KR20190050859A - 웨이퍼의 3차원 맵핑 - Google Patents

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KR20190050859A
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Abstract

웨이퍼 영역을 스캔하고, 스캔하는 동안 초점 측정을 수행하여 이로부터 위상 정보를 추출하고 추출된 위상 정보로부터 스캔된 웨이퍼 영역의 깊이 데이터를 도출하는 방법 및 스캐터로메트리 오버레이 계측 툴(scatterometry overlay metrology tool)이 제공된다. 웨이퍼에 수직인 치수와 관련된 깊이 정보는, 프로필로메트리(profilometry) 및 표면 데이터를 각각 제공하면서 라인 또는 표면을 따라 도출될 수 있다. 깊이 데이터는, 웨이퍼층에 관한 물질 특성을 제공하고, 공정 변이를 측정하며, 오버레이 측정을 개선하도록 할뿐만 아니라 계측 타깃을 찾도록(locate) 사용될 수 있다.

Description

웨이퍼의 3차원 맵핑
본 발명은 계측 분야에 대한 것이고, 보다 구체적으로는 스캐터로메트리 오버레이 계측(scatterometry overlay metrology)에 대한 것이다.
스캐터로메트리 오버레이 계측 툴(tool)은, 오버레이 계측 데이터가 측정되는 계측 타깃(target) 상의 초점도를 결정하도록 초점 측정을 사용한다.
Kocher 1983 (Automated Foucault test for focus sensing, Applied Optics 22(12): 1887-1892)은, 초점에 대한 에지의 축방향 위치 상의 나이프-에지 그림자 이동(예를 들면 찹퍼 윌 부재(chopper wheel member))의 방향의 의존성의 활용 때문에 나이프 에지 포커싱이라고 또한 알려진, 격리된 프인트 이미지의 선형 초점 오류 전압을 획득하도록 찹퍼 윌, 이중 셀 광검출기, 및 전자 위상 검출기를 사용한 초점 측정을 교시한다.
본 발명의 초기 이해를 제공하는 간단한 요약이 이하에서 제시된다. 이 요약은 핵심적 요소들을 반드시 식별하지는 않고 발명의 범위를 제한하지도 않으며, 단순히 하기 설명에 대한 소개로서 소용된다.
본 발명의 하나의 양상은 방법을 제공하며, 이 방법은, 계측 툴에 의해 웨이퍼 영역을 스캔하는 단계, 스캔 동안 계측 툴에 의해 초점 측정을 수행하는 단계, 초점 측정으로부터 위상 정보를 추출하는 단계, 및 추출된 위상 정보로부터 스캔된 웨이퍼 영역의 깊이 데이터를 도출(derive)하는 단계를 포함한다.
본 발명의 이러한, 추가적인 그리고/또는 다른 양상 및/또는 장점들은 이하의 상세한 설명에서 개시되고; 아마도 상세한 설명으로부터 추론할 수 있고, 그리고/또는 본 발명의 실시에 의해 학습 가능할 것이다.
이제, 발명의 실시예의 더 나은 이해를 위해 그리고 본 발명의 실시예가 어떻게 실시될 수도 있는지를 나타내기 위해, 동일한 도면 부호가 대응하는 소자 또는 섹션을 전체에 걸쳐 나타내는 첨부의 도면을 단지 예로서 참조할 것이다.
첨부한 도면들에서:
도 1은, 본 발명의 일부 실시예에 따른 계측 툴의 하이 레벨 개략 묘사이다.
도 2는, 본 발명의 일부 실시예에 따라, 초점 신호와, 교정 곡선 상에서 이 초점 신호의 위상의 선형성의 예시적인 개략 묘사이다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예에 따른 방법을 묘사하는 하이 레벨 흐름도이다.
도 4는, 본 발명의 일부 실시예에 따른 스캐터로메트리 오버레이 계측 툴의 하이 레벨 개략 블록도이다.
이하의 설명에서, 본 발명의 각종 양상들을 설명한다. 설명의 목적상, 특정 구성 및 세부 사항들이 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 개시된다. 그러나 본 발명은 여기에서 제시되는 구체적인 세부 사항 없이 실시될 수 있다는 것이 당업자에게는 또한 명백할 것이다. 더 나아가, 잘 알려진 특징들은 본 발명을 불명료하게 하지 않도록 생략되거나 단순화될 수 있다. 도면을 구체적으로 참조함에 있어서, 도시된 세부들은 단지 예이고 본 발명을 묘사적으로 설명하기 위한 것이며, 발명의 원리 및 개념적 양태의 설명을 가장 유용하고 쉽게 이해할 수 있는 것으로 생각되는 것을 제공하는 과정에서 제시된다는 점에 주목한다. 이 점에서, 발명의 기본적인 이해에 필요한 것 이상으로 발명의 구조적 세부를 자세히 도시하지 않고, 도면과 함께하는 설명은 발명의 몇 가지 형태가 실제로 어떻게 구체화되는지 당업자에게 명백하게 할 것이다.
발명의 적어도 일 실시예를 구체적으로 설명하기 전에, 본 발명은 그 응용에 있어서 이하의 설명으로 개시되거나 도면에 예시된 컴포넌트들의 구성 및 배열의 세부 사항으로 제한되지 않는다는 것을 이해하여야 한다. 본 발명은 각종 방법으로 실시 또는 실행될 수 있는 다른 실시예뿐만 아니라 개시된 실시예들의 조합에도 적용할 수 있다. 또한, 여기에서 사용하는 어구 및 용어는 설명을 위한 것이고 제한하는 것으로 간주되지 않는다는 것을 이해하여야 한다.
구체적으로 다르게 설명하지 않는 한, 이하의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 명세서 전반에 걸쳐 "처리", "컴퓨팅", "계산", "결정", "강화" 등과 같은 용어를 이용하여 행하는 설명은 컴퓨팅 시스템의 레지스터 및/또는 메모리 내의 전자적 양과 같은 물리적 양으로 표시되는 데이터를 조작하고 그리고/또는 상기 데이터를 컴퓨팅 시스템의 메모리, 레지스터 또는 다른 그러한 정보 저장, 전송 또는 디스플레이 장치 내의 물리적 양으로서 유사하게 표시되는 다른 데이터로 변환하는 컴퓨터 또는 컴퓨팅 시스템 또는 유사한 전자 컴퓨팅 장치의 동작 및/또는 처리를 말하는 것으로 이해하여야 한다.
웨이퍼 영역을 스캔하고, (예를 들면, Kocher 1983에 의해 교시되는 바와 같은 푸코 테스트(Foucault test)에 기초한 나이프 에지 방법(knife edge method)을 사용해) 스캔하는 동안 초점 측정을 수행하여 이로부터 위상 정보를 추출하고, 추출된 위상 정보로부터 스캔된 웨이퍼 영역의 깊이 데이터를 도출하는 방법 및 스캐터로메트리 오버레이 계측 툴이 제공된다. 웨이퍼에 수직인 치수와 관련된 깊이 정보는, 프로필로메트리(profilometry) 및 표면 데이터를 각각 제공하면서 라인 또는 표면을 따라 도출될 수 있다. 깊이 데이터는, 웨이퍼층에 관한 물질 특성을 제공하고, 공정 변이를 측정하며, 오버레이 측정을 개선하도록 할뿐만 아니라 계측 타깃을 찾도록(locate) 사용될 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일부 실시예에 따른 계측 툴(100)의 하이 레벨의 개략 묘사이다. 계측 툴(100)은 오버레이 측정부(90), 웨이퍼 이미징부(80), 및 초점 측정부(110)를 개략적으로 포함한다. 오버레이 측정부(90)는, 각각의 빔을 제어하고, 대물 렌즈(65)를 통해 조명을 웨이퍼(60) 상의 웨이퍼 영역(61) 상으로 지향시키며, 광학 요소들 통해 대응하는 검출기(98A, 98B)에 수집된 산란된 방사선을 전달하기 위한 광학 요소들을 포함하는 광학 경로(95A, 95B)와 함께, 편광된 조명원(92A, 92B)(예를 들면, S- 및 P- 편광된 광섬유이며, S- 및 P- 는 상이한, 예를 들면, 직교 편광 상태를 표시함) 및 대응하는 검출기(98A, 98B)를 사용해 구현될 수 있다. 예를 들면, 대응하는 어포다이저(apodizer), 애퍼처(aperture), 및 시야 조리개(field stop)를 포함하는 광학 요소, 렌즈, 및 빔 스플리터(편광 방사선이 취급되는 편광 빔 스플리터)는 광학 경로(95A, 95B)를 따라 각각의 빔을 제어하고 최적화하도록 배열된다. 웨이퍼 이미징부(80)는, 대물렌즈(65)를 통해 웨이퍼 영역(61)에 지향된 대응 조명 및 수집 빔을 제어하도록 구성된 광학 요소로, 예를 들면 CCD(charge coupled detector)와 같은 카메라(88) 상의 웨이퍼 영역(61)을 광 경로(85)를 통해 이미징하기 위해, 예를 들면, 다중모드(multimode; MM) 광섬유(82)에 의해 비편광 조명(non-polarized)을 활용한다.
초점 측정부(110)는, 웨이퍼 영역(61)의 초점도와 관련된 초점 신호를 도출하도록, 개별 광학 경로(115)를 통해 인도되는, 오버레이 측정부(90)(예를 들면, 레이저 편광 조명)로부터의 그리고/또는 웨이퍼 이미징부(80)(예를 들면, 비편광 백색광 조명)으로부터의 조명을 사용한다. 초점 측정부(110)는, 예를 들면, 찹퍼(116)를 관통하는 웨이퍼(60)로부터 반사되는 조명을 측정하는 이중셀과 같은, 필드 평면에서 찹퍼(chopper; 116)와 초점 검출기(118)를 통상적으로 포함한다. 레이저 빔(예를 들면, 조명 소스들(82, 92A, 92B) 중 임의의 조명 소스로부터의)이 웨이퍼(60)를 타격할 때, 반사광의 일부분은 찹퍼(116)에 의해 변조(modulate)되는 초점 채널(110)을 통해 수집되며, 검출기(118)(예를 들면, 두 개의 포토다이오드를 갖는 이중셀)에 의해 수집된다. 초점 신호는 두 개의 포토다이오들의 신호들 사이의 위상을 제공하고, 웨이퍼(60)와 대물 렌즈(65)와의 거의 선형적인 관계 때문에 대물렌즈(65)와 관련해 웨이퍼(60)의 수직 위치를 측정하기 위해 사용된다.
도 2는, 본 발명의 일부 실시예에 따라, 초점 신호(111)와, 교정 곡선(112) 상에서 이 초점 신호의 위상의 선형성의 예시적인 개략 묘사이다. 신호(111A)는, 웨이퍼 영역(61)이 초점을 벗어나서, 셀들(A와 B로 표시됨)에 의해 측정되는 신호들 사이의 위상(112)(φ로 표시됨)을 초래하는 경우를 묘사하고, 반면에 신호(111B)는 웨이퍼 영역(61)이 초점 내에 있어서, 셀들에 의해 측정되는 신호들 사이의 제로 위상을 초래하는(따라서 중첩됨) 경우를 묘사한다. 디포커스(de-focus) 정도의 위상(112)에 대한 의존성은 적어도 φ=0(인포커스(in-focus))의 영역에서 선형이라고 도시된다. 측정된 위상(112)(파장 및 아포다이저에 따라서, 묘사된 비제한적인 예시는 686 nm의 파장과 0.2 상단 햇(top hat) 아포다이저를 위한 것임)에 따라, 위상 곡선(112) 또는 유사한 곡선은 대물 렌즈(65)로부터 웨이퍼 영역(61)(즉, 웨이퍼 디포커스)의 거리를 교정하기 위해 사용될 수 있다.
초점 측정부(110)는, 수직 치수(웨이퍼 평면에 수직임)에 대한 정보를 또한 제공하는, 특정 웨이퍼 영역의 표면의 2차원 또는 2차원 측정을 제공하도록 구성될 수 있다. 이 목적을 위해, 계측 툴은, (i) (아마도 하나 이상의 계측 타깃 셀을 포함하는) 웨이퍼 영역(61)을 스캔하는 것을 인에이블(enable)하고, (ii) (도 2에서 예시되는 바와 같이) 스캔하는 동안 초점 측정부(110)에 의해 초점 측정을 수행하고 이로부터 위상 정보를 추출하며, (iii) 추출된 위상 정보로부터 스캔된 웨이퍼 영역의 깊이 데이터(즉, 웨이퍼 영역에 수직인, 수직 방향과 관련된 예를 들면, 2D 프로필로메트리 데이터 및/또는 3D 표면 데이터와 같은 지형적(topographic) 정보)를 도출하도록 구성된다.
계측 툴은 또한, 예를 들면, 웨이퍼 영역(61)의 굴절률 또는 웨이퍼 영역(61)의 세분화율에 대한 데이터와 같은, 추출된 위상 정보로부터 웨이퍼 영역(61)의 물질 특성을 도출하도록 구성된다.
웨이퍼 영역(61)의 스캐닝은, 웨이퍼(60)를 지지하는 스테이지를 이동시킴으로써(도 1에서 양두(double-headed) 화살표(120)에 의해 개략적으로 묘사됨)수행될 수 있다. 스테이지 이동(120)은 웨이퍼(60)에 평행한 평면에서 수평일 수 있다. 대안적으로 또는 상보적으로, 웨이퍼 영역(61)의 스캐닝은 계측 툴(100) 내의 오버레이 측정부(90)의 스캔 미러(125A, 125B)(도 1 및/또는 도 4의 스캔 미러(125)를 참조)를 사용해서 수행될 수 있다. 특히, 초점 측정은 각각 MM 화이버(82) 및 단일 모드 화이버(들)(예를 들면, S- 및/또는 P-광섬유(fiber; 92A, 92B))로부터의 비편광 조명 및/또는 편광 조명을 사용해 수행될 수 있다.
계측 툴(100)은 예를 들면, 계측 모듈을 통해, (i) 아마도 추가적인 이미지를 그랩(grab)할 현재의 필요성을 회피하면서 그리고 예를 들면, 어두운 웨이퍼 영역(61)과 같은 낮은 정확도의 경우에서 웨이퍼 영역(61) 내의 계측 타깃을 찾는 것, (ii) 예를 들면, 두께, 굴절률, 세분화율의 견지에서 공정 변이와 같은 웨이퍼 영역(61) 내의 공정 변이를 추정하는 것, 그리고 (iii) 예를 들면, 아마도 공정 변이를 위한 정정을 포함함으로써 그리고 아마도 연속적인 측정에서 모두 웨이퍼(60)를 가로질러 더 양호한 오버레이 정정가능한 것들(correctables)을 획득함으로써 계측 툴에 의해 오버레이 측정을 개선하는 것 중 임의의 것을 위해 도출된 깊이 데이터(예를 들면, 지형적 정보, 또는 표면 맵핑)를 활용하도록 구성될 수 있다.
특정 실시예에서, 위상 신호와, 이 위상 신호로부터 거리 신호를 계산하도록 초점 신호(111)(예를 들면, 이중셀 셀)가 기록되는 동안 레이저 빔이 웨이퍼 표면에 걸쳐 스캔될 수 있다. 레이저 스캐닝은 (2D) 프로필로메트리 정보를 획득하도록 하나의 방향으로 수행될 수 있고, 그리고/또는 (3D) 표면 정보를 획득하도록 두 방향들로 수행될 수 있다. 스캐닝은 머신 스테이지(120)의 도움으로 그리고/또는 스캐닝 미러(125A, 125B)에 의해 실현될 수 있다. 교정 곡선(112)(도 2의 예시를 참조)은 (파장과 아포다이저에 따라) 웨이퍼 영역(61)과 대물 렌즈(65) 사이의 수직 거리에 초점 신호(111)의 위상을 관련시키도록 사용될 수 있다. 초점 신호(111)와 깊이 데이터는 유효 두께 신호에 영향을 주는 임의의 다른 특성뿐만 아니라, 예를 들면, 층 두께, 굴절률, 및 세분화율(현상되지 않은 포토레지스트와 비교해 현상된 포토레지스트의 비율)과 같은 웨이퍼 영역(61)의 다양한 물질 특성을 도출하기 위해 사용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예에 따른 방법(200)을 묘사하는 상위 레벨 흐름도이다. 방법 스테이지들은, 방법(200)을 구현하기 위해 옵션으로 구성될 수 있는 위에서 설명된 계측 툴(100)에 의해 수행될 수 있다. 방법(200)은 예를 들면, 계측 모듈에서 적어도 하나의 컴퓨터 프로세서에 의해 적어도 부분적으로 구현될 수 있다. 특정 실시예는 방법(200)의 관련 단계들을 실행하도록 구성된 컴퓨터 판독가능 프로그램이 저장된 컴퓨터 판독가능 기억 매체를 포함한 컴퓨터 프로그램 제품을 포함한다. 특정 실시예는 방법(200)의 실시예에 의해 설계된 각 타깃의 타깃 설계 파일을 포함한다.
방법(200)은, 계측 툴에 의해 (아마도 하나 이상의 계측 타깃 셀을 포함하는) 웨이퍼 영역을 스캔하는 단계(단계(210)), 스캐닝 동안 계측 툴에 의해 초점 측정을 수행하고 이로부터 위상 정보를 추출하는 단계(단계(220)), 및 추출된 위상 정보로부터 스캔된 웨이퍼 영역의 깊이 데이터(즉, 웨이퍼 영역에 수직인 수직 방향과 관련된 예를 들면, 2D 프로필로메트리 데이터 및/또는 3D 표면 데이터와 같은 지형적 정보)를 도출하는 단계(단계(230))를 포함한다.
방법(200)은 예를 들면, 웨이퍼 영역의 굴절률과 관련된 데이터와 같은, 추출된 위상 정보로부터 웨이퍼 영역의 물질 특성을 도출하는 단계를 더 포함한다.
스캐닝(210)은 웨이퍼를 지지하는 스테이지를 이동시킴으로써 수행될 수 있다(단계(212)). 스테이지 이동(120)은 웨이퍼(60)에 평행한 평면에서 수평일 수 있다. 스캐닝(210)은 계측 툴의 스캔 미러를 사용해서 수행될 수 있다(단계(214)).
방법(200)은 도출된 깊이 데이터를 사용해 웨이퍼 영역 내의 계측 타깃을 찾는 단계(단계(240)), 도출된 깊이 데이터로부터 웨이퍼 영역 내의 공정 변이를 추정하는 단계(단계(250)), 및 도출된 깊이 데이터를 사용해 계측 툴에 의해 오버레이 측정을 개선하는 단계(단계(260))를 더 포함한다.
도 4는 본 발명의 일부 실시예에 따라 스캐터로메트리 오버레이 계측 툴(100)의 상위 레벨 개략 블록도이다. 도 1 및 4로부터의 요소들은 본 발명의 실시예를 제공하도록 결합될 수 있다. 적어도 오버레이 측정부(90)와 초점 측정부(110)를 포함하는 스케터로메트리 오버레이 계측 툴(100)은, 웨이퍼 영역(61) 및/또는 웨이퍼(60)를 스캔하고, (예를 들면, 초점 측정부(110)에 의한) 스캐닝 동안 초점 측정을 수행하고 초점 측정으로부터 위상 정보를 추출하며, 예를 들면, 적어도 하나의 컴퓨터 프로세서(135)와 연관된 계측 모듈(130)에 의해 추출된 위상 정보로부터 스캔된 웨이퍼 영역의 깊이 데이터를 도출하도록 구성될 수 있다.
스캐닝은 웨이퍼(60)를 지지하는 스테이지(120)를 (예를 들면, 수평으로 웨이퍼(60)에 평행하게) 이동시키고 그리고/또는 스캔 미러(125)를 사용함으로써 수행될 수 있고, 깊이 데이터는 2차원 또는 3차원일 수 있다 - 프로필로메트리 및/또는 표면 정보를 각각 제공함 -.
계측 모듈(130)은 또한, 예를 들면, 하나 이상의 층의 층 두께, 하나 이상의 층의 굴절률, 하나 이상의 층의 세분화율 등과 같은, 추출된 위상 정보로부터 웨이퍼 영역(61)의 물질 특성을 도출하도록 구성된다. 계측 모듈(130)은, 웨이퍼(60) 상의 계측 타깃을 찾고, 웨이퍼(60) 내의 공정 변이를 추정하고 그리고/또는 오버레이 측정을 개선하기 위해 도출된 깊이 데이터를 사용하도록 구성될 수 있다.
특정 실시예는, (아마도 프로세서(들)(135)에 의해 실행되는) 컴퓨터 판독가능 프로그램을 갖는 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품을 포함하고, 컴퓨터 판독가능 프로그램은 초점 측정으로부터 추출된 위상 정보로부터 스캔된 웨이퍼 영역의 깊이 데이터를 도출하도록 구성되고, 도출된 깊이 데이터는 웨이퍼에 직각인, 적어도 수직 방향에 대한 것이다. 컴퓨터 판독가능 프로그램은 또한, 추출된 위상 정보로부터 웨이퍼 영역의 물질 특성을 도출하도록 구성되고, 도출된 물질 특성은 적어도 하나의 웨이퍼층의 굴절률 및 세분화율 중 적어도 하나와 관련된다. 컴퓨터 판독가능 프로그램은 또한, 도출된 깊이 데이터로부터 2D 프로필로메트리 정보 및/또는 3D 표면 정보를 제공하도록 구성된다. 컴퓨터 판독가능 프로그램은 또한, 도출된 깊이 데이터를 사용해 웨이퍼 영역 내의 계측 타깃을 찾도록 구성된다. 컴퓨터 판독가능 프로그램은 또한, 도출된 깊이 데이터로부터 웨이퍼 영역 내의 공정 변이를 추정하도록 구성된다. 컴퓨터 프로그램 제품은, 스캐터로메트리 오버레이 계측 툴(100)의 계측 모듈(130) 내에 일체화되고, 컴퓨터 판독가능 프로그램은 또한, 도출된 깊이 데이터를 사용해 계측 툴(100)에 의해 오버레이 측정을 개선하도록 구성될 수 있다. 특정 실시예는 컴퓨터 프로그램 제품을 포함하는 스케터로메트리 오버레이 계측 툴(100)을 포함한다.
이롭게, 개시된 계측 툴(100)과 방법(200)은 스케터로메트리 오버레이 계측 툴로 웨이퍼 토포그래피를 측정하고, 따라서, 특히 예를 들면, 리닉(Linnik) 간섭계 및 이미징 툴에 대해 덜 시간 소모적이게 하면서 웨이퍼 토포그래피 측정을 단순화하는 반면에, 스케터로메트리 오버레이 측정을 개선하고 그리고/또는 웨이퍼 포지셔닝을 강화하기 위한 초점 측정을 구현한다.
본 발명의 양상은 발명의 실시예에 따라 방법, 장치(시스템) 및 컴퓨터 프로그램 제품의 흐름도 및/또는 부분도와 관련하여 위에서 설명되었다. 흐름도 및/또는 부분도의 각 부분, 및 흐름도 및/또는 부분도의 각 부분들의 조합은 컴퓨터 프로그램 명령어에 의해 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램 명령어는 기계를 생성하도록 범용 컴퓨터, 특수 목적 컴퓨터, 또는 다른 프로그램 가능한 데이터 처리 장치의 프로세서에 제공될 수 있어서, 컴퓨터 또는 다른 프로그램 가능한 데이터 처리 장치의 프로세서를 통해 실행되는 명령어들은 흐름도 및/또는 부분도에서 특정된 기능/작용 또는 그 일부를 구현하는 수단을 생성한다.
이러한 컴퓨터 프로그램 명령어들은 특정 방식으로 기능하도록 컴퓨터, 다른 프로그램 가능한 데이터 처리 장치 또는 기타 장치에게 지시할 수 있는 컴퓨터 판독가능 매체에 또한 저장될 수 있어서, 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 명령어들은 흐름도 및/또는 부분도에서 특정된 기능/작용 또는 그 일부를 구현하는 명령어들을 포함한 제조 물품을 생성한다.
컴퓨터 프로그램 명령어들은 컴퓨터 또는 다른 프로그램 가능한 장치에서 실행되는 명령어들이 흐름도 및/또는 부분도에서 특정된 기능/작용 또는 그 일부를 구현하는 프로세스를 제공하도록 컴퓨터 구현 프로세스를 생성하기 위해 컴퓨터, 다른 프로그램 가능한 장치 또는 기타 장치에서 일련의 동작 단계들이 수행되게 하도록 컴퓨터, 다른 프로그램 가능한 데이터 처리 장치 또는 기타 장치에 또한 로드(load)될 수 있다.
전술한 흐름도 및 부분도는 본 발명의 각종 실시예에 따른 시스템, 방법 및 컴퓨터 프로그램 제품의 가능한 구현예의 구조, 기능 및 동작을 예시한다. 이 점에서, 흐름도 또는 부분도의 각 부분은 특정의 논리 기능(들)을 구현하기 위한 하나 이상의 실행가능 명령어를 포함한 모듈, 세그멘트 또는 코드의 일부를 표시할 수 있다. 일부 대안적인 구현예에서, 상기 부분에 표시된 기능들은 도면에 표시된 순서와는 다른 순서로 발생할 수 있다는 점에 또한 주목해야 한다. 예를 들면, 연속적으로 도시된 2개의 부분은 사실 실질적으로 동시에 실행될 수 있고, 또는 수반되는 기능에 따라 부분들이 가끔은 역순으로 실행될 수도 있다. 부분도 및/또는 흐름도의 각 부분, 및 부분도 및/또는 흐름도의 부분들의 조합은 특정된 기능 또는 작용, 또는 특수 목적 하드웨어 및 컴퓨터 명령어들의 조합을 수행하는 특수 목적 하드웨어 기반 시스템에 의해 구현될 수 있다는 것을 또한 이해될 것이다.
상기 설명에서, 실시예는 발명의 예시 또는 구현예이다. "일 실시예", "실시예", "특정 실시예" 또는 "일부 실시예"의 각종 등장은 모두가 반드시 동일 실시예를 인용하는 것이 아니다. 비록 발명의 각종 특징들이 단일 실시예와 관련하여 설명될 수 있지만, 그 특징들은 별도로 또는 임의의 적당한 조합으로 또한 제공될 수 있다. 반대로, 비록 본 발명이 명확성을 위해 별도의 실시예와 관련하여 여기에서 설명될 수 있지만, 본 발명은 단일 실시예로 또한 구현될 수 있다. 발명의 특정 실시예는 전술한 다른 실시예로부터의 특징들을 포함할 수 있고, 특정 실시예는 전술한 다른 실시예로부터의 요소들을 통합할 수 있다. 특정 실시예와 관련한 발명의 요소들의 개시는 그들의 용도를 특정 실시예로만 제한되는 것으로 해석하여서는 안된다. 더 나아가, 본 발명은 각종 방법으로 수행 또는 실시될 수 있고, 본 발명은 전술한 실시예 외의 특정 실시예로 구현될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.
본 발명은 첨부 도면 또는 그 대응하는 설명으로 제한되지 않는다. 예를 들면, 흐름은 각각의 예시된 박스(box) 또는 상태를 통해서, 또는 묘사되고 설명된 순서와 정확히 동일한 순서로 이동할 필요가 없다. 여기에서 사용한 기술적 및 과학적 용어들의 의미는 다르게 규정되지 않는 한 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 통상적으로 이해하는 것과 같은 의미이다. 비록 발명을 제한된 수의 실시예와 관련하여 설명하였지만, 그 실시예들은 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안되고 양호한 실시예들 중 일부의 예시로서 해석되어야 한다. 다른 가능한 변형예, 수정예 및 응용도 또한 본 발명의 범위 내에 있다. 따라서 발명의 범위는 지금까지 설명한 것으로 제한되어서는 안되고, 첨부된 특허 청구항들 및 그 법적 균등물에 의해서만 제한된다.

Claims (20)

  1. 방법에 있어서,
    계측 툴(metrology tool)에 의해 웨이퍼 영역을 스캔하는 단계;
    상기 스캔하는 동안 상기 계측 툴에 의한 초점 측정을 수행하고 이 초점 측정으로부터 위상 정보를 추출하는 단계; 및
    상기 추출된 위상 정보로부터 상기 스캔된 웨이퍼 영역의 깊이 데이터를 도출하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 추출된 위상 정보로부터 상기 웨이퍼 영역의 물질 특성을 도출하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 도출된 물질 특성은 적어도 하나의 웨이퍼층의 굴절률 및 세분화율(segmentation ratio) 중 적어도 하나와 관련되는 것인, 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 웨이퍼 영역은 적어도 하나의 계측 타깃 셀(metrology target cell)을 포함하는 것인, 방법.
  5. 제1항에서,
    상기 스캔은 상기 웨이퍼를 지지하는 스테이지(stage)를 이동시킴으로써 수행되는 것인, 방법.
  6. 제1항에서,
    상기 스캔은 상기 계측 툴의 스캔 미러를 사용해 수행되는 것인, 방법.
  7. 제1항에서,
    상기 도출된 깊이 데이터는, 상기 웨이퍼 영역에 수직인, 적어도 수직 방향에 대한 것인, 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 도출하는 단계는 2D(two dimensional) 프로필로메트리(profilometry) 정보를 제공하도록 웨이퍼 영역의 하나의 표면 방향에 대해 수행되는 것인, 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 도출하는 단계는 3D(three dimensional) 표면 정보를 제공하도록 웨이퍼 영역의 하나의 표면 방향에 대해 수행되는 것인, 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 도출된 깊이 데이터를 사용해 상기 웨이퍼 영역 내의 계측 타깃을 찾는(locate) 단계를 더 포함하는, 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 도출된 깊이 정보로부터 상기 웨이퍼 영역 내의 공정 변이를 추정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 도출된 깊이 데이터를 사용해 상기 계측 툴에 의해 오버레이 측정을 개선하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하도록 구성된 스캐터로메트리 오버레이 계측 툴(scatterometry overlay metrology tool).
  14. 컴퓨터 판독가능 프로그램을 갖는 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품에 있어서, 상기 컴퓨터 판독가능 프로그램은 초점 측정으로부터 추출된 위상 정보로부터 스캔된 웨이퍼 영역의 깊이 데이터를 도출하도록 구성되고, 상기 도출된 깊이 데이터는 상기 웨이퍼에 수직인, 적어도 수직 방향에 대한 것인, 컴퓨터 프로그램 제품.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 컴퓨터 판독가능 프로그램은 또한, 상기 추출된 위상 정보로부터 상기 웨이퍼 영역의 물질 특성을 도출하도록 구성되고, 상기 도출된 물질 특성은 적어도 하나의 웨이퍼층의 굴절률 및 세분화율 중 적어도 하나와 관련되는 것인, 컴퓨터 프로그램 제품.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 컴퓨터 판독가능 프로그램은 또한, 상기 도출된 깊이 데이터로부터 2D 프로필로메트리(profilometry) 정보 및/또는 3D 표면 정보를 제공하도록 구성되는 것인, 컴퓨터 프로그램 제품.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 컴퓨터 판독가능 프로그램은 또한, 상기 도출된 깊이 데이터를 사용해 상기 웨이퍼 영역 내의 계측 타깃을 찾도록 구성되는 것인, 컴퓨터 프로그램 제품.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 컴퓨터 판독가능 프로그램은 또한, 상기 도출된 깊이 데이터로부터 상기 웨이퍼 영역 내의 공정 변이를 추정하도록 구성되는 것인, 컴퓨터 프로그램 제품.
  19. 제14항에 있어서,
    스캐터로메트리 오버레이 계측 툴의 계측 모듈 내에 일체화되고, 상기 컴퓨터 판독가능 프로그램은 또한, 상기 도출된 깊이 데이터를 사용해 상기 계측 툴에 의해 오버레이 측정을 개선하도록 구성되는 것인, 컴퓨터 프로그램 제품.
  20. 제14항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 컴퓨터 프로그램 제품을 포함하는 스캐터로메트리 오버레이 계측 툴.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11018064B2 (en) * 2018-12-12 2021-05-25 Kla Corporation Multiple-tool parameter set configuration and misregistration measurement system and method
US11703460B2 (en) 2019-07-09 2023-07-18 Kla Corporation Methods and systems for optical surface defect material characterization
EP3835721A1 (en) * 2019-12-13 2021-06-16 Mitutoyo Corporation A method for measuring a height map of a test surface
CN114440768B (zh) * 2022-01-26 2024-01-30 苏州帕维尔智能科技有限公司 3d量测机台的晶圆检测方法、装置、设备及存储介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4792833B2 (ja) * 2005-06-24 2011-10-12 株式会社ニコン 重ね合わせ測定装置
US20110261339A1 (en) * 2008-11-07 2011-10-27 Asml Netherlands B.V. Scatterometer and lithographic apparatus
KR20160014471A (ko) * 2014-07-29 2016-02-11 삼성전자주식회사 포커스 계측 마크를 포함하는 포토마스크, 포커스 모니터 패턴을 포함하는 계측용 기판 타겟, 노광 공정 계측 방법, 및 집적회로 소자의 제조 방법

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7262138B1 (en) * 2004-10-01 2007-08-28 Advanced Micro Devices, Inc. Organic BARC with adjustable etch rate
TWI409502B (zh) * 2009-01-23 2013-09-21 Univ Nat Taipei Technology 相位資訊擷取方法及其三維形貌量測系統
US9581430B2 (en) * 2012-10-19 2017-02-28 Kla-Tencor Corporation Phase characterization of targets
US9383661B2 (en) 2013-08-10 2016-07-05 Kla-Tencor Corporation Methods and apparatus for determining focus
CN106662824B (zh) 2014-07-09 2018-07-24 Asml荷兰有限公司 检查装置、检查方法和设备制造方法
US10139219B2 (en) * 2015-12-17 2018-11-27 ASTRODESIGN, Inc. Optical distance measuring apparatus
US10571248B2 (en) * 2017-01-09 2020-02-25 Kla-Tencor Corporation Transparent film error correction pattern in wafer geometry system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4792833B2 (ja) * 2005-06-24 2011-10-12 株式会社ニコン 重ね合わせ測定装置
US20110261339A1 (en) * 2008-11-07 2011-10-27 Asml Netherlands B.V. Scatterometer and lithographic apparatus
KR20160014471A (ko) * 2014-07-29 2016-02-11 삼성전자주식회사 포커스 계측 마크를 포함하는 포토마스크, 포커스 모니터 패턴을 포함하는 계측용 기판 타겟, 노광 공정 계측 방법, 및 집적회로 소자의 제조 방법

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