KR20230128002A - 스캐닝 산란 계측 오버레이 측정 - Google Patents
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Abstract
오버레이 계측 시스템은 제1 조명 로브(illumination lobe), 및 제1 조명 로브와 대향하는 제2 조명 로브로 오버레이 타겟을 순차적으로 조명하기 위한 조명 서브시스템을 포함할 수 있으며, 오버레이 타겟은 제1 샘플 층 및 제2 샘플 층 상의 주기적인 구조물로부터 형성된 격자-위-격자 피처(grating-over-grating features)를 포함한다. 본 시스템은 또한, 오버레이 타겟의 제1 이미지 및 제2 이미지를 생성하기 위한 이미징 서브시스템을 포함할 수 있다. 제1 이미지는 제1 조명 로브의 단일의 비영 회절 차수로부터 형성된 격자-위-격자 구조물의 미해상된(unresolved) 이미지를 포함한다. 제2 이미지는 제2 조명 로브의 단일의 비영 단일 회절 차수로부터 형성된 하나 이상의 격자-위-격자 구조물의 미해상된 이미지를 포함한다. 본 시스템은 또한, 제1 이미지 및 제2 이미지에 기초하여 제1 층과 제2 층 사이의 오버레이 오차를 결정하기 위한 제어기를 포함할 수 있다.
Description
본 개시 내용은 일반적으로 산란 계측 오버레이 계측에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 움직이는 샘플에 대한 스캐닝 오버레이 계측에 관한 것이다.
더 작은 반도체 디바이스에 대한 수요가 증가함에 따라 정확하고 효율적인 계측에 대한 수요도 증가하고 있다. 계측 도구의 효율성과 처리량을 높이는 한 가지 접근 방식은 측정 시야의 정적 위치가 아니라 움직이는 샘플에 대해 계측 데이터를 생성하는 것이다. 이러한 방식으로 측정 전 병진 스테이지(translation stage)의 정착(settling)과 연관된 시간 지연이 제거될 수 있다. 계측 시스템은 전형적으로 샘플에 걸쳐 분포된 전용 계측 타겟을 측정하거나 그 외 검사하여 샘플과 연관된 계측 데이터를 생성한다. 이에 따라, 샘플은 전형적으로 병진 스테이지에 장착되고 계측 타겟이 측정 시야로 순차적으로 이동되도록 병진된다. MAM(move and measure) 접근방식을 사용하는 전형적인 계측 시스템에서 샘플은 각각의 측정 동안 정적(static)이다. 그러나, 측정 전에 병진 스테이지가 정착되는 데 필요한 시간은 처리량에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 위의 결함들을 해결하기 위한 시스템 및 방법을 제공하는 것이 바람직하다.
오버레이 계측 시스템이 본 개시 내용의 하나 이상의 예시적인 실시예들에 따라 개시된다. 하나의 예시적인 실시예에서, 본 시스템은 제1 조명 로브(illumination lobe) 및 제1 조명 로브와 대향하는(opposite) 제2 조명 로브를 사용해 샘플 상의 오버레이 타겟을 순차적으로 조명하기 위한 조명 서브시스템을 포함하고, 오버레이 타겟은 제1 샘플 층 및 제2 샘플 층 상의 주기적인 구조물로부터 형성된 하나 이상의 격자-위-격자 피처(grating-over-grating features)를 포함하며, 하나 이상의 격자-위-격자 구조물은 측정 방향을 따라 주기적이다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 본 시스템은 오버레이 타겟의 제1 이미지 및 제2 이미지를 생성하기 위한 검출기 및 대물 렌즈를 갖는 이미징 서브시스템을 포함하고, 제1 이미지는 측정 방향을 따라 하나 이상의 격자-위-격자 구조물에 의해 생성된 제1 조명 로브의 단일의 비영(non-zero) 회절 차수로부터 형성된 하나 이상의 격자-위-격자 구조물의 미해상된(unresolved) 이미지를 포함하며, 제2 이미지는 측정 방향을 따라 하나 이상의 격자-위-격자 구조물에 의해 생성된 제2 조명 로브의 단일의 비영 회절 차수로부터 형성된 하나 이상의 격자-위-격자 구조물의 미해상된 이미지를 포함한다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 본 시스템은 제1 이미지 및 제2 이미지에 기초하여 측정 방향을 따라 샘플의 제1 층과 제2 층 사이의 오버레이 오차를 결정하기 위해 검출기에 통신 가능하게 결합된 제어기를 포함한다.
오버레이 계측 시스템이 본 개시 내용의 하나 이상의 예시적인 실시예에 따라 개시된다. 하나의 예시적인 실시예에서, 본 시스템은 제1 측정 방향을 따라 제1 쌍의 대향하는 조명 로브 및 제1 측정 방향에 직교하는 제2 측정 방향을 따라 제2 쌍의 조명 로브를 제공하기 위한 조명 서브시스템을 포함한다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 조명 서브시스템은 제1 조명 구성 및 제2 조명 구성을 사용해 샘플 상의 오버레이 타겟을 순차적으로 조명하고, 제1 조명 구성은 제1 쌍의 대향하는 조명 로브와 제2 쌍의 대향하는 조명 로브 각각으로부터의 하나의 조명 로브를 포함하며, 제2 조명 구성은 제1 쌍의 조명 로브와 제2 쌍의 조명 로브 각각으로부터의 나머지 조명 로브를 포함한다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 오버레이 타겟은 제1 샘플 층 및 제2 샘플 층 상의 주기적인 구조물로부터 형성된 하나 이상의 격자-위-격자 피처를 포함하는 하나 이상의 셀의 제1 세트를 포함하고, 하나 이상의 격자-위-격자 구조물은 제1 방향을 따라 주기적이다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 오버레이 타겟은 또한, 제1 샘플 층 및 제2 샘플 층 상의 주기적인 구조물로부터 형성된 하나 이상의 격자-위-격자 피처를 포함하는 하나 이상의 셀의 제2 세트를 포함하고, 하나 이상의 격자-위-격자 구조물은 제2 측정 방향을 따라 주기적이다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 본 시스템은 오버레이 타겟의 제1 이미지 및 제2 이미지를 생성하기 위한 검출기 및 대물 렌즈를 갖는 이미징 서브시스템을 포함하고, 제1 이미지는 제1 조명 구성의 각각의 조명 로브로부터의 단일의 비영 회절 차수로 형성되며, 제2 이미지는 제2 조명 구성의 각각의 조명 로브로부터의 단일의 비영 회절 차수로 형성된다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 본 시스템은 제1 이미지 및 제2 이미지에 기초하여 제1 측정 방향 및 제2 측정 방향을 따라 샘플의 제1 층과 제2 층 사이의 오버레이 오차를 결정하기 위해 검출기에 통신 가능하게 결합된 제어기를 포함한다.
본 개시 내용의 하나 이상의 예시적인 실시예에 따른 오버레이 계측 방법이 개시된다. 하나의 예시적인 실시예에서, 방법은 제1 조명 로브 및 제2 조명 로브를 사용해 샘플 상의 오버레이 타겟을 순차적으로 조명하는 단계를 포함하고, 오버레이 타겟은 제1 샘플 층 및 제2 샘플 층 상의 주기적인 구조물로부터 형성된 하나 이상의 격자-위-격자 피처를 포함하며, 하나 이상의 격자-위-격자 구조물은 측정 방향을 따라 주기적이다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 본 방법은 검출기를 사용해 오버레이 타겟의 제1 이미지 및 제2 이미지를 생성하는 단계를 포함하고, 제1 이미지는 측정 방향을 따라 하나 이상의 격자-위-격자 구조물로부터의 제1 조명 로브의 단일의 비영 회절 차수로부터 형성된 하나 이상의 격자-위-격자 구조물의 미해상된 이미지를 포함하며, 제2 이미지는 측정 방향을 따라 하나 이상의 격자-위-격자 구조물에 의해 생성된 제2 조명 로브의 단일의 비영 회절 차수로부터 형성된 하나 이상의 격자-위-격자 구조물의 미해상된 이미지를 포함한다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 본 방법은 제1 이미지 및 제2 이미지에 기초하여 측정 방향을 따라 샘플의 제1 층과 제2 층 사이의 오버레이 오차를 결정하는 단계를 포함한다.
일반적인 설명과 다음의 상세한 설명은 모두 단지 예시적이고 설명적인 것이며, 청구된 바와 같이 본 발명을 반드시 제한하는 것은 아님을 이해해야 한다. 본 명세서에 통합되어 그 일부를 구성하는 첨부 도면들은 본 개시 내용의 실시예들을 예시하고, 일반적인 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
본 개시 내용의 여러 이점은 다음의 첨부된 도면을 참조하여 당업자에 의해 더 잘 이해될 수 있다:
도 1a는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 오버레이 계측을 수행하기 위한 시스템의 개념도이다.
도 1b는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 OTL((outside-the-lens) 조명을 예시하는 오버레이 계측 도구의 개념도이다.
도 1c는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 암시야 조리개를 가진 경사 TTL(through-the-lens) 암시야 이미징을 예시하는 오버레이 계측 도구의 개념도이다.
도 1d는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 암시야 미러를 사용한 경사 TTL 암시야 이미징을 예시하는 오버레이 계측 도구의 개념도이다.
도 2a는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른, 중첩되는 격자-위-격자 피처를 갖는 오버레이 타겟의 평면도이다.
도 2b는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 오버레이 타겟의 단일 셀의 측면도이다.
도 3은 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 적합한 4중극 조명을 제공하는 조명 빔의 분포를 예시하는 동공면의 개략도이다.
도 4a는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 X 방향을 따라 배향된 도 3의 제1 조명 빔으로 오버레이 타겟의 셀을 이미징하는 개략도이다.
도 4b는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 셀에 의해 생성된 제1 조명 빔의 회절 차수 분포를 예시하는 수집 동공의 개략도이다.
도 4c는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 제1 조명 빔과는 대향하는 방위각을 따른 X 방향을 따라 배향된 도 3의 제2 조명 빔으로 오버레이 타겟의 셀을 이미징하는 개략도이다.
도 4d는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 셀에 의해 생성된 제3 조명 빔의 회절 차수 분포를 예시하는 수집 동공의 개략도이다.
도 4e는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 Y 방향을 따라 배향된 도 3의 제3 조명 빔으로 오버레이 타겟의 셀을 이미징하는 개략도이다.
도 4f는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 셀에 의해 생성된 제3 조명 빔의 회절 차수 분포를 예시하는 수집 동공의 개략도이다.
도 5a는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 제1 조명 빔 또는 제2 조명 빔을 사용한 조명에 기초한 오버레이 타겟의 이미지의 개념도이다.
도 5b는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 제3 조명 빔 또는 제4 조명 빔을 사용한 조명에 기초한 오버레이 타겟의 이미지의 개념도이다.
도 6은 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 제1 조명 빔 및 제3 조명 빔 또는 제2 조명 빔 및 제4 조명 빔을 사용한 조명에 기초한 오버레이 타겟의 이미지의 개념도이다.
도 7a는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 분할 동공면(split pupil plane)의 개념도이다.
도 7b는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 Y 방향으로 주기성을 갖는 셀에 의한 제1 조명 빔의 회절 차수의 분포를 예시하는 동공면의 개념도이다.
도 7c는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 X 방향으로 주기성을 갖는 셀에 의한 제1 조명 빔의 회절 차수의 분포를 예시하는 동공면의 개념도이다.
도 7d는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 Y 방향으로 주기성을 갖는 셀에 의한 제2 조명 빔의 회절 차수의 분포를 예시하는 동공면의 개념도이다.
도 7e는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 X 방향으로 주기성을 갖는 셀에 의한 제2 조명 빔의 회절 차수의 분포를 예시하는 동공면의 개념도이다.
도 8은 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 2개의 교번하는 조명 조건으로부터 TDI 센서를 포함하는 검출기를 사용하여 인터리빙된 이미지를 생성하도록 구성된 이미징 서브시스템의 개념도이다.
도 9는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 오버레이 방법에서 수행되는 단계들을 예시하는 흐름도이다.
도 1a는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 오버레이 계측을 수행하기 위한 시스템의 개념도이다.
도 1b는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 OTL((outside-the-lens) 조명을 예시하는 오버레이 계측 도구의 개념도이다.
도 1c는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 암시야 조리개를 가진 경사 TTL(through-the-lens) 암시야 이미징을 예시하는 오버레이 계측 도구의 개념도이다.
도 1d는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 암시야 미러를 사용한 경사 TTL 암시야 이미징을 예시하는 오버레이 계측 도구의 개념도이다.
도 2a는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른, 중첩되는 격자-위-격자 피처를 갖는 오버레이 타겟의 평면도이다.
도 2b는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 오버레이 타겟의 단일 셀의 측면도이다.
도 3은 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 적합한 4중극 조명을 제공하는 조명 빔의 분포를 예시하는 동공면의 개략도이다.
도 4a는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 X 방향을 따라 배향된 도 3의 제1 조명 빔으로 오버레이 타겟의 셀을 이미징하는 개략도이다.
도 4b는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 셀에 의해 생성된 제1 조명 빔의 회절 차수 분포를 예시하는 수집 동공의 개략도이다.
도 4c는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 제1 조명 빔과는 대향하는 방위각을 따른 X 방향을 따라 배향된 도 3의 제2 조명 빔으로 오버레이 타겟의 셀을 이미징하는 개략도이다.
도 4d는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 셀에 의해 생성된 제3 조명 빔의 회절 차수 분포를 예시하는 수집 동공의 개략도이다.
도 4e는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 Y 방향을 따라 배향된 도 3의 제3 조명 빔으로 오버레이 타겟의 셀을 이미징하는 개략도이다.
도 4f는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 셀에 의해 생성된 제3 조명 빔의 회절 차수 분포를 예시하는 수집 동공의 개략도이다.
도 5a는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 제1 조명 빔 또는 제2 조명 빔을 사용한 조명에 기초한 오버레이 타겟의 이미지의 개념도이다.
도 5b는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 제3 조명 빔 또는 제4 조명 빔을 사용한 조명에 기초한 오버레이 타겟의 이미지의 개념도이다.
도 6은 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 제1 조명 빔 및 제3 조명 빔 또는 제2 조명 빔 및 제4 조명 빔을 사용한 조명에 기초한 오버레이 타겟의 이미지의 개념도이다.
도 7a는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 분할 동공면(split pupil plane)의 개념도이다.
도 7b는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 Y 방향으로 주기성을 갖는 셀에 의한 제1 조명 빔의 회절 차수의 분포를 예시하는 동공면의 개념도이다.
도 7c는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 X 방향으로 주기성을 갖는 셀에 의한 제1 조명 빔의 회절 차수의 분포를 예시하는 동공면의 개념도이다.
도 7d는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 Y 방향으로 주기성을 갖는 셀에 의한 제2 조명 빔의 회절 차수의 분포를 예시하는 동공면의 개념도이다.
도 7e는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 X 방향으로 주기성을 갖는 셀에 의한 제2 조명 빔의 회절 차수의 분포를 예시하는 동공면의 개념도이다.
도 8은 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 2개의 교번하는 조명 조건으로부터 TDI 센서를 포함하는 검출기를 사용하여 인터리빙된 이미지를 생성하도록 구성된 이미징 서브시스템의 개념도이다.
도 9는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 오버레이 방법에서 수행되는 단계들을 예시하는 흐름도이다.
이제 개시된 주제를 상세히 참조할 것이며 이는 첨부된 도면들에 예시되어 있다. 본 개시 내용은 특정 실시예 및 이의 특정 피처와 관련하여 특별히 도시되고 설명되었다. 본 명세서에 제시된 실시예는 제한적이기보다는 예시적인 것으로 간주된다. 본 개시 내용의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 형태 및 세부 사항에서 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수 있다는 것은 당업자에게 용이하게 명백해야 한다.
본 개시 내용의 실시예는 오버레이 타겟이 움직이는 동안 대칭적으로 대향되는 조명 빔으로 타겟의 순차적 이미징에 기초한 격자-위-격자 오버레이 타겟의 시야면(field-plane) 이미징을 사용하여 스캐닝 산란계 계측을 위한 시스템 및 방법에 관한 것이며, 여기서 시야면 이미지는 측정 방향을 따라 단일 회절 차수를 사용하여 형성된다. 이 점에서, 시야면 이미지는 오버레이 타겟의 피처가 해상되지 않고 순차 이미지에서 오버레이 타겟 피처의 강도 차이가 오버레이에 비례하는 암시야 이미지에 대응한다.
본 개시 내용의 목적을 위해, 산란계 계측이라는 용어는 산란계 기반 계측 및 회절 기반 계측이라는 용어를 광범위하게 포함하는 데 사용된다. 또한, 용어 스캐닝 계측(scanning metrology)은 샘플이 움직일 때 생성되는 계측 측정을 설명하는 데 사용된다. 일반적으로 스캐닝 계측은 샘플 상의 관심 영역(예컨대, 계측 타겟, 디바이스 영역 등)이 계측 시스템의 측정 시야를 통해 병진 이동되도록, 측정 경로(예컨대, 스와스(swath) 등)를 따라 샘플을 스캔함으로써 구현될 수 있다. 또한, 프로세스는 샘플에 대한 임의의 선택된 수의 측정을 제공하기 위해, 임의의 수의 측정 경로에 대해 또는 특정 측정 경로에 대한 반복 측정에 대해 반복될 수 있다. 주기적인 오버레이 타겟의 암시야 이미징에 기초한 산란계 계측은 2020년 8월 18일에 출원된 미국 특허 출원 제16/996,328호에 일반적으로 설명되어 있으며, 이는 전체 내용이 참조로 여기에 포함된다.
오버레이 타겟은 일반적으로 하나 이상의 샘플 층에 대한 하나 이상의 리소그래피 단계와 연관된 피처의 상대적 배치를 정확하게 표현하도록 설계된 잘 정의된 인쇄 요소를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, (예컨대, 오버레이 계측 도구에 의해) 오버레이 타겟의 인쇄 요소의 측정된 특성은 제조되고 있는 디바이스와 연관된 인쇄 디바이스 요소를 나타낼 수 있다. 또한, 오버레이 타겟은 하나 이상의 측정 셀을 포함할 수 있으며, 여기서 각각의 셀은 샘플 상의 하나 이상의 층에 인쇄된 요소를 포함한다. 그런 다음 오버레이 측정은 오버레이 타겟의 다양한 셀들에 대한 측정들의 임의의 조합에 기초할 수 있다.
일부 실시예에서, 본 명세서에 개시된 바와 같은 스캐닝 산란계 계측에 적합한 오버레이 타겟은 격자-위-격자 구조물을 갖는 하나 이상의 셀을 포함할 수 있으며, 격자-위-격자 구조물은 2개 이상의 관심 층 상의 중첩 영역 상에 주기적인 피처(예컨대, 격자 피처)를 포함한다. 이러한 방식으로, 관심 층 상의 다양한 격자 피처는 입사 조명의 회절에 기여할 수 있고 오버레이 측정은 회절광의 분석에 기초하여 생성될 수 있다.
일부 실시예에서, 스캐닝 산란계 오버레이 도구는 대향하는 조명 빔(예컨대, 측정 방향을 따라 입사의 대향하는 방위각을 갖는 빔)으로 산란계 오버레이 타겟의 2개의 시야면 이미지를 순차적으로 생성함으로써 측정 방향을 따라 오버레이 측정을 생성하고, 각각의 시야면 이미지는 산란계 오버레이 타겟으로부터의 단일의 비영 회절 차수를 사용하여 형성된다. 이러한 방식으로 격자-위-격자 구조물은 시야면 이미지에서 해상되지 않고 그레이 스케일 피처로서 나타나며, 시야면 이미지들 간의 그레이 스케일 피처 강도 차이는 오버레이에 비례한다.
입사 조명 빔의 회절과 연관된 회절 차수의 분포는, 방위각 및 고도 방향 모두에서 조명 빔의 입사각, 조명 빔의 파장, 샘플 상의 주기적인 피처의 피치, 또는 수집 광학계의 개구수(numerical aperture; NA)를 포함하지만 이에 제한되지 않는, 다양한 조명 및 수집 조건에 의존할 수 있다는 것이 본 명세서에서 고려된다. 또한, 오버레이 계측 도구는, 이미지가 선택된 회절 차수에 기초하도록 하나 이상의 수집된 회절 차수를 차단하는 하나 이상의 요소를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 조명 빔은 (예컨대, 렌즈 관통(through-the-lens; TTL) 구성에서) 수집 광학계와의 공통 렌즈를 통해 (예컨대, 렌즈 외부(outside-the-lens; OTL) 구성에서) 수집 광학계의 NA 밖의 입사각으로 오버레이 타겟에 지향될 수 있다.
본 개시 내용의 추가 실시예는 2개의 방향(예컨대, 2개의 직교 방향)에서의 오버레이 측정에 관한 것이다. 예를 들어, 오버레이 타겟은 제1 측정 방향을 따라 주기성을 갖는 하나 이상의 셀의 제1 세트 및 제1 방향과는 다른 (예컨대, 제1 방향에 직교하는) 제2 측정 방향을 따라 주기성을 갖는 하나 이상의 셀의 제2 세트를 포함할 수 있다. 이 구성에서, (예컨대, 제1 방향을 따라 방위각을 갖는) 제1 방향을 따른 조명 빔으로 오버레이 타겟을 조명하는 것은 셀의 제1 세트에 의한 제1 방향을 따른 단일 회절 차수의 수집 및 셀의 제2 세트를 따른 회절 차수가 없는 수집을 제공할 수 있다. 결과적으로 셀의 제1 세트만이 이미지에 보일 수 있다. 유사하게, 제2 방향을 따라 조명 빔으로 생성된 이미지에서 셀의 제2 세트만이 보일 수 있다. 일부 실시예에서, 2개의 방향을 따른 오버레이 측정은 순차적 4중극 조명에 기초한 4개의 이미지에 기초하여 생성되며, 여기서 2개의 조명 빔은 제1 방향을 따라 대향하는 방위각으로 배향되고 2개의 조명 빔은 제2 방향을 따라 대향하는 방위각으로 배향된다. 일부 실시예에서, 오버레이 측정은 4중극 분포로부터의 두 쌍의 조명 빔을 사용한 순차적인 조명에 기초한 2개의 이미지에 기초하며, 여기서 제1 조명 빔 쌍은 제1 방향을 따른 하나의 조명 빔 및 제2 방향을 따른 하나의 조명 빔을 포함하고, 제2 쌍의 조명 빔은 제1 방향 및 제2 방향을 따라 대향하는 빔을 포함한다. 이러한 방식으로, 오버레이 타겟의 모든 셀은 각 이미지에서 볼 수 있지만, 임의의 특정 셀의 이미지는 단일 조명 빔으로부터의 단일 회절 차수로부터 형성된다.
대향하는 조명 빔을 사용한 순차적 조명에 기초한 스캐닝 계측이 다양한 방식으로 구현될 수 있다는 것이 본 명세서에서 추가로 고려된다. 일부 실시예에서, 대향하는 조명 빔을 갖는 오버레이 타겟의 이미지는 오버레이 타겟의 순차적 스캔에서 순차적으로 생성된다. 일부 실시예에서, 이미지는 단일 스캔 동안 교번하는 조명 및/또는 수집 조건에 기초하여 단일 스캔 동안 생성된다. 예를 들어, 대향하는 조명 빔으로 오버레이 타겟을 교대로 조명하는 것에 기초하여 인터리빙된 이미지가 생성될 수 있으며, 여기서 2개의 시야면 이미지는 인터리빙된 이미지로부터 추출될 수 있다. 일례로, 스캐닝 산란계 측정 도구는 TDI 센서에서 교번하는 행을 조명하고 산란계 오버레이 타겟의 교번하는 조명 조건을 TDI 센서의 전하 전송률과 동기화하여 인터리빙된 이미지를 생성하도록 구성된다. TDI 센서를 사용하는 스캐닝 계측에서 인터리빙된 이미지의 생성은 2019년 9월 27일에 출원된 미국 특허 출원 제16/586,504호에서 일반적으로 설명되며, 이 출원은 그 전체 내용이 참조로 여기에 포함된다.
또한, 본 개시 내용의 많은 예가 스캐닝 계측에 관한 것이지만, 본 명세서에 개시된 시스템 및 방법은 스캐닝 계측에 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 오히려, 본 명세서에 개시된 시스템 및 방법은 측정 동안 샘플이 정적인 정적 측정 모드에서도 활용될 수 있다는 것이 본 명세서에서 고려된다.
이제 도 1a 내지 9를 참조하여, 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 산란 계측 오버레이 계측을 위한 시스템 및 방법이 더 상세히 설명된다.
도 1a는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 오버레이 계측을 수행하기 위한 시스템(100)의 개념도이다.
일 실시예에서, 시스템(100)은 임의의 주어진 측정 방향을 따라 샘플(104)로부터의 단일의 비영 회절 차수에 기초하여 샘플(104) 또는 그 일부의 하나 이상의 시야면 이미지를 생성하기 위한 오버레이 계측 도구(102)를 포함한다. 예를 들어, 시스템(100)은 샘플(104)의 2개 이상의 층에 피처를 포함하는 오버레이 타겟의 암시야 이미지를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 오버레이 계측 도구(102)는 샘플(104)을 조명하기 위해 한 번에 적어도 하나의 조명 빔(108) 형태의 조명을 생성하기 위한 조명 서브시스템(106) 및 조명된 샘플(104)을 이미징하기 위한 이미징 서브시스템(110)을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 오버레이 계측 도구(102)는 이미징을 위해 측정 시야에 샘플(104)을 위치시키기 위한 스캐닝 서브시스템(112)을 포함한다. 예를 들어, 스캐닝 서브시스템(112)은 이미징될 측정 시야 내에 오버레이 타겟을 위치시키도록 구성된 샘플(104)을 고정하는 하나 이상의 병진 스테이지를 포함할 수 있다. 또한, 오버레이 계측 도구(102)는 스캐닝 모드 및/또는 정적 모드에서 샘플(104)을 조명하고 이미징할 수 있다. 예를 들어, 오버레이 계측 도구(102)는 조명 서브시스템(106)에 의한 조명 및 이미징 서브시스템(110)에 의한 이미지 캡처를 스캐닝 서브시스템(112)에 의한 측정 경로(예컨대, 스와스)를 따라 샘플(104)의 움직임과 조정함으로써 스캐닝 오버레이 측정을 구현하여 측정 경로 상의 에오버레이 타겟의 이미지를 캡처할 수 있다. 또 다른 예로서, 오버레이 계측 도구(102)는 측정 시야에 오버레이 타겟을 위치시키기 위해 샘플(104)을 순차적으로 병진시키고 샘플(104)이 정지되어 있는 동안 오버레이 타겟을 이미징함으로써 정적 오버레이 측정을 구현할 수 있다.
오버레이 계측 도구(102)는 다양한 샘플 구성에서 다양한 오버레이 타겟 설계의 시야면 이미지를 생성하는 데 적합할 수 있다. 일 실시예에서, 샘플(104)은 단일 웨이퍼 상에 2개 이상의 패터닝된 층으로서 형성된다. 따라서 단일 웨이퍼의 2개 이상의 샘플 층 상의 타겟 피처를 포함하는 오버레이 타겟은 단일 웨이퍼의 2개 이상의 샘플 층 사이의 오버레이 측정을 제공할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 샘플(104)은 인터페이스에서 함께 본딩된 2개의 웨이퍼로서 형성되며, 각 웨이퍼는 인터페이스 근처(예컨대, 웨이퍼의 안쪽을 향하는 측면)에 하나 이상의 패턴화된 층을 포함할 수 있다. 따라서 각각의 웨이퍼의 적어도 하나의 샘플 층 상의 타겟 피처를 포함하는 오버레이 타겟은 본딩 프로세스 동안 2개의 웨이퍼의 정렬의 오버레이 측정을 제공할 수 있다.
오버레이 계측 도구(102)는 오버레이 타겟의 오버레이를 결정하기 위한 측정 파라미터를 정의하는 임의의 수의 레시피에 기초하여 이미지를 생성하도록 구성 가능할 수 있다. 예를 들어, 오버레이 계측 도구의 레시피(recipe)는 조명 파장, 샘플로부터 방출되는 방사선의 검출된 파장, 샘플 상의 조명의 스폿 크기, 방위각 방향 또는 고도 방향의 입사 조명 각도, 입사 조명의 편광, 오버레이 타겟 상의 입사 조명 빔의 위치, 오버레이 계측 도구의 초점 볼륨에서의 오버레이 타겟의 위치 등을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
일 실시예에서, 특정 측정 방향을 따른 오버레이 측정은 2개의 대향하는 조명 빔(예컨대, 대향하는 방위각을 갖는 빔)을 사용한 순차적 조명에 기초하여 샘플(104), 또는 오버레이 타겟과 같은 그 일부의 2개의 이미지를 생성함으로써 생성되며, 여기서 샘플(104) 상의 주어진 방향을 따른 주기적 피처는 한번에 단일 조명 빔으로부터의 단일 회절 차수에 기초하여 이미징된다. 이와 관련하여, 주기적인 피처는 해상되지 않지만, 대향하는 조명 빔으로 생성된 두 이미지 사이의 주기적인 피처의 해상되지 않은 이미지의 강도 차이는 이 피처의 주기성 방향을 따른 오버레이에 비례한다.
또 다른 실시예에서, 시스템(100)은 오버레이 계측 도구(102)에 통신 가능하게 결합된 하나 이상의 프로세서(116)를 포함하는 제어기(116)를 포함한다. 예를 들어, 하나 이상의 프로세서(116)는 메모리 디바이스(118) 또는 메모리에 유지되는 프로그램 명령어 세트를 실행하도록 구성될 수 있다. 제어기(114)의 하나 이상의 프로세서(116)는 당업계에 공지된 임의의 프로세싱 요소를 포함할 수 있다. 이 점에서, 하나 이상의 프로세서(116)는 알고리즘 및/또는 명령어를 실행하도록 구성된 임의의 마이크로프로세서 유형 디바이스를 포함할 수 있다. 또한, 메모리 디바이스(118)는 연관된 하나 이상의 프로세서(116)에 의해 실행 가능한 프로그램 명령어를 저장하기에 적절한 이 기술 분야에 알려진 임의의 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리 디바이스(118)는 비일시적 메모리 매체를 포함할 수 있다. 추가 예로서, 메모리 디바이스(118)는 판독-전용 메모리, 랜덤-액세스 메모리, 자기 또는 광학 메모리 디바이스(예컨대, 디스크), 자기 테이프, 솔리드-스테이트 드라이브 등을 포함할 수 있다(그러나 이에 제한되지 않음). 메모리 디바이스(118)는 하나 이상의 프로세서(116)와 함께 공통 제어기 하우징에 수용될 수 있다는 것이 더 언급된다.
이와 관련하여, 제어기(114)는 오버레이 계측과 연관된 다양한 프로세싱 단계들 중 임의의 단계를 실행할 수 있다. 예를 들어, 제어기(114)는 오버레이 계측 도구(102) 또는 그 임의의 컴포넌트에 지시하거나 그 외 제어하기 위한 제어 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제어기(114)는 오버레이 계측 도구(102) 또는 그것의 임의의 컴포넌트가 암시야 이미징에 기초하여 오버레이 타겟의 오버레이를 결정하기 위한 측정 파라미터를 정의하는 하나 이상의 선택된 레시피에 기초하여 하나 이상의 이미지를 생성하도록 지시하도록 구성될 수 있다. 오버레이 계측 도구의 레시피는 조명 파장, 샘플로부터 방출되는 방사선의 검출된 파장, 샘플 상의 조명의 스폿 크기, 입사 조명의 각도, 입사 조명의 편광, 오버레이 타겟 상의 입사 조명 빔의 위치, 오버레이 계측 도구의 초점 볼륨에서의 오버레이 타겟의 위치 등을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
또 다른 예로서, 제어기(114)는 또한, 오버레이 계측 도구(102)로부터의 이미지를 포함하지만 이에 제한되지 않는 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 또 다른 예로서, 제어기(114)는 획득된 이미지에 기초하여 오버레이 타겟과 연관된 오버레이를 결정하도록 구성될 수 있다. 또 다른 예로서, 제어기(114)는 오버레이 계측 도구(102)로부터의 오버레이 측정치에 기초하여 하나 이상의 추가 제조 도구에 대한 피드백(feedback) 및/또는 피드포워드(feed-forward) 제어로서 하나 이상의 추가 제조 도구에 대한 정정가능치(correctables)를 생성할 수 있다.
이제 도 1b 내지 1d를 참조하여, 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 오버레이 계측 도구(102)의 다양한 비제한적인 구성이 설명된다. 오버레이 계측 도구(102)가 OTL 및 TTL 조명을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 구성을 사용하는 단일 회절 차수에 기초하여 샘플(104)의 암시야 이미지(예컨대, 샘플(104) 상의 오버레이 타겟의 이미지)를 생성할 수 있다는 것이 본 명세서에서 고려된다.
도 1b는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 OTL 조명을 예시하는 오버레이 계측 도구(102)의 개념도이다. 본 명세서에 개시된 바와 같은 암시야 이미징을 위한 OTL 조명은 상대적으로 작은 타겟 크기, 샘플(104)의 직접 조명과 연관된 높은 광 효율, 및 차단기 또는 마스크를 필요로 하지 않고 조명 경로 및 수집 경로를 물리적으로 분리시켜서 얻어진 낮은 미광을 유익하게 제공할 수 있다는 것이 본 명세서에서 고려된다. 예를 들어, OTL 조명은 TTL 조명보다 상대적으로 더 높은 입사각(예컨대, 고도각)으로 샘플을 조명함으로써 작은 타겟 크기를 제공할 수 있으며, 이는 결국 격자 방정식에 기초하여 이미징 서브시스템(110)의 수집 경로로 단일 회절 차수를 회절시키기 위해 샘플(104) 상의 주기적인 피처를 요구할 수 있다.
일 실시예에서, 오버레이 계측 도구(102)의 조명 서브시스템(106)은 적어도 하나의 조명 빔(108)을 생성하도록 구성된 적어도 하나의 조명원(120)을 포함한다. 조명 빔(108)은 자외선(ultraviolet; UV) 방사선, 가시광선, 또는 적외선(infrared; IR) 방사선을 포함하는 (그러나 이에 제한되지 않는) 광의 하나 이상의 선택된 파장을 포함할 수 있다. 또한, 조명 빔(108)은 비간섭성(incoherent) 조명 빔일 수 있다. 이와 관련하여, 조명 빔(108)에 기초하여 생성된 샘플(104)의 이미지는 스펙클에 의해 영향을 받지 않을 수 있다.
조명원(120)은 조명 빔(108)을 제공하기에 적절한 임의의 유형의 조명원을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 조명원(120)은 스펙클 버스팅 요소와 결합된 레이저원이며, 이는 해당 기술 분야에 알려진 임의의 유형의 스펙클 버스팅 요소(예컨대, 회전 디퓨저, 광섬유의 입력면 상의 조명 빔(108)을 스캐닝하기 위한 빔 스캐너, 섬유 교반 메커니즘 등)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 조명원(120)은 하나 이상의 협대역(narrowband) 레이저원, 광대역(broadband) 레이저원, 초연속(supercontinuum) 레이저원, 백색광 레이저원 등을 포함할 수 있다(그러나 이에 제한되지 않음). 또 다른 실시예에서, 조명원(120)은 레이저-지속 플라즈마(laser-sustained plasma; LSP) 소스를 포함한다. 예를 들어, 조명원(120)은 LSP 램프, LSP 전구, 또는 레이저원에 의해 플라즈마 상태로 여기될 때 광대역 조명을 방출할 수 있는 하나 이상의 요소를 수용하기에 적절한 LSP 챔버를 포함할 수 있다(그러나 이에 제한되지 않음). 또 다른 실시예에서, 조명원(120)은 램프 소스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 조명원(120)은 아크 램프, 방전 램프, 무전극 램프 등을 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 이와 관련하여, 조명원(120)은 낮은 간섭성(예컨대, 낮은 공간적 간섭성 및/또는 시간적 간섭성)을 갖는 조명 빔(108)을 제공할 수 있다.
또한, 샘플(104)은 샘플(104)을 고정하기에 적합하고 또한, 조명 빔(108)에 대해 샘플(104)을 위치시키도록 구성된 샘플 스테이지(122)(예컨대, 스캐닝 서브시스템(112)의 일부) 상에 배치될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 오버레이 계측 도구(102)는 이미지를 위해 샘플(104)을 조명하기 위해 하나 이상의 조명 채널(124)을 통해 조명 빔(108)을 샘플(104)에 지향시킨다. 조명 채널(124) 각각은 조명 빔(108)을 수정 및/또는 컨디셔닝하고 조명 빔(108)을 샘플(104)에 지향시키는데 적합한 하나 이상의 광학 컴포넌트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 각각의 조명 채널(124)은 (예컨대, 샘플(104) 상의 조명 빔(108)의 스폿 크기를 제어하기 위해, 동공면 및/또는 시야면을 중계하기 위해, 또는 기타 다른 것을 위해) 하나 이상의 조명 렌즈(126), 또는 하나 이상의 조명 제어 광학계(128)를 포함할 수 있지만, 반드시 포함할 필요는 없다. 예를 들어, 조명 제어 광학계(128)는 조명 빔(108)의 편광을 조정하기 위한 하나 이상의 편광기, 하나 이상의 필터, 하나 이상의 빔 스플리터, 하나 이상의 디퓨저, 하나 이상의 호모게나이저(homogenizer), 하나 이상의 아포다이저(apodizer), 하나 이상의 빔 셰이퍼(beam shaper), 또는 하나 이상의 미러(예컨대, 정적(static) 미러, 병진 가능 미러, 스캐닝 미러 등)를 포함할 수 있지만, 이들에 제한되지 않는다.
또한, 조명 채널(124)은 하나 이상의 조명 빔(108)을 샘플(104)에 지향시키기 위해 다양한 구성으로 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 도 1b에 예시된 바와 같이, 각각의 조명 채널(124)은 별도의 컴포넌트 세트(예컨대, 조명 렌즈(126) 및/또는 조명 제어 광학계(128))를 포함할 수 있다. 또 다른 예로서, 조명 서브시스템(106)은 하나 이상의 조명 빔(108)을 생성하고 조명 빔(108)을 샘플(104)에 지향시키기 위한 공통 세트의 조명 렌즈(126) 및/또는 조명 제어 광학계(128)를 포함할 수 있다. 또한, 조명 서브시스템(106)은 자유 공간 또는 광섬유의 임의의 조합을 사용하여 하나 이상의 조명 빔(108)을 샘플(104)에 지향시킬 수 있다.
또 다른 실시예에서, 오버레이 계측 도구(102)의 이미징 서브시스템(110)은 샘플(104)로부터 회절되거나 산란된 광(예컨대, 샘플 광(132))을 수집하기 위한 대물 렌즈(130) 및 샘플 광(132)의 적어도 일부에 기초하여 샘플(104)의 이미지를 생성하도록 구성된 샘플(104)에 공액인 시야면에 위치된 적어도 하나의 검출기(134)를 포함한다. 이미징 서브시스템(110)은 또한, 하나 이상의 이미징 렌즈(136) 또는 이미징 제어 광학계(138)를 포함하지만 이에 제한되지 않는 대물 렌즈(130)에 의해 수집된 조명을 지향 및/또는 수정하기 위한 다수의 광학 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이미징 제어 광학계(138)는 하나 이상의 필터, 하나 이상의 편광자, 하나 이상의 빔 블록, 또는 하나 이상의 빔 스플리터를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
도 1c는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 암시야 조리개(140)를 갖는 경사 TTL 암시야 이미징을 예시하는 오버레이 계측 도구(102)의 개념도이다. 일 실시예에서, 오버레이 계측 도구(102)는, 대물 렌즈(130)가 하나 이상의 조명 빔(108)을 샘플(104)에 동시에 지향시키고 샘플(104)로부터 샘플 광(132)을 수집할 수 있도록 조명 서브시스템(106)과 이미징 서브시스템(110)을 병합하도록 구성된 빔스플리터(142)를 포함한다. 예를 들어, 도 1c는 조명 서브시스템(106)의 공통 조명 시야 조리개(144)에 조명 빔(108)을 제공하는 다수의 조명 채널(124)을 예시한다. 또 다른 실시예에서, 암시야 조리개(140)는 이미징 서브시스템(110)에 고유한 동공면(146)에 위치되고 대물 렌즈(130)에 의해 수집된 정반사(예컨대, 0차 회절)를 차단하고 암시야 이미징을 위해 단일의 비영 회절 차수를 통과시키는 하나 이상의 불투명 요소를 포함한다.
도 1d는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 암시야 미러(148)를 사용한 경사 TTL 암시야 이미징을 예시하는 오버레이 계측 도구(102)의 개념도이다. 도 1c에서와 같이, 도 1c는 조명 서브시스템(106)의 공통 조명 시야 조리개(144)에 조명 빔(108)을 제공하는 다수의 조명 채널(124)을 예시한다. 또한, 도 1d에 예시된 바와 같이, 오버레이 계측 도구(102)는 암시야 미러(148)와 대물 렌즈(130) 사이에 광학 릴레이(150)를 포함할 수 있지만 반드시 포함할 필요는 없다.
일 실시예에서, 암시야 미러(148)는 샘플(104)을 조명하기 위한 대물 렌즈(130)에 하나 이상의 조명 빔(108)을 지향시키기 위한 하나 이상의 반사 영역(152) 및 개방된 중앙 영역(154)을 포함한다. 예를 들어, 암시야 미러(148)는 열린 중앙 개구를 갖는 환형 미러를 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 이러한 방식으로, 암시야 미러(148)는 경사 입체각의 범위를 따라 하나 이상의 조명 빔(108)을 동시에 지향시키고, 대물 렌즈(130)에 의해 수집된 정반사(예컨대, 0차 회절)와 연관된 샘플 광(132)을 차단하며, 암시야 이미징을 위한 단일의 비영 회절 차수를 통과시킬 수 있다. 암시야 미러(148)는 조명 채널(124) 및 이미징 서브시스템(110)에 공통인 동공면에 또는 그 근처에 위치될 수 있지만 반드시 그럴 필요는 없다. 이와 관련하여, 동공면에서 암시야 미러(148)의 공간적 치수는 조명 빔(108)이 샘플(104)에 지향되는 입체각의 범위에 직접적으로 대응할 수 있고 개방 개구는 암시야 이미지를 형성하기 위해 검출기(134)로 전파되도록 허용된 수집된 샘플 광(132)의 입체각의 범위에 대응할 수 있다. 암시야 미러(148)가 동공면 근처에 위치되거나 동공면에 대해 암시야 미러(148)가 기울어진 경우, 동공면의 적어도 일부는 암시야 미러(148)에서 초점이 흐려져(defocused) 암시야 미러(148)에서 동공(150)이 흐려지게(blur) 할 수 있다. 그러나, 이러한 동공 흐려짐의 영향은 조명 빔(108)과 검출기(134)로 전달될 원하는 0이 아닌 회절 차수 사이에 충분한 분리를 제공함으로써 완화될 수 있다.
도 1b 내지 1d 및 연관된 설명은 예시의 목적으로만 제공되며 제한하는 것으로 해석되지 않아야 함을 이해할 것이다. 오히려, 여기서는 오버레이 계측 도구(102)가 단일의 비영 회절 차수를 갖는 이미징을 제공하기 위해 다양한 방식으로 구성될 수 있다는 것이 고려된다. 예를 들어, 도 1b 내지 도 1d는 각각의 조명 채널(124)에 대한 별도의 조명원(120)을 예시한다. 그러나, 조명원(120)의 임의의 수 또는 조합에 의해 임의의 수의 조명 빔(108)이 생성될 수 있다. 또 다른 예로서, 오버레이 계측 도구(102)는 적절한 물리적 레이아웃을 제공하기 위해 자유 공간 광학계 및 광섬유의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
이제 도 2a 내지 도 7e를 참조하면, 주어진 측정 방향을 따라 단일의 비영 회절 차수로부터 형성된 격자-위-격자 오버레이 계측 타겟의 시야면 이미지의 생성이 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 더 상세히 설명된다.
도 2a는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른, 중첩되는 격자-위-격자 피처를 갖는 오버레이 타겟(202)의 평면도이다. 도 2b는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른, 기판(204) 상의 오버레이 타겟(202)의 단일 셀(206)의 측면도이다. 일 실시예에서, 오버레이 타겟(202)은 다수의 셀(206)을 포함하고, 제1 층 인쇄 요소(208) 및 제2 층 인쇄 요소(212)가 제1 층 인쇄 요소(208) 및 제2 층 인쇄 요소(212)를 포함하는 영역이 격자-위-격자 구조물을 형성하게끔 중첩되도록 배향된 샘플(104)의 제1 층(210)에 위치된 제1 층 인쇄 요소(208) 및 샘플(104)의 제2 층(214)에 위치된 제2 층 인쇄 요소(212)를 각각의 셀(206)이 포함한다. 이와 관련하여, 각 셀(206)의 격자-위-격자 피처는 입사 조명 빔(108)을 이산 회절 차수로 회절시킬 수 있다.
또 다른 실시예에서, 오버레이 타겟(202)은 격자-위-격자 구조물이 제1 방향을 따라 주기적인 하나 이상의 셀(206)의 제1 세트 및 격자-위-격자 구조물이 제1 방향과는 다른(예컨대, 직교하는) 제2 방향을 따라 주기적인 하나 이상의 셀(206)의 제2 세트를 포함한다.
예를 들어, 도 2a 및 도 2b는 4개의 셀(206a-d)을 갖는 오버레이 타겟(202)을 예시하며, 여기서 셀(206a) 및 셀(206d)은 제1 셀 세트를 형성하고 셀(206b) 및 셀(206c)은 제2 셀 세트를 형성한다. 특히, 셀(206a) 및 셀(206d)의 격자-위-격자 구조물은 X 방향으로 주기적이고 셀(206b) 및 셀(206c)의 격자-위-격자 구조물은 Y 방향으로 주기적이다. 이와 관련하여, 셀(206a,d)은 X 방향을 따른 오버레이 측정에 적합할 수 있고 셀(206b,c)은 아래에서 더 자세히 설명되는 바와 같이 Y 방향을 따른 오버레이 측정에 적합할 수 있다.
그러나, 도 2a 및 도 2b의 오버레이 타겟(202) 및 그 관련 설명은 예시 목적으로만 제공되며 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다는 것을 이해해야 한다. 오히려, 오버레이 타겟(202)은 임의의 적절한 격자-위-격자 오버레이 타겟 설계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 오버레이 타겟(202)은 두 방향을 따른 측정들에 적절한 임의의 개수의 셀(206)을 포함할 수 있다. 또한, 셀(206)은 임의의 패턴 또는 배열로 분포될 수 있다. 예를 들어, 스캐닝 계측에 적절한 계측 타겟 설계가 2019년 10월 10일에 출원된 미국 특허 출원 제16/598,146호에 전반적으로 설명되어 있고, 이는 그 전체가 참조로 본 명세서에 포함된다. 일 실시예에서, 오버레이 타겟(202)은 스캐닝 방향(예컨대, 샘플(104)의 이동 방향)을 따라 분포된 하나 이상의 셀 그룹(grouping)들을 포함하고, 여기서 각각의 특정 셀 그룹 내의 셀(206)은 공통 방향을 따라 주기적인 격자-위-격자 구조물을 갖도록 배향된다. 예를 들어, 제1 셀 그룹은 X 방향을 따라 주기성을 갖는 하나 이상의 셀(206)을 포함할 수 있고, 제2 셀 그룹은 Y 방향을 따라 주기성을 갖는 하나 이상의 셀(206)을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 샘플(104)이 이미징 서브시스템(110)의 측정 시야를 통해 스캔되는 동안 특정 셀 그룹 내의 모든 셀(206)이 동시에 이미징될 수 있다.
이제 도 3 내지 도 6을 참조하면, 단일의 비영 회절 차수에 기초한 오버레이 타겟(202)의 산란계 오버레이 계측 측정을 위한 조명 및 수집 구성이 여기에서 더 상세히 설명된다.
도 3은 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 적합한 4중극 조명을 제공하는 조명 빔(108a-d)의 분포를 예시하는 동공면의 개략도이다. 일 실시예에서, 제1 조명 빔(108a) 및 제2 조명 빔(108b)은 대칭적으로 대향되는 방위각에서 X 방향을 따라 샘플(104)을 조명하도록 배향될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 제3 조명 빔(108c) 및 제4 조명 빔(108d)은 대칭적으로 대향되는 방위각에서 Y 방향을 따라 샘플(104)을 조명하도록 배향될 수 있다. 또한, 도 3은 이미징 서브시스템(110)의 수집 동공(302)의 경계를 예시한다. 예를 들어, 도 3의 수집 동공(302)의 경계는 대물 렌즈(130)의 NA 또는 이미징 서브시스템(110)의 동공 조리개의 직경에 대응할 수 있다.
도 3에서, 조명 빔(108a-d)은 이미징에 0차 회절이 사용되지 않는 암시야 수집을 예시하기 위해 수집 동공(302) 외부에 위치되는 것으로 예시되어 있다. 도 3의 이러한 암시야 구성이 다양한 방식으로 생성될 수 있다는 것이 여기에서 고려된다. 예를 들어, 도 3의 구성은 도 1b에 예시된 바와 같이 OTL 조명을 사용하여 생성될 수 있다. 이와 관련하여, 하나 이상의 조명 채널(124)은 조명 빔(108a-d)을 대물 렌즈(130)의 NA 외부의 샘플(104)로 직접 전달할 수 있다. 또 다른 예로서, 도 3의 구성은 도 1b 및 1c에 예시된 바와 같이 TTL 조명을 사용하여 생성될 수 있으며, 여기서 오버레이 계측 도구(102)는 (예컨대, 암시야 조리개(140), 암시야 미러(148) 등을 사용해) 조명 빔(108a-d)의 0차 회절을 선택적으로 차단한다. 일반적으로, 도 3은 본 시스템의 특정 동공면에 반드시 대응할 필요는 없으며, 오히려 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 암시야 조명을 예시한다.
도 4a 내지 도 4d는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 X 방향을 따라 주기성을 갖는 이미징 피처의 예로서 오버레이 타겟(202)의 셀(206a)의 이미징을 예시한다.
도 4a는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 X 방향을 따라 배향된 도 3의 제1 조명 빔(108a)으로 오버레이 타겟(202)의 셀(206a)을 이미징하는 개략도이다. 도 4b는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 셀(206a)에 의해 생성된 제1 조명 빔(108a)의 회절 차수의 분포를 예시하는 수집 동공(302)의 개략도이다.
X 방향을 따라 주기성을 갖는 셀(206a)의 격자-위-격자 피처는 제1 조명 빔(108a)을 X 방향을 따라 분포된 다수의 회절 차수로 회절시킬 수 있다. 특히, 도 4a 및 도 4b는 0차 회절(402)(예컨대, 정반사), -1차 회절(404), 및 -2차 회절(406)의 생성을 예시한다. 일 실시예에서, 조명 서브시스템(106), 이미징 서브시스템(110), 및 오버레이 타겟(202)의 다양한 파라미터는, 단일 회절 차수가 이미징 서브시스템(110)에 의해 수집되도록 선택된다(예컨대, 도 4a 및 4b에 예시된 바와 같은 -1차 회절(404)). 예를 들어, 제1 조명 빔(108a)의 파장, 제1 조명 빔(108a)의 입사각, 또는 수집 동공(302)의 크기와 같은 - 이들에 제한되지는 않음 - 측정 레시피와 연관된 파라미터뿐만 아니라 셀(206a) 내의 피처의 주기성은 제1 조명 빔(108a)으로부터의 단일 회절 차수가 수집 동공(302)을 통과하도록 제공하기 위해 선택될 수 있다.
도 4c는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 제1 조명 빔(108a)과는 대향하는 방위각을 따른 X 방향을 따라 배향된 도 3의 제2 조명 빔(108b)으로 오버레이 타겟의 셀(206a)을 이미징하는 개략도이다. 도 4d는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 셀(206a)에 의해 생성된 제2 조명 빔(108b)의 회절 차수의 분포를 예시하는 수집 동공(302)의 개략도이다. 도 4c 및 도 4d는 제1 조명 빔(108a)의 회절 차수의 분포에 대칭일 수 있는 X 방향을 따른 다수의 회절 차수의 생성을 유사하게 예시한다. 특히, 도 4c 및 4d는 0차 회절(408)(예컨대, 정반사), -1차 회절(410), 및 -2차 회절(412)의 생성을 예시한다. 유사하게, 도 4c 및 4d는 단일 회절 차수(여기서는 -1차 회절(410))의 수집을 예시한다.
도 4e는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 Y 방향을 따라 배향된 도 3의 제3 조명 빔(108c)으로 오버레이 타겟(202)의 셀(206a)을 이미징하는 개략도이다. 도 4f는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 셀(206a)에 의해 생성된 제3 조명 빔(108c)의 회절 차수 분포를 예시하는 수집 동공(302)의 개략도이다.
도 4e 및 4f에 예시된 바와 같이, 셀(206a)은 Y 방향을 따라 제3 조명 빔(108c)을 회절시키지 않고, X 방향(예컨대, +1차 회절(414), 0차 회절(416)(예컨대, 정반사), 및 -1차 회절(418))을 따라서만을 회절시킨다. 또한, 일 실시예에서, 조명 서브시스템(106), 이미징 서브시스템(110), 및 오버레이 타겟(202)의 다양한 파라미터는 어떤 회절 차수(0차 회절 포함)도 수집 동공(302)을 통과하지 않도록 선택된다. 그 결과, 셀(206a)의 피처는 제3 조명 빔(108c)에 기초한 오버레이 타겟(202)의 이미지에서 보이지 않을 것이다. 비록 도시되지는 않았지만, 제4 조명 빔(108d)으로 셀(206a)을 조명하는 것은 제3 조명 빔(108c)으로 조명하는 것과 유사한 결과를 가질 것이라는 것을 이해해야 한다.
또한, 도 4a 내지 도 4f는 X 방향을 따라 주기적인 구조물(예컨대, 셀(206d))을 갖는 임의의 셀(206)을 예시할 수 있음을 이해해야 한다. 도 4a 내지 도 4f에 예시된 개념은 Y 방향을 따라 주기적인 구조물(예컨대, 셀(206b) 및 셀(206c))을 갖는 셀의 이미징을 추가로 예시할 수 있다는 것도 이해해야 한다. 특히, 제3 조명 빔(108c) 및 제4 조명 빔(108d)으로 오버레이 타겟(202)을 이미징하는 것은 셀(206b) 및 셀(206c)에 의해 생성된 단일 회절 차수의 수집을 야기하고 셀(206a) 및 셀(206d)로부터의 어떠한 광도 수집되지 않을 수 있어서, 셀(206b)과 셀(206c)만이 보인다.
이제 도 5a 내지 도 6을 참조하면, 다양한 조명 조건에 기초한 오버레이 타겟(202)의 시야면 이미지가 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 더 상세히 설명된다. 일 실시예에서, 도 5a 내지 6에 예시된 바와 같이, 오버레이 타겟(202)은 입사 조명에 의해 완전히 조명된다. 이와 관련하여, 오버레이 타겟(202)에 지향되는 조명은 오버레이 타겟(202)의 크기보다 크다.
도 5a는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 제1 조명 빔(108a) 또는 제2 조명 빔(108b)을 사용한 조명에 기초한 오버레이 타겟(202)의 이미지의 개념도이다. 도 4a 내지 도 4f를 참조하여 설명된 바와 같이, 제1 조명 빔(108a) 또는 제2 조명 빔(108b)에 의한 조명은 X 방향을 따라 주기적인 구조물(여기서, 셀(206a) 및 셀(206d))에 의해 생성된 단일 회절 차수(예컨대, -1차 회절(404) 또는 -1차 회절(410))의 수집 및 Y 방향을 따라 주기적인 구조물로부터 어떠한 광도 수집되지 않는 것을 초래한다. 그 결과, 셀(206a) 및 셀(206d)만이 이미지에서 보이지만, 이들 셀의 격자-위-격자 피처는 해상되지 않고 모놀리식 피처로서 나타난다. 제2 조명 빔(108b)으로 생성된 이미지와 비교하여 제1 조명 빔(108a)으로 생성된 이미지에서 가시 셀(visible cells)의 상대적 강도는 X 방향을 따라 샘플(104)의 제1 층(210) 및 제2 층(214)의 상대적 변위와 연관된 오버레이 오차를 나타낼 수 있다는 것이 본 명세서에서 또한 고려된다.
도 5b는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 제3 조명 빔(108c) 또는 제4 조명 빔(108d)을 사용한 조명에 기초한 오버레이 타겟(202)의 이미지의 개념도이다. 이 구성에서는 셀(206b)과 셀(206c)만 이미지에서 볼 수 있다. 또한, Y 방향을 따른 오버레이 측정은 제4 조명 빔(108d)으로 생성된 이미지와 비교하여 제3 조명 빔(108c)으로 생성된 이미지에서 가시 셀의 상대 강도에 기초해 생성될 수 있다.
샘플(104)의 제1 층(210) 및 제2 층(214)의 상대 변위와 연관된 오버레이 측정이 도 5a 및 5b에 예시된 이미지를 사용하여 생성될 수 있다는 것이 여기에서 고려된다. 특히, 제2 조명 빔(108b)으로 생성된 이미지와 비교하여 제1 조명 빔(108a)으로 생성된 이미지에서 가시 셀의 상대 강도는 X 방향을 따른 오버레이 오차를 나타낼 수 있는 반면, 제4 조명 빔(108d)으로 생성된 이미지와 비교하여 제3 조명 빔(108c)으로 생성된 이미지에서 가시 셀의 상대 강도는 Y 방향을 따른 오버레이 오차를 나타낼 수 있다.
이제 도 6을 참조하면, 또 다른 실시예에서, X 방향 및 Y 방향을 따른 오버레이 측정은 2개의 이미지를 사용하여 생성될 수 있으며, 각 이미지는 2개의 직교 조명 빔(108)의 쌍으로부터 형성된다.
도 6은 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 제1 조명 빔(108a) 및 제3 조명 빔(108c) 또는 제2 조명 빔(108b) 및 제4 조명 빔(108d)을 사용한 조명에 기초한 오버레이 타겟의 이미지의 개념도이다. 이 구성에서, 도 6의 이미지는 직교 방위각을 갖는 한 쌍의 조명 빔(108)을 사용하여 형성된다.
도 6에서, 오버레이 타겟(202)의 모든 셀(206a-d)이 보인다. 그러나, 도 4a 내지 5d에 예시된 바와 같이, 임의의 특정 셀(206)의 이미지는 단일 조명 빔(108)과 연관된 광으로부터 형성된다. 이러한 방식으로, 대향하는 쌍들의 조명 빔(108)에 의해 생성된 도 6에 예시된 것과 같은 한 쌍의 이미지는 도 5a 및 도 5b에 예시된 것과 같은 4개의 이미지와 동일한 정보를 포함할 수 있어서, 등가 오버레이 측정들이, 4개의 이미지(및 4개의 대응 측정 레시피)가 아니고 2개의 이미지(및 2개의 대응 측정 레시피)에 기초하여 생성될 수 있다.
이제 도 7a 내지 도 7e를 참조하면, 분할 동공을 갖는 암시야 이미지의 생성이 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 더 상세히 설명된다.
일 실시예에서, 오버레이 계측 도구(102)는 수집 동공(302)의 상이한 부분에 있는 광의 일부를 상이한 검출기(134)에 선택적으로 지향시키기 위해 동공면(702)에 위치된 프리즘과 같은 - 이에 제한되지는 않음 - 동공 분할 광학계를 포함한다. 예를 들어, 도시되지는 않았지만, 도 1d에 예시된 오버레이 계측 도구(102)는 암시야 미러(148)의 개구 내에 또는 검출기(134) 앞의 켤레 동공면에 동공 분할 광학계를 포함할 수 있다.
도 7a는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 분할 동공면(702)의 개념도이다. 일 실시예에서, 동공면(702)은 4개의 사분면으로 분할되며, 여기서 2개의 대향하는 조명 사분면(704)은 2개의 대향하는 조명 빔(108)(예컨대, 제1 대각선 조명 빔(108e) 및 제2 대각선 조명 빔(108f))으로 조명을 제공하고, 2개의 대향하는 수집 사분면(706)은 샘플 광(132)의 수집을 제공한다. 또한, 조명 빔(108)으로부터의 0차 회절은 조명 사분면(704)에서 (예컨대, 암시야 미러(148) 등에 의해) 차단되어 암시야 이미징을 제공한다.
또 다른 실시예에서, 도 7b 내지 도 7e에 예시된 바와 같이, 조명 빔(108)은 측정 방향(예컨대, 오버레이 타겟(202)의 다양한 셀(206)의 주기성 방향)에 대해 대각선으로 배향된다.
도 7b는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 Y 방향으로 주기성을 갖는 셀(206b) 및 셀(206c)에 의한 제1 대각선 조명 빔(108e)의 회절 차수 분포를 예시하는 동공면(702)의 개념도이다. 특히, 도 7b는 -1차 회절(708), 0차 회절(710), +1차 회절(712), 및 +2차 회절(714)을 예시한다. 도 7c는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 X 방향으로 주기성을 갖는 셀(206a) 및 셀(206d)에 의한 제1 대각선 조명 빔(108e)의 회절 차수 분포를 예시하는 동공면(702)의 개념도이다. 특히, 도 7c는 -1차 회절(716), 0차 회절(718), +1차 회절(720), 및 +2차 회절(722)을 예시한다. 도 7b 및 7c에 의해 예시된 바와 같이, 단일 회절 차수는 임의의 주어진 셀로부터 수집된다. 결과적으로 이러한 구성은 도 6과 유사한 이미지를 생성할 수 있다.
도 7d는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 Y 방향으로 주기성을 갖는 셀(206b) 및 셀(206c)에 의한 제2 대각선 조명 빔(108f)의 회절 차수 분포를 예시하는 동공면(702)의 개념도이다. 특히, 도 7d는 -1차 회절(724), 0차 회절(726), +1차 회절(728), 및 +2차 회절(730)을 예시한다. 도 7e는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 X 방향으로 주기성을 갖는 셀(206a) 및 셀(206d)에 의한 제2 대각선 조명 빔(108f)의 회절 차수 분포를 예시하는 동공면(702)의 개념도이다. 특히, 도 7e는 -1차 회절(732), 0차 회절(734), +1차 회절(736), 및 +2차 회절(738)을 예시한다. 도 7b 및 7c와 유사하게, 도 7d 및 7e는 단일 회절 차수의 수집이 오버레이 타겟(202)의 임의의 주어진 셀로부터 수집되지만 대향하는 제2 조명 빔(108f)으로부터 수집되는 것을 예시한다. 결과적으로, 이 구성은 또한 도 6과 유사한 이미지를 생성할 수 있고 오버레이는 도 6에 대해 위에서 설명한 것과 유사한 기술을 사용하여 결정될 수 있다.
다시 도 1a 내지 도 1d를 참조하면, 스캐닝 또는 정적 계측 모드를 위한 오버레이 계측 도구(102)의 구성이 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 더 상세히 설명된다. 스캐닝 또는 정적 모드에서의 오버레이 계측은 일반적으로 2019년 9월 27일에 출원된 미국 특허 출원 제16/586,504호 및 2019년 10월 10일에 출원된 미국 특허 출원 제16/598,146에 설명되어 있으며, 이 둘 다는 참조로 그 전체가 본 명세서에 포함되어 있다.
오버레이 계측 도구(102)는 샘플(104)로부터 수신된 조명을 측정하기에 적합한 당업계에 알려진 임의의 유형의 광학 검출기(134)를 포함할 수 있다. 또한, 오버레이 계측 도구(102)는 일반적으로 임의의 개수의 검출기(134)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 오버레이 계측 도구(102)는 샘플(104)이 움직이는 동안 샘플(104)의 하나 이상의 이미지를 생성하기에 적합한 하나 이상의 센서를 포함한다. 예를 들어, 검출기(134)는 한 행의 픽셀을 포함하는 라인 센서를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 시스템(100)은 측정 시야를 통해 픽셀 행에 수직인 스캔 방향으로 샘플(104)을 병진시키고 연속 노출 윈도우 동안 라인 센서를 연속적으로 클로킹함으로써 연속적인 이미지(예컨대, 스트립 이미지)를 한 번에 한 행씩 생성할 수 있다. 또 다른 예로서, 검출기(134)는 다수의 픽셀 행 및 판독 행을 포함하는 시간 도메인 적분(time-domain integration; TDI) 센서를 포함할 수 있다. TDI 센서는, 이미지 행이 생성되는 판독 행에 전하가 도달할 때까지 클로킹 신호가 하나의 픽셀 행으로부터 다음 행으로 전하를 연속적으로 이동시킬 수 있다는 점을 제외하면 라인 센서와 유사한 방식으로 동작할 수 있다. (예컨대, 클로킹 신호에 기초하여) 전하 전송을 스캔 방향을 따른 샘플의 움직임에 동기화함으로써, 라인 센서에 비해 상대적으로 더 높은 신호 대 잡음비를 제공하기 위해 픽셀 행에 걸쳐 전하가 계속 축적될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 오버레이 계측 도구(102)는 샘플(104)이 정적일 때 샘플(104)의 하나 이상의 이미지를 생성하기에 적합한 하나 이상의 센서를 포함한다. 예를 들어, 검출기(134)는 예를 들어, 전하 결합 디바이스(charge-coupled device; CCD), 상보 금속 산화물 반도체(complementary metal-oxide-semiconductor; CMOS) 센서, 광증배관(photomultiplier tube; PMT) 어레이, 또는 애벌란시 포토다이오드(avalanche photodiode; APD) 어레이와 같은 - 그러나 이에 제한되지는 않음 -, 정적 샘플(104)의 하나 이상의 이미지를 생성하는 데 적합한 센서를 포함할 수 있다. 또한, 검출기(134)는 다중-탭 CMOS 센서를 포함하지만 이에 제한되지 않는 픽셀 당 2개 이상의 탭을 갖는 다중-탭 센서를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 다중-탭 픽셀의 전하는 픽셀에 대한 하나 이상의 구동 신호에 기초하여 노출 윈도우 동안 임의의 선택된 탭에 지향될 수 있다. 따라서, 다중-탭 픽셀의 어레이를 포함하는 다중-탭 센서는 단일 판독 단계 동안 연관된 픽셀의 상이한 탭과 각각 연관된 다수의 이미지를 생성할 수 있다. 또한, 본 개시 내용의 목적상, 다중-탭 센서의 탭은 연관된 픽셀에 연결된 출력 탭을 지칭할 수 있다. 이와 관련하여, (예컨대, 판독 단계에서) 다중-탭 센서의 각 탭을 판독하는 것은 별도의 이미지를 생성할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 검출기(134)는 샘플(104)로부터 발산되는 방사선의 파장을 식별하는데 적합한 분광 검출기를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 시스템(100)은 (예컨대, 시스템(100)에 의한 다수의 계측 측정을 용이하게 하기 위해, 하나 이상의 빔 스플리터에 의해 생성된 다수의 빔 경로와 연관된) 다수의 검출기(134)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 시스템(100)은 정적 모드 이미징에 적합한 하나 이상의 검출기(134) 및 스캐닝 모드 이미징에 적합한 하나 이상의 검출기(134)를 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 시스템(100)은 정적 이미지 및 스캐닝 이미징 모드 모두에 적합한 하나 이상의 검출기(134)를 포함할 수 있다. 예를 들어, TDI 센서는 노출 윈도우 동안 픽셀 행들 사이에서 전하를 전송하기 위해 TDI 센서를 클로킹하지 않음으로써 정적 모드에서 동작할 수 있다. 그런 다음, (예컨대, 셔터를 통해, 조명원(120)을 끄는 등에 의해) 일단 노출 윈도우가 중지되고 추가 광이 픽셀에 입사하지 않으면, TDI 센서는 픽셀 행의 수와 동일한 길이를 갖는 이미지를 생성하기 위해 판독 행에 라인별로 전하를 전송하도록 클로킹될 수 있다.
본 명세서에 개시된 바와 같은 오버레이 측정을 위해 대향하는 조명 빔(108)을 갖는 샘플(104)의(예컨대, 샘플(104) 상의 오버레이 타겟(202)의) 개별 이미지를 생성하기 위해 다양한 기술이 사용될 수 있다는 것이 본 명세서에서 추가로 고려된다.
일 실시예에서, 대향하는 조명 빔(108)을 갖는 오버레이 타겟(202)의 개별 이미지는 조명 빔(108)을 갖는 샘플(104)의 순차적 조명을 사용하여 생성된 순차적 이미지에 의해 생성된다. 예를 들어, 스캐닝 구성의 순차적 이미지는 오버레이 타겟(202)을 순차적으로 스캐닝함으로써 생성될 수 있으며, 여기서 오버레이 타겟(202)은 상이한 조명 조건(예컨대, 각각의 스캔에서 상이한 조명 빔(108))으로 조명된다. 또 다른 예로서, 오버레이 타겟(202)이 오버레이 계측 도구(102)에서 정적으로 유지되는 동안 상이한 조명 조건으로 오버레이 타겟(202)을 순차적으로 조명하고 이미징함으로써 정적 구성의 순차적 이미지가 생성될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 오버레이 타겟(202)은 상이한 조명 조건(예컨대, 상이한 조명 빔(108))으로 교대로 조명되는 반면, 오버레이 타겟(202)은 오버레이 계측 도구(102)의 측정 시야를 통해 스캐닝되고 오버레이 타겟(202)의 인터리빙된 이미지는 대체 조명 조건에 기초하여 생성된다. 그 다음, 상이한 조명 조건과 연관된 별도의 이미지는 인터리빙된 이미지로부터 추출될 수 있다. 이와 관련하여, 다수의 개별 조명 조건과 연관된 다수의 개별 이미지가 단일 스캔에서 생성될 수 있으며, 이는 고처리량 스캐닝 계측을 용이하게 할 수 있다.
예를 들어, 샘플 광(132)으로 TDI 센서의 교번하는 픽셀 행(802)을 선택적으로 조명함으로써(예컨대, 2개의 교번 조명 조건에 대한 모든 다른 픽셀 행, 4개의 교번 조명 조건에 대한 모든 네 번째 행, N개의 교번 조명 조건에 대한 모든 N번째 행 등) 스캐닝 모드에서 TDI 센서를 포함하는 검출기(134)를 사용하여 인터리빙된 이미지가 생성될 수 있다. 이와 관련하여, 오버레이 타겟(202)의 이미지는 선택된 행에 걸쳐 분포되는 반면, 개재 행(intervening rows, 804)은 조명되지 않는다. 교번하는 픽셀 행(802)의 선택적으로 교번하는 조명은 개재 행(804)을 차단하도록 배치된 원통형 렌즈 어레이 또는 슬릿 어레이를 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 기술을 사용하여 수행될 수 있다. 도 8은 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따라 2개의 교번하는 조명 조건으로부터 TDI 센서를 포함하는 검출기(134)를 사용하여 인터리빙된 이미지를 생성하도록 구성된 이미징 서브시스템(110)의 개념도이다. 교번 행에 대한 선택된 이미징은 도 8에 예시된 바와 같은 원통형 렌즈 어레이(806)를 포함하지만 이에 제한되지 않는 광학 요소의 임의의 적절한 조합을 사용하여 달성될 수 있다.
추가적으로, 스캔 방향(808)을 따른 TDI 센서의 전하 전송률은 조명 서브시스템(106)을 스위칭하는 속도와 동기화될 수 있다. 예를 들어, 2개의 교번하는 조명 조건(예컨대, 도 6에 예시된 것과 같은 이미지를 형성하는 데 적합한 조명 빔(108))의 경우, TDI 센서는 제1 조명 조건으로 픽셀 행(802)에 전하 축적을 허용하도록 클로킹될 수 있고, 그런 다음, 픽셀 행(802)이 제2 조명 구성으로 조명되는 동안 개재 행(804)으로 전하를 전송하도록 클로킹될 수 있다. 그 다음, 이 프로세스는 이미지(예컨대, 인터리빙된 이미지)의 교번하는 행이 교번하는 조명 조건에 대응하도록 반복될 수 있다. 그런 다음, 각각의 조명 조건과 연관된 분리된 이미지는 교번하는 행을 분리된 이미지로 추출할 수 있다.
또 다른 예로서, 정적 모드에서 교번하는 조명 조건을 사용하여 오버레이 타겟(202)의 이미지를 효율적으로 캡처하는 것은 본 명세서에서 설명된 바와 같이 다중-탭 이미징 센서를 사용하여 얻어질 수 있다. 이와 관련하여, 각 픽셀의 전하는 픽셀에 대한 하나 이상의 구동 신호에 기초하여 노출 윈도우 동안 임의의 선택된 탭에 지향될 수 있다. 다중-탭 픽셀의 어레이를 포함하는 다중-탭 센서는 단일 판독 단계 동안 연관된 픽셀의 상이한 탭과 각각 연관된 다수의 이미지를 생성할 수 있다. 따라서, 시스템(100)은 샘플(104)이 정적인 동안 노출 윈도우 동안에 임의의 선택된 수의 광학 구성을 순차적으로 제공함으로써 정적 모드 측정을 수행할 수 있다.
도 9는 본 개시 내용의 하나 이상의 실시예에 따른 오버레이 방법(900)에서 수행되는 단계들을 예시하는 흐름도이다. 출원인은 시스템(100)의 맥락에서 본 명세서에서 이전에 설명된 실시예들 및 구현 기술들은 방법(900)으로 확장되는 것으로 해석되어야 한다는 점을 언급한다. 그러나 방법(900)은 시스템(100)의 아키텍처에 제한되지 않는다는 점이 추가로 언급된다.
일 실시예에서, 방법(900)은 제1 조명 로브 및 제2 조명 로브로 샘플 상의 오버레이 타겟을 순차적으로 조명하는 단계(902)를 포함한다. 예를 들어, 오버레이 타겟은 제1 샘플 층 및 제2 샘플 층 상에 주기적 구조물로 형성된 하나 이상의 격자-위-격자 피처를 포함할 수 있고, 여기서 하나 이상의 격자-위-격자 구조물은 도 2에 예시된 바와 같이 측정 방향을 따라 주기적이다. 또한, 오버레이 타겟은 일반적으로 다수의 측정 방향을 따라 오버레이 측정을 용이하게 하기 위해 다수의 측정 방향을 따라 격자-위-격자 피처를 포함하는 다수의 셀 세트를 포함할 수 있다. 이 경우, 단계(902)는 2개의 조명 조건으로 오버레이 타겟을 순차적으로 조명하는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서 제1 조명 조건은 각각의 제1 방향 및 제2 방향을 따라 하나의 조명 로브를 포함하는 제1 조명 로브 쌍을 포함하고, 제2 조명 조건은 제1 쌍의 조명 로브에 대향되는 (예컨대, 대향하는 방위각에서) 제2 조명 로브 쌍을 포함한다.
또 다른 실시예에서, 방법(900)은 검출기로 오버레이 타겟의 제1 이미지 및 제2 이미지를 생성하는 단계(904)를 포함하고, 여기서 제1 이미지는 제1 조명 로브의 단일의 비영 회절 차수로부터 형성된 하나 이상의 격자-위-격자 구조물의 미해상된 이미지를 포함하며, 제2 이미지는 제2 조명 로브의 단일의 비영 회절 차수로부터 형성된 하나 이상의 격자-위-격자 구조물의 미해상된 이미지를 포함한다. 오버레이 타겟이 다수의 측정 방향을 따라 주기적인 격자-위-격자 구조물을 갖는 다수의 셀 세트를 포함하는 경우, 제1 이미지 및 제2 이미지는 모든 셀의 미해상된 이미지를 포함할 수 있지만, 각 셀의 이미지는 단일 조명 로브로부터의 단일 회절 차수에 기초해 생성된다.
또 다른 실시예에서, 방법(900)은 제1 이미지 및 제2 이미지에 기초하여 측정 방향을 따라 샘플의 제1 층과 제2 층 사이의 오버레이 오차를 결정하는 단계(906)를 포함한다. 특히, 오버레이는 제1 이미지 및 제2 이미지에서 특정 격자-위-격자 구조물의 강도 차이에 비례할 수 있다.
본 명세서에 설명된 주제는 때때로 다른 컴포넌트들 내에 포함되거나 상이한 컴포넌트들과 연결된 상이한 컴포넌트들을 예시한다. 그와 같은 묘사된 아키텍처는 단지 예시일 뿐이며 실제로 동일한 기능을 달성하는 많은 다른 아키텍처가 구현될 수 있음을 이해해야 한다. 개념적인 의미에서, 동일한 기능을 달성하기 위한 컴포넌트의 임의의 배열은 원하는 기능이 달성되도록 효과적으로 "연관"된다. 따라서, 특정 기능을 달성하기 위해 본 명세서에서 결합된 임의의 2개의 컴포넌트는 아키텍처 또는 중간 컴포넌트에 관계없이 원하는 기능이 달성되도록 서로 "연관"된 것으로 보여질 수 있다. 마찬가지로, 그렇게 연관된 임의의 두 컴포넌트는 원하는 기능을 달성하기 위해 서로 "연결"되거나 "결합"되는 것으로 보여질 수도 있으며, 그렇게 연관될 수 있는 임의의 두 컴포넌트는 원하는 기능을 달성하기 위해 서로 "결합 가능한" 것으로 보여질 수도 있다. 결합 가능한 것의 특정 예는 물리적으로 상호작용 가능한 그리고/또는 물리적으로 상호작용하는 컴포넌트들 및/또는 무선으로 상호작용 가능한 그리고/또는 무선으로 상호작용하는 컴포넌트들 및/또는 논리적으로 상호작용 가능한 그리고/또는 논리적으로 상호작용하는 컴포넌트들을 포함한다(그러나 이에 제한되지 않음).
본 개시 내용 및 그에 수반되는 많은 이점들이 전술한 설명에 의해 이해될 것으로 여겨지며, 개시된 주제를 벗어나지 않고 또는 그것의 모든 중요한 이점들을 희생하지 않고 컴포넌트의 형태, 구성 및 배열에 있어서 다양한 변경이 이루어질 수 있음이 명백할 것이다. 설명된 형태는 단지 설명을 위한 것이며, 그러한 변경을 포괄하고 포함하는 것이 다음 청구항들의 의도이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구항들에 의해 정의된다는 것을 이해해야 한다.
Claims (29)
- 오버레이 계측 시스템에 있어서,
제1 조명 로브(illumination lobe), 및 제1 조명 로브와 대향하는(opposite) 제2 조명 로브를 사용해 샘플 상의 오버레이 타겟을 순차적으로 조명하도록 구성된 조명 서브시스템 - 상기 오버레이 타겟은 제1 샘플 층 및 제2 샘플 층 상의 주기적인 구조물로부터 형성된 하나 이상의 격자-위-격자 피처(grating-over-grating features)를 포함하고, 상기 하나 이상의 격자-위-격자 구조물은 측정 방향을 따라 주기적임 -;
이미징 서브시스템 - 상기 이미징 서브시스템은,
대물 렌즈; 및
상기 오버레이 타겟의 제1 이미지 및 제2 이미지를 생성하도록 구성된 검출기를 포함하고, 상기 제1 이미지는 상기 측정 방향을 따라 상기 하나 이상의 격자-위-격자 구조물에 의해 생성된 상기 제1 조명 로브의 단일의 비영(non-zero) 회절 차수로부터 형성된 상기 하나 이상의 격자-위-격자 구조물의 미해상된(unresolved) 이미지를 포함하며, 상기 제2 이미지는 상기 측정 방향을 따라 상기 하나 이상의 격자-위-격자 구조물에 의해 생성된 상기 제2 조명 로브의 단일의 비영 회절 차수로부터 형성된 상기 하나 이상의 격자-위-격자 구조물의 미해상된 이미지를 포함함 -; 및
상기 검출기에 통신 가능하게 결합된 제어기
를 포함하고, 상기 제어기는 하나 이상의 프로세서로 하여금 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지에 기초하여 상기 측정 방향을 따라 상기 샘플의 상기 제1 층과 상기 제2 층 사이의 오버레이 오차를 결정하게 하는 프로그램 명령어를 실행하도록 구성된 상기 하나 이상의 프로세서를 포함하는 것인, 오버레이 계측 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지에 기초하여 상기 측정 방향을 따라 상기 샘플의 상기 제1 층과 상기 제2 층 사이의 오버레이 오차를 결정하는 것은,
상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지에서 상기 하나 이상의 격자-위-격자 구조물의 강도 차이에 기초하여 상기 측정 방향을 따라 상기 샘플의 상기 제1 층과 상기 제2 층 사이의 오버레이 오차를 결정하는 것을 포함하는 것인, 오버레이 계측 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 조명 서브시스템은 상기 대물 렌즈의 개구수 외부의 개구수에서 상기 제1 조명 로브 및 상기 제2 조명 로브를 사용해 상기 오버레이 타겟을 조명하도록 구성된 하나 이상의 조명 렌즈를 포함하는 것인, 오버레이 계측 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 조명 서브시스템은 상기 제1 조명 로브 및 상기 제2 조명 로브를 상기 대물 렌즈를 통해 상기 샘플에 지향시키고, 상기 이미징 서브시스템은 또한, 상기 제1 조명 로브 및 상기 제2 조명 로브와 연관된 상기 정반사를 차단하기 위한 하나 이상의 빔 블록을 포함하는 것인, 오버레이 계측 시스템. - 제4항에 있어서, 상기 하나 이상의 빔 블록은,
상기 이미징 서브시스템 내의 암시야 조리개를 포함하는 것인. 오버레이 계측 시스템. - 제4항에 있어서,
상기 조명 서브시스템 및 상기 이미징 서브시스템에 공통인 암시야 미러를 더 포함하고, 상기 암시야 미러는 상기 제1 조명 로브 및 상기 제2 조명 로브를 상기 대물 렌즈를 통해 상기 오버레이 타겟에 지향시키고, 상기 암시야 미러는 상기 하나 이상의 빔 블록으로서 동작하여 상기 제1 조명 로브 및 상기 제2 조명 로브의 정반사를 차단하며, 상기 암시야 미러는 상기 제1 조명 로브 및 상기 제2 로브와 연관된 상기 단일 회절 차수를 통과시키는 것인, 오버레이 계측 시스템. - 제6항에 있어서,
상기 암시야 미러는 환형 미러를 포함하는 것인, 오버레이 계측 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 검출기는,
상기 샘플이 병진 스테이지(translation stage)에 의해 상기 대물 렌즈의 측정 시야를 통해 병진되면서 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지를 생성하도록 구성된 스캐닝 검출기를 포함하는 것인, 오버레이 계측 시스템. - 제8항에 있어서, 상기 검출기는,
시간 도메인 적분(time domain integration; TDI) 센서를 포함하는 것인, 오버레이 계측 시스템. - 제9항에 있어서,
상기 샘플로부터 방출되는 광을 상기 TDI 센서의 모든 N번째 픽셀 행에 지향시키도록 구성된 원통형 렌즈 어레이를 더 포함하고, 상기 오버레이 계측 시스템은,
상기 TDI 센서의 전하 전송률로 상기 샘플을 병진시키는 것;
상기 제1 조명 로브 및 상기 제2 조명 로브를 사용해 상기 샘플을 교대로 조명하는 것 - 상기 이미징 서브시스템의 연속적인 광학 구성들 사이의 전환 시간은 상기 TDI 센서의 전하 전송률에 대응함 -;
상기 TDI 센서를 사용해, 노출 윈도우 동안 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지를 포함하는 인터리빙된 이미지를 생성하는 것; 및
상기 인터리빙된 이미지를 상기 제1 이미지와 상기 제2 이미지로 분리하는 것
에 의해 스캐닝 모드 측정을 수행하도록 구성되는 것인, 오버레이 계측 시스템. - 제10항에 있어서,
상기 원통형 렌즈 어레이에 의해 조명되지 않는 상기 TDI 센서의 픽셀 행을 차단하도록 배치된 슬릿 어레이(slit array)를 더 포함하는, 오버레이 계측 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 검출기는,
상기 샘플이 병진 스테이지에 의해 상기 대물 렌즈의 측정 시야에 정적인 동안에 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지를 생성하도록 구성된 정적 이미징 검출기를 포함하는 것인, 오버레이 계측 시스템. - 제1항에 있어서, 상기 제1 조명 로브 또는 상기 제2 조명 로브 중 적어도 하나는, 비간섭성(incoherent) 조명 빔을 포함하는 것인, 오버레이 계측 시스템.
- 제13항에 있어서, 상기 비간섭성 조명 빔은,
스펙클-버스트된(speckle-busted) 레이저 빔을 포함하는 것인, 오버레이 계측 시스템. - 오버레이 계측 시스템에 있어서,
제1 측정 방향을 따라 제1 쌍의 대향하는 조명 로브 및 상기 제1 측정 방향에 직교하는 제2 측정 방향을 따라 제2 쌍의 조명 로브를 제공하도록 구성된 조명 서브시스템 - 상기 조명 서브시스템은 또한, 제1 조명 구성 및 제2 조명 구성을 사용해 샘플 상의 오버레이 타겟을 순차적으로 조명하도록 구성되고, 상기 제1 조명 구성은 상기 제1 쌍의 대향하는 조명 로브와 상기 제2 쌍의 대향하는 조명 로브 각각으로부터의 하나의 조명 로브를 포함하고, 상기 제2 조명 구성은 상기 제1 쌍의 조명 로브와 상기 제2 쌍의 조명 로브 각각으로부터의 나머지 조명 로브를 포함하며, 상기 오버레이 타겟은,
제1 샘플 층 및 제2 샘플 층 상의 주기적인 구조물로부터 형성된 하나 이상의 격자-위-격자 피처를 포함하는 하나 이상의 셀의 제1 세트 - 상기 하나 이상의 격자-위-격자 구조물은 상기 제1 방향을 따라 주기적임 -; 및
상기 제1 샘플 층 및 상기 제2 샘플 층 상의 주기적인 구조물로부터 형성된 하나 이상의 격자-위-격자 피처를 포함하는 하나 이상의 셀의 제2 세트를 포함하고, 상기 하나 이상의 격자-위-격자 구조물은 상기 제2 방향을 따라 주기적임 -;
이미징 서브시스템 - 상기 이미징 서브시스템은,
대물 렌즈; 및
상기 오버레이 타겟의 제1 이미지 및 제2 이미지를 생성하도록 구성된 검출기를 포함하고, 상기 제1 이미지는 상기 제1 조명 구성의 각각의 조명 로브로부터의 단일의 비영 회절 차수로 형성되고, 상기 제2 이미지는 상기 제2 조명 구성의 각각의 조명 로브로부터의 단일의 비영 회절 차수로 형성됨 -; 및
상기 검출기에 통신 가능하게 결합된 제어기
를 포함하고, 상기 제어기는 하나 이상의 프로세서로 하여금 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지에 기초하여 상기 제1 측정 방향 및 상기 제2 측정 방향을 따라 상기 샘플의 상기 제1 층과 상기 제2 층 사이의 오버레이 오차를 결정하게 하는 프로그램 명령어를 실행하도록 구성된 상기 하나 이상의 프로세서를 포함하는 것인, 오버레이 계측 시스템. - 제15항에 있어서, 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지에 기초하여 상기 제1 측정 방향 및 상기 제2 측정 방향을 따라 상기 샘플의 상기 제1 층과 상기 제2 층 사이의 오버레이 오차를 결정하는 것은,
상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지에서 하나 이상의 셀의 상기 제1 세트의 강도 차이에 기초하여 상기 제1 측정 방향을 따라 상기 샘플의 상기 제1 층과 상기 제2 층 사이의 오버레이 오차를 결정하는 것; 및
상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지에서 하나 이상의 셀의 상기 제2 세트의 강도 차이에 기초하여 상기 제2 측정 방향을 따라 상기 샘플의 상기 제1 층과 상기 제2 층 사이의 오버레이 오차를 결정하는 것
을 포함하는 것인, 오버레이 계측 시스템. - 제15항에 있어서,
상기 조명 서브시스템은 상기 대물 렌즈의 개구수 외부의 개구수에서 상기 제1 조명 로브 및 상기 제2 조명 로브를 사용해 상기 오버레이 타겟을 조명하도록 구성된 하나 이상의 조명 렌즈를 포함하는 것인, 오버레이 계측 시스템. - 제15항에 있어서,
상기 조명 서브시스템은 상기 제1 조명 구성 및 상기 제2 조명 구성을 상기 대물 렌즈를 통해 상기 샘플에 지향시키고, 상기 이미징 서브시스템은 또한, 상기 제1 조명 구성 및 상기 제2 조명 구성과 연관된 정반사를 차단하기 위한 하나 이상의 빔 블록을 포함하는 것인, 오버레이 계측 시스템. - 제18항에 있어서, 상기 하나 이상의 빔 블록은,
상기 이미징 서브시스템 내의 암시야 조리개를 포함하는 것인. 오버레이 계측 시스템. - 제18항에 있어서,
상기 조명 서브시스템 및 상기 이미징 서브시스템에 공통인 암시야 미러를 더 포함하고, 상기 암시야 미러는 상기 제1 조명 구성 및 상기 제2 조명 구성을 상기 대물 렌즈를 통해 상기 오버레이 타겟에 지향시키고, 상기 암시야 미러는 상기 하나 이상의 빔 블록으로서 동작하여 상기 제1 조명 구성 및 상기 제2 조명 구성의 상기 조명 로브의 상기 정반사를 차단하며, 상기 암시야 미러는 상기 제1 조명 구성 및 상기 제2 조명 구성의 상기 조명 로브와 연돤된 상기 단일 회절 차수를 통과시키는 것인, 오버레이 계측 시스템. - 제20항에 있어서,
상기 암시야 미러는 환형 미러를 포함하는 것인, 오버레이 계측 시스템. - 제15항에 있어서, 상기 검출기는,
상기 샘플이 병진 스테이지에 의해 상기 대물 렌즈의 측정 시야를 통해 병진되면서 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지를 생성하도록 구성된 스캐닝 검출기를 포함하는 것인, 오버레이 계측 시스템. - 제22항에 있어서, 상기 검출기는,
시간 도메인 적분(TDI) 센서를 포함하는 것인, 오버레이 계측 시스템. - 제23항에 있어서,
상기 샘플로부터 방출되는 광을 상기 TDI 센서의 모든 N번째 픽셀 행에 지향시키도록 구성된 원통형 렌즈 어레이를 더 포함하고,
상기 오버레이 계측 시스템은,
상기 TDI 센서의 전하 전송률로 상기 샘플을 병진시키는 것;
상기 제1 조명 로브 및 상기 제2 조명 로브를 사용해 상기 샘플을 교대로 조명하는 것 - 상기 이미징 서브시스템의 연속적인 광학 구성들 사이의 전환 시간은 상기 TDI 센서의 상기 전하 전송률에 대응함 -;
상기 TDI 센서를 사용해, 노출 윈도우 동안 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지를 포함하는 인터리빙된 이미지를 생성하는 것; 및
상기 인터리빙된 이미지를 상기 제1 이미지와 상기 제2 이미지로 분리하는 것
에 의해 스캐닝 모드 측정을 수행하도록 구성되는 것인, 오버레이 계측 시스템. - 제24항에 있어서,
상기 원통형 렌즈 어레이에 의해 조명되지 않는 상기 TDI 센서의 픽셀 행을 차단하도록 배치된 슬릿 어레이를 더 포함하는, 오버레이 계측 시스템. - 제15항에 있어서, 상기 검출기는,
상기 샘플이 병진 스테이지에 의해 상기 대물 렌즈의 측정 시야에 정적인 동안에 상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지를 생성하도록 구성된 정적 이미징 검출기를 포함하는 것인, 오버레이 계측 시스템. - 제15항에 있어서, 상기 제1 조명 로브 또는 상기 제2 조명 로브 중 적어도 하나는, 비간섭성 조명 빔을 포함하는 것인, 오버레이 계측 시스템.
- 제27항에 있어서, 상기 비간섭성 조명 빔은,
스펙클-버스트된(speckle-busted) 레이저 빔을 포함하는 것인, 오버레이 계측 시스템. - 오버레이 계측 방법에 있어서,
제1 조명 로브 및 제2 조명 로브를 사용해 샘플 상의 오버레이 타겟을 순차적으로 조명하는 단계 - 상기 오버레이 타겟은 제1 샘플 층 및 제2 샘플 층 상의 주기적인 구조물로부터 형성된 하나 이상의 격자-위-격자 피처를 포함하고, 상기 하나 이상의 격자-위-격자 구조물은 측정 방향을 따라 주기적임 -;
검출기를 사용해 상기 오버레이 타겟의 제1 이미지 및 제2 이미지를 생성하는 단계 - 상기 제1 이미지는 상기 측정 방향을 따라 상기 하나 이상의 격자-위-격자 구조물로부터의 상기 제1 조명 로브의 단일의 비영 회절 차수로부터 형성된 상기 하나 이상의 격자-위-격자 구조물의 미해상된 이미지를 포함하고, 상기 제2 이미지는 상기 측정 방향을 따라 상기 하나 이상의 격자-위-격자 구조물에 의해 생성된 상기 제2 조명 로브의 단일의 비영 회절 차수로부터 형성된 상기 하나 이상의 격자-위-격자 구조물의 미해상된 이미지를 포함함 -; 및
상기 제1 이미지 및 상기 제2 이미지에 기초하여 상기 측정 방향을 따라 상기 샘플의 상기 제1 층과 상기 제2 층 사이의 오버레이 오차를 결정하는 단계
를 포함하는, 오버레이 계측 방법.
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