KR20190108184A - 제품 제조 중의 프로세스 변동들의 식별 - Google Patents

제품 제조 중의 프로세스 변동들의 식별 Download PDF

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Abstract

반도체 웨이퍼 등의 제품의 제조 동안 프로세스 변동을 식별하기 한 시스템 및 방법이 제시된다. 제1 제품의 제조 동안 미리 결정된 스테이지에서, 적어도 하나의 이미징 파라미터의 상이한 값을 사용하여 제1 제품의 영역의 이미지가 획득된다. 이어서, 상기 적어도 하나의 이미징 파라미터로 콘트라스트의 변동을 나타내는 상기 제1 제품에 대한 제1 콘트라스트 시그니처를 생성하기 위해 이미지가 분석된다. 제2 제품의 제조 동안 동일한 미리 결정된 스테이지에서, 상기 적어도 하나의 이미징 파라미터의 상이한 값을 사용하여 상기 제1 제품의 상기 영역에 대응하는 상기 제2 제품의 영역의 이미지가 획득된다. 상기 적어도 하나의 이미징 파라미터로 콘트라스트의 변동을 나타내는 상기 제2 제품에 대한 제2 콘트라스트 시그니처를 생성하기 위해 이미지가 분석된다. 상기 제1 및 제2 제품의 제조 사이에 프로세스에서의 변동이 발생되었는지 여부를 식별하기 위해 제1 및 제2 콘트라스트 시그니처가 비교된다.

Description

제품 제조 중의 프로세스 변동들의 식별
[본원과 관련된 상호 참조 문헌]
본 특허 출원은, 참조에 의해 여기에 그 내용의 전체가 포함되는, 미국 가특허출원 No. 62/457,781(출원일: 2017년 2월 10일) 및 미국 가특허출원 No. 62/591,088(출원일: 2017년 11월 27일)의 이익을 주장한다.
본 발명은 제조 프로세스에서의 품질 제어의 분야에 관한 것이다.
제조 프로세스에서, 일관성을 보장하기 위해 한 품목과 다른 품목의 제조 사이에서의 프로세스의 변동을 식별하는 데 품질 제어 시스템과 절차가 사용된다. 때때로 이러한 변형은 완제품에서만 명백하거나 다수의 표준 이하 제품이 생산된 이후까지 분명하지 않을 수 있다. 집적 회로와 같은 반도체 콤포넌트는 다수의 콤포넌트를 포함하는 웨이퍼의 형태로 제조될 수 있다. 실리콘 웨이퍼와 같은 반도체 웨이퍼는 인접한 층들 내에 패턴에 관하여 정확하게 배치되어야 하는 패턴을 각각 구성하는 일련의 층들로 제조될 수 있다. 이러한 배치의 제어를 오버레이 제어라고 한다. 일부 반도체 및 리소그래피 제조 프로세스에서, 패턴 정렬을 확보하는데 사용하기 위해 웨이퍼 상에 계측 타겟이 제공된다. 타겟은, 셀의 세트의 형태, 예컨대 X 방향에서의 오버레이를 측정하기 위한 2개 및 Y 방향에서의 오버레이를 측정하기 위한 2개의 직사각형 또는 정사각형 셀의 2x2 어레이의 형태를 취할 수 있다. 타겟은 회절 격자를 포함할 수 있다. 예를 들어, 타겟 내의 각각의 셀은 회절 격자로 구성될 수 있다. 타겟은, 각 패턴이 상이한 층 상에 인쇄될 수 있고 상이한 방향 즉 통상적으로 X 방향 및 Y 방향에서의 측정을 제공하기 위해 배향될 수 있는, 패턴의 세트로 구성될 수 있다.
임의의 제조 프로세스에서, 원하지 않을 수 있는 프로세스 변동들이 발생할 수 있다. 리소그래피 프로세스의 실시예에 있어서, 오버레이 측정, 예를 들어 패턴 정렬의 측정은 적용된 물질의 층의 두께의 변동과 같은 발생된 프로세스 변동을 나타내지 않을 수 있다. 일부의 경우에, 프로세스 변동으로 인해 오버레이 측정이 잘못될 수 있다. 따라서, 프로세스 변동 및 그 영향을 더 잘 이해할 필요가 있다.
다음은 본 발명의 초기 이해를 제공하는 간략화된 요약이다. 요약은 반드시 핵심 요소를 식별하거나 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니며, 단지 다음의 설명에 대한 소개의 역할을 한다.
본 발명의 일부 실시형태는, 반도체 웨이퍼와 같은 제품의 제조 중의 프로세스 변동을 식별하기 위한 방법 및 시스템을 제공한다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 예를 들어 제조 중 미리 결정된 스테이지에서 웨이퍼 또는 웨이퍼의 일부와 같은 제품을 위해 "콘트라스트 시그니처(constrast signature)"가 생성될 수 있다. 콘트라스트 시그니처는 제조 프로세스가 원하는대로, 예를 들어 기준으로 사용되는 것으로 여겨질 때 생성될 수 있다. 예를 들어 제조 프로세스의 동일 스테이지에서의 다른 제품에 대하여 유사한 콘트라스트 시그니처가 생성될 수 있고, 프로세스 변동이 발생했는지 여부를 식별하기 위해 콘트라스트 시그니처가 비교될 수 있다.
여기서, "콘트라스트 시그니처"는 적어도 하나의 이미징 파라미터에 관하여 이미지에서의 콘트라스트의 변동의 표현으로서 규정된다. 이미지 콘트라스트의 임의의 알려진 측정값이 사용될 수 있다. 표현은 그래픽일 수 있으며, 예를 들어 사용자에게 디스플레이되거나, 예를 들어 벡터로 수학적으로 표현될 수 있거나, 또는 다른 콘트라스트 시그니처와 비교될 수 있는 임의의 다른 방식으로, 예를 들어 컴퓨팅 시스템 내의 프로세서에 의해 표현될 수 있다. 따라서, 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 프로세스 변동이 자동으로 식별될 수 있고, 선택적으로 변동의 식별에 응답하여 경보가 생성되거나 일부 개선 조치가 취해질 수 있다.
본 발명의 실시형태는 반도체 웨이퍼 생산에 한정되지 않으며 다수의 다른 제품의 제조에 사용될 수 있다.
본 발명의 추가 및/또는 다른 양태 및/또는 장점들은 상세한 설명으로부터 추단될 수 있고 그리고/또는 본 발명의 실시에 의해 학습될 수 있는 상세한 설명에서 기재되어 있다.
본 발명의 실시형태들을 더 잘 이해하고 그 실시형태가 어떻게 수행될 수 있는지를 나타내기 위해, 순전히 예로서, 첨부된 도면을 참조할 것이며, 여기서 동일한 도면 부호는 대응하는 엘리먼트들 또는 섹션을 지칭한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일부 실시형태에 따른 시스템의 개략적 다이어그램이다.
도 2a는 계측 타겟의 이미지이고, 도 2b는 타겟의 일부의 확장된 이미지이고, 도 2c는 본 발명의 일부 실시형태에 따른 도 2b의 이미지를 가로지르는 라인을 따른 밀도의 변동의 그래프이다.
도 3a는 콘트라스트 맵의 개략적 예이고, 도 3b는 콘트라스트 반전 라인이 추가 된 도 3a의 맵을 나타내고, 도 3c는 본 발명의 일부 실시형태에 따른 콘트라스트 반전 곡선만을 도시한다.
도 4a, 도 4b, 및 도 4c는 본 발명의 일부 실시형태에 따른 콘트라스트 반전 라인에서의 시프트(shift)를 개략적으로 도시한다.
도 5a는 파장으로 콘트라스트의 변동을 나타내는 개략적 그래프이고, 도 5b는 특정 포인트로 표시된 도 5a와 유사한 그래프이고, 도 5c는 본 발명의 일부 실시형태에 따른 선택된 포인트만을 도시한다.
도 6은 본 발명의 일부 실시형태에 따른 방법의 플로우차트이다.
도 7a 내지 7c는 본 발명의 일부 실시형태에 따른 가변 이미징 파라미터로서 개구수(numerical aperture)를 사용할 수 있는 가능성을 나타내는 개략적 다이어그램이다.
상세한 설명이 개시되기 전에, 이하에 사용될 소정의 용어들의 정의를 개시하는 것이 도움이 될 수 있다.
이하의 설명에서, 본 발명의 다수의 양태가 개시된다. 설명을 목적으로, 특정 구성 및 세부사항이 본 발명의 전체 이해를 제공하기 위해 명시된다. 그러나, 여기에 개시된 특정 세부사항 없이도 본 발명이 실시될 수 있다는 것은 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 또한, 본 발명을 불명료하게 하지 않기 위해, 잘 알려진 피쳐(feature)들은 생략되거나 단순화될 수 있다. 도면을 구체적으로 참조하면, 도시된 세부 사항(particular)들은 단지 예시일 뿐이고, 본 발명의 예시적 논의를 위한 것이므로, 본 발명의 개념적 양상과 원리에 대한 가장 유용하고 용이하게 이해되는 설명이다. 이와 관련하여, 본 발명의 근본적인 이해를 위해 필요한 것보다 본 발명의 구조적 세부 사항을 보다 상세하게 나타내려는 시도는 없으며, 본 발명의 몇가지 형태가 실제로 어떻게 구체화되는지가 당업자에게 명확하게 되는 도면에 의해 설명이 이루어진다.
본 발명의 적어도 하나의 실시형태가 상세히 설명되기 전에, 본 발명은 이하의 설명에서 설명되거나 도면에 예시된 콤포넌트들의 구성 및 배열의 상세한 설명에 제한되지 않는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명은 다양한 방식으로 실시되거나 수행될 수 있는 다른 실시형태 뿐만 아니라 개시된 실시형태의 조합에도 적용 가능하다. 또한, 여기에 사용된 표현 및 용어는 설명의 목적을 위한 것이며 제한적으로 간주되어서는 안된다는 것이 이해되어야 한다.
다르게 언급되지 않는 한, 본 발명의 하나 이상의 실시형태와 관련하여 설명된 피쳐들은 선택적으로 본 발명의 모든 다른 실시형태에 포함될 수 있다.
달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 하기 논의로부터 명백한 바와 같이, "프로세싱", "컴퓨팅", "계산", "결정", "향상"등과 같은 용어를 사용하는 논의는 명세서 전반에 걸쳐, 컴퓨팅 시스템의 레지스터 및/또는 메모리 내의 전자 량과 같은 물리적으로 표현된 데이터를 컴퓨팅 시스템의 메모리, 레지스터, 또는 다른 이러한 정보 스토리지, 송신, 또는 디스플레이 디바이스 내의 물리적 양으로 유사하게 표현된 다른 데이터로 조작 및/또는 변환하는 컴퓨터 또는 컴퓨팅 시스템, 또는 유사한 전자 컴퓨팅 디바이스의 동작 및/또는 프로세스를 의미한다.
도 1a 및 도 1b는 반도체 웨이퍼를 제조하는데 사용하기 위한 본 발명의 일부 실시형태에 따른 시스템의 개략적 다이어그램이다. 여기에 개시된 바와 같은 시스템 및 방법은, 다른 제품, 예를 들어 여기에 추가로 개시된 바와 같은 콘트라스트 시그니처를 생성하기 위해 이미징될 수 있는 임의의 제품을 제조하는데 사용될 수 있다. 프로세스 변동을 식별하는데 있어서의 콘트라스트 시그니처의 유효성은 제품의 타입에 의존할 수 있다. 도 1a 및 도 1b의 시스템은 하나 이상의 이미징 파라미터 중 상이한 값을 사용하여 웨이퍼 표면의 영역의 이미지를 획득하는데 사용될 수 있다. 따라서, 시스템은, 하나 이상의 이미징 파라미터가 변동가능하도록 구성될 수 있다. 영역은 예를 들어 회절 패턴 또는 격자와 같은 오버레이 측정을 위한 계측 타겟이 될 수 있다.
도 1a는 웨이퍼의 표면을 향하여 방사선을 지향시키고 웨이퍼의 이미지를 생성하기 위해 웨이퍼로부터 반사된 방사선을 수신하도록 배열되는 이미징 시스템(100)을 도시하고, 도 1b는 도 1a의 이미징 유닛에 방사선을 공급하기 위해 사용될 수 있는 조명 시스템(200)을 도시한다.
도 1a의 이미징 시스템(100)에서, 가시광과 같은 방사선은, 제품 도면에서는 지지부(104) 상에서의 웨이퍼(103)의 표면을 향하여 지향된다. 방사선은 계측 타겟에 지향될 수 있다. 반사된 방사선은 웨이퍼(103)의 표면으로부터 수신되고, 예를 들어 카메라(105) 내에 웨이퍼의 이미지를 생성하기 위해 사용된다. 이미지는 분석 유닛(107)에서 분석될 수 있다. 이미징 시스템의 동작은 컨트롤러(110)에 의해 제어될 수 있다.
방사선은 광섬유(109)에 의해 이미징 시스템(100)으로 공급되고, 편광기(120) 및 렌즈(121-124)를 통과하여 빔 스플리터(130)에 도달할 수 있다. 링 개구(127)는 렌즈(122 및 123) 사이에 배치될 수 있고 필드 스탑(field stop)(128)은 렌즈(123 및 124) 사이에 배치될 수 있으며, 이의 기능은 통상의 기술자에 의해 이해될 것이다. 빔 스플리터(130)는, 방사선의 한 부분이 대물 렌즈 시스템(135)을 통해 웨이퍼(103)로 지향되고 방사선의 다른 한 부분이 대물 렌즈 시스템(136)을 통해 미러(137)로 지향되도록, 방사선을 분할할(split) 수 있다. 동일한 쌍의 대물 렌즈 시스템(135 및 136)은 웨이퍼(103)로부터 산란된 방사선을 수집하고 미러(137)로부터 반사된 방사선을 수집할 수 있고, 동일한 빔 스플리터(130)는 웨이퍼 및 미러로부터의 방사선을 결합하여 단일 방사선 필드를 형성할 수 있으며, 그 세부사항은 디포커스(defocus)가 추론될 수 있는 방식으로, 대물 렌즈(135)와 웨이퍼(103) 사이의 거리(포커스)에 민감하다.
결합된 방사선의 일부는 기능이 여기에 추가로 개시되는 포커스 검출기로 지향될 수 있다. 예를 들어, 결합된 방사선의 일부는 빔 스플리터(141) 및 렌즈(143)에 의해 포커스 검출기로 지향될 수 있다. 반사된 방사선의 일부는 분광계(150)로 지향될 수 있다. 예를 들어, 반사된 방사선의 일부는 빔 스플리터(151) 및 렌즈(153)에 의해 분광계(150)로 지향될 수 있다. 포커스 검출기(140)는 포커스 측정을 수행하고 분석 유닛(107)에 측정을 나타내는 신호를 출력할 수 있다. 마찬가지로, 분광계(150)는 스펙트럼 측정을 수행하고 분석 유닛(107)에 측정을 나타내는 신호를 출력할 수 있다.
카메라(105)는 전하 결합 디바이스 또는 "CCD" 어레이가 될 수 있다. 카메라(105)는 당업계에 알려진 바와 같이 "이미지" 평면에서 반사된 방사선으로부터 이미지를 형성하도록 배열되거나 설정될 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼(103)는, 반사된 방사선이 웨이퍼(103)의 표면으로부터 회절된 방사선일 수 있는 경우에, 그 표면 상에 회절 패턴을 포함할 수 있다.
도 1a의 이미징 시스템(100)의 일부를 형성하는 콤포넌트들 또는 웨이퍼 지지부(104)의 다양한 콤포넌트들은 예를 들어 도시되지 않고 통상의 기술자에게 알려진 하나 이상의 모터에 의해 서로에 대해 이동될 수 있다. 이미징 시스템(100)의 동작, 예를 들어, 이미징 시스템(100)의 일부를 형성하는 모터의 동작은 컨트롤러(110)에 의해 제어될 수 있다. 컨트롤러(110)의 동작은 분석 유닛(107)으로부터의 신호에 부분적으로 기초할 수 있다. 분석 유닛(107) 또는 컨트롤러(110) 또는 이 둘 모두는 하나 이상의 프로세서를 포함하는 컴퓨팅 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들어, 분석 유닛에서의 프로세서는 본 발명의 일부 실시형태에 따른 콘트라스트 시그니처를 생성 및 비교할 수 있다.
본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 웨이퍼의 이미지는 하나 이상의 이미징 파라미터의 상이한 값을 사용하여 획득될 수 있다. 따라서, 컨트롤러(110)는 분석 유닛(107)에 의해 분석될 일련의 이미지를 형성하기 위한 연속적인 이미지 캡쳐 동작 사이에서 하나 이상의 이미징 파라미터를 변경하기 위해 이미징 시스템(100)을 제어할 수 있다. 따라서, 예를 들면 컨트롤러(110)는 하나의 이미지와 다른 이미지 사이에서 방사선의 편광을 변경하도록 편광기(120)를 제어할 수 있다. 컨트롤러는, 포커스를 변경하기 위해 임의의 렌즈들 또는 웨이퍼 지지부(104)의 위치, 예를 들어 대물 렌즈 시스템(135) 내의 렌즈들의 서로에 대한 또는 웨이퍼 지지부(104)에 대한 위치를 제어할 수 있고, 이에 따라 각각 상이한 정도의 포커스를 갖는 일련의 이미지를 획득한다. 컨트롤러는 하나의 이미지와 다른 이미지 사이에서 개구수를 변경하기 위해 링 개구(127)의 동작을 제어할 수 있다. 링 개구는 도 7a 내지 도 7c와 관련하여 더 상세히 설명되는 더블 링(double ring)으로 구현될 수 있다. 본 발명의 일부 실시형태에 따라 변경될 수 있는 다른 이미징 파라미터는 웨이퍼를 조사하는데 사용되는 방사선의 중심 파장 및 방사선의 대역폭을 포함하지만 이것에 한정되지 않는다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 파라미터 조합과의 콘트라스트의 변화를 나타내는 콘트라스트 시그니처를 생성하기 위해 파라미터의 조합을 변경하는 것이 가능하다.
이제 도 1b를 참조하면, 본 발명의 일부 실시형태에 따른 조명 시스템(200)은 방사선 소스(203)를 포함한다. 이것은 통상의 기술자에게 알려진 임의의 적합한 방사선 소스가 될 수 있다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 방사선 소스(203)는 예를 들어 제품 또는 타겟을 조명하는데 사용되는 파장 및/또는 대역폭을 변경하기 위해, 하나 이상의 선택될 수 있는 상이한 파장 및/또는 대역폭의 다수의 방사선 소스를 포함할 수 있다.
도 1b에 도시된 바와 같이, 소스(203)로부터의 방사선은 일련의 렌즈들(210-214) 및 필터들(220-226)을 통과하여 광섬유(109)에 도달한다. 조명 시스템(200)은, 하나 이상의 이미징 파라미터, 예를 들어 변경될 때 이미지 캡쳐 디바이스에 의해 예를 들어 방사선 소스(203)를 조명 소스로서 사용하여 캡쳐된 이미지의 변화를 야기하는 파라미터를 변경하도록 동작 가능하게 될 수 있다. 조명 시스템을 제어함으로써 변경될 수 있는 이미징 파라미터의 예는 방사선의 파장이다. 웨이퍼 제조 제어 시스템은, 기존 시스템 예를 들어 기존 하드웨어를 새로운 방식으로 동작시킴으로써 본 발명의 일부의 실시형태가 구현될 수 있는 가변 파장 조명 시스템을 포함할 수 있다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 이미징될 웨이퍼를 조명하는데 사용되는 방사선의 파장을 변경하도록 동작 가능한 콤포넌트를 포함하는 새로운 하드웨어 또는 소프트웨어가 제공될 수 있다.
도 1b에 도시된 시스템에서, 필터(222-226)는, 통상의 기술자에게 잘 알려진 기능을 가진 대역통과 및 그라디언트 필터와 같은 기존의 웨이퍼 제조 제어 시스템에서의 필터를 포함할 수 있다. 필터(220 및 221)는, 본 발명의 일부 실시형태에 따른 이미징 시스템(100)에 전달되는 방사선의 파장을 변경하는데 사용될 수 있고, 예를 들어 이것은 필터(222-226)에 의해 달성될 수 없다.
실제로, 조명 시스템은 상이한 방식으로 편광된 방사선을 사용할 수 있으며,이 경우 상이하게 편광된 방사선은 소스(203)로부터 광섬유(109)로 상이한 채널을 따라 수행될 수 있다. 간략함을 위해 도 1b에 하나의 채널만 도시되었지만, 실제 시스템에서, 편광의 수에 따라 다수의 채널이 제공될 수 있다.
본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 제품 예컨대 웨이퍼(103)를 조명하는데 사용되는 방사선의 파장은 파장 변동의 임의의 알려진 방식으로 변동될 수 있다. 본 발명의 일부 실시형태에 따른 시스템은 더 넓은 대역 소스로부터 좁은 대역의 광 파장을 필터링하는 기계적 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 더 넓은 대역 방사선 소스는, 특정 파장 대역 또는 컬러의 광이 예를 들어 셔터 메카니즘을 사용하여 기계적으로 선택될 수 있는 프리즘에 의해 기계적으로 분포될 수 있다. 도 1b에 도시된 실시예에서, 필터(211 및 212)는 각각 하이 패스 및 로우 패스 필터가 될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 필터(211 및 212)는 방사선의 파장을 변경하기 위해 당업계에 공지된 바와 같이 조정가능할 수 있다.
렌즈 및 빔 스플리터와 같은 도 1a 및 도 1b에 도시된 일부 콤포넌트의 순서는 변경될 수 있지만 시스템이 본 명세서에 기술된 바와 같이 여전히 동작하게 할 수 있다는 것이 광학 분야의 숙련자에게 이해될 것이다. 특히, 도시된 바와 같은 이미징 시스템(100)의 일부 콤포넌트는 조명 시스템 (200)의 일부를 형성할 수 있고 조명 시스템 (200)의 일부 콤포넌트는 이미징 시스템(100)의 일부를 형성할 수 있다.
본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 제조 프로세스에서의 특정 포인트에서의 특정 웨이퍼 또는 웨이퍼 영역에 대하여, 콘트라스트 시그니처를 생성하기 위해 이미징 파라미터로 이미지 콘트라스트의 변동이 분석될 수 있다. 제조 프로세스에서의 동일 포인트에서의 다른 웨이퍼의 대응하는 영역에 대하여 동일 방식으로 콘트라스트 시그니처가 생성될 수 있다. 제조 프로세스에서의 변동을 식별하기 위해 콘트라스트 시그니처들이 비교될 수 있다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 일부 실시형태에 따른 콘트라스트의 사용을 설명하기 위한 예시이다.
도 2a는 오버레이 측정을 위해 웨이퍼 상에 제공될 수 있는 당업계에 잘 알려진 계측 타겟의 이미지이다. 도 2b는 예를 들어 특정 층과 연관될 수 있는 도 2a에서의 콤포넌트(250)의 확대도이다. 도 2b에서 볼 수 있듯이 콤포넌트는 대략 두 값("검은색"과"흰색") 사이에서 시각적인 진동이 있다. 도 2c는 도 2b의 이미지의 행(또는 콤포넌트의 배향에 따른 열, 또는 보다 일반적으로 관심있는 영역)을 추가함으로써 형성된 "커널"이라 불리는 타겟 콤포넌트(250)의 1차원 표현이다. 도 2c에 도시된 바와 같은 커널은 초대 강도 I_max 및 최소 강도 I_min에 대응하는 피크(peak) 및 밸리(valley)의 구조를 갖는다.
반복 패턴의 콘트라스트는 패턴의 가시성의 측정이다. 콘트라스트를 정량화하거나 측정하는 표준 방법은 "Michelson 콘트라스트" 정의에 의한 것이다.
Contrast = (I_max - I_min) / (I_max + I_min) (1)
I_max 및 I_min은 최고 휘도(liminance) 및 최저 휘도를 나타낸다. 이 식에 따른 정량화 콘트라스트는 콘트라스트의 절대적인 측정을 제공한다.
본 발명의 일부 실시형태의 목적을 위해, 콘트라스트에 부호 또는 방향, 양 또는 음을 할당하는 것이 유용하다. 이것은 본 명세서에서 "부호화된 콘트라스트"로 지칭되고, 본 명세서에서 더 설명되는 바와 같이 "콘트라스트 반전"을 식별하는데 유용하다. 예를 들어, 피크와 밸리의 배열이 첫 번째가 I_max가 되도록 하는 경우, 부호 +는 Michelson 콘트라스트에 할당될 수 있다. 첫 번째 피크 또는 밸리가 I_min 인 경우, 부호가 Michelson 콘트라스트에 할당될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 본 발명의 임의의 실시형태에서, 콘트라스트 시그니처는 콘트라스트의 부호 또는 방향을 선택적으로 나타낼 수 있다. 다시 말해서, 콘트라스트 시그니처는 콘트라스트의 절대 값 또는 모듈러스가 아닌 부호화된 콘트라스트의 변동을 나타낼 수 있다.
상기한 바와 같은 콘트라스트 측정에 대한 + 또는 -의 할당은 콘트라스트 측정을 차별화할 수 있는 몇가지 가능성 중 하나이다. 차별화를 위한 임의의 다른 스킴(scheme)이 사용될 수 있다. 부호화된 콘트라스트는 콘트라스트가 양인지 음인지를 나타내고, 이에 따라 본 명세서에서 더 논의되는 양으로부터 음으로 또는 그 역으로 콘트라스트가 변경되는 콘트라스트 반전을 식별하기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 실시형태는 상기 식을 사용하여 콘트라스트를 정량화하는 것에 한정되지 않는다. 콘트라스트를 정량화하는 몇가지 방법이 있으며 그 중 임의의 방법이 사용될 수 있다.
도 2b에서, 관심 영역은 양 또는 음의 콘트라스트의 전술한 정의에 따라 양의 콘트라스트로 도시된다. 검은색 바(bar)와 흰색 바가 반전된 경우, 음의 콘트라스트로 결정된다. 양의 값과 음의 값은 임의의 커널의 원본에도 반대 부호가 붙는 반대의 방식으로 할당될 수 있다.
이미지의 콘트라스트는 개구수, 편광, 공간적 콘텐트(예를 들어 바의 배열), 컬러(스펙트럼 분포 - 파장 및 대역폭으로 특성화될 수 있음 - 와 같이 느슨하게 정의될 수 있음)와 같은 조명 세부사항을 포함하지만 이에 한정되지 않는 도 1a 및 1b를 참조하여 논의되는 이미징 파라미터에 의존한다. 반도체 제조 프로세스에서의 몇가지 변동들은 콘트라스트와 이미징 파라미터 간의 관계에서의 차이를 초래한다는 것이 발견되었다. 따라서, 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 이 관계는 하나의 웨이퍼에 대하여 결정될 수 있고, 결정은 프로세스에서의 변동이 발생했는지 여부를 식별하기 위해 다른 웨이퍼에 대하여 반복될 수 있다. 적어도 하나의 이미징 파라미터에 관하여 이미지에서의 콘트라스트의 변동을 나타내는 웨이퍼 또는 웨이퍼 영역에 대한 콘트라스트 시그니처의 생성을 통해 이 관계가 결정될 수 있다.
콘트라스트 시그니처는 적어도 하나의 이미징 파라미터에 관한 이미지에서의 콘트라스트의 변동을 나타낼 수 있다. 표현은 그래픽, 예를 들어, 맵 또는 그래프가 될 수 있고, 본 발명의 일부 실시형태에 따라 사용자에게 디스플레이될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 시그니처는 벡터 또는 식 또는 다른 수학적 표현과 같은 수학적 표현이 될 수 있다. 콘트라스트 시그니처는, 사용자에 의해 또는 컴퓨팅 시스템 내의 프로세서에 의해, 다른 콘트라스트와 시각적으로 비교될 수 있는 임의의 형태가 될 수 있지만, 이것에 한정되지 않는다.
콘트라스트 시그니처는 생성되는 이미지의 캡쳐의 시점 또는 기간에 웨이퍼의 특성이 될 수 있다.
콘트라스트 시그니처는 하나 이상의 피쳐를 포함할 수 있고, 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 프로세스 변동의 식별은, 하나의 시그니처를 다른 시그니처에 비교할 때 검출가능한 시프트와 같은 콘트라스트 시그니처에서의 하나 이상의 콘트라스트에서의 차이를 검출하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 콘트라스트 시그니처가 그래프를 포함하면, 피쳐는 피크 또는 최저점(trough) 또는 제로 교차점을 포함할 수 있다. 이미징 파라미터가 포커스인 특정 경우에, 시그니처에서의 피쳐는 콘트라스트 반전에 기인할 수 있다. 하나를 다른 것과 비교하기 위해 사용될 수 있는 콘트라스트 시그니처에서의 다른 피쳐들은 콘트라스트/부호화된 콘트라스트의 최대 그라디언트의 위치, 최대 콘트라스트 위치, 또는 일부 콘트라스트의 특정 값(예컨대, 콘트라스트의 윤곽), 및 "온도" 피쳐에 의해 콘트라스트 맵의 임의의 다른 특성을 포함할 수 있지만, 이것에 한정되지 않는다.
콘트라스트 반전은, 주기적 피쳐가 반전되며: 예를 들어, 도 2b의 실시예에서, 검은색 줄무늬는 흰색으로 변하고 동시에 흰색 줄무늬는 검은색으로 변하는, 이미지의 디포커싱의 결과로서 알려진 효과이다. 디포커싱이 진행됨에 따라 콘트라스트의 변화는 연속적이므로 흑백이 회색으로 바뀌고 콘트라스트가 0(zero)이 되는 포인트가 있다. 이것이 콘트라스트 반전 포인트이다. 도 1a를 참조하면, 디포커싱은 예를 들어 대물 렌즈 시스템(135)과 웨이퍼(103) 사이의 거리를 변경함으로써 달성될 수 있다. 도 2b에 도시된 바와 같이 이미지를 생성하기에 적합한 거리로부터 시작하여, 거리는 연속적으로 증가 또는 감소될 수 있고, 특정 거리에서 이미지에서 콘트라스트 반전이 발생할 수 있다.
도 3a 내지 도 3c는 2개의 이미징 파라미터가 변경되는 이미지로부터 콘트라스트 시그니처가 생성될 수 있는 본 발명의 실시형태를 도시한다. 도면에 도시된 특정 실시형태에서, 2개의 이미징 파라미터는 변경되는 광학 콤포넌트들 사이의 거리의 관점에서 예를 들어 측정된 포커스, 및 파장이다. 하나의 이미징 파리미터보다 많은 상이한 값들을 사용하여 이미지의 예를 들어 캡처링을 획득하는 것은 다수의 방식으로 달성될 수 있다. 예를 들어, 콤포넌트 거리가 설정될 수 있고, 다수의 파장에서의 이미지가 획득될 수 있으며, 콤포넌트의 거리가 증가될 수 있고, 다수의 파장에서 이미지를 획득하는 것이 반복될 수 있다. 도 1을 참조하면, 이러한 이미징 파라미터의 변동은, 조명 시스템(200) 및 이미징 시스템(100)의 동작을 제어하는 컨트롤러(110)에 의해 제어될 수 있다. 프로세스 전체에 걸쳐서 웨이퍼는 측 방향으로 고정될 수 있고, 예를 들어 각 이미지가 웨이퍼의 동일한 부분의 이미지임을 보장하기 위해 측 방향으로 이동되지 않는다. 이 프로세스는, 프로세스의 동일한 스테이지에서 동일한 프로세스를 겪고 있는 유사한 웨이퍼 상에서, 예를 들어 프로세스 변동이 발생했는지 여부를 결정하기 위해, 동일한 프로세스로 여러 웨이퍼가 제조된 후에 반복될 수 있다.
2개의 이미징 파라미터의 다양한 값으로 이미지를 획득한 후, 콘트라스트 시그니처는 3차원 맵의 형태로 생성될 수 있으며, 여기서 이미징 파라미터 및 콘트라스트는 3차원, 예를 들어 맵 x 및 y 축은 이미징 파라미터일 수 있고 콘트라스트는 다른 차원, 예를 들어 z축 또는 컬러 표현 또는 임의의 다른 방식으로 표현될 수 있다. 도 3a는, 이미징 파라미터는 예를 들어 거리에 의해 결정되는 조명 파장 및 포커스이고, 콘트라스트는 도시된 예시적 그레이스케일에서 제3 축으로 표현되는, 이러한 맵의 개략적 실시예를 도시한다. 결과는 윤곽 맵(contour map)이다. 본 발명의 다른 실시형태에서, 상이한 이미징 파라미터들이 변경될 수 있고, 이에 따라 이 상이한 이미징 파라미터들은 축 상에 표시될 수 있다.
본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 2개의 웨이퍼의 제조 사이의 프로세스 변동을 식별하기 위해도 3a에 도시된 종류의 윤곽 맵 또는 임의의 다른 3차원 표현을 다른 웨이퍼의 대응 영역의 이미지로부터 제조의 동일 스테이지에서 생성된 다른 것과 비교할 수 있음을 이해할 것이다. 다시 말해서, 도 3a에 도시된 종류의 맵 또는 3차원 표현은 콘트라스트 시그니처로서 기능할 수 있다. 상관 기술을 포함하여 프로세스 변동을 식별하기 위해 이미지 비교를 위한 임의의 공지된 기술이 사용될 수 있다.
본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 콘트라스트 시그니처는 비교를 위해 간략화될 수 있다. 도 3b의 맵에서, 콘트라스트 반전 커브가 추가되었다. 이 커브들은 본 명세서의 다른 곳에서 기술된 바와 같이 콘트라스트가 반전된 포인트에 대응한다. 도 3b의 개략적 실시예에서, 콘트라스트 반전 커브는 직선이다. 도 3c는 콘트라스트 반전 라인만을 나타내는 그래프이며, 다른 콘트라스트 데이터는 제거되었다.
도 4a 내지 4c는 프로세스 변동이 콘트라스트 시그니처로부터 어떻게 식별될 수 있는지를 개략적으로 도시한다. 반도체 웨이퍼 제조 프로세스에서 발생할 수 있는 미세한 프로세스 변동은 웨이퍼 표면 또는 웨이퍼 표면의 일부에 대한 콘트라스트 시그니처의 변경을 초래할 수 있다. 다른 제조 프로세스에서도 동일하게 발생할 수 있다. 시그니처 변경의 특성은 변동 유형과 관련이 있을 수 있다. 예를 들어, 콘트라스트 시그니처가 도 3c에 도시된 종류의 그래프인 경우, 일부 프로세스 변동은 하나 이상의 이미징 파라미터에 대한 콘트라스트 시그니처의 피쳐의 시프트를 초래할 수 있다.
도 4a는 도 3c의 그래프에 대응하는 그래프이다. 특정 타입의 프로세스 변동은 이미징 파라미터에 관한 예를 들어, 도 4b에 도시된 새 위에 대한 파장에 관한 콘트라스트 반전 커브에서의 시프트를 초래할 수 있다. 변동의 대상이 되는 프로세스에 의해 생성된 웨이퍼에 대해 생성된 부호화된 콘트라스트 시그니처는 도 4c에 도시된 바와 같이 나타날 수 있다. 도 4a 및 도 4c의 콘트라스트 시그니처는 예를 들어 컴퓨팅 시스템에서 자동으로 쉽게 비교되어 개선 조치가 필요할 수 있는 프로세스 변동을 식별할 수 있다.
본 발명의 실시형태는 예를 들어 기계 부품의 마모로 인해 시간이 지남에 따라 발생할 수 있는 프로세스 변동을 식별하는 것에 제한되지 않음에 유의해야 한다. 본 발명의 실시형태는 동시에 발생하는 프로세스, 예를 들어 병렬로 동작하는 프로세스의 변동 또는 차이를 식별하는데 사용될 수 있다.
콘트라스트 시그니처는 오직 하나의 이미징 파라미터에 의한 콘트라스트의 변동에 기초하여 생성될 수 있다. 도 5a 내지 도 5c에 실시예가 도시되어 있다. 도 5a는 콘트라스트 시그니처를 형성할 수 있는 조명 파장에 의해 콘트라스트의 변동을 나타내는 그래프이다. 본 실시예에서, 부호화된 콘트라스트는, 콘트라스트가 미리 결정된 그레이 레벨에 관하여 양 또는 음인지 여부를 나타내는 방식으로 결정된다. 도 5a는 도 4a의 맵으로부터 도출될 수 있는 그래프와 유사하다. 도 4a 및 도 5a의 비교로부터, 도 5a의 제로 교차점은 도 4a의 콘트라스트 반전 라인에 대응한다는 것이 명백할 것이다.
도 4a 내지 도 4c의 맵에서와 같이, 도 5a에 도시된 바와 같은 콘트라스트 시그니처는 하나 이상의 피쳐로 감소될 수 있다. 도 5b는 도 5a의 그래프 상의 제로 교차점을 나타내고, 도 5c는 콘트라스트 시그니처를 형성하기 위해 충분할 수 있는 제로 교차점만을 나타낸다. 제로 교차점은 콘트라스트 반전 곡선과 동일한 방식으로 하나의 웨이퍼와 다른 웨이퍼 사이에서 시프트될 수 있고, 이에 따라 프로세스 변동을 식별하는데 사용된다.
콘트라스트 반전이 발생하는 정확한 위치는 특히 이미징 파라미터에서의 변경에 민감하다는 것을 도 5b로부터 볼 수 있다. 파장에서의 작은 변화는 콘트라스트에서의 큰 변화로 이어질 것이다. 콘트라스트 변화율이 비교적 큰 그래프 또는 맵의 임의의 영역에도 동일하게 적용된다. 따라서, 하나의 시그니처를 다른 시그니처와 비교하기 위한 콘트라스트 반전 포인트와 같이 변화율이 높은 포인트 또는 영역을 선택하면 콘트라스트 시그니처의 차이를 매우 민감하게 측정할 수 있으며, 이는 프로세스의 미세한 변동을 식별하는 데 사용될 수 있다.
변화에 가장 민감한 조명 파라미터에 대한 관심은, 높은 콘트라스트 이미지가 요구되고 콘트라스트에 가장 작은 영향을 미치도록 이미징 파라미터가 선택될 수 있는 오버레이 측정 기술과 대조적이다. 예를 들어, 도 5b를 다시 참조하면, 오버레이 측정을 위해 이미지를 캡처하기 위한 파장의 선택은 파장에 의한 콘트라스트 변화율이 가장 낮은 그래프에서 임의의 피크에서 이루어질 수 있다.
본 발명의 일부 실시형태에 따른 콘트라스트 시그니처의 사용을 통해 프로세스 변동의 식별은, 층 두께의 변화 및 굴절률과 같은 물질의 광학 특성의 변화와 같은 오버레이 측정으로부터 검출될 수 없는 프로세스 변동을 식별하는데 사용될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일부 실시형태에 따른 방법의 플로우차트이다. 도 6의 방법은 동작(600)에서, 초점 또는 파장 또는 둘 다와 같은 하나 이상의 이미징 파라미터의 상이한 값을 사용하여 제품의 영역의 이미지를 획득하는 제1 제품의 제조에서 미리 결정된 스테이지에서 시작한다. "제1", "제2" 등의 용어는 여기서 단순히 하나의 제품을 다른 제품과 구별하기 위해 사용되며, 반드시 시간적 또는 다른 순서를 의미하지는 않는다. 하나 이상의 이미징 파라미터에 의해 콘트라스트의 변동을 나타내는 제1 제품에 대한 제1 콘트라스트 시그니처를 생성하기 위해 동작(605)에서 이미지가 분석될 수 있다.
나중에 또는 이전에 또는 제1 제품의 제조와 병행하여 실행될 수 있는 제2 제품의 제조에서 동일한 미리 결정된 스테이지에서, 이미지를 획득하는 다른 동작은 동일한 하나 이상의 이미지 파라미터의 상이한 값을 사용하여 동작(610)에서 수행된다. 동작 (610)에서 획득된 이미지는, 하나 이상의 이미징 파라미터에 의해 콘트라스트의 변동을 나타내는 제2 제품에 대한 제2 콘트라스트 시그니처를 생성하기 위해 동작(615)에서 분석된다.
본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 제품은 로트(lot)로 제조되고, 제1 및 제2 제품은 상이한 로트로부터 제조된다.
프로세스에서의 변동이 제1 및 제2 제품의 제조 사이에서 발생되었는지 여부를 식별하기 위해 동작(620)에서 콘트라스트 시그니처가 비교된다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 미리 결정된 크기 이상의 프로세스 변동이 식별되면 경보가 생성될 수 있다. 예를 들어, 콘트라스트 시그니처에서의 하나 이상의 피쳐의 위치 차이와 같은 콘트라스트 시그니처의 차이는 미리 결정된 임계치에 비교될 수 있고, 차이가 임계치를 초과하면 경고가 생성될 수 있다.
본 발명의 실시형태는 또한 프로세스 변동의 진행을 모니터링하고 예를 들어 시간에 따른 진행을 플롯(plot)하는데 사용될 수 있다. 이것은 예를 들어 그래프에 의해 에칭 중 웨이퍼의 온도와 같은 프로세스 제어 파라미터와 상관될 수 있지만, 이것에 한정되지는 않는다. 이것은 변동의 근본 원인을 분석하는 데 사용될 수 있다.
카메라(105)에 의한 이미지의 획득은, 컨트롤러(110)의 동작하에서 수행될 수 있고, 분석은 컨트롤러(107)에 의해 제어될 수 있는 분석 유닛(107)에서 수행될 수 있다. 본 발명의 일부 실시형태에 따른 방법을 구현하기 위해 기존 시스템을 수정하는 것이 가능할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일부 실시형태는, 제품 제조 시스템에서 컨트롤러에 구현될 때, 시스템으로 하여금 여기에 개시된 방법에 따라 동작하게 하는 명령어들을 포함하는 일시적 또는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체를 포함할 수 있다.
동작(600-620)은 가능한 제조 프로세스 변동을 규칙적으로 모니터링하기 위해 상이한 쌍의 제1 및 제2 웨이퍼의 제조 중 수행될 수 있다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 일부 실시형태에 따른 가변 이미징 파라미터로서 개구수를 사용하는 것을 예시하는 개략적 다이어그램이다. 예를 들어, 도 6과 관련하여 언급된 이미징 파라미터는 개구수일 수 있다. 도 7a는 웨이퍼(103)와 같은 웨이퍼의 층(714)의 표면(712) 상에 렌즈(710)에 의해 포커싱된, 방사선(700)의 시준된 빔을 도시한다. 이 도면으로부터 층(714)을 통한 방사선의 경로의 길이는 입사각에 의존한다는 것이 명백하다. 표면에 수직인 층으로 들어가는 방사선은 층을 통한 최단 경로를 가지며, 경로 길이는 빔(700)의 중심으로부터 외측으로 증가한다.
광학 시스템에서의 개구수는 시스템의 임의의 부분을 통과하는 방사선 빔의 비율을 정의할 수 있다. 따라서, 개구수는 방사선 빔의 일부를 배제하도록 변경될 수 있다. 개구수를 변화시키는 것은 제품의 표면 상의 방사선의 입사각 범위를 변화시키는 효과를 가질 수 있다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 동작(605)에서 변화되는 이미징 파라미터는 예를 들어 입사각의 범위를 제한하기 위해 개구수를 변화시킴으로써 변화되는, 제품 표면 상의 입사각 또는 방사선의 입사각 범위를 포함할 수 있다. 이 변동은 여기에 개시된 파장의 변동과 유사한 방식으로 상이한 콘트라스트 시그니처를 생성하는데 사용될 수 있다.
입사각의 범위의 제한은 법선을 제외한 각도 범위에 대해, 입사 방사선이 환형 빔을 형성하게 할 수 있다. 도 7b 및 도 7c는, 빔(700)이, 동일할 수 있는 각각의 폭(A1 및 A2) 및 상이한 각각의 반경(R1 및 R2)의 환형 빔(720 및 730)으로 감소되는 것을 제외하고, 도 7a와 동일한 배열을 도시한다. 층(714)을 통한 빔(720)의 최대 경로 길이(P1)는 층(714)을 통한 빔(730)의 최대 경로 길이(P2)보다 길다. 반도체 제조 등에서 매우 얇은 타겟을 통해 경로 길이를 변경하는 것은 입사 방사선의 파장을 변경하는 것과 유사한 효과를 가질 수 있다는 것을 통상의 기술자는 인식할 것이다. 따라서, 입사각을 변경하는 것은 도 3a 내지 도 3c에 도시된 것과 유사한 콘트라스트 시그니처를 생성하는데 사용될 수 있다.
본원의 다른 곳에 언급된 바와 같이, 콘트라스트 시그니처를 생성하기 위해 본 발명의 실시형태에 따라 파장 및 개구 또는 입사각 이외의 다른 이미징 파라미터가 변경될 수 있다.
본 발명의 일부 실시형태에 따른 시스템 및 방법은 조사되고 필요할 경우 수정될 수 있는 프로세스 변동을 식별하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 이미징 파라미터에 대한 콘트라스트 반전의 시프트 양과 같은 변화가 정량화될 수 있고, 임계치보다 많은 양의 변화는 조사가 필요하다고 결정될 수 있다. 변동의 특성은 콘트라스트 시그니처의 차이로부터 즉시 명백하지 않을 수 있으며, 변동이 무엇인지 결정하기 위해 콘트라스트 시그니처를 획득한 제품 중 하나 또는 둘 다에 대해 추가 측정을 수행해야 할 수도 있다.
그러나, 변동의 특성, 예를 들어 층 두께의 증가 또는 감소가 결정되면, 이는 프로세스 변동의 유형과 콘트라스트 시그니처의 차이의 유형을 상관시키는 지식 뱅크를 구축하고, 또한 가능하게 콘트라스트 시그니처의 차이의 양을 층 두께와 같은 프로세스에서의 일부 양적 변동과 관련시키는 데 사용될 수 있다. 식별될 수 있는 다른 프로세스 변동은 층의 조성 및 층의 광학 파라미터를 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 예를 들어 미리 결정된 임계치보다 큰 양의 콘트라스트 시그니처에서의 변경으로부터, 프로세스 변동이 식별될 수 있다. 선택적으로, 작업자에게, 예를 들어 사람이 치료 조치를 시작하도록 프롬프트를 주기 위해 프로세스 변동의 식별에 응답하여 경고가 생성될 수 있다.
프로세스 변동의 식별 후에 변동의 특성을 결정하기 위해 제품에 대해 하나 이상의 측정을 수행할 수 있다. 이러한 결정은 장래의 프로세스에서 식별되는 변동의 특성을 자동적으로 식별하는 데 사용될 수 있다. 따라서 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 프로세스 변동의 특성은 콘트라스트 시그니처의 차이로부터 자동적으로 결정될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 변동의 양은 콘트라스트 시그니처에서의 차이의 양으로부터 결정될 수 있다. 여기서 논의된 하나의 차이는 콘트라스트 반전의 시프트이다. 본 발명의 실시형태는 이러한 차이에 한정되지 않으며, 콘트라스트 시그니처의 다른 차이가 식별될 수 있고 제조 프로세스에서의 다른 변동에 기인할 수 있다. 이전 방법들로부터의 이력 데이터는 다수의 상이한 종류 및 선택적인 양의 변동을 프로세싱하기 위해 다양한 종류 및 선택적인 양의 콘트라스트 시그니처의 차이를 설명하는데 사용될 수 있다. 본 발명의 일부 실시형태에 따르면, 변동에 대한 차이의 속성의 신뢰도를 개선하기 위해 기계 학습이 사용될 수 있다.
본 발명의 양태는 본 발명의 실시형태에 따른 방법, 장치(시스템), 및 컴퓨터 프로그램 제품의 순서도 및/또는 부분도를 참조하여 위에서 설명되었다. 순서도 및/또는 부분도의 각 부분, 및 순서도 및/또는 부분도의 부분의 조합은 컴퓨터 프로그램 명령어에 의해 구현될 수 있음을 이해할 것이다. 컴퓨터 또는 다른 프로그래밍 가능 데이터 프로세싱 장치의 프로세서를 통해 실행되는 명령어가 순서도 및/또는 부분도나 그 부분에 특정된 기능/동작을 구현하기 위한 수단을 생성하도록, 범용 컴퓨터, 특수 목적 컴퓨터, 또는 다른 프로그래밍 가능 데이터 프로세싱 장치의 프로세서에 컴퓨터 프로그램 명령어가 제공되어, 기계를 제작할 수 있다.
컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 명령어가 순서도 및/또는 부분도 또는 그 부분에 특정된 기능/동작을 구현하는 명령어를 포함하는 제조물을 생산하도록, 컴퓨터, 다른 프로그래밍 가능 데이터 프로세싱 장치, 또는 다른 디바이스들을 디렉팅하여 특정 방식으로 기능할 수 있게 하는 컴퓨터 판독가능 매체에 이들 컴퓨터 프로그램 명령어들이 또한 저장될 수 있다.
컴퓨터 또는 다른 프로그래밍 가능 장치에서 실행되는 명령어가 순서도 및/또는 부분도 또는 그 일부에 지정된 기능/동작을 구현하기 위한 프로세스를 제공하도록, 컴퓨터 프로그램 명령어는 또한, 컴퓨터, 다른 프로그래밍 가능 데이터 프로세싱 장치 또는 다른 디바이스에 로딩되어 일련의 동작 단계가 컴퓨터, 다른 프로그래밍 가능 장치 또는 다른 디바이스에서 수행되어 컴퓨터로 구현되는 프로세스를 생성하게 한다.
전술한 순서도 및 다이어그램은 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 시스템, 방법, 및 컴퓨터 프로그램 제품의 가능한 구현의 아키텍처, 기능, 및 동작을 도시한다. 이와 관련하여, 순서도 또는 부분도의 각 부분은 지정된 논리 기능(들)을 구현하기 위한 하나 이상의 실행가능한 명령어를 포함하는 모듈, 세그먼트, 또는 코드의 부분을 나타낼 수 있다. 일부 대안적 구현예에서, 부분에서 언급된 기능은 도면에서 언급된 순서를 벗어나서 발생할 수 있음에 유의해야 한다. 예를 들어, 연속으로 도시된 2 개의 부분은 실제로 실질적으로 동시에 실행될 수 있거나, 또는 관련된 기능에 따라 부분이 때때로 역순으로 실행될 수 있다. 부분도 및/또는 순서도의 각 부분 및 부분도 및/또는 순서도의 부분의 조합은 특정 기능 또는 동작을 수행하는 특수 목적의 하드웨어 기반 시스템 또는 특수 목적 하드웨어 및 컴퓨터 명령어의 조합에 의해 구현될 수 있다.
상기 설명에서, 실시형태는 본 발명의 실시예 또는 구현이다. "일 실시형태", "실시형태", "특정 실시형태들" 또는 "일부 실시형태들"의 다양한 양상들은 동일 실시형태들을 모두 나타낼 필요는 없다. 본 발명의 다양한 피처들은 단일 실시형태의 콘텍스트로 설명될 수 있지만, 피처들은 임의의 적합한 조합으로 또는 개별적으로 제공될 수도 있다. 반대로, 본 발명은 명확함을 위해 개별 실시형태들의 콘텍스트로 여기에서 설명될 수 있지만, 본 발명은 단일 실시형태로 구현될 수도 있다. 본 발명의 특정 실시형태들은 상기 상이한 실시형태들로부터의 피처들을 포함할 수 있고, 특정 실시형태들은 상기 다른 실시형태들로부터의 엘리먼트들을 통합할 수 있다. 특유한 실시형태의 콘텍스트에서의 본 발명의 일리먼트들의 개시는 특유한 실시형태에서만 사용되는 것을 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다. 또한, 본 발명은 다양한 방식으로 수행되거나 실시될 수 있으며, 본 발명은 상기 설명에 요약된 것 이외의 특정 실시예에서 구현될 수 있음이 이해되어야 한다.
본 발명은 이 다이어그램들 또는 대응 설명들에 한정되지 않는다. 예컨대, 흐름은 각각의 도시된 박스 또는 상태를 통해 또는 도시되고 설명된 것과 정확히 동일한 순서로 이동할 필요가 없다. 여기에 사용된 기술적 및 과학적 용어들의 의미들은 달리 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 일반적으로 이해될 것이다. 본 발명은 제한된 수의 실시형태들과 관련하여 설명되었지만, 이들은 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안되며, 바람직한 실시형태들 중 일부의 예시로서 해석되어야 한다. 다른 가능한 변형들, 수정들 및 응용들 또한 본 발명의 범위 내에 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 청구 범위 및 그 법적 등가물들이 아닌 지금까지 설명된 것에 의해 제한되어서는 안된다.

Claims (15)

  1. 제품 제조 프로세스 중의 프로세스 변동을 식별하는 방법으로서,
    제1 제품의 제조 중의 미리 결정된 스테이지에서,
    적어도 하나의 이미징 파라미터의 상이한 값들을 사용하여 상기 제1 제품의 영역의 이미지를 획득하는 단계;
    상기 적어도 하나의 이미징 파라미터로 콘트라스트의 변동을 나타내는 상기 제1 제품에 대한 제1 콘트라스트 시그니처를 생성하기 위해 상기 이미지를 분석하는 단계;
    제2 제품의 제조 중의 동일한 미리 결정된 스테이지에서,
    상기 적어도 하나의 이미징 파라미터의 상이한 값들을 사용하여 상기 제1 제품의 상기 영역에 대응하는 상기 제2 제품의 영역의 이미지를 획득하는 단계;
    상기 적어도 하나의 이미징 파라미터로 콘트라스트의 변동을 나타내는 상기 제2 제품에 대한 제2 콘트라스트 시그니처를 생성하기 위해 상기 이미지를 분석하는 단계; 및
    상기 제1 제품과 상기 제2 제품의 제조 사이에 프로세스에서의 변동이 발생되었는지 여부를 식별하기 위해 상기 제1 콘트라스트 시그니처와 상기 제2 콘트라스트 시그니처를 비교하는 단계
    를 포함하는, 제품 제조 프로세스 중의 프로세스 변동을 식별하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 이미징 파라미터는,
    개구수(numerical aperture);
    파장
    포커스; 및
    편광
    중 임의의 하나 이상을 포함하는 것인, 제품 제조 프로세스 중의 프로세스 변동을 식별하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 이미징 파라미터는 2개의 이미징 파라미터를 포함하는 것인, 제품 제조 프로세스 중의 프로세스 변동을 식별하는 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 2개의 이미징 파라미터는 포커스 및 파장을 포함하는 것인, 제품 제조 프로세스 중의 프로세스 변동을 식별하는 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 식별은, 상기 하나 이상의 이미징 파라미터에 관하여 상기 제1 콘트라스트 시그니처 및 상기 제2 콘트라스트 시그니처에서의 하나 이상의 피쳐에서의 시프트(shift)를 검출하는 것을 포함하는 것인, 제품 제조 프로세스 중의 프로세스 변동을 식별하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 시그니처 및 상기 제2 시그니처는 각각 콘트라스트 맵을 포함하는 것인, 제품 제조 프로세스 중의 프로세스 변동을 식별하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 콘트라스트 시그니처 및 상기 제2 콘트라스트 시그니처는, 콘트라스트의 변화율이 최고인 상기 적어도 하나의 이미징 파라미터의 값들을 포함하는 하나 이상의 피쳐를 포함하는 것인, 제품 제조 프로세스 중의 프로세스 변동을 식별하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 분석하는 단계는, 부호(sign)를 콘트라스트의 측정에 할당하여 상기 제1 콘트라스트 시그니처 및 상기 제2 콘트라스트 시그니처가 콘트라스트 반전을 식별하는 단계를 포함하는 것인, 제품 제조 프로세스 중의 프로세스 변동을 식별하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 콘트라스트 시그니처 및 상기 제2 콘트라스트 시그니처는, 양으로부터 음으로 또는 그 반대로 콘트라스트가 변화되는 상기 적어도 하나의 이미징 파라미터의 값들을 포함하는 하나 이상의 피쳐를 포함하는 것인, 제품 제조 프로세스 중의 프로세스 변동을 식별하는 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 영역은 오버레이 측정을 위한 타겟을 포함하는 것인, 제품 제조 프로세스 중의 프로세스 변동을 식별하는 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 타겟은 회절 격자를 포함하는 것인, 제품 제조 프로세스 중의 프로세스 변동을 식별하는 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제품은 로트(lot)로 제조되고, 상기 제1 제품 및 상기 제2 제품은 상이한 로트로부터 제조되는 것인, 제품 제조 프로세스 중의 프로세스 변동을 식별하는 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    가능한 제조 프로세스 변동을 규칙적으로 모니터링하기 위해 상이한 제1 웨이퍼 및 제2 웨이퍼의 제조 중에 상기 획득하는 단계, 분석하는 단계, 및 비교하는 단계를 반복하는 것을 포함하는, 제품 제조 프로세스 중의 프로세스 변동을 식별하는 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제품은 반도체 웨이퍼인 것인, 제품 제조 프로세스 중의 프로세스 변동을 식별하는 방법.
  15. 제품 제조 프로세스 중의 프로세스 변동을 식별하기 위한 시스템으로서,
    조명 시스템 및 이미징 시스템 - 상기 조명 시스템은 방사선 소스를 포함하고, 상기 이미징 시스템은 제품의 표면을 향하여 상기 조명 시스템으로부터 방사선을 디렉팅하도록 그리고 상기 제품의 이미지를 생성하기 위해 상기 제품으로부터 반사된 상기 조명 소스로부터의 방사선을 수신하도록 배열됨 - ;
    적어도 하나의 이미징 파라미터의 상이한 값들을 사용하여 제조의 미리 결정된 스테이지에서 제1 제품 및 제2 제품의 이미지를 획득하기 위해 상기 이미징 시스템 또는 상기 조명 시스템 또는 둘다를 제어하도록 배열되는 제어 유닛; 및
    상기 적어도 하나의 이미징 파라미터로 콘트라스트의 변동을 나타내는 상기 제1 제품 및 상기 제2 제품에 대한 각각의 콘트라스트 시그니처를 생성하기 위해 그리고 상기 제1 제품 및 상기 제2 제품의 제조 사이에 프로세스에서의 변동이 발생되었는지 여부를 식별하도록 상기 제1 콘트라스트 시그니처 및 상기 제2 콘트라스트 시그니처를 비교하기 위해, 상기 이미지를 분석하도록 구성되는 이미지 분석 유닛
    을 포함하는, 제품 제조 프로세스 중의 프로세스 변동을 식별하기 위한 시스템.
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