JP2016538717A - プロセス誘起による歪みの予測、ならびにオーバーレイ誤差のフィードフォワード及びフィードバック修正 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2013年10月29日に出願された米国仮出願第61/897,208号の米国特許法第119条(e)の下での利益を主張するものである。この米国仮出願第61/897,208号は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
を、膜厚
、基板厚
、基板の二軸弾性率
、
の関数として与え、次式のようになる。
及びY傾斜成分
から算出することができる。
及び
は、それぞれ、X方向及びY方向における形状変化成分の曲率であり、
は、二次形状変化残差成分(例えば、完全形状からの二次形状の除去)であり、10個の係数
は、加重係数である。これらの強化されたウェハジオメトリ誘起によるオーバーレイ誤差予測因子では、その直交方向YまたはXにおける寄与度を提供するために、より多くの形状差分成分を組み込むことに加えて、XまたはYのうちの1つの方向において取得される形状成分も使用される。高められたオーバーレイ誤差の予測精度は、これらのウェハ形状成分の組み込みの結果として取得することができる。
などのより一般的な空間加重パターンが、オーバーレイ誤差の予測精度において、有効なさらなる改善を提供することが分かっていることが想定される。設計上の選択を一定の加重係数とすることができるか、または可変の加重係数がとすることができるかにかかわらず、特定の実現形態は、本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、変動する場合があることを理解されたい。
Claims (33)
- 方法であって、
(a)ウェハが製作プロセスを受ける前に、前記ウェハの第1の1組のウェハジオメトリ測定値を取得することと、
(b)前記製作プロセスの後に、前記ウェハの第2の1組のウェハジオメトリ測定値を取得することと、
(c)前記第1の組のウェハジオメトリ測定値及び前記第2の1組のウェハジオメトリ測定値に基づいて、前記ウェハの膜力分布を算出することと、
(d)前記算出した膜力分布に少なくとも部分的に基づいて、前記ウェハの面外歪み(OPD)及び面内歪み(IPD)のうちの少なくとも1つを評価するために、有限要素(FE)モデルを利用することと、
を含む、方法。 - 前記膜力が、膜応力と膜厚の積として算出される、請求項1に記載の方法。
- 前記膜応力が、前記第1の1組のウェハジオメトリ測定値及び前記第2の1組のウェハジオメトリ測定値に少なくとも部分的に基づいて決定される、請求項2に記載の方法。
- 前記FEモデルが、
前記ウェハの機械的特性及びジオメトリを表現するためにウェハモデルを構築すること、
前記ウェハモデルに対する前記膜力分布の影響をシミュレーションすること、
前記シミュレーションした前記膜力分布の影響を有する前記ウェハモデルに基づいて、OPDを算出すること、及び
前記算出したOPDを前記ウェハに関する評価したOPDとして利用すること、のために構成される、請求項1に記載の方法。 - 前記FEモデルが、
前記ウェハの機械的特性及びジオメトリを表現するためにウェハモデルを構築すること、
前記ウェハモデルに対する前記膜力分布の影響をシミュレーションすること、
前記ウェハモデル対するウェハチャッキングの影響をシミュレーションすること、
前記シミュレーションした前記膜力分布の影響及び前記シミュレーションしたウェハチャッキングの影響を有する前記ウェハモデルに基づいて、IPDを算出すること、及び
前記算出したIPDを前記ウェハに関する評価したIPDとして利用すること、のために構成される、請求項1に記載の方法。 - 前記製作プロセスを行った製作プロセスツールを制御するためのフィードバック制御において前記ウェハの前記OPD及び前記IPDのうちの前記少なくとも1つを利用することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- その後の製作プロセスツールを制御するためのフィードフォワード制御において前記ウェハの前記OPD及び前記IPDのうちの前記少なくとも1つを利用することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記膜力分布の精度を反復的に高めることをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記膜力分布の前記精度が、
前記ウェハの機械的特性及びジオメトリならびにステップ(c)において算出した前記膜力分布に基づいて、前記ウェハの形状の変化を算出すること、
前記ウェハの形状の前記算出した変化と前記ウェハの形状の測定した変化とを比較すること、及び
前記ウェハの形状の前記算出した変化と前記ウェハの形状の前記測定した変化との差分が所定の閾値未満になるまで、前記膜力分布を反復的に調節すること、によって反復的に高められる、請求項1に記載の方法。 - その後の製作プロセスの後に、前記ウェハの第3の1組のウェハジオメトリ測定値を取得することと、
前記第2の1組のウェハジオメトリ測定値及び前記第3の1組のウェハジオメトリ測定値に基づいて、前記ウェハに関する第2の膜力分布を算出することと、
前記算出した第2の膜力分布に少なくとも部分的に基づいて、前記ウェハの第2のOPD及び第2のIPDのうちの少なくとも1つを評価するために、前記FEモデルを利用することと、をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 方法であって、
(a)一連の基底膜力分布マップを生成することと、
(b)前記一連の基底膜力分布マップの各特定の膜力分布マップについて、有限要素(FE)モデルに基づくオーバーレイ誤差予測を行うことと、
(c)前記一連の基底膜力分布マップの各特定の膜力分布マップ、及びその特定の膜力分布マップについて予測した前記オーバーレイ誤差を記憶することと、
(d)所与のウェハのオーバーレイ誤差を評価するために、前記記憶した基底膜力分布マップ、及び前記記憶した基底膜力分布マップについて予測した前記オーバーレイ誤差を利用することと、
を含む、方法。 - ステップ(a)〜(c)が、オフラインのトレーニングプロセスの一部であり、また、ステップ(d)の前に、かつそれとは独立して行われる、請求項11に記載の方法。
- 前記一連の基底膜力分布マップが、一連のゼルニケ基底膜力分布マップ及び一連のコサイン基底膜力分布マップのうちの少なくとも1つであり、前記一連の基底膜力分布マップの各膜力分布マップが、膜力分布を表現するイメージである、請求項11に記載の方法。
- 前記所与のウェハのオーバーレイ誤差を評価するために、前記記憶した基底膜力分布マップ及び前記記憶した基底膜力分布マップについて予測した前記オーバーレイ誤差を利用することはさらに、
前記ウェハが製作プロセスを受ける前に、前記所与のウェハの第1の1組のウェハジオメトリ測定値を取得することと、
前記製作プロセスの後に、前記所与のウェハの第2の1組のウェハジオメトリ測定値を取得することと、
前記第1の組のウェハジオメトリ測定値及び前記第2の1組のウェハジオメトリ測定値に基づいて、前記所与のウェハの膜力分布を算出することと、
前記所与のウェハの前記膜力分布を基底膜力分布マップの線形組み合わせに分解することと、
前記線形組み合わせの前記基底膜力分布マップについて予測した前記オーバーレイ誤差を合成することであって、前記合成したオーバーレイ誤差が、前記所与のウェハの前記評価したオーバーレイ誤差である、合成することと、を含む、請求項11に記載の方法。 - 前記膜力が、膜応力と膜厚の積として算出される、請求項14に記載の方法。
- 前記膜応力が、前記第1の1組のウェハジオメトリ測定値及び前記第2の1組のウェハジオメトリ測定値に少なくとも部分的に基づいて決定される、請求項15に記載の方法。
- 前記製作プロセスを行った製作プロセスツールを制御するためのフィードバック制御において前記所与のウェハの前記評価したオーバーレイ誤差を利用することをさらに含む、請求項11に記載の方法。
- その後の製作プロセスツールを制御するためのフィードフォワード制御において前記所与のウェハの前記評価したオーバーレイ誤差を利用することをさらに含む、請求項11に記載の方法。
- ウェハの歪み予測を提供するためのシステムであって、
前記ウェハが製作プロセスを受ける前に、前記ウェハの第1の1組のウェハジオメトリ測定値を取得し、また、前記製作プロセスの後に、前記ウェハの第2の1組のウェハジオメトリ測定値を取得するように構成される、ジオメトリ測定ツールと、
前記ジオメトリ測定ツールと通信している前記有限要素(FE)モデルに基づく予測プロセッサであって、
(a)前記第1の組のウェハジオメトリ測定値及び前記第2の1組のウェハジオメトリ測定値に基づいて、前記ウェハの膜力分布を算出し、また、
(b)前記算出した膜力分布に少なくとも部分的に基づいて、前記ウェハの面外歪み(OPD)及び面内歪み(IPD)のうちの少なくとも1つを評価するように構成される、有限要素(FE)モデルに基づく予測プロセッサと、
を備える、システム。 - 前記膜力が、膜応力と膜厚の積として算出される、請求項19に記載のシステム。
- 前記膜応力が、前記第1の1組のウェハジオメトリ測定値及び前記第2の1組のウェハジオメトリ測定値に少なくとも部分的に基づいて決定される、請求項20に記載のシステム。
- 前記FEモデルに基づく予測プロセッサがさらに、
前記ウェハの機械的特性及びジオメトリを表現するためにウェハモデルを構築し、
前記ウェハモデルに対する前記膜力分布の影響をシミュレーションし、
前記シミュレーションした前記膜力分布の影響を有する前記ウェハモデルに基づいて、OPDを算出し、また、
前記算出したOPDを前記ウェハに関する評価したOPDとして利用するように構成される、請求項19に記載のシステム。 - 前記FEモデルに基づく予測プロセッサがさらに、
前記ウェハの機械的特性及びジオメトリを表現するためにウェハモデルを構築し、
前記ウェハモデルに対する前記膜力分布の影響をシミュレーションし、
前記ウェハモデル対するウェハチャッキングの影響をシミュレーションし、
前記シミュレーションした前記膜力分布の影響及び前記シミュレーションしたウェハチャッキングの影響を有する前記ウェハモデルに基づいて、IPDを算出し、また、
前記算出したIPDを前記ウェハに関する評価したIPDとして利用するように構成される、請求項19に記載のシステム。 - 前記FEモデルに基づく予測プロセッサがさらに、
前記膜力分布の精度を反復的に高めるように構成される、請求項19に記載のシステム。 - 前記FEモデルに基づく予測プロセッサがさらに、
前記ウェハの機械的特性及びジオメトリならびにプロセス(a)において算出した前記膜力分布に基づいて、前記ウェハの形状の変化を算出し、
前記ウェハの形状の前記算出した変化と前記ウェハの形状の測定した変化とを比較し、また、
前記ウェハの形状の前記算出した変化と前記ウェハの形状の前記測定した変化との差分が所定の閾値未満になるまで、前記膜力分布を反復的に調節するように構成される、請求項24に記載のシステム。 - 前記FEモデルに基づく予測プロセッサがさらに、
前記ウェハのオーバーレイ誤差を評価するために、一連の基底膜力分布マップ、及びデータベースに記憶される前記一連の基底膜力分布マップについて予測されたオーバーレイ誤差を利用するように構成される、請求項19に記載のシステム。 - 前記FEモデルに基づく予測プロセッサがさらに、
オフラインのトレーニングプロセスにおいて、前記一連の基底膜力分布マップについてオーバーレイ誤差を予測するように構成される、請求項26に記載のシステム。 - 前記FEモデルに基づく予測プロセッサがさらに、
前記ウェハの前記膜力分布を基底膜力分布マップの線形組み合わせに分解し、また、
前記線形組み合わせの前記基底膜力分布マップについて予測した前記オーバーレイ誤差を合成するように構成され、前記合成したオーバーレイ誤差が、前記ウェハの前記オーバーレイ誤差として利用される、請求項27に記載のシステム。 - 前記一連の基底膜力分布マップが、一連のゼルニケ基底膜力分布マップ及び一連のコサイン基底膜力分布マップのうちの少なくとも1つであり、前記一連の基底膜力分布マップの各膜力分布マップが、膜力分布を表現するイメージである、請求項28に記載のシステム。
- 方法であって、
ウェハプロセスツールによってウェハを処理する前及び処理した後の前記ウェハの形状及び厚さマップを獲得することと、
前記ウェハプロセスツールによって前記ウェハを処理する前及び処理した後に獲得した前記ウェハの形状及び厚さマップに基づいて、形状及び厚さの差分マップを算出することと、
前記形状及び厚さの差分マップから傾斜成分、曲率成分、及び少なくとも1つの高次微分成分を抽出することと、
前記形状及び厚さの差分マップからの前記傾斜成分、前記曲率成分、及び前記少なくとも1つの高次微分成分に少なくとも部分的に基づいて、前記ウェハプロセスによって誘起されるオーバーレイ誤差を算出することと、
を含む、方法。 - 前記曲率が、X方向におけるウェハ形状の曲率の変化
及びY方向におけるウェハ形状の曲率の変化
を含む、請求項30に記載の方法。 - X方向における前記ウェハプロセスツールによって誘起される前記オーバーレイ誤差及びY方向における前記ウェハプロセスツールによって誘起される前記オーバーレイ誤差が、
X方向における形状の傾斜の変化残差
、
X方向における形状の傾斜の変化残差
、
X方向におけるウェハ形状の前記曲率の変化
、
X方向におけるウェハ形状の前記曲率の変化
、及び
二次形状変化残差成分
に基づいて算出される、請求項31に記載の方法。 - X方向における前記ウェハプロセスツールによって誘起される前記オーバーレイ誤差及びY方向における前記ウェハプロセスツールによって誘起される前記オーバーレイ誤差が、次式によって算出され、
は、加重係数である、請求項32に記載の方法。
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