결함 탐지 방법 document_id A220517004054

초고집적과 관련한 높은 밀도 및 성능에 대한 수요는 미크론이하의 피쳐(feature), 향상된 트랜지스터 및 회로 속도, 그리고 개선된 신뢰성을 요구한다. 그러한 수요는 높은 정밀도와 균일도로 소자 피쳐를 형성할 것을 요구하며, 이는 다시 아직 반도체 웨이퍼 형태에 있는 소자들의 잦은 그리고 세밀한 검사를 포함한 세심한 프로세스 모니터링을 필요로 한다. 통상적인 공정중의 모니터링 기술은 "검사 및 검토" 과정이라는 두 단계를 채용한다. 제 1 단계 중에, 웨이퍼 표면을 빠른 속도와 상대적으로 낮은 해상도로 검사한다. 제 1 단계의 목적은 결함이 나타날 확률이 높은 웨이퍼상의 의심 위치를 보여주는 결함 맵(map)을 생성하는 것이다. 제 2 단계 중에, 의심 위치를 보다 철저히 분석한다. 양 단계들은 동일한 장치에 의해 실시될 수도 있으나, 필수적인 것은 아니다. 두 단계 검사 기구는 하나의 탐지기 또는 다수의 탐지기들을 가질 수 있다. 다수의 탐지기를 이용한 두 단계 검사 장치가 알루모트에게 허여된 미국 특허 제 5,699,447 호, 제 5,982,921 호 및 제 6,178,275B1 호(이하에서는 통합하여 알루모트 시스템이라 칭함)에 기재되어 있으며, 상기 특허들의 내용은 본 명세서에서 참조로서 포함된다. 제 1 단계 중에(검사 단계라고도 한다), 알루모트 시스템은: (a) 검사된 픽셀, 이웃하는 검사된 픽셀 및 기준 픽셀을 획득하고, (b) 검사된 픽셀의 타입 및/또는 결정된 기준 픽셀 타입을 결정하며, (c) 검사된 픽셀과 기준 픽셀을 비교하고 그리고 검사된 픽셀의 타입에 따라 달라지는 한계치(threshold)를 비교하며, (d) 상기 비교에 응답하여 결합의 존재를 결정한다. 픽셀의 타입을 결정하는 단계는 이하의 파라미터(parameter)를 결정하는 제 1 스테이지(stage)를 포함한다: (ⅰ) 국부적인 최대치-픽셀이 국부적인 최대치인지 여부(픽셀이 이웃 픽셀에 비해 최대값인 경우), (ⅱ) 강도-픽셀이 강성(intense)인 경우(픽셀의 강도가 한계치에 비해 상당히 큰 경우), (ⅲ) 비율-픽셀의 강도와 한계치에 대한 이웃 픽셀의 강도 사이의 비율, 및 (ⅳ) 구배-픽셀이 한계치에 대한 경사 영역에 위치되는지의 여부. 제 2 스테이지는 픽셀을 이하의 타입들 중 어느 하나로 분류하는 것을 포함한다: (Ⅰ) 분리된 피크(픽셀이 상당한 강도와 비율을 가지는 국부적인 최대치인 경우), (Ⅱ) 다수 피크(픽셀이 분리된 피크가 아니고, 상당한 강도를 가지고, 어느 이웃 픽셀도 분리된 피크가 아닌 경우), (Ⅲ) 경사-픽셀의 이웃 중 하나가 분리된 피크이거나 상당한 구배를 가지는 경우, 또는 (Ⅳ) 배경-픽셀이 상당한 강도 또는 구배를 가지지 않고 이웃중 어느 것도 분리된 피크가 아닌 경우. 따라서, 한계치가 픽셀의 타입에 응답하기 때문에, 결함 탐지는 검사된 픽셀의 타입분류에 응답한다. 특히 잡음이 많은(noisy) 환경에서 측정 프로세스에서의 여러가지 오류 및/또는 측정 부정확은 타입 결정에 영향을 미칠 것이며 오류가 있는 결함 탐지를 초래할 것이다. 또한, 픽셀 타입의 세트(set)가 고정된다. 따라서, 최종 사용자 요구에 따라 타입들을 동적으로(dynamically) 조정하거나 조절하지 못한다. 일반적으로, 기준 픽셀은 동일한 웨이퍼로부터의 또는 그렇지 않은 다른 다이(die)의 이전 검사로부터 얻어진다. 상이한 다이들로부터 얻어진 픽셀들 사이의 비교는, 특히 검사 기구 파라미터가 변할 수 있을 때, 오류가 많은 결정을 초래할 수 있다. 기판, 특히 반도체 기판의 오류 검사를 위한 보다 개선되고 강력한 방법에 대한 필요성이 있다. 픽셀 타입의 동적인 규정이 가능한 기판 검사 방법도 요구되고 있다.