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KR20070010619A - Wafer inspection equipment - Google Patents

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Publication number
KR20070010619A
KR20070010619A KR1020050065367A KR20050065367A KR20070010619A KR 20070010619 A KR20070010619 A KR 20070010619A KR 1020050065367 A KR1020050065367 A KR 1020050065367A KR 20050065367 A KR20050065367 A KR 20050065367A KR 20070010619 A KR20070010619 A KR 20070010619A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wafer
inspection unit
inspection
unit
defect
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
KR1020050065367A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
배종호
김봉수
김영남
노귀숙
박혜진
전태승
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020050065367A priority Critical patent/KR20070010619A/en
Publication of KR20070010619A publication Critical patent/KR20070010619A/en
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    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • GPHYSICS
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    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
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Abstract

웨이퍼의 결함을 검출하기 위한 웨이퍼 검사 장치는 제1 정밀도를 가지며 웨이퍼의 결함을 검출하기 위한 제1 검사 유닛 및 제1 정밀도보다 높은 제2 정밀도를 가지며 상기 웨이퍼의 결함을 검출하기 위한 제2 검사 유닛을 구비한다. 스테이지는 상기 제1 검사 유닛 및 제2 검사 유닛에서 결함을 검출하는 동안 상기 웨이퍼를 지지한다. 구동유닛은 상기 일차 검출시 상기 웨이퍼가 상기 제1 검사 유닛의 제1 기준 위치에 위치하며, 상기 이차 검출시 상기 웨이퍼가 상기 제1 기준 위치와 실질적으로 동일한 상기 제2 검사 유닛의 제2 기준 위치에 위치하도록 상기 스테이지를 수평 이동시킨다. A wafer inspection apparatus for detecting a defect of a wafer has a first precision and a first inspection unit for detecting a defect of a wafer and a second inspection unit for detecting a defect of the wafer with a second precision higher than the first precision. It is provided. A stage supports the wafer while detecting defects in the first inspection unit and the second inspection unit. The driving unit has a second reference position of the second inspection unit wherein the wafer is positioned at a first reference position of the first inspection unit when the primary detection is performed, and the wafer is substantially equal to the first reference position when the secondary detection is performed. The stage is horizontally moved to be located at.

Description

웨이퍼 검사 장치{Apparatus for inspecting a wafer}Apparatus for inspecting a wafer}

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치를 설명하기 위한 구성도이다.1 is a block diagram for explaining a wafer inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 제1 검사 유닛을 설명하기 위한 구성도이다.FIG. 2 is a configuration diagram for describing the first inspection unit of FIG. 1.

도 3은 도 2의 제2 검사 유닛을 설명하기 위한 구성도이다.3 is a configuration diagram for describing the second inspection unit of FIG. 2.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100 : 제1 검사 유닛 200 : 제2 검사 유닛100: first inspection unit 200: second inspection unit

300 : 스테이지 400 : 구동 유닛300: stage 400: drive unit

W : 웨이퍼W: Wafer

본 발명은 웨이퍼의 결함을 검출하기 위한 웨이퍼 검사 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 패턴이 형성되지 않은 베어(bare) 웨이퍼의 결함을 검출하기 위한 웨이퍼 검사 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wafer inspection apparatus for detecting a defect of a wafer, and more particularly, to a wafer inspection apparatus for detecting a defect of a bare wafer on which a pattern is not formed.

일반적으로 반도체 장치는 반도체 웨이퍼으로 사용되는 실리콘웨이퍼 상에 전기 소자들을 포함하는 전기적인 회로를 형성하는 팹(Fab) 공정과, 상기 팹 공정 에서 형성된 반도체 장치들의 전기적인 특성을 검사하기 위한 EDS(electrical die sorting) 공정과, 상기 반도체 장치들을 각각 에폭시 수지로 봉지하고 개별화시키기 위한 패키지 조립 공정을 통해 제조된다.In general, a semiconductor device includes a Fab process for forming an electrical circuit including electrical elements on a silicon wafer used as a semiconductor wafer, and an EDS (electrical) for inspecting electrical characteristics of the semiconductor devices formed in the fab process. die sorting) and a package assembly process for encapsulating and individualizing the semiconductor devices with an epoxy resin.

상기 팹 공정은 웨이퍼 상에 막을 형성하기 위한 증착 공정과, 상기 막을 평탄화하기 위한 화학적 기계적 연마 공정과, 상기 막 상에 포토레지스트 패턴을 형성하기 위한 포토리소그래피 공정과, 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 막을 전기적인 특성을 갖는 패턴으로 형성하기 위한 식각 공정과, 웨이퍼의 소정 영역에 특정 이온을 주입하기 위한 이온 주입 공정과, 웨이퍼 상의 불순물을 제거하기 위한 세정 공정과, 상기 막 또는 패턴이 형성된 웨이퍼의 표면을 검사하기 위한 검사 공정 등을 포함한다.The fab process includes a deposition process for forming a film on a wafer, a chemical mechanical polishing process for planarizing the film, a photolithography process for forming a photoresist pattern on the film, and the photoresist pattern using the photoresist pattern. An etching process for forming the film into a pattern having electrical characteristics, an ion implantation process for implanting specific ions into a predetermined region of the wafer, a cleaning process for removing impurities on the wafer, and a process for forming the film or pattern Inspection process for inspecting the surface;

상기 검사 공정에는 상기 웨이퍼 상에 패턴이 형성되지 않은 웨이퍼, 즉 베어(bare) 웨이퍼의 검사도 포함된다. The inspection process also includes inspection of a wafer without a pattern formed on the wafer, that is, a bare wafer.

일반적으로, 디자인 룰(design rule)이 감소하고, 메모리 반도체 소자의 집적도가 증가함에 따라 파티클 모니터링(particle monitoring)에 있어서의 검출 감도의 개선이 절실히 요구되고 있다. 셀 사이즈의 감소와 더불어 소자의 전기적 특성에 치명적인 영향을 줄 수 있는 파티클의 크기도 감소함에 따라, 30㎚이하의 크기를 가지는 파티클을 검출하기 위한 장치가 개발되어 사용되고 있다.In general, as the design rules decrease and the degree of integration of memory semiconductor devices increases, there is an urgent need for improvement in detection sensitivity in particle monitoring. As the size of particles that may have a fatal effect on the electrical characteristics of the device is reduced along with the decrease in cell size, an apparatus for detecting particles having a size of 30 nm or less has been developed and used.

그러나 종래 기술에 따르면 광학 장치를 이용하여 베어 웨이퍼의 결함을 검출한다. 상기 광학 장치는 단순히 결함 유무만을 판단한다. 따라서 상기 결함이 어느 공정에서 어떠한 원인에 의해 발생되었는지 확인할 수 없다. 또한 검출되는 결 함도 크기가 큰 결함만 검출되며, 크기가 작은 결함은 검출되지 않는다. 그리고 검출된 결함이 진짜 결함인지 노이즈인지 확인이 어렵다. However, according to the prior art, defects in the bare wafer are detected using an optical device. The optical device simply determines whether there is a defect. Therefore, it is not possible to confirm in what process the defect is caused by what cause. In addition, only defects with a large size are detected, and small defects are not detected. And it is difficult to check whether the detected defect is a real defect or noise.

한편, 상기 광학 장치에서 검출한 웨이퍼 결함을 전자를 이용한 전자주사현미경(SEM) 장치에서 리뷰할 수 있다. 상기 광학 장치와 SEM 장치의 스테이지가 매칭되지 않는다. 상기 광학 장치에서 검출된 결함을 상기 SEM 장치에서 찾지 못하는 경우가 발생한다.Meanwhile, the wafer defect detected by the optical device may be reviewed by an electron scanning microscope (SEM) device using electrons. The stages of the optical device and the SEM device do not match. The defects detected by the optical device may not be found by the SEM device.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 웨이퍼의 결함 검출 능력이 향상된 웨이퍼 검사 장치를 제공하는데 있다. An object of the present invention for solving the above problems is to provide a wafer inspection apparatus with improved defect detection capability of the wafer.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 실시예에 의하면, 웨이퍼 검사 장치는 웨이퍼의 결함을 일차로 검출하기 위한 제1 검사 유닛 및 상기 웨이퍼의 결함을 이차로 검출하기 위한 제2 검사 유닛을 구비한다. 스테이지는 상기 제1 검사 유닛 및 제2 검사 유닛에서 결함을 검출하는 동안 상기 웨이퍼를 지지한다. 구동 유닛은 상기 일차 검출시 상기 웨이퍼가 상기 제1 검사 유닛의 제1 기준 위치에 위치하며, 상기 이차 검출시 상기 웨이퍼가 상기 제1 기준 위치와 실질적으로 동일한 상기 제2 검사 유닛의 제2 기준 위치에 위치하도록 상기 스테이지를 수평 이동시킨다. According to a preferred embodiment of the present invention for achieving the object of the present invention, the wafer inspection apparatus includes a first inspection unit for detecting the defect of the wafer first and a second inspection for detecting the defect of the wafer secondary With a unit. A stage supports the wafer while detecting defects in the first inspection unit and the second inspection unit. The driving unit has a second reference position of the second inspection unit wherein the wafer is positioned at the first reference position of the first inspection unit when the primary detection is performed, and the wafer is substantially equal to the first reference position when the secondary detection is performed. The stage is horizontally moved to be located at.

스테이지는 상기 제1 검사 유닛 및 제2 검사 유닛에서 결함을 검출하는 동안 동일한 웨이퍼 좌표를 갖도록 상기 웨이퍼를 지지한다. 구동 유닛은 상기 일차 검출시 상기 웨이퍼가 상기 제1 검사 유닛의 하부에 위치하며, 상기 이차 검출시 상기 웨이퍼가 상기 제2 검사 유닛의 하부에 위치하도록 상기 스테이지를 수평 이동시킨다. The stage supports the wafer to have the same wafer coordinates while detecting defects in the first inspection unit and the second inspection unit. The driving unit horizontally moves the stage such that the wafer is positioned under the first inspection unit during the first detection, and the wafer is positioned under the second inspection unit during the second detection.

상기 제1 검사 유닛은 제1 정밀도를 가지며, 광을 이용하여 결함을 검출하고, 상기 제2 검사 유닛은 상기 제1 정밀도보다 높은 제2 정밀도를 가지며, 전자빔을 이용하여 결함을 검출할 수 있다. The first inspection unit has a first precision, detects a defect using light, and the second inspection unit has a second precision higher than the first precision, and detects a defect using an electron beam.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 웨이퍼 검사 장치는 상기 제1 검사 유닛과 제2 검사 유닛이 동일한 좌표를 이용하므로 제1 검사 유닛에 의해 검출된 결함을 제2 검사 유닛을 통해 재검출하여 분석할 수 있다. 따라서 웨이퍼의 결함 검출 능력을 향상시킬 수 있다.In the wafer inspection apparatus according to the present invention configured as described above, since the first inspection unit and the second inspection unit use the same coordinates, the defect detected by the first inspection unit may be redetected and analyzed through the second inspection unit. . Therefore, the defect detection capability of the wafer can be improved.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, a wafer inspection apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치를 설명하기 위한 구성도이다.1 is a block diagram for explaining a wafer inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 웨이퍼 검사 장치(1000)는 제1 검사 유닛(100), 제2 검사 유닛(200), 스테이지(300) 및 구동 유닛(400)으로 구성된다. Referring to FIG. 1, the wafer inspection apparatus 1000 includes a first inspection unit 100, a second inspection unit 200, a stage 300, and a driving unit 400.

상기 제1 검사 유닛(100)은 광학을 이용하여 웨이퍼(W)의 결함을 검출한다. 상기 제1 검사 유닛(100)은 제1 정밀도를 갖는다. The first inspection unit 100 detects a defect of the wafer W using optical. The first inspection unit 100 has a first precision.

도 2는 도 1의 제1 검사 유닛을 설명하기 위한 구성도이다.FIG. 2 is a configuration diagram for describing the first inspection unit of FIG. 1.

도 2를 참조하면, 광원부(110), 촬상부(120), 변환부(130), 이미지 획득부 (140), 비교부(150) 및 표시부(160)로 구성된다. 2, the light source 110, the imaging unit 120, the conversion unit 130, the image acquisition unit 140, the comparator 150, and the display unit 160 may be configured.

상기 광원부(110)는 웨이퍼(W)에 존재하는 결함을 검출하기 위해 상기 웨이퍼(W) 상으로 광을 조사한다. 상기 광원부(110)로는 램프 또는 발광 다이오드가 사용될 수 있다. 상기 광원부(110)는 상기 웨이퍼(W)의 표면을 조명한다. The light source unit 110 irradiates light onto the wafer W in order to detect a defect present in the wafer W. A lamp or a light emitting diode may be used as the light source unit 110. The light source unit 110 illuminates the surface of the wafer (W).

상기 램프를 이용한 광원부(110)는 광의 근원인 램프와, 상기 광을 반사시켜 웨이퍼(W) 상으로 전사시키기 위한 반사경과, 상기 램프에서 발생된 광과 반사경에 반사된 광을 평행 광으로 형성하기 위한 콜리메이터 렌즈(collimator lens) 등을 포함할 수 있다.The light source unit 110 using the lamp may form a lamp which is a source of light, a reflector for reflecting the light and transferring the light onto the wafer W, and the light generated by the lamp and the light reflected by the reflector as parallel light. It may include a collimator lens (collimator lens) and the like.

상기 광원부(110)는 상기 웨이퍼(W)의 상부에 배치된다. 상기 광원부(110)는 상기 웨이퍼(W)의 상부면으로부터 수직하게 배치되거나, 소정의 각도로 기울어지게 배치될 수 있다. 상기 광원부(110)는 상기 웨이퍼(W)의 상부면으로부터 약 85 내지 90도 각도로 기울어지게 배치되는 것이 바람직하다.The light source unit 110 is disposed above the wafer (W). The light source unit 110 may be disposed vertically from the upper surface of the wafer W or inclined at a predetermined angle. The light source unit 110 is preferably disposed to be inclined at an angle of about 85 to 90 degrees from the upper surface of the wafer (W).

상기 광원부(110)와 상기 웨이퍼(W)의 전면 사이에 광의 경로를 전환할 수 있는 경로 전환 부재를 더 배치할 수 있다. 상기 경로 전환 부재는 상기 웨이퍼(W) 전면에 대한 광의 입사각을 조절할 수도 있다.A path switching member may be further disposed between the light source unit 110 and the front surface of the wafer W to switch the path of light. The path switching member may adjust an incident angle of light with respect to the entire surface of the wafer (W).

상기 촬상부(120)는 상기 웨이퍼(W)에서 상기 광원부(110)의 광이 조사되는 부위의 이미지를 촬상한다. 상기 촬상부(120)로는 CCD(charge coupled device) 센서가 사용될 수 있다. The imaging unit 120 captures an image of a portion of the wafer W to which light from the light source unit 110 is irradiated. A charge coupled device (CCD) sensor may be used as the imaging unit 120.

상기 촬상부(120)는 상기 반사광을 검출하기 적당한 위치에 배치된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 촬상부(120)는 상기 웨이퍼(W)의 전면으로부터 약 85 내지 90도의 각도를 가지도록 배치되고, 상기 웨이퍼(W)의 전면에 입사되는 광의 입사방향을 기준으로 약 5도 이내에 배치된다. 즉, 상기 광원부(130)와 상기 촬상부(120)는 서로 인접하며, 상기 웨이퍼(W)의 상부면과 실질적으로 수직하도록 배치된다. The imaging unit 120 is disposed at a suitable position for detecting the reflected light. According to an embodiment of the present invention, the imaging unit 120 is disposed to have an angle of about 85 to 90 degrees from the front surface of the wafer W, and the incident direction of light incident on the front surface of the wafer W is adjusted. It is placed within about 5 degrees on the basis. That is, the light source unit 130 and the imaging unit 120 are adjacent to each other, and are disposed to be substantially perpendicular to the upper surface of the wafer (W).

상기 변환부(130)는 상기 촬상부(120)와 연결되며, 상기 촬상부(120)로부터 병렬로 출력되는 아날로그 신호인 전기 신호를 디지털 신호로 변환한다. 상기 변환부(130)는 아날로그/디지털 변환기(A/D converter)가 사용된다. The converter 130 is connected to the imaging unit 120 and converts an electrical signal, which is an analog signal output in parallel from the imaging unit 120, into a digital signal. The converter 130 is an analog / digital converter (A / D converter) is used.

상기 이미지 획득부(140)는 상기 변환기(130)와 연결되며, 상기 이미지 정보를 담고 있는 디지털 신호를 처리하여 웨이퍼(W)의 이미지를 획득한다. The image acquisition unit 140 is connected to the converter 130 and processes the digital signal containing the image information to obtain an image of the wafer (W).

상기 비교부(150)는 상기 이미지와 기 설정된 기준 이미지를 비교하여 결함을 검출한다.The comparison unit 150 detects a defect by comparing the image with a preset reference image.

상기 표시부(160)는 상기 비교부(150)에서 검출된 결함을 표시한다. 상기 결함은 웨이퍼 맵(map) 상에 표시된다. 따라서 상기 결함의 위치를 용이하게 확인할 수 있다.The display unit 160 displays the defect detected by the comparator 150. The defect is displayed on a wafer map. Therefore, the position of the said defect can be confirmed easily.

상기 제2 검사 유닛(200)은 전자를 이용하여 웨이퍼(W)의 결함을 검출한다. 상기 제2 검사 유닛(200)은 제1 정밀도보다 정밀한 제2 정밀도를 갖는다. 상기 제2 검사 유닛(200)은 상기 제1 검사 유닛(100)에서 검출된 결함을 제2 정밀도로 재차 검사한다. The second inspection unit 200 detects a defect of the wafer W using electrons. The second inspection unit 200 has a second precision that is more precise than the first precision. The second inspection unit 200 again inspects the defect detected by the first inspection unit 100 with a second precision.

도 3은 도 2의 제2 검사 유닛을 설명하기 위한 구성도이다.3 is a configuration diagram for describing the second inspection unit of FIG. 2.

도 3을 참조하면, 제2 검사 유닛(200)은 전자빔 소스(202), 스테이지(230), 구동부(240), 검출부(250), 이미지 획득부(260), 비교부(270) 및 디스플레이부(280)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the second inspection unit 200 includes an electron beam source 202, a stage 230, a driver 240, a detector 250, an image acquirer 260, a comparator 270, and a display unit. 280.

상기 전자빔 소스(202)는 전자들을 발생시키기 위한 전자총(210)과, 상기 전자들을 전자빔(204)으로 형성하고 상기 전자빔(204)을 실리콘웨이퍼와 같은 웨이퍼(W)의 표면으로 조사하기 위한 컬럼(220)을 포함한다.The electron beam source 202 includes an electron gun 210 for generating electrons, and a column for forming the electrons into an electron beam 204 and irradiating the electron beam 204 to the surface of a wafer W such as a silicon wafer. 220).

전자총(210)은 전자들을 발생시키기 위한 필라멘트(212)와 상기 전자들을 추출하기 위한 추출 전극(212)을 포함한다. 상기 컬럼(220)은 축 조정 코일(224), 자기 렌즈(224), 조리개(222), 주사 코일(223) 등을 포함한다.The electron gun 210 includes a filament 212 for generating electrons and an extraction electrode 212 for extracting the electrons. The column 220 includes an axial adjustment coil 224, a magnetic lens 224, an aperture 222, a scanning coil 223, and the like.

상기 자기 렌즈(224)는 일반적으로 코일이 감겨진 원통형의 전자석으로, 자기장을 형성하여 전자들을 집속시킨다. 일반적으로, 전자총(210)에 의해 발생되는 전자빔의 단면적은 10 내지 50㎛ 정도이며, 웨이퍼(W) 상에 조사되는 전자빔의 스폿 사이즈는 약 5 내지 200㎚ 정도이다. 상기 자기 렌즈(224)는 한 쌍의 집속 렌즈(225)와 한 개의 대물 렌즈(226)를 포함한다. 상기 한 쌍의 집속 렌즈(225)는 전자총(210)으로부터 발생된 전자빔을 집속시키며, 전자빔의 세기를 조절한다. 상기 대물 렌즈(226)는 웨이퍼(W)의 표면에 조사되는 전자빔의 스폿 사이즈 및 초점 거리를 조절한다.The magnetic lens 224 is a cylindrical electromagnet in which a coil is wound, and forms a magnetic field to focus electrons. In general, the cross-sectional area of the electron beam generated by the electron gun 210 is about 10 to 50 µm, and the spot size of the electron beam irradiated on the wafer W is about 5 to 200 nm. The magnetic lens 224 includes a pair of focusing lenses 225 and one objective lens 226. The pair of focusing lenses 225 focus the electron beam generated from the electron gun 210, and adjust the intensity of the electron beam. The objective lens 226 adjusts the spot size and the focal length of the electron beam irradiated to the surface of the wafer (W).

축 조정 코일(224)은 추출 전극(212)과 자기 렌즈(224) 사이에 배치되며 상기 추출 전극(212)에 의해 형성된 전자빔을 상기 자기 렌즈(224)의 중심축에 일치시킨다.An axial adjustment coil 224 is disposed between the extraction electrode 212 and the magnetic lens 224 to match the electron beam formed by the extraction electrode 212 to the central axis of the magnetic lens 224.

조리개(222)와 주사 코일(223)은 한 쌍의 집속 렌즈(225)와 대물 렌즈(226) 사이에 배치되며, 주사 코일(223)은 상기 전자빔이 웨이퍼(W)를 스캔하도록 상기 전자빔을 편향시킨다.An aperture 222 and a scanning coil 223 are disposed between the pair of focusing lenses 225 and the objective lens 226, and the scanning coil 223 deflects the electron beam so that the electron beam scans the wafer W. Let's do it.

검출부(230)는 전자빔(204)의 조사에 의해 웨이퍼(W)으로부터 방출되는 이차 전자(206)를 검출하며, 검출된 이차 전자와 대응하는 전류 신호를 전압 신호로 변환시키고, 상기 전압 신호를 증폭시킨다. 이때, 검출부(230)에는 상기 이차 전자(206)를 검출하기 위한 바이어스 전압이 인가된다.The detector 230 detects the secondary electrons 206 emitted from the wafer W by the irradiation of the electron beam 204, converts the current signals corresponding to the detected secondary electrons into voltage signals, and amplifies the voltage signals. Let's do it. In this case, a bias voltage for detecting the secondary electrons 206 is applied to the detector 230.

이미지 획득부(240)는 검출부(230)와 연결되며, 상기 증폭된 전압 신호를 웨이퍼(W)의 이미지 정보로 변환시킨다. 즉, 상기 이미지 획득부(240)는 아날로그형의 전압 신호를 디지털형의 이미지 정보로 변환시키는 AD 컨버터(analog digital convertor)로써도 기능한다. 상기 이미지 획득부(240)는 상기 이미지 정보를 처리하여 웨이퍼(W)의 이미지를 획득한다.The image acquisition unit 240 is connected to the detection unit 230 and converts the amplified voltage signal into image information of the wafer (W). That is, the image acquisition unit 240 also functions as an analog digital converter (AD converter) for converting an analog voltage signal into digital image information. The image acquisition unit 240 processes the image information to obtain an image of the wafer (W).

비교부(250)는 상기 이미지 획득부(240)와 연결되며, 상기 획득된 이미지를 기 설정된 기준 이미지와 비교한다. 상기 비교시 여러 가지 파라미터를 이용하여 결함을 검출하고 분류한다. 상기 파라미터로는 대비도, 명암도, 휘도, 사이즈 등이 있으며, 이들은 단독 또는 둘 이상의 조합하여 사용될 수 있다. The comparator 250 is connected to the image acquirer 240 and compares the acquired image with a preset reference image. In the comparison, defects are detected and classified using various parameters. The parameters include contrast, contrast, brightness, size, and the like, which may be used alone or in combination of two or more.

표시부(260)는 상기 비교부(250)와 연결되며, 상기 비교부(250)에서 검출된 결함을 웨이퍼 맵 상에 표시한다.The display unit 260 is connected to the comparator 250, and displays a defect detected by the comparator 250 on the wafer map.

상기 스테이지(300)는 상기 제1 검사 유닛(100) 및 제2 검사 유닛(200)의 웨이퍼 검사시 상기 웨이퍼(W)를 지지한다. 상기 스테이지(300)는 상기 제1 검사 유닛(100)과 제2 검사 유닛(200)에서 공통으로 사용된다. 상기 스테이지(300)에 의해 지지되는 웨이퍼(W)는 패턴이 형성되지 않는 베어 웨이퍼(W)이다. The stage 300 supports the wafer W during the wafer inspection of the first inspection unit 100 and the second inspection unit 200. The stage 300 is commonly used in the first inspection unit 100 and the second inspection unit 200. The wafer W supported by the stage 300 is a bare wafer W in which no pattern is formed.

상기 구동 유닛(400)은 상기 스테이지(300)가 상기 제1 검사 유닛(100)과 제2 검사 유닛(200) 사이를 왕복하도록 구동시킨다. 구체적으로 상기 구동 유닛(400)은 상기 스테이지(300)와 연결되며, 상기 스테이지(300)에 지지된 웨이퍼(W)를 포함하는 평면에 대해 수평한 방향으로 상기 스테이지(300)를 이동시킨다. 상기 제1 검사 유닛(100)의 결함 검출 결과로 웨이퍼(W)에서 결함이 검출되는 경우, 상기 구동 유닛(400)은 보다 정밀한 결함 검출을 위해 상기 스테이지(300)를 상기 제2 검사 유닛(200)으로 이동시킨다. The driving unit 400 drives the stage 300 to reciprocate between the first inspection unit 100 and the second inspection unit 200. In detail, the driving unit 400 is connected to the stage 300 and moves the stage 300 in a horizontal direction with respect to a plane including the wafer W supported by the stage 300. When a defect is detected in the wafer W as a result of the defect detection of the first inspection unit 100, the driving unit 400 moves the stage 300 to the second inspection unit 200 for more accurate defect detection. Move to).

상기 제1 검사 유닛(100)에서의 웨이퍼(W)의 결함을 검출하는 경우, 상기 구동 유닛(400)은 상기 웨이퍼(W)가 상기 제1 검사 유닛(100)의 제1 검사 기준 위치에 위치하도록 상기 스테이지(300)를 이동시킨다. 상기 제2 검사 유닛(200)에서의 웨이퍼(W)의 결함을 검출하는 경우, 상기 구동 유닛(400)은 상기 웨이퍼(W)가 상기 제2 검사 유닛(200)의 제2 검사 기준 위치에 위치하도록 상기 스테이지(300)를 이동시킨다. 이때, 상기 제1 검사 기준 위치와 제2 검사 기준 위치는 실질적으로 동일한 위치이다. 따라서 상기 웨이퍼(W) 상의 결함 위치를 상기 제1 검사 유닛(100)과 제2 검사 유닛(200)에서 동일한 좌표를 이용하여 나타낼 수 있다.In the case of detecting a defect of the wafer W in the first inspection unit 100, the driving unit 400 has the wafer W positioned at a first inspection reference position of the first inspection unit 100. The stage 300 is moved to make. In the case of detecting a defect of the wafer W in the second inspection unit 200, the driving unit 400 is located at the second inspection reference position of the second inspection unit 200. The stage 300 is moved to make. At this time, the first inspection reference position and the second inspection reference position are substantially the same position. Therefore, the defect position on the wafer W may be represented using the same coordinates in the first inspection unit 100 and the second inspection unit 200.

즉, 상기 스테이지(300)가 상기 제1 검사 유닛(100) 및 제2 검사 유닛(200)에서 공통으로 사용되므로, 상기 제1 검사 유닛(100)에서 웨이퍼(W)의 결함 검출시 사용되는 웨이퍼 좌표와 상기 제2 검사 유닛(200)에서 웨이퍼(W)의 결함 검출시 사용되는 웨이퍼 좌표가 실질적으로 동일하다. 따라서, 상기 제1 검사 유닛(100)에서 검출한 결함을 상기 제2 검사 유닛(200)에서 용이하게 다시 확인할 수 있다. 상기 제1 검사 유닛(100)에서 검출한 결함을 상기 제2 검사 유닛(200)에서 보다 정밀하게 검사할 수 있다. 그러므로, 상기 결함을 분류할 수 있고, 상기 결함의 생성 시기나 결함의 원인 등을 파악할 수 있다.That is, since the stage 300 is commonly used in the first inspection unit 100 and the second inspection unit 200, a wafer used in detecting defects of the wafer W in the first inspection unit 100. Coordinates and wafer coordinates used for defect detection of the wafer W in the second inspection unit 200 are substantially the same. Therefore, the defect detected by the first inspection unit 100 can be easily confirmed by the second inspection unit 200. The defect detected by the first inspection unit 100 may be inspected more precisely by the second inspection unit 200. Therefore, it is possible to classify the defect, and to identify the generation time of the defect, the cause of the defect, and the like.

한편, 상기 구동 유닛(400)은 상기 제1 검사 유닛(100) 및 제2 검사 유닛(200)에서의 결함 검출을 위해 상기 스테이지(300)에 지지된 웨이퍼(W)를 포함하는 평면에 대해 X축 및 Y축 방향으로 상기 스테이지(300)를 이동시킨다. 상기 구동 유닛(400)에 의해 상기 웨이퍼(W)가 X축 및 Y축 방향으로 이동되므로, 광원 또는 전자빔이 상기 웨이퍼(W)의 상부면을 스캐닝한다.On the other hand, the driving unit 400 is X with respect to the plane including the wafer (W) supported on the stage 300 for defect detection in the first inspection unit 100 and the second inspection unit 200 The stage 300 is moved in the axial and Y-axis directions. Since the wafer W is moved in the X-axis and Y-axis directions by the driving unit 400, a light source or an electron beam scans the upper surface of the wafer W.

한편, 도시되지는 않았으나, 상기 스테이지(300)의 하부에는 상기 제2 검사 유닛(200)에서 웨이퍼 결함 검출시 스테이지(300)의 높이를 조절하기 위한 제2 구동 유닛이 연결될 수 있다.Although not shown, a second driving unit may be connected to the lower portion of the stage 300 to adjust the height of the stage 300 when the wafer defect is detected by the second inspection unit 200.

상기의 실시예에 따르면, 제1 검사 유닛(100) 및 제2 검사 유닛(200)에 각각 표시부(160, 260)가 구비되는 것으로 설명되었지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제1 검사 유닛(100) 및 제2 검사 유닛(200)에 공통으로 한 개의 표시부가 구비될 수 있다. According to the above embodiment, it has been described that the display units 160 and 260 are provided in the first inspection unit 100 and the second inspection unit 200, respectively, but according to another embodiment of the present invention, the first inspection unit One display unit may be provided in common to the 100 and the second inspection unit 200.

상기의 실시예에 따르면, 제1 검사 유닛(100) 및 제2 검사 유닛(200)에 각각 표시부(160, 260)가 구비되는 것으로 설명되었지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제1 검사 유닛(100) 및 제2 검사 유닛(200)에 공통으로 한 개의 표시부가 구비될 수 있다. According to the above embodiment, it has been described that the display units 160 and 260 are provided in the first inspection unit 100 and the second inspection unit 200, respectively, but according to another embodiment of the present invention, the first inspection unit One display unit may be provided in common to the 100 and the second inspection unit 200.

이하에서는 상기 웨이퍼 검사 장치(1000)의 동작에 대해 설명한다.Hereinafter, the operation of the wafer inspection apparatus 1000 will be described.

우선 구동 유닛(400)의 구동에 의해 상기 스테이지(300)가 상기 제1 검사 유닛(100)의 하부에 위치시킨다. 이후, 상기 스테이지(300)로 베어 웨이퍼(W)를 로딩한다. 로딩된 베어 웨이퍼(W)를 일차로 검사한다. 상기 일차 검사는 상기 제1 검사 유닛(100)을 이용하여 제1 정밀도로 이루어진다.First, the stage 300 is positioned below the first inspection unit 100 by the driving unit 400. Thereafter, the bare wafer W is loaded into the stage 300. The loaded bare wafer W is first inspected. The primary inspection is made with a first precision using the first inspection unit 100.

상기 검사 결과, 베어 웨이퍼(W)에 결함이 존재하지 않는 경우에는 상기 베어 웨이퍼(W)를 언로딩하여 후속 공정을 진행한다. 베어 웨이퍼(W)에 결함이 존재하는 경우에는 상기 결함을 검출한다. As a result of the inspection, when no defect exists in the bare wafer W, the bare wafer W is unloaded to proceed to the subsequent process. If a defect exists in the bare wafer W, the defect is detected.

상기 제1 검사 유닛(100)에서 검출된 결함이 웨이퍼(W) 상에 실제로 존재하는지 여부와 상기 결함에 대한 보다 많은 정보를 얻기 위해 상기 결함에 대한 보다 정밀한 검사가 필요하다. 따라서 상기 구동 유닛(400)은 상기 베어 웨이퍼(W)의 검사를 위해 상기 베어 웨이퍼(W)를 지지한 스테이지(300)가 상기 제2 검사 유닛(200)의 하부에 위치하도록 이동시킨다. More precise inspection of the defect is necessary to obtain more information about the defect and whether or not the defect detected in the first inspection unit 100 is actually present on the wafer (W). Therefore, the driving unit 400 moves the stage 300 supporting the bare wafer W to be located under the second inspection unit 200 for the inspection of the bare wafer W.

상기 제2 검사 유닛(200)의 하부에 위치한 상기 베어 웨이퍼(W)를 이차로 검사한다. 상기 이차 검사는 상기 제2 검사 유닛(200)을 이용하여 상기 베어 웨이퍼(W)를 제1 정밀도보다 정밀한 제2 정밀도로 이루어진다. 상기 스테이지(300)가 상기 제1 검사 유닛(100) 및 제2 검사 유닛(200)에서 공통으로 사용되므로 상기 베어 웨이퍼(W) 상에 존재하는 결함의 좌표도 동일하게 사용할 수 있다. 그러므로 상기 제1 검사 유닛(100)에서의 검사 결과 검출된 결함 위치를 상기 제2 검사 유닛(200)에서 신속하고 용이하게 재확인할 수 있다. 따라서 상기 결함이 실제로 존재하는 결함인지 여부를 빠르게 확인할 수 있다. 또한 상기 결함을 보다 정밀하게 검사하여 상기 결함을 종류에 따라 분류할 수 있다. 그리고 상기 결함의 종류에 따라 발생 원인을 파악할 수 있다. The bare wafer W positioned below the second inspection unit 200 is secondarily inspected. The secondary inspection is performed using the second inspection unit 200 to make the bare wafer W at a second precision that is more accurate than the first precision. Since the stage 300 is commonly used in the first inspection unit 100 and the second inspection unit 200, coordinates of defects existing on the bare wafer W may be used in the same manner. Therefore, the defect position detected as a result of the inspection in the first inspection unit 100 can be quickly and easily reconfirmed in the second inspection unit 200. Therefore, it is possible to quickly check whether the defect is a defect that actually exists. In addition, the defects can be inspected more precisely to classify the defects according to types. The cause of occurrence can be identified according to the type of the defect.

상기 베어 웨이퍼(W)에 대한 검사가 종료된 베어 웨이퍼(W)를 언로딩하고, 구동 유닛(400)의 구동에 의해 상기 스테이지(300)는 상기 제1 검사 유닛(100)의 하부에 위치된다. Unloading the bare wafer W after the inspection of the bare wafer W is completed, and the stage 300 is positioned under the first inspection unit 100 by driving the driving unit 400. .

이후 상기 과정을 반복하여 웨이퍼(W)의 검사를 진행한다. Thereafter, the above process is repeated to inspect the wafer (W).

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 웨이퍼 검사 장치는 제1 검사 유닛에서 웨이퍼의 결함을 검사하여 결함이 검출되는 제2 검사 유닛에서 웨이퍼의 결함을 재차 검사한다. 이때, 상기 웨이퍼를 지지하는 스테이지를 이동시켜 상기 제1 검사 유닛 및 제2 검사 유닛에서 공통으로 사용한다. 따라서 상기 제1 검사 유닛에서 검출된 웨이퍼의 결함을 상기 제2 검사 유닛에서 신속하게 확인하여 검사할 수 있다. 그러므로 상기 웨이퍼의 검사에 소요되는 시간을 단축할 수 있다.As described above, the wafer inspection apparatus according to the preferred embodiment of the present invention inspects the defect of the wafer in the first inspection unit and again inspects the defect of the wafer in the second inspection unit where the defect is detected. At this time, the stage supporting the wafer is moved and used in common in the first inspection unit and the second inspection unit. Therefore, the defect of the wafer detected by the said 1st inspection unit can be confirmed quickly and inspected by the said 2nd inspection unit. Therefore, the time required for the inspection of the wafer can be shortened.

또한 상기 제2 검사 유닛의 검사를 통해 상기 결함을 유형이나 크기 별로 분류할 수 있고, 상기 결함의 발생 원인도 파악할 수 있다. 그러므로 이를 반도체 제조 공정에 피드백하여 반도체 소자의 수율을 향상시킬 수 있다.In addition, through the inspection of the second inspection unit it is possible to classify the defects by type or size, and to determine the cause of the defects. Therefore, it can be fed back to the semiconductor manufacturing process to improve the yield of the semiconductor device.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있 음을 이해할 수 있을 것이다.While the foregoing has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. I can understand that you can.

Claims (4)

웨이퍼의 결함을 일차로 검출하기 위한 제1 검사 유닛;A first inspection unit for primarily detecting a defect in the wafer; 상기 웨이퍼의 결함을 이차로 검출하기 위한 제2 검사 유닛;A second inspection unit for secondarily detecting a defect of the wafer; 상기 제1 검사 유닛 및 제2 검사 유닛에서 결함을 검출하는 동안 상기 웨이퍼를 지지하기 위한 스테이지; 및A stage for supporting the wafer while detecting defects in the first inspection unit and the second inspection unit; And 상기 일차 검출시 상기 웨이퍼가 상기 제1 검사 유닛의 제1 기준 위치에 위치하며, 상기 이차 검출시 상기 웨이퍼가 상기 제1 기준 위치와 실질적으로 동일한 상기 제2 검사 유닛의 제2 기준 위치에 위치하도록 상기 스테이지를 수평 이동시키기 위한 구동 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.The wafer is positioned at a first reference position of the first inspection unit during the first detection and the wafer is positioned at a second reference position of the second inspection unit substantially the same as the first reference position during the secondary detection. And a drive unit for horizontally moving the stage. 제1항에 있어서, 상기 제1 검사 유닛은 제1 정밀도를 가지며, 상기 제2 검사 유닛은 상기 제1 정밀도보다 높은 제2 정밀도를 가지는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.The wafer inspection apparatus according to claim 1, wherein the first inspection unit has a first precision, and the second inspection unit has a second precision higher than the first precision. 제2항에 있어서, 상기 제1 검사 유닛은 광을 이용하여 결함을 검출하며, 상기 제2 검사 유닛은 전자빔을 이용하여 결함을 검출하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 검사 장치.The wafer inspection apparatus according to claim 2, wherein the first inspection unit detects a defect by using light, and the second inspection unit detects a defect by using an electron beam. 제1항에 있어서, 상기 웨이퍼는 베어(bare) 웨이퍼인 것을 특징으로 하는 웨 이퍼 검사 장치.The wafer inspection apparatus according to claim 1, wherein the wafer is a bare wafer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101275711B1 (en) * 2007-07-12 2013-06-14 어플라이드 머티리얼즈 이스라엘 리미티드 Method and system for evaluating an object that has a repetitive pattern
KR20190134168A (en) * 2018-05-25 2019-12-04 삼성전자주식회사 Substrate inspection method, substrate processing method and substrate processing system for performing the same
CN112577970A (en) * 2019-09-30 2021-03-30 深圳中科飞测科技股份有限公司 Detection method, alignment method of detection equipment and detection equipment

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