JP2018522279A - 構造との放射のインタラクションをシミュレートするための方法及び装置、メトロロジ方法及び装置、並びに、デバイス製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[0001] 本願は、2015年7月17日出願の欧州出願第15177294.4号の優先権を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
(a)2次元又は3次元モデル空間において構造を表すために構造モデルを定義するステップ、
(b)構造との放射のインタラクションをシミュレートするために構造モデルを使用するステップ、及び、
(c)構造モデルのパラメータが変動する間ステップ(b)を反復するステップ、
を含み、
ステップ(b)の実行のために、構造モデルは、モデル空間の少なくとも第1の次元に沿って一連のスライスに分割され、
スライスに分割することによって、少なくとも1つのサブ構造の傾斜面は、モデル空間の少なくとも第2の次元に沿って一連のステップによって近似され、
傾斜面を近似するステップの数は、スライスの数が変動する間、ステップ(b)の反復間で一定に維持される。
(a)2次元又は3次元モデル空間において構造を表すために構造モデルを定義するステップ、
(b)構造との放射のインタラクションをシミュレートするために構造モデルを使用するステップ、及び、
(c)構造モデルのパラメータが変動する間ステップ(b)を反復するステップ、
を実行するように配置されたプロセッサを備え、
ステップ(b)の実行のために、プロセッサは、モデル空間の少なくとも第1の次元に沿って構造モデルを一連のスライスに分割するように配置され、
スライスに分割することによって、少なくとも1つのサブ構造の傾斜面は、モデル空間の少なくとも第2の次元に沿って一連のステップによって近似され、
プロセッサは、スライスの数が変動する間、傾斜面を近似するステップの数をステップ(b)の反復間で一定に維持するように配置される。
放射のビームを生成するための照射システムと、
基板上に形成される構造を放射で照射するための放射システムと共に動作可能な基板サポートと、
構造とのインタラクションの後、放射を検出するための検出システムと、
構造との放射のインタラクションをシミュレートするように、及び、検出された放射とシミュレートされたインタラクションの結果とを比較するように、配置された前述のような本発明の第2の態様に従った処理装置と、
を備える。
[0021] 図1の200は、大量のリソグラフィ製造プロセスを実装する産業設備の一部としてリソグラフィ装置LAを示す。本例において、製造プロセスは、半導体ウェーハなどの基板上の半導体製品(集積回路)の製造に適応している。当業者であれば、本プロセスの変形において異なるタイプの基板を処理することによって、多様な製品が製造可能であることを理解されよう。半導体製品の生産は、現在、大きな商業的重要性を持つ例として純粋に使用される。
[0036] 図3は、前述のタイプのシステムにおいてメトロロジ装置として使用され得る既知の分光スキャトロメータを示す。既知の分光スキャトロメータは、基板W上に放射を投影する広帯域(白色光)放射プロジェクタ302を備える。反射された放射はスペクトロメータ304に渡され、スペクトロメータ304は鏡面反射された放射のスペクトル306(波長の関数としての強度)を測定する。このデータから、検出スペクトルを生じさせる構造又はプロファイル308は、処理ユニットPU内での計算によって再構築され得る。再構築は、例えば厳密結合波分析及び非線形回帰、あるいは事前測定されたスペクトル又は事前計算されたシミュレートされたスペクトルのライブラリとの比較によって、実行可能である。一般に、再構築について、構造の一般的な形は既知であり、構造が作成された際に用いられたプロセスの知識からいくつかのパラメータが推定され、構造のわずかなパラメータのみがスキャトロメトリデータから決定されることになる。こうしたスキャトロメータは、法線入射スキャトロメータ又は斜め入射スキャトロメータとして構成され得る。
[0060] 図6は、本明細書で開示される方法を使用して再構築され得る簡略化されたターゲット構造を概略的に示す。基板602は、z方向に層状に重ねられた媒体の下部である。他の層604及び606が示されている。X及びY方向に周期的な2次元格子608が、層状の媒体の頂部に示されている。格子は要素610のアレイを備える。入射フィールド612が構造602から608とインタラクトし、構造602から608によって散乱され、結果として散乱フィールド614を生じさせる。したがって、構造は少なくとも1つの方向、X、Y方向に周期的であり、特性の異なる材料を含む。これによって、異なる材料間の材料境界に入射Einc及び散乱Es電磁フィールド成分の合計を含む、電磁フィールドEtotの一部に、不連続性が発生する。
[0073] 図11は、パラメータ空間の異なる部分において所与のサブ構造を近似するために使用されるステップの数のこうした変化の結果として生じる現象を示す。グラフ1100は、図5の再構築プロセスの一実装において計算された偏導関数のバリエーションを表す。スキャトロメータにおいて検出された回折パターンの各領域又はピクセルについて、及び、使用された各波長について、シミュレートされた強度をパラメータ空間内のいずれかの点にプロットすることができる。各パラメータに関するこれらのピクセル値の偏導関数を、パラメータ空間内の点で計算することで、メリット関数を最大にするためにいずれのやり方でそのパラメータを変動させるかのガイダンスを取得することができる。図11は、パラメータに対して円1102としてプロットされた、こうした導関数の1つを示す。水平軸に沿って変動するパラメータは、例えば、図2に示される構造のモデルにおける2つのトレンチの深さの不一致を表す、エッチ深さ差(EDD)とすることができる。導関数のプロットは一般に滑らかな湾曲形状を有するが、曲線内にわずかな不連続性1104が見える。差し込み詳細図1100aにおいて、これらの不連続性の1つが拡大スケールで示されている。一般に、不連続性は、グラフの傾向と同じ方向又は反対方向のいずれかジャンプとして見ることができる。
[0076] 図13は、傾斜フィーチャを近似するために使用される、ステップの数を一定に保つことによって不連続性を減少させることが可能な、修正されたスライシングストラテジを示す。しかしながら、修正されたストラテジはスライスの数も変動させることが可能であるため、現在の多重パターニングプロセス及び3Dデバイス構造で生じるシチュエーションのバラエティに対処することができる。
[0099] 結論として、本開示は、再構築タイプメトロロジにおいて使用するための修正された技法、及び、構造のパラメータ化されたモデルとのインタラクションをシミュレートできるようにすることが有用な他の適用例を提供する。特に、複雑な構造の場合、本明細書に開示される方法は、パラメータ空間にわたる形状近似における変化によって生じる収束不足の問題を減少させる。
Claims (25)
- 構造のパラメータを決定する方法であって、前記構造は複数のサブ構造を備え、前記方法は、
(a)2次元又は3次元モデル空間において前記構造を表すために構造モデルを定義するステップ、
(b)前記構造との放射のインタラクションをシミュレートするために前記構造モデルを使用するステップ、及び、
(c)前記構造モデルのパラメータが変動する間ステップ(b)を反復するステップ、を含み、
ステップ(b)の前記実行のために、前記構造モデルは、前記モデル空間の少なくとも第1の次元に沿って一連のスライスに分割され、
前記スライスに分割することによって、少なくとも1つのサブ構造の傾斜面は、前記モデル空間の少なくとも第2の次元に沿って一連のステップによって近似され、
前記傾斜面を近似する前記ステップの数は、前記スライスの数が変動する間、ステップ(b)の反復間で一定に維持される、方法。 - 前記構造モデルは、
(i)前記第1の次元における範囲が第1のパラメータに依存する第1のサブ構造であって、前記第1のサブ構造は、前記第2の次元における第1の一連のステップによって近似される第1の傾斜面を有し、前記第1の一連のステップにおける前記ステップの数は、ステップ(b)の前記反復間で一定である、第1のサブ構造、及び、
(ii)前記第1の次元における範囲が第2のパラメータに依存する第2のサブ構造であって、前記第2のサブ構造は、前記第2の次元における第2の一連のステップによって近似される第2の傾斜面を有し、前記第2の一連のステップにおける前記ステップの数は、ステップ(b)の前記反復間で一定である、第2のサブ構造、
を定義する、請求項1に記載の方法。 - 前記構造モデルを前記第1及び第2のサブ構造全体にわたって連続的なスライスに分割するために、前記近似された第2の面内にステップを導入することなく、必要であれば、前記第1のサブ構造内のステップと一致するように、前記第2のサブ構造にカットが導入される、請求項2に記載の方法。
- 前記構造モデルを前記第1及び第2のサブ構造全体にわたって連続的なスライスに分割するために、前記近似された第1の面内にステップを導入することなく、必要であれば、前記第2のサブ構造内のステップと一致するように、前記第1のサブ構造にカットが導入される、請求項3に記載の方法。
- 前記構造モデルは、
(i)下部の一連のステップによって近似された傾斜面を有する下部サブ構造であって、前記下部の一連のステップにおける前記ステップの数は、ステップ(b)の前記反復間で一定である、下部サブ構造、及び、
(ii)上部の一連のステップによって近似された傾斜面を有する上部サブ構造であって、前記上部の一連のステップにおける前記ステップの数は、ステップ(b)の前記反復間で一定である、上部サブ構造、
を定義する、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。 - 各一連のステップ内で、前記第1の次元における各ステップの前記範囲は、ステップ(c)の前記パラメータのバリエーションと共に滑らかに変動する、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
- 少なくとも1つの一連のステップは、前記第1の次元において等しい範囲の2つ以上のステップを備え、
前記ステップの前記範囲は、前記方法の実行の間等しいままである、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。 - 少なくとも1つの一連のステップは、前記第1の次元において異なる範囲の2つ以上のステップを備え、
前記ステップの前記範囲は、前記方法の実行の間一定の比率のままである、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。 - ステップ(c)は、
(c1)ステップ(b)においてシミュレートされた前記インタラクションと、前記ターゲット構造を備えるメトロロジ装置において観察された実際のインタラクションと、を比較すること、
(c2)前記比較の結果に基づいて、前記構造モデルの1つ以上のパラメータを変動させること、及び、
(c3)前記変動されたパラメータを使用してステップ(b)を反復すること、を含み、
前記方法は、
(d)ステップ(c)の何回かの反復の後、前記構造モデルのパラメータを、前記ターゲット構造のパラメータの測定として報告すること、
をさらに含む、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。 - 前記メトロロジ装置は、角度分解スキャトロメータであり、
ステップ(c1)は、前記ターゲット構造のシミュレートされた散乱スペクトルを生成することを含む、請求項9に記載の方法。 - 構造のパラメータを決定する際に使用するための処理装置であって、前記構造は複数のサブ構造を備え、前記装置は、
(a)2次元又は3次元モデル空間において前記構造を表すために構造モデルを定義するステップ、
(b)前記構造との放射のインタラクションをシミュレートするために前記構造モデルを使用するステップ、及び、
(c)前記構造モデルのパラメータが変動する間、ステップ(b)を反復するステップ、
を実行するように配置されたプロセッサを備え、
ステップ(b)の前記実行のために、前記プロセッサは、前記モデル空間の少なくとも第1の次元に沿って前記構造モデルを一連のスライスに分割するように配置され、
前記スライスに分割することによって、少なくとも1つのサブ構造の傾斜面は、前記モデル空間の少なくとも第2の次元に沿って一連のステップによって近似され、
前記プロセッサは、前記スライスの数が変動する間、前記傾斜面を近似する前記ステップの数をステップ(b)の反復間で一定に維持するように配置される、装置。 - 前記構造モデルは、
(i)前記第1の次元における範囲が第1のパラメータに依存する第1のサブ構造であって、前記第1のサブ構造は、前記第2の次元における第1の一連のステップによって近似される第1の傾斜面を有し、前記第1の一連のステップにおける前記ステップの数は、ステップ(b)の前記反復間で一定である、第1のサブ構造、及び、
(ii)前記第1の次元における範囲が第2のパラメータに依存する第2のサブ構造であって、前記第2のサブ構造は、前記第2の次元における第2の一連のステップによって近似される第2の傾斜面を有し、前記第2の一連のステップにおける前記ステップの数は、ステップ(b)の前記反復間で一定である、第2のサブ構造、
を定義する、請求項11に記載の装置。 - 前記構造モデルを前記第1及び第2のサブ構造全体にわたって連続的なスライスに分割するために、前記プロセッサは、前記近似された第2の面内にステップを導入することなく、必要であれば、前記第1のサブ構造内のステップと一致するように、前記第2のサブ構造にカットを導入するように配置される、請求項12に記載の装置。
- 前記構造モデルを前記第1及び第2のサブ構造全体にわたって連続的なスライスに分割するために、前記プロセッサは、前記近似された第1の面内にステップを導入することなく、必要であれば、前記第2のサブ構造内のステップと一致するように、前記第1のサブ構造にカットを導入するように配置される、請求項13に記載の装置。
- 前記構造モデルは、
(i)下部の一連のステップによって近似された傾斜面を有する下部サブ構造であって、前記下部の一連のステップにおける前記ステップの数は、ステップ(b)の前記反復間で一定である、下部サブ構造、及び、
(ii)上部の一連のステップによって近似された傾斜面を有する上部サブ構造であって、前記上部の一連のステップにおける前記ステップの数は、ステップ(b)の反復間で一定である、上部サブ構造、
を定義する、請求項11から15のいずれか一項に記載の装置。 - 各一連のステップ内で、前記プロセッサは、前記第1の次元における各ステップの前記範囲を、ステップ(c)の前記パラメータのバリエーションと共に滑らかに変動させるように配置される、請求項1から15のいずれか一項に記載の装置。
- 少なくとも1つの一連のステップは、前記第1の次元において等しい範囲の2つ以上のステップを備え、
前記ステップの前記範囲は、ステップ(b)の反復間に範囲内で変動する間、互いに等しいままである、請求項11から16のいずれか一項に記載の装置。 - 少なくとも1つの一連のステップは、前記第1の次元において異なる範囲の2つ以上のステップを備え、
前記ステップの前記範囲は、ステップ(b)の反復間に範囲内で変動する間、互いに一定の比率のままである、請求項11から17のいずれか一項に記載の装置。 - ステップ(c)は、
(c1)ステップ(b)においてシミュレートされた前記インタラクションと、前記ターゲット構造を備えるメトロロジ装置において観察された実際のインタラクションと、を比較すること、
(c2)前記比較の結果に基づいて、前記構造モデルの1つ以上のパラメータを変動させること、及び、
(c3)前記変動されたパラメータを使用してステップ(b)を反復すること、を含み、
前記プロセッサは、
(d)ステップ(c)の何回かの反復の後、前記構造モデルのパラメータを、前記ターゲット構造のパラメータの測定として報告する
ためにさらに配置される、請求項11から18のいずれか一項に記載の装置。 - 構造のパラメータを決定する際に使用するためのメトロロジ装置であって、
放射のビームを生成するための照射システムと、
前記基板上に形成される構造を放射で照射するための前記照射システムと共に動作可能な基板サポートと、
前記構造とのインタラクションの後、放射を検出するための検出システムと、
前記構造との放射のインタラクションをシミュレートするように、及び、前記検出された放射と前記シミュレートされたインタラクションの結果とを比較するように、配置された請求項11から19のいずれか一項に記載の処理装置と、
を備える、メトロロジ装置。 - 前記メトロロジ装置は、角度分解スキャトロメータとして動作可能であり、
前記処理装置は、(c1)において、前記ターゲット構造のシミュレートされた散乱スペクトルを生成するように配置される、請求項20に記載のメトロロジ装置。 - リソグラフィプロセスを使用してパターンをパターニングデバイスから基板上に転写することであって、前記パターンは少なくとも1つの構造を定義すること、
前記リソグラフィプロセスの1つ以上のパラメータについて値を決定するために、前記構造の1つ以上の特性を測定すること、及び、
前記測定された特性に従って、前記リソグラフィプロセスの後続の動作において訂正を適用すること、を含み、
前記構造の前記特性を測定する前記ステップは、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法によって特性を決定することを含む、
デバイス製造方法。 - 請求項20又は21に記載のメトロロジ装置と組み合わせて、リソグラフィ装置を備える、リソグラフィシステム。
- 請求項1から10のいずれか一項に記載の方法をプロセッサに実行させるための機械可読命令を備える、コンピュータプログラム製品。
- 請求項11から21のいずれか一項に記載の装置において、前記処理装置としてプロセッサを実行させるための機械可読命令を備える、コンピュータプログラム製品。
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