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KR101144402B1 - 광학적 계측에 이용되는 가상 프로파일 선택 방법 및 선택 시스템과, 컴퓨터 판독 가능 기억 매체 - Google Patents

광학적 계측에 이용되는 가상 프로파일 선택 방법 및 선택 시스템과, 컴퓨터 판독 가능 기억 매체 Download PDF

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KR101144402B1
KR101144402B1 KR1020040073762A KR20040073762A KR101144402B1 KR 101144402 B1 KR101144402 B1 KR 101144402B1 KR 1020040073762 A KR1020040073762 A KR 1020040073762A KR 20040073762 A KR20040073762 A KR 20040073762A KR 101144402 B1 KR101144402 B1 KR 101144402B1
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엠마뉴엘 드레지
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산자이 이듀
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니크힐 자카트달
로렌스 래인
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팀버 테크놀로지스, 인코포레이티드
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Abstract

광학적 계측을 이용하여 반도체 웨이퍼 상에 형성된 구조의 프로파일을 결정하는데 사용하도록 가상 프로파일을 사용하여 구조의 프로파일을 모델링한다. 가상 프로파일을 선택하기 위해, 웨이퍼 상에 형성된 구조의 측정 회절 신호들로부터 상기 측정 회절 신호의 대표적 샘플인 샘플 회절 신호가 얻어진다. 가상 프로파일을 정의하고 상기 얻어진 샘플 회절 신호로부터의 샘플 회절 신호를 이용하여 평가한다.

Description

광학적 계측에 이용되는 가상 프로파일 선택 방법 및 선택 시스템과, 컴퓨터 판독 가능 기억 매체{METHOD AND SYSTEM OF SELECTING A HYPOTHETICAL PROFILE TO USE IN OPTICAL METROLOGY, AND COMPUTER READABLE STORAGE MEDIUM THEREFOR}
도 1은 전형적인 광학적 계측 디바이스를 나타낸다.
도 2는 검사되는 구조의 프로파일을 모델링하는데 사용되는 전형적인 가상 프로파일을 나타낸다.
도 3은 구조의 검사에 사용되는 가상 프로파일을 선택하기 위한 전형적인 프로세스를 나타낸다.
도 4는 샘플 회절 신호를 얻기 위한 전형적인 프로세스를 나타낸다.
도 5는 가상 프로파일을 최적화하기 위한 전형적인 프로세스를 나타낸다.
도 6은 가상 프로파일을 최적화하기 위한 다른 전형적인 프로세스를 나타낸다.
도 7은 시뮬레이션된 회절 신호 및 가상 프로파일의 라이브러리를 최적화하기 위한 전형적인 프로세스를 나타낸다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 광학적 계측 시스템 102 : 주기적 회절 격자
104 : 웨이퍼 106 : 소스
108 : 입사 빔 110 : 회절 빔
112 : 검출기 114 : 처리 모듈
116 : 라이브러리 200 : 가상 프로파일
본 출원은 집적 회로(IC)의 계측에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 광학적 계측용 가상 프로파일의 선택에 관한 것이다.
기하학적으로 소형화되고 있는 IC 피쳐(feature)의 현재의 경향에 따라, 피쳐의 크기가 소형화됨에 따라 피쳐의 측정이 더욱 더 어려워지고 있다. 그러나, 피쳐의 치수가 허용 가능한 범위 이내인지 여부와, 예를 들어 특정 제조 프로세스에 의해 피쳐의 측벽이 테이퍼지는지, 수직으로 되는지, T형 상부를 갖는지, 언더컷으로 되는지 또는 토대를 갖는지의 여부를 결정하는 데에는, 회절 격자 또는 주기적 구조의 치수를 아는 것이 중요하다.
통상적으로는, 샘플을 쪼개어 주사 전자 현미경(SEM) 또는 유사한 디바이스에 의해 검사하고 있다. 단면 SEM법은 통상적으로 느리고, 고가이며 파괴적인 반면에, 임계 치수(CD) SEM 방법은 피쳐 상부에서 본 하나의 측정 수치만을 제공한다. 분광 반사 측정 및 타원 편광 분석(ellipsometry)을 사용하여 상기 구조에 빛을 조사하고 반사 빔을 측정한다. 일 용례에서는, 구조에 있어서 기지의 피쳐 폭에 대해 반사광의 스펙트럼을 측정하는 경험적 접근법을 이용하고 있다. 이 프로세스는, 구조의 치수의 프로파일 및 반사/회절광의 관련 스펙트럼 데이터가 한정된 라이브러리에 대해서도 시간이 소모되고 고가이다. 아울러, 인라인식의 집적 계측 용례에 대해서는 보다 신속한 CD 결정을 필요로 한다. 부가적으로, 라이브러리의 분해능이 증가함에 따라 라이브러리의 크기가 증가하고, 라이브러리의 생성 및 사용에 걸리는 시간도 지수적으로 증가한다.
집적 회로 구조의 회절 신호 및 관련 프로파일의 라이브러리 생성을 위한 하나의 방법은 구조의 가상 프로파일을 사용하여 시뮬레이션된 회절 신호를 계산하는 것을 포함한다. 이 방법을 이용하여 라이브러리를 생성하는데 필요한 시간은, 사용된 가상 프로파일 및 가상 프로파일을 나타내는데 사용된 파라미터의 수에 따라 달라진다. 통상적으로, 가상 프로파일이 더욱 복잡해지고 사용되는 파라미터가 더욱 많아짐에 따라, 보다 많은 시간 및/또는 연산 리소스가 필요하다.
전형적인 일 실시예에서, 광학적 계측을 이용하여 반도체 웨이퍼 상에 형성된 구조의 프로파일 결정에 사용하도록 가상 프로파일을 사용하여 구조 프로파일을 모델링한다. 가상 프로파일을 선택하기 위해, 웨이퍼 상에 형성된 구조의 측정 회절 신호로부터 측정 회절 신호의 대표적인 샘플인 샘플 회절 신호를 얻는다. 가상 프로파일을 정의하고, 얻어진 샘플 회절 신호로부터의 샘플 회절 신호를 이용하여 평가한다.
본 발명은 첨부 도면과 함께 이하의 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있으며, 도면에서 동일 부분은 동일 부호로 나타낸다.
다음 설명은 다수의 특정 구조, 파라미터 등을 개시한다. 그러나, 이러한 설명은 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니라 전형적인 실시예의 설명으로서 제공되는 것으로 인식되어야 한다.
1. 광학적 계측
도 1을 참조하면, 광학 계측 시스템(100)을 사용하여 반도체 웨이퍼 상에 형성된 구조를 검사 및 분석할 수 있다. 예를 들어, 광학적 계측 시스템(100)은 웨이퍼(104) 상에 형성된 주기적 회절 격자(102)의 프로파일을 결정하는데 사용될 수 있다. 주기적 회절 격자(102)는 웨이퍼(104) 상의 테스트 영역에, 예를 들어 웨이퍼(104) 상에 형성된 디바이스에 인접하게 형성될 수 있다. 대안으로, 주기적 회절 격자(102)는 디바이스의 동작과 간섭하지 않는 디바이스의 영역에 또는 웨이퍼(104) 상의 스크라이브 라인(scribe line)을 따라 형성될 수 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 광학적 계측 시스템(100)은 소스(106) 및 검출기(112)를 구비한 광도 측정 디바이스를 포함할 수 있다. 주기적 회절 격자(102)에는 소스(106)로부터의 입사 빔(108)이 조사된다. 본 전형적인 실시예에서는, 주기적 회절 격자(102)의 법선(
Figure 112009063470340-pat00001
)에 대한 입사각(0i) 및 방위각(Φ)[즉, 입사 빔(108)의 평면과 주기적 회절 격자(102)의 주기성의 방향 사이의 각]으로 입사 빔(108)이 주기적 회절 격자(102)를 향한다. 회절 빔(110)은 법선(
Figure 112009063470340-pat00002
)에 대하여 각 0d로 출사되고 검출기(112)에 의해 수신된다. 검출기(112)는 회절 빔(110)을 측정 회절 신호로 변환한다.
주기적 회절 격자(102)의 프로파일을 결정하기 위해, 광학적 계측 시스템(100)은 측정 회절 신호를 수신하고 측정 회절 신호를 분석하도록 구성된 처리 모듈(114)을 포함한다. 하기에 설명하는 바와 같이, 라이브러리 기반 프로세스 및 회귀 기반 프로세스를 이용하여 주기적 회절 격자(102)의 프로파일이 결정될 수 있다. 부가적으로, 다른 선형 또는 비선형 프로파일 추출 방법이 고려된다.
2. 구조의 프로파일을 결정하는 라이브러리 기반 프로세스
구조의 프로파일을 결정하는 라이브러리 기반 프로세스에서, 측정 회절 신호가 시뮬레이션된 회절 신호의 라이브러리와 비교된다. 보다 구체적으로, 라이브러리에 있어서 각각의 시뮬레이션된 회절 신호는 구조의 가상 프로파일과 관련되어 있다. 라이브러리에 있어서 시뮬레이션된 회절 신호 중 하나와 측정 회절 신호가 매칭되거나 측정 회절 신호와 시뮬레이션된 회절 신호 중 하나의 차가 미리 설정된 기준 또는 매칭 기준 내에 있으면, 매칭 시뮬레이션된 회절 신호와 관련된 가상 프로파일이 구조의 실제 프로파일을 나타내는 것으로 추정된다. 그후, 매칭 시뮬레이션된 회절 신호 및/또는 가상 프로파일을 사용하여 구조가 사양에 따라 제조되었는지 여부를 결정할 수 있다.
이와 같이, 다시 도 1을 참조하면, 전형적인 일 실시예에서, 측정 회절 신호를 얻은 뒤, 처리 모듈(114)은 측정 회절 신호와 라이브러리(116)에 저장된 시뮬레이션된 회절 신호를 비교한다. 라이브러리(116)에 있어서의 각각의 시뮬레이션된 회절 신호를 가상 프로파일과 연관시킬 수 있다. 따라서, 측정 회절 신호와 라이브러리(116)에 있어서의 시뮬레이션된 회절 신호 중 하나가 매치되면, 매칭 시뮬레이션된 회절 신호와 관련된 가상 프로파일이 주기적 회절 격자(102)의 실제 프로파일을 나타내는 것으로 추정할 수 있다.
라이브러리(116)에 저장된 가상 프로파일 세트는, 파라미터 세트를 이용하여 가상 프로파일의 특징을 부여한 다음, 파라미터 세트를 변화시켜 형상 및 치수가 변경된 가상 프로파일을 생성함으로써 생성될 수 있다. 파라미터 세트를 이용하여 프로파일의 특징을 부여하는 프로세스는 파라미터화(parameterizing)라고 할 수 있다.
예를 들어, 도 2a에 나타낸 바와 같이, 가상 프로파일(200)은 높이와 폭을 각각 정의하는 파라미터(h1, w1)에 의해 특징이 부여될 수 있다. 도 2b 내지 도 2e에 나타낸 바와 같이, 파라미터의 수를 증가시킴으로써 가상 프로파일(200)의 추가적인 형상 및 피쳐를 특징지을 수 있다. 예를 들어, 도 2b에 나타낸 바와 같이, 가상 프로파일(200)은 높이, 밑변 폭과 윗변 폭을 각각 정의하는 파라미터(h1, w1, w2)에 의해 특징지을 수 있다. 여기서, 가상 프로파일(200)의 폭은 임계 치수(CD)라 지칭할 수 있다. 예를 들어, 도 2b에서 파라미터(w1, w2)는 가상 프로파일(200)의 밑면 CD 및 윗면 CD를 각각 정의하는 것으로 설명될 수 있다.
상술한 바와 같이, 라이브러리(116)(도 1)에 저장된 가상 프로파일 세트는 가상 프로파일의 특징을 부여하는 파라미터를 변화시킴으로써 생성될 수 있다. 예를 들어, 도 2b를 참조하면, 파라미터 h1, w1, w2를 변화시킴으로써 상이한 형상 및 치수의 가상 프로파일을 생성할 수 있다. 여기서, 파라미터 중 1개, 2개 또는 3개 모두가 서로에 대해 변화할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 라이브러리(116)에 저장된 가상 프로파일 및 시뮬레이션된 회절 신호의 세트에 있어서 가상 프로파일 및 대응하는 시뮬레이션된 회절 신호의 개수[즉, 라이브러리(116)의 분해능 및/또는 범위]는, 파라미터 세트의 범위 및 파라미터 세트의 변화 증분에 부분적으로 좌우된다. 전형적인 일 실시예에서, 라이브러리(116)에 저장된 가상 프로파일 및 시뮬레이션된 회절 신호는 실제 구조로부터 측정 회절 신호를 얻기 전에 생성된다. 따라서, 라이브러리(116)의 생성에 사용되는 범위 및 증분(즉, 범위 및 분해능)은 구조의 제조 프로세스와의 밀접성(familiarity) 및 가능한 변화의 범위를 기초로 선택될 수 있다. 라이브러리(116)의 범위 및/또는 분해능은, 원자력 현미경(AFM), X-SEM 등을 이용한 측정과 같이 경험적인 측정을 기초로 선택될 수도 있다.
라이브러리 기반 프로세스에 대한 보다 상세한 설명에 대해서는, 2001년 7월 16일자 출원된 "GENERATION OF A LIBRARY OF PERIODIC GRATING DIFFRACTION SIGNALS"이라는 발명의 명칭의 미국 특허 출원 제 09/907,488 호를 참조하며, 이 특허 출원은 본 출원의 참조 문헌이 된다.
3. 구조의 프로파일을 결정하는 회귀 기반 프로세스
구조의 프로파일을 결정하는 회귀 기반 프로세스에 있어서, 측정 회절 신호는 시뮬레이션된 회절 신호(즉, 시험용 회절 신호)와 비교된다. 가상 프로파일용 파라미터 세트(즉, 시험용 파라미터)를 이용한 비교 이전에 시뮬레이션된 회절 신호가 생성된다(즉, 가상 프로파일). 측정 회절 신호와 시뮬레이션된 회절 신호가 매치되지 않거나 측정 회절 신호와 시뮬레이션된 회절 신호 중 하나의 차가 미리 설정된 기준 또는 매칭 기준 내에 있지 않으면, 다른 가상 프로파일용의 다른 파라미터 세트를 이용하여 다른 시뮬레이션된 회절 신호가 발생되고, 그 후 측정 회절 신호 및 새로 발생된 시뮬레이션된 회절 신호가 비교된다. 측정 회절 신호와 시뮬레이션된 회절 신호가 매치하거나 측정 회절 신호와 시뮬레이션된 회절 신호 중 하나가 미리 설정된 기준 또는 매칭 기준 내에 있으면, 매칭 시뮬레이션된 회절 신호와 관련된 가상 프로파일이 구조의 실제 프로파일을 나타내는 것으로 추정된다. 그 후, 매칭 시뮬레이션된 회절 신호 및/또는 가상 프로파일을 이용하여 구조가 사양에 따라 제조되었는지 여부를 결정할 수 있다.
이와 같이, 다시 도 1을 참조하면, 전형적인 일 실시예에서, 처리 모듈(114)은 가상 프로파일의 시뮬레이션된 회절 신호를 생성할 수 있고, 측정 회절 신호와 시뮬레이션된 회절 신호를 비교할 수 있다. 상술한 바와 같이, 측정 회절 신호와 시뮬레이션된 회절 신호가 매치하지 않거나 측정 회절 신호와 시뮬레이션된 회절 신호 중 하나의 차가 미리 설정된 기준 또는 매칭 기준 내에 있지 않으면, 처리 모듈(114)이 다른 가상 프로파일용의 다른 시뮬레이션된 회절 신호를 반복적으로 생성할 수 있다. 전형적인 일 실시예에서, 그 이후에 생성된 시뮬레이션된 회절 신호는 시뮬레이션 어닐링을 포함하는 전역적 최적화 방법, 최급강하 알고리즘을 포함하는 국소적 최적화 방법 등의 최적화 알고리즘을 이용하여 생성될 수 있다.
전형적인 일 실시예에서, 시뮬레이션된 회절 신호 및 가상 프로파일은 라이브러리(116)(즉, 동적 라이브러리)에 저장될 수 있다. 후속하여, 라이브러리(116)에 저장된 시뮬레이션된 회절 신호 및 가상 프로파일은 측정 회절 신호의 매칭에 이용될 수 있다.
회귀 기반 프로세스에 대한 보다 상세한 설명에 대해서는, 2001년 8월 6일자 출원된 "METHOD AND SYSTEM OF DYNAMIC LEARNING THROUGH A REGRESSION-BASED LIBRARY GENERATION PROGRESS"라는 발명의 명칭의 미국 특허 출원 제 09/923,578 호를 참조하며, 이 특허 출원은 본 출원의 참조 문헌이 된다.
4. 가상 프로파일 생성
상술한 바와 같이, 라이브러리 기반 프로세스 및 회귀 기반 프로세스에 있어서는, 가상 프로파일을 이용하여 검사되는 구조의 실제 프로파일을 모델링한다. 또한 상술한 바와 같이, 임의의 개수의 파라미터를 이용하여 가상 프로파일을 특징지을 수 있다. 가상 프로파일의 정확도는 파라미터의 개수를 증가시킴으로써 증가될 수 있다. 그러나, 파라미터 개수가 증가하면, 라이브러리가 대형화하고 및/또는 처리 시간이 증가할 수 있다.
예를 들어, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 3개의 파라미터(예를 들어, 도 2b의 h1, w1, w2)를 갖는 가상 프로파일은 2개의 파라미터(예를 들어, 도 2a의 h1, w1)를 갖는 가상 프로파일보다 정확할 수 있다. 그러나, 라이브러리 기반 프로세스에 있어서, 3개의 파라미터를 갖는 가상 프로파일은 2개의 파라미터를 갖는 가상 프로파일과 비교하여 추가의 치수를 갖는 라이브러리를 필요로 한다. 보다 구체적으로, 2개의 파라미터(이 예에서는, h1 및 w1)를 갖는 가상 프로파일의 라이브러리는 소정 범위에 걸쳐 변화된 h1 파라미터에 대응하는 h1 치수와, 소정 범위에 걸쳐 변화된 w1 파라미터에 대응하는 w1 치수를 포함한다. 이와 달리, 3개의 파라미터(이 예에서는 h1, w1, w2)를 갖는 가상 프로파일의 라이브러리는 소정 범위에 걸쳐 변화된 w2 파라미터에 대응하는 w2 치수를 또한 포함한다.
이와 같이, 검사되는 구조의 실제 프로파일이 2개의 파라미터를 이용하여 모델링될 수 있으면, 3개의 파라미터를 사용함으로 인하여, 라이브러리가 불필요하게 크게 된다. 그러나, 검사되는 구조의 실제 프로파일을 2개의 파라미터를 이용하여 모델링할 수 없다면, 2개의 파라미터만 이용함으로 인하여, 라이브러리가 충분한 정확도를 제공할 수 없게 된다.
마찬가지로, 회귀 기반 프로세스에 있어서, 검사되는 구조의 실제 프로파일이 2개의 파라미터를 이용하여 모델링될 수 있다면, 3개의 파라미터를 사용함으로 인하여, 충분한 매칭을 결정하도록 조정할 필요가 없는 파라미터 조정과 같은 불필요한 처리를 하게 된다. 그러나, 검사되는 구조의 실제 프로파일이 2개의 파라미터를 이용하여 모델링될 수 없는 경우에, 2개의 파라미터만 이용하면 매칭이 불충분해진다.
이와 같이, 도 3을 참조하면, 검사할 구조를 특징짓는데 사용되는 가상 프로파일을 선택하기 위한 전형적인 프로세스(300)가 서술된다. 전형적인 일 실시예에서, 전형적인 프로세스(300)는, 검사할 구조를 특징짓는데 사용되는 가상 프로파일을 선택할 때에 사용자가 따라야 하는 것을 지시하는 워크플로(workflow)이다. 전형적인 프로세스(300)는, 처리 모듈(114)(도 1)일 수도 있고 별도의 처리 모듈일 수도 있는 처리 모듈 상에서 작동하는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수 있는 것으로 인식되어야 한다.
302에서, 샘플 회절 신호가 얻어진다. 전형적인 일 실시예에서, 프로세스(300)를 행하기 전에, 제조 환경으로부터 측정 회절 신호를 얻는다. 측정 회절 신호는, 제조 환경에서 제조된, 웨이퍼 상에 형성된 구조의 회절 신호를 측정하는 광도 측정 디바이스(도 1)를 사용하여 얻을 수 있다. 본 전형적인 실시예에서, 구조의 프로파일도 얻어진다. 프로파일은 AFM, X-SEM 등의 각종 계측법을 이용하여 얻을 수 있다. 측정 회절 신호 및 대응하는 프로파일은 웨이퍼 상에 구조를 제조할 때의 변화를 특징짓는다. 측정 회절 신호 및 프로파일의 수는 비교적 클 수 있다. 예를 들어, 표준 300 밀리미터 웨이퍼는 수백 개의 다이를 가질 수 있으므로, 수천 개의 위치 조합으로부터 측정 회절 신호 및 프로파일을 얻을 수 있다. 이와 같이, 샘플 회절 신호는 측정 회절 신호의 대표적인 샘플이다.
도 4를 참조하면, 샘플 회절 신호를 얻기 위한 전형적인 프로세스(400)가 서술된다. 상술한 바와 같이, 샘플 회절 신호는 제조 환경으로부터의 측정 회절 신호의 대표적인 샘플이다. 측정 회절 신호를 정확하게 나타내기 위해, 전형적인 프로세스(400)는 거의 동일한 간격으로 최대 간격을 갖는 최소수의 샘플 회절 신호를 검색한다. 측정 회절 신호의 개수가 2 또는 심지어 단지 1과 같이 비교적 작은 경우에는, 프로세스(400)를 생략할 수 있다.
402에서 측정 회절 신호가 얻어진다. 404에서 샘플 인덱스가 결정된다. 샘플 인덱스는 샘플 회절 신호간 간격에 대응한다. 406에서는 샘플 인덱스에 대응하는 샘플 회절 신호를 기초로 샘플 인덱스와 관련된 비용 분포가 결정된다. 408에서는, 결정된 비용 분포를 비용 기준과 비교하여 비용 기준을 만족하는지 여부를 결정한다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 비용 기준을 만족하지 않으면, 다른 샘플 인덱스가 결정된다. 보다 구체적으로, 본 전형적인 실시예에서는, 샘플 회절 신호 수의 증가 및 샘플 회절 신호간 간격의 감소에 대응하여 샘플 인덱스가 증가한다.
비용 기준을 만족하면, 410에서 샘플 회절 신호가 결정된다. 보다 구체적으로, 404에서 결정된 샘플 인덱스는 샘플 회절 신호로서 선택된 측정 회절 신호에 대응한다.
전형적인 일 실시예에서, 408에서 사용된 비용 기준은 상대적 기준일 수 있다. 예를 들어, 404 및 406이 반복될 때에 비용 분포에 있어서 퍼센트 변화를 비용 기준으로 사용할 수 있다. 보다 구체적으로, 404 및 406이 반복될 때 최대 비용 분포가 기록되고 유지된다. 비용 분포는 최대 비용 분포의 0.5%와 같은 퍼센트일 수 있다. 이와 같이, 비용 분포의 변화가 최대 비용 분포의 0.5% 미만이 될 때까지 404 및 406이 반복된다.
대안으로, 408에서 사용되는 비용 기준은 고정 기준일 수 있다. 예를 들어, 비용 기준은 고정량일 수 있으며, 이는 측정 회절 신호를 얻는데 사용되는 광도 측정 디바이스(도 1)의 종류에 좌우될 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 304에서는, 검사할 구조의 프로파일을 특징짓기 위해 가상 프로파일이 정의된다. 상술한 바와 같이, 가상 프로파일은 검사할 구조의 프로파일 형상을 특징짓는 파라미터를 포함한다. 306에서는 302에서 얻어진 샘플 회절 신호를 기초로 304에서 정의된 가상 프로파일이 평가된다.
도 5를 참조하면, 304(도 3)에서 정의된 가상 프로파일을 평가하기 위한 전형적인 프로세스(500)가 서술된다. 502에서는, 302(도 3)에서 얻어진 샘플 회절 신호로부터 샘플 회절 신호가 얻어진다. 전형적인 일 실시예에서, 502에서 얻어진 샘플 회절 신호는 302(도 3)에서 얻어진 샘플 회절 신호 범위의 중심에 가장 가까운 회절 신호이다. 504에서는, 회귀를 이용하여 502에서 얻어진 샘플 회절 신호에 대응하는 시뮬레이션된 회절 신호를 결정할 수 있다. 정의된 가상 프로파일의 최적화에 관한 보다 상세한 설명에 대해서는, 2001년 7월 16일자 출원된 "GENERATION OF A LIBRARY OF PERIODIC GRATING DIFFRACTION SIGNALS"라는 발명의 명칭의 미국 특허 출원 제 09/907,448 호를 참조하며, 이 특허 출원은 본 출원의 참조 문헌이 된다.
504의 시뮬레이션된 회절 신호는 엄밀한 결합파 분석(RCWA; Rigorous coupled wave analysis), 적분법, 프레넬법(Fresnel method), 유한 분석, 모드 해석(modal analysis) 등의 모델링 방법을 이용하여 생성될 수 있다. RCWA에 대한 상세한 설명에 대해서는, 2001년 1월 25일자 출원된 "CACHING OF INTRA-LAYER CALCULATIONS FOR RAPID RIGOROUS COUPLED-WAVE ANALYSES"라는 발명의 명칭의 미국 특허 출원 제 09/923,578 호를 참조하며, 이 특허 출원은 본 출원의 참조 문헌이 된다. 시뮬레이션된 회절 신호는 기계 학습 시스템을 이용하여 발생할 수도 있다. 기계 학습 시스템에 대한 보다 상세한 설명에 대해서는 2003년 6월 27일자 출원된 "OPTICAL METROLOGY OF STRUCTURES FORMED ON SEMICONDUCTOR WAFERS USING MACHINE LEARNING SYSTEMS"라는 발명의 명칭의 미국 특허 출원 제 10/608,300 호를 참조하며, 이 특허 출원은 본 출원의 참조 문헌이 된다.
계속해서 도 5를 참조하면, 506에서, 샘플 회절 신호 및 시뮬레이션된 회절 신호를 기초로 적합도(GOF; goodness of fit)가 결정된다. 여기서, GOF는 계량 비교 신호의 예로서 참조되는 것으로 인식되어야 한다. 그 밖에 이러한 계량에는, 비용, 합 제곱 오차(SSE; sum-squared error) 등이 포함되며, GOF 대신에 또는 추가로 사용될 있다. 508에서는, 506에서 결정된 GOF를 GOF 기준과 비교하여 GOF 기준을 만족하는지 여부를 결정한다.
도 5에 나타낸 바와 같이, GOF 기준을 만족하지 않으면, 510에서 가상 프로파일이 변경된다. 보다 구체적으로, 도 5의 510은 도 3에 나타낸 바와 같이 306으로부터 304로의 반복에 대응할 수 있다. 따라서, GOF 기준을 만족할 때까지 새로운 가상 프로파일이 정의될 수 있다.
또한 도 5에 나타낸 바와 같이, GOF 기준을 만족하면, 가상 프로파일의 안정성을 확인하기 위해 다른 샘플 회절 신호에 대해 프로세스(500)가 반복될 수 있으며, 이는 가상 프로파일을 사용하여 일관된 결과가 얻어지는 것을 의미한다. 이런 방식으로, 302(도 3)에서 얻어진 샘플 회절 신호의 모든 회절 신호들을 프로세스(500)를 이용하여 평가할 수 있다. 그러나 프로세스(500)를 반복할 필요는 없다는 것을 인식해야 한다. 대신에, GOF 기준을 만족할 경우에는, 도 3을 참조하여 프로세스(300)가 306에서 308로 진행할 수 있다.
도 6을 참조하면, 304(도 3)에서 정의된 가상 프로파일을 평가하기 위한 다른 전형적인 프로세스(600)가 서술된다. 602에서는 302(도 3)에서 얻어진 샘플 회절 신호로부터 샘플 회절 신호가 얻어진다. 604에서는 샘플 회절 신호를 기초로 시뮬레이션된 회절 신호가 결정된다. 상술한 바와 같이, 엄밀한 결합파 분석(RCWA), 적분법, 프레넬법, 유한 분석, 모드 해석 등의 모델링 방법, 또는 기계 학습 시스템을 이용하여 시뮬레이션된 회절 신호가 생성될 수 있다.
606에서는 샘플 회절 신호 및 시뮬레이션된 회절 신호를 기초로 전역적 최소 오차(GME)가 결정된다. 전형적인 일 실시예에서, 시뮬레이션된 회절 신호에 대응하는 가상 프로파일과 샘플 회절 신호에 대응하는 프로파일의 치수 및/또는 피쳐의 비교를 기초로 GME가 결정된다. 608에서는, 606에서 결정된 GME를 GME 기준과 비교하여 GME 기준을 만족하는지 여부를 결정한다. 전형적인 일 실시예에서, GME 기준은 30 나노미터와 같이 고정된 양이다.
도 6에 나타낸 바와 같이, GME 기준이 초과되면, 610에서 가상 프로파일이 변경된다. 보다 구체적으로, 도 6의 610은 도 3에 나타낸 바와 같이 306으로부터 304로의 반복에 대응할 수 있다. 따라서, GME 기준을 만족할 때까지 새로운 가상 프로파일이 정의될 수 있다.
또한 도 6에 나타낸 바와 같이, GME 기준이 초과되지 않으면, 가상 프로파일의 안정성을 확인하기 위해 다른 샘플 회절 신호에 대해 프로세스(600)가 반복될 수 있다. 보다 구체적으로, 612에서는, 현재의 샘플 회절 신호가 302(도 3)에서 얻어진 샘플 회절 신호 중 최종 샘플 회절 신호인지에 대하여 결정된다. 현재의 샘플 회절 신호가 최종 샘플 회절 신호가 아니면, 다른 샘플 회절 신호에 대해 프로세스(600)가 반복된다. 현재의 샘플 회절 신호가 최종 샘플 회절 신호이면, 614에서 프로세스(600)가 종료된다. 보다 구체적으로, 도 3을 참조하면, 프로세스(300)가 306으로부터 308로 진행할 수 있다.
프로세스(600)에서, 가상 프로파일의 안정성을 확인하기 위해 GME가 사용된다. 그러나, 가상 프로파일이 안정적인 것으로 알려진 경우, GME는 하나 이상의 전역적 검색 알고리즘의 성능을 평가하는데 사용될 수 있는 것으로 인식되어야 한다.
프로세스(500)(도 5) 및 프로세스(600)(도 6)는 독립적으로 또는 조합으로 행해질 수 있는 것으로 인식되어야 한다. 예를 들어, 사용자에게 프로세스(500) 또는 프로세스(600) 중 어느 것을 실행할 것인지에 대한 옵션이 제공된다. 대안으로, 프로세스(500)를 행한 후 프로세스(600)를 행할 수도 있고, 그 반대로 행할 수도 있다.
도 3을 참조하면, 308에서는, 정의된 가상 프로파일을 기초로 감도 분석을 행하여 정의된 가상 프로파일을 특징짓는 파라미터의 감도를 결정한다. 보다 구체적으로, 전형적인 일 실시예에서는, 정의된 가상 프로파일을 특징짓는 파라미터 값의 세트를 이용하여 정의된 가상 프로파일에 대한 시뮬레이션된 회절 신호를 생성한다. 다음에, 정의된 가상 프로파일을 특징짓는 하나 이상의 파라미터 값을 다른 파라미터 정수를 유지하면서 변경한다. 변경된 값을 기초로 다른 시뮬레이션된 회절 신호를 생성한다. 2개의 시뮬레이션된 회절 신호를 비교함으로써 변경된 하나 이상의 파라미터의 감도를 결정한다. 예를 들어, 하나 이상의 파라미터의 감도는 시뮬레이션된 회절 신호의 변경의 합 제곱 오차(SSE)를 계산함으로써 표현될 수 있다. 가상 프로파일을 특징짓는 파라미터의 감도 결정에 관한 보다 상세한 설명에 대해서는, 본 출원의 참조 문헌이 되는 2002년 7월 25일자 출원된 "MODEL AND PARAMETER SELECTION FOR OPTICAL METROLOGY"라는 발명의 명칭의 미국 특허 출원 제 10/206,491 호와, 본 출원의 참조 문헌이 되며 2003년 3월 25일자 출원된 "OPTIMIZED MODEL AND PARAMETER SELECTION FOR OPTICAL METROLOGY"라는 발명의 명칭의 미국 특허 출원 제 10/397,631 호를 참조한다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 결정된 감도가 허용 가능하지 않으면, 다른 가상 프로파일이 정의될 수 있고, 새로운 가상 프로파일에 대해 306 및 308을 반복할 수 있다. 사용자에게 결정된 감도를 제공하여 사용자가 결정된 감도가 허용 가능한지 여부를 결정하도록 할 수 있다. 대안으로, 결정된 감도가 허용 가능한지 여부를 자동으로 결정하도록 감도 기준을 정의할 수 있다.
5. 라이브러리 최적화
프로세스(300)(도 3)를 이용하여 정의된 가상 프로파일을 사용하여 구조의 알려지지 않은 프로파일을 결정하기 위한 라이브러리 기반 프로세스에서 라이브러리를 생성할 수 있다. 보다 구체적으로, 정의된 가상 프로파일을 특징짓는 각각의 파라미터가 소정 범위에 걸쳐 변경될 수 있고, 정의된 가상 프로파일의 파라미터 각각의 변화에 대해 시뮬레이션된 회절 신호를 생성하여 가상 프로파일 및 시뮬레이션된 회절 신호의 라이브러리를 생성할 수 있다. 프로세스(300)(도 3)에서는, 샘플 회절 신호를 사용하여 정의된 가상 프로파일을 사용하여 풀(full) 라이브러리를 생성하기 전에 정의된 가상 프로파일의 안정성을 평가한다. 또한 302에서 얻어진 샘플 회절 신호를 라이브러리의 최적화에 사용할 수도 있다.
전형적인 일 실시예에서, 도 7을 참조하면, 풀 라이브러리를 생성하기 전에 전형적인 프로세스(700)를 이용하여 라이브러리에 대한 오차 및 예상 정확도를 얻을 수 있다. 702에서는, 302(도 3)에서 얻어진 샘플 회절 신호에 대응하는 샘플 프로파일이 얻어진다. 704에서는, 702에서 얻어진 샘플 회절 신호를 기초로 미니 라이브러리가 생성된다. 보다 구체적으로, 각각의 샘플 회절 신호는 프로파일 파라미터 값의 세트에 대응한다. 각각의 프로파일 파라미터는 샘플 회절 신호에 대응하는 파라미터 값을 중심으로 작은 범위에 걸쳐 변경된다. 풀 라이브러리 생성 프로세스와 비슷하게, 프로파일 파라미터는 풀 라이브러리에 사용되는 각각의 파라미터에 대해 대응하는 결과를 이용하여 대응 범위에 걸쳐 변경된다. 그러나, 미니 라이브러리는 생성될 풀 라이브러리보다 크기가 작다. 전형적인 일 실시예에서, 각각의 미니 라이브러리는 차원당 2 포인트를 포함하며, 이는 정의된 가상 프로파일의 파라미터에 대응한다. 그 후 706에서, 미니 라이브러리가 사용되어 테스트 회절 신호를 처리한다.
708에서는, 미니 라이브러리를 이용한 테스트 회절 신호의 처리 결과를 기초로 추정 오차 및 정확도를 결정한다. 보다 구체적으로, 기지의 샘플 회절 신호 및 프로파일로부터의 프로파일 편차를 사용하여, STEYX 함수 등의 표준 오차 함수를 이용한 라이브러리 표준 오차를 추정할 수 있다. 전형적인 일 실시예에서, 샘플 회절 신호 세트가 얻어지는데, 이는 동일한 광도 측정 디바이스를 이용하여 웨이퍼 상의 동일 위치로부터 얻어진다. 이 전형적인 실시예에서, 라이브러리의 정확도는 샘플 회절 신호 세트의 표준 편차의 3배로서 정의된다.
710에서는, 오차 및 정확도가 허용 가능한지 여부에 대해 결정된다. 예를 들어, 사용자에게 결정된 오차 및 정확도를 제공하여 사용자가 결정된 오차 및 정확도가 허용 가능한지 여부를 결정하도록 할 수 있다. 대안으로, 결정된 오차 및 정확도가 허용 가능한지 여부를 자동으로 결정하도록 오차 및 정확도 기준을 정의할 수 있다. 전형적인 일 실시예에서, 오차 및 정확도 기준은 풀 라이브러리가 사용되는 광도 측정 디바이스와 관련된 오차보다 대략 한자릿수 작은 크기이다. 예를 들어, 광도 측정 디바이스와 관련된 오차가 약 5 나노미터일 때 오차 및 정확도 기준은 약 1 나노미터이다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 결정된 오차 및 정확도가 허용 가능하면, 712에서 풀 라이브러리가 생성된다. 결정된 오차 및 정확도가 허용 가능하지 않으면 714에서 라이브러리의 범위 및/또는 분해능이 변경될 수 있고, 704에서 시작하여 프로세스(700)가 반복될 수 있다.
6. 측정 다이 패턴 결정
상술한 바와 같이, 웨이퍼는 수백 개의 다이를 가질 수 있으므로, 수천 개의 위치 조합으로부터 측정 회절 신호 및 프로파일을 얻을 수 있다. 302에서 얻어진 샘플 회절 신호는 웨이퍼로부터 얻어진 측정 회절 신호의 대표적인 샘플이다.
전형적인 일 실시예에서, 샘플 회절 신호가 얻어지는 웨이퍼 상의 위치가 측정 다이 패턴으로서 사용될 수 있다. 보다 구체적으로, 제조된 웨이퍼를 검사할 때, 측정 다이 패턴을 사용하여 고도의 프로세스 제어 및 프로세스 특성화에서 검사될 웨이퍼 상의 위치를 결정할 수 있다.
예를 들어, 라이브러리 기반 프로세스에서는, 측정 다이 패턴에 대응하는 웨이퍼 상에 위치하는 구조로부터 측정 회절 신호가 얻어진다. 측정 회절 신호를 시뮬레이션된 회절 신호의 라이브러리와 비교하여 매칭 가상 프로파일을 결정하여 구조의 프로파일을 결정한다.
전형적인 실시예를 설명하였지만, 본 발명의 사상 및/또는 범위를 벗어나지 않으면서 다양한 변형이 있을 수 있다. 따라서, 본 발명은 도면 및 상기 설명에 나타낸 특정 형태에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 발명에 의하면, 반도체 웨이퍼 상에 형성된 구조의 프로파일을 모델링하기 위한 가상 프로파일을 선택하여, 광학적 계측을 이용한 반도체 웨이퍼 상에 형성된 구조의 프로파일 결정에 사용할 수 있다.

Claims (35)

  1. 광학적 계측을 이용하여 반도체 웨이퍼 상에 형성된 구조의 프로파일을 결정하는데 사용하기 위하여, 상기 구조의 프로파일을 모델링하는 가상 프로파일 선택 방법으로서,
    상기 웨이퍼 상에 형성된 구조의 측정 회절 신호로부터 상기 측정 회절 신호의 대표적 샘플인 샘플 회절 신호를 얻는 단계;
    상기 웨이퍼 상에 형성된 구조의 프로파일을 모델링하기 위한 가상 프로파일을 정의하는 단계; 및
    얻어진 샘플 회절 신호로부터의 샘플 회절 신호를 이용하여 상기 가상 프로파일을 평가하는 단계
    를 포함하는 가상 프로파일 선택 방법.
  2. 제1항에 있어서, 샘플 회절 신호를 얻는 상기 단계는,
    상기 웨이퍼 상에 형성된 구조의 복수의 위치로부터 측정 회절 신호를 얻는 단계;
    상기 샘플 회절 신호의 개수 및 간격에 대응하는 샘플 인덱스(sample index)를 결정하는 단계;
    결정된 샘플 인덱스와 관련된 비용 분포를 결정하는 단계; 및
    결정된 비용 분포가 비용 기준을 만족하지 않는 경우에 상기 샘플 인덱스를 조정하는 단계를 포함하는 것인 가상 프로파일 선택 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 비용 기준은 상기 비용 분포의 퍼센트 변화 또는 고정량인 것인 가상 프로파일 선택 방법.
  4. 제1항에 있어서, 가상 프로파일을 정의하는 상기 단계는,
    2개 이상의 파라미터를 이용하여 상기 가상 프로파일을 특징짓는 단계를 포함하는 것인 가상 프로파일 선택 방법.
  5. 제1항에 있어서, 가상 프로파일을 평가하는 상기 단계는,
    (a) 얻어진 샘플 회절 신호로부터의 샘플 회절 신호에 액세스하는 단계;
    (b) 상기 샘플 회절 신호에 대응하는 시뮬레이션된 회절 신호를 결정하는 단계;
    (c) 상기 샘플 회절 신호와 상기 시뮬레이션된 회절 신호간의 적합도를 결정하는 단계;
    (d) 상기 적합도가 적합도 기준을 만족하지 않을 경우에 상기 가상 프로파일을 수정하는 단계를 포함하는 것인 가상 프로파일 선택 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 단계 (a), (b), (c) 및 (d)가 상기 샘플 회절 신호 각각에 대해 반복되는 것인 가상 프로파일 선택 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 단계 (a)에서 액세스된 샘플 회절 신호는 샘플 회절 신호 범위의 중심에 가장 가까운 것인 가상 프로파일 선택 방법.
  8. 제1항에 있어서, 가상 프로파일을 평가하는 상기 단계는,
    (a) 샘플 회절 신호를 얻는 단계;
    (b) 상기 샘플 회절 신호에 대응하는 시뮬레이션된 회절 신호를 결정하는 단계;
    (c) 전역적 최소 오차를 결정하는 단계;
    (d) 상기 전역적 최소 오차가 전역적 최소 오차 기준을 초과할 경우에 상기 가상 프로파일을 수정하는 단계를 포함하는 것인 가상 프로파일 선택 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 단계 (a), (b), (c) 및 (d)가 상기 샘플 회절 신호 각각에 대해 반복되는 것인 가상 프로파일 선택 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 전역적 최소 오차는 하나 이상의 전역적 검색 알고리즘의 성능 평가에 사용되는 것인 가상 프로파일 선택 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 가상 프로파일을 특징짓는 하나 이상의 파라미터에 대한 감도를 결정하는 단계; 및
    결정된 감도가 허용 가능하지 않거나 감도 기준을 만족하지 않을 경우에 상기 가상 프로파일을 수정하는 단계를 더 포함하는 것인 가상 프로파일 선택 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 얻어진 샘플 회절 신호를 기초로, 생성될 풀 라이브러리(full library)보다 크기가 작은 하나 이상의 미니 라이브러리를 생성하는 단계;
    상기 하나 이상의 미니 라이브러리를 이용하여 테스트 회절 신호를 처리하는 단계; 및
    상기 테스트 회절 신호의 처리 결과를 기초로 평균 오차 및 정확도를 추정하는 단계를 더 포함하는 것인 가상 프로파일 선택 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    추정된 평균 오차 및 정확도가 허용 가능한지 여부를 결정하는 단계; 및
    상기 추정된 평균 오차 및 정확도가 허용 가능한 것으로 결정된 경우에 풀 라이브러리를 생성하는 단계를 더 포함하는 것인 가상 프로파일 선택 방법.
  14. 제13항에 있어서, 추정된 평균 오차 및 정확도가 허용 가능한지 여부를 결정하는 상기 단계는,
    상기 추정된 평균 오차 및 정확도를 사용자에게 제공하는 단계를 포함하는 것인 가상 프로파일 선택 방법.
  15. 제13항에 있어서, 추정된 평균 오차 및 정확도가 허용 가능한지 여부를 결정하는 상기 단계는,
    상기 추정된 평균 오차 및 정확도가 오차 및 정확도 기준을 만족하는지 여부를 결정하는 단계를 포함하며,
    상기 정확도 기준은 상기 풀 라이브러리에 대해 사용되는 광도 측정 디바이스와 관련된 오차보다 한자리수 작은 크기인 것인 가상 프로파일 선택 방법.
  16. 제13항에 있어서,
    생성된 풀 라이브러리를 이용하여 테스트 회절 신호를 처리하는 단계; 및
    상기 테스트 회절 신호의 처리 결과를 기초로 상기 풀 라이브러리에 대한 평균 오차 및 정확도를 추정하는 단계를 더 포함하는 것인 가상 프로파일 선택 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    추정된 평균 오차 및 정확도가 허용 가능하지 않은 경우에, 상기 가상 프로파일을 특징짓는 하나 이상의 파라미터의 범위 또는 분해능, 또는 이들 양자를 변경하는 단계를 더 포함하는 것인 가상 프로파일 선택 방법.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 샘플 회절 신호를 기초로 측정 다이 패턴을 결정하는 단계를 더 포함하며,
    상기 측정 다이 패턴에 있어서 각각의 위치는 상기 샘플 회절 신호가 얻어진 상기 웨이퍼 상의 각각의 위치에 대응하는 것인 가상 프로파일 선택 방법.
  19. 삭제
  20. 광학적 계측을 이용하여 반도체 웨이퍼 상에 형성된 구조의 프로파일을 결정하는데 사용하기 위하여, 상기 구조의 프로파일을 모델링하는 가상 프로파일을 선택하기 위한 컴퓨터 실행 가능 코드를 포함하는 컴퓨터 판독 가능 기억 매체로서,
    상기 웨이퍼 상에 형성된 구조의 측정 회절 신호로부터 상기 측정 회절 신호의 대표적 샘플인 샘플 회절 신호를 얻는 단계;
    상기 웨이퍼 상에 형성된 구조의 프로파일을 모델링하기 위한 가상 프로파일을 정의하는 단계; 및
    얻어진 샘플 회절 신호로부터의 샘플 회절 신호를 이용하여 상기 가상 프로파일을 평가하는 단계를 실행할 것을 컴퓨터에 지시하는 컴퓨터 판독 가능 기억 매체.
  21. 제20항에 있어서, 샘플 회절 신호를 얻는 상기 단계는,
    상기 웨이퍼 상에 형성된 구조의 복수의 위치로부터 측정 회절 신호를 얻는 단계;
    상기 샘플 회절 신호의 개수 및 간격에 대응하는 샘플 인덱스를 결정하는 단계;
    결정된 샘플 인덱스와 관련된 비용 분포를 결정하는 단계; 및
    결정된 비용 분포가 비용 기준을 만족하지 않을 경우에 상기 샘플 인덱스를 조정하는 단계를 포함하는 것인 컴퓨터 판독 가능 기억 매체.
  22. 제20항에 있어서, 가상 프로파일을 평가하는 상기 단계는,
    얻어진 샘플 회절 신호로부터의 샘플 회절 신호에 액세스하는 단계;
    상기 샘플 회절 신호에 대응하는 시뮬레이션된 회절 신호를 결정하는 단계;
    상기 샘플 회절 신호와 상기 시뮬레이션된 회절 신호간의 적합도를 결정하는 단계; 및
    상기 적합도가 적합도 기준을 만족하지 않을 경우에 상기 가상 프로파일을 수정하는 단계를 포함하는 것인 컴퓨터 판독 가능 기억 매체.
  23. 제20항에 있어서, 가상 프로파일을 평가하는 상기 단계는,
    얻어진 샘플 회절 신호로부터의 샘플 회절 신호에 액세스하는 단계;
    상기 샘플 회절 신호에 대응하는 시뮬레이션된 회절 신호를 결정하는 단계;
    전역적 최소 오차를 결정하는 단계; 및
    상기 전역적 최소 오차가 전역적 최소 오차 기준을 초과하는 경우에 상기 가상 프로파일을 수정하는 단계를 포함하는 것인 컴퓨터 판독 가능 기억 매체.
  24. 제20항에 있어서,
    상기 가상 프로파일을 특징짓는 하나 이상의 파라미터에 대한 감도를 결정하는 단계; 및
    결정된 감도가 허용 가능하지 않거나 감도 기준을 만족하지 않을 경우에 상기 가상 프로파일을 수정하는 단계를 더 포함하는 것인 컴퓨터 판독 가능 기억 매체.
  25. 제20항에 있어서,
    상기 얻어진 샘플 회절 신호를 기초로, 생성될 풀 라이브러리보다 크기가 작은 하나 이상의 미니 라이브러리를 생성하는 단계;
    상기 하나 이상의 미니 라이브러리를 이용하여 테스트 회절 신호를 처리하는 단계; 및
    상기 테스트 회절 신호의 처리 결과를 기초로 평균 오차 및 정확도를 추정하는 단계를 더 포함하는 것인 컴퓨터 판독 가능 기억 매체.
  26. 제25항에 있어서,
    추정된 평균 오차 및 정확도가 허용 가능한 경우에 풀 라이브러리를 생성하는 단계; 및
    추정된 평균 오차 및 정확도가 허용 가능하지 않은 경우에 상기 가상 프로파일을 특징짓는 하나 이상의 파라미터의 범위 또는 분해능, 또는 이들 양자를 변경하는 단계를 더 포함하는 것인 컴퓨터 판독 가능 기억 매체.
  27. 제20항에 있어서,
    상기 샘플 회절 신호를 기초로 측정 다이 패턴을 결정하는 단계를 더 포함하며,
    상기 측정 다이 패턴에 있어서 각각의 위치는 상기 샘플 회절 신호가 얻어진 상기 웨이퍼 상의 각각의 위치에 대응하는 것인 컴퓨터 판독 가능 기억 매체.
  28. 광학적 계측을 이용하여 반도체 웨이퍼 상에 형성된 구조의 프로파일을 결정하는데 사용하기 위하여, 상기 구조의 프로파일을 모델링하는 가상 프로파일을 선택하기 위한 시스템으로서,
    상기 웨이퍼 상에 형성된 구조로부터 측정 회절 신호를 얻도록 구성된 광도 측정 디바이스; 및
    상기 측정 회절 신호로부터 상기 측정 회절 신호의 대표적 샘플인 샘플 회절 신호를 얻고, 얻어진 샘플 회절 신호로부터의 샘플 회절 신호를 이용하여 가상 프로파일을 평가하도록 구성된 처리 모듈
    을 포함하는 가상 프로파일 선택 시스템.
  29. 제28항에 있어서, 상기 처리 모듈은,
    샘플 회절 신호의 개수 및 간격에 대응하는 샘플 인덱스를 결정하고;
    결정된 샘플 인덱스와 관련된 비용 분포를 결정하고;
    결정된 비용 분포가 비용 기준을 만족하지 않는 경우에 상기 샘플 인덱스를 조정함으로써,
    상기 샘플 회절 신호를 얻도록 구성되는 것인 가상 프로파일 선택 시스템.
  30. 제28항에 있어서, 상기 처리 모듈은,
    얻어진 샘플 회절 신호로부터의 샘플 회절 신호에 액세스하고;
    상기 샘플 회절 신호에 대응하는 시뮬레이션된 회절 신호를 결정하고;
    상기 샘플 회절 신호와 상기 시뮬레이션된 회절 신호간의 적합도를 결정하고;
    상기 적합도가 적합도 기준을 만족하지 않는 경우에 상기 가상 프로파일을 수정함으로써,
    상기 가상 프로파일을 평가하도록 구성되는 것인 가상 프로파일 선택 시스템.
  31. 제28항에 있어서, 상기 처리 모듈은,
    얻어진 샘플 회절 신호로부터의 샘플 회절 신호에 액세스하고;
    상기 샘플 회절 신호에 대응하는 시뮬레이션된 회절 신호를 결정하고;
    전역적 최소 오차를 결정하고;
    상기 전역적 최소 오차가 전역적 최소 오차 기준을 초과하는 경우에 상기 가상 프로파일을 수정함으로써, 상기 가상 프로파일을 평가하도록 구성되는 것인 가상 프로파일 선택 시스템.
  32. 제28항에 있어서, 상기 처리 모듈은, 상기 가상 프로파일을 특징짓는 하나 이상의 파라미터에 대한 감도를 결정하도록 구성되는 것인 가상 프로파일 선택 시스템.
  33. 제28항에 있어서, 상기 처리 모듈은,
    얻어진 샘플 회절 신호를 기초로, 생성될 풀 라이브러리보다 크기가 작은 하나 이상의 미니 라이브러리를 생성하고;
    상기 하나 이상의 미니 라이브러리를 이용하여 테스트 회절 신호를 처리하고;
    상기 테스트 회절 신호의 처리 결과를 기초로 평균 오차 및 정확도를 추정하도록 구성되는 것인 가상 프로파일 선택 시스템.
  34. 제33항에 있어서, 상기 처리 모듈은,
    추정된 평균 오차 및 정확도가 허용 가능한 경우에 풀 라이브러리를 생성하고;
    추정된 평균 오차 및 정확도가 허용 가능하지 않은 경우에 상기 가상 프로파일을 특징짓는 하나 이상의 파라미터의 범위 또는 분해능, 또는 이들 양자를 변경하도록 구성되는 것인 가상 프로파일 선택 시스템.
  35. 제28항에 있어서, 상기 처리 모듈은, 상기 샘플 회절 신호를 기초로 측정 다이 패턴을 결정하도록 구성되며,
    상기 측정 다이 패턴에 있어서 각각의 위치는 상기 샘플 회절 신호가 얻어진 상기 웨이퍼 상의 각각의 위치에 대응하는 것인 가상 프로파일 선택 시스템.
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