(57)【要約】  本発明の１つの実施形態によれば、計器からのデータを分析するための方法が開示される。計器によって生成された生データは、ユーザによって生成された構成データと共に、コーリング・モデル内にパッケージングされる。生データは、たとえば、光電子分光法データを分析した場合の特定の運動エネルギーを有するカウントを含むことができる。構成データは、測定されている構造体の組成及び構成に基づいてユーザによって選択される幾つかのパラメータを含むことができる。コーリング・モデルは、計器と、所望の結果をユーザに戻すためのアルゴリズムを生成するためのエンジンとの間のインターフェースとして役立つことができる。エンジンは、次に、アルゴリズム、並びにユーザによって指定された結果を生成し、コーリング・モデルはその結果をユーザに戻す。これは、既知のアルゴリズム及び関数を用いて、特定の被測定試料及び構造体に対して特定のアルゴリズム及び結果を生成することを可能にする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
計器からのデータを分析するための方法であって、
前記計器からの生データと、アルゴリズムを生成するためのパラメータを含むユーザからの構成データとを受信し、
前記生データ及び前記構成データをエンジンに渡して、前記パラメータに基づくアルゴリズムを生成し、
前記エンジンから、前記生データ、前記構成データ、及び前記エンジンによって生成された前記アルゴリズムに基づく結果を受信し、
前記結果を前記ユーザに戻す、
ステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記計器によって測定される構造体内の元素種及び前記構造体の構成に基づいて前記パラメータを選択するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記計器によって測定される構造体内の元素種及び前記構造体の構成に基づいて前記パラメータを選択する前記ステップが、
基板上の層の数、及び前記基板上の前記層の光電子種に基づいて前記パラメータを選択するステップを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
生データを受け取る前記ステップが、運動エネルギーを有する光電子のカウントを受け取るステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記生データ及び前記構成データを渡す前記ステップが、
前記生データ及び前記構成データをモデルにパッケージングし、
前記モデルを前記エンジンに送信する、
ステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記生データ及び前記構成データをモデルにパッケージングする前記ステップが、
層の特性を求めるためのアルゴリズムを含む、前記モデルについての層リストを生成し、
前記層のリスト内に前記モデルについての種リストを生成し、
前記種のリスト内に前記結果を含む結果リストを生成し、
前記生データの領域リストを生成する、
ステップを含むことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記モデルについての層リストを生成する前記ステップが、
前記層の厚さを求めるための厚さアルゴリズムと、前記層の原子濃度を求めるための濃度アルゴリズムとを含む前記層リストを生成するステップを含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
運動エネルギーを有する光電子のカウントを受け取る前記ステップが、
Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）を用いて光電子を生成するステップを含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項９】
カスタム関数を実行するためのカスタム関数パラメータのリストを含む、カスタム関数リストを生成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
基板上の層の特性を求める方法であって、
前記層を測定している計器からの生データと、前記層の特性を求めるためのパラメータを含む構成データとを受信し、
前記生データ及び前記構成データをエンジンに渡して、前記層の前記特性を求めるためのアルゴリズムを生成し、
前記エンジンから、前記層の前記特性を含む結果を受信し、
前記結果をユーザに戻す、
ステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記特性が、
前記層の厚さ、前記層の原子濃度、及び前記層のプロファイルから成る群から選択されることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記パラメータを、前記層の元素種、及び前記基板上の他の層の数に基づいて選択するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記アルゴリズムを、前記パラメータに基づいて選択された他のアルゴリズムを用いて決定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記他のアルゴリズムが、光電子種及び層の既知の特性に基づいて予め決定されることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記生データ及び前記構成データをエンジンに渡す前記ステップが、
前記生データ及び前記構成データをモデルにパッケージングし、
前記モデルをエンジンに送信する、
ステップを含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記生データ及び前記構成データをモデルにパッケージングする前記ステップが、
前記層の前記特性を求めるためのアルゴリズムを含む、前記モデルについての層リストを生成し、
前記層リスト内に前記モデルについての種リストを生成し、
前記種リスト内に前記結果を含む結果リストを生成し、
前記生データの領域リストを生成する、
ステップを含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記モデルについての前記層リストを生成する前記ステップが、
前記層の厚さを求めるための厚さアルゴリズムと、前記層の原子濃度を求めるための濃度アルゴリズムとを含む前記層リストを生成するステップを含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
カスタム関数を実行するためのカスタム関数パラメータのリストを含む、カスタム関数リストを生成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
光電子分光法を用いて基板上の層の特性を求める方法であって、
光電子のカウントを含む計器からの生データを受け取り、
前記基板上の層の特性を求めるためのアルゴリズムを決定するためのパラメータを含む、ユーザからの構成データを受信し、
前記生データ及び前記構成データをモデルにパッケージングし、前記モデルをエンジンに渡し、
前記エンジンから、前記アルゴリズムを用いて決定される前記層の前記特性を含む結果を受信し、
前記結果をユーザに戻す、
ステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
前記生データ及び前記構成データをモデルにパッケージングする前記ステップが、
前記層の前記特性を求めるためのアルゴリズムを含む、前記モデルについての層リストを生成し、
前記層リスト内に前記モデルについての種リストを生成し、
前記種リスト内に前記結果を含む結果リストを生成し、
前記生データの領域リストを生成する、
ステップを含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記モデルについての前記層リストを生成する前記ステップが、
前記層の厚さを求めるための厚さアルゴリズムと、前記層の原子濃度を求めるための濃度アルゴリズムとを含む前記層リストを生成するステップを含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
生データを受け取る前記ステップが、運動エネルギーを有する光電子の１分間当たりのカウントを受け取るステップを含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記光電子分光法が、Ｘ線光電子分光法であることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
カスタム関数を実行するためのカスタム関数パラメータのリストを含む、カスタム関数リストを生成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
機械に基板上の層の特性を求める方法を実行させる、実行可能なプログラムコードを格納した機械可読媒体であって、前記方法が、
前記層を測定している計器からの生データと、前記層の特性を求めるためのパラメータを含む構成データとを受信し、
前記生データ及び前記構成データをエンジンに渡して、前記層の前記特性を求めるためのアルゴリズムを生成し、
前記エンジンから、前記層の前記特性を含む結果を受信し、
前記結果をユーザに戻す、
ステップを含むことを特徴とする機械可読媒体。
【請求項２６】
前記特性が、前記層の厚さ、前記層の原子濃度、及び前記層のプロファイルから成る群から選択されることを特徴とする請求項２５に記載の機械可読媒体。
【請求項２７】
前記パラメータを、前記層の元素種、及び前記基板上の他の層の数に基づいて選択するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２５に記載の機械可読媒体。
【請求項２８】
前記アルゴリズムを、前記パラメータに基づいて選択された他のアルゴリズムを用いて決定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２７に記載の機械可読媒体。
【請求項２９】
前記他のアルゴリズムが、光電子種及び層の既知の特性に基づいて予め決定されることを特徴とする請求項２８に記載の機械可読媒体。
【請求項３０】
前記生データ及び前記構成データをエンジンに渡す前記ステップが、
前記生データ及び前記構成データをモデルにパッケージングし、
前記モデルをエンジンに送信する、
ステップを含むことを特徴とする請求項２５に記載の機械可読媒体。
【請求項３１】
前記生データ及び前記構成データをモデルにパッケージングする前記ステップが、
前記層の前記特性を求めるためのアルゴリズムを含む、前記モデルについての層リストを生成し、
前記層リスト内に前記モデルについての種リストを生成し、
前記種リスト内に前記結果を含む結果リストを生成し、
前記生データの領域リストを生成する、
ステップを含むことを特徴とする請求項３０に記載の機械可読媒体。
【請求項３２】
前記モデルについての前記層リストを生成する前記ステップが、
前記層の厚さを求めるための厚さアルゴリズムと、前記層の原子濃度を求めるための濃度アルゴリズムとを含む前記層リストを生成するステップを含むことを特徴とする請求項３１に記載の機械可読媒体。
【請求項３３】
カスタム関数を実行するためのカスタム関数パラメータのリストを含む、カスタム関数リストを生成するステップをさらに含むことを特徴とする請求項３１に記載の機械可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、科学的計測に関し、特に、科学的計測によって生成されるデータの分析のための技術に関する。
【０００２】
著作権に関する注記
本特許文献の開示の一部は、著作権保護の対象となる題材を含んでいる。著作権者は、本特許文献又は本特許開示が米国特許商標庁の特許ファイル又は記録において公開されたときに、本特許書類又は本特許開示の何人による複写による複製に対しても異議を申し立てないが、それ以外はいかなるものであれ一切の著作権を留保する。
【背景技術】
【０００３】
分光計のような科学的計器は、被測定試料の特性を決定するために用いることができる生データ（たとえば、１秒当たりのカウント数の形態の）を収集する。生データは、有用な計算結果を提供するために処理される必要がある。したがって、計器によって生成される生データの分析のためのアルゴリズムが、必要に応じて開発される。アルゴリズムは、典型的には、その計器を開発した技術者によって開発され、開発までに数ヶ月を要することが多い。
【０００４】
光電子分光法は、試料中の元素種の組成、厚さ、プロファイルなどを求めるために用いられる技術である。光電子分光法は、単色放射線源によって衝撃された試料が放出する光電子を測定するものである。たとえば、試料は、特定の所定波長を有するｘ線又は紫外線放射によって衝撃されることができる。試料の個々の原子が放射線の光子を吸収したとき、原子は、その原子に固有の運動エネルギー（ＫＥ）を有する電子を放出する。この電子は光電子として知られる。原子によって吸収された光子は、エネルギーｅ＝ｈνを有し、ここでｈはプランク定数であり、νは光子の振動数である。光電子は一旦、放出する原子に結合する。光電子の結合エネルギー（ＢＥ）は、原子から光電子を剥ぎ取るのに必要とされるエネルギー量である。装置によって測定されるＫＥは、放出された後に光電子が有するエネルギー量である。エネルギー保存の法則により、ＫＥ＝ｈν−ＢＥを求めることができる。ある原子中の電子についてのＢＥは既知の値を有するので、試料に当てられた光子の振動数が既知であれば、放出された光電子のＫＥによって原子種を同定することができる。
【０００５】
放出された光電子は、電子エネルギー分析器を用いてカウントすることができる。特定の運動エネルギーにおいてカウントされた光電子の数をプロットするスペクトルを、生データから生成することができる。次に、スペクトルを用いて、化学組成又は厚さといった試料の種々の特性を求めることができる。
【０００６】
試料の特性は、スペクトルを用いて決定又は算出することができる。しかしながら、試料に関する有用な情報を求めるためには、特定の試料及び所望の特性のための特定のアルゴリズムを、新規の試料の各々について、かつ決定すべき特性の新規の組の各々について構築しなければならない。アルゴリズムの開発は、時間集約的であることが多く、試料の分析の進展を遅延させる場合がある。
【発明の開示】
【０００７】
本発明の１つの実施形態によれば、コーリング・モデル(calling model)が説明される。コーリング・モデルは、モデル構造と、データ取得モジュールとアルゴリズム・エンジンとの間のインターフェースとを含む。モデル構造は、計器によって生成された生データと、ユーザによって生成された構成データとを格納する。生データは、たとえば、光電子分光法を用いて生成されたカウントである。構成データは、データ処理のための関数及び技術を指定する。アルゴリズム・エンジンは、構成データを用いて、生データを処理するためのアルゴリズムを生成する。アルゴリズムを生成した後、アルゴリズム・エンジンは、ユーザが所望する結果を動的に計算し、その結果をデータ取得モジュールに戻し渡す。この方法で、試料の特定の特性を求めるためのアルゴリズムは、容易にユーザによって指定されることができ、かつアルゴリズム・エンジンによって生成されることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の１つ又はそれ以上の実施形態は、添付の図面の図中に、限定としてではなく、例として図示されるものであり、図中、同じ参照符号は同様の要素を示す。
【０００９】
本発明の１つの実施形態によれば、計器からのデータを分析する方法が開示される。計器によって生成された生データは、ユーザによって生成された構成データと共に、コーリング・モデル内にパッケージングされる。生データは、たとえば、光電子分光法データを分析した場合の特定の運動エネルギーを有する光電子カウントを含むことができる。構成データは、測定されている構造体の組成及び構成に基づいてユーザによって選択される幾つかのパラメータを含むことができる。パラメータの例は、値、補正係数などを計算するときにどの関数を用いるかを含む。コーリング・モデルは、計器と、所望の結果をユーザに戻すためのアルゴリズムを生成するためのエンジンとの間のインターフェースとして役立つことができる。エンジンは、次に、アルゴリズム、並びにユーザによって指定された結果を生成し、コーリング・モデルはその結果をユーザに戻す。これは、既知のアルゴリズム及び関数を用いて、特定の被測定試料及び構造体に対して特定のアルゴリズム及び結果を生成することを可能にする。
【００１０】
元素種は、特定の層又は基板の化学組成のことを表す。たとえば、酸化ハフニウム層は、元素種であるハフニウム及び酸素を含む。電子種は、固有のエネルギーを有する電子のことを表す。単一の物質種を有する層が、幾つかの異なる電子種を放出することがある。たとえば、シリコン基板は、異なる運動エネルギーを有する２つの異なる固有の電子を放出することができる。１つの電子は、シリコン原子の２ｐ軌道から放出されることができ、もう一方の電子は、シリコン原子の２ｓ軌道から放出されることができる。以下、電子シグナルは、特定の電子種に属する電子の流れのことを表す。たとえば、「Ｈｆ４ｆシグナル」は、ハフニウムの４ｆ軌道によって放出される電子を含む。以下で論ずる多くの例は、層が光子で衝撃されたときに放出される光電子、又は電子について言及している。各元素種は、１つ又はそれ以上の光電子種を放出することができ、これは、光電子シグナルを含んでもよい。
【００１１】
図１Ａは、本発明の１つの実施形態による、基板上に形成された層状構造体を示す。図１Ａは、大きなマイクロ電子デバイスの一部を表すシリコン又は他の基板１０４上に形成された層１０２を含む、構造体１００を示す。層１０２の幾つかの特性は、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）、又は紫外光電子分光法（ＵＰＳ）、オージェ分光法などのような同様の技術を用いて測定することができる。たとえば、層１０２の厚さ又は層１０２の原子濃度（ＡＣ）は、層１０２内の様々な種(species)の位置（すなわちプロファイル）と共に、これらの技術を用いて求めることができる。しかしながら、典型的には、個別の構造体の各々に対する計算の各々について、独自のアルゴリズムを生成しなければならない。アルゴリズムの開発は、典型的には非常に時間がかかる。
【００１２】
構造体１００は、構造体１００の基礎を形成し、かつ単結晶シリコンから形成することができる基板１０４を含む。層１０２は、基板１０４の上に形成される。この例における層１０２は、酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）層とすることができる。ここでは元素種の特定の例が用いられているが、いかなる層材料も本発明の実施形態で用いることができることが理解される。
【００１３】
ＸＰＳ又は同様の技術を用いて、層１０２の厚さを求めることができる。層１０２の厚さを求めるために、構造体１００を、ｘ線源１０８からのｘ線波長光子１０６で衝撃して、光電子効果を用いて固有光電子の放出を刺激する。ｘ線源１０８は、たとえば、電子をアノードに向けてｘ線光子を生成させる電子銃と、ｘ線光子の焦点を構造体１００上に合わせるレンズとを含むことができる。特定の波長を有する光子が分子又は固体中の原子によって吸収されると、その種について特定の固有エネルギーを有する原子芯（内殻）電子が放出される。放出された光電子の運動エネルギーを用いて、それを生成した層の厚さ、プロファイル、線量、及び他の特性を求めることができる。
【００１４】
たとえば、層１０２の厚さは、層１０２及び基板１０４によって放出された光電子の２つの測定シグナルの強度の比を取ることによって求めることができる。ハフニウム原子は、ｘ線波長光子で衝撃されると、４ｆ軌道からの光電子を含む固有光電子シグナル１１０を放出する。シグナル１１０を構成する光電子は、電子エネルギー分析器１１２によって測定及びカウントされる。基板１０４もまた、シリコン２ｐ軌道によって放出され、かつＳｉ−Ｓｉ結合によって影響を受ける光電子（「Ｓｉ０」光電子）から構成される固有シグナル１１４を放出する。シグナル１１４も、分析器１１２によって測定される。
【００１５】
分析器１１２は、測定された結果を処理システム１１６に戻す。処理システム１１６は、Ｉｎｔｅｌ（登録商標）プロセッサを有するようなパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）とすることができ、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）接続を通じて分析器１１２とインターフェース接続することができる。測定結果は、処理システム１１６によって処理され、ユーザに戻される。
【００１６】
図１Ｂは、ＸＰＳ分光法によって生成された測定結果のスペクトル１２０を示す。スペクトル１２０は、測定された１秒当たりのカウント数をｙ軸１２２に沿って示し、測定された光電子の運動エネルギー（ＫＥ）をｘ軸１２４に沿って示す。スペクトル１２０は、測定されたシグナル１１４及び１１０にそれぞれ対応する２つのピーク１２６及び１２８を示す。ピーク１２６及び１２８として示されるカウント数を用いて、シグナル１１０及び１１４の強度が求められる。後述するように、層の厚さ及び他の結果を計算するためのパラメータを指定するために、構成データがユーザによって入力される。パラメータは、特定の光電子種をカウントするための上限及び下限のＫＥを指定することができる。たとえば、ピーク１２６は、下限の境界１３０及び上限の境界１３２を有することができる。これらの境界の間に入るカウント数がＳｉ０光電子種の強度を決定し（すなわち、カウントが多いことは強度が高いことに等しい）、次にこれを用いて層１０２の厚さが求められる。ピーク１２６及び１２８はまた、ユーザによって決定された構成データに従って、標準的技術を用いて、操作（たとえば、形状処理（ｓｈａｐｅｄ）若しくはフィッティング）されてもよく、又はバックグラウンド・ノイズが除去されてもよい。この構成データは、構造体１００の特性を測定するための独自のアルゴリズムを生成するために用いられる。
【００１７】
アルゴリズムは、ユーザによって指定されたパラメータに従って開発されることができる。たとえば、ユーザは、アルゴリズムを生成するために用いられる特定の関数を指定することができる。層の厚さを求めるためのアルゴリズムは、たとえば、層を含む構造体内で放出された光電子種の２つの予測強度関数の比を含むことができる。パラメータは、各光電子種に対してどちらの関数を用いるべきかを指定する。たとえば、第１の光電子種はトップ層から放出されることがあり、これは、トップ層の下の層によって放出される第２の光電子種とは異なる強度関数を必要とする。ユーザは、使用する特定の関数を指定することができる。さらに、ピーク１２６及び１２８は、個々のシグナルの強度を正確に表すために、再び形状処理（ｒｅｓｈａｐｅｄ）されてもよく、又はこれらに対するバックグラウンドの差し引きが行われてもよい。ユーザは、上記の境界１３０及び１３２を指定することもできる。
【００１８】
層（たとえば、層１０２）に固有の光電子の強度は、層の厚さと膜中でのシグナルの減衰とに依存する式を用いて予測することができる。方程式（１）は、減衰しないシグナル（すなわち、構造体のトップ層によって放出されるシグナル）の強度を求めるために用いることができる。
2008539432.tif 000002
ここで、Ｘiは測定されている光電子種であり、Ｉ（Ｘi）は光電子シグナルの強度であり、ＩinfXiは厚い（すなわち１０ナノメートル（ｎｍ）よりも厚い）層によって放出される光電子シグナルの強度であり、ｔxはシグナルを放出している層の厚さであり、λxi(X)は、基板Ｘにおける光電子種の電子減衰長（ＥＡＬ）である。ＥＡＬは、光電子の元の強度が１／ｅに低下する距離に等しい測定量である。ＥＡＬは、たとえば、国立科学技術研究所（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮＩＳＴ））のＥＡＬプログラムを用いて求めることができる。たとえば、層１０２によって放出されるシグナル１１０の強度は、方程式（１）を用いて予測することができる。
【００１９】
基板１０４によって放出されるシグナル１１４の強度は、層１０２によって減衰され、したがって方程式（２）を用いて予測することができる。
2008539432.tif 000003
ここで、Ｉ（Ｘ）は、光電子種Ｘを含み、かつ上に重なる厚さｔyの層Ｙによって減衰された光電子シグナルの強度であり、λX(Y)は、元素種Ｘによって放出される光電子の、層ＹにおけるＥＡＬであり、λX(X)は、元素種Ｘによって放出される光電子の、層ＸにおけるＥＡＬである。
【００２０】
層１０２の厚さを求めるために、２つのシグナル１１０及び１１４の強度比を求める。分析器１１２によって測定される具体的な強度は測定ごとに変化し、かつ用いられるｘ線強度及び他の因子に依存するので、比が用いられる。シグナル１１０と１１４との強度比は、たとえば、方程式（３）によって与えられ得る。
2008539432.tif 000004
【００２１】
方程式（３）は、厚さｔHfを求めるために、Ｍａｔｌａｂ（登録商標）のようなプログラムを用いて反復的に解くことができる。Ｉ（Ｈｆ４ｆ）は、ハフニウムの４ｆ殻によって放出される光電子の測定強度であり（すなわち、シグナル１１０及びピーク１２８）、一方、Ｉ（Ｓｉ０）は基板１０４によって放出される光電子の測定強度である。Ｉ(infHf)及びＩ(infSi)は、それぞれ酸化ハフニウム及びシリコンの厚い（すなわち１０オングストロームを超える）層によって放出された光電子の測定強度である。λSi(HfO2)及びλHf(HfO2)は、基板１０４及び層１０２によって放出されたシリコン及びハフニウムの光電子の測定された電子減衰長（ＥＡＬ）である。シリコンのシグナル１１４の強度は、層１０２によって減衰される。方程式（１）及び（２）は、ユーザによって作成される構成データ中で指定されることができる厚さ関数の例である。方程式（３）は、後述のプロセスによって生成されるアルゴリズムである。
【００２２】
構造体１００の種々の層の厚さを求めるために用いられる最終的なアルゴリズムを決定するときには、他の因子を考慮に入れることができる。たとえば、上で示した強度関数は、異なる状況に適合するように調整されることができる。さらに、特定の光電子についてのカウント数を求める際に、種々の範囲の収集されたエネルギーを用いることができる。他の結果を求めることもできる(たとえば、原子濃度（ＡＣ）、プロファイル（すなわち、層内の元素種の位置））。
【００２３】
上記の種々のパラメータは、計器によって生成された生データと共に、ユーザによって、所望の結果をユーザに戻すためのコーリング・モデルへと入力されてもよい。コーリング・モデルは、生データ及び構成データを、結果を生成するためのエンジンに渡すことができ、コーリング・モデルはまた、その結果をユーザに戻し渡すこともできる。１つの実施形態によれば、結果を求めるために用いられるエンジンは、Ｍａｔｌａｂ（登録商標）中で実行される一組の構成可能な関数である。しかしながら、Ｃ＋＋、ＦＯＲＴＲＡＮ  ７７などのインタープリタのような、アルゴリズムの処理が可能ないずれのエンジンも理解される。
【００２４】
図２は、計器によって収集されたデータから結果を生成するためのシステムの、コーリング・モデルと他の構成要素との間の対話の図である。システム２００は、（分析器１１２などの）計器２０４から生データを、ユーザ端末２０８から構成データ２０６を収集する。ユーザ端末２０８は、ユーザが構成データ２０６を入力し、計算結果２１０を受け取ることができるように、入力及び出力デバイスを含むことができる。生データ２０２は、（図１Ｂに示すように）特定のエネルギーを有する光電子のカウント数であってもよく、又は計器２０４によって生成される他のいずれのタイプのデータであってもよい。構成データ２０６は、上記で説明され、後で図５Ａ−図５Ｇに関してより詳細に説明されるように、ユーザが所望する特性を測定するための特定の１つのアルゴリズム又は複数のアルゴリズムを生成するために、ユーザによって入力されるパラメータを含む。アルゴリズムの開発及び結果の計算の特定の例が与えられるが、構成要素アルゴリズム又は関数を用いて開発することができる特定のアルゴリズムを用いた処理を必要とするいかなる測定データも、本発明の実施形態と共に用いることができることが理解される。
【００２５】
データ取得モジュール２１２は、（以下で示されるように）構成データ２０６を含むパラメータを収集するためのグラフィカル・ユーザ・インターフェース（ＧＵＩ）、並びに計器２０４からデータを収集するために必要とされるいかなる通信インターフェースも含むことができる。生データ２０２及び構成データ２０６は、コーリング・モデル２１４にパッケージングされる（コーリング・モデル２１４の詳細は、以下、図４で示される）。コーリング・モデル２１４は、生データ２０２と構成データ２０６とを格納するモデル構造を含む。
【００２６】
次に、コーリング・モデル２１４は、生データ２０２及び構成データ２０６をアルゴリズム・エンジン２１６に渡す。アルゴリズム・エンジン２１６は、構成データを用いて、測定される構造体又は標本の所望の特性の測定のための特定のアルゴリズムをアセンブルする。次に、アルゴリズム・エンジン２１６は、結果２１０を生成し、これはコーリング・モデル２１４に戻され、そしてユーザが見るためにユーザ端末２０８に戻し渡される。
【００２７】
構成データ２０６は、ユーザが計算することを望む特定の特性を求めるためのアルゴリズムを構築するために、アルゴリズム・エンジン２１６によって用いられる。たとえば、構成データは、ピーク１２６及び１２８のフィッティング又は形状を変更するための設定、ピーク１２６及び１２８の境界を測定するための設定、アルゴリズムを生成するためにコールするための関数、及び他の設定を含むことができる。たとえば、上記の方程式（３）で示した例を用いて、構成データ２０６は、測定されている光電子種が酸化ハフニウムの４ｆ軌道によって放出された光電子及びシリコンの２ｐ軌道から放出された光電子であると、指定することができる。シリコン基板１０４から生成されたシグナル１１４が層１０２によって減衰されることに注目して、強度関数を指定することもできる。アルゴリズム・エンジンは、シグナル１１０に対する予測強度関数として方程式（１）が使用され、（シグナル１１４は基板１０４によって放出され、かつ層１０２によって減衰されるので）シグナル１１４に対する予測強度関数として方程式（２）が使用されることを決定することになる。測定された強度データは、ピーク１２６及び１２８のフィッティング又はバックグラウンドの差し引きに基づいて、修正されてもよい。方程式（３）は、コーリング・モデル２１４を用いて形成することができる、結果として得られたアルゴリズムである。図３Ｂは、アルゴリズム構築の例である。
【００２８】
図３Ａは、コーリング・モデルを用いてアルゴリズムをアセンブルし、これをユーザに戻すためのプロセスを記述した流れ図である。処理３００は、コーリング・モデル２１４の観点から記述されている。ブロック３０２において、生データ２０２及び構成データ２０６をデータ取得モジュール２１２から受け取る。ブロック３０４において、生データ２０２及び構成データ２０６は、コーリング・モデル２１４内にパッケージングされる。コーリング・モデル２１４は、図４に関して説明されるモデル構造を含む。
【００２９】
ブロック３０６において、コーリング・モデル２１４は、生データ２０２及び構成データ２０６をアルゴリズム・エンジン２１６に渡す。次に、アルゴリズム・エンジン２１６は、コーリング・モデル２１４の内容に基づいて、所望の結果を計算する。ブロック３０８において、コーリング・モデル２１４は、計算された結果２１０をアルゴリズム・エンジン２１６から受け取る。次に、結果２１０は、ブロック３１０においてデータ取得モジュール２１２に渡される。次に、ユーザは、ユーザ端末を用いて結果２１０を見る。
【００３０】
図３Ｂは、本発明の１つの実施形態による、アルゴリズムを生成するためのプロセスを記述した流れ図である。プロセス３５０は、層の厚さを求めるためのアルゴリズムを決定するためのプロセスの例であり、上記のブロック３０８の間に用いられることができる。プロセス３５０は、アルゴリズム・エンジン２１６において行われることができる。他のアルゴリズムも、同様の方法で構築することができることが理解される。
【００３１】
ブロック３５２において、測定すべき光電子種が決定される。たとえば、パラメータに従って、ユーザは、層のＨｆ４ｆ種及びＯ種を選択していてもよい。ブロック３５４において、各光電子種の強度曲線の形状処理のための方法が決定される。方法は、構成データのパラメータにおいて指定される。強度方法は、たとえば、「ピークエリア（ＰｅａｋＡｒｅａ）」法とすることができ、これは、単一積分を用いて領域内のピークの面積を計算することができる。ピーク１２６又は１２８の各々に対して、異なる強度方法を選択することができる。たとえば、ピーク１２６に対して「ピークエリア」法を選択することができ、一方ピーク１２８に対して「ピークフィット（ＰｅａｋＦｉｔ）」法が選択される。
【００３２】
ブロック３５６において、各々の種に対する厚さ関数が決定される。選択される厚さ関数は、上記の方程式（１）又は（２）のうちの１つと同様のものとすることができる。ユーザは、測定されている構造体の構成に基づいて、関数を選択する。ブロック３５８において、補正係数が決定される。ユーザは、装置の変動などに対する必要性に応じて、測定データを調整するための１つ又はそれ以上の補正係数を選択していてもよい。ブロック３６０において、光電子種の各々に対して、境界が設定される。たとえば、特定の種に対してどのカウントを測定強度に含めるかを決定するために、光電子種の各々に対して上限及び下限のエネルギー境界を設定することができる。
【００３３】
ブロック３６２において、生データは、上記で選択された補正係数、強度関数、及び境界に基づいて調整される。補正された生データが求められたら、光電子種の各々についての測定強度は既知となる。ブロック３６４において、方程式（３）の比と同様の比が生成される。この比は、ブロック３５６において決定された厚さ関数に基づく。ブロック３６６において、比は、層の厚さを求めるために反復される。層の厚さは、結果のうちの１つであり、これは算出されたときに、ユーザに戻し渡される。
【００３４】
図４は、本発明の１つの実施形態による、コーリング・モデル２１４のモデル構造４００の模式図である。コーリング・モデル２１４は、モデル構造４００、並びに計器インターフェース層２１２とアルゴリズム・エンジン２１６との間のインターフェースの両方を含む。生データ２０２及び構成２０６は、モデル構造４００内に組み入れられる。
【００３５】
モデル構造４００は、ユーザによって設定されることができる種々のパラメータ（すなわち、構成データ２０６）と、計器２０４によって生成される生（測定）データ２０２と、アルゴリズム・エンジン２１６によって生成される結果２１０とについてのフィールドを含む、階層的環境である。モデル構造４００は、本発明の種々の実施形態を実行するための１つの方法であるが、しかしながら、他の技術及び／又は構築物をそれ自体の場所で用いることができることが理解される。以下のモデル構造４００は例であり、用途に基づいて調整されることができることが、さらに理解される。
【００３６】
モデル構造４００は、モデル構造４００の他の種々のリストを収容するトップリスト４０２を含む。トップリスト４０２は、層リスト４０４と、領域リスト４０６と、カスタム計算リスト４０８とを含む。トップリスト４０２はまた、バージョン・データ（ＡｌｇｏＶｅｒｓｉｏｎ）を渡すためのフィールド、並びにアルゴリズム・エンジン２１６が警告（ＷａｒｎｉｎｇＭｓｇ）及びエラーメッセージ（ＥｒｒｏｒＭｓｇ）を戻すためのフィールドを含む。層リスト４０４は、他のリストである種リスト４１０を含み、これが次に結果リスト４１２を含む。カスタム計算リスト４０８は、パラメータリスト４１４を含む。
【００３７】
層リスト４０４は、個々の層の各々についての多数のパラメータを含む。たとえば、層リスト４０４は、図１Ａに示される層１０２を含むことができる。さらに、多層構造においては、他の層を層リスト４０４に含めることができる。層リスト４０４中の層の各々に対して、パラメータ（すなわち構成データ）及び生データが提供される。各層に対して、たとえば、層内の種々の種のリストが与えられる（たとえば、種リスト４１０）。層リスト４０４中には、（各層ごとに）、使用される厚さ関数（ＴｈｉｃｋｎｅｓｓＦｎＮａｍｅ）、厚さ関数が必要とするパラメータ（ＴｈｉｃｋｎｅｓｓＰａｒａｍｓ)、並びに得られた厚さ（Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）及び厚さ誤差（ＴｈｉｃｋｎｅｓｓＥｒｒｏｒ、アルゴリズム・エンジン２１６によって与えられる）もまた見出される。さらに、層リスト４０４は、原子濃度（ＡＣ）の関数及びパラメータ（ＣｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎＦｎ及びＣｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎＰａｒａｍｓ）のためのフィールドもまた含むことができる。厚さ関数及び濃度関数は、構造体全体についての厚さ関数又は濃度関数をアセンブルするために用いることができる、所定のアルゴリズムである。たとえば、単層の厚さ、二層構造体中の１つの層の厚さ、及びＳｉＯＮ（酸素と窒素に結合したシリコン）層の厚さを測定するための所定の厚さ関数は、アルゴリズム・エンジン２１６に対して既に既知である。これらの既知のアルゴリズムを他のパラメータと組み合わせて、測定されている構造体についての全体のアルゴリズムが得られる。全体のアルゴリズムは、所望の厚さを算出するために、アルゴリズム・エンジン２１６によって用いられる。
【００３８】
種リスト４１０は、特定の層によって放出される、測定される光電子種の各々についてのデータを含む。たとえば、酸化アルミニウム層については、２つの光電子種（２ｓ及び２ｐ種）を観測することができる。光電子種の各々に対して、種の名称（Ｎａｍｅ）、光電子種が観測されるスペクトルデータ（図１Ｂ参照）の領域（Ｒｅｇｉｏｎ）、光電子種の強度を記述する強度関数（ＩｎｔｅｎｓｉｔｙＦｕｎｃＮａｍｅ）、強度関数のためのパラメータ（Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ）、ＥＡＬ、原子感度係数（ＡＳＦ）、及び種についてのバルク材料強度（ｋ）が提供される。これらのパラメータを上記の厚さ関数及び濃度関数と共に用いて、所望の結果が提供される。たとえば、上記で方程式（３）について説明されたように、その種を含む層の構造体内での相対位置に基づいて、異なる強度関数を選択することができる。
【００３９】
結果リスト４１２は、種リスト４１０中に見られる種の各々についての計算の結果を含む。種の各々に対して、計算された強度（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）及び強度誤差（ＩｎｔｅｎｓｉｔｙＥｒｒｏｒ）、並びに計算されたＡＣ（Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ）及びＡＣ誤差（ＣｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎＥｒｒｏｒ）が戻される。結果リスト４１２は、光電子のピークエネルギー（ＰｅａｋＥｎｅｒｇｙ、すなわち特定の種についての光電子の大部分がそこでカウントされるエネルギー）、強度計算の適合度（ＧＯＦ）、強度関数によって用いられる種についての上限及び下限境界（ＵｐｐｅｒＡｎａｌ及びＬｏｗｅｒＡｎａｌ、たとえば境界１３０及び１３２）、並びにアルゴリズム・エンジン２１６によって用いられるフィッティング（Ｆｉｔ）及びバックグラウンド差し引き計算（ＢＧ）もまた含む。
【００４０】
領域リスト４０６は、図１Ｂに示されるスペクトル内の領域のリストを含む。領域は、特定の層及び特定の種についての結果を計算するときに、用いられるリスト４１６内に定義される。領域リスト４０６は、各領域の名称（Ｎａｍｅ）、スペクトルに対して測定されたエネルギー値（Ｅｎｅｒｇｙ）。スペクトルに対するカウント値（Ｓｐｅｃｔｒｕｍ、すなわち生データ２０２）、データ点の数（ＮｏＤａｔａＰｏｉｎｔｓ、すなわちカウントの総数）、上限及び下限の取得エネルギー（ＵｐｐｅｒＡｃｑ及びＬｏｗｅｒＡｃｑ、すなわち測定された最も高いエネルギー又は最も低いエネルギー）、ビン（ｂｉｎ）間の増分（ＡｃｑＩｎｃ、すなわち各カウントについて、カバーされるエネルギー値の範囲）、スペクトルの取得時間（ＡｃｑＴｉｍｅＳｅｃ）、及びスペクトル領域についてのパスエネルギー（ＰａｓｓＥｎｅｒｇｙ）を含む。
【００４１】
カスタム計算リスト４０８は、モデル構造４００の中で他に定義されていない計算を定義するために用いられる。たとえば、ユーザは、カスタム計算を用いてプロファイル（すなわち、層内の種の位置）を計算することができる。カスタム計算リスト４０８は、カスタム計算を評価するためにコールされる関数名（ＦｕｎｃＮａｍｅ、これはアルゴリズム・エンジン２１６によって使用される内部関数である）、カスタム計算のための名称（Ｎａｍｅ）、カスタム計算の実行結果及び結果の誤差（Ｒｅｓｕｌｔ及びＲｅｓｕｌｔＥｒｒｏｒ）を含む。カスタム計算のためのパラメータは、パラメータリスト４１４を含む。パラメータリストは、各パラメータについて、パラメータ名（Ｎａｍｅ）及び値（Ｖａｌｕｅ）を含む。
【００４２】
図５Ａ−図５Ｇは、構成データ２０６を入力するためのインターフェースを示す。ユーザが、モデル構造４００の中に入力されるパラメータを指定することを可能にするために、ＧＵＩが、計器のインターフェース層によって用いられてもよい。ＧＵＩが説明されているが、コマンド行インターフェース（ＣＬＩ）のような他の入力技術を用いることができることが理解される。ここで用いられる特定の例は、シリコン基板上の二酸化シリコン層の上の酸化ハフニウム層についての厚さ及びＡＣを計算するために選択されるパラメータを示す。図５Ａは、ＸＰＳ又は同様の技術を用いて測定される構造体５００を示す。構造体５００は、基板５０２、二酸化シリコン層５０４、及び酸化ハフニウム層５０６を含む。図５Ｂ−図５Ｇは、構造体５００の特性を求めるためのアルゴリズムを生成するために用いられるパラメータの入力のためのインターフェースを示す。
【００４３】
図５Ｂは、用いるべき強度方法及び他の関数を指定するために用いられるウインドウ５０８を示す。ウインドウ５１０及び５１２は、計器２０４を用いて測定することができる酸化ハフニウム層５０６の特定の種を示す。図示されているように、酸化ハフニウム層５０６は、Ｈｆ４ｆ光電子、並びに酸素原子からの１ｓ電子を放出することができる。光電子種の各々のピークを形状処理するための強度方法は、メニュー５１４及び５１６を用いて指定される。他の実施形態によれば、ウインドウ５０８を用いて特定の光電子種を選択することもできる。たとえば、ここで示されているように、Ｈｆ４ｆ種及びＯ種のピークを形状処理するために、ＰｅａｋＡｒｅａ関数が用いられる。他の関数を用いることもできる。二酸化シリコン層の光電子種（Ｓｉ−Ｏ種）は、ウインドウ５１８において指定することができる。ウインドウ５２０は、Ｓｉ−Ｏ種に対する強度方法を選択するために用いられる。強度方法が選択されない場合、デフォルトの強度方法（たとえば、ＰｅａｋＡｒｅａ関数）が用いられることにされてもよい。
【００４４】
図５Ｃは、酸化ハフニウム層５０６のＨｆ４ｆ種に対する強度パラメータを指定するためのウインドウ５２２を示す。メニュー５２４は、強度関数の制限モード（ｌｉｍｉｔ  ｍｏｄｅ）を指定する。ウインドウ５２６は、Ｈｆ４ｆ種によって生成されたピーク上で用いられるバックグラウンド差し引きを選択するために用いられる。バックグラウンド差し引きは、スペクトルからバックグラウンド・ノイズを除去するために用いられる。ウインドウ５２８及び５３０は、光電子種に対するＵｐｐｅｒＡｎａｌ及びＬｏｗｅｒＡｎａｌ限界を指定するために用いられる。ＵｐｐｅｒＡｎａｌ及びＬｏｗｅｒＡｎａｌ限界は、図１Ｂの上限及び下限境界１３２及び１３０を指定する。ウインドウ５２３及び５３４は、ＷｉｎｄｏｗＨｉｇｈ及びＷｉｎｄｏｗＬｏｗパラメータを指定するために用いられる。ＷｉｎｄｏｗＨｉｇｈ及びＷｉｎｄｏｗＬｏｗパラメータは、境界１３０及び１３２のような境界を設定することができるが、ピーク（たとえば、ピーク１２６又はピーク１２８）の中央から測定される。層５０４及び層５０６の他の種（たとえば、Ｏ種）に対する同様のパラメータを指定するために、ウインドウ５２２と同様の他のウインドウを用いることができる。
【００４５】
図５Ｄは、酸化ハフニウム層５０６に対するＡＣパラメータを入力するためのウインドウ５３６を示す。ユーザは、厚さ補正を用いるためにチェックボックス５３８をチェックすることができる。１つの実施形態によれば、アルゴリズム・エンジン２１６は、ＡＣを計算する際に、無限の厚さの層を仮定する。厚さ補正５３８は、層が有限の厚さを有することを示すために選択することができる。同様に、ユーザは、Ｂｒｕｎｏｓｉｔｙ補正を用いるためにチェックボックス５４０をチェックすることができる。Ｂｒｕｎｏｓｉｔｙ補正は、層間の二酸化シリコンがある場合には、多すぎる酸素光電子がカウントされることが多いという事実についての補正を行う。Ｂｒｕｎｏｓｉｔｙ種（Ｂｒｕｎｏｓｉｔｙ補正が適用される光電子種）が、ウインドウ５４２において指定される。
【００４６】
図５Ｅは、ＥＡＬ及び他のパラメータを入力するためのウインドウ５４４を示す。ウインドウ５４４は、ハフニウムについてのＥＡＬ層名及びＥＡＬ値を入力するための２つのウインドウ５４６及び５４８を含む。ウインドウ５４４はまた、ハフニウムについてのＡＳＦ値を入力するためのウインドウ５５０、及びハフニウムについてのバルク材料強度（「ｋ」）を入力するためのウインドウ５５２を含む。
【００４７】
図５Ｆは、強度関数ＳｉＯＮＴｙｐｅ１＿Ｓｉ２ｐＩｎｔｅｎｓｉｔｙに対するパラメータを入力するためのウインドウ５５４を示す。関数ＳｉＯＮＴｙｐｅ１＿Ｓｉ２ｐＩｎｔｅｎｓｉｔｙは、基板５０２によって放出されるシグナルの強度関数を決定するために用いられる事前設定アルゴリズムの１つである。メニュー５５６は、層の種のタイプを選択するために用いられる。１つの実施形態によれば、元素種は、酸化物又は金属のいずれかとすることができる。ウインドウ５５８は、基板５０２中に見出され得る他の種を示すために用いられる。ウインドウ５６０及び５６２は、基板５０２に対するＵｐｐｅｒＡｎａｌ及びＬｏｗｅｒＡｎａｌパラメータを指定するために用いられる。上記のように、ＵｐｐｅｒＡｎａｌ及びＬｏｗｅｒＡｎａｌパラメータは、図１Ｂに示す境界１３２及び１３０に対応する。
【００４８】
図５Ｇは、Ｘ＿Ｓｉ０＿Ｓｉ＿Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ関数に対するパラメータを指定するためのウインドウ５６４を示す。Ｘ＿Ｓｉ０＿Ｓｉ＿Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ関数は、構造体５００のある層の厚さを求めるために用いることができる、既存の関数の１つである。ウインドウ５６６中に、ユーザは、構造体５００のトップ層の厚さを測定するために用いられる、構造体５００のトップ層中に見出される光電子種を入力することができる。ここでは、トップ層は、酸化ハフニウム層５０６である。酸化ハフニウム層５０６によって放出される光電子種は、Ｈｆ４ｆである。トップ層の厚さは、トップ層の下の層の厚さを計算するために必要である場合がある。ウインドウ５６８中に、ユーザは、基板中のシリコン金属に対応する光電子種の名称を入力する。ウインドウ５７０中に、ユーザは、トップ層中の酸化されたシリコンに対応する光電子種の名称を入力する。ウインドウ５７２中に、ユーザは、プラズモン補正を入力し、ウインドウ５７４中に、ユーザは、構造体５００のトップ層において測定され得る最大の厚さを入力する。プラズモン補正は、シリコン金属の光電子シグナルがエネルギーを失ってシリコン中にプラズモンを生じるという事実について補正を行うために用いられる。
【００４９】
他のパラメータをＧＵＩに追加してもよく、示されたもののうちのいくつかは除外することができる。さらに、示されたパラメータは、示されていない光電子又は元素種について調整されることもできる。たとえば、図５Ｅは、ハフニウムについてのＥＡＬを調整するためのウインドウ５４４を示す。酸素又はシリコンについてのＥＡＬ値を調整するために他のウインドウを用いることができる。
【００５０】
図５Ｈは、構造体５００のトップ層の厚さを求めるためのプロセス５８０を記述する流れ図である。このプロセス５８０において、二酸化シリコン層５０４の厚さが最初に求められ、トップ層５０６によって放出された光電子と、基板５０２によって放出され、かつ二酸化シリコン層５０４とトップ層５０６によって減衰された光電子との比が求められる。
【００５１】
以下の光電子種は、層５０６及び５０４の厚さを求めるために測定されてもよい。他の光電子種もまた用いることができることが理解される。トップ層５０６は、たとえば、酸化ハフニウムである。ここで測定される光電子シグナル５７５は、（たとえば）Ｈｆ４ｆ種である。二酸化シリコン層５０４から測定される光電子シグナル５７６（「Ｓｉ４＋」種）は、シリコン原子の２ｐ軌道由来であり、二酸化シリコン層５０４中のシリコン−酸素結合によって影響を受ける。基板５０２によって放出される光電子シグナル５７７（「Ｓｉ０」種）は、シリコン原子の２ｐ軌道から放出され、基板５０２中のシリコン−シリコン結合によって影響を受ける。
【００５２】
ブロック５８２において、Ｈｆ４ｆシグナル５７５、Ｓｉ４＋シグナル５７６、及びＳｉ０シグナル５７７の測定強度は、上記の図１Ａにおいて説明されたものと同様のプロセス及び装置を用いて求められる。
【００５３】
以下の方程式において、層５０６の厚さはｔHfO2として与えられ、二酸化シリコン層５０４の厚さはｔSiO2として与えられ、Ｈｆ４ｆ光電子種のＥＡＬはλHf4f(HfO2)として与えられ、Ｓｉ４＋光電子種のＥＡＬは、ＨｆＯ2中ではλSi2p(HfO2)として与えられ、ＳｉＯ2中ではλSi2p(SiO2)として与えられる。厚い（たとえば、１０ｎｍより厚い）層から放出される光電子の強度は、（Ｈｆ４ｆ及びＳｉ２ｐ光電子種について、それぞれ）ＩinfHf4f及びＩinfSi4+として与えられる。ｈｆ４ｆ光電子種のシグナル５７５の測定強度は、Ｉ（Ｈｆ４ｆ）であり、Ｓｉ２ｐ種のシグナル５７６の測定強度は、Ｉ（Ｓｉ２ｐ）である。
【００５４】
ブロック５８４において、二酸化シリコン層５０４の厚さが求められる。二酸化シリコン層の厚さは、以下の方程式（４）を用いて求められる。
ｔSiO2＝ｓｉｎ（α）ｌｎ［（Ｉ（Ｓｉ０）／Ｉ（Ｓｉ４＋）＊ｋ＋１］  （４）
ここでα＝構造体５００の表面に対する分析器１１２の角度であり、ｋはバルク材料強度（使用される材料に依存する定数）である。方程式（４）は、構造体中の二酸化シリコン層の厚さを求めるための既知の方程式である。
【００５５】
ブロック５８６において、基板５０２によって放出されるＳｉ０シグナル５７７の予測強度関数が決定される。基板５０２によって放出されるシグナル５７７は、層５０４及び層５０６によって減衰されるので、予測強度関数（方程式（５）で示される）は方程式（２）の形態である。
2008539432.tif 000005
シグナルは２層を通って減衰されるので、２つの減衰係数（１つは酸化ハフニウム層５０６について、１つは二酸化シリコン層５０４について）が用いられる。
【００５６】
ブロック５８８において、層５０６によって放出されるＨｆ４ｆ光電子種のシグナル５７５に対する予測強度関数が決定される。層５０６は、構造体５００のトップ層であり、したがって方程式（６）は方程式（１）の形態である。
2008539432.tif 000006
【００５７】
ブロック５９０において、方程式（５）と方程式（６）との比が、方程式（７）に示されるように生成される。
2008539432.tif 000007
【００５８】
ブロック５９２において、方程式（７）が反復され、層５０６の厚さが求められる。
【００５９】
図６は、本発明の特定の実施形態を実行するための処理システム６００を示す。処理システム６００は、プロセス３００を実行するために用いることができ、上記の処理システム１１６の見本であり得る。処理システム６００は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）又は他の同様の計算システムとすることができる。
【００６０】
処理システム６００は、バス６０２を含み、これは１つ又は幾つかの異なるバスを含むことができる。バス６０２は、たとえば、周辺部品インターフェース（ＰＣＩ）バスを含むことができる。バスには、中央処理装置（ＣＰＵ）６０４、メモリ６０６、入力／出力（Ｉ／Ｏ）アダプタ６０８、及び記憶アダプタ６１０が取り付けられる。
【００６１】
ＣＰＵ６０４は、Ｉｎｔｅｌ（登録商標）又はＭｏｔｏｒｏｌａ（登録商標）によって製造されているもののような任意の入手可能なプロセッサとすることができる。メモリ６０６は、ランダムアクセス・メモリ（ＲＡＭ）及び読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）を含む１つ又はそれ以上のメモリを含んでいてもよい。入力／出力アダプタ６０８は、ＵＳＢポート６１２を含むユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）アダプタのようなシリアル・アダプタを含むことができる。ＵＳＢポート６１２は、計器２０４とインターフェース接続するために用いることができる。Ｉ／Ｏアダプタは、ユーザがパラメータを入力し、結果を見ることを可能にする、ビデオ・アダプタ及びキーボード・インターフェースを含むこともできる。記憶アダプタ６１０は、ドライブ６１４を制御する。ドライブ６１４は、磁気ハード・ドライブ又は光学ドライブといった、任意の適切なタイプの記憶装置とすることができる。本発明の特定の実施形態を実行するための命令はドライブ６１４に記憶され、実行のためにメモリ６０６に転送されることができる。システム６００は、処理システムの多くの可能な構成のうちの１つの単なる例であることが理解される。
【００６２】
本発明を、その特定の例示的な実施形態を参照して説明してきた。しかしながら、本開示の利益を受ける者には、より広範な本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、これらの実施形態に対して種々の改変及び変更を行うことができることが、明白であろう。従って、明細書及び図面は、制限的な意味ではなく例示とみなすべきである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１Ａ】本発明の１つの実施形態による基板上に形成された層状構造体を示す。
【図１Ｂ】ＸＰＳ分光法によって生成された測定結果のスペクトルを示す。
【図２】計器によって収集されたデータから結果を生成するためのシステムの、コーリング・モデルと他の構成要素との間の対話の図である。
【図３Ａ】アルゴリズムをアセンブルし、生データを処理し、結果をユーザに戻すためにコーリング・モデルを使用するプロセスを記述する流れ図である。
【図３Ｂ】本発明の１つの実施形態による、アルゴリズムを生成するためのプロセスを記述した流れ図である。
【図４】本発明の１つの実施形態による、コーリング・モデルのモデル構造の模式図である。
【図５Ａ】本発明の特定の実施形態による、構成データを入力するためのインターフェースを示す。
【図５Ｂ】本発明の特定の実施形態による、構成データを入力するためのインターフェースを示す。
【図５Ｃ】本発明の特定の実施形態による、構成データを入力するためのインターフェースを示す。
【図５Ｄ】本発明の特定の実施形態による、構成データを入力するためのインターフェースを示す。
【図５Ｅ】本発明の特定の実施形態による、構成データを入力するためのインターフェースを示す。
【図５Ｆ】本発明の特定の実施形態による、構成データを入力するためのインターフェースを示す。
【図５Ｇ】本発明の特定の実施形態による、構成データを入力するためのインターフェースを示す。
【図５Ｈ】構造体のトップ層の厚さを求めるためのプロセスを記述するフロー図である。
【図６】本発明の特定の実施形態を実行するための処理システムを示す。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
2008539432.tif 000017
【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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【図５Ｈ】
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【図６】
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【国際調査報告】
2008539432.tif 000023
2008539432.tif 000024