KR20200145108A - 반도체 소자의 결함 검사장치. - Google Patents

반도체 소자의 결함 검사장치. Download PDF

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Abstract

본 발명은 샘플(10)을 스캐닝하여 결함의 유/무 와 종류를 검사하는 검사장치(100)에 있어서 홀을 통과하여 극초단파장의 광선을 생성시키는 광 생성부(110);와 상기 광 생성부로부터 입사되는 광선을 반사 또는 산란시키는 샘플(10);과 상기 샘플로부터 반사되는 광선을 검출하는 검출부(150);와 상기 검출부(150)로부터 검출된 결과를 처리하는 연산처리부(180);를 포함하되, 상기 광 생성부(110)는 상기 샘플에 입사하는 광선의 입사각이 브루스터각(Brewster's angle)이 되도록 입사함으로써 극초단파장의 광선을 이용하여 높은 광학적 해상력과 SNR을 이용하여 검사를 수행함으로써, 반도체 소자 결함검사의 신뢰성 및 검출력을 향상 시킬 수 있는 반도체 소자의 결함 검사 장치에 관한 것이다.

Description

반도체 소자의 결함 검사장치.{Defect inspection equipment for semiconductor devices}
본 발명은 반도체 소자의 결함 검사 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 , X-Ray 대역의 파장 및 Brewster's angle이라는 광학적 특성을 이용하여 반도체 소자 샘플의 Defect 유/무 및 종류 판별하기 위한 검사장치에 관한 것이다.
최근 반도체 공정의 미세화로 인해 광학적 해상도 및 신호의 신호대잡음비(SNR)를 높이기 위해 극초단파의 광원을 이용하여 반도체 소자를 검사하고자 하는 요구가 높아지고 있다.
기존의 반도체 공정은 193 nm 파장의 광원을 이용하여 반도체를 노광 하며 노광기 대비 긴 파장을 이용하여 노광된 반도체 소자를 검사하고 있기 때문에, 검사의 신호대잡음비(SNR)가 낮아 결함 검사 시 과검(Over kill) 및 미검(Under kill)의 원인이 되고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서 근래에는 13.5 nm의 EUV를 이용한 반도체 공정이 도입되고 있으며, 향후에는 더 낮은 파장을 이용하는 노광기 및 검사기의 필요성이 강조될 것이다.
빛은 굴절율이 다른 두 매질의 경계면을 진행할 때, 굴절율의 차이 및 입사각도 조건에 따라 편광에 따른 반사율이 달라지는 광학적 특성을 가진다.
국내 출원 특허 제 10-2016-7011323호에 의하면, 애퍼처(aperture)를 통해 EUV 조사(illumination)를 지향시키는(directing) EUV 소스; 기판으로부터 반사되는(reflected off) 감소된 탈축 광선(off axis ray)들을 갖는 마스크 조사를 검출하는 광 검출기; 및 광 검출기에 의해 검출되는 이미지 데이터를 프로세싱하는 컴퓨팅 디바이스를 포함한 극자외선(EUV) 기판 검사 시스템을 제공한다.
그러나 EUV 대비 장파장 대역을 사용하고 편광에 따른 검사조건을 고려하지 않아 마스크에서 반사되는 빛의 검출력 및 SNR이 저하된다.
따라서 반도체 소자의 Defect 유/무 및 종류를 높은 해상력으로 검사하는 것에 어려움이 동반되고, 검사의 신뢰성이 하락하게 된다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 상기 반도체 소자에 빛을 Brewster's angle로 입사할 경우 P 편광의 반사율은 0%가 되며, 경계면의 특성이 변하면 P 편광도 반사가 일어나게 된다.
샘플(10)에 결함이 없는 경우 상기 입사광선은 상기 샘플을 투과하고 반사율이 0이 되며, 샘플(10)에 결함이 존재하는 경우 반사율 값이 변화하여 이미지 또는 신호가 검출된다.
본 발명은 상기와 같은 빔의 입사각이 Brewster's angle이 되도록 하는 간단한 광학적 원리를 이용하여 X-Ray를 이용한 극초단파 Defect 검사기를 제공함으로써 반도체 소자의 결함 유/무 및 종류를 높은 해상력으로 검사하고자 하는데 그 목적이 있다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 샘플(10)을 스캐닝하여 결함의 유/무 와 종류를 검사하는 검사장치(100)에 있어서, 홀을 통과하여 극초단파장의 광선을 생성시키는 광 생성부(110);와 상기 광 생성부로부터 입사되는 광선을 반사 또는 산란시키는 샘플(10);과 상기 샘플로부터 반사되는 광선을 검출하는 검출부(150);와 상기 검출부(150)로부터 검출된 결과를 처리하는 연산처리부(180);를 포함하되, 상기 광 생성부(110)는 상기 샘플에 입사하는 광선의 입사각이 브루스터각(Brewster's angle)이 되도록 입사한다.
상기 검출부(150);는 상기 샘플로부터 광선을 수집하는 광학모듈(170);과 상기 광학모듈(170)에서 수집한 광이 입사되도록 배치된 검출모듈(160)을 포함한다.
또한 상기 샘플(10)은 상기 광 생성부와 경사를 갖도록 배치되되, 상기 광 생성부의 입사각에 의해 위치가 결정되며 상기 샘플은 상기 광 생성부로부터 입사되는 입사광선을 일부 반사시킴으로써 반사광선;을 발생시키고 또한 상기 광 생성부로부터 입사되는 입사광의 일부를 투과시킨다.
또한 상기 검출모듈(160)은 상기 샘플(10)에서 반사 또는 산란된 광선으로부터 샘플의 이미지 및 반사 또는 산란 된 신호를 측정하고 상기 연산처리부에 송신한다.
또한 상기 검출모듈(160)은 상기 반사광선의 Brightfield를 측정하는 제1검사모드;와 상기 반사광선의 Darkfield를 측정하는 제2검사모드;를 구비함에 따라 상기 각각의 검사모드로부터 샘플의 결함을 검출한다.
또한 상기 광 생성부(110)는 극자외선 광원(X-ray)을 생성하여 샘플로 입사시키되 상기 샘플의 표면과의 수직선('L'line)은 상기 입사광의 중심선('C' line)과 특정각도는 극자외선의 Brewster's angle이 되도록 샘플(10)에 배치한다.
또한 상기 브루스터각(Brewster's angle)은,
Figure pat00001
,(여기서 n: 굴절율)이되 상기 브루스터각은 샘플의 굴절율에 따라 결정된다.
또한 상기 Brewster's angle로 입사되는 입사광선은 샘플(10)에 결함이 없는 경우, 상기 입사광선이 상기 샘플을 투과하고 반사율이 0이 되어 상기 검출모듈(160)에 의해 검출되는 이미지와 상기 광학모듈(170)에 의해 검출되는 신호가 없으며, 샘플(10)에 결함이 존재하는 경우 반사율 값이 변화하여 상기 검출모듈(160);에 이미지가 검출되거나 또는/및 상기 광학모듈(170)에 신호가 검출되는 것을 특징으로 한다.
상기 광 생성부(110)에서 생성되어 샘플로 입사되는 상기 입사광은 지면에 수직으로 진동하는 p파만을 갖는 선형편광을 보유한 상태에서 상기 샘플로 입사시에 브루스터각으로 입사된 후에 샘플에 결함이 있을 경우 반사 또는 산란되고 만약 샘플에 결함이 없는 경우에는 모두 샘플을 투과된다.
따라서 샘플에 결함이 없다면, 샘플에 입사된 빔이 모두 투과되어 반사되는빔이 없으므로 결함의 유무 판단을 쉽게 진행할 수 있다.
또한 상기 광학모듈(160)은 반사 또는 산란 신호 및 이미지를 획득하기 위한 검출모듈이며 Brewster's angle을 기준으로 변화된 신호를 측정하여 상기 각각의 모드에서 샘플의 결함의 유/무를 검사한다.
또한 상기 광 생성부는 X-Ray의 파장 변화에 따른 Brewster's angle 조건을 예측하여 상기 샘플(10)의 입사각을 변화시키는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 샘플(10)은 단층 또는 다층의 박막 구조 등, 다양한 구조를 가지며 다층의 구조를 가지는 EUV 마스크 뿐만 아니라 반도체 Wafer를 포함한다.
또한 상기 광 생성부와 샘플 사이에는 극자외선의 입사각을 유지 또는 조절시키는 각도조절유닛(120);이 더 구비되되 광 생성부로부터 입사되는 극자외선의 입사각을 Brewster's angle로 유지시키는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 샘플(10)의 하부에는 상기 전송광선으로부터 샘플을 스캐닝 함으로써 샘플의 스캔 데이터를 획득하는 정밀 스캔부(130);가 더 구비되되 상기 정밀 스캔부(130)는 획득 된 스캔 데이터를 상기 연산처리부(180)에 송신한다.
또한 상기 검출모듈(160)은 복수의 Aperture 나 TDI(Time delay and Integration) 센서를 사용한다.
또한 상기 각도조절유닛(120)은 상기 광 생성부에서 생성된 광원을 반사시키는 반사체가 하나이상 배치된 것이되, 상기 광 생성부에서 생성된 편광을 가지는 광선을 입사할 경우, 상기 각각의 반사체는 편광에 따른 반사율 차이를 최소화하기 위해 Grazing angle로 구비되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 검출모듈(160)과 샘플(10)의 사이에는 상기 반사광선의 경로상에 위치한 다층 박막미러(140);가 더 구비되되 상기 다층 박막미러(140)는 반사광선을 공간적으로 필터링하고, 필터링 된 반사광선을 상기 검출모듈로 전달함으로써 측정의 효율과 정확도를 향상시킬 수 있도록 한다.
또한 상기 다층 박막미러(140);는 박막이 하나이상 적층 된 다층의 구조의 반사체이면서 표면이 소정의 곡률을 가짐에 따라 상기 반사광선의 광 손실을 최소화하는 역할을 수행함과 동시에, 신호의 공간적 특성에 따라 검출되는 특성을 다르게 조절한다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면 극초단파장의 광이 샘플에 입사됨에 있어서 광의 입사각을 Brewster's angle로 유지시키는 광학구성을 가짐에 따라, 반도체 소자의 결함 유무/ 및 종류를 높은 해상력으로 검사할 수 있으며 결과적으로 초미세 반도체 공정의 수율을 높이고 검사의 신뢰성을 향상하여 반도체 산업발전에 기여할 수 있는 반도체 소자의 결함 검사장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 반도체 소자의 결함 검사장치의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 반도체 소자의 결함 검사장치에 있어서 다층의 박막구조를 갖는 샘플의 검사상태를 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 소자의 결함 검사장치의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 반도체 소자의 결함 검사장치의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 반도체 소자의 결함 검사장치에 있어서 편광을 입사하는 상태를 도시한 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.
아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
첨부된 도 1은 본 발명의 반도체 소자의 결함 검사장치의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명은 샘플(10)을 스캐닝하여 결함의 유/무 와 종류를 검사하는 검사장치(100)에 있어서, 홀을 통과하여 극초단파장의 광선을 생성시키는 광 생성부(110);와 상기 광 생성부로부터 입사되는 광선을 반사 또는 산란시키는 샘플(10);과 상기 샘플로부터 반사되는 광선을 검출하는 검출부(150);와 상기 검출부(150)로부터 검출된 결과를 처리하는 연산처리부(180);를 포함하되 상기 광 생성부(110)는 상기 샘플에 입사하는 광선의 입사각이 브루스터각(Brewster's angle)이 되도록 입사한다.
상기 검출부(150);는 상기 샘플로부터 광선을 수집하는 광학모듈(170);과 상기 광학모듈(170)에서 수집한 광이 입사되도록 배치된 검출모듈(160)을 포함한다.
이때 상기에서 검출부는 상기 검출모듈와 광학모듈 이외에도 그밖의 센서를 포함하는 샘플 및 신호의 특성을 검출하기 위한 복수의 센서 어레이(sensor array)일 수 있다.
또한 상기 샘플(10)은 상기 광 생성부와 경사를 갖도록 배치되되, 상기 광 생성부의 입사각에 의해 위치가 결정되며 상기 샘플은 상기 광 생성부로부터 입사되는 입사광선을 일부 반사시킴으로써 반사광선;을 발생시키고 또한 상기 광 생성부로부터 입사되는 입사광의 일부를 투과시킨다.
그리고 상기 검출모듈(160)은 상기 샘플(10)에서 반사 또는 산란된 광선으로부터 샘플의 이미지 및 반사 또는 산란 된 신호를 측정하고 상기 연산처리부에 송신한다.
또한 상기 검출모듈(160)은 상기 반사광선의 Brightfield를 측정하는 제1검사모드;와 상기 반사광선의 Darkfield를 측정하는 제2검사모드;를 구비함에 따라 상기 각각의 검사모드로부터 샘플의 결함을 검출한다.
상기 광 생성부(110)는 입사광을 생성하여 상기 샘플로 입사하되, 이때 상기 샘플에 입사되는 입사광의 입사각은 Brewster's angle로 입사되는 것을 특징으로 한다.
상기 검출모듈(160)은 복수의 Aperture 나 TDI(Time delay and Integration) 센서를 사용한다.
첨부된 도 2는 본 발명의 반도체 소자의 결함 검사장치에 있어서 다층의 박막구조를 갖는 샘플의 검사상태를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2를 참조하면 상기 샘플(10)은 단층 또는 다층의 박막 구조 등, 다양한 구조를 가질 수 있으며, 다층의 구조를 가지는 EUV 마스크뿐만 아니라 반도체 Wafer를 포함한다.
또한 상기 광 생성부(110)는 극자외선 광원(X-ray)을 생성하여 샘플로 입사시키되 상기 샘플의 표면과의 수직선('L'line)은 상기 입사광의 중심선('C' line)과 특정각도는 극자외선의 Brewster's angle이 되도록 샘플(10)에 배치한다.
상기 브루스터각(Brewster's angle)은,
Figure pat00002
,(여기서 n: 굴절율)이되 상기 브루스터각은 샘플의 굴절율에 따라 결정된다.
그리고 상기 광학모듈(160)은 반사 또는 산란 신호 및 이미지를 획득하기 위한 검출모듈이며 Brewster's angle을 기준으로 변화된 신호를 측정하여 상기 각각의 모드에서 샘플의 결함의 유/무를 검사한다.
상기에서 광 생성부는 X-Ray의 파장 변화에 따른 Brewster's angle 조건을 예측하여 상기 샘플(10)의 입사각을 변화시키는 것을 특징으로 한다.
도2의 (a)를 참조하면 상기 Brewster's angle로 입사되는 입사광선은 샘플(10)에 결함이 없는 경우, 상기 입사광선이 상기 샘플을 투과하고 반사율이 0이 되어 상기 검출모듈(160)에 의해 검출되는 이미지와 상기 광학모듈(170)에 의해 검출되는 신호가 없는 것을 특징으로 한다.
도 2의(b)를 참조하면 샘플(10)에 결함이 존재하는 경우 반사율 값이 변화하여 상기 검출모듈(160);에 이미지가 검출되거나 또는/및 상기 광학모듈(170)에 신호가 검출되는 것을 특징으로 한다.
첨부된 도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 반도체 소자의 결함 검사장치의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3의(a)를 참조하면 상기 광 생성부와 샘플 사이에는 극자외선의 입사각을 유지 또는 조절시키는 각도조절유닛(120);이 더 구비될 수 있으며, 상기 각도조절 유닛은 광 생성부로부터 입사되는 극자외선의 입사각을 Brewster's angle로 유지시키는 기능을 수행한다.
또한 상기 샘플(10)의 하부에는 상기 전송광선으로부터 샘플을 스캐닝 함으로써 샘플의 스캔 데이터를 획득하는 정밀 스캔부(130);가 더 구비되되 상기 정밀 스캔부(130)는 획득 된 스캔 데이터를 상기 연산처리부(180)에 송신한다.
이를 더욱 상세하게 설명하면, 상기 각도조절유닛(120)은 상기 광 생성부에서 생성된 광원을 반사시키는 반사체가 하나이상 배치된 것이되, 상기 광 생성부에서 생성된 편광을 가지는 광선을 입사할 경우, 상기 각각의 반사체는 편광에 따른 반사율 차이를 최소화하기 위해 Grazing angle로 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 정밀 스캔부(130)는 상기 샘플의 결함을 검사함에 있어서, 샘플을 이동시킬 수 있는 이동모듈과 상기 샘플의 이동 방향, 이동속도 등을 감지하는 엔코더(Encoder)를 포함한다.
상기에서 정밀 스캔부는 상기 엔코더를 이용하여 결함이 측정된 샘플의 위치를 측정하여 검사를 수행한다.
도 3의 (b)를 참조하면 본 발명의 검사장치 구성에 있어서 상기 검출부는 검출모듈(160)이 생략 된 하나의 싱글 센서로 이루어질 수 있으며, 이때 상기 하나의 싱글센서는 빛의 강도(Intensity)를 측정하는 광학모듈(170)인 것을 특징으로 한다.
첨부된 도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 반도체 소자의 결함 검사장치의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
그리고 상기 검출모듈(160)과 샘플(10)의 사이에는 상기 반사광선의 경로상에 위치한 다층 박막미러(140);가 더 구비될 수 있다.
상기에서 다층 박막미러(140)는 반사광선을 공간적으로 필터링하고, 필터링 된 반사광선을 상기 검출모듈로 전달함으로써 측정의 효율과 정확도를 향상시킬 수 있도록 한다.
또한 상기 다층 박막미러(140);는 박막이 하나이상 적층 된 다층의 구조의 반사체이면서 표면이 소정의 곡률을 가짐에 따라 상기 반사광선의 광손실을 최소화하는 역할을 수행함과 동시에, 신호의 공간적 특성에 따라 검출되는 특성을 다르게 조절한다.
도 5는 본 발명의 반도체 소자의 결함 검사장치에 있어서 편광을 입사하는 상태를 도시한 것이다.
도 5의 (a)는 p파와 s파 편광을 생성하여 샘플에 입사하는 상태를 도시한 것이고 도5의 (b)는 p파 편광을 생성하여 결함이 존재하는 샘플에 입사하는 상태를 도시한 것이며 도 5의 (c)는 p파 편광을 생성하여 결함이 존재하지 않는 샘플에 입사하는 상태를 도시한 것이다.
도 5의 (a)를 참조하면 상기 광 생성부(110)는 지면에 수직으로 진동하는 p파와 수평으로 진동하는 s파를 갖는 입사광을 생성하고 상기 샘플로 입사한다.
또한 상기 s파를 갖는 입사광은 브루스터각으로 입사된 후에 샘플의 결함 유무에 따라 반사 및 투과되는 비율이 변경되며, 상기 p파를 갖는 입사광은 샘플의 결함이 없을 경우 전부 투과한다.
또한 다른 방법으로 도 5의 (b)를 참조하면 상기 광 생성부(110)는 지면에 수직으로 진동하는 p파만을 갖는 입사광을 생성하고 상기 샘플로 입사한다.
상기 입사광이 p파만을 갖는 선형편광을 보유한 상태에서 상기 샘플로 입사되며, 상기 p파만을 갖는 입사광은 브루스터각으로 입사된 후에 샘플에 결함이 없는 부위에서는 입사광이 투과되고, 샘플에 결함이 있는 부위에서는 상기 입사광이 반사 또는 산란된다.
따라서 입사광이 p파만을 갖을 경우에는 샘플의 결함을 좀더 쉽게 판단할 수 있는 장점이 있음에 따라 상기 샘플에서 반사 또는 산란된 빔을 검출함으로써 샘플의 결함 유무를 판단할 수 있다.
도 5의 (c)를 참조하면 상기 광 생성부(110)는 지면에 수직으로 진동하는 p파만을 갖는 입사광을 생성하고 상기 샘플로 입사한다.
이때 상기 샘플에 결함이 존재하지 않을 경우, 상기 입사광이 모두 투과되어 본 발명의 검출장치에 검출되지 않는 것을 특징으로 한다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.
10 샘플
100 검사장치
110 광 생성부
120 각도조절유닛
130 정밀 스캔부
140 다층 박막미러
150 검출부
160 검출모듈
170 광학모듈
180 연산처리부

Claims (10)

  1. 샘플(10)을 스캐닝하여 결함의 유/무 와 종류를 검사하는 검사장치(100)에 있어서,
    홀을 통과하여 극초단파장의 광선을 생성시키는 광 생성부(110);와
    상기 광 생성부로부터 입사되는 광선을 반사 또는 산란시키는 샘플(10);과
    상기 샘플로부터 반사되는 광선을 검출하는 검출부(150);와
    상기 검출부(150)로부터 검출된 결과를 처리하는 연산처리부(180);를 포함하되, 상기 광 생성부(110)는 상기 샘플에 입사하는 광선의 입사각이 브루스터각(Brewster's angle)이 되도록 입사하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 결함 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서
    상기 검출부(150);는
    상기 샘플로부터 광선을 수집하는 광학모듈(170);과 상기 광학모듈(170)에서 수집한 광이 입사되도록 배치된 검출모듈(160)을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 결함 검사 장치.
  3. 제2항에 있어서
    상기 샘플(10)은
    입사광의 중심선('C' line)에 경사를 갖도록 배치되되, 상기 샘플의 표면과의 수직선('L'line)은 상기 입사광의 중심선('C' line)과 특정각도를 이루도록 배치되며
    상기 샘플은 결함의 유무에 따라 상기 광 생성부로부터 입사되는 입사광선을 일부 반사시킴으로써 반사광선;을 발생시키고
    또한 상기 광 생성부로부터 입사되는 입사광을 투과시키는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 결함 검사 장치.
  4. 제3항에 있어서
    상기 검출모듈(160)은 상기 샘플(10)에서 반사 또는 산란된 광선으로부터 샘플의 이미지 및 반사 또는 산란 된 신호를 측정하고 이를 상기 연산처리부에 송신하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 결함 검사 장치.
  5. 제4항에 있어서
    상기 검출모듈(160)은
    상기 반사광선의 Brightfield를 측정하는 제1검사모드;와
    상기 반사광선의 Darkfield를 측정하는 제2검사모드;를 구비함에 따라
    상기 각각의 검사모드로부터 샘플의 결함을 검출하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 결함 검사 장치.
  6. 제5항에 있어서
    상기 광 생성부(110)는
    극자외선 광원(X-ray)을 생성하여 샘플로 입사시키되
    상기 샘플의 표면과의 수직선('L'line)은 상기 입사광의 중심선('C' line)과 특정각도는 극자외선의 Brewster's angle이 되도록 샘플(10)에 배치하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 결함 검사 장치.
  7. 제6항에 있어서
    상기 브루스터각(Brewster's angle)은,
    Figure pat00003
    ,(여기서 n: 굴절율)이되
    상기 브루스터각은 샘플의 굴절율에 따라 결정되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 결함 검사 장치.
  8. 제7항에 있어서
    상기 광 생성부(110)는,
    편광을 조절하여 P 편광을 가지는 극자외선(EUV) 또는 X-Ray를 생성하되 해당 광원의 파장은 수십 nm 파장 대역인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 결함 검사 장치.
  9. 제8항에 있어서
    상기 광 생성부(110)에서 생성되어 샘플로 입사되는 상기 입사광은 지면에 수직으로 진동하는 p파만을 갖는 선형편광을 보유한 상태에서 상기 샘플로 입사시킨후에 샘플에 결함이 있을 경우 반사 또는 산란되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 결함 검사 장치.
  10. 제8항에 있어서
    상기 광학모듈(160)은 반사 또는 산란 신호 및 이미지를 획득하기 위한 검출모듈이며
    Brewster's angle을 기준으로 변화된 신호를 측정하여 샘플의 결함의 유/무를 검사하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 결함 검사 장치.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980702809A (ko) * 1995-03-06 1998-08-05 로버트 씨. 아베 시편 표면 검사 시스템 및 그 방법
JP2003133212A (ja) * 2001-10-26 2003-05-09 Canon Inc 光学装置
JP2005033177A (ja) * 2003-05-05 2005-02-03 Kla-Tencor Technologies Corp 反射率測定によるエッジビード除去の検査
KR20160055908A (ko) * 2013-09-16 2016-05-18 케이엘에이-텐코 코포레이션 다수의 입사각 반도체 계측 시스템 및 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980702809A (ko) * 1995-03-06 1998-08-05 로버트 씨. 아베 시편 표면 검사 시스템 및 그 방법
JP2003133212A (ja) * 2001-10-26 2003-05-09 Canon Inc 光学装置
JP2005033177A (ja) * 2003-05-05 2005-02-03 Kla-Tencor Technologies Corp 反射率測定によるエッジビード除去の検査
KR20160055908A (ko) * 2013-09-16 2016-05-18 케이엘에이-텐코 코포레이션 다수의 입사각 반도체 계측 시스템 및 방법

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