JP2006521014A - In−situ測定及びフィルム厚さと溝深さとのコントロールのためのシステムと方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】この方法は、反射率に関する知識又は表面の透過率または構成を必要としないが、反射率又は透過率線形変換と関連した量だけは、知られている必要がある。最初に、プロセスの簡素化した光学モデルは、ウェーハの個別的な領域の表面反射率を計算するために必要とされるのと同じくらい多くのパラメータを用いて構成される。反射率データは、例えばin-situ測定によってウェーハ表面から収集され、公称反射率は電流スペクトルの定量から参照スペクトルまで決定される。参照スペクトルは、反射特性がよく特徴付けられている素材だけで構成される参照ウェーハから取得される。観察されたデータの風袋及び計算されたデータの風袋の両方は、それらの垂直方向の範囲とスペクトル的に平均された値とが一致するように変換される。観察されたデータと計算されたモデルとを、それらの垂直方向の範囲とスペクトル的に平均された値とが一致するように変換することによって、前記データと前記モデルとの大きな差は許容される。メリット関数は、パラメータの正しい値でのメリット関数にて深い極小を見出すための標準の数値技術を用いて極小化される。パラメータの特定の選択によって観察されたデータと前記モデルとの間の取り決めを測定するメリット関数が使用される。
Description
一度エッチング工程が安定すると認められると、それは1つ以上のテストにて実行される。
1)各波長での各領域内のそれぞれの層の光学定数nとk、
2)異なる個別の領域の相対的な領域、ソロモン達(col.9,41行)とシャイナー達(col. 9,60行にてパラメータC1とC2とC3と説明している)とザリッキ(col.7,37行)、
3)溝の側から分散するのを説明するパラメータ、ザリッキ(col.7,37行にてパラメータC4と説明している)、
4)光学式システムにおける光の整合性を説明するパラメータλ、シャイナー達(col.7,35行にてパラメータλと説明している)、
5)発見的「大きさ結合因子」、シャイナー達(col.8,16行にてパラメータc1とc2と説明している)、
6)散逸率、シャイナー達(col.8,43行にてパラメータb2とBと説明している)、
7)そして、偏光因子、シャイナー達(col.9,10行にてパラメータp1とp2と説明している)
本発明の他の機能は、添付図面と以下の詳細な説明とから明白になる。
このSTI構造は、2種類の個別的な領域タイプ、領域113と領域114とで構成されている。第1のタイプである領域113は、シリコン基板104上の多層誘電体スタック102である。領域102を形成している多層誘電体スタックの最上層106は、フォトレジストである。最上層106の下は中間層108である。領域113における各層の厚さは、公知ではない最上層106を除いて知られている。即ち、中間層108の厚さは公知である。図示された模範的なSTI構造において、溝112は最初に領域108を通って領域104まで又は領域104の中に伸びるので、第2のタイプの領域である領域114は、基盤104から構成されている模範的なSTI構造に存在する。
Claims (36)
- ウェーハ表面から観察された反射率データを受け取る工程と、
少なくとも1つのパラメータの関数であって前記ウェーハに対する計算された反射率データを取得する工程と、
前記観察された反射率データ及び前記計算された反射率データのうちの一方を変換する工程と、
観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記変換された一方の反射率データと一致するように観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち他方の反射率データを変換する工程と、
観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記変換された一方の反射率データと観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記変換された他方の反射率データとの間の取り決めを少なくとも1つのパラメータについて見出す工程と、
前記取り決めに基づいて、少なくとも1つのパラメータの値を決定する工程とを備えることを特徴とするウェーハと関連する少なくとも1つのパラメータの値を決定する方法。 - 前記観察された反射率データは、ウェーハ表面のスペクトル反射率と参照反射率スペクトルとの比率であることを特徴とする請求項1記載のパラメータの値を決定する方法。
- 前記観察された反射率データは、ウェーハ表面の状態と関連していることを特徴とする請求項1記載のパラメータの値を決定する方法。
- 観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち一方の反射率データを変換する工程は、更に、
観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記一方の反射率データの垂直方向の範囲を見出す工程と、
観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記一方の垂直方向の範囲に基づいて、観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記一方の反射率データを縮小する工程とを備える請求項3記載のパラメータの値を決定する方法。 - 観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記縮小された一方の反射率データを平均する工程を更に備えることを特徴とする請求項4記載のパラメータの値を決定する方法。
- 観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記他方の反射率データを変換する工程は、更に、
観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記他方の反射率データの垂直方向の範囲を見出す工程と、
観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記他方の反射率データの前記垂直方向の範囲に基づいて、観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記他方の反射率データを縮小する工程とを備えることを特徴とする請求項5記載のパラメータの値を決定する方法。 - 観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記縮小された他方の反射率データを平均する工程を更に備えることを特徴とする請求項6記載のパラメータの値を決定する方法。
- 観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記縮小された一方の反射率データは、観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記縮小された他方の反射率データと一致することを特徴とする請求項6記載のパラメータの値を決定する方法。
- 観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記縮小された一方の反射率データの垂直方向の範囲は1という値を有し、観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記他方の反射率データの垂直方向の範囲もまた1という値を有していることを特徴とする請求項8記載のパラメータの値を決定する方法。
- 観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記平均され縮小された一方の反射率データは、観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記平均され縮小された他方の反射率データと一致することを特徴とする請求項7記載のパラメータの値を決定する方法。
- 観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記平均され縮小された一方の反射率データの平均は、おおよそ0という値を有し、観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記平均され縮小された他方の反射率データの平均もまた、おおよそ0という値を有していることを特徴とする請求項10記載のパラメータの値を決定する方法。
- 観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記変換された一方の反射率データと観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記変換された他方の反射率データとの間の取り決めを少なくとも1つのパラメータについて見出す工程は、更に、
観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記変換された一方の反射率データと観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記変換された他方の反射率データとに対するメリット関数を構成する工程と、
少なくとも1つのパラメータについての前記メリット関数を極小化する工程とを備えることを特徴とする請求項7記載のパラメータの値を決定する方法。 - 観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記変換された一方の反射率データと観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記変換された他方の反射率データとの間の取り決めを少なくとも1つのパラメータについて見出す工程は、更に、
それぞれが前記少なくとも1つのパラメータに対する固有のパラメータ値で評価される変換された計算された反射率データの複数の例を生み出す工程と、
前記変換された観察された反射率データに基づいて、変換された計算された反射率データの前記複数の例のうちの1つを識別する工程と、
前記変換された観察された反射率データの前記識別された例に関する前記少なくとも1つのパラメータの値を識別する工程とを備えることを特徴とする請求項12記載のパラメータの値を決定する方法。 - 前記変換された観察された反射率データに基づいて、変換された計算された反射率データの複数の例のうちの1つを識別する工程は、更に、
前記変換された観察された反射率データを前記変換された観察された反射率データの複数の例のうちの少なくともいくつかの反射率データと比較する工程と、
前記比較に基づいて、識別された例と関連する前記少なくとも1つのパラメータの値を決定する工程とを備えることを特徴とする請求項13記載のパラメータの値を決定する方法。 - 前記ウェーハの計算された反射率データは、ただ1つのパラメータの関数として簡素化された光学モデルから構成され、前記ただ1つのパラメータは、あらゆる計算可能な方法において前記ウェーハの反射特性に影響している前記ウェーハの一部の属性を表していることを特徴とする請求項3記載のパラメータの値を決定する方法。
- 前記ウェーハの一部の属性は、屈折率とフィルム厚さと溝深さと基板の溝深さと多層誘電体スタックの厚さとのうちの1つであることを特徴とする請求項15記載のパラメータの値を決定する方法。
- 前記ウェーハの計算された反射率データは、少なくとも2つのパラメータの関数として簡素化された光学モデルから構成され、前記少なくとも2つのパラメータはあらゆる計算可能な方法において前記ウェーハの反射特性に影響している前記ウェーハの1つ以上の部分の少なくとも2つの属性を表していることを特徴とする請求項3記載のパラメータの値を決定する方法。
- 前記ウェーハの1つ以上の部分の前記少なくとも2つの属性は、屈折率とフィルム厚さと溝深さと基板の溝深さと多層誘電体スタックの厚さとのあらゆる組み合わせであることを特徴とする請求項17記載のパラメータの値を決定する方法。
- 簡素化された光学モデルは、前記少なくとも2つのパラメータによって表された各領域からの反射率の合計と比例している反射率の関数であることを特徴とする請求項17記載のパラメータの値を決定する方法。
- ウェーハ表面から観察された反射率データを受け取る工程は、更に、
ウェーハ表面から観察された反射率データin-situを取得する工程を備えることを特徴とする請求項3記載のパラメータの値を決定する方法。 - 前記少なくとも1つのパラメータは、前記ウェーハの少なくとも1つの構成それぞれと関連しており、更に、
前記少なくとも1つのパラメータの値に基づいている前記ウェーハの構成におけるプロセスをコントロールする工程を備えることを特徴とする請求項3記載のパラメータの値を決定する方法。 - 前記ウェーハの構成に対する終了プロセス状態でのパラメータの停止値と前記少なくとも1つのパラメータの値とを比較する工程を更に備えることを特徴とする請求項21記載のパラメータの値を決定する方法。
- 前記ウェーハ表面から第2の観察された反射率データを受け取る工程と、
少なくとも1つのパラメータの関数であって前記ウェーハの計算された反射率データを取得する工程と、
前記第2の観察された反射率データ及び前記計算された反射率データのうちの一方の反射率データを変換する工程と、
第2の観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち他方の反射率データを第2の観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記変換された一方の反射率データと一致するように変換する工程と、
第2の観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記変換された一方の反射率データと第2の観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記変換された他方の反射率データとの間の取り決めを少なくとも1つのパラメータについて見出す工程と、前記取り決めに基づいて、少なくとも1つのパラメータの値を決定する工程とを更に備えることを特徴とする請求項3記載のパラメータの値を決定する方法。 - 第2の観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記変換された一方の反射率データと第2の観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記変換された他方の反射率データとの間の取り決めを少なくとも1つのパラメータについて見出す工程は、更に、
前記ウェーハの少なくとも1つのパラメータの取り得る値のセットを決定する工程と、
少なくとも1つのパラメータの取り得る値の前記セットに対応する前記ウェーハの計算された反射率データを解く工程と、
計算された反射率データと少なくとも1つのパラメータについての各取り得る値の前記セットのパラメータの値との解答セットを格納する工程とを備えることを特徴とする請求項23記載のパラメータの値を決定する方法。 - 前記取り決めに基づいて前記少なくとも1つのパラメータの値を決定する工程は、更に、
第2の観察された反射率データに基づいて、計算された反射率データの解答セットのうちの1つを識別する工程と、
計算された反射率データの前記解答セットのうち前記選択された1つと関連するパラメータの値を識別する工程とを備えることを特徴とする請求項24記載のパラメータの値を決定する方法。 - 前記観察された反射率データ及び前記計算された反射率データのうちの一方の反射率データを変換する工程は、更に、
観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記一方の反射率データの垂直方向の範囲を見出す工程と、
観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記一方の反射率データの前記垂直方向の範囲に基づいて、観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記一方の反射率データを縮小する工程とを備えることを特徴とする請求項19記載のパラメータの値を決定する方法。 - 観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記縮小された一方の反射率データを平均する工程を更に備えることを特徴とする請求項26記載のパラメータの値を決定する方法。
- 観察された反射率データ及び計算された反射率データのうちの前記他方の反射率データを変換する工程は、更に、
観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記他方の反射率データの垂直方向の範囲を見出す工程と、
観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記他方の反射率データの前記垂直方向の範囲に基づいて、観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記他方の反射率データを縮小する工程とを備えることを特徴とする請求項27記載のパラメータの値を決定する方法。 - 観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記縮小された他方の反射率データを平均する工程を更に備えることを特徴とする請求項28記載のパラメータの値を決定する方法。
- 観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記縮小された一方の反射率データは、観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記縮小された他方の反射率データと一致することを特徴とする請求項28記載のパラメータの値を決定する方法。
- 観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記縮小された一方の反射率データの垂直方向の範囲は1という値を有し、観察された反射率データ及び計算された反射率データのうちの前記縮小された他方の反射率データの垂直方向の範囲もまた1という値を有していることを特徴とする請求項30記載のパラメータの値を決定する方法。
- 観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記平均され縮小された一方の反射率データは、観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記平均され縮小された他方の反射率データと一致することを特徴とする請求項29記載のパラメータの値を決定する方法。
- 観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記平均され縮小された一方の反射率データの平均は、おおよそ0の値を有し、観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記平均され縮小された他方の反射率データの平均もまたおおよそ0の値を有することを特徴とする請求項32記載のパラメータの値を決定する方法。
- 観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記変換された一方の反射率データと観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記変換された他方の反射率データとの間の取り決めを少なくとも1つのパラメータについて見出す工程は、更に、
観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記変換された一方の反射率データと観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記変換された他方の反射率データとに対するメリット関数を構成する工程と、
前記少なくとも2つのパラメータについて前記メリット関数を極小化する工程とを備えることを特徴とする請求項29記載のパラメータの値を決定する方法。 - 観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記変換された一方の反射率データと観察された反射率データ及び計算された反射率データのうち前記変換された他方の反射率データとの間の取り決めを少なくとも1つのパラメータについて見出す工程は、更に、
それぞれが前記少なくとも2つのパラメータそれぞれに対する固有のパラメータ値で評価される変換された計算された反射率データの複数の例を生み出す工程と、
前記変換された観察された反射率データに基づいて、変換され計算された反射率データの前記複数の例のうちの1つを識別する工程と、
前記変換された観察された反射率データの前記識別された例に関する前記少なくとも2つのパラメータそれぞれに対する値を識別する工程とを備えることを特徴とする請求項34記載のパラメータの値を決定する方法。 - 前記観察された反射率データは、ウェーハ表面のスペクトル反射率と参照反射率スペクトルとの比率であることを特徴とする請求項19記載のパラメータの値を決定する方法。
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