JP7177949B2 - 半導体デバイスにおけるパラメタ安定位置ずれ計測改善 - Google Patents

半導体デバイスにおけるパラメタ安定位置ずれ計測改善 Download PDF

Info

Publication number
JP7177949B2
JP7177949B2 JP2021556496A JP2021556496A JP7177949B2 JP 7177949 B2 JP7177949 B2 JP 7177949B2 JP 2021556496 A JP2021556496 A JP 2021556496A JP 2021556496 A JP2021556496 A JP 2021556496A JP 7177949 B2 JP7177949 B2 JP 7177949B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
misalignment
parameter
measurement
stable
wafer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021556496A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2022526748A (ja
JPWO2020190318A5 (ja
Inventor
ヴラディミール レヴィンスキー
ユーリ パスコバー
シャロン アーロン
アムノン マナッセン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
KLA Corp
Original Assignee
KLA Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by KLA Corp filed Critical KLA Corp
Publication of JP2022526748A publication Critical patent/JP2022526748A/ja
Publication of JPWO2020190318A5 publication Critical patent/JPWO2020190318A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7177949B2 publication Critical patent/JP7177949B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67259Position monitoring, e.g. misposition detection or presence detection
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/21Polarisation-affecting properties
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47Scattering, i.e. diffuse reflection
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8851Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N21/9501Semiconductor wafers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/20Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
    • H01L22/24Optical enhancement of defects or not directly visible states, e.g. selective electrolytic deposition, bubbles in liquids, light emission, colour change
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/20Sequence of activities consisting of a plurality of measurements, corrections, marking or sorting steps
    • H01L22/26Acting in response to an ongoing measurement without interruption of processing, e.g. endpoint detection, in-situ thickness measurement
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/30Structural arrangements specially adapted for testing or measuring during manufacture or treatment, or specially adapted for reliability measurements
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B2210/00Aspects not specifically covered by any group under G01B, e.g. of wheel alignment, caliper-like sensors
    • G01B2210/56Measuring geometric parameters of semiconductor structures, e.g. profile, critical dimensions or trench depth
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605Workpiece metrology
    • G03F7/70616Monitoring the printed patterns
    • G03F7/70633Overlay, i.e. relative alignment between patterns printed by separate exposures in different layers, or in the same layer in multiple exposures or stitching
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/544Marks applied to semiconductor devices or parts, e.g. registration marks, alignment structures, wafer maps
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

本発明は、総じて、半導体デバイスの製造に際する位置ずれの計測に関する。
(関連出願への参照)
本願では、「計測条件によるオーバレイ誤差変動に基づく動的な正確性最適化」(DYNAMIC ACCURACY OPTIMIZATION BASED ON OVERLAY ERROR VARIATION WITH MEASUREMENT CONDITIONS)と題する2019年3月21日付米国仮特許出願第62/821596号を参照し、その開示内容を参照により本願に繰り入れ且つそれに基づく優先権を主張することにする。
半導体デバイスの製造に際する位置ずれの計測に関しては、様々な方法及びシステムが知られている。
米国特許出願公開第2009/0063378号
本発明では、半導体デバイスの製造に際する位置ずれの計測に関し、改善された方法及びシステムを提供することを図っている。
ここに、本発明の好適実施形態によれば、その上に形成された複数個の多層半導体デバイスが備わるウェハであり企図上同一なバッチウェハのなかから選択されたものを準備し、位置ずれ計量ツールを用い、そのウェハの少なくとも第1層・第2層間の位置ずれを複数個の計測パラメタ集合を用い複数サイトにて計測することで、それら計測パラメタ集合それぞれに係る位置ずれ計測データを生成し、そのウェハに係りそれら計測パラメタ集合それぞれに係る位置ずれ計測データからパラメタ依存部分及び平均誤差部分を特定して除去することで、そのウェハに係る改善パラメタ安定改善位置ずれデータを生成する、パラメタ安定位置ずれ計測改善方法が提供される。
本発明の好適実施形態によれば、その計測パラメタ集合が、少なくとも、位置ずれ計測に用いられる複数通りの光波長を含むものとされる。
好ましくは、それらパラメタ依存部分及び平均誤差部分を特定する際に、各計測パラメタ集合に係る位置ずれ計測データに関しパラメタ依存部分を特定し、各計測パラメタ集合に係る位置ずれデータのパラメタ依存部分の少なくとも1個の主成分を特定し、各パラメタ集合に係る位置ずれ計測データのパラメタ依存部分の少なくとも1個の主成分に関し加重係数を特定し、更に少なくとも一通りの平均誤差部分を、各平均誤差部分が各計測パラメタ集合に係る位置ずれ計測データのパラメタ依存部分の少なくとも1個の主成分それぞれに対応する態で特定する。
本発明の好適実施形態に係るパラメタ安定位置ずれ計測改善方法では、更に、それらパラメタ依存部分及び平均誤差部分を用い、企図上同一なバッチウェハのなかから選択された少なくとも1枚の付加的ウェハに係り各計測パラメタ集合に係る位置ずれ計測データから、パラメタ依存部分及び平均誤差部分を特定して除去することで、当該少なくとも1枚の付加的ウェハに係る改善パラメタ安定改善位置ずれデータを生成する。
本発明の好適実施形態によれば、その位置ずれ計量ツールが撮像式位置ずれ計量ツールとされる。本発明の別の好適実施形態によれば、その位置ずれ計量ツールがスキャタロメトリ(散乱計測法)式位置ずれ計量ツールとされる。
好ましくは、各計測パラメタ集合に係る位置ずれデータのパラメタ依存部分の少なくとも1個の主成分を、主成分分析を用い特定する。
本発明の好適実施形態によれば、その平均誤差部分が参照位置ずれ値を用い特定される。好ましくは、その参照位置ずれ値を、参照位置ずれ計量ツールを用いそのウェハを計測することで生成する。好ましくはその参照位置ずれツールを電子ビーム式位置ずれ計量ツールとする。
本発明の別の好適実施形態によれば、その平均誤差部分が統計モデルを用い特定される。好ましくは、その統計モデルを、そのウェハについての複数回の位置ずれ計測をもとに編纂(コンパイル)する。好ましくは、その統計モデルを、モデル化部分及び非モデル化部分を有するものとする。
本発明の好適実施形態によれば、その計測パラメタ集合が、位置ずれ計測における焦点可変性、位置ずれ計測に用いられる数値開口、位置ずれ計測に用いられる光の入射角並びに位置ずれ計測に用いられる光の偏向、のうち少なくとも一つを含むものとされる。
また、本発明の別の好適実施形態によれば、その上に形成された複数個の多層半導体デバイスが備わるウェハであり企図上同一なウェハ群からなるバッチから選択されたウェハの少なくとも第1層・第2層間の位置ずれを、複数個の計測パラメタ集合を用い複数サイトにて計測することで、当該パラメタそれぞれに係る位置ずれ計測データを生成するよう動作する位置ずれ計量ツールと、そのウェハに係り各計測パラメタ集合に係る位置ずれ計測データからパラメタ依存部分及び平均誤差部分を特定して除去することで、そのウェハに係る改善パラメタ安定改善位置ずれデータを生成するよう動作する位置ずれデータアナライザと、を有するパラメタ安定位置ずれ計測改善システムが提供される。
後掲の詳細記述と併せ以下の図面から、本発明をより全面的に理解できよう。
パラメタ安定位置ずれ計測改善システムの概略模式図である。 図1のパラメタ安定位置ずれ計測改善システムにより用いられうるパラメタ安定位置ずれ計測改善方法を描出する概略フローチャートである。
図1及び図2を参照し以下記述されるシステム及び方法は半導体デバイス製造プロセスの一部分を形成するものであり、図1及び図2を参照し以下記述されるシステム及び方法により計測された位置ずれを用い半導体デバイス製造プロセスを調整することで、製造されている半導体デバイスの諸層をより密に整列させることができる。
ここで、パラメタ安定位置ずれ計測改善システム(PSMMAS)100の概略模式図たる図1と、PSMMAS100により用いられうるパラメタ安定位置ずれ計測改善方法(PSMMAM)200を描出する概略フローチャートたる図2とを参照する。
図1に見られる通り、PSMMAS100は位置ずれ計量ツール110及び位置ずれデータアナライザ120を有している。位置ずれ計量ツール110は、複数個の計測パラメタ集合を用い位置ずれを計測する能力があるもの、例えば撮像式位置ずれ計量ツールやスキャタロメトリ式位置ずれ計量ツール等、好適な何れの位置ずれ計量ツールとすることもできる。好ましくは、それらパラメタのなかに、位置ずれを計測する際に用いられる複数通りの光波長を含める。PSMMAS100の一部分を形成する典型的な撮像式位置ずれ計量ツールはArcher(商標)700であり、これは米国カリフォルニア州ミルピタス所在のKLA Corporationから商業的に入手することができる。PSMMAS100の一部分を形成する典型的なスキャタロメトリ式位置ずれ計量ツールはATL100(商標)であり、これは米国カリフォルニア州ミルピタス所在のKLA Corporationから商業的に入手することができる。
図2に見られる通り、最初のステップ202では、その上に形成された複数個の多層半導体デバイスが備わるウェハであり、企図上同一なウェハ群からなるバッチから選択されたものを準備し、位置ずれ計量ツール110により、好ましくは複数通りの光波長を含む複数個の計測パラメタ集合λを用い、複数個のサイトsにてそのウェハの少なくとも第1層・第2層間の位置ずれ、別称オーバレイを計測することで、各サイトに係り且つ各パラメタ集合に係る位置ずれ計測データOVL(λ,s)を生成する。察せられる通り、企図上同一なウェハ群からなるバッチ中の各ウェハは同じ製造工程を経たものであり、企図上同一なウェハ群からなるバッチ中の他の全てのウェハ上の対応する半導体デバイスと企図上同一な半導体デバイスを有している。
通常、ステップ202にて計測されるウェハに備わるフィーチャ(外形特徴)は、若干数nの変形を各計測サイト内に有している。即ち、位置ずれ計測データOVL(λ,s)には、等式1に記載の通り、第1層・第2層間位置ずれOVL(s)に由来する成分、並びに各変形固有ベクトルE(λ,s)に由来する成分が共に含まれうる。
Figure 0007177949000001
但し、kは変形を示すインデクスであり、α(s)は各変形固有ベクトルE(λ,s)に係る加重係数である。注記されることに、ウェハの位置ずれOVL(s)とは違い、各変形固有ベクトルE(λ,s)に由来する項は、位置ずれ計測にて用いられるパラメタ、例えば光波長に依存している。更に注記されることに、各変形固有ベクトルE(λ,s)は、等式2に見られる通り、パラメタ依存部分ε(λ,s)に由来する項及び平均誤差部分μ(s)に由来する項を共に含んでいる。
Figure 0007177949000002
注記されることに、これらパラメタ依存部分ε(λ,s)及び平均誤差部分μ(s)は共に、同じ第k変形によりもたらされる。従って、パラメタ依存部分ε(λ,s)及び平均誤差部分μ(s)が共に第k変形の振幅に比例するので、パラメタ依存部分ε(λ,s)及び平均誤差部分μ(s)は互いに数学的に関連している。
等式1及び2を解くため、ひいては第1層・第2層間位置ずれOVL(s)を特定するため、PSMMAM200は、更に図2を参照し以下詳述する通り、付加的な等式群を解く方向に進んでいる。
次のステップ204では、等式3に見られる通り、位置ずれデータアナライザ120により、位置ずれ計測データOVL(λ,s)のサイト毎且つパラメタ集合λ毎のパラメタ依存部分OVLε(λ,s)と、ステップ202にて生成された位置ずれ計測データOVL(λ,s)のサイト毎の平均誤差部分OVLμ(s)とを特定する。
Figure 0007177949000003
注記されることに、等式3中の平均誤差部分OVLμ(s)には、ウェハの位置ずれOVL(s)と、位置ずれ計測データOVL(λ,s)に係る平均誤差部分とが、共に含まれている。
次のステップ206では、位置ずれデータアナライザ120により、位置ずれ計測データOVL(λ,s)のパラメタ依存部分集合{OVLε(λ,s)}に関し主成分分析(PCA)を用い、ステップ202にて計測されたサイトsそれぞれに含まれるn個の変形に対応する主成分集合{ε(λ,s)}を特定する。
次のステップ208では、位置ずれデータアナライザ120により、等式4にて定義される指標Mが最小になる加重係数α(s)の値を特定することで、等式1に係る好適な加重係数α(s)を特定する。
Figure 0007177949000004
注記されることに、主成分集合{ε(λ,s)}が正規直交である場合、等式4は、{ε(λ,s)}上への{OVLε(λ,s)}の射影を表すものとなる。
次のステップ210では、位置ずれデータアナライザ120により、各計測サイトsに関しステップ206にて特定された主成分ε(λ,s)それぞれに対応する平均誤差部分μを特定する。本発明のある好適実施形態では、平均誤差部分μ(s)が等式5を用い特定される。
Figure 0007177949000005
但し、OVL(s)はステップ202にて計測されたウェハの各サイトに係る参照位置ずれ値であり、PSMMAM200では、ステップ202にて計測された全てのサイトsに関し等式5の左辺・右辺間にベストマッチングをもたらす平均誤差部分μ(s)を特定する。
好ましくは、参照位置ずれOVL(s)を、ステップ202にて計測されたウェハの位置ずれを参照位置ずれ計量ツールを用い計測することで生成する。典型的な参照位置ずれ計量ツールは電子ビーム式位置ずれ計量ツール、例えばeDR7xxx(商標)であり、これは米国カリフォルニア州ミルピタス所在のKLA Corporationから商業的に入手することができる。他の好適な参照位置ずれ計量ツールには、就中、光学ツール、SEMツール、TEMツール及びAFMツールがある。
本発明の別の実施形態では、ステップ202にて計測されたウェハについての複数通り、好ましくは少なくとも200通りの位置ずれ計測をもとに統計モデルが編纂される。通常、個々の位置ずれ計測には、実デバイス位置ずれに相当するモデル化部分と、変形に相当する非モデル化部分とが含まれている。平均誤差部分μ(s)は、等式6にて定義される指標Mが最小になる平均誤差部分μ(s)の値を特定することで特定される。
Figure 0007177949000006
但し、OVLμ(s)は統計モデルに含まれている個々のサイトの位置ずれの平均誤差部分の非モデル化部分であり、α(s)は加重係数α(s)の非モデル化部分である。
次のステップ212では、位置ずれデータアナライザ120により、位置ずれ計測に用いられたパラメタそれぞれに係りそのウェハに関しステップ202にて生成された位置ずれ計測データOVL(λ,s)から、パラメタ依存部分ε(λ,s)及び平均誤差部分μ(s)を除去することで、そのウェハに係る改善パラメタ安定改善位置ずれデータOVL(s)を生成する。
本発明の好適実施形態では、パラメタ安定改善位置ずれデータOVL(s)を用い、ステップ202にて計測されたウェハの選択元であり企図上同一なウェハ群からなるバッチの製造に用いられる少なくとも1個のツールを調整する。
好ましくは、次のステップ214にて、複数個の多層半導体デバイスを有する少なくとも1枚の付加的ウェハであり、企図上同一なウェハ群からなりステップ202にてウェハの提供元となったバッチから選択されたものを、準備する。ステップ214の一部分として、位置ずれ計量ツール110により、複数個の計測パラメタ集合を用いそのウェハの少なくとも第1層・第2層間の位置ずれを複数サイトにて計測することで、各パラメタ集合に係る位置ずれ計測データを生成する。好ましくは、そのパラメタ集合に複数通りの光波長を含める。
その上で、位置ずれデータアナライザ120により、ステップ214にて計測されたその少なくとも1枚に係るパラメタ依存部分OVLε(λ,s)を用い、当該少なくとも1枚の付加的ウェハに係る加重係数α(s)を定める。当該少なくとも1枚の付加的ウェハに係る加重係数α(s)がわかったら、位置ずれデータアナライザ120により、ステップ210にて特定された1個又は複数個の変形固有ベクトルE(λ,s)を用い、当該少なくとも1枚の付加的ウェハに係り各パラメタ集合に関しステップ214にて生成された位置ずれ計測データOVL(λ,s)からパラメタ依存部分ε(λ,s)及び平均誤差部分μ(s)を特定して除去することで、当該1枚又は複数枚の付加的ウェハに係る改善パラメタ安定改善位置ずれデータOVL(s)を生成する。察せられる通り、ステップ210にて特定される1個又は複数個の変形固有ベクトルE(λ,s)には、等式2を参照し上述した通りパラメタ依存部分ε(λ,s)及び平均誤差部分μ(s)が含まれている。
本発明の別の実施形態では、ステップ202にて位置ずれ計量ツール110により用いられる計測パラメタに、位置ずれ計測における焦点可変性、位置ずれ計測にて用いられる数値開口、位置ずれ計測にて用いられる光の入射角、並びに位置ずれ計測にて用いられる光の偏向のうち、少なくとも一つを含める。こうした実施形態では、変動させる少なくとも1個の位置ずれ計測パラメタの関数たる位置ずれ計測データの変動が、図2を参照して上述した分析と同じ要領で好適にも分析され、それにより改善パラメタ安定改善位置ずれデータが生成される。
本件技術分野に習熟した者(いわゆる当業者)には理解される通り、本発明は、具体的に図示及び上述されたものに限定されない。本発明の技術的範囲には、上述した様々な特徴及びその修正物であり何れも従来技術に属していないものの組合せ及びサブコンビネーションの双方が包含される。

Claims (20)

  1. パラメタ安定位置ずれ計測改善方法であって、
    その上に形成された複数個の多層半導体デバイスが備わるウェハであり、同一と意図されたウェハのバッチのなかから選択されたものを準備し、
    位置ずれ計量ツールを用い、そのウェハの少なくとも第1層・第2層間の位置ずれを複数個の計測パラメタ集合を用い複数サイトにて計測することで、前記計測パラメタ集合それぞれに係る位置ずれ計測データを生成し、
    前記ウェハに係り前記計測パラメタ集合それぞれに係る前記位置ずれ計測データからパラメタ依存部分及び平均誤差部分を特定して除去することで、そのウェハに係る改善パラメタ安定改善位置ずれデータを生成する、
    パラメタ安定位置ずれ計測改善方法。
  2. 請求項1に係るパラメタ安定位置ずれ計測改善方法であって、前記計測パラメタ集合が、少なくとも、位置ずれ計測に用いられる複数通りの光波長を含むパラメタ安定位置ずれ計測改善方法。
  3. 請求項1に係るパラメタ安定位置ずれ計測改善方法であって、前記パラメタ依存部分及び前記平均誤差部分を特定する際に、
    前記計測パラメタ集合それぞれに係る前記位置ずれ計測データに関しパラメタ依存部分を特定し、
    前記計測パラメタ集合それぞれに係る前記位置ずれデータの前記パラメタ依存部分の少なくとも1個の主成分を特定し、
    前記パラメタ集合それぞれに係る前記位置ずれ計測データの前記パラメタ依存部分の前記少なくとも1個の主成分に関し加重係数を特定し、且つ
    少なくとも一通りの平均誤差部分を、当該平均誤差部分それぞれが前記計測パラメタ集合それぞれに係る前記位置ずれ計測データの前記パラメタ依存部分の前記少なくとも1個の主成分それぞれに対応する態で特定するパラメタ安定位置ずれ計測改善方法。
  4. 請求項3に係るパラメタ安定位置ずれ計測改善方法であって、前記計測パラメタ集合それぞれに係る前記位置ずれデータの前記パラメタ依存部分の少なくとも1個の主成分が、主成分分析を用い特定されるパラメタ安定位置ずれ計測改善方法。
  5. 請求項1に係るパラメタ安定位置ずれ計測改善方法であって、更に、前記パラメタ依存部分及び前記平均誤差部分を用い、前記同一と意図されたウェハのバッチのなかから選択された少なくとも1枚の付加的ウェハに係り前記計測パラメタ集合それぞれに関する位置ずれ計測データから、パラメタ依存部分及び平均誤差部分を特定して除去することで、当該少なくとも1枚の付加的ウェハに係る改善パラメタ安定改善位置ずれデータを生成するパラメタ安定位置ずれ計測改善方法。
  6. 請求項1に係るパラメタ安定位置ずれ計測改善方法であって、前記位置ずれ計量ツールが撮像式位置ずれ計量ツール、またはスキャタロメトリ式位置ずれ計量ツールであるパラメタ安定位置ずれ計測改善方法。
  7. 請求項1に係るパラメタ安定位置ずれ計測改善方法であって、前記平均誤差部分が参照位置ずれ値を用い特定されるパラメタ安定位置ずれ計測改善方法。
  8. 請求項に係るパラメタ安定位置ずれ計測改善方法であって、前記参照位置ずれ値が、参照位置ずれ計量ツールを用い前記ウェハを計測することで生成されるパラメタ安定位置ずれ計測改善方法。
  9. 請求項に係るパラメタ安定位置ずれ計測改善方法であって、前記参照位置ずれツールが電子ビーム式位置ずれ計量ツールであるパラメタ安定位置ずれ計測改善方法。
  10. 請求項1に係るパラメタ安定位置ずれ計測改善方法であって、前記計測パラメタ集合が、
    位置ずれ計測における焦点可変性、
    位置ずれ計測に用いられる数値開口、
    位置ずれ計測に用いられる光の入射角、または
    位置ずれ計測に用いられる光の偏向、
    のうち少なくとも一つを含むパラメタ安定位置ずれ計測改善方法。
  11. パラメタ安定位置ずれ計測改善システムであって、
    その上に形成された複数個の多層半導体デバイスが備わるウェハであり企図上同一なウェハ群からなるバッチから選択されたウェハの少なくとも第1層・第2層間の位置ずれを、複数個の計測パラメタ集合を用い複数サイトにて計測することで、当該パラメタそれぞれに係る位置ずれ計測データを生成するよう動作する位置ずれ計量ツールと、
    位置ずれデータアナライザであり、
    前記ウェハに係り前記計測パラメタ集合それぞれに係る前記位置ずれ計測データからパラメタ依存部分及び平均誤差部分を特定して除去することで、そのウェハに係る改善パラメタ安定改善位置ずれデータを生成するよう、
    動作する位置ずれデータアナライザと、
    を備えるパラメタ安定位置ずれ計測改善システム。
  12. 請求項11に係るパラメタ安定位置ずれ計測改善システムであって、前記計測パラメタ集合が、少なくとも、位置ずれ計測に用いられる複数通りの光波長を含むパラメタ安定位置ずれ計測改善システム。
  13. 請求項11に係るパラメタ安定位置ずれ計測改善システムであって、前記位置ずれデータアナライザが、更に、
    前記計測パラメタ集合それぞれに係る前記位置ずれ計測データに関しパラメタ依存部分を特定し、
    前記計測パラメタ集合それぞれに係る前記位置ずれデータの前記パラメタ依存部分の少なくとも1個の主成分を特定し、
    前記パラメタ集合それぞれに係る前記位置ずれ計測データに係る前記パラメタ依存部分の少なくとも1個の主成分に関し加重係数を特定し、且つ
    少なくとも一通りの平均誤差部分を、当該少なくとも一通りの平均誤差部分それぞれが前記計測パラメタ集合それぞれに係る前記位置ずれ計測データの前記パラメタ依存部分の前記少なくとも1個の主成分それぞれに対応する態で特定するよう、
    動作するパラメタ安定位置ずれ計測改善システム。
  14. 請求項13に係るパラメタ安定位置ずれ計測改善システムであって、前記計測パラメタ集合それぞれに係る前記位置ずれデータの前記パラメタ依存部分の少なくとも1個の主成分が、主成分分析を用い特定されるパラメタ安定位置ずれ計測改善システム。
  15. 請求項11に係るパラメタ安定位置ずれ計測改善システムであって、前記アナライザが、更に、前記パラメタ依存部分及び前記平均誤差部分を用い、前記企図上同一なウェハ群からなる前記バッチから選択された少なくとも1枚の付加的ウェハに係り前記計測パラメタ集合それぞれに関する前記位置ずれ計測データのなかから、ラメタ依存部分及び平均誤差部分を特定して除去することで、当該少なくとも1枚の付加的ウェハに係る改善パラメタ安定改善位置ずれデータを生成するよう、動作するパラメタ安定位置ずれ計測改善システム。
  16. 請求項11に係るパラメタ安定位置ずれ計測改善システムであって、前記位置ずれ計量ツールが撮像式位置ずれ計量ツール、またはスキャタロメトリ式位置ずれ計量ツールであるパラメタ安定位置ずれ計測改善システム。
  17. 請求項11に係るパラメタ安定位置ずれ計測改善システムであって、前記平均誤差部分が参照位置ずれ値を用い特定されるパラメタ安定位置ずれ計測改善システム。
  18. 請求項17に係るパラメタ安定位置ずれ計測改善システムであって、前記参照位置ずれ値が、参照位置ずれ計量ツールを用い前記ウェハを計測することで生成されるパラメタ安定位置ずれ計測改善システム。
  19. 請求項18に係るパラメタ安定位置ずれ計測改善システムであって、前記参照位置ずれツールが電子ビーム式位置ずれ計量ツールであるパラメタ安定位置ずれ計測改善システム。
  20. 請求項11に係るパラメタ安定位置ずれ計測改善システムであって、前記計測パラメタ集合が、
    位置ずれ計測における焦点可変性、
    位置ずれ計測に用いられる数値開口、
    位置ずれ計測に用いられる光の入射角、または
    位置ずれ計測に用いられる光の偏向、
    のうち少なくとも一つを含むパラメタ安定位置ずれ計測改善システム。
JP2021556496A 2019-03-21 2019-08-23 半導体デバイスにおけるパラメタ安定位置ずれ計測改善 Active JP7177949B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962821596P 2019-03-21 2019-03-21
US62/821,596 2019-03-21
PCT/US2019/047797 WO2020190318A1 (en) 2019-03-21 2019-08-23 Parameter-stable misregistration measurement amelioration in semiconductor devices

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2022526748A JP2022526748A (ja) 2022-05-26
JPWO2020190318A5 JPWO2020190318A5 (ja) 2022-08-25
JP7177949B2 true JP7177949B2 (ja) 2022-11-24

Family

ID=72521076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021556496A Active JP7177949B2 (ja) 2019-03-21 2019-08-23 半導体デバイスにおけるパラメタ安定位置ずれ計測改善

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11101153B2 (ja)
JP (1) JP7177949B2 (ja)
KR (1) KR102509764B1 (ja)
CN (1) CN113574643B (ja)
TW (1) TWI845639B (ja)
WO (1) WO2020190318A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7506756B2 (ja) 2020-04-05 2024-06-26 ケーエルエー コーポレイション 位置ずれ測定値に対するウェハ傾斜の影響の補正のためのシステムおよび方法
US12165930B2 (en) * 2021-06-03 2024-12-10 Kla Corporation Adaptive modeling misregistration measurement system and method
TWI803262B (zh) * 2022-01-04 2023-05-21 南亞科技股份有限公司 疊置測量及疊置誤差的校正標記
US12002765B2 (en) 2022-01-04 2024-06-04 Nanya Technology Corporation Marks for overlay measurement and overlay error correction
US11796924B2 (en) 2022-01-04 2023-10-24 Nanya Technology Corporation Method for overlay error correction and method for manufacturing a semiconductor device structure with overlay marks

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003043064A1 (en) 2001-11-14 2003-05-22 Tokyo Electron Limited Substrate inspecting device, coating/developing device and substrate inspecting method
JP2005529488A (ja) 2002-06-05 2005-09-29 ケーエルエー−テンカー テクノロジィース コーポレイション 向上された自動プロセス制御のためのオーバレイ診断の利用
JP2010538474A (ja) 2007-08-31 2010-12-09 ケーエルエー−テンカー・コーポレーション ウエハの領域全体の半導体パラメータを予測するための装置および方法

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6064486A (en) * 1998-05-21 2000-05-16 Leland Stanford Junior University Systems, methods and computer program products for detecting the position of a new alignment mark on a substrate based on fitting to sample alignment signals
US6281027B1 (en) * 1999-09-15 2001-08-28 Therma-Wave Inc Spatial averaging technique for ellipsometry and reflectometry
US6462818B1 (en) * 2000-06-22 2002-10-08 Kla-Tencor Corporation Overlay alignment mark design
JP4072465B2 (ja) * 2003-06-19 2008-04-09 キヤノン株式会社 位置検出方法
WO2005098686A2 (en) * 2004-04-02 2005-10-20 Clear Shape Technologies, Inc. Modeling resolution enhancement processes in integrated circuit fabrication
US20070099097A1 (en) * 2005-11-03 2007-05-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Multi-purpose measurement marks for semiconductor devices, and methods, systems and computer program products for using same
CN101063661B (zh) * 2006-04-29 2010-05-12 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 利用微影区域迭对测量仪监控硅单晶外延层层错状况的方法
TWI416096B (zh) 2007-07-11 2013-11-21 Nova Measuring Instr Ltd 用於監控圖案化結構的性質之方法及系統
US8214771B2 (en) 2009-01-08 2012-07-03 Kla-Tencor Corporation Scatterometry metrology target design optimization
JP6106743B2 (ja) * 2013-02-20 2017-04-05 株式会社日立ハイテクノロジーズ パターン測定装置、及び半導体計測システム
US10296554B2 (en) * 2013-03-01 2019-05-21 Nanometrics Incorporated Correction of angular error of plane-of-incidence azimuth of optical metrology device
CN103398666B (zh) * 2013-05-27 2015-12-23 电子科技大学 一种用于双层周期性微结构的层间错位测试方法
US9383661B2 (en) * 2013-08-10 2016-07-05 Kla-Tencor Corporation Methods and apparatus for determining focus
WO2015031337A1 (en) * 2013-08-27 2015-03-05 Kla-Tencor Corporation Removing process-variation-related inaccuracies from scatterometry measurements
US10152654B2 (en) * 2014-02-20 2018-12-11 Kla-Tencor Corporation Signal response metrology for image based overlay measurements
SG10201912816UA (en) * 2015-05-19 2020-02-27 Kla Tencor Corp Topographic phase control for overlay measurement
US10504759B2 (en) * 2016-04-04 2019-12-10 Kla-Tencor Corporation Semiconductor metrology with information from multiple processing steps

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003043064A1 (en) 2001-11-14 2003-05-22 Tokyo Electron Limited Substrate inspecting device, coating/developing device and substrate inspecting method
JP2005529488A (ja) 2002-06-05 2005-09-29 ケーエルエー−テンカー テクノロジィース コーポレイション 向上された自動プロセス制御のためのオーバレイ診断の利用
JP2010538474A (ja) 2007-08-31 2010-12-09 ケーエルエー−テンカー・コーポレーション ウエハの領域全体の半導体パラメータを予測するための装置および方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022526748A (ja) 2022-05-26
CN113574643B (zh) 2024-12-03
CN113574643A (zh) 2021-10-29
TWI845639B (zh) 2024-06-21
US11101153B2 (en) 2021-08-24
TW202043750A (zh) 2020-12-01
US20210020480A1 (en) 2021-01-21
WO2020190318A1 (en) 2020-09-24
KR20210134045A (ko) 2021-11-08
KR102509764B1 (ko) 2023-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7177949B2 (ja) 半導体デバイスにおけるパラメタ安定位置ずれ計測改善
TWI817134B (zh) 判定圖案化製程之校正之方法、元件製造方法、用於微影裝置之控制系統及微影裝置
US11994806B2 (en) Metrology method and apparatus, computer program and lithographic system
US11429763B2 (en) Methods and apparatus for simulating interaction of radiation with structures, metrology methods and apparatus, device manufacturing method
TW201928529A (zh) 用於控制工業製程的方法與設備
CN104736962A (zh) 用于估计及校正偏移目标不准确度的方法
KR20080036901A (ko) 웨이퍼없는 레서피 최적화
TWI821475B (zh) 多工具參數集組態和偏移測量系統及方法
US11640117B2 (en) Selection of regions of interest for measurement of misregistration and amelioration thereof
EP3731020A1 (en) Metrology method and apparatus, computer program and lithographic system
US11862521B2 (en) Multiple-tool parameter set calibration and misregistration measurement system and method
TWI744493B (zh) 控制系統
JPWO2020190318A5 (ja)
US12124174B2 (en) Metrology method and apparatus, computer program and lithographic system
US12222199B2 (en) Systems and methods for measurement of misregistration and amelioration thereof
US20220307824A1 (en) Systems and Methods for Measurement of Misregistration and Amelioration Thereof
EP3709082A1 (en) Metrology method

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220817

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220817

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20220817

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221025

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221111

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7177949

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150