KR100729037B1

KR100729037B1 - 웨이퍼상의 레이저 주사장치 및 방법

Info

Publication number: KR100729037B1
Application number: KR1020050132541A
Authority: KR
Inventors: 김용운
Original assignee: 동부일렉트로닉스 주식회사
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2007-06-14

Abstract

본 발명은 웨이퍼 상으로 주사되는 레이저 빔이 다양한 각도로 주사될 수 있게 하는 웨이퍼 상의 레이저 주사장치 및 방법에 관한 것으로, 웨이퍼 상으로 주사되는 레이저 빔을 상기 웨이퍼에 다양한 각도로 입사할 수 있게 하는 웨이퍼 상의 레이저 주사장치에 있어서, 웨이퍼(1)의 일면에 레이저 빔(3)을 주사하는 레이저(10), 상기 레이저(10)와 상기 웨이퍼(1)의 일면 사이에 설치되고 상기 레이저 빔(3)을 일부 반사하고 나머지는 상기 웨이퍼(1)의 일면에 투과하는 분할 미러(30), 상기 분할 미러(30)로부터 반사되는 레이저 빔(31)을 반사하는 제1 반사 미러(40), 상기 제1 반사 미러(40)로부터 반사되는 레이저 빔을(41)을 상기 분할 미러(30)를 투과하는 레이저 빔(3)과 90°각도로 교차하도록 상기 웨이퍼의 일면에 반사하는 제2 반사 미러(50)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

웨이퍼, 레이저, 주사, 미러, 디텍터

Description

웨이퍼상의 레이저 주사장치 및 방법{An apparatus and method for laser scanning on wafer}

도 1은 종래의 웨이퍼상의 레이저 주사장치를 도시한 도면.

도 2는 종래의 웨이퍼상의 레이저 주사장치에 의해 주사되는 레이저 빔의 패턴을 보인 도면.

도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼상의 레이저 주사장치를 도시한 도면.

도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼상의 레이저 주사장치에 의해 주사되는 레이저 빔의 패턴을 보인 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1: 웨이퍼 2: 미립자

3: 레이저 빔 4: 배선패턴

10: 레이저 20: 디텍터

30: 분할 미러 40: 제1 반사 미러

50: 제2 반사 미러

본 발명은 웨이퍼상의 레이저 주사장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 웨이퍼 상으로 주사되는 레이저 빔의 주사각을 다양한 각도로 분할 변경함으로써 레이저 빔이 주사되지 못하는 부분까지 주사하여 검사할 수 있게 하는 웨이퍼상의 레이저 주사장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 제조과정에서 웨이퍼의 표면을 검사하는 것은 각 공정 전후에 반도체 웨이퍼의 상태가 공정의 특성에 따라 정확하게 진행되고 있는 가를 판단하기 위한 것이다.

상기와 같이 웨이퍼 표면을 검사하기 위한 장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 레이저(10)에서 레이저 빔(3)을 고진공 상태의 챔버를 관통하여 웨이퍼(1)에 주사하고, 웨이퍼(1)에서 반사된 레이저 빔을 디텍터(20)를 이용하여 감지하며, 감지된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 디스플레이 된 화면에서 시료의 상태를 검사하게 된다.

즉, 광원인 레이저(10)를 통해서 레이저 빔(3)을 웨이퍼(1)의 표면으로 주사하면 웨이퍼의 표면을 맞고 반사되는 레이저 빔(3)을 디텍터(20)가 받아들여 여러 가지 필터(filter)와 장치를 거쳐 신호로 변환하고, 그 변환된 신호를 서로 비교하여 웨이퍼(1)의 결함을 찾아내는 것이다.

그러나, 상기와 같은 레이저(10)를 통한 레이저 빔(3) 주사장치에 있어서의 문제점은 웨이퍼(1)가 여러 가지 공정을 거치며 형성된 패턴에 따라 레이저 빔(3)이 도달하지 못하는 사각지대가 발생하게 된다.

즉, 광원인 레이저(10)는 고정되어 있고, 웨이퍼(1)는 스테이지 위에 안착 되어 x, y 축으로 이동하며 레이저 빔(3)의 주사가 이루어지게 되는 데, 레이저 빔(3)과 웨이퍼(1)의 배선패턴(4)이 가로 세로가 서로 맞지 않을 때, 레이저(10)의 검사 영역에 포함되지 못하기 때문에 정확한 데이타를 얻을 수 없게 된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 레이저(10)를 통해서 레이저 빔(3)이 웨이퍼(1)의 표면에 도달하게 되면 여러 개의 레이저 빔 주사 패턴 중에서 수직의 배선패턴(4)과 만나는 부분의 아래쪽은 레이저 빔(3) 주사 영역에서 벗어나게 된다.

따라서, 레이저 빔 주사 패턴의 미세한 틈이나 레이저 빔 주사의 반대쪽에 있는 미립자는 검출할 수 없게 된다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 다수 개의 반사 미러를 구비하여 웨이퍼 상으로 주사되는 레이저 빔의 주사각을 다양한 각도로 분할 변경시킴으로써 레이저 빔이 주사되지 못하는 부분까지 주사하여 검사할 수 있게 하는 웨이퍼상의 레이저 주사장치 및 방법을 제공하는 데에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 실시예는, 웨이퍼 상으로 주사되는 레이저 빔을 상기 웨이퍼에 다양한 각도로 입사할 수 있게 하는 웨이퍼 상의 레이저 주사장치에 있어서, 웨이퍼(1)의 일면에 레이저 빔(3)을 주사하는 레이저(10), 상기 레이저(10)와 상기 웨이퍼(1)의 일면 사이에 설치되고 상기 레이저 빔(3)을 일부 반사하고 나머지는 상기 웨이퍼(1)의 일면에 투과하는 분할 미러(30), 상기 분할 미러(30)로부터 반사되는 레이저 빔(31)을 반사하는 제1 반사 미러(40), 상기 제1 반사 미러(40)로부터 반사되는 레이저 빔을(41)을 상기 분할 미러(30)를 투과하는 레이저 빔(3)과 90°각도로 교차하도록 상기 웨이퍼의 일면에 반사하는 제2 반사 미러(50)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

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본 발명의 실시예에 따르면, 상기 분할 미러는 주사되는 레이저 빔의 일부는 투과시키고 일부는 반사되게 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 반사 미러 및 제2 반사 미러는 주사되는 레이저 빔의 모두를 반사시키게 한다.

본 발명의 실시예에 따른 웨이퍼 상으로 발사되는 레이저 빔을 상기 웨이퍼에 다양한 각도로 입사할 수 있게 하는 웨이퍼 상의 레이저 주사방법에 있어서, 레이저(10)에서 레이저 빔(3)을 발생시키고, 상기 레이저(10)에서 웨이퍼(1)로 발사되는 레이저 빔(3)을 분할 미러(30)로 분리하고, 상기 분할 미러(30)에서 분리된 일부 레이저 빔(31)을 제1 반사 미러(40)와 제2 반사 미러(50)를 통해 순차적으로 반사하여 상기 웨이퍼의 일면에 상기 분할 미러(30)를 투과하는 레이저 빔(3)과 90°교차하는 방향으로 입사되도록 하며, 상기 분할 미러(30)를 투과하여 상기 웨이퍼(1)의 일면에 입사되는 레이저 빔(3)의 반사광 및 상기 제2 반사 미러(50)에서 반사되어 상기 웨이퍼(1)의 일면에 입사되는 레이저 빔(51)의 반사광을 검출하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 웨이퍼상의 레이저 주사장치에 대한 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 웨이퍼상의 레이저 주사장치를 도시한 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 웨이퍼상의 레이저 주사장치에 의해 주사되는 레이저 빔의 패턴을 보인 도면이다.

반도체 웨이퍼(1) 상으로 주사되는 레이저 빔(3)을 다양한 각도로 주사할 수 있게 하는 본 발명에 따른 웨이퍼(1) 상의 레이저 주사장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 레이저(10), 디텍터(20), 분할 미러(30), 제1 반사 미러(40), 및 제2 반사 미러(50)로 구성된다.

상기 레이저(10)는 일반적으로 이용되고 있는 것과 동일하게 웨이퍼(1)의 일면에 레이저 빔(3)을 주사하는 광원이 되고, 한 곳에 고정되게 설치되어 있으며, 한 방향으로 레이저 빔(3)을 주사한다.

상기 디텍터(20)는, 레이저(10)를 통해서 나온 레이저 빔(3)이 웨이퍼(1) 표면의 배선패턴(4)에 주사된 후 반사된 반사광에 의해 모니터에 나타난 웨이퍼(1) 표면 이미지를 인식함으로써 웨이퍼(1) 표면의 결함구조를 분석하게 된다.

즉, 상기 디텍터(20)는 레이저(10)의 레이저 빔(3) 주사에 의해 반사되는 반사광을 통해서 웨이퍼(1) 상의 결함을 검출하는 역할을 한다.

상기 분할 미러(30)는 레이저(10)와 웨이퍼(1) 사이에 설치되어서 주사되는 레이저 빔(3)을 일부는 투과되게 하고 일부는 90도로 반사되게 함으로써 분할하는 역할을 한다.

따라서, 상기 분할 미러(30)를 투과하는 레이저 빔(3)은 직진하여 웨이퍼(1)의 일면에 입사되며, 투과되지 못하고 반사되는 레이저 빔(31)은 다음에 기술될 제1 반사 미러(40)에 도달하게 된다.

또한, 상기 분할 미러(30)는 일반적으로 일정 장소에 고정 설치된다.

상기 제1 반사 미러(40)는 분할 미러(30)와 서로 대향되게 설치되며, 분할 미러(30)에 의해 반사되어 나온 레이저 빔(31)을 받아서 다음에 기술될 제2 반사 미러(50)를 향하여 다시 반사시킨다.

상기 제1 반사 미러(40)는 일반적으로 일정 장소에 고정되게 설치된다.

또한, 상기 제1 반사 미러(40)는 분할 미러(30)를 통해 반사되어 온 레이저 빔(31)을 투과시키지 않고 모두 다시 반사시킨다.

상기 제2 반사 미러(50)는 제1 반사 미러(40)와 서로 대향되게 설치되며, 제1 반사 미러(40)를 통해 반사되어 온 레이저 빔(41)을 받아서 웨이퍼(1)의 일면에 다시 반사시킨다.

상기 제2 반사 미러(50)는 도 4에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(1) 상의 레이저 빔(3)이 도달되지 못하는 사각지대 및 미립자(2)를 주사할 수 있도록 소정의 범위 내에서 이동가능하게 설치되는 것이 바람직하다.

상기 제2 반사 미러(50)는 제1 반사 미러(40)를 통해 반사되어 온 레이저 빔(41)을 투과시키지 않고 모두 다시 반사시킨다.
그리고, 웨이퍼(1)는 스테이지 위에 안착 되어 x, y 축으로 이동하며 레이저 빔의 주사가 이루어진다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 웨이퍼 상의 레이저 주사장치의 작동상태를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 반도체 웨이퍼(1) 표면 상의 결함을 검출하기 위해 레이저(10)를 통해 레이저 빔(3)을 주사하면 레이저(10)와 웨이퍼(1) 사이에 설치된 분할 미러(30)를 통해서 일부는 투과되어 웨이퍼(1) 상의 배선패턴(4)에 입사되고 일부는 반사되어 제1 반사 미러(40)로 입사된다.

그 다음, 상기 분할 미러(30)를 투과하여 웨이퍼(1) 표면을 주사하는 레이저 빔(3)은 디텍터(20)로 반사되어 결함을 검출하게 한다.

그러나, 상기 분할 미러(30)를 투과하지 못하고 반사된 레이저 빔(31)은 그와 대향되게 설치된 제1 반사 미러(40)에 도달되며, 다시 제1 반사 미러(40)를 통해서 직각 방향으로 제2 반사 미러(50)를 향해 반사된다.

그 후, 제2 반사 미러(50)를 통해 직각으로 반사된 레이저 빔(51)은 웨이퍼(1) 상의 사각지대 및 그에 부착된 미립자(2)를 주사하게 되며, 이를 통해 나온 2차 전자를 디텍터(20)가 받아서 표면의 결함을 분석하게 된다.

따라서, 상기와 같이 미러들(30, 40, 50)을 이용함으로써 레이저(10)의 고정으로 한 방향으로만 발사되는 레이저 빔(3)으로 인해 웨이퍼(1)의 주사 패턴 중 수직으로 만나는 패턴의 반대쪽 또는 보이지 않는 부분에 대해서 검사하지 못했던 것을 레이저 빔을 분할/반사시킴으로써 웨이퍼의 일면에 대해 평면상의 교차 각도가 90°를 이루는 두 방향으로 입사되게 하는 것이 가능하다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 웨이퍼 상의 레이저 주사장치를 이용하면, 하나의 고정된 레이저로부터 나오는 레이저 빔으로 웨이퍼의 표면을 검사할 때, 배선패턴의 모양에 따라 보이지 않았던 영역을 레이저 빔을 분할하여 두 개의 레이저 빔으로 만들어 주사되게 함으로써 웨이퍼의 배선패턴 중 보이지 않았던 부분까지 검사할 수 있게 하는 효과를 얻을 수 있다.

Claims

웨이퍼 상으로 주사되는 레이저 빔을 상기 웨이퍼에 다양한 각도로 입사할 수 있게 하는 웨이퍼 상의 레이저 주사장치에 있어서,

웨이퍼(1)의 일면에 레이저 빔(3)을 주사하는 레이저(10);

상기 레이저(10)와 상기 웨이퍼(1)의 일면 사이에 설치되고, 상기 레이저 빔(3)을 일부 반사하고 나머지는 상기 웨이퍼(1)의 일면에 투과하는 분할 미러(30);

상기 분할 미러(30)로부터 반사되는 레이저 빔(31)을 반사하는 제1 반사 미러(40);

상기 제1 반사 미러(40)로부터 반사되는 레이저 빔을(41)을 상기 분할 미러(30)를 투과하는 레이저 빔(3)과 90°각도로 교차하도록 상기 웨이퍼의 일면에 반사하는 제2 반사 미러(50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼상의 레이저 주사장치.
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웨이퍼 상으로 발사되는 레이저 빔을 상기 웨이퍼에 다양한 각도로 입사할 수 있게 하는 웨이퍼 상의 레이저 주사방법에 있어서,

레이저(10)에서 레이저 빔(3)을 발생시키고, 상기 레이저(10)에서 웨이퍼(1)로 발사되는 레이저 빔(3)을 분할 미러(30)로 분리하고, 상기 분할 미러(30)에서 분리된 일부 레이저 빔(31)을 제1 반사 미러(40)와 제2 반사 미러(50)를 통해 순차적으로 반사하여 상기 웨이퍼의 일면에 상기 분할 미러(30)를 투과하는 레이저 빔(3)과 90°교차하는 방향으로 입사되도록 하며, 상기 분할 미러(30)를 투과하여 상기 웨이퍼(1)의 일면에 입사되는 레이저 빔(3)의 반사광 및 상기 제2 반사 미러(50)에서 반사되어 상기 웨이퍼(1)의 일면에 입사되는 레이저 빔(51)의 반사광을 검출하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼상의 레이저 주사방법.