KR102526522B1 - 포커스를 제어하는 오버레이 계측 장치 및 방법과 이를 위한 프로그램 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 포커스를 제어하는 오버레이 계측 장치 및 방법과 이를 위한 프로그램에 관한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 포커스를 제어하는 오버레이 계측 장치에 있어서, 대물 렌즈; 메모리; 상기 대물 렌즈를 동작시켜 웨이퍼와의 거리를 조절하는 렌즈 포커스 액추에이터; 및 상기 메모리 및 상기 렌즈 포커스 액추에이터의 동작을 제어하는 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 웨이퍼의 각 사이트 별로 제1 높이 값을 획득하고, 상기 획득된 제1 높이 값을 해당 사이트와 매칭하여 저장하고, 웨이퍼의 각 사이트에 대한 초기 계측이 시작되는 경우, 해당 사이트의 저장된 제1 높이 값에 기반하여 상기 렌즈 포커스 액추에이터를 제어하여 상기 대물 렌즈의 Z축 이동을 제어할 수 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 포커스를 제어하는 오버레이 계측 장치에 있어서, 대물 렌즈; 메모리; 상기 대물 렌즈를 동작시켜 웨이퍼와의 거리를 조절하는 렌즈 포커스 액추에이터; 및 상기 메모리 및 상기 렌즈 포커스 액추에이터의 동작을 제어하는 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 웨이퍼의 각 사이트 별로 제1 높이 값을 획득하고, 상기 획득된 제1 높이 값을 해당 사이트와 매칭하여 저장하고, 웨이퍼의 각 사이트에 대한 초기 계측이 시작되는 경우, 해당 사이트의 저장된 제1 높이 값에 기반하여 상기 렌즈 포커스 액추에이터를 제어하여 상기 대물 렌즈의 Z축 이동을 제어할 수 있다.
Description
본 발명은 포커스를 제어하는 오버레이 계측 장치 및 방법과 이를 위한 프로그램에 관한 것이다.
일반적으로 기술이 발전하면서 웨이퍼의 특성을 계측하는 반도체 웨이퍼의 크기가 작아지고, 계측 장치의 집적회로의 밀도는 증가하고 있다. 집적 회로를 웨이퍼에 형성하기 위해서는 특정 위치에서 원하는 회로 구조 및 요소들이 순차적으로 형성되도록 많은 제조 과정들을 거쳐야 한다. 이러한 제조 과정은 웨이퍼 상에 패턴화된 층을 순차적으로 생성하도록 한다.
이러한 반복되는 적층 공정들을 통해서 집적회로 안에 전기적으로 활성화된 패턴이 생성된다. 이때, 각각의 구조들이 생산 공정에서 허용하는 오차 범위 이내로 정렬되지 않으면, 전기적으로 활성화된 패턴 간에 간섭이 일어나고 이런 현상으로 인해 제조된 회로의 성능 및 신뢰도에 문제가 생길 수 있다. 이러한 층 간에 정렬 오차를 측정 및 검증하기 위해 오버레이 측정 툴이 사용된다.
일반적인 오버레이 계측 및 방법들은 두 개의 층들 간에 정렬이 허용 오차 내에 있는지 측정 및 검증을 한다. 그 중 한 가지 방법은 기판 위에서 특정한 위치에 오버레이 마크라고 불리는 구조물을 형성하고, 이 구조물을 광학적인 이미지 획득 장비로 촬영하여 오버레이를 측정하는 것이다.
이러한 측정을 위해, 종래에는 스테이지를 XY 축(즉, X축 Y축) 방향으로 이동시킨 후, 대물 렌즈를 Z축 방향으로 이동시킨다.
그런데, 이러한 종래 방법은 측정하고자 하는 사이트 위치로 스테이지를 XY축 이동한 후, AF(Auto Focus) 시스템을 통해 계측된 높이 맞춰 대물 렌즈를 Z축 방향으로 조절하기 때문에, 웨이퍼에 대한 계측 시간(예: MAM(Move Acquire Measure) Time)이 증가하고, 이에 따라 작업 성능이 떨어지는 문제점이 있었다.
따라서, 웨이퍼의 각 사이트 별로 높이를 미리 예측하여 스테이지의 이동과 대물 렌즈의 이동을 동시에 수행함으로써, 웨이퍼에 대한 계측 시간을 단축시킬 필요성이 제기된다.
따라서, 본 발명은 포커스를 제어하는 오버레이 계측 장치 및 방법과 이를 위한 프로그램을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 스테이지의 이동과 대물 렌즈의 이동을 동시에 수행하는 오버레이 계측 장치 및 방법과 이를 위한 프로그램을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시 예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 포커스를 제어하는 오버레이 계측 장치에 있어서, 대물 렌즈; 메모리; 상기 대물 렌즈를 동작시켜 웨이퍼와의 거리를 조절하는 렌즈 포커스 액추에이터; 및 상기 메모리 및 상기 렌즈 포커스 액추에이터의 동작을 제어하는 프로세서를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 웨이퍼의 각 사이트 별로 제1 높이 값을 획득하고, 상기 획득된 제1 높이 값을 해당 사이트와 매칭하여 저장하고, 웨이퍼의 각 사이트에 대한 초기 계측이 시작되는 경우, 해당 사이트의 저장된 제1 높이 값에 기반하여 상기 렌즈 포커스 액추에이터를 제어하여 상기 대물 렌즈의 Z축 이동을 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 오버레이 계측 장치의 포커스를 제어하는 방법은 웨이퍼의 각 사이트 별로 제1 높이 값을 획득하는 과정; 상기 획득된 제1 높이 값을 해당 사이트와 매칭하여 저장하는 과정; 및 웨이퍼의 각 사이트에 대한 초기 계측이 시작되는 경우, 해당 사이트의 저장된 제1 높이 값에 기반하여 대물 렌즈의 Z축 이동을 제어하는 과정을 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시 예에 따른 오버레이 계측 장치의 포커스를 제어하는 명령어들을 저장하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 있어서, 상기 프로그램은, 웨이퍼의 각 사이트 별로 제1 높이 값을 획득하는 명령어들; 상기 획득된 제1 높이 값을 해당 사이트와 매칭하여 저장하는 명령어들; 및 웨이퍼의 각 사이트에 대한 초기 계측이 시작되는 경우, 해당 사이트의 저장된 제1 높이 값에 기반하여 대물 렌즈의 Z축 이동을 제어하는 명령어들을 포함할 수 있다.
본 발명은 웨이퍼의 각 사이트 별로 높이 값을 획득하고, 웨이퍼의 각 사이트에 대한 초기 계측이 시작되는 경우, 해당 사이트의 저장된 높이 값에 기반하여 대물 렌즈의 Z축 이동을 제어함으로써, 웨이퍼에 대한 계측 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 웨이퍼가 놓여진 스테이지의 XY축 이동과 대물 렌즈의 Z축 이동이 동시에 수행되도록 함으로써, 계측 시간의 단축에 따른 작업 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 제1 높이 값에 기반하여 대물 렌즈의 Z축 이동이 완료된 상태에서 웨이퍼에 대한 제2 높이 값을 획득하고, 상기 제1 높이 값과 상기 제2 높이 값의 차이를 모델링함으로써, 상기 예측된 높이 값에 기반하여 다음 사이트에서 대물 렌즈의 Z축 이동을 효율적으로 제어할 수 있다.
또한, 본 발명은 웨이퍼의 현재 사이트에서 획득한 높이 값을 메모리에 저장하거나 다음 사이트의 높이 값을 측정하기 위해 갱신함으로써, 현재 사이트에서 획득한 높이 값을 다음 사이트에 적용하여 대물 렌즈의 Z축 이동을 미리 예측할 수 있다.
또한, 본 발명은 웨이퍼의 현재 사이트에서 획득한 높이 값을 메모리에 저장하거나 다음 사이트의 높이 값을 측정하기 위해 갱신함으로써, 웨이퍼 간 많은 변화 및 계측 장치의 하드웨어의 조건에 따른 Z축 차이에도 예측 성능을 높일 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 오버레이 계측 장치의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼의 사이트에 대한 높이 값을 예측하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼의 사이트에 대한 높이 값의 예측에 기반하여 웨이퍼를 계측하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼가 스테이지 상에 안착된 상태를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼의 사이트에 대한 높이 값을 예측하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼의 사이트에 대한 높이 값의 예측에 기반하여 웨이퍼를 계측하는 과정을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼가 스테이지 상에 안착된 상태를 나타낸 예시도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것으로, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 제1 구성요소는 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다.
또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.
명세서 전체에서, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 각 구성요소는 단수일수도 있고 복수일 수도 있다.
본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, A, B 또는 A 및 B 를 의미하며, "C 내지 D" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, C 이상이고 D 이하인 것을 의미한다
이하에서는, 본 발명의 몇몇 실시 예에 따른 포커스를 제어하는 오버레이 계측 장치 및 방법과 이를 위한 프로그램을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 오버레이 계측 장치의 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 오버레이 계측 장치(100)는 웨이퍼(140)에 형성된 서로 다른 층에 각각 형성된 제1 오버레이 마크(OM1)와 제2 오버레이 마크(OM2) 사이의 오차를 계측하는 장치이다.
예를 들어, 제1 오버레이 마크(OM1)는 이전 층(previous layer)에 형성된 오버레이 마크이며, 제2 오버레이 마크(OM2)는 현재 층(current layer)에 형성된 오버레이 마크일 수 있다. 오버레이 마크는 다이 영역에 반도체 디바이스 형성을 위한 층을 형성하는 동시에 스크라이브 레인에 형성된다. 예를 들어, 제1 오버레이 마크(OM1)는 절연막 패턴과 함께 형성되고, 제2 오버레이 마크(OM2)는 절연막 패턴 위에 형성되는 포토레지스트 패턴과 함께 형성될 수 있다.
이런 경우 제2 오버레이 마크(OM2)는 외부로 노출되어 있으나, 제1 오버레이 마크(OM1)는 포토레지스트 층에 의해서 가려진 상태이며, 포토레지스트 재료로 이루어진 제2 오버레이 마크(OM2)와는 광학적 성질이 다른 산화물로 이루어진다. 또한, 제1 오버레이 마크(OM1)와 제2 오버레이 마크(OM2)의 초점면은 같거나, 또는 서로 다르다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 오버레이 계측 장치(100)는 광원(110), 제1 빔 스플리터(beam splitter)(112), 제1 미러(113), 제1 스펙트럼 필터 (color filter)(114), 제2 스펙트럼 필터(115), 빔 컴바이너(beam combiner)(116), 제2 미러(117), 릴레이 렌즈(118), 편광 필터(121), 조리개(151), 제2 검출기(133), 초점 액추에이터(134), 줌 렌즈(132), 제1 검출기(131), 제2 빔 스플리터(130), 광학 소자(127), 제3 빔 스플리터(124), 람다 웨이브 플레이트(122), 대물 렌즈(120), 렌즈 포커스 액추에이터(125), 조리개(151), AF(Auto Focus)(161), 프로세서(170), 및 메모리(180)를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 오버레이 계측 장치(100)의 구성은 일 실시 예에 따른 것이고, 오버레이 계측 장치(100)의 구성 요소들이 도 1에 도시된 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성 요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다. 예를 들면, 오버레이 계측 장치(100)는 프로세서(170)에 의해 오버레이 계측 장치(100)의 각 구성의 동작을 제어하도록 하는 명령어들, 프로그램, 로직 등을 저장하는 메모리(180)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 광원(110)으로는 할로겐 램프, 제논 램프, 슈퍼컨티늄 레이저(supercontinuum laser), 발광다이오드, 레이저 여기 램프(laser induced lamp) 등을 사용할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제1 빔 스플리터(112)는 광원(110)으로부터 나온 빔을 두 개의 빔으로 분리시키는 역할을 한다. 제1 빔 스플리터(112)는 광원(110)으로부터 나온 빔의 일부는 투과시키고, 일부는 반사시켜서 광원(110)으로부터 나온 빔을 두 개의 빔으로 분리시킨다.
일 실시 예에 따르면, 제1 미러(113)는 제1 빔 스플리터(112)와 제2 스펙트럼 필터(115) 사이에 설치되며, 제1 빔 스플리터(112)에서 반사된 빔을 제2 스펙트럼 필터(115)를 향하도록 빔의 경로를 변경시킨다.
일 실시 예에 따르면, 제1 스펙트럼 필터(114)는 제1 빔 스플리터(112)에서 분리된 빔 중에서 제1 빔 스플리터(112)를 투과한 빔의 중심 파장 및 밴드 폭을 현재 층에 형성된 제2 오버레이 마크(OM2) 이미지 획득에 적합하도록 조절하는 역할을 한다. 스펙트럼 필터는 필터 휠, 선형 병진 디바이스, 플리퍼 디바이스 중 하나를 이용할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 스펙트럼 필터(115)는 제1 빔 스플리터(112)에서 분리된 빔 중에서 제1 빔 스플리터(112)에서 반사된 빔의 중심 파장 및 밴드 폭을 이전 층에 형성된 제1 오버레이 마크(OM1) 이미지 획득에 적합하도록 조절하는 역할을 한다. 본 발명은 제1 스펙트럼 필터와 제2 스펙트럼 필터를 다양한 종류의 필터로 대체할 수 있다. 그리고, 스펙트럼 필터는 필터 휠, 선형 병진 디바이스, 플리퍼 디바이스 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 빔 컴바이너(beam combiner)(116)는 제1 스펙트럼 필터(114)와 제2 스펙트럼 필터(115)를 통과한 빛을 합하는 역할을 한다. 제1 스펙트럼 필터(114)를 통과한 빛은 빔 컴바이너(116)를 투과하고, 제2 스펙트럼 필터(115)를 통과한 빔은 제2 미러(117)에 의해서 빔 컴바이너(116)를 향하도록 빔의 경로가 변경된 후 빔 컴바이너(116)에서 반사되어, 빔 컴바이너(116)를 투과한 빔과 다시 합쳐진 후, 조리개(151)를 통과한다.
일 실시 예에 따르면, 조리개(151)는 빔 컴바이너를 투과한 빔을 제1 오버레이 마크(OM1)의 촬영에 적합한 형태로 변경하는 역할을 한다.
일 실시 예에 따르면, 제2 검출기(133)는 제2 빔 스플리터(130)에서 반사된 빔을 검출한다. 제2 검출기(133)는 초점 액추에이터(focus actuator)(134)에 설치되어 제2 빔 스플리터(130)와 제2 검출기(133) 사이의 거리가 조절된다. 제2 검출기(133)는 제1 오버레이 마크(OM1)의 이미지를 획득한다.
일 실시 예에 따르면, 제1 검출기(131)는 제2 빔 스플리터(130)를 통과한 빔을 검출한다. 제1 검출기(131)는 제2 오버레이 마크(OM2)의 이미지를 획득할 수 있다.
또는, 사용자 설정에 따라 제2 검출기는 동작하지 않고, 제1 검출기로만 제1 오버레이 마크(OM1)와 제2 오버레이 마크(OM2)의 이미지 획득을 실시할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 줌 렌즈(132)는 제2 빔 스플리터(130)와 초점 액추에이터(134) 사이에 설치된다. 줌 렌즈(132)는 제2 검출기(133)의 위치 변화 값을 초점 액추에이터(134)로부터 수신하여, 이를 근거로 제2 오버레이 마크(OM2) 이미지와 제1 오버레이 마크(OM1) 이미지의 배율을 일치시키는 역할을 한다. 제1 오버레이 마크(OM1)와 제2 오버레이 마크(OM2)의 높이 차이를 따라서 제2 검출기(133)와 제2 빔 스플리터(130) 사이의 광 경로 거리가 제1 검출기(131)와 제2 빔 스플리터(130) 사이의 광 경로 거리와 다르므로, 제1 검출기(131)에서 획득된 이미지와 제2 검출기(133)에서 획득된 이미지의 배율이 서로 다를 수 있다. 정확한 오버레이 오차를 측정하기 위해서는 배율을 일치시켜야 한다.
일 실시 예에 따르면, 제2 빔 스플리터(130)는 대물렌즈(120)에서 수집된 빔을 두 개의 빔으로 분리하는 역할을 한다. 제2 빔 스플리터(130)는 튜브 빔 스플리터와 다이크로익 필터(dichroic filter)를 포함할 수 있다. 다이크로익 필터는 특정 파장의 빔을 투과시키는 필터이다. 대물렌즈(120)에서 수집된 빔은 람다 웨이브 플레이트(122), 제3 빔 스플리터(124) 및 광학 소자(127)를 거쳐 제2 빔 스플리터(130)에서 두 개의 빔으로 분리된다. 즉, 제1 오버레이 마크(OM1)에 검출에 적합한 빔과 제2 오버레이 마크(OM2)의 검출에 적합한 빔으로 분리된다.
일 실시 예에 따르면, 상기 광학 소자(127)는 핫 미러(hot mirror) 및 콜드 미러(cold mirror)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제3 빔 스플리터(124)는 컴바이너(116)를 통해서 합쳐진 빔을 다시 두 개의 빔으로 분리하는 역할을 한다. 빔 컴바이너(116)를 통해서 합쳐진 빔은 릴레이 렌즈(118) 및 편광필터(121)를 거쳐 편광된 상태로 제3 빔 스플리터(124)에서 두 개의 빔으로 분리된다.
일 실시 예에 따르면, 대물 렌즈(120)는 컴바이너(116)에서 합쳐진 후 제3 빔 스플리터(124)에서 반사된 후 람다 웨이브 플레이트(122)를 거쳐 원 편광이 된 빔을 웨이퍼(140)의 측정위치에 집광시키고, 측정위치에서의 반사된 빔을 수집하는 역할을 한다. 대물렌즈(120)는 렌즈 포커스 액추에이터(lens focus actuator)(125)에 설치된다.
일 실시 예에 따르면, 렌즈 포커스 액추에이터(125)는 대물렌즈(120)와 웨이퍼(140) 사이의 거리를 조절하여 초점면이 제1 오버레이 마크(OM1) 또는 제2 오버레이 마크(OM2)에 위치하도록 조절할 수 있다. 렌즈 포커스 액추에이터(125)는 프로세서(170)의 제어 하에 대물 렌즈(120)를 웨이퍼 방향(예: Y 방향)으로 수직 이동시켜 초점 거리를 조절할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 렌즈 포커스 액추에이터(125)가 초점면을 조절할 때, 현재 레이어 또는 이전 레이어의 위치뿐만 아니라 다른 위치에서도 초점 거리를 조절할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 광학 소자는 빔 스플리터를 투과한 빔의 경로에 대해 45°를 이루도록 설치된다. 이는 오토 포커스 모듈에 빔을 보내기 위한 것으로, 장파장의 빔을 반사시키고, 단파장의 빔을 투과시키거나 혹은 단파장의 빔을 반사시키고, 장파장의 빔을 투과 시키는 것을 특징으로 한다. 광학 소자는 핫 미러 또는 콜드 미러 중 하나로 구성 가능 하다.
일 실시 예에 따르면, 오토 포커스 모듈은 포커스를 조절하기 위한 것으로, 대물렌즈와 웨이퍼 사이의 거리를 레이저를 이용하여 감지하는 역할을 한다. 즉, 검출기의 초점 위치 변화에 따라 생성되는 위상차를 계산하는 역할을 한다. 오토 포커스 모듈은 위상 차 방식의 오토 포커스 센서 모듈을 사용할 수 있다. 예를 들어, 오토포커스 센서 모듈에서 획득한 초점이 '표준 초점'과 일치하는 경우에는 오토포커스 센서 모듈에서 계산된 위상차 값이 0일 수 있으며, 일치하지 않는 경우에는 초점의 위치에 따라서 + 또는 -값일 수도 있다. '표준 초점'이란 센서에 결상되는 레이저 신호를 기준으로 결정된 제1 또는 제2 검출기, 오토포커스 센서의 초점이다. '표준 초점'은 실제 정렬 이미지 획득에 적합한 '측정 초점'과 일치할 수도 있으나, 제1 오버레이 마크(OM1)와 제2 오버레이 마크(OM2)의 높이 차가 클 경우에는 대부분 서로 다르다.
웨이퍼의 측정 영역에서 반사된 반사광에 의해 초점 위치에 따른 신호를 오토포커스 센서가 획득하고, 초점 위치를 조절하도록 액추에이터로 웨이퍼의 측정 영역과 대물렌즈 사이의 거리를 조절하는 액추에이터를 조절하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 따르면, 메모리(180)는 오버레이 계측 장치(100)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령 또는 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(180)는 웨이퍼의 각 사이트에 대한 높이 값 및 해당 사이트의 위치에 관한 정보를 저장할 수 있고, 이러한 정보를 획득 및 저장하는데 필요한 명령어들, 알고리즘, 프로그램, 소프트웨어 중 적어도 일부를 저장할 수 있다.
또한, 메모리(180)는 오버레이 계측 장치(100)에 기 설정된 설정 값, 및 프로세서(170)의 동작에 기반하여 생성되는 데이터(예; 높이 값 및 위치 정보 등)를 저장할 수 있다.
또한, 메모리(180)는 제1 웨이퍼에서 측정한 위치를 저장할 수 있으며, 이러한 저장된 위치는 제1 웨이퍼 이후의 제2 웨이퍼에서 측정하고자 하는 위치로 미리 이동하는데 이용될 수 있다.
또한, 메모리(180)는 오버레이 계측 장치(100)가 수행할 수 있는 다양한 기능들을 실행할 수 있는 명령어들을 저장할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(170)는 스테이지(190) 상에 놓여진 웨이퍼의 각 사이트 별로 높이 값(예: 대물렌즈와 사이트 간의 거리, 제1 높이 값)을 획득하고, 상기 획득된 제1 높이 값을 해당 사이트의 위치 정보(예: 웨이퍼 상에서 해당 사이트의 위치)와 매칭하여 저장할 수 있다. 프로세서(170)는 AF(Auto Focus)(161)를 제어하여 스테이지(190) 상에 놓여진 웨이퍼의 각 사이트 별로 높이 값을 측정할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 웨이퍼에 대한 측정 시간을 줄이기 위해, 프로세서(170)는 제1 웨이퍼(예: 첫 번째 웨이퍼)에서 측정 위치를 메모리(180)에 저장하고, 제2 웨이퍼(예: 제1 웨이퍼 이후에 측정하는 웨이퍼)에 대한 측정 시, 상기 저장된 제1 웨이퍼에 대한 측정 위치로 대물 렌즈를 이동시켜 측정할 수 있다.
예를 들면, 제1 웨이퍼에 대한 측정 위치를 결정 할 때는 레이저를 사용하며, 이러한 측정 위치는 오토포커스 보드(AutoFocus Board)를 통해 실시간으로 GUI Program으로 전송되어 기록된다.
그 이후, 제2 웨이퍼부터는 기록된 측정 위치를 기반으로 대물 렌즈가 미리 이동하게 되며, 제1 웨이퍼와 제2 웨이퍼의 측정 위치 차이는 오토포커스를 수행함으로써, 보정된다. 그리고, 제2 웨이퍼에 대한 측정 위치 값도 오토포커스 보드를 통해 실시간으로 GUI Program에 전송된다.
그리고, 프로세서(170)는 이러한 정보에 기반하여 제1 웨이퍼와 제2 웨이퍼 간의 차이를 보정하는 알고리즘을 수행할 수 있다.
이하에서는 하나의 웨이퍼에서 사이트들 간의 높이에 기반하여 대물 렌즈의 Z축 이동에 대해 기술하였으나, 이는 단지 실시 예일 뿐, 본 발명은 웨이퍼들 간(예: 제1 웨이퍼와 제2 웨이퍼)에도 적용될 수 있다.
하나의 웨이퍼에는 복수의 필드들이 형성되어 있고, 하나의 필드에는 복수의 사이트들(예: 4개)이 존재할 수 있다. 그리고, 프로세서(170)는 각각의 사이트에 대해 높이에 대한 값과 해당 사이트의 위치에 대한 정보를 획득할 수 있다. 프로세서(170)는 획득된 높이 값과 위치에 대한 정보를 매칭하여 메모리(180)에 저장할 수 있다.
예를 들면, 상기 메모리(180)는 웨이퍼의 각 사이트에 대한 좌표, 각 사이트의 좌표에 해당되는 샘플 높이, 예측 높이, 측정 높이 및 Z축의 이동 값을 포함하는 테이블을 저장할 수 있다. 아래 [표 1]은 이러한 테이블을 나타낸 예시도이다.
| X | Y | 샘플 높이 | 예측 높이 | 현재 높이 | Z축 이동 값 |
| 0 | 0 | 99 | 100 | 99->100 | |
| 0 | 1 | 100 | 100 | 100->100 | |
| ... | ... | ... | ... | ... | ... |
| N | N | 98 | 100 | 101 | 100->101 |
[표 1]에 도시된 바와 같이, 예를 들면, XY 좌표가 (0, 0)인 사이트의 샘플 높이는 99이고, 실제 높이는 100이면, 대물 렌즈의 Z축은 1만큼(즉, 100-99) 이동된다. 마찬가지로, XY 좌표가 (0, 1)인 사이트의 샘플 높이는 100이고, 실제 높이는 100이면, 대물 렌즈의 Z축은 이동되지 않는다.
이와 같이, 프로세서(170)는 각 사이트의 각 좌표에 대한 샘플 높이와 실제 높이를 측정하여 상기 테이블에 기록한다.
이후, XY 좌표가 (N, N)인 사이트의 샘플 높이가 98인 상태에서, 예측 높이가 100이고, 실제 높이가 101이면, 대물 렌즈의 Z축은 1만큼(즉, 101-100) 이동된다. 여기서, XY 좌표가 (N, N)인 경우의 예측 높이(즉, 100)는 선행 데이터를 모델링한 값이다.
이를 위해, 프로세서(170)는 웨이퍼의 샘플 사이트에 대한 높이 값과 이에 대응하는 샘플 사이트의 위치 정보를 획득하여 메모리(180)에 저장하는 샘플링 동작(즉, 선행 과정)을 수행할 수 있다. 이러한 샘플링 동작을 통해 샘플 사이트에 대한 0도 내지 180도 에서의 높이 값을 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(170)는 웨이퍼의 각 사이트에 대한 초기 계측(즉, 선행 과정 이후에 예측 높이로 사이트에 대한 초점 거리를 조절하는 과정)이 시작되는 경우, 해당 사이트의 저장된 제1 높이 값에 기반하여 렌즈 포커스 액추에이터(125)를 제어하여 대물 렌즈(120)의 Z축 이동을 제어할 수 있다.
프로세서(170)는 웨이퍼가 놓여진 스테이지(190)를 XY축으로 이동시키고, 대물 렌즈(120)의 Z축 이동을 제어할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(170)는 스테이지(190)의 XY축 이동과 대물 렌즈(120)의 Z축 이동을 동시에 제어할 수 있다. 즉, 프로세서(170)는 스테이지(190)의 XY축 이동 제어와 동시에 대물 렌즈(120)의 초점 거리를 조절할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 대물 렌즈(120)의 이동 거리를 단축시킴으로써, 사이트를 계측하는 시간(예: MAM(Move Acquire Measure) Time)을 효율적으로 단축시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(170)는 대물 렌즈(120)의 Z축 이동이 완료된 상태에서 웨이퍼(예: 웨이퍼의 해당 사이트)에 대한 제2 높이 값을 획득하고, 상기 제1 높이 값과 상기 제2 높이 값의 차이를 모델링하여 다음 사이트의 높이 값을 예측할 수 있다. 상기 모델링은 다음 사이트의 높이 값을 예측하는 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(170)는 현재 사이트에서의 측정된 거리 값을 이용하여 다음 사이트에서의 거리 값을 예측할 수 있다. 그리고, 프로세서(170)는 이러한 예측에 의해 획득된 높이 값에 대해 오류 여부를 확인할 수 있다. 모델링은 Least Square Method를 기반으로 한 모델링뿐만 아니라, 다양한 모델링을 포함할 수 있다.
그리고, 프로세서(170)는 상기 예측된 높이 값에 기반하여 다음 사이트에서 대물 렌즈(120)의 Z축 이동을 제어할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(170)는 다음 사이트의 패턴 인식을 위해 상기 예측된 높이 값으로 대물 렌즈(120)의 초점을 조절할 수 있다.
이와 같이, 프로세서(170)는 웨이퍼에 구성된 복수의 필드들 각각에 포함되는 복수의 사이트들 각각에 대해 현재 사이트에서 획득한 높이 값을 다음 사이트에 적용하여 스테이지(190)의 XY축 이동과 대물 렌즈(120)의 Z축 이동을 동시에 제어할 수 있다.
또는, 프로세서(170)는 현재 웨이퍼에서 획득한 높이 값을 다음 웨이퍼에 적용하여 스테이지(190)의 XY축 이동과 대물 렌즈(120)의 Z축 이동을 동시에 제어할 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 사이트를 계측하는 시간(예: MAM Time)을 효율적으로 단축시킬 수 있다.
그리고, 프로세서(170)는 스테이지(190)의 XY축 이동과 대물 렌즈(120)의 Z축 이동을 동시에 수행한 후, 웨이퍼에 대한 PRU(Pattern Recognition Unit)를 이용하여 측정 타겟을 FOV(Field of View) 이미지의 중심으로 스테이지(190)의 XY축 이동을 제어하는 과정(예: PRU Grab)할 수 있다. 그리고, 프로세서(170)는 FOV 이미지에 대한 측정을 위해 대물 렌즈(120)의 Z축 이동을 제어하는 과정(예: Measure Focus Move)을 수행한 후, 측정 과정(예: Measure)을 진행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(170)는 렌즈 포커스 액추에이터(125)의 제어에 기반한 대물 렌즈(120)의 초점 거리(예: Z축 이동)를 제어할 수 있는 Z축 컨트롤러와 스테이지(190)의 이동(예: XY 축 이동)을 제어할 수 있는 XY축 컨트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 프로세서(170)는 각 사이트에 대해 대물 렌즈(120)와 스테이지(190)가 이동되기 전의 제1 높이 값과 대물 렌즈(120)와 스테이지(190)가 이동된 이후의 제2 높이 값의 차이를 모델링할 수 있는 로직을 저장할 수 있다.
그리고, 이러한 프로세서(170)는 오버레이 계측 장치 내에 별도로 구성되거나, 또는 다른 구성 요소에 프로그램화되어 저장될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 프로세서(170)는 웨이퍼의 각 사이트 별로 제1 높이 값을 획득하고, 상기 획득된 제1 높이 값을 해당 사이트와 매칭하여 저장하고, 웨이퍼의 각 사이트에 대한 초기 계측이 시작되는 경우, 해당 사이트의 저장된 제1 높이 값에 기반하여 렌즈 포커스 액추에이터를 제어하여 대물 렌즈의 Z축 이동을 제어할 수 있다.
또한, 프로세서(170)는 제1 웨이퍼에 대한 제1 위치 정보를 획득하고, 상기 획득된 제1 위치 정보를 상기 메모리에 저장하고, 상기 제1 웨이퍼 이후의 제2 웨이퍼에 대한 초기 계측이 시작되는 경우, 상기 저장된 제1 위치 정보에 기반하여 상기 렌즈 포커스 액추에이터를 제어하여 상기 대물 렌즈의 Z축 이동을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(170)는 상기 제2 웨이퍼가 놓여진 스테이지의 XY축 이동과 상기 대물 렌즈의 Z축 이동을 동시에 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서(170)는 상기 대물 렌즈의 Z축 이동이 완료된 상태에서 상기 제2 웨이퍼에 대한 제2 위치 정보를 획득하고, 상기 제1 위치 정보의 제1 높이 값과 상기 제2 위치 정보의 제2 높이 값의 차이를 모델링하여 상기 제2 웨이퍼 이후의 제3 웨이퍼의 제3 높이 값을 예측하고, 상기 예측된 제3 높이 값에 기반하여 상기 제3 웨이퍼에서 상기 대물 렌즈의 Z축 이동을 제어할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 하나의 웨이퍼에서 각 사이트에 대한 높이 값에 기반하여 대물 렌즈의 위치를 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 제1 웨이퍼에 대한 제1 위치 정보를 획득하여 메모리(180)에 저장한 후, 상기 제1 웨이퍼 이후의 제2 웨이퍼에 대한 초기 계측이 시작되는 경우, 상기 저장된 제1 위치 정보에 기반하여 상기 대물 렌즈의 Z축 이동을 제어할 수 있다.
이하에서는 하나의 웨이퍼에서 각 사이트에 대한 높이 값에 기반하여 대물 렌즈의 위치를 조절하는 내용에 대해 기술하였으나, 이는 단지 실시 예일 뿐, 제1 웨이퍼에 대한 제1 위치 정보를 이용하여, 상기 제1 웨이퍼 이후의 제2 웨이퍼에 대한 초기 계측이 시작되는 경우, 상기 제1 위치 정보에 기반하여 상기 대물 렌즈의 Z축 이동을 제어할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼의 사이트에 대한 높이 값을 예측하는 과정을 나타낸 순서도이다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼의 사이트에 대한 높이 값을 예측하는 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(170)는 웨이퍼의 각 사이트 별로 제1 높이 값을 획득하여 메모리(180)에 저장할 수 있다(S210). 프로세서(170)는 스테이지(190) 상에 놓여진 웨이퍼의 각 사이트 별로 높이 값(예: 대물렌즈(120)와 사이트간의 거리)을 획득할 수 있다. 그리고, 프로세서(170)는 상기 획득된 높이 값(예: 제1 높이 값)을 해당 사이트의 위치 정보(예: 웨이퍼 상에서 해당 사이트의 위치)와 매칭하여 메모리(180)에 저장할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(170)는 사이트 상의 XY 축 이동과 대물 렌즈(120)의 Z축 이동을 동시에 제어할 수 있다(S212). 프로세서(170)는 웨이퍼가 놓여진 스테이지(190)를 XY축으로 이동시키는 과정과 메모리(180)에 저장된 높이 값 및 위치 정보에 기반한 대물 렌즈(120)를 Z축으로 이동시키는 과정을 동시에 수행되도록 스테이지(190)와 렌즈 포커스 액추에이터(125)를 제어할 수 있다.
이와 같이, 프로세서(170)는 스테이지(190)의 XY축 이동과 렌즈 포커스 액추에이터(125)의 제어를 이용한 대물 렌즈(120)의 Z축 이동을 동시에 제어할 수 있다. 즉, 프로세서(170)는 스테이지(190)를 XY축으로 이동함과 동시에 대물 렌즈(120)의 Z축을 이동시켜 사이트에 대한 초점 거리를 조절할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(170)는 이동된 위치에서 사이트에 대한 제2 높이 값을 획득할 수 있다(S214). 프로세서(170)는 스테이지(190)의 XY축 이동과 대물 렌즈(120)의 Z축 이동이 동시에 완료된 후, 스테이지(190)와 대물 렌즈(120)가 이동된 위치에서 사이트에 대한 제2 높이 값을 획득할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 높이 값은 상기 제1 높이 값보다 크거나, 또는 작을 수 있다.
또한, 프로세서(170)는 상기 제2 높이 값과 해당 사이트에 대한 위치 정보를 메모리(180)에 저장할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(170)는 각 사이트에 대해 제1 높이 값과 제2 높이 값의 차이를 모델링하여 사이트의 높이 값을 예측할 수 있다(S216). 프로세서(170)는 대물 렌즈(120)의 Z축 이동이 완료된 후, 웨이퍼의 해당 사이트에 대한 제2 높이 값을 획득하고, 대물 렌즈(120)의 Z축 이동 전의 제1 높이 값과 상기 제2 높이 값의 차이를 모델링하여 다음 사이트의 높이 값을 예측할 수 있다. 이와 같이, 상기 모델링은 다음 사이트의 높이 값을 미리 예측하는 것을 의미할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼의 사이트에 대한 높이 값의 예측에 기반하여 웨이퍼를 계측하는 과정을 나타낸 순서도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼가 스테이지 상에 안착된 상태를 나타낸 예시도이다.
이하, 도 1, 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼의 사이트에 대한 높이 값의 예측에 기반하여 웨이퍼를 계측하는 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(170)는 웨이퍼(140)가 스테이지(190)에 안착되면, 웨이퍼(140)의 각 사이트 좌표 별로 제1 높이 값을 획득할 수 있다(S310, S312). 프로세서(170)는 웨이퍼(140)가 스테이지(190)에 안착되면, 스테이지(190)의 XY축 이동을 제어하고, 렌즈 포커스 액추에이터(125)를 제어하여 대물 렌즈(120)를 사이트에 상부에 위치시킬 수 있다. 그리고, 프로세서(170)는 해당 측정하고자 하는 사이트에 대한 높이 값과 이에 대응하는 샘플 사이트의 위치 정보를 획득할 수 있다.
도 4를 참조하면, 웨이퍼(140)는 복수의 필드들(410)이 배치되어 있으며, 각각의 필드(410)는 서로 중첩되지 않도록 웨이퍼(140) 상에 배치될 수 있다. 그리고, 각각의 필드(410)는 복수의 사이트(411, 412, 413, 414)가 존재하며, 각각의 사이트는 FOV 이미지를 획득할 수 있는 포인트일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(170)는 상기 획득된 제1 높이 값을 해당 사이트에 매칭하여 저장할 수 있다(S314). 하나의 웨이퍼에는 복수의 필드들이 형성되어 있고, 하나의 필드에는 복수의 사이트들(예: 4개)이 존재할 수 있다. 프로세서(170)는 이러한 웨이퍼의 각 사이트에 대한 높이 값과 해당 사이트가 웨이퍼 상에 배치된 위치를 나타내는 정보를 매칭하여 메모리(180)에 저장할 수 있다.
이와 같이, 프로세서(170)는 웨이퍼(140)의 샘플 사이트에 대한 높이 값과 이에 대응하는 샘플 사이트의 위치 정보를 획득하여 메모리(180)에 저장하는 샘플링 동작(즉, 선행 과정)을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(170)는 웨이퍼의 각 사이트에 대한 초기 계측이 시작되면, 해당 사이트의 저장된 제1 높이 값에 기반하여 대물 렌즈의 Z축 이동을 제어할 수 있다(S316, S318). 프로세서(170)는 웨이퍼(140)의 각 사이트에 대한 초기 계측(즉, 선행 과정 이후에 예측 높이로 사이트에 대한 초점 거리를 조절하는 과정)이 시작되는 경우, 저장된 제1 높이 값에 기반하여 렌즈 포커스 액추에이터(125)를 제어하여 대물 렌즈(120)의 Z축 이동을 제어할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(170)는 초기 계측이 시작되는 경우, 스테이지(190)의 XY축 이동을 제어한 후, 렌즈 포커스 액추에이터(125)를 제어하여 대물 렌즈(120)를 제1 높이 값에 기반하여 사이트에 상부에 위치시킬 수 있다. 또는, 프로세서(170)는 스테이지(190)의 XY축 이동과 대물 렌즈(120)의 Z축 이동이 동시에 수행되도록, 스테이지(190)와 렌즈 포커스 액추에이터(125)를 제어할 수 있다. 이를 통해, 프로세서(170)는 스테이지(190)의 XY축 이동 제어와 동시에 대물 렌즈(120)의 초점 거리를 조절할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(170)는 대물 렌즈(120)가 이동된 위치에서 사이트와의 제2 높이 값을 획득할 수 있다(S320). 프로세서(170)는 대물 렌즈(120)의 초점 거리가 제2 높이 값이 되도록 렌즈 포커스 액추에이터(125)의 동작을 제어할 수 있다. 그리고, 프로세서(170)는 렌즈 포커스 액추에이터(125)의 동작 제어로 인해 대물 렌즈의 초점 거리가 조절되면, 대물 렌즈(120)가 이동된 위치에서 사이트와의 제2 높이 값을 획득할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(170)는 사이트와의 제2 높이 값을 메모리(180)에 저장할 수 있다.
이와 같이, 프로세서(170)는 선행 과정 이후에 대물 렌즈(120)의 초점 거리를 조절하여 초기 계측 과정을 완료할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(170)는 각 사이트에 대해 상기 제1 높이 값과 상기 제2 높이 값의 차이를 모델링하여 다음 사이트의 높이 값을 예측할 수 있다(S322). 프로세서(170)는 선행 과정으로 획득한 제1 높이 값과 초기 계측 과정으로 획득한 제2 높이 값을 이용하여 다음 사이트에 대한 높이 값 즉, 초점 거리를 예측할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(170)는 선행 과정으로 획득한 제1 높이 값에서 초기 계측 과정으로 획득한 제2 높이 값을 차감하고, 차감된 높이 값을 다음 사이트의 높이 값에 반영함으로써, 다음 사이트에 대한 초점 거리를 예측할 수 있다. 또는 프로세서(170)는 초기 계측 과정으로 획득한 제2 높이 값에서 선행 과정으로 획득한 제1 높이 값을 차감하고, 차감된 높이 값을 다음 사이트의 높이 값에 반영함으로써, 다음 사이트에 대한 초점 거리를 예측할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(170)는 상기 예측된 높이 값에 기반하여 대물 렌즈의 Z축 이동을 제어한 후 웨이퍼를 계측할 수 있다(S324). 프로세서(170)는 차감된 높이 값을 다음 사이트의 높이 값에 반영하고, 대물 렌즈(120)의 Z축 이동을 제어하여 초점 거리를 조절한 후 웨이퍼(140)의 해당 사이트에 대한 계측을 수행할 수 있다.
그리고, 프로세서(170)는 상기 예측된 높이 값에 기반하여 대물 렌즈의 Z축 이동을 제어한 후, 웨이퍼에 대한 PRU를 이용하여 측정 타겟을 FOV 이미지의 중심으로 스테이지(190)의 XY축 이동을 제어할 수 있다. 그리고, 프로세서(170)는 FOV 이미지에 대한 측정을 위해 대물 렌즈(120)의 Z축 이동을 제어하여 측정 과정을 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 웨이퍼의 사이트에 대한 대물 렌즈(120)의 초점 거리를 미리 예측한 후, 스테이지(190)의 XY축 이동과 대물 렌즈(120)의 초점 거리에 상기 예측된 초점 거리를 반영함으로써, 다음 사이트를 계측하는 시간(예: MAM Time)을 효율적으로 단축시킬 수 있다.
이상에서 상술한 각각의 순서도에서의 각 단계는 도시된 순서에 무관하게 동작될 수 있거나, 또는 동시에 수행될 수 있다. 또한, 본 발명의 적어도 하나의 구성 요소와, 상기 적어도 하나의 구성 요소에서 수행되는 적어도 하나의 동작은 하드웨어 및/또는 소프트웨어로 구현 가능할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시 예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
100: 오버레이 계측 장치 110: 광원
112: 제1 빔 스플리터 113: 제1 미러
114: 제1 스펙트럼 필터 115: 제2 스펙트럼 필터
116: 빔 컴바이더 117: 제2 미러
118: 릴레이 렌즈 120: 대물 렌즈
121: 편광 필터 122: 람다 웨이브 플레이트
124: 제3 빔 스플리터 125: 렌즈 포커스 액추에이터
127: 튜브 렌즈 130: 제2 빔 스플리터
131: 제1 검출기 132: 줌 렌즈
133: 제2 검출기 134: 초점 액추에이터
151: 조리개 161: AF
170: 프로세서 180: 메모리
112: 제1 빔 스플리터 113: 제1 미러
114: 제1 스펙트럼 필터 115: 제2 스펙트럼 필터
116: 빔 컴바이더 117: 제2 미러
118: 릴레이 렌즈 120: 대물 렌즈
121: 편광 필터 122: 람다 웨이브 플레이트
124: 제3 빔 스플리터 125: 렌즈 포커스 액추에이터
127: 튜브 렌즈 130: 제2 빔 스플리터
131: 제1 검출기 132: 줌 렌즈
133: 제2 검출기 134: 초점 액추에이터
151: 조리개 161: AF
170: 프로세서 180: 메모리
Claims (21)
- 포커스를 제어하는 오버레이 계측 장치에 있어서,
대물 렌즈;
메모리;
상기 대물 렌즈를 동작시켜 웨이퍼와의 거리를 조절하는 렌즈 포커스 액추에이터; 및
상기 메모리 및 상기 렌즈 포커스 액추에이터의 동작을 제어하는 프로세서를 포함하며,
상기 프로세서는,
상기 웨이퍼의 각 사이트 별로 제1 높이 값을 획득하고,
상기 획득된 제1 높이 값을 해당 사이트와 매칭하여 저장하고,
웨이퍼의 각 사이트에 대한 초기 계측이 시작되는 경우, 해당 사이트의 저장된 제1 높이 값에 기반하여 상기 렌즈 포커스 액추에이터를 제어하여 상기 대물 렌즈의 Z축 이동을 제어하고,
상기 대물 렌즈의 Z축 이동이 완료된 상태에서 상기 웨이퍼에 대한 제2 높이 값을 획득하고,
상기 제1 높이 값과 상기 제2 높이 값의 차이를 모델링하여 다음 사이트의 높이 값을 예측하고,
상기 예측된 높이 값에 기반하여 상기 다음 사이트에서 상기 대물 렌즈의 Z축 이동을 제어하도록 설정된 오버레이 계측 장치된 오버레이 계측 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 웨이퍼가 놓여진 스테이지의 XY축 이동과 상기 대물 렌즈의 Z축 이동을 동시에 제어하도록 설정된 오버레이 계측 장치.
- 삭제
- 제1 항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 웨이퍼의 현재 사이트에서 획득한 높이 값을 상기 메모리에 저장하고,
상기 현재 사이트에서 획득한 높이 값을 다음 사이트에 적용하여 상기 대물 렌즈의 Z축 이동을 제어하도록 설정된 오버레이 계측 장치.
- 제2 항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 스테이지의 XY축 이동 시점에 상기 대물 렌즈의 초점 거리를 조절하도록 설정된 오버레이 계측 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 웨이퍼에 구성된 복수의 필드들 각각에 포함되는 복수의 사이트들 각각에 대해 현재 사이트에서 획득한 높이 값을 다음 사이트에 적용하여 상기 대물 렌즈의 Z축 이동을 제어하도록 설정된 오버레이 계측 장치.
- 제1 항에 있어서,
상기 제1 높이 값 및 상기 제2 높이 값 각각은 해당 사이트에서의 초점 위치 변화에 따른 위상차에 기반하여 계산되는 오버레이 계측 장치.
- 오버레이 계측 장치의 포커스를 제어하는 방법에 있어서,
웨이퍼의 각 사이트 별로 제1 높이 값을 획득하는 과정;
상기 획득된 제1 높이 값을 해당 사이트와 매칭하여 저장하는 과정;
웨이퍼의 각 사이트에 대한 초기 계측이 시작되는 경우, 해당 사이트의 저장된 제1 높이 값에 기반하여 대물 렌즈의 Z축 이동을 제어하는 과정;
상기 대물 렌즈의 Z축 이동이 완료된 상태에서 상기 웨이퍼에 대한 제2 높이 값을 획득하는 과정;
상기 제1 높이 값과 상기 제2 높이 값의 차이를 모델링하여 다음 사이트의 높이 값을 예측하는 과정; 및
상기 예측된 높이 값에 기반하여 상기 다음 사이트에서 상기 대물 렌즈의 Z축 이동을 제어하는 과정을 포함하는 방법.
- 제8 항에 있어서,
상기 대물 렌즈의 Z축 이동을 제어하는 과정은,
상기 웨이퍼가 놓여진 스테이지의 XY축 이동을 동시에 제어하는 과정을 포함하는 방법.
- 삭제
- 제8 항에 있어서,
상기 방법은,
상기 웨이퍼의 현재 사이트에서 획득한 높이 값을 메모리에 저장하는 과정; 및
상기 현재 사이트에서 획득한 높이 값을 다음 사이트에 적용하여 상기 대물 렌즈의 Z축 이동을 제어하는 과정을 더 포함하는 방법.
- 제8 항에 있어서,
상기 방법은,
상기 웨이퍼에 구성된 복수의 필드들 각각에 포함되는 복수의 사이트들 각각에 대해 현재 사이트에서 획득한 높이 값을 다음 사이트에 적용하여 상기 대물 렌즈의 Z축 이동을 제어하는 과정을 더 포함하는 방법.
- 오버레이 계측 장치의 포커스를 제어하는 명령어들을 저장하는 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 있어서,
상기 프로그램은,
웨이퍼의 각 사이트 별로 제1 높이 값을 획득하는 명령어들;
상기 획득된 제1 높이 값을 해당 사이트와 매칭하여 저장하는 명령어들;
웨이퍼의 각 사이트에 대한 초기 계측이 시작되는 경우, 해당 사이트의 저장된 제1 높이 값에 기반하여 대물 렌즈의 Z축 이동을 제어하는 명령어들;
상기 대물 렌즈의 Z축 이동이 완료된 상태에서 상기 웨이퍼에 대한 제2 높이 값을 획득하는 명령어들;
상기 제1 높이 값과 상기 제2 높이 값의 차이를 모델링하여 다음 사이트의 높이 값을 예측하는 명령어들; 및
상기 예측된 높이 값에 기반하여 상기 다음 사이트에서 상기 대물 렌즈의 Z축 이동을 제어하는 명령어들을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
- 제13 항에 있어서,
상기 프로그램은,
상기 웨이퍼가 놓여진 스테이지의 XY축 이동과 상기 대물 렌즈의 Z축 이동을 동시에 제어하는 명령어들을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
- 삭제
- 제13 항에 있어서,
상기 프로그램은,
상기 웨이퍼의 현재 사이트에서 획득한 높이 값을 메모리에 저장하는 명령어들; 및
상기 현재 사이트에서 획득한 높이 값을 다음 사이트에 적용하여 상기 대물 렌즈의 Z축 이동을 제어하는 명령어들을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
- 제13 항에 있어서,
상기 프로그램은,
상기 웨이퍼에 구성된 복수의 필드들 각각에 포함되는 복수의 사이트들 각각에 대해 현재 사이트에서 획득한 높이 값을 다음 사이트에 적용하여 상기 대물 렌즈의 Z축 이동을 제어하는 명령어들을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
- 포커스를 제어하는 오버레이 계측 장치에 있어서,
대물 렌즈;
메모리;
상기 대물 렌즈를 동작시켜 웨이퍼와의 거리를 조절하는 렌즈 포커스 액추에이터; 및
상기 메모리 및 상기 렌즈 포커스 액추에이터의 동작을 제어하는 프로세서를 포함하며,
상기 프로세서는,
제1 웨이퍼에 대한 제1 위치 정보를 획득하고,
상기 획득된 제1 위치 정보를 상기 메모리에 저장하고,
상기 제1 웨이퍼 이후의 제2 웨이퍼에 대한 초기 계측이 시작되는 경우, 상기 저장된 제1 위치 정보에 기반하여 상기 렌즈 포커스 액추에이터를 제어하여 상기 대물 렌즈의 Z축 이동을 제어하고,
상기 대물 렌즈의 Z축 이동이 완료된 상태에서 상기 제2 웨이퍼에 대한 제2 위치 정보를 획득하고,
상기 제1 위치 정보의 제1 높이 값과 상기 제2 위치 정보의 제2 높이 값의 차이를 모델링하여 상기 제2 웨이퍼 이후의 제3 웨이퍼의 제3 높이 값을 예측하고,
상기 예측된 제3 높이 값에 기반하여 상기 제3 웨이퍼에서 상기 대물 렌즈의 Z축 이동을 제어하도록 설정된 오버레이 계측 장치.
- 제18 항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 제2 웨이퍼가 놓여진 스테이지의 XY축 이동을 동시에 제어하도록 설정된 오버레이 계측 장치.
- 삭제
- 제18 항에 있어서,
상기 제1 높이 값 및 상기 제2 높이 값 각각은 해당 사이트에서의 초점 위치 변화에 따른 위상차에 기반하여 계산되는 오버레이 계측 장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020220144235A KR102526522B1 (ko) | 2022-11-02 | 2022-11-02 | 포커스를 제어하는 오버레이 계측 장치 및 방법과 이를 위한 프로그램 |
| US18/142,340 US11781996B1 (en) | 2022-11-02 | 2023-05-02 | Overlay measuring device and method for controlling focus and program therefor |
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| JP2023108409A JP2024066978A (ja) | 2022-11-02 | 2023-06-30 | フォーカスを制御するオーバーレイ計測装置と方法、及びこのためのプログラム |
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| KR1020220144235A KR102526522B1 (ko) | 2022-11-02 | 2022-11-02 | 포커스를 제어하는 오버레이 계측 장치 및 방법과 이를 위한 프로그램 |
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