JP2018152552A - 複雑な構造の測定システム及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、本明細書と同一出願人によるものであって、参照により本明細書に組み込まれる、2017年2月8日にAndrew Weeks Kuenyによって出願された「複雑な構造の測定システム及び方法」と題する米国仮特許出願第62/456,348号の利益を主張するものである。
A. 半導体製造プロセス中に半導体構造の監視を行うため、複雑な半導体構造の複雑さを軽減させたモデルを生成する方法であって、半導体構造に関する情報を受信する工程と、有効媒質近似及び前記受信した情報により、少なくとも一つの可変処理パラメータに応じて、半導体構造の変更部分と未変更部分との両方からなる単純化光学モデルを決定する工程と、未変更部分と変更部分とからなる単純化光学モデルを組み合わせて、半導体構造の単純化モデルを得る工程と、を具備し、単純化モデルは、半導体製造プロセスの制御を行うのに十分である、ことを特徴とする方法。
B. 複雑な半導体構造の半導体プロセスを指示するコントローラであって、半導体プロセスと半導体構造に対応する情報を受信するよう構成されたインタフェースと、その情報と有効媒質近似により前記半導体構造の単純化光学モデルを生成し、単純化光学モデルと、半導体プロセス中に半導体構造を監視することにより得られた光学処理データとに基づき、半導体プロセスを指示する処理制御信号を生成するよう構成されたプロセッサと、を具備することを特徴とするコントローラ。
C. 半導体製造プロセス中に半導体構造の監視を行うため、複雑な半導体構造の複雑さを軽減させたモデルを生成する方法であって、半導体構造に関する情報を受信する工程と、その情報と有効媒質近似とにより、複雑な半導体構造の単純化モデルを構築する工程と、半導体製造プロセス中に関心パラメータの監視を行うのに有意な結果を提供するのに十分なだけ繰り返して単純化モデルの決定を行う工程と、を具備することを特徴とする方法。
要素1:受信した情報には、膜厚、膜タイプ、光学特性、膜/特徴の寸法/ピッチ、形状及び配向が含まれる。
要素2:処理パラメータには、膜厚、膜タイプ、光学特性、膜/特徴の寸法/ピッチ、形状、配向のうちの少なくとも一つが含まれる。
要素3:変更部分又は未変更部分の単純化光学モデルを決定する際に、少なくとも一つの範囲パラメータを採用する。
要素4:範囲パラメータは、前記受信した情報から除外された値を有する半導体構造のパラメータに対応する。
要素5:値は前記半導体プロセス中に決定される。
要素6:範囲パラメータは、幾何学的分類、体積分率、材料特性、受信した情報では十分に定義されない半導体構造のパラメータからなるリストから選択されるパラメータのばらつきの範囲を与える。
要素7:半導体構造の単純化モデルには、未変更部分に対応する第1可変処理パラメータと、変更部分に対応する第2可変処理パラメータとが含まれ、第1及び第2可変処理パラメータは、半導体プロセス中に監視を行う関心パラメータである。
要素8:半導体プロセスはエッチング処理であり、方法は、有効媒質近似により、半導体構造のマスクの単純化光学モデルを決定する工程と、マスクの単純化光学モデルと、未変更部分及び変更部分からなる単純化光学モデルとを組み合わせて、半導体構造の単純化モデルを得る工程とをさらに備える。
要素9:未変更部分は、未エッチング部分であり、変更部分は、半導体構造のエッチングされた部分である。
要素10:マスクは、マスクの単純化光学モデルにおいて、未エッチング又は完全にエッチングされた場合には単一の均質層として示され、部分的にエッチングされた場合には二重層として示されている。
要素11:半導体構造は、3D NAND構造であり、半導体プロセスは、チャネル穴のエッチング又は層の蒸着であり、未変更部分は、未エッチング部分であり、変更部分は、前記半導体構造のエッチングされた部分である。
要素12:半導体構造のエッチングされた部分の単純化光学モデルを決定する工程には、未エッチング部分と、受信した情報によって特定され、未エッチング部分に追加又はそこから除去された他の材料との単純化光学モデルを採用する工程が含まれる。
要素13:半導体構造のエッチングされた部分の単純化光学モデルを決定する工程には、チャネル穴の長さパラメータがいつ有効媒質近似の適用を可能にするかを判定する工程と、可能となった場合に、有効媒質近似を適用して、均質材料として交互に積層された薄層の近似を行い、密度の低い第2均質材料として、チャネル穴が貫通した積層部分のモデル化を行う工程とが含まれる。
要素14:組み合わせる工程は、光学反射率測定モデルを用いて行われる。
要素15:情報は、最小限の情報である。
要素16:第1プロセッサは、単純化光学モデルを生成するよう構成され、この第1プロセッサとは異なる第2プロセッサは、処理制御信号を生成するよう構成されている。
要素17:第1プロセッサは、単純化光学モデルを生成するよう構成され、この第1プロセッサとは異なる第2プロセッサは、処理制御信号を生成するよう構成されている。
要素18:繰り返し決定する工程には、単純化モデルの決定が有意な結果を提供するには不十分である場合に、複雑な半導体構造に関するさらなる情報を取得する工程が含まれる。
110 基板
120 層
122 二酸化シリコン層
124 窒化シリコン層
130 穴
140 コンタクト
150 マスク層
300 D NAND構造の断面
300 断面
310 シリコンウエハ基板
320 蒸着膜層
320 層
330 マスク層
340 チャネル穴
350 単純化モデル
360 有効媒質層
370 有効媒質層
380 追加マスク層
700 システム
710 反応器
720 ウエハ
730 処理プラズマ
740 光学システム
750 光検出器
760 コンピュータ
765 ユーザインタフェース
767 処理部
769 メモリ
770 ツール制御部
777 処理部
Claims (20)
- 半導体製造プロセス中に半導体構造の監視を行うための複雑な半導体構造の複雑さを軽減させたモデルを生成する方法であって、
前記半導体構造に関する情報を受信する工程と、
有効媒質近似及び前記受信した情報により、少なくとも一つの可変処理パラメータに応じて、前記半導体構造の変更部分と未変更部分との両方からなる単純化光学モデルを決定する工程と、
前記未変更部分と前記変更部分とからなる単純化光学モデルを組み合わせて、前記半導体構造の単純化モデルを得る工程と、
を具備し、
前記単純化モデルは、前記半導体製造プロセスの制御を行うのに十分である、
ことを特徴とする方法。 - 前記受信した情報には、膜厚、膜タイプ、光学特性、膜/特徴の寸法/ピッチ、形状及び配向が含まれる、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記処理パラメータには、膜厚、膜タイプ、光学特性、膜/特徴の寸法/ピッチ、形状、配向のうちの少なくとも一つが含まれる、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記変更部分又は未変更部分の単純化光学モデルを決定する際に、少なくとも一つの範囲パラメータを採用する、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記範囲パラメータは、前記受信した情報から除外された値を有する半導体構造のパラメータに対応する、ことを特徴とする請求項4に記載の方法。
- 前記値は、前記半導体プロセス中に決定される、ことを特徴とする請求項5に記載の方法。
- 前記範囲パラメータは、
幾何学的分類、
体積分率、
材料特性、
前記受信した情報では十分に定義されない半導体構造のパラメータ、
からなるリストから選択されるパラメータのばらつきの範囲を与える、ことを特徴とする請求項4に記載の方法。 - 前記半導体構造の単純化モデルには、前記未変更部分に対応する第1可変処理パラメータと、前記変更部分に対応する第2可変処理パラメータとが含まれ、
前記第1及び第2可変処理パラメータは、前記半導体プロセス中に監視を行う関心パラメータである、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記半導体プロセスはエッチング処理であり、
前記方法は、有効媒質近似により、前記半導体構造のマスクの単純化光学モデルを決定する工程と、前記マスクの単純化光学モデルと、前記未変更部分及び前記変更部分からなる単純化光学モデルとを組み合わせて、前記半導体構造の単純化モデルを得る工程とをさらに備える、
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記未変更部分は、未エッチング部分であり、変更部分は、前記半導体構造のエッチングされた部分である、ことを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 前記マスクは、前記マスクの単純化光学モデルにおいて、未エッチング又は完全にエッチングされた場合には単一の均質層として示され、部分的にエッチングされた場合には二重層として示されている、ことを特徴とする請求項9に記載の方法。
- 前記半導体構造は、3D NAND構造であり、
前記半導体プロセスは、チャネル穴のエッチング又は層の蒸着であり、
前記未変更部分は、未エッチング部分であり、変更部分は、前記半導体構造のエッチングされた部分である、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記半導体構造のエッチングされた部分の単純化光学モデルを決定する工程には、未エッチング部分と、前記受信した情報によって特定され、前記未エッチング部分に追加又はそこから除去された他の材料との単純化光学モデルを採用する工程が含まれる、ことを特徴とする請求項12に記載の方法。
- 前記半導体構造のエッチングされた部分の単純化光学モデルを決定する工程には、チャネル穴の長さパラメータがいつ有効媒質近似の適用を可能にするかを判定する工程と、可能となった場合に、有効媒質近似を適用して、均質材料として交互に積層された薄層の近似を行い、密度の低い第2均質材料として、チャネル穴が貫通した積層部分のモデル化を行う工程とが含まれる、ことを特徴とする請求項12に記載の方法。
- 前記組み合わせる工程は、光学反射率測定モデルを用いて行われる、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記情報は、最小限の情報である、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 複雑な半導体構造の半導体プロセスを指示するコントローラであって、
半導体プロセスと半導体構造に対応する情報を受信するよう構成されたインタフェースと、
前記情報と有効媒質近似により前記半導体構造の単純化光学モデルを生成し、前記単純化光学モデルと、前記半導体プロセス中に前記半導体構造を監視することにより得られた光学処理データとに基づき、前記半導体プロセスを指示する処理制御信号を生成するよう構成されたプロセッサと、
を具備することを特徴とするコントローラ。 - 第1プロセッサは、前記単純化光学モデルを生成するよう構成され、前記第1プロセッサとは異なる第2プロセッサは、前記処理制御信号を生成するよう構成されている、ことを特徴とする請求項17に記載のコントローラ。
- 半導体製造プロセス中に半導体構造の監視を行うため、複雑な半導体構造の複雑さを軽減させたモデルを生成する方法であって、
半導体構造に関する情報を受信する工程と、
前記情報と有効媒質近似とにより、前記複雑な半導体構造の単純化モデルを構築する工程と、
前記半導体製造プロセス中に関心パラメータの監視を行うのに有意な結果を提供するのに十分なだけ繰り返して前記単純化モデルの決定を行う工程と、
を具備することを特徴とする方法。 - 前記繰り返し決定する工程には、前記単純化モデルの決定が有意な結果を提供するには不十分である場合に、前記複雑な半導体構造に関するさらなる情報を取得する工程が含まれる、ことを特徴とする請求項19に記載の方法。
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