(57)【要約】【課題】  本発明は、光計測に関し、より具体的にはスペクトルの改善を利用して光計測装置を一致させる方法に関する。【解決手段】  第１光計測装置を用いて測定された第１組の測定回折信号、及び第２光計測装置を用いて測定された第２組の測定回折信号を得ることによって、複数の光計測装置を一致させる。第１スペクトルシフト補正値は、第１組の測定回折信号と第２組の測定回折信号との差異に基づいて生成される。第１光計測装置の第１ノイズ重み付け関数は、第１光計測装置を用いて測定された測定回折信号に基づいて生成される。第１光計測装置を用いて測定された第１測定回折信号が得られる。第１調節回折信号は、第１スペクトルシフト補正値及び第１ノイズ重み付け関数を用いて第１測定回折信号を調節することによって生成される。【選択図】  図１０
2008129016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光計測装置を一致させる方法であって：
第１光計測装置を用いて測定された第１組の測定回折信号を得る手順；
第２光計測装置を用いて測定された第２組の測定回折信号を得る手順；
前記第１組の測定回折信号と前記第２組の測定回折信号との差異に基づいて第１スペクトルシフト補正値を生成する手順；
前記第１光計測装置を用いて測定された測定回折信号に基づいて、前記第１光計測装置の第１ノイズ重み付け関数を生成する手順；
前記第１光計測装置を用いて測定された第１測定回折信号を得る手順；及び
前記第１スペクトルシフト補正値及び前記第１ノイズ重み付け関数を用いて前記第１測定回折信号を調節することによって、第１の調節された回折信号を生成する手順；
を有する方法。
【請求項２】
第３光計測装置を用いて測定された第３組の測定回折信号を得る手順；
前記第３組の測定回折信号と前記第２組の測定回折信号との差異に基づいて第２スペクトルシフト補正値を生成する手順；
前記第３光計測装置を用いて測定された測定回折信号に基づいて、前記第３光計測装置の第２ノイズ重み付け関数を生成する手順；
前記第３光計測装置を用いて測定された第２測定回折信号を得る手順；及び
前記第２スペクトルシフト補正値及び前記第２ノイズ重み付け関数を用いて前記第２測定回折信号を調節することによって、第２調節回折信号を生成する手順；
をさらに有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１スペクトルシフト補正値がベクトル、表、又はグラフである、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１組の測定回折信号が、ウエハ上の１組の位置から測定され、
前記第２組の測定回折信号が、前記第１組の測定回折信号と同一ウエハ上の同一組の位置から測定される、
請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記の第１スペクトルシフト補正値を生成する手順が、前記第１組の測定回折信号の各々と、同一ウエハ上の同一位置から測定された前記第２組の測定回折信号の各々との差異を計算する手順を有する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記の第１スペクトルシフト補正値を生成する手順が：
前記第１光計測装置を用いて測定される前記測定信号に基づいてノイズプロファイルを生成する手順；
前記ノイズプロファイルに基づいてノイズ包絡関数を定義する手順；及び
前記ノイズ包絡関数に基づいて前記第１ノイズ重み付け関数を定義する手順；
を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１光計測装置を用いて測定された前記測定回折信号が、前記第１組の測定回折信号と、同一又はそのサブセットである、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記の第１光計測装置を用いて測定された測定回折信号が、前記第１組の測定回折信号とは異なる、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記第１光計測装置を用いて、前記第１光計測装置上に設けられた校正用構造の測定結果を得る手順；
前記校正用構造の測定結果に基づいてドリフト関数を生成する手順；及び
前記ドリフト関数に基づいて前記第１測定回折信号を調節することによって、前記第１の調節された回折信号を生成する手順；
をさらに有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記のドリフト関数を生成する手順が、前記校正用構造の測定結果と、前記第１光計測装置を用いて測定された前記校正用構造についての過去の測定結果とを比較する手順を有する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記校正用構造が、ウエハステージ上に設けられたチップである、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
前記チップが回折格子構造を有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記校正用構造が複数の校正用構造を有し、
それぞれの校正用構造は異なり、かつ
前記のそれぞれ異なる校正用構造は、それぞれ異なる用途について測定される、
請求項９に記載の方法。
【請求項１４】
複数の光計測装置を一致させるためのコンピュータでの実行が可能な命令を有するコンピュータでの読み取りが可能な媒体であって：
第１光計測装置を用いて測定された第１組の測定回折信号を得る命令；
第２光計測装置を用いて測定された第２組の測定回折信号を得る命令；
前記第１組の測定回折信号と前記第２組の測定回折信号との差異に基づいて第１スペクトルシフト補正値を生成する命令；
前記第１光計測装置を用いて測定された測定回折信号に基づいて、前記第１光計測装置の第１ノイズ重み付け関数を生成する命令；
前記第１光計測装置を用いて測定された第１測定回折信号を得る命令；及び
前記第１スペクトルシフト補正値及び前記第１ノイズ重み付け関数を用いて前記第１測定回折信号を調節することによって、第１の調節された回折信号を生成する命令；
を有するコンピュータでの読み取りが可能な媒体。
【請求項１５】
第３光計測装置を用いて測定された第３組の測定回折信号を得る命令；
前記第３組の測定回折信号と前記第２組の測定回折信号との差異に基づいて第２スペクトルシフト補正値を生成する命令；
前記第３光計測装置を用いて測定された測定回折信号に基づいて、前記第３光計測装置の第２ノイズ重み付け関数を生成する命令；
前記第３光計測装置を用いて測定された第２測定回折信号を得る命令；及び
前記第２スペクトルシフト補正値及び前記第２ノイズ重み付け関数を用いて前記第２測定回折信号を調節することによって、第２の調節された回折信号を生成する命令；
をさらに有する、請求項１４に記載のコンピュータでの読み取りが可能な媒体。
【請求項１６】
前記第１光計測装置を用いて、前記第１光計測装置上に設けられた校正用構造の測定結果を得る命令；
前記校正用構造の測定結果に基づいてドリフト関数を生成する命令；及び
前記ドリフト関数に基づいて前記第１測定回折信号を調節することによって、前記第１の調節された回折信号を生成する命令；
をさらに有する、請求項１４に記載のコンピュータでの読み取りが可能な媒体。
【請求項１７】
複数の光計測装置を一致させるシステムであって：
第１光計測装置を用いて測定された第１組の測定回折信号と、第２光計測装置を用いて測定された第２組の測定回折信号との差異に基づいて生成された第１スペクトルシフト補正値、及び
前記第１光計測装置を用いて測定された測定回折信号に基づいて生成された、前記第１光計測装置の第１ノイズ重み付け関数、
を記憶するように備えられたコンピュータによる読み取りが可能な媒体；並びに
前記第１光計測装置を用いて測定された第１測定回折信号を得て、かつ
前記第１スペクトルシフト補正値及び前記第１ノイズ重み付け関数を用いて前記第１測定回折信号を調節することによって、第１の調節された回折信号を生成する、
ように備えられた処理装置；
を有するシステム。
【請求項１８】
前記コンピュータでの読み取りが可能な媒体がさらに：
第３光計測装置を用いて測定された第３組の測定回折信号と、前記第２光計測装置を用いて測定された前記第２組の測定回折信号との差異に基づいて生成された第２スペクトルシフト補正値；及び
前記第３光計測装置を用いて測定された測定回折信号に基づいて生成された、前記第３光計測装置の第２ノイズ重み付け関数；
を記憶するように備えられ、並びに
前記処理装置がさらに：
前記第３光計測装置を用いて測定された第２測定回折信号を得て；かつ
前記第２スペクトルシフト補正値及び前記第２ノイズ重み付け関数を用いて前記第２測定回折信号を調節することによって、第２の調節された回折信号を生成する；
ように備えられた、
請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記第１光計測装置を用いて、前記第１光計測装置上に設けられた校正用構造の測定結果を得る命令；
前記校正用構造の測定結果に基づいてドリフト関数を生成する命令；及び
前記ドリフト関数に基づいて前記第１測定回折信号を調節することによって、前記第１調節回折信号を生成する命令；
をさらに有する、請求項１４に記載のコンピュータでの読み取りが可能な媒体。
【請求項２０】
複数の光計測装置を一致させる方法であって：
第１光計測装置を用いて測定される第１組の測定回折信号を得る手順；
第２光計測装置を用いて測定される第２組の測定回折信号を得る手順；
前記第１組の測定回折信号と前記第２組の測定回折信号との差異に基づいて第１スペクトルシフト補正値を生成する手順；
前記第１光計測装置を用いて測定された測定回折信号に基づいて、前記第１光計測装置の第１ノイズ重み付け関数を生成する手順；及び
前記第１スペクトルシフト補正値及び前記第１ノイズ重み付け関数をコンピュータによる読み取りが可能な媒体に保存する手順；
を有する方法。
【請求項２１】
前記第１光計測装置を用いて測定される第１測定回折信号を得る手順；
前記コンピュータによる読み取りが可能な媒体から前記第１スペクトルシフト補正値及び前記第１ノイズ重み付け関数を取得する手順；及び
前記の取得した第１スペクトルシフト補正値及び第１ノイズ重み付け関数を用いて前記第１測定回折信号を調節することによって、第１調節回折信号を生成する手順；
をさらに有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
第３光計測装置を用いて測定される第３組の測定回折信号を得る手順；
前記第３組の測定回折信号と前記第２組の測定回折信号との差異に基づいて第２スペクトルシフト補正値を生成する手順；
前記第３光計測装置を用いて測定された測定回折信号に基づいて、前記第３光計測装置の第２ノイズ重み付け関数を生成する手順；及び
前記第２スペクトルシフト補正値及び前記第２ノイズ重み付け関数を前記コンピュータによる読み取りが可能な媒体に保存する手順；
をさらに有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記第３光計測装置を用いて測定される第２測定回折信号を得る手順；
前記コンピュータによる読み取りが可能な媒体から前記第２スペクトルシフト補正値及び前記第２ノイズ重み付け関数を取得する手順；及び
前記の取得した第２スペクトルシフト補正値及び第２ノイズ重み付け関数を用いて前記第２測定回折信号を調節することによって、第２調節回折信号を生成する手順；
をさらに有する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記第１光計測装置を用いて、前記第１光計測装置上に設けられた校正用構造の測定結果を得る手順；
前記校正用構造の測定結果に基づいてドリフト関数を生成する手順；及び
前記ドリフト関数に基づいて前記第１測定回折信号を調節することによって、前記第１調節回折信号を生成する手順；
をさらに有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
前記ドリフト関数を取得する手順；及び
前記の取得したドリフト関数を用いて前記第１測定回折信号を調節することによって前記第１調節回折信号を生成する手順；
をさらに有する、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
複数の光計測装置を一致させるためのコンピュータでの実行が可能な命令を有するコンピュータでの読み取りが可能な媒体であって：
第１光計測装置を用いて測定される第１組の測定回折信号を得る命令；
第２光計測装置を用いて測定される第２組の測定回折信号を得る命令；
前記第１組の測定回折信号と前記第２組の測定回折信号との差異に基づいて第１スペクトルシフト補正値を生成する命令；
前記第１光計測装置を用いて測定された測定回折信号に基づいて、前記第１光計測装置の第１ノイズ重み付け関数を生成する命令；及び
前記第１スペクトルシフト補正値及び前記第１ノイズ重み付け関数を当該コンピュータによる読み取りが可能な媒体に保存する命令；
を有するコンピュータによる読み取りが可能な媒体。
【請求項２７】
前記第１光計測装置を用いて測定される第１測定回折信号を得る命令；
前記コンピュータによる読み取りが可能な媒体から前記第１スペクトルシフト補正値及び前記第１ノイズ重み付け関数を取得する命令；及び
前記の取得した第１スペクトルシフト補正値及び第１ノイズ重み付け関数を用いて前記第１測定回折信号を調節することによって、第１調節回折信号を生成する命令；
をさらに有する、請求項２６に記載のコンピュータによる読み取りが可能な媒体。
【請求項２８】
第３光計測装置を用いて測定される第３組の測定回折信号を得る命令；
前記第３組の測定回折信号と前記第２組の測定回折信号との差異に基づいて第２スペクトルシフト補正値を生成する命令；
前記第３光計測装置を用いて測定された測定回折信号に基づいて、前記第３光計測装置の第２ノイズ重み付け関数を生成する命令；及び
前記第２スペクトルシフト補正値及び前記第２ノイズ重み付け関数を当該コンピュータによる読み取りが可能な媒体に保存する命令；
をさらに有する、請求項２６に記載のコンピュータによる読み取りが可能な媒体。
【請求項２９】
前記第３光計測装置を用いて測定される第２測定回折信号を得る命令；
前記コンピュータによる読み取りが可能な媒体から前記第２スペクトルシフト補正値及び前記第２ノイズ重み付け関数を取得する命令；及び
前記の取得した第２スペクトルシフト補正値及び第２ノイズ重み付け関数を用いて前記第２測定回折信号を調節することによって、第２調節回折信号を生成する命令；
をさらに有する、請求項２８に記載のコンピュータによる読み取りが可能な媒体。
【請求項３０】
前記第１光計測装置を用いて、前記第１光計測装置上に設けられた校正用構造の測定結果を得る命令；
前記校正用構造の測定結果に基づいてドリフト関数を生成する命令；及び
前記ドリフト関数を、当該コンピュータによる読み取りが可能な媒体に記憶する命令；
をさらに有する、請求項２６に記載のコンピュータによる読み取りが可能な媒体。
【請求項３１】
前記ドリフト関数を取得する命令；及び
前記の取得したドリフト関数を用いて前記第１測定回折信号を調節することによって前記第１調節回折信号を生成する命令；
をさらに有する、請求項３０に記載のコンピュータによる読み取りが可能な媒体。
【請求項３２】
第１組の測定回折信号を測定するように備えられた第１光計測装置；
第２組の測定回折信号を測定するように備えられた第２光計測装置；
第１組の測定回折信号と第２組の測定回折信号との差異に基づいて第１スペクトルシフト補正値を生成し、
前記第１光計測装置を用いて測定される測定回折信号に基づいて、前記第１光計測装置の第１ノイズ重み付け関数を生成し、かつ
前記第１スペクトルシフト補正値及び前記第１ノイズ重み付け関数を、コンピュータでの読み取りが可能な媒体に記憶する、
ように備えられている処理装置モジュール；
を有するシステム。
【請求項３３】
複数の光計測装置を一致させる方法であって：
第１光計測装置を用いて測定された第１組の測定回折信号を得る手順；
前記の第１光計測装置を用いて測定された第１組の測定回折信号と、第１光計測装置を用いて測定された第２組の測定回折信号との差異に基づいて生成された、前記第１光計測装置第１のスペクトルシフト補正値を得る手順；
前記第１光計測装置を用いて測定された測定回折信号に基づいて生成された、前記第１光計測装置の第１ノイズ重み付け関数を得る手順；及び
前記第１スペクトルシフト補正値及び前記第１ノイズ重み付け関数を用いて前記第１測定回折信号を調節することによって、第１調節回折信号を生成する手順；
を有する方法。
【請求項３４】
第３光計測装置を用いて測定される第２測定回折信号を得る手順；
前記第３光計測装置を用いて測定される第３組の測定回折信号と、前記の第２光計測装置を用いて測定される第２組の測定回折信号との差異に基づいて生成される、前記第３光計測装置の第２スペクトルシフト補正値を得る手順；
前記第３光計測装置を用いて測定される測定回折信号に基づいて、前記第３光計測装置の第２ノイズ重み付け関数を得る手順；及び
前記第２スペクトルシフト補正値及び前記第２ノイズ重み付け関数を用いて前記第２測定回折信号を調節することによって第２調節回折信号を生成する手順；
をさらに有する、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
複数の光計測装置を一致させるためのコンピュータでの実行が可能な命令を有するコンピュータでの読み取りが可能な媒体であって：
第１光計測装置を用いて測定される第１測定回折信号を得る命令；
前記第１光計測装置を用いて測定される第１組の測定回折信号と、第２光計測装置を用いて測定される第２組の測定回折信号との差異に基づいて生成される第１スペクトルシフト補正値を得る命令；
前記第１光計測装置を用いて測定された測定回折信号に基づいて生成された、前記第１光計測装置の第１ノイズ重み付け関数を得る命令；及び
前記第１スペクトルシフト補正値及び前記第１ノイズ重み付け関数を調節することによって第１調節回折信号を生成する命令；
を有するコンピュータによる読み取りが可能な媒体。
【請求項３６】
第３光計測装置を用いて測定された第２測定回折信号を得る命令；
前記第３組の測定回折信号と前記第２組の測定回折信号との差異に基づいて第２スペクトルシフト補正値を生成する命令；
前記第３光計測装置を用いて測定された第３組の測定回折信号と、前記の第２光計測装置を用いて測定された第２組の測定回折信号との差異に基づいて生成された、前記第３光計測装置の第２ノイズ重み付け関数を生成する命令；
前記第３光計測装置を用いて測定された測定回折信号に基づく、前記第３光計測装置の第２ノイズ重み付け関数を得る命令；及び
前記第２スペクトルシフト補正値及び前記第２ノイズ重み付け関数を用いて前記第２測定回折信号を調節することによって、第２調節回折信号を生成する命令；
をさらに有する、請求項３５に記載のコンピュータによる読み取りが可能な媒体。
【請求項３７】
複数の光計測装置を一致させるシステムであって：
第１測定回折信号を測定するように備えられた第１光計測装置；並びに
前記第１測定回折信号を用いて測定された第１組の測定回折信号と、第２測定回折信号を用いて測定された第２組の測定回折信号との差異に基づいて生成された、第１光計測装置の第１スペクトルシフト補正値を得て、
前記第１光計測装置を用いて測定される測定回折信号に基づいて生成された、前記第１光計測装置の第１ノイズ重み付け関数を得て、かつ
前記第１スペクトルシフト補正値及び前記第１ノイズ重み付け関数を用いて、前記第１測定回折信号を調節することによって、第１調節された回折信号を生成する、
ように備えられている処理装置モジュール；
を有するシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光計測に関し、より具体的にはスペクトルの改善を利用して光計測装置を一致させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光計測は、入射ビームを構造へ導光する手順、その結果生じる回折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構造の特徴部位を決定する手順を有する。半導体の製造においては、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構造を作製した後、光計測装置は、その構造のプロファイルを決定するのに用いられる。その構造のプロファイルを決定することによって、その構造の作製に用いられる作製プロセスの質が評価することが可能となる。
【０００３】
光計測が広範囲領域で採用される結果、マイクロエレクトロニクス製品が製造されている施設又は場所が典型的だが、一の製造施設又は場所に、複数の光計測装置が連なって存在し、それらの装置の結果はある程度交代可能なように用いられる。これらの場合では、連なっている装置は互いに一致していることが望ましい。理想的な場合において、装置が同一であるならば、これらの装置による測定結果は、測定ノイズによって決定されるある程度の不確定さと一致する。しかし光計測装置は決定的な差異を示す。その測定装置間の差異は、測定装置の不確定さよりも大きい。一致を改善させる一の方法は、装置を丁寧に校正することである。それにより、その装置によって測定される光学特性は、たとえ各装置の構成の詳細が同一試料についての検出強度の違いに影響するとしても、可能な限り近くなる。ある意味で、これは校正の目標である。
【０００４】
校正は典型的には、校正用構造によって行われる。校正は、様々な実用される構造の測定で有効となることを念頭に置いて行われる。大抵の場合、校正用構造は、シリコン基板上で１層以上の厚さを有する酸化膜である。実用される構造（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）はこれらの単純な校正用構造とはかなり異なっていると考えられる。製造施設では、一の実用構造は、たとえば焦点及び露光量を調節する効果を検討するため、露光及び現像後にトランジスタゲートを形成する積層体上のレジストであって良い。他の実用構造は、シリコン基板中の浅い分離溝であって良い。一般的には、これらの実用構造の光学特性は実質的に、互いに異なり、かつ校正に用いられる光学特性とも異なって良い。これは理想的には、全ての構造について有効であることが意図されている。
【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
【特許文献５】米国特許第６７９２３２８号明細書
【特許文献４】米国特許出願第１１／３７１７５２号明細書
【非特許文献１】オースシュニット（Ａｕｓｓｃｈｎｉｔｔ）、ＳＰＩＥ会議録、第５３７５巻、ｐｐ．１−１５、２００４年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし連なっている光計測装置が校正された後でさえ、これらの光学特性ひいてはこれらのフィッティングパラメータが異なってしまう恐れがある。係る差異は、製造装置でのプロセス制御にとって問題となりうる。従って、所与の用途について光計測装置の光学特性に係るばらつきを補償することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一の典型的実施例では、第１光計測装置を用いて測定された第１組の測定回折信号、及び第２光計測装置を用いて測定された第２組の測定回折信号を得ることによって、複数の光計測装置を一致させる。第１スペクトルシフト補正値は、第１組の測定回折信号と第２組の測定回折信号との差異に基づいて生成される。第１光計測装置の第１ノイズ重み付け関数は、第１光計測装置を用いて測定された測定回折信号に基づいて生成される。第１光計測装置を用いて測定された第１測定回折信号が得られる。第１調節回折信号は、第１スペクトルシフト補正値及び第１ノイズ重み付け関数を用いて第１測定回折信号を調節することによって生成される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本願発明は、添付の図と共に以下の詳細な説明を参照することによって最も良く理解できる。図中において、同一部品には同一参照番号が付されている。
【０００８】
以降の説明は、多数の特定構成、パラメータ等についてなされている。しかし係る説明は本発明の技術的範囲を限定することを意図しておらず、単に典型的実施例の説明として供されていることに留意して欲しい。
１．光計測ツール
図１Ａを参照すると、光計測システム１００は、半導体ウエハ１０４上に形成された構造の検査及び分析に用いられて良い。たとえば光計測システム１００は、ウエハ１０４上に形成された周期回折格子１０２が有する１以上の特徴を決定するのに用いられて良い。上述したように、周期回折格子１０２は、たとえばウエハ１０４上に形成されるダイに隣接する、ウエハ１０４上のテストパッド中に形成されて良い。周期回折格子１０２は、ダイの動作を干渉しないそのダイのスクライブ線及び／又は領域内に形成されて良い。
【０００９】
図１Ａに図示されているように、光計測システム１００は、ビーム源１０６及び検出器１１２を有する光計測装置を有して良い。周期回折格子１０２は、ビーム源１０６からの入射ビーム１０８によって照射される。入射ビーム１０８は、周期回折格子１０２へ、その周期回折格子１０２の法線ｎに対して入射角θｉ及び方位角φ（つまり入射ビーム１０８の面と周期回折格子１０２の周期方向とのなす角）となるように導光される。回折ビーム１１０は、法線に対して角度θｄで飛び出し、検出器１１２によって受光される。検出器１１２は、回折ビーム１１０を計測される回折信号に変換する。その信号は、反射率、ｔａｎ（Ψ）、ｃｏｓ（Δ）、フーリエ係数等を有して良い。たとえ図１で０次回折信号が図示されているとしても、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。そのことについてはたとえば非特許文献１を参照のこと。
【００１０】
光計測システム１００はまた、計測される回折信号を受光し、かつその計測される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１１４をも有する。処理モジュールは、回折信号と計測される回折信号との最も良い一致を与える方法を用いることによって、周期回折格子が有する１以上の特徴を決定するように備えられている。これらの方法は、以降で説明する。これらの方法は、厳密結合波解析及び機械学習システムによって得られるシミュレーションによる回折信号を用いたライブラリベースの処理、又は回帰分析ベースの処理を有する。特許文献１から特許文献４を参照のこと。
２．光計測装置を一致させる手順
上述したように、連なっている光計測装置は校正されて良い。しかし校正後でさえ、連なっている光計測装置の光学特性に係るばらつきは、光計測装置を用いて得られる結果のばらつきを生じさせる恐れがある。よって一の典型的実施例では、連なっている光計測装置は、スペクトルの改善によって一致する。
【００１１】
具体的には図２を参照すると、スペクトルの改善を利用することによって光計測装置の一団に属する光計測装置を一致させる典型的処理方法２００が示されている。手順２０２では、第１組の測定回折信号が得られる。第１組の測定回折信号は、一団の中の第１光計測装置を用いて測定される。手順２０４では、第２組の測定回折信号が得られる。第２組の測定回折信号は、一団の中の第２光計測装置を用いて測定される。
【００１２】
たとえば図３は、第１光計測装置３０２及び第２光計測装置３０４を有する典型的一団３００を図示している。第１光計測装置３０２及び第２光計測装置３０４は、リフレクトメータ、エリプソメータ等であって良い。第１組の測定回折信号は、第１光計測装置３０２を用いて測定される。第２組の測定回折信号は、第２光計測装置３０４を用いて測定される。また図３に図示されているように、処理モジュール１１４は、第１光計測装置３０２及び第２光計測装置３０４を用いて測定される第１組及び第２組の測定回折信号をそれぞれ取得して良い。
【００１３】
一団３００は如何なる数の光計測装置を有して良く、かつ如何なる数の光計測装置から如何なる数の組の測定回折信号が得られて良いことに留意して欲しい。例としては、一団３００は、第３光計測装置３０６を有する一団３００が図示されている。第３光計測装置３０６は、第３組の測定回折信号を測定するのに用いられて良い。
【００１４】
図２を参照すると、手順２０６では、スペクトルシフト補正値が、第１組の測定回折信号と第２組の測定回折信号との差異に基づいて生成される。本発明の典型的実施例では、第１組の測定回折信号は、ウエハ上の１組の位置から測定され、かつ第２組の測定回折信号は、第１組の測定回折信号と同一ウエハ上の同一の組の位置から測定される。たとえば再度図３を参照すると、ウエハ上の１組の位置は、第１光計測装置３０２を用いて測定され、続いて同一ウエハ上の同一組の位置が、第２光計測装置３０４を用いて測定される。本発明の典型的実施例では、スペクトルシフト補正値が、第１組の測定回折信号中の各測定回折信号と、同一ウエハ上の同一組の位置で測定された第２組の測定回折信号中の各測定回折信号との差異の平均として計算される。
【００１５】
スペクトルシフト補正値は、ベクトル、表、又はグラフであって良い。たとえば図４は、グラフ４０２として図示されている典型的スペクトルシフト補正値を図示している。図４に図示されているように、グラフ４０２は、第１組及び第２組の測定回折信号を得るのに用いられる波長にわたっての第１組の測定回折信号と第２組の測定回折信号とのスペクトル差異の平均を供する。如何なる範囲の波長が用いられても良いことに留意して欲しい。特許文献５を参照のこと。
【００１６】
図３を参照すると、上述したように、一団３００は、如何なる数の光計測装置を有しても良い。本発明の典型的実施例では、一団３００中の光計測装置のうちの任意の１つと、参照用光計測装置との間でスペクトルシフト補正値が決定される。参照用光計測装置は、一団３００中の光計測装置の１つであって良いし、又は別個の光計測装置であっても良い。本例では、第２光計測装置３０４が参照用光計測装置であるとする。よって第３光計測装置３０６のスペクトルシフト補正値は、第２光計測装置３０４を用いて測定された第２組の測定回折信号と、第３光計測装置３０６を用いて測定された第３組の測定回折信号との差異に基づいて生成される。
【００１７】
再度図２を参照すると、手順２０８では、第１光計測装置についてのノイズ重み付け関数が、第１光計測装置を用いて測定された測定回折信号に基づいて生成される。具体的には、ノイズ重み付け関数は、第１光計測装置を用いて測定回折信号を得る際に存在するノイズに基づいて定義される。ノイズは、たとえば第１光計測装置に用いられる光学系及び電子機器のような、測定回折信号を得るのに用いられるハードウエアに関連していると考えられる。ノイズはまた、たとえばビーム源に起因して生じるレジストブリーチング現象のような、測定された特徴部位にも関連すると考えられる。
【００１８】
図５を参照すると、本発明の典型的実施例では、ノイズ重み付け関数を定義するのに、ノイズプロファイル５０２が最初に生成される。具体的には１組の測定回折信号が得られる。１組の測定回折信号は、第１光計測装置を用いてウエハ上の単一位置から予め得られていて良い。１組の測定回折信号が得られる位置は、検査される特徴部位が上に形成されるウエハとは異なるウエハであって良いことに留意して欲しい。
【００１９】
平均の測定回折信号は、１組の測定回折信号から計算される。ノイズプロファイル５０２は、各測定回折信号と平均測定回折信号との差異である。図５に図示されているノイズプロファイル５０２は、５０の測定回折信号から計算される。しかしノイズプロファイルを生成するのに、如何なる数の測定回折信号が得られても良いことに留意して欲しい。ノイズプロファイル５０２は測定回折信号から生成されるので、ノイズプロファイル５０２は、ハードウエアに関連するノイズと特徴部位に関連するノイズの両方から生じるノイズを考慮している。ノイズプロファイル５０２が得られた後、ノイズプロファイル５０２に基づいてノイズ包絡関数５０４が定義される。本発明の典型的実施例では、ノイズ包絡関数５０４は、ノイズプロファイル５０２の最大値及び曲線平滑化法を用いて定義される。しかしノイズ包絡関数５０４は、様々な数値的手法を用いて定義されて良いことに留意して欲しい。
【００２０】
図６を参照すると、本発明の典型的実施例では、ノイズ重み付け関数ｗｂが、ノイズ包絡関数を反転させることによって定義されている（図５）。ノイズ重み付け関数ｗｂは、他の重み付け関数を生成するために修正されて良い。たとえばノイズ重み付け関数ｗｃは、ノイズ重み付け関数ｗｂのスケールを変化させて、切り詰めることで生成される。
【００２１】
図７は、ノイズ重み付け関数ｗｃ（図６）を用いてノイズプロファイル５０２（図５）を改善することによって生成されたノイズプロファイル７０２を図示している。具体的には、ノイズプロファイル５０２（図５）にノイズ重み付け関数ｗｃ（図６）を乗ずることによって、ノイズプロファイル７０２が生成される。図７に図示されているように、ノイズ重み付け関数ｗｃは、ノイズ量を減少させ、かつノイズプロファイルの均一性を向上させる。しかしノイズ重み付け関数ｗｃは完全にノイズを除去するわけではないことに留意して欲しい。完全にノイズを除去すると、測定回折信号が劣化する恐れがある。その結果、光計測処理の精度が落ちる恐れがある。
【００２２】
よって本発明の典型的実施例では、ノイズ重み付け関数は、測定回折信号を過度に劣化させずに、測定回折信号から所望量のノイズを除去するように調節される。それに加えてノイズ重み付け関数は、測定回折信号のノイズ減少量を決定するように調節される。たとえばノイズ重み付け関数は、一の部分の測定回折信号でのノイズの減少が、他の部分の測定回折信号でのノイズの減少よりも少なくなるように調節されて良い。
【００２３】
再度図４を参照すると、典型的ノイズ重み付け関数４０４がグラフとして図示されている。図４はまた、典型的な初期設定時のノイズ関数４０６をも図示している。初期設定時のノイズ関数４０６は、経験的に決定され、シミュレーションされ、又は経験に基づいて導かれたものであって良い。ノイズ重み付け関数４０４及び初期設定時のノイズ関数４０６が、第１組及び第２組の測定回折信号を得る際に用いられる波長範囲にわたって図示されている。如何なる波長範囲が用いられても良いことに留意して欲しい。特許文献６を参照のこと。
【００２４】
再度図２を参照すると、手順２１０では、測定回折信号が得られる。測定回折信号は、第１光計測装置を用いて測定される。手順２１２では、第１スペクトルシフト補正値及びノイズ重み付け関数を用いることによって、第１光計測装置を用いて測定された測定回折信号を調節することによって、調節された回折信号が生成される。第１スペクトルシフト補正値及びノイズ重み付け関数は、如何なる順序で測定回折信号に適用されることで、調節された回折信号を生成しても良いことに留意して欲しい。
【００２５】
再度図３を参照すると、上述したように、一団３００は、如何なる数の光計測装置を有しても良い。本発明の典型的実施例では、ノイズ重み付け関数が生成され、かつ一団３００に含まれる光計測装置の任意の一について調節された回折信号が生成される。本実施例では、第２計測装置３０４について第２重み付け関数を生成する方法と同じ方法で、第３計測装置３０６について第３重み付け関数が生成される。上述したように、第３光計測装置３０６のスペクトルシフト補正値は、第２光計測装置３０４を用いて測定された第２組の測定回折信号と、第３光計測装置３０６を用いて測定された第３組の測定回折信号との差異に基づいて生成される。測定回折信号は第３計測装置３０６を用いて測定され、それに続いてスペクトルシフト補正値及びノイズ重み付け関数を用いることによって、第３計測装置を用いて測定された測定回折信号を調節することで、調節された回折信号が生成される。
３．ドリフト関数の生成
校正後でさえ、光計測装置を用いて得られた測定値は、時間が経過することでドリフトする恐れがある。よって一の典型的実施例では、ドリフト関数は、ドリフトを補償するために、生成され、かつ用いられる。
【００２６】
具体的には、図８を参照すると、光計測装置でのドリフトを補償するのに用いられるドリフト関数を生成する処理８００が示されている。手順８０２では、第１光計測装置上に設けられている校正用構造の第１測定回折信号が得られる。手順８０４では、第１光計測装置上に設けられている校正用構造の第２測定回折信号が得られる。校正用構造の第１及び第２測定回折信号は、第１光計測装置を用いて測定される。第２測定回折信号は、第１測定回折信号の測定後に測定される。手順８０６では、第２測定回折信号と第１測定回折信号との差異に基づいてドリフト関数が生成される。
【００２７】
一の典型的実施例では、ドリフト関数の生成後、第１光計測装置を用いて測定された測定回折信号は、ドリフト関数を用いて調節される。よってこのようにして、第１光計測装置でのドリフトは、ドリフト関数を用いて補償される。他の典型的実施例では、ドリフト関数が、スペクトルシフト補正値及びノイズ重み付け関数と共に適用されることで、上述の調節された回折信号が生成される。
【００２８】
ここで図９を参照すると、典型的校正用構造９０２が図示されている。上述したように、一の典型的実施例では、校正用構造９０２は、光計測装置上に設けられている。図９に図示された典型的実施例では、光計測装置のウエハステージ９０８上に設けられている校正用構造９０２が図示されている。校正用構造９０２は、その表面がウエハ１０４の表面とほぼ同一の面となるように、支持体９０６上に設けられている。また図９に図示されているように、ウエハ１０４は、ウエハチャック９０４によって保持されている。光計測装置はまた、ビーム源１０６及び検出器１１２をも有する。上述したように、ビーム源１０６は検査される構造へ入射ビームを導光し、かつ検出器１１２は回折ビームを受光する。本発明の典型的実施例では、ビーム源１０６及び検出器１１２は、時間周期にわたって校正用構造９０２を測定するのに用いられる。その測定により、上述のドリフト関数が生成される。
【００２９】
一の典型的実施例では、複数の校正用構造９０２が光計測装置上に設けられて良い。各校正用構造９０２は、様々な用途に用いられて良い。図１０を参照すると、図示されているように、ウエハ１０４が、ビーム源１０６及び／又は検出器１１２に対してｒ（半径）方向及び角度θの方向に移動するＲ−θステージ９０８を有する光計測装置では、複数の校正用構造９０２は、支持体９０６上の半径方向に沿って一直線上に設けられて良い。図１１を参照すると、図示されているように、ウエハ１０４が、ビーム源１０６及び／又は検出器１１２に対してｘ方向及びｙ方向に移動するｘ−ｙステージ９０８を有する光計測装置では、複数の校正用構造９０２は、半径方向の方々に分布して良い。その際、ウエハ１０４は、ウエハチャック９０４に保持されている（図９）。
【００３０】
図１０を参照すると、複数の校正用構造９０２は、たとえばブランケットのような支持体９０６内に設けられて良い。各校正用構造９０２は、１以上の回折格子構造を有するチップであって良い。複数のチップが単一ウエハ上に形成され、ダイシングされ、かつ１以上の光計測装置上の校正用構造９０２として用いられて良い。
【実施例１】
【００３１】
図１２を参照すると、他の典型的実施例では、校正用ウエハ１２０２は、校正関数ではなくドリフト関数を生成するのに用いられる。校正用構造についてした説明と同様に、校正用ウエハ１２０２が周期的に測定され、校正用ウエハ１２０２上の同一位置で２回測定された２の測定回折信号の差異に基づいて、ドリフト関数が生成される。
【００３２】
校正用ウエハ１２０２は、複数の区分すなわち領域内の選ばれた位置で形成される複数の校正用構造を有して良い。これらの校正用構造は測定されて良い。またドリフト関数を生成するのに２の測定回折信号の差異の統計的平均が用いられて良い。計測装置が１以上の製造装置と統合されている統合計測装置では、製造クラスタの計測装置内で周期的に測定されるウエハのロットに１以上の校正用ウエハ１２０２が含まれて良い。時間経過、又は処理されるウエハのロット数のような他の変数に対する、ドリフト関数の変化の様子についての履歴によって、ドリフト関数の予測モデルが作られて良い。その予測モデルは、校正用構造又は校正用ウエハ１２０２を物理的に測定する代わりに用いられて良い。
【００３３】
たとえ典型的実施例について説明されたとしても、本発明の技術的思想及び／又は技術的範囲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、図及び上記説明に示された特定の実施形態に限定されるものと解されてはならない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】典型的な光計測システムを図示している。
【図２】光計測装置を一致させる典型的処理方法を示している。
【図３】典型的な光計測装置を連ねた配置を示している。
【図４】スペクトルシフト補正値、ノイズの重み付け関数及び初期設定時のノイズ関数の典型的グラフを図示している。
【図５】典型的なノイズプロファイルを図示している。
【図６】典型的なノイズ重み付け関数を図示している。
【図７】他の典型的ノイズプロファイルを図示している。
【図８】シフト関数を生成する典型的処理方法示している。
【図９】光計測装置上に設けられた典型的校正用構造を図示している。
【図１０】ｒ−θステージを有する光計測装置上に設けられた典型的校正用構造を図示している。
【図１１】ｘ−ｙステージを有する光計測装置上に設けられた典型的校正用構造を図示している。
【図１２】典型的校正用ウエハを図示している。
【符号の説明】
【００３５】
１００  光計測システム
１０２  周期回折格子
１０４  ウエハ
１０６  計測ビーム源
１０８  入射ビーム
１１０  回折ビーム
１１２  計測ビーム受光器
１１４  処理モジュール
１１６  ライブラリ
３００  光計測装置の一団
４０２  スペクトルシフトの補正値
４０４  ノイズ重み付け関数
４０６  初期設定時のノイズ関数
５０２  ノイズプロファイル
５０４  ノイズ包絡関数
ｗｂ  ノイズ重み付け関数
ｗｃ  ノイズ重み付け関数
７０２  ノイズプロファイル
９０２  校正用構造
９０４  ウエハチャック
９０６  支持体
９０８  ウエハステージ
１２０２  校正用ウエハ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2008129016.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
2008129016.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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