JP6532479B2

JP6532479B2 - スキャタロメトリ計測法を用いた焦点測定

Info

Publication number: JP6532479B2
Application number: JP2016560384A
Authority: JP
Inventors: コダディモハンマドエル; ヌリエルアミル; ロイエヴォルコヴィチ; ウラジミールレビンスキー; ヨエルフェレル; ダニエルカンデル; ナダブグトマン; スティリアンパンデブ; ズミトリーサンコ
Original assignee: KLA Corp
Current assignee: KLA Corp
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2015-03-30
Publication date: 2019-06-19
Anticipated expiration: 2035-03-30
Also published as: KR20160142852A; TW201606444A; TWI656408B; WO2015153497A1; EP3126893A4; EP3126893A1; CN106164733B; JP2017511504A; US9934353B2; CN106164733A; US20160103946A1; KR102285895B1

Description

本発明は計測の分野、より詳しくはスキャタロメトリ計測法を用いた焦点測定に関する。

関連出願との相互参照
本願は、２０１４年３月３１日に出願された米国仮特許出願第６１／９７３，１５１号の利益を主張するものであり、その全体を参照によって本願に援用する。

リソグラフィツールは、基板上に所望のパターンを印刷するために使用される機械である。このツールは、パターンをマスクからウェハ上に印刷される集積回路の各層へと転写するために使用される。転写は一般に、レジストと呼ばれる感光層への画像成形を介して実行される。パターン要素のクリティカルディメンション（ＣＤ）の縮小化に伴い、画像成形のプロセスウィンドウも縮小され、その結果、焦点深度（ＤＯＦ）の面でのプロセスウィンドウが小さくなる。印刷されたパターンの均一性を制御するために、リソグラフィツールのパラメータと、特に焦点のパラメータを測定することが必要である。例えば、ＡｄｖａｎｃｅｄＮｏｄｅには、例えばウェハ全体を通じて３σ＜１０ｎｍという極めて厳しい焦点制御が必要である。

ウォンら（Ｗｏｎｇｅｔａｌ．）の２０１３年の記事（“ＣＤｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙｆｏｒｅｘｔｅｎｄｉｎｇｏｐｔｉｃａｌｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ”，Ｐｒｏｃ．ｏｆＳＰＩＥＶｏｌ．８６８１，８６８１３７）は、焦点測定のために、非対称性、すなわち左右の縁における有効サイドウォール角度（ｓｉｄｅｗａｌｌａｎｇｌｅｓ）（ＳＷＡ）間の差が焦点を通じて単調に変化する非対称のターゲットを使用することを教示しており、同記事を参照によって本願に援用する（参照文献１参照）。ＳＷＡの差は、測定されたスキャトロメトリ信号の＋１次及び−１次回折間の強度差として現れる。

スパツィアニら（Ｓｐａｚｉａｎｉｅｔａｌ．）の２０１２年の記事（“Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙｐｒｏｃｅｓｓｃｏｎｔｒｏｌｕｓｉｎｇｉｎ−ｌｉｎｅｍｅｔｒｏｌｏｇｙ”，Ｐｒｏｃ．ｏｆＳＰＩＥＶｏｌ．８３２４，８３２４１Ｌ）及びブラナ（Ｂｒｕｎｎｅｒ）とアーシュニット（Ａｕｓｓｃｈｎｉｔｔ）の２００７年の記事（“ＰｒｏｃｅｓｓＭｏｎｉｔｏｒＧｒａｔｉｎｓ”，Ｐｒｏｃ．ｏｆＳＰＩＥＶｏｌ．６５１８−２）は、焦点測定のために、ターゲットが露光度と焦点の変化に対してより高感度となるように設計される、ＦｏｃｕｓＤｏｓｅＰａｔｔｅｒｎａｎｄＰｒｏｃｅｓｓＭｏｎｉｔｏｒＧｒａｔｉｎｇを使用することを教示しており、同記事を参照によって本願に援用する。ターゲットは、スキャタリングバー技術、ＥｎｄｏｆＬｉｎｅ技術、及びＦｏｒｂｉｄｄｅｎＰｉｔｃｈ（禁止帯）を使用することによって、より高感度化される。

米国特許出願公開第２０１４／０１４１５３６号は、セル構造の集合を含むセグメント式マスクを開示しており、その全体を参照によって本願に援用する。各セル構造は、第一の方向に沿った分解不能のセグメント化ピッチを有する特徴物群を含む。第一の方向に沿った分解不能なセグメント化ピッチは、リソグラフィ印刷ツールの照明より小さい。セル構造は、第一の方向に垂直な第二の方向に沿ったピッチを有する。分解不能なセグメント化ピッチは、選択された焦点感度レベルを達成するために、リソグラフィツールの最善の焦点位置を選択された量だけ移動させるための印刷パターンを生成するのに適している。

米国特許出願公開第２００６／０２１５１６１号米国特許出願公開第２００６／０１３２７４４号

しかしながら、ウォンらが教示するターゲットピッチは製品ピッチの少なくとも４倍であり、これによってターゲットはリソクラフィツールの収差による影響を受けやすくなる。また別の問題は、ＳＷＡの角度非対称性が小さいと、信号の差も小さくなり、結果が不正確となる点である。また、スパツィアニらのターゲットは、その小さい焦点深度（ＤＯＦ）とプロセスウィンドウ全範囲内のパターンの印刷可能性に関して不利である。この測定方法はスキャトロメトリモデルに基づく方式を使用しており、それによってこれはモデルエラーの影響を受けやすくなる。

以下に、本発明の初期理解を提供するために、簡略化した概要を示す。この概要は必ずしも本発明の重要要素を特定するとも、本発明の範囲を限定するともかぎらず、後述の説明への導入部の役割を果たすにすぎない。

本発明の１つの態様は、第一の方向への第一のピッチにより特徴付けられる複数の反復的要素を有する周期的構造を含むターゲットデザインを提供し、要素は第一の方向に垂直な第二の方向に沿った第二ピッチの周期性を有し、第二の方向において、第二のピッチで交互に配置された焦点感度を持つパターンと焦点感度を持たないパターンにより特徴付けられる。

本発明の上記の、上記に追加される、及び／又は上記以外の態様及び／又は利点は、以下の詳細な説明の中に記載されており、おそらく、この詳細な説明から推測可能であり、及び／又は本発明の実施からわかる。

本発明の実施形態をよりよく理解し、それをどのように実行できるかを示すために、ここで、あくまでも例として添付の図面を参照するが、図中、同様の番号は対応する要素または部分を示している。

本発明のいくつかの実施形態による、マスク上のターゲットデザイン、製作されたターゲット、及びそのスキャタロメトリ測定のレベル概略図である。本発明のいくつかの実施形態による、ターゲットデザインのハイレベル概略図である。本発明のいくつかの実施形態による、ターゲットデザインのハイレベル概略図である。本発明のいくつかの実施形態による、ターゲットデザインのハイレベル概略図である。本発明のいくつかの実施形態による、ターゲットデザインのハイレベル概略図である。本発明のいくつかの実施形態による、ターゲットデザインのハイレベル概略図である。本発明のいくつかの実施形態による、ターゲットデザインのハイレベル概略図である。本発明のいくつかの実施形態による、要素１１０を製作するためのシミュレーション結果の概略図である。本発明のいくつかの実施形態による、要素１１０を製作するためのシミュレーション結果の概略図である。本発明のいくつかの実施形態による、要素１１０を製作するためのシミュレーション結果の概略図である。本発明のいくつかの実施形態による、ターゲットデザインを使って製作された、ウェハ上のターゲットを使用した焦点測定のハイレベル概略図である。本発明のいくつかの実施形態によるターゲットデザインのハイレベル概略図である。本発明のいくつかの実施形態によるターゲットデザインのハイレベル概略図である。本発明のいくつかの実施形態によるターゲットデザインのハイレベル概略図である。本発明のいくつかの実施形態によるターゲットデザインのハイレベル概略図である。本発明のいくつかの実施形態によるターゲットデザインのハイレベル概略図である。本発明のいくつかの実施形態による、ある方法を説明するハイレベルフローチャートである。本発明のいくつかの実施形態による、ある方法を説明するハイレベルフローチャートである。

詳細な説明を記す前に、以下に使用される特定の用語の定義を示すことが有益であるかもしれない。

「焦点感度を持たないパターン」とは、本願で使用されるかぎり、ターゲットデザインのある要素のうち、連続的であり、細分されず、均一なクリティカルディメンションにより特徴付けられる領域を指す。「焦点感度を持つパターン」という用語は、本願で使用されるかぎり、ターゲットデザインのある要素のうち、細分されるか（何れの方向であってもよく、例えば、セグメント化されるか、ギャップを含む）、及び／又は不均一なクリティカルディメンションにより特徴付けられる領域を指す。

ここで特に図面を詳しく参照し、図に示される詳細は例であり、本発明の好ましい実施形態の例示的説明を目的としているにすぎず、本発明の原理と概念的態様の最も有益かつ理解しやすい説明であると確信されるものを提供するために提示されていることを強調する。この点において、本発明の構造的詳細を、本発明の基本的な理解に必要な程度以上に詳しく示そうと試みられてはおらず、図面と共に説明を読むことにより、当業者にとって、本発明のいくつかの形態をどのように実行できるかが明らかとなるであろう。

本発明の少なくとも１つの実施形態を詳しく説明する前に、本発明はその用途において以下の説明に記載されているか、図面中に描かれている構成の詳細及び構成要素の配置に限定されないと理解するものとする。本発明は、他の実施形態にも応用可能であり、または様々な方法で実施または実行できる。また、本明細書中で使用されている表現及び用語は、説明を目的としており、限定的とみなすべきではないと理解するものとする。

図１は、本発明のいくつかの実施形態による、マスク上のターゲットデザイン１００、製作されたターゲット１０１、及びそのスキャタロメトリ測定９６Ａ、９６Ｂのレベル概略図である。

ターゲットデザイン１００は、第一の方向（ｘ）への第一のピッチ１３５により特徴付けられる複数の反復的要素１１０を有する周期的構造を含む。要素１１０は、それ自体が、第一の方向に垂直な第二の方向（ｙ）に沿った第二のピッチ１３０の周期性を有する。要素１１０は、第二の方向において、第二のピッチ１３０で交互に配置された焦点感度を持つパターンと焦点感度を持たないパターン、それぞれ１２０、１２５により特徴付けられる。焦点感度を持たないパターン１２５は、マスク上に要素の幅１４０から製作された時に第一のクリティカルディメンション（ＣＤ_ａ）を有していてもよい。焦点感度を持つパターン１２５は、マスクから印刷された時に第二のクリティカルディメンション（ＣＤ_ｂ）を示してもよい。特定の実施形態において、第二のクリティカルディメンションＣＤ_ｂは、ターゲット１０１製作中の焦点に依存する。特定の実施形態において、第二のクリティカルディメンションＣＤ_ｂは、ウェハ上に製作された時に、特定の焦点要求事項が満足された場合だけ第一のクリティカルディメンションＣＤ_ａと等しくなりうる。

要素１１１が製作された状態のターゲット１０１は、ＣＤ_ｂがＣＤ_ａと異なる場合（誇張して描かれている）、第一の方向（ｘ）へのピッチＰ_ｘとおそらくは第二の方向（ｙ）へのピッチＰ_ｙにより特徴付けられる。ピッチＰ_ｙは、ピッチＰ_ｘの数倍の大きさとなるように設計されてもよく（デバイスピッチと同程度であってよい）、計測ツール８０によってゼロ次回折に加えて±１次回折のスキャタロメトリ測定が可能である（９６Ｂ）。スキャタロメトリ測定はそれゆえ、ターゲット１０１の製作に使用された焦点を推測するために使用されてもよい。

図２Ａ〜２Ｆは、本発明のいくつかの実施形態によるターゲットデザイン１００のハイレベル概略図である。図２Ａ〜２Ｆは、ウェハ上にターゲット１０１を製作するために使用されるそれぞれのフォトリソグラフィマスク上のターゲットデザイン１００を表している。前述のように、ウェハ上に実際に製作されるターゲットデザイン１００の形態１０１は、焦点と露光度等の製作パラメータに応じて、マスク上のターゲットデザイン１００と異なっているかもしれない。図２Ａ〜２Ｆは、ターゲットデザイン１００の非限定的な可能性を概略的に示しており、これは後述の原理に従って変更されてもよい。

ターゲットデザイン１００は、第一の方向（ｘ）への第一のピッチ１３５により特徴付けられ、また、第一の方向に垂直な第二の方向（ｙ）に沿っても第二のピッチ１３０で周期性を有する複数の反復的要素１１０を有する周期的な構造を含んでいてもよい。要素１１０は、第二の方向において、第二のピッチ１３０で交互に配置された焦点感度を持つパターン１２０と焦点感度を持たないパターン１２５によっても特徴付けられる。

ある実施形態において、製作時に、第一の、焦点感度を持たないパターン１２５はＣＤ_ａで示されている第一のクリティカルディメンションを有していてもよく、第二の、焦点感度を持つパターン１２０は、ＣＤ_ｂで示されている第二のクリティカルディメンションを有していてもよい。特定の実施形態において、後者の、焦点感度を持つパターン１２０は、ウェハ上に製作された時に、特定の焦点要求事項が満たされた場合だけ第一のクリティカルディメンション（ＣＤ_ａ）を示しうる。焦点が不適当であると、例えばＣＤ_ｂとＣＤ_ａ間でクリティカルディメンションの差が生じるかもしれない。

特定の実施形態において、第一のピッチ１３５は、製品ピッチに近いＰ_ｘを生じさせるように製作されてもよく、製作された第一のクリティカルディメンション（ＣＤ_ａ）は製作されたピッチＰ_ｘの半分未満であってもよい。特定の実施形態において、第二のピッチ１３０は、Ｐ_ｙを生じさせるように製作されてもよく、これは第一のクリティカルディメンション（ＣＤ_ａ）の１１／２〜２倍であってもよい。特定の実施形態において、第二のクリティカルディメンション（ＣＤ_ｂ）は、第一のクリティカルディメンション（ＣＤ_ａ）の１／２〜１倍であってもよい。特定の実施形態において、Ｐ_ｙはＰ_ｘの４〜６倍であってもよい。特定の実施形態において、ターゲットデザイン１００は、スキャトロメトリ測定時に、ゼロ次回折信号９６Ａを生成するＰ_ｘと、ゼロ次及び±１次回折信号９６Ｂを生成するＰ_ｙを製作するように構成されてもよい。

特定の実施形態において、第二の、焦点感度を持つパターン１２０は解像限界以下のピッチでセグメント化されてもよい。焦点感度を持つパターン１２０は、様々な方法で設計されてもよく、そのうちのいくつかが図２Ａ〜２Ｆに示されている。例えば、焦点感度を持つパターン１２０は、横要素１２１及び／又は縦要素１２２を含んでいてもよい。「横」という用語は、この文脈において、ｘ方向に沿っている（すなわち、第一のピッチ１３５に沿っている、又は要素１１０の短い方の寸法に沿っている）と理解されるものとし、「縦」という用語は、この文脈において、ｙ方向に沿っている（すなわち、第二のピッチ１３０に沿っている、又は要素１１０の長い方の寸法に沿っている）と理解するものとする。横要素１２１または縦要素１２２の何れも単独で焦点感度を持つパターン１２０を画定してもよく（例えば、図２Ａ、２Ｆ参照）、または横要素１２１と縦要素１２２が組み合わされて焦点感度を持つパターン１２０を形成してもよい（図２Ｂ〜２Ｅ）。横要素１２１及び／又は縦要素１２２は周期的であってもよく（横要素１２１については図２Ａ〜２Ｆに示されるが、横要素１２１は必ずしも周期的でなくてもよく、縦要素１２２については、周期性の方向が異なる図２Ｃ、２Ｅに示されている）、また焦点感度を持つパターン１２０内で長さが異なっていてもよい（例えば、図２Ｆ）。解像限界以下の要素１２１、１２２の寸法は、製造及び測定ツールとパラメータに従って、また必要な焦点感度に従って最適化されてもよい。例示的な特徴物の寸法は、具体的なデザインに応じて、横要素１２１の長さ１４１、１４５と幅１４２、縦要素１２２の長さ（参照番号なし）と幅１４３、１４４を含む。

リソグラフィツールのフォーカスオフセットは、ターゲットデザイン１００を使って測定されてもよい。ターゲットデザイン１００は堅牢で、焦点感度が高く、製品と相関するように構成されてもよい。測定方法は、ゼロ次及び１次回折信号またはその一部（例えば、＋１次及び／又は−１次）を使用するように構成されてもよい。製作されたターゲットデザイン１００のピッチ（Ｐ_ｘ）及び／又は製作されたターゲットデザイン１００のクリティカルディメンション（ＣＤ_ａ）は、製品ピッチに近くてもよい。非限定的に、線パターンを使ってターゲットデザイン１００が示され、ＣＤ_ａはＰ_ｘの約半分又はそれ未満になるように描かれている。特定の実施形態において、ＣＤ_ａは製品ＣＤに近くてもよく、及び／又は例えばＰ_ｘの３０％〜７０％であってもよい。

製作されたターゲット１０１の焦点パラメータに対する感度を高めることは、主要な測定方向（それに沿ってＰ_ｘが設計される）とは異なる方向、一般にはそれに垂直な方向に沿って達成されてもよい。それゆえ、その方向に沿って第二のピッチＰ_ｙが、要素１１０に沿って交互に配置されたパターン１２０、１２５を製作することによって形成される。図２Ａ〜２Ｆには、焦点感度を持つパターン１２０が１つのみ示されているが、要素１１０に沿って、その長さに応じて複数の代替案及び複数の焦点感度を持つパターン１２０が設計されてもよいことがわかる。ターゲットデザイン１００のいくつか又はすべての要素１１０が、交互に配置された焦点感度を持つパターンと焦点感度を持たないパターン（それぞれ）１２０、１２５を含んでいてもよく、異なる要素１１０は異なるパターン１２０及び／又は１２５を含んで、異なるピッチＰ_ｙ及び／又は異なるクリティカルディメンションＣＤ_ｂを生じさせてもよい。

特定の実施形態において、第二のピッチ１３０は第一のピッチ１３５より大きくてもよく、最大で例えば４〜６倍であってもよく、例えば４００〜１２００ｎｍの間であってもよい。第一のクリティカルディメンション（ＣＤ_ａ）は製品ＣＤに近くてもよく、例えばＰ_ｘの３０％〜７０％であってもよい。第二のクリティカルディメンション（ＣＤ_ｂ）は例えばＰ_ｙの３０％〜７０％であってもよい。

第二の、焦点感度を持つパターン１２０は、解像限界以下の特徴物１２１、１２２、すなわち製作されたターゲット１０１において必ずしも再生されるとはかぎらないが、それでも、製作される要素１１１のそれぞれの部分のクリティカルディメンションに影響を与える特徴物によってパターン化されてもよい。ターゲットデザイン１００はしたがって、少なくとも焦点と露光度等のリソグラフィパラメータが正しい場合に第一及び第二のパターン１２０、１２５間に差がない周期的な構造として印刷されてもよく、このような予想される周期的構造からの逸脱により、不適当な焦点及び露光度等のフォトリソグラフィパラメータ、例えば指定された許容範囲を超えるパラメータが使用されたことが示されうる。焦点感度を持つパターン１２０の詳細は、感度範囲及び許容範囲を画定し、調整するために使用され、設計されてもよい。

特定の実施形態において、焦点感度を持つパターンと焦点感度を持たないパターン１２０、１２５は露光度の変化に対して同様の感度を有していてもよく、その一方で、パターン１２０、１２５はその焦点感度においては異なっていてもよく、すなわち、露光度が変化しても、ＣＤ_ｂはＣＤ_ａと略等しいままであってもよいが、その一方で、焦点が変化した場合、ＣＤ_ｂは、焦点ずれの程度に応じて、ＣＤ_ａと異なる。特定の実施形態において、要素１１１の均一性又は要素１１１内で製作されたパターン１２０、１２５間の対称性は、焦点ずれ、又は焦点の正しさを予測するためのメトリクスとしての役割を果たしてもよい。

図３Ａ〜３Ｃは、本発明のいくつかの実施形態による、要素１１０を製作するためのシミュレーション結果を概略的に示す。シミュレーションツールとしてＰＲＯＬＩＴＨを使用し、図３Ａは図のターゲットデザイン（図２Ｂと同様のもの）によって製作されるレジスト構造１１１のＣＤ_ａ−ＣＤ_bの、その数値が−６０ｎｍ、０、及び＋６０ｎｍである焦点変化と、その数値が−１ｍＪ／ｃｍ^２、０、＋１ｍＪ／ｃｍ^２である露光度変化への依存性を示している。図３Ｂ及び３Ｃは、焦点変化（図３Ｂ）と露光度変化（図３Ｃ）に関する各ＣＤ_ａ、ＣＤ_ｂの結果を示している。図の実施形態において、ＣＤ_ｂはＣＤ_ａと等しくなく、ＣＤ_ａ−ＣＤ_ｂの差は明らかに焦点ずれに依存しており、したがって、その指標として使用されてもよい。ＣＤ_ａとＣＤ_ｂは露光度にも同様の方法で依存し、それゆえ、焦点パラメータは露光度パラメータと無関係に測定されてもよいことがわかる。

図４は、本発明のいくつかの実施形態による、ターゲットデザイン１００を使って製作されたウェハ９０上のターゲットを使用する焦点測定のハイレベル概略図である。光源８５は、ターゲット１０１からの回折信号９５を得るために使用される。回折信号９５は、図４の右側に概略的に示されており、波長に関する（ｘ方向に沿った）ゼロ次信号９６Ａとｙ方向に沿ったゼロ次及び±１次回折信号の両方９６Ｂを示している。

図５Ａ及び５Ｂは、本発明のいくつかの実施形態によるターゲットデザイン１００のハイレベル概略図である。特定の実施形態は、同様の要素１１０を含み、第一のピッチ１３５とは異なるピッチ１３６で別のグループに分けられた複数のサブターゲット１００Ａ、１００Ｂを有するターゲットデザイン１００を含む（図５Ａ）。特定の実施形態は、異なる焦点感度を持つパターン１２０、例えば異なる焦点感度を持つパターン１２０の要素１１０Ａ、１１０Ｂを有するターゲットデザイン１００を含む。図５Ｂに示される非限定的な例において、要素１１０Ａ、１１０Ｂは、それぞれ図２Ａ、２Ｂに示されている種類のものであり、前者の横要素１２１Ａ及び後者の横要素１２１Ｂと縦要素１２２Ｂからなる。ターゲットデザイン１００はしたがって、２つの異なる横ピッチ、すなわち隣接する要素１１０Ａ、１１０Ｂ間のピッチ１３５と、もう１つの、隣接する同様の要素１１０Ａ（又は同様の要素１１０Ｂ）間のピッチ１３６（＝２・ピッチ１３５）により特徴付けられる。要素１１０Ａ、１１０Ｂ内の焦点感度を持つパターン１２０間の違いは、そこから得られる焦点測定の精度を高めるために使用されてもよい。例示的な特徴物の寸法は、具体的な設計に応じて、横要素１２１、１２１Ａ、１２１Ｂの長さ１４１、１４６及び幅１４２、１４８と、縦要素１２２、１２２Ｂの長さ（参照番号なし）及び幅１４３、１４７を含む。

特定の実施形態は、それらの焦点感度を持つパターン１２０が異なる要素１１０を持つ２つまたはそれ以上のサブターゲット１００Ａ、１００Ｂを有するターゲットデザイン１００を含む。複数の焦点感度を持つパターン１２０を使用することにより、そこから得られる焦点測定値の精度が高まる。図６Ａ〜６Ｃは、本発明のいくつかの実施形態によるターゲットデザイン１００のハイレベル概略図である。非限定的な例において、サブターゲット１００Ａは３つのデザインにおいて、図２Ａ（横要素１２１Ａを有する）と同様であり、サブターゲット１００Ｂは、それぞれ図２Ｂ、２Ｆ及び２Ｅで紹介されているパターンに従って変更されている（図６Ａ及び６Ｃでは横要素１２１Ｂと縦要素１２２を有する）。２つまたはそれ以上のサブターゲットデザインの何れの組合せもターゲットデザイン１００として使用されてよい。図のケースでは、サブターゲット１００Ａ、１００Ｂは第一のピッチ１３５によって特徴付けられ、サブターゲット１００Ａ、１００Ｂはより大きいピッチ１３６で設計される。例示的な特徴物の寸法は、具体的なデザインに応じて、横要素１２１Ａ、１２１Ｂの長さ１４１、１４６及び幅１４２、１４８、１４９と、縦要素１２２の長さ（参照番号なし）及び幅１４７、１５０を含む。

図７−１，７−２は、本発明のいくつかの実施形態による方法２００を示すハイレベルフローチャートである。方法２００の設計ステージは、少なくとも部分的にコンピュータプロセッサにより実行されてもよい。

方法２００は、周期的パターンを、第一の方向への第一のピッチと、垂直方向に沿った第二のピッチを有し、交互に配置された焦点感度を持つパターンと焦点感度を持たないパターンを持つ要素と、を有するように設計するステップを含んでいてもよい（ステージ２１０）。特定の実施形態において、方法２００は、解像限界以下のピッチで焦点感度を持つパターンをセグメント化するステップ（ステージ２１２）を含んでいてもよい。

方法２００は、焦点感度を持たないパターンを、製作時に第一のクリティカルディメンションを有するように設計し、焦点感度を持つパターンを、製作時に、指定された焦点要求事項が満たされた時だけ第一のクリティカルディメンションと等しい第二のクリティカルディメンションを有するように設計するステップ（ステージ２１５）をさらに含んでいてもよい。

例えば、方法２００は、第二のピッチを第一のピッチの４〜６倍になるように、第二のクリティカルディメンションを第一のクリティカルディメンションの１／２〜１倍になるように設計するステップ（ステージ２２０）を含んでいてもよい。

方法２００は、ターゲットをスキャトロメトリにより測定されるように構成するステップを含んでいてもよく、第一のピッチはゼロ次信号を生成するように構成され、第二のピッチはゼロ次及び少なくとも１つの１次信号を生成するように構成される（ステージ２２５）。

方法２００は、設計されたターゲットを製作するステップ（ステージ２３０）と、製作された焦点感度を持つパターンを測定することによって、ツールの焦点を確認するステップ（ステージ２４０）と、を含んでいてもよい。

方法２００は、設計されたターゲットから、クリティカルディメンション及び／又はピッチを変えてＦＥＭ（焦点露光度マトリクス）ウェハを製作するステップ（ステージ２５０）と、測定されたターゲット信号とＦＥＭウェハから測定された信号との比較から焦点パラメータを導き出すステップ（ステージ２５５）と、をさらに含んでいてもよい。

方法２００は、クリティカルディメンション及び／又はピッチを変えて、設計されたターゲットのスキャトロメトリ測定からモデルを導き出すステップ（ステージ２６０）と、そのモデルに応じて測定されたターゲット信号から焦点パラメータを導き出すステップ（ステージ２６５）と、をさらに含んでいてもよい。モデルは、計測のためのプロセスの違いに基づくモデルの最適化を開示している米国特許出願第２０１３／０１１０４７７号において記載されている方法により導き出してもよく、同特許の全体を参照によって本願に援用する。

有利な点として、ターゲットデザイン１００と方法２００は、スキャナの焦点に対する、先行技術より高い感度と良好なターゲット印刷可能性の両方を提供する。ＣＤのばらつき、スキャトロメトリ信号パラメータ、及び焦点の間の関係を使って焦点ずれが導き出される。特定の実施形態において、製作されたターゲット１０１は、製品ピッチに近い主要ピッチ（Ｐ_ｘ）の周期性を持ち、スキャトロメトリツールにより使用される照明波長より大きいピッチＰ_ｙを有する少なくとも１つの反復的な焦点感度を持つパターンを有する垂直方向の構造を含む。ターゲットデザイン１００は、異なる焦点感度を有する２つ又はそれ以上のサブターゲットを含んでいてもよい。信号モデルまたは参照ターゲットを使って、それぞれの回折信号（例えば、ゼロ次、＋１次、及び／又は−１次）から焦点を導き出してもよい。複数のターゲット又はサブターゲットを使って、焦点及び露光度の測定値及び／又はずれを無相関化してもよい。

特定の実施形態において、フィルムパッドターゲットが、下層の無相関化のために使用されてもよい。回折次数信号（例えば、ゼロ次）は、フィルムパッドターゲットの測定から抽出されてもよい。フィルムパッドターゲットを使って測定された信号は、上述のような、感度を持つ焦点ターゲットを有する格子上での測定にフィードフォワードされてもよい。特定の実施形態においてフィルムパッドターゲットを用いた下層の無相関化により、焦点測定の精度を高めることができる。

上述の説明の中で、ある実施形態は本発明の例又は実施例である。「１つの実施形態」、「ある実施形態」、「特定の実施形態」、又は「いくつかの実施形態」という各種の表現は必ずしもすべてが同じ実施形態を指すとはかぎらない。

本発明の各種の特徴が１つの実施形態に関して説明されているかもしれないが、これらの特徴はまた、別々に提供しても、何れの適当な組合せによっても提供されてよい。反対に、本発明は本明細書において明瞭にするために別々の実施形態に関して説明されているかもしれないが、本発明は単独の実施形態において実施されてもよい。

本発明の特定の実施形態は、上述の異なる実施形態からの特徴を含んでいてもよく、特定の実施形態は、上述の他の実施形態からの要素を取り入れていてもよい。特定の実施形態に関する本発明の要素の開示は、その特定の実施形態のみにおけるそれらの使用には限定されないと解釈する。

さらに、本発明は様々な方法で実行または実施でき、本発明は上述の説明の中で概説されたもの以外の特定の実施形態でも実施できると理解するものとする。

本発明は、これらの図面又はそれに対応する説明に限定されない。例えば、流れは図示されている各々のボックスまたは状態を通って、又は図示または説明されているものと正確に同じ順序で移動する必要はない。

本明細書で使用される技術的及び科学的用語の意味は、別段の定義がなされないかぎり、本発明が属する業界の当業者により一般に理解されているものとする。

本発明を限定的な数の実施形態に関して説明したが、これらは本発明の範囲の限定としてではなく、好まし実施形態のいくつかの例として解釈されるべきである。その他の考えうる変更、改良及び応用もまた、本発明の範囲に含まれる。したがって、本発明の範囲は、ここまで説明したものによってではなく、付属の特許請求の範囲とその合法的な均等物によって限定されるべきである。

Claims

第一の方向への第一のピッチにより特徴付けられる複数の反復的要素を有する周期的構造を含むターゲットデザインにおいて、
要素は、第一の方向に垂直な第二の方向に沿った第二のピッチの周期性を持ち、第二の方向において、第二のピッチで交互に配置された焦点感度を持つパターンと焦点感度を持たないパターンにより特徴付けられ、
第一の、焦点感度を持たないパターンは、製作時に第一のクリティカルディメンションを生じるように構成され、
第二の、焦点感度を持つパターンは、製作時に、特定の焦点要求事項が満たされなかった場合に第一のクリティカルディメンションとは大きさが異なる第二のクリティカルディメンションを生じるように構成される
ターゲットデザイン。
請求項１に記載のターゲットデザインにおいて、
第二の、焦点感度を持つパターンは、製作時に、特定の焦点要求事項が満たされた場合だけ第一のクリティカルディメンションと等しい第二のクリティカルディメンションを生じるように構成される
ターゲットデザイン。
請求項２に記載のターゲットデザインにおいて、
第一のピッチは製品ピッチに近いターゲットデザイン。
請求項２に記載のターゲットデザインにおいて、
第二のピッチは第一のピッチの４〜６倍であるターゲットデザイン。
請求項２に記載のターゲットデザインにおいて、
第二のクリティカルディメンションは第一のクリティカルディメンションの１／２〜１倍であるターゲットデザイン。
請求項２に記載のターゲットデザインにおいて、
焦点感度を持つパターンは解像限界以下のピッチでセグメント化されるターゲットデザイン。
請求項２に記載のターゲットデザインにおいて、
製作されたターゲットデザインのスキャトロメトリ測定時に、第一のピッチは０次回折信号を生じるように構成され、第二のピッチはゼロ次及び±１次回折信号を生じるように構成されるターゲットデザイン。
方法において、
周期的ターゲットを、第一の方向への第一のピッチと、垂直方向に沿った第二のピッチを有し、交互に配置された焦点感度を持つパターンと焦点感度を持たないパターンを有する要素を有するように設計するステップと、
設計されたターゲットを製作するステップと、
製作された焦点感度を持つパターンを測定することによってツールの焦点を確認するステップと、
焦点感度を持たないパターンを、製作時に第一のクリティカルディメンションを有するように、また焦点感度を持つパターンを、製作時に、特定の焦点要求事項を満たされなかった場合に第一のクリティカルディメンションとは大きさが異なる第二のクリティカルディメンションを有するように設計するステップと、
を含む方法。
請求項８に記載の方法において、
焦点感度を持たないパターンを、製作時に第一のクリティカルディメンションを有するように、また焦点感度を持つパターンを、製作時に、特定の焦点要求事項を満たした場合だけ第一のクリティカルディメンションと等しい第二のクリティカルディメンションを有するように設計するステップをさらに含む方法。
請求項８に記載の方法において、
ターゲットはスキャトロメトリにより測定されるように構成され、第一のピッチはゼロ次信号を生じるように構成され、第二のピッチはゼロ次及び少なくとも１つの１次信号を生じるように構成される方法。
請求項８に記載の方法において、
設計されたターゲットから、クリティカルディメンション及び／又はピッチを変えてＦＥＭ（焦点露光度マトリクス）ウェハを製作するステップをさらに含む方法。
請求項１１に記載の方法において、
測定されたターゲット信号とＦＥＭウェハから測定された複数の信号との比較から焦点パラメータを導き出すステップをさらに含む方法。
請求項８に記載の方法において、
クリティカルディメンション及び／又はピッチを変えた複数のターゲットのスキャトロメトリ測定からモデルを導き出すステップをさらに含む方法。
請求項１３に記載の方法において、
モデルに従って測定されたターゲット信号から焦点パラメータを導き出すステップをさらに含む方法。
請求項８に記載の方法において、
焦点感度を持つパターンを解像限界以下のピッチでセグメント化するステップをさらに含む方法。
請求項８に記載の方法において、
第二のピッチを第一のピッチの４〜６倍になるように、また第二のクリティカルディメンションを第一のクリティカルディメンションの１／２〜１倍になるように設計するステップをさらに含む方法。