DE10224195A1

DE10224195A1 - Ein Verfahren zur objektiven und genauen Dickenmessung auf mikroskopischer Skala von dünnen Filmen

Info

Publication number: DE10224195A1
Application number: DE10224195A
Authority: DE
Inventors: Quentin De Robillard; Holger Saage; Heiko Stegmann; Hans-Juergen Engelmann
Original assignee: Advanced Micro Devices Inc
Current assignee: Advanced Micro Devices Inc
Priority date: 2002-05-31
Filing date: 2002-05-31
Publication date: 2003-12-18
Anticipated expiration: 2022-06-01
Also published as: DE10224195B4; US20030222215A1

Abstract

In einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Bestimmen der Dicke einer dünnen Schicht, die auf einer Oberfläche aufgebracht ist, wird ein Schnitt präpariert und ein digitales Bild des Schnitts wird erhalten. Ein Intensitätsprofil in der Dickenrichtung der Schicht wird aus dem digitalen Bild herausgelöst und auf der Grundlage vordefinierter Eigenschaften des Intensitätsprofils analysiert, um präzise die Schichtdicke zu bestimmen. Dieses Verfahren ist besonders vorteilhaft bei der Bestimmung der Schichtdicke, wenn die Schicht auf einer gekrümmten Oberfläche gebildet ist.

Description

GEBIET DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft Messverfahren, in denen die Dicke dünner Filme im Bereich von Nanometern bis zu atomaren Dimensionen hinab zu bestimmen sind. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Messverfahren, die das Präparieren dünner Proben erfordern, um Messdaten mittels Strahlung kleiner Wellenlängen, etwa Elektron, zu erhalten, die durch die Probe hindurchgeht.

BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK

Das Abscheiden dünner Filme auf beliebigen Arten von Substraten ist zu einer der wichtigsten Technologien der Oberflächenmodifizierung geworden. Die Entwicklung und die Produktion einer riesigen Anzahl von Produkten erfordert das Abscheiden diverser Beschichtungsmaterialien und funktionaler Beschichtungen, etwa tribologische, harte, Hochtemperatur-, leitende und dielektrische, optische, biotechnologische und dekorative Beschichtungen, mit einer genau eingestellten Dicke auf diversen Oberflächentopologien. Da die endgültige Leistungsfähigkeit eines Produkts deutlich durch die Qualität des abgeschiedenen Dünnfilmes bestimmt sein kann, ist eine genaue Kontrolle während der Herstellung der Produkte wesentlich.
Des Weiteren erfordern moderne Abscheideverfahren einen hohen energetischen und apparativen Aufwand, so dass ein Fehler bei der Herstellung eines Dünnfilmes mit der geforderten Qualität deutlich zu den Gesamtproduktionskosten beiträgt. Ein anschauliches Beispiel in dieser Hinsicht ist die Herstellung moderner integrierter Schaltungen, wobei während diverser Herstellungsstadien Materialschichten mit unterschiedlicher Zusammensetzung und Schichtdicke auf unterschiedlich ausgeprägten Strukturen abzuscheiden sind. Ein nicht korrektes Abscheiden einer Materialschicht auf einer Scheibe mit 200 mm Durchmesser - eine häufig verwendete Substratgröße bei der Herstellung fortgeschrittener integrierter Schaltungen - in einem späten Stadium des Herstellungsprozesses kann zum Verlust einiger zigtausend Dollar führen.
Folglich wurden eine Vielzahl von Messverfahren für die genaue Messung dünner Filme entwickelt. Die meisten dieser Verfahren befassen sich jedoch mit Messungen der Dicke, selbst bis zu wenigen Atomschichten hin, wobei der Dünnfilm auf einer im Wesentlichen ebenen Oberfläche aufgebracht ist. Diese gut etablierten Verfahren sind jedoch nicht besonders wirksam, wenn der Film, dessen Dicke zu messen ist, auf nicht ebenen Oberflächen aufgebracht ist, die eine Krümmung im Sub-Millimeterbereich aufweisen. Ferner entsteht oft das Problem, dass eine oder mehrere Schichten zu untersuchen sind, die von anderen Materialschichten, die keine direkte Inspektion der interessierenden Schicht zulassen, umschlossen sind. Insbesondere wenn die interessierende Schicht mit einer Dicke im Nanometerbereich auf einer Struktur mit Elementen in der Größenordnung von einigen hundert Nanometern bis einige wenige Mikrometer vorliegt, wie dies beispielsweise in der Mikroelektronik oder in der Mikromechanik der Fall ist, ist das Verfahren der Wahl die Elektronenmikroskopie. Ein Verfahren, das vorzugsweise für Strukturen im Nanometerbereich bis hinab zu atomaren Abmessungen angewendet wird, ist die Transmissionselektronenmikroskopie (TEM), die das Auflösen von interessierenden Strukturen mit ausreichender Auflösung zulässt, um präzise eine Schichtdicke eines Dünnfilms zu bestimmen.
Wenn ein TEM-Bild zum Zwecke der Messung einer Schichtdicke aufgenommen wird, sind Elektronen-optische Bedingungen so gewählt, dass es möglich ist, das Bild in sehr guter Näherung als eine zweidimensionale parallele Projektion des betrachteten Probevolumens zu behandeln. Ein wesentliches Problem der Bestimmung einer Schichtdicke aus einem derartigen TEM-Bild ist der Verlust der dreidimensionalen Information, wenn diese zweidimensionale Projektion erzeugt wird. Dieses Problem verschärft sich, wenn der Dünnfilm auf nichtebenen Strukturen vorhanden ist.
Mit Bezug zu den Fig. 1a-1d und den Fig. 2a-2d werden nun Probleme, die bei der Bestimmung einer Schichtdicke mittels TEM beteiligt sind, detaillierter beschrieben.
In Fig. 1a ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Bereichs 100 einer Struktur (nicht gezeigt) dargestellt. Zu beachten ist, dass der Bereich 100 von weiteren Materialien, die in Fig. 1a nicht gezeigt sind, umschlossen sein kann, so dass der Bereich 100 lediglich einen kleinen Teil der Gesamtstruktur repräsentieren kann. Der Bereich 100 umfasst einen Dünnfilm 101 mit einer Dicke 102, die durch die TEM-Messung zu bestimmen ist. Der Dünnfilm 101 kann von einem ersten Material 103 und einem zweiten Material 104, die sich zumindest in einigen Eigenschaften von dem den Dünnfilm 101 bildenden Material unterscheiden, umschlossen sein. Bei TEM-Messungen muss ein Querschnitt präpariert werden, dessen Dicke ausreichend gering ist, um es den geladenen Partikeln zu ermöglichen, hindurchzutreten. Um die Schichtdicke 102 genau zu bestimmen, wird der Querschnitt mit einer Dicke von einigen hundert Nanometern oder weniger im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsrichtung, die als 105 bezeichnet ist, präpariert. Der anzufertigende Querschnitt, der durch Bezugszeichen 106 gekennzeichnet ist, ist in gestrichelten Linien gezeigt.
Fig. 1b zeigt eine schematische perspektivische Ansicht des Schnitts 106 aus Fig. 1a und eines entsprechenden TEM-Bilds 110, das durch Belichten des Schnitts 106 mit einem Elektronenstrahl 107, der im Wesentlichen senkrecht auf den Schnitt 106 auftrifft, erhalten wird. Aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften der Materialien 103, 104 und des Dünnfilms 101 unterscheidet sich die Menge der Elektronen, die durch die diversen Materialien gestreut werden, und es wird eine entsprechende zweidimensionale Projektion 108 des Schnitts 106 auf dem Bild 110 erhalten. Somit zeigt für einen idealisierten Dünnfilm 101 mit scharten Grenzen zu den benachbarten Materialien 103 und 104 die Projektion 108 des Dünnfilms 101 ebenso scharte Grenzen zu den benachbarten Bildbereichen, wobei eine Dicke 109 der Projektion 108 exakt der Dicke 102 des Dünnfilms 101 entspricht. Selbstverständlich muss eine durch die Elektronenlinsen zur Erzeugung des endgültigen Bildes 110 bewirkte Vergrößerung berücksichtigt werden, wenn die Dicke 102 mittels der Dicke 109 der Projektion 108 abgeschätzt wird. Der Einfachheit halber sind Vergrößerungseffekte in Fig. 1b nicht gezeigt.
Gemäß dem in den Fig. 1a und 1b gezeigten Prozess kann die Dicke 102 des Dünnfilms 101 exakt bestimmt werden unter der Annahme, dass der Schnitt 106 in einer idealen Weise, wie es in den Fig. 1a und 1b gezeigt ist, präpariert werden kann. In der Praxis erfordert jedoch das Präparieren eines geeigneten Schnittes für die TEM-Analyse viel Erfahrung und Geschick eines Fachmannes, da im Wesentlichen eine große Prob, etwa ein Halbleitersubstrat, genau an der Position zu schneiden ist, an der man erwartet, dass die zu messende Struktur liegt, und das Substrat muss bis zum Einhundertnanometerbereich und darunter gedünnt werden, um eine zu große Streuung der Elektronen zu vermeiden. Das Schneiden von Scheiben von Proben kann durch mechanisches Schleifen erreicht werden, und das Dünnen der Proben kann durch fortgeschrittene Ionenstrahlschleif- und Polierverfahren erreicht werden. In jedem Falle ist das Präparieren des Schnitts 106 äußerst komplex und erzeugt oft einen nicht idealen Schnitt, wie dies mit Bezug zu den Fig. 1c und 1d erläutert wird.
In Fig. 1c ist der Schnitt 106, der aus dem Bereich 100 zu präparieren ist, aufgrund von Ungenauigkeiten während des Orientierens des Bereichs 100 beim Schneiden und Dünnen, in Bezug auf eine Richtung senkrecht zur Längsrichtung 105 geneigt, wie dies durch einen Winkel α gekennzeichnet ist.
Fig. 1d zeigt den Schnitt 106, wobei dessen Oberfläche in der gleichen Weise wie in Fig. 1b zu dem Elektronstrahl 107 orientiert ist. Folglich erscheint die Dicke des Dünnfilms 101 als größer, wie dies durch den Neigungswinkel α bestimmt ist, und wird nun als 102' gekennzeichnet. Die durch den Schnitt 106 hindurchgehenden Elektronen zeigen ein unterschiedliches Maß an Streuung entlang der Dickenrichtung und erzeugen die Projektion 108 mit einer entsprechend vergrößerten Dicke 109'. Folglich wird ein Bediener, der das TEM-Bild 100 inspiziert, höchstwahrscheinlich eine Dicke für den Dünnfilm 101 voraussagen, die ungenau ist und somit stark von dem Geschick und der Erfahrung des Bedieners abhängt. Somit ist das Bestimmen einer Schichtdicke eines Dünnfilms äußerst empfindlich auf Schwankungen beim Präparieren des Schnitts und hängt ferner deutlich von dem Geschick des Bedieners ab, das TEM-Bild zu interpretieren.
Diese Situation spitzt sich weiter zu, wenn ein Dünnfilm auf eine Struktur mit einer Krümmung abgeschieden wird, wenn die Größenordnung der Krümmung vergleichbar zu einer Dicke des Schnitts ist. Um die Probleme bei Dünnfilmen, die auf einer gekrümmten Struktur vorgesehen sind, deutlicher zu veranschaulichen, wird nun auf die Fig. 2a-2d verwiesen.
In Fig. 2a ist eine schematische Querschnittsansicht einer Halbleiterstruktur 200 dargestellt. Die Struktur 200 kann ein Substrat 220, etwa ein Siliziumsubstrat, aufweisen, das ein oder mehrere Schaltungselemente (nicht gezeigt) enthalten kann, die in kombinierter Form eine integrierte Schaltung bilden. Eine dielektrische Schicht 221 ist auf dem Substrat 220 gebildet und kann beispielsweise Siliziumdioxid aufweisen, das oft als Zwischenschichtdielektrikum in integrierten Schaltungen verwendet wird. In der dielektrischen Schicht 221 ist eine Kontaktöffnung 222 ausgebildet, die Abmessungen entsprechend den Entwurfserfordernissen aufweist. Beispielsweise kann die Kontaktöffnung 222 einen Kontakt zu einem darunter liegenden Schaltungselement herstellen und kann einen Durchmesser von 0.2 µm oder sogar weniger aufweisen, wenn fortgeschrittene integrierte Schaltungen betrachtet werden. Der Einfachheit halber ist ein einzelner Kontaktbereich 223 abgeschieden und soll einen Kontaktbereich eines darunter liegenden Schaltungselements repräsentieren. Auf den inneren Oberflächen der Kontaktöffnung 222 ist ein Dünnfilm 201 mit einer Dicke 202 gebildet. Beispielsweise kann der Dünnfilm 201 eine Barrierendiffusionsschicht repräsentieren, die beispielsweise Tantal, Titan, Titannitrid, Tantalnitrid und dergleichen aufweist, wie dies typischerweise bei der Herstellung integrierter Schaltungen der Fall ist. Ferner ist die Kontaktöffnung 222 mit einem geeigneten Kontaktmetall, etwa Wolfram, Aluminium, Kupfer und dergleichen zu füllen. Abhängig von der Art der integrierten Schaltung kann die Kontaktöffnung 222 ein Aspektverhältnis von 10 : 1 aufweisen, und somit beinhaltet das Abscheiden des Dünnfilms 201 technologisch äußerst anspruchsvolle Abscheideverfahren, wobei es sehr wichtig ist, das Dickenprofil des Dünnfilms 201 mit hoher Genauigkeit entsprechend den Entwurtsertordernissen bereitzustellen. Üblicherweise ist es wünschenswert, den Dünnfilm 201 mit einer spezifizierten Dicke vorzusehen, die an den diversen Stellen in der Kontaktöffnung 222, etwa auf dem oberen Gebiet 225 und dem unteren Gebiet 224 unterschiedlich sein kann. In fortgeschrittenen integrierten Schaltungen mit Kupferleitungen kann die Dünnfilmschicht 201 verhindern, dass Kupfer in die benachbarten Materialien diffundiert, wobei gleichzeitig der Dünnfilm 201 eine ausreichende Leitfähigkeit zu dem darunter liegenden Kontaktbereich 223 liefern muss, um die Leistungsfähigkeit des fertiggestellten Kupferanschlusses nicht zu beeinträchtigen. Somit muss das Abscheiden des Dünnfilms 201 mit sehr strikt festgelegten Grenzen durchgeführt werden. Daher ist eine sehr genaue Bestimmung der Dicke 202 an den diversen Stellen der Kontaktöffnung 222 für das geeignete Einstellen von Abscheideparametern sehr wichtig.
Für die TEM-Analyse des Dünnfilms 201 muss ein Schnitt 206 präpariert werden, der die Kontaktöffnung 222 enthält.
Fig. 2b zeigt eine Draufsicht der in Fig. 2a dargestellten Struktur 200. Wie aus Fig. 2b ersichtlich ist, enthält, selbst wenn fortgeschrittene Probenpräparationsverfahren angewendet werden, eine Dicke 224 des Schnitts 206 einen Bereich 225 des Dünnfilms 201, der eine Krümmung aufweist, die gekrümmte Randbereiche 226 definieren.
Fig. 2c zeigt eine schematische perspektivische Ansicht des Schnitts 206, wobei die gekrümmten Ränder 226 des Dünnfilms 201 sichtbar sind. Beachtet werden sollte, dass der Unterseitenbereich 224 der Kontaktöffnung 222 auf dem im Wesentlichen ebenen Kontaktbereich 223 gebildet ist, so dass die Unterseite der Kontaktöffnung 222 im Wesentlichen keine gekrümmten Ränder, etwa die Ränder 226, die an den Seitenwänden der Kontaktöffnung 222 vorhanden sind, aufweist.
Fig. 2d zeigt schematisch in vereinfachter Weise die Anordnung, die zum Erhalten eines TEM-Bildes des Dünnfilms 201 verwendet wird. Eine Elektronenquelle 230, die ausgebildet ist, um einen Elektronenstrahl 207 mit zur Erzeugung eines TEM-Bildes 210 erforderlichen Eigenschaften zu liefern, ist so positioniert, um die Elektronen 207 zu dem Schnitt 206 auszusenden. Wie aus Fig. 2d ersichtlich ist, überträgt sich die Dicke 202 nicht in eine Dicke 209 einer zweidimensionalen Projektion 208 des Dünnfilms 201, obwohl der Dünnfilm 201 die Dicke 202 aufweist. Vielmehr repräsentiert die Dicke 209 der Projektion 208 die Projektion einschließlich der Krümmung des Dünnfilms 201 und erlaubt somit keine präzise Bestimmung der tatsächlichen Dicke 202 auf der Grundlage des TEM-Bildes 210. Ähnlich wie zuvor mit Bezug zu den Fig. 1a-1d beschrieben ist, wird das Bestimmen der Dicke 202 stark von der Erfahrung und dem Geschick des entsprechenden Bedieners beeinflusst. Die Probleme verschärfen sich weiter, wenn der Schnitt 206 nicht als eine extrem dünne Probe präparierbar ist, da dann der Beitrag der Krümmung zu der Gesamtdicke 209 der Projektion 208 größer wird. Insbesondere das Bestimmen der Dicke 202 an der Seitenwand im Vergleich zu der Dicke 202 an der Unterseite der Kontaktöffnung 222 ohne einen gekrümmten Rand kann daher zu deutlich unterschiedlichen Ergebnissen führen, wodurch fälschlicherweise eine merkliche Ungleichförmigkeit angedeutet wird, die während des Abscheidevorganges scheinbar erhalten wurde.
Angesichts der oben genannten Probleme wäre es daher äußerst wünschenswert, den Einfluss der Qualität des Schnittes und der Fertigkeit und der Erfahrung eines Bedieners auf das Ergebnis der TEM-Messungen zu eliminieren oder zumindest zu reduzieren.

ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG

Im Allgemeinen richtet sich die vorliegende Erfindung an ein Verfahren und eine Vorrichtung, in der der Verlust der dreidimensionalen Information zumindest teilweise kompensiert wird, indem ein Intensitätsprofil einer zweidimensionalen Projektion in einem Bild erhalten wird, das durch kurzwellige Strahlung, etwa durch einen Elektronenstrahl, erzeugt wird, wobei strukturelle Eigenschaften, etwa gekrümmte Ränder eines Dünnfilms und/oder eines Neigungswinkels bei der Präparierung des Schnittes mit dem interessierenden Dünnfilm berücksichtigt werden, indem das Intensitätsprofil auf der Grundlage von Eigenschaften, die im Wesentlichen unabhängig von den strukturellen Eigenschaften und den Neigungswinkeln sind, analysiert wird.
Gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Bestimmen der Dicke eines Dünnfilms das Präparieren einer Querschnittsprobe des Filmes und Bestrahlen des Filmes mit einem Strahl, der im Wesentlichen senkrecht zu einer Dickenrichtung des Filmes ist, um ein digitales Bild der Probe bereitzustellen. Das Verfahren umfasst ferner das Extrahieren eines Intensitätsprofils aus dem digitalen Bild im Wesentlichen parallel zu der Dickenrichtung und das Analysieren des Intensitätsprofils des digitalen Bildes, um die Dicke des Filmes zu bestimmen.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Dünnfilm ein gekrümmter Dünnfilm.
In einer weiteren anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Bestimmen der Dicke einer auf einem Substrat gebildeten Materialschicht das Präparieren eines Schnitts des Substrats, Freilegen einer Schicht, die kennzeichnend für eine Schichtdicke ist und das Gewinnen eines digitalen Bildes zumindest eines Teils des Schnitts aus Strahlung, die durch den Schnitt hindurchgeht. Das Verfahren umfasst ferner das Extrahieren eines Intensitätsprofils aus dem Bild im Wesentlichen senkrecht zu einer Dickenrichtung der Schicht und Abschätzen der Schichtdicke auf der Grundlage zumindest einer vordefinierten Eigenschaft des Intensitätsprofils.
Gemäß einer weiteren anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum Bestimmen der Dicke eines gekrümmten Dünnfilms eine Strahlungsquelle, die ausgebildet ist, eine Probe des gekrümmten Filmes zu bestrahlen, und einen Partikeldetektor, der ausgebildet ist, die durch die Probe hindurchtretende Strahlung zu detektieren, um ein digitales Bild der Probe bereitzustellen. Die Vorrichtung umfasst ferner eine Extraktionseinheit, die ausgebildet ist, ein Intensitätsprofil aus dem digitalen Bild zu extrahieren, und einen Analysator zum Analysieren des Intensitätsprofils des digitalen Bilds.
Gemäß einer noch weiteren anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum Bestimmen der Dicke eines in einem Substrat ausgebildeten Materialbereichs eine Strahlungsquelle, die ausgebildet ist, einen Strahl mit vordefinierten Eigenschaften auszusenden, und einen Detektor, der ausgebildet und so angeordnet ist, um eine durch einen Schnitt, der zwischen der Strahlungsquelle und dem Detektor angeordnet ist, hindurchtretende Strahlung zu detektieren. Ferner ist eine Extraktionseinheit vorgesehen, die ausgebildet ist, ein Intensitätsprofil aus einem digitalen Bild entlang einer vordefinierten Richtung in dem digitalen Bild zu extrahieren. Ferner ist eine Berechnungseinheit so ausgebildet, um eine Schichtdicke der Materialschicht auf der Grundlage zumindest einer vordefinierten Eigenschaft des Intensitätsprofils zu bestimmen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere Vorteile, Aufgaben und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den angefügten Patentansprüchen definiert und gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung deutlicher hervor, wenn diese mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen studiert wird; es zeigen:
Fig. 1a-1d schematische perspektivische Ansichten einer Struktur mit einem Dünnfilm, für das ein TEM-Bild aufzunehmen ist;
Fig. 2a-2d schematisch Querschnittsansichten und perspektivische Ansichten einer typischen Anwendung beim Bestimmen der Dicke eines Dünnfilms, wobei der Dünnfilm auf einer strukturierten Oberfläche aufgetragen ist;
Fig. 3a schematisch eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Schichtdicke gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3b schematisch eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung, die präzise Messungen von Dünnfilmen erlaubt;
Fig. 4a schematisch eine perspektivische Ansicht eines gekrümmten Films und dessen Projektion;
Fig. 4b die Struktur aus Fig. 4a mit einem Bereich zum Extrahieren eines Intensitätsprofils; und
Fig. 4c ein Intensitätsprofil, das aus der in den Fig. 4a und 4b gezeigten Struktur gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhalten wird.

Detaillierte Beschreibung

Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug zu den Ausführungsformen beschrieben ist, wie sie in der folgenden detaillierten Beschreibung sowie in den Zeichnungen dargestellt sind, sollte es selbstverständlich sein, dass die folgende detaillierte Beschreibung sowie die Zeichnungen nicht beabsichtigen, die vorliegende Erfindung auf die speziell offenbarten Ausführungsformen einzuschränken, sondern die beschriebenen anschaulichen Ausführungsformen stellen lediglich beispielhaft die diversen Aspekte der vorliegenden Erfindung dar, deren Schutzbereich durch die angefügten Patentansprüche definiert ist.
Wie zuvor dargestellt wurde, basiert die vorliegende Erfindung auf der Erkenntnis der Erfinder, dass der Verlust der dritten Dimension beim Erzeugen eines Transmissionsbildes einer dünnen Probe mit einem Dünnfilm, dessen Dicke zu bestimmen ist, kompensiert werden kann, indem ein Intensitätsprofil des projizierten Bildes des Dünnfilms herausgelöst und das Intensitätsprofil analysiert wird. Die Analyse kann auf der Grundlage typischer Eigenschaften des Intensitätsprofils erfolgen, die im Wesentlichen unabhängig von den Eigenschaften der Probe sind, etwa der Probendicke, dem Krümmungsradius des Dünnfilms in einer Dickenrichtung des Dünnfilms und einem Neigungswinkel, der während der Präparierung der Probe entstehen kann. Proben unabhängige Eigenschaften und Kriterien können beispielsweise Extremwerte der Profilkurve, geeignet festgelegte Schwellwerte in vordefinierten Gebieten der Profilkurve und dergleichen sein. Die Wechselwirkung der Strahlung mit moderater Energie und geladener Teilchen mit Materie ist gut verstanden und daher können geeignete Kriterien zum Abschätzen der Profilkurven erhalten werden, indem Simulationsrechnungen in Bezug auf die zu messende Probe ausgeführt werden. Die Ergebnisse der Simulationen können ferner verwendet werden, um Referenzdaten oder Referenzdatensätze zu gewinnen, in denen Änderungen von Parametern, etwa der Probendicke und/oder der Schichtdicke eines zu messenden Dünnfilms, und dergleichen berücksichtigt werden, so dass die Referenzdaten mit den Messdaten verglichen werden können, um die Schichtdicke zu bestimmen. Da folglich derartige Eigenschaften und/oder Kriterien und/oder Referenzdaten in einer objektiven Weise bestimmbar sind, kann der Einfluss der verwendeten Probenpräparierungsverfahren und der Einfluss eines Bedieners beim Bewerten eines Transmissionsbildes wesentlich reduziert oder eliminiert werden.
Mit Bezug zu den Fig. 3a und 3b werden nunmehr anschauliche Ausführungsformen von Vorrichtungen beschrieben, die eine objektive und präzise Dickenmessung zulassen.
In Fig. 3a umfasst eine Vorrichtung 300 eine Strahlungsquelle 330, die ausgebildet ist, einen Strahl 307 mit erforderlichen Eigenschaften auszusenden. Beispielsweise kann die Strahlungsquelle 330 eine Elektronenquelle sein, wie sie in der standardmäßigen Transmissionselektronenmikroskopie verwendet wird. Es sollte beachtet werden, dass die Prinzipien der vorliegenden Erfindung jedoch leicht auf eine beliebige Strahlungsquelle anwendbar sind, die eine Strahlung mit einer Wellenlänge aussendet, die zur präzisen Auflösung der zu untersuchenden Strukturen ausreichend ist. Die Strahlungsquelle 330 kann also eine Röntgenquelle, eine Ionenstrahlquelle und dergleichen repräsentieren. Die Vorrichtung 300 umfasst ferner eine Reihe bekannter Einrichtungen zum Aufnehmen, Positionieren und in Position halten einer Probe, etwa den Schnitt, der bereits mit Bezug zu den Fig. 1 und 2 beschrieben ist. Um das Verständnis der vorliegenden Erfindung nicht unnötig zu erschweren, sind derartige Einrichtungen nicht explizit in den angefügten Zeichnungen dargestellt. Der Einfachheit halber werden diese Einrichtungen sowie die Probe gemeinsam durch das Bezugszeichen 306 gekennzeichnet. In einer Ausführungsform kann eine standardmäßige TEM-Vorrichtung als die Strahlungsquelle 330 und die Einrichtungen 306 verwendet werden.
Die Vorrichtung 300 umfasst ferner einen Schirm 331, der ausgebildet und so angeordnet ist, um eine Strahlung, die durch die Probe 306 hindurchtritt, zu empfangen. Beispielsweise kann der Schirm 331 so ausgebildet sein, um Licht mit geeigneter Wellenlänge beim Auftreffen eines Teils der Strahlung 307 zu erzeugen. Ferner ist eine Bilderzeugungseinrichtung 332 vorgesehen und so angeordnet, um das von dem Schirm 331 erzeugte Licht zu empfangen und ein Bild entsprechend der auf den Schirm 331 auftreffenden und von diesem umgewandelten Strahlung zu erzeugen. Beispielsweise kann die Bilderzeugungseinrichtung 332 eine Digitalkamera sein, die ein Bild erzeugt, das in einfacher Weise gespeichert und einer weiteren elektronischen Bearbeitung unterzogen werden kann. In anderen Ausführungsformen kann die Bilderzeugungseinrichtung 332 ein standardmäßiges analoges Gerät sein, das mit einem Abtaster gekoppelt ist, der eine Digitalisierung eines analogen Bildes, das von der Bilderzeugungseinrichtung 332 erhalten wird, ermöglicht. Eine Extraktionseinheit 333 ist so ausgestaltet, um ein Bild von der Bilderzeugungseinrichtung 332 oder einem geeigneten Gerät, das die Erzeugung eines digitalen Bildes erlaubt, das die Verteilung der an dem Schirm 331 eintreffenden Strahlung repräsentiert. Die Extraktionseinheit 333 kann direkt mit der Bilderzeugungseinrichtung 332 gekoppelt sein oder kann ein Einzelgerät sein. Die Extraktionseinheit 333 ist so ausgebildet, um ein oder mehrere Intensitätsprofile eines vordefinierten Bereichs des zu der Extraktionseinheit 333 zugeführten digitalen Bildes zu erhalten. In einer Ausführungsform kann die Extraktionseinheit 333 eine Bildverarbeitungseinheit beinhalten, die eine Analyse der in dem digitalen Bild enthaltene Information auf Pixelbasis ermöglicht. Somit kann die Extraktionseinheit 333 so ausgebildet sein, um ein gewisses interessierendes Gebiet des Digitalbildes auszuwählen und den das ausgewählte Bild repräsentierenden Inhalt einer Berechnungseinheit 334 zuzuführen, die ausgebildet ist, eine erforderliche Manipulation des Pixelinhalts, der von der Extraktionseinheit 333 zugeleitet ist, durchzuführen. Die Extraktionseinheit 333 und die Berechnungseinheit 334 können in einer gemeinsamen Steuereinheit, etwa einem Computer, implementiert sein, wobei der Computer mit der Bilderzeugungseinrichtung 332 kommuniziert, oder der Computer kann die Daten von einem Bediener und dergleichen empfangen. Beispielsweise kann die Berechnungseinheit 334 so ausgebildet sein, um Graustufen auf Pixelbasis zu bestimmen und die Graustufen mit vordefinierten Referenzwerten vergleichen, um Informationen hinsichtlich der Intensitätsverteilung in dem interessierenden Gebiet herauszulösen, d. h. ein oder mehrere Intensitätsprofile, die von der Extraktionseinheit 333 bereitgestellt werden. Eine derartige Information kann Extremwerte des Intensitätsprofils, Plateaus im Intensitätsprofil und dergleichen beinhalten.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Berechnungseinheit 334 eine erforderliche Rechenleistung und entsprechende Ressourcen einschließlich eines geeigneten Instruktionssatzes aufweisen, um eine leistungsfähige Bildverarbeitung des digitalen Bildes zu ermöglichen.
Fig. 3b zeigt schematisch eine Variation der Vorrichtung aus Fig. 3a gemäß einer weiteren anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Fig. 3b sind Teile, die zu den mit Fig. 3a beschriebenen Teilen gleich sind, mit den gleichen Bezugszeichen belegt und eine entsprechende Beschreibung dieser Teile ist weggelassen. In Fig. 3b umfasst die Vorrichtung 300 die Strahlungsquelle 330, die ausgebildet ist, den Strahl 307 mit den erforderlichen Eigenschaften auszusenden. Anders als in der in Fig. 3a gezeigten Ausführungsform ist ein Positionierungssystem 335 vorgesehen und ist mechanisch mit der Strahlungsquelle 330 gekoppelt. Das Positionierungssystem 335 ist so ausgestaltet, um die Strahlungsquelle 330 zumindest in einer Richtung, wie dies durch den Pfeil 336 gezeigt ist, durch entsprechendes Bewegen der Strahlungsquelle 330 zu verfahren, um damit zu ermöglichen, dass der Strahl 307, der einen relativ kleinen Strahlfleck am Ort der Probe 306 erzeugt, über die Probe 306 hinweg tastend geführt wird. In anderen Ausführungsformen kann die Probe 306 zusätzlich oder alternativ durch ein entsprechendes Probenpositioniersystem (nicht gezeigt) gehalten werden, das ein Bewegen der Probe 306 relativ zu der Strahlungsquelle 330 ermöglicht. Die Vorrichtung 300 umfasst ferner ein Strahloptiksystem 337, das ausgebildet ist, die von der Strahlungsquelle 330 ausgesandte und durch die Probe 306 laufende Strahlung 307 auf einen Detektor 338 zu lenken, der eine ausreichende räumliche Auflösung für die auszuführenden Messungen aufweist. Ein Ausgang 339 des Detektors 338 ist so ausgebildet, um digitale Informationen an die Extraktionseinheit 333 zu liefern.
Somit unterscheiden sich die Ausführungsformen aus Fig. 3a und die Ausführungsformen aus Fig. 3b dadurch, dass die durch die Probe 306 hindurchgehende Strahlung direkt in ein digitales Bild umgewandelt wird, ohne dass der Schirm 331, wie er in Fig. 3a gezeigt ist, erforderlich ist.
Ferner kann die Vorrichtung 300 aus Fig. 3b in einem Abtastmodus betrieben werden, so dass die Vorrichtung aus Fig. 3b es ermöglicht, ein interessierendes Gebiet durch entsprechendes Positionieren der Strahlungsquelle 330 und/oder der Probe 306 auszuwählen.
Die Arbeitsweise der in den Fig. 3a und 3b gezeigten Vorrichtungen 300 wird nun mit Bezug zu den Fig. 4a-4c unabhängig von dem Bestrahlungsmodus der Probe 306 beschrieben.
In Fig. 4a ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Teils der Probe 306 gezeigt. Die Probe kann eine Kontaktöffnung, etwa die Kontaktöffnung 222, wie sie in den Fig. 2a-2d gezeigt ist, enthalten. Die Probe 306 umfasst damit einen Dünnfilm 301 mit gekrümmten Rändern 326, wobei eine Dicke des Dünnfilms, der auf einer gekrümmten Oberfläche ruht, zu bestimmen ist. Hinsichtlich der Präparierung der Probe 306 gelten die gleichen Kriterien, wie sie bereits mit Bezug zu den Fig. 1 und 2 aufgeführt wurden. Bei Belichtung mit dem Strahl 307, der beispielsweise Elektronen aufweist, wird ein Teil der Strahlung gemäß den Eigenschaften des den Dünnfilm 301 bildenden Materials absorbiert. Da sich ein angrenzendes Material 303 oder 304 in zumindest einer Eigenschaft von dem Material des Dünnfilms 301 unterscheidet, wird eine zweidimensionale Projektion 308 erhalten, deren Dicke jedoch durch die Größe der Krümmung der gekrümmten Ränder 326 beeinflusst wird, wie dies zuvor mit Bezug zu den Fig. 2a-2d erläutert ist. Somit erlaubt das digitale Bild 310 mit der Projektion 308, das von dem Schirm 331 in Kombination mit der Bilderzeugungseinrichtung 332, wenn die Vorrichtung 300 aus Fig. 3a betrachtet wird, erzeugt wird, oder das direkt durch den Detektor 338 erzeugt wird, wenn die Vorrichtung 300 aus Fig. 3b betrachtet wird, keine präzise Bestimmung einer tatsächlichen Dicke 302 des Dünnfilms 301, aus den gleichen Gründen, wie sie zuvor dargelegt sind.
In Fig. 4b wird mittels der Extraktionseinheit 333 ein interessierendes Gebiet 311 des digitalen Bilds 310 ausgewählt, das die Projektion 308 teilweise enthält. Das interessierende Gebiet 311 kann gemäß den Anforderungen, etwa einer gewünschten Position, Eigenschaften des Dünnfilms 301, dem Kontrast der Projektion 308 und dergleichen ausgewählt werden. Das interessierende Gebiet 311 wird so ausgewählt, um mindestens einen Übergang zu den benachbarten Gebieten 303 und 304 zu enthalten. In einer Ausführungsform kann das interessierende Gebiet 311 eine einzelne Pixellinie des digitalen Bildes 310 repräsentieren, die entlang einer Richtung genommen ist, die im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsrichtung 312 liegt, die durch den Dünnfilm 301 definiert ist. In einer weiteren Ausführungsform erstreckt sich, wie in Fig. 4b gezeigt ist, das interessierende Gebiet 311 entlang der Richtung 312 und kann daher mehrere Schnitte der Projektion 308 enthalten. Die entsprechenden mehreren Schnitte, die jeweils ein einzelnes Intensitätsprofil repräsentieren, können dann summiert und gewichtet werden, um ein gemitteltes Intensitätsprofil des interessierendes Gebiets 311 zu erzeugen. Auf diese Weise können Fluktuationen zwischen einzelnen Pixellinien, die einen Schnitt der Projektion 308 repräsentieren, geglättet werden. In einer Ausführungsform kann das Mitteln mehrerer Intensitätsprofile automatisch durchgeführt werden, sobald das interessierende Gebiet 311 von dem Anwender ausgewählt ist.
Fig. 4c zeigt ein Diagramm, das ein typisches Intensitätsprofil 313, das entlang einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung 312, die auch als x-Richtung bezeichnet ist, genommen ist, zeigt. In Fig. 4c ist die Intensität, d. h. die Graustufe der Pixel, auf der vertikalen Achse dargestellt, wohingegen die Position in x entlang der horizontalen Richtung gezeigt ist. Das Intensitätsprofil 313, das von der Extraktionseinheit 333 herausgelöst wird, kann dann einer weiteren Analyse durch die Berechnungseinheit 334 unterzogen werden, da die Form des Intensitätsprofils 313 stark von den Eigenschaften der Probe 306 abhängt, etwa dessen Dicke, den Eigenschaften des Materials, das die Gebiete 303, 304 und den Dünnfilm 301 bildet, usw. Wenn beispielsweise das Elektronenstreuvermögen der Gebiete 303 und 304 sehr ähnlich zu dem des Dünnfilms 301 ist, ist ein Minimum, wie es in Fig. 4c dargestellt ist, deutlich weniger ausgeprägt und damit wird eine weitergehende Analyse zur Abschätzung der Dicke 301 erforderlich. Dazu kann die Wechselwirkung des Strahls 307, der beispielsweise Elektronen aufweist, mit den Materialien, die in der Probe 306 enthalten sind, mittels gut bekannter Routinen berechnet werden, die exakt die Wechselwirkung von Materie mit elektromagnetischer Strahlung und geladenen Partikeln beschreiben. In diesen Berechnungen kann die Dicke der Probe 306 variiert werden, um einer Ungenauigkeit bei der Präparierung der Probe 306 Rechnung zu tragen. Beispielsweise können mehrere Dicken der Probe angenommen werden und die entsprechenden "Antworten", beispielsweise in Form von Kontrastunterschieden zwischen den Gebieten 303, 304 und 301, der (simulierten) Probe 306 können dann berechnet werden. Die Ergebnisse der Simulation können dann angewendet werden, um einen entsprechenden Satz an Referenzdaten zu erzeugen, die mit den tatsächlichen Messdaten verglichen werden können, oder in anderen Ausführungsformen, können die Ergebnisse verwendet werden, um Kriterien zu bestimmen, wie die genaue Lage eines Übergangs zwischen zwei benachbarten Gebieten in der gleichen Probe 306 zu bestimmen ist. Beispielsweise können Schwellwerte x1 und x2 in den Übergangsgebieten benachbarter Materialien, d. h. in der abfallenden Flanke und der ansteigenden Flanke des Intensitätsprofils 313, bestimmt werden, die die tatsächliche Dicke 302 spezifizieren.
Alternativ oder zusätzlich kann die Größe der Krümmung der gekrümmten Ränder 326 und/oder die Dicke des (simulierten) Dünnfilms 306 variiert werden, um einen Satz möglicher "Antworten" des Dünnfilms 301 auf den einfallenden Strahl 307 zu ermitteln. Der entsprechende Satz an Referenzdaten kann dann mit den eigentlichen Messwerten verglichen werden, um die tatsächliche Dicke 301 auf der Grundlage des Ergebnisses des Vergleichs zu bestimmen.
In einer Ausführungsform wird die Richtung des simulierten Einfallsstrahls 307 für eine Vielzahl unterschiedlicher Dicken 302 des Dünnfilms 301 und eine Vielzahl unterschiedlicher Dicken der Probe 306 variiert. Somit können entsprechende Referenzintensitätsprofile erhalten werden, in denen ein Neigungswinkel, der möglicherweise während der Präparierung der (tatsächlichen) Probe 306 entstanden ist, kompensiert wird, indem der (simulierte) Einfallswinkel des Strahls 307 variiert wird. Die Referenzdaten können dann mit den Messdaten verglichen werden, um die Dicke 302 zu ermitteln. Diese Referenzdaten können zu einer beliebigen geeigneten Zeit gewonnen werden und in einer Bibliothek gespeichert werden, so dass sie für nachfolgende Messungen verfügbar sind.
Zu beachten ist, dass das Herauslösen eines Intensitätsprofils aus einem digitalen Bild einer Probe auch vorteilhaft bei der genauen Bestimmung der Schichtdicke eines Dünnfilms ist, der auf einer im Wesentlichen ebenen Oberfläche aufgetragen ist, wie dies in Fig. 1a oder 1d gezeigt ist, oder dem unteren Gebiet 224 der Kontaktöffnung 222 in Fig. 2a bis 2d. Somit können Fehler bei der Präparierung einer Probe mit diesen "ebenen" Merkmalen, d. h. Einführen eines Neigungswinkels beim Schneiden der Probe, das herkömmlicherweise in einer ungenauen Bestimmung der Dicke resultiert, wirksam kompensiert werden, indem ein Intensitätsprofil gewonnen wird und das Intensitätsprofil in der oben beschriebenen Weise analysiert wird. Durch genaues Ermitteln der tatsächlichen Dicke, etwa der Dicke 102 des in Fig. 1a bis 1d gezeigten Dünnfilms 101 aus der Dicke 109' (Fig. 1d) kann beispielsweise der Neigungswinkel α (Fig. 1c) bestimmt werden. Die Kenntnis des Neigungswinkels α kann vorteilhaft sein in der weiteren Analyse der interessierenden Probe oder bei der Abschätzung der Qualität der Probenpräparierungstechnik.
Weitere Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann angesichts dieser Beschreibung offenkundig. Daher ist diese Beschreibung lediglich als anschaulich und für die Zwecke gedacht, dem Fachmann die allgemein Art und Weise des Ausführens des vorliegenden Erfindung zu vermitteln. Selbstverständlich sind die hierin gezeigten und beschriebenen Formen der Erfindung als die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen zu betrachten.

Claims

1. Verfahren zum Bestimmen der Dicke eines Films, wobei das Verfahren umfasst:
Präparieren einer Querschnittsprobe des Films;
Bestrahlen des Films mit einem Strahl im Wesentlichen senkrecht zu einer Dickenrichtung des Films, um ein digitales Bild der Probe bereitzustellen;
Extrahieren eines Intensitätsprofils aus dem digitalen Bild, im Wesentlichen parallel zu der Dickenrichtung; und
Analysieren des Intensitätsprofils des digitalen Bildes, um die Dicke des Films zu bestimmen.

2. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Präparieren der Probe das Ausbilden eines Schnitts einer Probe im Wesentlichen senkrecht zu der Dickenrichtung umfasst.

3. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei Analysieren des Intensitätsprofils des digitalen Bildes das Detektieren von Extremwerten des Intensitätsprofils umfasst.

4. Das Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Ermitteln von Referenzdaten des Intensitätsprofils durch Ausführen von Simulationsberechnungen umfasst.

5. Das Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst: Ausführen von Simulationsberechnungen von Intensitätsprofilen der Probe, um gut definierte Kriterien zum Bestimmen der Dicke in dem Intensitätsprofil abzuleiten.

6. Das Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Auswählen eines interessierenden Gebiets in dem digitalen Bild umfasst, wobei das interessierende Gebiet eine Projektion der Dicke des Films aufweist,
Bestimmen eines oder mehrerer Intensitätsprofile in dem ausgewählten interessierenden Gebiet, und
Ermitteln eines gemittelten Intensitätsprofils.

7. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Analysieren des Intensitätsprofils des digitalen Bilds das Auswählen vordefinierter Bereiche des Intensitätsprofils und das Bestimmen einer gemittelten Intensität in jedem der vordefinierten Bereiche umfasst.

8. Das Verfahren nach Anspruch 7, wobei die vordefinierten Bereiche des Intensitätsprofils einen abfallenden Rand und einen ansteigenden Rand des Intensitätsprofils mit einschließen.

9. Das Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Ausführen von Simulationsberechnungen das Variieren einer Dicke der Probe mit einschließt, um einen Satz an Referenzdaten für mehrere unterschiedliche Probendicken zu erhalten.

10. Das Verfahren nach Anspruch 4, wobei der dünne Film ein gekrümmter dünner Film ist und wobei das Ausführen der Simulationsberechnungen mit einschließt: Variieren eines Krümmungsradius des gekrümmten Films und/oder einer Dicke des dünnen Films, um einen Satz an Referenzdaten zu ermitteln.

11. Das Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Ausführen der Simulationsberechnungen Variieren eines Einfallswinkels des Strahls mit einschließt.

12. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Strahl ein Elektronenstrahl ist.

13. Verfahren zum Bestimmen der Dicke einer Materialschicht, die auf einem Substrat gebildet ist, wobei das Verfahren umfasst:
Präparieren eines Schnitts des Substrats, wobei eine Schicht freigelegt wird, die für eine Schichtdicke kennzeichnend ist;
Gewinnen eines digitalen Bildes zumindest eines Teils des Schnitts aus Strahlung, die durch den Schnitt hindurchgeht;
Extrahieren eines Intensitätsprofils aus dem Bild im Wesentlichen senkrecht zu einer Dickenrichtung der Schicht; und
Ermitteln der Schichtdicke auf der Grundlage mindestens einer vordefinierten Eigenschaft des Intensitätsprofils.

14. Das Verfahren nach Anspruch 13, wobei die mindestens eine vordefinierte Eigenschaft mittels Simulationsberechnungen bestimmt wird, die die Wechselwirkung der Strahlung mit Material beschreiben, das in dem Schnitt enthalten ist.

15. Das Verfahren nach Anspruch 13, wobei die mindestens eine vordefinierte Eigenschaft einen oder mehrere Extrema einer Funktion, die das Intensitätsprofil repräsentiert, mit einschließt.

16. Das Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Materialschicht auf einem im Wesentlichen ebenen Substrat gebildet ist, und wobei das Verfahren ferner umfasst:
Bestimmen eines Neigungswinkels des Schnitts in Bezug auf die Dickenrichtung der Schicht auf der Grundlage des Intensitätsprofils.

17. Das Verfahren nach Anspruch 13, das ferner Erzeugen von Referenzdaten des Intensitätsprofils durch Ausführen von Simulationsberechnungen umfasst.

18. Das Verfahren nach Anspruch 13, das ferner umfasst:
Wählen eines interessierenden Gebiets in dem digitalen Bild, wobei das interessierende Gebiet eine Projektion der Dicke der Schicht beinhaltet;
Bestimmen eines oder mehrere Intensitätsprofile in dem ausgewählten interessierenden Gebiet, und
Ermitteln eines gemittelten Intensitätsprofils.

19. Das Verfahren nach Anspruch 13, wobei Bestimmen der Schichtdicke umfasst:
Auswählen vordefinierter Bereiche des Intensitätsprofils und Bestimmen einer gemittelten Intensität in jedem der vordefinierten Bereiche.

20. Das Verfahren nach Anspruch 19, wobei die unterschiedlichen Bereiche des Intensitätsprofils einen abfallenden Rand und einen ansteigenden Rand des Intensitätsprofils mit einschließen.

21. Das Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Ausführen von Simulationsberechnungen Variieren einer Dicke des Schnittes umfasst, um einen Satz an Referenzdaten für mehrere unterschiedliche Dicken des Schnitts zu erhalten.

22. Das Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Durchführen der Simulationsberechnungen das Variieren einer Dicke der Schicht umfasst, um einen Satz an Referenzdaten zu erzeugen.

23. Das Verfahren nach Anspruch 14, wobei Durchführen der Simulationsberechnungen das Variieren eines Einfallswinkels der Strahlung umfasst.

24. Das Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Strahlung einen Elektronenstrahl ist.

25. Vorrichtung zum Bestimmen der Dicke eines Films, wobei die Vorrichtung umfasst:
eine Strahlungsquelle, die ausgebildet ist, eine Probe des Films zu bestrahlen;
einen Partikeldetektor, der ausgebildet ist, um Strahlung, die durch die Probe hindurchgeht, zu detektieren, um ein digitales Bild der Probe bereitzustellen;
eine Extraktionseinheit, die ausgebildet ist, ein Intensitätsprofil aus dem digitalen Bild zu extrahieren; und
einen Analysator zum Analysieren des Intensitätsprofils des digitalen Bilds.

26. Die Vorrichtung nach Anspruch 25, wobei die Extraktionseinheit ferner so ausgebildet ist, um die Auswahl eines interessierenden Gebiets in dem digitalen Bild zu ermöglichen.

27. Die Vorrichtung nach Anspruch 26, wobei die Extraktionseinheit ferner ausgebildet ist, um ein mittleres Intensitätsprofil des interessierenden Gebiets automatisch zu berechnen.

28. Die Vorrichtung nach Anspruch 25, wobei die Strahlungsquelle eine Elektronenquelle ist.

29. Die Vorrichtung nach Anspruch 25, wobei der Analysator ferner ausgebildet ist, um Simulationsberechnungen auszuführen.

30. Die Vorrichtung nach Anspruch 29, wobei der Analysator ferner ausgebildet ist, um Ergebnisse der Simulationsberechnungen als Referenzdaten zu speichern.

31. Vorrichtung zum Bestimmen der Dicke einer Materialschicht, die auf einem Substrat gebildet ist, wobei die Vorrichtung umfasst:
eine Strahlungsquelle, die ausgebildet ist, einen Strahl mit vordefinierten Eigenschaften auszusenden;
einen Detektor, der ausgebildet und angeordnet ist, um Strahlung zu detektieren, die durch einen Schnitt hindurchgeht, der zwischen der Strahlungsquelle und dem Detektor angeordnet ist;
eine Extraktionseinheit, die ausgebildet ist, ein Intensitätsprofil aus einem digitalen Bild entlang einer vordefinierten Richtung in dem digitalen Bild zu extrahieren; und
eine Berechnungseinheit, die ausgebildet ist, eine Schichtdicke der Materialschicht auf der Grundlage mindestens einer vordefinierten Eigenschaft des Intensitätsprofils zu bestimmen.