JP7209835B2 - 機械学習モデル予測における不確実性を減少させる方法 - Google Patents

機械学習モデル予測における不確実性を減少させる方法 Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、本明細書に全体として援用される、2018年11月30日に出願された欧州特許出願第18209496.1号及び2019年6月26日に出願された欧州特許出願第19182658.5号の優先権を主張するものである。
[0002] 本明細書の記載は、一般に、マスク製造及びパターニングプロセスに関する。より詳細には、本記載は、パラメータ化(例えば、機械学習)モデル予測の不確実性を決定し、及び/又は減少させる装置及び方法に関する。
[0003] リソグラフィ投影装置は、例えば、集積回路(IC)の製造において使用され得る。このような場合、パターニングデバイス(例えば、マスク)は、ICの個々の層に対応するパターン(「設計レイアウト」)を含むこと、又は提供することができ、及びこのパターンは、パターニングデバイス上のパターンを通してターゲット部分を照射するなどの方法により、放射感応性材料(「レジスト」)の層でコートされた基板(例えば、シリコンウェーハ)上のターゲット部分(例えば、1つ又は複数のダイを含む)上に転写され得る。一般に、単一の基板は、パターンがリソグラフィ投影装置によって連続して転写される複数の隣接するターゲット部分(一度に1つのターゲット部分)を含む。あるタイプのリソグラフィ投影装置においては、パターニングデバイス全体上のパターンが、一つの動作で1つのターゲット部分上に転写され、このような装置は、一般にステッパと呼ばれる。一般にステップアンドスキャン装置と呼ばれる代替装置では、投影ビームが、所与の基準方向(「スキャン」方向)にパターニングデバイスをスキャンすることに同期して、この基準方向に平行又は逆平行に基板を移動させる。パターニングデバイス上のパターンの異なる部分が、1つのターゲット部分に漸進的に転写される。一般に、リソグラフィ投影装置は、縮小率M(例えば、4)を有するので、基板を移動させる速度Fは、投影ビームがパターニングデバイスをスキャンする速度×1/Mとなる。本明細書に記載するようなリソグラフィデバイスに関するさらなる情報は、例えば、本明細書に援用される米国特許第6,046,792号から学ぶことができる。
[0004] パターニングデバイスから基板にパターンを転写する前に、基板は、プライミング、レジストコーティング、及びソフトベークなどの様々なプロシージャを経てもよい。露光後に、基板は、ポストベーク(PEB)、現像、ハードベーク、及び転写されたパターンの測定/インスペクションなどの他のプロシージャ(「露光後プロシージャ」)を受けてもよい。この多数のプロシージャは、デバイス、例えばICの個々の層を作るための基礎として使用される。基板は、次に、エッチング、イオン注入(ドーピング)、メタライゼーション、酸化、化学機械研磨など(全て、デバイスの個々の層を仕上げることを意図したもの)の様々なプロセスを経てもよい。デバイスに幾つかの層が必要とされる場合、プロシージャ全体又はそれの異形が、各層に対して繰り返される。最終的に、基板上の各ターゲット部分にデバイスが存在する。これらのデバイスは、次に、ダイシング又はソーイングなどの技術によって互いに分離され、その結果として、個々のデバイスがキャリア上に取り付けられること、ピンに接続されることなどが可能である。
[0005] 従って、半導体デバイスなどの製造デバイスは、一般的に、デバイスの様々なフィーチャ及び複数の層を形成するための多数の製作プロセスを用いて、基板(例えば半導体ウェーハ)を処理することを含む。このような層及びフィーチャは、一般的に、例えば、堆積、リソグラフィ、エッチング、化学機械研磨、及びイオン注入を用いて、製造及び処理される。複数のデバイスが、基板上の複数のダイ上で製作され、その後、個々のデバイスに分離されてもよい。このデバイス製造プロセスは、パターニングプロセスと見なすことができる。パターニングプロセスは、パターニングデバイス上のパターンを基板に転写するために、リソグラフィ装置においてパターニングデバイスを用いる光及び/又はナノインプリントリソグラフィなどのパターニングステップを含み、及び一般的に(但し任意選択的に)、現像装置によるレジスト現像、ベークツールを用いた基板のベーク、エッチング装置を用いたパターンを使用するエッチングなどの1つ又は複数の関連のパターン処理ステップを含む。1つ又は複数のメトロロジプロセスは、一般的に、パターニングプロセスに関与する。
[0006] 上述の通り、リソグラフィは、基板上に形成されたパターンが、マイクロプロセッサ、メモリチップなどのデバイスの機能素子を定義する、ICなどのデバイスの製造における中心的ステップである。フラットパネルディスプレイ、微小電子機械システム(MEMS)、及び他のデバイスの形成においても、類似のリソグラフィ技術が使用される。
[0007] 半導体製造プロセスが進歩し続けるにつれて、機能素子の寸法は、継続的に小さくなっている一方で、一般に「ムーアの法則」と呼ばれる傾向に従って、1つのデバイス当たりのトランジスタなどの機能素子の数は、何十年にもわたり、着実に増加している。現在の技術状況では、デバイスの層は、深紫外線照明源からの照明を用いて、設計レイアウトを基板上に投影し、100nmをはるかに下回る(すなわち、照明源(例えば、193nm照明源)からの放射の波長の半分未満)寸法を有する個々の機能素子を生成するリソグラフィ投影装置を用いて製造される。
[0008] リソグラフィ投影装置の古典的限界解像度未満の寸法を持つフィーチャが印刷されるこのプロセスは、一般に、解像度式CD=k1×λ/NAによる低k1リソグラフィとして知られ、式中、λは、用いられた放射の波長(現在、ほとんどの場合、248nm又は193nm)であり、NAは、リソグラフィ投影装置における投影光学系の開口数であり、CDは、「クリティカルディメンジョン」(一般に、印刷される最小のフィーチャサイズ)であり、及びk1は、経験的解像度係数である。一般に、k1が小さいほど、特定の電気的機能性及び性能を達成するために設計者によって計画された形状及び寸法に酷似するパターンを基板上に再現することがより難しくなる。これらの困難を克服するために、最新式の微調整ステップが、リソグラフィ投影装置、設計レイアウト、又はパターニングデバイスに適用される。これらは、例えば、限定されないが、NA及び光学コヒーレンス設定の最適化、カスタマイズ照明方式、位相シフトパターニングデバイスの使用、設計レイアウトにおける光近接効果補正(OPC、「光学及びプロセス補正(optical and process correction)」とも呼ばれることがある)、又は一般に「解像度向上技術」(RET)と定義される他の方法も含む。本明細書で使用する「投影光学系」という用語は、例えば、屈折光学系、反射光学系、アパーチャ、及び反射屈折光学系を含む、様々なタイプの光学システムを網羅すると広く解釈されるものとする。「投影光学系」という用語は、まとめて、又は単独で、放射の投影ビームの誘導、整形、又は制御を行うためにこれらの設計タイプの何れかに従って動作するコンポーネントも含み得る。「投影光学系」という用語は、光学コンポーネントがリソグラフィ投影装置の光路上のどこに位置するかにかかわらず、リソグラフィ投影装置内の何れの光学コンポーネントも含み得る。投影光学系は、ソースからの放射がパターニングデバイスを通過する前に、放射を整形、調節、及び/又は投影するための光学コンポーネント、及び/又は放射がパターニングデバイスを通過した後に、放射を整形、調節、及び/又は投影するための光学コンポーネントを含み得る。投影光学系は、一般に、ソース及びパターニングデバイスを除く。
[0009] ある実施形態によれば、フォトリソグラフィ装置を調整する方法が提供される。本方法は、所与の入力に関して、機械学習モデルからの複数の事後分布を機械学習モデルに予測させることを含む。複数の事後分布は、複数の分布のうちのある分布を含む。本方法は、上記複数の分布のうちのある分布からサンプリングを行うことによって、所与の入力に関する予測された複数の事後分布のばらつきを決定することを含む。本方法は、予測された複数の事後分布の決定されたばらつきを用いて、機械学習モデル予測の不確実性を数値化することを含む。本方法は、機械学習モデル予測の不確実性を減少させるように機械学習モデルの1つ又は複数のパラメータを調整することを含む。本方法は、所与の入力に基づいた、調整された機械学習モデルからの予測に基づいて、1つ又は複数のフォトリソグラフィプロセスパラメータを決定することと、1つ又は複数の決定されたフォトリソグラフィプロセスパラメータに基づいて、フォトリソグラフィ装置を調整することと、を含む。
[0010] ある実施形態では、機械学習モデルの1つ又は複数のパラメータが、機械学習モデルの1つ又は複数のパラメータの1つ又は複数の重みを含む。
[0011] ある実施形態では、調整された機械学習モデルからの予測が、予測オーバーレイ又は予測ウェーハジオメトリの1つ又は複数を含む。
[0012] ある実施形態では、1つ又は複数の決定されたフォトリソグラフィプロセスパラメータが、マスク設計、瞳形状、ドーズ、又は焦点の1つ又は複数を含む。
[0013] ある実施形態では、1つ又は複数の決定されたフォトリソグラフィプロセスパラメータが、マスク設計を含み、マスク設計に基づいてフォトリソグラフィ装置を調整することが、マスク設計を第1のマスク設計から第2のマスク設計に変更することを含む。
[0014] ある実施形態では、1つ又は複数の決定されたフォトリソグラフィプロセスパラメータが、瞳形状を含み、瞳形状に基づいてフォトリソグラフィ装置を調整することが、瞳形状を第1の瞳形状から第2の瞳形状へと変更することを含む。
[0015] ある実施形態では、1つ又は複数の決定されたフォトリソグラフィプロセスパラメータが、ドーズを含み、ドーズに基づいてフォトリソグラフィ装置を調整することが、ドーズを第1のドーズから第2のドーズへと変更することを含む。
[0016] ある実施形態では、1つ又は複数の決定されたフォトリソグラフィプロセスパラメータが、焦点を含み、焦点に基づいてフォトリソグラフィ装置を調整することが、焦点を第1の焦点から第2の焦点へと変更することを含む。
[0017] ある実施形態では、複数の事後分布を機械学習モデルに予測させることが、パラメータドロップアウトを用いて、複数の分布のうちのある分布を機械学習モデルに生成させることを含む。
[0018] ある実施形態では、所与の入力に関して機械学習モデルからの複数の事後分布を機械学習モデルに予測させることが、第1の事後分布PΘ(z|x)に対応する複数の事後分布の第1のセット、及び第2の事後分布Pφ(y|z)に対応する複数の事後分布の第2のセットを機械学習モデルに予測させることを含み、上記複数の分布のうちのある分布からサンプリングを行うことによって、所与の入力に関する予測された複数の事後分布のばらつきを決定することが、第1及び第2のセットに関して上記複数の分布のうちのある分布からサンプリングを行うことによって、所与の入力に関する予測された複数の事後分布の第1のセット及び第2のセットのばらつきを決定することを含み、予測された複数の事後分布の決定されたばらつきを用いて、機械学習モデル予測の不確実性を数値化することが、予測された複数の事後分布の第1のセット及び第2のセットの決定されたばらつきを用いて、機械学習モデル予測の不確実性を数値化することを含む。
[0019] ある実施形態では、所与の入力が、像、クリップ、符号化された像、符号化されたクリップ、又は機械学習モデルの前の層からのデータの1つ又は複数を含む。
[0020] ある実施形態では、本方法は、予測された複数の事後分布の決定されたばらつき、及び/又は数値化された不確実性を用いて、機械学習モデルをより記述的にすること、又はより多様な訓練データを含めることによって、機械学習モデルの不確実性を減少させるように機械学習モデルを調整することをさらに含む。
[0021] ある実施形態では、サンプリングは、上記複数の分布のうちのある分布から複数の分布を無作為に選択することを含み、サンプリングは、ガウス又は非ガウス式である。
[0022] ある実施形態では、ばらつきを決定することが、平均、モーメント、歪度、標準偏差、分散、尖度、又は共分散の1つ又は複数を含む1つ又は複数の統計的演算を用いて、ばらつきを数値化することを含む。
[0023] ある実施形態では、機械学習モデルの不確実性が、機械学習モデルの1つ又は複数のパラメータの重みの不確実性、並びに機械学習モデルに関連付けられた潜在空間のサイズ及び記述性に関係する。
[0024] ある実施形態では、機械学習モデルの不確実性を減少させるように機械学習モデルを調整することが、訓練セットのサイズを大きくすること、及び/又は機械学習モデルに関連付けられた潜在空間の次元を増加させることを含む。
[0025] ある実施形態では、訓練セットのサイズを大きくすること、及び/又は潜在空間の次元を増加させることが、機械学習モデルを訓練するための入力として、前の訓練材料と比較して、より多様な像、より多様なデータ、及び追加のクリップを用いることと、ベクトルを符号化するためにより多くの次元、及び機械学習モデルにおいてより多くの符号化層を用いることと、を含む。
[0026] ある実施形態では、予測された複数の事後分布の決定されたばらつきを用いて、機械学習モデルの不確実性を減少させるように機械学習モデルを調整することが、機械学習モデルに関連付けられた潜在空間にさらなる次元を追加することを含む。
[0027] ある実施形態では、予測された複数の事後分布の決定されたばらつきを用いて、機械学習モデルの不確実性を減少させるように機械学習モデルの1つ又は複数のパラメータを調整することが、追加の、及びより多様な訓練サンプルを用いて機械学習モデルを訓練することを含む。
[0028] 別の実施形態によれば、パラメータ化モデル予測の不確実性を数値化する方法が提供される。本方法は、所与の入力に関して、パラメータ化モデルからの複数の事後分布をパラメータ化モデルに予測させることを含む。複数の事後分布は、複数の分布のうちのある分布を含む。本方法は、上記複数の分布のうちのある分布からサンプリングを行うことによって、所与の入力に関する予測された複数の事後分布のばらつきを決定することと、予測された複数の事後分布の決定されたばらつきを用いて、パラメータ化モデル予測の不確実性を数値化することと、を含む。
[0029] ある実施形態では、パラメータ化モデルは、機械学習モデルである。
[0030] ある実施形態では、複数の事後分布をパラメータ化モデルに予測させることが、パラメータドロップアウトを用いて、複数の分布のうちのある分布をパラメータ化モデルに生成させることを含む。
[0031] ある実施形態では、所与の入力に関してパラメータ化モデルからの複数の事後分布をパラメータ化モデルに予測させることが、第1の事後分布PΘ(z|x)に対応する複数の事後分布の第1のセット、及び第2の事後分布Pφ(y|z)に対応する複数の事後分布の第2のセットをパラメータ化モデルに予測させることを含み、上記複数の分布のうちのある分布からサンプリングを行うことによって、所与の入力に関する予測された複数の事後分布のばらつきを決定することが、第1及び第2のセットに関して上記複数の分布のうちのある分布からサンプリングを行うことによって、所与の入力に関する予測された複数の事後分布の第1のセット及び第2のセットのばらつきを決定することを含み、予測された複数の事後分布の決定されたばらつきを用いて、パラメータ化モデル予測の不確実性を数値化することが、予測された複数の事後分布の第1のセット及び第2のセットの決定されたばらつきを用いて、パラメータ化モデル予測の不確実性を数値化することを含む。
[0032] ある実施形態では、所与の入力が、像、クリップ、符号化された像、符号化されたクリップ、又はパラメータ化モデルの前の層からのデータの1つ又は複数を含む。
[0033] ある実施形態では、本方法は、予測された複数の事後分布の決定されたばらつき、及び/又は数値化された不確実性を用いて、パラメータ化モデルをより記述的にすること、又はより多様な訓練データを含めることによって、パラメータ化モデルの不確実性を減少させるようにパラメータ化モデルを調整することをさらに含む。
[0034] ある実施形態では、パラメータ化モデルは、エンコーダ-デコーダアーキテクチャを含む。
[0035] ある実施形態では、エンコーダ-デコーダアーキテクチャは、変分エンコーダ-デコーダアーキテクチャを含み、本方法は、出力空間で実現値を生成する確率潜在空間を用いて変分エンコーダ-デコーダアーキテクチャを訓練することをさらに含む。
[0036] ある実施形態では、潜在空間は、低次元符号化を含む。
[0037] ある実施形態では、本方法は、所与の入力に関して、エンコーダ-デコーダアーキテクチャのエンコーダ部分を用いて、潜在変数の条件付き確率を決定することをさらに含む。
[0038] ある実施形態では、本方法は、エンコーダ-デコーダアーキテクチャのデコーダ部分を用いて、条件付き確率を決定することをさらに含む。
[0039] ある実施形態では、本方法は、エンコーダ-デコーダアーキテクチャのエンコーダ部分を用いて決定された潜在変数の条件付き確率からサンプリングを行うことと、サンプルごとに、エンコーダ-デコーダアーキテクチャのデコーダ部分を用いて、出力を予測することと、をさらに含む。
[0040] ある実施形態では、サンプリングは、上記複数の分布のうちのある分布から複数の分布を無作為に選択することを含み、サンプリングは、ガウス又は非ガウス式である。
[0041] ある実施形態では、ばらつきを決定することは、平均、モーメント、歪度、標準偏差、分散、尖度、又は共分散の1つ又は複数を含む1つ又は複数の統計的演算を用いて、ばらつきを数値化することを含む。
[0042] ある実施形態では、パラメータ化モデルの不確実性は、パラメータ化モデルのパラメータの重みの不確実性、並びに潜在空間のサイズ及び記述性に関係する。
[0043] ある実施形態では、重みの不確実性が、出力の不確実性となって現れることによって、出力分散の増加が引き起こされるように、パラメータ化モデルの不確実性は、パラメータ化モデルのパラメータの重みの不確実性、並びに潜在空間のサイズ及び記述性に関係する。
[0044] ある実施形態では、予測された複数の事後分布の決定されたばらつきを用いて、パラメータ化モデルの不確実性を減少させるようにパラメータ化モデルを調整することが、訓練セットのサイズを大きくすること、及び/又は潜在空間の次元を増加させることを含む。
[0045] ある実施形態では、訓練セットのサイズを大きくすること、及び/又は潜在空間の次元を増加させることが、パラメータ化モデルを訓練するための入力として、前の訓練材料と比較して、より多様な像、より多様なデータ、及び追加のクリップを用いることと、ベクトルを符号化するためにより多くの次元、及びパラメータ化モデルにおいてより多くの符号化層を用いることと、を含む。
[0046] ある実施形態では、予測された複数の事後分布の決定されたばらつきを用いて、パラメータ化モデルの不確実性を減少させるようにパラメータ化モデルを調整することが、潜在空間にさらなる次元を追加することを含む。
[0047] ある実施形態では、予測された複数の事後分布の決定されたばらつきを用いて、パラメータ化モデルの不確実性を減少させるようにパラメータ化モデルを調整することは、追加の、及びより多様な訓練サンプルを用いてパラメータ化モデルを訓練することを含む。
[0048] ある実施形態では、追加の、及びより多様な訓練サンプルは、前の訓練材料と比較して、より多様な像、より多様なデータ、及び追加のクリップを含む。
[0049] ある実施形態では、本方法は、予測された複数の事後分布の決定されたばらつきを用いて、半導体製造プロセスの一部としてウェーハジオメトリを予測するためのパラメータ化モデルの不確実性を減少させるようにパラメータ化モデルを調整することをさらに含む。
[0050] ある実施形態では、予測された複数の事後分布の決定されたばらつきを用いて、半導体製造プロセスの一部としてウェーハジオメトリを予測するためのパラメータ化モデルの不確実性を減少させるようにパラメータ化モデルを調整することは、パラメータ化モデルを訓練するための入力として、前の訓練材料と比較して、より多様な像、より多様なデータ、及び追加のクリップを用いることと、ベクトルを符号化するためにより多くの次元、パラメータ化モデルにおいてより多くの符号化層、より多様な像、より多様なデータ、追加のクリップ、より多くの次元、及び決定されたばらつきに基づいて決定されたより多くの符号化層を用いることと、を含む。
[0051] ある実施形態では、本方法は、予測された複数の事後分布の決定されたばらつきを用いて、半導体製造プロセスの一部として予測オーバーレイを生成するためのパラメータ化モデルの不確実性を減少させるようにパラメータ化モデルを調整することをさらに含む。
[0052] ある実施形態では、予測された複数の事後分布の決定されたばらつきを用いて、半導体製造プロセスの一部として予測オーバーレイを生成するためのパラメータ化モデルの不確実性を減少させるようにパラメータ化モデルを調整することは、パラメータ化モデルを訓練するための入力として、前の訓練材料と比較して、より多様な像、より多様なデータ、及び追加のクリップを用いることと、ベクトルを符号化するためにより多くの次元、パラメータ化モデルにおいてより多くの符号化層、より多様な像、より多様なデータ、追加のクリップ、より多くの次元、及び決定されたばらつきに基づいて決定されたより多くの符号化層を用いることと、を含む。
[0053] 別の実施形態によれば、命令が記録された非一時的コンピュータ可読媒体を含むコンピュータプログラムであって、命令が、コンピュータによって実行されると、上記の方法の何れか1つを実施する、コンピュータプログラムが提供される。
[0054] 本明細書に組み込まれ、及び本明細書の一部を構成する添付の図面は、1つ又は複数の実施形態を示し、発明の詳細な説明と共に、これらの実施形態を説明する。単なる例として、対応する参照記号が対応する部分を示す添付の模式図を参照して、本発明の実施形態をこれより説明する。
[0055]ある実施形態による、リソグラフィシステムの様々なサブシステムのブロック図を示す。 [0056]ある実施形態による、リソグラフィ投影装置においてリソグラフィをシミュレーションするための例示的フローチャートを示す。 [0057]ある実施形態による、機械学習モデル予測の不確実性を減少させるための本方法の動作の概要を示す。 [0058]ある実施形態による、畳み込みエンコーダ-デコーダを示す。 [0059]ある実施形態による、ニューラルネットワーク内のエンコーダ-デコーダアーキテクチャを示す。 [0060]ある実施形態による、潜在空間においてサンプリングを用いた、図5の変分エンコーダ-デコーダアーキテクチャバージョンを示す。 [0061]図4に示されるエンコーダ-デコーダアーキテクチャの別のビューを示す。 [0062]例示的期待分布p(z|x)、及びp(z|x)に関する複数の分布のうちのある分布からサンプリングされた分布のばらつきを示す。 [0063]ある実施形態による、機械学習モデルに関する入力として使用されるマスク像、マスク像に基づいて予測された機械学習モデルからの予測された出力の平均、予測された出力における分散を示す像、マスク像を用いて生成された実際のマスクの走査電子顕微鏡(SEM)像、及び事後分布を示す潜在空間を示す。 [0064]ある実施形態による、機械学習モデルに関する入力として使用される第2のマスク像、第2のマスク像に基づいて予測された機械学習モデルからの予測された出力の第2の平均、予測された出力における分散を示す第2の像、第2のマスク像を用いて生成された実際のマスクの第2のSEM像、及び第2の事後分布を示す第2の潜在空間を示す。 [0065]ある実施形態による、機械学習モデルに関する入力として使用される第3のマスク像、第3のマスク像に基づいて予測された機械学習モデルからの予測された出力の第3の平均、予測された出力における分散を示す第3の像、第3のマスク像を用いて生成された実際のマスクの第3のSEM像、及び第3の事後分布を示す第3の潜在空間を示す。 [0066]ある実施形態による、コンピュータシステム例のブロック図である。 [0067]ある実施形態による、リソグラフィ投影装置の模式図である。 [0068]ある実施形態による、別のリソグラフィ投影装置の模式図である。 [0069]ある実施形態による、図12の装置のより詳細な図である。 [0070]ある実施形態による、図12及び図13の装置のソースコレクタモジュールSOのより詳細な図である。
[0071] 従来の機械学習モデルでは、機械学習モデルによって行われた予測の確実性は、不明である。すなわち、ある入力を所与として、従来の機械学習モデルが正確且つ一貫した出力を生成するか否かは不明である。正確且つ一貫した出力を生じさせる機械学習モデルは、集積回路製造プロセスにおいて重要である。非限定例として、マスクレイアウト設計からマスクレイアウトを生成する際に、機械学習モデルの予測に関する不確実性は、提案されたマスクレイアウトにおける不確実性を生じさせ得る。これらの不確実性は、例えばウェーハの最終的な機能性に関する疑問を引き起こし得る。集積回路製造プロセスの個々の動作をモデリングするため、又は集積回路製造プロセスの個々の動作について予測するために機械学習モデルが使用される度に、より多くの不確実性がこのプロセスに導入され得る。しかし、現在まで、モデルからの出力のばらつき(すなわち、不確実性)を決定する方法は存在しなかった。
[0072] 従来のパラメータ化(例えば、機械学習)モデルのこれらの欠点及び他の欠点に対処するために、1つ又は複数の本方法、及び1つ又は複数の本システムは、エンコーダ-デコーダアーキテクチャを使用するモデルを含む。このアーキテクチャの中央(例えば、中央層)では、本モデルは、モデルに対する入力(例えば、像、テンソル、及び/又は他の入力)の情報をカプセル化する低次元符号化(例えば、潜在空間)を公式化する。変分推論技法を用いて、エンコーダは、1つ又は複数の入力を条件として、潜在ベクトルの事後確率分布を決定する。幾つかの実施形態では、モデルは、所与の入力に関して、(例えば、パラメータドロップアウト法を用いて)複数の分布のうちのある分布を生成するように構成される。このモデルは、上記所与の入力を条件として、この複数の分布のうちのある分布からサンプリングを行う。このモデルは、サンプリングされた分布の変動を決定することができる。サンプリング後に、モデルは、サンプルを出力空間に復号する。出力のばらつき、及び/又はサンプリングされた分布の変動は、モデルの不確実性(これは、モデルパラメータ(重み)の不確実性、及び潜在空間の倹約度合い(どれほど小さく、及び記述的であるか)を含む)を定義する。
[0073] 本明細書において、ICの製造に対して具体的な言及がなされる場合があるが、本明細書の記載は、多くの他の可能な適用例を有することが明白に理解されるものとする。例えば、それは、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用のガイダンス及び検出パターン、液晶ディスプレイパネル、薄膜磁気ヘッドなどの製造において用いられ得る。このような代替適用例において、当業者は、このような代替適用例の文脈において、本明細書における「レチクル」、「ウェーハ」、又は「ダイ」という用語の使用が、それぞれ、より一般的な用語である「マスク」、「基板」、及び「ターゲット部分」と同義であると見なされるべきであることを認識するだろう。加えて、本明細書に記載される方法は、言語処理システム、自動運転車、医用イメージング及び診断、意味的セグメンテーション、ノイズ除去、チップ設計、電子設計自動化などの多様な分野において、多くの他の可能な適用例を有し得ることに留意されたい。本方法は、機械学習モデル予測の不確実性を数値化することが有利なあらゆる分野において適用され得る。
[0074] 本明細書において、「放射」及び「ビーム」という用語は、紫外線(例えば、365、248、193、157、又は126nmの波長を有する)及びEUV(極端紫外線、例えば、約5~100nmの範囲内の波長を有する)を含むあらゆるタイプの電磁放射を網羅するために使用される。
[0075] パターニングデバイスは、1つ又は複数の設計レイアウトを含み、又は形成することができる。設計レイアウトは、CAD(コンピュータ支援設計)プログラムを利用して生成することができ、このプロセスは、EDA(電子設計自動化)と呼ばれることが多い。ほとんどのCADプログラムは、機能設計レイアウト/パターニングデバイスを生成するために、所定の設計ルールセットに従う。これらのルールは、処理及び設計の限界に基づいて設定される。例えば、設計ルールは、デバイス(ゲート、キャパシタなど)又は相互接続ライン間のスペース公差を、デバイス又はラインが望ましくない形で互いに作用しないことを確実にするように定義する。設計ルール限界の1つ又は複数は、「クリティカルディメンジョン」(CD)と呼ばれ得る。デバイスのクリティカルディメンジョンは、ライン若しくは孔の最小幅、又は2つのライン若しくは2つの孔間の最小のスペースと定義することができる。従って、CDは、設計されたデバイスの全体のサイズ及び密度を制御する。デバイス製作における目標の1つは、基板上に(パターニングデバイスを用いて)元の設計意図を忠実に再現することである。
[0076] 本明細書で用いられる「マスク」又は「パターニングデバイス」という用語は、入ってくる放射ビームに、基板のターゲット部分に生成されるパターンに対応したパターン付き断面を与えるために使用することができる一般的パターニングデバイスを指すと広く解釈することができ、「ライトバルブ」という用語も、この文脈で使用され得る。従来のマスク(透過型又は反射型;バイナリ、位相シフト、ハイブリッドなど)に加えて、他のこのようなパターニングデバイスの例には、以下が含まれる:
-プログラマブルミラーアレイ。このようなデバイスの一例は、粘弾性制御層及び反射面を有するマトリックスアドレス可能面である。このような装置の背後にある基本原理は、(例えば)反射面のアドレスエリアが、入射放射を回折放射として反射し、非アドレスエリアが、入射放射を非回折放射として反射することである。適宜のフィルタを使用して、上記非回折放射が反射ビームから除去され、回折放射のみを後に残すことができ、このようにして、ビームが、マトリックスアドレス可能面のアドレッシングパターンに従ってパターン付けされる。必要とされるマトリックスアドレッシングは、適宜の電子手段を使用して行うことができる。他のこのようなパターニングデバイスの例には、プログラマブルLCDアレイも含まれる。このような構造の一例は、本明細書に援用される米国特許第5,229,872号によって与えられる。
[0077] 簡単な導入部として、図1は、例示的リソグラフィ投影装置10Aを示す。主なコンポーネントは、深紫外線(DUV)エキシマレーザ源、又は極端紫外線(EUV)源を含む他のタイプのソースでもよい放射源12A(上述の通り、リソグラフィ投影装置自体は、放射源を有する必要がない)と、部分コヒーレンス(シグマで表す)をたとえば定義し、並びにソース12Aからの放射を整形する光学系14A、16Aa、及び16Abを含み得る照明光学系と;パターニングデバイス18Aと;パターニングデバイスパターンの像を基板面22A上に投影する透過光学系16Acとである。投影光学系の瞳面における調節可能フィルタ又はアパーチャ20Aは、基板面22Aに衝突するビーム角の範囲を制限することができ、ここで、可能な最大角が、投影光学系の開口数NA=n sin(Θmax)を定義し、式中、nは、基板と投影光学系の最後の素子との間の媒体の屈折率であり、及びΘmaxは、まだ基板面22Aに衝突し得る投影光学系から出るビームの最大角である。
[0078] リソグラフィ投影装置では、ソースは、照明(すなわち、放射)をパターニングデバイスに提供し、並びに投影光学系は、パターニングデバイスを介して、基板上へと照明の誘導及び整形を行う。投影光学系は、コンポーネント14A、16Aa、16Ab、及び16Acの少なくとも幾つかを含み得る。空間像(AI)は、基板レベルにおける放射強度分布である。レジストモデルを使用して、空間像からレジスト像を計算することができ、その一例は、その開示内容が全体として本明細書に援用される米国特許出願公開第2009-0157630号に見つけることができる。レジストモデルは、レジスト層の特性(例えば、露光、露光後ベーク(PEB)、及び現像中に生じる化学プロセスの影響)にのみ関係する。リソグラフィ投影装置の光学特性(例えば、照明、パターニングデバイス、及び投影光学系の特性)が、空間像を決定付け、光学モデルで定義できる。リソグラフィ投影装置で使用されるパターニングデバイスは変更され得るので、パターニングデバイスの光学特性を、少なくともソース及び投影光学系を含む、リソグラフィ投影装置の残りの部分の光学特性から切り離すことが望ましい。設計レイアウトを様々なリソグラフィ像(例えば、空間像、レジスト像など)に変換するため、技法及びモデルを用いてOPCを適用するため、並びに(例えば、プロセスウィンドウの観点から)性能を評価するために使用される上記技法及びモデルの詳細は、米国特許出願公開第2008-0301620号、同第2007-0050749号、同第2007-0031745号、同第2008-0309897号、同第2010-0162197号、及び同第2010-0180251号に記載されており、各開示内容は、本明細書に全体として援用される。
[0079] 多くの場合、どの程度パターニングプロセスが基板上に所望のパターンを生じさせるかを計算的に決定することができることが望ましい。従って、プロセスの1つ又は複数の部分をシミュレーションするために、シミュレーションが提供され得る。例えば、パターニングデバイスパターンを基板のレジスト層上に転写するリソグラフィプロセス、及びレジストの現像後のそのレジスト層の生成パターンをシミュレーションすることができることが望ましい。
[0080] リソグラフィ投影装置においてリソグラフィをシミュレーションするための例示的フローチャートを図2に示す。照明モデル31は、照明の光学特徴(放射強度分布及び/又は位相分布を含む)を表す。投影光学系モデル32は、投影光学系の光学特徴(投影光学系によって生じた放射強度分布及び/又は位相分布に対する変化を含む)を表す。設計レイアウトモデル35は、設計レイアウト(これは、パターニングデバイス上の、又はパターニングデバイスによって形成されるフィーチャの配置の表現である)の光学特徴(所与の設計レイアウトによって生じた放射強度分布及び/又は位相分布に対する変化を含む)を表す。空間像36は、照明モデル31、投影光学系モデル32、及び設計レイアウトモデル35を用いてシミュレーションされることが可能である。レジスト像38は、レジストモデル37を用いて空間像36からシミュレーションされることが可能である。例えば、リソグラフィのシミュレーションは、レジスト像のコンター及び/又はCDを予測することができる。
[0081] より具体的には、照明モデル31は、限定されないが、NA-シグマ(σ)設定、及び任意の特定の照明形状(例えば、環状、四極、ダイポールなどのオフアクシス照明)を含む照明の光学特徴を表し得る。投影光学系モデル32は、例えば、収差、ディストーション、屈折率、物理的サイズ、又は物理的寸法などを含む投影光学系の光学特徴を表し得る。設計レイアウトモデル35は、例えば、全体として援用される米国特許第7,587,704号に記載されるような、物理的パターニングデバイスの1つ又は複数の物理的特性も表し得る。リソグラフィ投影装置に関連付けられた光学特性(例えば、照明、パターニングデバイス、及び投影光学系の特性)が、空間像を決定付ける。リソグラフィ投影装置で使用されるパターニングデバイスが変更され得るので、パターニングデバイスの光学特性を、少なくとも照明及び投影光学系(従って、設計レイアウトモデル35)を含むリソグラフィ投影装置の残りの部分の光学特性と分けることが望ましい。
[0082] レジストモデル37は、空間像からレジスト像を計算するために使用することができ、その一例は、本明細書に全体として援用される米国特許第8,200,468号に見つけることができる。レジストモデルは、一般的に、レジスト層の特性(例えば、露光、ポストベーク、及び/又は現像中に生じる化学プロセスの影響)に関係する。
[0083] シミュレーションの目的は、例えば、エッジ配置、空間像強度傾き、及び/又はCDを正確に予測することであり、これらは、その後、意図した設計と比較され得る。意図した設計は、一般に、GDSII、OASIS又は他のファイルフォーマットなどの標準デジタルファイルフォーマットで提供され得るプリOPC設計レイアウトとして定義される。
[0084] 設計レイアウトから、1つ又は複数の部分(これらは、「クリップ」と呼ばれる)を識別することができる。ある実施形態では、設計レイアウト内の複雑なパターンを表すクリップの一セットが抽出される(任意の数のクリップが使用され得るが、一般的に約50~1000個のクリップ)。当業者には理解されるように、これらのパターン又はクリップは、設計の小さな部分(例えば、回路、セルなど)を表し、特に、クリップは、特別な注意及び/又は検証が必要とされる小さな部分を表す。つまり、クリップは、設計レイアウトの部分でもよく、又は類似していてもよく、又はクリティカルフィーチャが、経験(顧客によって提供されたクリップを含む)によって、試行錯誤によって、若しくはフルチップシミュレーションを実行することによって識別される設計レイアウトの部分の類似挙動を有してもよい。クリップは、1つ又は複数のテストパターン又はゲージパターンを含むことが多い。初期のより大きなクリップのセットが、特定の像最適化を必要とする設計レイアウト内の既知のクリティカルフィーチャエリアに基づいて、顧客によって先験的に提供されてもよい。代替的に、別の実施形態では、初期のより大きなクリップのセットは、クリティカルフィーチャエリアを識別する、ある種の自動化(マシンビジョンなど)又は手動アルゴリズムを用いて、設計レイアウト全体から抽出されてもよい。
[0085] 例えば、シミュレーション及びモデリングは、パターニングデバイスパターンの1つ若しくは複数のフィーチャ(例えば、光近接効果補正を行うこと)、照明の1つ若しくは複数のフィーチャ(例えば、形状の変更などの照明の空間/角度強度分布の1つ若しくは複数の特徴を変更すること)、及び/又は投影光学系の1つ若しくは複数のフィーチャ(例えば、開口数など)を構成するために使用され得る。このような構成は、一般に、それぞれマスク最適化、ソース最適化、及び投影最適化と呼ばれることがある。このような最適化は、単独で行われてもよく、又は異なる組み合わせで組み合わせられてもよい。そのような1つの例は、ソース-マスク最適化(SMO)であり、これは、照明の1つ又は複数のフィーチャと共にパターニングデバイスパターンの1つ又は複数のフィーチャを構成することに関与する。これらの最適化技法は、クリップの1つ又は複数に注目し得る。これらの最適化は、本明細書に記載される機械学習モデルを用いて、様々なパラメータ(像などを含む)の値を予測することができる。
[0086] 幾つかの実施形態では、システムの最適化プロセスは、費用関数として表すことができる。最適化プロセスは、費用関数を最小化するシステムのパラメータ(設計変数、プロセス変数など)の一セットを見つけることを含み得る。費用関数は、最適化の目標に応じて、任意の適宜の形式を有し得る。例えば、費用関数は、システムの特定の特徴(評価点)の意図値(例えば、理想値)に対するこれらの特徴の偏差の重み付け二乗平均平方根(RMS)でもよい。費用関数は、これらの偏差の最大値(すなわち、最悪偏差)でもよい。「評価点」という用語は、システム又は製作方法のあらゆる特徴を含むように広く解釈されるものとする。システムの設計及び/又はプロセス変数は、有限範囲に限定されてもよく、及び/又はシステム及び/又は方法の実施の実用性により相互依存的でもよい。リソグラフィ投影装置の場合、制約は、調整可能範囲などのハードウェアの物理的特性及び特徴、及び/又はパターニングデバイスの製造可能性設計ルールに関連付けられることが多い。評価点は、基板上のレジスト層上の物理的点、並びに例えばドーズ及び焦点などの非物理的特徴を含み得る。
[0087] 幾つかの実施形態では、照明モデル31、投影光学系モデル32、設計レイアウトモデル35、レジストモデル37、SMOモデル、及び/又は集積回路製造プロセスに関連した、及び/又は集積回路製造プロセスに含まれる他のモデルは、本明細書に記載される方法の動作を行う経験的モデルでもよい。経験的モデルは、様々な入力(例えば、マスク又はウェーハ像の1つ又は複数の特徴、設計レイアウトの1つ又は複数の特徴、パターニングデバイスの1つ又は複数の特徴、波長などのリソグラフィプロセスで使用される照明の1つ又は複数の特徴など)間の相関に基づいて、出力を予測することができる。
[0088] 一例として、経験的モデルは、機械学習モデル及び/又はその他のパラメータ化モデルでもよい。幾つかの実施形態では、機械学習モデル(例えば)は、数学的方程式、アルゴリズム、プロット、チャート、ネットワーク(例えば、ニューラルネットワーク)、及び/又は他のツール及び機械学習モデル成分でもよく、及び/又はそれらを含んでもよい。例えば、機械学習モデルは、入力層、出力層、及び1つ若しくは複数の中間層若しくは隠れ層を有する1つ若しくは複数のニューラルネットワークでもよく、及び/又はそれ(ら)を含んでもよい。幾つかの実施形態では、1つ又は複数のニューラルネットワークは、ディープニューラルネットワーク(例えば、入力層と出力層との間に、1つ若しくは複数の中間層若しくは隠れ層を有するニューラルネットワーク)でもよく、及び/又はそれらを含んでもよい。
[0089] 一例として、1つ又は複数のニューラルネットワークは、ニューラルユニット(又は人工ニューロン)の大群に基づいてもよい。1つ又は複数のニューラルネットワークは、(例えば、軸索によって接続された生物学的ニューロンの大きなクラスタによって)生物学的脳の機能の仕方を大まかに模倣し得る。あるニューラルネットワークの各ニューラルユニットは、このニューラルネットワークの多数の他のニューラルユニットと接続されてもよい。このような接続は、接続されたニューラルユニットの活性化状態に対するそれらの影響において強制的又は抑制的となり得る。幾つかの実施形態では、各個々のニューラルユニットは、それの全ての入力の値を合計する総和関数を有し得る。幾つかの実施形態では、各接続(又はニューラルユニット自体)は、信号が他のニューラルユニットに伝搬することを許可されるには閾値を超えなければならないような閾値関数を有し得る。これらのニューラルネットワークシステムは、明示的にプログラミングされるのではなく、自己学習及び訓練されてもよく、従来のコンピュータプログラムと比較して、問題解決の特定の分野で、かなり良く機能し得る。幾つかの実施形態では、1つ又は複数のニューラルネットワークは、(例えば、信号経路が前方層から後方層へと横断する)複数の層を含み得る。幾つかの実施形態では、バックプロパゲーション技法が、ニューラルネットワーク(ニューラルネットワークでは、「前方の」ニューラルユニットに対する重みをリセットするために、前方刺激が使用される)によって利用されてもよい。幾つかの実施形態では、1つ又は複数のニューラルネットワークに関する刺激及び抑制は、接続がより無秩序且つ複雑なやり方で相互作用する状態で、より自由に流れてもよい。幾つかの実施形態では、1つ又は複数のニューラルネットワークの中間層は、1つ若しくは複数の畳み込み層、1つ若しくは複数の回帰層、及び/又は他の層を含む。
[0090] 1つ又は複数のニューラルネットワークは、訓練データの一セットを用いて訓練され得る(すなわち、それ(ら)のパラメータが決定される)。訓練データは、訓練サンプルの一セットを含み得る。各サンプルは、入力オブジェクト(一般的に、ベクトル(これは、フィーチャベクトルと呼ばれることがある))及び所望の出力値(監視信号とも呼ばれる)を含むペアでもよい。訓練アルゴリズムは、訓練データを分析し、及び訓練データに基づいてニューラルネットワークのパラメータ(例えば、1つ又は複数の層の重み)を調整することによって、ニューラルネットワークの挙動を調整する。例えば、xiが、i番目の例のフィーチャベクトルであり、及びyiが、それの監視信号であるような{(x1、y1)、(x2、y2)、…、(xN、yN)}の形のN個の訓練サンプルの一セットを所与として、訓練アルゴリズムは、ニューラルネットワークg:X→Yを求める(式中、Xは、入力空間であり、及びYは、出力空間である)。フィーチャベクトルは、あるオブジェクト(例えば、上記の例のウェーハ設計、クリップなど)を表す数値的フィーチャのn次元ベクトルである。これらのベクトルに関連付けられたベクトル空間は、フィーチャ空間と呼ばれることが多い。訓練後に、ニューラルネットワークは、新しいサンプルを用いて予測するために使用され得る。
[0091] 上記の通り、1つ又は複数の本方法、及び1つ又は複数の本システムは、エンコーダ-デコーダアーキテクチャを使用するパラメータ化モデル(例えば、ニューラルネットワークなどの機械学習モデル)を含む。このモデル(例えば、ニューラルネットワーク)の中央(例えば、中央層)では、本モデルは、モデルに対する入力(例えば、像、テンソル、及び/又は他の入力)の情報をカプセル化する低次元符号化(例えば、潜在空間)を公式化する。変分推論技法を用いて、エンコーダは、1つ又は複数の入力を条件として、潜在ベクトルの事後確率分布を決定する。幾つかの実施形態では、モデルは、所与の入力に関して、(例えば、パラメータドロップアウト法を用いて)複数の分布のうちのある分布を生成するように構成される。本モデルは、上記入力を条件として、事後確率のこの複数の分布のうちのある分布からサンプリングを行う。幾つかの実施形態では、サンプリングは、上記複数の分布のうちのある分布から無作為に複数の分布を選択することを含む。サンプリングは、例えば、ガウス又は非ガウス式でもよい。サンプリング後に、モデルは、サンプルを出力空間に復号する。出力のばらつき、及び/又はサンプリングされた分布のばらつきは、モデルの不確実性(これは、モデルパラメータ(例えば、パラメータの重み及び/又は他のモデルパラメータ)の不確実性、並びに潜在空間の倹約度合い(どれほど小さく、及び記述的であるか)を含む)を定義する。幾つかの実施形態では、ばらつきの決定は、平均、モーメント、歪度、標準偏差、分散、尖度、共分散、及び/又はばらつきを数値化するためのその他の方法の1つ又は複数を含む、1つ又は複数の統計的演算を用いて、ばらつきを数値化することを含み得る。幾つかの実施形態では、重みの不確実性が、出力の不確実性となって現れることによって、出力分散の増加が引き起こされるように、モデルの不確実性が、モデルのパラメータの重みの不確実性、並びに潜在空間のサイズ及び記述性に関係する。
[0092] (ある入力を条件とした)パラメータ化モデルの出力のばらつきのこの数値化は、中でも、モデルの予測具合を決めるために使用され得る。パラメータ化モデルの出力ばらつきのこの数値化は、モデルをより記述的にするようにモデルを調整(例えば、更新及び改善)するためにも使用され得る。この調整は、例えば、潜在空間により多くの次元を追加すること、より多様な訓練データを追加すること、及び/又は他の動作を含み得る。パラメータ化モデルの出力ばらつきの数値化は、パラメータ化モデルの予測の全体的な質を向上させるために必要とされるタイプの訓練データを案内するためにも使用され得る。機械学習モデル及び/又はニューラルネットワークが本明細書全体を通して言及されるが、機械学習モデル及び/又はニューラルネットワークは、パラメータ化モデルの一例であり、本明細書に記載される動作は、任意のパラメータ化モデルに適用され得ることに留意されたい。
[0093] 図3は、機械学習モデル予測の不確実性を決定するため、又は決定し、及び減少させるための本方法の動作の概要を示す。動作40では、機械学習モデルのエンコーダ-デコーダアーキテクチャの訓練を行う。動作42では、機械学習モデルは、所与の入力(例えば、下記のようなx及び/又はz)に関して機械学習モデルからの複数の出力を予測させられる。所与の入力は、例えば、像、クリップ、符号化された像、符号化されたクリップ、ベクトル、機械学習モデルの前の層からのデータ、及び/又は符号化され得るその他のデータ及び/又はオブジェクトを含み得る。
[0094] 幾つかの実施形態では、動作42は、機械学習モデルが、変分推論技法を用いて、1つ又は複数の入力を条件として、潜在ベクトル及び/又はモデル出力の事後確率分布を決定することを含む。幾つかの実施形態では、機械学習モデルは、所与の入力に関して、(例えば、パラメータドロップアウト法を用いて)分布の複数の分布を生成するように構成される。上記分布の複数の分布は、例えば、(例えば、下記のpθ(z|x)に関する)分布の第1の事後分布、(例えば、下記のpφ(y|z)に関する)分布の第2の事後分布、及び/又は分布の他の複数の分布を含み得る。機械学習モデルは、上記所与の入力を条件として、上記分布の複数の分布からサンプリングを行う。サンプリング後に、機械学習モデルは、サンプルを出力空間に復号し得る。
[0095] 動作44では、所与の入力に関する予測された複数の出力実現値、及び/又は複数の事後分布のばらつきの決定を行う。動作46では、予測された複数の出力実現値及び/又は複数の事後分布の決定されたばらつきを用いて、機械学習モデルの不確実性を減少させるように機械学習モデルを調整する。幾つかの実施形態では、動作46は、任意選択的なものである。幾つかの実施形態では、動作46は、補正手段と共に、又は補正手段なしに、決定されたばらつきを報告すること(例えば、機械学習モデルの不確実性を減少させるように機械学習モデルを調整することに加えて、及び/又は機械学習モデルの不確実性を減少させるように機械学習モデルを調整する代わりに、決定されたばらつきを報告すること)を含む。例えば、動作46は、決定されたばらつきの表示を出力することを含んでもよい。表示は、電子的表示(例えば、1つ又は複数の信号)、視覚的表示(例えば、ディスプレイ用の1つ又は複数の図形)、数値表示(例えば、1つ又は複数の数字)、及び/又は他の表示でもよい。
[0096] 動作40は、出力空間へと復号する、潜在空間からのサンプリングを用いて、エンコーダ-デコーダアーキテクチャを訓練することを含む。幾つかの実施形態では、潜在空間は、低次元符号化を含む。非限定例として、図4は、畳み込みエンコーダ-デコーダ50を示す。エンコーダ-デコーダ50は、符号化部分52(エンコーダ)及び復号部分54(デコーダ)を有する。図4に示す例では、エンコーダ-デコーダ50は、例えば図4に示されるようなウェーハの予測像56を出力し得る。1つ又は複数の像56は、セグメンテーション像58によって示される平均57、モデル不確実性像60によって示される分散59、及び/又は他の特徴を有し得る。
[0097] 別の非限定例として、図5は、ニューラルネットワーク62内のエンコーダ-デコーダアーキテクチャ61を示す。エンコーダ-デコーダアーキテクチャ61は、符号化部分52及び復号部分54を含む。図5では、xは、エンコーダ入力(例えば、入力像及び/又は入力像の抽出フィーチャ)を表し、x’は、デコーダ出力(例えば、予測出力像及び/又は出力像の予測フィーチャ)を表す。幾つかの実施形態では、x’は、例えばニューラルネットワークの中間層からの出力、及び/又は他の出力を表し得る。幾つかの実施形態では、変数yは、例えば、ニューラルネットワークからの全体的な出力を表し得る。図5では、zは、潜在空間64及び/又は低次元符号化(ベクトル)を表す。幾つかの実施形態では、zは、潜在変数であり、又は潜在変数に関係する。出力x’(及び/又は幾つかの実施形態では、y)は、成分が観測されない(潜在)変数である、より低次元のランダムベクトルz∈Zの(場合によっては非常に複雑な)関数としてモデリングされる。
[0098] 幾つかの実施形態では、低次元符号化zは、入力(例えば、像)の1つ又は複数のフィーチャを表す。入力の1つ又は複数のフィーチャは、入力の主要フィーチャ又はクリティカルフィーチャと見なされ得る。フィーチャは、それらが、例えば、所望の出力の他のフィーチャよりも比較的より予測的であり、及び/又は他の特徴を有するため、入力の主要フィーチャ又はクリティカルフィーチャと見なされ得る。低次元符号化で表される1つ又は複数のフィーチャ(次元)は、(例えば、本機械学習モデルの作成時にプログラマによって)予め決定されてもよく、ニューラルネットワークの前の層によって決定されてもよく、本明細書に記載されるシステムに関連付けられたユーザインタフェースを用いてユーザによって調整されてもよく、及び/又は他の方法によって決定されてもよい。幾つかの実施形態では、低次元符号化によって表されるフィーチャ(次元)の数量は、(例えば、本機械学習モデルの作成時にプログラマによって)予め決定されてもよく、ニューラルネットワークの前の層からの出力に基づいて決定されてもよく、本明細書に記載されるシステムに関連付けられたユーザインタフェースを用いてユーザによって調整されてもよく、及び/又は他の方法によって決定されてもよい。
[0099] 図6Aは、潜在空間64においてサンプリング63を用いた、図5のエンコーダ-デコーダアーキテクチャ61を示す(例えば、図6Aは、図5のより詳細なバージョンであると考えることができる)。図6Aに示されるように、
p(z|x)≒qθ(z|x) [1]。
項p(z|x)は、入力xを所与とした潜在変数zの条件付き確率である。項qθ(z|x)は、エンコーダの層の重みであり、又はエンコーダの層の重みを表す。項p(z|x)は、xを所与としたzの理論的確率分布であり、又はxを所与としたzの理論的確率分布を表す。方程式:
z~N(μ、σ2I) [2]
は、潜在変数zの事前分布であり、又は潜在変数zの事前分布を表し、式中、Nは、正規(例えばガウス)分布を表し、μは、分布の平均であり、σは、共分散を表し、Iは、単位行列である。図6Aに示されるように、μ及びσ2は、この確率を定義するパラメータである。これらは、所与の入力を条件として、モデルが学習しようとしている真の確率の単なる代用である。幾つかの実施形態では、この代用は、上記タスクに関して、より一層記述的となり得る。それは、例えば、標準的なPDF、又は学習され得る、ある自由形式のPDFでもよい。
[00100] 図3に戻り、幾つかの実施形態では、動作42は、エンコーダ-デコーダアーキテクチャ(例えば、図5に示される61)のエンコーダ(例えば、図4に示される52)を用いて、所与の入力xに関して、潜在変数の条件付き確率p(z|x)を決定、或いは学習することを含む。幾つかの実施形態では、動作42は、(エンコーダ-デコーダアーキテクチャのデコーダ(例えば、図5に示される54))を用いて条件付き確率p(x’|z)(及び/又はp(y|z))を決定、或いは学習することを含む。幾つかの実施形態では、動作42は、方程式:
Figure 0007209835000001

に従って、訓練セットDのx’iを生成する尤度を最大化することによって、(上記方程式3に示される)φを学習することを含む。
[00101] 幾つかの実施形態では、条件付き確率p(z|x)は、変分推論技法を用いてエンコーダによって決定される。幾つかの実施形態では、変分推論技法は、あるパラメータファミリーの分布qθ(z|x)において、p(z|x)に対する近似を識別すること(ここでは、θは、方程式:
min KL(p(z|x)、qθ(z|x)) [4]
に従った上記ファミリーのパラメータである)を含み、max ELBO(θ)(ELBOは、evidence of lower boundの略語である)を代入することによって、
ELBO(θ)=EqΘ(z|x)[log pΘ(x|z)]-KL(qθ(z|x)、p(z)) [5]
が得られ、式中、KLは、カルバック・ライブラーダイバージェンスであり、2つの確率分布間の距離の尺度として使用され、θは、符号化のパラメータを表し、φは、復号のパラメータを表す。条件付き確率qθ(z|x)(エンコーダ部分)及びpφ(x’|z)又はpφ(y|z)(デコーダ部分)は、訓練により取得される。
[00102] 幾つかの実施形態では、動作42は、条件付き確率p(z|x)からサンプリングを行うことと、サンプルごとに、上記の方程式に基づいて、エンコーダ-デコーダアーキテクチャのデコーダを用いて、予測された複数の出力実現値の出力を予測することとを含む。加えて、EqΘ(z|x)[f(z)]は、f(z)の期待値を表し、zは、q(z|x)からサンプリングされる。
[00103] 幾つかの実施形態では、動作44は、各サンプルの予測された出力に基づいて、所与の入力(例えばx)に関する予測された複数の出力実現値のばらつきを決定することを含む。入力(例えばx)を所与として、機械学習モデルは、事後分布qθ(z|x)及びpφ(x’|qθ(z|x))を決定する。従って、動作44は、事後分布qθ(z|x)を決定することを含む。潜在空間の原点までのこの事後分布の距離は、機械学習モデルの予測の不確実性に反比例する(例えば、分布が潜在空間の原点に近いほど、モデルはより不確実である)。幾つかの実施形態では、動作44は、別の事後分布pφ(x’|qθ(z|x))を決定することも含む。この事後分布の分散は、機械学習モデルの予測の不確実性に直接関係する(例えば、第2の事後分布のより多くの分散は、より多くの不確実性を意味する)。動作44は、これらの事後分布の一方又は両方を決定すること、及びこれらの事後分布の一方又は両方に基づいて、ばらつきを決定することを含み得る。
[00104] 図6Bは、図4に示されるエンコーダ-デコーダアーキテクチャ50の別のビューを示す。上記の通り、機械学習モデルは、所与の入力に関する事後分布pθ(z|x)及び/又は所与の入力に関する事後分布pφ(y|z)を学習し得る。幾つかの実施形態では、動作42は、所与の入力に関する複数の事後分布pθ(z|x)、所与の入力に関する複数の事後分布pφ(y|z)、及び/又は他の複数の事後分布をモデルに予測させることを含む。pθ(z|x)及び/又はpφ(y|z)のそれぞれに関する複数の事後分布は、例えば、複数の分布のうちのある分布を含み得る。幾つかの実施形態では、モデルは、例えば、パラメータドロップアウト及び/又は他の技法を用いて、(例えば、pθ(z|x)及び/又はpφ(y|z)のそれぞれに関して)複数の事後分布を生成するように構成される。
[00105] 幾つかの実施形態では、動作44は、上記複数の分布のうちのある分布からサンプリングを行うことによって、上記所与の入力に関する予測された複数の事後分布のばらつきを決定すること、及び予測された複数の事後分布における決定されたばらつきを使用することによって、パラメータ化モデル予測における不確実性を数値化することを含む。例えば、所与の入力に関してパラメータ化モデルからの複数の事後分布を機械学習モデルに予測させることは、第1の事後分布pθ(z|x)に対応する複数の事後分布の第1のセット、及び第2の事後分布pφ(y|z)に対応する複数の事後分布の第2のセットをパラメータ化モデルに予測させることを含み得る。上記所与の入力に関する予測された複数の事後分布のばらつきを決定することは、第1及び第2のセットに関して上記複数の分布のうちのある分布からサンプリングを行うことによって(例えば、pθ(z|x)に関する分布からサンプリングを行い、及びpφ(y|z)に関する分布からサンプリングを行うことによって)、上記所与の入力に関する予測された複数の事後分布の第1のセット及び第2のセットのばらつきを決定することを含み得る。幾つかの実施形態では、サンプリングは、複数の分布のうちのある分布から複数の分布を無作為に選択することを含む。サンプリングは、例えば、ガウス又は非ガウス式でもよい。
[00106] 幾つかの実施形態では、動作44は、サンプリングされた分布のばらつきを決定することを含む。例えば、図6Cは、例示的期待分布p(z|x)600、及びp(z|x)600に関する複数の分布のうちのある分布からサンプリングされた分布のばらつき602を示す。ばらつき602は、例えば、機械学習モデルの不確実性によって生じ得る。幾つかの実施形態では、予測された複数の事後分布における決定されたばらつきを使用することによって、パラメータ化モデル予測における不確実性を数値化することは、予測された複数の事後分布の第1のセット及び第2のセット(例えば、図6Cに示されるp(z|x)600に関する上記複数の分布のうちのある分布、及びp(y|z)に関する分布の類似の分布)における決定されたばらつきを使用することによって、機械学習モデル予測における不確実性を数値化することを含む。
[00107] 幾つかの実施形態では、ばらつきの決定は、平均、モーメント、歪度、標準偏差、分散、尖度、共分散、範囲、及び/又はばらつきを数値化するためのその他の方法の1つ又は複数を含む、1つ又は複数の統計的演算を用いて、サンプリングされた分布の一セットにおけるばらつきを数値化することを含み得る。例えば、事後分布のサンプリングされたセットのばらつきを決定することは、所与の入力xoに関する(例えば、図6Cに示されるp(z|x)600に関する、又はp(y|z)に関する分布の類似の分布に関する)あり得る出力の範囲604を決定することを含み得る。別の例として、KL距離を用いて、異なる分布がどの程度離れているかを数値化することができる。
[00108] 幾つかの実施形態では、上記の通り、機械学習モデル予測の不確実性は、機械学習モデルのパラメータの重みの不確実性、並びに潜在空間のサイズ及び記述性に関係する。重みの不確実性が、出力の不確実性となって現れることがあり、それによって、出力分散の増加が引き起こされる。例えば、(例えば、本明細書に記載されるような)潜在空間が低次元のものであれば、一連の広範な観測全体を一般化することはできないだろう。一方、高次元潜在空間は、モデルを訓練するために、さらに多くのデータを必要とする。
[00109] 非限定例として、図7は、機械学習モデルに関する入力(例えば、x)として使用されるマスク像70、マスク像70に基づいて予測された機械学習モデルからの予測された出力(像)の平均72(像)、予測された出力における分散を示す像74、マスク像を用いて生成された実際のウェーハパターンの走査電子顕微鏡(SEM)像78、及び事後分布(例えば、p(y|z)(複数の分布のうちのある分布からのある例示的分布))を示す潜在空間80を示す。潜在空間80は、潜在ベクトルzが、7つの次元81~87を有していたことを示す。次元81~87は、潜在空間80の中心79を中心として分布する。潜在空間80内の次元81~87の分布は、比較的より確実な(分散の少ない)モデルを示す。比較的より確実なモデルのこのエビデンスは、平均像72及びSEM像78が類似して見え、分散像74においてどのような濃色も、又はSEM像78に示される構造のエリアに対応しない場所においてどのような濃色も欠如しているという事実により裏付けられる。
[00110] (例えば、本明細書に記載されるような)幾つかの実施形態では、潜在空間80に示される事後分布は、同じ入力を用いて生成された他の事後分布と(例えば、統計的に、又は別の方法で)比較されてもよい。本方法は、これらの事後分布の比較に基づいて、モデルの確実性の表示を決定することを含み得る。例えば、比較された事後分布間の差が大きいほど、モデルの確実さは低下する。
[00111] 対照的な非限定例として、図8は、図7に示される出力と比較した、機械学習モデル出力のより大きな変動(及びより大きな不確実性)を示す。図8は、機械学習モデルに関する入力(例えば、x)として使用されるマスク像88、マスク像88に基づいて予測された機械学習モデルからの予測された出力の平均89、予測された出力における分散を示す像90、マスク像を用いて生成された実際のマスクのSEM像91、及び事後分布を示す潜在空間92を示す。潜在空間92は、潜在ベクトルzが、この場合も、幾つかの次元93を有していたことを示す。潜在空間92内の次元93の分布は、今度は、比較的より不確実なモデルを示す。潜在空間92内の次元93の分布は、原点においてより集中しており(より狭い)、これは、出力におけるより大きな不確実性につながる(例えば、本明細書に記載されるように、この方法は、第1の事後分布pθ(z|x)を決定することを含み、潜在空間の原点までの第1の事後分布の距離は、機械学習モデルの不確実性に反比例する)。比較的不確実なモデルのこのエビデンスは、平均像89及びSEM像91が非常に異なって見え、SEM像91において対応する構造が目に見えない場所の分散像90において、濃色が多量にあるという事実により裏付けられる。
[00112] ここでもやはり、潜在空間92に示される事後分布が、同じ入力を用いて生成された他の事後分布と(例えば、統計的に、又は別の方法で)比較されてもよい。本方法は、これらの事後分布の比較に基づいて、モデルの確実性の表示を決定することを含み得る。
[00113] 第3の非限定例として、図9は、機械学習モデルに関する入力(例えば、x)として使用されるマスク像94、マスク像94に基づいて予測された機械学習モデルからの予測された出力の平均95、予測された出力における分散を示す像96、マスク像94を用いて生成された実際のマスクのSEM像97、及び潜在ベクトルzの幾つかの次元99を示す潜在空間98を示す。像94~97及び潜在空間98内の次元99の分布は、今度は、図7に示される変動よりは大きいが、図8に示される変動よりは小さい変動を有するモデルを示す。例えば、平均像95は、SEM像97に類似して見えるが、分散像96は、SEM像97において対応する構造が目に見えないエリアAにおいて、より濃い色を示す。幾つかの実施形態では、潜在空間98に示される事後分布が、モデルの不確実性を決定するために、同じ入力を用いて生成された他の事後分布と比較されてもよい。
[00114] 図3に戻り、幾つかの実施形態では、動作46は、予測された複数の出力実現値及び/又は複数の事後分布の決定されたばらつきを用いて、機械学習モデルを調整することが、所与の入力に基づいた、調整された機械学習モデルによる予測に基づき、1つ又は複数のフォトリソグラフィプロセスパラメータを決定すること、及び1つ又は複数の決定されたフォトリソグラフィプロセスパラメータに基づいて、フォトリソグラフィ装置を調整することを含むように構成される。幾つかの実施形態では、調整された機械学習モデルによる予測は、予測オーバーレイ、予測ウェーハジオメトリ、及び/又は他の予測の1つ又は複数を含む。幾つかの実施形態では、1つ又は複数の決定されたフォトリソグラフィプロセスパラメータは、マスク設計、瞳形状、ドーズ、焦点、及び/又は他のプロセスパラメータの1つ又は複数を含む。
[00115] 幾つかの実施形態では、1つ又は複数の決定されたフォトリソグラフィプロセスパラメータは、マスク設計を含み、マスク設計に基づいてフォトリソグラフィ装置を調整することは、マスク設計を第1のマスク設計から第2のマスク設計に変更することを含む。幾つかの実施形態では、1つ又は複数の決定されたフォトリソグラフィプロセスパラメータは、瞳形状を含み、瞳形状に基づいてフォトリソグラフィ装置を調整することは、瞳形状を第1の瞳形状から第2の瞳形状へと変更することを含む。幾つかの実施形態では、1つ又は複数の決定されたフォトリソグラフィプロセスパラメータは、ドーズを含み、ドーズに基づいてフォトリソグラフィ装置を調整することは、ドーズを第1のドーズから第2のドーズへと変更することを含む。幾つかの実施形態では、1つ又は複数の決定されたフォトリソグラフィプロセスパラメータは、焦点を含み、焦点に基づいてフォトリソグラフィ装置を調整することは、焦点を第1の焦点から第2の焦点へと変更することを含む。
[00116] 幾つかの実施形態では、動作46は、予測された複数の出力実現値及び/又は複数の事後分布の決定されたばらつきを用いて、機械学習モデルの不確実性を減少させるように機械学習モデルを調整することが、訓練セットのサイズを大きくすること、及び/又は潜在空間の次元を増加させることを含むように構成される。幾つかの実施形態では、訓練セットのサイズを大きくすること、及び/又は潜在空間の次元を増加させることは、機械学習モデルを訓練するための入力として、前の訓練材料と比較して、より多様な像、より多様なデータ、及び追加のクリップを用いることと、ベクトルを符号化するためにより多くの次元、並びに機械学習モデル、及び/又は他の訓練セット及び/又は次元増加動作においてより多くの符号化層を用いることと、を含む。幾つかの実施では、追加の、及びより多様な訓練サンプルは、前の訓練材料と比較して、より多様な像、より多様なデータ、及び追加のクリップを含む。
[00117] 幾つかの実施形態では、動作46は、予測された複数の出力実現値及び/又は複数の事後分布の決定されたばらつきを用いて、機械学習モデルの不確実性を減少させるように機械学習モデルを調整することが、追加の次元を潜在空間に加えること、及び/又はより多くの層を機械学習モデルに加えることを含むように構成される。幾つかの実施形態では、動作46は、予測された複数の出力実現値及び/又は複数の事後分布の決定されたばらつきを用いて、機械学習モデルの不確実性を減少させるように機械学習モデルを調整することが、潜在空間からの前のサンプリング、及び/又はモデルを訓練するために使用された前の訓練データと比較して、潜在空間からの追加の、及びより多様なサンプリングを用いて、機械学習モデルを訓練することを含むように構成される。
[00118] 非限定性として、幾つかの実施形態では、動作46は、予測された複数の出力実現値及び/又は複数の事後分布の決定されたばらつきを用いて、半導体製造プロセスにおいてマスクジオメトリを予測するための機械学習モデルの不確実性を減少させるように機械学習モデルを調整することを含む。図7~9を再び参照し、機械学習モデルからの出力(例えば、予測された平均像)の(例えば、ばらつき像に示されるような)ばらつきが、図8に示されるように大きい場合、及び/又は分布ごとの変動が比較的大きい場合には、上記のように、訓練セットのサイズを大きくしてもよく、及び/又は潜在空間の次元を増加させてもよい。しかし、機械学習モデルからの出力のばらつきが、図7に示されるように小さい場合、又は分布ごとの変動が比較的小さい場合には、調整の必要がほとんど、或いは全くない場合がある。
[00119] 幾つかの実施形態では、本方法を使用することによって、モデルを調整することなく、モデルの起こり得る欠陥を識別し、及び例えば、特定のクリップ(すなわち、像、データ、又はその他の入力)に関する不確実性を再決定するために、異なる(例えば、物理的)モデルを使用することができる。この例では、不確実性は、例えば、所与のプロセスの物理特性(例えば、レジストの化学的性質、様々なパターン形状、材料などの影響)をより深く研究するために使用され得る。
[00120] 集積回路製作プロセス及び/又は他のプロセスの幾つかの異なる態様に関係する他の例が考えられる。例えば、幾つかの実施形態では、動作46は、予測された複数の出力実現値及び/又は複数の事後分布の決定されたばらつきを用いて、半導体製造プロセスの一部としてウェーハジオメトリを予測するための機械学習モデルの不確実性を減少させるように機械学習モデルを調整することを含む。この例を継続し、決定されたばらつきを用いて、半導体製造プロセスの一部としてウェーハジオメトリを予測するためのパラメータ化モデルの不確実性を減少させるように機械学習モデルを調整することは、機械学習モデルを訓練するための入力として、前の訓練材料と比較して、より多様な像、より多様なデータ、及び追加のクリップを用いることと、ベクトルを符号化するためにより多くの次元、機械学習モデルにおいてより多くの符号化層、より多様な像、より多様なデータ、追加のクリップ、より多くの次元、及び決定されたばらつきに基づいて決定されたより多くの符号化層を用いることと、を含み得る。
[00121] 幾つかの実施形態では、動作46は、予測された複数の出力実現値及び/又は複数の事後分布の決定されたばらつきを用いて、半導体製造プロセスの一部として予測オーバーレイを生成するための機械学習モデルの不確実性を減少させるように機械学習モデルを調整することを含む。この例を継続して、決定されたばらつきを用いて、半導体製造プロセスの一部として予測オーバーレイを生成するための機械学習モデルの不確実性を減少させるように機械学習モデルを調整することは、機械学習モデルを訓練するための入力として、前の訓練材料と比較して、より多様な像、より多様なデータ、及び追加のクリップを用いることと、例えば、ベクトルを符号化するためにより多くの次元、パラメータ化モデルにおいてより多くの符号化層、より多様な像、より多様なデータ、追加のクリップ、より多くの次元、及び決定されたばらつきに基づいて決定されたより多くの符号化層を用いることと、を含む。
[00122] 図10は、本明細書に開示する方法、フロー、装置の実施を支援し得るコンピュータシステム100を示すブロック図である。コンピュータシステム100は、バス102又は情報を通信するための他の通信機構と、情報を処理するためにバス102と結合されたプロセッサ104(又は複数のプロセッサ104及び105)とを含む。コンピュータシステム100は、ランダムアクセスメモリ(RAM)又は他の動的ストレージデバイスなどの、プロセッサ104によって実行される情報及び命令を保存するためにバス102に結合されたメインメモリ106も含む。メインメモリ106は、プロセッサ104によって実行される命令の実行中に、一時変数又は他の中間情報を保存するためにも使用されてもよい。コンピュータシステム100は、リードオンリーメモリ(ROM)108、又はプロセッサ104のための静的情報及び命令を保存するためにバス102に結合された他の静的ストレージデバイスをさらに含む。情報及び命令を保存するための磁気ディスク又は光ディスクなどのストレージデバイス110が設けられると共に、バス102に結合される。
[00123] コンピュータシステム100は、バス102を介して、情報をコンピュータユーザに表示するための、陰極線管(CRT)、フラットパネル、又はタッチパネルディスプレイなどのディスプレイ112に結合されてもよい。英数字及び他のキーを含む入力デバイス114が、情報及びコマンド選択をプロセッサ104に通信するためにバス102に結合される。別のタイプのユーザ入力デバイスは、プロセッサ104に方向情報及びコマンド選択を通信するため、及びディスプレイ112上でカーソルの移動を制御するための、マウス、トラックボール、又はカーソル方向キーなどのカーソル制御部116である。この入力デバイスは、一般的に、2つの軸(第1の軸(例えばx)及び第2の軸(例えばy))において、デバイスがある面内で位置を特定することを可能にする2つの自由度を有する。タッチパネル(スクリーン)ディスプレイが、入力デバイスとして使用されてもよい。
[00124] ある実施形態によれば、本明細書における1つ又は複数の方法の部分は、メインメモリ106に含まれる1つ又は複数の命令の1つ又は複数のシーケンスを実行するプロセッサ104に応答して、コンピュータシステム100によって行われてもよい。このような命令は、ストレージデバイス110などの別のコンピュータ可読媒体からメインメモリ106に読み込まれてもよい。メインメモリ106に含まれる命令のシーケンスの実行は、プロセッサ104に本明細書に記載のプロセスステップを行わせる。メインメモリ106に含まれる命令のシーケンスを実行するために、多重処理構成の1つ又は複数のプロセッサが用いられてもよい。ある代替実施形態では、ソフトウェア命令の代わりに、又はソフトウェア命令と一緒に、ハードワイヤード回路が用いられてもよい。従って、本明細書の記載は、ハードウェア回路及びソフトウェアの特定の組み合わせに限定されない。
[00125] 本明細書で使用される「コンピュータ可読媒体」という用語は、実行のためにプロセッサ104に命令を提供することに関与するあらゆる媒体を指す。このような媒体は、限定されないが、不揮発性媒体、揮発性媒体、及び伝送媒体を含む、多くの形態をとり得る。不揮発性媒体は、例えば、ストレージデバイス110などの光又は磁気ディスクを含む。揮発性媒体は、メインメモリ106などの動的メモリを含む。伝送媒体は、同軸ケーブル、銅線及び光ファイバ(バス102を含むワイヤを含む)を含む。伝送媒体は、無線周波数(RF)及び赤外線(IR)データ通信中に生成されるものなどの、音波又は光波の形態もとり得る。コンピュータ可読媒体の一般的形態は、例えば、フロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、その他の磁気媒体、CD-ROM、DVD、その他の光媒体、パンチカード、紙テープ、孔のパターンを有したその他の物理媒体、RAM、PROM、及びEPROM、FLASH-EPROM、その他のメモリチップ又はカートリッジ、以下に記載されるような搬送波、又はコンピュータが読み取ることができるその他の媒体を含む。
[00126] コンピュータ可読媒体の様々な形態が、実行のためにプロセッサ104に1つ又は複数の命令の1つ又は複数のシーケンスを運ぶことに関与してもよい。例えば、命令は、最初は、リモートコンピュータの磁気ディスクにある場合がある。リモートコンピュータは、命令をそれの動的メモリにロードし、及びモデムを使用して電話回線上で命令を送ることができる。コンピュータシステム100にローカルなモデムが、電話回線上のデータを受信し、及び赤外線送信機を用いてデータを赤外線信号に変換することができる。バス102に結合された赤外線検出器が、赤外線信号で搬送されたデータを受信し、及びそのデータをバス102にのせることができる。バス102は、データをメインメモリ106に搬送し、そこからプロセッサ104が、命令の読み出し及び実行を行う。メインメモリ106によって受信された命令は、任意選択的に、プロセッサ104による実行の前又は後に、ストレージデバイス110に保存されてもよい。
[00127] コンピュータシステム100は、バス102に結合された通信インターフェース118も含み得る。通信インターフェース118は、ローカルネットワーク122に接続されたネットワークリンク120に結合する双方向データ通信も提供する。例えば、通信インターフェース118は、対応するタイプの電話回線にデータ通信接続を提供するデジタル総合サービス網(ISDN)カード又はモデムでもよい。別の例として、通信インターフェース118は、互換性のあるLANへのデータ通信接続を提供するローカルエリアネットワーク(LAN)カードでもよい。ワイヤレスリンクが実施されてもよい。このような実施において、通信インターフェース118は、様々なタイプの情報を表すデジタルデータストリームを搬送する電気、電磁、又は光信号の送信及び受信を行う。
[00128] ネットワークリンク120は、一般的に、1つ又は複数のネットワークを通して、他のデータデバイスにデータ通信を提供する。例えば、ネットワークリンク120は、ローカルネットワーク122を通して、ホストコンピュータ124又はインターネットサービスプロバイダ(ISP)126によって操作されるデータ機器への接続を提供することができる。ISP126は、次に、ワールドワイドパケットデータ通信ネットワーク(現在、一般に「インターネット」128と呼ばれる)によるデータ通信サービスを提供する。ローカルネットワーク122及びインターネット128は共に、デジタルデータストリームを搬送する電気、電磁、又は光信号を使用する。コンピュータシステム100に対して、及びコンピュータシステム100からデジタルデータを搬送する、様々なネットワークを通る信号、及びネットワークリンク120上の、及び通信インターフェース118を通る信号は、情報を運ぶ搬送波の形態例である。
[00129] コンピュータシステム100は、1つ又は複数のネットワーク、ネットワークリンク120、及び通信インターフェース118を通して、メッセージを送信すること、及びプログラムコードを含むデータを受信することができる。インターネット例では、サーバ130は、インターネット128、ISP126、ローカルネットワーク122、及び通信インターフェース118を通して、アプリケーションプログラムの要求コードを送信する場合がある。そのようなダウンロードされたあるアプリケーションは、本明細書における方法の全て又は一部を提供することができる。受信されたコードは、受信された際にプロセッサ104によって実行されてもよく、及び/又は後で実行するためにストレージデバイス110又は他の不揮発性ストレージに保存されてもよい。このようにして、コンピュータシステム100は、搬送波の形態のアプリケーションコードを取得してもよい。
[00130] 図11は、本明細書に記載する技術と組み合わせて使用できる例示的リソグラフィ投影装置を模式的に描く。この装置は、以下を含む:
-放射ビームBを調節するための照明システムIL。この特定のケースでは、照明システムは、放射源SOも含む;
-パターニングデバイスMA(例えば、レチクル)を保持するためのパターニングデバイスホルダを備え、且つアイテムPSに対してパターニングデバイスを正確に位置決めするための第1のポジショナに接続された第1のオブジェクトテーブル(例えば、パターニングデバイステーブル)MT;
-基板W(例えば、レジストコートシリコンウェーハ)を保持するための基板ホルダを備え、且つアイテムPSに対して基板を正確に位置決めするための第2のポジショナに接続された第2のオブジェクトテーブル(基板テーブル)WT;
-パターニングデバイスMAの照射部分を基板Wのターゲット部分C(例えば、1つ又は複数のダイを含む)上に結像する投影システム(「レンズ」)PS(例えば、屈折型、反射型、又は反射屈折型光学システム)。
[00131] 本明細書で描かれるように、本装置は、透過型(すなわち、透過型パターニングデバイスを有する)である。しかし一般に、それは、例えば反射型(反射型パターニングデバイスを有する)でもよい。本装置は、従来のマスクとは異なる種類のパターニングデバイスを用いてもよく、例には、プログラマブルミラーアレイ又はLCDマトリックスが含まれる。
[00132] ソースSO(例えば、水銀ランプ又はエキシマレーザ、LPP(レーザ生成プラズマ)EUVソース)は、放射ビームを生成する。このビームは、照明システム(イルミネータ)ILに対して、そのまま、又は例えばビームエキスパンダExなどの調節手段を横断した後に、供給される。イルミネータILは、ビームの強度分布の外側及び/又は内側半径範囲(一般的に、それぞれσ-outer及びσ-innerと呼ばれる)を設定するための調節手段ADを含み得る。さらにそれは、一般に、インテグレータIN及びコンデンサCOなどの様々な他のコンポーネントを含む。このようにして、パターニングデバイスMAに衝突するビームBは、断面に所望の均一性及び強度分布を有する。
[00133] 図10に関して、ソースSOは、リソグラフィ投影装置のハウジング内に位置してもよいが(大抵の場合、ソースSOが、例えば水銀ランプのとき)、リソグラフィ投影装置から離れた位置にあり、それが生成する放射ビームが装置内に導き入れられてもよい(例えば、適宜の誘導ミラーを用いて)ことに留意されたい。この後者のシナリオは、ソースSOがエキシマレーザ(例えば、KrF、ArF、又はF2レージングに基づく)であるケースが多い。
[00134] 続いて、ビームBは、パターニングデバイステーブルMT上に保持されるパターニングデバイスMAと交差する。ビームBは、パターニングデバイスMAを横断した後、ビームBの焦点を基板Wのターゲット部分Cに合わせるレンズPLを通過する。第2の位置決め手段(及び干渉測定手段IF)を用いて、例えば異なるターゲット部分CをビームBのパス内に位置決めするように、基板テーブルWTを正確に移動させることができる。同様に、例えば、パターニングデバイスライブラリからのパターニングデバイスMAの機械検索後に、又はスキャン中に、第1の位置決め手段を用いて、ビームBのパスに対してパターニングデバイスMAを正確に位置決めすることができる。一般に、オブジェクトテーブルMT、WTの移動は、図11には明示的に描かれない、ロングストロークモジュール(粗動位置決め)及びショートストロークモジュール(微動位置決め)を用いて実現される。但しステッパの場合は(ステップアンドスキャンツールとは対照的に)、パターニングデバイステーブルMTは、ショートストロークアクチュエータのみに接続されてもよく、又は固定されてもよい。
[00135] 描かれたツールは、2つの異なるモードで使用され得る:
-ステップモードでは、パターニングデバイステーブルMTは、基本的に静止したままであり、及びパターニングデバイス像全体が、一回(すなわち、単一の「フラッシュ」)でターゲット部分C上に投影される。次いで、異なるターゲット部分CがビームBによって照射され得るように、基板テーブルWTが、x及び/又はy方向にシフトされる;
-スキャンモードでは、所与のターゲット部分Cが、単一の「フラッシュ」で露光されないことを除き、基本的に同じシナリオが当てはまる。代わりに、パターニングデバイステーブルMTは、投影ビームBがパターニングデバイス像上をスキャンさせられるように、速度vで、所与の方向(いわゆる「スキャン方向」、例えば、y方向)に移動可能である。並行して、基板テーブルWTが、速度V=Mv(Mは、レンズPLの倍率である(一般的に、M=1/4又は1/5))で、同じ又は反対方向に同時に移動される。このようにして、解像度を妥協する必要なしに、比較的大きなターゲット部分Cを露光させることができる。
[00136] 図12は、本明細書に記載される技術と共に利用することができる別の例示的リソグラフィ投影装置1000を模式的に示す。
[00137] リソグラフィ投影装置1000は、以下を含む:
-ソースコレクタモジュールSO;
-放射ビームB(例えば、EUV放射)を調節するように構成された照明システム(イルミネータ)IL。
-パターニングデバイス(例えば、マスク又はレチクル)MAを支持するように構築され、且つパターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第1のポジショナPMに接続されたサポート構造(例えば、パターニングデバイステーブル)MT;
-基板(例えば、レジストコートウェーハ)Wを保持するように構築され、且つ基板を正確に位置決めするように構成された第2のポジショナPWに接続された基板テーブル(例えば、ウェーハテーブル)WT;及び
-パターニングデバイスMAによって放射ビームBに付与されたパターンを基板Wのターゲット部分C(例えば、1つ又は複数のダイを含む)上に投影するように構成された投影システム(例えば、反射型投影システム)PS。
[00138] 図12に描かれるように、装置1000は、反射型(例えば、反射型パターニングデバイスを用いる)である。ほとんどの材料が、EUV波長範囲内で吸収性であるので、パターニングデバイスは、例えば、モリブデン及びシリコンのマルチスタックを含む多層リフレクタを有し得ることに留意されたい。一例では、マルチスタックリフレクタは、各層の厚さが4分の1波長である、モリブデン及びシリコンの40層ペアを有する。さらに小さな波長が、X線リソグラフィを用いて生成され得る。ほとんどの材料が、EUV及びx線波長で吸収性であるので、パターニングデバイストポグラフィ上の薄い一片のパターン付き吸収材料(例えば、多層リフレクタ上のTaNアブゾーバ)は、どこにフィーチャが印刷され(ポジ型レジスト)、又は印刷されないか(ネガ型レジスト)を定義する。
[00139] イルミネータILが、ソースコレクタモジュールSOから極端紫外線放射ビームを受ける。EUV放射を生成する方法は、必ずしも限定されないが、EUV範囲において1つ又は複数の輝線を備えた少なくとも1つの元素(例えば、キセノン、リチウム、又はスズ)を有するプラズマ状態に材料を変換することを含む。レーザ生成プラズマ(「LPP」)と呼ばれることが多い、そのような1つの方法では、プラズマは、線発光元素を有する材料の小滴、ストリーム、又はクラスタなどの燃料をレーザビームで照射することによって生成され得る。ソースコレクタモジュールSOは、燃料を励起するレーザビームを提供するレーザ(図12では不図示)を含むEUV放射システムの一部でもよい。その結果生じるプラズマが、出力放射(例えば、EUV放射)を放出し、これが、ソースコレクタモジュールに配置される放射コレクタを用いて収集される。レーザ及びソースコレクタモジュールは、例えば、燃料励起用のレーザビームを提供するためにCO2レーザが使用される場合には、別個のエンティティでもよい。
[00140] このようなケースでは、レーザは、リソグラフィ装置の一部を形成するとは見なされず、及び放射ビームは、例えば、適宜の誘導ミラー及び/又はビームエキスパンダを含むビームデリバリシステムを用いて、レーザからソースコレクタモジュールへと渡される。他のケースでは、例えばソースが、DPPソースと呼ばれることが多い、放電生成プラズマEUVジェネレータである場合に、ソースは、ソースコレクタモジュールの一体化部分でもよい。ある実施形態では、DUVレーザ源が使用されてもよい。
[00141] イルミネータILは、放射ビームの角度強度分布を調節するためのアジャスタを含み得る。一般に、イルミネータの瞳面の強度分布の少なくとも外側及び/又は内側半径範囲(一般的に、それぞれσ-outer及びσ-innerと呼ばれる)が、調節され得る。さらに、イルミネータILは、ファセットフィールド及び瞳ミラーデバイスなどの様々な他のコンポーネントを含み得る。イルミネータを使用して、断面に所望の均一性及び強度分布を有するように放射ビームを調整することができる。
[00142] 放射ビームBは、サポート構造(例えば、パターニングデバイステーブル)MT上に保持されるパターニングデバイス(例えば、マスク)MAに入射し、及びパターニングデバイスによってパターン付けされる。放射ビームBは、パターニングデバイス(例えば、マスク)MAから反射された後、ビームの焦点を基板Wのターゲット部分Cに合わせる投影システムPSを通過する。第2のポジショナPW及び位置センサPS2(例えば、干渉デバイス、リニアエンコーダ、又は静電容量センサ)を用いて、例えば異なるターゲット部分Cを放射ビームBのパス内に位置決めするように、基板テーブルWTを正確に移動させることができる。同様に、第1のポジショナPM及び別の位置センサPS1を用いて、放射ビームBのパスに対してパターニングデバイス(例えば、マスク)MAを正確に位置決めすることができる。パターニングデバイス(例えば、マスク)MA及び基板Wは、パターニングデバイスアライメントマークM1、M2及び基板アライメントマークP1、P2を用いてアライメントされてもよい。
[00143] 描かれた装置1000は、以下のモードの少なくとも1つで使用され得る:
[00144] 1.ステップモードでは、放射ビームに付与されたパターン全体が、一回でターゲット部分C上に投影される間に、サポート構造(例えば、パターニングデバイステーブル)MT及び基板テーブルWTは、基本的に静止したままである(すなわち、単一静的露光)。次いで、異なるターゲット部分Cが露光され得るように、基板テーブルWTが、X及び/又はY方向にシフトされる。
[00145] 2.スキャンモードでは、放射ビームに付与されたパターンが、ターゲット部分C上に投影される間に、サポート構造(例えば、パターニングデバイステーブル)MT及び基板テーブルWTは、同期してスキャンされる(すなわち、単一動的露光)。サポート構造(例えば、パターニングデバイステーブル)MTに対する基板テーブルWTの速度及び方向は、投影システムPSの縮小及び像反転特性によって決定され得る。
[00146] 3.別のモードでは、放射ビームに付与されたパターンが、ターゲット部分C上に投影される間に、サポート構造(例えば、パターニングデバイステーブル)MTは、プログラマブルパターニングデバイスを保持して基本的に静止したままであり、且つ基板テーブルWTは、移動又はスキャンされる。このモードでは、一般にパルス放射源が用いられ、及びプログラマブルパターニングデバイスが、基板テーブルWTの各移動後に、又はスキャン中の連続する放射パルスの合間に、必要に応じて更新される。この動作モードは、上記で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニングデバイスを利用するマスクレスリソグラフィに容易に適用することができる。
[00147] 図13は、ソースコレクタモジュールSO、照明システムIL、及び投影システムPSを含む装置1000をより詳細に示す。ソースコレクタモジュールSOは、ソースコレクタモジュールSOの閉鎖構造220内で真空環境が維持され得るように、構築及び配置される。EUV放射放出プラズマ210は、放電生成プラズマ源によって形成され得る。EUV放射は、ガス又は蒸気(例えば、電磁スペクトルのEUV範囲内の放射を放出するために、超高温プラズマ210が作られるXeガス、Li蒸気、又はSn蒸気)によって生成され得る。超高温プラズマ210は、例えば、少なくとも部分的にイオン化されたプラズマを生じさせる放電によって作られる。Xe、Li、Sn蒸気又は任意のその他の適宜のガス若しくは蒸気の例えば10Paの分圧が、放射の効率的生成に必要とされ得る。ある実施形態では、励起スズ(Sn)のプラズマは、EUV放射を生成するために提供される。
[00148] 高温プラズマ210によって放出された放射は、ソースチャンバ211から、ソースチャンバ211の開口内、又はその後ろに位置する任意選択的なガスバリア又は汚染物質トラップ230(場合によっては、汚染物質バリア又はフォイルトラップとも呼ばれる)を介して、コレクタチャンバ212内へと渡される。汚染物質トラップ230は、チャネル構造を含み得る。汚染物質トラップ230は、ガスバリア、又はガスバリア及びチャネル構造の組み合わせも含み得る。本明細書にさらに示される汚染物質トラップ又は汚染物質バリア230は、当該技術分野で知られているように、少なくともチャネル構造を含む。
[00149] コレクタチャンバ211は、いわゆる斜入射型コレクタでもよい放射コレクタCOを含み得る。放射コレクタCOは、上流放射コレクタ側251及び下流放射コレクタ側252を有する。コレクタCOを横断する放射は、格子スペクトルフィルタ240に反射して、一点鎖線「O」によって示される光軸に沿った仮想光源点IFに焦点を合わせることができる。仮想光源点IFは、一般的に中間焦点と呼ばれ、及びソースコレクタモジュールは、中間焦点IFが、閉鎖構造220の開口221に、又はその付近に位置するように配置される。仮想光源点IFは、放射放出プラズマ210の像である。
[00150] 続いて、放射は、パターニングデバイスMAにおいて放射ビーム21の所望の角度分布、及びパターニングデバイスMAにおいて放射強度の所望の均一性を提供するように配置されたファセットフィールドミラーデバイス22及びファセット瞳ミラーデバイス24を包含し得る照明システムILを横断する。サポート構造MTによって保持されたパターニングデバイスMAにおける放射ビーム21の反射時に、パターン付きビーム26が形成され、及びパターン付きビーム26は、投影システムPSによって、反射要素28、30を介して、基板テーブルWTによって保持される基板W上に結像される。
[00151] 一般に、図示されるよりも多くの要素が、照明光学系ユニットIL及び投影システムPS内に存在し得る。格子スペクトルフィルタ240が、リソグラフィ装置のタイプに応じて、任意選択的に存在してもよい。さらに、図面に示されるミラーよりも多くのミラーが存在してもよく、例えば、図13に示されるよりも1~6個の追加の反射要素が、投影システムPSに存在してもよい。
[00152] 図14に示されるようなコレクタ系COは、コレクタ(又はコレクタミラー)の単なる一例として、斜入射型リフレクタ253、254、及び255を備えた入れ子式コレクタとして描かれる。斜入射型リフレクタ253、254、及び255は、光軸Oに対して軸対称に配置され、及びこのタイプのコレクタ系COは、DPPソースと呼ばれることが多い、放電生成プラズマ源と組み合わせて使用され得る。
[00153] 代替的に、ソースコレクタモジュールSOは、図14に示すように、LPP放射システムの一部であってもよい。レーザLAは、レーザエネルギーをキセノン(Xe)、スズ(Sn)、又はリチウム(Li)などの燃料に堆積させ、数十eVの電子温度の高イオン化プラズマ210を生成するように配置される。脱励起及びこれらのイオンの再結合中に生成されるエネルギー放射は、プラズマから放出され、近法線入射コレクタ系COによって収集され、及び閉鎖構造220の開口221上に焦点が合わせられる。
[00154] 実施形態は、以下の条項を用いてさらに説明することができる:
1.機械学習モデル予測の不確実性を数値化する方法であって、
所与の入力に関して機械学習モデルからの複数の出力実現値を機械学習モデルに予測させることと、
所与の入力に関する予測された複数の出力実現値のばらつきを決定することと、
予測された複数の出力実現値の決定されたばらつきを用いて、機械学習モデルからの予測された複数の出力実現値における不確実性を数値化することと、
を含む、方法。
2.複数の出力実現値を機械学習モデルに予測させることが、所与の入力を条件とした条件付き確率からサンプリングを行うことを含む、条項1に記載の方法。
3.所与の入力が、像、クリップ、符号化された像、符号化されたクリップ、又は機械学習モデルの前の層からのデータの1つ又は複数を含む、条項1~2の何れか一項に記載の方法。
4.予測された複数の出力実現値の決定されたばらつき、及び/又は数値化された不確実性を用いて、機械学習モデルをより記述的にすること、又はより多様な訓練データを含めることによって、機械学習モデルの不確実性を減少させるように機械学習モデルを調整することをさらに含む、条項1~3の何れか一項に記載の方法。
5.機械学習モデルがエンコーダ-デコーダアーキテクチャを含む、条項1~4の何れか一項に記載の方法。
6.エンコーダ-デコーダアーキテクチャが、変分エンコーダ-デコーダアーキテクチャを含み、本方法が、出力空間で実現値を生成する確率潜在空間を用いて変分エンコーダ-デコーダアーキテクチャを訓練することをさらに含む、条項5に記載の方法。
7.潜在空間が、低次元符号化を含む、条項6に記載の方法。
8.所与の入力に関して、エンコーダ-デコーダアーキテクチャのエンコーダ部分を用いて、潜在変数の条件付き確率を決定することをさらに含む、条項7に記載の方法。
9.エンコーダ-デコーダアーキテクチャのデコーダ部分を用いて、条件付き確率を決定することをさらに含む、条項8に記載の方法。
10.エンコーダ-デコーダアーキテクチャのエンコーダ部分を用いて決定された潜在変数の条件付き確率からサンプリングを行うことと、サンプルごとに、エンコーダ-デコーダアーキテクチャのデコーダ部分を用いて、出力を予測することと、をさらに含む、条項9に記載の方法。
11.サンプリングが、所与の条件付き確率分布から数字を無作為に選択することを含み、サンプリングが、ガウス又は非ガウス式である、条項10に記載の方法。
12.潜在空間内でサンプルごとに予測された出力に基づいて、所与の入力に関する予測された複数の出力実現値のばらつきを決定することをさらに含む、条項10に記載の方法。
13.ばらつきを決定することが、平均、モーメント、歪度、標準偏差、分散、尖度、又は共分散の1つ又は複数を含む1つ又は複数の統計的演算を用いて、ばらつきを数値化することを含む、条項12に記載の方法。
14.エンコーダ-デコーダアーキテクチャのエンコーダ部分を用いて決定された潜在変数の条件付き確率が、変分推論技法を用いてエンコーダ部分によって決定される、条項8~13の何れか一項に記載の方法。
15.変分推論技法が、パラメータファミリーの分布において、エンコーダ-デコーダアーキテクチャのエンコーダ部分を用いて、潜在変数の条件付き確率に対する近似を識別することを含む、条項14に記載の方法。
16.パラメータファミリーの分布が、パラメータ化分布を含み、ファミリーが、分布、又は複数の分布の組み合わせのタイプ又は形状を意味する、条項15に記載の方法。
17.第1の事後分布を決定することをさらに含み、潜在空間の原点までの第1の事後分布の距離が、機械学習モデルの不確実性に反比例する、条項1~16の何れか一項に記載の方法。
18.第2の事後分布を決定することをさらに含み、第2の事後分布の分散が、機械学習モデルの不確実性に直接関係する、条項1~17の何れか一項に記載の方法。
19.第2の事後分布を決定することが、潜在空間を直接サンプリングすることを含む、条項18に記載の方法。
20.第2の事後分布が学習される、条項18に記載の方法。
21.機械学習モデルの不確実性が、機械学習モデルのパラメータの重みの不確実性、並びに潜在空間のサイズ及び記述性に関係する、条項1~20の何れか一項に記載の方法。
22.重みの不確実性が、出力の不確実性となって現れることによって、出力分散の増加が引き起こされるように、機械学習モデルの不確実性が、機械学習モデルのパラメータの重みの不確実性、並びに潜在空間のサイズ及び記述性に関係する、条項21に記載の方法。
23.予測された複数の出力実現値の決定されたばらつきを用いて、機械学習モデルの不確実性を減少させるように機械学習モデルを調整することが、訓練セットのサイズを大きくすること、及び/又は潜在空間の次元を増加させることを含む、条項2~22の何れか一項に記載の方法。
24.訓練セットのサイズを大きくすること、及び/又は潜在空間の次元を増加させることが、機械学習モデルを訓練するための入力として、前の訓練材料と比較して、より多様な像、より多様なデータ、及び追加のクリップを用いることと、ベクトルを符号化するためにより多くの次元、及び機械学習モデルにおいてより多くの符号化層を用いることと、を含む、条項23に記載の方法。
25.予測された複数の出力実現値の決定されたばらつきを用いて、機械学習モデルの不確実性を減少させるように機械学習モデルを調整することが、潜在空間にさらなる次元を追加することを含む、条項2~24の何れか一項に記載の方法。
26.予測された複数の出力実現値の決定されたばらつきを用いて、機械学習モデルの不確実性を減少させるように機械学習モデルを調整することが、追加の、及びより多様な訓練サンプルを用いて機械学習モデルを訓練することを含む、条項2~25の何れか一項に記載の方法。
27.追加の、及びより多様な訓練サンプルが、前の訓練材料と比較して、より多様な像、より多様なデータ、及び追加のクリップを含む、条項26に記載の方法。
28.予測された複数の出力実現値の決定されたばらつきを用いて、半導体製造プロセスの一部としてウェーハジオメトリを予測するための機械学習モデルの不確実性を減少させるように機械学習モデルを調整することをさらに含む、条項2~27の何れか一項に記載の方法。
29.予測された複数の出力実現値の決定されたばらつきを用いて、半導体製造プロセスの一部としてウェーハジオメトリを予測するための機械学習モデルの不確実性を減少させるように機械学習モデルを調整することが、機械学習モデルを訓練するための入力として、前の訓練材料と比較して、より多様な像、より多様なデータ、及び追加のクリップを用いることと、ベクトルを符号化するためにより多くの次元、機械学習モデルにおいてより多くの符号化層、より多様な像、より多様なデータ、追加のクリップ、より多くの次元、及び決定されたばらつきに基づいて決定されたより多くの符号化層を用いることと、を含む、条項28に記載の方法。
30.予測された複数の出力実現値の決定されたばらつきを用いて、半導体製造プロセスの一部として予測オーバーレイを生成するための機械学習モデルの不確実性を減少させるように機械学習モデルを調整することをさらに含む、条項2~29の何れか一項に記載の方法。
31.予測された複数の出力実現値の決定されたばらつきを用いて、半導体製造プロセスの一部として予測オーバーレイを生成するための機械学習モデルの不確実性を減少させるように機械学習モデルを調整することが、機械学習モデルを訓練するための入力として、前の訓練材料と比較して、より多様な像、より多様なデータ、及び追加のクリップを用いることと、ベクトルを符号化するためにより多くの次元、機械学習モデルにおいてより多くの符号化層、より多様な像、より多様なデータ、追加のクリップ、より多くの次元、及び決定されたばらつきに基づいて決定されたより多くの符号化層を用いることと、を含む、条項30に記載の方法。
32.パラメータ化モデル予測の不確実性を数値化する方法であって、
所与の入力に関してパラメータ化モデルからの複数の出力実現値をパラメータ化モデルに予測させることと、
所与の入力に関する予測された複数の出力実現値のばらつきを決定することと、
予測された複数の出力実現値の決定されたばらつきを用いて、パラメータ化モデルからの予測された複数の出力実現値における不確実性を数値化することと、
を含む、方法。
33.パラメータ化モデルが機械学習モデルである、条項32に記載の方法。
34.命令が記録された非一時的コンピュータ可読媒体を含むコンピュータプログラムであって、命令が、コンピュータによって実行されると、条項1~33の何れか一項に記載の方法を実施する、コンピュータプログラム。
35.フォトリソグラフィ装置構成の方法であって、
所与の入力に関して機械学習モデルからの複数の事後分布を機械学習モデルに予測させることであって、複数の事後分布が、複数の分布のうちのある分布を含む、予測させることと、
上記複数の分布のうちのある分布からサンプリングを行うことによって、所与の入力に関する予測された複数の事後分布のばらつきを決定することと、
予測された複数の事後分布の決定されたばらつきを用いて、機械学習モデル予測の不確実性を数値化することと、
機械学習モデル予測の不確実性を減少させるように機械学習モデルの1つ又は複数のパラメータを調整することと、
所与の入力に関する、調整された機械学習モデルからの予測に基づいて、フォトリソグラフィ装置を調整するための1つ又は複数のフォトリソグラフィプロセスパラメータを決定することと、
を含む、方法。
36.1つ又は複数の決定されたフォトリソグラフィプロセスパラメータに基づいて、フォトリソグラフィ装置を調整することをさらに含む、条項35に記載の方法。
37.機械学習モデルの1つ又は複数のパラメータが、機械学習モデルの1つ又は複数のパラメータの1つ又は複数の重みを含む、条項36に記載の方法。
38.調整された機械学習モデルからの予測が、予測オーバーレイ又は予測ウェーハジオメトリの1つ又は複数を含む、条項35~37の何れか一項に記載の方法。
39.1つ又は複数の決定されたフォトリソグラフィプロセスパラメータが、マスク設計、瞳形状、ドーズ、又は焦点の1つ又は複数を含む、条項35~38の何れか一項に記載の方法。
40.1つ又は複数の決定されたフォトリソグラフィプロセスパラメータが、マスク設計を含み、マスク設計に基づいてフォトリソグラフィ装置を調整することが、マスク設計を第1のマスク設計から第2のマスク設計に変更することを含む、条項39に記載の方法。
41.1つ又は複数の決定されたフォトリソグラフィプロセスパラメータが、瞳形状を含み、瞳形状に基づいてフォトリソグラフィ装置を調整することが、瞳形状を第1の瞳形状から第2の瞳形状へと変更することを含む、条項39に記載の方法。
42.1つ又は複数の決定されたフォトリソグラフィプロセスパラメータが、ドーズを含み、ドーズに基づいてフォトリソグラフィ装置を調整することが、ドーズを第1のドーズから第2のドーズへと変更することを含む、条項39に記載の方法。
43.1つ又は複数の決定されたフォトリソグラフィプロセスパラメータが、焦点を含み、焦点に基づいてフォトリソグラフィ装置を調整することが、焦点を第1の焦点から第2の焦点へと変更することを含む、条項39に記載の方法。
44.複数の事後分布を機械学習モデルに予測させることが、パラメータドロップアウトを用いて、上記複数の分布のうちのある分布を機械学習モデルに生成させることを含む、条項35~43の何れか一項に記載の方法。
45.所与の入力に関して機械学習モデルからの複数の事後分布を機械学習モデルに予測させることが、第1の事後分布PΘ(z|x)に対応する複数の事後分布の第1のセット、及び第2の事後分布Pφ(y|z)に対応する複数の事後分布の第2のセットを機械学習モデルに予測させることを含み、
上記複数の分布のうちのある分布からサンプリングを行うことによって、所与の入力に関する予測された複数の事後分布のばらつきを決定することが、第1及び第2のセットに関して上記複数の分布のうちのある分布からサンプリングを行うことによって、所与の入力に関する予測された複数の事後分布の第1のセット及び第2のセットのばらつきを決定することを含み、
予測された複数の事後分布の決定されたばらつきを用いて、機械学習モデル予測の不確実性を数値化することが、予測された複数の事後分布の第1のセット及び第2のセットの決定されたばらつきを用いて、機械学習モデル予測の不確実性を数値化することを含む、条項35~44の何れか一項に記載の方法。
46.所与の入力が、像、クリップ、符号化された像、符号化されたクリップ、又は機械学習モデルの前の層からのデータの1つ又は複数を含む、条項35~45の何れか一項に記載の方法。
47.予測された複数の事後分布の決定されたばらつき、及び/又は数値化された不確実性を用いて、機械学習モデルをより記述的にすること、又はより多様な訓練データを含めることによって、機械学習モデルの不確実性を減少させるように機械学習モデルを調整することをさらに含む、条項35~46の何れか一項に記載の方法。
48.サンプリングが、上記複数の分布のうちのある分布から複数の分布を無作為に選択することを含み、サンプリングが、ガウス又は非ガウス式である、条項35~47の何れか一項に記載の方法。
49.ばらつきを決定することが、平均、モーメント、歪度、標準偏差、分散、尖度、又は共分散の1つ又は複数を含む1つ又は複数の統計的演算を用いて、ばらつきを数値化することを含む、条項35~48の何れか一項に記載の方法。
50.機械学習モデルの不確実性が、機械学習モデルの1つ又は複数のパラメータの重みの不確実性、並びに機械学習モデルに関連付けられた潜在空間のサイズ及び記述性に関係する、条項35~49の何れか一項に記載の方法。
51.機械学習モデルの不確実性を減少させるように機械学習モデルを調整することが、訓練セットのサイズを大きくすること、及び/又は機械学習モデルに関連付けられた潜在空間の次元を増加させることを含む、条項35~50の何れか一項に記載の方法。
52.訓練セットのサイズを大きくすること、及び/又は潜在空間の次元を増加させることが、機械学習モデルを訓練するための入力として、前の訓練材料と比較して、より多様な像、より多様なデータ、及び追加のクリップを用いることと、ベクトルを符号化するためにより多くの次元、及び機械学習モデルにおいてより多くの符号化層を用いることと、を含む、条項51に記載の方法。
53.予測された複数の事後分布の決定されたばらつきを用いて、機械学習モデルの不確実性を減少させるように機械学習モデルを調整することが、機械学習モデルに関連付けられた潜在空間にさらなる次元を追加することを含む、条項35~52の何れか一項に記載の方法。
54.予測された複数の事後分布の決定されたばらつきを用いて、機械学習モデルの不確実性を減少させるように機械学習モデルの1つ又は複数のパラメータを調整することが、追加の、及びより多様な訓練サンプルを用いて機械学習モデルを訓練することを含む、条項35~53の何れか一項に記載の方法。
55.パラメータ化モデル予測の不確実性を数値化する方法であって、
所与の入力に関してパラメータ化モデルからの複数の事後分布をパラメータ化モデルに予測させることであって、複数の事後分布が、複数の分布のうちのある分布を含む、予測させることと、
上記複数の分布のうちのある分布からサンプリングを行うことによって、所与の入力に関する予測された複数の事後分布のばらつきを決定することと、
予測された複数の事後分布の決定されたばらつきを用いて、パラメータ化モデル予測の不確実性を数値化することと、
を含む、方法。
56.パラメータ化モデルが、機械学習モデルである、条項55に記載の方法。
57.複数の事後分布をパラメータ化モデルに予測させることが、パラメータドロップアウトを用いて、上記複数の分布のうちのある分布をパラメータ化モデルに生成させることを含む、条項55~56の何れか一項に記載の方法。
58.所与の入力に関してパラメータ化モデルからの複数の事後分布をパラメータ化モデルに予測させることが、第1の事後分布PΘ(z|x)に対応する複数の事後分布の第1のセット、及び第2の事後分布Pφ(y|z)に対応する複数の事後分布の第2のセットをパラメータ化モデルに予測させることを含み、
上記複数の分布のうちのある分布からサンプリングを行うことによって、所与の入力に関する予測された複数の事後分布のばらつきを決定することが、第1及び第2のセットに関して上記複数の分布のうちのある分布からサンプリングを行うことによって、所与の入力に関する予測された複数の事後分布の第1のセット及び第2のセットのばらつきを決定することを含み、
予測された複数の事後分布の決定されたばらつきを用いて、パラメータ化モデル予測の不確実性を数値化することが、予測された複数の事後分布の第1のセット及び第2のセットの決定されたばらつきを用いて、パラメータ化モデル予測の不確実性を数値化することを含む、条項55~57の何れか一項に記載の方法。
59.所与の入力が、像、クリップ、符号化された像、符号化されたクリップ、又はパラメータ化モデルの前の層からのデータの1つ又は複数を含む、条項55~58の何れか一項に記載の方法。
60.予測された複数の事後分布の決定されたばらつき、及び/又は数値化された不確実性を用いて、パラメータ化モデルをより記述的にすること、又はより多様な訓練データを含めることによって、パラメータ化モデルの不確実性を減少させるようにパラメータ化モデルを調整することをさらに含む、条項55~59の何れか一項に記載の方法。
61.パラメータ化モデルが、エンコーダ-デコーダアーキテクチャを含む、条項55~60の何れか一項に記載の方法。
62.エンコーダ-デコーダアーキテクチャが、変分エンコーダ-デコーダアーキテクチャを含み、本方法が、出力空間で実現値を生成する確率潜在空間を用いて変分エンコーダ-デコーダアーキテクチャを訓練することをさらに含む、条項61に記載の方法。
63.潜在空間が、低次元符号化を含む、条項62に記載の方法。
64.所与の入力に関して、エンコーダ-デコーダアーキテクチャのエンコーダ部分を用いて、潜在変数の条件付き確率を決定することをさらに含む、条項63に記載の方法。
65.エンコーダ-デコーダアーキテクチャのデコーダ部分を用いて、条件付き確率を決定することをさらに含む、条項64に記載の方法。
66.エンコーダ-デコーダアーキテクチャのエンコーダ部分を用いて決定された潜在変数の条件付き確率からサンプリングを行うことと、サンプルごとに、エンコーダ-デコーダアーキテクチャのデコーダ部分を用いて、出力を予測することと、をさらに含む、条項65に記載の方法。
67.サンプリングが、上記複数の分布のうちのある分布から複数の分布を無作為に選択することを含み、サンプリングが、ガウス又は非ガウス式である、条項55に記載の方法。
68.ばらつきを決定することが、平均、モーメント、歪度、標準偏差、分散、尖度、又は共分散の1つ又は複数を含む1つ又は複数の統計的演算を用いて、ばらつきを数値化することを含む、条項67に記載の方法。
69.パラメータ化モデルの不確実性が、パラメータ化モデルのパラメータの重みの不確実性、並びに潜在空間のサイズ及び記述性に関係する、条項62~68の何れか一項に記載の方法。
70.重みの不確実性が、出力の不確実性となって現れることによって、出力分散の増加が引き起こされるように、パラメータ化モデルの不確実性が、パラメータ化モデルのパラメータの重みの不確実性、並びに潜在空間のサイズ及び記述性に関係する、条項69に記載の方法。
71.予測された複数の事後分布の決定されたばらつきを用いて、パラメータ化モデルの不確実性を減少させるようにパラメータ化モデルを調整することが、訓練セットのサイズを大きくすること、及び/又は潜在空間の次元を増加させることを含む、条項62~70の何れか一項に記載の方法。
72.訓練セットのサイズを大きくすること、及び/又は潜在空間の次元を増加させることが、パラメータ化モデルを訓練するための入力として、前の訓練材料と比較して、より多様な像、より多様なデータ、及び追加のクリップを用いることと、ベクトルを符号化するためにより多くの次元、及びパラメータ化モデルにおいてより多くの符号化層を用いることと、を含む、条項71に記載の方法。
73.予測された複数の事後分布の決定されたばらつきを用いて、パラメータ化モデルの不確実性を減少させるようにパラメータ化モデルを調整することが、潜在空間にさらなる次元を追加することを含む、条項62~72の何れか一項に記載の方法。
74.予測された複数の事後分布の決定されたばらつきを用いて、パラメータ化モデルの不確実性を減少させるようにパラメータ化モデルを調整することが、追加の、及びより多様な訓練サンプルを用いてパラメータ化モデルを訓練することを含む、条項60~73の何れか一項に記載の方法。
75.追加の、及びより多様な訓練サンプルが、前の訓練材料と比較して、より多様な像、より多様なデータ、及び追加のクリップを含む、条項74に記載の方法。
76.予測された複数の事後分布の決定されたばらつきを用いて、半導体製造プロセスの一部としてウェーハジオメトリを予測するためのパラメータ化モデルの不確実性を減少させるようにパラメータ化モデルを調整することをさらに含む、条項60~75の何れか一項に記載の方法。
77.予測された複数の事後分布の決定されたばらつきを用いて、半導体製造プロセスの一部としてウェーハジオメトリを予測するためのパラメータ化モデルの不確実性を減少させるようにパラメータ化モデルを調整することが、パラメータ化モデルを訓練するための入力として、前の訓練材料と比較して、より多様な像、より多様なデータ、及び追加のクリップを用いることと、ベクトルを符号化するためにより多くの次元、パラメータ化モデルにおいてより多くの符号化層、より多様な像、より多様なデータ、追加のクリップ、より多くの次元、及び決定されたばらつきに基づいて決定されたより多くの符号化層を用いることと、を含む、条項76に記載の方法。
78.予測された複数の事後分布の決定されたばらつきを用いて、半導体製造プロセスの一部として予測オーバーレイを生成するためのパラメータ化モデルの不確実性を減少させるようにパラメータ化モデルを調整することをさらに含む、条項60~77の何れか一項に記載の方法。
79.予測された複数の事後分布の決定されたばらつきを用いて、半導体製造プロセスの一部として予測オーバーレイを生成するためのパラメータ化モデルの不確実性を減少させるようにパラメータ化モデルを調整することが、パラメータ化モデルを訓練するための入力として、前の訓練材料と比較して、より多様な像、より多様なデータ、及び追加のクリップを用いることと、ベクトルを符号化するためにより多くの次元、パラメータ化モデルにおいてより多くの符号化層、より多様な像、より多様なデータ、追加のクリップ、より多くの次元、及び決定されたばらつきに基づいて決定されたより多くの符号化層を用いることと、を含む、条項78に記載の方法。
80.命令が記録された非一時的コンピュータ可読媒体を含むコンピュータプログラムであって、命令が、コンピュータによって実行されると、条項35~79の何れか一項に記載の方法を実施する、コンピュータプログラム。
[00155] 本明細書に開示する概念は、サブ波長フィーチャを結像するための一般的結像システムのシミュレーション又は数学的モデル化を行うことができ、及び特に、ますます短くなる波長を生成することが可能な新しい結像技術にとって有用となり得る。既に使用されている新しい技術には、EUV(極端紫外線)、ArFレーザを使用して193nmの波長、及びフッ素レーザを使用して157nmの波長さえ生成可能なDUVリソグラフィが含まれる。また、EUVリソグラフィは、20~5nmの範囲内で光子を生成するために、シンクロトロンを使用することによって、又は材料(固体又はプラズマ)に高エネルギー電子をぶつけることによって、この範囲内の波長を生成することが可能である。
[00156] 本明細書に開示する概念は、シリコンウェーハなどの基板上の結像のために使用され得るが、開示した概念は、あらゆるタイプのリソグラフィ結像システム(例えば、シリコンウェーハ以外の基板上の結像に使用されるもの)に使用され得ることが理解されるものとする。加えて、開示した要素の組み合わせ及びサブコンビネーションは、別個の実施形態を含み得る。例えば、機械学習モデルのばらつきを決定することは、モデルによって行われた個々の予測のばらつき、及び/又はモデルによって生成された事後分布のサンプリングされたセットにおけるばらつきを決定することを含み得る。これらの特徴は、別個の実施形態を含んでもよく、及び/又はこれらの特徴は、同じ実施形態内で一緒に使用されてもよい。
[00157] 上記の記載は、説明のためのものであり、限定するものではないことが意図される。従って、当業者には、以下に記載される請求項の範囲から逸脱することなく、説明したように、変更が行われ得ることが明らかとなるだろう。

Claims (15)

  1. パラメータ化モデル予測の不確実性を数値化する方法であって、
    所与の入力に関してパラメータ化モデルからの複数の事後分布を前記パラメータ化モデルに予測させることであって、前記複数の事後分布が、複数の分布のうちのある分布を含む、予測させることと、
    前記複数の分布のうちのある分布からサンプリングを行うことによって、前記所与の入力に関する前記予測された複数の事後分布のばらつきを決定することと、
    前記予測された複数の事後分布の前記決定されたばらつきを用いて、前記パラメータ化モデル予測の不確実性を数値化することと、
    を含む、方法。
  2. 前記パラメータ化モデルが機械学習モデルである、請求項1に記載の方法。
  3. 前記複数の事後分布を前記パラメータ化モデルに予測させることが、パラメータドロップアウトを用いて、前記複数の分布のうちのある分布を前記パラメータ化モデルに生成させることを含む、請求項1に記載の方法。
  4. 所与の入力に関して前記パラメータ化モデルからの前記複数の事後分布を前記パラメータ化モデルに予測させることが、第1の事後分布PΘ(z|x)に対応する複数の事後分布の第1のセット、及び第2の事後分布Pφ(y|z)に対応する複数の事後分布の第2のセットを前記パラメータ化モデルに予測させることを含み、
    前記複数の分布のうちのある分布からサンプリングを行うことによって、前記所与の入力に関する前記予測された複数の事後分布の前記ばらつきを決定することが、前記第1のセット及び前記第2のセットに関して前記複数の分布のうちのある分布からサンプリングを行うことによって、前記所与の入力に関する予測された複数の事後分布の前記第1のセット及び前記第2のセットのばらつきを決定することを含み、
    前記予測された複数の事後分布の前記決定されたばらつきを用いて、前記パラメータ化モデル予測の前記不確実性を数値化することが、予測された複数の事後分布の前記第1のセット及び前記第2のセットの前記決定されたばらつきを用いて、前記パラメータ化モデル予測の前記不確実性を数値化することを含む、請求項1に記載の方法。
  5. 前記所与の入力が、像、クリップ、符号化された像、符号化されたクリップ、又は前記パラメータ化モデルの前の層からのデータの1つ又は複数を含む、請求項1に記載の方法。
  6. 前記予測された複数の事後分布の前記決定されたばらつき、及び/又は前記数値化された不確実性を用いて、前記パラメータ化モデルをより記述的にすること、又はより多様な訓練データを含めることによって、前記パラメータ化モデルの前記不確実性を減少させるように前記パラメータ化モデルを調整することをさらに含む、請求項1に記載の方法。
  7. 前記パラメータ化モデルが、エンコーダ-デコーダアーキテクチャを含む、請求項1に記載の方法。
  8. 前記エンコーダ-デコーダアーキテクチャが、変分エンコーダ-デコーダアーキテクチャを含み、前記方法が、出力空間で実現値を生成する確率潜在空間を用いて前記変分エンコーダ-デコーダアーキテクチャを訓練することをさらに含む、請求項7に記載の方法。
  9. 前記潜在空間が、低次元符号化を含む、請求項8に記載の方法。
  10. 前記所与の入力に関して、前記エンコーダ-デコーダアーキテクチャのエンコーダ部分を用いて、潜在変数の条件付き確率を決定することをさらに含む、請求項9に記載の方法。
  11. 前記エンコーダ-デコーダアーキテクチャのデコーダ部分を用いて、条件付き確率を決定することをさらに含む、請求項10に記載の方法。
  12. サンプリングが、前記複数の分布のうちのある分布から複数の分布を無作為に選択することを含み、前記サンプリングが、ガウス又は非ガウス式である、請求項1に記載の方法。
  13. 前記パラメータ化モデルの前記不確実性が、前記パラメータ化モデルのパラメータの重みの不確実性、並びに前記潜在空間のサイズ及び記述性に関係する、請求項8に記載の方法。
  14. 前記予測された複数の事後分布の前記決定されたばらつきを用いて、前記パラメータ化モデルの前記不確実性を減少させるように前記パラメータ化モデルを調整することが、
    訓練セットのサイズを大きくすること、及び/又は前記潜在空間の次元を増加させること、
    前記潜在空間にさらなる次元を追加すること、又は
    追加の、及びより多様な訓練サンプルを用いて前記パラメータ化モデルを訓練すること、
    を含む、請求項8に記載の方法。
  15. 命令が記録された非一時的コンピュータ可読媒体を含むコンピュータプログラムであって、前記命令が、コンピュータによって実行されると、請求項1に記載の方法を実施する、コンピュータプログラム。
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