KR20170059450A - 프로세싱 동안 웨이퍼들의 제어를 위한 표면 형상 측정을 위한 장치 및 방법 - Google Patents

프로세싱 동안 웨이퍼들의 제어를 위한 표면 형상 측정을 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제1 표면(13) 아래에 존재하는 구조들(14)에 대하여 웨이퍼(12)의 상기 제1 표면(13) 상에서 형태의 측정들을 수행하기 위한 장치 및 장비에 관한 것으로서, (i) 적어도 하나의 측정 필드에 따라 상기 웨이퍼(12)의 상기 제1 표면(13) 상에서 형태의 측정들을 수행하기 위해 배치되는 형상 측정 수단(10); (ii) 상기 형상 측정 수단(10)을 향하고 또한 적어도 하나의 이미징 필드에 따라 상기 제1 표면(13)에 반대되는 상기 웨이퍼(12)의 제2 표면 상에서 또는 이를 통해 상기 구조들(14)의 기준 이미지를 획득하기 위해 배치되는 이미징 수단(11);을 포함하고, 상기 형상 측정 수단(10) 및 상기 이미징 수단(11)은 상기 측정 및 상기 이미징 필드들이 공통의 기준 프레임(15) 안의 위치에 기준되어지도록 배치된다.
본 발명은 또한 이 장치 또는 장비에 구현되는 방법에 관한 것이다.

Description

프로세싱 동안 웨이퍼들의 제어를 위한 표면 형상 측정을 위한 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR SURFACE PROFILOMETRY FOR THE CONTROL OF WAFERS DURING PROCESSING}
본 발명은 프로세싱 동안 웨이퍼들 상에서 표면 형상 측정을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다. 이것은 또한 장치에 의해 구현된 측정 방법에 관한 것이다.
본 발명의 기술 분야는 한정적이지는 않지만, 보다 상세하게는, 마이크로시스템들(MEMS) 및 마이크로전자공학 분야의 장치들의 치수 제어 및 측정에 관한 것이다.
마이크로전자공학에 있어서 구현된 제조 방법들은 일반적으로 층들의 증착 및 에칭의 연속적인 단계들에 의존하는데, 이것은 스택들의 형태로서의 구성성분들의 생산으로 귀결된다.
매우 높은 정도의 층들의 편평함이 종종 필요하다. 이로써 이 편평함을 측정하기 위한 기술, 특히 광학 형상 측정(optical profilometry)를 구현하는 것이 알려져 있다.
광학 형상 측정 기술들 중에서 하나 또는 적은 수의 측정들로 직접 표면의 형태를 획득하는 것을 가능하게 해주는 "전-영역(full-field)"으로 지칭되는 기술들이 알려져 있다. 특히 측정되는 표면에 의해 반사되는 측정 빔과 기준 빔 사이의 간섭들을 이용하는, 간섭측정 기술들이 있다. 서로 다른 간섭측정계 아키텍쳐가 가능한데, 그 중 일부는 리닉(Linnik), 미라우(Mirau), 미켈슨(Michelson) 또는 피조(Fizeau) 간섭계들의 명칭으로 알려져있다.
광학 간섭측정 기술들은 또한 표면을 스캔하는 스팟 측정 빔으로 점과 점 사이의 거리 측정들(point-to-point distance measurements)에 기초하여 알려져 있다. 이 경우에 있어 구현되는 검출 기술들은 특히 공촛점, 크로마틱 공촛점 기술들, 또는 간섭측정 또는 (광폭-스펙트럼 소스들을 가지는) 낮은 코히어런스 간섭측정에 기초하는 기술들을 포함할 수 있다. 하지만, 이 기술들은 전-영역 기술들보다 훨씬 더 느리다는 단점을 가진다.
이 모든 기술들에 공통된 제한 조건은 좋은 측정들을 획득하기 위해서는 작업 파장들에서 측정되는 표면의 반사율이 높아야 한다는 것이다. 또한, 측정들은 매립된 층들 상의 스트레이 반사들에 의해 교란되지 않아야 한다. 따라서, (실리콘에 있어서 가시광선 파장들이) 아주 일부만, 또는 물질들로 침투하지 않는 파장들이 일반적으로 사용되거나, 또는 측정될 층들이 가시광선 스펙트럼에서 투명할 때, 금속 증착이 그 전에 그 위에 수행된다(탄탈륨).
어떤 조건들에 있어서는, 구성성분들에 면하는, 이미 생산된 칩들 또는 이 구성성분들을 커버하는 층들의 평탄도를 측정 및 특성화하는 것이 필요하다. 그 때 발생되는 문제는, 이 구성성분들이 측정 면으로부터는 보이지 않는다는 것이다. 이로써 불가피하게 부정확한 사전 설계 정보를 사용하지 않고, 이 구성성분들의 정확한 위치에 편평도 측정들을 부착하거나 기준(reference)으로 하는 것은 어렵다.
본 발명의 목적은 적어도 측정될 표면 아래에 위치되거나 또는 웨이퍼 안에 매립된 구성성분들에 대하여 정확하게 등록되거나 또는 기준으로 된 표면의 형태의 측정들을 수행하는 것을 가능하게 해주는 형상 측정 장치 및 방법을 제안하는 데 있다.
본 발명의 목적은 또한 적어도 측정될 표면 아래에 위치되거나 또는 웨이퍼 안에 매립된 구성성분들에 연결된 기준 프레임 안의 표면의 형태의 측정들을 수행하는 것을 가능하게 해주는 형상 측정 장치 및 방법을 제안하는 데 있다.
이 목적은 제1 표면 아래에 존재하는 구조들에 대하여 웨이퍼의 상기 제1 표면 상에서 형태의 측정들을 수행하기 위한 장치로 달성되는데, 이 장치는,
- 적어도 하나의 측정 필드에 따라 상기 웨이퍼의 상기 제1 표면 상에서 형태의 측정들을 수행하기 위해 배치되는 형상 측정 수단;
- 상기 형상 측정 수단을 향하고 또한 적어도 하나의 이미징 필드에 따라 상기 제1 표면에 반대되는 상기 웨이퍼의 제2 표면 상에서 또는 이를 통해 상기 구조들의 기준 이미지를 획득하기 위해 배치되는 이미징 수단;을 포함하고,
상기 형상 측정 수단 및 상기 이미징 수단은 상기 측정 및 상기 이미징 필드들이 공통의 기준 프레임 안의 위치에 기준되어지도록 배치되는 것을 특징으로 한다.
이 구조들은 예를 들어, 상기 제1 표면에 반대되는 웨이퍼의 면 상에 선택적으로 생성되거나, 또는 웨이퍼의 층들 안에 매립되어 있는 구성성분들, 트랙들 또는 칩들일 수 있다. 이것들은 상기 제1 표면 상에서는 보이지 않고, 그렇기 때문에 상기 형상 측정 수단의 시점으로부터 이 표면 아래에 있는 구조들이다.
상기 형상 측정 수단을 향하는 상기 이미징 수단은, 상기 제1 면이 본 발명의 장치에 위치될 때, 측정되는 웨이퍼의 상기 제1 표면에 반대되는, 제2 표면과 관련하여 위치될 수 있다. 이것은 이 구조들이 상기 제1 표면을 통해 식별될 수 없을 때조차도, 구조들을 이미징하거나, 또는 적어도 상기 구조들이 위치되도록 허용하는 이미지들을 획득하는 것을 가능하게 해준다.
본 발명에 따르면, 상기 형상 측정 수단 및 상기 이미징 수단은 공간적으로 캘리브레이션되거나 또는 기준으로 되어서 이들의 개별적인 측정 및 이미징 필드들의 위치 및 범위는 그 각각이 다른 것에 대하여 알려져 있거나, 또는 다시 말하면, 유일한 기준 프레임 안에서 기준되어진다.
바람직하게는, 상기 측정 및 상기 이미징 필드들은 실질적으로 서로 평행한 평면들의 형태로 표현될 수 있다. 이들은 기준 평면의 형태로 공통의 기준 프레임 안에서 기준되어질 수 있다.
그러므로 본 발명의 장치에 있어서 웨이퍼의 정확한 위치의 사전 지식의 필요 없이, 구조들의 위치에 형상 측정 측정들을 부착하거나 또는 연결하는 것이 가능하다.
실시예들에 따르면, 본 발명에 따른 장치는 상기 적외선의 파장들에서 이미지들을 생산하는 것을 가능하게 하는, 이미징 수단을 포함할 수 있다.
그러므로, 실리콘과 같이, 가시광선 파장들에서 투명하지 않은 물질들을 통하는 것을 포함하여, 웨이퍼의 층들 안에 "매립된" 구조들을 이미지하는 것이 가능하다.
특히 이들이 생성된 기판을 통해 구조들을 이미징하는 것이 가능하다.
실시예들에 따르면, 본 발명에 따른 장치는 전-영역 간섭계(full-field interferometer)를 이용하는 형상 측정 수단을 포함할 수 있다.
이것은 특히 미켈슨, 미라우, 리닉, 피조 타입들 중 하나인 전-영역 간섭측정계를 포함할 수 있다.
전-영역 간섭측정계들은 측정될 표면의 적어도 일 부분을 나타내는 2차원 간섭 구조들 또는 측정 신호들을 처리하는 것을 가능하게 해주는 간섭측정계들이다.
실시예들에 따르면, 상기 형상 측정 수단 및 상기 이미징 수단은 실질적으로 평행한 광학 축들을 가질 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 형상 측정 수단 및 상기 이미징 수단은 공통 광학 축을 따라 정렬될 수 있다.
실시예들에 따르면, 본 발명에 따른 장치는 점 거리 센서, 및 상기 점 거리 센서를 가지고 상기 제1 표면을 스캐닝하기 위한 스캐닝 수단을 이용하는 형상 측정 수단을 포함할 수 있다.
이것은 특히 공촛점 센서, 크로마틱 공촛점 센서, 간섭측정계, 스펙트럼-도메인 낮은 코히어런스 간섭측정계, 타임-도메인 낮은 코히어런스 간섭측정계, 주파수-스캐닝 낮은 코히어런스 간섭측정계, 기계식 프로브, 원자력 마이크로스코피(AFM) 프로브 타입들 중 하나인 거리 센서를 포함할 수 있다.
이 경우에 있어서, 형태 정보를 재구성하기 위해 표면의 높이는 점마다 측정된다.
상기 거리 센서는 표면의 지역 고도 또는 높이에 대한 정보 항목을 생성할 수 있는 어떠한 센서도 포함할 수 있다. 이것은 또한 특히 광 센서(공촛점, 간섭측정), 기계식 센서(프로브), 또는 프로브 점과 측정되는 표면 사이 원자 수준에서의 상호작용을 이용하는 센서("atomic force microscope", AFM)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 장치는 또한 상기 형상 측정 수단을 향하는 제1 면 및 상기 이미징 수단을 향하는 제2 면을 가지는 상기 웨이퍼를 위치시키기 위한 지지부를 더 포함할 수 있다.
웨이퍼 지지부는 척을 포함할 수 있다.
다른 측면에 따르면, 제1 표면 아래에 존재하는 구조들에 대하여 웨이퍼의 상기 제1 표면 상에서 형태의 측정들을 수행하기 위한 방법에 있어서,
- 형상 측정 수단을 구현하는 것에 의해 상기 웨이퍼의 상기 제1 표면 상에서 적어도 하나의 측정 필드에 따라 형태의 측정들을 획득하는 단계;
- 상기 형상 측정 수단을 향하는 이미징 수단을 구현하고, 상기 제1 표면에 반대되는 상기 웨이퍼의 제2 표면 상에서 또는 이를 통해 적어도 하나의 이미징 필드에 따라 상기 구조들의 기준 이미지를 획득하는 단계;을 포함하고,
상기 측정 및 상기 이미징 필드들이 공통의 기준 프레임 안의 위치에 기준되어진다.
실시예들에 따르면, 본 발명의 방법은 또한 상기 기준 이미지 안에서 상기 구조들의 위치를 식별하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이것은 적어도 하나의 식별된 구조 위치에 근접하여 형태의 측정들을 획득하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 본 발명에 따른 방법은 또한 기준 평면의 형태로 상기 공통의 기준 프레임 안에서 상기 측정 및 상기 이미징 필드들의 위치의 발견을 캘리브레이션하는 이전 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 장점들 및 특징들은 첨부된 도면들로부터, 또한 한정하고자 하는 것은 아닌 구현들 및 실시예들의 상세한 설명을 읽을 때 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 장치의 일 실시예를 보여준다.
도 2는 미켈슨 타입의 전-영역 간섭측정계를 가지는 조면계(profilometer)의 일 실시예를 보여준다.
도 3은 미라우 타입의 전-영역 간섭측정계를 가지는 조면계의 일 실시예를 보여준다.
도 4는 본 발명에 따른 방법의 제1 실시예를 보여준다.
도 5는 본 발명에 따른 방법의 제2 실시예를 보여준다.
도 6은 본 발명에 따른 장치를 가지고 획득되는 측정들의 예들을 보여준다.
이하에서 설명될 실시예들은 한정하고자 하는 것은 아님이 잘 이해되어야 한다. 본 발명의 변형들은, 이 특성들의 선택이 기술적인 장점을 수여하거나 또는 종래 기술의 상태에 대하여 본 발명을 구별하기에 충분하다면, 설명되는 다른 특성들로부터 분리되어, 이하에서 설명되는 특성들의 선택만을 포함하는 것으로 예상될 수 있다. 이 선택은 구조적인 상세사항 없는, 또는 이 부분 단독으로 기술적인 장점을 수여하거나 또는 종래 기술의 상태에 대하여 본 발명을 구별하기에 충분하다면 구조적인 상세사항의 일 부분만 가지는, 적어도 하나의, 바람직하게는 기능적인, 특성을 포함한다.
특히, 설명되는 모든 변형들 및 모든 실시예들은, 기술적인 측면에서 이 결합을 반대하지 않으면 함께 결합될 수 있다.
도면들에 있어서, 수 개의 도면들에 공통된 요소들은 동일한 참조부호를 유지한다.
먼저, 도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 장치의 일 실시예가 설명될 것이다.
바람직한 일 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 장치는 표면(13) 아래에 매립된 층들 안 구조들(14)을 포함하는 웨이퍼(12)의 표면(13) 상에서 형태의 측정들을 수행하려는 것이다.
본 발명에 따른 장치는 이때 공통의 기준 프레임(15) 안에서 구조들(14)(또는 이들의 위치) 및 표면(13)의 형태의 측정들을 등록 또는 표현하는 것을 가능하게 해준다.
이로써, 한정적이지 않은 예를 통해, 본 발명에 따른 장치는 웨이퍼(12)의 기판 상에 생성된 구조들(14)을 커버하는 방식으로 또는 그 위에 증착되는 접촉 층의 편평함을 모니터링하는 데 사용될 수 있다. 이 구조들(14)은 특히 집적 회로들(14)일 수 있다. 이 경우에 있어서 집적 회로들(14) 위 접촉 층의 편평도를 정확하게 모니터링하는 것은 중요하다. 이제, 이 접촉 층이 특히 금속 층으로 덮여 있다면, 표면(13) 측 상에서 집적 회로들의 위치를 시각화하는 것을 허용하지 않는다.
그러므로 본 발명에 따른 장치를 가지고 측정될 표면(13)에 반대되는 웨이퍼(12)의 부분을 구성하는 기판을 통해 집적 회로들(14)을 시각화하고 위치를 발견하고, 또한 집적 회로들(14)의 위치에 대하여 형태의 측정들을 수행 또는 등록하는 것이 가능하다.
따라서, 본 발명에 따른 장치는 이 웨이퍼가 웨이퍼 지지부에 위치될 때(도 1에 미도시), 웨이퍼(2)의 표면(13) 상에서 형태의 측정들을 수행하는 것을 가능하게 해주는 형상 측정 수단(10)을 포함한다.
본 발명에 따른 장치는 또한 표면(13)에 대하여 웨이퍼(12) 아래 또는 그 안에 존재하는 구조들(14)을 이미징하고자 하는 이미징 수단(11)을 포함한다.
형상 측정 수단(10) 및 이미징 수단(11)은 웨이퍼가 웨이퍼 지지부에 위치될 때 웨이퍼(12)의 어느 한 측 상에서, 서로 향하도록 배치된다.
웨이퍼 지지부에는 형상 측정 수단(10) 및 이미징 수단(11)에 대하여 웨이퍼(12)를 이동 및 정확하게 위치시키는 것을 가능하게 해주는 이동 및 병진 및/또는 회전 수단이 마련되어 있다.
컴퓨터(28)는 장치를 제어하고 데이터를 처리한다.
기술된 실시예에 있어서, 형상 측정 수단(10)은 대물렌즈(objective)의 수준에서 전-영역 간섭측정계(20)를 가지는 현미경의 형태인데, 이것은 이로써 전-영역 조면계(10)를 구성한다.
예를 들어 발광 다이오드들 또는 할로겐 소스에 기초한, 광원(16)은 가시광선 및/또는 근적외선 파장들에서 광 빔(19)을 생성한다. 이 광 빔(19)은 큐브 또는 빔스플리터(18)에 의해 전-영역 간섭측정계(20)를 향해 안내된다.
전-영역 간섭측정계(20)에 있어서, 광 빔(19)은 기준 미러를 조명하는 기준 빔 및 웨이퍼(12)의 표면(13)을 조명하는 측정 빔으로 분리된다. 웨이퍼의 표면(13)에 의해 또한 기준 미러에 의해 각각 반사되는 광은 예를 들어 CCD 또는 CMOS 타입의 매트릭스 검출기(17)로 재안내된다.
조면계(10)는 매트릭스 검출기(17) 상에 웨이퍼의 표면(13)을 이미징하도록 배치되는, 이미징 대물렌즈를 포함하는, 광학 및 렌즈들을 포함한다. 측정 빔과 기준 빔 사이의 광학 경로들에 있어서의 차이가 광원(16)의 코히어런스 길이보다 작을 때, 측정 빔과 기준 빔 사이의 간섭들로 인한 간섭 프린지들 또한 볼 수 있다. 당업자에게 알려진 기술들에 따라, 이 간섭 프린지들의 변조는, 검출기(17) 상에 이미징되는 이 표면(13)의 존(zone)에 실질적으로 대응하는 측정 필드에 따라 표면(13)의 형태를 재구축하는 것을 가능하게 해준다.
본 발명의 맥락에서 사용될 수 있는 서로 다른 종류들의 전-영역 간섭측정계(20)가 존재한다.
도 2를 참조하여, 전-영역 간섭측정계(20)는 미켈슨 구성(Michelson configuration)일 수 있다. 이때 이것은 이미징 대물렌즈(40)와 측정될 표면(13) 사이에 배치되는 분리기 큐브(separator cube, 41)(또는 빔스플리터)를 포함한다. 이 분리기 큐브(41)는 기준 빔을 생성하기 위해 기준 미러(42)로 입사 광 빔(19)의 일 부분을 반사한다.
도 3을 참조하여, 전-영역 간섭측정계(20)는 또한 미라우 구성(Mirau configuration)일 수 있다. 이때 이것은 이미징 대물렌즈(40)와 측정될 표면(13) 사이에 위치되는 반-반사(semi-reflective) 빔스플리터(51)를 포함한다. 이 빔스플리터는 광 빔의 중심에 위치되는 기준 미러(52)로 입사 광의 일 부분을 반사한다.
전-영역 간섭측정계는 또한 리닉 구성(Linnik configuration)일 수 있다. 이 구성은 이미징 대물렌즈가 간섭측정계의 각각의 암에 도입된, 미켈슨 구성의 변형이다. 이 경우에 있어서, 분리기 큐브(41)는 광 빔에 있어서 이미징 대물렌즈 앞에 위치된다.
물론, 전-영역 간섭측정계(20)의 다른 구성들 또한 본 발명의 맥락 안에서 가능하다.
조면계는 또한 예를 들어 압전 액츄에이터(piezo-electric actuator)를 구현하는 것에 의해, 병진 수단(43)을 포함하는데, 이것은 측정될 표면(13)에 대하여 이미징 대물렌즈(40) 및 간섭측정계(20)로 구성되는 조립체를 매우 정확하게 움직이는 것을 가능하게 만들어 준다. 이 병진 수단(43)은, 분리기 요소와 기준 미러 사이의 기준 빔의 광학 경로를 변형하지 않고, 분리 요소(예를 들어 도 1의 분리기 큐브(41) 또는 도 3의 빔스플리터(51))와 측정될 표면(13) 사이의 측정 빔의 광학 경로를 변경하는 것을 가능하게 해준다. 이로써 알려진 또는 제어된 방식으로 검출기(17) 상에서 획득된 간섭 구조의 위상(phase)을 변경하고, 또한 서로 다른 탈위상 조건들을 가지는, 획득된 이미지들의 시퀀스들에 기초하여, 표면(13)의 형태를 매우 정확하고 명확하게 재구축하는 것을 가능하게 해주는 "위상 스텝핑(phase stepping)" 타입의 재구축 알고리즘들을 구현하는 것이 가능하다.
이미징 수단(11)은 광원(23), 이미징 대물렌즈(26), (예를 들어 CCD 또는 CMOS 타입의) 매트릭스 검출기(27) 및 (예를 들어) 빔스플리터 또는 분리기 큐브 타입의 분리기 요소(24)을 가지는, 이미징 현미경의 형태이다.
광원(23)으로부터의 광(25)은 분리기 요소(24)에 의해 웨이퍼의 뒷면을 향해 안내된다. 웨이퍼(21)에 의해 반사되고 이미징 대물렌즈(25)에 의해 수집된 광은 매트릭스 검출기(27)를 향해 전송된다. 이미징 대물렌즈(26)를 가지는 광학 시스템은 이미징 필드에 따라 매트릭스 검출기(22) 상에 웨이퍼의 이미지의 형성을 허용하기 위해 배치된다.
광원(23)은 실리콘이 전체적으로 더 이상 불투명하지 않은, 1마이크로미터보다 큰 파장들에 도달하기 위해 근적외선 안으로 확장되는 방출 스펙트럼을 나타내기 위해 디자인된다. 이 광원(23)은 할로겐 소스일 수 있다. 이때 실리콘에 기초한 매트릭스 검출기(22)에서조차도, 기판과 같은 실리콘 층을 통해 웨이퍼(12)의 구조들(14)의 이미지를 획득하는 것이 가능하다.
이전에서 설명된 바와 같이, 형상 측정 수단(10) 및 이미징 수단(11)은 측정 및 이미징 필드들이 공통의 기준 프레임(15) 안의 위치에서 기준되어지도록 배치된다.
이를 위해, 형상 측정 수단(10) 및 이미징 수단(11)은 서로 관련하여 정확하고 안정적인 방식으로 이들을 고정 및/또는 위치되도록 허용하는 지지부에 단단히 고정된다.
게다가 이들은 형상 측정 수단(10)의 광학 축(21)과 이미징 수단(11)의 광학 축(27)이 실질적으로 일치하거나, 또는 적어도 근접하고 실질적으로 평행하도록 배치된다. 이 방식으로, 측정 및 이미징 필드들은 웨이퍼(12)의 수준에서 실질적으로 중첩되고, 웨이퍼의 두께로 인한 시차(parallax) 오류들이 방지된다.
장치는 그후, 예를 들어 다른 것들과 관련하여 그 위치들이 알려져 있는, 양면 상에 패턴들을 포함하는 샘플 또는 캘리브레이션 웨이퍼(12)를 이용해 캘리브레이션(calibration)된다. 조면계(10) 또한 이미징 시스템이기 때문에, 캘리브레이션은 양면상에 보이는 패턴들을 포함하는 웨이퍼를 가지고 이미징하는 것에 의해 단순히 수행될 수 있다.
그러므로 측정 및 이미징 필드들은 기준 평면, 또는 2차원의(X-Y) 공통의 기준 프레임(15) 안에 위치될 수 있다. 사실상, 형상 측정 및 이미징 수단의 광학 축들(21, 27)을 실질적으로 평행하게 위치시키는 데 주의를 기울였다면, 형상 측정과 이미징 측정들 사이에서 (웨이퍼(12)의 두께에 대한) 높이에 있어서의 차이들을 알 필요는 없다.
예를 들어 웨이퍼의 구조들(14)을 위치시키는 것을 가능하게 해주는 이미징 필드에 기준 평면(15)을 부착하고, 이 이미징 필드 안에 측정 필드의 화소들을 위치시키는 것을 가능하게 해주는 평면에서 (병진, 회전 및 동조 변형(homothetic transformations)에 기초하여) 전달 함수를 캘리브레이션에 의해 계산하는 것이 가능하다.
본 발명의 장치는 서로 다른 방식으로 측정들을 획득 및 처리하는 것을 가능하게 해준다.
예를 들어, 도 4는 본 발명에 따른 표면 형태들을 측정하기 위한 방법을 보여주는데, 이 방법은,
- 이미징 수단(11)을 가지고 기준 이미지를 획득하는 단계(60);
- 예를 들어 알려진 이미지들의 분할(segmentation)을 위한 기술들을 구현하는 것에 의해, 기준 이미지에서 웨이퍼(12)의 구조들(14)의 위치 (및 선택적으로 이들의 형태)를 식별하는 단계(61);
- 캘리브레이션 동안 획득된 전달 함수를 고려하여, 식별된 구조들(14)의 위치에 대응하는 하나 또는 그 이상의 존(들)에서 웨이퍼의 표면(13)의 형태를 조면계(10)를 가지고 획득하는 단계(62)를 포함한다.
또한 예를 들어, 도 5는 본 발명에 따른 프로파일을 측정하기 위한 방법을 보여주는데, 이 방법은,
- 이미징 수단(11)을 가지고 이미징 필드에 따른 기준 이미지(70)를 획득하는 단계(60);
- 예를 들어 알려진 이미지들의 분할을 위한 기술들을 구현하는 것에 의해, 기준 이미지에서 웨이퍼(12)의 구조들(14)의 위치 (및 선택적으로 이들의 형태)를 식별하는 단계(61);
- 웨이퍼(12)의 수준에서 사용되는 이미징 필드와 적어도 부분적으로 중첩되는 측정 필드에서 조면계(10)를 가지고 웨이퍼의 표면(13)의 형태를 획득하는 단계(63),
- 캘리브레이션 동안 획득된 전달 함수를 이용해 구조들(14) 및 형태의 측정들을 매칭시키는 단계(64)를 포함한다.
이 실시예에 있어서, 구조들을 식별하는 단계(61)는 시각적 매칭만이 추구된다면 생략될 수 있다.
도 6은 본 발명에서, 특히 도 5에 대하여 설명된 구현 방법에서 획득될 수 있는 측정들의 결과를 보여준다. 이것은
- 웨이퍼(12)의 구조들(14)의 표현(73)을 가지는, 이미징 수단(11)을 가지고 획득되는 이미지(70);
- 형상 측정 수단(10)을 가지고 획득되는, 웨이퍼(12)의 표면(13)의 형태의 표현(71). 이때 표면의 형태는 윤곽 선들(74)로 표현되고;
- 기준 프레임(15)에서 이미지(70)의 등록 후, 구조들(14)의 표현들(73)과, 표면의 형태의 윤곽 선들(74)의 표현을 결합한 이미지(72)를 보여준다.
이로써 구조들(14)에 대한 웨이퍼(12)의 표면(13)의 편평함에 있어서의 결함들의 훌륭한 시각화가 가능하다.
물론, 본 발명은 상기에서 설명된 예들에 한정되지 않고 수많은 조정들이 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 이 예들에 만들어질 수 있다.

Claims (12)

  1. 제1 표면(13) 아래에 존재하는 구조들(14)에 대하여 웨이퍼(12)의 상기 제1 표면(13) 상에서 형태의 측정들을 수행하기 위한 장치에 있어서,
    - 적어도 하나의 측정 필드에 따라 상기 웨이퍼(12)의 상기 제1 표면(13) 상에서 형태의 측정들을 수행하기 위해 배치되는 형상 측정 수단(10);
    - 상기 형상 측정 수단(10)을 향하고 또한 적어도 하나의 이미징 필드에 따라 상기 제1 표면(13)에 반대되는 상기 웨이퍼(12)의 제2 표면 상에서 또는 이를 통해 상기 구조들(14)의 기준 이미지를 획득하기 위해 배치되는 이미징 수단(11);을 포함하고,
    상기 형상 측정 수단(10) 및 상기 이미징 수단(11)은 상기 측정 및 상기 이미징 필드들이 공통의 기준 프레임(15) 안의 위치에 기준되어지도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 이미징 수단(11)은 상기 적외선의 파장들에서 이미지들을 생산하는 것을 가능하게 하는, 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 형상 측정 수단(10)은 전-영역 간섭측정계(20)를 가지는, 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 전-영역 간섭측정계(20)는 미켈슨, 미라우, 리닉, 피조 타입들 중 하나인, 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 형상 측정 수단(10) 및 상기 이미징 수단(11)은 실질적으로 평행한 광학 축들(21, 27)을 가지는, 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 형상 측정 수단(10)은 점 거리 센서, 및 상기 점 거리 센서를 가지고 상기 제1 표면(13)을 스캐닝하기 위한 스캐닝 수단을 이용하는, 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 점 거리 센서는 공촛점 센서, 크로마틱 공촛점 센서, 간섭측정계, 스펙트럼-도메인 낮은 코히어런스 간섭측정계, 타임-도메인 낮은 코히어런스 간섭측정계, 주파수-스캐닝 낮은 코히어런스 간섭측정계, 기계식 프로브, 원자력 마이크로스코피(AFM) 프로브 타입들 중 하나인, 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 형상 측정 수단(10)을 향하는 제1 면(13) 및 상기 이미징 수단(11)을 향하는 제2 면을 가지는 상기 웨이퍼(12)를 위치시키기 위한 지지부를 더 포함하는, 장치.
  9. 제1 표면(13) 아래에 존재하는 구조들(14)에 대하여 웨이퍼(12)의 상기 제1 표면(13) 상에서 형태의 측정들을 수행하기 위한 방법에 있어서,
    - 형상 측정 수단(10)을 구현하는 것에 의해 상기 웨이퍼(12)의 상기 제1 표면(13) 상에서 적어도 하나의 측정 필드에 따라 형태의 측정들을 획득하는 단계;
    - 상기 형상 측정 수단(10)을 향하는 이미징 수단(11)을 구현하고, 상기 제1 표면(13)에 반대되는 상기 웨이퍼(12)의 제2 표면 상에서 또는 이를 통해 적어도 하나의 이미징 필드에 따라 상기 구조들(14)의 기준 이미지를 획득하는 단계;을 포함하고,
    상기 측정 및 상기 이미징 필드들이 공통의 기준 프레임(15) 안의 위치에 기준되어지는 것을 특징으로 하는, 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 기준 이미지 안에서 상기 구조들(14)의 위치를 식별하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 적어도 하나의 식별된 구조 위치에 근접하여 형태의 측정들을 획득하는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 기준 평면의 형태로 상기 공통의 기준 프레임(15) 안에서 상기 측정 및 상기 이미징 필드들의 위치의 발견을 캘리브레이션하는 이전 단계를 더 포함하는, 방법.
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