KR20180103897A - 하이브리드 계측 방법 및 시스템 - Google Patents
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Abstract
패턴화된 구조물의 특징(들)을 측정하는데 사용을 위한 방법 및 시스템이 제시된다. 방법은 제1 및 제2 측정된 데이터의 프로세싱을 사용하는데, 제1 측정된 데이터는, 측정될 특징(들)에 대응되는 조명 및/또는 수집된 광 조건의 미리결정된 컨피규레이션을 각각 가진 적어도 하나의 선택된 광학 측정 스킴을 사용하여, 측정하에서 패턴화된 구조물로부터 획득된 적어도 하나의 라만 스펙트럼을 나타내고, 제2 측정된 데이터는 옵티컬 크리티컬 디멘젼(OCD) 측정 세션에서 패턴화된 구조물로부터 획득된 적어도 하나의 스펙트럼을 포함한다. 프로세싱은 적어도 하나의 라만 스펙트럼과 적어도 하나의 OCD 스펙트럼에 모델-기반의 분석을 적용하는 단계와 측정하에서 패턴화된 구조물의 특징(들)을 결정하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명의 계측 기술의 분야에 속하고, 특히, 반도체 웨이퍼와 같은 패턴화된 구조물 상에 대해 측정하는데 유용하다. 본 발명은 하이브리드 계측 기술을 실행하는 광학 측정 시스템 및 방법에 관한 것이다.
첨단 기술 노드에서의 반도체 장치 설계의 복잡성 증가는, 구조적 치수의 감소와 장치 설계의 복잡성 증가와 관련된다. 이러한 장치의 치수적 특징에 대한 주류적인 방법은, 널리 옵티컬 크리티컬 디멘젼(OCD) 계측이라고 하는 광학 계측 접근법에 기초한다. 샘플의 광학 반사성은 측정된 구조물의 치수적 특징에 의존하고, 적절한 모델링과 해석 툴을 통해 측정된 신호로부터 측정된 구조물 치수의 추론이 가능하다.
하이브리드 계측(HM) 기술은, FinFET 장치(즉, 필드 이펙트 트랜지스터로서, 전도 채널이 얇은 실리콘 "핀(fin)"에 의해 감싸지고, 이는 장치의 바디를 형성함)를 포함하여, 다양한 유형의 복잡한 멀티-스택 구조물에 대해 증가된 계측 성능을 제공하기 위해, 상이한 툴셋으로부터의 정보를 조합함에 의해, 정확하고, 정밀하거나 그 밖의 계층 성능을 개선시키는 것을 목적으로 한다.
알려진 HM 접근법에 따르면, 이차 툴셋(전형적으로, 크리티컬 디멘젼 스캐닝 전자 마이크로스코피(CD-SEM)에 의해 측정된 정보는 일차 툴셋(전형적으로, 옵티컬 크리티컬 디멘젼(OCD))의 모델링 분석에 대한 입력 제약으로서 사용된다.
예를 들어, 본 출원의 양수인에게 양수된 WO 2011/158239는 패턴화된 구조물의 계측에서 사용을 위한 시스템 및 방법을 기술하는데, 이는, 패턴화된 구조물의 적어도 일부 상의 이미지 데이터를 나타내는 제1 유형의 데이터를 수신하기 위한 데이터 입력 유틸리티 및 이미지 데이터를 분석하기 위해 구성되고 작동가능한 데이터 프로세싱 및 분석 유틸리티를 포함하고, 구조물 내의 패턴의 적어도 하나의 특징에 대해 기하학적 모델을 결정하는 단계 및 패턴화된 구조물 상의 광학 측정치를 나타내는 제2 유형의 데이터에 대한 광학 모델을 결정하기 위해 상기 기하학적 모델을 사용하는 단계를 포함한다. 이러한 기술에서, 두 개의 툴(OCD 및 CD-SEM)의 해석 모델의 최적화가 조합된 모델을 생성함에 의해, 두 개의 툴로부터 측정된 데이터를 사용하여 수행된다.
이차 툴셋(CD-SEM)에 의해 측정된 정보는 전형적으로, 일차 툴셋(OCD)의 모델링 분석에 대한 입력 제한으로서 사용된다. 이는, 하나의 툴셋에서 또 다른 툴셋으로의 데이터의 소위 "순차적 하이브리드화(sequential hybridization)"이다. 이러한 순차적 하이브리드화가 일반적으로 성공적이지만, 측정 결과를 충분히 개선시키지 못하거나, 전혀 개선시키지 못하는 경우가 있다. 왜냐하면, CD-SEM 이미지를 분석하는데 사용되는 "스레숄드" 파라미터가 측정되는 구조물의 잘-형성된 높이에서 CD 값의 리딩(reading)을 제공하지 않기 때문이나, 제공된 CD 값은 열악하게-형성된 높이에 해당하고, 측면 벽 각도(SWA)와 같은 구조물의 다른 파라미터와 상관된다.
본 출원의 양수인에게 또한 양수된 WO 15/125127는, (적어도 두 개의 툴 간의, 그리고 기준 시스템에 대한) 데이터의 더 우수한 매칭을 위해 상기 언급된 상관도를 제거하고, 따라서 더 우수한 하이브리드 계측 결과를 제공하기 위한 기술을 나타낸다. 이러한 기술은 하이브리드와 기반의 소위 "코-최적화(co-optimization)"의 개념을 사용하는데, 가령, 이차 툴(가령, Cd-SEM, X-선 툴)의 이미지 분석 파라미터는 일차 툴(OCD(스캐터로메트리)로부터의 프로필 정보에 의해 변조되지만, OCD 추출된 프로필은 가령, CD-SEM의 결과(CD)의 추가를 통해, (에러를 줄이기 위해) 동시에 최적화된다.
치수적 계측 정보 채널, 즉 OCD 및 물질 및 치수적 민감형 정보 채널, 즉 분광법으로부터의 정보를 결합하기 위한 새로운 접근법이 필요하다. 이는, 새로운 물질의 사용은 물론 이들 물질의 좀 더 다양한 상(phase)과 구조적 베리에이션의 사용과 관련되는 현대 제작 기술에서 또 다른 중요한 트렌드와 관련된다. 물질 특성의 이러한 베리에이션은 종종 다른(가령, 광학/전기적) 속성에 영향을 주고, 광학 치수적 계측 품질에 악영향을 야기하기도 한다. 예를 들어, 구성, 스트레스/스트레인, 도핑과 결정상은 모두 물질의 광학 특성(복잡한 굴절률, 'n&k')에 직접적인 영향을 가질 수 있다. 이들 특성에 대한 지식 없다면, 광학 계측 솔루션은 퇴화될 것이다.
이들 상황에서, 치수적 계측 툴의 쓰루풋과 비슷한 쓰루풋의 물질 특징을 허용하는 계측 솔루션은 높은 잠재적 이익을 가진다. 게다가, 스택의 다양한 부분들과 관련된 물질 특징들 간을 별개로 구별하기 위한 능력은 광학 계측 솔루션을 정확하게 '안내'하기 위해, 구체적인 중요성을 가진다.
또한, 현재 치수적인 계측에 흔한 또 다른 트렌드는 추가적이고 독립적인 정보 채널을 필요로 하고, 타겟 구조 치수적 특징에 민감하다는 것이다. 이러한 더 많은 채널을 추가하는 것은 측정된 구조물에 대해 지지하는 관점을 제공하고, 이들의 증가하는 복잡성을 다룰 수 있게 한다.
OCD는 진보된 반도체 제작 프로세스 동안에 아주 많이 사용되는, 나노구조물의 치수적 특징에 대해 극히 유용한 기술이다. OCD는 서로 다른 파장, 편광, 입사각 등에서 샘플로부터 반사된 한 세트의 신호의 획득을 기반으로 둔다. 그리고 나서, 이들 측정치는 일부 추정된 구조물로부터 예상된 신호를 나타내는 모델링된 신호의 대응되는 세트와 비교된다. 이와 관련하여, OCD는 기하학적 레이아웃과 물질 특성이 개략적으로 알려져 있는 구조물을 특징화하는데에만 사용될 수 있다. 그리고 나서, 측정된 신호의 추정된 특징은, 맞춤이 측정치와 모델 사이에서 획득될 때까지 반복적으로 바뀐다.
라만 분광법은 또한, 과학과 계측의 다양한 분야에서 널리 사용되는 기술이다. 라만 스펙트럼은 조사된(probed) 샘플의 다양한 특성에 대한 정보를 포함한다. 가장 뚜렷하게, 스펙트럼 내의 서로 다른 피크는 서로 다른 물질에 대응된다. 측정된 타겟이 물질 화합물(가령, SiGe)에 포함될 때, 라만 스펙트럼 내의 특정 피크는 서로 다른 원자쌍(가령, Si-Si, Si-Ge 및 Ge-Ge)에 대응될 것이다.
이와 관련하여, Si(그래프 S1) 및 기준으로 순수한 (벌크) Si(그래프 S2) 위에 증착된 얇은 SiGe 층으로부터의 라만 스펙트럼을 예시화하는 도 1을 참조한다. SiGe 측정에서, 4개의 피크가 명확하게 관측된다. 520 cm-1에서의 강한 피크는 기판 내의 Si-Si 진동에 대응된다. 3개의 추가적인 피크는 SiGe 필름 내의 Si-Si, Si-Ge 및 Ge-Ge 쌍에 대응된다. 순수한-Si 기준 스펙트럼에서, 오직 기판 Si-Si 피크만 관측된다. 그러므로, SiGe 층의 존재는 층 내의 서로 다른 원자쌍의 진동과 관련된, 3개의 추가적인 피크를 야기한다.
이들 피크의 위치로부터 농도와 스트레스에 대한 정보를 추출하기 위한 방법은 문헌에 잘 알려져 있다. 예를 들어, 3개의 SiGe 피크의 위치를 게르마늄 구성과 층 스트레스와 관련시키는 한 세트의 방정식이 다음 간행물에 제시된다: T. S. Perov et al., Composition and strain in thin Sil-xGex virtual substrates measured by micro-Raman spectroscopy and x-ray 20 diffraction, J. App. Phys. 109, 033502 (2011).
도핑은 라만 스펙트럼에 영향을 주는 또 다른 특징이다. 도펀트 분포로부터 발생하는 캐리어 농도는 라만 신호에 영향을 주고, 라만 피크에서 추가적인(틀림없이 작은) 시프트를 야기한다. 그러므로, 도핑의 레벨은 맞춤 절차(fitting procedure) 내로 통합될 수 있고, 스트레스와 구성과 함께 도핑 레벨의 동시 평가는 피크 위치를 모니터링함을 통해 가능하다(가령, 다음 간행물 A에 기술되는 바와 같이, Perez-Rodriguez et al., Effect of stress and compositon on the Raman spectra of etch-stop SiGeB layers, J. Appl. Phys. 80, 15 (1996)).
이러한 구성, 스트레인 및 도핑과 같은 구조물의 특성은 구조물의 광학 특성에 영향을 준다. 도 2는 구성을 가진 광학 특성의 변화에 대한 예시를 나타낸다. 여기서, Si1-xGex의 굴절률의 실제(실선) 구성과 이미지(점선) 구성이 (구조물에 걸쳐) x의 가변 값에 대해 제시된다. 그러므로, Si1-xGex의 굴절률(실제 구성과 이미지 구성)은 구조물에 걸쳐 Ge 농도의 함수로서 가변한다. OCD 측정된 데이터를 해석하는 동안에, 이러한 베리에이션이 해석 순서에 크게 영향을 줄 수 있고, 종종 설명하기 어렵다.
본 발명은 OCD 측정(치수적 계측 정보 채널을 구성함)과 라만 분광법(물질과 치수적 민감한 정보 채널을 구성함)으로부터의 정보를 결합하기 위한 신규한 접근법을 제공한다. 이를 위해, 본 발명은, 이들 두 채널로부터의 정보를 정확하게 해석하고 하이브리드화하기 위해, 모델링 엔진 및 알고리즘 툴을 사용한다. 모델링 엔진은, 주어진 샘플로부터 OCD 스펙트럼과 라만 스펙트럼의 계산을 가능하게 하고, 결과적으로 측정치가 측정된 장치의 특성(기하학적, 물질적 특성)의 어떤 추정된 세트와 일치하는지 또는 불일치하는지에 대한 피드백을 제공할 수 있다. 관련된 알고리즘 툴은 효율적인 최적화 방법을 가능하게 하여, 기하학적 및/또는 물질적 특성의 최고의 세트를 식별하고, 이는 측정-대-모델 에러를 최소화할 것이다.
본 발명의 하나의 넓은 양태에 따르면, 패턴화된 구조물의 하나 이상의 특징을 측정하는데 사용을 위한 방법이 제공된다. 본 방법은 제1 및 제2 측정된 데이터를 제공하는 단계 - 제1 측정된 데이터는, 측정될 상기 하나 이상의 특징에 대응되는 조명 및 수집된 광 조건 중 적어도 하나의 미리결정된 컨피규레이션을 각각 가진 적어도 하나의 선택된 광학 측정 스킴을 사용하여, 측정하에서 패턴화된 구조물로부터 획득된 적어도 하나의 라만 스펙트럼을 나타내고, 제2 측정된 데이터는 옵티컬 크리티컬 디멘젼(OCD) 측정 세션에서 상기 패턴화된 구조물로부터 획득된 적어도 하나의 스펙트럼을 포함함 - 와,
제1 측정된 데이터와 제2 측정된 데이터를 프로세싱하는 단계와 구조물의 상기 하나 이상의 특징을 결정하는 단계 - 상기 프로세싱하는 단계는, 모델-기반의 분석을 상기 적어도 하나의 라만 스펙트럼과 상기 적어도 하나의 OCD 스펙트럼에 적용하는 단계와 측정하에서 패턴화된 구조물의 상기 하나 이상의 특징을 결정하는 단계를 포함함 - 를 포함한다.
일부 실시예에서, 모델-기반의 분석은 상기 적어도 하나의 라만 스펙트럼과 상기 적어도 하나의 OCD 스펙트럼을 동시에 분석하고, 측정하에서 패턴화된 구조물의 상기 하나 이상의 특징을 결정하는 것을 포함한다. 바람직하게는, 제1 측정된 데이터는, 측정될 상기 하나 이상의 특징에 대응되는 조명 및 수집된 광 조건 중 적어도 하나의 서로 다른 컨피규레이션을 각각 가진 n 개의 서로 다른 광학 측정 스킴을 사용하여, 측정하에서 패턴화된 구조물로부터 획득된 n 개의(n>1) 서로 다른 라만 스펙트럼을 나타낸다. 이러한 경우, 라만 스펙트라와 OCD 스펙트라는 동시에 분석될 수 있고, 또는 대안적으로, n 개의 라만 스펙트라가 순차적으로 분석되고, 패턴화된 구조물의 한 세트의 파라미터가 추론되며, 적어도 하나의 OCD 스펙트럼을 나타내는 제2 측정된 데이터를 해석하기 위해, 상기 세트의 추론된 파라미터를 이용할 수 있다.
라만 스펙트럴 데이터의 모델-기반의 분석으로부터 계산된 구조물의 파라미터(들)는 구조물의 치수적 컨피규레이션을 나타낼 수 있다.
본 방법을 사용하여 결정될 수 있는 패턴화된 구조물의 상기 하나 이상의 특징(들)은 치수, 물질 구성 및/또는 스트레스 및/또는 결졍성이다.
조명 및/또는 수집된 광 조건의 하나 이상의 미리결정된 컨피규레이션은, 여기 파장, 편광, 입사각, 방위각 중 하나 이상을 선택함에 의해 정의된다.
하나보다 많은 라만 스펙트럼이 사용될 때, 모델-기반의 분석은, i-번째 라만 스펙트럼에 대하여, 측정하에서 구조물의 적어도 일부에 걸쳐 라만-기여 효율(RCEi(x,y,z))의 분포를 계산하는 단계와, 라만-기여 효율의 하나 이상의 선택된 분포를 분석하는 단계와, 패턴화된 구조물의 한 세트의 파라미터를 결정하는 단계를 포함할 수 있다. RCEi(x,y,z)는 구조물의 특징 및 각각의 광학 측정 스킴에서 조명 및 수집된 광 조건 중 적어도 하나의 대응되는 컨피규레이션에 의존한다.
본 발명은 또한, 패턴화된 구조물의 하나 이상의 특징을 측정하는데 사용을 위한 제어 시스템을 제공한다. 제어 시스템은 상기 방법을 수행하도록 구성되고, 상기 기술된 제1 및 제2 측정된 데이터를 수신하고 프로세스하고, 모델-기반의 분석을 적용하여, 측정하에서 패턴화된 구조물의 하나 이상의 특징을 결정하도록 구성된 프로세서 유닛을 포함한다.
본 발명은 패턴화된 구조물의 하나 이상의 특징을 측정하는데 사용을 위한 측정 시스템을 더욱 제공한다. 측정 시스템은, 측정될 상기 하나 이상의 특징에 대응되는 조명 및 수집된 광 조건 중 적어도 하나의 미리결정된 컨피규레이션을 각각 가진 적어도 하나의 선택된 광학 측정 스킴을 사용하여, 패턴화된 구조물에 대한 광학 측정을 수행하고, 적어도 하나의 라만 스펙트럼과 적어도 하나의 OCD 스펙트럼을 포함하는 패턴화된 구조물의 스펙트럴 응답을 나타내는 측정된 데이터를 생성하도록 구성되고 작동가능한 광학 측정 시스템과, 측정된 데이터를 수신하고 프로세스하기 위해 광학 측정 시스템과 데이터 통신하고, 측정하에서 패턴화된 구조물의 상기 하나 이상의 특징을 결정하도록 구성된, 상기 기술된 제어 시스템을 포함한다.
본 명세서에 개시된 주제를 더 잘 이해하고 그것이 실제로 수행될 수 있는 방법을 예시하기 위해, 이제 실시예가 첨부 도면을 참조하여 비-제한적인 예로서 만 설명될 것이다.
도 1은 두 샘플로부터의 라만 스펙트럼을 예시하며, 하나는 Si 위에 증착된 얇은 SiGe 층이고, 다른 하나는 순수한 벌크 Si이다.
도 2는 구조물의 광학 특성에 대한 구조물에 걸친 물질 합성의 변화의 효과를 예시한다.
도 3은 Si의 단일 포논 및 2-포논 피크의 상대 세기에 대한 분극의 효과를 예시한다.
도 4는 라만 정보 채널과 OCD 정보 채널을 모두 사용하는 본 발명의 예시적인 계측 스킴/시스템의 구성과 동작을 개략적으로 나타낸다.
도 5는 복수의 광학 측정 스킴을 관리하면서, 도 4의 하이브리드 계측 방법을 실행하기 위한 본 발명의 예시적인 시스템의 블록도이다.
도 6은 라만 분광법 및 OCD를 사용하는 하이브리드 계측을 위한 본 발명의 예시적인 방법의 순서도이다.
도 7은 서로 다른 광학 측정 스킴을 사용하여, 동일한 구조물/동일한 측정 부위로부터 복수의 라만 스펙트라를 획득하기 위해, 복수의 서로 다른 정보 라만 채널의 획득을 사용하는 본 발명에서 사용되기에 적절한 방법을 예시화한다.
도 1은 두 샘플로부터의 라만 스펙트럼을 예시하며, 하나는 Si 위에 증착된 얇은 SiGe 층이고, 다른 하나는 순수한 벌크 Si이다.
도 2는 구조물의 광학 특성에 대한 구조물에 걸친 물질 합성의 변화의 효과를 예시한다.
도 3은 Si의 단일 포논 및 2-포논 피크의 상대 세기에 대한 분극의 효과를 예시한다.
도 4는 라만 정보 채널과 OCD 정보 채널을 모두 사용하는 본 발명의 예시적인 계측 스킴/시스템의 구성과 동작을 개략적으로 나타낸다.
도 5는 복수의 광학 측정 스킴을 관리하면서, 도 4의 하이브리드 계측 방법을 실행하기 위한 본 발명의 예시적인 시스템의 블록도이다.
도 6은 라만 분광법 및 OCD를 사용하는 하이브리드 계측을 위한 본 발명의 예시적인 방법의 순서도이다.
도 7은 서로 다른 광학 측정 스킴을 사용하여, 동일한 구조물/동일한 측정 부위로부터 복수의 라만 스펙트라를 획득하기 위해, 복수의 서로 다른 정보 라만 채널의 획득을 사용하는 본 발명에서 사용되기에 적절한 방법을 예시화한다.
본 발명은 치수적 계측 정보 채널(OCD 측정) 및 물질과 치수적 민감도 정보 채널(라만 분광법)을 통해 획득된 측정치를 결합하는 신규한 하이브리드 계측 기술을 제공한다.
본 발명은, 단일 플랫폼 또는 제작 프로세스 동안에 정보를 공유하는 서로 다른 플랫폼 상에서 실행될 수 있는, OCD를 사용하는 치수적 계측은 물론 관심있는 샘플 특징에 대해 최적화된 라만-계측을 허용하도록 구성된, 신규한 계측 방법 및 장치를 제공한다. 또한, 본 발명은 한 세트의 모델링 솔루션(방법 및 시스템)을 제공하여서, 장치/시스템 구성에서 이들 방법의 사용과 자유도 교정함은 물론 라만 측정치의 정확한 해석을 가능하게 한다. 본 발명의 상기 두 양태는 둘 다에 실질적으로 잠재적 이익을 주면서 별도로 사용될 수 있다. 이와 반대로, 이하에서 논의될 바와 같이, 현저하게 개선된 계측 성능을 야기하기 위해 이들이 함께 사용될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에 따른, 라만 채널과 OCD 채널을 사용하는 모델-기반의 하이브리드 계측의 기술은 다음과 같다.
라만 분광법은 광-물질 상호작용의 고유 유형을 나타낸다. 라만 스펙트럼의 다양한 부분은 광학 스킴의 변화, 특히, 조명 및 수집 편광/지연의 변화(들), 조명 및 수집 입사각 및 동공 형상의 변화(들), 파면 및 초점에 대한 서로 다른 응답을 가진다.
하나 이상의 이들 파라미터의 정확한 조작으로부터 가능한 이익을 위한 예시로서, 2-포논 배경의 문제를 고려해보자. 이전에 기술된 바와 같이, 순수한 벌크 Si로부터의 라만 스펙트럼은 약 520 cm-1 에서의 급격한 피크를 제시한다. 추가적이고, 매우 넓고 현저하게 더 약한 스펙트럴 피크는 230 cm-1 - 380 cm-1에서 관측된다. 이처럼 약한 라만 신호는 2-포논 프로세스로부터 발생한다.
대부분의 경우에, 2-포톤 프로세스와 관련된 약한 라만 신호는 계측에 대해 관심사항이 아니다. 그러나, 이러한 신호는 라만 스펙트럼의 해석에 현저하게 영향을 줄 수 있는(그리고 입증할 수 있는) 배경 시그니쳐로서 작용한다. 1-포논 피크와 2-포논 피크 간의 상대적 세기는 조명 편광과 수집 편광에 대한 정확한 제어를 통해 몇 자릿수 만큼 수정될 수 있다.
이러한 상관성은 도 3에 도시되는데, 도 3은 Si 내의 단일-포논과 2-포논 피크의 상대적 세기에 대한 편광의 효과를 예시화한다. 두 그래프는 P1과 P2인데, 여기서, 두 편광 컨피규레이션, 가령, 조명 및 수집 편광 Pill ∥ Pcoll(그래프 P1) 및 Pill ⊥ Pcoll (그래프 P2)가 제시된다. 도면에서 나타난 바와 같이, 조명 및 수집 편광(Pill 및 Pcoll)이 서로 수직으로 조절되면, 둘 다는 샘플의 결정 격자에 대해 45°로 배향되고, 2-포논 피크의 3 자릿수 억제가 관측된다. 그러므로, 결정 구조물에 대해 45°방향으로 조명 편광(Pill)을 정렬하고, 조명 편광에 수직으로 수집 편광(Pcoll)을 정렬함에 의해, 2-포논 신호는, 코-정렬된 편광에 비해, 현저히 감소된다.
이것이, 정확한 편광 조작이 어떻게 신호 품질과 관심 없는(관심 적은) 것들로부터 중요한 측정 구성을 고립시키기 위한 능력을 많이 개선시킬 수 있는지에 대한 오직 하나의 예시이다. 이하에 기술될 바와 같이, 동일한 원리가 관심있는 특정 파라미터에 대한 민감도를 강조하는데 사용될 수 있다.
이처럼 간단한 접근법은, 평면 필름이 아니고 구조화되어, 측정된 타겟에 적용되기에 실용적이지 않다(그리고 불가능함). 구조물 내부의 전자기장 분포는 매우 복잡하고, 구조물 치수는 물론 물질 특징에 의존할 수 있다.
본 발명은 모델-기반의 접근법을 사용하여서, 치수적 특징에 대한 라만 신호의 상관성이 감소될 수 있다. 본 발명에서, 이들 두 기술은 특정한 시너지를 허용하는데, 왜냐하면, 이들은 모두 샘플과 전자기적 상호작용의 모델링에 최대한으로 기초하고, 동일한 계산 엔진을 사용할 수 있다(또는 적어도 이들의 동일한 공통 모듈).
이러한 홀로 라만 신호가 치수적 파라미터에 대한 강하고 고유한 상관성을 포함한다는 실현은, 치수적 특징의 신규한 유형을 허용한다. 이러한 접근법에서, 라만 측정과 OCD 측정은 동일한 타겟으로부터 획득된다. 그리고 나서, 적절한 모델링 및 알고리즘 툴을 통해, 측정된 구조물의 임계 치수는 물론 그 물질 특징의 일부를 특징짓는 역문제는 (맞춤 절차에 의해) 해결된다. 이 점에 있어서, 추가적인 라만 분광법 정보는 광학 스캐터로메트리 채널에 추가되는 또 다른 정보 채널로 간주된다.
이와 관련하여, 라만 정보 채널과 OCD 정보 채널 모두를 사용하는, 본 발명의 예시적인 계측 스킴/시스템(10)의 컨피규레이션과 동작을 개략적으로 나타내는 도 4를 참조로 한다. 도면에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 라만 스펙트라를 나타내는 데이터와 하나 이상의 OCD 스펙트라를 나타내는 데이터를 각각 포함하는 제1 및 제2 측정된 데이터(MD1 및 MD2)가 제공된다. 측정된 데이터는 각각의 측정 유닛(온라인 또는 실시간 모드) 및/또는 오프-라인 모드 또는 온-라인과 오프-라인 모드의 조합을 고려한 외부 저장 장치(들)로부터 직접 제공될 수 있다. 이러한 참조 번호(12)는 측정된 데이터 제공자 시스템을 지정하고, 이는 각각의 측정 유닛 및/또는 외부 저장 장치(들)에 의해 구성될 수 있고, 측정된 데이터가 프로세스될 제어 시스템(14)으로 임의의 알려진 적절한 데이터 통신 기술로 측정된 데이터를 전송하도록 구성된다.
일반적으로, 측정된 데이터(MD1 및 MD2)의 각각은 하나의 대응되는 스펙트럼을 나타내는 데이터를 포함한다. 그러나, 바람직하게는, 적어도 라만 스펙트럴 데이터(MD1)는 서로 다른 광학 스킴 컨피규레이션으로 획득된 적어도 두 개의 서로 다른 스펙트라의 한 세트를 포함하고, 이는 조명 광 및/또는 수집 광의 서로 다른 조건(들)에 의해 정의된다. 이러한 조건은 다음 중 하나 이상을 포함하는데, 이는 서로 다른 파장, 편광, 컨피규레이션, 입사각, 방위각 등이다.
제어 시스템(14)은 측정된 데이터 제공자(12)와 통신하도록 구성된 컴퓨터 시스템이고, 이하에 추가로 좀 더 구체적으로 기술될 바와 같이, 서로 다른 측정 스킴으로 측정치를 관리/제어하도록 구성될 수 있다. 현재 비제한적인 예시에서 나타난 바와 같이, 제어 시스템(14)은 측정치, 즉, '추정된' 구조물 컨피규레이션의 다양한 파라미터(치수, 물질 구성)하 에서 구조물에 대한 "이론적" 데이터를 저장하는 모델링 유틸리티(16) 및 프로세서 유틸리티(20)를 포함한다. 후자는, 주어진 추정된 구조물 컨피규레이션에 대해 이론적 라만 스펙트럴 데이터(TD1) 및 이론적 OCD 스펙트럴 데이터(TD2)를 계산하도록 구성되고 작동가능한 모델링 모듈(18), 비교 모듈(20) 및 파라미터 계산기 모듈(22)을 포함한다.
비교 모듈(20)은 측정된 데이터(MD1 및 MD2)에서 OCD 및 라만 분광법으로부터의 정보를 결합하고, 이들 데이터를 이론적 데이터(TD1 및 TD2)와 비교하며, 모델링 유틸리티(16)와 모듈(18)을 적절히 작동시켜서 추정된 구조물 파라미터를 가변시키고 최고의 맞춤 조건을 찾기 위해 대응되는 이론적 데이터를 재계산하도록 구성되고 작동가능하고, 파라미터 계산기(22)는 최고의 맞춤 모델링된(이론적) 데이터로부터 측정된 구조물 파라미터(들)를 계산한다. 그러므로, 대응되는 세트의 계산된(이론적인) 스펙트라는 가령, 어떤 추정된 구조물에 대해 획득된다. 알고리즘 최적 툴은, 계산된 스펙트라와 측정된 스펙트라 사이에 일치가 획득될 때까지, 모델링된 구조물의 특성을 가변시키는데 사용된다.
도 5는 하이브리드 계측을 사용하여 패턴화된 구조물에 대한 측정에서의 사용을 위한 본 발명의 시스템(100)을 블록도에 의해 나타낸다. 시스템(100)은 광학 시스템에서 실행되는 둘 이상의 측정 스킴을 사용하여, 샘플(105)의 적어도 일부에 대해 측정된 복수의(일반적으로 적어도 두 개의) 라만 스펙트라를 나타내는 측정된 입력 데이터(MD1)를 수신하고 프로세스하고, 및 어떤 측정 스킴을 사용하여 샘플(105)의 적어도 일부에 대해 측정된 OCD 스펙트럼을 나타내는 측정된 입력 OCD 데이터(MD2)를 수신하고 프로세스하도록 구성된 제어 시스템(146)을 포함한다. 이러한 예시에서, 제어 시스템(114)은 라만 측정치와 OCD 측정치 중 적어도 하나에 대해, 온-라인 모드로 동작하는 것으로 도시되고, 제어 시스템은 광학 측정 시스템(들)을 작동시켜서, 조명 광 및/또는 수집된 광의 서로 다른 조건(들)에 대응되는 상기 둘 이상의 라만 스펙트라를 획득하기 위해 측정 스킴을 제어적으로 가변시킨다. 이를 위해, 상기 기술된 제어 유닛(14)에 더하여 제어 시스템(114)은 조명 제어기(106A) 및/또는 수집 제어기(106B)를 포함한다.
광학 시스템은 조명 채널(IC)을 형성하는 광원 시스템(102) 및 수집 채널(CC)을 형성하는 검출 시스템(104)을 포함하고, 조명 채널과 수집 채널 중 적어도 하나에 위치되거나/관련된 광 영향 유닛도 포함한다. 이러한 비제한적인 예시에서, 시스템은 광 조명 영향 유닛(106) 및 광 수집 영향 유닛(108)을 모두 포함한다. 조명 영향 유닛과 수집 영향 유닛은 조명 조건과 수집 조건에 영향을 주도록 구성된다. 이러한 유닛은 각각의 채널을 따라 전파되는 광의 조건에 영향을 주기 위한 광 전파 영향 광학계를 포함할 수 있다. 조명 영향 유닛(108)은 광원 시스템의 동작을 제어하기 위한 제어기를 포함할 수 있고(가령, 광 전파 영향 광학계에 추가하여), 대안적으로나 추가적으로, 이러한 제어기는 제어 시스템(114)의 일부일 수 있다. 동일한 광학 시스템은 부분적으로 라만 동작 모드와 OCD 동작 모드 사이에서 시프트될 수 있거나, 두 모드에서 동시에 동작할 수 있거나, 또는 별도의 광학 시스템이 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 조명 제어기(106A)는 조명 영향 유닛(108) 및/또는 광원 시스템(102)과 관련된다. 수집 제어기(106B)는 수집 영향 유닛(110)과 관련된다.
두 측정 기술(라만 및 OCD)에 사용되는 동일한 계측 타겟을 갖는 것이 종종 유용한 반면, 각각의 방법에 대해 전용적인 별도의 테스트 부위를 가지는 것이 바람직할 수 있다. 이들 부위가 어떤 중요한 속성(가령, 물질 구성, 두께)을 공유하지만, 서로 다른 특성(가령, 선 너비, 패턴 구조물)을 가지기 때문에, 한 편으로 계측이 매우 간단화될 수 있지만, 서로 다른 부위로부터의 정보의 혼합이 여전히 가능하다.
여러 변형예와 수정예가 본 발명의 상기 기술된 접근법에 대해 가능하다. 예를 들어, 조합된 기술의 강점과 약점의 사용이 최적화될 수 있다. 이를 위해, OCD와 라만 분광법으로부터의 정보를 결합하는데 사용되는 비교 엔진(20)은, 이들 각각의 정보를 균등하게 처리할 필요가 없다. 예를 들어, 물질 구성에 대해 정확한 정보를 획득하기 위해, 바람직하게 복수의 서로 다른 측정 스킴(즉, 조명 및/또는 광 수집 조건에서 서로 상이함)을 사용하여, 라만 스펙트럼 데이터를 사용할 수 있고, 광학 파라미터(n 및 k)는 알려진 관계(도 2에 도시되는 바와 같이)를 통해 추론될 수 있다. 그리고 나서, 이들 광학 파라미터는 OCD 데이터 분석에서 계산 코어로의 입력으로서 사용될 수 있고, 이는 OCD 성능에서 현저한 개선을 야기한다.
일반적으로, 샘플의 어떤 특성은 라만 및 OCD 기술 중 하나에 의해 잘 특징지어질 수 있고, 다른 특징은 이들 기술의 다른 것을 통해 더 잘 획득되는 경우가 종종 있으며, 어떤 것은 두 기술이 이로울 수 있다. 이러한 경우에, 복수-단계 분석은, 각각의 기술이 홀로 해결될 수 있는 파라미터(들)를 식별하기 위해 우선 사용되고, 그리고 나서 특징을 추론함은 물론, 두 측정된 데이터 세트로부터의 결합된 정보가 나머지 파라미터를 획득하는데 사용되는 방식으로 실행될 수 있다.
복수의 정보 채널의 사용은 과잉의 가능한 채널 컨피규레이션과 조합을 야기한다. OCD 및 라만 채널 모두는, 가령, (조명 채널과 수집 채널에 대해) 서로 다른 편광 컨피규레이션, 조명 입사각과 수집 입사각에 대한 제어, 샘플 방위각, 파장 등과 같은 서로 다른 측정 컨피규레이션을 사용함에 의해, 측정된 샘플에 대한 서로 다른 정보를 제공할 수 있다. 적절한 알고리즘 솔루션에 의해 가능하게 지지되는 추론된 방법론은 라만 채널과 OCD 채널의 최고의 조합을 선택할 필요가 있다. 이러한 방법론에서, 관심 파라미터에 대한 각 채널의 각각의 민감도, 서로 다른 파라미터들에 대한 민감도들 간의 상관도는 물론, 광학 시스템 컨피규레이션과 생산성 고려사항(가령, 쓰루풋, 가능한 샘플 손상 등)이 고려될 수 있다.
라만 분광법과 OCD를 사용하는 하이브리드 계측을 위한 본 발명의 예시적인 방법의 순서도가 도 6에서 자체 설명 방식으로 도시된다. 이러한 예시에서, 측정되는 구조물의 하나 이상의 파라미터(P1)는, 바람직하게는 서로 다른 측정 스킴을 사용하여 획득된 복수의 라만 스펙트라를 포함하는 라만 측정된 데이터(MD1)의 모델-분석 및 맞춤-분석으로부터 계산되고, 파라미터(들)(P1)는 OCD 모델(이론적 데이터(TD2))을 최적화하는데 사용되고, 동일한 구조물(가령, 동일한 측정 부위이거나 아니거나)로부터의 OCD 측정된 데이터(MD1)는 모델-분석 및 맞춤-분석을 겪고(가령, 파라미터(P1)로 최적화된 OCD 이론적 데이터(TD2)를 사용하여), 하나 이상의 다른 구조물 파라미터(P1)가 계산되는데, 이는 라만 이론적 데이터(TD1)를 더욱 최적화하는데 사용될 수 있다.
서로 다른 광학 측정 스킴을 사용하여 동일한 구조물/동일한 측정 부위로부터 복수의 라만 스펙트라를 획득하기 위해, 복수의 서로 다른 정보 라만 채널의 획득을 사용하는, 본 발명에서 적절히 사용되는 예시적인 방법의 순서도(200)를 도시한 도 7을 참조한다. 우선, 이러한 방법에 따르면, '라만-기여 효율(RCE)'은 라만 신호에 대한 위치-의존 기여도를 명시하는 것으로 정의된다. 이러한 특성은 측정된 구조물 특성(치수, 물질), 여기 파장 및 조명 채널과 수집 채널의 특징(이하에 기술될 바와 같은)에 의존한다. 명확하게 하기 위해, RCE는 라만 신호에 대한 기여도의 공간적 분포를 나타낸다. 그것은 구조물 내로 전자기선의 커플링, 구조물 내부의 라만 신호의 여기 및 검출 시스템으로 여기된 선의 커플링에 의존한다.
측정된 구조에 대한 라만-기여 효율이 계산된다(단계 212). 이러한 계산은 치수적 특징, 물질 특징 등에 대한 엘립소메트리를 제공하기 위해, 가령, OCD＼SEM＼TEM 과 같은 다른 계측 툴 및/또는 테스트 부위로부터 획득/측정된 구조에 대한 정보에 의해 보조될 수 있다(단계 214). 다양한 n개의 측정 조건에 관한 데이터가 제공되고(단계 216), 구조 RCE1(x,y,z), RCE2(x,y,z),...,RCEn(x,y,z)에 걸친 라만-기여 효율 분포는 각각 전형적으로 조명/수집 조건인 n개의 측정 조건에 대해 계산된다. 이들은 서로 다른 입사각(AOI), 파장, 편광, 동공 형상 옵션 등을 포함할 수 있다. 각각 서로 다른 i 번째 컨피규레이션은 구조 전반에 걸쳐 RCEi(x,y,z)의 서로 다른 분포를 제공한다. 그리고 나서, 구조 전반에 걸쳐 측정된 파라미터 분포에 대한 정보를 얻기 위해, j와 k가 정수이고, j≥k인, 계산된 컨피규레이션의 서브 세트 RCEn -j-RCEn -k가 선택된다(단계218). 측정 세트로부터 구조물 내부의 파라미터 분포를 유도하는 것(단계 220)은 표준 알고리즘(가령, 디컨볼루션 방법)을 사용하여 달성될 수 있다.
예를 들어, 이러한 유도를 실행하는 간단한 접근법은 한 세트의 측정된 라만 세기(Ii)가 수집되는 선형 스킴에 기초할 수 있다. 각각은 RCE를 통해 구조 내부의 파라미터 분포와 관련되는 것으로 알려져 있다. 즉,
측정된 구조의 일부 공간 샘플링을 정의함에 의해, 이러한 관계는 행령 형식으로 작성될 수 있다.
여기서, 인덱스 j는 상이한 공간 위치와 관련되고, 인덱스 i는 상이한 측정과 관련된다. I와 M 모두가 (대응되는 측정 엔진과 모델링 엔진을 통해) 알려져 있기 때문에, 파라미터의 공간 분포는 RMS 솔루션을 사용하여 직접 획득될 수 있다.
많은 다른 알고리즘 방법이 사용할 수 있으므로, 보다 안정되고 잘 제어되는 솔루션을 사용할 수 있다.
이러한 방법론은, 스트레스, 구성, 결정성 등과 같은 임의의 측정가능한 특성에 적용될 수 있으며, 이는 단지 몇 가지의 비제한적인 예시일 뿐이다.
라만 분광법에 모델링 능력을 추가함에 의해 허용되고 관심있는 고유한 능력은 치수적 계측이다. 실제로, 이러한 능력은, 구조의 내부와 외부로의 전자기선 침투의 포괄적인 특징은 물론, 구조물 내부의 라만 신호 생성의 모델링 모두와 관련되는 다면적인 모델링 툴/방법을 요한다. 이러한 경로는 측정된 구조물에 대해 매우 민감한 정보를 제공할 수 있다.
치수적 인자가 측정된 라만 신호에 영향을 준다는 증거는 문헌에 알려져 있는데, 예를 들어 다음 간행물에 있다. A. K. Arora et al., Raman spectroscopy of optical phonon confinement in nanostructured materials, J. of Raman spectroscopy 38, 604 (2007); B. Kaleli et al., Strain characterization of FinFETs using Raman spectroscopy, Thin Solid Films 31497 (2013); T. Nuytten et al., Edge-enhanced Raman scattering in narrow sGe fin field-effect transistor channels, App. Phys. Lett. 106, 033107 (2015). 특정한 경우(가령, 나노와이어)에 있어서, 라만 신호는 구조물의 치수적 특징에 대한 치수저 정보를 제공하는 것이 발견되었다(가령, 나노와이어 지름 [J. Liu et al., Raman spectrum of array -ordered crystalline silicon nanowires, Physica E 23, 221 (2004); R. P. Wang et al., Raman spectral study of silicon nanowires: High-order scattering and phonon confinement effects, Phys. Rev. B 61, 16827 (2000)]).
그러나, OCD 계측에서 사용되는 것과 유사한 일반적인 모델링 능력을 통해, OCD에 대해 유사한 방법론이 측정치들로부터 치수적 특성을 추론하는 역-문제를 해결하는데 사용될 수 있다. 이러한 방법에서, 측정된 신호는 테스트 구조물의 추정된 특성(치수, 물질)에 대해, 모델링 툴로부터 계산되는 것과 비교된다. 측정된 신호와 계산된 신호 사이에서 우수한 맞춤이 획득될 때, 측정된 구조물이 대응되는 계산된 것과 유사한 특징을 가진다고 추론된다. OCD 계측에서 일반적인 관행과 마찬가지로, 이론적인 라만 신호는 실시간('실시간 회귀') 또는 사전 계산될 수 있어서, 이론적 스펙트라의 파라미터-종속적 '라이브러리'를 형성할 수 있다. 라만 스펙트럼의 이러한 분석은 다른 계측 방법(가령, OCD)와 함께 사용되어서, 파라미터들 간의 상관성을 깨고, 민감도를 개선할 수 있다.
Claims (20)
- 패턴화된 구조물의 하나 이상의 특징을 측정하는데 사용하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은,
제1 및 제2 측정된 데이터를 제공하는 단계 - 제1 측정된 데이터는, 측정될 상기 하나 이상의 특징에 대응되는 조명 및 수집된 광 조건 중 적어도 하나의 미리결정된 컨피규레이션을 각각 가진 적어도 하나의 선택된 광학 측정 스킴을 사용하여, 측정하에서 패턴화된 구조물로부터 획득된 적어도 하나의 라만 스펙트럼을 나타내고, 제2 측정된 데이터는 옵티컬 크리티컬 디멘젼(OCD) 측정 세션에서 상기 패턴화된 구조물로부터 획득된 적어도 하나의 스펙트럼을 포함함 - 와,
제1 측정된 데이터와 제2 측정된 데이터를 프로세싱하는 단계와 구조물의 상기 하나 이상의 특징을 결정하는 단계 - 상기 프로세싱하는 단계는, 모델-기반의 분석을 상기 적어도 하나의 라만 스펙트럼과 상기 적어도 하나의 OCD 스펙트럼에 적용하는 단계와 측정하에서 패턴화된 구조물의 상기 하나 이상의 특징을 결정하는 단계를 포함함 - 를 포함하는, 패턴화된 구조물의 하나 이상의 특징을 측정하는데 사용하기 위한 방법. - 제 1 항에 있어서, 모델-기반의 분석을 상기 적어도 하나의 라만 스펙트럼과 상기 적어도 하나의 OCD 스펙트럼에 적용하는 단계는, 상기 적어도 하나의 라만 스펙트럼과 상기 적어도 하나의 OCD 스펙트럼을 동시에 분석하는 단계 및 측정하에서 패턴화된 구조물의 상기 하나 이상의 특징을 결정하는 단계를 포함하는, 패턴화된 구조물의 하나 이상의 특징을 측정하는데 사용하기 위한 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제1 측정된 데이터는, 측정될 상기 하나 이상의 특징에 대응되는 조명 및 수집된 광 조건 중 적어도 하나의 서로 다른 컨피규레이션을 각각 가진 n 개의 서로 다른 광학 측정 스킴을 사용하여, 측정하에서 패턴화된 구조물로부터 획득된 n 개의(n>1) 서로 다른 라만 스펙트럼을 나타내는, 패턴화된 구조물의 하나 이상의 특징을 측정하는데 사용하기 위한 방법.
- 제 3 항에 있어서, 모델-기반의 분석을 적용하는 단계는, 상기 n 개의 라만 스펙트라를 순차적으로 분석하고 패턴화된 구조물의 한 세트의 파라미터를 추론하는 단계 및 적어도 하나의 OCD 스펙트럼을 나타내는 제2 측정된 데이터를 해석하기 위해, 상기 세트의 추론된 파라미터를 이용하는 단계를 포함하는, 패턴화된 구조물의 하나 이상의 특징을 측정하는데 사용하기 위한 방법.
- 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 라만 스펙트럼의 모델-기반의 분석으로부터 계산된 구조물의 상기 적어도 하나의 파라미터는 구조물의 치수적 컨피규레이션을 나타내는, 패턴화된 구조물의 하나 이상의 특징을 측정하는데 사용하기 위한 방법.
- 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 패턴화된 구조물의 상기 하나 이상의 특징은 치수, 물질 구성, 스트레스, 결졍성 중 적어도 하나를 포함하는, 패턴화된 구조물의 하나 이상의 특징을 측정하는데 사용하기 위한 방법.
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 조명 및 수집된 광 조건 중 적어도 하나의 미리결정된 컨피규레이션은 여기 파장, 편광, 입사각, 방위각 중 적어도 하나를 선택함에 의해 특징지어지는, 패턴화된 구조물의 하나 이상의 특징을 측정하는데 사용하기 위한 방법.
- 제 2 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 모델-기반의 분석을 적용하는 단계는, 상기 n 개의 라만 스펙트라의 각각의 i-번째 라만 스펙트럼에 대하여, 측정하에서 구조물의 적어도 일부에 걸쳐 라만-기여 효율(RCEi(x,y,z))의 분포를 계산하는 단계 - RCEi(x,y,z)는 구조물의 특징 및 각각의 광학 측정 스킴에서 조명 및 수집된 광 조건 중 적어도 하나의 대응되는 컨피규레이션에 의존함 - 와, 라만-기여 효율의 하나 이상의 선택된 분포를 분석하는 단계와, 패턴화된 구조물의 한 세트의 파라미터를 결정하는 단계를 포함하는, 패턴화된 구조물의 하나 이상의 특징을 측정하는데 사용하기 위한 방법.
- 제 8 항에 있어서, 적어도 하나의 OCD 스펙트럼을 나타내는 제2 측정된 데이터를 해석하기 위해, 상기 세트의 결정된 파라미터를 사용하는 단계 및 상기 제2 측정된 데이터로부터 구조물의 상기 하나 이상의 특징을 결정하는 단계를 포함하는, 패턴화된 구조물의 하나 이상의 특징을 측정하는데 사용하기 위한 방법.
- 패턴화된 구조물의 하나 이상의 특징을 측정하는데 사용을 위한 제어 시스템에 있어서, 상기 제어 시스템은,
제1 및 제2 측정된 데이터를 수신하고 프로세스하도록 구성된 프로세서 유닛을 포함하되, 제1 측정된 데이터는, 측정될 상기 하나 이상의 특징에 대응되는 조명 및 수집된 광 조건 중 적어도 하나의 미리결정된 컨피규레이션을 각각 가진 적어도 하나의 선택된 광학 측정 스킴을 사용하여, 측정하에서 패턴화된 구조물로부터 획득된 적어도 하나의 라만 스펙트럼을 나타내고, 제2 측정된 데이터는 옵티컬 크리티컬 디멘젼(OCD) 측정 세션에서 상기 패턴화된 구조물로부터 획득된 적어도 하나의 스펙트럼을 포함하며, 프로세서 유닛은 모델-기반의 분석을 상기 적어도 하나의 라만 스펙트럼과 상기 적어도 하나의 OCD 스펙트럼에 적용하고, 측정하에서 패턴화된 구조물의 상기 하나 이상의 특징을 결정하도록 구성되는, 제어 시스템. - 제 10 항에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 적어도 하나의 라만 스펙트럼과 상기 적어도 하나의 OCD 스펙트럼을 동시에 분석하고, 패턴화된 구조물의 상기 하나 이상의 특징을 결정을 동시에 함에 의해, 상기 모델-기반의 분석을 적용하도록 구성되는, 제어 시스템.
- 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 제1 측정된 데이터는, 측정될 상기 하나 이상의 특징에 대응되는 조명 및 수집된 광 조건 중 적어도 하나의 서로 다른 컨피규레이션을 각각 가진 n 개의 서로 다른 광학 측정 스킴을 사용하여, 측정하에서 패턴화된 구조물로부터 획득된 n 개의(n>1) 서로 다른 라만 스펙트럼을 나타내는, 제어 시스템.
- 제 12 항에 있어서, 상기 n 개의 라만 스펙트라를 순차적으로 분석하고 패턴화된 구조물의 한 세트의 파라미터를 추론하고, 적어도 하나의 OCD 스펙트럼을 나타내는 제2 측정된 데이터를 해석하기 위해 상기 세트의 추론된 파라미터를 이용함에 의해, 상기 모델-기반의 분석을 적용하도록 구성되는, 제어 시스템.
- 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 라만 스펙트럼의 모델-기반의 분석으로부터 계산된 구조물의 상기 적어도 하나의 파라미터는 구조물의 치수적 컨피규레이션을 나타내는, 제어 시스템.
- 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 패턴화된 구조물의 상기 하나 이상의 특징은 치수, 물질 구성, 스트레스, 결졍성 중 적어도 하나를 포함하는, 제어 시스템.
- 제 10 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 조명 및 수집된 광 조건 중 적어도 하나의 미리결정된 컨피규레이션은 여기 파장, 편광, 입사각, 방위각 중 적어도 하나를 선택함에 의해 특징지어지는, 제어 시스템.
- 제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로세서는, 상기 n 개의 라만 스펙트라의 각각의 i-번째 라만 스펙트럼에 대하여, 측정하에서 구조물의 적어도 일부에 걸쳐 라만-기여 효율(RCEi(x,y,z))의 분포를 계산 - RCEi(x,y,z)는 구조물의 특징 및 각각의 광학 측정 스킴에서 조명 및 수집된 광 조건 중 적어도 하나의 대응되는 컨피규레이션에 의존함 - 하고, 라만-기여 효율의 하나 이상의 선택된 분포를 분석하고, 패턴화된 구조물의 한 세트의 파라미터를 결정함에 의해 상기 모델-기반의 분석을 적용하도록 구성되는, 제어 시스템.
- 제 17 항에 있어서, 상기 프로세서는, 적어도 하나의 OCD 스펙트럼을 나타내는 제2 측정된 데이터를 해석하기 위해, 상기 세트의 결정된 파라미터를 사용하고, 상기 제2 측정된 데이터로부터 구조물의 상기 하나 이상의 특징을 결정하도록 구성되는, 제어 시스템.
- 패턴화된 구조물의 하나 이상의 특징을 측정하는데 사용을 위한 시스템에 있어서, 상기 측정 시스템은,
측정될 상기 하나 이상의 특징에 대응되는 조명 및 수집된 광 조건 중 적어도 하나의 미리결정된 컨피규레이션을 각각 가진 적어도 하나의 선택된 광학 측정 스킴을 사용하여, 패턴화된 구조물에 대한 광학 측정을 수행하고, 적어도 하나의 라만 스펙트럼과 적어도 하나의 OCD 스펙트럼을 포함하는 패턴화된 구조물의 스펙트럴 응답을 나타내는 측정된 데이터를 생성하도록 구성되고 작동가능한 광학 측정 시스템과,
측정된 데이터를 수신하고 프로세스하기 위해 광학 측정 시스템과 데이터 통신하고, 측정하에서 패턴화된 구조물의 상기 하나 이상의 특징을 결정하도록 구성된, 청구항 제10항 내지 제18항 중 어느 한 항의 제어 시스템을 포함하는, 측정 시스템. - 제 19 항에 있어서, 상기 광학 측정 시스템은, 여기 파장, 편광, 입사각, 방위각 중 적어도 하나에서 서로 구별하기 위해, n (n>1)개의 서로 다른 측정 스킴을 수행하도록 구성되는, 측정 시스템.
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