KR20210138127A - 도구 간의 시너지를 위해 절대 z-높이 값 사용 - Google Patents

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KR20210138127A
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산딥 마드호가르히아
하리 스리라만 파산기
로힛 바트
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케이엘에이 코포레이션
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Abstract

반도체 검토 도구는 모서리가 경사진 반도체 웨이퍼와 같은 반도체 웨이퍼에 대한 절대 Z-높이 값을 받습니다. 절대 Z-높이 값은 반도체 검사 도구로 결정할 수 있다. 반도체 검토 도구는 절대 Z-높이 값을 기반으로 Z-높이 내의 반도체 웨이퍼를 검토한다. 초점은 Z-높이 내로 조정할 수 있다.

Description

도구 간의 시너지를 위해 절대 Z-높이 값 사용
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2019년 4월 6일에 제출되고 인도 가출원 제201941013944호로 할당된 인도 특허 출원, 및 2019년 5월 17일에 출원되고 미국 출원 제62/849,401호로 할당된 가특허 출원에 대한 우선권을 주장하고, 그 개시 내용은 참조에 의해 본 명세서에 통합된다.
기술 분야
본 개시는 반도체 웨이퍼의 검사 및 검토(review)에 관한 것이다.
반도체 제조 산업의 발전으로 수율 관리, 특히 계측 및 검사 시스템에 대한 요구가 높아지고 있다. 중요 치수는 계속 줄어들고 있지만 업계에서는 고수율, 고부가가치 생산을 달성하기 위해 시간을 단축해야 한다. 수율 문제를 감지하고 해결하는데 걸리는 총 시간을 최소화하는 것이 반도체 제조업체의 투자 수익을 결정한다.
로직 및 메모리 디바이스와 같은 반도체 디바이스를 제조하는 것은 일반적으로 반도체 디바이스의 다양한 피처 및 다중 레벨을 형성하기 위해 다수의 제조 공정을 사용하여 반도체 웨이퍼를 처리하는 것을 포함한다. 예를 들어, 리소그래피는 레티클로부터 반도체 웨이퍼 상에 배열된 포토레지스트로 패턴을 전사하는 것을 포함하는 반도체 제조 공정이다. 반도체 제조 공정의 추가 예에는 화학 기계적 연마(chemical-mechanical polishing; CMP), 에칭, 증착 및 이온 주입이 포함되지만 이에 한정되는 것은 아니다. 다중 반도체 디바이스는 개별 반도체 디바이스로 분리되는 단일 반도체 웨이퍼 상의 배열로 제조될 수 있다.
웨이퍼 상의 결함을 검출하여 제조 공정에서 더 높은 수율을 촉진하고 따라서 더 높은 수익을 얻기 위해 검사 공정이 반도체 제조 중 다양한 단계에서 사용된다. 검사는 집적 회로(integrated circuit; IC)와 같은 반도체 디바이스를 제조할 때 항상 중요한 부분이었다. 그러나, 반도체 디바이스의 치수가 감소함에 따라, 더 작은 결함이 디바이스의 조장을 유발할 수 있기 때문에, 허용가능한 반도체 디바이스의 성공적인 제조를 위해 검사가 훨씬 더 중요해졌다. 예를 들어, 반도체 디바이스의 크기가 감소함에 따라, 상대적으로 작은 결함이라도 반도체 디바이스에 원치 않는 수차를 유발할 수 있으므로 크기가 감소한 결함의 검출이 불가피하게 되었다.
그러나, 설계 규칙이 축소됨에 따라, 반도체 제조 공정은 공정의 수행 능력에 대한 제한에 더 가깝게 작동될 수 있다. 또한, 더 작은 결함은 67]설계 규칙이 축소됨에 따라 디바이스의 전기적 파라미터에 영향을 미칠 수 있으며, 이는 더 민감한 검사를 유도한다. 설계 규칙이 축소됨에 따라 검사에 의해 검출되는 잠재적인 수율 관련 결함의 수가 크게 증가하고, 검사에 의해 검출된 성가신(nuisance) 결함의 수도 크게 증가한다. 따라서, 웨이퍼 상에서 더 많은 결함이 검출될 수 있고, 모든 결함을 제거하기 위해 공정을 수정하는 것은 어렵고 비용이 많이 들 수 있다. 결함 중 실제로 디바이스의 전기적 파라미터와 수율에 영향을 미치는 결함을 결정하는 것은, 공정 제어 방법이 다른 결함을 주로 무시하면서 이러한 결함에 집중하게 할 수 있다. 또한, 더 작은 설계 규칙에서 공정로 인한 실패는 경우에 따라 체계적인 경향이 있다. 즉, 공정으로 인한 실패는 설계 내에서 종종 여러 번 반복되는 미리 결정된 설계 패턴에서 실패하는 경향이 있다. 공간적으로 체계적이고 전기적으로 관련된 결함을 제거하면 수율에 영향을 미칠 수 있다.
많은 반도체 웨이퍼는 경사진 에지를 갖는다. 웨이퍼 상의 경사진(beveled) 에지는 상단 표면이 완전히 평평하지 않다는 것을 의미한다. 경사진 에지는 측정의 정확도와 속도에 영향을 줄 수 있다. 경사진 에지는 또한 검사 및 검토를 복잡하게 만들 수 있다.
경사진 에지를 갖는 웨이퍼의 Z 방향의 자동 초점이 수행될 수 있다. Z 방향은 경사에 의해 영향을 받는 웨이퍼의 두께이다. 기존 Z-높이 자동 초점은 SEMI 표준 하에 가능한 경사 각도를 가정하여 사용한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 가능한 각도 범위는 θmax 내지 θmin이다. Z 방향 값의 범위는 웨이퍼 중심으로부터 경사를 따라 방사상 외측으로 이동하면서 증가한다.
도 1의 예에서, Zn은 높이 센서가 특정 결함 사이트에 대해 웨이퍼 전면에 고정되는 Z 방향의 공칭 높이이다. Zn은 반경(예를 들어, 145 mm)에서 결함과 동일한 각도 위치에서 측정된다. Rd는 KLA Corporation에서 사용하는 KLARF와 같은 데이터 파일로부터 가져올 수 있는 결함의 방사형 위치이다. Rb는 내부 에지를 따른 경사 원의 반경이다. 대부분의 경사 결함에 대해 Rd는 Rb보다 크다. θmin 및 θmax는 각각 SEMI 표준에 따른 최소 및 최대 경사각이다. 예를 들어, θmin은 25.5일 수 있고 θmax는 19.5일 수 있다.
Z 스위프(sweep) 자동 초점은 웨이퍼 에지(예를 들어, 구역 1)에서 경사 이전의 영역에서 항상 구현되는 것은 아니다. 도 2의 표에 도시된 바와 같이, 이미지의 초점을 맞추기 위해 30 μm의 Z 스위프가 필요하다. Rd가 증가하면 Z 스위프 범위가 증가할 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 경사 사용 사례의 경우, θmin(ThMin) 및 θmax(ThMax)는 최소 및 최대 경사각이다. 이들에 대한 SEMI 표준은 각각 -25.5 및 -19.5이다. Zn은 높이 센서가 특정 결함 사이트에 대해 웨이퍼 전면에 고정되는 공칭 Z-높이이다. 이는 145 mm 반경에서 결함과 동일한 각도 위치에서 측정된다. 이 예의 단순화를 위해, 이는 -500 μm로 가정된다. Rd는 결함의 반경 위치이다(예: KLARF와 같은 데이터 파일에서). Rb는 내부 모서리에서 경사 원의 반지름이다. 많은 "실제" 경사 결함의 경우 Rd는 Rb보다 크다. 149800 μm의 반경 거리 Rd와 149700 μm의 경사 내부 원 Rb의 반경(또는 정렬 중에 계산된 대로)에서의 결함을 고려하면, Z-높이 스위프 범위는 -464.09 μm 내지 -439.45 μm일 수 있다. Zs 및 Ze는 각각 Z-높이의 더 낮은 스위프 하한 및 더 높은 스위프 상한이다. 총 스위프 범위 Zd는 Zs와 Ze의 차이이며, 상기 예시적인 수치의 경우, 24.65 μm가 될 수 있다. 더 나은 초점 안정성을 위해 일부 룸(room)을 유지하면서 149800 μm의 반경 거리 Rd의 결함에 초점을 맞추기 위해 30μm의 Z-높이 스위프가 필요하다.
도 3은 전형적인 웨이퍼의 에지 배제 구역을 예시한다. 이전 반도체 웨이퍼 검토 도구는 에지로부터 5000 μm를 검토하지 않는다. 최신 반도체 웨이퍼 검토 도구는 에지에서 에지로부터 1500 μm를 검토하지 않고 에지로부터 40 μm 내지 50 μm를 검토하는 경사 검토를 포함한다. 에지에 가장 가까운 영역은 웨이퍼 표면의 대부분처럼 평평하지는 않으므로, 상이한 반경 거리에 있는 지점 사이에 높이 차이가 있을 수 있다. 동일한 반경 거리의 경우에도, 극각(polar angle)에 따라 지점 사이의 Z-높이 오프셋이 상이할 수 있다.
Z-높이 자동 초점은 이미지의 최적 초점을 위해 경사 영역에서 필요하다. 이것은 느린 공정이다. 예를 들어, 경사 롤오프(roll-off) 각도 θ의 가정을 기반으로 시간당 30 사이트만 이미징될 수 있다. 예에서, θ는 θmax와 θmin 사이의 웨이퍼 경사각에 대한 실제 각도이다. 롤오프 각도 가정이 정확하지 않기 때문에, 반도체 제조업체는 경사 영역의 이미지에 초점을 맞추고/맞추거나 선명하게 하기 위해 광범위한 Z-높이에 대한 스위프를 수행해야 한다.
낮은 처리량을 갖는 것 외에, 기존 방법은 결함의 실제 Z-높이에 대해 블라인드된다. 따라서, 선명한 결함 신호를 얻기는 것은 어렵다. 결함 신호는 검토 및 검사에 중요하다. 결함의 실제 Z-높이를 알지 못하면 큰 자동 초점 범위가 필요하다. SEMI 표준 가정은 차세대 반도체 제조 처리량에 필요한 처리량에 대한 충분한 지침을 제공하지 않는다. 방사상 외측으로 이동하면서 결함에 초점을 맞추는 스위프 범위가 증가한다. 그러나, SEMI 표준은 지침이다. SEMI 표준에 대한 정확도는 보장할 수 없으며 반도체 제조업체는 처리된 웨이퍼 또는 모든 검사 레이어에서 실제 경사 표면 파라미터를 모니터링하지 않는다.
따라서, 개선된 검사 시스템 및 방법이 필요하다.
제 1 실시예에서 시스템이 제공된다. 시스템은, 입자 빔을 발생시키는 입자 빔 발생기; 반도체 웨이퍼를 유지하도록 구성된 플래턴(platen); 반도체 웨이퍼에서 반사된 입자 빔을 수신하도록 구성된 검출기; 및 검출기와 전자 통신하는 프로세서를 포함한다. 프로세서는, 반도체 웨이퍼에 대한 절대 Z-높이 값을 수신하고, 절대 Z-높이 값에 기초하여 Z-높이 내의 입자 빔으로 반도체 웨이퍼를 검토하라는 지시를 전송하도록 구성된다. 일 예에서, 반도체 웨이퍼는 경사진 에지를 갖는다.
프로세서는, 절대 Z-높이 값과 함께 방위각 값 및 극각 값을 수신할 수 있다.
입자 빔은 광자 빔 또는 전자 빔일 수 있다.
프로세서는 또한, Z-높이 내로 초점을 조정하도록 구성될 수 있다.
프로세서는 또한, 시스템으로부터 분리된 반도체 검사 도구의 Z-높이 값에 대한 상기 Z-높이의 상관관계를 결정하도록 구성될 수 있다. 상관관계는 방위각 값 및 극각 값에서 결정될 수 있다.
제 2 실시예에서 방법이 제공된다. 방법은, 반도체 검토 도구에서, 반도체 웨이퍼에 대한 절대 Z-높이 값을 수신하는 단계를 포함한다. 반도체 웨이퍼는 반도체 검토 도구를 사용하여 검토된다. 절대 Z-높이 값에서 시작하는 검토는 반도체 웨이퍼 상의 Z-높이를 스위프하는 것을 포함한다. 일 예에서, 반도체 웨이퍼는 경사진 에지를 갖는다.
반도체 검토 도구는 절대 Z-높이 값과 함께 방위각 값 및 극각 값을 수신할 수 있다.
방법은, 반도체 검사 도구를 이용하여 반도체 웨이퍼를 검사하는 단계, 및 반도체 검사 도구로부터의 측정치를 사용하여, 절대 Z-높이 값을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
방법은, 반도체 검사 도구를 사용하여, 제 2 반도체 검사 도구로부터의 Z-높이 값과 상기 Z-높이 사이의 상관관계를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 반도체 검토 도구는 절대 Z-높이 값과 함께 방위각 값 및 극각 값을 수신할 수 있다. 상관관계를 결정하는 것은 방위각 값 및 극각 값에서의 위치에서 수행된다.
제 3 실시예에서 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체가 제공된다. 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체는, 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스 상에 다음의 단계들을 실행하기 위한 하나 이상의 프로그램을 포함한다. 반도체 웨이퍼에 대해 절대 Z-높이 값이 수신된다. 절대 Z-높이 값에 기초하여 Z-높이 내의 입자 빔으로 반도체 웨이퍼를 검토하라는 명령이 전송된다.
단계들은, Z-높이 내로 초점을 조정하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시의 본질 및 목적에 대한 보다 완전한 이해를 위해, 첨부 도면과 함께 취해진 다음의 상세한 설명을 참조해야 한다.
도 1은 기존의 자동 초점 방법을 예시한다.
도 2는 변수 테이블이다.
도 3은 전형적인 웨이퍼의 에지 배제 구역을 예시한다.
도 4는 샘플 CIRCL KLARF로부터의 특정 결함에 대한 절대 Z-높이를 보여주는 표이다.
도 5는 본 개시에 따른 방법의 블록도이다.
도 6은 본 개시에 따른 시스템이다.
청구된 대상이 특정 실시예와 관련하여 설명될 것이지만, 본 명세서에 설명된 모든 이점 및 특징을 제공하지 않는 실시예를 포함하는 다른 실시예도 본 개시의 범위 내에 있다. 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 다양한 구조적, 논리적, 공정 단계 및 전자적 변경이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 개시의 범위는 단지 첨부된 청구범위를 참조하여 정의된다.
여기에 개시된 실시예는 KLA Corporation에 의해 제조된 CIRCL의 절대 Z-높이(Z-ABS) 또는 다른 반도체 웨이퍼 검사 도구를 사용한다. 절대 Z-높이는 주사 전자 현미경 도구에서 z-높이 기반 자동 초점을 위한 정확한 시작점으로 사용될 수 있다. 또한, 웨이퍼의 방위각(φ) 및 극각(θ) 또는 웨이퍼의 점(예를 들어, 결함)은 극각 및/또는 방위각을 기반으로 한 검토 도구의 Z-높이에 대한 검사 도구의 Z-높이의 일회성/다중 교정 또는 정렬과 같은 검토 도구의 개선을 위해 사용될 수 있다. CIRCL 및 다른 경사 검사 도구가 개시되어 있지만, 여기에 개시된 실시예는 임의의 베어(bare) 또는 비패턴(unpatterned) 웨이퍼 검사, 검토 또는 공정 도구와 함께 사용될 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예는, 검토 도구에서 검사 도구로부터의 절대 Z-높이 값, 방위각 값, 및 극각 값을 사용하기 위해 반도체 웨이퍼 검사 도구와 반도체 웨이퍼 검토 도구 사이의 파이프라인을 생성한다. 결함이 초점이 맞춰질 것으로 예상되는 Z-높이 범위를 추정하기 위해 SEMI 표준에 의존하는 대신, 검사 도구(예를 들어, CIRCL)로부터의 절대 Z-높이 값이 사용된다. 검사 도구가 결함 위치를 검사하고 보고할 때, 방위각 값 및 극각 값과 같은 다른 결함 위치 정보와 함께 절대 Z-높이 값을 또한 보고한다. 절대 Z-높이 값은 Z-높이를 스위프하는 시작점으로서 사용할 수 있다.
결함의 실제 Z-높이를 블라인드하는 대신에, 절대 Z-높이 값은 이전 측정으로부터 사용된다. 결함으로부터의 집속된 신호는 이전 기술에 비해 더 일관되게 얻어질 수 있다. 여기에 개시된 실시예는 경사 검토를 위한 소유 비용을 낮추는 처리량 개선을 제공한다. 결함에 초점을 맞추기 위한 광범위한 Z 스위프 대신에, 절대 Z-높이 값에 기초한 결함의 Z-높이가 결정될 수 있다. 검토 도구에서 최상의 초점을 위한 절대 Z-높이 값과 Z-높이 사이의 상관 관계가 얻어질 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예는 또한, 결함에 초점을 맞추는데 필요한 시간량을 증가시키는, 방사상 외측으로 연장되는 Z 스위프를 피한다. 이러한 스위프는 더 큰 초점 범위에 제한된다. 예를 들어, 이전 30 μm 스위프는 초점을 미세 조정하기 위해(필요한 경우) 수 마이크론의 스위프 및 절대 Z-높이 값을 사용하여 달성될 수 있다.
도 5는 방법(100)의 블록도이다. 101에서, 반도체 검토 도구는 반도체 웨이퍼에 대한 절대 Z-높이 값을 수신한다. 절대 Z-높이는 다른 검사 도구의 경사 검사기에 보고된 웨이퍼 상에 존재하는 결함의 높이이다. 절대 Z-높이는 참조를 기준으로 할 수 있다. 참조는 실험이나 측정의 맥락에서 변하지 않는 모든 것일 수 있다. 예를 들어, 참조는 도구가 서 있는 바닥 높이일 수 있다. 여기에서, 기준 높이는 고정된 검사기 도구 컴포넌트로부터 발생된 것이다. 단순화를 위해 참조는 웨이퍼의 상단 평면 부분이다.
KLARF 또는 다른 데이터 파일로부터의 데이터는 처리할 필요가 없을 수 있다. KLARF에서 수신된 높이는 표준 단위(예를 들어, μm 또는 nm)이다. 다른 데이터 파일은 추가 처리가 필요할 수 있다.
경사 검사기가 측정한 결함의 높이이다. 반도체 웨이퍼는 경사진 에지를 가질 수 있다. 102에서, 절대 Z-높이 값 또는 값들에서 시작하는 반도체 검토 도구를 사용하여 반도체 웨이퍼가 검토된다. 절대 Z-높이 값의 범위가 일 예에서 사용될 수 있다. 반도체 검사 도구는 절대 Z-높이 값에서 시작하는 것과 같이 반도체 웨이퍼 상의 Z-높이를 스위프할 수 있다. Z-높이를 스위프하는 것은 예를 들어 도 2에 도시된 값의 범위일 수 있다. 따라서, 절대 Z-높이 값을 사용하여 결함의 Z-높이가 결정될 수 있다.
반도체 검토 도구는 또한 절대 Z-높이 값과 함께 방위각 값 및 극각 값을 수신할 수 있다. 방위각 값 및 극각 값은 반도체 검토 도구를 이용하여 웨이퍼를 검사하는데 사용될 수 있다.
방법(100)은 CIRCL과 같은 반도체 검사 도구를 이용하여 반도체 웨이퍼를 검사하는 단계를 더 포함할 수 있다. 반도체 검사 도구로부터의 측정치를 사용하여 절대 Z-높이 값이 결정될 수 있다. Z-높이 값은 결함 검사시에 측정될 수 있다.
절대 Z-높이 값, 방위각 값 및 극각 값은 다양한 절대 Z-높이 값, 방위각 값 및 극각 값에 대한 최상의 초점을 위한 Z-높이 값과 절대 Z-높이 값 사이의 경험적 상관관계 맵을 형성하는데 사용될 수 있다. 상관시키기 위해, 두 수 사이의 차이가 동일할 수 있다. 이 경험적 상관관계를 위해 몇몇 결함 위치가 필요하다. 예를 들어, 3~5개의 결함 위치를 사용할 수 있다. 이는 이미지에 초점을 맞추기 위해 넓은 Z-스위프 범위에 대한 스위프의 필요성을 제거하거나 제한할 수 있다. 검사 도구에 보고된 Z-높이 대 최상의 초점을 위한 Z-높이는 다양한 방위각 값과 극각 값에서 결정할 수 있다. 예를 들어, 최상의 초점을 위한 Z-높이는 SEMI 표준을 기반으로 하는 기존의 Z-높이 스위프 방법을 사용하여 결정할 수 있다. 상이한 방위각 및 극각에서 일부 결함 위치에 대해 둘 사이의 상관 관계를 설정할 수 있다. 이 교정은 상관관계가 설정된 후 검토 도구에서 Z-높이를 스위프할 필요를 제거할 수 있다.
일 예에서, 반도체 검토 도구를 사용한 Z-높이와 반도체 검사 도구로부터의 Z-높이 값 사이의 상관관계가 결정될 수 있다. 반도체 검토 도구는 절대 Z-높이 값과 함께 방위각 값 및 극각 값을 수신할 수 있다. 방위각 값 및 극각 값의 위치에서 상관이 수행될 수 있다.
예를 들어, 결함의 Z-높이가 웨이퍼에서의 롤오프 각도를 기반으로 하는 이 범위 내의 임의의 위치에 있을 수 있기 때문에 이전 방법은 30 μm 스위프 범위를 제안할 수 있다. 추정 대신에, 본 명세서에 개시된 실시예는 검사 도구로부터의 절대 Z-높이 값 및 Z-높이에서의 수 마이크론에 대한 스위프를 사용한다.
예에서, 절대 Z-높이 값은 CIRCL 도구로부터의 데이터를 사용하여 특정 결함에 대해 강조 표시된다. CIRCL 도구는 도 3에 도시된 바와 같이 Z1에서 Z5까지 반도체 웨이퍼의 표면을 측정할 수 있고, 치수, 각도 및/또는 형태의 맵을 제공할 수 있다. 이전 기술은 결함의 X 및 Y 위치를 사용하여 Rd를 찾았다. SEMI 표준으로부터의 롤오프 각도를 기반으로 광범위한 Z 스위프가 추정되었다. 이 Z 스위프는 결함에 초점이 맞춰지는 위치를 결정하는데 사용되었다. 대신, 최상의 초점을 위한 Z-높이와 검토 도구에서 절대 Z-높이 값 사이의 상관관계 및 절대 Z-높이 값을 사용하여 결함에 대한 최상의 초점의 Z-높이를 얻는다.
검토 도구 상의 결함의 최상의 초점을 위한 Z-높이와 절대 Z-높이 값 사이의 관계가 결정될 수 있다. 이것은 몇몇 결함을 선택하고 최상의 초점을 위해 검토 도구에서 Z-높이에 대한 절대 Z-높이 값을 플로팅하고 이들 사이의 상관관계를 결정하여 수행할 수 있다.
n개의 결함이 있는 경우, 본 명세서에 개시된 상관관계 및 검사 도구로부터의 절대 Z-높이 값은 검토 도구에 대한 최상의 초점 Z-높이를 얻기 위해 사용될 수 있다. 이 범위에 걸친 수 미크론 스위프를 사용하여 검토할 이미지에 초점을 맞출 수 있다.
스위프 범위는 잠재적으로 7X 감소될 수 있다. 예를 들어, 전체 스위프의 경우의 30 μm는 초점 미세 조정을 위해 4 μm로 감소될 수 있고, 이는 경사 검토 처리량을 증가시키고 경사 검토 소유 비용을 감소시킨다. 처리량을 증가시키는 것 외에도, 본 명세서에 개시된 실시예는 좁은 스위프 범위가 사용되기 때문에 거짓 양성(false positive)을 감소시킬 수 있다.
일 예에서, 시스템(예를 들어, 검토 도구)은 입자 빔을 생성하는 입자 빔 생성기를 포함한다. 입자 빔은 전자 빔 또는 광자 빔일 수 있다. 시스템은 반도체 웨이퍼를 유지하도록 구성된 플래턴; 반도체 웨이퍼에서 반사된 입자 빔을 수신하도록 구성된 검출기; 및 검출기와 전자 통신하는 프로세서를 더 포함한다. 프로세서는 반도체 웨이퍼에 대한 절대 Z-높이 값을 수신하고 절대 Z-높이 값에 기초하여 Z-높이 내에서 입자 빔으로 반도체 웨이퍼를 검토하라는 명령을 전송하도록 구성된다. 반도체 웨이퍼는 경사진 에지를 가질 수 있다. 검토는 반도체 웨이퍼를 이미징하고 결함을 분류, 카테고리화 또는 분석하는 것을 포함할 수 있다.
프로세서는 절대 Z-높이 값을 갖는 방위각 값 및 극각 값을 수신할 수 있다.
프로세서는 또한, Z-높이 내로 초점을 조정하도록 구성될 수 있다.
프로세서는 또한, 시스템로부터 분리된 반도체 검사 도구의 Z-높이 값에 대한 Z-높이의 상관관계를 결정하도록 구성될 수 있다. 상관관계는 방위각 값과 극각 값에서 결정될 수 있다.
도 6은 본 명세서에 개시된 실시예를 구현할 수 있는 시스템(200)의 실시예의 블록도이다. 시스템(200)은 웨이퍼(204)의 이미지를 생성하도록 구성된 웨이퍼 검사 도구[전자 칼럼(201)을 포함함]를 포함한다.
웨이퍼 검사 도구는 에너지 소스 및 검출기를 포함하는 출력 획득 서브시스템을 포함한다. 출력 획득 서브시스템은 전자 빔 기반 출력 획득 서브시스템일 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 웨이퍼(204)로 지향되는 에너지는 전자를 포함하고, 웨이퍼(204)로부터 검출된 에너지는 전자를 포함한다. 이러한 방식으로, 에너지 소스는 전자 빔 소스일 수 있다. 도 6에 도시된 하나의 그러한 실시예에서, 출력 획득 서브시스템은 컴퓨터 서브시스템(202)에 커플링된 전자 칼럼(201)을 포함한다. 스테이지(210)는 웨이퍼(204)를 유지(hold)할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 전자 컬럼(201)은 하나 이상의 요소(205)에 의해 웨이퍼(204)에 집속되는 전자를 생성하도록 구성된 전자 빔 소스(203)를 포함한다. 전자 빔 소스(203)는 예를 들어, 캐소드 소스 또는 이미터 팁을 포함할 수 있다. 하나 이상의 요소(205)는 예를 들어 건(gun) 렌즈, 애노드, 빔 제한 개구, 게이트 밸브, 빔 전류 선택 개구, 대물 렌즈 및 스캐닝 서브시스템을 포함할 수 있으며, 이들 모두는 당업계에 공지된 이러한 임의의 적합한 소자들을 포함할 수 있다. 당업계에 공지된 적절한 요소를 포함할 수 있다.
웨이퍼(204)로부터 반환된 전자(예를 들어, 2차 전자)는 하나 이상의 요소(206)에 의해 검출기(207)로 집속될 수 있다. 하나 이상의 요소(206)는 예를 들어, 요소(들)(205)에 포함되는 동일한 스캐닝 서브시스템일 수 있는 스캐닝 서브시스템을 포함할 수 있다.
전자 칼럼(201)은 또한 당업계에 공지된 임의의 다른 적절한 요소를 포함할 수 있다.
전자 컬럼(201)은, 전자가 경사 입사각으로 웨이퍼(204)로 지향되고 다른 경사 각으로 웨이퍼(204)로부터 산란되도록 구성되는 것으로 도 6에 도시되어 있지만, 전자 빔은 임의의 적절한 각도로 웨이퍼(204)로 지향되고 웨이퍼(204)로부터 산란될 수 있다. 또한, 전자 빔 기반 출력 획득 서브시스템은 웨이퍼(204)의 이미지를 생성하기 위해 다중 모드를 사용하도록 구성될 수 있다(예를 들어, 상이한 조명 각도, 수집 각도 등으로). 전자 빔 기반 출력 획득 서브시스템의 다중 모드는 출력 획득 서브시스템의 임의의 이미지 생성 파라미터에서 상이할 수 있다.
컴퓨터 서브시스템(202)은 상술된 바와 같이 검출기(207)에 커플링될 수 있다. 검출기(207)는 웨이퍼(204)의 표면으로부터 복귀된 전자를 검출함으로써 웨이퍼(204)의 전자 빔 이미지를 형성할 수 있다. 전자 빔 이미지는 임의의 적절한 전자 빔 이미지를 포함할 수 있다. 컴퓨터 서브시스템(202)은 검출기(207) 및/또는 전자 빔 이미지의 출력을 사용하여 본 명세서에 설명된 기능 중 임의의 것을 수행하도록 구성될 수 있다. 컴퓨터 서브시스템(202)은 본 명세서에 설명된 임의의 추가 단계(들)를 수행하도록 구성될 수 있다. 도 6에 도시된 출력 획득 서브시스템을 포함하는 시스템(200)은 본 명세서에 기술된 바와 같이 추가로 구성될 수 있다.
도 6은 본 명세서에 설명된 실시예들에서 사용될 수 있는 전자 빔 기반 출력 획득 서브시스템의 구성을 일반적으로 예시하기 위해 여기에 제공된다. 본 명세서에 설명된 전자 빔 기반 출력 획득 서브시스템 구성은 상용 출력 획득 시스템을 설계할 때 일반적으로 수행되는 바와 같이 출력 획득 서브시스템의 성능을 최적화하도록 변경될 수 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 시스템은 기존 시스템을 사용하여 구현될 수 있다(예를 들어, 본 명세서에 설명된 기능을 기존 시스템에 추가함으로써). 이러한 일부 시스템의 경우, 본 명세서에 설명된 방법은 시스템의 선택적 기능으로서 제공될 수 있다(예를 들어, 시스템의 다른 기능에 추가하여). 대안적으로, 본 명세서에 설명된 시스템은 완전히 새로운 시스템으로 설계될 수 있다.
출력 획득 서브시스템이 전자 빔 기반 출력 획득 서브시스템인 것으로 상술되었지만, 출력 획득 서브시스템은 이온 빔 기반 출력 획득 서브시스템일 수 있다. 이러한 출력 획득 서브시스템은, 전자 빔 소스가 당업계에 공지된 임의의 적절한 이온빔 소스로 대체될 수 있다는 점을 제외하고는, 도 6에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다. 또한, 출력 획득 서브시스템은 상업적으로 이용가능한 집속 이온 빔(focused ion beam; FIB) 시스템, 헬륨 이온 현미경(helium ion microscopy; HIM) 시스템, 및 2차 이온 질량 분광기(secondary ion mass spectroscopy; SIMS) 시스템에 포함된 것과 같은 임의의 다른 적합한 이온 빔 기반 출력 획득 서브시스템일 수 있다.
컴퓨터 서브시스템(202)은 프로세서(208) 및 전자 데이터 저장 유닛(209)을 포함한다. 프로세서(208)는 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 또는 다른 디바이스를 포함할 수 있다.
컴퓨터 서브시스템(202)은 프로세서(208)가 출력을 수신할 수 있도록 임의의 적절한 방식으로(예를 들어, 유선 및/또는 무선 송신 매체를 포함할 수 있는 하나 이상의 송신 매체를 통해) 시스템(200)의 컴포넌트에 커플링될 수 있다. 프로세서(208)는 출력을 사용하여 다수의 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 웨이퍼 검사 도구는 프로세서(208)로부터 명령 또는 기타 정보를 수신할 수 있다. 프로세서(208) 및/또는 전자 데이터 저장 유닛(209)은 선택적으로 또다른 웨이퍼 검사 도구, 웨이퍼 계측 도구, 또는 웨이퍼 검토 도구(예시되지 않음)와 전자 통신하여 추가 정보를 수신하거나 명령을 전송할 수 있다.
프로세서(208)는 검출기(207)와 같은 웨이퍼 검사 도구와 전자 통신한다. 프로세서(208)는 검출기(207)로부터의 측정치를 사용하여 생성된 이미지를 처리하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서는 방법(100) 또는 방법(200)의 실시예를 수행할 수 있다.
본 명세서에 설명된 컴퓨터 서브시스템(202), 다른 시스템(들), 또는 다른 서브시스템(들)은 개인용 컴퓨터 시스템, 이미지 컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터 시스템, 워크스테이션, 네트워크 기기, 인터넷 기기, 또는 다른 디바이스를 포함한, 다양한 시스템들의 일부일 수 있다. 서브시스템(들) 또는 시스템(들)은 또한 병렬 프로세서와 같은 당업계에 공지된 임의의 적절한 프로세서를 포함할 수 있다. 또한, 서브시스템(들) 또는 시스템(들)은 독립형 또는 네트워크 도구로서 고속 처리 및 소프트웨어를 구비한 플랫폼을 포함할 수 있다.
프로세서(208) 및 전자 데이터 저장 유닛(209)은 시스템(200) 또는 다른 디바이스 내에 배치되거나 그 일부일 수 있다. 일 예에서, 프로세서(208) 및 전자 데이터 저장 유닛(209)은 독립형 제어 유닛의 일부이거나 중앙 품질 제어 유닛 내에 있을 수 있다. 다중 프로세서(208) 또는 전자 데이터 저장 유닛(209)이 사용될 수 있다.
프로세서(208)는 실제로 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어의 임의의 조합에 의해 구현될 수 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 기능은 하나의 유닛에 의해 수행되거나, 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어의 임의의 조합에 의해 차례로 구현될 수 있는 상이한 컴포넌트들로 분할될 수 있다. 프로세서(208)가 다양한 방법 및 기능을 구현하기 위한 프로그램 코드 또는 명령어들이 전자 데이터 저장 유닛(209)의 메모리 또는 다른 메모리와 같은 판독가능한 저장 매체에 저장될 수 있다.
시스템(200)이 하나 이상의 컴퓨터 서브시스템(202)을 포함하면, 이미지, 데이터, 정보, 명령어들 등이 서브시스템 간에 전송될 수 있도록 상이한 서브시스템이 서로 커플링될 수 있다. 예를 들어, 하나의 서브시스템은 당업계에 공지된 임의의 적절한 유선 및/또는 무선 송신 매체를 포함할 수 있는 임의의 적절한 송신 매체에 의해 추가 서브시스템(들)에 결합될 수 있다. 이러한 서브시스템 중 둘 이상은 또한 공유 컴퓨터 판독가능 저장 매체(도시되지 않음)에 의해 효과적으로 커플링될 수 있다.
프로세서(208)는 시스템(200)의 출력 또는 다른 출력을 사용하여 다수의 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(208)는 출력을 전자 데이터 저장 유닛(209) 또는 다른 저장 매체로 전송하도록 구성될 수 있다. 프로세서(208)는 본 명세서에 설명된 바와 같이 추가로 구성될 수 있다.
프로세서(208) 또는 컴퓨터 서브시스템(202)은 결함 검토 시스템, 검사 시스템, 계측 시스템, 또는 일부 다른 유형의 시스템의 일부일 수 있다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예는 상이한 애플리케이션에 다소 적합한 상이한 능력을 갖는 시스템에 대해 다수의 방식으로 맞춤화될 수 있는 일부 구성을 설명한다.
프로세서(208)는 본 명세서에 설명된 실시예들 중 임의의 것에 따라 구성될 수 있다. 프로세서(208)는 또한 시스템(200)의 출력을 사용하거나 다른 소스로부터의 이미지 또는 데이터를 사용하여 다른 기능 또는 추가 단계를 수행하도록 구성될 수 있다.
프로세서(208)는 당업계에 공지된 임의의 방식으로 시스템(200)의 다양한 컴포넌트 또는 서브시스템 중 임의의 것에 통신가능하게 커플링될 수 있다. 또한, 프로세서(208)는 유선 및/또는 무선 부분을 포함할 수 있는 송신 매체에 의해 다른 시스템으로부터 데이터 또는 정보(예를 들어, 검사 시스템, 설계 데이터를 포함하는 원격 데이터베이스 등으로부터의 검사 결과 또는 절대 Z-높이 값)를 수신 및/또는 획득하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 송신 매체는 프로세서(208)와 시스템(200)의 다른 서브시스템 또는 시스템(200) 외부의 시스템 사이의 데이터 링크로서 역할할 수 있다.
여기에 개시된 시스템(200) 및 방법의 다양한 단계, 기능 및/또는 동작은 전자 회로, 논리 게이트, 멀티플렉서, 프로그램가능 논리 디바이스, ASIC, 아날로그 또는 디지털 제어/스위치, 마이크로컨트롤러 또는 컴퓨팅 시스템 중 하나 이상에 의해 수행된다. 본 명세서에 설명된 것과 같은 방법을 구현하는 프로그램 명령은 캐리어 매체를 통해 전송되거나 캐리어 매체에 저장될 수 있다. 캐리어 매체는 읽기 전용 메모리, 랜덤 액세스 메모리, 자기 또는 광 디스크, 비휘발성 메모리, 솔리드 스테이트 메모리, 자기 테이프 등과 같은 저장 매체를 포함할 수 있다. 캐리어 매체는 유선, 케이블, 또는 무선 송신 링크와 같은 송신 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 개시물 전체에 걸쳐 설명된 다양한 단계는 단일 프로세서(208)(또는 컴퓨터 서브시스템(202)) 또는 대안적으로 다중 프로세서(208)(또는 다중 컴퓨터 서브시스템(202))에 의해 수행될 수 있다. 또한, 시스템(200)의 상이한 서브시스템은 하나 이상의 컴퓨팅 또는 논리 시스템을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 설명은 본 개시를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 하고 예시에 불과하다.
추가 실시예는 프로세서 상에서 실행가능한 프로그램 명령어를 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체에 관한 것이다. 특히, 프로세서(208)와 같은 프로세서는 실행가능한 프로그램 명령어들을 포함하는 전자 데이터 저장 매체(209)와 같은 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체를 갖는 전자 데이터 저장 매체의 메모리에 커플링될 수 있다. 컴퓨터 구현 방법은 본 명세서에 설명된 임의의 방법(들)의 임의의 단계(들)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(208)는 방법(100)의 단계들 중 일부 또는 전부를 수행하도록 프로그래밍될 수 있다. 전자 데이터 저장 매체(209)의 메모리는 당업계에 공지된 자기 또는 광 디스크, 자기 테이프, 또는 임의의 다른 적합한 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체와 같은 저장 매체일 수 있다.
프로그램 명령어들은 특히 프로시저 기반 기술, 컴포넌트 기반 기술, 및/또는 객체 지향 기술을 포함하는 다양한 방식들 중 임의의 것으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 프로그램 명령어들은 원하는 대로, ActiveX 컨트롤, C++ 객체, JavaBeans, MFC(Microsoft Foundation Classes), SSE(Streaming SIMD Extension) 또는 기타 기술 또는 방법론을 사용하여 구현될 수 있다.
일 실시예에서, 하나 이상의 프로그램은 전자 데이터 저장 매체(209)와 같은 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 포함된다. 하나 이상의 프로그램은 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스 상에서 단계를 실행하기 위한 것이다. 예를 들어, 단계는 반도체 웨이퍼에 대한 절대 Z-높이 값을 수신하는 단계, 및 절대 Z-높이 값에 기초하여 Z-높이 내에서 입자 빔으로 반도체 웨이퍼를 검토하라는 명령을 보내는 단계를 포함할 수 있다. 초점은 Z-높이 내로 조정될 수 있다.
전자 빔을 사용하는 도구가 구체적으로 예시되어 있지만, 여기에 개시된 실시예는 웨이퍼를 유지하도록 구성된 광자 빔, 검출기 및 플래턴을 사용하는 시스템과 함께 사용될 수 있다.
본 개시가 하나 이상의 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 본 개시의 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명의 다른 실시예가 이루어질 수 있음이 이해될 것이다. 따라서, 본 개시는 첨부된 청구범위 및 그에 대한 합리적인 해석에 의해서만 제한되는 것으로 간주된다.

Claims (16)

  1. 시스템에 있어서,
    입자 빔을 발생시키는 입자 빔 발생기;
    반도체 웨이퍼를 유지하도록 구성된 플래턴(platen);
    상기 반도체 웨이퍼에서 반사된 상기 입자 빔을 수신하도록 구성된 검출기; 및
    검출기와 전자 통신하는 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 반도체 웨이퍼에 대한 절대 Z-높이 값을 수신하고,
    상기 절대 Z-높이 값에 기초하여 Z-높이 내의 상기 입자 빔으로 상기 반도체 웨이퍼를 검토하라는 지시를 전송하도록 구성되는 것인, 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반도체 웨이퍼는 경사진(beveled) 에지를 갖는 것인, 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 절대 Z-높이 값과 함께 방위각 값 및 극각 값을 수신하는 것인, 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 입자 빔은 광자 빔인 것인, 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 입자 빔은 전자 빔인 것인, 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는 또한, Z-높이 내로 초점을 조정하도록 구성되는 것인, 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는 또한, 상기 시스템으로부터 분리된 반도체 검사 도구의 Z-높이 값에 대한 상기 Z-높이의 상관관계를 결정하도록 구성되는 것인, 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 상관관계는 방위각 값 및 극각 값에서 결정되는 것인, 시스템.
  9. 방법에 있어서,
    반도체 검토 도구에서, 반도체 웨이퍼에 대한 절대 Z-높이 값을 수신하는 단계;
    상기 반도체 검토 도구를 사용하여 상기 반도체 웨이퍼를 검토하는 단계를 포함하고,
    상기 절대 Z-높이 값에서 시작하는 상기 검토는 상기 반도체 웨이퍼 상의 Z-높이를 스위프(sweep)하는 것을 포함하는 것인, 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 반도체 웨이퍼는 경사진 에지를 갖는 것인, 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 반도체 검토 도구는 상기 절대 Z-높이 값과 함께 방위각 값 및 극각 값을 수신하는 것인, 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    반도체 검사 도구를 이용하여 반도체 웨이퍼를 검사하는 단계; 및
    상기 반도체 검사 도구로부터의 측정치를 사용하여, 상기 절대 Z-높이 값을 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 반도체 검사 도구를 사용하여, 제 2 반도체 검사 도구로부터의 Z-높이 값과 상기 Z-높이 사이의 상관관계를 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 반도체 검토 도구는 상기 절대 Z-높이 값과 함께 방위각 값 및 극각 값을 수신하고, 상기 상관관계를 결정하는 것은 상기 방위각 값 및 극각 값에서의 위치에서 수행되는 것인, 방법.
  15. 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스 상에, 단계들을 실행하기 위한 하나 이상의 프로그램을 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 있어서,
    상기 단계들은,
    반도체 웨이퍼에 대한 절대 Z-높이 값을 수신하는 단계; 및
    상기 절대 Z-높이 값에 기초하여 Z-높이 내의 입자 빔으로 상기 반도체 웨이퍼를 검토하라는 명령을 전송하는 단계를 포함하는 것인, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 단계들은, 상기 Z-높이 내로 초점을 조정하는 단계를 포함하는 것인, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
KR1020217036341A 2019-04-06 2020-04-06 도구 간의 시너지를 위해 절대 z-높이 값 사용 KR20210138127A (ko)

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