JP2010199557A - 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】反射率データは、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参照スペクトルに対する比率から決定される。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。観察されたデータ及び計算されたデータの両方は、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。これにより観測されたデータと計算された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メリット関数はパラメータの特定の選択によって観察されたデータとモデルとの間の一致性を測定する。
【選択図】図2
Description
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)
- 生産ウェーハの少なくとも1つのパラメータの関数であって所定のスペクトルに亘る前記生産ウェーハに対する計算されたスペクトル反射率強度データを取得する工程と、
前記計算されたスペクトル反射率強度データを変換する工程と、
所定のスペクトルに亘る生産ウェーハの表面からの、観察されたスペクトル反射率強度データを受け取る工程と、
観察されたスペクトル反射率強度データを計算されたスペクトル反射率強度データと一致するように変換する工程と、
観察されたスペクトル反射率強度データと、変換された計算されたスペクトル反射率強度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、
変換され観察されたスペクトル反射率強度データと、変換され計算されたスペクトル反射率強度データとの間の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基板上に少なくとも1つの層を有する生産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。 - 前記観察されたスペクトル反射率強度データは、生産ウェーハ表面から受け取られたスペクトル反射率と、少なくとも1つの基板を含むテストウェーハから受け取られた参照スペクトルの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。
- 前記観察されたスペクトル反射率強度データは、生産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。
- 観察されたスペクトル反射率強度データを変換する工程は、更に、
スペクトルに亘る計算されたスペクトル反射率強度データの強度範囲を見出す工程と、
スペクトルに亘る計算されたスペクトル反射率強度データを平均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。 - 平均され計算されたスペクトル反射率強度データの強度範囲に基づいて、平均され計算
されたスペクトル反射率強度データを縮小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。 - 観察されたスペクトル反射率強度データを変換する工程は、更に、
観察されたスペクトル反射率強度データの強度範囲を見出す工程と、
スペクトルに亘る観察されたスペクトル反射率強度データを平均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。 - 平均され観察されたスペクトル反射率強度データの強度範囲に基づいて、平均され観察されたスペクトル反射率強度データを縮小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。
- 平均され観察されたスペクトル反射率強度データは、縮小され平均され計算されたスペクトル反射率強度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。
- 縮小され平均され計算されたスペクトル反射率強度データの強度範囲は1という値を有し、縮小され平均され観測されたスペクトル反射率強度データもまた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。
- 平均され縮小され観察されたスペクトル反射率強度データは、平均され縮小され計算されたスペクトル反射率強度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。
- 平均され縮小され計算されたスペクトル反射率強度データの平均は、おおよそ0という値を有し、平均され縮小され観察されたスペクトル反射率強度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。
- 変換され観察されたスペクトル反射率強度データと変換され計算されたスペクトル反射率強度データとの間の取り決めと少なくとも1つのパラメータについて見出す工程は、更に、
変換され計算されたスペクトル反射率強度データと変換され観察されたスペクトル反射率強度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。 - 変換され観察されたスペクトル反射率強度データと変換され計算されたスペクトル反射率強度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スペクトル反射率強度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スペクトル反射率強度データに基づいて、変換された計算されたスペクトル反射率強度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スペクトル反射率強度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スペクトル反射率強度データに基づいて、変換された計算されたスペクトル反射率強度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スペクトル反射率強度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スペクトル反射率強度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。 - 前記生産ウェーハの計算されたスペクトル反射率強度データは、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生産ウェーハの反射特性に影響している前記生産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。
- 前記生産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。
- 前記生産ウェーハの計算されたスペクトル反射率強度データは、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生産ウェーハの反射特性に影響している前記生産ウェーハの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。
- 前記生産ウェーハの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生産ウェーハの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。
- 生産ウェーハ表面から観察されたスペクトル反射率強度データを受け取る工程は、更に、
生産ウェーハ表面から観察されたスペクトル反射率強度データ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、前記生産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生産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。 - 前記生産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。
- 前記生産ウェーハ表面から第2の観察されたスペクトル反射率強度データを受け取る工程と、
前記生産ウェーハの計算された反射率データを取得する工程と、
第2の観察されたスペクトル反射率強度データを計算されたスペクトル反射率強度データと一致するように変換する工程と、
変換された第2の観察されたスペクトル反射率強度データと変換された計算されたスペクトル反射率強度データとの間の第2の取り決めを見出す工程と、
前記第2の取り決めに基づいて、少なくとも1つのパラメータの第2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。 - 少なくとも1つのパラメータについて、変換された第2の観察されたスペクトル反射率強度データと変換された計算されたスペクトル反射率強度データとの間の第2の取り決めを見出す工程は、更に、
前記生産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第2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第2のセットに対応する前記生産ウェーハの計算されたスペクトル反射率強度データを解く工程と、
計算されたスペクトル反射率強度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第2のセットのパラメータの値との第2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。 - 前記第2の取り決めに基づいて前記少なくとも1つのパラメータの第2の値を決定する工程は、更に、
第2の観察されたスペクトル反射率強度データに基づいて、計算されたスペクトル反射率強度データの第2の解答セットのうちの1つの解答を識別する工程と、
計算されたスペクトル反射率強度データの前記解答セットのうち前記選択された1つの解答と関連する第2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24記載のパラメータの値を決定する方法。 - 前記計算されたスペクトル反射率強度データを変換する工程は、更に、
計算されたスペクトル反射率強度データの強度範囲を見出す工程と、
計算されたスペクトル反射率強度データを平均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。 - 平均された計算されたスペクトル反射率強度データを縮小された観察されたスペクトル反射率強度データと変換の強度範囲に基づいて縮小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。
- 観察されたスペクトル反射率強度データは、更に、
観察されたスペクトル反射率強度データの強度範囲を見出す工程と、
観察されたスペクトル反射率強度データを平均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。 - 平均された観察されたスペクトル反射率強度データを、平均された観察されたスペクトル反射率強度データの垂直方向の範囲に基づいて縮小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。
- 平均された縮小された観察されたスペクトル反射率強度データは、平均された縮小された計算されたスペクトル反射率強度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。
- 平均された縮小された計算されたスペクトル反射率強度データの強度範囲は1という値を有し、平均された縮小された観察されたスペクトル反射率強度データの強度範囲もまた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。
- 平均された縮小された観察されたスペクトル反射率強度データは、平均された縮小された計算されたスペクトル反射率強度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。
- 平均された縮小された計算されたスペクトル反射率強度データの平均は、おおよそ0の値を有し、平均された縮小された観察されたスペクトル反射率強度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。
- 変換された観察されたスペクトル反射率強度データと変換された観察されたスペクトル反射率強度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、
前記変換された計算されたスペクトル反射率強度データと、前記変換された観察されたスペクトル反射率強度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。 - 変換された観察されたスペクトル反射率強度データと変換された観察されたスペクトル反射率強度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スペクトル反射率強度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スペクトル反射率強度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スペクトル反射率強度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。 - 前記観察されたスペクトル反射率強度データは、生産ウェーハ表面から受け取られたスペクトル反射率と少なくとも1つの基板を含むテストウェーハから受け取られた参照スペクトル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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