KR20230015893A - 전용 품질 관리 웨이퍼를 갖지 않는 반도체 계측 툴의 플릿 매칭 - Google Patents
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Abstract
계측 툴들의 플릿(fleet)에 걸쳐 측정 결과들을 매칭시키기 위해 계측 툴 오프셋 값들을 캘리브레이션하기 위한 방법 및 시스템이 여기서 제시된다. 오프셋 값들의 캘리브레이션은 인라인(inline) 생산 웨이퍼들에 대한 측정을 기반으로 하며 특별히 제작되고 특성화된 품질 관리(QC) 웨이퍼들의 사용을 필요로 하지 않는다. 이러한 방식으로, 계측 툴 오프셋 값들을 캘리브레이션하기 위한 전체 프로세스 흐름이 자동화되고 대량 반도체 제조 프로세스 흐름과 완전히 통합된다. 추가 양태에서, 새로운 오프셋 값의 구현은 하나 이상의 미리 정해진 제어 한계 값들에 의해 조절된다. 다른 추가 양태에서, 관심 파라미터의 측정된 값들은 측정 중인 웨이퍼에 대한 측정 시간의 영향을 보정하도록 조정된다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본 특허 출원은 2020년 5월 28일에 출원된 "A Tool-To-Tool Matching Algorithm by using non-Dedicated Quality Control Wafers in a Fleet of Metrology Tools"라는 명칭의 미국 임시 특허출원 No. 63/030,935로부터 35 U.S.C. §119하의 우선권을 주장하며, 이 출원의 주제는 그 전체가 참고로 여기에 포함된다.
기술분야
설명된 실시예는 계측 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 개선된 측정 정확도를 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
로직 및 메모리 디바이스와 같은 반도체 디바이스는 일반적으로 시편(specimen)에 적용되는 일련의 프로세싱 단계들에 의해 제조된다. 이러한 프로세싱 단계들에 의해 반도체 디바이스들의 다양한 피처들(features) 및 다수의 구조적 레벨들이 형성된다. 예를 들어, 특히 리소그래피는 반도체 웨이퍼 상에 패턴을 생성하는 것을 포함하는 반도체 제조 프로세스이다. 반도체 제조 프로세스들의 추가적인 예는 이에 한정되는 것은 아니지만, 화학적-기계적 연마(chemical-mechanical polishing), 에칭, 퇴적(deposition), 확산(diffusion), 금속화(metallization) 및 이온 주입(ion implantation)을 포함한다. 다수의 반도체 디바이스들은 단일 반도체 웨이퍼 상에 제조된 다음 개별 반도체 디바이스들로 분리될 수 있다.
하나 이상의 프로세스 단계들에서 누적된 결핍(failures)은 반도체 제조 프로세스 흐름으로부터 디바이스 수율의 감소를 초래할 수 있다. 더 높은 수율을 촉진하기 위해 계측 프로세스들이 반도체 제조 프로세스 동안 다양한 단계에서 웨이퍼의 결함을 검출하는 데 사용된다. 예를 들어, 계측 툴들(metrology tools)은 패턴 치수, 막 두께, 층간 정렬(layer-to-layer alignment), 패턴 배치, 표면 토포그래피(surface topography), 전기-광학(electro-optical) 특성 등을 측정한다. 계측 기술은 샘플 파괴의 위험 없이 높은 처리량을 위한 가능성을 제공한다. 산란계측(scatterometry) 및 반사계측(reflectometry) 구현 및 관련 분석 알고리즘들을 포함하는 다수의 광학 및 x-선 계측 기반 기술들이 나노스케일(nanoscale) 구조체의 임계 치수(critical dimensions), 막 두께, 조성 및 기타 파라미터들을 특성화하는 데 일반적으로 사용된다.
향상된 프로세스 분해능(process resolution) 및 점점 더 복잡한 디바이스 구조로 인해 반도체 디바이스의 성능, 집적도(integration) 및 신뢰성이 시간이 지남에 따라 지속적으로 향상되었다. 증가된 프로세스 분해능은 제조되는 구조체들의 최소 임계 크기의 감소를 가능하게 한다. 프로세스 분해능은 주로 제조 프로세스에 사용되는 광원의 파장에 의해 결정된다. 최근의 극자외선 리소그래피(Extreme Ultraviolet Lithography, EUV) 광원은 13.5 나노미터의 파장을 생성하여, 32 나노미터보다 작은 구조적 피처들의 제작을 가능하게 한다. 또한 전반적인 성능, 에너지 비용, 집적도 레벨 및 신뢰성을 향상시키기 위해 FinFET 구조 및 수직 NAND 구조와 같은 보다 복잡한 디바이스 구조가 개발되었다.
디바이스(예를 들어, 로직 및 메모리 디바이스)가 더 작은 나노미터-스케일로 이동함에 따라, 특성화(characterization)는 더 어려워진다. 복잡한 3차원 기하학적 구조와 다양한 물리적 특성을 가진 재료를 포함하는 디바이스는 특성화의 어려움에 기여한다. 대체로 계측 시스템들은 더 많은 프로세스 단계들에서 더 높은 정밀도로 디바이스들을 측정하도록 요구된다.
정확한 디바이스 특성화에 부가하여, 다양한 측정 애플리케이션 및 동일한 측정 목적이 부과된 계측 시스템들의 플릿(fleet)에 걸친 측정 일관성(consistency)도 중요하다. 제조 환경에서 측정 일관성이 떨어지면 프로세싱된 반도체 웨이퍼들 간의 일관성이 손실되고 수율이 허용할 수 없는 수준으로 떨어진다. 애플리케이션에 걸쳐 그리고 다수의 시스템에 걸쳐 측정 결과들을 매칭(matching)시키는 것은(즉, 툴-투-툴(tool-to-tool) 매칭) 동일한 애플리케이션에 대해 동일한 웨이퍼에 대한 측정 결과들은 동일한 결과를 내는 것을 보장한다.
플릿 내의 각 계측 툴의 하드웨어 구성이 잘 캘리브레이팅되어 있어도 계측 툴들의 플릿 중의 각 계측 툴에는 계통오차(systematic errors)가 존재한다. 이러한 계통 오차는 플릿 내의 상이한 툴들 간의 측정 결과들에 오프셋(offset)을 초래한다. 이러한 계통오차를 보정하기 위해 각 계측 툴에 할당된 오프셋 값은 각 툴과 연관된 측정 결과들에 더해진다. 이러한 조정 후, 통계적 프로세스 제어(statistical process control, SPC) 시스템에서 모니터링되는 측정 결과는 계측 툴들의 플릿에 걸쳐 일관된다. 이러한 방식으로 제조 프로세스의 임의의 편차는 SPC 차트에 기반하여 검출된다.
예상되는 디바이스 수율에 대한 통계적 프로세스 제어 모니터가 동일한 프로세스 단계에서 웨이퍼들을 측정하는 계측 툴들의 플릿 전체에 걸쳐 필요하다. 계측 툴들의 플릿 중에서 시스템적 차이를 보상하기 위해 각 계측 툴과 관련된 오프셋이 도입된다. 오프셋 보정이 없으면 하나의 계측 툴에 의한 품질 관리(quality control, QC) 웨이퍼의 측정이, 또 다른 아니면 동일한 계측 툴에 의한 동일한 QC 웨이퍼 측정으로부터 오프셋되거나 시프팅된다.
통상적으로, 각각의 계측 툴과 관련된 오프셋은 각 툴에 대해 보고된 측정 값에 오프셋 캘리브레이션(calibration) 값을 더함으로써 보정된다. 전통적으로, 각 툴과 연관된 오프셋 캘리브레이션 값은 플릿의 각 계측 툴에 의해 측정된 전용 QC 웨이퍼들의 세트의 QC 측정값으로부터 결정된다. 각 툴에 대한 오프셋 캘리브레이션 값은 원시(raw) 측정 데이터를 기반으로 평가된다. 툴 미스매치(mismatch)의 영향을 최소화함으로써 계측 툴들의 플릿에 의해 수행된 측정에 의해 포착된 프로세스 변동(variations)이 효과적으로 확대된다.
일부 예에서, 특정 프로세스 단계 및 명목상(nominally) 동일한 하드웨어 및 소프트웨어 구성을 갖는 계측 툴들의 플릿에 대한 캘리브레이션 절차가 각 툴에 대한 오프셋 캘리브레이션 값을 계산하기 위해 사용된다.
이 예에서, QC 웨이퍼가 특정 프로세스 단계에서 POR(Process of Record) 조건하에서 제조된다. QC 웨이퍼는 그 다음 계측 툴들의 플릿 중의 모든 계측 툴들에 의해 측정된다. 예를 들어, 측정이 임계 치수(CD) 측정이면, CD 측정이 계측 툴들의 플릿에 있는 n개 툴들의 세트의 각 툴로부터 획득된다(CD1, CD2, CD3,..., CDn). 측정된 CD 값들의 애버리지(average) 값 m이 결정되며, 여기서 m은 측정된 CD 값들의 평균(mean) 또는 중앙(median) 값이다. 각 툴과 연관된 오프셋은 각 툴과 연관된 측정된 CD 값과 애버리지 값 간의 차이로 결정된다. 예를 들어 제i 툴의 경우, 오프셋 Δi = m - CDi이다. 마지막으로 각 툴과 연관된 오프셋 값이 해당 툴로부터 보고된 측정 값을 조정하는 데 사용된다. 예를 들어, Δi가 제i 툴로부터 보고된 CD 측정 값들, CDi*을 조정하는 데 사용되고, 여기서 CDi* = CDi + Δi * R, 여기서 R은 0과 1 사이에서 사용자에 의해 선택된 값을 갖는 스케일링 값(scaling value)이다.
오프셋 캘리브레이션 값들을 결정하기 위한 전술한 캘리브레이션 절차는, 예를 들어 프로세스 변경, 계측 툴 예방적 유지보수, 툴 수리, 툴 오프셋의 예정된 업데이트 등과 같은 작동 조건들이 변경됨에 따라 반복된다.
불행하게도, 계측 툴들의 플릿에 걸쳐 측정 결과들을 매칭시키기 위한 계측 툴 오프셋 값들의 캘리브레이션에 대한 전통적인 접근 방식은 시간과 비용이 많이 든다. 예를 들어, QC 웨이퍼들의 생산, 특성화 및 유지 관리는 대량 생산 환경에서 매우 비싸다. QC 웨이퍼들은 안전하게 보호되어 각 툴로 운반되어야 하며, 각 툴에서 수동으로 로드 및 언로드되어야 한다. 계측 툴들의 플릿이 멀리 떨어진 다른 설비에 있는 툴들을 포함하는 경우 비용과 손상 위험이 크게 증가한다. 이러한 시간 및 비용 제약은 특히 QC 웨이퍼 운송과 관련된 부가적인 시간과 위험이 가장 중요한 제조 공장들 전체에 걸쳐 툴-투-툴 매칭의 달성을 제한한다.
계측 시스템들이 더 많은 프로세스 단계들에서 그리고 더 높은 정밀도로 디바이스들을 측정하도록 발전함에 따라 툴 오프셋 캘리브레이션 프로세스의 복잡성도 증가했다. 계측 툴들의 플릿에 걸쳐 측정 결과들을 매칭시키기 위해 계측 툴 오프셋 값들의 캘리브레이션과 연관된 시간 및 비용을 줄이기 위한 개선된 방법 및 툴이 요구된다.
계측 툴들의 플릿(fleet)에 걸쳐 측정 결과들을 매칭시키기 위해 계측 툴 오프셋 값들을 캘리브레이션하기 위한 방법 및 시스템이 본 명세서에서 제시된다. 특히, 본 명세서에 설명된 오프셋 값들의 캘리브레이션은 인라인(inline) 생산 웨이퍼들에 대한 측정을 기반으로 하며 특별히 제작되고 특성화된 품질 관리(QC) 웨이퍼들의 사용을 필요로 하지 않는다. 전용 QC 웨이퍼들의 사용을 제거함으로써, 반도체 제조 환경에서 툴-투-툴 매칭을 유지하는 데 드는 운영상의 제약과 비용이 극적으로 감소하며, 특히 상이한 제조 공장들 간에 툴-투-툴 매칭이 필요할 때 그러하다.
또한, 계측 툴 오프셋 값들을 캘리브레이션하기 위한 전체 프로세스 흐름이 자동화되고 대량 반도체 제조 프로세스 흐름과 완전히 통합된다. 이는 수동 개입 및 프로세스 흐름에 중단 없이 계측 툴 오프셋 값들을 매끄럽게 업데이트할 수 있게 한다. 결과적으로 전용 품질 관리 웨이퍼의 필요를 제거하고 사람 작업자의 이용을 감소시킴으로써 계측 툴들의 툴-투-툴 매칭이 낮은 운영 비용으로 자동으로 유지된다.
다른 양태에서, 새로운 오프셋 값의 구현은 하나 이상의 미리 정해진 제어 한계 값들(control limit values)에 의해 조절된다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 미리 정해진 제어 한계 값들은 사용자에 의해 결정된다.
다른 추가 양태에서, 관심 파라미터의 측정된 값들은 측정 중인 웨이퍼에 대한 측정 시간(measurement time)의 영향을 보정하도록 조정된다.
이상의 내용은 개요이며 따라서 필요에 따라 세부사항의 단순화, 일반화 및 생략을 포함하고, 결과적으로, 이 기술분야의 기술자들은 상기 개요가 단지 예시적인 것이며 어떤 식으로든 제한하지 않는다는 것을 이해할 것이다. 본 명세서에 기재된 디바이스 및/또는 프로세스의 다른 측면, 발명적 특징, 및 이점은 본 명세서에 기재된 비제한적인 상세한 설명에서 명백해질 것이다.
도 1은 본 명세서에 설명된 방법에 따라 반도체 웨이퍼의 특성을 측정하기 위한 시스템(100)을 예시하는 도면이다.
도 2는 본 명세서에 설명된 방법에 따라 오프셋 값들의 캘리브레이션을 거치는 계측 툴들(151-154)의 플릿을 예시하는 도면이다.
도 3a는 임의의 오프셋 수정이 적용되기 전 30일의 기간에 걸쳐 4개의 상이한 툴들에 의해 측정된 파라미터 값들을 나타내는 플롯(180)이다.
도 3b는 30일의 기간에 걸쳐 4개의 상이한 툴들의 각각에 대해 매일 구현되는 오프셋 파라미터 값을 예시하는 플롯(181)이다.
도 3c는 오프셋 값 수정이 적용된 후 30일의 기간에 걸쳐 4개의 상이한 툴들에 의해 측정된 파라미터 값들을 나타내는 플롯(182)이다.
도 3d는 30일의 기간에 걸쳐 4개의 상이한 툴들에 걸쳐 수정되지 않은 측정된 파라미터 값들 및 수정된 측정된 파라미터 값들의 표준 편차를 나타내는 플롯(183)이다.
도 4는 적어도 하나의 신규한 양태에서 플릿 매칭을 위한 오프셋 값들의 캘리브레이션을 위한 방법(200)을 예시한다.
도 2는 본 명세서에 설명된 방법에 따라 오프셋 값들의 캘리브레이션을 거치는 계측 툴들(151-154)의 플릿을 예시하는 도면이다.
도 3a는 임의의 오프셋 수정이 적용되기 전 30일의 기간에 걸쳐 4개의 상이한 툴들에 의해 측정된 파라미터 값들을 나타내는 플롯(180)이다.
도 3b는 30일의 기간에 걸쳐 4개의 상이한 툴들의 각각에 대해 매일 구현되는 오프셋 파라미터 값을 예시하는 플롯(181)이다.
도 3c는 오프셋 값 수정이 적용된 후 30일의 기간에 걸쳐 4개의 상이한 툴들에 의해 측정된 파라미터 값들을 나타내는 플롯(182)이다.
도 3d는 30일의 기간에 걸쳐 4개의 상이한 툴들에 걸쳐 수정되지 않은 측정된 파라미터 값들 및 수정된 측정된 파라미터 값들의 표준 편차를 나타내는 플롯(183)이다.
도 4는 적어도 하나의 신규한 양태에서 플릿 매칭을 위한 오프셋 값들의 캘리브레이션을 위한 방법(200)을 예시한다.
이제 본 발명의 배경 예들 및 일부 실시예들이 상세하게 참조될 것이며, 그 예들은 첨부 도면에 예시되어 있다.
대량 반도체 제조 환경에서, 명목상 동일한 계측 툴들의 플릿이 반도체 제조 프로세스 흐름 중 특정 단계에서 구조적 및 재료적 특성(예를 들어, 재료 조성, 구조체 및 막의 치수 특성 등)의 측정을 수행하는 데 사용된다. 각 계측 툴과 연관된 오프셋 값들의 캘리브레이션은 각 계측 툴로부터의 측정 결과들이 상기 플릿에 걸쳐 거의 동등하게(comparable) 되는 것을 보장한다. 다시 말하면, 특정 생산 웨이퍼가 플릿 내의 두 개의 상이한 계측 툴에 의해 측정되는 경우 상기 측정 결과들은 동일한 값에 매우 가깝고 임의의 특정 툴과 연관된 계통 오차가 없어야 한다.
계측 툴들의 플릿에 걸쳐 측정 결과들을 매칭시키기 위해 계측 툴 오프셋 값들을 캘리브레이션하기 위한 방법 및 시스템이 본 명세서에 제시된다. 특히, 본 명세서에 설명된 계측 툴 오프셋 값들을 캘리브레이션하기 위한 방법 및 시스템은 인라인 생산 웨이퍼들을 사용하고 특별히 제조되고 특성화된 품질 관리(QC) 웨이퍼들의 사용을 필요로 하지 않는다. 전용 QC 웨이퍼들의 사용을 제거함으로써 반도체 제조 환경에서 툴-투-툴 매칭을 유지하는 데 드는 운영상의 제약과 비용이 극적으로 감소하고, 특히 상이한 제조 공장 간에 툴-투-툴 매칭이 필요할 때 그러하다.
계측 툴 오프셋 값들을 캘리브레이션하기 위해 인라인 생산 웨이퍼들을 사용하는 것은, 캘리브레이션 데이터가 생산 흐름으로 전용 QC 웨이퍼들을 삽입하는 것이 아니라 인라인 생산 웨이퍼들의 측정으로부터 유도되기 때문에 웨이퍼 선택 및 측정 시퀀스에서 높은 수준의 유연성을 허용한다. 예를 들어, 캘리브레이션이 인라인 생산 웨이퍼들의 측정에 기반할 때 계측 툴 오프셋 값들의 캘리브레이션은 웨이퍼들의 훨씬 더 큰 세트에 기반할 수 있다.
더욱이, 계측 툴 오프셋 값들을 캘리브레이션하기 위한 전체 프로세스 흐름은 자동화되고 대량 반도체 제조 프로세스 흐름과 완전히 통합된다. 이는 수동 개입 및 대량의 반도체 제조 프로세스 흐름에 중단없이 계측 툴 오프셋 값들을 매끄럽게 업데이트할 수 있다.
이러한 방식으로, 계측 툴들의 툴-투-툴 매칭이 전용 품질 관리 웨이퍼들의 필요성을 제거하고 사람 작업자의 이용을 감소시킴으로써 낮은 운영 비용으로 자동으로 유지된다.
도 1은 반도체 웨이퍼의 특성, 예를 들어 임계 치수(CD), 박막 두께, 광학 특성 및 재료 조성, 오버레이, 리소그래피 포커스(focus)/도즈(dose) 등을 측정하기 위한 시스템(100)을 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 시스템(100)은 웨이퍼 포지셔닝 시스템(110) 상에 배치된 반도체 웨이퍼(112)의 하나 이상의 구조체(114)에 대한 분광 타원계측법(spectroscopic ellipsometry) 측정을 수행하는 데 사용될 수 있다. 이 양태에서, 시스템(100)은 조명기(102) 및 분광계(104)가 장착된 분광 타원계(spectroscopic ellipsometer)(101)를 포함할 수 있다. 시스템(100)의 조명기(102)는 반도체 웨이퍼(112)의 표면 상에 배치된 구조체(114)에 선택된 파장 범위의 조명을 생성하고 지향시키도록 구성된다. 차례로, 분광계(104)는 반도체 웨이퍼(112) 표면으로부터의 광을 수신하도록 구성된다. 조명기(102)로부터 나오는 광은 편광된 조명 빔(106)을 생성하기 위해 편광 상태 생성기(107)를 사용하여 편광된다는 것이 또한 언급된다. 웨이퍼(112) 상에 배치된 구조체(114)에 의해 반사된 방사선은 편광 상태 분석기(109)를 거쳐 분광계(104)로 전달된다. 수집 빔(108)에서 분광계(104)에 의해 수신된 방사선은 편광 상태와 관련하여 분석되어, 분석기를 통과한 방사선의 스펙트럼 분석을 가능하게 한다. 이러한 스펙트럼(111)은 구조체(114)의 분석을 위해 컴퓨팅 시스템(130)으로 전달된다.
추가 실시예에서, 측정 시스템(100)은 측정 중인 하나 이상의 구조체(114)와 연관된 관심 파라미터의 값(115)을 추정하기 위해 자동화된 측정 툴을 실행하도록 구성된 하나 이상의 컴퓨팅 시스템(130)을 포함한다. 바람직한 실시예에서, 측정 툴은 메모리(예를 들어, 메모리(132) 또는 외부 메모리)에 저장된 프로그램 명령(134)의 세트이다. 프로그램 명령(134)은 관심 파라미터의 값을 추정하기 위해 컴퓨팅 시스템(130)의 하나 이상의 프로세서(131)에 의해 판독 및 실행된다. 컴퓨팅 시스템(130)은 분광계(104)에 통신 가능하게 연결될 수 있다. 일 양태에서, 컴퓨팅 시스템(130)은 시편(112)의 구조체(114)에 대한 측정값(예를 들어, 임계 치수, 막 두께, 조성, 프로세스 등)과 관련된 측정 데이터(111)를 수신하도록 구성된다. 일 예에서, 측정 데이터(111)는 분광계(104)로부터 하나 이상의 샘플링 프로세스에 기반하여 측정 시스템(100)에 의한 시편의 측정된 스펙트럼 응답의 표시를 포함한다. 일부 실시예에서, 컴퓨팅 시스템(130)은 또한 측정 데이터(111)로부터 구조체(114)의 시편 파라미터 값들(115)을 결정하도록 구성된다. 일 예에서, 컴퓨팅 시스템(130)은 타겟 구조체(114)와 연관된 적어도 하나의 시편 파라미터 값의 값을 결정하기 위해 미리 계산된 모델들의 하나 이상의 측정 라이브러리(libraries)에 액세스하도록 구성된다. 일부 예에서, 측정 라이브러리는 메모리(132)에 저장된다.
도 2는 본 명세서에 설명된 방법에 따라 오프셋 값들의 캘리브레이션을 거치는 계측 툴들(151-154)의 플릿의 예시를 도시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 계측 툴들(151-154)은 생산 환경에서 동일한 일련의 프로세스 단계들을 사용하여 서로 상이한 웨이퍼들 상에 제작된 동일한 구조체들을 측정하는 작업을 수행하는 계측 툴들의 플릿이다. 웨이퍼들(141-143)은 동일한 일련의 프로세싱 단계들을 거친 웨이퍼들이며, 동일한 프로세스 단계에서 각각 계측 툴들(151-154)에 제공된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 웨이퍼들(141-143)이 계측 툴(151-154) 세트의 다수의 계측 툴들에 의해 측정된다. 관심 파라미터들(161-164)의 추정된 값들이 계측 툴들(151-154)에 의해 각각 생성된다. 측정된 값들(161-164)은 오프셋 캘리브레이션 서버(170)에 전달된다.
오프셋 캘리브레이션 서버(170)는 각각의 계측 툴들(151-154)에 전달되는 오프셋 값들(118)을 추정하기 위해 오프셋 캘리브레이션 툴을 실행하도록 구성된 하나 이상의 컴퓨팅 시스템을 포함한다. 바람직한 실시예에서, 오프셋 캘리브레이션 툴은 메모리(예를 들어, 메모리(172) 또는 외부 메모리)에 저장된 프로그램 명령(174)의 세트이다. 프로그램 명령(174)은 오프셋 값들을 추정하기 위해 컴퓨팅 시스템(130)의 하나 이상의 프로세서(171)에 의해 판독되고 실행된다. 오프셋 캘리브레이션 서버(170)는 계측 툴들(151-154)에 통신 가능하게 결합될 수 있다. 일 양태에서, 오프셋 캘리브레이션 서버(170)는 각각 웨이퍼들(141-143) 상에 배치된 하나 이상의 구조체의 관심 파라미터(예를 들어, 임계 치수, 막 두께, 조성, 프로세스 등)의 측정값과 연관된 측정 데이터들(161-164)을 수신하도록 구성된다. 일 예에서, 측정 데이터들(161-164)은 웨이퍼들(141-143) 상에 배치된 구조체의 측정된 임계 치수의 표시를 각각 포함한다.
도 2에 도시된 실시예에서, 계측 툴들의 플릿 각각에 의해 수행된 측정 기록은 오프셋 캘리브레이션 서버(170)로부터 액세스 가능한, 메모리(175)와 같은 데이터 호스트에 저장된다. 측정 기록은 측정 레시피 정보, 계측 툴 정보, 웨이퍼 로트 정보, 웨이퍼 정보, 측정 시간, 현재(current) 오프셋이 적용된 측정된 파라미터 값, 각 툴에 대한 현재 오프셋 값을 포함한다. 식 (1)은 현재 오프셋 값들의 세트를 나타내며, 각 값은 M개의 계측 툴들의 플릿 중에서 서로 상이한 계측 툴에 대응한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 오프셋 캘리브레이션 작업 구성 정보(117)가 사용자 입력 소스(116)로부터 오프셋 캘리브레이션 서버(170)로 수신된다. 일 예에서, 사용자 입력 소스(116)는 그래픽 사용자 인터페이스(graphical user interface, GUI)를 통해 오프셋 캘리브레이션 작업 구성 정보를 입력하기 위해 사용자가 마우스, 키보드, 터치스크린 등과 같은 주변 디바이스들과 상호작용하는 것이다. 오프셋 캘리브레이션 작업 구성 정보(117)는 오프셋 값들의 캘리브레이션을 구현하는 데 필요한 오프셋 캘리브레이션 작업 파라미터들을 정의한다. 비제한적인 예로서, 오프셋 캘리브레이션 작업 구성 정보(117)는 측정 레시피 정보, 매칭할 측정 파라미터, 측정 파라미터들에 대한 제어 한계, 측정 시간 프레임 등을 포함한다. 일 예에서, 측정 시간 프레임은 측정 시작 시간 및 측정 종료 시간에 의해 정의되고, 일반적으로 최소 1초의 분해능(resolution)으로 정의된다.
오프셋 캘리브레이션 작업 구성 정보(117)에 의해 정의된 작업 필요조건을 충족하는 측정 기록이 각각의 계측 툴 또는 메모리(175)로부터 로드된다. 일부 예에서, 측정 기록은 그 유효성(validity)을 검증하기 위해 미리 정의된 필수 기준들(mandatory criteria)의 세트에 대해 검토된다. 일부 예에서, 상기 기준들은 오프셋 캘리브레이션 작업 구성 정보(117)에 정의된다. 비제한적인 예로서, 유효성 기준들은 측정의 양호도(goodness), 측정 상황(예를 들어, 정상 대 비정상 측정), 및 측정 시간 프레임 내의 데이터를 포함한다.
적절한 측정 데이터가 오프셋 캘리브레이션 서버(170)에 로드된 후, 측정 기록들은 2개의 부분으로 구성된다: 1) 관심 파라미터의 측정된 값들, 및 2) 각 파라미터와 연관된 현재 오프셋의 값들. 측정된 값들은 웨이퍼별로 그룹화된다. 각 웨이퍼에 대해, 하나 이상의 계측 툴로부터의 측정 시간 및 측정 값들이 포함된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 오프셋 캘리브레이션 서버(170)는 모든 계측 툴들에 대해 애버리지(average)에 대한 각각의 계측 툴에 대한 바이어스 값(bias value)을 결정한다. 각 웨이퍼를 매칭될 플릿 중의 모든 계측 툴들을 통해 실행할 필요는 없다. 대체로, 본 명세서에 제시된 플릿 매칭을 위한 측정 데이터를 생성하기 위해 사용된 웨이퍼들의 세트 중의 각 웨이퍼는 매칭될 플릿 중의 둘 이상의 서로 상이한 계측 툴들에 의해 측정된다. 더욱이, 매칭될 플릿의 각각의 계측 툴은 본 명세서에 제시된 플릿 매칭을 위한 측정 데이터를 생성하기 위해 사용된 웨이퍼들의 세트 중에서 적어도 하나의 웨이퍼를 측정해야 한다.
일 예에서, 5개 계측 툴들의 플릿이 매칭되어야 한다. 제1 웨이퍼는 5개 계측 툴들의 플릿 중에서 계측 툴 #1, #2 및 #4에서 측정된다. 이들 툴들의 각각과 연관된 바이어스(bias)는 식 (2)에 따라 오프셋 캘리브레이션 서버(170)에 의해 결정된다.
여기서, pmn은 제m 툴에 의해 측정된 제n 웨이퍼로부터 측정된 관심 파라미터의 값이고, 
는 p11, p21 및 p41의 애버리지이며, δmn은 제m 툴 및 제n 웨이퍼와 연관된 바이어스이다. 이 예에서 애버리지는 평균값 또는 중앙값으로 결정된다.
또한, 오프셋 캘리브레이션 서버(170)는 각각의 계측 툴에 의해 측정된 모든 웨이퍼들에 걸쳐 매칭될 플릿의 각각의 계측 툴에 대한 바이어스의 애버리지를 결정한다. 애버리지 바이어스는 식 (3)에 따라 오프셋 캘리브레이션 서버(170)에 의해 결정된다.
여기서, 
은 제m 툴에 대한 애버리지 바이어스이다.
m개의 툴에 대해, 매칭될 계측 툴들의 플릿의 각 계측 툴과 연관된 애버리지 바이어스는 식(4)로 예시된다.
오프셋 캘리브레이션 서버(170)는 식 (5)에 따라 각각의 계측 툴과 연관된 애버리지 바이어스에 기초하여 새로운 오프셋 값을 결정한다.
여기서, 
은 제m 툴에 의해 측정된 관심 파라미터와 연관된 새로운 오프셋 값이고; r은 1 이하의 양의 값을 갖는 스케일링 비율(scaling ratio)이다. 스케일링 비율 r의 값은 오프셋 캘리브레이션 프로세스로 인해 오프셋 값에 대해 가해진 변경을 완화하기 위해 구성 정보(117)의 일부로서 사용자에 의해 선택된다. m개 툴의 경우, 매칭될 계측 툴들의 플릿의 각 계측 툴과 연관된 새로운 오프셋 값은 식(6)으로 예시된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 모든 툴에 대한 업데이트된 오프셋 값들(118)은 오프셋 캘리브레이션 서버(170)로부터 계측 툴(151-154)로 전달된다. 도시된 바와 같이 새로운 오프셋 값(118A)(
)은 계측 툴(151)에 전달되고, 새로운 오프셋 값(118B)(
)은 계측 툴(152)에 전달되고, 새로운 오프셋 값(118C)(
)은 계측 툴(153)에 전달되고, 새로운 오프셋 값(118D)(
)은 계측 툴(154)에 전달된다. 일부 다른 실시예에서, 새로운 오프셋 값들은 메모리(예를 들어, 메모리(175))에 저장된다.
추가 양태에서, 새로운 오프셋 값의 구현은 하나 이상의 미리 정해진 제어 한계 값에 의해 조절된다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 미리 정해진 제어 한계 값은 오프셋 캘리브레이션 작업 구성 정보(117)의 일부로서 사용자에 의해 결정된다.
일부 실시예에서, 각각의 계측 툴과 연관된 애버리지 바이어스는 상기 애버리지 바이어스가 값들의 일정 범위 내에 있는지 여부를 결정하기 위해 하나 이상의 미리 정해진 문턱값과 비교된다. 애버리지 바이어스 값이 상한의 미리 정해진 문턱값을 초과하면 애버리지 바이어스는 상한의 미리 정해진 값으로 제한되거나 0으로 설정된다. 또한, 애버리지 바이어스 값이 하한의 미리 정해진 문턱값보다 작으면, 애버리지 바이어스는 하한의 미리 정해진 값으로 제한되거나 0으로 설정된다.
일부 실시예에서, 새로운 오프셋 값은 상기 새로운 오프셋 값이 값들의 일정 범위 내에 있는지 여부를 결정하기 위해 하나 이상의 미리 정해진 문턱값과 비교된다. 새로운 오프셋 값이 상한의 미리 정해진 문턱값을 초과하면, 새로운 오프셋 값은 상한의 미리 정해진 값으로 제한되거나 0으로 설정된다. 또한, 새로운 오프셋 값이 하한의 미리 정해진 문턱값보다 작으면, 새로운 오프셋 값은 하한의 미리 정해진 값으로 제한되거나 0으로 설정된다.
또 다른 추가 양태에서, 관심 파라미터의 측정된 값들은 측정 시간을 보정하도록 조정된다.
일부 예에서, 웨이퍼 상에 제조된 구조체들을 특성화하는 측정된 값들은 시간, 측정 시간, 또는 둘 모두의 함수로서 드리프트(drift)한다. 예를 들어, 공기 중 분자 오염(Airborne Molecular Contamination, AMC)은 측정 값들을 시프팅하는 오염 물질의 시간 의존적 축적이다. 다른 예에서, 측정을 수행하기 위해 사용된 입사 방사선의 전력 및 지속 시간은 측정 시간의 함수로서 측정 값들을 시프팅하는 웨이퍼 상의 물질 변화를 유발한다. 결과적으로, 특정 구조체의 측정으로부터 결정된 관심 파라미터의 값은 시간 또는 측정 시간의 함수로서 상향 또는 하향하는 경향이 있다.
시간 의존적 또는 측정 시간 의존적 현상에 의해 유발되는 측정 오차의 크기는 전용 QC 웨이퍼들의 사용에 의해 악화되는데, 이는 QC 웨이퍼들은 상대적으로 오랜 기간 동안 사용되고 본 명세서에 설명된 인라인 생산 웨이퍼들에 비해 훨씬 더 많은 측정 시간을 겪는다는 사실 때문이다. 따라서 상당한 시간이 경과한 후 QC 웨이퍼들은 현재 생산 웨이퍼들을 대표하지 않을 수 있는 위험이 있다.
인라인 생산 웨이퍼들을 사용함으로써 시간 의존적 또는 측정 시간 의존적 측정 드리프트의 위험은 상당히 감소되지만, 측정 시간을 보정하기 위해 관심 파라미터의 측정된 값들을 조정하기 위한 추가 단계들이 설명된다.
일 예에서, 적어도 하나의 웨이퍼가 2개의 상이한 시간에 동일한 계측 툴에 의해 측정된다. 각 측정에 대해 측정이 수행된 시간은 메모리(예를 들어, 메모리(175))에 저장된다. 상이한 시간에 동일한 툴에서 웨이퍼를 추가로 측정하면 측정들 사이에 경과된 시간의 함수로서 측정된 파라미터 값의 추세(trend)를 계산할 수 있다. 이러한 방식으로, 예를 들어 공기 중 분자 오염으로 인한 추세 효과(trending effect)가 보정될 수 있다. 일부 실시예에서, 추세 거동(trend behavior)은 시간의 선형 함수로 가정된다. 이들 실시예에서, 측정된 파라미터의 값의 차이를 측정들 사이의 시간의 차이로 나눈 값은 식 (7)에 나타낸 바와 같이 추세를 정량화한다.
여기서 k는 추세 측정 파라미터의 기울기, 
은 제1 계측 툴에 의한 제1 측정에서 측정된 파라미터의 값이고, 
은 제1 계측 툴에 의한 제1 측정 시간이고, 
은 제1 계측 툴에 의한 후속 측정에서 측정된 파라미터의 값이고, 
은 제1 계측 툴에 의한 후속 측정의 시간이다.
일 예에서, 계측 툴들의 플릿 중의 임의의 다른 계측 툴에 의해 측정된 파라미터의 추세가 제거된 값(de-trended value)은 식(8)에 따라 결정된다.
여기서 
는 제x 계측 툴에 의해 측정된 측정된 파라미터의 값이고, Tx는 제x 계측 툴에 의한 측정 시간이며, 
는 제x 툴에 의한 파라미터의 측정과 연관된 추세가 제거된 측정된 파라미터 값의 값이다.
대체로, 이 웨이퍼의 모든 측정과 연관된 측정된 파라미터 값은 전술한 바와 같이 추세가 제거될 수 있다. 예를 들어, 계측 툴들의 플릿 중의 m개의 계측 툴들에 의한 특정 웨이퍼의 추세가 제거된 측정값들의 세트는 식 (9)로 표현될 수 있다.
여기에 설명된 방식으로 측정 데이터를 추세를 제거함으로써, 웨이퍼 추세로 인한 측정 미스매치에 대한 영향이 크게 감소된다. 일부 예들에서, 오프셋 캘리브레이션 서버(170)는 식 (8)에 따라 결정된 추세가 제거된 측정 데이터를 사용하여 식 (2)를 참조하여 설명된 모든 계측 툴들에 대한 애버리지와 관련하여 각각의 계측 툴에 대한 바이어스 값을 결정한다.
일부 실시예에서, 식 (7) 및 (8)을 참조하여 설명된 시간은 웨이퍼에 대해 수행되는 일련의 측정들에서 측정 카운트로 대체된다. 이러한 방식으로, 예를 들어 웨이퍼가 측정되는 횟수(number of times)의 함수로서 스케일링되는 방사선량(radiation dosage)으로 인한 추세 효과가 보정될 수 있다.
계측 툴들의 플릿에 걸친 오프셋 파라미터 값들의 예시적인 캘리브레이션이 도 3a 내지 도 3d를 참조하여 설명된다. 4개의 광학 임계 치수(optical critical dimension, OCD) 계측 툴들의 플릿이 생산 환경에서 구현되어 있다. 상기 계측 툴들의 플릿은 제조 프로세스 흐름 중 동일한 생산 단계에서 웨이퍼들을 측정한다. 보다 구체적으로, 각각의 인라인 생산 웨이퍼가 상기 플릿의 4개 계측 툴들 중 하나에 의해 측정된다. 본 명세서에 설명된 바와 같은 툴 매칭을 위해 매일 인라인 생산 웨이퍼가 선택되고 계측 툴들의 플릿 중의 둘 이상의 계측 툴에 의해 측정되었다. 이러한 방식으로, 주어진 날짜에 선택된 웨이퍼를 측정하기 위해 사용된 각각의 툴과 연관된 오프셋 파라미터 값은 그날 업데이트되는 한편, 상기 주어진 날짜에 선택된 웨이퍼를 측정하기 위해 사용되지 않은 툴들은 그날 업데이트되지 않았다. 플릿에 있는 각 툴이 주기적으로 업데이트되는 것을 보장하기 위해, 주어진 날짜에 선택된 웨이퍼를 측정하기 위해 선택되는 상기 둘 이상의 툴은 플릿 중에서 순환되었다.
도 3a는 오프셋 수정이 적용되기 전 30일의 기간에 걸쳐 4개의 상이한 툴들에 의해 측정된 파라미터 값들을 나타내는 플롯(180)이다. 플롯 라인(180A)은 툴 #1의 측정 결과를 나타내고, 플롯 라인(180B)은 툴 #2의 측정 결과를 나타내고, 플롯 라인(180C)은 툴 #3의 측정 결과를 나타내고, 플롯 라인(180D)은 툴 #4의 측정 결과를 나타낸다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 각 툴에 의해 측정되는 웨이퍼들은 서로 상이하고, 각 툴에 의해 날마다 측정되는 웨이퍼들은 서로 상이하다. 따라서 수정되지 않은 측정된 값들은 계통적인(systematic) 툴 차이와 측정된 웨이퍼들의 실제 치수 차이로 인해 툴에 따라 그리고 시간에 따라(예를 들어, 그날그날(day-to-day)) 차이를 나타낸다.
도 3b는 30일의 기간에 걸쳐 툴 #1-4 각각에 매일 구현되는 오프셋 파라미터 값을 나타내는 플롯(181)이다. 플롯 라인(181A)은 툴 #1에 구현된 오프셋 파라미터 값들을 나타내고, 플롯 라인(181B)은 툴 #2에 구현된 오프셋 파라미터 값들을 나타내고, 플롯 라인(181C)은 툴 #3에 구현된 오프셋 파라미터 값들을 나타내고, 플롯 라인(181D)은 툴 #4에 구현된 오프셋 파라미터 값들을 나타낸다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 때때로 특정 툴에 구현된 오프셋 파라미터 값에 큰 시프트가 있다. 이는 예방적 유지보수 이벤트와 같은 주요 변경이 상기 툴에서 수행될 때 발생한다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 본 명세서에 설명된 방법에 따라 결정된 오프셋 파라미터 값들은 툴 변경을 보정할 수 있고 툴-투-툴 매칭을 유지할 수 있다.
도 3c는 오프셋 값 수정이 적용된 후 30일의 기간에 걸쳐 4개의 상이한 툴들에 의해 측정된 파라미터 값들을 나타내는 플롯(182)이다. 플롯 라인(182A)은 툴 #1의 측정 결과를 나타내고, 플롯 라인(182B)은 툴 #2의 측정 결과를 나타내고, 플롯 라인(182C)은 툴 #3의 측정 결과를 나타내고, 플롯 라인(182D)은 툴 #4의 측정 결과를 나타낸다. 도 3c에 도시된 바와 같이, 각 툴에 의해 측정된 웨이퍼들은 서로 상이하고, 각 툴에 의해 날마다 측정되는 웨이퍼들은 서로 상이하다. 따라서 수정된 측정된 값들은 측정된 웨이퍼들의 실제 치수 차이로 인해 툴에 따라 그리고 시간에 따라(예를 들어, 그날그날) 차이를 나타내는 반면, 계통적인 툴 차이의 영향은 크게 감소했다.
도 3d는 30일의 기간 동안 4개의 상이한 툴들에 걸쳐 수정되지 않은 측정된 파라미터 값들 및 수정된 측정된 파라미터 값들의 표준 편차(standard deviation)를 나타내는 플롯(183)이다. 플롯 라인(183A)은 30일의 기간 동안 4개 툴들에 걸쳐 수정되지 않은 측정된 파라미터 값들의 표준 편차를 나타낸다. 플롯 라인(183B)은 30일의 기간 동안 4개 툴들에 걸쳐 수정된 측정된 파라미터 값들의 표준 편차를 나타낸다. 도 3d에 도시된 바와 같이, 모든 툴들에 걸쳐 측정된 관심 파라미터의 표준 편차는 본 명세서에 설명된 방법에 따라 결정된 오프셋 파라미터 값들을 구현함으로써 약 3.5배 감소된다. 따라서 측정 정확도에 대한 계측 툴들의 플릿에 걸친 계통적 차이의 영향을 감소시키는 능력이 명확하게 설명된다.
본 개시내용 전체에 걸쳐 설명된 다양한 단계들은 단일 컴퓨터 시스템(170), 또는 대안적으로 다수의 컴퓨터 시스템(170)에 의해 수행될 수 있음이 인식되어야 한다. 더욱이, 분광 타원계(101)와 같은 시스템(100)의 상이한 서브시스템들(101)은 본 명세서에 설명된 단계들의 적어도 일부를 수행하기에 적합한 컴퓨터 시스템을 포함할 수 있다. 따라서, 상술한 설명은 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안되며 예시에 불과하다. 또한, 컴퓨팅 시스템(170)은 본 명세서에 설명된 방법 실시예들 중 임의의 것의 임의의 다른 단계(들)를 수행하도록 구성될 수 있다.
컴퓨팅 시스템(170)은, 이에 한정되는 것은 아니지만, 개인용 컴퓨터 시스템, 메인프레임 컴퓨터 시스템, 워크스테이션, 이미지 컴퓨터, 병렬 프로세서, 또는 이 기술분야에 알려진 임의의 다른 디바이스를 포함할 수 있다. 대체로, 용어 "컴퓨팅 시스템"은 메모리 매체로부터 명령을 실행하는 하나 이상의 프로세서를 갖는 임의의 디바이스를 포함하도록 광범위하게 정의될 수 있다. 대체로, 컴퓨팅 시스템(170)은 측정 시스템(100)과 같은 측정 시스템과 통합될 수 있거나, 대안적으로 임의의 측정 시스템과 분리될 수 있다. 이러한 의미에서, 컴퓨팅 시스템(170)은 원격으로 위치될 수 있고 임의의 측정 소스 및 사용자 입력 소스로부터 각각 측정 데이터 및 사용자 입력(117)을 수신할 수 있다.
본 명세서에 설명된 것과 같은 방법을 구현하는 프로그램 명령(174)은 유선, 케이블 또는 무선 전송 링크와 같은 전송 매체를 통해 전송될 수 있다. 프로그램 명령(174)을 저장하는 메모리(172)는 읽기전용 메모리, 랜덤 액세스 메모리, 자기 또는 광 디스크, 또는 자기 테이프와 같은 컴퓨터 판독가능 매체를 포함할 수 있다.
또한, 컴퓨터 시스템(170)은 이 기술분야에 공지된 임의의 방식으로 계측 툴, 또는 사용자 입력 소스(116)에 통신 가능하게 연결될 수 있다.
컴퓨팅 시스템(170)은 유선(wireline) 및/또는 무선(wireless) 부분을 포함할 수 있는 전송 매체에 의해 사용자 입력 소스(116) 및 계측 시스템(예를 들어, 분광계(104), 조명기(102) 등)의 서브시스템들로부터 데이터 또는 정보를 수신 및/또는 획득하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 전송 매체는 컴퓨터 시스템(170), 사용자 입력 소스(116), 및 계측 시스템(100)과 같은 계측 시스템 사이의 데이터 링크의 역할을 할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 시스템(170)은 저장 매체(즉, 메모리)를 통해 측정 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 타원계(101)의 분광계를 사용하여 획득된 스펙트럼 결과는 영구적 또는 반영구적 메모리 디바이스(도시되지 않음)에 저장될 수 있다. 이와 관련하여, 스펙트럼 결과는 외부 시스템에서 가져올 수 있다. 또한, 컴퓨터 시스템(170)은 전송 매체를 통해 외부 시스템으로 데이터를 전송할 수 있다.
도 2에 도시된 오프셋 캘리브레이션 서버(170)의 실시예는 또한 여기에 설명된 바와 같이 구성될 수 있다. 또한, 서버(170)는 여기에 설명된 임의의 방법 실시예(들)의 임의의 다른 블록(들)을 수행하도록 구성될 수 있다.
대체로, 임의의 수의 관심 파라미터들이 선택될 수 있고 오프셋 값 캘리브레이션을 위한 기반을 제공할 수 있다. 예시적인 관심 파라미터들은 임계 치수(CD), 측벽 각도(sidewall angle, SWA), 높이(H) 등과 같은 형상 파라미터와 같은 기하학적 파라미터, 조성, 막 두께, 밴드갭(bandgap), 전기적 특성, 리소그래피 포커스, 리소그래피 도즈량(dosage), 오버레이 및 기타 프로세스 파라미터(예를 들어, 레지스트 상태(resist state), 부분 압력, 온도, 포커싱 모델)를 포함한다.
도 4는 적어도 하나의 신규 양태에서 플릿 매칭을 위한 오프셋 값들의 캘리브레이션을 위한 방법(200)을 예시한다. 방법(200)은 본 발명의 도 2에 도시된 오프셋 캘리브레이션 서버(170)와 같은 오프셋 캘리브레이션 서버에 의한 구현에 적합하다. 일 양태에서, 방법(200)의 데이터 프로세싱 블록들은 컴퓨팅 시스템(170), 또는 임의의 다른 범용 컴퓨팅 시스템의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행되는 미리 프로그래밍된 알고리즘을 통해 수행될 수 있다는 것이 이해될 수 있다. 시스템(170)의 특정 구조적 측면은 제한을 나타내지 않으며 단지 예시적인 것으로 해석되어야 한다는 것이 여기에서 이해될 수 있다.
블록(201)에서, 복수의 인라인 생산 웨이퍼들 상에 배치된 하나 이상의 구조체를 특성화하는 관심 파라미터의 복수의 측정값이 수신된다. 상기 복수의 인라인 생산 웨이퍼들 각각은 반도체 제조 프로세스 흐름 중 동일한 프로세스 단계에서 측정된다. 관심 파라미터의 복수의 측정값은 계측 시스템들의 플릿 중에서 둘 이상의 계측 시스템에 의한 상기 복수의 웨이퍼들 각각의 측정값과 연관된다.
블록(202)에서, 계측 시스템들의 플릿 중의 계측 시스템과 연관된 제1 측정 바이어스가 복수의 인라인 생산 웨이퍼들 중에서 제1 인라인 생산 웨이퍼를 측정하는 데 사용된 하나 이상의 계측 시스템 각각에 걸친 애버리지 측정 값과 관련하여 결정된다.
블록(203)에서, 계측 시스템들의 플릿 중에서 상기 계측 시스템에 대한 업데이트된 오프셋 값은 상기 제1 측정 바이어스에 적어도 부분적으로 기초하여 결정된다.
블록(204)에서, 상기 계측 시스템에 의한 관심 파라미터의 측정값들의 수정된 값들이 상기 업데이트된 오프셋 값에 기초하여 추정된다.
선택적 블록(도시되지 않음)에서, 업데이트된 오프셋 값은 컴퓨팅 시스템의 메모리(예를 들어, 컴퓨팅 시스템(170)의 메모리(172) 또는 외부 메모리)에 저장된다.
본 명세서에 설명된 방법은 계측 시스템(100)과 같은 계측 시스템을 참조하여 설명되지만, 광학 및 x-선 기반 계측 시스템들을 포함하여, 시편에서 반사, 투과 또는 회절된 방사선을 조사하고 검출하도록 구성된 임의의 계측 시스템이 본 명세서에 설명된 예시적인 방법을 구현하기 위해 사용될 수 있다. 예시적인 시스템은 각도 분해(angle-resolved) 반사계, 산란계, 반사계, 타원계, 분광 반사계 또는 타원계, 빔 프로파일 반사계, 다중 파장, 2차원 빔 프로파일 반사계, 다중 파장, 2차원 빔 프로파일 타원계, 회전 보상기 분광 타원계 등을 포함한다. 비제한적인 예로서, 타원계는 단일 회전 보상기, 다중 회전 보상기, 회전 편광기, 회전 분석기, 변조 요소, 다수의 변조 요소들을 포함할 수 있고 또는 변조 요소를 포함하지 않을 수 있다.
계측 시스템으로부터의 출력은 계측 시스템이 하나보다 많은 기술을 사용하는 방식으로 구성될 수 있다는 점이 언급된다. 실제로, 애플리케이션은 단일 툴 내에서, 또는 다수의 상이한 툴들에 걸쳐 사용 가능한 계측 서브시스템들의 임의의 조합을 사용하도록 구성될 수 있다.
본 명세서에 설명된 방법을 구현하는 시스템은 또한 다수의 다양한 방식으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 넓은 범위의 파장(가시광선, 자외선, 적외선 및 X선 포함), 입사각, 편광 상태 및 가간섭성(coherence) 상태가 고려될 수 있다. 다른 예에서, 시스템은 다수의 상이한 광원(예를 들어, 직접 결합된 광원, 레이저-지속(laser-sustained) 플라즈마 광원 등) 중 임의의 것을 포함할 수 있다. 다른 예에서, 시스템은 시편으로 지향되거나 시편으로부터 수집된 빛을 컨디셔닝하기 위한 요소들(예를 들어, 아포다이저(apodizers), 필터 등)을 포함할 수 있다.
반도체 계측 분야에서 계측 시스템은 타겟을 조명하는 조명 시스템, 타겟, 디바이스 또는 피처와의 조명 시스템의 상호작용(또는 상호작용의 결여)에 의해 제공되는 관련 정보를 캡처하는 수집 시스템, 및 하나 이상의 알고리즘을 사용하여 수집된 정보를 분석하는 프로세싱 시스템을 포함할 수 있다. 계측 툴들은 다양한 반도체 제조 프로세스들과 연관된 구조적 및 재료 특성(예를 들어, 재료 조성, 막 두께 및/또는 구조체의 임계 치수, 오버레이 등과 같은 구조체 및 막의 치수 특성)을 측정하는 데 사용될 수 있다. 이러한 측정은 반도체 다이 제조에서 프로세스 제어 및/또는 수율 효율성을 촉진하는 데 사용된다.
계측 시스템은 예를 들어 전술한 다양한 반도체 구조적 및 재료 특성을 측정하기 위해 본 발명의 특정 실시예들과 함께 사용될 수 있는 하나 이상의 하드웨어 구성을 포함할 수 있다. 이러한 하드웨어 구성의 예는, 이에 한정되는 것은 아니지만, 분광 타원계(spectroscopic ellipsometer, SE), 다수의 조명 각도를 갖는 SE, Mueller 매트릭스 요소들을 측정하는 SE(예를 들어, 회전 보상기(들)를 사용), 단일 파장 타원계, 빔 프로파일 타원계(각도 분해 타원계), 빔 프로파일 반사계(각도 분해 반사계), 광대역 반사 분광계(분광 반사계), 단일 파장 반사계, 각도 분해 반사계, 이미징 시스템, 및 산란계(예를 들어, 스페클(speckle) 분석기)를 포함한다.
하드웨어 구성은 별개의 운영 시스템으로 분리될 수 있다. 반면에 하나 이상의 하드웨어 구성들이 단일 툴로 결합될 수 있다. 다수의 하드웨어 구성들의 단일 툴로의 이러한 조합의 일 예가 미국특허 No. 7,933,026에 기술되어 있으며, 이는 모든 목적을 위해 그 전체가 참고로 여기에 포함된다. 많은 경우에 단일 또는 다수의 계측 타겟들에 대한 측정에 다수의 계측 툴들이 사용된다. 이것은 예를 들어, Zangooie 등에 의한 미국특허 No. 7,478,019에 기술되어 있으며, 이는 모든 목적을 위해 그 전체가 참고로 여기에 포함된다.
본 명세서에 기재된 용어 "임계 치수"는 구조체의 임의의 임계 치수(예를 들어, 하부 임계 치수, 중간 임계 치수, 상부 임계 치수, 측벽 각도, 격자 높이 등), 임의의 둘 이상의 구조체들 사이의 임계 치수(예를 들어, 두 구조체들 사이의 거리), 둘 이상의 구조체들 사이의 변위(예를 들어, 오버레이하는 격자 구조체들 사이의 오버레이 변위 등), 구조체 또는 구조체의 일부에 사용되는 재료의 분산 특성 값을 포함한다. 구조체는 3차원 구조체, 패턴화된 구조체, 오버레이 구조체 등을 포함할 수 있다.
본 명세서에 기재된 용어 "임계 치수 애플리케이션" 또는 "임계 치수 측정 애플리케이션"은 임의의 임계 치수 측정을 포함한다.
본 명세서에 기재된 용어 "계측 시스템"은 "검사(inspection)" 시스템으로 지칭될 수 있는 시스템을 포함하여 임의의 측면에서 시편을 특성화하기 위해 적어도 부분적으로 사용되는 임의의 측정 시스템을 포함한다. 이러한 기술 용어들은 본 명세서에 기재된 용어 "계측 시스템"의 범위를 제한하지 않는다. 또한, 계측 시스템(100)은 패턴화된 웨이퍼 및/또는 패턴화되지 않은 웨이퍼의 측정을 위해 구성될 수 있다. 계측 시스템은 LED 검사 툴, 에지(edge) 검사 툴, 후면 검사 툴, 매크로 검사 툴, 또는 다중 모드 검사 툴(하나 이상의 플랫폼으로부터 데이터를 동시에 포함), 및 임계 치수 데이터를 기반으로 하는 시스템 파라미터들의 캘리브레이션으로부터 이익을 얻는 임의의 다른 계측 또는 검사 툴로서 구성될 수 있다 .
시편을 프로세싱하는 데 사용될 수 있는 반도체 프로세싱 시스템(예를 들어, 계측 시스템 또는 리소그래피 시스템)에 대한 다양한 실시예들이 본 명세서에 설명되어 있다. 용어 "시편(specimen)"은 본 명세서에서 웨이퍼, 레티클, 또는 이 기술분야에 알려진 수단에 의해 프로세싱될 수 있는(예를 들어, 인쇄되거나 결함에 대해 검사되는) 임의의 다른 샘플 상의 사이트(site) 또는 사이트들을 지칭하기 위해 사용된다. 일부 예에서, 시편은 그들의 동시의 결합 측정이 단일의 시편 측정 또는 기준 측정으로 취급되는 하나 이상의 측정 타겟들을 갖는 단일의 사이트를 포함한다. 일부 다른 예에서, 시편은 사이트들의 집합(aggregation)이고 여기서 상기 집합된 측정 사이트와 연관된 측정 데이터는 다수 사이트들의 각각과 연관된 데이터의 통계적 집합이다. 더욱이, 이러한 다수 사이트들의 각각은 시편 또는 기준 측정과 연관된 하나 이상의 측정 타겟을 포함할 수 있다.
본 명세서에 사용된 용어 "웨이퍼"는 대체로 반도체 또는 비반도체 재료로 형성된 기판을 지칭한다. 이에 한정되는 것은 아니지만, 예들은 단결정 실리콘, 갈륨 아세나이트(gallium arsenide), 및 인듐 포스파이드(indium phosphide)를 포함한다. 이러한 기판은 보통 반도체 제조 설비에서 발견되고/되거나 프로세싱될 수 있다. 일부 경우에, 웨이퍼는 기판(즉, 베어(bare) 웨이퍼)만을 포함할 수 있다. 대안적으로, 웨이퍼는 기판 상에 형성된 상이한 재료들의 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 웨이퍼 상에 형성된 하나 이상의 층들은 "패턴화" 또는 "비패턴화"될 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼는 반복적 패턴 피처들을 갖는 복수의 다이들(dies)을 포함할 수 있다.
"레티클"은 레티클 제조 프로세스의 임의의 단계에 있는 레티클, 또는 반도체 제조 설비에서 사용하기 위해 해제되거나(released) 해제되지 않을 수 있는 완성된 레티클일 수 있다. 레티클 또는 "마스크"는 대체로 그 위에 형성되고 패턴으로 구성된 실질적으로 불투명한 영역을 갖는 실질적으로 투명한 기판으로 정의된다. 기판은 예를 들어, 비정질 SiO2와 같은 유리 재료를 포함할 수 있다. 레티클은 리소그래피 프로세스의 노광 단계 동안 레지스트로 덮인 웨이퍼 위에 배치될 수 있어 레티클 상의 패턴이 레지스트로 전사될 수 있다.
웨이퍼 상에 형성된 하나 이상의 층은 패턴화되거나 패턴화되지 않을 수 있다. 예를 들어, 웨이퍼는 각각이 반복적 패턴 피처들을 갖는 복수의 다이를 포함할 수 있다. 이러한 재료 층들의 형성 및 프로세싱으로 최종적으로 디바이스가 완성된다. 많은 다양한 타입의 디바이스들이 웨이퍼 상에 형성될 수 있고, 본 명세서에서 사용되는 용어 웨이퍼는 이 기술분야에 알려진 임의의 타입의 디바이스가 위에 제조되는 웨이퍼를 포함하도록 의도된다.
하나 이상의 예시적인 실시예에서, 설명된 기능은 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어로 구현되는 경우 기능은 컴퓨터 판독가능 매체에 하나 이상의 명령 또는 코드로 저장되거나 전송될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 컴퓨터 프로그램을 한 장소에서 다른 장소로 전송하는 것을 용이하게 하는 임의의 매체를 포함하는 통신 매체를 모두 포함한다. 저장 매체는 범용 또는 특수 목적 컴퓨터에서 액세스할 수 있는 임의의 이용 가능한 매체일 수 있다. 제한이 아닌 예로서, 그러한 컴퓨터 판독가능 매체는 RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM 또는 기타 광 디스크 스토리지, 자기 디스크 스토리지 또는 기타 자기 스토리지 디바이스, 또는 범용 또는 특수 목적 컴퓨터, 또는 범용 또는 특수 목적 프로세서에 의해 액세스될 수 있고, 명령 또는 데이터 구조의 형태로 원하는 프로그램 코드 수단을 운반 또는 저장하는 데 사용될 수 있는 임의의 다른 매체를 포함할 수 있다. 또한 임의의 연결(connection)이 적절하게 컴퓨터 판독가능 매체로 칭해진다. 예를 들어, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 트위스트 페어(twisted pair), 디지털 가입자 회선(digital subscriber line, DSL), 또는 적외선, 라디오 및 마이크로파와 같은 무선 기술을 사용하여 웹 사이트, 서버 또는 기타 원격 소스로부터 소프트웨어가 전송되는 경우, 동축 케이블, 광섬유 케이블, 트위스트 페어, DSL 또는 적외선, 라디오 및 마이크로파와 같은 무선 기술은 매체의 정의에 포함된다. 여기에 사용된 디스크(disk) 및 디스크(disc)는 컴팩트 디스크(compact disc, CD), 레이저 디스크(laser disc), 광 디스크(optical disc), DVD(digital versatile disc), 플로피 디스크(floppy disk) 및 블루레이 디스크(blu-ray disc)를 포함하며, 디스크(disks)가 보통 자기적으로 데이터를 재생하는 반면 디스크(discs)는 레이저를 사용하여 데이터를 광학적으로 재생한다. 또한, 위의 조합도 컴퓨터 판독가능 매체의 범위에 포함되어야 한다.
어떤 특정 실시예들이 설명 목적으로 위에서 설명되었지만, 이 특허 문서의 교시는 일반적인 적용 가능성을 가지며 위에서 설명된 특정 실시예들로 제한되지 않는다. 따라서, 설명된 실시예들의 다양한 특징들에 대해 다양한 수정, 개조 및 조합이 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다.
Claims (20)
- 방법에 있어서,
복수의 인라인 생산 웨이퍼들 상에 배치된 하나 이상의 구조체를 특성화하는 관심 파라미터의 복수의 측정값들을 수신하는 단계 - 상기 복수의 인라인 생산 웨이퍼들 각각은 반도체 제조 프로세스 흐름 중 동일한 프로세스 단계에서 측정되고, 상기 관심 파라미터의 상기 복수의 측정값들은 계측 시스템들의 플릿(fleet) 중의 둘 이상의 계측 시스템들에 의한 상기 복수의 인라인 생산 웨이퍼들 각각의 측정값들과 연관됨 -;
상기 복수의 인라인 생산 웨이퍼들 중 제1 인라인 생산 웨이퍼를 측정하기 위해 사용된 하나 이상의 계측 시스템 각각에 걸친 애버리지(average) 측정값과 관련하여 상기 계측 시스템들의 플릿 중의 계측 시스템과 연관된 제1 측정 바이어스(measurement bias)를 결정하는 단계;
상기 제1 측정 바이어스에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 계측 시스템들의 플릿 중의 상기 계측 시스템에 대해 업데이트된 오프셋(offset) 값을 결정하는 단계; 및
상기 업데이트된 오프셋 값에 기초하여 상기 계측 시스템에 의한 상기 관심 파라미터의 측정값들의 수정된 값들을 추정하는 단계
를 포함하는, 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 복수의 인라인 생산 웨이퍼들 중 제2 인라인 생산 웨이퍼를 측정하기 위해 사용된 상기 둘 이상의 계측 시스템들 각각에 걸친 애버리지 측정값과 관련하여 상기 계측 시스템들의 플릿 중의 상기 계측 시스템과 연관된 제2 측정 바이어스를 결정하는 단계; 및
상기 제1 측정 바이어스 및 상기 제2 측정 바이어스에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 계측 시스템과 연관된 측정 바이어스의 애버리지 값을 결정하는 단계 - 상기 업데이트된 오프셋 값은 상기 측정 바이어스의 상기 애버리지 값에 기초함 -
를 더 포함하는, 방법. - 제2 항에 있어서,
상기 측정 바이어스의 상기 애버리지 값은, 평균값(mean value) 또는 중앙값(median value)으로서 결정되는 것인, 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 계측 시스템에 의한 상기 관심 파라미터의 측정값들의 수정된 값들을 추정하는 단계는, 상기 계측 시스템에 의한 상기 관심 파라미터의 측정 값들에 수정 항(correction term)을 더함으로써 결정되며, 상기 수정 항은 상기 업데이트된 오프셋 값과 스케일링 팩터(scaling factor)의 곱인 것인, 방법. - 제4 항에 있어서,
상기 스케일링 팩터는 1 이하의 양의 값을 갖는 것인, 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 계측 시스템들의 플릿 중의 제1 계측 시스템에 의한 상기 복수의 인라인 생산 웨이퍼들 중의 인라인 생산 웨이퍼의 측정들과 연관된 상기 관심 파라미터의 상기 측정 값들을, 상기 계측 시스템들의 플릿 중의 상기 제1 계측 시스템과 제2 계측 시스템에 의한 상기 인라인 생산 웨이퍼의 측정들 사이에 경과된 시간에 기초하여 조정하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 계측 시스템들의 플릿 중의 제1 계측 시스템에 의한 상기 복수의 인라인 생산 웨이퍼들 중의 인라인 생산 웨이퍼의 측정들과 연관된 상기 관심 파라미터의 상기 측정 값들을, 상기 계측 시스템들의 플릿 중의 상기 제1 계측 시스템과 제2 계측 시스템에 의하여 상기 인라인 생산 웨이퍼의 측정들이 수행되는 시간의 지속기간에 기초하여 조정하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 계측 시스템들의 플릿 중의 상기 계측 시스템에 대한 상기 업데이트된 오프셋 값을 상한의 미리 정해진 문턱값 및 하한의 미리 정해진 문턱값과 비교하는 단계;
상기 업데이트된 오프셋 값이 상기 상한의 미리 정해진 문턱값을 초과하는 경우, 상기 업데이트된 오프셋 값을 상기 상한의 미리 정해진 문턱값으로 대체하는 단계; 및
상기 업데이트된 오프셋 값이 상기 하한의 미리 정해진 문턱값보다 작은 경우, 상기 업데이트된 오프셋 값을 상기 하한의 미리 정해진 문턱값으로 대체하는 단계
를 더 포함하는, 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 계측 시스템들의 플릿 중의 상기 계측 시스템에 대한 상기 업데이트된 오프셋 값과 상기 계측 시스템에 대한 현재 오프셋 값 사이의 차이를 결정하는 단계;
상기 차이가 상한의 미리 정해진 문턱값을 초과하는 경우, 상기 업데이트된 오프셋 값을 상기 상한의 미리 정해진 문턱값으로 대체하는 단계; 및
상기 차이가 하한의 미리 정해진 문턱값보다 작은 경우, 상기 업데이트된 오프셋 값을 상기 하한의 미리 정해진 문턱값으로 대체하는 단계
를 더 포함하는, 방법. - 시스템에 있어서,
복수의 측정 시스템들로서,
인라인 생산 웨이퍼 상에 배치된 하나 이상의 구조체에 일정 양의 조명 방사선을 제공하도록 구성된 조명 소스;
상기 일정 양의 조명 방사선에 응답하여 상기 하나 이상의 구조체로부터 일정 양의 수집된 방사선을 수신하고, 상기 수집된 방사선을 나타내는 측정 신호들을 생성하도록 구성된 검출기
를 각각이 포함하는 상기 복수의 측정 시스템들; 및
하나 이상의 컴퓨팅 시스템으로서,
상기 복수의 측정 시스템들로부터 복수의 측정값들을 수신하도록 - 상기 복수의 측정값들의 각각은 복수의 인라인 생산 웨이퍼들의 각각에 배치된 상기 하나 이상의 구조체를 특성화하는 관심 파라미터의 값이고, 상기 복수의 인라인 생산 웨이퍼들의 각각은 반도체 제조 프로세스 흐름 중 동일한 프로세스 단계에서 측정되며, 상기 관심 파라미터의 상기 복수의 측정값들은 상기 복수의 측정 시스템들 중 둘 이상의 측정 시스템들에 의한 상기 복수의 인라인 생산 웨이퍼들 각각의 측정값들과 연관됨 -;
상기 복수의 인라인 생산 웨이퍼들 중 제1 인라인 생산 웨이퍼를 측정하기 위해 사용된 하나 이상의 측정 시스템들 각각에 걸친 애버리지 측정값과 관련하여 상기 복수의 측정 시스템들 중의 측정 시스템과 연관된 제1 측정 바이어스를 결정하도록;
상기 제1 측정 바이어스에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 복수의 측정 시스템들 중의 상기 측정 시스템에 대해 업데이트된 오프셋 값을 결정하도록; 그리고
상기 업데이트된 오프셋 값에 기초하여 상기 측정 시스템에 의한 상기 관심 파라미터의 측정값들의 수정된 값들을 추정하도록
구성된 상기 하나 이상의 컴퓨팅 시스템
을 포함하는, 시스템. - 제10 항에 있어서,
상기 하나 이상의 컴퓨팅 시스템은 또한,
상기 복수의 인라인 생산 웨이퍼들 중 제2 인라인 생산 웨이퍼를 측정하기 위해 사용된 상기 둘 이상의 측정 시스템들 각각에 걸친 애버리지 측정값과 관련하여 상기 복수의 측정 시스템들 중의 상기 측정 시스템과 연관된 제2 측정 바이어스를 결정하도록; 그리고
상기 제1 측정 바이어스 및 상기 제2 측정 바이어스에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 측정 시스템과 연관된 측정 바이어스의 애버리지 값을 결정하도록 - 상기 업데이트된 오프셋 값은 상기 측정 바이어스의 상기 애버리지 값에 기초함 -
구성되는, 시스템. - 제11 항에 있어서,
상기 측정 바이어스의 상기 애버리지 값은, 평균값 또는 중앙값으로서 결정되는 것인, 시스템. - 제10 항에 있어서,
상기 측정 시스템에 의한 상기 관심 파라미터의 측정값들의 수정된 값들을 추정하는 것은, 상기 측정 시스템에 의한 상기 관심 파라미터의 측정 값들에 수정 항을 더함으로써 결정되며, 상기 수정 항은 상기 업데이트된 오프셋 값과 스케일링 팩터의 곱인 것인, 시스템. - 제13 항에 있어서,
상기 스케일링 팩터는 1 이하의 양의 값을 갖는 것인, 시스템. - 제10 항에 있어서,
상기 하나 이상의 컴퓨팅 시스템은 또한,
상기 복수의 측정 시스템들 중 제1 측정 시스템에 의한 상기 복수의 인라인 생산 웨이퍼들 중의 인라인 생산 웨이퍼의 측정들과 연관된 상기 관심 파라미터의 상기 측정 값들을, 상기 복수의 측정 시스템들 중 상기 제1 측정 시스템과 제2 측정 시스템에 의한 상기 인라인 생산 웨이퍼의 측정들 사이에 경과된 시간에 기초하여 조정하도록 구성되는, 시스템. - 제10 항에 있어서,
상기 하나 이상의 컴퓨팅 시스템은 또한,
상기 복수의 측정 시스템들 중 제1 측정 시스템에 의한 상기 복수의 인라인 생산 웨이퍼들 중의 인라인 생산 웨이퍼의 측정들과 연관된 상기 관심 파라미터의 상기 측정 값들을, 상기 복수의 측정 시스템들 중 상기 제1 측정 시스템과 제2 측정 시스템에 의하여 상기 인라인 생산 웨이퍼의 측정들이 수행되는 시간의 지속기간에 기초하여 조정하도록 구성되는, 시스템. - 제10 항에 있어서,
상기 컴퓨팅 시스템은 또한,
상기 복수의 측정 시스템들 중의 상기 측정 시스템에 대한 상기 업데이트된 오프셋 값을 상한의 미리 정해진 문턱값 및 하한의 미리 정해진 문턱값과 비교하도록;
상기 업데이트된 오프셋 값이 상기 상한의 미리 정해진 문턱값을 초과하는 경우, 상기 업데이트된 오프셋 값을 상기 상한의 미리 정해진 문턱값으로 대체하도록; 그리고
상기 업데이트된 오프셋 값이 상기 하한의 미리 정해진 문턱값보다 작은 경우, 상기 업데이트된 오프셋 값을 상기 하한의 미리 정해진 문턱값으로 대체하도록
구성되는, 시스템. - 제10 항에 있어서,
상기 컴퓨팅 시스템은 또한,
상기 복수의 측정 시스템들 중의 상기 측정 시스템에 대한 상기 업데이트된 오프셋 값과 상기 측정 시스템에 대한 현재 오프셋 값 사이의 차이를 결정하도록;
상기 차이가 상한의 미리 정해진 문턱값을 초과하는 경우, 상기 업데이트된 오프셋 값을 상기 상한의 미리 정해진 문턱값으로 대체하도록; 그리고
상기 차이가 하한의 미리 정해진 문턱값보다 작은 경우, 상기 업데이트된 오프셋 값을 상기 하한의 미리 정해진 문턱값으로 대체하도록
구성되는, 시스템. - 오프셋 캘리브레이션 툴(offset calibration tool)로서,
컴퓨팅 시스템의 하나 이상의 프로세서; 및
컴퓨터 판독가능 명령어를 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체
를 포함하고,
상기 컴퓨터 판독가능 명령어는, 상기 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때 상기 컴퓨팅 시스템으로 하여금,
복수의 인라인 생산 웨이퍼들 상에 배치된 하나 이상의 구조체를 특성화하는 관심 파라미터의 복수의 측정값들을 수신하게 하고 - 상기 복수의 인라인 생산 웨이퍼들의 각각은 반도체 제조 프로세스 흐름 중 동일한 프로세스 단계에서 측정되며, 상기 관심 파라미터의 상기 복수의 측정값들은 계측 시스템들의 플릿 중의 둘 이상의 계측 시스템들에 의한 상기 복수의 인라인 생산 웨이퍼들 각각의 측정값들과 연관됨 -;
상기 복수의 인라인 생산 웨이퍼들 중 제1 인라인 생산 웨이퍼를 측정하기 위해 사용된 하나 이상의 계측 시스템 각각에 걸친 애버리지 측정값과 관련하여 상기 계측 시스템들의 플릿 중의 계측 시스템과 연관된 제1 측정 바이어스를 결정하게 하고;
상기 제1 측정 바이어스에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 계측 시스템들의 플릿 중의 상기 계측 시스템에 대해 업데이트된 오프셋 값을 결정하게 하고; 그리고
상기 업데이트된 오프셋 값에 기초하여 상기 계측 시스템에 의한 상기 관심 파라미터의 측정값들의 수정된 값들을 추정하게 하는
것인, 오프셋 캘리브레이션 툴. - 제19 항에 있어서,
상기 컴퓨터 판독가능 명령어는, 상기 컴퓨팅 시스템의 상기 하나 이상의 프로세서에 의해 실행될 때 상기 컴퓨팅 시스템으로 하여금 또한,
상기 복수의 인라인 생산 웨이퍼들 중 제2 인라인 생산 웨이퍼를 측정하기 위해 사용된 상기 둘 이상의 측정 시스템들 각각에 걸친 애버리지 측정값과 관련하여 상기 계측 시스템들의 플릿 중의 상기 계측 시스템과 연관된 제2 측정 바이어스를 결정하게 하고; 그리고
상기 제1 측정 바이어스 및 상기 제2 측정 바이어스에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 계측 시스템과 연관된 측정 바이어스의 애버리지 값을 결정하게 하는 - 상기 업데이트된 오프셋 값은 상기 측정 바이어스의 상기 애버리지 값에 기초함 -
것인, 오프셋 캘리브레이션 툴.
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