(57)【要約】      （修正有）【課題】パターン援用補正を用いる局所的位相アンラッピングの方法とシステムを提供する。【解決手段】ウェハ計測計システムは、干渉計サブシステム１４０ａ、１４０ｂと、コントローラ１３０を含む。干渉計サブシステムは、ウェハ表面の変調表現に対応する強度マップを有する干渉画像を生成するように構成される。さらに、干渉計サブシステムは、干渉画像を作成するように構成された検出器１１６ａ、１１６ｂを含む。コントローラ１３０は、１つまたは複数のプロセッサ１３２を含み、これらは、干渉画像のラップト（畳み込み）位相マップ(wrapped phase map)を生成し、ウェハ上の特徴物に関連するパターンを定義し、位相アンラッピング手順をラップト位相マップに適用してアンラップト位相マップを生成し、アンラップト位相マップの中の位相不連続性をパターンに基づいて補正することによって、位相不連続性を補正する。【選択図】図１
2017083448.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターン援用補正を用いる局所的位相アンラッピングを実行する方法において、
干渉画像のラップト（畳み込み）位相マップを得るステップであって、干渉画像の強度マップは、ウェハ表面の変調表現に対応するようなステップと、
位相アンラッピング手順をラップト位相マップに適用して、アンラップト位相マップを生成するステップであって、アンラップト位相マップは、位相アンラッピングエラーに関連する１つまたは複数の位相不連続性を含むようなステップと、
アンラップト位相マップ中の１つまたは複数のパターンを定義するステップであって、１つまたは複数のパターンは２つまたはそれ以上の構造を含み、アンラップト位相マップの中の、同じ種類の２つまたはそれ以上の構造に関連する部分は、その２つまたはそれ以上の構造を分離する１つまたは複数の境界をまたいで連続するようなステップと、
１つまたは複数のパターンに基づいて、アンラップト位相マップ内の位相不連続性を補正するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
アンラップト位相マップの位相不連続性を、１つまたは複数のパターンに基づいて補正するステップは、
１つまたは複数の構造内の位相不連続性を補正するステップを含む方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法において、
１つまたは複数の構造内の位相不連続性を補正するステップは、ウェハ上の１つまたは複数のライン欠陥に関連する１つまたは複数の位相不連続性を補正するステップを含む方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、
アンラップト位相マップの位相不連続性を、１つまたは複数のパターンに基づいて補正するステップは、
１つまたは複数の構造間の位相不連続性を補正するステップを含む方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法において、
１つまたは複数のバターンはさらに、
１つまたは複数の構造を含む１つまたは複数のセグメントを含む方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法において、
１つまたは複数のセグメントは、主要セグメント、１つまたは複数の周縁バンド、または１つまたは複数の部分的ダイ領域のうちの少なくとも１つを含む方法。
【請求項７】
請求項５に記載の方法において、
アンラップト位相マップの位相不連続性を、１つまたは複数のパターンに基づいて補正するステップは、
１つまたは複数のセグメント間の位相不連続性を補正するステップを含む方法。
【請求項８】
請求項１に記載の方法において、
アンラップト位相マップの位相不連続性を、１つまたは複数のパターンに基づいて補正するステップの前に、アンラップト位相マップを１つまたは複数のブロックに分割して、アンラップト位相マップの位相不連続性を、１つまたは複数のパターンに基づいて補正するステップが１つまたは複数のブロックについて別々に実行され、隣接するブロックが１つまたは複数の重複領域を有するようにするステップと、
１つまたは複数のブロック間の相対的位相を、重複領域に基づいて調整するステップと、
をさらに含む方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法において、
ウェハ表面の表面高さマップを、アンラップト位相マップに基づいて生成するステップをさらに含む方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の方法において、
１つまたは複数のバターンが、
異なる種類の隣接する構造間の１つまたは複数の相対的位相差をさらに含む方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法において、
１つまたは複数のバターンが、
ゴールデンダイ画像をさらに含み、ゴールデンダイ画像は、ウェハ上で周期的に繰り返される１つまたは複数の構造のユニットセルを表す方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法において、
ゴールデンダイ画像は、ウェハパターンマスクに基づく方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の方法において、
ゴールデンダイ画像は、ユニットセルを定義する１つまたは複数の構造の周期的な配置を特定することによって生成される方法。
【請求項１４】
請求項１に記載の方法において、
アンラップト位相マップの位相不連続性を、１つまたは複数のパターンに基づいて補正するステップの前に、アンラップト位相マップを１つまたは複数のパターンに位置合わせするステップをさらに含み、位置合わせするステップは、アンラップト位相マップの中心位置、回転、または拡大のうちの少なくとも１つを調整することを含む方法。
【請求項１５】
請求項１に記載の方法において、
位相アンラッピング手順を適用して、アンラップト位相マップを生成するステップは、Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｎｏｒｍ手順、経路追従手順、Ｆｌｙｎｎ  Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ手順、Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｇｕｉｄｅｄ  Ｐｈａｓｅ  Ｕｎｗｒａｐｐｉｎｇ手順、またはＰｈａｓｅ  Ｕｎｗｒａｐｐｉｎｇ  ｖｉａ  Ｍａｘ  Ｆｌｏｗｓ手順のうちの少なくとも１つを適用するステップを含む方法。
【請求項１６】
パターン援用補正を用いる局所的位相アンラッピングを行うウェハ計測システムにおいて、
干渉画像を生成するように構成された干渉計サブシステムであって、干渉画像を撮影するように構成された検出器を含み、干渉画像の強度マップは、ウェハ表面変調表現に対応するような干渉計サブシステムと、
検出器に通信可能に連結されたコントローラであって、パターン援用補正を用いたアンラップト位相マップを生成するように構成された１つまたは複数のプロセッサを含むコントローラと、を含み、１つまたは複数のプロセッサは、
１つまたは複数のプロセッサに、
干渉画像のラップト位相マップを生成し、
ラップト位相マップに位相アンラッピング手順を適用して、アンラップト位相マップを生成し、アンラップト位相マップは、位相アンラッピングエラーに関連する１つまたは複数の位相不連続性を含み、
アンラップト位相マップ上に、ウェハ上の１つまたは複数の特徴物に関連する１つまたは複数のパターンを定義し、１つまたは複数のパターンは２つまたはそれ以上の構造を含み、アンラップト位相マップのうち、同じ種類の２つまたはそれ以上の構造に関連する部分は、２つまたはそれ以上の構造を分離する１つまたは複数の境界をまたいで連続するようにし、
アンラップト位相マップの位相不連続性を１つまたは複数のパターンに基づいて補正する
ことをさせるように構成された１つまたは複数の命令を実行するように構成されるシステム。
【請求項１７】
請求項１６に記載のシステムにおいて、
アンラップト位相マップ内の位相不連続性の補正は、
１つまたは複数の構造内の位相不連続性の補正を含むシステム。
【請求項１８】
請求項１７に記載のシステムにおいて、
１つまたは複数の構造内の位相不連続性の補正は、ウェハ内の１つまたは複数のライン欠陥に関連する１つまたは複数の位相不連続性の補正を含むシステム。
【請求項１９】
請求項１６に記載のシステムにおいて、
アンラップト位相マップ内の位相不連続性の１つまたは複数のパターンに基づく補正は、
１つまたは複数の構造間の位相の補正を含むシステム。
【請求項２０】
請求項１６に記載のシステムにおいて、
１つまたは複数のパターンは、
１つまたは複数の構造を含む１つまたは複数のセグメントをさらに含むシステム。
【請求項２１】
請求項２０に記載のシステムにおいて、
１つまたは複数のセグメントは、主要セグメント、１つまたは複数の周縁バンド、または１つまたは複数の部分ダイ領域のうちの少なくとも１つを含むシステム。
【請求項２２】
請求項２０に記載のシステムにおいて、
アンラップト位相マップ内の位相不連続性の１つまたは複数のパターンに基づく補正は、
１つまたは複数のセグメント間の位相の補正を含むシステム。
【請求項２３】
請求項１６に記載のシステムにおいて、
追加の干渉画像を生成するように構成された追加の干渉計サブシステムをさらに含み、追加の干渉画像の追加の強度マップは、追加のウェハ表面の変調表現に対応し、コントローラの１つまたは複数のプロセッサは、追加のウェハ表面の追加のアンラップト位相マップを生成するようにさらに構成されるシステム。
【請求項２４】
請求項１６に記載のシステムにおいて、
アンラップト位相マップは、
１つまたは複数のブロックを含み、１つまたは複数のプロセッサが、
１つまたは複数のプロセッサに、アンラップト位相マップ内の位相不連続を１つまたは複数のパターンに基づいて、１つまたは複数のブロックについて別々に補正し、隣接するブロックが１つまたは複数の重複領域を含むようにし、
１つまたは複数のブロック間の相対的位相を、重複領域に基づいて調整する
ことをさせるように構成された１つまたは複数の命令を実行するようにさらに構成されるシステム。
【請求項２５】
請求項１６に記載のシステムにおいて、
１つまたは複数のパターンはさらに、
異なる種類の隣接する構造間の１つまたは複数の相対的位相差を含むシステム。
【請求項２６】
請求項１６に記載のシステムにおいて、
１つまたは複数のバターンが、
ゴールデンダイ画像をさらに含み、ゴールデンダイ画像は、ウェハ上で周期的に繰り返される１つまたは複数の構造のユニットセルを表すシステム。
【請求項２７】
請求項２６に記載のシステムにおいて、
ゴールデンダイ画像は、ウェハパターンマスクに基づくシステム。
【請求項２８】
請求項２６に記載のシステムにおいて、
ゴールデンダイ画像は、ユニットセルを定義する１つまたは複数の構造の周期的な配置を特定することによって生成されるシステム。
【請求項２９】
請求項１６に記載のシステムにおいて、
１つまたは複数の表示装置をさらに含み、１つまたは複数のプロセッサはさらに、アンラップト位相マップ、ゴールデンダイ、構造マップ、１つまたは複数の構造種類の１つまたは複数のラベルのうちの少なくとも１つを１つまたは複数の表示装置上に表示するように構成されているシステム。
【請求項３０】
請求項１６に記載のシステムにおいて、
１つまたは複数のユーザ入力装置をさらに含み、１つまたは複数のプロセッサはさらに、ユーザ入力を表す信号を受け取るようにさらに構成され、ユーザ入力は、ラベルを構造種類に割り当てること、またはアンラップト位相マップの１つまたは複数の領域を１つまたは複数の構造に関連付けること、の少なくとも１つを含むシステム。
【請求項３１】
請求項１６に記載のシステムにおいて、
アンラップ位相マップの位相不連続性を、１つまたは複数のパターンに基づいて補正する前に、アンラップト位相マップを１つまたは複数のパターンに位置合わせするステップをさらに含み、位置合わせするステップは、アンラップト位相マップの中心位置、回転、または拡大のうちの少なくとも１つを調整することを含むシステム。
【請求項３２】
請求項１６に記載のシステムにおいて、
位相アンラッピング手順を適用して、アンラップト位相マップを生成するステップは、Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｎｏｒｍ手順、経路追従手順、Ｆｌｙｎｎ  Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ手順、Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｇｕｉｄｅｄ  Ｐｈａｓｅ  Ｕｎｗｒａｐｐｉｎｇ手順、またはＰｈａｓｅ  Ｕｎｗｒａｐｐｉｎｇ  ｖｉａ  Ｍａｘ  Ｆｌｏｗｓ手順のうちの少なくとも１つを適用するステップを含むシステム。
【請求項３３】
パターン援用位相アンラッピングを用いるウェハ計測システムにおいて、
干渉画像を生成するように構成された干渉計サブシステムであって、干渉画像を撮影するように構成された検出器を含み、干渉画像の強度マップは、ウェハ表面の変調表現に対応するような干渉計サブシステムと、
検出器に通信可能に連結されたコントローラであって、アンラップト位相マップを生成するように構成された１つまたは複数のプロセッサを含むコントローラと、を含み、
１つまたは複数のプロセッサは、
１つまたは複数のプロセッサに、
干渉画像のラップト位相マップを生成し、
アンラップト位相マップ上に、ウェハ上の１つまたは複数の特徴物に関連する１つまたは複数のパターンを定義し、１つまたは複数のパターンは２つまたはそれ以上の構造を含み、アンラップト位相マップのうち、同じ種類の２つまたはそれ以上の構造に関連する部分は、２つまたはそれ以上の構造を分離する１つまたは複数の境界をまたいで連続し、
アンラップト位相マップの位相不連続性を１つまたは複数のパターンに基づいて補正する
ことをさせるように構成された１つまたは複数の命令を実行するように構成されるシステム。
【請求項３４】
請求項３３に記載のシステムにおいて、
１つまたは複数のプロセッサはさらに、
ラップト位相マップの位相不連続性を１つまたは複数のパターンに基づいて補正する前に、１つまたは複数の構造の少なくとも１つに位相アンラッピング手順を適用するように構成されているシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般に、位相アンラッピングアルゴリズムの分野に関し、より詳しくは、既知の不連続性を持つパターン表面の位相アンラッピングに関する。
【背景技術】
【０００２】
関連出願との相互参照
本願は、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づき、２０１５年１０月３０日に出願された、“ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＳＹＳＴＥＭ  ＦＯＲ  ＲＥＧＩＯＮＡＬ  ＰＨＡＳＥ  ＵＮＷＲＡＰＰＩＮＧ  ＷＩＴＨ  ＰＡＴＴＥＲＮ−ＡＳＳＩＳＴＥＤ  ＣＯＲＲＥＣＴＩＯＮ”と題する、Ｈｅｌｅｎ  Ｌｉｕ、Ｘｕａｎ  Ｚｈａｕ、およびＸｉａｏｗｅｉ  Ｌｉを発明者とする米国仮特許出願第６２／２４８，７７９号の利益を主張するものであり、同仮出願の全体を参照によって本願に援用するものとする。
【０００３】
多くの光学検査ツールにおいて、サンプルの表面プロファイルの特徴付けを行うために干渉法に基づく手法が利用されている。ウェハ検査システムにおける典型的な干渉計は、ウェハ表面から反射された光を参照面から反射された光とコヒーレントに結合して、光の強め合いの干渉と弱め合いの干渉に関連する干渉縞を含む干渉画像を生成する。干渉画像の強度は、表面高さの正弦変調であり、上面反射を前提とする。具体的には、光の波長の半分と等しい表面高さ変化は、干渉画像上の強度変調の１周期に対応する。位相アンラッピングアルゴリズムは、変調された干渉画像からウェハの高さマップを生成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６，８４７，４５８号
【特許文献２】米国特許第８，９４９，０５７号
【特許文献３】米国特許第９，１２１，６８４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、干渉画像の手法をパターン付ウェハの特徴付けに適用すると、表面プロファイル中の不連続的な跳びや薄膜の存在を含むウェハ表面上のばらつきによって、固有の問題が生じる。したがって、これまでの手法の上述のような欠陥を修復する方法とシステを提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の１つまたは複数の例示的実施形態によれば、パターン援用補正を用いる局所的位相アンラッピングを実行する方法が開示される。１つの例示的実施形態において、この方法は、干渉画像のラップト（畳み込み）位相マップ(wrapped phase map)を得るステップを含む。他の例示的実施形態において、干渉画像の強度マップは、ウェハ表面の変調表現に対応する。他の例示的実施形態において、この方法は、位相アンラッピング手順をラップト位相マップに適用して、アンラップト位相マップを生成するステップを含む。他の例示的実施形態において、アンラップト位相マップは、位相アンラッピングエラーに関連する１つまたは複数の位相不連続性を含む。他の例示的実施形態において、この方法は、アンラップト位相マップ中の１つまたは複数のパターンを定義するステップを含む。他の例示的実施形態において、１つまたは複数のパターンは２つまたはそれ以上の構造を含む。代替的な例示的実施形態において、アンラップト位相マップの中の、同じ種類の２つまたはそれ以上の構造に関付する部分は、その２つまたはそれ以上の構造を分離する１つまたは複数の境界をまたいで連続する。他の例示的実施形態において、この方法は、１つまたは複数のパターンに基づいて、アンラップト位相マップ内の位相不連続性を補正するステップを含む。
【０００７】
本開示の１つまたは複数の例示的実施形態によれば、パターン援用補正を用いる局所的位相アンラッピングを行うウェハ計測システムが開示される。１つの例示的実施形態において、このシステムは、干渉画像を生成するように構成された干渉計サブシステムを含む。他の例示的実施形態において、干渉計サブシステムは、干渉画像を撮影するように構成された検出器を含む。他の例示的実施形態において、干渉画像の強度マップは、ウェハ表面変調表現に対応する。他の例示的実施形態において、システムは、検出器に通信可能に連結されたコントローラを含む。他の例示的実施形態において、コントローラは、パターン援用補正を用いたアンラップト位相マップを生成するように構成された１つまたは複数のプロセッサを含む。他の例示的実施形態において、１つまたは複数のプロセッサは、１つまたは複数の命令を実行するように構成される。他の例示的実施形態において、プロセッサは干渉画像のラップト位相マップを生成するように構成される。他の例示的実施形態において、プロセッサは、ラップト位相マップに位相アンラッピング手順を適用して、アンラップト位相マップを生成するように構成される。他の例示的実施形態において、アンラップト位相マップは、位相アンラッピングエラーに関連する１つまたは複数の位相不連続性を含む。他の例示的実施形態において、プロセッサは、アンラップト位相マップ上に、ウェハ上の１つまたは複数の特徴物に関連する１つまたは複数のパターンを定義するように構成され、１つまたは複数のパターンは２つまたはそれ以上の構造を含む。他の例示的実施形態において、アンラップト位相マップのうち、同じ種類の２つまたはそれ以上の構造に関連する部分は、２つまたはそれ以上の構造を分離する１つまたは複数の境界をまたいで連続する。他の例示的実施形態において、プロセッサは、アンラップト位相マップの位相不連続性を１つまたは複数のパターンに基づいて補正するように構成される。
【０００８】
本開示の１つまたは複数の例示的実施形態によれば、パターン援用位相アンラッピングを用いるウェハ計測システムが開示される。１つの例示的実施形態において、システムは、干渉画像を生成するように構成された干渉計サブシステムを含む。他の例示的実施形態において、干渉計サブシステムは、干渉画像を撮影するように構成された検出器を含み、干渉画像の強度マップは、ウェハ表面の変調表現に対応する。他の例示的実施形態において、システムは、検出器に通信可能に連結されたコントローラを含む。他の例示的実施形態において、コントローラは、アンラップト位相マップを生成するように構成された１つまたは複数のプロセッサを含む。他の例示的実施形態において、１つまたは複数のプロセッサは、干渉画像のラップト位相マップを生成するように構成される。他の例示的実施形態において、１つまたは複数のプロセッサは、アンラップト位相マップ上に、ウェハ上の１つまたは複数の特徴物に関連する１つまたは複数のパターンを定義するように構成される。他の例示的実施形態において、１つまたは複数のパターンは２つまたはそれ以上の構造を含む。他の例示的実施形態において、アンラップト位相マップのうち、同じ種類の２つまたはそれ以上の構造に関連する部分は、２つまたはそれ以上の構造を分離する１つまたは複数の境界をまたいで連続する。他の例示的実施形態において、１つまたは複数のプロセッサは、アンラップト位相マップの位相不連続性を１つまたは複数のパターンに基づいて補正するように構成される。
【０００９】
下記のような添付の図面を参照することで、本開示の様々な利点が当業者によってよりよく理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示の１つの実施形態による、ウェハの両面の干渉画像を生成するための干渉計システムの簡潔な略図である。
【図２】本開示の１つの実施形態による、ラップト位相マップとアンラップト位相マップの生成を示す一連の画像である。
【図３】本開示の１つの実施形態による、パターン援用補正を用いる局所的位相アンラッピングを示すフロー図である。
【図４Ａ】本開示の１つの実施形態による、ラップト位相マップの不適切なアンラッピングに関連するバンディングアーチファクトを示すアンラップト位相マップである。
【図４Ｂ】本開示の１つの実施形態による、バンディングアーチファクトのないアンラップト位相マップである。
【図５】本開示の１つの実施形態による、パターン付ウェハ上の複数の構造の定義を示す概念図である。
【図６】本開示の１つの実施形態による、ウェハ上の複数のセグメントの定義を示す概念図である。
【図７】本開示の１つの実施形態による、位相マップ上に１つまたは複数のパターンを定義するのに適した複数の窓を有するグラフィカルユーザインタフェースの表示を示す図である。
【図８】本開示の１つの実施形態による、２つの構造種類について別々に位相アンラッピングに関連する位相不連続性を補正し、さらに合成されたアンラップト位相マップの生成することを示す一連の画像である。
【図９】本開示の１つの実施形態による、複数の構造を含むパターン付ウェハ上のブロックの定義を示す画像である。
【図１０Ａ】本開示の１つの実施形態による、パターン援用補正を用いる局所的位相アンラッピングのプログラムフローを示すフロー図である。
【図１０Ｂ】複数の構造種類についての位相不連続性の補正を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
ここで、添付の図面に示されている本開示の主題を詳しく参照する。本開示は特に、特定の実施形態とその特定の特徴に関して具体的に示され、説明されている。本明細書に記載されている実施形態は、限定的ではなく例示的と解釈される。当業者にとっては、形態や形態における各種の変更と改良を、本開示の主題と範囲から逸脱することなく加えてもよいことは明らかであるはずである。
【００１２】
図１〜１０Ｂを概して参照すると、本開示の１つまたは複数の実施形態による、パターン援用補正を用いる局所的アンラッピングを使って、パターン付ウェハの干渉画像の位相をアンラップするシステムと方法が開示されている。本開示の実施形態は、位相アンラッピングに関連する位相不連続性のパターン援用補正に関する。この点において、位相不連続性補正は、位相アンラッピングを複雑なパターン付構造に適用できるように、既知の連続性条件を持つパターンに適用される。他の実施形態は、干渉画像が１つまたは複数のブロック領域に分割され、位相補正が１つまたは複数の重複するブフロック領域に別々な適用され、１つまたは複数のブロック領域間の相対的位相が調整されるように、局所的位相アンラッピングを実行することに関する。
【００１３】
多くの位相アンラッピングアルゴリズムが標的表面の特定の平滑さおよび／または均一さを前提としており、標的がパターン付ウェハであると、これらが当てはまらない場合が多いことが認識されている。本開示の実施形態は、標的表面上のパターンに関する既知の情報を利用して、半導体製造において一般的な様々な表面の正確な位相アンラッピングを可能にすることに関する。
【００１４】
図１は、本開示の１つまたは複数の実施形態による、ウェハ１０１の両面を同時に特徴付けするのに適した両面フィゾー干渉計の簡潔な略図を示している。ウェハの特徴付けにおけるフィゾー干渉計の使用は、２００３年３月２０日に出願された米国特許第６，８４７，４５８号、２０１１年１０月２７日に出願された米国特許第８，９４９，０５７号、および２０１３年１月１５日に出願された米国特許第９，１２１，６８４号において概して開示されており、これらの特許の全体を本願に援用する。
【００１５】
１つの実施形態において、システム１００は、選択された波長のコヒーレントな照明ビーム１０４ａ／１０４ｂを生成するように構成された光源１０２を含む。例えば、光源１０２は、約３００ｎｍ〜１５００ｎｍの範囲の照明を発することのできる何れの光源を含んでいてもよいが、これらに限定されない。光源は、ビーム１０４ａ／１０４ｂを自由空間または、ビームを干渉計１４０ａ／１４０ｂに案内するのに適した光ファイバ（例えば、１０６ａ／１０６ｂ）の中に放出してもよい。他の実施形態において、光源１０２はファイバレーザである。他の実施形態において、光源１０２はファイバ結合光源である。１つの実施形態において、光源１０２は波長６３５ｎｍのファイバ結合半導体レーザである。
【００１６】
１つの実施形態において、システム１００は２つの干渉計１４０ａ／１４０ｂを含み、これらはウェハ１０１の両面を同時に特徴付けするように構成されている。２つの干渉計１４０ａ／１４０ｂは実質的に同様に動作する。１つの実施形態において、ビーム１０４ａ／１０４ｂは、部分的に反射性の平坦参照面１１２ａ／１１２ｂに入射する。ビーム１０４ａ／１０４ｂ（参照ビーム）の第一の部分は参照平面の表面で反射され、ビーム１０４ａ／１０４ｂの第二の部分（サンプルビーム）はさらに伝播してウェハ１０１で反射される。参照ビームとサンプルビームは、参照平面１１２ａ／１１２ｂで再結合し、一体で検出器１１６ａ／１１６へと伝播し、これらがビーム間の干渉パターン（すなわち、干渉画像）を撮影する。このようにして、干渉画像の変調強度がサンプルビームの光路の変化に関連付けられる。ここで、光路の変化は、サンプル高さのばらつき（例えば、パターンの存在による）またはサンプルビームの経路に沿った屈折率のばらつきが原因であってもよいが、これらに限定されない点に留意する。
【００１７】
１つの実施形態において、偏光ビームスプリッタ１０８ａ／１０８ｂと４分の１波長板１１４ａ／１１４ｂは、ビーム１０４ａ／１０４ｂを参照平面１１２ａ／１１２ｂとウェハ１０１へと実質的に垂直な入射角で誘導する。偏光ビームスプリッタ１０８ａ／１０８ｂにより反射されたビーム１０４ａ／１０４ｂは、ウェハ１０１に向かって伝播し、第一の方向に直線偏光される。４分の１波長板１１４ａ／１１４ｂは、直線偏光を円偏光に変換する。ここで、円偏光の向きは、表面で反射した時に切り換わる（例えば、左円偏光から右円偏光）点に留意する。それゆえ、４分の１波長板１１４ａ／１１４ｂは、ウェハ１０１から反射されたサンプルビームの円偏光を第一の方向と直交する向きの直線偏光に変換する。このようにして、サンプルビームは偏光ビームスプリッタ１０８ａ／１０８ｂを通って検出器１１６ａ／１１６ｂへと伝播する。参照平面１１２ａ／１１２ｂからの反射により生成された反射ビームも同様に、４分の１波長板１１４ａ／１１４ｂと偏光ビームスプリッタ１０８ａ／１０８ｂを通って検出器１１６ａ／１１６ｂへと伝播する。
【００１８】
１つまたは複数のレンズ１１０ａ／１１０ｂは、参照平面１１２の前に配置されて、ビーム１０４ａ／１０４ｂの直径を変える。１つの実施形態おいて、１つまたは複数のレンズ１１０ａ／１１０ｂは、発散ビーム１０４ａ／１０４ｂをコリメートする。他の実施形態において、１つまたは複数のレンズ１１０ａ／１１０ｂは、ビーム１０４ａ／１０４ｂの大きさを、ウェハ１０１の検査対象領域より大きくなるように広げる。１つの実施形態において、１つまたは複数のリレイレンズ１１８ａ／１８８ｂは検出器１１６ａ／１１６ｂについて、干渉縞がウェハ１１の画像上で重なるような干渉画像を生成する。
【００１９】
複数の干渉画像がシステム１００によって生成されてもよく、ウェハ上の１つまたは複数の位置の相対的高さが測定される。このようにして、システム１００は、位相シフト型干渉計として動作してもよい。ここで、複数の干渉画像は当業界で知られている何れの方法で生成されてもよい点に留意する。１つの実施形態において、複数の干渉画像は、参照平面１１２ａ／１１２ｂをウェハ１０１に垂直な方向に並進させながら、検出器１１６ａ／１１６ｂにより複数の干渉画像を撮影することによって生成される。他の実施形態において、複数の干渉画像は、光源１０２により生成されるビーム１０４ａ／１０４ｂの周波数がスイープされている間に、検出器１１６ａ／１１６ｂにより複数の干渉画像を撮影することによって生成される。
【００２０】
ここで、上述し、図１に示したシステム１００の光学系セットは単に例示のために提供されたにすぎず、限定的と解釈するべきではない点に留意する。多数の同等の、または追加の光学的構成を本開示の範囲内で利用できることがわかる。また、システム１００には、円形対称レンズ、円柱レンズ、ビームシェイパ、ミラー、波長板、偏光板、またはフィルタを含み、これらに限定されない１つまたは複数の光学要素を設置してもよい。
【００２１】
１つの実施形態において、システム１００は、検出器１１６ａ／１１６ｂに通信可能に連結されたコントローラ１３０を含む。他の実施形態において、システム１００は、１つまたは複数の参照平面１１６ａ／１１６ｂを並進させるように構成された１つまたは複数の並進ステージ（図示せず）にさらに通信可能に連結されたコントローラ１３０を含む。他の実施形態において、システム１００は、ビーム１０４ａ／１０４ｂの周波数を制御するための、光源に通信可能に連結されたコントローラ１３０を含む。
【００２２】
１つの実施形態において、コントローラ１３０は１つまたは複数のプロセッサ１３２を含む。他の実施形態において、１つまたは複数のプロセッサ１３２は、メモリ媒体１３４、すなわちメモリに保存されたプログラム命令セットを実行するように構成される。コントローラ１３０の１つまたは複数のプロセッサ１３２は、当業界で知られている何れの処理要素を含んでいてもよい。この意味において、１つまたは複数のプロセッサ１３２は、アルゴリズムおよび／または命令を実行するように構成された何れのマイクロプロセッサ型装置を含んでいてもよい。１つの実施形態において、１つまたは複数のプロセッサ１３２は、デスクトップコンピュータ、メインフレームコンピュータシステム、ワークステーション、イメージコンピュータ、パラレルプロセッサ、またはその他、本開示全体で説明されているように、システム１００を動作させるべく構成されたプログラムを実行するように構成された何れのコンピュータシステム（例えば、ネットワークコンピュータ）で構成されていてもよい。さらに、「プロセッサ」という用語は、非一時的メモリ媒体１３４からプログラム命令を実行する１つまたは複数の処理要素を有するあらゆる装置を包含するように広く定義されうると認識する。
【００２３】
メモリ媒体１３４は、関係する１つまたは複数のプロセッサ１３２によって実行可能なプログラム命令を保存するのに適した、当業界で知られている何れの記憶媒体を含んでいてもよい。例えば、メモリ媒体１３４は、非一時的メモリ媒体を含んでいてもよい。その他の例として、メモリ媒体１３４には、リードオンリメモリ、ランダムアクセスメモリ、磁気または光メモリデバイス（例えば、ディスク）、磁気テープ、ソリッドステートドライブ、およびその他を含んでいてもよいが、これらに限定されない。さらに、メモリ１３４は、１つまたは複数のプロセッサ１３２との共通のコントローラ筐体の中に格納されていてもよい。１つの実施形態において、メモリ１３４は、１つまたは複数のプロセッサ１３２とコントローラ１３０の物理的位置に関して遠隔的に配置されていてもよい。例えば、コントローラ１３０の１つまたは複数のプロセッサ１３２は、ネットワーク（例えば、インターネット、イントラネット、およびその他）を通じてアクセス可能なリモートメモリ（例えば、サーバ）にアクセスしてもよい。したがって、上記の説明は、本発明に関する限定としてではなく、単なる例示として解釈するべきである。
【００２４】
１つの実施形態において、メモリ媒体１３４は、１つまたは複数のウェハ１０１の１つまたは複数の干渉画像を保存するように構成される。他の実施形態において、メモリ媒体は、１つまたは複数のウェハ１０１の片面または両面の１つまたは複数の表面高さマップを生成するために、パターン援用補正を用いた局所的位相アンラッピングに関連するプログラム命令を記憶するように構成される。
【００２５】
１つの実施形態において、システム１００は、１つまたは複数のプロセッサ１３２に通信可能に連結された、１つまたは複数の表示装置７５２と１つまたは複数のユーザ入力装置７５４を含む。このようにして、１つまたは複数の表示装置７５２と１つまたは複数のユーザ入力装置７５４は、グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）として動作する。他の実施形態において、１つまたは複数のプロセッサは、ユーザ入力を示す信号を受け取るように構成される。
【００２６】
干渉画像の強度Ｉは、式１で表すことができる。
【数１】
2017083448.tif 000003
式中、φはサンプルビームの光路であり、背景レベルとフリンジ変調はそれぞれａとｂで示される。ウェハ１０１の表面高さｈは、式２により、サンプルビームの光路φと関係付けられる。
【数２】
2017083448.tif 000004
式中、λはビーム１０４ａ／１０４ｂの波長であり、ｎは参照平面１１２ａ／１１２ｂとウェハ１０１の間の媒体の屈折率である。このようにして、表面高さｈは、サンプルビームの光学位相φに正比例する。しかしながら、干渉画像の強度Ｉは光学位相φの余弦に比例するため、光学位相は、余弦関数の周期的関数により、２πにより有効に変調される。すると、光学位相φは式３で表すことができる。
【数３】
2017083448.tif 000005
式中、Ψは「ラップト（畳み込み）位相」であり、２πは真の光学位相φの２π係数であり、Ｎは光学位相が２πにより変調される回数である。それゆえ、干渉画像の変調強度は、真の光学位相ではなく、ラップト位相、プサイを提供する。
【００２７】
ここで、位相アンラッビングの１つの目的は、ウェハ１０１の表面高さマップを生成するために、ラップト位相マップに関連する位相不連続性を、測定されたＮによって補正すことである点に留意する。図２は、凹部を有する連続面（例えば、パターン付ウェハ）の位相アンラッピング工程を示している。干渉画像２０２は、周期２０４の同心円状の縞のパターンを含む。周期２０４の長さにわたり、強度は、強度が隣接する周期間で連続的となるように正弦波形で変調される。ラップト位相Ψのマップ２０６は、式１と３を複合して、Ψを求めることによって生成されてもよい。周期２０８の長さにわたり、ラップト位相マップは、０〜２πまで変化し、隣接周期間の移行部分にはっきりとした不連続性がある。真の位相φのアンラップト位相マップ２１０には、ラップト位相に関連する不連続性がなく、式２と３によるウェハ１０１の表面高さマップに比例する。
【００２８】
ここで、連続表面のための干渉画像の位相のアンラッピングは、ラップト位相に連続性条件を適用し、ラップト位相マップの不連続性に対して２πを加える（または、引く）ことによって実現されさもよい点に留意する。さらに、この手法は、パターン構造に関連する（ビーム１０４ａ／１０４ｂの波長の半分に対して）大きい不連続性を含むウェハ１０１には適していないことにも留意する。
【００２９】
図３〜１０は、本開示の１つまたは複数の実施形態による、ウェハ１０１の表面のパターン援用補正を用いる局所的位相アンラッピングを示す。ステップ３０２で、１つの実施形態において、ウェハ１０１のラップト位相マップが得られ、このラップト位相マップは、ウェハ１０１の高さの変調表現に対応する。ラップト位相マップは当業界で知られている何れの手法で得られてもよく、これは例えばフィゾー干渉計を含むが、これに限定されない。
【００３０】
本開示の１つまたは複数の実施形態によれば、１つの実施形態において、ステップ３０４で、位相アンラッピング手順がラップト位相マップに適用され、アンラップト位相マップが生成される。さらに、ラップト位相マップのアンラッピングに適した、当業界で知られている何れの位相アンラッピング手順も使用できる点に留意する。例えば、最小ノルム、経路追跡、Ｆｌｙｎｎ  Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ、Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｇｕｉｄｅｄ  Ｐｈａｓｅ  Ｕｎｗｒａｐｐｉｎｇ、またはＰｈａｓｅ  Ｕｎｗｒａｐｐｉｎｇ  ｖｉａ  Ｍａｘ  Ｆｌｏｗｓ（ＰＵＭＡ）などの位相アンラッピング手順を使用してもよく、これらに限定されない。
【００３１】
ステップ３０６で、１つの実施形態において、ウェハ上で１つまたは複数のパターンが定義される。ここで、位相アンラッピング手順の基本的目的は、ラップト位相マップの中の、１つの周期から次の周期への移行に関連する不連続性を適切に取り除くことである点に留意する。この工程のエラーは、例えばバンディング（例えば、図２のラップト位相２０６の中に見られる）等のアーチファクトにつながる可能性があるが、これに限定されない。バンディングは、ラップト位相が２πにより不適正に調整された時に発生し、その結果、表面高さマップの中でウェハ１０１の大きい領域（すなわち、バンド）が周囲のウェハ表面からずれて見えることになりうる。さらに、バンディングはパターン付ウェハ１０１の位相アンラッピング時に発生する可能性がある点に留意する。図４Ａ〜４Ｂは、本開示の１つまたは複数の実施形態によるパターン付ウェハ１０１上のバンディングを示す。図４Ｂは、平坦面４１４の上に一連の隆起構造４１２を含むパターン付ウェハ４０１の、適正にアンラップされた位相マップ４４０を示す。構造４１２の高さは、構造４１２を分離する境界領域（例えば、４１４）をまたいで連続的に変化する。図４Ａは、パターン付ウェハ４０１の不適正にアンラップされた位相マップ４００を示す。ラインアーチファクト４１０に関連するバンディングアーチファクトにより、表面高さの不連続性によって分離される複数のバンド４０２と４０６が不正確に生成される。
【００３２】
再びステップ３０６を参照すると、本発明の１つまたは複数の実施形態によれば、位相アンラッピング工程に関連する位相不連続性の補正に役立てるために、ウェハ上に１つまたは複数のパターンが定義されてもよい。１つの実施形態において、ステップ３０６で１つまたは複数のパターンを定義することは、１つまたは複数の構造種類の１つまたは複数の構造を定義することを含む。１つの実施形態において、構造は、連続的位相を持つ最小の規則的形状である。図５は、本開示の１つまたは複数の実施形態において、ステップ３０６で定義されたパターン付ウェハ５０１上の１つまたは複数の構造５０２、５０４、および５０６を示している。ここで、同じ種類の複数の構造がウェハ５０１上に存在してもよい点と、アンラップト位相マップのうち、同じ種類の構造に関連する部分が境界をまたいで連続している点に留意する。境界は、１つまたは複数の種類の１つまたは複数の構造、またはウェハのパターンのない領域（例えば、ストリート領域）を含んでもよいが、これらに限定されない。例えば、構造５０２ａおよび５０２ｂは、構造５０４により定義される境界をまたいで連続している。他の実施形態において、ステップ３０６での１つまたは複数のパターンの定義は、１つまたは複数のラインアーチファクト（例えば、４１０）を定義することを含む。例えば、構造４１２は、既知の、または観察されたラインアーチファクト４１０をまたいで連続するように定義されてもよい。他の実施形態において、ステップ３０６で１つまたは複数のパターンを定義することは、システム１００のダイナミックレンジと分解能の中での構造間の境界連続性を確保するために、１つまたは複数の前処理ステップを含み、これは例えば、チルト補正であるが、これに限定されない。ここではさらに、ステップ３０６での１つまたは複数のパターンの定義が、構造間の境界を定義すること、アーチファクトを定義すること、または構造間の相対的高さ変化の兆候を定義することを含んでいてもよく、これらに限定されないことに留意する。
【００３３】
他の実施形態において、ステップ３０６で１つまたは複数のパターンを定義することは、１つまたは複数のセグメントを定義することを含み、１つのセグメントは同様の構造パターンを有する連続的領域である。図６は、本開示の１つまたは複数の実施形態による、ステップ３０６でのパターン付ウェハ６０１上にセグメント６０２、６０４、６０８、および６１０の定義を示している。１つの実施形態において、ステップ３０６での１つまたは複数のパターンの定義は、主要セグメント６０２を定義することを含む。他の実施形態において、ステップ３０６での１つまたは複数のパターンの定義は、１つまたは複数の部分的部位（例えば、６０４、６０６、６０８、および６１０）を定義することを含む。
【００３４】
１つの実施形態において、ステップ３０６での１つまたは複数のパターンの定義は、ウェハ１０１を通じて、またはあるセグメント（例えば、６０２）を通じて繰り返される１つまたは複数の構造の参照パターンを定義することを含む。このような参照パターンは、「ゴールデンダイ（理想形状）」と呼ばれることがある。ここで、参照パターンを定義することによって、１つまたは複数の繰返し構造を効率的に定義できる点に留意する。ここで、１つのゴールデンダイの定義は複数のウェハに適用してもよい点に留意する。このようにして、コールデンダイは、ある生産ランの開始時に定義され、その生産ランのすべてのウェハに適用されてもよい。１つの実施形態において、ゴールデンダイは、ある生産ラン内の第一のウェハの第一のスキャン中に定義され、これがその後、ある生産ランの中のその後のすべてのスキャンについての位相アンラッピング手順中に使用される。
【００３５】
ここで、１つまたは複数のパターンを定義するステップ３０６は、ユーザによって、１つまたは複数の画像処理ステップによって、またはその組合せによって実行されてもよく、これらに限定されない点に留意する。図７は、本開示の１つまたは複数の実施形態による、ウェハ１０１上のステップ３０６での１つまたは複数のパターンの定義に適したグラフィカルユーザインタフェース７００（ＧＵＩ）を示している。ここで、ＧＵＩは、ユーザ入力を通じて１つまたは複数のパターンを定義するのに適した、当業界で知られている何れの種類のものであってもよい点に留意する。例えば、ＧＵＩによって、ユーザは１つまたは複数の構造種類の１つまたは複数の構造を選択し、それにラベルを付すことができる。他の例として、ＧＵＩにより、ユーザは１つまたは複数のセグメントを選択し、それにラベルを付すことができる。１つの実施形態において、ＧＵＩ  ７９０は、ウェハ１０１の表面のウェハ表示用ウィンドウ７０２を含む。例えば、ウェハ表示用ウィンドウ７０２は、ウェハ１０１の表面の光学画像を含んでいてもよい。他の例として、ウェハ表示用ウィンドウ７０２は、ラップト位相マップを含んでいてもよい。他の例として、ウェハ表示用ウィンドウ７０２は、ウェハ１０１上の特徴物の製作に使用されるマスクを表示してもよい。１つの実施形態において、ウェハ１０１上の特徴物の製作に使用されるマスクは、ラップト位相マップの上に選択的に重ねられてもよい。他の実施形態において、１つまたは複数の定義されたセグメントがウェハ表示用ウィンドウ７０２に表示されてもよい。例えば、ウェハ表示用ウィンドウ７０２は、主要セグメント（例えば、７１２）、周縁バンド（例えば、７１４）、および１つまたは複数の部分的ダイ（例えば、７０６）を含んでいてもよく、これらに限定されない。
【００３６】
他の実施形態において、ＧＵＩ  ７００は、コールデンダイ表示用ウィンドウ７０４を含む。例えば、ゴールデンダイ表示用ウィンドウ７０４は、コールデンダイのラップト位相マップを含んでいてもよい。１つの実施形態において、ゴールデンダイはユーザにより、ＧＵＩ  ７００の中で、ウェハ表示用ウィンドウ７０２から１つまたは複数の構造を選択することによって手作業で定義される。他の実施形態において、ゴールデンダイは、１つまたは複数の画像処理ステップを介して生成される。例えば、ウェハ表示用ウィンドウ７０２から繰り返しパターンが特定されてもよい。他の例として、ウェハ表示用ウィンドウ７０２のうち、繰り返しダイの１つまたは複数のインスタンスを表す１つまたは複数の部分を（例えば、加算または平均化によって）総合することによって、低ノイズのゴールデンダイを生成してもよい。他の実施形態において、ゴールテンダイは、ウェハ上の特徴物を製作するために使用されるウェハパターンマスクの設計にしたがって生成される。整合が不完全なウェハに応答して、ウェハパターンマスクをラップト位相マップに整合させるために、追加の調整を行ってもよく、これは例えばウェパターンマスクの中心位置の調整、回転、スケーリング、またはチルトであるが、これらに限定されない。
【００３７】
他の実施形態において、ＧＵＩ  ７００は、構造マップウィンドウ７０６と構造種類ラベルウィンドウ７０８を含む。構造マップウィンドウ７０６は、ゴールデンダイの表現を含んでいてもよく、ゴールデンダイに関連する１つまたは複数の構造種類の１つまたは複数の構造を定義してもよい。１つの実施形態において、異なる色で表される異なる種類の構造のマップが、構造マップウィンドウ７０６に表示される。他の実施形態において、構造マップウィンドウ７０６内で定義された１つまたは複数の構造種類の各々は、構造種類ラベルウィンドウ７０８に関連付けられる。１つの実施形態において、構造種類ラベルウィンドウ７０８のラベルは自動的に生成される。他の実施形態において、ユーザが構造ラベルウィンドウの中でラベルを定義してもよい。１つの実施形態において、新しい構造種類は、まず、構造ラベルウィンドウ７０８の中であるラベルを定義し、次に、構造マップウィンドウ７０８の中の１つまたは複数の領域を選択することによって定義されてもよい。ここで、１つまたは複数の構造の定義は、反復的工程であってもよい。
【００３８】
他の実施形態において、ＧＵＩ  ７００は、部位情報ウィンドウ７１０を含む。１つの実施形態において、部位情報ウィンドウ７１０は、ウェハ１０１上のゴールデンダイの位置に関連する位置情報を含んでいてもよい。例えば、部位情報ウィンドウ７１０は、ウェハ１０１の中心に関するゴールデンダイの位置に関する情報を含んでいてもよい。他の例として、部位情報ウィンドウ７１０は、ゴールデンダイの寸法を含んでいてもよい。
【００３９】
他の実施形態において、ステップ３０６でのウェハ上の１つまたは複数のパターンの定義は、１つまたは複数の画像処理ステップで実行される。他の実施形態において、ステップ３０６でのウェハ上の１つまたは複数のパターンの定義は、ユーザにより１つまたは複数の画像処理ステップと共に実行される。第一の例として、ゴールデンダイは、１つまたは複数の画像処理ステップで特定され、ユーザによってＧＵＩ  ７００を介してさらに調整されてもよい。第二の例として、主要セグメント（例えば、７１２）、周縁バンド（例えば、７１４）、および１つまたは複数の部分的ダイ（例えば、７１６）は、１つまたは複数の画像処理ステップによって特定されてもよい。第三の例として、１つまたは複数のアーチファクトが、１つまたは複数の画像処理ステップで特定されてもよい。１つの実施形態において、１つまたは複数の構造間の境界が、１つまたは複数の画像処理ステップを使って定義されてもよく、ユーザによってＧＵＩ  ７００を介してさらに調整されてもよい。
【００４０】
再び図３を参照すると、本開示の１つまたは複数の実施形態によれば、ステップ３０８で、パターン援用位相補正がアンラップト位相マップに適用される。１つの実施形態において、ステップ３０８は、１つまたは複数の構造内での位相不連続性を補正するサブステップ３１０を含む。ここで、ラインアーチファクト（例えば、図４Ａ〜４Ｂにある４１０）等のアーチファクトにより、位相アンラッピングステップ３０４（例えば、図４Ａ）中にバンディングが発生するかもしれない。サブステップ３１０では、位相不連続性はステップ３０６でのある構造の連続性の定義にしたがって除去され、それによって１つまたは複数の構造の真の高さマップが得られてもよい（例えば、図４Ｂ）。その１つまたは複数の構造の各々における位相不連続性を別々に補正することにより、性能を大幅に改善し、例えば、これに限定されないが、バンディング等のアーチファクトを極少化できる。これは一部に、ステップ３０６で、構造を連続的位相の領域と定義することによる。１つの構造の位相のアンラッピングは、図２に示される連続表面の位相の印ラッピングと同様である。
【００４１】
他の実施形態において、ステップ３０８は、同じ種類の１つまたは複数の構造間の位相不連続性を補正するサブステップ３１２を含む。ステップ３０６で、１つまたは複数の構造は、同じ種類の構造の位相が１つまたは複数の境界をまたいで連続するように定義される。１つまたは複数の境界で分離される隣接する構造間の位相補正は、位相不連続性を補正するための、当業界で知られている何れの方法で実行されてもよい。１つの実施形態において、１つまたは複数の境界によって分離される隣接する構造間の位相補正は、線型方程式系を解くことによって実行される。例えば、ウェハ１０１は、関心対象領域（例えば、あるセグメントまたはあるブロック）内に同じ種類のＮ個の隣接する構造とＫ個の隣接する境界を含んでいてもよい。ここで、１つの種類の構造は、関心対象の構造種類に関連しない画素がＮａＮ（Ｎｏｔ  ａ  Ｎｕｍｂｅｒ）数値としてマスクされるように、ラップト位相マップをマスキングすることによって別々に分析されてもよい点に留意する。Ｋ個の境界における位相差は、式４および５により表すことができる。
【数４】
2017083448.tif 000006
【数５】
2017083448.tif 000007
式中、各行は１つの境界を表す（すなわち、領域ｉと領域ｊの間のｋ番目の境界間の位相差）。各行には、２つの非ゼロ要素しき含まれていないかもしれず、これは数値１と−１を有し、さらに、ある行の２つの非ゼロ要素は、その行内の何れの２つの列を占有してもよい。ｂの数値は、測定された境界位相差を２πで割って四捨五入した整数であり、位相補正は２πの倍数で補正される。このようにして、位相補正は、線型方程式系の解が、ステップ３０６で定義されたものと同じ種類の構造間の連続性を維持するために適用するべき位相補正の量である、最適化の問題である。ここで、ｂの数値を四捨五入することによって、信号ノイズが存在したときに位相差の推定に十分な許容範囲が提供される点に留意する。さらに、複数の線型方程式系が、異なる層のように、通常および低品質の領域が混在する場合のラップト位相マップに使用されてもよい点に留意する。例えば、第一の信頼レベルの第一の線形方程式系は、ラップト位相マップの通常または高品質領域について使用されてもよく、第二の信頼レベルの第二の線型方程式系がラップト位相マップの低品質領域について使用されてもよい。このようにして、同じ種類の構造間の位相不連続性は、信号のノイズレベルに応じて体系的に除去されてもよい。
【００４２】
他の実施形態において、１つまたは複数の境界により分離された隣接構造間の位相補正は、１つまたは複数の境界をまたぐ関心対象領域内のすべての隣接構造の位相差を同時に最小化することによって実行される。このようにして、位相補正は、最小化の問題として構成される。他の実施形態において、１つまたは複数の境界により分離された隣接構造間の位相補正は、経路追従方式で実行される。
【００４３】
図８は、本開示の１つまたは複数の実施形態による、２つの構造種類について、別々に位相アンラッピングを行うステップを示す。パターン付ウェハ８０１の不適切にアンラッピングされた位相マップ８０２は、構造種類間の不連続性とラインアーチファクトに関連するエラーを含む。第一の構造種類のマスキングされたアンラップト位相マップが８０４により示され、第二の構造種類のマスキングされたアンラップト位相マップが８０６により示されている。結合されたアンラップト位相マップは８０８により示されている。ここで、パターン援用補正を用いる位相アンラッピングの実行によって、パターン付ウェハ８０１の真のアンラップト位相マップが正確に作成され、これはパターン付ウェハ８０１の表面高さマップに比例する点に留意する。
【００４４】
他の実施形態において、ステップ３０８は、１つまたは複数のセグメント間の位相不連続性を補正するサブステップ３１４を含む。ここで、サブステップ３１４は、サブステップ３１２で示されるものと同じ技術を使って実行されてもよいことに留意する。
【００４５】
ここで、位相アンラッピング方法３００は、まず、ラップト位相マップの複数の領域、またはブロックに別々に位相アンラッピングを行い、次に、複数の領域間の位相不連続性を補正することによってさらに改善できる点に留意する。例えば、パターン援用補正を用いる局所的アンラッピング（ｒｅｇｉｏｎａｌ  ｕｎｗｒａｐｉｎｇ  ｗｉｔｈ  ｐａｔｔｅｒｎ  ａｓｓｉｔｅｄ  ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）（ＲＵＰＡＣ）により、ウェハ１０１の複数のセクションを平行処理できること、位相アンラッピング工程のデバッギングを容易にすること、およびロバストさのために小さい近辺領域に局所的調整を適用できること、等の改善が実現され、これらに限定されない。１つの実施形態において、ラップト位相マップは、１つまたは複数のブロックに分けられ、１つのブロックは長方形の画素領域である。図９は、本開示の１つまたは複数の実施形態によるブロック９０２を示しており、これは、パターン付ウェハ９０１上の複数の異なる種類の構造（例えば、９０４と９０６）を含む。さらに、１つのブロックは、１つまたは複数の構造種類を含むセグメントの部分を含んでいてもよい。１つの実施形態において、隣接するブロックは、１つまたは複数の画素が隣接するブロック間で共有されるように、重複している。例えば、１つまたは複数のブロックは、隣接する画素間の重複が３０画素である最小ノルム位相アンラッピングアルゴリズムに適した（２^Ｎ＋１）ｘ（２^Ｎ＋１）個の画素を有していてもよい。さらに、ブロックの定義は最小ノルム位相アンラッピングアルゴリズムが適用された時の収束を容易にできることに留意する。
【００４６】
１つの実施形態において、アンラップト位相マップは、従来の位相アンラッピング手順（例えば、ステップ３０４）をラップト位相マップ全体に適用せずに、位相不連続性のパターン援用補正を通じて直接生成される。例えば、ステップ３０４を省いてもよく、ステップ３０６〜３１４の何れかを、ラップト位相マップに直接実行し、アンラップト位相マップを直接生成してもよい。他の実施形態において、位相アンラッピング手順、例えば、経路追従、Ｆｌｙｎｎ  Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ、Ｑｕａｌｉｔｙ  Ｇｕｉｄｅｄ  Ｐｈａｓｅ  Ｕｎｗｒａｐｐｉｎｇ、またはＰｈａｓｅ  Ｕｎｗｒａｐｐｉｎｇ  ｖｉａ  Ｍａｘ  Ｆｌｏｗｓ（ＰＵＭＡ）等の位相アンラッピング手順が１つまたは複数の構造に選択的に適用される。他の実施形態において、パターン情報が位相アンラッピング手順に、例えばパターン制約を追加することによって組み込まれる。このようにすると、位相アンラッピング手順を適用するあらゆる利点が、ウェハ全体に位相アンラッピング手順を実行しなくても得られる。ここで、パターン援用補正を通じてアンラップト位相マップを直接作成するか、位相アンラッピング手順を選択的に適用することによって、ウェハ分析速度を速めることができる点に留意する。
【００４７】
図１０Ａ〜１０Ｃは、本開示の１つまたは複数の実施形態による、位相援用補正を用いた局所的アンラッピングのプログラムフローを示すフロー図である。１つの実施形態において、ステップ１００２で、ラップト位相マップが得られる（例えば、干渉計システム１００による）。他の実施形態において、１００６で位相アンラッピング手順（例えば、最小ノルム）が（例えば、コントローラ１３０内の１つまたは複数のプロセッサ１３２によって）適用されて、アンラップト位相マップが得られる。ステップ１００６の後、アンラップト位相マップには、バンディング等であって、これに限定されないアーチファクトがあるかもしれない。
【００４８】
ここで、ラップトまたはアンラップト位相マップのいずれも、パターン援用位相補正の前に１つまたは複数のブロックに分けられてもよい点に留意する。１つの実施形態において、ラップト位相マップは、ステップ１００４において、位相アンラッピングステップ１００６の前に１つまたは複数のブロックに分けられる。他の実施形態において、位相アンラッピングステップ１００６はラップト位相マップに適用され、１００８でアンラップト位相マップが１つまたは複数のブロックに分けられる。
【００４９】
１つの実施形態において、隣接ブロック間の位相不連続性は、１つまたは複数の重複画素にしたがって補正される。このようにして、第一のブロックの位相は、隣接する第二のブロックとの連続性を保ち、１つまたは複数の重複した画素が各ブロックについて同じ位相を有することになるように調整されてもよい。
【００５０】
他の実施形態において、ラベルマップがステップ１０１０で生成され、これは、ウェハ１０１上の構造の位置を表す。１つの実施形態において、各構造種類は、位相マップと同じサイズのラベルマップに関連付けられる。例えば、各構造種類は、異なる種類の構造が異なる画素値により表されるアンラップト位相マップと同じ数の画素を持つラベルマップに関連付けられてもよい。例えば、第一の構造種類に関連する第一のラベルマップは、第一の構造種類の位置に対応する「１」と残りの画素についてのＮａＮという画素値を有していてもよい。第二の例として、第二の構造種類に関連する第二のラベルマップの画素値は、第二の構造種類の位置に対応する「２」と残りの画素のＮａＮの画素値を有していてもよい。１つの実施形態において、ラベルマップは、各構造種類に異なる数値が割り当てられるように、構造種類のすべてを含んでいてもよい。
【００５１】
１つの実施形態において、ラベルマップはステップ１０１２において、ラップ位相マップ内の位相勾配に基づいて局所的に調整され、局所的に調整されたラベルマップが生成される。例えば、局所的な調整により、ラベルマップ内の構造の境界をラップト位相マップの中の大きい位相勾配の位置に整合させて、精度を高めてもよい。
【００５２】
１つの実施形態において、アンラップト位相マップのパターン援用補正は、ステップ１０１４で、１つまたは複数のセグメントに別々に適用される。各セグメントについて、セグメント内の位相不連続性がステップ１０１６で補正される。他の実施形態においては、ステップ１０１８で、構造種類間の位相不連続性が補正される。ここで、多くのパターンウェハ検査の用途において、ラベル間の境界（すなわち、異なる構造種類の境界）が典型的には、段階的な不連続性である点に留意する。そのため、１つの位相マップでは、ウェハ１０１の表面高さマップに比例する真のアンラップト位相マップを生成するのに十分な情報が含まれていないかもしれない。例えば、これらに限定されないが、相対的位相差（例えば、表面の隆起または窪みに対応するプラスまたはマイナス）および製造レシピから得られるステップ高さの予想を使って、真のアンラップト位相マップを生成してもよい。例えば、追加の情報は、ユーザによって（例えば、パターン定義工程の一部として、ＧＵＩ  ７００により）、または１つまたは複数の画像処理ステップによって提供されてもよい。他の実施形態において、隣接する構造種類間の相対的位相差は、位相シフト干渉計を使えばわかるかもしれない。他の実施形態において、ストリート領域（例えば、１つまたは複数のダイを分離する領域）のアーチファクトがステップ１０２０で除去される。１つの実施形態において、ストリート領域内のアーチファクトは、隣接するアーチファクトのない画素の中央値に基づく２πを加えるか、または差し引くことによって除去され、その結果、調整された画素と隣接するアーチファクトのない領域の中央値との位相差が最小限となる。
【００５３】
１つの実施形態において、ステップ１０１４でセグメントのすべてが評価された後に、ステップ１０２２で、セグメント間の位相不連続性が補正される。他の実施形態において、ステップ１０２２でセグメント間の位相不連続性が補正された後に、ステップ１０２４で工程が終了する。
【００５４】
図１０Ｂは、ステップ１０１６の各構造種類に関する位相不連続性の調整に関連するサブステップを示すフロー図である。１つの実施形態において、アンラップト位相およびラベルマップがステップ１０１６に入力される。他の実施形態において、構造種類に関連する各ラベルマップが、ステップ１０３２で別々に処理される。他の実施形態において、あるセグメント内の各ブロックが、ステップ１０３４で別々に分析される。他の実施形態において、ステップ１０３６で、ブロック内の位相不連続性を補正する方法が選択される。１つの実施形態、モード１において、位相補正はあるブロック内のすべての構造に適用される。例えば、位相補正は、同じ構造種類のすべての構造を含む線形方程式系（例えば、式４および５）を生成し、解くことによって決定されてもよい。他の実施形態、モード２において、ステップ１０４０と１０４２で複数の補正が加えられる。ステップ１０４０では、同じ種類の構造内の位相不連続性が補正される。ステップ１０４０では、構造内の位相不連続性が補正される。ステップ１０４２で、同じ種類の構造間の位相不連続性が補正される。ここで、異なる信頼値を有する複数の線型方程式系を解いて、ウェハ１０１の表面高さマップに対応する真のアンラップト位相マップが生成されてもよい点に留意する。モードに関係なく、ステップ１０４４で、ブロック間の位相不連続性が補正される。１つの実施形態において、ブロック間の連続性は、隣接するブロックの重複する画素の位相をマッチさせることよって得られる。ステップ１０３２ですべてのラベルマップが処理された後、ステップ１０４６で、すべての構造種類に関する補正済みの位相マップが出力される。
【００５５】
ここで記載されている主題は、その他の構成要素内に含まれる、またはそれに接続された異なる構成要素を示している場合がある。このように示されたアーキテクチャは例に過ぎず、実際には同じ機能を達成する他の多くのアーキテクチャが実装できると理解するべきである。概念的な意味において、同じ機能を達成する構成要素の何れの配置も、所望の機能性が達成されるように有効に「関連付けられる」。したがって、本明細書において、特定の機能を達成するために組み合される２つの構成要素は何れも、アーキテクチャまたは中間の構成要素に関係なく、所望の機能が達成されるように相互に「関連付けられている」と見ることができる。同様に、そのように関連付けられた何れの２つの構成要素も、所望の機能性を実現するために相互に「接続される」、または「連結されている」と見ることができ、そのように関連可能な何れの２つの構成要素も、所望の機能性を実現するために相互に「連結可能である」と見ることができる。連結可能な具体的な例としては、物理的に相互作用可能、および／または物理的に相互作用する構成要素、および／または無線で相互作用可能、および／または無線で相互作用する構成要素、および／または論理的に相互作用可能、および／または論理的に相互作用する構成要素が含まれるが、これらに限定されない。
【００５６】
本開示とそれに付随する利点の多くは、上記の説明により理解されたものと確信され、開示された主題から逸脱せず、またその実質的利益のすべてを犠牲にすることなく、構成要素の形態、構成、および配置に様々な変更を加えられることは明らかであろう。説明された形態は例示に過ぎず、以下の特許請求の範囲にこのような変更が包含され、含まれるものと意図される。さらに、本開示は付属の特許請求の範囲によって定義されると理解するべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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