DE102005063087A9 - Streustrahlungsmessungsverfahren mit Abgleich charakteristischer Signaturen - Google Patents

Streustrahlungsmessungsverfahren mit Abgleich charakteristischer Signaturen Download PDF

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Abstract

System und Verfahren zum effizienten und genauen Bestimmen von Gitterprofilen, wobei eine charakteristische Signatur-Übereinstimmungsermittlung (Matching) in einem Erzeugungsprozess einer Bibliothek mit vergrößerten Unterschieden durchgeführt wird. Unter Verwendung der Theorie der Lichtstreuung werden, basierend auf den ausgebildeten Gitterparametern, z. B. CD, Dicke und Linie-zu-Zwischenraum-Verhältnis, eine Reihe von Streuungssignaturen versus Streuwinkel oder Wellenlängen erzeugt. Dieses Verfahren wählt charakteristische Teile der Signaturen aus, wo immer ihre Unterschiede, anders ausgedrückt ihre Nichtübereinstimmung das vorausbestimmte Kriterium übersteigt, und verbessert eine Bibliothek charakteristischer Signaturen für eine schnelle und genaue Übereinstimmungsermittlung. Es kann eine Rigorous-Coupled-Wave-Theorie verwendet werden, um eine Beugungs-Bibliothek aufzubauen, die eine Mehrzahl von simulierten Beugungsspektren, basierend auf einem vorbestimmten Strukturparameter des Gitters, aufweist. Der charakteristische Bereich von der Mehrzahl simulierter Beugungsspektren wird basierend darauf bestimmt, ob die mittlere quadratische Abweichung von der Mehrzahl der simulierten Beugungsspektren größer als ein Rauschpegel eines Messgerätes ist. Die Beugungsintensität des gemessenen Beugungsspektrums wird mit der Beugungsintensität der Mehrzahl von simulierten Beugungsspektren in dem charakteristischen Bereich verglichen, um ein übereinstimmendes Spektrum aus diesen ...

Description

  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der taiwanesischen Patentanmeldung Nr. 93141298, eingereicht am 30. Dezember 2004, die hiermit durch Bezugnahme einbezogen wird.
  • Das Gebiet der Erfindung ist die Herstellung von Halbleiterbauelementen und ähnlichen Micro-Scale-Bauelementen. Insbesondere betrifft die Erfindung Streustrahlungsmesstechnik (auch bezeichnet als Scatterometrie), die eine Technik zum Messen von Micro-Scale-Eigenschaften basierend auf der Erfassung und Analyse von Licht ist, das von der Oberfläche gestreut wird. Allgemein umfasst die Streustrahlungsmesstechnik das Erfassen der Intensität des Lichts, das durch ein Periodizitäts-Merkmal, wie zum Beispiel eine Gitterstruktur als eine Funktion der Wellenlänge oder des Winkels von einfallendem Licht, gestreut oder gebeugt wird. Das erfasste Signal wird eine Signatur genannt, da sein genaues Verhalten in einzigartiger Weise mit den physikalischen und optischen Parametern der Gitterstruktur zusammenhängt.
  • Streustrahlungsmesstechnik wird allgemein bei der photolithographischen Herstellung von Halbleiterbauelementen, insbesondere bei der Overlay-Messung verwendet, welche eine Messung der Ausrichtung (Alignment) der Schichten ist, die zur Bildung der Bauelemente verwendet werden. Eine genaue Messung und Steuerung der Ausrichtung solcher Schichten ist zum Aufrechterhalten eines hohen Grades der Effizienz der Produktion wichtig.
  • Streustrahlungsmessungen werden durch Feststellen der genausten Übereinstimmung zwischen einer experimentell erhaltenen Signatur und einer Signatur durchgeführt, die auf andere Weise erhalten wurde und für die der Wert der zu messenden Eigenschaft oder Eigenschaften bekannt ist. Gewöhnlich wird die zweite, bekannte Signatur, die auch als die Referenzsignatur bekannt ist, aus einem rigorosen Modell des Streuprozesses berechnet. Gelegentlich kann man sie experimentell bestimmen. Wo eine modellierte Signatur als die Referenz verwendet wird, werden entweder die Berechnungen einmal durchgeführt und alle Signaturen, die für die Parameter des Gitters, das variieren kann, in einer Bibliothek gespeichert, oder die Signatur wird berechnet, wenn sie für Prüfwerte der gemessenen Parameter benötigt wird.
  • Wie auch immer die Referenzsignatur erhalten wird, es wird ein Vergleich der experimentellen und der Referenzsignatur durchgeführt. Der Vergleich wird durch einen Wert quantifiziert, der anzeigt, wie genau die beiden Signaturen miteinander übereinstimmen. Gewöhnlich wird die Übereinstimmungsqualität als die Standardabweichung (oder der mittlere quadratische Fehler (root mean square error, RMSE)) zwischen den beiden Signaturen berechnet, es können jedoch andere Vergleichsverfahren verwendet werden. Die Messung wird durch Feststellen des Referenzsignals mit dem besten Wert der Übereinstimmungsqualität zu der experimentellen Signatur durchgeführt. Das Messergebnis ist dann der zur Berechnung des Referenzsignals verwendete Parametersatz. In dem Fall von experimentell abgeleiteten Referenzsignaturen ist das Referenzsignal der Wert der zur Erzeugung der experimentellen Signatur verwendeten, bekannten Parameter. Wie bei jedem realen System weist die von dem Messtechnik-System erhaltene experimentelle Signatur etwas Rauschen auf. Dies erzeugt eine untere Grenze der Übereinstimmungsqualität, die erwartet werden kann.
  • Mikroelektronische Bauelemente und Merkmalsgrößen werden kontinuierlich immer kleiner. Die Anforderung an die Präzision der Overlay-Messung beim 130 nm-Knoten beträgt 3,5 nm, und beim 90 nm-Knoten beträgt sie 3,2 nm. Für den Halbleiterherstellungsprozess der nächsten Generation des 65 nm-Knotens beträgt die Anforderung an die Präzision der Overlay-Messung 2,3 nm. Da die Streustrahlungsmesstechnik eine gute Wiederholpräzision und Reproduzierbarkeit aufweist, wäre es vorteilhaft, in der Lage zu sein, sie bei dem Prozess der nächsten Generation einzusetzen. Jedoch sind herkömmliche Hellfeld-Messtechnik-Systeme durch die Bildauflösung beschränkt. Folglich bilden diese Faktoren signifikante technologische Herausforderungen an die Anwendung der Streustrahlungsmesstechnik bei zunehmend kleineren Merkmalen.
  • Bei herkömmlichen Verfahren werden Beugungsspektren einer unbekannten Messung mit simulierten Beugungsspektren verglichen. Bei Verfahren, wie zum Beispiel der Levenberg-Marquardt-Optimierung, einer zufällige Suche und einem genetischen Algorithmus, wird das gemessene Beugungsspektrum mit einem online erzeugten, simulierten Beugungsspektrum verglichen. Dieses Verfahren ist langsam, kann aber verwendet werden, um ein vollständig unbekanntes Gitter zu messen. Bei anderen herkömmlichen Verfahren, wie zum Beispiel der Hauptkomponentenregression (principal component regression, PCR), Partial Least Square (PLS), Inverse Least Square (ILS) und einem künstlichen neuronalen Netz (artifical neural network, ANN), wird vorab eine Beugungs-Bibliothek erzeugt, und das gemessene Beugungsspektrum wird mit den Beugungsspektren in der Bibliothek verglichen, um ein Spektrum mit der genauesten Übereinstimmung zu finden. Dieses Verfahren kann die Verarbeitungsgeschwindigkeit erhöhen, benötigt aber mehr Computer-Speicherkapazität als das erste Verfahren. Bei Verfahren, wie sie zum Beispiel in den US-Patenten Nr. 6,785,638 und Nr. 6,768,967 beschrieben sind, werden beide dieser Verfahren integriert, um die Verarbeitungsgeschwindigkeit zu erhöhen und die Speicherkapazität zu verringern, aber der verwendete Algorithmus ist viel komplizierter.
  • Bei herkömmlichen Verfahren werden statische Gleichungen verwendet, wie zum Beispiel für den mittleren quadratischen Fehler (root mean square error, RMSE), das mittlere Fehlerquadrat (mean square error, MSE) und den quadratischen Abstand (square distance, SD), um das gemessene Beugungsspektrum mit dem simulierten Beugungsspektrum vollständig zu vergleichen. Jedoch mitteln RMSE oder MSE das gesamte Beugungsspektrum, was zu einem Bereich mit einer kleineren Variation führt, was die Leistungsfähigkeit des gesamten Vergleichs verringert. Ferner mittelt SD nicht die Variation der Variable, wie es bei RMSE oder MSE der Fall ist, er ist aber viel empfindlicher gegenüber Rauschen.
  • 1 stellt eine Overlay-Markierung dar;
  • 2 stellt die Systemarchitektur eines Winkel-Streustrahlungs-Messgerätes dar;
  • 3 stellt ein Flussdiagramm zum Bestimmen von Strukturparametern einer Overlay-Markierung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dar;
  • 4(a) und 4(b) stellen eine Beugungs-Bibliothek gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dar;
  • 5(a) stellt die Beziehung des RMSE und des Overlay-Fehlers zum Einfallswinkel des s-Polarisationsstrahls dar;
  • 5(b) stellt die Beziehung des RMSE und des Overlay-Fehlers zum Einfallswinkel des p-Polarisationsstrahls dar;
  • 6 ist ein statisches Diagramm, das die Samplinganzahl des RMSE zeigt, die größer als der Rauschpegel eines Messgerätes sind.
  • 7(a) und 7(b) stellen das s-Polarisations-Beugungsspektrum und das p-Polarisations-Beugungsspektrum von einem Messgerät dar.
  • 8 stellt den durchschnittlichen RMSE des s-Polarisationsstrahls und des p-Polarisationsstrahls bei einem Einfallswinkel zwischen 0 und 47 Grad dar; und
  • 9 stellt den RMSE des s-Polarisationsstrahls bei dem Einfallswinkel von 28 Grad dar.
  • Bei Verfahren zum Bestimmen eines Strukturparameters eines Gitters wird die Ähnlichkeit zwischen einem gemessenen Beugungsspektrum und einer Mehrzahl von simulierten Beugungsspektren in einem charakteristischen Bereich verglichen.
  • Das Verfahren kann die Schritte aufweisen: Verwenden einer Rigorous-Coupled-Wave-Theorie, um eine Beugungs-Bibliothek aufzubauen, die eine Mehrzahl von simulierten Beugungsspektren basierend auf einem vorbestimmten Strukturparameter aufweist; Auswählen eines charakteristischen Bereichs von der Mehrzahl simulierter Beugungsspektren unter der Bedingung, dass der mittlere quadratische Fehler dieser simulierten Beugungsspektren größer als der Rauschpegel eines Messgerätes ist; Vergleichen der Beugungsintensität eines gemessenen Beugungsspektrums von dem Gitter und der Beugungsintensität von der Mehrzahl von simulierten Beugungsspektren in dem charakteristischen Bereich, um ein übereinstimmendes (passendes) Spektrum zu finden; und Bestimmen des Strukturparameters des Gitters basierend auf dem übereinstimmenden Spektrum.
  • Bei herkömmlichen Winkel-Streustrahlungsmessungsverfahren wird das gesamte Beugungsspektrum zwischen 0 und 47 Grad verglichen. Das erfordert eine große Menge Computer-Speicher und ist zeitaufwändig. Im Gegensatz dazu wird bei dem vorliegenden Verfahren nur ein Teil des gemessenen Beugungsspektrums mit dem entsprechenden Teil der simulierten Beugungsspektren in dem charakteristischen Bereich verglichen. Das erhöht die Verarbeitungseffizienz und verringert auch die Anforderungen hinsichtlich des Computer-Speichers. Ferner wird bei herkömmlichen Verfahren das gesamte Beugungsspektrum gemittelt, was zu einem Bereich mit einer kleineren Variation führt und die Leistungsfähigkeit des gesamten Vergleichs verringert. Bei dem vorliegenden Verfahren wird indes nur ein Teil des gemessenen Beugungsspektrums mit dem entsprechenden Teil der simulierten Beugungsspektren in dem charakteristischen Bereich verglichen. Mittelungsberechnungen werden mithin vermieden, und die Leistungsfähigkeit der Messung wird verbessert.
  • Die vorliegenden Verfahren können auch eingesetzt werden, um Strukturparameter, wie zum Beispiel den Overlay-Fehler, die Linienbreite, die Teilung, Materialparameter und die Dicke zu bestimmen. Ferner können die vorliegenden Verfahren auch eingesetzt werden, um eine Mehrzahl von variablen Parametern gleichzeitig durch gleichzeitiges Verändern von Variablen, wie zum Beispiel der Linienbreite und der Dicke des Target-Gitters, zu bestimmen.
  • 1 stellt ein Beispiel einer Overlay-Markierung 10 dar. Die Overlay-Markierung 10 weist ein erstes Gitter 14 aus Photoresist auf einer Zwischenschicht 18 aus Polysilizium und ein zweites Gitter 16 aus Siliziumdioxid auf einer Bodenschicht 12 aus Silizium auf. Die Teilung (auch bezeichnet als Pitch) des ersten Gitters 14 ist die gleiche wie die des zweiten Gitters 16, und ΔOL stellt den Overlay-Fehler zwischen diesen beiden Gittern 14 und 16 dar. In diesem Beispiel sind die Dicke, der Brechungsindex und der Extinktionskoeffizient dieser Schichten in der folgenden Tabelle zusammengefasst:
    Figure 00070001
  • Die Messempfindlichkeit für den Overlay-Fehler der Overlay-Markierung 10 wird nicht nur durch die mechanische Gestaltung des Messgerätes, den Back-End-Detektor und die Signalverarbeitungstechnik bestimmt, sondern auch durch die Strukturparameter der Overlay-Markierung 10, welche die Form der Beugungsspektren (Signaturen) und den Unterscheidungsgrad zwischen diesen Beugungssignaturen beeinflusst. Beispielsweise beeinflussen alle Strukturparameter wie zum Beispiel der Brechungsindex, der Extinktionskoeffizient, die Dicke, die geometrische Gestalt und der Seitenwandwinkel nach den Ätzprozessen, die Messempfindlichkeit für den Overlay-Fehler der Overlay-Markierung 10.
  • 2 stellt ein Winkel-Streustrahlungs-Messgerät 20 dar. Obwohl hier ein Winkel-Streustrahlungs-Messgerät 20 gezeigt und beschrieben ist, können spektroskopische Reflektometer und spiegelnde spektroskopische Ellipsometer ebenso verwendet werden. Das Winkel-Streustrahlungs-Messgerät 20 verwendet einen Laser mit einer einzigen Wellenlänge und tastet bei mehreren Einfallswinkeln ab. Der eingeschlossene Winkel zwischen einem Einfallslot 26 und einem Einfallsstrahl 22 von einer Lichtquelle 30 ist der gleiche wie der zwischen dem Einfallslot 26 und einem Beugungsstrahl. Der Detektor 32 detektiert nur den Beugungsstrahl nullter Ordnung. Der Einfallsstrahl 22 kann zurzeit verfügbare Laser, wie zum Beispiel Argon-Ionen-Laser (488 Nanometer und 514 Nanometer), HeCd-Laser (442 Nanometer), HeNe-Laser (612 Nanometer und 633 Nanometer) und Nd:YAG (532 Nanometer) oder andere verwenden. Eine Beugungssignatur zwischen dem Einfallsstrahl 22 und dem Beugungsstrahl 24 kann durch Verändern des Einfallswinkels θ erhalten werden.
  • 3 stellt ein Flussdiagramm zum Bestimmen von Strukturparametern der Overlay-Markierung 10 dar. Nach dem Eingeben eines vorbestimmten Wertes (eines geratenen Wertes) für Strukturparameter, wie zum Beispiel den Overlay-Fehler der Overlay-Markierung 10, wird ein Rigorous-Coupled-Wave-Theorie (RCWT)-Algorithmus verwendet, um eine Beugungs-Bibliothek aufzubauen, die eine Mehrzahl von simulierten Beugungsspektren enthält. Zum Beispiel wird basierend auf einem geratenen Wert von 200 nm ein RCWT-Algorithmus verwendet, um fünf simulierte Beugungsspektren für 150, 175, 200, 225 und 250 Nanometer zu erzeugen.
  • Anschließend wird ein Teil der Einfallswinkel als ein charakteristischer Bereich basierend auf dem mittleren quadratischen Fehler dieser simulierten Beugungsspektren ausgewählt. Insbesondere ist der charakteristische Bereich der Mehrzahl von simulierten Beugungsspektren ein Einfallswinkelbereich, und diese simulierten Beugungsspektren haben einen mittleren quadratischen Fehler, der größer als der Rauschpegel eines Messgerätes ist. Folglich wird die Beugungsintensität eines gemessenen Beugungsspektrums mit der Beugungsintensität dieser simulierten Beugungsspektren in dem charakteristischen Bereich verglichen, um ein übereinstimmendes (passendes) Spektrum zu finden. Der Strukturparameter der Overlay-Markierung 10 wird basierend auf dem übereinstimmenden Spektrum bestimmt. Nachdem der charakteristische Bereich dieser simulierten Beugungsspektren ausgewählt ist, können die Beugungsdaten in dem charakteristischen Bereich zum Ersetzen der Beugungsdaten in dem gesamten Bereich von Einfallswinkeln in der Beugungs-Bibliothek verwendet werden, um die erforderliche Speicherkapazität zu verringern.
  • 4(a) und 4(b) stellen ein Beispiel einer Beugungs-Bibliothek für s-Polarisation beziehungsweise p-Polarisation dar, wobei der Overlay-Fehler dieser fünf simulierten Beugungsspektren 150, 175, 200, 225 und 250 Nanometer beträgt. Die Rigorous-Coupled-Wave-Theorie kann verwendet werden, um die Beugungs-Bibliothek gemäß einem vorbestimmten Strukturparameter, wie zum Beispiel dem Overlay- Fehler, der kleinsten aufgelösten Strukturgröße (critical dimension, CD), der Teilung (Pitch), der Dicke und dem Liniezu-Zwischenraum-Verhältnis (line-to-space ratio) zu erstellen.
  • Der s-Polarisationsstrahl besitzt eine größere Variation der Beugungsintensität in einem bestimmten Einfallswinkelbereich als eine lineare Variation der Beugungsintensität für alle Einfallswinkel, während der andere Einfallswinkelbereich eine kleinere Variation der Beugungsintensität besitzt, wie in 4(a) gezeigt ist. In ähnlicher Weise besitzt der p-Polarisationsstrahl die gleiche Eigenschaft, wie in 4(b) gezeigt ist. Nachdem die Beugungs-Bibliothek erstellt ist, wird das vorliegende Verfahren fortgesetzt, um den charakteristischen Bereich dieser simulierten Beugungsspektren in der Beugungs-Bibliothek auszuwählen. Der Unterscheidungsgrad der Mehrzahl von simulierten Beugungsspektren des s-Polarisationsstrahls bei Einfallswinkeln zwischen 22 und 27 Grad ist größer als bei anderen Einfallswinkeln, d.h. diese simulierten Beugungsspektren besitzen höhere Auflösungen bei Einfallswinkeln zwischen 22 und 27 Grad. Mit anderen Worten kann in diesem Beispiel der Einfallswinkelbereich zwischen 22 und 27 Grad als der charakteristische Bereich dieser simulierten Beugungsspektren angesehen werden.
  • 5(a) stellt die Beziehung des RMSE und des Overlay-Fehlers zu dem Einfallswinkel des s-Polarisationsstrahls dar, und 5(b) stellt die Beziehung des RMSE und des Overlay-Fehlers zu dem Einfallswinkel des p-Polarisationsstrahls dar. Das vorliegende Verfahren verwendet optional den RMSE, um den Unterscheidungsgrad dieser simulierten Beugungsspektren zu quantifizieren, und wählt den charakteristischen Bereich dieser simulierten Beugungsspektren basierend auf einem Kriterium aus, wenn RMSE größer als ein Rauschpegel eines Messgerätes ist. RMSE ist wie nachstehend definiert:
    Figure 00110001
    wobei x und y jeweils die Beugungsintensität eines von zwei simulierten Beugungsspektren darstellen und N die Samplinganzahl von jedem simulierten Beugungsspektrum darstellt. Wie in der Zeichnung gezeigt, besitzen s-Polarisationsstrahlen und p-Polsarisationsstrahlen einen größeren RMSE bei Einfallswinkeln zwischen 20 und 30 Grad.
  • 6 ist ein statisches Diagramm, das die Samplinganzahl von RMSE-Werten zeigt, die größer als der Rauschpegel des Messgerätes sind, wobei der Rauschpegel auf 0,001 gesetzt ist. Für den Overlay-Fehler zwischen 150 und 250 Nanometer sind die RMSE-Werte von allen s-Polarisationsstrahlen größer als der Rauschpegel des Messgerätes, wenn der Einfallswinkel zwischen 26 und 29 Grad liegt. Folglich kann der Einfallswinkelbereich zwischen 26 und 29 Grad des s-Polarisationsstrahls als der charakteristische Bereich angesehen werden, wenn der Overlay-Fehler zwischen dem ersten Gitter 14 und dem zweiten Gitter 16 in einem Bereich zwischen 150 und 250 Nanometern liegt.
  • 7(a) und 7(b) stellen das s-Polarisations-Beugungsspektrum beziehungsweise das p-Polarisations-Beugungsspektrum von einem Messgerät dar. Nach dem Auswählen des charakteristischen Bereichs wird das vorliegende Verfahren mit dem Vergleichen der Beugungsintensität des gemessenen Beugungsspektrums mit der Beugungsintensität der simulierten Beugungsspektren in dem charakteristischen Bereich fortgesetzt, um ein übereinstimmendes simuliertes Beugungsspektrum zu finden, d.h. die Beugungsintensität des s-Polarisations-Beugungsspektrums bei den Einfallswinkeln zwischen 26 und 29 Grad in 7(a) wird mit der Beugungsintensität der fünf simulierten Beugungsspektren bei den Einfallswinkeln zwischen 26 und 29 Grad in 4(a) verglichen, um das übereinstimmende Spektrum zu ermitteln. Somit wird der Strukturparameter der Overlay-Markierung 10 basierend auf dem übereinstimmenden Spektrum bestimmt.
  • 8 stellt den durchschnittlichen RMSE des s-Polarisationsstrahls und des p-Polarisationsstrahls bei dem Einfallswinkel zwischen 0 und 47 Grad dar, und 9 stellt den RMSE des s-Polarisationsstrahls bei dem Einfallswinkel von 28 Grad dar. Wie in 8 gezeigt, tritt der größte RMSE von ungefähr 0,000589 bei dem Overlay-Fehler von 200 Nanometer auf, d.h. der herkömmliche Vergleich des gesamten Beugungsspektrums kann den größten RMSE von ungefähr 0,000589 erreichen. Im Gegensatz dazu kann das vorliegende Verfahren den Einfallswinkel von 28 Grad als den charakteristischen Einfallswinkel auswählen, und sein korrespondierender RMSE bei dem Overlay-Fehler von 200 Nanometer ist ungefähr 0,001649, d.h. das etwa 2,8-fache des größten RMSE für die herkömmliche Technik des Vergleichens des gesamten Beugungsspektrums. Mit anderen Worten kann das vorliegende Verfahren unter Verwendung des Einfallswinkels von 28 Grad als den charakteristischen Einfallswinkel des Beugungsspektrums zum Repräsentieren des gesamten gemessenen Beugungsspektrums die Messgenauigkeit um das 2,8-fache ohne Veränderung der Hardware des Messgerätes erhöhen.
  • Zusammengefasst wird ein Verfahren zum effizienten und genauen Bestimmen von Gitterprofilen verwendet, bei dem eine charakteristische Signatur-Übereinstimmungsermittlung (Matching) in einem Erzeugungsprozess einer Bibliothek mit vergrößerten Unterschieden durchgeführt wird. Unter Verwendung der Theorie der Lichtstreuung werden basierend auf den ausgebildeten Gitterparametern, z.B. CD, Dicke und Linie-zu-Zwischenraum-Verhältnis, eine Reihe von Streuungssignaturen versus Streuwinkel oder Wellenlängen erzeugt. Dieses Verfahren wählt charakteristische Teile der Signaturen aus, wo immer ihre Unterschiede, anders ausgedrückt ihre Nichtübereinstimmung das vorgegebene Kriterium übersteigt, und verbessert eine Bibliothek charakteristischer Signaturen für eine schnelle und genaue Übereinstimmungsermittlung.

Claims (9)

  1. Streustrahlungsmessungsverfahren, aufweisend: A. Eingeben von Gitter-Strukturparametern in einen Computer; B. Berechnen eines Beugungsprofils basierend auf den Gitter-Strukturparametern über einen Bereich von Werten einfallenden Lichts; C. inkrementelles Verändern eines oder mehrerer der Gitter-Strukturparameter; D. Wiederholen von Schritt B zur Berechnung zusätzlicher Beugungsprofile basierend auf den veränderten Gitter-Strukturparametern über den Bereich von Werten einfallenden Lichts; E. Identifizieren eines charakteristischen Bereichs der berechneten Beugungsprofile, in welchem eine Änderung bei einem inkrementellen Erhöhen eines Wertes des Gitter-Strukturparameters eine Veränderung zwischen den Beugungsprofilen verursacht, die einen Schwellenwert übersteigt; F. Speichern der charakteristischen Bereiche der berechneten Beugungsprofile in einer Bibliothek; G. Ausführen der Streustrahlungsmessung an einem Probensubstrat und Erzeugen von Streuungssignaturen über einen Bereich von Werten einfallenden Lichts; H. Vergleichen der Streuungssignaturen mit den berechneten Beugungsprofilen in der Bibliothek; und I. Identifizieren eines berechneten Beugungsprofils, das mit der Streuungssignatur zu einem gewählten Grad der Ähnlichkeit übereinstimmt.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Werte einfallenden Lichts Winkel einfallenden Lichts sind.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Werte einfallenden Lichts Polarisationsarten einfallenden Lichts sind.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei in Schritt I das berechnete Beugungsprofil identifiziert wird, das am besten mit der Streuungssignatur übereinstimmt.
  5. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Gitter-Strukturparameter Parameter eines Halbleitersubstrats sind, das zwei oder mehr Schichten mit einer Gitterstruktur in zwei oder mehr Schichten aufweist.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei die Gitter-Strukturparameter die Gitterlinienbreite und/oder das Liniezu-Zwischenraum-Verhältnis des Gitters und/oder den Gitter-Overlay-Versatz und/oder die Schichtdicke jeder Schicht und/oder optische Eigenschaften jeder Schicht und/oder Formcharakteristika jeder Schicht aufwei sen.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei nur die charakteristischen Bereiche der berechneten Beugungsprofile in der Bibliothek gespeichert werden.
  8. Verfahren zum Ausführen der Streustrahlungsmessung an einem Substrat, aufweisend: A. Eingeben von Gitter-Strukturparametern (Linienbreite, Linie-zu-Zwischenraum-Verhältnis) und Substratparametern (Schichtdicke, optische Eigenschaften jeder Schicht, Form/Musterinformationen) in einen Computer; B. Berechnen eines Beugungsprofils basierend auf den Gitter-Strukturparametern und Substratparametern über einen Bereich von Winkeln einfallenden Lichts; C. inkrementelles Erhöhen des Gitter-Overlay-Versatzes zwischen Gittern in verschiedenen Schichten; D. Wiederholen der Schritte B und C zur Berechnung weiterer Beugungsprofile basierend auf dem veränderten Gitter-Overlay-Versatz; E. Identifizieren eines charakteristischen Bereichs der berechneten Beugungsprofile, in welchem eine inkrementelle Änderung bei einem Overlay-Parameter-Schritt die größte Veränderung zwischen berechneten Beugungsprofilen über dem Bereich von Winkeln einfallenden Lichts verursacht; F. Speichern nur der charakteristischen Bereiche der berechneten Beugungsprofile in einer Bibliothek; G. Ausführen der Streustrahlungsmessung an dem Substrat und Messen von Streuungssignaturen über einem Bereich von Winkeln einfallenden Lichts; H. Vergleichen der gemessenen Streuungssignaturen nur mit dem charakteristischen Bereich der berechneten Beugungsprofile in der Bibliothek; I. Identifizieren des berechneten Beugungsprofils, das mit der gemessenen Streuungssignatur am besten übereinstimmt; J. Bestimmen des Overlay-Versatzes basierend auf dem Overlay-Versatz des berechneten Beugungsprofils, das zu der gemessenen Streuungssignatur passt.
  9. Streustrahlungsmessungssystem, aufweisend: eine Quelle einfallenden Lichts; Mittel zum Verändern eines Wertes der Quelle einfallenden Lichts; einen Lichtdetektor; einen Computer, der mit der Quelle einfallenden Lichts und dem Lichtdetektor verbunden ist, wobei der Computer aufweist: Mittel zum Berechnen eines Beugungsprofils basierend auf Gitter-Strukturparametern über einem Bereich von Werten einfallenden Lichts; Mittel zum inkrementellen Ändern eines oder mehrerer der Gitter-Strukturparameter; Mittel zum erneuten Berechnen weiterer Beugungsprofile basierend auf den geänderten Gitter-Strukturparametern über dem Bereich von Werten einfallenden Lichts; Mittel zum Identifizieren eines charakteristischen Bereichs der berechneten Beugungsprofile, in welchem eine Änderung in einem Wert des Gitter-Strukturparameters eine Änderung zwischen den Beugungsprofilen hervorruft, die einen Schwellenwert übersteigt; Mittel zum Speichern der charakteristischen Bereiche der berechneten Beugungsprofile in einer Nachschlagetabelle; Mittel zum Vergleichen der Streuungssignaturen mit den berechneten Beugungsprofilen in der Bibliothek; und Mittel zum Identifizieren eines berechneten Beugungsprofils, das mit der Streuungssignatur zu einem gewählten Grad der Ähnlichkeit übereinstimmt.
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