JP2022542195A - 周期的半導体デバイス位置ずれ計量システム及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本願では、本願出願人による後掲の特許及び特許出願であり本願の主題に関連するものを参照し、参照によりその開示内容を本願に繰り入れることにする:
「オーバレイマーク、オーバレイマーク設計方法及びオーバレイ計測方法」(OVERLAY MARKS, METHODS OF OVERLAY MARK DESIGN AND METHODS OF OVERLAY MEASUREMENTS)と題する特許文献1;
「埋込SEM構造オーバレイターゲットによるOVL用デバイス相関計量(DCM)」(DEVICE CORRELATED METROLOGY (DCM) FOR OVL WITH EMBEDDED SEM STRUCTURE OVERLAY TARGETS)と題する特許文献2;
「SEMオーバレイ計量システム及び方法」(SYSTEM AND METHOD OF SEM OVERLAY METROLOGY)と題する特許文献3;
「周期パターン及び二層間誤整列制御技術」(PERIODIC PATTERNS AND TECHNIQUE TO CONTROL MISALIGNMENT BETWEEN TWO LAYERS)と題する特許文献4;並びに
「オーバレイ及びイールドクリティカルパターンを用いた計量」(METROLOGY USING OVERLAY AND YIELD CRITICAL PATTERNS)と題する特許文献5。
Claims (36)
- 多層半導体デバイスの製造に際する位置ずれの計測のための位置ずれ計量方法であり、前記多層半導体デバイスが、第1軸に沿い第1ピッチを有する第1周期構造であって前記多層半導体デバイスの第1層と一体に形成されている前記第1周期構造と、第2軸に沿い第2ピッチを有し前記第2軸が前記第1軸に対し平行ではない第2周期構造であって、前記多層半導体デバイスの前記第1層と一体に形成されている前記第2周期構造と、第3軸に沿い第3ピッチを有し前記第3軸が前記第1軸に対し平行ではなく且つ前記第3軸が前記第2軸に対し平行ではない第3周期構造であって、前記多層半導体デバイスの第2層と一体に形成されている前記第3周期構造と、を有し、前記第3周期構造と前記第1及び第2周期構造とが互いに重なり合うものである前記位置ずれ計量方法であって、
前記第1周期構造、前記第2周期構造及び前記第3周期構造の単一画像を生成することにより集合信号を提供し、
前記集合信号から第1成分を抽出し、但し前記第1成分が前記第1周期構造に起因するものであり、
前記集合信号から第2成分を抽出し、但し前記第2成分が前記第2周期構造に起因するものであり、
前記集合信号から第3成分を抽出し、但し前記第3成分が前記第3周期構造に起因するものであり、
前記第1成分、前記第2成分及び前記第3成分を分析することにより前記第1層・前記第2層間の位置ずれを確認する位置ずれ計量方法。 - 請求項1に係る位置ずれ計量方法であって、前記単一画像を、ある長さ及びあるエリアを有する視野を用いる走査型電子顕微鏡を用い、生成する位置ずれ計量方法。
- 請求項2に係る位置ずれ計量方法であって、前記集合信号が前記エリア全てからの寄与分を含む位置ずれ計量方法。
- 請求項1~3のうち何れかに係る位置ずれ計量方法であって、前記集合信号からの前記第1信号の前記抽出に際し、前記集合信号のうち前記第1軸沿いにある部分のみを勘案する位置ずれ計量方法。
- 請求項1~4のうち何れかに係る位置ずれ計量方法であって、前記集合信号からの前記第2信号の前記抽出に際し、前記集合信号のうち前記第2軸沿いにある部分のみを勘案する位置ずれ計量方法。
- 請求項1~5のうち何れかに係る位置ずれ計量方法であって、前記集合信号からの前記第3信号の前記抽出に際し、前記集合信号のうち前記第3軸沿いにある部分のみを勘案する位置ずれ計量方法。
- 請求項1~6のうち何れかに係る位置ずれ計量方法であって、更に、
クリーン第1周期構造データを生成し、
クリーン第2周期構造データを生成し、
クリーン第3周期構造データを生成する位置ずれ計量方法。 - 請求項7に係る位置ずれ計量方法であって、前記クリーン第1周期構造データが前記第1成分及び前記第1ピッチの関数である位置ずれ計量方法。
- 請求項7に係る位置ずれ計量方法であって、前記クリーン第1周期構造データが前記第1成分、前記第1ピッチ、並びに前記第1ピッチのハーモニックの関数である位置ずれ計量方法。
- 請求項7~9のうち何れかに係る位置ずれ計量方法であって、前記クリーン第2周期構造データが前記第2成分及び前記第2ピッチの関数である位置ずれ計量方法。
- 請求項7~9のうち何れかに係る位置ずれ計量方法であって、前記クリーン第2周期構造データが前記第2成分、前記第2ピッチ、並びに前記第2ピッチのハーモニックの関数である位置ずれ計量方法。
- 請求項7~11のうち何れかに係る位置ずれ計量方法であって、前記クリーン第3周期構造データが前記第3成分及び前記第3ピッチの関数である位置ずれ計量方法。
- 請求項7~11のうち何れかに係る位置ずれ計量方法であって、前記クリーン第3周期構造データが前記第3成分、前記第3ピッチ、並びに前記第3ピッチのハーモニックの関数である位置ずれ計量方法。
- 請求項7~13のうち何れかに係る位置ずれ計量方法であって、前記第1成分、前記第2成分及び前記第3成分の前記分析による前記第1層・前記第2層間の位置ずれの前記確認に際し、
前記クリーン第1周期構造データの最大値群及び最小値群のうち少なくとも一方と前記クリーン第2周期構造データのそれとが交差する第1参照個所を特定し、
前記クリーン第3周期構造データの最大値群及び最小値群のうち少なくとも一方が前記第1参照個所の最も近くにくる第2参照個所を特定し、
前記第1参照個所・前記第2参照個所間の差異を計算することにより前記第1層・前記第2層間の位置ずれを確認する位置ずれ計量方法。 - 請求項1~13のうち何れかに係る位置ずれ計量方法であって、
前記第2層が、第4軸に沿い第4ピッチを有する第4周期構造をも備え、前記第4軸が前記第1軸、前記第2軸又は前記第3軸に対し平行ではないものであり、
前記集合信号から前記第4周期構造に起因する第4成分を抽出し、
前記第4成分からクリーン第4周期構造データを生成する位置ずれ計量方法であり、
前記第1層・前記第2層間の位置ずれの前記確認に際し、
前記クリーン第1周期構造データの最大値群及び最小値群のうち少なくとも一方と前記クリーン第2周期構造データのそれとが交差する第1参照個所を特定し、
前記クリーン第3周期構造データの最大値群及び最小値群のうち少なくとも一方と前記クリーン第4周期構造データのそれとが交差するところであり前記第1参照個所の最も近くで交差する第2参照個所を特定し、
前記第1参照個所・前記第2参照個所間の差異を計算することにより前記第1層・前記第2層間の位置ずれを確認する位置ずれ計量方法。 - 請求項2~15のうち何れかに係る位置ずれ計量方法であって、前記第1ピッチ、前記第2ピッチ及び前記第3ピッチが、それぞれ、ウェハ撮像ツールの前記視野の前記長さの1/1000~1/4である位置ずれ計量方法。
- 請求項2~15のうち何れかに係る位置ずれ計量方法であって、前記第1ピッチ、前記第2ピッチ及び前記第3ピッチが、それぞれ、ウェハ撮像ツールの前記視野の前記長さの1/500~1/20である位置ずれ計量方法。
- 請求項1~17のうち何れかに係る位置ずれ計量方法であり、前記多層半導体デバイスが、第3層軸に沿い第3層ピッチを有する少なくとも1個の第3層周期構造が一体に形成された少なくとも1個の第3層をも備え、前記第3層軸が前記第1軸に対し平行ではなく、前記第3層軸が前記第2軸に対し平行ではなく且つ前記第3層軸が前記第3軸に対し平行ではないものである前記方法であって、
前記第3層周期構造と前記第1及び第2周期構造との単一画像を生成することにより集合信号を提供し、
前記集合信号から第3層成分を抽出し、但し前記第3層成分が前記第3層周期構造に起因するものであり、
前記第3層成分、前記第1成分及び前記第2成分を分析することにより前記第3層・前記第1層間の位置ずれを確認する位置ずれ計量方法。 - 多層半導体デバイスの製造に際する位置ずれの計測のための位置ずれ計量システムであり、前記多層半導体デバイスが、第1軸に沿い第1ピッチを有する第1周期構造であって、前記多層半導体デバイスの第1層と一体に形成されている前記第1周期構造と、第2軸に沿い第2ピッチを有し前記第2軸が前記第1軸に対し平行ではない第2周期構造であって、前記多層半導体デバイスの前記第1層と一体に形成されている前記第2周期構造と、第3軸に沿い第3ピッチを有し前記第3軸が前記第1軸に対し平行ではなく且つ前記第3軸が前記第2軸に対し平行ではない第3周期構造であって、前記多層半導体デバイスの第2層と一体に形成されている前記第3周期構造と、を有し、前記第3周期構造と前記第1及び第2周期構造とが互いに重なり合うものである前記位置ずれ計量システムであって、
前記第1周期構造、前記第2周期構造及び前記第3周期構造の単一画像を生成することにより集合信号を提供するよう動作させうるウェハ撮像ツールと、
位置ずれアナライザであり、
前記集合信号から第1成分を抽出し、但し前記第1成分が前記第1周期構造に起因するものであり、
前記集合信号から第2成分を抽出し、但し前記第2成分が前記第2周期構造に起因するものであり、
前記集合信号から第3成分を抽出し、但し前記第3周期構造に起因するものであり、
前記第1成分、前記第2成分及び前記第3成分を分析することにより前記第1層・前記第2層間の位置ずれを確認するよう、
動作させうる位置ずれアナライザと、
を備える位置ずれ計量システム。 - 請求項19に係る位置ずれ計量システムであって、前記ウェハ撮像ツールが、ある長さ及びあるエリアを有する視野を用いる走査型電子顕微鏡を備える位置ずれ計量システム。
- 請求項20に係る位置ずれ計量システムであって、前記集合信号が前記エリア全てからの寄与分を含む位置ずれ計量システム。
- 請求項19~21のうち何れかに係る位置ずれ計量システムであって、前記集合信号からの前記第1信号の前記抽出に際し、前記集合信号のうち前記第1軸沿いにある部分のみを勘案する位置ずれ計量システム。
- 請求項19~22のうち何れかに係る位置ずれ計量システムであって、前記集合信号からの前記第2信号の前記抽出に際し、前記集合信号のうち前記第2軸沿いにある部分のみを勘案する位置ずれ計量システム。
- 請求項19~23のうち何れかに係る位置ずれ計量システムであって、前記集合信号からの前記第3信号の前記抽出に際し、前記集合信号のうち前記第3軸沿いにある部分のみを勘案する位置ずれ計量システム。
- 請求項19~24のうち何れかに係る位置ずれ計量システムであって、前記位置ずれアナライザを、更に、
クリーン第1周期構造データを生成し、
クリーン第2周期構造データを生成し、
クリーン第3周期構造データを生成するよう、
動作させうる位置ずれ計量システム。 - 請求項25に係る位置ずれ計量システムであって、前記クリーン第1周期構造データが前記第1成分及び前記第1ピッチの関数である位置ずれ計量システム。
- 請求項25に係る位置ずれ計量システムであって、前記クリーン第1周期構造データが前記第1成分、前記第1ピッチ、並びに前記第1ピッチのハーモニックの関数である位置ずれ計量システム。
- 請求項25~27のうち何れかに係る位置ずれ計量システムであって、前記クリーン第2周期構造データが前記第2成分及び前記第2ピッチの関数である位置ずれ計量システム。
- 請求項25~27のうち何れかに係る位置ずれ計量システムであって、前記クリーン第2周期構造データが前記第2成分、前記第2ピッチ、並びに前記第2ピッチのハーモニックの関数である位置ずれ計量システム。
- 請求項25~29のうち何れかに係る位置ずれ計量システムであって、前記クリーン第3周期構造データが前記第3成分及び前記第3ピッチの関数である位置ずれ計量システム。
- 請求項25~29のうち何れかに係る位置ずれ計量システムであって、前記クリーン第3周期構造データが前記第3成分、前記第3ピッチ、並びに前記第3ピッチのハーモニックの関数である位置ずれ計量システム。
- 請求項25~31のうち何れかに係る位置ずれ計量システムであって、前記第1成分、前記第2成分及び前記第3成分の前記分析による前記第1層・前記第2層間の位置ずれの前記確認に際し、
前記クリーン第1周期構造データの最大値群及び最小値群のうち少なくとも一方と前記クリーン第2周期構造データのそれとが交差する第1参照個所を特定し、
前記クリーン第3周期構造データの最大値群及び最小値群のうち少なくとも一方が前記第1参照個所の最も近くにくる第2参照個所を特定し、
前記第1参照個所・前記第2参照個所間の差異を計算することにより前記第1層・前記第2層間の位置ずれを確認する位置ずれ計量システム。 - 請求項19~31のうち何れかに係る位置ずれ計量システムであって、
前記第2層が、第4軸に沿い第4ピッチを有する第4周期構造をも備え、前記第4軸が前記第1軸、前記第2軸又は前記第3軸に対し平行ではないものであり、
前記集合信号から前記第4周期構造に起因する第4成分を抽出し、
前記第4成分からクリーン第4周期構造データを生成する位置ずれ計量システムであり、
前記第1層・前記第2層間の位置ずれの前記確認に際し、
前記クリーン第1周期構造データの最大値群及び最小値群のうち少なくとも一方と前記クリーン第2周期構造データのそれとが交差する第1参照個所を特定し、
前記クリーン第3周期構造データの最大値群及び最小値群のうち少なくとも一方と前記クリーン第4周期構造データのそれとが交差するところであり前記第1参照個所の最も近くで交差する第2参照個所を特定し、
前記第1参照個所・前記第2参照個所間の差異を計算することにより前記第1層・前記第2層間の位置ずれを確認する位置ずれ計量システム。 - 請求項20~33のうち何れかに係る位置ずれ計量システムであって、前記第1ピッチ、前記第2ピッチ及び前記第3ピッチが、それぞれ、前記ウェハ撮像ツールの前記視野の前記長さの1/1000~1/4である位置ずれ計量システム。
- 請求項20~33のうち何れかに係る位置ずれ計量システムであって、前記第1ピッチ、前記第2ピッチ及び前記第3ピッチが、それぞれ、前記ウェハ撮像ツールの前記視野の前記長さの1/500~1/20である位置ずれ計量システム。
- 請求項19~35のうち何れかに係る位置ずれ計量システムであって、前記多層半導体デバイスが、第3層軸に沿い第3層ピッチを有する少なくとも1個の第3層周期構造が一体に形成された少なくとも1個の第3層をも備え、前記第3層軸が前記第1軸に対し平行ではなく、前記第3層軸が前記第2軸に対し平行ではなく且つ前記第3層軸が前記第3軸に対し平行ではないものであり、前記ウェハ撮像ツールを、更に、
前記第3層周期構造と前記第1及び第2周期構造との単一画像を生成することにより集合信号を提供するよう、
動作させることができ、前記位置ずれアナライザを、更に、
前記集合信号から第3層成分を抽出し、但し前記第3層成分が前記第3層周期構造に起因するものであり、
前記第3層成分、前記第1成分及び前記第2成分を分析することにより前記第3層・前記第1層間の位置ずれを確認するよう、
動作させうる位置ずれ計量システム。
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