JP2017125848A - X線スキャタロメトリーのための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】サンプル22から散乱されたX線ビームの第1の分布を受信するステップを有し、第1の分布は基準軸に対して非対称性を示し、次に第1の分布に対して補正を加えるステップを有し、それにより第1の分布と比較して非対称性のレベルが減少した第2の分布が生成され、第2の分布に基づいて、サンプルの1つまたはそれ以上のパラメータを推計するステップを有する。
【選択図】図1
Description
本出願は2016年1月11日出願の米国暫定特許出願第62/276,988(特許文献1)の恩恵を主張し、それはここに参照して採り入れられる。
スキャタロメトリー技術は、様々なタイプの半導体デバイスおよびテスト構造内に形成されたアレイ内のフィーチャの幾何学的寸法を測定するために使用できる。小角X線散乱(SAXS)法などのX線技術は、典型的には、数オングストロームのオーダーの波長を有するX線を適用し、半導体ウェハ内に形成されたHAR孔またはトレンチなどの高アスペクト比(HAR)フィーチャを測定するのに適している。フィーチャの幾何学的特性の測定は、複数の角度でサンプルから散乱されたX線の強度の分析に基づく推定技術を使用して実行される。
図1は、本発明の1つの実施形態による小角X線散乱(SAXS)システム20の概略図である。いくつかの実施形態では、システム20は、後述されるように、スキャタロメトリー技術を使用してサンプル上のフィーチャを測定するように構成される。
図2は、本発明の1つの実施形態による、ウェハ22内のHARフィーチャから散乱された小角X線ビームの概略断面図である。図2は、ウェハ22の2つの断面図を示し、両方の図において、ビーム31はウェハ22の底面に異なる角度で衝突する。
図4は、本発明の一実施形態による、ウェハ22の孔50から散乱されたX線ビームの概略断面図である。図4は、ウェハ22の2つの断面図を含み、両図は、ビーム31がウェハ22の表面に対し実質的に近似した入射角を有することを示す。
B0は、スペクトル全体に共通の一定のバックグラウンドレベルであり;
いくつかの実施形態では、プロセッサ34は、機器的ドリフトを識別し、補償する目的で、測定強度分布を使用してX線ビームの中心の強度および/または角度位置を推定しそして追跡する。このようなドリフトは、例えば、X線源24の望ましくない熱膨張または経年変化のために発生する可能性がある。
Claims (26)
- X線スキャタロメトリーのための方法であって:
サンプルから散乱されたX線ビームの第1の分布を受信するステップと、
ここで前記第1の分布は基準軸に関し非対称性を示し;
前記第1の分布に対して補正を加え、それにより前記第1の分布と比較して非対称性のレベルが減少した第2の分布を生成するステップと;
前記第2の分布に基づいて前記サンプルの1つまたはそれ以上のパラメータを推計するステップと;
を有することを特徴とするX線スキャタロメトリーのための方法。 - 前記基準軸は前記サンプルに対し垂直である、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記補正を加えるステップは、前記第1の分布の、前記基準軸をはさんで対向する、対応する角度距離に位置する強度を平均化するステップを有する、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記第1の分布を受信するステップは、前記サンプルを入射X線ビームに対しそれぞれ第1と第2の方向に配置することにより得られる、前記第1の分布の少なくとも第1のバージョンと第2のバージョンを受け取るステップを有し、そして、前記補正を加えるステップは、最も低いレベルの前記非対称性を有する前記第1の分布の1つのバージョンを前記第2の分布として選択するステップを有する、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記補正を加えるステップは、前記基準軸に関する非対称性補正関数を前記第1の分布に対し適用するステップを有する、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記第1の分布の前記非対称性はバックグラウンド信号に起因し、そして前記非対称性補正関数は、前記バックグラウンド信号に対し補償するために適用される経験的補正に基づく、ことを特徴とする請求項5に記載の方法。
- 前記補正関数は、計算されたモデルに基づく、ことを特徴とする請求項5に記載の方法。
- 前記パラメータを推計するステップは前記サンプル上のフィーチャの寸法を測定するステップを有する、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記パラメータを推計するステップは前記サンプル上のフィーチャの間の距離を測定するステップを有する、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記第1の分布は、前記X線ビームに対し部分的に不透明なビームストッパが前記X線ビームの中に置かれたときに獲得され、そして、前記方法は前記X線ビームの角度位置または強度を前記第1の分布に基づいて補正するステップを有する、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- X線スキャタロメトリーのための装置であって:
サンプルから散乱されたX線ビームの第1の分布を受信するように構成されるインタフェースと、
ここで前記第1の分布は基準軸に関し非対称性を示し;
前記第1の分布に対して補正を加え、それにより前記第1の分布と比較して非対称性のレベルが減少した第2の分布を生成し、そして前記第2の分布に基づいて前記サンプルの1つまたはそれ以上のパラメータを推計するように構成されるプロセッサと;
を有することを特徴とするX線スキャタロメトリーのための装置。 - 前記基準軸は前記サンプルに対し垂直である、ことを特徴とする請求項11に記載の装置。
- 前記プロセッサは、前記第1の分布の、前記基準軸をはさんで対向する、対応する角度距離に位置する強度を平均化することにより前記補正を加える、ように構成されることを特徴とする請求項11に記載の装置。
- 前記インタフェースは、前記サンプルを入射X線ビームに対しそれぞれ第1と第2の方向に配置することにより得られる、少なくとも前記第1の分布の第1のバージョンと第2のバージョンを受け取るように構成され、そして、前記プロセッサは、最も低いレベルの前記非対称性を有する前記第1の分布の1つのバージョンを前記第2の分布として選択することにより、前記補正を加えるように構成される、ことを特徴とする請求項11に記載の装置。
- 前記プロセッサは、前記基準軸に関する非対称性補正関数を前記第1の分布に対し適用するように構成される、ことを特徴とする請求項11に記載の装置。
- 前記第1の分布の前記非対称性はバックグラウンド信号に起因し、そして前記非対称性補正関数は、前記背景信号に対し補償するために適用される経験的補正に基づく、ことを特徴とする請求項15に記載の装置。
- 前記補正関数は、計算されたモデルに基づく、ことを特徴とする請求項15に記載の装置。
- 前記プロセッサは前記サンプル上のフィーチャの寸法を測定するように構成される、ことを特徴とする請求項11に記載の装置。
- 前記プロセッサは前記サンプル上のフィーチャの間の距離を測定するように構成される、ことを特徴とする請求項11に記載の装置。
- 前記第1の分布は前記X線ビームに対し部分的に不透明なビームストッパが前記X線ビームの中に置かれたときに獲得され、そして、前記プロセッサは前記X線ビームの角度位置または強度を前記第1の分布に基づいて補正するように構成される、ことを特徴とする請求項11に記載の装置。
- コンピュータに使用されるソフトウェアであって、前記ソフトウェアはプログラム命令が保管される有形の非一過性のコンピュータ読み取り可能な媒体を有し、前記命令はプロセッサにより読まれた場合に、前記プロセッサに対し:
サンプルから散乱されたX線ビームの第1の分布を受信するステップと、
ここで前記第1の分布は基準軸に関し非対称性を示し;
前記第1の分布に対して補正を加え、それにより前記第1の分布と比較して非対称性のレベルが減少した第2の分布を生成するステップと;
前記第2の分布に基づいて前記サンプルの1つまたはそれ以上のパラメータを推計するステップと;
を実行するようにさせる、ことを特徴とするコンピュータに使用されるソフトウェア。 - システムであって、
X線ビームをサンプル上に仕向けるように構成されるX線源と;
検知器組立体と、
前記検知器組立体は前記サンプルを通過し、および前記サンプルから散乱された1つまたはそれ以上のX線ビームを検知し、そして、前記検知されたX線ビームに応答してそれぞれの電気信号を生成するように構成され;そして
X線ビームストッパと、
前記X線ビームストッパは、X線に対し部分的にのみ不透明であり、前記サンプルと前記検知器組立体の間に配置され、そして当該X線ビームストッパに衝突する前記1つまたはそれ以上のX線ビームの強度を部分的にブロックしそして部分的に透過するように構成される;
を有することを特徴とするシステム。 - システムであって、
X線ビームをサンプル上に仕向けるように構成されるX線源と;
検知器組立体と、
前記検知器組立体は前記サンプルを通過し、および前記サンプルから1つの角度範囲に亘って散乱された1つまたはそれ以上のX線ビームを検知し、そして、前記検知されたX線ビームに応答してそれぞれの電気信号を生成するように構成され;そして
X線ビームストッパと、
前記X線ビームストッパは、前記サンプルと前記検知器組立体の間に配置され、そして設定可能な実効幅を有し、そして前記角度範囲の設定可能な部分的セクション内の前記X線ビームの強度を、前記設定可能な実効幅に依存して少なくとも部分的にブロックするように構成される;
を有することを特徴とするシステム。 - 前記X線ビームストッパは、前記実効幅を設定するために、互いに対して移動可能な第1と第2のビームストッパ要素を有する、ことを特徴とする請求項23に記載のシステム。
- 前記X線ビームストッパは、前記実効幅を設定するために、1つの軸の周りを回転するように構成される回転型ビームストッパ要素を有する、ことを特徴とする請求項23に記載のシステム。
- 前記X線ビームストッパは、異なる実効幅を持つ2つまたはそれ以上のビームストッパ要素と、前記ビームストッパ要素が搭載されたステージを有し、そして前記ステージは1つの選択されたビームストッパ要素を前記サンプルと前記検知器組立体の間に配置することにより、前記実効幅を設定するように構成される、ことを特徴とする請求項23に記載のシステム。
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