KR101128558B1 - 측정 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 측정 방법 및 측정 시스템을 제공한다. 상기 방법은 측정 이미지 정보를 포함한 측정 모델을 제공하는 단계; 측정 이미지 정보를 활용함으로써 측정 영역을 위치 설정하는 단계; 및 측정 결과 정보를 제공하기 위해 적어도 한 번의 측정을 수행하는 단계를 포함한다.

Description

측정 시스템 및 방법{A MEASUREMENT SYSTEM AND A METHOD}
본 출원은 2003년 10월 8일자로 출원된 미국 가출원번호 60/510,020호의 우선권을 청구한다.
본 발명은 이에 제한되는 것은 아니지만 반도체 웨이퍼, 레티클 등과 같은 측정 구조적 엘리먼트들의 라인들, 콘택들, 트렌치들 등과 같은 서브-미크론 구조적 엘리먼트들의 피쳐들을 결정하는 계측(metrology) 시스템 및 방법에 관한 것이다.
집적회로들은 다수의 층들을 포함하는 매우 복잡한 디바이스들이다. 각각의 층은 전도성 물질, 절연 물질을 포함할 수 있으며 다른 층들은 반도체 물질들을 포함할 수 있다. 이러한 다양한 물질들은 통상적으로 집적회로의 예상되는 기능에 따라 패턴들로 정렬된다. 또한, 패턴들은 집적회로의 제조 프로세스를 반영한다.
집적회로는 복잡한 다단식(multi-staged) 제조 프로세스에 의해 제조된다. 이러한 다단식 프로세스 동안, 저항성 물질은 (i) 기판/층 상에 증착되고, (ii) 포토리소그래피 프로세스에 의해 노출되고, (iii) 나중에 에칭될 소정의 영역들을 한정하는 패턴을 형성하도록 현상된다.
다양한 계측, 검사(inspection) 및 불량 분석 기술은 제조 단계들 동안에, 그리고 연속적인 제조 단계들 사이에서, 제조 프로세스와 관련하여(또한 "인 라인(in line)" 검사 기술이라 함) 또는 제조 프로세스와 관련되지 않고(또한 "오프 라인(off line)" 검사 기술이라 함), 집적 회로들을 검사하기 위해 개발되었다. 다양한 광학뿐 아니라 하전(charged) 입자 빔 검사 툴들 및 리뷰 툴들은 캘리포니아 산타 클라라의 어플라이드 머티어리얼스사의 VeraSEMTM, ComplussTM 및 SEMVisionTM과 같이 종래 기술에 공지되어 있다.
제조 불량들은 집적회로들의 전기적 특성들에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 불량들 중 일부는 요구되는 패턴들의 치수들로부터 원치않는 편차를 야기시킨다. 통상적으로 "임계 치수(critical dimension)"는 패터닝된 라인들의 폭, 2개의 패터닝된 라인들 사이의 간격, 콘택 폭 등에 해당한다.
계측의 목적들 중 하나는, 검사된 구조적 엘리먼트들이 상기 임계 치수들으로부터의 편차들을 포함하는지를 여부를 검출하는 것이다. 통상적으로 이러한 검사는 상기 편차들을 측정하기 위해 요구되는 높은 해상도를 제공하는 하전 입자 빔 이미징(imaging)에 의해 수행된다.
통상적으로 측정 구조적 엘리먼트는 2개의 대향하는 측벽들을 갖는 라인이다. 라인의 바닥부 폭의 측정은 라인의 상부 폭의 측정뿐 아니라 라인의 측벽을 측정하는 단계를 수반한다. 또 다른 전형적인 측정 구조적 엘리먼트는 전도성 물질로 채워지는 콘택 또는 홀이다. 상기 구조적 엘리먼트는 또한 비아로도 지칭된다. 통상적으로 비아는 타원형 또는 원형이다.
통상적인 측정 프로세스는, 임의의 피쳐를 위치시키는 단계, 이미지를 제공하기 위해 상기 피쳐를 스캐닝하는 단계, 에지들을 위치시키기 위해 이미지를 프로세싱하는 단계, 및 에지들의 상대적 위치를 기반으로 임계 치수들을 측정하는 단계를 포함하는, 다수의 단계들을 갖는다. 측정 프로세스를 개선시키기 위한 필요성이 늘어나고 있다.
본 발명은 측정 이미지 정보를 포함하는 측정 모델을 제공하는 단계; 상기 측정 이미지 정보를 이용함으로써 측정 영역을 위치시키는 단계; 및 측정 결과 정보를 제공하기 위해 적어도 하나의 측정을 수행하는 단계를 포함하는 방법을 제공한다.
본 발명은 측정 시스템을 제공하며, 상기 측정 시스템은 (i) 하전 입자들의 빔으로 측정 영역을 스캐닝하는 스캐너; (ii) 상기 측정 영역과 상기 하전 입자 빔 사이의 상호작용으로부터 야기되는 하전된 입자들을 수신하고 다수의 검출 신호들을 제공하도록 위치되는 검출기; 및 (iii) 검출 신호들을 프로세싱하고 스캐너를 제어하며 - 상기 측정 시스템은 측정 이미지 정보를 포함하는 측정 모델을 수신하도록 구성됨 - , 측정 이미지 정보를 이용함으로써 측정 영역을 위치 설정하고, 측정 결과 정보를 제공하기 위해 적어도 하나의 측정을 수행하도록 구성되는 프로세서를 포함한다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 측정 시스템은 측정 모델을 생성하도록 구성된다.
본 발명을 이해하고 본 발명의 어떻게 실행되는지를 나타내기 위해, 단지 비-제한적 실시예로서, 첨부되는 도면을 참조로 바람직한 실시예가 개시된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 임계 치수 스캐닝 전자 현미경의 개략도;
도 2 및 도 3은 본 발명의 다양한 실시예를 따른 프로세스 및 방법의 흐름도; 및
도 4는 인접 영역과 측정 영역의 예시적 이미지.
제한되는 것은 아니지만, 이상적으로 다수의 동일한 구조적 엘리먼트들을 포함하고 있는 영역 내의 하나 이상의 특정 구조적 엘리먼트들의 피쳐들의 측정은 통상적으로 하나 이상의 특정 구조적 엘리먼트들을 위치 설정하는 단계를 포함한다. 이러한 단계는 측정 반복가능성을 강화시키는 데 있어 중요하다.
통상적으로, 이러한 특정 구조적 엘리먼트들은 제 1 영역 내에서 특정 타겟으로부터 특정 변위에 의해 특징화된다. 타겟 좌표들은 공지되어 있으나, 한편으로는 측정 시스템의 기계적 및 다른 부정확성으로 인해 다른 한편으로는 구조적 엘리먼트의 일정한 축소에 의해, 타겟은 이미지 프로세싱 단계들에 의해 위치 설정된다. 통상적으로, 타겟은 타겟 및 특정 구조적 엘리먼트 모두가 기계적인 이동을 도입하지 않고 측정 시스템에 의해 관찰될 수 있도록 선택된다. 기계적 부정확성들은 간섭계들과 같이 상대적으로 정확한 제어 수단을 사용함으로써 감소될 수 있다. 상기 제어 수단은 타겟 기반의 위치설정 방식(scheme) 대신 또는 타겟 기반의 위치설정 방식에 부가되어 사용될 수 있다.
그럼에도 불구하고, 타겟의 위치 설정 및 그 후의 타겟으로부터 임의의 변위에 위치된 특정 타겟을 스캔하기 위해 전자 빔을 편향시키는 이러한 단계라도 구조적 엘리먼트들의 크기의 현저한 축소로 인해, 요구되는 정확성을 항상 제공할 수는 없다.
본 발명의 실시예에 따라 측정 모델이 제공된다. 측정 모델은 측정 영역 이미지 정보를 포함하며, 상기 측정 영역 이미지 정보는 측정 영역의 하나 이상의 예상된 이미지들(기준 측정 이미지) 또는 상기 측정 이미지의 하나 이상의 대표값(기준 측정 이미지 대표값)을 포함할 수 있다.
이들 주변에서 특정 구조적 엘리먼트들이 발견되면(예를 들어 타겟을 위치 설정하고 미리 정해진 변위(displacement)를 도입함으로써), 측정 영역을 위치시키도록 프로세싱되는 주변 영역의 이미지를 제공하도록 스캐닝된다. 주변 영역은 하나 이상의 특정 구조적 엘리먼트들의 위치 설정 동안 발생하는 변위 부정확 및 측정 영역에 응답하여 정의된다.
일반적으로 측정 모델은 단일 기준 측정 이미지 또는 단일 기준 측정 이미지 대표값을 포함한다. 이하의 상세한 설명 대부분은 이러한 시나리오를 지칭한다. 이것이 필수적인 것은 아니라는 것에 유의한다. 본 발명의 다양한 실시예들에 따라 측정 모델은 기준 측정 이미지들 및/또는 다중 기준 측정 이미지 대표값들을 제공할 수 있고, 상기 방법은 측정 영역을 위치 설정하는 단계 이전, 상기 프로세스 동안 또는 상기 프로세스 이후, 이미지들 사이에서의 선택을 포함할 수 있다.
선택은 기준 측정 이미지(또는 이러한 이미지의 대표값) 및 위치 설정된 측정 영역의 스캐닝 이미지 사이의 매칭에 응답할 수 있다. 이것은 포커스 노출 매트릭스 웨이퍼들이 스캐닝되거나 OPC가 현상될 때 유용할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따라 대안적 에지 정보 및/또는 대안적 측정 정보가 측정 모델 내에 포함될 수 있다.
대안적 측정 정보는 선택적 기준 측정 이미지(또는 이러한 이미지의 대표값)와 연관될 수 있지만 이것이 필수적인 것은 아니다. 예를 들어, 대안적 측정들은 이에 제한되는 것은 아니나 기준 측정 이미지와 측정 영역의 이미지(위치 설정되고 있는) 사이의 매칭(또는 상관)의 양(또는 정도)과 같은 것을 포함하는 다양한 인자들에 응답하여 수행될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라 기준 측정 이미지와 위치 설정된 측정 영역 사이의 상관(또는 일치)의 양은 사용자에게 제공되거나, 저장되거나, 다른 방식으로 프로세싱된다.
상기 대안들 사이에서의 선택은 기준 측정 이미지(이러한 이미지의 대표값)의 선택으로부터 응답할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라 측정 모델은 하나 이상의 구조적 엘리먼트들의 에지들의 에지 정보 대표값을 포함한다. 이러한 에지 정보는 SEM 이미징을 이용하여 측정 영역 내의 에지들을 위치 설정하도록 돕는 기준으로서 사용되므로, 측정 영역 내의 에지 검출을 크게 간략화할 수 있다. 통상적으로, 영역 내의 에지 검출은 비교적 복잡하고 자원 소모적이다. 에지 정보를 제공함으로써 프로세스는 간략화되고 상대적으로 신속히 수행될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라 측정 모델은 또한 수행될 측정의 측정 정보 대표값을 포함한다. 예를 들어, 측정들은 상기 구조적 엘리먼트들 중 하나의 임계 치수를 결정하는 단계, 하나 이상의 구조적 엘리먼트들간의 관계를 결정하는 단계, 다수의 구조적 엘리먼트들에 대한 통계적 지시값을 제공하는 단계 등을 포함할 수 있다.
이하의 도면들은 측정 시스템, 방법 및 다양한 이미지들의 다양한 실시예들을 포함하며, 단지 설명을 목적으로 한다. 이하의 도면들은 본 발명의 범주를 제한하려는 의도가 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 SEM(10)과 같은 측정 시스템을 도시하는 도 1을 참조한다.
통상적인 CD-SEM은 다양한 수차(aberration)들 및 오정렬들을 감소시키면서 특정 경사 조건에 있을 수 있는 전자 빔을 갖는 표본의 스캐닝을 가능하게 하기 위해, 전자 빔을 생성하기 위한 전자 총, 편향 및 경사 유닛들뿐 아니라 포커싱 렌즈를 포함한다. 표본과 전자 빔 사이의 상호작용의 결과로서 생략되는 2차 전자들과 같은 전자들은 프로세싱 유닛에 의해 처리되는 검출 신호들을 제공하는 검출기에 제공된다. 검출 신호들은 검사된 표본의 이미지들을 형성할 뿐만 아니라 표본의 다양한 피처들을 결정하는데 사용될 수 있다.
본 발명은 상기 부분들의 정렬뿐만 아니라 이들 부분들의 양에 의해 서로 상이할 수 있는 다양한 아키텍쳐들의 CD-SEM들 상에서 구현될 수 있다. 예를 들어, 각각의 유닛의 정확한 구조뿐만 아니라 편향 유닛들의 양은 가변될 수 있다. CD-SEM은 렌즈 외부(out of lens) 뿐만 아니라 인-렌즈(in-lens) 검출기들 또는 이 둘의 조합을 포함할 수 있다.
CD-SEM(100)과 같은 측정 시스템이 도 1에 도시된다. CD-SEM(100)은, (i) 하전 입자들의 빔을 갖는 다수의 구조적 엘리먼트들을 포함하는 영역을 스캐닝하기 위한 스캐닝 편향 유닛(103)과 같은 스캐너; (ⅱ) 영역과 하전 입자들의 빔 사이의 상호작용으로부터 발생하는 하전 입자들을 수신하고 다수의 검출 신호들을 제공하도록 위치되는 인-렌즈 검출기(16)와 같은 검출기; 및 (ⅲ) 검출 신호들을 프로세싱하고 측정 모델을 사용하게 하도록 구성되는 프로세서(102)와 같은 프로세서를 포함한다. 편리하게, 프로세서(102)는 또한 측정 모델을 생성할 수 있거나 다른 디바이스로부터 상기 모델을 수신할 수 있다.
CD-SEM(100)은, (a) 애노드(104)에 의해 추출되는 전자 빔(101)을 방출하는 전자총(103), (b) 검사된 대상물(105)의 표면(105a)상에 전자 빔을 포커싱하는 대물 렌즈(113), (c) 편향 유닛들(108-112), 및 (d) 대상물(105)과 대물 렌즈(112) 사이의 상대적인 기계적 이동을 제공하기 위한 단계(101)를 더 포함한다.
빔은 스캐닝 편향 유닛(103)을 이용하여 표본에 대해 스캐닝된다. 개구(106)로의 빔의 정렬 또는 목표된 광학 축은 각각 편향 유닛들(108-112)에 의해 달성될 수 있다. 편향 유닛 코일들로서, 하전 플레이트들 또는 코일들과 정전 편향기들의 조합의 형태인 정전 모듈들이 사용될 수 있다.
인-렌즈 검출기(16)는 상대적으로 낮은 에너지(3-50eV)를 갖는 다양한 각도들에서 대상물(105)로부터 벗어나는 2차 전자들을 검출할 수 있다. 표본으로부터 분산된 미립자들 또는 2차 미립자들의 측정들은 광전자 배증관(photomultiplier)들 등에 연결된 섬광체들의 형태인 검출기들로 수행될 수 있다. 신호들을 측정하는 방식은 일반적으로 진보적 사상에 영향을 주지 않기 때문에, 본 발명을 제한하지 않는다. CD-SEM은 렌즈 검출기 중에서 적어도 하나를 부가적으로 또는 선택적으로 포함할 수 있다는 것을 유의한다.
검출 신호들은 CD-SEM(100)의 부분들을 제어하거나 이들의 동작을 조정하도록 구성될 수 있는 프로세서(102)에 의해 프로세싱된다. 편리하게, 프로세서(102)는 이미지 프로세싱 능력들을 갖고 다양한 방식들로 검출 신호들을 프로세싱할 수 있다. 통상적인 프로세싱 방식은 스캔 방향에 대한 검출 신호의 진폭을 반영하는 파형을 생성하는 단계를 포함한다. 상기 파형은 이미지를 생성하고, 적어도 하나의 에지와 검사된 구조적 엘리먼트들의 다른 단면 피처들의 위치들을 결정하도록 추가로 프로세싱된다.
본 시스템의 상이한 부품들은 대응하는 공급 유닛들(고전압 공급 유닛(21)와 같은)에 연결되는데, 상기 공급 유닛들은 다양한 제어 유닛들에 의해 제어되며 공급 유닛들의 대부분은 설명의 간략화를 위해 도면에서는 생략되었다. 제어 유닛들은 특정 부품에 공급되는 전류뿐만 아니라 전압도 결정할 수 있다.
CD-SEM(100)은 편향 유닛들(111 및 112)을 포함하는 이중 편향 시스템을 포함한다. 그러므로, 제 1 편향 유닛(111)으로 유도되는 빔 경사는 제 2 편향 유닛(112)에 대하여 정정될 수 있다. 이러한 이중 편향 시스템으로 인해, 전자 빔은 광축에 대한 전자 빔의 빔 경사를 도입함이 없이 한 방향으로 시프트될 수 있다.
현대의 CD-SEM은 수 나노미터의 정확도를 갖고, 서브-마이크론의 치수들을 갖는 횡단면들을 갖는 구조적 엘리먼트들을 측정할 수 있다. 이러한 횡단면들의 크기는 제조 및 검사 공정들이 계속하여 향상됨에 따라, 향후 감소될 것으로 기대된다.
횡단면의 다양한 피처들이 관심사항이 될 수 있다. 이러한 피처들은 예를 들어 횡단면 형상, 횡단면의 하나 이상의 단면들의 형상, 횡단면 섹션들의 너비 및/또는 높이 및/또는 각도 배향뿐만 아니라 횡단면 섹션들 사이의 관계를 포함할 수 있다. 피처들은 일반적 값들뿐만 아니라 최대 및/또는 최소값들을 반영할 수 있다. 일반적으로 라인의 하부면의 너비가 관심사항이지만, 이는 필수적이지는 않은 것이므로 다른 피처들이 관심사항일 수 있다.
도 2는 본 발명의 다양한 실시예에 따른, 측정 모델을 생성하는 프로세스(200)를 도시한다.
프로세스(200)는 측정 영역의 이미지 또는 상기 측정 영역 이미지의 대표값을 포함할 수 있는 측정 영역 이미지 정보를 수신하는 단계(210)에서 시작한다. 이러한 이미지는 SEM 이미지, SEM 이미지의 대표값, 레티클(마스크)의 웨이퍼 등의 EDA 정보(CAD 파일, CAD 기록 등과 같은) 및 이와 유사한 종류의 다른 것들을 프로세싱함으로써 생성되는 이미지일 수 있다. CAD 파일(CAD 생성 이미지로써 지칭될 수 있음)은 CAD를 포함하는 간단한 비트맵 또는 상기 CAD 파일로부터 생성되는 웨이퍼 이미지의 시뮬레이션일 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라, 단계(210)는 CAD 정보 등과 같은 수신된 정보에 응답하여 그러한 이미지를 생성하는 것을 포함한다. 이미지는 대개 이미지의 검색 및 상기 이미지의 측정된 이미지들과의 비교를 허용하는 것과 같은 목적으로 컴퓨터 판독 가능 포맷으로 저장된다.
편리하게, 측정 모델은 측정 영역 이미지, 또는 측정 영역 이미지의 대표값을 포함한다.
단계(210) 이후에, 측정 이미지에서 나타나는 구조적 엘리먼트들의 피처들의 하나 이상의 측정들을 수행하는 단계, 및/또는 다수의 구조적 엘리먼트들 사이의 공간적 관계에 대해 하나 이상의 측정들을 수행하는 단계인 단계(220)가 후속된다. 이러한 측정들은 프로세스에 제공되는 미리 정의된 측정 정보에 의해 결정된다. 다른 실시예에 따라, 측정 정보 및 그에 따라 수행될 측정은 프로세스(200) 동안에 동적으로 갱신될 수 있다.
편리하게, 측정 모델은 이러한 측정들(또한 기준 측정 결과치들로써 지칭됨)의 결과를 포함한다. 추가로 또는 대안으로써, 측정 모델은 측정 정보를 포함할 수 있다.
편리하게, 단계(220) 이후에, 하나 이상의 구조적 엘리먼트들의 에지들을 나타내는 에지 정보를 생성하는 단계(230)가 후속된다. 이러한 정보는 에지, 구조적 엘리먼트의 에지의 수학적 표시, 또는 상기 구조적 엘리먼트의 일부분의 에지의 수학적 표시 등을 형성하는 픽셀들의 좌표들을 포함할 수 있다.
편리하게, 측정 모델은 에지 정보를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 프로세스(200)는 하나 이상의 기준에 응답하여 측정 모델을 동적으로 변화시키도록 허용한다. 따라서, 단계(230) 이후에, 측정 모델이 이러한 하나 이상의 기준들을 충족하는지를 결정하는 질의 단계(240)가 후속한다. 편리하게, 측정 모델은, 측정 정보에서 정의된 요구되는 모든 측정들이 성공적으로 완료되었을 때에 유효하다. 측정 모델이 유효하면, 단계(240) 이후에, 측정 모델을 저장하거나 그것을 단지 측정 모델로써만 정의하는 단계(250)가 후속된다.
측정 모델이 유효하지 않으면(하나 이상의 기준을 충족하지 않으면), 질의 단계(240) 이후에, 측정 영역을 변경하거나 측정 정보를 변경하여 요구되는 측정들을 변화시키는 단계(245)가 후속된다. 단계(245) 이후에 단계(220)가 후속된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법(300)의 흐름도이다. 방법(300)은 측정 모델을 이용한다.
필수적인인 것은 아니나, 방법(300)을 적용하는 동일한 시스템은 또한 예를 들어 프로세스(200)를 적용함으로써 측정 모델을 생성할 수 있다는 것에 유념하라. 측정 모델은 또한 방법(300) 동안에 획득된 결과들에 응답하여 갱신될 수 있다는 것을 추가로 유념하라.
방법(300)은 측정 모델을 수신하는 단계(310)에서 시작한다.
단계(310) 이후에, 배치 부정확성으로부터 기인하는 하나 이상의 영역 플러스 측정 영역을 포함하는 인접 영역에 위치 설정하는 단계(320)가 후속된다. 단계(320)는 타겟의 정의, 스캔 전자 빔의 타겟 부근으로의 지향(directing) 및 타겟 검출, 상기 부근 영역에 도달되도록 상기 스캔 전자 빔을 미리 정의된 거리만큼 변위시키는 것을 포함하는 다양한 종래 방법들에 의해 적용될 수 있다.
단계(320) 이후에, 측정 모델의 측정 이미지 정보를 기반으로, 측정 영역을 위치 설정하는 단계(330)가 후속된다.
단계(330) 이후에, 측정 결과 정보를 제공하기 위해 측정 영역 내에 위치된 하나 이상의 구조적 피처들과 관련하여 하나 이상의 측정들을 수행하는 단계(340)가 후속된다. 편리하게, 이러한 측정들은 측정 모델 내의 측정 정보에 의해 정의된다.
측정 결과 정보는 구조적 엘리먼트의 형상, 구조적 엘리먼트의 특정 피처, 인접한 또는 떨어져 있는 구조적 엘리먼트들 사이의 관계, 하나 또는 다수의 구조적 엘리먼트들을 반영하는 통계적 정보 등을 지시할 수 있다. 예를 들어, 콘택 홀이 측정되면, 그 형상은 타원형으로 가정되고 측정 결과는 상기 타원으로부터의 편차들, 상기 타원의 영역, 상기 콘택 홀 축의 하나 또는 두 개의 길이, 상기 타원의 배향 등을 반영할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라, 단계(340)는 측정 영역 내에서의 구조적 피처들의 에지들을 위치 설정하기 위해 에지 정보를 이용하는 것을 포함한다. 예를 들어, 에지들은 에지 정보에서 정의된 기준 에지들 근처에서 검색될 수 있다. 필수적인 것은 아니지만, 에지는 기준 에지들 부근에서 최대 그래디언트(gradient) 값을 위치 설정함으로써 검출될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따라, 단계(340)는 측정 모델 내에서 기준 측정 결과들에 응답하여 측정치들을 프로세싱하는 단계를 포함한다.
측정 모델을 사용하는 것은 웨이퍼 상의 실제 레이아웃과 비교될 수 있는 설계 레이아웃을 포함하기 때문에 설계시 편차들의 모니터링을 허용할 수 있다.
측정 정보는 이전에 다수의 스캔들을 요구한 측정 이미지의 상이한 섹션들상에 수행될 수 있는 다양한 측정의 정의를 포함할 수 있다. 따라서 수율을 향상시키고 (탄화(carbonization), 포토-레지스트 축소 등과 같은) 측정에 대한 스캔 효과를 감소시킨다.
측정 모델을 사용하는 것은 설계자가 측정 조건을 CAD로부터 CD SEM으로 전 사시키는 것을 용이하게 할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라, 다수의 비아들(411-416) 및 다수의 비아 부분들(421-429)을 포함하는 예시적인 인접 영역(400)을 도시한다.
인접 영역(400)은 다수의 비아들(411-416)를 포함하는 측정 영역(430)을 포함한다. 각각의 영역은 단일 구조적 엘리먼트, 구조적 엘리먼트들과 구조적 엘리먼트 부분들의 조합 및 하나 이상의 구조적 엘리먼트 부분 등을 포함할 수 있다는 것을 유념하라.
인접 영역(400)과 측정 영역(430) 간의 차이는 위치 부정확성들을 반영한다.
측정 정보는 411-416로부터의 하나 이상의 비아들의 피쳐, 상기 비아들 간의 거리, 비아들 간의 상대적인 배향 등을 측정하는 것을 포함한다. 에지 정보는 비아들(411-416)의 에지와 심지어 측정 영역(430) 내에 부분적으로 포함된 하나 이상의 비아들(423-429)의 부분들의 위치를 나타내는 정보를 포함할 수 있다.
본 발명은 종래 도구, 계측기 및 부품을 이용하여 구현될 수 있다. 따라서, 이러한 도구, 부품 및 계측기에 대한 세부 사항은 본 명세서에서 설명하지 않는다. 상기 설명에서, 본 발명을 전반적으로 이해시키기 위하여 통상적인 라인의 단면 모양, 편향 유닛의 양 등과 같은 다양한 세부 사항들이 설명되었다. 그러나, 본 발명은 세부 사항을 설명하지 않고도 구현될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예들와 변형된 몇 가지 실시예들만 본 명세서에 도시되고 개시되었다. 본 발명은 다른 조합 및 환경에서 다양하게 사용될 수 있으며 본 명세서에서 표현된 것처럼 본 발명의 사상 내에서 변화될 수 있다.

Claims (30)

  1. 측정 방법으로서,
    샘플의 타겟 측정 영역에 대한 측정 모델을 측정 시스템에 의해 수신하는 단계로서, 상기 측정 모델은 측정 이미지 정보, 에지(edge) 정보 및 상기 측정 모델을 이용하여 이루어질 측정들을 나타내는 기준 측정 정보를 포함하는, 측정 모델을 수신하는 단계;
    상기 측정 모델의 상기 측정 이미지 정보를 사용하여, (ⅰ) 타겟을 검출하고 미리 결정된 변위량만큼 스캔 빔을 상기 타겟으로부터 변위시킴으로써 상기 샘플의 상기 타겟 측정 영역을 포함하는 인접 영역을 위치 설정하고, (ⅱ) 이미지 프로세싱을 적용함으로써 상기 인접 영역 내의 상기 샘플의 상기 타겟 측정 영역을 위치 설정함으로써 상기 샘플의 상기 타겟 측정 영역을 상기 측정 시스템에 의해 위치 설정하는(locating) 단계; 및
    상기 에지 정보에 규정된 기준 에지들 근처에서 검색함으로써 상기 샘플의 상기 타겟 측정 영역 내의 구조적 피쳐들(features)의 에지들을 상기 측정 시스템에 의해 위치 설정하는 단계;
    상기 구조적 피쳐들의 상기 위치 설정된 에지들 및 상기 측정 모델에 포함된 상기 기준 측정 정보를 기반으로 상기 샘플의 상기 타겟 측정 영역의 적어도 한번의 측정을 상기 측정 시스템에 의해 수행하는 단계; 및
    측정 결과 정보를 상기 측정 시스템에 의해 사용자에게 제공하는 단계
    를 포함하는 측정 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 한번의 측정을 수행하는 단계는 상기 샘플의 상기 타겟 측정 영역 내의 적어도 하나의 구조적 엘리먼트의 적어도 하나의 피쳐를 측정하는 단계를 포함하는,
    측정 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 한번의 측정을 수행하는 단계는 상기 샘플의 상기 타겟 측정 영역 내의 다수의 구조적 엘리먼트들 간의 관계를 측정하는 단계를 포함하는,
    측정 방법.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    SEM 이미지로부터 상기 측정 이미지 정보를 생성하는 단계를 더 포함하는,
    측정 방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    CAD 정보로부터 상기 측정 이미지 정보를 생성하는 단계를 더 포함하는,
    측정 방법.
  11. 삭제
  12. 제 1 항에 있어서,
    하나 이상의 기준이 충족될 때까지 상기 측정 모델의 생성을 반복하는 단계를 더 포함하는,
    측정 방법.
  13. 측정 시스템으로서,
    프로세서 ? 상기 프로세서는 샘플의 타겟 측정 영역에 대한 측정 모델을 생성 또는 수신하고, 상기 측정 모델은 측정 이미지 정보, 상기 측정 모델을 이용하여 이루어질 측정들을 나타내는 기준 측정 정보 및 에지 정보를 포함하고,
    상기 측정 이미지 정보를 사용하여, (ⅰ) 타겟을 검출하고 미리 결정된 변위량만큼 스캐너의 스캔 빔을 상기 타겟으로부터 변위시킴으로써 상기 샘플의 상기 타겟 측정 영역을 포함하는 인접 영역을 위치 설정하고, (ⅱ) 이미지 프로세싱을 적용함으로써 상기 인접 영역 내의 상기 샘플의 상기 타겟 측정 영역을 위치 설정함으로써 상기 샘플의 상기 타겟 측정 영역을 위치 설정하며,
    상기 에지 정보에 규정된 기준 에지들 근처에서 검색함으로써 상기 샘플의 상기 타겟 측정 영역 내의 구조적 피쳐들의 에지들을 위치 설정하고,
    상기 구조적 피쳐들의 상기 위치 설정된 에지들 및 상기 측정 모델에 포함된 상기 기준 측정 정보를 기반으로 상기 샘플의 상기 타겟 측정 영역의 적어도 한번의 측정을 수행하며,
    상기 스캐너를 제어하고, 검출기로부터 수신되는 다수의 검출 신호들을 처리하도록 인에이블(enable)됨 ?;
    상기 프로세서와 통신하는 상기 스캐너 ? 상기 스캐너는 하전된(charged) 입자들의 스캔 빔을 통해 상기 샘플의 상기 타겟 측정 영역을 스캐닝하도록 인에이블됨 ?; 및
    상기 프로세서와 통신하는 상기 검출기 ? 상기 검출기는 상기 샘플의 상기 타겟 측정 영역과 상기 하전된 입자들의 스캔 빔 사이의 상호작용으로부터 발생하는 하전된 입자들을 수신하도록 위치되고, 상기 수신되는 하전된 입자들을 기반으로 상기 다수의 검출 신호들을 상기 프로세서에 제공하도록 인에이블됨 ?
    를 포함하는 측정 시스템.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 샘플의 상기 타겟 측정 영역 내의 적어도 하나의 구조적 엘리먼트의 적어도 하나의 피쳐의 적어도 한번의 측정을 수행하도록 추가적으로 인에이블되는,
    측정 시스템.
  19. 제 13 항에 있어서,
    상기 검출기는 상기 샘플의 상기 타겟 측정 영역 내의 다수의 구조적 엘리먼트들 간의 관계를 검출하도록 추가적으로 인에이블되는,
    측정 시스템.
  20. 삭제
  21. 측정 시스템으로서,
    프로세서 ? 상기 프로세서는 샘플의 타겟 측정 영역에 대한 측정 모델을 생성하고, 상기 측정 모델은 측정 이미지 정보, 상기 측정 모델을 이용하여 이루어질 측정들을 나타내는 기준 측정 정보 및 에지 정보를 포함하고,
    상기 측정 이미지 정보를 사용하여, (ⅰ) 타겟을 검출하고 미리 결정된 변위량만큼 스캐너의 스캔 빔을 상기 타겟으로부터 변위시킴으로써 상기 샘플의 상기 타겟 측정 영역을 포함하는 인접 영역을 위치 설정하고, (ⅱ) 이미지 프로세싱을 적용함으로써 상기 인접 영역 내의 상기 샘플의 상기 타겟 측정 영역을 위치 설정함으로써 상기 샘플의 상기 타겟 측정 영역을 위치 설정하며,
    상기 에지 정보에 규정된 기준 에지들 근처에서 검색함으로써 상기 샘플의 상기 타겟 측정 영역 내의 구조적 피쳐들의 에지들을 위치 설정하고,
    상기 구조적 피쳐들의 상기 위치 설정된 에지들 및 상기 측정 모델에 포함된 상기 기준 측정 정보를 기반으로 상기 샘플의 상기 타겟 측정 영역의 적어도 한번의 측정을 수행하며,
    상기 스캐너를 제어하고, 검출기로부터 수신되는 다수의 검출 신호들을 처리하도록 인에이블됨 ?;
    상기 프로세서와 통신하는 상기 스캐너 ? 상기 스캐너는 하전된 입자들의 스캔 빔을 통해 상기 샘플의 상기 타겟 측정 영역을 스캐닝하도록 인에이블됨 ?; 및
    상기 프로세서와 통신하는 상기 검출기 ? 상기 검출기는 상기 샘플의 상기 타겟 측정 영역과 상기 하전된 입자들의 스캔 빔 사이의 상호작용으로부터 발생하는 하전된 입자들을 수신하도록 위치되고, 상기 수신되는 하전된 입자들을 기반으로 상기 다수의 검출 신호들을 상기 프로세서에 제공하도록 인에이블됨 ?
    를 포함하는 측정 시스템.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 프로세서는 SEM 이미지로부터 상기 측정 이미지 정보를 생성하도록 추가적으로 인에이블되는,
    측정 시스템.
  23. 제 21 항에 있어서,
    상기 프로세서는 CAD 정보로부터 상기 측정 이미지 정보를 생성하도록 추가적으로 인에이블되는,
    측정 시스템.
  24. 삭제
  25. 삭제
  26. 삭제
  27. 삭제
  28. 제 21 항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 샘플의 상기 타겟 측정 영역 내의 적어도 하나의 구조적 엘리먼트의 적어도 하나의 피쳐의 적어도 한번의 측정을 수행하도록 추가적으로 인에이블되는,
    측정 시스템.
  29. 제 21 항에 있어서,
    상기 검출기는 상기 샘플의 상기 타겟 측정 영역 내의 다수의 구조적 엘리먼트들 간의 관계를 검출하도록 추가적으로 인에이블되는,
    측정 시스템.
  30. 삭제
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