KR20230026359A - 다중 수집 채널로부터의 정보의 결합에 의한 디자인 대 웨이퍼 이미지 상관 관계 - Google Patents
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Abstract
광학 검사 시스템을 사용하여 반도체 웨이퍼 상의 피쳐의 적어도 3개의 암시야 이미지가 형성될 수 있다. 적어도 3개의 암시야 이미지 각각은 이미지 생성 동안 완전히 개방되는 조리개를 사용하는 광학 검사 시스템의 상이한 채널로부터의 것이다. 암시야 이미지는 대응하는 디자인과 정렬되는 유사 웨이퍼 이미지로 융합될 수 있다. 이 정렬은 케어 영역 배치를 개선할 수 있다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2020년 6월 19일에 제출된 인도 특허 출원 제202041025897호 및 2020년 8월 5일에 제출된 미국 가특허 출원 제63/061,278호에 우선권을 주장하며, 그 개시 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다.
기술분야
본 개시는 반도체 검사에 관한 것이다.
반도체 제조 산업의 발전으로 수율 관리, 특히 계측 및 검사 시스템에 대한 요구가 더욱 커지고 있다. 임계 치수는 계속 줄어들고 있지만, 산업은 고수율, 고부가치 생산을 달성하기 위한 시간을 단축해야 한다. 수율 문제의 검출로부터 문제를 해결하기까지의 총 시간을 최소화하면 반도체 제조업체의 투자 수익이 최대화된다.
로직 및 메모리 디바이스와 같은 반도체 디바이스를 제조하는 것은 일반적으로 반도체 디바이스의 다양한 피쳐 및 다중 레벨을 형성하기 위해 다수의 제조 프로세스를 사용하여 반도체 웨이퍼를 프로세싱하는 것을 포함한다. 예를 들어, 리소그래피는 레티클로부터 반도체 웨이퍼에 배열된 포토레지스트로 패턴을 전사하는 것과 관련된 반도체 제조 프로세스이다. 반도체 제조 프로세스의 추가적인 예로는 화학적 기계적 연마(chemical-mechanical polishing; CMP), 에칭, 증착 및 이온 주입이 포함되지만 이에 제한되지 않는다. 단일 반도체 웨이퍼 상에 제조된 다수의 반도체 디바이스의 배열은 개별 반도체 디바이스로 분리될 수 있다.
검사 프로세스는 반도체 제조 동안의 여러 단계에서 웨이퍼 상의 결함을 검출하여 제조 프로세스의 수율을 높이고 따라서 수익을 높이는데 사용된다. 검사는 항상 집적 회로(integrated circuit; IC)와 같은 반도체 디바이스를 제조하는 것의 중요한 부분이었다. 그러나, 반도체 디바이스의 치수가 감소함에 따라 더 작은 결함으로 인해 디바이스가 고장날 수 있기 때문에 허용가능한 반도체 디바이스의 성공적인 제조에 대해 검사는 더욱 중요해진다. 예를 들어, 반도체 디바이스의 치수가 감소됨에 따라 상대적으로 작은 결함이라도 반도체 디비아스에서 원하지 않는 수차를 유발할 수 있기 때문에 감소한 크기의 결함 검출이 필요하게 되었다.
그러나, 디자인 규칙이 축소됨에 따라 반도체 제조 프로세스는 프로세스의 수행 능력의 제한에 더 가깝게 동작할 수 있다. 또한, 더 작은 결함은 디자인 규칙이 축소됨에 따라 디바이스의 전기적 파라미터에 영향을 미칠 수 있으며, 이는 더 민감한 검사를 유도한다. 디자인 규칙이 축소됨에 따라 검사에 의해 검출되는 잠재적인 수율 관련 결함의 수가 급격히 증가하고 검사에 의해 감지되는 성가신 결함의 수도 급격히 증가한다. 따라서, 웨이퍼 상에 더 많은 결함이 검출될 수 있으며 모든 결함을 제거하기 위해 프로세스를 수정하는 것은 어렵고 비용이 많이 들 수 있다. 어떤 결함이 디바이스의 전기적 파라미터 및 수율에 실제로 영향을 미치는지 결정하면 프로세스 제어 방법이 다른 결함은 대체로 무시하면서 이들 결함에 집중할 수 있게 한다. 또한, 더 작은 디자인 규칙에서는 일부 경우에 프로세스로 인한 고장이 체계적으로 발생하는 경향이 있다. 즉, 프로세스으로 인한 고장은 디자인 내에서 여러 번 반복되는 경우가 많은 미리 결정된 디자인 패턴에서 고장인 경향이 있다. 공간적으로 체계적이고 전기적으로 관련된 결함을 제거하면 수율에 영향을 미칠 수 있다.
검사 및 결함 검출을 위해 웨이퍼 이미지를 웨이퍼의 디자인 파일에 정렬해야 할 수 있다. 하나의 수집 채널로부터의 웨이퍼 이미지를 사용하여 디자인 정렬을 수행되었다. 하나의 채널을 사용하여 특정 정보만 수집될 수 있다. 이러한 조건에서 웨이퍼 이미지와 디자인 정보가 정렬해야 하는 경우 웨이퍼 이미지와 디자인 파일을 정렬하는 동안 부정확의 가능성이 있다. 이로 인해 이후 검사 단계에서 케어 영역의 부정확한 배치된가 발생할 것이다.
따라서, 웨이퍼 검사를 위한 새로운 기술이 필요한다.
제1 실시예에서 방법이 제공된다. 이 방법은 광학 검사 시스템을 사용하여 반도체 웨이퍼 상의 피쳐의 적어도 3개의 암시야 이미지를 생성하는 단계를 포함한다. 적어도 3개의 암시야 이미지 각각은 광학 검사 시스템의 상이한 채널로부터의 것이다. 광학 검사 시스템의 채널 각각에 대한 조리개는 암시야 이미지를 생성하는 단계 동안에 완전히 개방된다. 프로세서를 사용하여 적어도 3개의 암시야 이미지는 융합되어 유사 웨이퍼 이미지를 형성한다. 프로세서를 사용하여 유사 웨이퍼 이미지는 대응하는 디자인과 정렬된다.
상이한 채널은 적어도 하나의 측면 채널 및 적어도 하나의 상단 채널을 포함할 수 있다.
이 방법은 프로세서를 사용하여 검사를 위한 케어 영역을 유사 웨이퍼 이미지에 불러오기하는 단계를 포함할 수 있다. 케어 영역의 배치 정확도가 또한 프로세서를 사용하여 결정될 수 있다.
제2 실시예에서 광학 시스템이 제공된다. 광학 시스템은 반도체 웨이퍼를 유지하도록 구성된 스테이지; 스테이지로 지향되는 광을 생성하는 광원; 스테이지 상의 반도체 웨이퍼로부터 광을 수신하고 3개의 채널을 제공하는 광학계; 스테이지 상의 반도체 웨이퍼로부터 광을 수신하는 3개의 조리개; 스테이지 상의 반도체 웨이퍼로부터 광을 수신하는 3개의 검출기; 및 3개의 검출기와 전자 통신하는 프로세서를 포함한다. 3개의 검출기 각각은 3개의 채널 중 상이한 채널로부터 광을 수신한다. 3개의 조리개 각각은 3개의 채널 중 상이한 채널로부터 광을 수신한다. 프로세서는: 반도체 웨이퍼 상의 피쳐의 적어도 3개의 암시야 이미지를 생성하고; 적어도 3개의 암시야 이미지를 융합하여 유사 웨이퍼 이미지를 형성하고; 유사 웨이퍼 이미지를 대응하는 디자인과 정렬하도록 구성된다. 3개의 암시야 이미지 각각은 3개의 채널 중 상이한 채널로부터의 것이다.
광원은 레이저를 포함할 수 있다.
조리개는 암시야 이미지를 생성하는 동안 완전히 개방될 수 있다.
3개의 채널은 적어도 하나의 측면 채널과 적어도 하나의 상단 채널을 포함할 수 있다.
프로세서는 또한, 검사를 위한 케어 영역을 유사 웨이퍼 이미지에 불러오기하고 케어 영역의 배치 정확도를 결정하도록 구성될 수 있다.
제3 실시예에서 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체가 제공된다. 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스 상에 다음 단계들을 실행하기 위한 하나 이상의 프로그램을 포함한다. 적어도 3개의 암시야 이미지는 융합되어 유사 웨이퍼 이미지를 형성한다. 적어도 3개의 암시야 이미지는 광학 검사 시스템을 사용하여 형성된 반도체 웨이퍼 상의 피쳐를 포함한다. 적어도 3개의 암시야 이미지 각각은 광학 검사 시스템의 상이한 채널로부터의 것이다. 광학 검사 시스템의 채널 각각에 대한 조리개는 적어도 3개의 암시야 이미지에 대해 완전히 개방된다. 유사 웨이퍼 이미지는 대응하는 디자인과 정렬된다.
상이한 채널은 적어도 하나의 측면 채널 및 적어도 하나의 상단 채널을 포함할 수 있다.
단계들은 케어 영역을 사용하여 배치 정확도를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
단계들은 검사를 위한 케어 영역을 유사 웨이퍼 이미지에 불러오기하는 단계를 더 포함할 수 있다.
단계들은 케어 영역의 배치 정확도를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 본질 및 목적을 더 잘 이해하기 위해 첨부된 도면과 함께 다음의 상세한 설명을 참조해야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 방법의 흐름도이다.
도 2는 도 1의 방법을 사용한 예이다.
도 3 및 도 4는 도 1의 방법의 파라미터의 일부를 변경한 예이다.
도 5는 본 발명에 따른 광학 검사 시스템의 다이어그램이다.
도 1은 본 발명에 따른 방법의 흐름도이다.
도 2는 도 1의 방법을 사용한 예이다.
도 3 및 도 4는 도 1의 방법의 파라미터의 일부를 변경한 예이다.
도 5는 본 발명에 따른 광학 검사 시스템의 다이어그램이다.
청구된 주제가 특정 실시예의 관점에서 설명되지만, 여기에 설명된 모든 이점 및 특징을 제공하지 않는 실시예를 포함하는 다른 실시예가 또한 본 개시의 범위 내에 있다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 구조적, 논리적, 프로세스 단계 및 전자적 변경이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 청구범위를 참조하여 정의된다.
디자인 파일은 웨이퍼 검사 중에 사용된다. 디자인 파일은 웨이퍼 상의 결함에 대한 디자인 기반 그룹화(design-based grouping; DBG) 또는 케어 영역의 정확한 배치를 가능하게 한다. 이 절차 중에 디자인 파일과 검사 도구 카메라 이미지 간의 정렬이 개선되어 케어 영역 배치를 개선할 수 있다. 그레이 필드 및 암시야 시스템(모드)에서, 이미지가 캡처되는 방식으로 인해 문제가 있을 수 있다. 때때로, 문제는 주어진 모든 채널에서 특정 정보만 캡처할 수 있는 세그먼트화된 수집 아키텍처(즉, 하나 보다 많은 수집 채널)로 인해 발생한다. 수집 채널의 조리개 설정은 또한 디자인 정렬에 영향을 줄 수 있다. 본 명세서에 개시된 실시예는 상관 관계를 증가시킴으로써 정확한 디자인 배치를 입증한다.
본 명세서에 개시된 바와 같이, 다중 수집 경로로부터의 정보는 디자인 상관을 위한 새로운 유사(pseudo) 웨이퍼 이미지를 생성하는데 사용될 수 있다. 이것은 정확도를 향상시킨다. 도 1은 방법(100)의 흐름도를 도시한다. 방법(100)의 모든 단계 중 일부는 프로세서를 사용하거나 수반할 수 있다.
101에서, 광학 검사 시스템을 사용하여 반도체 웨이퍼 상의 피쳐의 적어도 3개의 암시야 이미지가 생성된다. 적어도 3개의 암시야 이미지 각각은 광학 검사 시스템의 상이한 채널로부터의 것이다. 암시야 이미지는 이미지로부터의 산란되지 않은 빔을 제외하고 이미지의 일부가 아닌 광으로 웨이퍼를 조명하고, 이는 웨이퍼 주위의 필드는 일반적으로 어둡고 이미지는 밝은 객체가 있는 어두운 배경으로 나타남을 의미한다. 한 예에서, 상이한 채널은 적어도 하나의 측면 채널 및 적어도 하나의 상단 채널을 포함할 수 있다. 예를 들어, 두 개의 측면 채널 및 상단 채널이 포함될 수 있다. 광학 검사 시스템의 적어도 하나의 조리개(예를 들어, 모든 조리개)는 생성 중에 완전히 개방된다.
예를 들어, 레이저 검사 기술을 사용하는 광학 검사 시스템에는 2개의 측면 채널 및 1개의 상단 채널이 있다. 이들은 3개의 암시야 이미지를 생성할 수 있다. 적어도 하나의 측면 채널 및 상단 채널의 정보를 사용하여 전체 이미지를 나타낼 수 있다. 제2 측면 채널로부터의 정보를 추가하면 전반적인 이미지 품질을 향상시킬 수 있다.
일반적으로, 광학 검사 시스템의 조리개는 배경의 반복 구조를 필터링하기 위해 검사 중에 부분적으로 차단된다. 이는 일반적으로 결함을 검출하는데 도움이 된다. 그러나, 조리개를 부분적으로 차단하면 디자인 정렬을 위해 웨이퍼 이미지를 그래빙(grabbing)할 때 정보가 손실될 수 있다. 조리개가 부분적으로 차단되면 정보의 일부 또는 대부분이 손실될 수 있다. 따라서, 완전히 개방된 조리개는 본 명세서에 개시된 실시예를 사용하여 웨이퍼 이미지로부터 더 완전한 정보를 제공한다.
102에서, 적어도 3개의 암시야 이미지가 융합되어 유사 웨이퍼 이미지를 형성한다. 융합은 다중 채널로부터의 웨이퍼 이미지를 오버레이 스태킹함으로써 달성될 수 있다. 레이저 스캐닝 시스템을 사용하는 실시예에서, 융합 기술은 상이한 채널로부터의 강도 값의 기하학적 평균을 적용하는 것을 포함한다.
103에서, 유사 웨이퍼 이미지는 대응하는 디자인과 정렬된다. 처음에는, 웨이퍼의 일부가 스캔되고 몇몇 타겟 클립이 식별될 수 있다. 이러한 디자인 클립은 웨이퍼 이미지로 오버레이될 수 있으며 웨이퍼 이미지처럼 보이도록 렌더링된다. 렌더링된 이미지와 웨이퍼 이미지 사이의 오프셋은 선택된 타겟의 사용자 정렬에 기초하여 결정된다. 오프셋은 수집된 모든 웨이퍼 이미지에 적용될 수 있다.
검사를 위한 케어 영역이 유사 웨이퍼 이미지에 불러오기(importing)될 수 있다. 케어 영역의 배치 정확도는 프로세서를 사용하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 작업 덤프(작은 영역 상의 실제 웨이퍼 검사를 시뮬레이션함)를 수집하고 웨이퍼 이미지 상의 케어 영역 배치를 확인하여 배치 정확도가 검증될 수 있다. 그 다음, 광학 설정은 검사를 위한 일반적인 조건으로 설정될 수 있다. 케어 영역 배치의 정확성을 증가시키는 방법(100)을 사용하여 개선된 웨이퍼 이미지 대 디자인 상관 관계가 달성될 수 있다.
케어 영역의 배치는 웨이퍼 검사와 함께 사용될 수 있다. 디자인 안내 검사가 또한 웨이퍼 검사 중에 사용된다. 어느 하나의 검사 기술에 대해, 디자인과 웨이퍼 이미지 정렬은 가능한 한 정확해야 한다. 디자인 상관에 사용되는 웨이퍼 이미지 자체에 정렬을 위한 모든 정보가 포함되지 않으면, 케어 영역을 자신 있게 배치하기 어려울 수 있다. 개시된 유사 웨이퍼 이미지는 다중 수집 경로로부터의 정보를 병합하고 개방된 조리개를 사용하여 정보가 손실되는 것을 방지할 수 있다. 디자인이 웨이퍼 이미지와 더 정확하게 정렬되면 케어 영역 배치도 정확해진다.
수집 채널에서 상이한 조리개 설정의 효과가 조사되었다. 도 2는 방법(100)을 사용하는 예이다. 도 3 및 도 4는 방법(100)의 파라미터 일부를 변경하는 예이다. 도 2에서, 좌측에 디자인 클립이 도시된다. 디자인 클립은 반도체 웨이퍼의 실제 디자인을 나타낸다. 2개의 웨이퍼 이미지가 도 2에 도시된다. 조리개가 완전히 개방된 상태에서 웨이퍼 이미지가 생성되었다. 하나는 수평 구성 요소를 주로 포함하는(또는 수평 구성 요소만 포함하는) 수집 경로 A로부터 취해진다. 다른 하나는 수직 구성 요소를 주로 포함하는(또는 수직 구성 요소만 포함하는) 수집 경로 B로부터 취해진다. 단독으로, 두 웨이퍼 이미지 모두 디자인 클립과의 상관 관계가 좋지 않다. 그러나, 2개의 웨이퍼 이미지가 병합되어 수직 및 수평 정보를 포함하는 유사 웨이퍼 이미지를 형성하면, 유사 웨이퍼 이미지의 상관 관계는 디자인 클립과 100%이다. 도 2는 완전히 개방된 조리개 설정과의 상관 관계를 도시하고, 이는 완전히 개방된 조리개 설정을 사용하고 다중 수집 경로로부터의 이미지 정보를 병합하면 더 높은 웨이퍼 이미지 대 디자인 상관 관계를 달성할 수 있음을 입증한다.
예를 들어, 레이저 기술을 사용하는 광학 검사 시스템은 2개의 수집 경로 A와 하나의 수집 경로 B를 갖는다. 이는 많은 상이한 웨이퍼 구조에 대해 개선된 유사 웨이퍼 이미지를 제공할 수 있으며, 이는 개선된 검사 결과를 가져올 것이다.
대조적으로, 조리개는 도 3에서 완전히 개방되지 않았다. 대신, 일반 검사를 위한 공통 조리개 설정이 사용되었다. 도 3에서 보이는 바와 같이, 조리개 설정은 검사 목적을 위해 수평 패턴 정보(경로 A)를 제거한다. 검사 조리개 조건은 도 2와 비교하여 허용가능한 디자인 상관 관계를 제공하지 않을 수 있다. 또한 조리개를 완전히 개방하는 것에 실해하면 결과 이미지에서 배경이 명확하지 않을 수 있으며, 이는 검사 중에 반복되는 결함을 놓칠 수 있음을 의미한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 완전히 개방되지 않은 일반적인 조리개 설정은 수집 경로 A의 웨이퍼 이미지 정보를 제거한다. 이 정보를 제거하면 결함의 신호 대 잡음 비를 향상시키기 때문에 결함 검출 단계에서 유용한다. 그러나, 디자인 정렬 중에 조리개가 완전히 개방된 완전한 웨이퍼 이미지 정보는 보다 정확한 케어 영역 배치를 보장할 수 있다.
단 하나의 수집 채널의 사용은 도 4에 도시된다. 완전히 개방되지 않은 조리개 설정에서 수집 채널 중 하나를 사용하면 디자인 정보를 웨이퍼 이미지와 정렬할 때 디자인과의 상관 관계가 낮아진다.
시스템(200)의 일 실시예가 도 5에 도시된다. 시스템(200)은 광학 기반 서브시스템(201)을 포함한다. 일반적으로, 광학 기반 서브시스템(201)은 광을 시편(specimen)(202)으로 지향시키고(또는 그 위의 광을 스캐닝하고) 시편(202)으로부터의 광을 검출함으로써 시편(202)에 대한 광학 기반 출력을 생성하도록 구성된다. 일 실시예에서, 시편(202)은 웨이퍼를 포함한다. 웨이퍼는 당업계에 공지된 임의의 웨이퍼를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 시편(202)은 레티클을 포함한다. 레티클은 당업계에 공지된 임의의 레티클을 포함할 수 있다.
도 5에 도시된 시스템(200)의 실시예에서, 광학 기반 서브시스템(201)은 광을 시편(202)으로 지향되도록 구성된 조명 서브시스템을 포함한다. 조명 서브시스템은 적어도 하나의 광원을 포함한다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 조명 서브시스템은 광원(203)을 포함한다. 일 실시예에서, 조명 서브시스템은 하나 이상의 경사각(oblique angle) 및/또는 하나 이상의 수직각(normal angle)를 포함할 수 있는 하나 이상의 입사각에서 광을 시편(202)으로 지향시키도록 구성된다. 예를 들어, 시스템(200)은 하나의 수직 입사각을 갖는다. 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 광원(203)으로부터의 광은 광학 요소(204)를 통과한 후, 렌즈(205)를 통해, 경사 입사각으로 시편(202)으로 지향된다. 경사 입사각은 예를 들어 시편(202)의 특성에 따라 변할 수 있는 임의의 적절한 경사 입사각을 포함할 수 있다.
광학 기반 서브시스템(201)은 상이한 시간에 상이한 입사각으로 시편(202)에 광을 지향시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 광학 기반 서브시스템(201)은 조명 서브시스템의 하나 이상의 요소의 하나 이상의 특성을 변경하도록 구성되어 광이 도 5에 도시된 것과는 상이한 입사각으로 시편(202)으로 지향되게 할 수 있다. 하나의 이러한 예에서, 광학 기반 서브시스템(201)은 광원(203), 광학 요소(204) 및 렌즈(205)를 이동시키도록 구성되어 광이 상이한 경사 입사각 또는 수직(또는 거의 수직) 입사각으로 시편(202)으로 지향된다.
일부 경우에, 동일 시간 또는 상이한 시간에 하나보다 많은 입사각으로 시편(202)으로 광을 지향시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 조명 서브시스템은 하나보다 많은 조명 채널을 포함할 수 있고, 조명 채널 중 하나는 도 5에 도시된 바와 같이 광원(203), 광학 요소(204) 및 렌즈(205)를 포함할 수 있고, 조명 채널 중 다른 채널들(도시되지 않음)은 상이하게 또는 동일하게 구성될 수 있는 유사한 요소를 포함할 수 있거나, 적어도 광원 및 가능하게는 여기서 더 설명되는 것과 같은 하나 이상의 다른 컴포넌트를 포함할 수 있다. 그러한 광이 다른 광과 동시에 시료로 지향되는 경우, 상이한 입사각으로 시편(202)으로 지향되는 광의 하나 이상의 특성(예를 들어, 파장, 편광 등)은 상이하여, 상이한 입사각의 시편(202)의 조명으로 인한 광이 검출기(들)에서 서로 구별될 수 있다.
다른 예에서, 조명 서브시스템은 단 하나의 광원(예를 들어, 도 5에 도시된 광원(203))을 포함할 수 있고 광원으로부터의 광은 조명 서브시스템의 하나 이상의 광학 요소(도시되지 않음)에 의해 (예를 들어, 파장, 편광 등에 기초하여) 상이한 광학 경로로 분리될 수 있다. 그 후, 상이한 광학 경로 각각의 광은 시편(202)으로 지향될 수 있다. 다중 조명 채널은 동일한 시간에 또는 상이한 시간에(예를 들어, 상이한 조명 채널이 시편을 순차적으로 조명하는데 사용되는 경우) 시편(202)으로 광을 지향시키도록 구성될 수 있다. 다른 예에서, 동일한 조명 채널은 상이한 시간에 상이한 특성을 갖는 시편(202)으로 광을 지향시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일부 경우에, 광학 요소(204)는 스펙트럼 필터로 구성될 수 있으며 스펙트럼 필터의 특성은 상이한 다른 방식으로(예를 들어, 스펙트럼 필터를 교체함으로써) 변경될 수 있어, 상이한 파장의 광이 상이한 시간에 시편(202)으로 지향될 수 있다. 조명 서브시스템은 상이하거나 동일한 특성을 갖는 광을 상이하거나 동일한 입사각으로 순차적으로 또는 동시에 시편(202)으로 지향시키기 위해 당업계에 공지된 임의의 다른 적절한 구성을 가질 수 있다. 또 다른 경우에는, 동일한 파장의 광이 각 채널에 사용된다.
일 실시예에서, 광원(203)은 레이저를 포함할 수 있다. 그러나, 광원은 광대역 플라즈마(broadband plasma; BBP) 소스와 같은 임의의 다른 적합한 광원을 포함할 수 있다. 레이저는 당업계에 공지된 임의의 적합한 레이저를 포함할 수 있고 당업계에 공지된 임의의 적합한 파장 또는 파장들의 광을 생성하도록 구성될 수 있다. 또한, 레이저는 단색 또는 거의 단색인 광을 생성하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 레이저는 협대역 레이저일 수 있다. 광원(203)은 또한 다수의 별개의 파장 또는 파장 대역에서 광을 생성하는 다색 광원을 포함할 수 있다.
광학 요소(204)로부터의 광은 렌즈(205)에 의해 시편(202)에 포커싱될 수 있다. 렌즈(205)는 단일 굴절 광학 요소로서 도 5에 도시되었지만, 실제로 렌즈(205)는 광학 요소로부터 시편으로 광을 조합하여 포커싱하는 다수의 굴절 및/또는 반사 광학 요소를 포함할 수 있음을 이해해야 한다. 도 5에 도시되고 본 명세서에 기술된 조명 서브시스템은 임의의 다른 적합한 광학 요소(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 이러한 광학 요소의 예로는 편광 컴포넌트(들), 스펙트럼 필터(들), 공간 필터(들), 반사 광학 요소(들), 아포다이저(들), 빔 스플리터(들)(예를 들어, 빔 스플리터(213)), 조리개(들) 등을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않고, 이는 당업계에 공지된 임의의 적합한 광학 요소를 포함할 수 있다. 또한, 광학 기반 서브시스템(201)은 광학 기반 출력을 생성하기 위해 사용될 조명의 유형에 기초하여 조명 서브시스템의 요소 중 하나 이상을 변경하도록 구성될 수 있다.
각각의 채널은 자체 조리개를 가질 수 있다. 조리개는 요소(208), 요소(211) 및 요소(218)의 예이다. 시스템(200) 내의 조리개는 암시야 이미지를 얻기 위해 완전히 개방될 수 있다.
광학 기반 서브시스템(201)은 또한 광이 시편(202) 위로 스캐닝되게 하도록 구성된 스캐닝 서브시스템을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 기반 서브시스템(201)은 광학 기반 출력 생성 동안 시편(202)이 배치되는 스테이지(206)를 포함할 수 있다. 스캐닝 서브시스템은 광이 시편(202) 위에서 스캐닝될 수 있도록 시편(202)을 이동시키도록 구성될 수 있는 임의의 적합한 기계 및/또는 로봇 조립체(스테이지(206)를 포함함)를 포함할 수 있다. 추가적으로, 또는 대안적으로, 광학 기반 서브시스템(201)은 광학 기반 서브시스템(201)의 하나 이상의 광학 요소가 시편(202) 위의 광의 일부 스캐닝을 수행하도록 구성될 수 있다. 광은 구불구불한 경로 또는 나선형 경로와 같은 임의의 적합한 방식으로 시편(202) 위에 스캐닝될 수 있다.
광학 기반 서브시스템(201)은 하나 이상의 검출 채널을 더 포함한다. 하나 이상의 검출 채널 중 적어도 하나는, 서브시스템에 의한 시편(202)의 조명으로 인해 시편(202)으로부터의 광을 검출하고 검출된 광에 응답하는 출력을 생성하도록 구성된 검출기를 포함한다. 예를 들어, 도 5에 도시된 광학 기반 서브시스템(201)은 3개의 검출 채널을 포함하되, 하나는 컬렉터(207), 요소(208) 및 검출기(209)에 의해 형성되고, 다른 하나는 컬렉터(210), 요소(211) 및 검출기(212)에 의해 형성되고, 하나는 컬렉터(216), 요소(217) 및 검출기(218)에 의해 형성된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 3개의 검출 채널은 상이한 수집 각도에서 광을 수집하고 검출하도록 구성된다. 일부 경우에, 하나 이상의 검출 채널은 산란 광을 검출하도록 구성되고, 검출 채널은 시편(202)으로부터 상이한 각도로 산란되는 광을 검출하도록 구성된다. 그러나, 검출 채널 중 하나 이상은 시편(202)으로부터의 또다른 유형의 광(예를 들어, 반사 광)을 검출하도록 구성될 수 있다.
도 5에서, 검출기(212) 및 검출기(218)를 갖는 측면 채널은 수집 경로 A의 예일 수 있다. 검출기(209)를 사용하는 상단 채널은 수집 경로 B의 예일 수 있다.
도 5에 추가로 도시된 바와 같이, 검출 채널은 종이 평면 내에 위치결정되도록 도시되고 조명 서브시스템도 종이 평면 내에 위치되도록 도시된다. 따라서, 이 실시예에서, 두 검출 채널 모두 입사 평면 내에 (예를 들어, 중심을 두도록) 위치결정된다. 그러나, 검출 채널 중 하나 이상은 입사 평면 밖에 위치결정될 수 있다. 예를 들어, 컬렉터(210), 요소(211) 및 검출기(212)에 의해 형성된 검출 채널은 입사 평면 밖으로 산란되는 광을 수집 및 검출하도록 구성될 수 있다. 따라서, 그러한 검출 채널은 일반적으로 "측면" 채널로 지칭될 수 있고, 이러한 측면 채널은 입사 평면에 실질적으로 수직인 평면에 중심을 둘 수 있다.
도 5는 3개의 검출 채널을 포함하는 광학 기반 서브시스템(201)의 실시예를 도시하지만, 광학 기반 서브시스템(201)은 상이한 수의 검출 채널(예를 들어, 하나의 검출 채널, 2개의 검출 채널, 또는 3개 초과의 검출 채널)을 포함할 수 있다. 그러한 일례에서, 컬렉터(210), 요소(211) 및 검출기(212)에 의해 형성된 검출 채널은 전술한 바와 같이 하나의 측면 채널을 형성할 수 있고, 광학 기반 서브시스템(201)은 입사 평면의 대향하는 측면 상에 위치결정되는 다른 측면 채널로서 형성된 추가 검출 채널(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 따라서, 광학 기반 서브시스템(201)은 수집기(207), 요소(208) 및 검출기(209)를 포함하고 입사 평면 내에 중심을 두고 시편(202) 표면에 수직에 있거나 수직에 가까운 산란각(들)에서 광을 수집 및 검출하도록 구성된 검출 채널을 포함할 수 있다. 따라서, 이 검출 채널은 일반적으로 "상단" 채널로 지칭될 수 있고, 광학 기반 서브시스템(201)은 또한 전술한 바와 같이 구성된 2개 이상의 측면 채널을 포함할 수 있다. 이와 같이, 광학 기반 서브시스템(201)은 적어도 3개의 채널(즉, 하나의 상단 채널 및 2개의 측면 채널)을 포함할 수 있고, 적어도 3개의 채널 각각은 자체 컬렉터를 가지며, 각각은 다른 컬렉터 각각과는 상이한 산란각에서 광을 수집하도록 구성된다.
상기 추가로 설명된 바와 같이, 광학 기반 서브시스템(201)에 포함된 각각의 검출 채널은 산란광을 검출하도록 구성될 수 있다. 따라서, 도 5에 도시된 광학 기반 서브시스템(201)은 시편(202)에 대한 암시야(dark field; DF) 출력 생성을 위해 구성될 수 있다. 그러나, 광학 기반 서브시스템(201)은 또한 또는 대안적으로 시편(202)에 대한 명시야(bright field; BF) 출력 생성을 위해 구성된 검출 채널(들)을 포함할 수 있다. 즉, 광학 기반 서브시스템(201)은 시편(202)으로부터 정반사된 광을 검출하도록 구성된 적어도 하나의 검출 채널을 포함할 수 있다. 따라서, 여기에 기재된 광학 기반 서브시스템(201)은 DF 이미징만, BF 이미징만, 또는 DF 및 BF 이미징 모두를 위해 구성될 수 있다. 컬렉터 각각은 단일 굴절 광학 요소로서 도 5에 도시었지만, 컬렉터 각각이 하나 이상의 굴절 광학 다이(들) 및/또는 하나 이상의 반사 광학 요소(들)를 포함할 수 있음을 이해해야 한다.
하나 이상의 검출 채널은 당업계에 공지된 임의의 적합한 검출기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 검출기는 광전증배관(photo-multiplier tube; PMT), 전하 결합 소자(charge coupled device; CCD), 시간 지연 통합(time delay integration; TDI) 카메라 및 당업계에 공지된 임의의 다른 적절한 검출기를 포함할 수 있다. 검출기는 또한 넌-이미징 검출기 또는 이미징 검출기를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 검출기가 넌-이미징 검출기인 경우, 검출기 각각은 강도와 같은 산란 광의 특정 특성을 검출하도록 구성될 수 있지만 이미징 평면 내의 위치의 함수로서 이러한 특성을 검출하도록 구성되지 않을 수 있다. 이와 같이, 광학 기반 서브시스템의 검출 채널 각각에 포함된 검출기 각각에 의해 생성되는 출력은 신호 또는 데이터일 수 있지만, 이미지 신호 또는 이미지 데이터는 아니다. 그러한 경우에, 프로세서(214)와 같은 프로세서는 검출기의 넌-이미징 출력으로부터 시편(202)의 이미지를 생성하도록 구성될 수 있다. 그러나, 다른 경우에, 검출기는 이미징 신호 또는 이미지 데이터를 생성하도록 구성된 이미징 검출기로서 구성될 수 있다. 따라서, 광학 기반 서브시스템은 다양한 방식으로 본 명세서에 기술된 광학 이미지 또는 다른 광학 기반 출력을 생성하도록 구성될 수 있다.
도 5는 본 명세서에 기술된 시스템 실시예에 포함될 수 있거나 본 명세서에 기술된 시스템 실시예에 의해 사용되는 광학 기반 출력을 생성할 수 있는 광학 기반 서브시스템(201)의 구성을 일반적으로 설명하기 위해 여기에 제공됨을 유의한다. 본 명세서에 기술된 광학 기반 서브시스템(201) 구성은 상업적 출력 획득 시스템을 디자인할 때 일반적으로 수행되는 바와 같이 광학 기반 서브시스템(201)의 성능을 최적화하도록 변경될 수 있다. 또한, 본 명세서에 기술된 시스템은 기존 시스템을 사용하여(예를 들어, 본 명세서에 기술된 기능을 기존 시스템에 추가함으로써) 구현될 수 있다. 일부 이러한 시스템의 경우, 본 명세서에 기술된 방법은 (예를 들어, 시스템의 다른 기능에 더하여) 시스템의 선택적 기능으로서 제공될 수 있다. 대안적으로, 본 명세서에 기술된 시스템은 완전히 새로운 시스템으로서 디자인될 수 있다.
프로세서(214)는 프로세서(214)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(214)는 출력을 사용하여 다수의 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 시스템(200)은 프로세서(214)로부터 명령어들 또는 다른 정보를 수신할 수 있다. 프로세서(214) 및/또는 전자 데이터 저장 유닛(215)은 선택적으로 웨이퍼 검사 도구, 웨이퍼 계측 도구 또는 웨이퍼 검토 도구(도시되지 않음)와 전자 통신하여 추가 정보를 수신하거나 명령어들을 전송할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(214) 및/또는 전자 데이터 저장 유닛(215)은 스캐닝 전자 현미경과 전자 통신할 수 있다.
본 명세서에 기술된 프로세서(214), 다른 시스템(들) 또는 다른 서브시스템(들)은 개인용 컴퓨터 시스템, 이미지 컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터 시스템, 워크스테이션, 네트워크 기기, 인터넷 기기 또는 기타 디바이스를 포함하는 다양한 시스템의 일부일 수 있다. 서브시스템(들) 또는 시스템(들)은 또한 병렬 프로세서와 같은 당업계에 공지된 임의의 적합한 프로세서를 포함할 수 있다. 또한, 서브시스템(들) 또는 시스템(들)은 독립형 또는 네트워크 도구로서 고속 프로세싱 및 소프트웨어를 갖는 플랫폼을 포함할 수 있다.
프로세서(214) 및 전자 데이터 저장 유닛(215)은 시스템(200) 또는 다른 디바이스에 또는 그 일부에 배치될 수 있다. 일례에서, 프로세서(214) 및 전자 데이터 저장 유닛(215)은 독립형 제어 유닛의 일부이거나 중앙집중식 품질 제어 유닛 내에 있을 수 있다. 다중 프로세서(214) 또는 전자 데이터 저장 유닛(215)이 사용될 수 있다.
프로세서(214)는 실제로 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어의 임의의 조합에 의해 구현될 수 있다. 또한, 본 명세서에 기술된 그 기능은 하나의 유닛에 의해 수행될 수 있거나, 각각이 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어의 임의의 조합에 의해 차례로 구현될 수 있는 상이한 컴포넌트 사이에서 분할될 수 있다. 프로세서(214)가 다양한 방법 및 기능을 구현하기 위한 프로그램 코드 또는 명령어들은 전자 데이터 저장 유닛(215) 내의 메모리 또는 다른 메모리와 같은 판독가능한 저장 매체에 저장될 수 있다.
시스템(200)이 하나보다 많은 프로세서(214)를 포함하는 경우, 이미지, 데이터, 정보, 명령어들 등이 서브시스템 사이에서 전송될 수 있도록 상이한 서브시스템이 서로 커플링될 수 있다. 예를 들어, 하나의 서브시스템은 당업계에 공지된 임의의 적합한 유선 및/또는 무선 송신 매체를 포함할 수 있는 임의의 적절한 송신 매체에 의해 추가 서브시스템(들)에 커플링될 수 있다. 이러한 서브시스템 중 2개 이상은 또한 공유 컴퓨터 판독가능 저장 매체(도시되지 않음)에 의해 효과적으로 커플링될 수 있다.
프로세서(214)는 시스템(200)의 출력 또는 다른 출력을 사용하여 다수의 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(214)는 출력을 전자 데이터 저장 유닛(215) 또는 다른 저장 매체로 전송하도록 구성될 수 있다. 프로세서(214)는 본 명세서에 기술된 바와 같이 추가로 구성될 수 있다.
프로세서(214)는 본 명세서에 기술된 실시예 중 어느 것에 따라 구성될 수 있다. 프로세서(214)는 또한 시스템(200)의 출력을 사용하거나 다른 소스로부터의 이미지 또는 데이터를 사용하여 다른 기능 또는 추가 단계를 수행하도록 구성될 수 있다.
본 명세서에 개시된 시스템(200) 및 방법의 다양한 단계, 기능 및/또는 동작은, 전자 회로, 논리 게이트, 멀티플렉서, 프로그래밍가능한 논리 디바이스, ASIC, 아날로그 또는 디지털 제어/스위치, 마이크로컨트롤러, 또는 컴퓨팅 시스템 중 하나 이상에 의해 수행된다. 여기에 설명된 것과 같은 방법을 구현하는 프로그램 명령어들은 캐리어 매체를 통해 전송되거나 캐리어 매체에 저장될 수 있다. 캐리어 매체는 판독 전용 메모리, 랜덤 액세스 메모리, 자기 또는 광학 디스크, 비휘발성 메모리, 고체 상태 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 명세서 전반에 걸쳐 설명된 다양한 단계는 단일 프로세서(214) 또는 대안적으로 다중 프로세서(214)에 의해 수행될 수 있다. 더욱이, 시스템(200)의 상이한 서브시스템은 하나 이상의 컴퓨팅 또는 논리 시스템을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 설명은 본 발명에 대한 제한으로서 해석되지 않고, 단지 예시로 해석되어야 한다.
일례로, 프로세서(214)는 시스템(200)과 통신한다. 프로세서(214)는 반도체 웨이퍼 상의 피쳐의 적어도 3개의 암시야 이미지를 생성하고, 적어도 3개의 암시야 이미지를 융합하여 유사 웨이퍼 이미지를 형성하고, 유사 웨이퍼 이미지를 대응하는 디자인과 정렬하도록 구성된다. 프로세서(214)는 또한, 검사를 위한 케어 영역을 유사 웨이퍼 이미지에 불러오기하고 케어 영역의 배치 정확도를 결정하도록 구성될 수 있다.
추가 실시예는 본 명세서에 개시된 바와 같이, 유사 이미지를 생성하고 의사 이미지를 디자인에 정렬하기 위한 컴퓨터 구현 방법을 수행하기 위해 컨트롤러 상에 실행가능한 프로그램 명령어들을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체에 관한 것이다. 특히, 도 5에 도시된 바와 같이, 전자 데이터 저장 유닛(215) 또는 다른 저장 매체는 프로세서(214) 상에 실행가능한 프로그램 명령어들을 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체를 포함할 수 있다. 컴퓨터 구현 방법은 방법(100)을 포함여 본 명세서에 설명된 임의의 방법(들)의 임의의 단계(들)를 포함할 수 있다, 특히, 단계는 적어도 3개의 암시야 이미지를 융합하여 유사 웨이퍼 이미지를 형성하는 단계 및 유사 웨이퍼 이미지를 대응하는 디자인과 정렬하는 단계를 포함할 수 있다. 적어도 3개의 암시야 이미지는 광학 검사 시스템을 사용하여 반도체 웨이퍼 상의 피쳐를 포함할 수 있다.
프로그램 명령어들은 무엇보다도 절차 기반 기술, 컴포넌트 기반 기술 및/또는 객체 지향 기술을 포함하는 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들어, ActiveX 컨트롤, C++ 개체, JavaBeans, MFC(Microsoft Foundation Classes), SSE(Streaming SIMD Extension) 또는 원하는 기타 기술이나 방법론을 사용하여 프로그램 명령어들이 구현될 수 있다.
본 발명은 하나 이상의 특정 실시예에 대해 설명되었지만, 본 발명의 다른 실시예가 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있음이 이해될 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위 및 그에 대한 합리적인 해석에 의해서만 제한되는 것으로 간주된다.
Claims (15)
- 방법에 있어서,
광학 검사 시스템을 사용하여 반도체 웨이퍼 상의 피쳐(feature)의 적어도 3개의 암시야 이미지를 생성하는 단계 - 상기 적어도 3개의 암시야 이미지 각각은 상기 광학 검사 시스템의 상이한 채널들로부터의 것이고, 상기 광학 검사 시스템의 채널 각각에 대한 조리개(aperture)는 상기 생성하는 단계 동안 완전히 개방됨 - ;
프로세서를 사용하여, 상기 적어도 3개의 암시야 이미지를 융합하여 유사(pseudo) 웨이퍼 이미지를 형성하는 단계; 및
상기 프로세서를 사용하여, 상기 유사 웨이퍼 이미지를 대응하는 디자인과 정렬하는 단계
를 포함하는, 방법. - 제1항에 있어서,
상기 상이한 채널은 적어도 하나의 측면 채널 및 적어도 하나의 상단 채널을 포함하는 것인, 방법. - 제1항에 있어서,
상기 프로세서를 사용하여, 검사를 위한 케어 영역을 상기 유사 웨이퍼 이미지로 불러오기(importing)하는 단계
를 더 포함하는, 방법. - 제3항에 있어서,
상기 프로세서를 사용하여, 상기 케어 영역의 배치 정확도를 결정하는 단계
를 더 포함하는, 방법. - 광학 검사 시스템에 있어서,
반도체 웨이퍼를 유지하도록 구성된 스테이지;
상기 스테이지로 지향되는 광을 생성하는 광원;
상기 스테이지 상의 상기 반도체 웨이퍼로부터 광을 수신하여 3개의 채널을 제공하는 광학계;
상기 스테이지 상의 상기 반도체 웨이퍼로부터 광을 수신하는 3개의 조리개 - 상기 3개의 조리개 각각은 상기 3개의 채널 중 상이한 채널들로부터 광을 수신함 - ;
상기 스테이지 상의 상기 반도체 웨이퍼로부터 광을 수신하는 3개의 검출기 - 상기 3개의 검출기 각각은 상기 3개의 채널 중 상이한 채널들로부터 광을 수신함 -; 및
상기 3개의 검출기와 전자 통신하는 프로세서로서,
상기 반도체 웨이퍼 상의 피쳐의 적어도 3개의 암시야 이미지를 생성하고 - 상기 3개의 암시야 이미지 각각은 상기 3개의 채널 중 상이한 채널들로부터의 것임 - ,
상기 적어도 3개의 암시야 이미지를 융합하여 유사 웨이퍼 이미지를 형성하고,
상기 유사 웨이퍼 이미지를 대응하는 디자인과 정렬하도록 구성되는, 상기 프로세서
를 포함하는, 광학 검사 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 광원은 레이저를 포함하는 것인, 광학 검사 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 조리개는 상기 생성하는 동안 완전히 개방되는 것인, 광학 검사 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 3개의 채널은 적어도 하나의 측면 채널 및 적어도 하나의 상단 채널을 포함하는 것인, 광학 검사 시스템. - 제5항에 있어서,
상기 프로세서는 또한, 검사를 위한 케어 영역을 상기 유사 웨이퍼 이미지로 불러오기하도록 구성되는 것인, 광학 검사 시스템. - 제9항에 있어서,
상기 프로세서는 또한, 상기 케어 영역의 배치 정확도를 결정하도록 구성되는 것인, 광학 검사 시스템. - 하나 이상의 컴퓨팅 디바이스 상에 다음 단계들을 실행하기 위한 하나 이상의 프로그램을 포함하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 있어서,
상기 단계들은,
적어도 3개의 암시야 이미지를 융합하여 유사 웨이퍼 이미지를 형성하는 단계 - 상기 적어도 3개의 암시야 이미지는 광학 검사 시스템을 사용하여 형성된 반도체 웨이퍼 상의 피쳐를 포함하고, 상기 적어도 3개의 암시야 이미지 각각은 상기 광학 검사 시스템의 상이한 채널들로부터의 것이고, 상기 광학 검사 시스템의 채널 각각에 대한 조리개는 상기 적어도 3개의 암시야 이미지에 대해 완전히 개방됨 - ; 및
상기 유사 웨이퍼 이미지를 대응하는 디자인과 정렬하는 단계를 포함하는 것인, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체. - 제11항에 있어서,
상기 상이한 채널은 적어도 하나의 측면 채널 및 적어도 하나의 상단 채널을 포함하는 것인, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체. - 제11항에 있어서,
상기 단계들은 케어 영역을 사용하여 배치 정확도를 결정하는 단계를 더 포함하는 것인, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체. - 제11항에 있어서,
상기 단계들은 검사를 위한 케어 영역을 상기 유사 웨이퍼 이미지로 불러오기하는 단계를 더 포함하는 것인, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체. - 제11항에 있어서,
상기 단계들은 상기 케어 영역의 배치 정확도를 결정하는 단계를 더 포함하는 것인, 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
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