知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(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】2024-01-30
(54)【発明の名称】前処理基板サンプルと後処理基板サンプルとの突合せ
(51)【国際特許分類】
H01L 21/02 20060101AFI20240123BHJP
H01L 21/3065 20060101ALI20240123BHJP
H01L 21/66 20060101ALI20240123BHJP
【ＦＩ】
H01L21/02 Z
H01L21/302 101G
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 2023543285
(86)(22)【出願日】2022-01-19
(85)【翻訳文提出日】2023-09-13
(86)【国際出願番号】 US2022012979
(87)【国際公開番号】W WO2022164697
(87)【国際公開日】2022-08-04
(31)【優先権主張番号】63/199,800
(32)【優先日】2021-01-26
(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】592010081
【氏名又は名称】ラム リサーチ コーポレーション
【氏名又は名称原語表記】ＬＡＭ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
(74)【代理人】
【識別番号】110000028
【氏名又は名称】弁理士法人明成国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ルー・ユー
(72)【発明者】
【氏名】ジン・ヤンシャ
(72)【発明者】
【氏名】タン・ショウキ
(72)【発明者】
【氏名】テティカー・メフメト・デルヤ
【テーマコード（参考）】
4M106
5F004
【Ｆターム（参考）】
4M106AA01
4M106BA02
4M106CA39
4M106DH24
4M106DH25
4M106DH33
4M106DJ20
4M106DJ27
4M106DJ38
5F004AA05
5F004EA37
(57)【要約】
本明細書の様々な実施形態は、前処理基板サンプルと後処理基板サンプルとを突き合わせるためのシステム、方法、および媒体に関する。いくつかの実施形態では、前処理基板サンプルと後処理基板サンプルとを突き合わせるためのコンピュータプログラム製品が提供され、コンピュータプログラム製品は、前処理後の基板を特徴付ける寸法の第１のセットに関連付けられる複数のサンプルと、後処理後の基板を特徴付ける寸法の第２のセットに関連付けられる複数のサンプルとを受け取るためのコンピュータ実行可能命令と、突き合わされるべきである、前処理後の寸法のうちの１つと、後処理後の寸法のうちの１つと、の識別を受け取るためのコンピュータ実行可能命令と、識別された前処理後の寸法についてのサンプルの第１の確率分布と、識別された後処理後の寸法についてのサンプルの第２の確率分布と、を生成するためのコンピュータ実行可能命令と、第１の確率分布および第２の確率分布に基づいて、識別された前処理後の寸法のサンプルを、識別された後処理後の寸法のサンプルと突き合わせるためのコンピュータ実行可能命令と、がその上に設けられる非一時的コンピュータ可読を備える。
【選択図】図２
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
非一時的コンピュータ可読媒体を備える、前処理基板サンプルと後処理基板サンプルとを突き合わせるためのコンピュータプログラム製品であって、前記非一時的コンピュータ可読媒体上で、前処理後の基板を特徴付ける寸法の第１のセットに関連付けられる複数のサンプルと、後処理後の基板を特徴付ける寸法の第２のセットに関連付けられる複数のサンプルとを受け取るためのコンピュータ実行可能命令と、
突き合わされるべきである、前処理後の寸法のうちの１つと、後処理後の寸法のうちの１つと、の識別を受け取るためのコンピュータ実行可能命令と、
識別された前処理後の寸法についてのサンプルの第１の確率分布と、識別された後処理後の寸法についてのサンプルの第２の確率分布と、を生成するためのコンピュータ実行可能命令と、
前記第１の確率分布および前記第２の確率分布に基づいて、前記識別された前処理後の寸法のサンプルを、前記識別された後処理後の寸法のサンプルと突き合わせるためのコンピュータ実行可能命令と
が設けられる、コンピュータプログラム製品。
【請求項2】
請求項１に記載のコンピュータプログラム製品であって、前記識別が、前記前処理後の寸法のうちの前記１つの寸法の値と、前記後処理後の寸法のうちの前記１つの寸法の値と、の間の単調な関係を見つけることに基づく、コンピュータプログラム製品。
【請求項3】
請求項１または２に記載のコンピュータプログラム製品であって、前記第１の確率分布および前記第２の確率分布がそれぞれ累積分布関数であり、それぞれの累積分布関数で、前記識別された前処理後の基板の前記値が、前記識別された後処理後の寸法の前記値とほぼ同様の発生確率を有することに基づいて、前記識別された前処理後の寸法の値が、前記識別された後処理後の寸法の値と突き合わされる、コンピュータプログラム製品。
【請求項4】
請求項１または２に記載のコンピュータプログラム製品であって、前記識別された前処理後の寸法と前記識別された後処理後の寸法の合致するサンプルに基づいて、１つまたは複数の残りの前処理後の寸法の値を、１つまたは複数の残りの後処理後の寸法の値と突き合わせるためのコンピュータ実行可能命令をさらに含む、コンピュータプログラム製品。
【請求項5】
請求項１または２に記載のコンピュータプログラム製品であって、前記識別された前処理後の寸法が、前処理クリティカルディメンジョン（ＣＤ）測定値である、コンピュータプログラム製品。
【請求項6】
請求項１または２に記載のコンピュータプログラム製品であって、前記識別された後処理後の寸法が、後処理クリティカルディメンジョン（ＣＤ）測定値である、コンピュータプログラム製品。
【請求項7】
請求項１または２に記載のコンピュータプログラム製品であって、前記識別された前処理後の寸法の値が、モデルを使用して生成される、コンピュータプログラム製品。
【請求項8】
請求項７に記載のコンピュータプログラム製品であって、前記モデルが、２つの積み重ねられた基板層をエッチングするために使用されるイオンの経路を予測するイオン閉込めモデルである、コンピュータプログラム製品。
【請求項9】
請求項８に記載のコンピュータプログラム製品であって、前記イオン閉込めモデルに基づいて、前記２つの基板層が積み重ねられる接合部を前記イオンが通過したかどうかを判定するためのコンピュータ実行可能命令と、
前記イオンが前記接合部を通過したかどうかの前記判定に基づいて、突き合わされるべき、前記識別された前処理後の寸法を選択するためのコンピュータ実行可能命令と
をさらに含む、コンピュータプログラム製品。
【請求項10】
請求項９に記載のコンピュータプログラム製品であって、前記イオンが前記接合部を通過したと判定され、前記識別された前処理後の寸法が、前記イオンの前記経路と前記接合部との間の重複を示す断面積に対応する、コンピュータプログラム製品。
【請求項11】
請求項１０に記載のコンピュータプログラム製品であって、前記識別された後処理後の寸法が、前記２つの基板層の下端層のエッチング体積に対応する、コンピュータプログラム製品。
【請求項12】
請求項９に記載のコンピュータプログラム製品であって、前記イオンが前記接合部を通過しなかったと判定され、前記識別された前処理後の寸法が、前記イオンの前記経路と前記接合部との間の違いを示す断面積に対応する、コンピュータプログラム製品。
【請求項13】
請求項１２に記載のコンピュータプログラム製品であって、前記識別された後処理後の寸法が、側壁のライナ損失面積に対応する、コンピュータプログラム製品。
【請求項14】
非一時的コンピュータ可読媒体を備える、半導体製造プロセスを評価するためのコンピュータプログラム製品であって、前記非一時的コンピュータ可読媒体上で、後処理寸法を有する第２の複数のサンプルと合致する前処理寸法を有する第１の複数のサンプルを含むデータセットを受け取るためのコンピュータ実行可能命令であって、前記前処理寸法のうちの１つの前処理寸法のサンプル値の第１の確率分布と、前記後処理寸法のうちの１つの後処理寸法のサンプル値の第２の確率分布と、に基づいて、前記第１の複数のサンプルが前記第２の複数のサンプルと突き合わされた、コンピュータ実行可能命令と、
しきい値に対する所与の後処理寸法の値に基づいて、プロセス障害を示す前記後処理寸法のうちの所与の１つの後処理寸法についての基準を識別するためのコンピュータ実行可能命令と、
前記所与の後処理寸法に合致する前処理寸法の値に基づいて、プロセス障害についての潜在的原因を識別するためのコンピュータ実行可能命令と
が設けられる、コンピュータプログラム製品。
【請求項15】
請求項１４に記載のコンピュータプログラム製品であって、前記しきい値を超える前記所与の後処理寸法の値が、前記プロセス障害を示す、コンピュータプログラム製品。
【請求項16】
請求項１５に記載のコンピュータプログラム製品であって、前記しきい値未満の前記所与の後処理寸法の値を生成する前記前処理寸法の値の修正を識別するためのコンピュータ実行可能命令をさらに含む、コンピュータプログラム製品。
【請求項17】
請求項１５に記載のコンピュータプログラム製品であって、前記所与の後処理寸法が、２つの積み重ねられた基板層のエッチング中の側壁のライナ損失面積に対応する、コンピュータプログラム製品。
【請求項18】
請求項１４から１７のいずれか一項に記載のコンピュータプログラム製品であって、前記しきい値未満の前記所与の後処理寸法の値が、前記プロセス障害を示す、コンピュータプログラム製品。
【請求項19】
請求項１８に記載のコンピュータプログラム製品であって、前記しきい値を超える前記所与の後処理寸法の値を生成する前記前処理寸法の値のシフトを識別するためのコンピュータ実行可能命令をさらに含む、コンピュータプログラム製品。
【請求項20】
請求項１８に記載のコンピュータプログラム製品であって、前記所与の後処理寸法が、２つの積み重ねられた基板層のエッチング中のエッチング体積に対応する、コンピュータプログラム製品。
【請求項21】
請求項２０に記載のコンピュータプログラム製品であって、前記前処理寸法が、前記２つの基板層が積み重ねられる接合部のクリティカルディメンジョン（ＣＤ）に対応する、コンピュータプログラム製品。
【請求項22】
請求項２０に記載のコンピュータプログラム製品であって、前記前処理寸法が、イオンが前記２つの積み重ねられた基板層の上端層を通って前記２つの積み重ねられた基板層の下端層まで通過する角度である、コンピュータプログラム製品。
【請求項23】
請求項１４から１７のいずれか一項に記載のコンピュータプログラム製品であって、前記前処理寸法のうちの前記１つと前記後処理寸法のうちの前記１つの少なくとも一方が、計算モデルによって生成される、コンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
参照による組込み
本願の部分として本明細書と同時にＰＣＴ申請書が出願される。同時に出願されるＰＣＴ申請書で識別される、本願がその利益または優先権を主張する各出願が、参照によりその全体がすべての目的で本明細書に組み込まれる。
本願の部分として本明細書と同時にＰＣＴ申請書が出願される。同時に出願されるＰＣＴ申請書で識別される、本願がその利益または優先権を主張する各出願が、参照によりその全体がすべての目的で本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【0002】
半導体デバイス製造プロセスはしばしば、（たとえば、プロセスを開発および／または維持するプロセスエンジニアによって）半導体ウェハなどの前処理後および後処理後の基板を使用して解析される。たとえば、前処理および後処理計測データが評価され得る。しかしながら、こうした解析は、たとえば前処理後および後処理後の基板の統計的表現（たとえば、平均、分散など）を含む、基板特性の全基板概要を与える傾向がある。全基板概要を使用してプロセスを完全に解析することは、難しいことがある。たとえば、プロセスエンジニアが前処理後の基板に関するウェハ変動の効果を様々なプロセス条件の効果から分離することは、難しいことがある。
【0003】
本明細書で与えられる背景説明は、本開示の文脈を全般的に提示するためのものである。この背景セクションで説明される範囲の、現在指名されている発明者の研究、ならびに出願時に従来技術として普通なら資格のないことがある説明の態様は、本開示に対する従来技術として明示的にも暗黙的にも認められない。
【発明の概要】
【0004】
前処理基板サンプルと後処理基板サンプルとを突き合わせるためのシステム、方法、および媒体が、本明細書で開示される。
【0005】
いくつかの実施形態によれば、前処理基板サンプルと後処理基板サンプルとを突き合わせるためのコンピュータプログラム製品が提供され、コンピュータプログラム製品は、前処理後の基板を特徴付ける寸法の第１のセットに関連付けられる複数のサンプルと、後処理後の基板を特徴付ける寸法の第２のセットに関連付けられる複数のサンプルと、を受け取るためのコンピュータ実行可能命令と、突き合わされるべきである、前処理後の寸法のうちの１つと、後処理後の寸法のうちの１つと、の識別を受け取るためのコンピュータ実行可能命令と、識別された前処理後の寸法についてのサンプルの第１の確率分布と、識別された後処理後の寸法についてのサンプルの第２の確率分布と、を生成するためのコンピュータ実行可能命令と、第１の確率分布および第２の確率分布に基づいて、識別された前処理後の寸法のサンプルを、識別された後処理後の寸法のサンプルと突き合わせるためのコンピュータ実行可能命令と、がその上に設けられる非一時的コンピュータ可読媒体を備える。
【0006】
いくつかの実施形態では、識別は、１つの前処理後の寸法の値と、１つの後処理後の寸法の値と、の間の単調な関係を見つけることに基づく。
【0007】
いくつかの実施形態では、第１の確率分布および第２の確率分布はそれぞれ累積分布関数であり、それぞれの累積分布関数で、識別された前処理後の基板の値が、識別された後処理後の寸法の値とほぼ同様の発生確率を有することに基づいて、識別された前処理後の寸法の値が、識別された後処理後の寸法の値と突き合わされる。
【0008】
いくつかの実施形態では、コンピュータプログラム製品は、識別された前処理後の寸法と識別された後処理後の寸法の合致するサンプルに基づいて、１つまたは複数の残りの前処理後の寸法の値を、１つまたは複数の残りの後処理後の寸法の値と突き合わせるための命令をさらに含む。
【0009】
いくつかの実施形態では、識別された前処理後の寸法は、前処理クリティカルディメンジョン（ＣＤ）測定値である。
【0010】
いくつかの実施形態では、識別された後処理後の寸法は、後処理クリティカルディメンジョン（ＣＤ）測定値である。
【0011】
いくつかの実施形態では、識別された前処理後の寸法の値が、モデルを使用して生成される。
【0012】
いくつかの実施形態では、モデルは、２つの積み重ねられた基板層をエッチングするために使用されるイオンの経路を予測するイオン閉込めモデルである。
【0013】
いくつかの実施形態では、コンピュータプログラム製品は、イオン閉込めモデルに基づいて、２つの基板層が積み重ねられる接合部をイオンが通過したかどうかを判定するための命令と、イオンが接合部を通過したかどうかの判定に基づいて、突き合わされるべき、識別された前処理後の寸法を選択するための命令と、をさらに含む。
【0014】
いくつかの実施形態では、イオンが接合部を通過したと判定され、識別された前処理後の寸法が、イオンの経路と接合部との間の重複を示す断面積に対応する。
【0015】
いくつかの実施形態では、識別された後処理後の寸法は、２つの基板層の下端層のエッチング体積に対応する。
【0016】
いくつかの実施形態では、イオンが接合部を通過しなかったと判定され、識別された前処理後の寸法が、イオンの経路と接合部との間の違いを示す断面積に対応する。
【0017】
いくつかの実施形態では、識別された後処理後の寸法は、側壁のライナ損失面積に対応する。
【0018】
いくつかの実施形態によれば、半導体製造プロセスを評価するためのコンピュータプログラム製品が提供され、コンピュータプログラム製品は、後処理寸法を有する第２の複数のサンプルと合致する前処理寸法を有する第１の複数のサンプルを含むデータセットを受け取るためのコンピュータ実行可能命令であって、前処理寸法のうちの１つの前処理寸法のサンプル値の第１の確率分布と、後処理寸法のうちの１つの後処理寸法のサンプル値の第２の確率分布と、に基づいて、第１の複数のサンプルが第２の複数のサンプルと突き合わされた、コンピュータ実行可能命令と、しきい値に対する所与の後処理寸法の値に基づいて、プロセス障害を示す後処理寸法のうちの所与の１つの後処理寸法についての基準を識別するためのコンピュータ実行可能命令と、所与の後処理寸法に合致する前処理寸法の値に基づいて、プロセス障害についての潜在的原因を識別するためのコンピュータ実行可能命令と、がその上に設けられる非一時的コンピュータ可読媒体を備える。
【0019】
いくつかの実施形態では、しきい値を超える所与の後処理寸法の値は、プロセス障害を示す。
【0020】
いくつかの実施形態では、コンピュータプログラム製品は、しきい値未満の所与の後処理寸法の値を生成する前処理寸法の値の修正を識別するための命令をさらに含む。
【0021】
いくつかの実施形態では、所与の後処理寸法は、２つの積み重ねられた基板層のエッチング中の側壁のライナ損失面積に対応する。
【0022】
いくつかの実施形態では、しきい値未満の所与の後処理寸法の値は、プロセス障害を示す。
【0023】
いくつかの実施形態では、コンピュータプログラム製品は、しきい値を超える所与の後処理寸法の値を生成する前処理寸法の値のシフトを識別するための命令をさらに含む。
【0024】
いくつかの実施形態では、所与の後処理寸法は、２つの積み重ねられた基板層のエッチング中のエッチング体積に対応する。
【0025】
いくつかの実施形態では、前処理寸法は、２つの基板層が積み重ねられる接合部のクリティカルディメンジョン（ＣＤ）に対応する。
【0026】
いくつかの実施形態では、前処理寸法は、イオンが２つの積み重ねられた基板層の上端層を通って２つの積み重ねられた基板層の下端層まで通過する角度である。
【0027】
いくつかの実施形態では、前処理寸法のうちの１つと後処理寸法のうちの１つの少なくとも一方が、計算モデルによって生成される。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】開示される主題のいくつかの実施形態による、前処理基板サンプルと後処理基板サンプルとを突き合わせるように構成された突合せシステムの使用の概略図である。
【0029】
【図2】開示される主題のいくつかの実施形態による、前処理基板サンプルと後処理基板サンプルとを突き合わせるためのプロセッサの動作を示す図である。
【0030】
【図3A】開示される主題のいくつかの実施形態による、前処理基板サンプルと後処理基板サンプルとを突き合わせるために使用される例示的データを示す図である。
【図3B】開示される主題のいくつかの実施形態による、前処理基板サンプルと後処理基板サンプルとを突き合わせるために使用される例示的データを示す図である。
【図3C】開示される主題のいくつかの実施形態による、前処理基板サンプルと後処理基板サンプルとを突き合わせるために使用される例示的データを示す図である。
【0031】
【図4A】開示される主題のいくつかの実施形態による、前処理基板サンプルと後処理基板サンプルとを突き合わせた結果としての、プロセス変動からのウェハ変動の分離を示すグラフである。
【図4B】開示される主題のいくつかの実施形態による、前処理基板サンプルと後処理基板サンプルとを突き合わせた結果としての、プロセス変動からのウェハ変動の分離を示すグラフである。
【0032】
【図5A】開示される主題のいくつかの実施形態による、２層積重ね層エッチングプロセスの概略図である。
【0033】
【0034】
【0035】
【0036】
【図8】開示される主題のいくつかの実施形態による、プロセス修正の推奨を生成するプロセッサの動作を示す図である。
【0037】
【図9】本明細書で説明されるいくつかの実施形態を実装するために利用され得る例示的コンピュータシステムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0038】
以下の用語は、本明細書全体にわたって使用される。
【0039】
「半導体ウェハ」、「ウェハ」、「基板」、「ウェハ基板」、および「部分的に製造された集積回路」という用語は、互換的に使用され得る。「部分的に製造された集積回路」という用語は、半導体ウェハ上の集積回路製造の多くの段階のいずれかの間の半導体ウェハを指すことがあることを当業者は理解されたい。半導体デバイス業界で使用されるウェハまたは基板は通常、直径２００ｍｍ、または３００ｍｍ、または４５０ｍｍを有する。半導体ウェハに加えて、開示される実施形態を活用し得る他のワークピースには、プリント回路板、磁気記録媒体、磁気記録センサ、鏡、光学素子、ディスプレイデバイス、またはピクセル化ディスプレイデバイス用のバックプレーンなどの構成要素、マイクロ機械デバイスなどの様々な物品が含まれる。ワークピースは、様々な形状、サイズ、および材料であり得る。
【0040】
本明細書で使用される「半導体デバイス製造動作」は、半導体デバイスの製造中に実施される動作である。通常、全製造プロセスは、プラズマ反応器、電気めっきセル、化学機械平坦化ツール、ウェットエッチングツールなどのそれ自体の半導体製造ツールでそれぞれ実施される複数の半導体デバイス製造動作を含む。半導体デバイス製造動作のカテゴリには、エッチングプロセスや平坦化プロセスなどのサブトラクティブ法と、堆積プロセス（たとえば、物理気相堆積、化学気相堆積、原子層堆積、電気化学堆積、無電解堆積）などの材料アディティブ法と、が含まれる。エッチングプロセスの文脈では、基板エッチングプロセスは、マスク層をエッチングするプロセス、またはより一般には、基板表面上に以前に堆積した、かつ／または基板表面上に存在する材料のいずれかの層をエッチングするプロセスを含む。そのようなエッチングプロセスは、基板内の層のスタックをエッチングし得る。
【0041】
「製造機器」は、製造プロセスが行われる機器を指す。製造機器はしばしば、処理中に工作物がその中にあるプロセスチャンバを有する。通常、使用時に、製造機器は、１つまたは複数の半導体デバイス製造動作を実施する。半導体デバイス製造のための製造機器の例には、電気めっきセル、物理気相堆積反応器、化学気相堆積反応器、原子層堆積反応器などの堆積反応器、およびドライエッチング反応器（たとえば、化学および／または物理エッチング反応器）、ウェットエッチング反応器、アッシャなどのサブトラクティブ法反応器が含まれる。
【0042】
本明細書で使用される「計測データ」は、処理後の基板のフィーチャを測定することによって少なくとも部分的に生成されるデータを指す。半導体デバイス製造動作を実施する前または後に、計測測定が行われ得る。
【0043】
いくつかの実施形態では、計測データが、エッチングされた基板に対して顕微鏡法（たとえば、走査電子顕微鏡法（ＳＥＭ）、透過型電子顕微鏡法（ＴＥＭ）、走査透過型電子顕微鏡法（ＳＴＥＭ）、反射型電子顕微鏡法（ＲＥＭ）、原子間力顕微鏡法（ＡＦＭ））または光計測を実施する計測システムによって生成される。いくつかの実施形態では、計測データは、処理後の基板に対して反射測定法、ドーム光散乱測定法、角度分解光散乱測定法、小角度Ｘ線散乱測定法、および／または偏光解析法を実施することによって生成される。いくつかの実施形態では、計測データは、たとえばエネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）からの分光データを含む。いくつかのケースでは、光計測が、製造された、または部分的に製造された電子デバイスの１つまたは複数の特性を正確に特徴付けるように構成されたスタンドアロン型または統合型の光計測ツールを使用して実施される。そのような光計測ツールは、基板表面上に小ビームスポット（たとえば、約５ｍｍ以下の直径）を生成するように構成され得る。いくつかの実施形態では、計測データは、フィーチャに対応する光クリティカルディメンジョン（ＯＣＤ）情報を含み得る。特定の例として、いくつかの実施形態では、ＯＣＤ情報はエッチング深さを示し得る。
【0044】
計測システムが、縁部、バイア、トレンチ、ピラーなどの様々なフィーチャの寸法についての情報（たとえば、サイズ、深さ、幅、面積など）を取得し得る。さらに、計測システムは、エッチングプロセス中にエッチング除去される保護ライナ（たとえば、側壁のライナ）の量または面積などの、製造中の潜在的欠陥または障害に関する情報を取得し得る。計測システムは、基板内または基板上の層内に含まれる材料についての情報を取得し得る。そのような情報には、光学的情報（たとえば、吸光係数および／または屈折率）、化学的情報（たとえば、化学組成および／または原子組成）、結晶構造などの形態情報などが含まれ得る。
【0045】
いくつかの実施形態では、計測は破壊的であり得ることに留意されたい。たとえば、いくつかの実施形態では、ＳＥＭシステムを使用して取得された計測測定値は、計測測定値を取得する前に上端層が除去されるディレイヤリングプロセスを含み得る。
【0046】
さらに、基板処理および／または後処理の前に計測データが収集され得ることに留意されたい。
【0047】
本明細書で参照される「累積分布関数」またはＣＤＦは、変数Ｘがｘ以下の値を取る確率を示す関数を記述する。すなわち、変数Ｘについて、ＣＤＦ（ｘ）＝Ｐ（Ｘ≦ｘ）である。
【0048】
いくつかの実施形態では、ＣＤＦは、変数の測定値または観測値に基づいて経験的に作成され得る。たとえば、経験的に作成されたＣＤＦは、変数Ｘの特定の値ｘについて、ｘ以下の観測値の頻度を示すヒストグラムであり得る。
【0049】
本明細書で参照される「サンプル」は、いくつかの異なる基板表面特性のいずれかについての情報を含む計測測定値を指す。たとえば、前処理後のウェハ上で取られたサンプルは、フィーチャのクリティカルディメンジョン、フィーチャの深さ、フィーチャの側壁角、フィーチャ上の被膜の１つまたは複数の光学的特性、フィーチャを有する構造の化学組成などを含み得る。同様に、後処理後の基板上で取られたサンプルは、後処理後の基板上の所与のフィーチャの表面特性の同一のセットまたは異なるセットを含み得る。こうした特性のそれぞれは、サンプルの寸法と見なされ得る。本明細書のいくつかの議論では、前処理後の基板上のサンプルは、Ｘによって表され、後処理後の基板上のサンプルは、Ｙによって表される。Ｘ個のサンプルのそれぞれは、ＣＤ、深さなどの異なる前処理後の基板特性をそれぞれ表す、寸法Ｘ１、Ｘ２、．．．ＸＮを有する。同様に、Ｙ個のサンプルのそれぞれは、やはり異なる後処理後の基板特性をそれぞれ表す、寸法Ｙ１、Ｙ２、．．．ＹＭを有する。
【0050】
Ｘ１、Ｘ２、．．．ＸＮおよびＹ１、Ｙ２、．．．ＹＭという表記は、それぞれ前処理寸法のセットおよび後処理寸法のセットを表すために本明細書で使用され、Ｎが１または２であるケースを含むと見なされるべきであることに留意されたい。たとえば、前処理寸法のセット（本明細書では一般にＸ１、Ｘ２、．．．ＸＮと呼ばれる）は、ただ１つの寸法Ｘ１を有し得、または２つの寸法Ｘ１およびＸ２を有し得る。別の例として、後処理寸法のセット（本明細書では一般にＹ１、Ｙ２、．．．ＹＭと呼ばれる）は、ただ１つの寸法Ｙ１を有し得、または２つの寸法Ｙ１およびＹ２を有し得る。さらに、Ｘ１、Ｘ２、．．．ＸＮおよびＹ１、Ｙ２、．．．ＹＭという表記は、後処理寸法とは異なる数の前処理寸法があるケースを含むと見なされるべきであることに留意されたい。たとえば、前処理寸法のセットは、Ｘ１であり得、後処理寸法のセットは、Ｙ１およびＹ２であり得る。別の例として、前処理寸法のセットは、Ｘ１およびＸ２であり得、後処理寸法のセットは、Ｙ１、Ｙ２、およびＹ３であり得る。
【0051】
さらに、いくつかの実施形態では、寸法Ｘ１および寸法Ｙ１が、同一の寸法の前処理値および後処理値であり得ることに留意されたい。たとえば、いくつかの実施形態では、Ｘ１は前処理ＣＤであり得、Ｙ１は後処理ＣＤであり得る。逆に、いくつかの実施形態では、寸法Ｘ１および寸法Ｙ１は、相異なる寸法であり得る。たとえば、いくつかの実施形態では、Ｘ１はＣＤであり得、Ｙ１は深さであり得る。
【0052】
いくつかの実施形態では、サンプルは、あらゆる寸法についての値を含まないことがあることに留意されたい。たとえば、第１のサンプルは、前処理寸法Ｘ１、Ｘ２、．．．ＸＮについての値を含み得る。しかしながら、第２のサンプルには、Ｘ１、Ｘ２などの特定の前処理寸法についての値が欠落していることがある。
【0053】
さらに、いくつかの実施形態では、特定の寸法についての値は、物理システムのモデル、方程式、または他の計算表現を使用して生成または計算された値であり得ることに留意されたい。
【0054】
本明細書で説明される「突合せシステム」は、前処理基板サンプルを後処理基板サンプルと突き合わせるように構成された計算システムを指す。たとえば、突合せシステムは、前処理サンプル寸法Ｘ１についての特定の値を有するサンプルｊを、後処理サンプル寸法Ｙ１についての特定の値を有するサンプルｋと突き合わせるように構成され得る。
【0055】
より具体的な例として、サンプルｊが、前処理サンプル寸法Ｘ１、Ｘ２、．．．ＸＮについての測定値に関連付けられ得る。この例を続けると、サンプルｋは、後処理サンプル寸法Ｙ１、Ｙ２、．．．ＹＭについての測定値に関連付けられ得る。突合せシステムは、それぞれＸ１およびＹ１の値に基づいて、サンプルｊをサンプルｋと突き合わせるように構成され得る。たとえば、サンプルｊおよびサンプルｋは、Ｘ１の確率分布およびＹ１の確率分布に基づいて突き合わせられ得る。いくつかの実施形態では、Ｘ１の値とＹ１の値とを突き合わせることにより、突合せシステムはさらに、サンプルｊについての他の前処理サンプル寸法Ｘ２、．．．ＸＮの値を、サンプルｋについての他の後処理サンプル寸法Ｙ２、．．．ＹＭの値と結び付け得る。
【0056】
概要
半導体デバイス製造プロセスのいくつかの従来の解析では、前処理後および後処理後の基板（たとえば、半導体ウェハおよび／またはテスト構造）が評価され、特徴付けられ得る。評価は、電子顕微鏡法、化学的解析（たとえば、発光分光法）、光計測などのいくつかの計測技法のいずれかを使用する計測測定値を含み得る。いくつかの実施形態では、計測技法は、クリティカルディメンジョン走査電子顕微鏡法（ＣＤＳＥＭ）などの「トップダウン」プロセスである。計測測定値は、基板および基板上に形成されたフィーチャについての情報を提供し得る。そのような情報は、幾何学的情報（たとえば、クリティカルディメンジョン、幅、側壁角、基板上のフィーチャのピッチ）、光学的情報（たとえば、基板上の被膜の吸光係数および屈折率）、化学的情報（たとえば、基板上の層の化学組成）などを含み得る。
半導体デバイス製造プロセスのいくつかの従来の解析では、前処理後および後処理後の基板（たとえば、半導体ウェハおよび／またはテスト構造）が評価され、特徴付けられ得る。評価は、電子顕微鏡法、化学的解析（たとえば、発光分光法）、光計測などのいくつかの計測技法のいずれかを使用する計測測定値を含み得る。いくつかの実施形態では、計測技法は、クリティカルディメンジョン走査電子顕微鏡法（ＣＤＳＥＭ）などの「トップダウン」プロセスである。計測測定値は、基板および基板上に形成されたフィーチャについての情報を提供し得る。そのような情報は、幾何学的情報（たとえば、クリティカルディメンジョン、幅、側壁角、基板上のフィーチャのピッチ）、光学的情報（たとえば、基板上の被膜の吸光係数および屈折率）、化学的情報（たとえば、基板上の層の化学組成）などを含み得る。
【0057】
前処理後および後処理後の基板の特徴付けは、それぞれの基板に対して行われた計測測定値の統計的表現を含み得る。統計的表現は、たとえば、前処理後および後処理後の基板に関する測定された特性の分布の中心の傾向（たとえば、平均）、分散、および／または他の特性を含み得る。
【0058】
遺憾ながら、こうした既存の手法は、基板特性の全基板概要を与えるに過ぎない。全基板概要は、１つ１つの前処理後および後処理後の基板内の基板特性に合致しない。たとえば、全基板概要は、前処理後および後処理後の基板上の所与のフィーチャまたは場所についての基板特性に合致しない。言い換えれば、こうした技法は、前処理後および後処理後の基板表面特性の１対１の突合せを実現しない。
【0059】
その結果、プロセス設計者、ならびにプロセスを開発、維持、および／または修正を担当する他の人員にとって貴重なものとなる多くの情報が利用できない。たとえば、既存の手法では、生じるウェハ変動（たとえば、所与の前処理後の基板上のいくつかのフィーチャは、他のフィーチャよりも深い）およびプロセス条件の効果を分離することが、困難または不可能である。言い換えれば、後処理後の基板に関する、観測される条件は、前処理後のウェハの基板条件、ならびに／あるいは基板を処理する間に利用される１つまたは複数のプロセス条件の結果であり得るが、既存の方法はこうした効果を分離しない。前処理後の基板上の所与のフィーチャが後処理後の基板上のその同一のフィーチャにどのように対応付けられるかを知らないと、考慮中のプロセスを介する修正後に、前処理後の基板の表面上の地点間の変動の影響を識別することは、本質的に不可能である。
【0060】
いくつかの実施形態では、前処理後および後処理後の基板の計測測定値が同一の場所で測定されることを必要とすることなく、前処理後および後処理後の基板からのサンプル地点が突き合わされる。
【0061】
このプロセスがどのように働くかを理解するために、前処理後および後処理後の基板のそれぞれが一連のサンプル（たとえば、基板上の別個の場所で取られた一連の計測測定値）によって評価されることを理解されたい。各サンプルは、基板の場所での、別々のＣＤＳＥＭ測定値などの別々の計測測定値である。
【0062】
各サンプルは、いくつかの異なる基板表面特性のいずれかについての情報を含む計測測定値である。たとえば、前処理後のウェハ上で取られたサンプルは、フィーチャのクリティカルディメンジョン（ＣＤ）、フィーチャの深さ、フィーチャの側壁角、フィーチャの被膜の１つまたは複数の光学的特性、フィーチャを有する構造の化学組成などを含み得る。同様に、後処理後の基板上で取られたサンプルは、後処理後の基板上の所与のフィーチャの表面特性の同一のセットまたは異なるセットを含み得る。こうした特性のそれぞれは、サンプルの寸法と見なされ得る。本明細書のいくつかの議論では、前処理後の基板上のサンプルは、Ｘによって表され、後処理後の基板上のサンプルは、Ｙによって表される。Ｘ個のサンプルのそれぞれは、ＣＤ、深さなどの異なる前処理後の基板特性をそれぞれ表す、寸法Ｘ１、Ｘ２、．．．ＸＮを有する。同様に、Ｙ個のサンプルのそれぞれは、やはり異なる後処理後の基板特性をそれぞれ表す、寸法Ｙ１、Ｙ２、．．．ＹＭを有する。
【0063】
計測情報が単一のフィーチャに限定される必要はなく、むしろ計測情報は、隣接するフィーチャの集合からの情報を含み得ることに留意されたい。一例は、メモリセル上の規則的に反復する構造から取られた光信号であり、規則的に反復するフィーチャは、光計測を使用して測定および解析され得る信号を生成する回折格子として働く。
【0064】
いくつかの実装では、前処理後の基板からのサンプルが、後処理後の基板からのサンプルと突き合わされる。突合せは、前処理後の基板からの個々のサンプルを、後処理後のサンプルからの同一または類似のサンプルに対して突き合わせる基準に基づき得る。
【0065】
いくつかの実施形態では、ここで説明されるプロセスは、前処理後の基板および後処理後の基板のサンプルデータを解析して、互いに対して単調に変動するそうしたサンプルの寸法を識別する。すなわち、前処理サンプル寸法（本明細書ではＸ１と呼ばれる）および後処理サンプル寸法（本明細書ではＹ１と呼ばれる）が、Ｙ１のサンプル値がＸ１のサンプル値の単調な結果となるように識別される。Ｘ１の特定の例は、エッチングプロセスが実施される前の高アスペクト比の穴の上端ＣＤであり、Ｙ１は、エッチングプロセスが実施された後のエッチング深さである。寸法が、考慮中の寸法の値の関数として存在量をプロットするヒストグラムの形で与えられる。そのようなヒストグラムは、考慮中の寸法についての確率密度関数に対応する累積分布関数として与えられ得る。
【0066】
前処理後のウェハのサンプルからの寸法（Ｘ１）と、後処理後の基板サンプルからの対応する寸法（Ｙ１）と、を、Ｘ１およびＹ１が単調性要件を満たすように識別および選択した後、こうした２つの寸法に対応するサンプル値が、突き合わされる。突合せは、累積分布関数で同一またはほぼ類似の相対的存在量値を有する前処理後および後処理後の基板サンプルからのＸ１およびＹ１寸法の値を識別することによって実施され得る。
【0067】
突き合わされたサンプル値に基づいて、前処理および後処理サンプルの対が突き合わされ得る。前処理および後処理サンプルの対が突き合わされた後、突き合わされたサンプルの他の前処理および後処理寸法（たとえば、Ｘ２、Ｙ２、Ｘ３、Ｙ３など）が、こうしたペア化に基づいて同様に結び付けられ得る。この情報を用いて、前処理後の基板内および後処理後の基板内のすべてのサンプルの寸法の全セットが、今や互いに突き合わされ、または結び付けられる。
【0068】
この情報を用いて、前処理後の基板上の異なる特性を有する個々のフィーチャが、後処理後の基板内の対応するフィーチャにどのように影響を及ぼすかを判定し得る。同様に、基板の個々のフィーチャに対するプロセス変動の影響を確認し得る。言い換えれば、この存在量突合せ手法により、前処理後のウェハに関するフィーチャ変動の影響をプロセス条件変動から分離することが、可能となる。さらに、基板の個々のフィーチャに関するプロセス変動の影響を識別することにより、プロセスエンジニアは、特定のフィーチャ特性を生み出すプロセスに対する修正を識別し得る。
【0069】
いくつかの実施形態は、計測測定値の代わりに、または計測測定値と共に、物理プロセスのモデルまたは他の表現を利用して、後処理後の基板サンプルについての寸法Ｘ１、Ｘ２、．．．ＸＮを生成する。同様に、いくつかの実施形態は、計測測定値の代わりに、または計測測定値と共に、物理プロセスのモデルまたは他の表現を利用して、後処理後の基板サンプルについての寸法Ｙ１、Ｙ２、．．．ＹＭを生成する。たとえば、イオン閉込めモデルは、基板上のフィーチャの位置および／または幾何学的構成が与えられると、フィーチャの特定の面積または体積に対するイオンフラックスを計算し得る。計測測定値の代わりに物理プロセスのモデルまたは他の表現を使用するとき、それでもなお、突合せは前述のように実施され得る。
【0070】
前処理基板サンプルと後処理基板サンプルの突合せ
前処理基板フィーチャと後処理基板フィーチャが１対１で突き合わされるように、前処理基板サンプルと後処理基板サンプルが、突き合わされ得る。
前処理基板フィーチャと後処理基板フィーチャが１対１で突き合わされるように、前処理基板サンプルと後処理基板サンプルが、突き合わされ得る。
【0071】
前処理後の基板を特徴付ける前処理寸法Ｘ１、Ｘ２、．．．ＸＮのセットに関連付けられるサンプルが、受け取られ得る。いくつかの実施形態では、各サンプルは、ＣＤＳＥＭ測定値などの特定の計測測定値に関連付けられ得る。各寸法は、処理前のフィーチャのＣＤなどの、異なるタイプの前処理フィーチャ特性である。同様に、後処理後の基板を特徴付ける後処理寸法Ｙ１、Ｙ２、．．．ＹＭのセットに関連付けられるサンプルが、受け取られ得、各寸法は、処理後の基板上のフィーチャのＣＤ、エッチングプロセスが実施された後のエッチング深さ、面積、または体積、エッチングプロセスの後にエッチング除去された保護ライナの面積、穴型のフィーチャのねじりの程度を示すひずみの量などの、異なるタイプの後処理フィーチャ特性である。
【0072】
前処理寸法Ｘ１および後処理寸法Ｙ１が、識別され得、識別されたＸ１およびＹ１は、それについてのサンプル値が突き合わされるべき寸法に対応する。Ｘ１およびＹ１は、Ｙ１がＸ１の単調な結果となるように識別され得る。特定の例は、エッチングプロセスが実施された後、Ｘ１がトレンチ開口のＣＤに対応し、Ｙ１がトレンチの深さに対応する場合である。
【0073】
前処理寸法Ｘ１のサンプル値に対応する確率分布と、後処理寸法Ｙ１のサンプル値に対応する確率分布とが、生成され得る。たとえば、各確率分布は累積分布関数（ＣＤＦ）であり得る。より具体的な例として、Ｘ１についてのＣＤＦ（ｘ）は、Ｘ１から引き出されたサンプル値ｘjが値ｘ未満である確率Ｐを示し得る。同様に、Ｙ１についてのＣＤＦ（ｙ）は、Ｙ１から引き出されたサンプル値ｙkが値ｙ未満である確率Ｐを示し得る。本明細書で説明される例は一般に、累積分布関数を使用するが、相補累積分布関数またはテール分布、分位点関数などの他のタイプの確率関数が使用され得ることに留意されたい。
【0074】
受け取られたサンプルは、Ｘ１の確率分布およびＹ１の確率分布に基づいて突き合わされ得る。特に、Ｘ１の確率分布内の特定の確率値を有するサンプルが、Ｙ１の確率分布内のほぼ同様の確率値または同一の確率値を有するサンプルと突き合わされ得る。すなわち、サンプルが、Ｘ１およびＹ１の密度分布中の類似または同一の存在量を有するＸ１およびＹ１の寸法についてのそれぞれの値に基づいて突き合わされ、存在量は、それぞれＸ１のＣＤＦおよびＹ１のＣＤＦで示される。
【0075】
突き合わされたサンプルが解析され、サンプルを生成したプロセスの感度、および／またはサンプルを生成したプロセスのプロセスマージンが決定され得る。たとえば、特定のエッチングプロセスなどの特定のプロセスについて、突き合わされたサンプルは、前処理寸法の値の変動に対して特定の後処理寸法がどれほど敏感であるかを示し得る。
【0076】
図１は、前処理基板計測サンプル１０２および後処理基板計測サンプル１０４を受け取るように構成される突合せシステムを示す。前処理基板計測サンプル１０２は、前処理ＣＤ測定値に対応し、後処理基板計測サンプル１０４は、後処理ＣＤ測定値に対応する。前処理基板計測サンプル１０２は、後処理基板計測サンプル１０４に対して同一の場所から、または異なる場所から収集され得ることに留意されたい。たとえば、図１に示されるように、前処理基板計測サンプルが、前処理の場所１０６を含む場所から収集され得る。この例を続けると、後処理基板計測サンプルが、後処理の場所１０８を含む場所から収集され得る。
【0077】
突合せシステム１００は、前処理基板計測サンプル１０２と後処理基板計測サンプル１０４とを突き合わせ、グラフ１１０に示されるように突合せ後サンプルを生成するように構成される。実際には、突合せ後サンプルは、後処理基板計測サンプル１０４の値に対する前処理基板計測サンプル１０２の値の効果を示す。たとえば、図１に示されるように、突合せ後サンプルは、後処理ＣＤ測定値に対する前処理ＣＤ測定値の効果を示す。
【0078】
グラフ１１０は、様々な異なるプロセスについての、前処理ＣＤに対する後処理ＣＤの関係を示し、それぞれのプロセスについての前処理サンプルと後処理サンプルが突き合わされている。グラフ１１０に示される各プロセスについて、後処理ＣＤと前処理ＣＤとの間の関係は、線形と見なされ得、傾きで表現され得る。傾きは、プロセスのプロセスマージンまたはプロセス感度を示す。たとえば、傾き１１２は傾き１１４よりも浅く、傾き１１２に対応するプロセスが、傾き１１４に対応するプロセスよりも前処理ＣＤの変動に鈍感であることを示す。
【0079】
図２を参照すると、プロセッサによって実施され得る、前処理基板サンプルと後処理基板サンプルとを突き合わせるための動作を示すフローチャートが、開示される主題のいくつかの実施形態に従って示されている。
【0080】
２０２では、前処理寸法Ｘ１、Ｘ２、．．．ＸＮのセットに関連付けられる前処理サンプルと、後処理寸法Ｙ１、Ｙ２、．．．ＹＭのセットに関連付けられる後処理サンプルと、が受け取られ得る。
【0081】
各サンプルは、（前処理サンプルのケースでは）処理前または（後処理サンプルのケースでは）処理後のウェハの特定の場所での測定値または値のセットに対応し得る。いくつかの実施形態では、測定値または値は、任意の適切な計測システム（たとえば、ＣＤＳＥＭ、ＸＳＥＭ、ＨＶＳＥＭなど）を使用して測定される計測測定値であり得る。たとえば、計測測定値は、特定の直線、縁部、トレンチ、バイア、穴、ピラーなどのＣＤであり得る。いくつかの実施形態では、図５Ａ、５Ｂ、および５Ｃに関連してより詳細に説明されるように、値は、方程式、方程式のセット、またはモデルから導出された計算値であり得る。
【0082】
各寸法は、フィーチャの異なる特性を表し得る。フィーチャ特性に対応する寸法は、前処理ＣＤ、後処理ＣＤ、エッチング深さ、エッチング体積、エッチングプロセス中にエッチング除去された保護ライナの量または面積、傾斜（たとえば、エッチング前の高アスペクト比構造またはフィーチャの構造傾斜）などを含み得る。
【0083】
ブロック２０４～２１０で示され、ブロック２０４～２１０に関連して以下で説明される突合せ技法を実施するために、最低限の数の前処理サンプルおよび／または後処理サンプルが必要とされ得ることに留意されたい。たとえば、突合せ技法は、サンプル分布が定常的であることなど、様々な寸法の値が特定の基準を満たすと判定するのに十分なサンプルを必要とし得る。いくつかの実施形態では、ポワソン分散などの予想されるサンプル分散が計算され、サンプルの導出されたＣＤＦが安定的である可能性が高いかどうかが判定され得る。いくつかの実施形態では、必要とされる最低限の数のサンプルがブロック２０２で受け取られていないと判定したことに応答して、プロセスは終了する。
【0084】
図３Ａは、開示される主題のいくつかの実施形態による、サンプルのグループについての異なる前処理寸法および後処理寸法に関連付けられる値を示す例示的表を示す。
【0085】
表３０２は、３つの前処理寸法（Ｘ１、Ｘ２、およびＸ３）についての４つのサンプル（０、１、２、および３）についての値を示す。表３０４は、３つの後処理寸法（Ｙ１、Ｙ２、およびＹ３）についての４つのサンプル（０、１、２、および３）についての値を示す。表３０２および３０４はそれぞれ、０、１、２、および３と符号が付けられる４つのサンプルを示すが、表３０２および３０４に示される４つのサンプルは、必ずしも互いに対応するわけではないことに留意されたい。たとえば、表３０２のサンプル０は、必ずしも表３０４のサンプル０に対して何らかの関係を有するわけではない。
【0086】
図２に戻ると、２０４では、突合せのために使用される１つの前処理後のサンプル寸法および１つの後処理後のサンプル寸法の識別が、受け取られる。識別された前処理後のサンプル寸法は、本明細書では「Ｘ１」と呼ばれ、識別された後処理後のサンプル寸法は、本明細書では「Ｙ１」と呼ばれることに留意されたい。
【0087】
いくつかの実施形態では、Ｘ１およびＹ１は、任意の適切な基準を満たすことが必要とされ得る。たとえば、いくつかの実施形態では、Ｘ１およびＹ１の値の分布が、定常的であることが必要とされ得る。別の例として、いくつかの実施形態では、Ｙ１の値は、Ｘ１と単調な関係を有することが必要とされ得る。すなわち、いくつかの実施形態では、Ｙ１の観測値は、単調な関係を有するＸ１の結果であり得る。Ｘ１およびＹ１は、類似の分布特性を有する必要はなく、類似の範囲に及ぶ必要はなく、または単調な関係を有し、定常的であること以外の他の関係性を有することに留意されたい。
【0088】
特定の例として、Ｘ１は、エッチングプロセス前の開口のＣＤであり得、Ｙ１は、エッチングプロセス後のエッチング深さであり得る。別の特定の例として、Ｘ１は、処理前のフィーチャのＣＤであり得、Ｙ１は、処理後のフィーチャのＣＤであり得る。追加の特定の例が、図５Ａ、５Ｂ、および５Ｃに示され、図５Ａ、５Ｂ、および５Ｃに関連して以下で説明される。
【0089】
いくつかの実施形態では、Ｘ１およびＹ１は、たとえばプロセスエンジニアによって、手動で識別され得る。代替として、いくつかの実施形態では、Ｘ１およびＹ１は、アルゴリズム的に識別され得る。たとえば、Ｘ１およびＹ１は、前述の基準を満たす値を有する寸法としてアルゴリズム的に識別され得る。
【0090】
２０６で、Ｘ１についてのサンプルの確率分布と、Ｙ１についてのサンプルの確率分布と、が生成され得る。
【0091】
たとえば、いくつかの実施形態では、各確率分布は、特定の値以下のサンプルの頻度を示すヒストグラムとして表され得る。したがって、そのような確率分布は、各寸法の確率密度関数の下の面積に対応する累積分布関数と見なされ得る。
【0092】
本明細書で論じられる例は、累積分布関数を使用するが、いくつかの実施形態では、他のタイプの確率分布が使用され得ることに留意されたい。たとえば、サンプルが特定の値を超える確率を示す相補累積分布関数またはテール分布が、使用され得る。別の例として、累積分布関数での特定の確率に対応付けられるサンプル値を示す逆累積分布関数または分位点関数が、使用され得る。
【0093】
より具体的な例として図３Ｂは、例示的Ｘ１ヒストグラム３０６と、例示的Ｙ１ヒストグラム３０８と、を示す。図示されるように、Ｘ１ヒストグラム３０６は、Ｘ１からのサンプル値がＸ１の所与の値ｘ未満となる確率を示す。同様に、Ｙ１ヒストグラム３０８は、Ｙ１からのサンプル値がＹ１の所与の値ｙ未満となる確率を示す。
【0094】
図２に戻ると、２０８で、Ｘ１サンプル値について、合致するＹ１サンプル値が、Ｘ１の確率分布およびＹ１の確率分布に基づいて識別され得る。すなわち、それぞれの累積分布関数で同一またはほぼ類似の存在量を有することに基づいて、サンプル値が突き合わされ得る。
【0095】
たとえば、図３Ｂに戻り、Ｘ１ヒストグラム３０６を参照すると、Ｐ（Ｘ１＜ｘ）＝０．４であるＸ１の値ｘは、およそ－０．４である。したがって、Ｘ１の値が－０．４であるサンプルｊが、Ｐ（Ｙ１＜ｙ）＝０．４であるＹ１分布からのサンプルｋと突き合わされ得る。Ｙ１ヒストグラム３０８を参照すると、合致するサンプルｋが、約－０．２の値を有するサンプルｋとして識別され得る。
【0096】
図２に戻ると、いくつかの実施形態では、前処理基板サンプルが後処理基板サンプルと突き合わされるとき、前処理基板サンプルが特定の後処理基板サンプルに合致する確率が、計算され得る。たとえば、寸法Ｘ１に関連付けられるサンプルｊが寸法Ｙ１に関連付けられるサンプルｋに合致する確率が、計算され得る。いくつかの実施形態では、複数の潜在的サンプルについて合致確率が計算され得、合致するサンプルが、最高の合致確率に基づいて識別され得る。たとえば、特定のサンプルｊについて、ｊがサンプルｋ１、ｋ２、およびｋ３に合致する確率が、計算され得る。この例を続けると、ｋ１、ｋ２、およびｋ３のそれぞれに割り当てられた最高の合致確率に基づいて、サンプルｊが、１つのｋ１、ｋ２、およびｋ３と突き合わされ得る。
【0097】
サンプルｊがサンプルｋに合致する確率が、計算され得、サンプルｋがサンプルｊに合致する対応する確率が、さらに計算され得ることに留意されたい。一般には、２つの確率は、ほぼ同様または同一であり得る。いくつかの例では、２つの確率の実質的な違いは、基礎となるＣＤＦを構築するために使用されるサンプルサイズが十分に大きくないこと、および／または基礎となるサンプルが定常的ではないことを示し得る。
【0098】
２１０では、残りの前処理サンプル寸法Ｘ２、．．．ＸＮのサンプル値と、残りの後処理サンプル寸法Ｙ２、．．．ＹＭのサンプル値と、が、Ｘ１およびＹ１について突き合わされた突合せ後サンプル値に基づいて結び付けられ得る。いくつかの実施形態では、ブロック２１０が省略され得ることに留意されたい。
【0099】
図３Ｃは、すべての寸法にわたって突き合わされたサンプルを有する例示的表を示す。
【0100】
行３１０で示されるように、前処理サンプル指数０が、後処理サンプル指数３３２と突き合わされている。この例では、前処理サンプル指数０が、Ｘ１およびＹ１の確率分布に基づいて、後処理サンプル指数３３２と突き合わされている。すなわち、累積分布確率値Ｐ（Ｘ１＝１．７６）＝０．９３が累積分布確率値Ｐ（Ｙ１＝０．６１）＝０．９３に合致することに基づいて、前処理サンプル指数０が、後処理サンプル指数３３２と突き合わされている。後処理サンプル指数３３２に対する前処理サンプル指数０の合致に、確率０．９３１が割り当てられていることに留意されたい。同様に、前処理サンプル指数０に対する後処理サンプル指数３３２の合致に、確率０．９３が割り当てられている。
【0101】
さらに、行３１０に関して、前処理サンプル指数０を後処理サンプル指数３３２と突き合わせた後、Ｘ２、Ｘ３、Ｙ２、およびＹ３の値が同様に結び付けられ得ることを示すために、Ｘ２、Ｘ３、Ｙ２、およびＹ３についてのサンプル値が表内に含められることに留意されたい。言い換えれば、Ｘ２、Ｘ３、Ｙ２、およびＹ３の寸法の分布がブロック２０４に関連して上記で説明された基準を満たさない場合であっても、Ｘ１およびＹ１の寸法を使用してサンプルを突き合わせることにより、Ｘ１およびＹ１の寸法を使用して突き合わされたサンプルに単に関連付けられることによって、Ｘ２、Ｘ３、Ｙ２、およびＹ３の寸法が結び付けられ得る。
【0102】
図２に戻ると、プロセスは２１２で終了し得る。
【0103】
残りの前処理サンプル寸法と残りの後処理サンプル寸法とを結び付けた後、突合せ後サンプルの多次元データセットが、作成されている。このデータセットは、特定の後処理寸法に対する特定の前処理寸法の効果を分離および識別すること、後処理寸法の特定の値によって示される、障害または欠陥を引き起こす可能性が高い特定の前処理寸法の値を識別すること、プロセス障害を軽減し得る前処理寸法の値に対する変更を識別することなどの多くの目的で使用され得る。多次元データセットの使用が、図８に示され、図８に関連して以下で説明される。
【0104】
さらに、いくつかのケースでは、突合せ後サンプルのデータセットには、いくつかのサンプルおよび／またはいくつかの寸法についての値が欠落していることがある。いくつかのケースでは、前処理寸法と後処理寸法との間の関係が、欠落している値を内挿または外挿するために使用され得る。たとえば、突合せ後サンプルのデータセットが、前処理寸法Ｘ１と後処理寸法との間の関係が線形と見なされ得ることを示すケースでは、特定のサンプルについてのＹ１についての欠落している値が、線形関係に基づいて、サンプルについてのＸ１についての既知の値または測定値に基づいて計算され得る。逆に、Ｘ１についての欠落している値が、同様に計算され得る。
【0105】
図４Ａおよび４Ｂを参照すると、前述の合致する前処理サンプルおよび後処理サンプルがプロセス変動からウェハ変動をどのように分離し得るかを示すグラフが、開示される主題のいくつかの実施形態に従って示されている。
【0106】
図４Ａは、３つのプロセス（プロセス１、プロセス２、およびプロセス３）についての後処理ＣＤのグラフを前処理ＣＤの関数として示し、３つのプロセスは同一であるが、３つのプロセスについて、（たとえば、サンプリングの違いによる、および／または処理前の基板表面の潜在的な違いによる）潜在的なウェハポピュレーション変動がある。（たとえば、図２に関連して上記で説明された技法を使用する）サンプル突合せの後、前処理ＣＤに対する後処理ＣＤの関係は、すべての３つのプロセスについて同一であり、そのことは、プロセス変動なしで予想されるべきである。このことは、プロセス変動がないときの潜在的なウェハポピュレーション変動に関わらず、サンプル突合せ技法が、前処理基板サンプルを後処理基板サンプルと正しく合致させ得ることを示す。
【0107】
逆に、図４Ｂを参照すると、３つのプロセスが異なる（たとえば、異なるセットポイントを使用する、異なるレシピを使用するなど）場合では、前処理サンプルと後処理サンプルとを突き合わせた後、３つのプロセスが明確に区別され得る。
【0108】
図４Ｂに示される、異なるプロセスの傾きは、プロセスの感度、またはプロセスのプロセスマージンを示し得ることに留意されたい。たとえば、より急な傾きを有するプロセスは、より浅い傾きを有するプロセスよりも敏感である（またはより小さいプロセスマージンを有する）と言うことができる。
【0109】
２層積重ねエッチングプロセス
図５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、６、７Ａ、および７Ｂは、２層の積重ねエッチングプロセスに関する、図２に関連して上記で説明された突合せ技法を使用して前処理サンプルと後処理サンプルとを突き合わせるための技法およびデータを示す。特に、上端層上に積み重ねられる下端層の「ディンプル」をエッチングするためにイオンが使用され、上端層および下端層が、エッチングプロセスの前に積み重ねられる。上端層および下端層が積み重ねられる地点が、本明細書では「接合部」と呼ばれることに留意されたい。
図５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、６、７Ａ、および７Ｂは、２層の積重ねエッチングプロセスに関する、図２に関連して上記で説明された突合せ技法を使用して前処理サンプルと後処理サンプルとを突き合わせるための技法およびデータを示す。特に、上端層上に積み重ねられる下端層の「ディンプル」をエッチングするためにイオンが使用され、上端層および下端層が、エッチングプロセスの前に積み重ねられる。上端層および下端層が積み重ねられる地点が、本明細書では「接合部」と呼ばれることに留意されたい。
【0110】
図５Ａは、２層積重ねエッチングプロセスおよび関連するパラメータの概略図を示す。
【0111】
計測測定値５０２は、２層積重ねエッチングプロセスを使用して処理されたウェハの上端層および下端層を示す。特に、計測測定値５０２は、上位層５０４のＨＶＳＥＭと、下端層５０６のＨＶＳＥＭと、を含む。上位層と下端層の両方が、高アスペクト比の穴を含み得、穴は、比較的高い深さ－幅ＣＤ比を有することに留意されたい。
【0112】
下端層５０６のディンプルが、上端穴５０８を通じて下端層まで通過するイオンを介してエッチングされ得る。いくつかの実施形態では、上端穴５０８は、約２０～６０ナノメートルの範囲内、約３０～５０ナノメートルの範囲内などのＣＤを有し得る。上端層を通過した後、次いでイオンは、下端層のディンプルをエッチングし得る。いくつかの実施形態では、ディンプルは、約０～７０ナノメートルの範囲内、約２０～５０ナノメートルの範囲内、約０～２０ナノメートルの範囲内などのエッチング深さを有し得る。各ディンプルは、エッチング深さとエッチング面積との積であるディンプル体積を有すると記述され得る。保護ライナが、ディンプルに関連付けられる側壁部分に付着され得、保護ライナは、エッチングプロセスの前に付着され得ることに留意されたい。理想的には、エッチングプロセスは、側壁の保護ライナをエッチング除去することなく、または損なうことなく、所望のエッチング深さを有するディンプルを生成する
【0113】
各イオンはイオン経路５１０をたどる。イオン経路５１０は、エッチングプロセスの前に実施される堆積プロセスによって閉じ込められる。接合部５１２が、上端層および下端層が積み重ねられる領域を示す。接合部５１２のＣＤは、約３０～５０ナノメートルの範囲内、約３５～４５ナノメートルの範囲内などであり得る。
【0114】
しかしながら、いくつかのケースでは、イオン経路は傾斜角５１４を有し得る。たとえば、傾斜角５１４は、上端層と下端層が接合部に対して位置合せされていない場合など、上端層および下端層の積重ねの間に導入され得る。傾斜角５１４は、接合部５１２に対するイオン経路５１０のオフセットを導入し得る。このオフセットは、オフセット半径５１８によって特徴付けられ得る。イオン経路５１０と接合部５１２との間の重複部分が、重複エリア５２０として示されている。
【0115】
重複エリア５２０は、エッチングされるディンプルに対応することに留意されたい。いくつかの実施形態では、重複エリア５２０は、図５Ｂに関連して以下で説明されるように、ディンプル体積の後処理寸法と突き合わされる前処理寸法に対応し得る。図５Ａに示される非重複エリア５２２は、イオン経路５１０が接合部５１２と重複しないエリアに対応する。したがって、非重複エリア５２２は、側壁の保護ライナがエッチング除去されるエリアに対応し得る。いくつかの実施形態では、非重複エリア５２２は、図５Ｃに関連して以下で説明されるように、ライナ損失面積の後処理寸法と突き合わされる前処理寸法に対応し得る。
【0116】
いくつかの実施形態では、前処理サンプルと後処理サンプルとを突き合わせるために使用される寸法の値が、モデルを使用して計算され、または生成され得る。図５Ｂおよび５Ｃは、図５Ａに示され、図５Ａに関連して上記で説明された２層積重ねエッチングプロセスについてのイオン閉込めモデルを使用して、前処理寸法Ｘ１についての値を計算するための図を示す。
【0117】
図５Ｂは、上端層から下端層へのイオン経路が所望の接合部の場所と重複する場合に、前処理サンプルと後処理サンプルとを突き合わせるために使用される寸法を示す。
【0118】
グラフ５３０は、突合せのために使用されるＸ１寸法の値として使用される、計算された重複エリア５３２を示す。重複エリア５３２は、図５Ａに示され、図５Ａに関連して上記で説明されたように、エッチングのために使用されるイオンによって生成されたディンプルが接合部と重複するエリアを示すスカラ値である。
【0119】
重複エリア５３２は、重複エリア５３２の値を計算するイオン閉込めモデルを使用して計算される。イオン閉込めモデルは、たとえば、特定の傾斜角、温度情報、イオン種情報などを有するときに下端層に達するイオンの位置を包含する、任意の適切な方程式または他の表現を含み得る。より具体的な例として、重複エリア５３２は、下端層５０２のＨＶＳＥＭおよび上位層５０４のＨＶＳＥＭなどの、上端層および下端層のＨＶＳＥＭイメージから得られる幾何学的情報に基づいて計算され得る。
【0120】
いくつかの実施形態では、突合せのために使用されるＹ１寸法は、グラフ５３４に示されるように、下端層上の得られるディンプルの体積であり得る。ディンプル体積は、エッチングエリアおよびエッチング深さの計測測定値に基づいて計算され得る。
【0121】
図５Ｃは、イオン経路が所望の接合部の場所と重複しない場合に、前処理サンプルと後処理サンプルとを突き合わせるために使用される寸法を示す。
【0122】
グラフ５４０は、突合せのために使用されるＸ１寸法の値として使用される、計算されたミスエリア５４２を示す。ミスエリア５４２は、イオンが接合部の場所から外れたエリアを示すスカラ値である。図５Ｂの重複エリア５３２に関連して上記で説明されたものと同様に、ミスエリア５４２は、イオン閉込めモデルを使用して計算され得る。
【0123】
いくつかの実施形態では、突合せのために使用されるＹ１寸法は、ライナ損失面積を示す計測測定値であり得る。ライナ損失面積は、エッチング除去された側壁上の保護ライナの面積を示す。グラフ５４４は、値に合致するＹ１として使用され得るライナ損失面積計算を示す。
【0124】
図２および３Ｃから、Ｘ１およびＹ１の寸法を使用して前処理サンプルおよび後処理サンプルが突き合わされた後、他の寸法（Ｘ２、Ｘ３、Ｙ２、Ｙ３など）の値が同様に結び付けられることを想起されたい。したがって、得られるデータセットは多次元であり、複数の前処理寸法および複数の後処理寸法についての合致した値と共に、前処理サンプルが後処理サンプルと合致する。
【0125】
多次元関係は、プロセス障害の可能性を軽減または低減する前処理寸法のシフトまたは修正を識別するなどのために、複数の目的で解析され得る。図６、７Ａ、および７Ｂは、合致した多次元データセットと、図５Ａ、５Ｂ、および５Ｃに示され、図５Ａ、５Ｂ、および５Ｃに関連して上記で説明された２層積重ねエッチングプロセスに関する障害軽減のための、合致した多次元データセットの使用と、を示すことに留意されたい。図８は、障害軽減のために、合致した多次元データセットを使用するための、一般化された例示的フローチャートを示す。
【0126】
図６は、図５Ａ、５Ｂ、および５Ｃに示され、図５Ａ、５Ｂ、および５Ｃに関連して上記で説明された２層積重ねエッチングプロセスに関する、前処理サンプル寸法と後処理サンプル寸法との間の多次元関係を示すために構築され得る多次元プロットを示す。
【0127】
グラフ６０２は、イオン経路が所望の接合部の場所と重複する場合の多次元関係を示す。（図５Ｂに示されるように）こうした場合、合致する関係は、（イオン経路と接合部との間の）重複エリアのＸ１寸法と、ディンプル体積のＹ１寸法と、を使用し、重複エリアは、イオン閉込めモデルを使用して計算されることを想起されたい。
【0128】
いくつかの実施形態では、前処理寸法は、傾斜角（Ｘ２）および接合部ＣＤ（Ｘ３）をさらに含み得る。（図５Ａに示される）傾斜角は、直線の垂直経路からの角度偏差を記述し、接合部ＣＤは、２つの積み重ねられた層が接続される所のＣＤを記述する。図２および３Ｃに関連して上記で説明されたように、サンプルがＸ１およびＹ１の寸法の値を使用して突き合わされた後、それに対応してＸ２およびＸ３の寸法に対応するサンプル値が、結び付けられ得る。したがって、グラフ６０２は、Ｘ２およびＸ３の寸法が結び付けられた後の、ディンプル体積（すなわち、Ｙ１値）を傾斜角（すなわち、Ｘ２値）および接合部ＣＤ（すなわち、Ｘ３値）の関数として示す。
【0129】
グラフ６０４は、イオン経路が所望の接合部の場所と重複しない場合の多次元関係を示す。（図５Ｃに示されるように）こうした場合、合致する関係は、ミスエリアのＸ１寸法と、ライナ損失面積のＹ１寸法と、を使用し、ミスエリアは、イオン閉込めモデルを使用して計算されることを想起されたい。
【0130】
いくつかの実施形態では、前処理寸法は、グラフ６０２に関連して上記で説明された傾斜角（Ｘ２）および接合部ＣＤ（Ｘ３）をさらに含み得る。上記で説明されたものと同様に、Ｘ１およびＹ１の寸法の値を使用してサンプルが突き合わされた後、Ｘ２およびＸ３の寸法に対応するサンプル値が、それに対応して結び付けられ得る。したがって、グラフ６０４は、Ｘ２およびＸ３の寸法が結び付けられた後の、ライナ損失面積（すなわち、Ｙ１値）を傾斜角（すなわち、Ｘ２値）および接合部ＣＤ（すなわち、Ｘ３値）の関数として示す。
【0131】
図７Ａは、図５Ａ、５Ｂ、および５Ｃに示され、図５Ａ、５Ｂ、および５Ｃに関連して上記で説明された２層積重ねエッチングプロセスに関連する障害の数を低減するようにプロセスパラメータに対する修正を識別するために使用され得る等高線プロットを示す。
【0132】
いくつかの実施形態では、障害は、特定の障害基準を満たす任意の適切な後処理フィーチャの値に基づいて分類され得る。たとえば、２層積重ねエッチングプロセスに関して、障害は、１）ディンプル体積がしきい値ディンプル体積未満であるとき、および／または２）ライナ損失面積がしきい値ライナ損失面積を超えるときに分類され得る。いくつかの実施形態では、障害は、上記の障害基準（すなわち、最小ディンプル体積を満たさず、または最大ライナ損失面積を超える）のいずれかを満たすウェハが障害と分類され、逆に、上記の障害基準のいずれも満たさないウェハが満足の行くもの、または障害ではないと分類されるような２値であり得る。
【0133】
図７Ａの等高線プロット７０２は、傾斜および接合部ＣＤの特定の値の関数として障害と分類されるウェハ上のフィーチャの分布を示す。等高線プロット７０２および７０４では、領域７０６が、フィーチャのより高密度の分布を示し、障害ゾーン７０８が、ウェハ上のフィーチャが一般に障害と分類される領域を示すことに留意されたい。
【0134】
図７Ａの等高線プロット７０４は、傾斜および接合部ＣＤの識別された推奨値の関数として障害と分類されるウェハの分布を示す。推奨値は、傾斜角を特定の値未満（たとえば、５ナノメートル未満、３ナノメートル未満など）に保つための推奨、および／または特定の量（たとえば、１ナノメートル、２ナノメートルなど）だけ接合部ＣＤを増加させるための推奨を表し得る。傾斜および／または接合部ＣＤに対する推奨される変更の結果として、より高い割合のウェハが合格と分類されるように、等高線プロット７０４の障害ゾーンがシフトしていることに留意されたい。
【0135】
等高線プロット７０４が、図６のグラフ６０２および６０４に基づいて生成され得ることに留意されたい。たとえば、ディンプル体積障害が、ディンプル体積しきい値未満のディンプル体積として分類され得る。この例を続けると、グラフ６０２上のディンプル体積しきい値のレベルでの平面切断が、ディンプル体積障害を生み出し、逆に満足の行くディンプル体積を生み出す傾斜の値および接合部ＣＤの値を識別するために使用され得る。この例をさらに続けると、ライナ損失面積障害が、ライナ損失しきい値を超えるライナ損失面積として分類され得る。この例をさらに続けると、グラフ６０４上のライナ損失しきい値のレベルでの平面切断が、ライナ損失面積障害を生み出し、逆に満足の行く量のライナ損失を生み出す傾斜の値および接合部ＣＤの値を識別するために使用され得る。次いで、等高線プロット７０４がグラフ６０２および６０４の平面切断によって生成されたグラフを重ね合わせることによって構築され得る。
【0136】
図７Ｂは、多次元突合せ後前処理および後処理サンプルから構築されたグラフを示し、突合せが、ウェハサンプル全体に関して実施される。
【0137】
グラフ７５０および７５２は、２つの異なる積重ねエッチングプロセスをそれぞれ用いる突合せ後サンプルを示す。グラフ７５０および７５２のそれぞれでは、２つのウェハ全体が解析され、２つのウェハ間のウェハ変動が、グラフ７５２に関連付けられるウェハについて、グループ７５０に関連付けられるウェハについてよりも大きい。グラフ７５０および７５２では、ｚ軸は、等高線プロット７０２および７０４を生成するために使用される計算に基づく故障率に対応し、ｘおよびｙ軸は、それぞれｘおよびｙウェハ座標に対応する。グラフ７５０および７５２のそれぞれについて、各プロセスは２回実施されており、前処理サンプルと後処理サンプルとの突合せが、ウェハサンプル全体に関して実施されたことに留意されたい。
【0138】
グラフ７５０および７５２は、グラフ７５０および７５２の平面の等高線プロットに対応するそれぞれ等高線プロット７６２および７６４をさらに示す。
【0139】
グラフ７５０および７５２に示されるように、前処理サンプルと後処理サンプルとを突き合わせた後、突合せがウェハサンプル全体に関して行われるときであっても、プロセス変動がウェハ変動から分離され得る。グラフ７５０および７５２の等高線７５４～７６０のそれぞれは、異なるウェハの障害解析を示す。特に、グラフ７５０に関して、２つの解析されるウェハが同様である場合、同様の等高線７５４および７５６によって示されるように、２つのウェハのそれぞれに関連付けられる故障率は同様である。さらに続けると、グラフ７５２は、グラフ７５２を生成するために解析されるウェハのそれぞれに関連付けられる（等高線７５８および７６０によって示されるように）異なる故障率を示し、異なる故障率は、２つのウェハ間のより大きいウェハ変動のためである。さらに、グラフ７５０に関連付けられるエッチングプロセスと、グラフ７５２に関連付けられるエッチングプロセスと、の間の変動は、グラフ７５２の等高線７５８および７６０に対する、グラフ７５０の等高線７５４および７５６の違いのために観測され得る。
【0140】
障害を軽減するための推奨の生成
図８を参照すると、突合せ後前処理サンプルおよび後処理サンプルに基づいて障害を軽減するための推奨を生成するためのプロセッサの動作を示すフローチャートが、開示される主題のいくつかの実施形態に従って示されている。
図８を参照すると、突合せ後前処理サンプルおよび後処理サンプルに基づいて障害を軽減するための推奨を生成するためのプロセッサの動作を示すフローチャートが、開示される主題のいくつかの実施形態に従って示されている。
【0141】
８０２では、多次元突合せ後サンプルのデータセットが受け取られ得、各サンプルが、前処理後のサンプル寸法（たとえば、Ｘ１、Ｘ２、．．ＸＮ）および後処理サンプル寸法（たとえば、Ｙ１、Ｙ２、．．．ＹＭ）についてのサンプル値に関連付けられる。たとえば、受け取られたデータセットは、図３Ｃの表に示され、図３Ｃの表に関連して上記で説明されたものと同様のフォーマットであり得る。いくつかの実施形態では、データセットは、図２に示され、図２に関連して上記で説明された技法を使用して構築され得る。
【0142】
８０４では、障害基準の指示が、受け取られ得る。いくつかの実施形態では、障害基準は、後処理後の基板の障害を構成する特定の後処理寸法（たとえば、Ｙ１、Ｙ２、．．．ＹＭ）についてのしきい値を示し得る。例示的障害基準は、しきい値深さ未満のエッチング深さ、所望のＣＤ未満の後処理ＣＤなどを含み得る。
【0143】
より具体的な例として、図７Ａの２層積重ねエッチングプロセスに関連して上記で説明されたように、障害基準は、最小体積しきい値未満のディンプル体積、および／またはライナ損失しきい値を超えるライナ損失面積を含み得る。これは例示的なものに過ぎず、いくつかの実施形態では、障害基準は任意の適切なプロセスに特有なものであり得ることに留意されたい。
【0144】
いくつかの実施形態では、障害基準は、たとえばプロセスエンジニアによって、手動で指定され得る。追加または代替として、いくつかの実施形態では、障害基準は、様々な製造プロセスについての仕様を示す障害データベースなどのデータベースから取り出され得る。
【0145】
８０６では、障害を生み出す可能性が高い前処理サンプル寸法の値が、障害基準および多次元突合せ後サンプルのデータセットに基づいて識別され得る。前処理サンプル寸法が、前処理ＣＤ、傾斜角などの実施可能に制御または修正され得る寸法として識別され得ることに留意されたい。
【0146】
たとえば、当該の後処理寸法の値を、当該の１つまたは複数の前処理寸法の値の関数としてプロットするグラフが構築され得る。この例を続けると、値前処理サンプル寸法を識別するために、グラフの水平切断に対応する平面が、使用され得、平面は、障害しきい値に対応するｚ軸値に配置される。
【0147】
特定の例として、ディンプル体積が最小ディンプル体積しきい値未満であるときにウェハが障害と分類される場合、平面は、（すなわち、図６のグラフ６０２上の）最小ディンプル体積しきい値に配置され得る。この特定の例を続けると、次いで、平面未満（すなわち、最小ディンプル体積しきい値未満）のディンプル体積を生み出す傾斜角および接合部ＣＤの値が、識別され得る。
【0148】
別の特定の例として、ライナ損失面積が最大許容損失しきい値を超えるときにウェハが障害と分類される場合、平面は、（すなわち、図６のグラフ６０４上の）最大許容損失しきい値に配置され得る。この特定の例を続けると、次いで、平面より上（すなわち、最大許容損失しきい値より上）のライナ損失面積を生み出す傾斜角および接合部ＣＤの値が、識別され得る。
【0149】
いくつかの実施形態では、８０８では、障害の数を低減し、かつ／または障害分布をシフトさせるために、前処理後のサンプル寸法の値に対する１つまたは複数の修正が、識別され得る。たとえば、いくつかの実施形態では、障害と分類されない後処理サンプル寸法値を生成する可能性が高い前処理後のサンプル寸法の値が、識別され得る。いくつかの実施形態では、ブロック８０８が省略され得ることに留意されたい。
【0150】
より具体的な例として、図６に示され、図６に関連して上記で説明された２層積重ねエッチングプロセスの多次元突合せ後サンプルに関して、障害と分類される（すなわち、最小許容ディンプル体積しきい値未満の）ディンプル体積を生み出す可能性が低い傾斜角および／または接合部ＣＤが、識別され得る。別のより具体的な例として、障害と分類される（すなわち、最大許容ライナ損失を超える）ライナ損失面積を生み出す可能性が低い傾斜角および／または接合部ＣＤが、識別され得る。
【0151】
前処理後のサンプル寸法の値に対する１つまたは複数の修正を識別した後、識別された１つまたは複数の修正を示す推奨が、提示され得る。たとえば、前処理ＣＤを特定の量だけシフトし、または増加させるべきであること、傾斜角を特定の量未満に保つべきことなどを示す推奨が、（たとえば、プロセスエンジニアに）提示され得る。
【0152】
プロセスは８１０で終了し得る。
【0153】
適用
前処理後の基板のフィーチャを後処理後の基板上のフィーチャに対応付けることにより、本明細書で説明される技法によって、プロセスエンジニアが、ウェハ変動の効果をプロセス変動から分離することが可能となる。特に、ウェハ変動の効果をプロセス変動から分離することにより、プロセスエンジニアは、１つまたは複数のプロセス条件の変化に対するプロセスの感度など、特定のプロセスの様々な特性を評価し得る。
前処理後の基板のフィーチャを後処理後の基板上のフィーチャに対応付けることにより、本明細書で説明される技法によって、プロセスエンジニアが、ウェハ変動の効果をプロセス変動から分離することが可能となる。特に、ウェハ変動の効果をプロセス変動から分離することにより、プロセスエンジニアは、１つまたは複数のプロセス条件の変化に対するプロセスの感度など、特定のプロセスの様々な特性を評価し得る。
【0154】
さらに、プロセスエンジニアが当該の後処理寸法に対する特定の前処理寸法の変化の効果を識別し得るように、後処理寸法（たとえば、後処理ＣＤ、エッチング深さまたは体積、ライナ損失面積など）と前処理寸法（たとえば、前処理ＣＤ、イオン傾斜など）との間の関係が、提供され得る。特定の例として、エッチングプロセス中の側壁上のライナ損失面積が最小限に抑えられるべきである場合、プロセスエンジニアは、ライナ損失面積と１つまたは複数の前処理寸法（たとえば、エッチング中のイオン傾斜、前処理ＣＤなど）との間の関係を使用して、ライナ損失面積を最小限に抑えるために前処理寸法の最適な値を識別し得る。
【0155】
したがって、後処理後の基板上のフィーチャに対して前処理後の基板フィーチャを突き合わせるための本明細書で説明される技法は、改善された後処理基板フィーチャを提供するプロセス条件変化のウェハ上の効果をプロセスエンジニアが迅速に識別することを可能にすることによって製造プロセスを改善し得る。たとえば、前処理と後処理寸法との間の関係を識別することにより、プロセスエンジニアは、潜在的なプロセス条件変化を識別するために試行錯誤を利用する必要がなく、したがって時間および他のリソースを節約する。
【0156】
開示される計算実施形態についての文脈
本明細書で開示されるいくつかの実施形態は、前処理基板サンプルと後処理基板サンプルとを突き合わせるための計算システムに関する。
本明細書で開示されるいくつかの実施形態は、前処理基板サンプルと後処理基板サンプルとを突き合わせるための計算システムに関する。
【0157】
様々なコンピュータアーキテクチャのいずれかを有する多くのタイプのコンピューティングシステムが、本明細書で説明されるようなアルゴリズムを実装するための開示されるシステムとして利用され得る。たとえば、システムは、１つまたは複数の汎用プロセッサ、または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）やプログラマブル論理デバイス（たとえば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ））などの特別に設計されたプロセッサ上で実行中のソフトウェア構成要素を含み得る。さらに、システムは、単一のデバイス上で実装され、または複数のデバイスにわたって分散され得る。計算要素の機能が、互いにマージされ、または複数のサブモジュールにさらに分割され得る。
【0158】
いくつかの実施形態では、適切にプログラムされたシステム上でサンプル寸法を突き合わせるための技法の生成中または実行中に実行されるコードが、コンピュータデバイス（パーソナルコンピュータ、サーバ、ネットワーク機器など）を作成するためのいくつかの命令を含む、不揮発性記憶媒体（光ディスク、フラッシュ記憶デバイス、モバイルハードディスクなど）内に記憶され得るソフトウェア要素として具体化され得る。
【0159】
１レベルでは、ソフトウェア要素は、プログラマ／開発者によって準備されたコマンドのセットとして実装される。しかしながら、コンピュータハードウェアによって実行され得るモジュールソフトウェアは、ハードウェアプロセッサ内に設計された、特定の機械語命令セット、または「ネイティブ命令」から選択された「機械コード」を使用してメモリにコミットされる実行可能コードである。機械語命令セット、またはネイティブ命令セットは、ハードウェアプロセッサに対して既知であり、本質的にハードウェアプロセッサ内に組み込まれる。これは、システムおよびアプリケーションソフトウェアがハードウェアプロセッサと通信する「言語」である。各ネイティブ命令は、処理アーキテクチャによって認識され、演算、アドレッシング、または制御機能のための特定のレジスタ、特定のメモリ位置またはオフセット、およびオペランドを解釈するために使用される特定のアドレッシングモードを指定し得る別個のコードである。順次実行され、あるいは制御フロー命令によって指示される、こうした単純なネイティブ命令を組み合わせることにより、より複雑な動作が構築される。
【0160】
実行可能ソフトウェア命令とハードウェアプロセッサとの間の相互関係は、構造上のものである。言い換えれば、命令はそれ自体、一連のシンボルまたは数値である。命令は、本質的にはどんな情報も伝達しない。設計により、シンボル／数値を解釈するように事前構成されており、命令に意味を与えるのはプロセッサである。
【0161】
本明細書で使用される方法および技法は、単一の場所の単一のマシン上で、または単一の場所の複数のマシン上で、または複数の場所の複数のマシン上で実行されるように構成され得る。複数のマシンが利用されるとき、個々のマシンは、その特定のタスクのために調整され得る。たとえば、コードの大きなブロックおよび／または著しい処理能力を必要とする動作が、大型マシンおよび／または静止マシン上で実装され得る。
【0162】
さらに、いくつかの実施形態は、様々なコンピュータで実装される動作を実施するためのプログラム命令および／またはデータ（データ構造を含む）を含む有形および／または非一時的コンピュータ可読媒体またはコンピュータプログラム製品に関する。コンピュータ可読媒体の例には、限定はしないが、半導体メモリデバイス、相変化デバイス、ディスクドライブ、磁気テープなどの磁気媒体、ＣＤなどの光媒体、磁気光学媒体、および読取り専用メモリデバイス（ＲＯＭ）やランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などのプログラム命令を記憶および実施するように特別に構成されるハードウェアデバイスが含まれる。コンピュータ可読媒体は、エンドユーザによって直接的に制御され得、または媒体は、エンドユーザによって間接的に制御され得る。直接的に制御される媒体の例には、ユーザ設備に配置された媒体、および／または他のエンティティと共有していない媒体が含まれる。間接的に制御される媒体の例には、外部ネットワークを介して、かつ／または「クラウド」などの共有リソースを提供するサービスを介して、ユーザにとって間接的にアクセス可能な媒体を含む。プログラム命令の例には、コンパイラによって生成されるような機械コードと、インタプリタを使用してコンピュータによって実行され得るより高水準のコードを含むファイルの両方を含む。
【0163】
様々な実施形態では、開示される方法および装置で利用されるデータまたは情報は、電子フォーマットで提供される。そのようなデータまたは情報は、計測測定値、累積分布などを含み得る。本明細書で使用されるように、電子フォーマットで提供されるデータまたは他の情報が、マシン上での記憶、およびマシン間の伝送のために利用可能である。従来、電子フォーマットのデータがデジタルに提供され、様々なデータ構造、リスト、データベースなどの中にビットおよび／またはバイトとして記憶され得る。データは、電子的に、光学的に、などで具体化され得る。
【0164】
システムソフトウェアは通常、コンピュータハードウェアおよび関連するメモリとインターフェースする。いくつかの実施形態では、システムソフトウェアは、オペレーティングシステムソフトウェアおよび／またはファームウェア、ならびにシステム内にインストールされた任意のミドルウェアおよびドライバを含む。システムソフトウェアは、コンピュータの基本非タスク特有機能を提供する。一方、モジュールおよび他のアプリケーションソフトウェアは、特定のタスクを達成するために使用される。モジュールのための各ネイティブ命令が、メモリデバイス内に記憶され、数値によって表される。
【0165】
例示的コンピュータシステム９００が図９に示されている。図示されるように、コンピュータシステム９００は、入力／出力サブシステム９０２を含み、入力／出力サブシステム９０２は、アプリケーションに応じて人間のユーザおよび／または他のコンピュータシステムと対話するためのインターフェースを実装し得る。本開示の実施形態は、（たとえば、ＧＵＩまたはキーボードを介して）人間のユーザから入力プログラムステートメントおよび／またはデータを受け取り、それをユーザに再び表示するために使用されるＩ／Ｏサブシステム９０２を有するシステム９００上のプログラムコードで実装され得る。Ｉ／Ｏサブシステム９０２は、たとえば、キーボード、マウス、グラフィカルユーザインターフェース、タッチスクリーン、または入力用の他のインターフェースと、たとえば、ＬＥＤまたは他のフラット画面ディスプレイ、または出力用の他のインターフェースと、を含み得る。
【0166】
通信インターフェース９０７は、任意の適切な通信ネットワーク（たとえば、インターネット、イントラネット、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイヤレスネットワーク、仮想プライベートネットワーク（ＶＰＮ）、および／または任意の他の適切なタイプの通信ネットワーク）を使用する通信のために使用される任意の適切な構成要素または回路を含み得る。たとえば、通信インターフェース９０７は、ネットワークインターフェースカード回路、ワイヤレス通信回路などを含み得る。
【0167】
プログラムコードは、２次メモリ９１０またはメモリ９０８あるいはその両方などの非一時的媒体内に記憶され得る。いくつかの実施形態では、２次メモリ９１０は永続的ストレージであり得る。１つまたは複数のプロセッサ９０４は、１つまたは複数の非一時的媒体からプログラムコードを読み取り、コンピュータシステムが本明細書の実施形態によって実施される方法を実施することを可能にするようにコードを実行する。プロセッサが、トレーニングおよび／またはモデリング動作を実行するためのステートメントなどのソースコードを受け入れ、ソースコードをプロセッサのハードウェアゲートレベルで理解可能な機械コードに解釈またはコンパイルし得ることを当業者は理解されよう。バス９０５は、Ｉ／Ｏサブシステム９０２、プロセッサ９０４、周辺デバイス９０６、通信インターフェース９０７、メモリ９０８、および２次メモリ９１０を結合する。
【0168】
結論
この説明では、提示された実施形態の完全な理解を与えるために多数の特定の詳細が述べられた。開示された実施形態は、こうした特定の詳細の一部またはすべてを伴わずに実施され得る。他の例では、開示された実施形態を不必要に曖昧にしないように、周知のプロセス動作が詳細には説明されなかった。開示された実施形態が特定の実施形態と共に説明されたが、特定の実施形態は、開示された実施形態を限定することを意図されないことを理解されよう。
この説明では、提示された実施形態の完全な理解を与えるために多数の特定の詳細が述べられた。開示された実施形態は、こうした特定の詳細の一部またはすべてを伴わずに実施され得る。他の例では、開示された実施形態を不必要に曖昧にしないように、周知のプロセス動作が詳細には説明されなかった。開示された実施形態が特定の実施形態と共に説明されたが、特定の実施形態は、開示された実施形態を限定することを意図されないことを理解されよう。
【0169】
別段に示されていない限り、本明細書で開示された方法動作およびデバイス特徴は、当技術分野の技術の範囲内の、計測、半導体デバイス製造技術、ソフトウェア設計およびプログラミング、ならびに統計で一般に使用される技法および装置を含む。
【0170】
本明細書で別段に定義されない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語および科学用語は、当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書に含まれる用語を含む様々な科学辞書が周知であり、当業者にとって利用可能である。本明細書で説明されたのと類似の、または同等な任意の方法および材料が、本明細書で開示される実施形態の実施またはテストでの用途が見出されるが、いくつかの方法および材料が説明される。
【0171】
数値範囲は、範囲を定義する数を含む。本明細書全体にわたって与えられるあらゆる最大の数値限度は、あらゆるより低い数値限度が本明細書に明白に書かれているかのように、そのようなより低い数値限度を含むことが意図されている。本明細書全体にわたって与えられるあらゆる最小の数値限度は、あらゆるより高い数値限度が本明細書に明白に書かれているかのように、そのようなより高い数値限度を含む。本明細書全体にわたって与えられるあらゆる数値範囲は、そのようなより広い数値範囲内に包含されるあらゆるより狭い数値範囲がすべて本明細書に明白に書かれているかのように、そのようなより狭い数値範囲を含む。
【0172】
本明細書で与えられる見出しは、本開示を限定しないものとする。
【0173】
本明細書で使用されるように、単数形の用語「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈が別段に明示しない限り、複数の参照を含む。本明細書で使用される用語「または」は、別段に示されていない限り、非排他的論理和を指す。
【0174】
プロセッサ、メモリ、命令、ルーチン、モデル、または他の構成要素を含む様々な計算要素は、タスクを実施する「ように構成された」ものとして説明され、または特許請求され得る。そのような文脈では、「ように構成された」という語句は、構成要素が動作中にタスクを実施する構造（たとえば、記憶された命令、回路など）を含むことを示すことによって構造を意味するように使用される。したがって、ユニット／回路／構成要素は、指定の構成要素が必ずしも現在は動作可能ではない（たとえば、オンでない）ときであっても、タスクを実施するように構成されると言うことができる。
【0175】
「ように構成された」という言い回しと共に使用される構成要素は、ハードウェア、たとえば回路、動作を実装するように実行可能なプログラム命令を記憶するメモリなどを指すことがある。さらに、「ように構成された」は、記載のタスクを実施することのできる方式で動作するようにソフトウェアおよび／またはファームウェア（たとえば、ＦＰＧＡ、またはソフトウェアを実行する汎用プロセッサ）によって操作される汎用構造（たとえば、汎用回路）を指すことがある。さらに、「ように構成された」は、記載のタスクを実施するためのコンピュータ実行可能命令を記憶する１つまたは複数のメモリまたはメモリ要素を指すことがある。そのようなメモリ要素は、処理論理を有するコンピュータチップ上のメモリを含み得る。そのような文脈では、「ように構成された」はまた、１つまたは複数のタスクを実装または実施するように適合されるデバイス（たとえば、集積回路）を製造するように製造プロセス（たとえば、半導体製造施設）を適合させることを含み得る。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9】
【国際調査報告】