KR970007974B1 - 반도체 공정결함 검사방법 - Google Patents

Abstract

요약없음

Description

반도체 공정결함 검사방법

제1도는 반도체 공정결함 검사 장치의 주요 블럭도.

제2도는 종래의 데이타베이스 방식에 의한 공정결함 검사영역 설정 개념도.

제3도는 반도체 제조공정상 나타나는 실제패턴과 설계시 패턴의 비교도.

제4도는 본 발명의 일실시예에 따른 공정결함 검사영역 설정 개념도.

제5도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공정결함 검사영역 설정 개념도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 데이타 저장장치2 : 카메라

3 : 웨이퍼4 : X-Y 스테이지

5 : 제1웨이브 쉐이퍼6 : 제2웨이브 쉐이퍼

7 : 제어장치8 : 영역설정장치

9 : 비교장치10 : 기억장치

11 : 검사패턴들을 다수 포함시키는 검사영역

12 : 본 발명의 샘플링 검사영역13 : 기준 패턴 영역

14 : 기준 패턴과 동일한 형태 및 크기를 갖는 패턴영역

15 : 웨이퍼 또는 레티클 상의 패턴16 : 패턴검사 스캐닝 방향

17 : 본 발명의 샘플링 검사영역에서 제외된 데이타베이스 신호

18 : 본 발명의 샘플링 검사영역의 데이타베이스 신호

19 : 데이타베이스 패턴 이미지20 : 라인패턴

21 : 스페이스 패턴a : 데이타베이스 패턴 이미지 신호

b : 웨이퍼나 레티클의 패턴 신호

c : 기준패턴 영역의 패턴을 검사하기 위한 제어장치 신호

d : a와 b의 신호로부터 나오는 결함신호

e : 본 발명의 샘플링 검사영역의 데이타베이스 신호

f : 라인패턴위의 샘플링 검사영역g : 스페이스 패턴에서의 영역선택

h : 라인과 스페이스 영역을 포함한 샘플링 데이타베이스 영역

본 발명은 반도체 제조 공정상에 나타나고 있는 공정결함을 검사하는 공정결함 검사방법에 관한 것으로, 특히 데이타베이스(database) 방식에 의한 반도체 공정결함 검사방법에 관한 것이다.

패턴 대 패턴 비교 방식에 비해 처리속도는 느리지만 매우 정확한 공정결함을 검출할 수 있는 데이타베이스 방식에 의한 공정결함 검사방법은 반도체 소자의 설계 데이타 내용을 데이타 저장 장치에 저장해 두고 있다가, 웨이퍼나 레티클(reticle) 위를 카메라(camera)로 스캔(scan)하여 그 스캔 결과를 기억장치에 기억된 데이타베이스의 패턴의 이미지 정보와 하나하나 비교해나가, 공정결함(defect)이 있는지를 판단하는 방식이다.

상기 데이타베이스에 의한 결함 검출기의 개략적인 작용상태를 제1도를 통해 살펴보면, 제1도는 데이타베이스 방식에 의한 공정결함 검사 장치의 주요 블럭도로서, 제어장치(7)의 제어를 받아 다음과 같은 동작을 수행한다.

도면에 도시된 바와 같이 데이타베이스 장치는 먼저, CAD(computer aided design)와 같은 시스템으로 설계된 검사대상의 설계 데이타 내용을 기억장치(1)에 입력시키고 그 입력값에 상응하는 이미지 패턴을 제1웨이브 쉐이퍼(wave shaper,5)에서 형성하도록 구성되어 있다.

상기 기억장치(1)에 데이타베이스가 입력되어 있는 상태에서 검사 대상인 웨이퍼나 레티클을 X-Y 스테이지(4) 위에 올려 놓고 상기 레티클이나 웨이퍼 패턴을 카메라(2)를 통해 스캔하게 된다. 상기 카메라(2)의 스캔 결과는 제2웨이브 쉐이퍼(6)에 입력되어 상기 제1웨이브 쉐이퍼(5)에서 형성된 이미지 패턴과 비교할 수 있는 이미지 패턴을 형성하고, 이렇게 하여 형성된 각각의 이미지 패턴을 비교장치(9)를 통해 비교하여 비교결과 오차가 발생한 지역은 좌표의 위치와 결함의 성격을 기억장치(10)에 출력하여 기억시킨다.

또한, 설계도면의 전체 패턴 데이타 디자인을 비교하려면 데이타 저장장치(1)의 공간이 충분히 넓어야 하고, 매우 많은 시간이 소모되므로, 영역설정 장치(8)를 통해 비교지역을 설정하여 설정된 지역에서만 비교하게 된다.

제2도는 종래의 데이타베이스 방식에 의한 공정결함 검사 영역 설정 개념도로서, 시료의 검사방법의 일예를 보여주고 있다.

모든 패턴을 기억장치(1)에 기억된 설계데이타와 하나하나 모든 값을 비교하기에는 많은 시간이 들기 때문에 제1도에 도시된 영역설정 장치(8)를 통해 검사패턴들(15)을 다수 포함시키는 임의의 검사영역(11)을 설정하거나, 또는 패턴(15)를 포함하고 있는 기준패턴 영역(13)을 설정하여 상기 기억장치(1)에 기억된 데이타베이스를 통해 기준영역(13)을 검사하고, 기준패턴 영역(13)과 동일한 모양 및 크기를 갖는 반복패턴(14) 영역의 패턴을 데이타베이스 대 패턴의 비교 방식이 아닌, 패턴 대 패턴 비교 방식으로 하여 시간의 단축을 꾀하고 있다.

즉, 먼저 기준패턴 영역(13)의 패턴을 데이타베이스 방식으로 비교한 후 비교된 기준패턴(13)이 정상일때, 이 패턴과 나머지 패턴을 비교 검사한다.

그러나, 동일 모양 및 같은 크기의 패턴이 극소수인 반도체 소자 결함검사에는 기준패턴 영역(13)이 많이 지정됨에 따라 많은 시간을 필요로 하게 된다.

이와같이, 종래의 데이타베이스 방식에 의한 공정결함 검사 영역 설정은 몇가지 문제점이 있는데, 첫째 비교대상의 레티클 레이아웃(layout) 데이타의 용량이 매우 클때는 기억장치에 데이타를 저장할 충분한 공간이 필요하며, 둘째 설계도면상의 데이타 내용과 설계 비교대상의 패턴 데이타가 국소적으로 차이가 있어 데이타베이스의 설계내용의 부분적 수정이 불가피하다는 점이다.

예를들어, 제3도에 도시된 바와같이 반도체 제조공정상 나타나는 실제패턴(20)과 데이타베이스 이미지패턴(19)은 가장자리에서 차이가 나는데 패턴의 코너(corner) 부근은 노광원등 패턴 소오스(source)에 의해서 둥그렇게 되거나 소실되어, 마스크 설계상의 데이타베이스 이미지 패턴(19)과 차이가 발생하기 때문에 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 데이타베이스 설계 내용을 새로 변형해야 하며, 결함 검사 장치내의 노이즈(noize) 제거를 위한 필터링 문턱값(threshold parameta)를 높게 설정함에 따라서 실제 찾아야 할 공정결함을 찾을 수 있는 기회를 잃어버리는 문제점이 있었다.

상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은 검사시간과 공정결함 검출 정확도를 높이기 위하여, 검사하여야 할 내용이 데이타베이스 내용중에 표본 데이타를 뽑아서 검사하는 반도체 공정결함 검사방법을 제공함을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명은, 반도체 소자의 설계 데이타 내용을 저장장치에 저장해 두고 있다가, 영역 설정 장치에서 설정한 지역의 웨이퍼나 레티클 위를 카메라를 통해 스캔(scan)하여 패턴의 이미지 정보를 상기 저장장치의 저장 내용과 하나하나 비교하여 공정결함이 있는지를 판단하는 데이타베이스 비교에 의한 반도체 공정결함 검사방법에 있어서, 반도체 공정상에서 형성되는 패턴이 설계상의 이미지 패턴과 차이가 발생하게 되는 지역을 포함하지 않도록 미세한 영역의 공정결함 검사영역을 설정하되 각각의 미세한 검사영역이 일정간격을 갖고 주기적으로 반복되도록 영역을 설정하는 단계와 ; 상기 설정한 미세한 검사영역 각각의 패턴을 저장장치에 기억된 정보와 데이타베이스 비교로 결함을 검출하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은 반도체 소자의 설계 데이타 내용을 저장 장치에 저장해 두고 있다가, 영역 설정 장치에서 설정한 지역의 웨이퍼나 레티클 위를 카메라를 통해 스캔(scan)하여 패턴의 이미지 정보를 상기 저장장치의 저장 내용과 하나하나 비교하여 공정결함이 있는지를 판단하는 데이타베이스 비교에 의한 반도체 공정결함 검사방법에 있어서 ; 반도체 공정상에서 형성되는 패턴이 설계상의 이미지 패턴과 차이가 발생하게 되는 지역을 포함하지 않도록 미세한 영역의 공정결함 검사영역을 설정하되 각각의 미세한 검사영역이 일정간격을 갖고 주기적으로 반복되도록 영역을 설정하는 단계와 ; 상기 설정한 미세한 검사영역의 최초 검사는 데이타베이스 비교에 의해 비교하는 단계와 ; 상기 데이타베이스 비교 이후의 검사는 패턴 대 패턴 비교로 결함을 검출하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면 제4도 및 제5도를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명은 검사할 영역 설정 방법으로, 현재 사용하는 검사 블럭(block) 설정 방법이 아닌, 몇개 비트 맵(bit map) 데이타로 구성된 최소의 영역들로 설정하여, 검사후 비교대상의 비트 맵 단위의 신호처리 방법을 사용하므로써 불필요한 검사영역을 제거시켜 데이타베이스 용량확보를 크게 하는 것이고, 실제패턴의 국소부분에서의 패턴 손실 및 일그러짐에 의한 이미지 신호가 데이타베이스의 데이타 내용과 비교되지 않게 데이타베이스 내용중 불량한 데이타베이스 내용을 제거시킨다. 이때 반도체 제조상에 생기는 결함들의 크기는 보통 훨씬 크기 때문에 공정결함 검사에는 지장을 주지 않게 된다.

제4도는 본 발명의 일실시예에 따른 공정결함 검사 영역 설정 방법을 나타내는 개념도로서, 도면에서 12는 본 발명의 샘플링 검사영역, 15는 웨이퍼 또는 레티클 상의 패턴, 16은 패턴검사 스캐닝 방향, 17은 본 발명의 샘플링 검사영역에서 제외된 데이타베이스 신호, 18은 본 발명의 샘플링 검사영역의 데이타베이스 신호를 각각 나타낸다.

도면에 도시된 바와같이 본 발명은 데이타베이스 방식의 검사방법을 사용하되 최종적으로 공정결함 검사결과의 데이타를 통계적으로 분석할 목적으로, 반복패턴이든 반복되지 않는 패턴이든 상관하지 않고 일정한 거리 간격을 둔 샘플링 검사영역(12)를 설정하여 불필요한 검사영역을 제거시켜 데이타베이스 용량확보를 크게 하는 목적도 있다.

이와같은 영역지정(여기에서는 점단위 영역 지정이라 칭함)을 할때 비교할 설계도면의 레이아웃상의 데이타를 크게 줄일 수 있으며, 결과적으로 결함 최종분석에서는 나름대로 장점을 가질 수 있고 검사시간도 대폭 단축시킬 수 있으며, 더욱이 상기 검사영역(12)의 기준지역은 데이타베이스 방법으로 비교한 후에 그 이후의 검사는 패턴비교로 검사하여 검사시간을 더욱 단축할 수 있다.

또한, 점단위 영역지정은 제5도에 도시된 바와같이 패턴의 결함 검사시 문제점인 노이즈제거등 여러가지 문제점을 해결하기 위하여 검사영역을 도면부호 h와 같은 밝이의 강도 또는 반사강도의 차이가 있는 영역을 피하고, 반사강도가 동등한 도면부호 f 및 g 영역들만을 지정하여 결함검사를 할 수 있도록 만든다.

즉, 라인패턴(20) 및 패턴 사이의 스페이스 패턴(21)을 동시에 샘플링 검사영역으로 지정하는 것이 아니라 라인패턴(20) 지역 내에서 또는 스페이스 패턴(21) 지역 내에서 샘플링을 통한 데이타베이스 방식의 검사영역을 설정한다.

상기 설명과 같이 본 발명은 최종적으로 결함 검사결과를 통계적을 분석할 수 있도록 영역설정을 자유로이 함으로써 검사시간을 단축하고, 실제패턴의 국소 부분에서의 패턴 소실 및 일그러짐에 의한 이미지 신호가 데이타베이스의 내용과 비교되지 않아 결함 검사 능률을 높이는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 반도체 소자의 설계 데이타 내용을 저장장치에 저장해 두고 있다가, 영역 설정 장치에서 설정한 지역의 웨이퍼나 레티클 위를 카메라를 통해 스캔(scan)하여 패턴의 이미지 정보를 상기 저장장치의 저장 내용과 하나하나 비교하여 공정결함이 있는지를 판단하는 데이타베이스 비교에 의한 반도체 공정결함 검사방법에 있어서, 반도체 공정상에서 형성되는 패턴이 설계상의 이미지 패턴과 차이가 발생하게 되는 지역을 포함하지 않도록 미세한 영역의 공정결함 검사영역을 설정하되 각각의 미세한 검사영역이 일정간격을 갖고 주기적으로 반복되도록 영역을 설정하는 단계와 ; 상기 설정한 미세한 검사영역 각각의 패턴을 저장장치에 기억된 정보와 데이타베이스 비교로 결함을 검출하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 공정결함 검사방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 저장장치의 데이타베이스와 비교할 미세한 검사영역의 크기는 수 ㎛²로 설정하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정결함 검사방법.
3. 반도체 소자의 설계 데이타 내용을 저장장치에 저장해 두고 있다가, 영역 설정 장치에서 설정한 지역의 웨이퍼나 레티클 위를 카메라를 통해 스캔(scan)하여 패턴의 이미지 정보를 상기 저장장치의 저장 내용과 하나하나 비교하여 공정결함이 있는지를 판단하는 데이타베이스 비교에 의한 반도체 공정결함 검사방법에 있어서, 반도체 공정상에서 형성되는 패턴이 설계상의 이미지 패턴과 차이가 발생하게 되는 지역을 포함하지 않도록 미세한 영역의 공정결함 검사영역을 설정하되 각각의 미세한 검사영역이 일정간격을 갖고 주기적으로 반복되도록 영역을 설정하는 단계와 ; 상기 설정한 미세한 검사영역 최초 검사는 데이타베이스 비교에 의해 비교하는 단계와 ; 상기 데이타베이스 비교 이후의 검사는 패턴 대 패턴 비교로 결함을 검출하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 공정결함 검사방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 저장장치의 데이타베이스와 비교할 미세한 검사영역의 크기는 수 ㎛²로 설정하는 것을 특징으로 하는 반도체 공정결함 검사방법.