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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Detektion
einer möglichen Fehlmessung. Im Besonderen betrifft die
Erfindung eine Vorrichtung zur automatischen Detektion einer möglichen
Fehlmessung bei einer Koordinaten-Messmaschine, wobei die Vorrichtung
mindestens eine Auflicht-Beleuchtungseinrichtung und/oder eine Durchlicht-Beleuchtungseinrichtung
sowie mindestens eine Abbildungsoptik und einen Detektor einer Kamera zum
Abbilden von Strukturen auf einer Maske (Substrat) umfasst, wobei
ein erster Programmteil mit dem Detektor der Kamera verbunden ist,
der für die Ermittlung der Position und/oder der Abmessung
der Struktur auf der Maske vorgesehen ist, wobei die Vorrichtung
eine Vielzahl von Messgrößen Mj,
j ϵ {1, ..., L}, ermittelt und aufnimmt, woraus mindestens
eine Größe G bestimmbar ist. G kann die Position
oder die Strukturbreite (CD, critical dimension) der Struktur auf
der Maske sein.
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Ferner
betrifft die Erfindung ein Verfahren zur automatischen Detektion
einer möglichen Fehlmessung. Im Besonderen betrifft die
Erfindung ein Verfahren zur automatischen Detektion einer möglichen Fehlmessung
bei einer Koordinaten-Messmaschine, wobei mindestens eine Struktur
auf der Maske für die Halbleiterherstellung mit mindestens
einer Auflicht-Beleuchtungseinrichtung und/oder einer Durchlicht-Beleuchtungseinrichtung
beleuchtet wird, die Struktur auf der Maske mit mindestens einer
Abbildungsoptik auf einen Detektor einer Kamera abgebildet wird,
bei der Vermessung der Struktur auf der Maske in Bezug auf die Position
und/oder Abmessung die Werte mit einem ersten Programmteil ermittelt
werden, der mit dem Detektor der Kamera verbunden ist, und wobei
eine Vielzahl von Messgrößen Mj,
j ϵ {1, ..., L}, ermittelt und aufgenommen werden, woraus
mindestens eine Größe G bestimmt wird.
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Es
ist grundsätzlich nicht möglich, fehlerfrei zu
messen. Durch eine Vielzahl von Ursachen wird die zu messende Größe
G nicht korrekt erfasst. Unter einer Fehlmessung (Messabweichung)
versteht man dabei einen Messwert, der eine höhere Abweichung zu
dem wahren Wert der zu messenden Größe G besitzt
als dies im statistischen Mittel der Fall ist. Eine Positionsmessung
kann beispielsweise durch das plötzliche Öffnen
einer Tür oder durch Bodenvibration gestört werden
und damit zu Fehlmessungen führen. Eine Vielzahl weiterer
Parameter beeinflussen die gemessene Position oder CD einer Struktur
auf dem Substrat. Diese Parameter können zum Beispiel Druck,
Temperatur, Tiltwinkel, Profilform der Struktur auf dem Substrat,
Abweichungen der Intensität des gemessenen Profiles usw.
sein. Dazu wird neben dem unten beschriebenen Mikroskop mit Kamera auch
noch zumindest das Laserwegmesssystem (X-Y-Etalon-Achse) benötigt.
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Die
Vermessung von Strukturen auf einem Substrat, beispielsweise einer
Maske, wird mit einer Koordinaten-Messmaschine durchgeführt.
Solch eine Koordinaten-Messmaschine ist hinlänglich aus dem
Stand der Technik bekannt, Beispielsweise wird dabei auf das Vortragsmanuskript „Pattern
Placement Metrology for Mask making" von Frau Dr. Carola Bläsing
verwiesen. Der Vortrag wurde gehalten anlässlich der Tagung
Semicon, Education Program in Genf am 31. März.1998,
in dem die Koordinaten-Messmaschine ausführlich beschrieben
worden ist.
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Da
die vorliegende Erfindung bei einem solchen Messgerät mit
Vorteil eingesetzt werden kann, werden – ohne Beschränkung
der Allgemeinheit – die Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung auf den nachfolgenden Seiten in erster Linie
in Zusammenhang mit einem solchen Messgerät beschrieben. Im
Rahmen der vorliegenden Anmeldung sollen die Begriffe "Probe", "Substrat", „Maske"
und der allgemeine Ausdruck "Objekt" gleichbedeutend verwendet werden.
Die Koordinaten-Messmaschine ist in einer Klimakammer aufgestellt,
um eine Messgenauigkeit im Nanometer-Bereich erreichen zu können.
Gemessen werden die Koordinaten von Strukturen auf Masken und Wafern.
Das Messsystem ist auf einem schwingungsgedämpft gelagerten
Block angeordnet. Bevorzugt ist der Block als Granitblock ausgebildet. Die
Masken und Wafer werden mit einem automatischen Handlingsystem auf
einen Messtisch gebracht. Bei der Produktion von Halbleiter-Chips,
die auf Wafern angeordnet sind, werden mit immer größerer
Packungsdichte die Breiten der einzelnen Strukturen immer kleiner.
Dementsprechend steigen die Anforderungen an die Spezifikationen
von Koordinaten-Messmaschinen, die als Mess- und Inspektionssysteme
zur Messung der Kanten und der Position der Strukturen sowie zur
Messung der CD eingesetzt werden. Bei diesen Koordinaten-Messmaschinen
werden nach wie vor optische Antastverfahren in Verbindung mit Laserwegmesssystemen
favorisiert, obwohl die geforderte Messgenauigkeit (derzeit im Bereich
weniger Nanometer) weit unterhalb des mit der verwendeten Lichtwellenlänge
(Licht mit einer Wellenlänge von kleiner gleich 400 nm)
erzielbaren Auflösungsvermögens liegt. Der Vorteil
optischer Messgeräte liegt im wesentlich weniger komplizierten Aufbau
sowie in der leichteren Bedienbarkeit im Vergleich zu Systemen mit
anderer Antastung, bspw. mit Röntgen- oder Elektronenstrahlen.
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Der
Aufbau solch einer Koordinaten-Messmaschine, wie er z. B. aus dem
Stand der Technik bekannt ist, wird in der nachfolgenden Beschreibung
zu der
1 noch näher erläutert. Ein
Verfahren und ein Messgerät zur Positionsbestimmung von
Strukturen auf einem Substrat ist aus der Deutschen Offenlegungsschrift
DE 10047211 A1 bekannt.
Zu Einzelheiten der genannten Positionsbestimmung sei daher ausdrücklich
auf diese Schrift verwiesen. Die Koordinaten-Messmaschine ist jedoch
nicht geeignet, eine Analyse von festgelegten Messgrößen
M
j hinsichtlich einer möglichen
Fehlmessung zu berechnen.
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Die
deutsche Patentanmeldung
DE 19819492 offenbart
eine Messmaschine für Strukturbreiten oder der Position
von Strukturen auf dem Substrat. Der Messtisch gleitet dabei auf
Luftlagern auf der Oberfläche des Granitblocks. An zwei
zueinander senkrecht stehenden Seiten des Messtisches sind ebene
Spiegel angebracht. Ein Laser-Interferometer-System bestimmt die
Position des Messtisches. Ebenso ist auch eine andere, reinraumgeeignete
Führung des Messtisches denkbar. Die Beleuchtung und die
Abbildung der zu messenden Strukturen erfolgt über eine
hoch auflösende, apochromatisch korrigierte Mikroskop-Optik
im Auflicht oder Durchlicht im Spektralbereich des nahen UV bzw.
von Licht der Wellenlänge kleiner oder gleich 400 nm. Eine
CCD-Kamera dient als Detektor. Aus den innerhalb eines Messfensters
liegenden Pixeln des Detektorarrays werden Messsignale gewonnen. Durch
Bildverarbeitung wird daraus ein Intensitätsprofil der
gemessenen Struktur abgeleitet, aus dem z. B. die Kantenlage der
Struktur ermittelt wird.
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Die
gemessene Kantenlage hängt zum einen von der physikalischen
Qualität der Kante selbst und zum anderen von der verwendeten
optischen Messmethode sowie der Güte des Abbildungssystems
ab. Die Zusammenhänge werden in dem Aufsatz „Kantenvermessung
an Mikrostrukturen", W. Mirandé, VDI Berichte Nr. 1102
(1993), Seite 137 ff, beschrieben. Wird die Position der
Struktur durch die Mittellinie zu den beiden Kanten definiert, so
haben die Einflüsse auf die gemessene Kantenlage im Allgemeinen
keine Auswirkung auf die gemessene Position der Struktur. Die Auswertung
der Messergebnisse für eine Strukturbreitenmessung kann
dagegen in unterschiedlichen Messgeräten zu unterschiedlichen
Ergebnissen führen.
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Bei
der Halbleiterherstellung wird die Maske im Stepper im Durchlicht
beleuchtet und auf den Wafer abgebildet. Es besteht daher auch ein
Interesse daran, die genaue lichtabschattende Breite des Strukturelementes
ermitteln zu können. Hierfür wurden spezielle
Messmikroskope entwickelt, bei denen die Maske im Durchlicht beleuchtet
und ausschließlich die Breite des opaken Strukturbildes
gemessen wird. Für eine Bestimmung der Lagekoordinaten
der Strukturelemente sind diese Messgeräte nicht vorgesehen.
Diese Überlegungen gelten in gleicher Weise, wenn anstelle
opaker Strukturelemente transparente Strukturelemente in der Maskenoberfläche
gemessen werden sollen.
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Ferner
offenbart die deutsche Patentanmeldung
DE 10 2005 009 536 A1 ein
Verfahren zur Maskeninspektion, welches im Rahmen des Maskendesigns
der Maskenherstellung eingesetzt werden kann, um relevante Schwachstellen
bereits frühzeitig erkennen und korrigieren zu können.
Dabei sollen Fehler bereits im Maskenlayout und Maskendesign erkannt
und beseitigt werden können, so dass die erzeugten Masken
eine geringere Fehlerquote aufweisen und Kosten minimiert werden.
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Zur
Analyse von Maskendefekten hinsichtlich Printability ist seit 10
Jahren das AIMS<TM> (Aerial Imaging Measurement
System) der Carl Zeiss SMS GmbH im Markt etabliert. Dabei wird ein
kleiner Bereich der Maske (Defektort mit Umgebung) mit den gleichen
Beleuchtungs- und Abbildungsbedingungen (Wellenlänge, NA
(numerische Apertur), Beleuchtungstyp, Kohärenzgrad des
Lichtes (Sigma)) wie im lithographischen Scanner beleuchtet und
abgebildet. Im Gegensatz zum Scanner wird jedoch das von der Maske
erzeugte Luftbild auf eine CCD-Kamera vergrößert.
Die Kamera sieht das gleiche latente Bild wie der Photoresist auf
dem Wafer. Somit kann ohne aufwändige Testprints durch
Waferbelichtungsgeräte das Luftbild analysiert und Rückschlüsse
auf die Printability der Maske gezogen werden. Durch Aufnahme einer
Fokusreihe bekommt man zusätzliche Informationen zur Analyse
des lithographischen Prozessfensters (siehe hierzu
DE10332059A1 ).
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Die
deutsche Patentanmeldung
DE 10332059A1 offenbart
ein Verfahren zur Analyse von Objekten in der Mikrolithographie,
vorzugsweise von Masken, mittels eines Aerial Image Measurement Systems
(AIMS), das aus mindestens zwei Abbildungsstufen besteht, wobei
das detektierte Bild mittels eines Korrekturfilters bezüglich
des Übertragungsverhaltens der zweiten oder weiterer Abbildungsstufen
korrigiert wird und die Beleuchtung des Objekts in Auf- und/oder
Durchlicht erfolgt, wobei die Korrektur derart erfolgt, dass die
korrigierten Ausgangsgrößen der Abbildung eines
Photolithographie-Steppers oder -Scanners entsprechen, wobei die
Korrektur durch eine Rückfaltung erfolgt und für die
Korrektur gemessene oder errechnete Korrekturwerte herangezogen
werden.
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Die
europäische Patentanmeldung
EP
0 628 806 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren
zur Bestimmung der Charakteristika einer photolithographischen Maske.
In dem AIMS-Maskeninspektionsmikroskop ist damit z. B. die Einstellung
und Beobachtung von bestimmten Beleuchtungseinstellungen verbunden.
Das Licht zur Beleuchtung kommt dabei aus dem UV-Bereich. Der Detektor
oder die Bildaufnahmeeinheit ist eine UV-CCD-Kamera.
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In
der internationalen Patentanmeldung
WO 00/60415 A1 wird ein Verfahren zur Korrektur
von Abbildungsfehlern beschrieben, bei dem durch Änderung
eines elektronischen Maskenentwurfes nach Belichten dieses Maskenentwurfes
durch einen Maskenschreiber auf der Maske Strukturen abgebildet werden,
die dem ursprünglichen Maskenentwurf bzw. der Soll-Maske
möglichst nahe kommen. Die zu berücksichtigenden
Prozessbedingungen werden dabei in Form von Tabellen zusammengefasst,
die insbesondere die von den Prozessbedingungen abhängigen
Parameter in Form von Korrekturwerten beinhalten. Beispielsweise
sind in den Tabellen ortsabhängig unterschiedliche Korrekturwerte
zur Kompensation der geräteabhängigen Aberration
des Maskenschreibers enthalten. Dabei setzt die Lösung
für sämtliche Korrekturwerte physikalisch begründete Modelle
der entsprechenden Abbildungsfehler voraus. Mit dem vorgeschlagenen
Verfahren ist es im Gegensatz zu bekannten Verfahren zwar möglich, Maskenstrukturen
zur Erzeugung hochintegrierter Schaltkreise effektiv zu korrigieren,
allerdings ist der rechnerische Aufwand erheblich. Ein weiterer
Nachteil dieses Verfahrens liegt in der Vielzahl der in Form von
Korrekturwerten zu berücksichtigenden Parameter. Dabei
sind neben Beugungs- und Brechungseffekten auch Wechselwirkungseffekte
und gerätebedingte Aberrationseffekte zu berücksichtigen.
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Die
noch nicht veröffentlichte deutsche Patentanmeldung
DE 10 2007 028 260 offenbart
eine Vorrichtung zur Messung von Positionen und Strukturbreiten
mindestens einer Struktur auf einer Oberfläche eines Substrats.
Das Substrat ist dabei derart in den Messtisch eingelegt, dass ein
aus der Oberfläche des Substrats, die die Strukturen trägt,
weisender Normalvektor im Wesentlichen parallel zum Vektor der Gravitationskraft
ist.
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Keine
der aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen und/oder Verfahren
können dabei Fehlmessungen derart zuverlässig
erkennen, dass der Durchsatz der Koordinaten-Messmaschine nur unwesentlich
und für den Anwender akzeptabel reduziert wird.
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Aufgabe
der gegenwärtigen Erfindung ist daher, eine Vorrichtung
zu schaffen, die eine Fehlmessung zuverlässig erkennt,
ohne dass der Durchsatz der Koordinaten-Messmaschine dadurch inakzeptabel
reduziert wird, und so dass die Kurz- und Langzeitreproduzierbarkeit
sowie die Genauigkeit der Messung optimiert werden.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gelöst, die die Merkmale
des Anspruchs 1 umfasst. Weitere Vorteile ergeben sich aus den zugehörigen Unteransprüchen
und der Beschreibung.
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Ebenso
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen,
mit dem eine Fehlmessung zuverlässig erkannt wird, ohne
dass der Durchsatz der Koordinaten-Messmaschine dadurch inakzeptabel
reduziert wird, und so dass die Kurz- und Langzeitreproduzierbarkeit
sowie die Genauigkeit der Messung optimiert werden.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das die Merkmale
des Anspruchs 18 umfasst. Weitere Vorteile ergeben sich aus den
zugehörigen Unteransprüchen und der Beschreibung.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst mindestens
eine Auflicht-Beleuchtungseinrichtung und/oder eine Durchlicht-Beleuchtungseinrichtung, mit
denen Strukturen auf einer Maske (Substrat) beleuchtet werden. In
einer Ausführungsform sendet die mindestens eine Auflicht-Beleuchtungseinrichtung
und/oder Durchlicht-Beleuchtungseinrichtung jeweils Licht in eine
gemeinsame optische Achse aus. In einer weiteren Ausführungsform
ist außerdem ein senkrecht und relativ zur optischen Achse
interferometrisch kontrolliert verschiebbarer Messtisch zur Aufnahme
der Maske und zum Positionieren der Strukturen auf der Maske vorgesehen.
Die Verschiebung des Messtisches wird also interferometrisch kontrolliert
und gemessen. Die Vorrichtung umfasst zusätzlich mindestens
eine Abbildungsoptik und einen Detektor einer Kamera, so dass die
Strukturen auf der Maske mit-tels der mindestens einen Abbildungsoptik
auf den Detektor der Kamera abbildbar sind. Die Kamera ist in einer
weiteren Ausführungsform eine CCD-Kamera, die für
Licht der Wellenlänge kleiner oder gleich 400 nm empfindlich ist.
Die erfindungsgemäße Vorrich-tung umfasst ferner
einen ersten Programmteil, der mit dem Detektor der Kamera verbunden
ist und für die Ermittlung der Position und/oder der Abmessung
der Struktur auf der Maske vorgesehen ist. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung vermisst also durch die vorher beschriebenen Elemente
aus dem Stand der Technik die Strukturen auf der Maske.
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Während
einer Messung zur Ermittlung der Position und/oder der Abmessung
einer einzelnen Struktur auf der Maske kann es immer wieder durch innere
und äußere Einflüsse auf die erfindungsgemäße
Vorrichtung zu Fehlmessungen kommen. Unter einer Fehlmessung wird
hier ein Messwert verstanden, der deutlich weiter vom Mittelwert
abweicht, als dies aufgrund der Standardabweichung der Messung zu
erwarten ist. Diese Messwerte werden auch als Ausreißer
oder in der englischen Literatur als „Flyer" bezeichnet.
Eine Fehlmessung kann man durch wiederholtes Messen ein und derselben
Struktur erkennen und die entsprechenden Messwerte verwerfen (siehe 2).
Dies ist aber zeitaufwändig und reduziert den Durchsatz
der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Idee der
zugrunde liegenden Erfindung ist daher, durch geeignete Analyse
einer Einzelmessung zu erkennen, ob eine Fehlmessung vorliegt oder
nicht. Nur für den Fall einer Fehlmessung wird anschließend
eine Wiederholungsmessung durchgeführt. Der Durchsatz der
erfindungsgemäßen Vorrichtung wird dadurch minimal
reduziert und dem Anwender im Normalfall nicht auffallen.
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In
einer komplexen Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung werden während einer Messung üblicherweise
die unterschiedlichsten Messgrößen Mj,
j ϵ {1, ..., L}, ermittelt und abgespeichert. Der Index
j zählt dabei die einzelnen Messgrößen
durch und L ist die Anzahl der Messgrößen. Bei
diesen Messgrößen Mj kann
es sich zum Beispiel um Temperatur-, Druck- oder Intensitätsmessungen
handeln. In der Koordinaten-Messmaschine des Anmelders der vorliegenden
Patentanmeldung werden auch die Aufnahmen einer CCD-Kamera und interferometrische
Messungen ausgewertet, woraus sich also weitere Messgrößen
Mj ergeben. In der Regel interessiert sich
der Anwender jedoch nicht für die einzelnen Messgrößen
Mj, sondern für eine komplexere
Größe G, beispielsweise der Lage oder der Breite
einer Struktur auf der Maske. Solch eine Größe
G ist üblicherweise nach einer Vorschriftsfunktion g aus
der mindestens einen bzw. aus den üblicherweise mehreren
unterschiedlichen Messgrößen Mj berechenbar: G = g(M1, ..., ML) (1)
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In
einer Ausführungsform ist die Größe G
als die Position der Struktur auf der Maske definiert. Es können
mehrere Größen G bestimmt werden.
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Bei
der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein zweiter
Programmteil mit dem Detektor der Kamera verbunden. Der zweite Programmteil
erstellt aus vom Anwender vorgegebenen Berechnungsvorschriften eine
Analyse der Messgrößen Mj hinsichtlich
einer möglichen Fehlmessung. Es ist für einen Fachmann
selbstverständlich, dass die Begriffe erster Programmteil
und zweiter Programmteil keine Beschränkung der Erfindung
darstellen. Wie die einzelnen Programmteile oder Subroutinen im
Rechner realisiert sind, hängt von der verwendeten Architektur ab.
Was bei den Berechnungsvorschriften für den zweiten Programmteil
zu berücksichtigen ist, wird nachfolgend genauer beschrieben.
Der erste und zweite Programmteil sind als Subroutinen zu verstehen
und können der üblichen Programmiertechnik gemäß in
einem übergeordneten Programm aufrufbar sein, oder aber
der erste und zweite Programmteil können Bestandteile eines
einzigen Programms sein.
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Da
die einzelnen Messgrößen Mj jeweils
einer eigenen statistischen Verteilung unterliegen, wie dies bei
jedem Messprozess der Fall ist, kommt es bei wiederholten Messungen
derselben Struktur zu leichten Variationen in den Messgrößen
Mj. Über die Vorschriftsfunktion
g bilden sich diese Variationen auch in der Größe
G ab. Wird die Größe G für jede wiederholte
Messung berechnet, dann kann man für G den Mittelwert und
die Standardabweichung berechnen. Die Standardabweichung ist dabei
ein Maß für die Reproduzierbarkeit der Messung.
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Aufgrund äußerer
Einflüsse auf die Messung, beispielsweise Vibrationen,
Druck- bzw. Temperaturänderungen usw., können
jedoch einzelne Werte für die Größe G
weiter vom Mittelwert entfernt liegen als das aufgrund der Standardabweichung
zu erwarten ist. Dies kann man aber nur erkennen, wenn man die Messung
oft wiederholt und sich die Größe G in einem Histogramm
darstellt (siehe 2).
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Der
Anwender hat in der Regel wenig Zeit, diese mehrfachen Messungen
durchzuführen. Er wird daher im Normalfall nur eine bestimmte
Maske mehrfach vermessen, um die Reproduzierbarkeit der Vorrichtung
(Koordinaten-Messmaschine) einmal zu bestimmen. Bei späteren
Messungen wird er seine Probe einmal messen und bei dem Messfehler
von der vormals bestimmten Reproduzierbarkeit ausgehen. Er kann
sich dabei aber nicht sicher sein, ob es bei dieser späteren
Messung nicht zu einer Fehlmessung kam, die weit außerhalb
der durch die Reproduzierbarkeit, d. h. Standardabweichung, gegebenen Grenzen
liegt.
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Der
Sinn der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, anhand der Vielzahl
der Messgrößen Mj zu entscheiden,
ob es sich bei der konkreten jeweiligen Messung um eine derartige
Fehlmessung handelt oder nicht. Im Falle einer Fehlmessung wird
die Messung wiederholt. Da Fehlmessungen in der Regel sehr selten
sind, ist dieses Vorgehen zeitlich nicht kritisch und gibt dem Anwender
die Sicherheit, dass sein Messfehler in der durch die Reproduzierbarkeit der
erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgegebenen Größenordnung
liegt.
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Um
die zuvor genannte Entscheidung herbeizuführen, werden
daher aus der Vielzahl der Messgrößen Mj noch zusätzliche Qualitätsfaktoren
Qi = fi(M1, ..., ML), i ϵ {1,
..., N}, bestimmt. Der Index i zählt dabei die Qualitätsfaktoren
Qi durch und N ist die Anzahl der Qualitätsfaktoren
Qi. Die Qualitätsfaktoren Qi weisen bei mehrfacher Messung jeweils eine charakteristische
Verteilung auf, die jeweils von den zugrunde liegenden Messgrößen
Mj und den Funktionen fi abhängen.
Dabei kann ein Qualitätsfaktor Qi beispielsweise
als eine Restfehlerfunktion einer am besten angepassten Kurve an
eine Serie von Messwerten definiert sein. Bei geeigneter Wahl der
Funktionen fi sind diese Verteilungen jedoch
unabhängig von der konkreten jeweiligen Messstruktur des
Anwenders und können bei der Bestimmung der Reproduzierbarkeit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit bestimmt
werden. Ein Spezialfall liegt vor, wenn Qi =
Mj für ein j ∈ {1, ...,
L} ist.
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Anhand
der Verteilungen für die Qualitätsfaktoren Qi lassen sich Grenzen QLimi für
die einzelnen Qualitätsfaktoren Qi festlegen
(siehe 3). Dabei kann es sich um Obergrenzen (wie in 3),
Untergrenzen (nicht dargestellt) oder Bereichsbeschränkungen
(nicht dargestellt) handeln. Liegt mindestens ein Qualitätsfaktor
Qi außerhalb des erlaubten Bereichs,
dann wird die Messung als Fehlmessung verworfen und die Messung
wird wiederholt. Mit dieser Technik wird sichergestellt, dass sich
die erfindungsgemäße Vorrichtung immer in einem
wohldefinierten Zustand befindet. Es ist jedoch bei der erfindungsgemäßen
Vorrichtung bzw. dem erfindungsgemäßen Verfahren
nicht ausgeschlossen, dass eine gute Messung verworfen wird. Durch
geeignete Wahl der Grenzen QLimi ist die Wahrscheinlichkeit dafür
aber gering, so dass der Durchsatz nicht wesentlich beeinflusst
wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
werden die Funktionen fi so bestimmt, dass
der jeweils zugehörige Qualitätsfaktor Qi, mit der Größe G korreliert.
In diesem Fall stellt ein Verstoß gegen die Qualitätsgrenze QLimi durch Überschreiten
oder Unterschreiten (je nach Art der Messgröße
Mj) für dieses Qi gleichzeitig
auch eine Fehlmessung dar. Die Gefahr, dass eine gute Messung verworfen
wird, ist damit deutlich reduziert.
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In
der Regel werden die verschiedenen Einflüsse auf die erfindungsgemäße
Vorrichtung nicht alle Messgrößen Mj gleich
behandeln. So kann beispielsweise eine Störung nur eine
einzelne Messgröße Mj beeinflussen,
während eine zweite Störung einen ganzen Satz
von Messgrößen Mj stört.
Man wird daher versuchen, einen Satz von Funktionen fi zu
finden, die die folgenden Eigenschaften haben:
- 1.
Zu jedem äußeren Einfluss i gibt es eine Funktion
fi.
- 2. Die Funktionen fi korrelieren mit
der Größe G.
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Bestimmte
Situationen lassen sich unter Umständen nicht an einem
einzelnen Qualitätsfaktor Qi ablesen,
sondern ergeben sich erst durch den Vergleich mehrerer Qualitätsfaktoren
Qi untereinander. Dazu kann ein oder es
können mehrere globale Qualitätsfaktoren QTotalk ,
k ∈ {1, ..., O} definiert werden, wobei k der Laufindex
ist und O die Anzahl der globalen Qualitätsfaktoren QTotalk ist: QTotalk = hk(Q1,
..., QN) (2)
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Da
die Qualitätsfaktoren Qi jeweils
eine Funktion der Messgrößen Mj sind,
sind auch die globalen Qualitätsfaktoren QTotalk jeweils
eine Funktion der Messgrößen Mj: QTotalk = hk'(M1,
..., ML) (3)
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Die
Qualitätsfaktoren Qi haben eine
konkrete Bedeutung, beispielsweise kann für ein i Qi die Qualität der Position des
Messtisches sein. Die aus den Qualitätsfaktoren Qi gebildete Funktion hk ist
in der Interpretation verständlicher als die Interpretation
der Funktion hk' aus den Messgrößen
Mj. QTotalk kann aus den Mj bzw.
Qi nach dem Stand der Technik gebildet werden.
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In
den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung werden für die Qualitätsfaktoren Qi obere und/oder untere Grenzen QLimi festgelegt,
wobei die Werte der Qualitätsfaktoren Qi unterhalb
bzw. oberhalb dieser Grenzen liegen sollten, damit die Messwerte
zu den zugehörigen Messgrößen Mj nicht verworfen werden und keine Fehlmessung
vorliegt. Ist in einer Ausführungsform QLimi als Obergrenze
für Qi festgelegt worden, liegt
genau dann eine Fehlmessung vor, wenn es mindestens ein ermitteltes
Qi gibt, das diese Schwelle QLimi überschreitet: ∃i:Qi > QLimi .
Ist stattdessen in einer anderen Ausführungsform QLimi als
Untergrenze mit einem bestimmten Wert belegt worden, liegt genau dann
eine Fehlmessung vor, wenn es mindestens ein ermitteltes Qi gibt, das diese Schwelle QLimi unterschreitet: ∃i:Qi < QLimi .
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Zusätzlich
werden in diversen weiteren Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung für die Qualitätsfaktoren Qi erlaubte
und/oder verbotene Bereiche festgelegt, wobei die Werte der Qualitätsfaktoren
Qi innerhalb oder außerhalb dieser
Bereiche liegen sollten, damit die Messwerte zu den zugehörigen Messgrößen
Mj nicht verworfen werden und keine Fehlmessung
vorliegt.
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Ist
in einer Ausführungsform [QMinLimi ; QMaxLimi ] als der erlaubte
Bereich für Qi festgelegt worden,
liegt genau dann eine Fehlmessung vor, wenn es mindestens ein Qi gibt, das außerhalb dieses Intervalls
liegt, Qi also entweder QMinLimi unterschreitet
oder QMaxLimi überschreitet: ∃i:Qi < QMinLimi ∨ Qi > QMaxLimi .
Ist stattdessen in einer anderen Ausführungsform [QMinLimi ; QMaxLimi ] als
der verbotene Bereich für Qi festgelegt worden,
liegt genau dann eine Fehlmessung vor, wenn es mindestens ein Qi gibt, das innerhalb dieses Intervalls liegt,
also Qi sowohl QMinLimi überschreitet
als auch QMaxLimi unterschreitet: ∃i:QMinLimi < Qi < QMaxLimi .
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In
den vorher beschriebenen Ausführungsformen können
zusätzlich die QLimi jeweils selbst eine Funktion der
Qi sein: QLimi = QLimi (Q1,
..., QN).
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In
einer Ausführungsform wird im Fall der Detektion einer
Fehlmessung gemäß den zuvor beschriebenen Vorgehensweisen
automatisch eine Wiederholungsmessung durchgeführt. In
einer weiteren Ausführungsform werden die Wiederholungsmessungen
gekennzeichnet, auch wenn sie keine Fehlmessungen darstellen, um
es dem Anwender zu ermöglichen zu analysieren, an welchen
Stellen Probleme aufgetreten sind.
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Es
kann dabei jedoch nicht ausgeschlossen werden, dass eine defekte
Messstruktur der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ein Signal liefert, das einer Fehlmessung ähnelt. Das heißt,
es gibt mindestens ein Qi, das gegen die
erlaubten Grenzwerte QLimi bzw. Grenzbereiche [QMinLimi ; QMaxLimi ] verstößt
oder die globalen Qualitätsfaktoren QTotalk liegen außerhalb
des erlaubten Bereichs bzw. innerhalb des verbotenen Bereichs. In
diesem Fall ist auch bei einer wiederholten Messung davon auszugehen,
dass die Qualitätsfaktoren Qi eine
Fehlmessung anzeigen. Um zu verhindern, dass es zu einer endlosen
Wiederholung der Messung dieser Struktur kommt, wird in einer bevorzugten
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
noch ein zusätzlicher Zähler l eingeführt, der
die Anzahl der Wiederholungsmessungen zählt, wobei ein
Anwender eine maximal zulässige Anzahl lmax von
Wiederholungen vorgibt, so dass bei Überschreiten von lmax die letzte Messung zwar akzeptiert und
abgespeichert wird, jedoch durch den zweiten Programmteil eine Markierung
gesetzt wird, dass die Messung als unsicher kennzeichnet. Sollte
es bei der späteren Auswertung der Messdaten zu Auffälligkeiten
an dieser Stelle im Datensatz bzw. auf der Maske kommen, dann lässt
sich anhand dieser Markierung im Nachhinein noch feststellen, dass
es bei dieser Messung eventuell ein Problem gab.
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In
einer weiteren Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße
Vorrichtung eine Auswerteelektronik, die mit dem Detektor der Kamera
verbunden ist und den ersten Programmteil und den zweiten Programmteil
umfasst.
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Entsprechend
der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung
sieht die Erfindung auch ein Verfahren zur automatischen Detektion
einer möglichen Fehlmessung vor, das nachfolgend beschrieben
wird. Diejenigen Merkmale des Verfahren, die mit denen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung übereinstimmen, werden dabei nur kurz erwähnt,
die sonstigen Schritte des Verfahrens jedoch ausführlich erläutert.
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Beim
erfindungsgemäßen Verfahren wird mit mindestens
einer Auflicht-Beleuchtungseinrichtung und/oder einer Durchlicht-Beleuchtungseinrichtung mindestens
eine Struktur auf der Maske (Substrat) für die Halbleiterherstellung
beleuchtet. Wie oben bereits beschrieben kann in einer Ausführungsform
die mindestens eine Auflicht-Beleuchtungseinrichtung und/oder die
Durchlicht-Beleuchtungseinrichtung jeweils Licht in eine gemeinsame
optische Achse aussenden bzw. in einer anderen Ausführungsform
ein senkrecht und relativ zur optischen Achse interferometrisch
kontrollierter, verschiebbarer Messtisch zur Aufnahme der Maske
und zum Anfahren der Strukturen auf der Maske vorgesehen sein. Ferner
wird mit mindestens einer Abbildungsoptik die jeweils ausgewählte
Struktur auf der Maske auf einen Detektor einer Kamera abgebildet.
Wie oben bereits beschrieben, kann in einer Ausführungsform
die Kamera eine für Licht der Wellenlänge kleiner
oder gleich 400 nm empfindliche CCD-Kamera sein.
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Des
Weiteren werden zur Vermessung der jeweils ausgewählten
Struktur auf der Maske in Bezug auf die Position und/oder Abmessung
die Werte mit einem ersten Dienstprogramm ermittelt, das mit dem
Detektor der Kamera verbunden ist sowie eine Vielzahl von Messgrößen
Mj, j ∈ {1, ..., L}, ermittelt und
aufgenommen, woraus mindestens eine Größe G bestimmt
wird. Anschließend wird eine Analyse der Messgrößen
Mj hinsichtlich einer möglichen
Fehlmessung mit einem zweiten Programmteil berechnet, das mit dem
Detektor der Kamera verbunden ist. Wie oben beschrieben, kann beim
erfindungsgemäßen Verfahren eine Auswerteelektronik
vorgesehen sein, die mit dem Detektor der Kamera verbunden ist und den
ersten Programmteil und den zweiten Programmteil umfasst, wobei
der erste und zweite Programmteil als Subroutinen zu verstehen sind
und in einem übergeordneten Programm bzw. übergeordneten
Programmen aufrufbar sind bzw. Bestandteil eines Programmes sind.
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Das
Bestimmen, ob eine Fehlmessung vorliegt, wird wie oben beschrieben
mittels der genannten Messgrößen, (globalen) Qualitätsfaktoren,
Funktionen, Grenzen und erlaubten bzw. verbotenen Bereichen durchgeführt.
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Zusätzlich
kann in einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens im Fall der Detektion einer Fehlmessung automatisch eine
Wiederholungsmessung durchgeführt werden. In weiteren Ausführungsformen
des Verfahrens kann ein Zähler vorgesehen sein, der die
Anzahl der Wiederholungsmessungen zählt, wobei ein Anwender eine
maximal zulässige Anzahl von Wiederholungen vorgibt, so
dass bei Überschreiten dieser Anzahl die letzte Messung
akzeptiert wird. Zusätzlich kann die akzeptierte Messung,
die aufgrund der Überschreitung der maximal zulässigen
Anzahl von Wiederholungen akzeptiert wurde, mit einer Markierung
speziell kennzeichnet sein, damit für den Anwender erkennbar
ist, dass die maximal zulässige Anzahl von Fehlmessungen überschritten
wurde. Es können des Weiteren mehrere Grenzen QLimi , QMinLimi ,
QMaxLimi , aus einer Messung bestimmt werden. Dies wird in einer Extra-Kalibrierungsmessung
durchgeführt.
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Die
Grenzen können aus einer wiederholten Messung einer Maske
gewonnen werden und die Qi in einem Histogramm
aufgetragen und die Grenzen so festgelegt werden, dass ein bestimmter,
vom Anwender festzulegender Prozentsatz der Qi innerhalb oder
oberhalb oder unterhalb oder außerhalb der Grenzen liegt.
Die Grenzen können so vom Anwender festgelegt werden, dass
sie um ein Vielfaches der Standardabweichung der Qi um
den Mittelwert liegen.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße
Verfahren werden nachfolgend anhand der schematischen Zeichnungen
genauer erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen:
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1:
eine schematische Ansichtsdarstellung einer Ausführungsform
einer Vorrichtung zum Vermessen von Positionen von Strukturen auf
einem Substrat;
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2:
ein Histogramm mit einer Fehlmessung, die durch wiederholtes Messen
ein und derselben Struktur auf der Maske erkannt werden kann und wobei
die entsprechenden Werte zur zugehörigen Messgröße
Mj verworfen werden;
-
3:
ein Histogramm mit einer Obergrenze QMaxLimi für den Qualitätsfaktor
Qi bei ca. 1,7, so dass Messungen, die einen
Wert für Qi oberhalb von 1,7 liefern,
sicherheitshalber verworfen werden;
-
4:
ein Flussdiagram zu einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens; und
-
5:
ein Flussdiagram zu einer weiteren Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens mit je einer Abfrage
zu zwei Bedingungen.
-
1 zeigt
eine schematische Ansichtsdarstellung einer Ausführungsform
einer Koordinaten-Messmaschine 1, wie sie bereits ausführlich
im Stand der Technik beschrieben und somit auch ausführlich
aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die Koordinaten-Messmaschine 1 umfasst
einen in X-Koordinatenrichtung und in Y-Koordinatenrichtung beweglichen
Messtisch 20. Der Messtisch 20 trägt ein
Substrat 2, das eine Maske 2, die beispielsweise aus
Quarzglas besteht, sein kann. Die Maske 2 wird für
die Halbleiterherstellung, beispielsweise Wafern, verwendet. Auf
einer Oberfläche des Substrats 2 sind mehrere
Strukturen 3 aufgebracht. Der Messtisch 20 selbst
ist auf Führungs- oder Luftlagern 21 gestützt, die
ihrerseits auf einem Granitblock 25 abgestützt sein
können. Andere Arten von Blöcken sind ebenfalls
denkbar. Dabei ist lediglich erforderlich, dass der Block eine Ebene 25a definiert,
in der der Messtisch 20 verfahren werden kann. Für
die Beleuchtung des Substrats 2 sind mindestens eine Auflicht-Beleuchtungseinrichtung 14 und/oder
eine Durchlicht-Beleuchtungseinrichtung 6 vorgesehen. In
der hier dargestellten Ausführungsform wird das Licht der
Durchlicht-Beleuchtungseinrichtung 6 mittels eines Umlenkspiegels 7 in
die untere Beleuchtungsachse 4 für das Durchlicht
eingekoppelt. Das Licht der Durchlicht-Beleuchtungseinrichtung 6 gelangt über
einen Kondensor 8 zu dem Substrat 2. Das Licht
der Auflicht-Beleuchtungseinrichtung 14 gelangt durch die Abbildungsoptik 9 auf
das Substrat 2. Das von dem Substrat 2 ausgehende
Licht wird durch die Abbildungsoptik 9 gesammelt und von
einem halbdurchlässigen Spiegel 12 aus der optischen
Achse ausgekoppelt, die aus den Beleuchtungsachsen 4, 5 gebildet
wird. Dieses Messlicht gelangt auf eine Kamera 10, die
mit einem Detektor 11 versehen ist. Dem Detektor 11 ist
ein erster Programmteil 17 zugeordnet, mit dem aus den
aufgenommenen Daten digitale Bilder erzeugt und ausgewertet werden
können. In der Ausführungsform nach 1 ist
der Detektor 11 der Kamera 10 zusätzlich
mit einem zweiten Programmteil 18 verbunden, der eine Analyse
der Messgrößen Mj hinsichtlich
einer möglichen Fehlmessung berechnet.
-
Die
Position des Messtisches 20 wird mittels eines Laser-Interferometers 24 gemessen
und bestimmt. Die Verschiebung des Messtisches 20 wird also
interferometrisch kontrolliert und gemessen. Das Laser-Interferometer 24 sendet
hierzu einen Messlichtstrahl 23 aus. Ebenso ist die Abbildungsoptik 9 mit
einer Verschiebeeinrichtung 15 in Z-Koordinatenrichtung
verbunden, damit die Abbildungsoptik 9 auf die Oberfläche
des Substrats 2 fokussiert werden kann. Die Position der
Abbildungsoptik 9 kann z. B. mit einem Glasmaßstab
(nicht dargestellt) gemessen werden. Der Granitblock 25 ist
ferner auf schwingungsgedämpft gelagerten Füßen 26 aufgestellt. Durch
diese Schwingungsdämpfung sollen alle möglichen
Gebäudeschwingungen und Eigenschwingungen der Koordinaten-Messmaschine 1 weitestgehend
reduziert bzw. eliminiert werden. Es ist selbstverständlich,
dass der Granitblock 25 keine Beschränkung der
Erfindung darstellt. Jedes blockartige Gebilde kann verwendet werden,
das geeignet ist, eine Ebene 25a zur Verfügung
zu stellen, in der der Messtisch 20 verfahren werden kann.
-
2 zeigt
ein Histogramm 30 mit einer Fehlmessung 32, die
durch wiederholtes Messen ein und derselben Struktur 3 auf
der Maske (Substrat 2) erkannt werden kann. Im Histogramm 30 sind
die Häufigkeiten der ermittelten Messwerte für
eine ausgewählte Messgröße Mj für
ein ausgewähltes j aufgetragen. Der Mittelwert der Messwerte
zur Messgröße Mj liegt
beim Messwert Null. Bei den 2 zugrunde liegenden
Messungen für Mj wurden auch wenige Messwerte
im Bereich zwischen 4 und 5 gefunden, die weit außerhalb
der großen Mehrzahl der Messwerte um den Mittelwert und
sicher auch außerhalb der Umgebung des Mittelswerts mit
der Standardabweichung liegen, so dass diese entsprechenden Werte
zur zugehörigen Messgröße Mj verworfen
und als Fehlmessung eingestuft werden würden. Dazu würden
gemäß der vorliegenden Erfindung vorher passende
Qualitätsfaktoren Qi mit einer
passenden Obergrenze QMaxLimi und/oder einem passenden erlaubten
Bereich [QMinLimi ; QMaxLimi ] festgelegt werden. Zu jedem j ∈ {1,
..., L} kann ein entsprechendes Histogramm 30 zur entsprechenden
Messgröße Mj erstellt
werden.
-
3 zeigt
ein Histogramm 40, in dem für ein ausgewähltes
i die Häufigkeiten der ermittelten Werte für den
entsprechenden Qualitätsfaktor Qi aufgetragen
sind. Der Mittelwert des Qualitätsfaktors Qi ist
Null. Die Standardabweichung ist deutlich kleiner als 1,7. Es bietet
sich an, bei ca. 1,7 eine Obergrenze QMaxLimi für den Qualitätsfaktor
Qi festzulegen, so dass alle Messungen,
die einen Wert für Qi oberhalb
von 1,7 liefern, sicherheitshalber verworfen werden. Zu jedem i ∈ {1,
..., N} kann ein entsprechendes Histogramm 40 zum entsprechenden
Qualitätsfaktor Qi erstellt werden.
-
4 zeigt
ein Flussdiagram zu einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens mit einem einzigen globalen Qualitätsfaktor
QTotal, also O = 1. Die QLimi stellen
Obergrenzen für die Qi dar. In
dieser Ausführungsform wird eine Messung verworfen, falls
es entweder ein i gibt mit Qi > QLimi ist oder wenn
QTotal > QTotalLim ist.
-
Vor
dem Ausführen der Messreihen werden vom Anwender – in
der Regel einmal für alle Messreihen – die maximal
zulässige Anzahl lmax von Wiederholungen
von Messungen, die Grenzen QLimi für die Qualitätsfaktoren
Qi sowie die Grenze QTotalLim für
den globalen Qualitätsfaktor QTotal vorgegeben
(bei der Ausführungsform gemäß 4 ist
O = 1).
-
Vor
Beginn einer Messreihe wird der Zähler l für die
bereits durchgeführten Messungen mit dem Wert Null initialisiert.
Zum jeweiligen Zählerstand l werden für j = 1,
..., L die Messwerte Mj aufgenommen. Ebenso
werden dann zum jeweiligen Zählerstand l die Qualitätsfaktoren
Qi für alle i = 1, ..., N berechnet.
In der Ausführungsform gemäß 4 sind die
Grenzen für die Qualitätsfaktoren Qi Obergrenzen QLimi .
Es wird nun geprüft, ob mindestens eines der berechneten
Qi oberhalb seiner zugehörigen
Grenze QLimi liegt.
-
Falls
alle Qi kleiner oder gleich QLimi sind, reicht
das nicht aus, um die Aussage zu treffen, dass keine Fehlmessung
vorliegt. In diesem Fall wird noch der globale Qualitätsfaktor
QTotal aus den Qi mittels der
Funktion h berechnet und dann geprüft, ob für diese
Messungen zum jeweiligen Zählerstand l auch QTotal größer
als QTotalLim ist. Falls QTotal kleiner
oder gleich QTotalLim ist, liegt keine Fehlmessung
vor, die Messwerte zu den Mj für das jeweilige l werden
abgespeichert und es müssen keine weiteren Messungen durchgeführt
werden (d. h. der Zähler l wird gestoppt). Das Verfahren
ist damit beendet.
-
Sind
zwar alle Qi kleiner oder gleich QLimi ,
ist jedoch QTotal größer
als QTotalLim, muss als Nächstes geprüft
werden, ob der Zähler l die maximal zulässige Anzahl
lmax von Wiederholungen von Messungen übersteigt;
falls ja, werden alle Messungen zu den Mj für das jeweilige
l als unsicher gekennzeichnet, gespeichert und das Verfahren beendet;
falls nein, werden die Messungen und Prüfungen zu den Mj
wiederholt durchgeführt für das nächste
l, wie zuvor in 4 beschrieben.
-
Falls
es für den jeweiligen Zählerstand l mindestens
ein Qi größer als QLimi gibt,
dann wird kein globaler Qualitätsfaktor QTotal ausgerechnet,
sondern sofort geprüft, ob der Zähler l die maximal
zulässige Anzahl lmax von Wiederholungen
von Messungen übersteigt; falls ja, werden alle Messungen
zu den Mj für das jeweilige l als unsicher gekennzeichnet,
gespeichert und das Verfahren beendet; falls nein, werden die Messungen
und Prüfungen zu den Mj wiederholt durchgeführt
für das nächste l, wie zuvor in 4 beschrieben.
-
5 zeigt
ein Flussdiagram zu einer weiteren Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens mit je einer Abfrage
zu zwei Bedingungen.
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Wie
oben beschrieben ist es in mancher Situation sinnvoll, in dem N-dimensionalen
Raum der Qi durch Festlegung gewisser Grenzen
oder Intervalle für die Qi bestimmte
Bereiche auszuschließen. Für einen zweidimensionalen
Fall (N = 2) ist dies in 5 dargestellt.
-
Zunächst
werden vom Anwender vor dem Ausführen der Messreihen und
wie bei 4 die maximal zulässige
Anzahl lmax von Wiederholungen von Messungen
sowie die Obergrenze QLim1 für den Qualitätsfaktor
Q1, und die Untergrenze QLim2 für
die Qualitätsfaktoren Q1, Q2 vorgegeben. Es werden jedoch im Unterschied
zu 4 in der Ausführungsform gemäß 5 keine
globalen Qualitätsfaktoren QTotalk berechnet und daher
auch keine Grenzen QTotalLimk festgelegt.
-
Wie
in 4 wird vor Beginn einer Messreihe der Zähler
l für die bereits durchgeführten Messungen mit
dem Wert Null initialisiert. Dann werden pro Zählerstand
l die Messwerte zu allen Messgrößen Mj für
alle j = 1, ..., L ermittelt und dem jeweiligen Zählerstand
l zugeordnet. Ebenso werden zum jeweiligen Zählerstand
l alle Qualitätsfaktoren, in der Ausführungsform
gemäß 5 nur Q1 und
Q2, berechnet.
-
Es
wird nun geprüft, ob Q1 oberhalb
seiner zugehörigen Obergrenze QLimi liegt; wenn nein, braucht
Q2 nicht mehr betrachtet zu werden, denn
in der Ausführungsform gemäß 5 wird
dann daraus geschlossen, dass Q2 dann auf
jeden Fall in seinem erlaubten Bereich [QMinLim2 ; QMaxLim2 ] liegt, die
Messwerte zu den Mj für das jeweilige l werden abgespeichert und
es müssen keine weiteren Messungen durchgeführt
werden (d. h. der Zähler l wird gestoppt). Das Verfahren
ist damit beendet.
-
Ist
jedoch Q1 größer als QLimi ,
dann wird weiter geprüft, ob Q2 außerhalb
seines erlaubten Bereichs [QMinLim2 ; QMaxLim2 ] liegt;
-
Ist
Q1 größer als QLimi und
Q2 liegt im erlaubten Bereich [QMinLim2 ; QMaxLim2 ],
werden die Messwerte zu den Mj für das jeweilige l abgespeichert
und es müssen keine weiteren Messungen durchgeführt werden
(d. h. der Zähler l wird gestoppt). Das Verfahren ist damit
beendet.
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Ist
Q1 größer als QLimi und
Q2 liegt außerhalb des erlaubten
Bereichs [QMinLim2 ; QMaxLim2 ], muss als Nächstes geprüft
werden, ob der Zähler l die maximal zulässige
Anzahl lmax von Wiederholungen von Messungen übersteigt;
falls ja, werden alle Messungen zu den Mj für das jeweilige
l als unsicher gekennzeichnet, gespeichert und das Verfahren beendet; falls
nein, werden die Messungen und Prüfungen zu den Mj wiederholt durchgeführt
für das nächste l.
-
Generell
kann das eben beschriebene Prüfungsprinzip auf N > 2 erweitert werden
und beliebig viele Qi umfassen. In diesem
Fall sind die Grenzen QLimi also selbst wieder Funktionen der
Qi.
-
Die
Ausführungsformen nach 4 und 5 können
natürlich miteinander kombiniert werden. Ebenfalls kann
es nicht als Einschränkung aufgefasst werden, dass in den
Ausführungsformen nach 4 und 5 mit
Obergrenzen gearbeitet wird. Stattdessen sind auch Untergrenzen,
erlaubte oder verbotene Bereiche denkbar.
-
Abschließend
sei ganz besonders darauf hingewiesen, dass die Erfindung unter
Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben wurde.
Es ist jedoch für jeden Fachmann selbstverständlich,
dass Abwandlungen und Änderungen gemacht werden können,
ohne dabei den Schutzbereich der nachstehenden Ansprüche
zu verlassen. Insbesondere ist die erfindungsgemäße
Vorrichtung nicht auf die genannten Ausführungsformen für Messgrößen
und Qualitätsfaktoren eingeschränkt, sondern es
sind auch weitere Ausführungsformen denkbar, ohne den Schutzbereich
der Erfindung zu verlassen.
-
- 1
- Koordinaten-Messmaschine
- 2
- Substrat
(Maske)
- 3
- Struktur
auf Maske
- 4
- untere
Beleuchtungsachse
- 5
- obere
Beleuchtungsachse
- 6
- Durchlicht-Beleuchtungseinrichtung
- 7
- Umlenkspiegel
- 8
- Kondensor
- 9
- Abbildungsoptik
- 10
- Kamera
- 11
- Detektor
- 12
- halbdurchlässiger
Spiegel
- 14
- Auflicht-Beleuchtungseinrichtung
- 15
- Verschiebeeinrichtung
- 17
- erster
Programmteil
- 18
- zweiter
Programmteil
- 20
- Messtisch
- 21
- Führungs-
oder Luftlager
- 23
- Messlichtstrahl
- 24
- Laser-Interferometer
- 25
- Granitblock
- 25a
- Ebene
- 26
- Fuß
- 30
- Histogramm
- 32
- Fehlmessung
- 40
- Histogramm
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10047211
A1 [0006]
- - DE 19819492 [0007]
- - DE 102005009536 A1 [0010]
- - DE 10332059 A1 [0011, 0012]
- - EP 0628806 [0013]
- - WO 00/60415 A1 [0014]
- - DE 102007028260 [0015]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - „Pattern
Placement Metrology for Mask making" von Frau Dr. Carola Bläsing
verwiesen. Der Vortrag wurde gehalten anlässlich der Tagung
Semicon, Education Program in Genf am 31. März.1998 [0004]
- - „Kantenvermessung an Mikrostrukturen", W. Mirandé,
VDI Berichte Nr. 1102 (1993), Seite 137 ff [0008]