DE102004004857A1 - Method for characterising regular electronic structure formed in chip by electromagnetically irradiating chip region containing structure elements, picking-up measuring signature of surface radiation and approximating model parameters - Google Patents

Method for characterising regular electronic structure formed in chip by electromagnetically irradiating chip region containing structure elements, picking-up measuring signature of surface radiation and approximating model parameters Download PDF

Info

Publication number
DE102004004857A1
DE102004004857A1 DE200410004857 DE102004004857A DE102004004857A1 DE 102004004857 A1 DE102004004857 A1 DE 102004004857A1 DE 200410004857 DE200410004857 DE 200410004857 DE 102004004857 A DE102004004857 A DE 102004004857A DE 102004004857 A1 DE102004004857 A1 DE 102004004857A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
signature
model
carrier substrate
radiation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE200410004857
Other languages
German (de)
Inventor
Pierre-Yves Guittet
Ulrich Dr. Mantz
Peter Dr. Weidner
Silke Sommerkorn
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qimonda AG
Original Assignee
Infineon Technologies AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Infineon Technologies AG filed Critical Infineon Technologies AG
Priority to DE200410004857 priority Critical patent/DE102004004857A1/en
Publication of DE102004004857A1 publication Critical patent/DE102004004857A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/21—Polarisation-affecting properties
    • G01N21/211—Ellipsometry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/21—Polarisation-affecting properties
    • G01N21/211—Ellipsometry
    • G01N2021/213—Spectrometric ellipsometry

Abstract

Characterising method contains steps of irradiating chip region, containing structure elements, with electromagnetic radiation of wavelength greater than lateral structure size of structure elements and picking-up measuring signature of radiation reflected on chip. Signature, computed using layer model, is approximated to measuring signature by variation of model parameter(s). Layer model reproduces optical layer condition of chip and varied model parameter characterises structure. Independent claims are included for use of method.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Charakterisieren einer in einem Trägersubstrat ausgebildeten regelmäßigen Struktur.The The present invention relates to a method for characterizing one in a carrier substrate trained regular structure.

Die Elektronik wird heutzutage von mikroelektronischen Halbleiterbauelementen mit integrierten Schaltkreisen dominiert. Solche integrierten Schaltkreise bestehen aus einer komplexen Anordnung elektronischer Strukturen, welche auf einem als Chip bezeichneten Halbleitersubstrat miteinander verschaltet sind. Die gemeinsame Herstellung von Chips auf einer Halbleiterscheibe, im folgenden als Halbleiterwafer bezeichnet, ist charakterisiert durch eine große Anzahl von aufeinanderfolgenden unterschiedlichen Prozessschritten.The Electronics today are becoming microelectronic semiconductor devices dominated by integrated circuits. Such integrated circuits consist of a complex arrangement of electronic structures, which interconnects on a semiconductor substrate designated as a chip are. The joint production of chips on a semiconductor wafer, hereinafter referred to as semiconductor wafer is characterized through a big one Number of consecutive different process steps.

Eine der Hauptanforderungen der Halbleiterindustrie stellt die stetige Leistungssteigerung durch immer schnellere Schaltkreise dar, welche verknüpft ist mit einer Verkleinerung der elektronischen Strukturen. Infolgedessen steigen die Anforderungen an die Genauigkeit und die Zuverlässigkeit der eingesetzten Herstellungsprozesse.A the main requirements of the semiconductor industry represents the steady Increased performance through ever faster circuits, which is linked with a reduction of electronic structures. Consequently the demands on accuracy and reliability increase the manufacturing processes used.

Gleichzeitig ist man auf exakte Kontrollverfahren zum Überwachen der Herstellungsprozesse angewiesen. Hierbei kommen insbesondere Verfahren zum Charakterisieren von in den Halbleiterwafern ausgebildeten regelmäßigen Strukturen zwischen einzelnen Prozessschritten eine große Bedeutung zu, um unerwünschte Abweichungen von Strukturgrößen bzw. Defekte in den Strukturen, welche von fehlerhaften Herstellungsprozessen herrühren und die Funktionsfähigkeit eines Chips beeinträchtigen können, aufzufinden.simultaneously one relies on exact control procedures to supervise the manufacturing processes. In particular, methods for characterizing in formed the semiconductor wafers regular structures between each Process steps a big one Importance to unwanted Deviations from structure sizes or Defects in the structures resulting from defective manufacturing processes resulting and the functionality of a chip.

Zum Charakterisieren von Strukturen in der Halbleiterfertigung werden üblicherweise Rasterelektronenmikroskope einge setzt. Da Rasterelektronenmikroskope eine aufwändige Handhabung und sehr lange Messzeiten erfordern, lassen sich nur wenige Bereiche eines Halbleiterwafers untersuchen, so dass die Messungen nicht repräsentativ sind. Infolgedessen werden Prozessfehler und deren Ursachen gegebenenfalls erst sehr spät erkannt.To the Characterizing structures in semiconductor fabrication usually become Scanning electron microscopes is set. Since scanning electron microscopes an elaborate one Handling and very long measuring times require, can only be examine a few areas of a semiconductor wafer, so that the Measurements not representative are. As a result, process errors and their causes may be affected very late recognized.

Darüber hinaus lassen sich mithilfe eines Rasterelektronenmikroskops Strukturinformationen nur topographisch von der unmittelbaren oder nahen Oberfläche gewinnen. Zum Bestimmen von lateralen Strukturdimensionen in der Tiefe vergrabener Strukturen ist es erforderlich, die Oberfläche des Halbleiterwafers mithilfe von CMP-Verfahren (chemisch-mechanisches Polieren) bis zu einer gewünschten Tiefe abzutragen, eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme anzufertigen und diese beiden Schritte gegebenenfalls mehrfach zu wiederholen. Um Tiefendimensionen von Strukturen zu erfassen, wird der Halbleiterwafer aufgebrochen und eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme der Bruchkante angefertigt. Bei diesen beiden Verfahren wird somit ein bereits prozessierter-Halbleiterwafer zerstört, wodurch die Verfahren lediglich zur Offline-Messung von nur einem kleinen Teil der Halbleiterwafer geeignet sind.Furthermore Structure information can only be obtained using a scanning electron microscope topographically from the immediate or near surface gain. For determining lateral structure dimensions buried in the depth Structures it is necessary to use the surface of the semiconductor wafer from CMP (chemical mechanical polishing) to one desired To remove depth, to make a scanning electron micrograph and if necessary repeat these two steps several times. To detect depth dimensions of structures, the semiconductor wafer becomes broken up and a scanning electron micrograph of the Fracture edge made. In these two methods is thus a already processed semiconductor wafers destroyed, making the methods only for offline measurement of only one small part of the semiconductor wafer are suitable.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren bereitzustellen, mit dessen Hilfe ein einfaches, schnelles und zerstörungsfreies Charakterisieren einer in einem Trägersubstrat ausgebildeten regelmäßigen Struktur ermöglicht wird.The Object of the present invention is to provide an improved To provide a method by which a simple, fast and non-destructive Characterizing a formed in a carrier substrate regular structure is made possible.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.These The object is achieved by a method according to claim 1. Further advantageous embodiments are in the dependent claims specified.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Charakterisieren einer in einem Trägersubstrat ausgebildeten regelmäßigen Struktur vorgeschlagen, bei welchem in einem ersten Verfahrensschritt ein Strukturelemente enthaltender Bereich des Trägersubstrats mit einer elektromagnetischen Strahlung, deren Wellenlänge wesentlich größer ist als eine laterale Strukturgröße der Strukturelemente, bestrahlt wird, in einem zweiten Verfahrensschritt eine Messsignatur der an dem Trägersubstrat reflektierten Strahlung aufgenommen wird und in einem dritten Verfahrensschritt eine anhand eines Schichtenmodells berechnete Signatur an die Messsignatur durch Variation wenigstens eines Modellparameters angenähert wird, wobei das Schichtenmodell das durch die im Trägersubstrat ausgebildete regelmäßige Struktur hervorgerufene optische Schichtverhalten des Trägersubstrats wiedergibt und der variierte Modellparameter die Struktur kennzeichnet.According to the invention is a A method of characterizing a regular structure formed in a carrier substrate proposed, in which in a first step a Area containing structural elements of the carrier substrate with an electromagnetic Radiation whose wavelength is much larger as a lateral structure size of the structural elements, is irradiated, in a second process step, a measurement signature of on the carrier substrate reflected radiation is received and in a third process step a signature calculated on the basis of a layer model to the measurement signature is approximated by varying at least one model parameter, wherein the layered model caused by the regular structure formed in the carrier substrate optical layer behavior of the carrier substrate and the varied model parameter characterizes the structure.

Da die Wellenlänge der eingesetzten elektromagnetischen Strahlung wesentlich größer ist als eine laterale Strukturgröße der Strukturelemente, werden Streueffekte der Strahlung an einzelnen Strukturelementen im Wesentlichen unterdrückt. Infolgedessen entspricht das optische Verhalten des Trägersubstrats bei Bestrahlen des Strukturelemente enthaltenden Bereichs dem Verhalten eines aus Schichten aufgebauten Schichtensystems, wobei die optischen Eigenschaften der Schichten, welche aufgrund der Strukturelemente aus Materialmischungen bestehen, durch die Eigenschaften der einzelnen Materialkomponenten vorgegeben werden.There the wavelength the electromagnetic radiation used is much larger as a lateral feature size of the features Scattering effects of the radiation on individual structural elements substantially suppressed. As a result, the optical behavior of the carrier substrate corresponds upon irradiation of the structure-containing area, the behavior a layered layer system, wherein the optical Properties of the layers, which due to the structural elements consist of material mixtures, by the properties of the individual material components be specified.

Zur Beschreibung derartiger Schichten lassen sich gemäß „effektiver Medium Theorien" wie beispielsweise der „Bruggemann effective medium approximation" (BEMA) effektive optische Parameter heranziehen. Diese Parameter sind abhängig von dem Anteilsverhältnis der Materialkomponenten in den betreffenden Schichten und damit auch von der Geometrie der Strukturelemente. Das optische Schichtverhalten des Trägersubstrats wird demnach durch die Struktur beeinflusst, wodurch die Messsignatur der reflektierten Strahlung Informationen über die Struktur in dem bestrahlten Bereich enthält.To describe such layers, effective optical parameters can be used according to "effective medium theories" such as "Bruggemann effective medium approximation" (BEMA). These parameters depend on the proportion of the material components in the respective layers and thus also the geometry of the structural elements. The optical layer behavior of the carrier substrate is thus influenced by the structure, whereby the measurement signature of the reflected radiation contains information about the structure in the irradiated area.

Mit Hilfe des eingesetzten Schichtenmodells, welches das effektive optische Schichtverhalten des strukturierten Trägersubstrats wiedergibt und in welches die Struktur kennzeichnende Modellparameter einfließen, kann eine Signatur der reflektierten Strahlung berechnet werden. Durch Annähern der anhand des Schichtenmodells berechneten Signatur an die Messsignatur durch Variation wenigstens eines Modellparameters lassen sich folglich Informationen über die Struktur gewinnen. Auf diese Weise kann eine in einem Trägersubstrat ausgebildete regelmäßige Struktur sehr einfach, schnell und zerstörungsfrei charakterisiert werden.With Help of the used layer model, which the effective optical Layer behavior of the structured carrier substrate reproduces and in which the structure characterizing model parameters can flow a signature of the reflected radiation can be calculated. By approaching the signature calculated on the basis of the layer model to the measurement signature by variation of at least one model parameter can be consequently information about win the structure. In this way, one in a carrier substrate trained regular structure very simple, fast and non-destructive be characterized.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Wert eines die Abweichung zwischen der berechneten Signatur, bei welcher die bestmögliche Annäherung an die Messsignatur erzielt wird, und der Messsignatur kennzeichnenden Parameters ermittelt, um ein Maß für die Güte der Struktur zu erhalten. Sofern die Strukturelemente in dem bestrahlten Bereich große Abweichungen von den geforderten Strukturdimensionen bzw. grobe Defekte aufweisen, wird das Schichtverhalten des Trägersubstrats durch das Schichtenmodell nicht mehr oder nur noch unzureichend wiedergegeben, was sich in einer signifikanten Abweichung zwischen der berechneten Signatur und der Messsignatur äußert. Der die Abweichung zwischen der berechneten Signatur und der Messsignatur kennzeichnende Parameter bzw. dessen Wert lässt demzufolge einen Rückschluss auf die Güte der Struktur in dem bestrahlten Bereich zu.According to one preferred embodiment the value of the deviation between the calculated signature, at which the best possible approach achieved on the measurement signature, and the measurement signature characterizing Parameters determined to be a measure of the quality of the structure to obtain. Unless the structural elements in the irradiated area size Deviations from the required structural dimensions or coarse Have defects, the layer behavior of the carrier substrate through the layer model no longer or only insufficient reproduced, resulting in a significant deviation between the calculated signature and the measurement signature. The the deviation between the calculated signature and the measurement signature characterizing parameters or its value therefore a conclusion on the goodness the structure in the irradiated area too.

Unter Umständen rührt ein das Schichtverhalten des Trägersubstrats ungenügend wiedergebendes Schichtenmodell lediglich von geänderten Strukturgrößen aufgrund von Prozessänderungen her, so dass sich eine große Abweichung zwischen der berechneten Signatur und der Messsignatur selbst bei defektfreien Strukturelementen ergeben kann. Insofern lässt sich der die Abweichung zwischen der berechneten Signatur und der Messsignatur kennzeichnende Parameter auch zur Überprüfung der Gültigkeit des Schichtenmodells heranziehen.Under circumstances stir the layer behavior of the carrier substrate insufficient reproducing layer model based only on changed structure sizes of process changes, so that's a big one Deviation between the calculated signature and the measurement signature itself result in defect-free structural elements. In that sense can be the deviation between the calculated signature and the measurement signature Characteristic parameters also for checking the validity of the layer model use.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird ein Wert des Modellparameters, mit dem die bestmögliche Annäherung der aus dem Schichtenmodell berechneten Signatur an die Messsignatur erfolgt, mit einem Referenzwert des Modellparameters verglichen, um ein Maß für die Güte der Struktur in dem bestrahlten Bereich zu erhalten. Der Referenzwert des Modellparameters basiert beispielsweise auf den geforderten Strukturdimensionen der Struktur, so dass Abweichungen zwischen diesen beiden Werten als Abweichungen der Strukturdimensionen in dem bestrahlten Bereich von den geforderten Strukturdimensionen bzw. als Defekte gewertet werden können. Möglich ist es auch, den Referenzwert des Modellparameters einer vorgegebenen Abweichung einer Strukturgröße bzw. einem bestimmten Defekttyp zuzuordnen, so dass sich diese Abweichung bzw. dieser Defekttyp in dem bestrahlten Bereich anhand einer weitgehenden Übereinstimmung zwischen dem Wert und dem Referenzwert des Modellparameters identifizieren lässt. Der Vergleich des Wertes des Modellparameters mit einem Referenzwert ermöglicht folglich eine gute Beurteilung der Güte der Struktur in dem bestrahlten Bereich.According to one particularly preferred embodiment becomes a value of the model parameter with which the best possible approximation of the Signature calculated from the layer model to the measurement signature is compared with a reference value of the model parameter, a measure of the quality of the structure in the irradiated area. The reference value of the model parameter is based, for example, on the required structural dimensions of Structure, so that deviations between these two values as Deviations of the structural dimensions in the irradiated area from the required structural dimensions or as defects can be. Possible it is also the reference value of the model parameter of a given Deviation of a structure size or attributable to a particular defect type, so that this deviation or this type of defect in the irradiated area based on a broad agreement between the value and the reference value of the model parameter leaves. The comparison of the value of the model parameter with a reference value allows hence a good assessment of the quality of the structure in the irradiated Area.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Referenzwert des Modellparameters durch Durchführen der oben genannten drei Verfahrensschritte an einer Referenzstruktur gewonnen, welche zusätzlich mit einem absoluten Messgerät, insbesondere einem Rasterelektronenmikroskop, vermessen wird. Durch dieses zusätzliche Vermessen der Referenzstruktur ist es möglich, die Richtigkeit bzw. Gültigkeit des Schichtenmodells und insbesondere des Referenzwertes des Modellparameters zu überprüfen. Hierdurch lässt sich die Güte der zu untersuchenden Struktur anhand des Vergleichens des Wertes des Modellparameters mit einem derartig verifizierten Referenzwert sehr zuverlässig und genau beurteilen.In a further preferred embodiment the reference value of the model parameter is determined by performing the above three process steps on a reference structure won, which in addition with an absolute measuring device, in particular a scanning electron microscope, is measured. Through this additional Measuring the reference structure, it is possible, the correctness or validity of the layer model and in particular the reference value of the model parameter. hereby let yourself the goodness the structure to be examined by comparing the value the model parameter with such a verified reference value very reliable and judge exactly.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird ein Wert des Modellparameters, mit dem die bestmögliche Annäherung der aus dem Schichtenmodell berechneten Signatur an die Messsignatur erfolgt, mit einem Referenzwertespektrum verglichen, um die Struktur zu klassifizieren. Das Referenzwertespektrum gibt beispielsweise unterschiedliche Defekttypen wieder, so dass die Struktur in dem bestrahlten Bereich einem bestimmten Defekttyp zugeordnet werden kann.According to one another preferred embodiment becomes a value of the model parameter with which the best possible approximation of the Signature calculated from the layer model to the measurement signature takes place, compared with a reference value spectrum, to the structure to classify. The reference value spectrum is given, for example different defect types again, so that the structure in the irradiated area are assigned to a specific type of defect can.

In der für die Praxis relevanten Ausführungsform wird zum Bestrahlen des Trägersubstrats und Aufnehmen der Messsignatur der reflektierten Strahlung ein Ellipsometer eingesetzt. Hierbei wird das Trägersubstrat mit einer elektromagnetischen Strahlung mit einer vorgegebenen Polarisation bestrahlt und die bei der Reflexion stattfindende Änderung des Polarisationszustandes der Strahlung aufgenommen. In der Regel erfolgt die Bestrahlung unter einem festen Einfallswinkel relativ zur Oberfläche des Trägersubstrats und es wird als Messsignatur ein Spektrum der Änderung des Polarisationszustandes der reflektierten Strahlung in Abhängigkeit der Wellenlänge bzw. Wellenzahl aufgenommen. Da die Änderung des Polarisationszustandes der Strahlung unter anderem abhängig ist von den optischen Eigenschaften des Trägersubstrats, enthält dieses Spektrum folglich Informationen über die Struktur in dem bestrahlten Bereich. Alternativ besteht die Möglichkeit, das Trägersubstrat mit polarisierter elektromagnetischer Strahlung einer vorgegebenen Wellenlänge bzw. eines vorgegebenen Wellenlängenbereichs zu bestrahlen und den lotrechten oder azimutalen Einfallswinkel zu verändern, um als Messsignatur einen Verlauf der Änderung des Polarisationszustandes der reflektierten Strahlung in Abhängigkeit des Einfallswinkels aufzunehmen.In the embodiment relevant for practice, an ellipsometer is used for irradiating the carrier substrate and recording the measurement signature of the reflected radiation. In this case, the carrier substrate is irradiated with an electromagnetic radiation having a predetermined polarization and the change taking place in the reflection of the polarization state of the radiation is recorded. As a rule, the irradiation takes place at a fixed angle of incidence relative to the surface of the carrier substrate and a spectrum of the change in the polarization state of the reflected radiation as a function of wavelength is used as the measuring signature or wavenumber recorded. As the change in the polarization state of the radiation depends, inter alia, on the optical properties of the carrier substrate, this spectrum consequently contains information about the structure in the irradiated area. Alternatively, it is possible to irradiate the carrier substrate with polarized electromagnetic radiation of a predetermined wavelength or a predetermined wavelength range and to change the vertical or azimuthal angle of incidence to record as a measurement signature a course of change in the polarization state of the reflected radiation as a function of the angle of incidence.

In einer weiteren alternativen Ausführungsform wird zum Bestrahlen des Trägersubstrats und Aufnehmen der Messsignatur der reflektierten Strahlung ein Reflexionsspektrometer eingesetzt. Hierbei wird das Trägersubstrat unter einem festen Einfallswinkel zur Oberfläche des Trägersubstrats mit einer unpolarisierten elektromagnetischen Strahlung bestrahlt und als Messsignatur ein Intensitätsspektrum der reflektierten Strahlung in Abhängigkeit der Wellenlänge bzw. Wellenzahl aufgenommen. Da die Intensität der reflektierten Strahlung unter anderem von den optischen Eigenschaften des Trägersubstrats abhängt, enthält das aufgenommene Intensitätsspektrum Informationen über die Struktur in dem bestrahlten Bereich.In a further alternative embodiment is used to irradiate the carrier substrate and recording the measurement signature of the reflected radiation a reflectance spectrometer used. Here, the carrier substrate at a fixed angle of incidence to the surface of the carrier substrate with an unpolarized one irradiated electromagnetic radiation and as a measurement signature Intensity spectrum of reflected radiation in dependence the wavelength or wave number recorded. As the intensity of the reflected radiation among other things, the optical properties of the carrier substrate depends contains the recorded intensity spectrum information about the structure in the irradiated area.

Als Modellparameter werden vorzugsweise eine Tiefe bzw. Dicke einer Schicht, welche durch die im Trägersubstrat ausgebildete regelmäßige Struktur hervorgerufen wird, der Anteil einer Substanz bzw. eines Materials in der aufgrund der Struktur aus Materialmischungen gebildeten Schicht, die Dichte der Schicht, ein effektiver optischer Parameter der Schicht oder die direkt mit diesen Parametern verknüpften Strukturparameter der Struktur wie eine laterale Strukturgröße herangezogen.When Model parameters are preferably a depth or thickness of a Layer, which by the in the carrier substrate trained regular structure evoked is, the proportion of a substance or a material in the due the structure formed from material mixtures, the density the layer, an effective optical parameter of the layer or the structure parameters associated directly with these parameters Structure used as a lateral structure size.

Bevorzugt ist es ferner, die Verfahrensschritte an mehreren Bereichen des Trägersubstrats durchzuführen, um die in dem Trägersubstart ausgebildete regelmäßige Struktur großflächig zu charakterisieren.Prefers It is further, the process steps in several areas of the Carrying substrate to perform in the carrier trained regular structure over a large area characterize.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise zum Charakterisieren einer in einem Halbleiterwafer ausgebildeten regelmäßigen vergrabenen Struktur verwendet. Da das Verfahren ohne ein Zerstören des Halbleiterwafers auskommt, lässt sich das Verfahren insbesondere zur Inline-Messung von Produktwafern in der Halbleiterfertigung heranziehen.The inventive method is preferably for characterizing one in a semiconductor wafer trained regular buried structure used. Since the method does not require destroying the semiconductor wafer, let yourself the method especially for inline measurement of product wafers in semiconductor manufacturing.

Hierbei wird vorzugsweise elektromagnetische Strahlung eingesetzt, deren Wellenlängen im Infrarotbereich liegen, da sich diese Strahlung durch eine geringe Absorption und damit eine hohe Eindringtiefe in den im wesentlichen aus Silizium bestehenden Halbleiterwafern auszeichnet. Durch die Verwendung von Infrarotstrahlung lassen sich folglich tief vergrabene Strukturen mit Tiefen von mehreren μm, wie sie beispielsweise bei aus Ätzgräben gebildeten Strukturen vorliegen, charakterisieren.in this connection Electromagnetic radiation is preferably used, whose wavelength lie in the infrared range, since this radiation by a small Absorption and thus a high penetration depth in the substantially characterized by silicon existing semiconductor wafers. By the Use of infrared radiation can thus be deeply buried Structures with depths of several μm, as for example in formed by etching trenches Structures present characterize.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:The The invention will be explained in more detail below with reference to FIGS. Show it:

1 ein Ablaufdiagramm einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens, 1 a flow diagram of a first embodiment of a method according to the invention,

2 eine schematische Schnittdarstellung einer Oberseite eines Halbleiterwafers mit in die Oberseite des Halbleiterwafers geätzten Gräben sowie eine entsprechende Darstellung als Schichtensystem, 2 FIG. 2 a schematic sectional representation of an upper side of a semiconductor wafer with trenches etched into the upper side of the semiconductor wafer, and a corresponding representation as a layer system, FIG.

3 bis 6 an unterschiedlichen mit Gräben versehenen Bereichen von Halbleiterwafern aufgenommene ellipsometrische Spektren sowie rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen von Ausschnitten dieser Bereiche, 3 to 6 ellipsometric spectra recorded on different trenched areas of semiconductor wafers, as well as scanning electron micrographs of sections of these areas;

7 eine schematische Draufsicht auf einen Halbleiterwafer, bei dem mehrere Bereiche klassifiziert sind, 7 a schematic plan view of a semiconductor wafer in which a plurality of areas are classified,

8 der 2 entsprechende Darstellungen des Halbleiterwafers unter zusätzlicher Berücksichtigung einer auf der Oberseite des Halbleiterwafers ausgebildeten Siliziumnitridschicht, 8th of the 2 corresponding representations of the semiconductor wafer with additional consideration of a formed on the top of the semiconductor wafer silicon nitride layer,

9 der 2 entsprechende Darstellungen des Halbleiterwafers mit Gräben, welche einen dünnen oberen und einen aufgeweiteten unteren Grabenabschnitt aufweisen, 9 of the 2 corresponding representations of the semiconductor wafer with trenches, which have a thin upper and a widened lower trench portion,

10 eine schematische Darstellung eines Ellipsometers, mit welchem das in 1 dargestellte Verfahren durchgeführt werden kann, und 10 a schematic representation of an ellipsometer, with which the in 1 shown method can be performed, and

11 ein Ablaufdiagramm einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens. 11 a flow diagram of a second embodiment of a method according to the invention.

1 zeigt ein Ablaufdiagramm einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Charakterisieren einer in einem Halbleiterwafer ausgebildeten regelmäßigen vergrabenen Struktur. Bei diesem Verfahren werden in einem ersten Verfahrensschritt 21 ein Strukturelemente enthaltender Bereich des Halbleiterwafers mit polarisierter Infrarotstrahlung unter einem schrägen Einfallswinkel bestrahlt und nachfolgend in einem Verfahrensschritt 22 ein ellipsometrisches Spektrum der Änderung des Polarisationszustandes der reflektierten Strahlung in Abhängigkeit der Wellenzahl aufgenommen. Zum Charakterisieren der vergrabenen Struktur wird anschließend in einem Verfahrensschritt 23 ein anhand eines Schichtenmodells berechnetes Spektrum an das aufgenommene Spektrum angenähert, wobei hierbei wenigstens ein die Struktur kennzeichnender Modellparameter variiert wird. 1 shows a flowchart of a first embodiment of a method according to the invention for characterizing a regular buried structure formed in a semiconductor wafer. In this process, in a first process step 21 an area of the semiconductor wafer containing structure elements is irradiated with polarized infrared radiation at an oblique angle of incidence and subsequently in a method step 22 recorded an ellipsometric spectrum of the change in the polarization state of the reflected radiation as a function of the wave number. To characterize the buried structure becomes closing in a procedural step 23 a spectrum calculated using a layer model is approximated to the recorded spectrum, in which case at least one model parameter characterizing the structure is varied.

Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt das durch die in dem Halbleiterwafer ausgebildete Struktur hervorgerufene optische Schichtverhalten des Halbleiterwafers aus, welches durch das Schichtenmodell wiedergegeben wird. Zur Erläuterung dieses Schichtverhaltens zeigt 2 eine schematische Schnittdarstellung einer Oberseite eines Halbleiterwafers 13 mit in die Oberseite des Halbleiterwafers 13 geätzten Gräben 6 als Beispiel einer vergrabenen Struktur. Diese Gräben 6 werden beispielsweise als Ausgangsstrukturen für Grabenkondensatoren eines DRAM-Speicherchips herangezogen.The method according to the invention makes use of the optical layer behavior of the semiconductor wafer caused by the structure formed in the semiconductor wafer, which is reproduced by the layer model. To explain this layer behavior shows 2 a schematic sectional view of an upper surface of a semiconductor wafer 13 into the top of the semiconductor wafer 13 etched trenches 6 as an example of a buried structure. These trenches 6 are used, for example, as output structures for trench capacitors of a DRAM memory chip.

Da die Wellenlängen der eingesetzten Infrarotstrahlung, welche im μm-Bereich liegen, wesentlich größer sind als die lateralen Strukturgrößen der Gräben 6, welche im Bereich von 100 nm liegen, sind Streueffekte der Strahlung an den Gräben 6 im wesentlichen unterdrückt. Der strukturierte Halbleiterwafer 13 wirkt infolgedessen beim Bestrahlen eines viele Gräben 6 enthaltenden Bereichs wie ein optisches Schichtensystem, welches vorliegend aus einer Silizium enthaltenden Substratschicht 9 und einer darüber liegenden, Silizium und in den Gräben 6 befindliche Luft enthaltenden Schicht 8 gebildet wird. Die Dicke der Schicht 8 wird dabei durch die Tiefe der Gräben 6 vorgegeben.Since the wavelengths of the infrared radiation used, which lie in the micron range, are substantially larger than the lateral structure sizes of the trenches 6 , which are in the range of 100 nm, are scattering effects of the radiation at the trenches 6 essentially suppressed. The structured semiconductor wafer 13 As a result, when irradiating one of the many ditches 6 containing area such as an optical layer system, which in the present case consists of a silicon-containing substrate layer 9 and an overlying silicon and in the trenches 6 air-containing layer 8th is formed. The thickness of the layer 8th is doing through the depth of the trenches 6 specified.

Zur Beschreibung derartiger Schichten 8, 9 lassen sich gemäß „effektiver Medium Theorien" wie beispielsweise der „Bruggemann effective medium approximation" (BEMA) effektive optische Parameter heranziehen. Diese Parameter sind abhängig von den Eigenschaften der in den Schichten 8, 9 enthaltenen Materialkomponenten. Die optischen Eigenschaften der lediglich Silizium enthaltenden Substratschicht 9 sind daher lediglich von Silizium abhängig. Für die aus Silizium und Luft gebildete Schicht 8 sind die optischen Eigenschaften bzw. Parameter hingegen abhängig von diesen beiden Materialkomponenten, insbesondere von deren Verhältnis und damit auch von den Strukturgrößen der Gräben 6.To describe such layers 8th . 9 Effective optical parameters can be used according to "effective medium theories" such as "Bruggemann effective medium approximation" (BEMA). These parameters depend on the properties of the layers 8th . 9 contained material components. The optical properties of the substrate layer containing only silicon 9 are therefore only dependent on silicon. For the silicon and air formed layer 8th On the other hand, the optical properties or parameters are dependent on these two material components, in particular on their ratio and thus also on the structure sizes of the trenches 6 ,

Trifft Infrarotstrahlung auf die Oberseite des Halbleiterwafers 13, so wird ein Teil der Strahlung an der Schicht 8, d. h. an der Grenzfläche zwischen Luft und der Schicht 8 reflektiert. Der andere Teil der Strahlung dringt hingegen in die Schicht 8 ein, wird also gebrochen, erfährt anschließend eine Reflexion an der Grenzfläche zwischen der Schicht 8 und der Substratschicht 9 und gelangt wieder zur Oberseite der Schicht 8, wo er wieder eine Brechung erfährt und mit der an der Grenzfläche zwischen Luft und der Schicht 8 reflektierten Teilstrahlung interferiert. Da sich Infrarotstrahlung durch eine geringe Absorption in Silizium und damit eine hohe Eindringtiefe in der Schicht 8 auszeichnet, finden Reflexionen an der Grenzfläche zwischen der Schicht 8 und der Substratschicht 9 selbst bei einer großen Dicke der Schicht 8 bzw. einer großen Tiefe der Gräben 6 statt.Meets infrared radiation on top of the semiconductor wafer 13 , so part of the radiation on the layer 8th ie at the interface between air and the layer 8th reflected. The other part of the radiation, however, penetrates into the layer 8th A, is thus broken, then undergoes a reflection at the interface between the layer 8th and the substrate layer 9 and gets back to the top of the layer 8th where he experiences a refraction again and with the at the interface between air and the layer 8th reflected partial radiation interferes. Because infrared radiation due to a low absorption in silicon and thus a high penetration depth in the layer 8th characterized, find reflections at the interface between the layer 8th and the substrate layer 9 even with a large thickness of the layer 8th or a large depth of the trenches 6 instead of.

Bei jeder Reflexion und Brechung erfahren die einzelnen Teilstrahlungen eine Veränderung der Polarisation. Gleichzeitig besteht zwischen dem an der Grenzfläche zwischen Luft und der Schicht 8 reflektierten Teil der Strahlung und dem an der Grenzfläche zwischen der Schicht 8 und der Substratschicht 9 reflektierten Teil der Strahlung ein Laufzeitunterschied und somit auch eine Phasenverschiebung, die sich aus den unterschiedlichen optischen Weglängen ergibt. Die gesamte an dem Halbleiterwafer reflektierte Strahlung, welche sich aus den unterschiedlichen Teilstrahlungen zusammensetzt, erfährt also eine spezifische Änderung der Polarisation. In der Regel ist die reflektierte Strahlung elliptisch polarisiert.With every reflection and refraction, the individual partial radiations undergo a change in the polarization. At the same time there is between at the interface between air and the layer 8th reflected part of the radiation and at the interface between the layer 8th and the substrate layer 9 reflected part of the radiation, a transit time difference and thus also a phase shift resulting from the different optical path lengths. The entire radiation reflected at the semiconductor wafer, which is composed of the different partial radiations, thus undergoes a specific change in the polarization. As a rule, the reflected radiation is elliptically polarized.

Da die veränderte Polarisation von den optischen Eigenschaften der Schicht 8 und damit auch von den Strukturgrößen der Gräben 6 abhängt, enthält ein aufgenommenes ellipsometrisches Spektrum der an dem Halbleiterwafer 13 reflektierten Strahlung Informationen über die Strukturgrößen. Mit Hilfe eines Schichtenmodells, welches das durch die Schicht 8 und die Substratschicht 9 hervorgerufene optische Schichtverhalten des Halbleiterwafers 13 wiedergibt, lässt sich ein ellipsometrisches Spektrum der an dem Halbleiterwafer 13 reflektierten Strahlung berechnen. In dieses Schichtenmodell fließen insbesondere die Schicht 8 beschreibende und damit die aus den Gräben 6 gebildete Struktur kennzeichnende Modellparameter ein.Since the changed polarization of the optical properties of the layer 8th and thus also of the structure sizes of the trenches 6 contains a recorded ellipsometric spectrum of the semiconductor wafer 13 reflected radiation information about the structure sizes. With the help of a layer model, that through the layer 8th and the substrate layer 9 caused optical layer behavior of the semiconductor wafer 13 represents, can be an ellipsometric spectrum of the semiconductor wafer 13 calculate reflected radiation. In particular, the layer flow into this layer model 8th descriptive and thus those from the trenches 6 formed structure characterizing model parameters.

Als Modellparameter kommen hierbei die Dicke bzw. Tiefe der Schicht 8, der Anteil von Luft bzw. Silizium oder auch deren Verhältnis in der aufgrund der Struktur aus einer Mischung aus Silizium und Luft gebildeten Schicht 8, die Dichte der Schicht 8 und ein effektiver optischer Parameter der Schicht 8 wie der Brechungsindex in Betracht. Darüber hinaus können als Modellparameter auch die direkt mit diesen Parametern verknüpften Strukturparameter der Struktur wie die lateralen Strukturgrößen der Gräben 6 oder auch die Tiefe der Gräben 6, welche der Tiefe bzw. Dicke der Schicht 8 entspricht, verwendet werden.The model parameters here are the thickness or depth of the layer 8th , the proportion of air or silicon or their ratio in the layer formed due to the structure of a mixture of silicon and air 8th , the density of the layer 8th and an effective optical parameter of the layer 8th like the refractive index into consideration. In addition, the structural parameters of the structure directly linked to these parameters can be used as model parameters, as can the lateral structure sizes of the trenches 6 or the depth of the trenches 6 , which is the depth or thickness of the layer 8th corresponds to be used.

Durch Variation wenigstens eines dieser in das Schichtenmodell eingehenden Parameter wird das anhand des Schichtenmodells berechnete Spektrum an das aufgenommene Spektrum ange nähert. Auf diese Weise lassen sich Informationen über die Modellparameter und damit auch über die Strukturgrößen der Gräben 6 gewinnen, so dass die aus den Gräben 6 gebildete Struktur in dem bestrahlten Bereich des Halbleiterwafers 13 charakterisiert werden kann.By varying at least one of these parameters entering the layer model, the spectrum calculated on the basis of the layer model is approximated to the recorded spectrum. In this way, information about the model parameters and thus also about the structure sizes of the trenches can be obtained 6 win, leaving the ditches 6 formed structure in the irradiated Be rich of semiconductor wafer 13 can be characterized.

Bei dem in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Verfahren sind zusätzlich zu den Verfahrensschritten 21, 22, 23 weitergehende Verfahrenschritte vorgesehen.At the in 1 illustrated inventive method are in addition to the process steps 21 . 22 . 23 provided further procedural steps.

Um ein grobes Maß für die Güte der zu untersuchenden Struktur in dem bestrahlten Bereich zu erhalten, wird in einem weiteren Verfahrensschritt 24 der Wert eines die Abweichung zwischen dem berechneten Spektrum, bei welchem die bestmögliche Annäherung an das aufgenommene Spektrum erzielt wird, und dem aufgenommenen Spektrum kennzeichnenden Parameters ermittelt. Dieser Parameter wird beispielsweise als „fit error" oder auch als „goodness of fit" bezeichnet.In order to obtain a rough measure of the quality of the structure under investigation in the irradiated area, in a further process step 24 the value of one determines the deviation between the calculated spectrum at which the best possible approximation to the recorded spectrum is obtained and the parameter indicative of the recorded spectrum. This parameter is called, for example, "fit error" or "goodness of fit".

Sofern der Wert dieses Parameters eine große Abweichung zwischen den beiden Spektren wiedergibt, kann dies als Anzeichen für große Abweichungen von den erwarteten oder geforderten Strukturdimensionen bzw. als Indiz für grobe Defekte der Struktur in dem bestrahlten Bereich gewertet werden. In einem solchen Fall stimmt das Schichtenmodell nicht mehr bzw. nur noch unzureichend mit den wahren Gegebenheiten des bestrahlten Bereichs, d. h. mit dem Schichtverhalten des Halbleiterwafers überein, so dass sich das berechnete Spektrum nur noch sehr schlecht an das aufgenommene Spektrum annähern lässt.Provided the value of this parameter is a big deviation between the reproducing both spectra, this may indicate large deviations from the expected or required structural dimensions or as Indication for gross defects of the structure in the irradiated area are evaluated. In In such a case, the layer model is no longer or only correct still insufficient with the true conditions of the irradiated area, d. H. coincide with the layer behavior of the semiconductor wafer, so that the calculated spectrum only very badly to the approximate the recorded spectrum leaves.

Für die in 2 dargestellte aus den Gräben 6 gebildete Struktur liegt dieser Fall beispielsweise dann vor, wenn aufgrund einer fehlerhaften Ätzung keine deutlich voneinander getrennten Gräben 6 mehr vorliegen, sondern sich die Gräben 6 fast gänzlich berühren. In einem solchen Fall existiert im wesentlichen keine aus Silizium und Luft gebildete Schicht 8.For the in 2 portrayed from the trenches 6 structure formed this case, for example, if due to a faulty etching no clearly separated trenches 6 there are more, but the trenches 6 touch almost completely. In such a case, there is substantially no layer formed of silicon and air 8th ,

Gegebenenfalls liegt die Ursache eines das Schichtensystem des Halbleiterwafers ungenügend wiedergebenden Schichtenmodells auch an einer aufgrund von Prozessänderungen veränderten Struktur, so dass sich eine große Abweichung zwischen dem berechneten und dem aufgenommenen Spektrum selbst bei defektfreien Strukturelementen ergeben kann. Infolgedessen kann der die Abweichung zwischen dem berechneten und dem aufgenommenen Spektrum kennzeichnende Parameter auch zum Überprüfen der Gültigkeit des Schichtenmodells herangezogen werden.Possibly is the cause of the layer system of the semiconductor wafer insufficiently reproducing Layer model also at one due to process changes changed structure, so that's a big one Deviation between the calculated and the recorded spectrum even with defect-free structural elements can result. Consequently can the deviation between the calculated and the recorded Spectrum characteristic parameters also for checking the validity of the layer model be used.

Zur genaueren Beurteilung der Güte der zu untersuchenden Struktur in dem bestrahlten Bereich wird bei dem in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Verfahren in einem Verfahrensschritt 25 ein Wert des (wenigstens einen variierten) Modellparameters, mit dem die bestmögliche Annäherung des berechneten Spektrums an das aufgenommene Spektrum erfolgt, mit einem Referenzwert des Modellparameters verglichen. Dieser Referenzwert basiert vorzugsweise auf den geforderten Strukturdimensionen der Struktur, so dass Abweichungen zwischen diesen beiden Werten als Abweichungen der Strukturdimensionen der Struktur in dem bestrahlten Bereich zu den geforderten Strukturdimensionen bzw. als Defekte gewertet werden können.For a more accurate assessment of the quality of the structure to be examined in the irradiated area, in 1 illustrated inventive method in one step 25 a value of the (at least one varied) model parameter that best approximates the calculated spectrum to the recorded spectrum is compared to a reference value of the model parameter. This reference value is preferably based on the required structural dimensions of the structure, so that deviations between these two values can be regarded as deviations of the structural dimensions of the structure in the irradiated area to the required structural dimensions or as defects.

Hierbei kann es insbesondere von Vorteil sein, vor dem Verfahrensschritt 25 zunächst den Verfahrensschritt 24 durchzuführen, um bereits sehr grobe Abweichungen zu erkennen bzw. um die Gültigkeit des Schichtenmodells zu überprüfen.In this case, it may be particularly advantageous before the process step 25 first the process step 24 to detect already very large deviations or to check the validity of the layer model.

Der Referenzwert des Modellparameters wird vorzugsweise durch Durchführen der Verfahrensschritte 21, 22, 23 an einer Referenzstruktur gewonnen, welche zusätzlich mit einem absoluten Messgerät, insbesondere einem Rasterelektronenmikroskop, vermessen wird. Mit einem derartig überprüften Referenzwert kann die Güte der zu untersuchenden Struktur in dem bestrahlten Bereich anhand des in Verfahrensschritt 25 durchgeführten Vergleichens des Wertes des Modellparameters mit dem Referenzwert sehr zuverlässig beurteilt werden.The reference value of the model parameter is preferably performed by performing the method steps 21 . 22 . 23 obtained at a reference structure, which is additionally measured with an absolute measuring device, in particular a scanning electron microscope. With a reference value checked in this way, the quality of the structure to be examined in the irradiated area can be determined using the method step shown in FIG 25 comparing the value of the model parameter with the reference value can be assessed very reliably.

Hierzu zeigt 3 ein an einem mit Gräben versehenen Bereich eines Halbleiterwafers aufgenommenes ellipsometrisches Spektrum 4a sowie eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme eines Ausschnitts dieses Bereichs von oben, im folgenden als REM-Bild 5a bezeichnet.This shows 3 an ellipsometric spectrum taken at a trenched region of a semiconductor wafer 4a and a scanning electron micrograph of a section of this area from above, in the following as a SEM image 5a designated.

Grundsätzlich wird bei der Ellipsometrie die Änderung des Polarisationszustandes der Strahlung durch zwei ellipsometrische Parameter Δ und ψ dargestellt. Über den Parameter Δ wird eine Phasenverschiebung und über den Parameter ψ ein Amplitudenverhältnis von reflektierter und einfallender Strahlung abgebildet. Das vorliegende ellipsometrische Spektrum 4a zeigt den Verlauf des Kosinus des Parameters Δ.Basically, in ellipsometry the change of the polarization state of the radiation is represented by two ellipsometric parameters Δ and ψ. The parameter Δ represents a phase shift and the parameter ψ an amplitude ratio of reflected and incident radiation. The present ellipsometric spectrum 4a shows the course of the cosine of the parameter Δ.

In dem REM-Bild 5a erscheinen die Gräben als helle, im wesentlichen quadratische Flächen. Die lateralen Strukturdimensionen dieser Gräben stimmen mit den geforderten Strukturdimensionen überein, so dass die aus den Gräben gebildete Struktur als ideale defektfreie Referenzstruktur herangezogen werden kann. Durch bestmögliches Annähern eines anhand eines Schichtenmodells berechneten, in 3 nicht dargestellten Spektrums an das aufgenommene Spektrum 4a lässt sich also ein Referenzwert eines Modellparameters gewinnen, welcher mithilfe des REM-Bildes 5a auf seine Richtigkeit hin überprüft werden kann. Gegebenfalls ist hierzu zusätzlich eine Bestimmung der Tiefe der Gräben, beispielsweise durch Brechen des Halbleiterwafers und Anfertigen einer weiteren rasterelektronenmikroskopischen Aufnahme der Bruchkante, erforderlich.In the SEM image 5a the trenches appear as bright, essentially square surfaces. The lateral structure dimensions of these trenches coincide with the required structural dimensions, so that the structure formed from the trenches can be used as the ideal defect-free reference structure. By the best possible approximation of a calculated using a layer model, in 3 not shown spectrum to the recorded spectrum 4a Thus, it is possible to obtain a reference value of a model parameter which is obtained by means of the SEM image 5a can be checked for its correctness. If necessary, this is additionally a determination of the depth of the trenches, at For example, by breaking the semiconductor wafer and making another scanning electron micrograph of the fracture edge required.

Durch Vergleichen eines derartig überprüften, einer defektfreien Struktur zugeordneten Referenzwertes des Modellparameters mit dem an dem bestrahlten Bereich der zu untersuchenden Struktur gewonnenen Wert des Modellparameters kann die Güte der Struktur also sehr zuverlässig beurteilt werden.By Compare one so verified, one defect-free structure assigned reference value of the model parameter with the obtained at the irradiated area of the structure to be examined Value of the model parameter can therefore be assessed very reliably the quality of the structure become.

Darüber hinaus ist es möglich, den in Verfahrensschritt 25 des in 1 dargestellten Verfahrens verwendeten Referenz wert des Modellparameters einer vorgegebenen Abweichung einer oder mehrerer Strukturgrößen von den geforderten Strukturgrößen bzw. einem bestimmten Defekttyp zuzuordnen. Auf diese Weise kann diese Abweichung bzw. dieser Defekttyp in dem bestrahlten Bereich der zu untersuchenden Struktur anhand des Vergleichens des Wertes mit dem Referenzwert identifiziert werden.In addition, it is possible to process in the step 25 of in 1 The reference value of the model parameter used to assign a predetermined deviation of one or more feature sizes from the required feature sizes or a specific defect type. In this way, this deviation or type of defect in the irradiated area of the structure to be examined can be identified by comparing the value with the reference value.

Des weiteren können auch mehrere, auf unterschiedlich ausgeprägte Abweichungen von geforderten Strukturgrößen basierende bzw. unterschiedliche Defekttypen repräsentierende Referenzwerte des Modellparameters aufgestellt werden, mit denen der an dem bestrahlten Bereich der zu untersuchenden Struktur ermittelte Wert des Modellparameters verglichen wird. Auch diese Referenzwerte des Modellparameters werden vorzugsweise durch Durchführen der Verfahrensschritte 21, 22, 23 an entsprechenden Referenzstrukturen gewonnen, welche zusätzlich mit einem absoluten Messgerät vermessen werden.Furthermore, it is also possible to establish a plurality of reference values of the model parameter, which are based on different pronounced deviations from required feature sizes or different defect types, with which the value of the model parameter determined at the irradiated area of the structure to be examined is compared. These reference values of the model parameter are also preferably carried out by performing the method steps 21 . 22 . 23 obtained at corresponding reference structures, which are additionally measured with an absolute measuring device.

Hierzu zeigen die 4 bis 6 an weiteren Bereichen von mit Gräben strukturierten Halbleiterwafern aufgenommene ellipsometrische Spektren 4b, 4c, 4d sowie REM-Bilder 5b, 5c, 5d von Ausschnitten dieser Bereiche. In den REM-Bildern 5b, 5c, 5d erscheinen die Gräben wiederum als helle Flächen.To show the 4 to 6 ellipsometric spectra recorded on further regions of trench-structured semiconductor wafers 4b . 4c . 4d as well as SEM images 5b . 5c . 5d of clippings of these areas. In the SEM images 5b . 5c . 5d the trenches appear again as bright surfaces.

Im Vergleich zu den Gräben mit den geforderten lateralen Strukturdimensionen des in 3 dargestellten REM-Bildes 5a weisen die in den REM-Bildern 5b, 5c, 5d der 4 bis 6 abgebildeten Gräben abweichende Strukturdimensionen auf, stellen also unterschiedliche Defekttypen dar. Bei den Gräben des REM-Bildes 5b von 4 sind die lateralen Strukturdimensionen gegenüber den geforderten Strukturdimensionen verkleinert ausgebildet. Die in den 5 und 6 dargestellten REM-Bilder 5c, 5d zeigen hingegen den umgekehrten Fall, also Gräben mit gegenüber den geforderten Strukturdimensionen vergrößerten Dimensionen. Bei den in dem REM-Bild 5d von 6 abgebildeten Gräben sind die Abweichungen sogar so gross, dass sich die Gräben teilweise „berühren".In comparison with trenches with the required lateral structural dimensions of in 3 represented SEM image 5a show those in the SEM images 5b . 5c . 5d of the 4 to 6 In the trenches of the SEM image, different structural dimensions are shown 5b from 4 the lateral structural dimensions are reduced in size compared to the required structural dimensions. The in the 5 and 6 illustrated SEM images 5c . 5d on the other hand show the opposite case, that is trenches with enlarged dimensions compared to the required structural dimensions. At the in the SEM image 5d from 6 The deviations are even so large that the trenches partially "touch" each other.

Diese gegenüber den geforderten lateralen Strukturdimensionen unterschiedlich ausgeprägten Strukturdimensionen machen sich auch in den in den 4 bis 6 dargestellten ellipsometrischen Spektren 4b, 4c, 4d bemerkbar. Gegenüber dem Spektrum 4a von 3 zeigen sich Unterschiede insbesondere in der Größe der Amplitude der in den Spektren 4a, 4b, 4c, 4d auftretenden Schwingungen bzw. Oszillationen. In dem Spektrum 4b von 4 weisen die Schwingungen gegenüber den Schwingungen des Spektrums 4a von 3 verkleinerte und in den Spektren 4c, 4d der 5 und 6 vergrößerte Amplituden auf.These differently dimensioned structure dimensions compared to the required lateral structure dimensions are also reflected in the 4 to 6 represented ellipsometric spectra 4b . 4c . 4d noticeable. Opposite the spectrum 4a from 3 In particular, differences in the magnitude of the amplitude in the spectra are shown 4a . 4b . 4c . 4d occurring oscillations or oscillations. In the spectrum 4b from 4 exhibit the vibrations to the vibrations of the spectrum 4a from 3 downsized and in the spectra 4c . 4d of the 5 and 6 increased amplitudes.

Sofern an die Spektren 4b, 4c, 4d anhand des Schichtenmodells berechnete in den 4 bis 6 nicht dargestellte Spektren bestmöglich angenähert werden, lassen sich unterschiedliche Defekttypen wiedergebende Referenzwerte des Modellparameters gewinnen, welche wiederum mit Hilfe der REM-Bilder 5b, 5c, 5d verifiziert werden können.Unless the spectra 4b . 4c . 4d calculated by the layer model in the 4 to 6 Spectra, which are not shown, can be approximated as best as possible, it is possible to obtain different reference values of the model parameter which reproduce different types of defects, which in turn can be determined with the aid of the SEM images 5b . 5c . 5d can be verified.

Als Alternative zu dem Vergleichen des Wertes des Modellparameters mit einem bzw. mehreren „diskreten" Referenzwerten des Modellparameters ist bei dem in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, in einem Verfahrensschritt 26 einen Wert des Modellparameters, mit dem die bestmögliche Annäherung des berechneten Spektrums an das aufgenommene Spektrum der an dem Bereich der zu untersuchenden Struktur reflektierten Strahlung erfolgt, mit einem Referenzwertespektrum zu vergleichen. Hierdurch ist die Möglichkeit gegeben, die zu untersuchende Struktur in dem bestrahlten Bereich zu klassifizieren.As an alternative to comparing the value of the model parameter with one or more "discrete" reference values of the model parameter, the in 1 provided inventive method provided in a process step 26 to compare a value of the model parameter with which the best possible approximation of the calculated spectrum to the recorded spectrum of the radiation reflected at the area of the structure to be examined, with a reference value spectrum. This makes it possible to classify the structure to be examined in the irradiated area.

Ein derartiges Referenzwertespektrum kann beispielsweise mit Hilfe von mehreren Referenzwerten gebildet werden, welche an mehreren, unterschiedliche Abweichungen von geforderten Strukturdimensionen aufweisende bzw. unterschiedliche Defekttypen wiedergebende Referenzstrukturen gewonnen werden. Diese Referenzwerte können wiederum durch Vermessen der Referenzstrukturen mit einem absoluten Messgerät verifiziert werden.One Such reference value spectrum can, for example, with the aid of a plurality of reference values are formed, which at several, different Deviations from required structural dimensions exhibiting or obtained different defect types reproducing reference structures become. These reference values can again by measuring the reference structures with an absolute gauge be verified.

Um die Oberfläche eines strukturierten Halbleiterwafers großflächig zu klassifizieren, werden die Verfahrensschritte 21, 22, 23 und 26 des in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Verfahrens an mehreren über die Oberfläche des Halbleiterwafers verteilten Bereichen durchgeführt. Zur Veranschaulichung zeigt 7 eine schematische Draufsicht auf einen strukturierten Halbleiterwafer 13, bei dem mehrere Bereiche klassifiziert sind. Die Klassifikation erfolgt hierbei auf der Grundlage eines Referenzwertespektrums, welches auf den mit Hilfe der ellipsometrischen Spektren 4a, 4c, und 4d der 3, 5 und 6 gewonnenen Referenzwerten basiert.To classify the surface of a structured semiconductor wafer over a large area, the process steps 21 . 22 . 23 and 26 of in 1 illustrated inventive method performed at a plurality of distributed over the surface of the semiconductor wafer areas. To illustrate shows 7 a schematic plan view of a patterned semiconductor wafer 13 in which several areas are classified. The classification is done on the basis of a reference value spectrum, which is based on the ellipsometric spectra 4a . 4c , and 4d of the 3 . 5 and 6 derived reference values.

Die Bereiche der Oberfläche des strukturierten Halbleiterwafers 13, in denen die Strukturdimensionen mit den geforderten Strukturdimensionen im wesentlichen übereinstimmen, sind hierbei mit 1 gekennzeichnet. Bereiche, in denen die Strukturdimensionen gegenüber den geforderten Strukturdimensionen vergrößert sind, sind mit 2, und Bereiche, in denen die Strukturdimensionen noch größere Abweichungen aufweisen, so dass sich die Gräben teilweise berühren, sind mit 3 gekennzeichnet.The areas of the surface of the structured semiconductor wafer 13 , in which the structural dimensions substantially coincide with the required structural dimensions, are hereby marked with 1. Areas in which the structural dimensions are increased in relation to the required structural dimensions are indicated by 2, and areas in which the structural dimensions have even greater deviations so that the trenches partly touch each other are indicated by 3.

Das anhand von 2 erläuterte Schichtverhalten des mit Gräben 6 versehenen Halbleiterwafers 13 gibt nur in erster Näherung die realen Begebenheiten eines Halbleiterwafers wieder. Entsprechendes gilt folglich auch für ein auf diesem Schichtverhalten beruhenden Schichtenmodell. In der Regel sind auf den aus Silizium bestehenden Halbleiterwafern aus anderen Materialien gebildete Schichten wie beispielsweise Siliziumnitridschichten ausgebildet. Sofern eine derartige Schicht in dem Schichtensystem mit berücksichtigt wird, ergibt sich auch ein komplizierteres Schichtenmodell.The basis of 2 explained layer behavior of the trench 6 provided semiconductor wafer 13 gives only to a first approximation the real events of a semiconductor wafer. The same applies accordingly to a layer model based on this layer behavior. As a rule, layers formed on the semiconductor wafers made of silicon from other materials, for example silicon nitride layers, are formed. If such a layer is taken into account in the layer system, a more complicated layer model also results.

Hierzu zeigt 8 eine 2 entsprechende schematische Schnittdarstellung der Oberseite des Halbleiterwafers 13 mit in die Oberseite geätzten Gräben 6 unter Berücksichtigung einer auf dem Halbleiterwafer 13 ausgebildeten Siliziumnitridschicht 7 sowie eine Darstellung als Schichtensystem. Im Schichtensystem wird folglich eine zusätzliche, auf der aus Silizium und Luft gebildeten Schicht 8 angeordnete Schicht 80 mit einbezogen. Die optischen Eigenschaften bzw. Parameter dieser Schicht 80 werden durch die Anteile an Siliziumnitrid und Luft vorgegeben.This shows 8th a 2 corresponding schematic sectional view of the top of the semiconductor wafer 13 with trenches etched into the top 6 considering one on the semiconductor wafer 13 formed silicon nitride layer 7 and a representation as a layer system. In the layer system, therefore, an additional, on the silicon and air formed layer 8th arranged layer 80 included. The optical properties or parameters of this layer 80 are given by the proportions of silicon nitride and air.

Bei Bestrahlen des Halbleiterwafers 13 mit Infrarotstrahlung findet also auch Reflexion und Brechung der Strahlung an der Schicht 80 bzw. an der Grenzfläche zwischen Luft und der Oberseite der Schicht 80 und an der Grenzfläche zwischen den Schichten 8 und 80 statt. Die an dem Halbleiterwafer 13 reflektierte Strahlung und das aufgenommene Spektrum der Änderung des Polarisationszustandes werden also auch von den optischen Eigenschaften der Schicht 80 beeinflusst.Upon irradiation of the semiconductor wafer 13 With infrared radiation, therefore, reflection and refraction of the radiation at the layer also takes place 80 or at the interface between air and the top of the layer 80 and at the interface between the layers 8th and 80 instead of. The on the semiconductor wafer 13 reflected radiation and the recorded spectrum of the change in polarization state are therefore also of the optical properties of the layer 80 affected.

Um diesen Einfluss der zusätzlichen Schicht 80 zu berücksichtigen, werden bei dem Schichtenmodell des in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Verfahrens zusätzliche, von der Schicht 80 herrührende Modellparameter einbezogen. In Verfahrensschritt 23 des Verfahrens wird infolgedessen wenigstens ein weiterer Modellparameter, wie beispielsweise die Dicke dieser Schicht 80 variiert, um ein bestmögliches Annähern des berechneten Spektrums an das aufgenommene Spektrum zu ermöglichen. Entsprechend werden in Verfahrensschritt 25 die Werte von mehreren Modellparametern, welche jeweils die einzelnen Schichten 8, 80 berücksichtigen, mit entsprechenden Referenzwerten der Modellparameter verglichen, um ein Maß für die Güte der zu untersuchenden Struktur in dem bestrahlten Bereich zu erhalten. Dies gilt analog für den Verfahrensschritt 26 des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welchem die Werte von mehreren Modellparametern mit zugehörigen Referenzwertespektren verglichen werden.Around this influence of the additional layer 80 are to be considered in the layered model of the in 1 illustrated inventive method additional, from the layer 80 resulting model parameters included. In process step 23 As a result, the method becomes at least one further model parameter, such as the thickness of this layer 80 varies to allow the best possible approximation of the calculated spectrum to the recorded spectrum. Accordingly be in process step 25 the values of several model parameters, each of which is the individual layers 8th . 80 are compared with corresponding reference values of the model parameters in order to obtain a measure of the quality of the structure under investigation in the irradiated area. This applies analogously to the method step 26 of the method according to the invention, in which the values of several model parameters are compared with associated reference value spectra.

Entsprechende Überlegungen gelten auch für Strukturen, welche gegenüber den in den 2 und 8 dargestellten Gräben 6 kompliziertere Konturen aufweisen. Für derartige Strukturen wird das Schichtverhalten durch unterschiedliche laterale Strukturgrößen und damit verschiedene Materialverhältnisse in unterschiedlichen Tiefen geprägt.Corresponding considerations also apply to structures which are opposite to those in the 2 and 8th shown trenches 6 have more complicated contours. For such structures, the layer behavior is characterized by different lateral structure sizes and thus different material ratios at different depths.

Zur Veranschaulichung zeigt 9 eine 2 entsprechende schematische Schnittdarstellung der Oberseite des Halbleiterwafers 13 mit in die Oberseite geätzten Gräben 60 sowie eine Darstellung als Schichtensystem. Im Unterschied zu den in den 2 und 8 dargestellten Gräben 6 weisen die Gräben 60 eine kompliziertere Geometrie mit einem dünnen oberen Grabenabschnitt 61 und einem aufgeweiteten unteren Grabenabschnitt 62 auf. Durch diese seitliche Aufweitung weisen die Gräben 60 gegenüber den Gräben 6 eine größere Oberfläche auf, so dass den aus den Gräben 60 gebildeten Grabenkondensatoren eine entsprechend vergrößerte Kapazität zur Verfügung steht.To illustrate shows 9 a 2 corresponding schematic sectional view of the top of the semiconductor wafer 13 with trenches etched into the top 60 and a representation as a layer system. Unlike the ones in the 2 and 8th shown trenches 6 show the trenches 60 a more complicated geometry with a thin upper trench section 61 and a widened lower trench section 62 on. By this lateral expansion, the trenches 60 opposite the trenches 6 a larger surface on, leaving the out of the trenches 60 Trench capacitors formed a correspondingly increased capacity is available.

Da aufgrund der Gräben 60 in der Oberseite des Halbleiterwafers 13 im Mittel in unterschiedlichen Tiefen unterschiedliche, durch die unterschiedlichen lateralen Abmessungen der Grabenabschnitte 61, 62 vorgegebene Anteilsverhältnisse von Silizium und Luft vorliegen, wird das Schichtensystem des Halbleiterwafers 13 durch zwei oberhalb der Substratschicht 9 angeordnete Schichten 80, 81 gebildet. Die Dicken dieser Schichten 80, 81 werden durch die Tiefen der Grabenabschnitte 60, 61 vorgegeben.Because of the trenches 60 in the top of the semiconductor wafer 13 different on average at different depths, due to the different lateral dimensions of the trench sections 61 . 62 given proportions of silicon and air are present, the layer system of the semiconductor wafer 13 through two above the substrate layer 9 arranged layers 80 . 81 educated. The thicknesses of these layers 80 . 81 be through the depths of the trench sections 60 . 61 specified.

Die optischen Eigenschaften des Halbleiterwafers 13 werden demzufolge durch die Eigenschaften der Schichten 81, 82 geprägt, welche wiederum mit den Strukturgrößen der Gräben 60 verknüpft sind. In das Schichtenmodell des in 1 dargestellten Verfahrens fließen folglich die Schichten 81, 82 berücksichtigende Modellparameter ein.The optical properties of the semiconductor wafer 13 are therefore due to the properties of the layers 81 . 82 shaped, which in turn with the structure sizes of the trenches 60 are linked. In the layer model of in 1 As a result, the layers flow 81 . 82 taking into account model parameters.

Darüber hinaus können in einem Halbleiterwafer auch Strukturen ausgebildet sein, deren Strukturelemente ein Schichtverhalten hervorrufen, welches aufgrund der Geometrie der Strukturelemente auf einer noch größeren Anzahl an Schichten beruht. In einem solchen Fall fließen in das Schichtenmodell entsprechend die einzelnen Schichten berücksichtigende Modellparameter ein.In addition, structures may also be formed in a semiconductor wafer, the structural elements of which cause a layer behavior which, due to the geometry of the structural elements, is based on an even greater number of layers. In such a case flow into the layer model according to the individual layers taking into account model parameters.

10 zeigt eine schematische Darstellung eines Ellipsometers 10, mit dessen Hilfe das in 1 dargestellte erfindungsgemäße Verfahren zum Charakterisieren einer in einem Halbleiterwafer 13 ausgebildeten vergrabenen Struktur durchgeführt werden kann. Das Ellipsometer 10 weist eine Strahlungsquelle 11 zum Aussenden einer Infrarotstrahlung auf. Die Infrarotstrahlung trifft hierbei unter einem lotrechten Einfallswinkel α relativ zu einer Flächennormale N auf die Oberfläche der Halbleiterwafer 13. Mittels eines Polarisators 12 wird die ausgesendete Infrarotstrahlung polarisiert. Vorzugsweise wird hierbei eine lineare Polarisation gewählt. Dies ist in 10 anhand eines elektrischen Feldvektors Ei der einfallenden Infrarotstrahlung sowie dessen Komponenten Ep und Es parallel bzw. senkrecht zu einer durch die Flächennormale N und die einfallende Strahlung aufgespannten Ebene dargestellt. 10 shows a schematic representation of an ellipsometer 10 , with the help of which in 1 illustrated inventive method for characterizing a in a semiconductor wafer 13 trained buried structure can be performed. The ellipsometer 10 has a radiation source 11 to emit infrared radiation. In this case, the infrared radiation strikes the surface of the semiconductor wafer at a perpendicular angle of incidence α relative to a surface normal N. 13 , By means of a polarizer 12 the emitted infrared radiation is polarized. Preferably, a linear polarization is chosen here. This is in 10 represented by an electric field vector E i of the incident infrared radiation and its components E p and E s parallel or perpendicular to a plane defined by the surface normal N and the incident radiation plane.

An der Oberfläche des Halbleiterwafers 13 wird die Infrarotstrahlung unter einem dem Einfallswinkel α entsprechenden Reflexionswinkel β reflektiert. Die im allgemeinen elliptische Polarisation der reflektierten Strahlung ist über einen elektrischen Feldvektor Er dargestellt. Die Polarisation der Strahlung wird mithilfe eines Analysators 14 und eines die Intensität messenden Detektors 15 bestimmt. Der Analysator 14 lässt entsprechend dem Polarisator 12 in Abhängigkeit eines Azimutwinkels θ nur bestimmte Polarisationszustände der Strahlung hindurch. Zum Bestimmen der Polarisation der reflektierten Strahlung wird die Intensität in Abhängigkeit des Azimutwinkels θ des Analysators 14 gemessen.On the surface of the semiconductor wafer 13 the infrared radiation is reflected at a reflection angle β corresponding to the angle of incidence α. The generally elliptical polarization of the reflected radiation is represented by an electric field vector E r . The polarization of the radiation is measured using an analyzer 14 and an intensity measuring detector 15 certainly. The analyzer 14 leaves according to the polarizer 12 depending on an azimuth angle θ only certain polarization states of the radiation therethrough. For determining the polarization of the reflected radiation, the intensity becomes dependent on the azimuth angle θ of the analyzer 14 measured.

Um mit dem Ellipsometer 10 ein Spektrum der Änderung des Polarisationszustandes in Abhängigkeit der Wellenzahl aufzunehmen, wird als Strahlungsquelle 11 ein im Infrarotbereich durchstimmbarer Laser eingesetzt. Alternativ ist der Einsatz einer im infraroten Wellenlängenbereich emittierenden Strahlungsquelle vorstellbar, wobei eine Wellenlängenmodulation mit zusätzlichen dispersiven optischen Elementen wie beispielsweise Prismen oder Gittern durchgeführt wird. Wahlweise lässt sich eine Wellenlängenmodulation auch mittels eines Michelson-Interferrometers erzielen.To use the ellipsometer 10 To record a spectrum of the change in the polarization state as a function of the wave number, is used as a radiation source 11 a laser tunable in the infrared range. Alternatively, the use of a radiation source emitting in the infrared wavelength range is conceivable, wherein a wavelength modulation is performed with additional dispersive optical elements such as prisms or gratings. Optionally, a wavelength modulation can also be achieved by means of a Michelson interferometer.

Der Halbleiterwafer 13 ist auf einer Halteeinrichtung 17 angeordnet. Mithilfe der Halteeinrichtung 17 kann der Halbleiterwafer 13 zu weiteren Positionen verschoben werden, um weitere Bereiche der Oberfläche zu bestrahlen.The semiconductor wafer 13 is on a holding device 17 arranged. Using the holding device 17 can the semiconductor wafer 13 be moved to further positions to irradiate other areas of the surface.

Die Strahlungsquelle 11, der Polarisator 12, der Analysator 14 und der Detektor 15 sind jeweils an eine Auswerteeinrichtung 16 angeschlossen. Mittels der Auswerteeinrichtung 16 wird das auf dem Schichtenmodell des Halbleiterwafers 13 beruhende Spektrum der Änderung der Polarisation berechnet und mit dem aufgenommenen Spektrum verglichen.The radiation source 11 , the polarizer 12 , the analyzer 14 and the detector 15 are each to an evaluation 16 connected. By means of the evaluation device 16 this will be on the layered model of the semiconductor wafer 13 based spectrum of change in polarization is calculated and compared with the recorded spectrum.

Anstelle bei dem in 1 dargestellten erfindungsgemäßen Verfahren ein Spektrum der Änderung des Polarisationszustandes der reflektierten Strahlung in Abhängigkeit der Wellenzahl aufzunehmen, besteht die Möglichkeit, ein Spektrum der Änderung des Polarisationszustandes in Abhängigkeit des lotrechten Einfallswinkels aufzunehmen. Auch ein derartig aufgenommenes Spektrum wird durch die optischen Eigenschaften des bestrahlten Bereichs geprägt und enthält damit Informationen über die zu untersuchende Struktur. Zum Aufnehmen eines solchen Spektrums kann wiederum ein Ellipsometer eingesetzt werden, wobei der zu untersuchende Bereich sowohl mit polarisierter Infrarotstrahlung einer vorgegebenen Wellenlänge als auch mit polarisierter Infrarotstrahlung eines Wellenlängenbereichs bestrahlt werden kann.Instead of the in 1 illustrated inventive method to record a spectrum of change in the polarization state of the reflected radiation as a function of the wave number, it is possible to record a spectrum of change in the polarization state as a function of the vertical angle of incidence. Such a recorded spectrum is also characterized by the optical properties of the irradiated area and thus contains information about the structure to be examined. For recording such a spectrum, an ellipsometer can again be used, wherein the region to be examined can be irradiated both with polarized infrared radiation of a predetermined wavelength and with polarized infrared radiation of a wavelength range.

Entsprechend kann auch ein Spektrum der Änderung des Polarisationszustandes der reflektierten Strahlung in Abhängigkeit des azimutalen Einfallswinkels aufgenommen werden, welches ebenfalls von der zu untersuchenden Struktur beeinflusst wird. Zur Veränderung des azimutalen Einfallswinkels wird beispielsweise der Halbleiterwafer um eine durch die Flächennormale vorgegebene Drehachse gedreht.Corresponding can also be a spectrum of change the polarization state of the reflected radiation in dependence of the azimuthal angle of incidence, which is also included is influenced by the structure to be examined. To change of the azimuthal angle of incidence becomes, for example, the semiconductor wafer one by the surface normal rotated predetermined axis of rotation.

Daneben kann eine in einem Halbleiterwafer ausgebildete vergrabene Struktur auch ohne ein Ausnutzen der Polarisationsänderung bei der Reflexion von Strahlung charakterisiert werden. Hierzu zeigt 11 ein Ablaufdiagramm einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Bei dieser Ausführungsform wird in einem ersten Verfahrensschritt 31 ein Strukturelemente enthaltender Bereich des Halbleiterwafers mit unpolarisierter Infrarotstrahlung unter einem festen Einfallswinkel bestrahlt, in einem zweiten Verfahrensschritt 32 ein Intensitätsspektrum der reflektierten Strahlung in Abhängigkeit der Wellenzahl aufgenommen und in einem dritten Verfahrensschritt 33 ein anhand eines Schichtenmodells berechnetes Intensitätsspektrum durch Variation wenigstens eines Modellparameters an das aufgenommene Intensitätsspektrum angenähert.In addition, a buried structure formed in a semiconductor wafer can also be characterized without exploiting the polarization change in the reflection of radiation. This shows 11 a flow diagram of a second embodiment of a method according to the invention. In this embodiment, in a first method step 31 a region containing elements of the semiconductor wafer irradiated with unpolarized infrared radiation at a fixed angle of incidence, in a second method step 32 recorded an intensity spectrum of the reflected radiation as a function of the wave number and in a third process step 33 approximates an intensity spectrum calculated using a layer model by varying at least one model parameter to the recorded intensity spectrum.

Bei diesem Verfahren wird wiederum ausgenutzt, dass die eingestrahlte Infrarotstrahlung sich in unterschiedliche Teilstrahlungen aufteilt, welche an unterschiedlichen, durch die Struktur hervorgerufenen Schichten reflektiert und gebrochen werden und somit einen optischen Gangunterschied aufweisen. Die Intensität der gesamten an dem Halbleiterwafer reflektierten und aus den einzelnen interferierenden Teilstrahlungen zusammengesetzten Strahlung ist abhängig von dem Gangunterschied, welcher einerseits von der Wellenlänge bzw. Wellenzahl der Strahlung, andererseits auch von den optischen Eigenschaften der Schichten und damit von den Strukturgrößen abhängt.This method, in turn, makes use of the fact that the irradiated infrared radiation is divided into different partial radiations, which are reflected and refracted at different layers caused by the structure and thus have an optical path difference. The intensity of the total radiation reflected on the semiconductor wafer and composed of the individual interfering partial radiations is depending on the path difference, which depends on the one hand on the wavelength or wavenumber of the radiation, on the other hand also on the optical properties of the layers and thus on the structure sizes.

Infolgedessen enthält das in Verfahrensschritt 32 aufgenommene Intensitätsspektrum Informationen über die zu untersuchende Struktur. Das in Verfahrensschritt 33 eingesetzte Schichtenmodell gibt das optische Schichtverhalten des Halbleiterwafers wieder und berücksichtigt die Struktur kennzeichnende Modellparameter. Durch Annähern des anhand des Schichtenmodells berechneten Intensitätsspektrums an das aufgenommene Intensitätsspektrum lassen sich somit Informationen über die Strukturgrößen gewinnen.As a result, this contains in process step 32 recorded intensity spectrum Information about the structure to be examined. The in process step 33 The layer model used reflects the optical layer behavior of the semiconductor wafer and takes into account the model parameters characterizing the structure. By approximating the intensity spectrum calculated on the basis of the layer model to the recorded intensity spectrum, it is thus possible to obtain information about the structure sizes.

Zur Beurteilung der Güte der zu untersuchenden Struktur in dem bestrahlten Bereich und zu deren Klassifizierung können auch bei diesem Verfahren den Verfahrensschritten 24, 25 und 26 der in 1 dargestellten Ausführungsform entsprechende Verfahrensschritte durchgeführt werden.In order to assess the quality of the structure under investigation in the irradiated area and to classify it, the method steps can also be used in this method 24 . 25 and 26 the in 1 illustrated embodiment, corresponding method steps are performed.

Zum Durchführen des in 11 dargestellten erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein gängiges Reflexionsspektrometer eingesetzt. Um ein Intensitätsspektrum der an dem Halbleiterwafer reflektierten Strahlung in Abhängigkeit der Wellenzahl aufzunehmen, wird zum Bestrahlen des Halbleiterwafers ein im Infrarotbereich durchstimmbarer Laser oder eine im infraroten Wellenlängenbereich emittierende Strahlungsquelle eingesetzt, bei welcher eine Wellenlängenmodulation mit einem Michelson-Interferrometer oder mit dispersiven optischen Elementen erzielt wird.To perform the in 11 illustrated method of the invention, a common reflection spectrometer is used. In order to record an intensity spectrum of the radiation reflected at the semiconductor wafer as a function of the wave number, a laser tunable in the infrared range or a radiation source emitting in the infrared wavelength range is used for irradiating the semiconductor wafer, wherein a wavelength modulation with a Michelson interferometer or with dispersive optical elements is achieved ,

Auch für das in 11 dargestellte erfindungsgemäße Verfahren sind unterschiedliche Abwandlungen vorstellbar. Insbesondere ist es möglich, den Halbleiterwafer unter verschiedenen lotrechten oder azimutalen Einfallswinkeln zu bestrahlen und als Messsignatur einen Verlauf der Intensität der reflektierten Strahlung in Abhängigkeit des lotrechten oder azimutalen Einfallswinkels aufzunehmen. Ein derartiger Intensitätsverlauf wird ebenfalls von der zu untersuchenden Struktur beeinflusst. Zum Bestrahlen des Halbleiterwafer kann hierbei sowohl Infrarotstrahlung einer vorgegebenen Wellenlänge als auch eines vorgegebenen Wellenlängenbereichs eingesetzt werden.Also for the in 11 illustrated inventive method, different modifications are conceivable. In particular, it is possible to irradiate the semiconductor wafer at different perpendicular or azimuthal angles of incidence and to record as a measurement signature a profile of the intensity of the reflected radiation as a function of the perpendicular or azimuthal angle of incidence. Such an intensity course is likewise influenced by the structure to be examined. In this case, both infrared radiation of a predetermined wavelength and a predetermined wavelength range can be used to irradiate the semiconductor wafer.

Darüber hinaus existieren weitere Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Charakterisieren einer in einem Halbleiterwafer ausgebildeten vergrabenen Struktur, bei welchen ein Strukturelemente enthaltender Bereich des Halbleiterwafers mit einer elektromagnetischen Strahlung bestrahlt wird, deren Wellenlänge wesentlich größer ist als eine laterale Strukturgröße der Strukturelemente, gleichzeitig in dem bestrahlten Bereich des Halbleiterwafers eine propagierende akustische Oberflächenwelle induziert wird und als Messsignatur der zeitliche Verlauf der reflektierten Strahlung aufgenommen wird.Furthermore exist further embodiments a method according to the invention for Characterizing a buried formed in a semiconductor wafer Structure in which a region containing structural elements of the semiconductor wafer is irradiated with electromagnetic radiation is whose wavelength is much larger as a lateral structure size of the structural elements, at the same time in the irradiated area of the semiconductor wafer propagating surface acoustic wave is induced and as a measurement signature the time course of the reflected Radiation is absorbed.

Der zeitliche Verlauf der reflektierten Strahlung ist direkt verknüpft mit dem zeitlichen Verlauf der propagierenden akustischen Oberflächenwelle, welcher von den unterhalb der Oberflächenwelle vorliegenden effektiven Schichten des Halbleiterwafers und damit von den Strukturgrößen abhängt. Infolgedessen kann ein anhand eines Schichtenmodells berechneter Verlauf der reflektierten Strahlung durch Variation wenigstens eines Modellparameters, welcher die Struktur kennzeichnet, an den aufgenommenen Verlauf angenähert werden. Auf diese Weise lassen sich Informationen über den Modellparameter und damit auch über die Strukturgrößen gewinnen, so dass die Struktur charakterisiert werden kann.Of the temporal course of the reflected radiation is directly linked with the time course of the propagating surface acoustic wave, which of the effective below the surface wave Layers of the semiconductor wafer and thus depends on the structure sizes. Consequently can be a calculated by a layer model course of the reflected Radiation by variation of at least one model parameter, which characterizes the structure, approximated to the recorded course. In this way, information about the model parameter and with it too win the structure sizes, so that the structure can be characterized.

In der Regel ist der zeitliche Verlauf der propagierenden akustischen Oberflächenwelle und damit der zeitliche Verlauf der reflektierten Strahlung durch ein oszillatorisches Verhalten mit einer definierten Frequenz gekennzeichnet. Diese Frequenz ist abhängig von den unter der Oberflächenwelle vorliegenden effektiven Schichten und damit von der Struktur bzw. den Strukturgrößen. Infolgedessen kann die Struktur gegebenenfalls auch durch die Annäherung einer anhand des Schichtenmodells berechneten Frequenz des zeitlichen Verlaufs der reflektierten Strahlung an die aufgenommene Frequenz charakterisiert werden.In The rule is the temporal course of the propagating acoustic surface wave and thus the time course of the reflected radiation characterized an oscillatory behavior with a defined frequency. This frequency is dependent from under the surface wave existing effective layers and thus of the structure or the structure sizes. As a result, can The structure may also be approximated by the approximation of a layer model calculated frequency of the time course of the reflected radiation be characterized to the recorded frequency.

Die Induzierung der akustischen Oberflächenwelle erfolgt üblicherweise durch gezielte Einstrahlung zweier sich überlagernder Laserpulse. Zum Aufnehmen des zeitlichen Verlaufs der reflektierten Strahlung und damit des Verlaufs der Oberflächenwelle wird die Oberfläche des Halbleiterwafers in der Regel unter einem schrägen Einfallswinkel bestrahlt und mittels eines Detektors die Intensität der aufgrund der Oberflächenwelle in einem vorgegebenen Winkelbereich abgelenkten reflektierten Strahlung gemessen. Hierzu wird beispielsweise ein intensitätssensitiver Detektor in einem von dem Einfallswinkel verschiedenen Reflexionswinkel relativ zur Oberfläche des Halbleiterwafers orientiert.The Inducing the surface acoustic wave is usually done by targeted irradiation of two overlapping laser pulses. To record the time course of the reflected radiation and thus of the Course of the surface wave becomes the surface of the semiconductor wafer usually at an oblique angle of incidence irradiated and by means of a detector the intensity of the due the surface wave measured in a predetermined angular range deflected reflected radiation. For this purpose, for example, an intensity-sensitive detector in a from the angle of incidence different reflection angle relative to surface of the semiconductor wafer oriented.

Zum Aufnehmen des zeitlichen Verlaufs der reflektierten Strahlung kann alternativ auch ein Interferrometer, insbesondere ein Michelson-Interferrometer herangezogen werden. Hierbei wird die Strahlung einer kohärenten Strahlungsquelle mittels eines Strahlungsteilers aufgeteilt, wobei ein Teil der Strahlung senkrecht auf einen Bereich der Oberfläche des Halbleiterwafers gelenkt wird, in welchem die akustische Oberflächenwelle induziert wird, und dort reflektiert. Der andere Teil der Strahlung wird senkrecht an einem Planaren Spiegel reflektiert. Anschließend werden die beiden Teilstrahlungen in dem Strahlteiler wieder zur Überlagerung gebracht. Bedingt durch den zeitlichen Verlauf der akustischen Oberflächenwelle besteht zwischen den beiden überlagerten Teilstrahlungen eine zeitlich abhängige Phasenverschiebung, welche sich in Intensitätsschwankungen äußert. Diese werden mit einem intensitätssensitiven Detektor gemessen.Alternatively, an interferometer, in particular a Michelson interferometer, can also be used to record the time profile of the reflected radiation. Here, the radiation of a coherent radiation source is divided by means of a radiation splitter, wherein a portion of the radiation is directed perpendicular to a region of the surface of the semiconductor wafer in which the surface acoustic wave is induced, and there Reflek advantage. The other part of the radiation is reflected perpendicular to a planar mirror. Subsequently, the two partial radiations are brought in the beam splitter back to overlap. Due to the temporal course of the surface acoustic wave there is a time-dependent phase shift between the two superimposed partial radiations, which manifests itself in intensity fluctuations. These are measured with an intensity-sensitive detector.

Auch für derartige, auf der Induzierung einer akustischen Oberflächenwelle beruhende Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Verfahrens gelten die anhand der vorhergehenden Ausführungsformen dargelegten Erläuterungen, inbesondere hin sichtlich des Beurteilens der Güte und des Klassifizierens der zu untersuchenden Struktur.Also for such, embodiments based on the induction of a surface acoustic wave of a method according to the invention apply the explanations given on the basis of the preceding embodiments, especially in terms of judging quality and classifying the structure to be examined.

Die beschriebenen Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Verfahrens sind nicht nur zum Charakterisieren von in Halbleiterwafern ausgebildeten regelmäßigen Strukturen geeignet. Die Verfahren lassen sich auch zum Charakterisieren von in anderen Trägersubstraten ausgebildeten regelmäßigen Strukturen heranziehen. Darüber hinaus sind die Verfahren ebenfalls zum Charakterisieren von innerhalb von Trägersubstraten sich geometrisch ausdehnenden Strukturen, versteckten Strukturen oder auch gewollten Einschlussvolumina geeignet, wie sie beispielsweise mikroelektromechanische Systeme darstellen.The described embodiments a method according to the invention are not just for characterizing semiconductor wafers regular structures suitable. The methods can also be used to characterize in other carrier substrates trained regular structures use. About that In addition, the methods are also for characterizing within of carrier substrates geometrically expanding structures, hidden structures or desired inclusion volumes suitable, as for example represent microelectromechanical systems.

Des weiteren sind die Verfahren nicht nur auf den Einsatz von elektromagnetischer Strahlung des infraroten Wellenlängenbereichs beschränkt, sondern lassen sich auch mit elektromagnetischer Strahlung eines anderen Wellenlängenbereichs, beispielsweise des sichtbaren Wellenlängenbereichs, durchführen. Voraussetzung ist jedoch, dass die eingesetzten Wellenlängen wesentlich größer sind als eine laterale Strukturgröße der Strukturen, um Streueffekte der Strahlung an Strukturelementen zu unterdrücken.Of Further, the methods are not limited to the use of electromagnetic Radiation of the infrared wavelength range limited, but can also be with electromagnetic radiation of a other wavelength range, For example, the visible wavelength range, perform. requirement is, however, that the wavelengths used are much larger as a lateral structure size of the structures, to suppress scattering effects of radiation on structural elements.

1, 2, 31, 2, 3
Klassifizierter Bereichclassified Area
4a, 4b, 4c, 4d4a, 4b, 4c, 4d
Aufgenommenes SpektrumTaped spectrum
5a, 5b, 5c, 5d5a, 5b, 5c, 5d
REM-BildSEM image
6, 606 60
Grabendig
6161
Oberer GrabenabschnittOberer grave section
6262
Unterer Grabenabschnittlower grave section
77
Nitridschichtnitride
8, 80, 81, 828th, 80, 81, 82
Schichtlayer
99
Substratschichtsubstrate layer
1010
Ellipsometerellipsometer
1111
Strahlungsquelleradiation source
1212
Polarisatorpolarizer
1313
HalbleiterwaferSemiconductor wafer
1414
Analysatoranalyzer
1515
Detektordetector
1616
Auswerteeinrichtungevaluation
1717
Halteeinrichtungholder
21, 22, 2321 22, 23
Verfahrensschrittstep
24, 25, 2624 25, 26
Verfahrensschrittstep
31, 32, 3331 32, 33
Verfahrensschrittstep
Ei E i
Elektrischer Feldvektor der einfallenden Strahlungelectrical Field vector of incident radiation
Strahlung radiation
Ep E p
Komponente von Ei parallel zurEinfallsebeneComponent of E i parallel to the incidence plane
Einfallsebeneplane of incidence
Es E s
Komponente von Ei senkrecht zurComponent of E i perpendicular to
Einfallsebeneplane of incidence
Er E r
Elektrischer Feldvektor der reflektiertenelectrical Field vector of the reflected
Strahlungradiation
NN
Flächennormalesurface normal
αα
Einfallswinkelangle of incidence
ββ
Reflexionswinkelangle of reflection
θθ
Azimutwinkelazimuth angle

Claims (14)

Verfahren zum Charakterisieren einer in einem Trägersubstrat (13) ausgebildeten regelmäßigen Struktur, umfassend die Verfahrensschritte: a) Bestrahlen eines Strukturelemente (6; 60) enthaltenden Bereichs des Trägersubstrats (13) mit einer elektromagnetischen Strahlung, deren Wellenlänge wesentlich größer ist als eine laterale Strukturgröße der Strukturelemente (6; 60); b) Aufnehmen einer Messsignatur der an dem Trägersubstrat (13) reflektierten Strahlung; c) Annähern einer anhand eines Schichtenmodells berechneten Signatur an die Messsignatur durch Variation wenigstens eines Modellparameters, wobei das Schichtenmodell das durch die im Trägersubstrat (13) ausgebildete regelmäßige Struktur hervorgerufene optische Schichtverhalten des Trägersubstrats (13) wiedergibt und der variierte Modellparameter die Struktur kennzeichnet.Method for characterizing a in a carrier substrate ( 13 ) formed regular structure, comprising the method steps: a) irradiation of a structural elements ( 6 ; 60 ) containing area of the carrier substrate ( 13 ) with an electromagnetic radiation whose wavelength is substantially greater than a lateral structure size of the structural elements ( 6 ; 60 ); b) recording a measurement signature on the carrier substrate ( 13 ) reflected radiation; c) approaching a signature calculated on the basis of a layer model to the measurement signature by varying at least one model parameter, wherein the layer model by the in the carrier substrate (in 13 ) formed regular structure caused optical layer behavior of the carrier substrate ( 13 ) and the varied model parameter characterizes the structure. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Wert eines die Abweichung zwischen der berechneten Signatur, bei welcher die bestmögliche Annäherung an die Messsignatur erzielt wird, und der Messsignatur kennzeichnenden Parameters ermittelt wird, um ein Maß für die Güte der Struktur zu erhalten.The method of claim 1, wherein the value of one of Deviation between the calculated signature, at which the best possible approximation to the Measurement signature is achieved, and the measurement signature characterizing Parameter is determined in order to obtain a measure of the quality of the structure. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Wert des Modellparameters, mit dem die bestmögliche Annäherung der aus dem Schichtenmodell berechneten Signatur an die Messsignatur erfolgt, mit einem Referenzwert des Modellparameters verglichen wird, um ein Maß für die Güte der Struktur zu erhalten.Method according to one of the preceding claims, wherein a value of the model parameter that best matches the approximation of the layer model calculated signature to the measurement signature, with a reference value of the model parameter to obtain a measure of the quality of the structure. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Referenzwert des Modellparameters durch Durchführen der Verfahrensschritte a) bis c) an einer Referenzstruktur gewonnen wird, welche zusätzlich mit einem absoluten Messgerät, insbesondere einem Rasterelektronenmikroskop, vermessen wird.The method of claim 3, wherein the Refe Renzwert the model parameter by performing the steps a) to c) is obtained on a reference structure, which is additionally measured with an absolute measuring device, in particular a scanning electron microscope. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Wert des Modellparameters, mit dem die bestmögliche Annäherung der aus dem Schichtenmodell berechneten Signatur an die Messsignatur erfolgt, mit einem Referenzwertespektrum verglichen wird, um die Struktur zu klassifizieren.Method according to one of the preceding claims, wherein a value of the model parameter that best matches the approximation of the layer model calculated signature to the measurement signature, compared with a reference value spectrum is going to classify the structure. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zum Bestrahlen des Trägersubstrats (13) und Aufnehmen der Messsignatur der reflektierten Strahlung ein Ellipsometer (10) eingesetzt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein for irradiating the carrier substrate ( 13 ) and recording the measured signature of the reflected radiation is an ellipsometer ( 10 ) is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei zum Bestrahlen des Trägersubstrats und Aufnehmen der Messsignatur der reflektierten Strahlung ein Reflexionsspektrometer eingesetzt wird.Method according to one of claims 1 to 5, wherein for irradiation of the carrier substrate and recording the measurement signature of the reflected radiation a reflectance spectrometer is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Trägersubstrat unter verschiedenen lotrechten oder azimutalen Einfallswinkeln bestrahlt und als Messsignatur die Intensität der reflektierten Strahlung in Abhängigkeit des lotrechten oder azimutalen Einfallswinkels aufgenommen wird.Method according to one of claims 1 to 5, wherein the carrier substrate irradiated under different vertical or azimuthal angles of incidence and as a measurement signature the intensity the reflected radiation depending on the vertical or azimuthal angle of incidence is recorded. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei in dem bestrahlten Bereich des Trägersubstrats eine akustische Oberflächenwelle induziert wird und als Messsignatur der zeitliche Verlauf der reflektierten Strahlung aufgenommen wird.Method according to one of claims 1 to 5, wherein in the irradiated Area of the carrier substrate a surface acoustic wave is induced and as a measurement signature the time course of the reflected Radiation is absorbed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Modellparameter eine Tiefe bzw. Dicke einer Schicht (8; 80; 81; 82), welche durch die im Trägersub strat ausgebildete regelmäßige Struktur hervorgerufen wird, der Anteil einer Substanz bzw. eines Materials in der aufgrund der Struktur aus Materialmischungen gebildeten Schicht (8; 80; 81; 82), die Dichte der Schicht (8; 80; 81; 82), ein effektiver optischer Parameter der Schicht (8; 80; 81; 82) oder eine laterale Strukturgröße der Struktur herangezogen werden.Method according to one of the preceding claims, wherein as a model parameter a depth or thickness of a layer ( 8th ; 80 ; 81 ; 82 ), which is caused by the strat formed in the Trägerub regular structure, the proportion of a substance or a material in the layer formed due to the structure of material mixtures ( 8th ; 80 ; 81 ; 82 ), the density of the layer ( 8th ; 80 ; 81 ; 82 ), an effective optical parameter of the layer ( 8th ; 80 ; 81 ; 82 ) or a lateral structure size of the structure. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Werte von mehreren Modellparametern, mit welchen die bestmögliche Annäherung der aus dem Schichtenmodell berechneten Signatur an die Messsignatur erfolgt, mit entsprechenden Referenzwerten der Modellparameter verglichen werden, um ein Maß für die Güte der Struktur zu erhalten.Method according to one of the preceding claims, wherein the values of several model parameters, with which the best possible approximation of the Signature calculated from the layer model to the measurement signature is compared with corresponding reference values of the model parameters be a measure of the quality of the structure to obtain. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verfahrensschritte a) bis c) an mehreren Bereichen des Trägersubstrats (13) durchgeführt werden.Method according to one of the preceding claims, wherein the method steps a) to c) at a plurality of regions of the carrier substrate ( 13 ) be performed. Verwendung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Charakterisieren einer in einem Halbleiterwafer (13) ausgebildeten regelmäßigen vergrabenen Struktur.Use of a method according to one of the preceding claims for characterizing a in a semiconductor wafer ( 13 ) trained regular buried structure. Verwendung nach Anspruch 13, wobei die Wellenlängen der eingesetzten elektromagnetischen Strahlung im Infrarotbereich liegen.Use according to claim 13, wherein the wavelengths of the used electromagnetic radiation in the infrared range.
DE200410004857 2004-01-30 2004-01-30 Method for characterising regular electronic structure formed in chip by electromagnetically irradiating chip region containing structure elements, picking-up measuring signature of surface radiation and approximating model parameters Withdrawn DE102004004857A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200410004857 DE102004004857A1 (en) 2004-01-30 2004-01-30 Method for characterising regular electronic structure formed in chip by electromagnetically irradiating chip region containing structure elements, picking-up measuring signature of surface radiation and approximating model parameters

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200410004857 DE102004004857A1 (en) 2004-01-30 2004-01-30 Method for characterising regular electronic structure formed in chip by electromagnetically irradiating chip region containing structure elements, picking-up measuring signature of surface radiation and approximating model parameters

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102004004857A1 true DE102004004857A1 (en) 2005-08-18

Family

ID=34801350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200410004857 Withdrawn DE102004004857A1 (en) 2004-01-30 2004-01-30 Method for characterising regular electronic structure formed in chip by electromagnetically irradiating chip region containing structure elements, picking-up measuring signature of surface radiation and approximating model parameters

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102004004857A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2020621A1 (en) * 2007-08-02 2009-02-04 ASML Netherlands BV Inspection method and apparatus, lithographic apparatus and lithographic processing cell

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6031614A (en) * 1998-12-02 2000-02-29 Siemens Aktiengesellschaft Measurement system and method for measuring critical dimensions using ellipsometry
DE19922614A1 (en) * 1998-12-04 2000-06-15 Fraunhofer Ges Forschung Method to control manufacturing processes of fine structure surfaces in semiconductor manufacturing; involves comparing signatures obtained from diffraction image with references for reference surfaces
EP1018632A2 (en) * 1999-01-06 2000-07-12 International Business Machines Corporation Non-destructive method and device for measuring the depth of a recessed material
WO2002027288A1 (en) * 2000-09-27 2002-04-04 Kla-Tencor Corporation Improved system for scatterometric measurements and applications
US6472237B1 (en) * 2001-10-26 2002-10-29 Motorola, Inc. Method and system for determining a thickness of a layer
US20030030806A1 (en) * 2001-08-09 2003-02-13 Martin Ebert Multiple beam ellipsometer
US20040017575A1 (en) * 2002-07-25 2004-01-29 Raghu Balasubramanian Optimized model and parameter selection for optical metrology

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6031614A (en) * 1998-12-02 2000-02-29 Siemens Aktiengesellschaft Measurement system and method for measuring critical dimensions using ellipsometry
DE19922614A1 (en) * 1998-12-04 2000-06-15 Fraunhofer Ges Forschung Method to control manufacturing processes of fine structure surfaces in semiconductor manufacturing; involves comparing signatures obtained from diffraction image with references for reference surfaces
EP1018632A2 (en) * 1999-01-06 2000-07-12 International Business Machines Corporation Non-destructive method and device for measuring the depth of a recessed material
WO2002027288A1 (en) * 2000-09-27 2002-04-04 Kla-Tencor Corporation Improved system for scatterometric measurements and applications
US20030030806A1 (en) * 2001-08-09 2003-02-13 Martin Ebert Multiple beam ellipsometer
US6472237B1 (en) * 2001-10-26 2002-10-29 Motorola, Inc. Method and system for determining a thickness of a layer
US20040017575A1 (en) * 2002-07-25 2004-01-29 Raghu Balasubramanian Optimized model and parameter selection for optical metrology

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2020621A1 (en) * 2007-08-02 2009-02-04 ASML Netherlands BV Inspection method and apparatus, lithographic apparatus and lithographic processing cell
CN101382737B (en) * 2007-08-02 2011-02-09 Asml荷兰有限公司 Inspection method and apparatus, lithographic apparatus, lithographic processing cell and device manufacturing method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69631748T2 (en) A method of preparing an integrated circuit for transmission electron microscopy and method of monitoring the circuit
DE69917899T2 (en) NON-DESTRUCTIVE ANALYSIS OF A SEMICONDUCTOR BY REFLECTION SPECTROMETRY
DE102011051146B3 (en) Test method for testing a bonding layer between wafer-shaped samples
DE2853427C2 (en)
EP1145303A1 (en) Method and device for optically monitoring processes for manufacturing microstructured surfaces in the production of semiconductors
DE112018005533T5 (en) DETECTION AND MEASUREMENT OF THE DIMENSIONS OF ASYMMETRIC STRUCTURES
DE19914994A1 (en) Surface inspection method for detecting contamination on integrated circuit (IC)
WO2010037452A1 (en) Method for measuring the thickness of a discoidal workpiece
DE3908155A1 (en) DEVICE AND METHOD FOR MEASURING THIN DIELECTRIC LAYERS
DE2903072A1 (en) DEVICE AND METHOD FOR SURFACE INSPECTION
DE112005000828B4 (en) Apparatus and method for testing semiconductor wafers
DE10319843A1 (en) Depth measurement system for determining depth of blind bores in semiconductor workpieces has IR source with beam splitter and polarizer directing beam into workpiece at 45 degree angle
DE4301889A1 (en) Method for determining characteristic sizes of transparent layers by means of ellipsometry
DE102021105946A1 (en) Measuring device and method for measuring roughness and/or defects on a surface
DE19781728B4 (en) Optical method and system for determining mechanical properties of a material
DE19922614A1 (en) Method to control manufacturing processes of fine structure surfaces in semiconductor manufacturing; involves comparing signatures obtained from diffraction image with references for reference surfaces
DE10346850B4 (en) Method for determining a property of a structured layer
EP2861966A1 (en) Method for the optical survey of pyramids on textured monocrystalline silicon wafers
DE19882660B4 (en) Optical process for marking the electrical properties of semiconductors and insulating films
DE102004004857A1 (en) Method for characterising regular electronic structure formed in chip by electromagnetically irradiating chip region containing structure elements, picking-up measuring signature of surface radiation and approximating model parameters
DE4108329C2 (en) Method for determining material parameters, namely thickness, refractive index and absorption coefficient, of individual layers
DE102004028425A1 (en) Semiconductor device e.g. integrated circuit comprises dummy pattern formed within measurement pattern so as to decrease empty space in surface cross-section of measurement pattern
DE60310318T2 (en) Apparatus and method for nondestructive measurement of the properties of a semiconductor substrate
DE10341322A1 (en) Optical measuring system and method
DE102004018454A1 (en) Method and device for monitoring the etching process of a regular depth structure in a semiconductor substrate

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: QIMONDA AG, 81739 MUENCHEN, DE

8139 Disposal/non-payment of the annual fee