套刻测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种套刻测量装置。更详细地，涉及一种具备使用彼此不同的波长的光源的自动对焦(Auto focus)系统的套刻测量装置。本发明专利技术提供一种套刻测量装置，其测量分别形成于晶圆的彼此不同的层的第一套刻标记与第二套刻标记之间的误差，所述套刻测量装置包括：第一光源，其照射第一光束；第一检测器，其获取出自所述第一光源并在所述晶圆的测量位置反射的所述第一光束的信号；第二光源，其照射波长不同于所述第一光束的第二光束；第二检测器，其获取出自所述第二光源并在所述晶圆的所述测量位置反射的所述第二光束的信号；物镜，其将所述第一光束和所述第二光束集光于所述晶圆的所述测量位置，并收集在所述测量位置反射的光束；致动器，其调节相对于所述晶圆的所述物镜的光轴方向的相对位置；控制单元，其控制所述致动器；以及高度检测单元，其基于对应于相对于所述晶圆的所述物镜的所述光轴方向的相对位置的变化的所述第一检测器的信号的变化检测所述第一套刻标记的高度，并基于对应于相对于所述晶圆的所述物镜的所述光轴方向的相对位置的变化的所述第二检测器的信号的变化检测所述第二套刻标记的高度。检测所述第二套刻标记的高度。检测所述第二套刻标记的高度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】套刻测量装置


[0001]本专利技术涉及一种套刻测量装置。更详细地，涉及一种具备使用彼此不同的波长的光源的自动对焦(Auto focus)系统的套刻测量装置。

技术介绍

[0002]随着技术的发展，半导体器件的尺寸减小，并且要求增加集成电路的密度。为了满足这样的要件，需要满足多样的条件，其中，套刻容许误差是重要的指标之一。
[0003]半导体器件通过多个制造工序制造。为了在晶圆上形成集成电路，需要经过多个制造工序，以便在特定位置依次形成期望的电路结构和要素。制造工序使得图案化的层依次形成在晶圆上。通过这样的反复的层叠工艺，在集成电路内生成电激活的图案。此时，若每个结构未被对准在生产工艺中容许的误差范围内，则电激活的图案之间会发生干涉，并且这种现象可能会导致所制造的电路的性能及可靠度性出现问题。为了测量和验证这些层之间的对准误差，使用一种套刻测量工具。
[0004]一般的套刻计量及方法测量和验证两个层之间的对准是否在容许误差范围内。其中一种方法是在基板上的特定位置形成被称为套刻标记的结构物，并利用光学图像获取装备拍摄该结构物以测量套刻的方法。用于测量的结构物被设计为在每个层可以测量X方向和Y方向中的至少一个方向的套刻。每个结构物被设计为对称的结构，并计算在对称方向上配置的结构物之间的中心值以将其用作该层的代表值，并计算该每个层的代表值之间的相对差来导出套刻误差。
[0005]当测量两个层的套刻时，如图1和图2所示，将大体上呈盒形态的第一套刻标记1和大体上呈小于第一套刻标记1的盒形态的第二套刻标记2分别形成于连续的两个层后，如图3和图4所示，获取表示以第一套刻标记1为焦面(focal plane)获得的信号的不同位置的强度变化的波形，以获取第一套刻标记1的中心值C1，并获取表示以第二套刻标记2为焦面获得的信号的不同位置的强度变化的波形，以获取第二套刻标记2的中心值C2，由此测量两个层之间的套刻误差。
[0006]然而，这种方法的问题在于，未考虑第一套刻标记1和第二套刻标记2由彼此不同的物质形成于彼此不同的层，且第一套刻标记1被形成有第二套刻标记1的层覆盖等，并且利用使用单一光源的自动对焦装置测量第一套刻标记1和第二套刻标记2的高度。
[0007]自动对焦装置利用对应于与晶圆的距离的检测器信号(detector signal)的大小变化测量第一套刻标记1和第二套刻标记2的高度。例如，可以利用套刻标记图像的对比度变化测量第一套刻标记1和第二套刻标记2的高度。
[0008]图5是示出使用单一波长的光源时对应于晶圆与物镜的距离的检测器信号的大小变化的图。图5的(a)是使用短波长的光源的情况，(b)是使用长波长的光源的情况。
[0009]如图5的(a)和(b)所示，由于第一套刻标记1位于先形成的前一层，因此，在晶圆与物镜的距离近的区域中，基于第一套刻标记1的检测器信号具有最大值；并且由于第二套刻标记2位于形成在前一层上的当前层，因此，在晶圆与物镜的距离远的区域，基于第二套刻
标记2的检测器信号具有最大值。
[0010]然而，如从图5的(a)和(b)可以看出，根据光源的种类，最大值的大小存在较大的差异。当使用短波长的光源时，基于第二套刻标记2的检测器信号的最大值很大，而基于第一套刻标记1的检测器信号的最大值很小。因此，当使用短波长的光源时，存在难以准确地测量第一套刻标记1的高度的问题。相反，当使用长波长的光源时，存在难以精确地测量第二套刻标记2的高度的问题。
[0011]随着半导体工艺技术的发展，高度差较大，在有必要准确地测量光学性质不同的层之间的套刻误差的当前，对解决这种问题的要求正日益增加。
[0012]现有技术文献
[0013]韩国公开专利特2003
‑
0054781号
[0014]韩国授权专利第10
‑
0689709号
[0015]韩国授权专利第10
‑
1564312号

技术实现思路

[0016]技术问题
[0017]本专利技术旨在改善上述问题，其目的在于，提供一种能够准确地测量高度差大且光学性质彼此不同的层之间的套刻误差的新的套刻测量装置。
[0018]技术方案
[0019]为了达成上述目的，本专利技术提供一种套刻测量装置，其测量分别形成于晶圆的彼此不同的层的第一套刻标记与第二套刻标记之间的误差，所述套刻测量装置包括：第一光源，其照射第一光束；第一检测器，其获取出自所述第一光源并在所述晶圆的测量位置反射的所述第一光束的信号；第二光源，其照射波长不同于所述第一光束的第二光束；第二检测器，其获取出自所述第二光源并在所述晶圆的所述测量位置反射的所述第二光束的信号；物镜，其将所述第一光束和所述第二光束集光于所述晶圆的所述测量位置，并收集在所述测量位置反射的光束；致动器，其调节相对于所述晶圆的所述物镜的光轴方向的相对位置；控制单元，其控制所述致动器；以及高度检测单元，其基于对应于相对于所述晶圆的所述物镜的所述光轴方向的相对位置的变化的所述第一检测器的信号的变化检测所述第一套刻标记的高度，并基于对应于相对于所述晶圆的所述物镜的所述光轴方向的相对位置的变化的所述第二检测器的信号的变化检测所述第二套刻标记的高度。
[0020]此外，所提供的套刻测量装置还包括热镜，其配置于所述第一光源与所述物镜之间，并且朝向所述物镜反射出自所述第一光源的所述第一光束中的长波长的光。
[0021]此外，所提供的套刻测量装置还包括冷镜，其配置于所述第二光源与所述物镜之间，并且朝向所述物镜反射出自所述第二光源中的所述第二光束中的短波长的光。
[0022]此外，所提供的套刻测量装置还包括第一光圈，其将出自所述第一光源的所述第一光束的形态改变为对应于所述第一套刻标记的形态的形态。
[0023]此外，所提供的套刻测量装置还包括第二光圈，其将出自所述第二光源的所述第二光束的形态改变为对应于所述第二套刻标记的形态的形态。
[0024]此外，所提供的套刻测量装置还包括第一柱面透镜，其将出自所述第一光源的所述第一光束改变为线光束(line beam)。
[0025]此外，所提供的套刻测量装置还包括第二柱面透镜，其将出自所述第二光源的所述第二光束改变为线光束(line beam)。
[0026]此外，在所提供的套刻测量装置中，第一光束是红外线区域的光束，并且第二光束是紫外线区域的光束。
[0027]专利技术的效果
[0028]本专利技术的套刻测量装置对每个层使用不同波长的光测量高度，因而能够准确地测量高度。因此，具有能够准确度地测量高度差较大且光学性质彼此不同的层之间的套刻误差的优点。
附图说明
[0029]图1是套刻标记的平面图。
[0030]图2是图1所示的套刻标记的侧视图。
[0031]图3示出以图1所示的第一套刻标记为焦面获取的信号的每个位置的强度的变化波形。
[0032]图4示出以图1所示的第二套刻标记为焦本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种套刻测量装置，其测量分别形成于晶圆的彼此不同的层的第一套刻标记与第二套刻标记之间的误差，所述套刻测量装置的特征在于，包括：第一光源，其照射第一光束；第一检测器，其获取出自所述第一光源并在所述晶圆的测量位置反射的所述第一光束的信号；第二光源，其照射波长不同于所述第一光束的第二光束；第二检测器，其获取出自所述第二光源并在所述晶圆的所述测量位置反射的所述第二光束的信号；物镜，其将所述第一光束和所述第二光束集光于所述晶圆的所述测量位置，并收集在所述测量位置反射的光束；致动器，其调节相对于所述晶圆的所述物镜的光轴方向的相对位置；控制单元，其控制所述致动器；以及高度检测单元，其基于对应于相对于所述晶圆的所述物镜的所述光轴方向的相对位置的变化的所述第一检测器的信号的变化检测所述第一套刻标记的高度，并基于对应于相对于所述晶圆的所述物镜的所述光轴方向的相对位置的变化的所述第二检测器的信号的变化检测所述第二套刻标记的高度。2.根据权利要求1所述的套刻测量装置，其特征在于，还包括热镜，其配置于所述第一光源...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴奎南，申铉基，李声洙，
申请(专利权)人：奥路丝科技有限公司，
类型：发明
国别省市：