DE102005007280B4 - Method for determining a critical dimension of a laterally structured layer - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Bestimmen einer kritischen Dimension einer lateral strukturierten Schicht (10) auf einem Substrat, mit folgenden Schritten:
a) Erzeugen (102) der lateral strukturierten Schicht (10) mit einer Testmarke (78) auf dem Substrat (12) mit einer Schichtfläche (14) mit einer ersten und einer zweiten Kante (16, 18), die einander gegenüberliegen, und mit einer schichtfreien Fläche (24) mit einer dritten und einer vierten Kante (26, 28), die einander gegenüberliegen, wobei die Schichtfläche (14) mit der ersten und der zweiten Kante (16, 18) an schichtfreie Bereiche (20, 22) des Substrats (12) angrenzt, wobei die schichtfreie Fläche (24) mit der dritten und der vierten Kante (26, 28) an Bereiche (30, 32) angrenzt, in denen das Substrat (12) die Schicht (10) aufweist, wobei die erste, zweite, dritte und vierte Kante (16, 18, 26, 28) nebeneinander und zueinander parallel angeordnet sind, wobei die erste, zweite, dritte und vierte Kante (16, 18, 26, 28) eine Gruppe...
Method for determining a critical dimension of a laterally structured layer (10) on a substrate, comprising the following steps:
a) producing (102) the laterally structured layer (10) with a test mark (78) on the substrate (12) with a layer surface (14) having a first and a second edge (16, 18) facing each other, and having a layerless surface (24) having a third and a fourth edge (26, 28) facing each other, the layer surface (14) having the first and second edges (16, 18) being bonded to non - layered regions (20, 22) of the Substrate (12), the non-layered area (24) having the third and fourth edges (26, 28) adjacent portions (30, 32) in which the substrate (12) comprises the layer (10) first, second, third and fourth edges (16, 18, 26, 28) are arranged side by side and parallel to each other, wherein the first, second, third and fourth edges (16, 18, 26, 28) form a group.

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Figure 00000001

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bestimmen einer kritischen Dimension einer lateral strukturierten Schicht.The The present invention relates to a method for determining a critical dimension of a laterally structured layer.

Mikroelektronische und mikromechanische Bauelemente werden mit immer kleineren Strukturgrößen hergestellt. Zur Qualitätskontrolle und zur Verbesserung der Ausbeute werden während des Herstellungsprozesses kritische Dimensionen gemessen. Wenn dabei festgestellt wird, dass eine kritische Dimension eine vorbestimmte Anforderung nicht erfüllt, beispielsweise nicht einen Sollwert aufweist oder nicht innerhalb eines erwünschten Intervalls liegt, sind verschiedene Konsequenzen möglich. Wenn die kritische Dimension an einer Fotolack- bzw. Resist-Maske, einer Imid- oder einer anderen Maske bestimmt wurde, bevor deren laterale Struktur, beispielsweise durch Ätzen, in das Substrat übertragen wurde, kann diese Maske abgewaschen und erneut (lithographisch) erzeugt werden. Wenn die kritische Dimension an einer bereits unveränderlich erzeugten Struktur des Substrats gemessen wurde, kann dieses aus dem Produktionsprozess entfernt werden, um die Kosten für eine weitere Prozessierung zu vermeiden.microelectronic and micromechanical components are produced with ever smaller feature sizes. For quality control and improve the yield during the manufacturing process measured critical dimensions. If it is found that a critical dimension does not satisfy a predetermined requirement, for example does not have a setpoint or not within a desired one Interval, various consequences are possible. If the critical dimension on a photoresist or resist mask, a Imid or another mask was determined before their lateral Structure, for example by etching, transferred to the substrate this mask can be washed off and again (lithographically) be generated. If the critical dimension at an already immutable produced structure of the substrate was measured, this can be made removed from the production process to cover the cost of another Avoid processing.

Herkömmlich wird eine kritische Dimension typischerweise durch Abtasten bzw. Erfassen einer Testmarke oder einer anderen lateralen Struktur mit bekannten Abmessungen durch ein Rasterelektronenmikroskop bestimmt. Diese Methode ist jedoch nicht immer geeignet, beispielsweise weil elektrostatische Aufladungen an dicken nicht leitenden Schichten, wie Imid, zu Bildverzerrungen führen. Außerdem sind Rasterelektronenmikroskope in Anschaffung und Betrieb teuer.Conventionally a critical dimension typically by sensing a test mark or other lateral structure with known Dimensions determined by a scanning electron microscope. These However, method is not always suitable, for example because electrostatic Charges on thick non-conductive layers, such as Imid, cause image distortion to lead. Besides, they are Scanning electron microscopes expensive to buy and operate.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zum Bestimmen einer kritischen Dimension anzugeben, welches sich insbesondere auch bei Imid-Strukturen anwenden lässt.The Object of the present invention is a simple and inexpensive Specify a method for determining a critical dimension, which especially applicable to imide structures.

Die KR 10 2000 0013 606 A beschreibt in der Zusammenfassung und der dazugehörigen Figur eine Testmarke mit zwei ohne Überlapp ineinander angeordneten, rechteckigen Rahmen.The KR 10 2000 0013 606 A describes in the abstract and the associated figure a test mark with two arranged without overlap, rectangular frame.

Peter van Zant beschreibt in seinem Buch „Microchip Fabrication" (4. Auflage, McGraw-Rill, 2000) auf den Seiten 252, 253, 256 eine Aufarbeitung von Wafern nach einer Inspektion, ohne dabei auf konkrete Formen von Testmarken einzugehen.Peter van Zant describes in his book "Microchip Fabrication" (4th edition, McGraw-Rill, 2000) on pages 252, 253, 256 a processing of wafers after a Inspection without going into concrete forms of test marks.

Die KR 10 2001 0028 937 A beschreibt in der Zusammenfassung und der zugehörigen Figur die Anordnung von Testmarken in Ritzrahmen eines Wafers.The KR 10 2001 0028 937 A describes in the summary and the associated figure the arrangement of test marks in Ritzrahmen a wafer.

Die DD 245 982 A1 beschreibt Testmarken mit mehreren Spalten von Rechtecken unterschiedlicher Höhe. Abhängig von einer kritischen Dimension ist das Verhältnis zwischen der Höhe der Rechtecke und deren Abstand in unterschiedlichen Spalten identisch.The DD 245 982 A1 describes test marks with multiple columns of rectangles of different heights. Depending on a critical dimension, the ratio between the height of the rectangles and their spacing in different columns is identical.

Die WO 02/19 415 A1 beschreibt eine Reihe verschiedener Testmarken zur Erfassung eines Lageversatzes zwischen verschiedenen Ebenen auf einem Wafer, die jeweils eine Mehrzahl rechteckiger Flächen umfassen.The WO 02/19415 A1 describes a number of different test marks for detecting a positional offset between different planes on a wafer, each comprising a plurality of rectangular areas.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.These The object is achieved by a method according to claim 1.

Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.preferred Trainings are in the dependent claims Are defined.

Die vorliegende Erfindung wird verwendet zur Erzeugung einer Testmarke auf einem Substrat. Die Testmarke umfasst eine erste Fläche bzw. eine Schichtfläche, innerhalb derer das Substrat die Schicht aufweist, und eine zweite Fläche bzw. eine schichtfreie Fläche, innerhalb derer das Substrat die Schicht nicht aufweist. Die erste Fläche weist eine erste Kante und eine zweite Kante auf, die einander gegenüber liegen und mit denen die erste Fläche an Bereiche angrenzt, in denen das Substrat die Schicht nicht aufweist. Die zweite Fläche weist eine dritte Kante und eine vierte Kante auf, die einander gegenüber liegen und mit denen die zweite Fläche an Bereiche angrenzt, in denen das Substrat die Schicht aufweist. Die vier Kanten sind nebeneinander und parallel angeordnet. Die relativen Abstände der vier Kanten sind indirekte Funktionen der kritischen Dimension oder sogar mit derselben identisch.The The present invention is used to generate a test mark on a substrate. The test mark comprises a first area or a layer area, within which the substrate has the layer, and a second one area or a layer-free surface, within which the substrate does not have the layer. The first area has a first edge and a second edge which face each other and with those the first surface adjacent to areas where the substrate does not have the layer. The second area has a third edge and a fourth edge that face each other across from and with which the second area adjoins areas in where the substrate has the layer. The four edges are side by side and arranged in parallel. The relative distances of the four edges are indirect Functions of the critical dimension or even identical with it.

Die Testmarke wird vorzugsweise so erzeugt, dass der Abstand zwischen der ersten Kante und der zweiten Kante und der Abstand zwischen der dritten Kante und der vierten Kante gleich sind, wenn die kritische Dimension ihren Sollwert aufweist. Dies bedeutet, dass der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Kante und der Abstand zwischen der dritten und der vierten Kante insoweit bzw. in dem Maße gleich sind, wie die kritische Dimension ihren Sollwert aufweist oder anders ausgedrückt insoweit voneinander abweichen, wie die kritische Dimension von ihrem Sollwert abweicht.The Test mark is preferably generated so that the distance between the first edge and the second edge and the distance between the third edge and the fourth edge are equal if the critical Dimension has its setpoint. This means that the distance between the first and the second edge and the distance between the third and the fourth edge in so far or to the same degree are how the critical dimension has its set point or otherwise expressed to that extent differ as the critical dimension of deviates from their nominal value.

Zum Bestimmen der kritischen Dimension wird die Testmarke erfasst bzw. abgebildet, beispielsweise lichtmikroskopisch. Anhand des Abbilds der Testmarke werden die Mitte zwischen der ersten und der vierten Kante und die Mitte zwischen der zweiten und der dritten Kante bestimmt. Diese Mitten sind strenggenommen zu den Kanten parallele Geradenabschnitte. Der Abstand der Mitte zwischen der ersten und der vierten Kante und der Mitte zwischen der zweiten und der dritten Kante ist ein Maß für die kritische Dimension. Er entspricht der Abweichung der kritischen Dimension von deren Sollwert.To determine the critical dimension, the test mark is detected or imaged, for example by light microscopy. Based on the image of the test mark, the center between the first and the fourth edge and the middle between the second and the third edge are determined. These centers are strictly related to the edges of parallel lines sections. The distance of the center between the first and fourth edges and the center between the second and third edges is a measure of the critical dimension. It corresponds to the deviation of the critical dimension from its nominal value.

Vorzugsweise sind sowohl die erste Fläche als auch die zweite Fläche L-förmig und liegen einander so gegenüber, dass ihre Schenkel wie die Seiten eines Quadrats angeordnet sind. Jeder Schenkel der ersten Fläche und jeder Schenkel der zweiten Fläche ist trapezförmig und weist somit zwei einander gegenüberliegende parallele Kanten auf. Die Testmarke weist damit insgesamt zwei Gruppen mit jeweils vier untereinander parallelen Kanten auf. Für jede Gruppe kann, wie oben beschrieben, ein Abstand der Mitte zwischen den beiden äußeren Kanten der Gruppe von der Mitte zwischen den beiden inneren Kanten der Gruppe als Maß für die kritische Dimension bestimmt werden. Die kritische Dimension bzw. ihre Abweichung von ihrem Sollwert kann somit in zwei zueinander senkrechten Richtungen bestimmt werden.Preferably are both the first surface as also the second surface L-shaped and face each other, that their legs are arranged like the sides of a square. Each leg of the first surface and each leg of the second surface is trapezoidal and thus has two opposite ones parallel edges on. The test brand thus has a total of two groups each with four mutually parallel edges. For each group can, as described above, a distance of the middle between the two outer edges the group of the middle between the two inner edges of the Group as a measure of the critical Dimension be determined. The critical dimension or its deviation from its nominal value can thus be in two mutually perpendicular directions be determined.

Die linearen Abmessungen der Testmarke, insbesondere die Abstände der Kanten, können wesentlich größer sein als die kritische Dimension. Vorzugsweise weist die Testmarke lineare Abmessungen in der Größenordnungen von einigen μm auf und ist deshalb ohne weiteres mit sichtbarem Licht lichtmikroskopisch erfassbar. Jede Kante erzeugt bei einer lichtmikroskopischen Abbildung ein Intensitätsprofil mit einer Unschärfe in der Größenordnung der Wellenlänge des verwendeten Lichts. Durch einen Fit einer mathematischen Modellfunktion an dieses Intensitätsprofil kann der Ort jeder Kante bis auf wenige nm genau bestimmt werden. Die Testmarke ermöglicht somit eine Bestimmung einer kritischen Dimension mit einer Genauigkeit von wenigen nm, ohne dass die Testmarke mit einer entsprechenden räumlichen Auflösung erfasst werden müsste, beispielsweise durch ein Rasterelektronenmikroskop. Ein Vorteil der Testmarke besteht somit darin, dass sie mit relativ einfachen und kostengünstigen Mitteln erfassbar ist.The linear dimensions of the test mark, in particular the distances of the Edges, can be much larger as the critical dimension. Preferably, the test mark has linear dimensions in the orders of magnitude of a few μm and is therefore readily optical microscopic with visible light detectable. Each edge is created by a light microscopic picture an intensity profile with a blur in the order of magnitude the wavelength the light used. Through a fit of a mathematical model function to this intensity profile The location of each edge can be determined exactly down to a few nm. The test brand allows thus a determination of a critical dimension with an accuracy of a few nm, without the test mark with a corresponding spatial resolution would have to be recorded for example, by a scanning electron microscope. An advantage The test brand is thus that they are relatively simple and cost-effective Means is detectable.

Vorzugsweise wird die oben beschriebene Testmarke mit L-förmigen Flächen, die in der Form eines quadratischen Rahmens angeordnet sind, so dimensioniert, dass sie einer herkömmlichen Testmarke zur Bestimmung des Overlays bzw. des Lageversatzes der Abbildungen zweier Masken ähnelt. Herkömmliche Lagerversatz-Testmarken bestehen aus einem quadratischen Rahmen bzw. einer quadratischen Öffnung, die durch eine erste Maske erzeugt wird und einer (quadratischen) Fläche, die mit einer zweiten Maske erzeugt wird. Diese Fläche ist zentrisch zu dem Rahmen bzw. der Öffnung angeordnet, wenn die beiden Masken ohne relativen Lageversatz auf das Substrat abgebildet wurden. Für derartige Testmarken existieren automatische Lageversatz-Messeinrichtungen, welche die Testmarken lichtmikroskopisch erfassen und für beide Hauptrichtungen der Testmarke die Abstände der Mitte zwischen den äußeren, durch die erste Maske erzeugten Kanten von der Mitte zwischen den inneren, durch die zweite Maske erzeugten Kanten als Maß für den relativen Lageversatz der Abbildungen der beiden Masken bestimmen.Preferably becomes the test mark described above with L-shape surfaces, which are arranged in the form of a square frame, so dimensioned that they are a conventional test mark for the determination of the overlay or the positional offset of the mappings of two masks. conventional Bearing offset test marks consist of a square frame or a square opening, which is generated by a first mask and a (square) Area, which is generated with a second mask. This area is arranged centrally to the frame or the opening when the masks without relative position offset on the substrate shown were. For such test marks exist automatic positional displacement measuring devices, which record the test marks by light microscopy and for both Main directions of the test mark the distances of the middle between the outer, through the first mask created edges from the middle between the inner, edges generated by the second mask as a measure of the relative positional offset determine the images of the two masks.

Wenn die Testmarke und insbesondere ihre linearen Abmessungen einer herkömmlichen Lageversatz-Testmarke hinreichend ähnlich sind, kann sie automatisiert und entsprechend kostengünstig durch eine Lageversatz-Messeinrichtung ausgewertet werden. Der von der Lageversatz-Messeinrichtung ausgegebene Messwert wird dann nicht als relativer Lageversatz zwischen den Abbildungen zweier Masken, sondern als Maß für die Abweichung der kritischen Dimension von ihrem Sollwert interpretiert.If the test mark and in particular its linear dimensions of a conventional Positional offset test mark are sufficiently similar, it can be automated and accordingly inexpensive be evaluated by a positional displacement measuring device. The of The measured value outputted from the positional displacement measuring device does not then become as a relative positional shift between the mappings of two masks, but as a measure of the deviation the critical dimension of its setpoint.

Durch die lichtmikroskopische Erfassung bzw. Erfassbarkeit der Testmarke wird auch eine Reihe von Problemen vermieden, die mit der Erfassung durch ein Rasterelektronenmikroskop einhergehen. Als Beispiel sei hier eine Erfassung einer kritischen Dimension in einer Imid-Schicht erwähnt, wie sie zur Strukturierung der letzten Kontaktebene bzw. Terminal-Via-Ebene eines Halbleiterbauelements häufig verwendet wird. Die kleinsten, in einer Imid-Schicht erzeugbaren Öffnungen sind mindestens 10 μm groß. Es ist jedoch schwierig, mit den Rasterelektronenmikroskopen, die herkömmlich für die Bestimmung der kritischen Dimension verwendet werden, derart große Strukturen mit der erforderlichen Präzision zu erfassen. Da Imid-Schichten elektrisch isolierend und in der Regel relativ dick sind, werden sie vom Elektronenstrahl elektrostatisch aufgeladen. Diese Aufladung wiederum führt zu einer Verzerrung durch das Rasterelektronenmikroskop erzeugten Bildes. Beide Probleme werden dadurch vermieden, indem anstelle eines Rasterelektronenmikroskops ein Lichtmikroskop verwendet wird.By the light-microscopic detection or detectability of the test mark It also avoids a number of problems associated with capturing through accompanied by a scanning electron microscope. As an example, be here a detection of a critical dimension in an imide layer mentioned, as for structuring the last contact level or terminal via level of a semiconductor device often used becomes. The smallest openings that can be generated in an imide layer are at least 10 μm in size. It is however difficult with the scanning electron microscopes conventionally for the determination critical dimension, such large structures with the required precision capture. Since imide layers are electrically insulating and in the Usually relatively thick, they are electrostatically from the electron beam charged. This charge in turn leads to a distortion the scanning electron microscope generated image. Both problems will be thereby avoided by replacing a scanning electron microscope a light microscope is used.

Bevorzugte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen definiert. Es zeigen:preferred Further developments of the present invention are defined in the dependent claims. Show it:

1 eine schematische Draufsicht auf eine Testmarke gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; 1 a schematic plan view of a test mark according to a first embodiment;

2 eine schematische Draufsicht auf eine Testmarke gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; 2 a schematic plan view of a test mark according to a second embodiment;

3 eine schematische Draufsicht auf die Testmarke des zweiten Ausführungsbeispiels bei nicht-idealer kritischer Dimension; 3 a schematic plan view of the test mark of the second embodiment in non-ideal critical dimension;

4 eine perspektivische Darstellung einer Maske und eines Chips; und 4 a perspective view of a Mask and a chip; and

5 ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens. 5 a schematic flow diagram of a method.

1 ist eine schematische Draufsicht auf einen Ausschnitt aus einer lateral strukturierten Schicht 10 auf einem Substrat 12. In dem dargestellten Ausschnitt weist die lateral strukturierte Schicht 10 eine Testmarke auf bzw. ist als Testmarke strukturiert. 1 is a schematic plan view of a section of a laterally structured layer 10 on a substrate 12 , In the illustrated section, the laterally structured layer 10 a test mark on or is structured as a test mark.

Die Testmarke umfasst eine erste Fläche bzw. Schichtfläche 14 mit einer ersten Kante 16 und einer zweiten Kante 18, die einander gegenüber liegen und zueinander parallel sind. Innerhalb der Schichtfläche 14 weist das Substrat 12 die Schicht 10 auf. Mit den Kanten 16, 18 grenzt die Schichtfläche 14 an Bereiche 20, 22 des Substrats 12 an, in denen das Substrat 12 die Schicht 10 nicht aufweist.The test mark comprises a first surface or layer surface 14 with a first edge 16 and a second edge 18 , which are opposite each other and parallel to each other. Within the layer area 14 has the substrate 12 the layer 10 on. With the edges 16 . 18 borders the layer area 14 to areas 20 . 22 of the substrate 12 in which the substrate 12 the layer 10 does not have.

Die Testmarke umfasst ferner eine zweite Fläche bzw. schichtfreie Fläche 24 mit einer dritten Kante 26 und einer vierten Kante 28, die einander gegenüberliegend und zueinander parallel sind. Innerhalb der schichtfreien Fläche 24 weist das Substrat 12 die Schichten 10 nicht auf. Mit den Kanten 26, 28 grenzt die schichtfreie Fläche 24 an Bereiche 30, 32 des Substrats 12, in denen das Substrat 12 die Schicht 10 aufweist.The test mark further comprises a second surface or a layer-free surface 24 with a third edge 26 and a fourth edge 28 which are opposite each other and parallel to each other. Within the layer-free area 24 has the substrate 12 the layers 10 not up. With the edges 26 . 28 adjoins the layer-free surface 24 to areas 30 . 32 of the substrate 12 in which the substrate 12 the layer 10 having.

Die Testmarke wird, vorzugsweise lichtmikroskopisch, abgetastet bzw. erfasst. Das zweidimensionale Abbild der Testmarke bzw. die ortsabhängige Intensität des durch die Testmarke gestreuten oder reflektierten Lichts wird in der Richtung parallel zu den Kanten 16, 18, 26, 28 aufintegriert, um das Signal-Rausch-Verhältnis zu verbessern. Das aufintegrierte Signal I ist in 1 unter der Darstellung des Ausschnitts der lateral strukturierten Schicht in Abhängigkeit von der Koordinate x (senkrecht zu den Kanten 16, 18, 26, 28) dargestellt. Es ist erkennbar, dass jede Kante 16, 18, 26, 28 einen Peak bzw. ein Maximum 34, 36, 38, 40 in dem integrierten Signal I hervorruft. Die Breite des Maximums 34, 36, 38, 40 resultiert vor allem aus der Wellenlänge des verwendeten Lichts und der Abbildungsleistung des Lichtmikroskops. Sie liegt typischerweise in der Größenordnung einer Wellenlänge. Um die Koordinate x jeder Kante 16, 18, 26, 28 möglichst genau zu bestimmen, wird an jedes Maximum 34, 36, 38, 40 eine mathematische Modellfunktion gefittet bzw. durch Optimierung freier Parameter angepasst. Als Modellfunktion kommen beispielsweise eine Lorentz- oder Gauss-Kurve bzw. -Funktion in Frage. Dadurch sind die x-Koordinaten x1, x2, x3, x4 der Kanten 14, 18, 26, 28 bis auf wenige nm genau bestimmbar.The test mark is scanned or recorded, preferably by light microscopy. The two-dimensional image of the test mark or the location-dependent intensity of the light scattered or reflected by the test mark becomes parallel to the edges in the direction 16 . 18 . 26 . 28 integrated to improve the signal-to-noise ratio. The integrated signal I is in 1 showing the section of the laterally structured layer as a function of the coordinate x (perpendicular to the edges 16 . 18 . 26 . 28 ). It can be seen that every edge 16 . 18 . 26 . 28 a peak or a maximum 34 . 36 . 38 . 40 in the integrated signal I causes. The width of the maximum 34 . 36 . 38 . 40 results mainly from the wavelength of the light used and the imaging performance of the light microscope. It is typically of the order of one wavelength. Around the coordinate x of each edge 16 . 18 . 26 . 28 to determine as accurately as possible, to every maximum 34 . 36 . 38 . 40 fit a mathematical model function or adapt it by optimizing free parameters. As a model function, for example, a Lorentz or Gauss curve or function in question. As a result, the x-coordinates are x 1 , x 2 , x 3 , x 4 of the edges 14 . 18 . 26 . 28 exactly determinable up to a few nm.

Die Testmarke wird vorzugsweise so erzeugt, dass der Abstand der ersten Kante 16 und der zweiten Kante 18 bzw. die Breite der Schichtfläche 14 und der Abstand der dritten Kante 26 und der vierten Kante 28 bzw. die Breite der schichtfreien Fläche 24 gleich sind, wenn die kritische Dimension ihren Sollwert aufweist. In dem Maße, in dem die kritische Dimension von ihrem Sollwert abweicht, unterscheiden sich die Breiten x2–x1 der Schichtfläche 14 und x4–x3 der schichtfreien Fläche 24 voneinander. In diesem Fall sind beispielsweise die erste Kante 16 und die vierte Kante 28 nach links verschoben und die zweite Kante 18 und die dritte Kante 26 nach rechts verschoben oder umgekehrt. Die Mitte M1 zwischen der ersten Kante 16 und der vierten Kante 28 und die Mitte M2 zwischen der zweiten Kante 18 und der dritten Kante 26 stimmen deshalb nur dann, wie in 1 dargestellt, überein, wenn die kritische Dimension ihren Sollwert aufweist.The test mark is preferably generated such that the distance of the first edge 16 and the second edge 18 or the width of the layer surface 14 and the distance of the third edge 26 and the fourth edge 28 or the width of the layer-free surface 24 are the same when the critical dimension has its setpoint. To the extent that the critical dimension deviates from its nominal value, the widths x 2 -x 1 of the layer surface are different 14 and x 4 -x 3 of the layer-free area 24 from each other. In this case, for example, the first edge 16 and the fourth edge 28 moved to the left and the second edge 18 and the third edge 26 shifted to the right or vice versa. The middle M 1 between the first edge 16 and the fourth edge 28 and the middle M 2 between the second edge 18 and the third edge 26 Therefore agree only then as in 1 shown when the critical dimension has its setpoint.

Der Abstand zwischen der Mitte M1 und der Mitte M2 ist eine monotone Funktion der Abweichung der kritischen Dimension von ihrem Sollwert. Näherungsweise ist der Abstand zwischen der Mitte M1 und der Mitte M2 gleich der Abweichung der kritischen Dimension von ihrem Sollwert. Durch Bestimmung der x-Koordinaten x1, x2, x3, x4 der Kanten 16, 18, 26, 28, Bestimmung der Mitten M1, M2 und Bestimmung von deren relativer Lage bzw. Abstand erhält man somit ein Maß für die Abweichung der kritischen Dimension von ihrem Sollwert.The distance between the center M 1 and the center M 2 is a monotonic function of the deviation of the critical dimension from its nominal value. As an approximation, the distance between the center M 1 and the center M 2 is equal to the deviation of the critical dimension from its nominal value. By determining the x-coordinates x 1 , x 2 , x 3 , x 4 of the edges 16 . 18 . 26 . 28 , Determining the centers M 1 , M 2 and determining their relative position or distance is thus obtained a measure of the deviation of the critical dimension of its setpoint.

2 ist eine schematische Draufsicht auf eine lateral strukturierte Schicht 10 mit einer Testmarke auf einem Substrat 12 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Testmarke des zweiten Ausführungsbeispiels unterscheidet sich von dem oben anhand der 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Schichtfläche 14 und die schichtfreie Fläche 24 jeweils L-förmig sind und aus je zwei trapezförmigen Schenkeln 141, 142, 241, 242 bestehen. Der erste Schenkel 141 der Schichtfläche 14 weist eine erste Kante 16 und eine zweite Kante 18 auf, die einander gegenüber liegen und zueinander parallel angeordnet sind. Der dritte Schenkel 241 der schichtfreien Fläche 24 weist eine dritte Kante 26 und eine vierte Kante 28 auf, die einander gegenüber liegen und zueinander parallel angeordnet sind. Der zweite Schenkel 142 der Schichtfläche 14 weist eine fünfte Kante 42 und eine sechste Kante 44 auf, die einander gegenüber liegen und zueinander parallel angeordnet sind. Der vierte Schenkel 242 der schichtfreien Fläche 24 weist eine siebte Kante 46 und eine achte Kante 48 auf, die einander gegenüber liegen und zueinander parallel angeordnet sind. 2 is a schematic plan view of a laterally structured layer 10 with a test mark on a substrate 12 according to a second embodiment. The test mark of the second embodiment differs from that above with reference to FIG 1 illustrated first embodiment in that the layer surface 14 and the layer-free surface 24 each are L-shaped and made of two trapezoidal legs 141 . 142 . 241 . 242 consist. The first leg 141 the layer surface 14 has a first edge 16 and a second edge 18 on, which are opposite to each other and are arranged parallel to each other. The third leg 241 the layer-free surface 24 has a third edge 26 and a fourth edge 28 on, which are opposite to each other and are arranged parallel to each other. The second leg 142 the layer surface 14 has a fifth edge 42 and a sixth edge 44 on, which are opposite to each other and are arranged parallel to each other. The fourth leg 242 the layer-free surface 24 has a seventh edge 46 and an eighth edge 48 on, which are opposite to each other and are arranged parallel to each other.

Die Schichtfläche 14 grenzt mit der ersten Kante 16, der zweiten Kante 18, der fünften Kante 42 und der sechsten Kante 44 an Bereiche 20, 22 an, in denen das Substrat die Schicht nicht aufweist. Die schichtfreie Fläche 24 grenzt mit der dritten Kante 26, der vierten Kante 28, der siebten Kante 46 und der achten Kante 48 an Bereiche 30, 32 an, in denen das Substrat die Schicht aufweist. Die erste Kante 16, die zweite Kante 18, die dritte Kante 26 und die vierte Kante 28 sind zueinander parallel. Die fünfte Kante 42, die sechste Kante 44, die siebte Kante 46 und die achte Kante 48 sind zueinander parallel und zu der ersten bis vierten Kante 16, 18, 26, 28 senkrecht angeordnet.The layer surface 14 borders with the first edge 16 , the second edge 18 , the fifth edge 42 and the sixth edge 44 to areas 20 . 22 in which the substrate does not have the layer. The layer-free surface 24 borders with the third edge 26 , the fourth edge 28 , the seventh edge 46 and the Eighth edge 48 to areas 30 . 32 in which the substrate has the layer. The first edge 16 , the second edge 18 , the third edge 26 and the fourth edge 28 are parallel to each other. The fifth edge 42 , the sixth edge 44 , the seventh edge 46 and the eighth edge 48 are parallel to each other and to the first to fourth edges 16 . 18 . 26 . 28 arranged vertically.

Die L-förmige Schichtfläche 14 und die L-förmige schichtfreie Fläche 24 sind einander gegenüber so angeordnet, dass sie zusammen einen quadratischen Rahmen bilden. Anders ausgedrückt, liegen die erste Kante 16, die vierte Kante 28, die fünfte Kante 42 und die achte Kante 48 auf einem ersten, größeren Quadrat und die zweite Kante 18, die dritte Kante 26, die sechste Kante 44 und die siebte Kante 46 auf einem zweiten, kleineren Quadrat. Das zweite, kleinere Quadrat ist zentrisch zu dem ersten, größeren Quadrat angeordnet, d. h. die Ecken des kleineren Quadrats liegen auf den Diagonalen des größeren Quadrats.The L-shaped layer surface 14 and the L-shaped layerless surface 24 are arranged opposite each other so as to form together a square frame. In other words, the first edge lies 16 , the fourth edge 28 , the fifth edge 42 and the eighth edge 48 on a first, larger square and the second edge 18 , the third edge 26 , the sixth edge 44 and the seventh edge 46 on a second, smaller square. The second, smaller square is centered to the first, larger square, ie, the corners of the smaller square lie on the diagonal of the larger square.

Bei der lichtmikroskopischen Erfassung der Testmarke werden die Positionen bzw. Koordinaten der Kanten 16, 18, 26, 28, 42, 44, 46, 48 ermittelt, indem die ortsabhängige Intensität innerhalb von Messfenstern 52, 54, 56, 58, 62, 64, 66, 68 ausgewertet wird. Dies erfolgt jeweils auf ähnliche Weise, wie sie oben anhand der 1 beschrieben wurde. Die Intensitätssignale werden vorzugsweise zunächst in Richtung parallel zur entsprechenden Kante aufintegriert. Das aufintegrierte Identitätssignal als Funktion der senkrecht zur entsprechenden Kante gemessenen Koordinate weist ein Maximum auf. An dieses wird eine mathematische Modellfunktion gefittet. Ergebnisse dieser Fits sind x-Koordinaten der ersten, zweiten, dritten, vierten Kante 16, 18, 26, 28 und y-Koordinaten der fünften, sechsten, siebten und achten Kante 42, 44, 46, 48.When the test mark is acquired by light microscopy, the positions or coordinates of the edges become 16 . 18 . 26 . 28 . 42 . 44 . 46 . 48 determined by the location-dependent intensity within measurement windows 52 . 54 . 56 . 58 . 62 . 64 . 66 . 68 is evaluated. This is done in a similar way as described above on the basis of 1 has been described. The intensity signals are preferably initially integrated in the direction parallel to the corresponding edge. The integrated identity signal as a function of the coordinate measured perpendicular to the corresponding edge has a maximum. At this a mathematical model function is fitted. Results of these fits are x-coordinates of the first, second, third, fourth edges 16 . 18 . 26 . 28 and y-coordinates of the fifth, sixth, seventh and eighth edges 42 . 44 . 46 . 48 ,

Jede dieser x- bzw. y-Koordinaten kann so mit einer Genauigkeit von wenigen nm oder besser ermittelt werden.each this x or y coordinates can be so with an accuracy of a few nm or better.

Aus den Koordinaten der Kanten 16, 18, 26, 28, 42, 44, 46, 48 können die Mitte M1 der ersten Kante 16 und der vierten Kante 28, die Mitte M2 der zweite Kante 18 und der dritten Kante 26, die Mitte M3 der fünften Kante 42 und der achten Kante 48 (nicht dargestellt) und die Mitte M4 der sechsten Kante 44 und der siebten Kante 46 (nicht dargestellt) ermittelt werden. Wie oben anhand der 1 ausgeführt, ist auch bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Abstand der Mitte M1 und der Mitte M2 ein Maß für die Abweichung der kritischen Dimension von ihrem Sollwert. Als weiteres Maß für die Abweichung der kritischen Dimension von ihrem Sollwert erhält man den Abstand der Mitte M3 und der Mitte M4. Beide Abstände können gemeinsam interpretiert werden (beispielsweise im Sinne einer Über- oder Unterbelichtung bei der Lithographie zur Strukturierung der Schicht mit der Testmarke) oder unabhängig voneinander.From the coordinates of the edges 16 . 18 . 26 . 28 . 42 . 44 . 46 . 48 may be the middle M 1 of the first edge 16 and the fourth edge 28 , the middle M 2 of the second edge 18 and the third edge 26 , the middle M 3 of the fifth edge 42 and the eighth edge 48 (not shown) and the center M 4 of the sixth edge 44 and the seventh edge 46 (not shown) are determined. As above using the 1 executed, also in the second embodiment, the distance of the center M 1 and the center M 2 is a measure of the deviation of the critical dimension of its desired value. As a further measure of the deviation of the critical dimension from its desired value, the distance between the center M 3 and the center M 4 is obtained . Both distances can be interpreted together (for example in the sense of an over- or under-exposure in lithography for structuring the layer with the test mark) or independently of one another.

3 ist eine schematische Draufsicht auf eine Testmarke, wie sie oben anhand der 2 dargestellt wurde. Die in 3 dargestellte Testmarke wurde auf die gleiche Weise, insbesondere beispielsweise mit Hilfe derselben Lithographiemaske, hergestellt, wie die in 2 dargestellte. Aufgrund einer Über- oder Unterbelichtung oder einer anderen Ungenauigkeit oder Abweichung eines Parameters von seinem Sollwert weist die kritische Dimension jedoch nicht ihren Sollwert auf. Dies hat hier konkret zur Folge, dass die erste Kante 16, die vierte Kante 28, die fünfte Kante 42 und die achte Kante 48 nach links bzw. oben und die zweite Kante 18, die dritte Kante 26, die sechste Kante 44 und die siebte Kante 46 nach rechts bzw. unten verschoben sind. Beide Schenkel 141, 142 der Schichtfläche 14 sind deshalb breiter und beide Schenkel 241, 242 der schichtfreien Fläche 24 sind deshalb schmäler als bei der Darstellung in 2. Bei 3 ist, wie auch bei 2, auf die Darstellung einer realistischen Verrundung von Ecken zugunsten einer größeren Klarheit verzichtet. 3 is a schematic plan view of a test mark, as described above with reference to 2 was presented. In the 3 The test mark shown was produced in the same way, in particular, for example, with the aid of the same lithographic mask as that described in US Pat 2 shown. However, due to overexposure, underexposure or other inaccuracy or deviation of a parameter from its setpoint, the critical dimension does not have its setpoint. This has the consequent effect that the first edge 16 , the fourth edge 28 , the fifth edge 42 and the eighth edge 48 to the left or top and the second edge 18 , the third edge 26 , the sixth edge 44 and the seventh edge 46 are shifted to the right or down. Both thighs 141 . 142 the layer surface 14 are therefore wider and both thighs 241 . 242 the layer-free surface 24 are therefore narrower than in the representation in 2 , at 3 is, as with 2 , renounced the representation of a realistic rounding of corners in favor of greater clarity.

Bei der oben anhand der 2 dargestellten Auswertung ergibt sich im Fall der in 3 dargestellten Situation ein Abstand D1 der Mitte M1 zwischen der ersten Kante 16 und der vierten Kante 28 und der Mitte M2 zwischen der zweiten Kante 18 und der dritten Kante 26. Entsprechend ergibt sich ein Abstand D2 der Mitte M3 zwischen der fünften Kante 42 und der achten Kante 48 und der Mitte M4 zwischen der sechsten Kante 44 und der siebten Kante 46 (nicht dargestellt).In the above based on the 2 shown evaluation results in the case of 3 represented situation, a distance D 1 of the center M 1 between the first edge 16 and the fourth edge 28 and the middle M 2 between the second edge 18 and the third edge 26 , Accordingly, there is a distance D 2 of the center M 3 between the fifth edge 42 and the eighth edge 48 and the middle M 4 between the sixth edge 44 and the seventh edge 46 (not shown).

Vorzugsweise erfolgen die Erfassung und Auswertung der Testmarke durch eine Lageversatz-Messeinrichtung. Diese interpretiert die erste Kante 16, die vierte Kante 28, die fünfte Kante 42 und die achte Kante 48 wie die inneren Ränder einer quadratischen Ausnehmung in einer Schicht, die durch die lithographische Abbildung einer ersten Maske erzeugt wurde. Die zweite Kante 18, die dritte Kante 26, die sechste Kante 44 und die siebte Kante 46 werden von der Lageversatz-Messeinrichtung wie die äußeren Ränder einer quadratischen Fläche interpretiert, die durch die lithographische Abbildung einer zweiten Maske erzeugt wurde.The detection and evaluation of the test mark preferably take place by means of a positional displacement measuring device. This interprets the first edge 16 , the fourth edge 28 , the fifth edge 42 and the eighth edge 48 like the inner edges of a square recess in a layer created by the lithographic image of a first mask. The second edge 18 , the third edge 26 , the sixth edge 44 and the seventh edge 46 are interpreted by the positional displacement meter as the outer edges of a square area created by the lithographic image of a second mask.

Bei der in 3 dargestellten Situation erkennt die Lageversatz-Messeinrichtung einen Versatz des durch die erste Kante 16, die vierte Kante 28, die fünfte Kante 42 und die achte Kante 48 bestimmten Quadrats nach links oben bzw. einen Versatz des durch die zweite Kante 18, die dritte Kante 26, die sechste Kante 44 und die siebte Kante 46 bestimmten Quadrats nach rechts unten. Die Lageversatz-Messeinrichtung erzeugt und gibt ein Signal aus, das anzeigt, dass und um wie viel die Abbildung der zweiten Maske gegenüber der ersten Maske nach rechts unten versetzt wäre. Dieses Signal wird als Maß für die Abweichung der kritischen Dimension von ihrem Sollwert interpretiert.At the in 3 illustrated situation, the positional displacement measuring device detects an offset of the first edge 16 , the fourth edge 28 , the fifth edge 42 and the eighth edge 48 certain square to the left above or an offset of the through the second edge 18 , the third edge 26 , the sixth edge 44 and the seventh edge 46 certain square down to the right. The attitude displacement measuring device generates and outputs a signal indicating that and how much the map of the second mask would be offset to the lower right of the first mask. This signal is interpreted as a measure of the deviation of the critical dimension from its setpoint.

4 ist eine schematische Darstellung einer Lithographiemaske 72, einer Abbildungseinrichtung 74 und eines Chips 76. Die Abbildungseinrichtung 74 bildet die Lithographiemaske 72 auf die Oberfläche des Chips 76 ab. Dadurch wird eine Schicht an der Oberfläche des Chips 76 lateral strukturiert. Diese laterale Struktur wird durch nachfolgende Entwicklungs- und/oder Ätz-Schritte oder auch durch Bedampfen oder Besputtern und einen Lift-Off-Schritt dauerhaft auf den Chip 76 übertragen. Die so erzeugte laterale Struktur der Schicht an der Oberfläche des Chips 76 umfasst unter anderem eine oder mehrere Testmarken 78, wie sie oben anhand der 1 bis 3 beschrieben wurden. Dazu enthält die Lithographiemaske 72 ein Urbild 80 der Testmarke 78. 4 is a schematic representation of a lithography mask 72 , an imaging device 74 and a chip 76 , The imaging device 74 forms the lithography mask 72 on the surface of the chip 76 from. This will create a layer on the surface of the chip 76 laterally structured. This lateral structure is permanently on the chip by subsequent development and / or etching steps or by steaming or sputtering and a lift-off step 76 transfer. The thus generated lateral structure of the layer on the surface of the chip 76 includes, inter alia, one or more test marks 78 as stated above on the basis of 1 to 3 have been described. The lithography mask contains this 72 a prototype 80 the test brand 78 ,

Das Verhältnis zwischen dem Urbild 80 und der Testmarke 78 wird durch die Art der Lithographiemaske 72 (beispielsweise binäre Schattenmaske oder Phasenmaske), die verwendete Abbildungseinrichtung 74, die verwendete Strahlung (Licht, Elektronen, Ionen etc.) und die verwendete lichtempfindliche Schicht (Photoresist etc.) bestimmt. Wenn die Testmarke 78 wesentlich größer als die verwendete Wellenlänge ist, kann das Urbild 80 der Testmarke 78 sehr ähnlich sein. Wenn beispielsweise sichtbares. Licht verwendet wird und die oben anhand der 2 und 3 dargestellte Testmarke eine Größe von 40 μm oder mehr aufweist, entspricht das Urbild 80 (maßstäblich vergrößert) der oben anhand der 2 dargestellten Gestalt der Testmarke. Je kleiner die Testmarke im Verhältnis zur verwendeten Wellenlänge ist, desto stärker weicht die Gestalt bzw. Form des Urbilds 80 von der der Testmarke 78 ab, um beispielsweise dem Proximity-Effekt entgegenzuwirken und eine Verrundung von Ecken zu verhindern.The relationship between the archetype 80 and the test brand 78 is due to the nature of the lithography mask 72 (For example, binary shadow mask or phase mask), the imaging device used 74 , the radiation used (light, electrons, ions, etc.) and the photosensitive layer used (photoresist, etc.) determined. If the test brand 78 is much larger than the wavelength used, the archetype 80 the test brand 78 be very similar. For example, if visible. Light is used and the above based on the 2 and 3 shown test mark has a size of 40 microns or more corresponds to the original image 80 (enlarged to scale) of the above based on the 2 illustrated shape of the test brand. The smaller the test mark in relation to the wavelength used, the more the shape or shape of the original image deviates 80 from the test brand 78 For example, to counteract the proximity effect and to prevent rounding of corners.

In der Regel wird durch die in 4 beschriebene Abbildung zunächst eine laterale Struktur und mit dieser die Testmarke 78 in einer Photoresist- oder einer anderen Schicht erzeugt, die nachfolgend als Maske für einen weiteren Verfahrensschritt verwendet wird, beispielsweise für ein Nass- oder Trockenätzen oder einen Lift-Off-Schritt. Die anhand der 1 bis 3 dargestellte Erfassung und Auswertung der Testmarke erfolgt vorzugsweise bereits an der lateral strukturierten, entwickelten Photoresist-Schicht oder anderen Maskenschicht. Wenn die kritische Dimension einer vorgegebenen Anforderung nicht entspricht kann die Photoresist-Schicht oder andere Maskenschicht entfernt und anschließend neu erzeugt und lateral strukturiert werden. Dadurch wird vermieden, dass der Chip 76 dauerhaft mit der falschen kritischen Dimension strukturiert wird.In general, by the in 4 described first a lateral structure and with this the test mark 78 in a photoresist or other layer, which is subsequently used as a mask for a further process step, for example for a wet or dry etching or a lift-off step. The basis of the 1 to 3 illustrated detection and evaluation of the test mark is preferably carried out already on the laterally structured, developed photoresist layer or other mask layer. If the critical dimension does not meet a given requirement, the photoresist layer or other mask layer may be removed and subsequently regenerated and laterally patterned. This will avoid the chip 76 permanently structured with the wrong critical dimension.

Alternativ wird die Testmarke auf die oben anhand der 1 bis 3 dargestellte Weise erst dann erfasst und ausgewertet, wenn die durch die anhand der 4 beschriebene Abbildung erzeugte laterale Struktur mit der Testmarke dauerhaft auf den Chip 76 übertragen ist. Dadurch erfolgt beispielsweise am Ende eines Herstellungsprozesses eine Qualitätskontrolle.Alternatively, the test mark on the above based on the 1 to 3 shown manner and evaluated, if by the basis of the 4 described image generated lateral structure with the test mark permanently on the chip 76 is transferred. As a result, for example, at the end of a manufacturing process, a quality control.

Die Teststruktur 78 und ihre dauerhafte Übertragung auf den Chip 76 haben dabei vorzugsweise keine weitere elektrische, elektronische oder mechanische Funktion am fertigen Chip. Um möglichst wenig Chipfläche zu verbrauchen, ist die Teststruktur vorzugsweise im Bereich eines Ritzrahmens auf einem Wafer zwischen zwei Chips angeordnet. In diesem Fall ist die Testmarke am fertigen Chip nicht oder nur noch teilweise vorhanden.The test structure 78 and their permanent transfer to the chip 76 preferably have no further electrical, electronic or mechanical function on the finished chip. In order to use as little chip area as possible, the test structure is preferably arranged in the region of a scribe frame on a wafer between two chips. In this case, the test mark on the finished chip is not or only partially available.

Im Idealfall weist an einem fertigen Chip die kritische Dimension ihren Sollwert auf oder weicht von diesem nur geringfügig ab. Der Abstand zwischen der ersten Kante 16 und der zweiten Kante 18, der Abstand zwischen der dritten Kante 26 und der vierten Kante 28 und ggfs. der Abstand zwischen der fünften Kante 42 und der sechsten Kante 44 sowie der Abstand zwischen der siebten Kante 46 und der achten Kante 48 sind in diesem Fall gleich oder fast gleich, wobei eine kleine Differenz der Abstände einer kleinen Abweichung der kritischen Dimension von ihrem Sollwert entspricht.Ideally, the critical dimension on a finished chip has its setpoint or deviates slightly from it. The distance between the first edge 16 and the second edge 18 , the distance between the third edge 26 and the fourth edge 28 and, if necessary, the distance between the fifth edge 42 and the sixth edge 44 as well as the distance between the seventh edge 46 and the eighth edge 48 are equal or nearly equal in this case, with a small difference in the distances corresponding to a small deviation of the critical dimension from its desired value.

5 ist ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens. In einem ersten Schritt 102 wird eine lateral strukturierte Schicht mit einer Testmarke 78, wie sie oben anhand der 1 bis 3 beschrieben wurde, erzeugt. In einem zweiten Schritt 104 wird die Testmarke 78 erfasst, beispielsweise lichtmikroskopisch. In einem dritten Schritt 106 wird eine erste Mitte M1 zwischen einer ersten Kante 16 und einer vierten Kante 28 bestimmt. In einem vierten Schritt 108 wird eine zweite Mitte M2 zwischen einer zweiten Kante 18 und einer dritten Kante 26 bestimmt. In einem fünften Schritt 110 wird ein erster Abstand D1 zwischen der ersten Mitte M1 und der zweiten Mitte M2 bestimmt. In einem sechsten Schritt 112 wird eine dritte Mitte M3 zwischen einer fünften Kante 42 und einer achten Kante 48 bestimmt. In einem siebten Schritt 114 wird eine vierte Mitte M4 zwischen einer sechsten Kante 44 und einer siebten Kante 46 bestimmt. In einem achten Schritt 116 wird ein zweiter Abstand D2 zwischen der dritte Mitte M3 und der vierten Mitte M4 bestimmt. 5 is a schematic flow diagram of a method. In a first step 102 becomes a laterally structured layer with a test mark 78 as stated above on the basis of 1 to 3 described was generated. In a second step 104 becomes the test brand 78 detected, for example light microscopy. In a third step 106 becomes a first center M 1 between a first edge 16 and a fourth edge 28 certainly. In a fourth step 108 becomes a second center M 2 between a second edge 18 and a third edge 26 certainly. In a fifth step 110 a first distance D 1 between the first center M 1 and the second center M 2 is determined. In a sixth step 112 becomes a third center M 3 between a fifth edge 42 and an eighth edge 48 certainly. In a seventh step 114 becomes a fourth center M 4 between a sixth edge 44 and a seventh edge 46 certainly. In an eighth step 116 a second distance D 2 between the third center M 3 and the fourth center M 4 is determined.

In einem neunten Schritt 118 wird geprüft, ob der erste Abstand D1 und der zweite Abstand D2 einer oder mehreren vorgegebenen Anforderungen entsprechen. Wenn dies nicht der Fall ist, wird die lateral strukturierte Schicht in einem zehnten Schritt 120 entfernt und der erste bis achte Schritt 102 bis 116 werden wiederholt. Wenn der erste Abstand D1 und der zweite Abstand D2 der oder den vorgegebenen Anforderungen entsprechen, wird die laterale Struktur der Schicht in einem elften Schritt 122 in oder auf das Substrat 12 übertragen.In a ninth step 118 it is checked whether the first distance D 1 and the second distance D 2 correspond to one or more predetermined requirements. If this is not the case, the lateral structured layer in a tenth step 120 removed and the first to eighth step 102 to 116 are repeated. When the first distance D 1 and the second distance D 2 correspond to the predetermined requirement, the lateral structure of the layer becomes an eleventh step 122 in or on the substrate 12 transfer.

Es ist offensichtlich, dass für das vorstehend beschriebene Verfahren auch andere Testmarken verwendbar sind als die oben anhand der 1 bis 3 dargestellten. Vorzugsweise wird jedoch eine Testmarke verwendet, die einer herkömmlichen Lageversatz-Testmarke ähnlich ist, um eine Erfassung und Aus wertung durch eine Lageversatz-Messeinrichtung zu ermöglichen.It is obvious that for the method described above, other test marks can be used than those described above with reference to FIG 1 to 3 shown. Preferably, however, a test mark similar to a conventional positional offset test mark is used to enable detection and evaluation by a positional displacement measuring device.

1010
lateral strukturierte Schichtlaterally structured layer
1212
Substratsubstratum
1414
Schichtflächelayer surface
1616
erste Kantefirst edge
1818
zweite Kantesecond edge
2020
BereichArea
2222
BereichArea
2424
schichtfreie Flächelayer-free area
2626
dritte Kantethird edge
2828
vierte Kantefourth edge
3030
BereichArea
3232
BereichArea
3434
Maximummaximum
3636
Maximummaximum
3838
Maximummaximum
4040
Maximummaximum
M1 M 1
erste Mittefirst center
M2 M 2
zweite Mittesecond center
4242
fünfte Kantefifth edge
4444
sechste Kantesixth edge
4646
siebte Kanteseventh edge
4848
achte Kanteeighth edge
5252
erste Messfensterfirst measurement window
5454
zweites Messfenstersecond measurement window
5656
drittes Messfensterthird measurement window
5858
viertes Messfensterfourth measurement window
6262
fünftes Messfensterfifth measurement window
6464
sechstes Messfenstersixth measurement window
6666
siebtes Messfensterseventh measurement window
6868
achtes Messfenstereighth measurement window
7272
Lithographiemaskelithography mask
7474
Abbildungseinrichtungimaging device
7676
Chipchip
7878
Testmarketest mark
8080
Urbild der Testmarke 78 Prototype of the test brand 78
102102
erster Schrittfirst step
104104
zweiter Schrittsecond step
106106
dritter Schrittthird step
108108
vierter Schrittfourth step
110110
fünfter Schrittfifth step
112112
sechster Schrittsixth step
114114
siebter Schrittseventh step
116116
achter Schritteight step
118118
neunter Schrittninth step
120120
zehnter Schritttenth step
122122
elfter Schritteleventh step
141141
erster Schenkelfirst leg
142142
zweiter Schenkelsecond leg
241241
dritter Schenkelthird leg
242242
vierter Schenkelfourth leg

Claims (7)

Verfahren zum Bestimmen einer kritischen Dimension einer lateral strukturierten Schicht (10) auf einem Substrat, mit folgenden Schritten: a) Erzeugen (102) der lateral strukturierten Schicht (10) mit einer Testmarke (78) auf dem Substrat (12) mit einer Schichtfläche (14) mit einer ersten und einer zweiten Kante (16, 18), die einander gegenüberliegen, und mit einer schichtfreien Fläche (24) mit einer dritten und einer vierten Kante (26, 28), die einander gegenüberliegen, wobei die Schichtfläche (14) mit der ersten und der zweiten Kante (16, 18) an schichtfreie Bereiche (20, 22) des Substrats (12) angrenzt, wobei die schichtfreie Fläche (24) mit der dritten und der vierten Kante (26, 28) an Bereiche (30, 32) angrenzt, in denen das Substrat (12) die Schicht (10) aufweist, wobei die erste, zweite, dritte und vierte Kante (16, 18, 26, 28) nebeneinander und zueinander parallel angeordnet sind, wobei die erste, zweite, dritte und vierte Kante (16, 18, 26, 28) eine Gruppe bilden, wobei die erste und vierte Kante (16, 28) äußere Kanten der Gruppe und die zweite und dritte Kante (18, 26) innere Kanten der Gruppe darstellen; b) Erfassen (104) der Testmarke (78); c) Bestimmen (106) einer Mitte (M1) zwischen der ersten und der vierten Kante (16, 28); d) Bestimmen (108) einer Mitte (M2) zwischen der zweiten und der dritten Kante (18, 26); und e) Bestimmen (110) eines Abstands (D1) der Mitte (M1) zwischen der ersten und der vierten Kante (16, 28) und der Mitte (M2) zwischen der zweiten und der dritten Kante (18, 26) als Maß für die kritische Dimension.Method for determining a critical dimension of a laterally structured layer ( 10 ) on a substrate, comprising the following steps: a) generating ( 102 ) of the laterally structured layer ( 10 ) with a test mark ( 78 ) on the substrate ( 12 ) with a layer surface ( 14 ) having a first and a second edge ( 16 . 18 ), which face each other, and with a layer-free surface ( 24 ) with a third and a fourth edge ( 26 . 28 ), which face each other, wherein the layer surface ( 14 ) with the first and the second edge ( 16 . 18 ) to layer-free areas ( 20 . 22 ) of the substrate ( 12 ), whereby the layer-free surface ( 24 ) with the third and the fourth edge ( 26 . 28 ) to areas ( 30 . 32 ) in which the substrate ( 12 ) the layer ( 10 ), wherein the first, second, third and fourth edges ( 16 . 18 . 26 . 28 ) are arranged side by side and parallel to each other, wherein the first, second, third and fourth edge ( 16 . 18 . 26 . 28 ) form a group, wherein the first and fourth edges ( 16 . 28 ) outer edges of the group and the second and third edges ( 18 . 26 ) represent inner edges of the group; b) Capture ( 104 ) of the test mark ( 78 ); c) determining ( 106 ) a center (M 1 ) between the first and the fourth edge ( 16 . 28 ); d) determining ( 108 ) a middle (M 2 ) between the second and the third edge ( 18 . 26 ); and e) determining ( 110 ) of a distance (D 1 ) of the center (M 1 ) between the first and the fourth edge ( 16 . 28 ) and the middle (M 2 ) between the second and the third edge ( 18 . 26 ) as a measure of the critical dimension. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Testmarke (78) im Schritt a) (102) so erzeugt wird, dass die Schichtfläche (14) ferner eine fünfte und eine sechste Kante (42, 44) aufweist, und die schichtfreie Fläche (24) ferner eine siebte und eine achte Kante (46, 48) aufweist, wobei die Schichtfläche (14) mit der fünften und der sechsten Kante (42, 44) an Bereiche (20, 22) des Substrats (12) angrenzt, in denen das Substrat (12) die Schicht (10) nicht aufweist, wobei die schichtfreie Fläche (24) mit der siebten und der achten Kante (46, 48) an Bereiche (30, 32) des Substrats (12) angrenzt, in denen das Substrat (12) die Schicht (10) aufweist, und wobei die fünfte, sechste, siebte und achte Kante (42, 44, 46, 48) zueinander parallel und zu der ersten, zweiten, dritten und vierten Kante (16, 18, 26, 28) senkrecht angeordnet sind, ferner mit folgenden Schritten: f) Bestimmen (112) einer Mitte (M3) zwischen der fünften und der achten Kante (42, 48); g) Bestimmen (114) einer Mitte (M4) zwischen der sechsten und der siebten Kante (44, 46); und h) Bestimmen (116) eines weiteren Abstands (D2) der Mitte (M3) zwischen der fünften und der achten Kante (42, 48) und der Mitte (M4) zwischen der sechsten und der siebten Kante (44, 46) als weiteres Maß für die kritische Dimension.Method according to Claim 1, in which the test mark ( 78 ) in step a) ( 102 ) is generated so that the layer surface ( 14 ) further a fifth and a sixth edge ( 42 . 44 ), and the layer-free surface ( 24 ) further comprising a seventh and an eighth edge ( 46 . 48 ), wherein the layer surface ( 14 ) with the fifth and the sixth edge ( 42 . 44 ) to areas ( 20 . 22 ) of the substrate ( 12 ) in which the substrate ( 12 ) the layer ( 10 ), wherein the layer-free surface ( 24 ) with the seventh and eighth edges ( 46 . 48 ) to areas ( 30 . 32 ) of the substrate ( 12 ) in which the substrate ( 12 ) the layer ( 10 ), and wherein the fifth, sixth, seventh and eighth edges ( 42 . 44 . 46 . 48 ) parallel to each other and to the first, second, third and fourth edge ( 16 . 18 . 26 . 28 ) are arranged vertically, further comprising the following steps: f) determining ( 112 ) a middle (M 3 ) between the fifth and the eighth edge ( 42 . 48 ); g) determining ( 114 ) of a middle (M 4 ) between the sixth and the seventh edge ( 44 . 46 ); and h) determining ( 116 ) of a further distance (D 2 ) of the center (M 3 ) between the fifth and the eighth edge ( 42 . 48 ) and the middle (M 4 ) between the sixth and the seventh edge ( 44 . 46 ) as a further measure of the critical dimension. Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit folgendem Schritt: i) Entfernen (120) der Schicht (10) und Wiederholen der Schritte a) (102), b) (104), c) (106), d) (108) und e) (110), wenn der im Schritt e) (110) bestimmte Abstand einer vorgegebenen Anforderung nicht entspricht.The method of claim 1, further comprising the step of: i) removing ( 120 ) of the layer ( 10 ) and repeating steps a) ( 102 ), b) ( 104 ), c) ( 106 ), d) ( 108 ) and e) ( 110 ), if in step e) ( 110 ) certain distance does not correspond to a given requirement. Verfahren nach Anspruch 2, ferner mit folgendem Schritt: i) Entfernen (120) der Schicht (10) und Wiederholen der Schritte a) (102), b) (104), c) (106), d) (108), e) (110), f) (112), g) (114) und h) (116), wenn der im Schritt e) (110) bestimmte Abstand (D1) und der im Schritt h) (116) bestimmte weitere Abstand (D2) einer vorgegebenen Anforderung nicht entsprechen.The method of claim 2, further comprising the step of: i) removing ( 120 ) of the layer ( 10 ) and repeating steps a) ( 102 ), b) ( 104 ), c) ( 106 ), d) ( 108 ), e) ( 110 ), f) ( 112 ), g) ( 114 ) and h) ( 116 ), if in step e) ( 110 ) certain distance (D 1 ) and in step h) ( 116 ) Certain further distance (D 2 ) does not correspond to a given requirement. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Schritte b) (104), c) (106), d) (108), e) (110), f) (112), g) (114) und h) (116) durch eine Lageversatz-Messeinrichtung ausgeführt werden.Method according to one of claims 1 to 4, wherein the steps b) ( 104 ), c) ( 106 ), d) ( 108 ), e) ( 110 ), f) ( 112 ), g) ( 114 ) and h) ( 116 ) are performed by a positional displacement measuring device. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Testmarke (78) im Schritt a) (102) im Bereich eines Ritzrahmens angeordnet wird.Method according to one of Claims 1 to 5, in which the test mark ( 78 ) in step a) ( 102 ) is arranged in the region of a Ritzrahmens. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner mit folgendem Schritt: j) Übertragen (122) der lateralen Struktur der Schicht (10) in das Substrat (12).Method according to one of claims 1 to 6, further comprising the following step: j) transmitting ( 122 ) of the lateral structure of the layer ( 10 ) in the substrate ( 12 ).
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