KR102236810B1 - 크로매틱 공초점 계측의 속도 향상 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
범프(bump), 필라(pillar), 또는 필름 두께에 대한 높이 측정과 같은, 높이 측정을 위한 시스템 및 방법은 크로매틱 공초점 기법(chromatic confocal technique)을 사용할 수 있다. 시스템은, 백색 광을 방출하는 백색 광원, 및 백색 광원으로부터의 백색 광의 각 파장의 초점 거리를 변화시키는 렌즈를 포함할 수 있다. 백색 광의 파장의 각각은 렌즈로부터의 상이한 거리에 초점잡힌다. 센서 본체(body)는, 다수의 행과 열로 센서 본체 내에 배치된 다수의 센서를 갖는다. 행과 열의 각각은 센서 중 적어도 2개를 갖는다.
Description
[관련 출원에 대한 상호-참조]
본 출원은, 2016년 9월 7일에 출원되고 미국 특허 출원 제62/384,324호가 할당된 가특허 출원의 우선권을 청구하며, 이 가특허 출원의 개시는 본 명세서에 참조로서 통합된다.
[기술분야]
본 개시는 광 센서에 관한 것이다.
반도체 제조 업계의 발전으로 인해, 수율 관리와, 특히, 계측 및 검사 시스템에 대한 요구가 그 어느 때보다 커지고 있다. 웨이퍼 크기가 증가하는 동안, 임계 치수는 줄어들고 있다. 경제적 요인들은, 반도체 제조 업계로 하여금, 높은 수율 및 높은 가치의 생산을 달성하는 데 소요되는 시간을 줄이도록 하고 있다. 따라서, 수율 문제의 검출에서부터 이의 해결까지의 총 시간을 최소화하는 것은, 반도체 제조자의 투자 수익률을 결정한다.
로직 디바이스 및 메모리 디바이스와 같은 반도체 디바이스의 제조는, 많은 수의 반도체 제조 공정을 사용해 반도체 웨이퍼를 처리하여 반도체 디바이스의 다양한 피처(feature) 및 다수의 레벨(level)을 형성하는 것을 일반적으로 포함한다. 예컨대, 리소그래피(lithography)는, 레티클(reticle)로부터의 패턴을, 반도체 웨이퍼 상에 배열된 포토레지스트(photoresist)에 전사(transfer)하는 것이 수반되는 반도체 제조 공정이다. 반도체 제조 공정의 추가적인 예는, 화학적-기계적 연마(CMP, chemical-mechanical polishing), 에칭, 퇴적, 및 이온 주입을 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다. 다수의 반도체 디바이스는 단일 반도체 웨이퍼 상에 배열의 형태로 제조된 후 개별 반도체 디바이스로 분리될 수 있다.
개별 반도체 디바이스로 분리되기 전에, 반도체 디바이스들로 이루어진 하나의 웨이퍼 전체가 패키징을 위해 준비될 수도 있다. 패키징은, 기판과 같은 칩 캐리어(chip carrier)를 반도체 디바이스에 커플링하는 단계를 포함할 수 있다. 반도체 디바이스들로 이루어진 웨이퍼를 패키징을 위해 준비하는 단계는, 반도체 디바이스를 칩 캐리어에 커플링하는 데 사용될 수 있는, 반도체 디바이스의 표면 상의 구조물을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 예컨대, 상대적으로 작은 솔더 볼(solder ball)이 반도체 디바이스 상의 한 영역에 배열될 수 있다. 그러한 상대적으로 작은 솔더 볼은, 통상적으로 "범프(bump)"로 지칭될 수 있으며, 그러한 솔더 볼이 형성되어 있는 웨이퍼는 통상적으로 "범핑된 웨이퍼(bumped wafer)"로 지칭될 수 있다. 범프는, 예컨대, 반구형 또는 사각형일 수 있다. 범프는, 반도체 디바이스를 칩 캐리어에 물리적으로 부착시키고 칩 캐리어에 전기적으로 접속하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 디바이스가 기판 상에 배치될 수 있고, 솔더 볼은 기판 상의 금속 패드 어레이에 접촉하여 그 위에 용융될 수 있다. 그러한 패키징 방법은, 통상적으로 페이스-다운 접합(face-down bonding), 플립-칩 접합(flip-chip bonding), 또는 "C4"(controlled collapse chip connections)로 지칭된다.
칩은 많은 수의 범프를 포함할 수 있다. 범프들을 기판에 동시에 접속시키려면, 범프들은 동일한 높이여야 한다. 그러나 제조 공정의 차이로 인해 범프들은 일반적으로 높이가 다르다.
높이의 허용 오차를 벗어난 범프와 같이, 웨이퍼 상에 잘못 형성된 범프는, 웨이퍼의 프로빙(probing)과 같은, 처리 중에 그리고 디바이스의 사용 중에 중대한 문제를 야기할 수 있다. 예컨대, 잘못 형성된 범프는 프로브 카드 상의 프로브를 손상시킬 수 있으며, 이에 의해 테스터 가동 중단 시간을 야기하고 테스터 수리 비용을 발생시킨다. 잘못 형성된 범프는 또한, 전원 접점과 접지 접점을 브릿징(bridging)할 수 있으며, 이에 의해 프로브 카드를 통한 과도한 전류 인출을 초래한다. 따라서, 범핑된 웨이퍼는 일반적으로 프로빙 이전에 검사 및 측정된다. 또한, 잘못 형성된 범프는 프로빙 중에 검출되지 않을 수 있으며, 패키징된 디바이스의 고장에 대한 잠재성을 증가시킬 수 있다. 또한, 프로빙은 범프를 손상시킬 수 있으며, 특히, 올바르게 접촉되도록 프로브를 안착시키기 위해 테스팅 중에 높은 수직력을 요구할 수 있는, 단위 면적당 상대적으로 많은 수의 범프를 갖는 웨이퍼 상의 범프를 손상시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 범핑된 웨이퍼의 검사 및 계측은, 웨이퍼 프로빙 이후에 수행될 수도 있다.
범핑된 웨이퍼의 3차원 검사 및 계측을 위해 현재 사용가능한 방법은, 먼저 x-y 평면에서 데이터를 취득한 후에 z 평면에서 데이터를 취득하는 단계를 일반적으로 포함한다. 본질적으로, 그러한 시스템은, 데이터 취득에 있어 직렬적(즉, 2차원("2D") 데이터 취득에 이어서 3차원("3D") 데이터 취득이 뒤따름)인 것으로 기술될 수 있다. 범핑된 웨이퍼의 경우, 2D 결함은, 예컨대, 누락된 범프, 부적절하게 위치지정된 범프, 브릿징된 범프, 대구경 범프, 및 소구경 범프를 포함할 수 있다. 3D 결함의 예는, 높이가 너무 높거나 너무 낮을 수 있는 범프, 또는 돌출된 수직 스파이크(spike)나 리세싱된 수직 피트(pit)를 가질 수 있는 범프를 포함하지만, 이들로 한정되지 않는다. 현재 사용가능한 방법은 일반적으로 2D 및 3D 데이터 동시 취득 능력을 지니고 있지 않으므로, 그러한 방법은 2D 데이터 취득과 3D 데이터 취득 중 어느 하나보다 상당히 더 느릴 수 있다. 또한, 3D 데이터 취득은 2D 데이터 취득보다 상당히 더 느릴 수 있으며, 이에 의해 2D용 샘플링에 비해 크게 감소된 3D용 샘플링을 초래할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 "샘플링"이라는 용어는, 공정 중에 단일 시편 상에서 검사되거나 측정되는 포인트 또는 위치의 수를 일반적으로 지칭할 수 있다. 즉, 웨이퍼 중 상대적으로 큰 비율이 스캐닝되어 x-y 데이터를 취득할 수 있다면, 해당 웨이퍼 중 훨씬 더 작은 비율만 스캐닝되어 추가적인 z 데이터를 취득할 수 있다.
범핑된 웨이퍼의 3차원 검사를 위해 현재 사용가능한 시스템 및 방법에는 여러 단점이 존재한다. 예컨대, 전술한 바와 같이, 그러한 시스템은, 검사 및 계측을 위한 2D 및 3D 데이터를 취득하기 위해 직렬로 1회를 초과하여 웨이퍼를 스캐닝하도록 구성될 수 있다. 또한, 그러한 시스템의 구성은, 범핑된 웨이퍼의 상대적으로 큰 면적의 신속한 스캐닝과 호환가능하지 않을 수도 있다. 그러한 단점은 일반적으로 검사 및 계측 시스템의 처리량을 낮출 것이다. 또한, 그러한 시스템은, 분리된 2D 및 3D 데이터 취득 및 처리 시스템의 사용으로 인해 상대적으로 복잡할 수 있다. 이러한 단점은 일반적으로 검사 및 계측 시스템의 비용을 증가시키고 신뢰성을 감소시킬 것이다.
따라서, 높이 측정을 위한 개선된 시스템 및 기법이 필요하다.
제1 실시예에서, 장치가 제공된다. 장치는, 백색 광을 방출하는 백색 광원; 복수의 렌즈; 핀홀 애퍼처; 백색 광을 수광하는 검출기; 복수의 센서를 포함하는 센서 본체(body); 및 백색 광원과 검출기를 복수의 센서에 연결하는 복수의 광섬유를 포함한다. 복수의 렌즈의 굴절률은 백색 광원으로부터의 백색 광의 각 파장의 초점 거리를 변화시킨다. 백색 광의 파장의 각각은 복수의 렌즈로부터의 상이한 거리에 초점잡힌다. 복수의 센서는 복수의 행과 열로 센서 본체 내에 배치된다. 복수의 행과 열의 각각은 복수의 센서 중 적어도 2개를 갖는다.
제어기는 검출기와 전자적으로 통신할 수 있다. 제어기는, 크로매틱 공초점 기법(chromatic confocal technique)을 사용해 웨이퍼에 관한 높이 데이터를 제공하도록 구성될 수 있다.
센서 본체와 웨이퍼를 서로에 대해 상대적으로 스캐닝하도록 액추에이터가 구성될 수 있다. 웨이퍼는 백색 광을 반사시킨다.
복수의 행과 열 내의 센서는 라인을 이루어 배열될 수 있다. 웨이퍼에 대해 상대적인 센서 본체의 스캐닝은, 이러한 라인 중 임의의 라인에 평행하지 않은 방향일 수 있다. 한 예에서, 웨이퍼에 대해 상대적인 센서 본체의 스캐닝의 방향은 라인 중 적어도 하나의 라인에 대해 45° 각도이다.
백색 광을 반사시키는 웨이퍼를 유지하도록 척이 구성될 수 있다.
검출기는, 스펙트럼 분산 요소를 갖는 CMOS 이미지 센서 또는 CCD 이미지 센서일 수 있다. 스펙트럼 분산 요소는 격자를 포함할 수 있다.
핀홀 애퍼처는 광섬유의 일부일 수 있다.
제2 실시예에서, 방법이 제공된다. 복수의 렌즈를 통해 백색 광이 웨이퍼에 지향된다. 복수의 렌즈의 굴절률은 백색 광의 각 파장의 초점 거리를 변화시킨다. 백색 광의 파장의 각각은 복수의 렌즈로부터의 상이한 거리에 초점잡힌다. 웨이퍼에 의해 반사된 백색 광의 일부가 센서 본체 내의 복수의 센서에서 수광된다. 복수의 센서는 복수의 행과 열로 센서 본체 내에 배치된다. 복수의 행과 열의 각각은 복수의 센서 중 적어도 2개를 갖는다. 제어기를 사용하여, 웨이퍼에 관한 높이 데이터가 크로매틱 공초점 기법을 사용해 결정된다.
방법은, 웨이퍼와 센서 본체를 서로에 대해 상대적으로 스캐닝하는 단계를 더 포함할 수 있다.
복수의 행과 열 내의 복수의 센서는 라인을 이룰 수 있다. 웨이퍼에 대해 상대적인 센서 본체의 스캐닝은, 이러한 라인 중 임의의 라인에 평행하지 않은 방향일 수 있다. 한 예에서, 웨이퍼에 대해 상대적인 센서 본체의 스캐닝의 방향은 라인 중 적어도 하나의 라인에 대해 45° 각도이다.
본 개시의 본질 및 목적에 대한 보다 완전한 이해를 위해서는, 다음과 같은 첨부 도면과 관련하여 취해진 다음의 상세한 설명을 참조해야 한다.
도 1은, 본 개시에 따른 한 실시예의 단면 블록도이다.
도 2 내지 도 4는, 본 개시에 따른 센서 배열의 실시예들을 도시한다.
도 5는, 본 개시에 따른 한 실시예의 흐름도이다.
도 1은, 본 개시에 따른 한 실시예의 단면 블록도이다.
도 2 내지 도 4는, 본 개시에 따른 센서 배열의 실시예들을 도시한다.
도 5는, 본 개시에 따른 한 실시예의 흐름도이다.
청구되는 주제는 특정 실시예의 관점에서 설명될 것이지만, 본 명세서에 설명된 모든 이점과 특징을 제공하지는 않는 실시예를 비롯한 다른 실시예 또한 본 개시의 범위 내에 있다. 본 개시의 범위로부터 벗어나지 않고서도 다양한 구조적 변경, 논리적 변경, 공정 단계 변경, 및 전자적 변경이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 개시의 범위는, 첨부된 청구범위에 대한 참조에 의해서만 한정된다.
본 명세서에 개시된 실시예는, 범프, 필라(pillar), 또는 필름 두께에 대한 높이 측정과 같은, 높이 측정을 위해 사용될 수 있다. 센서 배열의 실시예와 함께 크로매틱 공초점 기법을 사용함으로써 측정 속도가 상승하며, 이는 처리량을 개선시킨다.
크로매틱 공초점 기법은, 다수의 렌즈를 통과하는, LED와 같은, 백색 광원을 사용할 수 있다. 백색 광원은 웨이퍼의 표면을 조명할 수 있다. 렌즈는 높은 수준의 색 수차(chromatic aberration)를 가질 수 있다. 렌즈의 굴절률은 백색 광원으로부터의 백색 광의 각 파장의 초점 거리를 변화시킬 수 있다. 따라서, 백색 광의 각 파장은 렌즈로부터의 상이한 거리에 초점잡힐 것이며, 이는 측정 범위를 형성한다. 광은 하나 이상의 섬유를 통해 광 프로브의 센서로 이동할 수 있으며, 이후 광 프로브는, 광의 전체 스펙트럼을 생성하는 이산적인 수의 포인트에 걸쳐 초점 길이를 확산시킨다.
관심 표면이 측정 범위 내에 있을 때, 백색 광의 단일 파장이 초점잡힐 것이며, 다른 모든 파장은 초점잡히지 않을 것이다. 백색 광은 이후 렌즈를 통해 되반사되고, 이후 초점잡힌 파장만 CCD 분광계로 통과하도록 하는 핀홀 애퍼처를 통과하며, CCD 분광계는, 단일 포인트에 대한 특정한 거리에 대응하는 초점잡힌 파장을 나타낼 것이다.
도 1은 장치(100)의 단면 블록도이다. 장치(100)는 웨이퍼(105)의 피처 또는 표면의 크로매틱 공초점 높이 측정을 위해 사용될 수 있다.
장치(100)는, 백색 광을 방출하는 백색 광원(101), 및 복수의 렌즈(114)를 포함한다. 예컨대, 복수의 렌즈(114)는 빔 스플리터 및 다른 렌즈를 포함할 수 있다. 복수의 렌즈(114)의 굴절률은 백색 광원(101)으로부터의 백색 광의 각 파장의 초점 거리를 변화시킨다. 백색 광의 파장의 각각은 복수의 렌즈(114)로부터의 상이한 거리에 초점잡힌다.
예컨대, 백색 광원(101)은 명시야(bright field) 공초점 이미징 또는 암시야(dark field) 공초점 이미징을 위해 구성될 수 있다. 하나 이상의 백색 광원(101)이, 상대적으로 짧은 파장의 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 따라서, 백색 광원(101)은 상대적으로 짧은 초점 심도를 가질 수 있다. 예컨대, 공초점 조명 시스템은, 단일 포인트 또는 라인으로 웨이퍼(105)를 조명하도록 구성될 수 있다. 또한, 공초점 조명 시스템은, 다수의 포인트 또는 다수의 라인으로 실질적으로 동시에 웨이퍼(105) 상의 다수의 위치를 조명하도록 구성될 수 있다.
백색 광원(101)은, 백색 광의 빔을 생성하도록 구성될 수 있다. 또한, 백색 광원(101)은, 하나보다 많은 파장을 갖는 백색 광의 빔을 생성하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 백색 광원(101)은, 광의 다수의 파장을 방출하도록 구성된 레이저를 포함할 수 있다. 레이저는, 약 455nm, 약 458nm, 약 466nm, 약 477nm, 약 488nm, 약 497nm, 약 502nm, 약 515nm, 또는 약 529nm를 포함하는 파장을 갖는 광을 방출하도록 구성된 아르곤 이온 레이저를 포함할 수 있다. 아르곤 이온 레이저는 또한, 자외선 및 적외선 범위 내의 파장을 갖는 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 백색 광원(101)은, 광대역 광을 방출하도록 구성된 광원과 같은, 다른 광원을 포함할 수도 있다. 예컨대, 백색 광원(101)은, 자외선 광, 가시광, 및/또는 적외선 광을 포함할 수 있는 광대역 광의 빔을 생성하도록 구성될 수 있다. 적절한 광대역 백색 광원(101)은, 약 450nm에서부터 약 647nm까지의 파장의 범위 내의 광을 생성하도록 구성된 혼합 가스 레이저를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 또한, 시스템은 다수의 광원을 포함할 수 있다. 예컨대, 시스템은 2개의 레이저를 포함할 수 있다. 이러한 2개의 레이저는, 실질적으로 상이한 파장을 갖는 광의 빔들을 생성하도록 구성될 수 있다.
복수의 렌즈(114)는 광 세기(intensity) 감쇠기, 스펙트럼 라인 밴드패스 필터, 편광 빔 스플리터, 공간 필터, 초점 광학계, 시준기 렌즈, 스캐닝 렌즈, 필드 렌즈, 튜브 렌즈, 1/4 파장판, 명시야 큐브, 또는 접힘 거울을 포함할 수 있다.
장치(100)는 또한, 백색 광원(101)에 커플링된 하나 이상의 필터(도시 되지 않음)를 포함할 수 있다. 필터는, 백색 광원(101)에 의해 방출된 광의 다수의 파장을 투과시키도록 구성될 수 있다. 예컨대, 필터는, 광의 2개 또는 3개 이상의 파장을 투과시키도록 구성될 수 있다. 필터에 의해 투과된 광은, 광의 다수의 파장이 웨이퍼(105) 상에 입사될 수 있도록 웨이퍼(105)의 표면에 지향될 수 있다.
백색 광원(101)은, 복수의 렌즈(114)를 사용하여 평행화될 수 있다.
장치(100)는 핀홀 애퍼처(102)도 포함한다.
센서 본체(103)는 복수의 센서(104)를 포함한다. 복수의 센서(104)는 복수의 행과 열로 센서 본체(103) 내에 배치된다. 복수의 행과 열의 각각은 복수의 센서(104) 중 적어도 2개를 갖는다. 한 행 내에 5개의 센서(104)가 도시되었지만, 예컨대, 다수의 행과 열로 센서 본체(103)당 수백 개의 센서가 있을 수 있다.
하나 이상의 광섬유(109)가 백색 광원(101)과 검출기(107)를 복수의 센서(104)에 연결한다. 복수의 센서(104)를 통해 웨이퍼(105) 상에 투사된 백색 광은 슬롯 또는 라인의 형태일 수 있다. 도 1에는 광섬유(109)가 핀홀 애퍼처(102)로부터 분리되어 있는 것으로 도시되었지만, 광섬유(109)는 핀홀 애퍼처(102)로 소용될 수 있거나 핀홀 애퍼처(102)를 포함할 수 있다. 따라서, 핀홀 애퍼처(102)는 광섬유(109)의 일부일 수 있다. 예컨대, 핀홀 애퍼처(102)는 광섬유(109)의 하나 이상의 면(face)일 수 있다.
검출기(107)는, 웨이퍼(105)로부터 반사된 백색 광을 수광한다. 검출기(107)는, 예컨대, 격자와 같은, 스펙트럼 분산 요소를 갖는 CMOS 이미지 센서 또는 CCD 이미지 센서일 수 있다.
제어기(108)는 검출기(107)와 전자적으로 통신한다. 제어기(108)는, 크로매틱 공초점 기법을 사용해 웨이퍼(105)에 관한 높이 데이터를 제공하도록 구성된다.
제어기(108)는 하나 이상의 프로세서(111) 및 하나 이상의 메모리(112)를 포함할 수 있다. 각 프로세서(111)는 메모리(112) 중 하나 이상과 전자적으로 통신할 수 있다. 한 실시예에서, 하나 이상의 프로세서(111)는 통신가능하게 커플링되어 있다. 이와 관련하여, 하나 이상의 프로세서(111)는, 검출기(107)에서 수광된 파장에 관련된 판독값을 수신하고, 판독값을 제어기(108)의 메모리(112) 내에 저장할 수 있다. 제어기(108)는 또한, 적어도 하나의 프로세서(111)와 전자적으로 통신하는 통신 포트(113)를 포함할 수 있다. 제어기(108)는 시스템 자체의 일부일 수 있거나 시스템으로부터 분리되어 있을 수 있다(예컨대, 독립형 제어 유닛이거나, 중앙집중식 품질 제어 유닛 내에 있음).
제어기(108)는 하드웨어, 소프트웨어, 및 펌웨어의 임의의 조합에 의해 실제로 구현될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 본 명세서에 설명된 바와 같은 제어기의 기능은 하나의 유닛에 의해 수행되거나, 상이한 컴포넌트들 간에 분배될 수 있으며, 이때 각각의 컴포넌트는 하드웨어, 소프트웨어, 및 펌웨어의 임의의 조합에 의해 차례로 구현될 수 있다. 다양한 방법 및 기능을 제어기(108)가 구현하도록 하는 프로그램 코드 또는 명령어는, 제어기(108) 내의, 메모리(112)와 같은, 제어기 판독가능 저장 매체, 제어기(108) 외부의 제어기 판독가능 저장 매체, 또는 이들의 조합 내에 저장될 수 있다.
본 명세서에 설명된 제어기(108), 다른 시스템(들), 또는 다른 서브시스템(들)은, 개인용 컴퓨터 시스템, 워크스테이션, 이미지 컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터 시스템, 워크스테이션, 네트워크 어플라이언스, 인터넷 어플라이언스, 병렬 프로세서, 또는 다른 디바이스를 비롯한 다양한 형태를 취할 수 있다. 일반적으로, "제어 유닛"이라는 용어는, 메모리 매체로부터의 명령어를 실행하는 하나 이상의 프로세서를 갖는 임의의 디바이스를 망라하도록 광범위하게 정의될 수 있다. 서브시스템(들) 또는 시스템(들)은, 병렬 프로세서와 같은, 당업계에 공지된 임의의 적절한 프로세서도 포함할 수 있다. 또한, 서브시스템(들) 또는 시스템(들)은, 고속 처리 및 소프트웨어를 갖는 플랫폼을, 독립형 또는 네트워크형 도구로서 포함할 수 있다.
시스템이, 하나보다 많은 서브시스템을 포함한다면, 상이한 서브시스템들 사이에서 이미지, 데이터, 정보, 명령어 등이 전송될 수 있도록, 해당 서브시스템들이 서로에 커플링될 수 있다. 예컨대, 하나의 서브시스템은, 당업계에 공지된 임의의 적절한 유선 및/또는 무선 송신 매체를 포함할 수 있는 임의의 적절한 송신 매체에 의해 추가적인 서브시스템(들)에 커플링될 수 있다. 그러한 서브시스템들 중 2개 이상의 서브시스템은, 공유된 컴퓨터-판독가능 저장 매체(도시되지 않음)에 의해 유효하게 커플링될 수도 있다.
또 다른 실시예에서, 제어기(108)는, 당업계에 공지된 임의의 방식으로 시스템(100)의 다양한 컴포넌트 또는 서브시스템 중 임의의 컴포넌트 또는 서브시스템에 통신가능하게 커플링될 수 있다. 또한, 제어기(108)는, 유선 및/또는 무선 부분을 포함할 수 있는 송신 매체에 의해 다른 시스템으로부터의 데이터 또는 정보(예컨대, 광대역 플라즈마(BBP, broad band plasma) 도구와 같은 검사 시스템으로부터의 검사 결과, 디자인 데이터를 포함하는 원격 데이터베이스, 등)를 수신 및/또는 취득하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 송신 매체는 시스템(108)의 다른 서브시스템과 제어기(108) 사이, 또는 시스템(100) 외부의 시스템과 제어기(108) 사이의 데이터 링크로서 소용될 수 있다.
시스템(100)에 의해 생성된 출력을 제어기(108)가 수신할 수 있도록, 제어기(108)는 임의의 적절한 방식으로(예컨대, 유선 및/또는 무선 송신 매체를 포함할 수 있는 하나 이상의 송신 매체를 통해) 시스템(100)의 컴포넌트에 커플링될 수 있다. 제어기(108)는, 출력을 사용하여 다수의 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 또 다른 예에서, 제어기(108)는, 출력에 대한 결함 검토를 수행하지 않고서, 메모리(112) 또는 또 다른 저장 매체에 출력을 전송하도록 구성될 수 있다. 제어기(108)는 또한, 본 명세서에 설명된 바와 같이 구성될 수 있다.
한 추가적인 실시예는, 본 명세서에 개시된 바와 같이, 웨이퍼(105) 상의 피처의 높이를 결정하기 위한 컴퓨터-구현 방법을 수행하기 위해 제어기 상에서 실행가능한 프로그램 명령어를 저장한 비일시적 컴퓨터-판독가능 매체에 관한 것이다. 특히, 도 1에 도시된 바와 같이, 제어기(108)는, 제어기(108) 상에서 실행가능한 프로그램 명령어를 포함하는 비일시적 컴퓨터-판독가능 매체와 함께, 메모리(112) 또는 다른 전자 데이터 저장 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터-구현 방법은, 본 명세서에 설명된 임의의 방법(들)의 임의의 단계(들)를 포함할 수 있다. 메모리(112) 또는 다른 전자 데이터 저장 매체는, 자기 또는 광 디스크, 자기 테이프, 또는 당업계에 공지된 임의의 다른 적절한 비일시적 컴퓨터-판독가능 매체와 같은 저장 매체일 수 있다.
프로그램 명령어는, 여러 가지 중에서도, 프로시저 기반 기법, 컴포넌트 기반 기법, 및/또는 객체 지향 기법을 비롯한 다양한 방식 중 임의의 방식으로 구현될 수 있다. 예컨대, 프로그램 명령어는 원하는 바에 따라 ActiveX 컨트롤, C++ 객체, JavaBeans, Microsoft Foundation Classes(MFC), SSE(Streaming SIMD Extension), 또는 다른 기술이나 방법을 사용하여 구현될 수 있다.
일부 실시예에서, 본 명세서에 개시된 방법 및 시스템(100)의 다양한 단계, 기능, 및/또는 동작은, 전자 회로, 논리 게이트, 멀티플렉서, 프로그래밍가능 로직 디바이스, ASIC, 아날로그 또는 디지털 제어부/스위치, 마이크로컨트롤러, 또는 컴퓨팅 시스템 중 하나 이상에 의해 수행된다. 본 명세서에 설명된 것과 같은 방법을 구현하는 프로그램 명령어는 캐리어 매체를 통해 송신되거나 캐리어 매체 상에 저장될 수 있다. 캐리어 매체는 리드-온리 메모리, 랜덤 액세스 메모리, 자기 또는 광 디스크, 비휘발성 메모리, 고체 상태 메모리, 자기 테이프 등과 같은 저장 매체를 포함할 수 있다. 캐리어 매체는 와이어, 케이블, 또는 무선 송신 링크와 같은 송신 매체를 포함할 수 있다. 예컨대, 본 개시 전반에 걸쳐 설명된 다양한 단계는 단일 제어기(108)(또는 컴퓨터 시스템), 또는, 대안적으로, 다수의 제어기(108)(또는 다수의 컴퓨터 시스템)에 의해 수행될 수 있다. 또한, 시스템(100)의 상이한 서브시스템들은 하나 이상의 컴퓨팅 또는 로직 시스템을 포함할 수 있다. 따라서, 전술한 설명은 본 발명에 대한 제한으로서 해석되어서는 안 되며, 단지 하나의 예로서 해석되어야 한다.
시스템(100)에서, 웨이퍼(105)는 척(106)에 의해 유지될 수 있다. 센서 본체(103)와 웨이퍼(105)를 서로에 대해 상대적으로 스캐닝하도록 액추에이터(110)가 구성될 수 있다. 예컨대, 웨이퍼(105)를 포함한 척(106)은 X 또는 Y 방향으로 센서 본체(103)에 대해 상대적으로 스캐닝될 수 있다. 액추에이터(110)가 척(106)을 이동시키는 것으로 도시되었지만, 액추에이터(110)는 센서 본체(103)도 이동시킬 수 있다.
도 2 내지 도 4는 센서 배열의 실시예들을 도시한다. 도 2 내지 도 4에는 각 센서 본체 내에 8개의 센서가 도시되었지만, 예컨대, 센서 본체당 수백 개의 센서가 있을 수 있다.
도 2에서, 배열(200)은 2개의 센서 본체(103)를 포함한다. 이들 센서 본체(103)는 2개의 행(201)으로 배열되어 있다. 각 행(201)과 열(202)은 적어도 2개의 센서(104)를 포함한다. 2개의 센서 본체(103)는 적어도 부분적으로 겹칠 수 있다. 화살표(203)로 도시된 바와 같이, 웨이퍼(도시되지 않음)는 센서 본체(103)에 대해 상대적으로 이동한다.
도 3에서, 배열(300)은 3개의 센서 본체(103)를 포함한다. 이들 센서 본체(103)는 3개의 행(301)으로 배열되어 있다. 각 행(301)과 열(302)은 적어도 2개의 센서(104)를 포함한다. 3개의 센서 본체(103)는 적어도 부분적으로 겹칠 수 있다. 화살표(303)로 도시된 바와 같이, 웨이퍼(도시되지 않음)는 센서 본체(103)에 대해 상대적으로 이동한다. 행(301)과 열(302) 내의 센서(104)는 라인(304)(점선으로 도시됨)을 이루어 배열되어 있다. 화살표(303)를 라인(304)과 비교하여 알 수 있는 바와 같이, 웨이퍼에 대해 상대적인 센서 본체(103)의 스캐닝은, 라인(304) 중 임의의 라인에 평행하지 않은 방향이다. 한 예에서, 웨이퍼에 대해 상대적인 센서 본체(103)의 스캐닝의 방향은 라인(304) 중 적어도 하나의 라인에 대해 45° 각도이다.
도 4에서, 배열(400)은 6개의 센서 본체(103)를 포함한다. 이들 센서 본체(103)는 6개의 행(401)으로 배열되어 있다. 각 행(401)과 열(402)은 적어도 2개의 센서(104)를 포함한다. 6개의 센서 본체(103)는 적어도 부분적으로 겹칠 수 있다. 예컨대, 6개의 센서 본체(103)는, 서로 완전히 겹치도록 배열될 수 있다. 화살표(403)로 도시된 바와 같이, 웨이퍼(도시되지 않음)는 센서 본체(103)에 대해 상대적으로 이동한다.
도 5는 방법(500)의 흐름도이다. 단계(501)에서, 백색 광이 웨이퍼에 지향된다. 렌즈의 굴절률이 백색 광의 각 파장의 초점 거리를 변화시킨다. 백색 광의 파장의 각각은 복수의 렌즈로부터의 상이한 거리에 초점잡힌다.
단계(502)에서, 웨이퍼에 의해 반사된 백색 광의 일부가 센서 본체 내의 복수의 센서에서 수광된다. 복수의 센서는 복수의 행과 열로 센서 본체 내에 배치된다. 복수의 행과 열의 각각은 복수의 센서 중 적어도 2개를 갖는다.
단계(503)에서, 제어기를 사용하여, 웨이퍼에 관한 높이 데이터가 크로매틱 공초점 기법을 사용해 결정된다.
웨이퍼와 센서 본체는 서로에 대해 상대적으로 스캐닝될 수 있다. 예컨대, 복잡한 스캐닝 패턴이 사용될 수 있다. 한 예에서, 복수의 행과 열은 라인을 이루며, 웨이퍼에 대해 상대적인 센서 본체의 스캐닝은, 라인 중 임의의 라인에 평행하지 않은 방향일 수 있다. 예컨대, 웨이퍼에 대해 상대적인 센서 본체의 스캐닝의 방향은 라인 중 적어도 하나의 라인에 대해 45° 각도일 수 있다.
또한, 더 밝은 광원이 크로매틱 공초점 이미징에 대한 향상된 속도를 제공할 수 있다. 처리량은 센서 출력에 의해 제한될 수 있다. 레이저-구동 플라즈마원(laser-driven plasma source) 또는 초연속체원(super-continuum source)은, 크로매틱 공초점 이미징에 대한 향상된 속도를 제공할 수 있는 더 밝은 광원의 예이다.
본 명세서에서 사용되는 "웨이퍼"라는 용어는 반도체 또는 비반도체 물질로 형성된 기판을 일반적으로 지칭한다. 그러한 반도체 또는 비반도체 물질의 예는 단결정 실리콘, 갈륨 질화물, 갈륨 비화물, 인듐 인화물, 사파이어, 및 유리를 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다. 그러한 기판은 반도체 제조 시설에서 통상적으로 발견 및/또는 처리될 수 있다.
웨이퍼는, 기판 상에 형성된 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 예컨대, 그러한 층은 포토레지스트, 유전체 물질, 전도성 물질, 및 반전도성 물질을 포함할 수 있지만, 이들로 한정되지는 않는다. 여러 상이한 유형의 그러한 층이 당업계에 공지되어 있으며, 본 명세서에서 사용되는 웨이퍼라는 용어는 모든 유형의 그러한 층을 포함하는 웨이퍼를 망라하도록 의도된다.
웨이퍼 상에 형성된 하나 이상의 층은 패터닝될 수 있거나 패터닝되지 않을 수 있다. 예컨대, 웨이퍼는 복수의 다이를 포함할 수 있고, 각 다이는 반복가능한 패터닝된 피처 또는 주기적인 구조물을 갖는다. 그러한 재료 층을 형성 및 처리하여, 결국 디바이스가 완성될 수 있다. 여러 상이한 유형의 디바이스가 웨이퍼 상에 형성될 수 있으며, 본 명세서에서 사용되는 웨이퍼라는 용어는, 당업계에 공지된 임의의 유형의 디바이스가 제조되는 웨이퍼를 망라하도록 의도된다.
다른 유형의 웨이퍼가 사용될 수도 있다. 예컨대, 웨이퍼는 LED, 태양 전지, 자기 디스크, 평면 패널, 또는 연마판을 제조하기 위해 사용될 수도 있다. 본 명세서에 개시된 기법 및 시스템을 사용하여 다른 물체 상의 결함 또한 분류될 수 있다.
방법의 단계들의 각각은, 본 명세서에 설명된 바와 같이 수행될 수 있다. 방법은 또한, 본 명세서에서 설명된 제어기 및/또는 컴퓨터 서브시스템(들)이나 시스템(들)에 의해 수행될 수 있는 임의의 다른 단계(들)를 포함할 수 있다. 단계들은, 본 명세서에서 설명된 임의의 실시예들에 따라 구성될 수 있는 하나 이상의 컴퓨터 시스템에 의해 수행될 수 있다. 또한, 전술한 방법은, 본 명세서에 설명된 시스템 실시예 중 임의의 실시예에 의해 수행될 수 있다.
본 개시는 하나 이상의 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 본 개시의 범위를 벗어나지 않고서 본 개시의 다른 실시예가 실시될 수 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 본 개시는, 첨부된 청구범위 및 이의 합리적인 해석에 의해서만 제한되는 것으로 간주된다.
Claims (13)
- 장치에 있어서,
백색 광을 방출하는 백색 광원;
빔 스플리터 및 굴절 렌즈를 포함하는 복수의 렌즈 - 상기 복수의 렌즈의 굴절률은 상기 백색 광원으로부터의 상기 백색 광의 각 파장의 초점 거리를 변화시키고, 상기 백색 광의 파장 각각은 상기 복수의 렌즈로부터의 상이한 거리에 포커싱되고, 상기 빔 스플리터는, 상기 백색 광원으로부터의 상기 백색 광을 상기 굴절 렌즈에 지향시키도록 구성됨 - ;
핀홀 애퍼처 - 상기 굴절 렌즈는 상기 빔 스플리터와 상기 핀홀 애퍼처 사이에서 상기 백색 광의 경로를 따라 배치됨 - ;
상기 빔 스플리터로부터 상기 백색 광을 수광하는 검출기;
복수의 센서를 포함하는 센서 본체(body) - 상기 복수의 센서는 복수의 행과 열로 상기 센서 본체 내에 배치되고, 상기 복수의 행과 열 각각은 상기 복수의 센서 중 적어도 2개를 가짐 - ; 및
상기 백색 광원과 상기 검출기를 상기 복수의 센서에 연결하는 복수의 광섬유 - 상기 복수의 광섬유는 상기 백색 광의 경로를 따라 상기 복수의 센서와 상기 핀홀 애퍼처 사이에 배치됨 -
를 포함하는, 장치. - 제1항에 있어서, 상기 검출기와 전자적으로 통신하는 제어기를 더 포함하며, 상기 제어기는, 크로매틱 공초점 기법(chromatic confocal technique)을 사용해 웨이퍼에 관한 높이 데이터를 제공하도록 구성된, 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 백색 광을 반사시키는 웨이퍼와 상기 센서 본체를 서로에 대해 스캐닝하도록 구성된 액추에이터를 더 포함하는, 장치.
- 제3항에 있어서, 상기 복수의 행과 열 내의 복수의 센서는 라인을 이루어(in lines) 배열되어 있고, 상기 웨이퍼에 대한 상기 센서 본체의 스캐닝은, 상기 라인 중 임의의 라인에 평행하지 않은 방향인, 장치.
- 제4항에 있어서, 상기 웨이퍼에 대한 상기 센서 본체의 스캐닝의 방향은 상기 라인 중 적어도 하나의 라인에 대해 45° 각도인, 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 백색 광을 반사시키는 웨이퍼를 유지하도록 구성된 척을 더 포함하는, 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 검출기는, 스펙트럼 분산 요소를 갖는 CMOS 이미지 센서 또는 CCD 이미지 센서인, 장치.
- 제7항에 있어서, 상기 스펙트럼 분산 요소는 격자를 포함하는, 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 핀홀 애퍼처는 상기 복수의 광섬유의 일부인, 장치.
- 방법에 있어서,
빔 스플리터 및 굴절 렌즈를 포함하는 복수의 렌즈를 통해 백색 광을 웨이퍼에 지향시키는 단계 - 상기 복수의 렌즈의 굴절률은 상기 백색 광의 각 파장의 초점 거리를 변화시키고, 상기 백색 광의 파장 각각은 상기 복수의 렌즈로부터의 상이한 거리에 포커싱됨 - ;
상기 웨이퍼에 의해 반사된 상기 백색 광의 일부를 센서 본체 내의 복수의 센서에서 수광하는 단계 - 상기 복수의 센서는 복수의 행과 열로 상기 센서 본체 내에 배치되고, 상기 복수의 행과 열 각각은 상기 복수의 센서 중 적어도 2개를 가짐 - ;
상기 복수의 센서에서 수광된 상기 백색 광의 일부를 복수의 광섬유를 통해 투과시키는 단계;
상기 복수의 광섬유로부터의 상기 백색 광의 일부를 핀홀 애퍼처에 투사하는 단계;
상기 핀홀 애퍼처로부터의 상기 백색 광의 일부를 상기 굴절 렌즈에 투사하는 단계;
상기 굴절 렌즈로부터의 상기 백색 광의 일부를 상기 빔 스플리터에 투사하는 단계;
상기 빔 스플리터로부터의 상기 백색 광의 일부를 검출기에 투사하는 단계; 및
상기 검출기 및 제어기를 사용하여, 상기 웨이퍼에 관한 높이 데이터를 크로매틱 공초점 기법을 사용해 결정하는 단계
를 포함하는, 방법. - 제10항에 있어서, 상기 웨이퍼와 상기 센서 본체를 서로에 대해 스캐닝하는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 제11항에 있어서, 상기 복수의 행과 열 내의 상기 복수의 센서는 라인을 이루고, 상기 웨이퍼에 대한 상기 센서 본체의 스캐닝은, 상기 라인 중 임의의 라인에 평행하지 않은 방향인, 방법.
- 제12항에 있어서, 상기 웨이퍼에 대한 상기 센서 본체의 스캐닝의 방향은 상기 라인 중 적어도 하나에 대해 45° 각도인, 방법.
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0240000A2 (en) | 1986-04-02 | 1987-10-07 | Hewlett-Packard Company | Apparatus for separating electromagnetic waves |
| CN101588209A (zh) | 2008-05-23 | 2009-11-25 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种自适应色散补偿方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4689491A (en) * | 1985-04-19 | 1987-08-25 | Datasonics Corp. | Semiconductor wafer scanning system |
| US4844617A (en) * | 1988-01-20 | 1989-07-04 | Tencor Instruments | Confocal measuring microscope with automatic focusing |
| US6552803B1 (en) | 1998-02-24 | 2003-04-22 | Kla-Tencor Corporation | Detection of film thickness through induced acoustic pulse-echos |
| US6248988B1 (en) * | 1998-05-05 | 2001-06-19 | Kla-Tencor Corporation | Conventional and confocal multi-spot scanning optical microscope |
| US6636310B1 (en) * | 1998-05-12 | 2003-10-21 | Metroptic Technologies, Ltd. | Wavelength-dependent surface contour measurement system and method |
| AU2421101A (en) * | 1999-11-16 | 2001-05-30 | Agilent Technologies Inc. | Confocal imaging |
| JP3726028B2 (ja) * | 2001-03-30 | 2005-12-14 | 住友重機械工業株式会社 | ３次元形状計測装置 |
| JP3210654B1 (ja) | 2001-05-02 | 2001-09-17 | レーザーテック株式会社 | 光学式走査装置及び欠陥検出装置 |
| US6917421B1 (en) | 2001-10-12 | 2005-07-12 | Kla-Tencor Technologies Corp. | Systems and methods for multi-dimensional inspection and/or metrology of a specimen |
| IL146174A (en) | 2001-10-25 | 2007-08-19 | Camtek Ltd | Confocal system for testing woofers |
| WO2004106874A1 (en) | 2003-06-02 | 2004-12-09 | Sensovation Ag | Apparatus and methods for photo-electric measurement |
| DE102005023351A1 (de) * | 2005-05-17 | 2006-11-30 | Micro-Epsilon Messtechnik Gmbh & Co Kg | Vorrichtung und Verfahren zum Vermessen von Oberflächen |
| WO2008007363A2 (en) | 2006-07-11 | 2008-01-17 | Camtek Ltd | System and method for probe mark analysis |
| DE102006036504A1 (de) | 2006-08-04 | 2008-02-07 | Vistec Semiconductor Systems Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Messung des Höhenprofils eines strukturierten Substrats |
| KR100807218B1 (ko) * | 2007-02-02 | 2008-02-28 | 삼성전자주식회사 | 웨이퍼 검사 장치 및 방법 |
| US7791712B2 (en) * | 2007-03-27 | 2010-09-07 | Mitutoyo Corporation | Chromatic confocal sensor fiber interface |
| US8194301B2 (en) * | 2008-03-04 | 2012-06-05 | Kla-Tencor Corporation | Multi-spot scanning system and method |
| DE102008062879B4 (de) * | 2008-10-10 | 2010-10-28 | Universität Stuttgart | Verfahren und Anordnung zur skalierbaren Interferometrie |
| US7876456B2 (en) * | 2009-05-11 | 2011-01-25 | Mitutoyo Corporation | Intensity compensation for interchangeable chromatic point sensor components |
| DE102009025815A1 (de) | 2009-05-15 | 2010-11-25 | Degudent Gmbh | Messanordnung sowie Verfahren zum dreidimensionalen Messen eines Objektes |
| JP2011017552A (ja) * | 2009-07-07 | 2011-01-27 | Oputouea Kk | 多点変位検出装置 |
| FR2950441B1 (fr) | 2009-09-23 | 2012-05-18 | Sabban Youssef Cohen | Capteur optique dote de champ lateral pour la numerisation 3d |
| TWI414817B (zh) * | 2010-07-23 | 2013-11-11 | Univ Nat Taipei Technology | 線型彩色共焦顯微系統 |
| JP5790178B2 (ja) * | 2011-03-14 | 2015-10-07 | オムロン株式会社 | 共焦点計測装置 |
| JP2013061185A (ja) * | 2011-09-12 | 2013-04-04 | Toshiba Corp | パターン検査装置およびパターン検査方法 |
| CN102506754B (zh) * | 2011-11-09 | 2013-11-06 | 西安工业大学 | 物体表面形貌与颜色同时测量的共聚焦测量装置及其使用方法 |
| JP5834979B2 (ja) * | 2012-02-03 | 2015-12-24 | オムロン株式会社 | 共焦点計測装置 |
| US8817240B2 (en) * | 2012-05-25 | 2014-08-26 | Mitutoyo Corporation | Interchangeable optics configuration for a chromatic range sensor optical pen |
| WO2014203161A1 (de) * | 2013-06-17 | 2014-12-24 | Precitec Optronik Gmbh | Optische messvorrichtung zum erfassen von abstandsdifferenzen und optisches messverfahren |
| JP2016024009A (ja) * | 2014-07-18 | 2016-02-08 | 株式会社ミツトヨ | 厚さ測定装置及び厚さ測定方法 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0240000A2 (en) | 1986-04-02 | 1987-10-07 | Hewlett-Packard Company | Apparatus for separating electromagnetic waves |
| CN101588209A (zh) | 2008-05-23 | 2009-11-25 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种自适应色散补偿方法 |
| CN106931911A (zh) | 2017-04-01 | 2017-07-07 | 浙江协同光电科技有限公司 | 白光光谱共焦线扫描装置 |
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