KR102351636B1 - 유연적 샘플링을 이용한 공정 제어 방법 및 시스템 - Google Patents

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케이엘에이 코포레이션
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Abstract

본 발명의 유연적 희소 계측 샘플 플랜의 생성은 계측 툴로부터 하나 이상의 웨이퍼로부터의 계측 신호들의 전체 세트를 수신하는 단계, 계측 신호들의 전체 세트에 기초하여 웨이퍼 특성들의 세트를 결정하고 웨이퍼 특성들의 세트와 관련된 웨이퍼 특성 메트릭을 계산하는 단계, 계측 신호들의 전체 세트에 기초하여 하나 이상의 독립적인 특성화 메트릭을 계산하는 단계, 및 웨이퍼 특성들의 세트, 웨이퍼 특성 메트릭 및 하나 이상의 독립적인 특성화 메트릭에 기초하여 유연적 희소 샘플 플랜을 생성하는 단계를 포함한다. 유연적 희소 샘플 플랜으로부터의 계측 신호들로 계산된 하나 이상의 특성의 하나 이상의 독립적인 특성화 메트릭은 계측 신호들의 전체 세트로 계산된 하나 이상의 특성의 하나 이상의 독립적인 특성화 메트릭으로부터 선택된 임계값 내에 있다.

Description

유연적 샘플링을 이용한 공정 제어 방법 및 시스템
본 출원은 이하에 열거된 출원(들)("관련 출원들")과 관련이 있으며, 이 출원(들)으로부터의 최선의 이용가능한 유효 출원일(들)의 이익을 청구한다(예를 들어, 관련 출원들의 임의의 그리고 모든 부모 출원, 조부모 출원, 증조부모 출원 등에 대하여, 가특허 출원들 이외의 경우에는 최선의 이용가능한 우선일을 청구하거나, 또는 가특허 출원의 경우에는 35 USC § 119(e)에 기반하여 이익들을 청구한다).
USPTO의 특별 법규 요구 사항의 목적을 위해, 본 출원은 발명자들로서 오누 데미에르(Onur Demirer), 윌리엄 피어슨(William Pierson) 및 로이 볼코비크(Roie Volkovich)에 의해 "COMPOSITE WAFER CONTROL USING FLEXIBLE SAMPLING"이라는 발명의 명칭으로 2015년 6월 18일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 제62/181,200호의 정규 특허 출원으로 구성되며, 이 가특허 출원의 전체 내용은 본원 명세서에 참고로 원용된다.
USPTO의 특별 법규 요구 사항의 목적을 위해, 본 출원은 발명자들로서 마크 바그너(Mark Wagner), 로이 볼코비크(Roie Volkovich), 다나 클레인(Dana Klein), 빌 피어슨(Bill Pierson) 및 오누 데미에르(Onur Demirier)에 의해 "OPTIMIIZING SAMPLING BASED ACCURACY"이라는 발명의 명칭으로 2015년 9월 21일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 제62/221,588호의 정규 특허 출원으로 구성되며, 이 가특허 출원의 전체 내용은 본원 명세서에 참고로 원용된다.
본 발명은 일반적으로 리소그래피 공정 제어(lithography process control)를 위한 웨이퍼 계측(wafer metrology)에 관한 것이며, 특히, 노이즈를 감소시키고 피드백 공정 툴 피드백 정정(feedback process tool feedback correction)을 개선하기 위한 유연적 샘플링 플랜(flexible sampling plan)들의 생성에 관한 것이다.
로직 및 메모리 디바이스와 같은 반도체 디바이스들을 제조하는 것은 일반적으로 반도체 디바이스들의 다양한 피처(feature)들 및 다중 레벨들을 형성하기 위해 방대한 수의 제조 공정들을 사용하여 웨이퍼와 같은 기판을 처리하는 것을 포함한다. 예를 들어, 리소그래피(lithography)는 레티클/마스크로부터 웨이퍼 상에 배열된 레지스트로 패턴을 전사하는 것을 수반하는 제조 공정이다. 제조 공정들의 추가의 예들은 화학 기계적 연마(CMP, chemical-mechanical polishing), 에칭(etching), 증착(deposition) 및 이온 주입(ion implantation)을 포함하지만, 그러나 이들로 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 전반에 걸쳐서 사용되는 용어인 "웨이퍼(wafer)"는 일반적으로 반도체 또는 비반도체 재료로 형성된 기판을 지칭한다. 예를 들어, 반도체 또는 비반도체 재료는 단결정 실리콘(monocrystalline silicon), 갈륨 비소(gallium arsenide) 또는 인듐 인화물(indium phosphide)을 포함할 수 있지만, 그러나 이들로 한정되는 것은 아니다. 웨이퍼는 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이러한 층들은 레지스트, 유전체 재료, 도전성 재료 및 반도전성 재료를 포함할 수 있지만, 그러나 이들로 한정되는 것은 아니다. 많은 상이한 유형의 이러한 층들이 당업계에는 공지되어 있으며, 본 명세서에서 사용되는 웨이퍼라는 용어는 이러한 모든 유형의 층들이 형성될 수 있는 웨이퍼를 망라하는 것으로 의도된다. 웨이퍼 상에 형성된 하나 이상의 층은 패터닝되거나 또는 패터닝되지 않을 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼는 복수의 다이들을 포함할 수 있고, 각각의 다이들은 반복 가능한 패터닝된 피처들을 갖는다. 이러한 재료 층들의 형성 및 처리는 궁극적으로 완성된 디바이스들을 초래할 수 있다. 많은 상이한 유형의 디바이스들이 웨이퍼 상에 형성될 수 있고, 본 명세서에서 사용되는 웨이퍼라는 용어는 당업계에서 공지된 임의의 유형의 디바이스가 제조될 수 있는 웨이퍼를 망라하도록 의도된다.
계측 공정들은 디바이스 제조 중에 공정 제어를 모니터하기 위해서 반도체 제조 공정 중의 다양한 단계들에서 사용되고 있다. 공정 제어에 사용되는 계측 공정의 유형들은 오버레이 계측, 임계 치수(CD, Critical Dimension) 계측, 웨이퍼 형상 계측(wafer geometry metrology) 등을 포함한다. 예를 들어, 리소그래피 처리 단계와 같은 공정 단계 중에, 반도체 디바이스의 현재 층과 이전 층 사이에는 오버레이 오차(overlay error)가 발생될 수 있다. 오버레이는 반도체 디바이스의 현재 층과 반도체 디바이스의 하나 또는 다수의 이전 층들 사이의 부정합으로서 정의된다. 리소그래피 툴(스캐너) 오차, 웨이퍼 형상 유도 오차, 에칭 유도 오차 등을 포함하는 다양한 원인으로 오버레이 오차들이 발생할 수 있다. 반도체 디바이스의 제조 중에 오버레이를 제어하고 오버레이 오차들을 최소화하기 위해서, 피드백 제어 시스템(feedback control system)이 적용된다. 피드백 제어 시스템은, i)계측 툴(metrology tool)을 사용하여 오버레이를 측정하고, ii)오버레이를 최소화하는 스캐너 정정 가능 인자(correctable)를 계산하며, iii)향상된 공정 제어(APC) 알고리즘을 통해 이러한 정정치(correction)를 되공급하는 것에 의존한다. 종래의 오버레이 제어 방식들은 오버레이 오차들을 모델링하고 스캐너 정정 가능 인자를 계산하기 위해 웨이퍼들 상의 오버레이 타겟들(즉, 정적 샘플 플랜)의 고정된 서브 세트를 측정하는 것에 의존한다.
오버레이 계측에 대한 이전의 응용들은 정적 샘플 플랜들을 이용하는데, 여기서 모든 로트에서 측정된 모든 웨이퍼는 동일한 샘플 플랜을 수신한다. 이 경우, 샘플 플랜은 웨이퍼들 상의 모든 사용 가능한 오버레이 타겟들의 선택된 서브 세트를 나타낸다. 그 결과, 주기적인 "밀집 맵(dense map)" 측정이 수행되는 경우가 종종 있는데, 일부 웨이퍼들은 매우 조밀한 오버레이 샘플 플랜(예컨대, 수천 개의 타겟들)을 사용하여 측정되기 때문에 필드별 정정치가 생성될 수 있다. 이러한 주기적인 측정에는 시간과 노력이 필요하다. 또한, 상당히 불규칙하고 고차의 오버레이 시그너처에 대한 정정을 위해서 이러한 절차가 반복되어야만 한다. 추가의 접근 방법은 정적 샘플 플랜으로부터의 정보가 주기적인 밀집 맵 측정에 의존하지 않고 필드별 정정치를 계산하는데 사용되는 향상된 필드별 외삽 모델링 기법에 의존하는 것을 포함한다. 이러한 접근 방법은 광대한 최적화 및 신중한 설정을 필요로 한다. 또한, 외삽 기법은 일부 불규칙한 오버레이 시그너처에는 덜 유용하다.
반도체 디바이스의 치수가 감소됨에 따라서, 허용 가능한 반도체 디바이스의 성공적인 제조를 위해서는 계측 공정들이 더욱 중요시 되고 있다. 이와 같이, 향상된 계측 성능들을 제공하고 전술한 바와 같은 종래 기술의 접근 방법들에서의 결점들을 구제하는 시스템 및 방법을 제공하는 것이 바람직할 수 있다.
다수의 유연적 희소 샘플 플랜(flexible sparse sample plan)들을 이용하여 가상 밀집 샘플 맵(virtual dense sample map)을 형성하는 시스템이 개시된다. 하나의 실시예에서, 시스템은 많은 수의 웨이퍼들 중 하나 이상의 웨이퍼에 대해 하나 이상의 계측 측정을 수행하도록 구성된 계측 서브 시스템을 포함한다. 다른 실시예에서, 시스템은 계측 서브 시스템의 하나 이상의 부분에 통신 가능하게 결합된 제어기를 포함한다. 다른 실시예에서, 제어기는 프로그램 명령어들을 실행하도록 구성된 하나 이상의 프로세서를 포함하고, 상기 프로그램 명령어들은, 상기 하나 이상의 프로세서로 하여금, 계측 서브 시스템으로부터 수신된 하나 이상의 웨이퍼의 하나 이상의 계측 측정치에 기초하여 복수의 유연적 희소 샘플링 플랜들을 생성하게 하고, 복수의 유연적 희소 샘플링 플랜들의 위치에서 2 개 이상의 웨이퍼들에 대한 계측 측정을 수행하도록 계측 서브 시스템에게 지시하게 하며 - 여기서, 각각의 유연적 희소 샘플링 플랜은 2 개 이상의 웨이퍼들 중 하나와 관련된다 -, 복수의 유연적 샘플 플랜들의 위치에서 수행된 계측 측정으로부터의 결과들을 결합함으로써 계측 신호들의 가상 밀집 맵을 형성하게 하고, 계측 신호들의 가상 밀집 맵에 기초하여 공정 툴 정정 가능 인자의 세트를 계산하게 하도록 구성된다.
하나 이상의 유연적 희소 샘플 플랜을 생성하는 시스템이 개시된다. 하나의 실시예에서, 시스템은 하나 이상의 웨이퍼에 대해 하나 이상의 계측 측정을 수행하도록 구성된 계측 서브 시스템을 포함한다. 다른 실시예에서, 시스템은 계측 서브 시스템의 하나 이상의 부분에 통신 가능하게 결합된 제어기를 포함한다. 제어기는 프로그램 명령어들을 실행하도록 구성된 하나 이상의 프로세서를 포함하고, 상기 프로그램 명령어들은, 상기 하나 이상의 프로세서로 하여금, 계측 서브 시스템으로부터 하나 이상의 웨이퍼로부터의 계측 신호들의 전체 세트를 수신하게 하고, 계측 신호들의 전체 세트에 기초하여 웨이퍼 특성들의 세트를 결정하고 웨이퍼 특성들의 세트와 관련된 웨이퍼 특성 메트릭(metric)을 계산하게 하고, 계측 신호들의 전체 세트에 기초하여 하나 이상의 독립적인 특성화 메트릭을 계산하게 하며, 웨이퍼 특성들의 세트, 웨이퍼 특성 메트릭, 및 하나 이상의 독립적인 특성화 메트릭에 기초하여 유연적 희소 샘플 플랜을 생성하게 하도록 구성되며, 유연적 희소 샘플 플랜으로부터의 계측 신호들로 계산된 하나 이상의 특성의 하나 이상의 독립적인 특성화 메트릭은 계측 신호들의 전체 세트로 계산된 하나 이상의 특성의 하나 이상의 독립적인 특성화 메트릭으로부터 선택된 임계값 내에 있다.
하나 이상의 유연적 희소 샘플 플랜을 생성하는 시스템이 개시된다. 하나의 실시예에서, 시스템은 하나 이상의 웨이퍼에 대해 하나 이상의 계측 측정을 수행하도록 구성된 계측 서브 시스템을 포함한다. 다른 실시예에서, 시스템은 계측 서브 시스템의 하나 이상의 부분에 통신 가능하게 결합된 제어기를 포함한다. 제어기는 프로그램 명령어들을 실행하도록 구성된 하나 이상의 프로세서를 포함하고, 상기 프로그램 명령어들은, 상기 하나 이상의 프로세서로 하여금, 계측 서브 시스템으로부터 하나 이상의 웨이퍼로부터의 계측 신호들의 전체 세트를 수신하게 하고, 계측 신호들의 전체 세트에 기초하여 웨이퍼 특성들의 세트를 결정하고 웨이퍼 특성들의 세트에 대한 정확도 메리트(merit)들의 세트를 계산하게 하며, 웨이퍼 특성들의 세트에 대한 정확도 메리트들의 세트 각각과 관련된 통계 메트릭을 계산하게 하고, 정확도 메리트들의 세트 각각과 관련된 통계 메트릭에 기초하여 유연적 희소 샘플링 플랜을 생성하게 하도록 구성된다.
하나 이상의 유연적 희소 샘플 플랜을 생성하는 시스템이 개시된다. 하나의 실시예에서, 시스템은 하나 이상의 웨이퍼에 대해 하나 이상의 계측 측정을 수행하도록 구성된 계측 서브 시스템을 포함한다. 다른 실시예에서, 시스템은 계측 서브 시스템의 하나 이상의 부분에 통신 가능하게 결합된 제어기를 포함한다. 제어기는 프로그램 명령어들을 실행하도록 구성된 하나 이상의 프로세서를 포함하고, 상기 프로그램 명령어들은, 상기 하나 이상의 프로세서로 하여금, 계측 서브 시스템으로부터 하나 이상의 웨이퍼로부터의 계측 신호들의 전체 세트를 수신하게 하고, 계측 신호들의 전체 세트에 기초하여 웨이퍼 특성들의 세트를 결정하고 웨이퍼 특성들의 세트에 대한 정확도 메리트들의 세트를 계산하게 하며, 정확도 메리트들의 세트에 기초하여 유연적 희소 샘플링 플랜을 생성하게 하도록 구성되고, 유연적 희소 샘플링 플랜은 선택된 임계값 아래의 정확도 메리트 값들을 표시하는 타겟 위치들을 전체 샘플링 플랜 내에서 식별함으로써 생성된다.
전술한 대략적인 설명과 후술하는 상세한 설명 둘 다는 예시적이고 설명적인 것일 뿐이며, 청구된 본 발명을 반드시 제한시키는 것은 아니라는 것을 이해해야 한다. 본 명세서에 통합되어 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면들은 본 발명의 실시예들을 예시하며, 일반적인 설명과 함께, 본 발명의 원리들을 설명하기 위한 역할을 한다.
본 발명의 수많은 장점들은 첨부 도면들을 참조함으로써 본 발명분야의 당업자에 의해 보다 잘 이해될 수 있다:
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따라 반도체 웨이퍼의 계측 타겟(metrology target)들을 측정하기 위한 계측 시스템의 개념적 블록도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따라 디마크된 필드(demarked field)를 갖는 반도체 웨이퍼의 평면도를 예시한다.
도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따라 필드 내의 복수의 타겟들을 도시하는 반도체 웨이퍼의 개별 필드(individual field)의 평면도를 예시한다.
도 1d는 본 발명의 일 실시예에 따라 반도체 웨이퍼의 계측 타겟들을 측정하기 위한 이미징 기반 계측 시스템(imaging-based metrology system)의 블록도이다.
도 1e는 본 발명의 일 실시예에 따라 반도체 웨이퍼의 계측 타겟들을 측정하기 위한 산란측정 기반 계측 시스템(scatterometry-based metrology system)의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 다수의 유연적 희소 샘플 플랜을 통해 공정 툴 정정 가능 인자를 제공하는 방법에서 수행되는 단계들을 예시하는 흐름도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따라 하나 이상의 유연적 희소 샘플 플랜을 생성하는 방법에서 수행되는 단계들을 예시하는 흐름도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따라 전체 샘플 플랜 및 유연적 희소 샘플 플랜의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 하나 이상의 유연적 희소 샘플 플랜을 생성하는 방법에서 수행되는 단계들을 예시하는 흐름도이다.
이제부터, 첨부된 도면들에서 도시되고 개시된 본 발명내용을 자세하게 설명할 것이다.
일반적으로 도 1a 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 개시에 따른 공정 툴 정정에서 사용하기 위한 유연적 샘플링 플랜들의 생성 방법 및 시스템이 설명된다. 본 발명의 실시예들은 많은 웨이퍼들 중의 하나 이상의 웨이퍼의 사용 가능한 계측 타겟 위치의 서브 세트를 나타내는 유연적 희소 샘플 플랜의 생성에 관한 것이다. 본 발명의 추가의 실시예들은 다수의 유연적 희소 플랜들을 사용하여 획득된 계측 데이터를 사용하는 복합 웨이퍼 정정치의 생성에 관한 것이다. 유연적 희소 샘플링 플랜들은 공정 시그너처 메트릭(예컨대, PSQ), 패터닝된 웨이퍼 형상 메트릭(예컨대, PWG), 오버레이 타겟 비대칭 메트릭(예컨대, Qmerit) 또는 오버레이 타겟 정확도 메트릭(예컨대, 오버레이 타겟 정확도 플래그)과 같은 하나 이상의 독립적인 메트릭(예컨대, 정확도 메리트)의 분석에 기초하여 생성될 수 있지만, 그러나 이들로 한정되지는 않는다.
도 1a는 본 발명의 하나 이상의 실시예에 따라 하나 이상의 계측 측정을 수행하는 계측 시스템(100)의 개념적 블록도를 도시한다. 하나의 실시예에서, 시스템(100)은 계측 서브 시스템(102)을 포함한다. 계측 서브 시스템(102)은 웨이퍼(112)의 하나 이상의 계측 타겟(111)의 하나 이상의 특성을 측정하도록 구성된다. 예를 들어, 계측 서브 시스템(102)은 하나 이상의 오버레이 계측 타겟, 광학 임계 치수(CD) 타겟 또는 포커스/도즈 타겟을 측정/특성화하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 계측 서브 시스템(102)은 도 1b 및 도 1c에 도시된 바와 같이 웨이퍼의 하나 이상의 필드(113) 내의 하나 이상의 계측 타겟(116)을 측정할 수 있다.
간략화를 목적으로, 계측 시스템(100)은 단순화된 블록도로 도시되어 있다는 것을 유념한다. 구성 요소 및 기하학적 구성을 포함하는 이 도시는 제한적인 것은 아니며 설명을 목적으로 제공되었을 뿐이다. 본 명세서에서 계측 시스템은 콘트라스트 기반 이미징(contrast-based imaging), 산란측정(scatterometry), 엘립소메트리(ellipsometry), SEM 및/또는 AFM 기술과 같은 계측 측정 기술에 기초할 수 있는, 본 명세서에 기술된 계측 공정들(예를 들어, 오버레이 계측, CD 계측, 포커스/도즈 계측)을 수행하기 위한 임의의 수의 광학 소자들, 조명원(illumination source)들 및 검출기들을 포함할 수도 있음이 인식되고 있다.
하나의 실시예에서, 계측 서브 시스템(102)은 오버레이 계측 서브 시스템 또는 툴을 포함한다. 하나의 실시예에서, 도 1d에 도시된 바와 같이, 계측 서브 시스템(102)은 이미징 기반 계측 서브 시스템이다. 예를 들어, 이미징 기반 계측 서브 시스템은 스테이지(136) 상에 배치된 웨이퍼(112)의 하나 이상의 타겟(111)의 하나 이상의 콘트라스트 기반 필드 이미지를 측정하도록 구성된다.
하나의 실시예에서, 이미징 기반 계측의 경우, 시스템(100)은 조명(134)을 생성하도록 구성된 조명원(illumination source)(122)과, 하나 이상의 웨이퍼(112)(예를 들어, 하나 이상의 웨이퍼 로트의 하나 이상의 웨이퍼)의 하나 이상의 계측 타겟(111)으로부터 반사된 광을 수집하도록 구성된 검출기(130) 및 하나 이상의 광학 소자를 포함할 수 있다. 하나의 실시예에서, 하나 이상의 광학 소자(예를 들어, 빔 스플리터(126) 등)는 조명원(122)으로부터의 조명의 제1 부분을, 물체 경로(132)를 따라, 스테이지(136) 상에 배치된 웨이퍼(112)의 하나 이상의 처리 층 위에 배치된 하나 이상의 계측 타겟(111)에 지향시키도록 구성된다. 또한, 조명원(122)으로부터의 광의 제2 부분은 기준 경로(138)를 따라 하나 이상의 기준 광학기(140)로 지향된다.
시스템(100)의 조명원(122)은 당업계에 공지된 임의의 조명원을 포함할 수 있다. 하나의 실시예에서, 조명원(122)은 광대역 광원을 포함할 수 있다. 예를 들어, 조명원(122)은 할로겐 광원(HLS), 아크 램프 또는 레이저 유지 플라즈마 광원을 포함할 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예에서, 조명원(122)은 협대역 광원을 포함할 수 있다. 예를 들어, 조명원(122)은 하나 이상의 레이저를 포함할 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
하나의 실시예에서, 시스템(100)의 하나 이상의 광학 소자는 하나 이상의 빔 스플리터(126)를 포함할 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 빔 스플리터(126)는 조명원(122)으로부터 나오는 광선(134)을 물체 경로(132)와 기준 경로(138)의 2 개의 경로들로 분리할 수 있다. 이러한 의미에서, 물체 경로(132) 및 기준 경로(138)는 2 개의 빔 간섭 광학 시스템의 일부를 형성할 수 있다. 예를 들어, 빔 스플리터(126)는 조명 경로(134)로부터의 광의 빔의 제2 부분이 기준 경로(138)를 따라 전송되는 것을 허용하면서, 조명 경로(134)로부터의 광의 빔의 제1 부분을 물체 경로(132)를 따르도록 지향시킬 수 있다. 빔 스플리터(126)는 조명 경로(134)로부터의 광의 일부를 기준 경로(138)를 따라 기준 거울(이들로 한정되지 않음)과 같은 기준 광학기(140)로 전송할 수 있다.
기준 경로(138) 및 기준 광학기(140)는 기준 거울, 기준 대물 렌즈 및 기준 경로(138)를 선택적으로 차단하도록 구성된 셔터를 비롯하여(이들로 한정되지 않음), 이미지 기반 오버레이 계측의 분야에서 알려진 임의의 광학 소자들을 포함할 수 있다. 일반적인 의미에서, 2개 빔 간섭 광학 시스템은 린닉 간섭계(Linnik interferometer)로서 구성될 수 있다. 린닉 간섭계는 1989년 4월 4일자로 발행된 미국 특허 제4,818,110호 및 2001년 1월 9일자로 발행된 미국 특허 제6,172,349호에 일반적으로 기술되어 있으며, 이들은 참고로 그 전체가 본 명세서에 통합된다.
다른 실시예에서, 시스템(100)은 대물 렌즈(128)를 포함할 수 있다. 대물 렌즈(128)는 광을 물체 경로(132)를 따라 스테이지(136) 상에 배치된 웨이퍼(112)의 표면에 지향시키는 것을 도울 수 있다. 빔 스플리터(126)에 의한 분할 프로세스에 이어서, 대물 렌즈(128)는 1차 광축과 동일 선상에 있을 수 있는 물체 경로(132)로부터의 광을 웨이퍼(112)의 계측 타겟들(111) 상에 포커싱시킬 수 있다. 당업계에 공지된 임의의 대물 렌즈가 이 실시예에서의 구현에 적합할 수 있다.
또한, 웨이퍼(112)의 표면에 충돌하는 광의 일부는 웨이퍼(112)의 계측 타겟들(111)에 의해 반사, 산란 또는 회절될 수 있고, 대물 렌즈(128) 및 빔 스플리터(126)를 거쳐 1차 광축(124)을 따라 검출기(130)로 지향될 수 있다. 대물 렌즈(128)와 검출기(130) 사이에는 중간 렌즈, 거울, 추가 빔 스플리터, 필터, 편광자, 이미징 렌즈 등과 같은 중간 광학 장치들이 배치될 수 있음을 추가로 인식되어야 한다.
다른 실시예에서, 검출기(130)는 웨이퍼(112)의 표면으로부터 이미지 데이터를 수집하도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼(112)의 표면으로부터 반사 또는 산란한 후에, 광은 1차 광축(124)을 따라 검출기(130)로 진행할 수 있다. 당업계에 공지된 임의의 검출기 시스템이 이 실시예에서의 구현에 적합하다는 것이 인식되고 있다. 예를 들어, 검출기(130)는 전하 결합 디바이스(CCD) 기반 카메라 시스템을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 검출기(130)는 시간 지연 통합(TDI)-CCD 기반 카메라 시스템을 포함할 수 있다. 또 다른 양태에서, 검출기(130)는 제어기(104)와 통신 가능하게 결합될 수 있다. 이와 관련하여, 디지털화된 이미지 데이터는 유선 신호(예를 들어, 구리선, 광섬유 케이블 등) 또는 무선 신호(예를 들어, 무선 RF 신호)와 같은 신호를 통해 검출기(130)로부터 제어기(104)로 전송될 수 있다. 이어서, 본 명세서에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 제어기(104)는 검출기(130)로부터 수신된 계측 측정치에 기초하여 공정 툴 정정 가능 인자의 세트를 계산하고 정정치를 공정 툴(105)(예를 들어, 스캐너)에 되공급할 수 있다.
본 명세서에 설명된 이미징 기반 오버레이 계측에 대한 확장 가능한 측정 및 계산 기술은 2012년 12월 11일자로 발행된 미국 특허 제8,330,281호 및 2008년 4월 8일자로 발행된 미국 특허 제7,355,291호에 기술되어 있으며, 이들 각각은 그 전체가 본원 명세서에 참고로 통합되어 있다.
하나의 실시예에서, 도 1e에 도시된 바와 같이, 계측 서브 시스템(102)은 산란측정 기반 계측 서브 시스템이다. 예를 들어, 산란측정 기반 계측 서브 시스템은 산란측정 기반 오버레이 계측 툴이며, 웨이퍼(112)의 하나 이상의 타겟(111)의 동공 이미지(pupil image)를 측정하도록 구성된다. 또 다른 예로서, 계측 서브 시스템(102)은 웨이퍼(112) 상에 배치된 하나 이상의 CD 타겟으로부터 하나 이상의 CD 파라미터를 측정하기에 적합한 CD 계측 툴을 포함한다. CD 계측 툴은 당업계에 공지된 임의의 CD 파라미터를 측정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, CD 계측 툴은 하나 이상의 CD 타겟으로부터 아래의 파라미터들, 즉 높이, CD(예컨대, 하부 CD, 중간 CD 또는 상부 CD) 및 측벽 각도(SWA)(예컨대, 하부 SWA , 중간 SWA 또는 상부 SWA) 중 하나 이상을 측정할 수 있다. 이 실시예에서, 계측 서브 시스템(102)은 산란측정 또는 엘립소메트리 측정을 수행하기 위한 임의의 방식으로 구성될 수 있다.
하나의 실시예에서, 도 1e에 도시된 바와 같이, 계측 서브 시스템(102)은 조명원(150), 편광 소자(152), 분석기(154) 및 검출기(160)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 계측 서브 시스템(102)은 추가의 광학 소자들(156, 158)을 포함할 수있다. 예를 들어, 광학 소자들(156, 158)은 하나 이상의 렌즈(예를 들어, 포커싱 렌즈), 하나 이상의 거울, 하나 이상의 필터 및/또는 하나 이상의 시준기(collimator)를 포함할 수 있지만, 그러나 이들로 한정되는 것은 아니다.
오버레이 오차를 검출하기 위한 산란측정의 사용은 2016년 5월 24일자로 발행된 미국 특허 제9,347,879호에 일반적으로 기술되어 있으며, 이들은 그 전체가 본원 명세서에 참고로 통합되어 있다. 오버레이 오차를 검출하기 위한 산란측정의 사용은 2004년 2월 10일자로 발행된 미국 특허 제6,689,519호에 일반적으로 기술되어 있으며, 이들은 그 전체가 본원 명세서에 참고로 통합되어 있다. 엘립소메트리의 원리는 윌리엄 앤드류사(William Andrew, Inc.)의 하랜드 지. 톰긴스(Harland G. Tompkins) 및 유진 에이. 아이린(Eugene A. Irene)에 의해 2005년에 발간된 엘립소메트리 핸드북 초판에 일반적으로 제공되어 있으며, 이들은 그 전체가 본원 명세서에 참고로 통합되어 있다.
도 1a를 다시 참조하면, 일 실시예에서, 계측 시스템(100)은 제어기(104)를 포함한다. 일 실시예에서, 제어기(104)는 계측 서브 시스템(102)에 통신 가능하게 결합된다. 예를 들어, 도 1d 내지 도 1e에 도시된 바와 같이, 제어기(104)는 계측 서브시스템(102)의 검출기(130,160)의 출력에 결합될 수 있다. 제어기(104)가 계측 서브 시스템(102)에 의해 생성된 출력을 수신할 수 있도록 임의의 적합한 방식(예를 들어, 점선으로 나타낸 하나 이상의 전송 매체에 의해)으로 제어기(104)는 검출기에 결합될 수 있다.
하나의 실시예에서, 제어기(104)는 하나 이상의 프로세서(106)를 포함한다. 하나 이상의 프로세서(106)는 프로그램 명령어들의 세트를 실행하도록 구성된다. 프로그램 명령어는 본 명세서 전체에 걸쳐 기술된 임의의 공정 단계들을 수행할 수 있다.
제어기(104)의 하나 이상의 프로세서(106)는 당업계에 공지된 임의의 하나 이상의 처리 소자를 포함할 수 있다. 이러한 의미에서, 하나 이상의 프로세서(106)는 소프트웨어 알고리즘 및/또는 명령어들을 실행하도록 구성된 임의의 마이크로 프로세서형 디바이스를 포함할 수 있다. 하나의 실시예에서, 하나 이상의 프로세서(106)는 본 명세서 전체에 걸쳐 기술된 바와 같이 시스템(100)을 동작시키기 위해 구성된 프로그램을 실행하도록 구성된 데스크탑 컴퓨터, 메인 프레임 컴퓨터 시스템, 워크스테이션, 이미지 컴퓨터, 병렬 프로세서, 또는 기타의 컴퓨터 시스템(예를 들어, 네트워크 컴퓨터)으로 구성될 수 있다. 본 명세서 전체에 걸쳐 기술된 단계들은 단일 컴퓨터 시스템 또는 대안적으로 다수의 컴퓨터 시스템에 의해 수행될 수 있음을 인식하여야 한다. 일반적으로, 용어 "프로세서"는 비일시적 메모리 매체(108)로부터의 프로그램 명령어를 실행하는 하나 이상의 처리 소자를 갖는 임의의 디바이스를 포함하는 것으로 광범위하게 정의될 수 있다. 더욱이, 시스템(100)의 상이한 서브시스템(예컨대, 계측 서브 시스템, 디스플레이 또는 사용자 인터페이스)은 본 명세서 전체에 걸쳐 기술된 단계들의 적어도 일부를 수행하기에 적합한 프로세서 또는 논리 소자들을 포함할 수 있다. 그러므로, 전술한 설명은 본 발명에 대한 제한으로서 해석되어서는 안되며, 단지 예시일 뿐이다.
메모리 매체(108) 또는 메모리는 관련된 하나 이상의 프로세서(106)에 의해 실행 가능한 프로그램 명령어를 저장하기에 적합한 당업계에 공지된 임의의 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리 매체(108)는 비일시적 메모리 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리 매체(108)는 판독 전용 메모리, 랜덤 액세스 메모리, 자기 또는 광학 메모리 디바이스(예를 들어, 디스크), 자기 테이프, 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive) 등을 포함할 수 있지만, 그러나 이들로 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예에서, 본 명세서에서 메모리(108)는 계측 서브 시스템(102)으로부터의 하나 이상의 결과 및/또는 본 명세서에 설명된 다양한 단계들의 출력을 저장하도록 구성되는 것에 주목한다. 또한, 메모리(108)는 하나 이상의 프로세서(106)와 함께 공통 제어기 하우징에 하우징될 수 있음을 추가로 주목한다. 대안적인 실시예에서, 메모리(108)는 프로세서(106)의 물리적 위치에 대해 원격으로 위치될 수 있다. 예를 들어, 제어기(104)의 하나 이상의 프로세서(106)는 네트워크(예를 들어, 인터넷, 인트라넷 등)를 통해 액세스 가능한 원격 메모리(예를 들어, 서버)에 액세스할 수 있다. 다른 실시예에서, 메모리 매체(108)는 하나 이상의 프로세서(106)로 하여금 본 명세서를 통해 설명된 다양한 단계들을 수행하게 하는 프로그램 명령어들을 포함한다.
다른 실시예에서, 시스템(100)의 제어기(104)는 유선 및/또는 무선 부분을 포함할 수 있는 전송 매체에 의하여 다른 시스템들로부터의 데이터 또는 정보(예를 들어, 검사 시스템으로부터의 검사 결과들이나 계측 시스템으로부터의 계측 결과들)를 수신 및/또는 획득하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 전송 매체는 제어기(104)와 시스템(100)의 다른 서브 시스템들 사이의 데이터 링크로서 역할을 할 수 있다. 더욱이, 제어기(104)는 전송 매체(예컨대, 네트워크 연결)를 통해 외부 시스템으로 데이터를 전송할 수 있다.
다른 실시예에서, 시스템(100)은 사용자 인터페이스(도시되지 않음)를 포함한다. 하나의 실시예에서, 사용자 인터페이스는 제어기(104)의 하나 이상의 프로세서(106)에 통신 가능하게 결합된다. 다른 실시예에서, 사용자 인터페이스 디바이스는 사용자로부터의 선택 및/또는 명령들을 받아들이기 위해 제어기(104)에 의해 이용될 수 있다. 본 명세서에서 추가로 설명되는 일부 실시예들에서, 사용자(도시 생략됨)에게 데이터를 표시하기 위해서 디스플레이가 사용될 수 있다. 이어서, 사용자는 디스플레이 디바이스를 통해 사용자에게 표시된 데이터에 응답하여 선택 및/또는 명령들(예를 들어, 측정된 필드 사이트들 또는 회귀 공정을 위한 필드 사이트들의 사용자 선택)을 입력할 수 있다.
사용자 인터페이스 디바이스는 당업계에 공지된 임의의 사용자 인터페이스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자 인터페이스는 키보드, 키패드, 터치 스크린, 레버, 노브(knob), 스크롤 휠, 트랙 볼, 스위치, 다이얼, 슬라이딩 바(sliding bar), 스크롤 바, 슬라이드, 핸들, 터치 패드, 패들(paddle), 스티어링 휠, 조이스틱, 베젤(bezel) 입력 장치 등을 포함할 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 터치 스크린 인터페이스 디바이스의 경우, 당업자라면 다수의 터치 스크린 인터페이스 디바이스가 본 발명에서의 구현에 적합할 수 있음을 알아야 한다. 예를 들어, 디스플레이 디바이스는 용량성 터치 스크린, 저항성 터치 스크린, 표면 음향 기반 터치 스크린, 적외선 기반 터치 스크린 등과 같은 터치 스크린 인터페이스(이들로 한정되지 않음)와 통합될 수 있다. 일반적인 의미에서, 디스플레이 디바이스의 디스플레이부와 통합될 수 있는 임의의 터치 스크린 인터페이스는 본 발명에서 구현하기에 적합하다. 다른 실시예에서, 사용자 인터페이스는 베젤 장착 인터페이스를 포함할 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다.
디스플레이 디바이스(도시되지 않음)는 당업계에 공지된 임의의 디스플레이 디바이스를 포함할 수 있다. 하나의 실시예에서, 디스플레이 디바이스는 액정 디스플레이(LCD)를 포함할 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예에서, 디스플레이 디바이스는 유기 발광 다이오드(OLED) 기반 디스플레이를 포함할 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예에서, 디스플레이 디바이스는 CRT 디스플레이를 포함할 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 당업자라면 다양한 디스플레이 디바이스가 본 발명에서 구현하기에 적합할 수 있고 디스플레이 디바이스의 특정 선택이 폼 팩터(form factor), 비용 등을 포함하는 다양한 요인들(이들로 한정되지 않음)에 따라 달라질 수 있음을 알아야 한다. 일반적인 의미에서, 사용자 인터페이스 디바이스(예컨대, 터치 스크린, 베젤 장착 인터페이스, 키보드, 마우스, 트랙 패드(trackpad) 등)와 통합될 수 있는 임의의 디스플레이 디바이스가 본 발명에서의 구현에 적합하다.
도 1a 내지 도 1e에 도시된 시스템(100)의 실시예들은 본 명세서에 기술된 바와 같이 추가로 구성될 수 있다. 또한, 시스템(100)은 본 명세서에서 기술된 방법의 실시예(들) 중 임의의 다른 단계(들)을 수행하도록 구성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 하나 이상의 실시예에 따라 다수의 유연적 희소 샘플링 플랜들을 이용한 공정 제어의 방법(200)에서 수행되는 단계들을 예시하는 흐름도이다.
단계 202에서, 다수의 유연적 희소 샘플링 플랜들이 생성된다. 유연적 희소 샘플링 플랜들의 이용은 계측 서브 시스템(102)으로부터의 정확도/독립적인 메트릭 정보 수집에 기초한 샘플링의 최적화(또는 적어도 개량)를 허용한다. 계측 서브 시스템(102)은 독립형 계측 툴, 통합된 계측 툴(예컨대, 산란측정 또는 이미징 기반 계측 툴) 또는 이들의 조합일 수 있다. 이 접근 방법의 정확도/독립적인 메트릭 정보 기반 최적화는 타겟들의 전체 세트 또는 충분한 세트를 나타내는 측정된 타겟들의 서브 세트를 선택함으로써 샘플링 크기 및 계측 측정 지속기간을 단축하는 역할을 한다. 정확도 메리트 값과 같은 독립적인 메트릭 정보를 기반으로 유연적 희소 샘플링 플랜들을 생성하는 방법은 본원 명세서에서 추가로 상세히 설명한다.
단계 204에서, 다수의 유연적 샘플링 플랜의 위치에서 하나 이상의 웨이퍼에 대해 계측 측정이 수행된다. 단계 206에서, 다수의 유연적 샘플링 플랜의 위치에서 수행된 계측 측정으로부터의 결과들을 결합함으로써 계측 측정치의 가상 밀집 맵이 형성된다. 본 명세서의 유연적 샘플 플랜의 적용은 단계 206에서 생성된 가상 밀집 맵으로부터 필드별 정정치의 생성을 허용한다. 이러한 접근법은 주기적인 밀집 맵 측정을 필요로 하지 않는다.
또한, 단계 206의 가상 그리드 맵의 형성은 단지 다수의 유연적 샘플 플랜의 합성을 수반하지는 않는다. 오히려, 가상 밀집 맵의 형성은 먼저 제어기(104)를 통해서 각각의 유연적 샘플 웨이퍼로부터 그리드 시그너처를 제거하는 것을 포함한다. 그 다음, 제어기(104)에 의해 실행되는 하나 이상의 알고리즘은 각각의 필드에 대해 인접한 필드의 가중된 결합을 적용함으로서 노이즈를 필터링할 수 있다. 방법(200)의 노이즈 필터링 기능은 웨이퍼간 변동 및 로트 간 변동이 증가함에 따라 특히 유용하게 된다. 이러한 접근법을 사용함으로써, 웨이퍼(112)에 대한 구역 변동이 더 정확하게 포착될 수 있고, 필드별 정정치가 가상 밀집 맵을 사용하여 계산될 수 있다.
단계 208에서, 공정 툴 정정 가능 인자가 계측 측정치의 가상 밀집 맵에 기초하여 계산된다. 예를 들어, 가상 밀집 샘플 맵의 위치와 관련된 다양한 계측 신호들을 포함하는 가상 밀집 샘플 맵의 형성시에, 제어기(104)는 가상 밀집 샘플 맵에 기초하여 하나 이상의 정정 가능 인자를 계산할 수 있다. 정정 가능 인자는 공정 툴 정정 분야에서 공지된 임의의 공지된 정정 가능 인자 계산 절차를 이용하여 계산될 수 있다. 추가의 단계에서, 공정 툴 정정 가능 인자는 하나 이상의 공정 툴(105)을 조정하는데 사용된다. 예를 들어, 도 1a에 도시된 바와 같이, 일단 공정 툴 정정 가능 인자가 제어기(104)로 계산되면, 제어기(104)는 공정 툴(105)(예를 들어, 스캐너)의 하나 이상의 동작 파라미터를 조정할 수 있다. 공정 툴 정정 가능 인자의 계산 및 공정 툴 정정 가능 인자의 계산에서의 오버레이 기능의 사용은 2011년 1월 25일자로 발행된 미국 특허 제7,876,438호에 기술되어 있으며, 이들은 그 전체가 본원 명세서에 참고로 통합되어 있다. 반도체 계측 시스템의 맥락에서 사용되는 모델링의 예들은 일반적으로 미국 특허 제6,704,661호; 미국 특허 제 6,768,967호; 미국 특허 제6,867,866호; 미국 특허 제6,898,596호; 미국 특허 제6,919,964호; 미국 특허 제7,069,153호; 미국 특허 제7,145,664호; 미국 특허 제7,873,585호; 및 미국 특허 출원 제12/486,830호에 개시되어 있으며, 이들 모두는 그 전체가 본원 명세서에 참고로 통합되어 있다.
도 3a는 본 발명의 하나의 실시예에 따라서, 유연적 희소 계측 샘플링 플랜을 생성하는 방법(300)에서 수행되는 단계들을 예시하는 흐름도이다. 본 명세서에서 이 방법(300)의 단계들이 시스템(100)에 의해 전체 또는 부분적으로 구현될 수 있음에 주목해야 한다. 그러나, 방법(300)은 추가의 또는 대안적인 시스템 레벨 실시예들이 방법(300)의 단계들의 전부 또는 일부를 수행할 수 있다는 점에서 시스템(100)으로 제한되지 않는다는 점이 추가로 인식되고 있다. 또한, 본 명세서에서 전술한 방법(200)과 관련된 단계들 및 실시예들은 방법(300)으로 확장되도록 해석될 수 있음에 주목해야 한다. 이와 관련하여, 방법(200) 및 방법(300)의 단계들은 임의의 적절한 방식으로 결합될 수 있다.
단계 302에서는, 하나 이상의 웨이퍼(112)로부터의 계측 신호들의 전체 세트가 획득된다. 예를 들어, 도 1a에 도시된 바와 같이, 계측 서브 시스템(102)은 하나 이상의 웨이퍼(112)로부터의 하나 이상의 계측 측정값을 획득하고 그 측정값을 제어기(104)로 전송한다. 예를 들어, 계측 서브 시스템(102)은 많은 웨이퍼들 중 대표적인 웨이퍼(112) 세트로부터 계측 신호들의 전체 또는 충분한 세트를 수집할 수 있다. 단계 302의 전체 샘플링은 단일 웨이퍼를 측정하는 것에 국한되지 않고, 상이한 웨이퍼들로부터 서브 샘플링으로 구성될 수 있음에 주목해야 한다.
하나의 실시예에서, 계측 서브 시스템(102)은 하나 이상의 타겟(111)의 하나 이상의 이미지를 수집하도록 구성된 이미징 기반 계측 툴(도 1d 참조)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 계측 서브 시스템(102)은 웨이퍼(112)로부터 산란되거나 반사된(그렇지 않으면 발산하는) 광을 수집하도록 구성된 산란측정 기반 계측 툴(도 1e 참조)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 계측 서브 시스템(102)에 의해 수집된 계측 신호들은 계측 서브 시스템(102)을 통해 산란측정 오버레이(SCOL) 타겟들 및/또는 다층 SCOL 타겟들로부터 수집된 하나 이상의 산란측정 기반 동공 이미지들을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 계측 서브 시스템(102)에 의해 수집된 계측 신호들은 계측 서브 시스템(102)을 통해 이미지 기반 오버레이(IBO) 타겟들 및/또는 다층 IBO 타겟들로부터 수집된 하나 이상의 콘트라스트 기반 필드 이미지를 포함할 수 있다.
단계 302에서 획득된 계측 신호들은 웨이퍼(112) 상의 임의의 수의 위치로부터 획득될 수 있다. 예를 들어, 계측 신호들은 웨이퍼(112)의 임의의 타겟들(111)로부터 수집될 수 있다. 하나의 실시예에서, 계측 신호들은 유사한 타겟들의 세트로부터 수집될 수 있다. 다른 실시예에서, 계측 신호들은 상이한 유형의 타겟들로부터 수집될 수 있다. 예를 들어, 계측 신호들의 일부는 제1 유형의 오버레이 계측 타겟으로부터 수집되는 반면에, 계측 신호들의 제2 부분은 제2 유형의 오버레이 계측 타겟으로부터 수집되는 식으로 이루어질 수 있다. 또 다른 예로서, 계측 신호들의 일부는 오버레이 계측 타겟으로부터 수집될 수 있는 반면에, 계측 신호들의 제2 부분은 광학 CD 및/또는 포커스/도즈 타겟들로부터 수집될 수 있다.
용어 "계측 신호들의 전체 세트" 및 "계측 신호들의 충분한 세트"는 본 명세서에서 상호 교환적으로 사용되며, 하나 이상의 계측 신호의 추가가 공정 제어 또는 트랙킹을 향상시키지 않는 신호 획득의 레벨을 설명하도록 해석되는 점에 주목해야 한다.
단계 304에서는, 웨이퍼 특성들의 세트가 결정되고, 웨이퍼 특성들의 세트와 관련된 웨이퍼 특성 메트릭이 계산된다. 예를 들어, 계측 서브 시스템(102)으로부터 계측 신호들의 전체 세트를 수신 한 후에 제어기(104)는 계측 신호들의 전체 세트로부터 웨이퍼 특성들의 세트를 결정할 수 있다. 이어서, 제어기(104)는 웨이퍼 특성들의 세트와 관련된 하나 이상의 웨이퍼 특성 메트릭을 계산할 수 있다. 예를 들어, 제어기(104)는 계측 신호들의 전체 세트의 각 위치에 대응하는 오버레이 값들의 세트를 결정할 수 있다. 이어서, 제어기(104)는 오버레이 값들의 세트와 관련된 하나 이상의 메트릭을 계산할 수 있다. 예를 들어, 제어기(104)는 전체 샘플 플랜으로 획득된 오버레이 값들의 분포와 관련된 하나 이상의 통계 메트릭을 결정할 수 있다. 하나 이상의 통계적 메트릭은 당업계에 공지된 임의의 통계 메트릭을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어기(104)는 전체 샘플 플랜으로 획득된 오버레이 값 분포와 연관된 평균, 표준 편차(σ) 또는 표준 편차 배수(예를 들어, 3σ) 등을 계산할 수 있다.
또 다른 예로서, 제어기(104)는 이전 층으로부터의 계측 신호들의 전체 세트의 위치에서 타겟들에 대응하는 SWA 값들의 세트를 결정할 수 있다. 이어서, 제어기(104)는 SWA 값들의 세트와 관련된 하나 이상의 메트릭을 계산할 수 있다. 예를 들어, 제어기(104)는 전체 샘플 플랜으로 획득된 SWA 값들의 분포와 관련된 하나 이상의 통계 메트릭을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어기(104)는 전체 샘플 플랜으로 획득된 SWA 값 분포와 관련된 평균, 표준 편차(σ) 또는 표준 편차 배수(예를 들어, 3σ) 등을 계산할 수 있다. 본 발명의 범위는 위에서 제공된 예들로 제한되지 않는다는 점에 주목해야 한다. 본 명세서는 당업계에 공지된 임의의 웨이퍼 특성(예를 들어, CD 값) 및 당업계에 공지된 임의의 웨이퍼 특성 메트릭(예를 들어, 통계 메트릭)으로 확장될 수 있음을 본 명세서에서 인식된다.
단계 306에서, 하나 이상의 독립적인 특성화 메트릭이 계산된다. 본 발명의 목적을 위해, 용어 "독립적인 특성화 메트릭"은 단계 304에서 계산된 제어를 위해 선택된 웨이퍼 특성(예를 들어, 오버레이, SWA, CD 등)과 독립적인 특성화 메트릭을 의미하는 것으로 해석되지만, 주어진 웨이퍼 특성에 대한 추가의 정보를 제공한다. 예를 들어, 하나 이상의 독립적인 특성화 메트릭은 하나 이상의 정확도 메리트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 정확도 메리트는 오버레이 타겟 정확도 플래그와 같은 오버레이 타겟 정확도 메트릭을 포함할 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 그러한 하나의 오버레이 타겟 정확도 플래그는 동공 3σ 정확도 플래그이다. 동공 3σ 플래그는 동공 이미지를 측정하고 동공 내의 모든 픽셀에 대해 3σ를 계산함으로써 유도된다. 동공 3σ 플래그는 타겟 품질 및 아크(arcs)와 같은 기타 정확도 관련 문제를 나타낸다. 오버레이와 동공 3σ 정확도 플래그 사이의 관계는 "Root cause analysis of overlay metrology excursions with scatterometry overlay technology(SCOL), Proc. SPIE 9778, Metrology, Inspection, and Process Control for Microlithography(March 24, 2016)"에서 Gutjahr et al.에 의해 기술되어 있다.
본 발명의 개시의 범위는 전술한 바와 같이 오버레이 타겟 정확도 플래그에 한정되지 않는다는 점을 알아야 한다. 단계 306의 하나 이상의 독립적인 특성화 메트릭은 공정 시그너처 메트릭(예컨대, PSQ), 패터닝된 웨이퍼 형상 메트릭(예컨대, PWG), 오버레이 타겟 비대칭 메트릭(예컨대, Qmerit) 및 오버레이 타겟 정확도 메트릭(예컨대, 오버레이 타겟 정확도 플래그)(이들로 한정되지 않음)과 같이, 웨이퍼의 기술 분야에서 알려진 임의의 특성화 메트릭 또는 정확도 메리트로 확장될 수 있다. 이러한 메트릭들은 오버레이 시그너처 변경, 웨이퍼 상의 문제 영역, 진단 목적을 위해 보다 조밀하게 측정할 위치 및 측정 신뢰도가 낮아서 피할 수 있는 위치 등을 식별하는데 사용될 수 있다. 오버레이 타겟 비대칭을 측정하기 위한 품질 메트릭(즉, Qmerit)은 2012년 5월 7일자로 출원된 미국 특허 출원 제13/508,495호에 기술되어 있으며, 이들은 본원 명세서에 그 전체가 참고로 통합된다.
단계 308에서, 하나 이상의 유연적 희소 샘플 플랜이 생성된다. 도 3b는 전체 샘플 플랜(310) 및 유연적 희소 샘플 플랜(320)의 개념도를 예시한다. 하나의 실시예에서, 하나 이상의 유연적 희소 샘플 플랜은 웨이퍼 특성들의 세트, 웨이퍼 특성 메트릭, 및/또는 하나 이상의 독립적인 특성화 메트릭에 기초하여 생성된다.
하나의 실시예에서, 하나 이상의 유연적 희소 샘플 플랜은, 유연적 희소 샘플링 플랜으로 획득된 하나 이상의 웨이퍼 특성의 하나 이상의 독립적인 특성화 메트릭이 계측 신호들의 전체 세트로 획득된 하나 이상의 웨이퍼 특성의 하나 이상의 독립적인 특성화 메트릭과 동등하도록(선택된 허용 수준 내에 있도록) 생성된다.
하나의 실시예에서, 하나 이상의 유연적 희소 샘플 플랜은, 유연적 희소 샘플링 플랜으로 획득된 하나 이상의 웨이퍼의 특성의 하나 이상의 독립적인 특성화 메트릭 및 계측 신호들의 전체 세트로 획득된 하나 이상의 웨이퍼 특성의 하나 이상의 독립적인 특성화 메트릭이 서로에 대해 선택된 임계 값 내에 있으면 동등한 것으로 정의되도록 생성된다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 유연적 희소 샘플 플랜은, 유연적 희소 샘플링 플랜으로 획득된 하나 이상의 웨이퍼의 특성의 하나 이상의 독립적인 특성화 메트릭 및 계측 신호들의 전체 세트로 획득된 하나 이상의 웨이퍼 특성의 하나 이상의 독립적인 특성화 메트릭이 서로의 통계 파라미터(예컨대, σ의 배수) 내에 있으면 동등한 것으로 정의되도록 생성된다.
하나의 실시예에서, 하나 이상의 유연적 희소 샘플 플랜은 모든 웨이퍼 특성들을 동시에 공동 최적화함으로써 생성된다. 예를 들어, 웨이퍼 특성들, 대응하는 정확도 메트릭, 타겟 레이아웃 및 신호 파라미터들(예를 들어, 세기, 감도 등)은 가장 정확한 결과 세트를 발견하도록 최적화될 수 있다. 다른 실시예에서, 적어도 하나의 웨이퍼 특성에 대해, 적어도 하나의 웨이퍼 특성 메트릭은 웨이퍼 특성들의 공동 최적화에 수반된다.
하나의 실시예에서, 웨이퍼 로트 내의 각각의 웨이퍼들 또는 각각의 연속된 로트가 다른 웨이퍼들과는 상이한 샘플 플랜을 사용하도록 다수의 유연적 희소 샘플링 플랜이 생성된다. 하나의 실시예에서, 유연적 희소 플랜들은 자신들이 하나 이상의 웨이퍼(112) 위에 균일하게 분포됨과 아울러 로컬 및 글로벌 테스트 밸런싱 기준(즉, 균형이 잡힌 테스트 반복)을 충족시키도록 생성된다. 오버레이 측정의 경우에, 이러한 특성들은 유연적 희소 샘플 플랜에 그리드 오버레이를 정확하게 모델링할 수 있는 기능을 제공하는 점에 주목해야 한다. 다른 실시예에서, 단계 308에서 생성된 유연적 희소 샘플 플랜들은 각각의 웨이퍼로부터 측정된 계측 신호로부터 그리드 노이즈를 필터링하기 위해서 사용될 수 있다. 그리드 오버레이는 노광 필드가 오정합되는 정도를 나타내는 점에 주목해야 한다.
또한, 하나 이상의 유연적 희소 샘플 플랜(320)은 작은 샘플 크기에서 정확도와 견고성을 제공한다. 그 결과, 유연적 희소 샘플 플랜들(320)은 다음 로트에 대한 합성 필드별 정정치를 계산하기 전에 주어진 웨이퍼 로트 내의 각각의 웨이퍼를 측정하고 웨이퍼간 그리드 변동을 필터링하기 위하여 매우 작은 샘플 크기(예컨대, 웨이퍼 당 20개~50개 타겟들)에서 통합 계측 툴과 함께 사용할 수 있다. 유연적 희소 샘플 플랜들(320)은, 각각의 유연적 희소 샘플 플랜이 정적 샘플 플랜들과 동일한 밸런싱 기준을 충족하면서 나머지 샘플 플랜들과 특정 양의 오버랩을 갖도록 생성될 수 있다.
예를 들어, 사용자는 상이한 샘플 플랜들에 의해 측정된 총 타겟들을 최대화(또는 적어도 증가)시키기 위해 유연적 희소 샘플 플랜들(320) 사이의 오버랩을 최소화할 수 있다. 다른 예로서, 사용은 유연적 희소 샘플 플랜들(320) 사이의 일부 오버랩을 이용하여 서로 내의 다수의 웨이퍼들을 일관되게 비교할 수있다. 본 발명의 유연적 샘플링 접근법은 또한 공정 시그너처 메트릭(예를 들어, PSQ), 패터닝된 웨이퍼 형상 메트릭(예를 들어, PWG), 오버레이 타겟 비대칭 메트릭(예를 들어, Qmerit) 및 오버레이 타겟 정확도 메트릭(예를 들어, 오버레이 타겟 정확도 플래그)(이들로 한정되지는 않음)과 같은 독립적인 특성화 메트릭에 기반한 유연적 희소 샘플 플랜들(320)에 대한 런타임 업데이트를 포함한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 유연적 희소 계측 샘플링 플랜을 생성하는 방법(400)에서 수행되는 단계들을 예시하는 흐름도이다. 본 명세서에서 방법(400)의 단계들은 시스템(100)에 의해 전부 또는 부분적으로 구현될 수 있음에 주목해야 한다. 그러나, 방법(400)은 추가의 또는 대안적인 시스템 레벨 실시예들이 방법(400)의 단계들의 전부 또는 일부를 수행할 수 있다는 점에서 시스템(100)에 한정되지 않는 점이 추가로 인식된다. 또한, 본 명세서에서 이전에 설명된 방법(200, 300)과 관련된 단계들 및 실시예들은 방법(400)으로 확장되는 것으로 해석되는 점에 주목해야 한다. 이와 관련하여, 방법(200, 300, 400)의 단계들은 임의의 적절한 방식으로 결합될 수 있다.
단계 402에서는, 하나 이상의 웨이퍼(112)로부터 계측 신호들의 전체 세트가 획득된다. 단계 404에서는, 웨이퍼 특성들의 세트를 결정하고, 웨이퍼 특성들의 세트와 관련된 정확도 메리트의 세트를 계산한다. 단계 406에서는, 웨이퍼 특성들의 세트에 대한 정확도 메리트들의 세트 각각과 관련된 통계 메트릭을 계산한다. 단계 408에서는, 정확도 메리트들의 세트 각각과 관련된 통계 메트릭에 기초한 유연적 희소 샘플링 플랜을 생성한다.
계산된 정확도 메리트는 다음과 같은 식으로 표현될 수 있다:
Figure 112018037494033-pct00001
여기서, OVL_A는 오버레이와 관련된 정확도 메리트를 나타내고, m은 정확도 메리트의 유형을 나타내며, i, j는 웨이퍼 상의 타겟 위치를 나타낸다. 전술한 설명은 오버레이에 한정되지 않고, 하나 이상의 CD 파라미터(예를 들어, SWA)(이들로 한정되지는 않음)과 같은 임의의 유형의 웨이퍼 특성으로 확장될 수 있음을 알아야 한다. 본 명세서에서 이전에 설명된 바와 같이, 정확도 메리트의 유형들은 공정 시그너처 메트릭(예를 들어, PSQ), 패터닝된 웨이퍼 형상 메트릭(예를 들어, PWG), 오버레이 타겟 비대칭 메트릭(예를 들어, Qmerit) 및 오버레이 타겟 정확도 메트릭(예를 들어, 오버레이 타겟 정확도 플래그)을 포함할 수 있지만, 이들로 한정되지는 않는다.
웨이퍼 특성들의 세트에 대한 정확도 메리트들의 세트 각각과 관련된 통계 메트릭은 당업계에 공지된 임의의 통계 메트릭을 포함할 수 있다. 예를 들어, 단계 406에서 계산된 통계 메트릭은 웨이퍼 특성 분포의 평균값(예를 들면, 정규 분포), 표준 편차 등을 포함할 수 있지만, 이들로 한정되지는 않는다.
하나의 실시예에서, 단계 408의 유연적 희소 샘플링 플랜은 통계적으로 정의된 임계값 아래의 정확도 메리트 값을 표시하는 타겟 위치를 전체 샘플링 플랜 내에서 식별함으로써 생성된다. 예를 들어, 각각의 정확도 메리트 유형에 대해, 통계적으로 정의된 임계값은 정확도 메리트의 평균값 이상의 σ의 배수를 포함할 수 있다. 예를 들어, 통계적으로 정의된 임계값은 다음의 식을 포함할 수 있다:
Figure 112018037494033-pct00002
전술한 통계적으로 정의된 임계값에서, 유연적 희소 샘플 플랜은 위에서 제공된 합계 아래의 정확도 메리트를 갖는 타겟 위치로 구성될 것이다.
다른 실시예에서, 웨이퍼의 선택된 영역들이 선택적으로 타겟화될 수 있다. 하나의 실시예에서, 단계 404의 하나 이상의 통계 메트릭의 계산은 하나 이상의 웨이퍼의 중심 또는 하나 이상의 웨이퍼의 에지들 중 적어도 하나에 대한 웨이퍼 특성들의 세트에 대한 정확도 메리트의 세트 각각과 관련된 하나 이상의 통계 메트릭을 계산하는 것을 포함할 수 있다. 이어서, 하나 이상의 웨이퍼의 중심 및/또는 에지들로부터 획득된 정확도 메리트와 관련된 하나 이상의 통계 메트릭을 사용하여 통계적으로 정의된 임계값을 정확도 메리트들의 세트에 적용할 수 있다.
대체 실시예에서, 유연적 희소 샘플링 플랜은 선택된 임계값 레벨을 사용하여 생성될 수 있다. 이와 관련하여, 단계 406 없이 방법(400)을 실행할 수 있다. 예를 들어, 각각의 정확도 유형에 대해 선택된 임계값 미만의 정확도 메리트 값들을 표시하는 타겟 위치들을 전체 샘플링 플랜 내에서 식별함으로써 유연적 희소 샘플링 플랜을 생성할 수 있다.
본 명세서에 설명된 모든 방법들은 방법 실시예들 중 하나 이상의 단계의 결과치들을 저장 매체에 저장하는 단계를 포함할 수 있다. 결과치들은 본 명세서에 설명된 임의의 결과치들을 포함할 수 있고 당업계에 공지된 임의의 방식으로 저장될 수 있다. 저장 매체는 본 명세서에 설명된 임의의 저장 매체 또는 당업계에 공지된 임의의 다른 적절한 저장 매체를 포함할 수 있다. 결과치들이 저장된 후에, 결과치들은 저장 매체에서 액세스될 수 있고, 본 명세서에 설명된 임의의 방법 또는 시스템 실시예들에 의해 사용될 수 있으며, 사용자에게 표시하기 위해 포맷될 수 있고, 다른 소프트웨어 모듈, 방법 또는 시스템 등에 의해 사용될 수 있다. 더욱이, 결과치들은 "영구적으로", "반영구적으로", "임시적으로" 또는 일정 기간 동안 저장될 수 있다. 예를 들어, 저장 매체는 랜덤 액세스 메모리(RAM)일 수 있고, 결과치들은 반드시 저장 매체에서 무기한으로 존속될 필요는 없다.
본 명세서에 설명된 본 발명의 요지의 특정 양태들이 도시 및 설명되었지만, 본 명세서의 교시에 기초하여, 본 명세서에 설명된 요지 및 그보다 넓은 양태들로부터 벗어나지 않으면서 변경들 및 수정들이 이루어질 수 있다는 것은 당업자에게는 명백할 것이고, 그에 따라서, 첨부된 특허 청구 범위는 본 명세서에서 설명된 요지의 진정한 정신 및 범위 내에 있는 그러한 모든 변경들 및 수정들을 그들 범위 내에 포함한다.
더욱이, 본 발명은 첨부된 특허 청구 범위에 의해 정의되는 것으로 이해되어야 한다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 용어, 및 특히 첨부된 특허 청구 범위(예를 들어, 첨부된 특허 청구 범위의 주요부)는 일반적으로 "개방형" 용어로 의도된다는 것을 당업자는 이해할 수 있을 것이다(예를 들어, "포함하는"이라는 용어는 "포함하지만 이들로 한정되지 않는다"로 해석되어야 하고, "갖는다"은 "적어도 갖는다"로 해석되어야 하며, "구비하는"이라는 용어는 "구비하지만 이들로 한정되지 않는다" 등으로 해석되어야 한다). 특정 수의 도입된 특허 청구 범위의 기재가 의도된다면, 그러한 의도는 특허 청구 범위에서 명시적으로 언급될 것이며, 그러한 기재가 없을 경우 그러한 의도는 존재하지 않는다는 것이 당업계의 당업자에 의해 추가로 명확히 이해될 수 있을 것이다. 예를 들어, 이해를 돕기 위해서, 다음의 첨부된 특허 청구 범위는 특허 청구 범위의 기재를 소개하기 위해서 "적어도 하나" 및 "하나 이상"이라는 도입 문구의 사용을 포함할 수 있다. 그러나, 그러한 문구의 사용은, 단수 표현에 의한 특허 청구 범위의 기재의 도입이 그런 도입된 특허 청구 범위의 기재를 포함하는 특정의 특허 청구 범위를 그러한 기재의 단지 하나만을 포함하는 발명으로 제한하는 것을 의미하는 것으로 해석되어서는 않되고, 이들에 대해서는 동일한 청구항이 "하나 이상" 또는 "적어도 하나"라는 도입 문구 및 단수 표현을 포함하는 경우(예컨대, 단수 표현은 일반적으로 "적어도 하나" 또는 "하나 이상"을 의미하도록 해석될 수 있다)에서 조차도 마찬가지이고, 특허 청구 범위의 기재 사항을 도입하는데 사용되는 명확한 조항들의 사용에 대해서도 마찬가지이다. 또한, 도입된 특허 청구 범위의 기재의 특정 번호가 명시적으로 인용되더라도 당업자는 그러한 기재가 전형적으로 적어도 인용된 번호를 의미하는 것으로 해석되어야 한다는 것을 인식할 것이다(예를 들어, 다른 변경이 없이도 "2 개의 기재"의 있는 그대로의 기재가 전형적으로 적어도 2 개의 기재 또는 2 개 이상의 기재를 의미한다). 더욱이, "A, B 및 C 중 적어도 하나"와 유사한 협약이 사용되는 경우, 일반적으로 그러한 구성은 당업자가 협약을 이해할 수 있다는 의미로 의도된다(예를 들어, "A, B 및 C 중 적어도 하나를 갖는 시스템"은 A 단독, B 단독, C 단독, A와 B 함께, A와 C 함께, B와 C 함께 및/또는 A, B 및 C를 함께 등을 갖는 시스템을 포함하지만, 이들로 한정되지 않는다). "A, B, 또는 C 등 중 적어도 하나"와 유사한 협약이 사용되는 경우, 일반적으로 그러한 구성은 당업자가 협약을 이해할 수 있다는 의미로 의도된다(예를 들어, "A, B 또는 C 중 적어도 하나를 갖는 시스템"은 A 단독, B 단독, C 단독, A와 B 함께, A와 C 함께, B와 C 함께 및/또는 A, B 및 C를 함께 등을 갖는 시스템을 포함하지만, 이들로 한정되지 않는다). 발명의 상세한 설명, 특허 청구 범위 또는 도면에서 2 개 이상의 대안적인 용어를 제시하는 사실상 임의의 분리성 단어 및/또는 문구는 용어들 중 하나, 용어들 중 어느 하나 또는 양쪽 용어들 모두를 포함할 가능성을 고려하도록 이해되어야 한다는 것이 당업계의 사람들에 의해 추가로 이해될 것이다. 예를 들어, "A 또는 B"라는 문구는 "A" 또는 "B" 또는 "A 및 B"의 가능성을 포함하는 것으로 이해될 것이다.
본 명세서에 개시된 설명 및 그에 수반된 다수의 메리트들은 전술한 설명에 의해 이해될 수 있고, 또한 개시된 내용으로부터 벗어나지 않거나 또는 모든 물질적 장점들을 희생하지 않으면서 구성 요소들의 형태, 구성 및 배치에 다양한 변경들이 이루어질 수 있음이 명백할 것이다. 설명된 형태는 단지 예시적인 것이며, 그러한 변경들을 둘러싸고 포함하는 것은 이하의 특허 청구 범위의 의도이다.

Claims (33)

  1. 계측(metrology) 시스템으로서,
    계측 측정을 수행하도록 구성된 계측 서브 시스템; 및
    상기 계측 서브 시스템의 하나 이상의 부분에 통신가능하게 결합된 제어기
    를 포함하고,
    상기 제어기는 프로그램 명령어들을 실행하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 프로그램 명령어들은 상기 적어도 하나의 프로세서로 하여금,
    상기 계측 서브 시스템으로부터 적어도 하나의 웨이퍼 상의 복수의 타겟들로부터의 계측 신호들의 전체 세트를 수신하게 하고;
    상기 계측 신호들의 전체 세트에 기초하여 웨이퍼 특성들의 세트를 결정하고, 상기 웨이퍼 특성들의 세트와 연관된 웨이퍼 특성 메트릭(metric)을 계산하게 하고;
    상기 계측 신호들의 전체 세트에 기초하여 하나 이상의 독립적인 특성화 메트릭을 계산하게 하고;
    상기 웨이퍼 특성들의 세트, 상기 웨이퍼 특성 메트릭, 및 상기 하나 이상의 독립적인 특성화 메트릭에 기초하여 상기 계측 신호들의 전체 세트와 연관된 상기 복수의 타겟들의 서브세트를 포함한 유연적 희소 샘플링 플랜(flexible sparse sampling plan)을 생성하게 하며 - 상기 유연적 희소 샘플링 플랜은, 상기 유연적 희소 샘플링 플랜으로 취득된 상기 하나 이상의 독립적인 특성화 메트릭이 선택된 허용 수준 내에서 상기 계측 신호들의 전체 세트로 취득된 상기 하나 이상의 독립적인 특성화 메트릭과 동등하도록 생성됨 -;
    상기 유연적 희소 샘플링 플랜에 따라 하나 이상의 웨이퍼에 대해 계측 측정을 수행할 것을 상기 계측 서브 시스템에게 지시내리게 하도록 구성된 것인 계측 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 또한,
    적어도 하나의 추가적인 유연적 희소 샘플링 플랜을 생성하며;
    상기 적어도 하나의 추가적인 유연적 희소 샘플링 플랜에 따라 하나 이상의 웨이퍼에 대해 계측 측정을 수행할 것을 상기 계측 서브 시스템에게 지시내리도록 구성된 것인 계측 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 또한,
    상기 유연적 희소 샘플링 플랜과 상기 적어도 하나의 추가적인 유연적 희소 샘플링 플랜에 따라 수행된 계측 측정들로부터의 결과들을 결합하여 가상 밀집 샘플 맵(virtual dense sample map)을 형성하도록 구성된 것인 계측 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어기는 또한,
    상기 가상 밀집 샘플 맵에 기초하여 하나 이상의 정정가능 인자(correctable)를 계산하도록 구성된 것인 계측 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어기는 또한,
    적어도 하나의 후속 웨이퍼를 제조하기 위해 상기 하나 이상의 정정가능 인자에 기초하여 적어도 하나의 공정 툴의 동작 파라미터들을 조정하도록 구성된 것인 계측 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 계측 서브 시스템은 이미징 기반 계측 툴을 포함한 것인 계측 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 계측 서브 시스템은 산란측정(scatterometry) 기반 계측 툴을 포함한 것인 계측 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 계측 서브 시스템은 통합(integrated) 계측 툴을 포함한 것인 계측 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어기에 의해 결정된 상기 웨이퍼 특성들의 세트는 오버레이 값들의 세트를 포함한 것인 계측 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제어기에 의해 결정된 상기 웨이퍼 특성들의 세트는 측벽 각도 값들의 세트를 포함한 것인 계측 시스템.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제어기에 의해 결정된 상기 웨이퍼 특성들의 세트는 임계 치수값들의 세트를 포함한 것인 계측 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제어기에 의해 계산된 상기 웨이퍼 특성 메트릭은 통계 메트릭을 포함한 것인 계측 시스템.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 통계 메트릭은 평균 또는 표준 편차 중 적어도 하나를 포함한 것인 계측 시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 독립적인 특성화 메트릭은 상기 웨이퍼 특성들의 세트와는 독립적인 것인 계측 시스템.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 독립적인 특성화 메트릭은 하나 이상의 정확도 메리트(merit)를 포함한 것인 계측 시스템.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 하나 이상의 정확도 메리트는, 공정 시그너처(signature) 메트릭, 패턴 웨이퍼 형상 메트릭, 오버레이 타겟 비대칭 메트릭, 또는 오버레이 타겟 정확도 메트릭 중 적어도 하나를 포함한 것인 계측 시스템.
  17. 계측 시스템으로서,
    계측 측정을 수행하도록 구성된 계측 서브 시스템; 및
    상기 계측 서브 시스템의 하나 이상의 부분에 통신가능하게 결합된 제어기
    를 포함하고,
    상기 제어기는 프로그램 명령어들을 실행하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 프로그램 명령어들은 상기 적어도 하나의 프로세서로 하여금,
    상기 계측 서브 시스템으로부터 적어도 하나의 웨이퍼 상의 복수의 타겟들로부터의 계측 신호들의 전체 세트를 수신하게 하고;
    상기 계측 신호들의 전체 세트에 기초하여 웨이퍼 특성들의 세트를 결정하고, 상기 웨이퍼 특성들의 세트에 대한 정확도 메리트들의 세트를 계산하게 하고;
    상기 웨이퍼 특성들의 세트에 대한 상기 정확도 메리트들의 세트 각각과 연관된 통계 메트릭을 계산하게 하고;
    상기 정확도 메리트들의 세트 각각과 연관된 상기 통계 메트릭에 기초하여 상기 계측 신호들의 전체 세트와 연관된 상기 복수의 타겟들의 서브세트를 포함한 유연적 희소 샘플링 플랜을 생성하게 하며;
    상기 유연적 희소 샘플링 플랜에 따라 하나 이상의 웨이퍼에 대해 계측 측정을 수행할 것을 상기 계측 서브 시스템에게 지시내리게 하도록 구성된 것인 계측 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 정확도 메리트들의 세트 각각과 연관된 상기 통계 메트릭에 기초하여 전체 샘플링 플랜과는 상이한 상기 유연적 희소 샘플링 플랜을 생성하는 것은,
    통계적으로 정의된 문턱값 미만의 정확도 메리트 값들을 갖는 타겟 위치들을 상기 전체 샘플링 플랜에서 식별하는 것에 의해 상기 유연적 희소 샘플링 플랜을 생성하는 것
    을 포함한 것인 계측 시스템.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 웨이퍼 특성들의 세트에 대한 상기 정확도 메리트들의 세트 각각과 연관된 통계 메트릭을 계산하는 것은,
    상기 적어도 하나의 웨이퍼의 중심 또는 상기 적어도 하나의 웨이퍼의 에지 중 적어도 하나에 대해 상기 웨이퍼 특성들의 세트에 대한 상기 정확도 메리트들의 세트 각각과 연관된 통계 메트릭을 계산하는 것
    을 포함한 것인 계측 시스템.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 제어기는 또한,
    적어도 하나의 추가적인 유연적 희소 샘플링 플랜을 생성하며;
    상기 적어도 하나의 추가적인 유연적 희소 샘플링 플랜에 따라 계측 측정을 수행할 것을 상기 계측 서브 시스템에게 지시내리도록 구성된 것인 계측 시스템.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 제어기는 또한,
    상기 유연적 희소 샘플링 플랜과 상기 적어도 하나의 추가적인 유연적 희소 샘플링 플랜에 따라 수행된 계측 측정들로부터의 결과들을 결합하여 가상 밀집 샘플 맵을 형성하도록 구성된 것인 계측 시스템.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 제어기는 또한,
    상기 가상 밀집 샘플 맵에 기초하여 하나 이상의 정정가능 인자를 계산하도록 구성된 것인 계측 시스템.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 제어기는 또한,
    적어도 하나의 후속 웨이퍼를 제조하기 위해 상기 하나 이상의 정정가능 인자에 기초하여 적어도 하나의 공정 툴의 동작 파라미터들을 조정하도록 구성된 것인 계측 시스템.
  24. 제17항에 있어서,
    상기 계측 서브 시스템은 이미징 기반 계측 툴을 포함한 것인 계측 시스템.
  25. 제17항에 있어서,
    상기 계측 서브 시스템은 산란측정 기반 계측 툴을 포함한 것인 계측 시스템.
  26. 제17항에 있어서,
    상기 계측 서브 시스템은 통합 계측 툴을 포함한 것인 계측 시스템.
  27. 제17항에 있어서,
    상기 제어기에 의해 결정된 상기 웨이퍼 특성들의 세트는 오버레이 값들의 세트를 포함한 것인 계측 시스템.
  28. 제17항에 있어서,
    상기 제어기에 의해 결정된 상기 웨이퍼 특성들의 세트는 임계 치수값들의 세트를 포함한 것인 계측 시스템.
  29. 제17항에 있어서,
    상기 정확도 메리트들의 세트는, 공정 시그너처 메트릭, 패턴 웨이퍼 형상 메트릭, 오버레이 타겟 비대칭 메트릭, 또는 오버레이 타겟 정확도 메트릭 중 적어도 하나를 포함한 것인 계측 시스템.
  30. 계측 시스템에 있어서,
    계측 측정을 수행하도록 구성된 계측 서브 시스템; 및
    상기 계측 서브 시스템의 하나 이상의 부분에 통신가능하게 결합된 제어기
    를 포함하고,
    상기 제어기는 프로그램 명령어들을 실행하도록 구성된 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 프로그램 명령어들은 상기 적어도 하나의 프로세서로 하여금,
    상기 계측 서브 시스템으로부터 적어도 하나의 웨이퍼 상의 복수의 타겟들로부터의 계측 신호들의 전체 세트를 수신하게 하고;
    상기 계측 신호들의 전체 세트에 기초하여 웨이퍼 특성들의 세트를 결정하고, 상기 웨이퍼 특성들의 세트에 대한 정확도 메리트들의 세트를 계산하게 하고;
    선택된 문턱값 미만의 정확도 메리트 값들을 제공하는 타겟 위치들을 전체 샘플링 플랜 내에서 식별하는 것에 의해 상기 계측 신호들의 전체 세트와 연관된 상기 복수의 타겟들의 서브세트를 포함한 유연적 희소 샘플링 플랜을 생성하게 하며;
    상기 유연적 희소 샘플링 플랜에 따라 하나 이상의 웨이퍼에 대해 하나 이상의 계측 측정을 수행할 것을 상기 계측 서브 시스템에게 지시내리게 하도록 구성된 것인 계측 시스템.
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