特許 7580627 半導体デバイスウエハのための改良されたメトロロジーについてのシステムおよび方法

(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】2024-10-31

(45)【発行日】2024-11-11

(54)【発明の名称】半導体デバイスウエハのための改良されたメトロロジーについてのシステムおよび方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/66 20060101AFI20241101BHJP

【ＦＩ】

H01L21/66 J

【請求項の数】 24

(21)【出願番号】P 2023555675

(86)(22)【出願日】2021-10-01

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2024-04-19

(86)【国際出願番号】 US2021053051

(87)【国際公開番号】W WO2022225549

(87)【国際公開日】2022-10-27

【審査請求日】2024-09-10

(31)【優先権主張番号】63/177,966

(32)【優先日】2021-04-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】17/469,280

(32)【優先日】2021-09-08

(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】エルシャルミ リラン

(72)【発明者】

【氏名】ネグリ ダリア

(72)【発明者】

【氏名】バハール オハド

(72)【発明者】

【氏名】シモン ヨッシ

(72)【発明者】

【氏名】マナセン アムノン

(72)【発明者】

【氏名】ベン ダヴィド ニル

(72)【発明者】

【氏名】ウジエル ヨラム

(72)【発明者】

【氏名】ラバート エタイ

【審査官】小池 英敏

(56)【参考文献】

【文献】特開平９－２８３４１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００９／００２４３４４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００３／００２５８９５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００８－２５８６０６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６６

Ｇ０３Ｆ ９／００

Ｇ０１Ｎ ２３／００

Ｇ０１Ｎ ２１／００

Ｇ０１Ｍ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体デバイスウエハ（以下ＳＤＷという）の製造中に、その品質パラメータ値を生成する方法であって、
前記ＳＤＷ上の複数の測定サイトセット（以下ＭＳＳという）を指定するステップであって、前記ＭＳＳの各々は、第１の測定オリエンテーションサイト（以下ＦＭＳ）および第２の測定オリエンテーションサイト（以下ＳＭＳ）を含み、前記ＦＭＳおよび前記ＳＭＳは、前記ＳＤＷ上の異なる測定サイトである、ステップと、
入射放射線を用いて、第１の測定オリエンテーションにおける前記ＭＳＳの少なくとも１つの各前記ＦＭＳ内に形成された特徴を測定し、第１の測定オリエンテーション品質パラメータデータセット（以下ＦＭＱＰＤという）を生成するステップと、
前記入射放射線を用いて、第２の測定オリエンテーションにおける前記ＭＳＳの前記少なくとも１つの各前記ＳＭＳ内に形成された特徴を測定し、第２の測定オリエンテーション品質パラメータデータセット（以下ＳＭＱＰＤという）を生成するステップと、
前記ＦＭＱＰＤおよび前記ＳＭＱＰＤに少なくとも部分的に基づいて、少なくとも１つのツール誘導シフト（以下ＴｌＳという）改善品質パラメータ値（ＴＡＱＰＶ）を生成するステップと、
を含む、
品質パラメータ値を生成する方法。

【請求項2】

請求項１に記載の方法であって、
前記第１の測定オリエンテーションおよび前記第２の測定オリエンテーションはそれぞれ、前記ＳＤＷの上面に対して概ね平行な平面内の回転オリエンテーションを含む、
品質パラメータ値を生成する方法。

【請求項3】

請求項１に記載の方法であって、
前記第１の測定オリエンテーションは、前記ＳＤＷの上面と略平行な平面内で０°の回転オリエンテーションを含み、
前記第２の測定オリエンテーションは、前記ＳＤＷの前記上面に概ね平行な前記平面内で１８０°の回転オリエンテーションを含む、
品質パラメータ値を生成する方法。

【請求項4】

請求項１に記載の方法であって、
前記品質パラメータは、少なくとも前記ＳＤＷ上に形成された第１の層と前記ＳＤＷ上に形成された第２の層との間の位置ずれである、
品質パラメータ値を生成する方法。

【請求項5】

請求項１に記載の方法であって、
前記品質パラメータは、前記特徴の少なくとも１つの寸法である、
品質パラメータ値を生成する方法。

【請求項6】

請求項１に記載の方法であって、
前記品質パラメータは、前記特徴間の少なくとも１つの空間の寸法である、
品質パラメータ値を生成する方法。

【請求項7】

請求項１に記載の方法であって、
前記少なくとも１つのＴＡＱＰＶの各々は、前記ＦＭＳまたは前記ＳＭＳの１つに関連付けられる、
品質パラメータ値を生成する方法。

【請求項8】

請求項１に記載の方法であって、
前記少なくとも１つのＴＡＱＰＶの各々は、前記ＭＳＳの１つに関連付けられる、
品質パラメータ値を生成する方法。

【請求項9】

請求項１に記載の方法であって、
前記少なくとも１つのＴＡＱＰＶの各々は、前記ＭＳＳのグループに関連付けられる、
品質パラメータ値を生成する方法。

【請求項10】

請求項１に記載の方法であって、
前記ＳＤＷの製造の少なくとも１つのパラメータを調整するために前記ＴＡＱＰＶを使用することをさらに含む、
品質パラメータ値を生成する方法。

【請求項11】

請求項１に記載の方法であって、
前記ＭＳＳの前記少なくとも１つの前記ＦＭＳ内に形成される前記特徴は、前記ＭＳＳの前記少なくとも１つの前記ＳＭＳ内に形成される前記特徴と同一であることが意図されている、
品質パラメータ値を生成する方法。

【請求項12】

請求項１に記載の方法であって、
前記ＦＭＳ内に形成された前記特徴は位置ずれターゲットを含み、前記ＳＭＳ内に形成された前記特徴は位置ずれターゲットを含む、
品質パラメータ値を生成する方法。

【請求項13】

請求項１に記載の方法であって、
前記ＦＭＳ内に形成された前記特徴は機能的半導体デバイスを含み、前記ＳＭＳ内に形成された前記特徴は機能的半導体デバイスを含む、
品質パラメータ値を生成する方法。

【請求項14】

請求項１に記載の方法であって、
前記少なくとも１つのＴＡＱＰＶを生成することは、前記ＦＭＱＰＤ及び前記ＳＭＱＰＤをモデルに適合させることを含む、
品質パラメータ値を生成する方法。

【請求項15】

半導体デバイスウエハ（ＳＤＷ）の品質パラメータ値を生成するためのシステムであって、
測定サイトセット指定器（ＭＳＳＤ）であって、前記ＳＤＷ上の複数の測定サイトセット（ＭＳＳ）を指定するように動作し、前記ＭＳＳの各々は、第１の測定オリエンテーションサイト（ＦＭＳ）および第２の測定オリエンテーションサイト（ＳＭＳ）を含み、前記ＦＭＳおよび前記ＳＭＳは、前記ＳＤＷ上の異なる測定サイトである、ＭＳＳＤと、
計量ツールであって、
前記SDWを支持するように構成されたチャックと、
前記チャック上の前記SDWに向けて入射放射線を生成するように構成された光モジュールと、
を含み、
前記入射放射線を使用して、第１の測定オリエンテーションにおいて前記ＭＳＳのそれぞれの前記ＦＭＳ内に形成された特徴を測定し、それによって第１の測定オリエンテーション品質パラメータデータセット（ＦＭＱＰＤ）を生成し、
前記入射放射線を使用して、第２の測定オリエンテーションにおいて前記ＭＳＳのそれぞれの前記ＳＭＳ内に形成された特徴を測定し、それによって第２の測定オリエンテーション品質パラメータデータセット（ＳＭＱＰＤ）を生成する、
ように動作する、計量ツールと、
前記ＦＭＱＰＤ及び前記ＳＭＱＰＤに少なくとも部分的に基づいて、少なくとも１つのツール誘導シフト（ＴＩＳ）改善品質パラメータ値（ＴＡＱＰＶ）を生成する品質パラメータ分析器と、
を含む、
品質パラメータ値を生成するためのシステム。

【請求項16】

請求項１５に記載のシステムであって、
前記第１の測定オリエンテーションおよび前記第２の測定オリエンテーションはそれぞれ、前記ＳＤＷの上面に対して概ね平行な平面内の回転オリエンテーションを含む、
品質パラメータ値を生成するためのシステム。

【請求項17】

請求項１５に記載のシステムであって、
前記第１の測定オリエンテーションは、前記ＳＤＷの上面と略平行な平面内で０°の回転オリエンテーションを含み、
前記第２の測定オリエンテーションは、前記ＳＤＷの前記上面に概ね平行な前記平面内で１８０°の回転オリエンテーションを含む、
品質パラメータ値を生成するためのシステム。

【請求項18】

請求項１５に記載のシステムであって、
前記品質パラメータは、前記ＳＤＷ上に形成された少なくとも第１の層と前記ＳＤＷ上に形成された第２の層との間の位置ずれ、または前記特徴の少なくとも１つの寸法、または前記特徴間の少なくとも１つの空間の寸法である、
品質パラメータ値を生成するためのシステム。

【請求項19】

請求項１５に記載のシステムであって、
前記少なくとも１つのＴＡＱＰＶの各々は、前記ＦＭＳまたはＳＭＳの１つに関連付けられる、
品質パラメータ値を生成するためのシステム。

【請求項20】

請求項１５に記載のシステムであって、
前記少なくとも１つのＴＡＱＰＶの各々は、前記ＭＳＳのグループに関連付けられる、
品質パラメータ値を生成するためのシステム。

【請求項21】

請求項１５に記載のシステムであって、
前記ＭＳＳの前記少なくとも１つの前記ＦＭＳ内に形成される前記特徴は、前記ＭＳＳの前記少なくとも１つの前記ＳＭＳ内に形成される前記特徴と同一であることが意図される、
品質パラメータ値を生成するためのシステム。

【請求項22】

請求項１５に記載のシステムであって、
前記ＦＭＳ内に形成された前記特徴は位置ずれターゲットを含み、前記ＳＭＳ内に形成された前記特徴は位置ずれターゲットを含む、
品質パラメータ値を生成するためのシステム。

【請求項23】

請求項１５に記載のシステムであって、
前記ＦＭＳ内に形成された前記特徴は機能的半導体デバイスを含み、前記ＳＭＳ内に形成された前記特徴は機能的半導体デバイスを含む、
品質パラメータ値を生成するためのシステム。

【請求項24】

請求項１５に記載のシステムであって、
前記品質パラメータ分析器は、前記ＦＭＱＰＤ及び前記ＳＭＱＰＤをモデルに適合させ、それによって前記ＴＡＱＰＶを生成するように動作する、
品質パラメータ値を生成するためのシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

米国特許仮出願６３／１７７，９６６（２０２１年４月２２日、ＴＯＯＬ ＩＮＤＵＣＥＤ ＳＨＩＦＴ （ＴＩＳ）） ＭＡＰＰＩＮＧ ＡＮＤ ＲＥＭＯＶＡＬ ＢＹ ＡＬＴＥＲＮＡＴＥ ＷＡＦＥＲ ＯＲＩＥＮＴＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＤＡＴＡ ＭＯＤＥＬＩＮＧが参照され、その開示は参照により本明細書に組み込まれ、その優先権が請求される。

【0002】

本出願による、以下の本出願の主題に関連する特許および特許出願も参照されたい。これらの開示が参照により本明細書に組み込まれる。
米国特許７，６０８，４６８
「ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＤＥＴＥＲＭＩＮＩＮＧ ＯＶＥＲＬＡＹ ＡＮＤ ＵＳＥＳ ＯＦ ＳＡＭＥ」；
米国特許７，８０４，９９４
「ＯＶＥＲＬＡＹ ＭＥＴＲＯＬＯＧＹ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＭＥＴＥＯＤ」；
米国特許７，８７６，４３８
「ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＤＥＴＥＲＭＩＮＩＮＧ ＯＶＥＲＬＡＹ ＡＮＤ ＵＳＥＳ ＯＦ ＳＡＭＥ」
米国特許９，７７８，２１３
「ＭＥＴＲＯＬＯＧＹ ＴＯＯＬ ＷＩＴＨ ＣＯＭＢＩＮＥＤ ＸＲＦ ＡＮＤ ＳＡＸＳ ＣＡＰＡＢＩＬＩＴＩＥＳ」；
米国特許９，９２７，７１８
「ＭＵＬＴＩ－ＬＡＹＥＲ ＯＶＥＲＬＡＹ ＭＥＴＲＯＬＯＧＹ ＴＡＲＧＥＴ ＡＮＤ ＣＯＭＰＬＩＭＥＮＴＡＲＹ ＯＶＥＲＬＡＹ ＭＥＴＲＯＬＯＧＹ ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ ＳＹＳＴＥＭＳ」；
米国特許１０，５２７，９５１
「ＣＯＭＰＯＵＮＤ ＩＭＡＧＩＮＧ ＭＥＴＲＯＬＯＧＹ ＴＡＲＧＥＴＳ」；
欧州特許１，５７０，２３２
「ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＤＥＴＥＣＴＩＮＧ ＯＶＥＲＬＡＹ ＥＲＲＯＲＳ ＵＳＩＮＧ ＳＣＡＴＴＥＲＯＭＥＴＲＹ」；
ＰＣＴ出願番号ＰＣＴ／ＵＳ２０１９／０２３９１８（２０１９年３月２５日）
「ＶＡＣＵＵＭ ＨＯＬＤ－ＤＯＷＮ ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＦＯＲ ＦＬＡＴＴＥＮＩＮＧ ＢＯＷＥＤ ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ ＷＡＦＥＲＳ」；
ＰＣＴ出番号ＰＣＴ／ＵＳ２０１９／０３５２８２（２０１９年６月４日）
「ＭＩＳＲＥＧＩＳＴＲＡＴＩＯＮ ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴＳ ＵＳＩＮＧ ＣＯＭＢＩＮＥＤ ＯＰＴＩＣＡＬ ＡＮＤ ＥＬＥＣＴＲＯＮ ＢＥＡＭ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ」；
ＰＣＴ出願番号ＰＣＴ／ＵＳ２０１９／０５１２０９（２０１９年９月１６日）
「ＰＥＲＩＯＤＩＣ ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ ＤＥＶＩＣＥ ＭＩＳＲＥＧＩＳＴＲＡＴＩＯＮ ＭＥＴＲＯＬＯＧＹ ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ」

【0003】

「技術分野」
本開示は、概して、半導体デバイスの製造における品質メトリックの測定に関する。

【背景技術】

【0004】

半導体デバイスの製造における品質メトリックの測定のための様々な方法およびシステムが知られている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本開示は、半導体デバイスの製造における品質メトリックの測定のための改善された方法およびシステムを提供しようとするものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の実施形態によれば、半導体デバイスウエハ（ＳＤＷ）の製造中に、その品質パラメータ値を生成する方法が提供され、この方法は、ＳＤＷ上で複数の測定サイトセット（ＭＳＳ）を指定することを含み、ＭＳＳの各々は、第１の測定オリエンテーションサイト（ＦＭＳ）および第２の測定オリエンテーションサイト（ＳＭＳ）を含む。ＦＭＳおよびＳＭＳは、ＳＤＷ上の異なる測定サイトであり、第１の測定オリエンテーションにおけるＭＳＳのうちの少なくとも１つの各ＦＭＳ内に形成された特徴を測定することによって、第１の測定オリエンテーション品質パラメータデータセット（ＦＭＱＰＤ）を生成する。第２の測定オリエンテーションにおけるＭＳＳのうちの少なくとも１つの各ＳＭＳ内に形成された特徴を測定し、ＦＭＱＰＤおよびＳＭＱＰＤに少なくとも部分的に基づいて、少なくとも１つのツール誘導シフト（ＴｌＳ）改善品質パラメータ値（ＴＡＱＰＶ）を生成することによって、第２の測定オリエンテーション品質パラメータデータセット（ＳＭＱＰＤ）を生成する。

【0007】

本開示のある実施形態によると、第１の測定オリエンテーションおよび第２の測定オリエンテーション（方位、方向、方向づけなどの意味）はそれぞれ、ＳＤＷの上面と略平行な平面内の回転オリエンテーションを含む。第１の測定オリエンテーションは、ＳＤＷの上面と略平行な平面内で０°の回転オリエンテーションとして具現化することができ、第２の測定オリエンテーションは、ＳＤＷの上面と略平行な平面内で１８０°の回転オリエンテーションとして具現化することができる。

【0008】

本開示の実施形態では、品質パラメータは、ＳＤＷ上に形成される少なくとも第１の層とＳＤＷ上に形成される第２の層との間の位置ずれである。追加的または代替的に、品質パラメータは、特徴の少なくとも１つの寸法である。追加的または代替的に、品質パラメータは、フィーチャ間の少なくとも１つの空間の寸法である。

【0009】

本開示の実施形態によれば、少なくとも１つのＴＡＱＰＶの各々は、ＦＭＳまたはＳＭＳのうちの１つに関連付けられる。あるいは、本開示の実施形態によれば、少なくとも１つのＴＡＱＰＶの各々は、ＭＳＳのうちの１つに関連付けられる。あるいは、本開示の実施形態によれば、少なくとも１つのＴＡＱＰＶの各々は、ＭＳＳのグループに関連付けられる。

【0010】

本開示の実施形態では、ＴＡＱＰＶは、ＳＤＷの製造の少なくとも１つのパラメータを調整するために使用される。

【0011】

特徴（フィーチャ）は、ＭＳＳの少なくとも１つの各ＦＭＳ内に形成することができ、ＭＳＳの少なくとも１つの各ＳＭＳ内に形成される特徴と同一であることが意図される。

【0012】

本開示の実施形態によれば、ＦＭＳ内に形成されたフィーチャは、位置ずれターゲットを含み、ＳＭＳ内に形成されたフィーチャは、位置ずれターゲットを含む。加えて、または代替として、本開示の実施形態によれば、ＦＭＳ内に形成される特徴は、機能的半導体デバイスを含み、ＳＭＳ内に形成される特徴は、機能的半導体デバイスを含む。

【0013】

少なくとも１つのＴＡＱＰＶを生成するステップは、ＦＭＱＰＤおよびＳＭＱＰＤをモデルにフィッティングするステップを含むことができる。

【0014】

本開示の別の実施形態によれば、半導体デバイスウエハ（ＳＤＷ）の品質パラメータ値を生成するためのシステムも提供され、システムは、ＳＤＷ上で複数の測定サイトセット（ＭＳＳ）を指定するように動作可能な測定サイトセット指定器（ＭＳＳＤ）を含み、ＭＳＳの各々は、第１の測定オリエンテーションサイト（ＦＭＳ）を含む。第２の測定オリエンテーションサイト（ＳＭＳ）であって、ＦＭＳおよびＳＭＳはＳＤＷ上の異なる測定サイトであり、計量ツールは、第１の測定オリエンテーションでＭＳＳの各々のＦＭＳ内に形成された特徴を測定し、それによって第１の測定オリエンテーション品質パラメータデータセット（ＦＭＱＰＤ）を生成するように動作する。そして、第２の測定オリエンテーションにおけるＭＳＳのそれぞれのＳＭＳ内に形成された特徴を測定し、それによって、第２の測定オリエンテーション品質パラメータデータセット（ＳＭＱＰＤ）を生成し、品質パラメータアナライザが、ＦＭＱＰＤおよびＳＭＱＰＤに少なくとも部分的に基づいて、少なくとも１つのツール誘導シフト（ＴｌＳ）改善品質パラメータ値（ＴＡＱＰＶ）を生成するように動作する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

本開示は、図面と併せて、以下の詳細な説明からより完全に理解および認識されるであろう：

【図1】図１は、本開示の計測システムの一実施形態の簡略化した概略図である。

【図2】図２は、図１の計測システムの例示的なユースケースを示す簡略化した概略図である。

【図3A】図３Ａおよび図３Ｂは、図１および図２のシステムとともに使用するための方法の一実施形態を示す簡略化されたフローチャートである。

【図3B】図３Ａおよび図３Ｂは、図１および図２のシステムとともに使用するための方法の一実施形態を示す簡略化されたフローチャートである。

【図4A】図４Ａは、ＴＩＳ調整された品質パラメータ値を生成する従来技術の方法を示す簡略化されたプロットである。

【図4B】図４Ｂは、図３Ａおよび３Ｂの方法の一部を示す簡略化されたプロットである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図１～３Ｂを参照して以下で説明するシステムおよび方法は、半導体デバイスを測定し、半導体デバイスの異なる層間の位置ずれの指標などのその品質メトリック（以下、適宜計量という）を生成するために使用することができ、半導体デバイスの製造プロセスの一部であることが理解されよう。図１～３Ｂを参照して以下で説明されるシステムおよび方法によって生成される品質メトリックは、半導体デバイスの製造中にリソグラフィなどの製造プロセスを調整して、製造されている半導体デバイスを改善するために、たとえば半導体デバイスの様々な層間の位置ずれを改善するために使用され得る。

【0017】

品質メトリックは、半導体デバイスウエハ上に形成される半導体デバイスの様々な層の空間的位置合わせを含み、半導体デバイスウエハ上に形成される構造の所望の特性を維持するために、半導体デバイスウエハ上に形成される構造間の位置ずれなどの品質メトリックは、典型的には、半導体デバイスの製造プロセス全体にわたって複数回測定される。位置ずれ値を計算するために使用される「信号」は、典型的には、位置ずれを正確に表す所望のデータと、ツール誘導シフト（ＴＩＳ）誤差、特に測定に関連する不良なテル重心に起因するＴＩＳ誤差、または測定される特徴の非対称性などの不規則性などのノイズとの両方を含む。

【0018】

計量測定（ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ：メトロロジー測定）の品質および有用性を改善するために、ＴＩＳエラーに起因する位置ずれ信号の一部分を識別し除去することができる。従来のシステムは、典型的には、各部位を２回測定することによって多数の測定部位におけるＴＩＳ誤差を識別し、測定部位がｘ－ｙ平面内で第１の回転オリエンテーションにある間に第１の測定が行われ、ｘ－ｙ平面は半導体デバイスウエハの上面と概ね平行である。そして、第２の測定は、測定部位がｘ－ｙ平面内で第２の回転オリエンテーションにある間に行われる。例えば、各部位は、部位が０°のｘ－ｙ平面における回転オリエンテーションを有する間に初めて測定されてもよく、次いで、各部位は、部位が１８０°のｘ－ｙ平面における回転オリエンテーションを有する間に２回目に測定されてもよい。２つの異なる回転オリエンテーションにおける２つの測定値の間の差は、ＴＩＳ誤差と見なされ、その部位について報告された位置ずれ値から除去される。

【0019】

複数の測定を行うことは、典型的には、製造スループットに影響を及ぼす時間のかかるプロセスであり、所与の時間内に製造され得る半導体デバイスの数を減少させる。したがって、測定の精度に対する影響を最小限に抑えながら測定回数を減らすことは、特に製造スループットに対する計量測定の影響を最小限に抑える方法として有利である。

【0020】

ここで、本開示の計測システム１００の実施形態の簡略化された概略図である図１、及び計測システム１００の例示的な使用事例を示す簡略化された概略図である図２を参照する。理解を容易にするために、図１および図２は縮尺通りに描かれていないことが理解される。

【0021】

図１および２に見られるように、システム１００は、測定サイトセット指定器（ＭＳＳＤ）１１０と、計量ツール１２０と、品質パラメータ分析器（ＱＰＡ）１３０とを含むことができる。図１及び図２では、ＭＳＳＤ１１０及びＱＰＡ１３０は、計量ツール（メトロロジーツール）１２０とは別個のものとして描かれているが、本開示の代替実施形態では、ＭＳＳＤ１１０及びＱＰＡ１３０のうちの少なくとも１つが計量ツール１２０に含まれることが理解される。図２には計量ツール１２０が２回示されているが、図２は、単一の計量ツール１２０の２つの異なる動作オリエンテーションを示すことを意図していることがさらに理解される。

【0022】

ＭＳＳＤ１１０およびＱＰＡ１３０は、典型的には、システム１００の他の要素に接続するための好適なデジタルおよび／またはアナログインターフェースとともに、本明細書で説明される機能を行うようにソフトウェアおよび／またはファームウェアでプログラムされる、プログラム可能プロセッサを含む。代替的または追加的に、ＭＳＳＤ１１０またはＱＰＡ１３０は、ＭＳＳＤ１１０またはＱＰＡ１３０の機能の少なくともいくつかを実行するハードワイヤードおよび／またはプログラマブルハードウェア論理回路を含むことができる。ＭＳＳＤ１１０およびＱＰＡ１３０は、簡潔にするために、モノリシック機能ブロックとして図１に示されているが、実際には、これらは、単一のユニットまたは追加の相互接続された制御ユニットを備えてもよく、図に示され、本文に記載されている信号を受信および出力するための適切なインターフェースを備える。本明細書で開示される様々な方法および機能を実装するためのＭＳＳＤ１１０およびＱＰＡ１３０のためのプログラムコードまたは命令は、メモリなどの可読記憶媒体に記憶され得る。

【0023】

計量ツール１２０は、とりわけ、撮像ベースの位置ずれ計量ツール、散乱計測（スキャトロメトリ）ベースの位置ずれ計量ツール、限界寸法（クリティカルディメンジョン：ＣＤ）計量ツール、形状計量ツール、フィルム計量ツール、電子ビーム計量ツール、および層間Ｘ線計量ツールなどのＸ線撮像ツールを含む、任意の適切な計量ツールであり得る。計量ツール１２０としての使用に適した例示的な計量ツールは、とりわけ、Ａｒｃｈｅｒ（商標）７５０、ＡＴＬ（商標）１００、ＳｐｅｃｔｒａＳｈａｐｅ（商標）Ｉｌｋ、ＳｐｅｃｔｒａＦｉｌｍ（商標）ＦＩおよびｅＤＲ７３８０（商標）を含み、これらはすべて、米国カリフォルニア州ミルピタスのＫＬＡ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されている。計量ツール１２０として使用するのに適した追加の例示的な計量ツールは、米国特許９，７７８，２１３で説明されるｘ線ツールと同様のｘ線ツールである。

【0024】

計量ツール１２０は、ＳＤＷ上に形成された少なくとも２つの層間の位置ずれ、ＳＤＷ１５０上に形成された１つまたは複数のフィーチャ１５２の寸法、またはＳＤＷ１５０上に形成されたフィーチャ１５２間の１つまたは複数の空間１５４の寸法（ディメンジョン）など、半導体デバイスウエハ（ＳＤＷ）１５０として具体化することができる試料の品質メトリックを測定するように動作することができる。

【0025】

ＳＤＷ１５０は、典型的には、概して、形状がディスク状であり、ノッチまたは平坦部分等の位置決め特徴（フィーチャ）１５６を含むことができる。位置決め特徴１５６は、ＳＤＷ１５０の上面１５８に概ね平行な平面内でＳＤＷ１５０の回転オリエンテーションを識別するのに有用である。

【0026】

ＭＳＳＤ１１０は、ＳＤＷ１５０上の複数の測定サイトセット（ＭＳＳ）１６０を指定することができ、各ＭＳＳ１６０は、第１の測定オリエンテーションサイト（ＦＭＳ）１６２と、第２の測定オリエンテーションサイト（ＳＭＳ）１６４とを含む。ＦＭＳ１６２およびＳＭＳ１６４は、ＳＤＷ１５０上の異なる測定サイトであり、したがって、ＦＭＳ１６２およびＳＭＳ１６４の各々の測定値は、特徴１５２のうちの異なるものを測定することが理解される。本開示のいくつかの実施形態（図示せず）では、各ＭＳＳ１６０は、少なくとも１つの追加の測定オリエンテーションサイトを含む。単一のＭＳＳ１６０のＦＭＳ１６２およびＳＭＳ１６４は、互いに隣接し得るが、そうである必要はないことが理解される。

【0027】

ＳＤＷ１５０上の各ＦＭＳ１６２およびＳＭＳ１６４は、任意の好適な形状および寸法を有し得ることがさらに理解される。同様に、ＳＤＷ１５０は、その上に任意の適切な分布を有する任意の適切な数のＭＳＳ１６０を有し得る。本開示の一実施形態では、各ＭＳＳ１６０のＦＭＳ１６２およびＳＭＳ１６４内の特徴１５２の少なくともいくつかは、他のＭＳＳ１６０のＦＭＳ１６２およびＳＭＳ１６４内の特徴と同一またはほぼ同一であることが意図される。本開示の別の実施形態では、各ＭＳＳ１６０のＦＭＳ１６２およびＳＭＳ１６４内の特徴１５２のうちの少なくともいくつかは、他のＭＳＳ１６０のＦＭＳ１６２およびＳＭＳ１６４内の特徴１５２と意図的に異なる。しかしながら、特定のＭＳＳ１６０のＦＭＳ１６２内の特徴１５２は、その特定のＭＳＳ１６０のＳＭＳ１６４内の特徴１５２と同一またはほぼ同一であることが意図され得る。同様に、ＭＳＳ１６０が少なくとも１つの追加の測定オリエンテーションサイトを含む実施形態では、特定のＭＳＳ１６０のＦＭＳ１６２内の特徴１５２は、その特定のＭＳＳ１６０の各追加の測定オリエンテーションサイト内の特徴１５２と同一またはほぼ同一であることが意図され得る。

【0028】

ＦＭＳ１６２およびＳＭＳ１６４内のフィーチャ１５２は、ＳＤＷ１５０上に形成される単一の層で、またはＳＤＷ１５０上に形成される複数の層で形成され得る。例えば、図２に示される例では、各ＦＭＳ１６２およびＳＭＳ１６４は、ＳＤＷ１５０上に形成される第１の層１６６とともに形成される特徴１５２と、ＳＤＷ１５０上に形成される第２の層１６８とともに形成される特徴１５２の両方を含む。半導体デバイスウエハ上のフィーチャは、典型的には、図２に示されるフィーチャ１５２の寸法Ｄ１およびＤ２など、ｘ軸およびｙ軸によって示されるようなｘ－ｙ平面におけるその最小寸法によって特徴付けられる。同様に、半導体デバイスウエハ上のフィーチャ間の空間は、典型的には、図２に示される空間１５４の寸法Ｄ３、Ｄ４、およびＤ５など、ｘ－ｙ平面におけるその最小寸法によって特徴付けられる。

【0029】

簡単にするために、図２では、ＦＭＳ１６２およびＳＭＳ１６４は、各々が高度（アドバンスト：ａｄｖａｎｃｅｄ）撮像計測（ＡＩＭ）ターゲットを含むものとして示されている。しかしながら、ＦＭＳ１６２およびＳＭＳ１６４の各々内の特徴１５２は、とりわけ、米国特許７，８０４，９９４で説明されるターゲットに類似するターゲット等のボックスインボックスターゲット等の任意の好適な位置ずれターゲットを形成し得る、米国特許１０，５２７，９５１に記載の標的と同様の標的などのＡＩＭインダイ（ｉｎ－ｄｉｅ）（ＡＩＭｉｄ）標的（ターゲット）を形成することができる。また、ブロッサムまたはマイクロブロッサム（ｂｌｏｓｓｏｍ ｏｒ ｍｉｃｒｏ－ｂｌｏｓｓｏｍ）ターゲットとしては、Ｃ． Ｐ． Ａｕｓｓｃｈｎｉｔｔ， Ｊ． Ｍｏｒｎｉｎｇｓｔａｒ， Ｗ． Ｍｕｔｈ， Ｊ． Ｓｃｈｎｅｉｄｅｒ， Ｒ． Ｊ． Ｙｅｒｄｏｎ， Ｌ． Ａ． Ｂｉｎｎｓ， Ｎ． Ｐ． Ｓｍｉｔｈ， “Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ ｏｖｅｒｌａｙ ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ，” Ｐｒｏｃ． ＳＰＩＥ ６１５２， Ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ， Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ， ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ ＸＸ， ６１５２１０ （２４ Ｍａｒｃｈ ２００６）、モアレターゲットとしては、Ｕ．Ｓ． Ｐａｔｅｎｔ Ｎｏ． ７，８７６，４３８、回折ベースにおいて有用なターゲットとしては、Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｐａｔｅｎｔ Ｎｏ． １，５７０，２３２、電子ビームベースに有用なターゲットとしては、Ｕ．Ｓ． Ｐａｔｅｎｔ Ｎｏ． ７，６０８，４６８、ハイブリッド撮像電子ビームターゲットまたはハイブリッドスキャトロメトリ電子ビームターゲットとしては、ＰＣＴ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｎｏ． ＰＣＴ／ＵＳ２０１９／０３５２８２、３以上の層の位置合わせミスの計測に有用なターゲットとしては、 Ｕ．Ｓ． Ｐａｔｅｎｔ Ｎｏ． ９，９２７，７１８に記載されたものと同様のものを形成することができる。さらに、ＦＭＳ１６２、ＳＭＳ１６４の中に形成されるフィーチャ１５２は、完全にまたは部分的な ＰＣＴ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｎｏ． ＰＣＴ／ＵＳ２０１９／０５１２０９に記載される機能的半導体デバイスとして意図される半導体デバイスを含み得る。

【0030】

特に、図２に見られるように、計量ツール１２０は、各ＭＭＳ１６０の各ＦＭＳ１６２内に形成されたフィーチャ１５２を第１の測定オリエンテーションで測定し、各ＭＭＳ１６０の各ＳＭＳ１６４内に形成されたフィーチャ１５２を第２の測定オリエンテーションで測定するように動作可能である。本明細書で使用される場合、「オリエンテーション」は、ＳＤＷ１５０の上面１５８に概ね平行な平面内でのＳＤＷ１５０の回転オリエンテーションを指すことが理解される。第１および第２の測定オリエンテーションは、互いに異なり、最も典型的にはそれぞれ０°および１８０°である任意の適切な値を有し得る。本開示の一実施形態では、計量ツール１２０は、ＳＤＷ１５０が第１の測定オリエンテーションおよび第２の測定オリエンテーション以外の少なくとも１つの追加の回転オリエンテーションにある間に、ＳＤＷ１５０上の測定部位を測定するように動作可能である。

【0031】

計量ツール１２０は、ＳＤＷ１５０の上面１５８に概ね平行であるｘ－ｙ平面内で回転可能であるチャック１７０を含むことができる。チャック１７０は、計量ツール１２０によって測定されているＳＤＷ１５０などの試料（サンプル）を支持し、位置決めするように動作可能である。チャック１７０は、例えば、ＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１９／０２３９１８で説明されるようなチャックを含む、任意の好適なチャックであってもよい。ＤＷＳ１５０の測定オリエンテーションは、チャック１７０の位置によって決定される。ＳＤＷ１５０は、典型的には真空アタッチメントによって、測定中にチャック１７０に固定して取り付けることができ、ＳＤＷ１５０の上面１５８に概ね平行な平面におけるＳＤＷ１５０の回転オリエンテーションは、チャック１７０の対応する回転オリエンテーションによって決定される。

【0032】

本開示の特定の特徴は、ＦＭＳ１６２およびＳＭＳ１６４のうちのいくつかは、第１の測定オリエンテーションおよび第２の測定オリエンテーションの両方において測定され得るが、ＦＭＳ１６２の大部分は、第１のオリエンテーションにおいてのみ測定され、ＳＭＳ１６４の大部分は、第２の測定オリエンテーションにおいてのみ測定されることである。例えば、本開示の一実施形態では、ＳＤＷ１５０上のＦＭＳ１６２の約１０％は、ＳＤＷ１５０が第１の測定オリエンテーションにある間、およびＳＤＷ１５０が第２の測定オリエンテーションにある間の両方で測定され、ＳＤＷ１５０上のＦＭＳ１６２の残りの約９０％は、ＳＤＷ１５０が第１の測定オリエンテーションにある間のみ測定される。この例示的な実施形態では、ＳＤＷ１５０上のＳＭＳ１６４の約１０％も、ＳＤＷ１５０が第１の測定オリエンテーションにある間とＳＤＷ１５０が第２の測定オリエンテーションにある間の両方で測定され、ＳＤＷ１５０上のＳＭＳ１６４の残りの約９０％は、ＳＤＷ１５０が第２の測定オリエンテーションにある間のみ測定される。

【0033】

計量ツール１２０は、ＦＭＳ１６２およびＳＭＳ１６４の各々内に形成されたフィーチャ１５２を測定する際に使用するための入射放射１８２を生成する少なくとも１つの光学モジュール１８０をさらに含むことができる。計量ツール１２０は、第１の測定オリエンテーションにおける各ＦＭＳ１６２の測定から第１の測定オリエンテーション品質パラメータデータセット（ＦＭＱＰＤ）を生成することができることが理解される。同様に、計量ツール１２０は、第２の測定オリエンテーションにおける各ＳＭＳ１６４の測定から第２の測定オリエンテーション品質パラメータデータセット（ＳＭＱＰＤ）を生成することができる。

【0034】

図３および図４を参照して以下で説明するように、ＱＰＡ１３０は、ＦＭＱＰＤおよびＳＭＱＰＤを受信することができ、それに少なくとも部分的に基づいて、少なくとも１つのツール誘導シフト（ＴＩＳ）改善品質パラメータ値（ＴＡＱＰＶ）を生成する。ＴＡＱＰＶは、とりわけ、少なくとも第１の層１６６と第２の層１６８との間の位置ずれなどの任意の好適なパラメータに関連し得る。好適なパラメータは、例えばＦＭＳ１６２およびＳＭＳ１６４内の特徴１５２のうちの少なくとも１つのＤ１またはＤ２などの次元、ＦＭＳ１６２及び１６４のフィーチャ１５２間の空間１５４の少なくとも１つの寸法、例えばＤ３、Ｄ４又はＤ５、ＦＭＳ１６２およびＳＭＳ１６４における特徴１５２の少なくとも１つの形状、そして、ＦＭＳ１６２とＳＭＳ１６４のフィーチャ１５２間の空間１５４の１つの形状である。

【0035】

本開示の一実施形態では、ＴＡＱＰＶは、単一のＦＭＳ１６２またはＳＭＳ１６４を特徴付け、また関連付けられる。本開示の追加の実施形態では、ＴＡＱＰＶは、単一のＭＭＳ１６０を特徴付け、それに関連付けられる。本開示のさらに追加の実施形態では、ＴＡＱＰＶは、とりわけ、ＳＤＷ１５０の単一の列、行、フィールド、または象限内のＭＳＳ１６０のグループ、単一のＳＤＷ１５０上のＭＳＳのグループ、および複数のＳＤＷ１５０上のＭＳＳのグループなど、ＭＭＳ１６０のグループを特徴付け、それに関連付けられる。

【0036】

ここで、図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、これらはまとめると、図１および図２のシステム１００とともに使用するための方法３００の実施形態を示す簡略化されたフローチャートであり、図４Ａは、ＴＩＳ調整された品質パラメータ値を生成する従来技術の方法を示す簡略化されたプロットであり、図４Ｂを参照する。これは、図３Ａおよび図３Ｂの方法３００の一部を示す簡略化されたプロットである。方法３００は、ＳＤＷ１５０上に少なくとも１つの、より典型的には少なくとも２つの層を形成した後に、より大きな製造プロセスの一部として実行できることが理解される。さらに、方法３００の一部として生成されたデータを使用して、方法３００が一部を形成する製造プロセスの製造パラメータを調整することができる。

【0037】

図３Ａに見られるように、第１のステップ３０２において、ＳＤＷ１５０などのサンプル上の複数のＭＳＳ１６０が、ＭＳＳＤ１１０などによって指定される。図１および図２を参照して上述したように、ＭＳＳ１６０の各々は、少なくとも単一のＦＭＳ１６２および単一のＳＭＳ１６４を含むことができる。本開示のいくつかの実施形態では、各ＭＳＳ１６０は、少なくとも１つの追加の測定オリエンテーションサイトを含む。また、上述したように、ＦＭＳ１６２およびＳＭＳ１６４は、ＳＤＷ１５０上の異なる測定サイトであり、したがって、ＦＭＳ１６２およびＳＭＳ１６４の各々の測定値は、特徴１５２のうちの異なるものを測定する。

【0038】

方法３００は、ＦＭＳ１６２の測定値からのＦＭＱＰＤに関連するＴＩＳとＳＭＳ１６４の測定値からのＳＭＱＰＤに関連するＴＩＳとの間の差が所定の許容範囲内にあるＭＳＳ１６０での使用に特に適していることが理解される。したがって、任意選択の次のステップ３０４において、ＳＤＷ１５０上の各ＭＳＳ１６０のＦＭＳ１６２およびＳＭＳ１６４の測定に関連するＴＩＳは、例えば、Ｂｏａｚ Ｏｐｈｉｒ，Ｕｄｉ Ｓｈｕｓｔｅｒｍａｎ，Ａｎｎａ Ｇｏｌｏｔｓｖａｎ，Ｃｉｎｄｙ Ｋａｔｏ，Ｍａｓａｎｏｂｕ Ｈａｙａｓｈｉ，Ｒｉｃｈｉｋａ Ｋａｔｏ，Ｔｏｍｏｈｉｒｏ Ｇｏｔｏ，Ｔａｋｅｔｏ Ｋｕｒｉｙａｍａ，Ｍａｎａｂｕ Ｍｉｙａｋｅ，Ｙａｓｕｋｉ Ｔａｋｅｕｃｈｉ，Ｈｉｒｏｙｕｋｉ Ｍｉｚｕｏｃｈｉ，“Ｍａｃｈｉｎｅ ｌｅａｒｎｉｎｇ ｆｏｒ Ｔｏｏｌ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｓｈｉｆｔ （ＴＩＳ） ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ： ａｎ ＨＶＭ ｃａｓｅ ｓｔｕｄｙ”Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ １１６１１，Ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ，Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ，ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ＸＸＸＶ，１１６１１０Ｅ（２２ Ｆｅｂ ２０２１）に記載されているものと同様のＴＩＳ－ｏｎ－Ｌｉｎｋプロトコルを実行することによって評価される。

【0039】

ステップ３０４の評価の結果が、ＦＭＳ１６２の測定値からのＦＭＱＰＤに関連付けられたＴＩＳとＳＭＳ１６４の測定値からのＳＭＱＰＤに関連付けられたＴＩＳとの間の差が所定の許容差内にないことを示す場合、差は、次のステップ３０６において所定の許容差内にもたらされ得る。ステップ３０６は、ＳＤＷ１５０の製造パラメータを調整することによって、または方法３００で使用される測定パラメータを調整することによって実行され得る。

【0040】

ステップ３０６に続いて、またはステップ３０４の評価の結果が、ＦＭＳ１６２の測定値からのＦＭＱＰＤに関連するＴＩＳとＳＭＳ１６４の測定値からのＳＭＱＰＤに関連するＴＩＳとの間の差が所定の許容範囲内であることを示す場合、ステップ３０４に続いて、またはステップ３０４が実行されない場合、ステップ３０２に続いて、方法３００は次のステップ３０８に進む。ステップ３０８では、少なくとも１つのＦＭＱＰＤが、第１の測定オリエンテーションにおけるＭＳＳ１６０のうちの少なくとも１つの各ＦＭＳ１６２内に形成された測定特徴１５２によって生成される。図１および図２を参照して上述したように、本明細書で使用する「オリエンテーション」は、ＳＤＷ１５０の上面１５８に概ね平行な平面内でのＳＤＷ１５０の回転オリエンテーションを指す。ステップ３０８で取得された測定値は、計量ツール１２０を使用して測定することができる。

【0041】

次のステップ３１０において、少なくとも１つのＳＭＱＰＤは、ステップ３０８で測定された各ＭＳＳ１６０について、第２の測定オリエンテーションで各ＳＭＳ１６４内に形成されたフィーチャ１５２を測定することによって生成される。図１及び図２を参照して上述したように、各ステップ３０８及び３１０の第１及び第２の測定オリエンテーションは、互いに異なっていてもよく、最も典型的にはそれぞれ０°及び１８０°である。

【0042】

特に図３Ｂに見られるように、次のステップ３１２において、追加の測定オリエンテーションで測定部位を測定するか否かの決定が行われる。追加の測定オリエンテーションで追加の測定が行われる場合、方法３００は次のステップ３１４に進む。

【0043】

ステップ３１４では、ＭＳＳ１６０が少なくとも１つの追加の測定オリエンテーション部位を含む実施形態では、各追加の測定オリエンテーション部位は、その対応する測定オリエンテーションで測定され、それによって、ステップ３１４で取得された各追加の測定のための追加の測定オリエンテーション品質パラメータデータセット（ＡＭＱＰＤ）を生成する。

【0044】

単なる例として、各ＭＳＳ１６０が４つの測定部位を含む場合、ステップ３０８において、各ＭＳＳ１６０について、ＦＭＳ１６２を０°の回転オリエンテーションで測定することができ、ステップ３１０において、ＳＭＳ１６４を１８０°の回転オリエンテーションで測定することができ、ステップ３１４において、２つの追加の測定オリエンテーション部位を９０°および２７０°の回転オリエンテーションでそれぞれ測定することができる。

【0045】

追加または代替として、ステップ３１４において、ＦＭＳ１６２およびＳＭＳ１６４のうちの少なくとも１つは、ＦＭＳ１６２またはＳＭＳ１６４がそれぞれのステップ３０８または３１０において測定された向きとは異なる向きで測定され得る。例えば、上述のように、本開示の一実施形態では、ＳＤＷ１５０上のＦＭＳ１６２およびＳＭＳ１６４の約１０％が、ＳＤＷ１５０が第１の測定オリエンテーションにある間、およびＳＤＷ１５０が第２の測定オリエンテーションにある間の両方で測定される。そして、ＳＤＷ１５０上のＦＭＳ１６２の残りの約９０％は、ＳＤＷ１５０が第１の測定オリエンテーションにある間にのみ測定され、ＳＤＷ１５０上のＳＭＳ１６４の残りの約９０％は、ＳＤＷ１５０が第２の測定オリエンテーションにある間にのみ測定される。そのような実施形態では、ステップ３０８において、全てのＦＭＳ１６２が第１の測定オリエンテーションで測定され、ステップ３１０において、全てのＳＭＳ１６４が第２の測定オリエンテーションで測定され、ステップ３１４において、ＦＭＳ１６２の約１０％が第２の測定オリエンテーションで測定され、ＳＭＳ１６４の約１０％が第１の測定オリエンテーションで測定される。

【0046】

理解を容易にするために、ステップ３１２および３１４は、ステップ３０８および３１０の両方の後に実行されるものとして示されているが、いくつかのＦＭＳ１６２が第２の測定オリエンテーションで測定され、および／またはいくつかのＳＭＳ１６４が第１の測定オリエンテーションで測定される実施形態では、ステップ３１４は、ステップ３０８および３１０とともに実行され得ることを理解されたい。したがって、方法３００で使用される各測定オリエンテーションについて、チャック１７０は、ＳＤＷ１５０をその測定オリエンテーションに１回だけ移動させることができ、その測定オリエンテーションで行われるべき全ての測定は、ＳＤＷがその測定オリエンテーションにある間に行われる。その測定オリエンテーションで測定されるべき全ての測定部位がその測定オリエンテーションで測定された後にのみ、チャック１７０はＳＤＷ１５０を異なる測定オリエンテーションに移動させる。

【0047】

ステップ３１４に続いて、またはステップ３１２において、追加の測定オリエンテーションで測定部位を測定しないと決定した場合、ステップ３１２に続いて、方法３００は次のステップ３１６に進む。ステップ３１６では、ステップ３０８で生成されたＦＭＱＰＤおよびステップ３１０で生成されたＳＭＱＰＤ、ならびに、もしあれば、ステップ３１４で生成されたＡＭＱＰＤが、ＱＰＡ１３０に提供される。

【0048】

次のステップ３１８では、ＱＰＡ１３０は、ステップ３１６で提供されたＦＭＱＰＤ、ＳＭＱＰＤ、およびＡＭＱＰＤを分析し、少なくとも部分的にそれに基づいて、少なくとも１つのツール誘導シフト（ＴＩＳ）改善品質パラメータ値（ＴＡＱＰＶ）を生成することができる。図１および図２を参照して上述したように、ステップ３１８で生成されるＴＡＱＰＶは、とりわけ、少なくとも第１の層１６６と第２の層１６８との間の位置ずれなどの任意の適切なＴＡＱＰＶ；ＦＭＳ１６２およびＳＭＳ１６４内の特徴１５２のうちの少なくとも１つのＤ１またはＤ２などの次元；ＦＭＳ１６２及び１６４のフィーチャ１５２間の空間１５４の少なくとも１つの寸法、例えばＤ３、Ｄ４又はＤ５；ＦＭＳ１６２およびＳＭＳ１６４における特徴１５２の少なくとも１つの形状；そして、ＦＭＳ１６２とＳＭＳ１６４のフィーチャ１５２間の空間１５４の１つの形状；であってもよい。

【0049】

また、図１および図２を参照して上述したように、本開示の一実施形態では、ＴＡＱＰＶは、単一のＦＭＳ１６２またはＳＭＳ１６４を特徴付け、それらに関連付けられる。本開示の追加の実施形態では、ＴＡＱＰＶは、単一のＭＭＳ１６０を特徴付け、それに関連付けられる。本開示のさらに別の実施形態では、ＴＡＱＰＶは、とりわけ、ＳＤＷ１５０の単一の列、行、フィールド、または象限内のＭＳＳ１６０のグループ、単一のＳＤＷ１５０上のＭＳＳのグループ、および複数のＳＤＷ１５０上のＭＳＳのグループなど、ＭＭＳ１６０のグループを特徴付け、それに関連付けられる。

【0050】

本開示のある実施形態では、ステップ３１８で実行される分析は、ステップ３１６で提供されるＦＭＱＰＤ、ＳＭＱＰＤ、およびＡＭＱＰＤをモデルに適合させることを含むことができる。そのようなモデルは、とりわけ、算術平均、線形回帰、または高次モデル、例えばＤａｎａ Ｋｌｅｉｎ， Ｄａｒｉａ Ｎｅｇｒｉ， “Ｅｒｒｏｒ ｍｏｄｅｌｉｎｇ ａｎｄ ａｃｃｕｒａｃｙ ｂｒｅａｋｄｏｗｎ ｉｎ Ｏｐｔｉｃａｌ ｏｖｅｒｌａｙ ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ａｄｖａｎｃｅｄ ｎｏｄｅｓ，”Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ １１６１３， Ｏｐｔｉｃａｌ Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ ＸＸＸＩＶ， １１６１３０Ｘ（２２ Ｆｅｂｒｕａｒｙ ２０２１）に記載されているモデルに類似するモデルなど、任意の適切なモデルであり得る。

【0051】

ステップ３１８において、ＦＭＱＰＤ、ＳＭＱＰＤ、およびＡＭＱＰＤのＱＰＡ１３０による分析が、大部分がＴＩＳに起因するかまたはＴＩＳのみに起因する品質パラメータの少なくともいくつかの成分を自動的に除去することができ、それによってＱＰＡ１３０がＴＡＱＰＶを提供することを可能にすることが、本開示の特定の特徴である。

【0052】

図４Ａに見られるように、従来技術の方法は、三角形マーカ４０２の各々によって示されるような第１の測定オリエンテーションと、長方形マーカ４０４の各々によって示されるような第２の測定オリエンテーションとの両方で、複数の測定部位の各々を測定する。次いで、先行技術の方法は、線形回帰を使用して、測定によって生成されたデータを直線モデルに適合させ、破線の傾向線４１０によって示されるように、各測定部位の品質パラメータ値を生成する。各測定部位は、２つの異なる測定オリエンテーションで測定されるため、各部位のＴＩＳ誤差は、データが好適なモデルに適合されるときに相殺される。

【0053】

対照的に、図４Ｂに見られるように、方法３００は、三角形マーカ４２２のそれぞれによって示されるように、ステップ３０８において、第１の測定オリエンテーションのみで大部分または全てのＦＭＳ１６２を測定し、長方形マーカ４２４のそれぞれによって示されるように、ステップ３１０において、第２の測定オリエンテーションのみで大部分または全てのＳＭＳ１６４を測定する。次いで、方法３００は、ステップ３０８および３１０の測定によって生成されたデータを、線形回帰と適合する直線モデルとして図４Ｂに示されるモデルに適合させ、それによって、破線の傾向線４３０によって示されるように、各測定部位に対するＴＡＱＰＶを生成する。

【0054】

図４Ａのマーカ４０２および４０４の数と比較して、図４Ｂのマーカ４２２および４２４の数によって示されるように、方法３００は、図４Ａに図示される先行技術の方法によって必要とされるものの約半分の測定値を生成する。さらに、傾向線４１０および４３０の相対位置によって示されるように、方法３００は、図４Ａに示される従来技術の方法によって生成された品質パラメータ値の所定の許容範囲内のＴＡＱＰＶを生成する。

【0055】

本開示は、上記で具体的に示され、説明されたものに限定されないことが、当業者によって理解されるであろう。本開示の範囲は、上述の様々な特徴の組合せおよび部分的組合せの両方、ならびにそれらの修正を含み、それらのすべては従来技術にはない。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】