KR102580107B1 - 반도체 디바이스 제조 중 분광 측정의 촉진 - Google Patents

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Abstract

교정(calibration), 오버레이(overlay), 및 레시피(recipe) 생성 중의 백색 광 조명의 간섭 분광을 통해, 반도체 디바이스 제조 중의 계측 활동 시에 분광 측정을 촉진하기 위한 디바이스 및 방법.

Description

반도체 디바이스 제조 중 분광 측정의 촉진
일반적으로, 반도체 디바이스 제조와 연관된 계측 활동 시에 사용되는 분광 정보(spectral information)는, 교정(calibration), 오버레이(overlay) 활동, 레시피(recipe) 생성, 및 다른 계측 활동 중에, 상대적으로 긴 시간이 소요되는 분광 측정을 통해 취득된다. 분광 측정은 전체적인 처리 시간을 수배 증가시키며, 이에 의해 공정 효율을 감소시킨다. 따라서, 제조 속도 및 효율을 보존하는 방식으로 넓은 범위의 계측 활동을 가능하게 하는 견고한 분광 정보의 편리한 취득에 대한 필요가 존재한다.
본 발명의 교시에 따라서, 초점 렌즈의 수직 이동(vertical conveyance) 중에 백색 광 조명으로부터 도출된 광 빔으로부터 인터페로그램(interferogram)을 생성하도록 구성된 간섭 현미경(interferometric microscope)으로서, 간섭 현미경과 연관된 단일-픽셀 검출기에 의해 인터페로그램이 캡처되는, 간섭 현미경; 및 인터페로그램에 푸리에 변환을 적용하여 인터페로그램을 주파수 스펙트럼으로 렌더링하도록 구성된 컴퓨터를 포함하는, 간섭-분광 계측 도구(interferometric-spectroscopy metrology tool)가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따라서, 인터페로그램 내에 백색 광 조명의 스펙트럼의 특성을 나타내기 위하여, 광 빔은, 광대역 반사기로부터 반사된 빔을 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따라서, 광대역 반사기는 거울로서 구현된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따라서, 광대역 반사기는 베어 실리콘(bare silicon)으로서 구현된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따라서, 인터페로그램 내에, 피처리 웨이퍼(processed wafer)의 분광 반사율의 스펙트럼과 백색 광 조명의 스펙트럼의 곱의 특성을 나타내기 위하여, 광 빔은, 피처리 웨이퍼로부터 반사된 빔을 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따라서, 간섭 현미경은 리닉 빔 스플리터 큐브(Linnik beam splitter cube)를 포함한다.
본 발명의 교시에 따라서, 반도체 디바이스 제조 계측 시에 분광 데이터의 취득을 촉진하는 방법이 더 제공되며, 본 방법은,
간섭 현미경을 사용하여 백색 광 조명을 2개의 광 빔으로 분리하는 단계;
단일-픽셀 검출기 상에서 인터페로그램을 수신하는 단계로서, 인터페로그램은 광 빔의 재결합으로부터 형성되는, 인터페로그램을 수신하는 단계; 및 인터페로그램을, 백색 광 조명의 특성을 나타내는 주파수 스펙트럼으로 렌더링하기 위하여, 인터페로그램에 푸리에 변환을 적용하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따라서, 광 빔 중 하나를 광대역 반사기에서 반사시키는 단계가 더 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따라서, 광대역 반사기는 거울로서 구현된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따라서, 광대역 반사기는 베어 웨이퍼(bare wafer)로서 구현된다.
본 발명의 교시에 따라서, 간섭 현미경을 사용하여 백색 광 조명을 기준 광 빔(reference light beam)과 테스트 광 빔(test light beam)으로 분리하는 단계;
오버레이 시퀀스 중 백색 광 조명의 포커싱 중에 단일-픽셀 검출기 상에서 인터페로그램을 캡처하는 단계로서, 인터페로그램은 광 빔의 재결합으로부터 형성되고, 테스트 광 빔은, 미세구조물(microstructure)을 갖는 피처리 웨이퍼로부터 반사되는, 인터페로그램을 캡처하는 단계; 및 인터페로그램을, 피처리 웨이퍼의 분광 반사율과 백색 광 조명 둘 다의 특성을 나타내는 복합 주파수 스펙트럼으로 렌더링하기 위하여, 인터페로그램에 푸리에 변환을 적용하는 단계가 더 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따라서, 피처리 웨이퍼의 반사율의 특성을 나타내는 주파수 스펙트럼을 생성하기 위하여, 복합 주파수 스펙트럼을 백색 광 조명의 주파수 스펙트럼으로 나누는 단계가 더 제공된다.
본 발명의 교시에 따라서, 백색 광 조명으로부터 인터페로그램을 생성하도록 구성된 간섭 현미경으로서, 수평으로 이동가능한 기준 거울 또는 이동가능한 빔 스플리터 큐브, 및 피처리 웨이퍼로부터의 초점 거리에 고정된 초점 렌즈를 갖는, 간섭 현미경; 백색 광 조명으로부터 도출된 광 빔의 변화하는 광경로 거리에 따라서 다수의 픽셀-특유 인터페로그램(pixel-specific interferogram)을 캡처하도록 구성된 2차원 픽셀-어레이 검출기; 및 피처리 웨이퍼의 각 대응하는 영역과 연관된 픽셀-특유 주파수 스펙트럼을 생성하기 위하여, 픽셀-특유 인터페로그램 각각에 푸리에 변환을 적용하도록 구성된 컴퓨터를 포함하는, 간섭-분광 계측 도구가 더 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따라서, 컴퓨터는 또한, 적어도 하나의 선택된 무게중심 파장(centroid wavelength) 및 각각의 선택된 대역폭의 합성 이미지를 생성하도록 구성된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따라서, 컴퓨터는 또한, 합성 이미지에 메트릭(metric)을 적용하도록 구성된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따라서, 메트릭은, 피처리 웨이퍼의 오버레이 메트릭 검사영역(ROI, Region of Investigation), 평균 반사율, 3S, 콘트라스트(contrast), 및 타겟 비대칭성으로 구성된 그룹으로부터 선택된다.
본 발명의 교시에 따라서, 반도체 디바이스 제조 계측 중 초분광 데이터(hyperspectral data)의 취득을 촉진하는 방법이 더 제공되며, 본 방법은, 간섭 현미경을 사용하여 백색 광 조명을 2개의 광 빔으로 분리하는 단계; 피처리 웨이퍼 상에 초점을 유지시키면서, 광 빔이 이동하는 광경로 거리를 변화시키는 단계; 광 빔이 이동하는 변화하는 광경로 거리에 따라서 2차원 픽셀-어레이 검출기 상에서 픽셀-특유 인터페로그램을 캡처하는 단계; 피처리 웨이퍼의 픽셀-특유 주파수 스펙트럼을 생성하기 위하여, 각 픽셀-특유 인터페로그램에 푸리에 변환을 적용하는 단계; 및 선택된 픽셀, 무게중심 주파수(centroid frequency), 및 대역폭에 비례하는 그레이 레벨(grey level)을 픽셀에 할당하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 특징에 따라서, 광경로 거리를 변화시키는 단계는 기준 거울의 수평 이동을 통해 구현된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따라서, 광경로 거리를 변화시키는 단계는 빔 스플리터의 이동을 통해 구현된다.
본 발명으로서 고려되는 주제는 본 명세서의 종결부에 상세히 지적되어 있고 분명하게 청구되어 있다. 본 발명에 관하여, 구성 컴포넌트, 그리고 이들 컴포넌트의 구성과 특징, 동작 방법, 목적, 및 장점은, 다음과 같은 첨부 도면을 고려하여 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 가장 분명하게 이해될 수 있다.
도 1은, 한 실시예에 따른 단일-픽셀 검출기를 사용해 구현되는, 간섭 이미징 현미경을 사용하는 이미징 오버레이 도구의 개략도이다.
도 2는, 한 실시예에 따른, 도 1의 이미징 오버레이 도구에 의해 캡처된 인터페로그램이다.
도 3a는, 한 실시예에 따른, 도 2의 인터페로그램의 푸리에 변환으로부터 도출된 주파수 스펙트럼이다.
도 3b는, 한 실시예에 따른, 도 3a의 인터페로그램의 푸리에 변환을 통해 도출된 주파수 스펙트럼과의 실질적인 일치를 도시하는, 분광계를 사용해 측정된 주파수 스펙트럼이다.
도 4는, 한 실시예에 따른, 오버레이 시퀀스 중의 포커싱 동안 분광 데이터의 취득을 촉진하는 방법의 흐름도이다.
도 5는, 한 실시예에 따른, 픽셀-어레이 검출기를 사용해 구현되는, 간섭 이미징 현미경을 사용하는 이미징 오버레이 도구의 개략도이다.
도 6은, 한 실시예에 따른, 도 5의 이미징 오버레이 도구에 의해 캡처된 픽셀-특유 인터페로그램으로 이루어진 인터페로그램 세트이다.
도 7은, 한 실시예에 따른, 도 6의 픽셀-특유 인터페로그램 각각의 푸리에 변환으로부터 도출된 주파수 스펙트럼 세트이다.
도 8은, 한 실시예에 따른, 피처리 웨이퍼의 초분광 이미징(hyperspectral imaging)을 촉진하는 방법의 흐름도이다.
도 9는, 한 실시예에 따른, 조합 간섭 현미경 오버레이 및 초분광 이미징 도구(combination interferometric-microscope overlay and hyperspectral imaging tool)의 개략도이다.
도면의 요소들은 비례에 맞게 도시되어 있지 않으며, 명확성을 위해 다양한 도면 내의 대응 요소들은 동일하게 레이블링되어 있다는 점이 이해되어야 한다.
본 발명의 명확한 이해를 용이하게 하기 위해 다음의 설명에서 다수의 세부사항이 설명되며, 본 발명은 이러한 구체적인 세부사항 없이도 실시될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 잘 알려진 방법, 컴포넌트, 및 절차는, 본 발명을 강조하기 위해 생략되었다.
본 명세서 전반에 걸쳐 다음 용어가 사용될 것이다.
"계측 활동(metrological activity)"은 임의의 한 계측 테스트 또는 조합 계측 테스트를 포함하지만, 이들로 한정되지 않는다.
"오버레이 계측"(OVL, overlay metrology)은, 특정 파장에서 가장 유효하게 평가되는 상부층 패턴과 하부층 패턴 사이의 정렬을 평가하기 위한 기법을 지칭한다.
OVL 분산(variance)은 내측과 외측의 오버레이 타겟의 대칭 중심 사이의 차이로서 계산된다.
"Kernel3S"는, 동일한 오버레이 타겟의 위에 놓이는 3개의 상이한 부분에 의해 계산되는 OVL의 분산의 3배인 메트릭을 지칭한다. 이 값은 최대한 작아야 하며, 높은 값은, 불량한 이식성(portability), 타겟에 걸친 변동(variation), 불량한 레시피를 나타낼 수 있다.
"위상 선형성(phase linearity)"은, 상이한 고조파들(harmonics)의 기여에 의해 주어지는 OVL의 분산을 나타내는 메트릭을 지칭한다.
"관통 초점(through focus)"은, 초점 위치의 함수로서의 오버레이 변동으로서 구현되는 메트릭이다.
"콘트라스트 정밀도(contrast precision)"는 타겟들 사이의 콘트라스트를 지칭하며, 격자 구조 이미지가 갖는, 측정가능한 높은 콘트라스트의 정도의 함수이다.
픽셀-특유 인터페로그램(pixel-specific interferogram) 또는 스펙트럼은, 대응하는 웨이퍼 사이트(wafer site)와 연관되어 있다는 것이 이해되어야 한다.
본 발명은, 반도체 디바이스 제조에 사용되는 간섭-분광 계측 도구이다. 한 실시예에서, 본 도구는, 오버레이 시퀀스 중에 최적의 초점 위치를 식별하도록 구성된 오버레이 도구로서 구현되며, 또 다른 실시예에서, 본 도구는, 레시피 생성 및 다른 메트릭들을 용이하게 하는 초분광 이미징 도구로서 구현된다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 도 1은, 빔 스플리터 큐브(2), 초점 큐브(3), 수평으로 이동가능한 기준 거울(4), 단일-픽셀 초점 검출기(FD, focus detector)(5), 수직으로 이동가능한 초점 렌즈(7), 수평 초점 렌즈(15), 및 튜브 렌즈(19)를 갖는 간섭 이미징 현미경(1)에 연동된 컴퓨터(6)를 포함하는, 간섭-분광 계측 도구를 개략적으로 도시한 것이다.
오버레이 시퀀스 중 Z 방향으로의 초점 렌즈(7)의 수직 이동 도중, 백색 광 조명(8)은, 빔 스플리터 큐브(2)에 의해, 기준 거울(4)에 지향되는 수평 빔(12), 및 광대역 반사기(9)에 지향되는 수직 광 빔(13)으로 분리된다. 당업계에 공지된 바와 같이, 반사된 광 빔(12 및 13)은 빔 스플리터 큐브(2)에서 재결합된다. 한 실시예에 따라서, 재결합된 빔(14)은 튜브 렌즈(19)를 통과하여 초점 큐브(3)에 지향된 다음 단일-픽셀 검출기(5)에 지향된다. 수평 광 빔(12)과 수직 광 빔(13) 사이의 광경로차(OPD, optical path difference)가 영(zero)에 접근할 때, 단일-픽셀 검출기(5)에 연동된 컴퓨터(6)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 마이크로미터 단위의 OPD의 함수로서의 세기 계수(intensity count)의 플롯으로서 인터페로그램을 생성한다. 최상의 초점은, 인터페로그램의 엔벨로프로부터의 최대 진폭 지점으로서 식별된다. 컴퓨터(6)는, 예컨대, 로버트 존 벨(Robert John Bell)에 의한 "푸리에 변환 분광학 입문(Introductory Fourier Transform Spectroscopy)"에 설명된 바와 같이, 푸리에 변환 분광학(FTS, Fourier Transform Spectroscopy) 분야의 당업자에게 공지된 바와 같은 푸리에 변환의 적용을 통해 인터페로그램을 주파수 스펙트럼으로 렌더링한다.
도 3a는, 푸리에 변환 이후의 도 2의 인터페로그램의 백색 광 스펙트럼 특성의 주파수 스펙트럼을 도시하며, 도 3b는, 분광 측정을 통한 직접 측정을 통해 획득된 주파수 스펙트럼이다. 이들 2개의 정규화된 스펙트럼의 비교는, 측정된 스펙트럼에 대한, FTS 도출 스펙트럼의 유사성을 보인다. 도 3a 내지 도 3b의 스펙트럼 사이의 편차는, FTS에서 사용되는 단일-픽셀 검출기(5)의 응답도(responsivity)의 결과이며, 분광계에서 사용되는 검출기를 사용할 때는 스펙트럼이 정규화되지 않는다.
도 1로 되돌아가면, 도시된 바와 같이, 수직 광 빔(13)은 먼저, 거울 또는 베어 웨이퍼로서 구현되는 광대역 반사기(9)에 지향된다. 백색 광 조명의 결과적인 스펙트럼은, 조명 스펙트럼을 교정하기 위해 사용될 수 있다.
교정 스펙트럼이 획득된 후, 피처리 웨이퍼(14)의 분광 응답도와 백색 광 조명 스펙트럼의 곱(product)인 복합 스펙트럼(composite spectrum)을 생성하기 위하여, 본 공정은, 피처리 웨이퍼(14)에 대해 반복된다.
도 4는, 한 실시예에 따라서, 오버레이 시퀀스 중에 분광 데이터의 취득을 촉진하는 방법의 흐름도를 도시하며, 교정 스테이지(30)와 취득 스테이지(34)라는 2개의 스테이지로 나뉘어 있다. 도시된 바와 같이, 단계(31)에서 백색 광 조명과 수직 빔이, 위에서 언급한 바와 같이, 광대역 반사기(9)로부터 반사된다. 단계(32)에서 인터페로그램이 캡처되고, 단계(33)에서 인터페로그램이 백색 광 조명의 주파수 또는 파장 스펙트럼으로 변환된다. 취득 스테이지(34)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 추가적인 백색 광 조명이 다시 2개의 빔으로 분리되고, 수직 빔이, 피처리 웨이퍼(14)에 지향되는, 단계(35)에서 시작한다. 단계(36)에서, 오버레이 시퀀스 중에 렌즈(7)를 포커싱하고 기준 거울(4)을 단일 위치에 유지시키면서 인터페로그램이 캡처된다. 단계(37)에서, 인터페로그램의 푸리에 변환이 수행되어, 조명과 웨이퍼 반사율의 복합 스펙트럼을 산출한다. 단계(38)에서, 복합 스펙트럼은, 당업계에 공지된 바와 같이, 복합 스펙트럼을 조명 스펙트럼으로 나눔으로써 반사율 스펙트럼으로 렌더링된다.
간섭-분광 계측 도구가 오버레이 도구로서 구현될 때, 이러한 도구는, 분광계가 없는 경우에 조명원과 웨이퍼 반사율의 분광 측정을 제공하도록 기존의 리닉-빔-스플리터 간섭계의 용도를 넓힘으로써, 기존의 리닉-빔-스플리터 간섭계를 효과적으로 활용한다. 타겟이 광대역 반사기일 때, 위에서 언급된 바와 같이, 본 도구는 조명원 도구를 교정하기 위해 사용될 수 있으며, 타겟이, 피처리 웨이퍼로서 구현될 때, 본 도구는, 레시피 생성 및 공정 변동의 평가 시에 유용한 분광 반사율 맵의 생성을 용이하게 한다. 또한, 도출된 분광 주파수 데이터는, 예컨대, 필름 두께, 굴절률과 같은, 웨이퍼 공정 파라미터의 편차로부터 초래되는 왜곡된 오버레이 측정을 정정하기 위해 효과적으로 사용될 수 있다.
추가적으로, 요구되는 간섭 데이터는, OVL 측정 시간에 영향을 미치지 않으면서, 오버레이 시퀀스 시에 포커싱 중에 취득된다.
도 5는, 간섭측정식으로 도출된 반사율 스펙트럼의 무게중심에 따라서 이미지를 합성하도록 구성된 초분광 이미징 도구로서 구현되는 간섭-분광 계측 도구의 실시예를 도시한다.
본 도구는, 픽셀-어레이 검출기(카메라)(10), 수직으로 이동가능한 빔-스플리터 큐브(2), 초점 큐브(3), 수평으로 이동가능한 기준 거울(4), 타겟으로부터의 초점 거리에 유지되는 초점 렌즈(7), 수평 초점 렌즈(15), 튜브 렌즈(19), 픽셀-어레이 검출기(10)에 연동되고 각 픽셀-특유 인터페로그램을 픽셀-특유 반사율 스펙트럼으로 렌더링하도록 구성된 컴퓨터(6h)를 사용하는, 수평으로 이동가능한 간섭 현미경(1h)을 포함한다. 특정 실시예에서, 컴퓨터(6h)는 또한, 반사율 스펙트럼에 기초하여 선택된 무게중심 파장 및 선택된 대역폭에 비례하는 합성 이미지를 합성하도록 구성된다. 컴퓨터(6h)는 모든 필요한 입력 및 출력 장비를 포함한다는 것이 이해되어야 한다.
도 6은, 한 실시예에 따른, 카메라(10)에 의해 캡처된 다수의 픽셀-특유 인터페로그램(42)으로 이루어진 인터페로그램 세트(40)를 도시한다. 카메라(10)에 의해 캡처된 각 특정 인터페로그램은, 광학 이미징 시스템 내의 웨이퍼 평면 상에서 타겟 웨이퍼 상의 한 특정 사이트에 대응하며, 이에 의해 웨이퍼의 각 대응하는 사이트에서의 견고한 분광 정보를 제공한다.
도 7은, 한 실시예에 따른, 도 6의 픽셀-특유 인터페로그램 각각의 푸리에 변환 후의, 다수의 픽셀-특유 반사율 스펙트럼(52)으로 이루어진 스펙트럼 세트(50)를 도시한다. 따라서, 각 특정 스펙트럼은, 웨이퍼의 각 대응하는 사이트에서의 견고한 분광 정보를 제공한다.
도 8은, 한 실시예에 따른, 다양한 합성 이미지의 합성 시에 도 6의 초분광 이미징 도구에 의해 사용되는 동작 단계의 흐름도를 도시한다.
단계(61)에서, 백색 광 조명(8)은 빔 스플리터(2)에 의해 분리되고, 단계(62)에서, 피처리 타겟 웨이퍼(14) 상에 초점을 유지시키면서, 빔(12 및 13)의 광경로 거리가 변조된다. 빔(12 및 13)의 광경로는 다양한 방식을 통해 변조될 수 있다. 특정 실시예에서, 광경로 변조는, 빔 스플리터(2)를 수평으로 또는 수직으로 이동시킴으로써 달성되거나, 또 다른 실시예에서, 빔 스플리터(2)를 동일한 위치에 유지시키면서 기준 거울(4)을 이동시킴으로써 달성되지만, 또 다른 실시예에서, 광경로 변조는 이들 두 방법의 조합을 통해 달성된다.
단계(64)에서, 카메라(10)에 의해, 도 6에 도시된 바와 같은, 픽셀-특유 인터페로그램의 세트(40)가, 재결합된 광 빔(12 및 13)으로부터 캡처된다. 위에서 언급한 바와 같이, 각 캡처된 인터페로그램이, 광(12)이 반사된 웨이퍼의 특정 위치에 대응하도록, 카메라(10)의 각 픽셀은 한 웨이퍼 사이트에 대응한다.
단계(67)에서, 컴퓨터(6h)는, 당업계에 공지된 바와 같이, 인터페로그램 세트(40)의 각 픽셀-특유 인터페로그램(42)에 푸리에 변환을 적용하여, 픽셀-특유 주파수 스펙트럼(52)으로 이루어진 스펙트럼 세트(50)로 렌더링한다.
단계(68)에서, 선택된 픽셀, 무게중심 주파수, 및 선택된 대역폭에 비례하는 픽셀 그레이 레벨이 할당된다. 특정 실시예에서는, 원하는 분해능을 제공하기 위해 복수의 픽셀 무게중심이 동시에 사용된다는 것이 이해되어야 한다. 특정 실시예에서의 그레이 레벨은 색상 레벨 또는 세기 레벨로서 구현된다는 것이 이해되어야 한다.
단계(69)에서, 적절한 메트릭과의 사용에 대비하여, 픽셀-어레이 검출기의 픽셀, 그레이 레벨이 디스플레이된다.
피처리 웨이퍼의 초분광 이미징에서 간섭 분광학을 응용하는 것은, 관례적인 다수의 분광 측정을 1회의 단일 간섭 측정으로 줄임으로써 상당한 시간 절약을 효과적으로 제공하며, 이러한 단일 간섭 측정은, 스펙트럼으로의 렌더링 후에 웨이퍼의 모든 위치에서의 견고한 분광 정보를 제공한다. 이러한 분광 정보는, 고객 운용을 위한 최적의 동작 파라미터로 이루어진 레시피를 생성하기 위하여, 적절한 오버레이 파라미터를 결정하기 위하여, 그리고 선택된 계측 도구에 대해 가장 적절한 파장에 따라서 다양한 파장 보기(viewing) 선택사항을 제공하기 위하여, 연구 및 개발 중에 이용될 수 있다.
도 9는, 전술한 하드웨어 및 구성에 더하여, 카메라(10)와 단일-픽셀 검출기(5) 둘 다를 사용해 구현되는 조합 간섭-분광 계측 도구의 실시예를 도시한다. 조합 간섭-분광 계측 도구는 계측 필요사항에 따라서 오버레이 도구 또는 초분광 이미징 기능을 효과적으로 제공한다.
본 발명의 특정한 특징이 본 명세서에 예시되고 설명되었지만, 이제 여러 수정, 대체, 변경, 및 등가물이 당업자에게 떠오를 것이다. 따라서, 첨부된 청구범위는, 본 발명의 진정한 사상에 속하는 모든 그러한 수정 및 변경을 커버하도록 의도된다는 것이 이해되어야 한다.

Claims (19)

  1. 간섭-분광 계측 도구(interferometric-spectroscopy metrology tool)에 있어서,
    초점 렌즈의 수직 이동(vertical conveyance) 도중 제1 백색 광 조명으로부터 도출된 광 빔들로부터 제1 인터페로그램(interferogram)을 생성하도록 구성된 간섭 현미경(interferometric microscope) - 상기 제1 인터페로그램은 상기 간섭 현미경과 연관된 단일-픽셀 검출기에 의해 캡처되고, 상기 광 빔들은 상기 제1 인터페로그램 내에 상기 제1 백색 광 조명의 스펙트럼의 특성을 나타내기(characterize) 위하여 광대역 반사기로부터 반사된 빔을 포함함 - ; 및
    상기 제1 인터페로그램에 푸리에 변환을 적용하여 상기 제1 인터페로그램을 주파수 스펙트럼으로 렌더링하도록 구성된 컴퓨터
    를 포함하고,
    상기 간섭 현미경은 또한, 오버레이 시퀀스 도중 제2 백색 광 조명의 포커싱 중에 상기 제2 백색 광 조명으로부터 제2 인터페로그램을 생성하도록 구성되고, 상기 제2 백색 광 조명은 기준 광 빔(reference light beam)과 테스트 광 빔(test light beam)으로 분리되고, 상기 테스트 광 빔은 미세구조물(microstructure)들을 갖는 피처리 웨이퍼(processed wafer)로부터 반사되고, 상기 제2 인터페로그램은 상기 단일-픽셀 검출기에 의해 상기 기준 광 빔과 상기 테스트 광 빔의 재결합으로부터 캡처되고,
    상기 컴퓨터는 또한, 상기 제2 인터페로그램에 푸리에 변환을 적용하여 상기 제2 인터페로그램을 상기 피처리 웨이퍼의 분광 반사율(spectral reflectivity)과 상기 제2 백색 광 조명의 특성을 나타내는 복합 주파수 스펙트럼으로 렌더링하도록 구성되는, 간섭-분광 계측 도구.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 광대역 반사기는 거울로서 구현되는, 간섭-분광 계측 도구.
  4. 제1항에 있어서, 상기 광대역 반사기는 베어 실리콘(bare silicon)으로서 구현되는, 간섭-분광 계측 도구.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 간섭 현미경은 리닉 빔 스플리터 큐브(Linnik beam splitter cube)를 포함하는, 간섭-분광 계측 도구.
  7. 반도체 디바이스 제조 계측 시에 분광 데이터의 취득을 촉진하는 방법에 있어서,
    간섭 현미경을 사용하여 제1 백색 광 조명을 2개의 광 빔들로 분리하는 단계;
    상기 2개의 광 빔들 중 하나를 광대역 반사기에서 반사시키는 단계;
    단일-픽셀 검출기 상에서 제1 인터페로그램을 수신하는 단계 - 상기 제1 인터페로그램은 상기 2개의 광 빔들의 재결합(recombination)으로부터 형성됨 - ;
    상기 제1 인터페로그램을 상기 제1 백색 광 조명의 특성을 나타내는(characterizing) 주파수 스펙트럼으로 렌더링하기 위하여, 상기 제1 인터페로그램에 푸리에 변환을 적용하는 단계;
    상기 간섭 현미경을 사용하여 제2 백색 광 조명을 기준 광 빔(reference light beam)과 테스트 광 빔(test light beam)으로 분리하는 단계;
    오버레이 시퀀스 도중 상기 제2 백색 광 조명의 포커싱 중에 상기 단일-픽셀 검출기 상에서 제2 인터페로그램을 캡처하는 단계 - 상기 제2 인터페로그램은 상기 기준 광 빔과 상기 테스트 광 빔의 재결합으로부터 형성되고, 상기 테스트 광 빔은 미세구조물(microstructure)들을 갖는 피처리 웨이퍼로부터 반사됨 - ; 및
    상기 제2 인터페로그램을 상기 피처리 웨이퍼의 분광 반사율과 상기 제2 백색 광 조명 둘 다의 특성을 나타내는 복합 주파수 스펙트럼으로 렌더링하기 위하여, 상기 제2 인터페로그램에 푸리에 변환을 적용하는 단계
    를 포함하는, 분광 데이터의 취득을 촉진하는 방법.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서, 상기 광대역 반사기는 거울로서 구현되는, 분광 데이터의 취득을 촉진하는 방법.
  10. 제7항에 있어서, 상기 광대역 반사기는 베어 웨이퍼(bare wafer)로서 구현되는, 분광 데이터의 취득을 촉진하는 방법.
  11. 삭제
  12. 제10항에 있어서, 상기 피처리 웨이퍼의 반사율의 특성을 나타내는 주파수 스펙트럼을 생성하기 위하여, 상기 복합 주파수 스펙트럼을 상기 제1 백색 광 조명의 주파수 스펙트럼으로 나누는 단계를 더 포함하는, 분광 데이터의 취득을 촉진하는 방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
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