DE102016101832A1 - Method and measuring device for measuring the topography using at least two height levels of a surface - Google Patents

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Abstract

Ein Verfahren zur Messung der Topographie einer Oberfläche einer Probe (2) wird bereitgestellt, wobei das Gesamtbild eine Vielzahl von Bildpunkten aufweist. Das Verfahren umfasst: Erzeugen einer oberen Messung mit einer Vielzahl von oberen Messwerten (m0), Erzeugen einer unteren Messung mit einer Vielzahl von unteren Messwerten (md), Vergleichen der oberen Messwerte mit einem vorbestimmten oberen Schwellwert (s0) und Vergleichen der unteren Messwerte mit einem vorbestimmten unteren Schwellwert (sd), und Erstellen eines Gesamtbildes aus dem Vergleichen der oberen Messwerte (m0) mit dem vorbestimmten oberen Schwellwert (s0) und dem Vergleichen der unteren Messwerte (md) mit dem vorbestimmten unteren Schwellwert (sd).A method for measuring the topography of a surface of a sample (2) is provided, wherein the overall image has a plurality of pixels. The method comprises: generating an upper measurement with a plurality of upper measurement values (m0), generating a lower measurement with a plurality of lower measurement values (md), comparing the upper measurement values with a predetermined upper threshold value (s0) and comparing the lower measurement values with a predetermined lower threshold (sd), and making an overall image from comparing the upper measurement values (m0) with the predetermined upper threshold value (s0) and comparing the lower measurement values (md) with the predetermined lower threshold value (sd).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung der Topographie einer Probe unter Verwendung von mindestens zwei Höhenebenen einer Oberfläche. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Messvorrichtung zur Messung der Topographie einer Probe unter Verwendung von mindestens zwei Höhenebenen einer Oberfläche.  The present invention relates to a method for measuring the topography of a sample using at least two height levels of a surface. Furthermore, the present invention relates to a measuring device for measuring the topography of a sample using at least two height levels of a surface.

Optische Flächensensoren, beispielsweise Weißlichtinterferometer oder Konfokalmikroskope, werden üblicherweise zur Bestimmung der Oberflächentopographie von reflektierenden Materialen eingesetzt. Dabei erhält man die Höheninformation der Oberflächen durch Verschieben des optischen Flächensensors in einer vertikalen (z-)Richtung und durch Auswerten der aufgenommenen Bildpunkte in unterschiedlichen vertikalen Positionen. Für jeden einzelnen Bildpunkt kann aus dem Verlauf der Reflexion oder aus dem Korrelogramm über der vertikalen Position die Höhe der Festkörperoberfläche entsprechend zugeordnet werden.  Optical surface sensors, such as white light interferometers or confocal microscopes, are commonly used to determine the surface topography of reflective materials. In this case, one obtains the height information of the surfaces by moving the optical surface sensor in a vertical (z) direction and by evaluating the recorded pixels in different vertical positions. For each individual pixel, the height of the solid surface can be correspondingly assigned from the course of the reflection or from the correlogram above the vertical position.

Bei Topographien mit hohem Aspektverhältnis (> 3:1), also dem Verhältnis aus der Tiefe bzw. Höhe einer Struktur zu ihrer kleinsten lateralen Ausdehnung, stoßen jedoch die bekannten Messverfahren zur Bestimmung der Topographie von reflektierenden Materialen an ihre Grenzen. Dies resultiert daraus, dass der Strahlenverlauf des Lichts bei zunehmend tieferen und schmäleren Strukturen immer mehr gestört wird und sogenannte optische Artefakte auftreten. Dies hat zur Folge, dass der Verlauf der Bildfolge durch den Artefakt in der vertikalen Position gestört wird und die Gewinnung der Höhe der Festkörperoberfläche an dieser vertikalen Position beeinträchtigt bzw. verhindert wird.  In topographies with a high aspect ratio (> 3: 1), ie the ratio of the depth or height of a structure to its smallest lateral extent, however, the known measuring methods for determining the topography of reflective materials reach their limits. This results from the fact that the beam path of the light is disturbed more and more with increasingly deeper and narrower structures and so-called optical artifacts occur. This has the consequence that the course of the image sequence is disturbed by the artifact in the vertical position and the recovery of the height of the solid surface at this vertical position is impaired or prevented.

Es sind Messverfahren bekannt, bei denen eine Auswertung darauf ausgerichtet ist, dass von Anfang an bekannt ist, dass bei Materialproben unterschiedliche Höhen in deren Oberfläche gesucht werden. Bei diesen bekannten Messverfahren erzeugt die Messung im Gegensatz zu konventionellen Messverfahren zwei Topographie-Ergebnisse. Diese zwei Topographie-Ergebnisse können dabei entweder dadurch erzeugt werden, dass zwei Bilder nur in der unmittelbaren Umgebung von zwei vorgegebenen Höhen (eine Oberfläche mit einem Graben aufweisend eine Grabentiefe) aufgenommen werden (durch zwei unterschiedliche Fokuspunkte), oder, dass ein Algorithmus derart angepasst wird, dass aus der aufgenommen Bildfolge zwei Ergebnisse für zwei Höhen erzeugt werden. Sowohl bei der Aufnahme von zwei Bildern in der Umgebung der zwei vorgegebenen Oberflächenhöhen durch unterschiedliche Fokussierung als auch bei den zwei Ergebnisbildern, können die Bilder weiterhin optische Artefakte aufweisen, wodurch die Gewinnung der Tiefe des Grabens an dieser Stelle beeinträchtigt bzw. verhindert wird.  Measuring methods are known in which an evaluation is oriented to the fact that it is known from the beginning that different heights are sought in the surface of material samples. In these known measuring methods, the measurement produces two topography results in contrast to conventional measuring methods. These two topography results can be generated either by taking two images only in the immediate vicinity of two predetermined heights (a surface with a trench having a trench depth) (by two different focus points), or by adapting an algorithm in this way is that from the recorded image sequence two results for two heights are generated. Both in the taking of two images in the vicinity of the two predetermined surface heights by different focussing as well as in the two result images, the images may continue to have optical artifacts, whereby the extraction of the depth of the trench at this point is impaired or prevented.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Messvorrichtung zur Messung der Topographie einer Probe bereitzustellen, bei dem das Gesamtbild, aufweisend eine Vielzahl von Bildpunkten, keine optischen Artefakte enthält und die beiden Höhenebenen erkannt werden können.  It is an object of the present invention to provide a method and a measuring device for measuring the topography of a sample, in which the overall image, comprising a plurality of pixels, contains no optical artifacts and the two height levels can be detected.

Erfindungsgemäß wird dies durch ein Verfahren zur Messung der Topographie einer Probe nach den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 und durch eine Messvorrichtung zur Erstellung eines Gesamtbilds einer Oberfläche einer Probe nach den Merkmalen des Nebenanspruchs 6 gelöst.  This is achieved by a method for measuring the topography of a sample according to the features of independent claim 1 and by a measuring device for creating an overall image of a surface of a sample according to the features of the independent claim 6.

In Anbetracht der bekannten Technologie und nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zur Messung der Oberfläche einer Probe bereitgestellt, wobei die Gesamtmessung eine Vielzahl von Bildpunkten aufweist. Das Verfahren umfasst dabei: Erzeugen einer oberen Messung mit einer Vielzahl von oberen Messwerten, Erzeugen einer unteren Messung mit einer Vielzahl von unteren Messwerten, Vergleichen der oberen Messwerte mit einem vorbestimmten oberen Schwellwert, Vergleichen der unteren Messwerte mit einem vorbestimmten unteren Schwellwert, und Erstellen eines Gesamtbildes aus dem Vergleichen der oberen Messwerte mit dem vorbestimmten oberen Schwellwert und dem Vergleichen der unteren Messwerte mit dem vorbestimmten unteren Schwellwert.  In view of the known technology and a first aspect of the present disclosure, a method of measuring the surface of a sample is provided, wherein the overall measurement comprises a plurality of pixels. The method comprises: generating an upper measurement with a plurality of upper measurement values, generating a lower measurement with a plurality of lower measurement values, comparing the upper measurement values with a predetermined upper threshold value, comparing the lower measurement values with a predetermined lower threshold value, and creating a Overall picture of comparing the upper measured values with the predetermined upper threshold value and comparing the lower measured values with the predetermined lower threshold value.

In einem Aspekt ist das Verfahren ausgestaltet, derart, dass das Gesamtbild punktweise aus entweder dem unteren Messwert oder dem oberen Messwert erstellt wird, wobei an dem Punkt der untere Messwert gilt, an dem der untere Messwert größer oder gleich dem unteren Schwellwert ist.  In one aspect, the method is configured such that the overall image is made point wise from either the lower measurement or the upper measurement, where the lower measurement applies at the point where the lower measurement is greater than or equal to the lower threshold.

In einem Aspekt ist das Verfahren ausgestaltet, derart, dass das Gesamtbild punktweise aus entweder dem unteren Messwert oder dem oberen Messwert erstellt wird, wobei an dem Punkt der obere Messwert gilt, an dem der untere Messwert kleiner als der unteren Schwellwert ist und der obere Messwert größer als der obere Schwellwert ist.  In one aspect, the method is configured such that the overall image is made point wise from either the lower measurement or the upper measurement, at which point the upper measurement applies, where the lower measurement is less than the lower threshold, and the upper measurement is greater than the upper threshold.

In einem Aspekt ist das Verfahren ausgestaltet, derart, dass der obere Schwellwert einem festgelegten Wert entspricht.  In one aspect, the method is configured such that the upper threshold corresponds to a predetermined value.

In einem Aspekt ist das Verfahren ausgestaltet, derart, dass der untere Schwellwert einem festen Prozentsatz des festgelegten Wertes des oberen Schwellwertes entspricht.  In one aspect, the method is configured such that the lower threshold corresponds to a fixed percentage of the predetermined value of the upper threshold.

Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Messvorrichtung zur Messung der Oberfläche einer Probe bereitgestellt, wobei die Gesamtmessung eine Vielzahl von Bildpunkten aufweist. Die Messvorrichtung umfasst mindestens einen in vertikaler Richtung verschiebbaren optischen Flächensensor, eine Analyseeinheit und eine Bildverarbeitungseinheit. Der mindestens eine optische Flächensensor erfasst dabei eine Vielzahl von oberen Messwerten in einer oberen vertikalen Position und einer Vielzahl von unteren Messwerten in einer von der oberen vertikalen Position unterschiedlichen unteren vertikalen Position. Die Analyseeinheit vergleicht die oberen Messwerte mit einem vorbestimmten oberen Schwellwert und die unteren Messwerte mit einem vorbestimmten unteren Schwellwert. Die Bildverarbeitungseinheit erstellt das Gesamtbild aus dem Vergleichen der oberen Messwerte mit dem vorbestimmten oberen Schwellwert und dem Vergleichen der unteren Messwerte mit dem vorbestimmten unteren Schwellwert. According to a second aspect of the present disclosure, a measuring device for Measurement of the surface of a sample provided, wherein the overall measurement has a plurality of pixels. The measuring device comprises at least one vertically displaceable optical surface sensor, an analysis unit and an image processing unit. The at least one optical surface sensor detects a plurality of upper measurement values in an upper vertical position and a plurality of lower measurement values in a lower vertical position different from the upper vertical position. The analysis unit compares the upper measurement values with a predetermined upper threshold value and the lower measurement values with a predetermined lower threshold value. The image processing unit creates the overall image by comparing the upper measurement values with the predetermined upper threshold value and comparing the lower measurement values with the predetermined lower threshold value.

In einem Aspekt ist die Messvorrichtung ausgestaltet, derart, dass die Bildverarbeitungseinheit das Gesamtbild punktweise aus entweder dem unteren Messwert oder dem oberen Messwert erstellt, wobei an dem Punkt der untere Messwert gilt, an dem der untere Messwert größer oder gleich dem unteren Schwellwert ist.  In one aspect, the measuring device is configured such that the image processing unit creates the entire image point wise from either the lower measurement or the upper measurement, at which point the lower measurement applies, where the lower measurement is greater than or equal to the lower threshold.

In einem Aspekt ist die Messvorrichtung ausgestaltet, derart, dass die Bildverarbeitungseinheit das Gesamtbild punktweise aus entweder dem unteren Messwert oder dem oberen Messwert erstellt, wobei an dem Punkt der untere Messwert gilt, an dem der untere Messwert größer oder gleich dem unteren Schwellwert ist.  In one aspect, the measuring device is configured such that the image processing unit creates the entire image point by point from either the lower measurement or the upper measurement, where the lower measurement applies at the point where the lower measurement is greater than or equal to the lower threshold.

Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden, rein beispielhaften und in keiner Weise beschränkenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, darin zeigt:  Further characteristics and advantages of the invention will become apparent from the following, purely exemplary and in no way limiting description of preferred embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings, in which:

1 zeigt schematisch eine Probe eines reflektierenden Materials, an der die Grabentiefe mit hohem Aspektverhältnis durch eine Messvorrichtung bestimmt werden soll; 1 schematically shows a sample of reflective material at which the high aspect ratio trench depth is to be determined by a measuring device;

2 zeigt schematisch eine Darstellung von zwei Ergebnisbildern für zwei vertikale Positionen für die in 1 schematisch gezeigte Probe; 2 schematically shows a representation of two result images for two vertical positions for in 1 schematically shown sample;

3 zeigt ein Flussdiagramm des Verfahrens nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 3 shows a flowchart of the method according to the embodiment of the present invention;

4 zeigt die Messvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung; 4 shows the measuring device according to the present invention;

5A–5F zeigen ein Beispiel für eine Ergebnisauswertung für eine Messung des Verfahrens nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei 5A bis 5C eine Draufsicht zeigen und 5D bis 5F Schnitt durch die Probe; und 5A - 5F show an example of a result evaluation for a measurement of the method according to the embodiment of the present invention, wherein 5A to 5C show a top view and 5D to 5F Cut through the sample; and

6A und 6B zeigen schematisch eine schrittweise Prüfung des Gesamtbilds auf minimale Strukturgröße. 6A and 6B schematically show a stepwise examination of the overall picture to minimal structure size.

Ausgewählte Ausführungsformen werden nun mit Bezugnahme zu den Zeichnungen beschrieben. Es wird für einen Fachmann auf dem Gebiet der Topographiemessung aus dieser Offenbarung ersichtlich, dass die folgende Beschreibung der Ausführungsformen lediglich zur Illustration bereitgestellt sind, und nicht für den Zweck die Erfindung, welche durch die beigefügten Ansprüche und ihre Äquivalente definiert wird, einzuschränken.  Selected embodiments will now be described with reference to the drawings. It will be apparent to one skilled in the art of topography measurement from this disclosure that the following descriptions of the embodiments are provided for illustration only, and not for the purpose of limiting the invention, which is defined by the appended claims and their equivalents.

Zunächst Bezug nehmend auf 1. Darin wird schematisch ein Beispiel einer Probe 2 eines reflektierenden Materials mit einem sehr unterschiedlichen Höhenprofil einer Oberfläche gezeigt. Wie schematisch in 1 zu sehen ist, wird mit einer Messvorrichtung 10, aufweisend einen optischen Flächensensor 7, beispielsweise ein Weißlichtinterferometer oder ein Konfokalmikroskop, über eine optische Linse 1 zwei Messungen mit jeweils einer Vielzahl von Bildpunkten in unterschiedlichen vertikalen Positionen über der Probe 2 aufgenommen. Die zwei Messungen werden in der Umgebung des Grabens 3 mit Hilfe der Messvorrichtung 10 durch unterschiedliche Fokussierung durchgeführt, wobei je nach Oberflächenbeschaffenheit der Probe 2 das Licht an der Oberfläche der Probe 2 reflektiert (ungestörter Strahlengang 4) oder der Strahlengang aufgrund eines zu hohen Aspektverhältnisses gestört ist (gestörter Strahlengang 5). Referring first to 1 , Therein schematically becomes an example of a sample 2 of a reflective material having a very different elevation profile of a surface. As schematically in 1 is seen with a measuring device 10 comprising an optical surface sensor 7 For example, a white light interferometer or a confocal microscope, via an optical lens 1 two measurements, each with a plurality of pixels in different vertical positions above the sample 2 added. The two measurements will be in the vicinity of the trench 3 with the help of the measuring device 10 performed by different focusing, depending on the surface condition of the sample 2 the light on the surface of the sample 2 reflected (undisturbed beam path 4 ) or the beam path is disturbed due to a too high aspect ratio (disturbed beam path 5 ).

2 zeigt schematisch eine Darstellung der zwei Messungen (Ergebnisbilder) für zwei vertikale Positionen, die mit Hilfe der Messvorrichtung 10 für die in 1 schematische gezeigte Probe 2 gewonnen wurden. Wie in 2 zu sehen ist, ergeben sich an den zwei unterschiedlichen vertikalen Positionen (z = 0; z = d) mit Hilfe der Messvorrichtung 10 zwei unterschiedliche Topographie-Ergebnisbilder, d.h. zwei unterschiedliche Messungen mit oberen und unteres Messwerten. Diese zwei unterschiedlichen Topographie-Ergebnisbilder können entweder dadurch erzeugt werden, dass zwei Reflexionsbilder (Reflexionsbild A und Reflexionsbild B) in der unmittelbaren Umgebung von zwei vorgegebenen vertikalen Positionen (z = 0 und z = d) durch zwei unterschiedliche Fokuspunkte aufgenommen werden oder, derart, dass ein Algorithmus angepasst wird, dass aus den aufgenommen Reflexionsbilder (Reflexionsbild A und Reflexionsbild B) zwei Ergebnisse für die zwei vertikal Positionen (z = 0 und z = d) erzeugt werden. Wie in 2 zu erkennen ist, weisen das Reflexionsbild A (z = 0) und das Reflexionsbild B (z = d) jeweils eine Vielzahl von optischen Artefakten 6 auf, wodurch die Gewinnung des Gesamtbildes der Oberfläche der Probe 2 an dieser Stelle beeinträchtigt bzw. verhindert ist/wird. 2 schematically shows a representation of the two measurements (result images) for two vertical positions, which by means of the measuring device 10 for the in 1 schematic sample shown 2 were won. As in 2 can be seen, arise at the two different vertical positions (z = 0, z = d) using the measuring device 10 Two different topography result images, ie two different measurements with upper and lower measured values. These two different topography result images can be generated either by taking two reflection images (reflection image A and reflection image B) in the immediate vicinity of two predetermined vertical positions (z = 0 and z = d) through two different focus points or, in this way, that an algorithm is adapted, that from the recorded reflection images (reflection image A and reflection image B) two results for the two vertical positions (z = 0 and z = d) are generated. As in 2 1, the reflection image A (z = 0) and the reflection image B (z = d) each have a plurality of optical artifacts 6 on, thereby obtaining the overall picture of the surface of the sample 2 is affected / prevented at this point.

3 zeigt ein Flussdiagramm des Verfahrens der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren zur Erstellung eines Gesamtbilds einer Oberfläche der Probe 2 aus zwei unterschiedlichen Messungen, umfasst an Schritt S1 ein Erzeugen einer oberen Messung mit einer Vielzahl von oberen Messwerten m0 mit Hilfe des vertikal verschiebbaren optischen Flächensensors 7 der Messvorrichtung 10 in einer oberen vertikalen Position z0. Das Verfahren umfasst weiter an Schritt S2 ein Erzeugen einer unteren Messung mit einer Vielzahl von unteren Messwerten md mit Hilfe des optischen Flächensensors 7 in einer von der oberen vertikalen Position z0 unterschiedlichen unteren vertikalen Position zd. Das Verfahren umfasst weiter an Schritt S3 ein Vergeben eines oberen vorbestimmten Schwellwertes s0 für die oberen Messwerten m0 und eines unteren vorbestimmten Schwellwertes sd für die unteren Messwerten md durch eine Eingabeeinheit 12 der Messvorrichtung 10. Das Verfahren umfasst weiter an Schritt S4 ein punktweises Vergleichen der oberen Messwerte m0 mit dem vorbestimmten oberen Schwellwert s0 und ein punktweises Vergleichen der unteren Messwerte md mit dem vorbestimmten unteren Schwellwert sd mit Hilfe einer Analyseeinheit 13 der Messvorrichtung 10. 3 shows a flowchart of the method of the present invention. The process of creating an overall image of a surface of the sample 2 from two different measurements, comprises at step S1 generating an upper measurement with a plurality of upper measurement values m 0 by means of the vertically displaceable optical surface sensor 7 the measuring device 10 in an upper vertical position z 0 . The method further comprises, at step S2, generating a lower measurement having a plurality of lower measurement values m d by means of the optical area sensor 7 in a lower vertical position z d different from the upper vertical position z 0 . The method further comprises, at step S3, assigning an upper predetermined threshold value s 0 for the upper measurement values m 0 and a lower predetermined threshold value s d for the lower measurement values m d through an input unit 12 the measuring device 10 , The method further comprises at step S4 a pointwise comparison of the upper measurement values m 0 with the predetermined upper threshold value s 0 and a pointwise comparison of the lower measurement values m d with the predetermined lower threshold value s d by means of an analysis unit 13 the measuring device 10 ,

Die oberen und unteren Messwerte m0 und md werden durch die obere und untere Messung mit Hilfe des optischen Flächensensors 7 erzeugt und stellen Intensitätswerte und/oder Qualitätswerte zu jedem Bildpunkt der Oberfläche der Probe 2 dar. Des Weiteren umfasst das Verfahren an Schritt S5 ein Erstellen eines Gesamtbildes mit Hilfe einer Bildverarbeitungseinheit 14 der Messvorrichtung 10 aus dem punktweisen Vergleichen der oberen Messwerte m0 mit dem vorbestimmten oberen Schwellwert s0 und dem punktweisen Vergleichen der unteren Messwerte md mit dem vorbestimmten unteren Schwellwert sd. Bei Schritt S5 wird die Gesamttopographie Punkt für Punkt aus den beiden Messungen beispielsweise folgendermaßen erstellt: Wenn md > = sd dann gilt an diesem Punkt der Messwert md. Wenn md < sd und m0 > s0 dann gilt an diesem Punkt der Messwert m0, ansonsten ist an diesem Punkt die Messung ungültig. The upper and lower measured values m 0 and m d are determined by the upper and lower measurement by means of the optical surface sensor 7 generates and sets intensity values and / or quality values for each pixel of the surface of the sample 2 Furthermore, the method at step S5 comprises creating an overall image with the aid of an image processing unit 14 the measuring device 10 from the pointwise comparison of the upper measured values m 0 with the predetermined upper threshold value s 0 and the pointwise comparison of the lower measured values m d with the predetermined lower threshold value s d . At step S5, the total topography is generated point by point from the two measurements, for example, as follows: If m d > = s d then at this point the measured value m d applies. If m d <s d and m 0 > s 0 then the measured value m 0 applies at this point, otherwise the measurement is invalid at this point.

Bei Schritt S5 kann beispielsweise das Gesamtbild aus solchen unteren Bildpunkten erstellt werden, bei denen die oberen Messwerte m0 unterhalb des oberen Schwellwerts s0 liegen und die unteren Messwerte md unterhalb des unteren Schwellwerts sd liegen. Das Verfahren kann weiter beispielsweise eine zusammenhängende Oberflächenstruktur (zusammenhängende Flächenbereiche) für eine Messregion der Oberfläche der Probe 2 zuordnen, wenn die oberen Messwerte m0 und unteren Messwerte md einer minimalen Strukturgröße mmin entsprechen (siehe 6A und 6B). In step S5, for example, the overall image can be created from those lower pixels in which the upper measured values m 0 are below the upper threshold value s 0 and the lower measured values m d are below the lower threshold value s d . The method may further include, for example, a contiguous surface structure (contiguous areas) for a measurement region of the surface of the sample 2 Assign, if the upper measured values m 0 and lower measured values m d correspond to a minimum structure size m min (see 6A and 6B ).

Der mindestens eine obere Schwellwert s0 kann beispielsweise einem festgelegten Wert entsprechen und der mindestens eine untere Schwellwert sd kann einem festen Prozentsatz des festgelegten Wertes des oberen Schwellwertes s0 entsprechen, und andersherum. Jedoch ist die vorliegende Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung darauf nicht beschränkt, so dass eine anderweitige Wertefestlegung der Schwellwerte s0 und/oder Schwellwerte sd angewandt werden kann, falls benötigt und/oder gewünscht. For example, the at least one upper threshold s 0 may correspond to a predetermined value, and the at least one lower threshold s d may correspond to a fixed percentage of the predetermined value of the upper threshold s 0 and vice versa. However, the present embodiment of the present application is not limited thereto, so that another value setting of the threshold values s 0 and / or threshold values s d can be applied if needed and / or desired.

Des Weiteren kann das Verfahren weiter ein Nivellieren der oberen Messwerte m0 und der unteren Messwerte md mittels eines Ebenenabzugwertes umfassen, wobei der Ebenenabzugwert mit Hilfe der Analyseeinheit 13 der Messvorrichtung 10 bestimmt wird. Durch die Nivellierung mittels eines Ebenenabzugs kann eine Schieflage der Probe 2 aus den ermittelten Messwerten eliminiert werden. Der Ebenenabzugwert wird dabei anhand des Reflexionsbildes der Grundebene (hier Reflexionsbild A in 2) bestimmt und auf beiden Bilder (Reflexionsbild A und B in 2) angewandt. Furthermore, the method may further comprise leveling the upper measured values m 0 and the lower measured values m d by means of a level subtraction value, wherein the level subtraction value is determined with the aid of the analysis unit 13 the measuring device 10 is determined. Leveling by means of a level deduction can cause a misalignment of the sample 2 be eliminated from the measured values determined. The level subtraction value is determined on the basis of the reflection image of the ground plane (here reflection image A in FIG 2 ) and on both images (reflection image A and B in 2 ) applied.

4 zeigt die Messvorrichtung 10 über der Probe 2 zur Ausführung der Verfahrensschritte S1 bis S5. Wie in 4 zu sehen ist, umfasst die Messvorrichtung 10 einen in vertikaler Richtung verschiebbaren optischen Flächensensors 7, beispielsweise ein Weißlichtinterferometer oder ein Konfokalmikroskop, eine Eingabeeinheit 12, eine Analyseeinheit 13 und eine Bildverarbeitungseinheit 14. Der in vertikaler Richtung verschiebbare optische Flächensensor 7 erfasst eine Vielzahl von oberen Messwerten m0 in einer oberen vertikalen Position z0 und eine Vielzahl von unteren Messwerten md in einer von der oberen vertikalen Position z0 unterschiedlichen unteren vertikalen Position zd. Über die Eingabeeinheit 12 werden ein vorbestimmter oberer Schwellwert s0 für die oberen Messwerte m0 und ein vorbestimmter unterer Schwellwert sd für die unteren Messwerte md eingegeben. Die Analyseeinheit 13 vergleicht die oberen Messwerte m0 mit dem vorbestimmten oberen Schwellwert s0 und die unteren Messwerte md mit dem vorbestimmten unteren Schwellwert sd. Die Bildverarbeitungseinheit 14 erstellt ein Gesamtbild aus dem punktweisen Vergleichen der oberen Messwerte m0 mit dem vorbestimmten oberen Schwellwert s0 und dem punktweisen Vergleichen der unteren Messwerte md mit dem vorbestimmten unteren Schwellwert sd. 4 shows the measuring device 10 over the sample 2 for carrying out the method steps S1 to S5. As in 4 can be seen, includes the measuring device 10 a vertically displaceable optical surface sensor 7 For example, a white light interferometer or a confocal microscope, an input unit 12 , an analysis unit 13 and an image processing unit 14 , The vertically displaceable optical surface sensor 7 detects a plurality of upper measurement values m 0 in an upper vertical position z 0 and a plurality of lower measurement values m d in a lower vertical position z d different from the upper vertical position z 0 . About the input unit 12 For example, a predetermined upper threshold value s 0 for the upper measured values m 0 and a predetermined lower threshold value s d for the lower measured values m d are input. The analysis unit 13 compares the upper measured values m 0 with the predetermined upper threshold value s 0 and the lower measured values m d with the predetermined lower threshold value s d . The image processing unit 14 produces an overall image from the pointwise comparison of the upper measured values m 0 with the predetermined upper threshold value s 0 and the pointwise comparison of the lower measured values m d with the predetermined lower threshold value s d .

5A bis 5C zeigen wie sich das Messergebnis für eine immer gleiche Probe bei unterschiedlichen Schwellwerten verändert. 5A bis 5C zeigen eine Draufsicht der Probe 2 mit einem rechteckförmigen Graben bei Analyse mit unterschiedlichen Schwellwerten. 5D bis 5D zeigen einen Durchschnitt der Probe 2 entlang des Pfeils mit unterschiedlichen Schwellwerten 5D zeigt den Durchschnitt von 5A. In diese Figur ist der Schwellwert für die Erfassung der Gräben 3a und 3b so hoch gesetzt, dass die Bildverarbeitungseinheit keinen Graben 3a oder 3b erfasst. Bei 5E ist nur ein Graben 3b erfasst, da der Schwellwert den anderen Graben 3a nicht erfasst. In 5F sind beide Gräben korrekt erfasst. 5A to 5C show how the measurement result changes for an identical sample at different threshold values. 5A to 5C show a top view of the sample 2 with a rectangular trench when analyzed with different thresholds. 5D to 5D show an average of the sample 2 along the arrow with different thresholds 5D shows the average of 5A , In this figure is the threshold for the detection of the trenches 3a and 3b set so high that the image processing unit does not dig 3a or 3b detected. at 5E is only a ditch 3b detected as the threshold ditch the other 3a not recorded. In 5F Both trenches are recorded correctly.

6A und 6B zeigen schematisch eine Draufsicht einer schrittweisen Prüfung des Gesamtbilds auf minimale Strukturgröße und eine Zuordnung zusammenhängender Flächenbereiche. Wie bereits vorstehend erläutert, kann das Verfahren beispielsweise eine zusammenhängende Oberflächenstruktur (zusammenhängende Flächenbereiche) für eine Messregion 8 der Oberfläche der Probe 2 zuordnen, wenn die oberen Messwerte m0 und unteren Messwerte md einer minimalen Strukturgröße mmin entsprechen. Dabei wird das Gesamtbild mit der Vielzahl von Bildpunkten schrittweise auf eine minimale Strukturgröße geprüft, um so zusammenhängende Bereiche der Oberfläche der Probe 2 zuordnen zu können. Dabei zeigt die 6A, dass für die obere ausgewählte Messregion 8a der Oberfläche der Probe 2 die Flächenbereiche dicht zusammenliegen, wodurch eine minimale Strukturgröße mmin – beispielsweise vier Pixel – der ausgewählten (unteren) Messregion 8a festgestellt wird und diese untere Messregion 8a zu einem Flächenbereich 9a zusammengefasst wird. Im Gegensatz zeigt die 6B, dass für die obere ausgewählte Messregion 8b der Oberfläche der Probe 2 die Flächenbereiche im Vergleich zur untere Messregion 8b weit auseinander liegen, wodurch keine minimale Strukturgröße mmin der ausgewählten obere Messregion 8b festgestellt wird und diese obere Messregion 8b nicht zu einem Flächenbereich 9b zusammengefasst wird. 6A and 6B schematically show a plan view of a stepwise examination of the overall image to minimum feature size and an assignment of contiguous surface areas. As already explained above, the method can, for example, have a coherent surface structure (contiguous surface areas) for a measurement region 8th the surface of the sample 2 if the upper measured values m 0 and lower measured values m d correspond to a minimum structure size m min . In this case, the overall image with the plurality of pixels is checked stepwise to a minimum feature size, so as to contiguous areas of the surface of the sample 2 to be able to assign. It shows the 6A that for the upper selected measurement region 8a the surface of the sample 2 the surface areas are close together, whereby a minimum structure size m min - for example four pixels - of the selected (lower) measurement region 8a is determined and this lower measuring region 8a to a surface area 9a is summarized. In contrast, the shows 6B that for the upper selected measurement region 8b the surface of the sample 2 the surface areas compared to the lower measuring region 8b far apart, resulting in no minimum feature size m min of the selected upper measurement region 8b is determined and this upper measurement region 8b not to a surface area 9b is summarized.

Während lediglich ausgewählte Ausführungsformen ausgewählt worden sind, um das vorliegende Verfahren zu beschreiben, wird es Fachleuten anhand dieser Offenbarung ersichtlich, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen hierin gemacht werden können, ohne vom Umfang der Erfindung, wie dieser in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, abzuweichen.  While only selected embodiments have been chosen to describe the present method, it will be apparent to those skilled in the art from this disclosure that various changes and modifications can be made therein without departing from the scope of the invention as defined in the appended claims.

Claims (8)

Verfahren zur Messung der Topographie einer Probe unter Verwendung von mindestens zwei Höhenebenen einer Oberfläche (2), wobei das Gesamtbild eine Vielzahl von Bildpunkten aufweist, wobei das Verfahren umfasst: Erzeugen einer oberen Messung mit einer Vielzahl von oberen Messwerten (m0); Erzeugen einer unteren Messung mit einer Vielzahl von unteren Messwerten (md); Vergleichen der oberen Messwerte mit einem vorbestimmten oberen Schwellwert (s0); Vergleichen der unteren Messwerte mit einem vorbestimmten unteren Schwellwert (sd); Erstellen eines Gesamtbildes aus dem Vergleichen der oberen Messwerte (m0) mit dem vorbestimmten oberen Schwellwert (s0) und dem Vergleichen der unteren Messwerte (md) mit dem vorbestimmten unteren Schwellwert (sd). Method for measuring the topography of a sample using at least two height levels of a surface ( 2 ), the overall image having a plurality of pixels, the method comprising: generating an upper measurement having a plurality of upper measurement values (m 0 ); Generating a lower measurement with a plurality of lower measurement values (m d ); Comparing the upper measurement values with a predetermined upper threshold value (s 0 ); Comparing the lower measured values with a predetermined lower threshold value (s d ); Composing an overall image by comparing the upper measurement values (m 0 ) with the predetermined upper threshold value (s 0 ) and comparing the lower measurement values (m d ) with the predetermined lower threshold value (s d ). Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Gesamtbild punktweise aus entweder dem unteren Messwert (md) oder dem oberen Messwert (m0) erstellt wird, wobei an dem Punkt der untere Messwert (md) gilt, an dem der untere Messwert (md) größer oder gleich dem unteren Schwellwert (sd) ist (md > = sd). Method according to Claim 1, in which the overall image is generated pointwise from either the lower measured value (m d ) or the upper measured value (m 0 ), the lower measured value (m d ) at which the lower measured value (m d ) is greater than or equal to the lower threshold (s d ) (m d > = s d ). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem das Gesamtbild punktweise aus entweder dem unteren Messwert (md) oder dem oberen Messwert (m0) erstellt wird, wobei an dem Punkt der obere Messwert (m0) gilt, an dem der untere Messwert (md) kleiner als der unteren Schwellwert (sd) ist (md < sd) und der obere Messwert (m0) größer als der obere Schwellwert (s0) ist (m0 > s0). Method according to Claim 1 or 2, in which the overall image is generated pointwise from either the lower measured value (m d ) or the upper measured value (m 0 ), the upper measured value (m 0 ) at which the lower measured value applies (m d ) is smaller than the lower threshold (s d ) is (m d <s d ) and the upper measurement (m 0 ) is greater than the upper threshold (s 0 ) is (m 0 > s 0 ). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der obere Schwellwert s0 einem festgelegten Wert entspricht. Method according to one of the preceding claims, in which the upper threshold value s 0 corresponds to a defined value. Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem der untere Schwellwert sd einem festen Prozentsatz des festgelegten Wertes des oberen Schwellwertes s0 entspricht. The method of claim 4, wherein the lower threshold s d corresponds to a fixed percentage of the predetermined value of the upper threshold s 0 . Messvorrichtung (10) zur Messung der Topographie einer Oberfläche einer Probe (2), wobei das Gesamtbild eine Vielzahl von Bildpunkten aufweist, die Messvorrichtung (10) umfassend: mindestens einen in vertikaler Richtung verschiebbaren optischen Flächensensor (7) zum Erfassen von einer Vielzahl von oberen Messwerten (m0) in einer oberen vertikalen Position (z0) und einer Vielzahl von unteren Messwerten (md) in einer von der oberen vertikalen Position unterschiedlichen unteren vertikalen Position (zd); eine Analyseeinheit (13) zum Vergleichen der oberen Messwerte (m0) mit einem vorbestimmten oberen Schwellwert (s0) und der unteren Messwerte (md) mit einem vorbestimmten unteren Schwellwert (sd); und eine Bildverarbeitungseinheit (14) zum Erstellen des Gesamtbildes aus dem Vergleichen der oberen Messwerte (m0) mit dem vorbestimmten oberen Schwellwert (s0) und dem Vergleichen der unteren Messwerte (md) mit dem vorbestimmten unteren Schwellwert (sd). Measuring device ( 10 ) for measuring the topography of a surface of a sample ( 2 ), wherein the overall image has a plurality of pixels, the measuring device ( 10 ) comprising: at least one vertically displaceable optical surface sensor ( 7 ) for detecting a plurality of upper measurement values (m 0 ) in an upper vertical position (z 0 ) and a plurality of lower measurement values (m d ) in a lower vertical position (z d ) different from the upper vertical position; an analysis unit ( 13 ) for comparing the upper measured values (m 0 ) with a predetermined one upper threshold (s 0 ) and lower measured values (m d ) having a predetermined lower threshold (s d ); and an image processing unit ( 14 ) for producing the overall image from comparing the upper measurement values (m 0 ) with the predetermined upper threshold value (s 0 ) and comparing the lower measurement values (m d ) with the predetermined lower threshold value (s d ). Messvorrichtung (10) nach Anspruch 6, bei welcher die Bildverarbeitungseinheit (14) das Gesamtbild punktweise aus entweder dem unteren Messwert (md) oder dem oberen Messwert (m0) erstellt, wobei an dem Punkt der untere Messwert (md) gilt, an dem der untere Messwert (md) größer oder gleich dem unteren Schwellwert (sd) ist (md > = sd). Measuring device ( 10 ) according to claim 6, wherein the image processing unit ( 14 ) the whole image is created point by point from either the lower measured value (m d ) or the upper measured value (m 0 ), where at the point the lower measured value (m d ) applies, at which the lower measured value (m d ) is greater than or equal to the lower one Threshold (s d ) is (m d > = s d ). Messvorrichtung (10) nach Anspruch 6 oder 7, bei welcher die Bildverarbeitungseinheit (14) das Gesamtbild punktweise aus entweder dem unteren Messwert (md) oder dem oberen Messwert (m0) erstellt, wobei an dem Punkt der untere Messwert (md) gilt, an dem der untere Messwert (md) größer oder gleich dem unteren Schwellwert (sd) ist (md > = sd). Measuring device ( 10 ) according to claim 6 or 7, wherein the image processing unit ( 14 ) the whole image is created point by point from either the lower measured value (m d ) or the upper measured value (m 0 ), where at the point the lower measured value (m d ) applies, at which the lower measured value (m d ) is greater than or equal to the lower one Threshold (s d ) is (m d > = s d ).
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