 판단 방법.
  12. 표면의 속성을 특성화하기 위하여 물질의 표면의 접촉 전위차를 판단하는 방법에 있어서,
    물질의 표면을 제공하는 단계;
    센서 탐침 팁을 갖는 접촉 전위차 센서를 제공하는 단계;
    상기 표면과 접촉 전위차 센서를 서로에 대하여 스캐닝하는 단계;
    센서 탐침 팁이 물질의 표면에 대하여 측방으로 스캐닝함에 따라, 센서 탐침 팁과 물질의 표면 사이의 접촉 전위차의 변화를 나타내는 제 1 측방-스캐닝 센서 데이터 세트를 생성하는 단계;
    물질의 표면에 걸친 접촉 전위차의 변화를 나타내는 것으로, 제 1 센서 데이터 세트의 측방-스캐닝의 방향과 수직으로 접촉 전위차 센서가 움직임으로써 생성되는 제 2 측방-스캐닝 센서 데이터 세트를 생성하는 단계;
    상대적인 접촉 전위차 값을 판단하기 위하여 제 1 및 제 2 센서 데이터 세트를 처리하는 단계;
    진동-방식 접촉 전위차 센서를 이용하여 측방-스캐닝 대상 표면의 절대적인 접촉 전위차의 하나 이상의 측정치를 얻기 위하여 진동-방식 접촉 전위차 센서를 이용하는 단계; 그리고
    센서 탑침 팁과 측방-스캐닝 대상 표면 상의 모든 지점 사이의 접촉 전위차를 나타내는 특성 데이터를 생성함으로써 물질 표면의 속성을 특성화하도록, 적분되고 스케일링된 비-진동-방식의 상대적인 접촉 전위차 데이터 값에 더해지는 오프셋을 계산하기 위하여 절대적인 접촉 전위차 데이터를 이용하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면의 접촉 전위차 판단 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    측방-스캐닝 센서 데이터를 처리하는 단계는 측방-스캐닝 센서 데이터를 적분하여 적분된 데이터를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면의 접촉 전위차 판단 방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    측방-스캐닝 센서 데이터를 처리하는 단계는, 적분된 데이터에 스케일링 인자를 곱해서 측방-스캐닝 센서 데이터를 상대적인 접촉 전위차 값으로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면의 접촉 전위차 판단 방법.
  15. 전자적 구성요소에서의 이용을 위해 준비된 반도체 웨이퍼를 처리하는 방법들 중 하나 이상의 방법에 있어서,
    표면을 갖는 반도체 웨이퍼를 제공하는 단계;
    센서 탐침 팁을 갖는 접촉 전위차 센서를 제공하는 단계;
    반도체 웨이퍼의 표면과 접촉 전위차 센서를 서로에 대하여 스캐닝하는 단계;
    센서 탐침 팁이 반도체 웨이퍼의 표면에 대하여 측방으로 스캐닝함에 따라, 센서 탐침 팁과 반도체 웨이퍼의 표면 사이의 접촉 전위차의 변화를 나타내는 측방-스캐닝 센서 데이터를 생성하는 단계;
    상대적인 접촉 전위차 값을 제공하기 위하여 측방-스캐닝 센서 데이터를 처리하는 단계;
    측방-스캐닝 표면의 절대적인 접촉 전위차의 하나 이상의 측정치를 얻기 위하여 진동-방식 접촉 전위차 센서를 이용하는 단계; 그리고
    센서 탐침 팁과 측방-스캐닝 대상 표면 상의 모든 지점 사이의 접촉 전위차를 나타내는 특성 데이터를 생성함으로써 반도체 웨이퍼의 표면의 속성을 특성화하도록, 상대적인 접촉 전위 값에 더해지는 오프셋을 계산하기 위하여 절대적인 접촉 전위차 데이터를 이용하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 처리 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    측방-스캐닝 센서 데이터를 처리하는 단계는, 측방-스캐닝 센서 데이터를 적분하여 적분된 데이터를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 처리 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    측방-스캐닝 센서 데이터를 처리하는 단계는, 적분된 데이터에 스케일링 인자를 곱해서 측방-스캐닝 센서 데이터를 상대적인 접촉 전위차 값으로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 처리 방법.
  18. 청구항 15에 있어서,
    스캐닝 동안 탐침 팁의 이동 방향과 수직인 표면 전위차의 변화를 판단하기 위하여 특성 데이터를 분석하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 처리 방법.
  19. 청구항 15에 있어서,
    반도체 웨이퍼에 대하여 미리 정해진 표면 품질을 생산할 수 있도록 각기 다른 처리들 각각의 처리와 관계되는 상관 데이터를 축적하기 위하여, 반도체 웨이퍼의 표면이 복수 개의 각기 다른 처리를 받는 단계 및 반도체 웨이퍼의 표면을 특성화하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 처리 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상관 데이터가, 미리 정해진 표면 품질을 갖는 복수 유형의 반도체 웨이퍼의 생산을 미리 프로그래밍하는데 추가로 이용되는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 처리 단계.
  21. 청구항 15에 있어서,
    반도체 웨이퍼의 표면 상의 반경에 따라 달라지는 표면 효과를 평가함으로써 반경에 따라 달라지는 표면 효과를 야기시키는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 처리 방법.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 표면 효과는 반도체 웨이퍼의 표면 상의 반경에 따라 달라지는 대전 현상(charging)을 포함하며, 이로써 반경에 따라 달라지는 대전 효과를 야기시키는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 처리 방법.
  23. 청구항 15에 있어서,
    계산된 오프셋을 분석하여 반도체의 표면 상의 대전 현상 및 표면 상의 대전의 방사형 변화를 판단하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 처리 방법.
  24. 청구항 15에 있어서,
    반도체의 표면이 유전체를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 처리 방법.
  25. 청구항 15에 있어서,
    반도체 웨이퍼가, 단일 웨이퍼 세정 과정 및 플라스마 처리 과정의 그룹으로부터 선택된 세정 과정을 거친 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 처리 방법.
  26. 청구항 15에 있어서,
    반도체 웨이퍼 상의 유전체 표면의 반경에 따라 달라지는 유전체 표면 효과를 평가함으로써 반경에 따라 달라지는 대전 효과를 분석하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 처리 방법.
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