KR20210086099A - 홀로그래픽 현미경 및 이를 이용한 반도체 소자 제조 방법 - Google Patents

홀로그래픽 현미경 및 이를 이용한 반도체 소자 제조 방법 Download PDF

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KR20210086099A
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Abstract

본 발명의 기술적 사상에 따른 예시적인 실시예들에 따르면, 홀로그래픽 현미경이 제공된다. 상기 홀로그래픽 현미경은, 편광된 입력 광선을 방출하도록 구성된 입력 광학계; 상기 입력 광선의 일부를 반사시켜 물체 광선을 생성하고, 다른 일부를 투과시켜 기준 광선을 생성하는 빔 스플리터; 상기 기준 광선을 제1 및 제2 기준 광선들로 분할시키는 기준 광학계; 상기 제1, 제2 기준 광선들 및 검사 대상에 반사된 상기 물체 광선을 수광하도록 구성된 카메라; 및 상기 카메라의 수광부에 배치되는 MPA(Micro Polarizer Array)를 포함하되, 상기 제1 기준 광선의 편광 축은 상기 제2 기준 광선의 편광 축과 실질적으로 수직하다.

Description

홀로그래픽 현미경 및 이를 이용한 반도체 소자 제조 방법{HOLOGRAPHIC MICROSCOPE AND MANUFACTURING METHOD OF SEMICONDUCTOR DEVICE USING THE SAME}
본 발명의 기술적 사상은 홀로그래픽 현미경 및 이를 이용한 반도체 소자 제조 방법에 관한 것이다.
홀로그램은 3차원 대상을 실체와 유사한 이미지를 생성하기 위해 고안된 이미징 방법이다. 홀로그램을 생성하기 위해, 균일한(coherent) 입력 광학계에서 나온 광을 2개로 분할할 수 있다. 분할된 광 중 하나는 직접 수광 소자에 도달하고, 다른 하나는 이미지를 얻고자 하는 대상체에 반사된 후 수광 소자로 도달한다. 여기서 직접 수광 소자에 도달한 광을 기준 광선(reference beam)이라고 하고, 물체에서 반사된 후 수광 소자에 도달한 광을 물체 광선(object beam)이라고 한다. 기준 광과 물체 광이 간섭으로 생성된 이미지를 홀로그램이라고 하며, 물체 광선은 물체의 표면에서 반사된 광이므로 물체의 표면에 의존하는 위상을 갖는다. 이에 따라, 홀로그램 이미지는 광의 세기 정보뿐만 아니라 위상 정보를 저장할 수 있다.
본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는, 신뢰성이 제고된 홀로그래픽 현미경 및 이를 이용한 반도체 소자 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 일부 실시예들에 따르면, 홀로그래픽 현미경이 제공된다. 상기 홀로그래픽 현미경은, 편광된 입력 광선을 방출하도록 구성된 입력 광학계; 상기 입력 광선의 일부를 반사시켜 물체 광선을 생성하고, 다른 일부를 투과시켜 기준 광선을 생성하는 빔 스플리터; 상기 기준 광선을 제1 및 제2 기준 광선들로 분할시키는 기준 광학계; 상기 제1, 제2 기준 광선들 및 검사 대상에 반사된 상기 물체 광선을 수광하도록 구성된 카메라; 및 상기 카메라의 수광부에 배치되는 MPA(Micro Polarizer Array)를 포함하되, 상기 제1 기준 광선의 편광 축은 상기 제2 기준 광선의 편광 축과 실질적으로 수직하다.
일부 실시예들에 따르면 홀로그래픽 현미경이 제공된다. 상기 홀로그래픽 현미경은, 입력 광선을 방출하도록 구성된 입력 광학계; 상기 입력 광의 일부를 반사시켜 물체 광선을 생성하고, 다른 일부를 투과시켜 기준 광선을 생성하는 빔 스플리터; 상기 기준 광선을 수광하여 제1 및 제2 기준 광선들을 생성하는 기준 광학계; 웨이퍼에 반사된 상기 물체 광선 및 상기 제1 및 제2 기준 광선들에 기초하여 제1 및 제2 홀로그램 이미지들을 생성하는 카메라; 상기 카메라의 수광부에 배치되는 MPA; 및 상기 제1 및 제2 홀로그램 이미지들을 처리하는 프로세서를 포함하되, 상기 제1 및 제2 기준 광선들은 상기 카메라에 경사 입사하고, 상기 물체 광선은 상기 카메라에 수직 사한다.
일부 실시예들에 따르면 홀로그래픽 현미경이 제공된다. 상기 홀로그래픽 현미경은, 입력 광선을 방출하도록 구성된 입력 광학계; 상기 입력 광의 일부를 반사시켜 물체 광선을 생성하고, 다른 일부를 투과시켜 기준 광선을 생성하는 빔 스플리터; 상기 기준 광선을 제1 및 제2 기준 광선들로 분할시키는 기준 광학계; 상기 제1 및 제2 기준 광선들 및 웨이퍼에 반사된 상기 물체 광선을 수광하도록 구성된 카메라; 및 상기 카메라의 수광부에 배치되는 MPA;를 포함하되, 상기 제1 기준 광선의 상기 카메라에 대한 입사 각도는 상기 물체 광선의 상기 카메라에 대한 입사 각도와 다르다.
일부 실시예들에 따르면 홀로그래픽 현미경이 제공된다. 상기 홀로그래픽 현미경은, 입력 광선을 방출하도록 구성된 입력 광학계; 상기 입력 광선의 일부를 반사시켜 물체 광선을 생성하고, 다른 일부를 투과시켜 기준 광선을 생성하는 빔 스플리터; 상기 기준 광선을 분할시켜 제1 및 제2 기준 광선들을 생성하는 기준 광학계; 상기 제1, 제2 기준 광선들 및 웨이퍼에 반사된 상기 물체 광선에 기초하여 제1 및 제2 홀로그램 이미지들을 생성하도록 구성된 카메라; 및 상기 카메라의 수광부에 배치되는 MPA;를 포함하되, 상기 제1 홀로그램 이미지는 상기 제1 기준 광선 및 상기 물체 광선의 간섭에 의해 생성되고, 상기 제2 홀로그램 이미지는 상기 제2 기준 광선 및 상기 물체 광선의 간섭에 의해 생성된다.
일부 실시예들에 따르면 홀로그래픽 현미경이 제공된다. 상기 홀로그래픽 현미경은, 편광된 입력 광선을 방출하도록 구성된 입력 광학계; 상기 입력 광선의 일부를 반사시켜 물체 광선을 생성하고, 다른 일부를 투과시켜 기준 광선을 생성하는 빔 스플리터; 상기 기준 광선을 제1 및 제2 기준 광선들로 분할시키는 기준 광학계; 상기 제1, 제2 기준 광선들 및 검사 대상에 반사된 상기 물체 광선을 수광하도록 구성된 카메라; 및 상기 카메라의 수광부에 배치되는 MPA를 포함하되, 상기 제1 기준 광선의 편광 축과 상기 제2 기준 광선의 편광 축은 다르다.
일부 실시예들에 따르면 반도체 소자 제조 방법이 제공된다. 상기 방법은, 선형 편광된 제1 기준 광선을 웨이퍼 상면에 반사된 물체 광선과 간섭시켜 제1 홀로그램 이미지를 생성하고, 상기 제1 기준 광선과 실질적으로 수직한 편광 방향을 갖는 제2 기준 광선을 상기 물체 광선과 간섭시켜 제2 홀로그램 이미지를 생성하는 단계; 상기 제1 및 제2 홀로그램 이미지들을 퓨리에 변환하여 파수 영역의 제1 및 제2 홀로그램 이미지들을 생성하는 단계; 및 상기 파수 영역의 제1 및 제2 홀로그램 이미지들을 이용하여 파수 영역의 차분 이미지를 생성하는 단계를 포함하되, 상기 제1 및 제2 홀로그램 이미지들은 카메라에 의해 생성되고, 상기 제1 및 제2 기준 광선들은 상기 카메라에 대해 경사 입사하고, 상기 물체 광선은 상기 카메라에 대해 수직 입사한다.
일부 실시예들에 따르면 반도체 소자 제조 방법이 제공된다. 상기 방법은,웨이퍼 상에 포토레지스트 층을 코팅하는 단계; 상기 웨이퍼 상의 가장자리 상에 형성된 부분의 상기 포토레지스트 층을 제거하는 EBR(Edge Bead Removal) 단계; 및 상기 EBR을 평가하는 단계를 포함하되, 상기 EBR을 평가하는 단계는, 선형 편광된 제1 기준 광선을 웨이퍼의 에지부에 반사된 물체 광선과 간섭시켜 제1 홀로그램 이미지를 생성하고, 상기 제1 기준 광선과 실질적으로 수직한 편광 방향을 갖는 제2 기준 광선을 상기 물체 광선과 간섭시켜 제2 홀로그램 이미지를 생성하는 단계; 상기 제1 및 제2 홀로그램 이미지들을 퓨리에 변환하여 파수 영역의 제1 및 제2 홀로그램 이미지들을 생성하는 단계; 및 상기 파수 영역의 제1 및 제2 홀로그램 이미지들을 이용하여 파수 영역의 차분 이미지를 생성하는 단계를 포함하되, 상기 제1 및 제2 홀로그램 이미지들은 카메라에 의해 생성되고, 상기 제1 및 제2 기준 광선들은 상기 카메라에 대해 서로 다른 각도로 경사 입사하고, 상기 물체 광선은 상기 카메라에 대해 수직 입사한다.
예시적인 실시예들에 따르면, 홀로그래픽 현미경의 SNR(Signal to Noise Ratio)가 제고될 수 있다. 이에 따라 홀로그래픽 현미경의 신뢰성이 제고될 수 있고, 이를 이용한 반도체 소자 제조의 신뢰성이 제고될 수 있다.
도 1은 일부 실시예들에 따른 홀로그래픽 현미경을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 2는 일부 실시예들에 따른 MPA(Micro Polarizer Array)를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일부 실시예들에 따른 홀로그래픽 현미경을 이용한 검사 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4a 내지 도 5d는 일부 실시예들에 따른 홀로그래픽 현미경을 이용한 검사 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6a 내지 도 6c는 일부 실시예들에 따른 홀로그래픽 현미경의 효과를 설명하기 위한 도면들이다.
도 7a 내지 도 7c는 예시적인 실시예들에 따른 홀로그래픽 현미경에 사용될 수 있는 MPA들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 8 내지 도 10은 다른 일부 실시예들에 따른 홀로그래픽 현미경들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 11은 일부 실시예들에 따른 반도체 소자 제조 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 12는 일부 실시예들에 따른 반도체 소자 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 일부 실시예들에 따른 홀로그래픽 현미경(10)을 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 1을 참조하면, 홀로그래픽 현미경(10)은 스테이지(110), 입력 광학계(120), 빔 스플리터(130), 기준 광학계(140), MPA(Micro Polarizer Array, 151), 카메라(155), 프로세서(160) 및 컨트롤러(170)를 포함할 수 있다.
홀로그래픽 현미경(10)은 미크론(micron) 이하의 해상도와 매우 큰 시야(Field Of View)를 동시에 제공할 수 있는바, TAT(Turn Around Time)를 단축할 수 있는 장점이 있다. 홀로그래픽 현미경(10)은 일종의 전산 회절 현미경(computational diffraction microscopy, CDM) 시스템일 수 있다. 홀로그래픽 현미경(10)은 복수의 홀로그램 이미지들을 생성하고, 이들을 퓨리에 변환하여 복수의 파수 영역(Wave Number Domain)의 홀로그램 이미지를 생성하며, 파수 영역 홀로그램 이미지들 사이의 연산을 통해 DC 노이즈가 제거된 차분 이미지를 생성하고, 차분 이미지를 다시 퓨리에 역 변환하여 SNR(Signal to Noise Ratio)이 제고된 리얼 영역 이미지를 생성할 수 있다.
스테이지(110)는 웨이퍼(W)를 고정하고 지지하기 위한 장치일 수 있다. 스테이지(110)는 예컨대, 진공 척 및 정전 척 등과 같은 척을 포함할 수 있다. 스테이지(110)는 웨이퍼(W)를 수평적으로 이동시킬 수 있다. 웨이퍼(W)를 수평적으로 이동시킨다 함은, 웨이퍼(W) 상면의 법선에 대해 수직한 방향으로 웨이퍼를 이동시키는 것을 의미한다. 스테이지(110)는 상기 웨이퍼(W)의 상면의 법선 중 웨이퍼(W)의 중심을 지나는 것을 축으로 하여 웨이퍼(W)를 회전시킬 수 있다.
웨이퍼(W)는 예를 들면, 실리콘(Si, silicon)을 포함할 수 있다. 웨이퍼(W)는 게르마늄(Ge, germanium)과 같은 반도체 원소, 또는 SiC (silicon carbide), GaAs(gallium arsenide), InAs (indium arsenide), 및 InP (indium phosphide)와 같은 화합물 반도체를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 웨이퍼(W)는 SOI (silicon on insulator) 구조를 가질 수 있다. 웨이퍼(W)는 매립 산화물 층(buried oxide layer)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 웨이퍼(W)는 도전 영역, 예컨대, 불순물이 도핑된 웰(well)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 웨이퍼(W)는 상기 도핑된 웰을 서로 분리하는 STI(shallow trench isolation)와 같은 다양한 소자분리 구조를 가질 수 있다. 도시되지 않았으나, 웨이퍼(W) 상에 다수의 물질 층들이 형성될 수 있고, 상기 다수의 물질 층들 상에 포토레지스트가 추가로 제공될 수 있다.
웨이퍼(W)는 메모리 소자 및 비메모리 소자 중 어느 하나를 제조하기 위한것일 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 메모리 소자는, 비 휘발성 낸드 플래시 메모리(NAND-type Flash memory)일 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 메모리 소자는, PRAM, MRAM, ReRAM, FRAM, NOR 플래시 메모리 등을 포함할 수도 있다. 또한, 메모리 소자는 DRAM, 및 SRAM 등과 같이, 전원이 차단되면 데이터가 손실되는 휘발성 메모리 소자(volatile memory device)일 수도 있다. 일부 실시예에 따르면, 메모리 소자는 로직 칩이나 계측 소자, 통신 소자, 디지털 신호 프로세서(Digital Signal Processor: DSP) 또는 시스템-온-칩(System-On-Chip: SOC) 등일 수 있다.
입력 광학계(120)는 웨이퍼(W)를 광학적, 비파괴적으로 검사하기 위한 입력 광선(IB)을 방출할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 입력 광학계(120)는 시준기, 편광기 및 집광 렌즈 등 다수의 광학 요소들로 구성된 계일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 입력 광학계(120)는 단일 광원일 수도 있다.
일부 실시예들에 따르면, 입력 광학계(120)는 단색(mono-chromatic)의 점 광원(point source)을 포함할 수 있다. 입력 광학계(120)는 나트륨 램프, 수은 램프 등과 같은 비연속 스펙트럼의 광을 방출할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 입력 광학계(120)는, 레이저 광을 생성하여 출력하는 레이저일 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 입력 광학계(120)는 He-Ne 레이저 및 CO2 레이저 등과 같은 가스 레이저, 루비 결정 레이저 및 YAG(Yttrium Aluminum Garnet) 레이저 등과 같은 고체 레이저(Solid-state　Laser) 및 GaAs 레이저 및 InP 레이저 등과 같은 반도체 레이저 중 어느 하나일 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 입력 광선(IB)은 균일하고(Coherent) 시준된 광일 수 있다. 입력 광선(IB)은 선형으로 편광된 광일 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 입력 광선(IB)은 S 편광 성분과 P 편광 성분 각각을 포함하도록 편광될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 입력 광선(IB)의 편광 축은 입사 평면에 대해 약 45°로 편광될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 입력 광선은 임의의 각도로 편광될 수 있고, P 편광이나 S 편광된 광일 수도 있다.
일부 실시예들에 따르면, 입력 광선(IB) 중 제1 기준 광선(RB1)의 편광 방향과 평행한 성분의 크기는 제2 기준 광선(RB2)의 편광 방향과 평행한 성분의 크기와 실질적으로 동일할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 입력 광선(IB) 중 P 편광과 평행한 성분의 크기는 S 편광과 평행한 성분의 크기와 실질적으로 동일할 수 있다.
빔 스플리터(130)는 입력 광선(IB)을 물체 광선(OB) 및 기준 광선(RB)으로 분할할 수 있다. 비제한적 예시로서, 빔 스플리터(130)에 의해 반사된 광선이 물체 광선(OB)이 되고 빔 스플리터(130)를 투과한 광선이 기준 광선(RB)이 될 수 있다.
물체 광선(OB)은 스테이지(110) 상에 배치된 웨이퍼(W)에 반사된 후, 빔 스플리터(130) 및 MPA(151)를 투과하여 카메라(155)에 입사할 수 있다.
기준 광학계(140)는 기준 광선(RB)을 수광하여 제1 및 제2 기준 광선들(RB1, RB2)을 생성할 수 있다. 비제한적인 예시로서, 기준 광학계(140)는 예컨대, 월라스톤(Wollaston) 프리즘 등과 같은 편광 프리즘(141) 및 제1 및 제2 미러들(142, 143)을 포함할 수 있다.
제1 기준 광선(RB1) 및 제2 기준 광선(RB2)은 편광 프리즘(141)에 의해 편광 분리된 광선들로서, 제1 기준 광선(RB1) 및 제2 기준 광선(RB2)은 서로 다른 편광 성분으로 구성될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 제1 기준 광선(RB1)의 편광 축과 제2 기준 광선(RB2)의 편광 축은 서로 수직할 수 있다. 일 예시로서, 제1 기준 광선(RB1)은 P 편광 성분만을 포함할 수 있고, 제2 기준 광선(RB2)은 S 편광 성분만을 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 제1 및 제2 기준 광선들(RB1, RB2)은 서로 직교하는 임의의 각도로 편광될 수 있다. 제1 및 제2 기준 광선들(RB1, RB2)의 진행 방향들의 사이 각은 Ф일 수 있다.
제1 및 제2 기준 광선들(RB1, RB2)은 각각 제1 및 제2 미러들(142, 143)에 의해 반사되고, 기준 광학계(140)를 투과한 후, 빔 스플리터(130)에 의해 반사될 수 있다. 제1 및 제2 기준 광선들(RB1, RB2)은 MPA(151)를 통과하여 카메라(155)에 입사할 수 있다.
여기서, 도 2를 참조하여 MPA(151)의 구조를 설명하도록 한다.
도 2는 일부 실시예들에 따른 MPA(151)를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, MPA(151)는 복수의 유닛 셀들(UC)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 복수의 유닛 셀들(UC) 각각은 2 X 2의 매트릭스를 이루도로 배치된 제1 내지 제4 픽셀들(PX1, PX2, PX3, PX4)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제4 픽셀들(PX1, PX2, PX3, PX4) 각각은 카메라(155)의 서로 다른 하나의 픽셀에 대응할 수 있다. 다시 말해, MPA(151)의 픽셀들 중 하나를 통과한 광은 카메라(155)의 픽셀 중 하나에 입사할 수 있다.
제1 내지 제4 픽셀들(PX1, PX2, PX3, PX4)은 서로 다른 편광 축을 가질 수 있다. 설명의 편의상 제1 픽셀들(PX1)과 같이 P 편광의 광만을 통과시키는 방향의 편광 축의 각도를 기준 각도인 0°로 정의한다. 비제한적 예시로서, 제2 픽셀들(PX2)의 편광 축은 45°일 수 있고, 제3 픽셀들(PX3)의 편광 축은 135°일 수 있으며, 제4 픽셀들(PX4)의 편광 축은 90°일 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 카메라(155)는 물체 광선(OB1), 및 제1 및 제2 기준 광선들(RB1, RB2)을 수광하여 복수의 홀로그램 이미지들을 생성할 수 있다. 카메라(155)는 예컨대, CCD(Charge Coupled Device) 카메라, 또는 CIS(CMOS Image Sensor) 카메라일 수 있다. 카메라(155)는 제1 픽셀들(PX1)에 대응되는 제1 홀로그램 이미지, 제4 픽셀들(PX4)에 대응되는 제2 홀로그램 이미지 및 제2 픽셀(PX2)에 대응되는 제3 홀로그램 이미지들을 생성할 수 있다. 제1 내지 제3 홀로그램 이미지들은 웨이퍼(W)의 동일한 부분으로부터 실질적으로 동시에 생성될 수 있다.
즉, 제1 홀로그램 이미지는 제1 픽셀들(PX1)에 대응되는 카메라(155)의 픽셀들의 신호에 의해 생성될 수 있고, 제2 홀로그램 이미지는 제2 픽셀들(PX2)에 대응되는 카메라(155)의 픽셀들의 신호에 의해 생성될 수 있으며, 제3 홀로그램 이미지는 제3 픽셀들(PX3)에 대응되는 카메라(155)의 픽셀들의 신호에 의해 생성될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 제1 홀로그램 이미지는 물체 광선(OB) 및 제1 기준 광선(RB1)의 간섭에 의해 생성될 수 있고, 제2 홀로그램 이미지는 물체 광선(OB) 및 제2 기준 광선(RB2)의 간섭에 의해 생성될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면 제3 홀로그램 이미지는 물체 광선(OB) 및 제1 및 제2 기준 광선(RB1, RB2)의 간섭에 의해 생성될 수 있다.
프로세서(160)는 제1 내지 제3 홀로그램 이미지들 중 적어도 일부의 차분 이미지를 생성할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 프로세서(160)는 제1 및 제2 홀로그램 이미지들을 퓨리에 변환하여 파수(wave number) 영역의 제1 및 제2 홀로그램 이미지들을 생성할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 프로세서(160)는 파수 영역 제1 및 제2 홀로그램 이미지들의 차분 이미지를 생성할 수 있다. 프로세서(160)는 상기 차분 이미지의 통과 대역 중 어느 하나를, 상기 통과 대역에 포함된 국소 극대점이 원점에 위치하도록 평행이동 시킬 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 프로세서(160)는 파수 영역 차분 이미지를 역 변환함으로써, DC 성분이 제거된 리얼 영역 이미지를 생성할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 프로세서(160)는 서로 다른 편광상태의 기준 광들에 의한 파수 영역 홀로그램 이미지들의 차분 이미지를 생성함으로써, DC 성분이 제거된 리얼 영역 이미지를 생성할 수 있다.
컨트롤러(170)는 홀로그래픽 현미경(10)의 능동 요소들의 동작 전반을 제어하기 위한 신호를 생성할 수 있다. 컨트롤러(170)는 스테이지(110)의 병진 이동 및 회전을 제어할 수 있다. 컨트롤러(170)는 입력 광학계(120)의 입력 광선(IB)의 생성 및 그 광학 특성(예컨대, 파장 및 편광 방향)을 제어할 수 있다. 컨트롤러(170)는 카메라(155)에 의한 제1 내지 제3 홀로그램 이미지들의 생성을 제어할 수 있다. 컨트롤러(170)는 프로세서(160)에 의한 제1 내지 제3 홀로그램 이미지들의 처리를 제어할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 프로세서(160) 및 컨트롤러(170)는 워크 스테이션 컴퓨터, 데스크톱 컴퓨터, 랩 탑 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터 등의 컴퓨팅 장치일 수 있다. 프로세서(160) 및 컨트롤러(170)는 단순 제어기, 마이크로 프로세서, CPU, GPU 등과 같은 복잡한 프로세서, 소프트웨어에 의해 구성된 프로세서, 전용 하드웨어 또는 펌웨어일 수도 있다. 프로세서(160) 및 컨트롤러(170)는, 예를 들어, 범용 컴퓨터 또는 DSP(Digital Signal Process), FPGA(Field Programmable Gate Array) 및 ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 애플리케이션 특정 하드웨어에 의해 구현될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면 프로세서(160) 및 컨트롤러(170)의 동작은 하나 이상의 프로세서에 의해 판독되고 실행될 수 있는 기계 판독 가능 매체 상에 저장된 명령들로서 구현될 수 있다. 여기서, 기계 판독 가능 매체는 기계(예를 들어, 컴퓨팅 장치)에 의해 판독 가능한 형태로 정보를 저장 및/또는 전송하기 위한 임의의 메커니즘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기계 판독 가능 매체는 ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), 자기 디스크 저장 매체, 광학 저장 매체, 플래시 메모리 장치들, 전기적, 광학적, 음향적 또는 다른 형태의 전파 신호(예컨대, 반송파, 적외선 신호, 디지털 신호 등) 및 기타 임의의 신호를 포함할 수 있다.
프로세서(160) 및 컨트롤러(170)는 상술한 연산을 수행하기 위한 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령어들이 구성될 수 있다. 예컨대, 프로세서(160) 및 컨트롤러(170)는 서로 다른 제1 내지 제3 홀로그램 이미지를 생성하고, 이들을 퓨리에 변환하여 차분 이미지를 생성하고, 위상 인출을 통해 크기 이미지 및 위상 이미지를 생성하는 연산을 수행하도록 구성된 소프트웨어에 의해 구현될 수 있다.
하지만 이는 설명의 편의를 위한 것으로서, 상술된 프로세서(160) 및 컨트롤러(170)의 동작은 컴퓨팅 장치, 프로세서, 제어기 또는 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령어 등을 실행하는 다른 장치로부터 야기될 수도 있음을 이해해야 한다.
일부 실시예들에 따르면, 홀로그래픽 현미경(10)은 웨이퍼(W) 상에 형성된 구조 및 결함 등을 검사할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 홀로그래픽 현미경(10)은 입자 결함, 스크래치 등의 결함, 베벨/엣지 영역 상의 포토레지스트의 형상, 패턴들의 선폭 및 피치, LER(Line End Roughness) 등을 검사할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 홀로그래픽 현미경(10)은 모델 함수 및 오버레이 함수를 생성하기 위한 이미지를 생성할 수 있다.
일 예에서, 홀로그래픽 현미경(10)은 현상 후 검사(After Development Inspect, ADI)를 수행할 수 있다. 다른 예에서, 일 예에서, 홀로그래픽 현미경(10)은 식각 후 검사를 수행할 수 있다. 다른 예에서, 일 예에서, 홀로그래픽 현미경(10)은 식각 공정에 따른 웨이퍼(W) 세정 후 검사를 수행할 수 있다.
도 3은 일부 실시예들에 따른 홀로그래픽 현미경(10, 도 1 참조)을 이용한 검사 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4a 내지 도 5d는 일부 실시예들에 따른 홀로그래픽 현미경(10, 도 1 참조)을 이용한 검사 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
보다 구체적으로 도 4a 내지 도 4c는 제1 내지 제3 파수 영역 홀로그램 이미지들(HI1, HI2, HI3)을 도시한 것이고, 5a 내지 도 5c는 필터링된 제1 및 제2 파수 영역 홀로그램 이미지들(FHI1, FHI2, FHI1', FHI2')을 도시한 것이다. 도 4a 내지 도 5c에서 파수 평면 상의 밝기는 해당 파수 성분의 크기를 나타낸다.
도 1 내지 도 3 참조하면, 홀로그래픽 현미경(10)은 P10에서 제1 내지 제3 홀로그램 이미지들을 생성할 수 있다. 제1 홀로그램 이미지는 물체 광선(OB) 및 제1 기준 광선(RB1)이 제1 픽셀들(PX1)에 대응되는 카메라의 픽셀들에 의해 검출되어 생성될 수 있다. 제2 홀로그램 이미지는 물체 광선(OB) 및 제2 기준 광선(RB2)이 제4 픽셀들(PX4)에 대응되는 카메라의 픽셀들에 의해 검출되어 생성될 수 있다. 제3 홀로그램 이미지는 물체 광선(OB), 제1 기준 광선(RB1) 및 제2 기준 광선(RB2)이 제2 픽셀들(PX2)에 대응되는 카메라의 픽셀들에 의해 검출되어 생성될 수 있다. 비제한적 예시로서, 물체 광선(OB)의 편광 축은 제3 픽셀들(PX3)의 편광 축과 수직하므로, 제3 픽셀들(PX3)에 대응되는 홀로그램 이미지는 생성되지 않을 수 있다.
이어서, 도 1, 도 3, 도 4a 및 도 4c를 참조하면, 홀로그래픽 현미경(10)은 P20에서 제1 내지 제3 홀로그램 이미지들을 퓨리에 변환하여 제1 내지 제3 파수 영역 홀로그램 이미지들(HI1, HI2, HI3)을 생성할 수 있다.
일반적으로, 물체 광선 및 기준 광선 각각이 카메라에 수직 입사하는 경우 신호는 파수 영역의 원점('O')을 중심으로 분포하게 된다. 그러나 제1 파수 영역 홀로그램 이미지(HI1)는 제1 사분면 상의 제1 국소 극대점(MX1) 및 제3 사분면 상의 제3 국소 극대점(MX3)을 포함하고, 제2 파수 영역 홀로그램 이미지(HI2)는 제2 사분면 상의 제2 국소 극대점(MX2) 및 제4 사분면 상의 제4 국소 극대점(MX4)을 포함하며, 제3 파수 영역 홀로그램 이미지(HI3)는 각각 순서대로 상기 제1 내지 제4 국소 극대점들(MX1, MX2, MX3, MX4)을 포함한다.
이와 같이 원점('O')을 벗어난 신호는 편광된 기준 광선들이 경사 입사한 후 물체 광선과 간섭하여 형성된 것이다. 예컨대, 제1 파수 영역 홀로그램 이미지(HI1) 상의 제1 및 제3 국소 극대점들(MX1, MX3)은 수직 입사한 물체 광선(OB)과 경사 입사한 제1 기준 광선(RB1)의 간섭에 의한 것이고, 제2 파수 영역 홀로그램 이미지(HI2) 상의 제2 및 제4 국소 극대점들(MX2, MX4)은 수직 입사한 물체 광선(OB)과 경사 입사한 제2 기준 광선(RB2)의 간섭에 의한 것이다. 마찬가지로, 제3 파수 영역 홀로그램 이미지(HI3) 상의 제1 및 제3 국소 극대점들(MX1, MX3)은 제1 기준 광선(RB1) 및 물체 광선(OB)의 간섭에 의한 것이고 제2 및 제4 국소 극대점들(MX2, MX4)은 제2 기준 광선(RB2) 및 물체 광선(OB)의 간섭에 의한 것이다.
이어서 도 3 및 도 5a 내지 도 5d를 참조하면, P30에서 파수 영역의 필터링된 제1 및 제2 홀로그램 이미지들(FHI1, FIH2, FHI1', FHI2')을 생성할 수 있다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 파수 영역의 필터링된 제1 및 제2 홀로그램 이미지들(FHI1, FIH2)은 제1 필터(F1)에 의해 생성될 수 있다. 제1 필터(F1)는 제1 극대점(MX1)을 중심으로 한 제1 통과 대역(PB1) 및 제3 극대점(MX3) 중심으로 한 제3 통과 대역(PB3)을 가질 수 있다. 비제한적 예시로서, 제1 및 제3 통과 대역들(PB1, PB3)은 각각 제1 및 제3 극대점들(MX1, MX3)을 중심으로 한 원형의 영역일 수 있다.
도 5c 및 도 5d에 도시된 파수 영역의 필터링된 제1 및 제2 홀로그램 이미지들(FHI1', FIH2')은 제2 필터(F2)에 의해 생성될 수 있다. 제2 필터(F2)는 제2 극대점(MX2)을 중심으로 한 제2 통과 대역(PB2) 및 제4 극대점(MX4) 중심으로 한 제4 통과 대역(PB4)을 가질 수 있다. 비제한적 예시로서, 제2 및 제4 통과 대역들(PB2, PB4)은 각각 제2 및 제4 극대점들(MX2, MX4)을 중심으로 한 원형의 영역일 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 제1 내지 제4 통과 대역들(PB1, PB2, PB3, PB4)이 원형 이외의 다른 다양한 형상을 가질 수 있다. 일 예에서, 제1 내지 제4 통과 대역들(PB1, PB2, PB3, PB4)은 정사각형의 영역일 수 있다. 다른 예에서, 제1 내지 제4 통과 대역들(PB1, PB2, PB3, PB4)은 제1 내지 제4 극대점들(MX1, MX2, MX3, MX4)과 유사한 형상을 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 내지 제4 극대점들(MX1, MX2, MX3, MX4)이 십자 형상인 경우, 제1 내지 제4 통과 대역들(PB1, PB2, PB3, PB4) 또한 십자 형상일 수 있다.
이어서 P40에서 노이즈가 제거된 파수 영역 홀로그램 이미지를 생성할 수 있다.
필터링된 제1 파수 영역 홀로그램 이미지(FHI1)는 제1 및 제2 통과 대역(PB1, PB2) 내에 각각 제1 및 제2 국소 극대점들(MX1, MX2)을 포함하는 반면, 필터링된 제2 파수 영역 홀로그램 이미지(FHI2)는 제1 및 제2 통과 대역(PB1, PB2) 내에 국소 극대점을 포함하지 않는다. 따라서, 제2 파수 영역 홀로그램 이미지(FHI2)를 필터링된 제1 파수 영역 홀로그램 이미지(FHI1)에 대한 DC 노이즈로 볼 수 있다. 프로세서(160)는 필터링된 제1 및 제2 파수 영역 홀로그램 이미지들(FHI1, FIH2)의 차분 연산을 수행하여, 제1 차분 이미지를 생성할 수 있다.
마찬가지로, 프로세서(160)는 필터링된 제1 및 제2 파수 영역 홀로그램 이미지들(FHI1', FIH2')에 대해 차분 연산을 수행하여, 제2 차분 이미지를 생성할 수 있다. 제1 및 제2 차분 이미지는 택일적으로 생성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이어서, P50에서 리얼 영역 이미지를 생성할 수 있다. 리얼 영역 이미지의 제1 및 제2 차분 이미지들 중 어느 하나에 포함된 통과 대역 중 어느 하나를, 상기 통과 대역의 국소 극대점이 원점에 위치하도록 평행 이동시키는 것, 및 평행이동 된 상기 통과 대역을 퓨리에 역 변환하는 것을 포함할 수 있다. 리얼 영역 이미지의 생성은, 홀로그램 이미지를 웨이퍼(W)의 이미징 평면으로 역 전파하여 웨이퍼의 이미지를 재구성하는 것 및 크기 및 위상 이미지의 인출을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 서로 수직한 편광의 기준 광선들이 서로 다른 각도로 입사하게 함으로써, 실질적으로 동시에 형성되고 웨이퍼(W)의 동일한 부분의 파수 영역 홀로그램 이미지들의 국소 극대점들을 분리할 수 있다. 이에 따라, DC 노이즈 성분을 제거할 수 있는바, SNR(Signal to Noise Ration)이 제고될 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 일부 실시예들에 따른 홀로그래픽 현미경(10, 도 1 참조)의 효과를 설명하기 위한 도면들이다.
보다 구체적으로, 도 6a는 종래의 광학 현미경을 이용하여, EBR(Edge Bead Removal) 공정 및 레이저 클리닝 공정이 수행된 이후 웨이퍼의 가장 자리를 촬영한 이미지이고, 도 6b 및 도 6c는 도 6a와 동일한 부분의 이미지로서, 예시적인 실시예들에 따른 홀로그래픽 현미경(10, 도 1 참조)을 이용하여 얻은 크기 및 위상 이미지이다.
EBR 공정은 웨이퍼의 가장자리에 용해액을 분사하는 동시에 웨이퍼를 회전시켜서 포토레지스트를 제거하는 공정이다. 이에 따라, 스핀 코팅 공정에서 웨이퍼의 가장자리 및 측단부에 포토레지스트가 누적되어 형성된 에지 비드(EB)가 제거될 수 있다. 레이저 클리닝 공정은 EBR 공정 이후 포토레지스트의 불규칙한 경계를 매끄럽게 다듬기 위해 레이저 빔을 조사하는 공정이다. EBR 및 레이저 클리닝 공정에 의해 에지 비드에 의한 웨이퍼 오정렬 및 포토레지스트 물질의 이탈에 의한 입자 오염 등이 방지될 수 있다.
도 6a 내지 도 6c에서, A 내지 C 부분은 EBR 공정에 의해 포토레지스트가 제거되어 웨이퍼의 상면이나 그 위에 적층된 물질 층이 노출된 부분일 수 있다. D는 포토레지스트가 제거되지 않은 부분일 수 있다. A 내지 C 부분 상에 반도체 소자의 실제 동작을 위한 패턴들이 형성되지 않을 수 있다. A 내지 C 부분 상에 EBR 공정이 수행될 수 있고, A 및 B 부분 상에 레이저 클리닝 공정이 수행될 수 있다.
도 6a를 참조하면, 종래의 광학 현미경은 EBR 공정에 의해 포토레지스트가 제거된 부분의 경계 면인 C 부분과 D 부분 사이의 경계면 확인이 어려운 문제점이 있다. 반면 도 6b 및 도 6c를 참조하면, 특히 위상 이미지에서 C 부분과 D 부분이 경계를 명확하게 확인할 수 있었다.
최근 반도체 소자의 고집적화로 인해 수직형 낸드 플래시 메모리의 수요가 늘어나고 있다. 이에 따라 웨이퍼 에지부에 반복적인 스핀 코팅 및 EBR 공정이 중첩적으로 수행되며, 하지층의 개수가 늘어날수록 EBR 공정의 경계를 정의하는 것이 더욱 어려워지는 문제점이 있다. 이에 따라, 웨이퍼의 중심부에 비해 웨이퍼의 가장자리에 크랙 불량의 발생 빈도가 약 3배 이상 높은 것이 확인되었다.
이러한 크랙은 EBR 공정 및 레이저 클리닝 공정이 금속 배선 등과 같이 실제 반도체 소자 형성을 위한 패턴이 형성된 위치에 중첩되어 수행될 때 발생할 수 있다. 크랙은 메탈 오염 및 입자 오염을 유발할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, EBR 공정의 경계를 명확히 확인할 수 있는바, 레이저 클리닝에 의한 크랙을 방지할 수 있다. 이에 따라, 반도체 소자 제조의 신뢰성이 제고될 수 있다.
도 7a 내지 도 7c는 예시적인 실시예들에 따른 홀로그래픽 현미경에 사용될 수 있는 MPA들(151a, 151b, 151c)을 설명하기 위한 도면들이다.
설명의 편의상 도 2를 참조하여 설명한 것과 중복되는 것을 생략하고 차이점을 위주로 설명하도록 한다.
도 7a를 참조하면, MPA들(151a)은 복수의 유닛 셀들(UCa)을 포함할 수 있고, 유닛 셀들(UCa)은 제1 및 제2 픽셀들(PX1, PX2)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 픽셀들(PX1, PX2)은 서로 직교하는 편광 축을 포함할 수 있다. 비제한적이 예시로서, 제1 픽셀들(PX1)은 P 편광된 광선을 통과시키되, S 편광된 광선을 차단할 수 있다. 제2 픽셀들(PX2)은 S 편광된 광선을 통과시키되, P 편광된 광선을 차단할 수 있다. 도 7a를 참조하면, 도면상 좌우로 인접한 유닛 셀들(Uca)은 동일한 방식으로 배열된 제1 및 제2 픽셀들(PX1, PX2)을 포함할 수 있다. 이에 따라 제1 픽셀들(PX1) 및 제2 픽셀들(PX2) 각각은 열(row)을 이루어 배치될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 각각의 유닛 셀들(UCa)은 두 개의 픽셀만으로 구성될 수 있는바, 동일한 화소 수의 카메라를 이용하는 경우에 더 높은 해상도의 홀로그램 이미지를 얻을 수 있다. 이에 따라 홀로그래픽 현미경의 신뢰성이 제고될 수 있다.
도 7b를 참조하면, 도 7a에서와 달리, 인접한 유닛 셀들(UCb_1, UCb_2)은 엇갈려 배열된 제1 및 제2 픽셀들(PX1, PX2)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 제1 픽셀들(PX1)은 제2 픽셀들(PX2)에 의해 둘러싸일 수 있고, 다시 제2 픽셀들(PX2)은 제1 픽셀들(PX1)에 의해 둘러싸일 수 있다.
도 7c를 참조하면, MPA(151c)는 복수의 유닛셀들(UCc)을 포함할 수 있다.
각각의 유닛 셀들(UCc)은 제1 내지 제8 픽셀들(PX1, PX2, PX3, PX4, PX5, PX6, PX7, PX8)을 포함할 수 있다. 제1 픽셀들(PX1)의 편광 축은 제5 픽셀들(PX5)의 편광 축과 실질적으로 수직할 수 있다. 제2 픽셀들(PX2)의 편광 축은 제6 픽셀들(PX6)의 편광 축과 실질적으로 수직할 수 있다. 제3 픽셀들(PX3)의 편광 축은 제7 픽셀들(PX7)의 편광 축과 실질적으로 수직할 수 있다. 제4 픽셀들(PX4)의 편광 축은 제8 픽셀들(PX8)의 편광 축과 직교할 수 있다.
도 2에서와 마찬가지로 제1 픽셀들(PX1)의 편광 축의 방향을 기준(즉, 0°)으로 할 때, 제2 픽셀들(PX2)의 편광 축은 약 30° 정도를 지향할 수 있고, 제3 픽셀들(PX3)의 편광 축은 약 45° 정도를 지향할 수 있으며, 제4 픽셀들(PX4)의 편광 축은 약 60° 정도를 지향할 수 있고, 제5 픽셀들(PX5)의 편광 축은 약 90° 정도를 지향할 수 있으며, 제6 픽셀들(PX6)의 편광 축은 약 120° 정도를 지향할 수 있고, 제7 픽셀들(PX7)의 편광 축은 약 135° 정도를 지향할 수 있으며, 제8 픽셀들(PX8)의 편광 축은 약 150° 정도를 지향할 수 있다.
다시 도 1 및 도 7c를 참조하면, 홀로그래픽 검사 대상의 특성에 따라 입력 광선(IB, 도 1 참조) 및 제1 및 제2 기준 광선들(RB1, RB2)의 편광 방향을 선택할 수 있다. 예컨대, i) 입력 광선(IB, 도 1 참조)이 약 45°정도로 편광된 경우, 제1 및 제5 픽셀들(PX1, PX5)을 이용하여 홀로그램 이미지들을 생성할 수 있고, ii) 입력 광선(IB, 도 1 참조)이 약 75°정도로 편광된 경우, 제2 및 제6 픽셀들(PX2, PX6)을 이용하여 홀로그램 이미지들을 생성할 수 있으며, iii) 입력 광선(IB, 도 1 참조)이 약 90°정도로 편광된 경우, 제3 및 제7 픽셀들(PX3, PX7)을 이용하여 홀로그램 이미지들을 생성할 수 있고, iv) 입력 광선(IB, 도 1 참조)이 약 105°정도로 편광된 경우, 제4 및 제8 픽셀들(PX4, PX8)을 이용하여 홀로그램 이미지들을 생성할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, MPA(151c)는 제1 및 제2 기준 광선들(RB1, RB2, 도 1 참조)의 경로 상에 추가적인 편광기들과 함께 사용될 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼의 특성에 따라 선택된 편광 축을 갖는 입력 광선(IB)을 이용한 검사가 가능하다.
도 8 내지 도 10은 다른 일부 실시예들에 따른 홀로그래픽 현미경들(20, 30, 40)을 설명하기 위한 도면들이다.
설명의 편의상 도 1, 도2 및 도 7a 내지 도 7c를 참조하여 설명한 것과 중복되는 것을 생략하고, 차이점을 위주로 설명하도록 한다.
도 8을 참조하면, 홀로그래픽 현미경(20)은 스테이지(110), 입력 광학계(120), 빔 스플리터(130), 기준 광학계(240), MPA(151), 카메라(155), 프로세서(160) 및 컨트롤러(170)를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 기준 광학계(240)는 빔 스플리터(241), 제1 및 제2 미러들(242, 243) 및 제1 및 제2 편광기들(244, 245)을 포함할 수 있다.
빔 스플리터(241)는 기준 광선(RB)의 일부를 투과시키고, 다른 일부를 반사할 수 있다. 빔 스플리터(241)를 투과한 광선은 제1 기준 광선(RB1)일 수 있다. 빔 스플리터(241)에 의해 반사된 광선은 제2 기준 광선(RB2)일 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 제1 기준 광선(RB1)은 제1 편광기(244)를 통과한 이후 P 편광될 수 있고, 제2 기준 광선(RB2)은 제2 편광기(245)를 통과한 이후 S 편광될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 일부 실시예들에 따르면, 제1 및 제2 편광기들(244, 245)은 회전 구동 요소에 연결되어 임의의 편광 축을 갖도록 회전될 수 있다. 제1 및 제2 기준 광선들(RB1, RB2)은 서로 직교하는 임의의 편광 축을 갖도록 편광될 수 있다. 제1 기준 광선(RB1)은 제1 미러(242)에 의해 반사되고, 다시 빔 스플리터(130)에 의해 반사된 후 MPA(151)를 투과하여 카메라에 입사할 수 있다. 제2 기준 광선(RB2)은 제2 미러(243)에 의해 반사되고, 다시 빔 스플리터(130)에 의해 반사된 후 MPA(151)를 투과하여 카메라에 입사할 수 있다.
도 9를 참조하면, 홀로그래픽 현미경(30)은 스테이지(110), 입력 광학계(120), 빔 스플리터(130), 기준 광학계(340), MPA(151), 카메라(155), 프로세서(160) 및 컨트롤러(170)를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 기준 광학계(340)는 반사 그레이팅(341), 제1 및 제2 미러들(342, 343) 및 제3 및 제4 편광기들(344, 445)을 포함할 수 있다.
반사 그레이팅(341)은 서로 다른 굴절률을 갖고, 일 방향으로 연장되는 격자들이 교대로, 그리고 주기적으로 배치된 구조를 가질 수 있다. 반사 그레이팅(341)의 서로 격자에 입사한 광은 각각 새로운 파원이 될 수 있다. 상기 각 파원(즉, 격자)으로부터 전달된 파동들의 보강간섭으로 인한 국소 최대점 및 상쇄 간섭으로 인해 국소 최소점이 형성될 수 있다. 이에 따라, 반사 그레이팅(341)에 의해 기준 광선(RB)은 제1 및 제2 기준 광선들(RB1, RB2)로 분리될 수 있다.
제1 및 제2 기준 광선들(RB1, RB2)의 세기 특성은 반사 그레이팅(341)에 포함된 격자들 사이의 간격, 격자들의 형상 및 사용된 광의 파장에 의존할 수 있다. 비제한적 예시로서, 제1 및 제2 기준 광선들(RB1, RB2)은 각각 1차 회절 반사광 및 -1차 회절 반사광일 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 반사 그레이팅(341)은 0차 회절 광이 소광되도록 형성된 격자들을 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
일부 실시예들에 따르면, 제1 기준 광선(RB1)은 제1 편광기(344)를 통과한 이후 P 편광될 수 있고, 제2 기준 광선(RB2)은 제2 편광기(345)를 통과한 이후 S 편광될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 일부 실시예들에 따르면, 제1 및 제2 편광기들(344, 345)은 회전 구동 요소에 연결되어 임의의 편광 축을 갖도록 회전될 수 있다. 제1 및 제2 기준 광선들(RB1, RB2)은 서로 직교하는 편광 축을 갖도록 편광될 수 있다.
제1 기준 광선(RB1)은 제1 미러(342)에 의해 반사되고, 다시 빔 스플리터(130)에 의해 반사된 후 MPA(151)를 투과하여 카메라에 입사할 수 있다. 제2 기준 광선(RB2)은 제2 미러(343)에 의해 반사되고, 다시 빔 스플리터(130)에 의해 반사된 후 MPA(151)를 투과하여 카메라에 입사할 수 있다.
도 10을 참조하면, 홀로그래픽 현미경(40)은 스테이지(110), 입력 광학계(120), 빔 스플리터(130), 기준 광학계(440), MPA(151), 카메라(155), 프로세서(160), 컨트롤러(170), 물체 광학계(180) 및 빔 스플리터(190)를 포함할 수 있다.
도 10의 홀로그래픽 현미경(40)은 도 1, 도 9 및 도 9의 홀로그래픽 현미경들(10, 20, 30)과 달리 경사 광학계로 구현될 수 있다. 입사 광선(IB)은 빔 스플리터(130)에 의해 물체 광선(OB) 및 기준 광선(RB)으로 분리될 수 있다. 물체 광선(OB)은 웨이퍼(W)의 상면에 대해 경사 입사할 수 있다. 웨이퍼(W)의 상면에 대한 법선과 물체 광선(OB)이 이루는 각도 θ가 충분히 큰 경우, 동일한 단면을 갖는 물체 광선(OB)으로 더 넓은 웨이퍼(W)의 면적을 검사할 수 있으므로 검사 속도가 제고될 수 있다.
각도 θ는 브루스터 각도(예컨대 약 65°정도)일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 각도 θ가 브루스터 각도와 같은 경우, 웨이퍼(W) 상면에 반사된 물체 광선(OB)의 편광 제어가 더욱 용이해질 수 있다.
물체 광학계(180)는 편광기(181) 및 미러들(182, 183)을 포함할 수 있다. 편광기(181)는 웨이퍼(W)에 반사된 물체 광선(OB)의 편광축을 변경할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 편광기(181)는 회전 구동 요소에 연결되어 임의의 편광축을 갖도록 회전될 수 있다. 편광기(181)는 경우에 따라 생략될 수 있다. 미러들(182,183)은 평면 거울, 구면 거울 및 비구면 거울 중 선택된 어느 하나일 수 있다. 미러들(182,183)은 MPA(151) 및 카메라에 대하여 물체 광선(OB)이 실질적으로 수직하게 입사하도록 하는 임의의 구성을 가질 수 있다.
기준 광학계(440)는 빔 스플리터(441), 제1 및 제2 미러들(442, 443) 및 제1 및 제2 편광기들(444, 445)을 포함할 수 있으며, 도 8에 도시된 기준 광학계(240)와 유사한 광학 기능을 수행할 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 기준 광선들(RB1, RB2)은 서로 수직한 편광 축을 갖도록 편광될 수 있고, 각각 서로 다른 각도로 카메라(155)에 경사 입사할 수 있다.
도 11은 일부 실시예들에 따른 반도체 소자 제조 장치(1000)를 설명하기 위한 블록도이다.
도 11을 참조하면 반도체 소자 제조 장치(1000)는, 예컨대 스피너 설비일 수 있다. 반도체 소자 제조 장치(1000)는 웨이퍼 로더(600), 웨이퍼 처리 장치(WP), 이송 장치(700) 및 리소그래피 장치(800)를 포함할 수 있다. 도시되지 않았으나, 반도체 소자 제조 장치(1000)는 반도체 소자 제조 장치(1000)에 포함된 각 구성요소들 및 공정 전반을 제어하며, 공정의 결과를 모니터링하기 위한 감시 제어 시스템을 더 포함할 수 있다. 반도체 소자 제조 장치(1000)는 웨이퍼들(W) 상에 포토레지스트를 형성하고, 상기 포토레지스트를 노광하며, 노광된 포토레지스트를 현상하는 공정을 수행할 수 있다.
웨이퍼 로더(600)는 복수의 로드 포트들(610), 인덱스 로봇(620), 이송 레일(630) 및 버퍼(640)를 포함할 수 있다. 복수의 로드 포트들(610)은 웨이퍼들(W)을 수납할 수 있다. 인덱스 로봇(620)은 이송 레일(630)을 따라 이동할 수 있다. 인덱스 로봇(620)은 로드 포트들(610)에 수납된 웨이퍼들(W)을 버퍼(640)로 이송시킬 수 있다.
웨이퍼 처리 장치(WP)는 웨이퍼들(W)에 대해 일련의 공정들을 수행하는 복수의 장치들을 포함할 수 있다. 웨이퍼 처리 장치(WP)는 이송 레일(511), 이송 로봇(515), 복수의 스핀 코터들(520), 복수의 베이크 유닛들(530), 복수의 홀로그래픽 현미경들(540), 복수의 에지 클리닝 유닛들(550) 및 복수의 현상기들(560)을 포함할 수 있다.
도시의 편의상 웨이퍼 처리 장치(WP)에 포함된 복수의 구성요소들이 수평적으로 이격되어 배치된 것으로 도시되었으나, 동일한 구성요소가 적층 구조 (예컨대, 복수의 베이크 유닛들(530)이 서로 적층됨)를 구성하거나, 서로 다른 구성요소들의 적층 구조(예컨대, 스핀 코터들(520) 상에 에지 검사기들(540) 및/또는 현상기들(560)이 적층됨)를 구성할 수도 있다.
이송 로봇(515)은 이송 레일(511)을 따라 이동하며, 웨이퍼들(W)을 버퍼(640)로부터 복수의 스핀 코터들(520), 복수의 홀로그래픽 현미경들(540), 복수의 현상기들(560), 복수의 베이크 유닛들(530) 중 적어도 어느 하나로 이송시킬 수 있다. 이송 로봇(515)은 복수의 스핀 코터들(520), 복수의 홀로그래픽 현미경들(540), 복수의 현상기들(560) 및 복수의 베이크 유닛들(530)들 사이에서 웨이퍼들(W)을 이송시킬 수 있다. 이송 로봇(515)은 노광을 위한 일련의 공정들이 수행된 웨이퍼들(W)을 이송 장치(700)에 전달할 수 있다.
복수의 스핀 코터들(520)은 웨이퍼들(W)에 포토레지스트를 코팅하는 공정을 수행할 수 있다. 복수의 스핀 코터들(520)은 포토레지스트에 EBR 공정을 더 수행할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 스핀 코팅 공정과 EBR 공정이 서로 다른 장치에 의해 형성되는 것도 가능하다. 스핀 코팅 시 포토레지스트 이외에, 유기 평탄화 층(Organic Planarization Layer), 반사 방지 코팅(Anti Reflection Coating) 및 포토레지스트 상에 배치되는 상부 코팅(Top coating)등이 더 형성될 수 있다.
복수의 홀로그래픽 현미경들(540)은 웨이퍼들(W) 상에 형성된 포토레지스트를 검사할 수 있다. 복수의 홀로그래픽 현미경들(540)은 도 1 및 도 8 내지 도 10을 참조하여 설명한 홀로그래픽 현미경들(10, 20, 30, 40) 중 어느 하나일 수 있다. 복수의 홀로그래픽 현미경들(540)은 EBR 공정이 수행된 후에 위에서 볼 때 웨이퍼(W)와 포토레지스트의 경계를 결정하고, 피팅 등의 방법을 통해 웨이퍼(W) 전면에 대한 상기 경계를 결정할 수 있다. 복수의 홀로그래픽 현미경들(540)은 포토레지스트 전면에 걸친 결함 검사를 더 수행할 수 있다.
복수의 에지 클리닝 유닛들(550)은 레이저 클리닝 유닛일 수 있다. 복수의 에지 클리닝 유닛들(550)은 홀로그래픽 현미경들(540)의 검사 결과에 기초하여, 포토레지스트의 원주를 다듬을 수 있다. EBR 공정은 용해액을 회전하는 웨이퍼 상에 분사하는 공정인바, 제어성(controllabilty)이 다소 부족하다. 이에 따라, EBR 공정이 수행된 포토레지스트는 불규칙한 경계 프로파일을 갖거나, 포토레지스트의 잔해가 웨이퍼(W) 상에 잔존할 수도 있다.
복수의 에지 클리닝 유닛들(550)은 에지부에 상에 레이저 빔을 조사할 수 있다. 이에 따라, 포토레지스트가 불균일하게 제거된 부분 및 의도치 않게 잔존하는 포토레지스트가 제거될 수 있다.
도 1에서 에지 클리닝 유닛들(550)이 별도의 구성으로 제공된 것으로 도시되었으나 이에 제한되는 것은 아니다. 에지 클리닝 유닛들(550)은 홀로그래픽 현미경들(540)에 포함되거나, 베이크 유닛들(530)에 포함될 수도 있다.
복수의 현상기들(560)은 노광 공정이 완료된 기판에 대해 현상 공정을 수행할 수 있다. 현상 공정은 포토레지스트의 노광부 혹은 비 노광부를 제거하기 위한 공정이다. 현상 공정은 현상액을 웨이퍼들(W) 상에 분사한 이후 웨이퍼들(W)을 스피닝하여 현상액을 웨이퍼(W)의 전면에 골고루 코팅하거나, 웨이퍼(W)를 현상액에 일정 시간 동안 담그는 것을 포함할 수 있다. 현상 공정에 의해 포토레지스트의 노광된 부분(또는 노광되지 않은 부분)이 제거될 수 있다. 현상 공정 이후에 오염 입자들을 제거하기 위해 탈이온 수 등에 의한 세척 공정이 더 수행될 수 있다.
복수의 베이크 유닛들(530)은 기판을 열처리하는 베이크 공정을 수행할 수 있다. 복수의 베이크 유닛들은 각각 베이크 플레이트 및 칠 플레이트를 포함할 수 있다. 베이크 플레이트는 웨이퍼들(W)을 설정된 온도 및 시간으로 가열할 수 있고, 칠 플레이트는 베이크 플레이트에서 가열된 웨이퍼들(W)을 적정 온도로 냉각시킬 수 있다. 베이크 유닛들(530)은 소프트 베이크(soft bake), 노광 후 베이크(Post Exposure Bake, PEB) 및 하드 베이크(hard bake)를 수행할 수 있다.
이송 장치(700)는 리소그래피 장치(800)에 의한 노광의 수행 전, 수행 후의 웨이퍼들(W)이 보관되는 버퍼를 포함할 수 있다. 이송 장치는 노광을 위한 일련의 공정들(예컨대, 스핀 코팅, EBR, 레이저 클리닝 및 소프트 베이크)이 수행된 웨이퍼들(W)을 리소그래피 장치(800)로 이송하고, 노광이 완료된 웨이퍼들(W)을 웨이퍼 처리 장치(WP)에 이송할 수 있다.
리소그래피 장치(800)는 EUV 리소그래피 공정을 수행할 수 있다. 리소그래피 장치(800)는 측정 및 노광을 위한 2 개의 웨이퍼 테이블을 포함하는 듀얼 스테이지 타입의 리소그래피 장치일 수 있다. 리소그래피 장치(800)는 리소그래피 장치 제어 유닛, 측정 스테이션 및 노광 스테이션을 포함할 수 있다.
리소그래피 장치 제어 유닛은 리소그래피 장치(800)의 동작과 관련된 원하는 연산을 수행하기 위한 신호 및 데이터 처리 용량을 포함할 수 있다.
측정 스테이션은 노광 전 웨이퍼들(W)에 대한 측정을 수행할 수 있다. 측정 스테이션은 웨이퍼들(W)의 표면 높이를 매핑하고 웨이퍼들(W) 상의 정렬 마크의 위치를 측정할 수 있다. 정렬 마크는 예컨대 박스 인 박스 구조 또는 회절 격자 구조를 가질 수 있다.
노광 스테이션은 투영 시스템을 포함할 수 있다. 투영 시스템은 노광을 위한 광을 컨디셔닝하고 포커싱하기 위한 시스템일 수 있다. 노광 스테이션 내에 EUV(Extreme Ultraviolet)/DUV(Deep UV) 마스크 등의 노광 마스크가 실장되는 테이블이 배치될 수 있다. 투영 시스템에 의해 EUV/DUV 빔이 노광 마스크에 포커싱될 수 있다. 마스크는 투과 타입, 반사 타입 중 어느 하나일 수 있으며, 노광 마스크에 패터닝 광은 포토레지스트 층이 제공된 웨이퍼(W)에 도달할 수 있다. 이에 따라 노광 마스크에 형성된 패턴이 웨이퍼 상의 형성된 포토레지스트로 전사될 수 있다.
리소그래피 장치(800)에 도달한 웨이퍼들(W)은 새롭게 준비된 웨이퍼이거나, 이전에 리소그래피 장치(800) 또는 다른 장치에서 처리된 웨이퍼들(W)일 수 있다. 리소그래피 장치(800)로부터 언로딩되는 웨이퍼들(W)은 리소그래피 장치(800)에서 추가적인 노광을 위해 재로딩되거나, 현상기들(560) 등에 의해 패터닝 되거나, 또는 다이싱 및 패키징 공정 등에 의해 마감될 수 있다.
도 12는 일부 실시예들에 따른 반도체 소자 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 12에서 수행되는 반도체 소자의 제조 공정은 예컨대, 리소그래피 공정을 포함할 수 있다.
도 11 및 도 12를 참조하면, P110에서 웨이퍼(W) 상에 포토레지스트가 형성될 수 있다. 포토레지스트는 스핀 코터들(520)에 의해 형성될 수 있고, 포토레지스트가 형성된 이후에 웨이퍼(W)를 건조시키기 위해 웨이퍼(W)를 소정의 시간 동안 더 회전시킬 수 있다.
이어서, P120에서, EBR 공정을 수행할 수 있다. EBR 공정이 수행되는 동안 스핀 코터들(520)은 웨이퍼(W)의 에지부에 용해액을 분사하는 용해액 디스펜서를 포함할 수 있고, 에지 비드는 용해액에 의해 제거될 수 있다. 용해액(SOL)이 제공되는 동안 스핀 코터는 웨이퍼(W)를 회전시킬 수 있고, 용해액(SOL)의 분사가 끝난 이후에 웨이퍼(W)를 건조시키기 위해 웨이퍼(W)를 소정의 시간 동안 더 회전시킬 수 있다.
이어서 P130에서, EBR 공정 평가를 수행할 수 있다. EBR 공정 평가는 홀로그래픽 현미경들(540)에 의해 수행될 수 있고, 도 3을 참조하여 설명한 검사 방법과 실질적으로 동일하다. EBR 공정 평가는 포토레지스트의 에지부의 검사를 포함할 수 있다. 포토레지스트 에지부의 검사는 EBR 공정에 따른 포토레지스트의 제거 폭(즉, 노출된 웨이퍼(W) 상면의 폭)을 측정하는 것을 포함할 수 있다.
P130에서 EBR 공정이 양호한 것으로 평가되는 경우(G), P140에서 레이저 클리닝 공정이 수행될 수 있다. 레이저 클리닝은 에지 클리닝 유닛들(550)에 의해 수행될 수 있으며, EBR 공정 평가에서 알려진 포토레지스트의 제거 폭에 의존할 수 있다.
P130에서 EBR 공정이 양호하지 않은 것으로 평가되는 경우(NG), 예컨대, 포토레지스트가 지나치게 적게 제거되거나, 과도 제거된 경우, P140에서 포토레지스트를 제거한 이후 다시 P110에서 포토레지스트 층을 제공할 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 예시적인 실시예들이 개시되었다. 본 명세서에서 특정한 용어를 사용하여 실시예들을 설명되었으나, 이는 단지 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 개시의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 개시의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (20)

  1. 편광된 입력 광선을 방출하도록 구성된 입력 광학계;
    상기 입력 광선의 일부를 반사시켜 물체 광선을 생성하고, 다른 일부를 투과시켜 기준 광선을 생성하는 빔 스플리터;
    상기 기준 광선을 제1 및 제2 기준 광선들로 분할시키는 기준 광학계;
    상기 제1, 제2 기준 광선들 및 검사 대상에 반사된 상기 물체 광선을 수광하도록 구성된 카메라; 및
    상기 카메라의 수광부에 배치되는 MPA(Micro Polarizer Array)를 포함하되,
    상기 제1 기준 광선의 편광 축은 상기 제2 기준 광선의 편광 축과 실질적으로 수직한것을 특징으로 하는 홀로그래픽 현미경.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기준 광선은 S 편광된 광이고, 상기 제2 기준 광선은 P 편광된 광인 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 현미경.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 물체 광선의 상기 제1 기준 광선의 편광 방향과 평행한 편광 성분의 크기는 상기 물체 광선의 상기 제2 기준 광선의 편광 방향과 평행한 편광 성분의 크기와 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 현미경.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 입력 광선의 편광 축과 상기 제1 기준 광선의 편광 축이 이루는 각도는 약 45°인 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 현미경.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기준 광학계는,
    상기 기준 광선을 상기 제1 및 제2 기준 광선들로 분할하는 빔 스플리터;
    상기 제1 기준 광선의 경로 상에 배치된 제1 편광기; 및
    상기 제2 기준 광선의 경로 상에 제2 편광기를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 현미경.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 MPA는 복수의 유닛 셀들을 포함하고,
    상기 복수의 유닛 셀들 각각은 서로 다른 편광 축을 갖는 제1 및 제2 픽셀들을 포함하되,
    상기 제1 픽셀들은 P 편광만을 투과시키는 편광 축을 갖고, 상기 제2 픽셀들은 S 편광만을 투과시키는 편광 축을 갖고,
    각각의 상기 제1 및 제2 픽셀들은 상기 카메라의 서로 다른 화소에 대응되는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 현미경.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 유닛들 각각은,
    상기 제1 픽셀들 및 상기 제2 픽셀들 각각과 다른 편광 축을 갖는 제3 픽셀들; 및
    상기 제3 픽셀들과 실질적으로 수직한 편광 축을 갖는 제4 픽셀들을 포함하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 현미경.
  8. 입력 광선을 방출하도록 구성된 입력 광학계;
    상기 입력 광의 일부를 반사시켜 물체 광선을 생성하고, 다른 일부를 투과시켜 기준 광선을 생성하는 빔 스플리터;
    상기 기준 광선을 수광하여 제1 및 제2 기준 광선들을 생성하는 기준 광학계;
    웨이퍼에 반사된 상기 물체 광선 및 상기 제1 및 제2 기준 광선들에 기초하여 제1 및 제2 홀로그램 이미지들을 생성하는 카메라;
    상기 카메라의 수광부에 배치되는 MPA; 및
    상기 제1 및 제2 홀로그램 이미지들을 처리하는 프로세서를 포함하되,
    상기 제1 및 제2 기준 광선들은 상기 카메라에 경사 입사하고, 상기 물체 광선은 상기 카메라에 수직 입사하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 현미경.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제1 및 제2 홀로그램 이미지들을 퓨리에 변환하여, 제1 및 제2 파수 영역 홀로그램 이미지들을 생성하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 현미경.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제1 파수 영역 홀로그램 이미지의 제1 국소 극대점을 중심으로 하는 제1 통과 대역을 포함하는 필터를 결정하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 현미경.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제1 파수 영역 홀로그램 이미지의 상기 제1 통과 대역 및 상기 제2 파수 영역 홀로그램 이미지의 상기 제1 통과 대역의 차분 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 현미경.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제1 통과 대역에 포함된 상기 국소 극대점이 원점에 위치하도록 상기 제1 통과 대역을 평행 이동 시키는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 현미경.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제1 통과 대역을 퓨리에 역변환하여 리얼 영역 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 현미경.
  14. 입력 광선을 방출하도록 구성된 입력 광학계;
    상기 입력 광의 일부를 반사시켜 물체 광선을 생성하고, 다른 일부를 투과시켜 기준 광선을 생성하는 빔 스플리터;
    상기 기준 광선을 제1 및 제2 기준 광선들로 분할시키는 기준 광학계;
    상기 제1 및 제2 기준 광선들 및 웨이퍼에 반사된 상기 물체 광선을 수광하도록 구성된 카메라; 및
    상기 카메라의 수광부에 배치되는 MPA;를 포함하되,
    상기 제1 기준 광선의 상기 카메라에 대한 입사 각도는 상기 물체 광선의 상기 카메라에 대한 입사 각도와 다른 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 현미경.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2 기준 광선의 상기 카메라에 대한 입사 각도는 상기 물체 광선의 상기 카메라에 대한 입사 각도와 다른 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 현미경.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제1 기준 광선의 상기 카메라에 대한 입사 각도는 상기 제2 기준 광선의 상기 카메라에 대한 입사 각도와 다른 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 현미경.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 물체 광선은 상기 카메라에 수직 입사하고, 상기 제1 및 제2 기준 광선들은 상기 카메라에 경사 입사하는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 현미경.
  18. 입력 광선을 방출하도록 구성된 입력 광학계;
    상기 입력 광선의 일부를 반사시켜 물체 광선을 생성하고, 다른 일부를 투과시켜 기준 광선을 생성하는 빔 스플리터;
    상기 기준 광선을 분할시켜 제1 및 제2 기준 광선들을 생성하는 기준 광학계;
    상기 제1, 제2 기준 광선들 및 웨이퍼에 반사된 상기 물체 광선에 기초하여 제1 및 제2 홀로그램 이미지들을 생성하도록 구성된 카메라; 및
    상기 카메라의 수광부에 배치되는 MPA;를 포함하되,
    상기 제1 홀로그램 이미지는 상기 제1 기준 광선 및 상기 물체 광선의 간섭에 의해 생성되고, 상기 제2 홀로그램 이미지는 상기 제2 기준 광선 및 상기 물체 광선의 간섭에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는 홀로그래픽 현미경.
  19. 선형 편광된 제1 기준 광선을 웨이퍼 상면에 반사된 물체 광선과 간섭시켜 제1 홀로그램 이미지를 생성하고, 상기 제1 기준 광선과 실질적으로 수직한 편광 방향을 갖는 제2 기준 광선을 상기 물체 광선과 간섭시켜 제2 홀로그램 이미지를 생성하는 단계;
    상기 제1 및 제2 홀로그램 이미지들을 퓨리에 변환하여 파수 영역의 제1 및 제2 홀로그램 이미지들을 생성하는 단계; 및
    상기 파수 영역의 제1 및 제2 홀로그램 이미지들을 이용하여 파수 영역의 차분 이미지를 생성하는 단계를 포함하되,
    상기 제1 및 제2 홀로그램 이미지들은 카메라에 의해 생성되고, 상기 제1 및 제2 기준 광선들은 상기 카메라에 대해 경사 입사하고, 상기 물체 광선은 상기 카메라에 대해 수직 입사하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.
  20. 웨이퍼 상에 포토레지스트 층을 코팅하는 단계;
    상기 웨이퍼 상의 가장자리 상에 형성된 부분의 상기 포토레지스트 층을 제거하는 EBR(Edge Bead Removal) 단계; 및
    상기 EBR을 평가하는 단계를 포함하되,
    상기 EBR을 평가하는 단계는,
    선형 편광된 제1 기준 광선을 웨이퍼의 에지부에 반사된 물체 광선과 간섭시켜 제1 홀로그램 이미지를 생성하고, 상기 제1 기준 광선과 실질적으로 수직한 편광 방향을 갖는 제2 기준 광선을 상기 물체 광선과 간섭시켜 제2 홀로그램 이미지를 생성하는 단계;
    상기 제1 및 제2 홀로그램 이미지들을 퓨리에 변환하여 파수 영역의 제1 및 제2 홀로그램 이미지들을 생성하는 단계; 및
    상기 파수 영역의 제1 및 제2 홀로그램 이미지들을 이용하여 파수 영역의 차분 이미지를 생성하는 단계를 포함하되,
    상기 제1 및 제2 홀로그램 이미지들은 카메라에 의해 생성되고, 상기 제1 및 제2 기준 광선들은 상기 카메라에 대해 서로 다른 각도로 경사 입사하고, 상기 물체 광선은 상기 카메라에 대해 수직 입사하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조 방법.
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