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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6462022
(24)【登録日】2019年1月11日
(45)【発行日】2019年1月30日
(54)【発明の名称】向上したプロセス制御のための品質測定値を提供するための方法
(51)【国際特許分類】
G03F 9/00 20060101AFI20190121BHJP
H01L 21/66 20060101ALI20190121BHJP
G03F 7/20 20060101ALI20190121BHJP
【ＦＩ】
G03F9/00 H
H01L21/66 J
G03F7/20 521
【請求項の数】9
【全頁数】38
(21)【出願番号】特願2017-30145(P2017-30145)
(22)【出願日】2017年2月21日
(62)【分割の表示】特願2014-503952(P2014-503952)の分割
【原出願日】2012年4月4日
(65)【公開番号】特開2017-122920(P2017-122920A)
(43)【公開日】2017年7月13日
【審査請求日】2017年2月21日
(31)【優先権主張番号】61/509,842
(32)【優先日】2011年7月20日
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】61/597,504
(32)【優先日】2012年2月10日
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】61/474,167
(32)【優先日】2011年4月11日
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】61/472,545
(32)【優先日】2011年4月6日
(33)【優先権主張国】US
(31)【優先権主張番号】61/598,140
(32)【優先日】2012年2月13日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】500049141
【氏名又は名称】ケーエルエー−テンカー コーポレイション
(74)【代理人】
【識別番号】110001210
【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】カンデル ダニエル
(72)【発明者】
【氏名】コーエン ガイ
(72)【発明者】
【氏名】クレイン ダナ
(72)【発明者】
【氏名】レビンスキ ブラディミル
(72)【発明者】
【氏名】サピエンス ノアム
(72)【発明者】
【氏名】シュルマン アレックス
(72)【発明者】
【氏名】カメネットスキイ ブラディミル
(72)【発明者】
【氏名】アミット イラン
(72)【発明者】
【氏名】バクシュテイン イリナ
【審査官】
長谷 潮
(56)【参考文献】
【文献】
特表２００６−５１８９４２（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表２００５−５１８１０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特表２０１０−５３７３９４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｇ０３Ｆ ７／２０ − ７／２４，９／００
Ｈ０１Ｌ ２１／０２７，２１／６６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
コンピュータによってインプレメントされる方法であって、
複数のレチクル側標的をレチクル上に形成することと、
複数のウェーハ側標的をウェーハ上に形成することと、
リソグラフィープロセスの後および前記ウェーハの第１の非リソグラフィックプロセスの前に前記複数のレチクル側標的から取得された第１の１組の計測結果と、前記第１の非リソグラフィックプロセスの後に前記複数のレチクル側標的から取得された少なくとも第２の１組の計測結果とを比較することにより、第１のプロセス署名を前記ウェーハ上の位置の関数として決定することと、
前記第１のプロセス署名と、特定のプロセス経路とを相関付けることと、
前記複数のウェーハ側標的に対して１組の計測測定を行うことにより、前記第１の非リソグラフィックプロセスの後にデバイス相関バイアスを測定することであって、前記デバイス相関バイアスは、計測構造と前記ウェーハのデバイスとの間の前記バイアスである、ことと、
各さらなるプロセス層と前記ウェーハの各さらなる非リソグラフィックプロセス経路とについて各さらなるプロセス署名を前記ウェーハ上の位置の関数として決定することと、
各さらなるプロセス層および前記ウェーハの各さらなる非リソグラフィックプロセス経路に追随する各さらなるデバイス相関バイアスを測定することと、
決定された前記第１のプロセス署名および前記各さらなるプロセス署名、ならびに、測定された第１のデバイス相関バイアスおよび前記各さらなるデバイス相関バイアスを用いて、前記非リソグラフィックプロセス経路に関連する影響に起因する測定オーバレイの依存性を、前記ウェーハ上の位置毎に定量化したプロセス署名マップを有するプロセス署名マップデータベースを生成することと、
を含む、方法。
複数のレチクル側標的をレチクル上に形成することと、
複数のウェーハ側標的をウェーハ上に形成することと、
リソグラフィープロセスの後および前記ウェーハの第１の非リソグラフィックプロセスの前に前記複数のレチクル側標的から取得された第１の１組の計測結果と、前記第１の非リソグラフィックプロセスの後に前記複数のレチクル側標的から取得された少なくとも第２の１組の計測結果とを比較することにより、第１のプロセス署名を前記ウェーハ上の位置の関数として決定することと、
前記第１のプロセス署名と、特定のプロセス経路とを相関付けることと、
前記複数のウェーハ側標的に対して１組の計測測定を行うことにより、前記第１の非リソグラフィックプロセスの後にデバイス相関バイアスを測定することであって、前記デバイス相関バイアスは、計測構造と前記ウェーハのデバイスとの間の前記バイアスである、ことと、
各さらなるプロセス層と前記ウェーハの各さらなる非リソグラフィックプロセス経路とについて各さらなるプロセス署名を前記ウェーハ上の位置の関数として決定することと、
各さらなるプロセス層および前記ウェーハの各さらなる非リソグラフィックプロセス経路に追随する各さらなるデバイス相関バイアスを測定することと、
決定された前記第１のプロセス署名および前記各さらなるプロセス署名、ならびに、測定された第１のデバイス相関バイアスおよび前記各さらなるデバイス相関バイアスを用いて、前記非リソグラフィックプロセス経路に関連する影響に起因する測定オーバレイの依存性を、前記ウェーハ上の位置毎に定量化したプロセス署名マップを有するプロセス署名マップデータベースを生成することと、
を含む、方法。
【請求項2】
前記リソグラフィープロセスの後および前記ウェーハの第１の非リソグラフィックプロセスの前に前記複数のレチクル側標的から取得された第１の１組の計測結果と、前記第１の非リソグラフィックプロセスの後に前記複数のレチクル側標的から取得された少なくとも第２の１組の計測結果とを比較することは、
前記リソグラフィープロセスの後および前記ウェーハの第１の非リソグラフィックプロセスの前に前記複数のレチクル側標的から取得された第１の１組の計測結果と、前記第１の非リソグラフィックプロセスの後に前記複数のレチクル側標的から取得された少なくとも第２の１組の計測結果との間の差を決定すること、
を含む、請求項１に記載の方法。
前記リソグラフィープロセスの後および前記ウェーハの第１の非リソグラフィックプロセスの前に前記複数のレチクル側標的から取得された第１の１組の計測結果と、前記第１の非リソグラフィックプロセスの後に前記複数のレチクル側標的から取得された少なくとも第２の１組の計測結果との間の差を決定すること、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
前記複数のレチクル側標的からの前記第１の１組の計測結果は、リソグラフィープロセスの後に前記複数のレチクル側標的に対して第１の１組の計測測定を行うことにより、リソグラフィープロセスの後に取得される、
請求項１に記載の方法。
請求項１に記載の方法。
【請求項4】
前記複数のレチクル側標的からの前記少なくとも第２の１組の計測結果は、前記ウェーハの前記第１の非リソグラフィックプロセスの後に前記複数のレチクル側標的に少なくとも第２の１組の計測測定を行うことにより、前記第１の非リソグラフィックプロセスの後に取得される、請求項１に記載の方法。
【請求項5】
前記複数のレチクル側標的からの前記第１の１組の計測結果または前記複数のレチクル側標的からの前記少なくとも第２の１組の計測結果のうち少なくとも一方は、１つ以上のオーバレイ計測プロセスを用いて取得される、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
前記複数のウェーハ側標的に対して１組の計測測定を行うことにより前記第１の非リソグラフィックプロセスの後にデバイス相関バイアスを測定することは、
前記複数のウェーハ側標的に対して１組の計測測定を行うことにより前記第１の非リソグラフィックプロセスの後にデバイス相関バイアスを測定することであって、前記１組の計測測定は、ＣＤ−ＳＥＭベースの計測システムまたはＡＦＭベースの計測システムのうち少なくとも１つを用いて行われる、こと、
を含む、請求項１に記載の方法。
前記複数のウェーハ側標的に対して１組の計測測定を行うことにより前記第１の非リソグラフィックプロセスの後にデバイス相関バイアスを測定することであって、前記１組の計測測定は、ＣＤ−ＳＥＭベースの計測システムまたはＡＦＭベースの計測システムのうち少なくとも１つを用いて行われる、こと、
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項7】
前記レチクルは試験レチクルまたは製品レチクルのうち少なくとも１つである、請求項１に記載の方法。
【請求項8】
前記生成されたプロセス署名マップデータベースを用いて高度プロセス制御ループを作動させることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項9】
１組のプロセス署名マッピング修正可能値を生成することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、以下に記載する出願（単数または複数）（「関連出願」）の最も先行の利用可能な有効出願日（単数または複数）に関連し、これらの出願の恩恵を主張する（例えば、仮特許出願以外の出願についての最も先行の利用可能な日付を主張するか、または、仮特許出願、任意および全ての特許、例えば関連出願（単数または複数）の出願の祖父母、大祖父母世代の出願）についての３５ＵＳＣ＄１１９（ｅ）の下の恩恵を主張する。
【0002】
ＵＳＰＴＯ法令外要求の目的のために、本出願は、米国仮特許出願（名称）「ＭＥＴＨＯＤＳ ＴＯ ＲＥＤＵＣＥ ＳＹＳＴＥＭＡＴＩＣ ＢＩＡＳ ＩＮ ＯＶＥＲＬＡＹ ＭＥＴＲＯＬＯＧＹ ＯＲ ＬＩＴＨＯＧＲＡＰＨＹ ＰＲＯＣＥＳＳ ＣＯＮＴＲＯＬ」、発明者：Ｄａｎｉｅｌ Ｋａｎｄｅｌ、Ｇｕｙ Ｃｏｈｅｎ、Ｖｌａｄｉｍｉｒ Ｌｅｖｉｎｓｋｉ、およびＮｏａｍ Ｓａｐｉｅｎｓ、出願日：２０１１年４月６日、出願シリアル番号第６１／４７２，５４５号）の通常の（非仮）特許出願を構成する。
【0003】
ＵＳＰＴＯ法令外要求の目的のために、本出願は、米国仮特許出願の通常の（非仮）特許出願（名称：「ＭＥＴＨＯＤＳ ＴＯ ＲＥＤＵＣＥ ＳＹＳＴＥＭＡＴＩＣ ＢＩＡＳ ＩＮ ＯＶＥＲＬＡＹ ＭＥＴＲＯＬＯＧＹ ＯＲ ＬＩＴＨＯＧＲＡＰＨＹ ＰＲＯＣＥＳＳ ＣＯＮＴＲＯＬ」、発明者：Ｄａｎｉｅｌ Ｋａｎｄｅｌ、Ｇｕｙ Ｃｏｈｅｎ、Ｖｌａｄｉｍｉｒ Ｌｅｖｉｎｓｋｉ、Ｎｏａｍ Ｓａｐｉｅｎｓ、Ａｌｅｘ Ｓｈｕｌｍａｎ、およびＶｌａｄｉｍｉｒ Ｋａｍｅｎｅｔｓｋｙ、出願日：２０１１年４月１１日、出願シリアル番号第６１／４７４，１６７号）の通常の（非仮）特許出願を構成する。
【0004】
ＵＳＰＴＯ法令外要求の目的のために、本出願は、米国仮特許出願（名称：「ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＣＡＬＣＵＬＡＴＩＮＧ ＣＯＲＲＥＣＴＡＢＬＥＳ ＷＩＴＨ ＢＥＴＴＥＲ ＡＣＣＵＲＡＣＹ」、発明者：Ｇｕｙ Ｃｏｈｅｎ、Ｅｒａｎ Ａｍｉｔ、およびＤａｎａ Ｋｌｅｉｎ、出願日：２０１１年７月７日、出願シリアル番号第６１／５０９，８４２）の通常の（非仮）特許出願を構成する。
【0005】
ＵＳＰＴＯ法令外要求の目的のために、本出願は、米国仮特許出願（名称：「ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＣＡＬＣＵＬＡＴＩＮＧ ＣＯＲＲＥＣＴＡＢＬＥＳ ＷＩＴＨ ＢＥＴＴＥＲ ＡＣＣＵＲＡＣＹ」、発明者：Ｇｕｙ Ｃｏｈｅｎ、Ｄａｎａ Ｋｌｅｉｎ、およびＥｒａｎ Ａｍｉｔ、出願日：２０１２年２月１０日、出願シリアル番号第６１／５９７，５０４号）の通常の（非仮）特許出願を構成する。
【0006】
ＵＳＰＴＯ法令外要求の目的のために、本出願は、米国仮特許出願（名称：「ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＣＡＬＣＵＬＡＴＩＮＧ ＣＯＲＲＥＣＴＡＢＬＥＳ ＵＳＩＮＧ Ａ ＱＵＡＬＩＴＹ ＭＥＴＲＩＣ」、発明者：Ｄａｎｉｅｌ Ｋａｎｄｅｌ、Ｖｌａｄｉｍｉｒ Ｌｅｖｉｎｓｋｉ、Ｎｏａｍ Ｓａｐｉｅｎｓ、Ｇｕｙ Ｃｏｈｅｎ、Ｄａｎａ Ｋｌｅｉｎ、Ｅｒａｎ Ａｍｉｔ、およびＩｒｉｎａ Ｖａｋｓｈｔｅｉｎ、出願日：２０１２年２月１３日、出願シリアル番号第６１／５９８，１４０）の通常の（非仮）特許出願を構成する。
【0007】
本発明は、半導体ウェーハ作製におけるプロセス制御を向上させる用途に適した品質測定値を提供するための方法およびシステムに主に関する。
【背景技術】
【0008】
半導体デバイス（例えば、論理デバイスおよびメモリデバイス）の作製においては、基板（例えば、半導体ウェーハ）の処理を多数の半導体作製プロセスを用いて行って、多様なフィーチャおよび複数のレベルの半導体デバイスを形成することが行われることが多い。例えば、リソグラフィーは半導体作製プロセスであり、レチクルからのパターンを半導体ウェーハ上に配置されたレジストへ転写する。半導体作製プロセスのさらなる例を非限定的に挙げると、化学機械研磨（ＣＭＰ）、エッチング、堆積、およびイオン注入がある。複数の半導体デバイスを単一の半導体ウェーハ上の配置構成内において作製した後、個々の半導体デバイスに分離することができる。
【0009】
計測プロセスは、半導体製造プロセス時において多様なステップにおいて用いられて、１つ以上の半導体層プロセスを監視および制御する。例えば、計測プロセスは、プロセスステップ時においてウェーハ上に形成されたフィーチャのウェーハの１つ以上の特性（例えば、寸法（例えば、線幅、厚さ）の測定に用いられる。このような測定において、プロセスステップの品質を、１つ以上の特性の測定によって決定することができる。このような１つの特定を挙げると、オーバレイエラーがある。オーバレイ測定は、第１のパターン層と、第１のパターン層の上または下に配置された第２のパターン層との間のアライメントの正確性を主に規定し、あるいは、第１のパターンと、同一層上に配置された第２のパターンとの間のアライメントの正確性を規定する。オーバレイエラーは典型的には、ワークピース（例えば、半導体ウェーハ）の１つ以上の層上に形成された構造を有するオーバレイ標的によって決定される。これらの構造は、グレーチングの形態をとり得、これらのグレーチングは周期的であり得る。２つの層またはパターンが適切に形成された場合、１つの層またはパターン上の構造は、他方の層またはパターン上の構造に相対してアライメントされる傾向となる。２つの層またはパターンが適切に形成されていない場合、１つの層またはパターン上の構造が他方の層またはパターン上の構造に相対してオフセットまたはミスアライメントする傾向となる。オーバレイエラーは、半導体集積回路製造の異なる段において用いられるパターンのうち任意のパターン間におけるミスアライメントである。従来、ダイおよびウェーハの変動についての理解は、固定サンプリングに制限されていたため、オーバレイエラーは既知の選択された部分についてしか検出されなかった。
【0010】
さらに、測定された特性（例えば、ウェーハのオーバレイエラーが受容できない場合（例えば、特性についての所定の範囲から外れている場合）、プロセスによって製造されたさらなるウェーハが受容可能な特性を有するように、１つ以上の特性の測定を用いてプロセスの１つ以上のパラメータを変更することが可能である。
【0011】
オーバレイエラーの場合、オーバレイエラーを所望の制限内に保持するために、オーバレイ測定を用いて、リソグラフィープロセスを修正することができる。例えば、「修正可能値」および他の統計値を計算する分析ルーチンへオーバレイ測定をを送り、このような値をオペレータが用いて、ウェーハ処理において用いられるリソグラフィーツールをより良好にアライメントさせることが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0012】
【特許文献1】米国特許出願公開第２０１０／００９１２８４号
【特許文献2】米国特許出願公開第２００８／０２７６６９６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
よって、１組の計測標的のオーバレイエラーをできるだけ正確に測定することが重要である。所与の１組のオーバレイ計測測定が不正確になる要因は、複数ある。このような１つの要素として、所与のオーバレイ標的中に存在する欠陥がある。非対称性な標的構造は、最も顕著な種類の標的欠陥の１つであり、不正確なオーバレイ測定の原因となる。オーバレイ標的の非対称性や、標的欠陥と所与の計測技術との間の相互作用がある場合、オーバレイ測定が比較的にかなり不正確になり得る。よって、ウェーハの１つ以上のオーバレイ標的におけるオーバレイ標的の非対称性による影響を軽減するのに適したシステムおよび方法を提供することが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【0014】
半導体ウェーハ作製におけるプロセス制御の向上に適した品質測定値を提供するための、コンピュータによってインプレメントされる方法が開示される。一局面において、方法は、以下を非限定的に含み得る：多数のウェーハの１つ以上のウェーハフィールドにわたって分布している複数の計測標的からの複数のオーバレイ計測測定信号を取得することであって、各オーバレイ計測測定信号は、複数の計測標的の計測標的に対応し、複数のオーバレイ計測測定信号は、第１の測定レシピを用いて取得される、ことと、複数のオーバレイ計測測定信号それぞれについて複数のオーバレイ推定値を決定することであって、決定は、複数のオーバレイアルゴリズムを各オーバレイ計測測定信号に適用することにより行われ、各オーバレイ推定値は、オーバレイアルゴリズムのうち１つを用いて決定される、ことと、複数のオーバレイ推定値を用いて複数の計測標的からの複数のオーバレイ計測測定信号それぞれについてのオーバレイ推定値分布を生成することにより、複数のオーバレイ推定値分布を生成することと、生成された複数のオーバレイ推定値分布を用いて第１の複数の品質測定値を生成すること。各品質測定値は、生成された複数のオーバレイ推定値分布のうち１つのオーバレイ推定値分布に対応し、各品質測定値は、対応する生成されたオーバレイ推定値分布の幅の関数であり、各品質測定値はさらに、関連付けられた計測標的からのオーバレイ計測測定信号中に存在する非対称性の関数である。
【0015】
上記方法は、以下をさらに含み得る：複数の計測標的の１つ以上の計測標的のうち、複数の計測標的のために生成された複数の品質測定値の分布から少なくとも一方向に沿った選択された異常値レベルよりも大きな品質測定値を有するものを特定することと、修正された複数の計測標的を決定することであって、特定された１つ以上の計測標的のうち、選択された異常値レベルが複数の計測標的から逸脱している品質測定値を有するものを排除することと、決定された修正された複数の計測標的を用いて１組の修正可能値を計算すること。
【0016】
さらに、方法は、以下を含み得る：多数のウェーハのウェーハの１つ以上のフィールドにわたって分布している複数の計測標的から少なくともさらなる複数のオーバレイ計測測定信号を取得することであって、少なくともさらなる複数のオーバレイ計測測定信号の各オーバレイ計測測定信号は、複数の計測標的の計測標的に対応し、少なくともさらなる複数のオーバレイ計測測定信号は、少なくともさらなる測定レシピを用いて取得される、ことと、少なくともさらなる複数のオーバレイ測定信号それぞれについて少なくともさらなる複数のオーバレイ推定値を決定することであって、決定は、少なくともさらなる複数の測定信号の各オーバレイ測定信号へ複数のオーバレイアルゴリズムを適用することによって行われ、少なくともさらなる複数のオーバレイ推定値はそれぞれ、オーバレイアルゴリズムのうち１つを用いて決定される、ことと、複数のオーバレイ推定値を用いて複数の計測標的からの少なくともさらなる複数のオーバレイ測定信号それぞれについてのオーバレイ推定値分布を生成することにより、少なくともさらなる複数のオーバレイ推定値分布を生成することと、生成された少なくともさらなる複数のオーバレイ推定値分布を用いて少なくともさらなる複数の品質測定値を生成することであって、少なくともさらなる複数の品質測定値の各品質測定値は、生成された少なくともさらなる複数のオーバレイ推定値分布の１つのオーバレイ推定値分布に対応し、少なくともさらなる複数の品質測定値の各品質測定値は、少なくともさらなる複数のオーバレイ推定値分布の生成されたオーバレイ推定値分布の幅の関数に対応する、第１の測定レシピと関連付けられた第１の複数の品質測定値の分布と、少なくとも１つのさらなる測定レシピと関連付けられた少なくともさらなる複数の品質測定値の分布とを比較することにより、プロセス測定レシピを決定すること。
【0017】
別の局面において、方法は、以下を非限定的に含み得る：多数のウェーハの１つ以上のウェーハフィールドの１つ以上の計測標的からの計測測定信号を取得することと、取得された計測測定信号へ複数のオーバレイアルゴリズムを適用することにより、複数のオーバレイ推定値を決定することであって、各オーバレイ推定値は、オーバレイアルゴリズムのうち１つを用いて決定される、ことと、複数のオーバレイ推定値を用いてオーバレイ推定値分布を生成することと、生成されたオーバレイ推定値分布を用いて１つ以上の計測標的について品質測定値を生成すること。品質測定値は、生成されたオーバレイ推定値分布の幅の関数である。品質測定値は、非対称なオーバレイ測定信号の場合において非ゼロとなり得、品質測定値は、生成されたオーバレイ推定値分布の幅の関数であり、品質測定値は、さらに、関連付けられた計測標的から取得された計測測定信号中に存在する非対称性の関数である。
【0018】
１組のプロセスツール修正可能値を提供するための、コンピュータによってインプレメントされる方法が提供される。別の局面において、方法は、以下を非限定的に含み得る：多数のウェーハの１つ以上のウェーハフィールドにわたって分布する複数の計測標的の各計測標的についてのオーバレイ計測結果を取得することと、各取得されたオーバレイ計測結果と関連付けられた品質測定値を取得することと、各計測標的について取得されたオーバレイ計測結果および関連付けられた品質測定値結果を用いて、変更されたオーバレイ値を各計測標的について決定することであって、各計測標的についての変更されたオーバレイ値は、少なくとも１つの材料パラメータ要素の関数である、ことと、複数の材料パラメータ要素について、１組の修正可能値と、１組の修正可能値に対応する１組の残余とを計算することと、１組の残余を少なくとも実質的に最小化するのに適した材料パラメータ要素の値を決定することと、少なくとも実質的に最小化された１組の残余と関連付けられた１組の修正可能値を特定すること。
【0019】
プロセスツール修正可能値の変化を特定するための、コンピュータによってインプレメントされる方法が開示される。一局面において、方法は、以下を非限定的に含み得る：多数のウェーハの１つ以上のウェーハフィールドにわたって分布する複数の計測標的の各計測標的についてのオーバレイ計測結果を取得することと、各取得されたオーバレイ計測結果と関連付けられた品質測定値を取得することと、各計測標的および品質関数についての取得されたオーバレイ計測結果を用いて、複数の計測標的について複数の変更されたオーバレイ値を決定することであって、品質関数は、各計測標的の取得された品質測定値の関数である、ことと、取得されたオーバレイ計測結果の複数のランダム選択されたサンプリングおよび複数の計測標的の関連付けられた品質測定値それぞれについて、複数の変更されたオーバレイ値を用いて１組のプロセスツール修正可能値を決定することにより、複数組のプロセスツール修正可能値を生成することであって、ランダムサンプリングはそれぞれ同一サイズである、ことと、複数組のプロセスツール修正可能値の変化を特定すること。
【0020】
計測サンプリング計画を生成するための、コンピュータによってインプレメントされる方法が開示される。一局面において、方法は、以下を非限定的に含み得る：多数のウェーハの１つ以上のウェーハフィールドにわたって分布する複数の計測標的から複数のオーバレイ計測測定信号を取得することであって、各オーバレイ計測測定信号は、複数の計測標的の計測標的に対応する、ことと、複数のオーバレイ計測測定信号それぞれについて複数のオーバレイ推定値を決定することであって、決定は、複数のオーバレイアルゴリズムを各オーバレイ計測測定信号へ適用することによって行われ、各オーバレイ推定値は、オーバレイアルゴリズムのうち１つを用いて決定される、ことと、複数のオーバレイ推定値を用いて複数の計測標的からの複数のオーバレイ計測測定信号それぞれについてのオーバレイ推定値分布を生成することにより、複数のオーバレイ推定値分布を生成することと、生成された複数のオーバレイ推定値分布を用いて第１の複数の品質測定値を生成することであって、各品質測定値は、生成された複数のオーバレイ推定値分布のうち１つのオーバレイ推定値分布に対応し、各品質測定値は、さらに関連付けられた計測標的からのオーバレイ計測測定信号中に存在する非対称性の関数である、ことと、複数の計測標的の生成された第１の複数の品質測定値を用いて１つ以上の計測サンプリング計画を生成すること。
【0021】
プロセス署名マッピングを提供するための、コンピュータによってインプレメントされる方法が開示される。一局面において、方法は、以下を非限定的に含み得る：複数のプロキシ標的をレチクル上に形成すること；複数のデバイス相関標的をウェーハ上に形成すること；第１のプロセス署名をウェーハ上の位置の関数として決定することであって、決定は、第１の１組の計測結果と少なくとも第２の１組の計測結果とを比較することにより行われ、第１の１組の計測結果は、リソグラフィープロセスの後およびウェーハの第１のエッチングプロセスの前に複数のプロキシ標的から取得され、少なくとも第２の１組の計測結果は、ウェーハの第１のエッチングプロセスの後の複数のプロキシ標的から取得される、ことと、第１のプロセス署名と、特定のプロセス経路とを相関付けることと、第１のエッチングプロセスの後にデバイス相関バイアスを測定することであって、測定は、ウェーハの複数のデバイス相関標的に対して第１の１組の計測測定を行うことによって行われ、デバイス相関バイアスは、計測構造とウェーハのデバイスとの間のバイアスである、ことと、各さらなるプロセス層とウェーハの各さらなる非リソグラフィックプロセス経路とについてさらなるエッチ署名をウェーハ上の位置の関数として決定することと、各さらなるプロセス層およびウェーハの各さらなる非リソグラフィックプロセス経路に追随するさらなるデバイス相関バイアスを測定することと、決定された第１のエッチ署名およびさらなるエッチ署名それぞれおよび第１の測定されたデバイス相関バイアスおよび各さらなるデバイス相関バイアスを用いて、プロセス署名マップデータベースを生成すること。
【0022】
半導体ウェーハ作製におけるプロセス制御の向上に適した品質測定値を提供するためのシステムが開示される。一局面において、システムは、以下を非限定的に含み得る：多数のウェーハの１つ以上のウェーハフィールドにわたって分布する複数の計測標的から複数のオーバレイ計測測定信号を取得するように構成された計測システムであって、各オーバレイ計測測定信号は、複数の計測標的の計測標的に対応し、複数のオーバレイ計測測定信号は、第１の測定レシピを用いて取得される、計測システムと、計算システムであって、計算システムは、複数のオーバレイアルゴリズムを各オーバレイ計測測定信号に適用することにより、複数のオーバレイ計測測定信号それぞれについて複数のオーバレイ推定値を計算することであって、各オーバレイ推定値は、オーバレイアルゴリズムのうち１つを用いて決定される、ことと、複数のオーバレイ推定値を用いて複数の計測標的からの複数のオーバレイ計測測定信号それぞれについてのオーバレイ推定値分布を生成することにより、複数のオーバレイ推定値分布を生成することと、生成された複数のオーバレイ推定値分布を用いて第１の複数の品質測定値を生成することであって、各品質測定値は、生成された複数のオーバレイ推定値分布のうち１つのオーバレイ推定値分布に対応し、各品質測定値は、生成されたオーバレイ推定値分布の幅の関数に対応し、各品質測定値は、さらに関連付けられた計測標的からのオーバレイ計測測定信号中に存在する非対称性の関数である、ことと、を行うように構成される。
【0023】
上記の一般的な記載および以下の詳細な説明はひとえに例示的かつ説明的なものであり、特許請求の範囲に記載の本発明を必ずしも制限するものではないことが理解される。添付の図面は、本明細書において用いられかつ本明細書の一部を構成し、本発明の実施形態を例示する。これらの図面は、以下の一般的な記載と共に、本発明の原理を説明する役割を果たす。
【0024】
当業者であれば、本開示の多数の利点は、添付の図面を参照すればより深く理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1A】本発明の一実施形態による、非対称な標的構造を有する計測標的の断面図である。
【図1B】本発明の一実施形態による、非対称な標的構造を有する計測標的の断面図である。
【図2】本発明の一実施形態による、非対称な標的構造を有する計測標的と、１つよりも多くの焦点を有する照明による影響とを示す断面図である。
【図3】本発明の一実施形態による、非対称な標的構造を有する計測標的と、１つよりも多くの波長を有する照明による影響とを示す断面図である。
【図4A】本発明の一実施形態による、複数の波長における対称標的構造からのモデルデータを示す。
【図4B】本発明の一実施形態による、複数の波長における非対称な標的構造からのモデルデータを示す。
【図5】本発明の一実施形態による、半導体ウェーハ作製におけるプロセス制御の向上に適した品質測定値を提供するのに適したシステムのブロック図である。
【図6】本発明の一実施形態による、半導体ウェーハ作製におけるプロセス制御の向上に適した品質測定値を提供するのに適した方法の概念図である。
【図7A】本発明の一実施形態による、半導体ウェーハ作製におけるプロセス制御の向上に適した品質測定値を提供するのに適した方法のフロー図である。
【図7B】本発明の一実施形態による、複数のフィールドを有する半導体ウェーハの上面図である。
【図7C】本発明の一実施形態による、ウェーハの複数のフィールドそれぞれによる複数の計測標的を有する半導体ウェーハの上面図である。
【図8A】本発明の一実施形態により、１組のモデル化オーバレイ誤差データをウェーハ表面の位置の関数として示した様子を示す。
【図8B】本発明の一実施形態による、複数の計測標的から得られた１組のモデル化品質測定値データを示す。
【図9】本発明の別の実施形態による計測標的異常値の除去方法のフロー図である。
【図10】本発明の別の実施形態による、オーバレイ測定レシピの向上方法のフロー図である。
【図11】本発明の一実施形態による、２つの異なる波長における複数の計測標的から得られた１組のモデル化品質測定値データを示す。
【図12A】本発明の別の実施形態による、プロセスツール修正可能値の計算方法のフロー図である。
【図12B】本発明の別の実施形態による１組のデータを示す。１組のデータは、オーバレイ残余をパラメータ要素の関数として示す。
【図13】本発明の別の実施形態による、複数組のプロセスツール修正可能値の変化を特定する方法のフロー図である。
【図14】本発明の別の実施形態による、１つ以上の計測サンプリング計画を生成する方法のフロー図である。
【図15A】本発明の別の実施形態による、異なるレベルの低品質標的除去における品質測定値クラウドデータを示す複数組のデータを示す。
【図15B】本発明の別の実施形態による、異なるレベルの低品質標的除去における品質測定値クラウドデータを示す複数組のデータを示す。
【図15C】本発明の別の実施形態による、異なるレベルの低品質標的除去における品質測定値クラウドデータを示す複数組のデータを示す。
【図16A】本発明の別の実施形態による、異なるレベル低品質標的除去における残余データおよびＲ２データを示す複数組のデータを示す。
【図16B】本発明の別の実施形態による、異なるレベル低品質標的除去における残余データおよびＲ２データを示す複数組のデータを示す。
【図16C】本発明の別の実施形態による、異なるレベル低品質標的除去における残余データおよびＲ２データを示す複数組のデータを示す。
【図16D】本発明の別の実施形態による、異なるレベル低品質標的除去における残余データおよびＲ２データを示す複数組のデータを示す。
【図17A】本発明の別の実施形態による、低品質標的交換を用いるかまたは用いない品質測定値クラウドデータを示す複数組のデータを示す。
【図17B】本発明の別の実施形態による、低品質標的交換を用いるかまたは用いない品質測定値クラウドデータを示す複数組のデータを示す。
【図18A】本発明の別の実施形態による、低品質標的交換を用いるかまたは用いない残余データおよびＲ２データを示す複数組のデータを示す。
【図18B】本発明の別の実施形態による、低品質標的交換を用いるかまたは用いない残余データおよびＲ２データを示す複数組のデータを示す。
【図19】本発明の別の実施形態による、複数の標的品質ゾーンの平面図である。
【図20A】本発明の別の実施形態によるリソグラフィー制御ループのブロック図である。
【図20B】本発明の別の実施形態による、プロセス署名マッピングを提供する方法のフロー図である。
【図20C】本発明の別の実施形態による、ウェーハ上の位置の関数としてのポストリソグラフィー／ポストエッチングバイアスの概念図である。
【図20D】本発明の別の実施形態による、計測構造とデバイスとの間のバイアスを定量化するために行われるデバイス相関計測の概念図である。
【図20E】本発明の別の実施形態による、プロセス署名マッパーを備えたリソグラフィー制御ループのブロック図である。
【図20F】本発明の別の実施形態によるプロセス署名マッパー修正可能値を生成する方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
ここで、添付図面に示す開示の発明を詳細に説明する。
【0027】
主に図１Ａ〜図１９を参照して、半導体ウェーハ作製におけるプロセス制御の向上に適した品質測定値プロセスを提供するための方法およびシステムについて、本開示に基づいて説明する。オーバレイ誤差の原因として、多様な要素がある。このような１つの要素を挙げると、１組のサンプリングされたオーバレイ計測標的のうち１つ以上の非対称な標的構造（例えば、下部標的層または上部標的層）の存在がある。オーバレイ標的が非対称性である場合、所与のオーバレイ標的の測定が幾何学的に不明瞭になる場合がある。このようににオーバレイが幾何学的不明瞭になった場合、オーバレイ計測プロセスそのものとの非線形相互作用を通じてシステム誤差の向上に繋がり得る。その正味の影響に起因して、オーバレイ誤差が（１０ｎｍにも）増大し得る。本発明は、品質測定値を提供するための方法およびシステムに関する。この品質測定値は、サンプリングされた半導体ウェーハの多様な計測標的から得られた各オーバレイ測定信号と関連付けられたオーバレイ誤差を定量化するように、構成される。本発明は、品質測定値を用いて異常値標的除去を介してプロセス制御を向上させることと、計測レシピの向上または最適化とにさらに関する。
【0028】
品質測定値の生成および分析の後、本発明の計測測定を用いて、修正（「修正可能値」として知られる）を計算することが可能であることがさらに認識される。この「修正可能値」を用いて、半導体ウェーハに対して所与のプロセスを行う際に用いられる関連付けられたプロセスツールを修正する。
【0029】
本開示全体において用いられる「修正可能値」という用語は、リソグラフィーツールまたはスキャナツールのアライメントを修正して、オーバレイ性能についての後続リソグラフィックパターニングの制御を向上させるために用いることが可能なデータを主に指す。一般的に、修正可能値により、ウェーハプロセスを所望の制限内において進行させることが可能になる。このような進行は、フィードバックおよびフィードフォワードを提供してプロセスツールアライメントを向上させることにより、行われる。
【0030】
本開示全体において用いられる「計測シナリオ」という用語は、計測ツールおよび計測標的の特定の組み合わせを指す。しかし、所与の計測シナリオ内において、計測測定を行うことが可能な広範な可能な計測設定が存在する。
【0031】
本開示全体において用いられる「ウェーハ」という用語は、半導体材料または非半導体材料によって形成された基板を主に指す。例えば、半導体材料または非半導体材料を非限定的に挙げると、単結晶シリコン、ガリウムヒ素およびリン化インジウムがある。ウェーハは、１つ以上の層を含み得る。例えば、このような層を非限定的に挙げると、レジスト、誘電材料、導電性材料および半導体材料がある。多数の異なる種類のこのような層が当該分野において公知であり、本明細書中において用いられる「ウェーハ」という用語は、全ての種類のこのような層が載置され得るウェーハを包含し得る。
【0032】
典型的な半導体プロセスを挙げると、ロットによるウェーハ処理がある。本明細書中において用いられる「ロット」という用語は、同時に処理される複数のウェーハからなる１つのグループ（例えば、２５個のウェーハからなるグループ）を指す。ロット中の各ウェーハは、リソグラフィー処理ツール（例えば、ステッパー、スキャナ）からの多数の露出フィールドを含む。各フィールド内には、複数のダイが存在し得る。ダイは機能単位であり、最終的には単一のチップとなる。製造ウェーハ上において、オーバレイ計測標的を典型的にはケガキ線領域（例えば、フィールドの４つの角部内のもの）内に配置する。これは典型的には、露出フィールド周囲（およびダイ外部の）回路を含まない領域である。いくつかの場合において、オーバレイ標的は、ストリート内に配置される。ストリートは、ダイ間の領域であるが、フィールド周囲には設けられない。重要なダイ領域内の製造ウェーハ上にオーバレイ標的が配置されることは稀である。なぜならば、この領域は、回路にとて必須の部分だからである。しかし、（製造ウェーハではなく）ウェーハの設計および特徴付けにおいて、典型的には、このような制限が無い場合、フィールド中心全体において多数のオーバレイ標的が存在する。
【0033】
ウェーハ上に形成された１つ以上の層は、パターンしてもよいし、あるいはパターンしなくてもよい。例えば、ウェーハは、複数のダイを含み得る。各ダイは、反復可能なパターンフィーチャを有する。このような材料層の形成および処理の結果、最終的にデバイスが完成する。多数の異なる種類のデバイスをウェーハ上に形成することができ、本明細書中において用いられる「ウェーハ」という用語は、当該分野において公知の任意の種類のデバイスが作製されるウェーハを包含する。
【0034】
図１Ａおよび図１Ｂは、対称な計測および非対称な計測標的の断面図である。図１Ａおよび図１Ｂのこれらの計測標的は、第１の層（例えば、プロセス層）の標的構造と、第２の層（例えば、レジスト層）の標的構造とを含み得ることが認識される。例えば、図１Ａに示すように、オーバレイ計測標的１００は、プロセス層構造１０４および対応するレジスト層標的構造１０２を含み得る。さらに、計測標的１００は対称であるため、第１の層（例えば、プロセス層）標的１０４および第２の層（例えば、レジスト層）標的と関連付けられたオーバレイ１０６は、良好に規定される（１０２）。よって、理想的な計測標的１００の対応するオーバレイ計測測定における不明瞭性が無くなる。これとは対照的に、図１Ｂは、一定の非対称性を有する標的構造１１２を含む非理想的な計測標的１１０を示す。この点において、標的１１０は、対称なプロセス層標的構造１１４と、非対称なレジスト層標的構造１１２とを含む。レジスト層標的構造１１２における非対称性は、標的構造１１２の壁角度１１６ａおよび１１６ｂが等しくない（すなわち、左壁角度１１６ａが９０°であり、右壁角度１１６ｂは９０°ではない）点に起因する。その結果、標的１１０ｐのプロセス層構造１１４は、良好に規定された対称中心を有す一方、標的１１０のレジスト層構造１１２は、良好に規定された対称中心を持たない。これら２つの層間の対称性の差に起因して、レジスト層構造１１２における幾何学的不明瞭性が発生する。例えば、レジスト層構造１１２の上部１１８ａに対して規定されたオーバレイは、レジスト層構造１１２の下部１１８ｂに対して規定されたオーバレイと異なる。このような非対称なレジスト層構造１１２と関連する不明瞭性に起因して、オーバレイ１１６が良好に規定されなくなる。所与の計測測定ツールがオーバレイマークの非対称性に対して感度を有する場合、非対称性の存在（例えば、図１Ｂに示すもの）に起因して、測定信号の非対称性が向上し得、その結果オーバレイ測定誤差に繋がる点にさらに留意されたい。
【0035】
当該分野において、計測ツール設定に起因して、計測測定結果に影響が出る場合があることが公知である。そのため、測定されたオーバレイは、対象層に所属する構造間におけるシフトのみによって規定されない。第１の例として、異なる測定焦点面が選択された場合、測定結果も相応に異なり得る。第２の例として、異なる照明スペクトルが測定において用いられる場合、測定結果も相応に異なり得る（すなわち、照明選択と共に非ランダムに異なり得る）。これらの影響の原因として、少なくとも２つの要因があり得る。第１の要因は、計測標的そのものに関連する。例えば、図２に示すように、標的プロファイルが非対称である場合、計測システムの焦点面のシフトに起因して、計測結果が明らかに横方向にシフトする。このように、第１の焦点距離Ｆ１と関連付けられた照明は、上側層標的構造２０２の上面と強く相互作用し得る一方、焦点距離Ｆ２を有する照明は、上側層標的構造２０２の下部表面と強く相互作用し得る。その結果、上部構造２０２と下部構造２０４との間のオーバレイ測定２０６は、対応するオーバレイ不明瞭性２０８を含み得る。
【0036】
あるいは、図３に示すように、スペクトル依存型の吸収特性を有する層がある場合（例を非限定的に挙げると、ポリＳｉまたは炭素ハードマスクと、埋設層中の非対称標的構造との組み合わせ）、測定されたオーバレイは、照明スペクトルと共に変化し得る。このようにして、対象となる特定の材料および入射照明に応じて、第１の波長と関連付けられた照明を材料層中において第１の深さ（ｄλ１）のみまで浸透させ、第２の波長の照明をさらなる深さ（ｄλ２）まで浸透させることが可能になる。このような差に起因して、異なる照明は、下部層の標的構造３０４と異なる様態で相互作用する。そのため、上部構造３０２と下部構造３０４との間のオーバレイ測定３０６は、対応するオーバレイ不明瞭性３０８を含み得る。本明細書中以下にさらに詳述するように、本発明の一局面において、オーバレイ測定結果を最適化するかまたは少なくとも向上させる測定レシピの１組のパラメータを特定するのに適したシステムおよび方法が提供される。
【0037】
計測システムがノミナルに完全であり、ツールに起因するシフトまたは他の任意の形態のシステム的バイアスを計測結果において誘発させない場合であっても、これらの不明瞭性は存在する点に留意されたい。（特にスキャッタロメトリー計測において重要となる）さらなる標的関連特性は、計測標的内の１よりも多くののセルに対して計測が行われることが多い点に関連する。このセル間変動性に関連する計測不明瞭性は、本明細書中に記載の方法によっても推定される。照明非対称性の原因を以下に非限定的に挙げる：ｉ）先行層および現在の層双方の側壁角度の非対称性、ｉｉ）現在の層と先行層との間の高さの差、ｉｉｉ）測定された層とその下側の層との間の中間層の高さの差、ｉｖ）局所的欠陥に起因する変化。
【0038】
以下の記載において、非対称性に起因するオーバレイ精度について理論的に説明する。画像化に基づいたオーバレイ計測の場合、非対称性を有する標的層に対応する収集画像の部分は、以下のように表すことができる。【数1】
【0039】
式中、α０、α＋１、α＋１、．．．は、画像形成に用いられる信号の電界の異なる回折次数の振幅に対応し、φ０、φ＋１、φ＋１、．．．は、画像形成に用いられる信号の位相に対応する。信号対称性の前提は、以下のように表すことができる。【数2】
【0040】
信号の幾何学的中心は電界の位相によって決定されるため、位相対称性を分解すると、幾何学的オーバレイの不明瞭性に対応する。さらに、振幅ａ＋ｎおよびａ−ｎの対称性を分解すると、オーバレイ誤差が得られる。このオーバレイ誤差は、幾何学的不明瞭性を大幅に超え得る。例えば、ほとんどの測定誤差の原因が第１の回折次数である場合、オーバレイ誤差Δは以下のように表される。【数3】
【0041】
式中、αは、計測構成と関連付けられた１つ以上の材料パラメータ（例えば、波長、焦点、照明角度）の関数である。Ｅｑ．３中の第１の項は、幾何学的不明瞭性を示す。適切なオーバレイ標的設計により、１ｎｍよりも小さな幾何学的不明瞭性が達成可能であることが予測される。加えて、Ｅｑ．３の第２の項は、標的の非対称性をオーバレイするための所与の計測技術の感度と関連付けられたさらなる誤差を示す。一定の材料パラメータについて、αは、１０もの大きな値をとり得、その場合、Ｅｑ．３の第２の項の結果、オーバレイ誤差は５ｎｍよりも大きくなる。
【0042】
簡潔さのため、所与のオーバレイ標的の非対称性は、オーバレイ標的の１つの層（例えば、プロセス層またはレジスト層）のみに存在すると仮定される。標的構造は本質的に期間Ｐを有する周期的なものであることがさらに仮定される。しかし、双方の標的層において非対称性が存在し、標的が非周期的である場合、同様の結果が達成可能であることが認識される。
【0043】
回折ベースのオーバレイ（ＤＢＯ）計測の場合、オーバレイマークは、ゲーチングオーバーグレーチング構造からなり、そのうち１つは対称であり、他方は上記した仮定に従って非対称である。オーバレイは、＋一次回折次数および−一次回折次数間の差として計算された信号から抽出され得ることが認識される。この差分信号は、以下のように表すことができる。【数4】
【0044】
式中、αｎ，ｍは、グレーチングオーバーグレーチングマークからの（ｎ＋ｍ）次回折次数の振幅を示し、非対称なグレーチングからのｎ次回折次数および対称グレーチングからのｍ次回折次数からなる。画像化ベースのオーバレイ計測の場合と同様に、非対称なグレーチングからの第１の回折次数からのほとんどの信号誤差結果の場合、誤差Δは以下の形態をとる。【数5】
【0045】
図４Ａおよび図４Ｂは、標的の測定されたオーバレイに対する照明波長および非対称性角度の影響を示す。図４Ａに示すように、対称な標的の場合、照明波長は、測定波長の逸脱に影響しない。これとは対照的に、図４Ｂに示すように、家庭用水の場合、照明波長は、測定オーバレイに対して強い影響を持つ。
【0046】
図５は、半導体ウェーハ作製におけるプロセス制御の向上に適した品質測定値プロセスを提供するためのシステム５００を示す。一実施形態において、システム５００は、計測システム５０２を含み得る（例えば、半導体ウェーハ５０６の特定された位置においてオーバレイ計測を行うように構成されたオーバレイ計測システム５０４）。さらなる実施形態において、計測システム５０２は、設計された計測計画を実行するために、システム５００の別のサブシステムからの命令を受容するように構成され得る。例えば、計測システム５０２は、システム５００の１つ以上の計算システム５０８からの命令を受信し得る。計算システム５０８からの命令を受信した後、計測システム５０２は、提供された命令中において特定された半導体ウェーハ５０６の位置において、オーバレイ計測を行うことができる。後述するように、コンピュータシステム５０８から提供された命令は、品質測定値生成器アルゴリズム５１２を含み得る。品質測定値生成器アルゴリズム５１２は、システム５０２の各オーバレイ測定と関連付けられた１つ以上の品質測定値を生成するように、構成される。
【0047】
図６は、本発明の一実施形態による品質測定値生成プロセスの概念図である。品質測定値生成プロセス６００は、Ｎ個のオーバレイアルゴリズム６０４（例えば、オーバレイアルゴリズム１、オーバレイアルゴリズム２、およびオーバレイアルゴリズム３）を、Ｎ個のオーバレイ推定値（例えば、オーバレイ推定値１、オーバレイ推定値２およびオーバレイ推定値３）を計算するための１つ以上の取得された計測信号６０２（例えば、関連付けられた計測ツールを用いて取得されたもの）に適用することを含み得る。その後、これらの計算されたオーバレイ推定値のスパンまたは分布に基づいて、ウェーハの各サンプリングされた計測標的のための品質測定値６０８を生成することができる。この点において、各オーバレイ計測標的について得られた品質測定値６０８は、オーバレイ結果の変化の測定値または推定値を１組の適用されたオーバレイアルゴリズムの関数として表す。
【0048】
本明細書中、本発明の品質測定値により、所与の計測標的についての関連付けられたオーバレイ結果の精度の定量的評価が可能となる点に留意されたい。この点において、ウェーハの計測標的の各オーバレイ値には、対象標的の特定のオーバレイ測定の精度に関連する対応する品質測定値が付随する。本発明の品質測定値は、全ての画像化計測標的に適用可能である（例を非限定的に挙げると、ＢｉＢ、ＡＩＭ、ＡＩＭｉｄ、Ｂｌｏｓｓｏｍおよび多層ＡＩＭｉｄ）ことがさらに予測される。
【0049】
再度図５を参照して、さらなる局面において、品質測定値生成器アルゴリズム５１２の結果を多様な目的のために用いることが可能である点に留意されたい。一実施形態において、システム５００は、オーバレイ測定レシピ最適化器５１４を含み得る。オーバレイ測定レシピ最適化器５１４はアルゴリズムであり、本発明の１組の生成された品質測定値を最適なまたは向上したオーバレイ測定レシピを計算するための入力として利用するように、構成される。この点について、オーバレイ測定レシピ最適化器５１４は、１組の測定された計測標的から取得された複数組の品質測定値を用いて、オーバレイ精度を最適化するための計測測定レシピ（例えば、照明波長、フィルタリング構成、偏光構成、照明角度）を規定する。多数のウェーハの同一ウェーハまたは他のウェーハ上における後続オーバレイ測定に対し、レシピ最適化器アルゴリズム５１４の結果を実行することが可能である点にさらに留意されたい。この点において、向上したまたは最適化された（レシピ最適化器５１４によって計算された）計測レシピを、計測システム５０２へフィードバックすることができる。本明細書中、以下、本発明の生成された品質測定値を用いたレシピ最適化についてさらに詳述する。
【0050】
別の実施形態において、システム５００は、計測標的異常値除去器５１６を含み得る。計測標的異常値除去器５１６はアルゴリズムであり、本発明の１組の生成された品質測定値を入力として用いて、異常値計測標的を特定および除去するように構成される。この点について、異常値除去器５１６は、品質測定値値が高い（およびよってオーバレイ誤差が高い）計測標的を特定することができ、後続のプロセスツールによる修正可能値の計算の目的のために、これらの標的を無視することができる。修正可能値計算における異常値標的の除去は、より高精度の標的に対する修正可能値の計算により大きな重みを付加するため有利であり、これにより修正可能値計算を向上させることが認識されるべきである。本発明の生成された品質測定値を用いた計測標的異常値の除去について、本明細書中においてさらに以下に詳述する。
【0051】
別の実施形態において、システム５００は、サンプリング計画生成器５１９を含み得る。サンプリング計画生成器５１９はアルゴリズムであり、本発明の生成された品質測定値を入力として用いて１つ以上のオーバレイ計測サンプリング計画を生成するように構成される。この点について、サンプリング計画生成器５１９は、サンプリング計画を生成する（例えば、サブサンプリング計画）。サンプリング計画により、特定された高品質標的に対しては大きな重みを付与しかつ低品質計測標的に対しては小さな重みを付与することが可能になる。別の局面において、サンプリング計画生成器５１９は、サンプリング計画を生成し得る。サンプリング計画は、特定された低品質標的のグループのサンプリング速度を高めることにより、低品質標的の存在を軽減する。本発明の生成された品質測定値を用いた計測サンプリング計画生成について、本明細書中においてさらに以下に詳述する。
【0052】
別の実施形態において、システム５００は、修正可能値生成器５１８を含み得る。修正可能値生成器５１８はアルゴリズムであり、生成された品質測定値を用いて１つ以上の複数組のプロセスツール修正可能値を生成するように構成される。その後、コンピュータシステム５０８によって計算された修正可能値をプロセスツール（例えば、システム５００のスキャナツールまたはリソグラフィーツール）へフィードバックすることができる点に留意されたい。修正可能値生成器５１８は、本発明の他方の分析ルーチンの出力を用いて、１組のプロセスツール修正可能値を計算することができる点にさらに留意されたい。例えば、本発明の修正可能値生成器５１８は、異常値の除去アルゴリズム５１６の出力を用いた後、１組のプロセスツール修正可能値を計算することができる。本明細書中、プロセスツール計算について以下さらに詳述する。
【0053】
一実施形態において、１つ以上のコンピュータシステム５０８は、多数のウェーハの１つ以上のウェーハのサンプリングプロセスにおいて計測システム５０２（例えば、オーバレイ計測システム５０４）によって行われる１組の測定を受信するように構成され得る。１つ以上のコンピュータシステム５０８は、１組の品質測定値、最適化された測定レシピ、１組の高値標的を計算または特定するようにさらに構成され得る（すなわち、異常値標的を特定して、修正可能値の計算から除去する）かまたはサンプリングプロセスから受信された測定を用いて１組のプロセスツール修正可能値を計算または特定するようにさらに構成され得る。さらに、１つ以上のコンピュータシステム５０８はその後、関連付けられたプロセスツール（例えば、スキャナツールまたはリソグラフィー）ツールへ命令を送って、プロセスツールを調節することができる。
【0054】
上記および本開示の残り部分全体において述べるステップは、単一のコンピュータシステム５０８によって行ってもよいし、あるいは複数の計算システム５０８によって行ってもよい点が認識される。さらに、システム５００の異なるサブシステム（例えば、計測システム５０２）は、上記したステップのうち少なくとも一部を実行するのに適した計算システムを含み得る。よって、上記記載は、本発明を制限するものとしてではなく、単なる例示として解釈されるべきである。
【0055】
別の実施形態において、１つ以上のコンピュータシステム５０８は、命令を１つ以上のプロセスツールへと送り得る。これらの命令は、本明細書中に記載のプロセスのうち任意の１つから得られた１組のプロセスツール修正可能値を示す。さらに、１つ以上のコンピュータシステム５０８は、本明細書中に記載の方法実施形態のうちいずれかの他の任意のステップ（単数または複数）を行うように構成され得る。
【0056】
別の実施形態において、コンピュータシステム５０８は、当該分野において公知の様態で、計測システム５０２またはプロセスツールへと通信可能に接続され得る。例えば、１つ以上のコンピュータシステム５０８は、計測システム５０２のコンピュータシステム（例えば、オーバレイ計測システム５０４のコンピュータシステム）またはプロセスツールのコンピュータシステムへ接続され得る。別の例において、計測システム５０２およびプロセスツールは、単一の計算システムによって制御され得る。このようにして、システム５００の１つ以上の計算システム５０８を、単一の計測プロセスツールコンピュータシステムへ接続することができる。さらに、システム５００の１つ以上の計算システム５０８は、他のシステムからのデータまたは情報（例えば、検査システムからの検査結果、別の計測システムからの計測結果、またはシステム（例えば、ＫＬＡ−ＴｅｎｃｏｒのＫＴＡｎａｌｙｚｅｒ）によって計算されたプロセスツール修正可能値）を伝送媒体によって受信および／取得するように、構成され得る。伝送媒体は、有線部分および／または無線部分を含み得る。このようにして、伝送媒体は、システム５００の計算システム５０８と他のサブシステムとの間のデータリンクとして機能し得る。さらに、計算システム５０８は、データを伝送媒体を介して外部システムへと送り得る。例えば、コンピュータシステム５０８は、計算された品質測定値、プロセスツール修正可能値、最適化された測定レシピを別個の計測システムへと送り得る。この別個の計測システムは、記載のシステム５００から独立して存在する。
【0057】
計算システム５０８を非限定的に挙げると、パーソナルコンピュータシステム、メインフレームコンピュータシステム、ワークステーション、画像コンピュータ、並列プロセッサ、または当該分野において公知の他の任意のデバイスがある。一般的に、「コンピュータシステム」という用語は、メモリ媒体からの命令を実行する１つ以上のプロセッサを有する任意のデバイスを包含するように、広範に規定される。
【0058】
本明細書中に記載のような命令を実行するプログラム命令５１０は、キャリア媒体５２０を介して送ってもよいし、あるいはキャリア媒体５２上に保存してもよい。キャリア媒体は、伝送媒体であり得る（例えば、ワイヤ、ケーブルまたは無線伝送リンク）。キャリア媒体はまた、記憶媒体も含み得る（例えば、リードオンリーメモリ、ランダムアクセスメモリ、磁気ディスクまたは光ディスク、または磁気テープ）。
【0059】
図５に示すシステム５００の実施形態は、本明細書中に記載のようにさらに構成することができる。加えて、システム５００は、本明細書中に記載の方法実施形態（単数または複数）のうち任意のものの他の任意のステップ（単数または複数）を実行するように、構成され得る。
【0060】
図７Ａはフロー図であり、半導体ウェーハ作製におけるプロセス制御の向上に適した品質測定値プロセスを提供するための方法７００において行われるステップを示す。第１のステップ７０２において、第１の選択された測定レシピを用いて、多数のウェーハの１つ以上のウェーハフィールドにわたって分布する複数の計測標的から複数のオーバレイ計測測定信号を取得することができる。この点において、計測測定信号は、複数の計測標的の各計測標的について取得され得る。一実施形態において、計測プロセスは、多数のウェーハの１つ以上のウェーハフィールドにわたって分布する複数の標的の１つ以上の特性（例えば、オーバレイエラー）を測定し得る。さらなる実施形態において、１つ以上の計測信号は、本明細書中において既述したシステム５００の計測システム５０２（例えば、オーバレイ計測システム５０４）を用いて取得され得る。このようにして、計測システム５０２を用いて取得された計測信号を、データリンク（例えば、有線または無線信号）を介して計算システム５０８へと送ることができる。
【0061】
一実施形態において、方法７００は、１つ以上のウェーハ上の複数の測定スポットにおけるウェーハからなる少なくとも１つのロット中の１つ以上のウェーハに対してオーバレイ計測測定を行うことを含む。図７Ｂおよび図７Ｃに示すように、これらの測定スポットは、１つ以上のウェーハ５０６上の１つ以上のフィールド７５２を含み得る。例えば、図７Ｂに示すように、ウェーハ５０６内には、複数のフィールド７５２が形成される。図７Ｂ中においては、ウェーハ５０６上に特定の数および配置のフィールド７５２が設けられている様子が示されているが、ウェーハ上のフィールドの数および配置は、例えばウェーハ上に形成されているデバイスによって異なり得る。これらの測定は、ウェーハ５０６上に形成された複数のフィールド７５２と、少なくとも第１のロット中の他のウェーハ上の複数のフィールドとにおいて行われ得る。これらの測定は、フィールド中に形成されたデバイス構造および／またはフィールド中に形成された試験構造に対して行われ得る。加えて、フィールドそれぞれにおいて行われる測定は、計測プロセス時において行われる測定（例えば、１つ以上の異なる測定）全てを含み得る。
【0062】
別の実施形態において、サンプリングプロセスにおいて測定される測定スポットは全て、所与のロット内のウェーハの各測定されたフィールド内の複数の標的を含み得る。例えば、図７Ｃに示すように、ウェーハ５０６上に形成されたフィールド７５２は、複数の標的７５４を含み得る。図７Ｂ中、フィールド７５２中に特定の数および配置の標的７５４が設けられている様子が図示されているが、フィールド７５２内の標的７５４の数および配置は、例えばウェーハ５０６上に形成されているデバイスに応じて異なり得る。標的７５４は、デバイス構造および／または試験構造を含み得る。よって、この実施形態において、各フィールド７５２内に形成された任意の数の標的７５４に対し、これらの測定を行うことができる。これらの測定は、計測プロセス時において行われる全ての測定（例えば、１つ以上の異なる測定）も含み得る。
【0063】
別の実施形態において、サンプリングステップにおいて行われる測定結果は、測定プロセスにおける変化についての情報を含み得る。測定変化は、当該分野において公知の任意の様態で決定され得る（例えば、標準偏差、変化量）。測定における変化は、プロセスまたはプロセス逸脱における変化を示すことが多いため、サンプリングステップにおいて測定されるウェーハのロット数は、プロセスまたはプロセス逸脱に応じて異なり得る。このステップにおいて特定されるかまたは決定されるの変化の源を挙げると、変化の任意の源がある（例を非限定的に挙げると、オーバレイ変化、ウェーハの他の特性の変化、ロット間の変化、ウェーハ間の変化、フィールド間の変化、側部間の変化、変化の統計源、またはこれらの任意の組み合わせ）。
【0064】
さらなる局面において、第１の選択された測定レシピを用いて、１つ以上の計測信号をウェーハの１つ以上の計測標的から取得することができる。当業者であれば、計測レシピは、広範なパラメータ選択を含み得ることを認識する。例えば、測定レシピの例を非限定的に挙げると、照明波長、照明角度、焦点、フィルター特性、偏光がある。本発明のさらなる局面において、本明細書中において以下にさらに詳述するように、プロセスフロー７００によって生成された品質測定値結果を部分的に用いることで、システム５００によって実行される計測レシピを最適化するかまたは少なくとも部分的に向上させることができる。
【0065】
本発明における実行に適した計測プロセスおよびシステムについて、米国特許出願第１２／１０７，３４６号（出願日：２００８年４月２２日）に主に記載がある。本明細書中、同文献を参考のため援用する。
【0066】
第２のステップ７０４において、複数のオーバレイアルゴリズムを各オーバレイ計測測定信号へ適用することにより、ステップ３０２のオーバレイ計測測定信号それぞれについての複数のオーバレイ推定値を決定することができる。
【0067】
一局面において、ウェーハ５０６の選択された複数の計測標的それぞれから取得された各計測信号へ複数の異なるアルゴリズムをを適用して、各計測信号についてオーバレイ推定値を決定することができる。例えば、オーバレイ推定値アルゴリズム１〜Ｎそれぞれを、ウェーハの各１組の測定された計測標的から取得された各信号へ適用することができる。各アルゴリズムは、各標的について独立したオーバレイ推定値を計算する。さらなる局面において、実行されたアルゴリズムはそれぞれ、非対称な信号の対称中心を高精度に提供するように構成され得る。しかし、信号が対称である場合、複数のアルゴリズムの多様なアルゴリズムにより、おおよその対称中心についての異なる推定値を得ることができる。この点において、計測標的の非対称性が非ゼロ度である場合、アルゴリズム１．．．Ｎにより、測定された各標的について、標的オーバレイについて異なる値が計算される。
【0068】
第３のステップ７０６において、１組のオーバレイ推定値分布を生成することができる。この生成は、ステップ７０４において得られた１組のオーバレイ推定値を用いて計測測定信号それぞれについてのオーバレイ推定値分布を計測標的それぞれから生成することにより、行われる。この点について、ウェーハの測定された複数の標的の各標的について、アルゴリズム１-Ｎによって生成された多様な推定値を収集して、単一のオーバレイ推定値分布とすることができる。よって、ステップ７０６は、各測定された計測標的についてオーバレイ推定値分布を生成する。本明細書中、幾何学的オーバレイの不明瞭性およびオーバレイの不明瞭性向上は、広がり関数として出現するか、または、各分析された計測信号のオーバレイ推定値分布の大きさにわたって広がる点にさらに留意されたい。よって、所与の計測信号のオーバレイ不明瞭性が大きいほど、（ステップ７０４のアルゴリズム１-Ｎによって生成された）関連付けられた１組のオーバレイ推定値の広がりまたは幅も大きくなる。
【0069】
第４のステップ７０８において、複数の品質測定値が生成され得る。一局面において、プロセス７００のステップ７０６において生成されたオーバレイ推定値分布を用いて、これら複数の品質測定値値が生成され得る。この点について、生成された品質測定値はそれぞれ、ステップ７０６のオーバレイ推定値分布のうち１つと関連付けられる。各生成された品質測定値は、対応するオーバレイ推定値分布の幅または広がりの関数であり、所与の計測標的から取得された所与の信号と関連付けられたオーバレイ不明瞭性および誤差の測定値または推定値を表す。さらなる局面において、ステップ７０８の品質測定値は、完全に対称な信号の場合はゼロになるように構成され、所与の非対称な信号と関連付けられたオーバレイ誤差に比例する。非対称な信号の品質測定値をゼロとするためには、対称信号と同一のオーバレイ推定値を生成するようにステップ７０４の各オーバレイアルゴリズムを構成する必要がある点に留意されたい。各オーバレイ計測標的について得られた品質測定値は、ｉｓオーバレイ結果の非対称性に起因する変化の測定値または推定値であり、１組の適用されるオーバレイアルゴリズムの関数である。よって、１つ以上の計測標的から取得された１組のオーバレイ測定と関連付けられた１つ以上の品質測定値値を分析することにより、非対称性に起因するオーバレイ誤差を分析するための「測定基準」が得られる。
【0070】
図８Ａは、本発明によるオーバレイ誤差マップを示す。図８Ａのウェーハマップ８００は、関連付けられたオーバレイ信号のオーバレイ誤差の方向および大きさを示す。この点において、マップ８００中の矢印のＸ構成要素およびＹ構成要素は、ＸおよびＹオーバレイ中の誤差にそれぞれ対応する。図８Ｂは、本発明の実施形態による、生成された複数の品質測定値を示す。図８Ｂの各品質測定値は、１組のサンプリングされた計測標的の計測標的に対応する点に留意されたい。品質測定値分布または品質測定値「クラウド」がＸ−Ｙ方向において広範になるほど、対応するオーバレイ計測測定の精度が低下する点にさらに留意されたい。本明細書中においてさらに以下に詳述するように、品質測定値クラウドのサイズを低減するための方法およびシステムは、異常値の除去およびレシピ最適化を含む。
【0071】
本発明のさらなる実施形態において、１組の測定された計測標的それぞれから取得されたオーバレイ計測信号は、ツール起因型シフト（ＴＩＳ）のために修正された後、品質測定値生成プロセス７００が実行される。このようにすると、特に有利である。なぜならば、本発明の品質測定値は、取得された計測信号中に存在する任意の非対称性（例えば、計測システムの光学系によって生成された非対称性）を検出するように構成されるからである。よって、大幅なＴＩＳを生成する光学成分を計測システム５０２が有する場合、取得された計測信号に対して先ずＴＩＳ修正を適用することが有利であり、これにより、標的に起因するオーバレイ誤差の評価をより高精度に行うことが可能となる。
【0072】
図９に示すフロー図は、本発明のさらなる実施形態によるさらなるプロセスフロー９００を示す。プロセスフロー９００において、プロセス７００において生成された品質測定値を用いて、ウェーハのサンプリングされた１組の計測標的の異常値計測標的を特定する。ステップ９０２において、複数の計測標的の１つ以上の異常値計測標的を特定する。この点について、サンプリングされた標的の他方の計測標的の分布の品質測定値から大幅に逸脱した品質測定値を示す計測標的を特定することができる。例えば、図８Ｂに示すように、３つの範囲外の品質測定値が特定される（円によってデマークされる）。これらの異常な品質測定値は、（非異常標的と比較して）高レベルの非対称性を有しよって高レベルのオーバレイ誤差を有する複数のサンプリング計測標的の計測標的に対応する。本明細書中、プロセス７００において得られた品質測定値分布中の異常値の特定は、当該分野において公知の任意の様態で行うことが可能であることが認識される。この点において、任意の定量的分析パッケージを用いて、計測標的異常値を特定することができる。さらに、計測標的の品質測定値を異常値として規定する作業を、閾値定義および分析ルーチンと共にプログラムされた統計分析パッケージを介して、ユーザによってまたは自動的に行うことができる。この点について、例えば、システム５００は、以下に基づいて、異常な品質測定値を自動的に特定するようにプログラムされ得る：ｉ）サンプリングされた標的の品質測定値の大きさが選択されたレベルを超えている、または、ｉｉ）品質測定値値の選択されたパーセンテージがほとんどの範囲外となっている（例えば、最大１０％の品質測定値を範囲外として規定するもの）。ユーザによる選択の場合、品質測定値分布（例えば、図８Ｂの品質測定値分布）を、システム５００の表示デバイス（図示せず）上に表示することができる。その後、ユーザは、異常値と思われる品質測定値を手動で選択することができる。
【0073】
第２のステップ９０４において、ステップ９０２において特定された異常値標的を排除することにより、修正された１組の計測標的を生成することができる。この点について、修正可能値の計算に用いられる計測標的からステップ９０２の特定された異常値計測標的を除去することにより、修正された１組の計測標的を生成することができる。
【0074】
第３のステップ９０６において、ステップ９０４において得られた修正された１組の計測標的を用いて、１組のプロセスツール修正可能値を計算する。この点において、修正された１組の計測標的中に残っている計測標的についてのオーバレイ情報のみを用いて、１組のオーバレイ修正可能値を計算する。さらなるステップにおいて、計算システム５０８を介して計算されたプロセスツール修正可能値を、通信可能に接続されたプロセスツール（例えば、ステッパーまたはスキャナ）へ送ることができる。オーバレイ計測結果を用いたプロセスツール（例えば、ステッパーまたはスキャナ）修正可能値の計算について、米国特許第７，８７６，４３８号（発行日：２０１１年１月２５日）中に主に記載がある。本明細書中、同文献を参考のため援用する。
【0075】
図１０に示すフロー図は、本発明のさらなる実施形態によるさらなるプロセスフロー１０００を示す。プロセスフロー１０００において、プロセス７００において生成された品質測定値を用いて、向上したまたは最適化されたオーバレイ測定レシピを特定する。第１のステップ１００２において、少なくともさらなる測定レシピを用いて、複数の計測標的からのさらなる複数のオーバレイ計測測定信号を取得することができる。第２のステップ１００４において、少なくともさらなる複数の測定信号の各オーバレイ測定信号へ複数のオーバレイアルゴリズムを適用することにより、少なくともさらなる複数のオーバレイ測定信号それぞれについての少なくともさらなる複数のオーバレイ推定値を決定することができる。第３のステップ１００６において、複数のオーバレイ推定値を用いて少なくともさらなる複数のオーバレイ測定信号それぞれについてのオーバレイ推定値分布を複数の計測標的から生成することにより、少なくともさらなる複数のオーバレイ推定値分布を生成することができる。第４のステップ１００８において、生成された少なくともさらなる複数のオーバレイ推定値分布を用いて、少なくともさらなる複数の品質測定値を生成することができる。第５のステップ１０１０において、第１の測定レシピと関連付けられた第１の複数の品質測定値の分布と、少なくとも１つのさらなる測定レシピと関連付けられた少なくともさらなる複数の品質測定値の分布とを比較することにより、向上したまたは最適化されたプロセス測定レシピを決定することができる。
【0076】
この点について、各品質測定値生成サイクルについて異なる標的測定レシピを用いて品質測定値生成プロセスを複数回行うことにより、向上したまたは恐らくは最適なオーバレイ測定レシピを得ることができる。例えば、第１のサイクルにおいて、第１の測定レシピを用いて実行される１組のオーバレイ測定を用いて、サンプリングされた計測標的についての品質測定値を得ることができる。その後、第２のサイクルにおいて、第２の測定レシピを用いて実行される１組のオーバレイ測定を用いて、サンプリングされた計測標的についての品質測定値を得ることができる。第２のレシピは、第１のレシピに相対して変化する（例えば、波長が変化し、焦点位置が変化し、照明方向が変化する）。その後、各品質測定値生成サイクルにおいて取得された品質測定値の複数の分布を相互に比較して、品質測定値分布が最小となる測定レシピを特定する。
【0077】
図１１に示す品質測定値分布は、第１のフィルターおよび第２のフィルターを用いて得られる。Ｘ−Ｙ品質測定値分布におけるより小型の空中分布によって示すように、色フィルター２により、対応するオーバレイ計測測定における誤差が小さくなる。よって、後続計測測定においてフィルター１とフィルター２とのうちいずれかを選択する際、フィルター２を用いることにより、オーバレイ精度が向上し、その結果プロセスツール修正可能値も向上する。このプロセスは、任意の数のレシピパラメータ（例えば、波長、焦点位置、照明方向、偏光構成、フィルター構成）について、任意の回数だけ徐々に繰り返すことができる（例えば、１回、２回、３回またはＮ回まで）ことがさらに認識される。
【0078】
図１２Ａに示すフロー図は、本発明の実施形態による、プロセスツール修正可能値を提供するための方法１２００において行われるステップを示す。プロセス１２００において、プロセス７００の生成された品質測定値に基づいて、１組のプロセスツール修正可能値が計算される。第１のステップ１２０２において、多数のウェーハの１つ以上のウェーハフィールドにわたって分布する複数の計測標的の各計測標的についてのオーバレイ計測結果が取得される。一実施形態において、計測システム５０２を用いて計測標的に対して１つ以上のオーバレイ計測測定を行うことにより、複数の計測標的の各計測標的についてのオーバレイ計測結果を取得することができる。第２のステップ１２０４において、各取得されたオーバレイ計測結果と関連付けられた品質測定値が取得され得る。一実施形態において、品質測定値は、本開示全体において記載される多様な方法および実施形態によるプロセスを用いて生成され得る。よって、１組の測定計測標的それぞれについて計測結果を得た後、システム５００は、計測測定それぞれについて品質測定値を計算することができる。
【0079】
第３のステップ１２０６において、各計測標的についての取得されたオーバレイ計測結果および関連付けられた品質測定値結果を用いて、変更されたオーバレイ値を各計測標的について決定することができる。一局面において、各計測標的についての変更されたオーバレイ値は、計測シナリオの少なくとも１つの材料パラメータ要素の関数である（例えば、波長、焦点位置、照明角度などに依存するもの）。例えば、変更されたオーバレイは、以下のように表すことができる。【数6】
【0080】
式中、ＯＶＬａｃｃｕｒａｔｅは、変更されたオーバレイを示し、ＯＶＬｍｅａｓｕｒｅｄは、測定されたオーバレイを示し、ｆ（ＱＭ）は品質関数を示し、計測標的それぞれと関連付けられた品質測定値（ＱＭ）に依存する。一実施形態において、品質関数は、材料パラメータ要素αに対して直線状である関数によって表され得る。この場合、変更されたオーバレイは、以下のように表すことができる。【数7】
【0081】
式中、αは同様に材料パラメータ要素を示し、ＱＭは、本発明のオーバレイ測定それぞれについて計算された品質測定値を示す。本明細書中、Ｅｑ．７の上記品質関数は制限的なものではなく、ひとえに例示的なものとして解釈されるべきであることが認識される。品質関数ｆ（ＱＭ）は多様な数学的形態をとり得ることが予測される。
【0082】
第４のステップ１２０８において、複数の材料パラメータ要素について、修正可能値の関数と、修正可能値関数に対応する１組の残余とを計算することができる。この点について、パラメータαを変更することができ、新規の修正可能値関数と、各修正可能値関数と関連付けられた残余とを各α値について計算することができる。さらなる局面において、当該分野において公知の任意の種類の修正可能値関数を実行して、ＯＶＬａｃｃｕｒａｔｅに適合させることができる。例えば、修正可能値関数は、線形のまたはより高次の修正可能値関数を含み得る。当該分野において公知の修正可能値関数のうち１つ以上を用いることにより、一連の修正可能値関数を（各α値に対して１つ）生成することができる。例えば、修正可能値関数および対応する残余をα１、α２、α３およびαＮまで計算することができる。修正可能値の計算において用いられる関数について、主に米国特許第７，８７６，４３８号（発行日：２０１１年１月２５日）に記載がある。本明細書中、同文献全体を参考のため援用する。
【0083】
第５のステップ１２１０において、１組の残余を少なくとも実質的に最小化するのに適した材料パラメータ要素の値を決定されする。この点について、各α１．．．αＮと関連付けられた残余を分析することで、オーバレイ残余レベルが最小になるα値を得ることができる。例えば、図１１に示すグラフ１２２０は、複数のα値それぞれについて計算されたステップ１２０８からの１組の残余値を対応するトレンドライン１２２２に沿ってプロットして得たグラフである。図１１から分かるように、１組の所与の残余について、α値がおよそ−３．６６である場合、所与の計測シナリオにおいて残余値が最小となる。
【0084】
ステップ１２１２において、少なくとも実質的に最小化された１組の残余と関連付けられた１組の修正可能値を特定することができる。例えば、ステップ１２１０において提供される残余最小化の例示のために、αについて最小化された残余を用いて、１組の修正可能値を計算することができる。ステップ１２１０において特定されたαをロットウェーハ中の後続ウェーハの分析時において適用することで、これらの後続ウェーハに関連する修正可能値を発見することができることがさらに予想される。
【0085】
さらなる実施形態において、ステップ１２１２において生成された１組の修正可能値を１つ以上のプロセスツール（例えば、ステッパーまたはスキャナ）へ来ることができる。さらなる局面において、取得された複数のオーバレイ計測測定信号へＴＩＳ修正プロセスを適用した後、信号中に存在するＴＩＳに起因する非対称性を低減するための分析を行う。
【0086】
図１３に示すフロー図は、プロセスツール修正可能値の変化を特定するための方法１３００を行うステップを示す。ステップ１３０２において、多数のウェーハの１つ以上のウェーハフィールドにわたって分布する複数の計測標的の各計測標的についてのオーバレイ計測結果を取得することができる。一実施形態において、計測システム５０２を用いて１つ以上のオーバレイ計測測定を計測標的に行うことにより、複数の計測標的のうち各計測標的についてのオーバレイ計測結果を取得することができる。
【0087】
ステップ１３０４において、各取得されたオーバレイ計測結果と関連付けられた品質測定値を取得する。一実施形態において、本開示全体において記載される多様な方法および実施形態によるプロセスを用いて、品質測定値を生成することができる。よって、１組の測定計測標的それぞれについての計測結果を取得した後、システム５００は、計測測定それぞれについての品質測定値を計算することができる。
【0088】
ステップ１３０６において、各計測標的および品質関数についての取得されたオーバレイ計測結果を用いた複数の計測標的についての複数の変更されたオーバレイ値が決定される。一局面において、品質関数は、各計測標的の取得された品質測定値の関数である。一実施形態において、ステップ１３０６の変更されたオーバレイは、プロセス１２００のＥｑ．６および／またはＥｑ．７において見られる形態をとり得る。品質関数ｆ（ＱＭ）は、任意の数の数学的形態をとり得ることが認識される。
【0089】
ステップ１３０８において、取得されたオーバレイ計測結果の複数のランダム選択されたサンプリングおよび複数の計測標的の関連付けられた品質測定値それぞれについて複数の変更されたオーバレイ値を用いて１組のプロセスツール修正可能値を決定することにより、複数組のプロセスツール修正可能値を生成することができる。ランダムサンプリングはそれぞれ、同一サイズである。この点において、複数のランダムサブサンプリングを行うことができ、利用可能なデータポイントのうち選択された数または選択されたパーセンテージが生成される。この点について、複数のサブサンプリングはそれぞれ、同一数のサンプリングされたデータポイント（例えば、９０％、８０％、５０％）を含み得る。例えば、ステップ１３０２のオーバレイ計測結果のデータポイントのうち９０％のＮ個のランダムサンプリングを行うことができ、各ランダムサンプリングは、利用可能なデータポイントの異なるランダムサンプリングを示す（しかし、サンプリングされたデータポイントは同一数である）。その後、Ｎ個のランダムサンプリングそれぞれを用いて、１組のプロセスツール修正可能値を生成することができる。同一品質関数ｆ（ＱＭ）を用いて、修正可能値それぞれを計算することができる点にさらに留意されたい。
【0090】
ステップ１３１０において、複数組のプロセスツール修正可能値の変化を特定することができる。本明細書中、ステップ１３０８において計算されたこれら複数組のプロセスツール修正可能値間の変化は、その品質を示すことが認識される。本明細書中、Ｎ個の修正可能値においてみられる変化が小さいほど、修正可能値の品質が向上することがさらに認識される。
【0091】
本明細書中、各オーバレイ値へ取り付けられた品質値により、所与の測定における非ランダム誤差の推定値が得られる点にさらに留意されたい。しかし、この品質値には、オーバレイ測定のランダム誤差よりも高いランダム誤差が関連付けられ得る。上記したようにこの品質値を用いる場合として、非ランダム誤差がランダム誤差よりも高い場合がある。非ランダム誤差がランダム誤差よりも高い場合、オーバレイ値を修正することで、ランダム誤差値を増加させるとよい（非ランダム誤差を低減しつつ、ランダム誤差を多数の測定にわたって平均化することで、より低い値にすることができる点に留意されたい）。
【0092】
図１４に示すフロー図は、本発明の実施形態による、計測サンプリング計画を生成するための方法１４００において行われるステップを示す。プロセス１４００において、プロセス７００の生成された品質測定値に基づいて、計測サンプリング計画が生成される。ステップ１４０２において、多数のウェーハの１つ以上のウェーハフィールドにわたって分布する複数の計測標的からの複数のオーバレイ計測測定信号を取得する。ステップ１４０４において、複数のオーバレイアルゴリズムを各オーバレイ計測測定信号へ適用することにより、複数のオーバレイ計測測定信号それぞれについて複数のオーバレイ推定値を決定する。ステップ１４０６において、複数のオーバレイ推定値を用いて複数の計測標的からの複数のオーバレイ計測測定信号それぞれについてのオーバレイ推定値分布を生成することにより、複数のオーバレイ推定値分布を生成する。ステップ１４０８において、生成された複数のオーバレイ推定値分布を用いて、第１の複数の品質測定値が生成される。
【0093】
ステップ１４１０において、複数の計測標的の生成された第１の複数の品質測定値を用いて、１つ以上の計測サンプリング計画を生成することができる。この点について、１組の測定された計測標的と関連付けられた品質測定値に基づいて、サブサンプリング計画または別のサンプリング計画を選択することができる。新規サンプリング計画を特定した後、システム５００は、多数のウェーハの後続ウェーハの計測測定時においてサンプリング計画を適用することができる。
【0094】
一実施形態において、複数の計測標的の生成された第１の複数の品質測定値を用いて１つ以上の計測サンプリング計画を生成して、１つ以上の低品質標的を特定することにおいて、１つ以上の低品質標的は、生成された１つ以上の計測サンプリング計画から排除される。この点について、（計測シナリオについての）対応する品質測定値を介して低標的計測標的を特定し、後続測定に用いられるサンプリング計画から排除する。
【0095】
図１５Ａ〜図１５Ｃは、３つの異なる波長の照明についての一連の品質測定値データを示す。図１５Ａは、２１５個の標的の１組のオーバレイ計測測定から取得された３つの異なる波長（白色、赤色および緑色）についての品質測定値値を示す。図１５Ｂは、最低品質を有する６０個の標的（すなわち、最大の大きさの品質測定値を有する６０個の標的）を除去して１５５個の標的をサンプリング対象として残した（すなわち、Ｎ＝１５５サンプリング）場合の、残りの品質測定値を示す。さらに、図１５Ｃは、最低の品質値を有する１１５個の標的を除去して１００個の標的をサンプリング対象として残した（すなわち、Ｎ＝１００サンプリング）場合の、残りの品質測定値を示す。出願人らによれば、上記記載においてｗ、１組の低品質標的の排除による標的選択について述べてきたが、１組の高品質標的をサンプリング計画に含めるものとして選択するのも直接的方法である。
【0096】
図１６Ａ〜図１６Ｄは、ｙ方向における初期オーバレイサンプリングＮ＝２１５と、後続調節されたサンプリングＮ＝１５５およびＮ＝１００とにおける残余値およびＲ２値を示す。Ｎ＝１５５およびＮ＝１００を初期のＮ＝２１５サンプリングと比較した場合、図１６Ａ〜図１６Ｄにおいて、全ての３つの波長によってサンプリングされた残余の大きさが低減していることが明確に分かる。同様に、図１６Ａ〜図１６Ｄに示すように、各波長において、各サブサンプリング計画（例えば、Ｎ＝１００およびＮ＝１５５）のためのＲ２が全般的に増加している。当業者であれば、これらの向上した残余およびＲ２特性により、向上したプロセスツール修正可能値が得られ、これらのプロセスツール修正可能値を関連付けられたプロセスツールへ送ることが可能であることを認識する。
【0097】
一実施形態において、複数の計測標的の生成された第１の複数の品質測定値を用いて１つ以上の計測サンプリング計画を生成して、１つ以上の低品質標的を特定する。１つ以上の低品質標的は、生成された１つ以上の計測サンプリング計画から排除され、１つ以上の低品質標的の近隣に配置された１つ以上のさらなる計測標的を用いて、１つ以上の低品質標的に代替する。この点について、（計測シナリオについての）対応する品質測定値を介して低標的計測標的を特定し、後続測定に用いられるサンプリング計画から排除することができる。一方、排除された低品質標的の近隣に配置されたさらなる標的を、ロットの後続ウェーハ上に用いられるサンプリング計画へ挿入することができる。
【0098】
図１８Ａ〜図１８Ｂは、初期オーバレイサンプリングおよび後続調節サンプリングのためのｘ方向およびｙ方向における残余値およびＲ２値を示す。低品質標的を、排除された低品質標的の近隣に配置された標的と交換した。図８Ａは、低品質標的を近隣に配置された標的と交換した場合のｘ方向およびｙ方向双方における残余レベルの低下を示す。同様に、図８Ｂは、低品質標的と近隣に配置された標的を交換した場合のＲ２値の増加を示す。ここでも、当業者であれば、これらの向上した残余特性およびＲ２特性により、向上したプロセスツール修正可能値が得られ、これらの修正可能値を関連付けられたプロセスツールへ送ることが可能になることを認識する。
【0099】
プロセス１４００は、第１の複数の品質測定値を用いてウェーハの複数の品質ゾーンを特定するステップをさらに含み得る。品質ゾーンはそれぞれ、実質的に同様の品質レベルを有する複数の計測標的を含む。例えば、図１９に示すように、第１の品質ゾーン１９０２〜１９０６を特定する際、内部に含まれる全標的１９０１が実質的に同じ品質となるように、特定を行う。さらなる実施形態において、後続オーバレイ計測プロセス時におけるサンプリングレート実行は、所与の特定された品質ゾーンの関数であり得る。例えば、ゾーン１９０２、１９０４および１９０６内においてサンプリングされた標的数は、これらのゾーンに含まれる標的の品質レベルに依存し得る。さらなる局面いおいて、初期サンプリング計画計測測定プロセスは、ウェーハマップ全体を測定することと、フルロットマップを測定することまたはウェーハのサブロットを測定することとを含む。
【0100】
第１のウェーハサンプリング計画を品質測定値に基づいて規定した後、事前規定された制約を提供しつつ、特定されたサンプリング計画を次のウェーハへ適用することができる。例えば、制約は、いくつかのサブ制約によって構成され得、各サブ制約は、サンプリング計画の微小変更（例えば、一部と別の部分との交換）を必要とする。このプロセスは、後続ロット上において累積的に継続し得る。これらの制約は、サンプリング量を考慮に入れつつ、測定されたウェーハ／ウェーハ統計値の品質測定値（例えば、標準偏差、平均、範囲）に基づき得る。
【0101】
ここで図２０Ａ〜図２０Ｆを参照して、本発明の実施形態による、プロセス署名マッピングを提供するための方法およびシステムについて説明する。この点について、プロセス署名マッピングによるソリューション（本明細書中以下「プロセス署名マッパー」）は、半導体デバイス作製におけるパターニングプロセス制御の向上を支援し得る。
【0102】
図２０Ａは、リソグラフィープロセス制御ループの一実施形態を示す。リソグラフィープロセス制御ループを非限定的に挙げると、レチクル２００２、スキャナ２００４、プロセス追跡モジュール２００６、計測システム２０１０、および高度プロセス制御（ＡＰＣ）システム２０１２がある。プロセス追跡モジュール２００６は、複数の非リソグラフィックプロセス経路２００８を追跡するように構成される。典型的なリソグラフィープロセス制御ループ２０００において、計測測定２０１０は、リソグラフィープロセスの制御ループへフィードバックされることが意図され、ウェーハの計測標的上へ行われる。この計測標的には、先行プロセス層および現在のプロセス層双方上へのリソグラフィープロセス（ならびに他のプロセス（例えば、先行層上へのエッチングおよび研磨）が施されている。計測プロセス２０１０の目的は、リソグラフィードリフトの修正を可能にすることであるが、実際の測定オーバレイは、非リソグラフィックプロセス２００８に関連する影響に起因してバイアスしている場合があり、特定のウェーハの経路履歴に依存し得る。本明細書中、バイアスは、本明細書中において既述したように計測不明瞭性としてみなされることが認識される。現行技術において、任意の先行プロセス経路からのウェーハから修正された計測データを用いて、履歴平均化された修正可能値をＡＰＣシステム２０１２によって計算し、その後この修正可能値をリソグラフィック露出プロセス（すなわち、スキャナ２００４）へ送ることができる。本発明の１つの目的は、ウェーハの特定の処理経路への測定オーバレイの依存性を定量化することである。この手順を、プロセス署名マッピングと呼ぶ。
【0103】
図２０Ｂは、本発明の一実施形態による、プロセス署名マッピングのプロセスフローを示す。ステップ２０１２において、リソグラフィープロセスの後、オーバレイ計測プロセス（例えば、画像化計測またはスキャッタロメトリー）を用いて、レチクル（例えば、試験レチクルまたは製品レチクル）上に形成された複数のプロキシ標的を測定する。この測定は、エッチングプロセスの前およびエッチングプロセスの後両方において行う。この点について、図２０Ｃに示すように、リソグラフィープロセスの後およびウェーハの第１のエッチングプロセスの前の複数のプロキシ標的から取得された第１の１組の計測結果２０２２と、ウェーハの第１のエッチングプロセスの後の複数のプロキシ標的から取得された少なくとも第２の１組の計測結果２０２４とを比較する（例えば、両者間の差を規定する）ことにより、ウェーハ上の位置の関数としての第１のプロセス署名２０２６を決定することができる。
【0104】
さらに、図２０Ｃに示すように、第１のプロセス署名と、特定のプロセス経路とを相関付けることができる。この点について、ウェーハ（上記においてＤＩ−ＦＩバイアスと呼ぶ）上における位置の関数としての２つの計測測定２０２１と計測測定２０２３との間の差をタグ付けすることで、特定のプロセス経路（例を非限定的に挙げると、プロセス順序、特定のプロセスツールの特定、タイムスタンプ）を指定することができる。
【0105】
ステップ２０１４において、第１のエッチングプロセスの後、デバイス相関バイアスを測定することができる。この点について、第１のエッチングプロセスの後、ウェーハの複数のデバイス相関標的に対して第１の１組の計測測定を行うことにより、デバイス相関バイアスを測定することができる。本発明のデバイス相関バイアスは、計測構造とウェーハのデバイスとの間のバイアスを示し、計測フィーチャは典型的には、デバイスフィーチャと異なる寸法（実質的により大きい寸法）を有する点に留意されたい。さらなる実施形態において、図２０Ｄに示すように、デバイス相関バイアスは、計測測定２０３４（例えば、ＣＤ−ＳＥＭ測定またはＡＦＭ測定）をウェーハのデバイス相関標的に対して行うことにより、測定することができる。ウェーハのデバイス相関標的は、デバイス状寸法および計測状寸法双方のフィーチャを含む。さらに、この計測ステップは、エッチング後に行われる。デバイス相関測定の例について、主に「Ｉｍｐｒｏｖｅｄ Ｏｖｅｒｌａｙ Ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ Ｄｅｖｉｃｅ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｏｎ ９０−ｎｍ Ｌｏｇｉｃ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ」（Ｕｅｎｏら著、Ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ，Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ，ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ ＸＶＩＩＩ、編著：Ｓｉｌｖｅｒ，ＲｉｃｈａｒｄＭ．ＳＰＩＥ，Ｖｏｌｕｍｅ５３７５，ｐｐ．２２２−２３１（２００４））に記載がある。本明細書中、同文献全体を参考のため援用する。
【0106】
さらに、決定された第１のエッチ署名（第１のプロセス署名）およびさらなるエッチ署名（さらなるエッチ署名）それぞれと、第１の測定されたデバイス相関バイアスおよび各さらなるデバイス相関バイアスとを用いて、プロセス署名マップを生成することができる。この点について、ステップ２０１２および／またはステップ２０１４の結果をシステムのメモリ中に保存し、この結果を用いて、プロセス署名マップデータベースを計算することができる。
【0107】
ステップ２０１６において、ステップ２０１２および２０１４を、各層および制御ループの各非リソグラフィックプロセス経路について繰り返すことができる。この点について、ステップ２０１６は、各さらなるプロセス層とウェーハの各さらなる非リソグラフィックプロセス経路とについてさらなるエッチ署名をウェーハ上の位置の関数として決定することを含み得る。さらに、ステップ２０１６は、各さらなるプロセス層およびウェーハの各さらなる非リソグラフィックプロセス経路に追随するさらなるデバイス相関バイアスを測定することを含み得る。プロセス経路の可能な置換リストは極めて大きいため、特徴付け対象として選択された１組のプロセス経路は、プロセスツールのファミリ内のマッチングおよび固有固有変動性に基づいて特定される。プロセスツールが良好なマッチングを示す場合、各マッチングしたツールのための独立したプロセス経路の測定は不要となり得る。さらなるステップにおいて、プロセスを周期的に更新することで、プロセス署名データベースを最新の状態で保持し、これにより、プロセスドリフトの監視を有効化する。
【0108】
図２０Ｅは、本発明の一実施形態によるリソグラフィープロセス制御ループにおけるプロセス署名マッパーデータベースの実行を示す。プロセス制御ループ２０４０を非限定的に挙げると、スタック情報および設計規則モジュール２０４２と、計算計測モジュール２０４４と、プロキシ標的設計およびデバイス相関標的設計情報を受信するように構成されたレチクル２０４６と、スキャナ２０４８と、複数の非リソグラフィックプロセス２０５６を追跡するように構成された追跡モジュール２０５０と、計測システム２０５２と、プロキシ標的２０５８およびデバイス相関標的２０６０から計測結果を受信するように構成されたプロセス署名マッパー２０５４と、ＡＰＣ２０６２とがある。
【0109】
プロセス署名マッパーデータセットを入手した後、このプロセス署名マッパーデータセットをＡＰＣ制御ループ２０６２において用いることができる。図２０Ｅに示すように、計測データがプロセス署名マッパー２０５４へと送られると、プロセス署名マッパー２０５４は、ロット毎またはウェーハ毎の特定の経路であるプロセス修正を実行する。その後、この修正されたデータをＡＰＣループ２０６２へと送る。ＡＰＣループ２０６２は、履歴平均化された修正可能値を生成する。これらの履歴平均化された修正可能値は、当業者に公知の方法を用いて生成される。このようにして、プロセス署名マッパーモジュール２０５４は、現在の既存の作製設備の既存のＡＰＣ内部構造と適合性を持つべきである。一般的に、プロセス署名マッパー２０５４によって計算された経路依存型プロセス署名は、フィールド位置およびウェーハ位置の関数としてプロセスバイアスの形態で保存され得、あるいはより詳細には、プロセスツールの修正自由レベルと関連付けられた標準的修正可能値の形態で保存され得る。
【0110】
図２０Ｆは、本発明の実施形態によるプロセス署名マッパーの実行を示す。修正項全てが分かった場合、所与のデバイスについての方程式を表すことが可能になる。この方程式は、ウェーハ上における任意の点（ｘ、ｙ）におけるオーバレイを示す。このオーバレイは、プロキシ標的（レチクル側標的）の測定から生成された較正データと、ＣＤ−ＳＥＭまたはＡＦＭ上へのエッチングの後のデバイス相関標的（ウェーハ側標的）の測定とに基づく。これらのプロキシ標的は、ｎ個のプロセス経路ＯＶＬｐｐｎ（ｘ、ｙ）それぞれについての処理後（ステップ２０５２）に測定される。最も単純な場合において、デバイス相関修正は、処理特性のフィーチャサイズ依存性に起因する、ウェーハまたはフィールド位置またはプロセス経路から独立した一定のオフセットである。しかし、より一般的な場合、ウェーハおよびフィールド位置ならびにリソグラフィック処理経路を考慮する必要がある。一例として、デバイスサイズのフィーチャと計測サイズのフィーチャとの間のバイアスの原因がスキャナ収差に起因するパターン配置誤差である場合、このバイアスは、スキャナのスリットにわたって変化する可能性が高い。よって、ｍ本のリソグラフィー経路それぞれについて、デバイス相関データＯＶＬｌｐｍ（ｘ、ｙ）を収集する必要がある（ステップ２０５４）。別の実施形態において、非リソグラフィープロセス経路それぞれについて、デバイス相関データを測定する場合もある。各場合において、次のステップにおいて、当該分野において公知の従来の露出ツール修正可能値モデリングにより、特定のデータセットそれぞれからの標準的１組の修正可能値ＣｐｐｎおよびＣｌｐｍを生成する（ステップ２０５６およびステップ２０５８）。修正可能値モデリングについては、主に「Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ」に記載がある（Ｃｈｒｉｓ Ｍａｃｋ著、Ｗｉｌｅｙ＆ｓｏｎｓ、２００７）。本明細書中、同文献全体を参考のため援用する。ステップ２０６０において、各プロセス／リソグラフィー経路置換のためのプロセス署名マッパー修正可能値を生成する。これを以下に示す。Ｃｐｓｍｎ，ｍ＝Ｃｐｐｍ＋Ｃｐｐｎ（Ｅｑ．８）
【0111】
その後、図２０Ｆに示すように、このデータをプロセス署名マッパーデータベース２０６２中に保存する。以下に述べる修正可能値生成手順は、複数の異なる可能なモデリングシナリオを含み得る点に留意されたい。例えば、修正可能値は、ｘおよびｙにおける平行移動の標準的１組の線形ウェーハおよびフィールド修正可能値と、ウェーハおよびフィールドレベル回転と、ウェーハおよびフィールドレベルの拡大のみを含み得る。あるいは、露出ツールモデルおよびその修正私有レベルに応じて、より高次の項を含み得る（例えば、台形）ならびに他のより高次のウェーハおよびフィールド項を含み得る。プロセス修正可能値については、リソグラフィー修正可能値に関係無く、関連付けられたプロセスバイアスを最も効率的に記述する特定の修正可能値を生成することが適切であり得る。
【0112】
典型的な製造計測およびプロセス制御シナリオについて、以下に説明する。この段階において、製造ウェーハに対して計測を行う。サンプリングは、修正可能値モデルおよびＡＰＣ方法に応じて、多様なサンプル計画に従って行われ得る。その後、リソグラフィー経路ｍおよびプロセス経路ｎから得られる製造ウェーハ修正可能値Ｃｐｗｍ，ｎを生成するための上記したような標準的方法により製造ウェーハデータＯＶＬｐｗｍ，ｎをモデル化し、その後このデータをプロセス署名マッパーへ送る。プロセス署名マッパーは、ｓｕｂｔｒａｃｔｓプロセス署名マッパー修正可能値Ｃｐｓｍｎ，ｍを現在の製造ウェーハ修正可能値から減算して、修正された製造ウェーハ修正可能値Ｃ’ｐｗｎ，ｍを生成する。これを以下に示す。ＣｐＷｎ，ｍ＝ＣｐＷｎ，ｍ-Ｃｐｓｍｎ，ｍ（Ｅｑ．９）
【0113】
その後、修正された製造ウェーハ修正可能値をＡＰＣシステムへと送り、プロセス制御を従来の様態で（例えば、指数ウィンドウ移動平均方法または当該分野において公知の他の任意の適切な技術を用いて）進行させる。
【0114】
本明細書中に記載の方法は全て、方法実施形態の１つ以上のステップの結果を記憶媒体中に保存することを含み得る。これらの結果は、本明細書中に記載の結果を含み得、当該分野において公知の任意の様態で保存され得る。記憶媒体は、本明細書中に記載の任意の記憶媒体または当該分野において公知の任意の他の適切な記憶媒体を含み得る。結果を保存した後、記憶媒体中の結果にアクセスすることができ、この結果を本明細書中に記載の方法またはシステム実施形態のうち任意のものによって利用することができ、フォーマットしてユーザへ表示し、別のソフトウェアモジュール、方法、またはシステムなどによって利用することができる。例えば、方法によってサブサンプリング計画を生成した後、方法は、サブサンプリング計画を記憶媒体中の計測レシピに保存することを含み得る。加えて、本明細書中に記載の実施形態の結果または出力を計測システム（例えば、ＣＤＳＥＭ）によって保存およびアクセスすることができ、これにより、出力ファイルが計測システムによって理解可能であるという前提の下で、計測システムがサブサンプリング計画を計測のために用いることが可能になる。さらに、結果は、「永久的に」、「半永久的に」、「一時的に」または一定期間にわたって保存され得る。例えば、記憶媒体はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）であり得、結果は必ずしも記憶媒体中に無限に残留しなくてもよい。
【0115】
上記した方法の実施形態はそれぞれ、本明細書中に記載の任意の他の方法（単数または複数）の任意の他のステップ（単数または複数）を含み得ることがさらに企図される。加えて、上記した方法の実施形態はそれぞれ、本明細書中に記載のシステムのうち任意のものによって実行することが可能である。
【0116】
当業者であれば、本明細書中に記載のプロセスおよび／またはシステムおよび／または他の技術を実行することが可能な多様なビークルがあり（例えば、ハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェア）、好適なビークルは、プロセスおよび／またはシステムおよび／または他の技術が用いられる文脈によって異なることを理解する。例えば、実行者が速度および精度を最重要事項として決定した場合、実行者は、主にハードウェアおよび／またはファームウェアビークルを選択する。あるいは、柔軟性が最重要である場合、実行者は、主にソフトウェアの実行を選択する。あるいは、実行者は、ハードウェア、ソフトウェアおよび／またはファームウェアの何らかの組み合わせを選択する。よって、本明細書中に記載のプロセスおよび／またはデバイスおよび／または他の技術を実行することが可能なビークルはいくつか存在し、そのいずれも、固有に他方よりも優れるものではない。なぜならば、任意の用いられるべきビークルは、ビークルが用いられる文脈と、実行者の特定の懸念（例えば、速度、柔軟性または予測可能性）とによって異なるからである。これらの懸念のうちいずれも変動し得る。当業者であれば、実行の光学局面においては典型的には、光学的に方向付けられたハードウェア、ソフトウェアおよび／またはファームウェアを用いることが多い。
【0117】
当業者であれば、当該分野において、デバイスおよび／またはプロセスについて本明細書中に記載の様態で記述することは一般的であり、その後技術的慣習を用いて、このような記載のデバイスおよび／またはプロセスを統合してデータ処理システムとすることは一般的である。すなわち、合理的な量の実験を通じて、本明細書中に記載のデバイスおよび／またはプロセスのうち少なくとも一部を統合してデータ処理システムとすることが可能である。当業者であれば、典型的なデータ処理システムは、以下のうち１つ以上を主に含むことを認識する：システムユニットハウジング、ビデオ表示デバイス、メモリ（例えば、揮発性および不揮発性メモリ、プロセッサ（例えば、マイクロプロセッサおよびデジタル信号プロセッサ）、計算エンティティ（例えば、オペレーティングシステム、ドライバ、グラフィカルユーザインターフェース、およびアプリケーションプログラム）、１つ以上の相互作用デバイス（例えば、タッチパッドまたは画面）および／または制御システム（例えば、フィードバックループおよび制御モーター（例えば、位置および／または速度を感知するフィードバック、構成要素および／または数量の移動および／または調整のための制御モーター）。典型的なデータ処理システムは、任意の適切な市販の構成要素（例えば、典型的にはデータ計算／通信および／またはネットワーク計算／通信システムにおいてみられるもの）を用いて実行することができる。
【0118】
本明細書中に記載の発明において、異なる構成要素が異なる他の構成要素内に含まれるかまたは異なる他の構成要素と接続されている様子を示す場合がある。このような記載のアーキテクチャはひとえに一例であり、実際、同一機能を達成する多数の他のアーキテクチャを実行することが可能であることが理解されるべきである。概念的にいうと、同一機能を達成するための構成要素の任意の配置構成を有効に「関連付ける」ことで、所望の機能が達成される。よって、本明細書中において特定の機能を達成するために組み合わせられた任意の２つの構成要素を相互に「関連付ける」ことで、アーキテクチャまたは中間構成要素に関係無く、所望の機能を達成することができる。同様に、このようにして関連付けられた任意の２つの構成要素を所望の機能を達成するように相互に「接続」または「連結」されたものとみなすことができ、このようにして関連付けられた任意の２つの構成要素を、所望の機能を達成するように「連結可能なもの」としてみなすことができる。連結可能なものの特定の例を非限定的に挙げると、物理的に噛み合い可能な構成要素および／または物理的に相互作用する構成要素および／または無線的に相互作用可能な構成要素および／または無線的に相互作用する構成要素および／または論理的に相互作用する構成要素および／または論理的に相互作用可能な構成要素がある。
【0119】
本明細書中に記載の本発明の特定の局面について図示および記載してきたが、当業者であれば、本明細書中に記載の教示内容を鑑みれば、本明細書中に記載の発明およびそのより広範な局面から逸脱することなく変更および改変が可能であり、よって、添付の特許請求の範囲は、本明細書中に記載の発明の真なる精神および範囲内のものとしてこのような変更および改変を全て包含するものであることを理解する。
【0120】
さらに、本発明は、添付の特許請求の範囲によって規定されることが理解される。
【0121】
本発明の特定の実施形態について例示してきたが、当業者であれば、多様な改変および本発明の実施形態を上記開示の範囲および意図から逸脱することなく実行することができることが明らかである。よって、本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲のみによって限定される。
【0122】
本開示および多数の付随する利点は、上記の記載から理解されるものと考えられ、構成要素の形態、構造および配置において多様な変更が（本開示から逸脱することなくまたはその重要な利点全てを犠牲にすることなく）可能であることが明らかである。記載の形態はひとえに例示のためであり、このような変更を包含するのは、以下の特許請求の範囲である。