KR20230066374A - 오정합의 산란계측 단일 파장 측정 및 개선을 위한 시스템 및 방법 - Google Patents
오정합의 산란계측 단일 파장 측정 및 개선을 위한 시스템 및 방법 Download PDFInfo
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Abstract
반도체 장치의 상이한 층 사이의 오정합을 측정하는 방법 및 시스템으로서, 상기 방법은 복수의 패턴화된 반도체 장치 웨이퍼(patterned semiconductor device wafer; PSDW)에 관한 동공 부정확성 스케일러블 기본 요소(pupil inaccuracy scalable basis element; PISBE) 세트를 제공하는 단계; PSDW 상의 부위를 단일 측정하여 부위의 단일 동공 이미지를 생성하는 단계 - PSDW는 복수의 PSDW 중 하나이고, 단일 동공 이미지는 복수의 부위 특정 픽셀을 포함함 - ; PISBE 세트와 복수의 부위 특정 픽셀을 사용하여 단일 동공 이미지에 대한 부위 특정 동공 부정확성 스케일러블 기본 요소 스케일링 팩터(pupil inaccuracy scalable basis element scaling factor; PISBESF) 세트를 계산하는 단계; 및 PISBE 세트와 부위 특정 PISBESF 세트를 사용하여 부위 특정 오정합 값(site-specific misregistration value; SSMV)을 계산하는 단계를 포함한다.
Description
관련 출원에 대한 참조
2020년 9월 14일자에 출원되고 발명의 명칭이 "교정된 다중 신호 자기 정확도 측정(CALIBRATED MULTI SIGNAL SELF-ACCURACY METROLOGY)인" 미국 가특허 출원 제63/077,722호를 참조하며, 이의 개시 내용은 본 명세서에서 참조로 포함되고 이의 우선권이 본 명세서에서 주장된다.
또한, 본 출원의 주제와 관련된 다음 특허 및 특허 출원서를 참조하며, 이들의 개시 내용은 본 명세서에 참조로 포함된다:
발명의 명칭이 "산란계측 오버레이 계측에서의 알고리즘 부정확성 감소(REDUCING ALGORITHMIC INACCURACY IN SCATTEROMETRY OVERLAY METROLOGY)"인 미국 특허 제9,869,543호;
발명의 명칭이 "산란계측 계측에서 공정 변화의 근본 원인 분석(ANALYZING ROOT CAUSES OF PROCESS VARIATION IN SCATTEROMETRY METROLOGY)"인 미국 특허 제10,203,200호;
발명의 명칭이 "산란계측을 사용한 오버레이 오차를 검출하기 위한 장치 및 방법(APPARATUS AND METHODS FOR DETECTING OVERLAY ERRORS USING SCATTEROMETRY)"인 유럽 특허 제1,570,232호;
발명의 명칭이 "다중 파장을 사용한 오버레이 측정(OVERLAY MEASUREMENT USING MULTIPLE WAVELENGTHS)"인 PCT 특허 출원 제PCT/US2018/049295호; 및
발명의 명칭이 "반도체 장치의 층간 오정합 측정 및 보정을 위한 방법, 및 이에 유용한 오정합 타겟(METHOD FOR MEASURING AND CORRECTING MISREGISTRATION BETWEEN LAYERS IN A SEMICONDUCTOR DEVICE, AND MISREGISTRATION TARGETS USEFUL THEREIN)"인 PCT 특허 출원 제PCT/US2019/030776호.
기술분야
본 발명은 일반적으로 반도체 장치의 제조에서 오정합 측정에 관한 것이다.
반도체 장치의 제조에서 오정합을 측정하기 위한 다양한 방법 및 시스템이 알려져 있다.
본 발명은 반도체 장치의 제조에서 오정합을 측정하기 위한 개선된 방법 및 시스템을 제공하고자 한다.
따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 반도체 장치의 상이한 층 사이의 오정합을 측정하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 복수의 패턴화된 반도체 장치 웨이퍼(patterned semiconductor device wafer; PSDW)에 관한 동공 부정확성 스케일러블 기본 요소(pupil inaccuracy scalable basis element; PISBE) 세트를 제공하는 단계; PSDW 상의 부위를 단일 측정하여 부위의 단일 동공 이미지를 생성하는 단계 - PSDW는 복수의 PSDW 중 하나이고, 단일 동공 이미지는 복수의 부위 특정 픽셀을 포함함 - ; PISBE 세트와 복수의 부위 특정 픽셀을 사용하여 단일 동공 이미지에 대한 부위 특정 동공 부정확성 스케일러블 기본 요소 스케일링 팩터(pupil inaccuracy scalable basis element scaling factor; PISBESF) 세트를 계산하는 단계; 및 PISBE 세트와 부위 특정 PISBESF 세트를 사용하여 부위 특정 오정합 값(site-specific misregistration value; SSMV)을 계산하는 단계를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, PSDW 상의 부위를 측정하는 단계는 입사 방사선의 단일 파장을 사용하여 부위를 측정하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, PISBE 세트를 제공하는 단계는 대응하는 복수의 기준 측정으로부터 복수의 기준 동공 이미지를 생성하는 단계 - 기준 동공 이미지는 각각 복수의 기준 픽셀을 포함하고, 복수의 기준 측정은 적어도 입사 방사선의 제1 파장을 사용하여 취해진 제1 기준 측정 및 입사 방사선의 제2 파장을 사용하여 취해진 제2 기준 측정을 포함함 - ; 기준 동공 이미지의 대응하는 기준 픽셀과 연관된 복수의 기준 픽셀 부정확성을 식별하는 단계; 및 기준 픽셀 부정확성을 사용하여 PISBE 세트를 계산하는 단계를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, PISBE 세트를 계산하는 단계는 기준 픽셀 부정확성을 사용하여 대표 픽셀 부정확성 세트를 계산하는 단계; 기준 픽셀 부정확성 세트와 대응하는 대표 픽셀 부정확성 세트 사이의 편차 세트를 계산하는 단계; 및 편차 세트에 대한 주성분 세트를 기반으로 PISBE 세트를 계산하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 부위 특정 PISBESF의 세트를 계산하는 단계는 PISBESF 세트의 체계적 부분(systematic portions of a set of PISBESF; SPSP) 세트를 제공하는 단계; SPSP에 대응하는 부위 특정 잔차 부분(site-specific residual portion; SSRP) 세트를 근사화하는 단계; 및 SPSP 세트와 대응하는 SSRP 세트를 함께 더하여 부위 특정 PISBESF 세트를 계산하는 단계를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, SSMV는 복수의 부위 특정 픽셀, PISBE 세트, 및 기준 PISBESF 세트의 함수이다.
바람직하게는, SSMV를 계산하는 단계는 제1 표현을 평가하는 단계 - 제1 표현은 가변 오정합 값과 SSRP 세트의 함수임 - ; 제2 표현을 평가하는 단계 - 제2 표현은 SSRP 세트의 함수임 - ; 및 제1 표현과 제2 표현을 사용하여 부위와 함께 사용하기에 특히 적합한 SSMV 및 SSRP 세트의 특정 값을 식별하는 단계를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 방법은 또한 핵심 프로세스 지표(key process indicator; KPI)를 생성하는 단계를 포함하며, KPI는 SSMV의 신뢰성의 표시를 제공한다.
바람직하게는, KPI를 생성하는 단계는 단일 동공 이미지의 대응하는 복수의 부위 특정 픽셀에 대해 복수의 픽셀 오정합 값을 계산하는 단계; 픽셀 오정합 값 각각에 대한 가중 팩터를 계산하는 단계; 및 SSMV로부터의 픽셀 오정합 값의 가중 표준 편차로서 KPI를 계산하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 복수의 픽셀 오정합 값은 PISBE 세트 및 부위 특정 PISBESF 세트의 함수이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 기준 측정은 기준 패턴화된 반도체 장치 웨이퍼(reference patterned semiconductor device wafer; RPSDW)를 측정하며, RPSDW 및 PSDW는 상이한 웨이퍼이다.
대안적으로, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 기준 측정은 기준 패턴화된 반도체 장치 웨이퍼(RPSDW)를 측정하며, RPSDW 및 PSDW는 동일한 웨이퍼이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 방법은 또한 반도체 장치 웨이퍼의 제조 공정에서 SSMV를 사용하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라, 반도체 장치의 상이한 층 사이의 오정합을 측정하기 위한 시스템이 제공되며, 상기 시스템은 적어도 하나의 기준 패턴화된 반도체 장치 웨이퍼(RPSDW) 상의 적어도 하나의 기준 부위의 적어도 두 번의 측정을 취하여 적어도 하나의 기준 부위 각각에 대해 적어도 2개의 기준 출력 신호를 생성하도록 동작하는 기준 산란계측 기반 오정합 측정 도구(scatterometry-based misregistration measurement tool; SMMT); 기준 출력 신호를 분석하여 복수의 패턴화된 반도체 장치 웨이퍼(PSDW)에 관한 PISBE(동공 부정확성 스케일러블 기본 요소) 세트를 제공하도록 동작하는 RPSDW 분석기; 적어도 하나의 PSDW 상의 적어도 하나의 측정 부위를 측정하여 측정 부위의 단일 동공 이미지를 생성하도록 동작하는 부위 특정 SMMT - PSDW는 복수의 PSDW 중 하나임 - ; 및 PISBE 세트를 사용하여 단일 동공 이미지를 분석하여 부위 특정 PISBESF(동공 부정확성 스케일러블 기본 요소 스케일링 팩터) 세트 및 부위 특정 오정합 값(SSMV)을 생성하도록 동작하는 PSDW 분석기를 포함한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시예에 따라, 적어도 하나의 산란계측 기반 오정합 측정 도구(SMMT)와 함께 사용하기 위한 시스템이 추가로 제공되며, 적어도 하나의 SMMT는 적어도 하나의 기준 패턴화된 반도체 장치 웨이퍼(RPSDW) 상의 적어도 하나의 부위 및 적어도 하나의 패턴화된 반도체 장치 웨이퍼(PSDW) 상의 적어도 하나의 부위를 측정하도록 동작하고, 상기 시스템은 적어도 하나의 RPSDW의 측정에 의해 생성된 복수의 기준 출력 신호를 분석하여 적어도 하나의 PSDW에 관한 PISBE(동공 부정확성 스케일러블 기본 요소) 세트를 제공하도록 동작하는 RPSDW 분석기, 및 PISBE 세트를 사용하여 PSDW의 측정에 의해 생성된 단일 동공 이미지를 분석하여 부위 특정 PISBESF(동공 부정확성 스케일러블 기본 요소 스케일링 팩터) 세트 및 부위 특정 오정합 값(SSMV)을 생성하도록 동작하는 PSDW 분석기를 포함한다.
본 발명은 도면과 함께 취해진 다음의 상세한 설명으로부터 더 완전하게 이해되고 인식될 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하는 단순화된 흐름도이다.
도 2는 도 1의 실시예의 일부를 도시하는 단순화된 흐름도이다.
도 3은 도 1 및 도 2의 실시예의 일부를 도시하는 단순화된 흐름도이다.
도 4는 도 1 내지 도 3의 실시예의 일부를 도시하는 단순화된 흐름도이다.
도 5a는 도 1 내지 도 4의 실시예와 함께 사용하기 위한 시스템의 바람직한 실시예의 단순화된 개략도이다.
도 5b는 도 1 내지 도 4의 실시예와 함께 사용하기 위한 시스템의 다른 바람직한 실시예의 단순화된 개략도이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하는 단순화된 흐름도이다.
도 2는 도 1의 실시예의 일부를 도시하는 단순화된 흐름도이다.
도 3은 도 1 및 도 2의 실시예의 일부를 도시하는 단순화된 흐름도이다.
도 4는 도 1 내지 도 3의 실시예의 일부를 도시하는 단순화된 흐름도이다.
도 5a는 도 1 내지 도 4의 실시예와 함께 사용하기 위한 시스템의 바람직한 실시예의 단순화된 개략도이다.
도 5b는 도 1 내지 도 4의 실시예와 함께 사용하기 위한 시스템의 다른 바람직한 실시예의 단순화된 개략도이다.
도 1 내지 도 5b를 참조하여 이하에서 설명되는 시스템 및 방법은 바람직하게는 반도체 장치의 상이한 층 사이의 오정합을 측정하는 데 사용되며 반도체 장치에 대한 제조 공정의 일부임을 알 수 있다. 도 1 내지 도 5b를 참조하여 이하에서 설명되는 시스템 및 방법에 의해 계산된 오정합 값은 바람직하게는 제조되는 반도체 장치의 다양한 층 사이의 오정합을 개선하기 위해 반도체 장치의 제조 동안 리소그래피와 같은 제조 공정을 조정하는 데 사용된다.
일반적으로, 다수의 패터화된 층을 갖는 반도체 장치의 제조에서, 다양한 층은 엄격한 공간 정합, 바람직하게는 10nm 미만의 허용 오차 내, 보다 바람직하게는 3nm 미만의 허용 오차 내에서 유지될 것이 요구된다.
패턴화된 반도체 장치 웨이퍼(patterned semiconductor device wafer; PSDW) 상에 형성되는 반도체 장치의 다양한 층의 공간 정합을 유지하기 위해, 일반적으로 반도체 장치의 제조 공정 전체에 걸쳐 오정합이 여러 번 측정된다. 일반적으로, 오정합 측정 도구에 의해 생성되는 오정합 측정으로부터의 출력 신호는 PSDW 상에 형성된 적어도 2개의 층 사이의 오정합으로 인한 제1 부분 및 측정 부정확성과 같은 노이즈로 인한 제2 부분을 포함한다. 반도체 장치의 물리적 오정합을 잘 나타내는 오정합 값을 계산하기 위해, 출력 신호로부터 오정합 값을 계산하기 전에, 출력 신호의 어느 부분이 측정 부정확성으로 인한 것인지를 식별하여 그 부분이 출력 신호에서 제거될 수 있는 것이 유리하다.
도 1 내지 도 5b를 참조하여 이하에서 설명되는 방법 및 시스템은 특히 산란계측 기반 오정합 측정 도구(scatterometry-based misregistration measurement tool; SMMT)와 함께 사용하기에 적합하다. SMMT로서 적합한 일반적인 도구는 미국 캘리포니아주 밀피타스 소재의 KLA Corporation으로부터 상업적으로 입수 가능한 ATL™ 100이다. 본 발명의 특별한 특징은 SMMT에 의해 취해지는 각각의 측정이 입사 방사선의 단일 파장을 사용하여 취해지는 것이다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "방사선의 단일 파장" 또는 "입사 방사선의 단일 파장"이라는 용어는 정확히 단일 파장을 갖는 방사선을 의미할 필요는 없음을 알 수 있다. 오히려, "방사선의 단일 파장" 또는 "입사 방사선의 단일 파장"이라는 용어는 각각 파장의 좁은 대역폭을 특징으로 하는 방사선, 예를 들어, 25nm 미만, 보다 바람직하게는 15nm 미만, 가장 바람직하게는 10nm 미만의 대역폭을 갖는 방사선을 의미한다. 이러한 방사선은 바람직하게는 5㎛ - 100㎛의 간섭성 길이를 특징으로 한다. 추가적으로, 이러한 방사선은 바람직하게는 비교적 적은 수, 바람직하게는 10개 미만의 공간 모드를 포함한다.
도 1 내지 도 5b를 참조하여 이하에서 설명되는 방법 및 시스템은 바람직하게는 PSDW 상에 형성되고 적어도 부분적으로 서로 위에 있는 복수의, 가장 일반적으로 한 쌍의, 주기적 구조물을 측정하는 데 사용된다. 이러한 주기적 구조물은 일반적으로 유럽 특허 제1,570,232호에 기술된 타겟 중 하나와 같은 타겟의 일부로서 형성된다. 본 발명의 일 실시예에서, 주기적 구조물은 PSDW 상에 형성된 기능성 반도체 장치와 별개이고, 본 발명의 다른 실시예에서, 주기적 구조물은 PSDW 상에 형성된 기능성 반도체 장치 또는 그 일부에 포함된다. 유럽 특허 제1,570,232호에 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 주기적 구조물이 완벽한 정합 상태에 있을 때, 주기적 구조물은 미리 결정된 오프셋 f0만큼 서로 오프셋된다.
미국 특허 제10,203,200호에 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, SMMT에 의한 주기적 구조물의 각각의 오정합 측정은 출력 신호를 생성하며, 이는 일반적으로 복수의, 일반적으로 수천 개의, 픽셀을 포함하는 동공 이미지로 표현된다. 각각의 픽셀은 반사된 방사선의 특정 각도에 의해 생성되며, 반사된 방사선은 적어도 하나의 주기적 구조물에 의한 입사 방사선의 반사이다.
동공 이미지는 바람직하게는 주기적 구조물에 대한 동공 오정합 값을 계산하는 데 사용됨을 알 수 있다. 동공 오정합은 복수의 픽셀 오정합 값을 포함하며, 각각의 픽셀 오정합 값은 일반적으로 나노미터 단위의 오정합 값을 나타낸다.
일반적으로, 동공 이미지의 각각의 픽셀은 픽셀 비대칭성 K 및 픽셀 감도 G를 특징으로 한다. 일부 파장 λ를 갖는 입사 방사선을 사용하여 측정된 임의의 특정 픽셀의 경우:
및
가 됨을 알 수 있다.
PCT 특허 출원 제PCT/US2018/049295호에 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, D1은 타겟의 주기적 구조물의 제1 세트에 의해 반사된 방사선에 의해 생성된 동공 이미지의 제1 픽셀과 대응하는 제2 픽셀 사이의 그레이 레벨 강도의 차이이다. 제1 및 제2 픽셀은 각각 주기적 구조물의 제1 세트에 의해 반사된 방사선의 +1 회절 차수 및 -1 회절 차수를 나타낸다. 유사하게, D2는 타겟의 주기적 구조물의 제2 세트에 의해 반사된 방사선에 의해 생성된 동공 이미지의 제3 픽셀과 대응하는 제4 픽셀 사이의 그레이 레벨 강도의 차이이다. 제3 및 제4 픽셀은 각각 주기적 구조물의 제2 세트에 의해 반사된 방사선의 +1 회절 차수 및 -1 회절 차수를 나타낸다.
D2는 타겟의 주기적 구조물의 제2 세트로부터의 +1 회절 차수 및 -1 회절 차수의 대응하는 픽셀 사이의 그레이 레벨 강도의 차이이다.
미국 특허 제9,869,543호에 개시된 방법과 같이 SMMT를 사용하여 주기적 구조물의 오정합을 측정하는 일부 방법(이하 단일 파장 방법(single wavelength method; SWM)이라 함)은 일반적으로 입사 방사선의 단일 파장을 사용하여 주기적 구조물을 한 번 측정함으로써 주기적 구조물의 오정합을 생성한다. 이러한 방법에서, 주기적 구조물의 동공 오정합은 수학식 3에 의해 주어진다:
여기서 εSWL은 SWM에 의해 계산된 동공 오정합이고, f0는 주기적 구조물 사이의 미리 결정된 오프셋이고, K는 동공 비대칭성이며, G는 동공 감도이다.
PCT 특허 출원 제PCT/US2018/049295호에 개시된 방법과 같이 SMMT를 사용하여 주기적 구조물의 오정합을 측정하는 다른 방법(이하 다중 파장 방법(multi-wavelength method; MWM)이라 함)은 일반적으로 주기적 구조물의 다수의 측정을 취함으로써 주기적 구조물의 오정합을 생성하며, 각각의 측정은 입사 방사선의 상이한 단일 파장을 사용한다. 이러한 방법에서, 주기적 구조물의 동공 오정합은 수학식 4에 의해 주어진다:
여기서 εMWL은 동공 오정합이고, f0는 주기적 구조물 사이의 미리 결정된 오프셋이고, p와 p'는 동공 이미지 내의 픽셀에 대한 인덱스이고, 꺾쇠 괄호〈〉는 MWM에서 사용되는 파장에 대한 평균을 나타낸다. PCT 특허 출원 제PCT/US2018/049295호에서 더 자세히 설명되는 바와 같이, 수학식 4는 수학식 5에 의해 주어진 픽셀 보정 δAMWL을 적용함으로써 획득된다:
여기서 Kp는 평가 중인 픽셀의 픽셀 비대칭성이고, Gp는 평가 중인 픽셀의 픽셀 감도이고, εMWL는 수학식 4의 동공 오정합이고, f0은 주기적 구조물 사이의 미리 결정된 오프셋이고, 꺾쇠 괄호〈〉는 MWM에서 사용되는 파장에 대한 평균을 나타낸다.
당업계에 공지된 바와 같이, MWM에 의해 생성된 동공 오정합의 상이한 픽셀 오정합 값 사이의 편차와 비교하여, SWM에 의해 생성된 동공 오정합은 상이한 픽셀 오정합 값 사이에 비교적 큰 편차를 갖는다. 그러나, 픽셀은 반사각과 상관관계가 있고, 주기적 구조물은 방사선의 반사각에 본질적으로 의존하지 않는 단일 물리적 오정합을 갖는다. 따라서, SWM에 의해 생성된 픽셀 오정합 값 사이의 편차는 원하지 않는 픽셀 부정확성을 포함하는 노이즈를 나타낸다.
대조적으로, MWM에 의해 생성된 동공 오정합은 동공 이미지에서 적어도 일부 픽셀 부정확성을 제거함으로써 생성된다. 따라서, SWM에 의한 상이한 픽셀 오정합 값 사이의 편차와 비교하여, MWM에 의한 상이한 픽셀 오정합 값 사이의 편차는 비교적 작다. MWM에 의해 생성된 픽셀 오정합 값 사이의 비교적 작은 편차는 이에 의해 생성된 동공 오정합이 일반적으로 SWM에 의해 생성된 동공 오정합보다 주기적 구조물 사이의 오정합의 더 신뢰할 수 있는 표시임을 나타낸다. 그러나, 위에서 논의된 바와 같이, MWM은 입사 방사선의 다수의 파장을 사용하여 주기적 구조물의 오정합을 측정한다. 따라서, MWM은 주기적 구조물을 여러 번 측정해야 하는데, 이는 제조 처리량에 영향을 미치는 시간 소모적인 프로세스이며 주어진 시간 내에 제조할 수 있는 반도체 장치의 수를 줄인다.
본 발명은 픽셀 부정확성, 동공 부정확성, 픽셀 오정합 값, 및 동공 오정합의 식별을 위한 개선되고 비교적 빠른 시스템 및 방법을 제공하고자 한다. 보다 구체적으로, 본 발명은 일반적으로 입사 방사선의 단일 파장을 사용하여 주기적 구조물을 한 번 측정하는 것이 바람직하다. 본 방법에서, 주기적 구조물의 픽셀 오정합 값은 수학식 6에 의해 주어진다:
여기서 ε(pix)는 평가 중인 픽셀의 픽셀 오정합 값이고, f0는 주기적 구조물 사이의 미리 결정된 오프셋이고, K(pix)는 평가 중인 픽셀의 픽셀 비대칭성이고, G(pix)는 평가 중인 픽셀의 픽셀 감도이며, δA(pix)는 평가 중인 픽셀의 픽셀 부정확성이다. 도 1 내지 도 4를 참조하여 이하에서 보다 상세하게 설명되는 바와 같이, 본 발명은 수학식 7을 사용하여 픽셀 부정확성 δA(pix)을 포함한다:
여기서 
는 대표 픽셀 부정확성이고, αμ는 동공 부정확성 스케일러블 기본 요소 스케일링 팩터(pupil inaccuracy scalable basis element scaling factor; PISBESF)이며, Vμ(pix)는 특정 픽셀에 대응하는 동공 부정확성 스케일러블 기본 요소(pupil inaccuracy scalable basis element; PISBE) Vμ의 요소이다. μ는 평가 중인 각각의 PISBE 및 PISBESF에 대한 인덱스임을 알 수 있다.
PISBE는 복수의 패턴화된 반도체 장치 웨이퍼(PSDW)와 관련된 고유 벡터임을 알 수 있다. 보다 구체적으로, PISBE는 주기적 구조물의 측정에 의해 생성된 동공 이미지에 대한 동공 부정확성을 재구성하는 데 유용한 기본을 형성한다.
PISBE는 동공 부정확성을 포함하는 고유 벡터이기 때문에, PISBE는 수학식 7에서와 같이 동공 부정확성을 재구성하는 데 유용한 기본을 형성한다. 수학식 7에서와 같이, 각각의 PISBE에 대응하는 PISBESF를 곱한 값을 합산하여 동공 부정확성의 부위 특정 부분을 생성하는 것이 바람직하다. 그 후, 동공 부정확성의 부위 특정 부분은 대표 동공 부정확성에 추가되어 전체 동공 부정확성을 생성한다.
동공 이미지가 픽셀로 형성되고 동공 오정합이 픽셀 오정합 값으로 형성되는 것과 마찬가지로, 각각의 PISBE, 대표 동공 부정확성, 및 동공 부정확성이 또한 픽셀 레벨의 데이터로 형성됨을 알 수 있다. 이와 같이, 각각의 PISBE, 대표 동공 부정확성, 및 동공 부정확성은 종종 유리하게 행렬로 표현되며, 여기서 각각의 행렬은 각각의 픽셀에 대해 하나의 요소를 포함한다.
당업계에 잘 공지된 바와 같이, 일반적인 PSDW는 동일하도록 의도된 많은 구조물을 갖도록 제조된다. 또한, 특정 설계를 갖는 PSDW는 일반적으로 이러한 설계를 갖는 복수의 PSDW를 포함하는 배치의 일부로 제조되며, 특정 설계는 종종 다수 배치의 PSDW를 제조하는 데 사용된다. 본 발명에 의해 생성된 PISBE는 수학식 7에 의해 평가된 주기적 구조물 및 이와 유사한 주기적 구조물 모두에 유용함을 알 수 있다. 이러한 유사한 주기적 구조물은, PSDW가 수학식 7에 의해 평가되는 PSDW와 동일한 특정 설계를 사용하여 제조되는 한, 수학식 7에 의해 평가되는 동일한 PSDW, 단일 배치의 다른 PSDW, 또는 심지어 상이한 배치의 다른 PSDW 상의 다른 곳에서 형성될 수 있다.
이제 도 1을 참조하며, 도 1은 방법(300)의 바람직한 실시예를 도시하는 단순화된 흐름도이다. 위에서 설명한 바와 같이, 방법(300)은 바람직하게는 반도체 장치 제조 공정의 일부이다. 방법(300)의 예시된 부분은 일반적으로 PSDW 상에 적어도 2개의 층을 형성한 후에 시작함을 알 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 단계(302)에서, PISBE(pupil inaccuracy scalable basis element) 세트가 제공된다. 위에서 설명한 바와 같이, PISBE는 복수의 PSDW와 관련된 고유 벡터이다. 보다 구체적으로, PISBE는 주기적 구조물의 측정에 의해 생성된 동공 이미지에 대한 동공 부정확성을 재구성하는 데 유용한 기본을 형성한다. 도 2를 참조하여 이하에서 더 설명되는 바와 같이, 단계(302)에서, 복수의 기준 동공 이미지가 생성되고 분석된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 단계(302)는 하나 이상의 기준 패턴화된 반도체 장치 웨이퍼(reference patterned semiconductor device wafer; RPSDW)에 대해 한 번 수행되어 단일 결과 세트를 생성하고, 단계(302)에서 생성된 단일 결과 세트는 방법(300)을 사용하여 처리되는 다수의 PSDW에 사용된다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 단계(302)는 한 번 수행되는 반면, 방법(300)의 나머지 단계는 다수의 PSDW에 대해 수행된다.
다음 단계(304)에서, PSDW 상의 부위의 단일 동공 이미지가 생성된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "부위"라는 용어는 주기적 구조물의 오정합 측정에 적합한 PSDW의 일부를 지칭함을 알 수 있다. 바람직하게, 단일 동공 이미지는 입사 방사선의 단일 파장을 사용하여 SMMT로 부위를 단일 측정함으로써 생성된다. 부위를 측정함으로써 생성된 동공 이미지는 바람직하게는 복수의, 일반적으로 수천 개의, 부위 특정 픽셀을 포함한다.
그 후, 다음 단계(306)에서, 단계(304)에서 생성된 단일 동공 이미지에 대해 부위 특정 PISBESF(pupil inaccuracy scalable basis element scaling factor) 세트 및 부위 특정 오정합 값(site-specific misregistration value; SSMV)이 계산된다.
부위 특정 PISBESF는 단계(302)에서 제공된 PISBE 세트와 단계(304)에서 생성된 단일 동공 이미지의 부위 특정 픽셀의 데이터를 사용하여 계산된다. 바람직하게, SSMV는 단계(302)에서 제공되는 PISBE 세트와 부위 특정 PISBESF 세트를 사용하여 계산되며, 이들은 단계(306)에서 SSMV로 함께 계산된다. 단계(306)는 도 3을 참조하여 이하에서 추가로 설명된다.
바람직하게, 다음 단계(308)에서, 핵심 프로세스 지표(key process indicator; KPI)가 생성된다. 일반적으로 동공 3σ(P3S) 값으로 구현되는 KPI는 단계(306)에서 계산된 SSMV의 신뢰도에 대한 표시, 바람직하게는 정량적 표시를 제공한다. 단계(308)는 도 4를 참조하여 이하에서 추가로 설명된다.
다음 단계(322)에서, 단계(308)에서 생성된 KPI가 평가된다. 본 발명의 일 실시예에서, KPI가 미리 결정된 허용 오차 내에 있지 않으면, 방법(300)은 단계(304)로 돌아가고 해당 부위의 또 다른 단일 동공 이미지가 생성된다. 본 발명의 다른 실시예에서, KPI가 미리 결정된 허용 오차 내에 있지 않으면, 방법(300)은 단계(304)로 돌아가고 PSDW 상의 상이한 부위의 단일 동공 이미지가 생성된다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, KPI가 미리 결정된 허용 오차 내에 있지 않으면, 방법(300)은 종료된다.
KPI가 미리 결정된 허용 오차 내에 있으면, 다음 단계(324)에서, 단계(306)에서 생성된 SSMV는 반도체 장치 웨이퍼의 제조 공정에서 사용하기 위해 평가된다. 단계(306)에서 생성된 SSMV가 미리 결정된 허용 오차 내에 있지 않으면, 단계(306)에서 생성된 SSMV는 다음 단계(326)에서 제조 파라미터의 조정된 세트를 생성하는 데 사용된다. 제조 파라미터의 조정된 세트는 바람직하게는 PSDW의 적어도 하나의 층을 제조하는 데 사용되어, 그 층 사이의 오정합을 개선하고, 다음 단계(328)에서, PSDW의 제조 공정이 계속된다.
그러나, 단계(324)에서, 단계(306)에서 생성된 SSMV가 미리 결정된 허용 오차 내에 있는 것으로 밝혀지면, 단계(328)에서, PSDW의 제조 공정은 방법(300)으로 인한 제조 파라미터의 조정 없이 계속된다.
이제 도 2를 참조하며, 도 2는 방법(300)의 단계(302)를 설명하는 단순화된 흐름도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 단계(402)에서, 대응하는 복수의 기준 측정으로부터 복수의 기준 출력 신호가 생성된다. 바람직하게, 기준 출력 신호는 SMMT에 의해 생성되고, 기준 동공 이미지로 표현된다. 바람직하게, 각각의 기준 동공 이미지는 복수의 기준 픽셀을 포함한다.
바람직하게, 단계(302)에서 취해진 기준 측정은 하나 이상의 RPSDW를 측정한다. 본 발명의 일 실시예에서, 단계(302)에서 측정된 적어도 하나의 RPSDW와 단계(304)에서 측정된 PSDW는 상이한 웨이퍼이다. 본 발명의 다른 실시예에서, 단계(302)에서 측정된 적어도 하나의 RPSDW와 단계(304)에서 측정된 PSDW는 동일한 웨이퍼이다. 그러나, 단계(302)에서 측정된 적어도 하나의 RPSDW와 단계(304)에서 측정된 PSDW는 바람직하게는 단일 설계를 공유한다. 본 발명의 일 실시예에서, 단계(302)에서 측정된 적어도 하나의 RPSDW와 단계(304)에서 측정된 PSDW는 단일 배치의 PSDW에서 제조된다.
본 발명의 일 실시예에서, 단계(304)에서 사용되는 SMMT는 단계(402)에서 사용되는 SMMT와 동일하다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상이한 SMMT가 단계(304) 및 단계(402)에서 사용된다.
본 발명의 일 실시예에서, 복수의 기준 측정은 적어도 입사 방사선의 제1 단일 파장을 사용하여 취해진 단일 기준 부위의 제1 기준 측정 및 입사 방사선의 제2 단일 파장을 사용하여 취해진 단일 기준 부위의 제2 기준 측정을 포함한다. 본 발명의 일부 실시예에서, 추가 기준 측정이 단일 기준 부위에 대해 취해지며, 각각의 추가 측정은 입사 방사선의 추가 단일 파장을 사용하여 취해진다.
본 발명의 대안적인 실시예에서, 복수의 기준 측정은 다수의 기준 부위의 복수의 기준 측정을 포함한다. 바람직하게, 다수의 기준 부위 각각은 적어도 두 번의 기준 측정을 사용하여 측정된다. 적어도 두 번의 기준 측정은 각각 입사 방사선의 단일 파장을 사용하여 취해지며, 단일 기준 부위의 각각의 기준 측정에 사용되는 입사 방사선의 단일 파장은 서로 상이하다. 기준 동공 이미지가 생성되는 기준 부위의 총 수는 본 명세서에서 Nsites로 지칭된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 기준 측정은 각각의 기준 부위에서 입사 방사선의 2개 내지 7개의 파장을 사용하여 50개 내지 400개의 기준 부위에서 취해진다.
다음 단계(404)에서, 복수의 기준 픽셀 부정확성 δAref(pix)가 식별된다. 복수의 기준 픽셀 부정확성 δAref(pix)는 픽셀의 비대칭성에 기여하는 부분이지만, 부위의 오정합보다는 측정 노이즈를 나타내는 부분이다. 당업계에 공지된 바와 같이, 동공 이미지의 일부를 복수의 기준 픽셀 부정확성 δAref(pix)에 속하는 것으로 식별하는 많은 방법이 있으며, 특히, 동공 이미지 데이터를 전자빔 현미경에 의해 생성된 데이터와 비교하고, 동공 이미지 데이터를 PCT 출원 제PCT/US2019/030776호에 설명된 프로세스와 같은 보정 프로세스에 의해 생성된 데이터와 비교하는 것을 포함한다. 기준 픽셀 부정확성 δAref(pix)는 단계(402)에서 생성된 기준 동공 이미지의 대응하는 기준 픽셀과 연관되어 있음을 알 수 있다. 그 후, 다음 단계(406)에서, 기준 픽셀 부정확성 δAref(pix)를 사용하여 PISBE 세트가 계산된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 단계(406)는 복수의 하위 단계를 포함한다. 제1 하위 단계(422)에서, 대표 픽셀 부정확성 세트 
는 단계(404)에서 식별된 기준 픽셀 부정확성 δAref(pix)를 사용하여 계산된다. 단계(406)에서 사용된 계산은 동공 이미지의 각각의 픽셀에 대해 대표 픽셀 부정확성 세트 
를 계산하는 수학식 8에 의해 주어진다:
여기서 Nsites는 단계(402)에서 생성된 기준 동공 이미지에 대한 기준 부위의 총 수이고, δAref(pix,site)는 기준 부위에 대한 평가 중인 픽셀의 기준 픽셀 부정확성이다.
수학식 8은 단계(404)에서 식별된 기준 픽셀 부정확성 δAref(pix)의 수학적 평균을 계산하고 각각의 대표 픽셀 부정확성 
에 대한 값으로서 그 수학적 평균을 사용함을 알 수 있다. 그러나, 기준 픽셀 부정확성 δAref(pix)의 다른 적절한 조작이 각각의 대표 픽셀 부정확성 
에 대한 값을 생성하는 데 사용될 수도 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 단계(404)에서 식별된 기준 픽셀 부정확성 δAref(pix)의 중앙값 또는 모드가 각각의 대표 픽셀 부정확성 
에 대한 값으로 사용될 수 있다. 추가 예로서, 단계(404)에서 식별된 기준 픽셀 부정확성 δAref(pix)의 가중 평균, 가중 중앙값 또는 가중 모드가 각각의 대표 픽셀 부정확성 
에 대한 값으로 사용될 수 있다.
본 발명의 특별한 특징은 대표 픽셀 부정확성 세트 
가 복수의 PDSW 상의 복수의 부위와 관련된다는 것이다. 보다 구체적으로, 대표 픽셀 부정확성 세트 
는 주기적 구조물의 측정에 의해 생성된 동공 이미지에 대한 동공 부정확성의 재구성에 유용하다.
다음 하위 단계(424)에서, 기준 픽셀 부정확성 세트 δAref(pix)와 대응하는 대표 픽셀 부정확성 세트 
사이의 편차 세트 δAvar(pix)가 수학식 9를 사용하여 계산된다.
그 후, 다음 하위 단계(426)에서, 편차 세트 δAvar(pix)의 주성분 세트가 주성분 분석을 사용하여 계산된다.
다음 하위 단계(428)에서, PISBE 세트는 편차 세트에 대한 주성분 세트를 기반으로 계산된다. 본 발명의 특별한 특징은 편차 δAvar(pix)가 수학식 10에서와 같이 PISBE 세트 Vμ 및 대응하는 기준 PISBESF 세트 αμ _ref의 함수로 표현될 수 있다는 것이다:
여기서 μ는 평가 중인 기준 PISBESF αμ _ref 및 PISBE Vμ에 대한 인덱스이다. 수학식 11을 참조하여 이하에서 논의되는 바와 같이, 본 발명은 기준 픽셀 부정확성 δAref(pix)의 계산적으로 유리한 표현을 제공하고자 한다. 따라서, 계산해야 하는 항의 수를 줄이기 위해, PISBE Vμ의 전체가 아닌 일부 요소 Vμ(pix)를 수학식 10에 사용한다.
아래의 수학식 11은 수학식 7과 같은 형태를 가지며, 수학식 9와 10의 조합과 대수적으로 동일하다.
여기서 δAref _ calc(pix)는 평가 중인 픽셀의 계산된 기준 픽셀 부정확성이고, 동일한 Vμ(pix)가 수학식 10 및 11 모두에 사용된다. 수학식 11에서의 기준 픽셀 부정확성 세트 δAref_calc(pix)의 표현은 PISBE Vμ를 사용하여 기준 픽셀 부정확성 세트 δAref(pix)를 나타냄을 알 수 있다.
다시 말해서, 수학식 11에서, 기준 픽셀 부정확성 세트 δAref(pix)에서 각각의 픽셀을 독립적으로 처리하는 대신, 기준 픽셀 부정확성 세트 δAref(pix)는 PISBE Vμ의 기본을 사용하여 표현되는 계산된 기준 픽셀 부정확성 세트 δAref _ calc(pix)로 대체된다. 일반적으로 수천 개의 픽셀이 있고, 100개 미만, 보다 일반적으로 50개 미만의 PISBE Vμ가 있기 때문에, 수학식 11에서의 계산된 기준 픽셀 부정확성 세트 δAref_calc(pix)의 표현은 기준 픽셀 부정확성 세트 δAref(pix)에서 각각의 픽셀을 독립적으로 처리하는 것과 비교할 때 계산적으로 유리하다.
따라서, 하위 단계(428)에서, 방법(300)은 PISBE 세트 Vμ와 함께 사용되도록 동작 가능한 기준 PISBESF 세트 αμ _ref 및 대표 픽셀 부정확성 세트 
를 제공하여 계산된 기준 픽셀 부정확성 세트 δAref _ calc(pix)를 생성한다. 바람직하게, 계산된 기준 픽셀 부정확성 세트 δAref _ calc(pix)와 기준 픽셀 부정확성 세트 δAref(pix) 사이의 복수의 대응하는 차이는 미리 결정된 허용 오차 내에 있다.
기준 PISBESF 세트 αμ _ref는 수학식 12에서와 같이 PISBESF 세트의 체계적 부분(systematic portions of the set of PISBESF; SPSP) 세트 
와 기준 PISBESF 세트의 잔차 부분 세트 
의 합으로 표현될 수 있다:
기준 PISBESF 세트의 잔차 부분 세트 
는 SPSP 세트 
에 포함되지 않는 기준 PISBESF 세트 αμ _ref의 부분을 포함함을 알 수 있다. 기준 PISBESF 세트의 잔차 부분 세트 
는 기준 PISBESF 세트의 잔차 부분 세트 
가 식별되는 기준 PISBESF 세트 αμ _ref에 대응하는 기준 부위에 특정하다. 그러나, 본 발명의 특별한 특징은 SPSP 세트 
가 복수의 PDSW 상의 복수의 부위와 관련된다는 것이다. 보다 구체적으로, SPSP 세트 
는 주기적 구조물의 측정에 의해 생성된 동공 이미지에 대한 동공 부정확성의 재구성에 유용하다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 기준 PISBESF 세트의 잔차 부분 세트 
의 분포는 평균이 0이고 수학식 13에 정의된 공분산 행렬 Σβγ 을 특징으로 하는 다변량 가우시안 분포로 근사화된다:
여기서 β와 γ는 각각 기준 PISBESF 세트의 잔차 부분 세트 
에 대한 인덱스이고, 수학식 13의 괄호는 수학식 13이 각각의 기준 부위에 대해 계산되는 기준 PISBESF 세트의 잔차 부분 세트 
의 요소 평균을 취함을 나타낸다.
당업계에 공지된 바와 같이, 공분산 행렬 Σβγ는 기준 PISBESF 세트의 잔차 부분 세트 
의 각각의 요소 쌍 
및 
사이의 공분산을 정량화하는 정방 행렬이다. 따라서, 공분산 행렬 Σβγ는 
및 
의 결합 변동성의 척도이다.
수학식 14에 나타난 바와 같이, 하위 단계(428)에서, SPSP 세트 
는 기준 PISBESF 세트 αμ _ref를 모델링하고 다음과 같이 함수 g로 모델을 맞춤으로써 제공된다:
여기서 c2tx 및 c2ty는 각각 PSDW 내 픽셀의 x-좌표 및 y-좌표이고, fieldX 및 fieldY는 각각 필드 내 픽셀의 x-좌표 및 y-좌표이다. 당업계에 공지된 바와 같이, 일반적인 PSDW는 다이와 같은 필드로 분할되고, PSDW 상의 각각의 필드는 일반적으로 PSDW 상의 대부분 또는 모든 다른 필드와 일반적으로 동일하도록 의도된다.
함수 g는 임의의 적절한 함수일 수 있고, 가장 일반적으로 WnFm 형태의 다항식이며, 여기서 n은 PSDW 상의 위치 c2tx 및 c2ty와 관련된 다항식 차수이고, m은 필드 내의 위치 fieldX 및 fieldY와 관련된 다항식 차수이다. 함수 g는 일반적으로 선형 회귀를 사용하여 계산되는 다항식 계수를 포함한다.
기준 PISBESF 세트 αμ _ref의 요소는 서로 상관관계가 없고, 따라서 기준 PISBESF 세트 αμ _ref의 각각의 기준 PISBESF αi _ref에 대한 모델은 개별적으로 맞춰질 수 있음을 알 수 있다.
SPSP 세트 
는 단일 PSDW 상의 다양한 부위 사이의 상관관계를 나타낸다. 예를 들어, 특정 PSDW 상의 제1 부위가 비교적 큰 값을 갖는 픽셀 부정확성 δA(pix)을 특징으로 하는 경우, 해당 PSDW 상의 제2 부위도 비교적 큰 값을 갖는 픽셀 부정확성 δA(pix)을 특징으로 할 가능성이 높다. 또 다른 예로서, 특정 PSDW 상의 제1 부위가 비교적 작은 값을 갖는 픽셀 부정확성 δA(pix)을 특징으로 하는 경우, 해당 PSDW 상의 제2 부위도 비교적 작은 값을 갖는 픽셀 부정확성 δA(pix)을 특징으로 할 가능성이 높다.
단일 동공 이미지의 개별 픽셀 사이의 상관관계는 픽셀 부정확성 δA(pix)의 동공 표현에서 중복성을 나타낸다. PISBE 세트 Vμ는 이 중복성을 이용하여 픽셀 부정확성 δA(pix)의 계산적으로 유리한 표현을 제공한다.
다음 단계(432)에서, 동공 오정합 εMWL에 대한 값을 생성하는 수학식 4 및 각각의 픽셀 오정합 값 ε(pix)을 생성하는 수학식 6을 모두 사용하여 각각의 기준 부위에 대한 오정합을 계산한다.
다음 단계(434)에서, 정규화 파라미터 ζ가 수학식 15를 최소화하도록 계산된다:
여기서 ∑sites는 표현이 각각의 기준 부위에 대해 합산됨을 나타내고, ε는 단계(432)에서 생성된, 픽셀 오정합 값 ε(pix)에 기초한 동공 오정합 값이다.
이제 도 3을 참조하며, 도 3은 방법(300)의 단계(306)를 설명하는 흐름도이고, 여기에서 단계(304)에서 생성된 단일 동공 이미지에 대한 부위 특정 PISBESF 세트 αμ 및 SSMV ε가 계산된다. 제1 단계(442)에서, 단계(306)에서 생성되는 부위 특정 PISBESF 세트 αμ는 수학식 12의 부위 특정 표현인 수학식 16을 만족하도록 설정된다:
여기서 
는 하위 단계(428)에서 생성된 SPSP 세트이고, 
는 부위 특정 PISBESF 세트 αμ의 대응하는 부위 특정 잔차 부분(site-specific residual portion; SSRP) 세트이다. 따라서, 수학식 16을 평가함으로써, 부위 특정 PISBESF 세트 αμ는 SPSP 세트 
와 대응하는 SSRP 세트 
를 함께 더하여 계산된다.
다음 단계(444)에서, 베이즈 정리(Bayes' Theorem)의 표현인 수학식 17이 SSMV ε 및 SSRP 세트 
의 상이한 값에 대해 어떻게 변경되는지를 평가함으로써, SSMV ε 및 부위 특정 PISBESF 세트 αμ가 함께 계산되는 것이 바람직하다.
여기서 G는 단계(304)에서 생성된 동공 이미지의 동공 감도이고, K는 단계(304)에서 생성된 동공 이미지의 동공 비대칭성이다. 추가적으로, P(ε,
|G,K)는 동공 감도 G에 대한 특정 값과 동공 비대칭성 K에 대한 특정 값을 갖는 동공 이미지가 주어지면, 특정 SSMV ε 및 특정 SSRP 세트 
이 해당 동공 이미지와 연관될 확률이다. 유사하게, P(G,K|ε,
)는 SSMV ε에 대한 특정 값 및 SSRP 세트 
에 대한 특정 값 세트가 주어지면, 동공 감도 G에 대한 특정 값과 동공 비대칭성 K에 대한 특정 값을 갖는 특정 동공 이미지가 SSMV ε 및 SSRP 세트 
에 대해 주어진 각각의 특정 값과 연관될 확률이다. 수학식 17의 다음 항인 P(
)는 특정 SSRP 세트 
이 임의의 동공 이미지와 연관될 확률이고, P(G,K)는 동공 감도 G에 대한 특정 값과 동공 비대칭성 K에 대한 특정 값이 임의의 동공 이미지와 연관될 확률이다.
수학식 11을 평가하는 동안, SPSP 
에 대응하는 SSRP 
이 근사화됨을 알 수 있다.
수학식 12 및 13을 참조하여 위에서 설명한 바와 같이, 기준 PISBESF의 잔차 부분 세트 
의 분포는 바람직하게는 다변량 가우시안 분포로 근사화되기 때문에, P(G,K|ε,
)의 값은 수학식 18에 주어진 지수 표현에 비례한다:
여기서 σ는 단계(304)에서 생성된 동공 이미지 노이즈의 표준 편차이고, Ki는 평가 중인 픽셀의 픽셀 비대칭성이고, 
는 PISBE Vμ의 i번째 요소이며, Gi는 평가 중인 픽셀의 픽셀 감도이다. Ki 및 Gi는 모두 단계(304)에서 생성된 동공 이미지의 값임을 알 수 있다.
유사하게, P(
)의 값은 도 2를 참조하여 위에서 설명한 바와 같이 하위 단계(428)에서 발견된 기준 PISBESF의 잔차 부분 세트 
의 분포로부터 추론된다. 보다 구체적으로, P(
)의 값은 수학식 19에 주어진 지수 표현에 비례한다:
여기서 j와 k는 각각 SSRP 세트 
에 대한 인덱스이고, 
은 공분산 행렬 Σβγ의 역행렬 요소이다.
P(G,K)의 값은 SSMV ε 및 SSRP 세트 
중 어느 하나에 의존하지 않기 때문에, P(G,K)는 SSMV ε 및 SSRP 세트 
의 상이한 값에 대해 수학식 17이 어떻게 변경되는지에 영향을 미치지 않는 비공지된 상수로 간주된다. 따라서, P(G,K)의 실제 값은 일반적으로 수학식 17이 단계(306)에서 평가될 때 고려되지 않는다.
아래 수학식 20은 수학식 7과 16의 조합과 대수적으로 동일하다. 수학식 20은 픽셀 부정확성 세트 δA(pix)와 SSRP 세트 
사이의 관계를 명시적으로 제공한다:
도 2를 참조하여 위에서 논의된 바와 같이, 대표 픽셀 부정확성 세트 
, SPSP 세트 
, 및 PISBE Vμ의 각각의 요소 Vμ(pix)는 모두 단계(302)에서 기준 부위에 대해 계산된다. 위에서 설명한 바와 같이, 대표 픽셀 부정확성 세트 
, SPSP 세트 
, 및 PISBE Vμ의 각각의 요소 Vμ(pix)에 대해 단계(302)에서 계산된 값은 모두 복수의 PSDW와 관련된다는 점이 본 발명의 특별한 특징이다. 보다 구체적으로, 대표 픽셀 부정확성 세트 
, SPSP 세트 
, 및 PISBE Vμ의 각각의 요소 Vμ(pix)에 대해 단계(302)에서 계산된 값은 모두 수학식 20에서 사용하기에 적합하다. 따라서, 단계(306)에서, 방법(300)이 픽셀 부정확성 세트 δA(pix)를 찾기 위해 계산해야 하는 유일한 값은 SSRP 세트 
의 값이다.
따라서, 단계(306)의 목표는 단계(304)에서 생성된 동공 이미지와 함께 사용하기에 특히 적합한 픽셀 부정확성 세트 δA(pix) 및 SSMV ε의 값을 계산하는 것이지만, 다음 단계(446)는 수학식 21의 우변에 있는 SSMV ε 및 SSRP 세트 
의 값을 계산하며, 이는 픽셀 부정확성 δA 대신 사용된다:
수학식 22는 수학식 17, 18, 19 및 21의 가중 조합과 대수적으로 동일하다:
여기서 C는 위에서 설명한 바와 같이 P(G,K)의 비공지된 상수 값의 역수이고, ζ는 수학식 15의 정규화 파라미터이며, 이는 수학식 17의 P(ε,
|G,K)에 대한 수학식 19의 P(
)에 주어진 가중치를 결정하기 위해 수학식 22에 도입된다.
SSMV ε 및 SSRP 세트 
에 대한 동일한 결과는 수학식 22 및 23 모두에 의해 반환된다:
제1 표현 
은 SSMV ε의 가변 오정합 값 및 SSRP 세트 
의 함수임을 알 수 있다. 유사하게, 제2 표현 
은 SSRP 세트 
의 함수이다.
수학식 23을 만족하는 SSMV ε 및 SSRP 세트 
의 값은 수학식 24a 및 24b의 시스템도 만족한다:
수학식 24a 및 24b의 평가는, 수학식 23의 제1 표현 및 제2 표현을 사용하여, 특정 오정합 값 및 SSRP 세트 
의 특정 값을 식별하며, 이는 단계(304)에서 측정된 부위와 함께 사용하기에 특히 적합함을 알 수 있다. 수학식 23은 
및 ε 모두에 대해 2차 다항식이므로, 수학식 24a 및 24b 각각은 0과 동일한 선형 방정식이다. 방법(300)은 바람직하게는 수학식 24a 및 24b의 시스템을 해결하여 수학식 25를 생성한다:
I는 항등 행렬이다. PISBE 세트 Vμ에서 아래 첨자 μ는 PISBE 세트 Vμ에서 PISBE Vμ의 수에 대응하는 인덱스임을 알 수 있다. 명확성을 위해, 수학식 25에서, 인덱스 β 및 γ가 인덱스 μ 대신 사용된다. 수학식 25에 의해 반환된 SSMV ε의 값은 평가 수학식 24a 및 24b에 의해 식별된 특정 오정합이며, 바람직하게는 단계(304)에서 측정된 부위에 대한 SSMV ε로 식별된다.
수학식 25에 의해 반환된 SSMV ε의 값은 단계(304)에서 생성된 복수의 부위 특정 픽셀, 특히 그의 비대칭성 K 및 감도 G의 함수임을 추가로 이해한다. 수학식 25에 의해 반환된 SSMV ε의 값은 또한 PISBE 세트 Vμ와 공분산 행렬 Σβγ의 함수이다. 수학식 13에서 입증된 바와 같이, 공분산 행렬 Σβγ는 기준 PISBESF 세트 αμ_ref, 특히 기준 PISBESF의 잔차 부분 세트 
의 함수이다. 따라서, 수학식 25에 의해 반환된 SSMV ε의 값은 또한 기준 PISBESF 세트 αμ _ref, 특히 기준 PISBESF의 잔차 부분 세트 
의 함수이다.
이제 도 4를 참조하며, 도 4는 KPI, 바람직하게는 3PS 값이 생성되는 방법(300)의 단계(308)를 설명하는 흐름도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 단계(448)에서, 부위 특정 PISBESF 세트 αμ가 제공된다. 부위 특정 PISBESF 세트 αμ는 수학식 26에 정의된다:
여기서, 대표 픽셀 부정확성 세트 
의 값은 단계(302)에서 계산된 값이고, 수학식 26의 우변에 있는 다른 모든 항의 값은 각각 수학식 25에서와 동일한 값이다. 부위 특정 PISBESF 세트 αμ 및 PISBE 세트 Vμ의 아래 첨자 μ는 PISBESF 세트 αμ 및 PISBE Vμ에서 PISBESF αμ 및 PISBE Vμ의 수에 대응하는 인덱스임을 알 수 있다. 명확성을 위해, 수학식 26에서, 인덱스 β 및 γ가 인덱스 μ 대신 사용된다.
다음 단계(452)에서, 단계(304)에서 생성된 단일 동공 이미지의 대응하는 복수의 부위 특정 픽셀에 대한 복수의 픽셀 오정합 값 ε(pix)는 수학식 27을 사용하여 생성되며, 이는 수학식 6과 7의 조합과 대수적으로 동일하다:
복수의 픽셀 오정합 값 ε(pix)은 특히 PISBE 세트 Vμ 및 부위 특정 PISBESF 세트 αμ의 함수임을 알 수 있다.
SWM 및 MWM을 참조하여 위에서 논의된 바와 같이, 상이한 픽셀 오정합 값 ε(pix) 사이의 편차는 픽셀 오정합 값 ε(pix)을 포함하는 SSMV의 비신뢰성의 표시이다. 따라서, 다음 단계(454)에서, KPI가 생성된다. 바람직하게는, 단계(454)에서 생성된 KPI는 수학식 28에서 정의된 P3S이다:
여기서 ε는 수학식 25로부터의 SSMV이고, w(pix)는 픽셀 오정합 값 ε(pix)에 대한 가중 팩터이다. 가중 팩터 w(pix)는 각각의 부위 특정 픽셀에서 픽셀 오정합 값 ε(pix)의 신뢰도를 나타낸다. 수학식 28에서 정의된 P3S는 SSMV ε로부터의 픽셀 오정합 값 ε(pix)의 가중 표준 편차임을 알 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 각각의 부위 특정 픽셀의 가중 팩터 w(pix)는 수학식 29에서와 같이 평가 중인 픽셀의 픽셀 감도 G(pix)의 함수이다:
이제 도 5a 및 도 5b를 참조하며, 도 5a 및 도 5b는 각각 도 1 내지 도 4의 방법(300)과 함께 사용하기 위한 각각의 시스템(500 및 550)의 바람직한 실시예의 제1 및 제2 단순화된 개략도이다. 이해의 편의를 위해, 도 5a 및 도 5b는 실척도로 도시되지 않았음을 알 수 있다. 각각의 시스템(500 및 550)은 RPSDW일 수 있는 PSDW 상에 형성된 반도체 장치의 상이한 층 사이의 오정합을 측정하도록 동작함을 알 수 있다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 시스템(500) 및 시스템(550) 각각은 바람직하게는 기준 SMMT(562)를 포함하며, 이는 적어도 입사 방사선의 제1 파장 및 입사 방사선의 제2 파장을 사용하여, 하나 이상의 RPSDW 상의 적어도 하나의 기준 부위의 적어도 두 번의 측정을 취하여 측정된 각각의 기준 부위에 대해 입사 방사선의 제1 파장 및 입사 방사선의 제2 파장 각각으로부터 단일 기준 출력 신호를 생성한다. 도 2의 단계(402)를 참조하여 위에서 설명한 바와 같이, SMMT(562)에 의해 생성된 기준 출력 신호는 바람직하게는 각각이 바람직하게는 복수의 기준 픽셀을 포함하는 복수의 동공 이미지로 표현된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, SMMT(562)는 각각의 기준 부위에서 입사 방사선의 2개 내지 7개의 파장을 사용하여 50개 내지 400개의 기준 부위를 측정한다.
추가적으로, 시스템(500) 및 시스템(550)은 바람직하게는 각각 RPSDW 분석기(564)를 포함한다. RPSDW 분석기(564)는 기준 SMMT(562)에 의해 생성된 기준 출력 신호를 분석하여 기준 출력 데이터를 생성한다. RPSDW 분석기에 의해 생성된 기준 출력 데이터는 바람직하게는 특히 PISBE 세트 Vμ, 대표 픽셀 부정확성 
, 기준 PISBESFS 세트 αμ _ref, SPSP 세트 
, 공분산 행렬 Σβγ, 및 정규화 파라미터 ζ를 포함한다. 도 1을 참조하여 위에서 설명한 바와 같이, PISBE는 복수의 PSDW와 관련된 고유 벡터이다.
각각의 시스템(500) 및 시스템(550)은 바람직하게는 부위 특정 SMMT(572)를 더 포함하며, 이는 각각의 PSDW 상의 적어도 하나의 측정 부위를 측정하여 측정 부위의 적어도 하나의 부위 특정 출력 신호를 생성한다. 도 1의 단계(304)를 참조하여 위에서 설명한 바와 같이, 부위 특정 출력 신호는 바람직하게는 측정 부위의 단일 동공 이미지이다.
바람직하게는, 시스템(500) 및 시스템(550)은 각각 또한 PSDW 분석기(574)를 포함한다. PSDW 분석기(574)는 부위 특정 SMMT(572)에 의해 생성된 단일 동공 이미지를 분석하여, 특히 부위 특정 PISBESF 세트 αμ, SSMV ε, 픽셀 오정합 값 ε(pix), 및 KPI P3S를 생성한다. 도 1 및 도 4의 단계(308)를 참조하여 위에서 설명한 바와 같이, KPI는 일반적으로 P3S 값으로 구현되고 SSMV의 신뢰도의 표시, 바람직하게는 정량적 표시를 제공한다. PSDW 분석기(574)는 바람직하게는 RPSDW 분석기(564)에 의해 생성되고 그에 의해 제공되는 기준 출력 데이터(특히, PISBE 세트 Vμ 포함)를 사용하여 단일 동공 이미지를 분석한다.
기준 SMMT(562) 및 부위 특정 SMMT(572) 모두로서 적합한 일반적인 도구는 미국 캘리포니아주 밀피타스 소재의 KLA Corporation으로부터 상업적으로 입수 가능한 ATL™ 100이다. 본 발명의 특별한 특징은 SMMT에 의해 취해지는 모든 측정이 입사 방사선의 단일 파장을 사용하여 취해지는 것이다.
시스템(500)은 기준 SMMT(562) 및 부위 특정 SMMT(572)를 포함하는 반면, 시스템(550)은 기준 SMMT(562) 및 부위 특정 SMMT(572)를 포함하지 않는다는 점에서, 도 5a에 도시된 시스템(500)은 도 5b에 도시된 시스템(550)과 상이함을 알 수 있다. 본 발명의 추가적인 실시예(도시되지 않음)에서, 기준 SMMT(562) 및 부위 특정 SMMT(572) 중 하나만이 시스템에 포함된다.
또한, 도 2를 참조하여 위에서 설명한 바와 같이, 기준 SMMT에 의해 측정된 적어도 하나의 RPSDW 및 부위 특정 SMMT에 의해 측정된 PSDW는 상이한 웨이퍼일 수 있음을 알 수 있다. 대안적으로, 기준 SMMT에 의해 측정된 적어도 하나의 RPSDW는 부위 특정 SMMT에 의해 측정된 PSDW 중 하나일 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 모든 실시예에서, 기준 SMMT에 의해 측정된 적어도 하나의 RPSDW 및 부위 특정 SMMT에 의해 측정된 PSDW는 단일 설계를 공유한다. 본 발명의 실시예에서, 기준 SMMT에 의해 측정된 적어도 하나의 RPSDW 및 부위 특정 SMMT에 의해 측정된 PSDW는 단일 배치의 PSDW에서 제조된다.
바람직하게는, 기준 SMMT(562)는 도 2의 단계(402)를 수행한다. 유사하게, RPSDW 분석기(564)는 바람직하게는 도 2의 단계(404), 단계(406)(하위 단계(422, 424, 426 및 428) 포함), 단계(432), 및 단계(434)를 수행한다. 부위 특정 SMMT(572)는 바람직하게는 도 1의 단계(304)를 수행한다. PSDW 분석기(574)는 바람직하게는 단계(306)(단계(442, 444 및 446) 포함) 및 단계(308)(단계(448, 452 및 454) 포함)를 수행한다. 추가적으로, 본 발명의 일부 실시예에서, PSDW 분석기(574)는 도 1의 단계(322 및 324) 중 적어도 하나를 수행한다.
시스템(500 및 550) 및 그 내부의 서브시스템은 개인용 컴퓨터 시스템, 이미지 컴퓨터, 메인프레임 컴퓨터 시스템, 워크스테이션, 네트워크 기기, 인터넷 기기, 또는 다른 장치를 포함할 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 고속 처리 및 소프트웨어를 갖는 플랫폼을 독립형 또는 네트워크형 도구로서 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 본 명세서에 개시된 시스템(500 및 550) 및 그 내부의 서브시스템 및 방법의 다양한 단계, 기능 및/또는 동작은 전자 회로, 로직 게이트, 멀티플렉서, 프로그램 가능 로직 장치, ASIC, 아날로그 또는 디지털 제어부/스위치, 마이크로컨트롤러, 또는 컴퓨팅 시스템 중 하나 이상에 의해 수행된다. 본 명세서에 설명된 것과 같은 방법을 구현하는 프로그램 명령어는 캐리어 매체를 통해 전송되거나 이에 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 전송 링크와 같은 전송 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 개시 내용 전체에 걸쳐 설명된 다양한 단계는 단일 프로세서(또는 컴퓨터 시스템) 또는 대안적으로 다수의 프로세서(또는 다수의 컴퓨터 시스템)에 의해 수행될 수 있다. 더욱이, 시스템(500 및 550)의 상이한 서브시스템은 하나 이상의 컴퓨팅 또는 로직 시스템을 포함할 수 있다. 그러므로, 상기 설명은 본 개시에 대한 제한으로 해석되어서는 안 되고, 단지 예시로서 해석되어야 한다.
당업자는 본 발명이 위에서 구체적으로 도시되고 설명된 것으로 제한되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 본 발명의 범위는 위에서 설명된 다양한 특징의 조합 및 하위 조합뿐만 아니라 이들의 변형을 모두 포함하며, 이들 모두는 선행 기술에 없다.
Claims (21)
- 반도체 장치의 상이한 층 사이의 오정합을 측정하는 방법에 있어서,
복수의 패턴화된 반도체 장치 웨이퍼(patterned semiconductor device wafer; PSDW)에 관한 동공 부정확성 스케일러블 기본 요소(pupil inaccuracy scalable basis element; PISBE) 세트를 제공하는 단계;
PSDW 상의 부위를 단일 측정하여 상기 부위의 단일 동공 이미지를 생성하는 단계 - 상기 PSDW는 상기 복수의 PSDW 중 하나이고, 상기 단일 동공 이미지는 복수의 부위 특정 픽셀을 포함함 - ;
상기 PISBE 세트와 상기 복수의 부위 특정 픽셀을 사용하여 상기 단일 동공 이미지에 대한 부위 특정 동공 부정확성 스케일러블 기본 요소 스케일링 팩터(pupil inaccuracy scalable basis element scaling factor; PISBESF) 세트를 계산하는 단계; 및
상기 PISBE 세트와 상기 부위 특정 PISBESF 세트를 사용하여 부위 특정 오정합 값(site-specific misregistration value; SSMV)을 계산하는 단계
를 포함하는, 오정합을 측정하는 방법. - 제1항에 있어서, 상기 PSDW 상의 상기 부위를 측정하는 단계는 입사 방사선의 단일 파장을 사용하여 상기 부위를 측정하는 단계를 포함하는 것인, 오정합을 측정하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 PISBE 세트를 제공하는 단계는:
대응하는 복수의 기준 측정으로부터 복수의 기준 동공 이미지를 생성하는 단계 - 상기 기준 동공 이미지는 각각 복수의 기준 픽셀을 포함하고, 상기 복수의 기준 측정은 적어도 입사 방사선의 제1 파장을 사용하여 취해진 제1 기준 측정 및 입사 방사선의 제2 파장을 사용하여 취해진 제2 기준 측정을 포함함 - ;
상기 기준 동공 이미지의 대응하는 상기 기준 픽셀과 연관된 복수의 기준 픽셀 부정확성을 식별하는 단계; 및
상기 기준 픽셀 부정확성을 사용하여 상기 PISBE 세트를 계산하는 단계
를 포함하는 것인, 오정합을 측정하는 방법. - 제3항에 있어서, 상기 PISBE 세트를 계산하는 단계는:
상기 기준 픽셀 부정확성을 사용하여 대표 픽셀 부정확성 세트를 계산하는 단계;
상기 기준 픽셀 부정확성 세트와 대응하는 상기 대표 픽셀 부정확성 세트 사이의 편차 세트를 계산하는 단계; 및
상기 편차 세트에 대한 주성분 세트를 기반으로 상기 PISBE 세트를 계산하는 단계
를 포함하는 것인, 오정합을 측정하는 방법. - 제3항에 있어서, 상기 부위 특정 PISBESF 세트를 계산하는 단계는:
PISBESF 세트의 체계적 부분(systematic portions of a set of PISBESF; SPSP) 세트를 제공하는 단계;
상기 SPSP에 대응하는 부위 특정 잔차 부분(site-specific residual portion; SSRP) 세트를 근사화하는 단계; 및
상기 SPSP 세트와 대응하는 상기 SSRP 세트를 함께 더하여 상기 부위 특정 PISBESF 세트를 계산하는 단계
를 포함하는 것인, 오정합을 측정하는 방법. - 제1항에 있어서, 상기 SSMV는:
상기 복수의 부위 특정 픽셀;
상기 PISBE 세트; 및
기준 PISBESF 세트
의 함수인 것인, 오정합을 측정하는 방법. - 제6항에 있어서, 상기 SSMV를 계산하는 단계는:
제1 표현을 평가하는 단계 - 상기 제1 표현은 가변 오정합 값과 상기 SSRP 세트의 함수임 - ;
제2 표현을 평가하는 단계 - 상기 제2 표현은 상기 SSRP 세트의 함수임 - ; 및
상기 제1 표현과 상기 제2 표현을 사용하여, 상기 부위와 함께 사용하기 위한 상기 SSMV 및 상기 SSRP 세트의 특정 값을 식별하는 단계
를 포함하는 것인, 오정합을 측정하는 방법. - 제1항에 있어서,
핵심 프로세스 지표(key process indicator; KPI)를 생성하는 단계
를 더 포함하며, 상기 KPI는 상기 SSMV의 신뢰성의 표시를 제공하고,
상기 KPI를 생성하는 단계는:
상기 단일 동공 이미지의 상기 대응하는 복수의 부위 특정 픽셀에 대해 복수의 픽셀 오정합 값을 계산하는 단계;
상기 픽셀 오정합 값 각각에 대한 가중 팩터를 계산하는 단계; 및
상기 SSMV로부터의 상기 픽셀 오정합 값의 가중 표준 편차로서 상기 KPI를 계산하는 단계
를 포함하는 것인, 오정합을 측정하는 방법. - 제8항에 있어서, 상기 복수의 픽셀 오정합 값은 상기 PISBE 세트 및 상기 부위 특정 PISBESF 세트의 함수인 것인, 오정합을 측정하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 기준 측정은 기준 패턴화된 반도체 장치 웨이퍼(reference patterned semiconductor device wafer; RPSDW)를 측정하며, 상기 RPSDW 및 상기 PSDW는 상이한 웨이퍼인 것인, 오정합을 측정하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 기준 측정은 기준 패턴화된 반도체 장치 웨이퍼(reference patterned semiconductor device wafer; RPSDW)를 측정하며, 상기 RPSDW 및 상기 PSDW는 동일한 웨이퍼인 것인, 오정합을 측정하는 방법.
- 제1항에 있어서,
반도체 장치 웨이퍼의 제조 공정에서 상기 SSMV를 사용하는 단계
를 더 포함하는, 오정합을 측정하는 방법. - 반도체 장치의 상이한 층 사이의 오정합을 측정하기 위한 시스템에 있어서,
적어도 하나의 기준 패턴화된 반도체 장치 웨이퍼(reference patterned semiconductor device wafer; RPSDW) 상의 적어도 하나의 기준 부위의 적어도 두 번의 측정을 취하여 상기 적어도 하나의 기준 부위 각각에 대해 적어도 2개의 기준 출력 신호를 생성하도록 동작하는 기준 산란계측 기반 오정합 측정 도구(scatterometry-based misregistration measurement tool; SMMT);
상기 기준 출력 신호를 분석하여 복수의 패턴화된 반도체 장치 웨이퍼(patterned semiconductor device wafer; PSDW)에 관한 동공 부정확성 스케일러블 기본 요소(pupil inaccuracy scalable basis elements; PISBE) 세트를 제공하도록 동작하는 RPSDW 분석기;
적어도 하나의 PSDW 상의 적어도 하나의 측정 부위를 측정하여 상기 측정 부위의 단일 동공 이미지를 생성하도록 동작하는 부위 특정 SMMT - 상기 PSDW는 상기 복수의 PSDW 중 하나임 - ; 및
상기 PISBE 세트를 사용하여 상기 단일 동공 이미지를 분석하여,
부위 특정 동공 부정확성 스케일러블 기본 요소 스케일링 팩터(pupil inaccuracy scalable basis element scaling factor; PISBESF) 세트, 및
부위 특정 오정합 값(site-specific misregistration value; SSMV)
을 생성하도록 동작하는 PSDW 분석기
를 포함하는, 오정합을 측정하기 위한 시스템. - 제13항에 있어서, 상기 부위 특정 SMMT는 입사 방사선의 단일 파장을 사용하여 상기 적어도 하나의 PSDW 상의 상기 적어도 하나의 부위를 측정하는 것인, 오정합을 측정하기 위한 시스템.
- 제13항에 있어서, 상기 기준 SMMT는:
적어도 입사 방사선의 제1 파장 및 입사 방사선의 제2 파장을 사용하여 상기 적어도 하나의 RPSDW 상의 상기 적어도 하나의 부위 각각을 측정하고;
입사 방사선의 상기 제1 파장 및 입사 방사선의 상기 제2 파장 각각으로부터 단일 기준 출력 신호를 생성하도록 동작하는 것인, 오정합을 측정하기 위한 시스템. - 제13항에 있어서, 상기 RPSDW 및 상기 PSDW는 상이한 웨이퍼인 것인, 오정합을 측정하기 위한 시스템.
- 제13항에 있어서, 상기 RPSDW 및 상기 PSDW는 동일한 웨이퍼인 것인, 오정합을 측정하기 위한 시스템.
- 적어도 하나의 산란계측 기반 오정합 측정 도구(scatterometry-based misregistration measurement tool; SMMT)와 함께 사용하기 위한 시스템에 있어서, 상기 적어도 하나의 SMMT는 적어도 하나의 기준 패턴화된 반도체 장치 웨이퍼(reference patterned semiconductor device wafer; RPSDW) 상의 적어도 하나의 부위 및 적어도 하나의 패턴화된 반도체 장치 웨이퍼(patterned semiconductor device wafer; PSDW) 상의 적어도 하나의 부위를 측정하도록 동작하고, 상기 시스템은,
상기 적어도 하나의 RPSDW의 상기 측정에 의해 생성된 복수의 기준 출력 신호를 분석하여, 상기 적어도 하나의 PSDW에 관한 동공 부정확성 스케일러블 기본 요소(pupil inaccuracy scalable basis elements; PISBE) 세트를 제공하도록 동작하는 RPSDW 분석기; 및
상기 PISBE 세트를 사용하여 상기 PSDW의 측정에 의해 생성된 단일 동공 이미지를 분석하여,
부위 특정 동공 부정확성 스케일러블 기본 요소 스케일링 팩터(pupil inaccuracy scalable basis element scaling factor; PISBESF) 세트, 및
부위 특정 오정합 값(site-specific misregistration value; SSMV)
을 생성하도록 동작하는 PSDW 분석기
를 포함하는, 시스템. - 제18항에 있어서, 상기 단일 동공 이미지는 입사 방사선의 단일 파장을 사용한 상기 PSDW의 측정에 의해 생성되는 것인, 시스템.
- 제18항에 있어서, 상기 RPSDW 및 상기 PSDW는 상이한 웨이퍼인 것인, 시스템.
- 제18항에 있어서, 상기 RPSDW 및 상기 PSDW는 동일한 웨이퍼인 것인, 시스템.
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