JP2014526805A5 - - Google Patents

Claims (56)

1. 半導体ウエハ上で測定される構造体の光学モデルを作成するためのコンピュータで実施される方法であって、
   前記ウエハ上の前記構造体を形成するために使用される１つ以上のプロセス工程について、プロセスパラメータの公称値と１つ以上の異なる値を選択すること、
   前記公称値を用いて、前記ウエハ上に形成される前記構造体の１つ以上の特性をシミュレートすること、
   前記シミュレーティングの結果に基づいて、前記構造体の最初のモデルを作成すること、
   前記モデルへの入力として前記１つ以上の異なる値を用いて、前記ウエハ上に形成される前記構造体の前記１つ以上の特性をシミュレートすること、
   前記シミュレートする工程の双方の結果を、前記構造体の前記光学モデルに変換すること、
   前記構造体の前記１つ以上の特性が、前記公称値と前記１つ以上の異なる値の少なくとも２つの間でどのように変化するかに基づいて、前記光学モデルのパラメータ表現を決定すること、を含む方法であり、
   前記選択工程、前記双方のシミュレーティング工程、前記作成工程、前記変換工程、及び前記決定工程が、ウエハ上に形成されたような前記構造体の画像を用いることなく、並びに前記構造体がいずれかのウエハ上に形成される前に実行され、前記選択工程、前記双方のシミュレーティング工程、前記作成工程、前記変換工程、及び前記決定工程が、コンピュータシステムを用いて実行される、方法。
2. 前記パラメータ表現を決定することが、前記光学モデル内に含まれるパラメータを選択することを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記パラメータ表現を決定することが、変化させることができる前記光学モデルのパラメータを決定することを含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記１つ以上の特性と前記公称値及び１つ以上の異なる値の間の関係性を決定すること、
   光学測定技術を用いて、前記ウエハ上に形成される前記構造体を測定すること、
   前記測定の結果を使用して、前記ウエハ上に形成される前記構造体の前記１つ以上の特性を決定すること、
   前記関係性と組み合わせて前記１つ以上の決定された特性を用いて、前記ウエハ上で前記構造体を形成するために使用された前記プロセスパラメータの値を決定すること、
   を更に含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記双方のシミュレートする工程が、前記１つ以上の特性を、前記構造体上の位置の関数としてシミュレートすることを含み、前記最初のモデル及び前記光学モデルが、前記１つ以上の特性の少なくともいくつかにおける変化を前記構造体上の位置の関数として定義する数学関数を含むように作成される、請求項１に記載の方法。
6. 前記公称値及び前記１つ以上の異なる値を用いて、前記ウエハ上に形成される前記構造体の光学測定の結果をシミュレートすること、
   前記光学測定のどのパラメータが、前記光学測定のパラメータ以外の前記プロセスパラメータの値における変化に対してより敏感であるかを決定すること、
   を更に含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記光学測定のパラメータ以外の前記プロセスパラメータの値における変化に対してより敏感である前記光学測定の前記パラメータに基づいて、前記ウエハ上で形成される前記構造体を測定するために使用されようとする前記光学測定の前記パラメータを決定することを更に含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記公称値及び前記１つ以上の異なる値を用いて、前記ウエハ上に形成される前記構造体の前記１つ以上の特性に基づいて、光学スキャトロメトリサインのライブラリーを作成することを更に含む、請求項１に記載の方法。
9. 前記１つ以上の異なる値が、前記プロセスパラメータについての最大及び最小値を含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記ライブラリーを作成することが、前記公称値及び前記１つ以上の異なる値について計算された前記光学スキャトロメトリサインを記憶することを含む、請求項８に記載の方法。
11. 前記ライブラリーを作成することが、前記公称値及び前記１つ以上の異なる値について計算された前記光学スキャトロメトリサインでソフトウェアをトレーニングすることを含む、請求項８に記載の方法。
12. 前記ライブラリーを作成することが、いずれかのウエハ上に形成される前記構造体を測定することなく実行される、請求項８に記載の方法。
13. 光学測定技術を用いて、ウエハ上に形成される前記構造体の１つ以上の特性を決定すること、
    前記ウエハ上に形成される前記構造体の前記１つ以上の特性に基づいて、前記ウエハ上の前記構造体を形成するために使用される前記プロセスパラメータの１つ以上のものの１つ以上の値を決定すること、
    を更に含む、請求項１に記載の方法。
14. 前記プロセスパラメータの前記１つ以上のものの前記１つ以上の決定された値に基づいて、プロセスツールの１つ以上のパラメータを変更することを更に含む、請求項１３に記載の方法。
15. 光学測定技術を用いて、ウエハ上に形成される前記構造体の１つ以上の特性を決定すること、
    前記ウエハ上で形成される前記構造体の前記１つ以上の特性に基づいて、前記ウエハ上で形成されようとする並びに前記構造体を含有しようとする装置の１つ以上の特性を決定すること、
    を更に含む、請求項１に記載の方法。
16. 光学測定技術を用いて、ウエハ上に形成される前記構造体の１つ以上の特性を決定すること、
    前記ウエハ上で形成される前記構造体の前記１つ以上の特性に基づいて、前記ウエハ上に前記構造体を形成するために使用される前記プロセスパラメータの１つ以上のものの１つ以上の値を決定すること、
    前記プロセスパラメータの前記１つ以上のものの前記１つ以上の決定された値に基づいて、前記ウエハ上に形成されようとする並びに前記構造体を含有しようとする装置の１つ以上の特性を決定すること、
    を更に含む、請求項１に記載の方法。
17. 光学測定技術を用いて、ウエハ上に形成される前記構造体の２つ以上の特性を決定すること、
    前記ウエハ上に形成される前記構造体の前記２つ以上の特性の組み合わせに基づいて、前記ウエハ上に形成されようとする並びに前記構造体を含有しようとする装置の１つ以上の特性を決定すること、
    前記装置の前記１つ以上の特性が、前記装置の前記１つ以上の特性について、規格外にあるかどうかを決定すること、
    を更に含む、請求項１に記載の方法。
18. 前記シミュレーティング工程と第１のモデルを用いて、前記プロセスパラメータの前記公称値と１つ以上の異なる値を用いて前記ウエハ上に形成されようとする並びに前記構造体を含有しようとする装置の１つ以上の特性をシミュレートすること、
    前記第１のモデルよりも単純であり、並びに前記装置の１つ以上の特性を前記シミュレーティング工程の双方の前記結果の関数として説明する第２のモデルを作成すること、
    を更に含む、請求項１に記載の方法。
19. テスト構造体デザインに従って前記ウエハ上に形成されるテスト構造体の１つ以上の特性が、前記プロセスパラメータの１つ以上の値における変化に対して敏感であるが、全ての値に対しては敏感でないように、前記シミュレーティング工程の双方の結果に基づいて、前記テスト構造体デザインを作成することを更に含む、請求項１に記載の方法。
20. 第１のテスト構造体デザインに従って前記ウエハ上に形成される第１のテスト構造体の１つ以上の特性が、前記プロセスパラメータの第１のものに対しては敏感であるが、前記プロセスパラメータの第２のものに対しては敏感ではないように、並びに第２のテスト構造体デザインに従って前記ウエハ上に形成されたような第２のテスト構造体の１つ以上の特性が、前記プロセスパラメータの前記第２のものに対しては敏感であるが、前記プロセスパラメータの前記第１のものに対しては敏感ではないように、前記シミュレーティング工程の双方の結果に基づいて、前記第１及び第２のテスト構造体デザインを作成することを更に含む、請求項１に記載の方法。
21. テスト構造体デザインに従って前記ウエハ上に形成されるテスト構造体の１つ以上の特性の光学測定が、前記テスト構造体の前記１つ以上の特性における変化に対して敏感であるように、前記シミュレートする工程の双方の結果に基づいて、前記テスト構造体デザインを作成することを更に含む、請求項１に記載の方法。
22. 半導体ウエハ上で測定される構造体の光学モデルを作成するために、コンピュータで実施される方法を実行するためのコンピュータシステム上で実行可能なプログラム命令を記憶する、非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体であって、前記コンピュータで実施される方法が、
    前記ウエハ上の前記構造体を形成するために使用された１つ以上のプロセス工程について、プロセスパラメータの公称値と１つ以上の異なる値を選択すること、
    前記公称値を用いて、前記ウエハ上に形成されようとした前記構造体の１つ以上の特性をシミュレートすること、
    前記シミュレーティングの結果に基づいて、前記構造体の最初のモデルを作成すること、
    前記モデルへの入力として前記１つ以上の異なる値を用いて、前記ウエハ上に形成される前記構造体の前記１つ以上の特性をシミュレートすること、
    前記シミュレートする工程の双方の結果を、前記構造体の前記光学モデルに変換すること、
    前記構造体の前記１つ以上の特性が、前記公称値と前記１つ以上の異なる値の少なくとも２つの間でどのように変化するかに基づいて、前記光学モデルのパラメータ表現を決定すること、を含む方法であり、
    前記選択工程、前記双方のシミュレーティング工程、前記作成工程、前記変換工程、及び前記決定工程が、ウエハ上に形成されたような前記構造体の画像を用いることなく、並びに前記構造体がいずれかのウエハ上に形成される前に実行される、コンピュータ読み取り可能な媒体。
23. 半導体ウエハ上で測定される構造体の光学モデルを作成するよう構成されたシステムであって、
    前記ウエハ上で形成されたような前記構造体を測定するよう構成された光学測定サブシステムと、
    コンピュータサブシステムと、を含むシステムであり、
    前記コンピュータサブシステムが、
    前記ウエハ上の前記構造体を形成するために使用された１つ以上のプロセス工程について、プロセスパラメータの公称値と１つ以上の異なる値を選択すること、
    前記公称値を用いて、前記ウエハ上に形成されようとした前記構造体の１つ以上の特性をシミュレートすること、
    前記シミュレーティングの結果に基づいて、前記構造体の最初のモデルを作成すること、
    前記モデルへの入力として前記１つ以上の異なる値を用いて、前記ウエハ上に形成されようとした前記構造体の前記１つ以上の特性をシミュレートすること、
    前記シミュレートする工程の双方の結果を、前記構造体の前記光学モデルに変換すること、
    前記構造体の前記１つ以上の特性が、前記公称値と前記１つ以上の異なる値の少なくとも２つの間でどのように変化するかに基づいて、前記光学モデルのパラメータ表現を決定すること、のために構成され、
    前記選択する工程、前記双方のシミュレーティング工程、前記作成工程、前記変換工程、及び前記決定工程が、ウエハ上に形成される前記構造体の画像を用いることなく、並びに前記構造体が、いずれかのウエハ上に形成される前に実行される、システム。
24. 前記パラメータ表現を決定することが、前記光学モデル内に含まれるパラメータを選択することを含む、請求項２３に記載のシステム。
25. 前記パラメータ表現を決定することが、変化させることができる前記光学モデルのパラメータを決定することを含む、請求項２３に記載のシステム。
26. 前記コンピュータサブシステムが更に、前記１つ以上の特性と前記公称値及び１つ以上の異なる値の間の関係性を決定することと、光学測定技術を用いて、前記ウエハ上に形成される前記構造体を測定することと、前記測定の結果を使用して、前記ウエハ上に形成される前記構造体の前記１つ以上の特性を決定することと、前記関係性と組み合わせて前記１つ以上の決定された特性を用いて、前記ウエハ上で前記構造体を形成するために使用された前記プロセスパラメータの値を決定することと、のために構成される、請求項２３に記載のシステム。
27. 双方のシミュレートする工程が、前記１つ以上の特性を、前記構造体上の位置の関数としてシミュレートすることを含み、前記最初のモデル及び前記光学モデルが、前記１つ以上の特性の少なくともいくつかにおける変化を前記構造体上の位置の関数として定義する数学関数を含むように作成される、請求項２３に記載のシステム。
28. 前記コンピュータサブシステムが更に、前記公称値及び前記１つ以上の異なる値を用いて、前記ウエハ上に形成される前記構造体の光学測定の結果をシミュレートすることと、前記光学測定のどのパラメータが、前記光学測定のパラメータ以外の前記プロセスパラメータの値における変化に対してより敏感であるかを決定することと、のために構成される、請求項２３に記載のシステム。
29. 前記コンピュータサブシステムが更に、前記光学測定のパラメータ以外の前記プロセスパラメータの値における変化に対してより敏感である前記光学測定の前記パラメータに基づいて、前記ウエハ上で形成される前記構造体を測定するために使用されようとする前記光学測定の前記パラメータを決定することのために構成される、請求項２８に記載のシステム。
30. 前記コンピュータサブシステムが更に、前記公称値及び前記１つ以上の異なる値を用いて、前記ウエハ上に形成される前記構造体の前記１つ以上の特性に基づいて、光学スキャトロメトリサインのライブラリーを作成することのために構成される、請求項２３に記載のシステム。
31. 前記１つ以上の異なる値が、前記プロセスパラメータについての最大及び最小値を含む、請求項３０に記載のシステム。
32. 前記ライブラリーを作成することが、前記公称値及び前記１つ以上の異なる値について計算された前記光学スキャトロメトリサインを記憶することを含む、請求項３０に記載のシステム。
33. 前記ライブラリーを作成することが、前記公称値及び前記１つ以上の異なる値について計算された前記光学スキャトロメトリサインでソフトウェアをトレーニングすることを含む、請求項３０に記載のシステム。
34. 前記ライブラリーを作成することが、いずれかのウエハ上に形成される前記構造体を測定することなく実行される、請求項３０に記載のシステム。
35. 前記コンピュータサブシステムが更に、光学測定技術を用いて、ウエハ上に形成される前記構造体の１つ以上の特性を決定することと、前記ウエハ上に形成される前記構造体の前記１つ以上の特性に基づいて、前記ウエハ上の前記構造体を形成するために使用される前記プロセスパラメータの１つ以上のものの１つ以上の値を決定することと、のために構成される、請求項２３に記載のシステム。
36. 前記コンピュータサブシステムが更に、前記プロセスパラメータの前記１つ以上のものの前記１つ以上の決定された値に基づいて、プロセスツールの１つ以上のパラメータを変更することのために構成される、請求項３５に記載のシステム。
37. 前記コンピュータサブシステムが更に、光学測定技術を用いて、ウエハ上に形成される前記構造体の１つ以上の特性を決定することと、前記ウエハ上で形成される前記構造体の前記１つ以上の特性に基づいて、前記ウエハ上で形成されようとする並びに前記構造体を含有しようとする装置の１つ以上の特性を決定することと、のために構成される、請求項２３に記載のシステム。
38. 前記コンピュータサブシステムが更に、光学測定技術を用いて、ウエハ上に形成される前記構造体の１つ以上の特性を決定することと、前記ウエハ上で形成される前記構造体の前記１つ以上の特性に基づいて、前記ウエハ上に前記構造体を形成するために使用される前記プロセスパラメータの１つ以上のものの１つ以上の値を決定することと、前記プロセスパラメータの前記１つ以上のものの前記１つ以上の決定された値に基づいて、前記ウエハ上に形成されようとする並びに前記構造体を含有しようとする装置の１つ以上の特性を決定することと、のために構成される、請求項２３に記載のシステム。
39. 前記コンピュータサブシステムが更に、光学測定技術を用いて、ウエハ上に形成される前記構造体の２つ以上の特性を決定することと、前記ウエハ上に形成される前記構造体の２つ以上の特性の組み合わせに基づいて、前記ウエハ上に形成されようとする並びに前記構造体を含有しようとする装置の１つ以上の特性を決定することと、前記装置の前記１つ以上の特性が、前記装置の前記１つ以上の特性について、規格外にあるかどうかを決定することと、のために構成される、請求項２３に記載のシステム。
40. 前記コンピュータサブシステムが更に、前記シミュレーティング工程と第１のモデルを用いて、前記プロセスパラメータの前記公称値と１つ以上の異なる値を用いて前記ウエハ上に形成されようとする並びに前記構造体を含有しようとする装置の１つ以上の特性をシミュレートすることと、前記第１のモデルよりも単純であり、並びに前記装置の１つ以上の特性を前記シミュレーティング工程の双方の前記結果の関数として説明する第２のモデルを作成することと、のために構成される、請求項２３に記載のシステム。
41. 前記コンピュータサブシステムが更に、テスト構造体デザインに従って前記ウエハ上に形成されるテスト構造体の１つ以上の特性が、前記プロセスパラメータの１つ以上の値における変化に対して敏感であるが、全ての値に対しては敏感でないように、前記シミュレーティング工程の双方の結果に基づいて、前記テスト構造体デザインを作成することのために構成される、請求項２３に記載のシステム。
42. 前記コンピュータサブシステムが更に、第１のテスト構造体デザインに従って前記ウエハ上に形成される第１のテスト構造体の１つ以上の特性が、前記プロセスパラメータの第１のものに対しては敏感であるが、前記プロセスパラメータの第２のものに対しては敏感ではないように、並びに第２のテスト構造体デザインに従って前記ウエハ上に形成されたような第２のテスト構造体の１つ以上の特性が、前記プロセスパラメータの前記第２のものに対しては敏感であるが、前記プロセスパラメータの前記第１のものに対しては敏感ではないように、前記シミュレーティング工程の双方の結果に基づいて、前記第１及び第２のテスト構造体デザインを作成することのために構成される、請求項２３に記載のシステム。
43. 前記コンピュータサブシステムが更に、テスト構造体デザインに従って前記ウエハ上に形成されるテスト構造体の１つ以上の特性の光学測定が、前記テスト構造体の前記１つ以上の特性における変化に対して敏感であるように、前記シミュレートする工程の双方の結果に基づいて、前記テスト構造体デザインを作成することのために構成される、請求項２３に記載のシステム。
44. 前記１つ以上のプロセス工程が、リソグラフィーを含む、請求項２３に記載のシステム。
45. 前記光学測定サブシステムが、分光光学測定機器である、請求項４４に記載のシステム。
46. 前記光学測定サブシステムが、分光エリプソメータを含む、請求項４４に記載のシステム。
47. 前記光学測定サブシステムが、分光反射計を含む、請求項４４に記載のシステム。
48. 前記光学測定サブシステムが、分光エリプソメータ及び分光反射計を含む、請求項４４に記載のシステム。
49. 前記光学測定サブシステムが、角度分解光学測定機器を含む、請求項４４に記載のシステム。
50. 前記光学測定サブシステムが、各方向で約１０μｍ未満のスポットサイズで前記ウエハ上に光を収束させる角度分解光学測定機器を含む、請求項４４に記載のシステム。
51. 前記構造体の前記１つ以上の特性が、寸法特性を含む、請求項４４に記載のシステム。
52. 前記構造体の前記1つ以上の特性が、１つ以上の限界寸法を含む、請求項４４に記載のシステム。
53. 前記コンピュータサブシステムが更に、前記光学測定サブシステムにより測定されるテスト構造体を設計することと、前記テスト構造体で使用されるための前記光学測定サブシステムの測定モードを決定することと、のために構成され、前記測定モードを決定することが、複数の異なる照明及び／又は検出条件をシミュレートして前記複数の測定モードのうちのどれが、前記テスト構造体の前記１つ以上の特性の変化に対して最適な感度を有するかを決定することを含む、請求項４４に記載のシステム。
54. 前記構造体の前記1つ以上の特性が、屈折率パラメータを含む、請求項４４に記載のシステム。
55. 半導体ウエハ上で測定される構造体の光学モデルを作成するためのコンピュータで実施される方法であって、
    前記ウエハ上の前記構造体を形成するために使用される１つ以上のプロセス工程であって、リソグラフィーを含む１つ以上のプロセス行程について、プロセスパラメータの公称値と１つ以上の異なる値を選択することと、
    前記公称値を用いて、前記ウエハ上に形成される前記構造体の１つ以上の特性をシミュレートすることと、
    前記シミュレーティングの結果に基づいて、前記構造体の最初のモデルを作成することと、
    前記最初のモデルへの入力として前記１つ以上の異なる値を用いて、前記ウエハ上に形成される前記構造体の前記１つ以上の特性をシミュレートすることと、
    前記シミュレートする工程の双方の結果を、前記構造体の前記光学モデルに変換することと、
    前記構造体の前記１つ以上の特性が、前記公称値と前記１つ以上の異なる値の少なくとも２つの間でどのように変化するかに基づいて、前記光学モデルのパラメータ表現を決定することと、を含む方法であり、
    前記選択工程、双方のシミュレーティング工程、前記作成工程、前記変換工程、及び前記決定工程が、ウエハ上に形成されたような前記構造体の画像を用いることなく、並びに前記構造体がいずれかのウエハ上に形成される前に実行され、前記選択工程、双方のシミュレーティング工程、前記作成工程、前記変換工程、及び前記決定工程が、コンピュータシステムを用いて実行される、方法。
56. 半導体ウエハ上で測定される構造体の光学モデルを作成するために、コンピュータで実施される方法を実行するためのコンピュータシステム上で実行可能なプログラム命令を記憶する、非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体であって、前記コンピュータで実施される方法が、
    前記ウエハ上の前記構造体を形成するために使用される１つ以上のプロセス工程であって、リソグラフィーを含む１つ以上のプロセス行程について、プロセスパラメータの公称値と１つ以上の異なる値を選択することと、
    前記公称値を用いて、前記ウエハ上に形成されようとした前記構造体の１つ以上の特性をシミュレートすることと、
    前記シミュレーティングの結果に基づいて、前記構造体の最初のモデルを作成することと、
    前記最初のモデルへの入力として前記１つ以上の異なる値を用いて、前記ウエハ上に形成される前記構造体の前記１つ以上の特性をシミュレートすることと、
    前記シミュレートする工程の双方の結果を、前記構造体の前記光学モデルに変換することと、
    前記構造体の前記１つ以上の特性が、前記公称値と前記１つ以上の異なる値の少なくとも２つの間でどのように変化するかに基づいて、前記光学モデルのパラメータ表現を決定することと、を含む方法であり、
    前記選択工程、双方のシミュレーティング工程、前記作成工程、前記変換工程、及び前記決定工程が、ウエハ上に形成されたような前記構造体の画像を用いることなく、並びに前記構造体がいずれかのウエハ上に形成される前に実行される、非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体。