(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセスツール修正値を１つまたは複数のプロセスツールに提供するための方法であって、
第１の測定プロセスを１つのロットのウェハーの１つのウェハーについて実行することであって、前記第１の測定プロセスが、前記１つのロットのウェハーの前記ウェハーの１つまたは複数のフィールドにわたって分散した複数のターゲットの１つまたは複数の特性を測定することを含む、第１の測定プロセスを実行することと、
損失関数を利用して、選択された閾値レベルよりも大きい残差に対してプロセスツール修正値のセットを決定することであって、前記損失関数が、１つまたは複数のプロセスツールのためのモデルを、フィールド位置に応じて、前記複数のターゲットの１つまたは複数の前記測定された特性に適合させるように構成され、プロセスツール修正値の前記セットが前記残差の絶対値と前記選択された閾値との間の差を最小限にする働きをする前記モデルの１つまたは複数のパラメータを含む、プロセスツール修正値のセットを決定することと、
前記１つまたは複数のプロセスツールの１つまたは複数のプロセスをモニタまたは調整するために、前記決定されたセットのプロセスツール修正値を利用することと
を含む方法。
【請求項２】
自己無撞着ルーチンを前記決定されたセットのプロセスツール修正値について実行することをさらに含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
自己無撞着ルーチンを前記決定されたセットのプロセスツール修正値について前記実行することが、
前記実行された測定プロセスの前記測定された特性の複数のランダムなサンプリングを利用して、自己無撞着ルーチンを前記決定されたセットのプロセスツール修正値に対して実行することであって、前記ランダムなサンプリングの各々が同じサイズである、自己無撞着ルーチンを実行することを含む、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記損失関数が、損失関数に基づくサポートベクターマシン（ＳＶＭ）アルゴリズムを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記モデルが、非線形オーバーレイ関数を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
第１の測定プロセスを１つのロットのウェハーの１つのウェハーについて前記実行することが、
計測測定を１つのロットのウェハーの１つのウェハーについて実行することを含む、
請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記複数のターゲットの前記１つまたは複数の測定された特性が、オーバーレイ値、限界寸法（ＣＤ）値、焦点値、または線量値のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記決定されたセットのプロセスツール修正値が、オーバーレイ修正値、線量修正値、または焦点修正値のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ロットのウェハーの前記ウェハーに関する前記第１の測定の結果が、前記測定における変動を示す情報を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記１つまたは複数のプロセスツールが、リソグラフィツールまたはスキャナツールのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
プロセスツール修正値を提供するための方法であって、
第１の測定プロセスを第１のロットのウェハーの１つのウェハーについて実行することであって、前記第１の測定プロセスが、前記第１のロットのウェハーの前記ウェハーの１つまたは複数のフィールドにわたって分散した複数のターゲットの１つまたは複数の特性を測定することを含む、第１の測定プロセスを実行することと、
残差が選択された閾値レベルよりも大きい場合に第１のセットのプロセスツール修正値を、前記残差が前記選択された閾値レベルよりも小さい場合に第２のセットのプロセスツール修正値を計算するように構成された損失関数を利用して、前記第１および第２のセットのプロセスツール修正値を決定することであって、前記損失関数が、１つまたは複数のプロセスツールのためのモデルをフィールド位置に応じて、前記複数のターゲットの１つまたは複数の前記測定された特性に適合させるように構成され、前記第１のセットのプロセスツール修正値がスケーリングされた残差と前記選択された閾値との間の差を最小限にする前記モデルの１つまたは複数のパラメータを含み、前記第２のセットのプロセスツール修正値が前記スケーリングされた残差を最小限にする前記モデルの１つまたは複数のパラメータを含む、プロセスツール修正値の第１および第２のセットを決定することと、
前記１つまたは複数のプロセスツールの１つまたは複数のプロセスをモニタまたは調整するために、前記決定された第１のセットのプロセスツール修正値および第２のセットのプロセスツール修正値を利用することと、
を含む方法。
【請求項１２】
自己無撞着ルーチンを前記第１のセットのプロセスツール修正値および前記第２のセットのプロセスツール修正値について実行することをさらに含む、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
自己無撞着ルーチンを前記決定されたセットのプロセスツール修正値について前記実行することが、
前記実行された測定プロセスの前記測定された特性の複数のランダムなサンプリングを利用して、自己無撞着ルーチンを前記決定されたセットのプロセスツール修正値に対して実行することであって、前記ランダムなサンプリングの各々が同じサイズである、自己無撞着ルーチンを実行することを含む、
請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記モデルが、非線形モデルオーバーレイ関数を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
第１の測定プロセスを１つのロットのウェハーの１つのウェハーについて前記実行することが、
計測測定を１つのロットのウェハーの１つのウェハーについて実行することを含む、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記決定されたセットのプロセスツール修正値が、オーバーレイ修正値、線量修正値、または焦点修正値のうちの少なくとも１つを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
プロセスツール修正値を提供するための方法であって、
第１の測定プロセスを第１のロットのウェハーの１つのウェハーについて実行することであって、前記第１の測定プロセスが、前記第１のロットのウェハーの前記ウェハーの１つまたは複数のフィールドにわたって分散した複数のターゲットの１つまたは複数の特性を測定することを含む、第１の測定プロセスを実行することと、
選択された閾値レベルを下回る残差に対してプロセスツール修正値のセットを計算するように構成された損失関数を利用して、プロセスツール修正値のセットを決定することであって、前記損失関数が、１つまたは複数のプロセスツールのためのモデルをフィールド位置に応じて、前記複数のターゲットの１つまたは複数の前記測定された特性に適合させるように構成され、前記損失関数が、前記残差の二乗を最小限にするように働く、プロセスツール修正値のセットを決定することと、
前記１つまたは複数のプロセスツールの１つまたは複数のプロセスをモニタまたは調整するために、前記決定されたセットのプロセスツール修正値を利用することと、  
を含む方法。
【請求項１８】
自己無撞着ルーチンをプロセスツール修正値の前記セットについて実行することをさらに含む、
請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
自己無撞着ルーチンを前記決定されたセットのプロセスツール修正値について前記実行することが、
前記実行された測定プロセスの前記測定された特性の複数のランダムなサンプリングを利用して、自己無撞着ルーチンを前記決定されたセットのプロセスツール修正値に対して実行することであって、前記ランダムなサンプリングの各々が同じサイズである、自己無撞着ルーチンを実行することを含む、
請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記モデルが、非線形モデルオーバーレイ関数を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
第１の測定プロセスを１つのロットのウェハーの１つのウェハーについて前記実行することが、
計測測定を１つのロットのウェハーの１つのウェハーについて実行することを含む、
請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
前記決定されたセットのプロセスツール修正値が、オーバーレイ修正値、線量修正値、または焦点修正値のうちの少なくとも１つを含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
プロセスツール修正値を１つまたは複数のプロセスツールに提供するためのシステムであって、
第１の測定プロセスを１つのロットの複数のウェハーの１つのウェハーについて実行するように構成された測定システムであって、前記第１の測定プロセスが、前記１つのロットの複数のウェハーの前記ウェハーの１つまたは複数のフィールドにわたって分散した複数のターゲットの１つまたは複数の特性を測定することを含む、測定システムと、
１つまたは複数のプロセスツールと、
前記測定システムと前記１つまたは複数のプロセスツールとの少なくとも一方に通信可能に結合された１つまたは複数のプロセッサと、を備え、
前記１つまたは複数のプロセッサがプログラム命令を実行するように構成され、前記プログラム命令により前記１つまたは複数のプロセッサが、
損失関数を利用して、選択された閾値レベルよりも大きい残差に対してプロセスツール修正値のセットを決定し、前記損失関数が、前記１つまたは複数のプロセスツールのためのモデルを、フィールド位置に応じて、前記測定システムで測定された前記複数のターゲットの１つまたは複数の前記測定された特性に適合させるように構成され、プロセスツール修正値の前記セットが、前記残差の絶対値が前記選択された閾値以上であるとき、前記残差の絶対値と前記選択された閾値との間の差を最小化すべく作用する、前記モデルの１つまたは複数のパラメータを含み、前記残差の絶対値が前記選択された閾値を下回るとき、前記損失関数が前記残差を無効にし、
前記１つまたは複数のプロセスツールを調整するために、プロセスツール修正値の前記決定されたセットの関数である1つまたは複数の制御信号を、前記1つまたは複数のプロセスツールに送る、
システム。
【請求項２４】
プロセスツール修正値を１つまたは複数のプロセスツールに提供するためのシステムであって、
第１の測定プロセスを１つのロットの複数のウェハーの１つのウェハーについて実行するように構成された測定システムであって、前記第１の測定プロセスが、前記１つのロットの複数ウェハーの前記ウェハーの１つまたは複数のフィールドにわたって分散した複数のターゲットの１つまたは複数の特性を測定することを含む、測定システムと、
１つまたは複数のプロセスツールと、
前記測定システムと前記1つまたは複数のプロセスツールとの少なくとも一方に通信可能に結合された1または複数のプロセッサと、を備え、
前記１つまたは複数のプロセッサがプログラム命令を実行するように構成され、前記プログラム命令により前記１つまたは複数のプロセッサが、
残差が選択された閾値レベルより大きい場合にプロセスツール修正値の第１のセットを計算し、前記残差が前記選択された閾値レベルより小さい場合にプロセスツール修正値の第２のセットを計算するように構成された損失関数を利用して、プロセスツール修正値の前記第１及び第２セットを決定し、前記損失関数が、前記１つまたは複数のプロセスツールのためのモデルを、フィールド位置に応じて、前記測定システムで測定された前記複数のターゲットの１つまたは複数の前記測定された特性に適合させるように構成され、プロセスツール修正値の前記第１のセットが、前記残差の絶対値が前記選択された閾値以上であるとき、スケーリングされた残差の絶対値と前記選択された閾値との間の差を最小化する、前記モデルの１つまたは複数のパラメータを含み、プロセスツール修正値の前記第２のセットが、前記残差の絶対値が前記選択された閾値を下回るとき、前記スケーリングされた残差を最小化する、前記モデルの１つまたは複数のパラメータを含み、
前記１つまたは複数のプロセスツールを調整するために、プロセスツール修正値の前記決定された第１及び第２のセットの関数である1つまたは複数の制御信号を、前記1つまたは複数のプロセスツールに送る、
システム。
【請求項２５】
プロセスツール修正値を１つまたは複数のプロセスツールに提供するためのシステムであって、
第１の測定プロセスを１つのロットの複数のウェハーの１つのウェハーについて実行するように構成された測定システムであって、前記第１の測定プロセスが、前記１つのロットの複数ウェハーの前記ウェハーの１つまたは複数のフィールドにわたって分散した複数のターゲットの１つまたは複数の特性を測定することを含む、測定システムと、
１つまたは複数のプロセスツールと、
前記測定システムと前記1つまたは複数のプロセスツールとの少なくとも一方に通信可能に結合された1または複数のプロセッサと、を備え、
前記１つまたは複数のプロセッサがプログラム命令を実行するように構成され、前記プログラム命令により前記１つまたは複数のプロセッサが、
選択された閾値レベルを下回る残差に対しプロセスツール修正値のセットを計算するよう構成された損失関数を利用してプロセスツール修正値のセットを決定し、前記損失関数が、前記１つまたは複数のプロセスツールのためのモデルを、フィールド位置に応じて、前記測定システムで測定された前記複数のターゲットの１つまたは複数の前記測定された特性に適合させるように構成され、前記残差の絶対値が選択された閾値を下回るとき、依存性曲線の１つまたは複数のパラメータが、前記残差の二乗を最小化すべく作用し、前記残差が前記選択された閾値以上であるとき、前記損失関数が前記残差を無効にし、
前記１つまたは複数のプロセスツールを調整するために、プロセスツール修正値の前記決定されたセットの関数である1つまたは複数の制御信号を、前記1つまたは複数のプロセスツールに送る、
システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔関連出願の相互参照〕
本願は、以下にリストする出願（「関連出願」）から最早の利用可能な有効出願日の利益に関連し、それを主張する（例えば、仮特許出願以外に対して最早の可能な優先日を主張するか、または仮特許出願に対して、関連出願の親、その親、その親の親などの出願のいずれかおよび全てに対して、米国特許法３５  ＵＳＣ  §１１９（ｅ）に基づき請求する）。
【０００２】
関連出願：
ＵＳＰＴＯ（米国特許商標局）の法定外要件のため、本願は、「ＮＯＶＥＬ  ＭＥＴＨＯＤ  ＴＯ  ＤＥＴＥＲＭＩＮＥ  ＯＰＴＩＭＡＬ  ＳＥＴ  ＯＦ  ＯＶＥＲＬＡＹ  ＣＯＲＲＥＣＴＡＢＬＥＳ  ＵＳＩＮＧ  ＳＵＰＰＯＲＴ  ＶＥＣＴＯＲ  ＭＡＣＨＩＮＥ  ＡＬＧＯＲＩＴＨＭ」という名称で、発明者としてＰａｖｅｌ  Ｉｚｉｋｓｏｎを指定し、２０１０年７月３０に出願された、出願番号６１／３６９，５８４号の米国仮特許出願の正規の（仮でない）特許出願を構成する。
【０００３】
本発明は、一般に、半導体プロセスツール修正値（process tool correctable）をプロセスツールに提供するための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００４】
論理デバイスおよびメモリデバイスなどの半導体デバイスの製造は、通常、多数の半導体製造プロセスを用いて、半導体ウェハーなどの基板を加工することで、半導体デバイスの様々な特徴および複数のレベルを形成することを含む。例えば、リソグラフィは、パターンをレチクルから半導体ウェハー上に配置されたレジストに転写することを伴う半導体製造プロセスである。半導体製造プロセスの追加の例には、化学機械研磨（ＣＭＰ）、エッチング加工、成膜（ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）およびイオン注入を含むが、それらに限定されない。複数の半導体デバイスが、単一の半導体ウェハー上の配列で製造され得、次いで、個々の半導体デバイスに分離され得る。
【０００５】
半導体製造プロセス中の様々なステップにおいて、１つまたは複数の半導体層（レイヤー）プロセスをモニタおよび制御するために、計測プロセスが使用される。例えば、計測プロセスは、プロセスステップ中にウェハー上に形成される特徴の寸法（例えば、線幅、厚さなど）など、１つまたは複数のウェハーの特性を測定するために使用され、そのプロセスステップの品質は、１つまたは複数の特性を測定することによって判断できる。１つのかかる特性は、オーバーレイエラーを含む。オーバーレイ測定値は、一般に、第１のパターン層が、その上もしくは下に配置された第２のパターン層に関してどの程度正確に位置合わせされるか、または第１のパターンが、同一の層上に配置された第２のパターンに関してどの程度正確に位置合わせされるかを指定する。オーバーレイエラーは、通常、１つまたは複数のワークピースの層（例えば、半導体ウェハー）上に形成された構造を有するオーバーレイターゲットで決定される。その構造は、格子の形をとり、これらの格子は、周期的であり得る。２つの層またはパターンが適切に形成されると、１つの層またはパターン上の構造が、他の層またはパターン上の構造に関連して位置合わせされる傾向がある。２つの層またはパターンが適切に形成されなければ、１つの層またはパターン上の構造は、他の層またはパターン上の構造に関連してオフセットされるか、または正しく位置合わせされない傾向がある。オーバーレイエラーは、半導体集積回路製造の異なる段階で使用される任意のパターン間のずれである。従来の方式では、ダイおよびウェハーにわたる変動の理解は、一定のサンプリングに限定されており、従って、オーバーレイエラーは、既知の選択されたサイトに対してのみ検出される。
【０００６】
さらに、ウェハーの、オーバーレイエラーなどの測定された特性が許容できない（例えば、特性に対する所定範囲外）場合、１つまたは複数の特性の測定値が、プロセスの１つまたは複数のパラメータを変更するために使用され得、そのプロセスによって製造された追加のウェハーが許容可能な特性を有するようにする。
【０００７】
オーバーレイエラーの場合、オーバーレイエラーを所望の範囲内に保つため、オーバーレイ測定値が、リソグラフィプロセスを訂正するために使用され得る。例えば、オーバーレイ測定値は、「修正値（ｃｏｒｒｅｃｔａｂｌｅ）」および他の統計値を計算する分析ルーチンに供給され得、それは、ウェハー加工で使用されるリソグラフィツールをより良く位置合わせするためにオペレータによって使用され得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
プロセスツール修正値を１つまたは複数のプロセスツールに提供するための方法が開示される。一態様では、方法は、第１の測定プロセスを１つのロットのウェハーの１つのウェハーについて実行することであって、その第１の測定プロセスがそのロットのウェハーのそのウェハーの１つまたは複数のフィールドにわたって分散した複数のターゲットの１つまたは複数の特性を測定することを含むこと；損失関数を利用して、選択された閾値レベルよりも大きい残差に対してプロセスツール修正値のセットを決定することであって、その損失関数が、１つまたは複数のプロセスツールのためのモデルをフィールド位置に応じて、複数のターゲットの１つまたは複数の測定された特性に適合させるように構成され、プロセスツール修正値のセットが残差の絶対値と選択された閾値との間の差を最小限にする働きをするモデルの１つまたは複数のパラメータを含むこと；および、１つまたは複数のプロセスツールの１つまたは複数のプロセスをモニタまたは調整するために、プロセスツール修正値の決定されたセットを利用することを含むが、それらに限定されない。
【０００９】
別の態様では、方法は、第１の測定プロセスを第１のロットのウェハーの１つのウェハーに関して実行することであって、その第１の測定プロセスがその第１のロットのウェハーのそのウェハーの１つまたは複数のフィールドにわたって分散した複数のターゲットの１つまたは複数の特性を測定することを含むこと；残差が選択された閾値レベルよりも大きい場合に第１のセットのプロセスツール修正値を、残差が選択された閾値レベルよりも小さい場合に第２のセットのプロセスツール修正値を計算するように構成された損失関数を利用して、第１および第２のセットのプロセスツール修正値を決定することであって、その損失関数が、１つまたは複数のプロセスツールのためのモデルをフィールド位置に応じて、複数のターゲットの１つまたは複数の測定された特性に適合させるように構成され、第１のセットのプロセスツール修正値が、スケーリングされた残差と選択された閾値との間の差を最小限にするモデルの１つまたは複数のパラメータを含み、第２のセットのプロセスツール修正値が、スケーリングされた残差を最小限にするモデルの１つまたは複数のパラメータを含むこと；ならびに、１つまたは複数のプロセスツールの１つまたは複数のプロセスをモニタまたは調整するために、決定された、第１のセットのプロセスツール修正値および第２のセットのプロセスツール修正値を利用することを含むが、それらに限定されない。
【００１０】
別の態様では、方法は、第１の測定プロセスを第１のロットのウェハーの１つのウェハーについて実行することであって、その第１の測定プロセスが、その第１のロットのウェハーのそのウェハーの１つまたは複数のフィールドにわたって分散した複数のターゲットの１つまたは複数の特性を測定することを含むこと；選択された閾値レベルよりを下回る残差に対してプロセスツール修正値のセットを計算するように構成された損失関数を利用して、プロセスツール修正値のセットを決定することであって、その損失関数が、１つまたは複数のプロセスツールのためのモデルをフィールド位置に応じて、複数のターゲットの１つまたは複数の測定された特性に適合させるように構成され、その依存性曲線の１つまたは複数のパラメータが残差の二乗を最小限にする働きをすること；および、１つまたは複数のプロセスツールの１つまたは複数のプロセスをモニタまたは調整するために、プロセスツール修正値の決定されたセットを利用することを含むが、それらに限定されない。
【００１１】
前述の概要および以下の詳細な説明はともに、例示的かつ説明的なものに過ぎず、請求されるように本発明を必ずしも制限するものではないことを理解されたい。添付の図は、本明細書に組み込まれ、その一部を構成するが、本発明の実施形態を示し、概要とともに、本発明の本質を説明するのに役立つ。
【００１２】
本開示の多数の利点は、当業者によって添付の図を参照することにより、さらに良く理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】分画されたフィールドをもつ半導体ウェハーの上面図を示す。
【図１Ｂ】フィールド内の複数のターゲットを示す半導体ウェハーの個々のフィールドの上面図を示す。
【図２】本発明の一実施形態に従って、プロセスツール修正値を１つまたは複数のプロセスツールに提供するためのシステムを示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に従って、プロセスツール修正値を１つまたは複数のプロセスツールに提供するための方法を示す流れ図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態に従って、損失関数に基づき従来型のＭＬＳアルゴリズムおよび新規のサポートベクターマシンを介して導出される１対の残差分布を示す。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態に従って、損失関数に基づき従来型のＭＬＳアルゴリズムおよび新規のサポートベクターマシンを介して導出される１対の残差分布を示す。
【図５】本発明の一実施形態に従って、修正値と対比した、２つの異なる標準偏差閾値、Ｔｈ１およびＴｈ２に対するサンプリング数を示すデータセットである。
【図６】本発明の一実施形態に従って、プロセスツール修正値を１つまたは複数のプロセスツールに提供するための方法を示す流れ図である。
【図７】本発明の一実施形態に従って、プロセスツール修正値を１つまたは複数のプロセスツールに提供するための方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
ここで、開示される主題に対する参照が詳細に行われ、それは、添付の図内で説明される。
【００１５】
図１Ａ〜図７をおおまかに参照すると、プロセスツール修正値を１つまたは複数のプロセスツールに提供するための方法およびシステムが、本開示に従って説明される。従来の方式では、オーバーレイ計測または限界寸法（ＣＤ）計測などの、計測プロセスが、半導体ウェハーの固定場所で実行される。これらの計測測定値は、次いで、半導体ウェハーについて所与のプロセスを実行するために使用される関連するプロセスツールを修正するために使用される、「修正値」として知られる、修正を計算するために使用され得る。これらの修正値には、オーバーレイ修正値、線量（ｄｏｓｅ）修正値、および焦点修正値を含む。本発明は、修正値を１つまたは複数のプロセスツールに提供するための新たな方法およびシステムを対象とする。
【００１６】
本開示を通して使用されるように、「修正値（ｃｏｒｒｅｃｔａｂｌｅ）」という用語は、一般に、オーバーレイ性能に関する後のリソグラフィパターニングの制御を改善するため、リソグラフィツールまたはスキャナツールの位置合わせを修正するために使用され得るデータを指す。一般的な意味で、修正値は、プロセスツールの位置合わせを改善するためのフィードバックおよびフィードフォワードを提供することにより、ウェハープロセスが、事前に定義された所望の制限内で続行できるようにする。
【００１７】
本開示を通して使用されるように、「ウェハー（ｗａｆｅｒ）」という用語は、一般に、半導体または非半導体材料から形成される基板を指す。例えば、半導体または非半導体材料は、単結晶シリコン、ガリウムヒ素、およびリン化インジウムを含むが、それらに限定されない。ウェハーは、１つまたは複数の層を含み得る。例えば、かかる層は、レジスト、誘電体、導電体、および半導体材料を含むが、それらに限定されない。多くの異なるタイプのかかる層が当技術分野で周知であり、ウェハーという用語は、本明細書で使用されるように、全てのタイプのかかる層がその上に形成され得るウェハーを包含するように意図される。
【００１８】
標準的な半導体プロセスは、ロット単位でのウェハー加工を含む。本明細書では、「ロット（ｌｏｔ）」は、一緒に処理されるウェハーのグループ（例えば、２５ウェハーのグループ）である。ロット内の各ウェハーは、リソグラフィ加工ツール（例えば、ステッパ（ｓｔｅｐｐｅｒ）、スキャナなど）からの多数の露光フィールドで構成される。各フィールド内に複数のダイが存在し得る。ダイは、最終的に単一のチップになる機能単位である。製品ウェハー上には、通常、オーバーレイ測定ターゲットがスクライブライン領域（例えば、そのフィールドの４つの隅内）に配置される。これは、通常、露光フィールドの周辺（およびダイの外部）に電気回路がない領域である。いくつかの状況では、オーバーレイターゲットがストリート内に配置されるが、それは、ダイ間であるが、フィールドの周辺ではない領域である。オーバーレイターゲットが、主要なダイ領域内の製品ウェハー上に配置されることは、この領域が電気回路用にクリティカルに必要とされるため、かなり稀である。しかし、エンジニアリングおよび評価（ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ）ウェハー（製品ウェハーではない）は、通常、かかる制限が関与しないフィールドの中心全体に、多数のオーバーレイターゲットを有する。「スクライブライン」計測マークと主要なダイ回路との間の空間分離のために、製品ウェハー上で、測定されるものと最適化される必要のあるものとの間に相違が生じる。スクライブライン計測マークおよびそれらの解釈の両方における進歩が求められる。
【００１９】
ウェハー上で形成された１つまたは複数の層は、パターンがあるか、またはパターンがない可能性がある。例えば、ウェハーは、複数のダイを含み得、各々が反復可能なパターンのある特徴を有する。かかる材料の層の形成および加工は、最終的に完成したデバイスという結果になり得る。多数の異なるタイプのデバイスがウェハー上に形成され得、本明細書で使用するように、ウェハーという用語は、当技術分野で周知の任意のタイプのデバイスがその上に製作されているウェハーを包含するように意図される。
【００２０】
図２は、プロセスツール修正値を１つまたは複数のプロセスツールに提供するためのシステム２００を示す。一実施形態では、システム２００は、半導体ウェハー２０４の識別された場所においてオーバーレイ測定またはＣＤ測定を実行するように構成された計測システム２０４などの測定システム２０２を含み得る。計測システム２０４は、限界寸法（ＣＤ）計測に適した計測システムなどであるが、それらに限定されず、当技術分野で周知の任意の適切な計測システムを含み得る。さらなる実施形態では、計測システム２０４は、指定された計測計画を実行するために、システム２００の別のサブシステムから命令を受け入れるように構成され得る。例えば、計測システム２０４は、システム２００の１つまたは複数のコンピュータシステム２０８から命令を受け入れ得る。コンピュータシステム２０８から命令を受信すると、計測システム２０４は、提供された命令内で識別された半導体ウェハー２０６の場所でオーバーレイ計測またはＣＤ測定を実行し得る。後で説明するように、コンピュータシステム２０８によって提供される命令は、所与のプロセスツールの１つまたは複数のセットのプロセスツール修正値を決定するように構成された損失関数アルゴリズム（例えば、サポートベクターマシンアルゴリズム）を含み得る。本発明の損失関数の様々な実施形態の特定の態様が、本明細書でさらに詳述される。コンピュータシステム２０８によって計算された修正値は、次いで、システム２００のスキャナツールまたはリソグラフィツールなどの、プロセスツールに対するフィードバックであり得る。
【００２１】
一実施形態では、１つまたは複数のコンピュータシステム２０８は、１つのロットの１つまたは複数のウェハーのサンプリングプロセスで、測定システム２０２（例えば、計測システム２０４）によって実行された測定値のセットを受信するように構成され得る。１つまたは複数のコンピュータシステム２０８は、サンプリングプロセスから受信した測定値を使用して、プロセスツール修正値のセットを計算するようにさらに構成され得る。その上、１つまたは複数のコンピュータシステム２０８は、次いで、プロセスツールを調整するために、命令を関連するプロセスツール（例えば、スキャナツールまたはリソグラフィツール）に送信し得る。代替および／または追加として、コンピュータシステム２０８は、システムの１つまたは複数のプロセスツールをモニタするために利用され得る。この意味で、万一、残差分布の残差が所定のレベルを超えた場合、コンピュータシステム２０８は、そのロットのウェハーを「不合格（ｆａｉｌ）」にし得る。同様に、そのロットのウェハーは「再加工（ｒｅｗｏｒｋｅｄ）」され得る。
【００２２】
前述したステップは、単一のコンピュータシステム２０８、あるいは、複数のコンピュータシステム２０８によって実行され得ることが理解されるべきである。さらに、計測システム２０４など、システム２００の異なるサブシステムは、前述したステップの少なくとも一部を実行するのに適したコンピュータシステムを含み得る。従って、前述の説明は、本発明に関する制限として解釈されるべきではなく、単なる例証である。
【００２３】
別の実施形態では、１つまたは複数のコンピュータシステム２０８は、本明細書でさらに説明する様々な損失関数の１つまたは複数から導出されたプロセスツール修正値を示す命令を、１つまたは複数のプロセスツールに送信し得る。さらに、送信された命令は、オーバーレイ、焦点、および線量の修正値を示す情報を含み得る。さらに、１つまたは複数のコンピュータシステム２０８は、本明細書に記載する任意の方法実施形態の任意の他のステップを実行するように構成され得る。
【００２４】
別の実施形態では、コンピュータシステム２０８は、当技術分野で周知の任意の方法で、測定システム２０２またはプロセスツールと通信的に結合され得る。例えば、１つまたは複数のコンピュータシステム２０８は、測定システム２０２のコンピュータシステム（例えば、計測システム２０４のコンピュータシステム）またはプロセスツールのコンピュータシステムに結合され得る。別の例では、測定システム２０２およびプロセスツールは、単一のコンピュータシステムによって制御され得る。このように、システム２００のコンピュータシステム２０８は、単一の計測／プロセスツールのコンピュータシステムに結合され得る。さらに、システム２００のコンピュータシステム２０８は、有線および／または無線部分を含み得る伝送媒体によって、他のシステムからデータまたは情報（例えば、検査システムから検査結果、計測システムから計測結果、もしくは、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ’ｓ  ＫＴ  Ａｎａｌｙｚｅｒなどのシステムから計算されたプロセスツール修正値）を受信および／または取得するように構成され得る。このように、伝送媒体は、コンピュータシステム２０８とシステム２００の他のサブシステムとの間のデータリンクとして機能し得る。さらに、コンピュータシステム２０８は、伝送媒体を介して、データを外部システムに送信し得る。例えば、コンピュータシステム２０８は、計算されたプロセスツール修正値を別個の計測システムに送信し得、そのシステムは、説明したシステム２００とは独立して存在する。
【００２５】
コンピュータシステム２０８は、パーソナルコンピュータシステム、メインフレームコンピュータシステム、ワークステーション、画像コンピュータ、並列プロセッサ、または当技術分野で周知の任意の他の装置を含み得るが、それらに限定されない。一般に、「コンピュータシステム」という用語は、１つまたは複数のプロセッサを有する任意の装置を包含するように広範に定義され得、それらは、メモリ媒体からの命令を実行する。
【００２６】
本明細書に記載されているような方法を実施するプログラム命令２１２は、キャリア媒体２１０を経由して送信され得るか、またはその上に格納され得る。キャリア媒体は、ワイヤー、ケーブル、または無線の伝送リンクなどの伝送媒体であり得る。キャリア媒体は、読取り専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、磁気もしくは光ディスク、または磁気テープなどの記憶媒体も含み得る。
【００２７】
図２に示すシステム２００の実施形態は、本明細書に記載するようにさらに構成され得る。さらに、システム２００は、本明細書に記載する任意の方法実施形態の任意の他のステップを実行するように構成され得る。
【００２８】
図３は、プロセスツール修正値を１つまたは複数のプロセスツールに提供するための方法３００で実行されるステップを示す流れ図である。第１のステップ３０２では、第１の測定プロセスが、１つのロットのウェハーの１つのウェハーの１つまたは複数のフィールドにわたって分散した複数のターゲットの１つまたは複数の特性を測定し得る。
【００２９】
一実施形態では、第１の測定プロセスは、計測プロセスを含み得る。計測プロセスは、オーバーレイ測定、ＣＤ測定、線量測定、または焦点測定を含むが、それらに限定されず、本明細書に記載する任意の計測プロセスを含み得る。別の実施形態では、測定された特性は、計測測定プロセスを利用して測定され得る任意の量を含み得る。例えば、測定された特性は、オーバーレイエラー、ＣＤ値（例えば、ＣＤ線幅、特徴形状、プロファイル情報、および同様のもの）、線量、または焦点を含み得るが、それらに限定されない。
【００３０】
一実施形態では、方法３００は、１つまたは複数のウェハー上の複数の測定点において、少なくとも１つのロットのウェハー内の１つまたは複数のウェハーに関して測定を実行することを含む。測定点は、１つまたは複数のウェハー１０２上の１つまたは複数のフィールド１０４を含み得る。例えば、図１に示すように、ウェハー１０２は、その上に形成された複数のフィールド１０４を有する。図１では、ウェハー１０２上に特定の数および配置のフィールド１０４が示されているが、ウェハー上のフィールドの数および配置は、例えば、そのウェハー上に形成されているデバイスによって異なり得る。測定は、ウェハー１０２上に形成された複数のフィールド１０４および少なくとも第１のロット内の他のウェハー上の複数のフィールドにおいて実行され得る。測定は、そのフィールド内で形成されたデバイス構造および／またはそのフィールド内で形成されたテスト構造に関して実行され得る。さらに、各フィールド内で実行された測定は、計測プロセス（例えば、１つまたは複数の異なる測定）中に実行された全ての測定を含み得る。
【００３１】
別の実施形態では、サンプリングプロセスで測定された全ての測定点は、所与のロット内のウェハーの各測定されたフィールドをもつ複数のターゲットを含み得る。例えば、図１Ａに示すように、ウェハー１０２上に形成されたフィールド１０４は、複数のターゲット１０６を含み得る。図１Ｂでは、特定の数および配置のターゲット１０６がフィールド１０４内に示されているが、フィールド１０４内のターゲット１０６の数および配置は、例えば、ウェハー１０２上に形成されているデバイスによって異なり得る。ターゲット１０６は、デバイス構造および／またはテスト構造を含み得る。この実施形態では、従って、測定は、各フィールド１０４内に形成された任意の数のターゲット１０６に関して実行され得る。測定は、計測プロセス中に実行される全ての測定（例えば、１つまたは複数の異なる測定）も含み得る。
【００３２】
別の実施形態では、サンプリングステップで実行された測定の結果は、測定プロセスにおける変動に関する情報を含む。測定における変動は、当技術分野で周知の任意の方法（例えば、標準偏差、変動量など）で決定され得る。測定における変動は、通常、プロセスまたはプロセス逸脱における変動を示すので、サンプリングステップで測定されるウェハーのロット数は、プロセスまたはプロセス逸脱によって異なり得る。このステップで識別または判断される変動の源は、オーバーレイ変動、限界寸法（ＣＤ）変動、ウェハーの他の特性における変動、ロット間変動、ウェハー間変動、フィールド間変動、側面間（ｓｉｄｅ−ｔｏ−ｓｉｄｅ）変動、変動の統計源、および同様のもの、またはそれらの任意の組合せを含むが、それらに限定されず、任意の変動源を含み得る。
【００３３】
本発明における実施態様に適した測定プロセスおよびシステムは、２００８年４月２２日に出願された米国特許出願第１２／１０７，３４６号に大まかに記載されており、それは、参照によって上記で組み込まれている。
【００３４】
第２のステップ３０４では、選択された閾値レベルよりも大きい残差に対するプロセスツール修正値のセットが、ステップ３０２の測定結果を使用して、損失関数によって決定され得る。一態様では、損失関数は、１つまたは複数のプロセスツールのためのモデルをフィールド位置に応じて、ステップ３０２の１つまたは複数の測定された特性に適合させるように構成される。別の態様では、プロセスツール修正値の計算されたセットは、残差の絶対値と選択された閾値との間の差を最小限にする働きをするモデルのパラメータ値を含む。第３のステップ３０６では、プロセスツール修正値の決定されたセットが、１つまたは複数のプロセスツールをモニタまたは調整するために利用され得る。
【００３５】
ステップ３０２の測定された特性（例えば、オーバーレイエラーまたはＰＰＥ）が、後のリソグラフィプロセスの制御を向上させるため、およびリソグラフィパターンの品質が所定の要件を満足するか否かを判断するために、利用され得ることが当業者によって認識されるべきである。一実施形態では、オーバーレイまたはＣＤ計測データが、測定されたウェハー１０２の各フィールド１０４に対するオーバーレイ修正値、線量修正値、または焦点修正値を計算するために使用され得る。これらの修正値は、次いで、リソグラフィツールの性能を向上させるためにリソグラフィツールに送信され得る。一般的な意味で、修正値データは、オーバーレイ性能に関する後のリソグラフィパターニングの制御を改善するため、リソグラフィツール（例えば、ステッパ）またはスキャナツールの位置合わせを修正するために使用され得る。
【００３６】
本明細書に記載するオーバーレイを決定するための技術は、半導体デバイス製作フォトリソグラフィプロセス、光デバイス製造、マイクロメカニカル製造、および同様のものなど、広範囲にわたるフォトリソグラフィプロセスに適し得ることが当業者によってさらに認識されるべきである。
【００３７】
本発明の一態様では、ステップ３０４の損失関数は、サポートベクターマシン（ＳＶＭ）アルゴリズムを含み得る。本発明のＳＶＭ損失関数は、以下の形式をとり得る：
【数１】
0005911489.tif 000002
【００３８】
式中、ｙは選択された位置（例えば、ｘ軸に沿った位置）で測定された特性（例えば、オーバーレイエラー）を表し、ｆ（ｘ，β）は、ステップ３０２の測定された特性のセットに適合されたモデルを表し、ここで、βは利用されたモデリング関数のパラメータを表すとし、そして、量｜ｙ−ｆ（ｘ，β）｜は、残差ｙ−ｆ（ｘ，β）の「絶対値」を表す。さらに、「Ｔｈ」は、閾残差値を表す。ｆ（ｘ，β）の特定の形式は、様々な要因によって決まり得ることが当業者によって認識されるべきである。一般的な意味で、当技術分野で周知の任意の適切なオーバーレイ関数は、方程式１のＳＶＭ損失関数のｆ（ｘ，β）として利用され得る。
【００３９】
伝統的に、ウェハーのフィールドから取得されたオーバーレイエラーは、線形オーバーレイ関数を決定するために使用され得る。線形オーバーレイ関数は、次いで、スキャナまたはステッパツールなどの、関連するプロセスツールに対する修正値として使用され得る。線形オーバーレイ関数に加えて、高次非線形オーバーレイ関数が、所与のプロセスツールに対して対応する修正値を計算するために、オーバーレイ関数として実装され得る。例えば、アナライザ（例えば、ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｈｏｒ’ｓ  ＫＴ  Ａｎａｌｙｚｅｒ）が、高次モデルを実装するように構成され得、それは、次いで、ウェハーにわたってフィールドごとに修正値を計算するために、オーバーレイおよびＣＤ計測データを入力するために使用され得る。フィールド内（ｉｎｔｒａｆｉｅｌｄ）修正値は、オーバーレイ修正値、焦点修正値、および線量修正値を含み得るが、それらに限定されない。測定されたウェハーの各フィールドに対して生成されたフィールド内修正値の関連テーブルは、当技術分野で周知の任意の修正値を含み得る。
【００４０】
例えば、線形回帰が、ステップ３０２のターゲット特性（例えば、測定されたオーバーレイ）に適用され得る。例えば、関数変換（ｆｕｎｃｔｉｏｎ  ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）、回転、および／または倍率としてのオーバーレイが、オーバーレイターゲットのセット（例えば、四隅のオーバーレイターゲット）から取得され得る。線形回帰が前述したデータセットに適用され得、修正値の１つまたは複数のセットを生じる。これらの修正値は、次いで、スキャナツールなどのプロセスツールによって利用され得る。
【００４１】
さらに、一般的な意味で、プロセスツール修正値のセットを計算するために、高次項モデルが、ステップ３０２のターゲット特性（例えば、測定されたオーバーレイまたはＰＰＥ）に適用され得る。例えば、ｘ軸に沿ったオーバーレイが、形式：Ａｘ＋Ｂｘ2の関数を利用してモデル化され得る。別の実施形態では、所与の方向に沿ってオーバーレイをモデル化するために使用される関数は、三角関数に基づき得る。高次関数は、次いで、ロット配置を決定するために使用され得る。
【００４２】
一般的な意味で、所与のプロセスで許容できる修正値（例えば、適合されたモデルの高次項）の範囲が、所与の非線形関数に対して事前に決定され得る。万一、測定された値がこの所定の範囲を超える場合には、そのロットは「不合格」とされ得、そのロットは強制的に「再加工」される。例えば、フォトレジストがはぎ取られ得、リソグラフィツールが調整され、そして、フォトレジストの新しいパターンが次いでウェハーまたは複数のウェハーに適用される。
【００４３】
さらなる実施形態では、所与のモデル適合の線形項のみが所与のプロセスツールに対する修正値として使用されるように、高次項が無視され得る。例えば、上で示した例では、スキャナツールの倍率を調整するためなど、「Ｂｘ2」によって与えられた２次項が無視され得、「Ａｘ」項のみがプロセスツールによって利用され得る。
【００４４】
ステップ３０２のターゲット測定値が、フィールドごとの変動およびフィールド内の変動の両方に対する修正値を計算するために利用され得ることがさらに認識されるべきである。
【００４５】
一般的なオーバーレイ関数ならびに、特にプロセスツール修正値の計算で使用されるフィールド間およびフィールド内変動に対するオーバーレイ関数が、２０１１年１月２５日に発行された米国特許第７，８７６，４３８号に記載され、参照によって本明細書に組み込まれる。
【００４６】
本開示にわたって説明されている高次関数が、前述した方程式１のＳＶＭベースの損失関数に提供された関数ｆ（ｘ，β）として実装され得ることが本明細書で検討される。
【００４７】
前述した方程式１を再度参照すると、本発明のステップ３０４のＳＶＭ損失関数は、次の量を最小限にする働きをする：
【数２】
0005911489.tif 000003
【００４８】
ここで、方程式２による量は、モデルパラメータβに関して最小限にされる。このように、ＳＶＭ損失関数は、閾値Ｔｈを下回る残差を無効にする。そのため、方程式１のＳＶＭアルゴリズムは、閾値Ｔｈより大きい残差に対する修正値のみを、残差と閾値との間の差をモデルパラメータβに関して最小限にすることにより計算する。
【００４９】
方程式１のＳＶＭベースの損失関数は、所与の残差分布の外れ値または「末尾（ｔａｉｌ）」が、そうでなければアナライザにそのロットを不合格にさせるような状況で特に有利である。このように、従来型の修正値計算技術では、プロセス中に、所与の残差分布が、所与のロットを誤って不合格にする状況があることを当業者によって認識されるべきである。例えば、ＭＬＳ分析ルーチンは、測定された特性（例えば、オーバーレイ）に関連する残差の平均を最小限にする。しかし、ＭＬＳルーチンは、残差分布の末尾における残差値を重視しない。それ故、残差分布の末尾が、その分布を構成する残差の少数を表しているが、その末尾の残差が所定の残差指定を上回っている状況で、関連するロットを不合格にするのは稀なことではない。そのため、本発明のステップ３０４におけるＳＶＭ損失関数の実装は、再加工率を減少させるのに役立ち得る。
【００５０】
図４Ａおよび図４Ｂを参照すると、ＳＶＭ損失関数の適用とＭＬＳベースの関数との間の分布が示されている。ＳＶＭ損失関数の実装では、残差の分布が正規分布を構成することが一般に仮定されないことに留意すべきである。大抵の場合、残差は、モデル化されていない系統的ノイズを含み得る。さらに、いくつかの状況では、残差は二峰性分布をもち得る。この設定では、従来のＭＬＳ分析ルーチンは、著しく偏っているであろう。
【００５１】
図４Ａは、ＭＬＳおよびＳＶＭ損失関数の両方に関連した残差分布を示し、その分布の残差は、通常のランダムノイズを含む。本明細書では、関連するオーバーレイ測定値が、線形挙動に加えて通常のランダムノイズを表示することを前提とする。さらに、ロットに対する残差指定が３ｎｍと仮定される。図４Ａに示すグラフは、１）ＭＬＳルーチンおよび２）ＳＶＭ損失関数に関連する修正値を適用した後の残差を示す。
【００５２】
ＭＬＳルーチンに関して、ＭＬＳルーチンに関連する残余は、通常の分布形状を示すが、分布の最大残差は、所定のオーバーレイ指定の３ｎｍよりも大きい。そのため、従来の分析技術の下では、関連するロットは不合格になるであろう。それにひきかえ、ＳＶＭ損失関数に関連する全ての残余値は、所定のオーバーレイ指定を下回る値を表示する。そのため、そのロットは合格し、再加工が回避される。
【００５３】
図４Ｂは、ＭＬＳおよびＳＶＭ損失関数の両方に関連した残差分布を示し、その分布の残差は、純粋な二次系統的成分を有するノイズを含む。前述のように、図４Ｂは、１）ＭＬＳルーチンおよび２）ＳＶＭ損失関数に関連する修正値を適用した後の残差を示す。再度、ＭＬＳルーチンに関して、分布の最大残差は、所定のオーバーレイ指定の３ｎｍよりも大きく、そのロットの不合格をもたらす。さらに、ＳＶＭ損失関数の分析で、最大の残差がオーバーレイ指定を下回るように、ＳＶＭ損失関数がオーバーレイを修正するので、そのロットは合格となる。
【００５４】
ステップ３０４のＳＶＭ損失関数は、従来の方法に対して有意な優越性を示すが、所与のロットが不合格になるのを回避する努力は、後続のロットの修正においてより価値の低い修正値を生成する可能性とのバランスを保つ必要があることが本明細書で認識される。
【００５５】
方程式１のＳＶＭ損失関数は、要求される閾値「Ｔｈ」を、末尾の残余を不合格にしない可能な最小値まで引き下げようとし得る。しかし、ＳＶＭ損失関数から導出された修正値が信頼できるか否かを考慮することは重要である。いくつかの状況では、末尾の残余に基づいてロットを不合格にすることは適切であることに留意されたい。
【００５６】
さらなるステップ３０８では、方程式１のＳＶＭ損失関数によって出力された結果の質を測定するために、自己無撞着（ｓｅｌｆ−ｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙ）ステップがステップ３０４の損失関数の結果に適用され得る。自己無撞着ステップは，いくつか（例えば、５０）のランダムなサブサンプルをオーバーレイデータセットから選択することにより実行され得る。サブサンプリングの各々は、同じサイズである。例えば、各サブサンプリングは、可能なサンプリングの９０％を表し得る。一態様では、サブサンプリングの各々に対して、ＳＶＭ損失関数からの修正値が計算され得、異なるサブサンプリングにわたる修正値の標準偏差が推定され得る。さらなる態様では、事前に定義された標準偏差閾値が選択され得、それを計算された修正値の標準偏差が超えてはならない。
【００５７】
図５は、５０のランダムなサブサンプリングをもつ修正値の計算のセットを示し、各ランダムなサブサンプリングは、可能なサイトの９０％を表す。図５に示すように、２つの標準偏差閾値、Ｔｈ１およびＴｈ２が利用される。Ｔｈ１によって生成された修正値の推定値（曲線５０２）は、Ｔｈ２によって生成された推定値（曲線５０４）よりも著しく大きいノイズレベルを表示する。例えば、Ｔｈ１に関連する修正値の推定値５０２は、０．５２７ｎｍの標準偏差を表示し得るが、他方、Ｔｈ２のそれ５０４は、０．０８３ｎｍの標準偏差を表示し得る。さらに、標準偏差閾値の実施態様は、２つ以上の閾値を区別し得る。例えば、０．３ｎｍの標準偏差閾値は、Ｔｈ１とＴｈ２を区別して、Ｔｈ２を優れた選択肢とするであろう。本明細書では、本発明のステップ３０４のＳＶＭ損失関数によって生成される残差分布の信頼性を確実にするために、自己無撞着ルーチンの追加が利用され得ると考えられる。
【００５８】
様々な自己無撞着アルゴリズムおよびルーチンが、本発明のＳＶＭ損失関数によって生成された修正値曲線に適用され得ることがさらに認識される。一般的な意味で、当業者に周知の任意の自己無撞着アルゴリズムが、本発明における実施態様に適し得る。
【００５９】
図６は、プロセスツール修正値を１つまたは複数のプロセスツールに提供するための代替プロセス６００で実行されるステップを示す流れ図である。
【００６０】
第１のステップ６０２では、プロセス３００に類似した方法で、第１の測定プロセスが、１つのロットのウェハーの１つのウェハーの１つまたは複数のフィールドにわたって分散した複数のターゲットの１つまたは複数の特性を測定し得る。前述のように、１つのロットのウェハーの１つまたは複数のウェハーについて実行される測定は、プロセス３００のステップ３０２で実行される測定に類似した測定プロセスを含み得る。このように、ステップ３０２で概説したような様々な測定値および測定方法が、プロセス６００のステップ６０２に適用され得る。
【００６１】
第２のステップ６０４では、プロセスツール修正値の第１および第２のセットが損失関数を利用して決定され得る。一態様では、第１のセットのプロセスツール修正値が、選択された閾値レベルよりも大きい残差に対して計算され得、他方、第２のセットのプロセスツール修正値が、閾値レベルよりも小さい残差に対して計算され得る。さらなる態様では、第１のセットのプロセスツール修正値は、スケーリングされた残差と選択された閾値との間の差を最小限にするモデルパラメータを含む。第２のセットのプロセスツール修正値は、スケーリングされた残差を最小限にするモデルパラメータを含む。第３のステップ６０６では、プロセスツール修正値の決定されたセットが、１つまたは１つまたは複数のプロセスツールをモニタまたは調整するために利用され得る。そこでは、プロセス３００のステップ３０４および３０６で説明した適用可能な手順および方法が、プロセス６００の第２のステップ６０４および第３のステップ６０６にまで及ぶと解釈されるべきである。
【００６２】
ステップ６０４の損失関数は以下の形式をとり得る：
【数３】
0005911489.tif 000004
【００６３】
式中、方程式１におけるように、ｙは選択された位置（例えば、ｘ軸に沿った位置）で測定された特性（例えば、オーバーレイエラー）を表し、ｆ（ｘ，β）は、ステップ６０２の測定された特性に適合されたモデルを表し、ここで、βは利用されたモデリング関数のパラメータを表すとし、そして、量｜ｙ−ｆ（ｘ，β）｜は、残差ｙ−ｆ（ｘ，β）の「絶対値」を表す。さらに、「Ｔｈ」は、閾残差値を表す。さらなる態様では、プロセス６００の損失関数は、スケーリング係数αを含み得る。スケーリング係数αは、０と１との間の値をもち得、残差分布の残差をスケーリングするために利用され得る。
【００６４】
選択された閾値Ｔｈを下回る残差に対して、スケーリング係数αは、残差の絶対値｜ｙ−ｆ（ｘ，β）｜を、ある選択された程度だけスケーリングする働きをし得る。これは、プロセス３００のステップ３０４に関して本明細書で前述した手法と相対し、そこでは、閾値Ｔｈを下回る残差が無効にされた。プロセス６００のステップ６０４では、Ｔｈを下回る残差が無視されるのではなく、むしろ、それらの寄与が単に減らされる。さらに、方程式３の損失関数は、残差のスケーリングされた絶対値α｜ｙ−ｆ（ｘ，β）｜をβに関して最小限にする働きをする。
【００６５】
その一方、閾値Ｔｈを上回る残差に対して、スケーリング係数αは、スケーリングされた残差の絶対値α｜ｙ−ｆ（ｘ，β）｜と閾値Ｔｈとの間の差をモデルパラメータβに関してスケーリングする働きをする。ｆ（ｘ，β）の特定の形式が様々な要因によって決まり得ることが当業者によって認識されるべきである。一般的な意味で、当技術分野で周知の任意の適切なオーバーレイ関数が、方程式３の損失関数のｆ（ｘ，β）として使用され得る。
【００６６】
プロセス６００は、追加の自己無撞着ステップ６０８を含み得ることにさらに留意されたい。自己無撞着ルーチン６０８は、プロセス３００の自己無撞着ルーチン３０８と類似した方法で実装され得る。
【００６７】
図７は、プロセスツール修正値を１つまたは複数のプロセスツールに提供するための代替プロセス７００で実行されるステップを示す流れ図である。
【００６８】
第１のステップ７０２では、プロセス３００に類似した方法で、第１の測定プロセスが、１つのロットのウェハーの１つのウェハーの１つまたは複数のフィールドにわたって分散した複数のターゲットの１つまたは複数の特性を測定し得る。前述のように、１つのロットのウェハーの１つまたは複数のウェハーについて実行される測定は、プロセス３００のステップ３０２で実行される測定に類似した測定プロセスを含み得る。このように、ステップ３０２で概説したような様々な測定値および測定方法が、プロセス７００のステップ７０２に適用され得る。
【００６９】
第２のステップ７０４では、選択された閾値レベルよりも小さい残差に対するプロセスツール修正値のセットが、ステップ７０２の測定結果を使用して、損失関数で決定され得る。一態様では、損失関数は、１つまたは複数のプロセスツールのためのモデルをフィールド位置に応じて、ステップ７０２の１つまたは複数の測定された特性に適合させるように構成される。別の態様では、プロセスツール修正値の計算されたセットは、残差の二乗を最小限にする働きをするモデルのパラメータ値を含む。第３のステップ７０６では、プロセスツール修正値の決定されたセットが、１つまたは複数のプロセスツールをモニタまたは調整するために利用され得る。そこでは、プロセス３００のステップ３０４および３０６で説明した適用可能な手順および方法が、プロセス７００の第２のステップ７０４および第３のステップ７０６にまで及ぶと解釈されるべきである。
【００７０】
ステップ７０４の損失関数は以下の形式をとり得る：
【数４】
0005911489.tif 000005
【００７１】
式中、再度、ｙは選択された位置（例えば、ｘ軸に沿った位置）で測定された特性（例えば、オーバーレイエラー）を表し、ｆ（ｘ，β）は、ステップ７０２の測定された特性に適合されたモデルを表し、ここで、βは、残差の二乗を最小限にするために利用されたモデリング関数のパラメータを表す。
【００７２】
本明細書では、方程式４の損失関数は、方程式１および方程式３のそれとは、方程式４は選択された閾値Ｔｈを上回る全ての残差を無効にするという点で異なることに留意されたい。選択されたＴｈ値を下回る残差に対して、方程式４の損失関数は、残差の二乗をモデルパラメータβに関して最小限にする働きをし得る。方程式４の損失関数は、ユーザーが、残差分布の「末尾」の影響を分布の残りに関して最小限にしようとする状況で、特に好都合であり得る。
【００７３】
プロセス７００は、追加の自己無撞着ステップ７０８を含み得ることにさらに留意されたい。自己無撞着ルーチン７０８は、プロセス３０８の自己無撞着ルーチン３０８と類似した方法で実装され得る。
【００７４】
本明細書に記載する全ての方法は、方法実施形態の１つまたは複数のステップの結果を記憶媒体に格納することを含み得る。その結果は、本明細書に記載する任意の結果を含み得、当技術分野で周知の任意の方法で格納され得る。記憶媒体は、本明細書に記載する任意の記憶媒体または当技術分野で周知の任意の他の適切な記憶媒体を含み得る。結果が格納された後、その結果は、その記憶媒体内でアクセスでき、本明細書に記載する任意の方法またはシステム実施形態によって使用でき、ユーザーに対して表示するためにフォーマットでき、別のソフトウェアモジュール、方法、またはシステムなどによって使用できる。例えば、方法がサブサンプリング計画を生成した後、その方法は、サブサンプリング計画を記憶媒体の計測レシピ内に格納することを含み得る。さらに、本明細書に記載する実施形態の結果または出力は、出力ファイルが計測システムによって理解できると仮定して、計測システムが計測のためにサブサンプリング計画を使用できるように、ＣＤ  ＳＥＭなどの計測システムによって格納され、アクセスされ得る。さらに、結果は、「永久的に」、「半永久的に」、一時的に、またはある期間にわたって格納され得る。例えば、記憶媒体は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）であり得、結果は記憶媒体内で必ずしも無期限には持続し得ない。
【００７５】
前述した方法の各実施形態は、本明細書に記載する任意の他の方法の任意の他のステップを含み得るとさらに考えられる。さらに、前述した方法の各実施形態は、本明細書に記載する任意のシステムによって実行され得る。
【００７６】
当業者なら、本明細書に記載するプロセスおよび／またはシステムおよび／または他の技術を達成できる様々な伝達手段（例えば、ハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェア）があること、および好ましい伝達手段は、そのプロセスおよび／またはシステムおよび／または他の技術が配備されるコンテキストによって異なるであろうことを理解するであろう。例えば、実装者が、速度および正確さが最重要であると判断した場合、実装者は、主にハードウェアおよび／またはファームウェア伝達媒体を選び得、別の方法として、柔軟性が最重要である場合は、実装者は、主にソフトウェア実装を選び得、または、さらに別の方法として、実装者は、ハードウェア、ソフトウェア、および／もしくはファームウェアの何らかの組合せを選び得る。従って、本明細書に記載するプロセスおよび／または装置および／または他の技術を達成し得る、いくつかの可能な伝達手段があるが、利用されるどの伝達手段も、その伝達手段が配備されるコンテキストおよび実装者の特定の関心事（例えば、速度、柔軟性、または予測可能性）によって決まる選択であるという点において、そのいずれも本質的に他よりも優れておらず、そのどれも変わり得る。当業者なら、実施態様の光学的態様は、通常、光学指向（ｏｐｔｉｃａｌｌｙ−ｏｒｉｅｎｔｅｄ）のハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェアを採用するであろうことを理解するであろう。
【００７７】
当業者なら、装置および／または方法を本明細書で説明する方法で説明し、その後、技術的手法を使用して、かかる説明した装置および／またはプロセスをデータ処理システムに統合することは、当技術分野では一般的であることを理解するであろう。すなわち、本明細書で説明する装置および／またはプロセスの少なくとも一部は、十分な実験を通して、データ処理システムに統合できる。当業者なら、標準的なデータ処理システムは、通常、１つまたは複数のシステムユニット筐体、ビデオディスプレイ装置、揮発性および不揮発性メモリなどのメモリ、マイクロプロセッサおよびデジタル信号プロセッサなどのプロセッサ、オペレーティングシステム、ドライバ、グラフィカルユーザーインタフェース、およびアプリケーションプログラムなどの計算実体（ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ  ｅｎｔｉｔｙ）、タッチパッドもしくは画面などの１つもしくは複数のインタラクション装置、ならびに／またはフィードバックループおよび制御モーター（例えば、位置および／もしくは速度を検知するためのフィードバック；コンポーネントおよび／もしくは量を移動および／もしくは調整するための制御モーター）を含む制御システムを含むことを理解するであろう。標準的なデータ処理システムは、データコンピューティング／通信および／またはネットワークコンピューティング／通信システムにおいて通常見られるような、任意の適した市販のコンポーネントを利用して実装され得る。
【００７８】
本明細書に記載する目的物は、ときどき、異なる他のコンポーネント内に含まれるか、またはそれと接続される異なるコンポーネントを示す。かかる示された構成は、単なる例示であること、および実際、同じ機能性を達成する多数の他の構成が実施できることが理解される。概念的な意味で、同じ機能性を達成するためのコンポーネントの任意の配置が、所望の機能性が達成されるように、効果的に「関連付け」られる。従って、特定の機能性を達成するために本明細書で結合された任意の２つのコンポーネントは、構成または中間コンポーネントにかかわらず、所望の機能性が達成されるように、互いに「関連付け」られていると見ることができる。同様に、そのように関連付けられた任意の２つのコンポーネントは、所望の機能性を達成するために互いに「接続」されているか、または「結合」されているとも見ることができ、また、そのように関連付けられることが可能な任意の２つのコンポーネントは、所望の機能性を達成するために互いに「結合可能」であるとも見ることができる。結合可能な特定の例は、物理的に嵌合可能な（ｍａｔｅａｂｌｅ）コンポーネントおよび／もしくは物理的に通信する（ｉｎｔｅｒａｃｔｉｎｇ）コンポーネントならびに／または無線通信可能なコンポーネントおよび／もしくは無線通信するコンポーネントならびに／または論理的に通信するコンポーネントおよび／もしくは論理的に通信可能なコンポーネントを含むが、それらに限定されない。
【００７９】
本明細書に記載する本主題の特定の態様が示され説明されてきたが、当業者には、本明細書の教示に基づき、本明細書に記載する主題およびそのより広い態様から逸脱することなく、変更および修正がなされ得、従って、添付の特許請求の範囲は、本明細書に記載する主題の真の精神および範囲内であるように、その範囲内に全てのかかる変更および修正を包含することが明らかであろう。
【００８０】
さらに、本発明は添付の特許請求の範囲によって定義されることが理解される。
【００８１】
本発明の特定の実施形態を示してきたが、本発明の様々な修正および実施形態が、前述した開示の範囲および精神から逸脱することなく、当業者によってなされ得ることは明らかである。その結果、本発明の範囲は、本明細書に添付する特許請求の範囲によってのみ制限されるべきである。
【００８２】
本開示およびその付随する利点の多くは、前述の説明によって理解されるであろうと考えられ、様々な変更が、開示する主題から逸脱することなく、またはその材料の優位性の全てを犠牲にすることなく、コンポーネントの形状、構造および配置においてなされ得ることは明らかであろう。説明した形状は単なる例示であり、かかる変更を包含し含むことが以下の請求項の意図である。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図３】
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【図２】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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