KR20230048655A - 웨이퍼 검사 방법 및 이를 수행하기 위한 장치 - Google Patents

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KR20230048655A
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황은수
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Abstract

웨이퍼 검사 방법에 따르면, 입사광의 세기를 측정할 수 있다. 상기 입사광의 세기와 기준 입사광의 기준 세기 사이의 차이를 구할 수 있다. 상기 입사광을 웨이퍼로 조사할 수 있다. 상기 웨이퍼로부터 반사된 반사광의 세기를 측정할 수 있다. 상기 입사광의 세기와 상기 기준 입사광의 기준 세기 사이의 차이를 근거로 상기 반사광의 세기를 보정할 수 있다. 따라서, 입사광의 세기와 기준 입사광의 기준 세기 사이에 차이가 발생되면, 입사광의 세기에 변동이 발생된 것으로 확인될 수 있다. 이러한 차이를 근거로 반사광의 세기를 보정함으로써, 웨이퍼 검사 신뢰도를 크게 향상시킬 수 있다.

Description

웨이퍼 검사 방법 및 이를 수행하기 위한 장치{METHOD OF INSPECTING A WAFER AND APPARATUS FOR PERFORMING THE SAME}
본 발명은 웨이퍼 검사 방법 및 이를 수행하기 위한 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 광을 이용해서 웨이퍼를 검사하는 방법 및 이러한 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 웨이퍼를 검사하는데 다중 파장의 광을 이용할 수 있다. 예를 들어서, 광을 웨이퍼로 조사하고, 웨이퍼로부터 반사된 광을 검출할 수 있다. 검출된 광은 웨이퍼의 정보를 포함하고 있으므로, 검출된 광으로부터 웨이퍼가 검사될 수 있다.
관련 기술들에 따르면, 광은 레이저와 플라즈마로부터 생성될 수 있다. 시간이 경과함에 따라 레이저 및/또는 플라즈마에 변동(fluctuation)이 발생될 수 있다. 이러한 레이저 및/또는 플라즈마의 변동은 광의 세기를 변동시킬 수 있다. 광 세기의 변동은 검사 결과의 신뢰도를 저하시킬 수 있다.
본 발명은 향상된 검사 신뢰도를 갖는 웨이퍼 검사 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기된 방법을 수행하기 위한 장치도 제공한다.
본 발명의 일 견지에 따른 웨이퍼 검사 방법에 따르면, 입사광의 세기를 측정할 수 있다. 상기 입사광을 웨이퍼로 조사할 수 있다. 상기 웨이퍼로부터 반사된 반사광의 세기를 측정할 수 있다. 상기 입사광의 세기와 기준 입사광의 기준 세기 사이의 차이를 근거로 상기 반사광의 세기를 보정할 수 있다.
본 발명의 다른 견지에 따른 웨이퍼 검사 장치는 광원, 제 1 계측부, 제 2 계측부 및 보정부를 포함할 수 있다. 상기 광원은 웨이퍼를 검사하기 위한 입사광을 발생시킬 수 있다. 상기 제 1 계측부는 상기 입사광의 세기를 측정할 수 있다. 상기 제 1 계측부는 상기 입사광의 세기와 기준 입사광의 기준 세기 사이의 차이를 구할 수 있다. 상기 제 2 계측부는 상기 웨이퍼로부터 반사된 반사광의 세기를 측정할 수 있다. 상기 보정부는 상기 입사광의 세기와 상기 기준 입사광의 기준 세기 사이의 차이를 근거로 상기 반사광의 세기를 보정할 수 있다.
상기된 본 발명에 따르면, 입사광의 세기와 기준 입사광의 기준 세기 사이에 차이가 발생되면, 입사광의 세기에 변동이 발생된 것으로 확인될 수 있다. 이러한 차이를 근거로 반사광의 세기를 보정함으로써, 웨이퍼 검사 신뢰도를 크게 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치를 나타낸 블럭도이다.
도 2는 도 1에 도시된 장치를 이용해서 웨이퍼를 검사하는 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치를 나타낸 블럭도이다.
도 4는 도 3에 도시된 장치를 이용해서 웨이퍼를 검사하는 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치를 나타낸 블럭도이다.
도 6은 도 5에 도시된 장치를 이용해서 웨이퍼를 검사하는 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치를 나타낸 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치(100)는 광원(light source)(110), 편광 상태 발생부(polarization state generator : PSA)(120), 빔 스플릿터(beam splitter)(130), 제 1 분광기(spectrometer)(140), 제 1 계측부(calibrator)(142), 편광 상태 분석부(polarization state analyzer)(150), 제 2 분광기(160), 제 2 계측부(162) 및 보정부(corrector)(170)를 포함할 수 있다.
광원(110)은 웨이퍼(wafer)(W)를 검사하기 위한 입사광(incident light)(I0)을 발생시킬 수 있다. 광원(110)은 웨이퍼(W)의 좌측 상부에 배치될 수 있으나, 특정 위치로 국한되지 않을 수 있다. 본 실시예에서, 입사광(I0)은 다중 파장(multiple wavelength)을 가질 수 있다.
편광 상태 발생부(120)는 광원(110)과 웨이퍼(W) 사이에 배치될 수 있다. 편광 상태 발생부(120)는 편광기(polarizer), 보상기(compensator) 등을 포함할 수 있다. 편광 상태 발생부(120)는 입사광(I0)을 편광시켜서, 웨이퍼(W) 검사 조건에 부합하는 광특성을 입사광(I0)에 부여할 수 있다.
빔 스플릿터(130)는 광원(110)과 편광 상태 발생부(120) 사이에 배치될 수 있다. 빔 스플릿터(130)는 입사광(I0)을 제 1 분할광(I1) 및 제 2 분할광(I2)으로 분할할 수 있다. 제 1 분할광(I1)은 편광 상태 발생부(120)를 통해서 웨이퍼(W)로 조사될 수 있다.
제 2 분할광(I2)은 제 1 분광기(140)로 입사될 수 있다. 제 1 분광기(140)는 제 2 분할광(I2)을 파장별로 분광시킬 수 있다. 제 1 분광기(140)는 제 1 계측부(142)를 포함할 수 있다. 즉, 제 1 계측부(142)는 제 1 분광기(140)에 내장될 수 있다. 제 1 계측부(142)는 에어리어 센서(area sensor)를 포함할 수 있으나, 이에 국한되지 않을 수 있다.
제 1 계측부(142)는 제 2 분할광(I2)의 파장별 세기(intensity)를 측정할 수 있다. 제 2 분할광은 입사광(I0)으로부터 분할되었으므로, 제 1 계측부(142)에 의해 측정된 제 2 분할광(I2)의 파장별 세기는 입사광(I0)의 파장별 세기에 해당될 수 있다. 또한, 제 1 계측부(142)는 기준(reference) 입사광의 파장별 세기를 측정할 수 있다. 기준 입사광은 웨이퍼(W) 검사 공정시 설정된 파장별 기준 세기를 가질 수 있다. 제 1 계측부(142)에서 측정된 입사광(I0)의 파장별 세기와 기준 입사광의 파장별 기준 세기는 보정부(170)로 전송될 수 있다.
입사광(I0)으로부터 분할된 제 1 분할광(I1)도 제 2 분할광(I2)의 파장별 세기와 동일한 파장별 세기를 가질 것이다. 제 1 분할광(I1)은 웨이퍼(W)로 입사된 후, 웨이퍼(W)로부터 반사되어 반사광(R)이 형성될 수 있다.
반사광(R)은 편광 상태 분석부(150)로 입사될 수 있다. 편광 상태 분석부(150)는 편광기, 보상기 등을 포함할 수 있다. 편광 상태 분석부(150)는 반사광(R)을 분석할 수 있다. 특히, 편광 상태 분석부(150)는 반사광(R)을 편광시켜서, 반사광(R)을 독출(readable) 가능한 상태로 전환시킬 수 있다.
편광 상태 분석부(150)를 통과한 반사광(R)은 제 2 분광기(160)로 입사될 수 있다. 제 2 분광기(160)는 반사광(R)을 파장별로 분광시킬 수 있다. 제 2 분광기(160)는 제 2 계측부(162)를 포함할 수 있다. 즉, 제 2 계측부(162)는 제 2 분광기(160)에 내장될 수 있다. 제 2 계측부(162)는 에어리어 센서를 포함할 수 있으나, 이에 국한되지 않을 수 있다.
제 2 계측부(162)는 반사광(R)의 파장별 세기를 측정할 수 있다. 웨이퍼(W)로부터 반사된 반사광(R)은 웨이퍼(W)의 정보, 예를 들면, 웨이퍼(W) 상에 형성된 패턴(pattern)의 프로파일(profile)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 따라서, 반사광(R)의 파장별 세기는 웨이퍼(W)의 정보를 나타낼 수 있다. 예를 들어서, 반사광(R)의 파장별 세기로부터 웨이퍼(W)의 이미지(image)를 획득할 수 있다.
또한, 제 2 계측부(162)는 기준 반사광의 파장별 세기를 측정할 수 있다. 기준 반사광은 웨이퍼(W)로 입사된 기준 입사광으로부터 형성되었으므로, 기준 반사광은 웨이퍼(W) 검사 공정시 설정된 파장별 기준 세기를 가질 수 있다. 제 2 계측부(162)에서 측정된 반사광(R)의 파장별 세기와 기준 반사광의 파장별 기준 세기는 보정부(170)로 전송될 수 있다.
보정부(170)는 반사광(R)의 파장별 세기를 보정할 수 있다. 예를 들어서, 반사광(R)의 파장별 세기가 이미지로 표현되었다면, 보정부(170)는 이미지 상의 그레이 레벨(grey level)을 보정할 수 있다.
구체적으로, 보정부(170)는 입사광(I0)의 파장별 세기와 기준 입사광의 파장별 기준 세기를 비교할 수 있다. 시간의 경과에 따라 입사광(I0)에 변동이 발생하지 않았다면, 제 1 계측부(142)에서 측정된 입사광(I0)의 파장별 세기는 기준 입사광의 파장별 기준 세기와 동일할 것이다. 반면에, 시간의 경과에 따라 입사광(I0)에 변동이 발생하였다면, 제 1 계측부(142)에서 측정된 입사광(I0)의 파장별 세기는 기준 입사광의 파장별 기준 세기와 상이할 것이다. 이러한 세기 차이는 스펙트럼의 변화로 나타날 수 있다. 보정부(170)는 입사광(I0)의 파장별 세기와 기준 입사광의 파장별 기준 세기 사이의 차이를 구할 수 있다.
또한, 보정부(170)는 측정된 반사광(R)의 파장별 세기와 기준 반사광의 파장별 기준 세기를 비교할 수 있다. 시간의 경과에 따라 입사광(I0)에 변동이 발생하지 않았다면, 반사광(R)도 기준 반사광의 특성과 동일한 특성을 가질 것이다. 따라서, 제 2 계측부(162)에서 측정된 반사광(R)의 파장별 세기는 기준 반사광의 파장별 기준 세기와 동일할 것이다. 반면에, 시간의 경과에 따라 입사광(I0)에 변동이 발생하였다면, 반사광(R)은 기준 반사광의 특성과 상이한 특성을 갖게 될 것이다. 그러므로, 제 2 계측부(162)에서 측정된 반사광(R)의 파장별 세기는 기준 반사광의 파장별 기준 세기와 상이할 것이다. 보정부(170)는 반사광(R)의 파장별 세기와 기준 반사광의 파장별 기준 세기 사이의 차이를 구할 수 있다.
보정부(170)가 반사광(R)의 파장별 세기를 보정하는 방법은 다음과 같은 방식들을 통해서 수행될 수 있다. 보정부(170)는 입사광(I0)의 세기와 기준 입사광의 기준 세기 사이의 차이를 구할 수 있다. 보정부(170)는 입사광(I0)의 세기에 대한 반사광의 세기의 비율을 구할 수 있다. 보정부(170)는 비율을 입사광(I0)의 세기와 기준 입사광의 기준 세기 사이의 차이에 곱하여, 반사광(R)의 파장별 세기와 기준 반사광의 파장별 기준 세기 사이의 차이를 획득할 수 있다. 보정부(170)는 반사광(R)의 세기와 기준 반사광의 기준 세기 사이의 차이를 반사광(R)의 세기에 합산함으로써, 반사광(R)의 파장별 세기를 보정할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 장치를 이용해서 웨이퍼를 검사하는 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 단계 ST400에서, 광원(110)이 기준 세기(S0)를 갖는 기준 입사광을 발생시킬 수 있다.
단계 ST402에서, 빔 스플릿터(130)가 기준 입사광을 제 1 기준 분할광 및 제 2 기준 분할광으로 분할할 수 있다. 제 1 기준 분할광은 편광 상태 발생부(120)로 입사될 수 있다. 제 2 기준 분할광은 제 1 분광기(140)로 입사될 수 있다.
단계 ST404에서, 제 1 분광기(140)가 제 2 기준 분할광을 분광시킬 수 있다. 제 1 계측부(142)가 제 2 기준 분할광의 파장별 기준 세기(X0)를 측정할 수 있다. 측정된 제 2 기준 분할광의 파장별 기준 세기(X0)는 보정부(170)로 전송될 수 있다.
단계 ST406에서, 편광 상태 발생부(120)가 제 1 기준 분할광을 편광시켜서, 웨이퍼(W) 검사 조건에 부합하는 광특성을 제 1 기준 분할광에 부여할 수 있다.
단계 ST408에서, 제 1 기준 분할광이 웨이퍼(W)로 조사될 수 있다. 제 1 기준 분할광은 웨이퍼(W)로부터 반사되어 기준 반사광이 형성될 수 있다. 기준 반사광은 기준 세기(Y0)를 가질 수 있다.
단계 ST410에서, 편광 상태 분석부(150)가 기준 반사광을 분석할 수 있다.
단계 ST412에서, 제 2 분광기(160)가 기준 반사광을 분광시킬 수 있다. 제 2 계측부(162)가 기준 반사광의 파장별 기준 세기(Y0)를 측정할 수 있다. 측정된 기준 반사광의 파장별 기준 세기(Y0)는 보정부(170)로 전송될 수 있다.
소정의 시간이 경과한 이후, 광원(110)이 변동될 수 있다. 이러한 경우, 단계 ST414에서, 광원(110)이 입사광(I0)을 발생시킬 수 있다. 입사광(I0)은 기준 입사광의 기준 세기(S0)와 상이한 세기(S1)를 가질 수 있다.
단계 ST416에서, 빔 스플릿터(130)가 입사광(I0)을 제 1 분할광(I1) 및 제 2 분할광(I2)으로 분할할 수 있다. 제 1 분할광(I1)은 편광 상태 발생부(120)로 입사될 수 있다. 제 2 분할광(I2)은 제 1 분광기(140)로 입사될 수 있다.
단계 ST418에서, 제 1 분광기(140)가 제 2 분할광(I2)을 분광시킬 수 있다. 제 1 계측부(142)가 제 2 분할광(I2)의 파장별 세기(X1)를 측정할 수 있다. 측정된 제 2 분할광(I2)의 파장별 기준 세기(X1)는 보정부(170)로 전송될 수 있다.
단계 ST420에서, 편광 상태 발생부(120)가 제 1 분할광(I1)을 편광시켜서, 웨이퍼(W) 검사 조건에 부합하는 광특성을 제 1 분할광(I1)에 부여할 수 있다.
단계 ST422에서, 제 1 분할광(I1)이 웨이퍼(W)로 조사될 수 있다. 제 1 분할광(I1)은 웨이퍼(W)로부터 반사되어 반사광(R)이 형성될 수 있다. 반사광(R)은 기준 반사광의 파장별 기준 세기(Y0)와 다른 세기(Y1)를 가질 수 있다.
단계 ST424에서, 편광 상태 분석부(150)가 반사광(R)을 분석할 수 있다.
단계 ST426에서, 제 2 분광기(160)가 반사광(R)을 분광시킬 수 있다. 제 2 계측부(162)가 반사광(R)의 파장별 세기(Y1)를 측정할 수 있다. 측정된 반사광(R)의 파장별 세기(Y1)는 보정부(170)로 전송될 수 있다.
단계 ST428에서, 보정부(170)가 제 2 분할광(I2)의 파장별 세기(X1)와 기준 입사광의 파장별 기준 세기(X0)를 비교하여, 제 2 분할광(I2)의 파장별 세기(X1) 와 기준 입사광의 파장별 기준 세기(X0) 사이의 차이(ΔX)를 구할 수 있다. 또한, 보정부(170)는 측정된 반사광(R)의 파장별 세기(Y1)와 기준 반사광의 파장별 기준 세기(Y0)를 비교하여, 반사광(R)의 파장별 세기(Y1) 와 기준 반사광의 파장별 기준 세기(Y0) 사이의 차이(ΔY)를 구할 수 있다.
여기서, 기준 입사광의 기준 세기(S0), 제 2 기준 분할광의 파장별 기준 세기(X0), 기준 반사광의 기준 세기(Y0), 입사광(I0)의 세기(S0), 제 2 분할광(I2)의 파장별 세기(X1) 및 반사광(R)의 파장별 세기(Y1) 사이에는 다음과 같은 관계식들이 성립될 수 있다.
X0/S0 = X1/SO(1+f1), f1 = ΔX/X0, ΔX = X1-X0
Y0/S0 = Y1/S0(1+f2), f2 = ΔY/Y0, ΔY = Y1-Y0
ΔY = (Y0/X0)ΔX, Y0 = (X0/X1)Y1, ΔY = (Y1/X1)ΔX
상기된 식들을 근거로 해서 반사광(R)의 파장별 세기의 보정값(Yc)을 다음과 같은 식으로부터 획득할 수 있다.
Yc = Y1 + ΔY
즉, 보정부(170)는 제 2 기준 분할광에 해당하는 입사광(I0)의 세기(X1)와 기준 입사광의 기준 세기(X0) 사이의 차이를 구하고, 입사광(I0)의 세기(X1)에 대한 반사광(R)의 세기(Y1)의 비율을 구한 다음, 이 비율을 입사광(I0)의 세기(X1)와 기준 입사광의 기준 세기(X0) 사이의 차이(ΔX)에 곱하여 반사광(R)의 파장별 세기(Y1)와 기준 반사광의 파장별 기준 세기(Y0) 사이의 차이(ΔY)를 획득하고, 이 차이(ΔY)를 반사광(R)의 세기(Y1)에 합산함으로써, 반사광(R)의 파장별 세기를 보정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치를 나타낸 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치(200)는 광원(210), 분광기(240), 편광 상태 발생부(220), 빔 스플릿터(230), 제 1 계측부(242), 편광 상태 분석부(250), 제 2 계측부(262) 및 보정부(270)를 포함할 수 있다.
광원(210)은 웨이퍼(W)를 검사하기 위한 입사광(I0)을 발생시킬 수 있다. 광원(210)은 웨이퍼(W)의 좌측 상부에 배치될 수 있으나, 특정 위치로 국한되지 않을 수 있다. 본 실시예에서, 입사광(I0)은 다중 파장을 가질 수 있다.
분광기(240)는 광원(210)과 웨이퍼(W) 사이에 배치될 수 있다. 분광기(240)는 입사광(I0)을 파장별로 분광시킬 수 있다.
편광 상태 발생부(220)는 분광기(240)와 웨이퍼(W) 사이에 배치될 수 있다. 편광 상태 발생부(220)는 편광기, 보상기 등을 포함할 수 있다. 편광 상태 발생부(220)는 입사광(I0)을 편광시켜서, 웨이퍼(W) 검사 조건에 부합하는 광특성을 입사광(I0)에 부여할 수 있다.
빔 스플릿터(230)는 분광기(240)와 편광 상태 발생부(220) 사이에 배치될 수 있다. 빔 스플릿터(130)는 분광된 입사광(I0)을 제 1 분할광(I1) 및 제 2 분할광(I2)으로 분할할 수 있다. 제 1 분할광(I1)은 편광 상태 발생부(220)를 통해서 웨이퍼(W)로 조사될 수 있다.
제 2 분할광(I2)은 제 1 계측부(242)로 입사될 수 있다. 제 1 계측부(242)는 제 2 분할광(I2)의 파장별 세기를 측정할 수 있다. 또한, 제 1 계측부(242)는 기준 입사광의 파장별 세기를 측정할 수 있다. 제 1 계측부(242)에서 측정된 제 2 분할광(I2)의 파장별 세기와 기준 입사광의 파장별 기준 세기는 보정부(270)로 전송될 수 있다.
제 1 분할광(I1)은 웨이퍼(W)로 입사된 후, 웨이퍼(W)로부터 반사되어 반사광(R)이 형성될 수 있다. 반사광(R)은 편광 상태 분석부(250)로 입사될 수 있다. 편광 상태 분석부(250)는 편광기, 보상기 등을 포함할 수 있다. 편광 상태 분석부(250)는 반사광(R)을 분석할 수 있다. 예를 들면, 편광 상태 분석부(250)는 반사광(R)을 편광시켜서, 반사광(R)을 독출(readable) 가능한 상태로 전환시킬 수 있다.
편광 상태 분석부(250)를 통과한 반사광(R)은 제 2 계측부(262)로 입사될 수 있다. 제 2 계측부(262)는 반사광(R)의 파장별 세기를 측정할 수 있다. 웨이퍼(W)로부터 반사된 반사광(R)은 웨이퍼(W)의 정보, 예를 들면, 웨이퍼(W) 상에 형성된 패턴의 프로파일에 대한 정보를 포함할 수 있다. 따라서, 반사광(R)의 파장별 세기는 웨이퍼(W)의 정보를 나타낼 수 있다. 예를 들어서, 반사광(R)의 파장별 세기로부터 웨이퍼(W)의 이미지를 획득할 수 있다.
또한, 제 2 계측부(262)는 기준 반사광의 파장별 세기를 측정할 수 있다. 기준 반사광은 기준 입사광이 입사된 웨이퍼(W)로부터 반사되었으므로, 기준 반사광은 웨이퍼(W) 검사 공정시 설정된 파장별 기준 세기를 가질 수 있다. 제 2 계측부(262)에서 측정된 반사광(R)의 파장별 세기와 기준 반사광의 파장별 기준 세기는 보정부(270)로 전송될 수 있다.
보정부(270)는 반사광(R)의 파장별 세기를 보정할 수 있다. 보정부(270)의 보정 기능은 도 1에 도시된 보정부(170)의 기능과 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 보정부(270)의 보정 기능에 대한 반복 생략할 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 장치를 이용해서 웨이퍼를 검사하는 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 단계 ST500에서, 광원(210)이 기준 세기를 갖는 기준 입사광을 발생시킬 수 있다.
단계 ST502에서, 분광기(240)가 기준 입사광을 분광시킬 수 있다.
단계 ST504에서, 빔 스플릿터(230)가 분광된 기준 입사광을 제 1 기준 분할광 및 제 2 기준 분할광으로 분할할 수 있다. 제 1 기준 분할광은 편광 상태 발생부(220)로 입사될 수 있다. 제 2 기준 분할광은 제 1 계측부(242)로 입사될 수 있다.
단계 ST506에서, 제 1 계측부(242)가 제 2 기준 분할광의 파장별 기준 세기를 측정할 수 있다. 측정된 제 2 기준 분할광의 파장별 기준 세기는 보정부(270)로 전송될 수 있다.
단계 ST508에서, 편광 상태 발생부(220)가 제 1 기준 분할광을 편광시켜서, 웨이퍼(W) 검사 조건에 부합하는 광특성을 제 1 기준 분할광에 부여할 수 있다.
단계 ST510에서, 제 1 기준 분할광이 웨이퍼(W)로 조사될 수 있다. 제 1 기준 분할광은 웨이퍼(W)로부터 반사되어 기준 반사광이 형성될 수 있다. 기준 반사광은 기준 세기를 가질 수 있다.
단계 ST512에서, 편광 상태 분석부(250)가 기준 반사광을 분석할 수 있다.
단계 ST514에서, 제 2 계측부(262)가 기준 반사광의 파장별 기준 세기를 측정할 수 있다. 측정된 기준 반사광의 파장별 기준 세기는 보정부(270)로 전송될 수 있다.
소정의 시간이 경과한 이후, 광원(210)이 변동될 수 있다. 이러한 경우, 단계 ST516에서, 광원(210)이 입사광(I0)을 발생시킬 수 있다. 입사광(I0)은 기준 입사광의 기준 세기와 상이한 세기를 가질 수 있다.
단계 ST518에서, 분광기(240)가 입사광(I0)을 분광시킬 수 있다.
단계 ST520에서, 빔 스플릿터(230)가 분광된 입사광(I0)을 제 1 분할광(I1) 및 제 2 분할광(I2)으로 분할할 수 있다. 제 1 분할광(I1)은 편광 상태 발생부(220)로 입사될 수 있다. 제 2 분할광(I2)은 제 1 계측부(242)로 입사될 수 있다.
단계 ST522에서, 제 1 계측부(242)가 제 2 분할광(I2)의 파장별 세기를 측정할 수 있다. 측정된 제 2 분할광(I2)의 파장별 세기는 보정부(270)로 전송될 수 있다.
단계 ST524에서, 편광 상태 발생부(220)가 제 1 분할광(I1)을 편광시켜서, 웨이퍼(W) 검사 조건에 부합하는 광특성을 제 1 분할광(I1)에 부여할 수 있다.
단계 ST526에서, 제 1 분할광(I1)이 웨이퍼(W)로 조사될 수 있다. 제 1 분할광(I1)은 웨이퍼(W)로부터 반사되어 반사광(R)이 형성될 수 있다. 반사광(R)은 기준 반사광의 파장별 기준 세기와 다른 세기를 가질 수 있다.
단계 ST528에서, 편광 상태 분석부(250)가 반사광(R)을 분석할 수 있다.
단계 ST530에서, 제 2 계측부(262)가 반사광(R)의 파장별 세기를 측정할 수 있다. 측정된 반사광(R)의 파장별 세기는 보정부(270)로 전송될 수 있다.
단계 ST532에서, 보정부(270)가 제 2 기준 분할광의 파장별 기준 세기, 기준 반사광의 파장별 기준 세기, 제 2 분할광(I2)의 파장별 세기 및 반사광(R)의 파장별 세기를 이용해서 반사광(R)의 파장별 세기를 보정할 수 있다. 보정부(270)의 보정 동작은 도 2에서 설명한 보정부(170)의 보정 동작과 실질적으로 동일하므로, 보정부(270)의 보정 동작에 대한 반복 설명은 생략할 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치를 나타낸 블럭도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치(300)는 광원(310), 편광 상태 발생부(320), 빔 스플릿터(330), 제 1 계측부(342), 편광 상태 분석부(350), 제 2 계측부(362) 및 보정부(370)를 포함할 수 있다.
광원(310)은 웨이퍼(W)를 검사하기 위한 입사광(I0’)을 발생시킬 수 있다. 광원(310)은 웨이퍼(W)의 좌측 상부에 배치될 수 있으나, 특정 위치로 국한되지 않을 수 있다. 본 실시예에서, 입사광(I0’)은 단일 파장을 가질 수 있다. 따라서, 본 실시예의 웨이퍼 검사 장치(300)는 입사광(I0’)을 분광시키는 분광기를 포함하지 않을 수 있다.
편광 상태 발생부(320)는 광원(310)과 웨이퍼(W) 사이에 배치될 수 있다. 편광 상태 발생부(320)는 편광기, 보상기 등을 포함할 수 있다. 편광 상태 발생부(320)는 입사광(I0’)을 편광시켜서, 웨이퍼(W) 검사 조건에 부합하는 광특성을 입사광(I0’)에 부여할 수 있다.
빔 스플릿터(330)는 광원(310)과 편광 상태 발생부(320) 사이에 배치될 수 있다. 빔 스플릿터(330)는 입사광(I0’)을 제 1 분할광(I1’) 및 제 2 분할광(I2’)으로 분할할 수 있다. 제 1 분할광(I1’)은 편광 상태 발생부(320)를 통해서 웨이퍼(W)로 조사될 수 있다.
제 2 분할광(I2’)은 제 1 계측부(342)로 입사될 수 있다. 제 1 계측부(342)는 제 2 분할광(I2’)의 세기를 측정할 수 있다. 또한, 제 1 계측부(342)는 기준 입사광의 세기를 측정할 수 있다. 제 1 계측부(342)에서 측정된 제 2 분할광(I2’)의 세기와 기준 입사광의 기준 세기는 보정부(370)로 전송될 수 있다.
제 1 분할광(I1’)은 웨이퍼(W)로 입사된 후, 웨이퍼(W)로부터 반사되어 반사광(R’)이 형성될 수 있다. 반사광(R’)은 편광 상태 분석부(350)로 입사될 수 있다. 편광 상태 분석부(350)는 편광기, 보상기 등을 포함할 수 있다. 편광 상태 분석부(350)는 반사광(R’)을 분석할 수 있다.
편광 상태 분석부(350)를 통과한 반사광(R’)은 제 2 계측부(362)로 입사될 수 있다. 제 2 계측부(362)는 반사광(R’)의 세기를 측정할 수 있다. 웨이퍼(W)로부터 반사된 반사광(R’)은 웨이퍼(W)의 정보, 예를 들면, 웨이퍼(W) 상에 형성된 패턴의 프로파일에 대한 정보를 포함할 수 있다. 따라서, 반사광(R’)의 세기는 웨이퍼(W)의 정보를 나타낼 수 있다. 예를 들어서, 반사광(R’)의 세기로부터 웨이퍼(W)의 이미지를 획득할 수 있다.
또한, 제 2 계측부(362)는 기준 반사광의 세기를 측정할 수 있다. 기준 반사광은 기준 입사광이 입사된 웨이퍼(W)로부터 반사되었으므로, 기준 반사광은 웨이퍼(W) 검사 공정시 설정된 기준 세기를 가질 수 있다. 제 2 계측부(362)에서 측정된 반사광(R’)의 세기와 기준 반사광의 기준 세기는 보정부(370)로 전송될 수 있다.
보정부(370)는 반사광(R’)의 세기를 보정할 수 있다. 보정부(370)의 보정 기능은 도 1에 도시된 보정부(170)의 기능과 실질적으로 동일할 수 있다. 따라서, 보정부(370)의 보정 기능에 대한 반복 설명은 생략할 수 있다.
도 6은 도 5에 도시된 장치를 이용해서 웨이퍼를 검사하는 방법을 순차적으로 나타낸 흐름도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 단계 ST600에서, 광원(310)이 기준 세기를 갖는 기준 입사광을 발생시킬 수 있다. 기준 입사광은 단일 파장을 가질 수 있다.
단계 ST602에서, 빔 스플릿터(330)가 기준 입사광을 제 1 기준 분할광 및 제 2 기준 분할광으로 분할할 수 있다. 제 1 기준 분할광은 편광 상태 발생부(320)로 입사될 수 있다. 제 2 기준 분할광은 제 1 계측부(342)로 입사될 수 있다.
단계 ST604에서, 제 1 계측부(342)가 제 2 기준 분할광의 기준 세기를 측정할 수 있다. 측정된 제 2 기준 분할광의 기준 세기는 보정부(370)로 전송될 수 있다.
단계 ST606에서, 편광 상태 발생부(320)가 제 1 기준 분할광을 편광시켜서, 웨이퍼(W) 검사 조건에 부합하는 광특성을 제 1 기준 분할광에 부여할 수 있다.
단계 ST608에서, 제 1 기준 분할광이 웨이퍼(W)로 조사될 수 있다. 제 1 기준 분할광은 웨이퍼(W)로부터 반사되어 기준 반사광이 형성될 수 있다. 기준 반사광은 기준 세기를 가질 수 있다.
단계 ST610에서, 편광 상태 분석부(350)가 기준 반사광을 분석할 수 있다.
단계 ST612에서, 제 2 계측부(362)가 기준 반사광의 기준 세기를 측정할 수 있다. 측정된 기준 반사광의 기준 세기는 보정부(370)로 전송될 수 있다.
소정의 시간이 경과한 이후, 광원(310)이 변동될 수 있다. 이러한 경우, 단계 ST614에서, 광원(310)이 단일 파장을 갖는 입사광(I0’)을 발생시킬 수 있다. 입사광(I0’)은 기준 입사광의 기준 세기와 상이한 세기를 가질 수 있다.
단계 ST616에서, 빔 스플릿터(330)가 입사광(I0’)을 제 1 분할광(I1’) 및 제 2 분할광(I2’)으로 분할할 수 있다. 제 1 분할광(I1’)은 편광 상태 발생부(320)로 입사될 수 있다. 제 2 분할광(I2’)은 제 1 계측부(342)로 입사될 수 있다.
단계 ST618에서, 제 1 계측부(342)가 제 2 분할광(I2’)의 세기를 측정할 수 있다. 측정된 제 2 분할광(I2’)의 세기는 보정부(370)로 전송될 수 있다.
단계 ST620에서, 편광 상태 발생부(320)가 제 1 분할광(I1’)을 편광시켜서, 웨이퍼(W) 검사 조건에 부합하는 광특성을 제 1 분할광(I1’)에 부여할 수 있다.
단계 ST622에서, 제 1 분할광(I1’)이 웨이퍼(W)로 조사될 수 있다. 제 1 분할광(I1’)은 웨이퍼(W)로부터 반사되어 반사광(R’)이 형성될 수 있다. 반사광(R’)은 기준 반사광의 기준 세기와 다른 세기를 가질 수 있다.
단계 ST624에서, 편광 상태 분석부(350)가 반사광(R’)을 분석할 수 있다.
단계 ST626에서, 제 2 계측부(362)가 반사광(R’)의 세기를 측정할 수 있다. 측정된 반사광(R’)의 세기는 보정부(370)로 전송될 수 있다.
단계 ST628에서, 보정부(370)가 제 2 기준 분할광의 기준 세기, 기준 반사광의 기준 세기, 제 2 분할광(I2’)의 세기 및 반사광(R’)의 세기를 이용해서 반사광(R’)의 세기를 보정할 수 있다. 보정부(370)의 보정 동작은 도 2에서 설명한 보정부(170)의 보정 동작과 실질적으로 동일하므로, 보정부(370)의 보정 동작에 대한 반복 설명은 생략할 수 있다.
상기된 본 실시예들에 따르면, 입사광의 세기와 기준 입사광의 기준 세기 사이에 차이가 발생되면, 입사광의 세기에 변동이 발생된 것으로 확인될 수 있다. 이러한 차이를 근거로 반사광의 세기를 보정함으로써, 웨이퍼 검사 신뢰도를 크게 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110 ; 광원 120 ; 편광 상태 발생부
130 ; 빔 스플릿터 140 ; 제 1 분광기
142 ; 제 1 계측부 150 ; 편광 상태 분석부
160 ; 제 2 분광기 162 ; 제 2 계측부
170 ; 보정부 210 ; 광원
220 ; 편광 상태 발생부 230 ; 빔 스플릿터
240 ; 분광기 242 ; 제 1 계측부
250 ; 편광 상태 분석부 262 ; 제 2 계측부
270 ; 보정부 310 ; 광원
320 ; 편광 상태 발생부 330 ; 빔 스플릿터
342 ; 제 1 계측부 350 ; 편광 상태 분석부
362 ; 제 2 계측부 370 ; 보정부

Claims (10)

  1. 입사광의 세기를 측정하고;
    상기 입사광을 웨이퍼로 조사하고;
    상기 웨이퍼로부터 반사된 반사광의 세기를 측정하고; 그리고
    상기 입사광의 세기와 기준 입사광의 기준 세기 사이의 차이를 근거로 상기 반사광의 세기를 보정하는 것을 포함하는 웨이퍼 검사 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광은 다중 파장을 갖고, 상기 입사광의 세기를 측정하는 것은 상기 입사광의 파장별 세기를 측정하는 것을 포함하고, 상기 반사광의 세기를 검출하는 것은 상기 반사광의 파장별 세기를 측정하는 것을 포함하며, 상기 반사광의 세기를 보정하는 것은 상기 반사광의 파장별 세기를 보정하는 것을 포함하는 웨이퍼 검사 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 입사광의 파장별 세기를 측정하는 것은
    상기 입사광의 일부를 분할하고;
    상기 분할된 입사광을 파장별로 분광시키고; 그리고
    상기 분광된 입사광의 파장별 세기를 측정하는 것을 포함하고,
    상기 반사광의 파장별 세기를 측정하는 것은
    상기 반사광을 파장별로 분광시키고; 그리고
    상기 분광된 반사광의 파장별 세기를 측정하는 것을 포함하는 웨이퍼 검사 방법.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 입사광의 파장별 세기를 측정하는 것은
    상기 입사광을 파장별로 분광시키고;
    상기 분광된 입사광의 일부를 분할하고; 그리고
    상기 분할된 입사광의 파장별 세기를 측정하는 것을 포함하고,
    상기 반사광의 파장별 세기를 측정하는 것은
    상기 분할된 입사광을 상기 웨이퍼로 조사하고; 그리고
    상기 웨이퍼로부터 반사된 상기 반사광의 파장별 세기를 측정하는 것을 포함하는 웨이퍼 검사 방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 반사광의 세기를 보정하는 것은
    상기 반사광의 세기와 기준 반사광의 기준 세기 사이의 차이를 구하고; 그리고
    상기 반사광의 세기에 상기 반사광의 세기와 상기 기준 반사광의 기준 세기 사이의 차이를 합산하는 것을 포함하고,
    상기 반사광의 세기와 상기 기준 반사광의 기준 세기 사이의 차이를 구하는 것은
    상기 입사광의 세기와 상기 기준 입사광의 기준 세기 사이의 차이를 구하고;
    상기 입사광의 세기에 대한 상기 반사광의 세기의 비율을 구하고; 그리고
    상기 비율을 상기 입사광의 세기와 상기 기준 입사광의 기준 세기 사이의 차이에 곱하는 것을 포함하는 웨이퍼 검사 방법.
  6. 웨이퍼를 검사하기 위한 입사광을 발생시키는 광원;
    상기 입사광의 세기를 측정하는 제 1 계측부; 및
    상기 웨이퍼로부터 반사된 반사광의 세기를 측정하는 제 2 계측부; 및
    상기 입사광의 세기와 기준 입사광의 기준 세기 사이의 차이를 근거로 상기 반사광의 세기를 보정하는 보정부를 포함하는 웨이퍼 검사 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 광원으로부터 발생된 상기 광은 다중 파장을 갖고, 상기 제 1 계측부는 상기 입사광의 파장별 세기를 측정하며, 상기 제 2 계측부는 상기 반사광의 파장별 세기를 측정하고, 상기 보정부는 상기 반사광의 파장별 세기를 보정하는 웨이퍼 검사 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 광원과 상기 웨이퍼 사이에 배치되어 상기 입사광을 분할하는 빔 스플릿터;
    상기 빔 스플릿터에 의해 분할된 상기 입사광의 일부를 파장별로 분광시키고, 상기 제 1 계측부가 내장된 제 1 분광기; 및
    상기 반사광을 파장별로 분광시키고, 상기 제 2 계측부가 내장된 제 2 분광기를 더 포함하는 웨이퍼 검사 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 광원과 상기 웨이퍼 사이에 배치되어 상기 입사광을 파장별로 분광시키는 분광기; 및
    상기 분광기와 상기 웨이퍼 사이에 배치되어 상기 분광된 입사광을 분할하여 상기 제 1 계측부로 도입시키는 빔 스플릿터를 더 포함하는 웨이퍼 검사 장치.
  10. 제 6 항에 있어서, 상기 보정부는 상기 입사광의 세기와 상기 기준 입사광의 기준 세기 사이의 차이를 구하고, 상기 입사광의 세기에 대한 상기 반사광의 세기의 비율을 구하고, 상기 비율을 상기 입사광의 세기와 상기 기준 입사광의 기준 세기 사이의 차이에 곱하여 상기 반사광의 세기와 상기 기준 반사광의 기준 세기 사이의 차이를 구하고, 상기 반사광의 세기에 상기 반사광의 세기와 상기 기준 반사광의 기준 세기 사이의 차이를 합산하는 웨이퍼 검사 장치.
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