DE102004008474A1

DE102004008474A1 - Verfahren zur Reduzierung von Beugungsbildern bei der optischen Inspektion eines Halbleiterwafers und optisches Inspektionsgerät

Info

Publication number: DE102004008474A1
Application number: DE200410008474
Authority: DE
Inventors: Harald Bloess; Matthias Richter
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2004-02-20
Filing date: 2004-02-20
Publication date: 2005-09-08

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung von Beugungsbildern bei der optischen Inspektion eines Halbleiterwafers, der auf der Vorderseite (10) mit einem regelmäßigen Muster versehen ist, mit einem optischen Inspektionsgerät (12), das eine Lichtquelle (14) und einen lichtempfindlichen Detektor (16) umfasst. Das Inspektionsgerät weist eine Absorberplatte (20) auf, die ein optisch transparentes Substrat (22) umfasst, auf dem eine lichtempfindliche Schicht (26) aufgebracht ist und die zwischen dem Halbleiterwafer (5) und dem Detektor (16) angeordnet wird. Durch Beleuchten der Vorderseite (10) des Halbleiterwafers (5) mit der Lichtquelle (14) mit einer ersten Belichtungszeit entstehen im reflektierten Licht (18) lokale Intensitätsmaxima durch höhere Beugungsanordnungen an dem regelmäßigen Muster. Durch Bilden eines Musters von absorbierenden Elementen (24) mittels der lichtempfindlichen Schicht (26) auf der Absorberplatte (20), wobei das Muster den lokalen Intensitätsmaxima des Streulichts während der ersten Belichtungszeit entspricht, werden diese stark unterdrückt, so dass beim Beleuchten der Vorderseite (10) des Halbleiterwafers (5) mit der Lichtquelle (14) mit einer zweiten Belichtungszeit diese die Messung nicht stören. Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein optisches Inspektionsgerät zur Inspektion eines Halbleiterwafers sowie dessen Verwendung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung von Beugungsbildern bei der optischen Inspektion eines Halbleiterwafers. Die Erfindung betrifft darüber hinaus ein optisches Inspektionsgerät zur Inspektion eines Halbleiterwafers, sowie dessen Verwendung.

Zur Herstellung integrierter Schaltungen werden üblicherweise auf Halbleiterwafern mit verschiedenen elektrischen Eigenschaften versehene Schichten aufgebracht und jeweils lithographisch strukturiert. Ein lithographischer Strukturierungsschritt kann darin bestehen, einen photoempfindlichen Resist aufzutragen, diesen mit einer gewünschten Struktur für die betreffende Ebene zu belichten und zu entwickeln, sowie anschließend die somit entstandene Resist-Maske in die unterliegende Schicht in einem Ätzschritt zu übertragen.

Mit den stetig ansteigenden Integrationsdichten integrierter Schaltungen erhöhen sich auch die Anforderungen an die Maßhaltigkeit einer auf das Halbleitersubstrat zu projizierenden Struktur. Insbesondere dann, wenn bereits Vorebenen in unterliegenden Schichten, z. B. in einem lithographischen Projektionsschritt, übertragen wurden, müssen immer striktere Toleranzgrenzen bezüglich der gegenseitigen Ausrichtung der aktuell auf das Substrat zu projizierenden Struktur relativ zu den Strukturen der genannten Vorebenen berücksichtigt werden, um die Funktionsfähigkeit der Schaltung zu gewährleisten.

Die fortschreitende Miniaturisierung in der Halbleitertechnologie erlaubt auch die Herstellung immer leistungsfähigerer elektronischer Bausteine. So können heutzutage beispielsweise dynamische Zugriffsspeicher (DRAM) hergestellt werden, die eine Vielzahl von Speicherzellen enthalten. Speicherzellen von DRAMs werden üblicherweise in Form einer Matrix auf einem Halbleiterwafer angeordnet. Die Speicherzellen bestehen normalerweise aus je einem Speicherkondensator und je einem Auswahltransistor. Bei einem Lese- bzw. Schreibvorgang wird der Speicherkondensator mit einer elektrischen Ladung, die einen jeweiligen Datenwert anspricht, über den Auswahltransistor be- bzw. entladen. Hierzu wird der Auswahlwahltransistor mit Hilfe einer Bit- und einer Wortleitung adressiert.

Im Zuge immer kleiner werdender Strukturauflösungen hat sich bei der Ausbildung der Speicherzellen ein Aufbau etabliert, bei dem die innere und äußere Kondensatorelektrode des Speicherkondensators in einem tiefen Graben angeordnet werden. Die innere Kondensatorelektrode bildet den Speicherknoten der Speicherzelle und wird üblicherweise durch Auffüllen des tiefen Grabens mit einem leitfähigen Füllmaterial hergestellt. Bei diesem als sogenannter Grabenkondensator bekannten Aufbau wird mittels einer leitfähigen Brücke ein Anschluss der inneren Kondensatorelektrode zum Auswahltransistor erzeugt. Der Auswahltransistor ist häufig als planarer Transistor zwischen den tiefen Gräben des Speicherzellenfeldes ausgebildet.

Dichte Linien-Spalten-Muster, wie sie etwa im Bereich der Herstellung von dynamischen Speichern mit wahlfreiem Zugriff (DRAM) gebildet werden, weisen beispielsweise Linienbreiten von 70, 90 oder 110 nm auf. Für den lithographischen Projektionsschritt eines solchen Schaltungsmusters wird üblicherweise ein Waferscanner oder Waferstepper verwendet.

Bei fortschrittlichen Technologien mit hoher Strukturauflösung, beispielsweise bei der 90 nm oder 70 nm Prozesslinie, weisen der Bereich, der dem Auswahltransistor zugeordnet ist, und der Bereich der tiefen Gräben häufig die gleichen Abmessungen auf. Während der Herstellung eines Speicherzellenfeldes werden oftmals die für die photolithographische Projektion charakteristischen Parameter, wie z. B. die Belichtungsdosis, die Schärfeeinstellung oder der Beleuchtungsmodus des Projektionsapparates, sehr genau kontrolliert, um eine hohe Maßhaltigkeit bei der Projektion des Musters der tiefen Gräben auf die Oberfläche des Substrats zu erreichen. Zur Überwachung der Herstellungsqualität werden die Oberflächen von Halbleiterwafern regelmäßig mit einem optischen Inspektionsgerät, beispielsweise mit einem optischen Mikroskop oder einem Inspektionssystem zur Bestimmung der Defektdichte, kontrolliert. Um eine genügend hohe Strukturauflösung erzielen zu können, wird dabei oftmals eine optische Inspektion im UV-Bereich durchgeführt.

Bei einem optischen Inspektionsgerät wird das von einer Lichtquelle emittierte Licht, das von der Oberfläche des Halbleiterwafers gestreut wird, in einem Detektor nachgewiesen. Dadurch erhält man ein unterschiedliches Intensitätsprofil, je nachdem, ob das Licht an einer ebenen oder einer strukturierten Oberfläche gestreut wird. Üblicherweise erfolgt die Auswertung der so gewonnenen Intensitätsprofile mit einem Computer, der Signale des Detektors empfängt.

Ein in diesem Zusammenhang häufig auftretendes Problem besteht darin, dass bei der Inspektion von Halbleiterbausteinen Beugungsbilder höherer Ordnung durch Streuung an regelmäßigen Mustern (z.B. des Speicherzellenfeldes) auftreten. Diese Beugungsbilder (im englischen lobes genannt) erschweren die op tische Inspektion eines Halbleiterwafers oder machen diese sogar unmöglich. Die Intensität und der Winkel dieser Beugungsbilder höherer Ordnung hängt von dem Schaltungsmuster auf dem Halbleiterwafer und von der verwendeten Wellenlänge des Lichts der Lichtquelle ab.

In der Technik sind mechanische Abdeckplatten bekannt, die zwischen den Halbleiterwafer und den Detektor gebracht werden. Die mechanische Abdeckplatte weist ein bestimmtes Muster auf, um die unter einem bestimmten Winkel auftretenden Beugungsbilder höherer Ordnung zu absorbieren. Die damit zu erzielende Verbesserung ist jedoch aufgrund der geringen Präzision gering. Insbesondere bei fortschrittlichen Herstellungsverfahren, beispielsweise bei Strukturauflösungen kleiner als 200 nm, ist die optische Inspektion oder Vermessung schwierig.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, die oben genannten Probleme zu überwinden und ein Verfahren anzugeben, sowie ein optisches Inspektionsgerät zu schaffen, die eine zuverlässige optische Inspektion oder Vermessung eines Halbleiterwafers ermöglichen.

Diese Aufgabe wird in einem ersten Aspekt erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Reduzierung von Beugungsbildern bei der optischen Inspektion eines Halbleiterwafers gelöst, das die folgende Schritte umfasst:

– Bereitstellen eines Halbleiterwafers, der zumindest teilweise auf der Vorderseite mit einem regelmäßigen Muster versehen ist;
– Bereitstellen eines optischen Inspektionsgeräts, umfassend eine Lichtquelle und einen lichtempfindlichen Detektor, wobei das optische Inspektionsgerät geeignet ist, den Halbleiterwafer aufzunehmen und das an der Vorderseite des Halbleiterwafers reflektierte Licht der Lichtquelle im Detektor nachzuweisen;
– Bereitstellen einer Absorberplatte, die ein optisch transparentes Substrat umfasst, auf dem eine lichtempfindliche Schicht aufgebracht ist, und die zwischen dem Halbleiterwafer und dem Detektor angeordnet wird;
– Beleuchten der Vorderseite des Halbleiterwafers mit der Lichtquelle mit einer ersten Belichtungszeit, wobei das Streulicht lokale Intensitätsmaxima aufweist, die durch höhere Beugungsordnungen an dem regelmäßigen Muster entstehen;
– Bilden eines Musters von absorbierenden Elementen mittels der lichtempfindlichen Schicht auf der Absorberplatte, wobei das Muster den lokalen Intensitätsmaxima des Streulichts während der ersten Belichtungszeit entspricht;
– Beleuchten der Vorderseite des Halbleiterwafers mit der Lichtquelle mit einer zweiten Belichtungszeit; und
– Detektieren des Streulichts im Detektor während der zweiten Belichtungszeit, die kürzer als die erste Belichtungszeit ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren bewirkt eine Absorption der störenden Beugungsbilder mit absorbierenden Elementen, die auf einer lichtempfindlichen Schicht gebildet werden. Das Muster der absorbierenden Elemente entspricht den Intensitätsmaxima der Beugungsbilder höherer Ordnung und wird dadurch erzielt, dass der Halbleiterwafer mit einer ersten Belichtungszeit belichtet wurde. In einer nachfolgenden zweiten Belichtung der Vorderseite des Halbleiterwafers mit einer zweiten Belichtungszeit, die kürzer als die erste Belichtungszeit ist, wird dann im Idealfall nur noch das Beugungsbild nullter Ordnung übertragen, da die Beugungsbilder höhe rer Ordnung in der Absorberplatte absorbiert werden. Da die absorbierenden Elemente auf einer lichtempfindlichen Schicht gebildet werden, ist keine mechanische Bearbeitung notwendig.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform emittiert die Lichtquelle Licht in einem Wellenlängenbereich von 100 nm bis 700 nm, vorzugsweise im UV-Bereich.

Gemäß dieser Vorgehensweise erzielt das Verfahren eine gute Strukturauflösung des optischen Inspektionsgeräts und ist somit besonders für die Inspektion von dichten Schaltungsmustern auf einem Halbleiterwafer geeignet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst der Halbleiterwafer ein Schaltungsmuster eines Speicherbausteins mit wahlfreiem Zugriff.

Gemäß dieser Vorgehensweise werden die durch das regelmäßige Schaltungsmuster im Bereich des Speicherzellenfeldes erzeugten Beugungsbilder mit den absorbierenden Elementen eliminiert. Das Verfahren ermöglicht somit eine genaue und präzise optische Vermessung.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die absorbierenden Elemente des Musters eine Strukturauflösung von weniger als 1 mm, vorzugsweise ungefähr 100 μm auf.

Gemäß dieser Vorgehensweise wird eine hohe Genauigkeit in der Position der absorbierenden Elemente des Musters erzielt, so dass eine präzise optische Vermessung möglich ist, ohne von Beiträgen der Beugungsbilder höherer Ordnung gestört zu werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Detektor eine CCD-Kamera.

Gemäß dieser Vorgehensweise wird ein Aufbau verwendet, der eine automatische Verarbeitung des nachgewiesenen Streulichts ermöglicht.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird beim Schritt des Bereitstellens der Absorberplatte als lichtempfindliche Schicht eine Selen-Schicht aufgebracht und für das transparente Substrat eine Quarzplatte, vorzugsweise aus Siliziumdioxid, verwendet, wobei die Selen-Schicht eine anisotrope elektrische Leitfähigkeit aufweist, die im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der Quarzplatte orientiert ist.

Gemäß dieser Vorgehensweise wird eine hohe Transparenz der Absorberplatte erreicht. Die Absorberplatte ist auch resistent gegen die schädigende Wirkung von UV-Licht, das vorzugsweise zum Beleuchten herangezogen wird.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird beim Schritt des Beleuchtens mit der ersten Belichtungszeit die Selen-Schicht in Abhängigkeit der Intensität des Streulichts im Bereich der Intensitätsmaxima elektrisch geladen.

Gemäß dieser Vorgehensweise wird die Stelle auf der Absorberplatte, die absorbierend ausgeführt werden soll, mit einer elektrisch leitenden Schicht markiert.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Schritt des Bildens der absorbierenden Elemente des Musters dadurch ausgeführt, dass ein Kohlenstoffpulver aufgebracht wird, wobei die Kohlenstoffpartikel des Kohlenstoffpulvers durch die Selen-Schicht im Bereich der Intensitätsmaxima elektrostatisch angezogen werden.

Gemäß dieser Vorgehensweise werden die absorbierenden Elemente durch ein Kohlenstoffpulver gebildet, das im UV-Bereich eine genügend hohe Absorption aufweist. Der zugrunde liegende physikalische Effekt ähnelt dabei in etwa dem eines Photokopiergeräts, bei dem ebenfalls ein externer Photoeffekt zur Anwendung kommt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das Kohlenstoffpulver mit einer Passivierungsschicht bedeckt.

Gemäß dieser Vorgehensweise kann verhindert werden, dass sich das Kohlenstoffpulver von der Selen-Schicht löst. Die Inspektion eines Halbleiterwafers wird häufig in einem Reinraum ausgeführt, dessen Atmosphäre durch abgelöste Kohlenstoffpartikel verunreinigt werden würde.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Kohlenstoffpulver eine Korngröße von weniger als 1 μm auf.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird beim Schritt des Bereitstellens der Absorberplatte als lichtempfindliche Schicht eine photochromatische Schicht verwendet, die in Abhängigkeit der Beleuchtungsintensität ihre Transparenz ändert.

Gemäß dieser Vorgehensweise wird für die lichtempfindliche Schicht der photochromatische Effekt ausgenutzt, so dass sich die Änderung der Transparenz in Abhängigkeit der Beleuchtungsintensität selbstständig einstellt. Damit entfällt ein Austauschen der Absorberschicht bei verschiedenen Messungen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird beim Schritt des Beleuchtens mit der ersten Belichtungszeit im Bereich der Intensitätsmaxima die photochromatische Schicht ein Muster gebildet, wobei die absorbierenden Elemente durch Bereiche mit niedriger Transparenz gebildet werden.

Die absorbierenden Elemente der Absorberschicht werden in dieser Ausführungsform durch die sich selbständig verdunkelnden Bereiche der photochromatischen Schicht gebildet. Die so entstandene Absorberschicht lässt sich für eine Vielzahl von verschiedenen Messungen einsetzen.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die photochromatische Schicht geeignet, die belichteten Bereiche in einem Zustand niedriger Transparenz zu halten, der größer als die zweite Belichtungszeit ist.

Gemäß dieser Vorgehensweise wird eine zeitliche Änderung in einem für die Messung geeigneten Zeitintervall ermöglicht, die durch die Beugungsbilder höherer Ordnung entstandenen Intensitätsmaxima bleiben auf der photochromatischen Schicht genügend lange als absorbierende Elemente erhalten.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird beim Schritt des Bereitstellens der Absorberplatte als lichtempfindliche Schicht eine Resistschicht aufgebracht und für das transparente Substrat eine Quarzplatte, vorzugsweise aus Siliziumdioxid, verwendet.

Das Aufbringen einer Resistschicht ist ein in der Technik weitverbreiteter Schritt zur Herstellung einer lichtempfindlichen Schicht. Gemäß dieser Vorgehensweise kann auf einfache Weise eine lichtempfindliche Schicht mit niedrigen Kosten hergestellt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird beim Schritt des Beleuchtens mit der ersten Belichtungszeit die Resistschicht in Abhängigkeit der Intensität des Streulichts im Bereich der Intensitätsmaxima vollständig belichtet.

Im UV-Bereich sind empfindliche Photoresists weit verbreitet, wobei mittels der zur Belichtung notwendigen Belichtungsdosis das Ansprechen der Resistschicht für den vorliegenden Fall optimiert werden kann. Gemäß dieser Vorgehensweise kann auf einfache Weise eine lichtempfindliche Schicht mit niedrigen Kosten hergestellt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Schritt des Bildens des Musters dadurch ausgeführt, dass die Resistschicht entwickelt wird, um eine Resiststruktur zu bilden, wobei die Resiststruktur geeignet ist das im Bereich der Intensitätsmaxima reflektierte Licht zu absorbieren.

Durch Entwickeln der Resistschicht kann auf einfache Weise das Muster der absorbierenden Elemente gebildet werden. Durch die Wahl der Dicke der Resistschicht wird eine nahezu vollständige Absorption erreicht.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist als Resistschicht eine Fotolackemulsion vorgesehen.

Fotolackemulsionen erlauben die Herstellung von lichtempfindlichen Schichten mit niedrigen Kosten. Die dabei erreichbaren Auflösungen sind für die absorbierenden Elemente des Musters völlig ausreichend.

Diese Aufgabe wird in einem zweiten Aspekt erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Reduzierung von Beugungsbildern bei der optischen Inspektion eines Halbleiterwafers gelöst, das folgende Schritte umfasst:

– Bereitstellen eines Halbleiterwafers, der zumindest teilweise auf der Vorderseite mit einem regelmäßigen Muster versehen ist;
– Bereitstellen eines optischen Inspektionsgeräts, umfassend eine Lichtquelle und einen lichtempfindlichen Detektor, wobei das optische Inspektionsgerät geeignet ist, den Halbleiterwafer aufzunehmen und das an der Vorderseite des Halbleiterwafers gestreute Licht der Lichtquelle im Detektor nachzuweisen;
– Bereitstellen einer Absorberplatte, die ein optisch transparentes Substrat umfasst, auf dem eine lichtempfindliche Schicht aufgebracht ist;
– Bereitstellen eines Beugungsmusters, das lokalen Intensitätsmaxima entspricht, die beim Beleuchten der Vorderseite des Halbleiterwafers mit der Lichtquelle mit einer ersten Belichtungszeit durch höhere Beugungsordnungen an dem regelmäßigen Muster entstehen;
– Bilden eines Musters von absorbierenden Elementen mittels der lichtempfindlichen Schicht auf der Absorberplatte, wobei das Muster von absorbierenden Elementen dem Beugungsmuster entspricht;
– Anordnen der Absorberplatte zwischen dem Halbleiterwafer und dem Detektor;
– Beleuchten der Vorderseite des Halbleiterwafers mit der Lichtquelle mit einer zweiten Belichtungszeit; und
– Detektieren des Streulichts im Detektor während der zweiten Belichtungszeit, die kürzer als die erste Belichtungszeit ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren nach einem zweiten Aspekt bewirkt eine Absorption der störenden Beugungsbilder mit absorbierenden Elementen, die auf einer lichtempfindlichen Schicht gebildet werden. Das Muster der absorbierenden Elemente entspricht den Intensitätsmaxima der Beugungsbilder höherer Ordnung, die bei der Beleuchtung des Halbleiterwafers mit einer ersten Belichtungszeit entstehen. In einer nachfolgenden zweiten Belichtung der Vorderseite des Halbleiterwafers mit einer zweiten Belichtungszeit, die kürzer als die erste Belichtungszeit ist, wird dann im Idealfall nur noch das Beugungsbild der niedrigsten Ordnung übertragen, da die Beugungsbilder höherer Ordnung in der Absorberplatte absorbiert werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Schritt des Bereitstellens des Beugungsbildes dadurch ausgeführt, dass das Beugungsbild für das optische Inspektionsgerät simuliert wird.

Gemäß dieser Vorgehensweise wird das Beugungsbild aufgrund einer Simulation gewonnen, wobei das Inspektionsgerät zusätzliche optische Elemente, wie z.B. Linsen und Masken, aufweist, die diesen Prozess unterstützen oder die Abbildung der Beugungsbilder erst ermöglichen. Die optischen Elemente sind in einer Simulation zu berücksichtigen, so dass für eine Vielzahl von Inspektionsgeräten eine entsprechende Absorberplatte bereitgestellt werden kann.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Schritt des Bereitstellens des Interferenzbildes dadurch ausgeführt, dass das Beugungsbild durch eine Messung bestimmt wird.

Gemäß dieser Vorgehensweise ist eine einfache Bestimmung des Musters von absorbierenden Elementen möglich, die beispielsweise in einer früheren Messung bestimmt wurden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Schritt des Bildens des Musters von absorbierenden Elementen durch Übertragen des Beugungsbilds mit einem Laserstrahl ausgeführt.

Gemäß dieser Vorgehensweise kann das Muster von absorbierenden Elementen mit hoher Präzision auf die lichtempfindliche Schicht übertragen werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß auch durch ein optisches Inspektionsgerät zur Inspektion eines Halbleiterwafers gelöst, das folgendes umfasst:

– einen Substrathalter, der geeignet ist, einen Halbleiterwafer aufzunehmen;
– eine Lichtquelle, die geeignet ist, Licht während einer ersten Belichtungszeit und während einer zweiten Belichtungszeit zu emittieren;
– einen Detektor zum Detektieren von Licht während der zweiten Belichtungszeit;
– eine Absorberplatte, die ein optisch transparentes Substrat umfasst, auf dem eine lichtempfindliche Schicht aufgebracht ist, und die zwischen dem Substrathalter und dem Detektor angeordnet ist; und
– Mittel zum Bilden eines Musters von absorbierenden Elementen auf der lichtempfindlichen Schicht.

Das optische Inspektionsgerät gemäß der Erfindung weist Mittel zum Bilden eines Musters von absorbierenden Elementen auf, die auf einer lichtempfindlichen Schicht gebildet sind. In einer nachfolgenden zweiten Belichtung absorbieren die mit dem Mittel zum Bilden des Musters gebildeten absorbierenden Elemente bestimmte Anteile des Streulichts auf dem Weg in den Detektor.

Besonders vorteilhaft erweist sich ein Verfahren zur Verwendung eines erfindungsgemäßen optischen Inspektionsgeräts, wobei folgende Schritte ausgeführt werden:

– Bereitstellen eines Halbleiterwafers, der zumindest teilweise auf der Vorderseite mit einem regelmäßigen Muster versehen ist;
– Bereitstellen des optischen Inspektionsgeräts; und
– Ablegen des Halbleiterwafers auf dem Substrathalter.

Das Muster der absorbierenden Elemente entspricht den Intensitätsmaxima der Beugungsbilder höherer Ordnung und wird dadurch erzielt, dass der Halbleiterwafer mit einer ersten Belichtungszeit belichtet wurde, wobei das Inspektionsgerät zusätzliche optische Elemente, wie z.B. Linsen und Masken, aufweist, die diesen Prozess unterstützen oder die Abbildung der Beugungsbilder erst ermöglichen. In einer nachfolgenden zweiten Belichtung der Vorderseite des Halbleiterwafers mit einer zweiten Belichtungszeit, die kürzer als die erste Belichtungszeit ist, werden dann die Beugungsbilder höherer Ordnung in der Absorberplatte absorbiert.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 schematisch eine Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen optischen Inspektionsgeräts mit einem Halbleiterwafer;
2A bis 2E eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Reduzierung von Beugungsbildern bei der optischen Inspektion eines Halbleiterwafers nach einem ersten Aspekt, wobei jeweils schematisch Querschnittsansichten eines optischen Inspektionsgeräts mit einem Halbleiterwafer und eine Absorberplatte in verschiedenen Stufen des Verfahrens gezeigt sind;
3A bis 3B eine weitere mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Reduzierung von Beugungsbildern bei der optischen Inspektion eines Halbleiterwafers, wobei jeweils schematisch Querschnittsansichten einer Absorberplatte in verschiedenen Stufen des Verfahrens gezeigt sind; und
4A bis 4B eine weitere mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Reduzierung von Beugungsbildern bei der optischen Inspektion eines Halbleiterwafers, wobei jeweils schematisch Querschnittsansichten einer Absorberplatte in verschiedenen Stufen des Verfahrens gezeigt sind.
Die Erfindung wird beispielhaft an einem Verfahren zur Reduzierung von Beugungsbildern bei der optischen Inspektion eines Halbleiterwafers erläutert. Die Erfindung lässt sich jedoch auch für andere Messobjekte anwenden, bei denen mittels einer Absorberplatte Beugungsbilder höherer Ordnung beseitigt werden müssen.
In 1 ist schematisch ein Querschnitt durch ein optisches Inspektionsgerät 12 mit einem Halbleiterwafer 5 gezeigt. Der Halbleiterwafer 5 ist auf einem Substrathalter 8 abgelegt. Der Halbleiterwafer 5 ist zumindest teilweise auf der Vorderseite 10 mit einem regelmäßigen Muster versehen. Der Halbleiterwafer 5 umfasst beispielsweise auf der Vorderseite 10 ein Schaltungsmuster eines Speicherbausteins mit wahlfreiem Zugriff (DRAM).
DRAM-Bausteine weisen im Bereich des Speicherzellenfeldes ein regelmäßiges Schaltungsmuster auf, das von den Zelldimensionen der Struktur des Schaltungsmusters abhängig ist. Dabei treten in der Regel bei einem Chip mit beispielsweise 110 nm Strukturauflösung Zelldimensionswiederholungen im 110 nm Bereich auf. Im Logik- und Supportbereich des Chips können auch Zelldimensionswiederholungen auftreten, die weitaus größer sind, z.B. 500 bis 700 nm.
Das optische Inspektionsgerät 12 ist geeignet, den Halbleiterwafer 5 auf dem Substrathalter 8 aufzunehmen. Das optische Inspektionsgerät 12 umfasst eine Lichtquelle 14 und einen lichtempfindlichen Detektor 16. Die Lichtquelle Licht emittiert in einem Wellenlängenbereich von 100 nm bis 700 nm, vorzugsweise im UV-Bereich.
Der Detektor 16 ist geeignet, Licht mit der von der Lichtquelle 14 emittierten Wellenlänge bei ausreichender Effizienz zu detektieren. Im UV-Bereich kann beispielsweise eine CCD-Detektorzeile, ein CCD-Detektorarray oder eine Photomultiplier-Röhre als Detektor 16 verwendet werden.
Das Licht der Lichtquelle 14 wird an der Vorderseite 10 des Halbleiterwafers 5 gestreut. Ein Teil des gestreuten Lichts wird als Streulicht 18 im Detektor 16 nachgewiesen. Bei optischen Inspektionsgeräten werden üblicherweise sogenannte Dunkelfeld-Abbildungen (im Englischen üblicherweise „dark field imaging" genannt) ausgeführt, bei denen im Gegensatz zu Hellfeld-Abbildungen nicht das reflektierte Licht direkt oder indirekt im Detektor 16 detektiert wird. Dazu wird die Lichtquelle 14 so angeordnet, dass das von ihr emittierte Licht auf die Vorderseite 10 des Halbleiterwafers unter einem bestimmten Winkel auftrifft.
Der Detektor 16 wird beispielsweise unter einem anderen Winkel seitlich vom Halbleiterwafer positioniert. Es ist aber auch denkbar, den Einfallswinkel des Lichts von der Lichtquelle 14 senkrecht zur Vorderseite des Halbleiterwafers zu wählen. Die optische Bedingung besteht darin, dass die Auskoppelung des Streulichts 18 nicht direkt oder indirekt im reflektiertem Lichtstrahl erfolgt.
Das Streulicht 18 durchläuft vom optischen Pfad zwischen der Vorderseite 10 des Halbleiterwafers 5 und dem Detektor 16 eine im Strahlengang des Streulichts 18 angeordnete Absorberplatte 20.
Die Absorberplatte 20 umfasst ein optisch transparentes Substrat 22, auf dem eine lichtempfindliche Schicht 26 aufge bracht ist. Darüber hinaus umfasst die Absorberplatte 20 ein Muster von absorbierenden Elementen 24, die mittels der lichtempfindlichen Schicht 26 der Absorberplatte 20 gebildet werden. Das Muster entspricht dabei den Beugungsbildern höherer Ordnung. Beim Detektieren des Streulichts während einer Messung werden diese somit mittels der absorbierenden Elementen 24 unterdrückt. Die Beugungsbilder höherer Ordnung werden an ganz spezifisch definierten Stellen im optischen System mit dem Muster von absorbierenden Elementen 24 geblockt.
Dabei ist die Größe der absorbierenden Elemente 24 von den Zelldimensionen der regelmäßigen Struktur abhängig. Es besteht jedoch nur ein mittelbarer Größenzusammenhang. Diese absorbierenden Elemente 24 können durchaus auch Linien, Ovale oder andere geometrische Formen umfassen, die in einem Größenbereich von mehreren Zentimetern ausgebildet werden. Es ist auch möglich, die absorbierenden Elemente 24 in eine ringförmige Blende beispielsweise mit mehreren Zentimetern Größe einzubetten.
Die absorbierenden Elemente 24 des Musters weisen eine Strukturauflösung von weniger als 1 mm, vorzugsweise ungefähr 100 μm auf. Dadurch lässt sich das oben beschrieben Absorptionsmuster von absorbierenden Elementen 24 mit hoher Präzision auf der Absorberplatte 20 ausbilden.
In den 2A bis 2E wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand einer ersten Ausführungsform näher erläutert. Insbesondere wird das Bilden des Musters von absorbierenden Elementen 24 mittels der lichtempfindlichen Schicht 26 der Absorberplatte 20 genauer beschrieben.
In 2A ist der Ausgangspunkt des Verfahrens anhand eines Aufbaus ohne die Absorberplatte 20 gezeigt. Das von der Vorderseite 10 des Halbleiterwafers 5 reflektierte Licht 18 erzeugt durch Beugung lokale Intensitätsmaxima 30, die in 2A an der späteren Position der Absorberplatte 20 als unterschiedlich helles Muster stark vereinfacht eingezeichnet sind. Bei der Inspektion von Halbleiterbausteinen treten Beugungsbilder höherer Ordnung durch Streuung an dem regelmäßigen Muster auf. Die Intensität und der Winkel dieser Beugungsbilder höherer Ordnung hängt von dem Schaltungsmuster auf dem Halbleiterwafer und von der verwendeten Wellenlänge des Lichts der Lichtquelle ab.
Im nächsten Schritt, der in 2B gezeigt ist, wird die Absorberplatte 20 bereitgestellt. Für das transparente Substrat 22 der Absorberplatte 20 wird beispielsweise eine Quarzplatte, vorzugsweise aus Siliziumdioxid, verwendet. Verschiedene Beleuchtungswellenlängen erfordern jedoch unterschiedlichste optische Materialen, so dass weitere dem Fachmann bekannte Materialien nicht ausgeschlossen sind.
Auf dem transparenten Substrat 22 wird als lichtempfindliche Schicht 26 eine Selen-Schicht aufgebracht. Die Selen-Schicht weist eine anisotrope elektrische Leitfähigkeit auf, die im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der Quarzplatte orientiert ist.
Anschließend erfolgt ein Beleuchten der Vorderseite 10 des Halbleiterwafers 5 mit der Lichtquelle mit einer ersten Belichtungszeit, wobei das Streulicht 18 die lokalen Intensitätsmaxima 30 aufweist, die durch höhere Beugungsordnungen an dem regelmäßigen Muster entstehen.
Durch das Beleuchten der Vorderseite 10 des Halbleiterwafers 5 wird die Selen-Schicht in Abhängigkeit der Intensität des Streulichts im Bereich der Intensitätsmaxima 30 elektrisch geladen. Durch die Anisotropie der elektrischen Leitfähigkeit der Selen-Schicht kann sich die gebildete Ladung nicht über die gesamte Oberfläche der Selen-Schicht auf der Absorberplatte 20 ausbreiten.
Wie in 2C gezeigt, entstehen als Folge Bereich 32, die den Intensitätsmaxima des Streulichts 18 entsprechen. Dies wird auch durch eine geeignete Wahl der ersten Belichtungszeit sichergestellt.
Im nächsten Schritt, der in 2D gezeigt ist, wird das Muster von absorbierenden Elementen 24 gebildet. Dazu wird ein Kohlenstoffpulver aufgebracht, wobei die Kohlenstoffpartikel des Kohlenstoffpulvers durch die Selen-Schicht im Bereich 32 der Intensitätsmaxima elektrostatisch angezogen werden. Das Kohlenstoffpulver weist eine Korngröße von weniger als 1 μm auf, so dass das Muster mit einer entsprechenden Strukturauflösung gebildet wird. Optional kann das Kohlenstoffpulver anschließend mit einer Passivierungsschicht bedeckt werden.
Anschließend erfolgt, wie in 2E gezeigt, ein Beleuchten der Vorderseite 10 des Halbleiterwafers 5 mit der Lichtquelle 14 mit einer zweiten Belichtungszeit die kürzer als die erste Belichtungszeit ist. Das Streulicht 18 im Bereich der Intensitätsmaxima wird von den absorbierenden Elementen 24 absorbiert. Beim Detektieren des Streulichts 18 im Detektor 16 während der zweiten Belichtungszeit sind folglich die störenden Beugungsbilder höherer Ordnung, die sich als Intensitätsmaxima 30 zeigen, stark unterdrückt.
In 3A bis 3B wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand einer weiteren Ausführungsform näher erläutert, wobei nur die Schritte gezeigt sind, die beim Bilden des Musters von absorbierenden Elemente 24 unterschiedlich zur Ausführungsform gemäß 2 sind.
3A zeigt eine Absorberplatte 20, bei der als lichtempfindliche Schicht eine photochromatische Schicht 40 verwendet wird. Die photochromatische Schicht 40 ändert in Abhängigkeit der Beleuchtungsintensität ihre Transparenz. Photochromatische Schichten werden im allgemeinen durch zwei Zeitkonstanten charakterisiert. Zum einen ist dies die Zeitkonstante zur Schwärzung der photochromatischen Schicht bei einer Beleuchtung, zum anderen die Zeitkonstante mit der eine geschwärzte Schicht nach Beendigung der Beleuchtung wieder transparent wird. Bei der Wahl der photochromatischen Schicht für den vorliegenden Anwendungsfall müssen die beiden Zeitkonstanten so gewählt werden, dass die Schwärzung während der ersten Belichtungszeit im Bereich der Intensitätsmaxima 30 gebildet wird und diese während der zweiten Belichtungszeit aber noch schwarz bleiben.
Während des Beleuchtens mit der ersten Belichtungszeit im Bereich der Intensitätsmaxima bildet die photochromatische Schicht ein Muster, wobei die absorbierenden Elemente durch Bereiche mit niedriger Transparenz 42 entstehen, wie in 3A gezeigt ist. Beim Detektieren des Streulichts 18 im Detektor 16 während der zweiten Belichtungszeit sind folglich die störenden Beugungsbilder höherer Ordnung, die sich als Intensitätsmaxima 30 zeigen, stark unterdrückt.
In 4A bis 4B wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand noch einer weiteren Ausführungsform näher erläutert, wo bei wiederum nur die Schritte gezeigt sind, die beim Bilden des Musters von absorbierenden Elemente 24 unterschiedlich zur Ausführungsform gemäß 2 sind.
3A zeigt eine Absorberplatte 20, bei der als lichtempfindliche Schicht eine Resistschicht 50 aufgebracht wird. Für das transparente Substrat wird eine Quarzplatte 52, vorzugsweise aus Siliziumdioxid, verwendet.
Während des Beleuchtens mit der ersten Belichtungszeit wird die Resistschicht in Abhängigkeit der Intensität des Streulichts im Bereich 54 der Intensitätsmaxima vollständig belichtet.
Anschließend wird die Resistschicht entwickelt, um eine Resiststruktur 56 zu bilden, wobei die Resiststruktur geeignet ist, das im Bereich der Intensitätsmaxima reflektierte Licht zu absorbieren. Dazu kann beispielsweise als Resistschicht eine Fotolackemulsion vorgesehen sein, deren Absorptionsverhalten durch die Wahl ihrer Dicke bestimmt wird. Beim Detektieren des Streulichts 18 im Detektor 16 während der zweiten Belichtungszeit sind folglich die störenden Beugungsbilder höherer Ordnung, die sich als Intensitätsmaxima 30 zeigen, stark unterdrückt.
In den bisher diskutierten Ausführungsformen wurde das direkte Bilden des Musters von absorbierenden Elementen 24 im Strahlengang des optischen Inspektionsgeräts 12 angesprochen. Bei der Ausführungsform gemäß 2 und 4 kann das Bilden des Musters von absorbierenden Elementen 24 auch extern erfolgen, z.B. mit einem Laserstrahl.
Dieser Aspekt der Erfindung wird nachfolgend erläutert. In einem ersten Schritt wird wiederum der Halbleiterwafer 5 bereitgestellt, der zumindest teilweise auf der Vorderseite 10 mit dem regelmäßigen Muster versehen ist. Anschließend erfolgt ein Bereitstellen des optischen Inspektionsgeräts 12, umfassend eine Lichtquelle 14 und einen lichtempfindlichen Detektor 16, wobei das optische Inspektionsgerät 12 geeignet ist, den Halbleiterwafer 5 aufzunehmen und das an der Vorderseite des Halbleiterwafers gestreute Licht 18 der Lichtquelle im Detektor nachzuweisen. Danach wird wiederum eine Absorberplatte 20 bereitgestellt, die ein optisch transparentes Substrat 22 umfasst, auf dem eine lichtempfindliche Schicht 26 aufgebracht ist.
Im Unterschied zu dem Verfahren gemäß 2 wird nachfolgend ein Beugungsmuster bereitgestellt, das lokalen Intensitätsmaxima entspricht, die beim Beleuchten der Vorderseite 10 des Halbleiterwafers 5 mit der Lichtquelle 14 mit einer ersten Belichtungszeit durch höhere Beugungsordnungen an dem regelmäßigen Muster entstehen. Das Beugungsbild kann beispielsweise durch Simulation oder durch eine vorangegangene Messung bestimmt werden.
Das Bilden des Musters von absorbierenden Elementen 24 mittels der lichtempfindlichen Schicht 26 auf der Absorberplatte 20 erfolgt beispielsweise mit einem Laserstrahl, der mit den entsprechenden Koordinaten abgelenkt wird. Das Muster von absorbierenden Elementen 24 entspricht dem Beugungsmuster.
Danach wird die Absorberplatte 20 zwischen dem Halbleiterwafer 5 und dem Detektor 16 in den optischen Pfad gebracht.
Die weiteren Schritte entsprechen dem Verfahren gemäß 2, es folgt das Beleuchten der Vorderseite 10 des Halbleiterwafers 5 mit der Lichtquelle 14 mit einer zweiten Belichtungszeit und das Detektieren des Streulichts 18 im Detektor 16 während der zweiten Belichtungszeit, die kürzer als die erste Belichtungszeit ist.
Besonders vorteilhaft erweist sich ein Verfahren zur Verwendung des erfindungsgemäßen optischen Inspektionsgeräts 12, beispielsweise bei der Bestimmung der Defektdichte. Aufgrund der Absorption der Beugungsbilder wird bei der Inspektion des Halbleiterwafers, der auf der Vorderseite mit einem regelmäßigen Muster versehen ist, im Dunkelfeld kein oder nahezu kein Streulicht 18 in den Detektor 16 eintreffen. Bei einer Defektstelle auf der Vorderseite des Halbleiterwafers wird jedoch aufgrund der Abhängigkeit des Beugungsbildes von der zu messenden Struktur ein nachweisbares Signal im Detektor 16 entstehen, so dass Defektstellen bei Halbleiterwafern mit sehr feiner Strukturauflösung entdeckt werden können. Damit ergeben sich eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten, die bei der optischen Inspektion in der Halbleitertechnologie eingesetzt werden können.

5: Halbleiterwafer
10: Vorderseite
12: Inspektionsgerät
14: Lichtquelle
16: Detektor
18: reflektiertes Licht
20: Absorberplatte
22: transparentes Substrat
24: absorbierende Elemente
26: lichtempfindliche Schicht
32: leitfähiger Bereich
40: photochromatische Schicht
42: photochromatische Schicht niedriger Transparenz
50: Resistschicht
52: Quarzplatte
54: belichteter Bereich
56: Resiststruktur

Claims

Verfahren zur Reduzierung von Beugungsbildern bei der optischen Inspektion eines Halbleiterwafers, umfassend folgende Schritte: – Bereitstellen eines Halbleiterwafers (5), der zumindest teilweise auf der Vorderseite (10) mit einem regelmäßigen Muster versehen ist; – Bereitstellen eines optischen Inspektionsgeräts (12), umfassend eine Lichtquelle (14) und einen lichtempfindlichen Detektor (16), wobei das optische Inspektionsgerät (12) geeignet ist, den Halbleiterwafer (5) aufzunehmen und das an der Vorderseite des Halbleiterwafers gestreute Licht (18) der Lichtquelle im Detektor nachzuweisen; – Bereitstellen einer Absorberplatte (20), die ein optisch transparentes Substrat (22) umfasst, auf dem eine lichtempfindliche Schicht (26) aufgebracht ist, und die zwischen dem Halbleiterwafer (5) und dem Detektor (16) angeordnet wird; – Beleuchten der Vorderseite (10) des Halbleiterwafers (5) mit der Lichtquelle (14) mit einer ersten Belichtungszeit, wobei das Streulicht (18) lokale Intensitätsmaxima aufweist, die durch höhere Beugungsordnungen an dem regelmäßigen Muster entstehen; – Bilden eines Musters von absorbierenden Elementen (24) mittels der lichtempfindlichen Schicht (26) auf der Absorberplatte (20), wobei das Muster den lokalen Intensitätsmaxima des Streulichts während der ersten Belichtungszeit entspricht; – Beleuchten der Vorderseite (10) des Halbleiterwafers (5) mit der Lichtquelle (14) mit einer zweiten Belichtungszeit; und – Detektieren des Streulichts (18) im Detektor (16) während der zweiten Belichtungszeit, die kürzer als die erste Belichtungszeit ist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Lichtquelle Licht in einem Wellenlängenbereich von 100 nm bis 700 nm, vorzugsweise im UV-Bereich, emittiert.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Halbleiterwafer ein Schaltungsmuster eines Speicherbausteins mit wahlfreiem Zugriff umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die absorbierenden Elemente des Musters eine Strukturauflösung von weniger als 1 mm, vorzugsweise ungefähr 100 μm aufweisen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Detektor eine CCD-Detektorzeile, ein CCD-Detektorarray oder eine Photomultiplier-Röhre ist.
Verfahren zur Reduzierung von Beugungsbildern bei der optischen Inspektion eines Halbleiterwafers, umfassend folgende Schritte: – Bereitstellen eines Halbleiterwafers (5), der zumindest teilweise auf der Vorderseite (10) mit einem regelmäßigen Muster versehen ist; – Bereitstellen eines optischen Inspektionsgeräts (12), umfassend eine Lichtquelle (14) und einen lichtempfindlichen Detektor (16), wobei das optische Inspektionsgerät (12) geeignet ist, den Halbleiterwafer (5) aufzunehmen und das an der Vorderseite des Halbleiterwafers gestreute Licht (18) der Lichtquelle im Detektor nachzuweisen; – Bereitstellen einer Absorberplatte (20), die ein optisch transparentes Substrat (22) umfasst, auf dem eine lichtempfindliche Schicht (26) aufgebracht ist; – Bereitstellen eines Beugungsmusters, das lokalen Intensitätsmaxima entspricht, die beim Beleuchten der Vorderseite (10) des Halbleiterwafers (5) mit der Lichtquelle (14) mit einer ersten Belichtungszeit durch höhere Beugungsordnungen an dem regelmäßigen Muster entstehen; – Bilden eines Musters von absorbierenden Elementen (24) mittels der lichtempfindlichen Schicht (26) auf der Absorberplatte (20), wobei das Muster von absorbierenden Elementen (24) dem Beugungsmuster entspricht; – Anordnen der Absorberplatte (20) zwischen dem Halbleiterwafer (5) und dem Detektor (16); – Beleuchten der Vorderseite (10) des Halbleiterwafers (5) mit der Lichtquelle (14) mit einer zweiten Belichtungszeit; und – Detektieren des Streulichts (18) im Detektor (16) während der zweiten Belichtungszeit, die kürzer als die erste Belichtungszeit ist.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Schritt des Bereitstellens des Beugungsbildes dadurch ausgeführt wird, dass das Beugungsbild für das optische Inspektionsgerät simuliert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der Schritt des Bereitstellens des Interferenzbildes dadurch ausgeführt wird, dass das Beugungsbild durch eine Messung bestimmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem der Schritt des Bildens des Musters von absorbierenden Elementen (24) durch Übertragen des Beugungsbilds mit einem Laserstrahl ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem beim Schritt des Bereitstellens der Absorberplatte als lichtempfindliche Schicht eine Selen-Schicht aufgebracht wird und für das transparente Substrat eine Quarzplatte, vorzugsweise aus Siliziumdioxid, verwendet wird, wobei die Selen-Schicht eine anisotrope elektrische Leitfähigkeit aufweist, die im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der Quarzplatte orientiert ist.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem beim Schritt des Beleuchtens mit der ersten Belichtungszeit die Selen-Schicht in Abhängigkeit der Intensität des Streulichts im Bereich der Intensitätsmaxima (30) elektrisch geladen wird.
Verfahren nach Anspruch 11, bei dem der Schritt des Bildens der absorbierenden Elemente des Musters dadurch ausgeführt wird, dass ein Kohlenstoffpulver aufgebracht wird, wobei die Kohlenstoffpartikel des Kohlenstoffpulvers durch die Selen-Schicht im Bereich (32) der Intensitätsmaxima elektrostatisch angezogen werden.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem darüber hinaus das Kohlenstoffpulver mit einer Passivierungsschicht bedeckt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, bei dem das Kohlenstoffpulver eine Korngröße von weniger als 1 μm aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem beim Schritt des Bereitstellens der Absorberplatte als lichtempfindliche Schicht eine photochromatische Schicht (40) verwendet wird, die in Abhängigkeit der Beleuchtungsintensität ihre Transparenz ändert.
Verfahren nach Anspruch 15, bei dem beim Schritt des Beleuchtens mit der ersten Belichtungszeit im Bereich der Intensitätsmaxima die photochromatische Schicht ein Muster bildet, wobei die absorbierenden Elemente durch Bereiche mit niedriger Transparenz (42) gebildet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, bei dem die photochromatische Schicht geeignet ist, die Transparenz innerhalb von weniger als 1 ms, vorzugsweise etwa 100 μs, zu ändern.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem beim Schritt des Bereitstellens der Absorberplatte als lichtempfindliche Schicht eine Resistschicht (50) aufgebracht wird und für das transparente Substrat eine Quarzplatte (52), vorzugsweise aus Siliziumdioxid, verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 18, bei dem beim Schritt des Beleuchtens mit der ersten Belichtungszeit die Resistschicht in Abhängigkeit der Intensität des Streulichts im Bereich (54) der Intensitätsmaxima vollständig belichtet wird.
Verfahren nach Anspruch 19, bei dem der Schritt des Bildens des Musters dadurch ausgeführt wird, dass die Resistschicht entwickelt wird, um eine Resiststruktur (56) zu bilden, wobei die Resiststruktur geeignet ist das im Bereich der Intensitätsmaxima reflektierte Licht zu absorbieren.
Verfahren nach Anspruch 20, bei dem als Resistschicht eine Fotolackemulsion vorgesehen ist.
Optisches Inspektionsgerät zur Inspektion eines Halbleiterwafers, umfassend: – einen Substrathalter, der geeignet ist, einen Halbleiterwafer aufzunehmen; – eine Lichtquelle, die geeignet ist Licht während einer ersten Belichtungszeit und während einer zweiten Belichtungszeit zu emittieren; – einen Detektor zum Detektieren von Licht während der zweiten Belichtungszeit; – eine Absorberplatte, die ein optisch transparentes Substrat umfasst, auf dem eine lichtempfindliche Schicht aufgebracht ist, und die zwischen dem Substrathalter und dem Detektor angeordnet ist; und – Mittel zum Bilden eines Musters von absorbierenden Elementen auf der lichtempfindlichen Schicht.
Optisches Inspektionsgerät nach Anspruch 22, bei dem die Lichtquelle Licht in einem Wellenlängenbereich von 100 nm bis 700 nm, vorzugsweise im UV-Bereich, emittiert.
Optisches Inspektionsgerät nach Anspruch 22 oder 23, bei dem der Detektor zum Nachweis des Streulichts eine CCD-Kamera umfasst.
Optisches Inspektionsgerät nach einem der Ansprüche 22 bis 24, bei dem das Mittel zum Bilden eines Musters eine Quarzplatte umfasst, die vorzugsweise aus Siliziumdioxid besteht, und auf der eine Selen-Schicht aufgebracht ist, wobei die Selen-Schicht eine anisotrope elektrische Leitfähigkeit aufweist, die im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche der Quarzplatte orientiert ist.
Optisches Inspektionsgerät nach Anspruch 25, bei dem die Selen-Schicht im Bereich der absorbierenden Elemente des Musters elektrisch geladen ist.
Optisches Inspektionsgerät nach Anspruch 26, bei dem die absorbierenden Elemente des Musters ein Kohlenstoffpulver umfassen, das mit der Selen-Schicht durch elektrostatische Anziehung verbunden ist.
Optisches Inspektionsgerät nach Anspruch 27, das darüber hinaus eine Passivierungsschicht aufweist, die das Kohlenstoffpulver bedeckt.
Optisches Inspektionsgerät nach Anspruch 28, bei dem das Kohlenstoffpulver eine Korngröße von weniger als 1 μm aufweist.
Optisches Inspektionsgerät nach einem der Ansprüche 22 bis 24, bei dem die absorbierenden Elemente des Musters eine photochromatische Schicht umfassen, die eine niedrige Transparenz aufweist.
Optisches Inspektionsgerät nach einem der Ansprüche 22 bis 24, bei dem das Mittel zum Bilden eines Musters eine Quarzplatte umfasst, die vorzugsweise aus Siliziumdioxid besteht, auf der die absorbierenden Elemente aufgebracht sind.
Optisches Inspektionsgerät nach Anspruch 31, bei dem die absorbierenden Elemente des Musters eine strukturierte Resistschicht umfassen.
Verfahren zur Verwendung eines optischen Inspektionsgeräts nach einem der Ansprüche 22 bis 32, wobei folgende Schritte ausgeführt werden: – Bereitstellen eines Halbleiterwafers, der zumindest teilweise auf der Vorderseite mit einem regelmäßigen Muster versehen ist; – Bereitstellen des optischen Inspektionsgeräts; und – Ablegen des Halbleiterwafers auf dem Substrathalter.
Verfahren nach Anspruch 33, bei dem der Halbleiterwafer ein Schaltungsmuster eines Speicherbausteins mit wahlfreiem Zugriff umfasst.
Verfahren nach Anspruch 34, bei dem das Schaltungsmuster dichte Linien-Spalten-Muster mit Abmessungen von 110 nm, 90 nm oder 70 nm umfasst.