KR20210155830A - 강화된 단면 특징 측정 방법론 - Google Patents

강화된 단면 특징 측정 방법론 Download PDF

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KR20210155830A
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마노지 쿠마르 다이얄라
조르지 파블로 페르난데즈
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

미리 선택된 파라미터들에 도달하기 위한 단발적 또는 계통적 실패가 발생했는지를 결정하기 위해 반도체 웨이퍼 상의 구조적 요소의 단면 특징을 분석하기 위한 방법들 및 시스템들이 본원에 개시된다.

Description

강화된 단면 특징 측정 방법론
본 개시내용은 일반적으로, 반도체 웨이퍼 상의 구조적 요소의 특징들(features)을 분석하는 것에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 2개의 상이한 경사각들로부터의 인라인 측정들을 사용하여 반도체 웨이퍼 상의 구조적 요소의 단면 특징들을 계산 및/또는 분석하는 것에 관한 것이다.
집적 회로들은 복잡한 다중스테이지 제조 프로세스들에 의해 제조되는 매우 복잡한 디바이스들이다. 그러한 제조 프로세스들은 나노미터 규모의 수천 개의 처리 단계들을 포함할 수 있다. 양상들, 예컨대, 설계-대-프로세스 감도 및 프로세스 변동들을 제어하고 최종 디바이스가 특정한 미리 설정된 파라미터들 및/또는 패턴들을 준수하는 것을 보장함으로써 이러한 복잡한 디바이스들의 제조 프로세스를 모니터링하기 위해, 특히, 계측이 사용된다. 미리 설정된 파라미터들 및/또는 패턴들로부터의 편차들은 집적 회로의 전기적 특성들에 악영향을 미칠 수 있는 제조 실패들로 이어질 수 있다.
제조 실패들을 감소시키고, 프로세스 변동들을 측정하고 감소시키고, 미리 설정된 치수들로부터의 드리프트들을 감소시키기 위해, 특정 계측 툴들 및 이미징 시스템들, 예컨대, 임계 치수 주사 전자 현미경(Critical Dimension Scanning Electron Microscope)(CD-SEM)이, 반도체 웨이퍼들 상에 형성된 구조적 요소들을 주사하는 데에 사용될 수 있다. 기존의 계측 툴들은 웨이퍼 및 웨이퍼 상의 구조적 요소들의 하향식 뷰(top down view)를 제공한다. 그러한 뷰는 웨이퍼 상의 2차원 패턴들에 대해서는 충분히 정확할 수 있지만 3차원 패턴들에 대해서는 아닐 수 있다.
다음은, 본 개시내용의 일부 양상들의 기본적인 이해를 제공하기 위해 본 개시내용의 간략화된 요약이다. 이 요약은 본 개시내용의 광범위한 개요가 아니다. 이는 본 개시내용의 핵심적이거나 중요한 요소들을 식별하기 위해 의도된 것도 아니고, 본 개시내용의 특정 실시예들의 임의의 범위 또는 청구항들의 임의의 범위를 기술하기 위해 의도된 것도 아니다. 그의 유일한 목적은, 이후에 제시되는 더 상세한 설명에 대한 서두로서 본 개시내용의 일부 개념들을 간략화된 형태로 제시하는 것이다.
본 개시내용의 실시예들은 반도체 웨이퍼 상의 구조적 요소의 특징을 분석하기 위한 방법에 대응할 수 있다. 방법은 계측 툴을 사용하여 구조적 요소를 인라인으로 측정할 수 있다. 측정을 취하는 단계는: 제1 경사각으로, 구조적 요소 상의 제1 위치를 주사하고 제1 검사 이미지를 생성하는 단계, 및 제2 경사각으로, 구조적 요소 상의 제2 위치를 주사하고 제2 검사 이미지를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 계측 툴은 또한, 제1 검사 이미지와 제2 검사 이미지를 비교함으로써 비교 표현을 형성할 수 있고, 비교 표현으로부터 구조적 요소의 특징을 계산할 수 있다.
본 개시내용의 다른 실시예들은 반도체 웨이퍼 상의 복수의 구조적 요소들의 복수의 특징들을 분석하기 위한 방법에 대응할 수 있다. 방법은 계측 툴을 사용하여 복수의 구조적 요소들을 인라인으로 측정할 수 있다. 측정들을 취하는 단계는: 제1 경사각으로 복수의 구조적 요소들을 주사하고 복수의 구조적 요소들의 제1 표현인 제1 검사 이미지를 생성하는 단계, 및 제2 경사각으로 복수의 구조적 요소들을 주사하고 복수의 구조적 요소들의 제2 표현인 제2 검사 이미지를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 제1 검사 이미지와 제2 검사 이미지를 비교함으로써 비교 표현을 형성하고, 비교 표현으로부터 복수의 구조적 요소들의 복수의 특징들을 계산하기 위해 계측 툴을 사용하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 개시내용의 또 다른 실시예들은, 예를 들어, 제1 경사각 및 제2 경사각으로 구조적 요소를 주사함으로써 구조적 요소를 인라인으로 측정하기 위한 계측 툴을 포함하는 시스템에 대응할 수 있다. 계측 툴은 또한, 제1 검사 이미지 및 제2 검사 이미지를 생성하고 제1 검사 이미지와 제2 검사 이미지를 비교함으로써 비교 표현을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 계측 툴은 또한, 비교 표현에 기초하여 구조적 요소의 특징을 계산할 수 있다.
본 개시내용은, 유사한 참조 부호들이 유사한 요소들을 나타내는 첨부 도면들의 도들에서 제한으로서가 아니라 예로서 예시된다. 본 개시내용에서 "한(an)" 또는 "일(one)" 실시예에 대한 상이한 참조들은 반드시 동일한 실시예에 대한 것은 아니며, 그러한 참조들은 적어도 하나를 의미함을 주목해야 한다.
도 1a는 본 개시내용의 실시예들에 따른, 교차 구조 요소의 특징들을 분석하기 위한 계측 시스템의 예시적인 환경을 예시하고;
도 1b는 본 개시내용의 실시예에 따른 예시적인 임계 치수 주사 전자 현미경(CD-SEM)을 예시하고;
도 2a는 예시적인 구조적 요소의 사시도를 예시하고;
도 2b는 도 2a의 구조적 요소의 단면을 예시하고;
도 2c는 예시적인 만곡된 구조적 요소의 단면을 예시하고;
도 3은 본 개시내용의 특정 실시예들에 따른, 반도체 웨이퍼 상의 구조적 요소의 특징을 분석하기 위한 예시적인 방법의 흐름도이고;
도 4a 및 4b는 본 개시내용의 예시적인 실시예들에 따른, 각각, 5 도 및 12 도의 CD-SEM 주사된 반도체 웨이퍼에 응답하여 생성된 검사 이미지들을 예시하고;
도 4c 및 도 4d는 도 4a 및 4b의 검사 이미지들로부터 생성된 파형들을 예시하고;
도 4e는 반도체 웨이퍼 상의 구조적 요소들의 그림 표현이고;
도 4f 및 4g는 본 개시내용의 실시예들에 따른, 도 4c 및 4d로부터의 파형 플롯들을 정렬하고 중첩시킴으로써 생성된 정렬된 플롯으로부터의 예시적인 높이 계산들을 예시한다.
도 5는 본 개시내용의 실시예들이 작동할 수 있는 예시적인 컴퓨터 시스템의 블록도이다.
본 개시내용의 실시예들은 반도체 웨이퍼 상의 구조적 요소 또는 복수의 구조적 요소들의 특징 또는 복수의 특징들을 분석하기 위한 방법들에 관한 것이다. 특징은 단면 특징, 예컨대, 높이 또는 측벽 각도일 수 있다. 구조적 요소는 2차원 또는 3차원일 수 있고 예리한 또는 만곡된 에지들을 가질 수 있다. 분석은, 구조적 요소(들)가, 미리 설정된 치수들과 일치하는지 여부를 측정하기 위해 수행된다. 이러한 분석은 제조 프로세스를 개발할 때 및/또는 기존의 제조 프로세스의 수행을 모니터링할 때 수행될 수 있다. 그러한 분석은 설계 대 프로세스 감도들 및 프로세스 변동들을 제어하며, 또한, 계측으로 지칭될 수 있다.
계측의 목표들 중 하나는, 검사된 구조적 요소들이 임계 치수들로부터의 편차들을 포함하는지 여부를 결정하는 것이다. 이러한 검사는 일반적으로, 상기 편차들을 측정하는 데 요구되는 고해상도를 제공하는 하전 입자 빔 이미징에 의해 행해진다.
전형적인 측정된 구조적 요소는 2개의 대향 측벽들을 갖는 라인이다. 라인의 바닥 폭의 측정은 라인의 최상부 폭을 측정하는 것뿐만 아니라 라인의 측벽들을 측정하는 것을 수반한다. (라인을 주사하는 전자 빔이 기판에 수직인) 최상부 뷰만을 사용한 구조적 요소 라인 임계 치수들의 측정은, 특히, 측벽들 중 하나가, 그 측벽의 상부 단부가 그 측벽의 하부 단부를 가리도록 음의 측벽 각도를 가질 때, 결함 결과들을 초래할 수 있다.
상기 부정확성들을 해결하기 위해, 전자 빔의 전자적 기울임을 가능하게 하는 CD-SEM 툴들이 도입되었다. 산타 클라라의 어플라이드 머티어리얼스(Applied Materials)의 나노심(NanoSem) 3D는, 주사 전자 빔의 전자적 기울임뿐만 아니라 기계적 기울임이 웨이퍼 표면을 여러 방향들로부터 다양한 경사각들로 주사하는 것을 허용하는 컬럼을 갖는 완전 자동화된 CD-SEM이다.
기술의 진보 및 동일한 영역에 더 많은 계산 능력을 포함하려는 요구에 따라, 웨이퍼 상의 구조적 요소들이 수직으로 전개되기 시작했다(3차원 패턴들을 형성함). 미리 설정된 치수들과 제조된 구조적 요소들 사이의 변동들을 감소시키는 것은, 다른 인자들 중에서도, 구조적 요소들의 특징들의 정확하고 신뢰가능한 근사치에 의존한다. 기존의 계측 툴들 및 이미징 시스템들(예컨대, CD-SEM)에 의해 제공되는 하향식 뷰는 반도체 웨이퍼 상의 2차원 구조적 요소들에 대해서는 충분히 정확한 측정들을 제공할 수 있지만 3차원 구조적 요소들에 대해서는 아닐 수 있다. 반도체들 상의 구조적 요소들의 측정들이 결점이 있는 경우, 설계-대-프로세스 감도가 감소될 수 있고 프로세스 변동들이 지속될 수 있으며, 이는, 결함있는 반도체 웨이퍼들 및 제조된 집적 회로들의 손상된 전기적 특성들을 초래할 수 있다.
본 개시내용의 양상들은, 반도체 웨이퍼들 상의 구조적 요소들을 분석하기 위한 방법들 및 시스템들을 제공함으로써 위의 그리고 다른 결함들을 해결한다. 측정된 구조적 요소가, 미리 설정된 파라미터로부터 상당히 변동된 경우, 처리 파라미터들은, 미리 설정된 치수들과 일치하는 구조적 요소들을 생성하기 위해 프로세스를 미세조정하도록 조정될 수 있다.
분석은, 다른 구성요소들 중에서도, (임계 치수 주사 전자 현미경(CD-SEM)을 포함할 수 있는) 계측 툴을 포함하는 시스템에 의해 수행될 수 있다. 계측 툴은, 제1 경사각 및 (제1 경사각과 상이한) 제2 경사각의 (전자적 기울임 또는 물리적 기울임을 통한) 경사를 갖는 e-빔을 사용하여 인라인 측정들을 취함으로써 반도체 웨이퍼 및 반도체 웨이퍼 상의 구조적 요소들을 주사할 수 있다. 주사는 구조적 요소의 특징의 신뢰가능한 근사치를 획득하기 위해 근접한 위치들에서 수행될 수 있다.
계측 툴은, 각각, 제1 경사각 및 제2 경사각으로부터 획득된 주사들에 대응하는 제1 검사 이미지 및 제2 검사 이미지를 생성할 수 있다. 그 후에, 계측 툴은 각각의 검사 이미지로부터 제1 파형 플롯 및 제2 파형 플롯을 생성할 수 있다. 비교 표현을 형성하기 위해 제1 검사 이미지와 제2 검사 이미지가 비교될 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 파형 플롯 및 제2 파형 플롯(이들 각각은 제1 검사 이미지 및 제2 검사 이미지의 그래픽 표현들임)은 (예를 들어, 계측 툴에 의해) 정렬되고 중첩되어, 정렬된 플롯(비교 표현임)을 형성할 수 있다. 데이터가 비교 표현(예를 들어, 정렬된 플롯)으로부터 추출될 수 있고, (예를 들어, 계측 툴에 의해) 분석되고 있는 특징에 대한 근사 값을 계산하고 그 근사 값에 도달하는 데에 사용될 수 있다. 분석되고 있는 특징에 대한 근사 값에 도달하면, 미리 선택된 값들에 도달하기 위한 무작위적, 계통적 또는 단발적 실패가 발생했는지를 결정하기 위해, 계산된 값이 그 특징의 미리 선택된 값과 비교되게 할 수 있다.
본 개시내용의 장점들은 참조 구조들의 형성 없이 반도체 웨이퍼들 상의 3차원 만곡된 구조적 요소들의 단면 특징들의 값을 정확하고 신뢰성있게 근사치화하기 위한 개선된 시스템 및 방법을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
도 1a는 본원에 개시된 실시예들에 따른 계측 시스템(600)의 예시적인 환경을 예시한다. 일반적으로, 계측 시스템(600)은 계측 툴(610)(검출기(620) 및 경사를 갖는 e-빔(630)을 가짐), 및 제조 툴(650)을 포함할 수 있다. 계측 툴(610)은 또한, 도 5에서 더 상세히 논의되는 컴퓨터 시스템의 일부일 수 있는 처리 디바이스(502)를 포함할 수 있다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 계측 시스템(600)은 물체 상의 3차원 특징들의 물체(예를 들어, 반도체 웨이퍼 상의 구조적 요소)의 인라인 측정 및 검사로부터 정보를 제공하는 데 사용될 수 있는 계측 툴(610)을 포함한다. 검사는 반도체 제조 프로세스의 일부일 수 있고 물체의 제조 동안 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 계측 툴(610)은 도 1b와 관련하여 설명될 성질의 임계 치수 주사 전자 현미경(CD-SEM)을 포함할 수 있다.
도 1b는 본원에 개시된 실시예들에서 계측 툴의 일부로서 사용될 수 있는 예시적인 CD-SEM(100)을 도시한다. CD-SEM(100)은 전자 빔(101)을 생성하기 위한 전자 총(103)을 포함할 수 있고, 전자 빔은 애노드(104)로부터 추출될 수 있다. CD-SEM(100)은 또한, 물체(105)의 표면(105a) 상에 전자 빔(101)을 집속하기 위한 대물 렌즈(112)를 포함할 수 있다. 전자 빔(101)의 경사각은 경사 모드에서 인라인 측정들을 허용하도록 정렬될 수 있다. 경사 모드는, 샘플의 표면과 특정 각도("비스듬한 입사각"으로 또한 지칭됨)를 형성하는 축을 따라 샘플 상에 충돌하는 입자 빔으로 표면 상의 구조적 요소들의 측정들을 취함으로써 샘플의 표면(예를 들어, 반도체 웨이퍼의 표면)을 검사하는 데에 활용될 수 있다. 경사 모드는 다양한 기울임 메커니즘들, 예컨대, 제한 없이, 전기적 기울임("e-기울임"으로 또한 지칭됨) 또는 물리적 기울임을 통해 달성될 수 있다. 전기적 기울임은, 편향 단독에 의해 또는 전자 빔의 집속과 조합하여 비스듬한 입사각을 초래하도록 전자 빔을 편향시킴으로써 달성될 수 있다. 물리적 기울임은 물체를 기계적으로 기울임으로써 달성될 수 있다.
CD-SEM(100)은, 주사된 물체(105)에 의해 생성된 2차 전자들을 검출하기 위한 검출기(16)(도 1a의 검출기(620)에 또한 대응함)를 더 포함할 수 있다. 검출 신호들은 계측 툴(610)의 컴퓨터 시스템(500)(도 5에 설명됨)에 의해, 특히, 이미지 처리 능력들을 가질 수 있고 검사 이미지들을 생성할 수 있는 처리 디바이스(502)에 의해 처리될 수 있다. 처리 디바이스(502)는 또한, 상기 검사 이미지들로부터 파형들을 생성하도록 구성될 수 있다. 처리 디바이스(502)는 또한, 검사 이미지들 및 그로부터 생성된 파형들을 분석하는 데에 사용될 수 있는 산술 계산들을 구현하도록 구성될 수 있다.
다시 도 1a로 돌아가면, 계측 툴(610)은 반도체 웨이퍼 상의 구조적 요소 또는 복수의 구조적 요소들을 주사하기 위해 사용될 수 있다. 주사는 제1 경사각 및 제2 경사각의 경사(전자적 기울임 또는 물리적 기울임 중 어느 하나)를 갖는 e-빔을 사용하여 인라인 측정들을 취함으로써 발생할 수 있다. 계측 툴(610)이 CD-SEM을 포함할 때, CD-SEM은 (도 1b의 물체(105)와 유사한) 반도체 웨이퍼에 대해 (도 1b의 전자 빔(101)과 유사한) 경사를 갖는 e-빔(630)을 사용하여 특정 경사각으로 전자 빔을 방출할 수 있다. 이에 응답하여, 선택적으로 2차 전자들의 형태의 출력이 반도체 웨이퍼에 의해 생성될 수 있다. 2차 전자들은 (도 1b의 검출기(16)와 유사한) 검출기(620)에 의해 검출될 수 있다. 이에 응답하여, 처리 디바이스(예컨대, 도 5의 처리 디바이스(502))는 검출기로부터의 출력을 처리할 수 있고 반도체 웨이퍼를 도시하는 출력을 선택적으로 생성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 검출기로부터의 선택적 출력은 도 4a 및 4b에 도시된 바와 같은 검사 이미지일 수 있다. 결과적인 검사 이미지는 도 4c 및 4d에 도시된 바와 같은 파형을 생성하도록 처리될 수 있다. 처리 디바이스(502)는, 특정 명령어들에 따라, 검사 이미지들을 비교하고 비교 표현을 선택적으로 생성할 수 있다. 예를 들어, 처리 디바이스(502)는, 2개의 상이한 경사각들의 경사를 갖는 e-빔을 사용하여 인라인 측정들을 취함으로써 획득된 2개의 주사들로부터 생성된 2개의 파형들을 중첩시킴으로써 정렬된 플롯을 형성할 수 있다. 그 다음, 처리 디바이스(502)는 비교 표현(예를 들어, 정렬된 플롯)에 기초하여 구조적 요소(또는 복수의 구조적 요소들)의 특징(또는 복수의 특징들)을 계산할 수 있다. 처리 디바이스(502)는 또한, 검사 이미지들 및/또는 그로부터 생성된 파형들을 분석하는 데에 사용될 수 있는 산술 계산들을 구현할 수 있다. 상기 검사 이미지들 및 대응하는 파형들은 반도체 웨이퍼 상의 3차원 구조적 요소들의 단면 특징들에 대한 정보를 제공할 수 있고, 제조 프로세스 동안 미리 선택된 값들에 도달하기 위한 단발적 또는 계통적 실패가 발행했는지를 결정하는 것을 도울 수 있다.
계측 툴(610)은, 예를 들어, 처리 디바이스(예컨대, 도 5의 처리 디바이스(502))를 통해, 계산된 특징을 미리 선택된 파라미터들과 비교하고, 계산된 특징이, 미리 선택된 파라미터들로부터 허용가능한 편차 내에 있는지를 나타내는 결정 출력(645)을 생성하도록 구성될 수 있다. 미리 선택된 파라미터들로부터의 허용가능한 편차는 약 ±30% 이하, 약 ±25% 이하, 약 ±20% 이하, 약 ±15% 이하, 약 ±10% 이하, 약 ±9% 이하, 약 ±8% 이하, 약 ±7% 이하, 약 ±6% 이하, 약 ±5% 이하, 약 ±4% 이하, 약 ±3% 이하, 약 ±2% 이하, 약 ±1% 이하, 또는 약 ±0.5% 이하일 수 있다. 백분율 편차는 아래의 식(1)에 따라 계산될 수 있다:
Figure pct00001
특정 실시예들에서, 결정 출력(645)을 생성하기 위해, 계산된 특징을 미리 선택된 파라미터들과 비교하는 것은 알고리즘에 응답하여 (예를 들어, 컴퓨터 시스템, 예컨대, 도 5의 컴퓨터 시스템(500), 특히, 처리 디바이스, 예컨대, 도 5의 처리 디바이스(502)를 사용하여) 자동으로 검토를 수행할 수 있는 기계에 의해 행해질 수 있다. 다른 실시예들에서, 계산된 특징을 미리 선택된 파라미터들과 비교하는 것은 계산된 특징들을 미리 선택된 파라미터들과 수동으로 비교할 수 있는 인간으로부터의 입력을 사용할 수 있다.
결정 출력(645)은, 궁극적으로 제조 툴(650)에 제공될 수 있는, 조정될 프로세스 파라미터들 및/또는 실험의 설계와 같은 명령어들의 세트를 생성하는 데 사용될 수 있다. 명령어들의 세트는 제조 툴(650)로 하여금, 다양한 프로세스 파라미터들로 반도체 웨이퍼(들)를 제조하게 할 수 있다. 제조 툴(650)은, 출력(645), 명령어들의 세트, 및 다른 선택적 개재 프로세스 유닛들에 기초하여, 기존의 제조 프로세스를 유지하거나, 제조 프로세스를 조정하거나, 제조 프로세스를 정지시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 출력(645)이, 계산된 특징이, 미리 선택된 파라미터들로부터 허용가능한 편차 내에 있음을 나타내는 경우, 명령어들의 세트는, 시행 중인 제조 프로세스가 유지될 수 있음을 제조 툴(650)에 나타낼 것이다. 결정 출력(645)이, 계산된 특징이, 미리 선택된 파라미터들로부터 허용가능한 편차 밖에 있음을 나타내는 경우, 명령어들의 세트는, 설계 대 프로세스 감도를 최적화하고/거나 프로세스 변동들을 감소시키고/거나 미리 선택된 파라미터들로부터의 편차들을 감소시키기 위해, 실험들의 설계를 생성하고 구현하고/거나 특정 프로세스 노드들을 조정하여 제조 프로세스를 변화시키도록 제공될 수 있다.
일부 실시예들에서, 계측 툴(610) 및 제조 툴(650)은 동일하거나 상이한 위치들에 위치된 상이한 툴들일 수 있고, 동일하거나 상이한 컴퓨터 시스템들, 예컨대, 컴퓨터 시스템(500), 또는 상이한 모드들로 작동되고 단일 컴퓨터 시스템(500)을 포함하는 단일 툴을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 계측 시스템(600)은 계측 툴(610)(그의 다양한 구성요소들, 예컨대, 처리 디바이스(502)) 및 제조 툴(650)이 네트워크들을 통해 서로 결합되는 분산 환경으로 구현될 수 있다.
도 2a는 반도체 웨이퍼 상에 구성될 수 있는 예시적인 구조적 요소(200)의 사시도를 예시한다. 구조적 요소는 제1 측벽(212)(본원에서 "우측 횡단 섹션(right traverse section)"으로 또한 지칭됨), 제2 측벽(216)(본원에서 "좌측 횡단 섹션"으로 또한 지칭됨), 및 최상부(214)를 갖는다. 도 2a에 도시된 예시적인 구조적 요소는 예리한 에지들을 갖지만, 본원에서 논의된 구조적 요소들은 예리한 에지들을 갖는 것들뿐만 아니라 만곡된 에지들을 갖는 것들을 포함한다.
도 2b는 도 2a의 예시적인 구조적 요소(200)의 단면도를 예시한다. 계측 툴, 예컨대, CD-SEM은 구조적 요소(200)의 하향식 뷰를 제공할 수 있다. 전자 빔은 구조적 요소(200)에 제1 경사각(α1)으로 지향될 수 있다. 이에 응답하여, 구조적 요소(200)는 제1 임계 치수(E1)에 도달하기 위해 사용될 수 있는 제1 경사각(α1)으로 2차 전자들을 방출할 수 있다. 전자 빔은 후속하여, 구조적 요소(200)에 제2 경사각(α2)으로 지향될 수 있다. 이에 응답하여, 구조적 요소(200)는 제2 임계 치수(E2)에 도달하기 위해 사용될 수 있는 제2 경사각(α2)으로 2차 전자들을 방출할 수 있다. 제1 경사각, 제1 임계 치수, 제2 경사각, 및 제2 임계 치수에 기초하여, 아래의 식들(2 및 3)에 기초하여 구조적 요소(200)의 높이(h) 및 측벽 각도(θ)를 계산하는 것이 가능할 수 있다.
Figure pct00002
Figure pct00003
이는 아래의 식들(4 및 5)에 도달하도록 수학적으로 추가로 조작될 수 있다:
Figure pct00004
Figure pct00005
식들(2-5)은 도 2a 및 2b에 도시된 바와 같이 예리한 코너들을 갖는 구조적 요소들의 특징들을 계산할 때 근접한 근사치들을 제공한다. 그러나, 실제로, 반도체 웨이퍼들 상에 구축된 구조적 요소들은 도 2c에 도시된 바와 같이 만곡될 수 있다. 본원에 개시된 실시예들에 따른 방법론들은 만곡된 구조적 요소들의 특징들을 산술적 및 그래픽적 양쪽 모두로 계산하는 데에 사용될 수 있다.
높이, 각도 배향, 폭, 단면 형상을 포함하지만 이에 제한되지 않는 구조적 요소의 다양한 특징들이 관심 대상일 수 있다. 본원에 개시된 방법들 및 시스템들은, 기존의 방법들로 정확하게 계산될 가능성이 더 적은 3차원 만곡된 구조적 요소들의 단면 특징들의 분석에 관한 것이다.
도 3은 구조적 요소의 특징을 분석하기 위한 방법(300)의 흐름도를 도시한다. 구조적 요소는 반도체 웨이퍼 상에 있을 수 있고 나노미터 규모일 수 있다. 방법(300)은 하드웨어(예를 들어, 회로, 전용 로직, 프로그램가능 로직, 마이크로코드, 디바이스의 하드웨어, 집적 회로 등), 소프트웨어(예를 들어, 처리 디바이스 상에서 작동 또는 실행되는 명령어들), 또는 이들의 조합을 포함할 수 있는 처리 로직에 의해 수행될 수 있다. 일부 실시예들에서, 방법(300)은 도 1a의 계측 툴(610)에 의해 수행될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 방법은, 블록(310)에서, 구조적 요소 상의 제1 위치의 인라인 측정들을 제1 경사각의 경사(전자적 기울임 또는 물리적 기울임)를 갖는 e-빔을 사용하여 취함으로써 계측 툴(예컨대, 도 1a의 계측 툴(610))이 주사하는 단계로 시작할 수 있다. 계측 툴은, 블록(320)에 따라, 이러한 인라인 측정에 기초하여 반도체 웨이퍼의 제1 검사 이미지, 예를 들어, 도 4a를 생성할 수 있다. 제1 검사 이미지는 제1 파형, 예를 들어, 도 4c를 생성하는 데 활용될 수 있다. 처리 로직은 후속하여, 계측 툴(610)로 하여금, 블록(330)에 따라, 구조적 요소 상의 제2 위치의 인라인 측정들을 제2 경사각의 경사(전자적 기울임 또는 물리적 기울임)를 갖는 e-빔을 사용하여 취함으로써 주사하게 할 수 있다. 그 다음, 계측 툴은, 블록(340)에 따라, 이러한 인라인 측정에 기초하여 반도체 웨이퍼의 제2 검사 이미지, 예를 들어, 도 4b를 생성할 수 있다. 제2 검사 이미지는 반도체 웨이퍼의 제2 파형, 예를 들어, 도 4d를 생성하는 데 활용될 수 있다.
제1 경사각 및 제2 경사각은, 독립적으로, 0 도 초과로부터 약 15 도까지의 범위일 수 있다. 제1 경사각 및 제2 경사각은 서로 상이할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제2 경사각은 제1 경사각보다 클 수 있다. 특정 실시예들에서, 제2 경사각은 약 15 도일 수 있고 제1 경사각은 약 10 도, 약 8 도, 약 5 도, 또는 약 3 도일 수 있다. 다른 실시예들에서, 제2 경사각은 약 12 도일 수 있고 제1 경사각은 약 8 도, 약 5 도, 또는 약 3 도일 수 있다. 또 다른 실시예들에서, 제2 경사각은 약 10 도일 수 있고 제1 경사각은 약 5 도, 또는 약 3 도일 수 있다. 본원에 명시적으로 열거되지 않은 다른 조합들이 또한 가능할 수 있다. 경사각들의 차이가 더 클수록, 본원에 개시된 방법들에 따른 단면 특징의 최종 근사치가 더 정확할 것이다.
일부 실시예들에서, 제1 경사각 및/또는 제2 경사각은 15 도보다 클 수 있다(예를 들어, 20 도). 예를 들어, 주사되고 있는 물체를 기계적으로 기울임으로써 기계적 기울임을 통해 더 큰 경사각들이 달성될 수 있다.
생성된 검사 이미지들은, 도 4a 및 4b에 예시된 바와 같이, 반도체 웨이퍼 상의 구조적 요소들의 묘사들이다. 그레이 컬러 레벨의 강도의 변화들(즉, 검사 이미지에서의 컬러 콘트라스트들)은, 검출기가 검출한 2차 전자들로부터 검출기에 의해 인지되는 바와 같은 구조적 요소의 깊이의 변화들을 표현한다.
특정 실시예들에서, 검사 이미지들은 픽셀의 함수로서 그레이 컬러 레벨의 파형 플롯들로 변환될 수 있는데, 예를 들어 도 4c 및 4d이다. 예를 들어, 도 4a는 5 도의 경사각으로 반도체 웨이퍼를 주사(예를 들어, 도 4e로부터의 구조적 요소들(410, 420, 430, 440 및 450)을 주사)한 후에 생성된 검사 이미지를 도시한다. 도 4a의 검사 이미지는 5개의 구조적 요소들(410A, 420A, 430A, 440A 및 450A)을 검출하였고, 이는 도 4c의 파형 플롯에서 각각 구조적 요소들(410C, 420C, 430C, 440C 및 450C)에 대응한다.
도 4b는 12 도의 경사각으로 반도체 웨이퍼를 주사(예를 들어, 도 4e로부터의 구조적 요소들(410, 420, 430, 440 및 450)을 주사)한 후에 생성된 검사 이미지를 도시한다. 도 4b의 검사 이미지는 5개의 구조적 요소들(410B, 420B, 430B, 440B 및 450B)을 검출하였고, 이는 도 4d의 파형 플롯에서 각각 구조적 요소들(410D, 420D, 430D, 440D 및 450D)에 대응한다.
특정 실시예들에서, 파형들(예를 들어, 도 4c 및 4d의 파형들)은, 처리되고 픽셀 플롯의 함수로서 그레이 스케일 레벨로 변환될 검사 이미지의 섹션(예를 들어, 섹션들(도 4a의 460A 및 도 4b의 460B))을 선택함으로써 검사 이미지들(예를 들어, 도 4a 및 4b의 검사 이미지들)로부터 생성될 수 있다.
본 개시내용의 특정 부분들이 그래픽적으로 제시될 수 있지만, 2개의 파형 플롯들 사이의 최소 편이들의 지점들, 최대치들, 및 최소치들의 식별은 모두 산술 계산들을 통해(예를 들어, 1차 도함수 및 2차 도함수를 취함으로써) 도출될 수 있다는 점이 이해되어야 한다. 산술 계산들은 배후에서(즉, 검사 이미지, 파형 또는 정렬된 파형 플롯을 생성하지 않고) 수행될 수 있다. 본 개시내용은 그러한 계산들도 포함하도록 의도된다.
이러한 파형 플롯들에서, 각각의 구조적 요소는 2개의 최대치들 및 2개의 최소치들을 포함한다. 제1 최대치(예는 최대치 1로 표시됨)는 만곡된 구조적 요소의 좌측 횡단 측에 대응할 수 있다(도 4e에서 구조적 요소(420) 상에서 최대치 1로 도시됨). 제1 최소치(예는 최소치 1로 표시됨)는 만곡된 구조적 요소의 최상부에 대응할 수 있다(도 4e에서 구조적 요소(420) 상에서 최소치 1로 도시됨). 제2 최대치(예는 최대치 2로 표시됨)는 만곡된 구조적 요소의 우측 횡단 측에 대응할 수 있다(도 4e에서 구조적 요소(420) 상에서 최대치 2로 도시됨). 제2 최소치(예는 최소치 2로 표시됨)는 구조적 요소들 사이의 공간에 대응할 수 있다(도 4e에서 구조적 요소(420) 상에서 최소치 2로 도시됨).
도 3의 방법(300)으로 돌아가면, 처리 로직은 후속하여, 계측 툴(예를 들어, 610)로 하여금 블록(350)에 따라 제1 검사 이미지와 제2 검사 이미지를 비교함으로써 비교 표현을 형성하게 할 수 있다. 특정 실시예들에서, 검사 이미지들을 비교하는 것은 도 4f 및 4g에 도시된 바와 같이 (비교 표현인) 정렬된 플롯을 형성하기 위해 (각각, 제1 및 제2 검사 이미지들로부터 생성된) 제1 파형과 제2 파형을 정렬하는 것을 포함할 수 있다. 제1 파형과 제2 파형은 제1 파형과 제2 파형 사이의 최소 편이의 지점(즉, 앵커 포인트)을 식별함으로써 정렬될 수 있다. 일부 실시예들에서, 파형들 사이의 최소 편이의 지점(즉, 앵커 포인트)은 구조적 요소들 중 하나의 좌측 횡단 섹션일 수 있다(예를 들어, 도 4c의 구조적 요소(420C)의 최대치 1은 도 4d의 구조적 요소(420D)의 최대치 1과 정렬될 수 있다). 특정 실시예들에서, 구조적 요소들 중 하나에 기초하여 제1 파형과 제2 파형을 정렬하는 것은 그 구조적 요소의 단면 특징만을 계산하기 위해 사용될 수 있다. 그러한 실시예들에서, 반도체 웨이퍼 상의 복수의 구조적 요소들에 대한 복수의 특징들을 개별적으로 그리고 독립적으로 계산하기 위해, 제1 파형 및 제2 파형들은 (복수의 상이한 앵커 포인트들에 기초하여 복수의 정렬된 플롯들을 형성하는) 각각의 구조적 요소에 대해 재정렬된다. 이 방법은 각각의 특징을 개별적으로 앵커링하는 것으로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 도 4c 및 4d를 보면, 제1 정렬된 플롯은 구조적 요소(410C 및 410D)에 대해 제1 피크(최대치 1)를 정렬함으로써 형성될 수 있고; 제2 정렬된 플롯은 구조적 요소(420C 및 420D)에 대해 제1 피크(최대치 1)를 정렬함으로써 형성될 수 있고; 제3 정렬된 플롯은 구조적 요소(430C 및 430D)에 대해 제1 피크(최대치 1)를 정렬함으로써 형성될 수 있고; 제4 정렬된 플롯은 구조적 요소(440C 및 440D)에 대해 제1 피크(최대치 1)를 정렬함으로써 형성될 수 있고; 제5 정렬된 플롯은 구조적 요소(450C 및 450D)에 대해 제1 피크(최대치 1)를 정렬함으로써 형성될 수 있다. 그 다음, 복수의 특징들이, 대응하는 정렬된 플롯으로부터 각각의 구조적 요소에 대해 계산될 수 있다(즉, 구조적 요소(410)의 단면 높이는 제1 정렬된 플롯으로부터 계산될 수 있고; 구조적 요소(420)의 단면 높이는 제2 정렬된 플롯으로부터 계산될 수 있는 등이다).
다른 실시예들에서, 복수의 구조적 요소들에 대해 복수의 특징들을 계산하기 위해 단일의 정렬된 플롯이 사용될 수 있다(즉, 파형들을 하나의 구조적 요소에 대해 정렬하는 것은 다른 구조적 요소들에 대해서도 정렬함). 예를 들어, 도 4c 및 4d를 보면, 구조적 요소(410C 및 410D)에 대해 제1 피크(최대치 1)를 정렬함으로써 단일의 정렬된 플롯이 형성될 수 있다. 구조적 요소들(420, 430, 440, 및 450)에 대한 제1 피크는 자신을 그러한 단일의 정렬된 플롯에서 정렬할 수 있고, 각각의 구조적 요소에 대한 별개의 앵커링이 생략될 수 있다.
특정 실시예들에서, 계측 툴은 (예를 들어, 경사를 갖는 e-빔을 사용하여 인라인 측정들을 취함으로써) 반도체 웨이퍼 상의 특정 위치를 주사하고, 분석될 단일 구조적 요소의 검사 이미지 및 대응하는 파형을 생성할 수 있다. 다른 실시예들에서, 복수의 구조적 요소들은 복수의 구조적 요소들의 제1 표현을 포함하는 제1 검사 이미지를 생성하기 위해 제1 경사각으로 (예를 들어, 경사를 갖는 e-빔을 사용하여 인라인 측정들을 취함으로써) 주사될 수 있다. 복수의 구조적 요소들은 후속하여, 복수의 구조적 요소들의 제2 표현을 포함하는 제2 검사 이미지를 생성하기 위해 제2 경사각으로 (예를 들어, 경사를 갖는 e-빔을 사용하여 인라인 측정들을 취함으로써) 주사될 수 있다. 이전에 논의된 바와 같이 비교 표현을 형성하기 위해 본 실시예의 제1 검사 이미지와 제2 검사 이미지가 비교될 수 있다.
도 3으로 되돌아가면, 처리 로직은 블록(360)에 따라 비교 표현으로부터 구조적 요소의 특징을 추가로 계산할 수 있다. 특징을 계산하는 것은, 임계 치수들의 차이에 도달하기 위해, 제1 검사 이미지에서(그리고 선택적으로, 그로부터 생성된 제1 파형으로부터) 식별된 제1 임계 치수를 제2 검사 이미지에서(그리고 선택적으로, 그로부터 생성된 제2 파형으로부터) 식별된 제2 임계 치수로부터 감산하는 것을 포함할 수 있다. 도 4c 및 4d를 보면, 제1 임계 치수(E1곡선)는, 예를 들어, 구조적 요소(420C)의 제2 최소치(최소치 2)에 대응하는 픽셀일 수 있다. 제2 임계 치수(E2곡선)는, 예를 들어, 구조적 요소(420D)의 제2 최소치(최소치 2)에 대응하는 픽셀일 수 있다.
픽셀들과 길이의 단위(예를 들어, 나노미터) 사이의 관계가 알려져 있는 경우(예를 들어, 하나의 픽셀이 0.5 nm와 동일함), 픽셀들의 차이(E2곡선-E1곡선)는 길이 단위들의 차이로 변환될 수 있다. 처리 로직은, 위의 식들(4 및 5)에 따라 (길이 단위들로 변환된 바와 같은) 임계 치수들의 차이, 제1 경사각, 및 제2 경사각에 기초하여 구조적 요소의 특징(예컨대, 높이, 측벽 각도, 측벽 프로파일 등)을 결정할 수 있다.
복수의 구조적 요소들로부터의 복수의 특징들이 분석되고 있을 때, 위에서 설명된 계산은 각각의 구조적 요소에 대해 반복될 수 있다.
계측 툴은, 블록(370)에 따라, 미리 선택된 파라미터들에 도달하기 위한 단발적 또는 계통적 실패가 발생했는지를 결정하기 위해, 계산된 특징이, 미리 선택된 파라미터들과 비교되게 할 수 있다. 계산된 특징의 값이, 미리 선택된 파라미터들로부터 약 30% 이하(또는 다른 허용가능한 편차) 내에 있으면, 기존의 제조 프로세스는, 블록(390)에 따라, 기존의 절차에 따라 반도체 웨이퍼 상에 구조적 요소들을 계속 제조할 수 있다. 그렇지 않으면, 제조 프로세스는 블록(380)에 따라 재평가될 수 있다. 제조 프로세스를 재평가하는 것은, 프로세스를 자동으로 조정하거나, 프로세스를 완전히 정지시키거나, 제조 프로세스를 더 평가하고 제조 프로세스의 어느 노드들이 조정될 수 있는지를 결정하기 위해 실험들의 설계를 생성 및 구현하는 것을 수반할 수 있다. 제조 프로세스의 재평가에 관한 명령어들이 제조 툴(650)(도 1)에 제공될 수 있고, 다른 인자들 중에서도, 출력(645)(도 1)에 의해 영향을 받을 수 있다.
미리 선택된 파라미터들로부터의 허용가능한 편차는 약 ±30% 이하, 약 ±25% 이하, 약 ±20% 이하, 약 ±15% 이하, 약 ±10% 이하, 약 ±9% 이하, 약 ±8% 이하, 약 ±7% 이하, 약 ±6% 이하, 약 ±5% 이하, 약 ±4% 이하, 약 ±3% 이하, 약 ±2% 이하, 약 ±1% 이하, 또는 약 ±0.5% 이하일 수 있다. 백분율 편차는 상기 식(1)에 따라 계산될 수 있다.
도 5는, 기계로 하여금 본원에 논의된 방법론들 중 임의의 하나 이상을 수행하게 하기 위한 명령어들의 세트가 내부에서 실행될 수 있는 컴퓨터 시스템(500)의 예시적인 기계를 예시한다. 대안적인 구현들에서, 기계는 LAN, 인트라넷, 엑스트라넷 및/또는 인터넷으로 다른 기계들에 연결(예를 들어, 네트워킹)될 수 있다. 기계는 클라이언트-서버 네트워크 환경에서의 서버 또는 클라이언트 기계로서, 또는 피어-투-피어(또는 분산형) 네트워크 환경에서의 피어 기계로서, 또는 클라우드 컴퓨팅 기반구조 또는 환경에서의 서버 또는 클라이언트 기계로서 작동할 수 있다.
기계는 개인용 컴퓨터(PC), 태블릿 PC, 셋톱 박스(STB), 휴대 정보 단말기(PDA), 셀룰러 전화기, 웹 기기, 서버, 네트워크 라우터, 스위치 또는 브리지, 또는 기계에 의해 취해질 동작들을 명시하는 (순차적 또는 다른 방식의) 명령어들의 세트를 실행할 수 있는 임의의 기계일 수 있다. 또한, 단일 기계가 예시되어 있지만, "기계"라는 용어는 또한, 본원에 논의된 방법론들 중 임의의 하나 이상을 수행하도록 명령어들의 세트(또는 복수의 세트들)를 개별적으로 또는 공동으로 실행하는 기계들의 임의의 집합을 포함하는 것으로 간주되어야 한다.
예시적인 컴퓨터 시스템(500)은, 버스(530)를 통해 서로 통신하는, 처리 디바이스(502), 주 메모리(504)(예를 들어, 판독 전용 메모리(ROM), 플래시 메모리, 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM), 예컨대, 동기식 DRAM(SDRAM) 또는 램버스 DRAM(RDRAM) 등), 정적 메모리(506)(예를 들어, 플래시 메모리, 정적 랜덤 액세스 메모리(SRAM) 등), 및 데이터 저장 디바이스(518)를 포함한다.
처리 디바이스(502)는 하나 이상의 범용 처리 디바이스, 예컨대, 마이크로프로세서, 중앙 처리 유닛 등을 나타낸다. 더 구체적으로, 처리 디바이스는 복합 명령어 세트 컴퓨팅(CISC) 마이크로프로세서, 축소 명령어 세트 컴퓨팅(RISC) 마이크로프로세서, 매우 긴 명령어(VLIW) 마이크로프로세서, 또는 다른 명령어 세트들을 구현하는 프로세서, 또는 명령어 세트들의 조합을 구현하는 프로세서들일 수 있다. 처리 디바이스(502)는 또한, 하나 이상의 특수 목적 처리 디바이스, 예컨대, 주문형 집적 회로(ASIC), 필드 프로그래밍가능 게이트 어레이(FPGA), 디지털 신호 프로세서(DSP), 네트워크 프로세서 등일 수 있다. 처리 디바이스(502)는 본원에 논의된 작동들 및 단계들(예를 들어, 계측 툴(610)과 관련하여 위에서 논의된 작동들 및 단계들)을 수행하기 위한 명령어들(526)을 실행하도록 구성된다.
컴퓨터 시스템(500)은 네트워크(520)를 통해 통신하기 위해 네트워크 인터페이스 디바이스(508)를 더 포함할 수 있다. 컴퓨터 시스템(500)은 또한, 비디오 디스플레이 유닛(510)(예를 들어, 액정 디스플레이(LCD) 또는 음극선관(CRT)), 문자숫자식 입력 디바이스(512)(예를 들어, 키보드), 커서 제어 디바이스(514)(예를 들어, 마우스), 그래픽 처리 유닛(522), 신호 생성 디바이스(516)(예를 들어, 스피커), 그래픽 처리 유닛(522), 비디오 처리 유닛(528), 및 오디오 처리 유닛(532)을 포함할 수 있다.
데이터 저장 디바이스(518)는, 본원에 설명된 방법론들 또는 기능들 중 임의의 하나 이상을 실현하는 소프트웨어 또는 명령어들(526)의 하나 이상의 세트가 저장되어 있는 기계 판독가능 저장 매체(524)(또한, 컴퓨터 판독가능 매체로 알려짐)를 포함할 수 있다. 명령어들(526)은 또한, 컴퓨터 시스템(500)에 의한 명령어들의 실행 동안 완전하게 또는 적어도 부분적으로 주 메모리(504) 내에 그리고/또는 처리 디바이스(502) 내에 상주할 수 있으며, 주 메모리(504) 및 처리 디바이스(502)는 또한, 기계 판독가능 저장 매체를 구성한다.
일 실시예에서, 명령어들(526)은 반도체 웨이퍼 상의 구조적 요소의 특징의 분석에 대응하는 기능성을 구현하기 위한 명령어들(예를 들어, 도 1a의 계측 툴(610))을 포함한다. 예시적인 실시예에서 기계 판독가능 저장 매체(524)가 단일 매체인 것으로 도시되어 있지만, "기계 판독가능 저장 매체"라는 용어는 명령어들의 하나 이상의 세트를 저장하는 단일 매체 또는 복수 매체들(예를 들어, 중앙집중형 또는 분산형 데이터베이스 및/또는 연관된 캐시들 및 서버들)을 포함하는 것으로 간주되어야 한다. "기계 판독가능 저장 매체"라는 용어는 또한, 기계에 의한 실행을 위해 명령어들의 세트를 저장하거나 인코딩할 수 있으며 기계로 하여금 본 개시내용의 방법론들 중 임의의 하나 이상을 수행하게 하는 임의의 매체를 포함하는 것으로 간주되어야 한다. 이에 따라, "기계 판독가능 저장 매체"라는 용어는, 솔리드 스테이트 메모리들, 광학 매체들 및 자기 매체들(그러나 이에 제한되지는 않음)을 포함하는 것으로 간주되어야 한다.
전술한 상세한 설명의 일부 부분들은 컴퓨터 메모리 내의 데이터 비트들에 대한 연산들의 상징적 표현들 및 알고리즘들의 측면에서 제시되었다. 이러한 알고리즘 설명들 및 표현들은, 데이터 처리 기술분야의 통상의 기술자가, 그들의 작업의 본질을 관련 기술분야의 다른 통상의 기술자에게 가장 효과적으로 전달하기 위해 사용하는 방식들이다. 알고리즘은 본원에서 그리고 일반적으로, 원하는 결과로 이어지는 자기 부합적인 일련의 작동들인 것으로 생각된다. 이 작동들은 물리적 양들의 물리적 조작들을 요구하는 작동들이다. 꼭 그럴 필요는 없지만 보통, 이러한 양들은 저장, 결합, 비교, 그리고 다른 방식으로 조작될 수 있는 전기 또는 자기 신호들의 형태를 취한다. 이러한 신호들을 비트들, 값들, 요소들, 심볼들, 문자들, 용어들, 숫자들 등으로 지칭하는 것이, 주로, 공통 사용이라는 이유로, 때때로 편리하다는 것이 증명되었다.
그러나, 이러한 용어들 및 유사한 용어들 전부는 적절한 물리적 양들과 연관되어야 하며 단지 이러한 양들에 적용되는 편리한 표시들이라는 점을 염두에 두어야 한다. 위의 논의로부터 명백한 것으로서 다른 방식으로 구체적으로 언급되지 않는 한, 설명 전반에 걸쳐, "식별" 또는 "결정" 또는 "실행" 또는 "수행" 또는 "수집" 또는 "생성" 또는 "전송" 등과 같은 용어들을 활용한 논의들이, 컴퓨터 시스템의 레지스터들 및 메모리들 내에서 물리적 (전자적) 양들로서 표현되는 데이터를 컴퓨터 시스템 메모리들 또는 레지스터들 또는 다른 그러한 정보 저장 디바이스들 내에서 물리적 양들로서 유사하게 표현되는 다른 데이터로 조작하고 변환시키는 컴퓨터 시스템 또는 유사한 전자 컴퓨팅 디바이스의 작동 및 프로세스들을 지칭한다는 것이 이해된다.
본 개시내용은 또한, 본원의 작동들을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다. 이러한 장치는 의도된 목적들을 위해 특별히 구성될 수 있거나, 이는 컴퓨터에 저장된 컴퓨터 프로그램에 의해 선택적으로 활성화되거나 재구성되는 범용 컴퓨터를 포함할 수 있다. 그러한 컴퓨터 프로그램은 전자적 명령어들을 저장하기에 적합하고 각각이 컴퓨터 시스템 버스에 결합된 컴퓨터 판독가능 저장 매체, 예컨대, 플로피 디스크들, 광학 디스크들, CD-ROM들, 및 광자기 디스크들을 포함하는 임의의 유형의 디스크, 판독 전용 메모리들(ROM들), 랜덤 액세스 메모리들(RAM들), EPROM들, EEPROM들, 자기 또는 광학 카드들, 또는 임의의 유형의 매체들(그러나 이에 제한되지 않음)에 저장될 수 있다.
본원에서 제시된 알고리즘들 및 디스플레이들은 임의의 특정한 컴퓨터 또는 다른 장치와 본질적으로 관련되지 않는다. 다양한 범용 시스템들은, 본원의 교시들에 따라 프로그램들과 함께 사용될 수 있거나, 이는, 방법을 수행하기 위해 더 특화된 장치를 구성하기에 편리하다는 것을 증명할 수 있다. 다양한 이러한 시스템들에 대한 구조가 아래의 설명에 제시되는 바와 같이 나타날 것이다. 추가적으로, 본 개시내용은 임의의 특정 프로그래밍 언어와 관련하여 설명되지 않는다. 다양한 프로그래밍 언어들이, 본원에 설명된 바와 같이 본 개시내용의 교시들을 구현하는 데에 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
본 개시내용은, 본 개시내용에 따른 프로세스를 수행하도록 컴퓨터 시스템(또는 다른 전자 디바이스들)을 프로그래밍하는 데에 사용될 수 있는 명령어들이 저장되어 있는 기계 판독가능 매체를 포함할 수 있는 컴퓨터 프로그램 제품 또는 소프트웨어로서 제공될 수 있다. 기계 판독가능 매체는 기계(예를 들어, 컴퓨터)에 의해 판독가능한 형태로 정보를 저장하기 위한 임의의 메커니즘을 포함한다. 예를 들어, 기계 판독가능(예를 들어, 컴퓨터 판독가능) 매체는 기계(예를 들어, 컴퓨터) 판독가능 저장 매체, 예컨대, 판독 전용 메모리("ROM"), 랜덤 액세스 메모리("RAM"), 자기 디스크 저장 매체, 광학 저장 매체, 플래시 메모리 디바이스 등을 포함한다.
예들
이하의 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제시되며, 물론, 본원에 설명되고 청구되는 본 발명을 구체적으로 제한하는 것으로서 해석되어서는 안 된다. 관련 기술분야의 통상의 기술자들의 범위 내에 있을, 현재 알려져 있거나 나중에 개발될 모든 등가물들의 대체, 및 제제에서의 변화들 또는 실험 설계에서의 사소한 변화들을 포함하는, 본 발명의 그러한 변형들은 본원에 포함되는 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주되어야 한다.
도 4f는, 본원에 개시된 방법들에 따른, 3차원 구조적 요소의 단면 높이의 분석을 예시한다. 반도체 웨이퍼를, 5 도의 제1 경사각으로, 경사 능력을 갖는 e-빔을 사용하는 CD-SEM을 사용하여 인라인 측정을 취함으로써 주사했고, 제1 검사 이미지(도 4a)를 생성했다. 제1 검사 이미지로부터의 섹션(박스(460A)로 표시됨)을 제1 파형(도 4c)으로 변환했다. 제1 파형은 픽셀 플롯의 함수로서 그레이 컬러 레벨로서 플로팅되었다. 동일한 반도체 웨이퍼를, 12 도의 제2 경사각으로, 경사 능력을 갖는 e-빔을 사용하는 CD-SEM을 다시 사용하여 인라인 측정을 취함으로써 주사했고, 제2 검사 이미지(도 4b)를 생성했다. 제2 검사 이미지로부터의 섹션(박스(460B)로 표시됨)을 제2 파형(도 4d)으로 변환했다. 제2 파형은 또한, 픽셀 플롯의 함수로서 그레이 컬러 레벨로서 플로팅되었다.
본 예의 검사 이미지들(도 4a 및 도 4b)은, 도 2c의 화살표들에 의해 도시된 바와 같이, CD-SEM의 전자 빔이 우측 에지 및 측벽의 뷰를 (즉, 방위각이 0 도였을 때) 제공하는 방향으로 기울어진 실시예 하에서 획득되었다. 전자 빔은 방위각을 변화시킴으로써 다른 방향들로도 지시될 수 있다. 일부 실시예들에서, 전자 빔은 위에서 아래로의 방향, 아래에서 위로의 방향, 우측에서 좌측으로의 방향, 또는 좌측에서 우측으로의 방향으로 지시될 수 있다. 본원에 개시된 방법론들은 다양한 전자 빔 주사 방향들로부터 획득된 검사 이미지들(및 대응하는 파형들)에 적용될 수 있고, 예들에 예시된 방향으로 제한되지 않는다.
도 4f에 도시된 정렬된 플롯을 생성하기 위해 제1 파형(도 4c) 및 제2 파형(도 4d)을 정렬하고 중첩시켰다. 파형들을 좌측 에지 정렬(좌측 횡단 섹션 정렬로 또한 지칭됨)에 기초하여 정렬하였다. 선택된 구조적 요소(예를 들어, 420C 및 420D)에 대해, 만곡된 3차원 구조적 요소의 우측 바닥 코너(예를 들어, 도 2c의 접촉점(240))에 대응하는 제2 최소치(최소치 2)가 식별되었고, 그의 픽셀 번호가 표시된다. (5 도에 대한) 제1 파형에서의 420C의 최소치 2에 대응하는 픽셀 번호는 216이었다. (12 도에 대한) 제2 파형에서의 420D의 최소치 2에 대응하는 픽셀 번호는 229이었다. 픽셀 번호들의 차이는 13으로 계산되었다. 픽셀들과 길이 단위 사이의 관계는 각각의 픽셀에 대해 0.5 나노미터였다. 그러므로, 13개의 픽셀은 6.5 나노미터에 대응한다. 만곡된 3차원 구조적 요소의 높이에 대한 근사치에 도달하기 위해, 이러한 계산된 값들을 식(4)에 대입했다. 계산은 아래에 제시된다:
Figure pct00006
도 4g에 도시된 바와 동일한 정렬된 플롯의 상이한 구조적 요소에 대해 유사한 계산이 수행되었다. (5 도에 대한) 제1 파형에서의 430C의 최소치 2에 대응하는 픽셀 번호는 348이었다. (12 도에 대한) 제2 파형에서의 430D의 최소치 2에 대응하는 픽셀 번호는 361이었다. 만곡된 3차원 구조적 요소의 높이에 대한 근사치에 도달하기 위해, 이러한 값들을 식(4)에 대입했다. 계산은 아래에 제시된다:
Figure pct00007
전술한 명세서에서, 본 개시내용의 실시예들은 그의 특정한 예시적인 실시예들을 참조하여 설명되었다. 다음의 청구항들에 제시되는 바와 같이 본 개시내용의 실시예들의 더 넓은 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 그에 대해 다양한 수정들이 이루어질 수 있다는 것이 명백할 것이다. 이에 따라, 본 명세서 및 도면들은 제한적인 의미보다는 예시적인 의미로 간주되어야 한다.
본 명세서 전체에 걸친 "일 실시예" 또는 "실시예"에 대한 참조는, 그 실시예와 관련하여 설명된 특정 특징, 구조, 또는 특성이 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서 전체에 걸쳐 다양한 곳들에서 "일 실시예에서" 또는 "실시예에서"와 같은 문구의 출현들은, 모두 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 추가적으로, "또는"이라는 용어는 배타적인 "또는"이 아니라 포괄적인 "또는"을 의미하도록 의도된다. "약" 또는 "대략"이라는 용어가 본원에서 사용될 때, 이는 제시된 공칭 값이 ±10% 이내로 정확함을 의미하도록 의도된다.
본원의 방법들의 작동들이 특정 순서로 도시되고 설명되지만, 각각의 방법의 작동들의 순서는 특정 작동들이 역순으로 수행될 수 있도록 또는 특정 작동이 다른 작동들과, 적어도 부분적으로, 동시에 수행될 수 있도록 변경될 수 있다. 다른 실시예에서, 별개의 작동들의 하위 작동들 또는 명령어들은 간헐적이고/거나 교번하는 방식일 수 있다.

Claims (20)

  1. 반도체 웨이퍼 상의 구조적 요소의 특징을 분석하기 위한 방법으로서,
    계측 툴을 사용하여 상기 구조적 요소를 인라인으로 측정하는 단계 - 상기 측정하는 단계는:
    제1 경사각으로 상기 구조적 요소를 주사하고 제1 검사 이미지를 생성하는 단계; 및
    제2 경사각으로 상기 구조적 요소를 주사하고 제2 검사 이미지를 생성하는 단계를 포함함 -;
    비교 표현(comparative representation)을 형성하기 위해 상기 제1 검사 이미지와 상기 제2 검사 이미지를 비교하는 단계; 및
    상기 비교 표현으로부터 상기 구조적 요소의 특징을 계산하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 검사 이미지로부터 제1 파형을 생성하는 단계; 및
    상기 제2 검사 이미지로부터 제2 파형을 생성하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 비교 표현은 정렬된 플롯이고, 상기 비교하는 단계는 상기 정렬된 플롯을 형성하기 위해 상기 제1 파형과 상기 제2 파형을 정렬하는 단계를 포함하고, 상기 정렬하는 단계는 상기 제1 파형과 상기 제2 파형 사이의 최소 편이의 지점을 식별하는 단계를 포함하는, 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 최소 편이의 지점은 상기 구조적 요소 상의 좌측 횡단 섹션을 나타내는, 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 계산하는 단계는:
    임계 치수들의 차이에 도달하기 위해, 상기 제1 검사 이미지에서 식별된 제1 임계 치수를 상기 제2 검사 이미지에서 식별된 제2 임계 치수로부터 감산하는 단계; 및
    상기 임계 치수들의 차이, 상기 제1 경사각, 및 상기 제2 경사각에 기초하여 상기 구조적 요소의 특징을 결정하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 경사각 및 상기 제2 경사각은 독립적으로, 0 도 초과 내지 약 15 도의 범위이고, 상기 제2 경사각은 상기 제1 경사각보다 큰, 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 특징은 높이, 측벽 각도, 또는 측벽 프로파일인, 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    선택된 파라미터들에 도달하기 위한 단발적(isolated) 또는 계통적 실패(systematic failure)가 발생했는지를 결정하기 위해, 상기 계산된 특징을 선택된 파라미터들과 비교하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  8. 반도체 웨이퍼 상의 복수의 구조적 요소들의 복수의 특징들을 분석하기 위한 방법으로서,
    계측 툴을 사용하여 상기 복수의 구조적 요소들을 인라인으로 측정하는 단계 - 상기 측정하는 단계는:
    제1 경사각으로 상기 복수의 구조적 요소들을 주사하고 제1 검사 이미지를 생성하는 단계 - 상기 제1 검사 이미지는 상기 복수의 구조적 요소들의 제1 표현을 포함함 -; 및
    제2 경사각으로 상기 복수의 구조적 요소들을 주사하고 제2 검사 이미지를 생성하는 단계 - 상기 제2 검사 이미지는 상기 복수의 구조적 요소들의 제2 표현을 포함함 - 를 포함함 -;
    비교 표현을 형성하기 위해 상기 제1 검사 이미지와 상기 제2 검사 이미지를 비교하는 단계; 및
    상기 비교 표현으로부터 상기 복수의 구조적 요소들의 상기 복수의 특징들을 계산하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 검사 이미지로부터 제1 파형을 생성하는 단계; 및
    상기 제2 검사 이미지로부터 제2 파형을 생성하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 비교 표현은 정렬된 플롯이고, 상기 비교하는 단계는 상기 정렬된 플롯을 형성하기 위해 상기 제1 파형과 상기 제2 파형을 정렬하는 단계를 포함하고, 상기 정렬하는 단계는 상기 복수의 구조적 요소들로부터의 구조적 요소에 대한 상기 정렬된 플롯에서 상기 제1 파형과 상기 제2 파형 사이의 최소 편이의 지점을 식별하는 단계를 포함하는, 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 구조적 요소에 대한 상기 최소 편이의 지점은 상기 구조적 요소 상의 좌측 횡단 섹션을 나타내는, 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 정렬하는 단계는 상기 복수의 구조적 요소들로부터의 각각의 구조적 요소에 대한 상기 정렬된 플롯에서 상기 제1 파형과 상기 제2 파형 사이의 상기 최소 편이의 지점을 식별하는 단계를 반복하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  12. 제8항에 있어서, 상기 계산하는 단계는:
    상기 복수의 구조적 요소들로부터의 구조적 요소에 대한 임계 치수들의 차이에 도달하기 위해, 상기 제1 검사 이미지에서 식별된 제1 임계 치수를 상기 제2 검사 이미지에서 식별된 제2 임계 치수로부터 감산하는 단계; 및
    상기 임계 치수들의 차이, 상기 제1 경사각, 및 상기 제2 경사각에 기초하여 상기 구조적 요소의 특징을 결정하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 계산하는 단계는:
    임계 치수들의 복수의 차이들에 도달하기 위해 상기 복수의 구조적 요소들에 대해 상기 감산하는 단계를 반복하는 단계; 및
    상기 임계 치수들의 복수의 차이들, 상기 제1 경사각, 및 상기 제2 경사각에 기초하여 상기 복수의 구조적 요소들의 상기 복수의 특징들을 결정하는 단계
    를 더 포함하는, 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 제1 경사각 및 상기 제2 경사각은 독립적으로, 0 도 초과 내지 약 15 도의 범위이고, 상기 제2 경사각은 상기 제1 경사각보다 큰, 방법.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 특징들은 높이, 측벽 각도, 또는 측벽 프로파일인, 방법.
  16. 제8항에 있어서,
    선택된 파라미터들에 도달하기 위한 단발적 또는 계통적 실패가 발생했는지를 결정하기 위해, 상기 계산된 복수의 특징들을 선택된 파라미터들과 비교하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  17. 반도체 웨이퍼 상의 구조적 요소의 특징을 계산하기 위한 시스템으로서,
    계측 툴
    을 포함하고, 상기 계측 툴은:
    제1 경사각 및 제2 경사각으로 상기 구조적 요소를 주사함으로써 상기 구조적 요소를 인라인 측정하고;
    제1 검사 이미지 및 제2 검사 이미지를 생성하고;
    상기 제1 검사 이미지와 상기 제2 검사 이미지의 비교 표현을 형성하고;
    상기 비교 표현에 기초하여 상기 구조적 요소의 특징을 계산하기 위한 것인, 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 계측 툴은 임계 치수 주사 전자 현미경(CD-SEM)을 포함하는, 시스템.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 제1 경사각 및 상기 제2 경사각은 독립적으로, 0 도 초과 내지 약 15 도의 범위이고, 상기 제2 경사각은 상기 제1 경사각보다 큰, 시스템.
  20. 제17항에 있어서, 상기 구조적 요소의 상기 특징을 계산하기 위해, 상기 계측 툴은:
    임계 치수들의 차이에 도달하기 위해, 상기 제1 검사 이미지에서 식별된 제1 임계 치수를 상기 제2 검사 이미지에서 식별된 제2 임계 치수로부터 감산하도록;
    상기 임계 치수들의 차이, 상기 제1 경사각, 및 상기 제2 경사각에 기초하여 상기 구조적 요소의 특징을 결정하도록
    구성되는, 시스템.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022129852A1 (de) 2021-11-12 2023-05-17 Sl Corporation Kraftfahrzeuggetriebe und betätigungsverfahren dafür

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11598633B2 (en) 2021-07-19 2023-03-07 Applied Materials Israel Ltd. Analyzing a buried layer of a sample
US20230057148A1 (en) * 2021-08-23 2023-02-23 Applied Materials Israel Ltd. Analyzing a sidewall of hole milled in a sample to determine thickness of a buried layer

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0774724B2 (ja) * 1985-08-30 1995-08-09 富士通株式会社 被検物検査方法
US6353222B1 (en) * 1998-09-03 2002-03-05 Applied Materials, Inc. Determining defect depth and contour information in wafer structures using multiple SEM images
US6472662B1 (en) * 2000-08-30 2002-10-29 International Business Machines Corporation Automated method for determining several critical dimension properties from scanning electron microscope by using several tilted beam or sample scans
JP2003031631A (ja) * 2001-07-13 2003-01-31 Mitsubishi Electric Corp パターン側面認識方法および欠陥検出分類方法
JP3997066B2 (ja) * 2001-08-20 2007-10-24 株式会社日立製作所 電子線を用いたプロセス変動監視システムおよび方法
JP3893539B2 (ja) * 2002-04-23 2007-03-14 株式会社日立ハイテクノロジーズ 形状測定方法及びその装置
US6670612B1 (en) * 2002-07-01 2003-12-30 Kla-Tencor Technologies Corporation Undercut measurement using SEM
AU2003263776A1 (en) * 2002-07-11 2004-02-02 Applied Materials Israel, Ltd Method and apparatus for measuring critical dimensions with a particle beam
US7053387B2 (en) * 2002-08-19 2006-05-30 Konica Corporation Pattern drawing method by scanning beam and pattern drawing apparatus
JP3959355B2 (ja) * 2003-01-17 2007-08-15 株式会社日立ハイテクノロジーズ 微細パターンの３次元形状測定方法
US7248353B2 (en) * 2003-05-30 2007-07-24 Ebara Corporation Method and apparatus for inspecting samples, and method for manufacturing devices using method and apparatus for inspecting samples
US7164128B2 (en) * 2003-11-25 2007-01-16 Hitachi High-Technologies Corporation Method and apparatus for observing a specimen
JP4272121B2 (ja) * 2004-06-23 2009-06-03 株式会社日立ハイテクノロジーズ Ｓｅｍによる立体形状計測方法およびその装置
JP4262690B2 (ja) * 2005-03-16 2009-05-13 株式会社日立ハイテクノロジーズ 形状測定装置および形状測定方法
JP4778778B2 (ja) * 2005-11-04 2011-09-21 株式会社日立ハイテクノロジーズ 半導体デバイスのモニタリング方法およびモニタリング装置
JP2007218711A (ja) * 2006-02-16 2007-08-30 Hitachi High-Technologies Corp 電子顕微鏡装置を用いた計測対象パターンの計測方法
SG163442A1 (en) * 2009-01-13 2010-08-30 Semiconductor Technologies & Instruments System and method for inspecting a wafer
WO2011148975A1 (ja) * 2010-05-27 2011-12-01 株式会社日立ハイテクノロジーズ 画像処理装置、荷電粒子線装置、荷電粒子線装置調整用試料、およびその製造方法
JP5433522B2 (ja) * 2010-07-28 2014-03-05 株式会社日立ハイテクノロジーズ 電子顕微鏡を用いたパターン寸法計測方法、パターン寸法計測システム並びに電子顕微鏡装置の経時変化のモニタ方法
US8723115B2 (en) * 2012-03-27 2014-05-13 Kla-Tencor Corporation Method and apparatus for detecting buried defects
US8884223B2 (en) * 2012-11-30 2014-11-11 Kla-Tencor Corporation Methods and apparatus for measurement of relative critical dimensions
US8779357B1 (en) * 2013-03-15 2014-07-15 Fei Company Multiple image metrology
JP6307410B2 (ja) * 2014-10-15 2018-04-04 富士フイルム株式会社 導電性フィルム、これを備える表示装置及び導電性フィルムの評価方法
JP6664133B2 (ja) * 2016-04-27 2020-03-13 学校法人関西学院 傾斜支持台付き標準試料、その製造方法、走査型電子顕微鏡の評価方法、及びＳｉＣ基板の評価方法
US10748272B2 (en) * 2017-05-18 2020-08-18 Applied Materials Israel Ltd. Measuring height difference in patterns on semiconductor wafers
US10620135B2 (en) * 2017-07-19 2020-04-14 Kla-Tencor Corp. Identifying a source of nuisance defects on a wafer
JP6823563B2 (ja) * 2017-07-31 2021-02-03 株式会社日立製作所 走査電子顕微鏡および画像処理装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022129852A1 (de) 2021-11-12 2023-05-17 Sl Corporation Kraftfahrzeuggetriebe und betätigungsverfahren dafür

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