KR101304088B1 - 반도체용 웨이퍼 결함 검사방법 - Google Patents

반도체용 웨이퍼 결함 검사방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체용 웨이퍼 결점 검사방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 웨이퍼에서 정상웨이퍼 표면 이미지(이하, ‘정상이미지’라함)와 검사대상 웨이퍼 표면이미지(이하,‘검사대상이미지’라함)검사를 비교하여 결함을 검출하는 방법에 있어서, 획득한 검사대상이미지의 좌표로 표시되는 각 화소값에서 정상이미지의 상기 각 좌표에 대응하는 각 화소값을 감산하여 얻은 차이값을 통해 차이이미지를 생성하는 차이이미지 생성단계, 상기 정상이미지의 셀영역(cell area)과 에지영역(edge area)을 구분하는 각 좌표값들을 갖도록 재연산된 에지이미지 생성단계, 상기 에지이미지에서 셀영역(cell area)에 해당되는 셀영역 좌표값과 에지영역(edge area)에 해당되는 에지영역 좌표값을 얻는단계, 상기 차이이미지에서 상기 셀영역 좌표값에 해당되는 상기 차이이미지의 각 화소값을 연산하여 셀임계값(Ta)을 결정하는 단계, 상기 차이이미지에서 상기 에지영역 좌표값에 해당되는 상기 차이이미지의 각 화소값을 연산하여 에지임계값(Te)을 결정하는 단계;를 포함하여 이루어져, 상기 에지이미지로부터 셀영역 좌표값과 에지영역 좌표값을 산출하고 상기 산출된 좌표값을 차이이미지에 적용하여 셀임계값(Ta)과 에지임계값(Te)을 별도로 산출한 다음 상기 셀임계값(Ta)과 에지임계값(Te)을 통해 결함을 산출한다.

Description

반도체용 웨이퍼 결함 검사방법{Defect analyzing method of semiconductor wafer}
본 발명은 결점 검사방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 검사대상이미지에서 정상이미지를 각 대응되는 좌표별로 감산하여 차이이미지를 생성하되, 이 차이이미지의 셀영역과 에지영역을 분리하여 각각 결함을 검출함에 따라 상호 간섭받지 않으며 결함을 정밀하게 검출할 수 있는 반도체용 웨이퍼 결점 검사방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 장치는 반도체 웨이퍼 상에 정교하게 미세한 패턴을 형성하는 것으로, 패턴을 형성할 때, 주변의 미세 입자가 반도체 웨이퍼의 표면에 부착될 수 있고, 이에 따라, 웨이퍼가 손상될 수 있어 결함이 있는 웨이퍼가 형성될 수 있다.
그리고 패턴을 형성하는 과정에서 다양한 결함이 발생될 수 있으며, 이러한 결함이 존재하는 웨이퍼로 반도체를 제조할 경우, 불량이 발생되어 폐기해야되는 문제점이 있다.
이에, 반도체 칩으로 패킹하기 전에 웨이퍼 표면을 검사하여 결함이 있는 웨이퍼를 분류하는 과정이 시행되고 있다.
이러한 종래 반도체 웨이퍼의 결함을 검사하는 방법은 특허등록번호 제10-0748861호에 제시된 바와 같이, 결함이 있는 웨이퍼 표면 이미지(이하 원본 이미지라 함.)와 정상 이미지(이하 참조 이미지라 함.)를 비교하여 결함을 결정하기 위한 임계값을 정의하고, 검사를 위한 웨이퍼 표면의 이미지를 픽업하여 임계값과 비교함에 따라 결함 여부를 확인하게 된다.
도 1은 종래 결함 검사하는 방법을 도시한 도면이고, 도 2는 종래 임계값을 적용하여 결함을 확인할 수 있는 그래프를 도시한 도면이다.
도면에서 도시한 바와 같이, 참조 이미지(R)와 검사를 위한 원본 이미지(I)를 획득하여 원본 이미지(I)에서 참조 이미지(R)를 감산하여 차이 이미지(D)를 확인하게 된다.
이는, 각 이미지가 각각의 색상정보를 갖고 있어 원본 이미지(I)와 참조 이미지(R)의 대응되는 좌표 위치별로 색상정보를 감산할 수 있고, 그 결과의 절대값으로 다수의 차이 이미지(D)를 생성할 수 있다.
이러한 모든 차이 이미지(D)를 이용하여 임계값(T)을 정의한 후, 이 임계값(T)과 차이 이미지(D)를 비교하여 해당 색상정보가 임계값(T)보다 높은 차이 이미지(D)의 좌표 위치에 결함이 존재한다고 결정하게 된다.
여기서, 종래 임계값을 정의하는 방법은 웨이퍼의 배경에 해당하는 색상정보보다 높은 색상정보를 갖는 좌표위치를 모두 확인하고, 모든 해당 좌표위치의 색상정보에 대한 평균(M) 및 표준편차(S)를 계산하여 평균(M)과 표준편차(S)의 합산값을 임계값(T)이라 정의하고, 도 2에서와 같이 도시하고 있다.
여기서 반도체 웨이퍼 표면에는 패턴이 형성된 다수의 셀영역(cell area)과 이 셀영역(cell area)을 구분하여 절단하기 위한 에지영역(edge area)이 존재하며, 이 셀영역(cell area)과 에지영역(edge area)에는 결함이 존재하되, 셀영역(cell area)보다 에지영역(edge area)에 결함이 집중되는 경우가 많다.
이에 따라, 에지영역(edge area)의 결함을 포함한 화소값들과 셀영역(cell area)의 결함을 포함한 화소값들로 임계값(T)을 결정할 경우, 이 임계값(T)이 셀영역(cell area)의 결함 화소값보다 높아 실제 결함이 검출되지 않는 문제점이 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로써, 획득한 검사대상이미지의 각 화소값에서 정상이미지의 각 화소값을 감산하여 차이이미지를 생성하고, 생성된 차이이미지의 셀영역(cell area)과 에지영역(edge area)을 구분하도록 재연산한 에지이미지 생성한 후, 에지이미지과 차이이미지를 대비하여 차이이미지의 셀영역(cell area)과 에지영역(edge area) 각 화소값들을 이용해 셀임계값(Ta)과 에지임계값(Te)을 분리하여 결정하며, 이 셀임계값(Ta)과 에지임계값(Te)을 통해 상호 간섭받지 않은 상태로 결함을 검출할 수 있어 종래보다 정밀하게 결함을 검출할 수 있기 때문에 제품의 품질을 향상시킬 수 있는 반도체용 웨이퍼 결함 검사방법을 제공하는 것이 목적이다.
상기 목적을 이루기 위한 본 발명은, 반도체 웨이퍼에서 정상웨이퍼 표면 이미지(이하, ‘정상이미지’라함)와 검사대상 웨이퍼 표면이미지(이하,‘검사대상이미지’라함)검사를 비교하여 결함을 검출하는 방법에 있어서, 획득한 검사대상이미지의 좌표로 표시되는 각 화소값에서 정상이미지의 상기 각 좌표에 대응하는 각 화소값을 감산하여 얻은 차이값을 통해 차이이미지를 생성하는 차이이미지 생성단계, 상기 정상이미지의 셀영역(cell area)과 에지영역(edge area)을 구분하는 각 좌표값들을 갖도록 재연산된 에지이미지 생성단계, 상기 에지이미지에서 셀영역(cell area)에 해당되는 셀영역 좌표값과 에지영역(edge area)에 해당되는 에지영역 좌표값을 얻는단계, 상기 차이이미지에서 상기 셀영역 좌표값에 해당되는 상기 차이이미지의 각 화소값을 연산하여 셀임계값(Ta)을 결정하는 단계, 상기 차이이미지에서 상기 에지영역 좌표값에 해당되는 상기 차이이미지의 각 화소값을 연산하여 에지임계값(Te)을 결정하는 단계를 포함하여 이루어져, 상기 에지이미지로부터 셀영역 좌표값과 에지영역 좌표값을 산출하고 상기 산출된 좌표값을 차이이미지에 적용하여 셀임계값(Ta)과 에지임계값(Te)을 별도로 산출한 다음 상기 셀임계값(Ta)과 에지임계값(Te)을 통해 결함을 산출한다.
바람직하게, 상기 에지이미지 생성단계는, 상기 정상이미지를 스무딩시켜는 스무딩단계, 스무딩된 정상이미지의 화소값들을 연산하여 임계값(T)을 결정하는 단계, 상기 임계값(T)보다 높은 화소값은 1로 대치하고, 임계값(T)보다 낮은 화소값은 0으로 대치하여 이진화시키는 이진화이미지 생성단계, 상기 이진화이미지의 화소값 0과 화소값 1이 접하는 좌표열 중 화소값 0을 1로 대치하여 1의 좌표열이 확장된 제1확장이미지를 생성하는 단계, 상기 이진화이미지의 화소값 0과 화소값 1이 접하는 좌표열 중 화소값 1을 0으로 대치하여 0의 좌표열이 확장된 제2확장이미지를 생성하는 단계, 상기 제1확장이미지와 제2확장이미지를 배타논리합(exclusive OR)으로 연산하여 셀영역(cell area)과 에지영역(edge area)의 경계를 표시하는 좌표열을 갖는 에지이미지를 생성하는 재연산 단계를 포함하여 이루어진다.
그리고 상기 에지이미지의 셀영역(cell area) 좌표값에 해당되는 상기 차이이미지의 화소값들과 상기 셀임계값(Ta)을 비교하여 셀영역(cell area)의 화소값들 중에 셀임계값(Ta)보다 절대치가 큰값을 갖는 화소값은 결함으로 결정하는 셀영역 결함결정 단계, 상기 에지이미지의 에지영역(edge area) 좌표값에 해당되는 상기 차이이미지의 화소값들과 상기 에지임계값(Te)을 비교하여 에지영역(edge area)의 화소값들 중에 에지임계값(Te)보다 절대치가 큰값을 갖는 화소값은 결함으로 결정하는 에지영역 결함결정 단계를 더 포함하여 결함을 검출한다.
또한, 상기 셀임계값(Ta)은, 상기 에지이미지의 셀영역(cell area) 좌표값에 해당되는 상기 차이이미지의 화소값들에 대한 평균과 표준편차를 구하고, 상기 평균과 표준편차를 합산한 값을 포함한다.
그리고 상기 셀임계값(Ta)은, 상기 에지이미지의 셀영역(cell area) 좌표값에 해당되는 상기 차이이미지의 화소값들 중 누적 히스토그램의 90% 이내 범위에 해당하는 화소값을 대상으로 계산하여 이상값(outlier)에 의한 영향을 최소화시킨다.
또한, 상기 셀임계값(Ta)은, 상기 에지이미지의 셀영역(cell area) 좌표값에 해당되는 상기 차이이미지의 화소값 전체의 최대 및 최소를 고려하여 상수값을 더 구하고, 이 상수값을 상기 표준편차에 곱한 후, 상기 평균에 합산한 합산값을 포함한다.
그리고 상기 에지임계값(Te)은, 상기 에지이미지의 에지영역(edge area) 좌표값에 해당되는 상기 차이이미지의 화소값 전체에 대한 평균과 표준편차를 구하고, 상기 평균과 표준편차를 합산한 값을 포함한다.
또한, 상기 에지임계값(Te)은, 상기 에지이미지의 에지영역(edge area) 좌표값에 해당되는 상기 차이이미지의 화소값들 중 누적 히스토그램의 90% 이내 범위에 해당하는 에지영역(edge area)의 화소값을 대상으로 계산하여 이상값(outlier)에 의한 영향을 최소화시킨다.
그리고 상기 에지임계값(Te)은, 상기 에지이미지의 에지영역(edge area) 좌표값에 해당되는 상기 차이이미지의 화소값 전체의 최대 및 최소를 고려하여 상수값을 더 구하고, 이 상수값을 상기 표준편차에 곱한 후, 상기 평균에 합산한 합산값을 포함한다.
또한, 상기 화소값은 절대값으로 치환된다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 반도체용 웨이퍼 결점 검사방법에 의하면, 셀영역(cell area)과 에지영역(edge area)으로 구분되어 각 화소값이 각 임계값을 통해 결합 여부가 결정됨에 따라 상호 간섭받지 않은 상태로 결함을 용이하게 결정할 수 있고, 이에 따라 결함 검출률이 증가되어 작업의 효율을 향상시킴은 물론, 제품의 품질을 향상시킬 수 있게 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.
도 1은 종래 결함 검사하는 방법을 도시한 도면이고,
도 2는 종래 임계값을 적용하여 결함을 확인할 수 있는 그래프를 도시한 도면이며,
도 3은 본 발명에 따른 반도체용 웨이퍼 결점 검사방법을 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 에지이미지 생성단계를 도시한 도면이며,
도 5는 본 발명에 따른 에지이미지 생성을 나타낸 도면이고,
도 6은 본 발명에 따른 셀임계값과 에지임계값을 함께 도시한 도면이며,
도 7은 본 발명에 따른 테스트 결과를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
또한, 본 실시 예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고 단지 예시로 제시된 것이며, 그 기술적 요지를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.
도 3은 본 발명에 따른 반도체용 웨이퍼 결점 검사방법을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 에지이미지 생성단계를 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 에지이미지 생성을 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 셀임계값과 에지임계값을 함께 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명에 따른 테스트 결과를 도시한 도면이다.
도면에서 도시한 바와 같이, 반도체용 웨이퍼 결점 검사방법은 차이이미지 생성단계(S10)와 에지이미지 생성단계(S20), 셀영역 좌표값과 에지영역 좌표값을 얻는단계(S30), 셀임계값(Ta)을 결정하는 단계(S40) 및 에지임계값(Te)을 결정하는 단계(S50)로 구성된다.
이러한 차이이미지의 셀영역(cell area)의 화소값과 에지영역(edge area)의 화소값을 각각 연산하여 셀임계값(Ta)과 에지임계값(Te)을 별도로 검출하고 상기 셀임계값(Ta)과 에지임계값(Te)을 통해 결함을 검출하게 된다.
먼저, 차이이미지 생성단계(S10)는 획득한 검사대상이미지(I)의 좌표로 표시되는 각 화소값[I(x,y)]에서 정상이미지(R)의 각 좌표에 대응하는 각 화소값[R(x,y)]을 감산하여 얻은 차이값을 통해 차이이미지(D)를 생성하게 된다.
여기서, 검사대상이미지(I)는 검사대상 웨이퍼 표면이미지를 말하고, 정상이미지(R)는 반도체 웨이퍼에서 정상웨이퍼 표면 이미지를 말한다.
이 정상웨이퍼 표면 이미지를 얻는 방법은 이미 여러 가지가 제시되어 있으며, 본 발명에서는 이들 방법 중 하나를 선택하여 얻는다.
그리고 생성된 차이이미지(D)의 차이값은 D(x,y) = I(x,y) - R(x,y)의 수학식으로 결정된다.
일반적으로, 모든 이미지는 화소값을 포함하며, 이 화소값은 일 실시 예로, 흑백 이미지의 경우 0 ~ 255 범위 내에 존재하고, 칼라 이미지(RBG)의 경우 빨간색 0 ~ 255, 파란색 0 ~ 255, 녹색 0 ~ 255 범위 내에서 RBG가 상호 조합되어 존재한다.
이에 따라, 검사대상이미지(I)의 좌표로 표시되는 각 화소값에서 정상이미지(R)의 상기 좌표에 대응하는 각 화소값을 감산할 수 있는 것이다.
본 발명에서의 화소값은 흑백 이미지나 칼라 이미지를 필요에 따라 모두를 적용할 수 있음은 당연하다.
이하, 흑백 이미지와 칼라 이미지에 관계없이 화소값에 대해 설명하기로 한다.
이렇게 생성된 차이이미지(D)는 정상이미지(R)의 배경(정상적인 부분)과 노이즈(배경과 결함이 공존하는 부분) 및 결함이 혼재되어 있는 것으로, 배경을 기준으로 양(+)과 음(-)이 존재한다.
물론, 화소값은 음(-)이 존재하지 않지만, 여기서 표시한 양과 음은 배경을 기준으로 정의된 수치인 것이다.
그리고 에지이미지 생성단계(S20)는 정상이미지(R)의 셀영역(cell area)과 에지영역(edge area)을 구분하도록 재연산함에 따라 에지이미지를 생성하게 된다.
여기서, 에지이미지는 이진화된 것으로, 차이이미지(D)와 각 좌표값을 대응시켜 차이이미지(D)의 셀영역(cell area)과 에지영역(edge area)을 명확하게 구분시키기 위함이다.
이러한 에지이미지 생성단계(S20)는 도 4에서 도시한 바와 같이, 스무딩단계(S21)와 임계값(T)을 결정하는 단계(S22), 이진화이미지 생성단계(S23), 제1확장이미지를 생성하는 단계(S24), 제2확장이미지를 생성하는 단계(S25) 및 재연산 단계(S26)로 구성된다.
스무딩단계(S21)는 차이이미지(D)를 스무딩(smoothing)시키는 것이며, 이 스무딩(smoothing)시키는 방법은 이미 여러 가지가 제시되어 있으며, 본 발명에서는 이들 방법 중 하나를 선택하여 얻는다.
그리고 임계값(T)을 결정하는 단계(S22)는 스무딩된 차이이미지(D)의 화소값들을 연산하여 임계값(T)을 결정하게 된다.
이진화이미지 생성단계(S23)는 임계값(T)보다 높은 화소값은 1로 대치하고, 임계값(T)보다 낮은 화소값은 0으로 대치하여 이진화시킴에 따라 이진화이미지 생성하게 된다.
제1확장이미지를 생성하는 단계(S24)는 이진화이미지의 화소값 0과 화소값 1이 접하는 좌표열 중 화소값 0을 1로 대치하여 1의 좌표열이 확장된 제1확장이미지를 생성한다.
그리고 제2확장이미지를 생성하는 단계(S25)는 이진화이미지의 화소값 0과 화소값 1이 접하는 좌표열 중 화소값 1을 0으로 대치하여 0의 좌표열이 확장된 제2확장이미지를 생성한다.
재연산 단계(S26)는 제1확장이미지와 제2확장이미지를 배타논리합(exclusive OR)으로 연산하여 셀영역(cell area) 좌표값과 에지영역(edge area) 좌표값의 경계를 형성하는 좌표열을 갖는 에지이미지를 생성하게 된다.
이러한 에지이미지 생성단계(S20)에 의한 에지이미지 생성과정은 도 5에서 각 단계별로 도시하였다.
그리고 셀영역 좌표값과 에지영역 좌표값을 얻는단계(S30)는 에지이미지에서 셀영역(cell area)에 해당되는 셀영역 좌표값과 에지영역(edge area)에 해당되는 에지영역 좌표값을 얻게 된다.
셀임계값(Ta)을 결정하는 단계(S40)는 차이이미지(D)에서 셀영역 좌표값에 해당되는 차이이미지(D)의 각 화소값을 연산하여 셀임계값(Ta)을 결정하게 된다.
또한 에지임계값(Te)을 결정하는 단계(S50)는 차이이미지(D)에서 에지영역 좌표값에 해당되는 차이이미지(D)의 각 화소값을 연산하여 에지임계값(Te)을 결정하게 된다.
이러한 셀임계값(Ta)과 에지임계값(Te)은 차이이미지(D)의 각 해당 화소값 전체에 대한 평균(Ma, Me)과 표준편차(Sa, Se)를 구하고, 평균(Ma, Me)과 표준편차(Sa, Se)를 합산한 값을 포함한다.
그리고 셀임계값(Ta)과 에지임계값(Te)은 누적 히스토그램의 90% 이내 범위에 해당하는 각각의 화소값을 대상으로 계산하여 이상값(outlier)에 의한 영향을 최소화시킨다.
또한 셀임계값(Ta)과 에지임계값(Te)은 차이이미지의 각 해당 화소값 전체의 최대 및 최소를 고려하여 상수값(αa, αe)을 더 구하고, 이 상수값(αa, αe)을 표준편차(Sa, Se)에 곱한 후, 평균(Ma, Me)에 합산한 합산값을 포함한다.
다시 말해, 셀임계값(Ta)은 차이이미지의 셀영역(cell area) 화소값들의 평균(Ma)과 표준편차(Sa)를 구하여 합산하되, 셀영역(cell area) 화소값 전체의 최대 및 최소를 고려하여 상수값(αa)을 더 구하고, 표준편차(Sa)에 곱한 후, 평균(Ma)에 합산한 합산값을 포함하는 것이다.
이에 따라, 셀임계값(Ta)은 평균(Ma) + {상수값(αa)×표준편차(Sa)}를 포함하는 것으로,
Ta = Ma + (αa×Sa)의 수학식으로 표시된다.
또한 에지임계값(Te)은 차이이미지의 에지영역(edge area) 화소값들의 평균(Me)과 표준편차(Se)를 구하여 합산하되, 에지영역(edge area) 화소값 전체의 최대 및 최소를 고려하여 상수값(αe)을 더 구하고, 표준편차(Se)에 곱한 후, 평균(Me)에 합산한 합산값을 포함하는 것이다.
이에 따라, 에지임계값(Te)은 평균(Me) + {상수값(αe)×표준편차(Se)}를 포함하는 것으로,
Te = Me + (αe×Se)의 수학식으로 표시된다.
여기서, 상수값(αa, αe)은 수학식
Figure 112011086970499-pat00001
로 표시되고, ln은 자연로그이며, DS는 검출 민감도로써, 필요에 따라 변경됨이 바람직하고, e는 자연로그의 밑(base)으로서, 그 근삿값은 e＝2.71828…이며, 이 수는 무리수인 동시에 초월수(超越數)이다.
이와 같이 결정된 셀임계값(Ta)과 에지임계값(Te)을 통해 셀영역 결함결정 단계(S60)와 에지영역 결함결정 단계(S70)가 더 구성되며, 도 6에서 도시한 바와 같다.
셀영역 결함결정 단계(S60)는 차이이미지에서 셀영역(cell area)의 화소값들과 셀임계값(Ta)을 비교하여 셀영역(cell area)의 화소값들 중에 셀임계값(Ta)보다 큰값을 갖는 화소값은 결함으로 검출하게 된다.
그리고 에지영역 결함결정 단계(S70)는 차이이미지에서 에지영역(edge area)의 화소값들과 에지임계값(Te)을 비교하여 에지영역(edge area)의 화소값들 중에 에지임계값(Te)보다 큰값을 갖는 화소값은 결함으로 검출하게 된다.
여기서 셀영역(cell area)의 화소값과 에지영역(edge area)의 화소값은 절대값으로 환산하여 계산하는 것이 바람직하다.
이는, 각 이미지의 화소값이 0 ~ 255의 범위에서 존재함에 따라 실제 음(-)이란 존재하지 않기 때문이며, 웨이퍼 표면의 배경(정상적인 부분)이 되는 화소값을 기준으로 양과 음이 수치적으로만 존재함에 따라 각 화소값을 절대값으로 치환하는 것이다.
이러한 셀영역 결함결정 단계(S60)와 에지영역 결함결정 단계(S70)에 의해 웨이퍼 표면에 대한 결함을 셀영역(cell area)과 에지영역(edge area)으로 구분하여 상호 간섭받지 않은 상태로 정밀하게 분리함에 따라 종래 상호 간섭에 의해 결함임에도 검출되는 않는 오류를 방지할 수 있으며, 이에 따라 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.
일 실시 예로, 웨이퍼 표면 검사 결과를 도 7에서 도시하였다.
총 72개의 샘플 이미지를 이용하여 종래와 본 발명으로 구분하였으며, 종래의 경우, 43개의 정상이미지와 29개의 결함이미지를 결정하였다.
반면에, 본 발명의 경우, 40개의 정상이미지와 32개의 결함이미지를 결정하여 종래보다 많은 결함을 결정함을 알 수 있으며, 정밀한 검사가 이루어짐을 알 수 있다.
이러한 테스트에 의해 본 발명이 종래보다 3개의 결함이미지를 더 검출한 것을 알 수 있어 정밀도가 향상됨을 증명하는 것입니다.
R : 정상이미지 I : 검사대상이미지
D : 차이이미지 Ta : 셀임계값
Te : 에지임계값 Ma, Me : 평균
Sa, Se : 표준편차 αa, αe : 상수값

Claims (10)

  1. 반도체 웨이퍼에서 정상웨이퍼 표면 이미지(이하, ‘정상이미지’라함)와 검사대상 웨이퍼 표면이미지(이하,‘검사대상이미지’라함)를 비교하여 결함을 검출하는 방법에 있어서,
    획득한 검사대상이미지의 좌표로 표시되는 각 화소값에서 정상이미지의 상기 각 좌표에 대응하는 각 화소값을 감산하여 얻은 차이값을 통해 차이이미지를 생성하는 차이이미지 생성단계;
    상기 정상이미지의 셀영역(cell area)과 에지영역(edge area)을 구분하도록 재연산된 에지이미지 생성단계;
    상기 에지이미지에서 셀영역(cell area)에 해당되는 셀영역 좌표값과 에지영역(edge area)에 해당되는 에지영역 좌표값을 얻는단계;
    상기 차이이미지에서 상기 셀영역 좌표값에 해당되는 상기 차이이미지의 각 화소값을 연산하여 셀임계값(Ta)을 결정하는 단계;
    상기 차이이미지에서 상기 에지영역 좌표값에 해당되는 상기 차이이미지의 각 화소값을 연산하여 에지임계값(Te)을 결정하는 단계;를 포함하여 이루어져,
    상기 에지이미지로부터 셀영역 좌표값과 에지영역 좌표값을 산출하고 상기 산출된 좌표값을 차이이미지에 적용하여 셀임계값(Ta)과 에지임계값(Te)을 별도로 산출한 다음 상기 셀임계값(Ta)과 에지임계값(Te)을 통해 결함을 산출하는 것을 특징으로 하는 반도체용 웨이퍼 결함 검사방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 에지이미지 생성단계는,
    상기 정상이미지를 스무딩시키는 스무딩단계;
    스무딩된 정상이미지의 화소값들을 연산하여 임계값(T)을 결정하는 단계;
    상기 임계값(T)보다 높은 화소값은 1로 대치하고, 임계값(T)보다 낮은 화소값은 0으로 대치하여 이진화시키는 이진화이미지 생성단계;
    상기 이진화이미지의 화소값 0과 화소값 1이 접하는 좌표열 중 화소값 0을 1로 대치하여 1의 좌표열이 확장된 제1확장이미지를 생성하는 단계;
    상기 이진화이미지의 화소값 0과 화소값 1이 접하는 좌표열 중 화소값 1을 0으로 대치하여 0의 좌표열이 확장된 제2확장이미지를 생성하는 단계;
    상기 제1확장이미지와 제2확장이미지를 배타논리합(exclusive OR)으로 연산하여 셀영역(cell area)과 에지영역(edge area)의 경계를 표시하는 좌표열을 갖는 에지이미지를 생성하는 재연산 단계;를 포함하여 이루어지는 반도체용 웨이퍼 결함 검사방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 에지이미지의 셀영역(cell area) 좌표값에 해당되는 상기 차이이미지의 화소값들과 상기 셀임계값(Ta)을 비교하여 셀영역(cell area)의 화소값들 중에 셀임계값(Ta)보다 절대치가 큰값을 갖는 화소값은 결함으로 결정하는 셀영역 결함결정 단계;
    상기 에지이미지의 에지영역(edge area) 좌표값에 해당되는 상기 차이이미지의 화소값들과 상기 에지임계값(Te)을 비교하여 에지영역(edge area)의 화소값들 중에 에지임계값(Te)보다 절대치가 큰값을 갖는 화소값은 결함으로 결정하는 에지영역 결함결정 단계;를 더 포함하여 결함을 검출하는 것을 특징으로 하는 반도체용 웨이퍼 결점 검사방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 셀임계값(Ta)은,
    상기 에지이미지의 셀영역(cell area) 좌표값에 해당되는 상기 차이이미지의 화소값들에 대한 평균과 표준편차를 구하고, 상기 평균과 표준편차를 합산한 값을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체용 웨이퍼 결함 검사방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 셀임계값(Ta)은,
    상기 에지이미지의 셀영역(cell area) 좌표값에 해당되는 상기 차이이미지의 화소값들 중 누적 히스토그램의 90% 이내 범위에 해당하는 화소값을 대상으로 계산하여 이상값(outlier)에 의한 영향을 최소화시키는 것을 특징으로 하는 반도체용 웨이퍼 결함 검사방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 셀임계값(Ta)은,
    상기 에지이미지의 셀영역(cell area) 좌표값에 해당되는 상기 차이이미지의 화소값 전체의 최대 및 최소를 고려하여 상수값을 더 구하고, 상기 상수값을 상기 표준편차에 곱한 후, 상기 평균에 합산한 합산값을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체용 웨이퍼 결점 검사방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 에지임계값(Te)은,
    상기 에지이미지의 에지영역(edge area) 좌표값에 해당되는 상기 차이이미지의 화소값 전체에 대한 평균과 표준편차를 구하고, 상기 평균과 표준편차를 합산한 값을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체용 웨이퍼 결점 검사방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 에지임계값(Te)은,
    상기 에지이미지의 에지영역(edge area) 좌표값에 해당되는 상기 차이이미지의 화소값들 중 누적 히스토그램의 90% 이내 범위에 해당하는 에지영역(edge area)의 화소값을 대상으로 계산하여 이상값(outlier)에 의한 영향을 최소화시키는 것을 특징으로 하는 반도체용 웨이퍼 결점 검사방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 에지임계값(Te)은,
    상기 에지이미지의 에지영역(edge area) 좌표값에 해당되는 상기 차이이미지의 화소값 전체의 최대 및 최소를 고려하여 상수값을 더 구하고, 상기 상수값을 상기 표준편차에 곱한 후, 상기 평균에 합산한 합산값을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체용 웨이퍼 결점 검사방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 화소값은 절대값으로 치환되는 것을 특징으로 하는 반도체용 웨이퍼 결함 검사방법.
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