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Dokumentenidentifikation DE69933726T2 04.10.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0000947828
Titel Verfahren und Apparat für verbesserte Inspektionsmessungen
Anmelder Infineon Technologies AG, 81669 München, DE;
International Business Machines Corp., Armonk, N.Y., US
Erfinder Gould, Christopher J., Stanfordville, NY 12581, US;
Wheeler, Donald C., Beacon, NY 12508, US
Vertreter Epping Hermann Fischer, Patentanwaltsgesellschaft mbH, 80339 München
DE-Aktenzeichen 69933726
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 31.03.1999
EP-Aktenzeichen 993025576
EP-Offenlegungsdatum 06.10.1999
EP date of grant 25.10.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.10.2007
IPC-Hauptklasse G01N 21/88(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse G03F 7/20(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Diese Offenbarung betrifft Inspektionsmessungen und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vornahme von Inspektionsmessungen mit geringeren Messfehlern während der Herstellung integrierter Schaltkreise.

Um die Qualität von Produkten, zum Beispiel von integrierten Schaltkreisen, zu ermitteln, verwendet man Überlagerungsmetrologie. Insbesondere verwendet man Überlagerungsmetrologie zum Ermitteln der Ausrichtung wesentlicher Merkmale, die zum Beispiel einen IC-Baustein definieren. Eine Fehlausrichtung dieser Merkmale kann elektrische Unterbrechungen oder Kurzschlüsse verursachen, wodurch die Produktfunktionalität zerstört wird. Um die Qualität von Produkten mit integrierten Schaltkreisen (IC) zu sichern, muss die Überlagerungsmetrologie mit hoher Genauigkeit und Präzision erfolgen. Die Überlagerungsgenauigkeit und -präzision beträgt in der Regel etwa 3 % der Mindestgröße der Strukturen oder Merkmale. Ein Merkmal von 150 nm erfordert zum Beispiel eine Überlagerungsgenauigkeit von ±5 nm. Ein zur Messungsunsicherheit wesentlich beitragender Faktor ist die Abhängigkeit von dem gemessenen Merkmal. Bei Schaltkreisbauelementen mit immer kleinerer Integrationsdichte hängt die genaue Messung maßgeblicher Merkmale stark von Instrumenten, wie beispielsweise Präzisionsmikroskopen, und Computeralgorithmen ab. Um einen exakten Messwert über ein Mikroskop zu erhalten, braucht man einen verlässlichen und sinnvollen Computeralgorithmus, IC-Bausteine (Chips) werden auf Halhleitersubstratwafern hergestellt. Die Wafer sind in der Regel rund, während die IC-Chips eine rechteckige Form haben und in einer Gitterform über den Wafer hinweg angeordnet sind. Während der Verarbeitung ist es notwendig, das Gitter von einer Ebene zu dem einer nachfolgenden Ebene zu überwachen und auszurichten, um eine ordnungsgemäße Maskierung und Materialabscheidung zu gewährleisten. Dies ist notwendig, um eine bestimmungsgemäße Chip-Funktionalität zu erreichen.

Um die Ausrichtung von einer Ebene zur nächsten zu überwachen und beizubehalten, werden Merkmale in die Chip-Struktur eingebaut, die mit einem Mikroskop betrachtet werden. Man nennt sie Überlagerungsmessungsstrukturen, und sie bestehen aus einem "Bullet" (Markierungszeichen; auf der Ausrichtungsebene) und einem "Target" (Ziel; der Ebene, auf die ausgerichtet werden soll). Wenden wir uns 1 zu, wo eine Draufsicht auf eine Standardüberlagerungsmetrologiestruktur 10 gezeigt ist. Die Struktur 10 enthält Oberflächenmerkmale wie beispielsweise Gräben oder Plateaus 16 unter der Oberfläche und erhöhte Strukturen 12 über der Oberfläche. Jedes Merkmal hat Kanten 1a, die dafür verwendet werden können, Abmessungen zwischen den Merkmalen zu Inspektionszwecken zu messen. Das veranschaulichende Beispiel von 1 zeigt eine Struktur 12 als ein Bullet und eine Grabenstruktur 16 als ein Target. Zur weiteren Veranschaulichung der Struktur 10 ist in 2 eine Querschnittsansicht gezeigt.

Um zwischen Kanten 14 und somit Markierungsmittelachsen zu unterscheiden, wird in der Regel ein optisches Mikroskop, ein Rasterelektronenmikroskop oder ein Atommikroskop verwendet, wobei reflektiertes Licht oder Elektronen durch einen Fotosensor oder ein elektronenempfindliches Sauelement aufgezeichnet werden und ein Intensitätsprofil der Struktur erstellt wird (oder im Fall der Atommikroskopie werden Tasterauslenkungen zur Erstellung des Intensitätsprofils verwendet). 3 zeigt ein Beispiel eines Intensitätsprofils über die Bullets und Targets hinweg in einer Richtung (x oder y) über die Struktur 10 hinweg (1 und 2). Aufgabe der Messung in diesem Beispiel ist es, eine Entfernung zwischen den Mittelachsen der Bullet- und Target-Zeichen zu ermitteln und somit die resultierende Vektor-Nichtübereinstimmung zwischen den Ausrichtungsebenen (Bullet zu Target) zu ermitteln.

Das Intensitätsprofil zeigt Kanten 14 als eine Änderung der Intensität an. Zum Beispiel zeigen abschüssige Kurven 18, 20, 22 und 24 Kanten 14 für Strukturen 12 (Bullet) an, und abschüssige Kurven 26, 28, 30 und 32 zeigen Kanten 14 für Grabenstrukturen 16 (Target) an. Kanten sind mathematisch als die Inflexionspunkte oder das Maximum oder Minimum von einer ersten Ableitung definiert, die anhand des Strukturintensitätsprofils berechnet werden. Ein Mittenabstand zwischen Kantenpaaren des Bullet, abschüssige Kurven 18 und 24, wird mit einem Mittenabstand zwischen Kantenpaaren des Ziels, abschüssige Kurven 26 und 32, verglichen, um einen Nichtübereinstimmungswert in der x- oder y-Richtung zu erhalten. Für diese Kantenpaare kann die Nichtübereinstimmung definiert werden als: CLBullet_außen – CLTarget_außen

Wenn verschiedene Kantenpaare des Bullets und des Targets verglichen werden, zum Beispiel die abschüssigen Kurven 20 und 22 relativ zu 28 und 32, so kann ein geringfügig anderer Nichtübereinstimmungswert das Resultat sein, so dass: CLBullet_außen – CLTarget_außen ≠ CLBullet_innen – CLTarget_innen

Das oben beschriebene Verfahren hat Nachteile, wenn asymmetrische Signale vorliegen. Wenn ein anderes Kantenpaar verwendet wird, um die Mittelachsen zu bestimmen, so kann eine andere Position das Resultat sein, Der Grund dafür ist die Kantenschrägenvariation des Intensitätsprofilsignals. Das Intensitätsprofil ist niemals vollkommen symmetrisch, was bedeutet, dass die Schrägen der Kanten zwischen den Kanten und Gruppen von Kantenpaaren geringfügig verschieden sind. Dieser Fehler ist unter der Bezeichnung "Mittelachsenverschiebung" bekannt und wurde in der Größenordnung von 10 nm &sgr; festgestellt.

Die europäische Patentanmeldung EP 0444450 A1 offenbart ein Beispiel eines bekannten Verfahrens, das die Verwendung von Verifizierungsmarken beinhaltet, um zu versuchen, die Oberfläche eines Wafers und eine Schicht eines Fotoresist aufeinander auszurichten.

Die Erfindung, die in dem unabhängigen Verfahrensanspruch 1 definiert ist, will ein Verfahren zum Verringern von Messungsunsicherheit in Inspektionssystemen, die mit Intensitätsprofilen arbeiten, bereitstellen. Die Erfindung will des Weiteren ein Verfahren zum Verringern von Kantenschrägenvariationen in Intensitätsprofilen bereitstellen, um für Halbleiterwafer Mittelpunkte besser zu definieren und Nichtübereinstimmungen exakter festzustellen.

Bei einem Verfahren zum Verringern von Messfehlern kann der Schritt des Erstellens eines Intensitätsprofils des Weiteren die Schritte des Bereitstellens einer Energiequelle zum Bestrahlen des Oberflächenmerkmals und des Erfassens von Intensitätsdaten durch Messen der Intensität reflektierter Strahlung von dem Oberflächenmerkmal enthalten. Der Schritt des Erstellens eines Intensitätsprofils kann des weiteren die Schritte des Abtastens des Oberflächenmerkmals zum Ermitteln von Intensitätsunterschieden und des Erfassens von Intensitätsdaten über das Oberflächenmerkmal hinweg enthalten. Es kann der Schritt des Verwendens von Schwerpunktstellen und Intensitätsprofilbereichen von zwei oder mehr Oberflächenmerkmalen zum Beurteilen einer Messungsqualität enthalten sein. Es kann der Schritt des Einstellens eines Fokus', um ein besser definiertes Intensitätsprofil zu erhalten, wodurch ein kleinerer Messfehler entsteht enthalten sein. Der Schritt des Berechnens von Bereichen kann des Weiteren einen iterativen numerischen Integrationsalgorithmus enthalten.

Bei alternativen Verfahren zum Verringern von Messungsunsicherheit für Referenzstellen zwischen Verfahrensschritten kann der Schritt des Erstellens eines Intensitätsprofils des Weiteren die Schritte des Bereitstellens einer Energiequelle zum Bestrahlen der Merkmale und des Erfassens von Intensitätsdaten durch Messen der Intensität reflektierter Strahlung von den Merkmalen enthalten. Der Schritt des Erstellens eines Intensitätsprofils kann des Weiteren die Schritte des Abtastens des Oberflächenmerkmals zum Ermitteln von Intensitätsunterschieden und des Erfassens von Intensitätsdaten über das Oberflächenmerkmal hinweg enthalten. Es kann der Schritt des Verwendens von Schwerpunktstellen und Intensitätsprofilbereichen von zwei oder mehr Oberflächenmerkmalen zum Beurteilen einer Messungsqualität enthalten sein. Das Verfahren kann des Weiteren den Schritt des Einstellens eines Fokus' enthalten, um ein besser definiertes Intensitätsprofil zu erhalten, wodurch ein kleinerer Messfehler entsteht. Der Schritt des Berechnens des Bereichs kann des Weiteren einen iterativen numerischen Integrationsalgorithmus enthalten. Die erste und die zweite Referenzstelle können Mittelachsen zwischen jeder Gruppe von Merkmalen sein. Die erste und die zweite Referenzstelle kennen Punkte zwischen jeder Gruppe von Merkmalen sein. Die erste Gruppe von Merkmalen kann im Wesentlichen symmetrisch um einen ersten Mittelpunkt herum angeordnet sein, und die zweite Gruppe von Merkmalen kann im Wesentlichen symmetrisch um einen zweiten Mittelpunkt herum angeordnet sein, und das Verfahren kann des Weiteren den Schritt des Messens der Nichtübereinstimmung zwischen dem ersten und dem zweiten Punkt enthalten.

Das in Anspruch 10 definierte Intensitätsmessgerät der Erfindung kann eine Energiequelle zum Bestrahlen der Oberflächenmerkmale und zum Erfassen von Intensitätsdaten durch Messen der Intensität reflektierter Strahlung von den Oberflächenmerkmalen enthalten. Das Berechnungsmittel kann einen Prozessor enthalten. Die Oberflächenmerkmale können auf einem Halbleiterwafer angeordnet sein. Die Messvorrichtung kann ein optisches Mikroskop enthalten. Das Intensitätsmessgerät kann einen Fotosensor enthalten. Die Messvorrichtung kann ein Rasterelektronenmikroskop enthalten. Das Intensitätsmessgerät kann einen Elektranensensor enthalten. Die Messvorrichtung kann ein Atommikroskop sein.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Verringern von Messungsunsicherheit für Referenzstellen zwischen Verfahrensschritten bereitgestellt, das die folgenden Schritte umfasst: Erstellen eines Intensitätsprofils für eine erste Gruppe von Merkmalen eines ersten Verfahrensschrittes und für eine zweite Gruppe von Merkmalen eines zweiten Verfahrensschrittes; Berechnen von Bereichen für Regionen des Intensitätsprofils, die durch Intensitätsdaten der Merkmale und eine Schwellenintensität auf dem Intensitätsprofil eingegrenzt sind; Bestimmen einer Schwerpunktstelle für die Regionen aus den Bereichen oder anhand der Bereiche, die in dem vorangegangenen Schritt berechnet wurden; Vergleichen von Schwerpunktstellen aus der ersten Gruppe von Merkmalen zum Bestimmen einer ersten Referenzstelle; Vergleichen von Schwerpunktstellen aus der zweiten Gruppe von Merkmalen zum Bestimmen einer zweiten Referenzstelle; Auswerten eines Unterschieds zwischen der ersten und der zweiten Referenzstelle zum Bestimmen einer Nichtübereinstimmung zwischen der ersten Gruppe von Merkmalen und der zweiten Gruppe von Merkmalen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Verringern von Messfehlern bereitgestellt, die ein Intensitätsmessgerät umfasst, das dafür geeignet ist, Intensitätsunterschiede von Oberflächenmerkmalen zu messen, und die einen Speicher zum Speichern von Intensitätsdaten als eine Funktion der Position der Oberflächenmerkmale zum Erstellen eines Intensitätsprofils umfasst; wobei sie Folgendes umfasst: ein Mittel, das dafür geeignet ist, Bereiche für Regionen des Intensitätsprofils zu berechnen, die durch Intensitätsdaten der Merkmale und eine Schwellenintensität auf dem Intensitätsprofil eingegrenzt sind; ein Mittel, das dafür geeignet ist, eine Schwerpunktstelle für die Regionen aus den errechneten Bereichen oder anhand der errechneten Bereiche für Regionen des Intensitätsprofils, die durch Intensitätsdaten der Merkmale und eine Schwellenintensität auf dem Intensitätsprofil eingegrenzt sind, zu bestimmen; ein Mittel, das dafür geeignet ist, Schwerpunktstellen aus der ersten Gruppe von Merkmale zu vergleichen, um eine erste Referenzstelle zu bestimmen; ein Mittel, das dafür geeignet ist, Schwerpunktstellen aus der zweiten Gruppe von Merkmalen zu vergleichen, um eine zweite Referenzstelle zu bestimmen; ein Mittel, das dafür geeignet ist, einen Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Referenzstelle auszuwerten, um eine Nichtübereinstimmung zwischen der ersten und der zweiten Gruppe von Merkmalen zu bestimmen.

Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung und zum Aufzeigen, wie sie in die Tat umgesetzt werden kann, wird nun beispielhaft auf die begleitenden Zeichnungen eingegangen, in denen Folgendes zu sehen ist:

1 ist eine Draufsicht auf eine zu messende Struktur.

2 ist eine Querschnittsansicht der Struktur von 1.

3 ist ein Diagramm eines Intensitätsprofils, das durch Detektion von reflektiertem Licht oder Elektronen über die Struktur von 1 hinweg erstellt wird.

4 ist ein weiteres Diagramm eines Intensitätsprofils von Grabenstrukturen, wie sie in 1 und 2 gezeigt sind.

5 ist ein Diagramm des Intensitätsprofils von 4, das Bereichsberechnungsgrenzen zeigt.

6 ist ein Diagramm des Intensitätsprofils von 4, das Schwerpunktstellen zeigt.

7 ist ein Diagramm des Intensitätsprofils von 4, das eine Mittelachse zeigt, die unter Verwendung der Schwerpunktstellen von 6 bestimmt wurde.

8 ist eine Draufsicht auf die in 1 gezeigte Struktur mit Mittelachsen und Referenzpunkten gemäß der vorliegenden Erfindung,

9 ist ein Blockschaubild einer Messvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Die vorliegende Erfindung betrifft Inspektionsmessungen und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vornahme von Inspektionsmessungen mit geringeren Messfehlern. Ein Verfahren zum Verringern von Messungsunsicherheit für Inspektionssysteme, das mit Intensitätsprofilen arbeitet, enthält das Bestimmen eines Schwerpunktes für eine Region des Intensitätsprofils. Intensitätsdaten, die durch Abtasten einer Waferoberfläche aufgezeichnet werden, werden aufgezeichnet und in Diagrammform dargestellt. Die Region unterhalb einer Intensitätsschwelle wird ausgewählt, und der Bereich und der Schwerpunkt für die Region werden berechnet. Der Schwerpunkt für jede Region wird dann zum Bestimmen von Markierungsmittelachsen verwendet. Auf der Grundlage des Schwerpunktkonzeptes werden die Kantenschrägenvariationen ausgemittelt und dadurch praktisch verringert. In dem folgenden veranschaulichenden Beispiel der vorliegenden Erfindung wird auf die Zeichnungen auf der Grundlage eines kartesischen Koordinatensystems Bezug genommen. Das Koordinatensystem ist durch eine x-, eine y- und eine z-Richtung definiert, die willkürlich zugewiesen wurden, und dem Fachmann ist klar, dass diese Bezeichnungen gegeneinander austauschbar sind.

Gehen wir nun genauer auf die Zeichnungen ein, in denen gleiche Bezugszahlen in den verschiedenen Ansichten ähnliche oder identische Elemente bezeichnen. 4 ist ein Intensitätsprofil einer Abtastung von Resiststrukturen 12 und Grabenstrukturen 16 der 1 und 2. Kantenschrägen 60 bis 67 zeigen Variationen entlang jeder Kantenschrägenkurve. Kantenschrägenkurven bezeichnen eine Änderung der Intensität infolge von Oberflächenmerkmalen. Die Intensitätsänderung wird relativ zu einer Ausgangs- oder Schwellenintensität 68 beurteilt.

Wenden wir uns 5 zu, wo Regionen 70 bis 73 durch Kantenschrägen 60 bis 67 begrenzt sind. Die Regionen 70 bis 73 werden umschlossen, indem man die Schwelle 68 über jede Region hinweg verlängert (durchbrochene Linie). Da das Intensitätsprofil in (kartesischen) x- (oder y-) und z-Koordinaten aufgetragen ist oder in solche umgewandelt werden kann, wird eine Technik gemäß der Erfindung verwendet, um einen Bereich für die Regionen 70 bis 73 zu berechnen. Bei einer Ausführungsform wird eine iterative numerische Integration verwendet, zum Beispiel das Newtonsche Verfahren, wie es dem Fachmann bekannt ist. Bei anderen Verfahren kann ein Bereich nach einer Trapezoid-Regel berechnet werden, die dem Fachmann ebenfalls bekannt ist. In einem allgemeinen Fall kann der Bereich A folgendermaßen berechnet werden:

wobei a und b Grenzen entlang einer gewählten Bezugslinie und Schwelle auf dem Profil sind, wie veranschaulichend für die Region 70 in 5 angedeutet, und F(x) eine Funktion ist, die einen Wert der Ordinate (in diesem Fall den z-Wert) an einer Grenze der Region des Intensitätsprofils ergibt, wenn ein Abszissenwert (x- oder y-Wert) bereitgestellt wird. Die gewählte Bezugslinie ist ein Referenzpunkt für die gemessene Intensität und ist vorzugsweise ungefähr 0. Die Schwelle wird ebenfalls als ein Sollwert der maximalen Intensität gewählt. Die Schwelle wird bei einer Ausführungsform so gewählt, dass sie etwa 90 der maximalen Intensitätsabgabe von einer Energiequelle beträgt. Andere Schwellenwerte kommen je nach Anwendung ebenfalls in Betracht. Die Schwellenwerte können so gewählt werden, dass sie die Leistungsfähigkeit der Erfindung optimieren. Zum Beispiel können die Schwellenwerte entsprechend vom Benutzer vorgegebenen Einstellungen gewählt werden, um die gewünschte Region, über die hinweg integriert werden soll, zu definieren, um optimale Ergebnisse für bestimmte Anwendungen hervorzubringen. Das Intensitätsprofil wird zwischen der Bezugslinie und der Schwelle erstellt, die entsprechend vorgegebenen Kriterien gewählt werden kann.

Wenden wir uns 6 zu. Die Bereiche für die Regionen 70 bis 73 werden wie oben berechnet und werden zur Bestimmung des Wertes eines Schwerpunktes für jede Region verwendet. Der Schwerpunkt für jede Region wird folgendermaßen berechnet. In kartesischen Koordinaten können die x- (oder y-) und z-Komponenten des Schwerpunktes, die als x' (oder y') und z' bezeichnet sind, gemäß den folgenden Gleichungen berechnet werden:

wobei A der Bereich der Region R ist und x und z die jeweiligen Koordinaten jedes differenziellen Bereichsteils dA sind. Die Schwerpunktkoordinaten können zum Bestimmen einer Mittelachsenverschiebung für jede Region zu messdiagnostischen Zwecken verwendet werden. Obgleich kartesische Koordinaten gezeigt sind, kommen auch andere Koordinatensysteme in Betracht. Die z-Komponente des Schwerpunktes, z=, kann ebenfalls wie oben berechnet werden und zum Bestimmen der Messqualität, wie weiter unten beschrieben, verwendet werden.

Die Schwerpunkte 80 bis 83 können zum Darstellen der Position der Merkmale in dem Intensitätsprofil verwendet werden. Auf diese Weise werden die Variationen der Kantenschrägendaten minimiert, und man erhält einen besseren Bezugspunkt.

Wenden wir uns 7 zu, wo die Schwerpunktpositionen 80 bis 83 verglichen werden, um eine erste Markierungsmittelachse CL1 auf der Grundlage der Schwerpunkte des Targets (in diesem Beispiel die Schwerpunktpositionen 81 und 82) zu bestimmen. Es kann eine zweite Markierungsmittelachse CL2 auf der Grundlage der Schwerpunkte des Bullets (in diesem Beispiel die Schwerpunktpositionen 81 und 82) berechnet werden. CL1 und CL2 können direkt verglichen werden oder mit anderen Bezugspunkten kombiniert werden, um eine Nichtübereinstimmung zwischen Merkmalen oder Merkmalstrukturen zu ermitteln.

Wenden wir uns 8 zu. Die erste und die zweite Markierungsmittelachse CL1 bzw. CL2 können entlang einer anderen Symmetrieachse so erzeugt werden, dass sie sich an einer ersten Markierungsmitte C1 schneiden, und die zweite Markierungsmittelachse CL2 kann so erzeugt werden, dass sie an einer äußeren Markierungsmitte C2 überschneidet. Die erste und die zweite Markierungsmitte C1 bzw. C2 werden dann verglichen, um den Betrag der Überlagerungsnichtübereinstimmung zu ermitteln (Bullet relativ zum Target, d. h. C2 zu C1). Eine genauere Markierungsmittenposition kann man unter Verwendung des Schwerpunktes erhalten, der für jede Region berechnet wurde. Auf diese Weise werden die Kantenschrägenvariationen vermieden. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung gestattet die Durchführung einer Einzelmittenbestimmung, ohne auf eine konstante Schwelle beschränkt zu sein, mit der Fähigkeit, eine Bezugslinie und eine Schwelle auszuwählen und Mittelachsen anhand von Markierungsschwerpunkten zu berechnen. Mittelachsenverschiebungsfehler, die bei herkömmlichen Verfahren entstehen, können auf weniger als 1 nm verringert werden.

Wenden wir uns 9 zu. Eine Messvorrichtung 100 enthält ein Mikroskop 102, wie zum Beispiel Rasterelektronenmikroskop, ein optisches Mikroskop oder ein Atommikroskop, mit einem Objektträger 104 zum Positionieren einer zu messenden Struktur 106. Eine Energiequelle 108 bestrahlt die Struktur 106. Ein lichtempfindliches Bauelement oder ein elektronenempfindliches Bauelement 109 fängt reflektierte Intensitäten auf und speichert die Daten in einer Speichervorrichtung 110. Alternativ können Auslenkungen eines (nicht gezeigten) Tasters verwendet werden, um Intensitätsprofile zu erstellen, und die Auslenkungsdaten können in einer Speichervorrichtung 110 gespeichert werden. Ein Prozessor 112 dient der Durchführung von Berechnungen an den Daten gemäß der vorliegenden Erfindung. Außerdem kann ein Monitor 114 zur Echtzeitbetrachtung von Strukturen 106 während des Betriebes enthalten sein.

Der Schwerpunkt jeder Region kann optimiert werden, indem die Werkzeuge auf die Messvorrichtung abgestimmt werden. Zum Beispiel kann ein Signalvergleich mittels Abtasten durch den Fokus ausgeführt werden. Für das Intensitätsprofil können symmetrischere Signale erhalten werden, wenn zum Beispiel ein Wafer auf den Objektträger 104 gelegt wird und – gemäß Bestimmung durch den Fokus des Mikroskops 102 – außerhalb einer Isofokalebene bewegt wird. Auf diese Weise kann ein besserer Fokus von Oberflächenmerkmalen erhalten werden. Dies erreicht man, wenn der Objektträger 144 in der z-Richtung abtasten kann. Dieses Verfahren ist iterativ. Es wird eine erste Messung vorgenommen. Dann wird eine Justierung an einer Fokussteuerung 1i6 (9) vorgenommen, um den Fokus des Mikroskops 102 zu ändern. Es wird eine zweite Messung vorgenommen, und die Qualität wird anhand der ersten Messung beurteilt. Wenn eine Verbesserung vorhanden ist, so werden weitere Iterationen vorgenommen, um die Messung weiter zu verfeinern. Wenn es keine Verbesserung gibt, so können weitere Justierungen vorgenommen werden, um die Qualität der Messung zu verbessern. Ein Kriterium zum Bestimmen der Qualität der Messung ist, z' wie oben beschrieben zu berechnen. z' ist die z-Komponente des Schwerpunktes und wird durch "H" in 6 angedeutet. H1 und H2 werden für zwei Bullets, oder alternativ für zwei Targets, bestimmt und werden relativ zur Bezugslinie gemessen. Je näher die Werte von H1 und H2 beieinander liegen, desto besser ist die Qualität der Messung, was daran liegt, dass aus den Bereichen der Regionen und den Werten von H1 und H2 Symmetrie gefolgert wird. Es wird eine Übereinstimmungsmessung vorgenommen, nachdem die verbesserte Messung erhalten wurde. Bei weiteren bevorzugten Verfahren kann der Schwerpunkt durch Berechnen einer optimalen Schwerpunktstelle auf eine optimale Position eingestellt werden, und kann gemäß dem oben beschriebenen Qualitätsbestimmungsverfahren justiert werden. D. h. je näher die Werte von H1 und H2 beieinander liegen, desto besser ist die Qualität der Messung.

Nachdem nun veranschaulichende Ausführungsformen zum Verringern von Messfehlern für Inspektionsmessungen beschrieben wurden (die nur der Veranschaulichung dienen und keine Einschränkung darstellen), wird angemerkt, dass durch einen Fachmann vor dem Hintergrund der obigen Lehren Modifikationen und Variationen vorgenommen werden können. Nachdem somit die Erfindung eingehend beschrieben wurde, wird nun das, was beansprucht wird und geschützt werden soll, in den angehängten Ansprüchen dargelegt.


Anspruch[de]
Verfahren zum Verringern von Messungsungewissheit für Referenzstellen zwischen Verfahrensschritten, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst:

Erstellen eines Intensitätsprofils für eine erste Gruppe von Merkmalen (16) eines ersten Verfahrensschrittes und für eine zweite Gruppe von Merkmalen (12) eines zweiten Verfahrensschrittes;

Berechnen von Bereichen für Regionen (70, 71, 72, 73) des Intensitätsprofils, die durch Intensitätsdaten der Merkmale und eine Schwellenintensität (68) auf dem Intensitätsprofil eingegrenzt sind;

Bestimmen einer Schwerpunktstelle (80, 81, 82, 83) für die Regionen (70, 71, 72, 73) aus den Bereichen oder anhand der Bereiche, die in dem vorangegangenen Schritt berechnet wurden;

Vergleichen von Schwerpunktstellen (81, 82) aus der ersten Gruppe von Merkmalen (16) zum Bestimmen einer ersten Referenzstelle (CL1);

Vergleichen von Schwerpunktstellen (80, 83) aus der zweiten Gruppe von Merkmalen (12) zum Bestimmen einer zweiten Referenzstelle (CL2);

Auswerten eines Unterschieds zwischen der ersten und der zweiten Referenzstelle (CL1, CL2) zum Bestimmen einer Nichtübereinstimmung zwischen der ersten Gruppe von Merkmalen und der zweiten Gruppe von Merkmalen.
Verfahren zum Verringern von Messungsungewissheit für Referenzstellen zwischen Verfahrensschritten nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Erstellens eines Intensitätsprofils des Weiteren folgende Schritte umfasst:

Bereitstellen einer Energiequelle zum Bestrahlen der Merkmale; und

Erfassen von Intensitätsdaten durch Messen der Intensität von reflektierter Strahlung von den Merkmalen.
Verfahren zum Verringern von Messungsungewissheit für Referenzstellen zwischen Verfahrensschritten nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste und die zweite Referenzstelle (CL1, CL2) Mittelachsen zwischen jeder Gruppe von Merkmalen sind. Verfahren zum Verringern von Messungsungewissheit für Referenzstellen zwischen Verfahrensschritten nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste und die zweite Referenzstelle (CL1, CL2) Punkte zwischen jeder Gruppe von Merkmalen sind. Verfahren zum Verringern von Messungsungewissheit für Referenzstellen zwischen Verfahrensschritten nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste Gruppe von Merkmalen (16) im Wesentlichen symmetrisch um einen ersten Mittelpunkt herum angeordnet sind und die zweite Gruppe von Merkmalen (12) im Wesentlichen symmetrisch um einen zweiten Mittelpunkt herum angeordnet sind, und das des Weiteren den Schritt des Messens der Nichtübereinstimmung zwischen dem ersten und dem zweiten Punkt enthält. Verfahren zum Verringern von Messungsungewissheit für Referenzstellen zwischen Verfahrensschritten nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Erstellens eines Intensitätsprofils des Weiteren folgende Schritte umfasst:

Abtasten des Merkmals, um Intensitätsunterschiede zu ermitteln; und

Erfassen von Intensitätsdaten von Merkmalen.
Verfahren zum Verringern von Messungsungewissheit für Referenzstellen zwischen Verfahrensschritten nach einem der vorangehenden Ansprüche, das des Weiteren den Schritt des Einstellens eines Fokus' umfasst, um ein besser definiertes Intensitätsprofil zu erhalten, wodurch ein kleinerer Messfehler entsteht. Verfahren zum Verringern von Messungsungewissheit für Referenzstellen zwischen Verfahrensschritten nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Berechnens von Bereichen des Weiteren einen iterativen numerischen Integrationsalgorithmus enthält. Verfahren zum Verringern von Messungsungewissheit für Referenzstellen zwischen Verfahrensschritten nach einem der vorangehenden Ansprüche, das des Weiteren den Schritt des Verwendens von Schwerpunktstellen (80, 81, 82, 83) und von Intensitätsprofilbereichen von zwei oder mehr Merkmalen umfasst, um eine Messungsqualität zu beurteilen. Vorrichtung zum Verringern von Messfehlern, umfassend:

ein Intensitätsmessgerät, das dafür geeignet ist, Intensitätsunterschiede von Oberflächenmerkmalen zu messen, und das einen Speicher zum Speichern von Intensitätsdaten als eine Funktion der Position der Oberflächenmerkmale zum Erstellen eines Intensitätsprofils umfasst;

dadurch gekennzeichnet, dass es Folgendes umfasst:

ein Mittel, das dafür geeignet ist, Bereiche für Regionen des Intensitätsprofils zu berechnen, die durch Intensitätsdaten der Merkmale und eine Schwellenintensität auf dem Intensitätsprofil eingegrenzt sind;

ein Mittel, das dafür geeignet ist, eine Schwerpunktstelle (80, 81, 82, 83) für die Regionen (70, 71, 72, 73) aus den errechneten Bereichen oder anhand der errechneten Bereiche für Regionen des Intensitätsprofils, die durch Intensitätsdaten der Merkmale und eine Schwellenintensität auf dem Intensitätsprofil eingegrenzt sind, zu bestimmen;

ein Mittel, das dafür geeignet ist, Schwerpunktstellen (81, 82) aus der ersten Gruppe von Merkmalen (16) zu vergleichen, um eine erste Referenzstelle (CL1) zu bestimmen;

ein Mittel, das dafür geeignet ist, Schwerpunktstellen (80, 83) aus der zweiten Gruppe von Merkmalen (12) zu vergleichen, um eine zweite Referenzstelle (CL2) zu bestimmen;

ein Mittel, das dafür geeignet ist, einen Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Referenzstelle (CL1, CL2) auszuwerten, um eine Nichtübereinstimmung zwischen der ersten Gruppe von Merkmalen und der zweiten Gruppe von Merkmalen zu bestimmen.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Intensitätsmessgerät eine Energiequelle enthält, die dafür geeignet ist, die Oberflächenmerkmale zu bestrahlen und Intensitätsdaten durch Messen der Intensität von reflektierter Strahlung von den Oberflächenmerkmalen zu erfassen.






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