DE102005056916B4 - Verfahren zum Gestalten einer Überlagerungs-Markierung - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Gestalten eines Überlagerungs-Präparat-Gitters zur Verwendung in Scatterometrie-Messungen einer Probe, aufweisend folgende Schritte:
A. Auswählen von Proben-Schicht-Parametern, einschließlich eines oder mehrerer des Schichtmaterials, der Dicke des Films, und des Seitenwand-Winkels der strukturierten Elemente auf der Schicht;
B. Auswählen eines ersten Präparat-Gitters, wobei das erste Präparat-Gitter eine erste Präparat-Charakteristik (p, r) hat, welche in den untenstehenden Schritten variiert wird;
C. Berechnen einer mittleren Standardabweichung des von einem mathematisch modellierten Präparat mit der ersten Präparat-Gitter-Charakteristik (p, r) weg reflektierten Lichts R(θi,ΔOLj) mittels Mittelwert-Bildens von Standardabweichungen δ(θi) über einen Bereich von Licht-Einfallswinkeln θi, wobei jede Standardabweichung δ(θi) berechnet wird aus den Reflexionsintensitäten R(θi, ΔOLj) mittels Verschiebens des Überlagerungsversatzes ΔOLj in den Reflexionsintensitäten R(θi, ΔOLj);
D. Verändern der ersten Präparat-Gitter-Charakteristik (p, r) mittels einer ersten Schrittweite (u);
E. Wiederholen von Schritt C;
F. Vergleichen der mittleren Standardabweichung aus Schritt C mit der mittleren Standardabweichung aus Schritt E...

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Der Bereich der Erfindung ist das Herstellen von Halbleitern und ähnlicher Vorrichtungen im Mikromaßstab. Insbesondere betrifft die Erfindung Scatterometrie, welches eine Technik zum Messen von mikromaßstäblichen Eigenschaften ist, basierend auf der Detektion und Analyse von Licht, das von der Oberfläche gestreut wurde. Insgesamt umfasst Scatterometrie das Sammeln der Intensität von mittels einer periodischen Eigenschaft, wie zum Beispiel einer Gitterstruktur, gestreuten oder gebeugten Lichts als Funktion der Wellenlänge oder des Licht-Einfallswinkels. Das gesammelte Signal wird als Signatur bezeichnet, da dessen genaues Verhalten eindeutig mit den physikalischen und optischen Parametern der Gitterstruktur in Beziehung steht.
  • Scatterometrie wird allgemein in der photolithographischen Herstellung von Halbleitervorrichtungen verwendet, besonders in Überlagerungsmessungen, welche ein Messen der Ausrichtung von den Schichten ist, welche verwendet werden, die Vorrichtungen zu bilden. Genaues Messen und Steuern der Ausrichtung von solchen Schichten ist zum Aufrechterhalten eines hohen Niveaus der Herstellungseffizienz wichtig.
  • Mikroelektronische Vorrichtungen und Eigenschaftsgrößen werden weiterhin immer kleiner. Die Erfordernis an die Präzision einer Überlagerungsmessung von 130 nm Knoten beträgt 3,5 nm, und die von 90 nm Knoten 3,2 nm. Für den Halbleiterherstellungsprozess der nächsten Generation von 65 nm Knoten beträgt die Erfordernis an die Präzision einer Überlagerungsmessung 2,3 nm. Da die Scatterometrie eine gute Wiederholbarkeit und Reproduzierbarkeit aufweist, würde es von Vorteil sein, sie in dem Prozess der nächsten Generation verwenden zu können. Jedoch sind herkömmliche Hellfeld-Metrologiesysteme durch die Bildauflösung beschränkt. Somit schaffen diese Faktoren signifikante technologische Herausforderungen für die Verwendung von Scatterometrie mit zunehmend kleineren Eigenschaften.
  • Scatterometrie-Messungen werden im Allgemeinen gemacht mittels Findens der bestmöglichen Anpassung zwischen einer experimentell erhaltenen Signatur und einer zweiten, bekannten Signatur, die auf andere Weise erhalten wurde und für die der Wert der zu messenden Eigenschaft oder Eigenschaften bekannt sind. Üblicherweise wird die zweite, bekannte Signatur (auch bezeichnet als die Referenzsignatur) aus einem rigorosen Modell des Streuprozesses berechnet. Sie kann gelegentlich experimentell ermittelt werden. Wo eine modellierte Signatur als die Referenzsignatur verwendet wird, können die Berechnungen einmal durchgeführt werden und alle möglichen Signaturen für die Parameter des Gitters, die variiert werden können, werden in einer Bibliothek gespeichert. Alternativ wird die Signatur berechnet, wenn sie zum Testen der Werte der gemessenen Parameter benötigt wird. Wie auch immer man die Referenzsignatur erhält, es wird ein Vergleich der experimentellen Signatur und der Referenzsignatur gemacht. Der Vergleich wird mittels eines Wertes quantifiziert, der angibt, wie genau die beiden Signaturen übereinstimmen.
  • Typischerweise wird die Anpassungsqualität als die mittlere quadratische Differenz (oder als der mittlere quadratische Fehler) (engl. root mean square error) (RMSE) zwischen den beiden Signaturen berechnet, obgleich andere Vergleichsverfahren verwendet werden können. Die Messung wird gemacht mittels Findens des Referenzsignals mit dem besten Wert der Anpassungsqualität an die experimentelle Signatur. Das Messergebnis ist dann der zum Berechnen des Referenzsignals verwendete Parametersatz. Alternativ, in dem Fall von experimentell abgeleiteten Referenzsignaturen, wird der Wert der bekannten Parameter verwendet, die experimentelle Signatur zu erzeugen. Wie bei jedem realen System, enthält die von dem Metrologie-System oder -Werkzeug erhaltene Signatur Rauschen. Rauschen erzeugt eine untere Grenze für die zu erwartende Anpassungsqualität. Das System kann Messveränderungen nicht unterscheiden, welche Veränderungen in der Anpassungsqualität verursachen, die kleiner als die rauschabhängige unter Grenze sind. Die Empfindlichkeit des Systems auf eine Veränderung in einem Messparameter ist der kleinste, der bewirkt, dass das Referenzsignal sich um einen Wert ändert, der, ausgedrückt als eine Anpassungsqualität an die ursprüngliche Referenzsignatur, gerade die untere detektierbare Grenze übersteigen würde. Demzufolge können theoretisch erzeugte Referenzsignale dazu verwendet werden, die Systemempfindlichkeit zu ermitteln. Falls die mittels Anpassens eines Referenzsignals an ein anderes berechnete Anpassungsqualität nicht das kleinste detektierbare Niveau übersteigt, dann wird das System unfähig sein, die beiden Signaturen als verschieden zu detektieren und wird nicht empfindlich auf die Veränderung in den Messparametern sein, die sie darstellen. Folglich ist die Empfindlichkeit ein wichtiger Faktor bei der Verwendung von Scatterometrie in dem Prozess der nächsten Generation.
  • Scatterometer oder Scatterometrie-Systeme werden normalerweise eingeteilt in spektroskopische Reflektometer, spekulare spektroskopische Ellipsometer, oder angulare Scatterometer. Spektroskopische und spekulare Systeme zeichnen die Veränderung in gestreutem Licht als eine Funktion der einfallenden Wellenlänge für einen festen Einfallswinkel auf. Angulare Scatterometer zeichnen die Veränderung in der Intensität gestreuten Lichts als eine Funktion des Winkels für eine feste Beleuchtungswellenlänge auf. Alle Arten von Scatterometern arbeiten üblicherweise mittels Detektierens von gestreutem Licht in der nullten (spektralen) Ordnung, können aber auch mittels Detektierens anderer Streuordnungen arbeiten. Alle diese Verfahren verwenden eine periodische Gitterstruktur als das Diffraktionselement. Daher sind diese beschriebenen Verfahren und Systeme für Überlagerungsmessungen für die Verwendung mit diesen drei Arten von Metrologiesystemen geeignet, und für alle anderen, die ein periodisches Gitter als das Diffraktionselement verwenden.
  • In diesem Zusammenhang sei die Druckschrift WO 02/25723 A2 erwähnt, die ein Verfahren zum Gestalten einer Überlagerungsmarkierung mittels Messen der Beugung und Auswählen der zu optimierenden Parameter offenbart. Es werden Parameter gesucht, bei denen sich die empfindlichste Überlagerungsmessung ergibt. Weiterhin sei auf die Druckschrift WO 03/104929 A2 verwiesen.
  • Es ist eine Aufgabe der Erfindung, Scatterometrie-Verfahren und Systeme bereit zu stellen, die eine größeren Empfindlichkeit haben und welche daher eine verbesserte Präzision von Überlagerungsmessungen bieten können.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung Verfahren zum Gestalten eines Überlagerungs-Präparat-Gitters gemäß den Patentansprüchen 1 und 10 bereit. Weiterhin stellt die Erfindung ein Verfahren zum Gestalten einer Überlagerungsmarkierung und zum Berechnen optimierter Parameter einer Überlagerungsmarkierung gemäß den Patentansprüchen 15 und 17 bereit.
  • Es wird ein Verfahren zum Gestalten von Präparat (Target)-Gittern bereitgestellt, das eine erhöhte Empfindlichkeit in der Scatterometrie bereitstellt. Materialcharakteristiken der Probe oder des Substrats und die Wellenlänge von einfallendem Licht werden in einem Prozess verwendet, der Präparat-Gitter-Gestaltungen ermittelt, die mit einem gegebenen Überlagerungsversatz eine größere Signaturdiskrepanz zur Folge haben. In einer Ausgestaltung der Erfindung werden eine oder mehrere Präparat-Charakteristiken, wie zum Beispiel Abstand und Linien/Zwischenraum-Verhältnis, in einem iterativen Prozess schrittweise variiert, bis man eine maximale mittlere Standardabweichung (engl. average standard deviation) (MSA) der Reflexionssignaturen erhält. Ein Gitter mit diesen Charakteristiken, das in der maximalen mittleren Standardabweichung resultiert, wird dann in dem Scatterometrie-Prozess verwendet, zum Beispiel, indem das Gitters mittels Photolithographie auf die Probe oder das Substrat aufgebracht wird.
  • Die Erfindung ist ebenso in Unterkombinationen der gezeigten und beschriebenen Verfahrensschritte und Systemelemente angesiedelt. Obgleich die Verfahren mit Ausdrücken von Maxima und Optima beschrieben werden können, betreffen diese ebenso geringere Verbesserungen.
  • Kurz Beschreibung der Zeichnungen
  • 1a ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Verbessern der Empfindlichkeit durch Optimieren der Geometrie des Gitters.
  • 1b ist ein Unter-Flussdiagramm, das die Berechnung der MSA in 1a zeigt.
  • 2 ist ein repräsentatives Diagram eines Substrats mit einem ersten und einem zweiten Präparat-Gitter.
  • 3 zeigt angulare Scatterometrie des in 2 gezeigten Substrats.
  • 4 zeigt ein Beispiel für die Reflexionssignaturen angularer Scatterometrie.
  • 5 zeigt Simulationsergebnisse für eine einfallende Wellenlänge von Laserlicht.
  • 6 ist der Konturplot von 5.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Die Charakteristiken der Streusignatur in der Scatterometrie werden gesteuert mittels den Dimensionen des Gitters, und der Zusammensetzung, Dicke und Seitenwand-Winkel des verwendeten Materials. Das Material und die Filmdicken werden durch die Halbleitervorrichtung oder ähnliche mikromaßstäbliche Vorrichtungen bestimmt. Der Seitenwand-Winkel des strukturierten Elements wird durch die Lithographie- und Ätzprozesse bestimmt. Die einzigen Parameter, die ausschließlich zum Zwecke der Scatterometrie ausgewählt werden können, sind die Geometrie des Präparats. Die Geometrie des Präparats umfasst dessen Abstand und das Linie-zu-Zwischenraum-Verhältnis des Gitters. Für Überlagerungsmessungen, wo zwei verschiedene Filme strukturiert werden, kann jede Schicht mit unterschiedlichen Abstand und Linie-Zwschenraum-Verhaltnis strukturiert werden, und außerdem kann ein beliebiger Versatz zwischen die beiden Gitter eingeführt werden.
  • Die Wellenlänge des einfallenden Lichts wird auch die Empfindlichkeit des angularen Scatterometers beeinflussen, einen weiteren Parameter bereitstellend, welcher die Optimierung der Messung erlauben kann. Äquivalenterweise kann der Einfallswinkel optimiert sein für spektrale Reflektometer und Spektrometer.
  • Es wird ein Verfahren zum Verbessern der Empfindlichkeit von Überlagerungsmessungen mittels Optimierens der Geometrie des Gitters bereitgestellt. Eine Computer-Simulations-Analyse wird verwendet, um eine geeignete Wellenlänge für angulare Scatterometrie zu wählen und um daher die Veränderung in Signaturen mit Überlagerungsversatz weiter zu erhöhen. Die Empfindlichkeit von Überlagerungsmessungen wird verbessert. 1a zeigt ein Ablaufdiagramm, in welchem der Algorithmus nicht auf die Optimierung von spezifischen Parametern beschränkt ist. p und r sind der Abstand beziehungsweise das Linie-zu-Zwischenraum-Verhältnis des Gitters. X ist der Ortsvektor in der p–r Ebene. X repräsentiert einen Satz des Abstands und Linie-zu-Zwischenraum-Verhältnisses eines ausgewählten Bereichs. m und u sind die Schrittgröße beziehungsweise der Richtungsvektor. U repräsentiert die Bewegungsrichtung in die Richtung zur optimalen Gitterstruktur hin. N ist die maximale Anzahl von Iterationen; e ist die minimale Schrittgröße. 1b zeigt Berechnungen der MSA. Die in den 1a und 1b gezeigten Schritte (ausgenommen den letzten Schritt in 1a) können nach Eingabe der Struktur-, Substrat- oder Schichtparameter und des Wellenlängenparameters als mathematische Schritte durchgeführt werden.
  • Die Reflexionsintensität kann beschrieben werden als: R = |U(z2) × U(z2)* U(z1) = exp[–(z2 – z1)M]U(z2)
    Figure 00090001
  • z1 und z2 sind die Positionen der Einfallsebene beziehungsweise der Ausgangsebene; M ist eine Transformationsmatrix; k0 ist die Wellenzahl des einfallenden Lichts in dem Bereich z < z1; kz ist die Wellenzahl des einfallenden Lichts entlang des optischen Pfads (z – Achse) im Gitterbereich z1 < z < z2; (i – v) ist die Ordnungszahl der Gitterbeugung; I ist eine Einheitsmatrix.
  • In dem Fall eines angularen Scatterometers ist
    Figure 00090002
    eine Funktion des Gitterabstands pitch, des Linie-zu-Zwischenraum-Verhältnisses (LZ-Verhältnis) LSratio des Gitters, des Überlagerungsfehlers und des Einfallswinkels von Licht. Daher kann die Reflexionsintensität ausgedrückt werden als R = |U(z2) × U(z2)*| = R(pitch, LSratio, θi, ΔOL)
  • Falls der Gitterabstand und das Linie-zu-Zwischenraum-Verhältnis fest sind, dann kann die mittlere Standardabweichung MSA mittels folgender Formel definiert werden:
    Figure 00090003
  • θstart ist der Start-Abtast (scan)-Winkel des einfallenden Laserstrahls, θfinal ist der End-Abtast-Winkel des einfallenden Laserstrahls, R(θi, ΔOL) ist die Signatur des Reflexionslichts bei einem Überlagerungsfehler ΔOLj, δ(θi) ist die Standardabweichung, berechnet aus der Reflexionsintensität
    Figure 00100001
    bei unterschiedlichen Überlagerungsfehlern bei dem Einfallswinkel θ1. Daher stellt die MSA die Diskrepanz von reflektierten Signaturen bei unterschiedlichen Überlagerungsfehlern dar. Je größer die MSA ist, desto größer ist die Diskrepanz zwischen den Signaturen. Je mehr Diskrepanz, desto leichter kann des Messsystem unterschiedliche Überlagerungsfehler unterscheiden. Umgekehrt, je geringer die Diskrepanz ist, desto schlechter wird die Messempfindlichkeit auf den Überlagerungsfehler sein.
  • Im Fall des Reflektometers ist
    Figure 00100002
    eine Funktion des Gitterabstands, des Linie-zu-Zwischenraum-Verhältnisses des Gitters, des Überlagerungsfehlers und der Wellenlänge des einfallenden Lichts. Daher kann die Intensität des reflektierten Lichts ausgedrückt werden als: R = |U(z2) × U(z2)*| = R(pitch, LSratio, λi, ΔOL)
  • Falls der Gitterabstand und das Linie-zu-Zwischenraum-Verhältnis fest sind, dann kann die mittlere Standardabweichung MSA durch folgende Formel ausgedrückt werden:
    Figure 00110001
  • λstart ist die Start-Abtastwellenlänge des einfallenden Laserlichts, λfinal ist die End-Abtastwellenlänge des einfallenden Laserlichts.
  • Im Fall des Ellipsometers ist
    Figure 00110002
    eine Funktion des Gitterabstands, des Linie-zu-Zwischenraum-Verhältnisses des Gitters, des Überlagerungsfehlers und der Wellenlänge des einfallenden Lichts. Daher kann die Intensität des reflektierten Lichts ausgedrückt werden durch: R = |U(z2) × U(Z2)*| = |Rp × Rp *| + |Rs × Rs *|
  • Rp und Rs sind die Amplituden des p-polarisierten beziehungsweise s-polarisierten Reflexionslichts. Diese sind Funktionen des Gitterabstands, des Linie-zu-Zwischenraum-Verhältnisses des Gitters, des Überlagerungsfehlers und der Wellenlänge des einfallenden Lichts.
  • Figure 00110003
  • ψ und Δ sind die Parameter des Ellipsometers. Diese sind auch Funktionen des Gitterabstands, des Linie-zu-Zwischenraum-Verhältnisses des Gitters, des Überlagerungsfehlers und der Wellenlänge des einfallenden Lichts. ψ = ψ(pitch, LSratio, λi, ΔOL) Δ = Δ(pitch, LSratio, λi, ΔOL)
  • Falls der Abstand und das Linie-zu-Zwischenraum-Verhältnis des Gitters fest sind, dann kann die mittlere Standardabweichung mittels folgender Formel ausgedrückt werden:
    Figure 00120001
  • 2 zeigt ein Beispiel. In 2 hat das Präparat zwei Gitter 20 und 22 mit demselben Abstand in der oberen Schicht beziehungsweise unteren Schicht. Eine Zwischenschicht 24 befindet sich zwischen der oberen und unteren Schicht und dem Substrat 26. Das Material des oberen Gitters, der Zwischenschicht, des unteren Gitters, und des Substrats ist jeweils Photoresist, Polysilizium, SiO2, beziehungsweise Silizium.
  • 3 zeigt angulare Scatterometrie auf dem Substrat von 2. Andere Typen von Scatterometrie-Systemen können in ähnlicher Weise verwendet werden. Angulare Scatterometrie ist ein 2 – θ System. Der Einfallswinkel des Laserstrahls und der Messungs-Winkel des Detektors werden simultan variiert, und dementsprechend wird eine Beugungssignatur erhalten. Bevor das Gitter-Präparat optimiert wird, ist die MSA als die mittlere Standardabweichung wie unten definiert, um die Diskrepanz unter den Signaturen zu beschreiben, welche unterschiedliche Überlagerungsversätze haben.
    Figure 00130001
    wobei θinitial der Abtastwinkel zu Beginn ist; θfinal ist der End-Abtastwinkel;
    Figure 00130002
    ist die Reflexionssignatur, während der Überlagerungsfehler ΔOLj ist; δ(θi) ist die Standardabweichung von
    Figure 00130003
    ,während der Einfallswinkel θi ist. Daher ist die Bedeutung der MSA die Diskrepanz zwischen den Signaturen, welche unterschiedliche Überlagerungsversätze haben. Größere MSA bedeuten eine größere Diskrepanz unter den Signaturen und daher, dass das Metrologie-System leichter unterschiedliche Überlagerungsversätze identifizieren kann. Größere MSA bedeuten daher, dass das Messsystem empfindlicher auf Überlagerungsfehler ist und die Qualität der Messungen verbessert ist. 4 zeigt ein Beispiel für die Reflexionssignatur angularer Scatterometrie.
  • In dieser Simulation sind die Dicke von allen Schichten und der Brechungsindex und der Extinktionskoeffizient des Materials als Tabelle 1 aufgelistet. Der Bereich des Gitterabstands beträgt 0,1 um bis 2 um, und der des Gitter-Linie:Zwischenraum-Verhältnisses 1:9 bis 9:1. Der Überlagerungsversatz ist absichtlich auf ungefähr den 1/4 Abstand festgelegt, und die Schrittweite des Überlagerungsversatzes beträgt 5 nm. Schließlich wurden verschiedene herkömmliche Laser ausgewählt, einschließlich einem Argon-Ionen-Laser (488 nm und 514 nm), einem HeCd-Laser (442 nm), einem HeNe-Laser (612 nm and 633 nm) und einem Nd:YAG (532 nm)-Laser.
  • 5 zeigt die Simulationsergebnisse für eine einfallende Wellenlänge von 633 nm. 6 ist der Konturplot von 5. Die maximale MSA beträgt 0,010765 bei einem Abstand = 0,46 nm und einem Linie-zu-Zwischenraum-Verhältnis = 48:52. Tabelle 2 listet die Simulationsergebnisse für unterschiedliche einfallende Wellenlängen auf. Für dieses Präparat beträgt die maximale MSA 0,015581 bei einer einfallenden Wellenlänge = 612 nm, Abstand = 0,4 um, und Linie-zu-Zwischenraum-Verhältnis = 48:52. Die maximale MSA mit der mittleren MSA in diesem Bereich (Abstand 0,1~2 um, Linie-zu-Zwischenraum-Verhältnis 1:9~9:1) vergleichend, erhalten wir eine Vergrößerung von ungefähr 21,5. Gemäß der obigen Prozedur können ein optimaler Abstand, Linie-zu-Zwischenraum-Verhältnis, und Einfallswellenlänge erhalten werden, und bei diesen Bedingungen ist die Diskrepanz unter den Signaturen am größten. Dies bedeutet, dass dieses Präparat mit diesen optimalen Parametern das auf Überlagerungsmessungen empfindlichste ist. Tabelle 1
    Material Dicke n k
    obere Schicht PR 7671,8 A 1,62399 0
    Zwischen-Schicht Poly 1970,6 A 3,925959 0,0594
    untere Schicht Si02 494 A 1,462589 0
    Substrat Silizium - 3,866894 0,019521
    Tabelle 2
    Wellenlänge (nm) MSA(min) MSA(mitt) MSA(max) Max MSA bei Abstand(um) L/Z Verhältnis
    442 1,02E-05 0,000144 0,002481 0,24 54:46
    488 1,36E-05 0,000786 0,007731 0,28 44:56
    514 1,77E-06 0,000866 0,010951 0,26 48:52
    532 7,43E-07 0,000933 0,010542 0,28 58:42
    612 2,55E-08 0,001998 0,015581 0,4 48:52
    633 1,42E-08 0,001853 0,010765 0,46 48:52
    MSA(mitt) unter allen Wellenlängen 0,000726
    Vergrößerung 21,4690569
  • Mit einem angularen Scatterometer-System wird die MSA ausgedrückt als:
    Figure 00150001
  • Mit einem Reflektometer-System wird die MSA ausgedrückt als:
    Figure 00160001
  • Mit einem Ellipsometer-System wird die MSA ausgedrückt als:
    Figure 00160002
  • Die beschriebenen Verfahren können mit existierenden Scatterometrie-Systemen verwendet werden. Die Materialeigenschaften des zu messenden Substrats (beispielsweise Art und Dicke der Schichten, und Seitenwand-Winkel) und die Wellenlänge des zu verwendenden Lichts, können in den Scatterometrie-System-Computer oder einem anderen Computer eingegeben werden. Dann ermittelt der Computer beispielsweise, welcher Gitterabstand und welches Linie-zu-Zwischenraum-Verhältnis für diese spezifische Art von Substrat die maximale Empfindlichkeit liefert. Das Retikel wird dann hergestellt, um dieses Gitter auf das Substrat zu drucken. Dann ist, wenn auf diesen Substraten Überlagerungsmessungen vorgenommen werden, die Empfindlichkeit des Systems verbessert, und es können bessere Messungen gemacht werden.

Claims (24)

  1. Verfahren zum Gestalten eines Überlagerungs-Präparat-Gitters zur Verwendung in Scatterometrie-Messungen einer Probe, aufweisend folgende Schritte: A. Auswählen von Proben-Schicht-Parametern, einschließlich eines oder mehrerer des Schichtmaterials, der Dicke des Films, und des Seitenwand-Winkels der strukturierten Elemente auf der Schicht; B. Auswählen eines ersten Präparat-Gitters, wobei das erste Präparat-Gitter eine erste Präparat-Charakteristik (p, r) hat, welche in den untenstehenden Schritten variiert wird; C. Berechnen einer mittleren Standardabweichung des von einem mathematisch modellierten Präparat mit der ersten Präparat-Gitter-Charakteristik (p, r) weg reflektierten Lichts R(θi,ΔOLj) mittels Mittelwert-Bildens von Standardabweichungen δ(θi) über einen Bereich von Licht-Einfallswinkeln θi, wobei jede Standardabweichung δ(θi) berechnet wird aus den Reflexionsintensitäten R(θi, ΔOLj) mittels Verschiebens des Überlagerungsversatzes ΔOLj in den Reflexionsintensitäten R(θi, ΔOLj); D. Verändern der ersten Präparat-Gitter-Charakteristik (p, r) mittels einer ersten Schrittweite (u); E. Wiederholen von Schritt C; F. Vergleichen der mittleren Standardabweichung aus Schritt C mit der mittleren Standardabweichung aus Schritt E und Ermitteln, welche größer ist, dann Nehmen der größeren mittleren Standardabweichung-Präparat-Gitter-Charakteristik als die neue Start-Gitter-Charakteristik; G. Wiederholen der Schritte C bis F in einem iterativen Prozess, bis eine maximale, gewünschte mittlere Standardabweichung abgeleitet ist, und H. Gestalten eines realen Präparats, um auf dem Substrat verwendet zu werden, wobei das reale Präparat eine Präparat-Gitter-Charakteristik (p, r) hat, die im Wesentlichen gleich der Charakteristik ist, welche mit der maximalen, gewünschten mittleren Standardabweichung korrespondiert.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei jeder Schichtparameter mit einer aus einer Nachschau-Tabelle ermittelten Konstanten korrespondiert.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die erste Präparat-Gitter-Charakteristik ausgewählt wird mittels entweder Verwendens eines bekannten Standard-Präparats, um damit zu starten, oder mittels Aufstellens einer bestbegründeten Schätzung darüber, was das Präparat sein sollte, basierend auf Materialparameter.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die erste Präparat-Charakteristik der Abstand und/oder das Linie-zu-Zwischenraum-Verhältnis ist.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Überlagerungsversatz in Schrittweiten von ungefähr 2–8, 3–7, 4–6, oder 5 nm verschoben wird.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die mittlere Standardabweichung unter Verwendung bekannter mathematischer Gleichungen zum Modellieren des Reflexionsgrads aus dem ersten Präparat-Gitter berechnet wird.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die erste Präparat-Gitter-Charakteristik verändert wird mittels einer ersten Schrittweite mittels Verschiebens des Abstands und des Linie-zu-Zwischenraum-Verhältnisses des Präparats.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei alle von den Schritten A bis G mathematisch durchgeführt werden mittels Verwendens von Software und ohne Durchführen einer tatsächlichen Messung an einem realen Präparat.
  9. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei das Präparat dazu eingerichtet ist, beim Durchführen von Scatterometrie unter Verwendung eines angularen Scatterometers, eines Reflektormeters, oder eines Ellipsometers verwendet zu werden.
  10. Verfahren zum Gestalten eines Überlagerungs-Präparat-Gitters zur Verwendung in Scatterometrie-Messungen einer Probe, aufweisend folgende Schritte: A. Auswählen von Proben-Schicht-Parametern, einschließlich eines oder mehrerer des Schichtmaterials, der Filmdicke, und des Seitenwand-Winkels der strukturierten Elemente auf der Schicht, wobei jeder Schichtparameter mit einer aus einer Nachschau-Tabelle ermittelten Konstante korrespondiert, wobei die Konstanten in einem Präparat-Optimier-Algorithmus Anwendung finden; B. Auswählen eines ersten Präparat-Gitters mittels entweder Verwendens eines bekannten Standard-Präparats, um damit zu starten, oder Auswählens basierend auf Materialparameter, wobei das erste Präparat-Gitter einen ersten Abstand p und ein erstes Linie-zu-Zwischenraum-Verhältnis r hat, welche in den untenstehenden Schritten variiert werden; C. Berechnen einer mittleren Standardabweichung des von einem mathematisch modellierten Präparat, das den ersten Abstand p und das erste Linie-zu-Zwischenraum-Verhältnis r aufweist, weg reflektierten Lichts R(θi, ΔOLj) mittels Mittelwert-Bildens von Standardabweichungen δ(θi) über einen Bereich von Licht-Einfallswinkeln θi, wobei jede Standardabweichung δ(θi) berechnet wird aus den Reflexionsintensitäten R(θi, ΔOLj) mittels Verschiebens des Überlagerungsversatzes ΔOLj in den Reflexionsintensitäten R(θi, ΔOLj), D. Verändern des ersten Abstands p und Linie-zu-Zwischenraum-Verhältnisses r mittels einer ersten Schrittweite; E. Wiederholen von Schritt C; F. Vergleichen der mittleren Standardabweichung aus Schritt C mit der mittleren Standardabweichung aus Schritt E und Ermitteln, welche größer ist, dann Nehmen der größeren mittleren Standardabweichungs-Präparat-Gitter-Charakteristik als neuen ersten Abstand p und neues erste Linie-zu-Zwischenraum-Verhältnis r; G. Wiederholen der Schritte C bis F in einem iterativen Prozess, bis eine maximale, gewünschte mittlere Standardabweichung abgeleitet ist; und H. Gestalten eines realen Präparats mit einem Abstand p und Linie-zu-Zwischenraum-Verhältnis r, die im Wesentlichen gleich dem ersten Abstand p und Linie-zu-Zwischenraum-Verhältnis r sind, die mit der in Schritt G erreichten maximalen, gewünschten mittleren Standardabweichung korrespondieren.
  11. Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei die Schritte C–F wiederholt werden, bis die mittlere Standardabweichung nicht mehr wächst.
  12. Verfahren zum Durchführen von Scatterometrie auf einer Schicht oder einem Substrat, enthaltend Aufbringen des in dem Schritt H aus Anspruch 10 gestalteten Präparats auf die Schicht oder das Substrat, Beleuchten des Präparats mit einem Laserstrahl, Messen des von dem Präparat reflektierten Lichts, und dann Verarbeiten des reflektierten Lichts, um einen Überlagerungsfehler zu ermitteln.
  13. Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei der Überlagerungssatz ΔOLj in den Schrittweiten von ungefähr 2–8, 3–7 oder 5 nm verschoben wird.
  14. Substrat für die Herstellung einer mikroelektronischen, mikromechanischen, oder mikroelektromechanischen Vorrichtung, wobei das Substrat ein Präparat aufweist, dass unter Verwendung der in Anspruch 10 angegebenen Schritte gestaltet wurde.
  15. Verfahren zum Berechnen optimierter Parameter einer Überlagerungsmarkierung, aufweisend folgende Schritte: Berechnen einer mittleren Standardabweichung von Beugungssignaturen bei einem Abstand p und Linie-zu-Zwischenraum-Verhältnis r eines Überlagerungs-Gitter-Präparats unter Verwendung der im Anspruch 10 angegebenen Schritte C bis G; Verwenden eines optimierten Verfahrens zum Ermitteln des maximalen mittleren Standardabweichungs-Wertes, wo die Überlagerungsmessung am empfindlichsten ist.
  16. Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei das optimierte Verfahren ein Simplex-Verfahren oder ein Zufälliges-Wanderungs (random walk)-Verfahren ist.
  17. Verfahren zum Gestalten einer Überlagerungsmarkierung, aufweisend folgende Schritte: Beleuchten einer Überlagerungsmarkierung mit einem Teststrahl; Messen der aus der Wechselwirkung des Teststrahls mit der Überlagerungsmarkierung resultierenden Beugung; Auswählen der zu optimierenden Parameter der Überlagerungsmarkierung, um die Empfindlichkeit der Überlagerungsmessung zu erhöhen; Verwenden eines Optimierungsalgorithmus mit den in Anspruch 10 angegebenen Schritten C bis G zum Optimieren der Parameter der Überlagerungsmarkierung, welche die empfindlichste Überlagerungsmessung ergibt, und Berechnen der mittleren Standardabweichung von Beugungssignaturen bei einem Abstand p und Linie-zu-Zwischenraum-Verhältnis r eines Überlagerungs-Gitter-Präparats; wobei das Optimierungsverfahren den maximalen mittleren Standardabweichungs-Wert ermittelt, wo die Überlagerungsmessung am empfindlichsten ist.
  18. Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei die Überlagerungsmarkierung mindestens eine obere Gitter-Präparat-Schicht und eine untere Gitter-Präparat-Schicht aufweist.
  19. Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei das Gitter-Präparat eine eindimensionale periodische Struktur ist.
  20. Verfahren gemäß Anspruch 19, wobei das Gitter-Präparat eine zweidimensionale periodische Struktur ist.
  21. Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei der Teststrahl von einer Laserquelle erzeugt wird und die Beugung als eine Funktion des Scanwinkels des Teststrahls gemessen wird.
  22. Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei der Teststrahl von einer Breitbandquelle erzeugt wird und die Beugung als eine Funktion der Wellenlänge gemessen wird.
  23. Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei einer der ausgewählten Parameter der Überlagerungsmarkierung der Abstand p des Gitter-Präparats ist.
  24. Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei einer der ausgewählten Parameter der Überlagerungsmarkierung das Linie-zu-Zwischenraum-Verhältnis r des Gitter-Präparats ist.
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