JP6336068B2 - メトロロジ方法および装置、リソグラフィシステムならびにデバイス製造方法 - Google Patents
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Description
[0001] 本出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる2013年8月7日に出願された米国特許仮出願第61/863,150号および2014年4月4日に出願された米国特許仮出願第61/975,312号の利益を主張する。
[0002] 本発明は、例えばリソグラフィ技術によるデバイスの製造において使用可能なメトロロジ方法および装置、ならびにリソグラフィ技術を用いたデバイスの製造方法に関する。
[0003] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板上、通常、基板のターゲット部分上に付与する機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路(IC)の製造に用いることができる。その場合、ICの個々の層上に形成される回路パターンを生成するために、マスクまたはレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを用いることができる。このパターンは、基板(例えば、シリコンウェーハ)上のターゲット部分(例えば、ダイの一部、または1つまたは複数のダイを含む)に転写することができる。通常、パターンの転写は、基板上に設けられた放射感応性材料(レジスト)層上への結像によって行われる。一般には、単一の基板が、連続的にパターニングされる隣接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。公知のリソグラフィ装置としては、ターゲット部分上にパターン全体を一度に露光することにより各ターゲット部分を照射するいわゆるステッパ、および放射ビームによってある特定の方向(「スキャン」方向)にパターンをスキャンすると同時に、この方向に平行または逆平行に基板をスキャンすることにより各ターゲット部分を照射する、いわゆるスキャナが含まれる。パターンを基板上にインプリントすることにより、パターニングデバイスから基板にパターンを転写することも可能である。
イメージプロセッサおよびコントローラPUの機能は実行中の測定の具体的な種類に依存する。本明細書で使用される「イメージ」という用語は、広範な意味で使用されていることに留意されたい。−1次および+1次のうちの一つのみが存在する場合には、そのような格子線のイメージは形成されない。
A=K0+K1 sin(OV)
「線形」および「ATAN」モデルの瞳にわたるモデル−一貫性のテストと;
ウェーハにわたる処理非対称性(process asymmetry)の分析。
Claims (15)
- リソグラフィプロセスのパラメータを測定する方法であって、
(a)基板上のターゲット構造を照明することであって、前記ターゲット構造は、第1の意図的なオーバーレイバイアスを有する重ねあわされた周期構造を備える第1のターゲット構造と、第2の意図的なオーバーレイバイアスを有する重ねあわされた周期構造を備える第2のターゲット構造と、を少なくとも備えること、および、各ターゲット構造により分散された放射を検出し、各ターゲット構造に対して、(i)前記ターゲット構造における前記意図的なオーバーレイバイアスと、(ii)前記ターゲット構造の形成中のリソグラフィプロセスにおけるオーバーレイエラーと、(iii)前記周期構造の1つまたは複数におけるフィーチャ非対称性と、による寄与を含む全体的な非対称性を表す非対称性測定データを取得すること、のステップと、
(b)複数の異なる照明条件に対してステップ(a)を繰り返し、前記非対称性測定データを取得するステップと、
(c)前記第2のターゲット構造の非対称性測定に対する前記第1のターゲット構造の非対称性測定の平面図に、必ずしも前記平面図の原点を通ってフィットされない線形回帰モデルをフィットすることにより前記非対称性測定データ上で回帰分析を実施するステップと、
(d)前記線形回帰モデルにより記述された勾配から前記オーバーレイエラーを決定するステップと、を含み、
前記第1の意図的なオーバーレイバイアスは、正のオーバーレイバイアスであり、前記第2の意図的なオーバーレイバイアスは、負のオーバーレイバイアスであり、
前記異なる照明条件は、前記異なる照明条件の下で異なる非対称性測定データが得られ得るものであり、
前記異なる照明条件は、波長と偏光の異なる組み合わせを含む、方法。 - 前記線形回帰モデルの切片項からフィーチャ非対称性による前記全体的な非対称性の前記寄与を決定することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記非対称性測定にフィットされた前記線形回帰モデルは、前記原点の領域に位置する非対称性測定データにのみフィットされる、請求項1または2に記載の方法。
- 前記複数の照明条件から、フィーチャ非対称性が前記測定された全体的な非対称性に対して最小限に寄与する1つまたは複数の最適な照明条件を特定することであって、前記最適な照明条件は、前記測定された非対称性が前記線形回帰モデルにより記述されるが、原点を通るように切片項がないオフセット線上に位置するまたは前記オフセット線の近くに位置するための照明条件から選択されることを含む、請求項3に記載の方法。
- 前記ターゲット構造は、一切の意図的なオーバーレイバイアスを有さない第3のターゲット構造を備え、
前記方法は、前記第1ターゲット構造および前記第3のターゲット構造についてステップ(b)において取得された非対称性測定間の差と、前記第2のターゲット構造および前記第3のターゲット構造についてステップ(b)において取得された非対称性測定間の差と、から相対的な非対称性測定を決定することを含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。 - ステップ(c)は、前記第2のターゲット構造の前記非対称性測定と前記第3のターゲット構造の前記非対称性測定との差に対する前記第1のターゲット構造の前記非対称性測定と前記第3のターゲット構造の前記非対称性測定との差の平面図に線形回帰モデルをフィットすることを含む、請求項5に記載の方法。
- リソグラフィプロセスのパラメータを測定する検査装置であって、
その上に複数のターゲット構造を有する基板のためのサポートであって、前記ターゲット構造は、第1の意図的なオーバーレイバイアスを有する重ねあわされた周期構造を備える第1のターゲット構造と、第2の意図的なオーバーレイバイアスを有する重ねあわされた周期構造を備える第2のターゲット構造と、を少なくとも備える、サポートと、
前記ターゲットを照明するように動作可能でありかつ各ターゲットにより分散された放射を検出し、各ターゲット構造および複数の異なる照明条件に対して、(i)前記ターゲット構造における前記意図的なオーバーレイバイアスと、(ii)前記ターゲット構造の形成中のリソグラフィプロセスにおけるオーバーレイエラーと、(iii)前記周期構造の1つまたは複数におけるフィーチャ非対称性と、による寄与を含む全体的な非対称性を表す非対称性測定データを取得する光学系と、
前記第2のターゲット構造の非対称性測定に対する前記第1のターゲットの非対称性測定の平面図に、必ずしも前記平面図の原点を通ってフィットされない線形回帰モデルをフィットすることにより前記非対称性測定データ上で回帰分析を実施し、かつ、前記線形回帰モデルによって記述された勾配から前記オーバーレイエラーを決定するプロセッサと、
を含み、
前記第1の意図的なオーバーレイバイアスは、正のオーバーレイバイアスであり、前記第2の意図的なオーバーレイバイアスは、負のオーバーレイバイアスであり、
前記異なる照明条件は、前記異なる照明条件の下で異なる非対称性測定データが得られ得るものであり、
前記異なる照明条件は、波長と偏光の異なる組み合わせを含む、検査装置。 - 前記プロセッサは、前記線形回帰モデルの切片項からフィーチャ非対称性による前記全体的な非対称性の前記寄与を決定するように動作可能である、請求項7に記載の検査装置。
- 前記プロセッサは、前記線形回帰モデルを前記原点の領域に位置する前記非対称性測定データにのみフィットするように動作可能である、請求項7または8に記載の検査装置。
- 前記プロセッサは、前記複数の照明条件から、フィーチャ非対称性が前記測定された全体的な非対称性に対して最小限に寄与する1つまたは複数の最適な照明条件を特定するように動作可能であって、前記最適な照明条件は、前記測定された非対称性が、前記線形回帰モデルにより記述されるが前記原点を通るように切片項がないオフセット線上に位置するまたは前記オフセット線の近くに位置するための照明条件から選択された最適な照明条件である、請求項9に記載の検査装置。
- 前記ターゲット構造は、一切の意図的なオーバーレイバイアスを有さない第3のターゲット構造を備え、
前記プロセッサは、前記第1ターゲット構造および前記第3のターゲット構造の非対称性測定間の差と、前記第2のターゲット構造および前記第3のターゲット構造の非対称性測定間の差と、から相対的な非対称性測定を決定するように動作可能である、請求項7〜10のいずれか一項に記載の検査装置。 - 前記プロセッサは、前記第2のターゲット構造の前記非対称性測定と前記第3のターゲット構造の前記非対称性測定との差に対する前記第1のターゲット構造の前記非対称性測定と前記第3のターゲット構造の前記非対称性測定との差の平面図に線形回帰モデルをフィットするように動作可能である、請求項11に記載の検査装置。
- 請求項7〜12のいずれか一項に記載の前記検査装置を備えるリソグラフィ装置であって、
リソグラフィプロセスを使用して一連の基板にデバイスパターンを付与し、
前記一連の基板の1つまたは複数にターゲット構造を付与し、
請求項1〜6のいずれか一項に記載のパラメータを測定する方法を使用して前記ターゲット構造のオーバーレイパラメータを測定し、かつ、
前記パラメータを測定する方法の前記結果に従って後続の基板のために前記リソグラフィプロセスを制御する、
ように動作可能である、リソグラフィ装置。 - リソグラフィプロセスを使用して一連の基板にデバイスパターンが付与されるデバイス製造方法であって、
請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法を使用して前記基板の少なくとも1つの上の前記デバイスパターンの一部としてまたは前記デバイスパターンの横に形成された少なくとも1つの周期構造を検査することと、
前記検査方法の前記結果に従って後続の基板のために前記リソグラフィプロセスを制御することと、
を含む、方法。 - プロセッサに、非対称性測定データ上で請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法の処理ステップ(c)および(d)を実施させるための機械可読命令を含むコンピュータプログラムであって、
前記非対称性測定データは、
複数の異なる照明条件下で基板上のターゲット構造を照明することであって、前記ターゲット構造は、第1の意図的なオーバーレイバイアスを有する重ねあわされた周期構造を備える第1のターゲット構造と、第2の意図的なオーバーレイバイアスを有する重ねあわされた周期構造を備える第2のターゲット構造と、を少なくとも備えることと、
各ターゲット構造により分散された放射を検出し、各ターゲット構造に対して、(i)前記ターゲット構造における前記意図的なオーバーレイバイアスと、(ii)前記ターゲット構造の形成中のリソグラフィプロセスにおけるオーバーレイエラーと、(iii)前記周期構造の1つまたは複数におけるフィーチャ非対称性と、による寄与を含む全体的な非対称性を表す非対称性測定データを取得することと、
により取得される非対称性測定データであり、
前記第1の意図的なオーバーレイバイアスは、正のオーバーレイバイアスであり、前記第2の意図的なオーバーレイバイアスは、負のオーバーレイバイアスであり、
前記異なる照明条件は、前記異なる照明条件の下で異なる非対称性測定データが得られ得るものであり、
前記異なる照明条件は、波長と偏光の異なる組み合わせを含む、コンピュータプログラム。
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