KR102382740B1 - Xps 및 xrf 기법을 이용하는 다중-층 및 다중-프로세스의 피드-포워드 - Google Patents

Xps 및 xrf 기법을 이용하는 다중-층 및 다중-프로세스의 피드-포워드 Download PDF

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Abstract

XPS 및 XRF 기법을 이용한 다중-층 및 다중-공정 정보의 피드-포워드를 위한 방법 및 시스템이 개시된다. 하나의 예시에서, 박막 특징화의 방법은 기판 위에 제1 층을 갖는 샘플에 대한 제1 XPS 및 XRF 강도 신호를 측정하는 단계를 포함한다. 제1 층의 두께가 제1 XPS 및 XRF를 기초로 결정된다. 제1 층에 대한 정보와 기판에 대한 정보가 조합되어 유효 기판을 추정할 수 있다. 제1 XPS 및 SRF 강도 신호는 기판 위의 제 층 위에 제2 층을 갖는 샘플에 대해 측정된다. 상기 방법은 또한 제2 XPS 및 XRF 강도 신호를 기초로 제2 층의 두께를 결정하는 단계를 포함하며, 상기 두께는 유효 기판을 설명한다.

Description

XPS 및 XRF 기법을 이용하는 다중-층 및 다중-프로세스의 피드-포워드{FEED-FORWARD OF MULTI-LAYER AND MULTI-PROCESS INFORMATION USING XPS AND XRF TECHNOLOGIES}
관련 출원과의 상호 참조
본 출원은 2014년 06월 24일에 출원된 미국 가특허 출원 62/016,211의 이익을 주장하고, 이의 내용이 본 명세서에 참조로서 포함된다.
1) 분야
본 발명의 실시예는 반도체 계측 분야에 속하며, 특히, X-선 광전자 분광법(XPS: X-ray photoelectron spectroscopy) 분석 및 X-선 형광(XRF: X-ray fluorescence) 분석 기법을 이용한 다중-층 및 다중-공정 정보의 피드-포워드를 위한 방법 및 시스템에 대한 것이다.
2) 관련 기술의 설명
X-선 광전자 분광법(XPS)은 물질 내에 존재하는 원소의 원소 조성, 실험식, 화학 상태 및 전자 상태를 측정하는 정량적 분광 기법이다. 운동 에너지 및 분석되는 물질의 상부, 가령, 1 내지 10nm에서 탈출하는 전자의 개수를 동시에 측정하면서, X-선 빔으로 물질을 조사함으로써 XPS 스펙트럼이 획득될 수 있다. 일반적으로 XPS 분석은 알루미늄 애노드 표면을 포커싱된 전자 빔으로 충돌시킴으로써 생성될 수 있는 단색 알루미늄 Kα(AlKα) X-선을 일반적으로 이용한다. 생성된 AlKα X-선의 단편이 포커싱 모노크로메이터에 의해 인터셉트되고 좁은 X-선 에너지 대역이 샘플링 표면 상의 분석 사이트 상으로 포커싱된다. 샘플 표면에서의 AlKα X-선의 X-선 플럭스가 전자 빔 전류, 알루미늄 애노드 표면의 두께 및 무결성, 및 모노크로메이터의 결정 품질, 크기 및 안정성에 따라 달라진다.
X-선 형광(XRF)은 더 높은 에너지 X-선 또는 감마 선으로 충돌함으로써 여기된 물질로부터의 특성 "이차" (또는 형광) X-선의 방출이다. 이 현상은 금속, 유리, 세라믹 및 건축 자재의 검사에서 그리고 지구화학, 과학 수사 및 고고학에서의 연구를 위한 원소 분석 및 화학 분석 시 널리 사용된다.
XPS 분석 및 XRF 분석은 각자 고유의 이점을 가진다. 그러나 XPS 및/또는 XRF 검출을 기초로 하는 분석은 개선될 필요가 있다.
하나 이상의 실시예가 XPS 및 XRF 기법을 이용한 다중-층 및 다중-공정의 피드-포워드를 위한 방법 및 시스템과 관련된다.
하나의 실시예에서, 박막 특징화 방법이 기판 위에 제1 층을 갖는 샘플에 대한 제1 XPS 및 XRF 강도 신호를 측정하는 단계를 포함한다. 제1 XPS 및 XRF 강도 신호는 제1 층에 대한 정보와 기판에 대한 정보를 포함한다. 상기 방법은 제1 XPS 및 XRF 강도 신호를 기초로 제1 층의 두께를 결정하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 제1 층에 대한 정보와 기판에 대한 정보를 조합하여 유효 기판을 추정하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 또한 기판 위의 제1 층 위에 제2 층을 갖는 샘플에 대한 제2 XPS 및 XRF 강도 신호를 측정하는 단계를 더 포함한다. 상기 제2 XPS 및 XRF 강도 신호는 제2 층에 대한 정보, 제1 층에 대한 정보 및 기판에 대한 정보를 포함한다. 상기 방법은 제2 XPS 및 XRF 강도 신호를 기초로 제2 층의 두께를 결정하는 단계를 더 포함하며, 상기 두께는 유효 기판을 설명한다.
또 다른 실시예에서, 박막을 특징화하기 위한 시스템이 X-선 빔을 생성하기 위한 X-선 소스를 포함한다. 상기 시스템은 샘플을 상기 X-선 빔의 경로 내에 위치시키기 위한 샘플 홀더를 더 포함한다. 상기 시스템은 샘플을 X-선 빔으로 충돌시킴으로써 생성된 X-선 광전자 분광(XPS) 신호를 수집하기 위한 제1 검출기를 더 포함한다. 상기 시스템은 샘플을 X-선 빔으로 충돌시킴으로써 생성되는 X-선 형광(XRF) 신호를 수집하기 위한 제2 검출기를 더 포함한다. 상기 시스템은 XPS 및 XRF 신호를 기초로 샘플의 제2 층의 두께를 결정하도록 구성된 컴퓨팅 장치를 더 포함한다. 두께를 결정하는 것은 샘플의 제1 층 및 기판을 기초로 추정된 유효 기판을 설명하며, 제1 층 및 기판은 샘플의 제2 층 아래에 있다.
또 다른 실시예에서, 데이터 처리 시스템이 박막 특징화 방법을 수행하게 하는 명령이 저장된 비일시적 기계-액세스 저장 매체가 제공된다. 상기 방법은 기판 위에 제1 층을 갖는 샘플에 대한 제1 XPS 및 XRF 강도 신호를 측정하는 단계를 포함한다. 상기 제1 XPS 및 XRF 강도 신호는 제1 층에 대한 정보와 기판에 대한 정보를 포함한다. 상기 방법은 제1 XPS 및 XRF 강도 신호를 기초로 제1 층의 두께를 결정하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 제1 층에 대한 정보와 기판에 대한 정보를 조합하여 유효 기판을 추정하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 기판 위의 제1 층 위에 제2 층을 갖는 샘플에 대한 제2 XPS 및 XRF 강도 신호를 측정하는 단계를 더 포함한다. 제2 XPS 및 XRF 강도 신호는 제2 층에 대한 정보, 제1 층에 대한 정보 및 기판에 대한 정보를 포함한다. 상기 방법은 제2 XPS 및 XRF 강도 신호를 기초로 제2 층의 두께를 결정하는 단계를 더 포함하며, 상기 두께는 유효 기판을 설명한다.
하나의 실시예에서, 박막 특징화 방법은 기판 위에 제1 층을 갖는 샘플에 대한 제1 XPS 강도 신호를 측정하는 단계를 포함한다. 제1 XPS 강도 신호는 제1 층에 대한 정보와 기판에 대한 정보를 포함한다. 상기 방법은 제1 XPS 강도 신호를 기초로 제1 층의 두께를 결정하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 제1 층에 대한 정보와 기판에 대한 정보를 조합하여 유효 기판을 추정할 수 있다. 상기 방법은 기판 위의 제1 층 위에 제2 층을 갖는 샘플에 대해 제2 XPS 강도 신호를 측정하는 단계를 더 포함한다. 제2 XPS 강도 신호는 제2 층에 대한 정보, 제1 층에 대한 정보, 및 기판에 대한 정보를 포함한다. 상기 방법은 또한 제2 XPS 강도 신호를 기초로 제2 층의 두께를 결정하는 단계를 더 포함하고, 상기 두께는 유효 기판을 설명한다.
하나의 실시예에서, 박막 특징화 방법은 기판 위에 제1 층을 갖는 샘플에 대해 제1 XRF 강도 신호를 측정하는 단계를 포함한다. 제1 XRF 강도 신호는 제1 층에 대한 정보와 기판에 대한 정보를 포함한다. 상기 방법은 제1 XRF 강도 신호를 기초로 제1 층의 두께를 결정하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 제1 층에 대한 정보와 기판에 대한 정보를 조합하여 유효 기판을 추정하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 기판 위의 제1 층 위에 제2 층을 갖는 샘플에 대한 제2 XRF 강도 신호를 측정하는 단계를 포함한다. 상기 제2 XRF 강도 신호는 제2 층에 대한 정보, 제1 층에 대한 정보 및 기판에 대한 정보를 포함한다. 상기 방법은 제2 XRF 강도 신호를 기초로 제2 층의 두께를 결정하는 단계를 더 포함하며, 상기 두께는 유효 기판을 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 XPS 및/또는 XRF 피드-포워드의 XPS+XRF 조합 기법 측정 커리어그래피를 도시하는 기본 개략적 예시이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따르는, 피드-포워드 프로세스에서의 제1 동작에 대응하는 플롯이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따르는, 피드-포워드 프로세스에서의 제2 동작에 대응하는 플롯이다.
도 4는 본 발명의 하나의 실시예에 따르는, 피드-포워드 프로세스에서의 제3 동작에 대응하는 플롯이다.
도 5는 본 발명의 하나의 실시예에 따르는 ZrO2→Al2O3/ZrO2→ZrO2/Al2O3/ZrO2를 포함하는 3-동작 ZAZ 도포를 도시한다.
도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따르는, 도 5의 ZrO2 필름을 특징화하는 데 사용되는 혼합 모델을 도시한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따르는, XPS 및 XRF 검출 능력을 갖는 필름 측정 시스템을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따르는, XPS 및 XRF 검출 능력을 갖는 또 다른 필름 측정 시스템을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따르는 XPS 검출 능력을 갖는 필름 측정 시스템을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따르는 예시적 컴퓨터 시스템의 블록도를 도시한다.
XPS 및 XRF 기법을 이용한 다중-층 및 다중-공정 정보의 피드-포워드(feed-forward)를 위한 방법 및 시스템이 기재된다. 다음의 기재에서, 복수의 특정 세부사항, 가령, 근사 기법 및 시스템 배열이 제공되어, 본 발명의 실시예의 완전한 이해를 제공할 수 있다. 해당 분야의 통상의 기술자라면 본 발명의 실시예가 이들 특정 세부사항 없이 실시될 수 있음을 자명하게 알 것이다. 한편, 본 발명의 실시예를 불필요하게 모호하게 만들지 않도록, 잘 알려진 기법, 가령, 전체 반도체 디바이스 적층화는 상세히 기재되지 않는다. 또한, 도면에 나타난 다양한 실시예는 예시적 표현이며 반드시 실측 비율로 그려진 것은 아니다.
상황정보를 제공하자면, 기판 위에 배치되는 층을 포함하는 샘플에 X-선을 충돌(bombard)시킬 때 다양한 전자 이벤트가 발생할 수 있다. 예를 들어, 샘플로부터 전자가 방출될 수 있다. 샘플의 상부, 가령, 10나노미터 내에서 생성되는 전자에 대해 X-선 광방출이 발생할 수 있다. 일반적으로 전자가 진행 중에 물질을 통과할 때 전자 신호의 감쇠가 발생하기 때문에, XPS 측정에서의 대부분의 정보가 표면 근처에서 획득된다. 샘플 내부 더 깊은 곳의 측정(가령, 0.1-2마이크론 깊이)에 대해, XRF 신호가 XPS 광전자 신호보다 1000배 더 약하게 감쇠하고 따라서 샘플 내부 깊이의 영향에 덜 민감하기 때문에 X-선 형광(XRF)이 사용될 수 있다.
본 명세서에 기재된 하나 이상의 실시예가 (1) 두께 및 조성을 검출하기 위해 단일 층 및 다중-층 필름으로부터의 광-전자(XPS) 및 X-선 형광(XRF) 신호를 검출하고 사용하는 것, 그리고 또한 (2) 두께 및 조성의 가장 정확하고 안정한 공정 제어를 결정하기 위해 "사전(pre)" 측정 동작으로부터 "사후" 공정 측정으로의 피드-포워드 필름 정보를 특정하고 알고리즘적으로 결정하는 것과 관련된다. 일부 실시예에서, 중간 XPS/XRF 공정 측정으로부터의 결과가 모든 측정 툴에 의해 동시에 액세스 가능한 데이터베이스에 저장되어, 시스템들의 모음에 걸쳐 피드-포워드 솔루션을 가능하게 한다. 더 일반적으로 말하면, 실시예가 XPS 및 XRF 신호들을 측정하여, 직접 또는 모델 기반 방버벵 의해 후속 동작에서의 예상되는 XPS 및 XRF 강도를 적절하게 설명하는 필름 스택을 이용하는 전역 동시 적합(global, simultaneous fit)으로 신호들을 조합하는 것과 관련된다.
추가 상황정보를 제공하자면, 본 명세서에 기재된 하나 이상의 실시예가 다른 경우라면 엄격한 공정 제어를 필요로 하는 두께 및 조성 물질(원자 조성(atomic composition), 즉, AC%)을 갖는 복합적인 다중-층 필름을 동시에 결정하고 공정 제어하는 것과 연관된 문제를 해결하기 위해 구현될 수 있다. 이와 달리, 기존 기술은 다중-동작 피드 포워드 방법을 이용해 두께 및 조성을 동시에 결정하려 시도할 때 분광타원편광분석 및 반사광측정 또는 그 밖의 다른 전통적인 방법에 의해 이러한 문제를 해결하는 것을 포함한다.
본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 본 명세서에 기재된 접근법의 기술적 이점은 XPS 및 XRF 측정의 사용을 포함하는 한편, 사전 측정으로부터의 기본 측정 정보가 사후 측정을 위한 후속 필름 모델에서 유용하게 사용되게 할 수 있다는 것이다. 하나의 실시예에서, 이러한 접근법은 각각의 동작에서 고도로 분리된 문제를 제공하며, 이는 이전 필름의 복잡도 및 결과가 각각의 후속 동작으로 이월되어야 하는 그 밖의 다른 기술과 다른 점이다.
본 명세서에 기재된 특정 실시예의 구현은 XPS와 XRF 신호의 조합을 포함하고, 이와 함께, 샘플 표면 가까이에서 다중-동작으로 필름의 두께 및 조성 속성을 동시에 결정하기 위한 현실성 있는 필름 스택 모델과, 이전 공정/계측 동작으로부터의 결과를 점점 더 두꺼워지고 더 복잡해지는 필름 스택으로 피드-포워드할 수 있는 능력이 기본적으로 XPS(및 XRF와 조합된 XPS)의 팹(fab) 공정 제어 능력을 확장시킨다.
더 구체적 실시예에서, XPS 및 XRF는 모두 강도(intensity)-기반 기술이기 때문에, 사전 결과를 사후 측정을 위해 기저 원자종의 상대 강도를 특정하는 후속 필름 기판 모델 정보로 피드 포워드함으로써 매우 명확하고 기본적인 방식으로 다중-동작 측정치를 효과적으로 분리하는 것이 가능하다. 각각의 동작에서의 유효 기판 모델은 이전 동작으로부터의 관련 원자종, 및 이전 측정으로부터의 벌크 AC% 값에 따라 비율 조정되는 강도 생성 인자(intensity production factor)를 포함한다.
본 명세서에 기재된 XPS+XRF 피드-포워드 방식이 몇 가지 상이한 방식으로 구현될 수 있음이 자명할 것이다. 하나의 실시예에서, 피드 포워드되는 정보는 모델 독립적일 수 있으며, 기본 원자 감도 인자(atomic sensitivity factor)(ASF)에만 종속적이다. 이 경우, 각각의 동작에서 강도로만 결정되는 "벌크 AC%" 값이 가장 정확한 두께 및 조성 결정을 위해 후속 동작에서의 유효 기판 모델로 전달된다. 또 다른 실시예에서, 두께 정보만 피드 포워드하는 것이 충분하거나, 계산된 유효 기판 결과가 사용될 수 있으며, 이는 본 명세서에 기재된 실시예의 더 넓은 범위 내에 포함된 접근법으로 간주되어야 한다. 본 명세서에 기재된 방식 중 임의의 방식에서, 하나의 실시예에서, 팹(fab) 환경에서 단일 시스템 및 다중 시스템에 걸친 완전 피드-포워드 해결책을 가능하게 하기 위해, 데이터베이스가 사전 결과의 실시간 저장 및 불러오기를 위해 필요하다.
대표적 예시로서, 도 1이 본 발명의 실시예에 따르는 XPS 및/또는 XRF 피드-포워드의 XPS+XRF 조합된 기법의 측정 커리어그래피(choreography)를 도시하는 기본 개략적 예시이다. 도 1을 참조할 때, 제1 층(102)이 기판(100) 위에 형성된다. 제1 층(102)은 원자종(B 및 C)을 포함하고, 기판(100)은 원자종(A)을 포함한다. 사전-측정 동작을 위해, 원자종(A, B 및 C)으로부터의 강도가 측정되고, 조성 및/또는 두께가 결정되고 데이터베이스에 저장된다. 그 후 제2 층(104)은 제1 층(102) 위에 형성된다. 하나의 실시예에서, 제2 층(104)은 새로운 원자종(D)과 함께 원자종(A)을 포함한다.
하나의 실시예에서, 제2 층(104)이 증착되는 사후-측정을 위해, 제2 층(104)의 조성 및/또는 두께의 정확한 결정이 사전-측정으로부터의 원본 A, B, C 신호의 유효한 강도 기여의 특정만 필요로 한다. 따라서 제1 층(102) 및 기판(100)은 단일 인커밍 층 또는 기판(100')("유효 기판)으로 유효하게 취급된다. 이는 강도만으로부터의 직접 AC% 및/또는 모델에 의해 유도된 결과에 의해 활성화될 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 사전-측정은 제1 층(102) 두께 및 조성의 결정을 포함한다. 원자종(A, B 및 C)의 상대적 강도가 계산된다. 그 후 모든 상대 강도에 대한 이른바 이전 층의 정보의 피드 포워드가 사후-측정에서 사용된다. 사후-측정은 제2 층(104)의 두께 및 조성(가령, 원자종(A) 및 새로운 원자종(D))의 결정과 관련된다. 결정은 유효 기판(100')을 고려한다.
XPS 결과의 피드 포워드를 이용한 다중-동작/다중-공정 필름 결과의 제1 특정 예시가 이하에서 도 2, 3, 및 4를 참조하여 기재된다. 예시는 티타늄 니트라이드(TiN)/하이-k 유전체(HiK) 샘플에 대한 것이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따라, 피드-포워드 프로세서에서의 제1 동작에 대응하는 플롯(200)이다. 플롯(200)을 참조하면, 측정된 티타늄 니트라이드(TiN) 두께(옹스트롬(A) 단위)가 명목 타깃 TiN 두께의 함수로서 플롯팅된다. 측정이 TiN 만 측정한 것이거나 TiN과 HiK의 결합체를 측정한 것일 수 있다. 하나의 실시예에서, 제1 측정 동작(플롯(200))에 대해, 각각의 웨이퍼 TiN 두께에 대한 결과가 피드-포워드 데이터베이스에 저장된다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따르는 피드-포워드 프로세스에서의 제2 동작에 대응하는 플롯(300)이다. 플롯(300)을 참조하면, 측정된 티타늄 알루미늄 카바이드(TiAlC) 두께(옹스트롬(A) 단위)가 TiAlC 증착 사이클의 함수로서 플롯팅되며, TiAlC가 제1 동작의 TiN/HiK 위에 증착된다. 제1 동작으로부터의 TiN/HiK 두께 결과가 (플롯(300)을 생성하는) 제2 공정 및 측정 동작으로 사이트(site) 단위로 피드-포워드된다. 따라서 제2 동작은 TiAlC의 증착 및 측정을 포함하며, 측정은 제1 동작으로부터의 두께 결과의 사용을 포함한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따르는 피드-포워드 공정에서의 제3 동작에 대응하는 플롯(400)이다. 플롯(400)을 참조하면, 측정된 티타늄 니트라이드(TiN) 두께(옹스트롬(A) 단위)가 타깃 TiN 두께의 함수로서 플롯팅된다. TiN은 제2 동작에서 TiAlC 위에 증착된다. 이 제3 동작에서의 상부 TiN 필름 두께가 이전 2개의 공정 동작으로부터의 결과를 이용해 결정된다. 따라서 제3 증착 및 측정 동작은 앞서 기재된 제1 동작 및 제2 동작으로부터의 두께 결과를 이용한 상부 TiN에 대한 것이다. 각각의 동작에서의 기대 결과를 이용한 측정 결과의 선형성이 플롯(400)으로 명확하게 나타난다.
피드 포워드 방식을 이용한 다중-동작/다중-공정 필름 결과의 제2 특정 예시로서, 3-동작 ZrO2/Al2O3/ZrO2/기판(ZAZ/기판) 도포가 도 5 및 6과 관련하여 이하에서 기재된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따르면, ZrO2→Al2O3/ZrO2→ZrO2/Al2O3/ZrO2를 포함하는 3-동작 ZAZ 도포를 도시한다. 도 5를 참조하면, 구조물(500)은 실리콘 니트라이드(SiN) 층(502) 상의 지르코늄 옥사이드(ZrO2)(504)를 포함한다. ZrO2 층(504)은 지르코늄에 대한 신호 강도(I(Zr)) 및 산소에 대한 강도 신호(I(O))와 연관된다. SiN 층(502)은 실리콘 니트라이드에 대한 신호 강도(I(Si-N))와 연관된다. ZrO2 층(504)의 두께를 결정할 때, 기저 강도 신호 I(Si-N)가 기저 SiN "기판"으로 인한 것이다.
도 5의 다음 구조물(510)에 대해, 알루미늄 옥사이드(Al2O3) 층(514)이 구조물(500) 상에 증착되었다. Al2O3 층(514)은 알루미늄에 대한 신호 강도(I(Al)) 및 산소에 대한 강도 신호(I'(O))와 연관된다. Al2O3 층(514)의 두께를 결정할 때, 구조물(500)의 SiN(502) 및 ZrO2 층(504)으로부터의 강도 신호를 설명하는 기저 I(Si-N), I(Zr) 및 I(O) 강도 신호가 기저 "유효 기판 I"(512)으로 인한 것이다.
도 5의 다음 구조물(520)에 대해, 제2 지르코늄 옥사이드(ZrO2) 층(524)이 구조물(510) 상에 증착되었다. ZrO2 층(524)은 지르코늄에 대한 신호 강도(I"(Zr)) 및 산소에 대한 강도 신호(I'''(O))와 연관된다. ZrO2 층(524)의 두께를 결정할 때, SiN 층(502), 제1 ZrO2 층(504) 및 Al2O3 층(514)으로부터의 강도 신호를 설명하는 기저 I'(Si-N), I'(Zr), I"(O) 및 I(Al) 강도 신호가 기저 "유효 기판 II"(522)으로 인한 것이다.
도 6은 본 발명의 하나의 실시예에 따라, 도 5의 ZrO2 층(504)을 특징화하는 데 사용되는 혼합 모델을 도시한다. 도 6을 참조할 때, ZrO2 층(504)이 혼합 모델(600)로서 모델링되며, 필름 AC%와 혼합 비(mixing fraction) 간 연결관계가 정의된다. 특히, ZrO2 층(504)은 "순수 Zr" 필름 성분(602) 및 "순수 O" 필름 성분(604)으로서 모델링된다. 이는 Zr에 대한 상대 강도 신호(신호(610)), O에 대한 상대 강도 신호(신호(612)) 및 기저 SiN 기판(502)에 대한 상대 강도 신호(신호(614))를 제공한다. 도 5를 다시 참조할 때, 구조물(510)에 관한 동작에서, 모델(600)로부터의 모든 이전 원자종의 강도 응답이 유효 기판(512)으로 인코딩되며, 이때, 상대 강도가 제1 동작(즉, 도 6에 도시된 동작)으로부터 계산된다.
본 발명의 실시예의 또 다른 양태에서, 필름 측정 시스템은 XPS 검출기 및 XRF 검출기 모두를 포함한다. 예를 들어, 도 7은 본 발명의 하나의 실시예에 따르는 XPS 및 XRF 검출 능력을 갖는 필름 측정 시스템을 나타낸다.
도 7을 참조하면, 파일 측정 시스템(700)은 컴퓨팅 시스템(722)과 연결된 챔버(701)에 하우징되는 XPS/XRF 생성 및 검출 시스템을 포함한다. XPS/XRF 생성 및 검출 시스템은 전자 빔(704)을 생성하기 위한 전자 빔 소스(702)를 포함한다. 전자 빔(704)은 애노드(706)에 충돌하도록 X-선 빔(708)을 생성하는 데 사용된다. X-선 빔(708)으로부터 모노크로메이팅된 X-선 빔(710)을 전송하기 위한 모노크로메이터(709)가 제공된다. 샘플 홀더(711)가 모노크로메이팅된 X-선 빔(710)의 경로 내에 샘플(799)을 배치하는 데 사용될 수 있다.
XPS 검출기(714)가 샘플(799)에 모노크로메이팅된 X-선 빔(710)을 충돌시킴으로써 생성된 XPS 신호(712)를 수집하도록 제공된다. XRF 검출기(716)가 또한 샘플(799)에 모노크로메이팅된 X-선 빔(710)을 충돌시킴으로써 생성된 XRF 신호(718)를 수집하도록 제공된다. 실시예에서, 시스템(700)은 XRF 신호(718) 및 XPS 신호(712)를 동시에 또는 거의 동시에 수집하여, 단일 샘플링 이벤트를 나타내도록 구성된다. XPS 신호(712) 및 XRF 신호(718)는 각각 광-전자 및 형광 X-선으로 구성된다. 덧붙여, 플럭스 검출기(720)는 모노크로메이팅된 X-선 빔(710)의 추정된 플럭스를 결정하도록 제공될 수 있다. 이러한 하나의 실시예에서, 도 7에 도시된 바와 같이 플럭스 검출기(720)는 샘플 홀더(711)에 위치한다. 또 다른 실시예에서, 도 7에 도시된 바와 같이, 주 X-선의 작은 부분과 부분적으로 교차하여, 샘플 홀더(711)가 분석 사이트에 위치하는 동안 X-선 플럭스를 모니터링하도록 X-선 플럭스 검출기(721)가 모노크로메이터 근방에 배치된다.
컴퓨팅 시스템(722)은 메모리 부분(728)을 갖는 컴퓨팅 부분(726)과 연결된 사용자 인터페이스(724)를 포함한다. 컴퓨팅 시스템(722)은 XPS 검출기(714)에 의해 검출되는 XPS 신호를 교정하도록 구성될 수 있다. 컴퓨팅 시스템(722)은 XRF 검출기(716)에 의해 검출되는 XRF 신호를 교정하도록 구성될 수 있다. 컴퓨팅 시스템(722)은 플럭스 검출기(720 및/또는 721)에 의해 측정되는 주 X-선 플럭스를 모니터링하도록 구성될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라, 컴퓨팅 시스템(722)은 XPS 검출기(714)에 의해 검출되는 XPS 신호를 정규화할 뿐 아니라 XRF 검출기(716)에 의해 검출되는 XRF 신호까지 정규화하며, 이때 주 X-선 플럭스가 플럭스 검출기(720 또는 721)에 의해 측정된다. 하나의 실시예에서, 메모리 부분(728)이, 실행될 때 모노크로메이팅된 X-선을 이용해 샘플(799)로부터의 XPS 신호(712) 및 XRF 신호(718)를 생성하기 위한 명령의 세트를 저장한다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라, XPS 및 XRF 검출 능력을 갖는 또 다른 필름 측정 시스템을 나타내며, XPS와 XRF 정보 모두가 단일 계측 툴로부터 획득될 수 있다. 도 8에서, XPS 및 XRF 조합 툴(800)의 사시도가 도시된다. 하나의 실시예에서, XPS 및 XRF 조합 툴(100)이 50㎛2 계측 박스 내 300mm 웨이퍼를 측정할 수 있다.
도 8을 참조하면, XPS 및 XRF 조합 툴(800)은 약 1.0E-7 Torr 미만의 기저 압력 하로 유지되면서 동작된다. 대략 600μΑ의 명목 빔 전류에서의 LaB6 전자 총(802)을 이용해, X-선(804)은 1486.7eV에서 알루미늄 애노드(806)로부터 생성된다. 그 후 고품질 석영 결정 모노크로메이터(812)에 의해 단색 AlKα X-선(808)이 웨이퍼(810) 상으로 포커싱된다. 웨이퍼(810) 아래의 자기 렌즈(814)가 웨이퍼(810) 표면 근방에 자기장을 발생시키고 생성된 광전자(816)를 XPS 입력 광소자(818), XPS 에너지 분석기(820)(가령, SCA(Spherical Capacitor Analyzer)), 및 XPS 검출기(822)를 포함하는 XPS 스펙트로미터로 포커싱한다. XPS 스펙트로미터 전자 광소자(818)가 XPS 에너지 분석기(820)로 가장 잘 전송되도록 광전자 빔(816)을 지향시키고 성형한다. XPS 에너지 분석기(820)는 구(sphere)들 간 고정 전압차로 동작하고, 일반적으로 141.2eV의 통과 에너지(pass energy)가 사용된다.
도 1을 다시 참조하면, 단색 AlKα X-선(808)이 웨이퍼(810)로부터의 저 에너지 X-선 형광(LE-XRF)(824)을 여기시킨다. LE-XRF(824)는 분석 포인트 근처, 가령, 웨이퍼(810) 표면 위 약 1mm인 지점에 위치하는 실리콘 드리프트 검출기(SDD)(826)를 이용함으로써 검출된다. 하나의 실시예에서, SDD 검출기(826)는 듀얼 펠티어 냉각기(dual Peltier cooler)에 의해 냉각되며, 동작 온도는 약 -30℃로 유지된다. 미주 전자 및 UV 광을 필터 제거하기 위해, SDD(826) 입구에서 초박 알루미늄 창이 사용될 수 있다. SDD(826)는 XRF 검출기 조립체(828)에 연결된다. XRF 검출기 조립체(828)가 SDD 전자소자(830)로 연결된다.
도 8에 도시되는 바와 같이, XPS 및 XRF 조합 툴(800)이 사후-모노크로메이터 플럭스 검출기(899)를 더 포함할 수 있다. 도시되지 않더라도, XPS 및 XRF 조합 툴(800)이 또한 시야 카메라(vision camera)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼-XY 카메라가 웨이퍼 상의 특징부 찾기 및 패턴 인식을 위해 포함될 수 있다. 웨이퍼-Z 카메라가 최적 X-선 스팟 포커싱 및 위치설정을 위한 웨이퍼 z-높이를 결정하기 위해 포함될 수 있다. 최적 e-빔 포커스 및 위치를 위한 애노드를 모니터하는 애노드 카메라가 포함될 수 있다. 데이터 획득이 XPS와 XRF 신호 모두가 동시에 수집되는 시스템 소프트웨어로 일체 구성될 수 있다. 이러한 하나의 실시예에서, 총 획득 시간이 사이트(site)당 대략 24초이다.
상기 기재된 실시예들 중 몇몇이 XPS 및 XRF 측정의 조합을 위한 피드-포워드 기법을 포함하더라도, 이러한 기법은 또한 XRF 측정 홀로 또는 XPS 측정 홀로 사용되는 경우에도 적용 가능하다. 따라서 적합한 측정 장치가 XRF 측정 능력과 XPS 측정 능력을 모두 구비하지 않을 수 있고 XRF 측정 능력 또는 XPS 측정 능력만 구비할 수 있다. 예를 들어, 도 9는 본 발명의 실시예에 따라, XPS 검출 능력만 갖는 필름 측정 시스템을 나타내는 도면이다. 또 다른 예를 들면, 도시되지 않더라도, 필름 측정 시스템은 XRF 검출 능력만 가진다.
도 9를 참조하면, 필름 측정 시스템(900)은 컴퓨팅 시스템(918)과 연결된 챔버(901)에 하우징되는 XPS 생성 및 검출 시스템을 포함한다. 컴퓨팅 시스템(918)은 메모리 부분(924)을 갖는 컴퓨팅 부분(922)과 연결된 사용자 인터페이스(920)를 포함한다. XPS 생성 및 검출 시스템은 전자 빔(904)을 생성하기 위해 제공되는 전자 빔 소스(902)를 포함한다. 전자 빔(904)이 애노드(906)에 충돌함으로써 X-선 빔(908)을 생성하도록 사용된다. X-선 빔(908)으로부터 모노크로메이팅된 X-선 빔(910)을 포커싱하기 위해 모노크로메이터(909)가 제공된다. 샘플 홀더(911)가 모노크로메이팅된 X-선 빔(910)의 경로 내에 샘플(999)을 위치시키도록 사용될 수 있다.
샘플(999)에 모노크로메이팅된 X-선 빔(910)으로 충돌시킴으로써 생성되는 XPS 신호(912)를 수집하기 위한 XPS 검출기(914)가 제공된다. 덧붙여, 모노크로메이팅된 X-선 빔(910)의 추정된 플럭스를 결정하기 위해 플럭스 검출기(916)가 제공될 수 있다. 하나의 이러한 실시예에서, 도 9에 도시된 바와 같이 플럭스 검출기(916)는 샘플 홀더(911)에 위치한다. 또 다른 실시예에서, 샘플 홀더(911)가 분석 사이트에 위치하는 동안 X-선 플럭스를 모니터링하기 위해 주 X-선의 작은 부분을 부분적으로 교차하도록 X-선 플럭스 검출기(921)가 모노크로메이터 근방에 위치한다.
하나의 실시예에서, 시스템이 XPS 검출 능력만 구비하는지 또는 XPS와 XRF 검출 능력 모두를 구비하는지에 무관하게, 박막 특징화 방법이 기판 위에 제1 층을 갖는 샘플에 대한 제1 XPS 강도 신호를 측정하는 단계를 포함한다. 제1 XPS 강도 신호는 제1 층 및 기판에 대한 정보를 포함한다. 상기 방법은 또한 제1 XPS 강도 신호를 기초로 제1 층의 두께를 결정하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 제1 층에 대한 정보와 기판에 대한 정보를 조합하여 유효 기판(effective substrate)을 추정하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 기판 위의 제1 층 위에 제2 층을 갖는 샘플에 대해 제2 XPS 강도 신호를 측정하는 단계를 포함한다. 제2 XPS 강도 신호는 제2 층에 대한 정보, 제1 층에 대한 정보 및 기판에 대한 정보를 포함한다. 상기 방법은 또한 제2 XPS 강도 신호를 기초로 제2 층의 두께를 결정하는 단계를 포함하며, 두께는 유효 기판을 설명한다.
또 다른 실시예에서, 시스템이 XRF 검출 능력만 구비하는지 또는 XPS와 XRF 검출 능력 모두를 구비하는지에 무관하게, 박막 특징화 방법이 기판 위에 제1 층을 갖는 샘플에 대해 제1 XRF 강도 신호를 측정하는 단계를 포함한다. 제1 XRF 강도 신호는 제1 층에 대한 정보와 기판에 대한 정보를 포함한다. 상기 방법은 또한 제1 XRF 강도 신호를 기초로 제1 층의 두께를 결정하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 또한 제1 층에 대한 정보와 기판에 대한 정보를 조합하여 유효 기판을 추정하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 기판 위의 제1 층 위에 제2 층을 갖는 샘플에 대한 제2 XRF 강도 신호를 측정하는 단계를 더 포함한다. 제2 XRF 강도 신호는 제2 층에 대한 정보, 제1 층에 대한 정보 및 기판에 대한 정보를 포함한다. 상기 방법은 또한 제2 XRF 강도 신호를 기초로 제2 층의 두께를 결정하는 단계를 더 포함하며, 상기 두께는 유효 기판을 설명한다.
본 발명의 실시예는 본 발명에 따르는 공정을 수행하기 위해 컴퓨터 시스템(또는 그 밖의 다른 전자 장치)을 프로그램하도록 사용될 수 있는 명령이 저장된 기계 판독 매체를 포함할 수 있는 컴퓨터 프로그램 프로덕트 또는 소프트웨어로서 제공될 수 있다. 기계 판독 매체는 기계(가령, 컴퓨터)에 의해 판독 가능한 형태로 정보를 저장 또는 전송하기 위한 임의의 수단을 포함한다. 예를 들어, 기계 판독(가령, 컴퓨터 판독) 매체는 기계(가령, 컴퓨터) 판독 저장 매체(가령, 리드 온리 메모리("ROM"), 랜덤 액세스 메모리("RAM"), 자기 디스크 저장 매체, 광 저장 매체, 플래시 메모리 소자 등), 기계(가령, 컴퓨터) 판독형 송신 매체(전기, 광학, 음향 또는 그 밖의 다른 형태의 전파 신호(가령, 적외선 신호, 디지털 신호 등) 등을 포함한다.
도 10은 컴퓨터 시스템(1000)의 예시적 형태로 된 기계를 나타내며, 여기서 기계로 하여금 본 명세서에 언급된 방법들 중 하나 이상을 수행하게 하는 명령의 세트가 실행될 수 있다. 대안적 실시예에서, 로컬 영역 네트워크(LAN), 인트라넷, 익스트라넷, 또는 인터넷에서 기계가 다른 기계로 연결(네트워킹 연결)될 수 있다. 기계는 서버 역할을 하거나 클라이언트-서버 네트워크 환경에서 클라이언트 기계 역할을 하거나, 피어-투-피어(또는 분산) 네트워크 환경에서 피어 머신으로서 역할할 수 있다. 머신은 개인 컴퓨터(PC), 태블릿 PC, 셋-톱 박스(STB), 개인 디지털 보조기(PDA), 셀룰러 전화기, 웹 어플라이언스, 서버, 네트워크 라우터, 스위치 또는 브리지, 또는 상기 머신에 의해 취해질 동작을 특정하는 명령의 세트를 (순차적으로 또는 그 밖의 다른 방식으로) 실행할 수 있는 임의의 기계일 수 있다. 덧붙여, 단일 기계만 도시되지만, 용어 "기계"는 또한 본 명세서에 기재된 방법들 중 임의의 하나 이상을 수행하기 위한 명령의 세트(또는 복수의 세트)를 개별적으로 또는 공동으로 실행하는 기계들(가령, 컴퓨터들)의 임의의 집합을 포함하는 것을 의도할 수 있다.
예시적 컴퓨터 시스템(1000)은 프로세서(1002), 메인 메모리(1004)(가령, 리드 온리 메모리(ROM)), 플래시 메모리, 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM), 가령, 동기식 DRAM(SDRAM) 또는 램버스(Rambus) DRAM(RDRAM) 등), 정적 메모리(1006)(가령, 플래시 메모리, 정적 랜덤 액세스 메모리(SRAM) 등), 및 버스(1030)를 통해 서로 통신하는 보조 메모리(1018)(가령, 데이터 저장 장치)를 포함한다.
프로세서(1002)는 하나 이상의 범용 처리 장치, 가령, 마이크로프로세서, 중앙 처리 장치 등을 나타낸다. 더 구체적으로, 프로세서(1002)는 CISC(complex instruction set computing) 마이크로프로세서, RISC(reduced instruction set computing) 마이크로프로세서, VLIW(very long instruction word) 마이크로프로세서, 그 밖의 다른 명령 세트를 구현하는 프로세서 또는 명령 세트의 조합을 구현하는 프로세서일 수 있다. 프로세서(1002)는 하나 이상의 범용 프로세싱 장치, 가령, ASIC(application specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array), DSP(digital signal processor), 네트워크 프로세서 등일 수 있다. 프로세서(1002)는 본 명세서에 기재된 동작을 수행하기 위한 처리 로직(1026)을 실행하도록 구성된다.
컴퓨터 시스템(1000)은 네트워크 인터페이스 장치(1008)를 더 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 시스템(1000)은 비디오 디스플레이 유닛(1010)(가령, 액정 디스플레이(LCD) 또는 캐소드 레이 튜브(CRT)), 문숫자 입력 장치(1012)(가령, 키보드), 커서 제어 장치(1014)(가령, 마우스), 및 신호 생성 장치(1016)(가령, 스피커)를 포함할 수 있다.
보조 메모리(1081)는 본 명세서에 기재되는 방법 또는 기능 중 임의의 하나 이상을 구현하는 하나 이상의 명령 세트(가령, 소프트웨어(1022))가 저장되는 기계 액세스 가능한 저장 매체(또는 더 구체적으로 컴퓨터-판독형 저장 매체)(1031)를 포함할 수 있다. 소프트웨어(1022)는 또한 컴퓨터 시스템(1000), 메인 메모리(1004) 및 또한 기계 판독형 저장 매체를 구성하는 프로세서(1002)에 의한 실행 동안 메인 메모리(1004) 내에 및/또는 프로세서(1002) 내에 완전히 또는 적어도 부분적으로 위치할 수 있다. 소프트웨어(1022)는 네트워크 인터페이스 장치(1008)를 통해 네트워크(1020)를 통해 더 송신 또는 수신될 수 있다.
기계 액세스 저장 매체(1031)가 예시적 실시예에 단일 매체로 도시되지만, 용어 "기계 판독형 저장 매체"가 하나 이상의 명령 세트를 저장하는 단일 매체 또는 복수의 매체(가령, 중앙집중적 또는 분산 데이터베이스 및/또는 이와 연관된 캐시 및 서버)을 포함하는 것을 의도한다. 용어 "기계 판독형 저장 매체"는 또한 기계에 의해 실행될 명령 세트를 저장하거나 인코딩할 수 있고 기계로 하여금 본 발명의 방법들 중 임의의 하나 이상을 수행하게 하는 임의의 매체를 포함하는 것을 의도한다. 용어 "기계 판독 저장 매체"의 비제한적 예를 들면, 솔리드-스테이트 메모리, 광학 및 자기 매체를 포함하는 것을 의도한다.
하나의 실시예에서, 데이터 처리 시스템이 박막 특징화 방법을 수행하게 하는 명령이 저장된 비일시적 기계 액세스 저장 매체가 제공된다. 방법은 기판 위의 제1 층을 갖는 샘플을 위한 제1 XPS 및 XRF 강도 신호를 측정하는 단계를 포함한다. 제1 XPS 및 XRF 강도 신호가 제1 층에 대한 정보 및 기판에 대한 정보를 포함한다. 상기 방법은 또한 제1 XPS 및 XRF 강도 신호를 기초로 제1 층의 두께를 결정하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 제1 층에 대한 정보와 기판에 대한 정보를 조합하여 유효 기판을 추정하는 단계를 포함한다. 제2 XPS 및 XRF 강도 신호는 제2 층에 대한 정보, 제1 층에 대한 정보 및 기판에 대한 정보를 포함한다. 상기 방법은 제2 XPS 및 XRF 강도 신호를 기초로 제2 층의 두께를 결정하는 단계를 더 포함하며, 상기 두께는 유효 기판을 설명한다.
따라서 XPS 및 XRF 기법을 이용해 다중-층 및 다중-공정 정보를 피드-포워드하기 위한 방법 및 시스템이 기재되었다.

Claims (31)

  1. 샘플의 박막 특징화를 위한 방법으로서, 상기 방법은
    기판 위의 제1 층을 갖는 샘플에 대한 XPS 및 XRF 중 적어도 하나의 제1 강도 신호를 측정하는 단계 - 상기 XPS 및 XRF 중 적어도 하나의 제1 강도 신호는 제1 층에 대한 정보 및 기판에 대한 정보를 포함함 - ,
    상기 XPS 및 XRF 중 적어도 하나의 제1 강도 신호를 기초로 제1 층의 두께 및 조성 중 적어도 하나를 결정하는 단계,
    제1 층에 대한 정보와 기판에 대한 정보를 조합하여 유효 기판을 추정하는 단계,
    기판 위의 제1 층 위에 제2 층을 갖는 샘플에 대한 XPS 및 XRF 중 적어도 하나의 제2 강도 신호를 측정하는 단계 - 상기 XPS 및 XRF 중 적어도 하나의 제2 강도 신호는 제2 층에 대한 정보, 제1 층에 대한 정보, 및 기판에 대한 정보를 포함함 - , 및
    상기 XPS 및 XRF 중 적어도 하나의 제2 강도 신호를 기초로 제2 층의 두께 및 조성 중 적어도 하나를 결정하는 단계 - 상기 두께 또는 조성은 유효 기판을 설명함 - 를 포함하는, 박막 특징화 방법.
  2. 제1항에 있어서, 제1 층에 대한 정보와 기판에 대한 정보를 조합하여 유효 기판을 추정하는 단계는 직접 또는 모델-기반 방법에 의해 전역 동시 적합으로 신호들을 조합하는 단계를 포함하는, 박막 특징화 방법.
  3. 제1항에 있어서, 유효 기판을 추정하는 단계는 제1 층 및 기판으로부터의 원자종(atomic species), 및 원자종에 대한 벌크 원자 조성 % 값에 따라 스케일(scale)되는 강도 생성 인자(intensity production factor)를 기초로 유효 기판 모델을 이용하는 단계를 포함하는, 박막 특징화 방법.
  4. 제3항에 있어서, 제2 층은 기판 또는 제1 층에 포함되지 않는 원자를 포함하는, 박막 특징화 방법.
  5. 제1항에 있어서, 유효 기판을 추정하는 단계는 기본 원자 감도 인자(ASF)(atomic sensitivity factor)를 기초로 하는 모델-독립적 방식으로 이뤄지는, 박막 특징화 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 XPS 및 XRF 중 적어도 하나의 제2 강도 신호를 기초로 제2 층의 두께 및 조성 중 적어도 하나를 결정하는 단계는 상기 XPS 및 XRF 중 적어도 하나의 제2 강도 신호를 기초로 제2 층에 대한 조성을 결정하는 단계를 더 포함하며, 상기 조성은 유효 기판을 설명하는, 박막 특징화 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    제2 층에 대한 정보, 제1 층에 대한 정보, 및 기판에 대한 정보를 조합하여, 제2 유효 기판을 추정하는 단계,
    기판 위의 제1 층 위의 제2 층 위에 제3 층을 갖는 샘플에 대한 XPS 및 XRF 중 적어도 하나의 제3 강도 신호를 측정하는 단계 - 상기 XPS 및 XRF 중 적어도 하나의 제3 강도 신호는 제3 층에 대한 정보, 제2 층에 대한 정보, 제1 층에 대한 정보, 및 기판에 대한 정보를 포함함 - , 및
    상기 XPS 및 XRF 중 적어도 하나의 제3 강도 신호를 기초로 제3 층의 두께 및 조성 중 적어도 하나를 결정하는 단계 - 상기 두께 및 조성 중 적어도 하나는 제2 유효 기판을 설명함 - 를 더 포함하는, 박막 특징화 방법.
  8. 박막 특징화 시스템으로서, 상기 시스템은
    X-선 빔을 생성하기 위한 X-선 소스,
    상기 X-선 빔의 경로에 샘플을 배치하기 위한 샘플 홀더,
    샘플을 X-선 빔으로 충돌시킴으로써 생성되는 X-선 광전자 분광법(XPS) 신호를 수집하기 위한 제1 검출기,
    샘플을 상기 X-선 빔으로 충돌시킴으로써 생성되는 X-선 형광(XRF) 신호를 수집하기 위한 제2 검출기, 및
    XPS 및 XRF 중 적어도 하나의 신호를 기초로 샘플의 제2 층의 두께 및 조성 중 적어도 하나를 결정하도록 구성된 컴퓨팅 장치 - 두께 및 조성 중 적어도 하나를 결정하는 것은 샘플의 제1 층 및 기판을 기초로 추정되는 유효 기판을 설명하고, 제1 층 및 기판은 샘플의 제2 층 아래에 위치함 - 를 포함하는, 박막 특징화 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 제1 검출기 및 제2 검출기는 각각 동시에 XPS 신호 및 XRF 신호를 수집하도록 구성되는, 박막 특징화 시스템.
  10. 제8항에 있어서, 제1 검출기 및 제2 검출기가 샘플의 50㎛2 계측 박스(metrology box) 내로부터 XPS 신호 및 XRF 신호를 수집하도록 구성되는, 박막 특징화 시스템.
  11. 제8항에 있어서,
    안정한 측정을 위해 유입 X-선 플럭스에 대한 XRF 신호를 정규화하기 위한 사후-모노크로메이터 플럭스 검출기(post-monochromator flux detector)를 더 포함하는, 박막 특징화 시스템.
  12. 제8항에 있어서, 상기 시스템은 XPS 신호 및 XRF 신호를 수집하는 동안 1.0E-7 Torr 미만의 기저압 하에서 유지되는, 박막 특징화 시스템.
  13. 제8항에 있어서, X-선 빔은 단색 AlKα X-선 빔인, 박막 특징화 시스템.
  14. 제8항에 있어서,
    X-선 소스와 샘플 홀더 사이에, X-선 빔의 경로를 따라 배치되는 수정 모노크로메이터를 더 포함하는, 박막 특징화 시스템.
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