KR102583096B1 - 정적 프린지 패턴을 사용하는 간섭 롤오프 측정 - Google Patents

Abstract

기판(10)의 타겟 영역의 표면 윤곽을 측정하기 위한 장치(20)가 측정 광빔을 방출하기 위한 광원(22)을 갖는다. 빔 분할 요소(74)가 측정축(OM) 및 기준축(OR)을 형성한다. 기판 홀더(76)가 측정 광빔 파장의 함수인 미리결정된 경사각(Tθ)에 따라, 측정축을 직교하여 교차하는 경사축(T)에 대해 수직 입사로부터 이격하여 경사지게 측정축을 따라 타겟 영역을 배치한다. 이미징 센서(40)가 측정 광빔 및 기준 광빔으로부터 발생된 프린지 패턴을 기록한다. 컴퓨터가 기록된 프린지 패턴으로부터 주파수 프로파일을 추출하고, 각각의 프로파일은 경사축의 방향에 직교하는 방향에서 취해지고, 프로그램된 명령은 또한 주파수 프로파일에 따라 타겟 영역 표면의 윤곽의 변화를 계산한다.

Description

정적 프린지 패턴을 사용하는 간섭 롤오프 측정

본 출원은 그 내용이 본 명세서에 그대로 참조로서 의지되어 있고 합체되어 있는, 2015년 6월 30일 출원된 미국 가출원 제62/186,701호의 35 U.S.C. §119 하에서 우선권의 이익을 청구한다.

분야

본 개시내용은 일반적으로 광학 계측 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 반도체 웨이퍼를 위한 에지 프로파일과 같은 표면 프로파일의 측정 및 특징화를 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

마이크로전자 리소그래피, 광학 및 다른 분야에서 다수의 용례는 평탄도, 에지 롤오프(roll-off), 균일성, 축방향 런아웃(runout), 및 다른 치수 특징에 관하여 기판의 고도로 정확한 표면 특징화로부터 이익을 얻는다. 반도체 웨이퍼 준비 및 처리와 같은 용례에서, 서브미크론(sub-micron) 정확도로, 표면 치수 특징화에 관한 특정 관심이 존재한다.

반도체 웨이퍼 준비 및 핸들링에 있어서 통상의 기술자에게 친숙한 메트릭은 웨이퍼의 에지에 관련하는 롤오프량(Roll-Off Amount: ROA)이라 칭하는, 또는 선형 롤오프량(linear roll-off amount: L-ROA)이라 칭하는 측정에 관련된다. 반도체 웨이퍼의 성공적인 리소그래픽 처리는 연마된 웨이퍼의 에지 부근의 기계적 프로파일의 양태에 매우 의존할 수도 있다. 웨이퍼 제조업자는 엄격한 고객 요구에 부합하기 위해 에지에서 웨이퍼 프로파일을 정확하게 특징화하고 주의 깊게 제어하려고 노력한다. 산업적으로 용인된 ROA 측정 표준은 예를 들어, 국제 반도체 장비 재료 협회(Semiconductor Equipment and Materials International: SEMI)에 의해 SEMI 표준 M69-0307로서 정의되어 있다.

ROA 측정은 웨이퍼의 에지 부근의 구역에서 평탄도를 프로파일링하고 연마 에러에 의해 발생된 평탄도 문제점을 식별하는 것을 돕는다. ROA를 위한 종래의 측정은 통상적으로 스타일러스 또는 단일점 광학 프로브를 사용하여 수행된다. 일반적으로 원형 웨이퍼의 에지는 고비용의 장비 및 고도로 숙련된 기술자를 필요로 할 수 있는 시간 소모적이고 에러를 내포한 프로세스에서, 8개의 상이한 반경방향 각도로, 통상적으로 원주 주위로 매 45도마다 측정된다.

간섭(interferometric) 기술이 표면 에지 프로파일 특징화의 문제점을 다루는데 사용되었지만, 다소 실망스러운 결과를 갖는다. 예를 들어, 종래의 위상차 간섭 접근법을 적용하는 것은 매우 강성 관계로 샘플 및 기준면을 유지하고 진동으로부터 양호하게 완충되는 전용 측정 장치를 필요로 한다. 통상의 위상 측정 알고리즘은 각각의 이미지 취득 사이의 위상의 변화의 정밀 장비 조정에 의해 다수의 간섭도를 취득하고, 이 프로세스는 웨이퍼 에지를 따른 다수의 각도 증분으로 반복된다. 요구된 단계의 수, 측정 시스템 및 환경을 위한 정밀도 및 진동을 위한 수요 요구, 및 필요한 전체 시간이 주어지면, 표면 특징화 방법, 특히 반도체 웨이퍼 및 고도로 편평한 기판 표면을 위한 에지 프로파일 특징화 기술을 위해 더 양호하게 적합된 방법의 개량의 여지가 존재한다는 것이 이해될 수 있다.

본 개시내용의 실시예에 따르면, 기판의 타겟 영역의 표면 윤곽을 측정하기 위한 장치가 제공되고, 장치는 측정 광빔을 방출하도록 여기가능한 광원 및 측정축 및 기준축을 형성하는 빔 분할 요소를 포함한다. 장치는 측정 광빔 파장의 함수인 미리결정된 경사각에 따라, 측정축을 직교하여 교차하는 경사축에 대해 수직 입사로부터 이격하여 경사지게 측정축을 따라 기판의 타겟 영역을 배치하는 기판 홀더를 포함한다. 장치는 타겟 영역을 위한 프린지 패턴을 기록하도록 여기가능한 이미징 센서를 또한 포함하고, 프린지 패턴은 측정 광빔 및 기준축으로부터의 기준 광빔으로부터 발생된다. 장치는 이미징 센서와 신호 통신하고 기록된 프린지 패턴으로부터 복수의 주파수 프로파일을 추출하기 위한 명령을 갖고 프로그램되는 컴퓨터를 더 포함하고, 각각의 프로파일은 경사축의 방향에 실질적으로 직교하는 방향에서 취해지고, 프로그램된 명령은 또한 주파수 프로파일에 따라 타겟 영역 표면의 윤곽의 변화를 계산한다.

부가의 특징 및 장점은 이어지는 상세한 설명에 설명될 것이고, 부분적으로는 그 설명으로부터 통상의 기술자에게 즉시 명백할 것이고 또는 기입된 설명 및 그 청구범위, 뿐만 아니라 첨부 도면에 설명된 실시예를 실시함으로써 인식될 수 있을 것이다.

상기 일반적인 설명 및 이하의 상세한 설명의 모두는 단지 예시일 뿐이고, 청구범위의 성질 및 특성을 이해하기 위한 개요 또는 프레임워크를 제공하도록 의도된다는 것이 이해되어야 한다.

첨부 도면은 추가의 이해를 제공하도록 포함된 것이고, 이 명세서에 합체되어 그 부분을 구성한다. 도면은 하나 이상의 실시예(들)를 도시하고 있고, 명세서와 함께 다양한 실시예의 원리 및 동작을 설명하는 역할을 한다.

본 개시내용은 이하의 설명으로부터 그리고 단지 비한정적인 예로서 제공된 첨부 도면으로부터 더 명백히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 반도체 웨이퍼의 평면도이다.
도 2는 연마된 반도체 웨이퍼를 위한 에지 롤오프를 도시하고 있는 측면도이다.
도 3a는 본 개시내용의 실시예에 따른 에지 롤오프 특징화를 위한 광학 장치의 구성요소를 도시하고 있는 개략 측면도이다.
도 3b는 본 개시내용의 실시예에 따른 에지 롤오프 특징화를 위한 시스템을 도시하고 있는 개략 측면도이다.
도 3c는 도 3a 구성에서 카메라 또는 다른 이미징 센서에 의해 캡처된 프린지 패턴으로부터 취득된 예시적인 반송파를 도시하고 있다.
도 4a는 롤오프 측정에 간섭 프린지를 관련시키는 예시적인 다이어그램이다.
도 4b는 롤오프 측정에 간섭 프린지를 관련시키는 다른 예시적인 다이어그램이다.
도 5는 에지 롤오프 데이터 취득 및 프로세싱을 위한 시퀀스를 도시하고 있는 논리 흐름도이다.
도 6은 축방향 런아웃을 도시하고 있는 측면도이다.

여기에 도시되고 설명된 도면은 다양한 실시예에 따른 광학 장치를 위한 동작 및 제조의 주요 원리를 예시하기 위해 제공된 것이고, 다수의 이들 도면은 실제 크기 또는 스케일을 나타내기 위한 의도를 갖고 실제 축적대로 도시되어 있지는 않다. 몇몇 과장이 기본적인 구조 관계 또는 동작의 원리를 강조하기 위해 필요할 수도 있다.

제공된 도면은 광학 마운트, 전력 소스 및 레이저 다이오드를 위한 회로 기판 장착부, 및 다른 특징부를 포함하는 다양한 지지 구성요소를 도시하고 있지 않을 수도 있다. 본 개시내용의 실시예는 임의의 다수의 유형의 표준 마운트 및 지지 구성요소를 사용할 수 있다는 것이 광학 분야의 통상의 기술자에 의해 이해될 수 있다.

본 개시내용의 맥락에서, "상부" 및 "하부" 또는 "위" 및 "아래" 또는 "밑에"와 같은 용어는 상대적이며, 구성요소 또는 표면의 임의의 필수적인 배향을 지시하는 것은 아니고, 구성요소 또는 장치 내의 뷰, 대향 표면들, 공간 관계, 또는 상이한 광로를 간단히 칭하고 구별하는데 사용된다. 유사하게, 용어 "수평" 및 "수직"은 예를 들어 상이한 평면 내의 구성요소 또는 광의 상대 직교 관계를 설명하기 위해 도면에 대해 사용될 수도 있지만, 진정한 수평 및 수직 배향에 관한 구성요소의 임의의 요구된 배향을 지시하는 것은 아니다.

사용되는 경우에, 용어 "제1", "제2", "제3" 등은 반드시 임의의 순서 또는 우선 관계를 나타내는 것은 아니고, 하나의 요소 또는 시간 간격을 다른 것으로부터 더 명백히 구별하기 위해 사용된다. 이들 서술어는 본 개시내용 및 청구범위의 맥락에서 다른 유사한 또는 관련 요소로부터 하나의 요소를 명백히 구별하는데 사용된다.

본 명세서에 사용될 때, 용어 "여기가능한"은 전력의 수신시에, 그리고 선택적으로 인에이블링 신호(enabling signal)의 수신시에 지시된 기능을 수행하는 디바이스 또는 구성요소의 세트에 관련된다. 예를 들어, 레이저 다이오드는 레이저광의 빔을 방출하도록 여기가능하다.

본 개시내용의 맥락에서, 용어 "대략"은 척도를 참조하여 사용될 때, 실제로 용인되는 측정 에러 및 부정확성에 대해 예측된 공차 내에 있는 것을 의미한다. 몇몇 적당한 공차가 예를 들어 측정차를 위해 그리고 특정 용례에 요구되는 정밀도를 위해 허용되어야 한다.

본 개시내용의 실시예는 편평한 기판의 에지의 특징화를 위한 장치 및 방법을 설명하고, 예를 들어 간섭 측정을 허용하기 위해 충분히 정반사성인(specular) 반도체 기판 또는 다른 기판의 에지를 따른 롤오프를 나타내는 측정된 데이터를 제공하는데 사용될 수 있다. 유리하게는, 본 개시내용의 방법 및 장치는 속도 및 측정 정확도의 향상을 제공하는 것을 도울 수 있다. 본 명세서에 설명된 간섭 기술은 진동 및 온도와 같은 환경 인자에 관하여 특히 강인성(robust)인 것으로 발견되었다. 테스트될 반도체 웨이퍼 또는 다른 기판의 주연부를 따른 다수의 각도 위치의 각각에서 얻어진 단일의 이미지는 기판 에지의, 그리고 더 일반적으로 표면 높이 및 높이 편차의 정확한 특징화를 위한 충분한 데이터를 제공한다. 향상된 속도는 전체 측정 시간에 최소의 영향을 갖는 기존의 웨이퍼 특징화 도구에 이 측정을 추가하는 것을 가능하게 하여, 심지어 몇몇 유형의 특수화된 검사 장비를 몇몇 경우에 불필요하게 하는데, 이는 웨이퍼 제조업자에 상당한 절약을 야기할 수 있다.

도 1의 평면도는 측정될 반도체 웨이퍼의 일반적인 패턴에서 기판(10)을 도시하고 있다. 통상의 테스트에서, 각도 0도, 45도, 90도, 135도, 180도, 225도, 275도, 및 315도로 표기된 각각의 위치에서 측정이 이루어진다. 이어지는 설명에서 참조를 위해, 기판(10)의 평면은 x-y 평면으로서 할당된다.

도 2의 측단면도는 도 1에 지시된 표기된 위치 A-A를 따른 것과 같은, 에지(14)를 따른 ROA를 표현할 수 있는 특징 롤오프 곡선(12)을 도시하고 있다. 최적 적합 라인(16)이 도시된 바와 같이 에지(14)로부터 각각 3 mm 및 6 mm의 점(P1, P2)과 같은 2개의 적합한 표면점을 사용하여 웨이퍼의 반경을 따라 계산된다. 다른 표면점이 최적 적합 기준으로서 사용될 수 있다.

도 3a는 본 개시내용의 실시예에 따른, 반도체 웨이퍼와 같은 편평한 기판(10)의 에지 특징화를 위해 사용된 광학 장치(20)를 도시하고 있다. 도 3b는 웨이퍼 에지 특징화 프로세스의 제어 및 보고를 제공하는 계측 시스템(50)을 도시하고 있다.

도 3a의 배열에서, 광대역 발광 다이오드(LED)가 광원(22)으로서 사용되어, 미리규정된 스펙트럼 범위에 걸쳐 분포된 광에너지를 제공한다. 본 개시내용의 실시예에 따르면, 635 nm에서 중심설정된 스펙트럼 구역에 걸쳐 측정 광빔(72)을 방출하도록 여기가능한 적색 LED가 사용된다. 이 광대역 소스 조명은 예로서 렌즈(24)에 의해 표현된 바와 같은 하나 이상의 렌즈에 의해 시준되고, 스펙트럼 필터(26)에 의해 선택적으로 필터링되어 예를 들어 원하는 가간섭성 길이(coherence length)에 적합되는 원하는 광학 대역폭을 얻는다. 광은 회전 미러(28)에 의해 빔 스플리터(30)에 지향된다. 빔 스플리터(30)는 간섭계(32)로, 예로서 간섭 대물렌즈로, 그리고 기판(10)으로 소스 조명을 지향한다. 간섭계(32)를 위한 간섭 대물렌즈는 예를 들어 미켈슨(Michelson) 간섭 대물렌즈 또는 대안적으로, 미라우(Mirau) 대물렌즈일 수 있다. 이 유형의 대물렌즈는 포커싱 광학계 뿐만 아니라 내부 빔 분할 요소(74) 및 간섭 프린지의 발생을 위한 기준면(34)을 포함한다. 기준 x, y 및 z축이 도시되어 있다.

도 3a의 배열에서, 빔 분할 요소(74)는 측정 광빔(72)을 위한 측정축(OM) 및 기준 광빔을 위한 기준축(OR)을 형성한다. 간섭 대물렌즈는, 기판 홀더(76)로서 작용하고 측정을 위해 웨이퍼 또는 다른 기판(10)을 유지하는 회전 진공 스핀들 또는 다른 액추에이터(42) 위에 배향된다. 간섭계(32)는 롤오프를 측정하기 위해 기판(10)의 에지부와 같은 타겟 영역(78) 상에 소스 조명을 포커싱한다. 타겟 영역(78)으로부터 기판(10) 표면 상에 반환된 광 및 기준면(34)으로부터의 기준광은 이어서 빔 스플리터(30)를 통해 그리고 하나 이상의 렌즈(36)를 통해 전송되고 카메라와 같은 이미징 센서(40)에서 기록된 프린지 패턴을 형성하도록 조합된다. 선택적 초점 조정 장치(38)는 이후에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 예로서 축방향 런아웃으로부터 표면 높이의 변화를 보상하기 위해 간섭 대물렌즈 또는 간섭계(32)의 광학계의 초점을 조정하기 위한 감지 및 작동 구성요소를 제공한다.

기판(10)의 표면은 간섭계(32)에 의해 규정된 측정축(OM)에 대해 거의 수직 배향에 있지만, 축(OM)에 직교하지는 않는다. 기판(10)은 기판(10) 표면의 평면에 있는 축(T)에 대해 경사각(Tθ)으로 약간 경사지고 도 3a에 도시된 바와 같이 기판(10)의 에지(E)에 실질적으로 수직일 수 있다. 경사축(T)은 측정축(OM)에 직교한다.

도 3a를 참조하여 설명된 경사 배열은 경사축(T)에 실질적으로 평행한 방향으로 연장하는 것으로 인식되는 프린지의 치밀한 패턴을 제공한다. 경사축(T)에 대한 기판(10)의 경사각(Tθ)은 측정 광빔(72)의 파장(λ), 이미징 센서(40)의 화소 해상도, 및 얻어지는 이미지 내에 요구되는 프린지의 수를 포함하는 인자에 따라 결정된다.

본 개시내용의 실시예에 따르면, 경사각은 이하의 식을 사용하여 계산될 수 있고:

(1)

여기서 P는 얻어진 이미지 내의 프린지당 화소의 수이고; FOV_y는 이미징 센서(40)의 시야의 y 치수이다. 예로서, 비한정적으로, Y 방향에서 1000개의 화소 및 5 mm의 FOV_y를 갖고 600 nm의 파장(λ)을 갖는 센서(40) 내의 프린지당 8개의 화소의 원하는 P값에 대해, 경사각(Tθ)은 대략 0.43도이다. 증가된 파장(λ)은 경사각을 증가시킨다. P값은 원하는 콘트라스트의 레벨 및 프린지 선명도의 해상도를 위해 선택된다. 원하는 P값을 감소시키는 것은 경사각을 증가시킨다.

경사각(Tθ) 자체는, 이후에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 얼마나 많은 프린지가 캡처되는 간섭 이미지 내에서 분석을 위해 형성되는지를 결정한다.

도 3b는 반도체 웨이퍼의 에지 특징화를 위해 그리고 다른 실질적으로 투명한 편평한 기판 뿐만 아니라 만곡된 표면의 표면 특징화를 위해 도 3a의 광학 장치(20)를 사용하는 계측 시스템(50)의 간단화된 개략도를 도시하고 있다. 광학 장치(20)의 구성요소는 다양한 각도 간격에서 기판(10)의 에지 부근으로부터 반사된 조합된 광, 및 간섭 대물렌즈 내의 기준면(34)으로부터 반사된 광 또는 더 일반적으로 기준 광빔으로부터 형성된 간섭 프린지를 갖는 각각의 이미지를 취득하기 위한 프로세서로서 구성되는 컴퓨터(44)와 신호 통신한다. 컴퓨터(44)는 이어서 이미지 결과를 프로세싱하여, 조합된 광으로부터 취득된 이미지를 분석하여 기판의 편평부를 따른 것으로부터 얻어진 프린지에 따라 반송파 주파수를 계산하고 기판의 편평부를 따른 것으로부터 얻어진 프린지를 기판의 에지부를 표현하는 프린지와 비교하여 측정되는 웨이퍼 표면의 에지부 위의 프린지 패턴 사이의 위상차를 결정한다. 인접한 프린지는 전술된 바와 같이, 경사축(T)의 일반적인 방향 내에 또는 이를 따라 연장하는 것으로 인식된다. 컴퓨터(44)는 기판의 에지부를 따라 얻어진 프린지 패턴 내의 위상차 및 계산된 반송파 주파수에 따라 에지 롤오프를 계산한다. 컴퓨터(44)는 에지 롤오프 계산의 결과를 표시하기 위한 디스플레이(48)와 그리고 계산 결과를 저장하기 위한 메모리(46)와 신호 통신한다. 컴퓨터(44)는 추가의 연산 또는 저장을 위해 결과를 네트워크를 통해 상이한 컴퓨터 프로세서에 전송하기 위한 네트워킹된 컴퓨터일 수 있다.

도 3c는 도 3a 구성에서 카메라 또는 다른 이미징 센서(40)에 의해 캡처된 프린지 패턴으로부터 취득된 2개의 예시적인 반송파(70)를 도시하고 있다. 각각의 반송파(70)는 측정된 표면의 상이한 부분에 대응하는 프린지 패턴의 부분으로부터 얻어져서, 계산이 표면 높이차를 결정하게 한다. 위상차(Δφ)는 이후에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 표면 높이차에 관련된다.

도 3a를 참조하여 설명된 바와 같이, 적색 LED와 같은 광대역 소스가 사용될 수 있고 저비용, 저에너지의 장점을 갖고, 풍부한 광을 제공한다. 레이저 광원은 너무 많은 가간섭성(즉, 과도한 가간섭성 길이)을 가질 것이고, 웨이퍼 프로파일의 측정을 열화시킬 것인 스페클(speckle)을 발생하는 경향이 있다. 게다가, 고도로 가간섭성인 광원은 사파이어 웨이퍼와 같은 얇은 투명한 기판의 대향 표면들로부터 2개의 세트의 간섭 패턴을 발생할 수 있다. 비간섭성광(incoherent light)은 빔 스플리터(30)를 통해 현미경 대물렌즈의 입사동(entrance pupil)에 광을 이미징하는 이미징 시스템에 의해 집광된다. 이 조명 장치는 쾰러(Kohler) 조명으로서 공지되어 있고, 조명의 효율을 최대화하는 균일한 조명 필드를 제공한다. 조명은 반환광이 카메라 또는 다른 이미징 센서(40)에 직접 이미징되게 하기 위해 빔 스플리터를 통해 통과된다. 간섭계(32)를 제공하는 간섭 대물렌즈는 10 mm 거리에 걸쳐 웨이퍼 프로파일을 측정하기 위해 대략 10 mm인 시야를 가질 수 있다.

예로서, 도 4a는 간섭 프린지를 나타내고 프린지 패턴을 롤오프 곡선(12a)에 관련시키는 이미징 센서(40)에 의해 취득된 타겟 영역(78)의 이미지(60a)의 부분을 도시하고 있다. 이미지(60a) 및 롤오프 특징 곡선(12a)에 대해 도시된 이미지 배향에서, 프린지는 도 4a에 표현된 상대 배향을 갖는 경사축(T)에 실질적으로 평행한 방향을 따라 연장한다. 도 4b는 타겟 영역(78) 내의 더 현저한 롤오프를 나타내는 곡선(12b)을 갖는 이미지(60b) 내의 다른 예시적인 프린지 패턴을 도시하고 있다.

도 4a 및 도 4b에 도시된 예시적인 수직 슬라이스(52, 54)는 취득된 이미지가 높이차에 대응하는 위상차를 식별하기 위해 주파수 콘텐트에 대해 분석되는 방향을 지시하고 있다. 즉, 프린지 패턴의 주파수 콘텐트는 프린지가 연장하는 방향에 관하여 직교하여 취한[즉, 경사축(T)에 직교하여 취한] 수직 슬라이스로부터 분석된다. 본 개시내용의 실시예에 따르면, 푸리에 분석이 롤오프 곡선(12) 내의 에지 프로파일을 표현하는 프린지 패턴을 해석하는데 사용된다. 도 4a 및 도 4b의 특정예에서, 슬라이스(52)는 기판 표면의 본질적으로 편평부 위에 취해진다. 슬라이스(54)는 롤오프가 관찰되는 기판 표면의 에지 부근의 프린지에 대한 프린지 패턴의 변화를 표현한다. 실제로, 다수의 슬라이스가 기판 에지의 고도로 정확한 특징화를 제공할 수 있는 반송파 위상 정보에 대해 얻어지고 분석된다. 슬라이스(52, 54)와 같은 연속적으로 분석된 수직 슬라이스 사이의 임의의 적합한 샘플링 간격이 도 4a 및 도 4b의 예에 도시된 바와 같이, 롤오프 프로파일을 플롯팅하기 위해 사용될 수 있다는 것이 이해될 수 있다.

웨이퍼 또는 다른 기판(10)은 도 3a를 참조하여 전술된 바와 같이 축(T)을 따라 경사지고, 광축, 측정축(OM)에 관하여 경사각으로 적어도 약간 경사진다는 것이 주목되어야 한다. 약간의 경사는 인접 에지 웨이퍼 기하학 구조를 계산하는데 사용된 캐리어 프린지 패턴을 형성하는데 사용된다. 전체 경사 구성은 또한 시스템이 웨이퍼 표면의 물리적 변위 또는 두께 편차를 견딜 수 있게 하고, 여전히 짧은 가간섭성 광원에 의해서도 프린지를 발생하는 것이 가능하다.

다수의 종래의 표면 특징화 기술과는 달리, 본 개시내용의 장치 및 방법은 도 4a 및 도 4b의 이미지(60a, 60b)에 각각 도시된 바와 같이, 단일의 이미지 프레임에 캡처된 프린지 패턴을 사용하여 웨이퍼 또는 다른 기판의 표면의 부분이 특징화되게 한다는 것이 이해될 수 있다. 이용가능한 화소 해상도의 장점을 취하기 위해, 카메라 또는 다른 유형의 이미징 센서(40)는 예로서 기판(10)을 위해 사용된 경사축(T)에 대한 카메라 내의 이미지 감지 어레이의 정렬에 의해, 프린지 패턴과 정렬될 수 있다. 경사진 기판(10)에 대한 카메라 또는 다른 유형의 이미징 센서(40)의 정밀한 정렬에 의해, 각각의 수직 슬라이스(52, 54)는 카메라 또는 다른 이미징 센서 어레이를 위한 화소의 칼럼에 대응한다. 슬라이스(52, 54)와 같은 분석된 슬라이스는 프린지의 범위에 걸쳐 직교의 대략 +/-4도 이하 내와 같은, 프린지의 방향에 대해 실질적으로 직교하여 취해지고; 슬라이스(52, 54)는 다른 각도에서 취해질 수 있지만, 실질적으로 직교 배향을 사용하는 것은 특히 슬라이스(52, 54)가 이미징 센서(40)(도 3a) 상의 화소의 칼럼과 정렬할 때, 후속의 연산을 간단화한다. 도 4a 및 도 4b를 참조하여 본 명세서에 설명된 것들과 같은 이미지-크기화된 "타일"을 사용하는, 국부화된 표면 특징화를 위한 이 능력은 기판을 위한 에지 프로파일을 제공하기 위해 뿐만 아니라 인식가능한 프린지를 발생하기 위해 입사 측정빔의 충분한 반사를 나타내는 임의의 다수의 유형의 편평한 또는 만곡된 또는 불규칙적으로 윤곽형성된 표면을 위한 표면 측정을 제공하기 위해 유리할 수 있다. 이 방법은 불투명한 또는 투명한 기판과 함께 사용을 위해 적용될 수 있다. 대역폭을 결정하는데 사용된 광원 및 필터는 검사되는 특정 기판을 위한 측정 결과를 최적화하도록 조정될 수 있다.

반도체 웨이퍼 프로파일링을 위해, 예를 들어 발생된 프린지 패턴은 웨이퍼의 에지를 향해 반경방향으로 연장하는 서브필드 트레이스를 생성하도록 분석되어, 이에 의해 단일 카메라 프레임에서 웨이퍼의 주계를 따른 하나의 위치에서 에지 윤곽을 검사하는데; 이는 웨이퍼의 전체 스캐닝의 필요성을 제거한다. 게다가, 이 접근법은, 예를 들어 데이터 취득 시간이 수 밀리초의 정도로 극단적으로 짧을 수 있기 때문에, 진동에 대해 비교적 강인성인 측정을 허용한다. 진동에 대한 최종 강인성은 종래의 스캐닝 방법에 대해 비교될 때 증가된 정확성 및 감소된 환경 감도를 허용한다. 이미지 해상도 및 품질이 손상되지 않으면, 극단적으로 고속 데이터 수집이 이동하는 동안에도 웨이퍼의 측정을 허용한다. 이 특징은 종래의 방법에 비해 측정 및 분석의 속도를 더 향상시키는 것을 돕는다.

도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 간섭 프린지가 수직 방향에서 약간 경사짐에 따라 조명된 웨이퍼에 의해 발생한다. 일련의 프린지가 이미지(60a, 60b)의 배향에서 수평으로 나타나고, 카메라 또는 다른 유형의 이미징 센서(40)에 의해 캡처된 화소 어레이 데이터와 정렬될 수 있다. 본 개시내용의 실시예는 따라서 특정 공간 주파수의 사인곡선형 강도 패턴을 얻기 위해 카메라로부터 화소의 수직 칼럼을 따른 강도 편차를 플롯팅한다. 이 공간 주파수는 위상 측정이 취득된 이미지에서 경사축(T)에 평행한 수평축을 따른 웨이퍼 높이를 지시하게 하는 반송파로서 작용한다.

캡처된 이미지로부터 얻어진 반송파 데이터가 주어지면, 프린지 길이 방향에 직교하여 취한 이미지의 1차원 슬라이스의 각각의 연속부에서, 반송파의 위상을 얻는 것이 가능하다. 간단한 푸리에 변환 연산이 강도 데이터의 수직 1차원 어레이 상에 즉시 수행될 수 있다. 위상(φ)은 간단한 관계를 사용하여 높이 정보(h)로 변환될 수 있고:

(2)

여기서 λ는 광원(22)(도 3a)으로부터 조명 방사선의 파장이다. 취득된 이미지로부터 카메라 화소의 각각의 수직 칼럼의 위상을 측정함으로써, 그리고 이미지의 수평(길이)을 따른 위상 변화(Δφ)를 비교함으로써, 프로파일이 수평축을 가로질러 얻어질 수 있다.

도 5의 논리 흐름도는 반도체 웨이퍼를 위한 에지 롤오프를 특징화하기 위해, 또는 더 일반적으로 편평한 또는 만곡된 기판과 같은 기판 표면의 부분을 특징화하여, 본 개시내용의 실시예에 따른 타겟 영역의 표면 윤곽을 측정하기 위해 도 3a 및 도 3b에 도시된 시스템과 함께 사용될 수 있는 단계의 시퀀스를 도시하고 있다. 위치설정 단계(S100)에서, 웨이퍼 또는 다른 기판(10)은 카메라 또는 다른 유형의 이미징 센서(40)에 의한 이미징을 위해 위치된다. 위치설정 단계(S100)는 통상적으로 기판(10)의 에지의 부분이 카메라의 대물 필드 내에 놓이도록 하는 위치로 기판(10)을 회전시킨다. 단계 S100은 수동으로 수행될 수 있고 또는 미리프로그램된 패턴의 표면의 자동화된 검사를 허용하는 저장된 명령의 프로그램에 따라 또는 사용자 인터페이스 디스플레이로부터 제어될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 도 3b에 관하여, 컴퓨터(44) 또는 다른 제어 논리 프로세서는, 기판 위치설정, 경사, 및 포커싱과 같은 광학 장치(20) 구성요소의 동작의 제어를 포함하여, 계측 시스템(50)의 동작을 위한 제어 명령을 제공할 수 있다.

도 5의 시퀀스를 계속 참조하면, 초점 조정 단계(S110)는 표면의 불완전한 평탄도에 기인하여, 도 6에 과장된 형태로 도시된 바와 같이, 부주의한 이동 뿐만 아니라 축방향 런아웃(58)을 보상하기 위해 간섭계(32)의 대물렌즈의 초점을 조정한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 웨이퍼가 회전됨에 따라 원하는 측정 영역이 상하로 이동하게 하는 소정의 축방향 런아웃(58)의 양이 통상적으로 존재한다. 이는 웨이퍼의 평탄도 에러로부터 또는 회전축에 직교하지 않는 웨이퍼 척의 평면으로부터 도래할 수 있다. 축방향 런아웃의 양은 수 미크론 내지 수 밀리미터의 범위일 수 있다. 축방향 런아웃의 양은 웨이퍼 에지 프로파일을 측정하기 위한 시스템의 디자인에 중요한 고려사항이다. 이미지 콘트라스트가 초점 조정을 필요로 하는 조건을 검출하는데 사용될 수 있고, 조정의 자동화를 위해 구성요소를 조정하기 위해 이 정보를 제공할 수 있다.

도 5를 계속 참조하면, 이미지 취득 단계(S120)가 이어서 실행되고, 여기서 광원(22)이 여기되고 광이 카메라 또는 다른 유형의 이미징 센서(40)에 의한 캡처를 위해 프린지 패턴을 발생하는데 사용된다. 캡처된 이미지는 이어서 메모리 내에 저장을 위한 준비가 되고, 이미지 분석 단계(S130)가 주파수 콘텐트를 결정하도록 수행된다. 이 프로세싱을 위해, 컴퓨터(44)는 프린지 패턴으로부터 주파수 데이터의 간단한 추출을 허용하는 고속 푸리에 변환(FFT) 또는 다른 유형의 변환을 사용할 수 있다. 주파수 데이터는 예를 들어, 이미지의 주어진 수직 슬라이스에 대한 롤오프의 상대량을 결정하는데 사용될 수 있다. 결과 표시 단계(S140)는 취득된 이미지의 하나 이상에 대한 롤오프 분석의 결과를 보고한다. 결과는 또한 다른 컴퓨터 또는 네트워킹된 프로세서와 같은 다른 프로세서에 저장되거나 전송될 수 있다.

단계 S100, S110, S120, S130, 및 S140, 또는 이들 단계의 서브단계는 기판 에지와 같은 타겟 영역의 원하는 특징화를 위해 필요한 회수만큼 반복될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 8개의 각도 위치는 도 5를 참조하여 본 명세서에 설명된 프로세스를 사용하여 검사되고 이미징될 수 있지만, 이들 단계는 에지 롤오프 특징화를 위해 통상적으로 사용된 8개의 측정점에 한정될 필요는 없다.

다른 수정이 종래의 측정 시퀀스에 적용될 수 있다. 예를 들어, 이미지는 매 10도 또는 매 5도 또는 임의의 다른 간격의 증분으로 얻어질 수 있어, 더 정밀한 특징화가 수행될 수 있게 한다. 부가의 테스트점의 사용은 각각의 각도 위치에서 요구되는 감소된 시간량에 기인하여 실용적일 수 있다. 게다가, 단지 단일의 이미지가 얻어질 필요가 있고, 이는 진동에 대한 강인성을 위해 유리하다.

단지 단일의 이미지 프레임만이 에지 롤오프 데이터를 캡처하기 때문에, 수집 시간은 하나의 프레임의 적분 시간으로 감소된다. 이는 총 취득 시간에 극적인 영향을 미치고 진동의 영향을 최소화한다. 이는 적분 시간이 표면을 캡처하도록 충분히 짧으면, 기판이 이동하는 동안 데이터를 수집하는 것을 또한 가능하게 한다. 표면을 분석하기 위한 단지 하나의 프레임에 의해, 전체 표면의 표면 높이 맵을 발생하기 위해 표준 위상 측정 알고리즘을 사용하는 것이 가능하지 않다. 대신에, 본 개시내용의 방법은 반송파를 효과적으로 도입하도록 경사 간섭 프린지를 추가하고 경사 방향에 직교하는 축을 따른 표면 프로파일을 평가한다.

도 3a의 배열은 비간섭성 광원을 채용하기 때문에, 간섭 대물렌즈의 기준 아암 및 측정 아암이 주의깊게 정합되지 않으면 간섭 프린지가 발생하지 않는다. 이는 간섭 대물렌즈 하의 웨이퍼가, 웨이퍼 표면으로부터 대물렌즈 내부의 빔 분할 요소까지의 거리가 대물렌즈 내의 기준 아암으로부터 기준면(34)까지의 거리와 동일하도록 위치되어야 한다는 것을 의미한다. 간섭계의 2개의 아암의 허용가능한 오정합은 광원의 가간섭성 길이에 의해 결정된다. 광원의 가간섭성 길이(Δl)는 이하의 식에 따라 대역폭(Δλ)에 관련되고:

(3)

여기서 λ는 LED 소스로부터의 중심 파장이다. 소스의 원하는 가간섭성 길이와 사용가능한 광원으로부터 전력량 사이에 명백한 절충이 있다. 측정 영역이 간섭 대물렌즈 하에서 상하 이동함에 따라 프린지 콘트라스트가 높게 남아 있도록 웨이퍼의 축방향 런아웃보다 긴 가간섭성 길이를 갖는 것이 바람직하다. 그러나, 가간섭성 길이를 효과적으로 증가시키기 위해 LED 대역폭을 감소시키는 것은 LED 소스로부터 대부분의 광을 낭비하고, 적분 시간을 증가시킬 것이고, 단일 프레임을 캡처하는 것으로부터 얻어졌던 장점을 감소시킨다.

본 명세서에 설명된 장치 및 방법을 위한 포커싱 및 기판 위치설정을 위한, 이미지 취득, 이미지 데이터 프로세싱, 주파수 신호 분석, 및 결과 보고, 전송, 및 표시를 위한 액추에이터의 제어를 위한 프로세스의 구현은 디지털 전자 회로에서, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 또는 소프트웨어에서, 또는 하드웨어 및 소프트웨어 로직의 조합에서 저장된 명령을 사용하여 실행될 수도 있다. 알고리즘 및 제어 로직은 컴퓨터 프로그램 제품, 즉 예를 들어, 프로그램가능 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 컴퓨터와 같은 데이터 프로세싱 장치에 의한 실행을 위해 또는 이러한 데이터 처리 장치의 동작을 제어하기 위해, 정보 캐리어 내에, 예를 들어 기계 판독가능 저장 디바이스 내에 명백하게 구체화된 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램은 컴파일링된 또는 해석된 언어를 포함하는 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 기입될 수 있고, 독립형 프로그램으로서 또는 모듈, 구성요소, 서브루틴, 또는 컴퓨팅 환경에 사용을 위해 적합한 다른 유닛으로서를 포함하여, 임의의 형태로 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에 있거나 다수의 사이트를 가로질러 분배되고 통신 네트워크에 의해 상호접속된 다수의 컴퓨터 상에서 또는 하나의 컴퓨터 상에서 실행되도록 전개될 수 있다.

방법 단계는 입력 데이터 상에서 동작하고 출력을 발생함으로써 기능을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 실행하는 하나 이상의 프로그램가능 프로세서에 의해 수행될 수도 있다. 방법 단계의 일부 또는 모두는 또한 특수 용도 논리 회로, 예를 들어, FPGA(field programmable gate array: 필드 프로그램가능 게이트 어레이) 또는 ASIC(application specific integrated circuit: 응용 주문형 집적 회로)에 의해 수행될 수 있고, 장치는 또한 이들 특수 용도 논리 회로로서 구현될 수 있다.

제어 논리 프로세서 또는 컴퓨터(44)로서 컴퓨터 프로그램의 실행을 위해 적합한 프로세서는 예로서, 범용 및 특수 용도 마이크로프로세서의 모두, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서를 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 판독 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 양자 모두와 같은 비일시적 메모리로부터 명령 및 데이터를 수신할 것이다. 컴퓨터의 요소는 명령을 실행하기 위한 적어도 하나의 프로세서 및 명령 및 데이터를 저장하기 위한 하나 이상의 메모리 디바이스를 포함할 수도 있다. 일반적으로, 컴퓨터는 예를 들어, 자기 디스크, 자기 광학 디스크, 또는 광학 디스크와 같은, 데이터를 저장하기 위한 하나 이상의 대용량 저장 디바이스를 또한 포함할 것이고, 또는 이들 하나 이상의 대용량 저장 디바이스로부터 데이터를 수신하거나 데이터를 전달하거나 데이터를 수신 및 전달하도록 동작식으로 결합될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램 명령 및 데이터를 구체화하기 위해 적합한 정보 캐리어, 예를 들어 EPROM, EEPROM, 및 플래시 메모리 디바이스와 같은 반도체 메모리 디바이스; 예를 들어 내장 하드 디스크 또는 이동식 디스크와 같은 자기 디스크; 자기 광학 디스크; 및 CD-ROM 및 DVD-ROM 디스크를 예로서 포함하는 모든 형태의 비휘발성 및/또는 비일시적 메모리를 포함한다. 프로세서 및 메모리는 특수 용도 논리 회로에 의해 구현되거나 그에 합체될 수도 있다.

사용자와의 상호작용을 제공하기 위해, 본 개시내용의 다양한 실시예는, 예를 들어 사용자에게 정보를 표시하기 위한 음극선관(CRT) 또는 액정 디스플레이(LCD) 모니터와 같은 디스플레이 디바이스 및 예를 들어 사용자가 그에 의해 컴퓨터에 입력을 제공할 수 있는 키보드 및 마우스와 같은 포인팅 디바이스, 또는 터치 스크린을 갖는 컴퓨터 상에서 구현될 수 있다. 다른 종류의 디바이스가 마찬가지로 사용자와의 상호작용을 제공하는데 사용될 수 있는데; 예를 들어 사용자에 제공된 피드백은 예를 들어, 시각 피드백, 청각 피드백, 또는 촉각 피드백과 같은 임의의 형태의 감각 피드백일 수 있고; 사용자로부터의 입력은 음향, 음성, 또는 촉각 입력을 포함하는 임의의 형태로 수신될 수 있다. 실시예는 예를 들어 데이터 서버로서 백엔드 구성요소를 포함하거나, 또는 예를 들어 애플리케이션 서버와 같은 미들웨어 구성요소를 포함하거나, 또는 예를 들어 사용자가 그를 통해 구현과 상호작용할 수 있는 그래픽 사용자 인터페이스 또는 웹브라우저를 갖는 클라이언트 컴퓨터와 같은 프론트엔드 구성요소, 또는 이러한 백엔드, 미들웨어, 또는 프론트엔드 구성요소의 임의의 조합을 포함하는 컴퓨팅 시스템에서 구현될 수 있다. 구성요소는 예를 들어, 통신 네트워크와 같은 디지털 데이터 통신의 임의의 형태 또는 매체에 의해 상호접속될 수 있다. 통신 네트워크의 예는 근거리 통신망(LAN) 및 광대역 통신망(WAN), 예를 들어 인터넷을 포함한다.

본 개시내용의 양태 (1)에 따르면, 기판의 타겟 영역의 표면 윤곽을 측정하기 위한 장치가 제공된다. 장치는 측정 광빔을 방출하도록 여기가능한 광원; 측정축 및 기준축을 형성하는 빔 분할 요소; 측정 광빔 파장의 함수인 미리결정된 경사각에 따라, 측정축을 직교하여 교차하는 경사축에 대해 수직 입사로부터 이격하여 경사지게 측정축을 따라 기판의 타겟 영역을 배치하는 기판 홀더; 타겟 영역을 위한 프린지 패턴을 기록하도록 여기가능한 이미징 센서로서, 프린지 패턴은 측정 광빔 및 기준축으로부터의 기준 광빔으로부터 발생되는, 이미징 센서; 및 이미징 센서와 신호 통신하고 기록된 프린지 패턴으로부터 복수의 주파수 프로파일을 추출하기 위한 명령을 갖고 프로그램되는 컴퓨터로서, 각각의 프로파일은 경사축의 방향에 실질적으로 직교하는 방향에서 취해지고, 프로그램된 명령은 또한 주파수 프로파일에 따라 타겟 영역 표면의 윤곽의 변화를 계산하는, 컴퓨터를 포함한다.

본 개시내용의 다른 양태 (2)에 따르면, 광원은 고상 광원인, 양태 (1)의 장치가 제공된다.

본 개시내용의 다른 양태 (3)에 따르면, 광원은 발광 다이오드이고, 광원으로부터의 광의 경로 내에 스펙트럼 필터를 더 포함하는, 양태 (1) 내지 (2) 중 어느 하나의 장치가 제공된다.

본 개시내용의 다른 양태 (4)에 따르면, 기판 홀더는 또한 복수의 타겟 영역의 측정을 위해 기판을 회전하도록 작동가능한, 양태 (1) 내지 (3) 중 어느 하나의 장치가 제공된다.

본 개시내용의 다른 양태 (5)에 따르면, 측정축을 따른 초점 조정을 위한 액추에이터를 더 포함하는, 양태 (1) 내지 (4) 중 어느 하나의 장치가 제공된다.

본 개시내용의 다른 양태 (6)에 따르면, 타겟 영역은 기판의 에지부인, 양태 (1) 내지 (5) 중 어느 하나의 장치가 제공된다.

본 개시내용의 다른 양태 (7)에 따르면, 기판은 편평한, 양태 (1) 내지 (6) 중 어느 하나의 장치가 제공된다.

본 개시내용의 다른 양태 (8)에 따르면, 이미지 센서는 로우 및 칼럼으로 배열된 화소의 어레이를 포함하고, 로우는 경사축과 정렬되는, 양태 (1) 내지 (7) 중 어느 하나의 장치가 제공된다.

본 개시내용의 다른 양태 (9)에 따르면, 기판 홀더는 이미징 센서에 의한 기록 중에 기판을 회전시키는, 양태 (1) 내지 (8) 중 어느 하나의 장치가 제공된다.

본 개시내용의 다른 양태 (10)에 따르면, 기판의 주계부의 표면 윤곽을 측정하기 위한 장치가 제공된다. 장치는 측정 광빔을 방출하도록 여기가능한 광원; 측정축 및 기준축을 갖는 간섭계; 측정 광빔 파장의 함수인 미리결정된 경사각에 따라, 측정축을 직교하여 교차하는 경사축에 대해 수직 입사로부터 이격하여 경사지게 측정축을 따라 기판의 주계부를 배치하는 기판 홀더로서, 경사축은 주계부의 에지에 직교하는, 기판 홀더; 기판의 주계부를 위한 프린지 패턴을 기록하도록 여기가능한 이미징 센서로서, 프린지 패턴은 측정 광빔 및 기준축으로부터의 기준 광빔으로부터 발생되는, 이미징 센서; 및 이미징 센서와 신호 통신하고 기록된 프린지 패턴으로부터, 경사축의 방향에 실질적으로 직교하는 방향에서 취해진 반송파를 추출하기 위한 명령을 갖고 프로그램되는 컴퓨터로서, 프로그램된 명령은 또한 반송파의 위상의 변화에 따라 표면 윤곽 측정치를 계산하는, 컴퓨터를 포함하는, 장치.

본 개시내용의 다른 양태 (11)에 따르면, 광원은 고상 광원이고, 발광된 광을 위한 스펙트럼 필터를 더 포함하는, 양태 (10)의 장치가 제공된다.

본 개시내용의 다른 양태 (12)에 따르면, 간섭계는 미켈슨 대물렌즈를 포함하는, 양태 (10) 내지 (11) 중 어느 하나의 장치가 제공된다.

본 개시내용의 다른 양태 (13)에 따르면, 간섭계는 미라우 대물렌즈를 포함하는, 양태 (10) 내지 (12) 중 어느 하나의 장치가 제공된다.

본 개시내용의 다른 양태 (14)에 따르면, 프로그램된 명령은 반송파의 위상의 변화에 따라 표면 윤곽 측정치를 또한 표시하는, 양태 (10) 내지 (13) 중 어느 하나의 장치가 제공된다.

본 개시내용의 다른 양태 (15)에 따르면, 기판의 타겟 영역의 표면 윤곽을 측정하기 위한 방법이 제공된다. 방법은 적어도 부분적으로 컴퓨터에 의해 실행되고, 측정 광빔을 방출하도록 광원을 여기하는 단계; 측정 광빔을 측정축 및 기준축을 갖는 간섭계에 지향하는 단계; 측정 광빔 파장의 함수인 미리결정된 경사각에 따라, 측정축을 직교하여 교차하는 경사축에 대해 수직 입사로부터 이격하여 경사지게 측정축을 따라 기판의 타겟 영역을 배치하는 단계; 타겟 영역을 위한 프린지 패턴을 기록하는 단계로서, 프린지 패턴은 측정 광빔 및 기준축으로부터 기준 광빔으로부터 발생되는, 프린지 패턴 기록 단계; 기록된 프린지 패턴으로부터 복수의 주파수 프로파일을 추출하는 단계로서, 각각의 프로파일은 경사축의 방향에 실질적으로 직교하는 방향에서 취해지는, 복수의 주파수 프로파일 추출 단계; 및 주파수 프로파일에 따라 타겟 영역 표면의 윤곽의 변화를 계산하는 단계를 포함한다.

본 개시내용의 다른 양태 (16)에 따르면, 기판 표면의 높이의 변화에 따라 측정축을 따른 간섭계의 초점을 자동으로 조정하는 단계를 더 포함하는, 양태 (15)의 방법이 제공된다.

본 개시내용의 다른 양태 (17)에 따르면, 계산된 변화에 따라 타겟 영역 표면의 윤곽을 표시하는 단계를 더 포함하는, 양태 (15) 내지 (16) 중 어느 하나의 방법이 제공된다.

본 개시내용의 다른 양태 (18)에 따르면, 윤곽의 변화를 계산하는 단계는 복수의 추출된 주파수 프로파일에 푸리에 분석을 적용하는 단계를 포함하는, 양태 (15) 내지 (17) 중 어느 하나의 방법이 제공된다.

본 개시내용의 다른 양태 (19)에 따르면, 타겟 영역은 제1 타겟 영역이고, 동일한 단계의 시퀀스를 사용하여 제2 타겟 영역을 측정하기 위해 기판을 회전하는 단계를 더 포함하는, 양태 (15) 내지 (18) 중 어느 하나의 방법이 제공된다.

본 개시내용의 다른 양태 (20)에 따르면, 타겟 영역은 기판의 주계를 따라 놓이는, 양태 (15) 내지 (19) 중 어느 하나의 방법이 제공된다.

달리 명시적으로 언급되지 않으면, 본 명세서에 설명된 임의의 방법은 그 단계가 특정 순서로 수행되어야 하는 것을 요구하는 것으로서 해석되도록 의도된 것은 결코 아니다. 이에 따라, 방법 청구항이 그 단계로 이어지도록 순서를 실제로 상술하지 않거나 또는 단계가 특정 순서에 한정되는 것으로 청구범위 또는 상세한 설명에서 달리 구체적으로 언급되지 않으면, 임의의 특정 순서가 추론되는 것으로 의도된 것은 결코 아니다.

본 개시내용의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않고 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있다는 것이 통상의 기술자들에게 명백할 것이다. 본 개시내용의 사상 및 본질을 구비하는 개시된 실시예의 수정 조합, 서브조합 및 변형이 통상의 기술자에게 발생할 수도 있기 때문에, 본 개시내용은 첨부된 청구범위 및 이들의 등가물의 범주 내의 모든 것을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

1. 기판의 타겟 영역의 표면 윤곽을 측정하기 위한 장치이며,
   측정 광빔을 방출하도록 여기가능한 광원;
   측정축 및 기준축을 형성하는 빔 분할 요소;
   측정 광빔 파장의 함수인 미리결정된 경사각에 따라, 측정축을 직교하여 교차하는 경사축에 대해 상기 측정축의 수직 입사로부터 이격하여 경사지게 상기 측정축을 따라 상기 기판의 타겟 영역을 배치하는 기판 홀더;
   상기 타겟 영역을 위한 프린지 패턴을 기록하도록 여기가능한 이미징 센서로서, 상기 프린지 패턴은 상기 측정 광빔 및 상기 기준축으로부터의 기준 광빔으로부터 발생되는, 이미징 센서; 및
   상기 이미징 센서와 신호 통신하고 기록된 프린지 패턴으로부터 복수의 주파수 프로파일을 추출하기 위한 명령을 갖고 프로그램되는 컴퓨터로서, 각각의 프로파일은 상기 경사축의 방향에 실질적으로 직교하는 방향에서 취해지고, 상기 프로그램된 명령은 또한 상기 주파수 프로파일에 따라 타겟 영역 표면의 윤곽의 변화를 계산하는, 컴퓨터를 포함하는, 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 광원은 고상 광원인, 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 광원은 발광 다이오드이고, 상기 광원으로부터의 광의 경로 내에 스펙트럼 필터를 더 포함하는, 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 기판 홀더는 또한 복수의 타겟 영역의 측정을 위해 상기 기판을 회전하도록 작동가능한, 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 측정축을 따른 초점 조정을 위한 액추에이터를 더 포함하는, 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 타겟 영역은 상기 기판의 에지부인, 장치.
7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 편평한, 장치.
8. 기판의 타겟 영역의 표면 윤곽을 측정하기 위한 방법이며, 상기 방법은 적어도 부분적으로 컴퓨터에 의해 실행되고,
   측정 광빔을 방출하도록 광원을 여기하는 단계;
   상기 측정 광빔을 측정축 및 기준축을 갖는 간섭계에 지향하는 단계;
   측정 광빔 파장의 함수인 미리결정된 경사각에 따라, 측정축을 직교하여 교차하는 경사축에 대해 상기 측정축의 수직 입사로부터 이격하여 경사지게 상기 측정축을 따라 상기 기판의 타겟 영역을 배치하는 단계;
   상기 타겟 영역을 위한 프린지 패턴을 기록하는 단계로서, 상기 프린지 패턴은 상기 측정 광빔 및 상기 기준축으로부터 기준 광빔으로부터 발생되는, 프린지 패턴 기록 단계;
   기록된 프린지 패턴으로부터 복수의 주파수 프로파일을 추출하는 단계로서, 각각의 프로파일은 경사축의 방향에 실질적으로 직교하는 방향에서 취해지는, 복수의 주파수 프로파일 추출 단계; 및
   상기 주파수 프로파일에 따라 타겟 영역 표면의 윤곽의 변화를 계산하는 단계를 포함하는, 방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 기판 표면의 높이의 변화에 따라 상기 측정축을 따른 간섭계의 초점을 자동으로 조정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 계산된 변화에 따라 타겟 영역 표면의 윤곽을 표시하는 단계를 더 포함하는, 방법.
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제

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