KR20080085790A - 광 나노젯에 의한 광학 계측을 이용한 자동화 프로세스제어 방법, 제조 클러스터의 제어 시스템 및 컴퓨터 판독가능한 저장 매체 - Google Patents

광 나노젯에 의한 광학 계측을 이용한 자동화 프로세스제어 방법, 제조 클러스터의 제어 시스템 및 컴퓨터 판독가능한 저장 매체 Download PDF

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Abstract

제조 클러스터는 광학 계측을 이용하여 제어될 수 있다. 제조 프로세스는 제조 클러스터를 이용하여 웨이퍼 상에서 수행된다. 유전체 마이크로스피어의 음영측 표면에서 유도된 광 강도 패턴이 발생된다. 웨이퍼 상의 검사 영역은 광 나노젯으로 스캐닝된다. 광 나노젯이 검사 영역을 스캐닝하는 동안 유전체 마이크로스피어로부터의 재귀반사 광의 측정치가 얻어진다. 검사 영역 내의 구조의 존재는 재귀반사 광의 얻어진 측정치로 결정된다. 제조 클러스터의 하나 이상의 프로세스 파라미터는 검사 영역 내의 구조의 존재의 결정에 기초하여 조정된다.
광학 계측, 광 나노젯, 검사 영역, 웨이퍼, 제조 클러스터, 유전체 마이크로스피어, 후방 산란 시그너처, 재귀반사 광, 광학 렌즈, 광섬유, 프로세스

Description

광 나노젯에 의한 광학 계측을 이용한 자동화 프로세스 제어 방법, 제조 클러스터의 제어 시스템 및 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체{AUTOMATED PROCESS CONTROL USING OPTICAL METROLOGY WITH A PHOTONIC NANOJET}
본 발명은 일반적으로 광학 계측에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 광 나노젯으로 반도체 웨이퍼의 검사 영역을 조사하는 것에 관한 것이다.
집적 회로(IC) 장치의 기하학적 구조가 더 작아지는 현재의 추세에서, IC 장치의 측정은 특징부(feature)가 더 작아지게 됨에 따라 점점 어려워지고 있다. 광학 현미경 및 분광학 기술은 잘 확립되어 있다. 그렇지만, 종래의 광학 현미경의 근본적인 한계가 존재한다. 광학 장이 원역장(far-field) 영역에서 전파되는 이미징 대상의 경우에, 근본적인 제약은 반 파장, 또는 가시광에 대하여 약 200 nm에 필적하는 공간 해상도로 종래의 광학 현미경을 제한하는 광의 회절이다. 관심의 문제가 나노미터 제도에까지 확장됨에 따라, 나노스케일 해상도 또는 감도를 허용하는 이미징 기술의 중요성은 꾸준히 증가되어 왔다.
소산장(evanescent field)을 이용하는 근접장(near-field) 광학 기술은 원역장 광학의 회절 한계를 극복하도록 개발되어 왔다. 특히, 근접장 스캐닝 광학 현 미경법(near-field scanning optical microscopy; NSOM)으로 불리는 근접 프로브 기술은 회절 한계를 넘어서 광학 측정의 범위를 확장시켜 왔으며 많은 학문 분야에서, 특히 재료 및 생물 과학에서 관심을 자극해 왔다. 그렇지만, 낮은 집광 효율, 비교적 느린 이미지 취득률, 및 NSOM의 표면 아래의 대상을 이미징 또는 감지할 수 없는 능력은 근본적으로 그 이용을 제한한다.
하나의 예시적인 실시예에서, 제조 클러스터는 광학 계측을 이용하여 제어될 수 있다. 제조 프로세스는 제조 클러스터를 이용하여 웨이퍼 상에서 수행된다. 유전체 마이크로스피어(dielectric microsphere)의 음영측 표면에서 유도되는 광 강도 패턴인 광 나노젯이 발생된다. 웨이퍼 상의 검사 영역은 광 나노젯으로 스캐닝된다. 광 나노젯이 검사 영역을 스캐닝하는 동안 유전제 마이크로스피어로부터 재귀반사 광의 측정치가 얻어진다. 검사 영역 내의 구조의 존재는 재귀반사 광의 얻어진 측정치로 결정된다. 제조 클러스터의 하나 이상의 프로세스 파라미터는 검사 영역 내의 구조의 존재의 결정에 기초하여 조정된다.
본 발명을 보다 철저하게 이해하기 위해서, 다음과 같이 특정한 구성, 파라미터, 예 등과 같은 많은 특정한 상세를 설명한다. 그렇지만, 이러한 설명이 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 않고, 예시적인 실시예를 보다 양호히 설명하도록 의도되어 있음을 이해해야 한다.
도 1은 반도체 웨이퍼의 검사 영역을 조사하는 예시적인 프로세스의 흐름도이다. 스텝 102에서, 유전체 마이크로스피어의 음영측 표면에서 유도되는 광 강도 패턴인 광 나노젯이 발생된다. 이 스텝의 부가적인 설명을 위해서 아래의 "광 나노젯의 발생(Generation of Photonic Nanojets" 단락을 참조한다.
스텝 104에서, 검사 영역은 광 나노젯으로 스캐닝된다. 검사 영역은 웨이퍼 에 대하여 광 나노젯을 이동시키거나, 나노젯에 대하여 웨이퍼를 이동시키거나, 또는 서로에 대하여 웨이퍼와 나노젯 모두를 이동시킴으로써 스캐닝될 수 있다. 웨이퍼는 이동 스테이지를 사용하여 이동될 수 있다. 나노젯은 액추에이터를 사용하여 이동될 수 있다. 웨이퍼 및/또는 나노젯의 미세한 이동은 피에조 나노 위치결정 시스템 또는 기타 유사한 시스템으로 달성될 수 있다.
검사 영역이 웨이퍼 및/또는 나노젯의 연속적 또는 이산적 이동에 의해 스캐닝될 수 있다. 예를 들면, 검사 영역은 검사 영역 상에서 나노젯을 연속적으로 이동시켜 스캐닝될 수 있다. 변형적으로, 검사 영역은 나노젯을 검사 영역 내의 한 위치로 이동시키고, 검사 영역 내의 위치 상에서 정지시키고 나서, 나노젯을 검사 영역 내의 또 다른 위치로 이동시킴으로써 스캐닝될 수 있다.
스텝 106에서, 검사 영역이 광 나노젯으로 스캐닝되는 동안 유전체 마이크로스피어로부터 재귀반사 광이 얻어진다. 특히, 광 나노젯이 웨이퍼 표면과 상호 작용하는 동안, 입사 광의 일부는 유전체 마이크로스피어로부터 재귀반사된다. 재귀반사 광은 검출기를 사용하여 측정될 수 있는데, 이는 포토다이오드, 포토멀티플라이어, 또는 기타 분광기 기반의 장치를 포함할 수 있다.
스텝 108에서, 검사 영역 내의 구조의 존재는 재귀반사 광의 얻어진 측정치로 결정된다. 특히, 특정된 후방 산란 시그너처(backscattered signature)는 재귀반사 광의 측정치로 발생될 수 있다. 나노젯이 검사 영역 내의 구조와 만나는 경우, 후방 산란 시그너처의 몇 차수 크기의 변경이 관찰될 수 있다. 따라서, 구조의 존재는 나노젯 내의 구조 없이 측정된 후방 산란 시그너처를 앞서 얻어진 후방 산란 시그너처와 비교함으로써 결정될 수 있다. 변형적으로, 측정된 후방 산란 시그너처는 나노젯 내의 구조가 있고 없는 상태에서 시뮬레이트 또는 측정된 후방 산란 시그너처의 라이브러리와 비교될 수 있다. 측정된 후방 산란 시그너처가 나노젯 내의 구조가 있는 상태에서 시뮬레이트 또는 측정된 라이브러리로부터의 후방 산란 시그너처와 정합하는 경우, 구조는 존재하는 것으로 결정된다. 측정된 후방 산란 시그너처가 나노젯 내의 구조가 없는 상태에서 시뮬레이트 또는 측정된 라이브러리로부터의 후방 산란 시그너처와 정합하는 경우, 구조는 존재하지 않는 것으로 결정된다.
구조는 게이트, 라인, 콘택트 홀, 비어(via), 드레인, 주기적 구조 등과 같이, 반도체 웨이퍼 상에 형성되는 임의의 절연성, 비주기적, 또는 주기적 구조일 수 있다. 또한, 구조는 오염 입자와 같이 이물질일 수 있다. 구조의 존재를 결정함으로써, 제조 프로세스가 평가될 수 있다. 예를 들면, 구조가 웨이퍼 상의 특정 위치에 형성되는 것으로 의도되는 경우, 그 특정 위치는 구조가 존재하는지를 결정하도록 조사될 수 있다. 구조가 존재하지 않는 경우, 제조 프로세스 내의 고장이 검출될 수 있다. 변형적으로, 웨이퍼 상의 특정 위치가 비패턴화되어야 하는 경우, 특정 위치는 오염 입자를 포함하는 구조가 존재하는지를 결정하도록 조사될 수 있다. 구조가 존재하는 경우, 제조 프로세스 내의 고장 또는 제조 프로세스의 오염이 검출될 수 있다.
검사 영역 내의 구조의 존재를 결정하는 것에 더하여, 예시적인 실시에에서, 구조의 높이와 폭은 재귀반사 광의 얻어진 측정치로 결정될 수 있다. 상술한 바와 같이, 측정된 후방 산란 시그너처는 재귀반사 광의 측정치로 발생될 수 있다. 측정된 후방 산란 시그너처는 후방 산란 강도를 포함할 수 있다. 아래에서 논의되는 바와 같이, 개선된 후방 산란 강도(나노젯 내의 구조가 있는 상태와 없는 상태에서의 후방 산란 강도 간의 차)는 구조의 높이와 폭의 3 제곱에 비례한다. 따라서, 구조의 높이와 폭은 개선된 후방 산란 강도에 기초하여 결정될 수 있다.
라이브러리 기반의 프로세스에서, 구조의 높이와 폭은 변화하는 높이와 폭의 구조에 대응하는 후방 산란 시그너처의 라이브러리와 측정된 후방 산란 시그너처를 비교함으로써 결정될 수 있다. 보다 구체적으로, 라이브러리 내의 각 후방 산란 시그너처는 특정한 높이와 폭을 갖는 구조와 연관된다. 측정된 후방 산란 시그너처와 라이브러리 내의 후방 산란 시그너처 중 하나 사이에 정합이 이루어지는 경우 또는 측정된 후방 산란 시그너처와 라이브러리 내의 후방 산란 시그너처 중 하나와의 차가 미리 설정된 또는 정합하는 기준 내에 있는 경우, 라이브러리 내의 정합하는 후방 산란 시그너처에 대응하는 구조의 높이와 폭은 구조의 실제 높이와 폭인 것으로 가정된다. 라이브러리 내의 후방 산란 시그너처는 변화하는 높이와 폭을 갖는 구조에 대하여 시뮬레이트 또는 사전 측정될 수 있다.
또한, 구조의 위치가 결정될 수 있다. 특히, 웨이퍼 상의 나노젯의 위치는 나노젯 및/또는 웨이퍼의 이동과 연계하여 사용되는 위치 결정 시스템으로부터 결정될 수 있다. 따라서, 구조의 존재가 결정되는 경우, 웨이퍼 상의 나노젯의 위치는 구조의 위치를 결정하는데 사용될 수 있다.
나노젯의 폭보다 더 큰 구조의 높이와 폭을 결정하기 위해서, 큰 구조가 스 캐닝된다. 도 9a 내지 도 9c는 큰 구조(902)를 스캐닝하는 광 나노젯(906)을 나타낸다. 도 9a 내지 도 9c를 참조하면, 나노젯(906)은 유전체 마이크로스피어(904)의 음영측 표면에서 유도된 광 강도 패턴으로서 발생된다. 도 10a 내지 도 10c는 도 9a 내지 도 9c의 광 나노젯 위치에서의 측정치로부터 발생되는 측정된 후방 산란 시그너처의 대응하는 그래프를 나타낸다. 도 10a 내지 도 10c에서의 y축은 강도이고 x축은 산란 각도이다.
도 9a는 큰 구조(902)의 모서리 또는 에지 위의 나노젯(906)을 나타낸다. 도 10a에서의 측정된 후방 산란 신호는 도 9a에 나타낸 바와 같이 구조(902)의 일부 상에 위치 결정되는 나노젯(906)에 대응한다.
도 9b는 큰 구조(902)의 중간 위의 나노젯(906)을 나타낸다. 도 10b에서의 측정된 후방 산란 신호는 큰 구조(902) 상에 있지만 구조의 에지 상에는 없는 나노젯(906)에 대응한다.
도 9c는 큰 구조(902)의 대향 모서리 또는 에지 위의 나노젯(906)을 나타낸다. 도 10c에서의 측정된 후방 산란 신호는 도 9c에 나타낸 바와 같이 구조(902)의 일부 상에 위치 결정되는 나노젯(906)에 대응한다.
상술한 위치 결정 시스템으로부터의 위치 정보는 한 세트의 측정된 후방 산란 신호(예컨대, 도 10a 내지 도 10c에 나타낸 신호)와 결합될 수 있다. 결합된 정보는 한 방향으로 큰 구조(902)의 위치, 폭, 및 높이를 결정하는데 이용될 수 있다.
스캔을 따라 각 지점으로부터 수집되는 결합된 높이 정보는 한 방향으로 구 조(902)의 높이 또는 다양한 높이들을 결정하는데 이용될 수 있다. 구조의 각 부분의 높이가 개별 시그너처로부터 결정될 수 있다는 것이 주목된다. 그렇지만, 구조의 다른 부분들은 변화되는 높이를 가질 수 있다. 따라서, 구조의 임의 변화되는 높이를 결정하도록 전체 구조를 스캐닝하는 것이 바람직할 수 있다.
더욱이, 다른 방향으로의 유사한 스캐닝이 구조(902)의 다른 치수를 결정하기 위해 행해질 수 있다. 예를 들면, 구조(902)가 정사각형이라고 가정하면, 수직 방향으로의 스캐닝은 구조(902)의 다른 2개 에지를 결정할 수 있다. 위치 결정 시스템으로부터의 위치 정보를 수직 스캐닝으로 식별된 에지와 결합하여, 구조(902)의 제 3 치수가 또한 결정될 수 있다.
이 설명한 실시예는 예시적일 뿐 제한적이지 않은 것으로 간주되어야 한다; 다양한 구조의 치수를 결정하는데 임의의 수의 측정이 존재할 수 있다. 구조의 에지를 추적하는 것과 같이 이용될 수 있는 다양한 스캐닝 방법들이 또한 존재한다.
도 2는 반도체 웨이퍼 상의 검사 영역을 조사하기 위한 광 나노젯 계측 시스템(200)의 구성도이다. 하나의 예시적인 실시예에서, 광 나노젯 계측 시스템(200)은 광학 소스(202), 광학 렌즈(204), 광섬유(214), 유전체 마이크로스피어(216), 검출기(208), 및 프로세서(226)를 포함한다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 광섬유(214)의 근위 단부는 광학 렌즈(204)에 결합된다. 광섬유(214)의 원위 단부는 유전체 마이크로스피어(216)에 결합된다. 광섬유(214)의 원위 단부 및 유전체 마이크로스피어(216)는 접착제를 사용하여 결합될 수 있다. 변형적으로, 유전체 마이크로스피어는 역전파(counter-propagating) CO2 레이저 빔으로 광섬유(214)의 선단을 용융시켜 직접 제조될 수 있다. 마이크로스피어의 사이즈는 가열 시간 및/또는 레이저 파워를 제어함으로써 정확하게 제어될 수 있다.
연속파 레이저와 같은 광학 소스(202)가 렌즈(204)를 통하여 광섬유(214) 내로 광을 도입하는 경우, 유전체 마이크로스피어(216)는 입사 광(210)에 의해 조명된다. 아래에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 광 나노젯(228)은 유전체 마이크로스피어(216)의 음영측 표면에서 유도된 광 강도 패턴으로서 발생될 수 있다(도 4 및 도 5를 또한 참조). 유전체 마이크로스피어는 수많은 상업적 소스에서 쉽게 입수 가능하며 유전체 마이크로스피어의 적절한 선택은 아래에서 논의된다.
웨이퍼(218) 상의 검사 영역은 광 나노젯(228)으로 스캐닝된다. 광 나노젯(228)이 웨이퍼 표면과 상호 작용하는 동안, 입사 광(210)의 일부는 유전체 마이크로스피어(216)로부터 재귀반사된다. 재귀반사 광(212)은 광섬유(214)를 통하여 귀환된다. 광섬유(214)에 접속되는 검출기(208)는 재귀반사 광(212)의 측정치를 얻는다. 검출기(208)에 접속되는 프로세서(226)는 유전체 마이크로스피어(212)의 얻어진 측정치로 검사 영역 내의 구조의 존재를 결정할 수 있다. 상술한 바와 같이, 후방 산란 시그너처는 구조의 존재를 결정하는데 사용될 수 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 본 예시적인 실시예에서, 광학 서큘레이터(206)는 광학 렌즈(204)와 유전체 마이크로스피어(216) 사이에 광섬유(214)를 따라 배치될 수 있다. 또한 도 2에 나타낸 바와 같이, 검출기(208)는 광학 서큘레이터(206)를 통하여 광섬유(214)에 접속된다. 따라서, 광섬유(214)가 적어도 3개의 세그먼트 (즉, 광학 렌즈(204)를 광학 서큘레이터(206)에 접속하는 제 1 세그먼트, 광학 서큘레이터(206)를 유전체 마이크로스피어(216)에 접속하는 제 2 세그먼트, 및 광학 서큘레이터(206)를 검출기(208)에 접속하는 제 3 세그먼트)를 포함할 수 있다는 것을 알아야 한다. 본 예시적인 실시예에서, 광섬유(214)는 단일 모드 광섬유이다.
상술한 바와 같이, 웨이퍼(218)는 광 나노젯(228)에 대하여 이동될 수 있다. 따라서, 본 예시적인 실시예에서, 광 나노젯 계측 시스템(200)은 스테이지(220), 샘플 핸들러(222), 및 스테이지 위치 결정 시스템(224)을 포함할 수 있다. 샘플 핸들러(222)는 스테이지(220) 상에 웨이퍼(218)를 자동적으로 위치 결정 및 배향하도록 구성될 수 있다. 스테이지(220)는 x축, y축, 및 z축을 따르는 이동 및 회전을 포함하는 6개의 자유도를 갖도록 구성될 수 있다. 스테이지(220)의 미세한 정렬 및 위치 결정은 스테이지 위치 결정 시스템(224)에 의해 제어될 수 있는데, 이는 피에조 나노 위치 결정 시스템 또는 기타 유사한 시스템일 수 있다.
본 예시적인 실시예에서, 광 나노젯 계측 시스템(200)은 유전체 마이크로스피어(216)에 인접한 레인지 파인더(range finder)(230)를 포함할 수 있다. 레인지 파인더(230)는 광 나노젯(228)과 웨이퍼(218) 사이의 거리를 측정하도록 구성된다. 변형적으로, 검출기(208)에 의해 측정된 후방 산란 시그너처는 광 나노젯(216)과 웨이퍼(218) 사이의 거리를 측정하는데 사용될 수 있다. 특히, 후방 산란 시그너처의 변경은 광 나노젯(216)과 웨이퍼(218) 사이의 거리와 상관될 수 있다. 광 나노젯(228)과 웨이퍼(218) 사이의 거리를 결정한 후, 적절한 거리는 스테이지 위치 결정 시스템(224)에 의해 유지될 수 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 프로세서(226)는 스테이지(220), 샘플 핸들러(222), 스테이지 위치 결정 시스템(224), 및 레인지 파인더(230)에 접속될 수 있다. 프로세서(226)는 스테이지(220), 샘플 핸들러(222), 스테이지 위치 결정 시스템(224), 및 레인지 파인더(230)를 사용하여 웨이퍼(218)의 이동을 제어하도록 구성될 수 있다. 프로세서(226)가 임의 개수의 프로세서 또는 컨트롤러로서 구현될 수 있다는 것을 인지해야 한다.
광 나노젯의 발생
평면파 조명된 무한 원형 유전체 실린더의 내부 및 근접-외부 전자기장의 공간 분포에 대해 몇 가지 계산이 보고되었다. J.F. Owen, R.K. Chang, 및 P.W. Barber, "Internal electric field distrbutions of a dielectric cylinder at resonance wavelengths", Opt. Lett. 6, 540-542(1981); 및 D.S. Benincasa, P.W. Barber, J.-Z. Zhang, W.-F. Hsieh, 및 R.K. Chang, "Spatial distribution of the internal and near-field intensities of large cylindrical and spherical scatters," Appl. Opt. 26, 1348-1356(1987) 참조. 이들 계산은 심지어 비공진 조건에 대해서도 입사축을 따라 내부 및 근접-외부장 모두에서 고강도 피크가 존재할 수 있다는 것을 보여준다. 이들 근접장 피크의 위치 및 강도는 실린더의 크기 파라미터 χ=κα=2πα/λ(여기서 α는 반경이고 λ는 입사 파장)와 더불어, 실린더와 주변 매체 사이의 굴절률 콘트라스트에 의존한다. 원형 실린더에 의해 대각선으로 입사하는 평면파의 산란에서 생긴 내부 및 외부 코스틱(caustic)은 광선 이론 및 전자기파 산란 이론을 사용하여 조사되었다. C.L. Alder, J.A. Lock, B.R. Stone 및 C.J. Garcia, "High-order interior caustics produced in scattering ofa diagonally incident plane wave by a circular cylinder," J. Opt. Soc. Am. A 14, 1305-1315(1997) 및 A. Lock, C.L. Alder, 및 E.A. Hovenac, "Exterior caustics produced in scattering ofa diagonally incident plane wave by a circular cylinder: semiclassical scattering theoryanalysis," J. Opt. Soc. Am. A 17, 1846-1856(2000).
고해상도 유한 차분 시간 영역법(FDTD)를 사용하여 평면파-조명 유전체 실리더의 내부 및 근접-외부장의 피크의 발생의 현상학인, Maxwell 방정식의 수치 해(solution)가 조사되었다. 2차원(2-D) TM(transverse magnetic)인 경우, 즉 입사 자기장 벡터가 고정된 단면부의 무한히 긴 실린더의 축에 수직인 경우가 고려되었다. 약 50 nm 광 파장 및 약 5 μm의 실린더 직경이 조사되었다.
몇 가지 동질성, 등방성, 원형 유전체 실린더의 차분 산란 단면을 계산하고 이들 결과를 변수 분리 방법(separation-of-variables method)에 기초한 정확한 해와 비교함으로써 FDTD 컴퓨터 코드를 검증할 수 있다. 계산 격자의 외부 경계를 효율적으로 종결시키기 위해, FDTD 시뮬레이션에서 완전 정합된 층(PML) 흡수 경계 조건이 사용될 수 있다. 1.25 nm(모든 컴퓨터 실행에 대해 1/100 유전체 파장보다 작은)의 균일한 사각형 셀 크기를 갖는 FDTD 공간 격자로, 산란 단면에 대한 결과는 산란 각도의 전체 범위에 걸쳐 ±1.5 dB 내에서 정확히 해와 일치한다. 이 수준의 일치에 대한 대표적인 계산 동적 범위는 60 dB이었다.
도 3은 실린더의 굴절률이 그 주변 매체의 굴절률에 상대적으로 변경됨에 따 른 광 나노젯의 진화를 나타낸다. 이 경우, 직경 d=5 μm이고 n2의 굴절률 무한 진공 매체 내에 들어가는 굴절률 n1=1.0의 무한 유전체 원형 실린더가 고려된다. 이 실런더는 매체(2) 내 파장 λ2=500 nm의 우-전파 정현 평면파에 의해 통상 나타낸다. 도 3a, 3b, 3c는 각각 n1=3.5, 2,5, 및 1.7dp 대한 정현 정상상태 전기장의 FDTD-계산 엔벌로프를 가시화한다. n1이 감소하는 각각의 경우, 내부 전기장 피크가 순방향을 따라 실린더의 음영측 표면을 향해 이동하는 것이 명백하다. 전기장 피크는 강한 제트형 분포로서 도 3의 (c)에서 실린더의 음영측 표면으로부터 나온다. 광 나노젯은 에버네센트(evanescent)도 회절하지도 않는다. 이는 약 900 nm(2λ2보다 약간 작은)의 길이 및 약 250 nm(0.5λ2)의 반치 전폭(FWHM)을 갖는다. 강도(전기장 제곱으로서 정의됨) 분포의 면에서, 반 파장보다 작은 약 200 nm의 웨이스트를 가진다. n1∼2에 대한 이 유전체 실린더의 음영-측 표면으로부터의 광 나노젯의 출현은 유전체 원형 실린더에 의해 발생되는 광학 코스틱에 대한 이전 결과와 기본적으로 일치한다.
수직 입자 평면파의 산란에 대해, 무한 진공 매체 내에 놓인 유전체 원형 실린더에 의해 발생된 내부 끝점(cusp) 코스틱의 끝점 촛점선의 위치는 다음과 같이 주어진다:
Figure 112008020408950-PAT00001
p=1 근접-영역 실린더 수차 끝점 코스틱을 구성하는 외부 코스틱의 끝점 촛점선의 위치는 다음과 같이 주어진다:
Figure 112008020408950-PAT00002
a는 실린더의 반경이다. n1은 실린더의 굴절률이다. p는 광선 궤적의 내부 현(chord)의 수를 나타낸다, 즉, 내부 또는 외부 코스틱을 생성하는 광선의 집합은 코스틱이 형성되기 이전에 p-1 내부 반사를 겪었다. 수식 (1) 및 (2)는 내부 전기장 피크의 위치를 대략적으로 예측하고 광 나노젯의 진화를 분석하기 위해 사용될 수 있다.
도 3의 (c)에 나타낸 광 나노젯은 입사광의 파장의 감소와 동등한, 주변 매체의 굴절률 증가에 의해 더욱 얇게 만들어질 수 있다. 이는 도 4의 (a)에 나타내었는데, 도 4의 (a)는 d=5 μm, n1=3.5, n2=2.0, 및 λ2=250 nm의 파라미터 세트에 대한 정현 정상상태 전기장 분포의 FDTD-계산 엔벌로프를 가시화한다. 도 4의 (a)의 광 나노젯은 약 160 nm의 웨이스트 및 약 400 nm의 길이를 갖는다. 강도 분포의 면에서, 광 나노젯은 반 파장보다 작은 약 120 nm의 웨이스트를 갖는다. n1/n2 및 d/λ2가 도4의 (a)의 경우로부터 변하지 않는다면, 도 4의 (a)의 광 나노젯과 유사한 광 나노젯이 다양한 n1, n2 및 λ2 의 조합을 사용하여 발생될 수 있는 것으로 결정되었다. 이는 도4의 (b)에 나타내었는데, 도 4의 (b)는 d=6 μm, n1=2.3275, n2=1.33, 및 λ2=300 nm의 파라미터 세트에 대한 정현 정상상태 전기장 분포의 FDTD-계산 엔벌로프를 가시화한다. 도 4의 (b)의 광 나노젯은 약 200 nm의 웨이스트 및 약 500 nm의 길이를 갖는다. 강도 분포의 면에서, 광 나노젯은 반 파장보다 작은 약 130 nm의 웨이스트를 갖는다. 또 다른 예시로서, 도4의 (c)는 d=10 μm, n1=2.3275, n2=1.33, 및 λ2=300 nm의 파라미터 조합에 의해 발생된 광 나노젯을 나타낸다.
이 경우 모든 파라미터는 실린더 직경이 6 μm로부터 10 μm로 증가되었다는 점을 제외하고 도 4의 (b)에 대한 파라미터와 같다. 여기서, 나노젯은 약 1000 nm의 길이 및 약 200 nm의 웨이스트를 갖는다. 강도 분포의 면에서, 나노젯은 반 파장보다 작은 약 140 nm의 웨이스트를 갖는다. 이들 예시로부터, 광 나노젯의 길이는 실린더의 크기에 의해 효율적으로 제어될 수 있고, 반면 광 나노젯의 웨이스트는 주변 매체에서의 입사 파장에 의해 결정된다.
광 나노젯 현상은 2-D로부터 3-D로, 즉 유전체 마이크로실린더로부터 마이크로스피어로 쉽게 확장될 수 있다. 유전체 스피어의 외부 근접 장의 공간 분포에 대한 계산은 구형 좌표에서의 Maxwell 방정식에 대한 변수 분할 아이겐함수인 Mie 이론에 기초한다. 입사 평면파는 x축을 따라 신형으로 편광화되고 z축을 따라 전파된다.
좌표계의 원점은 구의 중심에서 취해진다. 이후, 단위 진폭의 입사파는 다음과 같이 구형 고조파 내에서 확대된다:
Figure 112008020408950-PAT00003
M 및 N은 벡터 구형 고조파이다. 산란 장의 확대는 다음과 같이 주어진다:
Figure 112008020408950-PAT00004
an 및 bn은 산란 계수이다. M 및 N에 붙여진 윗첨자는 구형 Bessel 함수의종류를 나타낸다. 총 외부 강도는 다음과 같이 정의된다:
Figure 112008020408950-PAT00005
도 5는 Mie-시리즈 계산으로부터의, 굴절률 N1=1.73 및 반경 a=3 μm의 유전체 구의 음영측 표면으로부터의 입사 방향을 따라 나타나는 국소화된 광 나노젯 강도 분포를 나타낸다. 구(sphere)는 굴절률 N=1의 진공에 의해 둘러싸이고, 300 nm의 파장에서 조명되는 것으로 추정된다. 이 광 나노젯의 두 가지 특징이 관찰될 수 있는데, (a) rm 강도가 입사 평면파의 800배까지이며, (b) 에버네센트(evanescent)도 회절하지 않는다. 구는 500 nm 이상의 길이, 및 반파장(즉 회절 한계)보다 작은, 130 nm의 반치 전폭(FWHM) 웨이스트를 갖는다.
광 나노젯을 발생시킴에 있어서 두 가지 파라미터가 중요하다는 것이 주목된다. 구의 크기 파라미터 χ=κα=2πα/λ는 나노젯의 크기(폭 및 길이 포함)를 제어하고, 반면 구와 주변 매체 사이의 굴절률 콘트라스트는 국소화 강도 분포의 위치를 특징한다.
광 나노젯 내의 나노입자 및 나노 구조의 검출
광 나노젯은 나노크기 입자 및 구조와 크게 상호 작용할 수 있고, 나노크기 구조로부터의 후방 산란 시그너처 내에서 수(several) 차수-크기 향상을 유발할 수 있다. 광 나노젯의 추가적 계산 연구결과 광 나노젯은 나노젯 내에 위치하는 나노미터-크기 유전체 입자에 의해 효과적인 광의 후방 산란을 크게 향상시킨다는 것이 확인되었다. 이러한 나노입자에 대한 후방 산란 향상은 마이크로실린더 및 마이크로스피어에 의해 발생된 나노젯을 위해 존재한다. 유일한 차이는 향상의 크기 차수가 마이크로실린더-발생 나노젯의 경우보다 마이크로스피어-발생 나노젯의 경우에 있어서 훨씬 높다는 것이다.
도 6 및 7은 마이크로실린더에서의 이러한 현상을 나타내는 FDTD 수치 실험의 결과를 나타낸다. 특히, 도 4b의 경우(d=6μm, n1=2.3275, n2=1.33, 및 λ2=300 nm)에, n2=1.5 유전체 나노입자가 6-μm 실린더의 표면 상의 광 나노젯의 중심에서 삽입된다. 정밀한 해상도로 나노입자를 검출하기 위해 FDTD 컴퓨터 코드에서의 데이터에 대한 이중-정밀도 표현이 채택되었다. 도 6의 (a) 및 6의 (b)는 측면 치수가 각각 s=5 nm 및 s=10 nm인 나노입자가 광 나노젯의 중심에 삽입될 때 ±10°후방 산란 내에서 FDTD-계산 차분 산란 단면의 변화의 절대값을 그래프로 나타낸다. 이들 도면은 또한 분리된 나노입자의 상응하는 차분 산란 단면부를 그래프로 나타낸다. 각 나노입자의 효율적인 후방 산란 단면은 수 차원 크기, 특히 5-nm 대상에 대해 ~104 및 10-nm 대상에 대해 ~103 만큼 향상되었음을 알 수 있다. 또한, 10-nm 대상의 후방 산란 근처의 차분 단면의 측면 로브는 5-nm 대상보다 넓다. 이는 서로 다른 크기의 나노입자를 검출하기 위한 또 다른 인디케이터로서의 역할을 한다. 도 7은 나노입자의 크기의 함수로서의 후방 산란 향상 인자를 그래프로 나타낸다. 훨씬 큰 6-μm 실린더에 의해 발생된 광 나노젯은 나노입자가 분리된 경우에 대해 나노입자의 효율적인 후방 산란 단면에서 치수 증가를 제공하는 것이 분명하다.
이하에서는 반도체 특성 및 제조 프로세스를 오염시킬 수 있는 먼지 또는 기타 입자를 포함하지만 이에 제한되지 않는 나노입자에 의한 마이크로스피어-유도 후방 산란 향상에 대해 집중적으로 논의한다.
｜m｜x<<1,(식 중 m 및 x는 각각 작은 입자의 굴절률 및 크기 파라미터임), 의 레일리(Rayleigh) 산란 한계에서, 레일리 산란 계수는 a1=(-2i/3)[(m2-1)/(m2-2)]x3에 의해 주어진다는 것은 널리 공지되어 있다. 상응하는 산란 진폭 매트릭스 요소는 S1=3a1/2 및 S2=3a1 cos θ/2, 식 중 θ는 산란 각도이다. 무차원 산란 강도 ｜S1｜2 및 ｜S2｜2은 x6에 비례한다. 실제 산란 강도 I는 I=｜S｜2/k2R2,(식 중 R은 입자로부터 검출기까지의 거리임), 에 의해 무차원 산란 강도 ｜S｜2와 관련되어 있다. 그러므로, 레일리 산란 한계에서 단일 분리 나노입자로부터의 산란 강도는 작고 입자 크기의 감소와 함께 급격히 감소한다. 단일 분리 나노입자로부터의 그러한 저수준 산란 강도의 검출은 종래의 광학 장비를 사용하여서는 보통 가능하지 않다.
적절히 선택된 유전체 마이크로실린더 또는 마이크로스피어는 여기 장을 상당히 초과하는 국소화 광학 장의 나노젯을 발생시킬 수 있다. 나노젯 내에 위치한 나노입자에 의한 후방 산란의 향상은 각각 100-1 nm 사이의 크기의 입자에 대해 전통적인 레일리 산란에 상대적으로 107-1011 사이의 향상 인도를 유도한다. 이 현상 은 마이크로스피어의 음영측으로부터의 고정된 표면-대-표면 거리에서 위치하는 미크론-크기 유전체 구와 나노입자의 서로 간의 상호 작용을 수반한다.
정량 데이터를 전개하기 위해서, 일반화된 다입자 Mie(GMM) 이론이 적용되었으며, Mie 이론의 확대는 복수 구 또는 입자에 의한 광 산란을 위한 엄밀한 분석적 해이다. 일반화된 다입자 Mie 이론은 Y.-L. Xu, Appl. Opt. 34, 4573(1995)에 더 설명되어 있으며, 이는 본원에 참고로 반영되어 있다. GMM이 복수 입자의 임의 구성의 상호 작용 산란 효과를 완전하게 설명하기 때문에, 이는 마이크로스피어 및 나노스피어의 전자기파 상호 작용을 계산하는데 효율적인 수단을 제공한다.
GMM 이론에 대하여, 나노스피어와 결합된 마이크로스피어에 대한 상호 작용 산란 계수는 다음과 같이 주어진다:
Figure 112008020408950-PAT00006
윗 첨자 M 및 N은 마이크로스피어 및 나노스피어를 각각 나타낸다.
Figure 112008020408950-PAT00007
및
Figure 112008020408950-PAT00008
은 절연된 마이크로스피어에 대한 Mie 산란 계수이다.
Figure 112008020408950-PAT00009
및
Figure 112008020408950-PAT00010
은 마이크로스피어의 중심에 대하여(즉, 마이크로스피어의 좌표계에서) 입사파의 확장 계수이다.
Figure 112008020408950-PAT00011
및
Figure 112008020408950-PAT00012
은 나노스피어에 대한 상호 작용 산란 계수이다.
Figure 112008020408950-PAT00013
및
Figure 112008020408950-PAT00014
은 나노스피어로부터의 산란파를 마이크로스피어의 입사파로 변환하 는 것을 특징으로 하는 벡터 해석 계수이다. 우측의 제 1 항이 초기 입사파의 산란을 가리키고, 제 2 항이 나노스피어에 의해 산란된 필드의 산란을 가리킨다는 것이 주목된다.
마찬가지로, 마이크로스피어와 결합된 나노스피어에 대한 상호 작용 산란 계수는 다음과 같이 주어진다:
Figure 112008020408950-PAT00015
바이-스피어계(bi-sphere system)에 대한 전체 산란 계수는 다음과 같이 주어진다:
Figure 112008020408950-PAT00016
식 중 k=2π/λ는 파수이고, d는 마이크로스피어와 나노스피어 간의 중심 대 중심 거리이며, θ는 산란 각도이다. 바이-스피어계의 산란 크기는 다음과 같이 주어지게 된다:
Figure 112008020408950-PAT00017
식 중
Figure 112008020408950-PAT00018
이고;
Figure 112008020408950-PAT00019
은 제 1 종류 및 도 n과 차수 m(n 및 m은 정수임)의 연관된 Legendre 함수이다. 역 방향으로, S1(180°) = -S2(180°)이고, 바이-스피어계의 무차원 후방 산란 강도는 다음과 같이 주어진다:
Figure 112008020408950-PAT00020
GMM 이론을 이용하여, 마이크로스피어-나노스피어계의 무차원 후방 산란 강도는 굴절률 m=1.1을 갖는 나노스피어가 도 5의 광 나노젯에 배치되는 경우에 계산될 수 있다. 마이크로스피어와 나노스피어 간의 표면 대 표면 거리는 25 nm이다. 후방 산란 강도는 │S│2으로 표시된다. 후방 산란 강도는 │SM│2으로 표시되는 절연된 마이크로스피어에 대하여 또한 계산되었다. 따라서 나노스피어에 의해 초래된 마이크로스피어의 후방 산란 강도에서의 섭동(perturbation)은 다음과 같이 정의된다:
Figure 112008020408950-PAT00021
이는 마이크로스피어와의 상호 작용으로 인한 나노스피어의 개선된 후방 산란 강도를 나타낸다.
도 8의 (a)는 나노스피어의 사이즈 파라미터의 함수로서 수식 (13)의 개선된 후방 산란 강도(적색 실선)를 절연된 나노스피어의 전통적 레일리(Rayleigh) 후방 산란 강도 │SN│2(청색 점선)과 비교한다. 도 8의 (a)는 고강도 광 나노젯에 의한 나노스피어의 조명으로 인한 마이크로스피어의 렌즈 집광 효과(녹색 점선)를 또한 나타낸다. 도 8의 (b)는 비율
Figure 112008020408950-PAT00022
, 즉 후방 산란 개선율(적색 실선)을 그래프로 나타낸다. 독립 및 종속 변수의 넓은 동적 범위로 인하여 로그-로그 스케일이 사용되는 것이 주목된다.
3가지 특징이 도 8로부터 관찰될 수 있다. 첫째로, 나노스피어의 후방 산란 강도는 전통적 레일리 산란 강도보다 더 높은 7-11 차수의 크기이다. 둘째로, 마이크로스피어의 렌즈 집광 효과는 이 개선의 불과 3차수 크기를 설명할 수 있다. 따라서, 관찰된 초 개선 현상은 종래의 마이크로렌즈와는 상당히 구별된다. 셋째로, 개선된 후방 산란 강도는 전통적 레일리 산란 강도와 비교하여 나노스피어의 사이즈 파라미터의 더 낮은 파워에 비례한다.
마이크로스피어의 렌즈 집광 효과 자체가 나노스피어의 개선된 후방 산란을 설명할 수 없기 때문에, 현상을 완전하게 설명하기 위해서 부가적인 물리적 메커니즘이 요구된다. 이 메커니즘을 식별하기 위해서, 섭동 분석이 근본적인 GMM 이론에 기초하여 행해질 수 있다. 광 나노젯에서의 나노스피어의 존재로 인한 마이크로스피어의 산란 계수의 섭동은 수식 (5) 및 (6)에서 제 2 항에 의해 주어진다, 즉,
Figure 112008020408950-PAT00023
수식 (14)에서,
Figure 112008020408950-PAT00024
및
Figure 112008020408950-PAT00025
은 원시 입사파와 마이크로스피어에 의해 산란 된 2차 파 모두의 산란을 특징으로 하는 나노스피어에 대한 상호 작용 산란 계수이다.
Figure 112008020408950-PAT00026
및
Figure 112008020408950-PAT00027
의 단순화된 형태를 얻기 위해서, 마이크로스피어-나노스피어계에서의 나노젯-조명된 나노스피어의 내부 전기장 강도 분포가 GMM 이론을 이용하여 먼저 계산된다. 계산은 나노젯-조명된 나노스피어의 내부 강도 분포가 평면파 조명의 결과로 인한 것에 대하여 대략 800의 인자만큼 상승되고, 나노스피어 내에서 거의 일정하다.
다음으로 내부 전기장 분포에 기초하여 마이크로스피어와 결합된 나노젯-조명된 나노스피어의 원역장 산란 강도가 계산된다. 이 계산은 나노스피어의 내부 전기장을 자유 공간 Green 함수로 가중하여 나노스피어의 체적 위에 통합함으로써 수행될 수 있다. 앞서 도 8(녹색 점선)에서 보는 바와 같이 이 원역장 산란 강도는 마이크로스피어의 렌즈 집광 효과를 나타낸다는 것이 주목된다.
이 분석에 기초하여, 마이크로스피어와 결합된 나노스피어의 상호 작용 산란 계수는 다음과 같이 대략 기록될 수 있다:
Figure 112008020408950-PAT00028
식 중
Figure 112008020408950-PAT00029
은 나노스피어의 횡단면에 걸쳐 평균화된 광 나노젯의 강도이고, I0는 원시 입사파의 강도이며,
Figure 112008020408950-PAT00030
및
Figure 112008020408950-PAT00031
은 절연된 나노스피어의 Mie 산란 계수이다. │m│<< 1의 레일리 산란 한계에서, 차수 x5 이상의 항을 수반하는 수식 (15)에서의 더 높은 차수 Mie 산란 계수는 무시될 수 있다. 결과적으로, 수식 (14)는 다음과 같이 상당히 간소화될 수 있다:
Figure 112008020408950-PAT00032
식 중
Figure 112008020408950-PAT00033
은 절연된 나노스피어의 레일리 산란 계수이며
Figure 112008020408950-PAT00034
로 주어진다.
수식 (16)의 물리적 의미는 다음과 같다: (1)
Figure 112008020408950-PAT00035
은 절연된 나노스피어에 의한 레일리 산란을 나타낸다; (2)
Figure 112008020408950-PAT00036
은 마이크로스피어의 렌즈 집광 효과로 인한 나노스피어로부터의 개선된 산란을 구체화한다; (3) 마이크로스피어의 렌즈 집광 효과로 인한 나노스피어로부터의 개선된 산란장은 마이크로스피어의 입사 장으로 변환되고, 이 변환은 벡터 해석 계수
Figure 112008020408950-PAT00037
및
Figure 112008020408950-PAT00038
에 의해 설명된다; 그리고 (4) 나노스피어로부터의 변환된 산란장은 다시 산란되어 역 방향으로 마이크로스피어에 의해 모여지는데, 이는 마이크로스피어의 Mie 산란 계수
Figure 112008020408950-PAT00039
및
Figure 112008020408950-PAT00040
에 의해 설명된다.
수식 (16)에 기초하여, 광 나노젯에 배치된 나노스피어에 의해 초래된 마이 크로스피어의 후방 산란 강도의 섭동이 분석될 수 있다. 역 방향으로,
Figure 112008020408950-PAT00041
이다. 마이크로스피어-나노스피어계의 무차원 후방 산란 강도는 다음과 같이 기록될 수 있다:
Figure 112008020408950-PAT00042
식 중 윗첨자 *은 켤레 복소수를 나타내고, amn 및 bmn은 수식 (9) 및 (10)에 의해 주어지며,
Figure 112008020408950-PAT00043
은 다음과 같이 주어지는 절연된 마이크로스피어에 대한 무차원 후방 산란 강도를 나타낸다:
Figure 112008020408950-PAT00044
그리고
Figure 112008020408950-PAT00045
은 광 나노젯에 배치된 나노스피어에 의해 초래된 마이크로스피어의 무차원 후방 산란 강도의 섭동을 나타낸다.
수식 (9), (10), 및 (16)을
Figure 112008020408950-PAT00046
으로 치환하고
Figure 112008020408950-PAT00047
과
Figure 112008020408950-PAT00048
의 적(product)을 수반하는 더 높은 차수 항을 무시하면 다음과 같이 된다:
Figure 112008020408950-PAT00049
식 중 x는 나노스피어의 사이즈 파라미터이고, FM은 주어진 마이크로스피어에 대한 kd의 함수이며, kd는 다음과 같이 주어진다:
Figure 112008020408950-PAT00050
식 중 rM은 마이크로스피어의 반경이고, rN은 나노스피어의 반경이며, Δ는 마이크로스피어와 나노스피어 간의 표면 대 표면 거리이다. 레일리 한계에서의 작은 나노스피어에 대하여, 다음과 같다:
Figure 112008020408950-PAT00051
따라서, FM(kd)는 대략 고정 파장 및 마이크로스피어와 나노스피어 간의 표면 대 표면 거리에 대한 상수이다. 결과적으로,
Figure 112008020408950-PAT00052
는 나노스피어의 사이즈 파라미터의 3 제곱에 비례한다. 마이크로스피어에 대하여, FM(kd)는 크기 104의 차수를 갖는다.
본원에서 분석된 나노젯-유도 유전체 마이크로스피어는 물리적 메커니즘의 면에서 종래의 마이크로렌즈와는 상당히 다름에 유의해야 한다. 그것은 이미징 렌즈 시스템과 반대로 후방 산란-검출 시스템이다. 결과적으로, 통상의 회절 제한에 의해 영향을 받지 않는다. 근접한 나노스피어의 효과적인 후방 산란은 나노와 마이크로스피어 사이의 서로 간의 상호 작용에 의해 향상된다. 나노입자는 마이크로스피어로부터 나오는 광 나노젯에 의해 일단 여기되고, 그 산란 강도는 나노젯에 의해 결정되는 크기의 2 차수만큼 상승된다. 나노젯-여기된 나노입자에 의해 발생된 산란장은 마이크로스피어로 전파되고, 이에 의해 상기 조합된 시스템의 일부로서 나노입자에 의해 강의 논-레일리 후방 산란이 발생한다. 이 상호작용은 나노젯-여기된 나노입자로부터의 후방 산란된 강도를 4 내지 9 부가적인 차수 크기만큼 상승시킨다.
자동화 프로세스 제어
도 11은 광학 계측을 사용하여 제조 클러스터를 제어하는 예시적인 프로세스(1100)를 나타낸다. 스텝 1102에서, 제조 프로세스는 제조 클러스터를 사용하여 웨이퍼 상에서 수행된다. 스텝 1104에서, 유전체 현미경의 음영측 표면에서 유도된 광 강도 패턴인 광 나노젯이 발생된다. 스텝 1106에서, 웨이퍼 상의 검사 영역은광 나노젯으로 스캐닝된다. 스텝 1108에서, 광 나노젯이 검사 영역을 스캐닝함에 따라 유전체 마이크로스피어로부터 재귀반사 광의 측정치가 얻어진다. 스텝 1110에서, 검사 영역 내 구조의 존재는 재귀반사 광의 얻어진 측정치로 결정된다. 스텝 1112에서, 제조 클러스터의 하나 이상의 프로세스 파라미터는 검사 영역 내 구조의 존재의 결정에 기초하여 조정된다.
상기에서 기술된 바와 같이, 검사 영역 내 구조의 존재의 결정에 부가하여, 구조의 높이 및 폭이 재귀반사 광의 얻어진 측정치로 결정될 수 있다. 한 예시적 실시예엣, 제조 클러스터의 하나 이상의 프로세스 파라미터는 결정된 검사 영역 내 구조의 높이 및 폭에 기초하여 조정될 수 있다.
한 예시적 실시예에서, 스텝 1102에서 제조 프로세스는 제 1 제조 클러스터 를 사용하여 수행되고, 스텝 1112에서 조정된 하나 이상의 프로세스 파라미터는 제 1 제조 클러스터의 파라미터이다. 제 2 제조 클러스터의 하나 이상의 프로세스 파라미터도 검사 영역 내 구조의 존재의 결정에 기초하여 역시 조정될 수 있다. 또한, 구조의 높이 및 폭이 결정될 때, 제 1 제조 클러스터 및/또는 제 2 제조 클러스터의 하나 이상의 프로세스 파라미터는 검사 영역 내 구조의 존재의 결정에 기초하여 조정될 수 있다. 제 2 제조 클러스터는 제 1 제조 프로세스 이전에 웨이퍼를 처리할 수 있다. 택일적으로, 제 2 제조 클러스터는 제 1 제조 클러스터에 연이어 웨이퍼를 처리할 수 있다.
도 12는 광학 계측을 사용하여 제조 클러스터를 제어하는 예시적인 시스템(1200)을 나타낸다. 시스템(1200)은 제 1 제조 클러스터(1204) 광 나노젯 계측 시스템(1208), 및 계측 프로세서(1220)을 포함한다. 한 예시적 실시예에서, 시스템(1200)은 제 2 제조 클러스터(1204) 및 광학 나노젯 계측 시스템(1208)을 또한 포함한다.
도 12에 나타낸 바와 같이, 광학 나노젯 계측 시스템(1208)은 계측 클러스터(1206)의 구성요소일 수 있고, 광학 나노젯 계측 시스템(1218)은 계측 클러스터(1216)의 구성요소일 수 있다. 제조 클러스터(1204) 및 계측 클러스터(1206)는 제 1 제조 시스템(1202)의 구성요소들일 수 있고, 제조 클러스터(1214) 및 계측 클러스터(1216)는 제 2 제조 시스템(1212)의 구성요소들일 수 있다.
제 1 제조 클러스터(1204)는 웨이퍼 상에서 제조 프로세스를 수행하도록 구성된다. 제 2 제조 클러스터(1214)도 또한 웨이퍼 상에서 제조 프로세스를 수행하 도록 구성된다. 예를 들면, 제 1 제조 클러스터(1204) 및 제 2 제조 클러스터(1214)는 포토리소그래피, 에칭, 열처리, 금속화, 주입, 화학 증착, 화학 기계 연마, 등을 수행하도록 구성될 수 있다.
제 2 제조 클러스터(1214)는 제 1 제조 클러스터(1204) 이전에 웨이퍼를 처리할 수 있다. 예를 들면, 제 1 제조 클러스터(1204)는 포토리소그래피 프로세스의 전개 스텝을 수행하도록 구성될 수 있다. 제 2 제조 클러스터(1214)는 노출 스템을 수행하도록 구성될 수 있고, 이는 포토리소그래피 프로세스의 전개 스텝 이전에 수행된다. 택일적으로, 제 2 제조 클러스터(1214)는 제 1 제조 클러스터(1204)에 연이어 웨이퍼를 처리할 수 있다. 예를 들면, 제 1 제조 클러스터(1204)는 포토리소그래피 프로세스의 전개 스텝을 수행하도록 구성될 수 있다. 제 2 제조 클러스터(1214)는 에칭 스텝을 수행하도록 구성될 수 있고, 이는 포토리소그래피 프로세스의 전개 스텝에 연이어 수행된다.
광학 나노젯 계측 시스템(1208, 1218)은 웨이퍼 상 검사 영역 내 구조의 존재를 결정하도록 구성될 수 있다. 상기에서 기술된 바와 같이, 검사 영역 내 구조의 존재의 결정에 부가하여, 광학 나노젯 계측 시스템(1208 및 1218)은 구조의 높이 및 폭을 결정하도록 또한 구성될 수 있다. 광학 나노젯 계측 시스템(1208 및 1218)은 도 1에 나타낸 광학 나노젯 계측 시스템(200)과 동일하거나 유사할 수 있다.
계측 프로세서(1220)는 제 1 제조 클러스터(1204) 및 광학 나노젯 계측 시스템(1208)에 접속된다. 계측 프로세서(1220)는 검사 영역 내 구조의 존재의 결정에 기초하여 제 1 제조 클러스터(1204)의 하나 이상의 프로세스 파라미터를 조정하도록 구성된다. 계측 프로세서(1220)는 또한 제 2 제조 클러스터(1214) 및 광학 나노젯 계측 시스템(1218)에 접속된다. 계측 프로세서(1220)는 검사 영역 내 구조의 존재의 결정에 기초하여 제 2 제조 클러스터(1204)의 하나 이상의 프로세스 파라미터를 조정하도록 구성된다. 부가적으로, 구조의 높이 및 폭이 결정될 때, 계측 프로세서(1220)는 결정된 검사 영역 내 구조의 높이 및 폭에 기초하여 제 1 제조 클러스터(1202) 및/또는 제 2 제조 클러스터(1214)의 하나 이상의 파라미터를 조정하도록 구성될 수 있다.
도 12에 나타낸 바와 같이, 예시적 시스템(1200)은 계측 데이터 소스(1222)를 포함할 수 있다. 한 예시적 실시예에서, 계측 데이터 소스(1222)는 반사계, 타원계, 전자 주사 현미경(SEMs), 광학 나노젯 계측 시스템, 등과 같은 계측 도구의 오프라인 클러스터를 포함할 수 있다. 계측 데이터 소스(1222)는 또한 원격 데이터 서버, 원격 프로세서, 또는 계측 데이터를 제공하는 웹사이트를 또한 포함할 수 있고, 후방 산란 시그너처의 라이브러리를 포함할 수 있다.
도 12에 또한 나타낸 바와 같이, 예시적 시스템(1200)은 계측 데이터 저장소(1224)를 포함할 수 있다. 한 예시적 실시예에서, 계측 데이터 저장소(1224)는 광학 나노젯 계측 시스템(1208) 및/또는 광학 나노젯 계측 시스템(1218)에 의해 결정된 구조의 존재 및/또는 높이 및 폭을 포함한다.
비록 상기한 발명은 이해의 명료성을 목적으로 상세히 기술되었지만, 첨부된 청부범위의 범위 내에서 특정한 변경 및 변조가 수행될 수 있음은 명백하다. 그러 므로, 상기 기술된 실시예는 예시적이지 제한적이지 않은 것으로 받아들여져야 하고, 본 발명은 본 명세서에서 주어진 상세한 설명에 제한되지 않고, 다음의 청부범위 및 동등한 전체 범위에 의해 정의되어야만 한다.
도 1은 광 나노젯을 사용하여 반도체 웨이퍼의 검사 영역 내의 구조의 존재를 결정하는 예시적인 프로세스를 나타내는 흐름도.
도 2는 광 나노젯 계측 시스템의 구성도.
도 3a 내지 도 3c는 광 나노젯의 진화를 나타내는 도면.
도 4a 내지 도4c는 광 나노젯의 세선화(thinning)를 나타내는 도면.
도 5는 국소화된 광 나노젯의 강도 분포를 나타내는 도면.
도 6a 및 도 6b는 유한 차분 시간 영역법(finite difference time domain; FDTD) 변경의 절대값의 그래프 - 계산된 차분 산란 단면.
도 7은 구조의 사이즈의 기능으로서 나노젯 내의 구조의 후방 산란 개선율의 그래프.
도 8a는 사이즈 파라미터의 함수로서 마이크로스피어의 렌즈 집광 효과 및 종래의 레일리(Rayleigh) 산란 강도와 나노스피어의 개선된 후방 산란 강도를 비교하는 그래프.
도 8b는 사이즈 파라미터의 함수로서 후방 산란 개선율, 즉 종래의 레일리 산란 강도에 대한 개선된 후방 산란 강도 비율의 그래프.
도 9a 내지 도 9c는 광 나노젯보다 더 넓은 구조를 스캐닝하는 광 나노젯을 나타내는 도면.
도 10a 내지 10c는 도 9a 내지 도 9c의 광 나노젯 위치로부터 측정된 후방 산란 시그너처(signature)의 대응하는 그래프.
도 11은 광학 계측을 이용하여 제조 클러스터를 제어하는 예시적인 프로세스를 나타내는 흐름도.
도 12는 광 나노젯 계측 시스템을 갖는 자동화 프로세스 제어 시스템의 구성도.

Claims (32)

  1. 광학 계측을 이용하여 제조 클러스터를 제어하는 방법으로서,
    제 1 제조 클러스터를 이용하여 웨이퍼 상에 제조 프로세스를 수행하는 단계와,
    광 나노젯(photonic nanojet) - 상기 광 나노젯은 유전체 마이크로스피어의 음영측 표면에서 유도된 광 강도 패턴임 - 을 발생시키는 단계와,
    상기 광 나노젯으로 상기 웨이퍼 상의 검사 영역을 스캐닝하는 단계와,
    상기 검사 영역이 상기 광 나노젯으로 스캐닝되는 동안 상기 유전체 마이크로스피어로부터의 재귀반사 광(retroreflected light)의 측정치를 얻는 단계와,
    상기 얻어진 상기 재귀반사 광의 측정치로 상기 검사 영역 내의 구조의 존재를 결정하는 단계와,
    상기 검사 영역 내의 구조의 존재의 결정에 기초하여 상기 제 1 제조 클러스터의 하나 이상의 프로세스 파라미터를 조정하는 단계
    를 포함하는 것인 제조 클러스터의 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 얻어진 상기 재귀반사 광의 측정치로 상기 검사 영역 내의 상기 구조의 높이와 폭을 결정하는 단계와,
    상기 결정된 상기 검사 영역 내의 상기 구조의 높이와 폭에 기초하여 상기 제 1 제조 클러스터의 하나 이상의 프로세스 파라미터를 조정하는 단계
    를 더 포함하는 것인 제조 클러스터의 제어 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 구조의 높이와 폭을 결정하는 단계는,
    상기 재귀반사 광의 측정치로 측정된 후방 산란 시그너처(backscattered signature)를 발생시키는 단계와,
    상기 구조의 후방 산란 시그너처 및 대응하는 높이와 폭의 라이브러리로부터 상기 측정된 후방 산란 시그너처에 대하여 정합하는 후방 산란 시그너처를 결정하는 단계와,
    상기 라이브러리로부터 상기 정합하는 후방 산란 시그너처의 대응하는 높이와 폭이 되도록 상기 검사 영역 내의 상기 구조의 높이와 폭을 결정하는 단계
    를 포함하는 것인 제조 클러스터의 제어 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 결정된 상기 검사 영역 내의 상기 구조의 높이와 폭에 기초하여 제 2 제조 클러스터의 하나 이상의 프로세스 파라미터를 조정하는 단계를 더 포함하는 것인 제조 클러스터의 제어 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 제조 클러스터는 상기 제 1 제조 클러스터에 앞서 웨이퍼를 처리하는 것인 제조 클러스터의 제어 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 제조 클러스터는 상기 제 1 제조 클러스터에 뒤이어 웨이퍼를 처리하는 것인 제조 클러스터의 제어 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 구조는 게이트, 라인, 콘택트 홀, 비어(via), 드레인, 및 주기적 구조로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것인 제조 클러스터의 제어 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 구조는 오염 입자인 것인 제조 클러스터의 제어 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 검사 영역 내의 상기 구조의 존재의 결정에 기초하여 제 2 제조 클러스터의 하나 이상의 프로세스 파라미터를 조정하는 단계를 더 포함하는 것인 제조 클러스터의 제어 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 제조 클러스터는 상기 제 1 제조 클러스터에 앞서 웨이퍼를 처리하는 것인 제조 클러스터의 제어 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 제조 클러스터는 상기 제 1 제조 클러스터에 뒤이어 웨이퍼를 처리하는 것인 제조 클러스터의 제어 방법.
  12. 광학 계측(metrology)을 이용하여 컴퓨터가 제조 클러스터를 제어하도록 컴퓨터 실행 가능한 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체에 있어서,
    웨이퍼 상의 검사 영역이 광 나노젯으로 스캐닝되는 동안 유전체 마이크로스피어로부터의 재귀반사 광의 측정치를 얻는 단계로서, 상기 광 나노젯은 상기 유전체 마이크로스피어의 음영측 표면에서 유도된 광 강도 패턴이며, 제조 프로세스는 제 1 제조 클러스터를 사용하여 상기 웨이퍼 상에서 수행되는, 재귀반사 광 측정치를 얻는 단계와,
    상기 얻어진 재귀반사 광의 측정치로 상기 검사 영역 내의 구조의 존재를 결정하는 단계와,
    상기 검사 영역 내의 상기 구조의 존재의 결정에 기초하여 상기 제 1 제조 클러스터의 하나 이상의 프로세스 파라미터를 조정하는 단계
    를 위한 명령을 포함하는 것인 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 얻어진 상기 재귀반사 광의 측정치로 상기 검사 영역 내의 상기 구조의 높이와 폭을 결정하는 단계를 위한 명령을 더 포함하는 것인 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 구조의 높이와 폭을 결정하는 단계는,
    상기 재귀반사 광의 측정치로 측정된 후방 산란 시그너처를 발생시키는 단계와,
    상기 구조의 후방 산란 시그너처 및 이에 대응하는 높이와 폭의 라이브러리로부터 상기 측정된 후방 산란 시그너처에 대하여 정합하는 후방 산란 시그너처를 결정하는 단계와,
    상기 라이브러리로부터 상기 정합하는 후방 산란 시그너처의 대응하는 높이와 폭이 되도록 상기 검사 영역 내의 상기 구조의 높이와 폭을 결정하는 단계
    를 위한 명령을 포함하는 것인 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 결정된 상기 검사 영역 내의 상기 구조의 높이와 폭에 기초하여 제 2 제조 클러스터의 하나 이상의 프로세스 파라미터를 조정하는 단계를 위한 명령을 더 포함하는 것인 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 2 제조 클러스터는 상기 제 1 제조 클러스터에 앞서 웨이퍼를 처리하는 것인 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 2 제조 클러스터는 상기 제 1 제조 클러스터에 뒤이어 웨이퍼를 처리하는 것인 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 검사 영역 내의 상기 구조의 존재의 결정에 기초하여 제 2 제조 클러스터의 하나 이상의 프로세스 파라미터를 조정하는 단계를 위한 명령을 더 포함하는 것인 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 2 제조 클러스터는 상기 제 1 제조 클러스터에 앞서 웨이퍼를 처리하는 것인 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 2 제조 클러스터는 상기 제 1 제조 클러스터에 뒤이어 웨이퍼를 처 리하는 것인 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
  21. 광학 계측을 이용하여 제조 클러스터를 제어하는 시스템으로서,
    웨이퍼 상에서 제조 프로세스를 수행하도록 구성된 제 1 제조 클러스터와,
    광 나노젯 계측 시스템과,
    상기 제 1 제조 클러스터 및 광 나노젯 계측 시스템에 접속된 계측 프로세서로서, 검사 영역 내의 구조의 존재의 결정에 기초하여 상기 제 1 제조 클러스터의 하나 이상의 프로세스 파라미터를 조정하도록 구성된, 계측 프로세서를 포함하고,
    상기 광 나노젯 계측 시스템은,
    광학 소스,
    광섬유,
    상기 광섬유의 근위 단부에 결합된 광학 렌즈,
    상기 광섬유의 원위 단부에 결합된 유전체 마이크로스피어로서, 광 나노젯은 상기 유전체 마이크로스피어의 음영측 표면에서 유도된 광 강도 패턴으로서 발생되는, 유전체 마이크로스피어,
    광섬유에 접속된 검출기로서, 상기 유전체 마이크로스피어로부터의 재귀반사 광의 측정치를 얻도록 구성된, 검출기, 및
    상기 검출기에 접속된 프로세서로서, 상기 얻어진 상기 재귀반사 광의 측정치로 상기 검사 영역 내의 구조의 존재를 결정하도록 구성된 프로세서
    를 포함하는 것인 제조 클러스터의 제어 시스템.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 광섬유에 접속된 광학 서큘레이터를 더 포함하며,
    상기 검출기는 상기 광학 서큘레이터를 통하여 상기 광섬유에 접속되고, 상기 광학 서큘레이터는 상기 광섬유를 통하여 상기 유전체 마이크로스피어로부터 상기 검출기로 전달되는 재귀반사 광을 송신하도록 구성되는 것인 제조 클러스터의 제어 시스템.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 유전체 마이크로스피어에 인접 배치된 레인지 파인더(range finder)를 더 포함하며, 상기 레인지 파인더는 상기 웨이퍼와 상기 광 나노젯 사이의 거리를 측정하도록 구성되는 것인 제조 클러스터의 제어 시스템.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 검사 영역 내의 상기 구조의 높이와 폭을 결정하도록 추가적으로 구성되는 것인 제조 클러스터의 제어 시스템.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 구조의 후방 산란 시그너처 및 이에 대응하는 높이와 폭의 라이브러리를 더 포함하는 것인 제조 클러스터의 제어 시스템.
  26. 제 25 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 재귀반사 광의 측정치로 측정된 후방 산란 시그너처를 발생시키고,
    상기 라이브러리로부터 상기 측정된 후방 산란 시그너처에 대하여 정합하는 후방 산란 시그너처를 결정하고,
    상기 라이브러리로부터의 상기 정합하는 후방 산란 시그너처의 대응하는 높이와 폭이 되도록 상기 검사 영역 내의 상기 구조의 높이와 폭을 결정
    하도록 구성되는 것인 제조 클러스터의 제어 시스템.
  27. 제 24 항에 있어서,
    상기 계측 프로세서는,
    상기 검사 영역 내의 상기 구조의 결정된 높이와 폭에 기초하여 제 2 제조 클러스터의 하나 이상의 프로세스 파라미터를 조정하도록 구성되는 것인 제조 클러스터의 제어 시스템.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 제 2 제조 클러스터는 상기 제 1 제조 클러스터에 앞서 웨이퍼를 처리하는 것인 제조 클러스터의 제어 시스템.
  29. 제 27 항에 있어서,
    상기 제 2 제조 클러스터는 상기 제 1 제조 클러스터에 뒤이어 웨이퍼를 처리하는 것인 제조 클러스터의 제어 시스템.
  30. 제 21 항에 있어서,
    상기 계측 프로세서는,
    상기 검사 영역 내의 상기 구조의 존재의 결정에 기초하여 제 2 제조 클러스터의 하나 이상의 프로세스 파라미터를 조정하도록 구성되는 것인 제조 클러스터의 제어 시스템.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 제 2 제조 클러스터는 상기 제 1 제조 클러스터에 앞서 웨이퍼를 처리하는 것인 제조 클러스터의 제어 시스템.
  32. 제 30 항에 있어서,
    상기 제 2 제조 클러스터는 상기 제 1 제조 클러스터에 뒤이어 웨이퍼를 처리하는 것인 제조 클러스터의 제어 시스템.
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JP7159260B2 (ja) * 2020-10-30 2022-10-24 ナノフォーム フィンランド オサケユイチアユルキネン 表面構造及び表面下構造の特性を決定する装置及び方法

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