최근 반도체 제조공정에서 형성되는 패턴은 임계 선폭이 1x nm 급까지 미세화 및 집적화가 진행되고 있으며, 반도체 공정의 안정성 확보를 위하여 임계 선폭 등 다양한 변수의 정확한 계측 및 검사에 대한 요구가 점점 커지고 있다. 이러한 이유로 다중초점 광학 현미경(Through-focus Scanning Optical Microscopy : TSOM) 이 제안되었다. 다중초점 이미지를 획득하기 위해 스테이지의 기계적 이동방식을 이용하는데, 다중초점 이미지 획득을 위한 스캐닝 과정 중 기계적 이동으로 인하여 발생되어지는 ...
최근 반도체 제조공정에서 형성되는 패턴은 임계 선폭이 1x nm 급까지 미세화 및 집적화가 진행되고 있으며, 반도체 공정의 안정성 확보를 위하여 임계 선폭 등 다양한 변수의 정확한 계측 및 검사에 대한 요구가 점점 커지고 있다. 이러한 이유로 다중초점 광학 현미경(Through-focus Scanning Optical Microscopy : TSOM) 이 제안되었다. 다중초점 이미지를 획득하기 위해 스테이지의 기계적 이동방식을 이용하는데, 다중초점 이미지 획득을 위한 스캐닝 과정 중 기계적 이동으로 인하여 발생되어지는 광축 오차 및 진동으로 인한 광학계 불안정성은 다중초점 이미지 품질에 대한 문제를 야기 시킨다. 본 논문에서는 작동 환경 및 이미지 계측 조건에 따른 다중초점 광학 현미경의 계측 민감도를 확인하기 위해 시뮬레이션과 검사 광학계를 통해 획득한 TSOM 이미지를 이용하여 분석하였다. 계측 조건을 분석하기 위해 시료의 패턴 크기 별 Reference TSOM 이미지를 생성한 뒤, 계측 조건을 여러 케이스로 분류하여 각 케이스 별 MSD를 계산하였다. 또한, 2D 시료 이미지 획득 시 발생할 수 있는 작동 환경(Jitter, Center Shift)을 확인하기 위해 FMM 기반의 시뮬레이션 툴을 사용하였으며, 시뮬레이션 상에서 구현된 작동 환경이 적용된 TSOM 이미지와 작동 환경이 적용되지 않은 이상적인 TSOM 이미지의 DTI(Differential TSOM Image)를 획득한 뒤 MSD를 계산하였다. 계측 조건 분석 결과 Image crop size 케이스에 대한 최대 MSD 값이 1.6 x 10-5 으로 계측 민감도가 가장 높은 케이스를 확인하였고, 작동 환경에 대한 분석 결과 100nm 샘플링 크기 기준 4nm 패턴 차이 구분을 위해 Jitter 8 nm 이내 관리 필요 및 Center shift 0.08 pixel 이내 광학계 작동 환경에 대한 관리가 필요하다.
최근 반도체 제조공정에서 형성되는 패턴은 임계 선폭이 1x nm 급까지 미세화 및 집적화가 진행되고 있으며, 반도체 공정의 안정성 확보를 위하여 임계 선폭 등 다양한 변수의 정확한 계측 및 검사에 대한 요구가 점점 커지고 있다. 이러한 이유로 다중초점 광학 현미경(Through-focus Scanning Optical Microscopy : TSOM) 이 제안되었다. 다중초점 이미지를 획득하기 위해 스테이지의 기계적 이동방식을 이용하는데, 다중초점 이미지 획득을 위한 스캐닝 과정 중 기계적 이동으로 인하여 발생되어지는 광축 오차 및 진동으로 인한 광학계 불안정성은 다중초점 이미지 품질에 대한 문제를 야기 시킨다. 본 논문에서는 작동 환경 및 이미지 계측 조건에 따른 다중초점 광학 현미경의 계측 민감도를 확인하기 위해 시뮬레이션과 검사 광학계를 통해 획득한 TSOM 이미지를 이용하여 분석하였다. 계측 조건을 분석하기 위해 시료의 패턴 크기 별 Reference TSOM 이미지를 생성한 뒤, 계측 조건을 여러 케이스로 분류하여 각 케이스 별 MSD를 계산하였다. 또한, 2D 시료 이미지 획득 시 발생할 수 있는 작동 환경(Jitter, Center Shift)을 확인하기 위해 FMM 기반의 시뮬레이션 툴을 사용하였으며, 시뮬레이션 상에서 구현된 작동 환경이 적용된 TSOM 이미지와 작동 환경이 적용되지 않은 이상적인 TSOM 이미지의 DTI(Differential TSOM Image)를 획득한 뒤 MSD를 계산하였다. 계측 조건 분석 결과 Image crop size 케이스에 대한 최대 MSD 값이 1.6 x 10-5 으로 계측 민감도가 가장 높은 케이스를 확인하였고, 작동 환경에 대한 분석 결과 100nm 샘플링 크기 기준 4nm 패턴 차이 구분을 위해 Jitter 8 nm 이내 관리 필요 및 Center shift 0.08 pixel 이내 광학계 작동 환경에 대한 관리가 필요하다.
Patterns recently formed in a semiconductor manufacturing process are progressing in miniaturization and integration to a critical line width of 1x nm. There is a growing demand for precise measurement and inspection of various parameters such as the critical dimension to ensure the stability of the...
Patterns recently formed in a semiconductor manufacturing process are progressing in miniaturization and integration to a critical line width of 1x nm. There is a growing demand for precise measurement and inspection of various parameters such as the critical dimension to ensure the stability of the semiconductor process. Besides, semiconductor defect inspection equipment requires highly precise inspection equipment due to micro-degradation of detected foreign substance. Accordingly, since the detection sensitivity is increased, the number of foreign substances or defects detected increases exponentially. Therefore, a high-speed inspection equipment has been proposed. Through-Focus Scanning Optical Microscopy is developed for the purpose of 3D measurement and inspection of nanoscale patterns. To obtain a Through-scanning image, a mechanical movement method of the Z-stage is used. The instability due to the error of the optical axis caused by the mechanical movement of the Z-axis stage is a problem in image acquisition. In this paper, the effects of TSOM image instrumentation under image operating environment and image instrumentation conditions were analyzed using simulation and actual acquired images, respectively. To analyze the measurement conditions, the image was acquired using a 100 - scale TSOM optical system using a modified mirror, and the reference TSOM image was created by the pattern size of the specimen, and the measurement conditions were classified into different cases to analyze the MSD for each case. In addition, the TSOM simulation tool was used to identify the operating environment (Jitter, Center Shift) that could occur when obtaining 2D sample images and The MSD was calculated by obtaining a TSOM image with an ideal environment and a DTI (Differential TSOM Image) of the TSOM image with an operational environment implemented in the simulation. The calculated MSD value shall be managed for the operating environment of the optical system within Jitter 4nm, Center shift 0.04 pixel based on 200nm sampling distance through the measurement reference value.
Patterns recently formed in a semiconductor manufacturing process are progressing in miniaturization and integration to a critical line width of 1x nm. There is a growing demand for precise measurement and inspection of various parameters such as the critical dimension to ensure the stability of the semiconductor process. Besides, semiconductor defect inspection equipment requires highly precise inspection equipment due to micro-degradation of detected foreign substance. Accordingly, since the detection sensitivity is increased, the number of foreign substances or defects detected increases exponentially. Therefore, a high-speed inspection equipment has been proposed. Through-Focus Scanning Optical Microscopy is developed for the purpose of 3D measurement and inspection of nanoscale patterns. To obtain a Through-scanning image, a mechanical movement method of the Z-stage is used. The instability due to the error of the optical axis caused by the mechanical movement of the Z-axis stage is a problem in image acquisition. In this paper, the effects of TSOM image instrumentation under image operating environment and image instrumentation conditions were analyzed using simulation and actual acquired images, respectively. To analyze the measurement conditions, the image was acquired using a 100 - scale TSOM optical system using a modified mirror, and the reference TSOM image was created by the pattern size of the specimen, and the measurement conditions were classified into different cases to analyze the MSD for each case. In addition, the TSOM simulation tool was used to identify the operating environment (Jitter, Center Shift) that could occur when obtaining 2D sample images and The MSD was calculated by obtaining a TSOM image with an ideal environment and a DTI (Differential TSOM Image) of the TSOM image with an operational environment implemented in the simulation. The calculated MSD value shall be managed for the operating environment of the optical system within Jitter 4nm, Center shift 0.04 pixel based on 200nm sampling distance through the measurement reference value.
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