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KR100657789B1 - 유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 방법 및 이를수행하기 위한 장치 - Google Patents

유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 방법 및 이를수행하기 위한 장치 Download PDF

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KR100657789B1
KR100657789B1 KR1020040055062A KR20040055062A KR100657789B1 KR 100657789 B1 KR100657789 B1 KR 100657789B1 KR 1020040055062 A KR1020040055062 A KR 1020040055062A KR 20040055062 A KR20040055062 A KR 20040055062A KR 100657789 B1 KR100657789 B1 KR 100657789B1
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leakage current
unit
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spectrum
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양유신
지윤정
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삼성전자주식회사
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Abstract

반도체 기판의 셀 어레이 영역 내에서 선택된 셀 블록 상에 형성된 유전막의 누설 전류 특성을 검사하기 위한 방법 및 장치에서, 코로나 차저(corona charger)는 상기 선택된 셀 블록 상에 코로나 이온 전하를 도포하고, 다수의 측정 프로브 들 중에서 선택된 측정 프로브는 상기 유전막의 표면 전압 변화를 측정한다. 프로브 제어부는 상기 셀 블록의 크기에 따라 상기 다수의 측정 프로브들 중에서 하나를 선택하며, 상기 반도체 기판의 이미지 데이터를 이용하여 상기 선택된 측정 프로브를 상기 선택된 셀 블록 상에 정렬시킨다. 데이터 처리 유닛은 상기 측정된 표면 전압 변화를 나타내는 측정 스펙트럼과 기 설정된 기준 데이터를 비교하여 상기 유전막의 누설 전류 특성을 결정한다. 따라서, 개개의 셀 블록에 대한 유전막의 누설 전류 특성을 용이하게 검사할 수 있다.

Description

유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 방법 및 이를 수행하기 위한 장치 {Method of inspecting a leakage current characteristic of a dielectric layer and apparatus for performing the same}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유전막의 누설 전류 특성 검사 장치를 설명하기 위한 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 코로나 차저와 측정 프로브 유닛을 설명하기 위한 확대 정면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 유전막의 누설 전류 특성 검사 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 반도체 기판의 셀 블록을 설명하기 위한 확대 평면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 셀 블록 상에 형성된 유전막을 보여주는 단면도이다.
도 6은 기준 스펙트럼들의 일 예를 설명하기 위한 그래프이다.
도 7은 측정 스펙트럼의 일 예를 설명하기 위한 그래프이다.
도 8은 기준 스펙트럼과 측정 스펙트럼의 일 예를 설명하기 위한 그래프이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 10은 도 1 내지 도 3에 도시된 유전막의 누설 전류 특성 검사 장치를 이용하여 유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 반도체 기판 18 : 셀 블록
30 : 유전막 60, 80 : 기준 스펙트럼
70, 90 : 측정 스펙트럼 100 : 유전막 누설 전류 특성 검사 장치
110 : 스테이지 112 : 구동 유닛
118 : 구동 제어부 120 : 코로나 차저
122 : 전원 공급기 129 : 코로나 제어부
130 : 측정 프로브 유닛 132 : 측정 프로브
134 : 원형 디스크 136 : 회전 구동부
140 : 픽업 플레이트 142 : 프로브 제어부
150 : 이미지 획득 유닛 160 : 데이터 처리 유닛
162 : 데이터 입력부 164 : 데이터 출력부
166 : 데이터 저장부
본 발명은 유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 방법과 이를 수행하기 위한 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 코로나 이온 전하를 이용하여 반도체 기판 상에 형성된 유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 방법과 이를 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.
최근, 반도체 장치의 고집적화 및 고속화가 요구됨에 따라, 메모리 셀 영역이 매우 축소되고 있다. 상기 메모리 셀 영역의 축소로 인해 반도체 장치를 구성하는 각각의 셀에 포함되는 트랜지스터 및 커패시터가 형성되는 영역의 면적이 감소되고 있다.
상기 메모리 셀 영역의 감소에 따라 상기 반도체 장치에서 사용되는 유전막의 특성, 예를 들면 절연파괴 전압 특성(breakdown voltage characteristic), 누설 전류 특성(leakage current characteristic) 등이 매우 중요하게 대두되고 있다.
특히, 상기 유전막의 누설 전류 특성은 유전막 또는 유전막과 반도체 기판 사이의 계면 부위에 존재하는 오염 물질에 의해 저하될 수 있다. 또한, 상기 유전막의 누설 전류 특성은 반도체 기판 상에 형성된 패터닝된 구조물에 의한 스텝 커버리지 특성에 따라 변화될 수 있다.
이에 따라, 상기 유전막의 누설 전류 특성을 검사하기 위한 다양한 방법들이 제시되고 있다. 상기 방법들의 예로서, 미합중국 특허 제6,104,206호(issued to Verkuil)에는 코로나 차저(corona charger)와 켈빈 프로브(Kelvin probe)를 이용한 PN 접합 누설 특성을 측정하는 방법이 개시되어 있으며, 미합중국 특허 제6,255,128호(issued to Chacon et al.)에는 켈빈 프로브를 이용하여 표면 전압을 측정함으로써 기판/유전체 계면을 갖는 반도체 웨이퍼에 불순물이 존재하는지를 판 단하는 비접촉 방법이 개시되어 있다. 또한, 미합중국 특허 제6,538,462호(issued to Lagowski et al.)에는 코로나 방전(corona discharge)을 이용하여 SILC(stress induced leakage current)와 GOI(gate dielectric integrity)를 측정하는 방법이 개시되어 있다.
상술한 바와 같은 종래 기술들의 경우, 미리 준비된 모니터링 웨이퍼 상에 유전막을 형성한 후, 상기 유전막의 누설 전류 특성을 검사하기 때문에, 상기 모니터링 웨이퍼 상에 형성된 유전막의 누설 전류 특성을 기초로 하여 패터닝된 웨이퍼 상에 형성된 유전막의 누설 전류 특성을 결정할 수는 없다. 즉, 패터닝된 구조물 상에 형성된 유전막의 스텝 커버리지 특성에 의한 누설 전류 특성 변화를 측정하기가 어렵다는 단점을 갖는다. 또한, 상술한 바와 같은 종래 기술들의 경우, 측정 영역이 넓기 때문에 유전막에 대한 보다 세밀한 특성 관리가 어렵다는 단점이 있다. 예를 들면, 반도체 기판 상의 다이들(dies)에 대하여 누설 전류 측정이 수행되므로 상기 개개의 다이들 내의 다양한 영역들에 대한 세부적인 검사 기술이 요구된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제1목적은 패터닝된 구조물을 갖는 개개의 셀 블록 상에 형성된 유전막의 누설 전류 특성을 검사하기 위한 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 제2목적은 상술한 바와 같은 유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 방법을 수행하는데 적합한 장치를 제공하는데 있다.
상기 제1목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 패터닝된 구조물과 상기 구조물 상에 유전막이 형성된 다수의 셀 블록들을 포함하는 셀 어레이 영역과 주변 회로 영역을 갖는 기판에서, 상기 다수의 셀 블록들 중에서 선택된 셀 블록 상에 코로나 이온 전하를 도포한다. 상기 코로나 이온 전하가 도포된 셀 블록 상의 유전막을 통한 전기적인 누설로 인한 표면 전압 변화를 측정한 후, 상기 측정된 표면 전압 변화와 기 설정된 기준 데이터를 비교하여 상기 유전막의 누설 전류 특성을 결정한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 표면 전압 변화를 측정하기 위한 측정 프로브는 상기 선택된 셀 블록의 크기와 대응하는 크기를 갖고, 상기 기판으로부터 획득된 이미지를 이용하여 상기 선택된 셀 블록 상에 정렬된다. 또한, 상기 측정 프로브는 서로 다른 크기를 갖는 다수의 측정 프로브들 중에서 선택될 수 있다.
상기 제2목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 유전막의 누설 전류 특성 검사 장치는, 패터닝된 구조물과 상기 구조물 상에 유전막이 형성된 다수의 셀 블록들을 포함하는 셀 어레이 영역과 주변 회로 영역을 갖는 기판에서, 상기 다수의 셀 블록들 중에서 선택된 셀 블록 상에 코로나 이온 전하를 도포하기 위한 코로나 차저(corona charger)와, 상기 코로나 이온 전하가 도포된 셀 블록 상의 유전막을 통한 전기적인 누설로 인한 표면 전압 변화를 측정하기 위한 측정 프로브 유닛과, 상기 측정된 표면 전압 변화와 기 설정된 기준 데이터를 비교하여 상기 유전막의 누설 특성을 결정하기 위한 데이터 처리 유닛을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 측정 프로브 유닛은 서로 다른 크기 를 갖는 다수의 측정 프로브를 포함하며, 프로브 제어부는 상기 선택된 셀 블록의 크기에 따라 상기 다수의 측정 프로브들 중에서 하나를 선택하고, 선택된 측정 프로브를 상기 기판으로부터 획득된 이미지 데이터를 이용하여 상기 선택된 셀 블록 상에 정렬시킨다.
상기 기준 데이터는 서로 다른 누설 전류 특성을 갖는 다수의 기준 유전막들로부터 준비된 다수의 기준 스펙트럼을 포함할 수 있다. 상기 데이터 처리 유닛은 상기 측정된 표면 전압 변화를 플로팅하여 측정 스펙트럼을 획득하며, 상기 측정 스펙트럼과 상기 다수의 기준 스펙트럼들을 비교함으로써 상기 선택된 셀 블록 상의 유전막의 누설 전류 특성을 결정한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 기준 데이터는 기준 유전막으로부터 준비된 기준 스펙트럼을 포함할 수 있다. 상기 데이터 처리 유닛은 상기 측정 스펙트럼과 상기 기준 스펙트럼을 비교함으로써 상기 선택된 셀 블록 상의 유전막의 누설 전류 특성을 결정한다. 예를 들면, 상기 데이터 처리 유닛은 상기 측정 스펙트럼과 초기 측정 전압과 상기 기준 스펙트럼의 초기 기준 전압을 비교할 수 있으며, 상기 측정 스펙트럼의 전압 강하 비율(voltage drop rate)과 상기 기준 스펙트럼의 전압 강하 비율을 비교할 수 있다. 또한, 상기 데이터 처리 유닛은 상기 측정 스펙트럼의 정상상태 전압(steady-state voltage)과 상기 기준 스펙트럼의 정상상태 전압을 비교할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 상기 셀 어레이 영역 내의 개개의 셀 블록들에 대한 유전막의 누설 전류 특성 검사를 수행할 수 있으므로, 종래의 모니 터링 웨이퍼를 사용하는 방법과 비교하여 유전막 특성에 대한 실질적이고도 세밀한 관리가 이루어질 수 있으며, 기준 데이터와 측정 데이터 사이의 비교에 의해 유전막 특성 검사 공정의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유전막의 누설 전류 특성 검사 장치를 설명하기 위한 정면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 코로나 차저와 측정 프로브 유닛을 설명하기 위한 확대 정면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 유전막의 누설 전류 특성 검사 장치를 설명하기 위한 평면도이다. 도 4는 도 2에 도시된 반도체 기판의 셀 블록을 설명하기 위한 확대 평면도이며, 도 5는 도 4에 도시된 셀 블록 상에 형성된 유전막을 보여주는 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 장치(100)는 유전막의 누설 전류 특성 검사를 수행하기 위한 검사 챔버(102)와, 실리콘웨이퍼와 같은 반도체 기판(10)을 지지하기 위한 스테이지(110)와, 스테이지를 이동시키기 위한 구동 유닛(112)과, 코로나 이온 전하를 반도체 기판(10) 상에 도포하기 위해 상기 코로나 이온 전하를 발생시키기 위한 코로나 차저(120)와, 상기 반도체 기판(10) 상에 형성된 유전막(20)의 누설 전류 특성을 검사하기 위한 측정 프로브 유닛(130)과, 반도체 기판(10)의 이미지 데이터를 획득하기 위한 이미지 획득 유닛(150)과, 유전막의 누설 전류 특성을 결정하기 위한 데이터 처리 유닛(160)과, 상기 반도체 기판(10)을 예비 정렬(pre-alignment)하기 위한 예비 정렬 유닛(170)과, 상기 반도체 기판(10) 을 이동시키기 위한 이송 로봇(180)을 포함한다.
상기 검사 챔버(102)는 다수의 반도체 기판들(10)이 수납된 용기(50)를 지지하기 위해 검사 챔버(102)의 측벽으로부터 연장된 서포트 플레이트(104)와, 상기 반도체 기판들(10)을 반입/반출하기 위한 도어(106)와, 검사 챔버(102) 내부에서 수평 방향으로 배치된 베이스 플레이트(108)를 갖는다.
상기 베이스 플레이트(108) 상에는 스테이지(110)를 수평 및 수직 방향으로 이동시키기 위하여 스테이지(110)의 하부에 연결된 구동 유닛(112)이 배치된다. 상기 구동 유닛(112)은 스테이지(110)를 수평 방향으로 이동시키기 위한 제1구동부(114)와 스테이지(110)를 수직 방향으로 이동시키기 위한 제2구동부(116)를 포함한다. 또한, 구동 유닛(112)은 신호 라인을 통해 구동 제어부(118)와 연결되며, 구동 유닛(112)의 동작은 구동 제어부(118)에 의해 제어된다. 상기 제1구동부(114)로는 직교 좌표 로봇이 사용될 수 있으며, 제2구동부(116)로는 공압 또는 유압 실린더가 사용될 수 있다.
상기 스테이지(110)는 진공압을 이용하여 반도체 기판(10)을 파지하며, 그라운드 전위(ground potential)와 연결되어 있다. 따라서, 스테이지(110) 상에 파지된 반도체 기판(10)은 스테이지(110)를 통해 상기 그라운드 전위와 전기적으로 연결된다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 반도체 기판(10) 상에는 각각 반도체 장치로 형성되기 위한 다수의 다이들(12, dies)이 형성되어 있으며, 각각의 다이(12)는 다수의 셀 어레이 영역(14)과 주변 영역(16)을 포함한다. 상기 셀 어레이 영역(14)은 다수 의 행들과 열들을 따라 배열된 셀 블록들(18)을 포함한다.
각각의 셀 블록(18) 상에는 패터닝된 구조물(20)이 형성되어 있으며, 상기 패터닝된 구조물(20) 상에 유전막이 형성되어 있다. 상기 패터닝된 구조물(20)은 돌출된 필드 절연 패턴들(22)과 액티브 패턴들(24)을 포함하며, 상기 필드 절연 패턴들(22)과 액티브 패턴들(24) 상에 상기 유전막(30)이 형성되어 있다. 도시된 바에 의하면, 상기 필드 절연 패턴(22)은 상기 액티브 패턴(24)의 표면으로부터 상방으로 돌출되어 있으나, 필드 절연 패턴(22)의 상부면과 액티브 패턴(24)의 상부면은 평탄하게 형성될 수도 있다.
다시 도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 스테이지(110)의 상부에는 코로나 차저(120), 측정 프로브 유닛(130) 및 이미지 획득 유닛(150)을 지지하기 위한 지지부재(190)가 배치되며, 상기 지지부재(190)는 베이스 플레이트(102) 상에 배치된 수직암(192)과, 수직암(192)의 상부로부터 수평 방향으로 연장된 수평암(194)을 포함에 의해 지지된다.
상기 코로나 차저(120)는 고전압을 인가하기 위한 전원 공급기(122, power supply)와 연결된 코로나 발산부(124, corona emitter)와, 상기 코로나 발산부(124)를 수용하는 하우징(126)과, 코로나 이온 전하가 반도체 기판(10) 상에 도포되는 영역을 한정하기 위해 상기 하우징(126)에 부착된 코로나 한정링(128, corona-confining ring)을 포함한다. 상기 코로나 발산부(124)로는 텅스텐 카바이드 니들(needle)이 사용될 수 있으며, 코로나 한정링(128)으로는 금속 링이 사용될 수 있다. 상기 코로나 발산부(124)에는 전원 공급기(122)로부터 약 ±8,000 볼트 정도의 고전압이 인가되며, 코로나 한정링(128)은 그라운드 전위에 전기적으로 연결되며, 수백 ㎛ 내지 수 mm 정도의 내경을 갖는다. 상기 코로나 한정링(128)은 측정 영역의 크기, 예를 들면 각각의 셀 블록들(18)의 크기에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
상기 코로나 발산부(124)에 의해 발생된 양 또는 음의 코로나 이온 전하는 코로나 한정링(128)을 통하여 코로나 차저(120)의 하방에 정렬된 반도체 기판(10)의 셀 블록(18) 상에 도포된다. 여기서, 상기 구동 유닛(112)은 상기 셀 블록들(18) 중에서 선택된 셀 블록(18)이 상기 코로나 차저(120) 하방에 정렬되도록 상기 스테이지(110)를 이동시킨다. 상기 코로나 이온 전하를 셀 블록(18) 상의 유전막(30) 상에 도포하는 동안, 상기 코로나 한정링(128)은 유전막(30)의 표면으로부터 약 10 mils 정도 이격되어 상기 유전막(30)의 상부에 배치되며, 상기 코로나 차저(120)의 동작 및 전원 공급기(122)는 코로나 제어부(129)에 의해 제어된다.
상기 측정 프로브 유닛(130)은 반도체 기판(10)의 벌크 실리콘(bulk silicon)과 유전막(30)의 상부면 사이의 전압 변화를 측정하기 위해 반도체 기판(10)의 상부에 배치된다. 상기 측정 프로브 유닛(130)은 서로 다른 크기를 갖는 다수의 측정 프로브들(132)과, 상기 측정 프로브들(132)을 지지하기 위한 원형 디스크(134)와, 상기 원형 디스크(134)를 회전시키기 위한 회전 구동부(136)를 포함한다. 상기 원형 디스크(134)는 지지부재(190)의 하부에 배치되고, 회전 구동부(136)는 지지부재(190) 상에 배치된다. 회전 구동축(138)은 지지부재(190)를 통하여 원형 디스크(134)와 회전 구동부(136)를 연결한다.
각각의 측정 프로브(132)로는 켈빈 프로브(Kelvin probe)가 사용될 수 있으며, 각각의 측정 프로브(132)는 반도체 기판(10) 표면의 전기적 전위(electrical potential)를 센싱하기 위해 진동 기구(138)에 연결된 정전용량형 픽업 플레이트(140, capacitive pick-up plate)를 포함한다. 측정 프로브들(132)과 각각 연결된 진동 기구들(138)은 원형 디스크(134)의 하부면 상에 원형 디스크(134)의 중심에 대하여 반경 방향으로 장착된다.
구체적으로, 상기 픽업 플레이트들(140)은 서로 다른 크기를 갖는다. 예를 들면, 상기 측정 프로브 유닛(132)은 대형 측정 프로브(132a), 중형 측정 프로브(132b), 소형 측정 프로브(132c)를 포함할 수 있으며, 특히 상기 소형 측정 프로브(132c)는 셀 어레이 영역(14) 내의 각각의 셀 블록(18) 상에 형성된 유전막(30)의 누설 전류 특성을 측정할 수 있도록 약 10㎛ 내지 100㎛ 정도의 직경을 갖는 픽업 플레이트(140c)를 포함한다. 여기서, 상기 측정 프로브들(132)의 크기들은 각각의 셀 블록(18)의 폭에 따라 변화될 수 있다. 특히, 상기 소형 측정 프로브(132c)는 상기 셀 블록(18)의 폭과 대응하는 직경을 갖는 픽업 플레이트(140c)를 포함하는 것이 바람직하다. 한편, 상기 대형 및 중형 측정 프로브들(132a, 132b)의 크기들은 측정하고자 하는 셀 블록들(18)의 수량에 따라 다양하게 변화될 수 있다. 예를 들면, 상기 대형 및 중형 측정 프로브들(132a, 132b)은 각각 약 2mm 및 약 1mm 정도의 직경을 갖는 픽업 플레이트들을 포함할 수 있다.
구체적으로, 개개의 셀 블록(18) 상에 형성된 유전막(30)의 누설 전류 특성을 검사하는 경우, 소형 측정 프로브(132c)가 선택될 수 있으며, 측정하고자 하는 범위 또는 셀 블록들(18)의 수량에 따라 대형 또는 중형 측정 프로브(132a, 132b)가 선택될 수도 있다. 그러나, 상기 측정 프로브들(132) 크기는 개개의 셀 블록(18)의 크기에 따라 결정될 수도 있다. 즉, 반도체 기판(10) 상에 형성된 셀 블록(18)의 크기는 반도체 장치의 종류, 예를 들면 256M 디램(DRAM), 512M 디램, 1G 디램 또는 플래시 메모리 등에 따라 변화될 수 있으므로, 각각의 측정 프로브들(132a, 132b, 132c)의 크기들은 각각의 반도체 장치들이 갖는 셀 블록(18)의 크기에 따라 변화될 수 있다. 예를 들면, 대형, 중형 및 소형 측정 프로브들은 각각 256M 디램의 셀 블록, 512M 디램의 셀 블록 및 1G 디램의 셀 블록의 크기들에 대응하는 크기들을 가질 수 있다.
이와는 다르게, 상기 각각의 측정 프로브(132a, 132b, 132c)는 개개의 셀 블록(18)의 형상 또는 서로 인접하는 다수의 셀 블록들(18)의 형상과 대응하는 형상을 갖는 픽업 플레이트(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 소형 측정 프로브(132c)는 개개의 셀 블록(18)의 형상 및 크기와 대응하는 사각 픽업 플레이트(미도시)를 포함할 수 있으며, 상기 중형 측정 프로브(132b)는 서로 인접하는 4개의 셀 블록들(18)의 크기 및 형상에 대응하는 사각 픽업 플레이트(미도시)를 포함할 수 있으며, 상기 대형 측정 프로브(132a)는 서로 인접하는 9개의 셀 블록들(18)의 크기 및 형상에 대응하는 사각 픽업 플레이트(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 측정 프로브들(132) 중에서 선택된 측정 프로브(312c)를 이용하여 셀 블록(18) 상의 유전막(30)을 통한 누설 전류로 인한 표면 전압 변화를 측정하는 동안, 상기 선택된 측정 프로브(132c)는 유전막(30)의 표면으로부터 약 5 mils 정도 의 에어 갭(air gap)을 갖도록 배치된다. 상기 유전막(30) 표면에 대한 픽업 플레이트(140c)의 진동은 픽업 플레이트(140c)의 표면 상에서 시변 전류(time-varying current)를 유도한다. 상기 진동 주파수에서의 시변 전류는 픽업 플레이트(140c)와 유전막(30) 사이에서의 전위차(potential difference)와 비례한다. 상기 시변 전류는 반도체 기판(10)에 대한 유전막(30)의 표면 상의 표면 전압 전위(surface voltage potential)에 가까운 전압으로 귀착한다.
상기 선택된 측정 프로브(132c)와 진동 기구(138c) 및 회전 구동부(136)는 프로브 제어부(142)와 신호 라인을 통해 연결되며, 프로브 제어부(142)는 상기 선택된 셀 블록(18)의 크기에 따라 상기 측정 프로브들(132) 중에서 하나를 선택하며, 선택된 측정 프로브(132c)가 상기 코로나 차저(120)와 인접하게 위치하도록 회전 구동부(136)의 동작을 제어하고, 상기 선택된 측정 프로브(132c)의 진동 주파수를 조절한다. 상기 시변 전류는 유전막(30)을 통한 누설 전류에 의해 변화되며, 프로브 제어부(142)는 시변 전류의 변화에 따른 표면 전압 변화를 측정한다. 이때, 상기 측정된 유전막(30)의 표면 전압은 시간의 경과에 따라 유전막(30)을 통한 누설 전류에 의해 점차 감소된다.
이미지 획득 유닛(150)은 지지부재(190)에 의해 지지되며, 스테이지(110) 상에 파지된 반도체 기판(10)의 이미지 데이터를 획득한다. 상기 이미지 획득 유닛(150)은 반도체 기판(10)으로부터 기판 이미지를 획득하기 위한 이미지 획득부(152)와 상기 기판 이미지를 처리하여 이미지 데이터를 생성하기 위한 이미지 처리부(154)를 포함한다. 상기 이미지 획득부(152)로는 광학 현미경 또는 CCD 카메라가 사용될 수 있다.
상기 구동 유닛(112)은 상기 획득된 이미지 데이터를 이용하여 상기 선택된 셀 블록(18)이 코로나 차저(120) 또는 선택된 측정 프로브(132c) 하방에 정렬되도록 상기 스테이지(110)를 이동시킨다.
도시된 바에 의하면, 상기 장치(100)는 지지부재(190)에 지지된 하나의 코로나 차저(120)를 갖고 있으나, 측정 프로브 유닛(130)과 유사한 구성을 갖는 코로나 차징 유닛(corona charging unit, 미도시)을 가질 수도 있다. 구체적으로, 상기 코로나 차징 유닛은 제2원형 디스크와, 상기 제2원형 디스크를 회전시키기 위한 제2회전 구동부와, 상기 제2원형 디스크의 하부면에 반경 방향으로 장착된 다수의 코로나 차저를 포함할 수 있다. 상기 다수의 코로나 차저들은 서로 다른 내경을 갖는 코로나 한정링들을 각각 포함하며, 개개의 셀 블록의 크기에 따라 선택적으로 사용될 수 있다.
한편, 상기 베이스 플레이트(108) 상에는 반도체 기판(10)을 예비 정렬하기 위한 예비 정렬 유닛(170)이 배치된다. 상기 예비 정렬 유닛(170)은 이송 로봇(180)에 의해 이송된 반도체 기판(10)의 플랫존 또는 노치 부위를 기준으로 반도체 기판(10)을 예비 정렬한다. 상기 예비 정렬 유닛(170)은 반도체 기판을 파지하고 회전시키기 위한 회전척(172)과, 상기 플랫존 또는 노치 부위를 센싱하기 위한 에지 센서(174)와, 상기 에지 센서(174)로부터의 신호에 따라 회전척(172)의 동작을 제어하기 위한 정렬 제어부(미도시) 등을 포함할 수 있다.
상기 반도체 기판(10)을 이송하기 위한 이송 로봇(180)은 베이스 플레이트(108)를 통해 배치되며, 상기 수납 용기(50)로부터 반도체 기판(10)을 예비 정렬 유닛(170)으로 이송하고, 예비 정렬된 반도체 기판(10)을 스테이지(110) 상으로 이송한다. 또한, 유전막 특성 검사가 수행된 반도체 기판(10)을 다시 수납 용기(50)로 이송한다.
상기 데이터 처리 유닛(160)은 구동 제어부(118), 코로나 제어부(129), 프로브 제어부(142) 및 이미지 처리부(154)와 연결되어 있으며, 상기 기준 데이터와 상기 측정된 표면 전압 변화를 비교하여 상기 유전막(30)의 누설 전류 특성을 결정한다. 또한, 상기 데이터 처리 유닛(160)은 데이터 입력부(162), 데이터 출력부(164) 및 데이터 저장부(166)와 연결되어 있다.
데이터 입력부(162)는 상기 셀 블록(18) 상에 도포되는 코로나 이온 전하량, 측정하고자 하는 셀 블록들(18)의 위치들, 개개의 셀 블록(18)의 크기 등과 같은 데이터를 데이터 처리 유닛(160)으로 입력한다. 데이터 출력부(164)는 상기 기준 데이터, 측정된 표면 전압 변화, 결정된 유전막(30)의 누설 전류 특성값 등을 출력한다. 데이터 출력부(164)로는 모니터, 프린터, 플로터(plotter) 등이 사용될 수 있다. 데이터 저장부(166)는 상기 기준 데이터, 측정된 표면 전압 변화, 결정된 유전막(30)의 누설 전류 특성값 등을 저장한다.
도 6은 기준 스펙트럼들의 일 예를 설명하기 위한 그래프이고, 도 7은 측정 스펙트럼의 일 예를 설명하기 위한 그래프이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 기준 데이터는 서로 다른 다수의 기준 유전막들로부터 기 획득된 기준 표면 전압 변화들을 나타내는 다수의 기준 스펙트럼들(60)이 사용될 수 있다. 상기 데이터 처리 유닛(160)은 상기 측정된 표면 전압 변화를 플로팅하여 측정 스펙트럼(70)을 획득하고, 상기 측정 스펙트럼(70)과 상기 기준 스펙트럼들(60)을 비교함으로써 상기 선택된 셀 블록(18) 상에 형성된 유전막(30)의 누설 전류 특성을 결정할 수 있다. 즉, 상기 기준 스펙트럼들(60) 중에서 상기 측정 스펙트럼(70)과 가장 유사한 기준 스펙트럼으로부터 상기 유전막(30)의 누설 전류 특성을 결정할 수 있다.
상기 기준 스펙트럼들(60)은 실험적으로 획득될 수 있다. 예를 들면, 서로 다른 불순물 농도들 및 스텝 커버리지 특성들을 갖는 기준 유전막들을 형성하고, 이들로부터 기준 표면 전압 변화들로부터 측정함으로써 상기 기준 스펙트럼들(60)을 획득할 수 있다.
이와는 다르게, 상기 기준 스펙트럼들(60)은 이론적으로 획득될 수도 있다. 이론적인 기준 유전막의 표면 전압 변화는 셀 블록(18) 상에 형성된 패터닝된 구조물의 면적들에 따라 변화될 수 있다. 예를 들면, 셀 블록(18) 상에 형성된 유전막(30)의 표면 전압 변화는 필드 절연 패턴(22) 상에 형성된 유전막 부분들보다는 주로 액티브 패턴(24) 상에 형성된 유전막 부분들을 통한 누설 전류에 기인한다. 또한, 유전막(30)의 표면 전압은 오염물 농도, 기준 유전막의 두께, 스텝 커버리지 특성, 기준 유전막이 갖는 유전 상수와 같은 고유 특성으로부터 알려지는 이론적인 누설 전류 특성 등에 의해 변화될 수 있다. 따라서, 상기 셀 블록(18) 상에 형성된 유전막(30)의 표면 전압 변화는 상기와 같은 변수들을 포함하는 시간적인 함수로 표현될 수 있으며, 상기 시간 함수를 이용하여 상기 다수의 기준 스펙트럼 들(60)을 이론적으로 획득할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 기준 데이터는 기준 유전막으로부터 기 획득된 기준 표면 전압 변화를 나타내는 기준 스펙트럼(80)이 사용될 수 있다.
도 8은 기준 스펙트럼과 측정 스펙트럼의 일 예를 설명하기 위한 그래프이다.
도 8을 참조하면, 상기 데이터 처리 유닛(160)은 상기 측정된 표면 전압 변화를 나타내는 측정 스펙트럼(90)과 상기 기준 스펙트럼(80)을 비교함으로써 상기 선택된 셀 블록(18) 상에 형성된 유전막(30)의 누설 전류 특성을 결정할 수 있다.
기준 기판의 셀 블록 상에 정상적인 특성값들, 예를 들면 오염물 농도, 두께, 스텝 커버리지 특성 등을 갖는 기준 유전막을 형성하고, 상기 기준 유전막으로부터 기준 표면 전압 변화를 나타내는 상기 기준 스펙트럼(80)을 획득한다.
상기 데이터 처리 유닛(160)은 상기 측정 스펙트럼(90)으로부터 획득된 초기 측정 전압(92)과, 상기 기준 스펙트럼(80)으로부터 알려지는 초기 기준 전압(82)을 비교함으로써 상기 유전막(30)의 누설 전류 특성을 결정할 수 있다.
또한, 데이터 처리 유닛(160)은 상기 측정 스펙트럼(90)으로부터 획득된 측정 전압 강하 비율(94)과 상기 기준 스펙트럼(80)으로부터 알려지는 기준 전압 강하 비율(84)을 비교함으로써 상기 유전막(30)의 누설 전류 특성을 결정할 수도 있다.
이 밖에도, 상기 데이터 처리 유닛(160)은 상기 측정 스펙트럼(90)으로부터 획득된 측정 정상상태 전압(96)과 상기 기준 스펙트럼(80)으로부터 알려지는 기준 정상상태 전압(86)을 비교함으로써 상기 유전막(30)의 누설 전류 특성을 결정할 수도 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 장치를 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 9를 참조하면, 상기 장치(200)는 다양한 구성 요소들을 포함하며, 상기 구성 요소들 중에서 반도체 기판(10)을 지지하기 위한 스테이지(210)와, 코로나 차저(220),측정 프로브 유닛(230) 및 이미지 획득 유닛(250)을 이동시키기 위한 구동 유닛(212)을 제외한 나머지 구성 요소들은 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명된 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 장치의 구성 요소들과 동일하므로 이들에 대한 상세 설명은 생략하기로 한다.
상기 스테이지(210)는 검사 챔버의 베이스 플레이트(208) 상에 배치되며, 진공압을 이용하여 반도체 기판(10)을 파지한다.
지지부재(290)는 코로나 차저(220), 측정 프로브 유닛(230) 및 이미지 획득 유닛(250)을 지지하며, 구동 유닛(212)의 수평암(214)에 장착된다. 상기 구동 유닛(212)은 구동 제어부에 의해 제어되며, 코로나 차저(220)와 측정 프로브 유닛(230)이 다수의 셀 블록들 중에서 선택된 셀 블록 상에 정렬되도록 상기 지지부재(290)를 수평 및 수직 방향으로 이동시킨다. 상기 구동 유닛(212)으로는 수평암(214) 및 수직암(216)을 갖는 3축 직교 좌표 로봇이 사용될 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 반도체 기판 상에 형성된 유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 10은 도 1 내지 도 3에 도시된 검사 장치를 이용하여 유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 먼저, 수납 용기(50)로부터 반도체 기판(10)을 예비 정렬 유닛(170)으로 이송하여 반도체 기판(10)의 플랫존 부위를 기준으로 반도체 기판(10)을 예비 정렬한다(단계 S10). 상기 반도체 기판(10)은 이송 로봇(180)에 의해 예비 정렬 유닛(170)의 회전척(172) 상으로 이동되며, 에지 센서(174)에 의한 신호에 따라 예비 정렬된다.
예비 정렬된 반도체 기판(10)을 스테이지(110) 상에 로딩한다(단계 S20). 스테이지(110) 상으로 로딩된 반도체 기판(10)은 진공압에 의해 스테이지(110)의 상부면 상에 흡착됨으로써, 그라운드 전위와 전기적으로 연결된다.
스테이지(110) 상에 파지된 반도체 기판(10)의 이미지 데이터를 획득한다(단계 S30). 구동 제어부(118)는 스테이지(10) 상에 파지된 반도체 기판(10)이 이미지 획득 유닛(150)의 하방에 위치하도록 구동 유닛(112)의 동작을 제어한다. 이미지 획득부(152)는 반도체 기판(10)의 이미지를 획득하며, 이미지 처리부(154)는 상기 이미지를 처리하여 이미지 데이터를 생성하고, 생성된 이미지 데이터를 데이터 처리 유닛(160)으로 전송한다.
데이터 입력부(162)를 통해 검사 레시피(inspection recipe)를 데이터 처리 유닛(160)에 입력한다(단계 S40). 상기 검사 레시피는 셀 블록(18) 상에 도포되는 코로나 이온 전하량, 측정하고자 하는 셀 블록들(18)의 위치들, 개개의 셀 블록(18)의 크기 등과 같은 데이터를 포함한다.
선택된 셀 블록(18)을 코로나 차저(120)의 하부에 정렬시킨다(단계 S50). 구동 유닛(112)은 코로나 차저(120)가 상기 선택된 셀 블록(18) 상에 정렬되도록 스테이지(110)를 이동시킨다. 데이터 처리 유닛(160)은 검사 레시피에 따라 반도체 기판(10)의 셀 어레이 영역(14) 내에 위치하는 다수의 셀 블록들(18) 중에서 하나를 선택하고, 선택된 셀 블록(18)에 대한 데이터와 이미지 데이터를 구동 제어부(118)로 전송한다. 구동 제어부(118)는 데이터 처리 유닛(160)으로부터 제공된 셀 블록(18)에 대한 데이터 및 이미지 데이터에 따라 상기 선택된 셀 블록(18)을 코로나 차저(120)의 하방에 정렬시키고, 코로나 차저(120)와 상기 선택된 셀 블록(18) 사이의 갭을 조절한다.
이와는 다르게, 데이터 처리 유닛(160)은 검사 레시피에 따라 서로 인접하는 다수의 셀 블록들(18)을 선택할 수도 있다. 예를 들면, 서로 인접하는 4개의 셀 블록들(18)이 선택될 수 있다. 또한, 상기 코로나 차징 유닛이 사용되는 경우, 선택된 셀 블록(들)의 크기에 따라 다수의 코로나 차저들 중에서 하나가 선택적으로 사용될 수 있다.
선택된 셀 블록(18) 상에 코로나 이온 전하를 도포한다(단계 S60). 코로나 제어부(129)는 데이터 처리 유닛(160)으로부터 제공된 검사 레시피에 따라 상기 선택된 셀 블록(18) 상에 코로나 이온 전하가 도포되도록 코로나 차저(120)의 동작을 제어한다. 구체적으로, 코로나 제어부(129)는 코로나 발산부(124)와 연결된 전원 공급기(122)의 동작을 제어함으로써 상기 선택된 셀 블록(18) 상에 도포되는 코로나 이온 전하량을 조절한다.
선택된 셀 블록(18)을 선택된 측정 프로브(132c) 하부에 정렬시킨다(단계 S70). 프로브 제어부(142)는 상기 선택된 셀 블록(18)의 크기에 따라 다수의 측정 프로브들(132) 중에서 하나를 선택하고, 선택된 측정 프로브(132c)가 코로나 차저(120)와 인접하게 위치되도록 회전 구동부(136)를 동작시킨다. 구동 제어부(118)는 데이터 처리 유닛(160)으로부터 제공된 상기 이미지 데이터를 이용하여 상기 선택된 측정 프로브(132c)가 상기 선택된 셀 블록(18) 상에 정렬되도록 구동 유닛(112)의 동작을 제어한다.
기 설정된 시간 동안 선택된 셀 블록(18) 상의 유전막(30)의 표면 전압 변화를 측정한다(단계 S80). 상기 선택된 셀 블록(18) 상에 형성된 유전막(30)을 통한 누설 전류로 인한 표면 전압 변화는 상기 선택된 측정 프로브(132c)와 연결된 프로브 제어부(142)에 의해 측정된다. 구체적으로, 상기 프로브 제어부(142)는 상기 선택된 측정 프로브(132c)의 진동 주파수를 조절하며, 상기 측정 프로브(132c)에 의해 측정된 시변 전류를 표면 전압으로 변환시킴으로써 상기 유전막(30)의 표면 전압 변화를 획득한다. 상기 측정된 표면 전압 변화는 데이터 처리 유닛(160)으로 전송된다.
상기 측정된 표면 전압 변화를 분석하여 유전막(30)의 누설 전류 특성을 결정한다(단계 S90). 데이터 처리 유닛(160)은 프로브 제어부(142)로부터 제공된 상기 측정된 표면 전압 변화로부터 측정 스펙트럼을 산출하고, 상기 측정 스펙트럼을 데이터 저장부(166)로부터 제공된 기준 데이터와 비교함으로써 상기 선택된 셀 블록(18) 상에 형성된 유전막(30)의 누설 전류 특성을 결정한다.
일 예로서, 상기 기준 데이터는 서로 다른 누설 전류 특성들을 갖는 기준 유전막들로부터 기 획득된 기준 스펙트럼들(60)을 포함하며, 상기 데이터 처리 유닛(160)은 상기 측정 스펙트럼(70)과 상기 기준 스펙트럼들(60)을 비교하여 상기 유전막(30)의 누설 전류 특성을 결정한다. 구체적으로, 상기 데이터 처리 유닛(160)은 상기 기준 스펙트럼들(60) 중에서 상기 측정 스펙트럼(70)과 가장 유사한 기준 스펙트럼을 선택하고, 상기 선택된 기준 스펙트럼이 갖는 누설 전류 특성으로부터 상기 선택된 셀 블록(18) 상에 형성된 유전막(30)에 대한 누설 전류 특성을 결정한다.
다른 예로서, 상기 기준 데이터는 기준 유전막으로부터 기 획득된 기준 표면 전압 변화를 나타내는 기준 스펙트럼(80)이 사용될 수 있다. 상기 데이터 처리 유닛(160)은 상기 측정된 표면 전압 변화를 나타내는 측정 스펙트럼(90)과 상기 기준 스펙트럼(80)을 비교함으로써 상기 선택된 셀 블록(18) 상에 형성된 유전막(30)의 누설 전류 특성을 결정할 수 있다. 상기 기준 스펙트럼(80)은 기준 기판 상에 형성된 기준 유전막으로부터 획득될 수 있다.
구체적으로, 상기 데이터 처리 유닛(160)은 상기 측정 스펙트럼(90)으로부터 획득된 초기 측정 전압(92)과, 상기 기준 스펙트럼(80)으로부터 알려지는 초기 기준 전압(82)을 비교함으로써 상기 유전막의 누설 전류 특성을 결정할 수 있다.
또한, 데이터 처리 유닛(160)은 상기 측정 스펙트럼(90)으로부터 획득된 측정 전압 강하 비율(94)과 상기 기준 스펙트럼(80)으로부터 알려지는 기준 전압 강하 비율(84)을 비교함으로써 상기 유전막(30)의 누설 전류 특성을 결정할 수도 있 다.
이 밖에도, 상기 데이터 처리 유닛(160)은 상기 측정 스펙트럼(90)으로부터 획득된 측정 정상상태 전압(96)과 상기 기준 스펙트럼(80)으로부터 알려지는 기준 정상상태 전압(86)을 비교함으로써 상기 유전막(30)의 누설 전류 특성을 결정할 수도 있다.
이어서, 결정된 유전막(30)의 누설 전류 특성을 출력한다(단계 S100). 상기 결정된 유전막(30)의 누설 전류 특성은 데이터 출력부(164)를 통해 출력된다. 또한, 상기 측정 스펙트럼(70, 90) 및 기준 스펙트럼(들)(60, 80)도 함께 출력될 수 있다. 예를 들면, 상기 유전막(30)의 누설 전류 특성과 상기 스펙트럼들(60, 70, 80, 90)은 모니터를 통해 디스플레이될 수 있으며, 프린터 또는 플로터 등을 통해 출력될 수도 있다. 한편, 상기 유전막(30)의 누설 전류 특성, 상기 측정된 표면 전압 변화 및 측정 스펙트럼(70, 90)은 데이터 저장부(166)에 저장된다.
이어서, 상기 셀 어레이 영역(14) 상의 다른 셀 블록(18)에 대한 유전막(30)의 누설 전류 특성 검사를 반복적으로 수행한 후, 반도체 기판(10)을 스테이지(110)로부터 언로딩시킨다.
한편, 도 5에 도시된 유전막(30)은 플래시 메모리 장치의 터널 산화막으로 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 유전막의 누설 전류 특성 검사 방법 및 장치는 트랜지스터의 게이트 산화막, 커패시터의 유전막, 플래시 메모리 장치의 유전막 등과 같은 다양한 유전막들에 적용될 수 있다. 따라서, 유전막의 종류가 본 발명의 범위를 한정하지는 않는다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 반도체 기판의 셀 어레이 영역에 위치하는 개개의 셀 블록 또는 서로 인접하는 셀 블록들 상의 유전막에 대한 누설 전류 특성을 개별적으로 획득할 수 있다. 따라서, 종래의 모니터링 웨이퍼를 사용하는 방법과 비교하여 각각의 셀 블록 또는 서로 인접하는 셀 블록들에 대한 유전막의 누설 전류 특성을 실질적이고도 세밀하게 관리할 수 있다.
또한, 기준 데이터와 측정 데이터 사이의 비교에 의해 유전막 누설 전류 특성 검사 공정의 신뢰도를 향상시킬 수 있으며, 반도체 장치의 제조 공정 중에 패터닝된 구조물을 갖는 반도체 기판에 대하여 유전막의 특성 검사 공정을 수행하므로 보다 구체적이고도 실질적인 유전막 특성 데이터를 얻을 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (32)

  1. 패터닝된 구조물과 상기 구조물 상에 유전막이 형성된 다수의 셀 블록들을 포함하는 셀 어레이 영역과 주변 회로 영역을 갖는 기판에서, 상기 다수의 셀 블록들 중에서 선택된 셀 블록 상에 코로나 이온 전하를 도포하는 단계;
    서로 다른 크기를 갖는 다수의 측정 프로브들 중에서 상기 선택된 셀 블록의 크기에 대응하는 크기를 갖는 측정 프로브를 선택하는 단계;
    상기 선택된 측정 프로브를 이용하여 상기 코로나 이온 전하가 도포된 셀 블록 상의 유전막을 통한 전기적인 누설로 인한 표면 전압 변화를 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 표면 전압 변화와 기 설정된 기준 데이터를 비교하여 상기 유전막의 누설 전류 특성을 결정하는 단계를 포함하는 유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 코로나 이온 전하를 도포하기 전에 수행되며, 상기 기판으로부터 이미지 데이터를 획득하는 단계; 및
    상기 이미지 데이터를 이용하여 상기 코로나 이온 전하를 발생시키기 위한 코로나 차저(corona charger)를 상기 선택된 셀 블록 상에 정렬시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 이미지 데이터를 이용하여 상기 선택된 측정 프로브를 상기 선택된 셀 블록 상에 정렬시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 기판은 실리콘웨이퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 코로나 이온 전하를 도포하기 전에 수행되며, 상기 기판의 플랫존 부위를 기준으로 상기 기판을 예비 정렬하는(pre-alignment) 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 기준 데이터는 서로 다른 기준 유전막들로부터 획득된 기준 표면 전압 변화들을 나타내는 기준 스펙트럼들을 포함하는 것을 특징으로 하 는 유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 유전막의 누설 전류 특성은 상기 측정된 표면 전압 변화를 나타내는 측정 스펙트럼과 상기 기준 스펙트럼들을 비교함으로써 결정되는 것을 특징으로 하는 유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 기준 데이터는 기준 유전막으로부터 획득된 기준 표면 전압 변화를 나타내는 기준 스펙트럼을 포함하는 것을 특징으로 하는 유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 방법
  11. 제10항에 있어서, 상기 유전막의 누설 전류 특성은 상기 측정된 표면 전압 변화를 나타내는 측정 스펙트럼으로부터 획득된 초기 측정 전압과 상기 기준 스펙트럼의 초기 기준 전압을 비교함으로써 결정되는 것을 특징으로 하는 유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 유전막의 누설 전류 특성은 상기 측정된 표면 전압 변화를 나타내는 측정 스펙트럼으로부터 획득된 전압 강하 비율(voltage drop rate)과 상기 기준 스펙트럼의 전압 강하 비율을 비교함으로써 결정되는 것을 특징으로 하는 유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 유전막의 누설 전류 특성은 상기 측정된 표면 전압 변화를 나타내는 측정 스펙트럼으로부터 획득된 정상상태 전압(steady-state voltage)과 상기 기준 스펙트럼의 정상상태 전압을 비교함으로써 결정되는 것을 특징으로 하는 유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 방법.
  14. 패터닝된 구조물과 상기 구조물 상에 유전막이 형성된 다수의 셀 블록들을 포함하는 셀 어레이 영역과 주변 회로 영역을 갖는 기판을 지지하기 위한 스테이지;
    상기 다수의 셀 블록들 중에서 선택된 셀 블록 상에 코로나 이온 전하를 도포하기 위한 코로나 차저;
    서로 다른 크기를 갖는 다수의 측정 프로브들을 포함하며, 상기 코로나 이온 전하가 도포된 셀 블록 상의 유전막을 통한 전기적인 누설로 인한 표면 전압 변화를 측정하기 위한 측정 프로브 유닛;
    상기 스테이지 또는 상기 코로나 차저 및 상기 측정 프로브 유닛을 이동시키기 위한 구동 유닛;
    상기 선택된 셀 블록이 상기 코로나 차저 또는 상기 선택된 셀 블록의 크기와 대응하는 크기를 갖는 측정 프로브 하부에 정렬되도록 상기 구동 유닛의 동작을 제어하기 위한 구동 제어부; 및
    상기 측정된 표면 전압 변화와 기 설정된 기준 데이터를 비교하여 상기 유전막의 누설 전류 특성을 결정하기 위한 데이터 처리 유닛을 포함하는 유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 장치.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제14항에 있어서, 상기 기판의 이미지 데이터를 획득하기 위한 이미지 획득 유닛을 더 포함하며, 상기 구동 제어부는 상기 획득된 이미지 데이터에 기초하여 상기 구동 유닛의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 장치.
  18. 제14항에 있어서, 상기 선택된 측정 프로브는 상기 선택된 셀 블록의 폭과 대응하는 직경을 갖는 픽업 플레이트 및 상기 픽업 플레이트를 진동시키기 위한 진동 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 장치.
  19. 제14항에 있어서, 상기 선택된 측정 프로브는 상기 선택된 셀 블록의 형상과 대응하는 형상을 갖는 픽업 플레이트 및 상기 픽업 플레이트를 진동시키기 위한 진동 기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 장치.
  20. 제14항에 있어서, 상기 측정 프로브 유닛은 상기 다수의 측정 프로브들을 지지하기 위한 원형 디스크를 더 포함하며, 상기 다수의 측정 프로브들은 상기 원형 디스크의 중심에 대하여 반경 방향으로 배치된 것을 특징으로 하는 유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 측정 프로브 유닛은 상기 지지부재와 연결되어 상기 지지부재를 회전시키기 위한 회전 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 다수의 측정 프로브들 중에서 상기 선택된 셀 블록의 폭과 대응하는 크기를 갖는 측정 프로브를 선택하고, 상기 선택된 측정 프로브가 상기 선택된 셀 블록의 표면 전압 변화를 측정하도록 상기 측정 프로브 유닛의 동작을 제어하기 위한 프로브 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 장치.
  23. 삭제
  24. 삭제
  25. 제14항에 있어서, 상기 기준 데이터는 서로 다른 기준 유전막들로부터 획득된 기준 표면 전압 변화를 나타내는 기준 스펙트럼들을 포함하는 것을 특징으로 하는 유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기 데이터 처리 유닛은,
    상기 측정된 표면 전압 변화를 나타내는 측정 스펙트럼과 상기 기준 스펙트럼들을 비교하기 위한 비교부; 및
    상기 비교부에 의한 비교 결과에 따라 상기 유전막의 누설 전류 특성값을 산출하기 위한 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 장치.
  27. 제14항에 있어서, 상기 기준 데이터는 기준 유전막으로부터 획득된 기준 표면 전압 변화를 나타내는 기준 스펙트럼을 포함하는 것을 특징으로 하는 유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 장치.
  28. 제27항에 있어서, 상기 데이터 처리 유닛은,
    상기 측정된 표면 전압 변화를 나타내는 측정 스펙트럼의 초기 측정 전압과 기준 스펙트럼의 초기 기준 전압을 비교하기 위한 비교부; 및
    상기 비교부에 의한 비교 결과에 따라 상기 유전막의 누설 전류 특성값을 산출하기 위한 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 장치.
  29. 제27항에 있어서, 상기 데이터 처리 유닛은,
    상기 측정된 표면 전압 변화를 나타내는 측정 스펙트럼의 전압 강하 비율과 상기 기준 스펙트럼의 전압 강하 비율을 비교하기 위한 비교부; 및
    상기 비교부에 의한 비교 결과에 따라 상기 유전막의 누설 전류 특성값을 산출하기 위한 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 장치.
  30. 제27항에 있어서, 상기 데이터 처리 유닛은,
    상기 특정된 표면 전압 변화를 나타내는 측정 스펙트럼의 정상상태 전압과 상기 기준 스펙트럼의 정상상태 전압을 비교하기 위한 비교부; 및
    상기 비교부에 의한 비교 결과에 따라 상기 유전막의 누설 전류 특성값을 산출하기 위한 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 장치.
  31. 제14항에 있어서, 상기 기준 데이터와 상기 측정된 표면 전압 변화 및 결정된 유전막의 누설 전류 특성값을 저장하기 위한 데이터 저장부; 및
    상기 기준 데이터, 상기 측정된 표면 전압을 나타내는 측정 스펙트럼 및 상기 누설 전류 특성값을 출력하기 위한 데이터 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 장치.
  32. 제14항에 있어서, 상기 기판의 플랫존 부위를 기준으로 상기 기판을 예비 정렬하기 위한 예비 정렬 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유전막의 누설 전류 특성을 검사하는 장치.
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