KR102318273B1 - 검출이 향상된 검사 시스템 및 기술 - Google Patents

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Abstract

반도체 샘플을 검사하기 위한 방법 및 장치가 개시된다. 검사 도구 상에서, 복수의 상이한 파장 범위는 이러한 상이한 관심층이 이러한 상이한 관심층 내에 또는 부근에 존재하는 흡수체형 재료를 갖는지 여부에 기초하여 하나 이상의 반도체 샘플의 상이한 관심층에 대해 선택된다. 검사 도구 상에서, 적어도 하나의 입사빔은 상이한 파장 범위에서 상이한 관심층을 향해 지향되고, 이에 응답하여 복수의 출력 신호 또는 이미지가 상이한 관심층 각각에 대해 얻어진다. 상이한 관심층 각각으로부터 출력 신호 또는 이미지가 이러한 상이한 관심층 내의 결함을 검출하기 위해 분석된다.

Description

검출이 향상된 검사 시스템 및 기술{INSPECTION SYSTEMS AND TECHNIQUES WITH ENHANCED DETECTION}
본 출원은 2014년 12월 2일 출원된 미국 가특허 출원 제62/086,596호를 우선권 주장하고, 이 미국 출원은 모든 목적으로 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있다.
본 발명은 일반적으로 웨이퍼 검사 시스템의 분야에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 더 짧은 파장을 사용하는 결함 검출에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 제조의 산업은 실리콘과 같은, 기판 상에 적층되고 패터닝되는 반도체 재료를 사용하여 집적 회로를 제조하기 위한 고도로 복잡한 기술을 수반한다. 대규모의 회로 집적 및 반도체 디바이스의 크기 감소에 기인하여, 제조된 디바이스는 결함에 대해 점점 더 민감해지고 있다. 즉, 디바이스 내에 결손부를 발생하는 결함이 점점 더 작아지고 있다. 디바이스는 일반적으로 최종 사용자 또는 고객으로의 배송에 앞서 결손부가 없어야 한다.
다양한 검사 시스템이 반도체 웨이퍼 상의 결함을 검출하기 위해 반도체 산업 내에서 사용된다. 그러나, 개량된 반도체 웨이퍼 검사 시스템 및 기술에 대한 지속적인 요구가 존재한다.
이하에는 본 발명의 특정 실시예의 기본 이해를 제공하기 위해 본 발명의 개략화된 요약을 제시하고 있다. 이 요약은 본 발명의 광대한 개요는 아니고, 본 발명의 주요/필수 요소를 식별하는 것은 아니고 또는 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니다. 그 유일한 목적은 이하에 제시되는 더 상세한 설명에 대한 서두로서 개략화된 형태로 본 명세서에 개시된 몇몇 개념을 제시하는 것이다.
일 실시예에서, 반도체 샘플을 검사하기 위한 방법이 개시된다. 검사 도구 상에서, 복수의 상이한 파장 범위가 이러한 상이한 관심층이 이러한 상이한 관심층 내에 또는 부근에 존재하는 흡수체형 재료를 갖는지 여부에 기초하여 하나 이상의 반도체 샘플의 상이한 관심층에 대해 선택된다. 검사 도구 상에서, 적어도 하나의 입사빔은 상이한 파장 범위에서 상이한 관심층을 향해 지향되고, 이에 응답하여 출력 신호 또는 이미지가 상이한 관심층 각각에 대해 얻어진다. 상이한 관심층 각각으로부터의 출력 신호 또는 이미지가 이러한 상이한 관심층 내의 결함을 검출하기 위해 분석된다.
특정 구현예에서, 흡수체형 재료는 SiN이다. 일 양태에서, 상이한 파장 범위를 선택하는 것은 (i) 이러한 제1 관심층 내에 또는 부근에 존재하는 SiN을 갖지 않거나 또는 이러한 제1 관심층 아래에 존재하는 SiN을 갖는 상이한 관심층 중 제1 관심층에 대한 SiN의 흡수 에지 파장 미만인 더 짧은 파장 범위를 선택하는 것, 및 (ii) 이러한 제2 관심층 위에 존재하는 SiN을 갖는 상이한 관심층 중 제2 관심층에 대한 흡수 에지 파장 초과인 더 긴 파장 범위를 선택하는 것을 포함한다. 다른 양태에서, 상이한 파장 범위를 선택하는 것은 이러한 제3 관심층 내에 존재하는 SiN을 갖는 상이한 관심층 중 제3 관심층에서 좁은 및 더 짧은 파장 범위를 선택하는 것을 더 포함한다. 다른 양태에서, 더 짧은 파장 범위는 220 nm 이하이고; 더 긴 파장 범위는 230 nm 이상이고; 좁은 및 더 짧은 파장 범위는 약 230 nm 내지 250 nm이다.
다른 실시예에서, 상이한 파장 범위를 선택하는 것은 샘플이 제조되었던 디자인 데이터베이스 내에 명시된 바와 같은 상이한 관심층 각각 내에 또는 부근에 SiN이 존재하는지 여부를 결정하는 것을 포함한다. 다른 양태에서, 상이한 파장 범위를 선택하는 것은 샘플이 제조되었던 디자인 데이터베이스의 제공 없이 층 및 재료의 유형의 리스트로 명시된 바와 같은 상이한 관심층 각각 내에 또는 부근에 SiN이 존재하는지 여부를 결정하는 것을 포함한다. 다른 구현예에서, 수평 또는 수직 편광이 적어도 하나의 입사빔에 적용된다. 다른 예에서, 상이한 애퍼처(aperture) 설정이 상이한 관심층의 적어도 일부에 대한 특정 입사각을 성취하기 위해 적어도 하나의 입사빔에 대해 선택된다. 대안 실시예에서, 수직 스택 구조체를 갖는 특정 관심층에 대한 상이한 파장 범위의 적어도 일부는 수직 스택 구조체의 깊이 전체 및 표면 모두 상의 결함을 검출하기 위한 더 긴 파장 범위 및 수직 스택 구조체의 표면 상의 결함을 검출하기 위한 더 짧은 파장 범위를 포함한다.
대안 실시예에서, 본 발명은 반도체 샘플을 검사하기 위한 검사 시스템에 관한 것이다. 시스템은 이러한 상이한 관심층이 이러한 상이한 관심층에서 관심층 내에 또는 부근에 존재하는 흡수체형 재료를 갖는지 여부에 기초하여 상이한 관심층에 대한 복수의 상이한 파장 범위에서 하나 이상의 반도체 샘플을 향해 입사빔을 발생하여 지향시키기 위한 조명 광학 모듈을 포함한다. 시스템은 입사빔에 응답하여 상이한 관심층으로부터 반사되거나 산란된 출력빔을 집광시키기 위한 집광 광학 모듈 및 전술된 방법의 하나 이상을 수행하기 위해 구성된 제어기를 또한 포함한다.
본 발명의 이들 및 다른 양태는 도면을 참조하여 이하에 더 설명된다.
도 1a는 파장의 함수로서 신호 강도의 그래프이다.
도 1b는 SiN 재료의 신호 전송 강도를 도시하고 있는 그래프이다.
도 1c는 SiN 재료의 존재 내의 결함에 대한 신호 강도를 도시하고 있는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 프로세스를 도시하고 있는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 특정 구현예에 따른 예시적인 검사 시스템의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 대안 구현예에 따른 예시적인 검사 장치의 개략도이다.
이하의 설명에서, 수많은 특정 상세가 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 설명된다. 본 발명은 이들 특정 상세의 일부 또는 모두 없이 실시될 수도 있다. 다른 경우에, 공지의 구성요소 또는 프로세스 동작은 본 발명을 불필요하게 불명료하게 하지 않기 위해 상세히 설명되어 있지 않다. 본 발명이 이들 특정 실시예와 함께 설명될 것이지만, 이는 본 발명을 이들 실시예에 한정하도록 의도된 것은 아니라는 것이 이해될 수 있을 것이다.
조건은 일반적으로 웨이퍼 구조체 내의 결함으로부터 최선의 신호 대 노이즈비(signal to noise ratio: SNR)를 성취하기 위해 웨이퍼 검사 중에 최적화될 수 있다. 특정 웨이퍼 로케이션(location)에서 결함 영역으로부터 검출된 신호는 결함이 존재하지 않는 대응 기준 영역에 비교될 수도 있다. 첫째로, 광 또는 전자기장(e-필드)은 결함으로부터 응답 신호 또는 광을 수신하기 위해 결함 로케이션에 도달해야 한다. 결함에 도달하는 입사광의 가능성은 결함 영역을 둘러싸는 재료의 재료 특성의 함수이다. 불투명 재료 아래에 둘러싸이거나 위치된 결함은 이러한 결함에 도달할 수 있는 광의 양에 대한 심각한 한계를 가질 수도 있고, 반면에 투명한 재료는 광이 이러한 결함에 도달할 가능성을 더 높게 한다. n, k 재료 특성[또는 굴절률(n) 및 흡광 계수(k)]의 더 큰 변화는 더 큰 검출된 신호를 갖는 경향이 있을 것인 데, 이 더 큰 검출된 신호는 결함 검출을 위해 더 효과적으로 비교되거나 분석될 수 있다. 일반적으로, 신호는 n+ik 및 복소 함수인 투과율의 제곱의 함수이다. 따라서, n 또는 k를 변화시키는 것은 발생되는 신호에 영향을 미칠 수 있다. 마지막으로, 결함 주위에 변경된 국부적 e-필드의 적어도 일부는 일반적으로 웨이퍼의 상부면에 전파되고 이어서 검사 중에 분석 목적으로 웨이퍼 검사 도구의 집광 광학 기기의 입구 동공에 의해 수집될 필요가 있다. 결함 부근의 불투명 및 투과 재료의 존재는 이 집광 프로세스에 영향을 미칠 것이다.
결함의 검출에 악영향을 미칠 수 있는 다수의 인자가 존재한다. 예를 들어, 결함 부근에 또는 결함 주위의 SiN의 존재는, 때때로 복잡한 방식으로 검출된 신호에 영향을 미칠 수 있다. 웨이퍼 제조 프로세스 중에 프로세스 편차가 또한 이들 노이즈 소스를 측정하는 데 일반적으로 바람직하지 않기 때문에 원하지 않는 노이즈로서 작용할 수 있는 데, 이 원하지 않는 노이즈는 결함 신호를 방해할 수도 있다. 이들 프로세스 편차는 더 많은 또는 더 적은 정도로 제조 프로세스에서 모든 단계에서 발생하고, 따라서 연계된 노이즈 소스는 모드 웨이퍼 층의 검사에 존재한다.
결함 아래의 불투명 재료층의 존재는 이러한 불투명층 아래로부터 노이즈 소스를 감소시키거나 제거할 수 있다. 따라서, 몇몇 경우에, 피시험 구조체가 위치되어 있는 위치에 따라, 검사되는 웨이퍼 구조체 내에 흡수 재료를 갖는 것이 바람직할 수도 있다. SiN은 230 nm 미만의 파장에서 불투명하게 되기 시작하기 때문에, SiN의 존재는 230 nm보다 짧은 파장이 사용되면 검사시에 웨이퍼 프로세스 편차 노이즈를 제한하는 것을 도울 수 있다.
웨이퍼 검사에 있어서 다른 일반적인 인자는, 더 짧은 파장이 관심의 결함 또는 다수의 층에 대한 더 강한 신호를 생성하는 경향이 있다는 것이다. 이 효과는 웨이퍼 상의 입자의 신호가 s6/wavelength4에 비례하여, 일반적으로 더 짧은 파장이 더 많은 신호를 생성하게 되는 레일리 미에 산란 이론(Rayleigh and Mie scattering theory)으로부터 온다. 즉, 더 짧은 파장은 일반적으로 더 민감한 검사를 허용한다. 일반적으로, 더 많은 결함 신호 강도는, 흡수형 재료의 존재에서 발생할 수도 있는 임의의 큰 재료 n 및 k 특성 변화가 존재하지 않는 한, 일반적으로 더 짧은 파장에서 얻어질 수 있다. 도 1a는 파장의 함수로서 신호 강도의 그래프이다. 이에 따라, 검사 영역이 흡수 재료의 존재에 있지 않을 때 더 짧은 파장이 사용될 수도 있다.
그러나, 흡수체형 재료에 대한 특정 재료 특성 변화는 몇몇 경우에 더 짧은 파장과 강한 신호 강도 사이의 관계를 능가할 수 있다. 일 통상의 흡수체 재료는 SiN이다. SiN은 하드마스크, 스페이서, 또는 메모리(전하) 저장 매체로서 반도체 제조 프로세스 전체를 통해 종종 사용된다. SiN은 약 230 nm 초과의 파장에 투명한 광학 특성을 갖고, 파장이 감소함에 따라 증가하는 흡수를 갖고 그 임계치 미만의 파장에 대해 점진적으로 불투명해진다. 도 1b는 SiN 재료의 신호 전송 강도를 도시하고 있는 그래프이다. 도시되어 있는 바와 같이, SiN(또는 다른 유형의 흡수 재료)은 약 230 nm 미만과 같이, 더 짧은 파장에서 흡수성이 된다(즉, 불투명 또는 덜 투과성). 따라서, SiN이 검사시에 관심층이면, 더 긴 파장이 바람직하게는 더 강한 검출된 신호를 성취하는 데 사용된다.
SiN 재료가 관심층 또는 결함 부근에 있으면, 이 SiN 존재는 도 1c에 도시되어 있는 바와 같이 결함 신호 강도에 또한 영향을 미칠 수도 있다. 도시되어 있는 바와 같이, 신호는 대략 245 nm에서 피크이다. 그러나, SiN(또는 다른 흡수체 재료)의 존재시에 결함에 대한 신호는, 특정 주위 재료 특성 및 구조, 뿐만 아니라 결함의 재료 특성 및 구조에 따라, 상이한 파장에서 피크일 수도 있다. 산화물과 같은 다른 유형의 주위 재료에 대한 결함 신호는 상이한 피크 위치를 가질 수도 있다.
따라서, 몇몇 경우에, SiN(다른 재료 유형에 대한 다른 파장 범위)이 수반될 때 230 nm 초과의 파장(또는 신호 피크 파장 범위)을 갖는 것이 바람직할 수도 있다. SiN으로부터 약 230 nm의 흡수 에지 위 아래의 파장을 포함하는 광대역 스펙트럼을 갖는 검사기를 갖는 것은 검출된 신호를 최대화하기 위해 바람직한 데, 이는 존재하는 재료에 의존한다. 유사하게, SiN의 존재는 검사시에 검출되는 노이즈에 영향을 미칠 수 있어, 230 nm 흡수 에지 위 아래의 파장을 갖는 것이 신호 대 노이즈비를 최대화하는 데 있어서 최대 융통성을 허용한다. 다른 흡수 에지는 SiN 이외에 다른 유형의 재료의 존재시에 파장 선택에 영향을 미치는 데 사용될 수 있다. 이하의 실시예는 SiN의 존재 또는 비존재에 관련하여 설명되지만, 이들 기술은 용이하게 변경되어 다른 흡수제 유형의 재료에 적용될 수 있다. 본 발명의 실시예가 적용될 수도 있는 대안적인 예시적인 흡수제 재료는 구리 인듐 갈륨 디셀레나이드(CIGS), CdTe 비정질 실리콘, SiO2 등을 포함할 수도 있다.
일반적으로, 상이한 샘플 관심층에 대한 상이한 파장 범위는 이러한 상이한 관심층이 이러한 관심층 내에 또는 부근에 존재하는 SiN과 같은 흡수체형 재료를 갖는지 여부에 기초하여 검사 도구 상에서 선택된다. 검사 도구 상에서, 상이한 파장 범위는 하나 이상의 샘플의 상이한 관심층을 향해 지향되고, 이에 응답하여 출력 신호 또는 이미지가 상이한 관심층 각각으로부터 수집된다. 각각의 상이한 관심층으로부터의 수집된 출력 신호 또는 이미지는 이어서 이러한 상이한 관심층 내의 결함을 검출하도록 분석될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 프로세스(200)를 도시하고 있는 흐름도이다. 초기에, 연계된 관심층을 갖는 웨이퍼는 동작 202에서 검사를 위해 제공될 수도 있다. 예를 들어, 관심층은 SiN으로 구성될 수도 있다. 샘플 웨이퍼에 대한 다른 웨이퍼 또는 관심층에 대해, SiN은 관심층 부근에 있지만, 실제로는 관심층 내에 존재하지 않을 수도 있다. 특정예에서, 관심 타겟 또는 구조체는 SiN 이외의 재료로부터 형성될 수도 있지만, 이러한 관심 타겟 또는 구조체는 적어도 몇몇 SiN을 갖는 구조체에 인접하여 또는 부근에 위치될 수도 있다. 다른 피시험 웨이퍼는 관심층 아래에 위치된 SiN을 포함할 수도 있다. 다른 웨이퍼의 관심층은 SiN 재료 또는 구조체를 포함하지 않을 수도 있고 또는 부근에 있을 수도 있다. 일반적으로, 이 검사 기술(200)은 제조 프로세스의 상이한 단계가 수행된 후에 상이한 또는 동일한 관심층을 갖는 상이한 웨이퍼에 대해 또는 동일한 웨이퍼 상의 상이한 또는 동일한 관심층 상에 반복될 수도 있다.
일반적으로, 상이한 파장 범위가 상이한 SiN 특성(또는 다른 흡수제 재료 특성)을 갖는 또는 이들이 결여된 상이한 관심층에 대해 사용될 것이다. 예를 들어, 상이한 파장 및 어처퍼 조합이 본 명세서에 또한 설명되는 바와 같이 상이한 관심층에 대해 검사 도구 내에서 선택될 수 있다.
도시되어 있는 예에서, 동작 204에서 SiN이 관심층 내에 또는 부근에 존재하는지 여부가 결정될 수도 있다. 일 실시예에서, 디자인 데이터베이스는 어느 층이 SiN을 포함하는지를 지정하도록 마킹될 수 있고, 이러한 마킹된 디자인 데이터베이스는 검사 시스템에 제공된다. 예를 들어, 디자인 데이터베이스는 디자인의 각각의 검사된 층에 대해 SiN 로케이션을 지정할 수 있다. SiN의 존재는 각각의 층에 대해 사용되는 재료를 식별하는 GDS2 디자인 파일을 재고함으로써 또한 제공되거나 결정될 수도 있고, 이어서 어느층이 SiN을 함유하는지 그리고 이들 SiN 층이 각각의 관심층 위 또는 아래에 있는지 또는 포함하는지 여부가 결정될 수도 있다. 다른 실시예에서, SiN을 포함하는 로케이션의 리스트(예를 들어, 로케이션은 웨이퍼의 층 스택에 대해 제공됨)가 디자인 데이터베이스를 제공하지 않고 검사 시스템에 제공될 수도 있다.
SiN이 관심층 내에 또는 부근에 존재하지 않으면, 동작 205에서 입사광은 강한 검출된 신호를 성취하도록 관심층 내의 결함을 검출하기 위해 더 짧은 파장 범위에서 발생할 수도 있다. 예로서, 약 230 nm 이하인 파장이 SiN을 포함하지 않는 관심 영역으로부터 신호를 검출하는 데 사용될 수도 있다. 도 1a는 더 긴 파장에 비교할 때, 이 230 nm 이하의 범위가 SiN의 존재시에 있지 않은 결함에 대한 비교적 강한 신호를 야기할 것이라는 것을 도시하고 있다. 그러나, 다른 더 짧은 파장 범위(예를 들어, 약 190 nm 미만, 약 200 nm 미만, 약 210 nm 미만, 또는 약 220 nm 미만)가 사용될 수도 있다. 더욱 더 짧은 파장 범위가 어느 파장이 검사 도구 상에서 이용 가능한지에 따라 사용될 수도 있다.
그러나, SiN이 존재하면, 동작 206에서 SiN이 관심층 아래에 있는지 여부가 결정될 수도 있다. SiN이 관심층 아래에 있으면, 동작 205에서, 입사광은 SiN이 더 짧은 파장에서 불투명한 것에 기인하여 SiN 아래로부터 다른 노이즈 소스의 감소를 또한 성취하면서, 신호 강도의 강한 응답을 성취함으로써 결함을 검출하기 위해 더 짧은 파장 범위에서 발생될 수도 있다. 예로서, 파장은 약 230 nm, 220 nm, 210 nm, 200 nm, 또는 190 nm 미만으로 설정된다(도 1b에 도시되어 있는 바와 같이).
SiN이 관심층 아래에 있지 않으면, 동작 207에서 SiN이 관심층 위에 또는 관심층 내에 위치되어 있는지 여부가 결정될 수도 있다. SiN이 관심층 내에 있으면(또는 관심층이 SiN으로 구성되면), 동작 208에서 입사광은 강한 검출된 신호를 성취하도록 관심층 내의 결함을 검출하기 위해 좁은 및 더 짧은 파장 범위의 모두에서 발생될 수도 있다. 예로서, 파장 범위는 SiN에 대해 도 1c에 도시되어 있는 것과 같은 약 230 nm 내지 250 nm에 있도록 선택된다. SiN이 관심층 위에 있으면, 동작 210에서 입사광은 SiN 아래에 있는 결함에 대한 더 강한 검출된 신호를 성취하도록 더 긴 파장에서 발생될 수도 있다. 예를 들어, 선택된 파장은 약 230 또는 240 nm 초과이고, 그 파장 초과에서 SiN은 도 1b에 도시되어 있는 바와 같이 투명하게 된다.
SiN이 결함 아래에 있으면, 광은 가능하게는 반사되기 보다는 일반적으로 흡수되는 데, 이는 결함 로케이션에서 전기장을 저하시킬 것이다. SiN이 결함에 인접하거나 위에 있으면, SiN은 웨이퍼의 표면 상에 입사하는 광을 또한 흡수할 것이고, 이 배열은 또한 결함 부위에서 전기장을 저하시키는 경향이 있을 것이다. 이에 따라, 결함 로케이션 부근에서 임의의 SiN은 일반적으로 SiN이 흡수성인 파장에서 더 낮은 신호를 야기한다.
상이한 파장 범위는 또한 수직 NAND(VNAND) 또는 다른 3D 구조체와 같은, 반도체 스택 구조체 내의 상이한 레벨을 검사하도록 선택될 수도 있다. 예를 들어, 더 짧은 파장 범위(예를 들어, 적가시광, 자외선 및/또는 심도 자외선 범위)를 갖는 입사광이 3D 구조체의 표면 상의 결함을 검출하는 데 사용된다. 더 긴 파장 범위(예를 들어, 청가시광, 적외선, 및/또는 근적외선 범위)를 갖는 입사광이 수직 스택의 깊이 전체 및 표면 모두 상의 결함을 검출하는 데 사용된다. 특정 예에서, 더 긴 파장은 약 700 내지 950 nm이고, 더 짧은 파장은 약 190 내지 450 nm이다. 제1 및 제2 파장 범위를 사용하여 검출된 결함은 표면 상의 결함을 제외하고, 단지 3D 구조체의 깊이 전체에 걸친 결함만을 얻도록 비교될 수도 있다.
편광 설정은 또한 더 긴 또는 더 짧은 파장 범위에 적용될 수도 있다. 예로서, 수평 또는 수직 편광은 선택된 파장 범위에 대해 선택될 수도 있다. 편광 설정은 결함 유형, 샘플 조성, 파장 범위 또는 서브대역 선택 등과 같은 임의의 적합한 검사 파라미터에 기초하여 적용될 수도 있다.
애퍼처 설정은 또한 더 짧은 및/또는 더 긴 파장 범위에 적용될 수도 있다. 예로서, 특정 세트의 입사각(angles of incidence: AOI)을 성취하기 위한 애퍼처 설정은 결함 유형, 샘플 조성, 검사되는 샘플 구조체의 유형, 편광 설정, 파장 범위 또는 서브대역 선택 등과 같은 임의의 적합한 검사 파라미터에 기초하여 선택될 수도 있다.
도 2를 재차 참조하면, 동작 212에서 복수의 위치에서 관심층으로부터 반사되고 그리고/또는 산란되는 출력광이 검출될 수도 있다. 동작 212에서, 출력광은 디지털화된 신호 또는 이미지를 발생하는 데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 각각의 웨이퍼는 웨이퍼의 전체 스와스부(swath portion)를 위한 이미지를 얻기 위해 조명빔에 대해 스캐닝될 수도 있다. 각각의 로케이션으로부터 신호 또는 이미지를 얻기 위해, 웨이퍼는 빔 칼럼에 대해 이동될 수도 있고, 빔 칼럼은 웨이퍼에 대해 이동될 수도 있고, 또는 빔 칼럼 및 웨이퍼는 모두 서로에 대해 이동될 수도 있다. 최종 이미지 스와스는 병렬로 또는 직렬로 개별적으로 분석되는 이미지 패치로 분해될 수도 있다. 웨이퍼의 모든 패치는 통상적으로 단일의 선택된 파장으로 검사될 것이지만, 대안적인 접근법은 이러한 패치의 특정 SiN 특성에 의존하는 선택된 파장 설정으로 각각의 패치 또는 패치의 세트를 검사하는 것을 포함할 수도 있다. 편광 및 애퍼처 설정은 또한 집광된 광에 적용될 수도 있다.
출력 신호 또는 이미지는 이어서 동작 214에서 임의의 위치가 결함을 갖는지 여부를 결정하도록 분석될 수도 있다. 발생된 신호 또는 이미지는 임의의 적합한 기술을 사용하여 임의의 적합한 방식으로 분석될 수도 있다. 예로서, 다이 대 당이, 셀 대 셀, 또는 다이 대 데이터베이스 기술이 샘플을 검사하는 데 사용될 수도 있다. 즉, 결함은 결함이 없는 그리고 다른 다이, 셀로부터 얻어진, 또는 디자인 데이터베이스로부터 시뮬레이션된 다른 기준 이미지 영역과는 상이할 수도 있는 이미징된 시험 영역에 대해 검출될 수도 있다. 결함은 시험과 기준 이미지 영역 사이의 차이가 사전규정된 임계값보다 클 때 플래그될 수도 있는 데, 이 임계값은 샘플 상의 상이한 패턴 유형 또는 로케이션에 대해 원하는 감도 레벨에 기초하여 다양할 수도 있다.
일 실시예에서, 디자인 데이터베이스(시험중인 레티클 및 웨이퍼를 제조하는 데 사용되었던)는 이미징되는 영역의 기준 광학 이미지를 생성하는 데 사용된다. 일반적으로, 이들 기준 이미지는 웨이퍼 패턴을 시뮬레이션하기 위해 레티클 제조 프로세스 및 포토리소그래피 프로세서를 시뮬레이션함으로써 렌더링된다. 검사 도구의 물리적 구성 및 광학 특성(예를 들어, 파장 범위, 조명 및 광학 렌즈 구성, 수차 효과 등)은 또한 시뮬레이션된 웨이퍼 패턴 이미지를 발생하도록 시뮬레이션된다. 다른 실시예에서, 동일한 다이 또는 셀의 실제 동일한 영역이 검사 도구로 이미징되고 대응 동일한 다이 또는 셀의 시험 영역에 비교되도록 기준 영역으로서 사용될 수도 있다. 더 짧은 파장은 다이 대 데이터베이스 렌더링된 이미지 및 도구 이미지에 대해 비교 프로세스를 향상시키기 위해 향상된 분해능 및 대조를 제공한다.
샘플 상의 결함은 복구될 수도 있고, 또는 샘플은 폐기될 수도 있다. 다음의 샘플을 제조하기 위한 프로세스는 이러한 결함의 소스가 결정될 수 있으면 결함을 최소화하도록 조정될 수도 있다. 예를 들어, 특정 결함 서명이 웨이퍼 제조 중에 특정 프로세스 조건 또는 문제점과 연계될 수도 있고, 이러한 조건 또는 문제점은 이러한 결함 서명이 웨이퍼 상에서 발견될 때 조정되거나 보정될 수도 있다.
특정 실시예는 결함 신호, 검사 처리량, 결함 특징화, 및 뉴슨스(nuisance) 감소를 향상시키기 위해 더 짧은 파장의 사용 및 탄력적 대역 선택을 통해 차세대 디자인 규칙(design rule: DR)에 대한 웨이퍼 결함 검출을 가능하게 한다. 넓은 범위의 파장을 갖는 검사 도구가 상이한 웨이퍼 z 평면(예를 들어, 3D 스택 구조체 내의)을 검사하기 위한 상이한 파장 범위를 갖도록 셋업될 수도 있다. 이 탄력적 셋업은 가장 완전한 검사 커버리지를 허용할 것이다. 또한, 검출된 신호 및 상이한 도구 설정 내의 부가의 정보가 결함 분류 및/또는 뉴슨스 억제를 위해 사용될 수 있다.
임의의 적합한 검사 시스템이 SiN과 같은 흡수체형 재료의 존재 및 비존재의 모두시에 다양한 유형의 재료를 검사하기 위해 구현될 수도 있다. 특정 검사기 도구 실시예는 광범위한 웨이퍼 재료 특성을 커버하기 위해 탄력적 파장 선택을 제공한다. 부가적으로, 검사 도구는 더 짧은 파장을 제공하도록 동작 가능하고, 최선의 신호를 얻기 위해 탄력적 편광 선택을 포함할 수도 있다. 검사 시스템은 또한 검사 처리량, 결함 분류, 뉴슨스 억제를 향상시키기 위해 일 스캔에서 더 많은 정보를 수집하도록 동작 가능할 수도 있다. 예를 들어, 약 230 nm(또는 그 미만) 미만인 파장 범위는 SiN 재료가 존재하지 않을 때 또는 웨이퍼층 구조체 아래에 존재할 때 기초 노이즈 소스를 차단하고 결함을 검출하도록 선택될 수도 있다. 시스템은 본 명세서에 설명된 임의의 파장 범위, 뿐만 아니라 SiN 이외의 다른 유형의 흡수체형 재료, 뿐만 아니라 3D 스택 구조체에 대한 다른 파장 범위에서 광을 발생하도록 동작 가능할 수도 있다.
일반적으로, 본 발명의 기술의 구현을 위해 적용 가능한 검사 도구는 흡수체 및 비흡수체형 재료의 모두를 포함하는 상이한 재료 유형 내의 결함, 뿐만 아니라 가능하게는 수직 반도체 스택의 표면 상의 그리고/또는 다양한 깊이에 위치된 결함을 검출하도록 상이한 파장에서 입사 광빔을 발생하기 위해 적어도 하나의 광원을 포함할 수도 있다. 이러한 검사는 관심 영역에 입사빔을 지향시키기 위한 조명 광학 기기, 입사빔에 응답하여 관심 영역으로부터 방출된 출력빔을 지향시키기 위한 집광 광학 기기, 출력빔을 검출하고 검출된 출력빔으로부터 이미지 또는 신호를 발생하기 위한 센서, 및 검사 도구의 구성요소를 제어하고 본 명세서에 더 설명된 바와 같이 다양한 재료 내의 그리고 표면 상의 그리고 스택 내의 다양한 깊이에서 결함 검출을 용이하게 하기 위한 센서를 또한 포함할 수도 있다.
일 실시예에서, 검사 도구는 더 긴 파장(230 nm 내지 950 nm) 및 더 짧은 파장(190 내지 230 nm)에서 광을 발생하고 집광시키기 위한 조명 및 집광 모듈을 포함한다. 특정 실시예에서, 검사 도구는 2개의 파장 범위: 근 UV 내지 근적외선(NIR) 또는 IR 범위 및 심도 자외선(DUV) 내지 근 UV 범위의 광을 발생하여 집광한다. 이들 파장 범위는 한정적인 것으로 의도된 것은 아니고, 다른 범위가 본 발명의 실시예에 고려되거나 적용될 수도 있다. 예로서, 더 낮은 파장(예를 들어, 190 nm 미만)이 사용될 수도 있다. SiN은 계속 190 nm 미만의 더 흡수성이 되고, 따라서 기초 노이즈는 더 낮은 파장에서 계속 감소할 것이다. 디자인 규칙이 감소할 때, 층 두께는 감소할 뿐만 아니라 기초 노이즈를 낮게 유지하기 위해 재료 내에 더 많은 흡수를 필요로 하는 경향이 있다. 190 nm 파장 최소값이 단지 광대역 구현예에서 이 최저 파장을 지지할 수 있는 광학 기기에 대해 선택될 수도 있다. 검사기 도구는 또한 긴 및 짧은 파장 경로의 각각에 대한 파장 범위를 가로질러 인가하기 위한 평행 및 수직 e-필드 및 서브대역 파장 필터의 세트에 대한 편광 옵션을 제공할 수도 있다.
짧은 및 긴 파장의 사용(독립적으로 또는 동시에)은, (i) SiN과 같은 흡수체 재료의 비존재시의 결함, (ii) 관심층 아래의 흡수체 재료의 존재시의 결함, (iii) 관심층 내의 흡수체 재료의 존재시의 결함, (iv) 관심층 위의 흡수제 재료의 존재시의 결함, (v) 더 짧은 파장을 갖는 수직 스택 구조체 내의 표면 결함, (vi) 더 긴 파장의 사용에 의한 수직 스택 내의 표면 결함 및 매립된 결함의 모두, 및 (vii) 더 짧은 및 더 긴 파장 결함 보고의 차이를 사용함으로써 단지 수직 스택 내의 매립된 결함의 캡처를 허용한다.
도 3은 본 발명의 특정 구현예에 따른 예시적인 검사 시스템(300)의 개략도이다. 도시되어 있는 바와 같이, 시스템(300)은 조명광(305)을 발생하는 광대역 광원[예를 들어, 조명기(304)]을 포함한다. 광원의 예는 레이저 구동된 광원, 고출력 플라즈마 광원, 투과조명 광원(예를 들어, 할로겐 또는 Xe 램프), 필터링된 램프, LED 광원 등을 포함한다. 검사 시스템은 광대역 광원 이외의, 임의의 적합한 수 및 유형의 부가의 광원을 포함할 수도 있다.
광원으로부터의 입사빔은 샘플을 향해 빔을 릴레이하는(예를 들어, 성형, 포커싱 또는 초점 오프셋을 조정, 파장을 필터링/선택, 편광 상태를 필터링/선택, 리사이징, 확대, 왜곡 감소 등) 역할을 하는 다수의 렌즈를 통해 또한 통과할 수도 있다.
조명기(304)는 더 짧은 파장 범위 빔 및 더 긴 파장 범위 빔을 갖는 입사빔을 발생하기 위한 임의의 적합한 광학 요소를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 조명기(304)는 조명빔의 파장을 변화하기 위해 조명 경로 내로 개별적으로 선택 가능하게 삽입된(또는 회전된) 선택 가능한 대역 통과 필터를 갖는 필터 휠(301)을 포함할 수도 있다.
더 짧은 파장 범위는 SiN에 대해 약 230 nm 미만(또는 약 200 nm, 210 nm, 또는 220 nm 미만) 또는 다른 특정 흡수체형 재료에 대한 흡수 에지 파장 미만인 최대값을 가질 수도 있다. 더 긴 파장은 약 210, 220, 또는 230 nm 초과일 수도 있다. 더 짧은 파장의 최소값은 검사기 시스템 및 비용의 성질에 따라 선택적이다. 일반적으로, 각각의 검사 파장 범위는 또한 그 조명 및 집광 동공 애퍼처 형상의 최적화, 입사 및 집광 경로의 편광, 배율, 화소 크기, 또는 이들의 임의의 조합에 기초하여 선택될 수도 있다.
조명기는 입사빔의 스펙트럼을 또한 형성하는 데 사용될 수도 있는 하나 이상의 부가의 스펙트럼 필터(예를 들어, 303)를 또한 포함할 수도 있다. 예를 들어, 각각의 스펙트럼 필터는 캡처되도록 의도된 결함에 대한 감도를 최적화하는 데 또한 사용될 수 있다. 개별 편광 필터(306)가 또한 특정 파장 범위에 대해 검사 감도를 더 최적화하기 위해 입사빔 경로 내에 선택적으로 위치될 수 있다. 예를 들어, 수평 편광(뿐만 아니라 더 긴 파장)이 두꺼운 스택의 수직 트렌치 내로 침투를 위해 선택될 수도 있다. 편광 필터는 수직 편광 설정을 또한 포함할 수도 있다.
동공 릴레이(도시 생략)가 입사광을 리이미징하고, 대물 렌즈(332)에서 시스템 동공 상에 동공을 포커싱하는 데 또한 사용될 수도 있다. 50-50 빔 스플리터(328)는 대물 렌즈(332)에 광을 송출하는 데 사용될 수도 있다. 50-50 빔 스플리터(328)는 또한 샘플로부터 집광 광학 기기를 향해 반사되거나 산란된 광을 송출하도록 배열될 수도 있다. 시스템 동공(대물 렌즈에 위치됨)에 공액인 동공이 입사빔 경로에서 사용될 수도 있다. 각각의 동공 또는 애퍼처는 그 특정 파장 범위에 대해 신호를 최대화하기 위해 광 경로의 부분을 폐색하기 위한 특정 형상을 가질 수 있다.
대물 렌즈(332)는 바람직하게는 결함 검출을 위해 사용된 모든 파장에 대해 최적화된다. 예로서, 대물 렌즈(332)는 렌즈 코팅, 및 색 수차의 보정을 위한 배열을 포함하는 조성을 갖는다. 대안적인 실시예에서, 대물 렌즈(332)는 전반사성 대물 또는 굴절 또는 조합(반사 굴절) 구성일 수도 있다.
샘플로부터 반사된 또는 산란된 결과적인 출력빔은 이어서 오토포커스 시스템(335)을 거쳐 대물 렌즈(332) 내로 오토포커스를 삽입하도록 배열될 수도 있는 다른 다이크로익(dichroic) 빔 스플리터(337)에 의해 수용될 수도 있다. 오토포커스 빔은 상이한 검사 대역으로부터 분리된 파장을 가질 수도 있다. 오토포커스를 위한 파장은 임의의 더 짧은 또는 더 긴 파장 범위에 대해 검사 주파대 내에 있지 않는 한 변동될 수 있고, 검사 대역 사이에 반드시 존재해야 할 필요는 없다. 구성요소의 비용 및 입수 가능성은 오토포커스 삽입이 위치되는 장소에 영향을 미칠 수 있다.
일 실시예에서, 오토포커스 파장은 더 긴 및 더 짧은 파장 범위 사이에 있다. 대안적으로, 오토포커스 파장은 더 긴 및 더 짧은 파장 범위의 모두를 초과할 수도 있다. 오토포커스 파장 대역은 웨이퍼 재료 응답에 기인하는 초점 평면 변화를 최소화하기 위해 40 nm 이하일 수도 있다. 예로서, 오토포커스 시스템(335)은 LED 광원을 사용할 수도 있다. 다이크로익 빔 스플리터(337)는 오토포커스 주파대를 반사하고 그 영역 위 아래의 모든 광을 투과하도록 배열될 수도 있다. 50-50 빔 스플리터(328)는 또한 높은 효율을 갖는(예를 들어, 코팅의 사용에 의해) 오토포커스 광을 통과시키도록 구성될 수 있다. 이 요소는 거의 4x만큼 오토포커스의 광 효율을 향상시킬 수도 있다.
오토포커스 파장이 더 긴 및 더 짧은 파장 범위의 모두보다 훨씬 더 높으면, 오토포커스 빔은 검사 이미징 시스템과는 상이한 열적으로 유도된 포커스 변화에 의해 영향을 받을 것이다. 시스템은 환경(온도, 압력), 렌즈 가열 등에 기인하는 초점 변화에 대한 피드백을 제공하기 위한 기구를 포함할 수도 있다. 예로서, 오토포커스 시스템(335)은 온도 및 압력 센서의 형태의 피드백 기구 및 초점 평면 변화를 평가하기 위해 웨이퍼 척의 측면 상에 설치된 캘리브레이션 웨이퍼를 포함할 수도 있다. 피드백에 기초하여, 오토포커스 시스템(335)은 포커스 보정을 도입하기 위해 렌즈 요소 중 하나 이상을 조정할 수도 있다(예로서 조정 가능한 공기 간극을 형성하기 위해 렌즈를 이동함으로써). 보정의 주파수는 이러한 피드백에 기초하여 또한 결정될 수 있다.
출력빔은 제1 출력빔은 광학 센서(354) 상에 출력빔을 주밍하여 포커싱하기 위한 동공 릴레이[렌즈 그룹(340)] 및 미러(338), 편광기(307), 애퍼처(309), 및 광학 요소(310, 312)와 같은 임의의 적합한 수 및 유형의 집광 광학 기기에 의해 지향되고 성형될 수도 있다. 예로서, 센서(354)는 CCD(charge coupled device: 하전 결합 소자) 또는 TDI(time delay integration: 시간 지연 적분) 검출기, 광전 증폭관(photomultiplier tube: PMT), 또는 다른 센서의 형태일 수도 있다.
동공 릴레이(340)는 각각의 파장 범위에 대해 검사 감도를 최적화하기 위해 집광 경로 내에 특정 애퍼처(309)를 삽입하기 위해 시스템 동공의 이미지를 형성하도록[대물 렌즈(332)에서] 설계될 수도 있다. 상이한 애퍼처 설정이 샘플 상의 상이한 입사각을 성취하기 위해 선택될 수도 있다. 편광 필터(306 또는 307)가 검사 감도를 또한 최적화하기 위해 조명 또는 집광 경로 내에 위치될 수도 있다.
긴 파장 대역 통과는 230 nm 내지 950 nm일 수도 있고, 짧은 파장은 약 230 nm 미만일 수도 있다. 서브대역 스펙트럼 필터(도시 생략)가 긴 파장 경로 내에서 매립된 결함에 대해 또는 짧은 파장 경로 내에서 입자와 같은 표면 결함에 대해 검사 감도를 최적화하는 데 사용될 수 있다.
다른 시스템 실시예에서, 2개의 동시 더 짧은 및 더 긴 파장 경로가 생성된다. 이러한 동시 파장 시스템은 3D 수직 스택 구조체 내의 결함을 위치확인하는 데 사용될 수도 있고, 뿐만 아니라 흡수형 재료의 존재 또는 비존재를 설명한다. 또한 전술된 바와 같이, 더 짧은 파장 범위(예를 들어, 적가시광, 자외선 및/또는 심도 자외선 범위)를 갖는 입사광이 3D 스택 구조체의 표면 상의 결함을 검출하는 데 사용되고, 반면에 더 긴 파장 범위(예를 들어, 청가시광, 적외선, 및/또는 근적외선 범위)를 갖는 입사광이 수직 스택의 깊이 전체 및 표면 모두 상의 결함을 검출하는 데 사용된다. 다른 스펙트럼 선택이 SiN 또는 폴리 Si를 갖는 로케이션에 대해 사용될 수 있다.
도 4는 본 발명의 특정 구현예에 따른 예시적인 검사 장치의 개략도이다. 이 시스템의 구성요소는 도 3에 관하여 설명된 바와 같은 구성요소에 유사할 수도 있다. 2개의 상이한 파장 조명빔을 생성하는 예시적인 시스템은 또한 스티븐 알. 래인지(Steven R. Lange)에 의한 2015년 7월 7일 허여된 미국 특허 제9,075,027호에 또한 설명되어 있는 데, 이 미국 특허는 모든 목적으로 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있다. 이 미국 특허는 또한 2개의 동시 조명 및 집광 파장 경로를 사용하는 시스템을 설명하고 있다.
도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 시스템(400)은 미러(402) 및 콘덴서 렌즈(406)를 거쳐 광 파이프(408) 내로 지향되고 포커싱되는 광대역 광원[예를 들어, Xe 아크 램프(404)]을 포함한다. 광 파이프는 일반적으로 광을 균질화한다. 균질화된 광은 이어서 수용된 광을 시준하는 렌즈(410)에 의해 수용될 수도 있다.
시스템(400)은 더 짧은 대역 경로를 따라 지향된 더 짧은 파장 빔 및 더 긴 대역 경로를 따라 지향된 더 긴 파장 빔으로 입사빔을 분할하기 위한 광학 요소를 또한 포함한다. 시스템(400)은 입사광을 2개의 상이한 선택 가능한 파장 대역 경로로 분할하기 위한 다이크로익 빔 스플리터(411)를 포함할 수도 있다. 도시되어 있는 시스템에서, 제1 파장 경로는 제1 스펙트럼 필터(420) 및 제1 조명 동공(418) 부근에 위치된 제1 편광기(422)를 포함한다. 제2 파장 경로는 제2 스펙트럼 필터(414) 및 제2 조명 동공(416) 부근에 위치된 제2 편광기(412)를 포함한다.
다이크로익 빔 스플리터 또는 필터(411)는 임의의 적합한 방식으로 구현될 수도 있다. 예로서, 광의 파장에 따라 광을 선택적으로 반사하거나 투과하는 다이크로익 광학 코팅을 갖는 다이크로익 프리즘이 입사빔을 2개의 개별 파장 경로로 분리하도록 시스템(400) 내에서 이용될 수도 있다.
각각의 경로 스펙트럼 내의 각각의 스펙트럼 필터는 각각의 빔의 스펙트럼을 또한 형성하는 데 사용될 수도 있다. 예를 들어, 각각의 스펙트럼 필터는 또한 전술된 바와 같이 흡수체 재료의 존재 또는 비존재 또는 캡처되도록 의도된 결함에 대해 각각의 경로의 감도를 최적화하는 데 또한 사용될 수 있다. 개별 편광 필터가 또한 각각의 파장 범위에 대해 검사 감도를 더 최적화하기 위해 각각의 스펙트럼 경로 내에 위치될 수 있다. 예를 들어, 수평 편광(뿐만 아니라 더 긴 파장)이 더 긴 파장 범위에 대해 선택될 수도 있다.
광원으로부터의 각각의 입사빔은 샘플을 향해 빔을 릴레이하는(예를 들어, 성형, 포커싱 또는 초점 오프셋을 조정, 파장을 필터링/선택, 편광 상태를 필터링/선택, 리사이징, 확대, 왜곡 감소 등) 역할을 하는 다수의 렌즈를 통해 또한 통과할 수도 있다. 예시된 실시예에서, 2개의 파장 경로로부터의 입사빔은 미러와 같은 조명 경로 광학 요소에 의해 지향되고, 2개의 파장 대역 경로로부터 입사빔을 재조합하도록 배열된 다이크로익 빔 스플리터(424)에 의해 수용된다. 재조합된 입사빔은 이어서 동공 릴레이(426), 50-50 빔 스플리터(428), 및 대물 렌즈(432)와 같은 임의의 조명 광학 기기에 의해 샘플(434) 상에 지향될 수도 있다.
동공 릴레이(426)가 조합된 광을 리이미징하고, 대물 렌즈(432)에서 시스템 동공 상에 각각의 동공을 포커싱하는 데 사용될 수도 있다. 50-50 빔 스플리터(428)는 대물 렌즈(432)에 광을 송출하는 데 사용될 수도 있다. 50-50 빔 스플리터(428)는 또한 샘플로부터 집광 광학 기기를 향해 반사되거나 산란된 광을 송출하도록 배열될 수도 있다.
대물 렌즈(432)는 바람직하게는 결함 검출을 위해 사용된 모든 파장에 대해 최적화된다. 예로서, 대물 렌즈(432)는 렌즈 코팅, 및 색 수차의 보정을 위한 배열을 포함하는 조성을 갖는다. 대안적인 실시예에서, 대물 렌즈(432)는 전반사성 대물 또는 굴절 또는 조합(반사 굴절) 구성일 수도 있다.
샘플로부터 반사된 또는 산란된 결과적인 출력빔은 이어서 대물 렌즈(432) 내로 오토포커스를 삽입하도록 배열될 수도 있는 다른 다이크로익 빔 스플리터(437)에 의해 수용될 수도 있다. 오토포커스 빔은 2개의 검사 대역으로부터 분리된 파장을 가질 수도 있다. 오토포커스에 대한 파장은 전술된 바와 같이 짧은 또는 긴 파장 경로에 대한 검사 주파대 내에 있지 않는 한 변동될 수 있다.
다이크로익 빔 스플리터(437)는 오토포커스 주파대를 반사하고 그 오토포커스 영역 위 아래의 모든 광을 투과하도록 배열될 수도 있다. 50-50 빔 스플리터(428)는 또한 높은 효율을 갖는(예를 들어, 코팅의 사용에 의해) 오토포커스 광을 통과시키도록 구성될 수 있다.
다이크로익 빔 스플리터(437)는 또한 이미징 파장 대역에 유사한 더 긴 및 더 짧은 파장 대역 경로로 출력빔을 분할하는 다른 출력 다이크로익 빔 스플리터(438)에 반사된 또는 산란된 출력빔을 전달하도록 배열될 수도 있다.
제1 출력빔은 동공 릴레이 및 배율 렌즈(440), 동공(442) 부근의 편광기(446), 줌 렌즈(448), 및 방향(452)을 따라 독립적으로 이동 가능한 트롬본 미러(trombone mirror)(450a, 450b)와 같은, 임의의 적합한 수 및 유형의 집광 광학 기기에 의해 지향되고 성형될 수도 있다. 제1 출력빔은 제1 검출기(454a)에 의해 수용된다. 마찬가지로, 제2 출력빔은 동공 릴레이 및 배율 렌즈(456), 동공(458) 부근의 편광기(460), 줌 렌즈(460), 및 방향(462)을 따라 독립적으로 이동 가능한 트롬본 미러(450c, 450d)와 같은, 임의의 적합한 수 및 유형의 집광 광학 기기에 의해 지향되고 성형될 수도 있다. 제2 출력빔은 제2 검출기(454b)에 의해 수용된다.
특정 시스템 실시예에 무관하게, 각각의 광학 요소는 이러한 광학 요소의 경로 냉의 광의 특정 파장 범위에 대해 최적화될 수도 있다. 예로서, 더 짧은 파장 경로 내의 광학 요소는 이러한 더 짧은 파장 범위에 대해 최적화되고, 반면에 더 긴 파장 범위 경로 내의 광학 요소는 이러한 더 긴 파장 범위에 대해 최적화된다. 마찬가지로, 조합된 더 짧은 및 더 긴 파장 범위 광의 경로 내에 있는 광학 요소는 이러한 조합된 파장 범위에 대해 최적화된다. 최적화는 예를 들어, 대응 파장 범위에 대한 수차를 최소화하기 위해 유리 유형, 배열, 형상, 및 코팅(예를 들어, 반사 방지 코팅, 고도의 반사성 코팅)의 선택에 의해, 파장 의존성 수차를 최소화하는 것을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 렌즈는 더 짧은 및 더 긴 파장 범위에 의한 분산에 의해 유발된 효과를 최소화하도록 배열된다. 다른 실시예에서, 모든 광학 요소는 반사성이다. 반사 검사 시스템 및 구성의 예는 2008년 4월 1일 허여된 미국 특허 제7,351,980호에 또한 설명되어 있는 데, 이 미국 특허는 본 명세서에 그대로 참조로서 합체되어 있다.
검사 도구의 광학 레이아웃은 도 3 또는 도 4에 관하여 전술된 것으로부터 다양할 수 있다. 예를 들어, 시스템 현미경 대물 렌즈는, 투과 코팅이 특정 선택된 파장 대역 또는 서브대역에 대해 최적화되고 각각의 대역폭에 걸친 수차가 최소화되는 한, 다수의 가능한 레이아웃 중 하나일 수 있다. 상이한 광원이 각각의 경로에 대해 사용될 수 있다. 예로서, Xe 소스가 긴 파장 경로에 대해 사용될 수도 있고, HgXe 또는 Hg 램프가 짧은 파장 경로에 대해 사용될 수도 있다. 다수의 LED 또는 스페클 버스터(speckle buster) 레이저 다이오드가 또한 각각의 경로에 대해 가능한 소스이다. 줌은 렌즈 단독 접근법, 광학 트롬본(optical trombone)을 갖는 대부분의 고정된 렌즈, 또는 이들의 임의의 조합을 거쳐 상이한 배율 범위를 포함하도록 수정될 수 있다.
특정 검사 시스템 실시예는 반도체 구조체를 검사하기 위해 구성될 수 있다. 본 발명의 검사 장치를 사용하여 검사되거나 이미징될 수도 있는 다른 유형의 구조체는 태양 전지 패널 구조체, 광학 디스크 등을 포함한다.
시스템은 제어기 또는 컴퓨터 시스템(예를 들어, 390 또는 490)을 또한 포함할 수도 있다. 예를 들어, 각각의 검출기에 의해 캡처된 신호는 제어기(390)에 의해 처리될 수 있는 데, 이 제어기는 각각의 신호로부터의 신호를 처리를 위한 디지털 신호로 변환하도록 구성된 아날로그-대-디지털 변환기를 갖는 신호 처리 디바이스를 포함할 수도 있다. 제어기는 감지된 광빔의 강도, 위상, 및/또는 다른 특성을 분석하도록 구성될 수도 있다. 제어기는 본 명세서에 더 설명된 바와 같은 최종 시험 이미지 및 다른 검사 특성을 표시하기 위한 사용자 인터페이스(예를 들어, 컴퓨터 스크린 상의)를 제공하도록 구성될 수도 있다(예를 들어, 프로그램 명령을 갖고). 제어기는 변화하는 파장, 편광, 또는 애퍼처 구성과 같은 사용자 입력을 제공하고, 검출 결과 데이터 또는 이미지를 뷰잉하고, 검사 도구 레시피를 셋업하기 위한 하나 이상의 입력 디바이스(예를 들어, 키보드, 마우스, 조이스틱)를 또한 포함할 수도 있다.
본 발명의 기술은 하드웨어 및/또는 소프트웨어의 임의의 적합한 조합으로 구현될 수도 있다. 제어기는 통상적으로 적절한 버스 또는 다른 통신 기구를 거쳐 입출력 포트, 및 하나 이상의 메모리에 결합된 하나 이상의 프로세서를 갖는다.
제어기는 소프트웨어와 하드웨어의 임의의 적합한 조합일 수도 있고, 일반적으로 검사 시스템의 다양한 구성요소를 제어하도록 구성된다. 예로서, 제어기는 조명 소스, 조명 또는 출력 애퍼처 설정, 파장 대역, 초점 오프셋 설정, 편광 설정 등의 선택적 활성화를 제어할 수도 있다. 제어기는 또한 각각의 검출기에 의해 발생된 이미지 또는 신호를 수신하고 최종 이미지 또는 신호를 분석하여 결함이 샘플 상에 존재하는지 여부를 결정하고, 샘플 상에 존재하는 결함을 특징화하거나, 또는 다른 방식으로 샘플을 특징화하도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 제어기는 본 발명의 방법 실시예의 명령을 구현하도록 프로그램된 프로세서, 메모리, 및 다른 컴퓨터 주변 장치를 포함할 수도 있다.
이러한 정보 및 프로그램 명령은 특정하게 구성된 컴퓨터 시스템 상에 구현될 수도 있기 때문에, 이러한 시스템은 컴퓨터 판독 가능 매체 상에 저장될 수 있는 본 명세서에 설명된 다양한 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령/컴퓨터 코드를 포함한다. 기계 판독 가능 매체의 예는 하드디스크, 플로피 디스크, 및 자기 테이프와 같은 자기 매체; CD-ROM 디스크와 같은 광학 매체; 광학 디스크와 같은 자기 광학 매체; 및 판독 전용 메모리 디바이스(read-only memory devices: ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory: RAM)와 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특정하게 구성된 하드웨어 디바이스를 포함하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 프로그램 명령의 예는 컴파일러에 의해 생성된 것과 같은 기계 코드, 및 해석기를 사용하여 컴퓨터에 의해 실행될 수도 있는 더 상위 레벨 코드를 포함하는 파일의 모두를 포함한다.
도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 샘플(334)은 또한 검사 시스템(300)의 스테이지(314) 상에 배치될 수도 있고, 검사 시스템(300)은 입사빔에 대해 스테이지(및 샘플)를 이동시키기 위한 위치설정 기구(308)를 또한 포함할 수도 있다. 예로서, 하나 이상의 모터 기구는, 스크류 드라이브 및 스텝퍼 모터, 피드백 위치를 갖는 선형 드라이브, 또는 밴드 액추에이터 및 스텝퍼 모터로부터 각각 형성될 수도 있다. 하나 이상의 위치설정 기구(308)가 또한 조명 또는 집광 미러, 애퍼처, 파장 필터, 편광기 등과 같은 검사 시스템의 다른 구성요소를 이동하도록 구성될 수도 있다.
검사 시스템의 상기 설명 및 도면은 시스템의 특정 구성요소에 대한 한정으로서 해석되어서는 안되고, 시스템은 다수의 다른 형태로 실시될 수도 있다는 것이 주목되어야 한다. 예를 들어, 검사 또는 측정 도구는 결함을 검출하고 그리고/또는 레티클 또는 웨이퍼의 특징부의 임계적인 양태를 해결하기 위해 배열된 임의의 수의 공지의 이미징 또는 계측 도구로부터 임의의 적합한 특징을 가질 수도 있다는 것이 고려된다. 예로서, 검사 또는 측정 도구가 명시야 이미징 현미경법, 암시야 이미징 현미경법, 풀 스카이 이미징 현미경법, 위상 대조 현미경법, 편광 대조 현미경법, 및 간섭 프로브 현미경법에 대해 적용될 수도 있다. 단일 및 다중 이미지 방법이 타겟의 이미지를 캡처하기 위해 사용될 수도 있다는 것이 또한 고려된다. 이들 방법은 예를 들어, 싱글 그랩(single grab), 더블 그랩(double grab), 싱글 그랩 간섭 프로브 현미경법(coherence probe microscopy: CPM) 및 더블 그랩 CPM 방법을 포함한다. 산란 측정과 같은 비-이미징 광학 방법이 또한 검사 또는 계측 장치의 부분을 형성하는 것으로서 고려될 수도 있다.
임의의 적합한 렌즈 배열이 샘플을 향해 입사빔을 지향하고 샘플로부터 나오는 출력빔을 검출기를 향해 지향하는 데 사용될 수도 있다. 시스템의 조명 및 집광 광학 요소는 반사성 또는 투과성일 수도 있다. 출력빔은 샘플로부터 반사되거나 산란되고 또는 샘플을 통해 투과될 수도 있다. 마찬가지로, 임의의 적합한 검출기 유형 또는 검출기 요소의 수가 출력빔을 수신하고 수신된 출력빔의 특성(예를 들어, 강도)에 기초하여 이미지 또는 신호를 제공하는 데 사용될 수도 있다.
미래의 웨이퍼 결함 검사를 위해, 결함 신호는 DR 수축에 기인하여 상당히 감소된다. 따라서, 감소하는 파장을 갖는 더 높은 결함 신호를 성취하기 위한 일반적인 경향이 존재하기 때문에, 더 짧은 파장, 더 양호한 분해능, 및 더 작은 검사 화소를 갖는 것이 바람직하다. 그러나, 이러한 더 짧은 파장 검사 구성은 작은 초점 깊이, 초점 변화에 대한 높은 열 감도, 더 낮은 처리량 등의 단점을 가질 수 있다. 특정 시스템 실시예는 초점을 트랙하고 보정하고, 시스템 파라미터를 조정하여 S/N을 최적화하는 특징을 제공한다. 게다가, 이 배열은 더 많은 정보가 하나의 스캔에서 얻어지게 하여 검사를 비용 효과적이게 한다. 또한, 하나의 단일 스캔에서 다수의 정보를 취득함으로써, 결함 특징화, 신호 향상, 및 노이즈/뉴슨스 감소를 위한 후처리가 효과적으로 수행될 수 있다.
상기 설명은 이해의 명료화를 위해 소정의 상세로 설명되었지만, 특정 변화 및 수정이 첨부된 청구범위의 범주 내에서 실시될 수도 있다는 것이 명백할 것이다. 본 발명의 프로세스, 시스템, 및 장치를 구현하는 다수의 대안적인 방식이 존재한다는 것이 주목되어야 한다. 예를 들어, 결함 검출 특성 데이터는 투과된, 반사된, 또는 조합 출력빔으로부터 얻어질 수도 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시예는 한정이 아니라 예시적인 것으로서 고려되어야 하고, 본 발명은 본 명세서에 제공된 상세에 한정되지 않는다.

Claims (36)

  1. 반도체 샘플을 검사하기 위한 방법에 있어서,
    검사 도구 상에서, 상이한 관심층(layer of interest)이 상기 상이한 관심층 내에 또는 부근에 존재하는 흡수체형(absorber type) 재료를 갖는지 여부에 기초하여, 하나 이상의 반도체 샘플의 상이한 관심층에 대한 복수의 상이한 파장 범위를 선택하는 단계;
    상기 검사 도구 상에서, 상기 상이한 파장 범위에서 상기 상이한 관심층을 향해 적어도 하나의 입사빔을 지향시키고, 이에 응답하여 상기 상이한 관심층 각각에 대한 복수의 출력 신호 또는 이미지를 획득하는 단계; 및
    상기 상이한 관심층 내의 결함을 검출하기 위해 상기 상이한 관심층 각각으로부터의 상기 출력 신호 또는 이미지를 분석하는 단계
    를 포함하고, 상기 흡수체형 재료는 SiN인 것인, 반도체 샘플을 검사하기 위한 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상이한 파장 범위를 선택하는 단계는:
    상기 상이한 관심층 중 제1 관심층 내에 또는 부근에 존재하는 SiN을 갖지 않거나 또는 상기 제1 관심층 아래에 존재하는 SiN을 갖는 상기 제1 관심층에 대한 SiN의 흡수 에지 파장 미만인 더 짧은 파장 범위를 선택하는 단계; 및
    상기 상이한 관심층 중 제2 관심층 위에 존재하는 SiN을 갖는 상기 제2 관심층에 대한 흡수 에지 파장 초과인 더 긴 파장 범위를 선택하는 단계
    를 포함하는 것인, 반도체 샘플을 검사하기 위한 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 상이한 파장 범위를 선택하는 단계는, 상이한 관심층 중 제3 관심층 내에 존재하는 SiN을 갖는 상기 제3 관심층에서 좁은 그리고 더 짧은 파장 범위를 선택하는 단계를 더 포함하는 것인, 반도체 샘플을 검사하기 위한 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 더 짧은 파장 범위는 220 nm 이하이고;
    상기 더 긴 파장 범위는 230 nm 이상이고;
    상기 좁은 그리고 더 짧은 파장 범위는 230 nm 내지 250 nm인 것인, 반도체 샘플을 검사하기 위한 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 상이한 파장 범위를 선택하는 단계는, 상기 샘플이 제조되었던 디자인 데이터베이스 내에 명시된 바와 같은 상기 상이한 관심층 각각 내에 또는 부근에 SiN이 존재하는지 여부를 결정하는 단계를 포함하는 것인, 반도체 샘플을 검사하기 위한 방법.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 상이한 파장 범위를 선택하는 단계는, 상기 샘플이 제조되었던 디자인 데이터베이스의 제공 없이, 층 및 재료 유형의 리스트로 명시된 바와 같은 상기 상이한 관심층 각각 내에 또는 부근에 SiN이 존재하는지 여부를 결정하는 단계를 포함하는 것인, 반도체 샘플을 검사하기 위한 방법.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 입사빔에 수평 또는 수직 편광을 적용하는 단계를 더 포함하는, 반도체 샘플을 검사하기 위한 방법.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 상이한 관심층의 적어도 일부에 대한 특정 입사각을 달성하기 위해 상기 적어도 하나의 입사빔에 대한 상이한 애퍼처(aperture) 설정을 선택하는 단계를 더 포함하는, 반도체 샘플을 검사하기 위한 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    수직 스택 구조체를 갖는 특정 관심층에 대한 상이한 파장 범위의 적어도 일부는 상기 수직 스택 구조체의 깊이 전체 및 표면 모두 상의 결함을 검출하기 위한 더 긴 파장 범위 및 상기 수직 스택 구조체의 표면 상의 결함을 검출하기 위한 더 짧은 파장 범위를 포함하는 것인, 반도체 샘플을 검사하기 위한 방법.
  11. 반도체 샘플을 검사하기 위한 검사 시스템에 있어서,
    상이한 관심층이 상기 상이한 관심층에서 관심층 내에 또는 부근에 존재하는 흡수체형 재료를 갖는지 여부에 기초하여, 상기 상이한 관심층에 대한 복수의 상이한 파장 범위에서 하나 이상의 반도체 샘플을 향해 입사빔을 발생시켜 지향시키기 위한 조명 광학 모듈;
    상기 입사빔에 응답하여, 상기 상이한 관심층으로부터 반사되거나 산란된 출력빔을 집광시키기 위한 집광 광학 모듈; 및
    동작을 수행하도록 구성되는 제어기
    를 포함하며, 상기 동작은:
    상기 상이한 관심층이 상기 상이한 관심층 내에 또는 부근에 존재하는 흡수체형 재료를 갖는지 여부에 기초하여, 하나 이상의 반도체 샘플의 상이한 관심층에 대한 복수의 상이한 파장 범위를 선택하는 동작;
    상이한 파장 범위에서 상기 상이한 관심층을 향해 적어도 하나의 입사빔이 지향되게 하고, 이에 응답하여 상기 상이한 관심층 각각에 대한 복수의 출력 신호 또는 이미지를 획득하는 동작; 및
    상기 상이한 관심층 내의 결함을 검출하기 위해 상기 상이한 관심층 각각으로부터의 상기 출력 신호 또는 이미지를 분석하는 동작
    을 포함하고,
    상기 흡수체형 재료는 SiN인 것인, 검사 시스템.
  12. 삭제
  13. 제11항에 있어서,
    상기 상이한 파장 범위를 선택하는 동작은:
    상기 상이한 관심층 중 제1 관심층 내에 또는 부근에 존재하는 SiN을 갖지 않거나 또는 상기 제1 관심층 아래에 존재하는 SiN을 갖는 상기 제1 관심층에 대한 SiN의 흡수 에지 파장 미만인 더 짧은 파장 범위를 선택하는 동작; 및
    상기 상이한 관심층 중 제2 관심층 위에 존재하는 SiN을 갖는 상기 제2 관심층에 대한 흡수 에지 파장 초과인 더 긴 파장 범위를 선택하는 동작
    을 포함하는 것인, 검사 시스템.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 상이한 파장 범위를 선택하는 동작은, 제3 관심층 내에 존재하는 SiN을 갖는 상기 상이한 관심층 중 제3 관심층의 세트 각각에서 좁은 그리고 더 짧은 파장 범위를 선택하는 동작을 더 포함하는 것인, 검사 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 더 짧은 파장 범위는 220 nm 이하이고;
    상기 더 긴 파장 범위는 230 nm 이상이고;
    상기 좁은 그리고 더 짧은 파장 범위는 230 nm 내지 250 nm인 것인, 검사 시스템.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 상이한 파장 범위를 선택하는 동작은, 상기 샘플이 제조되었던 디자인 데이터베이스 내에 명시된 바와 같은 상기 상이한 관심층 각각 내에 또는 부근에 SiN이 존재하는지 여부를 결정하는 동작을 포함하는 것인, 검사 시스템.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 상이한 파장 범위를 선택하는 동작은, 상기 샘플이 제조되었던 디자인 데이터베이스의 제공 없이, 층 및 재료 유형의 리스트로 명시된 바와 같은 상기 상이한 관심층 각각 내에 또는 부근에 SiN이 존재하는지 여부를 결정하는 동작을 포함하는 것인, 검사 시스템.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 제어기는 또한, 상기 적어도 하나의 입사빔에 수평 또는 수직 편광을 적용하도록 구성되는 것인, 검사 시스템.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 제어기는 또한, 상기 상이한 관심층의 적어도 일부에 대한 특정 입사각을 달성하기 위해 상기 적어도 하나의 입사빔에 대한 상이한 애퍼처 설정을 선택하도록 구성되는 것인, 검사 시스템.
  20. 제11항에 있어서,
    수직 스택 구조체를 갖는 특정 관심층에 대한 상이한 파장 범위의 적어도 일부는, 상기 수직 스택 구조체의 깊이 전체 및 표면 모두 상의 결함을 검출하기 위한 더 긴 파장 범위 및 상기 수직 스택 구조체의 표면 상의 결함을 검출하기 위한 더 짧은 파장 범위를 포함하는 것인, 검사 시스템.
  21. 반도체 샘플을 검사하기 위한 방법에 있어서,
    검사 도구 상에서, 상이한 관심층이 상기 상이한 관심층 내에 또는 부근에 존재하는 흡수체형(absorber type) 재료를 갖는지 여부에 기초하여, 하나 이상의 반도체 샘플의 상이한 관심층에 대한 복수의 상이한 파장 범위를 선택하는 단계 ― 상기 흡수체형 재료는 SiO2임 ― ;
    상기 검사 도구 상에서, 상기 상이한 파장 범위에서 상기 상이한 관심층을 향해 적어도 하나의 입사빔을 지향시키고, 이에 응답하여 상기 상이한 관심층 각각에 대한 복수의 출력 신호 또는 이미지를 획득하는 단계; 및
    상기 상이한 관심층 내의 결함을 검출하기 위해 상기 상이한 관심층 각각으로부터의 상기 출력 신호 또는 이미지를 분석하는 단계
    를 포함하는, 반도체 샘플을 검사하기 위한 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 상이한 파장 범위를 선택하는 단계는:
    상기 상이한 관심층 중 제1 관심층 내에 또는 부근에 존재하는 SiO2를 갖지 않거나 또는 상기 제1 관심층 아래에 존재하는 SiO2를 갖는 상기 제1 관심층에 대한 SiO2의 흡수 에지 파장 미만인 더 짧은 파장 범위를 선택하는 단계; 및
    상기 상이한 관심층 중 제2 관심층 위에 존재하는 SiO2를 갖는 상기 제2 관심층에 대한 흡수 에지 파장 초과인 더 긴 파장 범위를 선택하는 단계
    를 포함하는 것인, 반도체 샘플을 검사하기 위한 방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 상이한 파장 범위를 선택하는 단계는, 상기 상이한 관심층 중 제3 관심층 내에 존재하는 SiO2를 갖는 상기 제3 관심층에서 좁은 그리고 더 짧은 파장 범위를 선택하는 단계를 더 포함하는 것인, 반도체 샘플을 검사하기 위한 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 상이한 파장 범위를 선택하는 단계는, 상기 샘플이 제조되었던 디자인 데이터베이스 내에 명시된 바와 같은 상기 상이한 관심층 각각 내에 또는 부근에 SiO2가 존재하는지 여부를 결정하는 단계를 포함하는 것인, 반도체 샘플을 검사하기 위한 방법.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 상이한 파장 범위를 선택하는 단계는, 상기 샘플이 제조되었던 디자인 데이터베이스의 제공 없이, 층 및 재료 유형의 리스트로 명시된 바와 같은 상기 상이한 관심층 각각 내에 또는 부근에 SiO2가 존재하는지 여부를 결정하는 단계를 포함하는 것인, 반도체 샘플을 검사하기 위한 방법.
  26. 제23항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 입사빔에 수평 또는 수직 편광을 적용하는 단계를 더 포함하는, 반도체 샘플을 검사하기 위한 방법.
  27. 제23항에 있어서,
    상기 상이한 관심층의 적어도 일부에 대한 특정 입사각을 달성하기 위해 상기 적어도 하나의 입사빔에 대한 상이한 애퍼처 설정을 선택하는 단계를 더 포함하는, 반도체 샘플을 검사하기 위한 방법.
  28. 제21항에 있어서,
    수직 스택 구조체를 갖는 특정 관심층에 대한 상이한 파장 범위의 적어도 일부는, 상기 수직 스택 구조체의 깊이 전체 및 표면 모두 상의 결함을 검출하기 위한 더 긴 파장 범위 및 상기 수직 스택 구조체의 표면 상의 결함을 검출하기 위한 더 짧은 파장 범위를 포함하는 것인, 반도체 샘플을 검사하기 위한 방법.
  29. 반도체 샘플을 검사하기 위한 검사 시스템에 있어서,
    상이한 관심층이 상기 상이한 관심층에서 관심층 내에 또는 부근에 존재하는 흡수체형 재료를 갖는지 여부에 기초하여, 상기 상이한 관심층에 대한 복수의 상이한 파장 범위에서 하나 이상의 반도체 샘플을 향해 입사빔을 발생시켜 지향시키기 위한 조명 광학 모듈;
    상기 입사빔에 응답하여, 상기 상이한 관심층으로부터 반사되거나 산란된 출력빔을 집광시키기 위한 집광 광학 모듈; 및
    동작을 수행하도록 구성되는 제어기
    를 포함하며, 상기 동작은:
    상기 상이한 관심층이 상기 상이한 관심층 내에 또는 부근에 존재하는 흡수체형 재료를 갖는지 여부에 기초하여, 하나 이상의 반도체 샘플의 상이한 관심층에 대한 복수의 상이한 파장 범위를 선택하는 동작 ― 상기 흡수체형 재료는 SiO2임 ― ;
    상기 상이한 파장 범위에서 상기 상이한 관심층을 향해 적어도 하나의 입사빔이 지향되게 하고, 이에 응답하여 상기 상이한 관심층 각각에 대한 복수의 출력 신호 또는 이미지를 획득하는 동작; 및
    상기 상이한 관심층 내의 결함을 검출하기 위해 상기 상이한 관심층 각각으로부터의 상기 출력 신호 또는 이미지를 분석하는 동작
    을 수행하도록 구성되는 것인, 검사 시스템.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 상이한 파장 범위를 선택하는 동작은,
    상기 상이한 관심층 중 제1 관심층 내에 또는 부근에 존재하는 SiO2를 갖지 않거나 또는 상기 제1 관심층 아래에 존재하는 SiO2를 갖는 상기 제1 관심층에 대한 SiO2의 흡수 에지 파장 미만인 더 짧은 파장 범위를 선택하는 동작; 및
    상기 상이한 관심층 중 제2 관심층 위에 존재하는 SiO2를 갖는 상기 제2 관심층에 대한 흡수 에지 파장 초과인 더 긴 파장 범위를 선택하는 동작
    을 포함하는 것인, 검사 시스템.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 상이한 파장 범위를 선택하는 동작은, 제3 관심층 내에 존재하는 SiO2를 갖는 상기 상이한 관심층 중 제3 관심층의 세트 각각에서 좁은 그리고 더 짧은 파장 범위를 선택하는 동작을 더 포함하는 것인, 검사 시스템.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 상이한 파장 범위를 선택하는 동작은, 상기 샘플이 제조되었던 디자인 데이터베이스 내에 명시된 바와 같은 상기 상이한 관심층 각각 내에 또는 부근에 SiO2가 존재하는지 여부를 결정하는 동작을 포함하는 것인, 검사 시스템.
  33. 제31항에 있어서,
    상기 상이한 파장 범위를 선택하는 동작은, 상기 샘플이 제조되었던 디자인 데이터베이스의 제공 없이, 층 및 재료 유형의 리스트로 명시된 바와 같은 상기 상이한 관심층 각각 내에 또는 부근에 SiO2가 존재하는지 여부를 결정하는 동작을 포함하는 것인, 검사 시스템.
  34. 제31항에 있어서,
    상기 제어기는 또한, 상기 적어도 하나의 입사빔에 수평 또는 수직 편광을 적용하도록 구성되는 것인, 검사 시스템.
  35. 제31항에 있어서,
    상기 제어기는 또한, 상기 상이한 관심층의 적어도 일부에 대한 특정 입사각을 달성하기 위해 상기 적어도 하나의 입사빔에 대한 상이한 애퍼처 설정을 선택하도록 구성되는 것인, 검사 시스템.
  36. 제29항에 있어서,
    수직 스택 구조체를 갖는 특정 관심층에 대한 상이한 파장 범위의 적어도 일부는, 상기 수직 스택 구조체의 깊이 전체 및 표면 모두 상의 결함을 검출하기 위한 더 긴 파장 범위 및 상기 수직 스택 구조체의 표면 상의 결함을 검출하기 위한 더 짧은 파장 범위를 포함하는 것인, 검사 시스템.
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