集積回路のプロファイルベースのシミュレーション情報の作成方法
【課題】本発明は、デザインと製作プロセスの決定の影響に関する集積回路(ＩＣ)シミュレーション情報の生成法と生成システムを含む。
【解決手段】集積回路用プロファイルベースのシミュレーションデータストアの作成方法であって、構造のプロファイル形状と限界寸法を備えるプロファイルデータを含む入力パラメータの選択されたセットを使用して１つまたは２つ以上のデバイスのシミュレーションを行って、デバイスのデバイス属性を生成し350、光学的計測シミュレータを使用してプロファイルデータに基づいてシミュレーションによる回折信号を生成し、プロファイルデータ及び対応するシミュレーションによる回折信号、１つまたは２つ以上の実行されたシミュレーションを示すシミュレーションタイプ、及びデバイス属性を、対応付けて含むシミュレーションデータストアインスタンスを作成する360。
【解決手段】集積回路用プロファイルベースのシミュレーションデータストアの作成方法であって、構造のプロファイル形状と限界寸法を備えるプロファイルデータを含む入力パラメータの選択されたセットを使用して１つまたは２つ以上のデバイスのシミュレーションを行って、デバイスのデバイス属性を生成し350、光学的計測シミュレータを使用してプロファイルデータに基づいてシミュレーションによる回折信号を生成し、プロファイルデータ及び対応するシミュレーションによる回折信号、１つまたは２つ以上の実行されたシミュレーションを示すシミュレーションタイプ、及びデバイス属性を、対応付けて含むシミュレーションデータストアインスタンスを作成する360。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、Jakatdar, et al.により2000年11月28日に出願し、この出願の譲受人により所有され、ここに参照により組み入れられている、"System and Method for Rea-Time Library Generation of Grating Profiles"という名称の同時係属出願中の米国特許出願番号09／727,530号と、2000年1月26に出願し、この出願の譲受人により所有され、ここに参照により組み入れられている、"Caching of Intra-Layer Calculations for Rapid Rigorous Coupled-Wave Analysis" という名称の米国特許出願第09／764, 780号に関係する。
発明の背景
発明の技術分野
本発明は集積回路（ＩＣ）製造の一般的な領域に関し、特にプロファイルベースのシミュレーション情報のデータストアの作成と使用の方法とシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
関連技術
クロックレートの増加及びＩＣ構造の幾何学的形状の縮小化への要求に伴い、ウェーハのデザイン及び製作プロセスの決定の影響に対して迅速なフィードバックが要求される。従来の多くのＩＣ製造環境においては、デザイン決定または製作プロセスの変更の影響が、多くの場合デザイナーまたはプロセスエンジニアにすぐに知らされず、ずっと後になり、費用の掛かる再作業または使用できない製品という結果になっている。ＩＣデザイン目標がデザイン活動を駆動し、それによってマスク及びＩＣ製作プランが作成されＩＣ製作に伝達される。ＩＣ製作でウェーハを製造し、そのウェーハはテストされ、ＩＣテスト及び仕上げにおいて仕上げ処理を受け、ウェーハの欠陥や欠点が調べられる。典型的には、デザインまたはプロセス決定の影響のいくつかは、この時点でデザイン及び製作グループにフィードバックされる。製品を顧客に送り出された後、付加的なデザイン及びプロセスの変更に関する製品のフィードバックが結果的にＩＣデザインに戻される。業界ではよく知られていることであるが、ウェーハレベルでの不良チップの検出にかかる費用は、大量の最終製品が顧客に送り出された後に不良チップを検出する場合に比べてはるかに低コストで済む。従って、デザイン及びプロセス変更の影響についての情報をできるだけ迅速に提供する必要がある。
同様に、製造プロセスコントロールグループへのデザイン及びプロセスの決定についての即時のフィードバックも不足している。図１はＩＣ製造プロセスコントロールから種々の製作領域へのデータの流れ及び製作領域からＩＣ製造プロセスコントロールへのフィードバックを示す、従来の技術による構成図である。ＩＣ製造目標２１はＩＣ製造プロセスコントロール２３のグループに対して、薄膜プロセス、蒸着、または化学機械的研磨（ＣＭＰ）２５、リソグラフィー２７、エッチング２９、フォトレジスト（ＰＲ）ストリッピング３３及び３５、インプランテーション（打ち込み）３１、及び熱的プロセス３７とＩＣテスト及びパッケージング３９に関する製造プラン２４により指示を行う。プロセスフィードバック３４及びデザイン及び全体的な製作フィードバック３２はＩＣ製造プロセスコントロール２３のグループへ送られる。しかし、デザインが所望する結果を製造しなかった場合や、プロセスの変更により、構造の重要な限界寸法（ＣＤ）のいくつかが許容範囲を逸脱してしまった場合は、影響を受ける一群のウェーハは廃棄しなければならなくなる。このように、廃棄されるウェーハを最小限に抑え、プロセスコントロールパラメータのずれ、またはプロセスコントロールパラメータの変動を検出して修正するためには、情報をインラインでＩＣ製造プロセスコントロールグループへ提供する必要がある。現在のデザイン及び製作プロセスシミュレータを使用しても、典型的には製作プロセスについての早い段階での及び／またはインラインでの入手可能な情報は十分ではない。
【０００３】
現在使用されている製作プロセス、デバイス及び回路シミュレータはいくつかある。例えば、相互接続シミュレーション、リソグラフィーシミュレーション、インプランテーションシミュレーション、拡散シミュレーション、酸化シミュレーション、蒸着及びエッチングシミュレーション、ＣＭＰシミュレーション、蒸着及びリフローシミュレーション、２次元プロセスシミュレーション、及び３次元製作プロセスシミュレーションが可能なソフトウェアや、他のＩＣ製作プロセスステップの各ステップまたはシリーズのシミュレーションを行えるものなどがある。あるシミュレータは単純な幾何学的形状のＩＣ構造を前提としている。しかし、AFM、Cross-Section SEM (X-SEM)、及び光学的計測システムにより提供されるデータは、構造の断面は複雑な形状をしていることを示している。これらの複雑な形状の構造は、前提とされた典型的な幾何学的形状とは異なる電気的、熱的、及び性能特性を与えている。別のシミュレータは複雑な形状をモデル化しようと試みているが、製作中の変数が多いためにその効果は限られている。例えば、構造形状は使用されるリソグラフィーの開口数、波長、焦点露光、露光後焼結（ＰＥＢ）温度、レジスト厚、反射防止コーティング厚、誘電体、及び製作プロセスなどのプロセスコントロールパラメータにより大きな影響を受ける。
【０００４】
技術が、難解なサブミクロンの領域（０.２５０μｍ以下）に突き進むに従って、構造のプロファイルのような製作プロセス属性、静電容量、インダクタンス、及び抵抗のようなデバイス属性、及び最終的には回路属性に関する迅速かつ正確な情報への要求がさらに高まってくる。同様に、今度は所望のデバイス及び回路属性を提供する所望のＩＣ構造プロファイルを生成するＰＥＢ温度、焦点、及び露光などのプロセスコントロールパラメータのための迅速かつ信頼できる情報に対する要求もある。このように、製作プロセス中に利用できるプロファイルデータ、信号、プロセスコントロールパラメータ、及びプロセス属性についての情報を形成する方法及び／またはシステムに対する要求がある。また、構造プロファイルまたはプロセス属性ターゲットを考慮すれば、所望の結果を提供するプロセスコントロールパラメータの値に関する迅速な情報に対する要求もある。例えば、要求された電気的、熱的、及び性能的な特性を与える所望のプロファイルを持つ構造を製作するために必要なPEB温度、時間、開口数、及び焦点の組み合わせを知ることは有利である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の概要
本発明はプロファイルベースのシミュレーション情報のデータストアを作成及び使用するための方法及びシステムを含む。ひとつの実施例は、計測デバイスにより計測された信号、構造プロファイルデータ、プロセスコントロールパラメータ、及び製作属性から構成されるプロファイルベースの情報のデータストアの作成及び使用法を含む。データストアからの情報はデザインまたは製作プロセス中にインラインで及び／または製作プロセス機器とともにその場所で使用される。
【０００６】
別の実施例は、ＩＣに対する相互接続の幾何学的形状をモデル化するテスト格子を使用した、相互接続シミュレーションデータストアを生成する方法である。相互接続シミュレーションデータストアは製作中にＩＣの電気的かつ熱的特性を監視するためにインラインで使用される。また、シミュレーションデータストアサーバは、ある製作プロセスに対するＩＣデザイン中の相互接続の要求された電気的特性を満たすプロセスコントロールパラメータについての情報を提供する。
【０００７】
さらに別の実施例は、計測シミュレータ及び製作プロセスシミュレータを利用したシミュレーションデータストアの生成方法及び生成システムを含む。製作プロセスシミュレータはリソグラフィー、インプランテーション、拡散、酸化、蒸着及びエッチング、ＣＭＰ、蒸着及びリフロー、２次元プロセス、３次元プロセスシミュレータまたはこれらプロセスの組み合わせのシミュレーションを行う。プロセスコントロールパラメータ及びこれらプロセスコントロールパラメータの偏差の範囲に基づいて、構造プロファイルデータは製作プロセスシミュレータを使用して生成される。このシミュレーションが行われた構造プロファイルデータは、計測シミュレータを使用して信号に変換される。シミュレーションデータストアジェネレータは、プロセスコントロールパラメータ及び関連する信号、プロファイルデータ、及び製作属性の差異を格納するデータストアインスタンスを作成する。他の実施形態は、計測シミュレータ及びプロセスとデバイスシミュレータの組み合わせまたは、プロセス、デバイス及び回路シミュレータの組み合わせを利用した、シミュレーションデータストアの生成方法及び生成システムを含む。シミュレーションデータストアからの情報はインラインでその場所で製作プロセスステップと共に使用され、更新された適切な情報が、デザイン、製作ステップ、生産高、またはプロセスのドリフトを補正するための情報を改良するために提供される。
【０００８】
例示の実施例の詳細な説明
本発明は、プロファイルベースのシミュレーション情報のデータストアの作成と使用の方法及びシステムを含む。図２と図３は、シミュレーションプロファイルと実際の構造プロファイルとの差を示す。図４から図１３はプロファイルベースのシミュレーションデータストアの作成プロセスの実施例を示す。図１４及び図１５はプロファイルベースのシミュレーション情報の使用のための実施例を示す。図１６と図１７は、シミュレーションデータストアのひとつのフォーマットを示し、図１８及び図１９は、本発明の概念及び原理の有用性を説明する実験データを示す。
【０００９】
図２は、実際のリソグラフィープロセスステップの層状特徴プロファイルと典型的なリソグラフィーシミュレータにおいて生成された特徴プロファイルとを対比した、従来の技術による構成図である。リソグラフィーシミュレータ７３はスピン／コート６１、ソフト焼成６３、露出６５、露出後焼成６７、及び現像６９のプロセスを含む実際の物理的プロセスのシミュレーションを行う。実際の構造プロファイル７１は、丸い頂上部や、特徴の底部が足のように広がっているなどの、より複雑なプロファイルを持っており、リソグラフィーシミュレータ７３により典型的に示される理想的な矩形のデザイン構造プロファイル７５ではない。台形、Ｔ型の頂上部、下部を切り取ったT型の頂上部、底部が足のように広がった、あるいは広がっていない丸い頂上部のような、矩形でない構造を持つ回路の電気的特質は、いくつかの製作プロセスシミュレータで典型的に仮定される単純な幾何学的形状構造の電気的特質とは異なる。
【００１０】
同様に図３は、実際のリソグラフィー、エッチング、及び金属化プロセスステップの相互接続の断面と典型的な相互接続シミュレータにおいて生成された相互接続の断面とを対比した、従来の技術による構成図である。相互接続デザイン８１、製作８３、及びテスト８５のステップの後に生成された製作相互接続の断面８７は、典型的には不規則形状をしている。製作された相互接続の形状は導電体及び関連する誘電体の幾何学的形状に影響される。製作された相互接続の断面８７を持つ相互接続構造の電気的及び熱的特性は、相互接続シミュレータ７３により典型的に仮定される矩形デザインの相互接続断面９１の電気的及び熱的特性とは異なる。より難解なサブミクロンプロセスの技術及び、より速いクロックレートへの現在の潮流を考慮すると、相互接続は本質的に高速システムの総合的な操作性能を制御している。相互接続の幾何学的形状は、ＩＣの電気的性能に重大な影響を与える。原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）は相互接続のプロファイル情報を提供するが、ＡＦＭは遅くてパターン化されていない層についての情報は提供できない。限界寸法走査電子顕微鏡（ＣＤ−ＳＥＭ）は限界寸法を提供できるが、パターン化されていない層についてのプロファイル情報やデータは提供できない。
【００１１】
本発明の説明を容易にするために、光学的計測システムを使用して概念と原理を説明する。下記に説明されるように、同じ概念と原理は他のＩＣ計測システムにも同様に適用可能であることが理解できる。計測システムは光学的、電気的、電子的、または機械的な計測システムであってもよい。光学的計測システムの例としては、分光エリプソメータや反射率計などの分散装置がある。電子計測システムの例としては、ＣＤ走査電子顕微鏡（ＣＤ−ＳＥＭ）、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）、焦点イオンビーム（ＦＩＢ）装置がある。機械的計測システムの例としては、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）があり、また電気的計測システムの例としては静電容量測定ユニットがある。ここでの適用に使用される計測信号としては、光学的信号、イオンビーム、電子ビームなどがある。
【００１２】
図４は、周期的構造のプロファイルを決定するための光学的計測システムの使用法を説明する構成図である。光学的計測システム４０には、計測台５５に積載されたウェーハ４７の目標となる周期的構造５３へ信号４３を当てる計測信号源４１がある。計測信号４３は、目標の周期的構造５３に入射角θで当てられる。反射信号４９は、計測信号受信機５１により測定される。反射信号データ５７は計測プロファイラーシステム５９に送出される。計測プロファイラーシステム５９は測定された反射信号データ５７を、目標の周期的構造の限界寸法と解像度の種々の組み合わせを示す算出された反射信号データのライブラリと比較する。そして、測定された反射信号データ５７に最も適合するライブラリインスタンスが選択される。選択されたライブラリインスタンスのプロファイルと関連する限界寸法は、目標の周期的構造５３の特徴のプロファイルと限界寸法に対応する。同様な光学的計測システム４０は、Jakatdar, et all.により２０００年１１月２８日に出願し、この出願の譲受人により所有され、参照としてここに組み入れられている"System and Method for Real-Time Library Generation of Grating Profiles"の名称の同時係属出願中の米国出願第09／727,530号に記述されている。
【００１３】
図５は、本発明のひとつの実施形態におけるデバイスシミュレータを使用した、シミュレーションデータストアの作成を説明する構成図である。シミュレーションデータストアのプロファイルベースの作成１００には、ＩＣ製作ステップのシリーズが配置される製作プロセスデザイナー１０１が含まれる。テスト格子マスクのセットはテスト格子マスクデザイナー１０３でデザインされ、関心のある領域の主要な特徴または特性を取得する。例えば、関心のある領域が相互接続の静電容量である場合は、デザインされたテスト格子マスクのセットは、種々の相互接続の幾何学的形状情報を取得する。相互接続の幾何学的形状情報には、ウェーハの構造のプロファイルが含まれる。ＩＣ製作装置１０５はテスト格子マスクのセットを使用して、計測デバイス１０７により測定されるテスト構造を製作する。光学的計測デバイスまたは非光学的計測デバイスである計測デバイス１０７は、テスト格子から離れた信号を測定して、その測定信号をプロファイラーアプリケーションサーバ１０９に送出する。プロファイラーアプリケーションサーバ１０９はテスト構造を離れた測定信号と、予測される構造プロファイルの限界寸法と解像度の範囲をカバーするプロファイルライブラリ１１０で算出された信号とを比較する。その後、プロファイラーアプリケーションサーバ１０９は、プロファイルライブラリ１１０の算出信号から最も適合するプロファイルライブラリインスタンスを選択する。ひとつの実施例では、最もよく適合する測定された回折計測信号は、回折計測信号と比較して誤差の最も少ないものである。誤差を最小化するために利用できるいくつかの最適化手段には、参照として組み入れられている"Numerical Recipes," section 10.9, Press, Flannery, Teulkolsky & Vetterling, Cambridge University Press, 1986に記述されている模擬アニーリングなどがある。適切な結果を生み出すひとつの誤差測定基準として、測定された回折計測信号と算出された回折計測信号との間の誤差距離を最適化手段が最小化する自乗差合計誤差がある。構造プロファイル限界寸法と解像度の範囲に対するプロファイルライブラリの算出信号を作成し、算出信号ライブラリから最も適合するライブラリインスタンスを選択する詳細な手順は、Jakatdar, et all.により2000年11月28日に出願し、ここに参照としてその全体を組み入れている"System and Method for Real-Time Library Generation of Grating Profiles"の名称の同時係属出願中の米国特許出願第09／727,530号に記述されている。
【００１４】
さらに図５では、最も適合するプロファイルライブラリインスタンスのプロファイルデータはデバイスシミュレータ１１３へ送出される。プロファイルデータは限界寸法、プロファイル形状記述、及びプロファイル図形表現から構成される。限界寸法は典型的には計測寸法で表現され、例えば「５０ｎｍの幅」のように表現される。限界寸法はまた、他の限界寸法に対する割合としても表現され、例えば「頂上部が丸くなる高さは８０％」とは、構造の頂上部がその高さの８０％の部分から丸くなり始めるということを意味する。プロファイル形状記述の例としては、「頂上部が丸い台形状プロファイル」のように表現される。プロファイル図形表現の例としてはプロファイルのビットマップがある。デバイスシミュレータ１１３は、電気的、熱的、ノイズ、３Ｄ効果、安定または過渡期状態の信号、リーク及び／または光学的特性のシミュレーションを行ういかなるタイプのデバイスシミュレータでもよい。デバイスシミュレータの例としては、Avant!、Technology Modeling Associates、及びSilvaco International のような会社による、Raphael.TM、Medici.TM、ATLAS.TM、及びTMA-Visual.TMがある。算出信号ライブラリからの最も適合するライブラリインスタンスのプロファイル限界寸法は、プロファイラーアプリケーションサーバ１０９による抽出されてデバイスシミュレータ１１３に送出される。デバイスシミュレータ１１３は、シミュレーション実行時に使用されるプロセス制御パラメータのセットとその結果であるデバイス属性を出力として作成する。例えば、デバイスシミュレータが相互接続シミュレータの場合は、ナノメータ単位の頂上部と底部のＣＤと、使用した相互接続シミュレータによる要求されるフォーマットの度単位の側壁角が出力となる。デバイスシミュレータ１１３の出力は、オーム単位の抵抗、ファラッド単位の静電容量、及びヘンリー単位のインダクタンスを含むデバイス属性である。シミュレーションデータストアジェネレータ１１１は、信号、プロファイルデータ、シミュレーションタイプ、及び特殊なデバイスシミュレーションに関連するデバイス属性から構成されるデータストアインスタンスを作成する。シミュレーションタイプは実行されているシミュレーションを説明するものであり、例えばデバイスシミュレーションなどのことである。シミュレーションタイプの一部のリストは図１６と図１７に記載されている。
【００１５】
図６は、本発明のひとつの実施例における相互接続シミュレーションデータストアの作成を説明する構成図である。シミュレーションデータストア１２０のプロファイルベースの作成には、ＩＣ相互接続のシリーズが配置される製作プロセスデザイナー１２１が含まれる。テスト格子マスクのセットは、種々の相互接続の幾何学的形状情報を取得するテスト格子マスクデザイナー１２３でデザインされる。相互接続の幾何学的形状情報には、ウェーハの構造のプロファイルが含まれる。ＩＣ製作装置１２５は、テスト格子マスクを使用して、計測デバイス１２７により測定されるテスト構造を作る。反射率計、エリプソメータまたは他の非光学的計測デバイスのいずれでもよい計測デバイス１２７は、テスト構造を離れた回折信号を測定して、その測定信号をプロファイラーアプリケーションサーバ１２９へ送出する。プロファイラーアプリケーションサーバ１２９は、テスト構造を離れた測定信号を、予測される構造プロファイル限界寸法及び解像度の範囲をカバーするライブラリ１３０内の算出信号と比較する。プロファイラーアプリケーションサーバ１２９は、ライブラリから最も適合するライブラリインスタンスを選択する。最も適合するライブラリインスタンスのプロファイルＣＤは、プロファイラーアプリケーションサーバ１２９により抽出され、相互接続シミュレータ１３３へ送出される。相互接続シミュレータ１３３は、シミュレーションの実行に使用されるプロセスコントロールパラメータのセットとデバイス属性を出力として作成する。相互接続シミュレータの例としては、Raphael.TM、QuickCap.TM、及びAtlas.TMがある。相互接続シミュレータ１３３の出力には、オーム単位の抵抗、ファラッド単位の静電容量、及びヘンリー単位のインダクタンスのようなデバイス属性が含まれる。シミュレーションデータストアジェネレータ１３１は、信号、プロファイルデータ、シミュレーションタイプ、及びデバイス属性から構成される各テスト格子に対して、シミュレーションデータストア１３５内にデータストアインスタンスを作成する。この場合のシミュレーションタイプは相互接続デバイスシミュレーションであり、デバイス属性は、相互接続デバイスシミュレーションと関連するものである。シミュレーションデータストアの図説的な配置は図１６と図１７に示されている。
【００１６】
図７から図９では、実施例の説明を容易にするために、類似部分は同じ番号で識別されている。図７は、本発明のひとつの実施例において、製作プロセスシミュレータを使用したプロファイルベースのシミュレーションデータストアの作成を説明する構成図である。シミュレーションデータストアのプロファイルベースの作成１３０は、プロセスコントロールパラメータ１３２を製作プロセスシミュレータ１３３に入力することから開始する。プロセスコントロールパラメータの例としては、リソグラフィックプロセスシミュレーションにおける露出時間、開口数、及びＰＥＢ温度がある。製作プロセスシミュレータ１３３は、薄膜、リソグラフィー、インプランテーション、拡散、酸化、蒸着、エッチング、ＣＭＰプロセスまたはプロセスの組み合わせのシミュレーションを行ういかなるタイプのプロセスシミュレータでもよい。プロセスコントロールパラメータ１３２を使用して、製作プロセスシミュレータ１３３は、層構造の幾何学的形状を含む製作属性１３４を作成する。プロセスコントロールパラメータ１３２と製作属性１３４は、シミュレーションデータストアジェネレータ１３９に送出される。製作属性１３４は、計測シミュレータ１３７へも送出される。構造のプロファイルに関わる製作属性は計測シミュレータ１３７により使用され、製作プロセスシミュレータ１３３により生成された構造のプロファイルに対応する回折信号を生成する。例えば、製作プロセスシミュレータ１３３は、リソグラフィー、エッチング、またはリソグラフィーとエッチングシを組み合わせたシミュレータでもよい。プロセスコントロールパラメータ１３２には、膜厚、焼成時間、露出、ＰＥＢ時間、ＰＥＢ温度、洗浄時間、及び／またはエッチングフロー率とエッチャントのタイプが含まれる。製作属性１３４には、パターン化された構造プロファイル形状と頂上部ＣＤ、底部ＣＤ、高さ、及び／または側壁角などの限界寸法（ＣＤ）が含まれる。
【００１７】
さらに図７では、製作属性１３４から、計測シミュレータ１３７はプロファイルデータを抽出して、送出されたプロファイル形状及びＣＤを持つ格子から離れた信号に対応する信号を算出する。計測シミュレータ１３７が光学的計測シミュレータの場合は、信号はシミュレーションが行われた回折信号である。シミュレーションが行われた回折信号の算出法の説明は、Jakatdar, et all.により２０００年１月２６日に出願され、参照としてその全部をここに組み入れてある、 "Caching of Intra-Layer Calculations for Rapid Rigorous Coupled-Wave Analyses"の名称の同時係属出願中の米国特許出願第09／764,780を参照のこと。シミュレーションデータストアジェネレータ１３９は、プロセスコントロールパラメータ１３２を処理し、製作プロセスシミュレータ１３３と計測シミュレータ１３７からデータを入力してシミュレーションデータストア１４９のインスタンスを作成する。シミュレーションデータストアインスタンスは、信号、プロファイルデータ、シミュレーションタイプ、プロセスコントロールパラメータ、及びプロセスシミュレーションに関する製作属性を備える。シミュレーションタイプは実行されているシミュレーションを説明するものであり、例えばここでは、製作プロセスシミュレーションのことである。シミュレーションタイプの一部のリストが図１６と図１７に記載されている。
【００１８】
図８は、本発明のひとつの実施例において、製作とデバイスシミュレータを使用したプロファイルベースのシミュレーションデータストアの作成を説明する構成図である。プロセスシミュレータとデバイスシミュレータを使用するシミュレーションデータストア１４０の作成用のプロファイルベースのシステムは、製作属性を含む製作プロセスシミュレータ１３３からの出力もまたデバイスシミュレータ１３５に送出されること以外は、図７に対して説明したプロセスと同様である。デバイスシミュレータ１３５は製作属性を利用してデバイスシミュレーションを実行し、デバイス属性１３６をシミュレーションデータストアジェネレータ１３９へ送出する。シミュレーションデータストアジェネレータ１３９は、プロセスコントロールパラメータ１３２と製作属性１３４を備える製作プロセスシミュレータ１３３からの入力データ、算出回折信号１４２を備える計測シミュレータ１３７からのデータ、及びデバイス属性１３６を備えるデバイスシミュレータ１３５からのデータを処理してシミュレーションデータストア１４９を作成する。シミュレーションデータストア１４９のインスタンスは、信号、プロファイルデータ、シミュレーションタイプ、プロセスコントロールパラメータ、製作属性、及びデバイス属性を備える。この場合のシミュレーションタイプは、製作プロセスとデバイスを組み合わせたシミュレーションである。例えば、製作プロセスシミュレータはリソグラフィーとエッチングプロセスを組み合わせたシミュレーションであり、デバイスシミュレータは、相互接続シミュレータであってもよい。シミュレーションが行われる他のデバイスには、ダイオード、トランジスタ、光学デバイス、パワーデバイス、または光検出機構がある。シミュレーションデータストアの図説的な配置が図１６と図１７に示されている。この例のシミュレーションデータストアは、いくつかのタイプの問合せに対する応答に与えられたデータを供給する。与えられたデータがデバイスの所望の静電容量である場合は、シミュレーションデータストアは要求された相互接続のプロファイルを供給できる。同様に、与えられたデータが相互接続のプロファイルの場合は、シミュレーションデータストアは、開口数、焼成時間、ＰＥＢ温度、エッチング時間またはエッチャントのタイプなどの対応するプロセスコントロールパラメータを供給できる。後で検討する、与えられたデータの多くの他の差異は、所望の問合せ応答を与えるように公式化できる。
【００１９】
さらに図８では、製作プロセスシミュレータ１３３とデバイスシミュレータ１３５は別々であっても、単体として組み合わされていても、または単一のソフトウェアパッケージであってもよい。プロセスとデバイスシミュレータの組み合わせには、Silvaco InternationalのVictory.TMとSyborg Systems, Inc.のMicrotec.TMがある。
【００２０】
図９は、本発明のひとつの実施例において、製作プロセス、デバイス、及び回路シミュレータを使用したプロファイルベースのシミュレーションデータストアの作成を説明する構成図である。製作プロセスシミュレータ、デバイスシミュレータ、及び回路シミュレータを使用してシミュレーションデバイスストア１５０を作成するプロファイルベースのシステムは、デバイス属性１３６を含むデバイスシミュレータ１３５からの出力もまた回路シミュレータ１４１に送出されることを除いて、図８に対して説明したプロセスと同様である。回路シミュレータ１４１は回路を形成するいくつかのデバイスのデバイス属性を利用する。例えば、送出ラインには、回路を形成するいくつかの相互接続デバイスが含まれる。シミュレーションが行われる回路の例としては、送出ライン、抵抗、コンデンサ、インダクタ、増幅器、スイッチ、ダイオード、またはトランジスタがある。回路を形成するための選択されたデバイスの組み合わせに対してシミュレーションが行われ、そのシミュレーションは回路シミュレータ１４１により回路シミュレーションを実行するのに使用されるデバイス属性１３６を作成する。回路シミュレータ１４１は、回路属性１３８を生成してシミュレーションデータストアジェネレータ１３９へ送出する。シミュレーションデータストアジェネレータ１３９は、プロセスコントロールパラメータ１３２と製作属性１３４4を備える製作プロセスシミュレータ１３３からの入力データ、算出回折信号１４２を備える計測シミュレータ１３７からのデータ、デバイス属性１３６を備えるデバイスシミュレータ１３５からのデータ、及び回路属性１３８を備える回路シミュレータ１４１からのデータを処理してシミュレーションデータストア１４９を作成する。シミュレーションデータストア１４９のインスタンスは信号、プロファイルデータ、シミュレーションタイプ、プロセスコントロールパラメータ、製作属性、デバイス属性、及び回路属性を備える。シミュレーションタイプとは、実行されているシミュレーションを説明するものであり、この例では製作プロセス、デバイス、及び回路を組み合わせたシミュレーションである。シミュレーションタイプの一部のリストが図１６と図１７に示されている。
【００２１】
さらに図９では、製作プロセスシミュレータ１３３、デバイスシミュレータ１３５、及び回路シミュレータ１４１は別々であっても、単体として組み合わされていても、または単一のソフトウェアパッケージであってもよい。回路シミュレータの例としては、SPICE.TM、SPECTRE.TM、APLAC.TM、及びPROTOLAB.TMの種々の改造型がある。総合的に組み合わせたプロセスシミュレータの例としてはSilvaco InternationalのATHENA.TMがある。
【００２２】
本発明の概念と原理は、デバイスと回路を組み合わせたシミュレーションのような他のシミュレータの組み合わせにも適用される。シミュレーションデータストアの作成は、同様な方法でできる。同様に、デバイスシミュレータと回路シミュレータは別々であっても、単体として組み合わされていても、または単一のソフトウェアパッケージであってもよい。デバイスと回路シミュレータの組み合わせの例としては、MEDICI.TM、TOPSPICE.TM、CIDER.TM、及びSIMPLORER.TMがある。
【００２３】
図１０は、本発明のひとつの実施例における、シミュレーションデータストアの問合せとインライン使用法を説明する構成図である。問合せデバイス２０１からの問合せは、問合せを分析し、シミュレーションデータストア２１５のインスタンスにアクセスし、応答２０５を組み立てるシミュレーションデータストアサーバ２０７へ送出される。シミュレーションデータストアサーバ２０７は、インライン問合せ２０９によっても起動されて、応答２０９を生成する。ひとつのアプリケーションでは、問合せ２０９はインライン問合せデバイス２１１からのものであり、応答２１３を生成する。問合せ２０９は問合せのタイプと問合せが与えられたデータを備える。問合せのタイプと問合せが与えられたデータに従って、シミュレーションデータストアサーバ２０７はシミュレーションデータストア２１５の適切なインスタンスを検索し、応答２１３をフォーマットして送出する。インライン問合せデバイス２１１はコンピュータシステムの一部であっても、ＩＣ製作システムの一部であってもよい。問合せデバイス２０１はスタンドアロンデバイスであっても、システムの一部であってもよい。さらに問合せデバイス２０１はローカルであっても、ネットワークを介してアクセス可能であってもよい。
【００２４】
図１１は、本発明のひとつの実施例において、種々の製作ステップでのシミュレーションデータストアの本来の場所での使用法を説明する構成図である。シミュレーションデータストア２５５に結合されたシミュレーションデータストアサーバ２５０は、製作システムの一部であってもよく、シミュレーションデータストアサーバ２５０は、直接かつその場所でのプロファイルベースのシミュレーション情報を供給する。シミュレーションデータストアサーバ２５０は、薄膜、蒸着またはＣＭＰ２２５、リソグラフィー２２７、エッチング２２９、エッチング後のＰＲストリッピング２３３、インプランテーション後のＰＲストリッピング２３５、インプランテーション２３１、及び／または熱的処理２３７のデバイスに結合される。シミュレーションデータストアサーバ２５０は、ローカルであっても、製作デバイスにリモート接続されていてもよい。シミュレーションデータストアサーバ２５０は、いくつかの別々のサーバであっても、ひとつの集中形サーバであってもよい。ウェーハ中のテスト構造またはテスト格子は、統合計測デバイス（図示せず）により製作ステップ中またはその後に測定される。計測測定により、シミュレーションデータストアサーバ２５０への問合せが与えられたデータとして使用される測定信号が生成される。シミュレーションデータストアサーバ２５０は、問合せタイプと問合せが与えられたデータに基づいてその場所での／インラインの応答を生成する。例えば、フォトレジストストリッピングステップの間またはその後に、製作デバイスからの問合せタイプがテスト格子によりモデル化されたＩＣ構造の電気的特質に対するものであり、問合せが与えられたデータがテスト格子を離れた回折信号である場合は、シミュレーションデータストアサーバ２５０は、テスト格子によりモデル化されたＩＣ構造のコンダクタンス、静電容量、及び／または抵抗から構成される応答を組み立てる。リソグラフィーステップの後の他の例では、問合せタイプが、テスト格子離れた測定信号に関連するプロセスコントロールパラメータに対するものである場合、シミュレーションデータストアサーバ２５０は、焼成時間、焼成温度、焦点、及びFEB時間と温度から構成される応答を組み立てる。下記に説明するように、問合せタイプと問合せが与えられたデータの多くの他の組み合わせを、必要とされる特別な応答を得るために、データストアサーバ２５０へ送出することができる。
【００２５】
図１２は、本発明のひとつの実施例において、プロファイルライブラリデータを使用したプロファイルベースのシミュレーションデータストアの作成のための操作ステップのフローチャートである。プロファイルライブラリのためのパターン化された構造のプロファイル形状の予想されるプロファイルデータ範囲と解像度は、ステップ３００で決定される。例えば、台形のプロファイル形状はナノメータ単位の頂上部ＣＤ、底部ＣＤ、格子の厚さ、変曲点での高さと幅、及び基盤部の厚さにより特徴付けられる。プロファイルデータの範囲には、頂上部ＣＤ、底部ＣＤ、格子厚、高さなどの最小値、最大値、及び解像度が含まれる。プロファイル形状の種々の解像度におけるプロファイルデータの範囲が、シミュレーションが行われた回折信号の算出、及びプロファイルライブラリの作成に使用される（３２０）。構造プロファイルの限界寸法と解像度の範囲に対するプロファイルライブラリ作成の詳細な手順は、Jakatdar, et all.により２０００年１１月２８日に出願し、ここに参照としてその全体を組み入れている、"System and Method for Real-Time Library Generation of Grating Profiles"の名称の同時係属出願中の米国特許出願第09／727,530号に記述されている。
【００２６】
予想されるプロファイル形状に対するプロファイルデータ範囲は、デバイスシミュレータ入力に変換される（３３０）。例えば、デバイスシミュレータが相互接続シミュレータの場合、予想されるプロファイル形状寸法が、Raphael.TMのような選択された相互接続シミュレータにより要求されるフォーマットに変換される。変換されたデバイスシミュレータ入力を使用して、デバイスシミュレータが起動され、デバイス属性が生成される（３５０）。相互接続シミュレータの例を続けると、相互接続シミュレータは、相互接続シミュレータ入力として変換されたプロファイルデータを使用して起動され、抵抗、静電容量、インダクタンス、電位、温度、及び電流密度分布のような電気的及び熱的特質を備えるデバイス属性を生成する。シミュレーションデータストアインスタンスは、回折信号、プロファイルデータ、シミュレーションタイプ、及びデバイス属性を備えて生成される。再び相互接続の例を続け、光学的計測デバイスを仮定すると、作成されたシミュレーションデータストアインスタンスには、エリプソメータの波長範囲に対する正接(Ψ)と余弦(Δ)データ、または反射率計の波長範囲に対する反射光密度などの信号が含まれるが、ここでの波長範囲と測定点は光学的計測デバイスの製造元に依存する。さらに、作成されたシミュレーションデータストアインスタンスには、プロファイル形状ＣＤ、相互接続デバイスシミュレーションであるシミュレーションタイプ、頂上部ＣＤ、底部ＣＤ、格子厚、変曲点での高さと幅、及び基板の厚さを備えるプロファイルデータ、及び抵抗、静電容量、インダクタンス、電位、温度、及び電流密度分布などのデバイス属性から構成される関連プロファイルデータも含まれる。シミュレーションデータストアの作成プロセスは、シミュレーションの完了まで繰り返される（３７０）。
【００２７】
図１３は、本発明のひとつの実施例における、テスト格子を使用したプロファイルベースのシミュレーションデータストアを作成する操作ステップのフローチャートである。所望するシミュレーションのタイプに対するプロセスコントロールパラメータのセットが選択される（４００）。プロセスコントロールパラメータの選択されたセットを使用して製作プロセスシミュレータが起動され、製作属性が生成される（４１０）。製作属性はプロファイル形状と限界寸法を備えるプロファイルデータに変換される（４２０）。計測シミュレータはプロファイル形状と限界寸法を使用して回折信号を算出する（４３０）。プロセスコントロールパラメータを含むデータ、プロファイルデータ、算出された信号が使用されて、シミュレーションデータストアインスタンスが作成される（４３５）。例えば、製作プロセスシミュレーションのタイプがリソグラフィーの場合、プロセスコントロールパラメータのセットには、焼成時間、焼成温度、焦点、PEB時間、及び／または洗浄温度の値が含まれる。製作プロセスシミュレーションにより生成された製作属性には、構造のプロファイル形状と幾何学的形状を備えるプロファイルデータが含まれる。プロファイル形状と幾何学的形状は、計測シミュレータにより要求されるCDに変換されて反射信号が算出される。プロファイル形状が頂上部が丸く、底部が足のように広がっている台形プロファイルの場合、ＣＤには特徴的な足のように広がっている底部の幅、台形底部の幅、総計の高さ、台形の幅、及び丸い頂上部の幅が含まれる。
【００２８】
製作プロセスシミュレータにより生成された製作属性は、デバイスシミュレータの要求条件と互換的なフォーマットに変換される（４４０）。変換された製作属性を使用してデバイスシミュレータが起動され、デバイス属性が生成される（４４５）。シミュレーションデータストアインスタンスはデバイス属性で更新される（４５０）。ひとつの実施形態では、製作プロセスシミュレータとデバイスシミュレータは単一のパッケージにまとめられており、入力パラメータを互換的なフォーマットに変換する必要がない。回路または回路の一部を形成するいくつかのデバイスは、回路シミュレーションに対してひとつのグループにまとめることができる。例えば、回路または回路の一部を形成するゲート、コンタクトホール、バイア、及びパッドなどのいくつかのＩＣ構成要素は、回路シミュレーションに対してひとつのグループにまとめることができる。これらのグループ化されたデバイスの各々に対するデバイス属性は、回路シミュレータの要求条件と互換的なフォーマットに変換される（４６０）。変換されたデバイス属性を使用して回路シミュレータが起動され、回路属性が生成される465。回路属性の例としては、時間の関数である電圧と電流、ノイズ分析、ゆがみ分析、及び感度分析などがある。適切なシミュレーションデータストアインスタンスは対応する回路属性により更新される（４７０）。
【００２９】
図１４は、本発明のひとつの実施例におけるプロファイルベースのシミュレーションデータストアの本来の場所における利用のための操作ステップのフローチャートである。ウェーハのテスト格子を離れた信号は、計測デバイスで測定される（６００）。プロファイルベースのシミュレーションデータストアの中から最も適合している信号インスタンスが選択される（６１０）。最も適合しているシミュレーションデータストアインスタンスに関連するシミュレーションデータにアクセスする（６３０）ために、シミュレーションタイプが決定される（６２０）。プロファイルベースのシミュレーションデータストアから要求された情報が表示される（６４０）。プロセスコントロールパラメータ、信号、プロファイルデータ、製作属性、デバイス属性、及び／または回路属性が表示される。
【００３０】
例えば、リソグラフィーとエッチングプロセスの後のウェーハにおけるテスト格子は、光学的計測デバイスで測定され、測定回折スペクトルが生成される。テスト格子の回折スペクトルと比較して、シミュレーションデータストアの最も適合しているインスタンスが選択され、テスト格子のプロファイルデータが抽出される。要求された情報は、相互接続デバイスシミュレーションに関連する電気的デバイス属性を備える。テスト格子のプロファイルデータに対応するシミュレーションデータストアからの静電容量、抵抗、及びインダクタンス情報が表示される。
【００３１】
図１５は、本発明のひとつの実施形態において、プロファイルベースのシミュレーションデータストアのオンライン問合せ利用のための操作ステップのフローチャートである。問合せのタイプと問合せが与えられたデータは、プロファイルベースのシミュレーションデータストアに対してその有効性が確認される（７００）。問合せのタイプと問合せが与えられたデータに合致するプロファイルベースのシミュレーションデータストアのインスタンスが選択される（７２０）。プロファイルベースのシミュレーションデータストアの選択されたインスタンスから要求された情報が表示される（７３０）。例えば、問合せタイプがリソグラフィーシミュレーションのプロセスコントロールパラメータに対してであり、問合せが与えられたデータが電気的伝導性の場合、表示される情報には、プロファイルＣＤと、リソグラフィープロセスのための焦点、露出、PEB温度、レジスト厚、及び反射防止コーティング厚に関するデータなどが含まれる。逆に、問合せタイプがデバイス属性に対してであり、問合せが与えられたデータが回折信号の場合、表示される情報には、静電容量と他のデバイス属性が含まれる。また、問合せがビアのプロファイルデータに対してであり、問合せが与えられたデータが回路に対しての時間の関数としての電圧と電流から構成されている場合、表示されるデータには、プロファイル形状とプロファイルのＣＤが含まれる。この技術に精通している技術者が、多くの異なる問合せタイプと種々の問合せが与えられたデータの組み合わせを作成して、プロファイルベースのシミュレーションデータストアから表示された正しい情報を得ることができるということは自明である。
【００３２】
図１６と図１７は、本発明のひとつの実施例におけるプロファイルベースのシミュレーションデータストアのシミュレーションデータフォーマットを示している。データストアフォーマット８００には、信号８０１、プロファイルデータ８０３、シミュレーションデータセグメント８０４が含まれ、シミュレーションデータセグメント８０４は、シミュレーションタイプ８０５、プロセスコントロールパラメータまたは入力パラメータ８０７、及び製作、デバイス、及び／または回路属性８０９から構成される。与えられた信号８０１及び対応するプロファイルデータ８０３に対しては、シミュレーションタイプ８０５、プロセスコントロールパラメータまたは入力パラメータ８０７、及び製作、デバイス、及び／または回路属性８０９のいくつかのシミュレーションデータセグメント８０４がある。シミュレーションタイプ８０５には、製作プロセスシミュレーション、デバイスシミュレーション、回路シミュレーション、製作とデバイスシミュレーションの組み合わせ、デバイスと回路シミュレーションの組み合わせ、または製作、デバイス、及び回路シミュレーションの組み合わせが含まれる。製作プロセスシミュレーションの例としては、リソグラフィー、エッチング、インプランテーション、酸化、ＣＭＰ、拡散、蒸着とエッチング、蒸着とリフロー、２次元プロセス、３次元プロセスシミュレーション、及び上記プロセスの種々の組み合わせがある。デバイスシミュレーションの例としては、相互接続、静電放電、光学的デバイス、パワーデバイス、複合デバイス、及び他のデバイスシミュレーションがある。回路シミュレーションの例としては、過渡信号、信号の完全性、ノイズ、及び他の回路シミュレーションがある。
【００３３】
図１６と図１７は、相互接続デバイスシミュレーションと製作プロセスとデバイスシミュレーションの組み合わせに対するシミュレーションデータストアの例を示している。例1の相互接続デバイスシミュレーションでは、信号はエリプソメータを使用した光学的計測測定データを表す数値で表現されている。この例にはひとつのシミュレーションデータセグメントがあり、ここではキーとなる入力パラメータはプロファイルデータであり、デバイス属性は、静電容量、インダクタンス、及び抵抗である。例２は２つのリンクされたシミュレーション、つまり相互接続デバイスシミュレーションへリンクされたリソグラフィーとエッチング製作プロセスシミュレーションからのデータを蓄積しているシミュレーションデータストアインスタンスを表している。各シミュレーションは対応するシミュレーションデータセグメントを有している。製作プロセスシミュレーションは、デバイスシミュレーションへの入力として使用される製作属性を生成する。この技術に精通した技術者にとっては、上記の例で示したものと同じ概念と原理に従えば、製作プロセス、デバイス、及び回路シミュレーションの種々の組み合わせが、結果としてシミュレーションデータセグメントの対応する組み合わせとなることは自明である。
【００３４】
図１８は、光学的計測ＣＤと、電気的ＣＤのマスクＣＤからの差異ΔＷとの相関関係を示すグラフである。ＣＤOPTICAL METROLOGYは、エリプソメータや反射率計のような光学的計測デバイスにより決定された構造の限界寸法である。ＣＤMASKは、構造の頂上部ＣＤのようなマスクにおいてデザインされた限界寸法である。ＣＤELECTRICは、電気的属性に基づいた構造の限界寸法であり、基本的な方程式Ｖ／Ｉ＝Ｒから出発して導き出される。この方程式において、Ｖは電圧、Ｉは電流、Ｒは抵抗である。抵抗Ｒは抵抗率ρを面積Ａで除したものに等しい。
【００３５】
Ｒ＝ρ／Ａ＝ρ／Ｈ＊ＣＤELECTRIC
この式において、Ｈは構造の高さであり、ＣＤELECTRICは有効幅である。構造材質の抵抗率ρとＨが一般的に定数であるとすれば、ＣＤELECTRICは、構造の電気抵抗を制御する変数である。図１８のグラフ８１１は、光学的計測ＣＤとΔＷ、つまり電気的ＣＤとマスクＣＤとの差異との強い相関関係を示しており、加重平均のグラフは直線となっている。この実験データは、種々の実施例で説明したようにプロファイルベースのシミュレーションデータストアの有用性を示している。
【００３６】
図１９は、製作プロセスのＣＤのみをモニタした場合、またはプロファイルを全くモニタしなかった場合と比較したときの、全部のプロファイルをモニタした製作プロセスに対する底部ＣＤと特徴側壁角のより少ない変動を示す２つのグラフである。指数関数的加重移動平均コントローラと一次積分移動平均摂動ジェネレータを使用して得られた実験データは、上のグラフに示されているＣＤのみのコントロール８２５またはコントロールなし８２５と比較した場合、リソグラフィーのシミュレーションにおける底部ＣＤの全プロファイルコントロール８２１は、底部ＣＤの最も少ない変動をもたらしたことを示している。同様に、実験データに基づく下のグラフは、ＣＤのみのコントロール８３３またはコントロールなし８３１と比較した場合、リソグラフィーのシミュレーションにおける側壁角の全プロファイルコントロール８３５は、側壁角の最も少ない変動をもたらしたことを示している。図１８と同様に、実験データに基づくこれらのグラフは、種々の実施形態で説明したように、プロファイルベースのシミュレーションデータストアの有用性を示している。
【００３７】
ＩＣ製造において、プロファイルベースのシミュレーションデータストアには多くの使用法がある。本発明の概念と原理は、ＩＣ製作プロセスステップ、デバイス、または回路のシミュレーションに適用できる。技術に精通した技術者には明白であるが、プロファイルベースのシミュレーションデータストアの作成及び使用法に関する概念と原理は、製作プロセスとデバイスシミュレーションの組み合わせ、デバイスと回路シミュレーションの組み合わせ、または、製作プロセス、デバイス、及び回路シミュレーションの組み合わせにも適用できる。
【００３８】
上記の本発明の実施例は、例示及び説明として提供されたものである。本発明は、上述した精密な形状にのみ限定されるわけではない。特に、ここで記述された発明の機能的な実行は、ハードウェア、ファームウェア、及び／または他の利用できる機能構成要素または構成ブロックにおいても等価的に実行される。
【００３９】
上記の説明に従えば、他の変形及び実施形態も可能であり、発明の範囲はこの詳細な説明に限定されるのではなく、下記の請求項により限定される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は、ＩＣ製造プロセスコントロールから種々の製作領域へのデータの流れ及び製作領域からＩＣ製造プロセスコントロールへのフィードバックを示す、従来の技術による構成図である。
【図２】図２は、実際のリソグラフィープロセスステップの層状特徴プロファイルとリソグラフィーシミュレータにおいて典型的に生成された特徴プロファイルとを対比した、従来の技術による構成図である。
【図３】図３は、実際のリソグラフィー及びエッチングプロセスステップの相互接続の断面と相互接続シミュレータにおいて生成された典型的な相互接続の断面とを対比した、従来の技術による構成図である。
【図４】図４は、周期的構造のプロファイルを決定するための光学的計測システムの使用方法を示す構成図である。
【図５】図５は、本発明のひとつの実施形態におけるデバイスシミュレータを使用した、シミュレーションデータストアの作成を示す構成図である。
【図６】図６は、本発明のひとつの実施形態における相互シミュレーションデータストアの作成を示す構成図である。
【図７】図７は、本発明のひとつの実施形態における製作プロセスシミュレータを使用した、プロファイルベースのシミュレーションデータストアの作成を示す構成図である。
【図８】図８は、本発明のひとつの実施形態における製作及びデバイスシミュレータを使用した、プロファイルベースのシミュレーションデータストアの作成を示す構成図である。
【図９】図９は、本発明のひとつの実施形態におけるプロセス製作、デバイス、及び回路シミュレータを使用した、プロファイルベースのシミュレーションデータストアの作成を示す構成図である。
【図１０】図１０は、本発明のひとつの実施形態における問合せ及びシミュレーションデータストアのインライン使用法を説明する構成図である。
【図１１】図１１は、本発明のひとつの実施形態における種々の製作ステップでの、シミュレーションデータストアのその場所での使用法を説明する構成図である。
【図１２】図１２は、本発明のひとつの実施形態におけるプロファイルライブラリデータを使用した、プロファイルベースのシミュレーションデータストア作成のための操作ステップのフローチャートである。
【図１３】図１３は、本発明のひとつの実施形態におけるテスト格子を使用した、プロファイルベースのシミュレーションデータストア作成のための操作ステップのフローチャートである。
【図１４】図１４は、本発明のひとつの実施形態におけるプロファイルベースのシミュレーションデータストアの現場利用のための操作ステップのフローチャートである。
【図１５】図１５は、本発明のひとつの実施形態におけるプロファイルベースのシミュレーションデータストアのオンライン問合せ利用のための操作ステップのフローチャートである。
【図１６】図１６は、本発明のひとつの実施形態におけるプロファイルベースのシミュレーションデータストアのデータストアフォーマットを示す図である。
【図１７】図１７は、本発明のひとつの実施形態におけるプロファイルベースのシミュレーションデータストアのデータストアフォーマットを示す図である。
【図１８】図１８は、光学的計測CDと電気的CDのマスクCDからの差ΔWの相関関係を示すグラフである。
【図１９】図１９は、CD監視されたまたは、プロファイルの監視なしの場合と比較したときの、全体プロファイル監視された製作プロセスに対する底部CDと特徴側壁角のより小さな差異を示す2つのグラフである。
【技術分野】
【０００１】
この出願は、Jakatdar, et al.により2000年11月28日に出願し、この出願の譲受人により所有され、ここに参照により組み入れられている、"System and Method for Rea-Time Library Generation of Grating Profiles"という名称の同時係属出願中の米国特許出願番号09／727,530号と、2000年1月26に出願し、この出願の譲受人により所有され、ここに参照により組み入れられている、"Caching of Intra-Layer Calculations for Rapid Rigorous Coupled-Wave Analysis" という名称の米国特許出願第09／764, 780号に関係する。
発明の背景
発明の技術分野
本発明は集積回路（ＩＣ）製造の一般的な領域に関し、特にプロファイルベースのシミュレーション情報のデータストアの作成と使用の方法とシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
関連技術
クロックレートの増加及びＩＣ構造の幾何学的形状の縮小化への要求に伴い、ウェーハのデザイン及び製作プロセスの決定の影響に対して迅速なフィードバックが要求される。従来の多くのＩＣ製造環境においては、デザイン決定または製作プロセスの変更の影響が、多くの場合デザイナーまたはプロセスエンジニアにすぐに知らされず、ずっと後になり、費用の掛かる再作業または使用できない製品という結果になっている。ＩＣデザイン目標がデザイン活動を駆動し、それによってマスク及びＩＣ製作プランが作成されＩＣ製作に伝達される。ＩＣ製作でウェーハを製造し、そのウェーハはテストされ、ＩＣテスト及び仕上げにおいて仕上げ処理を受け、ウェーハの欠陥や欠点が調べられる。典型的には、デザインまたはプロセス決定の影響のいくつかは、この時点でデザイン及び製作グループにフィードバックされる。製品を顧客に送り出された後、付加的なデザイン及びプロセスの変更に関する製品のフィードバックが結果的にＩＣデザインに戻される。業界ではよく知られていることであるが、ウェーハレベルでの不良チップの検出にかかる費用は、大量の最終製品が顧客に送り出された後に不良チップを検出する場合に比べてはるかに低コストで済む。従って、デザイン及びプロセス変更の影響についての情報をできるだけ迅速に提供する必要がある。
同様に、製造プロセスコントロールグループへのデザイン及びプロセスの決定についての即時のフィードバックも不足している。図１はＩＣ製造プロセスコントロールから種々の製作領域へのデータの流れ及び製作領域からＩＣ製造プロセスコントロールへのフィードバックを示す、従来の技術による構成図である。ＩＣ製造目標２１はＩＣ製造プロセスコントロール２３のグループに対して、薄膜プロセス、蒸着、または化学機械的研磨（ＣＭＰ）２５、リソグラフィー２７、エッチング２９、フォトレジスト（ＰＲ）ストリッピング３３及び３５、インプランテーション（打ち込み）３１、及び熱的プロセス３７とＩＣテスト及びパッケージング３９に関する製造プラン２４により指示を行う。プロセスフィードバック３４及びデザイン及び全体的な製作フィードバック３２はＩＣ製造プロセスコントロール２３のグループへ送られる。しかし、デザインが所望する結果を製造しなかった場合や、プロセスの変更により、構造の重要な限界寸法（ＣＤ）のいくつかが許容範囲を逸脱してしまった場合は、影響を受ける一群のウェーハは廃棄しなければならなくなる。このように、廃棄されるウェーハを最小限に抑え、プロセスコントロールパラメータのずれ、またはプロセスコントロールパラメータの変動を検出して修正するためには、情報をインラインでＩＣ製造プロセスコントロールグループへ提供する必要がある。現在のデザイン及び製作プロセスシミュレータを使用しても、典型的には製作プロセスについての早い段階での及び／またはインラインでの入手可能な情報は十分ではない。
【０００３】
現在使用されている製作プロセス、デバイス及び回路シミュレータはいくつかある。例えば、相互接続シミュレーション、リソグラフィーシミュレーション、インプランテーションシミュレーション、拡散シミュレーション、酸化シミュレーション、蒸着及びエッチングシミュレーション、ＣＭＰシミュレーション、蒸着及びリフローシミュレーション、２次元プロセスシミュレーション、及び３次元製作プロセスシミュレーションが可能なソフトウェアや、他のＩＣ製作プロセスステップの各ステップまたはシリーズのシミュレーションを行えるものなどがある。あるシミュレータは単純な幾何学的形状のＩＣ構造を前提としている。しかし、AFM、Cross-Section SEM (X-SEM)、及び光学的計測システムにより提供されるデータは、構造の断面は複雑な形状をしていることを示している。これらの複雑な形状の構造は、前提とされた典型的な幾何学的形状とは異なる電気的、熱的、及び性能特性を与えている。別のシミュレータは複雑な形状をモデル化しようと試みているが、製作中の変数が多いためにその効果は限られている。例えば、構造形状は使用されるリソグラフィーの開口数、波長、焦点露光、露光後焼結（ＰＥＢ）温度、レジスト厚、反射防止コーティング厚、誘電体、及び製作プロセスなどのプロセスコントロールパラメータにより大きな影響を受ける。
【０００４】
技術が、難解なサブミクロンの領域（０.２５０μｍ以下）に突き進むに従って、構造のプロファイルのような製作プロセス属性、静電容量、インダクタンス、及び抵抗のようなデバイス属性、及び最終的には回路属性に関する迅速かつ正確な情報への要求がさらに高まってくる。同様に、今度は所望のデバイス及び回路属性を提供する所望のＩＣ構造プロファイルを生成するＰＥＢ温度、焦点、及び露光などのプロセスコントロールパラメータのための迅速かつ信頼できる情報に対する要求もある。このように、製作プロセス中に利用できるプロファイルデータ、信号、プロセスコントロールパラメータ、及びプロセス属性についての情報を形成する方法及び／またはシステムに対する要求がある。また、構造プロファイルまたはプロセス属性ターゲットを考慮すれば、所望の結果を提供するプロセスコントロールパラメータの値に関する迅速な情報に対する要求もある。例えば、要求された電気的、熱的、及び性能的な特性を与える所望のプロファイルを持つ構造を製作するために必要なPEB温度、時間、開口数、及び焦点の組み合わせを知ることは有利である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の概要
本発明はプロファイルベースのシミュレーション情報のデータストアを作成及び使用するための方法及びシステムを含む。ひとつの実施例は、計測デバイスにより計測された信号、構造プロファイルデータ、プロセスコントロールパラメータ、及び製作属性から構成されるプロファイルベースの情報のデータストアの作成及び使用法を含む。データストアからの情報はデザインまたは製作プロセス中にインラインで及び／または製作プロセス機器とともにその場所で使用される。
【０００６】
別の実施例は、ＩＣに対する相互接続の幾何学的形状をモデル化するテスト格子を使用した、相互接続シミュレーションデータストアを生成する方法である。相互接続シミュレーションデータストアは製作中にＩＣの電気的かつ熱的特性を監視するためにインラインで使用される。また、シミュレーションデータストアサーバは、ある製作プロセスに対するＩＣデザイン中の相互接続の要求された電気的特性を満たすプロセスコントロールパラメータについての情報を提供する。
【０００７】
さらに別の実施例は、計測シミュレータ及び製作プロセスシミュレータを利用したシミュレーションデータストアの生成方法及び生成システムを含む。製作プロセスシミュレータはリソグラフィー、インプランテーション、拡散、酸化、蒸着及びエッチング、ＣＭＰ、蒸着及びリフロー、２次元プロセス、３次元プロセスシミュレータまたはこれらプロセスの組み合わせのシミュレーションを行う。プロセスコントロールパラメータ及びこれらプロセスコントロールパラメータの偏差の範囲に基づいて、構造プロファイルデータは製作プロセスシミュレータを使用して生成される。このシミュレーションが行われた構造プロファイルデータは、計測シミュレータを使用して信号に変換される。シミュレーションデータストアジェネレータは、プロセスコントロールパラメータ及び関連する信号、プロファイルデータ、及び製作属性の差異を格納するデータストアインスタンスを作成する。他の実施形態は、計測シミュレータ及びプロセスとデバイスシミュレータの組み合わせまたは、プロセス、デバイス及び回路シミュレータの組み合わせを利用した、シミュレーションデータストアの生成方法及び生成システムを含む。シミュレーションデータストアからの情報はインラインでその場所で製作プロセスステップと共に使用され、更新された適切な情報が、デザイン、製作ステップ、生産高、またはプロセスのドリフトを補正するための情報を改良するために提供される。
【０００８】
例示の実施例の詳細な説明
本発明は、プロファイルベースのシミュレーション情報のデータストアの作成と使用の方法及びシステムを含む。図２と図３は、シミュレーションプロファイルと実際の構造プロファイルとの差を示す。図４から図１３はプロファイルベースのシミュレーションデータストアの作成プロセスの実施例を示す。図１４及び図１５はプロファイルベースのシミュレーション情報の使用のための実施例を示す。図１６と図１７は、シミュレーションデータストアのひとつのフォーマットを示し、図１８及び図１９は、本発明の概念及び原理の有用性を説明する実験データを示す。
【０００９】
図２は、実際のリソグラフィープロセスステップの層状特徴プロファイルと典型的なリソグラフィーシミュレータにおいて生成された特徴プロファイルとを対比した、従来の技術による構成図である。リソグラフィーシミュレータ７３はスピン／コート６１、ソフト焼成６３、露出６５、露出後焼成６７、及び現像６９のプロセスを含む実際の物理的プロセスのシミュレーションを行う。実際の構造プロファイル７１は、丸い頂上部や、特徴の底部が足のように広がっているなどの、より複雑なプロファイルを持っており、リソグラフィーシミュレータ７３により典型的に示される理想的な矩形のデザイン構造プロファイル７５ではない。台形、Ｔ型の頂上部、下部を切り取ったT型の頂上部、底部が足のように広がった、あるいは広がっていない丸い頂上部のような、矩形でない構造を持つ回路の電気的特質は、いくつかの製作プロセスシミュレータで典型的に仮定される単純な幾何学的形状構造の電気的特質とは異なる。
【００１０】
同様に図３は、実際のリソグラフィー、エッチング、及び金属化プロセスステップの相互接続の断面と典型的な相互接続シミュレータにおいて生成された相互接続の断面とを対比した、従来の技術による構成図である。相互接続デザイン８１、製作８３、及びテスト８５のステップの後に生成された製作相互接続の断面８７は、典型的には不規則形状をしている。製作された相互接続の形状は導電体及び関連する誘電体の幾何学的形状に影響される。製作された相互接続の断面８７を持つ相互接続構造の電気的及び熱的特性は、相互接続シミュレータ７３により典型的に仮定される矩形デザインの相互接続断面９１の電気的及び熱的特性とは異なる。より難解なサブミクロンプロセスの技術及び、より速いクロックレートへの現在の潮流を考慮すると、相互接続は本質的に高速システムの総合的な操作性能を制御している。相互接続の幾何学的形状は、ＩＣの電気的性能に重大な影響を与える。原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）は相互接続のプロファイル情報を提供するが、ＡＦＭは遅くてパターン化されていない層についての情報は提供できない。限界寸法走査電子顕微鏡（ＣＤ−ＳＥＭ）は限界寸法を提供できるが、パターン化されていない層についてのプロファイル情報やデータは提供できない。
【００１１】
本発明の説明を容易にするために、光学的計測システムを使用して概念と原理を説明する。下記に説明されるように、同じ概念と原理は他のＩＣ計測システムにも同様に適用可能であることが理解できる。計測システムは光学的、電気的、電子的、または機械的な計測システムであってもよい。光学的計測システムの例としては、分光エリプソメータや反射率計などの分散装置がある。電子計測システムの例としては、ＣＤ走査電子顕微鏡（ＣＤ−ＳＥＭ）、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）、焦点イオンビーム（ＦＩＢ）装置がある。機械的計測システムの例としては、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）があり、また電気的計測システムの例としては静電容量測定ユニットがある。ここでの適用に使用される計測信号としては、光学的信号、イオンビーム、電子ビームなどがある。
【００１２】
図４は、周期的構造のプロファイルを決定するための光学的計測システムの使用法を説明する構成図である。光学的計測システム４０には、計測台５５に積載されたウェーハ４７の目標となる周期的構造５３へ信号４３を当てる計測信号源４１がある。計測信号４３は、目標の周期的構造５３に入射角θで当てられる。反射信号４９は、計測信号受信機５１により測定される。反射信号データ５７は計測プロファイラーシステム５９に送出される。計測プロファイラーシステム５９は測定された反射信号データ５７を、目標の周期的構造の限界寸法と解像度の種々の組み合わせを示す算出された反射信号データのライブラリと比較する。そして、測定された反射信号データ５７に最も適合するライブラリインスタンスが選択される。選択されたライブラリインスタンスのプロファイルと関連する限界寸法は、目標の周期的構造５３の特徴のプロファイルと限界寸法に対応する。同様な光学的計測システム４０は、Jakatdar, et all.により２０００年１１月２８日に出願し、この出願の譲受人により所有され、参照としてここに組み入れられている"System and Method for Real-Time Library Generation of Grating Profiles"の名称の同時係属出願中の米国出願第09／727,530号に記述されている。
【００１３】
図５は、本発明のひとつの実施形態におけるデバイスシミュレータを使用した、シミュレーションデータストアの作成を説明する構成図である。シミュレーションデータストアのプロファイルベースの作成１００には、ＩＣ製作ステップのシリーズが配置される製作プロセスデザイナー１０１が含まれる。テスト格子マスクのセットはテスト格子マスクデザイナー１０３でデザインされ、関心のある領域の主要な特徴または特性を取得する。例えば、関心のある領域が相互接続の静電容量である場合は、デザインされたテスト格子マスクのセットは、種々の相互接続の幾何学的形状情報を取得する。相互接続の幾何学的形状情報には、ウェーハの構造のプロファイルが含まれる。ＩＣ製作装置１０５はテスト格子マスクのセットを使用して、計測デバイス１０７により測定されるテスト構造を製作する。光学的計測デバイスまたは非光学的計測デバイスである計測デバイス１０７は、テスト格子から離れた信号を測定して、その測定信号をプロファイラーアプリケーションサーバ１０９に送出する。プロファイラーアプリケーションサーバ１０９はテスト構造を離れた測定信号と、予測される構造プロファイルの限界寸法と解像度の範囲をカバーするプロファイルライブラリ１１０で算出された信号とを比較する。その後、プロファイラーアプリケーションサーバ１０９は、プロファイルライブラリ１１０の算出信号から最も適合するプロファイルライブラリインスタンスを選択する。ひとつの実施例では、最もよく適合する測定された回折計測信号は、回折計測信号と比較して誤差の最も少ないものである。誤差を最小化するために利用できるいくつかの最適化手段には、参照として組み入れられている"Numerical Recipes," section 10.9, Press, Flannery, Teulkolsky & Vetterling, Cambridge University Press, 1986に記述されている模擬アニーリングなどがある。適切な結果を生み出すひとつの誤差測定基準として、測定された回折計測信号と算出された回折計測信号との間の誤差距離を最適化手段が最小化する自乗差合計誤差がある。構造プロファイル限界寸法と解像度の範囲に対するプロファイルライブラリの算出信号を作成し、算出信号ライブラリから最も適合するライブラリインスタンスを選択する詳細な手順は、Jakatdar, et all.により2000年11月28日に出願し、ここに参照としてその全体を組み入れている"System and Method for Real-Time Library Generation of Grating Profiles"の名称の同時係属出願中の米国特許出願第09／727,530号に記述されている。
【００１４】
さらに図５では、最も適合するプロファイルライブラリインスタンスのプロファイルデータはデバイスシミュレータ１１３へ送出される。プロファイルデータは限界寸法、プロファイル形状記述、及びプロファイル図形表現から構成される。限界寸法は典型的には計測寸法で表現され、例えば「５０ｎｍの幅」のように表現される。限界寸法はまた、他の限界寸法に対する割合としても表現され、例えば「頂上部が丸くなる高さは８０％」とは、構造の頂上部がその高さの８０％の部分から丸くなり始めるということを意味する。プロファイル形状記述の例としては、「頂上部が丸い台形状プロファイル」のように表現される。プロファイル図形表現の例としてはプロファイルのビットマップがある。デバイスシミュレータ１１３は、電気的、熱的、ノイズ、３Ｄ効果、安定または過渡期状態の信号、リーク及び／または光学的特性のシミュレーションを行ういかなるタイプのデバイスシミュレータでもよい。デバイスシミュレータの例としては、Avant!、Technology Modeling Associates、及びSilvaco International のような会社による、Raphael.TM、Medici.TM、ATLAS.TM、及びTMA-Visual.TMがある。算出信号ライブラリからの最も適合するライブラリインスタンスのプロファイル限界寸法は、プロファイラーアプリケーションサーバ１０９による抽出されてデバイスシミュレータ１１３に送出される。デバイスシミュレータ１１３は、シミュレーション実行時に使用されるプロセス制御パラメータのセットとその結果であるデバイス属性を出力として作成する。例えば、デバイスシミュレータが相互接続シミュレータの場合は、ナノメータ単位の頂上部と底部のＣＤと、使用した相互接続シミュレータによる要求されるフォーマットの度単位の側壁角が出力となる。デバイスシミュレータ１１３の出力は、オーム単位の抵抗、ファラッド単位の静電容量、及びヘンリー単位のインダクタンスを含むデバイス属性である。シミュレーションデータストアジェネレータ１１１は、信号、プロファイルデータ、シミュレーションタイプ、及び特殊なデバイスシミュレーションに関連するデバイス属性から構成されるデータストアインスタンスを作成する。シミュレーションタイプは実行されているシミュレーションを説明するものであり、例えばデバイスシミュレーションなどのことである。シミュレーションタイプの一部のリストは図１６と図１７に記載されている。
【００１５】
図６は、本発明のひとつの実施例における相互接続シミュレーションデータストアの作成を説明する構成図である。シミュレーションデータストア１２０のプロファイルベースの作成には、ＩＣ相互接続のシリーズが配置される製作プロセスデザイナー１２１が含まれる。テスト格子マスクのセットは、種々の相互接続の幾何学的形状情報を取得するテスト格子マスクデザイナー１２３でデザインされる。相互接続の幾何学的形状情報には、ウェーハの構造のプロファイルが含まれる。ＩＣ製作装置１２５は、テスト格子マスクを使用して、計測デバイス１２７により測定されるテスト構造を作る。反射率計、エリプソメータまたは他の非光学的計測デバイスのいずれでもよい計測デバイス１２７は、テスト構造を離れた回折信号を測定して、その測定信号をプロファイラーアプリケーションサーバ１２９へ送出する。プロファイラーアプリケーションサーバ１２９は、テスト構造を離れた測定信号を、予測される構造プロファイル限界寸法及び解像度の範囲をカバーするライブラリ１３０内の算出信号と比較する。プロファイラーアプリケーションサーバ１２９は、ライブラリから最も適合するライブラリインスタンスを選択する。最も適合するライブラリインスタンスのプロファイルＣＤは、プロファイラーアプリケーションサーバ１２９により抽出され、相互接続シミュレータ１３３へ送出される。相互接続シミュレータ１３３は、シミュレーションの実行に使用されるプロセスコントロールパラメータのセットとデバイス属性を出力として作成する。相互接続シミュレータの例としては、Raphael.TM、QuickCap.TM、及びAtlas.TMがある。相互接続シミュレータ１３３の出力には、オーム単位の抵抗、ファラッド単位の静電容量、及びヘンリー単位のインダクタンスのようなデバイス属性が含まれる。シミュレーションデータストアジェネレータ１３１は、信号、プロファイルデータ、シミュレーションタイプ、及びデバイス属性から構成される各テスト格子に対して、シミュレーションデータストア１３５内にデータストアインスタンスを作成する。この場合のシミュレーションタイプは相互接続デバイスシミュレーションであり、デバイス属性は、相互接続デバイスシミュレーションと関連するものである。シミュレーションデータストアの図説的な配置は図１６と図１７に示されている。
【００１６】
図７から図９では、実施例の説明を容易にするために、類似部分は同じ番号で識別されている。図７は、本発明のひとつの実施例において、製作プロセスシミュレータを使用したプロファイルベースのシミュレーションデータストアの作成を説明する構成図である。シミュレーションデータストアのプロファイルベースの作成１３０は、プロセスコントロールパラメータ１３２を製作プロセスシミュレータ１３３に入力することから開始する。プロセスコントロールパラメータの例としては、リソグラフィックプロセスシミュレーションにおける露出時間、開口数、及びＰＥＢ温度がある。製作プロセスシミュレータ１３３は、薄膜、リソグラフィー、インプランテーション、拡散、酸化、蒸着、エッチング、ＣＭＰプロセスまたはプロセスの組み合わせのシミュレーションを行ういかなるタイプのプロセスシミュレータでもよい。プロセスコントロールパラメータ１３２を使用して、製作プロセスシミュレータ１３３は、層構造の幾何学的形状を含む製作属性１３４を作成する。プロセスコントロールパラメータ１３２と製作属性１３４は、シミュレーションデータストアジェネレータ１３９に送出される。製作属性１３４は、計測シミュレータ１３７へも送出される。構造のプロファイルに関わる製作属性は計測シミュレータ１３７により使用され、製作プロセスシミュレータ１３３により生成された構造のプロファイルに対応する回折信号を生成する。例えば、製作プロセスシミュレータ１３３は、リソグラフィー、エッチング、またはリソグラフィーとエッチングシを組み合わせたシミュレータでもよい。プロセスコントロールパラメータ１３２には、膜厚、焼成時間、露出、ＰＥＢ時間、ＰＥＢ温度、洗浄時間、及び／またはエッチングフロー率とエッチャントのタイプが含まれる。製作属性１３４には、パターン化された構造プロファイル形状と頂上部ＣＤ、底部ＣＤ、高さ、及び／または側壁角などの限界寸法（ＣＤ）が含まれる。
【００１７】
さらに図７では、製作属性１３４から、計測シミュレータ１３７はプロファイルデータを抽出して、送出されたプロファイル形状及びＣＤを持つ格子から離れた信号に対応する信号を算出する。計測シミュレータ１３７が光学的計測シミュレータの場合は、信号はシミュレーションが行われた回折信号である。シミュレーションが行われた回折信号の算出法の説明は、Jakatdar, et all.により２０００年１月２６日に出願され、参照としてその全部をここに組み入れてある、 "Caching of Intra-Layer Calculations for Rapid Rigorous Coupled-Wave Analyses"の名称の同時係属出願中の米国特許出願第09／764,780を参照のこと。シミュレーションデータストアジェネレータ１３９は、プロセスコントロールパラメータ１３２を処理し、製作プロセスシミュレータ１３３と計測シミュレータ１３７からデータを入力してシミュレーションデータストア１４９のインスタンスを作成する。シミュレーションデータストアインスタンスは、信号、プロファイルデータ、シミュレーションタイプ、プロセスコントロールパラメータ、及びプロセスシミュレーションに関する製作属性を備える。シミュレーションタイプは実行されているシミュレーションを説明するものであり、例えばここでは、製作プロセスシミュレーションのことである。シミュレーションタイプの一部のリストが図１６と図１７に記載されている。
【００１８】
図８は、本発明のひとつの実施例において、製作とデバイスシミュレータを使用したプロファイルベースのシミュレーションデータストアの作成を説明する構成図である。プロセスシミュレータとデバイスシミュレータを使用するシミュレーションデータストア１４０の作成用のプロファイルベースのシステムは、製作属性を含む製作プロセスシミュレータ１３３からの出力もまたデバイスシミュレータ１３５に送出されること以外は、図７に対して説明したプロセスと同様である。デバイスシミュレータ１３５は製作属性を利用してデバイスシミュレーションを実行し、デバイス属性１３６をシミュレーションデータストアジェネレータ１３９へ送出する。シミュレーションデータストアジェネレータ１３９は、プロセスコントロールパラメータ１３２と製作属性１３４を備える製作プロセスシミュレータ１３３からの入力データ、算出回折信号１４２を備える計測シミュレータ１３７からのデータ、及びデバイス属性１３６を備えるデバイスシミュレータ１３５からのデータを処理してシミュレーションデータストア１４９を作成する。シミュレーションデータストア１４９のインスタンスは、信号、プロファイルデータ、シミュレーションタイプ、プロセスコントロールパラメータ、製作属性、及びデバイス属性を備える。この場合のシミュレーションタイプは、製作プロセスとデバイスを組み合わせたシミュレーションである。例えば、製作プロセスシミュレータはリソグラフィーとエッチングプロセスを組み合わせたシミュレーションであり、デバイスシミュレータは、相互接続シミュレータであってもよい。シミュレーションが行われる他のデバイスには、ダイオード、トランジスタ、光学デバイス、パワーデバイス、または光検出機構がある。シミュレーションデータストアの図説的な配置が図１６と図１７に示されている。この例のシミュレーションデータストアは、いくつかのタイプの問合せに対する応答に与えられたデータを供給する。与えられたデータがデバイスの所望の静電容量である場合は、シミュレーションデータストアは要求された相互接続のプロファイルを供給できる。同様に、与えられたデータが相互接続のプロファイルの場合は、シミュレーションデータストアは、開口数、焼成時間、ＰＥＢ温度、エッチング時間またはエッチャントのタイプなどの対応するプロセスコントロールパラメータを供給できる。後で検討する、与えられたデータの多くの他の差異は、所望の問合せ応答を与えるように公式化できる。
【００１９】
さらに図８では、製作プロセスシミュレータ１３３とデバイスシミュレータ１３５は別々であっても、単体として組み合わされていても、または単一のソフトウェアパッケージであってもよい。プロセスとデバイスシミュレータの組み合わせには、Silvaco InternationalのVictory.TMとSyborg Systems, Inc.のMicrotec.TMがある。
【００２０】
図９は、本発明のひとつの実施例において、製作プロセス、デバイス、及び回路シミュレータを使用したプロファイルベースのシミュレーションデータストアの作成を説明する構成図である。製作プロセスシミュレータ、デバイスシミュレータ、及び回路シミュレータを使用してシミュレーションデバイスストア１５０を作成するプロファイルベースのシステムは、デバイス属性１３６を含むデバイスシミュレータ１３５からの出力もまた回路シミュレータ１４１に送出されることを除いて、図８に対して説明したプロセスと同様である。回路シミュレータ１４１は回路を形成するいくつかのデバイスのデバイス属性を利用する。例えば、送出ラインには、回路を形成するいくつかの相互接続デバイスが含まれる。シミュレーションが行われる回路の例としては、送出ライン、抵抗、コンデンサ、インダクタ、増幅器、スイッチ、ダイオード、またはトランジスタがある。回路を形成するための選択されたデバイスの組み合わせに対してシミュレーションが行われ、そのシミュレーションは回路シミュレータ１４１により回路シミュレーションを実行するのに使用されるデバイス属性１３６を作成する。回路シミュレータ１４１は、回路属性１３８を生成してシミュレーションデータストアジェネレータ１３９へ送出する。シミュレーションデータストアジェネレータ１３９は、プロセスコントロールパラメータ１３２と製作属性１３４4を備える製作プロセスシミュレータ１３３からの入力データ、算出回折信号１４２を備える計測シミュレータ１３７からのデータ、デバイス属性１３６を備えるデバイスシミュレータ１３５からのデータ、及び回路属性１３８を備える回路シミュレータ１４１からのデータを処理してシミュレーションデータストア１４９を作成する。シミュレーションデータストア１４９のインスタンスは信号、プロファイルデータ、シミュレーションタイプ、プロセスコントロールパラメータ、製作属性、デバイス属性、及び回路属性を備える。シミュレーションタイプとは、実行されているシミュレーションを説明するものであり、この例では製作プロセス、デバイス、及び回路を組み合わせたシミュレーションである。シミュレーションタイプの一部のリストが図１６と図１７に示されている。
【００２１】
さらに図９では、製作プロセスシミュレータ１３３、デバイスシミュレータ１３５、及び回路シミュレータ１４１は別々であっても、単体として組み合わされていても、または単一のソフトウェアパッケージであってもよい。回路シミュレータの例としては、SPICE.TM、SPECTRE.TM、APLAC.TM、及びPROTOLAB.TMの種々の改造型がある。総合的に組み合わせたプロセスシミュレータの例としてはSilvaco InternationalのATHENA.TMがある。
【００２２】
本発明の概念と原理は、デバイスと回路を組み合わせたシミュレーションのような他のシミュレータの組み合わせにも適用される。シミュレーションデータストアの作成は、同様な方法でできる。同様に、デバイスシミュレータと回路シミュレータは別々であっても、単体として組み合わされていても、または単一のソフトウェアパッケージであってもよい。デバイスと回路シミュレータの組み合わせの例としては、MEDICI.TM、TOPSPICE.TM、CIDER.TM、及びSIMPLORER.TMがある。
【００２３】
図１０は、本発明のひとつの実施例における、シミュレーションデータストアの問合せとインライン使用法を説明する構成図である。問合せデバイス２０１からの問合せは、問合せを分析し、シミュレーションデータストア２１５のインスタンスにアクセスし、応答２０５を組み立てるシミュレーションデータストアサーバ２０７へ送出される。シミュレーションデータストアサーバ２０７は、インライン問合せ２０９によっても起動されて、応答２０９を生成する。ひとつのアプリケーションでは、問合せ２０９はインライン問合せデバイス２１１からのものであり、応答２１３を生成する。問合せ２０９は問合せのタイプと問合せが与えられたデータを備える。問合せのタイプと問合せが与えられたデータに従って、シミュレーションデータストアサーバ２０７はシミュレーションデータストア２１５の適切なインスタンスを検索し、応答２１３をフォーマットして送出する。インライン問合せデバイス２１１はコンピュータシステムの一部であっても、ＩＣ製作システムの一部であってもよい。問合せデバイス２０１はスタンドアロンデバイスであっても、システムの一部であってもよい。さらに問合せデバイス２０１はローカルであっても、ネットワークを介してアクセス可能であってもよい。
【００２４】
図１１は、本発明のひとつの実施例において、種々の製作ステップでのシミュレーションデータストアの本来の場所での使用法を説明する構成図である。シミュレーションデータストア２５５に結合されたシミュレーションデータストアサーバ２５０は、製作システムの一部であってもよく、シミュレーションデータストアサーバ２５０は、直接かつその場所でのプロファイルベースのシミュレーション情報を供給する。シミュレーションデータストアサーバ２５０は、薄膜、蒸着またはＣＭＰ２２５、リソグラフィー２２７、エッチング２２９、エッチング後のＰＲストリッピング２３３、インプランテーション後のＰＲストリッピング２３５、インプランテーション２３１、及び／または熱的処理２３７のデバイスに結合される。シミュレーションデータストアサーバ２５０は、ローカルであっても、製作デバイスにリモート接続されていてもよい。シミュレーションデータストアサーバ２５０は、いくつかの別々のサーバであっても、ひとつの集中形サーバであってもよい。ウェーハ中のテスト構造またはテスト格子は、統合計測デバイス（図示せず）により製作ステップ中またはその後に測定される。計測測定により、シミュレーションデータストアサーバ２５０への問合せが与えられたデータとして使用される測定信号が生成される。シミュレーションデータストアサーバ２５０は、問合せタイプと問合せが与えられたデータに基づいてその場所での／インラインの応答を生成する。例えば、フォトレジストストリッピングステップの間またはその後に、製作デバイスからの問合せタイプがテスト格子によりモデル化されたＩＣ構造の電気的特質に対するものであり、問合せが与えられたデータがテスト格子を離れた回折信号である場合は、シミュレーションデータストアサーバ２５０は、テスト格子によりモデル化されたＩＣ構造のコンダクタンス、静電容量、及び／または抵抗から構成される応答を組み立てる。リソグラフィーステップの後の他の例では、問合せタイプが、テスト格子離れた測定信号に関連するプロセスコントロールパラメータに対するものである場合、シミュレーションデータストアサーバ２５０は、焼成時間、焼成温度、焦点、及びFEB時間と温度から構成される応答を組み立てる。下記に説明するように、問合せタイプと問合せが与えられたデータの多くの他の組み合わせを、必要とされる特別な応答を得るために、データストアサーバ２５０へ送出することができる。
【００２５】
図１２は、本発明のひとつの実施例において、プロファイルライブラリデータを使用したプロファイルベースのシミュレーションデータストアの作成のための操作ステップのフローチャートである。プロファイルライブラリのためのパターン化された構造のプロファイル形状の予想されるプロファイルデータ範囲と解像度は、ステップ３００で決定される。例えば、台形のプロファイル形状はナノメータ単位の頂上部ＣＤ、底部ＣＤ、格子の厚さ、変曲点での高さと幅、及び基盤部の厚さにより特徴付けられる。プロファイルデータの範囲には、頂上部ＣＤ、底部ＣＤ、格子厚、高さなどの最小値、最大値、及び解像度が含まれる。プロファイル形状の種々の解像度におけるプロファイルデータの範囲が、シミュレーションが行われた回折信号の算出、及びプロファイルライブラリの作成に使用される（３２０）。構造プロファイルの限界寸法と解像度の範囲に対するプロファイルライブラリ作成の詳細な手順は、Jakatdar, et all.により２０００年１１月２８日に出願し、ここに参照としてその全体を組み入れている、"System and Method for Real-Time Library Generation of Grating Profiles"の名称の同時係属出願中の米国特許出願第09／727,530号に記述されている。
【００２６】
予想されるプロファイル形状に対するプロファイルデータ範囲は、デバイスシミュレータ入力に変換される（３３０）。例えば、デバイスシミュレータが相互接続シミュレータの場合、予想されるプロファイル形状寸法が、Raphael.TMのような選択された相互接続シミュレータにより要求されるフォーマットに変換される。変換されたデバイスシミュレータ入力を使用して、デバイスシミュレータが起動され、デバイス属性が生成される（３５０）。相互接続シミュレータの例を続けると、相互接続シミュレータは、相互接続シミュレータ入力として変換されたプロファイルデータを使用して起動され、抵抗、静電容量、インダクタンス、電位、温度、及び電流密度分布のような電気的及び熱的特質を備えるデバイス属性を生成する。シミュレーションデータストアインスタンスは、回折信号、プロファイルデータ、シミュレーションタイプ、及びデバイス属性を備えて生成される。再び相互接続の例を続け、光学的計測デバイスを仮定すると、作成されたシミュレーションデータストアインスタンスには、エリプソメータの波長範囲に対する正接(Ψ)と余弦(Δ)データ、または反射率計の波長範囲に対する反射光密度などの信号が含まれるが、ここでの波長範囲と測定点は光学的計測デバイスの製造元に依存する。さらに、作成されたシミュレーションデータストアインスタンスには、プロファイル形状ＣＤ、相互接続デバイスシミュレーションであるシミュレーションタイプ、頂上部ＣＤ、底部ＣＤ、格子厚、変曲点での高さと幅、及び基板の厚さを備えるプロファイルデータ、及び抵抗、静電容量、インダクタンス、電位、温度、及び電流密度分布などのデバイス属性から構成される関連プロファイルデータも含まれる。シミュレーションデータストアの作成プロセスは、シミュレーションの完了まで繰り返される（３７０）。
【００２７】
図１３は、本発明のひとつの実施例における、テスト格子を使用したプロファイルベースのシミュレーションデータストアを作成する操作ステップのフローチャートである。所望するシミュレーションのタイプに対するプロセスコントロールパラメータのセットが選択される（４００）。プロセスコントロールパラメータの選択されたセットを使用して製作プロセスシミュレータが起動され、製作属性が生成される（４１０）。製作属性はプロファイル形状と限界寸法を備えるプロファイルデータに変換される（４２０）。計測シミュレータはプロファイル形状と限界寸法を使用して回折信号を算出する（４３０）。プロセスコントロールパラメータを含むデータ、プロファイルデータ、算出された信号が使用されて、シミュレーションデータストアインスタンスが作成される（４３５）。例えば、製作プロセスシミュレーションのタイプがリソグラフィーの場合、プロセスコントロールパラメータのセットには、焼成時間、焼成温度、焦点、PEB時間、及び／または洗浄温度の値が含まれる。製作プロセスシミュレーションにより生成された製作属性には、構造のプロファイル形状と幾何学的形状を備えるプロファイルデータが含まれる。プロファイル形状と幾何学的形状は、計測シミュレータにより要求されるCDに変換されて反射信号が算出される。プロファイル形状が頂上部が丸く、底部が足のように広がっている台形プロファイルの場合、ＣＤには特徴的な足のように広がっている底部の幅、台形底部の幅、総計の高さ、台形の幅、及び丸い頂上部の幅が含まれる。
【００２８】
製作プロセスシミュレータにより生成された製作属性は、デバイスシミュレータの要求条件と互換的なフォーマットに変換される（４４０）。変換された製作属性を使用してデバイスシミュレータが起動され、デバイス属性が生成される（４４５）。シミュレーションデータストアインスタンスはデバイス属性で更新される（４５０）。ひとつの実施形態では、製作プロセスシミュレータとデバイスシミュレータは単一のパッケージにまとめられており、入力パラメータを互換的なフォーマットに変換する必要がない。回路または回路の一部を形成するいくつかのデバイスは、回路シミュレーションに対してひとつのグループにまとめることができる。例えば、回路または回路の一部を形成するゲート、コンタクトホール、バイア、及びパッドなどのいくつかのＩＣ構成要素は、回路シミュレーションに対してひとつのグループにまとめることができる。これらのグループ化されたデバイスの各々に対するデバイス属性は、回路シミュレータの要求条件と互換的なフォーマットに変換される（４６０）。変換されたデバイス属性を使用して回路シミュレータが起動され、回路属性が生成される465。回路属性の例としては、時間の関数である電圧と電流、ノイズ分析、ゆがみ分析、及び感度分析などがある。適切なシミュレーションデータストアインスタンスは対応する回路属性により更新される（４７０）。
【００２９】
図１４は、本発明のひとつの実施例におけるプロファイルベースのシミュレーションデータストアの本来の場所における利用のための操作ステップのフローチャートである。ウェーハのテスト格子を離れた信号は、計測デバイスで測定される（６００）。プロファイルベースのシミュレーションデータストアの中から最も適合している信号インスタンスが選択される（６１０）。最も適合しているシミュレーションデータストアインスタンスに関連するシミュレーションデータにアクセスする（６３０）ために、シミュレーションタイプが決定される（６２０）。プロファイルベースのシミュレーションデータストアから要求された情報が表示される（６４０）。プロセスコントロールパラメータ、信号、プロファイルデータ、製作属性、デバイス属性、及び／または回路属性が表示される。
【００３０】
例えば、リソグラフィーとエッチングプロセスの後のウェーハにおけるテスト格子は、光学的計測デバイスで測定され、測定回折スペクトルが生成される。テスト格子の回折スペクトルと比較して、シミュレーションデータストアの最も適合しているインスタンスが選択され、テスト格子のプロファイルデータが抽出される。要求された情報は、相互接続デバイスシミュレーションに関連する電気的デバイス属性を備える。テスト格子のプロファイルデータに対応するシミュレーションデータストアからの静電容量、抵抗、及びインダクタンス情報が表示される。
【００３１】
図１５は、本発明のひとつの実施形態において、プロファイルベースのシミュレーションデータストアのオンライン問合せ利用のための操作ステップのフローチャートである。問合せのタイプと問合せが与えられたデータは、プロファイルベースのシミュレーションデータストアに対してその有効性が確認される（７００）。問合せのタイプと問合せが与えられたデータに合致するプロファイルベースのシミュレーションデータストアのインスタンスが選択される（７２０）。プロファイルベースのシミュレーションデータストアの選択されたインスタンスから要求された情報が表示される（７３０）。例えば、問合せタイプがリソグラフィーシミュレーションのプロセスコントロールパラメータに対してであり、問合せが与えられたデータが電気的伝導性の場合、表示される情報には、プロファイルＣＤと、リソグラフィープロセスのための焦点、露出、PEB温度、レジスト厚、及び反射防止コーティング厚に関するデータなどが含まれる。逆に、問合せタイプがデバイス属性に対してであり、問合せが与えられたデータが回折信号の場合、表示される情報には、静電容量と他のデバイス属性が含まれる。また、問合せがビアのプロファイルデータに対してであり、問合せが与えられたデータが回路に対しての時間の関数としての電圧と電流から構成されている場合、表示されるデータには、プロファイル形状とプロファイルのＣＤが含まれる。この技術に精通している技術者が、多くの異なる問合せタイプと種々の問合せが与えられたデータの組み合わせを作成して、プロファイルベースのシミュレーションデータストアから表示された正しい情報を得ることができるということは自明である。
【００３２】
図１６と図１７は、本発明のひとつの実施例におけるプロファイルベースのシミュレーションデータストアのシミュレーションデータフォーマットを示している。データストアフォーマット８００には、信号８０１、プロファイルデータ８０３、シミュレーションデータセグメント８０４が含まれ、シミュレーションデータセグメント８０４は、シミュレーションタイプ８０５、プロセスコントロールパラメータまたは入力パラメータ８０７、及び製作、デバイス、及び／または回路属性８０９から構成される。与えられた信号８０１及び対応するプロファイルデータ８０３に対しては、シミュレーションタイプ８０５、プロセスコントロールパラメータまたは入力パラメータ８０７、及び製作、デバイス、及び／または回路属性８０９のいくつかのシミュレーションデータセグメント８０４がある。シミュレーションタイプ８０５には、製作プロセスシミュレーション、デバイスシミュレーション、回路シミュレーション、製作とデバイスシミュレーションの組み合わせ、デバイスと回路シミュレーションの組み合わせ、または製作、デバイス、及び回路シミュレーションの組み合わせが含まれる。製作プロセスシミュレーションの例としては、リソグラフィー、エッチング、インプランテーション、酸化、ＣＭＰ、拡散、蒸着とエッチング、蒸着とリフロー、２次元プロセス、３次元プロセスシミュレーション、及び上記プロセスの種々の組み合わせがある。デバイスシミュレーションの例としては、相互接続、静電放電、光学的デバイス、パワーデバイス、複合デバイス、及び他のデバイスシミュレーションがある。回路シミュレーションの例としては、過渡信号、信号の完全性、ノイズ、及び他の回路シミュレーションがある。
【００３３】
図１６と図１７は、相互接続デバイスシミュレーションと製作プロセスとデバイスシミュレーションの組み合わせに対するシミュレーションデータストアの例を示している。例1の相互接続デバイスシミュレーションでは、信号はエリプソメータを使用した光学的計測測定データを表す数値で表現されている。この例にはひとつのシミュレーションデータセグメントがあり、ここではキーとなる入力パラメータはプロファイルデータであり、デバイス属性は、静電容量、インダクタンス、及び抵抗である。例２は２つのリンクされたシミュレーション、つまり相互接続デバイスシミュレーションへリンクされたリソグラフィーとエッチング製作プロセスシミュレーションからのデータを蓄積しているシミュレーションデータストアインスタンスを表している。各シミュレーションは対応するシミュレーションデータセグメントを有している。製作プロセスシミュレーションは、デバイスシミュレーションへの入力として使用される製作属性を生成する。この技術に精通した技術者にとっては、上記の例で示したものと同じ概念と原理に従えば、製作プロセス、デバイス、及び回路シミュレーションの種々の組み合わせが、結果としてシミュレーションデータセグメントの対応する組み合わせとなることは自明である。
【００３４】
図１８は、光学的計測ＣＤと、電気的ＣＤのマスクＣＤからの差異ΔＷとの相関関係を示すグラフである。ＣＤOPTICAL METROLOGYは、エリプソメータや反射率計のような光学的計測デバイスにより決定された構造の限界寸法である。ＣＤMASKは、構造の頂上部ＣＤのようなマスクにおいてデザインされた限界寸法である。ＣＤELECTRICは、電気的属性に基づいた構造の限界寸法であり、基本的な方程式Ｖ／Ｉ＝Ｒから出発して導き出される。この方程式において、Ｖは電圧、Ｉは電流、Ｒは抵抗である。抵抗Ｒは抵抗率ρを面積Ａで除したものに等しい。
【００３５】
Ｒ＝ρ／Ａ＝ρ／Ｈ＊ＣＤELECTRIC
この式において、Ｈは構造の高さであり、ＣＤELECTRICは有効幅である。構造材質の抵抗率ρとＨが一般的に定数であるとすれば、ＣＤELECTRICは、構造の電気抵抗を制御する変数である。図１８のグラフ８１１は、光学的計測ＣＤとΔＷ、つまり電気的ＣＤとマスクＣＤとの差異との強い相関関係を示しており、加重平均のグラフは直線となっている。この実験データは、種々の実施例で説明したようにプロファイルベースのシミュレーションデータストアの有用性を示している。
【００３６】
図１９は、製作プロセスのＣＤのみをモニタした場合、またはプロファイルを全くモニタしなかった場合と比較したときの、全部のプロファイルをモニタした製作プロセスに対する底部ＣＤと特徴側壁角のより少ない変動を示す２つのグラフである。指数関数的加重移動平均コントローラと一次積分移動平均摂動ジェネレータを使用して得られた実験データは、上のグラフに示されているＣＤのみのコントロール８２５またはコントロールなし８２５と比較した場合、リソグラフィーのシミュレーションにおける底部ＣＤの全プロファイルコントロール８２１は、底部ＣＤの最も少ない変動をもたらしたことを示している。同様に、実験データに基づく下のグラフは、ＣＤのみのコントロール８３３またはコントロールなし８３１と比較した場合、リソグラフィーのシミュレーションにおける側壁角の全プロファイルコントロール８３５は、側壁角の最も少ない変動をもたらしたことを示している。図１８と同様に、実験データに基づくこれらのグラフは、種々の実施形態で説明したように、プロファイルベースのシミュレーションデータストアの有用性を示している。
【００３７】
ＩＣ製造において、プロファイルベースのシミュレーションデータストアには多くの使用法がある。本発明の概念と原理は、ＩＣ製作プロセスステップ、デバイス、または回路のシミュレーションに適用できる。技術に精通した技術者には明白であるが、プロファイルベースのシミュレーションデータストアの作成及び使用法に関する概念と原理は、製作プロセスとデバイスシミュレーションの組み合わせ、デバイスと回路シミュレーションの組み合わせ、または、製作プロセス、デバイス、及び回路シミュレーションの組み合わせにも適用できる。
【００３８】
上記の本発明の実施例は、例示及び説明として提供されたものである。本発明は、上述した精密な形状にのみ限定されるわけではない。特に、ここで記述された発明の機能的な実行は、ハードウェア、ファームウェア、及び／または他の利用できる機能構成要素または構成ブロックにおいても等価的に実行される。
【００３９】
上記の説明に従えば、他の変形及び実施形態も可能であり、発明の範囲はこの詳細な説明に限定されるのではなく、下記の請求項により限定される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は、ＩＣ製造プロセスコントロールから種々の製作領域へのデータの流れ及び製作領域からＩＣ製造プロセスコントロールへのフィードバックを示す、従来の技術による構成図である。
【図２】図２は、実際のリソグラフィープロセスステップの層状特徴プロファイルとリソグラフィーシミュレータにおいて典型的に生成された特徴プロファイルとを対比した、従来の技術による構成図である。
【図３】図３は、実際のリソグラフィー及びエッチングプロセスステップの相互接続の断面と相互接続シミュレータにおいて生成された典型的な相互接続の断面とを対比した、従来の技術による構成図である。
【図４】図４は、周期的構造のプロファイルを決定するための光学的計測システムの使用方法を示す構成図である。
【図５】図５は、本発明のひとつの実施形態におけるデバイスシミュレータを使用した、シミュレーションデータストアの作成を示す構成図である。
【図６】図６は、本発明のひとつの実施形態における相互シミュレーションデータストアの作成を示す構成図である。
【図７】図７は、本発明のひとつの実施形態における製作プロセスシミュレータを使用した、プロファイルベースのシミュレーションデータストアの作成を示す構成図である。
【図８】図８は、本発明のひとつの実施形態における製作及びデバイスシミュレータを使用した、プロファイルベースのシミュレーションデータストアの作成を示す構成図である。
【図９】図９は、本発明のひとつの実施形態におけるプロセス製作、デバイス、及び回路シミュレータを使用した、プロファイルベースのシミュレーションデータストアの作成を示す構成図である。
【図１０】図１０は、本発明のひとつの実施形態における問合せ及びシミュレーションデータストアのインライン使用法を説明する構成図である。
【図１１】図１１は、本発明のひとつの実施形態における種々の製作ステップでの、シミュレーションデータストアのその場所での使用法を説明する構成図である。
【図１２】図１２は、本発明のひとつの実施形態におけるプロファイルライブラリデータを使用した、プロファイルベースのシミュレーションデータストア作成のための操作ステップのフローチャートである。
【図１３】図１３は、本発明のひとつの実施形態におけるテスト格子を使用した、プロファイルベースのシミュレーションデータストア作成のための操作ステップのフローチャートである。
【図１４】図１４は、本発明のひとつの実施形態におけるプロファイルベースのシミュレーションデータストアの現場利用のための操作ステップのフローチャートである。
【図１５】図１５は、本発明のひとつの実施形態におけるプロファイルベースのシミュレーションデータストアのオンライン問合せ利用のための操作ステップのフローチャートである。
【図１６】図１６は、本発明のひとつの実施形態におけるプロファイルベースのシミュレーションデータストアのデータストアフォーマットを示す図である。
【図１７】図１７は、本発明のひとつの実施形態におけるプロファイルベースのシミュレーションデータストアのデータストアフォーマットを示す図である。
【図１８】図１８は、光学的計測CDと電気的CDのマスクCDからの差ΔWの相関関係を示すグラフである。
【図１９】図１９は、CD監視されたまたは、プロファイルの監視なしの場合と比較したときの、全体プロファイル監視された製作プロセスに対する底部CDと特徴側壁角のより小さな差異を示す2つのグラフである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つまたは２つ以上のシミュレーションを利用する集積回路用プロファイルベースのシミュレーションデータストアの作成方法であって、
構造のプロファイル形状と限界寸法を備えるプロファイルデータを含む入力パラメータの選択されたセットを使用して１つまたは２つ以上のデバイスのシミュレーションを行って、前記デバイスのデバイス属性を生成し、
光学的計測シミュレータを使用して、前記プロファイルデータに基づいてシミュレーションによる回折信号を生成し、
前記プロファイルデータ及び対応するシミュレーションによる回折信号、前記１つまたは２つ以上の実行されたシミュレーションを示すシミュレーションタイプ、及びデバイス属性を、対応付けて含むシミュレーションデータストアインスタンスを作成する方法。
【請求項２】
前記入力パラメータの選択されたセットは、プロファイルデータを有するプロファイルライブラリを備える請求項１に記載の方法。
【請求項３】
集積回路用プロファイルベースのシミュレーションデータストアの作成システムであって、
ウェーハ中のテスト格子の測定回折信号を、計算による回折信号とプロファイルデータを対応付けて備えるデータ要素を蓄積した回折信号ライブラリのインスタンス中の前記計算による回折信号と比較し、前記測定回折信号に最も適合するインスタンスを選択するように構成されたプロファイラーアプリケーションサーバと、
１つまたは２つ以上のデバイスのシミュレーションを行い、前記計算による回折信号のライブラリの最も適合するインスタンスに関連するプロファイルデータを利用してデバイス属性を生成するように構成されたデバイスシミュレータと、
前記プロファイルデータ、関連する測定回折信号、前記１つまたは２つ以上の実行されたデバイスシミュレーションを示すシミュレーションタイプ、及び関連するデバイス属性を備えるデータ要素を対応付けて蓄積するシミュレーションデータストアのインスタンスを作成するように構成されたシミュレーションデータストアジェネレータと、を備えるシステム。
【請求項４】
コンピュータに操作を指示することにより、集積回路用プロファイルベースのシミュレーションデータストアを作成するための、コンピュータで実行可能なコードを含むコンピュータ用プログラムであって、前記コンピュータが、
構造のプロファイル形状と限界寸法を備えるプロファイルデータを含む入力パラメータの選択されたセットを使用して１つまたは２つ以上のデバイスのシミュレーションを行って、前記デバイスのデバイス属性を生成し、
光学的計測シミュレータを使用して、前記プロファイルデータに基づいてシミュレーションによる回折信号を生成し、
前記プロファイルデータ及び対応するシミュレーションによる回折信号、前記１つまたは２つ以上の実行されたシミュレーションを示すシミュレーションタイプ、及びデバイス属性を、対応付けて含むシミュレーションデータストアインスタンスを作成するように動作させるプログラム。
【請求項１】
１つまたは２つ以上のシミュレーションを利用する集積回路用プロファイルベースのシミュレーションデータストアの作成方法であって、
構造のプロファイル形状と限界寸法を備えるプロファイルデータを含む入力パラメータの選択されたセットを使用して１つまたは２つ以上のデバイスのシミュレーションを行って、前記デバイスのデバイス属性を生成し、
光学的計測シミュレータを使用して、前記プロファイルデータに基づいてシミュレーションによる回折信号を生成し、
前記プロファイルデータ及び対応するシミュレーションによる回折信号、前記１つまたは２つ以上の実行されたシミュレーションを示すシミュレーションタイプ、及びデバイス属性を、対応付けて含むシミュレーションデータストアインスタンスを作成する方法。
【請求項２】
前記入力パラメータの選択されたセットは、プロファイルデータを有するプロファイルライブラリを備える請求項１に記載の方法。
【請求項３】
集積回路用プロファイルベースのシミュレーションデータストアの作成システムであって、
ウェーハ中のテスト格子の測定回折信号を、計算による回折信号とプロファイルデータを対応付けて備えるデータ要素を蓄積した回折信号ライブラリのインスタンス中の前記計算による回折信号と比較し、前記測定回折信号に最も適合するインスタンスを選択するように構成されたプロファイラーアプリケーションサーバと、
１つまたは２つ以上のデバイスのシミュレーションを行い、前記計算による回折信号のライブラリの最も適合するインスタンスに関連するプロファイルデータを利用してデバイス属性を生成するように構成されたデバイスシミュレータと、
前記プロファイルデータ、関連する測定回折信号、前記１つまたは２つ以上の実行されたデバイスシミュレーションを示すシミュレーションタイプ、及び関連するデバイス属性を備えるデータ要素を対応付けて蓄積するシミュレーションデータストアのインスタンスを作成するように構成されたシミュレーションデータストアジェネレータと、を備えるシステム。
【請求項４】
コンピュータに操作を指示することにより、集積回路用プロファイルベースのシミュレーションデータストアを作成するための、コンピュータで実行可能なコードを含むコンピュータ用プログラムであって、前記コンピュータが、
構造のプロファイル形状と限界寸法を備えるプロファイルデータを含む入力パラメータの選択されたセットを使用して１つまたは２つ以上のデバイスのシミュレーションを行って、前記デバイスのデバイス属性を生成し、
光学的計測シミュレータを使用して、前記プロファイルデータに基づいてシミュレーションによる回折信号を生成し、
前記プロファイルデータ及び対応するシミュレーションによる回折信号、前記１つまたは２つ以上の実行されたシミュレーションを示すシミュレーションタイプ、及びデバイス属性を、対応付けて含むシミュレーションデータストアインスタンスを作成するように動作させるプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００８−２８４１８（Ｐ２００８−２８４１８Ａ）
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２５００２６（Ｐ２００７−２５００２６）
【出願日】平成１９年９月２６日（２００７．９．２６）
【分割の表示】特願２００３−５３３１２（Ｐ２００３−５３３１２）の分割
【原出願日】平成１５年２月２８日（２００３．２．２８）
【出願人】（５０３０８２１４７）ティンバー テクノロジーズ，インコーポレイティド (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２６日（２００７．９．２６）
【分割の表示】特願２００３−５３３１２（Ｐ２００３−５３３１２）の分割
【原出願日】平成１５年２月２８日（２００３．２．２８）
【出願人】（５０３０８２１４７）ティンバー テクノロジーズ，インコーポレイティド (5)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]