KR20080100363A

KR20080100363A - 웨이퍼의 특성을 판정하기 위한 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR20080100363A
Application number: KR1020087022070A
Authority: KR
Inventors: 마이클 디 커크; 크리스토퍼 에프 베비스; 데이비드 아들러; 크리스 바스카
Original assignee: 케이엘에이-텐코 테크놀로지스 코퍼레이션
Priority date: 2006-02-09
Filing date: 2007-02-09
Publication date: 2008-11-17
Also published as: US20080013083A1; WO2007092950A3; JP2012198217A; KR101324419B1; SG170805A1; JP2009526240A; US8422010B2; JP6182737B2; JP5718849B2; EP1982160A2; US20130035877A1; WO2007092950A2; EP1982160A4; JP2015099148A; US8284394B2

Abstract

웨이퍼의 특성을 판정하는 방법 및 시스템이 제공된다. 하나의 방법에는 정밀검사 시스템을 사용하여 웨이퍼로부터의 빛에 응답하는 출력을 생성하는 단계가 포함된다. 상기 출력은 웨이퍼 상의 결함에 상응하는 제1 출력과 결함에 상응하지 않는 제2 출력을 포함한다. 본 방법은 또한 제2 출력을 이용하여 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계를 포함한다. 하나의 시스템에는 웨이퍼를 조명하고 웨이퍼로부터의 빛에 응답하는 출력을 생성하도록 구성된 정밀검사 시스템이 포함된다. 상기 출력은 웨이퍼 상의 결함에 상응하는 제1 출력과 결함에 상응하지 않는 제2 출력을 포함한다. 본 시스템은 또한 제2 출력을 이용하여 웨이퍼의 특성을 판정하도록 구성된 프로세서를 포함한다.

웨이퍼, 특성, 빛, 결함, 반도체, 제조.

Description

웨이퍼의 특성을 판정하기 위한 방법 및 시스템{METHODS AND SYSTEMS FOR DETERMINING A CHARACTERISTIC OF A WAFER}

본 출원서는 "웨이퍼의 특성을 판정하기 위한 방법 및 시스템" 이라는 제목으로 2006년 2월 9일에 출원된 미국 가출원 제60/772,418호에 대한 우선권을 주장하고 있으며, 이에 대한 전체 내용은 본 명세서에서 참조에 의해 인용되고 있다.

본 발명은 일반적으로 웨이퍼의 특성을 판정하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 어떤 실시예들은 웨이퍼 상의 결함과 상응하지 않는 정밀검사 시스템 의해 생성된 출력을 이용하여 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계에 관한 것이다.

다음의 설명과 예시들은 본 세션내에 포함되었다는 이유로 선행 기술이 되는 것으로 허용되지 않는다.

로직과 메모리 장치와 같은 반도체 장치의 제조는 일반적으로 다양한 특징과 다중 레벨의 반도체 장치를 형성하기 위해 많은 반도체 제조 프로세스를 사용하여 반도체 웨이퍼와 같은 표본을 처리하는 것을 포함한다. 예를 들어, 리소그라피(lithography)는 일반적으로 한 패턴을 반도체 웨이퍼 상에 배열된 레지스트로 옮기는 것을 포함하는 반도체 제조 프로세스이다. 반도체 제조 프로세스의 추가적인 예시들은 화학-기계적 폴리싱, 에칭, 증착, 그리고 이온주입법 등을 포함하지 만, 이것들에만 국한되지는 않는다. 다수의 반도체 장치들은 반도체 웨이퍼 상에 배치된 상태로 제조되며, 그런 다음 각각의 반도체 장치로 분리될 수 있다.

정밀검사 프로세스는 높은 생산성과 높은 수익성을 증진시키기 위해 웨이퍼 상의 결함들을 검출하는 반도체 제조 프로세스 중의 여러 단계에서 사용된다. 정밀 검사는 집적 회로와 같은 반도체 장치를 제조하는 부분에서 언제나 중요한 역할을 해왔다. 그러나 반도체 장치의 크기가 축소됨에 따라, 정밀 검사는 허용가능한 반도체 장치의 성공적인 제조를 위해 점점 더 중요해지고 있는데, 이는 보다 작은 결함들이 이런 반도체 장치에 고장을 일으킬 수 있기 때문이다. 예를 들어 반도체 장치의 크기가 축소됨에 따라, 축소되는 크기를 갖는 결함을 검출하는 것이 반드시 필요한데, 이는 비교적 사소한 결함이라도 반도체 장치에서 불필요한 변형을 유발할 수도 있기 때문이다.

계측(Metrology) 프로세스는 또한 프로세스를 모니터링하고 제어하기 위해 반도체 제조 프로세스의 여러 단계에서 사용된다. 계측 프로세스들은, 결함들이 웨이퍼상에서 검출되는 정밀검사 프로세스와는 달리, 일반적으로 쓰이는 정밀 검사 툴로부터 판정될 수 없는 하나 이상의 웨이퍼의 특성들을 측정하는 데에 이용된다는 점에서 정밀검사 프로세스와는 다르다. 예를 들어, 계측 프로세스는 프로세스 동안에 웨이퍼 상에서 형성된 특징(feature)의 치수(예를 들어, 라인 폭, 두께, 기타 등등)와 같은 웨이퍼의 하나 이상의 특성들을 측정하는 데에 사용됨으로써, 상기 프로세스의 성능이 상기 하나 이상의 특성들로부터 판정될 수 있도록 한다. 게다가, 만약 하나 이상의 웨이퍼의 특성들이 수용될 수 없다면(예를 들어, 미리정의 된 특성(들)의 범위를 벗어남), 웨이퍼의 하나 이상의 특성에 대한 측정은 상기 프로세스에 의해 제조되는 추가적인 웨이퍼들이 수용가능한 특성을 갖게 되도록 상기 프로세스의 하나 이상의 파라미터를 바꾸는 데에 사용될 수 있다.

그러나 프로세스 모니터링과 제어 애플리케이션을 위해 웨이퍼의 하나 이상의 특성을 측정하기 위한 계측 프로세스와 툴(tool)을 사용하는 데에는 많은 단점이 있다. 예를 들어, 대부분의 계측 툴들은 비교적 느린데, 특히 정밀검사 시스템과 비교할 때 더 그렇다. 그러므로 계측 결과가 비교적 적절한 방법으로 얻어질 수 있도록 계측 프로세스는 종종 웨이퍼의 하나의 위치 또는 한정된 수의 위치들에서 수행된다. 그러나 반도체 장치를 제조하는 데에 사용되는 많은 프로세스들은 웨이퍼의 표면에 걸쳐서 변경되는 특성(들)을 가진 웨이퍼를 생산한다. 따라서, 웨이퍼 상의 한 위치 혹은 제한된 수의 위치에서 수행되는 계측 측정을 사용하는 것은 상기 프로세스가 정확하게 모니터링되고 제어되도록 웨이퍼의 특성(들)에 관한 충분한 정보를 제공할 수 없게 된다. 더군다나 웨이퍼에 걸친 특성을 측정하기 위해 인라인 모니터링 및 제어 애플리케이션에 대하여 계측 툴을 사용하는 것은 상기 측정이 수행될 수 있는 시간 때문에 실현가능하지 않다. 특히 표면 거칠기, 저항률, 막 두께, 기타 등등과 같은 일반적으로 쓰이는 계측 툴에 의해 실행되는 계측 측정은 해당 측정이 생산 사이클 타임에 영향을 주기 때문에(예를 들어, 생산 사이클 타임을 증가시킴), 인라인 모니터링을 위한 웨이퍼의 높은 샘플링에는 적합하지 않다.

따라서, (예를 들어, 실질적으로 웨이퍼 표면 전체 영역에 걸쳐서) 웨이퍼의 특성을 판정하기 위해, 그리고 생산 사이클 타임의 증가 없이 반도체 제조 프로세 스의 인라인 모니터링 및 제어와 같은 애플리케이션에서의 웨이퍼의 높은 샘플링을 위해 사용될 수 있는 방법 및 시스템을 개발하는 것이 유익할 것이다.

방법 및 시스템의 다양한 실시예에 대한 이하의 설명은 어떤 식으로든 첨부된 청구항의 내용을 제한하는 것으로 해석될 수 없다.

하나의 실시예는 웨이퍼의 특성을 판정하는 방법에 관한 것이다. 본 방법은 정밀검사 시스템을 사용하여 웨이퍼로부터의 빛에 응답하는 출력을 생성하는 단계를 포함한다. 이 출력에는 웨이퍼 상의 결함에 상응하는 제1 출력과 이 결함에 상응하지 않는 제2 출력이 포함된다. 본 방법은 또한 제2 출력을 사용하여 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계도 포함한다.

한 실시예에서, 웨이퍼로부터의 빛은 확산 산란광(diffusely scattered light)을 포함한다. 다른 한 실시예에서, 출력을 생성하는 단계는 레이저에서 생성된 빛으로 웨이퍼를 조명하는 단계를 포함한다. 다른 추가적인 실시예에서, 출력을 생성하는 단계는 웨이퍼에 걸쳐 빛을 스캐닝하는 단계와, 웨이퍼에 걸쳐 출력을 생성하는 단계를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 출력을 생성하는 단계는 실질적으로 웨이퍼의 표면 전체에 걸쳐서 출력을 생성하는 단계를 포함한다. 어떤 실시예에서, 특성을 판정하는 단계는 웨이퍼의 표면 전체에 걸쳐서 생성된 제2 출력을 사용하여 특성을 판정하는 단계를 포함한다.

한 실시예에서, 특성을 판정하는 단계는 제2 출력과, 그리고 이 제2 출력과 웨이퍼의 특성 사이의 미리정의된 상관관계를 사용하여 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 특성을 판정하는 단계는 웨이퍼 상의 소정의 영역에 걸쳐서 제2 출력의 값을 판정하는 단계와 웨이퍼로부터의 특성을 판정하는 단계를 포함한다. 또 다른 한 실시예에서, 상기 특성은 웨이퍼 상의 소정의 영역에 걸친 평균적인 특성이다. 또 다른 실시예에서 상기 특성을 판정하는 단계는 웨이퍼에 걸친 제2 출력에서의 변동을 판정하는 단계와 상기 변동으로부터 특성을 판정하는 단계를 포함한다. 어떤 실시예들에서 상기 특성을 판정하는 단계는 실질적으로 웨이퍼의 전체 표면에 걸친 제2 출력의 이차원 지도를 생성하는 단계와 상기 이차원 지도로부터 특성을 판정하는 단계를 포함한다.

한 실시예에서, 상기 특성을 판정하는 단계는 웨이퍼의 서로 다른 영역들에 걸쳐서 제2 출력의 값을 판정하는 단계와 이 값을 사용하여 서로 다른 영역들의 상기 특성을 판정하는 단계를 포함한다. 다른 한 실시예에서, 상기 특성을 판정하는 단계는 웨이퍼 상의 서로 다른 영역들에 대한 상기 특성의 단일 값을 판정하는 단계를 포함한다. 상기 하나의 실시예에서, 상기 서로 다른 영역들 각각은 웨이퍼 상의 패턴화된 특징부의 영역보다 크다.

한 추가적인 실시예에서, 출력을 생성하는 단계는 정밀검사 시스템의 다중 채널을 사용하여 출력을 생성하는 단계를 포함한다. 상기 한 실시예에서, 상기 특성을 판정하는 단계는 다중채널 중 하나의 채널에 의해 생성된 제2 출력을 사용하여 상기 특성을 판정하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 다중채널 중 다른 하나의 채널에 의해 생성된 제2 출력을 사용하여 웨이퍼의 다른 특성을 판정하는 단계를 포함할 수 있다.

한 실시예에서, 상기 방법은 상기 특성을 사용하여 통계적 프로세스 제어를 수행하는 단계를 포함한다. 다른 한 실시예에서, 상기 방법은 반도체 제조 프로세스에서의 이상현상을 검출하기 위해 상기 특성을 사용하여 반도체 제조 프로세스의 인라인 모니터링을 수행하는 단계를 포함한다. 어떤 실시예들에서, 상기 방법은 웨이퍼 상의 서로 다른 영역들에 대한 제2 출력의 표준편차를 판정하는 단계와 이 표준편차가 웨이퍼를 형성하는데에 사용되는 프로세스에서의 이상현상을 나타내는지 아닌지를 판정하는 단계를 포함한다.

다른 추가적인 한 실시예에서, 이 방법은 웨이퍼에 걸친 제2 출력에서의 변동을 측정하는 단계와 이 변동이 웨이퍼를 형성하는데에 사용되는 프로세스 툴의 시그너처(signature)와 관련이 있는지 없는지를 판정하는 단계를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 이 방법은 실질적으로 웨이퍼의 표면 전체에 걸쳐 제2 출력의 이차원 지도를 생성하는 단계와 비정상적인 패턴이 이 이차원 지도에 존재하는지 아닌지를 판정하는 단계, 그리고 만약 비정상적인 패턴이 존재하면, 이 비정상적인 패턴이 웨이퍼를 형성하는데에 사용되는 프로세스에서의 이상현상에 상응하는지 아닌지를 판정하는 단계를 포함한다.

한 실시예에서, 웨이퍼는 패턴화되지 않은 웨이퍼 또는 패턴화된 웨이퍼를 포함한다. 다른 한 실시예에서, 상기 특성에는 거칠기, 반사율, 두께, 두께의 균일성, 폴리싱 균일성, 저항률, 혹은 입도(grain size)를 포함한다. 어떤 실시예들에서, 상기 방법은 상기 출력을 사용하여 웨이퍼 상의 결함을 검출하는 단계를 포함한다. 위에서 설명된 방법에 대한 각각의 실시예들은 여기서 설명된 임의의 다른 방법(들)의 임의의 다른 단계(들)을 포함할 수 있다.

다른 한 실시예는 웨이퍼의 특성을 판정하기 위한 컴퓨터 구현 방법과 관련이 있다. 본 방법은 정밀검사 시스템에 의해 생성된 웨이퍼로부터의 빛에 응답하는 출력을 얻는 단계를 포함한다. 이 출력은 웨이퍼 상의 결함에 상응하는 제1 출력과 상기 결함에 상응하지 않는 제2 출력을 포함한다. 본 방법은 또한 제2 출력을 사용하여 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계를 포함한다. 본 방법의 실시예는 여기서 설명한 임의의 다른 방법(들)의 임의의 다른 단계(들)을 포함할 수 있다.

추가적인 한 실시예는 웨이퍼의 특성을 판정하도록 구성된 시스템과 관련이 있다. 본 시스템은 웨이퍼를 조명하고, 웨이퍼로부터의 빛에 응답하는 출력을 생성하도록 구성된 정밀검사 서브시스템을 포함한다. 상기 출력은 웨이퍼 상의 결함에 상응하는 제1 출력과 결함에 상응하지 않는 제2 출력을 포함한다. 상기 시스템은 또한 제2 출력을 사용하여 웨이퍼의 특성을 측정하도록 구성된 프로세서를 포함한다. 상기 시스템은 여기서 설명된 바와 같이 더 구성될 수도 있다.

발명의 다른 목적과 장점들은 다음의 상세한 설명을 읽고 첨부된 도면을 참조하면 명확해질 것이다.

도 1은 웨이퍼의 특성을 기초로 프로세스를 모니터링하기 위한 방법의 한 예시를 보여주는 흐름도이다;

도 2는 웨이퍼의 특성을 기초로 프로세스를 모니터링하기 위한 방법과, 웨이퍼의 특성을 기초로 프로세스를 모니터링하는 방법을 셋업하기 위한 방법의 일 실 시예를 보여주는 흐름도를 포함한다;

도 3은 정밀검사 시스템에 의해 생성된 웨이퍼로부터의 빛에 응답하는 출력의 하나의 예시를 보여주는 도면이다;

도 4는 웨이퍼 상의 서로 다른 영역들의 다양한 실시예의 윗면도를 보여주는 개략도이다;

도 5는 웨이퍼의 특성을 기초로 프로세스를 모니터링하는 방법과, 웨이퍼의 특성을 기초로 프로세스를 모니터링하는 방법을 셋업하기 위한 방법의 다른 실시예를 보여주는 흐름도를 포함한다;

도 6-7은 웨이퍼의 특성을 판정하기 위해 구성된 시스템의 다양한 실시예의 단면도를 보여주는 개략도이다.

본 발명은 다양한 변형과 대체 형태를 가질 수 있지만, 도면들에서는 본 발명의 특정 실시예들이 예시로서 도시되며, 본 명세서에서 이들을 상세하게 설명할 것이다. 하지만 본 발명에 관한 도면과 상세한 설명은 본 발명을 개시된 특정 형태로 제한하려는 의도가 아니라, 이와는 달리 첨부된 특허 청구 범위에 의해 정의된 본 발명의 사상과 범위내에 포함되는 모든 변형들, 등가물들, 그리고 대체물들을 커버하려는 것임을 이해해야 한다.

여기서 사용되는 "웨이퍼"라는 용어는 일반적으로 반도체 혹은 비반도체 물질로 형성된 기판을 지칭한다. 단결정 실리콘, 갈륨비소, 그리고 인듐 인화물 등은 이러한 반도체 혹은 비반도체의 한 예이지만, 이에 국한되는 것은 아니다. 이러한 기판들은 보통 반도체 제조 설비에서 발견되고 및/또는 프로세싱된다.

웨이퍼는 기판상에 형성된 하나 이상의 층들을 포함할 수 있다. 예를 들어 이러한 층들은 레지스트, 유전성 물질, 전도성 물질을 포함할 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다. 이와 같은 수 많은 여러 유형의 층들이 본 발명분야에서 알려져 있으며, 본 명세서에서 사용되는 웨이퍼라는 용어는 이러한 모든 유형의 층들을 망라하는 것으로 한다.

웨이퍼상에 형성된 하나 이상의 층은 패턴화되거나 패턴화되지 않을 수 있다. 그러므로 어떤 실시예에서, 웨이퍼는 패턴화되지 않은 웨이퍼 또는 패턴화된 웨이퍼를 포함한다. 예를 들어, 반복되는 패턴 특징을 각각 갖는 다수의 다이들을 포함할 수 있다. 이러한 물질층의 형성과 프로세싱은 궁극적으로 완전한 반도체 장치를 낳게할 수 있다. 수 많은 유형의 장치들이 웨이퍼 상에서 형성될 것이며, 여기서 사용된 웨이퍼라는 용어는 본 기술에서 알려진 임의의 유형의 장치들이 그 위에서 제조되거나 또는 제조될 예정인 웨이퍼를 망라하도록 한다.

비록, 본 명세서에서는 웨이퍼와 관련된 방법 및 시스템의 실시예들을 설명하고 있지만, 여기서 설명된 방법 및 시스템은 웨이퍼 특성(들)에 기초된 프로세스 모니터링 및 제어를 필요로하는 프로세스를 이용하여 제조되는 임의의 표본의 하나 이상의 특성들을 판정하는 데에 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 할 것이다.

여기서 사용되는 웨이퍼의 "특성"이란 용어는 계측 툴을 사용하여 정상적으로 측정된 값을 가지고 있는 웨이퍼의 비결함 관련 특성을 지칭한다. 게다가, 비록 웨이퍼의 특성이 어떤 미리정의된 한도 밖의 값을 가짐으로써 웨이퍼가 "결함있는" 것으로 만든다 하더라도, 웨이퍼의 특성은 결함의 존재, 결함의 위치, 결함의 갯수와 같은 정밀검사 시스템에 의해 판정될 수 있는 결함들에 관한 정보와는 관계가 없다. 웨이퍼의 "특성"에 대한 예는, (예를 들어, 웨이퍼의 표면이나 웨이퍼상에 형성된 막의) 거칠기, (예를 들어, 웨이퍼나 웨이퍼상에 형성된 막의) 반사율, (예를 들어, 웨이퍼상에 형성된 막의) 두께, (예를 들어, 웨이퍼상에 형성된 유전체 막과 같은 막의) 두께의 균일성이나 변화, (예를 들어, 웨이퍼상에 형성된 막의) 폴리싱 균일성, 폴리싱 슬러리 잔유물(즉, 폴리싱의 투명도), (예를 들어, 웨이퍼상에 형성된 막의) 저항률, 그리고 (예를 들어, 웨이퍼상에 형성된 폴리실리콘 막의) 입도 등을 포함한다.

"제1 출력"과 "제2 출력" 이라는 용어들은 여기에서 정밀검사 시스템에 의해 생성된 여러 출력 부분들을 구별시키기 위해 사용된다. "제1" 와 "제2" 라는 용어들은 출력의 시간적, 공간적, 혹은 선순위가 있는 특성들을 나타내기 위해 사용되지 않는다.

도면으로 다시 돌아가서, 본 도면들은 실제 비율에 맞춰 제도되지 않았다는 것에 주목할 필요가 있다. 특히 본 도면들의 몇몇 구성요소의 비율은 그 요소의 특성을 강조하기 위해 매우 과장되었다. 또한 주목할 것은 도면들은 동일한 비율로 제도되지 않았다는 점이다. 비슷하게 구성될 수 있는 하나 이상의 도면들에서 도시되는 구성요소들은 동일한 참조번호들을 이용하여 지시된다.

도 1은 반도체 제조 프로세스를 모니터링하는 방법의 한 예를 설명한다. 도 1에서 도시되는 바와 같이, 본 방법은 프로세스 장비(10)를 사용하여 웨이퍼를 프 로세싱하는 단계를 포함한다. 프로세스 장비(10)는 리소그라피 툴, 에칭 툴, 화학적-기계적 폴리싱(CMP) 툴, 증착 툴(예를 들어, 화학 기상 증착(CVD) 툴, 물리적 기상 증착(PVD) 툴, 원자층 증착 툴 등이 있다). 세정 툴, 도금 툴, 이온 주입 툴, 그리고 서멀 툴(예를 들어, 고속 서멀 어닐링 툴)과 같은 반도체 제조의 기술에 알려진 모든 적절한 프로세스 툴을 포함할 것이다.

웨이퍼가 프로세스 장비(10)에 의해 프로세싱된 후, 웨이퍼의 하나 이상의 특성들은 계측 툴(12)에 의해 측정된다. 계측 툴(12)은, 예를 들어 웨이퍼 표면의 거칠기나 웨이퍼에서 형성된 막의 표면 거칠기와 같은 특성을 측정하는 데 사용될 수 있는 원자력 현미경(AFM)이나 다른 스캐닝 프로브 현미경(SPM), 분광 엘립소미터(ellipsometer)와 같이 웨이퍼 상에 형성된 얇은 막의 두께, 두께의 균일성, 그리고 반사율과 같은 하나 이상의 특성을 측정하도록 구성된 계측 툴, 그리고 웨이퍼상에 형성된 얇은 막의 저항률과 같은 하나 이상의 전기적 특성을 측정하도록 구성된 계측 툴을 포함할 것이다.

계측 툴(12)에 의해 웨이퍼의 특성(들)이 측정되고 나면, 이 특성들의 측정값은 프로세스 모니터링과 제어(통계적 프로세스 제어(SPC))에 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 특성의 측정값은 SPC 차트(14)에 도표로 표시될 수 있다. SPC 차트는 특성들의 값을 측정 횟수나 측정 시간의 함수로서 보여주는데, 이는 SPC 차트( 14)에서 점선으로 표시되어있다. SPC 차트는 또한 웨이퍼의 특성 값에 대한 제어 상한선(UCL), 제어 하한선(LCL)을 보여준다. 예를 들어, UCL과 LCL은 웨이퍼 상에서 형성되고 있는 장치들의 설계와 장치들에 영향을 미치는 특성들에서의 변동의 정도를 바탕으로 판정될 수 있다. 그러므로 SPC 차트(14)는 특성에서의 변동을 시각적으로 모니터링하기 위해 반도체 제조 설비의 엔지니어나 운용자들에 의해 사용될 수 있는 웨이퍼의 특성의 변동의 그래프 표현을 제공한다. 게다가, SPC는 SPC 차트(14)를 생성하거나 생성하지 않으면서 계측 툴(12)로 판정된 특성(들)을 사용하여 자동적으로 실행될 수 있다.

도 1에서 도시된 방법은 프로세스 제어와 모니터링에 유용할 수 있다는 것이 입증되었다. 예를 들어, SPC에 사용되는 웨이퍼의 많은 특성들 혹은 "물리적 양" (표면 거칠기, 반사율, 막 측정 등)은 계측 툴로 측정될 수 있는데, 이 툴은 이런 물리적 양을 측정하는 능력이 어느 정확도까지 잘 확립되어 있다.

그러나, 도 1에 도시된 방법에는 많은 단점이 존재한다. 특히 프로세스 제어와 모니터링에 쓰이는 계측 툴로 실행된 웨이퍼의 하나 이상의 특성에 대한 측정을 이용하는 것은 불리하다. 왜냐하면 상기 측정은 대체로 오랜 시간이 걸리기 때문이다. 그러므로 위에서 설명한 것 같은 계측 측정은 종종 생산 사이클 타임에 영향(예를 들어, 생산 사이클 타임을 증가시킴)을 주는 것 없이 인라인 모니터링 애플리케이션을 위한 웨이퍼의 높은 샘플링을 얻는 데에는 적합하지 않다. 따라서 이러한 측정을 사용한 반도체 제조 프로세싱을 모니터링하는 것은 프로세스의 전체적인 작업처리량을 감소시킬 수도 있다.

게다가 사이클 타임과 프로세스의 작업처리량에 대한 측정에서 요구되는 시간의 영향을 줄이기 위해, 측정은 대체로 웨이퍼상의 오직 한 위치 혹은 제한된 갯수의 위치에서만 실행된다. 예를 들어, 임계 차원(CD) 측정은 웨이퍼 상의 한 지점 에서만 스캐닝 전자현미경(SEM)같은 계측 툴에 의해 수행될 수 있다. 그러나 실질적으로 웨이퍼의 표면 전체에 걸쳐서 이런 측정을 수행하는 것은 대체로 선택사항이 아닌데 그 이유는 단지 이런 측정법이 수행될 수 있는 시간이 너무 길어서 실용적이지 못하기 때문이다. 그러나 본 발명분야의 기술에서 알려진 것처럼, 웨이퍼의 특성들은 웨이퍼의 표면에 걸쳐서 (때로는 크게) 변화할 수 있다. 때문에, 웨이퍼상의 한 위치 혹은 제한된 갯수의 위치에서만 계측 측정을 수행하는 것은 프로세스의 실제적인 성능을 나타내지 않는 측정을 야기할 수 있는데, 이렇게 되면 프로세싱 모니터링과 제어가 부정확해질 수 있다.

계측 툴에 의해 웨이퍼의 물리적 양의 모니터링 빈도수를 줄이는데 이용할 수 있는 대안들은 계측 툴에 의해 수행된 측정 횟수를 줄이는 것, 간단히 말해서 계측 툴을 사용하여 측정을 수행하지 않는 것과, 프로세스 모니터링과 제어를 위한 계측 툴을 사용하는 것 대신 프로세스 툴이나 프로세스 장비의 진단 파라미터를 모니터링하는 것을 포함한다. 분명하게도, 또한 이 각각의 대안들은 감소된 프로세스 모니터링 및 제어 능력 그리고 보다 덜 정확한 프로세스 모니터링 및 제어를 포함하여 많은 이유에서 불리하다.

그러나 여기에서 설명된 방법 및 시스템의 실시예는 이러한 하나 이상의 단점들을 제거하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 여기서 설명된 방법 및 시스템의 실시예는 실질적으로 웨이퍼의 표면 전체(혹은 적어도 웨이퍼 표면의 비교적 넓은 부분)에 걸쳐서 웨이퍼의 특성을 비교적 빨리 판정하는 데 사용될 수 있다. 특히 여기서 설명된 방법 및 시스템의 실시예는 계측 측정(예를 들어 표면 거칠기 측정, 반사율 측정, 두께 측정, 그리고 여기서 설명된 임의의 다른 특성의 측정)을 대신하는 레이저 및 산란 기반의 정밀검사 기술과 같은 정밀검사 기술을 사용한다. 이런 방식으로, 여기서 설명된 방법 및 시스템의 실시예는 인라인 프로세스 모니터링과 제어에서 유리하게 사용될 수 있다.

이와 같은 한 예에서, 생산 작업처리량에 있어서의 반도체 제조 프로세스의 인라인 모니터링은 레이저 산란 정밀검사와 같은 정밀검사를 사용하여, 그리고 웨이퍼들의 물리적 양 또는 특성을 정밀검사 시스템의 출력과 상호 관련시킴으로서 달성될 수 있다. 그러므로 여기서 설명된 방법 및 시스템의 실시예는 KLA-Tencor, San Jose, California 로부터 상업적으로 입수가능한 SPx(예를 들어 SP1와 SP2)시스템과 같은 정밀검사 시스템을 계측 대안구성으로서 사용가능하게 해주며, 그로 인해 높은 작업처리량 및 물리적 양 모니터링를 위한 웨이퍼 영역의 거의 100% 측정 커버리지를 가능하게 한다. 게다가 반도체 장치 제조에서 사용되는 여러 막들의 수가 증가함에 따라, 그리고 반도체 장치의 크기가 감소함에 따라, 막의 표면 거칠기는 프로세스를 모니터링하고 제어하는데에 있어서 중요한 특성이 된다. 그러므로 여기서 설명된 방법 및 시스템 실시예에 의한 웨이퍼의 상기 특성에 대한 인라인 모니터링은 미래에 더욱 중요해질 뿐이다.

여기서 설명된 방법 및 시스템의 실시예는 또한 이 막들의 표면 거칠기를 비교적 높은 정확도(예를 들어, 옹스트롬 이하의 표면 거칠기 측정 능력)와 비교적 높은 빈도로 모니터링하는 데에 사용될 수도 있다. 비교적 높은 빈도의 모니터링은 반도체 제조의 초기 개발 단계 동안에 모든 로트에서 모든 웨이퍼를 측정하는 것을 포함할 것이며, 보다 완성된 프로세스에서는 덜 빈번하게(예를 들어, 로트(lot) 당 두 개의 웨이퍼나, 네 개의 로트 당 두 개의 웨이퍼를 측정하는 것) 실행될 것이다. 명백한 바와 같이, 여기서 설명된 방법 및 실시예가 인라인 모니터링과 제어를 위해 사용되는 빈도수는 반도체 제조 프로세스에 기반을 두어 판정될 것이고, 또 반도체 제조 설비에서 사용자에 의해 선택될 것이다.

도 2에서 도시된 바와 같이, 웨이퍼의 특성을 판정하는 방법의 실시예를 셋업(즉, "교정")하기 위한 방법의 한 실시예는 프로세스 장비(10)에서 웨이퍼를 프로세싱하는 단계를 포함한다. 프로세스 장비(10)는 위에서 설명된 임의의 프로세스 장비를 포함할 것이다. 본 방법 또한 계측 툴(12)을 이용하여 웨이퍼의 하나 이상의 특성을 판정하는 단계를 포함한다. 계측 툴(12)은 위에서 설명된 대로 구성될 것이다. 하나 이상의 특성들은 위에서 설명된 임의의 특성을 포함할 수 있다. 게다가 본 방법은 정밀검사 시스템(16)을 사용하여 웨이퍼로부터의 빛에 응답하는 출력을 생성하는 단계를 포함한다.

정밀검사 시스템(16)은 여기서 설명된 대로 구성될 것이다. 예를 들어, 한 실시예에서, 정밀검사 시스템을 사용하여 출력을 생성하는 단계는 레이저로부터의 빛으로 웨이퍼를 조명하는 단계를 포함한다. 게다가 정밀검사 시스템(16)은 웨이퍼에 걸쳐 빛을 스캐닝함으로써 웨이퍼를 조명하도록 구성될 수 있다. 그러므로 어떤 실시예에서, 정밀검사 시스템을 이용하여 출력을 생성하는 단계는 웨이퍼에 걸쳐 빛을 스캐닝하는 단계와 웨이퍼에 걸친 출력을 생성하는 단계가 포함된다. 정밀검사 시스템(16)은 또한 웨이퍼로부터 산란되는 빛을 검출하도록 구성될 수도 있다. 일 실시예에서, 웨이퍼로부터의 빛은 확산 산란광(diffusely scattered light)을 포함한다.

다른 실시예에서 정밀검사 시스템을 이용하여 출력을 생성하는 단계는 실질적으로 웨이퍼의 표면 전체에 걸치는 출력을 생성하는 것을 포함한다. 그러므로 표면 거칠기와 같은 웨이퍼의 특성을 측정하기 위해 웨이퍼의 비교적 좁은 영역(예를 들어 25 마이크론 평방미터)만을 스캐닝할 수 있는 AFM 툴과 같은 계측 툴과 달리, 여기서 설명된 정밀검사 시스템은 비교적 짧은 시간 내에(예를 들어 30초가량) 웨이퍼의 표면 전체에 걸쳐서 스캐닝할 수 있다. 이런 방식으로, 계측 툴을 이용하여 웨이퍼상의 동일 영역에 걸친 특성을 측정할 경우 상대적으로 긴 시간(예를 들어 몇 년)이 걸리는데 비하여, 여기서 설명된 방법 및 시스템 실시예는 비교적 짧은 시간 내에(예를 들어 30초가량) 웨이퍼 상의 표면 전체에 걸친 특성을 측정할 수 있다.

바람직하게, 계측 툴(12)과 정밀검사 시스템(16) 모두에 의해 하나 이상의 웨이퍼를 측정하는 것이 좋다. 예를 들어, 본 방법에서 추가적으로 사용되는 값과 출력의 정확도를 높이기 위해, 동일한 "실제" 특성값을 가진 하나 이상의 웨이퍼에 대하여 계측 툴에 의해 측정된 값과 정밀검사 시스템으로 생성된 출력이 사용될 수 있다. 이러한 예시의 하나로, 하나 이상의 웨이퍼에 대하여 계측 툴로 측정된 값과 정밀검사 시스템으로 생성된 출력은 각각 평균값과 평균 출력을 생성하기 위해 사용될 수도 있다. 게다가 서로 다른 "실제" 특성값을 가지고 있는 하나 이상의 서로 다른 웨이퍼들은 하나 이상의 서로 다른 프로세스 파라미터를 가진 프로세스 툴(10)에서 웨이퍼를 프로세싱하는 것으로부터 얻어질 수 있고, 계측 툴(12)과 정밀검사 시스템(16)에 의해 측정될 수 있다.

이러한 방법으로 생성된 데이터는 계측 툴(12)로 측정된 특성과 정밀검사 시스템(16)에 의해 생성된 출력 사이의 관계를 판정하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 방법은 계측 툴(12)에 의해 측정된 특성이 정밀검사 시스템(16)의 출력의 함수로서 도표화되는 교정곡선(18)을 생성하는 것을 포함할 수 있다. 이런 방식으로 교정곡선은 측정된 특성과 출력 사이의 상관관계를 보여준다. 특성과 출력 사이의 관계를 정의하는 교정곡선 혹은 임의의 다른 데이터 구조가 여기서 설명된 방법의 실시예에서 생성되고 사용될 수 있다. 이런 방식으로 위에서 설명된 방법은 계측 툴(12)의 측정에 대해서 정밀검사 시스템의 출력을 교정하기 위해 실행될 수 있다.

계측 툴에 의해 측정된 웨이퍼의 특성을 정밀검사 시스템의 출력과 서로 연관시키는 대신에, 본 방법은 프로세스 장비(10)의 하나 이상의 파라미터와 정밀검사 시스템(16)의 출력 사이의 상관관계를 판정하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 이러한 상관관계는 프로세스 장비(10)의 하나의 독립 파라미터를 제외하고 모든 것을 고정시키고, 헤이즈(haze) 측정과 같은 정밀검사 시스템의 출력과 상기 파라미터를 상관시킴으로써 판정될 수 있다. 대안적으로, 이 상관관계는 다중 프로세스 파라미터를 가변시키고, 정밀검사 시스템(분극, 파장, 공간 특성과 같은 여러 특성들을 갖는 웨이퍼로부터의 빛을 검출하도록 구성됨)의 다중채널에 의해 생성된 출력을 사용함으로써 판정될 수 있다. 이것은 독립 프로세스 파라미터에 대하여 다중 헤이즈 맵과 같은 정밀검사 시스템의 다중 출력을 동시에 서로 연관시키기 위한 것이다. 정밀검사 시스템의 다중채널은 여기서 더 상세히 설명된 것처럼 구성될 것이다.

웨이퍼의 특성을 판정하는 방법을 셋업하기 위한 위에서 설명된 방법은 웨이퍼의 계측 유형 특성을 판정하기 위한 정밀검사 출력을 이용하는 것 이전에 수행될 수 있다(즉, 시동시). 게다가 이 방법은 웨이퍼의 특성을 판정하는 방법의 정확도를 유지하기 위해 비교적 낮은 빈도로 주기적으로 교정될 수 있다. 예를 들어, 이 교정은 한 달에 한 번 또는 매 분기마다 한 번 실행될 것이다. 이 방법을 셋업하기위해 쓰이는 웨이퍼 또한 주기적인 교정에서 사용될 수 있다.

웨이퍼의 특성을 판정하는 방법의 한 실시예가 또한 도 2에서 도시된다. 이 방법은 프로세스 장비(10)에서 웨이퍼를 프로세싱하는 단계를 포함할 수 있는데, 이는 위에서 설명된 임의의 프로세스 장비를 포함할 수 있다. 이 방법은 또한 정밀검사 시스템(16)을 이용하여 웨이퍼로부터의 빛에 응답하는 출력을 생성하는 단계를 포함한다. 이 출력은 웨이퍼상의 결함에 상응하는 제1 출력과 결함에 상응하지 않는 제2 출력을 포함한다. 특히 웨이퍼상에 결함이 존재하면, 이 결함은 결함 위치에서 정밀검사 시스템으로 생성된 출력의 일부를 변경할 수 있다.

예를 들어, 도 3은 정밀검사 시스템의 출력의 한 예를 나타낸 도면을 도시한다(예를 들어, 웨이퍼 표면의 산란 신호는 웨이퍼 상의 위치의 함수로서 도표화된다). 도 3에서 더 자세히 보여주듯이, 정밀검사 시스템의 출력은 웨이퍼 상의 입자 결함과 같은 결함에 상응하는 제1 출력(20)을 포함한다. 제1 출력(20)은 임계값 또 는 기타 알고리즘을 상기 출력에 적용시킴으로써 확인될 수 있다. 예를 들어, 결함에 상응하는 출력이 웨이퍼의 표면으로부터 산란된 노이즈 또는 빛에 상응하는 출력과 구별될 수 있도록 비교적 높은 임계값과 비교될 수 있다. 출력은 또한 결함에 상응하지 않는 모든 출력을 포함하는 제2 출력(22)을 포함한다.

그러므로 정밀검사 시스템의 출력은 웨이퍼에 관한 비교적 많은 양의 데이터를 포함할 수 있다. 보통 결함에 상응하는 출력은 정밀검사에 있어서 관심대상 출력이고, 결함에 상응하지 않는 출력은 노이즈, 방해신호(nuisance), 혹은 배경신호로 간주된다. 예를 들어, 결함에 상응하는 출력은 저장되어 추가적으로 (예를 들어, 광점 결함(LPD) 지도와 같은 결함 지도를 만들기 위해, 그리고 웨이퍼 상의 결함의 위치를 판정하기 위해, 등등) 프로세싱된다. 정밀검사 시스템에 의해 생성된 기타의 모든 출력은 정밀검사의 목적상 노이즈로 간주되고, 이것이 결함에 상응하지 않기 때문에 폐기될 수 있다. 정밀검사 분야의 많은 작업은 결함 검출의 감도를 높이기 위해 결함에 상응하지 않는 출력을 억제하는 데에 전력을 다한다.

그러나 여기서 설명된 실시예에서, 제2 출력은 웨이퍼의 특성에 대한 대체물로서 사용될 수 있다. 특히 여기서 설명한 방법 및 시스템의 실시예에서, 출력에서의 "노이즈"는 웨이퍼의 특성을 판정하는 데에 사용된다. 이런 방식으로 대부분의 방법 및 시스템이 출력에서의 이러한 노이즈를 억제하도록 설계된 것과 달리, 본 명세서에서 설명된 방법 및 시스템의 실시예는 이런 노이즈를 웨이퍼의 특성에 대한 대체물로서 유용하게 사용한다. 즉, 웨이퍼의 표면으로부터 산란되는 빛에 응답하는 출력은 본 명세서에서 추가 설명되는 바와 같이 프로세싱될 수 있도록 몇가지 제어가능한 방법으로 획득되거나, 샘플링될 수 있다. 또한, 정밀검사 시스템의 다른 모든 출력 대신 제2 출력만을 사용하여 특성을 판정하는 것은 특성을 판정하는 데에 있어서의 정확도를 높인다.

본 방법은 또한 제2 출력을 이용하여 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계를 포함한다. 어느 한 실시예에서, 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계는 제2 출력, 및 제2 출력과 웨이퍼의 특성 사이의 미리정의된 상관관계를 사용하여 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계를 포함한다. 예를 들어, 만약 "교정"이 도 2에서 도시된 것처럼 수행된다면, 웨이퍼의 특성이 교정곡선(18)과 함께 제2 출력을 이용하여 판정될 수 있다. 그러므로 레이저 산란 정밀검사 시스템과 같은 정밀검사 시스템을 사용하여 웨이퍼의 특성을 판정할 경우, 정밀검사 시스템의 측정값은 정밀검사 시스템에 의해 수행된 측정값이 정밀검사 애플리케이션에 보고되는 전형적인 방식(예를 들어, ppm이나 "총 통합 산란 신호"와 같은 산란 단위) 대신에, 옹스트롬 단위의 거칠기, 옴 단위의 표면저항, 그리고 옹스트롬 단위의 막 두께와 같은 물리적 단위로 보고될 수 있다.

그러므로 웨이퍼의 특성을 판정하기 위한 도 1과 도 2의 방법을 비교한 것에서 볼 수 있듯이, 도 2의 방법은 정밀검사 시스템의 출력을 계측 툴에 의해 보통 수행되는 측정에 대한 계측 대체값으로서 사용한다. 웨이퍼의 특성이나 물리적 량이 정밀검사 시스템 그리고 적절한 상관관계 혹은 여기서 설명된 다른 데이터 프로세싱을 이용하여 판정될 수 있고, 또 정밀검사 시스템이 계측 툴보다 훨씬 빠르게 웨이퍼에 대한 데이터를 얻을 수 있기 때문에, 여기서 설명된 방법 및 시스템은 전 통적인 계측 장비보다 훨씬 빠르게 웨이퍼의 물리적 량을 측정할 수 있다. 게다가 웨이퍼의 특성을 간접적으로 측정하도록 시도되는, 비교적 시간이 걸리고 복잡한 모델링을 포함하는 다른 방법들(예를 들어, 헤이즈 측정으로부터 표면 거칠기를 측정하는 것)과는 달리, 여기서 설명된 방법 및 시스템 실시예는 비교적 단순한 상관관계 혹은 출력과 특성의 교정으로부터 웨이퍼의 특성을 판정할 수 있다.

위에서 설명했듯이, 정밀검사 시스템을 사용하여 출력을 생성하는 단계는 실질적으로 웨이퍼 표면 전체에 걸쳐서 상기 출력을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 어느 한 실시예에서, 특성을 판정하는 단계는 실질적으로 웨이퍼 표면 전체에 걸쳐서 생성된 제2 출력을 사용하여 특성을 판정하는 단계를 포함한다. 이런 방식으로, 이 특성은 결함에 상응하는 출력을 제외한, 웨이퍼에 대하여 정밀검사에 의해 생성된 다른 모든 출력을 이용하여 판정될 수 있다. 따라서 웨이퍼의 특성이 실질적으로 웨이퍼 표면 전체에 걸쳐서 판정될 것이다.

다른 한 실시예에서, 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계는 웨이퍼상의 소정의 영역에 걸친 제2 출력에 대한 값을 판정하는 단계와 이 값으로부터 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계를 포함한다. 이런 한 실시예에서, 상기 값을 판정하기 위해 사용되는 웨이퍼상의 영역(이 영역에 걸쳐 제2 출력이 생성됨)은 실질적으로 웨이퍼의 표면 전체가 될 수 있다. 이런 방식으로, 상기 출력값은 결함에 상응하는 출력을 제외한, 정밀검사에 의해 웨이퍼를 대상으로 하여 생성된 다른 모든 출력을 이용하여 판정될 수 있다. 예를 들어, 제2 출력에 대하여 판정된 값은 평균값, 보통값, 중간값, 표준 편차값 또는 제2 값에 대한 다른 어떤 적절한 값을 포함할 수 있다. 이런 방식으로 상기 값에 의해 판정된 웨이퍼의 특성은 평균 특성값, 특성의 보통값, 특성의 중간값, 특성의 표준 편차값 등이 될 수 있다. 그러나 웨이퍼 상의 영역에 걸친(예를 들어, 웨이퍼 표면 전체에 걸친) 이러한 특성값은 다른 임의의 방식으로 판정될 수 있다.

다른 추가적인 실시예에서, 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계는 웨이퍼에 걸친 제2 출력에서의 변동을 판정하는 단계와 이 변동으로부터 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 상기 특성을 판정하는 단계는 웨이퍼의 표면 전체에 걸쳐서 제2 출력의 이차원 지도를 생성하는 단계와 이 이차원 지도로부터 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계를 포함한다. 다른 말로, 정밀검사 시스템에 의해 생성된 제2 출력은 웨이퍼 전체 및 웨이퍼에 걸친 특성에서의 변동을 설명하는 그래프 표현을 생성하는데 사용될 수 있는 대량의 데이터를 제공한다. 이런 방식으로, 제2 출력의 이차원 지도는 AOI(anomaly of interest) 표면을 확인하기 위해 사용될 수 있다.

어떤 실시예에서, 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계는 웨이퍼 상의 서로 다른 영역들에 걸쳐 제2 출력에 대한 값을 판정하는 단계와, 이 값을 사용하여 웨이퍼의 서로 다른 영역들에 대한 특성을 판정하는 단계를 포함한다. 다른 실시예에서, 상기 특성을 판정하는 단계는 웨이퍼 상의 서로 다른 영역에 대한 특성의 단일 값을 판정하는 단계를 포함한다. 이런 방식으로, 여기서 설명된 방법 및 시스템 실시예는 정밀검사 시스템의 출력을 웨이퍼 특성의 공간적 변동을 구하기 위해 사용할 수 있다.

웨이퍼 상의 서로 다른 영역들은 서로 다른 극좌표로 정의될 수 있다. 이러한 서로 다른 영역들의 예가 도 4에 도시된다. 특히 웨이퍼(24)의 영역은 서로 다른 각도좌표 혹은 서로 다른 고정 각도에 의해 정의되는 서로 다른 영역들(26)로 나눠질 수 있다. 실질적으로 웨이퍼(24)의 표면 전체 영역은 서로 다른 영역들(26)에 포함되거나 아니면 서로 다른 영역들(26)은 이 웨이퍼 표면 전체의 단지 한 부분에만 걸칠 수 있다. 특정 갯수의 서로 다른 영역들(26)이 도 4에서 도시되고 있지만, 이 웨이퍼 영역은 임의의 적절한 갯수의 서로 다른 영역들로 분리될 수 있음을 이해해야 한다.

대안적으로, 웨이퍼상의 서로 다른 영역들은 서로 다른 방사 좌표들 또는 서로 다른 고정 반경들에 의해 정의될 수 있다. 이런 방식으로, 웨이퍼 상의 서로 다른 영역들은 일반적으로 동심원 모양을 가질 수 있다. 이러한 다른 영역의 한 예가 도 4에서 도시된다. 특히 웨이퍼(24)의 영역은 서로 다른 영역들(28)로 나눠질 수 있다. 실질적으로 웨이퍼 표면의 전체 영역은 서로 다른 영역들(28)에 포함되거나, 혹은 서로 다른 영역들(28)은 웨이퍼 전체 표면의 단지 한 부분에만 걸칠 수 있다. 비록 특정 갯수의 서로 다른 영역들(28)이 도 4에서 도시되고 있지만, 웨이퍼 영역은 임의의 적절한 갯수의 이와 같은 서로 다른 영역들로 나눠질 수 있음을 이해해야 한다.

게다가 서로 다른 영역들(26, 28)은 모두 단일 웨이퍼의 영역에 걸쳐서 정의될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(30)는 서로 다른 영역 들(26, 28)로 나눠질 수 있다. 이런 방식으로, 웨이퍼의 특성은 웨이퍼 상에서 어 느 정도 겹쳐진 서로 다른 영역들에 걸쳐서 판정될 것이다. 겹쳐진 영역의 특성을 판정하는 것은 단일 웨이퍼에 걸쳐서 서로 다른 공간적 배열에서의 변동에 대한 특성을 검사하는 것이 바람직할 때 유리할 수 있다.

서로 다른 영역들 각각은 웨이퍼 상의 패턴화된 특징부의 영역보다 크다. 예를 들어, 웨이퍼 상의 서로 다른 영역들은 1 미크론 평방미터 정도의 수평 치수를 갖는다. 다른 예로, 웨이퍼 상의 서로 다른 영역들은 25 미크론 평방미터 정도의 수평 치수를 갖는다. 이런 방식으로 웨이퍼상에 프린트된 레티클 필드의 크기와 거의 같은 크기인 웨이퍼상의 서로 다른 영역들에 대한 웨이퍼의 특성이 판정될 수 있다. 모든 또는 일부 서로 다른 영역들의 수평 치수는 동일하거나 서로 다를 수 있으며, 또는 어떠한 서로 다른 영역들의 수평 치수도 동일하거나 서로 다르지 않을 수 있다.

단일 패턴화된 특징부에 의해 점유된 웨이퍼상의 영역의 특성을 측정하는 계측 툴과는 달리, 여기서 설명된 방법 및 시스템 실시예에 의해 판정된 특성의 값은 패턴화된 특징부의 영역 보다 훨씬 큰 웨이퍼상의 영역에 걸친 특성을 나타내는 값일 수 있다. 따라서 정밀검사 시스템의 출력상의 임의의 단일 패턴화된 특징부의 영향은 줄어들거나 혹은 "평균화"가 될 수 있다. 이런 방식으로, 웨이퍼상의 하나 이상의 개별적인 위치에서 웨이퍼의 특성을 측정하도록 구성된 계측 툴과는 달리, 여기서 설명된 정밀검사 시스템은 평균적인 웨이퍼의 광학적 특성(예를 들어, 제2 출력)을 프로세싱하기 위해 그리고 평균적인 웨이퍼의 특성을 판정하기 위해 사용될 수 있다. 그러므로 서로 다른 영역들 각각에 대해서 판정된 특성의 단일 값은 서로 다른 영역들 각각에 걸친 특성의 평균적인 값일 수 있다. 따라서 여기서 설명된 실시예에 의해 판정된 특성은 거시적 레벨로 판정되는 동시에, 계측 툴/장비로 판정된 웨이퍼의 이 특성은 미시적 레벨로 측정된다.

또 다른 실시예에서, 출력을 생성하는 단계는 정밀검사 시스템의 다중채널을 사용하여 출력을 생성하는 단계를 포함한다. 일 실시예에서, 특성을 판정하는 단계는 다중채널 중의 하나의 채널에 의해 생성된 제2 출력을 사용하여 특성을 판정하는 단계를 포함한다. 이러한 한 실시예는 또한 다중채널 중의 다른 하나의 채널에 의해 생성된 제2 출력을 사용하여 웨이퍼의 다른 특성을 판정하는 단계를 포함한다. 이런 방식으로, 다중채널을 가진 정밀검사 시스템을 사용하여 웨이퍼를 스캐닝 하는 것에 의하여, 여기서 설명된 방법 및 시스템의 실시예는 웨이퍼의 다수의 특성들을 판정하는 데에 쓰일 수 있다. 다수의 특성들은 동시에 판정될 수 있다. 정밀검사 시스템의 다중채널은 여기서 상세히 설명된 것처럼 구성될 수 있다.

여기서 설명한 방법의 실시예는 또한 출력을 이용하여 웨이퍼 상의 결함 검출하는 단계를 포함할 수 있다. 특히, 위에서 설명했듯이, 결함에 상응하는 제1 출력은 정밀검사 시스템에서 생성된 출력에서 확인될 수 있다. 결함에 상응하지 않는 출력의 일부는 여기서 설명된 것처럼 웨이퍼의 특성을 판정하는 데에 사용될 수 있다. 제1 출력이 웨이퍼의 특성을 판정하는 데 쓰이지 않는다고 해도, 제1 출력은 폐기되지 않을 수 있고 따라서 다른 목적에 쓰일 수 있다. 예를 들어, 제1 출력이 결함에 상응하고 또 제2 출력으로부터 제1 출력이 구별되는 것이 확인되기 때문에, 제1 출력을 확인하는 것은 또한 웨이퍼의 결함을 확인하고 검출하는 데에 사용될 수 있다. 이런 방식으로 여기서 설명된 방법 및 시스템의 실시예는 웨이퍼의 결함을 검출하는 동시에 웨이퍼의 특성을 판정하는 데에 사용될 수 있다.

위에서 설명된 것처럼, 방법 실시예는 웨이퍼의 소정의 영역 또는 웨이퍼 표면 전체에 걸쳐 제2 출력의 이차원 지도를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로 이차원 지도는 웨이퍼의 소정의 영역 혹은 웨이퍼 표면 전체의 "이미지"를 나타낼 수 있다. 위에서 설명했듯이, 이 "이미지"는 변화하는 층 두께와 광학적 특성에서의 표면 혹은 계면 물질 특성들과 레이저와의 상호작용에서 생겨난 총 광산란신호의 저주파수 성분을 나타낸다. 어떤 경우에는 연속적이고 연장된 영역 결함이 이런 백그라운드 헤이즈를 변경하기에 충분할 만큼 확장될 수 있다. 이러한 방법으로, 위에서 설명된 것처럼 제1 출력으로부터 웨이퍼 상의 결함을 검출하는 것에 더하여, "이미지"는 그렇지 않으면 쉽게 간과할 수 있는 웨이퍼상의 연속적이고 확장된 영역 결함을 확인하기 위해 웨이퍼 표면상의 시그너처 분석(예를 들어, 헤이즈 시그너처)을 가능하게 한다. 정밀검사 시스템의 몇몇 채널들은 다른 채널들 보다 이러한 결함들에 더 민감할 수 있다. 예를 들어, 아래서 상세히 설명된 정밀검사 시스템의 수직(좁은) 채널은 연속적이고 확장된 영역 결함을 확인하기 위한 시스템의 가장 민감한 채널일 수 있다. 이런 방식으로 시스템의 출력의 일부만이 이러한 결함을 검출하는 데에 이용될 수 있다. 이러한 결함들은 노광 전의 레지스트 코팅층의 균일성에서의 작은 변동을 나타낼 수 있고, 이 변동은 후에 사전 노광 레지스트 코팅층에서의 변동 또는 최악의 경우의 패턴 손실로 인한 라인폭에서의 후속 변동을 야기시킬 수 있기 때문에, 이러한 결함들을 검출하는 것은 레지 스트 코팅층 정밀조사와 같은 애플리케이션에서 특히나 중요할 수 있다.

여기서 설명된 정밀검사 시스템의 측정은 프로세스 이상현상(excursion) 모니터링에 사용될 수 있다. 게다가 정밀검사 시스템에 의해 수행되는 계측 대체 측정은 프로세스의 비교적 빈번한 모니터링에 사용될 수 있는데, 왜냐하면 이 측정이 계측 툴에 의해 수행되는 측정보다 훨씬 빨리 수행될 수 있기 때문이다. 일 실시예에서, 상기 방법은 웨이퍼의 특성을 이용하여 SPC를 실행하는 단계를 포함한다. SPC를 실행하는 것은 도 2의 SPC 차트(32)에서 일반적으로 보여주며, 이는 위에서 설명된 것처럼 구성될 수 있다. 그러나　 SPC는 본 발명 기술분야에서 알려진 임의의 적절한 방법으로 실행될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 게다가 만약 웨이퍼의 하나 이상의 특성이 여기서 설명된 실시예에서 판정된다면, 웨이퍼의 하나 이상의 특성들은 SPC를 실행하는 데에 사용될 수 있다. 다른 한 실시예에서, 상기 방법은 반도체 제조 프로세스에서의 이상현상을 검출하기 위해 웨이퍼의 특성을 사용하여 반도체 제조 프로세스의 인라인 모니터링을 실행하는 것을 포함한다. 이러한 한 실시예에서, 상기 방법은 웨이퍼상의 서로 다른 영역들에 대한 제2 출력의 표준편차를 판정하는 것과 웨이퍼를 형성하는 데에 사용되는 프로세스에서 이 표준편차가 이상현상을 나타내는지 아닌지를 판정하는 것을 포함한다.

만약 이상현상 프로세스가 여기서 설명된 방법 및 시스템의 실시예에 의해 확인된 경우, 본 방법 및 시스템의 실시예는 이상현상 프로세스가 계측의 후보로서 검출되는 웨이퍼를 확인할 수 있다. 이런 방식으로 이상현상 프로세스가 검출된 웨이퍼의 특성은 계측 툴을 사용하여 검증되거나 측정될 것이며, 계측 툴로 판정된 특성의 값은 프로세스의 적절한 보정을 판정하는 데에 사용될 수 있다.

어떤 실시예에서, 상기 방법은 웨이퍼에 걸쳐 제2 출력에서의 변동을 판정하는 것, 그리고 이 변동이 웨이퍼의 형성에 사용되는 프로세스 툴의 시그너처와 관련이 있는지 없는지를 판정하는 것을 포함한다. 예를 들어, 증착 툴에 의해 프로세싱된 웨이퍼는 증착 툴의 척(chuck) 때문에 웨이퍼에 걸쳐서 변동하는 특성을 가질 수 있다. 게다가 이 척으로 인한 웨이퍼의 특성에서의 변동은 정밀검사 시스템의 출력(예를 들어, 헤이즈 측정)을 사용하여 검출될 수 있다. 제2 출력에서의 변동은 제2 출력의 표준편차로서 판정될 것이다. 게다가 제2 출력의 표준편차는 웨이퍼상의 서로 다른 영역들에 대해 판정될 것이다. 서로 다른 영역들은 여기서 상세히 설명된 것처럼 정의될 것이다. 서로 다른 영역들 각각에 대한 표준편차는 표준편차에 관한 미리 정의된 임계값 또는 한계값과 비교될 수 있다. 이런 방식으로, 이 임계값 혹은 한계값보다 훨씬 큰 표준편차 값은 프로세스 툴의 시그너처와 관련이 있을 수 있는 이상현상 프로세스를 표시하는 것으로서 신호(flagged)되거나 확인될 수 있다.

다른 실시예에서, 상기 방법은 실질적으로 웨이퍼의 표면 전체에 걸쳐 제2 출력의 이차원 지도를 생성하는 것, 비정상적인 패턴이 이차원 지도에 존재하는지를 판정하는 것, 그리고, 만약 비정상적인 패턴이 존재한다면, 비정상적인 패턴이 웨이퍼를 만드는 데 사용되는 프로세스의 이상현상에 상응하는지 아닌지를 판정하는 것을 포함한다. 이차원 지도의 비정상적인 패턴은 이 기술에서 알려진 임의의 적절한 방법 그리고/혹은 알고리즘을 사용하여 확인될 수 있다. 이러한 방법을 이 용하여 검출될 수 있는 비정상적인 패턴은 증착 툴(예를 들어, CVD 증착 툴)의 척 임프린트, 불량 또는 비균일한 에칭, 전기 화학 증착(ECD) 프로세스로 형성된 구리의 "스월", 테트라에톡시실란(TEOS) 가스를 사용하는 플라즈마 CVD 툴의 샤워헤드에 상응하는 패턴, 두께의 변화, 습식 세정 문제, 슬러리 잔유물 등을 포함하며, 이외에도 다른 것들이 있다. 이런 방식으로 여기서 설명된 방법 및 시스템의 실시예는 웨이퍼의 특성에서의 공간적 변동을 확인하기 위해, 그리고 이상현상 프로세스의 표시자로서 공간적 변동을 사용하기 위해 이용될 수 있다.

본 방법은 또한 기억 매체에서 판정 단계의 결과를 저장하는 것을 포함한다. 판정 단계의 결과는 여기서 설명된 임의의 결과들을 포함할 것이다. 게다가 저장단계는 여기서 설명된 임의의 방법 실시예의 임의의 다른 단계의 다른 모든 결과 이외에도, 판정 단계의 결과를 저장하는 것을 포함할 것이다. 이 결과값은 본 발명분야의 기술에서 알려진 임의의 방법으로 저장될 것이다. 게다가 저장 매체는 여기서 설명된 임의의 저장 매체 혹은 본 발명분야의 기술에서 알려진 임의의 다른 적절한 저장 매체를 포함할 것이다. 결과값이 저장된 이후, 이 결과값은 저장 매체에서 액세스되고, 여기서 설명된 임의의 방법 및 시스템의 실시예에 의해 사용될 수 있다. 게다가, 이 결과값은 "영구적으로", "반영구적으로", 임시적으로, 혹은 일정 기간 동안 저장될 수 있다. 예를 들어, 저장 매체는 RAM 이 될 수 있으며 선택 단계의 결과는 저장 매체에서 반드시 무기한으로 보존될 필요는 없다.

도 5는 웨이퍼의 특성을 판정하기 위한 방법을 셋업하는 방법 실시예의　하나의 특정 구현예 및 웨이퍼의 특성을 판정하는 이러한 방법 실시예의 하나의 특정 구현예를 설명한다. 도 5에서 볼 수 있듯이, 방법 혹은 "교정"을 셋업하는 것은 증착 툴(34)에서 하나 이상의 웨이퍼를 프로세싱하는 것을 포함한다. 이 예시에서 증착 툴(34)은 하나 이상의 웨이퍼 상의 질화물 층을 형성하는 데에 사용될 수 있다. 그러나 증착 툴(34)은 웨이퍼(들)상의 반도체 제조 기술에서 알려진 임의의 적절한 층을 증착 혹은 형성하기 위해 구성될 수 있다. 이 증착 툴은 하나 이상의 웨이퍼상에서 실질적으로 같은 특성(예를 들어, 두께)을 가진 층을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 게다가 증착 툴은 하나 이상의 웨이퍼에서의 서로 다른 특성(예를 들어, 두께)을 가진 층을 형성하기 위해 사용될 수 있다.

도 5가 보여주듯이, 증착 툴(34)로 프로세싱된 웨이퍼(들)의 하나 이상의 특성들은 AFM(36)에 의해 측정될 수 있다. AFM(36)은 웨이퍼(들)에서 형성된 질화물 혹은 기타 다른 층의 표면 거칠기를 측정하기 위해 사용될 수 있다. AFM(36)은 이 기술에서 알려진 임의의 적절한 AFM을 포함할 수 있으며, 많은 적절한 AFM 시스템이 상업적으로 입수가능하다. 증착 툴(34)로 프로세싱되고 AFM(36)으로 측정된 웨이퍼(들)는 또한 KLA-Tencor로부터 상업적으로 입수 가능한 SP2 시스템(38)과 같은 정밀검사 시스템을 사용하여 측정될 수 있다. 그러나 웨이퍼(들)를 측정하기 위해 사용되는 정밀검사 시스템은 이 기술에서 알려진 임의의 적절한 정밀검사 시스템을 포함할 수 있으며, SP1 및 AIT 계통의 툴과 같은 많은 적절한 정밀검사 시스템은 KLA-Tencor로부터 상업적으로 입수 가능하다. 여기서 설명된 임의의 실시예에 의하면, 정밀검사 시스템은 웨이퍼로부터의 빛에 응답하는 출력을 생성하는 것에 의해 웨이퍼를 측정하도록 구성될 수 있다.

AFM(36)과 SP2 시스템(38)에 의해 웨이퍼(들)상에서 실행된 측정은 서로 다른 측정들 사이의 상관관계를 판정하기 위해 분석되고 그리고/혹은 프로세싱될 것이다. 예를 들어, 도 5에서 볼 수 있듯이, 상기 방법은 AFM(36)과 SP2 시스템(38)에 의해 실행된 웨이퍼(들)의 측정들 사이의 상관관계를 설명하는 교정곡선(40)을 생성하는 것을 포함할 것이다. 그러나 임의의 다른 적절한 데이터 구조(예를 들어, 참조표, 수학 함수, 혹은 알고리즘)는 AFM(36)과 SP2 시스템(38)에 의해 수행된 측정들 사이의 관계를 설명하기 위해 사용될 수 있다. 게다가, 대체로 같은 특성을 가진 다중 웨이퍼 상에서 실행된 측정들은 상관관계를 생성하는데에 사용될 수 있으며, 이로써 상관관계의 정확성을 증가시킬 수 있다. 더욱이 서로 다른 특성을 가진 다중 웨이퍼상에서 실행된 측정들은 특성(들)의 서로 다른 가능값들에 걸쳐 상관관계를 생성하는데에 사용될 수 있고, 이로써 가능값들 범위에 걸쳐서 상관관계의 정확성을 증가시킬 수 있다. SP2 시스템의 "교정"은 도 5에서 보여준 것처럼 비교적 낮은 빈도수(예를 들어, 시작할 때와 주기적 유지(PM)동안)로 실행될 수 있다. 도 5에서 보여주는 이 "교정" 방법은 여기서 설명된 임의의 다른 방법(들)의 임의의 다른 단계(들)를 포함한다.

도 5에서 보다 상세히 보여주듯, 웨이퍼의 특성을 판정하는 방법은 인라인 모니터링에 사용될 수 있다. 인라인 모니터링을 하는 동안, 웨이퍼는 웨이퍼 상의 질화물 혹은 다른 적절한 층을 형성하기 위해 증착 툴(34)를 이용하여 프로세싱될 수 있다. 질화물이나 다른 층이 그 위에 형성된 웨이퍼는 그 다음에 SP2 시스템(38)에 의해 측정될 수 있다. 교정곡선(40)이나 위에서 설명된 다른 데이터 구조 와 함께 SP2 시스템의 출력은 웨이퍼의 하나 이상의 특성을 판정하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, SP2시스템의 출력은 교정곡선(40)과 함께 웨이퍼상에 형성된 층의 표면 거칠기를 판정하기 위해 사용될 수 있다.

SP2 시스템의 출력과 교정곡선으로부터 판정된 웨이퍼의 특성은 그 다음에 증착 툴(34)에 의해 실행된 프로세스의 SPC에 사용될 수 있다. 예를 들어, 증착 툴에 의해 수행된 프로세스의 SPC는 SPC 차트(42)를 생성하는 것에 의하여 실행될 수 있고, 이는 위에서 설명된 바와 같이 구성되고 사용될 수 있다. 그러나 증착 프로세스의 SPC는 이 기술에서 알려진 임의의 적절한 방법으로 실행될 수 있다. SP2 시스템의 출력이 비교적 빨리 생성되고, 웨이퍼의 특성이 이 출력으로부터 비교적 빨리 판정되기 때문에, 도 5에 도시된 방법은 증착 프로세스의 비교적 빈번한 모니터링(예를 들어 일일 모니터링)에 사용될 수 있다. 게다가, SP2 시스템의 출력이 웨이퍼의 표면 전체에 걸쳐서 비교적 빨리 생성될 수 있기 때문에, 프로세스의 비교적 빈번한 모니터링이 특성의 웨이퍼 풀 커버리지 측정을 사용하여 실행될 수 있다. 도 5에서 보여준 방법의 실시예는 여기서 설명한 임의의 다른 방법(들)의 임의의 다른 단계(들)를 포함할 수 있다. 게다가 도 5에서 도시된 방법의 실시예는 위에서 설명된 방법 실시예의 모든 장점을 가진다.

도 6은 웨이퍼의 특성을 판정하도록 구성된 시스템의 한 실시예를 설명한다. 이 시스템은 웨이퍼(44)를 조명하도록 그리고 웨이퍼로부터의 빛에 응답하는 출력을 생성하도록 구성된 정밀검사 서브시스템을 포함한다. 출력은 웨이퍼 상의 결함에 상응하는 제1 출력과 결함에 상응하지 않는 제2 출력을 포함한다. 예를 들어, 정밀검사 서브시스템은 광원(46)을 포함한다. 광원(46)은 본 발명분야의 기술에서 알려진 임의의 적절한 광원을 포함할 수 있다. 광원(46)으로부터 발생된 빛은 광선 분리기(48)로 송신된다. 광선 분리기(48)은 광원(46)에서 발생된 빛을 대물렌즈(50)로 송신하기 위해 구성된다. 대물렌즈(50)는 빛을 웨이퍼(44)로 수렴시키도록 구성된다. 이런 방식으로 정밀검사 서브시스템의 광원, 광선 분리기, 대물렌즈는 웨이퍼(44)를 조명하도록 구성된다. 광선 분리기(48)와 대물렌즈(50)는 본 발명분야의 기술에서 알려진 임의의 적절한 광학 부품을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 광원(46)은 레이저를 포함한다. 이런 방식으로, 정밀검사 서브시스템은 레이저에서 생성된 빛으로 웨이퍼를 조명하도록 구성될 수 있다.

웨이퍼(44)로부터 정반사되는 빛은 대물렌즈(50)에 의해 집광되고, 대물렌즈(50)에 의해 광선 분리기(48)로 송신되며, 그리고 광선 분리기(48)를 통과하여 검출기(52)로 보내진다. 검출기(52)는 본 발명분야의 기술에서 알려진 임의의 적절한 검출기를 포함할 수 있다. 검출기(52)에 의해 검출되는 빛은 웨이퍼(44)로부터 정반사되는 빛을 포함하기 때문에, 도 5에서 도시된 정밀검사 서브시스템은 명시야(bright field) 정밀검사 서브시스템으로서 구성된다. 게다가, 여기서 설명된 시스템은 프로세스 이상현상 모니터링의 목적으로 바람직하게 웨이퍼 상의 비교적 넓은 영역에 걸쳐서(예를 들어, 실질적으로 웨이퍼 표면 전체에 걸쳐서) 웨이퍼의 특성을 판정하도록 구성되기 때문에, 정밀검사 서브시스템은 웨이퍼상의 비교적 넓은 영역에 걸쳐서 정반사되는 빛을 비교적 낮은 해상도로 검출하도록 구성될 수 있다. 이런 방식으로, 광원(46), 광선 분리기(48), 그리고 대물렌즈(50)는 웨이퍼(44) 상 의 비교적 넓은 영역 또는 지점을 조명하도록 구성될 수 있다. 게다가 검출기(52)는 비교적 낮은 퀄리티의 이미징 검출기이거나 또는 웨이퍼로부터 반사된 빛의 세기만을 측정할 수 있는 비-이미징 검출기가 될 수 있다.

도 6에서 도시된 정밀검사 서브시스템은 이 기술에서 알려진 임의의 다른 적절한 부품이나 장치를 포함한다. 예를 들어, 도 6에서 도시된 바와 같이, 정밀검사 서브시스템은 자신에 의한 측정 동안에 웨이퍼(44)상에 배치될 수 있는 스테이지(56)를 포함할 수 있다. 스테이지(56)는 본 발명분야의 기술에서 알려진 임의의 적절한 기계적 또는 로봇식의 어셈블리를 포함할 수 있다. 정밀조사 서브시스템이 웨이퍼에 걸쳐서 빛을 스캐닝하고 웨이퍼에 걸쳐서 출력을 생성함으로써 웨이퍼로부터의 빛에 응답하는 출력을 생성하도록 스테이지(56)는 정밀검사 서브시스템에 의해 수행되는 측정 동안에 웨이퍼(44)를 이동시키도록 구성될 수 있다. 게다가 정밀검사 서브시스템은 실질적으로 웨이퍼 표면 전체에 걸쳐서 출력을 생성함으로써 웨이퍼로부터의 빛에 응답하는 출력을 생성하도록 구성될 수 있다.

검출기(52)는 여기서 상세히 설명되는 바와 같이 사용될 수 있는 출력을 생성할 수 있다. 게다가 검출기(52)에 의해 생성된 출력은 웨이퍼(44)상의 결함에 상응하는 제1 출력과 결함에 상응하지 않는 제2 출력을 포함할 수 있다. 본 시스템은 또한 제2 출력을 사용하여 웨이퍼의 특성을 판정하도록 구성된 프로세서(54)를 포함한다. 예를 들어, 프로세서(54)는 본 발명분야의 기술에서 알려진 임의의 방법을 통해서(예를 들어, "유선" 그리고 "무선" 부분들을 포함할 수 있는 데이터 전송매체를 거쳐) 검출기(52)와 연결될 것이다. 이런 방식으로 프로세서(54)는 검출 기(52)에서 생성된 출력을 수신하도록 구성될 수 있다.

프로세서(54)는 여기서 상세히 설명된 것처럼 검출기(52)에 의해 생성된 제2 출력을 사용하여 웨이퍼의 특성을 판정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 한 실시예에서, 프로세서(54)는 실질적으로 웨이퍼 표면 전체에 걸쳐서 생성된 출력을 사용하여 상기 특성을 판정하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 프로세서(54)는 제2 출력과, 제2 출력과 웨이퍼의 특성 사이의 미리정의된 상관관계를 사용하여 웨이퍼의 특성을 판정하도록 구성될 수 있다. 추가적인 실시예에서, 프로세서는 웨이퍼의 소정의 영역에 걸쳐서 제2 출력의 값을 판정하도록, 또 이 값으로부터 웨이퍼의 특성을 판정하도록 구성될 수 있다. 어떤 실시예들에서, 웨이퍼의 특성은 웨이퍼의 소정의 영역에 걸친 평균적인 특성이다.

다른 한 실시예에서, 프로세서(54)는 웨이퍼에 걸쳐서 제2 출력에서의 변동을 판정하도록 그리고 이 변동으로부터 웨이퍼의 특성을 판정하도록 구성된다. 어떤 한 실시예에서, 이 프로세서는 SAT(segmented auto thresholding)를 이용하여 제2 출력에서의 데이터의 픽셀이 평균/범위 간격내에 있는 값을 가지는지 아닌지 판정하는 것에 의해, 그리고 이러한 값을 가진 많은 픽셀로부터 막의 입상성(graininess)을 평가하는 것에 의해 웨이퍼 상에 증착된 막 또는 막들의 입상성을 판정하도록 구성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 프로세서(54)는 실질적으로 웨이퍼 표면 전체에 걸쳐서 제2 출력의 이차원 지도를 생성하도록 그리고 이 이차원 지도로부터 웨이퍼의 특성을 판정하도록 구성된다. 어떤 실시예들에서, 프로세서(54)는 웨이퍼 상의 서로 다른 영역들에 걸쳐서 제2 출력에 대한 값을 판정하도 록 그리고 이 값을 사용하여 서로 다른 영역들에 대한 특성을 판정하도록 구성된다. 다른 한 실시예에서, 프로세서는 웨이퍼 상의 서로 다른 영역들에 대한 특성의 단일 값을 판정하도록 구성된다. 서로 다른 영역들 각각은 웨이퍼상의 패턴화된 특징부의 영역보다 크다.

프로세서(54)는 여기서 설명된 임의의 다른 방법(들)의 임의의 다른 단계(들)를 실행하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 한 실시예에서, 프로세서(54)는 웨이퍼의 특성을 사용하여 SPC를 실행하도록 구성된다. 다른 한 실시예에서, 프로세서(54)는 프로세스의 이상현상을 검출하기 위해 웨이퍼의 특성을 사용하여 반도체 제조 프로세스의 인라인 모니터링을 실행하도록 구성된다. 어떤 실시예들에서, 프로세서(54)는 웨이퍼상의 서로 다른 영역들에 대한 제2 출력의 표준편차를 판정하도록 그리고 이 표준편차가 웨이퍼를 형성하는 데에 사용되는 프로세스에서 이상현상을 나타내는지 아닌지를 판정하도록 구성된다. 또 다른 실시예에서, 프로세서는 실질적으로 웨이퍼 표면 전체에 걸쳐서 제2 출력의 이차원 지도를 생성하고, 이 이차원 지도에서 비정상적인 패턴이 존재하는지 아닌지를 판정하고, 만약 비정상적인 패턴이 존재하는 경우, 웨이퍼를 형성하는 데에 사용되는 프로세스에서 이 비정상적인 패턴이 이상현상에 상응하는지 아닌지 판정하도록 구성된다. 추가적인 실시예에서, 프로세서는 출력을 이용하여 웨이퍼 상의 결함을 검출하도록 구성된다. 위에서 설명된 각각의 단계는 여기서 상세히 설명한 것처럼 프로세서에 의해 실행될 수 있다.

프로세서(54)는 개인 컴퓨터 시스템, 메인프레임 컴퓨터 시스템, 워크스테이 션, 이미지 컴퓨터, 병렬 프로세서, 혹은 본 발명분야의 기술에서 알려진 임의의 다른 적절한 장치를 포함하는 다양한 형태를 가진다. 보통 "컴퓨터 시스템"이란 용어는 저장 매체로부터의 명령어를 실행하는 하나 이상의 프로세서를 가진 임의의 장비를 포함하도록 넓게 정의될 수 있다. 도 6이 보여주는 시스템 실시예는 위에서 설명된 방법의 모든 장점을 가진다.

어떤 실시예에서, 도 6에서 도시된 시스템은 또한 전송 매체(58)를 포함한다. 여기서 설명된 것과 같은 방법들을 실행하기 위한 프로그램 명령어는 전송 매체로 전송되거나 혹은 이 전송 매체상에 저장될 수 있다. 특히 전송 매체(58)는 여기서 설명한 방법의 단계들을 수행하기 위한 프로세서(54)상에서 실행이 가능한 프로그램 명령어(60)를 포함한다. 예를 들어, 한 실시예에서 전송 매체(58)는 웨이퍼(44)의 특성을 판정하기 위한 방법을 실행하는 프로세서(54)와 같이 컴퓨터 시스템상에서 실행 가능한 프로그램 명령어(60)를 포함한다. 비록 도 6에서는 프로세서와 전송매체가 정밀검사 서브시스템에 연결되어 있는 것이 도시되고 있지만, 프로세서 및/또는 전송매체는 별도의 "독립형" 구성부로서 분리되도록 구성될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 그러나 이러한 독립형 구성부는 정밀검사 시스템에 의해 생성된 출력을 수신할 수 있도록 (예를 들어, "유선" 그리고 "무선" 부분들을 포함할 수 있는 전송매체에 의해서) 정밀검사 시스템과 연결된다.

상기 컴퓨터 구현 방법은 정밀검사 시스템에서 생성된 웨이퍼로부터의 빛에 응답하는 출력을 얻는 단계를 포함한다. 출력을 얻는 단계는 위에서 자세히 설명된 것처럼 프로세서(54)에 의해 실행될 수 있다. 출력은 웨이퍼의 결함에 상응하는 제 1 출력과 웨이퍼의 결함에 상응하지 않는 제2 출력을 포함한다. 어떤 실시예에서, 본 방법은 정밀검사 시스템으로부터 얻은 출력에서 제1 출력과 제2 출력을 확인하는 것을 포함한다. 제1 출력과 제2 출력은 위에서 상세히 설명된 대로 확인될 수 있다.

본 방법은 또한 제2 출력을 이용하여 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계를 포함한다. 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계는 여기서 상세히 설명된 것처럼 실행될 수 있다. 예를 들어, 한 실시예에서, 특성을 판정하는 단계는 실질적으로 웨이퍼의 표면 전체에 걸쳐서 생성되는 제2 출력을 사용하여 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계를 포함한다. 다른 한 실시예에서, 특성을 판정하는 단계는 제2 출력과, 이 제2 출력과 웨이퍼의 특성의 미리정의된 상관관계를 사용하여 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계는 웨이퍼 상의 소정의 영역에 걸쳐서 제2 출력의 값을 판정하는 단계, 그리고 이 값으로부터 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계를 포함한다. 어떤 실시예들에서, 이 특성은 웨이퍼 상의 소정의 영역에 걸치는 평균적인 특성이다.

또 다른 실시예에서, 상기 방법은 웨이퍼에 걸쳐서 제2 출력에서의 변동을 판정하는 단계 그리고 이 변동으로부터 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계를 포함한다. 다른 한 실시예에서, 이 특성을 판정하는 단계는 실질적으로 웨이퍼 표면 전체에 걸쳐서 제2 출력의 이차원 지도를 생성하는 단계 그리고 이 이차원 지도로부터 상기 특성을 판정하는 단계를 포함한다. 어떤 실시예들에서, 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계는 웨이퍼 상의 서로 다른 영역들에 걸쳐서 제2 출력의 값을 판정하는 단 계와 이 값을 사용하여 서로 다른 영역들에 대한 특성을 판정하는 단계를 포함한다. 또 다른 추가적인 실시예에서, 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계는 웨이퍼 상의 서로 다른 영역들에 대한 특성의 단일값을 판정하는 단계를 포함한다. 서로 다른 영역들 각각은 웨이퍼 상의 패턴화된 특징부의 영역보다 크다.

다른 실시예에서, 출력은 정밀검사 시스템의 다중채널에 의해 생성될 수도 있다. 어느 한 실시예에서, 특성을 판정하는 단계는 다중채널 중의 하나의 채널에 의해 생성된 제2 출력을 사용하여 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계를 포함한다. 상기 실시예는 또한 다중 채널 중의 다른 하나의 채널에 의해 생성된 제2 출력을 사용하여 웨이퍼의 다른 특성을 판정하는 것을 포함한다.

본 컴퓨터 구현 방법은 여기서 설명된 임의의 다른 방법(들)의 임의의 다른 단계(들)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 한 실시예에서, 본 컴퓨터 구현 방법은 웨이퍼의 특성을 사용하여 SPC를 실행하는 단계를 포함한다. 다른 한 실시예에서, 상기 방법은 반도체 제조 프로세스에서의 이상현상을 검출하기 위해 웨이퍼의 특성을 이용하여 반도체 제조 프로세스의 인라인 모니터링을 실행하는 단계를 포함한다. 추가적인 실시예에서, 상기 방법은 웨이퍼 상의 서로 다른 영역들에 대한 제2 출력의 표준편차를 판정하는 단계 그리고 웨이퍼를 생성하는데에 사용되는 프로세스에서 이 표준편차가 이상현상을 나타내는지 아닌지 판정하는 단계를 포함한다.

한 실시예에서, 상기 컴퓨터 구현 방법은 웨이퍼에 걸쳐서 제2 출력에서의 변동을 판정하는 단계와, 그 변동이 웨이퍼를 형성하는 데에 사용되는 프로세스 툴의 시그너처와 관련이 있는지 없는지를 판정하는 단계를 포함한다. 어떤 실시예들 에서, 상기 방법은 웨이퍼의 표면 전체에 걸쳐서 제2 출력의 이차원 지도를 생성하는 단계, 비정상적인 패턴이 이 이차원 지도에 존재하는지 아닌지를 판정하는 단계, 그리고 만약 비정상적인 패턴이 존재하는 경우, 웨이퍼를 형성하는데 사용되는 프로세스에서 이 비정상적인 패턴이 이상현상에 상응하는지 아닌지를 판정하는 단계를 포함한다. 또 다른 실시예에서, 상기 컴퓨터 구현 방법은 출력을 사용하여 웨이퍼 상의 결함을 검출하는 단계를 포함한다. 위에서 설명된 컴퓨터 구현 방법의 각 단계는 여기서 상세히 설명된 것처럼 실행될 수 있다. 위에서 설명된 컴퓨터 구현 방법의 각 실시예들은 위에서 설명된 방법의 모든 장점들을 가진다.

전송 매체의 실시예는 여기서 설명된 것처럼 구성되거나 또는 이와 같이 설정될 수 있는 임의의 기타 정밀검사 시스템의 컴퓨터 시스템상에서 실행이 가능한 프로그램 명령어를 포함할 수 있다. 전송매체는 유선 전송 링크, 케이블 전송 링크, 혹은 무선 전송 링크와 같은 전송매체일 수 있다. 전송매체는 또한 ROM, RAM, 마그네틱 혹은 이미지 획득 디스크, 혹은 마그네틱테이프와 같은 저장매체일 수 있다.

프로그램 명령어는 프로시저 기반 기술, 부품 기반 기술, 및/또는 특히 객체 지향형 기술 등을 포함하는 임의의 다양한 방법으로 실행될 수 있다. 예를 들어, 프로그램 명령어는 필요에 따라, Matlab, Visual Basic, ActiveX controls, C, C++objects, C#, Javabeans, Microsoft Foundation Classes("MFC"), 혹은 기타의 기술들이나 방법을 사용하여 실행될 수 있다.

웨이퍼를 정밀검사하도록 구성된 시스템의 다른 한 실시예가 도 7에서 도시 된다. 도 7에서 도시된 시스템은 패턴화되지 않은 웨이퍼 정밀검사를 위해 구성되고, SP1-TBI 시스템에 기반을 두는데, 이는 KLA-Tencor로부터 상업적으로 입수 가능하다. 정밀검사 시스템은 Vaez-Iravani 등의 미국 특허 제 6538730호에서 더욱 상세히 설명되어 있는데, 이것의 전체내용은 본 명세서에서 참조로서 인용되고 있다. 도 7에서 도시된 시스템은 패턴화된 웨이퍼와 패턴화되지 않은 웨이퍼의 정밀검사를 위한 본 특허기술에서 설명된 것처럼 추가 구성될 수 있다. 간단명료함을 위해, 시스템의 몇몇 구성부와 이에 관한 상세한 설명은 도 7에서 그리고 본 명세서에서 나타나는 상응하는 설명에서 생략된다. 또한, 미국특허 제 6,538,730호는 Vaez-Iravani 등의 미국특허 제 6,201,601호와, Marxer 등의 제 6,271,916호와 관련되어 있는데, 이들의 전체내용은 본 명세서에서 참조로서 인용되고 있다. 도 7에서 도시된 시스템은 상기 특허기술들에서 설명된 바와 같이 추가 구성될 수 있다.

도 7에서 도시된 시스템은 정밀검사 서브시스템을 포함한다. 정밀검사 서브시스템은 웨이퍼를 조명하도록 그리고 웨이퍼로부터의 빛에 응답하는 출력을 생성하도록 구성된다. 출력은 웨이퍼 상의 결함에 상응하는 제1 출력과 결함에 상응하지 않는 제2 출력을 포함한다.

정밀검사 서브시스템은 조명 서브시스템을 포함한다. 이 조명 서브시스템은 빛(72)을 생성하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 조명 서브시스템은 광원(74)을 포함할 수 있고, 이 광원(74)은 빛(72)을 생성하도록 구성될 수 있다. 조명 서브시스템은 빛(72)을 경사 입사각으로 웨이퍼(70)에 조사(照射)하도록 구성되었다. 조명 서브시스템은 폴딩 미러(들), 광선 분리기(들), 편광 구성부(들), 필터(들), 그 리고 렌즈와 같은 빛(72)의 경로에 위치된 많은 광학구성부(미도시)를 포함할 수 있다. 경사 입사각은 예를 들어, 빛의 특성과 웨이퍼의 특성에 의존하여 변할 수 있다. 하나의 적절한 입사각은 웨이퍼의 윗면에 대한 법선으로부터 대략 70°일 수 있다.

조명 서브시스템은 또한 광원(76)을 포함한다. 광원(76)은 빛(78)을 생성하도록 구성되며, 빛은 대체로 수직 입사각에서 조명 서브시스템에 의해 웨이퍼(70)로 조사된다. 조명 서브시스템은 빛(78)의 경로에 위치된 많은 광학부품(미도시)을 포함할 것이다. 이 광학부품들은 위에서 설명된 임의의 광함부품을 포함할 수 있다.

광원들(74, 76)은 레이저와 같은 이 기술에서 알려진 임의의 적절한 광원을 포함할 수 있다. 그러므로, 한 실시예에서 정밀검사 서브시스템은 하나 이상의 레이저에서 생성된 빛으로 웨이퍼를 조명하도록 구성된다. 다른 한 실시예에서, 상기 시스템은 위에서 설명한 것처럼 경사 조명과 수직 조명 모두를 위해 빛을 공급하는 데에 사용되는 단일 광원(미도시)을 포함한다. 예를 들어, 다중 파장 레이저와 같은 단일 광원은 광선 분리기(미도시)에 연결될 수 있다. 광선 분리기는 레이저로부터의 빛을 서로 다른 파장들을 가진 개별적인 광선들로 분리하도록 구성될 수 있으며, 여기서 상기 개별적인 광선들 중 하나의 광선은 수직 조명에 사용되고, 다른 하나는 경사 조명에 사용된다. 조명 서브시스템은 본 발명분야의 기술에서 알려진 단일 광원과 광 증폭기(들)의 임의의 다른 적절한 조합을 포함할 수 있다.

웨이퍼(70)는 스테이지(80)상에서 지지되는데, 이 스테이지는 나선형의 경로 를 따라 이동하는 웨이퍼상의 한 영역 또는 지점을 빛(72, 78)이 조명하도록 회전되고 병진이동될 수 있다. 대안적으로, 빛(72, 78)은 웨이퍼에 걸쳐서 나선형 경로 또는 다른 유형의 스캐닝 경로를 추적하기 위해 본 발명분야의 기술에서 알려진 임의의 방법으로 웨이퍼에 대해 스캐닝한다. 이런 방식으로, 정밀검사 서브시스템은 웨이퍼에 걸쳐서 빛을 스캐닝함으로써 웨이퍼를 조명하고, 웨이퍼에 걸쳐서 출력을 생성하도록 구성될 수 있다. 또한, 정밀검사 서브시스템은 여기서 상세히 설명된 바와 같이, 웨이퍼의 표면 전체에 걸쳐 빛을 스캐닝하고 웨이퍼의 표면 전체에 걸쳐서 출력을 생성하도록 구성될 수 있다.

웨이퍼의 조명은 웨이퍼로부터의 빛의 산란을 일으킬 것이다. 게다가, 경사입사광과 수직입사광은 모두 웨이퍼로부터 산란될 수 있다. 도 7에서 도시된 정밀검사 서브시스템은 웨이퍼로부터 산란된 빛을 집광하고, 웨이퍼로부터의 빛에 응답하는 출력을 생성하도록 구성된 검출시스템을 포함한다. 출력은 여기서 상세히 설명했듯이 웨이퍼의 특성을 판정하는 데에 사용될 수 있다.

검출 서브시스템은 집광렌즈(82), 미러(84), 광선 분리기(86), 그리고 검출기(88, 90)를 포함하는데, 이들은 검출 서브시스템의 "좁은" 채널을 형성한다. 즉,　웨이퍼의 표면에 대한 법선에 비교적 가까운 방향을 따라 웨이퍼 상의 조명된 영역으로부터 산란된 빛은 렌즈 집광기(82)에 의해 집광되고 수렴된다. 이런 방식으로, 렌즈 집광기(82)는 비교적 "좁은" 산란각으로 웨이퍼로부터 산란되는 빛을 집광한다. 렌즈 집광기(82)에 의해 집광되는 웨이퍼로부터의 빛은 확산 산란광을 포함할 수도 있다. 렌즈 집광기(82)는 집광된 빛을 미러(84)에 조사하는데, 이 빛 을 미러(84)는 광선 분리기(86)에 조사한다. 광선 분리기(86)는 빛의 일부를 검출기(88)에 조사하고, 빛의 다른 일부를 검출기(90)에 조사하도록 구성될 수 있다. 한 검출기는 수직입사광에 의한 조명 때문에 비교적 좁은 각도로 산란된 빛을 검출하는 데에 사용될 수 있고, 다른 검출기는 경사입사광에 의한 조명 때문에 비교적 좁은 각도로 산란된 빛을 검출하는 데에 사용될 수 있다. 검출기들(88, 90)은 본 발명분야의 기술에서 알려진 임의의 적절한 검출기(예를 들어, PMT)를 포함할 수도 있다. 게다가 검출기들(88, 90)은 서로 유사하게 혹은 서로 다르게 구성될 수 있다. 검출 서브시스템의 좁은 채널부는 본 발명분야의 기술에서 알려진 임의의 다른 광학부품들(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 분광 필터링 부품들은(예를 들어, 밴드패스 필터) 광선 분리기(86)와 각 검출기들(88, 90) 사이에서 집광된 빛의 경로에 배치될 수 있다. 게다가 공간 필터는 수직입사광의 정반사가 검출기들(88, 90)에 도달하는 것을 방지하기 위하여 검출 서브시스템의 좁은 채널부에 포함될 수 있다.

검출 서브시스템은 또한 타원형 미러(92), 광선 분리기(94), 그리고 검출기들(96, 98)을 포함하는데, 이들은 검출 서브시스템의 "넓은 채널"을 형성한다. 즉, 웨이퍼 표면에 대한 법선으로부터 비교적 멀리 떨어진 방향을 따라 웨이퍼 상의 조명된 영역으로부터 산란된 빛은 타원형 미러(92)에 의해 수집되고 수렴된다. 이런 방식으로 타원형 미러(92)는 비교적 "넓은" 산란 각도로 웨이퍼로부터 산란된 빛을 수집한다. 타원형 미러(92)에 의해 집광된 웨이퍼로부터의 빛은 확산 산란광을 포함할 수도 있다. 타원형 미러(92)는 집광된 빛을 광선 분리기(94)에 조사한다. 광 선 분리기(94)는 빛의 한 부분을 검출기(96)에 조사하고, 빛의 다른 부분을 검출기 (98)에 조사하도록 구성될 수 있다. 하나의 검출기는 수직입사광에 의한 조명 때문에　비교적 넓은 각도로 산란된 빛을 검출하는 데에 사용될 수 있고, 또 다른 검출기는 경사입사광에 의한 조명 때문에 비교적 넓은 각도로 산란된 빛을 검출하는 데에 사용될 수 있다. 검출기들(96, 98)은 본 발명분야의 기술에서 알려진 임의의 적절한 검출기(예를 들어, PMT)들을 포함할 수 있다. 또한, 검출기들(96, 98)은 서로 유사하게 혹은 서로 다르게 구성될 수 있다. 검출 서브시스템의 넓은 채널부는 본 발명분야의 기술에서 알려진 임의의 기타 광학부품(미도시)을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 하나 이상의 분광 필터링 부품들은(예를 들어, 밴드패스 필터) 광선 분리기(94)와 각 검출기들(96, 98) 사이의 집광 경로에 배치될 수 있다.

검출기들(88, 90, 96, 98)은 웨이퍼로부터 산란된 빛에 응답하는 출력을 생성하도록 구성될 수 있다. 프로세서(100)는 도 7의 점선이 보여주듯이 전송매체에 의해 검출기들(88, 90, 96, 98)과 연결된다. 전송매체는 본 발명분야의 기술에서 알려진 임의의 적절한 전송매체를 포함할 수 있다. 게다가, 하나 이상의 추가적인 부품(미도시)이 각 검출기들과 아날로그 디지털 변환기와 같은 프로세서 사이에 삽입될 수 있다. 이런 방식으로 검출기에 의해 생성된 출력은 프로세서에 보내지고, 프로세서에 의해 수신될 수 있다. 프로세서는 여기서 상세히 설명된 것처럼 출력을 사용하여 웨이퍼의 특성을 판정하도록 구성된다.

위에서 설명했듯이, 정밀검사 시스템은 다중채널(예를 들어, 넓은 채널이나 정상 채널)을 포함한다. 이런 방식으로 정밀검사 서브시스템은 다중채널을 사용하 여 출력을 생성하도록 구성될 수 있다. 다중채널은 서로 다른 파라미터들(예를 들어, 서로 다른 파장, 서로 다른 입사각, 서로 다른 집광각도, 혹은 이들의 조합)을 갖는 빛을 검출하도록 구성된다. 채널들 중의 하나의 채널의 출력은 웨이퍼의 한 특성(예를 들어, 거칠기)에 민감할 수 있고, 다른 한 채널의 출력은 웨이퍼의 다른 특성(예를 들어, 두께)에 민감할 수 있다. 이런 방식으로, 정밀검사 서브시스템의 서로 다른 채널들에 의해 생성된 출력은 웨이퍼의 서로 다른 특성들을 판정하기 위해 독립적으로 혹은 개별적으로 사용될 수 있다. 예를 들어 프로세서(100)는 다중채널 중의 하나의 채널에 의해 생성된 제2 출력을 사용하여 웨이퍼의 하나의 특성을 판정하고, 다중 채널 중의 다른 하나의 채널에 의해 생성된 제2 출력을 사용하여 웨이퍼의 다른 특성을 판정하도록 구성될 수 있다. 프로세서(100)는 여기서 설명된 것처럼 추가 구성될 수 있다. 도 7에서 도시된 시스템은 여기서 설명된 것처럼 추가 구성될 수 있다. 게다가, 도 7에서 도시된 시스템은 위에서 설명된 방법의 모든 장점을 가진다.

도 7에서 도시된 시스템은 또한 전송 매체(102)를 포함할 수 있다. 여기서 설명한 것 같은 방법을 실행하기 위한 프로그램 명령어(104)는 전송 매체를 통해 전송되거나 또는 전송 매체상에 저장된다. 특히 전송 매체(102)는 여기서 설명된 방법의 하나 이상의 단계를 실행하기 위한 프로세서(100)상에서 실행 가능한 프로그램 명령어(104)를 포함한다. 예를 들어, 한 실시예에서, 전송 매체(102)는 웨이퍼(70)의 특성을 판정하기 위한 방법을 실행하기 위한 프로세서(100)와 같은 컴퓨터 시스템상에서 실행이 가능한 프로그램 명령어(104)를 포함한다. 전송 매체와 프 로그램 명령어는 여기서 설명된 것처럼 추가 구성될 수도 있다.

어떤 실시예들에서는 여기서 설명된 이 시스템은 "독립형 툴" 혹은 프로세스 툴과 물리적으로 연결되어 있지 않은 툴로서 구성될 수 있다. 그러나 이런 시스템은 전송매체에 의해 프로세스 툴(미도시)과 연결될 수 있으며, 이는 유선부분과 무선부분들을 포함한다. 프로세스 툴은 리소그라피 툴, 에칭 툴, 증착 툴, 폴리싱 툴, 도금 툴, 세정 툴, 혹은 이온 주입 툴 등과 같은 본 발명분야의 기술에서 알려진 임의의 프로세스 툴을 포함할 수 있다. 프로세스 툴은 클러스터 툴이나 보통의 핸들러에 의해 연결된 많은 프로세스 모듈로서 구성될 수 있다.

여기서 설명된 방법 및 시스템에 의해 실행되는 정밀검사의 결과는 피드백 제어 기술, 피드포워드 제어 기술, 및/또는 인시츄(in situ) 제어 기술을 사용하여 프로세스 혹은 프로세스 툴의 파라미터를 변경하는 데에 사용될 수 있다. 프로세스 혹은 프로세스 툴의 파라미터는 수동 혹은 자동으로 변경될 수 있다.

여기서 설명된 실시예들은 공동 양도된 Zafar 등에 의한 미국 특허 출원 번호 제11/561,659호와 Kulkarni 등에 의한 제11/561,735호에서 설명된 임의의 방법(들)의 임의의 단계(들)을 포함할 수 있으며, 이 두 개의 특허출원들은 모두 2006년 11월 20일에 출원되었고, 이들에 대한 전체 내용은 본 명세서에서 참조에 의해 인용되고 있다. 게다가, 여기서 설명된 시스템의 실시예는 이 특허출원들에서 설명된 바와 같이 추가 구성될 수도 있다.

본 발명의 다양한 양태의 변경 및 대안적 실시예가 본 설명을 통해 본 발명 분야의 당업자에게 자명해질 것이다. 예를 들어, 웨이퍼의 특성을 판정하는 방법 및 시스템이 제공된다. 따라서 본 설명은 오직 예시로만 해석 되어야 하고, 본 발명을 실시하는 일반적 방법을 본 발명분야의 당업자들에게 가르치는 것을 목적으로 갖는다. 여기서 도시되고 설명된 발명 형태들은 현재 바람직한 실시예들로서 받아 들여져야 함을 이해해야 한다. 구성요소와 재료는 여기서 설명되고 도시된 것들로 대체될 수 있고, 부품과 프로세스가 뒤바뀔 수 있고, 본 발명의 특정한 특징은 독자적으로 활용될 수 있으며, 이 모든 것은 본 발명의 장점 및 이에 관한 설명을 익힌 후라면 본 발명분야의 당업자에게 자명할 것이다. 후속하는 청구항에서 설명된 본 발명의 사상과 범위로부터 벗어나지 않고 여기서 설명된 구성요소를 변경시킬 수 있다.

Claims

웨이퍼의 특성을 판정하는 방법으로서,

정밀검사 시스템을 사용하여 상기 웨이퍼로부터의 빛에 응답하는 출력을 생성하는 단계로서, 상기 출력은 상기 웨이퍼상의 결함에 상응하는 제1 출력과 상기 결함에 상응하지　않는 제2 출력을 포함하는 것인, 상기 출력 생성 단계; 및,

상기 제2 출력을 사용하여 상기 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계

를 포함하는 것인, 웨이퍼의 특성을 판정하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼로부터의 빛은 확산 산란광(diffusely scattered light)을 포함하는 것인, 웨이퍼의 특성을 판정하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 출력 생성 단계는 레이저에 의해 생성된 빛으로 상기 웨이퍼를 조명하는 단계를 포함하는 것인, 웨이퍼의 특성을 판정하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 출력 생성 단계는 상기 웨이퍼에 걸쳐서 빛을 스캐닝하는 단계와, 상기 웨이퍼에 걸쳐서 상기 출력을 생성하는 단계를 포함하는 것인, 웨이퍼의 특성을 판정하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 출력 생성 단계는 실질적으로 상기 웨이퍼의 전체 표면에 걸쳐서 상기 출력을 생성하는 단계를 포함하는 것인, 웨이퍼의 특성을 판정하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 출력 생성 단계는 실질적으로 상기 웨이퍼의 전체 표면에 걸쳐서 상기 출력을 생성하는 단계를 포함하며, 상기 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계는 실질적으로 상기 웨이퍼의 전체 표면에 걸쳐서 생성된 상기 제2 출력을 이용하여 상기 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계를 포함하는 것인, 웨이퍼의 특성을 판정하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계는, 상기 제2 출력 및, 상기 제2 출력과 상기 웨이퍼의 특성사이의 미리정의된 상관관계를 이용하여 상기 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계를 포함하는 것인, 웨이퍼의 특성을 판정하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계는, 상기 웨이퍼상의 소정의 영역에 걸쳐서 상기 제2 출력에 대한 값을 판정하는 단계와, 상기 값으로부터 상기 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계를 포함하는 것인, 웨이퍼의 특성을 판정하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼의 특성은 상기 웨이퍼상의 소정의 영역에 걸 친 평균적 특성인 것인, 웨이퍼의 특성을 판정하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계는, 상기 웨이퍼에 걸쳐서 상기 제2 출력에서의 변동을 판정하는 단계와, 상기 변동으로부터 상기 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계를 포함하는 것인, 웨이퍼의 특성을 판정하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계는, 실질적으로 상기 웨이퍼의 전체 표면에 걸쳐서 상기 제2 출력의 이차원 지도를 생성하는 단계와, 상기 이차원 지도로부터 상기 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계를 포함하는 것인, 웨이퍼의 특성을 판정하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계는, 상기 웨이퍼상의 서로 다른 영역들에 걸쳐서 상기 제2 출력에 대한 값을 판정하는 단계와, 상기 값을 이용하여 상기 서로 다른 영역들에 대한 상기 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계를 포함하는 것인, 웨이퍼의 특성을 판정하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계는, 상기 웨이퍼상의 서로 다른 영역들에 대한 상기 웨이퍼의 특성의 단일값을 판정하는 단계를 포함하며, 상기 서로 다른 영역들 각각은 상기 웨이퍼상의 패턴화된 특징부의 영역보다 큰 것인, 웨이퍼의 특성을 판정하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 출력 생성 단계는 상기 정밀검사 시스템의 다중 채널을 이용하여 상기 출력을 생성하는 단계를 포함하며, 상기 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계는 상기 다중 채널 중의 하나의 채널에 의해 생성된 상기 제2 출력을 이용하여 상기 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계를 포함하고, 상기 웨이퍼의 특성을 판정하는 방법은 상기 다중 채널 중의 다른 하나의 채널에 의해 생성된 상기 제2 출력을 이용하여 상기 웨이퍼의 다른 특성을 판정하는 단계를 더 포함하는 것인, 웨이퍼의 특성을 판정하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼의 특성을 이용하여 통계 프로세스 제어를 수행하는 단계를 더 포함하는 것인, 웨이퍼의 특성을 판정하는 방법.
제 1 항에 있어서, 반도체 제조 프로세스에서의 이상현상(excursion)을 검출하기 위하여 상기 웨이퍼의 특성을 이용하여 상기 반도체 제조 프로세스의 인라인 모니터링을 수행하는 단계를 더 포함하는 것인, 웨이퍼의 특성을 판정하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼상의 서로 다른 영역들에 대한 상기 제2 출력의 표준편차를 판정하는 단계와, 상기 표준편차가 상기 웨이퍼를 형성하는데에 사용되는 프로세스에서의 이상현상을 나타내는지를 판정하는 단계를 더 포함하는 것인, 웨이퍼의 특성을 판정하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼에 걸쳐 상기 제2 출력에서의 변동을 판정하는 단계와, 상기 변동이 상기 웨이퍼를 형성하는데에 사용되는 프로세스 툴의 시그너처(signature)와 관련되는지를 판정하는 단계를 더 포함하는 것인, 웨이퍼의 특성을 판정하는 방법.
제 1 항에 있어서, 실질적으로 상기 웨이퍼 전체 표면에 걸쳐서 상기 제2 출력의 이차원 지도를 생성하는 단계와, 상기 이차원 지도에서 비정상적인 패턴이 존재하는지를 판단하는 단계와, 상기 비정상적인 패턴이 존재하는 경우, 상기 비정상적인 패턴이 상기 웨이퍼를 형성하는데에 사용되는 프로세스에서의 이상현상에 상응하는지를 판정하는 단계를 더 포함하는 것인, 웨이퍼의 특성을 판정하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼는 비패턴화된 웨이퍼 또는 패턴화된 웨이퍼를 포함하는 것인, 웨이퍼의 특성을 판정하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 웨이퍼의 특성은 거칠기, 반사율, 두께, 두께 균일성, 폴리싱 균일성, 저항률, 혹은 입도(grain size)를 포함하는 것인, 웨이퍼의 특성을 판정하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 출력을 이용하여 상기 웨이퍼상의 상기 결함을 검출 하는 단계를 더 포함하는 것인, 웨이퍼의 특성을 판정하는 방법.
웨이퍼의 특성을 판정하기 위한 컴퓨터 구현 방법으로서,

정밀검사 시스템에 의해 생성된 상기 웨이퍼로부터의 빛에 응답하는 출력을 획득하는 단계로서, 상기 출력은 상기 웨이퍼상의 결함에 상응하는 제1 출력과 상기 결함에 상응하지　않는 제2 출력을 포함하는 것인, 상기 출력 획득 단계; 및,

상기 제2 출력을 사용하여 상기 웨이퍼의 특성을 판정하는 단계

를 포함하는 것인, 웨이퍼의 특성을 판정하기 위한 컴퓨터 구현 방법.
웨이퍼의 특성을 판정하도록 구성된 시스템으로서,

상기 웨이퍼를 조명하고, 상기 웨이퍼로부터의 빛에 응답하는 출력을 생성하도록 구성되는 정밀검사 서브시스템으로서, 상기 출력은 상기 웨이퍼상의 결함에 상응하는 제1 출력과 상기 결함에 상응하지　않는 제2 출력을 포함하는 것인, 상기 정밀검사 서브시스템; 및,

상기 제2 출력을 사용하여 상기 웨이퍼의 특성을 판정하도록 구성된 프로세서

를 포함하는 것인, 웨이퍼의 특성을 판정하도록 구성된 시스템.