KR20210101983A - 웨이퍼 검사 장치 및 이를 이용한 반도체 소자 제조 방법 - Google Patents

웨이퍼 검사 장치 및 이를 이용한 반도체 소자 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20210101983A
KR20210101983A KR1020200016634A KR20200016634A KR20210101983A KR 20210101983 A KR20210101983 A KR 20210101983A KR 1020200016634 A KR1020200016634 A KR 1020200016634A KR 20200016634 A KR20200016634 A KR 20200016634A KR 20210101983 A KR20210101983 A KR 20210101983A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wafer
chuck
inspection
backside
optical system
Prior art date
Application number
KR1020200016634A
Other languages
English (en)
Inventor
남기학
류성윤
김광은
윤다영
최명규
Original Assignee
삼성전자주식회사
에이티아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사, 에이티아이 주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020200016634A priority Critical patent/KR20210101983A/ko
Priority to US17/026,494 priority patent/US11428645B2/en
Priority to CN202110061490.6A priority patent/CN113314431A/zh
Publication of KR20210101983A publication Critical patent/KR20210101983A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/30—Structural arrangements specially adapted for testing or measuring during manufacture or treatment, or specially adapted for reliability measurements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/55—Specular reflectivity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9501—Semiconductor wafers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67259—Position monitoring, e.g. misposition detection or presence detection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment
    • H01L21/681—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment using optical controlling means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6838—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping with gripping and holding devices using a vacuum; Bernoulli devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68757—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a coating or a hardness or a material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68764—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a movable susceptor, stage or support, others than those only rotating on their own vertical axis, e.g. susceptors on a rotating caroussel
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68785—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by the mechanical construction of the susceptor, stage or support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/21—Polarisation-affecting properties
    • G01N21/211—Ellipsometry
    • G01N2021/213—Spectrometric ellipsometry

Abstract

본 발명의 기술적 사상에 따른 예시적인 실시예들에 따르면, 웨이퍼 검사 장치가 제공된다. 상기 장치는, 웨이퍼를 고정하기 위한 압력이 인가되도록 구성된 기공들이 전체에 걸쳐 형성된 다공질의 척; 척 구동 장치; 상기 웨이퍼의 후면의 부분을 검사하는 후면 검사 광학계; 및 위치 식별 광학계를 포함하되, 상기 척은, 상기 척의 전체에 걸쳐 균일하게 형성되며, 상기 웨이퍼의 상기 후면을 부분적으로 노출시키는 복수의 홀들; 및 상기 웨이퍼의 후면을 노출시키고 상기 척의 상면에 평행한 일 방향으로 연장되는 슬릿을 포함한다.

Description

웨이퍼 검사 장치 및 이를 이용한 반도체 소자 제조 방법{Wafer inspection device and manufacturing method of semiconductor device using the same}
본 발명의 기술적 사상은 웨이퍼 검사 장치 및 이를 이용한 반도체 소자 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 사업은 크게 제조(Fabrication) 사업 및 조립(Assembly) 사업으로 이루어진다. 제조 사업은 웨이퍼의 제조 공정, 웨이퍼 상에 산화막을 형성하는 산화 공정, 리소그래피 공정, 박막 퇴적 공정, 건/습식의 식각 공정 및 금속 배선 공정을 포함하여 웨이퍼를 가공하는 공정들을 포함한다. 어셈블리 사업은 팹 아웃(Fab Out) 이후 완성된 칩을 개별 칩으로 분리하고, 칩을 보호하기 위해 패키징하는 공정을 포함한다.
반도체 제조 과정에서 웨이퍼 후면에 형성되는 물질 층의 두께 변화는 칩 단위의 웨이퍼 절단 공정에서 불량을 유발하여 수율을 저하시키는 주 요인이 된다. 이에 따라, 웨이퍼 뒷면에 대한 두께 측정 및 반사율/투과율 계측 요구는 높아지고 있다.
본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는, 신뢰성이 제고된 웨이퍼 검사 장치 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, 웨이퍼 검사 장치가 제공된다. 상기 장치는, 웨이퍼를 고정하기 위한 압력이 인가되도록 구성된 기공들이 전체에 걸쳐 형성된 다공질의 척; 상기 척을 구동시키는 척 구동 장치; 척 아래에 배치되어 상기 웨이퍼의 후면의 부분을 검사하는 후면 검사 광학계; 및 상기 척 위에 배치되어 상기 후면 검사 광학계에 의해 검사되는 상기 웨이퍼 상기 부분의 위치를 식별하는 위치 식별 광학계를 포함하되, 상기 척은, 상기 척의 전체에 걸쳐 균일하게 형성되며, 상기 웨이퍼의 상기 후면을 부분적으로 노출시키는 복수의 홀들; 및 상기 웨이퍼의 후면을 노출시키고 상기 척의 상면에 평행한 일 방향으로 연장되는 슬릿을 포함한다.
일부 실시예들에 따르면, 웨이퍼 검사 장치가 제공된다. 상기 장치는, 진공압을 이용하여 웨이퍼를 고정하는 척; 상기 척을 구동시키는 척 구동 장치; 척 아래에 배치되어 상기 웨이퍼의 후면을 검사하는 후면 검사 광학계; 및 상기 척 위에 배치되어 상기 후면 검사 광학계에 의해 검사되는 상기 웨이퍼의 부분의 위치를 식별하는 위치 식별 광학계를 포함하되, 상기 척은, 상기 척의 중심에 대해 방사상 대칭을 갖도록 형성되고, 상기 웨이퍼의 상기 후면을 부분적으로 노출시키는 복수의 홀들; 및 상기 척의 중심을 가로지르며, 상기 웨이퍼의 후면을 노출시키도록 상기 척의 상면에 평행한 일 방향으로 연장되는 슬릿을 포함한다.
일부 실시예들에 따르면, 웨이퍼 검사 장치가 제공된다. 상기 장치는, 웨이퍼가 보관되는 카세트가 로드되는 로드 포트; 상기 웨이퍼의 후면을 검사하는 후면 검사기; 및 상기 로드 포트로부터 상기 후면 검사기에 웨이퍼를 이송하도록 구성된 장비 전단 모듈;을 포함하되, 상기 장비 전단 모듈, 상기 웨이퍼를 이송시키는 이송 로봇; 및 상기 웨이퍼를 회전 정렬시키는 사전 정렬기를 포함하고, 상기 후면 검사기는, 상기 카세트로부터 이송된 상기 웨이퍼를 지지하고, 다공질 물질로 구성된 척; 상기 척을 구동시키는 척 구동 장치; 및 척 아래에 배치되어 상기 웨이퍼의 후면을 검사하는 후면 검사 광학계를 포함하되, 상기 척은, 상기 척의 후면 전체에 걸쳐 균일하게 형성되며, 상기 웨이퍼의 상기 후면을 부분적으로 노출시키는 복수의 홀들; 및 상기 웨이퍼의 후면을 노출시키도록 상기 척의 상면에 평행한 일 방향으로 연장되는 제1 슬릿을 포함한다.
일부 실시예들에 따르면, 반도체 소자 제조 방법이 제공된다. 상기 방법은,웨이퍼의 배향을 제1 각도로 정렬하는 단계; 상기 제1 각도로 정렬된 상기 웨이퍼를 척 상에 실장하는 단계; 상기 척을 관통하여 형성된 복수의 홀들 및 슬릿을 통해, 상기 웨이퍼의 후면의 서로 다른 복수의 위치들 상에 형성된 물질층의 두께를 결정하는 단계; 및 결정된 상기 물질층의 두께에 기초하여 상기 웨이퍼를 절단하는 단계를 포함한다.
예시적인 실시예들에 따른 후면 검사기는 웨이퍼의 후면을 부분적으로 노출시키는 슬릿 및 복수의 홀들이 형성된 척을 포함한다. 상기 슬릿 및 복수의 홀들을 통해 웨이퍼의 후면 전체에 스폿 검사 및 라인 스캐닝 검사를 할 수 있으므로, 웨이퍼 검사 장치 및 이를 이용한 반도체 소자 제조 방법의 신뢰성이 제고될 수 있다.
도 1은 일부 실시예들에 따른 웨이퍼 검사 장치를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 2는 일부 실시예들에 따른 후면 검사기를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 3은 일부 실시예들에 따른 후면 검사기에 포함된 척을 설명하기 위한 평면도이다.
도 4 및 도 5는 일부 실시예들에 따른 반도체 소자 제조 방법을 설명하기 위한 순서도들이다.
도 6a 및 도 6b는 일부 실시예들에 따른 웨이퍼 검사 장치의 효과를 설명하기 위한 도면들이다.
도 7a 내지 및 도 7g은 다른 일부 실시예들에 따른 척들의 구조에 대하여 설명하기 위한 평면도들이다.
도 8은 다른 일부 실시예들에 따른 후면 검사기를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
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 웨이퍼 검사 장치(10)를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 1을 참조하면, 웨이퍼 검사 장치(10)는 로드 포트(100), 장비 전단 모듈(200) 및 후면 검사기(300, 400)를 포함할 수 있다.
로드 포트(100)는 검사 전의 웨이퍼(W) 또는 검사 전의 웨이퍼(W)가 보관된 웨이퍼 카세트가 로딩될 수 있다.
웨이퍼(W)는 다양한 공정이 수행된 웨이퍼(W)일 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.
여기서 웨이퍼(W)의 후면(Back Surface)은 척(311, 도 2 참조) 상에 배치된 웨이퍼(W)의 양면 중 척(311, 도 2 참조)과 마주보는 면이고, 전면(Front Surface)은 후면의 반대면이다.
일부 실시예들에 따르면, 웨이퍼(W)는 SOI (silicon on insulator) 구조를 가질 수 있다. 웨이퍼(W)는 웨이퍼(W)의 전면에 형성된 매립 산화물 층(buried oxide layer)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 웨이퍼(W)는 웨이퍼(W)의 전면에 형성된 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)의 전면에 다수의 물질 층들이 형성될 수 있다. 웨이퍼(W)의 후면 상에 적어도 하나의 물질층이 형성될 수 있다.
웨이퍼(W)는 메모리 소자 및 비메모리 소자 중 어느 하나를 제조하기 위한 것일 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 메모리 소자는, 비 휘발성 낸드 플래시 메모리(NAND-type Flash memory)일 수 있다. 일부 실시예들에 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 실시예들에 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.
일부 실시예들에 따르면, 웨이퍼(W)는 일련의 반도체 소자 제조 공정이 완료된 웨이퍼일 수 있다. 일부 실시예들에 따르면 웨이퍼(W)는 다이싱 및 패키징을 포함하는 어셈블리 공정이 수행되기 직전의 웨이퍼일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 웨이퍼 검사 장치(10)에 의한 웨이퍼(W)의 검사가 수행된 이후에 CMP(Chemical-Mechanical Polishing), CVD(Chemical vapor deposition), ALD (Atomic layer deposition), 리소그래피 등과 같은 추가적인 반도체 소자 제조 공정이 수행될 수도 있다.
웨이퍼(W)는 웨이퍼(W)의 방향을 식별하기 위한 노치를 포함할 수 있다. 경우에 따라, 웨이퍼(W)는 노치 형상 외에 D컷 형상 등 방향을 식별하기 위한 임의의 형상을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 웨이퍼(W)는 웨이퍼(W)의 도펀트 타입을 나타내기 위해 추가 지시기를 더 포함할 수 있다.
장비 전단 모듈(200)은 로드 포트(100)로부터 인출된 웨이퍼(W)를 운반하고, 정렬하는 등 웨이퍼(W)의 검사를 준비할 수 있다. 장비 전단 모듈(200)은 웨이퍼들(W)을 운반하기 위한 제1 및 제2 이송 로봇들(210, 230)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 이송 로봇들(210, 230)은 후면 검사기(300, 400)로 웨이퍼(W)를 이송하고, 후면 검사기(300, 400)로부터 웨이퍼(W)를 회수하기 위한 하나 이상의 기계식 또는 로봇 암(arm)을 포함할 수 있다. 로봇 암은 이송시 웨이퍼(W) 고정을 위한 엔드 이펙터를 포함할 수 있다. 엔드 이펙터는 웨이퍼(W)에 대하여 예컨대, 진공력(vacuum force)을 인가하고, 진공력의 인가를 중지하는 방식에 의해, 웨이퍼를(W) 집어들고(pick up), 홀딩하고, 이송시키고(transfer), 회수하고(retrieve) 및 방출하도록 구성될 수 있다.
장비 전단 모듈(200)은 후면 검사기에 이송되기 전에 웨이퍼(W)의 회전 방향(예컨대, 웨이퍼(W)의 노치가 가르키는 방향)을 정렬하기 위한 사전 정렬기(220)를 더 포함할 수 있다. 웨이퍼(W)는 제1 이송 로봇(210)에 의해 운반되어 사전 정렬기(220)에서 정렬된 후, 제2 이송 로봇(230)에 의해 후면 검사기(300)에 로딩될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 장비 전단 모듈(200)은 단일의 이송 로봇 포함하고, 상기 단일의 이송 로봇이 로드 포트(100) 상의 웨이퍼(W)를 인출하여 사전 정렬기(220)에 제공하고, 사전 정렬기(220)에 의해 방향이 정렬된 웨이퍼(W)를 후면 검사기(300)에 제공할 수도 있다. 사전 정렬기(220)는 예컨대, 웨이퍼(W)의 노치가 척(311, 도 3 참조)의 슬릿(SL, 도 3 참조)의 일단을 향하도록 웨이퍼(W)를 회전 정렬시킬 수 있다. 사전 정렬기(220)는 예컨대, 에이퍼(W)의 노치가 척(311, 도 3 참조)의 슬릿(SL, 도 3 참조)과 임의의 각도를 이루도록 웨이퍼(W)를 회전 정렬시킬 수 있다.
후면 검사기(300)는 웨이퍼(W)의 후면을 검사할 수 있다. 후면 검사기(300)는 분광 반사계(Spectroscopic Reflectometer) 및 분광 일립소미터(Spectroscopic Ellipsometer) 중 어느 하나일 수 있다. 분광 반사 측정법(Spectroscopic Reflectometry) 및 분광 타원 편광법(spectral ellipsometry)은 박막의 두께 및 박막에 형성된 패턴의 선폭과 같은 구조적 특성 및 복합 굴절률 및 유전 함수등과 같은 유전 특성을 조사하기 위한 광학 기술들이다. 후면 검사기(300)는 분광 반사 측정법 및 분광 타원 편광법 중 어느 하나의 방법을 이용하여 검사 대상 웨이퍼(W)의 후면 상에 형성된 물질층들의 조성, 거칠기, 두께, 깊이, 결정질 특성, 도핑 농도, 전기 전도도 등을 특성화할 수 있다.
대부분의 물질 층은 수직 입사 광에 대해 편광 회전 대칭 특성을 갖고, 분광 반사 측정법은 필름에 광을 수직 입사시키므로, 편광 효과를 무시할 수 있다. 따라서, 분광 반사 측정법은 편광기 및 분석기 등과 같이 회전 구동되는 복잡한 광학요소를 필요로 하지 않아, 저 비용으로 구현 가능하며 및 소형화가 가능한 장점이 있다. 또한, 분광 반사 광학계는 입사광의 전력을 증가시킴으로써, 반사율 분석에 더해, 투과율 분석을 용이하게 수행할 수 있다.
분광 타원 편광법의 경우 비스듬하게 입사하는 광선을 이용하기 때문에 반사 광선의 세기 및 편광 변화를 모두 분석해야 한다. 분광 타원 편광법은 매우 얇고 복잡한 다중의 물질층을 측정하는 데 분광 반사 측정법 보다 더 유리하다. 분광 타원 편광법은 반사 후의 반사광의 진폭비 및 위상차를 검사하기 위해 편광기 및 분석기를 포함하므로, 값 비싸고 정밀하게 움직이는 광학 부품이 요구된다.
후면 검사기(300)는 넓은 파장 대역에 걸친 광에 대해 웨이퍼(W)의 조사된 후 반사율을 측정하여, 웨이퍼(W)의 후면 형성된 물질층들의 종류 및 두께를 포함할 수 있다.
일반적으로 분광 반사측정법 및 분광 타원 편광법의 광학 측정으로부터 곧바로 물질층들의 두께 및 굴절률과 같은 광학 상수를 얻는 것은 다소 어렵다. 이에 따라, 상기 광학 상수들을 얻기 위한 모델 분석이 더 수행될 수 있다. 모델의 일 예로, 포로히 블루머(Forouhi Bloomer) 모델이 있다. 모델은 물리적인 에너지 전이에 기초하거나, 데이터 피팅을 위한 자유 매개 변수들에 기초할 수 있다. 모델은 검사 대상 웨이퍼(W)의 후면 상에 형성된 층들의 적층 순서, 개별 층들 각각의 굴절률(또는 유전 함수 텐서) 및 두께 매개 변수를 포함할 수 있다.
분광 반사 측정법은 광학 상수 및/또는 두께 매개 변수를 변경하는 이터레이션(예컨대, 최소 자승법)을 통해 반사율을 계산할 수 있고, 분광 타원 편광법은 광학 상수 및/또는 두께 매개 변수를 변경하는 이터레이션(예컨대, 최소 자승법)을 이용하여 반사 진폭비 및 위상차를 계산할 수 있다. 이러한 계산은 예컨대, 프레넬 방정식을 이용할 수 있다.
분광 반사 측정법에서는, 일련의 이터레이션 연산을 통해 모델로부터 산출된 분광 반사율 값이 측정 값과 매치하게 된 경우, 모델에 사용된 물질층들의 광학 상수 및 두께 값을 웨이퍼(W)에 포함된 물질층들의 광학 상수 및 두께 값으로 결정할 수 있다. 마찬가지로, 분광 타원계측법에서는, 일련의 이터레이션 연산을 통해 모델로부터 산출된 반사 진폭비 및 위상차 값이 측정 값과 매치하게 된 경우, 모델에 사용된 물질층들의 광학 상수 및 두께 값을 웨이퍼(W)에 포함된 물질층들의 광학 상수 및 두께 값으로 결정할 수 있다.
도 2는 일부 실시예들에 따른 후면 검사기(300)를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
도 3은 후면 검사기에 포함된 척(311)을 설명하기 위한 상면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 후면 검사기(300)는 스테이지(310), 후면 검사 광학계(320), 위치 결정 광학계(330), 프로세서(340) 및 컨트롤러(350)를 포함할 수 있다.
스테이지(310)는 검사 대상 웨이퍼(W)가 실장되는 공간이다. 스테이지(310)는 척(311) 및 척 구동 장치(315)를 포함할 수 있다.
척(311)은 검사 대상인 웨이퍼(W)를 지지하고 고정하기 위한 수단일 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 척(311)은 압력을 통해 웨이퍼(W)를 고정하는 진공 척일 수 있다. 척(311)은 글래스 상(phase)의 카본 및 알루미나 등을 포함하는 세라믹 중 어느 하나일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
척(311)은 복수의 기공들이 형성된 다공질(Porous)의 물질로 구성될 수 있다. 기공들은 척(311) 전체에 걸쳐 균일하게 형성될 수 있다. 척(311)에 형성된 기공들 각각의 크기는 약 10㎛ 내지 약 100㎛의 범위에 있을 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 척(311)은 기공들을 통해 웨이퍼(W)에 진공압을 인가할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 상기 진공압에 의해 웨이퍼(W)가 척 상에 밀착되어, 웨이퍼(W)의 휨이 감소될 수 있는바, 검사의 신뢰성이 제고될 수 있다. 척(311)은 고정하는 웨이퍼(W)의 크기에 따라 다른 범위의 기공율(Porosity)을 가질 수 있다. 하지만 이에 제한되는 것은 아니고, 경우에 따라 척(311)은 정전 척일 수도 있다.
척(311)은 웨이퍼(W)의 후면의 일부를 노출시키는 복수의 홀들(HO1, HO2, HO3) 및 적어도 하나의 슬릿(SL)을 포함할 수 있다. 이하에서, 척의 상면과 평행하고 서로 직교하는 두 방향들을 각각 X 방향 및 Y 방향으로 정의하고, 척의 상면과 수직한 방향을 Z 방향으로 정의한다.
위에서 볼 때, 복수의 홀들(HO1, HO2, HO3)은 대략 원형일 수 있다. 하지만 이에 제한되는 것은 아니고, 복수의 홀들(HO1, HO2, HO3)은 정사각형, 삼각형, 십자형 등 다양한 형상을 가질 수도 있다. 복수의 홀들(HO1, HO2, HO3)은 척(311) 전면에 걸쳐 균등하게 형성될 수 있다.
복수의 홀들(HO1, HO2, HO3)은 척(311)의 중심(C)에 대해 방사상의 대칭을 이루도록 배치될 수 있다. 비제한적인 예시로서, 척(311)의 중심(C)으로부터 제1 반경(R1) 내에 6 개 내지 8 개의 제1 홀들(HO1)이 배치될 수 있고, 제1 반경(R1)과 제2 반경(R2) 사이에 10개 내지 30개의 제2 홀들(HO2)이 배치될 수 있으며, 제2 반경(R2) 바깥에 10 개 내지 30개의 제3 홀들(HO3)이 배치될 수 있다. 제2 반경(R2)은 제1 반경(R1) 보다 더 클 수 있다. 비제한적인 예시로서, 제1 반경(R1)은 약 4 인치일 수 있고, 제2 반경(R2)은 약 8 인치일 수 있다.
복수의 홀들(HO1, HO2, HO3)은 웨이퍼(W)를 고정하기 위한 척(311)의 기공들에 비해 훨씬 큰 직경을 가질 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 복수의 홀들(HO1, HO2, HO3)의 직경(D)은, 복수의 홀들(HO1, HO2, HO3)의 측벽에 의한 간섭이 후면 검사 광학계(320)의 검사에 영향을 주지 않을 정도로 클 수 있다. 비제한적인 예시로서, 복수의 홀들(HO1, HO2, HO3)의 직경(D)은 약 7㎜ 내지 약 10㎜의 범위에 있을 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 척(311)의 반경(RC)은 웨이퍼(W)의 반경 보다 더 작을 수 있다. 이에 따라, 척(311)은 웨이퍼(W)의 링 형의 가장자리 부분을 노출시킬 수 있고, 후면 검사 광학계(320)는 노출된 웨이퍼(W) 후면 에지 부분을 검사할 수 있다.
슬릿(SL)은 X 방향으로 길게 연장되는 라인 형상을 가질 수 있다. 비제한적인 예시로서, 슬릿(SL)은 척(311)의 중심(C)을 가로질러 연장될 수 있다. 슬릿(SL)은 척(311)의 직경을 따라 연장될 수 있다. 이에 따라, 척(311)은 슬릿(SL)을 사이에 두고 서로 이격된 제1 및 제2 유닛들(311_1, 311_2)로 분할될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 슬릿(SL)의 폭(WS)은 슬릿(SL)의 측벽에 의한 광 간섭이 후면 검사 광학계(320)의 검사에 영향을 주지 않을 정도로 클 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 슬릿(SL)의 폭(WS)은 복수의 홀들(HO1, HO2, HO3) 각각의 직경과 실질적으로 동일할 수 있다. 비제한적인 예시로서, 슬릿(SL)의 폭(WS)은 약 7㎜ 내지 약 10㎜의 범위에 있을 수 있다. 슬릿(SL) 및 복수의 홀들(HO1, HO2, HO3)의 수평 면적의 합은 제1 및 제2 유닛들(311_1, 311_2)의 수평 면적의 합 이하일 수 있다.
이상에서 설명한 복수의 홀들(HO1, HO2, HO3) 및 슬릿(SL)의 배치 및 치수들은, 예시를 위한 것으로서 어떠한 의미에서도 본 발명의 기술적 사상을 제한하지 않는다. 또한, 이러한 복수의 홀들(HO1, HO2, HO3)의 배치는 약 12인치의 직경을 갖는 웨이퍼(W)를 고정하기 위한 척(311)을 예시한 것으로서, 당업계의 통상의 기술자는 여기에 기술된 바에 기초하여 예컨대, 6인치 및 8인치와 같이 다양한 반경을 갖는 웨이퍼의 검사에 적합한 홀들 및 슬릿이 형성된 척을 용이하게 고안해낼 수 있을 것이다.
일부 실시예들에 따르면, 후면 검사 광학계(320)는 분광 반사계(Spectroscopic Reflectometer)일 수 있다. 후면 검사 광학계(320)는 광원 및 센서를 포함하는 수직 광학계를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 광원은 설정된 파장 대역(예컨대, 약 300nm 내지 약 1200nm)의 광을 방출할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 센서는 CMOS (Complementary metal-oxide-semiconductor) 이미지 센서 및 CCD(Charge-coupled device) 카메라 중 어느 하나일 수 있다. 후면 검사 광학계(320)는 설정된 파장 대역 내의 광을 조사하고 반사율을 측정하여, 분광 반사율을 측정할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 후면 검사 광학계(320)의 검사에 사용되는 광선의 단면은 약 2㎜ 정도의 직경을 갖는 원형 또는 타원형의 영역일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 일부 실시예들에 따르면, 후면 검사 광학계(320)의 검사에 사용되는 광선 웨이퍼(W)의 후면 상에 투영되는 영역은 약 2㎜ 정도의 직경을 갖는 원형 또는 타원형의 영역일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
척(311)은 척(311)을 지지하고 구동하기 위한 척 구동 장치(315)에 연결될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 척 구동 장치(315)는 척(311)을 X 방향 및 Y 방향으로 병진 이동할 수 있다. 이에 따라, 후면 검사 광학계(320)는 웨이퍼(W)의 후면의 서로 다른 부분들을 순차로 검사할 수 있다. 다른 일부 실시예들에 따르면, 척 구동 장치(315)는 척(311)을 중심(C)에 대해 회전시킬 수도 있다.
이하에서는 설명의 편의상 후면 검사 광학계(320) 및 위치 결정 광학계(330)가 고정된 채, 척 구동 장치(150)가 척(311)을 이동시키며 웨이퍼(W)를 검사하는 실시예들에 대해 설명하도록 한다. 하지만 당업계의 통상의 기술자는 이하에서 설명되는 내용을 척(311)이 고정된 채, 후면 검사 광학계(320) 및 위치 결정 광학계(330)가 이동하며 웨이퍼(W)를 검사하는 실시예에 대해서도 용이하게 적용할 수 있을 것이다.
후면 검사 광학계(320)는 복수의 홀들(HO1, HO2, HO3)에 의해 노출된 웨이퍼(W)의 부분들을 검사할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 척 구동 장치(315)는 후면 검사 광학계(320)의 FOV가 슬릿(SL)에 의해 노출된 웨이퍼(W)의 후면의 일단에 정렬되도록 척(311)을 이동시킬 수 있다. 척 구동 장치(315)는 후면 검사 광학계(320)가 X 방향을 따라 슬릿(SL)의 일단으로부터 슬릿(SL)의 타 단까지 웨이퍼(W)의 후면을 스캐닝하도록 척(311)을 이동시킬 수 있다. 척 구동 장치(315)는 웨이퍼의 노출된 링 형의 에지부를 후면 검사 광학계(320)가 검사할 수 있도록, 척(311)을 회전시키거나, 척(311)을 수평 방향으로 이동시킬 수 있다.
위치 결정 광학계(330)는 후면 검사 광학계(320)와 Z 방향으로 정렬될 수 있다. 위치 결정 광학계(330)는 후면 검사 광학계(320)에 의해 검사가 수행되는 부분의 위치를 식별할 수 있다. 경우에 따라 위치 결정 광학계(330)는 생략될 수도 있다.
프로세서(340)는 위치 결정 광학계(330) 및 후면 검사 광학계(320)의 검사 결과에 기초하여, 웨이퍼 후면 상에 형성된 물질층들의 각각의 두께를 결정할 수 있다. 프로세서(340)는 위치 결정 광학계(330)의 측정 결과를 보정할 수 있다. 프로세서(340)는 웨이퍼(W)의 척(311)에 대한 오정렬 및 척(311)의 후면 검사 광학계(320)에 대한 오정렬 값을 보정할 수 있다.
프로세서(340)는 광학 상수 및/또는 두께 매개 변수를 변경하는 이터레이션(예컨대, 최소 자승법)을 통해 반사율을 계산할 수 있다. 상기 이터레이션은, 알려진 웨이퍼(W) 후면 상에 형성된 물질층들의 적층 순서, 광학 상수(예컨대, 굴절률 또는 유전 함수 텐서) 및 두께 매개 변수에 기초할 수 있다. 계산된 반사율 값이 실험 데이터와 일치하는 경우, 프로세서(340)는 이에 대응되는 물질층들의 광학 상수 및 두께 값들을 웨이퍼(W)에 포함된 물질층들의 광학 상수 및 두께로 결정할 수 있다.
프로세서(340)는 위치 결정 광학계(330)에 의해 결정된 위치들(예컨대, 복수의 홀들(HO1, HO2, HO3)에 의해 노출된 위치들)에 기초하여 웨이퍼(W) 후면 상에 형성된 물질 층들의) 광학 상수 및 두께를 결정할 수 있다. 프로세서(340)는 웨이퍼(W) 상에 형성된 물질 층들의 위치 별 광학 상수 및 두께를 기반으로 이를 웨이퍼(W) 전면에 대해 맵핑할 수 있다.
컨트롤러(350)는 후면 검사기(300)의 능동 요소들의 동작 전반을 제어하기 위한 신호를 생성할 수 있다. 컨트롤러(350)는 척 구동 장치(315)에 의한 척(311) 의 병진 이동을 제어할 수 있다. 컨트롤러(350)는 후면 검사 광학계(320)의 광원에 의해 방출된 광의 특성(예컨대, 파장)을 제어할 수 있다. 컨트롤러(350)는 후면 검사 광학계(320)의 센서에 의한 신호의 생성을 제어할 수 있다. 컨트롤러(350)는 프로세서(340)에 의한 처리를 제어할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 프로세서(340) 및 컨트롤러(350)는 워크 스테이션 컴퓨터, 데스크톱 컴퓨터, 랩 탑 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터 등의 컴퓨팅 장치일 수 있다. 프로세서(340) 및 컨트롤러(350)는 단순 제어기, 마이크로 프로세서, CPU, GPU 등과 같은 복잡한 프로세서, 소프트웨어에 의해 구성된 프로세서, 전용 하드웨어 또는 펌웨어일 수도 있다. 프로세서(340) 및 컨트롤러(350)는, 예를 들어, 범용 컴퓨터 또는 DSP(Digital Signal Process), FPGA(Field Progra㎜able Gate Array) 및 ASIC(Application Specific Integrated Circuit) 등과 같은 애플리케이션 특정 하드웨어에 의해 구현될 수 있다.
일부 실시예들에 따르면 프로세서(340) 및 컨트롤러(350)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(340) 및 컨트롤러(350)는 상술한 연산을 수행하기 위한 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령어들이 구성될 수 있다. 예컨대, 프로세서(340)는 광학층들의 두께 및 유전율 등을 결정하기 위해 이터레이션을 수행하도록 구성된 소프트웨어에 의해 구현될 수 있다.
하지만 이는 설명의 편의를 위한 것으로서, 상술된 프로세서(340) 및 컨트롤러(350)의 동작은 컴퓨팅 장치, 프로세서, 제어기 또는 펌웨어, 소프트웨어, 루틴, 명령어 등을 실행하는 다른 장치로부터 야기될 수도 있음을 이해해야 한다.
도 4 및 도 5는 일부 실시예들에 따른 반도체 소자 제조 방법을 설명하기 위한 순서도들이다.
도 4를 참조하면, 반도체 소자 제조 방법은, P100에서 웨이퍼의 후면을 검사하고, P200에서 웨이퍼 후면에 형성된 층의 두께에 기초하여 웨이퍼를 절단하는 것을 포함할 수 있다.
절단공정에서 웨이퍼는 칩들을 구분하는 영역인 스크라이브 레인을 따라 절단되어 개별 칩으로 분리될 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 웨이퍼 절단은, 스텔스 다이싱에 의해 수행될 수 있다. 스텔스 다이싱은 웨이퍼를 투과할 수 있는 파장의 레이저 빔을 웨이퍼의 후면을 통해 웨이퍼 내부의 한 곳에 포커싱 시키는 기술이다. 스텔스 다이술에서, 레이저 빔은 매우 짧은 시간 동안 지속되는 펄스로 반복 조사될 수 있으며, 웨이퍼 상에 좁은 영역에 포커스 될 수 있다. 이에 따라, 레이저 빔은 웨이퍼 내부에 설정된 초점 근방에서, 공간적(국소화를 통해) 및 시간적(펄싱을 통해)으로 높은 출력 밀도를 가질 수 있다. 높은 최대 출력 밀도의 레이저 빔은 초점 근방의 웨이퍼에 대해 비선형 흡수 효과를 야기하여, 웨이퍼는 매우 내부 투과율로 레이저 빔을 흡수할 수 있다. 따라서 웨이퍼 내에 레이저 빔을 흡수한 부분에 고밀도 전위가 발생하게 되고, 웨이퍼의 수직 균열을 용이하게 할 수 있다.
도 3 및 도 5를 참조하면, P100의 웨이퍼(W)의 후면 검사는, 복수의 홀들(HO1, HO2, HO3) 및 슬릿(SL)을 통해 스폿 검사 방식으로 웨이퍼 후면 상의 복수의 위치들을 검사하는 단계(P110), 슬릿(SL)을 통해 웨이퍼(W)의 후면을 라인 스캐닝으로 검사하는 단계(P120) 및 웨이퍼(W)를 다른 각도로 회전시켜서 추가적인 검사를 하는 단계(P130)를 포함할 수 있다.
도 2, 도 3 및 도 5를 참조하면, P110에서 후면 검사기(300)는 웨이퍼(W) 상의 복수의 위치들의 분광 반사율을 측정할 수 있다. 상기 복수의 위치들은 웨이퍼(W) 후면 전체에 걸쳐 균일하게 분포하는 영역들일 수 있다. 상기 복수의 위치들은 웨이퍼(W)의 중심(C)에 대해 방사상 대칭을 가질 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
복수의 위치들의 분광 반사율을 측정하는 것은 위치 결정 광학계(330)와 척(311) 사이의 위치 보정 값을 결정하는 것, 웨이퍼(W)의 노치가 설정된 방향을 향하게 하는 것(즉, 웨이퍼(W)의 회전 정렬), 및 척(311)과 웨이퍼(W) 사이의 위치 보정 값을 결정하는 것을 포함할 수 있다.
프로세서(340)는 검사가 수행되는 복수의 홀들(HO1, HO2, HO3) 각각의 중심 위치에 대한 후면 검사 광학계(320) 및 위치 결정 광학계(330)의 정렬을 수행할 수 있다. 이에 따라, 프로세서(340)는 복수의 홀들(HO1, HO2, HO3) 중 검사가 수행되는 어느 하나의 중심과 후면 검사 광학계(320)의 FOV 사이의 위치 보정 값을 산출할 수 있다. 검사 수행 전, 장비 전단 모듈(200, 도 1 참조)은 웨이퍼(W)를 회전 정렬시킬 수 있다. 웨이퍼(W)가 척(311)에 로딩 된 이후, 웨이퍼(W)의 중심과 위치 결정 광학계(330) 사이의 정렬을 통해, 복수의 홀들(HO1, HO2, HO3) 각각의 중심에 대한 웨이퍼(W)의 위치 보정 값을 산출할 수 있다.
프로세서(340)는 복수의 홀들(HO1, HO2, HO3) 각각의 중심에 대한 후면 광학계(120)의 보정 값 및 웨이퍼(W) 중심의 보정 값을 적용하여, 웨이퍼(W)의 위치를 보정 값을 결정할 수 있다. 컨트롤러(350)는 상기 위치 보정 값에 기초한 위치 보정 신호를 척 구동 장치(315)에 전달하여 척(311)을 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼(W) 후면 검사 위치에 대한 제어도(controllability)가 제고될 수 있다. 프로세서(340)는 척(311)의 검사된 웨이퍼(W)의 위치들의 분광 반사율 값으로부터, 웨이퍼(W)의 상기 위치들의 후면 상에 형성된 물질층의 두께들을 산출할 수 있다.
이어서, P120에서 후면 검사 광학계(320)는 척(311)의 슬릿(SL)을 통해 웨이퍼 후면을 라인 스캐닝하여, X 방향을 따라 연장되는 웨이퍼(W) 부분의 분광 반사율을 측정할 수 있다. 프로세서(340)는 상기 분광 반사율에 기초하여 X 방향을 따른 웨이퍼(W)의 후면 상에 형성된 물질층의 두께의 변화를 산출할 수 있다. 일부 실시예들에 따른 후면 검사기(300)는 웨이퍼(W) 후면의 복수의 위치상에 형성된 물질층들의 두께에 기초하여 웨이퍼(W) 후면의 단차 구조의 높이를 더 산출할 수 있다.
이어서, P130에서, 웨이퍼(W)를 회전시키며, 다른 각도로 배향된 웨이퍼(W)에 대해 척(311)의 복수의 홀들(HO1, HO2, HO3)을 통한 위치 검사 및/또는 슬릿(SL)을 통한 웨이퍼 후면 라인 스캐닝 검사를 수행할 수 있다. 예컨대, 최초에 웨이퍼(W)의 노치가 X 방향에 정렬되도록 척(311) 상에 웨이퍼를 실장한 이후, 웨이퍼(W)의 노치가 X 방향에 대해 약 5°내지 약 85°정도의 각도를 갖도록 회전시킨 후 다시 척(311)상에 웨이퍼를 실장할 수 있다. 이러한 회전은 전술한 것과 같이 사전 정렬기(220)에 의해 수행될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
P130은 웨이퍼(W)의 노치가 슬릿과 다양한 각도를 이루도록 반복적으로 수행될 수 있다. 이에 따라, 웨이퍼(W) 후면 전체가 검사될 수 있고, 웨이퍼(W)의 후면 전체에 걸쳐 형성된 물질층의 두께를 측정할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, P110 내지 P130의 검사들은 임의의 순서로 수행될 수 있고, 경우에 따라 일부가 생략될 수도 있다. 예를 들면, P110의 스폿 검사, P120의 라인 스캐닝 검사 및 P130의 반복적인 회전을 통한 웨이퍼 후면 전체의 스캐닝 검사 중 어느 하나만 수행될 수 있다. 다른예에서, P110 내지 P130의 검사 중 어느 하나가 생략될 수 있다. 다른 예에서, P120의 라인 스캐닝 검사가 수행된 이후 P110의 스폿 검사가 수행될 수도 있다.
반도체 제조 과정에서 웨이퍼(W) 후면 상에 형성된 물질층의 두께가 타겟 치와 달라지는 경우 웨이퍼 후면의 반사율 및 투과율이 변화하게 된다. 웨이퍼(W) 후면의 반사율 및 투과율의 변화는 스텔스 레이저를 이용한 웨이퍼(W) 절단에서 레이저 빔의 디포커싱을 유발하므로, 웨이퍼(W) 절단 공정 시 칩 불량의 원인이 된다. 일부 실시예들에 따르면, 웨이퍼(W) 후면 전체에 걸쳐 형성된 물질층의 두께를 정밀하게 알아낼 수 있는바, 웨이퍼(W) 절단 공정시에서 레이저 저 빔의 디포커싱을 방지할 수 있다. 이에 따라 반도체 소자 제조의 신뢰성이 제고될 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 일부 실시예들에 따른 웨이퍼 검사 장치(10, 도 1 참조)의 효과를 설명하기 위한 도면들이다.
도 6a는 웨이퍼(W, 도 2 참조)의 후면 상에서 측정이 수행된 영역들을 도시한다.
도 3 및 도 6a를 참조하면, P1은 슬릿(SL)을 통해 측정된 웨이퍼(W)의 중심부이고, P2는 슬릿(SL) 및 제1 홀들(HO1)을 통해 측정된 제1 반경(R1) 내측의 부분들이며, P3는 슬릿(SL) 및 제2 홀들(HO2)을 통해 측정된 제1 반경(R1)과 제2 반경(R2) 사이의 부분들이며, P4는 슬릿(SL) 및 제3 홀들(HO3)을 통해 측정된 웨이퍼(W)의 가장자리 부분들이다.
도 6b는 도 6a의 웨이퍼(W)의 부분들(S1, S2, S3, E1, E2, E3)에 형성된 물질층의 두께에 대해, 예시적인 실시예들에 따른 후면 검사기(300)에 의해 산출된 두께인 V_MEA와 주사 전자 현미경(Scanning electron microscope, SEM)에 의해 측정된 두께인 V_SEM을 비교하여 도시한다.
도 6b에서, 왼편의 세로 축은 후면 검사기(300)에 의해 산출된 두께인 V_SEM 및 SEM에 의해 측정된 두께인 V_MEA에 대한 눈금이고, 오른 편의 세로 축은 V_SEM과 V_MEA 사이의 차이인 SKEW에 대한 눈금이다. 두 개의 세로 축은 동일한 방식으로 표준화된 임의 단위(Arbitrary Unit, a.u.)로 표시된다.
도 3, 도 6a 및 도 6b를 참조하면, S1은 P1중에 어느 하나로 선택되고, S2는 P2 중에 어느 하나로 선택되며, S3는 P3 중 어느 하나로 선택되고, E1 내지 E3는 P4에서 선택되었다.
도 6b를 참조하면, 일부 실시예들에 따른 웨이퍼 후면 전체에 걸쳐서 후면 검사기(300, 도 2 참조)에 의한 검사와 SEM에 의한 검사 사이의 오차가 약 1% 미만인 것으로서, 높은 정확성을 갖는 것이 확인되었다. 예시적인 실시예들에 따르면, 웨이퍼(W, 도 3 참조) 후면상에 형성된 물질 층의 두께를 비파괴적으로, 그리고 높은 정확도로 알아 낼 수 있는바 반도체 소자 제조의 신뢰성이 제고될 수 있다.
도 7a 내지 도 7g은 다른 일부 실시예들에 따른 척들(311a, 311b, 311c, 311d, 311e, 311f, 311g)의 구조에 대하여 설명하기 위한 평면도이다.
도 7a을 참조하면, 척(311a)은 척(311a)의 직경보다 짧은 거리로 연장되는 슬릿(SLa)을 포함할 수 있다. 슬릿(SLa)의 X 방향 길이는 대략 척(311a)의 반경 보다 더 작을 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 슬릿(SLa)은 척(311a)의 중심(C)을 가로질러 연장될 수 있다. 이에 따라 척(311a)은 복수의 유닛들로 분할되지 않고, 단일로 구성될 수 있다.
도 7b를 참조하면, 척(311b)은 척(311b)의 직경보다 짧은 거리로 연장되는 슬릿(SLb)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 슬릿(SLb)은 척(311b)의 중심(C)으로부터 가장자리로 연장될 수 있다. 슬릿(SLb)의 길이는 대략 척(311b)의 반경 정도일 수 있다. 이에 따라 척(311b)은 분할되지 않아 단일의 유닛으로 구성될 수 있다. 도 7b의 척(311b)은 슬릿(SLb)이 연장되지 않은 부분(por)에 형성된 추가적인 홀들(HO1, HO2, HO3)을 포함할 수 있다.
도 7c를 참조하면, 척(311c)은 교차하는 제1 및 제2 슬릿들(SL1c, SL2c)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 제1 및 제2 슬릿들(SL1c, SL2c)은 서로 직교할 수 있다. 제1 및 제2 슬릿들(SL1c, SL2c)은 척(311c)의 중심(C)을 지나며, 척(311c) 직경을 이루며 각각 X 방향 및 Y 방향으로 따라 연장될 수 있다. 이에 따라 척(311c)은 서로 수평으로 이격되고 서로 실질적으로 동일한 상면 형상을 갖는 제1 내지 제4 유닛들(311_1c, 311_2c, 311_3c, 311_4c)을 포함할 수 있다.
도 7d를 참조하면, 척(311d)은 척(311d)의 중심(C)을 지나고 척(311d)을 수평으로 관통하는 제1 슬릿(SL1d) 및 중심(C)으로부터 이격되고 척(311d)을 수평으로 관통하는 제2 슬릿(SL2d)을 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 척(311d)은 서로 다른 형상을 갖는 제1 내지 제3 유닛들(311_1d, 311_2d, 311_3d)로 구성될 수 있다.
도 7e를 참조하면, 척(311e)은 척(311e)의 중심(C)으로부터 이격되고 척(311e)을 수평으로 관통하는 슬릿(SLe)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 척(311e)은 서로 다른 형상을 갖는 제1 및 제2 유닛들(311_1e, 311_2e)을 포함할 수 있다. 또한 척(311e)의 중심(C)에 중심 홀(HOC)이 더 형성될 수 있다.
도 7f를 참조하면, 척(311f)은 교차하는 제1 및 제2 슬릿들(SL1f, SL2f)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 제1 및 제2 슬릿들(SL1f, SL2f)은 서로 비스듬하게 교차할 수 있다. 제1 및 제2 슬릿들(SL1f, SL2f)은 척(311f)의 중심(C)을 지나며, 척(311f)의 직경을 따라 연장될 수 있다. 이에 따라 척(311f)은 서로 수평으로 이격되고 서로 다른 형상을 갖는 제1 내지 제4 유닛들(311_1f, 311_2f, 311_3f, 311_4f)을 포함할 수 있다.
도 7g를 참조하면, 척(311g)은 부채꼴 형상의 제1 및 제2 개구들(Openings, OP1, OP2)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 제1 및 제2 개구들(OP1, OP2)은 척(311g)의 중심(C)에 대해 제1 및 제2 중심 각도들(θ1, θ2)을 정의할 수 있다. 제1 및 제2 중심 각도들(θ1, θ2)은 각각 약 90° 정도일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 예컨대, 제1 및 제2 중심 각도들(θ1, θ2)은 30°, 60° 및 45°와 같은 다양한 각도를 가질 수도 있다.
비제한적 예시로서, 제1 및 제2 중심 각도들(θ1, θ2)이 각각 약 90°인 경우, 웨이퍼(W)의 노치를 X축에 대해 0° 및 90°로 두 번 각도 정렬함으로써 웨이퍼(W) 후면 전체에 대한 검사가 가능하다. 다른 예시로서, 제1 및 제2 중심 각도들(θ1, θ2)이 각각 약 60°인 경우, 웨이퍼(W)의 노치를 X축에 대해 0° 및 60° 및 120°로 세 번 각도 정렬함으로써 웨이퍼(W) 후면 전체에 대한 검사가 가능하다.
도 8은 다른 일부 실시예들에 따른 후면 검사기(400)를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.
설명의 편의상 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 것과 중복되는 것을 생략하고 차이점을 위주로 설명하도록 한다.
도 8을 참조하면, 후면 검사기(400)는 스테이지(310), 후면 검사 광학계(420), 위치 결정 광학계(330), 프로세서(340) 및 컨트롤러(350)를 포함할 수 있다.
후면 검사 광학계(420)는 경사 광학계를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 따르면, 후면 검사 광학계(420)는 분광 일립소미터일 수 있다.
후면 검사 광학계(420)는 광원(421), 편광기(422), 분석기(423) 및 센서(424)를 포함할 수 있다. 광원(421)은 설정된 파장 대역(예컨대, 약 300nm 내지 약 1200nm)의 광을 방출할 수 있다. 편광기(422)는 광원(421)의 광을 선형으로 편광시킬 수 있고, 분석기(423)는 웨이퍼(W)의 후면에 반사된 광의 편광 방향을 회전시킬 수 있다. 편광기(422) 및 분석기(423)는 각각 회전 구동 장치들에 연결될 수 있다. 회전 구동 장치들은 편광기(422) 및 분석기(423)의 편광축들이 다양한 각도를 지향할 수 있도록, 편광기(422) 및 분석기(423)를 회전시킬 수 있다. 센서(424)는 CMOS (Complementary metal-oxide-semiconductor) 이미지 센서 및 CCD(Charge-coupled device) 카메라 중 어느 하나일 수 있다.
후면 검사 광학계(420)는 설정된 파장 대역 내의 광을 조사하고 반사율을 측정하여, 입사 광과 반사광 사이의 진폭비 및 위상차를 측정할 수 있다. 도 8의 후면 검사 광학계(420)의 FOV는 타원형의 영역일 수 있고, 도 2의 후면 검사 광학계(320)의 FOV 보다 더 넓을 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.
10: 웨이퍼 검사 장치, 100: 로드포트, 200: 장비 전단 모듈,
300, 400: 후면 검사기, 421: 광원, 422: 편광기, 423: 분석기
424: 센서, 311, 311a, 311b, 311c, 311d, 311e, 311f, 311g: 척
HO1, HO2, HO3: 홀들, SL, SL1, SL2: 슬릿, W: 웨이퍼

Claims (20)

  1. 웨이퍼를 고정하기 위한 압력이 인가되도록 구성된 기공들이 전체에 걸쳐 형성된 다공질의 척;
    상기 척을 구동시키는 척 구동 장치;
    척 아래에 배치되어 상기 웨이퍼의 후면의 부분을 검사하는 후면 검사 광학계; 및
    상기 척 위에 배치되어 상기 후면 검사 광학계에 의해 검사되는 상기 웨이퍼 상기 부분의 위치를 식별하는 위치 식별 광학계를 포함하되,
    상기 척은,
    상기 척의 전체에 걸쳐 균일하게 형성되며, 상기 웨이퍼의 상기 후면을 부분적으로 노출시키는 복수의 홀들; 및
    상기 웨이퍼의 후면을 노출시키고 상기 척의 상면에 평행한 일 방향으로 연장되는 슬릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 척은 상기 슬릿을 사이에 두고 수평으로 이격된 제1 유닛 및 제2 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 척의 반경은 상기 웨이퍼의 반경 보다 더 작은 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 슬릿의 폭은 7㎜ 내지 10㎜인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 홀들 각각의 직경은 7㎜ 내지 10㎜인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기공들 각각의 직경은 10㎛ 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 홀들은 방사상 대칭을 이루도록 배치된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 홀들은,
    상기 척의 중심으로부터 제1 반경 내의 동일 반경 상에 방사 대칭으로 위치한 제1 홀들;
    상기 제1 반경 및 제2 반경 사이의 동일 반경 상에 방사 대칭으로 위치한 제2 홀들; 및
    상기 제2 반경 바깥의 동일 반경 상에 방사 대칭으로 위치한 제3 홀들을 포함하고,
    상기 제2 반경은 상기 제1 반경 보다 더 큰 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 후면 검사 광학계는 분광 반사계인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 후면 검사 광학계는 분광 일립소미터인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.
  11. 진공압을 이용하여 웨이퍼를 고정하는 척;
    상기 척을 구동시키는 척 구동 장치;
    척 아래에 배치되어 상기 웨이퍼의 후면을 검사하는 후면 검사 광학계; 및
    상기 척 위에 배치되어 상기 후면 검사 광학계에 의해 검사되는 상기 웨이퍼의 부분의 위치를 식별하는 위치 식별 광학계를 포함하되,
    상기 척은,
    상기 척의 중심에 대해 방사상 대칭을 갖도록 형성되고, 상기 웨이퍼의 상기 후면을 부분적으로 노출시키는 복수의 홀들; 및
    상기 척의 중심을 가로지르며, 상기 웨이퍼의 후면을 노출시키도록 상기 척의 상면에 평행한 일 방향으로 연장되는 슬릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 척 구동 장치는 상기 후면 검사 광학계가 서로 다른 상기 복수의 홀들을 통해 상기 웨이퍼의 후면의 서로 다른 부분들을 순차로 검사하도록 상기 척을 수평 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 척 구동 장치는, 상기 후면 검사 광학계가 상기 슬릿을 따라 상기 웨이퍼의 후면을 스캐닝하도록 상기 척을 수평 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 척의 반경은 상기 웨이퍼의 반경 보다 더 작고,
    상기 척 구동 장치는, 상기 웨이퍼의 후면의 에지부를 검사하도록 상기 척을 수평 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 척과 웨이퍼 사이의 오정렬 및 상기 척과 상기 후면 검사 광학계 사이의 오정렬을 보정하도록 구성된 프로세서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 후면 검사 광학계는 분광 반사계이고, 상기 프로세서는 상기 후면 검사 광학계의 검사 결과에 기초하여 웨이퍼 후면 전체에 걸쳐 웨이퍼 후면 상에 형성된 물질층의 두께를 맵핑하도록 구성된 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.
  17. 웨이퍼가 보관되는 카세트가 로드되는 로드 포트;
    상기 웨이퍼의 후면을 검사하는 후면 검사기; 및
    상기 로드 포트로부터 상기 후면 검사기에 웨이퍼를 이송하도록 구성된 장비 전단 모듈;을 포함하되,
    상기 장비 전단 모듈,
    상기 웨이퍼를 이송시키는 이송 로봇; 및
    상기 웨이퍼를 회전 정렬시키는 사전 정렬기를 포함하고,
    상기 후면 검사기는,
    상기 카세트로부터 이송된 상기 웨이퍼를 지지하고, 다공질 물질로 구성된 척;
    상기 척을 구동시키는 척 구동 장치; 및
    척 아래에 배치되어 상기 웨이퍼의 후면을 검사하는 후면 검사 광학계를 포함하되,
    상기 척은,
    상기 척의 후면 전체에 걸쳐 균일하게 형성되며, 상기 웨이퍼의 상기 후면을 부분적으로 노출시키는 복수의 홀들; 및
    상기 웨이퍼의 후면을 노출시키도록 상기 척의 상면에 평행한 일 방향으로 연장되는 제1 슬릿을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 장비 전단 모듈은, 상기 후면 검사기에 의해 검사된 웨이퍼를 회수하고, 상기 웨이퍼를 다른 각도로 회전 정렬시킨 후, 상기 웨이퍼를 상기 후면 검사기의 상기 척 상에 다시 실장하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 척은, 상기 웨이퍼의 후면을 노출시키도록 상기 척의 상면에 평행한 일 방향으로 연장되는 제2 슬릿을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.
  20. 웨이퍼의 배향을 제1 각도로 정렬하는 단계;
    상기 제1 각도로 정렬된 상기 웨이퍼를 척 상에 실장하는 단계;
    상기 척을 관통하여 형성된 복수의 홀들 및 슬릿을 통해, 상기 웨이퍼의 후면의 서로 다른 복수의 위치들 상에 형성된 물질층의 두께를 결정하는 단계; 및
    결정된 상기 물질층의 두께에 기초하여 상기 웨이퍼를 절단하는 단계를 포함하는 반도체 소자 제조 방법.

KR1020200016634A 2020-02-11 2020-02-11 웨이퍼 검사 장치 및 이를 이용한 반도체 소자 제조 방법 KR20210101983A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200016634A KR20210101983A (ko) 2020-02-11 2020-02-11 웨이퍼 검사 장치 및 이를 이용한 반도체 소자 제조 방법
US17/026,494 US11428645B2 (en) 2020-02-11 2020-09-21 Wafer inspection device and method of manufacturing semiconductor device by using the wafer inspection device
CN202110061490.6A CN113314431A (zh) 2020-02-11 2021-01-18 晶圆检查装置和使用晶圆检查装置制造半导体装置的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200016634A KR20210101983A (ko) 2020-02-11 2020-02-11 웨이퍼 검사 장치 및 이를 이용한 반도체 소자 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210101983A true KR20210101983A (ko) 2021-08-19

Family

ID=77177819

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200016634A KR20210101983A (ko) 2020-02-11 2020-02-11 웨이퍼 검사 장치 및 이를 이용한 반도체 소자 제조 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11428645B2 (ko)
KR (1) KR20210101983A (ko)
CN (1) CN113314431A (ko)

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5515167A (en) 1994-09-13 1996-05-07 Hughes Aircraft Company Transparent optical chuck incorporating optical monitoring
JP2737744B2 (ja) * 1995-04-26 1998-04-08 日本電気株式会社 ウエハプロービング装置
US6376329B1 (en) 1997-08-04 2002-04-23 Nikon Corporation Semiconductor wafer alignment using backside illumination
US6204917B1 (en) 1998-09-22 2001-03-20 Kla-Tencor Corporation Backside contamination inspection device
CN1864245A (zh) 2003-10-01 2006-11-15 信越半导体株式会社 硅外延片的制造方法及硅外延片
KR100629377B1 (ko) 2005-02-01 2006-09-29 삼성전자주식회사 웨이퍼 하면의 파티클을 감지하는 웨이퍼 처리 방법 및 장치
KR20080092551A (ko) 2007-04-12 2008-10-16 주식회사 하이닉스반도체 웨이퍼 노광 방법 및 장비
JP2010021460A (ja) 2008-07-14 2010-01-28 Hitachi High-Tech Control Systems Corp ウェーハアライメント装置及びそれを用いたウェーハ搬送装置
JP2012234886A (ja) 2011-04-28 2012-11-29 Toshiba Corp 投影露光装置および投影露光方法
JP6976725B2 (ja) * 2016-06-07 2021-12-08 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials, Incorporated ウエハ均一性のための輪郭ポケット及びハイブリッドサセプタ
US10879094B2 (en) 2016-11-23 2020-12-29 Applied Materials, Inc. Electrostatic chucking force measurement tool for process chamber carriers
US11658059B2 (en) * 2018-02-28 2023-05-23 Ii-Vi Delaware, Inc. Thin material handling carrier

Also Published As

Publication number Publication date
CN113314431A (zh) 2021-08-27
US20210247328A1 (en) 2021-08-12
US11428645B2 (en) 2022-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI746498B (zh) 用於擴展之紅外線光譜橢偏量測之系統及方法
US8848185B2 (en) Optical system and method for measuring in three-dimensional structures
CN109073902B (zh) 用于小光斑大小透射小角x射线散射术的光束整形狭缝
US11119050B2 (en) Methods and systems for measurement of thick films and high aspect ratio structures
CN109690748B (zh) 用于半导体晶片检验的缺陷标记
TW201821791A (zh) 基於小角度x射線散射量測之計量系統之校準
US9470639B1 (en) Optical metrology with reduced sensitivity to grating anomalies
CN110603435A (zh) 利用x射线散射测量术对深层结构进行工艺监测
TW201825867A (zh) 用於x 射線散射測量系統之全光束度量
CN109690235A (zh) 用于测量高纵横比结构的红外光谱反射计
US20130330848A1 (en) Observation device, inspection device, method for manufacturing semiconductor device, and substrate support member
US9574992B1 (en) Single wavelength ellipsometry with improved spot size capability
US9583402B2 (en) Method of manufacturing a semiconductor device using semiconductor measurement system
CN107917665B (zh) 用于确定光斑位置的方法和设备
TW202115880A (zh) 用於檢測深度特徵中的缺陷的方法
KR20210101983A (ko) 웨이퍼 검사 장치 및 이를 이용한 반도체 소자 제조 방법
US20150168132A1 (en) Method and system for use in optical measurements in deep three-dimensional structures
TW202232091A (zh) 針對先進技術節點具有改良偵測準確性的故障分析方法
JP2022038389A (ja) 計測装置、及び、計測方法、並びに、半導体記憶装置
US11946881B2 (en) Inspection apparatus and inspection method using same
US11946809B2 (en) Polarization measuring device and method of fabricating semiconductor device using the same
EP4169064A1 (en) Automatic kerf offset mapping and correction system for laser dicing

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination