JP2004509341A5 - - Google Patents

Description

【００１３】
信号処理システム１９０は、検出器１７０によって受け取られた回折信号を、ライブラリ１８５内に記憶されている模擬回折信号と比較する。ライブラリ１８５内の模擬回折信号の各々は仮想プロファイルに関連付けられている。検出器１７０から受け取られた回折信号とライブラリ１８５内の模擬回折信号の１つとの間に一致が生じる時には、その一致する模擬回折信号に関連付けられている仮想プロファイルが周期格子１４５の実プロファイルに相当すると推定される。その次に、一致する模擬回折信号および／または理論的プロファイルが、周期格子が仕様にしたがって製造されているかどうかの判定を支援するために提供されることが可能である。

【００５６】
誤差計量（ｅｒｒｏｒ ｍｅｔｒｉｃ）が、最適化ルーチンをガイドするために選択される。この典型的な実施形態では、選択された誤差計量は測定回折信号と模擬回折信号との間の２乗誤差和（ｓｕｍ−ｓｑｕａｒｅｄ−ｅｒｒｏｒ）である。この誤差計量は、誤差が互いに同類かつ独立に正規分布（ｉｉｎｄ：ｉｄｅｎｔｉｃａｌｌｙ ａｎｄ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｌｙ ｎｏｒｍａｌｌｙ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ）しており、かつ、差が妥当である用途では、適切に機能することが可能であるが、誤差が出力値の関数であり（したがってｉｉｎｄでなく）、かつ、比率が妥当である場合には、適切な計量でないことがある。誤差が出力の指数関数である時には、２乗差対数誤差和（ｓｕｍ−ｓｑｕａｒｅｄ−ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ−ｌｏｇ−ｅｒｒｏｒ）がより適切な誤差計量であることがありうる。したがって、この実施形態では、２乗誤差和がｃｏｓ（Δ）の比較に使用され、および、ゼロ次のＴＥ反射率に対するゼロ次のＴＭ反射率の比率がｔａｎ（Ψ）ｅ^{ｉ Δ}によって与えられる場合に、２乗差対数誤差和がｔａｎ（Ψ）の比較に使用される。

Claims (65)

1. 周期格子の模擬回折信号（模擬信号）のライブラリを生成する方法であって、該方法は、
   前記周期格子の測定回折信号（測定信号）を得ることと、
   仮想パラメータを仮想プロファイルに関連付けることと、
   前記仮想パラメータを一定のレンジ内で変化させて、１組の仮想プロファイルを生成することと、
   前記測定信号に基づいて前記仮想パラメータを変化させるためのレンジを調節することと、
   前記１組の仮想プロファイルから１組の模擬信号を生成すること
   とからなる方法。
2. さらに、前記周期格子の光学特性を抽出することからなる請求項１に記載の方法。
3. 前記周期格子は複数の材料から形成されており、各材料は屈折率を有し、光学特性を抽出することは、各材料の前記屈折率の実数部と虚数部とを抽出することからなる請求項２に記載の方法。
4. 前記屈折率の実数部と虚数部は、模擬焼きなましに基づくオプティマイザを使用して抽出される請求項３に記載の方法。
5. さらに、前記１組の模擬信号の生成において使用するために調和次数の数を決定することからなる請求項１に記載の方法。
6. 前記調和次数の数を決定することは収束試験を実行することからなる請求項５に記載の方法。
7. さらに、
   増加する次数を使用して前記模擬信号を生成することと、
   使用される次数の増加によって前記模擬信号の変化を決定することと、
   前記模擬信号の変化が、得られることが可能な前記測定信号の最小の変化よりも小さい時に、より少ない次数を選択すること
   とからなる請求項６に記載の方法。
8. さらに、
   前記仮想プロファイルを複数の仮想層に分割することと、
   前記仮想プロファイルに関する前記１組の模擬信号を生成することに使用するために仮想層の数を決定し、前記１組の仮想プロファイルの中の各仮想プロファイルが異なる数の仮想層に分割されることが可能であること
   とからなる請求項１に記載の方法。
9. 前記仮想層の数を決定することは、
   前記仮想層の数の決定を集合カバー問題としてマッピングすることと、
   前記集合カバー問題を解くこと
   とを含む請求項８に記載の方法。
10. 前記周期格子は、基板上に形成された第１の層と、前記第１の層の上に形成された第２の層とを含み、前記周期格子の測定回折信号を得ることは、
    前記基板上に前記第１の層を形成した後に、かつ、前記第１の層上に前記第２の層を形成する前に、第１の回折信号を測定することと、
    前記第１の層上に前記第２の層を形成した後に第２の回折信号を測定することとを含む請求項１に記載の方法。
11. 複数の測定信号が半導体ウェーハ上の複数の箇所から得られる請求項１に記載の方法。
12. 複数の測定信号が複数の半導体ウェーハから得られる請求項１１に記載の方法。
13. 前記仮想パラメータを変化させるためのレンジを調節することは、
    誤差計量を使用して前記模擬信号と前記測定信号を比較することと、
    前記模擬信号と前記測定信号とが一致し、かつ前記模擬信号の前記仮想パラメータが前記レンジの上限または下限の近くにある時に、前記仮想パラメータを変化させるために前記レンジを移動させること
    とを含む請求項１１に記載の方法。
14. 前記誤差計量は２乗誤差和である請求項１３に記載の方法。
15. 前記誤差計量は２乗差対数誤差和である請求項１３に記載の方法。
16. さらに、
    １組の前記模擬信号に関する分解能を決定することと、
    前記決定された分解能に対応する増分において前記模擬信号の生成に使用される前記仮想パラメータを変化させること
    とからなる請求項１に記載の方法。
17. 前記パラメータに対する前記分解能は、前記周期格子の所望の限界寸法に基づいて決定される請求項１６に記載の方法。
18. 前記パラメータに対する分解能を決定することは、さらに、
    前記所望の限界寸法に関連付けられている第１の仮想パラメータと、前記所望の限界寸法に関連付けられていない第２の仮想パラメータとを含む第１の組の仮想パラメータを使用して生成された第１の模擬信号と、
    前記第１の模擬信号の前記第１の仮想パラメータに一致する第１の仮想パラメータと、前記所望の限界寸法に関連付けられておらずかつ前記第１の模擬信号の前記第２の仮想パラメータに一致しない第２の仮想パラメータとを含む第２の組の仮想パラメータを使用して生成された第２の模擬信号
    とを含む模擬信号の部分集合を生成することと、
    前記第２の模擬信号を前記模擬信号の部分集合から取り除くことと、
    前記第２の模擬信号を前記模擬信号の前記部分集合の中のその他の模擬信号に対して比較することと、
    前記比較で前記第２の模擬信号と前記第１の模擬信号とが一致する場合に、前記１組の模擬信号の生成において前記第２の仮想パラメータに対して使用する分解能を低減すること
    とからなる請求項１７に記載の方法。
19. 仮想パラメータを仮想プロファイルに関連付けることは、さらに、
    前記測定信号にもとづいて前記仮想プロファイルに関連付けるために仮想パラメータの数を決定すること
    からなる請求項１に記載の方法。
20. 仮想パラメータの数を決定することは、さらに、
    前記決定された数の仮想パラメータを使用して１組の模擬信号を生成することと、
    前記測定信号を前記１組の模擬信号に対して比較することと、
    前記測定信号が前記１組の模擬信号の中のどの模擬信号にも一致しない場合に、前記仮想パラメータの数を増加させること
    とからなる請求項１９に記載の方法。
21. 前記仮想パラメータの数を決定することは、さらに、
    前記決定された数の仮想パラメータを使用して１組の模擬信号を生成することと、
    前記測定信号を前記１組の模擬信号に対して比較することと、
    前記測定信号が前記１組の模擬信号の中のどの模擬信号にも一致しなくなるまで、前記仮想パラメータの数を減少させること
    とからなる請求項１９に記載の方法。
22. さらに、前記仮想パラメータに対して感度分析を行うことからなる請求項１８に記載の方法。
23. 周期格子の模擬回折信号（模擬信号）のライブラリを生成する方法であって、該方法は、
    前記周期格子の測定回折信号（測定信号）を得ることと、
    仮想パラメータを仮想プロファイルに関連付けることと、
    前記仮想パラメータを一定のレンジ内で変化させて、１組の仮想プロファイルを生成することと、
    前記測定信号に基づいて、前記仮想プロファイルに関連付けるための仮想パラメータの数を決定することと、
    前記１組の仮想プロファイルから１組の模擬信号を生成すること
    とからなる方法。
24. 前記仮想パラメータの数を決定することは、さらに、
    前記決定された数の仮想パラメータを使用して１組の模擬信号を生成することと、
    前記測定信号を前記１組の模擬信号に対して比較することと、
    前記測定信号が前記１組の模擬信号の中のどの模擬信号にも一致しない場合に、前記仮想パラメータの数を増加させること
    とからなる請求項２３に記載の方法。
25. 前記仮想パラメータの数を決定することは、さらに、
    前記決定された数の仮想パラメータを使用して１組の模擬信号を生成することと、
    前記測定信号を前記１組の模擬信号に対して比較することと、
    前記測定信号が前記１組の模擬信号の中のどの模擬信号にも一致しなくなるまで、前記仮想パラメータの数を減少させること
    とからなる請求項２３に記載の方法。
26. さらに、前記仮想パラメータに対して感度分析を行うことからなる請求項２３に記載の方法。
27. さらに、前記測定信号に基づいて前記仮想パラメータを変化させるためのレンジを調節することからなる請求項２３に記載の方法。
28. 複数の測定信号が複数の周期格子から得られ、前記仮想パラメータに対するレンジを調節することは、
    誤差計量を使用して模擬信号と前記測定信号とを比較することと、
    前記模擬信号と前記測定信号とが一致する時、かつ前記模擬信号の前記仮想パラメータが前記のレンジの上限または下限の近くにある時に、前記仮想パラメータを変化させるための前記レンジを移動させること
    とを含む請求項２７に記載の方法。
29. 前記誤差計量は２乗誤差和である請求項２８に記載の方法。
30. 前記誤差計量は２乗差対数誤差和である請求項２８に記載の方法。
31. さらに、
    前記１組の模擬信号に対する分解能を決定することと、
    前記決定された分解能に対応した増分において、前記模擬信号の生成に使用される前記仮想パラメータを変化させること
    とからなる請求項２３に記載の方法。
32. 前記パラメータに対する前記分解能は、前記周期格子の所望の限界寸法に基づいて決定される請求項３１に記載の方法。
33. 前記パラメータに関する分解能を決定することは、さらに、
    前記所望の限界寸法に関連付けられている第１の仮想パラメータと、前記所望の限界寸法に関連付けられていない第２の仮想パラメータとを含む第１の組の仮想パラメータを使用して生成された第１の模擬信号と、
    前記第１の模擬信号の前記第１の仮想パラメータに一致する第１の仮想パラメータと、前記所望の限界寸法に関連付けられておらずかつ前記第１の模擬信号の前記第２の仮想パラメータに一致しない第２の仮想パラメータとを含む第２の組の仮想パラメータを使用して生成された第２の模擬信号
    とを含む模擬信号の部分集合を生成することと、
    前記第２の模擬信号を前記模擬信号の部分集合から取り除くことと、
    前記第２の模擬信号を前記模擬信号の前記部分集合の中のその他の模擬信号と比較することと、
    前記比較が前記第２の模擬信号と前記第１の模擬信号と一致する場合に、前記１組の模擬信号の生成において前記第２の仮想パラメータに対して使用する分解能を低減すること
    とからなる請求項３２に記載の方法。
34. さらに、
    前記仮想プロファイルを複数の仮想層に分割することと、
    前記仮想プロファイルに関する前記１組の模擬信号を生成することに使用する仮想層の数を決定することからなり、ここで前記１組の仮想プロファイルの中の各仮想プロファイルは異なる数の仮想層に分割されることが可能である
    請求項２３に記載の方法。
35. 前記周期格子は、基板上に形成されている第１の層と、前記第１の層の上に形成されている第２の層とを含み、前記周期格子の測定回折信号を得ることは、
    前記基板上に前記第１の層を形成した後に、かつ、前記第１の層上に前記第２の層を形成する前に、第１の回折信号を測定することと、
    前記第１の層上に前記第２の層を形成した後に第２の回折信号を測定することとを含む請求項２３に記載の方法。
36. 周期格子の模擬回折信号（模擬信号）のライブラリを生成する方法であって、該方法は、
    前記周期格子の測定回折信号（測定信号）を得ることと、
    仮想パラメータを仮想プロファイルに関連付けることと、
    １組の仮想プロファイルを生成するため前記仮想パラメータを一定のレンジ内で変化させることと、
    前記測定信号に基づいて、前記仮想パラメータを変化させるためのレンジを調節することと、
    前記測定信号に基づいて、前記仮想プロファイルに関連付けるための仮想パラメータの数を決定することと、
    前記１組の仮想プロファイルから１組の模擬信号を生成すること
    とからなる方法。
37. 複数の測定信号が複数の周期格子から得られ、前記仮想パラメータを変化させるためのレンジを調節することは、
    模擬信号と前記測定信号を比較することと、
    前記模擬信号と前記測定信号とが一致する時、かつ前記模擬信号の前記仮想パラメータが前記のレンジの上限または下限の近くにある時に、前記仮想パラメータを変化させるための前記レンジを移動させること
    とを含む請求項３６に記載の方法。
38. 前記仮想パラメータの数を決定することは、さらに、
    前記決定された数の仮想パラメータを使用して１組の模擬信号を生成することと、
    前記測定信号を前記１組の模擬信号に対して比較することと、
    前記測定信号が前記１組の模擬信号の中のどの模擬信号にも一致しない場合に、前記仮想パラメータの数を増加させること
    とからなる請求項３６に記載の方法。
39. 前記仮想パラメータの数を決定することは、さらに、
    前記決定された数の仮想パラメータを使用して１組の模擬信号を生成することと、
    前記測定信号を前記１組の模擬信号に対して比較することと、
    前記測定信号が前記１組の模擬信号の中のどの模擬信号にも一致しなくなるまで、前記仮想パラメータの数を減少させること
    とからなる請求項３６に記載の方法。
40. さらに、
    前記１組の模擬信号に対する分解能を決定することと、
    前記決定された分解能に対応した増分で、前記模擬信号の生成に使用される前記仮想パラメータを変化させること
    とからなる請求項３６に記載の方法。
41. 前記パラメータに対する前記分解能は、前記周期格子の所望の限界寸法に基づいて決定される請求項４０に記載の方法。
42. 前記パラメータに対する前記分解能を決定することは、さらに、
    前記所望の限界寸法に関連付けられている第１の仮想パラメータと、前記所望の限界寸法に関連付けられていない第２の仮想パラメータとを含む第１の組の仮想パラメータを使用して生成された第１の模擬信号と、
    前記第１の模擬信号の前記第１の仮想パラメータに一致する第１の仮想パラメータと、前記所望の限界寸法に関連付けられておらずかつ前記第１の模擬信号の前記第２の仮想パラメータに一致しない第２の仮想パラメータとを含む第２の組の仮想パラメータを使用して生成された第２の模擬信号
    とを含む模擬信号の部分集合を生成することと、
    前記第２の模擬信号を前記模擬信号の部分集合から取り除くことと、
    前記第２の模擬信号と前記模擬信号の前記部分集合の中のその他の模擬信号とを比較することと、
    前記比較で前記第２の模擬信号と前記第１の模擬信号とが一致した場合に、前記１組の模擬信号の生成において前記第２の仮想パラメータに対して使用する分解能を低減すること
    とからなる請求項４１に記載の方法。
43. さらに、
    前記仮想プロファイルを複数の仮想層に分割することと、
    前記仮想プロファイルに対して前記１組の模擬信号を生成することに使用するために仮想層の数を決定することからなり、ここで前記１組の仮想プロファイルの中の各仮想プロファイルが異なる数の仮想層に分割されることが可能である請求項３６に記載の方法。
44. 前記周期格子は、基板上に形成されている第１の層と、前記第１の層の上に形成されている第２の層とを含み、前記周期格子の測定回折信号を得ることは、
    前記基板上に前記第１の層を形成した後に、かつ、前記第１の層上に前記第２の層を形成する前に、第１の回折信号を測定することと、
    前記第１の層上に前記第２の層を形成した後に第２の回折信号を測定することとを含む請求項３６に記載の方法。
45. 前記１組の模擬信号は、前記仮想パラメータを変化させる前記調節されたレンジを使用して生成される請求項３６に記載の方法。
46. さらに、前記生成された１組の模擬信号の品質を検査することからなる請求項３６に記載の方法。
47. さらに、
    前記１組の模擬信号の中の各模擬信号を前記１組の仮想プロファイルの中の各仮想プロファイルと対にすることと、
    模擬信号と仮想プロファイルとの前記対を記憶すること
    とからなる請求項３６に記載の方法。
48. 模擬回折信号（模擬信号）のライブラリを生成する方法であって、該方法は
    測定回折信号（測定信号）を得ることと、
    １組の仮想パラメータを仮想プロファイルに関連付けることと、１組の仮想プロファイルを生成するために前記１組の仮想パラメータの中の仮想パラメータを一定のレンジ内で変化させることと、前記１組の仮想プロファイルの中の各仮想プロファイルに対する模擬信号を生成することとを含む、第１の組の模擬信号を生成することと、
    前記測定信号に基づいて前記仮想パラメータを変化させるための前記レンジを調節すること、ここで前記レンジは前記第１の組の模擬信号の生成前に調節されることと、
    前記測定信号に基づいて、前記仮想プロファイルに関連付けるために仮想パラメータの数を決定すること、ここで前記仮想パラメータの数は前記第１の組の模擬信号の生成前に決定されること
    とからなる方法。
49. 複数の測定信号が得られ、前記仮想パラメータを変化させるためのレンジを調節することは、
    第２の組の模擬信号を生成することと、
    前記第２の組からの模擬信号を前記測定信号と比較することと、
    前記模擬信号と前記測定信号とが一致する時、かつ前記模擬信号の前記仮想パラメータが前記レンジの上限または下限にある時に、前記仮想パラメータを変化させるための前記レンジを移動させること
    とを含む請求項４８に記載の方法。
50. 前記仮想パラメータの数を決定することは、さらに、
    初期数の仮想パラメータを使用して第２の組の模擬信号を生成することと、
    前記測定信号と前記第２の組の模擬信号とを比較することと、
    前記測定信号が前記第２の組の模擬信号の中のどの模擬信号にも一致しない場合に、前記仮想パラメータの数を増加させること
    とからなる請求項４８に記載の方法。
51. 前記仮想パラメータの数を決定することは、さらに、
    初期数の仮想パラメータを使用して第２の組の模擬信号を生成することと、
    前記測定信号と前記第２の組の模擬信号とを比較することと、
    前記測定信号が前記第２の組の模擬信号の中のどの模擬信号にも一致しなくなるまで、前記仮想パラメータの数を減少させること
    とからなる請求項４８に記載の方法。
52. 前記１組の模擬信号は、前記仮想パラメータを変化させるための前記調節されたレンジを使用して生成される請求項４８に記載の方法。
53. さらに、前記生成された１組の模擬信号の品質を検査することからなる請求項４８に記載の方法。
54. １組のパラメータによって定義されることが可能なプロファイル形状を有する周期格子の模擬回折信号（模擬信号）のライブラリを生成する方法であって、該方法は、
    前記周期格子の測定回折信号（測定信号）を得ることと、
    前記周期格子の前記プロファイル形状を定義するための前記１組のパラメータに対する値のレンジを得ることと、
    前記測定信号に基づいた値の前記得られたレンジを調節することと、
    １組の仮想パラメータを仮想プロファイルに関連付けることと、
    前記測定信号に基づいて前記仮想プロファイルに関連付けるための仮想パラメータの数を決定することと、
    前記模擬信号のライブラリに対する分解能を決定することと、
    前記調節されたレンジの範囲内において、前記決定された分解能に対応する増分で前記１組の仮想パラメータの中の前記仮想パラメータを変化させることと、
    前記決定された数の仮想パラメータと前記調節されたレンジとを使用して１組の仮想プロファイルを生成することと、
    前記１組の仮想プロファイルに基づいて１組の模擬信号を生成することと、
    前記１組の模擬信号の中の各模擬信号を、前記１組の仮想プロファイルの中の各仮想プロファイルと対にすることと、
    模擬信号と模擬プロファイルとの前記対を記憶すること
    とからなる方法。
55. 周期格子構造の模擬回折信号（模擬信号）のライブラリを生成するシステムであって、該システムは、
    入射信号によって前記周期格子を照射するように構成されている電磁源と、
    前記周期格子から回折する前記入射信号から測定回折信号（測定信号）を得るように構成されている検出器と、
    信号プロセッサであって、
    仮想パラメータを仮想プロファイルに関連付け、
    前記仮想プロファイルに関連付けるための仮想パラメータの数を決定し、
    １組の仮想プロファイルを生成するために一定のレンジ内で前記仮想パラメータを変化させ、
    前記測定信号に基づいて値の前記レンジを調節し、
    前記１組の仮想プロファイルから１組の模擬信号を生成する
    ように構成されている信号プロセッサ
    とからなるシステム。
56. 前記電磁源は楕円偏光測定器である請求項５５に記載のシステム。
57. 前記電磁源は反射率計である請求項５５に記載のシステム。
58. 前記信号プロセッサは、さらに、
    模擬信号と前記測定信号とを比較し、
    前記模擬信号と前記測定信号とが一致する時、かつ前記模擬信号の前記仮想パラメータが前記レンジの上限または下限の近くにある時に、値の前記レンジを移動させる
    ように構成されている請求項５５に記載のシステム。
59. 前記信号プロセッサは、さらに、
    前記決定された数の仮想パラメータを使用して１組の模擬信号を生成し、
    前記測定信号と前記１組の模擬信号とを比較し、
    前記測定信号が前記１組の模擬信号の中のどの模擬信号にも一致しない場合に、前記仮想パラメータの数を増加させる
    ように構成されている請求項５５に記載のシステム。
60. 前記信号プロセッサは、さらに、
    前記決定された数の仮想パラメータを使用して１組の模擬信号を生成し、
    前記測定信号と前記１組の模擬信号とを比較し、
    前記測定信号が前記１組の模擬信号の中のどの模擬信号にも一致しなくなるまで、前記仮想パラメータの数を減少させる
    ように構成されている請求項５５に記載のシステム。
61. 前記信号プロセッサは、さらに、
    前記１組の模擬信号に関する分解能を決定し、
    前記決定された分解能に対応する増分で、前記模擬信号を生成するために使用される前記仮想パラメータを変化させる
    ように構成されている請求項５５に記載のシステム。
62. 前記パラメータに関する分解能は前記周期格子の所望の限界寸法に基づいて決定されている請求項６１に記載のシステム。
63. 前記信号プロセッサは、さらに、
    前記所望の限界寸法に関連付けられている第１の仮想パラメータと、前記所望の限界寸法に関連付けられていない第２の仮想パラメータとを含む第１の組の仮想パラメータを使用して生成された第１の模擬信号と、
    前記第１の模擬信号の前記第１の仮想パラメータに一致する第１の仮想パラメータと、前記所望の限界寸法に関連付けられておらずかつ前記第１の模擬信号の前記第２の仮想パラメータに一致しない第２の仮想パラメータとを含む第２の組の仮想パラメータを使用して生成された第２の模擬信号
    とを含む模擬信号の部分集合を生成し、
    前記第２の模擬信号を前記模擬信号の部分集合から取り除き、
    前記第２の模擬信号と前記模擬信号の前記部分集合の中のその他の模擬信号とを比較し、
    前記第２の模擬信号と前記第１の模擬信号との前記比較が一致している場合に、前記１組の模擬信号の生成において前記第２の仮想パラメータに対して使用する分解能を低減する
    ように構成されている請求項６２に記載のシステム。
64. 前記信号プロセッサは、さらに、
    前記仮想プロファイルを複数の仮想層に分割し、
    前記仮想プロファイルに対する前記１組の模擬信号を生成することに使用するための仮想層の数を決定する
    ように構成されており、前記１組の仮想プロファイルの中の各仮想プロファイルが異なる数の仮想層に分割されることが可能である請求項５５に記載のシステム。
65. 前記信号プロセッサは、さらに、
    前記第１の層上に前記第２の層を形成する前で、前記基板上に前記第１の層を形成した後に、第１の回折信号を測定し、
    前記第１の層上に前記第２の層を形成した後に第２の回折信号を測定する
    ように構成されている請求項５５に記載のシステム。