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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Positionsbestimmung
von Strukturen auf einer Maske.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren ist zusammen mit einer
Koordinaten-Messmaschine implementiert. Die Koordinaten-Messmaschine
besitzt einen in X-Koordinatenrichtung und in Y-Koordinatenrichtung
beweglichen Messtisch, auf den die Maske gelegt ist und die die
zu vermessenden Strukturen trägt.
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Ein
Koordinaten-Messgerät 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. Der Aufbau einer Koordinaten-Messmaschine,
wie er z. B. aus dem Stand der Technik bekannt ist, wird in der
nachfolgenden Beschreibung zu der
1 näher
erläutert. Ein Verfahren und ein Messgerät zur
Positionsbestimmung von Strukturen auf einem Substrat ist aus der
Deutschen Offenlegungsschrift
DE 100 47 211 A1 bekannt. Zu Einzelheiten
der genannten Positionsbestimmung von Strukturen auf einer Maske
sei daher ausdrücklich auf diese Schrift verwiesen.
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Die
Deutsche Patentschrift
DE
101 29 818 B4 betrifft ein Verfahren zum Auslesen eines
Detektionschips einer elektronischen Kamera in einem Koordinaten-Messgerät
zur Positionsbestimmung einer Kante einer Struktur auf einem Substrat,
mit mindestens zwei den Detektionschip auslesenden Digitalisierungsein richtungen,
denen jeweils einzelne Pixel des Detektionschips zugeordnet sind,
wobei zur Extraktion von charakteristischen Messparametern die von
den Digitalisierungseinrichtungen ausgelesenen digitalisierten Daten
einer Datenreduktion unterzogen werden. Mit dem Verfahren sollen
die Bilddaten einer großformatigen Kamera auch bei einer
hohen Ausleserate mit der Rechenleistung im Wesentlichen eines schnellen
Personalcomputers abgeglichen und gegebenenfalls charakteristische
Messparameter extrahiert werden können. Das erfindungsgemäße
Verfahren zum Auslesen eines Detektionschips einer Kamera ist dadurch
gekennzeichnet, dass ein Abgleich der reduzierten digitalisierten
Daten der unterschiedlichen Digitalisierungseinrichtungen mit einer Korrekturfunktion
erfolgt.
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Die
noch nicht veröffentlichte Deutsche Patentanmeldung
DE 10 2008 002 770.7 offenbart
ein Verfahren zur Positionsbestimmung periodischer Strukturen auf
einem Substrat. Zur Durchführung des Verfahrens wird eine
Koordinaten-Messmaschine verwendet, die einen in X-Koordinatenrichtung
und in Y-Koordinatenrichtung beweglichen Messtisch besitzt. Dabei
werden anhand von Messbildern und/oder Messintensitätsprofilen
und berechneten bzw. angepassten Intensitätsprofilen die
Positionen periodischer Strukturen auf einem Substrat bestimmt.
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Die
Japanische Patentanmeldung
JP
2232918 A1 offenbart einen Positionsdetektor zur Reduzierung von
Fehlern bei der Positionsmessung von Alignmentmarken auf einer Maske.
Die Maske wird dabei mit einem Lichtfleck in einer Koordinatenrichtung
abgerastert.
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Die
US Patentanmeldung US 2003/201404 A1 offenbart ein Verfahren zur
Detektion der Position einer Struktur (Marke) auf einem Substrat.
Die Struktur ist eine Gitterstruktur mit einem geringen Gitterabstand.
Das Licht wird unter einem Winkel zur Struktur eingestrahlt. Aus
dem aufgezeichneten Signal der Lichtbeugung wird versucht die Position
der Strukturen zu ermitteln.
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Das
US Patent US 5,572,288 offenbart
ein Belichtungssystem, mit dem die auf Masken vorhandenen Strukturen
auf die Oberfläche eine Wafers abgebildet werden. Es ist
ein optisches Alignmentsystem vorgesehen, das an Hand von Marken
die Ausrichtung ermittelt.
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Ferner
ist eine Koordinaten-Messmaschine aus einer Vielzahl von Patentanmeldungen
bekannt, wie z. B. aus der
DE
198 58 428 , aus der
DE
101 06 699 oder aus der
DE
10 2004 023 739 . In allen hier genannten Dokumenten des
Standes der Technik wird eine Koordinaten-Messmaschine offenbart,
mit der Strukturen auf einem Substrat vermessen werden können.
Dabei ist das Substrat auf einem in X-Koordinatenrichtung und in Y-Koordinatenrichtung
verfahrbaren Messtisch gelegt. Die Koordinaten-Messmaschine ist
dabei derart ausgestaltet, dass die Positionen der Strukturen, bzw.
der Kanten der Strukturen mittels eines Objektivs bestimmt werden.
Zur Bestimmung der Position der Strukturen, bzw. deren Kanten ist
es erforderlich, dass die Position des Messtisches mittels mindestens
eines Interferometers bestimmt wird. Schließlich wird die
Position der Kante in Bezug auf ein Koordinatensystem der Koordinaten-Messmaschine
ermittelt.
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Bisher
beruhten alle Antastalgorithmen der Positionsmetrologie auf der
Annahme, dass das Messobjekt (die zu vermessende Struktur) sich
wenigstens im Bereich des Messfensters orthogonal zur Messrichtung nicht ändert.
Bei den oben erwähnten Dokumenten (
JP 2232918 ;
US 5,572,288 ;
US2003/201404 ) wird ein Lichtspot
in Messrichtung über die Strukturkanten bewegt. Bei den
in den Dokumenten
DE
100 47 211 B4 ,
DE 101
29 818 B4 und der nicht veröffentlichten Patentanmeldung
DE 10 2008 002 770.7 wird
die Bildinformation orthogonal zur Messrichtung gemittelt. In beiden
Fällen geht keine Information über Strukturänderungen
orthogonal zur Messrichtung explizit in die Antastalgorithmen ein.
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Neuere
Maskentechnologieen arbeiten mit immer kleineren und feiner strukturierten
Objekten (Miniaturisierung, OPC, Double Patterning). Diese werden
auf grund der endlichen Auflösung einer realen Optik mit „verwaschenem” Rand
abgebildet. Daher hat man recht oft praktisch keine Strukturen mehr,
bei welchen man Randbereiche finden kann, die sich orthogonal zur
Messrichtung nicht verändern, d. h. die herkömmlichen
Algorithmen tasten den Mittelwert einer gekrümmten Randlinie
ab. Diese Resultate sind schwer und nur indirekt interpretierbar,
auch hängt das Resultat oft empfindlich von der Lage des
Messfensters ab.
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Aufgabe
der gegenwärtigen Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben,
mit dem es möglich ist die Position von kleinen und/oder
nicht regelmäßigen Strukturen auf einem Substrat
bzw. eine Maske zuverlässig zu bestimmen.
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Die
obige Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren, das die
Merkmale des Anspruchs 1 umfasst.
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Es
ist für einen Fachmann selbstverständlich, dass
die Beschränkung der Beschreibung 1-dimensionale Messprofile
(Intensitätsprofile) lediglich der Vereinfachung der Beschreibung
dient.
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Zunächst
wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Messfenster
auf einem Detektorelement einer Kamera der Koordinaten-Messmaschine
definiert: Das Detektorelement besitzt eine Vielzahl von in Zeilen und
Spalten angeordnete Pixel. Der Messtisch wird derart in X-Koordinatenrichtung
und in Y-Koordinatenrichtung verfahren wird, dass ein Messobjektiv
der Koordinaten-Messmaschine zumindest einem Teil der jeweils zu
messenden Struktur auf in das Messfenster des Detektorelements abbildet.
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Gemäß einer
ersten Messrichtung, welche parallel zur X-Koordinatenrichtung ist,
wird ein erstes Intensitätsprofil in X-Koordinatenrichtung
bestimmt. Gemäß einer zweiten Messrichtung, welche
parallel zur Y-Koordinatenrichtung ist, wird ein zweites Intensitätsprofil
in Y-Koordinatenrichtung bestimmt. Aus dem ersten Intensitätsprofil
und dem zweiten Intensitätsprofil wird eine 2-dimensionale
Position eines Schwerpunkts in Bezug auf das Koordinatensystem der
Koordina ten-Messmaschine bestimmt. Anhand der Position eines Schwerpunkts
wird die Position von Kanten der Struktur ermittelt, die im Wesentlichen
senkrecht zu der ersten Messrichtung sind. Ebenso wird die Position
von Kanten der Struktur ermittelt werden, die im Wesentlichen senkrecht
zu der zweiten Messrichtung sind.
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Die
Kombination des ersten und des zweiten Intensitätsprofils
des mit dem im Detektor definierten Messfenster aufgenommenen Bildes
der Struktur stellt eine Funktion mit zwei Veränderlichen
dar. Zur Berechnung des Scherpunkts wird ein abgegrenztes Objekt
bestimmt, das sich aus einem Schnitt einer Ebene, die eine Schwelle
mit konstanter Helligkeit darstellt, und dem gemessenen, 2-dimensionalen
Intensitätsprofil ergibt.
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Der
Wert der Schwelle bezieht für einen messtechnisch sinnvollen
Algorithmus auf Bildhelligkeiten, wobei die Schwelle auf einen Bruchteil
der Intensität zwischen einem Helligkeitsniveau mit dem
höchsten Helligkeitswert und einem Helligkeitsniveau mit
dem geringsten Helligkeitswert im Bild der Struktur bezogen wird. Zur
Berechnung werden die Pixelwerte innerhalb des Messfensters herangezogen
und aus diesen wird ein Histogramm berechnet.
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Für
kleine Strukturen werden ein Minimum und/oder ein Maximum der Helligkeit
des Bildes der aufgenommenen Struktur berechnet. Zur Berechnung
des Maximums und/oder Minimums wird eine Fitparabel (p(x) = ax2 + bx + c) durch die Profilpunkte des Intensitätsprofils
in der Nähe des Extremwerts gelegt.
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Als
Zwischenschritt wird ein Pseudoprofil Pk gebildet,
das bei einem Positionsinkrement von p in der ersten Messrichtung
und/oder der zweiten Messrichtung Werte für die Orte pk = k·Δp mit
k = 0, 1, 2, ..., K – 1 angibt. Die Anteile der Pixel vom
Integral für jedes Element der Objektfläche werden
auf Profilkanäle der beiden Profilkanäle aufgeteilt,
die dem Pixelort in der ersten Messrichtung und/oder zweiten Messrichtung
am nächsten sind.
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Der
Schwerpunkt in der ersten Messrichtung wird aus den Kantenpositionen
der Kanten der Struktur bestimmt, die im Wesentlichen senkrecht
zur ersten Messrichtung sind. Der Schwerpunkt in der zweiten Messrichtung
wird aus den Kantenpositionen der Kanten der Struktur bestimmt,
die im Wesentlichen senkrecht zur zweiten Messrichtung sind.
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Bei
einer regelmäßig geformten Struktur wird die Linienbreite
aus der Differenz der Position zweier paralleler Kanten in der ersten
Messrichtung oder der zweiten Messrichtung bestimmt. Bei einer unregelmäßig geformten
Struktur wird für die Berechnung der Linienbreite der mittlere
Abstand in der ersten Messrichtung oder in der zweiten Messrichtung
zum Schwerpunkt benutzt. Dies führt zu einer Standardabweichung
der Profilposition.
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Im
Folgenden sollen Ausführungsbeispiele die Erfindung und
ihre Vorteile anhand der beigefügten Figuren näher
erläutern.
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1 zeigt
schematisch eine Koordinaten-Messmaschine, wie sie für
die Bestimmung der Position und der Breite der Strukturen auf einem
Substrat (Maske) seit längerem verwendet wird.
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2 zeigt
die schematische Ansicht eines Detektorelements einer Kamera.
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3 zeigt
die Zuordnung eines Messfensters zur einer zu vermessenden Struktur,
wobei die Messrichtung parallel zur X-Koordinatenrichtung ist.
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4 zeigt
die Zuordnung eines Messfensters zur einer zu vermessenden Struktur,
wobei die Messrichtung parallel zur Y-Koordinatenrichtung ist.
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5 zeigt
die mit dem Messfenster des Detektorelements registrierte Intensitätsverteilung
einer Struktur, wobei die Messrichtung in X-Koordinatenrichtung
liegt.
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6 zeigt
die mit dem Messfenster des Detektorelements registrierte Intensitätsverteilung
einer Struktur, wobei die Messrichtung in Y-Koordinatenrichtung
liegt.
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7 zeigt
graphisch das Prinzip der Schwerpunktsberechnung.
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8 zeigt
die mögliche Problematik auf, die beim Schnittpunkt mit
der Schwelle dicht am 0% bzw. 100% Level auftritt.
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Ein
Koordinaten-Messgerät der in 1 dargestellten
Art ist bereits ausführlich im Stand der Technik beschrieben
und wird zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens verwendet. Das Koordinaten-Messgerät 1 umfasst
einen in X-Koordinatenrichtung und in Y-Koordinatenrichtung beweglichen
Messtisch 20. Der Messtisch 20 trägt
ein Substrat, bzw. eine Maske für die Halbleiterherstellung.
Auf einer Oberfläche des Substrats 2 sind mehrere
Strukturen 3 aufgebracht. Der Messtisch selbst ist auf
Luftlagern 21 gestützt, die ihrerseits auf einem
Block 25 abgestützt sind. Die hier beschriebenen
Luftlager stellen eine mögliche Ausführungsform
dar uns sollen nicht als Beschränkung der Erfindung aufgefasst
werden. Der Block 25 kann aus einem Granitblock gebildet
sein. Für einen Fachmann ist es selbstverständlich,
dass der Block 25 aus jedem Material bestehen kann, das
für die Ausbildung einer Ebene 25a geeignet ist,
in der sich der Messtisch 20 bewegt bzw. verfahren wird.
Für die Beleuchtung des Substrats 2 sind mindestens
eine Auflichtbeleuchtungseinrichtung 14 und/oder eine Durchlichtbeleuchtungseinrichtung 6 vorgesehen.
In der hier dargestellten Ausführungsform wird das Licht
der Durchlichtbeleuchtungseinrichtung 6 mittels eines Umlenkspiegels 7 in
die Beleuchtungsachse 4 für das Durchlicht eingekoppelt.
Das Licht der Beleuchtungseinrichtung 6 gelangt über
einen Kondensor 8 auf das Substrat 2. Das Licht
der Auflichtbeleuchtungseinrichtung 14 gelangt durch das Messobjektiv 9 auf
das Substrat 2. Das von dem Substrat 2 ausgehende
Licht wird durch das Messobjektiv 9 gesammelt und von einem
halbdurchlässigen Spiegel 12 aus der optischen
Achse 5 ausgekoppelt. Dieses Messlicht gelangt auf eine
Kamera 10, die mit einem De tektor 11 versehen
ist. Dem Detektor 11 ist eine Recheneinheit 16 zugeordnet,
mit der aus den aufgenommenen Daten digitale Bilder erzeugt werden
können.
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Die
Position des Messtisches 20 wird mittels eines Laser-Interferometers 24 gemessen
und bestimmt. Das Laser-Interferometer 24 sendet hierzu
einen Messlichtstrahl 23 aus. Ebenso ist das Messmikroskop 9 mit einer
Verschiebeeinrichtung in Z-Koordinatenrichtung verbunden, damit
das Messobjektiv 9 auf die Oberfläche des Substrats 2 fokussiert
werden kann. Die Position des Messobjektivs 9 kann z. B.
mit einem Glasmaßstab (nicht dargestellt) gemessen werden.
Der Block 25 ist ferner auf schwingungsgedämpft
gelagerten Füßen 26 aufgestellt. Durch
diese Schwingungsdämpfung sollen alle möglichen
Gebäudeschwingungen und Eigenschwingungen des Koordinaten-Messgerätes
weitestgehend reduziert, bzw. eliminiert werden.
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2 zeigt
eine schematische Darstellung des Detektorelements 11 der
Kamera 10. Das Detektorelement 11 ist aus einer
Vielzahl von Pixeln 1111 , 1112 , ..., 11NM aufgebaut,
die in Zeilen N und Spalten M angeordnet sind. Auf dem Detektorelement 11 wird
ein Messfenster 30 definiert, in das die zu vermessende
Struktur 3 mit dem Messobjektiv 9 der Koordinaten-Messmaschine 1 abgebildet
wird. Mittels des Messfensters 30 kann die Position der
ersten Kante 3K1 der Struktur 3 und
die Position der zweiten Kante 3K2 der
Struktur 3 in der ersten Messrichtung MRX bestimmen.
Ebenso kann man mit dem Messfenster 30 die Position der
ersten Kante 3K3 der Struktur 3 und
die Position der zweiten Kante 3K4 der
Struktur 3 in der zweiten Messrichtung MRY bestimmen
(siehe hierzu 3 und 4).
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3 zeigt
das Messprinzip, wie die Position der Kanten 3K1 und 3K2 der Struktur 3 in der ersten Messrichtung
MRX bestimmt wird. 4 zeigt
das Messprinzip, wie die Position der Kanten 3K3 und 3K4 der Struktur 3 in der zweiten
Messrichtung MRy bestimmt wird. Die Position
der Kanten wird auf das Koordinatensystem KM der Koordinaten-Messmaschine 1 bezogen.
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Die 5 zeigt
schematisch das Messintensitätsprofil 43 von der
im Messfenster 30 abgebildeten Struktur 3. Die
Messrichtung MRX ist in X-Koordinatenrichtung.
Die Messung 6 zeigt schematisch das Messintensitätsprofil 43 von
der im Messfenster 30 abgebildeten Struktur 3.
Die Messrichtung MRY ist in Y-Koordinatenrichtung.
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7 zeigt
graphisch das Prinzip der Schwerpunktsberechnung. Die Lichtintensität
im Bild des Messfensters 30 kann man als Funktion von 2
Veränderlichen I(x, y) (x- und y-Position) bestimmen.
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Die
Grundidee der Erfindung ist, dass man ein abgegrenztes Objekt bzw.
Struktur 3 erhält, indem man den Schnittpunkt
dieser Helligkeitsfunktion mit einer Ebene von konstanter Helligkeit
betrachtet Diese Ebene 50 wird im Folgenden als Schwelle
bezeichnet.
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Die
horizontale Lage des Schwerpunkts (x
S, y
S) dieses Objektes berechnet man. Die grundsätzlichen Algorithmen
zur Schwerpunktbestimmung sind natürlich wohlbekannt:
-
Grundsätzlich
soll das Verfahren sowohl mit hellen Strukturen auf dunklem Hintergrund
(z. B. Chromflächen im Auflicht), als auch mit dunklen
Flächen auf hellem Hintergrund (z. B. Chromflächen
im Durchlicht) arbeiten. Das abgegrenzte Objekt ist also bei hellem
Objekt das Volumen oberhalb, und bei dunklem Objekt das Volumen
unterhalb der Schwelle. Auch wenn im Folgenden oft nur helle Objekte
gezeichnet werden, so ist damit immer auch die Alternative des dunklen
Objekts mit eingeschlossen.
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Die
Gleichung (1) wird regelmäßig für 2D-begrenzte
Probleme (Grundfläche F) umgeformt zu:
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-
Praktisch
liegt eine kontinuierliche Intensitätsfunktion als Resultat
einer realen Messung (Bildgewinnung) nicht vor. Die Intensität
ist nur an diskreten Stützstellen (üblicherweise
an einem Pixelraster) bekannt. Das Integral muss also mit den Hilfsmitteln
der numerischen Mathematik berechnet werden. Ein mögliches Verfahren
ist z. B. die lineare Näherung in Verbindung mit der Verallgemeinerung
der Trapezformel.
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Das
Integral eines Dreiecksflächenelements mit der Grundfläche
F
i ist in dieser Näherung für
die Komponenten i von V, x
S und y
S -
Dabei
geht j über die Eckpunkte des Dreiecks, und die Komponenten
müssen für das Gesamtergebnis über i
summiert werden.
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Man
unterteilt die Objektfläche in der x-/y-Ebene in Dreiecke,
deren Eckpunkte Pixel sind (im Innern der Fläche), oder
auf den Schnittpunkten vom Rand mit den Pixel-zu-Pixel Verbindungslinien.
Der Ort des Randes wird durch lineare Interpolation gewonnen.
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Für
die Berechnung des Werts der Schwelle (Intensität der Ebene)
muss sich für einen messtechnisch sinnvollen Algorithmus
auf Bildhelligkeiten beziehen. Die Schwelle könnte z. B.
auf einen Bruchteil der Intensität zwischen den Helligkeitsniveaus
der hellen (100% Level) und dunklen (0% Level) Stellen im Bild sein.
Das kann ganz analog zum bisherigen Maskenalgorithmus bestimmt werden.
Dazu wird nicht wie bisher aus den Profilwerten, sondern aus den
Pixel werten innerhalb des Messfensters ein Histogramm berechnet.
Damit werden wie gehabt die 0% und 100% Level berechnet.
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Für
kleine Objekte, bei denen das Histogrammverfahren keine gute Levelbestimmung
zulässt, werden Minimum und/oder Maximum der Bildhelligkeit
berechnet. Dazu wurde bisher das Maximum einer Fitparabel (p(x)
= ax
2 + bx + c) durch die Profilpunkte I
m-k, I
m-k+1, ...,
I
m, ..., I
m+k-1,
I
m+k in der Nähe des Extremwerts
(bei Profilkanal m) gelegt. Diese Methode kann leicht auf den 2-dimensionalen
Fall eines Pixelgitters verallgemeinert werden:
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Den
Extremwert dieser Fitparabel bestimmt man mit Hilfe bekannter mathematischer
Methoden als Ort der Nullstelle der Ableitungen in x- als auch in
y-Richtung bestimmen.
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8 zeigt
die Problematik, die bei der Ermittlung des Schnittpunkts der Schwelle
50 mit dem Intensitätsprofil 60 auftritt Eine Erweiterung
des Algorithmus ist dahingehend sinnvoll, dass die Messung mit einer Schwelle
bei hellen Strukturen im 0%-Level und bei dunklen Strukturen im
100%-Level durchzuführen, nur so wird der komplette Einfluss
des Objektes berücksichtigt. Das ist praktisch nicht durchführbar,
denn bei sehr genauer Auswertung kann aufgrund von nichtidealer
Messtechnik an manchen Stellen im Bild den 0% Level nicht schneiden.
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Auch
ist dieses Verfahren mathematisch nicht sehr stabil, weil kleine
Veränderungen des Levels große Veränderungen
der Objektdimensionen nach sich zie hen. Wohldefiniert ist die Objektfläche
nur in einem gewissen Abstand vom 0% und 100%-Level.
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Man
kann allerdings den Schwerpunkt bei einer fiktiven 0%/100% Schwelle
bestimmen, ohne wirklich mit diesem Schwellwert gemessen zu haben.
Dazu bedient man sich der Methode der Extrapolation. Dies könnte
z. B. für ein helles Objekt wie folgt funktionieren:
- • man bestimmt den Schwerpunkt (xs1, ys1) für
eine sehr kleine, aber gerade noch sinnvolle Schwelle s1 = s0% + Δ;
- • und weiter Schwerpunkte (xsi,
ysi) für weitere größere
Schwellen (z. B. im vielfachen Abstand) si =
s0% + iΔ; und
- • nun werden die Schwerpunkte auf den Wert (xs0, ys0) für
die (praktisch nicht auswertbare) Schwelle s0% extrapoliert.
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Extrapolation
in Kürze: Man passt eine geeignete Funktion so an, dass
sie den bekannten Stützstellen (i, xsi)
bzw. (i, ysi) möglichst nahe kommt.
Extrapolation ist der Funktionswert außerhalb des Bereichs
der bekannten Stützstellen, in unserem Fall bei i = 0.
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Um
den Schwerpunktalgorithmus in die vorhandene Softwarestruktur der
Koordinaten-Messmaschine integrieren zu können, modifiziert
man den oben skizzierten Algorithmus an einigen Stellen.
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Man
kann eine Messung in einer beliebig orientierten Messrichtung durchführen.
Für die 2-dimensionale Integration muss man nur einmal
die Objektgrenze (Schnitt mit Schwelle) bestimmen. Mittels der Gleichung
(2) kann man den Schwerpunkt dann 2-dimensional bestimmen. Aus Kompatibilitätsgründen
bestimmt man in einem Messfenster nur die Schwerpunktkoordinate
in einer (beliebigen) Messrichtung. Die zweite Schwerpunktskoordinate
wird basierend auf einem zweiten Messfenster unabhängig
von der ersten Koordinate bestimmt.
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Als
Zwischenschritt führt man eine Profilberechnung ein und
bildet ein Pseudoprofil P
k. Dieses soll
bei einem Positionsinkrement von Δp in Messrichtung Werte
für die Orte p
k = k·Δ
p mit k = 0, 1, 2, ..., K – 1 angeben. Dabei
werden die Anteile von Pixel p
ij vom Integral
für jedes Element der Objektfläche auf Profilkanäle
beiden Profilkanäle aufgeteilt, die dem Pixelort in Messrichtung
am nähesten sind. Damit soll man die Gleichung (4) bestimmen
können wie:
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Für
diesen Abschnitt interpretieren wir xS als
die Schwerpunktposition in Messrichtung.
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Mathematisch
führt das zu folgender Berechnung:
Sei x
p der
Ort in Messrichtung für Pixel P mit dem Integralanteil
A
p. x
p wird in der
Regel nicht mit einem Profilkanal p
k zusammenfallen.
Die beiden nahe gelegenen Profilkanäle sollen p
l und p
l+1 sein.
Dann berechnet man:
-
Nun
inkrementiert man die Profilkanäle l und l + 1: Pl = Pl +
a1·Ap und
Pl+1 = Pl+1 + a0·A
-
Die
dem Algorithmus zugrunde liegende Software arbeitet intern mit Kantenpositionen
(erste und zweite Kanten 3K1 und 3K2 senkrecht zu der ersten Messrichtung
MRX, und bestimmt eine Position als XS = 1/2(K1 + K2). Hier ist immer auch eine Linienbreitenberechnung
möglich, welche als Resultat liefert CD = K2 – K1.
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Bei
einem unregelmäßig geformten Objekt kann man als
Linienbreite am ehesten noch den Mittleren Abstand (in Messrichtung)
zum Schwerpunkt benutzen. Das führt zur Standardabweichung
der Profilposition:
... und der Rechenvorschrift:
K1 = xS – σ sowie
K2 = xS + σ -
Ist
man am gemeinsamen Schwerpunkt mehrere Objekte interessiert, so
ist es nicht korrekt den Mittelwert der Schwerpunkte der einzelnen
Objekte zu bilden. Man muss die Schwerpunkte mit dem Volumen V
n (Volumina nach Gleichung (4) der einzelnen
Objekte gewichten:
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Die
Volumina sind aus dem Pseudoprofil schnell zu berechnen, man muss
sie nur in der Datenstruktur zur späteren Auswertung speichern.
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Die
Erfindung wurde unter Berücksichtigung spezieller Ausführungsformen
beschrieben. Es ist jedoch denkbar, dass Abwandlungen und Änderungen
durchgeführt werden können, ohne dabei den Schutzbereich der
nachstehenden Ansprüche zu verlassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste
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erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
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Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 10047211
A1 [0003]
- - DE 10129818 B4 [0004, 0010]
- - DE 102008002770 [0005, 0010]
- - JP 2232918 A1 [0006]
- - US 5572288 [0008, 0010]
- - DE 19858428 [0009]
- - DE 10106699 [0009]
- - DE 102004023739 [0009]
- - JP 2232918 [0010]
- - US 2003/201404 [0010]
- - DE 10047211 B4 [0010]
-
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 [0003]
