KR102550966B1 - 반도체 패턴 계측 장치, 이를 이용한 반도체 패턴 계측 시스템 - Google Patents

반도체 패턴 계측 장치, 이를 이용한 반도체 패턴 계측 시스템 Download PDF

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Abstract

본 기술의 일 실시예에 의한 반도체 패턴 계측 장치는 계측 모드에 따라 비간섭성 광원을 편광시켜 대상물에 조사하고, 대상물로부터 제공되는 패턴 반사광에 대한 편광 특성을 기 설정된 편광 각도로 제어하여 편광 제어된 패턴 반사광을 획득하며, 계측 모드 별 편광 제어된 패턴 반사광을 기초로 대상물에 대한 위상 계측을 수행하도록 구성될 수 있다.

Description

반도체 패턴 계측 장치, 이를 이용한 반도체 패턴 계측 시스템{Apparatus for Metrology of Semiconductor Pattern, and System Using the Same}
본 발명은 반도체 집적 회로의 계측 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 반도체 패턴 계측 장치와 이를 이용한 반도체 패턴 계측 시스템에 관한 것이다.
최근 반도체 산업은 다양한 전자기기 시장의 확대로 인해 급격한 발전을 하고 있다. 그리고, 초소형 전자 부품에 대한 수요의 증가로 인해 반도체 장치는 더욱 초미세화, 초소형화 및 복잡화되고 있다.
반도체 집적 회로를 제조할 때에는 제조 공정마다 증착되는 막의 두께, 노광 또는 식각에 의해 형성되는 패턴의 두께나 폭 등을 계측하고, 계측 결과를 분석함에 의해 패턴의 불량 여부를 검사할 수 있다.
이를 위해 반도체 집적 회로의 패턴 계측을 위한 다양한 장비가 개발 및 연구되고 있다. 특히 대상물에 광 신호를 조사하고 대상물로부터 반사되는 광 신호를 분석하는 광학 측정 방법은 패턴 계측에 사용되는 대표적인 방법이다.
최근의 반도체 집적 회로는 초미세화 및 초소형화에 따라 더욱 작은 피치(Pitch)로 제조되고, 3차원 구조의 반도체 장치의 개발에 의해 종횡비(High Aspect Ration; HAR)는 계속해서 증가하고 있다.
따라서 미세하며 고종횡비를 갖는 패턴을 고속으로 계측하면서도 신속성, 정확성 및 반복성을 겸비한 계측 장비의 개발이 요구되고 있다.
본 기술의 실시예는 높은 종횡비를 갖는 미세 패턴의 구조를 계측할 수 있는 반도체 패턴 계측 장치, 이를 이용한 반도체 패턴 계측 시스템을 제공할 수 있다.
본 기술의 일 실시예에 의한 반도체 패턴 계측 장치는 계측 모드에 따라 비간섭성 광원을 편광시켜 대상물에 조사하고, 상기 대상물로부터 제공되는 패턴 반사광에 대한 편광 특성을 기 설정된 편광 각도로 제어하여 편광 제어된 패턴 반사광을 획득하며, 상기 계측 모드 별 상기 편광 제어된 패턴 반사광을 기초로 상기 대상물에 대한 위상 계측을 수행하도록 구성될 수 있다.
본 기술의 일 실시예에 의한 반도체 패턴 계측 장치는 비간섭성 검사광을 출사하는 광원; 계측 모드에 따라 상기 비간섭성 검사광의 편광 특성을 변화시키도록 구성되는 제 1 편광기; 상기 제 1 편광기를 통해 편광 특성이 변화된 상기 비간섭성 검사광을 반사하도록 구성되는 제 1 빔 분할기; 상기 빔 분할기에서 반사한 상기 비간섭성 검사광의 편광 특성을 변화시켜 대상물에 조사하며, 상기 대상물로부터 반사되는 패턴 반사광의 편광 특성을 변화시키도록 구성되는 제 2 편광기; 상기 제 2 편광기를 통해 제공되는 상기 패턴 반사광을 기 설정된 편광 각도로 제어하여 편광 제어된 패턴 반사광을 생성하는 파장판; 상기 편광 제어된 패턴 반사광을 투과 또는 반사시키도록 구성되는 제 1 편광 빔 분할기; 및 상기 제 1 편광 빔 분할기에 의해 투과 또는 반사된 상기 편광 제어된 패턴 반사광의 이미지를 획득하도록 구성되는 영상 획득부;를 포함하도록 구성될 수 있다.
본 기술의 일 실시예에 의한 반도체 패턴 계측 시스템은 계측 모드에 따라 비간섭성 광원을 편광시켜 대상물에 조사하고, 상기 대상물로부터 제공되는 패턴 반사광에 대한 편광 특성을 기 설정된 편광 각도로 제어하여 편광 제어된 패턴 반사광을 획득하며, 상기 계측 모드 별 상기 편광 제어된 패턴 반사광을 기초로 상기 대상물에 대한 위상 계측을 수행하도록 구성되는 패턴 계측 장치; 상기 대상물이 안착되고 이송되는 스테이지; 및 동작 파라미터에 기초하여 상기 패턴 계측 장치 및 상기 스테이지를 제어하고, 상기 패턴 계측 장치에서 획득한 상기 대상물에 대한 위상 계측 결과에 따라 상기 대상물의 형상을 계측하도록 구성되는 운용자 장치;를 포함하도록 구성될 수 있다.
본 기술에 의하면 미세하며 종횡비가 큰 반도체 패턴을 정확하게 계측할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 의한 반도체 패턴 계측 장치의 구성도이다.
도 2는 일 실시예에 의한 반도체 패턴 계측 장치의 구성도이다.
도 3은 일 실시예에 의한 반도체 패턴 계측 시스템의 구성도이다.
도 4는 일 실시예에 의한 운용자 장치의 구성도이다.
도 5는 일 실시예에 의한 반도체 패턴 계측 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 기술의 실시예를 보다 구체적으로 설명한다.
도 1은 일 실시예에 의한 반도체 패턴 계측 장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 의한 반도체 패턴 계측 장치(10)는 선택된 편광 모드에 따라 제 1 모드로 편광된 검사광을 대상물(20)에 조사할 수 있다. 이에 따라, 대상물(20)로부터 제 1 패턴 반사광이 제공됨에 따라 제 1 패턴 반사광에 대한 편광 특성을 기 설정된 편광 각도로 제어할 수 있다. 아울러, 편광 모드를 변경하여 제 2 모드로 편광된 검사광을 대상물(20)에 조사하고, 이에 따라 대상물(20)로부터 제공되는 제 2 패턴 반사광에 대한 편광 특성을 기 설정된 편광 각도로 제어할 수 있다. 그리고 제 1 모드 및 제 2 모드에 의해 각각 획득된 제 1 및 제 2 패턴 반사광 간의 간섭 신호에 기초하여 기 설정된 편광 각도에 대한 위상 정보를 추출할 수 있다.
보다 구체적으로, 일 실시예에 의한 반도체 패턴 계측 장치(10)는 광원(101), 제 1 편광기(103), 빔 분할기(105), 제 2 편광기(107), 대물렌즈(109), 파장판(111), 편광 빔 분할기(113), 제 1 집광기(115), 제 1 영상 획득부(117), 제 2 집광기(119), 제 2 영상 획득부(121) 및 분석부(123)를 포함하도록 구성될 수 있다.
광원(101)은 대상물(20)로 검사광을 조사하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 광원(101)은 비간섭성(Incoherent)을 갖는 광이 이용될 수 있다.
레이저와 같은 간섭성(Coherent) 광원은 스페클(Speckle)에 의해 신호를 크게 왜곡시키므로 제조 환경에서의 계측에 부적합할 수 있다. 이에, 본 실시예에서는 퓸(fume)에 의한 스페클에 강점을 지닌 비간섭성 광원을 이용할 수 있다.
제 1 편광기(103)는 광원(101)으로부터 출사되는 검사광의 편광 특성을 변화시킬 수 있도록 구성된다. 일 실시예에서, 제 1 편광기(103)는 편광 특성을 변화시킬 수 있는 가변 편광기일 수 있고, 바람직하게는 선형 편광기일 수 있다. 대상물(20)에 대한 분석 모드에 따라, 제 1 편광기(103)는 S파(Secondary wave) 또는 P파(Primary wave)를 투과시킬 수 있도록 구성될 수 있다. 그러므로, 계측 모드에 따라 제 1 편광기(103)를 투과한 검사광은 S파 검사광 또는 P파 검사광일 수 있다.
빔 분할기(105)는 제 1 편광기(103)를 통해 편광 변화된 검사광을 대상물(20) 측으로 반사하도록 구성될 수 있다.
제 2 편광기(107)는 빔 분할기(105)에서 반사된 검사광의 편광 특성을 변화시켜 대상물(20)에 조사하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 제 2 편광기(107)는 방사(Radial) 편광기일 수 있다. 방사 편광기는 선형 편광을 방사 편광 변환 또는 방위(azimuthal) 편광 변환시키는 장치이다. 따라서, 검사광의 파장보다 작은 피치를 갖는 대상물(20)의 패턴을 계측할 때 유용하게 이용될 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 편광기(103)가 S파를 투과시킨 경우, S파 검사광은 제 2 편광기(107)를 통해 TE(Transverse Electronic wave) 모드로 변환될 수 있다. 제 1 편광기(103)가 P파를 투과시킨 경우, P파 검사광은 제 2 편광기(107)를 통해 TM(Transverse Magnetic wave) 모드로 변환될 수 있다.
대물렌즈(109)는 제 2 편광기(107)를 통과한 검사광을 집광하며 대상물(20)의 영상이 영상 획득부(117, 119)에 결상되도록 구성될 수 있다.
대물렌즈(109)를 통해 대상물(20)에 편광 변화된 검사광이 조사됨에 따라, 대상물(20)로부터 반사되는 패턴 반사광은 대물렌즈(109)를 통해 제 2 편광기(107)로 입사되어 선형 편광으로 변화된다. 일 실시예에서, 패턴 반사광은 측정 신호라 지칭할 수 있다. 그리고, 빔 분할기(105)를 투과한 패턴 반사광은 파장판(111)으로 제공될 수 있다.
파장판(111)은 빔 분할기(105)를 투과한 패턴 반사광에 대한 편광 특성을 기 설정된 편광 각도로 제어한다. 일 실시예에서, 파장판(111)은 반파장판(λ/2 파장판)일 수 있다. 패턴 반사광에 대한 편광 특성을 기 설정된 편광 각도로 제어하기 위한 파장판(111)의 위상 지연량 즉, 회전 각도는 0° 또는 22.5° 중에서 선택될 수 있다. 일 실시예에서, S파 검사광을 투과시켜 대상물(20)에 조사하는 계측 모드에서, 파장판(111)의 회전 각도를 0°로 선택하여 제 1 서브 모드에 대한 계측이 이루어질 수 있고, 파장판(111)의 회전 각도를 22.5°로 선택하여 제 2 서브 모드에 대한 계측이 이루어질 수 있다. P파 검사광을 투과시켜 대상물(20)에 조사하는 계측 모드에서도, 파장판(111)의 회전 각도를 0°로 선택하여 제 1 서브 모드에 대한 계측이 이루어질 수 있고, 파장판(111)의 회전 각도를 22.5°로 선택하여 제 2 서브 모드에 대한 계측이 이루어질 수 있다.
편광 빔 분할기(113)는 파장판(111)을 경유한 패턴 반사광을 투과 또는 반사시키도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 편광 빔 분할기(113)는 P파 패턴 반사광 및 S파 패턴 반사광을 투과 및 반사시키도록 구성될 수 있다. 편광 빔 분할기(113)에서 반사된 패턴 반사광은 제 1 집광기(115)를 통해 제 1 영상 획득부(117)로 제공될 수 있고, 편광 빔 분할기(113)를 투과한 패턴 반사광은 제 2 집광기(119)를 통해 제 2 영상 획득부(121)로 제공할 수 있다.
분석부(123)는 제 1 영상 획득부(117) 및 제 2 영상 획득부(121)에서 획득된 영상 신호를 기초로 간섭 신호에 대한 위상 계측을 수행하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 분석부(123)는 제 1 영상 획득부(117)에서 획득된 제 1 영상 신호와 제 2 영상 획득부(121)에서 획득된 제 2 영상 신호 간의 차영상에 기초하여 위상 계측을 수행할 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 편광기(103)가 S파를 투과시키고, S파 검사광이 제 2 편광기(107)를 통해 TE 모드로 변환되는 경우를 제 1 모드라 지칭할 수 있다. 이 경우, 대상물(20)로부터 반사되는 제 1 패턴 반사광은 파장판(111)의 회전 각도가 0° 또는 22.5°의 편광 각도로 제어되는 제 1 및 제 2 서브 모드를 통해 제 1 영상 획득부(117)로 제공될 수 있다.
유사하게, 제 1 편광기(103)가 P파를 투과시키고, P파 검사광이 제 2 편광기(107)를 통해 TM 모드로 변환되는 경우를 제 2 모드라 지칭할 수 있다. 이 경우, 대상물(20)로부터 반사되는 제 2 패턴 반사광은 파장판(111)의 회전 각도가 0° 또는 22.5°의 편광 각도로 제어되는 제 1 및 제 2 서브 모드를 통해 제 2 영상 획득부(121)로 제공될 수 있다.
파장판(111)의 회전 각도가 0°인 제 1 서브 모드에서, 제 1 및 제 2 패턴 반사광 각각으로부터 반사율 즉, 강도가 측정될 수 있다.
파장판(111)의 회전 각도가 22.5°인 제 2 서브 모드에서, 제 1 또는 제 2 모드의 투과축에 대해 45°회전된 편광 성분에 대한 위상 정보를 추출할 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 패턴 반사광에 포함된 S파 및 P파 간의 차 이미지와, 제 2 패턴 반사광에 포함된 S파 및 P파 간의 차 이미지를 분석부(123)를 통해 획득하고, 이에 기초하여 위상 정보를 추출할 수 있다.
각각의 모드에서 획득되는 제 1 및 제 2 패턴 반사광에 포함된 S파 및 P파의 전달 경로가 동일하므로, 본 실시예에 의한 반도체 패턴 계측 장치(10)는 비간섭성을 갖는 광원(101)을 채용하면서도 간섭계를 구성할 수 있다. 아울러, 동일한 경로를 통해 제공되는 제 1 및 제 2 패턴 반사광 간을 기반으로 호모다인 검파(Homodyne Detection)가 가능하게 된다.
패턴의 광학 측정 기술에서, 편광된 광을 수학적으로 표현하여 기술하면 광학 부품들이 복잡하게 겹쳐 있을 경우 광의 상태 변화 과정을 정확하게 기술할 수 있다. 편광의 형태를 행렬의 형태로 기술하면 간단한 행렬 계산으로 편광 변화를 쉽게 알 수 있으며, 존스 매트릭스(Jones Matrix)는 그 일 예이다.
존스 매트릭스에서 대각 성분은 입사광에 대해 반사광이 편광 모드의 변화 없이(동일한 편광 특성) 반사되는 성분을 나타내고, 비대각 성분은 입사광에 대해 반사광이 편광 모드가 변화(기 설정된 편광 각도로 편광)되어 반사된 성분을 나타낸다.
본 실시예에서는 제 1 모드 및 제 2 모드에서 파장판(111)의 회전 각도를 0°로 설정하여 제 1 영상 획득부(117)에서는 존스 매트릭스에서의 대각 성분의 세기를 획득할 수 있고, 제 2 영상 획득부(121)에서는 존스 매트릭스에서의 비대각 성분의 세기를 획득할 수 있다. 또한, 제 1 모드 및 제 2 모드에서 파장판(111)의 회전 각도를 기 설정된 편광 각도, 예를 들어 22.5°로 설정하여 존스 매트릭스에서의 비대각 성분을 획득할 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 편광기(103)가 S파 검사광을 투과시키는 제 1 모드에서, 파장판(111)의 회전 각도가 기 설정된 편광 각도, 예를 들어 22.5°로 고정되어 있다면, 파장판(111) 측으로 제공되는 제 1 패턴 반사광은 편광이 45°회전된다. 제 1 패턴 반사광 중 편광이 변화되지 않은 S파와 편광이 변화된 P파가 모두 편광 각도가 45° 회전된 상태로 제 1 편광 빔 분할기(113)로 입사된다. S파와 P파가 모두 45° 회전된 편광 상태이므로, 제 1 편광 빔 분할기(113)에서 S파와 P파는 투과와 반사가 동시에 일어난다. S파와 P파가 제 1 편광 빔 분할기(113)에서 반사된 빛이 동시에 제 1 영상 획득부(117)에 입사되어 간섭 이미지가 형성된다. 제 2 영상 획득부(121)에서도 마찬가지로 S파와 P파가 동시에 투과되어 간섭 이미지가 형성된다.
한편, 제 1 편광기(103)가 P파 검사광을 투과시키는 제 2 모드에서, 파장판(111)의 회전 각도가 기 설정된 편광 각도, 예를 들어 22.5°로 고정되어 있다면, 파장판(111) 측으로 제공되는 제 2 패턴 반사광은 편광이 45°회전된다. 제 2 패턴 반사광 중 편광이 변화되지 않은 P파와 편광이 변화된 S파가 모두 편광 각도가 45° 회전된 상태로 제 1 편광 빔 분할기(113)로 입사된다. P파와 S파가 모두 45° 회전된 편광 상태이므로, 제 1 편광 빔 분할기(113)에서 P파와 S파는 투과와 반사가 동시에 일어난다. P파와 S파가 제 1 편광 빔 분할기(113)에서 반사된 빛이 동시에 제 1 영상 획득부(117)에 입사되어 간섭 이미지가 형성된다. 제 2 영상 획득부(121)에서도 마찬가지로 P파와 S파가 동시에 투과되어 간섭 이미지가 형성된다.
위상 정보를 추출하기 위한 간섭 신호가 동일한 경로를 통해 제공되므로 진동에 취약한 제조 환경에 내성이 강한 반도체 패턴 계측 장치(10)를 제공할 수 있다.
아울러, 제 2 편광기(107)로서 방사 편광기를 채택함으로써, 검사광의 파장보다 작은 피치를 갖는 패턴의 정보를 보다 정확하게 계측할 수 있으므로, 초 미세화되고 있는 반도체 집적 회로의 패턴 상태를 용이하게 계측할 수 있다.
보다 고속의 계측을 위해 도 2와 같은 반도체 패턴 계측 장치(10-1)를 고려할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 의한 반도체 패턴 계측 장치(10-1)의 구성도이다.
도 2에 도시한 반도체 패턴 계측 장치(10-1)는 도 1에 도시한 반도체 패턴 계측 장치(10)의 구성에 더하여, 빔 분할기(125), 편광 빔 분할기(127), 제 3 집광기(129), 제 3 영상 획득부(131), 제 4 집광기(133) 및 제 4 영상 획득부(135)를 더 포함할 수 있다.
이 경우, 도면부호 105로 나타낸 소자는 제 1 빔 분할기(105)로, 도면부호 125로 나타낸 소자는 제 2 빔 분할기(125)로 지칭할 수 있다. 또한, 도면부호 113로 나타낸 소자는 제 1 편광 빔 분할기(113)로, 도면부호 127로 나타낸 소자는 제 2 편광 빔 분할기(127)로 지칭할 수 있다.
파장판(111)은 회전 각도가 기 설정된 편광 각도에 따라 고정 설치될 수 있으며, 예를 들어 회전 각도는 22.5°일 수 있다.
따라서, 제 1 및 제 2 모드 각각에서 대상물(20)로부터 제공되는 제 1 및 제 2 패턴 반사광은 제 2 빔 분할기(125)를 통해 파장판(111) 측으로 투과됨과 동시에 제 2 편광 빔 분할기(127) 측으로 반사될 수 있다.
파장판(111)으로 제공되는 제 1 및 제 2 패턴 반사광은 제 1 및 제 2 영상 획득부(117, 121)를 통해 분석부(123)로 제공되며, 이를 기반으로 기 설정된 편광 각도로 편광된 제 1 및 제 2 패턴 반사광의 간섭 신호에 대한 위상 정보를 추출할 수 있다.
한편, 제 2 편광 빔 분할기(127)로 제공되는 제 1 및 제 2 패턴 반사광은 제 3 및 제 4 영상 획득부(131, 135)를 통해 분석부(123)로 제공되며, 이를 기반으로 편광되지 않은 패턴 반사광에 대한 반사율(강도)를 추출할 수 있다.
구체적으로, 제 1 파장판(103)에서 S파 검사광을 투과시키는 제 1 서브 모드에서, 대상물(20)로부터 생성되는 제 1 패턴 반사광은 제 2 빔 분할기(125)를 통해 파장판(111) 측으로 제공되는 한편, 제 2 편광 빔 분할기(127) 측으로 제공될 수 있다. 파장판(111)의 회전 각도가 기 설정된 편광 각도, 예를 들어 22.5°로 고정되어 있으므로 파장판(111) 측으로 제공되는 제 1 패턴 반사광은 편광이 45° 회전된다. 제 1 패턴 반사광 중 편광이 변화되지 않은 S파와 편광이 변화된 P파가 모두 편광각도가 45° 회전된 상태로 제 1 편광 빔 분할기(113)로 입사된다. S파와 P파가 둘 다 45° 회전된 편광상태이므로, 제 1 편광 빔분할기(113)에서 S파와 P파는 투과와 반사가 동시에 일어난다. S파와 P파가 제 1 편광 빔 분할기(113)에서 반사된 빛이 제 1 영상 획득부(117)에 동시에 입사되어 간섭 이미지가 형성된다. 제 2 영상 획득부(121)에서도 마찬가지로 S파와 P파가 동시에 투과되어 간섭 이미지가 형성된다. 즉, 파장판(111) 측으로 제공되는 제 1 패턴 반사광에 대한 제 2 서브 모드 계측이 이루어질 수 있다.
한편, 제 2 편광 빔 분할기(127) 측으로 제공된 제 1 패턴 반사광은 제 2 편광 빔 분할기(127)를 통해 반사된 편광이 변화되지 않은 S파가 제 3 영상 획득부(131)로 제공될 수 있다. 또한 제 2 편광 빔 분할기(127)를 통해 반사된 편광이 변화된 P파가 제 3 영상 획득부(131)로 제공될 수 있다. 즉, 제 2 편광 빔 분할기(127) 측으로 제공된 제 1 패턴 반사광에 대한 제 1 서브 모드 계측이 이루어질 수 있다.
유사하게, 제 1 파장판(103)에서 P파 검사광을 투과시키는 제 2 서브 모드에서, 대상물(20)로부터 생성되는 제 2 패턴 반사광은 제 2 빔 분할기(125)를 통해 파장판(111) 측으로 제공되는 한편, 제 2 편광 빔 분할기(127) 측으로 제공될 수 있다. 파장판(111)의 회전 각도가 기 설정된 편광 각도, 예를 들어 22.5°로 고정되어 있으므로 파장판(111) 측으로 제공되는 제 2 패턴 반사광은 편광이 45° 회전된다. 제 2 패턴 반사광 중 편광이 변화되지 않은 P파와 편광이 변화된 S파가 모두 편광 각도가 45° 회전된 상태로 제 1 편광 빔 분할기(113)로 입사된다. P파와 S파가 둘 다 45° 회전된 편광상태이므로, 제 1 편광 빔 분할기(113)에서 P파와 S파는 투과와 반사가 동시에 일어난다. P파와 S파가 제 1 편광 빔 분할기(113)에서 반사된 빛이 제 1 영상 획득부(117)에 동시에 입사되어 간섭 이미지가 형성된다. 제 2 영상 획득부(121)에서도 마찬가지로 P파와 S파가 동시에 투과되어 간섭 이미지가 형성된다. 즉, 파장판(111) 측으로 제공되는 제 2 패턴 반사광에 대한 제 2 서브 모드 계측이 이루어질 수 있다.
한편, 제 2 편광 빔 분할기(127) 측으로 제공된 제 2 패턴 반사광은 제 2 편광 빔 분할기(127)를 통해 반사된 편광이 변화되지 않은 P파가 제 3 영상 획득부(131)로 제공될 수 있다. 또한 제 2 편광 빔 분할기(127)를 통해 반사된 편광이 변화된 S파가 제 3 영상 획득부(131)로 제공될 수 있다. 즉, 제 2 편광 빔 분할기(127) 측으로 제공된 제 2 패턴 반사광에 대한 제 1 서브 모드 계측이 이루어질 수 있다.
도 3은 일 실시예에 의한 반도체 패턴 계측 시스템의 구성도이다.
도 3을 참조하면, 반도체 패턴 계측 시스템(300)은 운용자 장치(30), 패턴 계측 장치(100) 및 스테이지(40)를 포함할 수 있다.
운용자 장치(30)는 명령어, 제어 신호, 데이터 등과 같은 동작 파라미터에 기초하여 패턴 계측 장치(100) 및 스테이지(40)의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다.
패턴 계측 장치(100)는 선택된 편광 모드에 따라 제 1 모드로 편광된 검사광을 대상물(20)에 조사할 수 있다. 이에 따라, 대상물(20)로부터 제 1 패턴 반사광이 제공됨에 따라 제 1 패턴 반사광에 대한 편광 특성을 기 설정된 편광 각도로 제어할 수 있다. 아울러, 편광 모드를 변경하여 제 2 모드로 편광된 검사광을 대상물(20)에 조사하고, 이에 따라 대상물(20)로부터 제공되는 제 2 패턴 반사광에 대한 편광 특성을 기 설정된 편광 각도로 제어할 수 있다. 그리고 제 1 모드 및 제 2 모드에 의해 각각 획득된 제 1 및 제 2 패턴 반사광 간의 간섭 신호에 기초하여 기 설정된 편광 각도에 대한 위상 정보를 추출할 수 있다. 패턴 계측 장치(100)는 예를 들어 도 1 또는 도 2에 도시한 패턴 계측 장치(10, 10-1)가 적용될 수 있다.
스테이지(40)는 지지부(410), 이송부(420) 및 구동부(430)를 포함할 수 있다.
지지부(410) 상에는 대상물(20)이 안착될 수 있다.
구동부(430)는 운용자 장치(30)의 제어에 따라 이송부(420)를 구동할 수 있다. 일 실시예에서, 구동부(430)는 이송부(420)를 수평 방향(X-Y 방향) 및/또는 수직 방향(Z 방향)으로 구동할 수 있다. 이송부(420)를 수직 방향으로 구동하는 경우, 대상물(20)에 형성된 패턴 이미지를 더욱 정밀하고 정확하게 계측할 수 있다.
일 실시예에서, 운용자 장치(30)는 도 4에 도시한 것과 같이 컨트롤러(310), 운용자 인터페이스(UI, 320), 메모리(330), 장치 제어부(340) 및 분석부(350)를 포함하도록 구성될 수 있다.
운용자 인터페이스(320)는 입력장치 및 출력장치를 포함할 수 있다. 입력장치를 통해 운용자의 명령어, 데이터 등과 같은 동작 파라미터를 제공받을 수 있다. 또한, 출력장치를 통해 반도체 패턴 계측 시스템(300)의 동작 상황, 처리 결과 등을 출력할 수 있다.
일 실시예에서, 운용자 인터페이스(320)를 통해 계측모드별 제 1 편광기(103), 제 2 편광기(107)의 편광 특성과 광원(101)의 구동 세기를 동작 파라미터로서 입력할 수 있다. 도 1에 도시한 반도체 패턴 계측 장치(10)를 채용하는 경우 운용자 인터페이스(320)를 통해 파장판(111)의 위상 지연량 또한 입력할 수 있다.
계측모드는 S파를 투과하여 계측하는 제 1 모드 및 P파를 투과하여 계측하는 제 2 모드를 포함할 수 있다. 아울러, 도 1에 도시한 반도체 패턴 계측 장치(10)의 경우 제 1 모드 및 제 2 모드 각각은 파장판(111)의 위상 지연량에 따라 제 1 서브 모드(위상 지연량이 0°) 및 제 2 서브 모드(위상 지연량이 기 설정된 편광 각도, 예를 들어 22.5°인 경우)로 구분될 수 있다.
메모리(330)는 주기억장치 및 보조기억장치를 포함할 수 있으며, 반도체 패턴 계측 시스템(300)이 동작하는 데 필요한 프로그램, 제어 데이터, 응용 프로그램, 동작 파라미터, 처리 결과 등이 저장될 수 있다.
장치 제어부(340)는 패턴 계측 장치(100) 및 스테이지(40)의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 장치 제어부(340)는 패턴 계측 장치(100)의 계측모드별 동작 파라미터에 따라 제 1 편광기(103) 및 제 2 편광기(107)의 편광 특성을 제어할 수 있고, 파장판(111)의 위상 지연량 또한 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 동작 파라미터에 따라 기 설정된 세기로 광원(101)을 구동하여 광원이 출사되도록 제어할 수 있다. 장치 제어부(340)는 또한 동작 파라미터에 따라 구동부(430)를 제어하여 이송부(420)가 기 설정된 방향 및 속도로 이동하도록 구성될 수 있다.
분석부(350)는 패턴 계측 장치(100)로부터 획득된 정보에 기초하여 대상물(20)에 형성된 패턴의 형상을 분석하도록 구성될 수 있다. 즉, 분석부(350)는 패턴 계측 장치(100)가 제 1 모드 및 제 2 모드를 통해 획득한 영상 정보에 기초하여 대상물(20)에 형성된 패턴의 형상을 분석하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 분석부(350)는 존스 매트릭스에 기초한 분석 방법을 이용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5는 일 실시예에 의한 반도체 패턴 계측 방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 도 1 내지 도 4을 참조하여 설명한다.
스테이지(40)의 지지부(410) 상에 계측하고자 하는 대상물(20)이 안착된다.
운용자 인터페이스(320)를 통해 계측모드별 제 1 편광기(103) 및 제 2 편광기(107)의 편광 특성이 입력되고 광원(101)의 구동 세기가 동작 파라미터써 입력될 수 있다. 아울러, 패턴 계측 장치(100)의 구성에 따라 파장판(111)의 위상 지연량 또한 동작 파라미터로 입력될 수 있다(S101).
계측모드는 S파를 투과시켜 제 1 패턴 반사광을 획득하는 제 1 모드 및, P파를 투과시켜 제 2 패턴 반사광을 획득하는 제 2 모드일 수 있다. 아울러, 도 1에 도시한 것과 같은 반도체 패턴 계측 장치(10)를 채용하는 경우 제 1 및 제 2 모드 각각은 파장판(111)의 회전 각도에 따라 제 1 서브 모드(위상 지연량이 0°) 및 제 2 서브 모드(위상 지연량이 기 설정된 편광 각도, 예를 들어 22.5°인 경우)로 구분될 수 있다.
동작 파라미터가 입력되면, 이에 기초하여 패턴 계측 장치(10)의 해당 구성부를 세팅하고(S103) 광원(101)를 구동한다(S105).
이에 따라, 광원(101)에서 출사되는 검사광에 기초하여 패턴 반사광이 생성되고, 제 1 및 제 2 영상 획득부(117, 121) 또는 제 1 내지 제 4 영상 획득부(117, 121, 131, 135)는 대상물(20)로부터 제공되는 패턴 반사광을 획득할 수 있다(S107).
계측 모드에 따라 대상물(20)로부터 패턴 반사광을 획득하는 과정(107)에 대해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
제 1 모드에서, 제 1 편광기(103)는 광원(101)에서 출사되는 검사광으로부터 S파를 투과시킬 수 있다. 제 1 편광기(103)를 투과한 S파 검사광은 빔 분할기(105)에서 반사된 후 제 2 편광기(107)에 따라 TE모드로 변환되어 대상물(20)로 입사될 수 있다. 이에 따라 대상물(20)에서 생성되는 제 1 패턴 반사광은 제 2 편광기(107)에서 선형 편광 변환될 수 있다.
예를 들어, 도 1과 같은 반도체 패턴 계측 장치(10)가 채용되는 경우, 제 1 패턴 반사광은 파장판(111)의 회전 각도에 따라 제 1 서브 모드 및 제 2 서브 모드로 구분되어 처리될 수 있다. 제 1 서브 모드에서, 파장판(111)를 통과한 제 1 패턴 반사광은 편광이 변화되지 않은 상태로 제 1 영상 획득부(117)로 제공될 수 있다. 또한, 제 2 서브 모드에서, 파장판(111)을 통과한 제 1 패턴 반사광은 기 설정된 편광 각도로 편광된 후 제 1 영상 획득부(117)로 제공될 수 있다.
예를 들어, 도 2와 같은 반도체 패턴 계측 장치(10-1)가 채용되는 경우, 제 1 패턴 반사광은 제 1 서브 모드 및 제 2 서브 모드로 구분되어 동시에 처리될 수 있다. 제 1 서브 모드에서, 제 2 빔 분할기(125)에서 반사된 제 1 패턴 반사광은 제 2 편광 빔 분할기(127)에서 반사 및 투과되어 제 3 영상 획득부(131)와 제 4 영상 획득부(135)로 제공될 수 있다. 제 3 영상 획득부(131)에서는 편광이 변화되지 않은 S파가, 제 4 영상 획득부(135)에서는 편광이 변환된 P파가 입사된다. 또한, 제 2 서브 모드에서, 제 2 빔 분할기(125)를 투과한 제 1 패턴 반사광은 파장판(111)에 의해 기 설정된 편광 각도로 회전된 후 제 1 편광 빔 분할기(113)로 입사된다. 편광이 변화하지 않은 S파와 편광이 변화된 P파가 제 1 편광 빔 분할기(113)에 의해 간섭하여 제 1 영상 획득부(117)와 제 2 영상 획득부(121)로 제공될 수 있다.
이후, 각 모드에 대한 영상이 모두 획득되었는지 확인하여(S109), 각 모드에 대한 영상이 모두 획득되지 않은 경우 제 2 모드가 수행될 수 있다. 이를 위해 동작 파라미터가 변경되고(S111), 이에 따라 패턴 계측 장치(100)의 해당 구성부를 세팅하는 단계(S103)로 진행할 수 있다.
제 2 모드에서, 제 1 편광기(103)는 광원(101)에서 출사되는 검사광으로부터 P파를 투과시킬 수 있다. 제 1 편광기(103)를 투과한 P파 검사광은 빔 분할기(105)에서 반사된 후 제 2 편광기(107)에 따라 TM모드로 변환되어 대상물(20)로 입사될 수 있다. 이에 따라 대상물(20)에서 생성되는 제 2 패턴 반사광은 제 2 편광기(107)에서 선형 편광 변환될 수 있다.
예를 들어, 도 1과 같은 반도체 패턴 계측 장치(10)가 채용되는 경우, 제 2 패턴 반사광은 파장판(111)의 회전 각도에 따라 제 1 서브 모드 및 제 2 서브 모드로 구분되어 처리될 수 있다. 제 1 서브 모드에서, 파장판(111)를 통과한 제 1 패턴 반사광은 편광이 변화되지 않은 상태로 제 2 영상 획득부(121)로 제공될 수 있다. 또한, 제 2 서브 모드에서, 파장판(111)을 통과한 제 2 패턴 반사광은 기 설정된 편광 각도로 편광된 후 제 2 영상 획득부(121)로 제공될 수 있다.
예를 들어, 도 2와 같은 반도체 패턴 계측 장치(10-1)가 채용되는 경우, 제 2 패턴 반사광은 제 1 서브 모드 및 제 2 서브 모드로 구분되어 동시에 처리될 수 있다. 제 1 서브 모드에서, 제 2 빔 분할기(125)에서 반사된 제 2 패턴 반사광은 제 2 편광 빔 분할기(127)에서 반사 및 투과되어 제 3 영상 획득부(131)와 제 4 영상 획득부(135)로 제공될 수 있다. 제 3 영상 획득부(131)에서는 편광이 변화하지 않은 P파가, 제 4 영상 획득부(135)에서는 편광이 변화된 S파가 입사된다. 또한, 제 2 서브 모드에서, 제 2 빔 분할기(125)를 투과한 제 2 패턴 반사광은 파장판(111)에 의해 기 설정된 편광 각도로 회전된 후 제 1 편광 빔 분할기(113)로 입사된다. 편광이 변화하지 않은 P파와 편광이 변화된 S파가 제 1 편광 빔 분할기(113)에 의해 간섭하여 제 1 영상 획득부(117)와 제 2 영상 획득부(121)로 제공될 수 있다.
결국, 제 1 모드에서 획득한 S파 검사광에 대한 제 1 패턴 반사광의 편광 제어된 신호와, 제 2 모드에서 획득한 P파 검사광에 대한 제 2 패턴 반사광의 편광 제어된 신호 간의 간섭 신호에 기초하여 대상물(20)로부터 제공되는 제 1 및 제 2 패턴 반사광의 편광 형태를 검출할 수 있게 된다.
파장판(111)의 회전 각도에 따라 결정되는 서브 모드에서, 제 1 서브 모드를 통해서는 제 1 및 제 2 패턴 반사광의 반사율(강도)를 획득할 수 있고, 제 2 서브 모드를 통해서는 제 1 및 제 2 패턴 반사광의 45°회전된 편광 성분에 대한 위상 정보를 추출할 수 있다.
제 1 및 제 2 모드를 통해 모든 영상이 획득됨에 따라, 분석부(350)는 이를 기초로 대상물(20)의 패턴 이미지를 분석하고 취합하여 대상물(20)의 최종적인 형상을 예측할 수 있다(S113).
일 실시예에서, 구동부(430)에 의해 이송부(420)를 수직 방향으로 구동하면서 대상물(20)에 대한 패턴을 검출하는 것도 가능하다. 기 설정된 수직 방향 간격으로 대상물(20)의 위치를 변경하면서 대상물(20)의 패턴 형상을 검출하게 되면, 패턴 이미지를 더욱 정밀하고 정확하게 계측할 수 있다.
반도체 집적 회로의 종횡비가 높아지고, 패턴의 피치가 검사광의 파장보다 작은 경우에도, 본 기술에 의해 패턴 계측 장치(10, 10-1)를 도입함에 의해 대상물(20)에 형성된 패턴의 영상을 신뢰성 있게 검출할 수 있고, 이로부터 패턴 불량을 미연에 방지하여 반도체 장치의 제조 수율을 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10, 10-1, 100 : 반도체 패턴 계측 장치
20 : 대상물
30 : 반도체 패턴 계측 시스템
40 : 스테이지

Claims (29)

  1. 계측 모드에 따라, 비간섭성 광원을 1차 편광하고, 상기 1차 편광된 상기 비간섭성 광원을 2차 편광하여 대상물에 조사하고, 상기 대상물로부터 제공되는 패턴 반사광에 대한 편광 특성을 기 설정된 편광 각도로 제어하여 편광 제어된 패턴 반사광을 획득하며, 상기 계측 모드 별 상기 편광 제어된 패턴 반사광을 기초로 상기 대상물에 대한 위상 계측을 수행하도록 구성되는 반도체 패턴 계측 장치.
  2. ◈청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 1 항에 있어서,
    상기 계측 모드에 따라 제 1 모드로 편광된 비간섭성 검사광을 대상물에 조사하여 상기 대상물로부터 제 1 패턴 반사광이 제공됨에 따라 상기 제 1 패턴 반사광에 대한 편광 특성을 기 설정된 편광 각도로 제어하여 편광 제어된 제 1 패턴 반사광을 획득하고,
    상기 계측 모드를 변경하여 제 2 모드로 편광된 상기 비간섭성 검사광을 상기 대상물에 조사하여 상기 대상물로부터 제 2 패턴 반사광이 제공됨에 따라 상기 제 2 패턴 반사광에 대한 편광 특성을 상기 기 설정된 편광 각도로 제어하여 편광 제어된 제 2 패턴 반사광을 획득하며,
    상기 편광 제어된 제 1 패턴 반사광 및 상기 편광 제어된 제 2 패턴 반사광 각각에 포함된 간섭 신호에 기초하여 상기 기 설정된 편광 각도에 대한 위상 정보를 추출하도록 구성되는 반도체 패턴 계측 장치.
  3. ◈청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 1 항에 있어서,
    상기 기 설정된 편광 각도는 0° 또는 22.5° 중에서 선택되는 반도체 패턴 계측 장치.
  4. ◈청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 1 항에 있어서,
    상기 1차 편광은 선현 편광이고 상기 2차 편광은 방사 편광이며,
    상기 계측 모드는 상기 비간섭성 광원으로부터 S파를 투과시키는 제 1 모드 및 상기 비간섭성 광원으로부터 P파를 투과시키는 제 2 모드를 포함하도록 구성되는 반도체 패턴 계측 장치.
  5. 비간섭성 검사광을 출사하는 광원;
    계측 모드에 따라 상기 비간섭성 검사광의 편광 특성을 변화시키도록 구성되는 제 1 편광기;
    상기 제 1 편광기를 통해 편광 특성이 변화된 상기 비간섭성 검사광을 반사하도록 구성되는 제 1 빔 분할기;
    상기 빔 분할기에서 반사한 상기 비간섭성 검사광의 편광 특성을 변화시켜 대상물에 조사하며, 상기 대상물로부터 반사되는 패턴 반사광의 편광 특성을 변화시키도록 구성되는 제 2 편광기;
    상기 제 2 편광기를 통해 제공되는 상기 패턴 반사광을 기 설정된 편광 각도로 제어하여 편광 제어된 패턴 반사광을 생성하는 파장판;
    상기 편광 제어된 패턴 반사광을 투과 또는 반사시키도록 구성되는 제 1 편광 빔 분할기; 및
    상기 제 1 편광 빔 분할기에 의해 투과 또는 반사된 상기 편광 제어된 패턴 반사광의 이미지를 획득하도록 구성되는 영상 획득부;
    를 포함하도록 구성되는 반도체 패턴 계측 장치.
  6. ◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 편광기는 편광 특성이 가변되는 가변 편광기로 구성되는 반도체 패턴 계측 장치.
  7. ◈청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 편광기는 선형 편광기로 구성되는 반도체 패턴 계측 장치.
  8. ◈청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 편광기는 방사 편광기로 구성되는 반도체 패턴 계측 장치.
  9. ◈청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 5 항에 있어서,
    상기 파장판은 반파장판으로 구성되는 반도체 패턴 계측 장치.
  10. ◈청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 5 항에 있어서,
    상기 기 설정된 편광 각도는 0° 또는 22.5° 중에서 선택되는 반도체 패턴 계측 장치.
  11. ◈청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 5 항에 있어서,
    상기 계측 모드는 상기 검사광으로부터 S파를 투과시키는 제 1 모드 및 상기 검사광으로부터 P파를 투과시키는 제 2 모드를 포함하도록 구성되는 반도체 패턴 계측 장치.
  12. ◈청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 11 항에 있어서,
    상기 영상 획득부는, 상기 제 1 모드를 통해 편광 제어된 제 1 패턴 반사광 및 상기 제 2 모드를 통해 편광 제어된 제 2 패턴 반사광 각각이 상기 제 1 편광 빔 분할기에 의해 반사된 이미지를 획득하는 제 1 영상 획득부; 및 상기 제 1 패턴 반사광 및 상기 제 2 패턴 반사광 각각이 상기 제 1 편광 빔 분할기에 의해 투과된 이미지를 획득하는 제 2 영상 획득부;를 포함하고,
    상기 제 1 영상 획득부 및 상기 제 2 영상 획득부에서 획득된 영상 신호 각각의 간섭 신호에 대한 위상 계측을 수행하도록 구성되는 분석부를 더 포함하도록 구성되는 반도체 패턴 계측 장치.
  13. ◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 편광기를 통해 제공되는 상기 패턴 반사광을 투과 또는 반사시키도록 구성되는 제 2 빔 분할기; 및
    상기 제 2 빔 분할기에서 반사된 상기 패턴 반사광을 투과 또는 반사시키도록 구성되는 제 2 편광 빔 분할기;
    를 더 포함하도록 구성되는 반도체 패턴 계측 장치.
  14. ◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 13 항에 있어서,
    상기 영상 획득부는, 상기 제 2 편광 빔 분할기에 의해 반사된 상기 패턴 반사광의 이미지를 획득하도록 구성되는 제 3 영상 획득부; 및
    상기 제 2 편광 빔 분할기에 의해 투과된 상기 패턴 반사광의 이미지를 획득하도록 구성되는 제 4 영상 획득부;
    를 포함하도록 구성되는 반도체 패턴 계측 장치.
  15. ◈청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 13 항에 있어서,
    상기 기 설정된 편광 각도는 22.5° 로 선택되는 반도체 패턴 계측 장치.
  16. 계측 모드에 따라 비간섭성 광원을 1차 편광하고, 상기 1차 편광된 상기 비간섭성 광원을 2차 편광하여 대상물에 조사하고, 상기 대상물로부터 제공되는 패턴 반사광에 대한 편광 특성을 기 설정된 편광 각도로 제어하여 편광 제어된 패턴 반사광을 획득하며, 상기 계측 모드 별 상기 편광 제어된 패턴 반사광을 기초로 상기 대상물에 대한 위상 계측을 수행하도록 구성되는 패턴 계측 장치;
    상기 대상물이 안착되고 이송되는 스테이지; 및
    동작 파라미터에 기초하여 상기 패턴 계측 장치 및 상기 스테이지를 제어하고, 상기 패턴 계측 장치에서 획득한 상기 대상물에 대한 위상 계측 결과에 따라 상기 대상물의 형상을 계측하도록 구성되는 운용자 장치;
    를 포함하도록 구성되는 반도체 패턴 계측 시스템.
  17. ◈청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 16 항에 있어서,
    상기 패턴 계측 장치는, 상기 계측 모드에 따라 제 1 모드로 편광된 비간섭성 검사광을 대상물에 조사하여 상기 대상물로부터 제 1 패턴 반사광이 제공됨에 따라 상기 제 1 패턴 반사광에 대한 편광 특성을 기 설정된 편광 각도로 제어하여 편광 제어된 제 1 패턴 반사광을 획득하고,
    상기 계측 모드를 변경하여 제 2 모드로 편광된 상기 비간섭성 검사광을 상기 대상물에 조사하여 상기 대상물로부터 제 2 패턴 반사광이 제공됨에 따라 상기 제 2 패턴 반사광에 대한 편광 특성을 상기 기 설정된 편광 각도로 제어하여 편광 제어된 제 2 패턴 반사광을 획득하며,
    상기 편광 제어된 제 1 패턴 반사광 및 상기 편광 제어된 제 2 패턴 반사광 각각에 포함된 간섭 신호에 기초하여 상기 기 설정된 편광 각도에 대한 위상 정보를 추출하도록 구성되는 반도체 패턴 계측 시스템.
  18. ◈청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 16 항에 있어서,
    상기 기 설정된 편광 각도는 0° 또는 22.5° 중에서 선택되는 반도체 패턴 계측 시스템.
  19. ◈청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 16 항에 있어서,
    상기 1차 편광은 선현 편광이고 상기 2차 편광은 방사 편광이며,
    상기 계측 모드는 상기 비간섭성 광원으로부터 S파를 투과시키는 제 1 모드 및 상기 비간섭성 광원으로부터 P파를 투과시키는 제 2 모드를 포함하도록 구성되는 반도체 패턴 계측 시스템.
  20. ◈청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 16 항에 있어서,
    상기 패턴 계측 장치는, 비간섭성 검사광을 출사하는 광원;
    계측 모드에 따라 상기 비간섭성 검사광의 편광 특성을 변화시키도록 구성되는 제 1 편광기;
    상기 제 1 편광기를 통해 편광 특성이 변화된 상기 비간섭성 검사광을 반사하도록 구성되는 제 1 빔 분할기;
    상기 빔 분할기에서 반사한 상기 비간섭성 검사광의 편광 특성을 변화시켜 대상물에 조사하며, 상기 대상물로부터 반사되는 패턴 반사광의 편광 특성을 변화시키도록 구성되는 제 2 편광기;
    상기 제 2 편광기를 통해 제공되는 상기 패턴 반사광을 기 설정된 편광 각도로 제어하여 편광 제어된 패턴 반사광을 생성하는 파장판;
    상기 편광 제어된 패턴 반사광을 투과 또는 반사시키도록 구성되는 제 1 편광 빔 분할기; 및
    상기 제 1 편광 빔 분할기에 의해 투과 또는 반사된 상기 편광 제어된 패턴 반사광의 이미지를 획득하도록 구성되는 영상 획득부;
    를 포함하도록 구성되는 반도체 패턴 계측 시스템.
  21. ◈청구항 21은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 20 항에 있어서,
    상기 제 1 편광기는 편광 특성이 가변되는 가변 편광기로 구성되는 반도체 패턴 계측 시스템.
  22. ◈청구항 22은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 20 항에 있어서,
    상기 제 1 편광기는 선형 편광기로 구성되는 반도체 패턴 계측 시스템.
  23. ◈청구항 23은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 20 항에 있어서,
    상기 제 2 편광기는 방사 편광기로 구성되는 반도체 패턴 계측 시스템.
  24. ◈청구항 24은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 20 항에 있어서,
    상기 파장판은 반파장판으로 구성되는 반도체 패턴 계측 시스템.
  25. ◈청구항 25은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 20 항에 있어서,
    상기 계측 모드는 상기 검사광으로부터 S파를 투과시키는 제 1 모드 및 상기 검사광으로부터 P파를 투과시키는 제 2 모드를 포함하도록 구성되는 반도체 패턴 계측 시스템.
  26. ◈청구항 26은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 25 항에 있어서,
    상기 영상 획득부는, 상기 제 1 모드를 통해 편광 제어된 제 1 패턴 반사광 및 상기 제 2 모드를 통해 편광 제어된 제 2 패턴 반사광 각각이 상기 제 1 편광 빔 분할기에 의해 반사된 이미지를 획득하는 제 1 영상 획득부; 및 상기 제 1 패턴 반사광 및 상기 제 2 패턴 반사광 각각이 상기 제 1 편광 빔 분할기에 의해 투과된 이미지를 획득하는 제 2 영상 획득부;를 포함하고,
    상기 제 1 영상 획득부 및 상기 제 2 영상 획득부에서 획득된 영상 신호 각각의 간섭 신호에 대한 위상 계측을 수행하도록 구성되는 분석부를 더 포함하도록 구성되는 반도체 패턴 계측 시스템.
  27. ◈청구항 27은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 20 항에 있어서,
    상기 제 2 편광기를 통해 제공되는 상기 패턴 반사광을 투과 또는 반사시키도록 구성되는 제 2 빔 분할기; 및
    상기 제 2 빔 분할기에서 반사된 상기 패턴 반사광을 투과 또는 반사시키도록 구성되는 제 2 편광 빔 분할기;
    를 더 포함하도록 구성되는 반도체 패턴 계측 시스템.
  28. ◈청구항 28은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 27 항에 있어서,
    상기 영상 획득부는, 상기 제 2 편광 빔 분할기에 의해 반사된 상기 패턴 반사광의 이미지를 획득하도록 구성되는 제 3 영상 획득부; 및
    상기 제 2 편광 빔 분할기에 의해 투과된 상기 패턴 반사광의 이미지를 획득하도록 구성되는 제 4 영상 획득부;
    를 포함하도록 구성되는 반도체 패턴 계측 시스템.
  29. ◈청구항 29은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 27 항에 있어서,
    상기 기 설정된 편광 각도는 22.5° 로 선택되는 반도체 패턴 계측 시스템.
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