JP2023505152A - 簡略化モデルを用いるトモグラフィ依拠半導体計測 - Google Patents
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Abstract
Description
本件特許出願では、「簡略化モデルを用いるデータドリブンハイブリッドトモグラフィ」(Data Driven Hybrid Tomography Using Simplified Models)と題する2019年12月2日付米国仮特許出願第62/942735号に基づき米国特許法第119条の規定による優先権を主張し、その暫定特許出願の主題の全容を参照により本願に繰り入れる。
Claims (24)
- 第1半導体計測システムの照明源から一群の照明輻射を供給し、半導体ウェハ上に配された構造へと前記一群の照明輻射を差し向け、
前記一群の照明輻射に応じ前記構造から散乱されてきた一群の輻射を、前記第1半導体計測システムの検出器により検出し、
前記構造の各計測インスタンスに係り前記構造から検出された前記一群の輻射を特徴付ける1セットの計測画像を、前記第1半導体計測システムにより生成し、
前記構造のボクセルモデルの各ボクセルに係る初期値を決定し、但し前記ボクセルモデルが第1複数個のボクセルを含み、前記ボクセルモデルの前記第1複数個のボクセルそれぞれに係る値が前記ボクセルモデルの前記第1複数個のボクセルのうちその他のボクセルそれぞれに係る値に対し独立で、前記ボクセルモデルが有する自由度の個数が前記第1複数に等しく、
前記第1半導体計測システムによる前記構造の各計測を特徴付ける第1セットのシミュレート画像を、前記ボクセルモデルに依拠して生成し、
前記構造の制約付ボクセルモデルを受け取り、但し前記制約付ボクセルモデルにおけるボクセルの個数が前記第1複数に等しく、前記制約付ボクセルモデルが有する自由度の個数が前記第1複数未満であり、
前記構造の前記ボクセルモデルの各ボクセルに係る前記値を、前記セットの計測画像と前記第1セットのシミュレート画像との間の差異、並びに前記ボクセルモデルと前記制約付ボクセルモデルとの間の差異、に基づき反復的に更新し、且つ
前記計測下構造を特徴付ける1個又は複数個の注目パラメタの値を、前記ボクセルモデルをもとに推定する方法。 - 請求項1に記載の方法であって、更に、
前記制約付ボクセルモデルを、前記セットの計測画像、前記セットの計測画像のサブセット、第2半導体計測システムにより前記構造から収集された一群の計測データ、或いはそれらの組合せをもとに決定する方法。 - 請求項2に記載の方法であって、前記制約付ボクセルモデルを訓練済制約付ボクセルモデル合成モジュールにより決定する方法。
- 請求項2に記載の方法であって、前記制約付ボクセルモデルの前記決定に際し、
前記構造を特徴付ける1個又は複数個のパラメタの値を、前記セットの計測画像、前記セットの計測画像の前記サブセット、別の半導体計測システムにより前記構造から収集された前記一群の計測データ、或いはそれらの組合せをもとに決定し、且つ
前記制約付ボクセルモデルを、訓練済デコーダモデルに依拠し前記1個又は複数個のパラメタの前記値をもとに生成する方法。 - 請求項4に記載の方法であって、前記構造を特徴付ける前記1個又は複数個のパラメタの前記値の前記決定が、回帰モデル又は訓練済機械学習依拠モデルに依拠するものである方法。
- 請求項4に記載の方法であって、前記構造を特徴付ける前記1個又は複数個のパラメタの前記値の前記決定が、前記セットの計測画像と前記セットのシミュレート画像との間の差異、並びに前記ボクセルモデルと前記制約付ボクセルモデルとの間の差異、の最小化に依拠するものである方法。
- 請求項1に記載の方法であって、更に、
前記半導体計測システムによる前記構造の各計測を特徴付ける第2セットのシミュレート画像を、前記制約付ボクセルモデルに依拠して生成する方法であり、前記構造の前記ボクセルモデルの各ボクセルに係る前記値の前記更新も、前記セットの計測画像又は前記セットの計測画像のサブセットと、前記第2セットのシミュレート画像と、の間の差異に基づくものである方法。 - 請求項1に記載の方法であって、更に、
前記半導体計測システムによる前記構造の各計測を特徴付ける第2セットのシミュレート画像を、前記制約付ボクセルモデルに依拠して生成する方法であり、前記構造の前記ボクセルモデルの各ボクセルに係る前記値の前記更新も、前記第1セットのシミュレート画像と、前記第2セットのシミュレート画像と、の間の差異に基づくものである方法。 - 請求項4に記載の方法であって、更に、
前記構造を特徴付ける1個又は複数個の幾何パラメタの値の実験計画法(DOE)セット、前記構造を作成するのに利用された半導体製造プロセスを特徴付ける1個又は複数個のプロセスパラメタの値のDOEセット、或いはその双方を生成し、
前記構造の1セットのパラメタ化モデルを、前記1個又は複数個の幾何パラメタの値の前記DOEセット中の個々の値、前記1個又は複数個のプロセスパラメタの値の前記DOEセット中の個々の値、或いはその双方に基づき決定し、
前記構造の1セットのボクセルモデルを、前記構造の前記セットのパラメタ化モデルそれぞれに基づき決定し、且つ
前記デコーダモデルを、前記1個又は複数個の幾何パラメタの値の前記DOEセット、前記1個又は複数個のプロセスパラメタの値の前記DOEセット、或いはその双方と、前記セットのボクセルモデルと、に基づき訓練する方法。 - 請求項4に記載の方法であって、更に、
前記構造の複数個のインスタンスを有する1枚又は複数枚の実験計画法(DOE)ウェハを作成し、但し各インスタンスが、前記構造を特徴付ける1個又は複数個の幾何パラメタ、前記構造を作成するのに利用された半導体製造プロセスを特徴付ける1個又は複数個のプロセスパラメタ、或いはその双方の値が異なるものであり、
前記1枚又は複数枚のDOEウェハ上に配された前記構造の各インスタンスを、高信頼参照計量システムを用い計測し、
前記1個又は複数個の幾何パラメタ、前記1個又は複数個のプロセスパラメタ、或いはその双方の値の変分を、前記構造の前記インスタンスについての前記高信頼参照計量システムによる計測を踏まえて推定し、
前記構造の1セットのボクセルモデルを、前記1個又は複数個の幾何パラメタ、前記1個又は複数個のプロセスパラメタ、或いはその双方の前記変分に基づき決定し、且つ
前記デコーダモデルを前記セットのボクセルモデルに依拠して訓練する方法。 - 請求項4に記載の方法であって、更に、
前記構造の1セットのボクセルモデルをユーザから受け取り、且つ
前記デコーダモデルを前記セットのボクセルモデルに依拠して訓練する方法。 - 請求項1に記載の方法であって、各計測インスタンスにて前記半導体ウェハの前記表面上の前記計測サイトへと差し向けられる前記一群の照明輻射を、複数の別々な入射角、複数の別々なアジマス角、或いはその双方にて供給する方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記1個又は複数個の注目パラメタのなかに、注目幾何パラメタ、注目プロセスパラメタ、注目電気パラメタ及び注目分散パラメタのうち何れかを含める方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記1個又は複数個の注目パラメタのなかに、オーバレイ寸法、限界寸法、リソグラフィ焦点及びリソグラフィ照射量のうち何れかを含める方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記第1半導体計測システムが小角X線スキャタロメータである方法。
- 請求項2に記載の方法であって、前記第2半導体計測システムが分光エリプソメータ、分光リフレクトメータ、軟X線リフレクトメータ、イメージングシステム及びハイパースペクトルイメージングシステムのうち何れかである方法。
- 第1半導体計測システムの照明源であり、半導体ウェハ上に配された構造に向かう一群の照明輻射を供給するよう構成されている照明源と、
前記第1半導体計測システムの検出器であり、前記一群の照明輻射に応じ前記構造から散乱されてきた一群の輻射を検出するよう構成されている検出器と、
命令が格納されている非一時的コンピュータ可読媒体と、を備え、それら命令が1個又は複数個のプロセッサにより実行されたときに、前記1個又は複数個のプロセッサが、
前記構造の各計測インスタンスに係り前記構造から検出された前記一群の輻射を特徴付ける1セットの計測画像を、前記第1半導体計測システムにより生成し、
前記構造のボクセルモデルの各ボクセルに係る初期値を決定し、但し前記ボクセルモデルが第1複数個のボクセルを含み、前記ボクセルモデルの前記第1複数個のボクセルそれぞれに係る値が前記ボクセルモデルの前記第1複数個のボクセルのうちその他のボクセルそれぞれに係る値に対し独立で、前記ボクセルモデルが有する自由度の個数が前記第1複数に等しく、
前記第1半導体計測システムによる前記構造の各計測を特徴付ける第1セットのシミュレート画像を、前記ボクセルモデルに依拠して生成し、
前記構造の制約付ボクセルモデルを受け取り、但し前記制約付ボクセルモデルにおけるボクセルの個数が前記第1複数に等しく、前記制約付ボクセルモデルが有する自由度の個数が前記第1複数未満であり、
前記構造の前記ボクセルモデルの各ボクセルに係る前記値を、前記セットの計測画像と前記第1セットのシミュレート画像との間の差異、並びに前記ボクセルモデルと前記制約付ボクセルモデルとの間の差異、に基づき反復的に更新し、且つ
前記計測下構造を特徴付ける1個又は複数個の注目パラメタの値を、前記ボクセルモデルをもとに推定するシステム。 - 請求項17に記載のシステムであって、前記非一時的コンピュータ可読媒体に更に命令が格納されており、それら命令が前記1個又は複数個のプロセッサにより実行されたときに、前記1個又は複数個のプロセッサが、
前記制約付ボクセルモデルを、前記セットの計測画像、前記セットの計測画像のサブセット、第2半導体計測システムにより前記構造から収集された一群の計測データ、或いはそれらの組合せをもとに決定するシステム。 - 請求項17に記載のシステムであって、前記非一時的コンピュータ可読媒体に更に命令が格納されており、それら命令が前記1個又は複数個のプロセッサにより実行されたときに、前記1個又は複数個のプロセッサが、
前記半導体計測システムによる前記構造の各計測を特徴付ける第2セットのシミュレート画像を、前記制約付ボクセルモデルに依拠して生成するシステムであり、前記構造の前記ボクセルモデルの各ボクセルに係る前記値の前記更新も、前記セットの計測画像又は前記セットの計測画像のサブセットと、前記第2セットのシミュレート画像と、の間の差異に基づくものであるシステム。 - 請求項17に記載のシステムであって、前記非一時的コンピュータ可読媒体に更に命令が格納されており、それら命令が前記1個又は複数個のプロセッサにより実行されたときに、前記1個又は複数個のプロセッサが、
前記半導体計測システムによる前記構造の各計測を特徴付ける第2セットのシミュレート画像を、前記制約付ボクセルモデルに依拠して生成するシステムであり、前記構造の前記ボクセルモデルの各ボクセルに係る前記値の前記更新も、前記第1セットのシミュレート画像と、前記第2セットのシミュレート画像と、の間の差異に基づくものであるシステム。 - 半導体計測システムであって、
半導体ウェハ上に配された構造に向かう一群の照明輻射を供給するよう構成されている照明源と、
前記一群の照明輻射に応じ前記構造から散乱されてきた一群の輻射を検出するよう構成されている検出器と、
情報処理システムと、を備え、その情報処理システムが、
前記構造の各計測インスタンスに係り前記構造から検出された前記一群の輻射を特徴付ける、1セットの計測画像を生成し、
前記構造のボクセルモデルの各ボクセルに係る初期値を決定し、但し前記ボクセルモデルが第1複数個のボクセルを含み、前記ボクセルモデルの前記第1複数個のボクセルそれぞれに係る値が前記ボクセルモデルの前記第1複数個のボクセルのうちその他のボクセルそれぞれに係る値に対し独立で、前記ボクセルモデルが有する自由度の個数が前記第1複数に等しく、
前記構造の各計測を特徴付ける第1セットのシミュレート画像を、前記ボクセルモデルに依拠して生成し、
前記構造の制約付ボクセルモデルを受け取り、但し前記制約付ボクセルモデルにおけるボクセルの個数が前記第1複数に等しく、前記制約付ボクセルモデルが有する自由度の個数が前記第1複数未満であり、
前記構造の前記ボクセルモデルの各ボクセルに係る前記値を、前記セットの計測画像と前記第1セットのシミュレート画像との間の差異、並びに前記ボクセルモデルと前記制約付ボクセルモデルとの間の差異、に基づき反復的に更新し、且つ
前記計測下構造を特徴付ける1個又は複数個の注目パラメタの値を、前記ボクセルモデルをもとに推定するよう、
構成されている半導体計測システム。 - 請求項21に記載の半導体計測システムであって、前記情報処理システムが更に、
前記制約付ボクセルモデルを、前記セットの計測画像、前記セットの計測画像のサブセット、別の半導体計測システムにより前記構造から収集された一群の計測データ、或いはそれらの組合せをもとに決定するよう構成されている半導体計測システム。 - 請求項21に記載の半導体計測システムであって、前記情報処理システムが更に、
前記半導体計測システムによる前記構造の各計測を特徴付ける第2セットのシミュレート画像を、前記制約付ボクセルモデルに依拠して生成するよう構成されており、前記構造の前記ボクセルモデルの各ボクセルに係る前記値の前記更新も、前記セットの計測画像又は前記セットの計測画像のサブセットと、前記第2セットのシミュレート画像と、の間の差異に基づくものである半導体計測システム。 - 請求項21に記載の半導体計測システムであって、前記情報処理システムが更に、
前記半導体計測システムによる前記構造の各計測を特徴付ける第2セットのシミュレート画像を、前記制約付ボクセルモデルに依拠して生成するよう構成されており、前記構造の前記ボクセルモデルの各ボクセルに係る前記値の前記更新も、前記第1セットのシミュレート画像と、前記第2セットのシミュレート画像と、の間の差異に基づくものである半導体計測システム。
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