(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】
(24)【登録日】2022-10-18
(45)【発行日】2022-10-26
(54)【発明の名称】再使用型サブ構造に依拠したナノワイヤ半導体構造の計測モデル
(51)【国際特許分類】
H01L 21/66 20060101AFI20221019BHJP
G01N 23/201 20180101ALI20221019BHJP
G01J 4/04 20060101ALI20221019BHJP
【ＦＩ】
H01L21/66 J
G01N23/201
G01J4/04 A
【請求項の数】
20
(21)【出願番号】P 2020549056
(86)(22)【出願日】2019-03-14
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2021-08-02
(86)【国際出願番号】 US2019022370
(87)【国際公開番号】W WO2019178424
(87)【国際公開日】2019-09-19
【審査請求日】2022-03-10
(31)【優先権主張番号】62/643,322
(32)【優先日】2018-03-15
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】16/352,776
(32)【優先日】2019-03-13
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】500049141
【氏名又は名称】ケーエルエー コーポレイション
(74)【代理人】
【識別番号】110001210
【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】シュエイブ ホウサム
(72)【発明者】
【氏名】クズネツォフ アレクサンダー
【審査官】堀江 義隆
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１７－５０７４７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１６／００９７９８３（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／６６
Ｇ０１Ｎ ２１／９５６
Ｇ０１Ｎ ２３／２０１
Ｇ０１Ｊ ４／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
計量システムであって、１個又は複数個の計測サイトそれぞれにて一群の輻射で以てナノワイヤ依拠半導体構造を照明するよう構成された照明サブシステムと、
前記一群の輻射に応じ前記ナノワイヤ依拠半導体構造の計測に係る一群の計測データを検出するよう構成された検出器と、
情報処理システムと、
を備え、その情報処理システムが、
第１再使用型パラメトリックモデルについての第１ユーザによる選択の指図を、前記ナノワイヤ依拠半導体構造のうち少なくとも第１部分を記述するため受領するよう、構成され、
前記ナノワイヤ依拠半導体構造が半導体チャネルであり、半導体ソース構造と半導体ドレイン構造とのあいだに無支持状態で延設され、前記第１再使用型パラメトリックモデルが複数個の幾何要素を含み、第１組の独立パラメタ値により全面定義され、
前記情報処理システムがさらに、
それら第１組の独立パラメタ値についての選択の指図を受領するよう、且つ
前記ナノワイヤ依拠半導体構造を特徴付ける注目パラメタの値を、前記１個又は複数個の計測サイトそれぞれにて、当該１個又は複数個の計測サイトそれぞれに係る前記一群の計測データへの、前記第１再使用型パラメトリックモデルを含む計測モデルの当て嵌めを踏まえ、推定するよう、
構成されている計量システム。
【請求項2】
請求項１に記載の計量システムであって、前記ナノワイヤ依拠半導体構造が実半導体デバイスのうち少なくとも一部分を構成する計量システム。
【請求項3】
請求項１に記載の計量システムであって、前記ナノワイヤ依拠半導体構造の計測モデルが前記第１再使用型パラメトリックモデルにより全面記述される計量システム。
【請求項4】
請求項１に記載の計量システムであって、前記情報処理システムが、更に、第２再使用型パラメトリックモデルについての前記第１ユーザによる選択の指図を、前記ナノワイヤ依拠半導体構造のうち少なくとも第２部分を記述するため、複数個の幾何要素を含み第２組の独立パラメタ値により全面定義される第２再使用型パラメトリックモデルについて、受領するよう、
それら第２組の独立パラメタ値についての選択の指図を受領するよう、
第１及び第２再使用型パラメトリックモデルの組合せに少なくとも部分的に依拠し前記ナノワイヤ依拠半導体構造の計測モデルを決定するよう、且つ
その計測モデルをメモリ内に格納するよう、
構成されている計量システム。
【請求項5】
請求項４に記載の計量システムであって、前記第１再使用型パラメトリックモデルの離散化点複数個を、前記第２再使用型パラメトリックモデルの離散化点複数個に対し、前記情報処理システムの浮動小数点精度以内で整列させる計量システム。
【請求項6】
請求項１に記載の計量システムであって、前記第１再使用型パラメトリックモデルを定義する前記第１組の独立パラメタ値の選択が前記第１ユーザにより行われる計量システム。
【請求項7】
請求項１に記載の計量システムであって、前記情報処理システムが、更に、プロセスシミュレーションツールにより生成された出力ファイルを受領するよう、且つ
その出力ファイルから前記第１組の独立パラメタ値を決定するよう、
構成されている計量システム。
【請求項8】
請求項１に記載の計量システムであって、前記第１再使用型パラメトリックモデルが横ナノワイヤ又は垂直ナノワイヤのパラメトリック幾何モデルを含む計量システム。
【請求項9】
請求項８に記載の計量システムであって、前記パラメトリック幾何モデルにより、円筒形断面、長方形断面、丸め隅部付の長方形断面、楕円形断面、六角形断面、段差付断面及びテーパ付断面のうち何れかを有する横ナノワイヤ又は垂直ナノワイヤが記述される計量システム。
【請求項10】
請求項１に記載の計量システムであって、前記第１再使用型パラメトリックモデルが、単一のパラメトリック幾何モデル内に統合された複数個の基礎的幾何要素を含む複合ナノワイヤ構築ブロックである計量システム。
【請求項11】
請求項１０に記載の計量システムであって、前記複合ナノワイヤ構築ブロックが、均一共形ラッパモデル、不均一共形ラッパモデル、均一共形ライナラッパモデル、不均一共形ライナラッパモデル、共形スペーサラッパモデル及びインナスペーサモデルのうち何れかを含む計量システム。
【請求項12】
請求項１０に記載の計量システムであって、前記複合ナノワイヤ構築ブロックが、ナノワイヤ、ラッパ、ライナラッパ、スペーサラッパ、インナスペーサ又はそれらの何らかの組合せのアレイのモデルを含む計量システム。
【請求項13】
請求項１に記載の計量システムであって、前記照明サブシステム及び前記検出器が光学計量システム又はＸ線式計量システムを構成している計量システム。
【請求項14】
請求項１に記載の計量システムであって、前記ナノワイヤ依拠半導体構造のうち少なくとも第１部分の第１再使用型パラメトリックモデルが、ある特定の計測アプリケーションに固有な幾何フィーチャ及び幾何フィーチャ間相互関係を含むものである計量システム。
【請求項15】
計量システムであって、１個又は複数個の計測サイトそれぞれにて一群の輻射で以てナノワイヤ依拠半導体構造を照明するよう構成された照明サブシステムと、
前記一群の輻射に応じ前記ナノワイヤ依拠半導体構造の計測に係る一群の計測データを検出するよう構成された検出器と、
情報処理システムと、
を備え、その情報処理システムが、
複数個の基礎的幾何モデル化要素についての、ユーザによる選択の指図を受領するよう、
そのユーザからの指図であり、それら複数個の基礎的幾何モデル化要素それぞれの所望位置を、他の基礎的幾何モデル化要素を基準として指し示すものを受領するよう、
そのユーザからの指図であり、それら複数個の基礎的幾何モデル化要素の所望パラメタ表現を指し示すものを受領するよう、
前記ナノワイヤ依拠半導体構造のうち少なくとも一部分の第１再使用型パラメトリックモデルを、前記複数個の基礎的幾何モデル化要素の組合せに基づき決定するよう、且つ
その第１再使用型パラメトリックモデルをメモリ内に格納するよう、
構成され、
前記ナノワイヤ依拠半導体構造が半導体チャネルであり、半導体ソース構造と半導体ドレイン構造とのあいだに無支持状態で延設され、前記第１再使用型パラメトリックモデルが前記所望パラメタ表現に係る一組の独立パラメタにより全面定義される、計量システム。
【請求項16】
請求項１５に記載の計量システムであって、前記第１再使用型パラメトリックモデルの前記決定に際し、前記一組の独立パラメタにより全面定義される前記第１再使用型パラメトリックモデル内に前記複数個の基礎的幾何モデル化要素を全面統合する一組の拘束関係を生成する計量システム。
【請求項17】
請求項１５に記載の計量システムであって、前記情報処理システムが、更に、前記第１再使用型パラメトリックモデルについての、前記ユーザによる選択の指図を受領するよう、
第２再使用型パラメトリックモデルであり、複数個の幾何要素を含み第２組の独立パラメタ値により全面定義される第２再使用型パラメトリックモデルについての、そのユーザによる選択の指図を受領するよう、
第１及び第２再使用型パラメトリックモデルの組合せに少なくとも部分的に依拠し、前記ナノワイヤ依拠半導体構造の計測モデルを決定するよう、且つ
その計測モデルをメモリ内に格納するよう、
構成されている計量システム。
【請求項18】
１個又は複数個の計測サイトそれぞれにて一群の輻射で以てナノワイヤ依拠半導体構造を照明し、その一群の輻射に応じ前記ナノワイヤ依拠半導体構造の計測に係る一群の計測データを検出し、
第１再使用型パラメトリックモデルについての第１ユーザによる選択の指図を、前記ナノワイヤ依拠半導体構造のうち少なくとも第１部分を記述するため受領し、前記ナノワイヤ依拠半導体構造が半導体チャネルであり、半導体ソース構造と半導体ドレイン構造とのあいだに無支持状態で延設され、前記第１再使用型パラメトリックモデルが複数個の幾何要素を含み、第１組の独立パラメタ値により全面定義され、
それら第１組の独立パラメタ値についての選択の指図を受領し、且つ
前記ナノワイヤ依拠半導体構造を特徴付ける注目パラメタの値を、前記１個又は複数個の計測サイトそれぞれにて、当該１個又は複数個の計測サイトそれぞれに係る前記一群の計測データへの、前記第１再使用型パラメトリックモデルを含む計測モデルの当て嵌めを踏まえ推定する、
方法。
【請求項19】
請求項１８に記載の方法であって、前記第１再使用型パラメトリックモデルが横ナノワイヤ又は垂直ナノワイヤのパラメトリック幾何モデルを含む方法。
【請求項20】
請求項１９に記載の方法であって、前記パラメトリック幾何モデルにより、円筒形断面、長方形断面、丸め隅部付の長方形断面、楕円形断面、六角形断面、段差付断面及びテーパ付断面のうち何れかを有する横ナノワイヤ又は垂直ナノワイヤが記述される方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
記載されている諸実施形態は計量システム及び方法に関し、より具体的には計測正確度が改善された方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
（関連出願への相互参照）
本件特許出願は、「ナノワイヤサブ構造を伴う半導体デバイスモデルを生成する方法及びツール」(Methods And Tools For Generating Semiconductor Device Models With Nanowire Sub Structures)と題し２０１８年３月１５日付で提出された米国仮特許出願第６２／６４３３２２号に基づき米国特許法第１１９条の規定による優先権を主張するものであるので、参照によりその主題を丸ごと本願に繰り入れることにする。
本件特許出願は、「ナノワイヤサブ構造を伴う半導体デバイスモデルを生成する方法及びツール」(Methods And Tools For Generating Semiconductor Device Models With Nanowire Sub Structures)と題し２０１８年３月１５日付で提出された米国仮特許出願第６２／６４３３２２号に基づき米国特許法第１１９条の規定による優先権を主張するものであるので、参照によりその主題を丸ごと本願に繰り入れることにする。
【0003】
半導体デバイス例えば論理デバイス及び記憶デバイスは、通常、一連の処理工程を試料に適用することで製造される。それら半導体デバイスに備わる様々なフィーチャ（外形特徴）及び複数の構造階層がそれら処理工程によって形成される。例えば、それらのうちリソグラフィなる半導体製造プロセスではパターンが半導体ウェハ上に生成される。半導体製造プロセスの更なる例には、これに限られるものではないが化学機械研磨、エッチング、堆積及びイオンインプランテーションがある。複数個の半導体デバイスを１枚の半導体ウェハ上に作成した後、個別の半導体デバイスへと分けるようにするとよい。
【0004】
計量プロセスは半導体製造プロセス中の様々な工程にて用いられており、それによりウェハ上の欠陥を検出して歩留まり向上を促進することができる。光学及びＸ線式計量技術により、標本破壊のリスクなしで高いスループットが得られる潜在性が提供されている。多数の技術、例えばスキャタロメトリ（散乱計測法）及びリフレクトメトリ（反射計測法）装置及びそれに関連する分析アルゴリズムが、限界寸法、膜厚、組成その他、ナノスケール構造のパラメタを解明すべく広く用いられている。
【0005】
デバイス（例．論例デバイス及び記憶デバイス）はより小さなナノメートルスケール寸法へと移行しつつあり、それに伴い特性解明（キャラクタライゼーション）が困難化している。デバイスに複雑な三次元幾何が取り入れられ、また多様な物理特性を有する素材が取り入られたことで、特性解明困難性が助長されている。デバイス形状及びプロファイルが激変している。一例として、近年開発されたナノワイヤ依拠半導体デバイスには、新しい複雑な三次元幾何や、多様な向き及び物理特性を有する素材が取り入れられている。ナノワイヤデバイスは特性解明するのが難しく、とりわけ光学計量でのそれが難しい。
【0006】
これらの難題に応ずべく、より複雑な光学計量ツールが開発されてきた。計測が幾つかのマシンパラメタ（例．波長、アジマス、入射角等々）の広範囲に亘り実行されており、またしばしば同時的に実行されている。結果として、信頼できる結果例えば計測レシピ及び正確な計測モデルを生成するための計測時間、情報処理時間及び合計時間が、顕著に増大している。
【0007】
既存のモデル依拠計量方法には、通常、構造パラメタをモデル化（モデル表現）しその上で計測する一連のステップが含まれている。通常は、計測データ（例．ＤＯＥスペクトル）が一組の標本又はウェハ、格別な計量ターゲット、供試限界寸法ターゲット、インセル実デバイスターゲット、ＳＲＡＭメモリターゲット等々から収集される。それら複雑な構造からの光学応答の正確なモデル、例えばその幾何学的特徴、分散パラメタ及びその計測システムのモデルが編成される。通常は、回帰を実行することでその幾何モデルが精細化される。加えて、シミュレーション近似（例．スラビング、厳密結合波分析（ＲＣＷＡ）等々）を実行することで、過度に大きな誤差の入り込みが回避される。離散化パラメタ及びＲＣＷＡパラメタが定義される。一連のシミュレーション、分析及び回帰を実行することで、その幾何モデルが精細化され、どのモデルパラメタを浮動させるかが決定される。合成スペクトルのライブラリが生成される。そして、そのライブラリ又は回帰を用いた計測がその幾何モデルで以てリアルタイムに実行される。
【0008】
現状では、計測対象デバイス構造のモデルが、計測モデル化ツールのユーザにより基礎的（プリミティブ）構造構築ブロックから組み立てられている。それら基礎的構造構築ブロックは単純な幾何形状（例．正方錐台）であり、それらを一体に組み立てることでより複雑な構造を近似できるものである。それら基礎的構造構築ブロックをユーザがサイズ決めし、またときとしてユーザ入力に基づきカスタマイズすることで、各基礎的構造構築ブロックの形状詳細を指定することができる。一例としては、各基礎的構造構築ブロックに備わる一体型カスタマイゼーション制御パネルにて、ユーザが具体的なパラメタを入力することで、その形状詳細を決定しモデル化対象実物理構造にマッチさせる。同様に、やはりユーザによりマニュアル入力される拘束条件によって、基礎的構造構築ブロック同士を結合させる。例えば、ユーザにより入力される拘束条件によって、ある基礎的構築ブロックの頂点を別の構築ブロックの頂点に結びつける。それによって、ユーザは、ある構築ブロックのサイズが変化したときに、一連の実デバイス幾何を表すモデルを構築することができる。ユーザにより定義される基礎的構造構築ブロック間拘束条件によって、広範なモデル化柔軟性を実現することができる。例えば、マルチターゲット計測アプリケーションにて、相異なる基礎的構造構築ブロックの厚みや高さを拘束して単一パラメタにすることができる。更に、諸基礎的構造構築ブロックの幾何パラメタ表現は単純であり、ユーザがそれらを拘束してアプリケーション固有のパラメタ群にすることができる。例えば、レジストラインのサイドウォール（側壁）角をマニュアル拘束して、リソグラフィプロセスの焦点及び照射量を表すパラメタ群にすることができる。
【0009】
モデルを基礎的構造構築ブロックから築くことで広範なモデル化柔軟性及びユーザ制御が提供されるけれども、ナノワイヤ依拠半導体構造をモデル化する際のモデル構築プロセスが、非常に複雑で誤差が起きやすいものとなる。ユーザには、基礎的構造構築ブロック同士を正確に組み立て、それらが正しく拘束されるようにすること、並びにそのモデルを幾何拘束的要領でパラメタ表現（パラメタ化）することが求められる。これを果たすことは容易なタスクではなく、ユーザが大量の時間を費やさねばそれらのモデルが正しいことを保証できない。多くの場合、全ての基礎的構造構築ブロックの形状及びパラメタ空間内所在個所がどのように変化するかを把握するのは難しいため、ユーザはそれらのモデルが矛盾していて不正確なことを察知することができない。具体的には、ある与えられた一組のパラメタ値に関し構造的に無矛盾なモデル群が、別の一組のパラメタ値に関しても構造的に無矛盾なままとなるのか、判別するのは非常に難しい。
【0010】
図１Ａには相異なる１２個の基礎的構造構築ブロック１１～２２が示されており、それらを一体に組み立てることで、図１Ｂに示す光学限界寸法（ＯＣＤ）モデル１０を形成することができる。各基礎的構造構築ブロックの形状は長方形である。ＯＣＤモデル１０を築くには、ユーザがそのモデルの所望寸法、拘束条件及び独立パラメタ（例．変動対象パラメタ）をマニュアルで定義しなければならない。諸基礎的構造構築ブロック（即ち基礎形状例えば長方形）をもとに築かれたモデルでは、通常、ユーザが変動範囲を定義しなければならない基礎要素、拘束条件及び独立パラメタが多数必要とされる。これによりモデル構築が非常に複雑になり、ユーザ誤差・過誤が起きやすくなる。
【0011】
更に、モデルの複雑性により、他者により構築されたモデルを個々のユーザが理解するのが難しくなる。そのユーザはそのモデルの原オーナの意図を理解できねばならず、基礎的構造構築ブロック、拘束条件及び独立パラメタの個数が増すにつれそれがますます難題となる。従って、モデルの所有権の（例．アプリケーションエンジニアからプロセスエンジニアへの）移転が、時間を食う厄介なプロセスとなる。多くの場合、諸モデルの複雑性が同僚間の欲求不満につながり、場合によっては移転プロセスが全面完遂されることさえ妨げられる。事例によっては、同僚により生成されたモデルを模倣する目的で、ユーザが基礎的構造構築ブロック群から新規モデルを生成することがある。多くの場合、コンピュータ上での浮動小数点演算の非可換特性故に、そうしてもたらされるモデルはわずかしか違わず、従ってわずかに違う結果しかもたらさない。また例えば、そのモデルが別の企業により開発されてしまい、ユーザが知的所有権を投げ出し又は損逸することがある。
【0012】
既存の基礎的構造構築ブロックは、プレーナ相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）構造及び垂直ＦｉｎＦＥＴ構造をモデル化すべく設計されている。それらのアプリケーションに関しては、現状の基礎的構造構築ブロックにより、広範なモデル化柔軟性が見込まれ、且つ実幾何の穏当な近似が良好な計測正確度で以て提供される。これら旧来構造における物理的ギャップは限定的であり、既存の基礎的構造構築ブロックが有効であった。
【0013】
不運なことに、既存の基礎的構造構築ブロックは、ナノワイヤ作成プロセスを用い作成されるナノワイヤ依拠半導体構造のモデル化には不適切である。そのモデル構築プロセスを既存の基礎的構造構築ブロックで以て行うと、非常に複雑になり誤差が起きやすい。ナノワイヤ依拠半導体構造のトポグラフィは、既存のプレーナ構造や垂直構造とは異なっている。既存の基礎的構造構築ブロックでは、十分に柔軟でないため、ナノワイヤ作成プロセスで出くわす諸形状を正確に表すことができない。結果としてモデル正確度が痛手を受ける。ユーザが数個の基礎的構造構築ブロックを正確に一体組立し、誤差のない正しい拘束条件を設定し、そして無矛盾なやり方でそのモデルを再パラメタ化した場合でさえ、もたらされるモデルが、現実のナノワイヤ依拠半導体構造を表せるほど正確なものとはならない。加えて、現在利用可能な構造構築ブロックで以てナノワイヤ依拠半導体構造の近似モデルを構築することは、誤差・過誤が起きやすいタスクである。ユーザが大量の時間を費やさないと、それらのモデルが計画通り、設計通りに確と実現されたことを保証できない。多くの場合、利用可能な構造構築ブロックの複雑な組立でもたらされるのは、矛盾があり不正確なモデルとなる。多くの場合、ナノワイヤ半導体構造のモデルを、既存の構造構築ブロックを用い正確にモデル化することはできない。更に、諸層のなかには、既存の構造構築ブロックを用いるのでは全くモデル化できないものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0014】
【文献】米国特許第７８２６０７１号明細書
【文献】米国特許出願公開第２０１５／０１１０２４９号明細書
【文献】米国特許第８９４１３３６号明細書
【文献】米国特許第８７４９１７９号明細書
【文献】米国特許第７９２９６６７号明細書
【文献】米国特許出願公開第２０１９／００１７９４６号明細書
【文献】米国特許第７４７８０１９号明細書
【文献】米国特許第８８７９０７３号明細書
【文献】米国特許出願公開第２０１８／００５９０１９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0015】
まとめると、既存の構造構築ブロックでのナノワイヤ依拠半導体構造のモデル化には、多数の構造基礎要素、拘束条件及び独立パラメタの明細化が必要である。ユーザが大量の時間を費やさないと近似構造が構築されない。そのプロセスは誤差が起きやすく且つ柔軟でない。ユーザがマニュアルで所望寸法を定義し、拘束条件を設定し、独立パラメタの値を特定している。こうした努力にもかかわらず、多くの例で、もたらされるモデルが、ナノワイヤ依拠製造プロセスを多少とも有用な正確度で以てモデル化できないものとなる。
【0016】
最近まで、計量構造が十分に単純なままであったため、それらにより新規モデルがプロジェクト毎に日常的に設計されていた。しかしながら、モデル化されるナノワイヤ依拠半導体構造が進展するにつれ、もたらされるモデルがますます複雑になり、不首尾な結果となってきている。ナノワイヤ依拠半導体構造がより一般的になってきており、しかもプロジェクト毎の時間が削られてきていることから、モデル化方法及びツールの改善が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【0017】
本願では、再使用型パラメトリックモデルをもとにナノワイヤ依拠半導体構造の計測モデルを生成する方法及びシステムが提示される。それらのモデルを採用する計量システムが、ナノワイヤ半導体製造プロセスに係る構造特性及び素材特性（例．構造及び膜の素材組成、寸法特性等々）を計測しうるよう構成される。ナノワイヤ依拠半導体構造のそれら再使用型パラメトリックモデルにより、かなり単純で誤差が起きにくくより正確な計測モデル生成が可能となる。結果として、複雑なナノワイヤ依拠構造をモデル化する際に特に、有用な計測結果に至る時間が顕著に減ることとなる。ナノワイヤ依拠半導体構造のそれら再使用型パラメトリックモデルは、光学計量及びＸ線計量双方、例えば軟Ｘ線計量や硬Ｘ線計量に係る計測モデルの生成に役立つ。
【0018】
ある態様では、モデル構築ツールに、複雑なデバイスサブ構造の再使用型パラメトリックモデルであり、複雑なナノワイヤ依拠半導体デバイスのモデルにて構築ブロックとして用いうるものが、組み込まれる。これにより、そのモデル構築プロセスがより直観的で且つ誤差が起きにくいものとなる。更に、その再使用型パラメトリックサブ構造モデルがナノワイヤ依拠半導体構造及び計測アプリケーション向けに最適化されるため、もたらされる離散化計測モデルが、旧来のモデルよりも情報処理面でより効率的なものとなる。加えて、そのパラメトリックサブ構造モデルを保存しておき、様々なプロジェクト間、様々なユーザ間で共有することができる。
【0019】
再使用型パラメトリックサブ構造モデルは、そのモデル構築ツールのユーザにより入力された独立パラメタの値によって、全面定義される。組成幾何要素間の内的拘束条件及びモデル形状に係る他の全ての変数は、そのモデル内で事前定義される。即ち、その再使用型パラメトリックサブ構造モデルを全面定義するのに、独立パラメタの値以外のユーザ入力が必要ない。これによりそのモデル構築プロセスが大きく単純化される。
【0020】
更なる態様では、新たな一組のパラメトリックサブ構造モデル（即ち基礎的ナノワイヤ構築ブロック）が記述される。それら基礎的ナノワイヤ構築ブロックを採用するのは、ナノワイヤ作成プロセスに依拠した次世代半導体デバイスの幾何を、正確にモデル化するためである。ユーザにより入力された独立パラメタの値によって、各基礎的ナノワイヤ構築ブロックが全面定義される。その基礎的ナノワイヤ構築ブロックの形状を定義するのに、他のユーザ入力は必要とされない。これにより、ナノワイヤ依拠半導体構造に係るモデル構築プロセスが顕著に単純化される。これは、複雑なナノワイヤ依拠半導体デバイスの、小誤差でのかなり高速なモデル化につながる。
【0021】
本願では、円筒形基礎的ナノワイヤ構築ブロック、正方形基礎的ナノワイヤ構築ブロック、長方形又はスラブ形基礎的ナノワイヤ構築ブロック、六角形基礎的ナノワイヤ構築ブロック、丸め縁を有する正方形ナノワイヤ構築ブロック、楕円形基礎的ナノワイヤ構築ブロック、二通りの相異なる断面を有する段差形基礎的ナノワイヤ構築ブロック、並びに二通りの相異なる断面を有する長尺ナノワイヤ構築ブロックを初め、幾通りかの相異なる基礎的ナノワイヤ構築ブロックが提示される。一般に、各ナノワイヤ構築ブロックを横に向けても垂直に向けてもよい。
【0022】
幾つかの実施形態では、多数の基礎的ナノワイヤ構築ブロック、或いはより単純な再使用型パラメトリックサブ構造モデル（例．複合ナノワイヤ構築ブロック）でありユーザにより示されたものの複合物をもとに、モデル構築ツールによって再使用型パラメトリックサブ構造モデル（例．複合ナノワイヤ構築ブロック）が生成される。その複合物により個別モデルの集団を単一の再使用型パラメトリックサブ構造モデルへと変化させ、それを計測モデルの一要素として基礎的構築ブロックであるかの如く用いることができる。そのモデル構築ツールによりそのサブ構造モデルが後刻使用に備え保存される。内的には、下地をなす幾何基礎的全てを全面統合するのに必要な拘束条件が、そのサブ構造モデルに組み込まれる。それら拘束条件はそのサブ構造モデルの一部として保存され、そのサブ構造モデルの各インスタンスにて強制される。この形態では、ユーザが、共用される複雑な形状の集団を、事前定義されている拘束条件で以て生成することができる。そのサブ構造モデルを、アンロードしてファイル内に保存すること、プロジェクトへとリロードして用いること、並びにユーザ間で共有することができる。
【0023】
本願では、均一厚ラッパ、不均一厚ラッパ、均一共形ライナラッパ、不均一共形ライナラッパ、共形スペーサラッパ及びインナスペーサを初め、幾通りかの相異なる複合ナノワイヤ構築ブロックが提示される。
【0024】
別の更なる態様では、モデル構築ツールにより、１個又は複数個の再使用型パラメトリックモデルが統合され、複雑なナノワイヤ依拠半導体デバイスの計測モデルとなる。幾つかの実施形態では、モデル構築ツールによりユーザからの入力が受領され、それにより諸幾何基礎的が再使用型パラメトリックサブ構造モデルと組み合わされて計測モデルが形成される。他の幾つかの実施形態では、半導体デバイスの計測モデルが１個の再使用型パラメトリックモデルによって全面記述される。他の幾つかの実施形態では、半導体デバイスの計測モデルが２個以上の再使用型パラメトリックモデルの組合せによって全面記述される。
【0025】
そのモデル構築ツールにより生成されたそれら再使用型パラメトリックサブ構造モデルにより、再使用可能なサブ構造のライブラリをユーザ又はユーザ集団が生成することが可能になる。同じサブ構造モデルの相異なるインスタンスを用いる相異なるユーザが、同じ数値結果の達成を期待することができる。
【0026】
別の更なる態様では、複雑なデバイスサブ構造の再使用型パラメトリックモデルであり、それらのデザインに埋め込まれた特定の半導体プロセスの根幹特性を含むものが、そのモデル構築ツールにより生成され使用可能とされる。
【0027】
別の更なる態様では、複雑なデバイスサブ構造の再使用型パラメトリックモデルであり、計測アプリケーションの具体的詳細（例．特定のアプリケーションから導出される拘束条件、寸法等々）を含むものが、そのモデル構築ツールにより生成され使用可能とされる。
【0028】
更に別の態様では、特定ユーザとの繊細な知的所有権の共有を管制するためのセキュリティフィーチャが、そのモデル構築ツールに組み込まれる。
【0029】
上掲のものは概要であり、随所に単純化、一般化及び細部省略が含まれているので、本件技術分野に習熟した者（いわゆる当業者）には察せられるように、この概要は専ら例証的なものであり、如何様であれ限定性のものではない。本願記載のデバイス・装置及び／又はプロセス・処理の他態様、新規特徴及び長所は、本願中で説明される非限定的詳細記述にて明らかとされよう。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1B】光学限界寸法（ＯＣＤ）モデル１０を描いた図である。
【図2】本願記載の如くナノワイヤ依拠半導体構造の再使用型パラメトリックサブ構造モデルが含まれている計測モデルを踏まえ半導体ウェハの特性を計測するシステム１００の実施形態を描いた図である。
【図3】本願記載の如くナノワイヤ依拠半導体構造の再使用型パラメトリックサブ構造モデルを生成するよう構成されているモデル構築兼分析エンジン１３０の実施形態を描いた図である。
【図4】本願記載の如くナノワイヤ依拠半導体構造の再使用型パラメトリックサブ構造モデルが含まれている計測モデルを踏まえ半導体ウェハの特性を計測するシステム３００の実施形態を描いた図である。
【図5】本願記載の如くナノワイヤ依拠半導体構造の再使用型パラメトリックサブ構造モデルを生成するよう構成されているモデル構築兼分析エンジン３５０の実施形態を描いた図である。
【図6】ナノワイヤ依拠半導体構造１５０を描いた図である。
【図7】円筒形基礎的ナノワイヤ構築ブロック１６０を描いた図である。
【図8】丸め縁を有する正方形基礎的ナノワイヤ構築ブロック１６１を描いた図である。
【図9】長方形又はスラブ形基礎的ナノワイヤ構築ブロック１６２を描いた図である。
【図10】六角形基礎的ナノワイヤ構築ブロック１６３を描いた図である。
【図11】楕円形基礎的ナノワイヤ構築ブロック１６４を描いた図である。
【図12】２個の相異なる断面を有する段差形基礎的ナノワイヤ構築ブロック１６５を描いた図である。
【図13】２個の相異なる断面を有する長尺形基礎的ナノワイヤ構築ブロック１６６を描いた図である。
【図14】ナノワイヤの周囲にラッピングされた２個の共形層を表す再使用型パラメトリックサブ構造モデル１７０を描いた図である。
【図15A】不均一厚ラッパ構築ブロック１７１の斜視図である。
【図15B】不均一厚ラッパ構築ブロック１７１の端面図である。
【図16A】共形ライナラッパ構築ブロック１８０の等角図である。
【図16B】共形ライナラッパ構築ブロック１８０の端面図である。
【図16C】共形ライナラッパ構築ブロック１８０の側面図である。
【図17A】不均一共形ライナラッパ構築ブロック１９０の等角図である。
【図17B】不均一共形ライナラッパ構築ブロック１９０の端面図である。
【図17C】不均一共形ライナラッパ構築ブロック１９０の側面図である。
【図18A】共形スペーサラッパ構築ブロック２００の等角図である。
【図18B】共形スペーサラッパ構築ブロック２００の端面図である。
【図18C】共形スペーサラッパ構築ブロック２００の側面図である。
【図19A】インナスペーサ処理工程前のナノワイヤ構造２１０を示す図である。
【図19B】インナスペーサ処理工程後のナノワイヤ構造２２０を示す図である。
【図20A】インナスペーサ構築ブロック及びそれに対応するナノワイヤのアレイ２２０の端面図である。
【図20B】インナスペーサ構築ブロック及びそれに対応するナノワイヤのアレイ２２０の側面図である。
【図20C】インナスペーサ構築ブロック及びそれに対応するナノワイヤのアレイ２２０の等角図である。
【図21】本願記載の如く再使用型パラメトリック幾何構築ブロックで以て生成された計測モデルを踏まえナノワイヤ依拠半導体構造を計測する方法４００を描いた図である。
【図22】本願記載の如くナノワイヤ依拠半導体構造の再使用型パラメトリックサブ構造モデルが含まれている計測モデルを踏まえ半導体ウェハの特性を計測するシステム５００の実施形態を描いた図である。
【発明を実施するための形態】
【0031】
以下、本発明の背景例及び幾つかの実施形態であり、その例が添付図面に描かれているものについて、詳細に参照することにする。
【0032】
限界寸法（ＣＤ）、薄膜厚、光学特性及び組成、オーバレイ、リソグラフィ焦点／照射量等々に関するスキャタロメトリ依拠計量では、通常、下地をなす計測対象構造の幾何モデルが必要となる。その計測モデルは、その構造の物理寸法、素材特性及びパラメタ表現を含むものとされる。
【0033】
本願では、再使用型パラメトリックモデルをもとにナノワイヤ依拠半導体構造の計測モデルを生成する方法及びシステムが提示される。それらのモデルを用いる計量システムが、ナノワイヤ半導体製造プロセスに係る構造特性及び素材特性（例．構造及び膜の素材組成、寸法特性等々）を計測しうるよう構成される。ナノワイヤ依拠半導体構造の再使用型パラメトリックモデルによって、かなり単純で誤差が起きにくくより正確な計測モデル生成が可能となる。結果として、複雑なナノワイヤ依拠構造をモデル化する際に特に、有用な計測結果に至る時間が顕著に短縮される。ナノワイヤ依拠半導体構造の再使用型パラメトリックモデルは光学計量及びＸ線計量双方、例えば軟Ｘ線計量及び硬Ｘ線計量に係る計測モデルの生成に役立つ。
【0034】
図２には、半導体ウェハの特性を計測するシステム１００が描かれている。図２に示すシステム１００を用い、ウェハ位置決めシステム１１０上に配置された半導体ウェハ１１２に備わる１個又は複数個の構造１１４について、分光エリプソメトリ（楕円偏向法）計測を実行することができる。この態様の如く、本システム１００には、照明器１０２及びスペクトロメータ（分光計）１０４が装備された分光エリプソメータ１０１（楕円偏向計）を設けることができる。本システム１００の照明器１０２は、指定波長域（例．１５０～４５００ｎｍ）の照明を生成し、半導体ウェハ１１２の表面上に位置する構造１１４へと差し向けるよう、構成されている。他方のスペクトロメータ１０４は、その半導体ウェハ１１２の表面からの光を受け取るよう構成されている。更に注記されることに、照明器１０２に発する光が偏向状態生成器１０７を用い偏向され、それにより偏向照明ビーム１０６が生成されている。ウェハ１１２上に位置する構造１１４により反射された輻射が、偏向状態アナライザ１０９に通されスペクトロメータ１０４に至っている。その輻射を、集光ビーム１０８の態でスペクトロメータ１０４の検出器により受光し、偏向状態に関し分析することで、そのアナライザを通過した輻射についてスペクトル分析を行うことができる。それらスペクトル１１１は、構造１１４の分析のため情報処理システム１１６に渡される。
【0035】
更なる実施形態では、計量システム１００たる計測システム１００に１個又は複数個の情報処理システム１１６が設けられ、本願にて提供される記述に従いモデル構築兼分析ツール１３０を実行するようそれが構成される。好適実施形態ではモデル構築兼分析ツール１３０が一組のプログラム命令１２０とされ、キャリア媒体１１８上にそれらが格納される。キャリア媒体１１８上に格納されているプログラム命令１２０を情報処理システム１１６により読み出し実行することで、本願記載のモデル構築兼分析機能を実現することができる。当該１個又は複数個の情報処理システム１１６を、スペクトロメータ１０４に可通信結合させることができる。ある態様では、当該１個又は複数個の情報処理システム１１６が、試料１１２に備わる構造１１４の計測に係る計測データ１１１（例．限界寸法、膜厚、組成、プロセス等々）を受け取るよう構成される。ある実施例では、その計測データ１１１が、スペクトロメータ１０４に発し一通り又は複数通りの標本化プロセスに依拠して計測システム１００によりその試料について計測されたスペクトル応答（例．波長の関数として計測された強度）の指示情報を、含むものとされる。ある種の実施形態では、当該１個又は複数個の情報処理システム１１６が更に、計測データ１１１から構造１１４の試料パラメタ値を求めるよう構成される。
【0036】
ある種の実施例では、光学スキャタロメトリに依拠した計量に際し、事前定義されている計測モデルを計測データで以て逆解することでその標本の寸法が求められる。その計測モデルは、少数（１０個オーダ）の可調パラメタを含んでいて、その試料の幾何特性及び光学特性並びにその計測システムの光学特性を表せるものとする。逆解法としては、これに限られるものではないが、モデル依拠回帰、トモグラフィ、機械学習又はそれらの何らかの組合せがある。こうしたやり方で、計測された光強度とモデル化結果との間の誤差が最小化されるパラメタ化計測モデルの値に関し解くことで、ターゲットプロファイルパラメタが推定される。
【0037】
更なる態様では、情報処理システム１１６が、試料に備わる被計測構造の構造モデル（例．幾何モデル、素材モデル又は幾何素材複合モデル）を生成し、少なくとも１個の幾何パラメタを含む光学応答モデルをその構造モデルから生成し、そしてその光学応答モデルで以て光学計測データの当て嵌め分析を実行して少なくとも１個の試料パラメタ値を解明するよう、構成される。その分析エンジンを用い、それらシミュレートされた光学応答信号を計測データと比べることで、その標本の幾何特性及び素材特性の判別を行うことができる。図２に示す実施形態では情報処理システム１１６がモデル構築兼分析エンジン１３０として構成されており、本願記載の如くモデル構築及び分析機能が実現されるようそのエンジンが構成されている。
【0038】
図３は、情報処理システム１１６により実現されるモデル構築兼分析エンジン１３０の例を描いた図である。図３に示すように、モデル構築兼分析エンジン１３０は、試料上に位置する被計測ナノワイヤ依拠半導体構造の構造モデル１３２を部分的にはユーザ入力１１３に基づき生成する、構造モデル構築モジュール１３１を有している。ある種の実施形態では、構造モデル１３２に試料の素材特性も組み込まれる。構造モデル１３２は光学応答関数構築モジュール１３３への入力として受領される。光学応答関数構築モジュール１３３は、その構造モデル１３２に少なくとも部分的に依拠して光学応答関数モデル１３５を生成する。
【0039】
光学応答関数モデル１３５は、当て嵌め分析モジュール１３７への入力として受領される。当て嵌め分析モジュール１３７は、そのモデル化光学応答を対応する計測データ１１１と比べることで、その試料の幾何特性及び素材特性を判別する。
【0040】
ある種の実施例では、その光学応答モデル１３５で以て光学計測データ１１１に対する当て嵌め分析を実行することによって、当て嵌め分析モジュール１３７により少なくとも１個の試料パラメタ値が解明される。
【0041】
光学計量データの当て嵌めは、どのような種類のものであれ、注目幾何及び／又は素材パラメタに対し有感な光学計量テクノロジで益のあることである。その試料との光相互作用を記述する適正なモデルが用いられる限り、試料パラメタが決定論的（例．ＣＤ、ＳＷＡ等々）でも統計的（例．サイドウォール粗さのｒｍｓ高、粗さ相関長等々）でもかまわない。
【0042】
一般には、リアルタイム限界寸法決定（ＲＴＣＤ）を用いリアルタイムにモデルパラメタ群にアクセスするよう情報処理システム１１６が構成されるが、それが事前計算済モデルのライブラリにアクセスして試料１１２に係る少なくとも１個の試料パラメタ値を決定するのでもよい。一般には、ある種の形態のＣＤエンジンを用い、試料の割当ＣＤパラメタと、被計測試料に係るＣＤパラメタと、の間の差異を評価するのがよい。試料パラメタ値計算方法及びシステムの例が、ＫＬＡ－Ｔｅｎｃｏｒ Ｃｏｒｐ．に対し２０１０年１１月２日付で発行された特許文献１にて記述されているので、参照によりその全容を本願に繰り入れることにする。
【0043】
加えて、ある種の実施形態では、当該１個又は複数個の情報処理システム１１６が更に、ユーザ入力源１０３例えばグラフィカルユーザインタフェース、キーボード等々からユーザ入力１１３を受け取るよう構成される。当該１個又は複数個のコンピュータシステムが、更に、本願記載の再使用型パラメトリックサブ構造モデルを構成することで計測下ナノワイヤ依拠半導体構造の構造モデル（例．構造モデル１３２）を生成するよう、構成される。
【0044】
ある種の実施形態では、計測システム１００が更に、１個又は複数個の再使用型パラメトリックサブ構造モデル１１５をメモリ（例．キャリア媒体１１８）内に格納するよう、構成される。
【0045】
図４には、本願にて提示されている方法例に従い試料の特性を計測するＸ線計量ツール３００の実施形態が描かれている。図４に示すように、本システム３００を用いることで、試料位置決めシステム３４０上に配置された試料３０１の検査エリア３０２に亘り、Ｘ線スキャタロメトリ計測を実行することができる。ある種の実施形態ではその検査エリア３０２のスポットサイズが５００μｍ以下とされる。ある種の実施形態ではその検査エリア３０２のスポットサイズが５０μｍ以下とされる。
【0046】
図示実施形態では、計量ツール３００が、Ｘ線スキャタロメトリ計測に適するＸ線輻射を生成するよう構成された、Ｘ線照明源３１０を有している。ある種の実施形態では、０．０１ｎｍ～１ｎｍの波長を生成するようＸ線照明システム３１０が構成される。Ｘ線照明源３１０により生成されたＸ線ビーム３１７は、試料３０１の検査エリア３０２上に入射する。
【0047】
一般に、高スループット計量を実現するのに十分な光束レベルで高輝度Ｘ線を生成することが可能な、好適な高輝度Ｘ線照明源は全て、Ｘ線スキャタロメトリ計測向けのＸ線照明を供給しうるものと考えられる。ある種の実施形態によれば、Ｘ線源に可調モノクロメータを設けることで、そのＸ線源により送給されるＸ線輻射の波長を様々に選べるようにすることができる。
【0048】
ある種の実施形態によれば、１５ｋｅＶ超の光子エネルギを有する輻射を放射する１個又は複数個のＸ線源を用いることで、デバイス全体及びウェハ基板を通じ十分な伝搬が可能な波長の光をそのＸ線源により確と供給させることができる。例えば、これに限られないが、粒子加速器線源、液体アノード線源、回動アノード線源、静止固体アノード線源、マイクロフォーカス線源、マイクロフォーカス回動アノード線源及び逆コンプトン線源の何れも、Ｘ線源３１０として採用することができる。一例としては、米国カリフォルニア州パロアルト所在のＬｙｎｃｅａｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．から入手可能な逆コンプトン線源を、想定することができる。逆コンプトン線源には、ある範囲の光子エネルギに亘りＸ線を生成することができ、従ってそのＸ線源により送給されるＸ線輻射の波長を様々に選択できる、という付加的長所がある。ある種の実施形態では、固体又は液体ターゲットに衝撃を与えてＸ線輻射を触発するよう構成された電子ビーム源が、Ｘ線源に組み込まれる。
【0049】
ある実施形態では、その入射Ｘ線ビーム３１７が２４．２ｋｅＶのインジウムｋα線に所在する。Ｘ線スキャタロメトリ計測用の多層Ｘ線光学系を用い、１ｍｒａｄ未満の発散になるまでそのＸ線ビームが平行化される。
【0050】
ある種の実施形態では、その入射Ｘ線ビームのプロファイルが１個又は複数個のアパーチャ、スリット又はその組合せにより制御される。更なる実施形態では、試料の姿勢と協調して回動するようそのアパーチャ、スリット又はその双方を構成することで、個々の入射角、アジマス角又はその双方に関し入射ビームのプロファイルを最適化させる。
【0051】
図４に示すように、Ｘ線光学系３１５は入射Ｘ線ビーム３１７を整形して試料３０１へと差し向ける。ある種の実施例では、その試料３０１上に入射するＸ線ビームを単色化するＸ線モノクロメータがＸ線光学系３１５に組み込まれる。一例としては結晶モノクロメータ例えばロクスレイ・タナー・ボーエンモノクロメータが採用され、それによりそのＸ線輻射ビームが単色化される。ある種の実施例では、Ｘ線光学系３１５にて、多層Ｘ線光学系を用い、１ｍｒａｄ未満の発散になるまで、Ｘ線ビーム３１７が平行化され或いは試料３０１の検査エリア３０２上に集束される。ある種の実施形態では、Ｘ線光学系３１５に、１個又は複数個のＸ線平行化鏡、Ｘ線アパーチャ、Ｘ線ビームストップ、屈折性Ｘ線光学系、回折光学系例えばゾーンプレート、鏡面Ｘ線光学系例えばかすめ入射楕円体鏡、ポリキャピラリ光学系例えば中空キャピラリＸ線導波路、多層光学系又はシステム、或いはそれらの何らかの組合せが組み込まれる。更なる詳細が特許文献２に記載されているので、参照によりその全容を本願に繰り入れることにする。
【0052】
大略、この照明光学システムの焦平面は計測アプリケーション毎に最適化される。こうすることで、計測アプリケーション次第でその試料内の異なる深さに焦平面を所在させるよう、システム３００が構成されることとなる。
【0053】
Ｘ線検出器３１６は、試料３０１から散乱されてきたＸ線輻射３２５を集め、試料３０１の特性のうち入射Ｘ線輻射に対し感応的な特性を示す出力信号３２６を、Ｘ線スキャタロメトリ計測方式に従い生成する。ある種の実施形態では、試料位置決めシステム３４０により試料３０１を位置決め及び方向決めすることで角度分解散乱Ｘ線を生成しつつ、Ｘ線検出器３１６により散乱Ｘ線３２５が集められる。
【0054】
ある種の実施形態では、Ｘ線スキャタロメトリシステムに、広いダイナミックレンジ（例．１０５超）を有する１個又は複数個の光子計数型検出器と、最小限の寄生後方散乱で以て損傷なしに直接ビーム（即ち０次ビーム）を吸収する厚手な高吸収性結晶基板とが組み込まれる。ある種の実施形態では、単一の光子計数型検出器により検出光子の位置及び個数が検出される。
【0055】
ある種の実施形態では、そのＸ線検出器により一通り又は複数通りのＸ線光子エネルギに分解され、その試料の特性を示すＸ線エネルギ成分毎に信号が生成される。ある種の実施形態では、そのＸ線検出器３１６が、ＣＣＤアレイ、マイクロチャネルプレート、フォトダイオードアレイ、マイクロストリップ型比例計数器、気体充填型比例計数管、シンチレータ及び蛍光素材のうち何れかを有するものとされる。
【0056】
このようにすると、その検出器におけるＸ線光子相互作用が、画素位置及び計数値に加えエネルギにより弁別される。ある種の実施形態では、それらＸ線光子相互作用が、そのＸ線光子相互作用のエネルギを所定の上閾値及び所定の下閾値と比較することで弁別される。ある実施形態ではこの情報が出力信号３２６により情報処理システム３３０に送られ、更なる処理及び格納に供される。
【0057】
更なる態様では、Ｘ線スキャタロメトリシステム３００を用い、一通り又は複数通りの計測強度に基づき試料の特性（例．構造パラメタ値）が求められる。図４に示すように、計量システム３００に備わる情報処理システム３３０を用いることで、検出器３１６により生成された信号３２６を獲得することができ、それら獲得信号に少なくとも部分的に依拠してその試料の特性を求めることができる。
【0058】
Ｘ線スキャタロメトリ計測では、構造（例．高アスペクト比垂直製造構造）によって、平行化又は集束Ｘ線ビームが様々な回折次数で回折される。各次数の回折光は、予測可能な特定の方向に進行する。回折次数間の角度間隔は、その試料の格子定数を波長で除したものに反比例する。それら回折光は、ウェハから幾ばくかの距離のところに置かれた検出器アレイによって検出される。その検出器の各画素によって、その画素に射突した光子の個数を示す信号が出力される。
【0059】
諸次回折光の強度は形式Ｉ（ｍ，ｎ，θ，φ，λ）、但し｛ｍ，ｎ｝は回折次数を示す整数指数、｛θ，φ｝は入射ビームの仰角及びアジマス角（即ちウェハに固定された座標系を基準とした入射主光線の極座標値）、λはその入射Ｘ線の波長、という形式をなしている。
【0060】
照明光は、照明源から出て試料の方へと伝搬する際に、幾つかのノイズ源によって擾乱される。擾乱の例には電子ビーム流ふらつき、温度誘起性光学系ドリフト等々がある。擾乱された入射光束はＦ０（１＋ｎ１）と表される。
【0061】
ターゲットは、入射ビームのアジマス角及び仰角に依存する形態にてその入射輻射を散乱させる。次数（ｍ，ｎ）への光散乱の効率はＳｍｎ（θ，φ）として定義することができる。その回折光が試料から検出器へと伝搬する際に、そのビームが通過する他の散乱媒質によって、全ての次数が、幾ばくかのばらつき（１＋ｎ２）及び寄生ノイズ（ｎ３）で以て同様の影響を受ける。即ち、時刻ｔにて計測された各次数の総強度Ｉｍｎを、等式（１）により表すことができる。
【数1】
【0062】
ある種の実施形態では、望ましいことに、図４に示す座標系３４６により示されるｘ軸及びｙ軸周りでの回動により記述される姿勢を、様々な姿勢にして計測が実行される。これにより、分析に利用可能なデータセットの個数及び多様性を増強させ、多様な大角面外れ姿勢を含めることで、パラメタ計測結果の精度及び正確度が高まりパラメタ間相関が低減される。より深みがありより多様なデータセットで以て試料パラメタを計測することでも、パラメタ間相関が低減され計測正確度が改善される。例えば垂直姿勢では、Ｘ線スキャタロメトリによりフィーチャの限界寸法を解明することができるが、フィーチャのサイドウォール角及び高さに対してはほとんど不感となる。しかしながら、計測データを広範な面外れ角度位置に亘り収集することで、フィーチャのサイドウォール角及び高さを解明することができる。
【0063】
図４に描かれているように、計量ツール３００は試料位置決めシステム３４０を有しており、試料３０１を整列させるよう、且つそのスキャタロメータ（散乱計）を基準としてある広範な面外れ角度方位に試料３０１を向けるよう、それが構成されている。言い換えれば、試料３０１の表面と同面内に整列している１本又は複数本の回動軸周りで、ある広い角度範囲に亘り試料３０１を回動させうるよう、試料位置決めシステム３４０が構成されている。ある種の実施形態では、試料３０１の表面と同面内に整列している１本又は複数本の回動軸周りで、少なくとも１２０°の範囲内で試料３０１を回動させるよう、試料位置決めシステムが構成される。この要領で、試料３０１の角度分解計測結果が、計量システム３００によって、試料３０１の表面上の何個所にも亘って収集される。ある実施例では、情報処理システム３３０から試料位置決めシステム３４０のモーションコントローラ３４５へとコマンド信号が送られ、それにより試料３０１の所望位置が指し示される。これに応じ、モーションコントローラ３４５が、試料位置決めシステム３４０に備わる様々なアクチュエータに対するコマンド信号を生成することで、試料３０１の位置決めを所望通り達成することができる。
【0064】
例えば、これに限られないが、図４に描かれているように、試料位置決めシステム３４０にエッジグリップチャック３４１を設け、それにより試料３０１を試料位置決めシステム３４０に固定装着することができる。回動アクチュエータ３４２が、エッジグリップチャック３４１及びそれに装着されている試料３０１をペリメータフレーム３４３に対し回動させるよう、構成される。図示実施形態では、回動アクチュエータ３４２が、図４に描かれている座標系３４６のｘ軸周りで試料３０１を回動させるよう、構成されている。図４に示されているように、試料３０１のｚ軸周り回動が試料３０１の面内回動である。ｘ軸及びｙ軸（図示せず）周り回動が試料３０１の面外れ回動、即ち計量システム３００の計量素子に対しその試料の表面を実効的に傾斜させる回動である。描かれてはいないが、第２の回動アクチュエータが、ｙ軸周りで試料３０１を回動させるよう構成されている。リニアアクチュエータ３４４が、ｘ方向にペリメータフレーム３４３を並進させるよう構成されている。もう一つのリニアアクチュエータ（図示せず）が、ｙ方向にペリメータフレーム３４３を並進させるよう構成されている。こうすることで、試料３０１の表面上の各個所を、ある範囲の面外れ角度位置に亘る計測に利用することが、可能となる。例えばある実施形態では、試料３０１のうちある個所が、試料３０１の垂直姿勢に対し－４５°～＋４５°の範囲内で、数個の角度増分に亘り計測される。
【0065】
概して、これに限られるものではないがゴニオメータステージ、ヘキサポッドステージ、角度ステージ及びリニアステージを初め、何らかの好適な機械素子組合せを試料位置決めシステム３４０に組み込むことで、所望の直線位置決め性能及び角度位置決め性能を達成することができる。
【0066】
ある種の実施例では、Ｘ線スキャタロメトリに依拠する計量に際し、その計測データで以て事前決定済計測モデルを逆解することでその標本の寸法が求められる。その計測モデルは、少数（例．１０個オーダ）の可調パラメタを含み、その試料の幾何特性及び光学特性並びにその計測システムの光学特性を表せるものとする。逆解法には、これに限られるものではないがモデル依拠回帰、トモグラフィ、機械学習並びにそれらの何らかの組合せがある。こうして、計測された散乱Ｘ線強度とモデル化結果との間の誤差が最小化されるパラメタ化計測モデル値に関し解くことで、ターゲットプロファイルパラメタが推定される。
【0067】
更なる態様では、情報処理システム３３０が、試料に備わる被計測構造の構造モデル（例．幾何モデル、素材モデル又は幾何素材複合モデル）を生成し、少なくとも１個の幾何パラメタを含むＸ線スキャタロメトリ応答モデルをその構造モデルから生成し、そしてそのＸ線スキャタロメトリ応答モデルで以てＸ線スキャタロメトリ計測データの当て嵌め分析を実行することで少なくとも１個の試料パラメタ値を解明するよう、構成される。この分析エンジンを用い、それらシミュレートされたＸ線スキャタロメトリ信号を計測データと比較することで、その標本の幾何特性及び素材特性例えば電子密度の判別を行うことができる。図４に示す実施形態では情報処理システム３３０がモデル構築兼分析エンジン３５０として構成されており、本願記載の如くモデル構築及び分析機能が実現されるようそのエンジンが構成されている。
【0068】
図５は、情報処理システム３３０により実現されるモデル構築兼分析エンジン３５０の例を描いた図である。図５に示すように、モデル構築兼分析エンジン３５０は、ユーザ入力源３０３（例．グラフィカルユーザインタフェース、キーボード等々）から受領したユーザ入力３１３に部分的に依拠し、試料上に位置する被計測ナノワイヤ依拠半導体構造の構造モデル３５２を生成する、構造モデル構築モジュール３５１を有している。ある種の実施形態ではその試料の素材特性も構造モデル３５２に組み込まれる。その構造モデル３５２が、Ｘ線スキャタロメトリ応答関数構築モジュール３５３への入力として受領される。Ｘ線スキャタロメトリ応答関数構築モジュール３５３は、その構造モデル３５２に少なくとも部分的に依拠してＸ線スキャタロメトリ応答関数モデル３５５を生成する。ある種の実施例では、そのＸ線スキャタロメトリ応答関数モデル３５５が、Ｘ線フォームファクタ
に基づくものとされる；但しＦはフォームファクタ、ｑは散乱ベクトル、そしてρ（ｒ）は球座標による試料の電子密度である。そして、Ｘ線散乱強度が
により与えられる。Ｘ線スキャタロメトリ応答関数モデル３５５は、当て嵌め分析モジュール３５７への入力として受領される。その当て嵌め分析モジュール３５７は、そのモデル化Ｘ線スキャタロメトリ応答を対応する計測データ３２６と比較することで、その試料の幾何特性及び素材特性を判別する。
【数2】
【数3】
【0069】
ある種の実施例では、実験データへのモデル化データの当て嵌めが、χ二乗値を最小化することで達成される。例えばＸ線スキャタロメトリ計測に関しては、χ二乗値を
と定義することができる。
【数4】
【0070】
式中、Ｓｊ
ＳＡＸＳ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔは「チャネル」ｊにて計測されたＸ線スキャタロメトリ信号３２６であり、その指数ｊにより一組のシステムパラメタ、例えば回折次数、エネルギ、角度座標等々が記述されている。Ｓｊ
ＳＡＸＳ ｍｏｄｅｌ（ｖ１，…，ｖＬ）は、「チャネル」ｊに係るモデル化Ｘ線スキャタロメトリ信号Ｓｊを一組の構造（ターゲット）パラメタｖ１，…，ｖＬに関し評価したものであり、それらのパラメタにより幾何（ＣＤ、サイドウォール角、オーバレイ等々）及び素材（電子密度等々）が記述されている。σＳＡＸＳ，ｊは第ｊチャネルに係る不確定性である。ＮＳＡＸＳはそのＸ線計量におけるチャネルの総数である。Ｌはその計量ターゲットを特徴付けるパラメタの個数である。
【0071】
等式（４）では、別々のチャネルに係る不確定性が相関しないことが仮定されている。別々のチャネルに係る不確定性が相関する例では、それら不確定性間の共分散を計算することができる。こうした例では、Ｘ線スキャタロメトリ計測に係るχ二乗値を
と表すことができる；但し、ＶＳＡＸＳはＳＡＸＳチャネル不確定性の共分散行列であり、Ｔは転置を表している。
【数5】
【0072】
ある種の実施例では、Ｘ線スキャタロメトリ応答モデル３５５で以てＸ線スキャタロメトリ計測データ３２６に対する当て嵌め分析を実行することによって、当て嵌め分析モジュール３５７により少なくとも１個の試料パラメタ値が解明される。ある種の実施例ではχ２
ＳＡＸＳが最適化される。
【0073】
本願既述の通り、Ｘ線スキャタロメトリデータの当て嵌めはχ二乗値の最小化により達成される。とはいえ、一般に、Ｘ線スキャタロメトリデータの当て嵌めは、他の関数によっても達成されうる。
【0074】
Ｘ線スキャタロメトリ計量データの当て嵌めは、どのような種類のものであれ、注目幾何及び／又は素材パラメタに対し有感なＸ線スキャタロメトリテクノロジで益のあることである。試料とのＸ線スキャタロメトリビーム相互作用を記述する適正なモデルが用いられる限り、試料パラメタが決定論的（例．ＣＤ、ＳＷＡ等々）でも統計的（例．サイドウォール粗さのｒｍｓ高、粗さ相関長等々）でもかまわない。
【0075】
一般に、情報処理システム３３０は、リアルタイム限界寸法決め（ＲＴＣＤ）を用いリアルタイムにモデルパラメタ群にアクセスするよう構成されるが、事前計算済モデルのライブラリにアクセスすることでも、試料３０１に係る少なくとも１個の試料パラメタ値を求めることができる。一般に、ある種の形態のＣＤエンジンを用い、試料の割当ＣＤパラメタと、被計測試料に係るＣＤパラメタとの間の差異を、評価することができる。試料パラメタ値計算方法及びシステムの例が、２０１０年１１月２日日付でＫＬＡ－Ｔｅｎｃｏｒ Ｃｏｒｐ．に対し発行された特許文献１にて記述されているので、参照によりその全容を本願に繰り入れることにする。
【0076】
図２２には、試料の特性を計測する軟Ｘ線リフレクトメトリ（ＳＸＲ）計量ツール５００の実施形態が描かれている。ある種の実施形態では、ある範囲の波長、入射角及びアジマス角に亘り、ある小さなビームスポットサイズ（例．実効照明スポットの差し渡しが５０μｍ未満）で以て、半導体ウェハのＳＸＲ計測が実行される。ある態様では、そうしたＳＸＲ計測が、軟Ｘ線域（即ち３０～３０００ｅＶ）内のＸ線輻射で以て、５～２０°域内のかすめ入射角にて実行される。かすめ角を個別の計測アプリケーション向けに選択することで、計測下構造内への所望の浸透を果たすことができ、また小さなビームスポットサイズ（例．５０μｍ未満）で以て計測情報コンテンツを最大化することができる。
【0077】
図２２に描かれているように、本システム５００は、試料５０１のうち入射照明ビームスポットにより照明されている計測エリア５０２に亘り、ＳＸＲ計測を実行する。
【0078】
図示実施形態では、計量ツール５００がＸ線照明源５１０、集束光学系５１１、ビーム発散制御スリット５１２及びスリット５１３を有している。そのＸ線照明源５１０が、ＳＸＲ計測に適した軟Ｘ線輻射を生成するよう構成されている。Ｘ線照明源５１０は多色高輝度大エタンデュ線源である。ある種の実施形態では、３０～３０００ｅＶ域内のＸ線輻射を生成するようＸ線照明源５１０が構成される。概して、高スループットインライン計量を実現するのに十分な光束レベルにて高輝度軟Ｘ線を生成しうる好適な高輝度Ｘ線照明源であれば、どのようなものでも、ＳＸＲ計測向けにＸ線照明を供給しうるものと考えられる。
【0079】
ある種の実施形態によれば、Ｘ線源に可調モノクロメータを組み込み、そのＸ線源により送給されるＸ線輻射の波長を様々に選べるようにすることができる。ある種の実施形態では、計測下試料内への十分な浸透が可能な波長にてそのＸ線源により光が確と供給されるよう、１個又は複数個のＸ線源が採用される。
【0080】
ある種の実施形態では照明源５１０が高次高調波生成（ＨＨＧ）Ｘ線源とされる。他のある種の実施形態では、照明源５１０がウィグラ／アンジュレータシンクロトロン輻射源（ＳＲＳ）とされる。ウィグラ／アンジュレータＳＲＳの例が特許文献３及び４にて記述されているので、参照によりそれらの全容を本願に繰り入れることにする。
【0081】
他のある種の実施形態では、照明源５１０がレーザ産生プラズマ（ＬＰＰ）光源とされる。それら実施形態のうちある種のものでは、そのＬＰＰ光源内に、キセノン、クリプトン、アルゴン、ネオン及び窒素を放出する素材のうち何れかが組み込まれる。概して、好適なＬＰＰターゲット素材の選択は共鳴軟Ｘ線域内輝度との関わりで最適化される。例えば、クリプトンにより放出されたプラズマはシリコンＫエッジにて高輝度を呈する。また例えば、キセノンにより放出されたプラズマは（８０～３０００ｅＶ）なる軟Ｘ線域全体を通じ高輝度を呈する。そのため、広帯域軟Ｘ線照明が望まれているときには、キセノンが良好な放出素材選択肢となる。
【0082】
ＬＰＰターゲット素材の選択は、高信頼長寿命光源動作との関わりでも最適化されうる。貴ガスターゲット素材例えばキセノン、クリプトン及びアルゴンは不活性であるので、最低限の汚染除去処理で以て、或いは汚染除去処理無しで、閉ループ動作にて再使用することができる。軟Ｘ線照明源の例が米国特許出願第１５／８６７６３３号にて記述されているので、参照によりその全容を本願に繰り入れることにする。
【0083】
更なる態様では、照明源（例．照明源５１０）により放射される波長が可選択とされる。ある種の実施形態によれば、照明源５１０たるＬＰＰ光源を情報処理システム５３０により制御し、一通り又は複数通りの選択スペクトル域における光束を最大化させることができる。そのターゲット素材でのレーザピーク強度によりプラズマ温度、ひいては放射される輻射のスペクトル域が制御される。レーザピーク強度は、パルスエネルギ、パルス幅又はその双方を調整することで変化させる。一例としては、１００ピコ秒なるパルス幅が、軟Ｘ線輻射を生成するのに適している。図２２に示すように、情報処理システム５３０から照明源５１０へとコマンド信号５３６を送ることで、照明源５１０にスペクトル範囲を調整させ、その範囲の諸波長を照明源５１０から放射させることができる。ある実施例によれば、照明源５１０をＬＰＰ光源とし、そのＬＰＰ光源にてパルス持続時間、パルス周波数及びターゲット素材組成のうち何れかを調整することで、所望スペクトル域の波長をそのＬＰＰ光源から放出させることができる。
【0084】
例えば、これに限られないが、粒子加速器線源、液体アノード線源、回動アノード線源、静止固体アノード線源、マイクロフォーカス線源、マイクロフォーカス回動アノード線源、プラズマ依拠線源及び逆コンプトン線源の何れも、Ｘ線照明源５１０として採用することができる。
【0085】
Ｘ線源の例としては、固体又は液体ターゲットに衝撃を与えＸ線輻射を触発するよう構成された電子ビーム源がある。高輝度液体金属Ｘ線照明生成方法及びシステムが、２０１１年４月１９日付でＫＬＡ－Ｔｅｎｃｏｒ Ｃｏｒｐ．に対し発行された特許文献５にて記述されているので、参照によりその全容を本願に繰り入れることにする。
【0086】
Ｘ線照明源５１０は、Ｘ線輻射を、有限な横方向寸法（即ち非ゼロのビーム軸直交方向寸法）を有する線源エリアに亘り供給する。ある態様では、照明源５１０の線源エリアが、２０μｍ未満の横方向寸法により特徴付けられる。ある種の実施形態では、その線源エリアが、１０μｍ以下の横方向寸法により特徴付けられる。小さな線源サイズであれば、その試料上の小さなターゲットエリアを高輝度で照明することができ、ひいては計測精度、正確度及びスループットが改善されることとなる。
【0087】
大略、Ｘ線光学系はＸ線輻射を整形して試料５０１へと差し向ける。ある種の実施例では、そのＸ線光学系にて、多層Ｘ線光学系を用い、１ｍｒａｄ未満の発散に至るまでそのＸ線ビームが平行化され、或いは試料５０１の計測エリア５０２上に集束される。ある種の実施形態では、そのＸ線光学系が、１個又は複数個のＸ線平行化鏡、Ｘ線アパーチャ、Ｘ線ビームストップ、屈折性Ｘ線光学系、回折光学系例えばゾーンプレート、シュヴァルツシルト光学系、カークパトリック・バエズ光学系、モンテル光学系、ウォルタ光学系、鏡面Ｘ線光学系例えば楕円体鏡、ポリキャピラリ光学系例えば中空キャピラリＸ線導波路、多層光学系又はシステム、或いはそれらの何らかの組合せを有するものとされる。更なる詳細が特許文献２にて記述されているので、参照によりその全容を本願に繰り入れることにする。
【0088】
図２２に示されているように、集束光学系５１１は、試料５０１上に所在する計量ターゲット上へと線源輻射を集束させる。線源の横方向寸法が有限であるためスポットサイズ５０２が有限となり、その線源の縁から来る光線５１６でありビームスリット５１２及び５１３によって何らかのビーム整形を受けたものにより、その有限スポットサイズが定まる。
【0089】
ある種の実施形態では集束光学系５１１に楕円形集束光学素子が組み込まれる。図２２に示す実施形態では、その楕円の中心における集束光学系５１１の拡大率が約１とされている。結果として、試料５０１の表面上に投射される照明スポットのサイズが、照明源とほぼ同サイズで、定格かすめ入射角（例．５～２０°）によるビーム拡がりに関し調整されたものとなる。
【0090】
更なる態様では、集束光学系５１１により線源放射が集められ、一通り又は複数通りの離散波長又はスペクトル帯が選択され、選択された光が５～２０°域内のかすめ入射角にて試料５０１上に集束される。
【0091】
その定格かすめ入射角の選択を通じ、所望の計量ターゲット浸透を達成することができ、ひいては計量ターゲット境界内に保ちつつ信号情報コンテンツを最大化することができる。硬Ｘ線の臨界角はごく小さいが、軟Ｘ線の臨界角はそれよりもかなり大きい。この付加的な計測柔軟性の結果として、ＳＸＲ計測により、その構造内へとより深く、またそのかすめ入射角の厳密な値に対しては低感度で以て、探査されることとなる。
【0092】
ある種の実施形態では、試料５０１上への投射向けに所望波長又は波長域を選択するグレーデッド多層が集束光学系５１１に組み込まれる。ある種の実施例では、ある波長を選択しその選択波長をある入射角範囲に亘り試料５０１上に投射するグレーデッド多層構造（例．層又は被覆）が、集束光学系５１１に組み込まれる。ある種の実施例では、ある波長域を選択しそれら選択波長をある入射角にて試料５０１上に投射するグレーデッド多層構造が、集束光学系５１１に組み込まれる。ある種の実施例では、ある波長域を選択しそれら選択波長をある入射角範囲に亘り試料５０１上に投射するグレーデッド多層構造が、集束光学系５１１に組み込まれる。
【0093】
グレーデッド多層光学系により、望ましくも、単層格子構造が深過ぎるときに生じる光損失を最小化することができる。一般に、多層光学系では反射波長が選択される。選択波長のスペクトル帯幅により、試料５０１に供給される光束、被計測回折次数内の情報コンテンツが最適化され、検出器での回折ピーク重複及び角度分散を通じた信号の劣化が防止される。加えて、グレーデッド多層光学系を用い、発散を制御することができる。各波長での角度発散が光束に関し最適化され、検出器での空間的重複が最小になる。
【0094】
ある種の実施例では、グレーデッド多層光学系による波長選択を通じ、特定の素材界面又は構造寸法に由来する回折信号の情報コンテンツ及びコントラストを増強することができる。例えば、元素固有共鳴域（例．シリコンＫエッジ、窒素、酸素Ｋエッジ等々）に亘り拡がるよう、被選択波長を選ぶことができる。加えて、これらの実施例では、その照明源をチューニングすることで、その選択スペクトル域における光束を最大化させることもできる（例．ＨＨＧスペクトルチューニング、ＬＰＰレーザチューニング等々）。
【0095】
ある種の実施形態では、それぞれ楕円形の表面形状を有する複数個の反射性光学素子が集束光学系５１１に組み込まれる。各反射性光学素子は、基板及び多層被覆を有し、相異なる波長又は波長域が反射されるようチューニングされたものである。ある種の実施形態では、それぞれ異なる波長又は波長域を反射させる複数個（例．１～５個）の反射性光学素子がめいめいの入射角にて配列される。更なる実施形態では、それぞれ異なる波長又は波長域を反射させる複数組（例．２～５組）の反射性光学素子が、めいめい一組の相異なる入射角にて配列される。ある種の実施形態では、それら複数組の反射性光学素子により、計測中に試料５０１上へと照明光が同時に投射される。他のある種の実施形態では、それら複数組の反射性光学素子により、計測中に試料５０１上へと照明光が順次投射される。これらの実施形態にて、能動シャッタ又はアパーチャを用い、試料５０１上に投射される照明光を制御することができる。
【0096】
ある種の実施形態では、集束光学系５１１により複数通りの波長、アジマス及びＡＯＩにて同じ計量ターゲットエリア上に光が集束される。
【0097】
更なる態様では、そうした範囲の波長、ＡＯＩ、アジマス又はそれらの何らかの組合せであり、同じ計量エリア上に投射されるものが、その集束光学系に備わる１個又は複数個の鏡素子を能動位置決めすることで調整される。図２２に示されているように、情報処理システム５３０からアクチュエータシステム５１５へとコマンド信号を送ることで、アクチュエータシステム５１５に、集束光学系５１１に備わる光学素子のうち１個又は複数個の位置、アライメント又はその双方を調整させることができ、ひいては所望範囲の波長、ＡＯＩ、アジマス又はそれらの何らかの組合せを試料５０１上に投射させることができる。
【0098】
一般に、入射角を波長毎に選択することで、計測下計量ターゲットによる照明光の吸収及び浸透を最適化することができる。多くの実施例にて、多層構造を計測し入射角を選択することで、所望注目層に係る信号情報を最大化することができる。オーバレイ計量の実施例では、一通り又は複数通りの入射波長及び角度を選択して、先行層及び現層からの散乱間の干渉に由来する信号情報を最大化することができる。加えて、アジマス角を選択することでも信号情報コンテンツを最適化することができる。加えて、アジマス角を選択することで、検出器における回折ピークの角度分離を保証することができる。
【0099】
更なる態様では、ＲＳＡＸ計量システム（例．計量ツール５００）に備わる１個又は複数個のビームスリット又はアパーチャにより、試料５０１上に入射する照明ビーム５１４が整形され、さもなければ計測下計量ターゲットを照明することとなっていたはずの照明光部分がそれによって選択的に阻止される。１個又は複数個のビームスリットによりビームサイズ及び形状を規定することで、Ｘ線照明スポットを計測下計量ターゲットのエリア内に収めることができる。加えて、１個又は複数個のビームスリットにより照明ビーム発散を規定することで、検出器上での回折次数重複を小さくすることができる。
【0100】
別の更なる態様では、ＲＳＡＸ計量システム（例．計量ツール５００）に備わる１個又は複数個のビームスリット又はアパーチャにより一組の照明波長が選択され、それらにより計測下計量ターゲットが同時照明される。ある種の実施形態では、複数波長を含む照明を計測下計量ターゲット上に同時入射させる。これらの実施形態では、複数通りの照明波長を含む照明を通すよう１個又は複数個のスリットが構成される。一般に、計測下計量ターゲットの同時照明により、望ましくも、信号情報及びスループットを増大・向上させることができる。とはいえ、実際には、検出器における回折次数重複により照明波長域が制限される。ある種の実施形態では、相異なる照明波長を順次通すよう１個又は複数個のスリットが構成される。ある種の実施例では、ビーム発散が大き目なときには同時照明に比べ順次照明に係る信号対雑音比の方が高くなりうるため、大き目の角度発散での順次照明の方が高めのスループットが得られる。計測が順次実行される際には、回折次数重複問題は問題にならない。これにより計測柔軟性が増し信号対雑音比が改善される。
【0101】
図２２には、集束光学系５１１・ビーム整形スリット５１３間ビーム路に所在するビーム発散制御スリット５１２が示されている。ビーム発散制御スリット５１２により、計測下試料に供給される照明の発散が制限される。ビーム整形スリット５１３が、ビーム発散制御スリット５１２・試料５０１間ビーム路に所在している。ビーム整形スリット５１３によりその入射ビーム５１４が更に整形され、入射ビーム５１４の照明波長（群）が選択される。ビーム整形スリット５１３はビーム路上、試料５０１の直前に所在している。ある態様によれば、ビーム整形スリット５１３の諸スリットを試料５０１の至近に所在させることで、有限な線源サイズによってビーム発散が定まることによる入射ビームスポットサイズの拡大を、最小限にすることができる。
【0102】
ある種の実施形態では、ビーム整形スリット５１３に、複数個の独立駆動式ビーム整形スリットが設けられる。ある実施形態では、ビーム整形スリット５１３に４個の独立駆動式ビーム整形スリットが設けられる。それら４個のビーム整形スリットにより入来ビームのうち一部分が効果的に阻止され、箱形状をした照明断面を有する照明ビーム５１４が生成される。
【0103】
ビーム整形スリット５１３のスリット群は、散乱を小さくし入射輻射を効果的に阻止する素材で構成されている。素材の例としては単結晶素材例えばゲルマニウム、砒化ガリウム、燐化インジウム等々がある。通常は、そのスリット素材を、構造境界を横断しての散乱を小さくすべく、鋸断するのではなく結晶方向に沿い劈開させる。加えて、入来ビームを基準としてそのスリットの向きを定めることで、その入来輻射とスリット素材の内部構造との間の相互作用で生じる散乱を最小限にすることができる。それらの結晶を、高密度素材（例．タングステン）でされた個々のスリットホルダに取り付けることで、そのスリットの片側にてＸ線ビームを完全に阻止することができる。
【0104】
Ｘ線検出器５１９は、試料５０１から散乱されてきたＸ線輻射５１８を集め、試料５０１の特性のうち入射Ｘ線輻射に対し感応的な特性を示す出力信号５３５を、ＳＸＲ計測方式に従い生成する。ある種の実施形態では、試料位置決めシステム５４０により試料５０１の位置及び向きを定めることで角度分解散乱Ｘ線を生成しつつ、散乱Ｘ線５１８がＸ線検出器５１９により集められる。
【0105】
ある種の実施形態では、ＳＸＲシステムに、広いダイナミックレンジ（例．１０５超）を有する１個又は複数個の光子計数検出器が組み込まれる。ある種の実施形態では、単一の光子計数検出器により検出光子の位置及び個数が検出される。
【0106】
ある種の実施形態では、そのＸ線検出器により一通り又は複数通りのＸ線光子エネルギが分解され、Ｘ線エネルギ成分毎にその試料の特性を示す信号が生成される。ある種の実施形態では、そのＸ線検出器５１９が、ＣＣＤアレイ、マイクロチャネルプレート、フォトダイオードアレイ、マイクロストリップ式比例計数器、気体充填型比例計数器、シンチレータ及び蛍光素材のうち何れかを有するものとされる。
【0107】
このようにすると、その検出器におけるＸ線光子相互作用が、画素位置及び計数値に加えエネルギにより弁別される。ある種の実施形態では、それらＸ線光子相互作用が、そのＸ線光子相互作用のエネルギを所定の上閾値及び所定の下閾値と比較することで弁別される。ある実施形態ではその情報が出力信号５３５により情報処理システム５３０に送られ、更なる処理及び格納に供される。
【0108】
複数通りの照明波長による周期性ターゲットの同時照明で生じる回折パターンは、回折に際する角度分散により検出器平面にて分離される。これらの実施形態では積分型検出器が採用される。それら回折パターンがエリア検出器、例えば真空コンパチブル背面ＣＣＤ又はハイブリッド画素アレイ検出器を用い計測される。角度標本化がブラッグピーク積分に関し最適化される。画素レベルモデル当て嵌めが採用される場合は、角度標本化が信号情報コンテンツに関し最適化される。標本化速度を選択することで、０次信号の飽和を防ぐことができる。
【0109】
更なる態様では、ＳＸＲシステムを用い、散乱光の一通り又は複数通りの回折次数に基づき試料の特性（例．構造パラメタ値）が求められる。図２２に示されているように、計量ツール５００に備わる情報処理システム５３０を用い、検出器５１９により生成された信号５３５を獲得することができ、それら獲得信号に少なくとも部分的に依拠してその試料の特性を求めることができる。
【0110】
望ましいことに、広範な波長、入射角及びアジマス角にて計測を実行することで、パラメタ値計測結果の精度及び正確度を高めることができる。この手法では、分析に利用可能なデータセットの個数及び多様性が拡張されるため、パラメタ間相関が低減される。
【0111】
回折輻射強度の計測結果は、ウェハ表面法線を基準としたＸ線入射角及び照明波長と関連付けて収集される。それら複数通りの異次回折波に含まれている情報は、通常、考慮下にある各モデルパラメタ間でユニークである。そのため、誤差が小さく且つパラメタ相関が小さい注目パラメタ値推定結果がＸ線散乱によりもたらされる。
【0112】
ある態様では、ウェハ５０１を固定的に支持するウェハチャック５０３が計量ツール５００に設けられ、試料位置決めシステム５４０に結合される。試料位置決めシステム５４０が、照明ビーム５１４を基準にして６自由度に亘り試料５０１を能動位置決めするよう構成される。一例としては、情報処理システム５３０から試料位置決めシステム５４０へと、試料５０１の所望位置を示すコマンド信号（図示せず）が送られる。これに応じ、試料位置決めシステム５４０に備わる様々なアクチュエータに対するコマンド信号が試料位置決めシステム５４０にて生成され、それにより試料５０１の所望位置決めが達成される。
【0113】
更なる態様では、ＳＸＲシステムの集束光学系によって、計測下試料上に照明源の像が少なくとも５の縮小率（即ち０．２以下の拡大率）で以て投射される。本願記載のＳＸＲシステムでは、横方向寸法が２０μｍ以下（即ち線源サイズが２０μｍ以下）であることを特徴とする線源エリアを有する軟Ｘ線照明源が採用される。ある種の実施形態では、少なくとも５の縮小率を有する（即ち線源サイズよりも５倍小さな線源像をウェハ上に投射する）集束光学系が採用され、ひいては４μｍ以下の入射照明スポットサイズで以て試料上に照明が投射される。
【0114】
ある種の実施例では、ＳＸＲに依拠した計量に際し、計測データで以て事前決定済計測モデルを逆解することでその標本の寸法が求められる。その計測モデルは、少数（１０個オーダ）の可調パラメタを含み、その試料の幾何特性及び光学特性並びにその計測システムの光学特性を表せるものとする。逆解法としては、これに限られるものではないが、モデル依拠回帰、トモグラフィ、機械学習又はそれらの何らかの組合せがある。このやり方で、計測された散乱Ｘ線強度とモデル化結果との間の誤差が最小化されるパラメタ化計測モデル値に関し解くことで、ターゲットプロファイルパラメタが推定される。
【0115】
軟Ｘ線式計量システムについての付加的記述が特許文献６にて提供されているので、参照によりその全容を本願に繰り入れることにする。
【0116】
別の更なる態様では、情報処理システム５３０が、試料に備わる被計測構造の構造モデル（例．幾何モデル、素材モデル又は幾何素材複合モデル）を生成し、少なくとも１個の幾何パラメタを含むＳＸＲ応答モデルをその構造モデルから生成し、そしてそのＳＸＲ応答モデルで以てＳＸＲ計測データの当て嵌め分析を実行して少なくとも１個の試料パラメタ値を解明するよう構成される。その分析エンジンを用い、それらシミュレートされたＳＸＲ信号を計測データと比べることで、その標本の幾何特性及び素材特性例えば電子密度の判別を行うことができる。図２２に示す実施形態では、情報処理システム５３０がモデル構築兼分析エンジン（例．モデル構築兼分析エンジン３５０）として構成されており、図５を参照して述べたモデル構築及び分析機能が実現されるようそのエンジンが構成されている。
【0117】
ある種の実施例では、モデル構築兼分析エンジン１３０及び３５０にて、フィードサイドウェイ分析、フィードフォワード分析及びパラレル分析の何らかの組合せにより、パラメタ計測結果の正確度が改善される。フィードサイドウェイ分析とは、同じ試料の別エリア上で複数個のデータセットを採取し、第１データセットから求めた共通パラメタ群を第２データセット側に引き渡して分析に供することである。フィードフォワード分析とは、別々の試料上でデータセットを採取し、ステップ的コピーイグザクトパラメタフィードフォワード手法を用い爾後の分析に共通パラメタ群を先渡しすることである。パラレル分析とは、複数個のデータセットに対する非線形当て嵌め方法論の並列的又は同時的適用であり、当て嵌め中に少なくとも１個の共通パラメタが結合されるもののことである。
【0118】
複数ツール構造分析とは、フィードフォワード、フィードサイドウェイ又はパラレル分析のうち、回帰に依拠するもの、ルックアップテーブルに依拠するもの（即ち「ライブラリ」マッチング）その他、複数データセットの当て嵌め手順に依拠するもののことである。複数ツール構造分析方法及びシステムの例が、２００９年１月１３日付でＫＬＡ－Ｔｅｎｃｏｒ Ｃｏｒｐ．に対し発行された特許文献７にて記述されているので、参照によりその全容を本願に繰り入れることにする。
【0119】
認識されるべきことに、本件開示の随所に記載されている様々なステップを、単一のコンピュータシステム１１６、３３０及び５３０により実行してもよいし、それに代え複数個のコンピュータシステム１１６、３３０及び５３０により実行してもよい。更に、システム１００、３００及び５００の諸サブシステム例えば分光エリプソメータ１０１が、本願記載の諸ステップのうち少なくとも一部分を実行するのに適したコンピュータシステムを有していてもよい。従って、上掲の記述は、本発明に対する限定事項としてではなく、単なる例証として解されるべきである。更に、当該１個又は複数個の情報処理システム１１６を、本願記載のどの方法実施形態のどの他ステップ（群）を実行するよう構成してもよい。
【0120】
情報処理システム１１６、３３０及び５３０には、これに限られるものではないが、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、イメージコンピュータ、並列プロセッサその他、本件技術分野で既知なあらゆる装置が包含されうる。一般に、語「情報処理システム」は、記憶媒体から得た命令を実行するプロセッサを１個又は複数個有するデバイス全てが包含されるよう、広く定義することができる。一般に、情報処理システム１１６、３３０及び５３０を、計測システム例えば計測システム１００、３００及び５００のうち対応するものと統合させてもよいし、それに代え全ての計測システムから分離させてもよい。その意味で、情報処理システム１１６、３３０及び５３０は、対応するあらゆる計測源及びユーザ入力源から遠隔配置されそこから計測データ及びユーザ入力を受け取るものとされうる。
【0121】
方法例えば本願記載のそれらを実現するプログラム命令１２０を、キャリア媒体１１８上で伝送させ又はその上に格納してもよい。そのキャリア媒体が伝送媒体、例えばワイヤ、ケーブル又は無線伝送リンクであってもよい。そのキャリア媒体にはコンピュータ可読媒体、例えばリードオンリメモリ、ランダムアクセスメモリ、磁気若しくは光ディスク又は磁気テープも含まれうる。
【0122】
同様に、方法例えば本願記載のそれらを実現するプログラム命令３３４を、伝送媒体例えばワイヤ、ケーブル又は無線伝送リンク上で伝送させてもよい。例えば、図４に描かれているように、メモリ３３２内に格納されているプログラム命令群が、バス３３３上でプロセッサ３３１へと伝送される。プログラム命令３３４がコンピュータ可読媒体（例．メモリ３３２）内に格納される。コンピュータ可読媒体の例としては、リードオンリメモリ、ランダムアクセスメモリ、磁気若しくは光ディスク又は磁気テープがある。
【0123】
同様に、方法例えば本願記載のそれらを実現するプログラム命令５３４を、伝送媒体例えばワイヤ、ケーブル又は無線伝送リンク上で伝送させてもよい。例えば、図２２に描かれているように、メモリ５３２内に格納されているプログラム命令群が、バス５３３上でプロセッサ５３１へと伝送される。プログラム命令５３４がコンピュータ可読媒体（例．メモリ５３２）内に格納される。コンピュータ可読媒体の例としては、リードオンリメモリ、ランダムアクセスメモリ、磁気若しくは光ディスク又は磁気テープがある。
【0124】
ナノワイヤ依拠半導体デバイスは、全周ゲートデバイスとしても知られている。その半導体チャネルはナノワイヤである。そのナノワイヤが一群の素材により全周に亘りラッピングされ、それら素材によりそのデバイスのゲートが形成される。それらラッパ素材には、例えば二酸化シリコン、酸化ハフニウム、窒化チタン、窒化タンタル等々といった素材が含まれる。それらラッパ素材が原子層堆積プロセスを用いそのナノワイヤ上に堆積され、それによりそのナノワイヤチャネルの全周に亘るラッピングゲートが形成される。
【0125】
図６にナノワイヤ依拠半導体構造１５０を示す。構造１５０は、ナノワイヤ１５１Ａ～Ｃ、ソース／ドレイン構造１５２及び１５３、並びに誘電体素材１５４を有している。図６に描かれているように、ナノワイヤ１５１Ａ～Ｃは無支持状態でソース／ドレイン構造１５２及び１５３間に延設されている。結果として、隣接ナノワイヤ間に隙間（ボイド）が存在している。
【0126】
ある態様ではモデル構築ツール、例えばモデル構築兼分析エンジン１３０及び３５０に、複雑なナノワイヤ依拠半導体デバイスサブ構造の再使用型パラメトリックモデルであり、複雑なナノワイヤ依拠半導体デバイスのモデルにて構築ブロックとして用いうるものが組み込まれる。これにより、そのモデル構築プロセスが、より直観的で誤差がより起きにくいものとなる。更に、それら再使用型パラメトリックサブ構造モデルが特定のナノワイヤ依拠構造及び計測アプリケーション向けに最適化されているため、もたらされる離散化計測モデルが旧来モデルに比べ情報処理的により効率的なものとなる。加えて、それらパラメトリックサブ構造モデルを保存し、別々のプロジェクト間、別々のユーザ間で共有することができる。
【0127】
ある態様では、曰く、新たな一組のパラメトリックサブ構造モデル（即ち基礎的ナノワイヤ構築ブロック）を用い、ナノワイヤ製造プロセスに依拠した次世代半導体デバイスの幾何を正確にモデル化することができる。ある種の実施例では、それら基礎的ナノワイヤ構築ブロックにより、ユーザが、実ナノワイヤ幾何を高い正確度で以て表す計測モデルを構築すること、またそれにより全ての潜在的自由度を生かすことが可能となる。ある種の実施例では、計量システムにてそれらモデルを採用し、様々なナノワイヤ製造プロセスに係る幾何パラメタ、素材特性等々のモデル依拠計測を実行することができる。
【0128】
更なる態様では、その再使用型パラメトリックサブ構造モデルが、そのモデル構築ツールのユーザにより入力された独立パラメタの値によって全面定義される。組成幾何要素間内的拘束条件及びモデル形状に係る他の変数は全て、そのモデル内で事前定義される。従って、それら独立パラメタの値以外は他のユーザ入力無しで、その再使用型パラメトリックサブ構造モデルを全面定義することができる。これによりそのモデル構築プロセスが大きく簡略化される。
【0129】
各基礎的ナノワイヤ構築ブロックが、ユーザにより入力された独立パラメタの値によって全面定義される。他のユーザ入力無しで、その基礎的ナノワイヤ構築ブロックの形状を定義することができる。これにより、ナノワイヤ依拠半導体構造に係るモデル構築プロセスが顕著に簡略化される。これは、複雑なナノワイヤ依拠半導体デバイスをより小さな誤差で以てかなり速くモデル化することにつながる。
【0130】
【0131】
図７には円筒形基礎的ナノワイヤ構築ブロック１６０が示されている。円筒形ナノワイヤ構築ブロック１６０は、長さＬ、直径Ｄ、ウェハ基板の表面に対し平行な平面における姿勢角、並びに１個又は複数個の素材パラメタによりパラメタ表現される。その姿勢角により、ウェハ基板の表面に対し平行な平面における円筒形ナノワイヤ１６０の姿勢が決まる。
【0132】
図８には、丸め縁を有する正方形基礎的ナノワイヤ構築ブロック１６１が示されている。正方形ナノワイヤ構築ブロック１６１は、長さＬ、断面高Ｈ、断面幅Ｗ、各隅部の丸め半径Ｒ、ウェハ基板の表面に対し平行な平面における姿勢角、並びに１個又は複数個の素材パラメタによりパラメタ表現される。
【0133】
図９には長方形又はスラブ形基礎的ナノワイヤ構築ブロック１６２が示されている。スラブ形ナノワイヤ構築ブロック１６２は、長さＬ、断面高Ｈ、断面幅Ｗ、ウェハ基板の表面に対し平行な平面における姿勢角、並びに１個又は複数個の素材パラメタによりパラメタ表現される。
【0134】
図１０には六角形基礎的ナノワイヤ構築ブロック１６３が示されている。正方形ナノワイヤ構築ブロック１６３は、長さＬ、断面辺長Ｓ、ウェハ基板の表面に対し平行な平面における姿勢角、並びに１個又は複数個の素材パラメタによりパラメタ表現される。
【0135】
図１１には楕円形基礎的ナノワイヤ構築ブロック１６４が示されている。楕円形ナノワイヤ構築ブロック１６４は、それぞれ長半径及び短半径の２倍たる形状パラメタＤ１及びＤ２、長さＬ、ウェハ基板の表面に対し平行な平面における姿勢角、並びに１個又は複数個の素材パラメタによりパラメタ表現される。
【0136】
図１２には段差形基礎的ナノワイヤ構築ブロック１６５が示されている。段差形ナノワイヤ構築ブロック１６５は相異なる２個の断面を有している。断面のうち一つによりこの段差形ブロックの中間部が定義され、もう一つの断面によりその中間部の両端にある端部が定義される。中間部は形状パラメタＳｉｎｎｅｒ及び長さＬｉｎｎｅｒによりパラメタ表現される。端部は、より小さな形状パラメタＳｏｕｔｅｒ及び長さＬｏｕｔｅｒによりパラメタ表現される。段差形ブロック１６５は中間部断面から端部断面へと急峻に遷移している。段差形ブロック１６５は、更に、ウェハ基板の表面に対し平行な平面における姿勢角、並びに１個又は複数個の素材パラメタによりパラメタ表現される。
【0137】
図１３には長尺形基礎的ナノワイヤ構築ブロック１６６が示されている。長尺ナノワイヤ構築ブロック１６６は相異なる２個の断面を有している。断面のうち一つによりこの長尺形ブロックの中間部が定義され、もう一つの断面によりその中間部の両端にある端部が定義される。中間部は直径Ｄｉｎｎｅｒ及び長さＬｉｎｎｅｒによりパラメタ表現される。端部は、より小さな直径Ｄｏｕｔｅｒ及び長さＬｏｕｔｅｒによりパラメタ表現される。長尺形ブロック１６６は中間部断面から端部断面へと滑らかにテーパ付けされている（先細りしている）。長尺形ブロック１６６は、更に、ウェハ基板の表面に対し平行な平面における姿勢角、並びに１個又は複数個の素材パラメタによりパラメタ表現される。
【0138】
一般に、どのナノワイヤブロックも、そのナノワイヤの中心軸例えば円筒形ナノワイヤ１６０の中心軸Ａがウェハ基板の表面に対し平行な姿勢にすることができる（即ち横ナノワイヤ）。これは、図６に示したナノワイヤ１５１Ａ～Ｃの姿勢に類似している。他のある種の実施例では、ナノワイヤを、そのナノワイヤの中心軸がウェハ基板の表面に対し垂直な姿勢にすることができる（即ち垂直ナノワイヤ）。
【0139】
ナノワイヤの形状は、デバイス性能に顕著に影響することとなる。アプリケーションによっては、あるナノワイヤ形状が他の形状よりも望ましいとされよう。従って、ナノワイヤ構築ブロックを、あらゆる期待形状に対処しうる柔軟且つカスタマイズ可能なものとすべきである。
【0140】
一般に、ユーザは、ナノワイヤ構造モデル構築モジュール（例．モデル構築兼分析エンジン１３０の構造モデル構築モジュール１３１、或いはモデル構築兼分析エンジン３５０の構造モデル構築モジュール３５１）のグラフィカルユーザインタフェースとのやり取りを通じ、望ましい基礎的ナノワイヤ構築ブロックを選択し、且つ独立パラメタの適正値を入力してその具体的形状を定義する。
【0141】
【0142】
その一方で、図７～図１３に示すナノワイヤの構造モデルでは、多くの既存基礎的構築ブロック（例．正方錐台）並びにそれらの相互関係及び拘束条件についての、各構築ブロック相互間での定義が、類似したナノワイヤ構造をモデル化するのに必要となることがある。即ち、既存の基礎的構築ブロックを用い複雑なナノワイヤデバイス構造を構築することに関連した困難性が、明らかにある。
【0143】
ナノワイヤ半導体製造プロセスでは、例えば図６に示すゲートにて交互素材層が堆積される。一例としては、シリコン及びシリコンゲルマニウムの交互層が堆積される。ダミーゲート素材、例えばポリシリコンを除去することで、そのナノワイヤがリリースされる（発現する）。ナノワイヤリリースは高選択性エッチングプロセスであり、それにより例えばシリコンゲルマニウム層が排他エッチングされてシリコンナノワイヤ、例えば図６に示すナノワイヤ１５１Ａ～Ｃが残される。ナノワイヤリリース後は、金属の堆積に先立ち一連の極薄素材がそのゲート上に堆積される。それらの素材、通常は非常に薄いそれの狙いは、ナノワイヤの全周をラッピングする（包み込む）ことにある。一例としては、二酸化シリコンの１０オングストローム厚層がそのナノワイヤの全周に堆積される。その二酸化シリコンラッパ（包囲物）自体が、高Ｋ素材ラッパによりラッピングされる。その高Ｋ素材ラッパが続いて１０オングストローム厚窒化チタンラッパ、次いで５～１０オングストロームの障壁素材窒化タンタルラッパ、次いでもう一つの窒化チタンラッパ、次いでチタンアルミニウムカーバイドラッパ、そして窒化チタンラッパによりラッピングされる。これら堆積物は原子層堆積（ＡＬＤ）により形成される。ＰＭＯＳとＮＭＯＳとでは別々の高ｋ金属ゲート（ＨＫＭＧ）プロセスフローが必要になり、それにより臨界層の個数が変わりうる。ＨＫＭＧプロセスは、ＣＭＯＳデバイスの製造ラインフロントエンド（ＦＥＯＬ；基板工程）ループの終わりに置かれる。ゲートを取り巻くラッパの個数及びそれらの厚みは、そのテクノロジノードやデバイスタイプ例えばＮかＰかにより変わりうる。
【0144】
ある種の実施形態では、その再使用型パラメトリックサブ構造モデルが構造固有なものとされる。図１４には、ナノワイヤの周りにラッピングされた２個の共形層を表す再使用型パラメトリックサブ構造モデル１７０が示されている。図１４に示されているように、このモデルの形状を規定する独立パラメタは、各共形層の厚みＤ１及びＤ２、そのナノワイヤの直径Ｄｗ並びにラッピングされたナノワイヤ構造の長さＬである。必須ではないが、各層に係る素材パラメタを、ユーザが定義できる独立変数として規定してもよい。
【0145】
モデル構築ツールのユーザは、それらパラメタの値を入力するだけで、ラッピングされたナノワイヤを表すその再使用型パラメトリックサブ構造モデル１７０の幾何を、全面定義することができる。モデル形状及び内的拘束条件に係る他の変数が全てそのモデル内で事前定義されるので、更なる入力無しでモデル１７０の形状を全面定義することができる。
【0146】
一般には、下地をなすナノワイヤの形状によってラッパの形状、例えば円筒形、長方形、楕円形等々が定まる。デフォルトでは、ユーザがそのナノワイヤにラッパを付加する際に、そのラッパがそのナノワイヤ形状に対し共形となる。ラッパの定義には土台構築ブロック、即ちそれに対しラッパが共形となる構築ブロックが組み込まれる。ラッパに係る土台構築ブロックは専らナノワイヤ又は先行ラッパである。
【0147】
図１４に示す実施形態では、各ラッパが、下地をなす土台ブロック（例．下地をなすナノワイヤ又は先行ラッパ）に沿い且つその全周に亘り、均一厚みを有する共形なものとなっている。
【0148】
しかしながら、高Ｋ金属ゲート（ＨＫＭＧ）プロセスは不均一である。全周ラッパの厚みが姿勢によって変わる。例えば、所与高Ｋラッパ層の厚みが、ナノワイヤ上部にてナノワイヤ下部よりも大きくなることが、予期される。
【0149】
更なる態様では、複合ナノワイヤ構築ブロックに不均一厚ラッパが組み込まれる。図１５Ａ及び図１５Ｂには、順に不均一厚ラッパ構築ブロック１７１の斜視外観及び端面外観が示されている。図１５Ａに示されているように、不均一厚ラッパ構築ブロック１７１の幾何は、円筒形ナノワイヤの直径Ｄｗ及び長さＬによってパラメタ表現される。図１５Ｂに示されているように、不均一厚ラッパ構築ブロック１７１の幾何は、更に、その円筒形ナノワイヤの周りにあるラッパのナノワイヤ上方厚ＤＴ１及びナノワイヤ下方厚ＤＢ１によってパラメタ表現される。同様に、１個目のラッパの周りにあるラッパは、ナノワイヤ上方厚ＤＴ２及びナノワイヤ下方厚ＤＢ２によってパラメタ表現される。ナノワイヤの上方における厚みと下方における厚みの差異が、そのナノワイヤの上部・下部間の諸姿勢にて補間される。
【0150】
別の更なる態様では、複合ナノワイヤ構築ブロックに均一共形ライナラッパが組み込まれる。図１６Ａ～図１６Ｃには、順に共形ライナラッパ構築ブロック１８０の等角描像、端面外観及び側面外観が示されている。ウェハ上には本願既述のＨＫＭＧ素材が堆積される。即ち、それらの素材によりナノワイヤの周りがラッピングされるだけでなく、それらの素材が構造トポグラフィの形状に対し共形となる。この共形ライナラッパ構築ブロックによって、全ての露出構造上での素材堆積（例．ゲート上面１８４上での堆積、ゲート壁面１８３上での堆積並びにナノワイヤ１８１Ａ～Ｂ周りのラッピング１８２）がモデル化される。図１６Ｂには、ラッピングされたナノワイヤ１８１Ａ～Ｂ間にあるボイドが示されている。図１６Ｂに示されているように、そのライナラッパ素材の厚みＴが全表面に亘り均一である。従って、均一共形ライナラッパ構築ブロックは、堆積素材の厚みＴ及び素材特性により定義される。
【0151】
別の更なる態様では、複合ナノワイヤ構築ブロックに不均一共形ライナラッパが組み込まれる。図１７Ａ～図１７Ｃには、順に不均一共形ライナラッパ構築ブロック１９０の等角描像、端面外観及び側面外観が示されている。ウェハ上には本願既述のＨＫＭＧ素材が堆積される。即ち、それらの素材によりナノワイヤの周りがラッピングされるだけでなく、それらの素材が構造トポグラフィの形状に対し共形となる。しかしながら、それらが全表面上に均一堆積されていない。この不均一共形ライナラッパ構築ブロックによって、全ての露出構造上での不均一素材堆積（例．ゲート上面１９４上での堆積、ゲート壁面１９３上での堆積並びにナノワイヤ１９１Ａ～Ｂ周りのラッピング１９２）がモデル化される。図１７Ｂには、ラッピングされたナノワイヤ１９１Ａ～Ｂ間にあるボイドが示されている。図１７Ｂに示されているように、そのライナのゲート上面１９４におけるライナラッパ素材の厚みＴ２が、ゲート壁面１９３の厚みＴ１と異なっている。図１７Ｃに示されているように、そのナノワイヤ１９１Ａ～Ｂの周りにあるラッパの厚みがＴ３となっている。従って、不均一共形ライナラッパ構築ブロック１９０は、上部ライナ厚Ｔ２、ゲート壁ライナ厚Ｔ１、ラッパ厚Ｔ３及び素材特性により定義される。ある種の実施形態では、不均一共形ライナラッパ構築ブロック１９０の下部ゲート厚も、ユーザによって独立的に選択される。
【0152】
【0153】
ある種の実施形態では、Ｎ本のワイヤの周りにあるＭ個のラッパと、ゲート壁、ゲート底部及びゲート頂部を覆う単一のライナとが、そのライナラッパ複合構築ブロックによって定義されるよう、ライナラッパが定義される。
【0154】
別の更なる態様では、複合ナノワイヤ構築ブロックに共形スペーサラッパが組み込まれる。図１８Ａ～図１８Ｃには、順に共形スペーサラッパ構築ブロック２００の等角描像、端面外観及び側面外観が示されている。ウェハ上には本願既述のＨＫＭＧ素材が堆積される。堆積後にそれら素材の高さが最適化される。より具体的には、そのライナの上部がエッチングにより除去され、その形状がスペーサとラッパの組合せになる。この共形スペーサラッパ構築ブロックにより、全ての露出構造上での素材エッチング（例．ゲート壁面２０３上でのエッチング）及びナノワイヤ２０１Ａ～Ｂ周りのラッピング２０２がモデル化される。図１８Ｂには、ラッピングされたナノワイヤ２０１Ａ～Ｂ間にあるボイドが示されている。図１８Ｂには、そのライナの上部近傍厚Ｔが示されている。図１８Ｃには、エッチング後のそのスペーサラッパの高さＨが示されている。従って、共形スペーサラッパ構築ブロック２００は、ライナ厚Ｔ、スペーサ高Ｈ及び素材特性により定義される。ある種の実施形態ではそのスペーサラッパ厚が不均一とされる。ある種の実施例では、下部ゲート厚、ゲート壁厚及びラッパ厚のうち何れかが、ユーザによりやはり独立的に選択される。
【0155】
【0156】
ある種の実施形態では、Ｎ本のワイヤの周りにあるＭ個のラッパと、ゲート壁及びゲート下部を覆う単一のスペーサとが、そのスペーサラッパ複合構築ブロックにより定義されるよう、スペーサラッパが定義される。
【0157】
一般に、基礎的構築ブロック同士を統合及び拘束することで、複合構築ブロック例えばライナラッパ１８０及び１９０並びにスペーサラッパ２００をモデル化することができる。個々の独立な複合構築ブロックに必要な拘束条件は内的に事前定義され、そのデザイン内にその複合構築ブロックの一部として埋め込まれる。それら拘束条件がその複合構築ブロックの各回使用時に強制される。
【0158】
インナスペーサはナノワイヤ依拠デバイスに特有なテクノロジ的プロセスである。インナスペーサは、エクステンション領域内のソース／ドレイン構造とナノワイヤチャネルとの間の寄生静電容量を減らすのに必要である。インナスペーサは低Ｋ素材であり、Ｆｉｎエッチング後にそのソース／ドレイン領域内の２本のナノワイヤ間にあるギャップがそれにより満たされる。図１９Ａにはインナスペーサ処理工程前のナノワイヤ構造２１０が示されている。図１９Ａに示されているように、隣り合うナノワイヤ間にボイド２１１Ａ～Ｃが存在している。図１９Ｂにはインナスペーサ処理工程後のナノワイヤ構造２２０が示されている。図１９Ｂに示されているように、ボイド２１１Ａ～Ｃがインナスペーサ２２１Ａ～Ｃで以て満たされている。
【0159】
別の更なる態様では複合ナノワイヤ構築ブロックにインナスペーサが組み込まれる。そのインナスペーサ構築ブロックに係る土台ブロックはナノワイヤ構築ブロックである。デフォルトでは、そのナノワイヤ上への堆積時に、隣り合う２本のナノワイヤ毎に差しはさまるエアギャップがそれらインナスペーサにより満たされ、それらインナスペーサがエアギャップ形状に対し共形となる。ある種の実施例では、そのインナスペーサの厚み、高さ及びＣＤが自動拘束される。他のある種の実施例では、その自動拘束等式が編集可能なものとされる。ある実施例では、そのインナスペーサの厚みを編集可能、即ちユーザが独立に選択可能なものとされるので、横方向、即ちそのナノワイヤの長手軸に対し平行な方向にてそのエアギャップがインナスペーサにより半端に満たされる用例を、モデル化することができる。
【0160】
図２０Ａ～図２０Ｃには、順に、インナスペーサ構築ブロック及び対応するナノワイヤ２２２Ａ－Ｃのアレイ２２０の端面外観、側面外観及び等角描像が示されている。図２０Ａ～図２０Ｃには、ナノワイヤリリース処理工程後のナノワイヤに関わるインナスペーサが示されている。図２０Ａ～図２０Ｃに示されているように、各インナスペーサは２本のシリコンナノワイヤ間に配置される。図２０Ａ及び図２０Ｂに示されているように、各インナスペーサの幾何は６個のパラメタ、即ち横方向厚Ｔ、インナスペーサＣＤ、インナスペーサ高Ｈ、２個の横方向インナスペーサ間を隔てるピッチＰ、インナスペーサのサイドウォール角、並びに素材パラメタにより定義される。デフォルトでは、インナスペーサの厚みがエアギャップ厚に縛られ、インナスペーサＣＤがエアギャップＣＤに縛られ、且つ高さＨが隣り合う２本のナノワイヤ間の垂直方向間隔とされる。そのピッチはナノワイヤピッチでもある。ある種の実施例では、そのインナスペーサの厚み及び素材特性のみが、ユーザにより選択される独立パラメタとされ、残りが自動拘束、即ちその上にインナスペーサが構築される土台ブロック（群）により規定される。
【0161】
【0162】
再使用型パラメトリックサブ構造モデル１７０、１７１、１８０、１９０、２００、２１０及び２２０は複合ナノワイヤ構築ブロックの例である。複合ナノワイヤ構築ブロックには、複数個の基礎的ナノワイヤ構築ブロックの組合せが組み込まれる。ある種の実施例では、一通り又は複数通りの方向に沿いユーザ指定距離分だけ互いに空間的に隔てられた複数本のナノワイヤ（例．Ｎ本のナノワイヤ）が、複合ナノワイヤ構築ブロックに組み込まれる。例えば、図２０Ｃに示すインナスペーサ複合構築ブロックには、ナノワイヤ及びインナスペーサの三次元アレイが組み込まれている。
【0163】
別の更なる態様では、モデル構築ツールによって、１個又は複数個の再使用型パラメトリックモデルが複雑なナノワイヤ依拠半導体デバイスの計測モデルへと統合される。ある種の実施形態では、モデル構築ツールがユーザからの入力を受け取り、幾何的基礎要素を再使用型パラメトリックサブ構造モデルと組み合わせることで、計測モデルが形成される。他のある種の実施形態では、半導体デバイスの計測モデルが１個の再使用型パラメトリックモデルにより全面記述される。他のある種の実施形態では、半導体デバイスの計測モデルが２個以上の再使用型パラメトリックモデルの組合せにより全面記述される。
【0164】
別のある態様では、モデル構築ツールにより、ユーザからの入力に基づき複合ナノワイヤ構築ブロックモデルが生成される。
【0165】
ある種の実施形態では、多数の基礎的ナノワイヤ構築ブロック、或いはより単純な再使用型パラメトリックサブ構造モデル（例．複合ナノワイヤ構築ブロック）でありユーザにより示されたものの複合を踏まえ、モデル構築ツールにより再使用型パラメトリックサブ構造モデル（例．複合ナノワイヤ構築ブロック）が生成される。その複合により、個別モデルの集団を、基礎的構築ブロックであるかの如く計測モデルの一要素として用いうる単一の再使用型パラメトリックサブ構造モデルに、変化させることができる。そのモデル構築ツールによりそのサブ構造モデルが後刻使用に備え保存される。内的には、下地をなす幾何的基礎要素全てを全面統合するのに必要な拘束条件が、そのサブ構造モデルに組み込まれる。それら拘束条件はそのサブ構造モデルの一部として保存され、そのサブ構造モデルの各インスタンスにて強制される。こうすることで、ユーザは、よく用いられる複雑な形状の集団を、事前定義されている拘束条件で以て生成することができる。そのサブ構造モデルを、アンロードしてファイル内に保存すること、プロジェクトへとリロードして用いること、並びにユーザ間で共有することができる。
【0166】
そのモデル構築ツールにより生成される再使用型パラメトリックサブ構造モデルにより、再使用可能なサブ構造のライブラリをユーザ又はユーザ集団が生成することが可能になる。同じサブ構造モデルの相異なるインスタンスを用いる相異なるユーザが、同じ数値結果を達成することを、期待することができる。
【0167】
再使用型パラメトリックサブ構造モデルは様々なやり方で生成することができる。ある実施例では、ユーザからそのモデル構築ツールへと指令することで、ユーザ下で生成されたコンピュータコードにより、１個又は複数個の幾何的基礎要素、１個又は複数個の既存サブ構造モデル、或いは何らかの組合せを、結合させ且つ拘束することができる。これにより、より円滑なモデル離散化が果たされるため、離散化点の個数が少なくて情報処理上より効率的な計測モデルがもたらされることとなる。一般に、モデルに含まれる幾何構築ブロックが少なく且つ拘束条件が少ない方が、非常に多数の幾何構築ブロック及び拘束条件をその離散化エンジンにより一貫解析する必要がなくなるため、離散化が高速となる。ある種の実施形態によれば、第１再使用型パラメトリックモデルの離散化点を、第２再使用型パラメトリックモデルの離散化点に対し、下地をなす情報処理システムの浮動小数点精度以内で整列させることで、再現性のある情報処理結果をその結合モデルから得られるようになる。
【0168】
他のある種の実施例では、ユーザによるグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）とのやり取りを通じ、ユーザが１個又は複数個の幾何的基礎要素、１個又は複数個の既存サブ構造モデル、或いは何らかの組合せを選択することができ、更にそのユーザの望みを示してそれら要素同士を集団化し所望の独立パラメタを選択することができる。これに応じモデル構築ツールにて適正な拘束条件が自動生成され、ひいては全面統合されたパラメトリックサブ構造モデルが実現される。その後、ユーザは、その新規生成パラメトリックサブ構造モデルをファイル内にエクスポートすることができ、またそのファイルを他者が用いることができる。別の実施例では、その新規生成パラメトリックサブ構造モデルを、利用可能な構築ブロックとしてそのモデル構築ツール内に列記することができ、それをユーザが選択して計測モデルを築くこと、更には別のより複雑なパラメトリックサブ構造モデルを築くことができる。それら再使用型パラメトリックサブ構造モデルにより、複数のユーザが複雑なモデルの相異なる部分を対象に協調作業し、それらを最終段階で一つに組み立てるといったことが、可能となる。
【0169】
複雑なデバイスモデルを組み立てるのに必要なコンポーネントの個数は、幾何的基礎要素ではなく２個以上の再使用型パラメトリックサブ構造モデルを組み合わせることで、顕著に低減される。更に、ユーザが指定しなければならないコンポーネント間の関係の個数も顕著に低減される。これにより初期モデル構築プロセスが単純化され、誤差が起きにくくなり、且つ別々のユーザ間でモデルを引き渡すことがより容易になる。
【0170】
別の更なる態様では、複雑なデバイスサブ構造の再使用型パラメトリックモデルであり、具体的な半導体プロセスの根幹特性がそれらのデザインに埋め込まれているものが、そのモデル構築ツールにより生成され、使用可能とされる。より具体的には、１個又は複数個の処理工程により生成されるウェハアーティファクトをユーザが指定できるようにする制御子が、再使用型パラメトリックサブ構造モデル内に組み込まれる。
【0171】
ある実施形態では、再使用型パラメトリックモデルにより複数個の処理工程が表される。更に、どの処理工程をモデル化するかをユーザが選択することができる。例えば、トレンチエッチング処理工程をまずモデル化することをユーザが望んでいる場合は、ユーザによる制御で、その再使用型パラメトリックモデル内に、そのトレンチエッチを生成するに必要なプロセス群（即ち膜堆積工程及びトレンチエッチング工程）が組み込まれる。ユーザにより、その膜堆積工程にて用いられる素材が定義され、堆積される膜の厚みが定義され、且つトレンチの寸法が定義されることとなろう。平坦化工程をモデル化することをユーザが望んでいる場合は、先立って定義されているトレンチエッチングモデルを始点とし、ユーザによる制御で、その再使用型パラメトリックモデル内に、その平坦化構造を生成するのに必要なプロセス群（即ち共形堆積工程及び平坦化工程）が組み込まれる。ユーザにより、堆積毎に共形堆積物の個数及び素材／厚みが定義され、平坦化深度が定義されることとなろう。このようにして、ユーザが、その再使用型パラメトリックモデルにより表される処理工程それぞれを個別に制御することができる。即ち、単一のモデルを利用し複数個の処理工程につき計測することができる。
【0172】
ある種のリソグラフィ焦点／照射アプリケーションでは、積層デバイス構造のレジストラインが、以下のやり方で拘束された積層台形としてモデル化される。１）隣り合う台形の上部限界寸法（ＴＣＤ）及び下部限界寸法（ＢＣＤ）を等値拘束する、２）個々の台形の高さを等値拘束する、３）ユーザが定義した焦点及び照射量パラメタの関数になるよう個別の限界寸法を拘束する、並びに４）上掲の焦点及び照射量パラメタの関数になるよう個々の台形の高さを拘束する。旧来は、これら拘束条件全てをユーザが設定する必要があった。
【0173】
別の更なる態様では、複雑なデバイスサブ構造の再使用型パラメトリックモデルであり、計測アプリケーションの具体的子細（例．特定のアプリケーションから導出される拘束条件、寸法等々）を含むものが、そのモデル構築ツールにより生成され、使用可能とされる。
【0174】
ある種の実施例では、個別寸法の等式が入っているファイルがそのモデル構築ツールによって読み込まれる。このファイルは、典型的にはリソグラフィシミュレータ、例えば米国カリフォルニア州ミルピタス所在のＫＬＡ－Ｔｅｎｃｏｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＰＲＯＬＩＴＨ（商標）ソフトウェアにより生成される。このアプリケーション情報に基づき、そのモデル構築ツールにより、その再使用型パラメトリックサブ構造モデルのパラメタ表現及び拘束条件が自動設定される。
【0175】
別のある実施例では、また、ある種の光学計量アプリケーションにて用いられるフィールド増強素子を記述する再使用型パラメトリックサブ構造モデルを、そのモデル構築ツールを用い生成することができる。フィールド増強素子については、ＫＬＡ－Ｔｅｎｃｏｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎを譲受人とする特許文献８にて更に詳細に記述されているので、参照によりその主題の全容を本願に繰り入れることにする。そのモデル構築ツールを用い、フィールド増強素子の種類毎にまた様々なアプリケーションに関し、再使用型パラメトリックサブ構造モデルを生成することができる。
【0176】
更に別の実施例では、また、計量ターゲット設計又はオーバレイ設計ソフトウェアにより生成された計量ターゲットを記述する再使用型パラメトリックサブ構造モデルが、モデル構築ツールを用い生成される。ある実施例では、そのモデル構築ツールにて、ソフトウェアシミュレータにより生成されたグラフィカルデータベースシステム（ＧＤＳ）データが受領され、且つスペーサピッチ分岐のモルフォロジを予測する再使用型パラメトリックサブ構造モデルが自動生成される。
【0177】
更に別の態様では、そのモデル構築ツールにセキュリティフィーチャを組み込み、それにより特定ユーザとの繊細な知的所有権の共有を管制することができる。例えば、あるエンティティがある計測モデルを別のエンティティと共有することを望んでいるが、その計測モデルのうち繊細な知的所有権を含んでいる特定側面を共有することは望んでいないことがある。ある種の実施例によれば、そのモデル構築ツールによって、ユーザが、１個又は複数個の再使用型パラメトリックサブ構造モデルのうち全て又は一部が表示されないようにしつつ、そのモデルを他のエンティティと共有することができる。ある種の実施例によれば、そのモデル構築ツールにより、ユーザが、１個又は複数個の再使用型パラメトリックサブ構造モデルのうち全て又は一部を省き、それら繊細な要素が別のエンティティと共有されないようにすることができる。他のある実施例によれば、そのモデル構築ツールにより、ユーザが、１個又は複数個の再使用型パラメトリックサブ構造モデルのうち全て又は一部に対するアクセスを制御すべくパスワード保護を取り入れ、繊細な要素の共有を権限のあるエンティティに限定することができる。このようにすることで、再使用型パラメトリックサブ構造モデルのある種の特徴に埋め込まれている繊細な知的所有権を、ユーザが守秘することができる。
【0178】
本願で論ずる諸方法についてシステム１００及び３００を参照し説明したが、どのような光学又はＸ線計量システムであれ、試料を照明するよう且つそこで反射、透過又は回折された光を検出するよう構成されているものは、本願記載の諸方法例を実現する目的で採用することができる。システムの例としては、角度分解リフレクトメータ（反射計）、スキャタロメータ、リフレクトメータ、エリプソメータ、分光リフレクトメータ若しくはエリプソメータ、ビームプロファイルリフレクトメータ、多波長二次元ビームプロファイルリフレクトメータ、多波長二次元ビームプロファイルエリプソメータ、回動補償器分光エリプソメータ、透過Ｘ線スキャタロメータ、反射Ｘ線スキャタロメータ等々がある。例えば、これに限られないが、エリプソメータを、単一の回動補償器、複数個の回動補償器、回動ポラライザ、回動アナライザ、変調素子又は複数個の変調素子を有するもの又は変調素子を欠くものとすることができる。
【0179】
注記されることに、ソース及び／又はターゲット計測システムからの出力を、その計測システムにて複数のテクノロジが用いられるよう、構成することができる。実際のところ、単一ツール内で或いは多種多様なツールに亘り利用可能な計量サブシステムの何らかの組合せが採用されるよう、アプリケーションを構成することができる。
【0180】
本願記載の諸方法を実現するシステムは、また、多種多様なやり方で構成することができる。例えば、広範な波長（可視、紫外、赤外及びＸ線等）、入射角、偏向状態及びコヒーレンス状態を想定することができる。また例えば、そのシステムに、多種多様な光源（例．直接結合光源、レーザ維持プラズマ光源等々）の何れを組み込んでもよい。また例えば、そのシステムに、試料に差し向けられ又はその試料から収集される光を調光する素子（例．アポダイザ、フィルタ等々）を組み込んでもよい。
【0181】
一般に、計測下ナノワイヤ依拠半導体構造の光学分散特性は、等方性なものとして近似することができる。この仮定下では、ナノワイヤ依拠構築ブロックに入力として供給される素材パラメタがスカラー値となる。これに代え、計測下ナノワイヤ依拠半導体構造の光学分散特性を、より正確に、異方性なものとして近似することもできる。この仮定下では、ナノワイヤ依拠構築ブロックに入力として供給される素材パラメタが、スカラー値ではなく、様々な値の行列とされよう。計測下異方性構造の処置に関する付加的詳細が特許文献９にて記述されているので、参照によりその全容を本願に繰り入れることにする。
【0182】
図２１には、本発明の計量システム１００、３００及び５００による実現に適した方法４００が描かれている。ある態様によれば、認識頂けるように、方法４００の諸データ処理ブロックを、予めプログラミングされているアルゴリズムを情報処理システム１１６、３３０又は５３０に備わる１個又は複数個のプロセッサにより実行することで、実行することができる。以下の記述は計量システム１００、３００及び５００の文脈で提示されているけれども、本願での認識によれば、計量システム１００、３００及び５００の特定の構造的側面により限定事項が表されるわけではなく、それらは専ら例証として解されるべきである。
【0183】
ブロック４０１では、１個又は複数個の計測サイトそれぞれにて、一群の輻射で以てナノワイヤ依拠半導体構造が照明される。
【0184】
ブロック４０２では、そのナノワイヤ依拠半導体構造の計測に係る一群の計測データが、その一群の照明輻射に応じ検出される。
【0185】
ブロック４０３では、第１ユーザによる第１再使用型パラメトリックモデルの選択の指図であり、そのナノワイヤ依拠半導体構造のうち少なくとも第１部分を記述するためのものが、受領される。その第１再使用型パラメトリックモデルは、複数個の幾何要素を含み、第１組の独立パラメタ値により全面定義されるものである。
【0186】
ブロック４０４では、その第１組の独立パラメタ値についての選択の指図が受領される。
【0187】
ブロック４０５では、１個又は複数個の計測サイトそれぞれに係る一群の計測データへの計測モデルの当て嵌めを踏まえ、１個又は複数個の計測サイトそれぞれにてそのナノワイヤ依拠半導体構造を特徴付ける注目パラメタの値が推定される。その計測モデルには第１再使用型パラメトリックモデルが含まれる。
【0188】
本願記載の語「限界寸法」には、構造のあらゆる限界寸法（例．下部限界寸法、中部限界寸法、上部限界寸法、サイドウォール角、格子高さ等々）、何れか２個以上の構造間の限界寸法（例．２個の構造間の距離）、２個以上の構造間のずれ（例．重なり合う格子構造間のオーバレイ位置ずれ等々）、並びに構造若しくはその構造の一部分にて用いられる素材の分散特性値が包含される。構造には三次元構造、パターン化構造、オーバレイ構造等々が含まれうる。
【0189】
本願記載の語「限界寸法アプリケーション」又は「限界寸法計測アプリケーション」にはあらゆる限界寸法計測が包含される。
【0190】
本願記載の語「計量システム」には、その態様を問わず試料の特性解明に少なくとも部分的に採用されるシステム全てが包含される。とはいえ、これらの技術用語により本願記載の語「計量システム」の範囲が制限されるわけではない。加えて、計量システム１００をパターニング済ウェハの計測向け、及び／又は、未パターニングウェハの計測向けに構成してもよい。その計量システムを、ＬＥＤ検査ツール、エッジ検査ツール、背面検査ツール、マクロ検査ツール又はマルチモード検査ツール（１個又は複数個のプラットフォームから同時にデータを得るものを含む）その他、限界寸法データに基づくシステムパラメタの校正から利を受ける何れの計量又は検査ツールとして構成してもよい。
【0191】
本願には、試料の処理に用いられうる半導体処理システム（例．検査システムやリソグラフィシステム）に関し、様々な実施形態が記載されている。本願中の用語「試料」は、本件技術分野で既知な手段で処理（例．印刷又は欠陥検査）されうるウェハ、レティクルその他何らかの標本上にある１個若しくは複数個のサイトのことを指している。ある種の実施例では、その試料が、１個又は複数個の計測ターゲットを有する単一のサイトを有するものとされ、その同時的結合計測が１回の試料計測又は参照計測として扱われる。他のある種の実施例では、その試料がサイトの集積物とされ、その集積計測サイトに係る計測データがそれら複数個のサイトそれぞれに係るデータの統計的集積物とされる。更に、それら複数個のサイトそれぞれに、試料又は参照計測に係る１個又は複数個の計測ターゲットを設けてもよい。
【0192】
本願中の用語「ウェハ」は、総じて、半導体又は非半導体素材で形成された基板のことを指している。その例としては、これに限られるものではないが、単結晶シリコン、ヒ化ガリウム及び燐化インジウムがある。そうした基板は半導体製造設備にて普通に見いだすこと及び／又は処理することができる。場合によっては、ウェハが基板のみで構成されることがある（いわゆるベアウェハ）。そうではなく、ウェハが、基板上に形成された１個又は複数個の異種素材層を有することもある。ウェハ上に形成された１個又は複数個の層が「パターニング」されていることも「未パターニング」なこともありうる。例えば、ウェハ内に複数個のダイがありそれらが可反復パターンフィーチャを有していることがありうる。
【0193】
「レティクル」は、レティクル製造プロセスのどの段階にあるレティクルでもよいし、レティクルの完成品でもよいし、また半導体製造設備での使用向けにリリースされていてもいなくてもよい。レティクル或いは「マスク」は、一般に、その上にほぼ不透明な領域が形成されておりその領域がパターンをなしているほぼ透明な基板として定義される。その基板には、例えば、ガラス素材例えばアモルファスＳｉＯ２が含有されうる。レジストで覆われたウェハの上方にレティクルを配してリソグラフィプロセスのうち露出工程を行うことで、そのレティクル上のパターンをそのレジストへと転写することができる。
【0194】
ウェハ上に形成された１個又は複数個の層がパターニングされていても未パターニングであってもよい。例えば、ウェハ内の複数個のダイそれぞれが可反復パターンフィーチャを有していてもよい。そうした素材層の形成及び処理によって、最終的にはデバイスの完成品を得ることができる。ウェハ上には多くの相異なる種類のデバイスが形成されうるところ、本願中の用語ウェハには、本件技術分野で既知な何らかの種類のデバイスがその上に作成されるウェハを包括する意図がある。
【0195】
１個又は複数個の例示的実施形態によれば、上述の機能をハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はそれらの何らかの組合せで実現することができる。ソフトウェアで実現するのであれば、それらの機能を１個又は複数個の命令又はコードとしてコンピュータ可読媒体上に格納し又はその媒体上で伝送すればよい。コンピュータ可読媒体にはコンピュータ格納媒体及び通信媒体の双方、例えばコンピュータプログラムをある場所から別の場所へと転送するのに役立つ媒体全てが包含される。格納媒体は、汎用又は専用コンピュータによるアクセスが可能な何れの入手可能媒体でもよい。例えば、これに限られないが、そうしたコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭその他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージその他の磁気格納装置その他、命令又はデータ構造の形態を採る所望のプログラムコード手段を搬送又は格納するのに用いることができ、且つ汎用又は専用コンピュータ或いは汎用又は専用プロセッサによるアクセスが可能な、あらゆる媒体を以て構成することができる。また、どのような接続であれコンピュータ可読媒体と称して差し支えない。例えば、そのソフトウェアをウェブサイト、サーバその他のリモートソースから送信するに当たり同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア（撚り線対）、ディジタル加入者線（ＤＳＬ）又は無線テクノロジ例えば赤外線、無線周波数若しくはマイクロ波が用いられるのであれば、それら同軸ケーブル、光ファイバケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ又は無線テクノロジ例えば赤外線、無線周波数若しくはマイクロ波は媒体の定義に収まる。本願中の用語ディスクには、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザディスク、ディジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ（登録商標））、フロッピー（登録商標）ディスク及びｂｌｕ－ｒａｙ（登録商標）ディスクを初め、通常はデータが磁気的に再生されるディスク(disk)及びレーザで以てデータが光学的に再生されるディスク(disc)が包含される。上掲のものの組合せもまたコンピュータ可読媒体の範囲内に包含されるべきである。
【0196】
ある種の具体的諸実施形態を教示目的で上述したが、本特許出願の教示は一般的な適用可能性を有するものであり、上述の具体的諸実施形態に限定されるものではない。従って、上述の諸実施形態の様々な特徴については、特許請求の範囲中で説明されている発明の技術的範囲から離隔することなく、様々な修正、適合化及び組合せを実施することができる。
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15A】
【図15B】
【図16A】
【図16B】
【図16C】
【図17A】
【図17B】
【図17C】
【図18A】
【図18B】
【図18C】
【図19A】
【図19B】
【図20A】
【図20B】
【図20C】
【図21】
【図22】