特表2022-535149データ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定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】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-08-04
(54)【発明の名称】データ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定システムおよび方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/66 20060101AFI20220728BHJP
【ＦＩ】
H01L21/66 J
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022500769
(86)(22)【出願日】2019-07-10
(85)【翻訳文提出日】2022-03-03
(86)【国際出願番号】 US2019041095
(87)【国際公開番号】W WO2021006890
(87)【国際公開日】2021-01-14
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【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】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】カッツ シュロミト
(72)【発明者】
【氏名】ボルコビチ ロイエ
(72)【発明者】
【氏名】ゴロツバン アンナ
(72)【発明者】
【氏名】ヨハナン ラビブ
【テーマコード（参考）】
4M106
【Ｆターム（参考）】
4M106CA39
4M106DJ18
4M106DJ19
4M106DJ20
4M106DJ27
4M106DJ38
(57)【要約】
同一であることを意図した多層半導体デバイスのバッチから選択された少なくとも１つの多層半導体デバイスの複数の測定シミュレーションを、測定パラメータ設定の複数のセットを使用してシミュレーションし、それによって少なくとも１つの多層半導体デバイスのシミュレーションデータを生成するステップと、測定パラメータ設定の複数のセットから選択される、推奨測定パラメータ設定の少なくとも１つのセットを特定するステップと、前記多層半導体デバイスのバッチから選択された多層半導体デバイスを提供するステップと、測定パラメータ設定の少なくとも１つの推奨セットを、測定パラメータ設定の複数の可能なセットを有するミスレジストレーション計測ツールに提供するステップと、測定パラメータ設定の少なくとも１つの推奨セットを使用して、同一であることを意図した多層半導体デバイスのバッチから選択された、少なくとも１つの多層半導体デバイスを測定し、それにより、少なくとも１つの多層半導体デバイスの測定データを生成するステップと、その後、測定パラメータ設定の最終推奨セットを特定するステップと、測定パラメータ設定の最終推奨セットを使用して、同一であることを意図した多層半導体デバイスのバッチから選択された少なくとも１つの多層半導体デバイスのミスレジストレーションを測定するステップと、を含む、データ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定システムおよび方法。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
データ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定方法であって、同一であることを意図した多層半導体デバイスのバッチから選択された少なくとも１つの多層半導体デバイスの複数の測定シミュレーションを、測定パラメータ設定の複数のセットを使用してシミュレーションし、それによって前記少なくとも１つの多層半導体デバイスのシミュレーションデータを生成するステップと、
前記測定パラメータ設定の複数のセットから選択される、推奨測定パラメータ設定の少なくとも１つのセットを特定するステップと、
前記多層半導体デバイスのバッチから選択された多層半導体デバイスを提供するステップと、
測定パラメータ設定の複数の可能なセットを有するミスレジストレーション計測ツールに、前記測定パラメータ設定の少なくとも１つの推奨セットを提供するステップと、
同一であることを意図した多層半導体デバイスの前記バッチから選択された少なくとも１つの多層半導体デバイスを、前記測定パラメータ設定の少なくとも１つの推奨セットを使用して測定し、それによって前記少なくとも１つの多層半導体デバイスの測定データを生成するステップと、
その後、測定パラメータ設定の最終推奨セットを特定するステップと、
前記測定パラメータの最終推奨セットを使用して、前記同一であることを意図した多層半導体デバイスのバッチから選択された少なくとも１つの多層半導体デバイスのミスレジストレーションを測定するステップと、
を含む、データ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定方法。
【請求項2】
前記測定パラメータ設定の最終推奨セットは、前記少なくとも１つの多層半導体デバイスの前記測定データの最良の結果に基づいて特定される、請求項１に記載のデータ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定方法。
【請求項3】
前記複数の測定シミュレーションは計測ターゲット設計シミュレーションである、請求項１または２に記載のデータ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定方法。
【請求項4】
前記測定パラメータ設定の少なくとも１つの推奨セットは、不正確さ、
Ｑｍｅｒｉｔ、
フォーカス感度、
スループット、および
コントラスト精度
のうち少なくとも１つに基づいて特定される、請求項３に記載のデータ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定方法。
【請求項5】
前記測定パラメータ設定のセットは、ミスレジストレーションが測定される軸、
計測ターゲットの関心領域、
ミスレジストレーション測定に使用される開口数、
ミスレジストレーション測定に使用される光の偏光、
ミスレジストレーション測定に使用される光の波長、
ミスレジストレーション測定に使用される光の波長帯域幅、
ミスレジストレーション測定に使用される光の強度、
ミスレジストレーション測定に使用される焦点深度、および、
ミスレジストレーション測定に使用されるアポダイザ、
のうち少なくとも１つを含む、請求項１～４のいずれか１項に記載のデータ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定方法。
【請求項6】
前記ミスレジストレーション計測ツールがイメージングミスレジストレーション計測ツールである、請求項１～５のいずれか１項に記載のデータ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定方法。
【請求項7】
前記ミスレジストレーション計測ツールがスキャッタロメトリミスレジストレーション計測ツールである、請求項１～５のいずれか１項に記載のデータ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定方法。
【請求項8】
さらに、シミュレーション信号データを生成するステップと、前記少なくとも１つの多層半導体デバイスについて、前記シミュレーション信号データと前記測定データとを比較するステップと、
を含む、請求項１～７のいずれか１項に記載のデータ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定方法。
【請求項9】
前記シミュレーション信号データは、コントラスト、
感度、および、
瞳孔像、
のうち少なくとも１つを含む、請求項８に記載のデータ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定方法。
【請求項10】
さらに、前記測定パラメータ設定のセットのどれについて、また前記多層半導体デバイスのどの部分について、前記シミュレーション信号データと前記測定データとの間にミスマッチが生じたかを示すステップと、前記ミスマッチの、考えられる根本原因を示すステップと、
を含む、請求項８または９に記載のデータ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定方法。
【請求項11】
データ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定システムであって、同一であることを意図した多層半導体デバイスのバッチから選択された少なくとも１つの多層半導体デバイスの複数の測定シミュレーションを、測定パラメータ設定の複数のセットを使用してシミュレーションし、それによって前記少なくとも１つの多層半導体デバイスのシミュレーションデータを生成するように動作する半導体デバイス測定シミュレータと、
前記測定パラメータ設定の複数のセットから選択される、測定パラメータ設定の少なくとも１つの推奨セットを特定するように動作するシミュレーションデータアナライザと、
測定パラメータ設定の複数の可能なセットを有するミスレジストレーション計測ツールであって、前記測定パラメータ設定の少なくとも１つの推奨セットを受信し、前記測定パラメータ設定の少なくとも１つの推奨セットを使用して、前記同一であることを意図した多層半導体デバイスのバッチから選択された少なくとも１つの多層半導体デバイスのミスレジストレーションを測定し、それによって前記少なくとも１つの多層半導体デバイスの測定データを生成するように動作するミスレジストレーション計測ツールと、
を含むデータ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定システム。
【請求項12】
前記半導体デバイス測定シミュレータは計測ターゲット設計シミュレータである、請求項１１に記載のデータ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定システム。
【請求項13】
前記測定パラメータ設定の少なくとも１つの推奨セットは、不正確さ、
Ｑｍｅｒｉｔ、
フォーカス感度、
スループット、および、
コントラスト精度、
のうち少なくとも１つに基づいて特定される、請求項１２に記載のデータ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定システム。
【請求項14】
前記測定パラメータ設定のセットは、ミスレジストレーションが測定される軸、
計測ターゲットの関心領域、
ミスレジストレーション測定に使用される開口数、
ミスレジストレーション測定に使用される光の偏光、
ミスレジストレーション測定に使用される光の波長、
ミスレジストレーション測定に使用される光の波長帯域幅、
ミスレジストレーション測定に使用される光の強度、
ミスレジストレーション測定に使用される焦点深度、および、
ミスレジストレーション測定に使用されるアポダイザ、
のうち少なくとも１つを含む、請求項１１～１３のいずれか１項に記載のデータ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定システム。
【請求項15】
前記ミスレジストレーション計測ツールがイメージングミスレジストレーション計測ツールである、請求項１１～１４のいずれか１項に記載のデータ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定システム。
【請求項16】
前記ミスレジストレーション計測ツールがスキャッタロメトリミスレジストレーション計測ツールである、請求項１１～１４のいずれか１項に記載のデータ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定システム。
【請求項17】
前記シミュレーションデータアナライザがさらに、前記シミュレーションデータを前記測定データと比較するように動作する、請求項１１～１６のいずれか１項に記載のデータ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定システム。
【請求項18】
前記シミュレーション信号データは、コントラスト、
感度、および、
瞳孔像、
のうち少なくとも１つを含む、請求項１７に記載のデータ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定システム。
【請求項19】
前記シミュレーションデータアナライザがさらに、前記測定パラメータ設定のセットのどれについて、また前記多層半導体デバイスのどの部分について、前記シミュレーション信号データと前記測定データとの間にミスマッチが生じたかを示し、前記ミスマッチの、考えられる根本原因を示す、ように動作する
請求項１７または１８に記載のデータ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、一般的に半導体デバイスの製造におけるミスレジストレーションの測定に関するものである。
【背景技術】
【0002】
（関連出願の参照）
本願の主題に関連する以下の特許を参照し、その開示を参照により本明細書に組み込む。
出願人の米国特許第８，２１４，７７１号、名称：SCATTEROMETRY METROLOGY TARGET DESIGN OPTIMIZATION、２０１２年７月３日発行、および、
出願人の米国特許第９，９１０，９５３号、名称：METROLOGY TARGET IDENTIFICATION, DESIGN AND VERIFICATION、２０１８年３月６日発行。
本願の主題に関連する以下の特許を参照し、その開示を参照により本明細書に組み込む。
出願人の米国特許第８，２１４，７７１号、名称：SCATTEROMETRY METROLOGY TARGET DESIGN OPTIMIZATION、２０１２年７月３日発行、および、
出願人の米国特許第９，９１０，９５３号、名称：METROLOGY TARGET IDENTIFICATION, DESIGN AND VERIFICATION、２０１８年３月６日発行。
【0003】
半導体デバイスの製造におけるミスレジストレーションの測定については、様々な方法およびシステムが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】米国特許第８，２１４，７７１号
【特許文献2】米国特許第９，９１０，９５３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、半導体デバイスの製造におけるミスレジストレーションの測定のための改良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】
従って、本発明の好ましい一実施形態に従って、データ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定方法が提供され、方法は、同一であることを意図した多層半導体デバイスのバッチから選択された少なくとも１つの多層半導体デバイスの複数の測定シミュレーションを、測定パラメータ設定の複数のセットを使用してシミュレーションし、それによって少なくとも１つの多層半導体デバイスのシミュレーションデータを生成するステップと、前記測定パラメータ設定の複数のセットから選択される、推奨測定パラメータ設定の少なくとも１つのセットを特定するステップと、前記多層半導体デバイスのバッチから選択された多層半導体デバイスを提供するステップと、測定パラメータ設定の複数の可能なセットを有するミスレジストレーション計測ツールに、測定パラメータ設定の前記少なくとも１つの推奨セットを提供するステップと、同一であることを意図した多層半導体デバイスのバッチから選択された少なくとも１つの多層半導体デバイスを、前記測定パラメータ設定の少なくとも１つの推奨セットを使用して測定し、それによって前記少なくとも１つの多層半導体デバイスの測定データを生成するステップと、その後、測定パラメータ設定の最終推奨セットを特定するステップと、前記測定パラメータ設定の最終推奨セットを使用して、前記同一であることを意図した多層半導体デバイスのバッチから選択された少なくとも１つの多層半導体デバイスのミスレジストレーションを測定するステップとを含む。
【0007】
本発明の好ましい一実施形態によれば、前記測定パラメータ設定の最終推奨セットは、前記少なくとも１つの多層半導体デバイスの前記測定データの最良の結果に基づいて特定される。
【0008】
好ましくは、前記複数の測定シミュレーションは計測ターゲット設計シミュレーションである。好ましくは、前記測定パラメータ設定の少なくとも１つの推奨セットは、不正確さ、Ｑｍｅｒｉｔ、フォーカス感度、スループット、およびコントラスト精度のうち少なくとも１つに基づいて特定される。
【0009】
本発明の好ましい一実施形態によれば、前記測定パラメータ設定のセットは、ミスレジストレーションが測定される軸、計測ターゲットの関心領域、ミスレジストレーション測定に使用される開口数、ミスレジストレーション測定に使用される光の偏光、ミスレジストレーション測定に使用される光の波長、ミスレジストレーション測定に使用される光の波長帯域幅、ミスレジストレーション測定に使用される光の強度、ミスレジストレーション測定に使用される焦点深度、およびミスレジストレーション測定に使用されるアポダイザのうち少なくとも１つを含む。
【0010】
本発明の好ましい一実施形態によれば、前記ミスレジストレーション計測ツールはイメージングミスレジストレーション計測ツールである。或いは、本発明の好ましい実施形態によれば、前記ミスレジストレーション計測ツールはスキャッタロメトリミスレジストレーション計測ツールである。
【0011】
本発明の好ましい一実施形態によれば、前記データ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定方法はさらに、シミュレーション信号データを生成するステップと、前記少なくとも１つの多層半導体デバイスについて、前記シミュレーション信号データと前記測定データとを比較するステップを含む。
【0012】
好ましくは、前記シミュレーション信号データは、コントラスト、感度および瞳孔像のうちの少なくとも１つを含む。好ましくは、前記データ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定方法は、前記測定パラメータ設定のセットのどれについて、また前記多層半導体デバイスのどの部分について、前記シミュレーション信号データと前記測定データとの間のミスマッチが生じたかを示すステップと、前記ミスマッチの、考えられる根本原因を示すステップも含む。
【0013】
また、本発明の別の好ましい実施形態に従って、データ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定システムが提供され、システムは、同一であることを意図した多層半導体デバイスのバッチから選択された少なくとも１つの多層半導体デバイスの複数の測定シミュレーションを、測定パラメータ設定の複数のセットを使用してシミュレーションし、それによって少なくとも１つの多層半導体デバイスのシミュレーションデータを生成するように動作する半導体デバイス測定シミュレータと、前記測定パラメータ設定の複数のセットから選択される、測定パラメータ設定の少なくとも１つの推奨セットを特定するように動作するシミュレーションデータアナライザと、測定パラメータ設定の複数の可能なセットを有するミスレジストレーション計測ツールであって、前記測定パラメータ設定の少なくとも１つの推奨セットを受信し、前記測定パラメータ設定の少なくとも１つの推奨セットを使用して、同一であることを意図した多層半導体デバイスのバッチから選択された少なくとも１つの多層半導体デバイスのミスレジストレーションを測定し、それによって少なくとも１つの多層半導体デバイスの測定データを生成するように動作するミスレジストレーション計測ツールを含む。
【0014】
本発明は、その図面と併せた以下の詳細な説明から、より完全に理解され評価されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】データ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定システムの簡略化した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
次に、データ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定システム（ＤＤＭＰＣＭＳ）１００の簡略化した概略図である図１を参照する。図１に示すように、ＤＤＭＰＣＭＳ１００は半導体デバイス測定シミュレータ（ＳＤＭＳ）１１０を含む。ＳＤＭＳ１１０は、同一であることを意図した多層半導体デバイスのバッチから選択された多層半導体デバイスの複数の測定を、複数の測定パラメータ設定を使用してシミュレーションし、それによって多層半導体デバイスのシミュレーションデータを生成するように動作する。
【0017】
本発明の好ましい実施形態では、ＳＤＭＳ１１０は、米国特許第８，２１４，７７１号または米国特許第９，９１０，９５３号に記載されたものなど、計測ターゲット設計（ＭＴＤ）シミュレータとして具現化されており、これらの開示を参照により本明細書に組み込む。
【0018】
好ましくは、ＳＤＭＳ１１０は、同一であることを意図した多層半導体デバイスのバッチから選択された少なくとも１つの多層半導体デバイスの複数のＭＴＤシミュレーションをシミュレーションし、多層半導体デバイスのシミュレーションデータを生成する。好ましくは、ＭＴＤシミュレーションは、イメージングミスレジストレーションツールまたはスキャッタロメトリミスレジストレーションツールのいずれかによって測定されるように設計されたミスレジストレーション測定のシミュレーションを含む。好ましくは、ＳＤＭＳ１１０は、測定パラメータ設定の異なるセットを使用して、少なくとも１つの多層半導体デバイスの各ミスレジストレーション測定をシミュレーションする。
【0019】
イメージングミスレジストレーションツールによって測定されるように設計されたミスレジストレーション測定を含むＭＴＤシミュレーションで使用されるパラメータは、特に、ミスレジストレーションが測定される軸、計測ターゲットの関心領域、ミスレジストレーション測定に使用される開口数、ミスレジストレーション測定に使用される光の偏光、ミスレジストレーション測定に使用される光の波長、ミスレジストレーション測定に使用される光の波長帯域幅、ミスレジストレーション測定に使用される光の強度、およびミスレジストレーション測定に使用される焦点深度を含み得る。スキャッタロメトリミスレジストレーションツールによって測定されるように設計されたミスレジストレーション測定を含むＭＴＤシミュレーションで使用されるパラメータは、特に、ミスレジストレーションが測定される軸、計測ターゲットの関心領域、ミスレジストレーション測定に使用されるアポダイザ、ミスレジストレーション測定に使用される光の偏光、ミスレジストレーション測定に使用される光の波長、ミスレジストレーション測定に使用される光の波長帯域幅、ミスレジストレーション測定に使用される光の強度、およびミスレジストレーション測定に使用される焦点深度を含み得る。
【0020】
本発明の代替実施形態では、ＳＤＭＳ１１０は、同一であることを意図した多層半導体デバイスのバッチから選択された少なくとも１つの多層半導体デバイスの複数のシミュレーション対測定（Ｓ２Ｍ）シミュレーションを行って、多層半導体デバイスのシミュレーションデータを生成する。好ましくは、Ｓ２Ｍシミュレーションの入力は、多層半導体デバイスの特性を含む。特性は、特に、屈折率および誘電率を含んでもよい。好ましくは、ＳＤＭＳ１１０は、測定パラメータ設定の異なるセットを使用して、少なくとも１つの多層半導体デバイスに対する各測定をシミュレーションし、各測定から予期されるシミュレーション信号データを生成する。予期されるシミュレーション信号データは、特に、コントラスト、感度、および瞳孔像を含み得る。
【0021】
ＤＤＭＰＣＭＳ１００は、好ましくは、半導体デバイス測定シミュレーションデータアナライザ（ＳＤＭＳＤＡ）１２０をさらに含み、ＳＤＭＳＤＡ１２０は、ＳＤＭＳ１１０によって生成された少なくとも１つの多層半導体デバイスのシミュレーションデータを分析し、ＳＤＭＳ１１０によって実行されたシミュレーションで使用された複数の測定パラメータ設定から選択される少なくとも１つの推奨測定パラメータ設定を特定する。
【0022】
本発明の好ましい実施形態では、ＳＤＭＳＤＡ１２０は、ＳＤＭＳ１１０によって生成されたシミュレーションデータの品質メトリクスを評価する。品質メトリクスは、特に、不正確さ、Ｑｍｅｒｉｔ、フォーカス感度、スループットおよびコントラスト精度を含み得る。各シミュレーションの品質メトリクスは互いに比較され、最も望ましい品質メトリクスを有するシミュレーションの測定パラメータ設定が、推奨測定パラメータ設定として特定される。
【0023】
ＤＤＭＰＣＭＳ１００は、好ましくは、複数の可能な測定パラメータ設定を有するミスレジストレーション計測ツール１３０をさらに含む。ミスレジストレーション計測ツール１３０は、ＳＤＭＳＤＡ１２０によって特定された少なくとも１つの推奨測定パラメータ設定を使用して、ＳＤＭＳ１１０によってシミュレーションされた多層半導体デバイスと同一であることを意図した多層半導体デバイスを測定する。本発明の好ましい実施形態では、ミスレジストレーション計測ツール１３０は、複数の推奨測定パラメータ設定のそれぞれで多層半導体デバイスを測定し、ミスレジストレーション計測ツール１３０によって実行された測定の最良の結果に基づいて最終測定パラメータ設定が選択される。
【0024】
ミスレジストレーション計測ツール１３０は、好ましくは、イメージングミスレジストレーション計測ツールまたはスキャッタロメトリミスレジストレーション計測ツールのいずれかとして具現化される。ミスレジストレーション計測ツール１３０として有用な典型的なイメージングミスレジストレーション計測ツールは、米国カリフォルニア州ミルピタスのケーエルエーコーポレイション（ＫＬＡ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から市販されているＡｒｃｈｅｒ（商標）６００である。ミスレジストレーション計測ツール１３０として有用な典型的なスキャッタロメトリミスレジストレーション計測ツールは、米国カリフォルニア州ミルピタスのケーエルエーコーポレイションから市販されているＡＴＬ（商標）１００である。
【0025】
ＳＤＭＳ１１０がＳ２Ｍ測定をシミュレーションする場合、ＳＤＭＳＤＡ１２０は、ＳＤＭＳ１１０によって生成された予期されるシミュレーション信号データを、ミスレジストレーション計測ツール１３０によって生成された実際の信号データと比較する。信号データは、特に、コントラスト、感度、および瞳孔像を含んでもよい。予期される信号データと実際の信号データとの間の差が所定の閾値を超える場合、ＳＤＭＳＤＡ１２０は、好ましくは、ミスレジストレーション計測ツール１３０によって使用される測定パラメータ設定のどれについて、また多層半導体デバイスのどの部分について、シミュレーション信号データと計測データとの間のミスマッチが発生したかを示し、さらに、ミスマッチの考えられる根本原因について示す。
【0026】
次に、ＤＤＭＰＣＭＳ１００によって有用なデータ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定方法２００を示す簡略化したフローチャートである図２を参照する。
【0027】
第１のステップ２０２に示すように、ＳＤＭＳ１１０は、同一であることを意図した多層半導体デバイスのバッチから選択された多層半導体デバイスの複数の測定を、複数の測定パラメータ設定を使用してシミュレーションし、それによって多層半導体デバイスのシミュレーションデータを生成する。
【0028】
好ましい使用例では、ＳＤＭＳ１１０は、同一であることを意図した多層半導体デバイスのバッチから選択された少なくとも１つの多層半導体デバイスの複数のＭＴＤシミュレーションを行い、少なくとも１つの多層半導体デバイスの各々のシミュレーションデータを生成する。好ましくは、ＭＴＤシミュレーションは、イメージングミスレジストレーションツールまたはスキャッタロメトリミスレジストレーションツールのいずれかによって測定されるように設計されたミスレジストレーション測定を含む。好ましくは、ＳＤＭＳ１１０は、少なくとも１つの多層半導体デバイスのそれぞれについて、測定パラメータ設定の異なるセットを使用して各ミスレジストレーション測定をシミュレーションする。
【0029】
イメージングミスレジストレーションツールによって測定されるように設計されたミスレジストレーション測定を含むＭＴＤシミュレーションで使用されるパラメータは、特に、ミスレジストレーションが測定される軸、計測ターゲットの関心領域、ミスレジストレーション測定に使用される開口数、ミスレジストレーション測定に使用される光の偏光、ミスレジストレーション測定に使用される光の波長、ミスレジストレーション測定に使用される光の波長帯域幅、ミスレジストレーション測定に使用される光の強度、およびミスレジストレーション測定に使用される焦点深度を含み得る。スキャッタロメトリミスレジストレーションツールによって測定されるように設計されたミスレジストレーション測定を含むＭＴＤシミュレーションで使用されるパラメータは、特に、ミスレジストレーションが測定される軸、計測ターゲットの関心領域、ミスレジストレーション測定に使用されるアポダイザ、ミスレジストレーション測定に使用される光の偏光、ミスレジストレーション測定に使用される光の波長、ミスレジストレーション測定に使用される光の波長帯域幅、ミスレジストレーション測定に使用される光の強度、およびミスレジストレーション測定に使用される焦点深度を含み得る。
【0030】
ステップ２０２に続いて、次のステップ２０４で、ＳＤＭＳＤＡ１２０は、ステップ２０２で生成されたシミュレーションデータを解析する。そして、次のステップ２０６で、ＳＤＭＳＤＡ１２０は、ステップ２０２で使用された複数の測定パラメータ設定から選択される、少なくとも１つの推奨測定パラメータ設定を特定する。
【0031】
ステップ２０４で、ＳＤＭＳＤＡ１２０は、ステップ２０２で生成されたシミュレーションデータの品質メトリクスを評価する。品質メトリクスは、特に、不正確さ、Ｑｍｅｒｉｔ、フォーカス感度、スループット、およびコントラスト精度を含み得る。各シミュレーションの品質メトリクスは互いに比較され、ステップ２０６で、最も望ましい品質メトリクスを有するシミュレーションの測定パラメータ設定の少なくとも１セットが、測定パラメータ設定の少なくとも１つの推奨セットとして特定される。
【0032】
次のステップ２０８で、ミスレジストレーション計測ツール１３０は、ステップ２０６で特定された測定パラメータ設定の少なくとも１つの推奨セットから選択された少なくとも１つの推奨測定パラメータ設定を使用して、ステップ２０２でシミュレーションされた多層半導体デバイスと同一であることを意図した多層半導体デバイスを測定する。次に、次のステップ２１０で、ステップ２０６で特定された測定パラメータ設定の少なくとも１つの推奨セットから選択された、推奨測定パラメータ設定の追加のセットを使用して、ステップ２０２でシミュレーションされた多層半導体デバイスと同一であることを意図した多層半導体デバイスを測定するか否かの決定が行われる。
【0033】
次のステップ２１２に示すように、ステップ２０２でシミュレーションされた多層半導体デバイスと同一であることを意図した多層半導体デバイスが、ステップ２０６で特定されたパラメータ設定の少なくとも１つの推奨セットから選択された推奨測定パラメータ設定の追加のセットを使用して測定されることになった場合、ミスレジストレーション計測ツール１３０は、ステップ２０６で特定された測定パラメータ設定の少なくとも１つの推奨のセットから選択された推奨測定パラメータの追加のセットを使用して、ステップ２０２でシミュレーションされた多層半導体デバイスと同一であることを意図した多層半導体デバイスを測定する。
【0034】
ステップ２１２に続いて、方法２００はステップ２１０に戻り、ステップ２０６で特定されたパラメータ設定の少なくとも１つの推奨セットから選択された推奨測定パラメータ設定の追加のセットを使用して、ステップ２０２でシミュレーションされた多層半導体デバイスと同一であることを意図した多層半導体デバイスを測定するか否かの決定が行われる。
【0035】
次のステップ２１４に示すように、ステップ２０２でシミュレーションされた多層半導体デバイスと同一であることを意図した多層半導体デバイスが、ステップ２０６で特定された測定パラメータ設定の少なくとも１つの推奨セットから選択された推奨測定パラメータ設定の追加のセットを使用して測定されない場合、測定パラメータ設定の最終推奨セットが特定される。本発明の好ましい実施形態では、推奨測定パラメータ設定の最終セットは、ステップ２０８および２１２で実行された測定の最良の結果に基づいて特定される。
【0036】
ＳＤＭＳ１１０がＳ２Ｍ測定をシミュレーションする場合、ステップ２１４の間、ＳＤＭＳＤＡ１２０は、ステップ２０２で生成された予期されるシミュレーション信号データを、ステップ２０８および２１２で生成された実際の信号データと比較する。信号データは、特に、コントラスト、感度、および瞳孔像を含み得る。予期される信号データと実際の信号データとの間の差が所定の閾値を超える場合、ステップ２１４でＳＤＭＳＤＡ１２０は、ミスレジストレーション計測ツール１３０によって使用される測定パラメータ設定のどのセットについて、また多層半導体デバイスのどの部分について、シミュレーション信号データと計測データとの間のミスマッチが発生するかを示し、さらにミスマッチの考えられる根本原因を示す。
【0037】
次のステップ２１６に示すように、ミスレジストレーション計測ツール１３０は、ステップ２１４で特定された測定パラメータ設定の最終推奨セットを使用して、ステップ２０２でシミュレーションされた多層半導体デバイスと同一であることを意図した少なくとも１つの追加の多層半導体デバイスを測定する。
【0038】
本発明が、本明細書で特に示し、説明したものに限定されないことは、当業者には理解されよう。本発明の範囲は、本明細書に記載された様々な特徴の組み合わせおよび副組み合わせの両方、並びにそれらの変更を含み、これらは全て従来技術にはないものである。
【図1】
【図2】
【手続補正書】
【提出日】2022-07-08
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
データ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定方法であって、同一であることを意図した多層半導体デバイスのバッチから選択された少なくとも１つの多層半導体デバイスの複数の測定シミュレーションを、測定パラメータ設定の複数のセットを使用してシミュレーションし、それによって前記少なくとも１つの多層半導体デバイスのシミュレーションデータを生成するステップと、
前記測定パラメータ設定の複数のセットから選択される、推奨測定パラメータ設定の少なくとも１つのセットを特定するステップと、
前記多層半導体デバイスのバッチから選択された多層半導体デバイスを提供するステップと、
測定パラメータ設定の複数の可能なセットを有するミスレジストレーション計測ツールに、前記測定パラメータ設定の少なくとも１つの推奨セットを提供するステップと、
同一であることを意図した多層半導体デバイスの前記バッチから選択された少なくとも１つの多層半導体デバイスを、前記測定パラメータ設定の少なくとも１つの推奨セットを使用して測定し、それによって前記少なくとも１つの多層半導体デバイスの測定データを生成するステップと、
その後、測定パラメータ設定の最終推奨セットを特定するステップと、
前記測定パラメータの最終推奨セットを使用して、前記同一であることを意図した多層半導体デバイスのバッチから選択された少なくとも１つの多層半導体デバイスのミスレジストレーションを測定するステップと、
を含む、データ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定方法。
【請求項2】
前記測定パラメータ設定の最終推奨セットは、前記少なくとも１つの多層半導体デバイスの前記測定データの最良の結果に基づいて特定される、請求項１に記載のデータ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定方法。
【請求項3】
前記複数の測定シミュレーションは計測ターゲット設計シミュレーションである、請求項１に記載のデータ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定方法。
【請求項4】
前記測定パラメータ設定の少なくとも１つの推奨セットは、不正確さ、
Ｑｍｅｒｉｔ、
フォーカス感度、
スループット、または
コントラスト精度
のうち少なくとも１つに基づいて特定される、請求項３に記載のデータ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定方法。
【請求項5】
前記測定パラメータ設定のセットは、ミスレジストレーションが測定される軸、
計測ターゲットの関心領域、
ミスレジストレーション測定に使用される開口数、
ミスレジストレーション測定に使用される光の偏光、
ミスレジストレーション測定に使用される光の波長、
ミスレジストレーション測定に使用される光の波長帯域幅、
ミスレジストレーション測定に使用される光の強度、
ミスレジストレーション測定に使用される焦点深度、または、
ミスレジストレーション測定に使用されるアポダイザ、
のうち少なくとも１つを含む、請求項１に記載のデータ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定方法。
【請求項6】
前記ミスレジストレーション計測ツールがイメージングミスレジストレーション計測ツールである、請求項１に記載のデータ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定方法。
【請求項7】
前記ミスレジストレーション計測ツールがスキャッタロメトリミスレジストレーション計測ツールである、請求項１に記載のデータ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定方法。
【請求項8】
さらに、シミュレーション信号データを生成するステップと、前記少なくとも１つの多層半導体デバイスについて、前記シミュレーション信号データと前記測定データとを比較するステップと、
を含む、請求項１に記載のデータ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定方法。
【請求項9】
前記シミュレーション信号データは、コントラスト、
感度、または、
瞳孔像、
のうち少なくとも１つを含む、請求項８に記載のデータ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定方法。
【請求項10】
さらに、前記測定パラメータ設定のセットのどれについて、また前記多層半導体デバイスのどの部分について、前記シミュレーション信号データと前記測定データとの間にミスマッチが生じたかを示すステップと、前記ミスマッチの、考えられる根本原因を示すステップと、
を含む、請求項８に記載のデータ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定方法。
【請求項11】
データ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定システムであって、同一であることを意図した多層半導体デバイスのバッチから選択された少なくとも１つの多層半導体デバイスの複数の測定シミュレーションを、測定パラメータ設定の複数のセットを使用してシミュレーションし、それによって前記少なくとも１つの多層半導体デバイスのシミュレーションデータを生成するように動作する半導体デバイス測定シミュレータと、
前記測定パラメータ設定の複数のセットから選択される、測定パラメータ設定の少なくとも１つの推奨セットを特定するように動作するシミュレーションデータアナライザと、
測定パラメータ設定の複数の可能なセットを有するミスレジストレーション計測ツールであって、前記測定パラメータ設定の少なくとも１つの推奨セットを受信し、前記測定パラメータ設定の少なくとも１つの推奨セットを使用して、前記同一であることを意図した多層半導体デバイスのバッチから選択された少なくとも１つの多層半導体デバイスのミスレジストレーションを測定し、それによって前記少なくとも１つの多層半導体デバイスの測定データを生成するように動作するミスレジストレーション計測ツールと、
を含むデータ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定システム。
【請求項12】
前記半導体デバイス測定シミュレータは計測ターゲット設計シミュレータである、請求項１１に記載のデータ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定システム。
【請求項13】
前記測定パラメータ設定の少なくとも１つの推奨セットは、不正確さ、
Ｑｍｅｒｉｔ、
フォーカス感度、
スループット、または、
コントラスト精度、
のうち少なくとも１つに基づいて特定される、請求項１２に記載のデータ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定システム。
【請求項14】
前記測定パラメータ設定のセットは、ミスレジストレーションが測定される軸、
計測ターゲットの関心領域、
ミスレジストレーション測定に使用される開口数、
ミスレジストレーション測定に使用される光の偏光、
ミスレジストレーション測定に使用される光の波長、
ミスレジストレーション測定に使用される光の波長帯域幅、
ミスレジストレーション測定に使用される光の強度、
ミスレジストレーション測定に使用される焦点深度、または、
ミスレジストレーション測定に使用されるアポダイザ、
のうち少なくとも１つを含む、請求項１１に記載のデータ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定システム。
【請求項15】
前記ミスレジストレーション計測ツールがイメージングミスレジストレーション計測ツールである、請求項１１に記載のデータ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定システム。
【請求項16】
前記ミスレジストレーション計測ツールがスキャッタロメトリミスレジストレーション計測ツールである、請求項１１に記載のデータ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定システム。
【請求項17】
前記シミュレーションデータアナライザがさらに、前記シミュレーションデータを前記測定データと比較するように動作する、請求項１１に記載のデータ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定システム。
【請求項18】
前記シミュレーション信号データは、コントラスト、
感度、または、
瞳孔像、
のうち少なくとも１つを含む、請求項１７に記載のデータ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定システム。
【請求項19】
前記シミュレーションデータアナライザがさらに、前記測定パラメータ設定のセットのどれについて、また前記多層半導体デバイスのどの部分について、前記シミュレーション信号データと前記測定データとの間にミスマッチが生じたかを示し、前記ミスマッチの、考えられる根本原因を示す、ように動作する
請求項１７に記載のデータ駆動型ミスレジストレーションパラメータ設定および測定システム。
【国際調査報告】