(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体製造プロセスのプロセスパラメータを測定する方法であって：
前記プロセスパラメータの第１値を用いて、第１領域上で前記半導体製造プロセスを実行する手順；
前記プロセスパラメータの第２値を用いて、第２領域上で前記半導体製造プロセスを実行する手順；
光計測装置を用いることによって前記第１領域の第１測定を行う手順；
前記光計測装置を用いることによって前記第２領域の第２測定を行う手順；
前記第１測定に基づいて前記第１領域に係る１以上の光学特性を決定する手順；
前記第２測定に基づいて前記第２領域に係る１以上の光学特性を決定する手順；
前記半導体製造プロセスを第３領域上で実行する手順；
前記光計測装置を用いることによって前記第３領域の第３測定を行う手順；並びに
前記第３測定、及び、前記の第１領域の決定された光学特性と前記の第２領域の決定された光学特性との関係に基づいて、前記プロセスパラメータの第３値を決定する手順；
を有し、
前記の第３値を決定する手順が：
前記第３測定、及び、前記の第１領域の決定された光学特性と前記の第２領域の決定された光学特性との前記関係から混合係数を決定する手順；並びに
前記の決定された混合係数、及び、前記のプロセスパラメータの第１値と前記のプロセスパラメータの第２値との関係を用いることによって前記のプロセスパラメータの第３値を決定する手順；
を有する、
方法。
【請求項２】
前記混合係数が、前記の第１領域に係る光学特性と前記の第２領域に係る光学特性との間の外挿に基づいて決定される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記のプロセスパラメータの第１値と前記のプロセスパラメータの第２値との関係が、前記の第１領域に係る決定された光学特性と前記の第２領域に係る決定された光学特性との前記関係にまとめられ、
前記のプロセスパラメータの第３値が、前記第３測定、及び、前記のプロセスパラメータの第１値と前記のプロセスパラメータの第２値との前記関係とまとめられた、前記の第１領域に係る決定された光学特性と前記の第２領域に係る決定された光学特性との前記関係から決定される、
請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記の第１領域に係る光学特性が、前記第１領域の屈折率及び消散係数を有し、かつ
前記の第２領域に係る光学特性が、前記第２領域の屈折率及び消散係数を有する、
請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１測定、前記第２測定、及び前記第３測定が、薄膜領域で行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１測定、及び前記第２測定が、前記光計測装置を用いて測定された回折信号である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記の第１及び第２領域に係る１以上の光学特性が、前記測定回折信号と、１以上のシミュレーション回折信号との比較によって決定される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１領域、前記第２領域、及び前記第３領域が、１のウエハの各異なる部分に位置する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第１領域、前記第２領域、及び前記第３領域が、各異なるウエハの上に位置する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記各異なるウエハが、各異なるウエハロットにある、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記各異なるウエハが、同一のウエハロットにある、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記プロセスパラメータの取り得る値の範囲を定義する手順をさらに有する方法であって、
前記範囲は、最小値及び最大値を有し、
前記第１値は、前記最小値に対応し、
前記第２値は、前記最大値に対応し、かつ
前記第３値は、取り得る値の前記範囲内にある、
請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記の決定された第３値に基づいて前記半導体製造プロセスを調節する手順をさらに有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
半導体製造プロセスのプロセスパラメータを測定する方法であって：
前記プロセスパラメータの第１値を用いて、前記半導体製造プロセスが実行される第１領域の第１測定を行う手順；
前記プロセスパラメータの第２値を用いて、前記半導体製造プロセスが実行される第２領域の第２測定を行う手順；
前記第１測定に基づいて前記第１領域に係る１以上の光学特性を決定する手順；
前記第２測定に基づいて前記第２領域に係る１以上の光学特性を決定する手順；
前記半導体製造プロセスが実行される第３領域の第３測定を行う手順；及び
前記第３測定、及び、前記の第１領域の決定された光学特性と前記の第２領域の決定された光学特性との関係に基づいて、前記プロセスパラメータの第３値を決定する手順；
を有し、
前記の第３値を決定する手順が：
前記第３測定、及び、前記の第１領域の決定された光学特性と前記の第２領域の決定された光学特性との前記関係から混合係数を決定する手順；及び
前記の決定された混合係数、及び、前記のプロセスパラメータの第１値と前記のプロセスパラメータの第２値との関係を用いることによって前記のプロセスパラメータの第３値を決定する手順；
を有する、
方法。
【請求項１５】
前記混合係数が、前記の第１領域に係る光学特性と前記の第２領域に係る光学特性との間の外挿に基づいて決定される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記のプロセスパラメータの第１値と前記のプロセスパラメータの第２値との関係が、前記の第１領域に係る決定された光学特性と前記の第２領域に係る決定された光学特性との前記関係と一緒になり、
前記のプロセスパラメータの第３値が、前記第３測定、及び前記のプロセスパラメータの第１値と前記のプロセスパラメータの第２値との前記関係と一緒になった前記の第１領域に係る決定された光学特性と前記の第２領域に係る決定された光学特性との前記関係から決定される、
請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記の第１領域に係る光学特性が、前記第１領域の屈折率及び消散係数を有し、かつ
前記の第２領域に係る光学特性が、前記第２領域の屈折率及び消散係数を有する、
請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１測定、前記第２測定、及び前記第３測定が、薄膜領域で行われる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１測定、及び前記第２測定が、前記光計測装置を用いて測定された回折信号である、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記の第１及び第２領域に係る１以上の光学特性が、前記測定回折信号と、１以上のシミュレーション回折信号との比較によって決定される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１領域、前記第２領域、及び前記第３領域が、１のウエハの各異なる部分に位置する、請求項１４に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１領域、前記第２領域、及び前記第３領域が、各異なるウエハの上に位置する、請求項１４に記載の方法。
【請求項２３】
前記各異なるウエハが、各異なるウエハロットにある、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記各異なるウエハが、同一のウエハロットにある、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記プロセスパラメータの取り得る値の範囲を定義する手順をさらに有する方法であって、
前記範囲は、最小値及び最大値を有し、
前記第１値は、前記最小値に対応し、
前記第２値は、前記最大値に対応し、かつ
前記第３値は、取り得る値の前記範囲内にある、
請求項１４に記載の方法。
【請求項２６】
前記の決定された第３値に基づいて前記半導体製造プロセスを調節する手順をさらに有する、請求項１４に記載の方法。
【請求項２７】
半導体製造プロセスのプロセスパラメータを測定する命令であって、コンピュータによる実行が可能な命令を有するコンピュータによる読み取りが可能な記憶媒体であって：
前記プロセスパラメータの第１値を用いて、前記半導体製造プロセスが実行される第１領域の第１測定を行う命令；
前記プロセスパラメータの第２値を用いて、前記半導体製造プロセスが実行される第２領域の第２測定を行う命令；
前記第１測定に基づいて前記第１領域に係る１以上の光学特性を決定する命令；
前記第２測定に基づいて前記第２領域に係る１以上の光学特性を決定する命令；
前記半導体製造プロセスが実行される第３領域の第３測定を行う命令；及び
前記第３測定、及び、前記の第１領域の決定された光学特性と前記の第２領域の決定された光学特性との関係に基づいて、前記プロセスパラメータの第３値を決定する命令；
を有し、
前記の第３値を決定する命令が：
前記第３測定、及び、前記の第１領域の決定された光学特性と前記の第２領域の決定された光学特性との前記関係から混合係数を決定する命令；及び
前記の決定された混合係数、及び、前記のプロセスパラメータの第１値と前記のプロセスパラメータの第２値との関係を用いることによって前記のプロセスパラメータの第３値を決定する命令；
を有する、
コンピュータによる読み取りが可能な記憶媒体。
【請求項２８】
前記のプロセスパラメータの第１値と前記のプロセスパラメータの第２値との関係が、前記の第１領域に係る決定された光学特性と前記の第２領域に係る決定された光学特性との前記関係と一緒になり、
前記のプロセスパラメータの第３値が、前記第３測定、及び前記のプロセスパラメータの第１値と前記のプロセスパラメータの第２値との前記関係と一緒になった前記の第１領域に係る決定された光学特性と前記の第２領域に係る決定された光学特性との前記関係から決定される、
請求項２７に記載のコンピュータによる読み取りが可能な記憶媒体。
【請求項２９】
前記の第１領域に係る光学特性が、前記第１領域の屈折率及び消散係数を有し、
前記の第２領域に係る光学特性が、前記第２領域の屈折率及び消散係数を有し、かつ
前記第１及び第２測定が、前記光計測装置を用いて測定された回折信号である、
請求項２７に記載のコンピュータによる読み取りが可能な記憶媒体。
【請求項３０】
前記プロセスパラメータの取り得る値の範囲を定義する命令をさらに有するコンピュータによる読み取りが可能な記憶媒体であって、
前記範囲は、最小値及び最大値を有し、
前記第１値は、前記最小値に対応し、
前記第２値は、前記最大値に対応し、かつ
前記第３値は、取り得る値の前記範囲内にある、
請求項２７に記載のコンピュータによる読み取りが可能な記憶媒体。
【請求項３１】
前記の決定された第３値に基づいて前記半導体製造プロセスを調節する命令をさらに有する、請求項２７に記載のコンピュータによる読み取りが可能な記憶媒体。
【請求項３２】
半導体製造プロセスのプロセスパラメータを測定するシステムであって：
前記プロセスパラメータの第１値を用いて第１領域上で前記半導体製造プロセスを実行し、前記プロセスパラメータの第２値を用いて第２領域上で前記半導体製造プロセスを実行し、かつ第３領域上で前記半導体製造プロセスを実行するように備えられた製造装置；及び
前記第１領域の第１測定を行い、前記第２領域の第２測定を行い、前記第１測定に基づいて前記第１領域に係る１以上の光学特性を決定し、前記第２測定に基づいて前記第２領域に係る１以上の光学特性を決定し、前記第３領域の第３測定を行い、並びに、前記第３測定、及び、前記の第１領域の決定された光学特性と前記の第２領域の決定された光学特性との関係に基づいて、前記プロセスパラメータの第３値を決定するように備えられている光計測装置；  
を有し、
前記第１領域、前記第２領域、及び前記第３領域が、１のウエハの各異なる部分に位置する、
システム。
【請求項３３】
前記の第１領域に係る光学特性が、前記第１領域の屈折率及び消散係数を有し、
前記の第２領域に係る光学特性が、前記第２領域の屈折率及び消散係数を有し、かつ
前記第１及び第２測定が、前記光計測装置を用いて測定された回折信号である、
請求項３２に記載のシステム。
【請求項３４】
前記第１領域、前記第２領域、及び前記第３領域が、各異なるウエハの上に位置する、請求項３２に記載のシステム。
【請求項３５】
前記各異なるウエハが、各異なるウエハロットにある、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３６】
前記各異なるウエハが、同一のウエハロットにある、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３７】
前記光計測装置が、前記の決定された第３値に基づいて前記半導体製造プロセスを調節するように備えられている、請求項３２に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して、光計測に関し、より詳細には、光計測を用いた半導体製造プロセスのプロセスパラメータの測定に関する。
【背景技術】
【０００２】
光計測は、ある構造体に入射ビームを導光する手順、その結果回折されたビームを測定する手順、及びその回折ビームを解析することで、その構造体の特徴部位を決定する手順、を有する。半導体製造において、光計測は典型的には、品質保証に用いられる。たとえば半導体ウエハ上にある構造体を作製した後、光計測は、その構造体のプロファイルを決定するのに用いられる。その構造体のプロファイルを決定することによって、その構造体を作製するのに用いられた製造プロセスの品質を評価することができる。
【特許文献１】米国特許第６９４３９００号明細書
【特許文献２】米国特許第６７８５６３８号明細書
【特許文献３】米国特許第６８９１６２６号明細書
【特許文献４】米国特許出願第１０／６０８３００号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
光計測は、半導体製造プロセスによって作製された構造体のプロファイルが許容度の範囲内であるか否かを決定することによって、その半導体製造プロセスを評価、監視、又は制御するのに用いられてきた。しかし光計測は、半導体製造プロセスを実行するのに用いられたプロセスパラメータの測定には用いられてこなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一の典型的実施例では、半導体製造プロセスのプロセスパラメータを測定するため、製造プロセスは、前記プロセスパラメータの第１値を用いて、第１領域上で実行される。製造プロセスは、プロセスパラメータの第２値を用いて、第２領域上で実行される。前記第１領域の第１測定は、光計測装置を用いることによって行われる。前記第２領域の第２測定は、前記光計測装置を用いることによって行われる。前記第１領域の１以上の光学特性は、前記第１測定に基づいて決定される。前記第２領域の１以上の光学特性は、前記第２測定に基づいて決定される。製造プロセスは、第３領域上で実行される。前記第３領域の第３測定は、前記光計測装置を用いることによって行われる。前記プロセスパラメータの第３値は、前記第３測定、及び、前記の第１の決定された光学特性と第２領域の決定された光学特性との関係に基づいて決定される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
本願は、添付の図と共に以降の説明を参照することで最も良く理解できる。図中、同様の部分は同様の参照番号で指定されている。
【０００６】
図１は、典型的な製造装置１０４内で処理される１以上のウエハ１０２を図示している。製造装置１０４内では、１以上のウエハ１０２に対して１以上の半導体製造プロセスが実行されて良い。典型的には、多数のウエハ１０２は、製造装置１０４内で、バッチで処理される。またバッチは、一般的にはウエハロットとも呼ばれる。たとえば、２５のウエハ１０２からなる１のウエハロットが、製造装置１０４において１バッチとして処理されて良い。しかしウエハロット中のウエハ１０２の数は変化して良いことに留意して欲しい。
【０００７】
前記１以上の半導体製造プロセスを実行する際には、１以上のプロセスパラメータが用いられる。典型的には前記１以上のプロセスパラメータは、レシピを定義するように設定される。また同一のレシピ（つまり前記１以上のプロセスパラメータの設定）が、１のウエハロットで複数のウエハを処理するのに用いられる。１のウエハロットを処理しながら、特定レシピについての１以上の各独立したプロセスパラメータを調節することが可能である。また前記１以上のプロセスパラメータには、各異なるレシピを定義するのに各異なる値が設定されても良い。各異なるレシピは、各異なるウエハロットを処理するのに用いられて良い。よって一のウエハロットを処理するのに一のレシピが用いられて良く、かつ他のウエハロットを処理するのに他のレシピが用いられて良い。
【０００８】
たとえば製造装置１０４は、１以上のウエハ１０２上にフォトレジスト層を堆積及び現像するのに用いられるコーター／現像装置であって良い。堆積及び現像プロセスを実行するのに用いられる前記１以上のプロセスパラメータは、温度、スピン時間等を含んで良い。よってこの例では、これらのプロセスパラメータのうちの如何なる１以上も、如何なる数のそれぞれ異なるレシピを定義するのに設定されて良い。プロセスパラメータのバリエーションは、製造装置１０４を用いて堆積及び／又は現像されるフォトレジスト層のバリエーションを生じさせることができる。たとえば各異なるスピン時間は、１以上のウエハ１０２上に堆積されたフォトレジスト層の厚さ及び／又は均一性を変化させることができる。製造装置１０４は、たとえばプラズマエッチング装置、洗浄装置、化学気相成長（ＣＶＤ）装置等の様々な種類の製造装置であって良いことに留意して欲しい。
【０００９】
図１に図示されているように、製造装置１０４内において、１以上の半導体製造プロセスが、１以上のウエハ１０２上で実行された後、１以上のウエハ１０２は、光計測装置１０６を用いて検査されて良い。以降で詳述するように、光計測装置１０６は、１以上のウエハ１０２上に作製された構造体に係る１以上の特徴部位を決定するのに用いられて良い。光計測装置１０６はまた、製造装置１０４内で１以上のウエハ１０２に対して半導体製造プロセスを実行するのに用いられるプロセスパラメータを測定するのにも用いられて良い。
【００１０】
図２に図示されているように、光計測装置１０６は、光源２０４及び検出器２０６を有する光学測定装置を有して良い。ウエハ１０２上に作製された構造体２０２は、光源２０４からの入射ビームによって照射される。回折ビームは、検出器２０６によって受光される。検出器２０６は、回折ビームを測定された回折信号に変換する。そのような測定された回折信号は、反射率、ｔａｎ（Ψ）、ｃｏｓ（Δ）、フーリエ係数等を有して良い。図２には０次の回折信号が図示されているが、０次以外の次数が用いられても良いことに留意して欲しい。
【００１１】
光計測装置１０６はまた、測定回折信号を受光し、かつその測定回折信号を解析するように備えられている処理モジュール２０８をも有する。処理モジュール２０８は、プロセッサ２１０及びコンピュータによる読み取りが可能な媒体２１２を有して良い。しかし処理モジュール２０８は、如何なる数の部品を、様々な構成において有しても良いことに留意して欲しい。
【００１２】
一の典型的実施例では、処理モジュール２０８は、測定された回折信号に対して最も良く一致する回折信号を供する如何なる数の方法を用いて構造体２０２に係る１以上の特徴部位を決定するように備えられていて良い。これらの方法は、ライブラリベースの処理、又は厳密結合波解析及び機械学習システムによって得られたシミュレーションによる回折信号を用いた回帰分析処理を有して良い。特許文献１、特許文献２、特許文献３、及び特許文献４を参照のこと。
【００１３】
一の典型的実施例では、処理モジュール２０８は、製造装置１０４（図１）内で１以上のウエハ１０２に対して半導体製造プロセスを実行する際に用いられるプロセスパラメータを測定するように備えられている。具体的には、図３は、半導体製造プロセスのプロセスパラメータを測定する典型的なプロセス３００を示している。
【００１４】
手順３０２では、半導体製造プロセスは、プロセスパラメータの第１値を用いて、第１領域上で実行される。たとえば上述したように、半導体製造プロセスは、ウエハ上にフォトレジスト層が堆積されるコーティングプロセスであって良い。コーティングプロセスはウエハを回転させる手順を含み、かつ関心あるプロセスパラメータはスピン速度である、と仮定する。よって本例では、フォトレジスト層は、第１スピン速度を用いて、第１領域上に堆積されるものと仮定する。
【００１５】
手順３０４では、半導体製造プロセスが、プロセスパラメータの第２値を用いて、第２領域上で実行される。上で述べた例を繰り返すと、半導体製造プロセスは、ウエハ上にフォトレジスト層が堆積されるコーティングプロセスで、かつプロセスパラメータはスピン速度であって、フォトレジスト層は、第２スピン速度を用いて、第２領域上に堆積されるものと仮定する。
【００１６】
典型的なコーティングプロセスにおいては、フォトレジスト層は、ウエハ全体にわたって堆積されることを明記しておく。よって上の例では、第１領域は一のウエハ上の１つの位置に対応し、かつ第２領域は他のウエハ上の１つの位置に対応して良い。しかし半導体製造プロセスの中には、単一ウエハ上の特定位置に特化して実行することのできるプロセスがあることに留意して欲しい。よって第１及び第２領域は、単一ウエハ上の各異なる位置に対応しても良い。また第１及び第２領域は、各異なるウエハロット内又は同一ロット内の各異なるウエハ上の位置に対応しても良い。
【００１７】
手順３０６では、第１領域の第１測定は、光計測装置を用いて行われる。上述したように、図２を参照すると、典型的な光計測装置１０６は、光源２０４及び検出器２０６を有する光学測定装置を有して良い。第１領域は、光源２０４からの入射ビームによって照射されて良い。第１領域からの回折ビームは、検出器２０６によって受光される。検出器２０６は、回折ビームを測定された回折信号に変換する。そのような測定された回折信号は、反射率、ｔａｎ（Ψ）、ｃｏｓ（Δ）、フーリエ係数等を有して良い。
【００１８】
再度図３を参照すると、手順３０８では、第２領域の第２測定が、光計測装置を用いて行われる。再度図２を参照すると、第２領域は、光源２０４からの入射ビームによって照射されて良い。第２領域からの回折ビームは、検出器２０６によって受光される。検出器２０６は、回折ビームを測定された回折信号に変換する。そのような測定された回折信号は、反射率、ｔａｎ（Ψ）、ｃｏｓ（Δ）、フーリエ係数等を有して良い。
【００１９】
上述したように、第１及び第２領域は、単一ウエハ上の各異なる位置、異なるウエハ上の位置であって良いし、また各異なるウエハは、各異なるウエハロット内又は同一ロット内であって良い。一の典型的実施例では、第１領域及び第２領域は、薄膜領域であって、これらの領域はパターニングされていない。
【００２０】
手順３１０では、第１領域の１以上の光学特性は、第１測定に基づいて決定される。上述したように、図２を参照すると、光計測装置１０６はまた、測定回折信号を受光し、かつその測定回折信号を解析するように備えられている処理モジュール２０８をも有する。また上述したように、処理モジュール２０８は、測定された回折信号に対して最も良く一致する回折信号を供する如何なる数の方法を用いて構造体２０２に係る１以上の特徴部位を決定するように備えられていて良い。本実施例では、前記の第１領域に係る１以上の光学特性は、第１測定回折信号を用いることで、処理モジュール２０８によって決定された前記１以上の特徴部位であって良い。さらに上述したように、一の典型的実施例では、検査される第１領域は、構造体２０２を有していない薄膜である。
【００２１】
再度図３を参照すると、手順３１２では、第２領域に係る１以上の光学特性が、第２測定に基づいて決定される。再度図２を参照すると、前記の第１領域に係る１以上の光学特性と同様に、前記の第２領域に係る１以上の光学特性は、第２測定回折信号を用いることで、処理モジュール２０８によって決定された前記１以上の特徴部位であって良い。さらに上述したように、一の典型的実施例では、検査される第２領域は、構造体２０２を有していない薄膜である。
【００２２】
再度図３を参照すると、手順３１４では、半導体製造プロセスは、第３領域上で実行される。上で述べた例を繰り返すと、半導体製造プロセスはコーティングプロセスで、かつプロセスパラメータはスピン速度であって、フォトレジスト層は、第３領域上に堆積されるものと仮定する。第３領域は、単一ウエハ上の第１及び第２領域以外の位置であって良く、各異なるウエハ上の位置は、第１及び第２領域以外の位置であって良く、かつ各異なるウエハは、各異なるウエハロット内又は同一のウエハロット内であって良い、ことに留意して欲しい。
【００２３】
手順３１６では、第３領域の第３測定が、光計測装置を用いて行われる。再度図２を参照すると、第３領域は、光源２０４からの入射ビームによって照射されて良い。第３領域からの回折ビームは、検出器２０６によって受光される。検出器２０６は、回折ビームを測定された回折信号に変換する。そのような測定された回折信号は、反射率、ｔａｎ（Ψ）、ｃｏｓ（Δ）、フーリエ係数等を有して良い。
【００２４】
第３領域は、単一ウエハ上の第１及び第２領域以外の位置であって良く、各異なるウエハ上の位置は、第１及び第２領域以外の位置であって良く、かつ各異なるウエハは、各異なるウエハロット内又は同一のウエハロット内であって良い、ことに再度留意して欲しい。一の典型的実施例では、第３領域もまた薄膜領域である。
【００２５】
手順３１８では、プロセスパラメータの第３値が、第３測定、及び第１領域と第２領域との決定された光学特性の関係に基づいて決定される。一の典型的実施例では、関心あるプロセスパラメータが取り得る値の範囲が決定される。第１値はその範囲の最小値に対応する。第２値はその範囲の最大値に対応する。第３値は、取り得る値の範囲内である。
【００２６】
一の典型的実施例では、プロセスパラメータの第３値は、混合係数を用いることにより、第１領域について決定された光学特性と第２領域について決定された光学特性との関係から決定される。プロセスパラメータの第３値は、決定された混合係数、及びプロセスパラメータの第１値と第２値との関係を用いることで決定される。
【００２７】
たとえば、前記の第１領域に係る１以上の光学特性が、前記第１領域の屈折率（ｎ）及び消散係数（ｋ）、これらは一般にｎ＆ｋとも呼ばれる、を有すると仮定する。さらに前記の第２領域に係る１以上の光学特性が、前記第２領域の屈折率（ｎ）及び消散係数（ｋ）を有し、かつ前記の第３領域に係る１以上の光学特性が、前記第３領域の屈折率（ｎ）及び消散係数（ｋ）を有するものと仮定する。よってこの例では、第３領域のｎ＆ｋは、第１領域で決定されたｎ＆ｋと第２領域で決定されたｎ＆ｋとの関係を用いて決定される。一の典型的実施例では、第３領域のｎ＆ｋは、混合係数を用いることにより、第１領域で決定されたｎ＆ｋと第２領域で決定されたｎ＆ｋとの関係から決定される。プロセスパラメータの第３値は、混合係数及びプロセスパラメータの第１値と第２値との関係を用いて決定される。
【００２８】
他の例として、第１領域で決定されたｎ＆ｋと第２領域で決定されたｎ＆ｋとの関係は、次式で表される有効媒質近似（ＥＭＡ）を用いて表されるものと仮定する。
【００２９】
【数１】
0005444610.tif 000002
式（１）において、νｉは混合係数で、０から１まで変化して良い。ｍは測定された領域の数である。上の例では、ｍ＝２である。しかし如何なる数の領域が測定されても良いことに留意して欲しい。ε＝（ｎ＋ｊ＊ｋ）２である。εはｎ＆ｋの複素関数で（ｊ＝√（−１））、誘電率と呼ばれる。
【００３０】
式（１）の両辺又は一辺は、ある仮定に基づいて単純化することができる。たとえば球状の微細構造を仮定すると、αは２に等しいものと推定して良い。また以下のうちの１も同様に仮定されて良い。
【００３１】
１）線形仮定、ε＝１
２）マクスウエル−ガーネットの仮定、εｈ＝εｉ
３）ブラッジマンの仮定、εｈ＝ε
よって式（１）は、混合係数νｉについて解くことができる。
【００３２】
式（１）を解くのに用いられる光学特性は、関心あるプロセスパラメータの値に対応する。上の例では、光学特性は、堆積プロセスで用いられている２のスピン速度の値に対応する。具体的には、プロセスパラメータの第１値はＳ１で、プロセスパラメータの第２値はＳ２であると仮定する。
【００３３】
混合係数はまた、第１プロセスパラメータの値と第２プロセスパラメータの値との関係を定義するのにも用いられて良い。例として、１次元の関係式を仮定することができ、かつプロセスパラメータＳは、以下の関係式を用いて定義されて良い。
【００３４】
【数２】
0005444610.tif 000003
しかしプロセスパラメータの値の間での関係は、たとえば非線形関数を含む様々な関数を用いて定義されて良いことに留意して欲しい。
【００３５】
式（１）の混合係数νについて解いた後、プロセスパラメータの第３値Ｓは、混合係数ν、プロセスパラメータの第１値Ｓ１、及びプロセスパラメータの第２値Ｓ２を用いることによって解くことができる。
【００３６】
あるいはその代わりに、２の測定領域について、式（２）は、混合係数νについて解くことができ、かつ式（１）に代入することができる。よって関心あるプロセスパラメータＳについて式（１）を解くことができる。式（１）は、代入されたプロセスパラメータの値の間の関係式を有する。よって関心あるプロセスパラメータＳは、第３測定、及び、プロセスパラメータの値の間の関係式と一緒になった、決定された光学特性の間の関係から直接的に決定されて良い。
【００３７】
上述の例においては、プロセスパラメータの値を決定するのに用いられる関係が、２の領域（第１及び第２）についての決定された光学特性に基づいているとはいえ、その関係は、３以上の領域についての光学特性に基づいて決定されても良いことに留意して欲しい。たとえば、半導体製造プロセスは３以上の領域上で実行されて良い。３以上の領域で測定が行われても良い。また３以上の領域で行われた測定に基づいて、その３以上の領域についての光学特性が決定されて良い。
【００３８】
３以上の測定領域については、式（２）は、より一般的に次式のように表すことができる。
【００３９】
【数３】
0005444610.tif 000004
またｎ＆ｋとプロセスパラメータとの関係は、以下の関数を用いることで、より一般的な形式で表すことができる。
【００４０】
【数４】
0005444610.tif 000005
ここでｍは測定領域の数である。
【００４１】
プロセスパラメータの第３値が決定した後、その第３値は、製造装置内で実行される半導体製造プロセスを調節するのに用いられて良い。たとえば図１を参照すると、光計測装置１０６を用いて第３値を決定した後、その第３値は、製造装置１０４内で実行される半導体製造プロセスのプロセスパラメータを調節するのに用いられて良い。
【００４２】
具体的には上述したように、第３値を決定するのに加え、光計測装置１０６は、１以上のウエハ１０２上に作製される構造体に係る１以上の特徴部位を決定して良い。よって特定のウエハについて第３値が決定されるとき、その特定のウエハ上に作製される構造体に係る１以上の特徴部位もまた決定されて良い。その１以上の特徴部位が受容可能な許容範囲内でない場合、製造装置１０４内で実行される半導体製造プロセスのプロセスパラメータは、その決定された第３値に基づいて調節されて良い。
【００４３】
具体例として、半導体製造プロセスが、フォトレジスト層を堆積する堆積プロセスであり、かつ関心あるプロセスパラメータはスピン速度であると再度仮定する。製造装置１０４を用いることによって、フォトレジスト層がウエハ上に堆積された後、特徴部位の１が光計測装置１０６を用いて決定されることで、フォトレジスト層の厚さが決定されて良い。ウエハのスピン速度もまた、光計測装置１０６を用いることによって決定されて良い。決定された厚さが受容可能な許容範囲にない場合（たとえば厚すぎる場合又は薄すぎる場合）、製造装置１０４内の堆積プロセスに用いられるスピン速度は、決定されたスピン速度に基づいて調節されて良い。
【００４４】
図１には製造装置１０４及び光計測装置１０６が図示されているとはいえ、光計測装置１０６は、製造装置１０４と一体化しても良いことに留意して欲しい。たとえば図２を参照すると、ウエハ１０２は製造装置１０４（図１）内で処理された後に、検査を受けるため、光計測装置１０６の線源２０４及び検出器２０６は、製造装置１０４（図１）上にマウントされて良い。
【００４５】
処理３００の手順は、コンピュータによる読み取りが可能な媒体２１２上に記憶されたコンピュータによって実行可能な命令に基づくプロセッサ２１０によって実行されて良い。しかし処理３００の手順は、ハードウエア及び／又はソフトウエアの様々な組み合わせ及び構成を用いて実行されても良いことに留意して欲しい。
【００４６】
典型的な実施例が記載されているとはいえ、本発明の技術的範囲及び／又は技術的思想から逸脱することなく、様々な修正型が可能である。従って本発明は、図及び上の説明で示された特定の実施形態に限定されるように解されてはならない。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】典型的な製造装置及び典型的な光計測装置を図示している。
【図２】図１に図示されている典型的な光計測装置をより詳細に図示している。
【図３】図１に図示されている典型的な光計測装置を用いて、典型的な製造装置で半導体製造プロセスを実行するのに用いられるプロセスパラメータを測定する典型的な方法を示している。
【符号の説明】
【００４８】
１０２  ウエハ
１０４  製造装置
１０６  光計測装置
２０２  構造体
２０４  光源
２０６  検出器
２０８  プロセスモジュール
２１０  処理装置
２１２  コンピュータによる読み取りが可能な媒体
３００  典型的プロセス
３０２  手順
３０４  手順
３０６  手順
３０８  手順
３１０  手順
３１２  手順
３１４  手順
３１６  手順
３１８  手順
【図１】
0005444610.tif 000006
【図２】
0005444610.tif 000007
【図３】
0005444610.tif 000008