(57)【要約】一実施例における、一次的計測ツールに対する二次的計測ツール(ステップ560)の信号調節ベクトル。(ステップ500)において、一次的計測ツールを用いてウェハ上の所定数の部位から回折信号が測定される。上記計測ツールは偏光解析器、反射率計とすることができる。上記一次的計測ツールは、計測データ、すなわち回折信号および関連プロフィルのライブラリ、を生成する上で用いられたハードウェア仕様を備えたものである。(ステップ520)においては、同一の所定数の部位が一つ以上の二次的計測ツールにより測定されるが、該二次的計測ツールは上記一次的計測ツールと同一形式であるか又はその変形である。(ステップ540)においては、対応する各部位に対し、一次的および二次的計測ツールを用いて測定済回折信号の差分が計算される。
2005521891.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多様な計測デバイスと協働するために計測システムを適合化する集積回路計測方法であって、
ウェハ上の一群の部位を第１計測デバイスを利用して測定する段階であって、該測定により第１群の回折信号が生成され、かつ前記第１計測デバイスは識別仕様を有する段階と、
前記ウェハ上の前記一群の部位を第２計測デバイスを利用して測定する段階であって、該測定により第２群の回折信号が生成され、かつ前記第２計測デバイスは識別仕様を有する段階と、
前記第１群の回折信号の各信号と前記第２群の回折信号の対応信号との間の差分を計算する段階と、
前記第１計測デバイスについて生成された計測データが前記第２計測デバイスにおいて使用されるのを可能とすべく構成された信号調節ベクトルを決定する段階と、
を備えて成る集積回路計測方法。
【請求項２】
前記第１計測デバイスは、前記計測データを生成する上で用いられる既知仕様群を有する基準計測デバイスである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記計測データは回折信号と対応プロフィル・データのライブラリを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記信号調節ベクトルを決定する段階は、該信号調節ベクトルの各成分の値を算出する数学的アルゴリズムを実施する段階を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記成分値を算出するために使用される前記数学的アルゴリズムはクラスタリング・アルゴリズムである、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記信号調節ベクトルと前記第１および第２計測デバイスの識別仕様とを記憶する段階を更に備えて成る、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第２計測デバイスを用いて集積回路構造から回折信号を測定する段階であって、
該測定により測定された構造回折信号が生成される段階と、
前記測定された構造回折信号および前記信号調節ベクトルを利用して調節された回折信号を計算する段階と、
前記第１計測デバイスに対して生成された前記回折信号と対応プロフィル・データとのライブラリにおける回折信号に対して比較された前記調節された回折信号の最良整合物を選択する段階と、
前記選択された最良整合ライブラリ回折信号に対応するプロフィル・データにアクセスする段階と、
を更に備えて成る、請求項３に記載の方法。
【請求項８】
前記第１および第２計測デバイスは偏光解析器であり、前記第１および第２群の回折信号の各々はｔａｎ（Ψ）およびｃｏｓ（Δ）回折データを有する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１および第２計測デバイスは反射率計であり、前記第１および第２群の回折信号の各々は強度回折データを有する、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
多様な計測デバイスと協働するために計測システムを適合化する、集積回路計測方法であって、
ウェハ上の一群の部位を第１計測デバイスを利用して測定する段階であって、該測定により第１群の回折信号が生成され、前記第１計測デバイスは識別仕様を有する段階と、
前記ウェハ上の前記一群の部位を一つ以上の第２計測デバイスを利用して測定する段階であって、各測定により第２群の回折信号が生成され、各第２計測デバイスは識別仕様を有する段階と、
前記第１群の回折信号の各信号と前記第２群の回折信号の対応信号との間の差分を計算する段階と、
前記第１計測デバイスに対して生成された計測データが対応第２計測デバイスにおいて使用されるのを可能とすべく各々が構成された信号調節ベクトルを決定する段階と、
前記第１計測デバイスの前記識別仕様と、前記第２計測デバイスの識別仕様と、関連する信号調節ベクトルを有するデータ成分を記憶する段階と、
を備えて成る集積回路計測方法。
【請求項１１】
前記データ成分を記憶する段階は該データ成分をデータ記憶装置に記憶することにより実施される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
複数の計測デバイスと協働するために集積回路計測システムを適合化するシステムであって、該システムは、
ウェハにおける一群の構造から第１群の回折信号を生成すべく構成され、識別仕様を有する第１計測デバイスと、
前記ウェハにおける前記一群の構造から第２群の回折信号を生成すべく構成され、識別仕様を有する第２計測デバイスと、
前記第１群の回折信号の各信号と前記第２群の回折信号の対応信号との間の差分を計算すべく構成され、かつ、計算された差分から信号調節ベクトルを決定すべく構成された評価器とを備え、
前記信号調節ベクトルは、前記第１計測デバイスにおいて使用されるために生成された計測データが前記第２計測デバイスにおいて使用されるのを可能とする、
システム。
【請求項１３】
前記第１計測デバイスおよび前記第２計測デバイスは偏光解析器である、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記第１計測デバイスおよび前記第２計測デバイスは反射率計である、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
回折信号および関連プロフィル・データを包含すべく構成されたプロフィル・ライブラリと、
測定された回折信号を処理すべく、かつ、前記プロフィル・ライブラリの前記回折信号に対して比較された前記測定された回折信号の最良整合物を選択すべく構成されたプロフィル適用サーバとを更に備えて成る、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
前記プロフィル適用サーバに接続されたデータ記憶装置であって、一つ以上の信号調節ベクトルと計測ツール識別仕様とを記憶すべく構成されたデータ記憶装置を更に備えて成る、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記データ記憶装置はネットワーク接続を介してアクセス可能である、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記評価器は前記信号調節ベクトルを決定するために加算平均を使用する、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
前記評価器は前記信号調節ベクトルを決定するために統計的平均アルゴリズムを使用する、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２０】
前記評価器は前記信号調節ベクトルを決定するためにクラスタリング・アルゴリズムを使用する、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２１】
集積回路計測信号調節データを記憶し、かつ信号適合化に対する要求に応答するシステムであって、
計測デバイスに関する識別情報と回折信号および関連プロフィルのライブラリに関する識別情報とを含むクエリを送信すべく構成されたクエリ・デバイスと、
前記クエリ・デバイスに接続されると共に、前記クエリを処理すべく、かつ前記クエリ・デバイスに対する応答をフォーマットして送信すべく構成された信号調節サーバと、
前記信号調節サーバに接続されると共に、信号調節データと、計測デバイスに関する識別情報と、回折信号および関連プロフィルのライブラリに関する識別情報とを記憶すべく構成されたデータ記憶装置とを備えて成る、システム。
【請求項２２】
前記信号調節サーバは更に、調節された回折信号を計算すべく構成され、該調節された回折信号は測定された回折信号と対応信号調節データから計算される、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記クエリ・デバイスからの前記クエリは前記測定された回折信号を含み、前記信号調節サーバからの前記応答は前記測定された回折信号と前記対応信号調節データとから計算された前記調節された回折信号を含む、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記クエリ・デバイスは識別された前記計測デバイスを含む計測システムである、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２５】
前記クエリ・デバイスに接続された作製システムであって、リソグラフィ・ユニットおよび／または食刻ユニットを含む作製システムを更に備えて成る、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
以下の如く作動することをコンピュータに指示することにより、多様な計測デバイスと協働するために計測システムを適合化するコンピュータ実行可能コードを含むコンピュータ可読記憶媒体：
ウェハ上の一群の部位を第１計測デバイスを利用して測定し、該測定により第１群の回折信号が生成され、前記第１計測デバイスは識別仕様を有しており、
前記ウェハ上の前記一群の部位を第２計測デバイスを利用して測定し、該測定により第２群の回折信号が生成され、前記第２計測デバイスは識別仕様を有しており、
前記第１群の回折信号の各信号と前記第２群の回折信号の対応信号との間の差分を計算し、かつ、
前記第１計測デバイスに対して生成された計測データが前記第２計測デバイスにおいて使用されるのを可能とすべく構成された信号調節ベクトルを決定する。
【請求項２７】
以下の如く作動することをコンピュータに指示することにより、多様な計測デバイスと協働するために計測システムを適合化するコンピュータ実行可能コードを含むコンピュータ可読記憶媒体：
ウェハ上の一群の部位を第１計測デバイスを利用して測定し、該測定により第１群の回折信号が生成され、前記第１計測デバイスは識別仕様を有しており、
前記ウェハ上の前記一群の部位を一つ以上の第２計測デバイスを利用して測定し、各測定により第２群の回折信号が生成され、各第２計測デバイスは識別仕様を有しており、
前記第１群の回折信号の各信号と前記第２群の回折信号の対応信号との間の差分を計算し、
前記第１計測デバイスに対して生成された計測データが対応第２計測デバイスにおいて使用されるのを可能とすべく各々が構成された信号調節ベクトルを決定し、かつ、
前記第１計測デバイスの前記識別仕様と、前記第２計測デバイスの識別仕様と、関連する信号調節ベクトルを有するデータ成分を記憶する。
【請求項２８】
一次的計測デバイスに対する識別情報と、
一つ以上の二次的計測デバイスに対する識別情報と、
回折信号および関連プロフィルのライブラリに対する識別情報と、
前記一つ以上の二次的計測デバイスの一つの二次的計測デバイスを用いて測定された回折信号を、識別された回折信号および関連プロフィルのライブラリにより作動する様に適合化すべく各々が構成された一つ以上の信号調節ベクトルと、
を含む記憶データを包含するコンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、それらの全てが本出願の譲受人により所有されると共に言及したことにより本明細書中に援用される、ジャカダール等(Jakatdar, et al.)により2000年11月28日に出願されて“格子プロフィルのリアルタイム・ライブラリ生成システムおよび方法(System and Method for Real-Time Library Generation of Grating Profiles)”と称された同時係属の米国特許出願第09/727530号、バオ等(Bao, et al.)により2002年3月26日に出願されて“ハードウェア・シミュレータを用いる計測用ハードウェア仕様(Metrology Hardware Specification Using a Hardware Simulator)”と称された同時係属の米国特許出願第(割当てられるべき番)号、および、ドッジ等(Doddi, et al.)により2000年12月14日に出願されて“格子プロフィル分類のためのシステムおよび方法(System and Method for Grating Profile Classification)”と称された同時係属の米国特許出願第09/737,705号に関する。
【０００２】
本発明は半導体製造用途のための計測法(metrology)に関し、特に、種々の計測デバイスと協働すべく計測システムを適合化する方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
集積回路（ＩＣ）は更に小さな限界寸法（ＣＤ）および更に高速な応答時間に向けて進化していることから、製造プロセスにおいては新たな試みが行われている。１００ｎｍ以下のオーダーのサイズを有する特定形状の測定に対しては、正確な計測法が望まれている。
【０００４】
光学的な計測法は、走査型電子顕微鏡検査法（ＳＥＭ）などの他の計測方法と比較して幾つかの利点を有する効率的なツールとして発展してきた。光学的プローブは、非破壊的であり、製造の監視および制御において使用可能であると共に、厚みおよび形状形態の情報を決定するために、及びＣＤを測定するために使用され得る。
【０００５】
回折格子のプロフィルを、固定入射角および複数の波長における該格子の光学回折応答から再構築するためには、散乱計測法における公知方法が用いられる。プロフィル抽出のためのライブラリ式方法は、ラウンディング(rounding)、フーティング(footing)、Ｔ-トッピング(T-topping)、材料厚み偏差、側壁角度およびCD偏差などの詳細なプロフィル特性を含む回折信号とシミュレートされた格子プロフィルとのライブラリを利用する。マスク情報、光学特性ｎおよびｋを記述するパラメータなどの薄膜情報、および、厚み値は、シミュレートされた一群のプロフィルの回折信号を算出すべく使用される入力である。集積回路構造のプロフィルを決定するためには、その構造に対する回折信号が測定されてシミュレート済回折信号のライブラリと比較され、かつ、最良整合物が見出され、すなわち、そのシミュレート済回折信号が実際の測定された回折信号と最良整合するプロフィルが見出される。
【０００６】
回折信号は典型的に、半導体製造に関する2001年5月のIEEE会報、第14巻、第2号、第97〜111頁(IEEE Transactions on Semiconductor Manufacturing, Vol. 14, No. 2, May 2001)のニウ等(Niu et al.)による論文“反射分光散乱計測法(Specular Spectroscopic Scatterometry)”に記述された如き精密結合波解析[Rigorous Coupled-Wave Analysis](RCWA)による解析技術を利用する格子応答シミュレータにより計算される。また、スペクトル散乱応答もしくは回折信号を計算するために、他のシミュレーション・アルゴリズムも使用され得る。1969年、イタリア、ストレーザ(Stresa, Italy)における“電磁波に関する国際URSIシンポジウム(Int'l URSI Symposium on Electromagnetic Waves)”の第282〜285頁のエー・アール・ニューレウサ(A.R. Neureuther)およびケー・ザキ(K. Zaki)による“非平面周期構造からの散乱を分析する数値方法(Numerical Methods for the Analysis of Scattering from Nonplanar Periodic Structure)”には、積分解法が記述されている。而して、1973年9月における“光通信(Optics Communications)”、第9巻、第1号、第48〜53頁におけるエム・ネヴィーレ等(M Neviere et al)の“共鳴ホログラフ薄膜結合器の系統的研究(Systematic Study of Resonances Holographic Thin Film Coulers)”には微分解法が記述されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
計測法と併せて使用されると共に計測ビーム源、偏光解析器(ellipsometer)、反射率計などを含み得るハードウェアは、厳密には再現可能でないパラメータに委ねられる。ハードウェア関連の可変パラメータの例としては、計測ビーム入射角、開口数、波長範囲、分極およびノイズが挙げられる。ハードウェアにおける変動は、計測法に関する問題を引き起こす。而してライブラリ回折信号は、特定群のハードウェア仕様に基づく入力と、理想的な材料特性とに従い計算される。もし、サンプルの回折信号の測定において使用される実際のハードウェアおよび材料のバッチがライブラリ計算において使用されたものと僅かに異なる仕様もしくは特性を有すると、測定された回折信号を計算されたライブラリ回折信号と整合させるときに不正確さが生じ得る。典型的に、回折信号および関連するプロフィル・データのライブラリは、特定の計測法によるハードウェア・モデルおよび他のパラメータに対して生成される。このライブラリは、同一の製造者からの同一型式の類似ハードウェア・デバイスに対してさえも、別の計測ツールに対して使用されたときには正確な結果を提供し得ないこともある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、多様な計測デバイスと協働すべく計測システムを適合化する、集積回路計測法における方法およびシステムを包含する。上記方法は、ウェハ上の一群の部位を第１計測デバイスおよび第２計測デバイスにより測定する段階と、上記第１群の回折信号の内の所定信号と上記第２群の回折信号の内の対応信号との間の差分を計算する段階と、信号調節ベクトルを決定する段階とを備える。上記信号調節ベクトルは、上記第１計測デバイスについて生成された計測データが、対応する第２計測デバイスにおいて使用されるのを可能とすべく構成され、上記計測データはシミュレートされた回折信号および関連プロフィルのライブラリとすることができる。一実施例においては、上記第１および第２計測デバイスおよび関連する信号調節ベクトルに関する識別情報がデータ記憶装置に記憶され得る。
【０００９】
別の実施例は、集積回路計測信号調節データを記憶し、信号適合化に対する要求に応答するシステムであって、計測デバイスに関する識別情報と回折信号および関連プロフィルのライブラリに関する識別情報とを含むクエリ(query)を送信すべく構成されたクエリ・デバイスと、上記クエリ・デバイスに接続されると共に、上記クエリを処理すべく、かつ上記クエリ・デバイスに対する応答をフォーマットして送信すべく更に構成された信号調節サーバと、上記信号調節サーバに接続されると共に、信号調節データと、計測デバイスに関する識別情報と、回折信号および関連プロフィルのライブラリに関する識別情報とを記憶すべく構成されたデータ記憶装置とを備えて成るシステムである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の一実施例は、ひとつの計測法の設定と協働すべく生成された計測データを、別の計測法設定において機能すべく適合化する方法およびシステムを包含する。本発明の概念および原理の記述を容易化するために、代表的な偏光解析的光学計測システムが論じられる。但し、回折信号および構造プロフィルのライブラリもしくはデータベースが使用されるという反射率測定システムなどの他の光学的計測システム、ならびに、他の計測システムに対し、同一の概念および原理が等しく適用される。
【００１１】
図１は、集積回路構造からの回折信号を測定するために集積作製システムに連結された計測システムを示している。計測ツールを含む計測システム２１は、ＩＣ作製システム２９に接続される。該ＩＣ作製システムは、リソグラフィ・ユニットもしくは食刻ユニットとすることができる。計測システム２１は、ＩＣ作製システム２９に対してインラインとされるか又は遠隔的に接続することができる。計測システム２１はＩＣ作製システム２９から、測定されるべきサンプルもしくはウェハに関する情報を受信する。計測システム２１により測定が実施されたなら、測定された信号はプロフィル適用サーバ２３に送信される。プロフィル適用サーバ２３に対しては、回折信号および関連プロフィルのライブラリ２７が接続される。プロフィル適用サーバ２３はライブラリ２７からのデータに基づき、測定された回折信号に関連するプロフィルを決定し、かつ、プロフィル・データを計測システム２１および／またはＩＣ作製システム２９に対して戻し送信する。
【００１２】
図２は、集積回路構造から回折信号を測定するための光学的計測法の使用法を示す構成的略図である。光学的計測システム４０は、計測用載荷台５５上に取付けられたウェハ４７のターゲット構造５９にビーム４３を投射する計測ビーム源４１を備える。計測ビーム４３は、ターゲット構造５９に向けて入射角θにて投射される。回折ビーム４９は計測ビーム受信器５１により測定される。回折ビーム・データ５７はプロフィル適用サーバ５３へと送信される。プロフィル適用サーバ５３は、測定された回折ビーム・データ５７を、ターゲット構造の限界寸法(critical dimension)と解像度との種々の組み合わせを表す計算済回折ビーム・データのライブラリと比較する。測定された回折ビーム・データ５７に最良整合するライブラリ・インスタンス(library instance)が選択される。選択されたライブラリ・インスタンスのプロフィルおよび関連する限界寸法は、ターゲット構造５９の特定形状の断面のプロフィルおよび限界寸法に対応する。光学的計測システム４０は回折ビームまたは信号を測定するために、反射率計、偏光解析器または他の光学的計測デバイスを利用し得る。その全てが言及したことにより本明細書中に援用される、ジャカダール等(Jakatdar, et al.)により2000年11月28日に出願されて“格子プロフィルのリアルタイム・ライブラリ生成システムおよび方法(System and Method for Real-Time Library Generation of Grating Profiles)”と称された同時係属の米国特許出願第09/727,530号には、光学的計測システムが記述されている。
【００１３】
図３は、本発明の代表的実施例における一つ以上の計測システムに対する信号調節ベクトルの生成法を示すブロック図である。以下に更に詳細に記述される如く信号調節ベクトルとは、一つの計測ツールを用いて測定された回折信号が、異なる計測ツールに対して生成されたライブラリにより機能する様に該回折信号を適合化するために使用される一群の補正用成分である。一次的計測ツールは、シミュレートされた回折信号および関連構造プロフィルのライブラリを生成するために、そのハードウェアおよび材料仕様が用いられた偏光解析器、反射率計などの計測デバイスである。本実施例においては、一次的計測ツール・ライブラリにより機能する様に、二次的計測ツールからの測定信号が適合化される。一次的計測システムは上記一次的計測ツールを含む一方、二次的計測システムは二次的計測ツールを含む。
【００１４】
図３を参照すると、ウェハ１４０における各選択部位は一次的計測システム１４１を用いて測定される。同一の各選択部位は、二次的計測システムＡ  １４３およびＢ  １４５を用いても測定される。一次的計測システム１４１および二次的計測システム１４３および１４５により収集された回折信号は、信号適合化モジュール１４７に対して送信される。信号適合化モジュール１４７は、二次的計測システムＡ  １４３およびＢ  １４５の各々に対する信号調節ベクトルを決定する。信号調節ベクトルの決定は、以下で図８において論じられる。信号適合化モジュール１４７により生成された信号調節ベクトルは、遠隔ユーザに対して送信され、または、信号調節データ記憶装置１５０に保存される。
【００１５】
好適実施例として、図４Ａは一次的光学計測ツールであるツール１により測定されたウェハにおける複数部位に対するｔａｎ（Ψ）のグラフを示す図であり、図４Ｂは二次的光学計測ツールであるツール２により測定されたウェハにおける同一の複数部位に対するｔａｎ（Ψ）のグラフを示す図である。ツール１およびツール２により、（図示されていない）ウェハにおける９個の部位が選択されて測定された。この場合、ツール１およびツール２は偏光解析器である。図４Ａには、ツール１により測定された９個の部位についての回折信号のｔａｎ（Ψ）部分９０が示される。図４Ｂには、ツール２により測定された同一の９個の部位に対する回折信号の対応ｔａｎ（Ψ）部分９２が示される。ウェハにおける同一の各部位が同様の偏光解析器（同一の製造者および型式）を用いて測定されたが、上記波長範囲における同一測定点に関してツール１と対比するとツール２のｔａｎ（Ψ）値には差がある。たとえば、Ａにより示された如く５６０ナノメータ（ｎｍ）にてツール１についてのｔａｎ（Ψ）の平均値は０．４２であるが、Ｂにより示された如く５６０ｎｍの同一波長にてツール２に対するｔａｎ（Ψ）の平均値は０．３６である。故に、ツール１について生成されたシミュレートされた回折信号およびプロフィルのライブラリはツール２を用いて測定された回折信号の処理のために直接には使用可能でない、と言うのも、ツール１と対比するとツール２により測定されたときに最良整合ライブラリ回折信号に関連するプロフィルは異なるからである。ツール１およびツール２について同一の９個の部位のｃｏｓ（Δ）のグラフが分析されたとき、同様の差が生ずる。
【００１６】
図５Ａは上記ウェハにおける複数部位に関連するツール１およびツール２についてのｔａｎ（Ψ）間の差分のグラフ９４を示す図であり、図５Ｂは同一のウェハにおける同一の複数部位に関するツール１およびツール２についてのｃｏｓ（Δ）間の差分のグラフ９６を示す図である。測定点の個数はツール製造者に依存し乍ら、ツール１およびツール２に対するｔａｎ（Ψ）およびｃｏｓ（Δ）の測定は特定の波長測定点にて行われる。各波長測定点におけるｔａｎ（Ψ）およびｃｏｓ（Δ）の差分を平均するために、単純な加算平均(averaging)、統計的平均およびクラスタリング・アルゴリズム(clustering algorithm)などの幾つかの技術を使用することができる。
【００１７】
一実施例において、各波長測定点における差分であって一次的および二次的計測ツールの夫々の測定値から計算された差分は、上記ウェハ上の全ての選択部位に対して平均される。図６Ａはツール１が一次的ツールであり、かつツール２が二次的ツールである場合のｔａｎ（Ψ）の平均差分のグラフを示す図である。故にｔａｎ（Ψ）の補正値のグラフ９８は、ツール２に関して実施されたｔａｎ（Ψ）測定値のグラフを調節し、かつツール１による使用のために生成されたライブラリを使用すべく用いることができる。同様の様式で図６Ｂは、ツール１が一次的ツールであり、かつツール２が二次的ツールである場合のｃｏｓ（Δ）の平均差分のグラフ１００を示す図である。ツール２により測定された回折信号に対して上記信号補正データを適用することにより、ツール１による使用のために生成されたライブラリはツール２により使用することができる。
【００１８】
一実施例は、一つの計測ツールにより実施された測定値を、別の計測ツールによる使用のために生成されたライブラリを使用すべく適合化するために補正グラフを使用する方法を包含する。同一の部位に対する２つのツールの測定値間の差分は信号調節ベクトルとしても表現できるものであり、その場合に該ベクトルの各成分は、使用された各計測ツールに対して測定点にて平均された測定値差分である。たとえば計測ツールが、該ツールに対して使用された波長範囲内の５０個の点にて回折信号測定値を取るならば、上記信号調節ベクトルは５０個の成分を有する。上記信号調節ベクトルの各成分は、上記測定点における各信号差分の計算平均値である。上述された如くベクトルの各成分は、単純な加算平均により、統計的平均技術により、または、測定値差分をクラスタリング(clustering)し、かつクラスタ(cluster)に対する中心を決定することにより、計算することができる。近最適解(near optimal solution)を提供すべくヒューリスティック(heuristic)を用いるクラスタリング・アルゴリズムの説明に関しては、ドッジ等(Doddi, et al.)により2000年12月14日に出願されて“格子プロフィル分類のためのシステムおよび方法(System and Method for Grating Profile Classification)”と称されると共にその開示内容全体は言及したことにより本明細書中に援用される同時係属の米国特許出願第09/737,705号を参照されたい。
【００１９】
この例においては該方法の結果を確認するために、ツール１およびツール２の両方により測定された特定部位すなわち部位４が選択された。図７Ａは、ツール１を使用した部位４のｔａｎ（Ψ）のグラフ１０３、ツール２を用いた未補正ｔａｎ（Ψ）のグラフ１０５、および、ツール２について補正もしくは調節されたｔａｎ（Ψ）のグラフ１０４を示す図である。図７Ａに見られ得る如く、ツール１を使用したｔａｎ（Ψ）のグラフ１０３およびツール２について調節されたｔａｎ（Ψ）のグラフ１０４は、密接に重なる。図７Ａにおいて使用された信号調節ベクトルは、各選択部位に対する信号差分の単純加算平均である。同様に図７Ｂは、ツール１を用いた部位４のｃｏｓ（Δ）のグラフ１１０、ツール２を用いた未補正ｃｏｓ（Δ）のグラフ１１２、および、ツール２について補正もしくは調節されたｃｏｓ（Δ）のグラフ１１１を示す図である。また、図７Ｂで使用された信号調節ベクトルは各選択部位に対する信号差分の単純加算平均である。故に、集積回路構造から測定された回折信号に対して上記信号調節ベクトルを適用することにより、一つの計測ツールについて生成されたライブラリは別の計測ツールにおいて使用され得る。
【００２０】
図８は、一実施例において一次的計測ツールに対して二次的計測ツールの信号調節ベクトルを決定する各ステップの概要を説明するフローチャートである。ステップ５００においては、一次的計測ツールを用いてウェハ上の所定数の部位から回折信号が測定される。上記計測ツールは、偏光解析器、反射率計などとすることができる。上記一次的計測ツールは、回折信号および関連プロフィルのライブラリの如き計測データを生成する上で用いられたハードウェア仕様を備えたものである。ステップ５２０においては、同一の所定数の部位が一つ以上の二次的計測ツールにより測定されるが、該二次的計測ツールは上記一次的計測ツールと同一形式であるか又はその変形である。ステップ５４０においては、対応する各部位に対し、一次的および二次的計測ツールを用いて測定された回折信号の差分が計算される。
【００２１】
さらに図８を参照すると、ステップ５６０においては信号調節ベクトルが決定される。上述された如く各ベクトル成分は、単純加算平均により、統計的平均技術により、または、測定値差分をクラスタリングしてクラスタに対する中心を決定することにより計算され得る。幾つかの二次的計測ツールに対する信号調節ベクトルが計算され得る。一実施例において、ステップ５８０にては、計算された信号調節ベクトルがネットワーク環境における使用のためにデータ記憶装置に記憶もしくは保存される。
【００２２】
図９Ａは、一実施例における信号調節器を示すブロック図である。信号調節器２２５は、計測システム２２１に接続されたプロフィル適用サーバ２２３により呼び出される。計測システム２２１は、リソグラフィ・ユニットもしくは食刻機などのＩＣ作製システム２２９に接続することができる。上記プロフィル適用サーバに対しては、回折信号および関連プロフィルのプロフィル・ライブラリ２２７が接続される。プロフィル・ライブラリ２２７は、たとえば反射率計である第１計測ツールについて生成されている。同様に反射率計である第２計測ツールは、計測システム２２１の一部である。プロフィル適用サーバ２２３は信号調節器２２５を呼び出し、上記第２計測ツールに対して特に計算された信号調節ベクトルを上記第１計測ツールに適用する。
【００２３】
図９Ｂは、一実施例における信号調節サーバのブロック図である。信号調節データ記憶装置１４０は、一次的計測ツールに対する一つ以上の二次的計測ツールのための一つ以上の信号調節データと、ツール識別情報とを含む。該データ記憶装置は、一つ以上の一次的計測ツールに対するデータを含むことができる。信号調節に対する要求１４１は、信号調節サーバ１４５により受信される。信号調節サーバ１４５は、信号調節ベクトル・データ記憶装置１４０内の適切なデータ記憶装置インスタンスにアクセスし、信号調節データ１４３をリクエスタ(requestor)に送信する。該リクエスタは、遠隔計測システム、または、内蔵されたローカルの計測システムとすることができる。別の実施例においては、上記リクエスタは測定された回折信号１４１および信号調節識別子を送信し、信号調節サーバ１４５は適切な信号調節データにアクセスすると共に上記リクエスタに対して調節された回折信号１４３を送信する。
【００２４】
図１０は、一実施例において上記信号調節ベクトルを使用する各ステップのフローチャートである。ステップ７２０においては、選択された計測ツールを用いて、集積回路構造から回折信号が測定される。ステップ７４０においては、選択された計測ツールと選択されたライブラリとに特有の信号調節ベクトルがアクセスされる。ステップ７５０においては、上記信号調節ベクトルを上記測定済回折信号に適用することで、該回折信号の調節が行われる。ステップ７６０においては、上記調節済回折信号が、選択されたライブラリであって回折信号および関連プロフィルのライブラリと比較される。ステップ７８０においては、最良整合する回折信号に関連するプロフィルがアクセスされる。
【００２５】
本発明の概念および原理には幾つかの応用が在る。たとえば、標準的なもしくは「理想的な」計測ツールについては、回折信号および関連プロフィルの標準的なもしくは「理想的な」ライブラリを生成することができる。特定個数の部位を備えた標準的ウェハを用い、各部位は上記標準的計測ツールと同様の一つ以上の計測ツールを用いて測定される。上記で論じられた各処理ステップに続き、上記一つ以上の計測ツールに対して信号調節ベクトルが計算される。上記信号調節ベクトルは、上記ライブラリおよび上記特定計測ツールについての識別情報と共にデータ記憶装置に保存され得る。信号調節ベクトルを識別ライブラリおよびツール情報に関係付けることで、計測ツールは、信号調節ベクトルが既に計算されている限りにおいて、異なるライブラリと共に使用され得る。上記信号調節ベクトルを含む上記データ記憶装置は、集中式データ記憶装置に記憶されると共に、必要なときにネットワーク接続を介してアクセスされ得る。
【００２６】
本発明は本明細書中に記述された厳密な実施例に限定されることを意図していない。当業者であれば、発明概念から逸脱せずに厳密な方法に対して改変が為され得ることは明らかであろう。上記方法は、異なるハードウェア間におけるライブラリ回折信号を較正するためだけでなく、単一のハードウェアに対して経時的にライブラリ回折信号を較正して、損耗により誘起されたハードウェア・パラメータの変動を補償すべく使用され得る。分光的な偏光解析器および反射率計に加え、調節ベクトルを利用する本発明の上記方法は、レーザなどの特定ビームを利用する他の光学的計測ツールに対し、及び電子的もしくは機械的な計測デバイスなどの他の種類の計測ツールに対しても適用することができる。電子計測デバイスの例としては、ＣＤ−走査型電子顕微鏡（ＣＤ−ＳＥＭ）、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）、および、集束イオンビーム（ＦＩＢ）デバイスが挙げられる。機械的計測デバイスの例は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）である。本発明の有効範囲は、添付の各請求項に鑑みて解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、構造から回折信号を測定するために集積回路作製システムに接続された計測システムを示すブロック図である。
【図２】図２は、集積回路構造から回折信号を測定するための光学的計測法の使用法を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明の代表的実施例における一つ以上の計測システムについての信号調節ベクトルの生成法を示すブロック図である。
【図４Ａ】図４Ａは、一次的光学計測ツールにより測定されたウェハの複数部位についてのｔａｎ（Ψ）のグラフを示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、二次的光学計測ツールにより測定されたウェハの同一の複数部位についてのｔａｎ（Ψ）のグラフを示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、上記ウェハの同一の部位に関連する上記一次的光学計測ツールおよび二次的光学計測ツールについてのｔａｎ（Ψ）間の差分のグラフを示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、上記ウェハの同一の部位に関連する上記一次的光学計測ツールおよび二次的光学計測ツールについてのｃｏｓ（Δ）間の差分のグラフを示す図である。
【図６Ａ】図６Ａは、上記一次的光学計測ツールに対する上記二次的光学計測ツールに関するｔａｎ（Ψ）の平均補正値のグラフを示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、上記一次的光学計測ツールに対する上記二次的光学計測ツールに関するｃｏｓ（Δ）の平均補正値のグラフを示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは、上記ウェハにおける選択部位に対する、上記一次的ツールについてのｔａｎ（Ψ）のグラフ、上記二次的ツールについての未補正ｔａｎ（Ψ）のグラフ、および、上記二次的ツールについての補正済ｔａｎ（Ψ）のグラフを示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、上記ウェハの選択部位に対する、上記一次的ツールについてのｃｏｓ（Δ）のグラフ、上記二次的ツールについての未補正ｃｏｓ（Δ）のグラフ、および、上記二次的ツールについての補正済ｃｏｓ（Δ）のグラフを示す図である。
【図８】図８は、本発明の代表的実施例において第２計測デバイスの信号調節ベクトルを決定する各ステップの概要を示すフローチャートである。
【図９Ａ】図９Ａは、本発明の代表的実施例における信号調節器を示すブロック図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、本発明の一実施例における信号調節ベクトル・サーバのブロック図である。
【図１０】図１０は、本発明の一実施例において上記信号調節ベクトルを使用する各ステップのフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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