KR960015001A - 반도체 기판의 제조방법과 피검사체상의 패턴결함을 검사하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

반도체 기판의 제조방법과 피검사체상의 패턴결함을 검사하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 피조사체의 패턴의 작고 미세한 결함을 고해상도로 조사하는 패턴 검출방법과 장치에 관한 것이며, 다량 생산되는 반도체 웨이퍼 같은 반도체 기판 제조방법과 시스템에 관한 것이다. 피조사체의 작고 미세한 패턴은 스테이지 위에 높인 작고 미세한 패턴을 가진 웨이퍼에 대물렌즈를 통해 환상조명을 비춤으로 조사될 수 있다. 조명광은 원형이나 탄원형의 편광으로 될 수 있고 대물렌즈 동공에 검출된 이미지에 따라 조절될 수 있다. 이미지신호는 웨이퍼로부터 반사된 빛을 검출하여 얻어진다. 이미지신호를 기준 이미지신호와 비교하여 일치하지 않은 패턴의 부분이 결함으로 검출되고 작고 미세한 패턴의 작고 미세한 결함이나 결함들을 고해상도로 검출한다. 또한, 제조라인의 처리조건은 패턴에 발생한 결함원인과 요인을 분석하여 제어된다.

Description

반도체 기판의 제조방법과 피검사체상의 패턴결함을 검사하기 위한 방법 및 장치
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 피검사체상의 패턴결함을 검사하는 본 발명에 따른 검사장치의 일실시예를 나타내는 블록도,
제2도는 제1도에 도시된 실시예에서 디스크(disc)형 마스크(환상 2차광원)의 개략적인 도면,
제3도는 제2도에 도시된 디스크형 마스크의 마스크소자를 상세하게 나타내는 개략적인 도면.

Claims (42)

  1. 피검사체상의 패턴에 관한 정보의 검출방법에 있어서, 대물렌즈의 동공을 통하여 피검사체상의 패턴상으로 복수의 가상점광원으로 형성된 환상 확산조명광을 초점맞추어서 조사하는 단계와, 초점이 맞추어져서 조사된 환상확산조명과에 의해 피검사체상의 패턴으로부터 반사되어서 대물렌즈의 동공으로 입사하는 0차 회절광을 포함하는 1차 또는 2차 회절광의 초점을 맞추는 것에 의해 피검사체의 패턴 이미지를 수신하는 단계와, 피검사체의 수신되는 패턴의 이미지를 패턴에 관한 정보를 얻기 위한 패턴의 이미지 신호로 변환하는 단계를 구비하는 패턴정보의 검출방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 패턴의 이미지신호는 패턴결함에 대한 정보를 제공하도록한 패턴정보의 검출방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 패턴이미지를 수신하는 단계는 이미지센서의 이용을 포함하고, 피검사체의 패턴이미지신호를 기준패턴의 이미지신호와 비교하고, 수신되는 이미지신호와 기준패턴 이미지 신호와의 일치에 따라 피검사체의 패턴을 삭제하고, 불일치에 따라 패턴의 결함을 검출하는 단계를 더 구비하는 패턴정보의 검출방법.
  4. 제1항에 있어서, 초점맞추어서 조사하는 단계와 수신하는 단계중의 적어도 하나는 대물렌즈의 동공으로 입사되어 패턴으로부터 반사되는 0차 회절광을 포함하는 1차 또는 2차 회절광의 강도 또는 광량을 일부 변경하기 위하여 광량제어필터를 사용하는 단계를 포함하고, 또한 상기 수신하는 단계는 이미지센서를 사용하는 단계를 더 포함하며, 그리고 변환된 패턴이미지신호에 따라 피검사체상의 패턴을 검출하는 단계를 더 포함하도록 한 패턴정보의 검출방법.
  5. 제4항에 있어서, 변환된 패턴임지신호를 기준패턴 이미지신호와 비교하여 수신신호와 기준패턴의 이미지신호의 일치에 따라 피검사체의 패턴을 삭제하고, 불일치에 따라 결함을 검출하는 단계를 더 구비하는 패턴 정보의 검출방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 이미지를 수신하는 단계를 제1이미지센서를 이용하는 단계를 포함하고, 또 상기 제2이미지센서로 대물렌즈의 동공상에서의 이미지를 수신함으로써 얻어지는 동공의 이미지 신호에 따라 환상 확산 조명광을 제어하는 단곌르 더 구비하는 패턴정보의 검출방법.
  7. 제6항에 있어서, 제2이미지센서에 의해 수신되는 이미지를 변환하는 단계를 더 구비하는 패턴정보의 검출방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제어단계는 대물렌즈의 동공으로 입사하는 0차 회절광을 포함하는 회절광의 위치분포의 이미지를 제2이미지센서로 수신하는 단계를 포함하는 패턴정보의 검출방법.
  9. 제6항에 있어서, 기준패턴의 이미지신호와 제1이미지센서로부터 얻어진 패턴의 이미지신호를 비교하여 제1이미지센서에 의해 수신되는 이미지신호와 기준패턴의 이미지신호의 일치에 따라 피검사체의 패턴을 삭제하고, 상기 비교되는 이미지신호들의 불일치에 따라 패턴결함을 검출하는 단계를 더 구비하는 패턴정보의 검출방법.
  10. 제8항에 있어서, 제1이미지센서로부터 얻어진 패턴의 이미지신호를 기준패턴의 이미지신호와 비교하여 제1이미지센서로 얻어진 이미지신호와 기준패턴의 이미지신호가 일치함에 따라 피검사체의 패턴을 삭제하고, 상기 비교된 이미지신호들의 불일치에 따라 패턴결함을 검출하는 단계를 더 구비하는 패턴정보의 검출방법.
  11. 제1항에 있어서, 패턴의 변환된 이미지신호에 따라 피검사체의 패턴을 검출하는 단계를 더 구비하는 패턴정보의 검출방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 초점을 맞추어서 조사하는 단계는 패턴상에 복수의 가상점광원으로 형성되는 환상 확산 조명광에 편광을 부가함으로써 형성된 편광의 환상확산조명광을 맞추어서 조사하고, 상기 패턴신호에 딸 피검사체상의 패턴을 검출하는 단계를 포함하는 패턴정보의 검출방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 편광은 원형 및 타원형의 편광중 하나인 패턴정보의 검출방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 초점을 맞추어서 조사하는 단계는 패턴상에 복수의 가상점원광원으로 형성되는 환상확산 조명광에 편광을 부가함으로써 형성된 편광의 환상확산 조명광을 초점맞추어서 조사하는 단계를 포함하고, 피검사체의 패턴이미지신호와 기준패턴의 이미지신호와를 비교하여 상기 패턴의 이미지신호와 상기 기준패턴의 이미지신호의 일치에 따라 피검사체의 패턴을 삭제하고, 상기 비교되는 이미지신호들의 불일치에 따라 패턴결함을 검출하는 단계를 더 구비하는 패턴정보의 검출방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 편광은 원형 및 타원형의 편광중의 하나인 패턴정보의 검출방법.
  16. 제3항에 있어서, 피검사체상의 패터에 조사되어 대물렌즈의 동공으로 입사되는 암시야 조명으로 피검사체사의 이물로부터 반사되는 산란광의 초점을 맞춤으로써 얻어지는 피검사체의 패턴상이물의 이미지를 이미지센서로 수신하고, 상기 수신되는 이미지를 이물을 나타내는 신호로 변환하여 패턴의 이물정보를 검출하는 단계를 더 포함하는 패턴정보의 검출방법.
  17. 각종 처리장치를 구비하는 제조라인에서 각각 하나 또는 여러개의 패턴을 가지는 반도체기판을 제조하기 위한 반도체기판 제조방법에 있어서, 제조의 현단계에 앞서, 반도체기판상에서 발생한 패턴결함과 제조라인에서의 패턴결함을 초래하는 결함의 원인이나 요인과 결함사이의 상호관계를 나타내는 히스토리데이터 또는 데이터베이스를 누산하고, 또 상기 상호관계를 나타내는 히스토리데이터 또는 데이터 베이스를 구축함으로써 히스토리데이터 또는 데이터베이스의 구축을 수행하는 단계와, 반도체기판상에서 일어나는 검출된 패턴결함의 정보와 히스토리데이터 또는 데이터베이스구축단계에서 구축되는 패턴결함 및 결함의 원인이나 또는 결함의 요인의 정보사이의 상호관계를 나타내는 히스토리데이터 또는 데이터베이스에 따라 제조라인의 특정위치로부터 상부스트림 제조라인에서 패턴의 결함을 초래하는 결함의 원인이나 또는 결함의 요인을 분석하는 단계와, 상기 결함원인분석단계에서 분석되어 있는 결함의 원인이나 요인을 제거하기 위해 상부스트림 제조라인에서 처리조건을 제어하는 처리조건제어 단계를 구비한 반도체기판의 제조방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 검사단계는 반도체기파느이 패턴으로 초점이 맞추어져 조사되는 환상 확산조명광을 제어하고, 패턴의 고해상도 이미지를 수신하는 단계를 포함하는 반도체기판의 제조방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 검사단계에서, 초점이 맞추어져 조사되는 환상 확산조명광은 대물렌즈의 동공상에서 이미지에 따라 제어되는 반도체기판의 제조방법.
  20. 제17항에 있어서, 상기 검사단계에서, 초점이 맞추어져 조사되는 환상 확산조명광에 편광을 부가함으로써 형성되는 편광된 환상 확산조명광인 반도체기판의 제조방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 검사단계에서, 편광된 환상 확산조명광은 원형 및 타원형의 편광중의 하나인 반도체기판의 제조방법.
  22. 제17항에 있어서, 제로라인상의 특정위치에 도달한 반도체기판상으로 암기야 조명을 조사함으로써 패턴상의 이물을 검출하고 피검사체의 패턴상의 이물로부터 반사되어 대물렌즈의 동공으로 입사하는 산란광을 초점 맞춤으로써 얻어지는 피검사체 패턴의 이물의 이미지를 이미지센서로 수신한 후 이물을 나타내는 수신된 이미지신호를 변환하는 이물검사단계와, 결함검사단계에서 검출하는 패턴의 결함정보와 이물 검사단계에서 검출되는 패턴의 이물정보와, 히스토리데이터 또는 데이터베이스 구축단계에서 구축되는 인과의 상호관계를 나타내는 히스토리데이터 또는 데이터베이스에 딸 제조라인의 특정위치로부터 상부 스트림 제조라인에서 패턴의 결함이나 또는 이물을 초래하는 적어도 결함이나 또는 이물의 하나의 원인이나 요인을 분석하는 단계를 포함하는 분석단계와, 적어도 결함 및 이물원인 분석단계중의 하나에서 분석된 적어도 결합 및 이물의 하나의 원인이나 요인을 제거하기 위해 상부스트림 제조라인에서 처리조건을 제어하는 단계를 포함하는 처리조건제어단계를 더 구비하는 반도체기판의 제조방법.
  23. 복수개의 가상점광원으로 형성되는 환상확산조명광을 방출하기 위한 조명수단과, 대물렌즈의 동공을 통하여 피검사체상의 패턴으로 상기 방출된 환상 확산조명광을 초점맞추어서 조사하기 위한 조명광학시스템과, 상기 조명광학시스템으로부터 초점이 맞추어져서 조사된 환상확산 조명광에 의해 피검사체의 패턴으로부터 반사되어서 대물렌즈의 동공으로 입사되는 0차 회절광을 포함하는 1차 또는 2차 회절광을 초점맞춤으로써 얻어지는 피검사체의 패턴임지를 이미지센서로 수신하고, 상기 수신된 패턴의 이미지를 패턴관련정보를 얻기 위한 패턴의 이미지신호로 변환하기 위한 검출광학시스템을 구비하는 피검사체의 패턴을 검출하기 위한 패턴검출장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 변환된 패턴이미지신호와 기준패턴의 이미지신호를 비교하기 위한 비교수단과, 수신되는 변환이미지신호와 기준패턴의 이미지신호의 일치에 따라 피검사체의 패턴을 삭제하기 위한 수단과, 불일치에 딸 kruf함을 검출하기 위한 수단과를 더 구비하는 패턴검출장치.
  25. 제24항에 있어서, 상기 조명광학시스템과 검출광학시스템중의 적어도 하나는 패턴으로부터 반사되는 0차 회절광을 포함하여, 1차 또는 2차 회절광의 강도나 또는 광량을 부분적으로 변경시키기 위한 광량제어필터를 포함하는 패턴검출장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기 거물광학시스템은 패턴으로부터 반사되는 0차 회절광의 광량을 부분적으로 제어하기 위한 공량제어필터를 포함하는 패턴검출장치.
  27. 제23항에 있어서, 상기 검출광학시스템은 그 내부에 광배율을 변경하기 위한 수단을 포함하는 패턴검출장치.
  28. 제23항에 있어서, 또하나의 다른 이미지센서로 상기 또 하나의 이미지센서로부터의 대물렌즈의 동공상의 이미지를 수신하고 이 수신된 이미지를 동공이 이미지신호로 변환하기 위한 동공 검출 광학 시스템과, 상기 동공 검출광학시스템의 상기 또 하나의 다른 이미지센서로부터 얻어지는 동공의 이미지신호에 따라 조명수단에 의해 방출되는 환상 확산조명광을 제어하기 위한 제어수단과를 더 구비하는 패턴검출장치.
  29. 제28항에 있어서, 상기 검출광학시스템은 그 내부에 광배율을 변경하기 위한 수단을 포함하는 패턴검출장치.
  30. 제23항에 있어서, 0차 회절광을 포함하는 회절광의 위치분포를 또 하나의 다른 이미지센서로 수신하고, 상기 수신된 이미지를 동공의 이미지로 변환하기 위한 동공 검출광학시스템과, 상기 동공검출시스템의 상기 또 하나의 다른 이미지센서로부터 얻어진 동공의 이미지신호에 따라 상기 조명수단에 의해 방출되는 환산 확산조명광을 제어하기 위한 제어수단을 더 구비하는 패턴검출장치.
  31. 제30항에 있어서, 상기 검출 광학시스템은 그 내부에 광배율을 변경하기 위한 수단을 포함하는 패턴검출장치.
  32. 제23항에 있어서, 상기 조명광학시스템은 상기 조명수단으로부터 방출된 환상확산조명광에 편광을 부가하기 위한 편광 변환광학 소자를 가지는 편광수단을 포함하는 패턴검출장치.
  33. 제32항에 있어서, 상기 방출된 환상 확산조명광에 원형과 타원형의 편광중의 하나를 부가하기 위한 원형과 타원형의 편광변환 광학소자의 하나를 포함하는 패턴검출장치.
  34. 제23항에 있어서, 피검사체의 패턴으로 초점맞추어진 암시야 조명을 조사하기 이한 또 하나의 다른 조명광학시스템과, 상기 또 다른 하나의 다른 조명광학시스템에 의해 조사된 피검사체의 패턴으로부터 반사되어 대물렌즈의 동공으로 입사되는 산란광을 초점맞춤으로써 얻어지는 피검사체의 패턴상의 이물로부터의 광을 수신하고, 이 수신된 광을 이물을 나타내는 신호로 변환하기 위한 또 하나의 다른 검출광학시스템과, 를 더 구비하고, 또한 상기 검출광학시스템으로부터 얻어지는 패턴이미지신호와 기준패턴의 이미지신호를 비교하기 위한 비교수단과, 상기 패턴의 이미지신호와 기준패턴의 이미지신호의 일치에 따라 피검사체의 패턴을 삭제하기 위한 수단과, 불일치에 따라 패턴의 결함을 검출하기 위한 수단과, 상기 또 하나의 검출광학시스템으로부터 얻어진 신호에 따라 이물정보를 검출하기 위한 이물검출수단과를 더 구비하는 패턴검출장치.
  35. 제34항에 있어서, 상기 조명광학시스템은 조명수단에 의해 방출되는 환상 확산조명광에 편광을 부가하기 위하여, 또 편광벼놘 광학소자를 포함하는 편광수단을 구비하는 패턴검출장치.
  36. 제35항에 있어서, 상기 편광수단은 원형과 타원형의 편광중의 하나를 부가하기 위하고, 또 원형과 타원형의 편광변환 광학소자중 하나를 포함하는 수단을 구비하는 패턴검출장치.
  37. 제23항에 있어서, 상기 패턴검출장치는 현미경시스템의 일부인 패턴검출장치.
  38. 제23항에 있어서, 상기 패턴검출장치는 반도체제조를 위한 제조시스템의 일부이고, 상기 피검사체는 패턴을 가지는 반도체기판인 패턴검출장치.
  39. 피검사체의 패턴결함을 검출하기 위한 패턴거물장치에 있어서, 대물렌즈를 통하여 대검사체의 검출시야에 균일한 조명광을 조사하기위한 조명수단과, 광전 변환기에 의해 피검사체로부터 반사되는 광을 검출하여 이미지로 변환하기 위한 이미지검출수단과, 검출이미지를 기준이미지와 비교하기 위한 이미지비교수단을 구비한 패턴검출 검사장치.
  40. 제39항에 있어서, 상기 이미지검출수단은 렌즈를 통하여 대물렌즈의 동공상에서 이미지를 형성하고, 그의 이미지를 검출하기 위한 동공이미지 검출수단을 포함하는 패턴검출 검사장치.
  41. 제39항에 있어서, 상기 조명수단에 의하여 방출되는 조명광의 편광상태를 제어하기 위한 편광상태 제어 수단을 더 구비하는 패턴검출 검사장치.
  42. 제40항에 있어서, 상기 조명수단에 의하여 방출되는 조명광의 편광상태를 제어하기 위한 편광상태 제어수단을 더 구비하는 패턴검출 검사장치.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
KR1019950034285A 1994-10-07 1995-10-06 반도체 기판의 제조방법과 피검사체상의 패턴결함을 검사하기 위한 방법 및 장치 KR960015001A (ko)

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