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公開番号2025013640
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2024196512,2023530224
出願日2024-11-11,2021-10-28
発明の名称複数の測定列を用いた大規模オーバレイ計測サンプリング
出願人ケーエルエーコーポレイション
代理人弁理士法人YKI国際特許事務所
主分類H01L 21/66 20060101AFI20250117BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】正確かつ効率的な計測を提供するためのシステムおよび方法を提供する。
【解決手段】マルチカラム計測ツールは、列方向に沿って分散された2つ以上の測定列を含む。2つ以上の測定列は、計測ターゲットを含む試料上の2つ以上の測定領域を同時にプローブする。測定列は、照明を試料に向けるための照明サブシステムと、試料から測定信号を収集し、それを1つ以上の検出器に向けるための集光レンズを含む収集サブシステムと、集光レンズの位置を調整するためのカラム位置決めサブシステムとを含み得る。測定列の測定領域は、集光レンズの視野および横方向平面における位置決めシステムの範囲によって画定され得る。ツールは、測定のために計測ターゲットを測定列の測定領域内に位置決めするために列方向とは異なる走査経路に沿って試料を走査する試料位置決めサブシステムをさらに含む。
【選択図】図1A
特許請求の範囲【請求項１】
マルチカラム計測ツールであって、
列方向に沿って分布する２つ以上の測定列であって、前記２つ以上の測定列は、複数の計測ターゲットを含む試料上の２つ以上の測定領域を同時にプローブするように構成され、前記２つ以上の測定列は、前記列方向にそれぞれギャップを有して分布し、前記２つ以上の測定列のうちの特定の測定列は、
１つ以上の照明源のうちの少なくとも１つからの照明を前記試料に向けるように構成される照明サブシステムと、
前記試料から測定信号を収集し、前記測定信号を１つ以上の検出器に向けるように構成された集光レンズを含む収集サブシステムと、
列方向とは異なる走査経路に沿って前記試料を走査するように構成され、前記走査経路は、測定のために前記複数の計測ターゲットのうちの計測ターゲットを２つ以上の測定列の２つ以上の測定領域内に位置決めし、前記走査経路は、前記２つ以上の測定領域の間の少なくともいくつかの前記ギャップを覆う複数の走査を含む、試料位置決めサブシステムと、
を備える、マルチカラム計測ツール。
続きを表示（約 970 文字）【請求項２】
前記２つ以上の測定列の少なくとも１つは、２つ以上の測定平面から前記測定信号を収集し、前記２つ以上の測定平面から前記１つ以上の検出器の少なくとも１つに前記測定信号を方向付けることを特徴とする請求項１に記載のマルチカラム計測ツール。
【請求項３】
前記試料位置決めサブシステムはさらに、側面に垂直な軸方向に沿って前記試料の位置を調整するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のマルチカラム計測ツール。
【請求項４】
前記試料位置決めサブシステムは、前記試料を回転させる回転ステージを含むことを特徴とする請求項１に記載のマルチカラム計測ツール。
【請求項５】
前記１つ以上の検出器のうちの少なくとも１つは、前記２つ以上の測定列の外部に位置する固定検出器を備えることを特徴とする請求項１に記載のマルチカラム計測ツール。
【請求項６】
前記２つ以上の測定列のうちの少なくとも２つによって提供される前記測定信号は、１つ以上のパラメータによって多重化されることを特徴とする請求項５に記載のマルチカラム計測ツール。
【請求項７】
前記１つ以上のパラメータは、偏光、波長、または時間の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項６に記載のマルチカラム計測ツール。
【請求項８】
前記固定検出器は、前記２つ以上の測定列のうちの少なくとも２つからの多重化された測定信号に関連する別個の検出器データを提供することを特徴とする請求項６に記載のマルチカラム計測ツール。
【請求項９】
前記２つ以上の測定列のうちの少なくとも２つから多重化された測定信号を受信し、２つ以上の逆多重化された測定信号を生成するように構成された検出デマルチプレクサであって、前記２つ以上の逆多重化された測定信号を前記固定検出器にさらに分配する、検出デマルチプレクサをさらに含む請求項６に記載のマルチカラム計測ツール。
【請求項１０】
前記２つ以上の測定列のうちの少なくとも２つによって受け取られる照明は、１つ以上のパラメータによって多重化されることを特徴とする請求項６に記載のマルチカラム計測ツール。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して光学計測に関し、より詳細には、ハイスループットサンプリングのための複数の測定列を有する光学計測に関する。
続きを表示（約 3,300 文字）【背景技術】
【０００２】
関連出願の参照
本願は、米国仮出願６３／１１６．１６３（２０２０年１１月２０日、ＭＡＳＳＩＶＥＯＶＥＲＬＡＹＭＥＴＲＯＬＯＧＹＳＡＭＰＬＩＮＧＦＯＲＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲＳＷＡＦＥＲＬＩＴＨＯＧＲＡＰＨＹＡＮＤＰＡＴＴＥＲＮＩＮＧＰＲＯＣＥＳＳＣＯＮＴＲＯＬＢＹＭＵＬＴＩＯＰＴＩＣＡＬＣＯＬＵＭＮＳＡＮＤＳＩＧＮＡＬＭＵＬＴＩＰＬＥＸＩＮＧ）の利益を米国特許法１１９条（ｅ）の下で請求し、これは全体が参照に組み込まれる。
【０００３】
フィーチャサイズを減少させ、フィーチャ密度を増大させる要求は、正確かつ効率的な計測に対する対応して増大した要求をもたらしている。
【０００４】
計測システムの効率およびスループットを増大させる１つのアプローチは、光学計測ツールおよび光学計測ツールによる測定に適した専用の計測ターゲットを利用することである。例えば、光学計測は、概して、限定ではないが、電子ビーム（ｅビーム）計測システム等の粒子ベースの計測システムよりも比較的高いスループット測定を提供し得るが、精度は、システム内の光の波長によって制限され得る。それにもかかわらず、専用のオーバレイターゲットの使用ならびに試料にわたって分布するより多数の試料のサンプリングは、粒子ベースのシステムを超える総スループットを有する光学技術を用いて充分な精度を提供しえる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
米国特許出願公開第２０１８／０１２２６６８号
米国特許第５４５５６７３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
次世代半導体デバイスは、半導体製造プロセスにおける連続する層の相対的な位置合わせに関連するサブナノメートルのオーバレイ精度要件を必要とするかもしれない。オーバレイ公差が厳しくなるにつれて、必要なレベルの制御を提供するために必要とされるオーバレイターゲットの数は増加し続ける。したがって、正確かつ効率的な計測を提供するためのシステムおよび方法を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
マルチカラム計測ツールは、本開示の１つ以上の例示的な実施形態に従って開示される。１つの例示的な実施形態では、ツールは、列方向に沿って分散された２つ以上の測定列を含み、２つ以上の測定列は、複数の計測ターゲットを含む試料上の２つ以上の測定領域を同時にプローブする。別の例示的な実施形態では、２つ以上の測定列のうちの特定の測定列は、１つ以上の照明源のうちの少なくとも１つからの照明を試料に向けるための照明サブシステムと、試料から測定信号を収集し、測定信号を１つ以上の検出器に向けるための集光レンズを含む収集サブシステムとを含む。また、カラム位置決めサブシステムは、測定のために試料平面に平行な横方向平面内で集光レンズの位置を調整する。別の例示的な実施形態では、特定の測定列の測定領域は、集光レンズの視野及び横方向平面における位置決めシステムの範囲によって画定される。別の例示的な実施形態では、ツールは、列方向とは異なる走査経路に沿って試料を走査するための試料位置決めサブシステムを含み、走査経路は、測定のために２つ以上の測定列の測定領域内に複数の計測ターゲットの計測ターゲットを位置決めする。別の例示的な実施形態では、２つ以上の測定列のカラム位置決めサブシステムは、２つ以上の測定列の集光レンズを位置決めして、測定のための集光レンズの視野に走査経路に沿って測定領域内の計測ターゲットを位置合わせする。
【０００８】
マルチカラム計測ツールは、本開示の１つ以上の例示的な実施形態に従って開示される。１つの例示的な実施形態では、ツールは、２次元パターンで分配された２つ以上の測定列を含み、２つ以上の測定列は、複数の計測ターゲットを含む試料上の２つ以上の測定領域を同時にプローブし、２つ以上の測定列の測定領域は、複数の計測ターゲットの少なくともいくつかを含む試料の１つ以上の選択された領域をカバーするように分配される。２つ以上の測定列のうちの特定の測定列は、１つ以上の照明源のうちの少なくとも１つからの照明を試料に向けるための照明サブシステムと、試料から測定信号を収集し、測定信号を１つ以上の検出器に向けるための集光レンズを含む収集サブシステムとを含み得る。また、カラム位置決めサブシステムは、測定のために試料平面に平行な横方向平面内で集光レンズの位置を調整し、特定の測定列の測定領域は、集光レンズの視野及び横方向平面内の位置決めシステムの範囲によって画定される。別の例示的な実施形態では、２つ以上の測定列のカラム位置決めサブシステムは、それぞれの集光レンズの位置を調整して、それぞれの測定領域内の複数の計測ターゲットの計測ターゲットと位置合わせする。
【０００９】
マルチカラム計測方法は、本開示の１つ以上の例示的な実施形態に従って開示される。１つの例示的な実施形態では、方法は、２つ以上の測定列に照明を提供することを含み、２つ以上の測定列は、複数の計測ターゲットを含む試料上の２つ以上の測定領域を同時にプローブする。別の例示的な実施形態では、２つ以上の測定列のうちの特定の測定列は、１つ以上の照明源のうちの少なくとも１つからの照明を試料に向けるための照明サブシステムと、試料から測定信号を収集し、測定信号を１つ以上の検出器に向けるための集光レンズを含む収集サブシステムとを含む。また、カラム位置決めサブシステムは、測定のために試料平面に平行な横方向平面内で集光レンズの位置を調整し、特定の測定列の測定領域は、集光レンズの視野及び横方向平面内の位置決めシステムの範囲によって画定される。別の例示的な実施形態では、方法は、照明光を２つ以上の測定列の測定視野内の計測ターゲットに向けるステップを含む。別の例示的な実施形態では、方法は、２つ以上の測定列によって多重化された測定信号を収集することを含む。別の例示的な実施形態では、方法は、１つ以上の検出器上で多重化された測定信号を検出するステップを含む。別の例示的な実施形態では、方法は、検出された測定信号に基づいて計測ターゲットの計測データを生成することを含む。
【００１０】
マルチカラム計測方法は、本開示の１つ以上の例示的な実施形態に従って開示される。１つの例示的な実施形態では、方法は、マルチカラム計測ツールの１つ以上の較正測定列を使用して、試料上の１つ以上の較正ターゲットの第１の較正測定セットを生成するステップを含む。別の例示的な実施形態では、方法は、マルチカラム計測ツールの１つ以上の試験測定列を使用して、１つ以上の較正ターゲットの第２の較正測定セットを生成するステップを含み、１つ以上の試験測定列は、１つ以上の較正列とは異なる測定精度を提供する。別の例示的な実施形態では、特定の較正測定列または特定の試験測定列は、１つ以上の照明源のうちの少なくとも１つからの照明を試料に向けるための照明サブシステムと、試料から測定信号を収集し、測定信号を１つ以上の検出器に向けるための集光レンズを含む収集サブシステムとを含む。また、カラム位置決めサブシステムは、測定のために試料平面に平行な横方向平面内で集光レンズの位置を調整し、特定の測定列の測定領域は、集光レンズの視野及び横方向平面内の位置決めシステムの範囲によって画定される。別の例示的な実施形態では、方法は、第１および第２の組の較正測定値に基づいて１つ以上の試験測定列を較正するステップを含む。別の例示的な実施形態では、方法は、１つ以上の試験測定列を使用して、１つ以上の較正ターゲットとは異なる１つ以上の試験ターゲットの１つ以上の較正された測定値を生成するステップを含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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