KR102046192B1 - 신규 웨이퍼 지오메트리 메트릭을 이용한 오버레이 및 반도체 처리 제어 - Google Patents

신규 웨이퍼 지오메트리 메트릭을 이용한 오버레이 및 반도체 처리 제어 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제1 및 제2 처리 레벨의 웨이퍼 표면의 복수의 지점에서 웨이퍼 형상 값을 획득하는 단계와, 각 지점에서 웨이퍼 형상 변화 값을 발생하는 단계와, 상기 지점들 각각에서 형상 변화 값의 기울기의 집합을 발생하는 단계와, 상기 발생된 형상 변화 값 기울기의 집합을 이용하여 처리 도구 보정치의 집합을 산출하는 단계와, 상기 처리 도구 보정치의 집합을 이용하여 상기 지점들 각각에서 형상 변화 잔여 값의 기울기를 산출함으로써 기울기 형상 변화 잔여치(SSCR)의 집합을 발생하는 단계와, 표면에 걸쳐서 분포된 복수의 메트릭 분석 영역을 규정하는 단계와, 각각의 메트릭 분석 영역 내의 하나 이상의 SSCR에 기초하여 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 하나 이상의 잔여 기울기 형상 변화 메트릭을 발생하는 단계를 포함한다.

Description

신규 웨이퍼 지오메트리 메트릭을 이용한 오버레이 및 반도체 처리 제어{OVERLAY AND SEMICONDUCTOR PROCESS CONTROL USING A NOVEL WAFER GEOMETRY METRIC}
관련 출원의 교차 참조
본 출원은 뒤에서 열거되는 출원("관련 출원")의 가장 빠른 이용가능한 유효 출원일을 우선권 주장한다(예를 들면, 관련 출원의 임의의 및 모든 부모, 조부모, 증조부모 등의 출원에 대하여, 가특허 출원이 아닌 가장 빠른 이용가능한 우선일자를 주장하거나 가특허 출원에 대한 35 USC § 119(e) 하의 이익을 주장한다).
관련 출원:
USPTO 특별법 필요조건의 목적으로, 본 출원은 Sathish Veeraraghavan, Pradeep Vukkadala 및 Jaydeep K. Sinha의 발명자 명으로 2011년 10월 11일자 출원한 출원 일련번호 제61/545,942호(발명의 명칭: 신규 웨이퍼 지오메트리 메트릭을 이용한 오버레이 및 반도체 처리 제어(OVERLAY AND SEMICONDUCTOR PROCESS CONTROL USING A NOVEL WAFER GEOMETRY METRIC))인 미국 가특허 출원의 정규 특허 출원(비-가출원)을 구성한다.
기술 분야
본 발명은 일반적으로 웨이퍼 지오메트리 메트릭(geometry metric)을 제공하는 방법 및 시스템에 관한 것으로, 특히 반도체 제조 중에 오버레이 및 처리 제어를 개선하기에 적합한 웨이퍼 지오메트리 메트릭을 제공하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
로직 및 메모리 소자와 같은 반도체 소자의 제조는 전형적으로 반도체 소자의 각종 특징(feature) 및 복수의 레벨을 형성하기 위해 반도체 웨이퍼 등의 기판을 다수의 반도체 제조 공정을 이용하여 처리하는 단계를 포함한다. 예를 들면, 리소그래피는 레티클(reticle)로부터 반도체 웨이퍼 상에 배열된 레지스트(resist)로 패턴을 이송하는 것을 수반한 반도체 제조 공정이다. 반도체 제조 공정의 추가적인 예는, 비제한적인 예를 들자면, 화학-기계 폴리싱(CMP), 급속 열처리(RTP), 에칭, 증착 및 이온 주입을 포함한다. 복수의 반도체 소자는 단일 반도체 웨이퍼 상의 배치로 제조되고, 그 다음에 개별 반도체 소자로 분리될 수 있다.
지금까지의 수축 집적회로 노드 사이즈에 기인하여, 반도체 웨이퍼 지오메트리(goemetry)의 특징화가 점점 더 중요하게 되었다. 웨이퍼의 지오메트리은 전통적으로 주어진 웨이퍼 전반에 걸쳐서 낮은 빈도로 변화하는 파라미터에 의해 분류되었다. 그러한 특성은 형상(shape) 및/또는 평탄성(flatness)을 포함할 수 있다. 형상은 전형적으로 기준 평면으로부터 웨이퍼의 중위면(median surface)의 편차(deviation)로서 규정되고, 뒤틀림(warp) 또는 휨(bow)과 같은 글로벌 메트릭을 이용하여 정량화된다. 평탄성은 배면이 완전하게 평탄하다는 가정하에 기판의 두께 변화량으로서 규정되고, SFQR(site front surface least square fit plane range)과 같은 사이트 기반 메트릭에 의해 특징화된다.
형상 특징화는 웨이퍼의 표면에 걸쳐서 큰 변화량을 측정하는 방법을 이용하여 수행된다. 웨이퍼 형상의 낮은 빈도의 성분 외에, 기판의 국소화 영역으로 제한되고 일반적으로 뒤틀림 및 휨과 같은 글로벌 형상 메트릭을 이용하여 만족스럽게 특징지을 수 없는 형상의 고차 성분을 정량화하는 것이 유리하다. 디포커스 및 오버레이 경비(budget)에 대한 요구가 증가함에 따라서, 고차 형상 특징화의 중요성은 계속하여 증가한다. 또한, 웨이퍼에 반도체 공정을 적용하면 웨이퍼 형상과 같은 웨이퍼 토포그래피(topography)에 영향을 줄 수 있다. 이러한 웨이퍼 형상의 변화는 웨이퍼의 평면 내(in-plane) 및 평면 외(out-of-plane) 왜곡을 일으킨다.
오버레이 측정은 일반적으로 제1 패턴화 층을 그 위 또는 아래에 배치된 제2 패턴화 층에 대하여 얼마나 정확히 정렬하는지 또는 제1 패턴을 동일층 상에 배치된 제2 패턴과 관련하여 얼마나 정확히 정렬하는지를 특정한다. 오버레이 오차(overlay error)는 전통적으로 하나 이상의 반도체 웨이퍼 층 상에 형성된 구조물을 가진 오버레이 타겟에 의해 결정된다. 만일 2개의 층 또는 패턴이 적절히 형성되면, 하나의 층 상의 구조물 또는 패턴은 다른 층 상의 구조물 또는 패턴에 대하여 정렬되는 경향이 있다. 만일 2개의 층 또는 패턴이 적절히 형성되지 않으면, 하나의 층 상의 구조물 또는 패턴은 다른 층 상의 구조물 또는 패턴에 대하여 오프셋되거나 오정렬(misalignment)로 되는 경향이 있다. 오버레이 오차는 상이한 반도체 집적회로 제조 단계에서 사용되는 임의의 패턴들 간의 오정렬이다.
웨이퍼 형상의 변화에 의해 생성되는 평면 내 왜곡은 순차적인 패터닝 단계에서의 특징들 간에 비정합성(misregistration)을 야기하고, 상기 비정합성은 패턴화 층들 간의 측정된 오버레이 오차로 나타난다. 그래서, 웨이퍼 형상 및 웨이퍼 형상 변화 특징화를 개선할 필요가 있다. 그래서, 이러한 식별된 결함들을 치유하는 방법 및 시스템을 제공하는 것이 유리하다.
웨이퍼 지오메트리 메트릭을 제공하는 방법이 개시된다. 일 양태에 있어서, 상기 방법은, 비제한적인 예를 들자면, 제1 처리 레벨 및 추가 처리 레벨에서 웨이퍼 표면의 복수의 지점들 각각에서 웨이퍼 형상 값을 획득하는 단계와; 상기 제1 처리 레벨 및 상기 추가 처리 레벨의 상기 지점들 각각에서 획득된 웨이퍼 형상 값을 이용하여 상기 지점들 각각에서의 웨이퍼 형상 변화 값- 각 지점에서의 웨이퍼 형상 변화 값은 제1 처리 레벨과 제2 처리 레벨 간의 웨이퍼 형상의 변화에 대응하는 것임 -을 발생하는 단계와; 상기 지점들 각각에서 발생된 웨이퍼 형상 변화 값을 이용하여 상기 지점들 각각에서 형상 변화의 기울기(slope)를 산출함으로써 형상 변화 값의 기울기의 집합- 상기 형상 변화 값의 기울기는 각각 웨이퍼 표면의 적어도 하나의 방향을 따르는 웨이퍼 형상 변화의 기울기에 대응하는 것임 -을 발생하는 단계와; 상기 발생된 형상 변화 값 기울기 집합을 이용하여 처리 도구 보정치(correctables)의 집합을 산출하는 단계와; 상기 처리 도구 보정치의 집합을 이용하여 상기 지점들 각각에서 형상 변화 잔여치의 기울기를 산출함으로써 기울기 형상 변화 잔여치(slope shape change residuals, SSCR)의 집합을 발생하는 단계와; 웨이퍼의 표면에 걸쳐서 분포된 복수의 메트릭 분석 영역- 상기 메트릭 분석 영역은 각각 상기 복수의 지점 중 하나 이상의 지점을 포함하는 것임 -을 규정하는 단계와; 각각의 메트릭 분석 영역 내의 하나 이상의 SSCR에 기초하여 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 하나 이상의 잔여 기울기 형상 변화 메트릭을 발생하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 양태에 있어서, 방법은, 비제한적인 예를 들자면, 소정의 처리 레벨에서 웨이퍼 표면의 복수의 지점들 각각에서의 웨이퍼 형상 값을 획득하는 단계와; 상기 처리 레벨에서 획득된 웨이퍼 형상 값을 이용하여 상기 처리 레벨의 지점들 각각에서의 형상 값의 기울기를 산출함으로써 형상 값의 기울기의 집합을 발생하는 단계와; 상기 발생된 형상 값 기울기 집합을 이용하여 처리 도구 보정치의 집합을 산출하는 단계와; 상기 처리 도구 보정치의 집합을 이용하여 상기 지점들 각각에서 형상 잔여치의 기울기를 산출함으로써 기울기 형상 잔여치(slope shape residuals, SSR)의 집합을 발생하는 단계와; 기판의 표면에 걸쳐서 분포된 복수의 메트릭 분석 영역- 상기 메트릭 분석 영역은 각각 상기 복수의 지점 중 하나 이상의 지점을 포함하는 것임 -을 규정하는 단계와; 각각의 메트릭 분석 영역 내의 하나 이상의 SSR에 기초하여 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 하나 이상의 잔여 기울기 형상 메트릭을 발생하는 단계를 포함할 수 있다.
형상 메트릭의 기울기를 이용하여 웨이퍼를 분류하는 방법이 개시된다. 이 방법은, 비제한적인 예를 들자면, 복수의 웨이퍼를 수납하는 단계와; 선택된 처리 레벨에서 각 웨이퍼의 표면으로부터 웨이퍼 형상 값의 집합을 획득하는 단계와; 각 웨이퍼의 복수의 지점 각각에서 잔여 기울기 형상 메트릭을 산출함으로써 각 웨이퍼에 대한 잔여 기울기 형상 메트릭의 집합을 발생하는 단계와; 처킹(chucking)된 상태에서 각 웨이퍼의 중위면을 결정하는 단계와; 각 웨이퍼의 상기 결정된 중위면 및 각 웨이퍼의 복수의 패턴과 관련된 복수의 위치를 이용하여 각 웨이퍼의 중위면 계수(neutral surface factor, NSF)를 산출하는 단계와; 각 웨이퍼의 패턴 배치 오차(pattern placement error, PPE) 잔여치- 각 웨이퍼의 각 지점에 대한 PPE 잔여치는 적어도 각 웨이퍼의 산출된 NSF, 그 지점의 잔여 기울기 형상 메트릭, 및 웨이퍼의 두께의 곱임 -의 집합을 결정하는 단계와; PPE 잔여치의 집합을 하나 이상의 선택된 레벨 미만으로 유지하는데 적합한 잔여 형상 메트릭 집합에 대한 하나 이상의 역치를 결정하는 단계와; 상기 잔여 형상 메트릭 집합에 대한 상기 결정된 하나 이상의 역치를 각 웨이퍼에 대한 상기 발생된 잔여 기울기 형상 메트릭 집합과 비교하여 상기 복수의 웨이퍼를 특징짓는 단계를 포함할 수 있다.
처리 균일성 제어 방법이 개시된다. 이 방법은, 비제한적인 예를 들자면, 제1 처리 레벨 및 추가 처리 레벨에서 웨이퍼 표면의 복수의 지점들 각각에서의 웨이퍼 형상 값을 획득하는 단계와; 상기 제1 처리 레벨 및 상기 추가 처리 레벨의 상기 지점들 각각에서 획득된 웨이퍼 형상 값을 이용하여 상기 지점들 각각에서의 웨이퍼 형상 변화 값- 각 지점에서의 웨이퍼 형상 변화 값은 제1 처리 레벨과 제2 처리 레벨 간의 웨이퍼 형상의 변화에 대응하는 것임 -을 발생하는 단계와; 상기 지점들 각각에서 발생된 웨이퍼 형상 변화 값을 이용하여 하나 이상의 잔여 기울기 형상 변화 메트릭을 발생하는 단계와; 상기 발생된 하나 이상의 잔여 기울기 형상 변화 메트릭에 기초하여 하나 이상의 처리 도구에 처리 제어를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
오버레이 제어 방법이 개시된다. 이 방법은, 비제한적인 예를 들자면, 제1 처리 레벨 및 추가 처리 레벨에서 웨이퍼 표면의 복수의 지점들 각각에서의 웨이퍼 형상 값을 획득하는 단계와; 상기 제1 처리 레벨 및 상기 추가 처리 레벨의 상기 지점들 각각에서 획득된 웨이퍼 형상 값을 이용하여 상기 지점들 각각에서의 웨이퍼 형상 변화 값을 산출함으로써 웨이퍼 형상 변화 값의 집합을 발생하는 단계와; 상기 지점들 각각에서 발생된 웨이퍼 형상 변화 값을 이용하여 기울기 형상 변화 잔여치의 집합을 발생하는 단계와; 상기 기울기 형상 변화 잔여치의 집합을 이용하여 잔여 기울기 형상 변화 메트릭의 집합을 산출하는 단계와; 상기 추가 처리 레벨에서 웨이퍼 표면상의 복수의 지점에서의 오버레이 값의 집합- 이 오버레이 값의 집합은 상기 제1 처리 레벨과 상기 추가 처리 레벨 간에 생성된 오정렬과 관련된 것임 -을 획득하는 단계와; 상기 획득된 오버레이 값의 집합을 이용하여 오버레이 잔여치의 집합을 발생하는 단계와; 상기 오버레이 잔여치의 집합을 이용하여 오버레이 잔여 메트릭의 집합을 산출하는 단계와; 상기 잔여 기울기 형상 변화 메트릭의 집합을 상기 잔여 오버레이 메트릭의 집합과 비교하여 캘리브레이션 곡선(calibration curve)을 발생하는 단계와; 상기 발생된 캘리브레이션 곡선에 기초하여 잔여 오버레이를 선택 레벨 미만으로 유지하는데 적합한 잔여 기울기 형상 변화 메트릭의 집합에 대한 역치를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
웨이퍼 지오메트리 메트릭을 제공하는 시스템이 개시된다. 일 양태에 있어서, 시스템은, 비제한적인 예를 들자면, 제1 처리 레벨 및 추가 처리 레벨에서 웨이퍼 표면의 복수의 지점들 각각에서의 웨이퍼 형상 값을 획득하기 위해 토포그래피 측정 집합을 수행하도록 구성된 토포그래피 시스템과; 상기 토포그래피에 통신가능하게 결합되고 상기 토포그래피 측정의 집합을 수신하도록 구성된 하나 이상의 컴퓨팅 시스템을 포함할 수 있고, 상기 하나 이상의 컴퓨팅 시스템은 상기 제1 처리 레벨 및 상기 추가 처리 레벨의 상기 지점들 각각에서 획득된 웨이퍼 형상 값을 이용하여 상기 지점들 각각에서의 웨이퍼 형상 변화 값을 발생하고; 상기 지점들 각각에서 발생된 웨이퍼 형상 변화 값을 이용하여 상기 지점들 각각에서 형상 변화의 기울기를 산출함으로써 형상 변화 값의 기울기의 집합을 발생하고; 상기 발생된 형상 변화 값 기울기 집합을 이용하여 처리 도구 보정치의 집합을 산출하고; 상기 처리 도구 보정치의 집합을 이용하여 상기 지점들 각각에서 형상 변화 잔여치의 기울기를 산출함으로써 기울기 형상 변화 잔여치(slope shape change residuals, SSCR)의 집합을 발생하고; 기판의 표면에 걸쳐서 분포된 복수의 메트릭 분석 영역을 규정하며; 각각의 메트릭 분석 영역 내의 하나 이상의 SSCR에 기초하여 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 하나 이상의 잔여 기울기 형상 변화 메트릭을 발생하도록 또한 구성된다.
전술한 일반적인 설명 및 이하의 상세한 설명은 예시적인 것이고 단지 설명을 위한 것이며, 청구되는 본 발명을 반드시 제한하는 것이 아님을 이해하여야 한다. 본 명세서에 통합되어 본 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 각종 실시형태를 보인 것이며, 일반적인 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하기 위해 소용된다.
본 발명의 많은 장점은 첨부 도면을 참조함으로써 이 기술에 숙련된 사람들에게 더 잘 이해될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른, 웨이퍼 형상 변화에 의해 유도된 오버레이 오차의 개념도이다.
도 2a는 본 발명에 따른, 웨이퍼 메트릭을 제공하는 시스템의 블록도이다.
도 2b는 본 발명에 따른, 듀얼 피조 간섭계의 듀얼 피조 공동의 개략도이다.
도 3a는 본 발명에 따른, 웨이퍼 지오메트리 메트릭 발생을 나타내는 기능 블록도이다.
도 3b는 본 발명에 따른, 처리 도구 보정치를 이용한 형상 변화 메트릭의 잔여 기울기의 산출을 나타내는 기능 블록도이다.
도 3c는 본 발명에 따른, 웨이퍼 지오메트리 메트릭 발생을 나타내는 기능 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른, 웨이퍼 지오메트리 메트릭을 이용한 웨이퍼 분류를 나타내는 기능 블록도이다.
도 5는 본 발명에 따른, 웨이퍼 지오메트리 메트릭을 이용한 처리 피드백 제어를 나타내는 기능 블록도이다.
도 6은 본 발명에 따른, 웨이퍼 지오메트리 메트릭을 이용한 오버레이 제어를 나타내는 기능 블록도이다.
도 7은 본 발명에 따른, 웨이퍼 메트릭을 제공하는 처리 흐름도이다.
도 8은 본 발명에 따른, 웨이퍼 메트릭을 제공하는 처리 흐름도이다.
도 9a는 본 발명에 따른, 웨이퍼 지오메트리 메트릭을 이용하여 복수의 웨이퍼를 분류하는 처리 흐름도이다.
도 9b는 본 발명에 따른, 웨이퍼의 중위면 및 중위면 계수(NSF)의 개념도이다.
도 10은 본 발명에 따른, 웨이퍼 지오메트리 메트릭을 이용한 처리 제어의 처리 흐름도이다.
도 11은 본 발명에 따른, 웨이퍼 지오메트리 메트릭을 이용한 오버레이 제어의 처리 흐름도이다.
도 12는 본 발명에 따른, 형상 변화 잔여 캘리브레이션 곡선의 오버레이 잔여치 및 기울기를 보인 도이다.
이제, 첨부 도면에 도시된 본 발명의 주제에 대하여 상세히 설명한다.
일반적으로 도 1 내지 도 12를 참조하여 웨이퍼 지오메트리 메트릭을 제공하는 시스템 및 방법이 본 발명에 따라 설명된다. 본 발명은 반도체 웨이퍼 토포그래피 기술(예를 들면, 피조(Fizeau) 간섭계)을 이용하여 획득된 웨이퍼 형상 데이터로부터 도출된 하나 이상의 웨이퍼 지오메트리 메트릭을 제공하는 방법 및 시스템에 관한 것이다. 이와 관련하여, 본 발명의 각종 실시형태는 선택된 처리 레벨로 웨이퍼 형상을, 또는 제1 처리 레벨(예를 들면, 베어(bare) 상품 레벨)과 추가 처리 레벨 간의 웨이퍼 형상의 변화를 정량화(quantify)하도록 작용할 수 있다. 일 양태에 있어서, 본 발명은 이러한 웨이퍼 형상 측정치를 이용하여 "웨이퍼 형상 변화의 기울기" 데이터의 집합을 제공할 수 있다. 대안적인 양태에 있어서, 본 발명은 웨이퍼 형상 측정치로부터 도출된 "형상의 기울기" 데이터의 집합을 또한 제공할 수 있다. 웨이퍼 형상 변화의 기울기(여기에서 "기울기 형상 변화"라고도 부름) 데이터 및/또는 형상의 기울기(여기에서 "기울기 형상"이라고도 부름) 데이터를 하나 이상의 처리 도구 보정치(correctables) 루틴과 함께 이용하여 각종의 지오메트리 웨이퍼 메트릭이 발생될 수 있다. 발생된 웨이퍼 메트릭은 그 다음에 다수의 개선된 제조 및 처리 제어 기술을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 본 발명은 또한 i) 웨이퍼를 분류하는 방법 및 시스템; ii) 처리 균일성 제어를 위한 방법 및 시스템; 및 iii) 오버레이 제어를 위한 방법 및 시스템과 관련된다.
이 명세서 전반에 걸쳐 사용되는 용어 "웨이퍼"는 일반적으로 반도체 또는 비반도체 재료로 형성된 기판을 말한다. 예를 들면, 반도체 또는 비반도체 재료는, 비제한적인 예를 들자면, 단결정 실리콘, 갈륨비소 및 인화인듐을 포함할 수 있다. 웨이퍼는 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 예를 들면, 그러한 층은 비제한적인 예를 들자면, 레지스트, 유전성 재료, 도전성 재료 및 반도전성 재료를 포함할 수 있다. 이러한 층의 많은 다른 유형이 업계에 공지되어 있고, 여기에서 사용하는 용어 웨이퍼는 그러한 모든 유형의 층이 형성되는 웨이퍼를 포괄하는 것으로 의도된다.
전형적인 반도체 공정은 로트(lot)에 의한 웨이퍼 처리를 포함한다. 여기에서 사용하는 "로트"는 함께 처리되는 웨이퍼의 그룹(예를 들면, 25 웨이퍼의 그룹)이다. 로트 내의 각 웨이퍼는 리소그래피 처리 도구(예를 들면, 스테퍼, 스캐너 등)로부터의 많은 노출 필드(exposure field)로 구성된다. 각 필드 내에는 복수의 다이가 존재할 수 있다. 다이는 본질적으로 단일 칩으로 되는 기능적 단위이다. 웨이퍼에 형성된 하나 이상의 층은 패턴화되거나 비패턴화된다. 예를 들면, 웨이퍼는 각각 반복가능한 패턴화 특징을 가진 복수의 다이를 포함할 수 있다. 이러한 재료의 층들을 형성 및 처리함으로써 궁극적으로 완성된 소자를 만들 수 있다. 많은 상이한 유형의 소자들이 웨이퍼에 형성될 수 있고, 여기에서 사용하는 용어 웨이퍼는 업계에 공지된 임의 유형의 소자가 제조되는 웨이퍼를 포괄하는 것으로 의도된다.
이 명세서 전반에 걸쳐서 "형상"(shape)은 일반적으로 자유 상태에서 측정된 웨이퍼(또는 기판)의 중위면으로서 정의된다. 전형적으로, 형상은 뒤틀림 또는 휨과 같은 글로벌 메트릭에 의해 특징화된다. 또한, 형상의 고차 성분이 산출될 수 있다. 웨이퍼의 국소화 구역과 관련된 웨이퍼 형상의 고차 성분은 전형적으로 글로벌 형상 메트릭에 영향을 주지 않는다. 고차 형상(higher order shape, HOS)은 웨이퍼 전반에 걸쳐 위치의 함수로서 형상 변화의 측정치인 형상-기울기 메트릭을 이용하여 정량화될 수 있다. 형상-기울기를 이용하여 고차 형상을 측정하는 것은 2011년 11월 22일자로 '국소화 기판 지오메트리 특징화'(Localized Substrate Goemetry Characterization)의 명칭으로 Veeraraghavan 등에게 허여된 미국 특허 제8,065,104호에 자세히 설명되어 있다. 이 미국 특허는 여기에서의 인용에 의해 본원에 통합된다.
도 1은 웨이퍼 형상 왜곡에 의해 유도된 오버레이 오차의 개념도이다. 웨이퍼 처리 및/또는 웨이퍼 처킹(chucking)으로부터 유발되는 웨이퍼 형상 변화는 웨이퍼 내에 평면 내 왜곡(in-plane distortion, IPD)을 유도할 수 있고, 이것은 제1 패터닝 단계(N)와 후속 패터닝 단계(N+1) 사이에 오버레이 오차를 유발할 수 있다. 이 기술에 숙련된 사람이라면, 웨이퍼 처킹 절차는 도 1의 단계 102와 104 사이에 도시된 것처럼 웨이퍼의 배면측을 평탄하게 하도록 작용하여 웨이퍼의 만곡 및 전단 변형(shear deformation)을 일으킨다는 것을 이해할 것이다. 웨이퍼 처리는 비제한적인 예를 들자면 CMP, RTP, 에칭 및 필름 증착과 같은, 업계에 공지된 임의의 웨이퍼 처리 기술을 포함할 수 있다는 점에 주목한다. 도 1에 도시된 것처럼, 초기 웨이퍼는 패터닝 단계(N)에서 자유 상태로 수납될 수 있다(단계 102). 초기의 자유 상태에 있어서, 웨이퍼는 일련의 패턴들 간에 특성 길이(L)를 가질 수 있다. 그 다음에, 웨이퍼는 처킹되고 특징(feature)들이 웨이퍼 상에서 패터닝될 수 있다(단계 104). 처킹 및 패터닝 단계(N)는 특성 길이의 변화(ΔLN)를 야기한다. 이 때문에 패턴화 특징들 간의 전체 길이는 L+ΔLN으로 된다. 그 다음에, 웨이퍼는 필름 증착 후 처리를 받을 수 있고(단계 106), 이 처리는 웨이퍼의 형상을 변화시키도록 작용할 수 있다. 다음에, 웨이퍼는 처킹 상태에서 후속의 패터닝 단계(N+1)를 받을 수 있다(단계 108). 제2의 처킹 및 N+1 패터닝 단계는 특성 길이의 추가적인 변화(ΔLN +1)를 야기하여 전체 길이를 L+ΔLN+ΔLN +1로 되게 할 수 있다. 단계 N과 N+1 사이에서 발생하는 웨이퍼 형상 변화에 기인하여, 패터닝 단계(N)에서 처킹 중에 발생하는 웨이퍼의 탄성 왜곡은 패터닝 단계(N+1)에서 처킹 중에 발생하는 왜곡과 다르다. 상이한 단계에서의 처킹 중에 발생하는 평면 내 왜곡의 대응하는 차는 N과 N+1 패턴 간의 오버레이 오차로서 나타날 수 있다. 웨이퍼 형상 변화와 오버레이 오차 간의 관계는 J. Micro/Nanolith, MEMS MOEMS 8(4), 043015(2009년 10-12월호)에 K. Turner 등이 기고한 "리소그래피 스캐너에서 처킹 중의 웨이퍼 변형에 기인하는 왜곡 및 오버레이 오차 예측"(Predicting Distortions and Overlay Errors Due to Wafer Deformation During Chucking on Lithography Scanners)에서 자세히 설명되어 있고, 이 문헌은 여기에서의 인용에 의해 그 전체 내용이 본원에 통합된다. 또한, 처킹에 의해 유도되는 웨이퍼 형상 변화 및 평면 내 왜곡에 대해서는 Veeraraghavan 등이 "기판 토포그래피의 사이트 기반 정량화 및 리소그래피 디포커스 및 오버레이에 대한 관계"(Site Based Quantification of Substrate Topography and Its Relation to Lithography Defocus and Overlay)의 명칭으로 2010년 5월 11일자 출원한 미국 특허 출원 제12/778,013호에 개괄적으로 설명되어 있고, 이 특허 출원은 여기에서의 인용에 의해 그 전체 내용이 본원에 통합된다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 웨이퍼 지오메트리 메트릭을 제공하는 시스템(200)을 보인 것이다. 일 양태에 있어서, 시스템(200)은 웨이퍼(204)의 하나 이상의 토포그래피 측정을 수행하도록 구성된 토포그래피 측정 시스템(202)을 포함할 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 토포그래피 측정 시스템(202)은 웨이퍼(204)의 전면측 및 웨이퍼(204)의 배면측의 토포그래피를 동시에 측정하기에 적합한 듀얼 피조 간섭계(220)를 포함할 수 있다. 다른 양태에 있어서, 시스템(200)은 토포그래피 측정 시스템(202)에 통신가능하게 결합되고 상기 측정 시스템(202)으로부터 토포그래피 측정치를 수신하도록 구성된 하나 이상의 컴퓨팅 시스템(206)을 포함할 수 있다.
도 2b는 본 발명에 따른 듀얼 피조 공동(cavity)의 개념도이다. 도 2b에 도시된 것처럼, 듀얼 피조 공동은 웨이퍼를 실질적으로 수직 위치로 유지하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 듀얼 피조 공동(216)은 웨이퍼를 실질적으로 자유 상태에서 실질적으로 직립 위치로 수납하여 유지하도록 구성된 일련의 포인트 접촉 장치(도시 생략됨)를 포함할 수 있다. 간섭계의 기준면으로서 소용되는 2개의 기준 평면(218a, 218b)을 이용해서, 듀얼 피조 간섭계는 웨이퍼(204)와 관련된 각종 파라미터 및 상기 기준 평면(218a, 218b)에 대한 그 공간 관계를 분석할 수 있다.
듀얼 피조 간섭계(220)를 이용해서, 토포그래피 시스템(202)은 웨이퍼(204)의 전면측 표면 및 배면측 표면 양자의 높이 변화량을 동시에 측정할 수 있다. 전면측 및/또는 배면측 표면의 각 측정 지점에서의 형상 값은 그 다음에 상기 지점들 각각에서의 측정된 높이 변화량을 이용하여 산출될 수 있다. 웨이퍼의 표면에서 X-Y 위치의 함수로서 웨이퍼의 형상(s(x,y))은 수학식 1과 같이 표현할 수 있다.
Figure 112014043783464-pct00001
여기에서, dA(x,y)는 공동(226)의 기준 평면 A(228a)와 웨이퍼의 제1 측면(230)(예를 들면, 전면측) 간의 공동 거리(cavity distance)를 나타내고, dB(x,y)는 공동(226)의 기준 평면 B(228b)와 웨이퍼의 제2 측면(232)(예를 들면, 배면측) 간의 공동 거리를 나타내며, Tilt는 듀얼 피조 공동(226) 내에서 웨이퍼(204)의 경사를 나타낸다. 수학식 1의 관계를 이용해서, 형상의 2차원 X-Y 지도가 웨이퍼(204) 상의 복수의 위치에서 형상을 산출함으로써 구성될 수 있다. 예를 들면, 측면 해상도가 약 500 ㎛인 형상 지도는 간섭계 시스템(220)에 의해 획득된 높이 변화량 측정치 및 웨이퍼 상의 각각의 측정 지점에서의 대응하는 형상 값을 이용하여 구성될 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 하나 이상의 컴퓨팅 시스템(206)은 토포그래피 시스템(202)으로부터 수신된 간섭계 데이터에 형상 산출 알고리즘(예를 들면, 수학식 1)을 적용함으로써 복수의 선택된 측정 지점에서의 형상을 계산하도록 구성된 미리 프로그램된 알고리즘을 실행할 수 있다. 웨이퍼의 전면측 및 배면측 토포그래피를 측정하는데 적합한 듀얼 피조 간섭계는 Proc. SPIE 6672, 1(2007)에 Klaus Freischlad 등이 기고한 "웨이퍼 치수 계측을 위한 간섭계"(Interferometry for Wafer Dimensional Metrology)에서 자세히 설명되어 있고, 이 문헌은 여기에서의 인용에 의해 그 전체 내용이 본원에 통합된다. 또한, 이중 측면 간섭계는 2005년 1월 25일자로 "연마된 불투명 판의 형상 및 두께 변화량을 측정하는 방법 및 장치"(Method and Apparatus for Measuring the Shape and Thickness Variation of Polished Opaque Plates)의 명칭으로 Freischlad 등에게 허여된 미국 특허 제6,847,458호, 및 2011년 11월 29일자로 "기판의 형상 또는 두께 정보를 측정하는 방법 및 장치"(Method and Apparatus for Measuring Shape or Thickness Information of a Substrate)의 명칭으로 Tang 등에게 허여된 미국 특허 제8,068,234호에 개괄적으로 설명되어 있고, 상기 특허들은 여기에서의 인용에 의해 그 전체 내용이 본원에 통합된다.
다른 실시형태에 있어서, 토포그래피 시스템(202)은 지정된 측정 계획을 실행하기 위해 시스템(200)의 다른 서브시스템으로부터 명령을 수신하도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 토포그래피 시스템(202)은 시스템(200)의 하나 이상의 컴퓨팅 시스템(206)으로부터 명령을 수신할 수 있다. 컴퓨팅 시스템(206)으로부터 명령을 수신한 때, 토포그래피 시스템(202)은 제공된 명령으로 식별된 반도체 웨이퍼(204)의 하나 이상의 표면(예를 들면, 전면측 표면 또는 배면측 표면) 전반에 걸쳐 각종 위치 또는 지점에서 토포그래피 측정(즉, 웨이퍼의 지오메트리 측정)을 수행할 수 있다.
다른 양태에 있어서, 하나 이상의 컴퓨팅 시스템(206)은 로트의 하나 이상의 웨이퍼의 샘플링 처리에서 토포그래피 시스템(202)에 의해 수행된 측정치 집합을 수신하도록 구성될 수 있다. 토포그래피 시스템(202)으로부터 하나 이상의 샘플링 처리의 결과를 수신한 때, 하나 이상의 컴퓨팅 시스템(206)은 여기에서 자세히 설명하는 미리 프로그램된 웨이퍼 지오메트리 메트릭 알고리즘(211)을 통해 하나 이상의 웨이퍼 지오메트리 메트릭(예를 들면, 기울기 형상 변화 메트릭 또는 기울기 형상 메트릭)을 발생할 수 있다. 추가의 실시형태에 있어서, 시스템(200)은 다양한 처리 제어 특징에 대하여 지오메트리 메트릭을 활용할 수 있다. 예를 들면, 시스템(200)은 웨이퍼 분류 알고리즘(212), 처리 제어 알고리즘(213), 및/또는 오버레이 보정 알고리즘(215)을 실행하도록 또한 구성될 수 있다.
도 3a는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 웨이퍼 지오메트리 메트릭 알고리즘(211)을 이용한 하나 이상의 기울기 형상 변화 웨이퍼 지오메트리 메트릭의 발생을 나타내는 하이레벨 기능 블록도(300)이다. 토포그래피 시스템(202)은 제1 처리 레벨과 추가 처리 레벨 양자에 대한 형상 측정의 집합을 수행할 수 있다(302). 처리 레벨은 반도체 웨이퍼 제조 공정 중의 임의의 처리 레벨을 포함할 수 있다. 예를 들면, 처리 레벨(즉, 제1 처리 레벨 또는 추가 처리 레벨)은 베어 웨이퍼 처리, 화학-기계 평탄화(CMP), 급속 열처리(RTP), 에칭, 필름 증착 등 중의 임의의 하나를 포함할 수 있다.
다음에, 시스템(200)의 컴퓨팅 시스템(206)은 제1 처리 레벨(예를 들면, 레벨 N) 및 추가 처리 레벨(예를 들면, 레벨 N+1)에 대한 측정치(302)를 수신하고, X 방향 및 Y 방향으로 제1 처리 레벨과 추가 처리 레벨 간의 형상 변화의 기울기를 산출할 수 있다(304). 형상 변화의 기울기를 산출한 후에, 처리 도구(예를 들면, 스캐너) 보정치(예를 들면, 선형 보정치 또는 고차 보정치) 집합이 컴퓨팅 시스템(206)에 의해 산출되어 보정을 위해 통신적으로 결합된 처리 도구(도시 생략됨)에 공급될 수 있다. 다음에, X 방향 및 Y 방향 양자에 대한 형상 변화 값의 잔여 기울기가 산출될 수 있다(308). 형상 변화 값의 상기 산출된 잔여 기울기(308)를 이용해서, 컴퓨팅 시스템(206)은 글로벌 기울기 형상 변화 메트릭(310), 국소 기울기 형상 변화 메트릭(312) 집합 및/또는 잔여 기울기 형상 변화 윤곽 지도(314)를 또한 발생할 수 있다.
다른 실시형태에 있어서, 웨이퍼 지오메트리 메트릭 알고리즘(211)은 웨이퍼 레벨 또는 필드 레벨 처리 도구 보정치를 산출할 수 있다. 도 3b는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 처리 도구 보정치의 산출을 나타내는 하이레벨 기능 블록도(317)이다. 형상 변화 기울기 산출(304) 후에, 컴퓨팅 시스템(206)은 웨이퍼 레벨 또는 필드 레벨 보정치를 산출할 수 있다. 웨이퍼 레벨 보정의 경우에, 컴퓨팅 시스템(206)은 잔여 오버레이를 산출하는데 적합한 선택된 처리 도구 보정 루틴에 기초하여 웨이퍼 레벨에서 보정치를 산출할 수 있다. 그 다음에, 이 보정치를 이용하여, 컴퓨팅 시스템(206)은 X 방향 및 Y 방향으로 형상 변화의 잔여 기울기를 산출할 수 있다(324). 필드 레벨 보정의 경우에, 사용자 또는 사용자 제어형 서브시스템은 필드 크기를 선택할 수 있다. 그 다음에, 컴퓨팅 시스템(206)은 잔여 오버레이를 산출하는데 적합한 선택된 처리 도구 보정 루틴에 기초하여 필드 레벨에서 보정치를 산출할 수 있다.
그 다음에, 상기 보정치를 이용하여, 컴퓨팅 시스템(206)은 X 방향 및 Y 방향으로 형상 변화의 잔여 기울기를 산출할 수 있다(308). 다른 양태에 있어서, 컴퓨팅 시스템(206)은 그 다음에 하나 이상의 글로벌 메트릭(310) 및/또는 하나 이상의 국소 메트릭(312)을 산출할 수 있다. 또한, 형상 변화 잔여치의 기울기의 산출된 집합(308)을 이용해서, 컴퓨팅 시스템(206)은 형상 변화 잔여치의 기울기를 2차원 격자에서의 위치 함수로서 나타내는 윤곽 지도(314)를 발생할 수 있다. 이 지도(314)는 그 다음에 디스플레이 장치(도시 생략됨)를 통해 사용자에게 제공될 수 있다. 컴퓨팅 시스템(206)은 사용자가 디스플레이 장치를 통해 디스플레이되는 윤곽 지도(314)에서 관심 대상 영역을 "태그" 또는 식별할 수 있게 하는 사용자 인터페이스 장치(예를 들면, 마우스, 키보드, 트랙패드, 터치스크린 등)로부터 입력을 수신하도록 또한 구성될 수 있다.
도 3c는 본 발명의 대안적인 실시형태에 따른, 웨이퍼 지오메트리 메트릭 알고리즘(211)의 대안적인 실시형태를 이용하여 하나 이상의 기울기 형상 웨이퍼 지오메트리 메트릭의 발생을 나타내는 하이레벨 기능 블록도(350)이다. 시스템(200)은 선택된 처리 레벨(예를 들면, 베어 웨이퍼 처리)에서 웨이퍼에 대한 형상 측정의 집합을 수행할 수 있다(352). 그 다음에, 시스템의 컴퓨팅 시스템(206)은 이 측정치를 수신하고, X 방향 및 Y 방향으로 형상의 기울기를 산출할 수 있다(354). 형상의 기울기를 산출한 후에, 처리 도구(예를 들면, 스캐너) 보정치(예를 들면, 선형 보정치 또는 고차 보정치) 집합이 컴퓨팅 시스템(206)에 의해 산출되어 보정을 위해 통신적으로 결합된 처리 도구(도시 생략됨)에 공급될 수 있다. 다음에, X 방향 및 Y 방향 양자에 대한 형상 값의 잔여 기울기가 산출될 수 있다(358). 형상 값의 상기 산출된 잔여 기울기(358)를 이용해서, 컴퓨팅 시스템(206)은 글로벌 기울기 형상 메트릭(360), 국소 기울기 형상 메트릭(362) 집합 및/또는 2차원 잔여 기울기 형상 지도(364)를 또한 발생할 수 있다. 상기 잔여 기울기 형상은 도 3b에서 설명한 것과 유사한 방식으로 처리 도구 보정치로부터 산출될 수 있고, 따라서 도 3b의 설명이 도 3c에까지 연장되어야 한다는 점에 또한 주목한다. 하나 이상의 기울기 형상 웨이퍼 지오메트리 메트릭 및 하나 이상의 기울기 형상 변화 메트릭에 관한 세부가 여기에서 추가로 상세하게 설명된다는 점에 또한 주목한다.
도 4는 웨이퍼 분류 알고리즘(212)을 이용한 웨이퍼 분류를 나타내는 하이레벨 기능 블록도(400)이다. 일 양태에 있어서, 시스템(200)은 도 3c와 관련하여 위에서 설명한 바와 같이 형상 메트릭의 기울기를 이용하여 웨이퍼의 그룹을 분류할 수 있다. 시스템(200)은 선택된 처리 레벨(예를 들면, 베어 웨이퍼 처리 레벨)에서 각각의 웨이퍼 그룹(402)으로부터 토포그래피 측정치(404) 집합을 통해 웨이퍼 형상 값 집합을 획득할 수 있다. 웨이퍼 형상 값은 본 발명에 대하여 설명하는 각종 방법 중의 하나로 획득될 수 있다. 그 다음에, 컴퓨팅 시스템(206)은 각 웨이퍼(402)에 대한 잔여 기울기 형상 메트릭(406) 집합을 산출할 수 있다. 각각의 잔여 기울기 형상 메트릭의 산출은 위에서 설명한 것과 유사한 방식으로 실시될 수 있고, 여기에서 더 자세히 설명한다. 다음에, 시스템(200)은 분석적 잔여 패턴 배치 오차(pattern placement error, PPE) 모델(408)을 이용하여 PPE 잔여 값 집합을 결정할 수 있다. PPE 잔여 값 집합을 결정함에 있어서, 시스템(200)은 처킹 상태에서 웨이퍼의 중위면을 결정하고, 그 다음에 각 웨이퍼의 중위면 및 각 웨이퍼의 패턴 집합과 관련된 위치 집합을 이용하여 각 웨이퍼의 중위면 계수(NSF)를 산출할 수 있다. 출원인은 중위면 및 중위면 계수의 개념이 여기에서 더 자세하게 설명된다는 점에 주목한다. 패턴 배치 오차(PPE) 잔여 값 집합은 각 웨이퍼마다 산출될 수 있다. 이와 관련하여, 각 웨이퍼의 각각의 측정된 지점의 PPE 잔여 값은 적어도 각 웨이퍼에 대한 산출된 NSF, 그 지점에 대한 잔여 기울기 형상 메트릭, 및 웨이퍼의 두께의 곱을 결정함으로써 산출될 수 있다. 그 다음에, PPE 잔여치 집합를 선택된 레벨 미만으로 유지하는 잔여 형상 메트릭에 대한 역치(410) 집합 또는 "명세"가 구해질 수 있다. 그 다음에, 일군의 웨이퍼가 각 웨이퍼의 측정된 잔여 형상 기울기(406) 및 PPE 잔여치를 선택된 레벨(특정 처리 또는 기술의 필요조건에 의해 결정된 선택된 레벨) 미만으로 유지하도록 요구되는 역치(410)에 기초하여 분류(412)될 수 있다. 본 발명과 관련한 웨이퍼 분류는 여기에서 더 자세히 설명된다는 점에 주목한다.
도 5는 본 발명의 일 실시형태에 따른, 처리 제어 알고리즘(213)을 이용한 처리 제어를 나타내는 하이레벨 기능 블록도(500)이다. 토포그래피 시스템(202)은 제1 처리 레벨(502) 및 추가 처리 레벨(506) 양자에 대한 형상 측정의 집합을 수행할 수 있다. 시스템(200)의 컴퓨팅 시스템(206)은 제1 처리 레벨(예를 들면, 레벨 N) 및 추가 처리 레벨(예를 들면, 레벨 N+1)의 측정치(502, 506)를 수신하고, X 방향 및 Y 방향으로 제1 처리 레벨과 추가 처리 레벨 간의 처리(504)와 관련된 형상 변화의 기울기(508)(예를 들면, 형상 변화의 전면측 기울기 또는 형상 변화의 배면측 기울기)를 산출할 수 있다. 형상 변화의 기울기를 산출한 후에, X 방향 및 Y 방향 양자에 대한 형상 변화 값의 잔여 기울기가 결정될 수 있다. 형상 변화 값의 상기 잔여 기울기를 이용해서, 컴퓨팅 시스템(206)은 하나 이상의 기울기 형상 변화 메트릭(510)을 추가로 발생할 수 있다. 여기에서 기울기 형상 변화 메트릭(510)은 이 명세서 전반에 걸쳐 설명하는 각종 방법 중 임의의 방법으로 발생될 수 있다는 점에 주목한다. 그 다음에, 상기 발생된 웨이퍼 기울기 형상 변화 메트릭(510)에 기초하여, 시스템(200)은 처리 도구에 피드백을 제공하고, 이것에 의해 하나 이상의 처리 도구에게 처리 제어를 제공할 수 있다. 처리 도구는 비제한적인 예를 들자면 RTP 시스템, 필름 증착 시스템, CMP 시스템 및 에칭 시스템과 같은 업계에 공지된 임의의 처리 도구를 포함할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른, 오버레이 제어 알고리즘(215)을 이용한 오버레이 제어를 나타내는 하이레벨 기능 블록도(600)이다. 토포그래피 시스템(202)은 제1 처리 레벨(604)에서 및 그 다음에 추가 처리 레벨(612)에서 웨이퍼에 대한 형상 측정의 집합을 수행하고, 이어서 제1 패터닝 단계(602)와 제2 패터닝 단계(614) 간의 일련의 처리(예를 들면, 제1 처리(606), 제2 처리(608) 등 및 제N의 처리(610)를 포함함)를 수행할 수 있다. 시스템(200)의 컴퓨팅 시스템(206)은 제1 처리 레벨(예를 들면, 레벨 N) 및 추가 처리 레벨(예를 들면, 레벨 N+1)의 측정치(604, 612)를 수신하고, X 방향 및 Y 방향으로 제1 처리 레벨(604)과 추가 처리 레벨(612) 간의 처리 단계(606, 608, 610)와 관련된 형상 변화의 기울기(616)(예를 들면, 형상 변화의 전면측 기울기 또는 형상 변화의 배면측 기울기)를 산출할 수 있다. 형상 변화의 기울기를 산출한 후에, X 방향 및 Y 방향 양자에 대한 형상 변화 값의 잔여 기울기 및 형상 변화 메트릭의 잔여 기울기(622)가 결정될 수 있다. 여기에서 잔여 기울기 형상 변화 및 관련된 잔여 기울기 형상 변화 메트릭(622)은 이 명세서 전반에 걸쳐 설명하는 각종 방법 중 임의의 방법으로 발생될 수 있다는 점에 주목한다. 또한, 시스템(200)은 추가 처리 레벨(즉, 선택된 N개의 처리가 분석된 후의 처리 레벨)에서 웨이퍼의 표면상에 있는 복수의 측정 지점으로부터 오버레이 값(616) 집합을 획득할 수 있다. 예를 들면, 시스템(200)은 웨이퍼의 일련의 계측 타겟에서 오버레이 계측을 수행하도록 구성된 오버레이 계측 도구(도시 생략됨)를 포함할 수 있다. 그 다음에, 상기 오버레이 계측 측정치가 컴퓨팅 시스템(206)에 전송되고, 이것에 의해 컴퓨팅 시스템(206)은 오버레이 잔여치 집합및 대응하는 오버레이 잔여 메트릭 집합을 발생할 수 있다(618). 오버레이 잔여치의 산출은 업계에 공지된 임의의 방법(예를 들면, 선형 방법 또는 고차 방법)으로 수행될 수 있는 것으로 인식된다. 또한, 오버레이 잔여 메트릭(618)은 이 명세서 전반에 걸쳐 설명하는 각종 방법 중 임의의 방법으로 발생될 수 있는 것으로 인식된다.
다음에, 컴퓨팅 시스템(206)은 산출된 기울기 형상 변화 잔여 메트릭 집합 및 산출된 오버레이 잔여 메트릭 집합을 이용하여 주어진 하나 이상의 분석된 처리(처리 1 ~ 처리 N)에 대한 캘리브레이션 곡선을 형성할 수 있다. 캘리브레이션 곡선은 오버레이 잔여치(또는 오버레이 잔여 메트릭) 집합을 웨이퍼 기울기 형상 변화 잔여치(또는 웨이퍼 기울기 형상 변화 메트릭) 집합에 관련시키도록 구성된다. 출원인은 캘리브레이션 곡선의 발생에 대하여 여기에서 더 자세하게 설명된다는 점에 주목한다. 캘리브레이션 곡선에 기초해서, 잔여 오버레이를 선택된 레벨(예를 들면, 선택된 거리 미만의 명세) 미만으로 유지하는데 적합한 잔여 기울기 형상 변화 역치가 구해질 수 있다. 컴퓨팅 시스템(206)은 또한 각 웨이퍼에 대한 잔여 기울기 형상 변화 메트릭 집합을 발생하고 상기 획득된 잔여 기울기 형상 변화 메트릭 집합을 상기 결정된 역치와 비교함으로써 웨이퍼의 그룹을 분류할 수 있다. 이 처리를 이용해서, 시스템(200)은 웨이퍼 기울기 형상 변화 메트릭을 모니터링함으로써 리소그래피 오버레이 잔여 처리 명세에 부합하게끔 웨이퍼를 분류하도록 작용할 수 있다.
이 명세서의 전반에 걸쳐 설명하는 각종 단계는 단일 컴퓨터 시스템에 의해, 또는 대안적으로 복수의 컴퓨터 시스템에 의해 실행될 수 있다는 점을 이해하여야 한다. 더욱이, 토포그래피 시스템(202)과 같은 시스템(200)의 다른 서브시스템이 전술한 단계들 중 적어도 일부를 실행하기에 적합한 컴퓨터 시스템을 포함할 수 있다. 그러므로, 상기 설명은 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안되고 단지 예시하는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 하나 이상의 컴퓨팅 시스템(206)이 여기에서 설명하는 임의의 방법 실시형태의 임의의 다른 단계를 수행하도록 구성될 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 컴퓨팅 시스템(206)은 토포그래피 시스템(202) 또는 처리 도구(도시 생략됨)에 이 업계에서 공지된 임의의 방법으로 통신적으로 결합될 수 있다. 예를 들면, 하나 이상의 컴퓨팅 시스템(206)은 토포그래피 시스템(202)의 컴퓨터 시스템에 또는 처리 도구의 컴퓨터 시스템에 결합될 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 토포그래피 시스템(202) 및 처리 도구는 단일 컴퓨터 시스템에 의해 제어될 수 있다. 이러한 방식으로, 시스템(200)의 컴퓨터 시스템(206)은 단일 토포그래피 처리 도구 컴퓨터 시스템에 결합될 수 있다. 더욱이, 시스템(200)의 컴퓨터 시스템(206)은 유선 및/또는 무선 부분을 포함한 전송 매체를 통해 다른 시스템으로부터 데이터 또는 정보(예를 들면, 검사 시스템으로부터의 검사 결과, 추가의 계측 시스템으로부터의 계측 결과, 또는 KLA-텐코의 KT 분석기와 같은 시스템으로부터 산출된 처리 도구 보정치)를 수신 및/또는 획득하도록 구성될 수 있다. 이 방식으로, 상기 전송 매체는 시스템(200)의 컴퓨터 시스템(206)과 다른 서브시스템 간의 데이터 링크로서 소용될 수 있다. 더욱이, 컴퓨터 시스템(206)은 데이터를 전송 매체를 통해 외부 시스템에 보낼 수 있다.
컴퓨팅 시스템(206)은, 비제한적인 예를 들자면, 퍼스널 컴퓨터 시스템, 메인프레임 컴퓨터 시스템, 워크스테이션, 이미지 컴퓨터, 병렬 프로세서, 또는 업계에 공지된 임의의 다른 장치를 포함할 수 있다. 일반적으로, 용어 "컴퓨팅 시스템"은 기억 매체로부터의 명령어를 실행하는 하나 이상의 프로세서를 구비한 임의의 장치를 포함하는 것으로 넓게 정의될 수 있다. 여기에서 설명하는 것과 같은 방법들을 구현하는 프로그램 명령어(208)는 캐리어 매체(210)를 통해 전송되거나 캐리어 매체(210)에 저장될 수 있다. 캐리어 매체는 와이어, 케이블 또는 무선 전송 링크와 같은 전송 매체일 수 있다. 캐리어 매체는 또한 읽기 전용 메모리, 랜덤 액세스 메모리, 자기 또는 광학 디스크, 자기 테이프 등과 같은 기억 매체를 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 시스템(200)의 실시형태는 여기에서 설명하는 바와 같이 다르게 구성될 수 있다. 또한, 시스템(200)은 여기에서 설명하는 임의의 방법 실시형태의 임의의 다른 단계를 수행하도록 구성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 시스템(200)에 의해 구현하기에 적합한 웨이퍼 지오메트리 메트릭을 제공하는 처리 흐름(700)을 보인 도이다. 일 양태에 있어서, 처리 흐름(700)의 데이터 처리 단계는 하나 이상의 컴퓨팅 시스템(206)의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행되는 미리 프로그램된 알고리즘을 통해 실행될 수 있는 것으로 인식된다. 비록 이하의 설명이 시스템(200)과 관련하여 제공되지만, 시스템(200)의 특수한 구조적 양태는 제한되는 것이 아니고 단지 예시하는 것으로 해석되어야 한다.
단계 702에서, 웨이퍼 표면의 복수의 지점들 각각에서의 웨이퍼 형상 값이 제1 처리 레벨 및 제2 처리 레벨에서 획득될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 웨이퍼(204)의 표면상에 있는 선택된 수의 측정 지점에 대응하는 일련의 웨이퍼 형상 값은 토포그래피 측정 시스템(202)을 이용하여 획득될 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 토포그래피 측정 시스템(202)은 웨이퍼(204)를 실질적으로 수직 위치로 및 실질적으로 자유 상태로 수납할 수 있다. 예를 들면, 핑거 그리퍼(finger gripper)(예를 들면, 3 핑거 그리퍼)가 웨이퍼를 수직 위치로 수납 및 유지하도록 구현될 수 있다. 이와 관련하여, 토포그래피 시스템(202)은 웨이퍼의 배면의 형상이 웨이퍼의 전면의 형상에 영향을 주지 않도록 "비-처킹"(unchucked) 자유 상태인 웨이퍼로부터 데이터를 수집할 수 있다.
웨이퍼 형상은 제1 웨이퍼 처리 레벨(예를 들면, 베어 웨이퍼 상태) 및 추가 처리 레벨(예를 들면, 제1 패터닝 레벨)에서 웨이퍼의 표면(예를 들면, 웨이퍼의 전면측 또는 웨이퍼의 배면측) 전체에 걸쳐 선택된 수의 지점에서 정량화될 수 있다. 일반적으로, 웨이퍼는 처리 레벨 N 및 처리 레벨 N+1에서 웨이퍼의 표면 전체에 걸쳐 정량화될 수 있다. 위에서 언급한 바와 같이, 토포그래피 시스템(202)은 비제한적인 예를 들자면 듀얼 피조 간섭계(220)와 같은 간섭계 기반 시스템을 포함할 수 있다. 시스템(200)의 듀얼 피조 간섭계 시스템(220)을 이용해서, 시스템(220)의 듀얼 간섭계는 웨이퍼(204)의 전면측 표면 및 배면측 표면 양자의 높이 변화량을 동시에 측정할 수 있다. 측정 지점에서 측정된 높이 변화량 및 수학식 1(또는 수학식 1과 유사한 식)을 이용하여 각 측정 지점에서 산출된 형상 값을 이용해서 2차원 형상 지도(s(x,y))가 구성될 수 있다. 컴퓨팅 시스템(206)은 수학식 1을 이용하여 웨이퍼 표면의 지점들의 각 격자(grid)에서 형상의 산출을 실행하고, 그 다음에 각각의 상기 산출된 형상 값을 이용하여 형상 지도(예를 들면, 수치 표시 지도 또는 콘트라스트 지도)를 구성할 수 있는 것으로 인식된다. 또한, 웨이퍼의 형상을 측정하기 위한 임의 수의 방법이 존재할 수 있는 것으로 인식되고, 전술한 방법은 그러한 하나의 방법을 단순히 예시하는 것으로 해석되어야 한다.
대안적인 실시형태에 있어서, 대상 웨이퍼의 형상 값은 토포그래피 시스템(202) 이외의 다른 시스템으로부터 수신될 수 있다. 출원인은 비록 상기 설명이 토포그래피 시스템(202)을 포함한 시스템(200)에 대하여 주로 설명되었지만, 처리 흐름(700)에서 사용된 토포그래피 측정은 이 명세서의 나머지 부분에서 설명되는 것처럼 형상 변화, 기울기 형상 변화, 처리 도구 보정치 등의 후속 산출과 동시에 수행될 필요가 없다는 점에 주목한다. 예를 들면, 형상 값은 원격 사용자(도시 생략됨)로부터 수신될 수 있다. 다른 예에 있어서, 형상 값은 시스템(200)의 메모리(도시 생략됨)로부터 검색될 수 있다.
단계 704에서, 웨이퍼 형상 변화 값은 단계 702에서 구해진 웨이퍼 형상 값 집합을 이용하여 제1 처리 레벨(예를 들면, 레벨 N) 및 추가 처리 레벨(예를 들면, 레벨 N+1)에서 단계의 일련의 지점들의 각 지점에 대하여 발생될 수 있다. 이와 관련하여, 각 지점에서의 웨이퍼 형상 변화 값은 제1 처리 레벨과 제2 처리 레벨 간의 웨이퍼 형상 변화에 대응한다. 일 실시형태에 있어서, 각 지점에 대한 상기 산출된 웨이퍼 형상 변화 값은 2차원(예를 들면, X-Y) 형상 변화 지도를 형성하기 위해 사용될 수 있다. 여기에서 각 지점에서 발생된 웨이퍼 형상 변화 값은 전면측 표면 변화 또는 배면측 표면 변화를 포함할 수 있다.
단계 706에서, 형상 변화 값의 기울기의 집합이 단계 704에서 구해진 각 지점에서의 상기 발생된 웨이퍼 형상 변화 값을 이용하여 각 지점에서 형상 변화의 기울기를 산출함으로써 발생될 수 있다. 이와 관련하여, 형상 변화 값의 각 기울기는 웨이퍼(204)의 표면의 적어도 하나의 방향(예를 들면, X 방향 또는 Y 방향)을 따라 웨이퍼 형상 변화의 기울기에 대응한다. 일 실시형태에 있어서, 형상 변화 값의 각 기울기는 단계 704의 2차원 지도의 이웃 지점의 형상 변화 값을 이용하여 산출될 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 형상 변화 값의 기울기의 집합은 전면측 표면 변화 값의 집합 또는 배면측 표면 변화 값의 집합을 포함할 수 있다.
단계 708에서, 처리 도구 보정치의 집합이 산출될 수 있다. 일 양태에 있어서, 처리 도구 보정치의 집합은 단계 706의 변화 값 기울기의 집합을 이용하여 산출될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 처리 도구 보정치의 집합은 웨이퍼 레벨의 처리 도구 보정치를 포함할 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 처리 도구 보정치의 집합은 필드 레벨의 처리 도구 보정치를 포함할 수 있다. 필드 레벨 처리 도구 보정치의 경우에, 그 보정치의 집합을 산출하는데 사용되는 필드 크기는 사용자가 규정할 수 있다. 처리 도구 보정치는 선형 또는 고차일 수 있다는 것이 또한 주목된다. 웨이퍼 레벨 1차(first order) 보정의 경우에, 보정치는 하기의 형태를 취할 수 있다.
Figure 112014043783464-pct00002
Figure 112014043783464-pct00003
여기에서 dx 및 dy는 각각 x 방향 및 y 방향의 보정을 나타내고, Δx 및 Δy는 각각 x 방향 및 y 방향으로의 시프트를 나타내며, ΔMx 및 ΔMy는 각각 x 방향 및 y 방향에서의 배율(magnification) 보정을 나타낸다. 또한, 필드 레벨 1차 보정의 경우에, 보정치는 하기의 형태를 취할 수 있다.
Figure 112014043783464-pct00004
Figure 112014043783464-pct00005
여기에서 φxyfield 및 φyyfield는 회전 필드 레벨 항을 나타내고, Δmxxfield 및 Δmyyfie ld는 배율 필드 레벨 항을 나타낸다. 단계 710에서, 기울기 형상 변화 잔여치(SSCR)의 집합은 단계 708의 처리 도구 보정치의 집합을 이용하여 각 지점에서 형상 변화 잔여 값의 기울기를 산출함으로써 발생될 수 있다.
웨이퍼 레벨 및 필드 레벨의 처리 도구 보정치뿐만 아니라 선형 및 고차 처리 도구 보정치의 산출, 및 잔여치의 일반적인 산출에 대해서는 2011년 1월 25일자로 허여된 미국 특허 제7,876,438호에 설명되어 있고, 이 특허는 여기에서의 인용에 의해 그 전체 내용이 본원에 통합된다.
단계 712에서, 기판의 표면 전체에 걸쳐 분포된 복수의 메트릭 분석 영역이 규정될 수 있다. 일 양태에 있어서, 각각의 메트릭 분석 영역은 복수의 지점 중 하나 이상의 지점을 포함할 수 있다. 추가의 양태에 있어서, 메트릭 분석 영역의 크기, 빈도 및 위치는 사용자가 선택할 수 있다. 예를 들면, 사용자는 선택된 지오메트리 형상을 갖도록 각 영역을 선택할 수 있다. 예를 들면, 복수의 메트릭 분석 영역 중 적어도 일부는 직사각형, 방사형(radial) 밴드 또는 방사형 섹터를 포함할 수 있다. 예를 들면, 복수의 메트릭 분석 영역은 웨이퍼의 중심에 중심이 맞춰진 복수의 동심 방사형 밴드로 구성될 수 있고, 각 밴드는 방사 방향을 따라 선택된 두께를 가질 수 있다. 다른 예로서, 복수의 메트릭 분석 영역은 웨이퍼의 중심 주위에 분포된 복수의 방사형 섹터로 구성될 수 있고, 각 섹터는 선택된 각도에 의해 규정될 수 있다.
다른 예에 있어서, 복수의 메트릭 분석 영역은 격자형 방식으로 웨이퍼 주위에 분포된 복수의 직사각형 영역으로 구성될 수 있고, 각 섹터는 X 방향 및 Y 방향의 두께에 의해 규정될 수 있다. 추가의 실시형태에 있어서, 상기 영역의 크기 및 빈도는 필드 또는 다이 치수에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들면, 소정의 영역은 웨이퍼상의 특정 리소그래피 위치의 크기에 대응하는 약 25 mm ×10 mm의 크기를 가질 수 있다. 이와 관련하여, 복수의 메트릭 분석 영역 중의 다른 영역들은 대상 집적회로의 크기에 따라 특정되는 다른 크기를 가질 수 있다는 점에 주목한다.
추가의 실시형태에 있어서, 단계 712는 웨이퍼 표면 전체에 분포되는 50~1000개의 분석 영역 형성 단계를 포함할 수 있다. 출원인은 메트릭 분석 영역에 대한 전술한 지오메트리 배치가 제한되는 것이 아니고 단순히 예시한 것으로 해석되어야 한다는 점에 주목한다. 이 기술에 숙련된 사람이라면 상기 메트릭 분석 영역이 다양한 지오메트리 형상, 배치 및 빈도에 의해 형성될 수 있다는 점을 인식할 것이다.
단계 714에서, 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 하나 이상의 잔여 기울기 형상 변화 메트릭이 각각의 메트릭 분석 영역 내의 하나 이상의 SSCR에 기초하여 발생될 수 있다. 이와 관련하여, 주어진 메트릭 분석 영역에 의해 포함되는 잔여 기울기 형상 변화 값은 그 영역에 대한 잔여 기울기 형상 변화 메트릭을 산출하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 잔여 기울기 형상 변화 평균 메트릭은 각 영역에 포함된 잔여 기울기 형상 변화 값에 대한 수학적 평균을 산출함으로써 각 영역마다 발생될 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 잔여 기울기 형상 변화 중간 메트릭은 각 영역에 포함된 잔여 기울기 형상 변화 값에 대한 수학적 중간값을 구함으로써 각 영역마다 발생될 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 잔여 기울기 형상 변화 최대/최소 메트릭은 각 영역에 포함된 잔여 기울기 형상 변화 값 집합의 최대 또는 최소 잔여 기울기 형상 변화 값을 구함으로써 각 영역마다 발생될 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 잔여 기울기 형상 변화 범위 메트릭은 각 영역에 포함된 잔여 기울기 형상 변화 값의 범위(예를 들면, 최대치와 최소치 간의 차)를 구함으로써 각 영역마다 발생될 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 잔여 기울기 형상 변화 편차 메트릭은 각 영역에 포함된 잔여 기울기 형상 변화 값의 분포에 있어서의 편차(예를 들면, 평균 편차)를 구함으로써 각 영역마다 발생될 수 있다.
추가의 실시형태에 있어서, 복수의 영역으로부터의 메트릭 값은 단일 글로벌 잔여 형상 변화 웨이퍼 메트릭을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 각각의 분석 영역에 대하여 산출된 각각의 평균 메트릭 값은 결합되어 전체 웨이퍼에 대한 글로벌 평균 메트릭 값을 형성할 수 있다. 다른 예로서, 글로벌 범위 메트릭은 위에서 구해진 2개 이상의 잔여 기울기 형상 변화 평균 메트릭을 이용하여 형성될 수 있다. 한편으로, 글로벌 범위 메트릭은 각 영역으로부터 얻어진 평균값의 범위를 이용하여 측정될 수 있다. 다른 한편으로, 글로벌 범위 메트릭은 각 영역에 대하여 구해진 가장 작은 최소 메트릭 및 각 영역에 대하여 구해진 가장 큰 최대 메트릭을 이용하여 측정될 수 있다. 일반적인 관점에서, 개별 영역으로부터 얻어진 메트릭들의 임의 조합을 이용하여 글로벌 잔여 기울기 형상 변화 메트릭을 형성할 수 있고, 이것에 의해 웨이퍼 레벨에서 잔여 기울기 형상 변화를 특징지을 수 있다.
다른 단계로, 처리(700)는 단계 714에서 구해진 잔여 기울기 형상 변화 메트릭의 윤곽 지도를 발생할 수 있다. 예를 들면, 단계 714에서 산출된 메트릭은 2차원 격자에 작도될 수 있고, 선택된 영역과 관련된 각 메트릭 값의 크기는 "z 방향"을 따라 표시될 수 있다. 다른 예로서, 단계 714에서 산출된 메트릭은 2차원 지도에 수치로서 표시될 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 시스템(200)은 윤곽 지도를 디스플레이 장치(도시 생략됨)를 통해 사용자에게 제공할 수 있다. 사용자 인터페이스 장치를 이용함으로써, 사용자는 웨이퍼의 편위(excursion) 영역을 식별할 수 있다. 그 다음에, 사용자는 웨이퍼상에서 발견된 식별 편위 영역 중의 하나 이상을 플래그(flag)할 수 있고, 그 다음에 시스템(200)은 상기 식별된 영역에서의 후속 처리를 제어할 수 있다.
다른 단계로, 처리(700)는 각각의 메트릭 분석 영역 내의 하나 이상의 잔여 오버레이 값에 기초하여 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 하나 이상의 잔여 오버레이 메트릭을 발생할 수 있다. 이와 관련하여, 주어진 메트릭 분석 영역에 의해 포함되는 잔여 오버레이 값은 그 영역에 대한 잔여 오버레이 메트릭을 산출하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시형태에 있어서, 잔여 오버레이 평균 메트릭은 각 영역에 포함된 잔여 오버레이 값에 대한 수학적 평균을 산출함으로써 각 영역마다 발생될 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 잔여 오버레이 중간 메트릭은 각 영역에 포함된 잔여 오버레이 값에 대한 수학적 중간값을 구함으로써 각 영역마다 발생될 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 잔여 오버레이 최대/최소 메트릭은 각 영역에 포함된 잔여 오버레이 값 집합의 최대 또는 최소 잔여 오버레이 값을 구함으로써 각 영역마다 발생될 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 잔여 오버레이 범위 메트릭은 각 영역에 포함된 잔여 오버레이 값의 범위(예를 들면, 최대치와 최소치 간의 차)를 구함으로써 각 영역마다 발생될 수 있다. 다른 실시형태에 있어서, 잔여 오버레이 편차 메트릭은 각 영역에 포함된 잔여 오버레이의 분포에 있어서의 편차(예를 들면, 평균 편차)를 구함으로써 각 영역마다 발생될 수 있다.
추가의 실시형태에 있어서, 복수의 영역으로부터의 메트릭 값은 단일 글로벌 잔여 오버레이 웨이퍼 메트릭을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들면, 각각의 분석 영역에 대하여 산출된 각각의 평균 메트릭 값은 결합되어 전체 웨이퍼에 대한 글로벌 평균 잔여 오버레이 메트릭 값을 형성할 수 있다. 다른 예로서, 글로벌 범위 메트릭은 위에서 구해진 2개 이상의 잔여 오버레이 평균 메트릭을 이용하여 형성될 수 있다. 한편으로, 글로벌 범위 메트릭은 각 영역으로부터 얻어진 평균값의 범위를 이용하여 측정될 수 있다. 다른 한편으로, 글로벌 범위 메트릭은 각 영역에 대하여 구해진 가장 작은 최소 메트릭 및 각 영역에 대하여 구해진 가장 큰 최대 메트릭을 이용하여 측정될 수 있다. 일반적인 관점에서, 개별 영역으로부터 얻어진 메트릭들의 임의 조합을 이용하여 글로벌 잔여 오버레이 메트릭을 형성할 수 있고, 이것에 의해 웨이퍼 레벨에서 잔여 오버레이를 특징지을 수 있다.
도 8은 본 발명의 시스템(200)에 의해 구현하기에 적합한 웨이퍼 지오메트리 메트릭을 제공하는 처리 흐름도(800)이다. 일 양태에 있어서, 처리 흐름(800)의 데이터 처리 단계는 하나 이상의 컴퓨팅 시스템(206)의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행되는 미리 프로그램된 알고리즘을 통해 실행될 수 있는 것으로 인식된다. 비록 이하의 설명이 시스템(200)과 관련하여 제공되지만, 시스템(200)의 특수한 구조적 양태는 제한되는 것이 아니고 단지 예시하는 것으로 해석되어야 한다.
단계 802에서, 웨이퍼 표면의 복수의 지점들 각각에서의 웨이퍼 형상 값이 선택된 처리 레벨에서 획득될 수 있다. 여기에서, 웨이퍼 형상 값은 위에서 설명한 처리 흐름(700)의 단계 702에서 설명한 것과 유사한 방식으로 획득될 수 있다.
단계 804에서, 형상 값의 기울기의 집합이 단계 802에서 구해진 각 지점에서의 상기 발생된 웨이퍼 형상 값을 이용하여 각 지점에서 형상의 기울기를 산출함으로써 발생될 수 있다. 이와 관련하여, 형상 값의 각 기울기는 웨이퍼(204)의 표면의 적어도 하나의 방향(예를 들면, X 방향 또는 Y 방향)을 따라 웨이퍼 형상의 기울기에 대응한다. 일 실시형태에 있어서, 형상 값의 각 기울기는 단계 802에서 획득된 웨이퍼 형상 값을 이용하여 형성된 2차원 지도의 이웃 지점의 형상 값을 이용하여 산출될 수 있다. 여기에서 각 지점에서 발생된 웨이퍼 형상 기울기 값은 전면측 표면 형상 기울기 또는 배면측 표면 형상 기울기를 포함할 수 있다는 점에 주목한다.
단계 806에서, 처리 도구 보정치의 집합이 산출될 수 있다. 일 양태에 있어서, 처리 도구 보정치의 집합은 단계 804의 형상 값 기울기 집합을 이용하여 산출될 수 있다. 처리 흐름(700)에서와 같이, 처리 도구 보정치의 집합은 웨이퍼 레벨 처리 도구 보정치 또는 필드 레벨 처리 도구 보정치를 포함할 수 있다. 여기에서, 처리 도구 보정치의 산출은 처리 흐름(700)에서 설명한 것과 유사하다는 점에 주목한다. 그래서, 처리(700)에서 처리 도구 보정치 산출에 대한 설명은 처리(800)의 단계 806에까지 연장되는 것으로 해석되어야 한다. 단계 808에서, 기울기 형상 잔여치(SSR)의 집합이 단계 806의 처리 도구 보정치의 집합을 이용하여 각 지점에서 형상 잔여 값의 기울기를 산출함으로써 발생될 수 있다. 단계 810에서, 기판의 표면 전체에 걸쳐 분포된 복수의 메트릭 분석 영역이 규정될 수 있다. 단계 812에서, 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 하나 이상의 잔여 기울기 형상 메트릭이 각각의 메트릭 분석 영역 내의 하나 이상의 SSR에 기초하여 발생될 수 있다. 여기에서, 단계 808-812는 처리 흐름(700)의 단계 710-714와 유사하다는 점에 주목한다. 그래서, 단계 710-714의 설명은 처리 흐름(800)의 처리 단계 808-812에까지 연장되는 것으로 해석되어야 한다.
도 9a는 본 발명의 시스템(200)에 의한 구현에 적합한 형상 메트릭의 기울기를 이용하여 웨이퍼를 분류하는 처리 흐름도(900)이다. 일 양태에 있어서, 처리 흐름(900)의 데이터 처리 단계는 하나 이상의 컴퓨팅 시스템(206)의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행되는 미리 프로그램된 알고리즘을 통해 실행될 수 있는 것으로 인식된다. 비록 이하의 설명이 시스템(200)과 관련하여 제공되지만, 시스템(200)의 특수한 구조적 양태는 제한되는 것이 아니고 단지 예시하는 것으로 해석되어야 한다.
단계 902에서, 일련의 웨이퍼가 시스템(200)에 의해 수납된다. 예를 들면, 일련의 베어 웨이퍼가 시스템(200)에 의해 수납될 수 있다. 단계 904에서, 선택된 처리 레벨(예를 들면, 베어 웨이퍼 처리 레벨)에서 각 웨이퍼 표면으로부터 웨이퍼 형상 값 집합이 획득될 수 있다. 단계 906에서, 각 웨이퍼에 대한 잔여 기울기 형상 메트릭 집합이 각 웨이퍼의 복수의 지점 각각에서의 잔여 기울기 형상 메트릭을 산출함으로써 발생될 수 있다. 여기에서, 각 지점에서 발생된 웨이퍼 형상 기울기 값은 전면측 표면 형상 기울기 또는 배면측 표면 형상 기울기를 포함할 수 있다는 점에 주목한다. 또한, 단계 902-906은 이 명세서를 통하여 위에서 설명하였다는 점에 주목한다. 예를 들면, 처리 흐름(800)에서 발생되는 잔여 기울기 형상 메트릭은 처리 흐름(900)의 각 웨이퍼에 대한 잔여 기울기 형상 메트릭 집합을 구하는 단계들에까지 연장되는 것으로 해석될 수 있다.
단계 908에서, 처킹된 상태의 각 웨이퍼에 대한 중위면(952)이 결정될 수 있다. 단계 910에서, 각 웨이퍼에 대한 상기 결정된 중위면 및 각 웨이퍼의 복수의 패턴과 관련된 복수의 위치를 이용하여 각 웨이퍼의 중위면 계수(NSF)가 산출될 수 있다. 도 9b는 중위면(952) 및 대응하는 중위면 계수의 개념도(950)이다. 일 실시형태에 있어서, 중위면 계수(954)는 복수의 패턴 특징(956)들이 배치된 웨이퍼의 패턴 표면과 중위면 간의 거리로서 해석될 수 있다. 웨이퍼 형상의 변화에 의해 생성된 평면 내 왜곡은 패턴 배치 오차(958)를 초래한다. 패턴 배치 오차는 NAF(954), 및 일련의 지점 각각에서 배면측 표면의 국소 기울기 및 배면측 표면(960)의 대응하는 기울기 지도에 기초하여 도출될 수 있다. 중위면, 중위면 계수, 및 패턴 배치 오차(또는 "이미지 배치 오차")의 산출은 위스콘신 대학의 Madison Dissertations & Theses, ProQuest Dissertations & Theses, ISBN 9781124367644(2010)에 Pradeep Vukkadala가 기고한 "EUVL 마스크 처킹 중에 유도된 이미지 배치 오차를 보상하기 위한 보정 전략"(Correction Strategies to Compensate for Image Placement Errors Induced during EUVL Mask Chucking)에서 자세히 설명되어 있다.
단계 912에서, 각 웨이퍼의 패턴 배치 오차(PPE) 잔여 값 집합이 결정될 수 있고, 각 웨이퍼의 각 지점의 PPE 잔여 값은 적어도 각 웨이퍼에 대한 산출된 NSF, 그 지점에 대한 잔여 기울기 형상 메트릭, 및 웨이퍼의 두께의 곱이다. 이와 관련하여, 각 지점의 패턴 배치 오차 잔여 값은 하기와 같이 표시될 수 있다.
Figure 112014043783464-pct00006
여기에서 NSF는 중위면 계수이고, SlopeShaperesidual은 이 명세서 전반에 걸쳐 설명된 각종 방법 중 임의의 방법을 통해 결정된 소정의 포인트에 대한 형상 잔여 값의 기울기(또는 형상 잔여 메트릭의 기울기)이며, ts는 웨이퍼의 두께이다.
단계 914에서, PPE 잔여치의 집합을 선택된 레벨 미만으로 유지하기에 적합한 잔여 형상 메트릭 집합에 대한 역치가 결정될 수 있다. 이와 관련하여, 주어진 처리 또는 응용을 위해 필요한 PPE 잔여 값이 선택될 수 있다. 이 점에서, 시스템(200) 또는 사용자는 주어진 장치에 필요한 요구되는 PPE 잔여 명세를 결정할 수 있다. 그 다음에, 선택된 PPE 잔여 레벨을 유지 또는 능가하는 잔여 형상 메트릭에 대한 역치가 결정될 수 있다. 이와 관련하여, 수학식 6은 PPE 잔여 값을 형상 잔여 값의 기울기에 상관시키고, 이 관계를 이용해서, 주어진 처리 또는 장치에 의해 지시되는 PPE 잔여치에 대한 필요조건을 충족시키기 위해 어떤 역치 형상 잔여 값이 필요한지 결정할 수 있다.
단계 916에서, 복수의 웨이퍼는 잔여 형상 메트릭 집합에 대한 결정된 역치를 각 웨이퍼에 대한 상기 발생된 잔여 기울기 형상 메트릭 집합과 비교함으로써 특징화될 수 있다. 추가의 실시형태에 있어서, 웨이퍼 집합은 잔여 형상 메트릭 집합에 대한 결정된 하나 이상의 역치를 각 웨이퍼에 대한 상기 발생된 잔여 기울기 형상 메트릭 집합과 비교함으로써 분류될 수 있다. 이와 관련하여, 웨이퍼 집합 내의 각 웨이퍼는 주어진 웨이퍼와 관련된 잔여 형상 메트릭 집합에 따라 저장될 수 있다.
다른 실시형태에 있어서, 각각의 웨이퍼 집합은 잔여 형상 메트릭 집합에 대한 상기 결정된 하나 이상의 역치를 각 웨이퍼에 대한 상기 발생된 잔여 기울기 형상 메트릭 집합과 비교함으로써 모니터링될 수 있다. 복수의 웨이퍼의 모니터링에 응답하여, 각 웨이퍼에 대한 상기 발생된 잔여 기울기 형상 메트릭 집합을 상기 하나 이상의 역치 미만으로 유지하기 위해 하나 이상의 처리가 수정될 수 있다. 추가의 실시형태에 있어서, 복수의 웨이퍼의 모니터링에 응답하여, 각 웨이퍼에 대한 상기 발생된 잔여 기울기 형상 메트릭 집합을 상기 하나 이상의 역치 미만으로 확립하기 위해 하나 이상의 처리가 개발될 수 있다.
도 10은 본 발명의 시스템(200)에 의한 구현에 적합한 형상 변화 메트릭의 기울기를 이용한 처리 균일성 제어를 위한 처리 흐름도(1000)이다. 일 양태에 있어서, 처리 흐름(1000)의 데이터 처리 단계는 하나 이상의 컴퓨팅 시스템(206)의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행되는 미리 프로그램된 알고리즘을 통해 실행될 수 있는 것으로 인식된다. 비록 이하의 설명이 시스템(200)과 관련하여 제공되지만, 시스템(200)의 특수한 구조적 양태는 제한되는 것이 아니고 단지 예시하는 것으로 해석되어야 한다.
단계 1002에서, 제1 처리 레벨 및 추가 처리 레벨에서 웨이퍼 표면의 복수의 지점들 각각에서의 웨이퍼 형상 값이 획득될 수 있다. 단계 1004에서, 제1 처리 레벨 및 추가 처리 레벨에서 지점들 각각에서의 상기 획득된 웨이퍼 형상 값을 이용하여 각 지점에서의 웨이퍼 형상 변화 값이 발생될 수 있고, 각 지점에서의 웨이퍼 형상 변화 값은 제1 처리 레벨과 제2 처리 레벨 간의 웨이퍼 형상 변화에 대응한다. 단계 1006에서, 하나 이상의 잔여 기울기 형상 변화 메트릭이 각 지점에서의 상기 발생된 웨이퍼 형상 변화 값을 이용하여 발생될 수 있다. 단계 1008에서, 하나 이상의 처리 도구에 대한 처리 제어가 상기 발생된 하나 이상의 잔여 기울기 형상 변화 메트릭에 기초하여 제공될 수 있다. 이와 관련하여, 2개 이상의 처리(예를 들면, N 및 N+1)와 관련된 기울기 형상 변화 메트릭의 모니터링을 이용하여 하나 이상의 처리를 제어할 수 있다. 주어진 처리 도구는 컴퓨팅 시스템(206)으로부터 피드백을 수신할 수 있고, 이 피드백에 응답하여, 처리 도구는 주어진 처리가 필요한 명세 내에 있는 웨이퍼 형상 변화(상기 설명한 기울기 형상 변화 메트릭 중의 하나를 통하여 측정된 것)를 생성하도록 조정을 행할 수 있다. 기울기 형상 변화 메트릭은 비제한적인 예를 들자면 CMP, RTP, 에칭 및 필름 증착과 같은, 업계에서 공지된 임의의 처리를 제어하기 위해 사용될 수 있다.
도 11은 본 발명의 시스템(200)에 의한 구현에 적합한 형상 변화 메트릭의 기울기를 이용한 처리 균일성 제어를 위한 처리 흐름도(1100)이다. 일 양태에 있어서, 처리 흐름(1100)의 데이터 처리 단계는 하나 이상의 컴퓨팅 시스템(206)의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행되는 미리 프로그램된 알고리즘을 통해 실행될 수 있는 것으로 인식된다. 비록 이하의 설명이 시스템(200)과 관련하여 제공되지만, 시스템(200)의 특수한 구조적 양태는 제한되는 것이 아니고 단지 예시하는 것으로 해석되어야 한다.
단계 1102에서, 웨이퍼 표면의 복수의 지점들 각각에서의 웨이퍼 형상 값이 제1 처리 레벨 및 추가 처리 레벨에서 획득될 수 있다. 단계 1104에서, 웨이퍼 형상 변화 값 집합이 제1 처리 레벨 및 추가 처리 레벨의 지점들 각각에서의 상기 획득된 웨이퍼 형상 값을 이용하여 각 지점에서의 웨이퍼 형상 변화 값을 산출함으로써 발생될 수 있다. 단계 1106에서, 기울기 형상 변화 잔여치 집합가 각 지점에서의 상기 발생된 웨이퍼 형상 변화 값을 이용하여 발생될 수 있다. 단계 1108에서, 잔여 기울기 형상 변화 메트릭 집합이 상기 기울기 형상 변화 잔여치 집합를 이용하여 산출될 수 있다.
단계 1110에서, 오버레이 값 집합이 추가 처리 레벨에서 웨이퍼 표면상의 복수의 지점에서 획득될 수 있고, 상기 오버레이 값 집합은 상기 제1 처리 레벨과 상기 추가 처리 레벨 간에 생성된 오정렬과 관련된다. 단계 1112에서, 오버레이 잔여치 집합이 상기 획득된 오버레이 값 집합을 이용하여 발생될 수 있다. 단계 114에서, 오버레이 잔여 메트릭 집합이 상기 오버레이 잔여치 집합을 이용하여 산출될 수 있다.
단계 1116에서, 상기 잔여 기울기 형상 변화 메트릭 집합과 상기 잔여 오버레이 메트릭 집합을 비교함으로써 캘리브레이션 곡선이 발생될 수 있다. 도 12는 그러한 하나의 캘리브레이션 곡선을 보인 것이고, 이것에 의해 웨이퍼로부터 획득된 오버레이 잔여치가 역시 웨이퍼로부터 획득된 웨이퍼 기울기 형상 변화 잔여치 집합에 관련된다. 여기에서 상기 곡선은 형상 변화 잔여 메트릭 데이터(1200)의 기울기와 대비하여 오버레이 잔여 메트릭에 맞추어진 공지의 맞춤 함수(fitting function)(예를 들면, 다항식 전개)로 구성된다. 이와 관련하여, 캘리브레이션 곡선은 시스템(200) 또는 사용자가 선택된 오버레이 잔여 값을 획득하기 위해 필요한 웨이퍼 기울기 형상 변화 잔여치의 값을 결정할 수 있게 한다. 단계 1118에서, 상기 발생된 캘리브레이션 곡선에 기초하여 잔여 오버레이를 선택된 레벨 미만으로 유지하는데 적합한 잔여 기울기 형상 변화 메트릭 집합에 대한 역치가 결정될 수 있다. 도 12에 도시된 것처럼, 3 nm에서 또는 3 nm 이하에서 오버레이 잔여 값을 달성하는데 필요한 형상 잔여 값의 웨이퍼 기울기는 선 1206으로 디마크(demark)되어 있다. 추가의 실시형태에 있어서, 복수의 웨이퍼는 각 웨이퍼에 대하여 잔여 기울기 형상 변화 메트릭 집합을 발생하고 획득된 잔여 기울기 형상 변화 메트릭 집합을 상기 결정된 역치와 비교함으로써 분류될 수 있다.
여기에서 설명한 방법들은 모두 방법 실시형태의 하나 이상의 단계의 결과를 기억 매체에 저장하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 결과는 여기에서 설명한 임의의 결과를 포함할 수 있고 업계에서 공지된 임의의 방식으로 저장될 수 있다. 기억 매체는 여기에서 설명한 임의의 기억 매체 또는 업계에서 공지된 임의의 다른 적당한 기억 매체를 포함할 수 있다. 결과가 저장된 후에, 그 결과는 기억 매체에서 액세스되고 여기에서 설명하는 임의의 방법 또는 시스템 실시형태에 의해 사용되며, 사용자에게 디스플레이하도록 포맷화되고, 다른 소프트웨어 모듈, 방법 또는 시스템 등에 의해 사용될 수 있다. 또한, 상기 결과는 "영속적으로", "반영속적으로", 일시적으로, 또는 일정 기간 동안 저장될 수 있다. 예를 들면, 기억 매체는 랜덤 액세스 메모리(RAM)일 수 있고, 상기 결과는 반드시 기억 매체에서 무한대로 지속될 필요가 없다.
전술한 방법에 대한 각 실시형태는 여기에서 설명한 임의의 다른 방법의 임의의 다른 단계를 포함할 수 있는 것으로 또한 예상된다. 또한 전술한 방법에 대한 각 실시형태는 여기에서 설명한 임의의 시스템에 의해 수행될 수 있다.
이 기술에 숙련된 사람이라면 여기에서 설명한 프로세스 및/또는 시스템 및/또는 다른 기술이 실시될 수 있는 각종의 매개물(예를 들면, 하드웨어, 소프트웨어 및/또는 펌웨어)이 있고, 양호한 매개물은 프로세스 및/또는 시스템 및/또는 다른 기술이 전개되는 상황에 따라 변한다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어서, 만일 속도 및 정확성이 중요하다고 구현자가 결정하면, 구현자는 주로 하드웨어 및/또는 펌웨어 매개물을 선택할 수 있고; 대안적으로 만일 융통성이 중요하면, 구현자는 주로 소프트웨어 구현을 선택할 수 있으며; 또는 대안적으로 구현자는 하드웨어, 소프트웨어 및/또는 펌웨어의 임의의 조합을 선택할 수 있다. 그러므로, 여기에서 설명한 프로세스 및/또는 장치 및/또는 다른 기술이 실시될 수 있는 몇 가지 가능한 매개물이 있고, 사용되는 임의의 매개물은 매개물이 전개되는 상황 및 구현자의 특수한 관심사(예를 들면, 속도, 융통성 또는 예측성)에 따르는 선택사항이고 그 임의의 것이 변할 수 있다는 점에서 그 어느 것도 다른 것보다 고유적으로 우수하다고 할 수 없다. 이 기술에 숙련된 사람이라면 광학적 구현 양태는 전형적으로 광학적으로 지향되는 하드웨어, 소프트웨어 및/또는 펌웨어를 이용한다는 것을 이해할 것이다.
이 기술에 숙련된 사람이라면 여기에서 설명한 방식으로 장치 및/또는 프로세스를 설명하고, 그 다음에 기술적 실행을 이용하여 그러한 설명된 장치 및/또는 프로세스를 데이터 처리 시스템에 통합하는 것이 업계에서 일반적이라는 것을 이해할 것이다. 즉, 여기에서 설명하는 장치 및/또는 프로세스의 적어도 일부는 적절한 양의 실험을 통해 데이터 처리 시스템에 통합될 수 있다. 이 기술에 숙련된 사람이라면 전형적인 데이터 처리 시스템은 일반적으로 시스템 유닛 하우징, 비디오 디스플레이 장치, 휘발성 및 비휘발성 메모리 등의 메모리, 마이크로프로세서 및 디지털 신호 프로세서 등의 프로세서, 운영체제, 드라이버, 그래픽 사용자 인터페이스 및 응용 프로그램 등의 연산 실재물, 터치 패드 또는 화면과 같은 하나 이상의 상호작용 장치, 및/또는 피드백 루프 및 제어 모터(예를 들면, 위치 및/또는 속도 감지를 위한 피드백; 컴포넌트 및/또는 양을 이동 및/또는 조정하기 위한 제어 모터)를 포함한 제어 시스템 중의 하나 이상을 포함한다는 것을 이해할 것이다. 전형적인 데이터 처리 시스템은 전형적으로 데이터 연산/통신 및/또는 네트워크 연산/통신 시스템에서 존재하는 것과 같은 임의의 적당한 상업적으로 입수가능한 컴포넌트를 이용하여 구현될 수 있다.
여기에서 설명하는 주제는 가끔 다른 기타의 컴포넌트에 포함되거나 기타의 컴포넌트와 접속된 다른 컴포넌트를 예시한다. 그러한 묘사된 아키텍처는 단순히 예시한 것이고, 사실은 많은 다른 아키텍처가 동일한 기능을 달성하도록 구현될 수 있다. 개념적 관점에서, 동일한 기능을 달성하는 컴포넌트의 임의의 배열은 바람직한 기능이 달성되도록 효과적으로 "연합"된다. 그러므로, 특수 기능을 달성하도록 여기에서 결합되는 임의의 2개의 컴포넌트는 아키텍처 또는 중간 컴포넌트와 관계없이 바람직한 기능을 달성하도록 서로 "연합"된 것으로 보여질 수 있다. 마찬가지로, 그렇게 연합된 임의의 2개의 컴포넌트는 바람직한 기능을 달성하도록 서로에 "접속" 또는 "결합"된 것으로 또한 보여질 수 있고, 그렇게 연합될 수 있는 임의의 2개의 컴포넌트는 바람직한 기능을 달성하도록 서로에 "결합가능한" 것으로 또한 보여질 수 있다. 결합가능한 특수한 예는, 비제한적인 예를 들자면, 물리적으로 결합가능한 및/또는 물리적으로 상호작용하는 컴포넌트 및/또는 무선으로 상호작용 가능한 및/또는 무선으로 상호작용하는 컴포넌트 및/또는 논리적으로 상호작용하는 및/또는 논리적으로 상호작용가능한 컴포넌트를 포함한다.
여기에서 설명하는 본 발명의 특수한 양태가 도시 및 설명되었지만, 이 기술에 숙련된 사람이라면 여기에서 설명한 기술에 기초하여 여기에서 설명한 주제 및 그 더 넓은 양태로부터 벗어나지 않고 각종 변경 및 수정이 이루어질 수 있다는 것을 이해할 것이고, 따라서 첨부된 특허 청구범위는 여기에서 설명하는 주제의 정신 및 범위 내에 있는 그러한 모든 변경 및 수정을 그 범위 내에 포함한다.
또한, 본 발명은 첨부된 특허 청구범위에 의해 정의된다는 것을 이해하여야 한다.
비록 본 발명의 특정의 실시형태가 예시되었지만, 이 기술에 숙련된 사람이라면 전술한 본 발명의 범위 및 정신으로부터 벗어나지 않고 본 발명의 각종의 수정예 및 실시예가 가능할 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 여기에 첨부된 특허 청구범위에 의해서만 제한되어야 한다.
본 발명 및 그 부수되는 많은 장점들은 전술한 설명에 의해 이해되었을 것으로 믿어지고, 각종 변경이 본 발명의 주제로부터 벗어나지 않고 또는 그 실질적인 장점을 전부 희생하지 않고 컴포넌트의 형태, 구성 및 배치에서 이루어질 수 있다는 것은 명백하다. 여기에서 설명한 형태는 단순히 설명을 위한 것이고, 이하의 특허 청구범위는 그러한 변경을 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (78)

  1. 웨이퍼 지오메트리 메트릭을 제공하는 방법에 있어서,
    제1 처리 레벨 및 추가 처리 레벨에서 웨이퍼 표면의 복수의 지점들 각각에서의 웨이퍼 형상 값을 획득하는 단계와;
    상기 제1 처리 레벨 및 상기 추가 처리 레벨의 지점들 각각에서 상기 획득된 웨이퍼 형상 값을 이용하여 상기 지점들 각각에서의 웨이퍼 형상 변화 값- 상기 지점들 각각에서의 웨이퍼 형상 변화 값은 상기 제1 처리 레벨과 상기 추가 처리 레벨 간의 웨이퍼 형상의 변화에 대응함 -을 발생하는 단계와;
    상기 지점들 각각에서의 상기 발생된 웨이퍼 형상 변화 값을 이용하여 상기 지점들 각각에서 형상 변화의 기울기를 산출함으로써 형상 변화 값의 기울기- 상기 형상 변화 값의 기울기 각각은 웨이퍼 표면의 적어도 하나의 방향을 따르는 웨이퍼 형상 변화의 기울기에 대응함 -의 집합을 발생하는 단계와;
    상기 발생된 형상 변화 값의 기울기의 집합을 이용하여 처리 도구 보정치(process tool correctables)의 집합을 산출하는 단계와;
    상기 처리 도구 보정치의 집합을 이용하여 상기 지점들 각각에서 형상 변화 잔여 값의 기울기를 산출함으로써 기울기 형상 변화 잔여치(slope shape change residual, SSCR)의 집합을 발생하는 단계와;
    상기 웨이퍼의 표면에 걸쳐서 분포된 복수의 메트릭 분석 영역- 각각의 메트릭 분석 영역은 상기 복수의 지점 중 하나 이상의 지점을 포함함 -을 규정하는 단계와;
    각각의 메트릭 분석 영역 내의 하나 이상의 SSCR에 기초하여 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 하나 이상의 잔여 기울기 형상 변화 메트릭을 발생하는 단계를 포함한 웨이퍼 지오메트리 메트릭 제공 방법.
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  24. 웨이퍼 지오메트리 메트릭을 제공하는 방법에 있어서,
    처리 레벨에서 웨이퍼 표면의 복수의 지점들 각각에서의 웨이퍼 형상 값을 획득하는 단계와;
    상기 처리 레벨에서 획득된 웨이퍼 형상 값을 이용하여 상기 처리 레벨의 지점들 각각에서의 형상 값의 기울기를 산출함으로써 형상 값의 기울기의 집합을 발생하는 단계와;
    상기 발생된 형상 값의 기울기의 집합을 이용하여 처리 도구 보정치의 집합을 산출하는 단계와;
    상기 처리 도구 보정치의 집합을 이용하여 상기 지점들 각각에서 형상 잔여 값의 기울기를 산출함으로써 기울기 형상 잔여치(slope shape residual, SSR)의 집합을 발생하는 단계와;
    상기 웨이퍼의 표면에 걸쳐서 분포된 복수의 메트릭 분석 영역- 각각의 메트릭 분석 영역은 상기 복수의 지점 중 하나 이상의 지점을 포함함 -을 규정하는 단계와;
    각각의 메트릭 분석 영역 내의 하나 이상의 SSR에 기초하여 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 하나 이상의 잔여 기울기 형상 메트릭을 발생하는 단계를 포함한 웨이퍼 지오메트리 메트릭 제공 방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 지점들 각각에서의 상기 형상 값의 산출된 기울기는 전면측 웨이퍼 표면 형상 기울기 또는 배면측 웨이퍼 표면 형상 기울기 중의 적어도 하나를 포함한 것인 웨이퍼 지오메트리 메트릭 제공 방법.
  26. 제24항에 있어서, 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 하나 이상의 잔여 기울기 형상 변화 메트릭을 이용하여 웨이퍼에 대한 글로벌 잔여 기울기 형상 메트릭을 발생하는 단계를 더 포함한 웨이퍼 지오메트리 메트릭 제공 방법.
  27. 제24항에 있어서, 상기 각각의 메트릭 분석 영역 내의 하나 이상의 SSR에 기초하여 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 하나 이상의 잔여 기울기 형상 메트릭을 발생하는 단계는, 각각의 메트릭 분석 영역 내의 하나 이상의 SSR에 기초하여 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 잔여 기울기 형상 평균 메트릭을 발생하는 단계를 포함한 것인 웨이퍼 지오메트리 메트릭 제공 방법.
  28. 제24항에 있어서, 상기 각각의 메트릭 분석 영역 내의 하나 이상의 SSR에 기초하여 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 하나 이상의 잔여 기울기 형상 메트릭을 발생하는 단계는, 각각의 메트릭 분석 영역 내의 하나 이상의 SSR에 기초하여 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 잔여 기울기 형상 편차 메트릭을 발생하는 단계를 포함한 것인 웨이퍼 지오메트리 메트릭 제공 방법.
  29. 제24항에 있어서, 상기 각각의 메트릭 분석 영역 내의 하나 이상의 SSR에 기초하여 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 하나 이상의 잔여 기울기 형상 메트릭을 발생하는 단계는, 각각의 메트릭 분석 영역 내의 하나 이상의 SSR에 기초하여 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 잔여 기울기 형상 범위 메트릭을 발생하는 단계를 포함한 것인 웨이퍼 지오메트리 메트릭 제공 방법.
  30. 제24항에 있어서, 상기 각각의 메트릭 분석 영역 내의 하나 이상의 SSR에 기초하여 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 하나 이상의 잔여 기울기 형상 메트릭을 발생하는 단계는, 각각의 메트릭 분석 영역 내의 하나 이상의 SSR에 기초하여 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 잔여 기울기 형상 최대 메트릭을 발생하는 단계를 포함한 것인 웨이퍼 지오메트리 메트릭 제공 방법.
  31. 제24항에 있어서, 각각의 메트릭 분석 영역 내의 하나 이상의 잔여 오버레이 값에 기초하여 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 하나 이상의 잔여 오버레이 메트릭을 발생하는 단계를 더 포함한 웨이퍼 지오메트리 메트릭 제공 방법.
  32. 제24항에 있어서, 상기 발생된 형상 값의 기울기의 집합을 이용하여 처리 도구 보정치의 집합을 산출하는 단계는, 상기 발생된 형상 값의 기울기의 집합을 이용한 웨이퍼 레벨 처리 도구 보정치의 집합 또는 상기 발생된 형상 값의 기울기의 집합을 이용한 필드 레벨 처리 도구 보정치의 집합 중의 적어도 하나를 산출하는 단계를 포함한 것인 웨이퍼 지오메트리 메트릭 제공 방법.
  33. 제24항에 있어서, 상기 발생된 형상 값의 기울기의 집합을 이용하여 처리 도구 보정치의 집합을 산출하는 단계는, 상기 발생된 형상 값의 기울기의 집합을 이용한 선형 처리 도구 보정치의 집합 또는 상기 발생된 형상 값의 기울기의 집합을 이용한 고차(higher-order) 처리 도구 보정치의 집합 중의 적어도 하나를 산출하는 단계를 포함한 것인 웨이퍼 지오메트리 메트릭 제공 방법.
  34. 형상 메트릭의 기울기를 이용하여 웨이퍼를 분류하는(sorting) 방법에 있어서,
    복수의 웨이퍼를 수납하는 단계와;
    선택된 처리 레벨에서 각각의 웨이퍼의 표면으로부터 웨이퍼 형상 값의 집합을 획득하는 단계와;
    각각의 웨이퍼의 복수의 지점 각각에서 잔여 기울기 형상 메트릭을 산출함으로써 각각의 웨이퍼에 대한 잔여 기울기 형상 메트릭의 집합을 발생하는 단계와;
    처킹(chucking)된 상태에서 각각의 웨이퍼의 중위면(neutral surface)을 결정하는 단계와;
    각각의 웨이퍼에 대한 상기 결정된 중위면 및 각각의 웨이퍼의 복수의 패턴과 관련된 복수의 위치를 이용하여 각각의 웨이퍼의 중위면 계수(neutral surface factor, NSF)를 산출하는 단계와;
    각각의 웨이퍼에 대한 패턴 배치 오차(pattern placement error, PPE) 잔여치- 각각의 웨이퍼의 각 지점에 대한 상기 PPE 잔여치는 적어도 상기 각각의 웨이퍼에 대한 산출된 NSF, 상기 지점의 잔여 기울기 형상 메트릭, 및 상기 웨이퍼의 두께의 곱임 -의 집합을 결정하는 단계와;
    상기 PPE 잔여치의 집합을 하나 이상의 선택된 레벨 미만으로 유지하는데 적합한 잔여 형상 메트릭의 집합에 대한 하나 이상의 역치를 결정하는 단계와;
    상기 잔여 형상 메트릭의 집합에 대한 상기 결정된 하나 이상의 역치를 각각의 웨이퍼에 대한 상기 발생된 잔여 기울기 형상 메트릭의 집합과 비교하여 상기 복수의 웨이퍼를 특징짓는 단계를 포함하는, 형상 메트릭의 기울기를 이용한 웨이퍼 분류 방법.
  35. 제34항에 있어서, 상기 NSF는 상기 중위면과 상기 웨이퍼의 패턴 표면 간의 거리인 웨이퍼 분류 방법.
  36. 제34항에 있어서, 상기 선택된 처리 레벨은 베어 웨이퍼(bare wafer) 처리 레벨인 웨이퍼 분류 방법.
  37. 제34항에 있어서, 상기 잔여 형상 메트릭 집합에 대한 상기 결정된 하나 이상의 역치를 각각의 웨이퍼에 대한 상기 발생된 잔여 기울기 형상 메트릭의 집합과 비교하여 상기 복수의 웨이퍼를 특징짓는 단계는, 상기 잔여 형상 메트릭 집합에 대한 상기 결정된 하나 이상의 역치를 각각의 웨이퍼에 대한 상기 발생된 잔여 기울기 형상 메트릭 집합과 비교하여 상기 복수의 웨이퍼를 분류하는 단계를 포함한 것인 웨이퍼 분류 방법.
  38. 제37항에 있어서, 상기 잔여 형상 메트릭 집합에 대한 상기 결정된 하나 이상의 역치를 각각의 웨이퍼에 대한 상기 발생된 잔여 기울기 형상 메트릭 집합과 비교하여 상기 복수의 웨이퍼를 분류하는 단계는, 상기 웨이퍼와 관련된 잔여 형상 메트릭의 집합과 상기 결정된 역치 간의 비교에 따라 각각의 웨이퍼를 저장(binning)하는 단계를 포함한 것인 웨이퍼 분류 방법.
  39. 제34항에 있어서, 상기 잔여 형상 메트릭의 집합에 대한 상기 결정된 하나 이상의 역치를 각각의 웨이퍼에 대한 상기 발생된 잔여 기울기 형상 메트릭의 집합과 비교하여 상기 복수의 웨이퍼를 특징짓는 단계는, 상기 잔여 형상 메트릭의 집합에 대한 상기 결정된 하나 이상의 역치를 각각의 웨이퍼에 대한 상기 발생된 잔여 기울기 형상 메트릭의 집합과 비교하여 상기 복수의 웨이퍼 각각을 모니터링하는 단계를 포함한 것인 웨이퍼 분류 방법.
  40. 제39항에 있어서, 상기 복수의 웨이퍼 각각을 모니터링하는 단계에 응답하여, 각각의 웨이퍼에 대한 상기 발생된 잔여 기울기 형상 메트릭의 집합을 상기 하나 이상의 역치 미만으로 유지하도록 하나 이상의 처리를 수정하는 단계를 더 포함한 웨이퍼 분류 방법.
  41. 제39항에 있어서, 상기 복수의 웨이퍼 각각을 모니터링하는 단계에 응답하여, 각각의 웨이퍼에 대한 상기 발생된 잔여 기울기 형상 메트릭의 집합을 상기 하나 이상의 역치 미만으로 확립하도록 하나 이상의 처리를 식별하는 단계를 더 포함한 웨이퍼 분류 방법.
  42. 처리 균일성 제어 방법에 있어서,
    제1 처리 레벨 및 추가 처리 레벨에서 웨이퍼 표면의 복수의 지점들 각각에서의 웨이퍼 형상 값을 획득하는 단계와;
    상기 제1 처리 레벨 및 상기 추가 처리 레벨에서 상기 지점들 각각에서의 상기 획득된 웨이퍼 형상 값을 이용하여 상기 지점들 각각에서의 웨이퍼 형상 변화 값- 지점들 각각에서의 상기 웨이퍼 형상 변화 값은 상기 제1 처리 레벨과 상기 추가 처리 레벨 간의 웨이퍼 형상의 변화에 대응함 -을 발생하는 단계와;
    상기 지점들 각각에서의 상기 발생된 웨이퍼 형상 변화 값을 이용하여 하나 이상의 잔여 기울기 형상 변화 메트릭을 발생하는 단계와;
    상기 발생된 하나 이상의 잔여 기울기 형상 변화 메트릭에 기초하여 하나 이상의 처리 도구에 처리 제어를 제공하는 단계를 포함한 처리 균일성 제어 방법.
  43. 제42항에 있어서, 상기 지점들 각각에서의 상기 발생된 웨이퍼 형상 변화 값은, 전면측 웨이퍼 표면 형상 변화 또는 배면측 웨이퍼 표면 형상 변화 중의 적어도 하나를 포함한 것인 처리 균일성 제어 방법.
  44. 오버레이 제어 방법에 있어서,
    제1 처리 레벨 및 추가 처리 레벨에서 웨이퍼 표면의 복수의 지점들 각각에서의 웨이퍼 형상 값을 획득하는 단계와;
    상기 제1 처리 레벨 및 상기 추가 처리 레벨에서 지점들 각각에서의 상기 획득된 웨이퍼 형상 값을 이용하여 상기 지점들 각각에서의 웨이퍼 형상 변화 값을 산출함으로써 웨이퍼 형상 변화 값의 집합을 발생하는 단계와;
    상기 지점들 각각에서의 상기 발생된 웨이퍼 형상 변화 값을 이용하여 기울기 형상 변화 잔여치의 집합을 발생하는 단계와;
    상기 기울기 형상 변화 잔여치의 집합을 이용하여 잔여 기울기 형상 변화 메트릭의 집합을 산출하는 단계와;
    상기 추가 처리 레벨에서 웨이퍼 표면상의 복수의 지점에서의 오버레이 값의 집합- 상기 오버레이 값의 집합은 상기 제1 처리 레벨과 상기 추가 처리 레벨 간에 생성된 오정렬과 관련됨 -을 획득하는 단계와;
    상기 획득된 오버레이 값의 집합을 이용하여 오버레이 잔여치의 집합을 발생하는 단계와;
    상기 오버레이 잔여치의 집합을 이용하여 오버레이 잔여 메트릭의 집합을 산출하는 단계와;
    상기 잔여 기울기 형상 변화 메트릭의 집합을 상기 오버레이 잔여 메트릭의 집합과 비교하여 캘리브레이션 곡선(calibration curve)을 발생하는 단계와;
    상기 발생된 캘리브레이션 곡선에 기초하여 잔여 오버레이를 선택된 레벨 미만으로 유지하는데 적합한 상기 잔여 기울기 형상 변화 메트릭의 집합에 대한 역치를 결정하는 단계를 포함한 오버레이 제어 방법.
  45. 제44항에 있어서, 각각의 웨이퍼에 대한 잔여 기울기 형상 변화 메트릭의 집합을 발생하고 상기 획득된 잔여 기울기 형상 변화 메트릭의 집합을 상기 결정된 역치와 비교함으로써 복수의 웨이퍼를 분류하는 단계를 더 포함한 오버레이 제어 방법.
  46. 제44항에 있어서, 상기 지점들 각각에서의 상기 발생된 웨이퍼 형상 변화 값은, 전면측 웨이퍼 표면 형상 변화 또는 배면측 웨이퍼 표면 형상 변화 중의 적어도 하나를 포함한 것인 오버레이 제어 방법.
  47. 웨이퍼 지오메트리 메트릭을 제공하는 시스템에 있어서,
    제1 처리 레벨 및 추가 처리 레벨에서 웨이퍼 표면의 복수의 지점들 각각에서 웨이퍼 형상 값을 획득하기 위해 토포그래피 측정의 집합을 수행하도록 구성된 토포그래피 시스템과;
    상기 토포그래피 시스템에 통신가능하게 결합되고 상기 토포그래피 측정의 집합을 수신하도록 구성된 하나 이상의 컴퓨팅 시스템
    을 포함하며, 상기 하나 이상의 컴퓨팅 시스템은,
    상기 제1 처리 레벨 및 상기 추가 처리 레벨에서 상기 지점들 각각에서의 획득된 웨이퍼 형상 값을 이용하여 상기 지점들 각각에서의 웨이퍼 형상 변화 값을 발생하고;
    상기 지점들 각각에서 발생된 웨이퍼 형상 변화 값을 이용하여 상기 지점들 각각에서 형상 변화의 기울기를 산출함으로써 형상 변화 값의 기울기의 집합을 발생하고;
    상기 발생된 형상 변화 값 기울기 집합을 이용하여 처리 도구 보정치의 집합을 산출하고;
    상기 처리 도구 보정치의 집합을 이용하여 상기 지점들 각각에서 형상 변화 잔여치의 기울기를 산출함으로써 기울기 형상 변화 잔여치(slope shape change residuals, SSCR)의 집합을 발생하고;
    상기 웨이퍼의 표면에 걸쳐서 분포된 복수의 메트릭 분석 영역을 규정하고;
    각각의 메트릭 분석 영역 내의 하나 이상의 SSCR에 기초하여 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 하나 이상의 잔여 기울기 형상 변화 메트릭을 발생하도록 또한 구성된 것인 웨이퍼 지오메트리 메트릭 제공 시스템.
  48. 제47항에 있어서, 상기 토포그래피 시스템은 간섭계 기반 토포그래피 시스템을 포함한 것인 웨이퍼 지오메트리 메트릭 제공 시스템.
  49. 제48항에 있어서, 상기 간섭계 기반 토포그래피 시스템은 듀얼 피조(Fizeau) 간섭계를 포함한 것인 웨이퍼 지오메트리 메트릭 제공 시스템.
  50. 제47항에 있어서, 상기 토포그래피 시스템은 상기 웨이퍼의 전면측 표면 및 상기 웨이퍼의 배면측 표면을 동시에 측정하도록 구성된 토포그래피 시스템을 포함한 것인 웨이퍼 지오메트리 메트릭 제공 시스템.
  51. 제47항에 있어서, 상기 지점들 각각에서의 상기 발생된 웨이퍼 형상 변화 값은, 전면측 웨이퍼 표면 형상 변화 또는 배면측 웨이퍼 표면 형상 변화 중의 적어도 하나를 포함한 것인 웨이퍼 지오메트리 메트릭 제공 시스템.
  52. 제47항에 있어서, 제1 처리 레벨 및 추가 처리 레벨에서 웨이퍼 표면의 복수의 지점들 각각에서의 웨이퍼 형상 값은,
    웨이퍼를 자유 상태로 수납하는 것;
    제1 처리 레벨의 웨이퍼 상에 제1 집합의 토포그래피 측정- 상기 제1 집합의 토포그래피 측정은 상기 제1 처리 레벨에서 웨이퍼 표면의 복수의 지점 각각에서의 토포그래피를 측정하도록 구성됨 -을 수행하는 것; 그리고
    추가 처리 레벨의 웨이퍼 상에 추가 집합의 토포그래피 측정- 상기 추가 집합의 토포그래피 측정은 상기 추가 처리 레벨에서 표면의 복수의 지점 각각에서의 토포그래피를 측정하도록 구성됨 -을 수행하는 것에 의해 획득되는 것인 웨이퍼 지오메트리 메트릭 제공 시스템.
  53. 제47항에 있어서, 상기 지점들 각각에서의 상기 발생된 웨이퍼 형상 변화 값을 이용하여 상기 지점들 각각에서 형상 변화의 기울기를 산출함으로써 형상 변화 값의 기울기의 집합을 발생하는 것은, 지점들 각각에서의 형상 변화 값을 상기 지점들 각각에 인접한 하나 이상의 지점과 관련된 하나 이상의 형상 변화 값과 비교함으로써 지점들 각각에서의 형상 변화 값의 기울기를 발생하는 것을 포함한 것인 웨이퍼 지오메트리 메트릭 제공 시스템.
  54. 제47항에 있어서, 상기 웨이퍼의 표면에 걸쳐서 분포된 복수의 메트릭 분석 영역을 규정하는 것은, 상기 웨이퍼의 표면에 걸쳐서 분포된 복수의 메트릭 분석 영역- 각각의 메트릭 분석 영역이 지오메트리 형상을 가짐 -을 규정하는 것을 포함한 것인 웨이퍼 지오메트리 메트릭 제공 시스템.
  55. 제54항에 있어서, 상기 지오메트리 형상은 방사형(radial) 밴드, 방사형 섹터 또는 직사각형 중 적어도 하나를 포함한 것인 웨이퍼 지오메트리 메트릭 제공 시스템.
  56. 제47항에 있어서, 상기 웨이퍼의 표면에 걸쳐서 분포된 복수의 메트릭 분석 영역을 규정하는 것은, 필드 치수 또는 다이 치수 중의 적어도 하나에 기초하여 상기 웨이퍼의 표면에 걸쳐서 분포된 복수의 메트릭 분석 영역을 규정하는 것을 포함한 것인 웨이퍼 지오메트리 메트릭 제공 시스템.
  57. 제47항에 있어서, 상기 하나 이상의 컴퓨팅 시스템은 각 메트릭 분석 영역에 대한 하나 이상의 잔여 기울기 형상 변화 메트릭을 이용하여 웨이퍼에 대한 글로벌 잔여 기울기 형상 변화 메트릭을 발생하도록 또한 구성되는 것인 웨이퍼 지오메트리 메트릭 제공 시스템.
  58. 제57항에 있어서, 상기 각각의 메트릭 분석 영역 내의 하나 이상의 SSCR에 기초하여 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 하나 이상의 잔여 기울기 형상 변화 메트릭을 발생하는 것은, 상기 각각의 메트릭 분석 영역 내의 하나 이상의 SSCR에 기초하여 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 잔여 기울기 형상 변화 평균 메트릭을 발생하는 것을 포함한 것인 웨이퍼 지오메트리 메트릭 제공 시스템.
  59. 제47항에 있어서, 상기 각각의 메트릭 분석 영역 내의 하나 이상의 SSCR에 기초하여 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 하나 이상의 잔여 기울기 형상 변화 메트릭을 발생하는 것은, 상기 각각의 메트릭 분석 영역 내의 하나 이상의 SSCR에 기초하여 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 잔여 기울기 형상 변화 편차 메트릭을 발생하는 것을 포함하는 것인 웨이퍼 지오메트리 메트릭 제공 시스템.
  60. 제47항에 있어서, 상기 각각의 메트릭 분석 영역 내의 하나 이상의 SSCR에 기초하여 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 하나 이상의 잔여 기울기 형상 변화 메트릭을 발생하는 것은, 상기 각각의 메트릭 분석 영역 내의 하나 이상의 SSCR에 기초하여 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 잔여 기울기 형상 변화 범위 메트릭을 발생하는 것을 포함한 것인 웨이퍼 지오메트리 메트릭 제공 시스템.
  61. 제47항에 있어서, 상기 각각의 메트릭 분석 영역 내의 하나 이상의 SSCR에 기초하여 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 하나 이상의 잔여 기울기 형상 변화 메트릭을 발생하는 것은, 상기 각각의 메트릭 분석 영역 내의 하나 이상의 SSCR에 기초하여 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 잔여 기울기 형상 변화 최대 메트릭을 발생하는 것을 포함한 것인 웨이퍼 지오메트리 메트릭 제공 시스템.
  62. 제47항에 있어서, 상기 하나 이상의 컴퓨팅 시스템은, 각의 메트릭 분석 영역 내의 하나 이상의 잔여 오버레이 값에 기초하여 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 하나 이상의 잔여 오버레이 메트릭을 발생하도록 또한 구성되는 것인 웨이퍼 지오메트리 메트릭 제공 시스템.
  63. 제62항에 있어서, 상기 하나 이상의 컴퓨팅 시스템은, 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 하나 이상의 잔여 오버레이 메트릭을 이용하여 상기 웨이퍼에 대한 글로벌 잔여 오버레이 메트릭을 발생하도록 또한 구성되는 것인 웨이퍼 지오메트리 메트릭 제공 시스템.
  64. 제62항에 있어서, 상기 각각의 메트릭 분석 영역 내의 하나 이상의 잔여 오버레이 값에 기초하여 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 하나 이상의 잔여 오버레이 메트릭을 발생하는 것은, 각각의 메트릭 분석 영역 내의 하나 이상의 잔여 오버레이 값에 기초하여 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 하나 이상의 잔여 오버레이 평균 메트릭을 발생하는 것을 포함한 것인 웨이퍼 지오메트리 메트릭 제공 시스템.
  65. 제62항에 있어서, 상기 각각의 메트릭 분석 영역 내의 하나 이상의 잔여 오버레이 값에 기초하여 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 하나 이상의 잔여 오버레이 메트릭을 발생하는 것은, 각각의 메트릭 분석 영역 내의 하나 이상의 잔여 오버레이 값에 기초하여 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 하나 이상의 잔여 오버레이 편차 메트릭을 발생하는 것을 포함한 것인 웨이퍼 지오메트리 메트릭 제공 시스템.
  66. 제62항에 있어서, 상기 각각의 메트릭 분석 영역 내의 하나 이상의 잔여 오버레이 값에 기초하여 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 하나 이상의 잔여 오버레이 메트릭을 발생하는 것은, 각각의 메트릭 분석 영역 내의 하나 이상의 잔여 오버레이 값에 기초하여 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 하나 이상의 잔여 오버레이 범위 메트릭을 발생하는 것을 포함한 것인 웨이퍼 지오메트리 메트릭 제공 시스템.
  67. 제62항에 있어서, 상기 각각의 메트릭 분석 영역 내의 하나 이상의 잔여 오버레이 값에 기초하여 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 하나 이상의 잔여 오버레이 메트릭을 발생하는 것은, 각각의 메트릭 분석 영역 내의 하나 이상의 잔여 오버레이 값에 기초하여 각각의 메트릭 분석 영역에 대한 하나 이상의 잔여 오버레이 최대 메트릭을 발생하는 것을 포함한 것인 웨이퍼 지오메트리 메트릭 제공 시스템.
  68. 제47항에 있어서, 상기 하나 이상의 컴퓨팅 시스템은, 상기 발생된 하나 이상의 잔여 기울기 형상 변화 메트릭의 윤곽 지도를 웨이퍼 전반의 위치 함수(function of position)로서 발생하도록 또한 구성되는 것인 웨이퍼 지오메트리 메트릭 제공 시스템.
  69. 제68항에 있어서, 상기 하나 이상의 컴퓨팅 시스템은, 상기 윤곽 지도를 이용하여 하나 이상의 편위(excursion) 영역을 식별하도록 또한 구성되는 것인 웨이퍼 지오메트리 메트릭 제공 시스템.
  70. 제69항에 있어서, 상기 하나 이상의 컴퓨팅 시스템은, 상기 식별된 하나 이상의 편위 영역에서 하나 이상의 처리를 제어하도록 또한 구성되는 것인 웨이퍼 지오메트리 메트릭 제공 시스템.
  71. 제47항에 있어서, 상기 발생된 형상 변화 값 기울기의 집합을 이용하여 처리 도구 보정치의 집합을 산출하는 것은, 상기 발생된 형상 변화 값 기울기의 집합을 이용한 웨이퍼 레벨 처리 도구 보정치의 집합 또는 상기 발생된 형상 변화 값 기울기의 집합을 이용한 필드 레벨 처리 도구 보정치의 집합 중의 적어도 하나를 산출하는 것을 포함한 것인 웨이퍼 지오메트리 메트릭 제공 시스템.
  72. 제47항에 있어서, 상기 발생된 형상 변화 값 기울기의 집합을 이용하여 처리 도구 보정치의 집합을 산출하는 것은, 상기 발생된 형상 변화 값 기울기의 집합을 이용한 선형 처리 도구 보정치의 집합 또는 상기 발생된 형상 변화 값 기울기의 집합을 이용한 고차(higher-order) 처리 도구 보정치의 집합 중의 적어도 하나를 산출하는 것을 포함한 것인 웨이퍼 지오메트리 메트릭 제공 시스템.
  73. 형상 메트릭의 기울기를 이용하여 웨이퍼를 분류하는 시스템에 있어서,
    복수의 웨이퍼의 각 웨이퍼의 표면으로부터, 선택된 처리 레벨에서, 웨이퍼 형상 값의 집합을 획득하기 위해 토포그래피 측정의 집합을 수행하도록 구성된 토포그래피 시스템과;
    상기 토포그래피 시스템에 통신가능하게 결합되고 상기 토포그래피 측정의 집합을 수신하도록 구성된 하나 이상의 컴퓨팅 시스템
    을 포함하며, 상기 하나 이상의 컴퓨팅 시스템은,
    각 웨이퍼의 복수의 지점 각각에서 잔여 기울기 형상 메트릭을 산출함으로써 각 웨이퍼에 대한 잔여 기울기 형상 메트릭의 집합을 발생하고;
    처킹(chucking)된 상태에서 각 웨이퍼의 중위면(neutral surface)을 결정하고;
    각 웨이퍼의 상기 결정된 중위면 및 각 웨이퍼의 복수의 패턴과 관련된 복수의 위치를 이용하여 각 웨이퍼의 중위면 계수(neutral surface factor, NSF)를 산출하고;
    각 웨이퍼의 패턴 배치 오차(pattern placement error, PPE) 잔여치- 각 웨이퍼의 각 지점에 대한 상기 PPE 잔여치는 적어도 각 웨이퍼의 상기 산출된 NSF, 상기 지점의 잔여 기울기 형상 메트릭, 및 상기 웨이퍼의 두께의 곱임 -의 집합을 결정하고;
    상기 PPE 잔여치의 집합을 하나 이상의 선택된 레벨 미만으로 유지하는데 적합한 잔여 형상 메트릭의 집합에 대한 하나 이상의 역치를 결정하고;
    상기 잔여 형상 메트릭의 집합에 대한 상기 결정된 하나 이상의 역치를 각 웨이퍼에 대한 상기 발생된 잔여 기울기 형상 메트릭 집합과 비교함으로써 상기 복수의 웨이퍼를 특징짓도록 또한 구성된 것인, 형상 메트릭의 기울기를 이용한 웨이퍼 분류 시스템.
  74. 제73항에 있어서, 상기 토포그래피 시스템은 간섭계 기반 토포그래피 시스템을 포함한 것인 웨이퍼 분류 시스템.
  75. 제74항에 있어서, 상기 간섭계 기반 토포그래피 시스템은 듀얼 피조(Fizeau) 간섭계를 포함한 것인 웨이퍼 분류 시스템.
  76. 제73항에 있어서, 상기 토포그래피 시스템은 상기 웨이퍼의 전면측 표면 및 상기 웨이퍼의 배면측 표면을 동시에 측정하도록 구성된 토포그래피 시스템을 포함한 것인 웨이퍼 분류 시스템.
  77. 처리 균일성 제어를 위한 시스템에 있어서,
    제1 처리 레벨 및 추가 처리 레벨에서 웨이퍼 표면의 복수의 지점들 각각에서 웨이퍼 형상 값을 획득하기 위해 토포그래피 측정의 집합을 수행하도록 구성된 토포그래피 시스템과;
    상기 토포그래피 시스템에 통신가능하게 결합되고 상기 토포그래피 측정의 집합을 수신하도록 구성된 하나 이상의 컴퓨팅 시스템
    을 포함하며, 상기 하나 이상의 컴퓨팅 시스템은,
    상기 제1 처리 레벨 및 상기 추가 처리 레벨에서 지점들 각각에서의 상기 획득된 웨이퍼 형상 값을 이용하여 상기 지점들 각각에서의 웨이퍼 형상 변화 값- 지점들 각각에서의 상기 웨이퍼 형상 변화 값은 상기 제1 처리 레벨과 추가 처리 레벨 간의 웨이퍼 형상의 변화에 대응함 -을 발생하고;
    상기 지점들 각각에서의 상기 발생된 웨이퍼 형상 변화 값을 이용하여 하나 이상의 잔여 기울기 형상 변화 메트릭을 발생하고;
    상기 발생된 하나 이상의 잔여 기울기 형상 변화 메트릭에 기초하여 하나 이상의 처리 도구에 처리 제어를 제공하도록 또한 구성된 것인 처리 균일성 제어 시스템
  78. 오버레이 제어를 위한 시스템에 있어서,
    제1 처리 레벨 및 추가 처리 레벨에서 웨이퍼 표면의 복수의 지점들 각각에서 웨이퍼 형상 값을 획득하기 위해 토포그래피 측정의 집합을 수행하도록 구성된 토포그래피 시스템과;
    상기 토포그래피 시스템에 통신가능하게 결합되고 상기 토포그래피 측정의 집합을 수신하도록 구성된 하나 이상의 컴퓨팅 시스템
    을 포함하며, 상기 하나 이상의 컴퓨팅 시스템은,
    상기 제1 처리 레벨 및 상기 추가 처리 레벨에서 지점들 각각에서의 상기 획득된 웨이퍼 형상 값을 이용하여 상기 지점들 각각에서의 웨이퍼 형상 변화 값을 산출함으로써 웨이퍼 형상 변화 값의 집합을 발생하고;
    상기 지점들 각각에서의 상기 발생된 웨이퍼 형상 변화 값을 이용하여 기울기 형상 변화 잔여치의 집합을 발생하고;
    상기 기울기 형상 변화 잔여치의 집합을 이용하여 잔여 기울기 형상 변화 메트릭의 집합을 산출하고;
    상기 추가 처리 레벨에서 웨이퍼 표면상의 복수의 지점에서의 오버레이 값의 집합- 상기 오버레이 값의 집합은 상기 제1 처리 레벨과 상기 추가 처리 레벨 간에 생성된 오정렬과 관련됨 -을 획득하고;
    상기 획득된 오버레이 값의 집합을 이용하여 오버레이 잔여치의 집합을 발생하고;
    상기 오버레이 잔여치의 집합을 이용하여 오버레이 잔여 메트릭의 집합을 산출하고;
    상기 잔여 기울기 형상 변화 메트릭의 집합을 상기 오버레이 잔여 메트릭의 집합과 비교함으로써 캘리브레이션 곡선(calibration curve)을 발생하고;
    상기 발생된 캘리브레이션 곡선에 기초하여 잔여 오버레이를 선택된 레벨 미만으로 유지하는데 적합한 상기 잔여 기울기 형상 변화 메트릭의 집합에 대한 역치를 결정하도록 또한 구성된 것인 오버레이 제어 시스템.
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