KR20200126921A - 스켈러톤 웨이퍼 검사 방법 - Google Patents

스켈러톤 웨이퍼 검사 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스켈러톤 웨이퍼를 검사하는 방법(1)에 관한 것으로서, 이는 (i) 적어도 하나의 스켈러톤 웨이퍼 이미지와 적어도 하나의 처리된 웨이퍼 이미지의 템플릿 매칭을 수행하는 단계(101); (ii) 상기 스켈러톤 웨이퍼 이미지를 상기 처리된 웨이퍼 이미지의 크기와 일치하도록 리스케일링하는 단계(103); 및 (iii) 상기 스켈러톤 웨이퍼 이미지와 상기 처리된 웨이퍼 이미지 사이의 차이를 계산하는 단계(107)를 포함하고, 가우스 마스크 컨볼루션은 상기 스켈러톤 웨이퍼 이미지의 적어도 하나의 에지에서의 웨이트를 억제하기 위해, 상기 스켈러톤 웨이퍼 이미지의 적어도 하나의 전자 컴포넌트에서 수행되고(105), 상기 단계는 단계 (ii) 이후 및 단계 (iii) 이전에 수행된다.

Description

스켈러톤 웨이퍼 검사 방법{A METHOD FOR INSPECTING A SKELETON WAFER}
본 발명은 스켈러톤 웨이퍼 검사 방법에 관한 것으로, 2 개의 웨이퍼 이미지들 사이의 차이를 식별하는 최종 목표로서, 적어도 하나의 픽킹-후 스켈러톤 웨이퍼 이미지의 적어도 하나의 이론적으로 처리된 웨이퍼 이미지로의 템플릿 매칭을 수행하는 것을 목적으로 하고, 상기 방법은(i) 스켈러톤 웨이퍼의 이미지를 캡처하는 단계; (ii) 캡쳐된 스켈러톤 이미지를 균일화하는 단계(캡쳐된 이미지에 대해 행 단위 및 열 단위로 값을 정규화함으로써 노이즈 억제); (iii) 웨이퍼 맵으로의 템플릿 매칭을 사용함으로써 스켈러톤 웨이퍼에서의 각도 보정 단계; (iv) 크로핑 목적으로 더 정확한 에지를 얻기 위해 에지 검출 방법을 사용하여 추가적인 최적화 단계; (v) 크로핑된 스켈러톤 웨이퍼 이미지를 리스케일링하고 가우스 필터로 이미지를 이진화하는 단계; (vi) 픽킹-후 스켈러톤 웨이퍼 대 이론적으로 처리된 웨이퍼 사이의 차이를 얻는 단계를 포함한다. 상기 방법을 사용함으로써, 본 발명자들은 풀 웨이퍼 중 하나의 이미지의 사용 대 다수의 스티칭된 이미지의 사용을 비교할 수 있어서, 풀 웨이퍼를 적절히 비교할 수 있고, 나아가 처리 시간을 훨씬 단축시킬 수 있다.
종래의 스켈러톤 웨이퍼 검사 방법은 오퍼레이터에 의해 수동으로 수행되는 것으로 잘 알려져 있으며, 이로써 오퍼레이터는 백라이트 조건 하에서 스켈러톤 웨이퍼 위에, 처리된 웨이퍼(PW) 맵에 대응하는 시각적 표시(visual representation)를 제공하는 인쇄물을 중첩하고, 이에 의해 스켈러톤 웨이퍼로부터 부정확하게 제거된 결함 다이 또는 불량 다이를 수동으로 확인하기 위해 물리적 스켈러톤 웨이퍼와 인쇄물을 시각적으로 비교한다.
Zhang et. al.에 의한 CN 108171688 A는 가보 피처(Gabor feature) 및 랜덤 치수 감소에 기초한 웨이퍼 표면 검출 방법을 개시하였다. 이 방법에 따르면, CCD 카메라가 웨이퍼 표면 이미지를 수집하기 위해 사용된 다음, 그 이미지는 전처리되고; 웨이퍼 표면 텍스처 피처를 획득하기 위해 사용된 40 개의 가보 필터가 설계되고, 40 개의 가버 필터 및 이미지에 대해 컨볼루션 동작이 수행되어, 40 개의 피처 이미지를 획득하고; 40 개의 피처 이미지들에 대해 랜덤 차원 감소가 수행되고, 여기서 임계치 분할이 치수 감소 후에 획득된 이미지들에 대해 수행되고, 임계치 분할을 위한 목적 함수가 구성되고, 최종 분할 임계치를 얻기 위해 목적 함수를 풀고, 최종 분할 임계치는 이미지를 전경 및 배경으로 분할하기 위해 사용되고, 분할 임계치가 결정되고, 웨이퍼 표면 결함이 최종적으로 정확하게 검출된다. 그럼에도 불구하고, 언급된 바와 같이, 상기 발명 CN 108171688 A는 웨이퍼 표면 검사 방법인 본 발명과 상이한 스켈러톤 웨이퍼 검사 방법이며, 상기 방법은 다이의 좌표를 표시함으로써 스켈러톤 웨이퍼를 검사할 수 있고, 가우스 마스크 컨볼루션은 CN 108171688 A에 적용되지 않는다.
Shi et al.에 의한 US 2011299759 A1은 모델 기반 접근법 및 모델링된 이미지로부터 얻은 정보를 사용하여 다양한 결함을 식별하기 위해 포토 마스크를 검사하는 새로운 검사 방법 및 시스템을 개시하였다. 모델링된 또는 시뮬레이션 이미지는 테스트 또는 참조 이미지로부터 직접 생성된다. 일부 예는 기판 상에 리소그래피 시스템에 의해 투영된 예상 패턴을 나타내는 에어리얼 이미지 뿐만 아니라 예상 레지스트 패턴을 나타내는 포토 레지스트 이미지를 포함한다. 테스트 이미지는 먼저 구간(band) 제한된 마스크 패턴으로 표시되며, 이는 더 빠른 이미지 처리를 위해 일차항(linear term)만을 포함할 수 있다. 그런 다음, 이 패턴을 사용하여 모델링된 이미지를 구성하고, 이는 이어서 모델 기반 피처 맵을 구성하는데 사용된다. 이 맵은 포토 마스크 결함을 식별하기 위해 원래의 테스트 이미지를 검사하기 위한 베이스 역할을 하며, 리소그래피의 중요성과 기타 특성에 기초하여 다양한 피처 유형을 구별할 수 있는 정보를 포함할 수 있다. 그러나, US 2011299759 A1은 스켈러톤 웨이퍼를 검사하고 다이 또는 전자 컴포넌트의 좌표 또는 위치를 정의할 수 있는 검사 프로세스를 개시하지 않는다.
따라서, 스켈러톤 웨이퍼를 검사하는 방법을 가짐으로써 상기 단점을 완화시키는 것이 유리할 것이며, 상기 검사는 스켈러톤 웨이퍼의 단일 이미지를 캡처함으로써 양호 및/또는 불량 다이의 존재 또는 부재를 식별할 수 있으며, 여기서 상기 다이는 식별된 좌표 또는 위치를 가진다.
따라서, 본 발명의 주요 목적은 스켈러톤 웨이퍼를 검사하는 방법을 제공하는 것이며, 상기 방법은 고 정확도 및 시간 절약을 갖는 검사 프로세스를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 스켈러톤 웨이퍼를 검사하는 방법을 제공하는 것으로, 상기 방법은 언더-픽킹 또는 오버-픽킹된 다이를 식별 및 찾아낼 수 있을 뿐만 아니라, 픽 앤 플레이스 프로세스 동안 또는 그 이후, 웨이퍼상의 좌표에 따라 상기 다이를 지시할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 시스템의 감도를 향상시키는 것을 목적으로 하는 스켈러톤 웨이퍼 검사 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 추가의 목적은 다음의 본 발명의 상세한 설명을 이해하거나 또는 본 발명을 실제 실시할 때, 명백해질 것이다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따르면 다음이 제공된다:
스켈러톤 웨이퍼 검사 방법으로서,
(i) 적어도 하나의 스켈러톤 웨이퍼 이미지와 적어도 하나의 처리된 웨이퍼 이미지의 템플릿 매칭을 수행하는 단계;
(ii) 상기 스켈러톤 웨이퍼 이미지를 상기 처리된 웨이퍼 이미지의 크기와 일치하도록 리스케일링하는 단계; 및
(iii) 상기 스켈러톤 웨이퍼 이미지와 상기 처리된 웨이퍼 이미지 사이의 차이를 계산하는 단계;를 포함하고,
가우스 마스크 컨볼루션은 상기 스켈러톤 웨이퍼 이미지의 적어도 하나의 에지에서의 웨이트를 억제하기 위해, 상기 스켈러톤 웨이퍼 이미지의 적어도 하나의 전자 컴포넌트에서 수행되고, 상기 단계는 단계 (ii) 이후 및 단계 (iii) 이전에 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면 및 장점은 첨부 도면과 함께 상세한 설명을 살펴보면 명확히 인식될 것이다:
도 1은 본 발명의 예시적인 방법의 흐름을 도시한다.
도 2는 본 발명의 다른 예시적인 방법의 흐름을 도시한다.
도 3은 스켈러톤 웨이퍼 이미지를 리스케일링하는 예시적인 방법의 흐름을 도시한다.
도 4는 스켈러톤 웨이퍼 이미지의 에지 최적화의 예시적인 방법의 흐름을 도시한다.
다음의 상세한 설명에서, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 세부 사항이 설명된다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 특정 세부 사항 없이도 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 다른 경우에, 잘 알려진 방법, 절차 및/또는 컴포넌트는 본 발명을 모호하게 하지 않기 위해 상세히 설명되지 않았다.
본 발명은 실시 예에 대한 다음의 설명으로부터 더 명확하게 이해될 것이며, 이는 일정한 비율로 도시되지 않은 첨부 도면을 참조하여 단지 일 예로 주어진 것이다.
본 명세서 및 첨부된 청구 범위에 사용된 바와 같이, 단수 형태 "a", "an" 및 "the"는 문맥 상 명백하게 다르게 지시되거나 표시되지 않는 한 복수의 지시 대상을 포함한다.
본 명세서의 개시내용 및 청구 범위에서, 용어 "포함한다" 및 "포함하고 있는"과 "포함하는"과 같은 변형은 "포함하지만 이에 제한되지 않는"을 의미하고, 예를 들어 다른 구성 요소, 정수 또는 단계를 배제하도록 의도되지 않는다. "예시적인"은 "일 예"를 의미하고, 바람직한 또는 이상적인 구체 예의 지시를 전달하도록 의도되지 않으며, "예를 들어"는 제한적인 의미로 사용되지 않고, 설명 목적으로 사용된다.
도 1을 참조하면, 스켈러톤 웨이퍼 검사(1)의 예시적인 방법의 흐름이 도시되어 있으며, 상기 방법(1)은 (i) 적어도 하나의 스켈러톤 웨이퍼 이미지와 적어도 하나의 처리된 웨이퍼 이미지의 템플릿 매칭을 수행하는 단계(101)를 포함하고, 상기 단계(i)는 상기 스켈러톤 웨이퍼 이미지의 각도 보정 단계; (ii) 상기 스켈러톤 웨이퍼 이미지를 처리된 웨이퍼 이미지의 크기와 일치하도록 리스케일링하는 단계(103); 및 (iii) 상기 스켈러톤 웨이퍼 이미지와 상기 처리된 웨이퍼 이미지 사이의 차이를 계산하는 단계(107)를 포함하고; 가우스 마스크 컨볼루션은 상기 스켈러톤 웨이퍼 이미지의 적어도 하나의 에지에서의 웨이트를 억제하기 위해 상기 스켈러톤 웨이퍼 이미지의 적어도 하나의 전자 컴포넌트에서 수행되고(105), 상기 단계(105)는 단계 (ii) 이후 및 단계 (iii) 이전에 수행된다. 상기 단계들 (i), (ii) 및 (iii)을 완료하면, 상기 발명은 픽킹되지 않거나 오버-픽킹된 전자 컴포넌트를 식별할 수 있다. 예를 들어, 상기 발명은 양호한 대응물(counterpart)로부터 오버-픽킹된 전자 컴포넌트를 식별할 수 있으며, 후자의 범주는 검사된 스켈러톤 웨이퍼로부터 누락될 것으로 예상된다. 또한, 상기 발명은 결함 전자 컴포넌트, 처리되지 않은 다이, 더미 다이 또는 미러 다이로부터 언픽킹된 전자 컴포넌트를 검출할 수 있으며, 후자의 범주는 검사된 스켈러톤 웨이퍼 상에 존재할 것으로 예상된다. 궁극적으로, 오류 픽킹 율은 검사된 스켈러톤 웨이퍼와 웨이퍼 맵 사이의 차이에 따라 표시되거나 표현될 수 있다.
한편, 상기 발명은 풀 웨이퍼가 적절한 비교가 되도록, 다수의 스티칭된 이미지 대신에 풀 웨이퍼 중의 단지 하나의 이미지만을 사용함으로써 누락되거나 여분의 전자 컴포넌트에 대한 스켈러톤 웨이퍼 검사를 수행할 수 있다.
도 2를 참조하면, 스켈러톤 웨이퍼 검사(1)의 다른 예시적인 방법의 흐름이 도시되어 있으며, 상기 방법은 상기 스켈러톤 웨이퍼의 이미지를 캡처하는 단계(201)를 더 포함하고, 상기 발명은 상기 스켈러톤 웨이퍼 상에서 단일 이미지로 처리하고, 이어서 상기 스켈러톤 웨이퍼 이미지의 균일화(202)를 함으로써, 다이와 같은 누락되거나 여분의 전자 컴포넌트를 계산할 수 있다. 상기 스켈러톤 웨이퍼 이미지(202)의 균일화는 상기 스켈러톤 웨이퍼 이미지를 한번에 하나씩, 적어도 2 개의 단일 차원 벡터 성분으로 정규화함으로써 수행되며, 상기 단일 차원 벡터 성분은 행 및 열의 축 상에 투영을 수행함으로써 얻어지고, 상기 단계는 단계 (i) 이전에 수행된다.
상기 스켈러톤 웨이퍼 이미지의 크기를 리스케일링하는 단계(103)는 상기 스켈러톤 웨이퍼 이미지의 균일화 단계(202) 후에 수행될 수 있으며, 이에 의해 균일화는 검사 성능을 증대시키기 위한 향상 방법으로서 작용한다. 대안적으로, 상기 스켈러톤 웨이퍼 이미지를 리스케일링하는 단계(103)는 상기 스켈러톤 웨이퍼 이미지의 균일화(202)의 존재없이 수행될 수 있다. 또한, 상기 스켈러톤 웨이퍼 이미지의 에지 최적화는 단계(205)는 (ii) 이전 및 단계 (i) 이후에 수행된다.
도 3을 참조하면, 상기 스켈러톤 웨이퍼 이미지를 리스케일링하는 예시적인 방법(203)의 흐름이 도시되어 있다. 이 경우에, 상기 단계는 다음과 같은 하위 단계들을 포함하는데, 이는 상기 스켈러톤 웨이퍼의 전자 컴포넌트들 사이의 피치 값을 측정하는 단계; 이어서 상기 스켈러톤 웨이퍼 이미지와 상기 처리된 웨이퍼 이미지의 템플릿 매칭을 위한 템플릿의 스케일링 팩터를 결정하는 단계(303); 및 마지막으로 웨이퍼 맵을 갖는 템플릿 이미지를 구성하는 단계(305)로서, 상기 템플릿 이미지의 각각의 전자 컴포넌트가 적어도 3 x 3 픽셀, 바람직하게는 3 x 3 픽셀 내지 10 x 10 픽셀의 해상도를 갖는 단계를 포함한다.
도 4를 참조하면, 상기 스켈러톤 웨이퍼 이미지의 에지 최적화의 예시적인 방법(205)의 흐름이 도시되어 있으며, 상기 단계는 다음과 같은 하위 단계들에 의해 수행되는데, 이는 레퍼런스로서 상기 웨이퍼 스켈러톤 이미지의 적어도 일측의 에지 위치를 식별하는 단계(401); 픽셀 그레이 값에 대한 최대 구배(gradient)로 상기 에지 위치를 검증하는 단계(403); 및 웨이퍼 픽 영역의 에지를 측정된 위치로 업데이트하는 단계(405)를 포함한다.

Claims (7)

  1. 스켈러톤 웨이퍼 검사 방법(1)으로서,
    (i) 적어도 하나의 스켈러톤 웨이퍼 이미지와 적어도 하나의 처리된 웨이퍼 이미지의 템플릿 매칭을 수행하는 단계(101);
    (ii) 상기 스켈러톤 웨이퍼 이미지를 상기 처리된 웨이퍼 이미지의 크기와 일치하도록 리스케일링하는 단계(103); 및
    (iii) 상기 스켈러톤 웨이퍼 이미지와 상기 처리된 웨이퍼 이미지 사이의 차이를 계산하는 단계(107);를 포함하고,
    가우스 마스크 컨볼루션은 상기 스켈러톤 웨이퍼 이미지의 적어도 하나의 에지에서의 웨이트를 억제하기 위해, 상기 스켈러톤 웨이퍼 이미지의 적어도 하나의 전자 컴포넌트에서 수행되고(105), 상기 단계는 단계 (ii) 이후 및 단계 (iii) 이전에 수행되는 스켈러톤 웨이퍼 검사 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 방법은 상기 스켈러톤 웨이퍼 이미지를 적어도 2 개의 단일 차원 벡터 성분으로 정규화함으로써 상기 스켈러톤 웨이퍼 이미지를 균일화하는 단계(202)를 더 포함하고, 상기 단일 차원 벡터 성분은 행 및 열의 축으로의 투영을 수행함으로써 얻어지고, 상기 단계는 단계 (i) 이전에 수행되는 스켈러톤 웨이퍼 검사 방법(1).
  3. 제 1 항 내지 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 상기 스켈러톤 웨이퍼 이미지의 에지 최적화를 수행하는 단계(205)를 더 포함하고, 상기 단계는 단계 (i) 이후 및 단계 (ii) 이전에 수행되는 스켈러톤 웨이퍼 검사 방법(1).
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 스켈러톤 웨이퍼 이미지를 리스케일링하는 단계(103)는, 다음의 하위 단계들:
    (a) 상기 스켈러톤 웨이퍼의 전자 컴포넌트들 사이의 피치 값을 측정하는 단계(301);
    (b) 상기 스켈러톤 웨이퍼 이미지와 상기 처리된 웨이퍼 이미지의 템플릿 매칭을 위한 템플릿의 스케일링 팩터를 결정하는 단계(303); 및
    (c) 웨이퍼 맵을 갖는 템플릿 이미지를 구성하는 단계로서, 상기 템플릿 이미지의 각각의 전자 컴포넌트는 적어도 3 x 3 픽셀의 해상도를 갖는 단계(305);
    를 포함하는 스켈러톤 웨이퍼 검사 방법(1).
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 스켈러톤 웨이퍼 이미지와 적어도 하나의 처리된 웨이퍼 이미지의 템플릿 매칭을 수행하는 상기 단계 (i)는 상기 스켈러톤 웨이퍼 이미지의 각도 조정 및 각도 보정을 포함하는 스켈러톤 웨이퍼 검사 방법(1).
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 스켈러톤 웨이퍼 이미지의 에지 최적화를 수행하는 단계(205)는, 다음의 하위 단계들:
    (a) 레퍼런스로서 상기 스켈러톤 웨이퍼 이미지의 적어도 일측의 에지 위치를 식별하는 단계(401);
    (b) 픽셀 그레이 값에 대한 최대 구배로 상기 에지 위치를 검증하는 단계(403); 및
    (c) 웨이퍼 픽 영역의 에지를 측정된 위치로 업데이트하는 단계(405);
    를 포함하는 스켈러톤 웨이퍼 검사 방법(1).
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스켈러톤 웨이퍼 이미지는 적어도 하나의 이미징 유닛에 의해 상기 스켈러톤 웨이퍼의 이미지를 캡처함으로써(201) 획득되는 스켈러톤 웨이퍼 검사 방법(1).
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