(57)【要約】      （修正有）【課題】偏光反射率計を用いた半導体ウエハ上に形成された構造の連続測定の方法を提供する。【解決手段】半導体ウエハ上に形成された構造を、第１構造及び第１構造と接するように形成される第２構造に対する第１測定回折信号及び第２測定回折信号を連続的に得ることによって測定する。これら回折信号の測定には偏光反射率計を用いる。第１測定回折信号は、第１構造のプロファイルモデルを用いて生成した第１シミュレーション回折信号と比較する。第１構造の１以上の特徴部位は、前記比較に基づいて抽出する。第２測定回折信号は、変換回折信号に変換する。この変換回折信号は、第１シミュレーション回折信号、又は第１シミュレーション回折信号と同一のプロファイルモデルを用いて生成した第２シミュレーション回折信号と比較する。第２構造の１以上の特徴部位は、比較に基づいて抽出する。【選択図】図４
2008118145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続測定を用いた半導体ウエハ上に形成された構造の検査方法であって：
半導体ウエハ上に第１構造を形成する手順；
前記第１構造と接するように第２構造を形成する手順；
偏光反射率計を用いることによって前記第１構造の第１測定回折信号を測定する手順；
偏光反射率計を用いることによって前記第２構造の第２測定回折信号を測定する手順であって、前記第１測定回折信号と前記第２測定回折信号は連続的に測定される手順；
前記第１測定回折信号と、前記第１構造の幾何学形状を特徴付けるプロファイルパラメータを有する前記第１構造のプロファイルモデルを用いて生成された第１シミュレーション回折信号とを比較する手順；
前記第１測定回折信号と前記第１シミュレーション回折信号との比較に基づいて前記第１構造の１以上の特徴部位を決定する手順；
前記第２測定回折信号を変換回折信号に変換する手順；
前記変換回折信号と、前記第１シミュレーション回折信号、又は前記第１シミュレーション回折信号と同一のプロファイルモデルを用いて生成された第２シミュレーション回折信号と比較する手順；及び
前記変換回折信号と第２シミュレーション回折信号との比較に基づいて、前記第２構造の１以上の特徴部位を決定する手順；
を有する方法。
【請求項２】
前記第２測定回折信号を変換する手順が、前記第２測定回折信号の負数を計算する手順を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２構造が、約９０°回転した前記第１構造と同一の特徴部位を有するように形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１構造及び前記第２構造が、繰り返しのライン・アンド・スペース構造で、
前記第１構造の前記ラインは、前記第２構造の前記ラインに対して約９０°配向する、
請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１構造及び前記第２構造が、２次元で変化するプロファイルを有し、かつユニットセルを用いることによって特徴付けられ、
前記の第１構造のユニットセルは、前記の第２構造のユニットセルに対して約９０°で配向する、
請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記第２測定回折信号が、前記第１測定回折信号の測定後に前記半導体ウエハを搬出及び再搬入することなく測定される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第２測定回折信号が、前記第１測定回折信号の測定後に他の構造の他の回折信号を測定することなく測定される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１測定回折信号と前記第１シミュレーション回折信号とを比較する前に、シミュレーション回折信号のライブラリから前記第１シミュレーション回折信号を得る手順；及び、
前記回折信号と前記第２シミュレーション回折信号とを比較する前に、シミュレーション回折信号の前記ライブラリから前記第２シミュレーション回折信号を得る手順；
をさらに有する方法であって、
シミュレーション回折信号の前記ライブラリ中の前記第１シミュレーション回折信号及び前記第２シミュレーション回折信号は、前記第１構造及び前記第２構造についての１のプロファイルモデルを用いることによって生成される、
請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第１構造及び前記第２構造についての前記１のプロファイルモデルに係るプロファイルパラメータが変化することによって、１組の仮説プロファイルが生成され、かつ
シミュレーション回折信号の前記ライブラリ中の前記第１シミュレーション回折信号及び前記第２シミュレーション回折信号は、前記１組の仮説プロファイルを用いることによって生成される、
請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記変換回折信号を比較する手順が：
前記変換回折信号と前記第１シミュレーション回折信号とを比較する手順；
を有し、
前記変換回折信号と前記第１シミュレーション回折信号とが一致基準の範囲内で一致しない場合には：
前記プロファイルモデルに係る１以上のプロファイルパラメータを調節することによって仮説プロファイルを生成する手順；及び
前記仮説プロファイルを用いることによって前記第２シミュレーション回折信号を生成する手順；
を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記の特徴部位を決定する手順によって決定された前記の第１又は第２構造の１以上の特徴部位についてのデータを計測処理装置へ送る手順をさらに有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記の送られたデータが、製造装置の少なくとも１のプロセス変数を調節するのに用いられる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
連続測定を用いた半導体ウエハ上に形成された構造の検査方法であって：
偏光反射率計を用いて測定することによって、前記半導体ウエハ上に形成された第１構造の第１測定回折信号を得る手順；及び、
偏光反射率計を用いて測定することによって、前記第１構造と接するように形成された第２構造の第２測定回折信号を得る手順；
前記第１測定回折信号と、前記第１構造の幾何学形状を特徴付けるプロファイルパラメータを有するプロファイルモデルを用いて生成された第１シミュレーション回折信号とを比較する手順；
前記第１測定回折信号と前記第１シミュレーション回折信号との比較に基づいて前記第１構造の１以上の特徴部位を決定する手順；
前記第２測定回折信号を変換回折信号に変換する手順；
前記変換回折信号と、前記第１シミュレーション回折信号、又は前記第１シミュレーション回折信号と同一のプロファイルモデルを用いて生成された第２シミュレーション回折信号と比較する手順；及び
前記変換回折信号と第２シミュレーション回折信号との比較に基づいて前記第２構造の１以上の特徴部位を決定する手順；
を有する方法であって、
前記第１測定回折信号と前記第２測定回折信号が連続測定される、
方法。
【請求項１４】
前記第２測定回折信号を変換する手順が、前記第２測定回折信号の負数を計算する手順を有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１測定回折信号と前記第１シミュレーション回折信号とを比較する前に、シミュレーション回折信号のライブラリから前記第１シミュレーション回折信号を得る手順；及び、
前記回折信号と前記第２シミュレーション回折信号とを比較する前に、シミュレーション回折信号の前記ライブラリから前記第２シミュレーション回折信号を得る手順；
をさらに有する方法であって、
シミュレーション回折信号の前記ライブラリ中の前記第１シミュレーション回折信号及び前記第２シミュレーション回折信号は、前記第１構造及び前記第２構造についての１のプロファイルモデルを用いることによって生成される、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１構造及び前記第２構造についての前記１のプロファイルモデルに係るプロファイルパラメータが変化することによって、１組の仮説プロファイルが生成され、かつ
シミュレーション回折信号の前記ライブラリ中の前記第１シミュレーション回折信号及び前記第２シミュレーション回折信号は、前記１組の仮説プロファイルを用いることによって生成される、
請求項８に記載の方法。
【請求項１７】
前記変換回折信号を比較する手順が：
前記変換回折信号と前記第１シミュレーション回折信号とを比較する手順；
を有し、
前記変換回折信号と前記第１シミュレーション回折信号とが一致基準の範囲内で一致しない場合には：
前記プロファイルモデルに係る１以上のプロファイルパラメータを調節することによって仮説プロファイルを生成する手順；及び
前記仮説プロファイルを用いることによって前記第２シミュレーション回折信号を生成する手順；
を有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記の特徴部位を決定する手順によって決定された前記の第１又は第２構造の１以上の特徴部位についてのデータを計測処理装置へ送る手順をさらに有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
前記の送られたデータが、製造装置の少なくとも１のプロセス変数を変更するのに用いられる、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
連続測定を用いた半導体ウエハ上に形成された構造を検査するための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：
偏光反射率計を用いて測定することによって、前記半導体ウエハ上に形成された第１構造の第１測定回折信号を得る命令；及び、
偏光反射率計を用いて測定することによって、前記第１構造と接するように形成された第２構造の第２測定回折信号を得る命令；
前記第１測定回折信号と、前記第１構造の幾何学形状を特徴付けるプロファイルパラメータを有するプロファイルモデルを用いて生成された第１シミュレーション回折信号とを比較する命令；
前記第１測定回折信号と前記第１シミュレーション回折信号との比較に基づいて前記第１構造の１以上の特徴部位を決定する命令；
前記第２測定回折信号を変換回折信号に変換する命令；
前記変換回折信号と、前記第１シミュレーション回折信号、又は前記第１シミュレーション回折信号と同一のプロファイルモデルを用いて生成された第２シミュレーション回折信号と比較する命令；及び
前記変換回折信号と第２シミュレーション回折信号との比較に基づいて前記第２構造の１以上の特徴部位を決定する命令；
を有する方法であって、
前記第１測定回折信号と前記第２測定回折信号が連続測定される、
コンピュータによる読み取りが可能な記憶媒体。
【請求項２１】
前記第２測定回折信号を変換する命令が、前記第２測定回折信号の負数を計算する命令を有する、請求項２０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２２】
連続測定を用いた半導体ウエハ上に形成された構造を検査するシステムであって：
偏光反射率計；
計測処理装置；
を有し、
前記偏光反射率計は、
前記第１構造の第１測定回折信号を測定し、
前記第２構造の第２測定回折信号を測定し、前記第１測定回折信号と前記第２測定回折信号とは連続的に測定される、
ように備えられ、
前記計測処理装置は、
前記第１測定回折信号を得て、
前記第１測定回折信号と、前記第１構造の幾何学形状を特徴付けるプロファイルパラメータを有するプロファイルモデルを用いて生成された第１シミュレーション回折信号とを比較し、
前記第１測定回折信号と前記第１シミュレーション回折信号との比較に基づいて前記第１構造の１以上の特徴部位を決定し、
前記第１構造と接するように形成された第２構造の第２測定回折信号を得て、
前記第２測定回折信号を変換回折信号に変換し、
前記変換回折信号と、前記第１シミュレーション回折信号、又は前記第１シミュレーション回折信号と同一のプロファイルモデルを用いて生成された第２シミュレーション回折信号と比較し、かつ
前記変換回折信号と第２シミュレーション回折信号との比較に基づいて前記第２構造の１以上の特徴部位を決定する、
ように備えられている、
システム。
【請求項２３】
前記半導体ウエハ上に前記第１構造及び前記第２構造を形成するように備えられている製造クラスタをさらに有する、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記計測処理装置がさらに、前記システムによって決定された前記の第１又は第２構造の１以上の特徴部位についてのデータを、現在、過去、又は将来の製造プロセス装置へ送る、ように備えられている、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記の送られたデータが、前記現在、過去、又は将来の製造プロセス装置のプロセス変数を変更するのに用いられる、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記第２測定回折信号を変換する手順が、前記第２測定回折信号の負数を計算する命令を有する、請求項２２に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は全体として、半導体ウエハ上に形成された構造の光計測に関し、より詳細には、偏光反射率計を用いた半導体ウエハ上に形成された構造の連続測定に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造では、品質を保証するために、周期回折格子が一般的に用いられる。たとえば周期回折格子に係る一の典型的な利用には、半導体チップの動作構造近傍に周期回折格子を製造する工程が含まれる。続いて周期回折格子は電磁波放射線によって照射される。その周期回折格子によって偏向されるその電磁波放射線は、回折信号として得られる。続いてその回折信号が解析されることで、周期回折格子ひいては半導体チップの動作構造が仕様に従って作製されているか否かが決定される。
【０００３】
一の従来技術に係る光計測システムでは、周期回折格子を照射することによって得られる回折信号（計測された回折信号）は、シミュレーションによる回折信号のライブラリと比較される。ライブラリ中の各シミュレーションによる回折信号は、仮説プロファイルと関連する。測定された回折信号とライブラリ中の各シミュレーションによる回折信号のうちの１つとが一致するとき、そのシミュレーションによる回折信号と関連する仮説プロファイルは、その周期回折格子の実際のプロファイルを表すものと推定される。
【特許文献１】米国特許出願第０９／９０７４８８号明細書
【特許文献２】米国特許出願第０９／９２３５７８号明細書
【特許文献３】米国特許出願第０９／７７０９９７号明細書
【特許文献４】米国特許出願第０９／７７０９９７号明細書
【特許文献５】米国特許出願第１０／２０６４９１号明細書
【特許文献６】米国特許出願第１１／０６１３０３号明細書
【特許文献７】米国特許第６９４３９００号明細書
【特許文献８】米国特許出願第１０／６０８３００号明細書
【特許文献９】米国特許出願第１１／３７１７５２号明細書
【特許文献１０】米国特許第６７８５６３８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】
【０００４】
シミュレーションによる回折信号のライブラリは、たとえば厳密結合波解析（ＲＣＷＡ）のような厳密な方法を用いて生成されて良い。より詳細には、回折モデリング法では、シミュレーションによる回折信号の計算は、部分的にはマクスウエル方程式を解くことに基づいている。シミュレーションによる回折信号の計算は、多数の複雑な計算を実行する手順を有する。これは時間とコストがかかるものと思われる。典型的には、多数の光計測が、ウエハ中の多数の場所で行われる。ある時間周期内で処理できるウエハの数は、測定回折信号から構造のプロファイルを決定する速さに比例する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一の典型的実施例では、半導体ウエハ上に形成された構造が、第１構造及び第１構造と接するように形成される第２構造の第１測定回折信号及び第２測定回折信号を得ることによって、連続的に測定される。第１測定回折信号及び第２測定回折信号は、偏光反射率計を用いることによって連続的に測定される。第１測定回折信号は、第１構造のプロファイルモデルを用いて生成された第１シミュレーション回折信号と比較される。そのプロファイルモデルは、第１構造の幾何学的形状を特徴付けるプロファイルパラメータを有する。第１構造の１以上の特徴部位は、比較に基づいて決定される。第２測定回折信号は、変換回折信号に変換される。その変換回折信号は、第１シミュレーション回折信号、又は第１シミュレーション回折信号と同一のプロファイルモデルを用いて生成された第２シミュレーション回折信号と比較される。第２構造の１以上の特徴部位は、比較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】
【０００６】
本発明の説明を補足する目的で、半導体ウエハが、本発明の基本構想の用途を例示するのに用いられて良い。当該方法及び処理は、繰り返し構造を有する他の試料にも同様に適用される。さらにこの用途においては、構造という語は、パターニング構造のことを指す。
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。
【０００７】
図１Ａに図示されているように、光計測システム１００は、光源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、光源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。
【０００８】
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。
２．構造の特徴を決定するライブラリに基づく処理
構造が有する１以上の特徴を決定するライブラリに基づく処理では、計測される回折信号とシミュレーションによる回折信号とが比較される。より詳細には、ライブラリ中の各シミュレーションによる回折信号は、構造の仮説プロファイルに関連する。計測された回折信号とライブラリ中の各シミュレーションによる回折信号のうちの１つとが一致するとき、又は計測された回折信号とライブラリ中の各シミュレーションによる回折信号のうちの１つとの差異がプリセットすなわち一致基準範囲内であるときには、その一致したシミュレーションによる回折信号に関連する仮説プロファイルは、構造の実際のプロファイルを表すものと推定される。その一致したシミュレーションによる回折信号及び／又は仮説プロファイルは、その構造が仕様に従って作製されたか否かを決定するのに用いることができる。
【０００９】
よって再度図１Ａを参照すると、一の典型的実施例では、計測された回折信号を得た後、続いて処理モジュール１１４が計測された回折信号と、ライブラリ１１６内に保存されているシミュレーションによる回折信号とを比較する。ライブラリ１１６内の各シミュレーションによる回折信号は、仮説プロファイルと関連して良い。よって計測された回折信号と、ライブラリ１１６内に保存されているシミュレーションによる回折信号のうちの１つとが一致するときには、その一致したシミュレーションによる回折信号に関連する仮説プロファイルは、周期回折格子１０２の実際のプロファイルを表すものと推定して良い。
【００１０】
ライブラリ１１６内に保存される仮説プロファイルの組は、プロファイルモデルを用いて周期回折格子１０２のプロファイルを特徴づけることによって生成されて良い。そのプロファイルモデルは、１組のプロファイルパラメータを用いて特徴づけられる。そのプロファイルモデルに係るプロファイルパラメータの組は、様々な形状及び大きさの仮説プロファイルを生成するために変化して良い。プロファイルモデル及び１組のプロファイルパラメータを用いて周期回折格子１０２の実際のプロファイルを特徴づける方法は、パラメータ化と呼ぶことができる。
【００１１】
たとえば図２Ａに図示されているように、プロファイルモデル２００が、その高さ及び幅をそれぞれ画定するプロファイルパラメータｈ１及びｗ１によって特徴づけることができると仮定する。図２Ｂから図２Ｅに図示されているように、プロファイルパラメータの数を増加させることによって、プロファイルモデル２００の別な形状及び特徴が特徴づけられて良い。たとえば図２Ｂに図示されているように、プロファイルモデル２００は、その高さ、下底及び上底をそれぞれ画定するプロファイルパラメータｈ１、ｗ１及びｗ２によって特徴づけられて良い。プロファイルモデル２００の幅は限界寸法（ＣＤ）と呼ばれるものであって良い。たとえば図２Ｂでは、プロファイルパラメータｗ１及びｗ２はそれぞれ、プロファイルモデル２００の底部ＣＤ（ＢＣＤ）及び上部ＣＤ（ＴＣＤ）を画定するものとして表されて良い。
【００１２】
上述したように、ライブラリ１１６（図１Ａ）内に保存される１組の仮説プロファイルは、プロファイルモデルを特徴づけるプロファイルパラメータを変化させることによって特徴づけられて良い。たとえば図２Ｂを参照すると、プロファイルパラメータｈ１、ｗ１及びｗ２を変化させることによって、様々な形状及び大きさの仮説プロファイルの生成が可能である。１、２、又は３のプロファイルパラメータが互いに変化して良いことに留意して欲しい。
【００１３】
再度図１Ａを参照すると、ライブラリ１１６内に保存されている仮説プロファイル及びシミュレーションによる回折信号の組の中の仮説プロファイル及び対応するシミュレーションによる回折信号の数は、プロファイルパラメータの組の範囲及びそのパラメータの組が変化するところでの増分に部分的に依存する。ライブラリ１１６内に保存される仮説プロファイル及びシミュレーションによる回折信号は、実際の構造から計測された回折信号を得る前に生成される。よってライブラリを生成するのに用いられる範囲及び増分（つまり範囲及び分解能）は、構造の製造プロセス及び変数が変化すると予想される範囲に対する相性の良さに基づいて選択されて良い。ライブラリ１１６の範囲及び／又は分解能はまた、たとえばＡＦＭ、Ｘ−ＳＥＭ等を用いた測定のような経験的測定に基づいて選択されて良い。
【００１４】
ライブラリベースの処理についてのさらなる詳細については、特許文献１を参照のこと。
３．構造の特徴を決定する回帰分析に基づく処理
構造が有する１以上の特徴を決定する回帰分析に基づく処理において、計測された回折信号は、シミュレーションによる回折信号（つまり試行回折信号）と比較される。シミュレーションによって得られる回折信号は、仮説プロファイルについての１組のプロファイルパラメータ（つまり試行プロファイルパラメータ）を用いた比較の前に生成される。計測された回折信号とシミュレーションによる回折信号とが一致しない場合、又は計測された回折信号とシミュレーションによる回折信号との差異がプリセットすなわち一致基準範囲内にない場合には、別なシミュレーションによる回折信号が、別な仮説プロファイルについての別な１組のプロファイルパラメータを用いて生成される。よってその計測された回折信号と新たに生成されたシミュレーションによる回折信号とが比較される。計測された回折信号とシミュレーションによる回折信号とが一致する場合、又は計測された回折信号とシミュレーションによる回折信号との差異がプリセットすなわち一致基準範囲内にある場合には、一致したシミュレーションによる回折信号に関連する仮説プロファイルは、構造の実際のプロファイルを表すものと推定される。その一致したシミュレーションによる回折信号及び／又は仮説プロファイルは、その構造が仕様通りに作製されたか否かを判断するのに利用することができる。
【００１５】
よって再度図１Ａを参照すると、処理モジュール１１４は、仮説プロファイルについてのシミュレーションによる回折信号を生成して良く、続いて計測された回折信号とそのシミュレーションによる回折信号とを比較する。上述したように、計測された回折信号とシミュレーションによる回折信号とが一致しない場合、又は計測された回折信号とシミュレーションによる回折信号との差異がプリセットすなわち一致基準範囲内にない場合には、処理モジュール１１４は、別な仮説プロファイルについての別なシミュレーションによる回折信号を繰り返し生成して良い。そのようなシミュレーションによる回折信号は、たとえばシミュレーティッドアニーリングを含む大域最適化法及び最急降下法を含む局所最適化法のような最適化アルゴリズムを用いて生成されて良い。
【００１６】
シミュレーションによる回折信号及び仮説プロファイルは、ライブラリ１１６（つまり動的ライブラリ）内に保存されて良い。よってライブラリ１１６内に保存されるシミュレーションによる回折信号及び仮説プロファイルは、計測された回折信号と一致させるのに用いられて良い。
【００１７】
回帰分析ベースの処理についてのより詳細な説明については特許文献２を参照のこと。
４．厳密結合波解析
上述したように、シミュレーションによる回折信号が生成されて、計測された回折信号と比較される。以降で説明するように、シミュレーションによる回折信号は、マクスウエル方程式を適用し、かつ数値解析手法を用いてマクスウエル方程式を解くことによって生成されて良い。しかし数値解析手法には、ＲＣＷＡの変化型を含む様々な手法が用いられて良いということに留意して欲しい。
【００１８】
一般的には、ＲＣＷＡは、仮説プロファイルを多数のセクション、スライス又はスラブ（以降では簡単にセクションと呼ぶ）に分割する手順を有する。
【００１９】
仮説プロファイルの各セクションについては、結合した微分方程式系が、マクスウエル方程式のフーリエ級数展開を用いて生成される（つまり電磁場及び誘電率（ε）の成分）。その微分方程式系は、対角化手法を用いて解かれる。対角化手法は、関連する微分方程式系の固有行列を固有値及び固有ベクトルに分解する（つまり固有分解）手順を含む。最終的に、仮説プロファイルの各セクションについての解は、たとえば散乱行列法のような再帰結合法を用いて結合される。散乱行列法についての説明については、非特許文献２を参照のこと。ＲＣＷＡについてのより詳細な説明については特許文献３を参照のこと。
５．機械学習システム
シミュレーションによる回折信号は、たとえば逆誤差伝播法、動径基底関数法、サポートベクタ、カーネル回帰分析等の機械学習アルゴリズムを用いる機械学習システム（ＭＬＳ）を用いて生成されて良い。機械学習システム及びアルゴリズムのより詳細な説明については、非特許文献３及び特許文献４を参照のこと。
【００２０】
一の典型的実施例では、ライブラリベースの処理に用いられる、たとえばライブラリ１１６（図１Ａ）のような、回折信号のライブラリ中にあるシミュレーションによる回折信号は、ＭＬＳを用いて生成される。たとえば１組の仮説プロファイルは、ＭＬＳへの入力として供されることで、ＭＬＳからの出力としての１組のシミュレーションによる回折信号を生成する。仮説プロファイルの組及びシミュレーションによる回折信号の組はライブラリ中に保存される。
【００２１】
別な典型的実施例では、回帰分析ベースの処理に用いられるシミュレーションによる回折信号は、たとえばＭＬＳ１１８（図１Ａ）のようなＭＬＳを用いて生成される。たとえば初期仮説プロファイルが、ＭＬＳへの入力として供されることで、ＭＬＳからの出力としての初期のシミュレーションによる回折信号を生成して良い。その初期のシミュレーションによる回折信号が計測された回折信号と一致しない場合、別な仮説プロファイルが、ＭＬＳへの別な入力として供されることで、別なシミュレーションによる回折信号を生成する。
【００２２】
図１Ａはライブラリ１１６とＭＬＳ１１８の両方を有する処理モジュール１１４を図示している。しかしその処理モジュール１１４は両方ではなくライブラリ１１６又はＭＬＳ１１８のいずれかを有していても良いことに留意して欲しい。たとえば処理モジュール１１４がライブラリベースの処理のみを用いる場合には、ＭＬＳ１１８は省略されて良い。あるいはその代わりに、処理モジュール１１４が回帰分析ベースの処理のみを用いる場合には、ライブラリ１１６が省略されて良い。しかし回帰分析ベースの処理は、たとえばライブラリ１１６のようなライブラリ中での回帰処理中に生成される仮説プロファイル及びシミュレーションによる回折信号を有して良いことに留意して欲しい。
【００２３】
本明細書では“１次元構造”という語は、１次元にのみ変化するプロファイルを有する構造を指す。たとえば図１Ｂは、１次元（つまりｘ方向）に変化するプロファイルを有する周期回折格子を図示している。図１Ｂに図示されている周期回折格子のｚ方向でのプロファイルは、ｘ方向の関数として変化する。しかし図１Ｂに図示された周期回折格子のプロファイルは、ｙ方向では実質的に均一又は連続的であると推定される。
【００２４】
本明細書では“２次元構造”という語は、少なくとも２次元的に変化するプロファイルを有する構造を指す。たとえば図１Ｃは、２次元（つまりｘ方向及びｙ方向）に変化するプロファイルを有する周期回折格子を図示している。図１Ｃに図示されている周期回折格子のプロファイルは、ｙ方向で変化する。
【００２５】
以降での図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃについての議論は、プロファイルのモデル化を行うための２次元繰り返し構造の評価について説明する。図３Ａは、２次元繰り返し構造のユニットセルの典型的な直交グリッドの上面を図示している。仮説グリッド線は、繰り返し構造の上面で重なる。ここでグリッド線は周期方向に沿って引かれている。仮説グリッド線はユニットセルと呼ばれる領域を形成する。ユニットセルは、直交するように配置されて良いし、又は直交しないように配置されても良い。２次元繰り返し構造は、ユニットセル内部に特徴部位を有して良い。特徴部位とはたとえば、繰り返し柱、コンタクトホール、ビア、又は１対以上の形状を組み合わせたものである。さらにその特徴部位は、様々な形状を有して良く、かつ凹面若しくは凸面部位、又は凹面及び凸面部位との結合であって良い。図３Ａを参照すると、繰り返し構造３００は、直交するように備えられている穴を有するユニットセルを有する。ユニットセル３０２は、全ての特徴部位及び部品をその内部に有し、基本的にはユニットセル３０２のほぼ中心に穴３０４を有する。
【００２６】
図３Ｂは２次元繰り返し構造の上面を図示している。ユニットセル３１０は凹面の楕円穴を有する。図３Ｂは、楕円穴を有する部位３２０を有するユニットセル３１０を示す。その楕円穴の大きさは、その底部へ進むに従って徐々に小さくなる。その構造を評価するのに用いられるプロファイルパラメータは、Ｘ方向のピッチ３１２及びＹ方向のピッチ３１４を有する。それに加えて、部位３２０の上部を表す楕円の主軸３１６、及び部位３２０の底部を表す楕円３１６の主軸３１８は、部位３２０の評価に用いられて良い。さらに部位上部と部位底部との間にある中間部の主軸及び上部楕円、中間部楕円又は底部楕円の短軸（図示されていない）が用いられても良い。
【００２７】
図３Ｃは、２次元繰り返し構造の上面を評価する典型的な方法である。ユニットセル３３０内の繰り返し構造の部位３３２であって、上から見てピーナッツ形状を有する島である。一のモデル化方法は、部位３３２を、変数又は楕円及び多角形の組み合わせを有すると近似する手順を有する。さらに部位３２２の上面から見た形状の変化を解析した後に、２つの楕円である楕円１、楕円２、及び２つの多角形である多角形１、多角形２が十分に部位３３２を評価するということが分かったと仮定する。よって、２つの楕円及び２つの多角形を評価するのに必要なパラメータは：楕円１についてＴ１及びＴ２；多角形１についてＴ３、Ｔ４及びθ１；多角形２についてＴ４、Ｔ５及びθ２；楕円２についてＴ６及びＴ７；の９個である。他多くの形状の組み合わせが、ユニットセル３３０内の部位３３２の上面を評価するのに用いられて良い。２次元繰り返し構造のモデル化についての詳細な説明については、特許文献４を参照のこと。
６．連続測定
構造の光計測に係る典型的な一連の手順は、ウエハを搬入する手順、測定ヘッド又はウエハを移動させることによって光計測装置を測定位置に設定する手順、照射ビームを測定用構造に合わせる手順、測定を実行する手順、及びウエハを搬出する手順を有する。図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃは、反射率測定を用いて回折信号の連続測定を行うための測定用構造の上面図である。図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃに図示された測定用構造の配置は、測定用構造を連続して測定することを容易にする。それにより、連続測定を行うためのウエハの搬入及び搬出手順を省略できる。
【００２８】
図４Ａを参照すると、測定用構造５００は、垂直ライン・アンド・スペース繰り返し構造５０４及び水平ライン・アンド・スペース繰り返し構造５０８を有する。繰り返し構造５０８は繰り返し構造５０４とその境界で接するように形成される。繰り返し構造５０８は、構造５０４と同一の特徴部位を有するように形成されるが、構造５０４に対して約９０°回転している。測定用構造５０４と測定用構造５０８とは、化学機械平坦化（ＣＭＰ）層中の構造のように、多層構造中の各異なる層内に存在して良い。
【００２９】
本発明の典型的実施例では、偏光反射率計は、測定用構造５０４及び測定用構造５０８の回折信号を測定するのに用いられる。第１回折信号は、偏光反射率計を用いて測定用構造５０４を測定することによって、測定されて良い。第２回折信号は、偏光反射率計を用いて測定用構造５０８を測定することによって、測定されて良い。繰り返し構造５０４及び繰り返し構造５０８の測定には、典型的には入射角（ＡＯＩ）が０°つまり垂直ＡＯＩの反射率計が用いられて良い。しかし照射ビームが垂直に入射しない反射率計が用いられても良いことに留意して欲しい。
【００３０】
第１測定回折信号と第２測定回折信号は連続的に測定される。よって本発明の典型的実施例では、第２測定回折信号は、第１測定回折信号の測定後に半導体を搬出及び再搬入することなく測定される。また第２測定回折信号は、第１測定回折信号の測定後に他の構造に係る他の回折信号を測定することなく測定される。
【００３１】
第１測定回折信号は、第１構造のプロファイルモデルを用いて生成された第１シミュレーション回折信号と比較される。上述のように、プロファイルモデルは、第１構造の幾何学形状を特徴付けるプロファイルパラメータを有する。
【００３２】
第１構造の１以上の特徴部位は、第１測定回折信号と第１シミュレーション回折信号との比較に基づいて決定される。具体的には上述したように、ライブラリに基づく又は回帰分析に基づくプロセスが用いられることで、第１測定回折信号と第１シミュレーション回折信号との比較に基づいて、第１構造の１以上の特徴部位が決定されて良い。
【００３３】
本発明の典型的実施例では、第２測定回折信号は、変換回折信号に変換される。その変換回折信号は、以下のように第２測定回折信号の負数として計算されて良い。
【００３４】
Ｓ２＝−（Ｓ１）  １．０１
Ｓ１は第２測定回折信号である。Ｓ２は変換回折信号である。
【００３５】
変換回折信号は、第１シミュレーション回折信号、又はその第１シミュレーション回折信号と同一のプロファイルモデルを用いて生成された第２シミュレーション回折信号と比較される。具体的には、変換回折信号と第１シミュレーション回折信号とが一致基準範囲内で一致しない場合、その変換回折信号は、第２シミュレーション回折信号と比較されて良い。
【００３６】
第２構造の１以上の特徴部位は、変換回折信号と第１又は第２シミュレーション回折信号との比較に基づいて決定される。具体的には上述したように、ライブラリに基づく又は回帰分析に基づくプロセスが用いられることで、変換回折信号と第１又は第２シミュレーション回折信号との比較に基づいて、第２構造の１以上の特徴部位が決定されて良い。
【００３７】
ライブラリに基づくプロセスが用いられることで、第１及び第２構造の１以上の特徴部位が決定されるとき、第１及び第２シミュレーション回折信号が、シミュレーション回折信号のライブラリから得られる。本発明の典型的実施例では、第２測定回折信号を変換回折信号に変換することによって、シミュレーション回折信号の一のライブラリは、第１測定回折信号と変換回折信号との比較に用いることが可能になる。よってシミュレーション回折信号のライブラリ中のシミュレーション回折信号は、第１及び第２構造について同一のプロファイルモデルを用いることによって生成された。上述したように、ライブラリ中にシミュレーション回折信号を生成するには、プロファイルモデルに係るプロファイルパラメータが変化することで、１組の仮説プロファイルが生成される。シミュレーション回折信号は、１組の仮説プロファイルを用いて生成される。
【００３８】
回帰分析に基づくプロセスが用いられることで、第１及び第２構造の１以上の特徴部位が決定されるとき、第１及び第２シミュレーション回折信号が、回帰分析処理中に、同一プロファイルモデルを用いることによって生成される。具体的には、第１仮説プロファイルは、プロファイルモデルのプロファイルパラメータに係る第１設定を用いて生成される。第１シミュレーション回折信号は、第１仮説プロファイルを用いて生成される。第２構造の１以上の特徴部位を決定する際、変換回折信号と第１シミュレーション回折信号とが一致基準範囲内で一致しない場合、第２仮説プロファイルが、プロファイルモデルのプロファイルパラメータに係る第２設定を用いて生成される。プロファイルパラメータに係る第２設定は第１設定とは異なる。第２シミュレーション回折信号は、第２仮説プロファイルを用いて生成される。続いて変換回折信号は、第２シミュレーション回折信号と比較される。
【００３９】
図４Ｂを参照すると、測定用構造５２０は、２の繰り返し構造を有する。ここでは、繰り返し構造を有する１のユニットセル５１４及び５２４をそれぞれ図示されている。ユニットセル５１４は、楕円形の島５１８の上に存在する楕円形の円柱５１６の上面を図示している。楕円形の島５１８の主軸は、円柱５１６の主軸よりも長い。楕円形の島５１８の主軸は、垂直位置から約４５°をなす。ユニットセル５２４はユニットセル５１４と同一である。ただしユニットセル５２４は、ユニットセル５１４と比較して時計回りに９０°回転している。上述のように、偏光反射率計は、測定用構造５２０の繰り返し構造を測定するのに用いられる。測定用構造５２０の１以上の特徴部位は上述したように決定される。
【００４０】
図４Ｃは、２対の測定用構造５４０を図示している。測定用構造５４２は、図４Ａの測定用構造５０４、つまり垂直ライン・アンド・スペースの繰り返し構造、と同一である。測定用構造５４４は、図４Ａの測定用構造５０８（つまり水平ライン・アンド・スペースの繰り返し構造）と同一である。測定用構造５４６は、直交するユニットセル内でのコンタクトホールの繰り返し構造である。コンタクトホールは、直交するユニットセルの実質的中心に位置する楕円形状で、その主軸は水平位置である。測定用構造５４８もまた、直交するユニットセル内でのコンタクトホールの繰り返し構造である。コンタクトホールは、直交するユニットセルの実質的中心に位置する楕円形状で、その主軸は垂直位置である。これらの測定用構造は、如何なる順序で連続測定されても良い。作製される１対以上の如何なる測定用構造も連続測定されて良いことに留意すべきである。
【００４１】
上述したように、ウエハ中の連続する領域内で作製された２対以上の測定用構造は、時計回り又は反時計回りのような順序で連続的に測定されて良い。しかし、測定位置に対して光計測装置を位置合わせするための測定ヘッド又はウエハの移動を最小にする如何なるアルゴリズムが用いられても良いことに留意すべきである。
【００４２】
図５は、統合された光計測プロセスの典型的フローチャートである。この光計測プロセスでは、連続測定用に作製された測定用構造の１以上の特徴部位が決定され、かつ連続測定用に作製された測定用構造の１以上の決定された特徴部位を用いるプロファイルモデルが用いられる。手順８００では、用いられる光計測装置の種類に基づいて、プロファイルモデルの数が決定される。具体的には上述したように、偏光反射率計が用いられるときには、構造５０４と構造５０６の両方を検査するのに１のプロファイルモデルが用いられる。
【００４３】
本発明の典型的実施例においては、手順８０５では、手順８００で決定されたプロファイルモデルが最適化される。用途によっては、手順８０５は省略されて良い。よって、以下の手順は、最適化されていないプロファイルモデルを用いて実行されて良い。１次元繰り返し構造のモデル化についての詳細な説明については、特許文献５及び特許文献６を参照のこと。
【００４４】
手順８１０では、計測データの記憶が、用途によって望ましいと判断された場合、各プロファイルモデルについて計測データが記憶される。典型的には計測データの記憶は、構造の測定が、たとえばコーター・ディベロッパ装置（ｔｒａｃｋ）又はエッチャーのような、ウエハ製造クラスタユニット中の統合された計測装置を用いて行われる場合に望ましい。計測データの記憶は典型的に、測定用構造の１以上の特徴部位の決定がリアルタイムの場合、又は上述の回帰分析法を利用して実行される場合では、望ましくない。計測データの記憶が用途によって望ましくない場合、プロセスは手順８８０に進む。さもなければ、手順８２０において、各プロファイルモデルについて、１以上の計測データ記憶がなされる。
【００４５】
典型的には、計測データの記憶は、表、ライブラリ又は訓練された機械学習システム（ＭＬＳ）をも有する。表又はライブラリは、シミュレーション回折信号及びそれに関連するプロファイルパラメータの対を有する。ライブラリに基づくプロセスについてのさらに詳細な説明は、特許文献７を参照のこと。訓練されたＭＬＳは、入力測定回折信号に基づいてプロファイル又は１組のプロファイルパラメータを生成するために作成されて良い。訓練されたＭＬＳの作成及び利用についてのさらなる詳細については、特許文献８を参照のこと。
【００４６】
本発明の典型的実施例においては、手順８００から手順８２０とは独立して、手順８６０で、１対以上の測定用構造が連続測定用に作製される。連続測定の典型的な用途は、化学機械平坦化（ＣＭＰ）での非点収差誤差を決定するための構造の測定を含む。複数の繰り返し構造は、第１層内の構造が、他の層内の第２構造に対して９０°回転するように、それぞれ異なる層内に存在して良い。非点収差誤差とは、照射ビームに対して第１配置をとる繰り返し構造を有する特徴部位の値と照射ビームに対して第２配置をとる繰り返し構造を有する同一の特徴部位の値との差異である。たとえば、水平位置にラインを有するライン・アンド・スペース繰り返し構造の限界寸法（ＣＤ）と、垂直位置にラインを有するライン・アンド・スペース繰り返し構造のＣＤは、最初の設計を９０°回転させれば同一設計である。
【００４７】
さらに図５を参照すると、手順８６５では、第１対の測定用構造の第１測定用構造での回折信号が得られる。たとえば図４Ｃに図示されているような２対の測定用構造が存在する場合、測定用構造５４２、測定用構造５４４、測定用構造５４６、又は測定用構造５４８のうちの一が第１測定用構造として指定され、最初に測定されて良い。手順８７０では、他の測定用構造での回折信号が得られる。図４Ｃに図示された測定用構造についての上述の例を用いると、測定用構造５４２が最初に測定された場合、他の構造である５４４，５４６及び５４８は連続測定される。
【００４８】
本発明の典型的実施例において、図５を参照すると、手順８７５では、得られた回折信号の基本処理が実行される。上述したように、偏光反射率計が用いられるとき、測定回折信号の一は、変換回折信号に変換される。具体的には、一の測定回折信号に係る変換回折信号は、他の測定回折信号の負数として計算される。
【００４９】
基本処理はまた、回帰分析法で用いられる波長又は計測データの記憶に用いられる波長で回折信号を選択する手順を有する。たとえばプロファイルパラメータとシミュレーション回折信号との対のライブラリが、選択された波長のみを用いて生成されて良い。その選択された波長は、用途に係る過去の知見又はプロファイルモデルの事前試験に基づく。さらに訓練されたＭＬＳはまた、選択された波長に基づいて得られたデータに関してのみ訓練されて良い。得られた回折信号の別な処理は、測定信号のノイズ、測定信号の精度、及び測定信号の感度の関数である重み付け関数に基づく信号フィルタリングを有する。臣付関数の適用によって測定回折信号を改善させる方法についてのさらなる詳細は、特許文献９を参照のこと。
【００５０】
手順８８０では、測定用構造の１以上の特徴部位が、計測データの記憶又は回帰分析によって決定される。計測データの記憶が用いられるとき、手順８７５から得られた処理された回折信号に対するシミュレーション回折信号の最善の一致が決定され、かつ関連するプロファイル又はプロファイルパラメータの組が、表又はライブラリから選択される。訓練されたＭＬＳが用いられるとき、処理された回折信号が訓練されたＭＬＳに入力されることで、プロファイル又は１組のプロファイルパラメータが生成される。上述したように、表、ライブラリ、又は訓練されたＭＬＳから得られたプロファイルは、計測対象である構造のプロファイルと同一であると推定される。回帰分析法が用いられるとき、測定用構造での被処理測定回折信号は、仮説プロファイルを用いて生成されたシミュレーション回折信号と比較される。処理は、回折信号が、事前設定された基準すなわち一致基準の範囲内で一致しない限り繰り返される。回帰分析に基づく処理についてのより詳細な説明は、特許文献１０を参照のこと。
【００５１】
測定用構造の決定された特徴部位についてのデータは、現在、過去、又は将来の製造プロセス装置へ送られる。たとえばエッチング製造クラスタで決定された測定用構造の限界寸法は、現在のエッチング製造クラスタの制御装置、たとえばフォトリソグラフィクラスタのような過去の製造装置、又はたとえば成膜クラスタのような将来の製造装置へ送られる。手順８９０では、現在、過去又は将来の製造クラスタについての少なくとも１のプロセス変数が、測定用構造の決定された特徴部位に基づく送られたデータに基づいて調節される。
【００５２】
図６は、ウエハ構造を決定し、かつ先端プロセス制御用特徴部位を用いる計測プロセスと組み合わせられた製造クラスタシステムの典型的な概略図である。第１製造システム９４０は、モデル最適化装置９４２、リアルタイムプロファイル推定装置９４４、回折信号処理装置９４６、製造クラスタ９４８、及び計測クラスタ９５０を有する。第１製造システム９４０は計測プロセッサ１０１０と結合する。計測プロセッサ１０１０は、計測データ源１０００、計測データ記憶装置１０４０、及び製造ホストプロセッサ１０２０と結合する。モデル最適化装置９４２は、リアルタイムプロファイル推定装置９４４は、回帰分析を用いて測定回折信号についての最善の一致を示すプロファイルを決定する論理回路を有する。回折信号処理装置９４６は、測定用構造に付随する計測データ記憶装置１０４０を利用することで、測定回折信号についての最善の一致を示すプロファイルを決定する。製造クラスタ９４８は、コーター・ディベロッパー装置、エッチャー、成膜プロセス装置であって良い。計測クラスタ９５０は、たとえば偏光反射率計、分光エリプソメータ等の計測装置の組を有する。第２製造システム９７０は、モデル最適化装置９７２、リアルタイムプロファイル推定装置９７４、回折信号処理装置９７６、製造クラスタ９７８、及び計測クラスタ９８０を有する。これらの装置は、第１製造システム９４０における等価な装置と同一の機能を有する。第１製造システム９４０及び第２製造システム９７０は、計測プロセッサ１０１０と結合する。
【００５３】
図６を参照すると、計測プロセッサ１０１０は、一体化していないすなわち離れた場所に設けられている計測データ源１０００から計測データ８６４を受け取る。一体化していない計測データ源１０００は、たとえばリフレクトメータ、エリプソメータ、ＳＥＭ等の製造位置に存在する一体化していない計測装置のクラスタであって良い。離れた計測データ源１０００は、成膜用の計測データを供するリモートデータサーバー又はリモートプロセッサ、又はウエブサイトを有して良い。第１製造システム９４０から計測プロセッサ１０１０へのデータは、最適化された計測モデルのプロファイルパラメータ範囲及び記憶されたデータを有することで、構造の特徴部位を決定して良い。データ記憶装置１０４０は、シミュレーションによる回折信号と、それに対応するプロファイルパラメータの組との対のライブラリを有して良い。そのライブラリは、入力用の計測された回折信号のプロファイルパラメータの組を生成して良い。データ記憶装置１０４０から計測プロセッサ１０１０へのデータ８７０は、プロファイルパラメータ及び／又はシミュレーションによる回折信号の組を有する。計測プロセッサ１０１０から第１計測システム９４０へのデータ８６０は、ライブラリ又は訓練されたＭＬＳ記憶装置内で探索されるデータ空間の一部を特定するため、プロファイルパラメータ、材料の屈折率に関するパラメータ、及び計測装置に関するパラメータの値を計測データ記憶装置１０４０内に有する。第２製造システム９７０へ伝送され、及びそこから計測プロセッサ１０１０へ伝送されるデータ８６２は、第１製造システム９４０へ伝送され、及びそこから伝送されるデータ８６０と同一である。
【００５４】
さらに図６を参照すると、計測プロセッサ１０１０へ伝送され、及びそこから製造ホストプロセッサ１０２０へ伝送されるデータ８６６は、成膜レシピに関連するデータ、並びに第１製造システム９４０及び第２製造システム９７０で、計測クラスタ９５０及び９８０によって計測されるプロセスデータを有して良い。図６の計測データ記憶装置１０４０は計測データを保存するもので、その計測データは第１製造システム９４０及び／又は第２製造システム９７０にとって利用可能である。上述したように、第１製造システム９４０及び／又は第２製造システム９７０は、フォトリソグラフィ、エッチング、熱処理システム、メタライゼーション、注入、化学気相成長、化学機械研磨又は他の製造ユニットのうちの１以上を有して良い。
【００５５】
第１製造システム９４０内のリアルタイムプロファイル推定装置９４６又は回折信号処理装置９４６によって決定される測定用構造についてのデータは、製造ホスト処理装置１０２０へ送られて良い。そのデータは、第１製造システム９４０の製造クラスタ９４８のプロセス変数、又は、第２製造システム９７０の製造クラスタ９７８のプロセス変数を調節する製造ホスト処理装置によって用いられて良い。たとえば製造クラスタ９４８がフォトリソグラフィユニットで、かつ製造クラスタ９７８がエッチングユニットである場合、データは、計測クラスタ９５０によって測定される測定用構造の上部限界寸法であって良い。上部限界寸法の値は、フォトリソグラフィユニットの焦点又は露光を調節する製造ホスト処理装置１０２０によって用いられて良い。さらに上部限界寸法の値は、たとえばエッチャントの流速のようなエッチング変数を調節する製造ホストプロセッサ１０２０によって用いられて良い。同様に、計測クラスタ９８０によって測定され、かつリアルタイムプロファイル推定装置９７４又は回折信号処理装置９７６によって決定される測定用構造のプロファイルパラメータ値は、製造ホスト処理装置１０２０へ送られて良い。プロファイルパラメータ値は、第１製造システム９４０の製造クラスタ９４８のプロセス変数、又は第２製造システム９７０の製造クラスタ９７８のプロセス変数を調節する製造ホスト処理装置によって用いられて良い。第２製造システムは、ウエハ製造プロセスに含まれる如何なる製造クラスタを有しても良いことに留意して欲しい。
【００５６】
特に、本明細書で説明されている本発明の機能の実施は、ハードウエア、ソフトウエア、ファームウエア、及び／又は他の利用可能な機能性部品若しくは基本構成要素でも同様に実施可能であると考えられる。たとえば計測データの記憶は、コンピュータのメモリ、又は実際のコンピュータの記憶装置若しくは媒体であって良い。上述の教示では、他の変化型及び実施例も可能である。よって本発明の技術的範囲は本明細書によっては限定されず、「特許請求の範囲」に記載の請求項によって限定される。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１Ａ】典型的実施例を示す図である。この実施例では、光計測は、半導体ウエハ上の構造のプロファイルを決定するのに利用されて良い。
【図１Ｂ】典型的な１次元繰り返し構造を図示している。
【図１Ｃ】典型的な２次元繰り返し構造を図示している。
【図２】様々な典型的プロファイルモデルを図示している。
【図３Ａ】２次元繰り返し構造のユニットセルに係る典型的な直交グリッドを図示している。
【図３Ｂ】２次元繰り返し構造の上面図を示している。
【図３Ｃ】２次元繰り返し構造の上面図を評価する典型的な方法である。
【図４】反射率測定を用いた、回折信号を連続測定するための測定用構造の典型的上面図である。
【図５】プロファイルモデルを用いる統合された光計測プロセスの典型的フローチャートである。
【図６】計測処理装置を有する１対以上の製造システムを接続する典型的設計図である。
【符号の説明】
【００５８】
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
１１８  ＭＬＳ
２００  プロファイルモデル
３００  繰り返し構造
３０２  ユニットセル
３０４  穴
３１０  ユニットセル
３１２  Ｘ方向のピッチ
３１４  Ｙ方向のピッチ
３１６  楕円
３１８  楕円
３２０  部位
３３０  ユニットセル
３３２  部位
５００  測定用構造
５０４  垂直ライン・アンド・スペースの繰り返し構造
５０８  水平ライン・アンド・スペースの繰り返し構造
５１４  ユニットセル
５１６  楕円形の円柱
５１８  楕円形の島
５２４  ユニットセル
５２６  楕円形の円柱
５２８  楕円形の島
５４０  測定用構造
５４２  垂直ライン・アンド・スペースの繰り返し構造
５４４  水平ライン・アンド・スペースの繰り返し構造
５４６  測定用構造
５４８  測定用構造
【図１Ａ】
2008118145.tif 000003
【図１Ｂ】
2008118145.tif 000004
【図１Ｃ】
2008118145.tif 000005
【図２】
2008118145.tif 000006
【図３Ａ】
2008118145.tif 000007
【図３Ｂ】
2008118145.tif 000008
【図３Ｃ】
2008118145.tif 000009
【図４】
2008118145.tif 000010
【図５】
2008118145.tif 000011
【図６】
2008118145.tif 000012