KR20180028556A - 다중-분광기 각도 스펙트로스코픽 엘립소메트리 - Google Patents

다중-분광기 각도 스펙트로스코픽 엘립소메트리 Download PDF

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KR20180028556A
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레오니드 포스라브스키
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Abstract

향상된 안정성들을 갖는 엘립소메트리(ellipsometry) 시스템들 및 엘립소메트리 데이터 수집 방법들이 개시된다. 본 개시물에 따라, 다수의 미리 결정된 이산 분광기 각도들이 단일 측정을 위한 엘립소메트리 데이터를 수집하는데 이용되며, 데이터 회귀(data regression)가 이들 미리 결정된 이산 분광기 각도들에서 수집된 엘립소메트리 데이터에 기반하여 수행된다. 단일 측정을 위해 다수의 이산 분광기 각도들을 이용하는 것은 엘립소메트리 시스템의 안정성을 향상시킨다.

Description

다중-분광기 각도 스펙트로스코픽 엘립소메트리 {MULTI-ANALYZER ANGLE SPECTROSCOPIC ELLIPSOMETRY}
본 개시물은 일반적으로 표면 검사 분야에 관한 것이며, 특히 엘립소메트리(ellipsometry) 툴들에 관한 것이다.
실리콘 웨이퍼 등과 같은 얇은 연마된 플레이트들은 현대 기술의 매우 중요한 부분이다. 예컨대, 웨이퍼는 집적 회로들 및 다른 디바이스들의 제조에 사용되는 반도체 재료의 얇은 슬라이스를 지칭할 수 있다. 얇은 연마된 플레이트들/막들의 다른 예들은 자기 디스크 기판들, 게이지 블록들 등을 포함할 수 있다. 여기 설명된 기법은 주로 웨이퍼를 지칭하나, 이 기법이 또한 다른 타입의 연마된 플레이트들 및 막들에도 마찬가지로 적용가능하다는 것이 이해될 것이다. 웨이퍼라는 용어 및 얇은 연마된 플레이트 및/또는 막이라는 용어는 본 개시물에서 상호교환 가능하게 사용될 수 있다.
일반적으로, 웨이퍼들의 유전체 특성들에 대해 특정 요건들이 설정될 수 있다. 엘립소메트리는 웨이퍼들의 유전체 특성들의 연구를 위한 광학적 기법이다. 샘플(예를 들어, 웨이퍼 표면)에 반사되는 편광의 변화의 분석시, 엘립소메트리는 샘플에 관한 정보를 산출할 수 있다. 엘립소메트리는 복소 굴절률(complex refractive index) 또는 유전 함수 텐서(dielectric function tensor)를 조사할 수 있으며, 이는 필수적인 물리적 파라미터들에 대한 접근을 허용하고, 모폴로지(morphology), 결정 품질, 화학적 조성 또는 전기 전도성을 포함하는 다양한 샘플 특성들에 관련된다. 엘립소메트리는 대개 수 옹스트롬 또는 수십 나노미터 내지 수 마이크로미터 범위의 복합 다층 스택들 또는 단일 층들에 대한 층 두께를 특징화하는데 사용된다.
스펙트로스코픽 엘립소메트리는 광대역 광원을 이용하는 엘립소메트리 타입이며, 이는 특정 스펙트럼 범위(예를 들어, 적외선, 가시선 또는 자외선 스펙트럼 범위 내)를 커버한다. 스펙트럼 범위를 커버함으로써, 대응 스펙트럼 범위의 복소 굴절률 또는 유전 상수 텐서가 획득될 수 있으며, 이는 다수의 기본적인 물리적 특성에 대한 접근을 허용한다.
그러나 테스팅 결과들은 기존의 엘립소메트리 툴들에 의해 획득된 측정들이 특정 환경들 하에서 안정되지 않음을 표시한다. 바로 거기에 향상된 측정 안정성을 갖는 엘립소메트리 툴에 대한 필요성이 존재한다.
본 개시물은 엘립소메트리 시스템에 관련된다. 엘립소메트리 시스템은 웨이퍼를 지지하도록 구성되는 지지 메커니즘 및 웨이퍼를 향해 입사 빔을 전달하도록 구성되는 조명 소스를 포함할 수 있다. 입사 빔은 웨이퍼에 반사되어, 반사된 빔을 형성한다. 엘립소메트리 시스템은 반사된 빔을 편광시키도록 구성되는 분광기를 또한 포함할 수 있다. 분광기의 편광 방향은 다수의 미리 결정된 이산 각도 위치들에 대해 회전가능할 수 있다. 검출기는 분광기를 통과하는 반사된 빔에 기반하여 스펙트럼 데이터 세트를 수집하는데 이용될 수 있다. 수집되는 스펙트럼 데이터 세트의 각각의 스펙트럼 데이터는 미리 결정된 이산 각도 위치들의 세트 중 하나의 이산 각도 위치에 대응할 수 있다. 스펙트럼 데이터 세트가 수집되면, 프로세서 모듈은 수집된 스펙트럼 데이터 세트에 대해 동시적 회귀(simultaneous regression)를 수행하는데 이용될 수 있다.
본 개시물의 추가 실시예는 웨이퍼를 검사하기 위한 엘립소메트리 방법에 관련된다. 이 방법은: 웨이퍼를 향해 입사 빔을 전달하는 단계 ― 입사 빔은 웨이퍼에 반사되어, 반사된 빔을 형성함 ― ; 분광기를 이용하여 반사된 빔을 편광시키는 단계 ― 분광기는 미리 결정된 이산 각도 위치들의 세트에 대해 회전가능한 편광 방향을 가짐 ― ; 분광기를 통과하는 반사됨 빔에 기반하여 스펙트럼 데이터 세트를 수집하는 단계 ― 스펙트럼 데이터 세트의 각각의 스펙트럼 데이터는 미리 결정된 이산 각도 위치들의 세트 중 하나의 이산 각도 위치를 가리킴 ― ; 및 수집된 스펙트럼 데이터 세트에 대하여 동시적 회귀를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시물의 부가적인 실시예는 또한 웨이퍼를 검사하기 위한 엘립소메트리 방법에 관련된다. 방법은: 웨이퍼를 향해 입사 빔을 전달하는 단계 ― 입사 빔은 웨이퍼에 반사되어, 반사된 빔을 형성함 ― ; 분광기를 이용하여 반사된 빔을 편광시키는 단계 ― 분광기는 제1 미리 결정된 이산 각도 위치를 가리키는 편광 방향을 가짐 ― ; 분광기의 편광 방향이 제1 미리 결정된 이산 각도 위치를 가리킬 때 분광기를 통과하는 반사된 빔을 수집하는 단계; 분광기를 회전시키는 단계 ― 분광기의 편광 방향은 제2 미리 결정된 이산 각도 위치를 가리키도록 회전됨 ― ; 분광기의 편광 방향이 제2 미리 결정된 이산 각도 위치를 가리킬 때 분광기를 통과하는 반사된 빔을 수집하는 단계; 및 분광기의 편광 방향이 제1 미리 결정된 이산 각도 위치를 가리킬 때 그리고 분광기의 편광 방향이 제2 미리 결정된 이산 각도 위치를 가리킬 때 수집된 스펙트럼 데이터에 대하여 동시적 회귀를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
전술한 일반적 설명 및 하기의 상세한 설명 모두는 단지 예시적이고 설명적인 것이며, 반드시 본 개시물을 제한하는 것이 아님이 이해될 것이다. 명세서에 통합되고 명세서의 일부분을 구성하는 첨부 도면들은 개시물의 주제를 예시한다. 설명 및 도면은 함께 개시물의 원리를 설명하는 역할을 한다.
개시물의 다수의 장점들은 첨부 도면들을 참고로 하여 본 기술분야의 당업자들에 의해 더 잘 이해될 수 있다.
도 1은 본 개시물에 따른 엘립소메트리 시스템을 묘사하는 예시의 등각도이다.
도 2는 반사된 빔의 단면도에 관하여 다수의 미리 결정된 이산 각도 위치들을 묘사하는 예시이다.
도 3은 본 개시물에 따른 웨이퍼를 검사하기 위한 엘립소메트리 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 4는 다수의 미리 결정된 이산 각도 위치들에 따라 스펙트럼 데이터를 수집하기 위한 방법을 예시하는 흐름도이다.
이제 첨부 도면들에 예시되는, 개시된 주제에 대하여 상세한 참조가 이루어질 것이다.
본 개시물은 향상된 안정성을 갖는 엘립소메트리 시스템들 및 엘립소메트리 데이터 수집 방법들에 관련된다. 본 개시물에 따라, 다수의 미리 결정된 이산 분광기 각도들은 단일 측정을 위해 엘립소메트리 데이터를 수집하는데 이용되며, 이들 미리 결정된 이산 분광기 각도들에서 수집된 엘립소메트리 데이터에 기반하여 데이터 회귀(data regression)가 수행된다. 단일 측정을 위해 다수의 이산 분광기 각도들을 이용하는 것은 엘립소메트리 시스템의 안정성을 향상시킨다.
도 1 및 2를 참고하여, 본 개시물의 일 실시예에 따른 엘립소메트리 시스템(100)을 묘사하는 예시들이 도시된다. 엘립소메트리 시스템(100)은 웨이퍼(104)를 지지하도록 구성되는 지지 메커니즘(102)을 포함할 수 있다. 엘립소메트리 시스템(100)은 웨이퍼(104)를 향해 편광자(110)를 통해 입사 빔(108)을 전달하도록 구성되고 웨이퍼(104)의 적어도 일부분을 조명하는 조명 소스(106)를 또한 포함할 수 있다. 입사 빔(108)은 도 1에 도시된 바와 같이 웨이퍼(104)에 반사되어, 반사된 빔(112)을 형성할 수 있다. 입사 빔(108) 및 반사된 빔(112)은 대개 입사면으로서 지칭되는 평면에 걸쳐진다.
반사된 빔(112)은 그 후 분광기(114)로 불리는 제2 편광자로 전달되고, 검출기(116)로 들어간다. 분광기(114) 및 검출기(116)는 공동으로 분광기 모듈로 지칭될 수 있으며, 이는 입사면 내에 반사된 빔(112)의 광학적 경로를 따라 위치된다. 본 개시물에 따라, 단일 측정을 위한 엘립소메트리 데이터를 수집하기 위하여 다수의 분광기 각도들이 이용되고, 따라서 엘립소메트리 시스템의 안정성을 향상시킨다.
더욱 구체적으로는, 엘립소메트리 데이터는 분광기(114)의 편광 방향(도 1의 벡터 A)이 다양한 미리 결정된 이산 각도 위치들을 가리킬 때 수집될 수 있다. 예시적 일구현예에서, 분광기(114)의 방향은 고정된 각도 위치들 각각에 대해 한 이산 위치로부터 다음 이산 위치로 나아갈 수/회전될 수 있어, 검출기(116)가 각각의 고정된 각도 위치에서 엘립소메트리 데이터를 수집하도록 허용할 수 있다.
예컨대, 입사면의 양면 상에 대칭적으로 오프셋된 분광기 각도들의 쌍(α 및 -α)은 미리 결정된 이산 각도 위치들로서 정의될 수 있다. 분광기(114)는 먼저 분광기(114)의 방향(벡터 A)이 분광기 각도(α)를 가리키도록 회전될 수 있다. 검출기(116)는 벡터 A가 분광기 각도(α)를 가리킬 때 분광기(114)를 통과하는 웨이퍼(104)에서 반사된 스펙트럼을 수집할 수 있다. 분광기(114)의 방향(벡터 A)은 검출기(116)가 스펙트럼을 수집하는 미리 결정된 지속기간 동안 변화되지 않은 채로(즉, 분광기 각도(α)를 가리킨 채로) 남아있을 수 있다. 후속하여, 분광기(114)는 분광기(114)의 방향(벡터 A)이 분광기 각도(-α)를 가리키도록 반사된 빔(112)에 관하여 회전될 수 있다. 검출기(116)는 그 후 벡터 A가 분광기 각도(-α)를 가리킬 때 분광기(114)를 통과하는 웨이퍼(104)에서 반사된 스펙트럼을 수집할 수 있다. 분광기(114)의 방향(벡터 A)은 검출기(116)가 스펙트럼을 수집하는 미리 결정된 지속기간 동안 변화되지 않은 채로(즉, 분광기 각도(-α)를 가리킨 채로) 남아있을 수 있다.
α의 값은 변화할 수 있고, 본 개시물의 진의 및 범위를 벗어나지 않고 각각의 특정 적용예에 대해 결정될 수 있는 것으로 고려된다. 게다가, 분광기 각도들(즉, 각도 위치들)은 상기 예에서 도시된 2개로 제한되지 않는다. 3개 이상의 이산 각도 위치들이 본 개시물의 진의 및 범위를 벗어나지 않고 정의될 수 있다.
분광기(114)는 한 이산 포인트로부터 다음 이산 포인트로 나아가도록 요구되지 않는다는 것으로 또한 고려된다. 대안적 구현예에서, 분광기(114)는 각도들의 범위에 걸쳐 계속해서 회전할 수 있으며, 검출기(116)는 분광기(114)의 방향(벡터 A)이 미리 결정된 분광기 각도들 중 하나를 가리킬 때 웨이퍼(104)에서 반사된 스펙트럼들을 수집할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 분광기(114)는 각도들의 범위에 걸쳐 계속해서 회전할 수 있고, 검출기(116)는 웨이퍼(104)에서 반사된 스펙트럼 데이터를 수집할 수 있으나, 단지 분광기(114)의 방향(벡터 A)이 미리 결정된 분광기 각도들 중 하나를 가리킬 때 수집된 데이터가 후속 프로세싱 단계들에 대해 사용/공급될 수 있다(즉, 다른 각도들로부터 수집된 데이터는 사용되지 않음).
본 개시물에 따라 수집된 엘립소메트리 데이터는 검출기(116)와 통신가능하게 결합된 프로세서 모듈을 이용하여 프로세싱될 수 있다. 프로세서 모듈은 프로세싱 유닛, 컴퓨팅 디바이스, 집적 회로 또는 검출기(116)와 통신하는 임의의 제어 로직(독립형 또는 내장형)으로서 구현될 수 있다. 프로세서 모듈은 검출기(116) 부근에 위치될 수 있거나, 또는 다른 곳에 위치되고 유선 또는 무선 통신 수단을 통해 검출기(116)와 통신할 수 있다.
프로세서 모듈은 상기 설명된 바와 같이 다수의 분광기 각도들을 이용하여 수집된 엘립소메트리 데이터의 동시적 회귀를 수행하도록 구성될 수 있다. 엘립소메트리에 대해, 모델 기반 측정이 통상적인 접근법이다. 상이한 분광기 각도 위치들을 이용한 다수의 스펙트럼들은 단일 분광기 각도 스펙트럼을 이용한 측정 결과들을 평균화하는 대신, 더 나은 정확성을 위해 동시에 프로세싱될 수 있다. 본 개시물에 따른 듀얼/멀티 분광기 각도 측정들의 장점들 중 하나는 모델 핏(model fit) 이후의 결과적 에러들이 제로-에러의 이상적 상태 부근에 대칭적으로 분포되도록 시스템의 수학적 모델 및 광학적 설계에 존재하는 시스템 에러들을 최소화시켜, 엘립소메트리 시스템(100)의 안정성을 향상시키는 것이다.
게다가, 프로세서 모듈은 분광기(114)에 대한 최적 각도들을 선택하기 위하여 교정 프로세스를 용이하게 하도록 또한 구성될 수 있다. 예컨대, 분광기(114)는 이동가능/회전가능 메커니즘에 의해 지원될 수 있다. 초기에, 분광기(114)의 방향(벡터 A)은 각도(α)를 가리키도록 설정될 수 있고, 그 후 측정 모델 핏 이후에 잔여 에러들의 대칭을 최대화시키는 방식으로, 제2 각도를 -α의 시작 위치로부터 조심스럽게 튜닝한다. 즉, 2개의 분광기 각도들은 입사면에 관하여 정확히 대칭적이도록 요구되지 않는다.
엘립소메트리 시스템은 웨이퍼를 향해 부가적인 입사 빔(들)을 전달하기 위하여 상기 설명된 바와 같이 둘 이상의 조명 소스를 포함할 수 있는 것이 추가로 고려된다. 각각의 조명 소스는 본 개시물에 따라 정렬된 대응 분광기 모듈들을 가질 수 있다. 상기 설명된 바와 같이 분광기 각도들 이용한 측정들의 정렬은 각각의 조명 소스에 대하여 독립적으로 구성될 수 있다는 것이 이해된다. 즉, 엘립소메트리 시스템이 각각 개별적 광학 설계를 갖는 다수의 엘립소미터(ellipsometer)들을 포함한다면, 각각의 서브시스템이 그 자신의 민감도를 최대화시키기 위해 최적의 측정 분광기 각도들을 결정하는 것이 적절하다.
게다가, 편광자(110)는 계속해서 회전하는 편광자로서 구성될 수 있는 것으로 이해된다. 계속해서 회전하는 편광자는 웨이퍼로 전달되는 입사 빔을 편광시킬 수 있어, 스펙트로스코픽 엘립소메트리 시스템을 효율적으로 제공한다. 스펙트로스코픽 엘립소메트리 시스템은 또한 그 안정성 및 민감도를 향상시키기 위해 본 개시물에 따른 다중-각도 분광기 모듈을 이용할 수 있다.
본 개시물에 따른 엘립소메트리 및 스펙트로스코픽 엘립소메트리 시스템들은 (또한 하이-k(high-k) 애플리케이션들로서 지칭되는) 고 유전 상수를 갖는 재료들을 포함하는 다양한 타입들의 웨이퍼들의 검사를 위해 향상된 안정성, 정확성 및 민감도를 제공할 수 있는 것으로 고려된다. 그러한 하이-k 애플리케이션들에 대해, α의 값은 25° 내지 37°의 범위일 수 있다. 그러나 그러한 범위는 변화할 수 있고, 본 개시물의 진의 및 범위를 벗어나지 않고 각각의 특정 애플리케이션에 대해 결정될 수 있는 것이 이해된다.
추가로 본 개시물에 따른 엘립소메트리 및 스펙트로스코픽 엘립소메트리 시스템들은 미국 특허 제5,608,526호 및/또는 미국 특허 제6,813,026호에 설명된 타입의 장치와 조합하여 구현될 수 있는 것으로 고려되며, 이로써 이 미국 특허들은 본 명세서에 완전히 설명된 것처럼 인용에 의해 통합된다.
이제 도 3을 참고하여, 웨이퍼를 검사하기 위한 엘립소메트리 방법(300)이 도시된다. 단계(302)는 웨이퍼를 향해 입사 빔을 전달할 수 있다. 입사 빔은 웨이퍼에서 반사되어, 상기 설명된 바와 같이 반사된 빔을 형성할 수 있다. 반사된 빔은 단계(304)에서 분광기를 이용하여 편광될 수 있다. 분광기의 편광 방향은 미리 결정된 이산 각도 위치들의 세트에 대해 회전가능할 수 있다. 단계(306)는 분광기를 통과하는 반사된 빔에 기반하여 스펙트럼 데이터 세트를 수집할 수 있다. 수집되고 있는 스펙트럼 데이터 세트의 각각의 스펙트럼 데이터는 미리 결정된 이산 각도 위치들의 세트 중 하나의 이산 각도 위치에 대응할 수 있다. 일단 스펙트럼 데이터 세트가 수집되면, 단계(308)는 이들 미리 결정된 이산 각도 위치들에서 수집된 스펙트럼 데이터 세트에 대해 동시적 회귀를 수행할 수 있다.
스펙트럼 데이터 세트는 다양한 접근법들을 이용하여 수집될 수 있음이 고려된다. 하나의 예시적 접근법에서, 도 4에 예시된 바와 같이, 단계(402)는 분광기를 그 편광 방향이 제1 미리 결정된 이산 각도 위치를 가리키도록 회전시킬 수 있다. 단계(404)는 그 후 분광기의 편광 방향이 제1 미리 결정된 이산 각도 위치를 가리킬 때 분광기를 통과하는 반사된 빔을 수집할 수 있다. 후속하여, 단계(406)는 분광기를 그 편광 방향이 제2 미리 결정된 이산 각도 위치를 가리키도록 회전시킬 수 있다. 단계(408)는 분광기의 편광 방향이 제2 미리 결정된 이산 각도 위치를 가리킬 때 분광기를 통과하는 반사된 빔을 수집할 수 있다. 단계(410)는 분광기의 편광 방향이 제1 미리 결정된 이산 각도 위치를 가리킬 때 그리고 분광기의 편광 방향이 제2 미리 결정된 이산 각도 위치를 가리킬 때 수집된 스펙트럼 데이터에 대하여 동시적 회귀(simultaneous regression)를 수행할 수 있다.
그러나 분광기는 한 이산 포인트로부터 다음 이산 포인트로 나아가도록 요구되지는 않는다는 것이 고려된다. 대안적 구현예에서, 분광기는 각도들의 범위에 걸쳐 계속해서 회전할 수 있으며, 검출기는 분광기의 방향이 미리 결정된 분광기 각도들 중 한 각도를 가리킬 때 스펙트럼 데이터를 수집할 수 있다. 또 다른 구현예에서, 분광기는 각도들의 범위에 걸쳐 계속해서 회전할 수 있고, 검출기는 웨이퍼에서 반사된 스펙트럼 데이터를 수집할 수 있으나, 분광기의 방향이 미리 결정된 분광기 각도들 중 하나의 분광기 각도를 가리킬 때 수집된 데이터만이 동시적 회귀를 위해 사용될 수 있다.
상기 예들은 웨이퍼 검사들을 언급하였으나, 본 개시물에 따른 시스템들 및 방법들은 본 개시물의 진의 및 범위를 벗어나지 않고 다른 타입의 연마 플레이트들에 마찬가지로 적용가능하다는 것이 고려된다. 본 개시물에서 사용되는 웨이퍼라는 용어는 자기 디스크 기판들, 게이지 블록들 등과 같은 다른 얇은 연마된 플레이트들 뿐 아니라 집적 회로들 및 다른 디바이스들의 제조에서 사용되는 반도체 재료의 얇은 슬라이스를 포함할 수 있다.
개시된 방법들은 명령들의 세트로서, 단일 제조 디바이스를 통해 및/또는 다중 제조 디바이스들을 통해 구현될 수 있다. 게다가, 개시된 방법들의 단계들의 특정 순서 또는 계층구조는 예시적 접근법들의 예들이라는 것이 이해된다. 설계 선호도들에 기반하여, 방법의 단계들의 특정 순서 또는 계층구조는 개시물의 범위 및 진의 내에서 유지되면서 재정렬될 수 있다는 것이 이해된다. 첨부된 방법 청구항들은 샘플 순서로 다양한 단계들의 엘리먼트들을 나타내며, 반드시 제시된 특정 순서 또는 계층구조로 제한되도록 의도된 것은 아니다.
본 개시물의 시스템 및 방법과 그 수반되는 장점들은 전술한 설명에 의해 이해될 것으로 여겨지며, 개시된 주제를 벗어나지 않고 또는 모든 그 내용의 장점들을 희생하지 않고, 컴포넌트들의 형태, 구조 및 정렬에 있어서 다양한 변화들이 이루어질 수 있음이 명백할 것이다. 설명된 형태는 단지 설명을 위한 것이다.

Claims (14)

  1. 엘립소메트리(ellipsometry) 시스템에 있어서,
    웨이퍼를 지지하도록 구성되는 지지 메커니즘과;
    상기 웨이퍼를 향해 입사 빔을 전달하도록 구성되는 조명 소스 ― 상기 입사 빔은 상기 웨이퍼에 반사되어, 반사된 빔을 형성하고, 상기 입사 빔 및 반사된 빔은 입사면을 정의함 ― 와;
    상기 반사된 빔을 편광시키도록 구성되는 분광기(analyzer) ― 상기 분광기는 2개의 미리 결정된 이산 각도 위치들에 대해 회전가능한 편광 방향을 갖고, 상기 2개의 각도 위치들은 상기 입사면에 대해 대향되고, 제1 각도 위치는 예각 오프셋 각도(α)만큼 오프셋된 입사면에 대응하고, 제2 각도 위치는 -α만큼 오프셋된 입사면에 대응하며, 상기 제2 각도 위치는, -α만큼 오프셋된 입사면의 각도 위치에 각각 근접한 복수의 후보 각도 위치들을 발생시키는 것, 및 상기 제1 각도 위치에 대해 잔여 오류(residual error)들의 대칭(symmetry)을 최대화하는 상기 제2 각도 위치로서 상기 복수의 후보 각도 위치들 중 하나를 선택하는 것에 의하여 교정(calibrate)됨 ― 와;
    상기 분광기를 통과하는 상기 반사된 빔에 기반하여 스펙트럼 데이터 세트를 수집하도록 구성되는 검출기 ― 상기 스펙트럼 데이터 세트의 각각의 스펙트럼 데이터는, 상기 분광기의 편광 방향이 상기 2개의 미리 결정된 이산 각도 위치들 중 하나의 이산 각도 위치를 가리킬 때, 수집됨 ― 와;
    상기 수집된 스펙트럼 데이터 세트에 대해 동시적 회귀(simultaneous regression)를 수행하도록 구성되는 프로세서 모듈
    을 포함하고,
    상기 분광기는 상기 2개의 미리 결정된 이산 각도 위치들 사이에서 나아가도록(step) 구성되며, 상기 분광기의 편광 방향은, 상기 검출기가 각각의 각도 위치에서 스펙트럼 데이터를 수집하는 동안 미리 결정된 기간 동안 변화되지 않은 채로 남아있는 것인, 엘립소메트리 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 2개의 미리 결정된 이산 각도 위치들은 상기 입사면에 관하여 쌍으로 대칭적(pair-wise symmetric)인 것인, 엘립소메트리 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 예각 오프셋 각도(α)는 25° 내지 37°인 것인, 엘립소메트리 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 조명 소스는 회전가능한 편광자를 더 포함하며, 상기 회전가능한 편광자는 상기 웨이퍼를 향해 전달되는 상기 입사 빔을 편광시키도록 구성되는 것인, 엘립소메트리 시스템.
  5. 웨이퍼를 검사하기 위한 엘립소메트리 방법에 있어서,
    상기 웨이퍼를 향해 입사 빔을 전달하는 단계 ― 상기 입사 빔은 상기 웨이퍼에 반사되어, 반사된 빔을 형성하고, 상기 입사 빔 및 반사된 빔은 입사면을 정의함 ― 와;
    분광기를 이용하여 상기 반사된 빔을 편광시키는 단계 ― 상기 분광기는 2개의 미리 결정된 이산 각도 위치들에 대해 회전가능한 편광 방향을 갖고, 상기 2개의 각도 위치들은 상기 입사면에 대해 대향되고, 제1 각도 위치는 예각 오프셋 각도(α)만큼 오프셋된 입사면에 대응하고, 제2 각도 위치는 -α만큼 오프셋된 입사면에 대응하며, 상기 제2 각도 위치는, -α만큼 오프셋된 입사면의 각도 위치에 각각 근접한 복수의 후보 각도 위치들을 발생시키는 것, 및 상기 제1 각도 위치에 대해 잔여 오류들의 대칭을 최대화하는 상기 제2 각도 위치로서 상기 복수의 후보 각도 위치들 중 하나를 선택하는 것에 의하여 교정됨 ― 와;
    상기 분광기를 통과하는 상기 반사된 빔에 기반하여 스펙트럼 데이터 세트를 수집하는 단계 ― 상기 스펙트럼 데이터 세트의 각각의 스펙트럼 데이터는, 상기 분광기의 편광 방향이 상기 2개의 미리 결정된 이산 각도 위치들 중 하나의 이산 각도 위치를 가리킬 때, 수집됨 ― 와;
    상기 수집된 스펙트럼 데이터 세트에 대하여 동시적 회귀를 수행하는 단계
    를 포함하고,
    상기 분광기는, 상기 2개의 미리 결정된 이산 각도 위치들 중 하나의 이산 각도 위치로부터 상기 2개의 미리 결정된 이산 각도 위치들 중 다음 이산 각도 위치로 나아가도록 구성되며, 상기 분광기의 편광 방향은, 검출기가 각각의 각도 위치에서 스펙트럼 데이터를 수집하는 동안 미리 결정된 기간 동안 변화되지 않은 채로 남아있는 것인, 웨이퍼를 검사하기 위한 엘립소메트리 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 2개의 미리 결정된 이산 각도 위치들은 상기 입사면에 관하여 쌍으로 대칭적인 것인, 웨이퍼를 검사하기 위한 엘립소메트리 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 예각 오프셋 각도(α)는 25° 내지 37°인 것인, 웨이퍼를 검사하기 위한 엘립소메트리 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 웨이퍼를 향해 전달되는 상기 입사 빔은 계속해서 회전하는 편광자에 의해 편광되는 것인, 웨이퍼를 검사하기 위한 엘립소메트리 방법.
  9. 웨이퍼를 검사하기 위한 엘립소메트리 방법에 있어서,
    상기 웨이퍼를 향해 입사 빔을 전달하는 단계 ― 상기 입사 빔은 상기 웨이퍼에 반사되어, 반사된 빔을 형성하고, 상기 입사 빔 및 반사된 빔은 입사면을 정의함 ― 와;
    분광기를 이용하여 상기 반사된 빔을 편광시키는 단계 ― 상기 분광기는 제1 미리 결정된 이산 각도 위치를 가리키는 편광 방향을 갖고, 상기 제1 각도 위치는 예각 오프셋 각도(α)만큼 오프셋된 입사면에 대응함 ― 와;
    상기 분광기의 편광 방향이 상기 제1 미리 결정된 이산 각도 위치를 가리킬 때, 상기 분광기를 통과하는 상기 반사된 빔을 수집하는 단계 ― 상기 분광기의 편광 방향은, 검출기가 상기 제1 각도 위치에서 스펙트럼 데이터를 수집하는 동안 미리 결정된 기간 동안 변화되지 않은 채로 남아있음 ― 와;
    상기 분광기를 회전시키는 단계 ― 상기 분광기의 편광 방향은 제2 미리 결정된 이산 각도 위치를 가리키도록 회전되고, 상기 제2 각도 위치는 -α만큼 오프셋된 입사면에 대응하며, 상기 제2 각도 위치는, -α만큼 오프셋된 입사면의 각도 위치에 각각 근접한 복수의 후보 각도 위치들을 발생시키는 것, 및 상기 제1 각도 위치에 대해 잔여 오류들의 대칭을 최대화하는 상기 제2 각도 위치로서 상기 복수의 후보 각도 위치들 중 하나를 선택하는 것에 의하여 교정됨 ― 와;
    상기 분광기의 편광 방향이 상기 제2 미리 결정된 이산 각도 위치를 가리킬 때, 상기 분광기를 통과하는 상기 반사된 빔을 수집하는 단계 ― 상기 분광기의 편광 방향은, 검출기가 상기 제2 각도 위치에서 스펙트럼 데이터를 수집하는 동안 미리 결정된 기간 동안 변화되지 않은 채로 남아있음 ― 와;
    상기 분광기의 편광 방향이 상기 제1 미리 결정된 이산 각도 위치를 가리킬 때 그리고 상기 분광기의 편광 방향이 상기 제2 미리 결정된 이산 각도 위치를 가리킬 때, 수집된 스펙트럼 데이터에 대하여 동시적 회귀를 수행하는 단계
    를 포함하는, 웨이퍼를 검사하기 위한 엘립소메트리 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 미리 결정된 이산 각도 위치 및 상기 제2 미리 결정된 이산 각도 위치는, 상기 정의된 입사면에 관하여 실질적으로 대칭적인 것인, 웨이퍼를 검사하기 위한 엘립소메트리 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 미리 결정된 이산 각도 위치 및 상기 제2 미리 결정된 이산 각도 위치 중 적어도 하나를 조정하는 단계; 및
    측정 민감도들이 향상되었는지 여부를 결정하는 단계
    를 더 포함하는, 웨이퍼를 검사하기 위한 엘립소메트리 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 측정 민감도들이 최대화될 때까지, 상기 제1 미리 결정된 이산 각도 위치 및 상기 제2 미리 결정된 이산 각도 위치 중 적어도 하나를 계속해서 조정하는 단계를 더 포함하는, 웨이퍼를 검사하기 위한 엘립소메트리 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 웨이퍼를 향해 전달되는 상기 입사 빔은 계속해서 회전하는 편광자에 의해 편광되는 것인, 웨이퍼를 검사하기 위한 엘립소메트리 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 분광기를 회전시키는 단계 ― 상기 분광기의 편광 방향은 제3 미리 결정된 이산 각도 위치를 가리키도록 회전됨 ― ;
    상기 분광기의 편광 방향이 상기 제3 미리 결정된 이산 각도 위치를 가리킬 때, 상기 분광기를 통과하는 상기 반사된 빔을 수집하는 단계; 및
    상기 분광기의 편광 방향이 상기 제1 미리 결정된 이산 각도 위치를 가리킬 때, 상기 분광기의 편광 방향이 상기 제2 미리 결정된 이산 각도 위치를 가리킬 때, 그리고 상기 분광기의 편광 방향이 상기 제3 미리 결정된 이산 각도 위치를 가리킬 때, 수집된 스펙트럼 데이터에 대하여 동시적 회귀를 수행하는 단계
    를 더 포함하는, 웨이퍼를 검사하기 위한 엘립소메트리 방법.
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