(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】2022-09-08
(54)【発明の名称】位置ずれの測定およびその改善のための関心領域の選択
(51)【国際特許分類】
H01L 21/66 20060101AFI20220901BHJP
【ＦＩ】
H01L21/66 J
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021576301
(86)(22)【出願日】2020-05-20
(85)【翻訳文提出日】2022-02-15
(86)【国際出願番号】 US2020033720
(87)【国際公開番号】W WO2020263461
(87)【国際公開日】2020-12-30
(31)【優先権主張番号】62/866,185
(32)【優先日】2019-06-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】PCT/US2019/047795
(32)【優先日】2019-08-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(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】ボルコヴィッチ ロイエ
(72)【発明者】
【氏名】ザベルチク モラン
【テーマコード（参考）】
4M106
【Ｆターム（参考）】
4M106AA01
4M106BA02
4M106BA04
4M106CA39
4M106DJ20
(57)【要約】
半導体デバイスの製造において、ウエハ上の少なくとも２つの層間の位置ずれを測定するための位置ずれ測定および関心領域選択システム（ＭＭＲＳＳ）であり、ＭＭＲＳＳは、少なくとも２つの位置ずれ計測ツールを含む位置ずれ計測ツールのセットと、ウエハ上の少なくとも１つの測定サイトの関心領域（ＲＯＩ）のセットに関連付けられ、少なくとも１つの第１の位置ずれ計測ツールによって少なくとも部分的に生成される、複数の位置ずれ測定データセットを分析するステップであって、データセットのそれぞれが品質メトリックのセットに関連付けられる、分析するステップ、推奨ＲＯＩを特定するステップ、および推奨ＲＯＩを位置ずれ計測ツールのセットのうちの少なくとも１つの第２の位置ずれ計測ツールに伝達するステップであって、第２の位置ずれ計測ツールが推奨ＲＯＩに関連付けられた位置ずれ計測データを生成するように動作する、伝達するステップ、を行うように動作する位置ずれ分析および関心領域選択エンジンと、を含む。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
半導体デバイスの製造においてウエハ上に形成された少なくとも２つの層間の位置ずれを測定するための位置ずれ測定および関心領域選択システム（ＭＭＲＳＳ）であって、少なくとも２つの位置ずれ計測ツールを含む位置ずれ計測ツールのセットと、
前記ウエハ上の少なくとも１つの測定サイトの関心領域（ＲＯＩ）のセットに関連付けられ、前記位置ずれ計測ツールのセットのうちの少なくとも１つの第１の位置ずれ計測ツールによって少なくとも部分的に生成される、複数の位置ずれ測定データセットを分析するステップであり、前記ＲＯＩのセットが少なくとも２つのＲＯＩを含み、前記ＲＯＩのセットに関連付けられた前記位置ずれ測定データセットのそれぞれが品質メトリックのセットに関連付けられる、分析するステップ、
前記ＲＯＩのセットから推奨関心領域（ＲＯＩ）を特定するステップ、および
前記推奨ＲＯＩを前記位置ずれ計測ツールのセットのうちの少なくとも１つの第２の位置ずれ計測ツールに伝達するステップであり、前記少なくとも１つの第２の位置ずれ計測ツールおよび前記少なくとも１つの第１の位置ずれ計測ツールが別個のツールであり、前記少なくとも１つの第２の位置ずれ計測ツールが前記推奨ＲＯＩに関連付けられた位置ずれ計測データを生成するように動作する、伝達するステップ、
を行うように動作する、位置ずれ分析および関心領域選択エンジン（ＭＡＲＳＥ）と、
を備えることを特徴とするＭＭＲＳＳ。
【請求項2】
請求項１に記載のＭＭＲＳＳであって、前記少なくとも２つの位置ずれ計測ツールが結像位置ずれ計測ツールであることを特徴とするＭＭＲＳＳ。
【請求項3】
請求項１に記載のＭＭＲＳＳであって、前記少なくとも２つの位置ずれ計測ツールが電子ビーム位置ずれ計測ツールであることを特徴とするＭＭＲＳＳ。
【請求項4】
請求項２または３に記載のＭＭＲＳＳであって、前記品質メトリックのセットが、精度フラグ、
装置要因誤差（ＴＩＳ）、
Ｑｍｅｒｉｔ、
焦点感度、
スループット、
精度、
ＲＯＩ配置に対する感度、および
コントラスト精度
のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とするＭＭＲＳＳ。
【請求項5】
請求項１に記載のＭＭＲＳＳであって、前記少なくとも２つの位置ずれ計測ツールがスキャトロメトリ位置ずれ計測ツールであることを特徴とするＭＭＲＳＳ。
【請求項6】
請求項５に記載のＭＭＲＳＳであって、前記品質メトリックのセットが、精度フラグ、
装置要因誤差（ＴＩＳ）、
Ｑｍｅｒｉｔ、
焦点感度、
スループット、
精度、
ＲＯＩ配置に対する感度、および
瞳３σ
のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とするＭＭＲＳＳ。
【請求項7】
請求項１から３のいずれか１項に記載のＭＭＲＳＳであって、前記推奨ＲＯＩが前記品質メトリックのセットに基づいて特定されることを特徴とするＭＭＲＳＳ。
【請求項8】
請求項１から３のいずれか１項に記載のＭＭＲＳＳであって、前記少なくとも１つの第１の位置ずれ計測ツールが前記位置ずれ計測ツールのセットのうちの単一の位置ずれ計測ツールを含むことを特徴とするＭＭＲＳＳ。
【請求項9】
請求項１から３のいずれか１項に記載のＭＭＲＳＳであって、前記少なくとも１つの第１の位置ずれ計測ツールが前記位置ずれ計測ツールのセットのうちの複数の位置ずれ計測ツールを含むことを特徴とするＭＭＲＳＳ。
【請求項10】
請求項１から３のいずれか１項に記載のＭＭＲＳＳであって、前記ＲＯＩのセットが１００個のＲＯＩを含むことを特徴とするＭＭＲＳＳ。
【請求項11】
請求項１から３のいずれか１項に記載のＭＭＲＳＳであって、前記ＲＯＩが前記少なくとも１つの第１の位置ずれ計測ツールによって別々に測定されることを特徴とするＭＭＲＳＳ。
【請求項12】
請求項１１に記載のＭＭＲＳＳであって、前記ＲＯＩのセットが前記少なくとも１つの第１の位置ずれ計測ツールによって複数回測定されることを特徴とするＭＭＲＳＳ。
【請求項13】
請求項１から３のいずれか１項に記載のＭＭＲＳＳであって、前記ＲＯＩのセット内の前記ＲＯＩが１回の測定で前記少なくとも１つの第１の位置ずれ計測ツールのそれぞれによって測定されることを特徴とするＭＭＲＳＳ。
【請求項14】
請求項１３に記載のＭＭＲＳＳであって、前記ＭＡＲＳＥが前記１回の測定によって生成されたデータから前記複数の位置ずれ測定データセットを特定するように動作することを特徴とするＭＭＲＳＳ。
【請求項15】
請求項１から３のいずれか１項に記載のＭＭＲＳＳであって、前記ＭＡＲＳＥが前記推奨ＲＯＩを前記少なくとも１つの第１の位置ずれ計測ツールに伝達するようにさらに動作することを特徴とするＭＭＲＳＳ。
【請求項16】
請求項１から３のいずれか１項に記載のＭＭＲＳＳであって、前記ＭＭＲＳＳが、自動レシピ最適化（ＡＲＯ）プロトコルのセット、
スタンドアロン最適化プロトコルのセット、および
自動レシピ訓練プロトコルのセット
のうちの少なくとも１つにおいて有用であるように動作することを特徴とするＭＭＲＳＳ。
【請求項17】
半導体デバイスの製造においてウエハ上に形成された少なくとも２つの層間の位置ずれを測定するための関心領域選択方法（ＲＳＭ）であって、位置ずれ計測ツールのセットのうちの少なくとも１つの第１の位置ずれ計測ツールを使用して前記ウエハ上の少なくとも１つの測定サイトの関心領域（ＲＯＩ）のセットに関連付けられた複数の位置ずれ測定データセットを生成するステップであり、前記ＲＯＩのセットが少なくとも２つのＲＯＩを含み、前記ＲＯＩのセットに関連付けられた前記位置ずれ測定データセットのそれぞれが品質メトリックのセットに関連付けられる、生成するステップと
前記ＲＯＩのセットから推奨関心領域（ＲＯＩ）を特定するステップと、
前記推奨ＲＯＩを前記位置ずれ計測ツールのセットのうちの少なくとも１つの第２の位置ずれ計測ツールに伝達するステップであり、前記少なくとも１つの第２の位置ずれ計測ツールおよび前記少なくとも１つの第１の位置ずれ計測ツールが別個のツールである、伝達するステップと、
前記少なくとも１つの第２の位置ずれ計測ツールを使用して、前記推奨ＲＯＩに関連付けられた位置ずれ計測データを生成するステップと、
を含むことを特徴とするＲＳＭ。
【請求項18】
請求項１７に記載のＲＳＭであって、前記少なくとも２つの位置ずれ計測ツールが結像位置ずれ計測ツールであることを特徴とするＲＳＭ。
【請求項19】
請求項１７に記載のＲＳＭであって、前記少なくとも２つの位置ずれ計測ツールが電子ビーム位置ずれ計測ツールであることを特徴とするＲＳＭ。
【請求項20】
請求項１８または１９に記載のＲＳＭであって、前記品質メトリックのセットが、精度フラグ、
装置要因誤差（ＴＩＳ）、
Ｑｍｅｒｉｔ、
焦点感度、
スループット、
精度、
ＲＯＩ配置に対する感度、および
コントラスト精度
のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とするＲＳＭ。
【請求項21】
請求項１７に記載のＲＳＭであって、前記少なくとも２つの位置ずれ計測ツールがスキャトロメトリ位置ずれ計測ツールであることを特徴とするＲＳＭ。
【請求項22】
請求項２１に記載のＲＳＭであって、前記品質メトリックのセットが、精度フラグ、
装置要因誤差（ＴＩＳ）、
Ｑｍｅｒｉｔ、
焦点感度、
スループット、
精度、
ＲＯＩ配置に対する感度、および
瞳３σ
のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とするＲＳＭ。
【請求項23】
請求項１７から１９のいずれか１項に記載のＲＳＭであって、前記推奨ＲＯＩが前記品質メトリックのセットに基づいて特定されることを特徴とするＲＳＭ。
【請求項24】
請求項１７から１９のいずれか１項に記載のＲＳＭであって、前記少なくとも１つの第１の位置ずれ計測ツールが前記位置ずれ計測ツールのセットのうちの単一の位置ずれ計測ツールを含むことを特徴とするＲＳＭ。
【請求項25】
請求項１７から１９のいずれか１項に記載のＲＳＭであって、前記少なくとも１つの第１の位置ずれ計測ツールが前記位置ずれ計測ツールのセットのうちの複数の位置ずれ計測ツールを含むことを特徴とするＲＳＭ。
【請求項26】
請求項１７から１９のいずれか１項に記載のＲＳＭであって、前記ＲＯＩのセットが１００個のＲＯＩを含むことを特徴とするＲＳＭ。
【請求項27】
請求項１７から１９のいずれか１項に記載のＲＳＭであって、前記ＲＯＩが前記少なくとも１つの第１の位置ずれ計測ツールによって別々に測定されることを特徴とするＲＳＭ。
【請求項28】
請求項２７に記載のＲＳＭであって、前記ＲＯＩのセットが前記少なくとも１つの第１の位置ずれ計測ツールによって複数回測定されることを特徴とするＲＳＭ。
【請求項29】
請求項１７から１９のいずれか１項に記載のＲＳＭであって、前記ＲＯＩのセット内の前記ＲＯＩが１回の測定で前記少なくとも１つの第１の位置ずれ計測ツールのそれぞれによって測定されることを特徴とするＲＳＭ。
【請求項30】
請求項２９に記載のＲＳＭであって、前記１回の測定によって生成されたデータから前記複数の位置ずれ測定データセットを特定することも含むことを特徴とするＲＳＭ。
【請求項31】
請求項１７から１９のいずれか１項に記載のＲＳＭであって、前記推奨ＲＯＩを前記少なくとも１つの第１の位置ずれ計測ツールに伝達することも含むことを特徴とするＲＳＭ。
【請求項32】
請求項１７から１９のいずれか１項に記載のＲＳＭであって、自動レシピ最適化（ＡＲＯ）プロトコルのセット、
スタンドアロン最適化プロトコルのセット、および
自動レシピ訓練プロトコルのセット
のうちの少なくとも１つの一部として使用されることを特徴とするＲＳＭ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、一般に半導体デバイスの製造における位置ずれの測定に関する。
【背景技術】
【0002】
２０１９年６月２５日に出願され、ＲＥＧＩＯＮ ＯＦ ＩＮＴＥＲＥＳＴ（ＲＯＩ）ＯＰＴＩＭＩＺＡＴＩＯＮ ＦＯＲ ＭＡＴＣＨＩＮＧと題された米国仮特許出願第６２／８６６１８５号、および２０１９年８月２３日に出願され、ＭＵＬＴＩＰＬＥ－ＴＯＯＬ ＰＡＲＡＭＥＴＥＲ ＳＥＴ ＣＯＮＦＩＧＵＲＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＭＩＳＲＥＧＩＳＴＲＡＴＩＯＮ ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴ ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤと題されたＰＣＴ出願ＰＣＴ／米国特許第２０１９／０４７７９５号が本願において参照され、これらの開示を本願に引用して援用し、これらの優先権を主張する。
【0003】
また、本出願の主題に関連する本出願人の以下の特許および特許出願、すなわち、ＯＶＥＲＬＡＹ ＭＥＴＲＯＬＯＧＹ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＭＥＴＨＯＤと題された米国特許第７８０４９９４号、ＣＯＭＰＯＵＮＤ ＩＭＡＧＩＮＧ ＭＥＴＲＯＬＯＧＹ ＴＡＲＧＥＴＳと題された米国特許第１０５２７９５１号、ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＤＥＴＥＣＴＩＮＧ ＯＶＥＲＬＡＹ ＥＲＲＯＲＳ ＵＳＩＮＧ ＳＣＡＴＴＥＲＯＭＥＴＲＹと題された欧州特許第１５７０２３２号、２０１９年４月１０日に出願され、ＭＯＩＲＥ ＴＡＲＧＥＴ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＵＳＩＮＧ ＴＨＥ ＳＡＭＥ ＩＮ ＭＥＡＳＵＲＩＮＧ ＭＩＳＲＥＧＩＳＴＲＡＴＩＯＮ ＯＦ ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ ＤＥＶＩＣＥＳと題されたＰＣＴ特許出願ＰＣＴ／米国特許第２０１９／０２６６８６号、２０１９年６月４日に出願され、ＭＩＳＲＥＧＩＳＴＲＡＴＩＯＮ ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴＳ ＵＳＩＮＧ ＣＯＭＢＩＮＥＤ ＯＰＴＩＣＡＬ ＡＮＤ ＥＬＥＣＴＲＯＮ ＢＥＡＭ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹと題されたＰＣＴ出願ＰＣＴ／米国特許第２０１９／０３５２８２号、２０１９年９月１６日に出願され、ＰＥＲＩＯＤＩＣ ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ ＤＥＶＩＣＥ ＭＩＳＲＥＧＩＳＴＲＡＴＩＯＮ ＭＥＴＲＯＬＯＧＹ ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤと題されたＰＣＴ特許出願ＰＣＴ／米国特許第２０１９／０５１２０９号、２０２０年１月２１日に出願され、ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＡＮＡＬＹＺＩＮＧ Ａ ＳＡＭＰＬＥ ＷＩＴＨ Ａ ＤＹＮＡＭＩＣ ＲＥＣＩＰＥ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＩＴＥＲＡＴＩＶＥ ＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＦＥＥＤＢＡＣＫと題された米国特許出願第１６／７４７７３４号が参照され、これらの開示を本願に引用して援用する。
【0004】
半導体デバイスの製造における位置ずれを測定するための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】
【0005】
【特許文献1】米国特許出願公開第２０１９／０１２２３５７号
【特許文献2】米国特許出願公開第２０１７／０３３６１９８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明は、半導体デバイスの製造における位置ずれを測定する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】
【0007】
したがって、本発明の好ましい実施形態によると、半導体デバイスの製造においてウエハ上に形成される少なくとも２つの層間の位置ずれを測定するための位置ずれ測定および関心領域選択システム（ＭＭＲＳＳ：ｍｉｓｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｅｒｅｓｔ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）が提供され、ＭＭＲＳＳは、少なくとも２つの位置ずれ計測ツールを含む位置ずれ計測ツールのセットと、ウエハ上の少なくとも１つの測定サイトの関心領域（ＲＯＩ）のセットに関連付けられ、位置ずれ計測ツールのセットのうちの少なくとも１つの第１の位置ずれ計測ツールによって少なくとも部分的に生成される、複数の位置ずれ測定データセットを分析するステップであって、ＲＯＩのセットが少なくとも２つのＲＯＩを含み、ＲＯＩのセットに関連付けられた位置ずれ測定データセットのそれぞれが品質メトリックのセットに関連付けられる、分析するステップ、ＲＯＩのセットから推奨関心領域（ＲＯＩ）を特定するステップ、および推奨ＲＯＩを位置ずれ計測ツールのセットのうちの少なくとも１つの第２の位置ずれ計測ツールに伝達するステップであって、少なくとも１つの第２の位置ずれ計測ツールおよび少なくとも１つの第１の位置ずれ計測ツールが別個のツールであり、第２の位置ずれ計測ツールが推奨ＲＯＩに関連付けられた位置ずれ計測データを生成するように動作する、伝達するステップ、を行うように動作する位置ずれ分析および関心領域選択エンジン（ＭＡＲＳＥ：ｍｉｓｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｅｒｅｓｔ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｅｎｇｉｎｅ）と、を含む。
【0008】
本発明の好ましい実施形態によると、少なくとも２つの位置ずれ計測ツールは、結像位置ずれ計測ツールである。あるいは、本発明の好ましい実施形態によると、少なくとも２つの位置ずれ計測ツールは、電子ビーム位置ずれ計測ツールである。好ましくは、品質メトリックのセットは、精度フラグ、装置要因誤差（ＴＩＳ）、Ｑｍｅｒｉｔ、焦点感度、スループット、精度、ＲＯＩ配置に対する感度、およびコントラスト精度のうちの少なくとも１つを含む。
【0009】
あるいは、本発明の好ましい実施形態によると、少なくとも２つの位置ずれ計測ツールは、スキャトロメトリ位置ずれ計測ツールである。好ましくは、品質メトリックのセットは、精度フラグ、装置要因誤差（ＴＩＳ）、Ｑｍｅｒｉｔ、焦点感度、スループット、精度、ＲＯＩ配置に対する感度、および瞳３σのうちの少なくとも１つを含む。
【0010】
好ましくは、推奨ＲＯＩは、品質メトリックのセットに基づいて特定される。
【0011】
本発明の好ましい実施形態によると、少なくとも１つの第１の位置ずれ計測ツールは、位置ずれ計測ツールのセットのうちの単一の位置ずれ計測ツールを含む。あるいは、本発明の好ましい実施形態によると、少なくとも１つの第１の位置ずれ計測ツールは、位置ずれ計測ツールのセットのうちの複数の位置ずれ計測ツールを含む。
【0012】
本発明の好ましい実施形態によると、ＲＯＩのセットは、１００個のＲＯＩを含む。本発明の好ましい実施形態によると、ＲＯＩは、少なくとも１つの第１の位置ずれ計測ツールによって別々に測定される。好ましくは、ＲＯＩのセットは、少なくとも１つの第１の位置ずれ計測ツールによって複数回測定される。あるいは、本発明の好ましい実施形態によると、ＲＯＩのセット内のＲＯＩは、少なくとも１つの第１の位置ずれ計測ツールのそれぞれによって１回の測定で測定される。好ましくは、ＭＡＲＳＥは、１回の測定によって生成されたデータから複数の位置ずれ測定データセットを特定するように動作する。
【0013】
好ましくは、ＭＡＲＳＥは、推奨ＲＯＩを少なくとも１つの第１の位置ずれ計測ツールに伝達するようにさらに動作する。好ましくは、ＭＭＲＳＳは、自動レシピ最適化（ＡＲＯ：ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｒｅｃｉｐｅ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ）プロトコルのセット、スタンドアロン最適化プロトコルのセット、および自動レシピ訓練プロトコルのセットのうちの少なくとも１つにおいて有用であるように動作する。
【0014】
本発明の別の好ましい実施形態によると、半導体デバイスの製造においてウエハ上に形成される少なくとも２つの層間の位置ずれを測定するための関心領域選択方法（ＲＳＭ：ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｅｒｅｓｔ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ）も提供され、ＲＳＭは、位置ずれ計測ツールのセットのうちの少なくとも１つの第１の位置ずれ計測ツールを使用してウエハ上の少なくとも１つの測定サイトの関心領域（ＲＯＩ）のセットに関連付けられた複数の位置ずれ測定データセットを生成するステップであって、ＲＯＩのセットが少なくとも２つのＲＯＩを含み、ＲＯＩのセットに関連付けられた位置ずれ測定データセットのそれぞれが品質メトリックのセットに関連付けられる、生成するステップと、ＲＯＩのセットから推奨ＲＯＩを特定するステップと、推奨ＲＯＩを位置ずれ計測ツールのセットのうちの少なくとも１つの第２の位置ずれ計測ツールに伝達するステップであって、少なくとも１つの第２の位置ずれ計測ツールおよび少なくとも１つの第１の位置ずれ計測ツールが別個のツールである、伝達するステップと、少なくとも１つの第２の位置ずれ計測ツールを使用して推奨ＲＯＩに関連付けられた位置ずれ計測データを生成するステップと、を含む。
【0015】
本発明は、図面と併せて以下の詳細な説明からより完全に理解され、認識されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1A】本発明の位置ずれ測定および関心領域選択システム（ＭＭＲＳＳ）の簡略化された概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
図１Ａ～図２Ｂを参照して以下で説明するシステムおよび方法は、半導体デバイスの層間の位置ずれを測定するために使用され、半導体デバイスの製造プロセスの一部を形成することを理解されたい。図１Ａ～図２Ｂを参照して以下で説明するシステムおよび方法によって測定される位置ずれは、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、製造される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る。
【0018】
ここで、本発明の位置ずれ測定および関心領域選択システム（ＭＭＲＳＳ）１００の簡略化された概略図である図１Ａを参照する。図１Ｂ～図１Ｉをさらに参照すると、これらの図のそれぞれは、図１Ａの拡大円Ｂに対応する拡大図であり、ＭＭＲＳＳ１００によって選択することができる複数の例示的な関心領域を有するウエハのそれぞれの実施形態の簡略化された上面図を示す。理解を容易にするために、図１Ａ～１Ｉは、縮尺通りには描かれていないことを理解されたい。本発明の好ましい実施形態では、図１Ｂ～図１Ｉに示す特徴の少なくともいくつかは、ウエハの別々の層上に形成されてもよく、典型的には形成され、図１Ｂ～図１Ｉに示す特徴の少なくともいくつかは、やはりウエハ上に形成された他の構造によって覆われてもよく、典型的には覆われていることをさらに理解されたい。
【0019】
ＭＭＲＳＳ１００は、好ましくは、１つ以上の測定サイトで半導体デバイスウエハの少なくとも２つの層間の位置ずれを測定する。ＭＭＲＳＳ１００が好ましくは各測定サイトにおいて推奨関心領域（ＲＯＩ）を選択することは、ＭＭＲＳＳ１００の特定の特徴である。推奨ＲＯＩは、測定サイト全体またはその特定の一部分を含むことができる。
【0020】
特に図１Ａに見られるように、ＭＭＲＳＳ１００は、２つ以上の位置ずれ計測ツール１０４を含む、位置ずれ計測ツールのセット１０２を含む。図１Ｂ～図１Ｉを参照して以下で説明するように、少なくとも１つの位置ずれ計測ツール１０４がＲＯＩのセット１０６に関連付けられた複数の位置ずれ測定データセットを生成する。
【0021】
位置ずれ測定データは、ウエハ１１２上に形成された少なくとも２つの層間の位置ずれを、好ましくは複数の測定サイト１０８で測定することによって、ＭＭＲＳＳ１００によって生成される。ウエハ１１２は、好ましくは、複数の半導体デバイスを含み、ウエハのバッチ１２０から選択される。
【0022】
本発明の一実施形態では、ウエハのバッチ１２０内のウエハ１１２のそれぞれは、同じ製造ステップを受け、ウエハのバッチ１２０内の他の全てのウエハ１１２上の対応する半導体デバイスと同一であるように意図された半導体デバイスを含む。
【0023】
本発明の別の実施形態では、ウエハのバッチ１２０内の少なくとも１つのウエハ１１２は、典型的には、ウエハのバッチ１２０内の他のウエハ１１２とは意図的に異なるパラメータを使用して製造される実験計画法（ＤＯＥ）ウエハとして、ウエハのバッチ１２０内の他のウエハ１１２とは意図的に異なって製造される。
【0024】
本発明の一実施形態では、位置ずれ計測ツールのセット１０２の様々な位置ずれ計測ツール１０４のそれぞれが、同じウエハ１１２上に形成された少なくとも２つの異なる層間の位置ずれを測定する。本発明の別の実施形態では、位置ずれ計測ツールのセット１０２の様々な位置ずれ計測ツール１０４のそれぞれが、ウエハのバッチ１２０から選択された２つの異なるウエハ１１２上に形成された少なくとも２つの異なる層間の位置ずれを測定する。
【0025】
位置ずれ計測ツールのセット１０２の位置ずれ計測ツール１０４は、任意の適切な位置ずれ計測ツールであってもよい。好ましくは、位置ずれ計測ツールのセット１０２内の全ての位置ずれ計測ツール１０４は、位置ずれ計測ツールの単一のカテゴリに属する。位置ずれ計測ツールのカテゴリの例には、とりわけ、スキャトロメトリ位置ずれ計測ツール、結像位置ずれ計測ツール、および電子ビーム位置ずれ計測ツールが含まれる。
【0026】
位置ずれ計測ツール１０４として有用な典型的なスキャトロメトリ位置ずれ計測ツールは、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ＡＴＬ（商標）１００である。位置ずれ計測ツール１０４として有用な典型的な結像位置ずれ計測ツールは、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Ａｒｃｈｅｒ（商標）７５０である。位置ずれ計測ツール１０４として有用な典型的な電子ビーム位置ずれ計測ツールは、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ｅＤＲ７３８０（商標）である。
【0027】
位置ずれ計測ツールのセット１０２の全ての位置ずれ計測ツール１０４は、好ましくは、位置ずれ計測ツールの単一のカテゴリに属するが、位置ずれ計測ツールのセット１０２の位置ずれ計測ツール１０４のそれぞれは、同じモデルの位置ずれ計測ツールである必要はないことに留意されたい。
【0028】
例えば、位置ずれ計測ツール１０４が結像位置ずれ計測ツールカテゴリに属する実施形態では、１つの位置ずれ計測ツール１０４は、Ａｒｃｈｅｒ（商標）７５０であってもよく、別の位置ずれ計測ツール１０４は、Ａｒｃｈｅｒ（商標）６００または任意の他の適切な結像位置ずれ計測ツールであってもよい。
【0029】
同様に、位置ずれ計測ツール１０４がスキャトロメトリ位置ずれ計測ツールカテゴリに属する実施形態では、１つの位置ずれ計測ツール１０４は、ＡＴＬ（商標）１００であってもよく、別の位置ずれ計測ツール１０４は、ＡＴＬ（商標）１５０または任意の他の適切なスキャトロメトリ位置ずれ計測ツールであってもよい。
【0030】
同様に、位置ずれ計測ツール１０４が電子ビーム位置ずれ計測ツールカテゴリに属する実施形態では、１つの位置ずれ計測ツール１０４は、ｅＤＲ７３８０（商標）であってもよく、別の位置ずれ計測ツール１０４は、ｅＤＲ７２８０（商標）または任意の他の適切な電子ビーム位置ずれ計測ツールであってもよい。
【0031】
位置ずれ計測ツールのセット１０２は、３つ以上の位置ずれ計測ツール１０４を含んでもよいことを理解されたい。好ましくは、位置ずれ計測ツールのセット１０２内の全ての位置ずれ計測ツール１０４は、同じカテゴリに属し、例えば、全てスキャトロメトリ位置ずれ計測ツール、全て結像位置ずれ計測ツール、または全て電子ビーム位置ずれ計測ツールである。
【0032】
特に図１Ｂ～１Ｉに見られるように、ウエハ１１２は、好ましくは、複数の測定サイト１０８を含む。複数の測定サイト１０８のそれぞれは、任意の適切なサイズまたは形状であってもよい。しかしながら、本発明において有用な測定サイト１０８は、典型的には０．１μｍ２～１０００μｍ２、より典型的には１μｍ２～１００μｍ２である。同様に、測定サイト１０８は、スクライブ線またはダイ内などの、ウエハ１１２上の任意の適切な位置に位置することができる。本発明の好ましい実施形態では、各測定サイト１０８は、位置ずれ計測ツール１０４によるウエハ１１２上の関心層間の位置ずれ測定用に特に設計されている。
【0033】
例えば、位置ずれ計測ツール１０４が結像位置ずれ計測ツールである場合、測定サイト１０８のそれぞれは、好ましくは、結像位置ずれ計測ツールによる測定時にウエハ１１２上に形成された少なくとも２つの層間の位置ずれの指標を提供する結像ターゲットを共に形成する特徴の組合せを含む。このようなターゲットは、とりわけ、２０１９年４月１０日に出願され、ＭＯＩＲＥ ＴＡＲＧＥＴ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＵＳＩＮＧ ＴＨＥ ＳＡＭＥ ＩＮ ＭＥＡＳＵＲＩＮＧ ＭＩＳＲＥＧＩＳＴＲＡＴＩＯＮ ＯＦ ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ ＤＥＶＩＣＥＳと題されたＰＣＴ特許出願ＰＣＴ／米国特許第２０１９／０２６６８６号に記載されているターゲットと同様の図１Ｂに示すターゲットなどのモアレターゲット、ＣＯＭＰＯＵＮＤ ＩＭＡＧＩＮＧ ＭＥＴＲＯＬＯＧＹ ＴＡＲＧＥＴＳと題された米国特許第１０５２７９５１号に記載されているターゲットと同様の、図１Ｃに示すターゲットなどの改良型結像計測（ＡＩＭ）ターゲット、ＯＶＥＲＬＡＹ ＭＥＴＲＯＬＯＧＹ ＡＮＤ ＣＯＮＴＲＯＬ ＭＥＴＨＯＤと題された米国特許第７８０４９９４号に記載されているターゲットと同様の、図１Ｄに示すターゲットなどのボックスインボックスターゲット、ＣＯＭＰＯＵＮＤ ＩＭＡＧＩＮＧ ＭＥＴＲＯＬＯＧＹ ＴＡＲＧＥＴＳと題された米国特許第１０５２７９５１号に記載されているターゲットと同様の、図１Ｅに示すターゲットなどのＡＩＭデバイス内（ＡＩＭｉｄ）ターゲット、または、オーシュニット（Ｃ．Ｐ．Ａｕｓｓｃｈｎｉｔｔ），モーニングスター（Ｊ．Ｍｏｒｎｉｎｇｓｔａｒ），ムース（Ｗ．Ｍｕｔｈ），シュナイダー（Ｊ．Ｓｃｈｎｅｉｄｅｒ），ヤードン（Ｒ．Ｊ．Ｙｅｒｄｏｎ），ビンズ（Ｌ．Ａ．Ｂｉｎｎｓ），スミス（Ｎ．Ｐ．Ｓｍｉｔｈ），「Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ ｏｖｅｒｌａｙ ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ」，Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ ６１５２，Ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ，Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ，ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ ＸＸ，６１５２１０（２００６年３月２４日）に記載されているターゲットと同様の、図１Ｆに示すターゲットなどのマイクロブロッサムターゲットとして具現化することができる。
【0034】
同様に、位置ずれ計測ツール１０４がスキャトロメトリ位置ずれ計測ツールである場合、測定サイト１０８のそれぞれは、好ましくは、スキャトロメトリ位置ずれ計測ツールによる測定時にウエハ１１２上に形成された少なくとも２つの層間の位置ずれの指標を提供するスキャトロメトリターゲットを共に形成する特徴の組合せを含む。このようなターゲットは、とりわけ、ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＤＥＴＥＣＴＩＮＧ ＯＶＥＲＬＡＹ ＥＲＲＯＲＳ ＵＳＩＮＧ ＳＣＡＴＴＥＲＯＭＥＴＲＹと題された欧州特許第１５７０２３２号に記載されているターゲットと同様の、図１Ｇに示されているようなターゲットとして具現化することができる。
【0035】
同様に、位置ずれ計測ツール１０４が電子ビーム位置ずれ計測ツールである場合、測定サイト１０８のそれぞれは、好ましくは、電子ビーム位置ずれ計測ツールによる結像時にウエハ１１２上に形成された少なくとも２つの層間の位置ずれの指標を提供する電子ビームターゲットを共に形成する特徴の組合せを含む。このようなターゲットは、とりわけ、２０１９年６月４日に出願され、ＭＩＳＲＥＧＩＳＴＲＡＴＩＯＮ ＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴＳ ＵＳＩＮＧ ＣＯＭＢＩＮＥＤ ＯＰＴＩＣＡＬ ＡＮＤ ＥＬＥＣＴＲＯＮ ＢＥＡＭ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹと題されたＰＣＴ出願ＰＣＴ／米国特許第２０１９／０３５２８２号に記載されているターゲットと同様の、図１Ｈに示されているようなターゲットとして具現化することができる。
【0036】
本発明の別の実施形態では、各測定サイト１０８は、好ましくは、完全なまたは部分的な半導体デバイスを含み、その位置ずれが位置ずれ計測ツール１０４によって直接測定される。ほんの一例として、位置ずれ計測ツール１０４は、２０１９年９月１６日に出願された、ＰＥＲＩＯＤＩＣ ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ ＤＥＶＩＣＥ ＭＩＳＲＥＧＩＳＴＲＡＴＩＯＮ ＭＥＴＲＯＬＯＧＹ ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤと題されたＰＣＴ特許出願ＰＣＴ／米国特許第２０１９／０５１２０９号に記載されているものと同様の、図１Ｉに示されているような半導体デバイスを直接測定することができる。
【0037】
本発明の全ての実施形態において、位置ずれは、特徴の適切な組合せが選択される限り、ウエハ１１２上に形成された任意の数の層間で測定することができることを理解されたい。測定サイト１０８に含まれる特徴は、測定サイト１０８の全てまたはその任意の部分に存在してもよいことをさらに理解されたい。
【0038】
本発明の全ての実施形態において、図１Ｂ～図１Ｉに見られるように、測定サイト１０８は、ＲＯＩのセット１０６を含む。ＲＯＩのセット１０６は、少なくとも１つのＲＯＩ１２２を含み、より好ましくは、複数のＲＯＩ１２２、１２４、１２６、および１２８を含む。簡単にするために、本発明は、図１Ｂ～図１Ｉに示される４つのＲＯＩ１２２、１２４、１２６、および１２８に関して説明されるが、ＲＯＩのセット１０６は、好ましくは、２～１００個のＲＯＩを含み、ＲＯＩ１２２、１２４、１２６、および１２８が以下で参照される場合はいつでも、その意図は、ＲＯＩのセット１０６に含まれる各ＲＯＩを参照することであることを理解されたい。
【0039】
各ＲＯＩ１２２、１２４、１２６、および１２８は、ＭＭＲＳＳ１００を用いて測定サイト１０８を測定または分析するときに考慮される測定サイト１０８の領域である。理解を容易にするために、図１Ｂ～図１Ｉでは、ＲＯＩ１２２、１２４、１２６、および１２８のそれぞれの境界を示すために実線が使用されているが、ＲＯＩ１２２、１２４、１２６、および１２８は、典型的には、そのような物理的表示を含まないことを理解されたい。
【0040】
任意のＲＯＩ１２２、１２４、１２６、または１２８の面積は、測定サイト１０８に含まれる特徴の面積より小さくても、大きくても、同じサイズであってもよいことを理解されたい。同様に、各ＲＯＩ１２２、１２４、１２６、および１２８は、測定サイト１０８の中心または測定サイト１０８の縁部の近くなどの、測定サイト１０８内の任意の適切な位置に位置することができる。
【0041】
さらに、各ＲＯＩ１２２、１２４、１２６、および１２８は、特に図１Ｂ、１Ｈおよび１Ｉに見られるように隣接していてもよく、または特に図１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆおよび１Ｇに見られるように隣接していなくてもよい。各ＲＯＩ１２２、１２４、１２６、および１２８が隣接しているかまたは隣接していないかにかかわらず、各ＲＯＩ１２２、１２４、１２６、および１２８は、それ自体に関して、測定サイト１０８に関して、または測定サイト１０８内の特徴に関して対称または非対称であってもよい。
【0042】
本発明の一実施形態では、ＲＯＩのセット１０６内のＲＯＩ１２２、１２４、１２６、および１２８のそれぞれは、単一の位置ずれ計測ツール１０４によって別々に測定される。本発明の別の実施形態では、ＲＯＩのセット１０６内のＲＯＩ１２２、１２４、１２６、および１２８のそれぞれは、位置ずれ計測ツールのセット１０２のうちの異なる位置ずれ計測ツール１０４によって別々に測定される。本発明のさらに別の実施形態では、１つ以上の位置ずれ計測ツール１０４が、各測定において測定サイト１０８の全体を測定し、測定サイト１０８の測定に続いて、個々のＲＯＩ１２２、１２４、１２６、および１２８が分析のために選択される。
【0043】
少なくとも１つの位置ずれ計測ツール１０４によってＲＯＩのセット１０６を測定すると、ＲＯＩのセット１０６内の各ＲＯＩ１２２、１２４、１２６、および１２８について位置ずれ測定データセットが生成される。したがって、ＲＯＩのセット１０６が、１つ以上の位置ずれ計測ツール１０４によって生成された複数の位置ずれ測定データセットに関連付けられる。
【0044】
図１Ａに見られるように、ＭＭＲＳＳ１００は、位置ずれ分析およびＲＯＩ選択エンジン（ＭＡＲＳＥ）１３２をさらに含む。好ましくは、１つ以上の位置ずれ計測ツール１０４が測定サイト１０８の全体を測定する本発明の実施形態では、測定サイト１０８の測定に続いて、ＭＡＲＳＥ１３２による分析のために個々のＲＯＩ１２２、１２４、１２６、および１２８が選択される。
【0045】
本発明の好ましい実施形態では、ＭＡＲＳＥ１３２は、複数の位置ずれ計測ツール１０４によって生成された位置ずれ測定データセットに関連付けられた品質メトリックのセットを評価する。品質メトリックのセットは、とりわけ、精度フラグ、装置要因誤差（ＴＩＳ）、Ｑｍｅｒｉｔ、焦点感度、スループット、精度、およびＲＯＩ配置に対する感度を含むことができる。ＲＯＩ配置品質メトリックに対する感度は、ＲＯＩのセット１０６のＲＯＩ１２２、１２４、１２６、および１２８のうちの異なるＲＯＩに対して、位置ずれ測定データおよび位置ずれの品質メトリックがどのように変化するかの指標を提供する。
【0046】
位置ずれ計測ツール１０４が結像位置ずれ計測ツールまたは電子ビーム位置ずれ計測ツールとして具現化される場合、品質メトリックのセットは、例えば、コントラスト精度も含むことができる。位置ずれ計測ツール１０４がスキャトロメトリ位置ずれ計測ツールとして具現化される場合、品質メトリックのセットは、例えば、瞳３σおよび任意の追加の適切な瞳データ品質メトリックも含むことができる。各位置ずれ測定データセットの品質メトリックは、互いに比較され、特に望ましい品質メトリックのセットに関連付けられた位置ずれ測定データセットに関連付けられたＲＯＩ１２２、１２４、１２６、または１２８のいずれかが、ＭＡＲＳＥ１３２によって推奨ＲＯＩとして特定される。
【0047】
好ましくは、ＭＡＲＳＥ１３２は、推奨ＲＯＩを選択するためにＭＡＲＳＥ１３２によって使用された位置ずれ測定データを生成した位置ずれ計測ツール１０４に推奨ＲＯＩを伝達する。好ましくは、ＭＡＲＳＥ１３２はさらに、推奨ＲＯＩを選択するためにＭＡＲＳＥ１３２によって使用された位置ずれ測定データを生成した位置ずれ計測ツールのセット１０２のうちの少なくとも１つの追加の位置ずれ計測ツール１０４に推奨ＲＯＩを伝達する。
【0048】
ここで、図２Ａ～図２Ｂを参照し、これらの図は共に、ＭＭＲＳＳ１００で使用するためのＲＯＩ選択方法（ＲＳＭ）２００を示す簡略化された流れ図である。第１のステップ２１０に見られるように、ウエハ１１２上の測定サイト１０８における少なくとも１つのＲＯＩ１２２、１２４、１２６、または１２８が位置ずれ計測ツール１０４によって測定され、それによって、少なくとも１つのＲＯＩ１２２、１２４、１２６、または１２８に関連付けられた位置ずれ測定データが生成される。本発明の一部の実施形態では、ステップ２１０は、測定サイト１０８のそれぞれに対して複数回、少なくとも１回実行され、それによって、複数の測定サイト１０８における少なくとも１つのＲＯＩ１２２、１２４、１２６、または１２８に関連付けられた位置ずれ測定データを生成する。
【0049】
ステップ２１０の一実施形態では、ステップ２１２に見られるように、位置ずれ計測ツール１０４は、測定サイト１０８の全体を測定し、これに関連付けられた位置ずれ計測データを生成する。好ましくは、そのような実施形態では、ＲＯＩのセット１０６内のＲＯＩ１２２、１２４、１２６、および１２８は、位置ずれ計測ツール１０４によって１回の測定で測定される。その後、ＭＡＲＳＥ１３２は、ステップ２１２で測定された測定サイト１０８内に含まれるＲＯＩのセット１０６に含まれる各ＲＯＩ１２２、１２４、１２６、および１２８に関連付けられた位置ずれ計測データを生成する。したがって、ＲＯＩのセット１０６に関連付けられた測定サイト１０８について複数の位置ずれ測定データセットが生成される。ステップ２１２は、好ましくは、測定サイト１０８の全体を１回測定することを含むが、ステップ２１２は、測定サイト１０８の全体を複数回測定することを含んでもよい。有利には、ステップ２１２は、１回の測定でＲＯＩのセット１０６に関連付けられた複数の位置ずれ測定データセットを生成する。
【0050】
ステップ２１０の代替の実施形態では、ステップ２１４に見られるように、位置ずれ計測ツール１０４は、測定サイト１０８の様々なセクションの位置ずれを測定する。好ましくは、ステップ２１４で測定されたセクションのそれぞれは、ＲＯＩ１２２、１２４、１２６、および１２８のうちの１つ以上を含む。その後、ＭＡＲＳＥ１３２は、ステップ２１４で測定されたセクションに含まれる各ＲＯＩ１２２、１２４、１２６、および１２８に関連付けられた位置ずれ計測データを生成する。したがって、ＲＯＩのセット１０６に関連付けられた複数の位置ずれ測定データセットが生成される。有利には、ステップ２１４は、ＲＯＩのセット１０６内のＲＯＩの数よりも少ない測定値で、ＲＯＩのセット１０６に関連付けられた複数の位置ずれ測定データセットを生成する。
【0051】
ステップ２１６に見られるように、ステップ２１０のさらに別の代替の実施形態では、位置ずれ計測ツール１０４は、ＲＯＩのセット１０６内の各ＲＯＩ１２２、１２４、１２６、および１２８の位置ずれを別々に測定する。本発明の一実施形態では、各ＲＯＩ１２２、１２４、１２６、および１２８について、ステップ２１６が複数回繰り返され、それによって、ＲＯＩ配置に対する位置ずれ測定データの感度を示す品質メトリックを含む位置ずれ測定データセットが生成される。ＲＯＩ配置に対する位置ずれ測定データの感度を示す品質メトリックは、ＲＯＩ１２２、１２４、１２６、および１２８のそれぞれに関連付けられた位置ずれ測定データの精度に関する情報を提供する。したがって、ＲＯＩのセット１０６に関連付けられた複数の位置ずれ測定データセットが生成される。有利には、ステップ２１６は、ＲＯＩのセット１０６に関連付けられた概して再現性の高い複数の位置ずれ測定データセットを生成する。
【0052】
ステップ２１８に見られるように、ＲＯＩのセット１０６の少なくとも１つのＲＯＩに関連付けられた位置ずれ測定データを生成するために、位置ずれ計測ツールのセット１０２の追加の位置ずれ計測ツール１０４を使用するか否かの判定が行われる。追加の位置ずれ計測ツール１０４が使用される場合、ＲＳＭ２００はステップ２１０に戻り、位置ずれ計測ツールのセット１０２の追加の位置ずれ計測ツール１０４は、ＲＯＩのセット１０６の少なくとも１つのＲＯＩに関連付けられた位置ずれ測定データを生成する。典型的には、複数の位置ずれ計測ツール１０４がステップ２１０で使用される場合、ＭＭＲＳＳ１００によって特によく適したＲＯＩを特定することができる。追加の位置ずれ計測ツール１０４が使用されない場合、ＲＳＭ２００は、次のステップ２２０に進む。ＲＳＭ２００の実行時間は、ステップ２１０が実行される位置ずれ計測ツール１０４の数の関数であるため、追加の位置ずれ計測ツール１０４を用いてステップ２１０を繰り返す回数は、典型的にはオペレータによって決定されることを理解されたい。
【0053】
ステップ２２０において、ＭＡＲＳＥ１３２は、ステップ２１０において少なくとも１つの位置ずれ計測ツール１０４によって生成されたＲＯＩのセット１０６に関連付けられた複数の位置ずれ測定データセットを分析する。ステップ２２０の一部として、ＭＡＲＳＥ１３２は、ステップ２１０で生成された位置ずれ測定データセットに関連付けられた品質メトリックのセットを評価する。品質メトリックのセットは、とりわけ、精度フラグ、ＴＩＳ、Ｑｍｅｒｉｔ、焦点感度、スループット、精度、およびＲＯＩ配置に対する感度を含むことができる。ＲＯＩ配置品質メトリックに対する感度は、ＲＯＩのセット１０６のＲＯＩ１２２、１２４、１２６、および１２８のうちの異なるＲＯＩに対して、位置ずれ測定データおよび位置ずれの品質メトリックがどのように変化するかの指標を提供する。
【0054】
位置ずれ計測ツール１０４が結像または電子ビーム位置ずれ計測ツールとして具現化される場合、品質メトリックのセットは、例えば、コントラスト精度を含むこともできる。位置ずれ計測ツール１０４がスキャトロメトリ位置ずれ計測ツールとして具現化される場合、品質メトリックのセットは、例えば、瞳３σおよび任意の追加の適切な瞳データ品質メトリックも含むことができる。
【0055】
次のステップ２３０において、ＭＡＲＳＥ１３２は、少なくとも１つのＲＯＩ１２２、１２４、１２６、または１２８が、所定の許容範囲内の品質メトリックを有する位置ずれデータセットに関連付けられているかどうかを判定する。ＲＯＩ１２２、１２４、１２６、または１２８のいずれも、所定の許容範囲内の品質メトリックを有する位置ずれデータセットに関連付けられていない場合、ＲＳＭ２００は、次のステップ２３２で終了し、推奨ＲＯＩが見つからなかったことを示す出力を提供する。
【0056】
少なくとも１つのＲＯＩ１２２、１２４、１２６、または１２８が所定の許容範囲内の品質メトリックを有する位置ずれデータセットに関連付けられている場合、ＲＳＭ２００は、ステップ２４０に進み、ＭＡＲＳＥ１３２は、１つ以上の推奨ＲＯＩを特定する。ステップ２４０の一部として、各位置ずれ測定データセットの、ステップ２２０からの品質メトリックが互いに比較され、品質メトリックの最も望ましいセットに関連付けられた位置ずれデータセットに関連付けられた少なくとも１つのＲＯＩ１２２、１２４、１２６、または１２８が、少なくとも１つの推奨ＲＯＩとして特定される。好ましくは、ステップ２１６を含む本発明の実施形態では、ステップ２４０において、ＭＡＲＳＥ１３２は、特にＲＯＩ配置品質メトリックに対する感度を考慮する。
【0057】
好ましくは、次のステップ２５０において、ＭＡＲＳＥ１３２は、ステップ２４０で特定された少なくとも１つの推奨ＲＯＩを、ステップ２１０において位置ずれ測定データを生成した位置ずれ計測ツール１０４に伝達する。また、ステップ２５０において、ＭＡＲＳＥ１３２は、好ましくは、少なくとも１つの推奨ＲＯＩを、ステップ２１０においてＲＯＩのセット１０６に関連付けられた位置ずれ測定データセットを生成した位置ずれ計測ツール１０４以外の、位置ずれ計測ツールのセット１０２の少なくとも１つの追加の位置ずれ計測ツール１０４に伝達する。
【0058】
次のステップ２６０では、ステップ２１０で使用された位置ずれ計測ツール１０４以外の、位置ずれ計測ツールのセット１０２の位置ずれ計測ツール１０４が、ステップ２４０で特定された１つ以上の推奨ＲＯＩから選択された少なくとも１つの推奨ＲＯＩを使用して、ウエハ１１２の少なくとも２つの層間の位置ずれを測定する。ステップ２６０で測定されたウエハ１１２は、ステップ２１０で測定されたウエハ１１２と同じウエハ１１２であってもよく、またはウエハのバッチ１２０から選択された異なるウエハ１１２であってもよいことを理解されたい。
【0059】
本発明の一部の実施形態では、ＭＭＲＳＳ１００およびＲＳＭ２００は、２０２０年１月２１日に出願され、ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＡＮＡＬＹＺＩＮＧ Ａ ＳＡＭＰＬＥ ＷＩＴＨ Ａ ＤＹＮＡＭＩＣ ＲＥＣＩＰＥ ＢＡＳＥＤ ＯＮ ＩＴＥＲＡＴＩＶＥ ＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＡＴＩＯＮ ＡＮＤ ＦＥＥＤＢＡＣＫと題された米国特許出願第１６／７４７７３４号に記載されているプロトコルと同様に、自動レシピ最適化（ＡＲＯ）プロトコルのセット、スタンドアロン最適化プロトコルのセット、または自動レシピトレーニングプロトコルのセットに含まれてもよい。
【0060】
当業者であれば、本発明は、本明細書に特に示され説明されたものに限定されないことを理解されるであろう。本発明の範囲は、上述した様々な特徴の組合せおよび部分的組合せの両方、ならびそれらの変形を含み、これらは全て先行技術にはない。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図1F】
【図1G】
【図1H】
【図1I】
【図2A】
【図2B】
【国際調査報告】