WO2000035002A1 - Verfahren und vorrichtung zur optischen kontrolle von fertigungsprozessen feinstrukturierter oberflächen in der halbleiterfertigung - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur optischen kontrolle von fertigungsprozessen feinstrukturierter oberflächen in der halbleiterfertigung Download PDF

Info

Publication number
WO2000035002A1
WO2000035002A1 PCT/EP1999/009410 EP9909410W WO0035002A1 WO 2000035002 A1 WO2000035002 A1 WO 2000035002A1 EP 9909410 W EP9909410 W EP 9909410W WO 0035002 A1 WO0035002 A1 WO 0035002A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
reference signatures
measuring
classification
diffraction
production
Prior art date
Application number
PCT/EP1999/009410
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Norbert Benesch
Claus Schneider
Lothar Pfitzner
Original Assignee
Semiconductor 300 Gmbh & Co. Kg
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19922614A external-priority patent/DE19922614A1/de
Application filed by Semiconductor 300 Gmbh & Co. Kg, Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. filed Critical Semiconductor 300 Gmbh & Co. Kg
Priority to IL14347899A priority Critical patent/IL143478A/xx
Priority to KR10-2001-7006981A priority patent/KR100431112B1/ko
Priority to JP2000587369A priority patent/JP3654630B2/ja
Priority to EP99961050A priority patent/EP1145303A1/de
Publication of WO2000035002A1 publication Critical patent/WO2000035002A1/de
Priority to US09/873,230 priority patent/US7003149B2/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/30—Structural arrangements specially adapted for testing or measuring during manufacture or treatment, or specially adapted for reliability measurements
    • H01L22/34—Circuits for electrically characterising or monitoring manufacturing processes, e. g. whole test die, wafers filled with test structures, on-board-devices incorporated on each die, process control monitors or pad structures thereof, devices in scribe line
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/21—Polarisation-affecting properties
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70491—Information management, e.g. software; Active and passive control, e.g. details of controlling exposure processes or exposure tool monitoring processes
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions

Definitions

  • the invention relates to a method for the optical control of manufacturing processes of finely structured surfaces in semiconductor production and an apparatus for carrying out the method.
  • a comparison is made with existing diffraction patterns of tested structures.
  • semiconductor manufacturing often have to during the manufacturing process
  • Line widths and profiles of structured layers can be checked. Exact compliance with the specifications for the line width is of crucial importance for the functionality of the product. In addition, other structural parameters such as B. trench depth or side slopes of great importance. Suitable measuring devices are required to check these production parameters on lithography masks, semiconductor wafers or other finely structured surfaces.
  • the measuring area to be examined is illuminated in this method and the surface properties of the measuring area are inferred from the characteristics of the reflected light. If there are periodic structures on the substrate, diffraction and interference effects occur when the light wavelength is selected, which prevent measurement in conventional optical devices, but are explicitly recorded and evaluated in the scattered light measurement or diffraction measurement, since they are characteristic of the structure sizes . With the help of complex model calculations, it is already possible to determine different structure sizes such as line width, bevel or line height by means of scattered light measurement.
  • the reflection of coherent light on periodic structures called amplitudes or
  • Phase grating causes the formation of diffraction and interference effects. If the wavelength of the light used is at least longer than half the grating period, further higher-order diffraction maxima arise in addition to the directly reflected 0th order beam.
  • the position or the angle ⁇ "of the nth diffraction order depends only on the angle of incidence 6>, on the grating period g and on the wavelength:
  • the intensities and the phases of the diffraction orders depend on the properties of the incident beam (angle, Polarization, wavelength), on the examined lattice structure (lattice periods, line width, line height, layer structure, edge rounding, roughness) and on the material properties of the substrate (refractive index, absorption index).
  • the position of the diffraction maxima is only influenced by the angle of incidence, the grating period and the wavelength. If these variables are constant, the other grating parameters can be inferred from the intensity evaluation of the locally fixed diffraction orders. Because of the many grid influencing variables, however, a clear determination of the grid parameters is only possible if a sufficient number of intensity measurement values are available for the measurement point under investigation. The determination of lattice parameters by comparing the measured
  • Diffraction patterns with reference diffraction patterns which were calculated with enormous effort from the circuit layout, have not yet been satisfactorily achieved in the experimental stage, namely only in the case of exclusively parallel lines.
  • Measuring devices for measuring the diffraction patterns according to the prior art are disclosed, for example, in DE 198 24 624 and US 5,703,692. These devices are used with great effort to determine lattice parameters on strictly periodic structures in the production of DRAMs by using the following.
  • a geometrically simple test structure consisting of parallel strips is applied to a wafer. Only their diffraction pattern is then measured and compared with slightly varied reference spectra of the geometrically simple test structure. The lattice parameters of the test structure result from this comparison. The lattice parameters of the DRAM circuits are inferred from these. This conclusion cannot take into account, for example, systematic errors of the lithography machine or an uneven plasma when producing a layer or a speck of dust under the wafer.
  • the invention has for its object to provide an inexpensive and non-destructive method and a device for the optical control of manufacturing processes of finely structured surfaces in semiconductor manufacturing.
  • the use of the method should significantly reduce the device costs, enable in-situ or in-line use and accelerate the measurement and the evaluation of measurement data considerably. Description of the invention
  • the object is achieved by the features of the independent method claim.
  • a device for performing the method is proposed in the independent device claim.
  • the preferred embodiments are the subject of the dependent claims.
  • the classification for checking the semiconductor production during production is carried out as follows. In a preliminary run, a sufficiently large number of the structures to be examined (prototypes with typical production deviations) are measured, for example with the measuring device proposed below, and thus diffraction and / or scattered light images (signatures) are recorded. A number of reference signatures are thus obtained.
  • the samples are examined with a measuring device according to the state of the art, which delivers absolute measured values (e.g. electron microscope).
  • a database which contains the classification of the reference signatures and which enables an assignment of defective parts to the diffraction / scattered light images of the surfaces of samples from production (measurement signatures).
  • a classifying system for example a neural network capable of learning, can now be trained and in the future it can make a good / bad classification itself.
  • the measurements with the electron microscope can then be omitted. Finer divisions into several classes (e.g. direction of the deviations) can also be carried out.
  • the effects of deviations from different parameters can be separated and also integrated into the classification model (the database only has to be large enough for this, e.g. a few 100 samples). This method can be used to examine samples that are difficult to model due to their complexity.
  • This product detection / process step assignment can be used with diffraction analysis not only for periodic structures. Even with general non-periodic (logic) structures, characteristic intensity profiles can occur and enable classification. This extension to non-periodic structures is also possible for the classification of parameter deviations.
  • the described method is particularly suitable for the continuous control of regular structures, e.g. B. of memory elements, which for the most part have symmetrical lattice structures. While the previous methods with numerical Simulations are mainly suitable for simple test structures, the concept proposed here can also be used directly for complex product structures.
  • a classifying system capable of learning e.g. a neural network or fuzzy logic.
  • the intensity profiles are compared with curve profiles of specified samples (prototypes).
  • a learning system e.g. B. a neural network
  • a classification or classification of the relevant sample surface is made (z. B. good / bad).
  • the neural network was trained with a sufficient number of sample structures (prototypes). After a defective structure has been identified, it can be examined in detail using the complex methods of the prior art. The great advantage of this process is its simplicity. There is no need for a highly skilled professional whose job is to model the sample surface as accurately as possible and to predict the stray light and diffraction effects in order to obtain an absolute reading for one or more grating parameters.
  • a faulty adjustment of the sample can be recognized as a further application of the present invention.
  • An unintentional tilting or twisting of the sample during the measurement represents a change in the angle of incidence of light and leads u. U. to significant deviations in the intensity curves.
  • Such random tiltings are also included in the training data for a classifying neural network, which originate from real tests, so that the system automatically takes such effects into account and the design effort to avoid and detect such tiltings can be kept relatively small.
  • the intensities of the higher order diffraction maxima can also be used for correct alignment of the disk.
  • the diffraction orders on the right and left of the direct reflection have different intensities, if the grating vector describing the periodicity of the structures is not in the plane of incidence of the light beam or the sample is twisted. A very simple and sensitive means is thus obtained for determining a rotation of the disk, which has an effect on the intensity profiles to be measured and can thus falsify the measurement result for the structure sizes.
  • Parameter combinations simulated and the resulting intensity curves z. B. be entered in a table.
  • the back calculation then essentially consists of a comparison of the table curves with the curve currently measured. In the case of complex lattice structures, these preliminary simulations can become very extensive / complex and can take days or weeks.
  • the measurement values available with it depend on the structure parameters (line width / layer thickness etc.) in a complex manner. Absolute structure sizes are therefore difficult to determine, but a simple distinction between different structures is possible. Regardless of the actual measurement principle, the basis of the method is the generation of measurement signatures that can be clearly assigned to different grid parameters.
  • a measurement setup for generating polarization-dependent signatures is described below.
  • a light source provides coherent, linearly polarized light of one wavelength.
  • unpolarized light can be linearly polarized by appropriate polarizers.
  • several beams of different wavelengths can be combined into one beam in order to obtain a larger number of bending maxima.
  • the coherent light can also come from a spectral light source (for example a xenon lamp), with different wavelength ranges being extracted with the aid of a filter.
  • the evaluation of the light intensity reflected from the surface which is described below, can thus also be carried out as a function of the wavelength. With the help of the additional parameter, the measuring accuracy and the sensitivity of the method can be increased.
  • a suitable optical element e.g. a ⁇ / 2 plate
  • an electro-optical element can be used to rotate the polarization, or the linearly polarized light source (the laser) is rotated itself.
  • the beam is guided with the help of lenses, mirrors and prisms, the exact arrangement of which does not change the underlying measuring principle. However, they have to
  • the mirrors, prisms or panes can be arranged in any order between the light source, ⁇ / 2 plate and the sample to be examined. It is crucial that a linearly polarized light beam hits the sample surface, the polarization angle of which is varied between 0 ° and 180 °. Alternatively, another angle range between 0 ° and 360 ° can be selected. However, angles above 180 ° do not give fundamentally new information, but represent a repetition of the measurement between 0 ° and 180 °.
  • the measurement method can also be carried out with elliptically polarized light.
  • the ⁇ / 2 plate specifies the azimuth angle (polarization angle), which determines the main axis of the elliptically polarized light.
  • a suitable optical element e.g. a ⁇ / 4 plate
  • the required elliptical polarization arises from linearly polarized light.
  • the noise of the light source z. B. with a photodiode the intensity of a with a beam splitter (z. B. prism or beam plate) decoupled reference beam measured.
  • an angle of incidence suitable for the respective sample is realized (see above for beam guidance). This constant angle of incidence of the light beam on the sample represents an important difference to similar measuring devices previously presented and considerably simplifies the measurement setup.
  • the light beam With a diameter of approx.0.5 mm, the light beam generally hits to several thousand individual structures, so that the measurement result represents an average of the relevant lattice parameters. If desired, the light beam can be expanded using optics to increase the number of individual structures viewed simultaneously. Non-periodic structures may also be recorded. In the case of largely non-periodic structures, the measurement method provides information about the roughness or the average surface quality of the sample.
  • the light steel can also be focused to cover only a few individual structures if the area of periodic structures is small or because the properties of these individual structures are of particular interest. With the help of a traversing table, different measuring points can be approached on a larger sample surface (mapping). Alternatively, the measuring unit can also be moved and positioned.
  • the grating sizes determine the light distribution from the reflection point.
  • only the intensity of the directly reflected beam as a function of the polarization angle is measured with a photodiode.
  • the reflected beam can in turn be examined by a changeable polarizer (analyzer) at specific polarization angles.
  • mirrors and prisms can be used for beam guidance and beam deflection without affecting the measuring principle. If higher diffraction orders occur, they can also be measured with adjustable photodiodes.
  • One or more curves are obtained for each measuring point, which are used for the classification or also for the absolute determination of a lattice parameter.
  • Lattice parameters are lattice periods, line widths, trench depths, layer thicknesses (also transparent multilayer systems), side wall bevels, rounded edges and surface roughness and material properties (e.g. refractive index).
  • the sample surface can be covered by metals (e.g. aluminum), semiconductors (e.g. polysilicon) or non-metals (e.g. paints).
  • the field of application of the measuring principle or the possible size of the fine surface structures depends on the wavelength of the electromagnetic used Radiation from: The structure sizes should coincide with the wavelength in the order of magnitude.
  • spatially resolved measuring systems e.g. a CCD camera (possibly with a screen in between) can be used for intensity detection. Because of its simple structure with fixed components and the
  • the proposed structure is suitable for integration as an in-situ or in-line device.
  • the result of the measurement is the intensity curves of the diffraction orders (in the simplest case only the 0th diffraction order) depending on the polarization angle between 0 ° and 180 °.
  • the grating vector indicating the direction of the periodicity must not lie in the plane of incidence of the light beam in order for conical diffraction to occur.
  • the application of the method according to the invention is not limited to the variation of the polarization of the light beam used for the measurement.
  • the variation of the angle of incidence (perpendicular and / or azimuthal angle) of the light beam onto the sample is equally suitable for producing different diffraction images.
  • a device for varying the angle of incidence can e.g. look like this.
  • the measuring arrangement as in DE 198 24 624 A1 can be used.
  • the beam splitter is replaced by an electrically controlled rotating mirror.
  • the electrically controlled rotating mirror (so-called galvanometer scanner) is used in conjunction with a fixed, non-planar mirror surface in order to vary the angle of incidence of the measuring beam for a 2 ⁇ diffraction analysis of a fixed measuring point.
  • galvanometer scanner is used in conjunction with a fixed, non-planar mirror surface in order to vary the angle of incidence of the measuring beam for a 2 ⁇ diffraction analysis of a fixed measuring point.
  • Such an arrangement enables large angular positions to be approached within milliseconds with an accuracy of a few ⁇ rad.
  • the variation of the angle of incidence can thus be carried out within a few tenths of a second.
  • only a robust, movable component (galvanometer scanner) is required to generate different angles of incidence, thus reducing the susceptibility to faults.
  • the two first order diffraction maxima with conical diffraction have the same intensity only at a certain angle of rotation of the disk on the measuring station. This provides a simple way of precisely adjusting the angle of rotation that influences the intensity profiles.
  • the intensity curves can be used conventionally with the help of a model for determining absolute grating sizes by parameter regression.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus according to the invention.
  • FIG. 2 shows the construction of a device for measuring signatures within the implementation of the device from FIG. 1 in an embodiment in which the polarization of the light used for the measurement is varied;
  • FIG. 4 shows a flowchart of the method according to the invention in a further embodiment
  • FIG. 5 shows a flow chart of the use of the method according to the invention
  • the device 10 shows a device 10 for monitoring manufacturing processes of finely structured surfaces in semiconductor manufacturing according to the present invention.
  • the device 10 consists of a device for providing 12
  • Reference signatures of finely structured surfaces a device for measuring 14 at least one signature of the sample surface to be checked, a module for comparing 16 the measured signature with the reference signatures and a module for classifying 18 parameters of the sample surface based on the comparison results.
  • the device for providing 12 reference signatures is designed to carry out a measurement of the reference signatures by measuring the spatial and / or intensity distribution of diffraction images on qualitatively specified production prototypes.
  • Device 10 is integrated in a semiconductor production line and enables in-situ and in-line production monitoring.
  • Production prototypes with the Measure device for measurement 14 and a signature of the sample surface is obtained from each production prototype. Then the production prototypes are quantitatively measured quantitatively and qualitatively specified by analysis with other methods. This qualitative specification encompasses a predetermined classification range with very good, good, still usable, inadequate and very bad classes.
  • the reference signatures are transmitted via connection 20 to the device for providing 12 reference signatures. The signatures, the classifications and the parameters are assigned to one another and stored in the device for the provision 12.
  • the device 10 is now prepared for the control of manufacturing processes of finely structured surfaces in semiconductor manufacturing.
  • Production processes are now checked by measuring the samples to be checked in the device for measurement 14 and measuring a signature of the sample surface to be checked in each case.
  • the signature of a sample is transmitted via connection 22 and reference signatures via connection 24 to the module for comparison 16 of the measured signature with the reference signatures and compared with one another in the module for comparison 16. Results of this comparison of the signatures are forwarded to the module for classification 18 of parameters of the sample surface via connection 26.
  • the module for classification 18 receives classification data and parameters of the reference samples from the device for providing 12 via connection 28, which parameters are assigned to those reference signatures which have been found to be relevant in the comparison.
  • the module for classification 18 uses this data to classify the currently measured sample surface and determines its absolute profile parameters with the aid of a diffraction simulator.
  • FIG. 2 shows the construction of a device for measuring signatures 14 within the device 10 from FIG. 1 in an embodiment in which the polarization of the light used for the measurement is varied.
  • the device for measuring polarization-dependent signatures 30 has a light source 32 which supplies linearly polarized light of a wavelength coherent with beam 33.
  • unpolarized light can be linearly polarized by appropriate polarizers.
  • a polarizer 34 for example a ⁇ / 2 plate
  • an electro-optical element can be used to rotate the polarization, or the linearly polarized light source (the laser) is rotated itself.
  • a linearly or elliptically polarized light beam 36 strikes the surface of the sample 40, whose polarization angle (azimuth) is preferably varied between 0 ° and 180 °.
  • another angle range between 0 ° and 360 ° can be selected or the measurement can be repeated with other angles in order to increase the measuring accuracy.
  • detector 42 e.g. B. a photodiode
  • the intensity of a with a beam splitter 44 z. B. prism or beam plate
  • Reference beam 46 measured.
  • an adjustable beam deflection 48 which is fixed during the measurement, an angle of incidence suitable for the respective sample 40 is selected.
  • This constant angle of incidence of the light beam 36 on the sample represents a simplification compared to those measuring devices which measure a signature as a function of the angle of incidence.
  • a traversing table 50 different measuring points can be approached on a larger sample surface.
  • the grating sizes determine the light distribution from the reflection point.
  • a detector 52 e.g. a photodiode
  • only the intensity of the directly reflected beam 54 (reflex) is measured as a function of the polarization angle. If higher diffraction orders occur, secondary reflections 56, 58, these can also be adjusted with adjustable detectors 60, e.g. Photodiodes or a CCD camera can be measured.
  • the evaluation of the measurement data and the control of the system take place with a computer system connected to the individual device parts, which likewise contains the classification module, preferably the adaptive system, consisting of a neural network. If, according to the prior art, a physical model is used to simulate the diffraction effects, the intensity curves measured with the arrangement can also be used to calculate absolute sample data, in particular profile parameters.
  • the device for measuring a polarization-dependent measurement is preferably present
  • Signature 30 consisting of a coherent electromagnetic radiation source 32, a device for the continuous or small-scale rotation of the polarization 34 of the electromagnetic radiation and at least one electromagnetic radiation detector 52, 60, wherein coherent electromagnetic radiation strikes a finely structured sample surface and the location at a fixed angle of incidence and / or intensity distribution of the diffraction image generated by the reflection of the radiation on the surface is measured with at least one radiation detector 52, 60, as a function of the polarization of the illuminating radiation 36.
  • the illuminating electromagnetic radiation is either linearly or elliptically polarized. Your Wavelength is in the range of the structure sizes of the structures on the finely structured surface and comprises several wavelengths or wavelength ranges.
  • the measurement is carried out either depending on the wavelengths or wavelength ranges in succession or with all wavelengths or wavelength ranges simultaneously.
  • the coherent light advantageously comes from a spectral lamp and the various wavelength ranges are extracted with a filter.
  • the device for the continuous or small-scale rotation of the polarization of the electromagnetic radiation consists of a ⁇ / 2 plate or two ⁇ / 4 plates or an electro-optical element or a device for mechanical rotation of the light source itself.
  • the sample with the finely structured surface is preferably fixed on a traversing table or the entire measuring device is moved relative to the sample and measurements of the spatial and / or intensity distributions of diffraction images are carried out on different areas of the sample surface.
  • the electromagnetic radiation reflected by the finely structured surface is also advantageously examined as a function of its polarization.
  • FIG. 3 shows a flowchart 70 of the method according to the invention for checking manufacturing processes of finely structured surfaces in semiconductor manufacturing.
  • the method consists of the steps of providing reference signatures 72 of finely structured surfaces; Measurement of at least one signature 74 of a sample surface to be checked; Comparison 76 of the measured signature with the reference signatures; and classification 78 of parameters of the sample surface based on the comparison results, the provision of the reference signatures 72 comprising the step of measuring the location and / or intensity distribution of diffraction images on qualitatively specified production prototypes.
  • the signatures are preferably generated optically by measuring the diffraction and / or scattering of electromagnetic radiation on the finely structured surfaces.
  • the comparison of the signature of the sample surface with the reference signatures and their classification are carried out with the help of an adaptive neural network and / or fuzzy logic.
  • the signatures are generated by measuring the intensity distribution of diffraction and / or scattered light images with variation of at least one from the group consisting of polarization, angle of incidence and wavelength of the electromagnetic radiation.
  • the classification of the sample surface consists of a division into good or bad and / or a division into finer graded quality classes and / or the classification of certain production defects.
  • the method is advantageously used to control the production of periodic memory element structures and / or non-periodic logic structures.
  • the provision of the reference signatures comprises the creation of a classification system with an assignment of a classification of the qualitatively specified production prototypes to the measurement data of the reference signatures on the same production prototypes.
  • the provision of reference signatures comprises different products and the classification of parameters of the sample surface includes the identification of the product of the sample.
  • the provision of reference signatures preferably comprises different adjustments of the same production prototypes, and the classification of parameters of the sample surface comprises an incorrect adjustment of the sample.
  • the method according to the invention is represented by a flow chart.
  • the process steps are divided into process sections preliminary run 100 and
  • Production process section 200 divided.
  • the process section preliminary run 100 contains the process step provision of reference signatures and describes them in substeps.
  • advance 100 (teaching in the system)
  • a sufficiently large number of the structures to be examined are measured by measuring the location and / or intensity distribution of diffraction patterns on qualitatively specified production prototypes, 101.
  • a number of reference signatures 103 are obtained
  • the samples are examined 102 with a measuring device according to the state of the art, which delivers absolute measured values 104 (eg electron microscope).
  • the reference signatures can thus be assigned to the absolute measured values of these samples (production prototypes).
  • This provides a database that enables the assignment of defective parts to the diffraction / scattered light images of the surfaces of samples from production (measurement signatures).
  • a neural network will be trained 105 and make a good / bad classification in the future.
  • This provides reference signatures for finely structured surfaces for the production process section 200.
  • At least one signature of a sample surface to be checked is first measured in 201 by measuring the diffraction and / or scatter of electromagnetic radiation on the finely structured surfaces.
  • the signatures are obtained by measuring the intensity distribution of Diffraction and / or scattered light images generated with variation of at least one from the group consisting of polarization, angle of incidence and wavelength of the electromagnetic radiation.
  • the measured signature is then compared with the reference signatures in 202.
  • the similarity of the signature to reference signatures is evaluated and at least one reference signature is normally identified as similar.
  • the parameters of the sample surface are classified based on the comparison results. According to the invention, it is concluded that the sample surface has properties similar to the identified reference sample and is to be classified in the same class as this.
  • FIG. 5 shows the use of the method according to the invention for product detection by means of a flow chart.
  • the process steps are divided into process sections preliminary run 300 and production process section 400.
  • the process section preliminary run 300 contains the process step provision of reference signatures and describes them in substeps.
  • advance 300 (teaching in the system), a sufficiently large number of the structures to be examined (different product types in different manufacturing stages and / or with different production errors) are measured. Measurement of the location and / or intensity distribution of diffraction patterns on qualitatively specified production prototypes, 301 such a number of reference signatures 303.
  • a neural network can now be trained 305 and in the future perform product recognition itself. This provides reference signatures for finely structured surfaces for the production process section 400.
  • At least one signature of a sample surface to be checked is first measured in 401 by the measurement of Diffraction and / or scattering of electromagnetic radiation on the finely structured surfaces.
  • the measured signature is then compared with the reference signatures in 402.
  • the similarity of the signature to reference signatures is evaluated and at least one reference signature is normally identified as similar.
  • the parameters of the sample surface are then classified in 403 on the basis of the comparison results. According to the invention, it is concluded that the sample surface has properties similar to the identified reference sample and that the sample is identified as the same product as this reference sample. In this context, different stages of manufacture during the manufacture of a product type are understood as different products. If no reference signature is identified as similar, it is concluded according to the invention that the sample is faulty.
  • a precise fault analysis can be carried out 404 using absolute measuring devices in accordance with the prior art. This fault analysis can lead to a correction of the manufacturing process 405. With this method, product lots can be identified and faulty lines can be corrected. In addition, different stages of manufacture can be distinguished up to the completion of the semiconductor product.
  • Detector 52 directly reflected beam 54 secondary reflections 56, 58
  • Reference signatures 103 are used to examine the samples with a measuring device according to the prior art 102 which supplies absolute measured values 104 neural network is trained 105
  • a neural network can be trained 305

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Tests Of Electronic Circuits (AREA)

Abstract

Ein Verfahren zur Kontrolle von Fertigungsprozessen feinstrukturierter Oberflächen in der Halbleiterfertigung besteht aus den Schritten: Bereitstellung von Referenzsignaturen (72) feinstrukturierter Oberflächen, Messung von mindestens einer Signatur (74) der zu kontrollierenden Probenoberfläche, Vergleich (76) der gemessenen Signatur mit den Referenzsignaturen, Klassifikation (78) von Parametern der Probenoberfläche an Hand der Vergleichsergebnisse und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der Referenzsignaturen durch die Messung der Orts- und/oder Intensitätsverteilung von Beugungsbildern an qualitativ spezifizierten Produktionsprototypen durchgeführt wird. Die Klassifikation (78) erfolgt dabei bevorzugt mit einem lernfähigen neuronalen Netzwerk und/oder einer Fuzzy-Logik. Des weiteren wird eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagen. Die Signaturen werden dabei durch Drehung der Polarisationsebene des auf die Probe auftreffenden Lichtstrahles erzeugt.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur optischen Kontrolle von Fertigungsprozessen feinstrukturierter Oberflächen in der Halbleiterfertigung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur optischen Kontrolle von Fertigungsprozessen feinstrukturierter Oberflächen in der Halbleiterfertigung sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Dabei wird zur Analyse von Beugungsbildern der zu untersuchenden Oberfläche ein Vergleich mit bereits vorhandenen Beugungsbildern geprüfter Strukturen durchgeführt. Speziell bei der Halbleiterfertigung müssen während des Fertigungsprozesses häufig
Linienbreiten und -profile von strukturierten Schichten kontrolliert werden. Für die Funktionsfähigkeit des Produkts ist die exakte Einhaltung der Spezifikationen für die Linienbreite von ausschlaggebender Bedeutung. Daneben sind noch weitere Strukturparameter wie z. B. Grabentiefe oder Seitenschräge von großer Wichtigkeit. Zur Kontrolle dieser Fertigungsparameter auf Lithographiemasken, Halbleiterscheiben oder anderen feinstrukturierten Oberflächen sind geeignete Meßgeräte erforderlich.
Bei den heute verwendeten kleinsten Strukturbreiten im Bereich von 0,25 μm sind konventionelle, zerstörungsfreie optische Linienbreitenmeßgeräte aufgrund von Beugungsund Interferenzeffekten nicht mehr einsetzbar. Um mit möglichst wenigen Monitorscheiben auszukommen, benötigt man bei der Halbleiterfertigung kostengünstige Meßverfahren zur zerstörungs- und kontaminationsfreien Überprüfung von Linienstrukturen auf Produktscheiben. Die Meßgeschwindigkeit sollte dabei so hoch sein, daß z.B. nach einem kritischen Prozeßschritt jede Produktscheibe ohne signifikante Erhöhung der Prozeßzeit kontrolliert werden kann.
Stand der Technik
Für die Linienbreitenmessung feiner Strukturen (< 1 μm) werden zur Zeit Elektronenmikroskope eingesetzt, die eine aufwendige Handhabung erfordern und einen niedrigen Durchsatz besitzen, so daß nur ein geringer Anteil der prozessierten Halbleiterscheiben überprüft werden kann. Darüber hinaus erhält man exakte Meßergebnisse für die Linienprofile nur mit sogenannten cross-section-Aufnahmen, für die eine bereits prozessierte Halbleiterscheibe zerstört werden muß. Neben den regulären Produktscheiben werden daher bei der Halbleiterfertigung sogenannte Monitorscheibe mitprozessiert, die anschließend für Meßzwecke verwendet werden. Vor allem bei den künftigen großen Scheibendurchmessern von 300 mm und darüber, verursachen diese Monitorscheiben hohe Kosten, zum einen aufgrund des reinen Materialwertes, zum anderen, weil durch sie der Durchsatz an Produktscheiben deutlich reduziert wird. Einen Lösungsansatz bietet die Beugungs- bzw. Streulichtmessung, im Englischen einheitlich Scatteromety. Im allgemeinen wird bei diesem Verfahren der zu untersuchende Meßbereich beleuchtet und aus den Merkmalen des reflektierten Lichts auf die Oberflächeneigenschaften des Meßbereichs geschlossen. Befinden sich auf dem Substrat periodische Strukturen, so treten bei entsprechender Wahl der Lichtwellenlänge Beugungs- und Interferenzeffekte auf, die bei konventionellen optischen Geräten eine Messung verhindern, bei der Streulichtmessung bzw. Beugungsmessung jedoch explizit erfaßt und ausgewertet werden, da sie für die Strukturgrößen charakteristisch sind. Mit Hilfe aufwendiger Modellrechnungen ist es bereits möglich, verschiedene Strukturgrößen wie Linienbreite, Kantenschräge oder Linienhöhe durch Streulichtmessung zu bestimmen. Die Reflexion kohärenten Lichts an periodischen Strukturen, die als Amplituden oder
Phasengitter aufgefaßt werden können, bewirkt die Bildung von Beugungs- und Interferenzeffekten. Ist die Wellenlänge des verwendeten Lichts zumindest größer als die halbe Gitterperiode, so entstehen neben dem direkt reflektierten Strahl 0-ter Ordnung noch weitere Beugungsmaxima höherer Ordnung. Die Lage bzw. der Winkel θ„ der n-ten Beugungsordnung hängt nur vom Einstrahlwinkel 6> , von der Gitterperiode g sowie von der Wellenlänge ab:
sm • tf n + sιn6'π = n — λ
Z
Im Fall von zweidimensionalen Gittern und komplizierten Strukturen mit mehreren verschiedenen Perioden muß das Beugungsproblem dreidimensional analysiert werden. Liegt die Größe der untersuchten Strukturen im Bereich der Wellenlänge, so gelten die einfachen Fraunhofer Beugungsgleichungen nicht mehr. Statt dessen müssen die Maxwellgleichungen für die Reflexion und Transmission an Gittern explizit gelöst werden, z.B. mit Hilfe der sogenannten rigorous coupled wave analysis. Die auftretenden Nichtlinearitäten lassen allgemein gültige Aussagen nur noch sehr begrenzt zu, weshalb für die Beurteilung von Beugungseffekten an kleinen Strukturen stets der konkrete Einzelfall betrachtet bzw. numerisch berechnet werden muß. Die Intensitäten sowie die Phasen der Beugeordnungen hängen dabei von den Eigenschaften des einfallenden Strahls (Winkel, Polarisation, Wellenlänge), von der untersuchten Gitterstruktur (Gitterperioden, Linienbreite, Linienhöhe, Schichtaufbau, Kantenrundungen, Rauigkeit) und von den Materialeigenschaften des Substrats (Brechungsindex, Absorptionsindex) ab. Die Lage der Beugemaxima wird jedoch nur vom Einfallswinkel, von der Gitterperiode und von der Wellenlänge beeinflußt. Sind diese Größen konstant, so kann aus der Intensitätsauswertung der örtlich festen Beugeordnungen auf die übrigen Gitterparameter geschlossen werden. Wegen der vielen Gitter-Einflußgrößen ist eine eindeutige Bestimmung der Gitterparameter jedoch nur möglich, falls eine genügende Anzahl von Intensitätsmeßwerten für den untersuchten Meßpunkt zur Verfügung steht. Die Bestimmung von Gitterparametern durch Vergleich der gemessenen
Beugungsbilder mit Referenzbeugungsbildern, die aus dem Schaltungslayout mit enormem Aufwand berechnet wurden, ist im Experimentierstadium, aber noch nicht zufriedenstellend gelungen, nämlich nur für den Fall ausschließlich paralleler Linien. Messvorrichtungen zur Messung der Beugungsbilder gemäß dem Stand der Technik sind beispielsweise in der DE 198 24 624 und der US 5,703,692 offenbart. Diese Vorrichtungen werden mit großem Aufwand zur Bestimmung von Gitterparametern an streng periodischen Strukturen bei der Herstellung von DRAMs herangezogen, indem man sich folgendermaßen behilft. Auf einem Wafer wird zusätzlich zu den DRAM-Schaltungen eine geometrisch einfache Teststruktur aus parallelen Streifen aufgebracht. Nur deren Beugungsbild wird dann vermessen und mit leicht variierten Referenzspektren der geometrisch einfachen Teststruktur verglichen. Aus diesem Vergleich ergeben sich die Gitterparameter der Teststruktur. Von diesen wird auf die Gitterparameter der DRAM-Schaltungen geschlossen. Dieser Schluss kann beispielsweise systematische Fehler der Lithographiemaschine oder ein ungleichmäßiges Plasma bei einer Schichterzeugung oder ein Staubkorn unter dem Wafer nicht berücksichtigen.
Gelöste Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstiges und nicht zerstörend arbeitendes Verfahren und eine Vorrichtung zur optischen Kontrolle von Fertigungsprozessen feinstrukturierter Oberflächen in der Halbleiterfertigung bereitzustellen. Der Einsatz des Verfahrens soll die Gerätekosten erheblich senken, den in situ- bzw. In-Iine- Einsatz ermöglichen und die Messung sowie die Meßdatenauswertung erheblich beschleunigen. Beschreibung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe durch die Merkmale des unabhängigen Verfahrensanspruches gelöst. Darüber hinaus wird im unabhängigen Vorrichtungsanspruch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagen. Die bevorzugten Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Erfindungsgemäß wird die Klassifikation zur Kontrolle der Halbleiterfertigung während der Produktion wie folgt vorgenommen. In einem Vorlauf wird eine genügend große Anzahl der zu untersuchenden Strukturen (Prototypen mit typischen Produktionsabweichungen) z.B. mit dem im Weiteren vorgeschlagenen Meßgerät vermessen und somit Beugungs-/ und/oder Streulichtbilder (Signaturen) aufgenommen. Man erhält so eine Anzahl von Referenzsignaturen. Darüber hinaus werden die Proben mit einem Meßgerät, gemäß dem Stand der Technik untersucht, das absolute Meßwerte liefert (z. B. Elektronenmikroskop). Somit erhält man eine Datenbasis welche die Klassifikation der Referenzsignaturen enthält und die eine Zuordnung von fehlerhaften Teilen zu den Beugungs-/Streulichtbildern der Oberflächen von Proben aus der Produktion (Meßsignaturen) ermöglichen. Anhand dieser Datenbasis kann nun ein klassifizierendes System z.B. ein lernfähiges neuronales Netz trainiert werden und in Zukunft selbst eine gut/schlecht Einteilung vornehmen. Die Messungen mit dem Elektronenmikroskop können dann entfallen. Es sind auch feinere Einteilungen in mehrere Klassen (z. B. Richtung der Abweichungen) durchführbar. Darüber hinaus sind Auswirkungen von Abweichungen verschiedener Parameter separierbar und ebenfalls in das Klassifikationsmodell integrierbar (die Datenbasis muß dafür nur groß genug sein, z. B. einige 100 Proben). Mit diesem Verfahren können Proben untersucht werden, die sich aufgrund ihrer Komplexität einer Modellierung verschließen. Gerade dies gilt für typische Produktstrukturen in der Halbleiterfertigung (z. B. bei einem DRAM). Im Falle des Modellierungsverfahrens gemäß dem Stand der Technik müßten unter Umständen spezielle Teststrukturen verwendet werden, die eine Simulation von Parametervariationen erlauben. Dies bedeutet erheblichen zusätzlichen Aufwand in einer Fertigung und kann den Einsatz des Meßverfahrens ausschließen. Für jeden Strukturtyp / für jedes Produkt einer Halbleiterfabrik muß dieses Einlernen der für den Produkttyp charakteristischen Parameter durch Vermessung von Prototypen durchgeführt werden. Übertragungen von einem Produkt zum anderen sind nich möglich. Innerhalb eines Produkttyps sind Parameterabweichungen dann detektierbar. Das gleiche gilt im übrigen auch für den Modellierungsansatz gemäß dem Stand der Technik. Eine weitere interessante Applikation (der Streulichtmessung /Beugungsmessung) ist die Produkterkennung. Naturgemäß unterscheiden sich die Meßsignaturen von einem zum anderen Produkt in der Regel erheblich und eindeutig. Damit wird die Erkennung von Produkten (unterschiedlichen Halbleiterstrukturen) sehr kostengünstig möglich und man kann auf aufwendige Bilderkennung oder Schrifterkennung verzichten bzw. diese ersetzen. Damit verbunden ist ein weiteres Problem in Halbleiterfabriken. Im Falle von fehlgeleiteten Wafern läßt sich nur mit relativ großem Aufwand feststellen, welcher Fertigungsschritt (z. B. ein kleiner Ätzschritt) zuletzt durchgeführt wurde und in welchem Zustand sich die Wafer jetzt befinden. Durch eine Streulicht/Beugungsmessung könnte diese Einordnung in Sekundenbruchteilen getroffen werden, falls einmal vorab die Beugungssignaturen nach jedem Fertigungsschritt aufgenommen und gespeichert wurden. Ein Vergleich (z.B. mit Tabelle, Neuronales Netzwerk) erbringt dann die Zuordnung.
Diese Produkterkennung / Prozeßschrittzuordnung kann mit der Beugungsanalyse nicht nur bei periodischen Strukturen angewendet werden. Auch bei allgemeinen nichtperiodischen (Logik-)Strukturen können charakteristische Intensitätsverläufe auftreten und eine Klassifikation ermöglichen. Diese Erweiterung auf nichtperiodische Strukturen ist auch für die Klassifikation von Parameterabweichungen möglich.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Intensitätskurven von Beugungsbildern mit den Intensitätsverteilungen zu vergleichen, die zuvor mit spezifizierten, optimalen Gitterstrukturen und/oder Produktionsprototypen aufgenommen wurden und durch ein geeignetes Abstandsmaß zu entscheiden, ob die konkret untersuchte Struktur die geforderten Spezifikationen einhält.
Für diese Klassifikation (z.B. Struktur in Ordnung / Prozeß fehlerhaft) ist keine aufwendige Modellbiidung oder die Bestimmung absoluter Gittergrößen erforderlich. Statt dessen werden die Intensitätskurven von Proben, die die Spezifikationen erfüllen
(Prototypen) mit Hilfe eines lernfähigen Systems gespeichert und ein Vergleich mit der aktuellen Meßkurve durchgeführt. Absolute Gittergrößen werden durch Vermessung von Referenzprototypen durch unabhängige Methoden (z.B. Ekehtronenmikroskop) erhalten, die den Referenzsignaturen zugeordnet werden. Ein langwieriger Rechnungsvorlauf entfällt, insbesondere kann eine grobe Einteilung in gut oder schlecht schon mit einer geringen Anzahl Referenzsignaturen vorgenommen werden.
Das beschriebene Verfahren eignet sich speziell für die kontinuierliche Kontrolle von regulären Strukturen, z. B. von Speicherelementen, die zum größten Teil symmetrische Gitterstrukturen aufweisen. Während die bisherigen Verfahren mit numerischen Simulationen hauptsächlich für einfache Teststrukturen geeignet sind, ist das hier vorgeschlagene Konzept direkt auch für komplexe Produktstrukturen anwendbar. Beim Hochfahren der Fertigungslinie fallen genügend Meßdaten aus REM-Untersuchungen für ein Training eines lernfähigen klassifizierenden Systems (z. B. eines neuronalen Netzes oder einer Fuzzy-Logik) an.
Zur Beurteilung der strukturierten Probenoberfläche werden die Intensitätsverläufe mit Kurvenverläufen spezifizierter Proben (Prototypen) verglichen. Mit Hilfe eines lernfähigen Systems, z. B. eines neuronalen Netzes, wird eine Einteilung oder Klassifikation der betreffenden Probenoberfläche vorgenommen (z. B. gut/schlecht). Das neuronale Netz wurde dazu mit einer ausreichenden Anzahl von Beispielstrukturen (Prototypen) trainiert. Nachdem eine fehlerhafte Struktur erkannt wurde kann diese mit den aufwendigen Verfahren des Standes der Technik genau untersucht werden. Der große Vorteil dieses Verfahrens liegt in seiner Einfachheit. Es ist kein hochqualifizierter Fachmann erforderlich, dessen Aufgabe darin besteht, die Probenoberfläche so genau wie möglich zu modellieren und die Streulicht- und Beugungseffekte vorherzusagen, um einen absoluten Meßwert für einen oder mehrere Gitterparameter zu erhalten. Statt dessen gewinnt man sehr schnell und einfach die für die Fertigung wichtige Aussage gut/schlecht oder zumindest eine Warnmeldung. Damit wird das Verfahren auch für Gitterstrukturen effizient anwendbar, die mehrere Periodizitäten in verschiedene Raumrichtungen besitzen (2D-Gitter) und durch Kantenrundungen, Rauhigkeiten oder unbekannte Materialeigenschaften schwierig zu modellieren sind. Natürlich können aber auch wie bei ähnlichen Meßverfahren (oder z. B. bei der Ellipsometrie) durch Simulation und Regression der Modellparameter absolute Meßergebnisse mit dem im Weiteren vorgestellten Meßgerät ermittelt werden.
Als weitere Anwendung der vorliegenden Erfindung kann eine fehlerhafte Justierung der Probe erkannt werden. Eine unbeabsichtigte Verkippung oder Verdrehung der Probe während der Messung stellt eine Änderung des Lichteinfallswinkels dar und führt u. U. zu deutlichen Abweichungen in den Intensitätskurven. In den aus realen Versuchen stammenden Trainingsdaten für ein klassifizierendes neuronales Netzwerk sind solche zufälligen Verkippungen ebenfalls enthalten, so daß das System solche Effekte automatisch berücksichtigt und der konstruktive Aufwand zur Vermeidung und Erkennung solcher Verkippungen relativ klein gehalten werden kann.
Darüber hinaus können die Intensitäten der Beugungsmaxima höherer Ordnung auch für eine korrekte Ausrichtung der Scheibe verwendet werden. Im allgemeinen Fall besitzen die Beugeordnungen rechts und links der direkten Reflexion unterschiedliche Intensität, falls der die Periodizität der Strukturen beschreibende Gittervektor nicht in der Einfallsebene des Lichtstrahls liegt bzw. die Probe verdreht ist. Man erhält somit ein sehr einfaches und empfindliches Mittel, um eine Verdrehung der Scheibe festzustellen, die sich auf die zu messenden Intensitätsverläufe auswirkt und somit das Meßergebnis für die Strukturgrößen verfälschen kann.
Als besonders großer Vorteile des Verfahrens muß hervorgehoben werden, daß verfahrensgemäß keine Modellbildung erforderlich ist, die eine Rückrechnung vom gemessenen Intensitätsverlauf bei einer Probe auf absolute Strukturgrößen dieser Probe gestattet. Für diese Rückrechnung existieren für Strukturen im Allgemeinen keine analytischen Ansätze. Statt dessen müssen vorab möglichst viele denkbare
Parameterkombinationen simuliert und die sich ergebenden Intensitätskurven z. B. in eine Tabelle eingetragen werden. Die Rückrechnung besteht dann im wesentlichen aus einem Vergleich der Tabellenkurven mit der aktuell gemessenen Kurve. Bei komplexen Gitterstrukturen können diese Vorab-Simulationen sehr umfangreich/aufwendig werden und Tage oder Wochen dauern.
Für die Prozeßkontrolle wichtig ist jedoch im wesentlichen eine Kontrolle der Spezifikationen mit der Aussage in Ordnung/ nicht in Ordnung (gegebenenfalls noch eine Information über die Richtung einer Abweichung). Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, nur eine derartige Klassifikation durchzuführen. Dazu muß lediglich eine möglichst eindeutige Signatur für die zu überwachenden Parameter gemessen werden. Dabei muß sichergestellt sein, daß bestimmte Signaturen unverwechselbar bestimmte Oberflächenstrukturen indizieren. Diese Signaturen können z.B. sein:
- die Intensitäten der Beugeordnungen bei variabler Polarisation des Meßstrahls
- die Intensitäten der Beugeordnungen (oder nur des direkten Reflexes) bei Änderung des Einfallswinkels des Meßstrahls
- Meßwerte psi/delta eines Eilipsometers (wobei ggf. eine Parameter wie Polariation, Wellenlänge, Einfallswinkel geändert wird, um mehr Informationen über die Struktur und somit eine möglichst eindeutige Signatur zu erhalten)
- Messungen mit Spektroskopie / Reflektometrie / Thermowellenanalyse / Röntgenspektroskopie: die damit erhältlichen Meßwerte hängen von den Strukturparametern (Linienbreite/Schichtdicke usw.) auf komplexe Weise ab. Absolute Strukturgrößen sind damit nur schwer bestimmbar, eine bloße Unterscheidung zwischen unterschiedlichen Strukturen ist jedoch möglich. Unabhängig vom eigentlichen Meßprinzip ist die Grundlage des Verfahrens die Erzeugung von Meßsignaturen, die eindeutig verschiedenen Gitterparametern zugeordnet werden können.
Im Folgenden wird ein Meßaufbau zur Erzeugung polarisationsabhängiger Signaturen beschrieben. Eine Lichtquelle liefert kohärentes, linear polarisiertes Licht einer Wellenlänge. Alternativ kann unpolarisiert.es Licht durch entsprechende Polarisatoren linear polarisiert werden. Zudem können mehrere Strahlen verschiedener Wellenlänge zu einem Strahl zusammengeführt werden, um eine größere Anzahl an Beugemaxima zu erhalten. Das kohärente Licht kann auch aus einer spektralen Lichtquelle stammen (z. B. einer Xenon-Lampe), wobei mit Hilfe eines Filters verschiedene Wellenlängenbereiche extrahiert werden. Die im weiteren beschreibene Auswertung der von der Oberfläche reflektierten Lichtintensität kann damit zudem in Abhängigkeit der Wellenlänge durchgeführt werden. Mit Hilfe des zusätzlichen Parameters kann die Meßgenauigkeit und die Empfindlichkeit des Verfahrens erhöht werden. Durch ein geeignetes optisches Element (z. B. eine λ/2-Platte) wird der
Polarisationswinkel während der Messung stufenlos oder in kleinen Stufen (motorisch) geändert. Alternativ kann auch ein elektrooptisches Element zur Polarisationsdrehung eingesetzt werden oder die linear polarisierte Lichtquelle (der Laser) wird selbst gedreht. Die Strahlführung erfolgt mit Hilfe von Linsen, Spiegeln und Prismen, wobei deren genaue Anordnung nichts am zugrunde liegenden Meßprinzip ändert. Allerdings müssen die
Einflüsse der optischen Elemente auf den Polarisationswinkel des einfallenden Lichtsstrahls berücksichtigt werden. Die Spiegel, Prismen oder Scheiben können in beliebiger Reihenfolge zwischen Lichtquelle, λ/2-Platte und der zu untersuchenden Probe angebracht sein. Entscheidend ist, daß ein linear polarisierter Lichtstrahl auf die Probenoberfläche trifft, dessen Polarisationswinkel zwischen 0° und 180° variiert wird. Alternativ kann auch ein anderer Winkelbereich zwischen 0° und 360° gewählt werden. Allerdings ergeben Winkel über 180° keine grundsätzlich neue Information, sondern stellen eine Wiederholung der Messung zwischen 0° und 180° dar. Das Meßverfahren kann auch mit elliptisch polarisiertem Licht durchgeführt werden. Wie im linearen Fall wird mit einer λ/2-Platte der Azimutwinkel (Polarisationswinkel) vorgegeben, der die Hauptachse des elliptisch polarisierten Lichts bestimmt. Wiederum mit Hilfe eines geeigneten optischen Elements (z. B. eine λ/4-Platte) entsteht aus linear pola ertem Licht die jeweils geforderte elliptische Polarisation. Um das Rauschen der Lichtquelle zu berücksichtigen wird z. B. mit einer Photodiode die Intensität eines mit einem Strahlteiler (z. B. Prisma oder Strahlplatte) ausgekoppelten Referenzstrahls gemessen. Mit Hilfe einer verstellbaren, während der Messung aber festen Strahlumlenkung wird ein für die jeweilige Probe geeigneter Einfallswinkel realisiert (s. o. zu Strahlführung). Dieser konstante Einfallswinkel des Lichtstrahls auf die Probe stellt einen wichtigen Unterschied zu bisher vorgestellten ähnlichen Meßgeräten dar und vereinfacht den Meßaufbau erheblich.
Bei einem Durchmesser von ca. 0,5 mm trifft der Lichtstrahl i.a. auf mehrere tausend Einzelstrukturen, so daß das Meßergebnis einen Mittelwert der betreffenden Gitterparameter darstellt. Falls gewünscht, kann der Lichtstrahl mit Hilfe einer Optik aufgeweitet werden, um die Zahl der gleichzeitig betrachteten Einzelstrukturen zu erhöhen. Dabei dürfen auch nichtperiodische Strukturen erfaßt werden. Im Fall größtenteils nichtperiodischer Strukturen erhält man mit dem Meßverfahren eine Aussage über die Rauhigkeit bzw. die mittelere Oberflächenbeschaffenheit der Probe. Der Lichtstahl kann auch fokusiert werden, um nur wenige Einzelstrukturen zu bedecken, falls der Bereich periodischer Strukturen klein ist oder weil die Eigenschaften speziell dieser Einzelstrukturen interessieren. Mit Hilfe eines Verfahrtisches können verschiedene Meßpunkte auf einer größeren Probenoberfläche angefahren werden (mapping). Alternativ kann auch die Meßeinheit verfahren und positioniert werden.
Die Gittergrößen bestimmen die vom Reflexionspunkt ausgehende Lichtverteilung. Im einfachsten Fall wird mit einer Photodiode nur die Intensität des direkt reflektierten Strahls in Abhängigkeit vom Polarisationswinkel gemessen. Als Variation kann der reflektierte Strahl wiederum durch einen veränderbaren Polarisator (Analysator) bei bestimmten Polarisationswinkeln untersucht werden. Wie beim einfallenden Lichtstrahl können Spiegel und Prismen zur Strahlführung und Strahlumlenkung eingesetzt werden ohne das Meßprinzip zu beeinflussen. Falls höhere Beugungsordnungen auftreten, können sie ebenfalls mit justierbaren Photodioden gemessen werden. Man erhält pro Meßpunkt einen oder mehrere Kurvenverläufe, die zur Klassifikation oder auch zur absoluten Bestimmung eines Gitterparameters herangezogen werden. Gitterparameter sind dabei Gitterperioden, Linienbreiten, Grabentiefen, Schichtdicken (auch transparente Mehrschichtsysteme), Seitenwandschrägen, Kantenrundungen und Oberflächenrauhigkeiten und Materialeigenschaften (z.B. Brechungsindex). Die Probenoberfläche kann von Metallen (z. B. Aluminium), Halbleitern (z.B. Poly-Silizium) oder Nichtmetallen (z. B. Lacken) bedeckt sein. Der Anwendungsbereich des Meßprinzips bzw. die mögliche Größe der feinen Oberflächenstrukturen hängt von der Wellenlänge der verwendeten elektromagnetischen Strahlung ab: Die Strukturgrößen sollten in der Größenordnung mit der Wellenlänge übereinstimmen.
Im übrigen können auch ortsaufgelöste Meßsysteme, z.B. eine CCD-Kamera (evtl. mit einem dazwischen liegenden Schirm) für die Intensitätserfassung eingesetzt werden. Aufgrund seines einfachen Aufbaus mit feststehenden Komponenten und der
Auswertung eines nur sehr kleinen Streulichtwinkels, eignet sich der vorgeschlagene Aufbau im Gegensatz zu den bisher vorgeschlagenen Linienbreiten-Meßanordnungen für die Integration als in situ bzw. in-line Gerät.
Während in der bekannten Streulichtmessung bei konstanter Polarisation der Lichtquelle der Einfalls- oder der gemessene Ausfallswinkel mit aufwendigen
Meßanordnungen variiert werden, wird hier die kontinuierliche Drehung der linearen Polarisation vorgeschlagen, um die Meßanordnung erheblich zu vereinfachen und den Meßvorgang zu beschleunigen.
Als Meßergebnis erhält man Intensitätsverläufe der Beugeordnungen (im einfachsten Fall nur der 0-ten Beugeordnung) in Abhängigkeit des Polarisationswinkels zwischen 0° und 180°. Der die Richtung der Periodizität angebende Gittervektor darf dazu nicht in der Einfallsebene des Lichtsstrahls liegen, damit konische Beugung auftritt.
Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist jedoch nicht auf die Variation der Polarisation des zur Messung verwendeten Lichtstrahles beschränkt. Ebensogut eignet sich die Variation des Einfallswinkels (lotrechter und/oder azimutaler Winkel) des Lichtstrahles auf die Probe zum Erzeugen unterschiedlicher Beugungsbilder. Eine Einrichtung zur Variation des Einfallswinkels kann z.B. folgendermaßen aussehen.
Es kann die Messanordnung wie in DE 198 24 624 A1 verwendet werden. Der Strahlteiler wird aber durch einen elektrisch geregelt rotierenden Spiegel ersetzt. Der elektrisch geregelt rotierender Spiegel (sog. Galvanometer-Scanner) wird in Verbindung mit einer feststehenden, nicht-planaren Spiegeloberfläche verwendet, um den Einfallswinkel des Meßstrahls für eine 2Θ-Beugungsanalyse eines festen Meßpunkts zu variieren. Eine solche Anordnung ermöglicht das Anfahren großer Winkelstellungen innerhalb von Millisekunden mit einer Genauigkeit von wenigen μrad. Damit kann die Variation des Einfallswinkels innerhalb von einigen zehntel Sekunden durchgeführt werden. Darüber hinaus wird für die Erzeugung unterschiedlicher Einfallswinkel nur ein robustes bewegliches Bauteil (Galvanometer-Scanner) benötigt und somit die Störanfälligkeit reduziert. Die Kosten der verwendeten Komponenten sowie der für den Meßaufbau erforderliche Raumbedarf sind vergleichweise gering. Da die verschiedenen Einfallswinkel sequentiell erzeugt werden, existiert zu jedem Zeitpunkt genau ein einfallender Meßstrahl. Eine Überlagerung von Beugeordnungen tritt somit nicht auf.
Des weiteren wird vorgeschlagen, die Intensitäten der ersten Beugeordnung zur Überprüfung der exakten Ausrichtung der Probenscheibe einzusetzen.
Nur bei einem bestimmten Rotationswinkel der Scheibe auf dem Meßplatz besitzen die beiden Beugungsmaxima erster Ordnung bei konischer Beugung gleiche Intensität. Somit erhält man eine einfache Möglichkeit, den Rotationswinkel, der die Intensitätsverläufe beeinflußt, exakt zu justieren. Die Intensitätsverläufe können konventionell mit Hilfe eines Modells zur Bestimmung absoluter Gittergrößen durch Parameterregression genutzt werden.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschreiben.
Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm einer Vorrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 2 zeigt den Aufbau einer Einrichtung zur Messung von Signaturen innerhalb der Durchführung der Vorrichtung aus Fig. 1 in einer Ausführungsform, bei der die Polarisation des zur Messung verwendeten Lichtes variiert wird;
Fig. 3 stellt einen Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens dar;
Fig. 4 stellt einen Ablaufplan des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer weiteren Ausführungsform dar; und Fig. 5 stellt einen Ablaufplan des Einsatzes des erfindungsgemäßen Verfahrens zur
Produkterkennung dar.
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung 10 zur Kontrolle von Fertigungsprozessen feinstrukturierter Oberflächen in der Halbleiterfertigung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 10 besteht aus einer Einrichtung zur Bereitstellung 12 von
Referenzsignaturen feinstrukturierter Oberflächen, einer Einrichtung zur Messung 14 von mindestens einer Signatur der zu kontrollierenden Probenoberfläche, einem Modul zum Vergleich 16 der gemessenen Signatur mit den Referenzsignaturen und einem Modul zur Klassifikation 18 von Parametern der Probenoberfläche an Hand der Vergleichsergebnisse. Die Einrichtung zur Bereitstellung 12 von Referenzsignaturen ist zur Durchführung einer Messung der Referenzsignaturen durch Messung der Orts- und/oder Intensitätsverteilung von Beugungsbildern an qualitativ spezifizierten Produktionsprototypen ausgestaltet.
Vorrichtung 10 ist in eine Halbleiterfertigungslinie integriert und ermöglicht eine in-situ und in-line Produktionsüberwachung. Dazu werden Produktionsprototypen mit der Einrichtung zur Messung 14 vermessen und es wird von jedem Produktionsprototypen eine Signatur der Probenoberfläche erhalten. Anschließend werden die Produktionsprototypen durch Analyse mit anderen Methoden Parameter quantitativ absolut vermessen und qualitativ spezifiziert. Diese qualitative Spezifizierung umfaßt einen vorbestimmten Klassifikations-Bereich mit sehr guten, guten, noch brauchbaren, mangelhaften und sehr schlechten Klassen. Die Referenzsignaturen werden über Verbindung 20 zu der Einrichtung zur Bereitstellung 12 von Referenzsignaturen übertragen. Die Signaturen, die Klassifikationen und die Parameter werden einander zugeordnet abgespeichert in der Einrichtung zur Bereitstellung 12. Nun ist die Vorrichtung 10 vorbereitet zur Kontrolle von Fertigungsprozessen feinstrukturierter Oberflächen in der Halbleiterfertigung.
Die Kontrolle von Fertigungsprozessen erfolgt nun, indem zu kontrollierende Proben in der Einrichtung zur Messung 14 vermessen werden und jeweils eine Signatur der zu kontrollierenden Probenoberfläche gemessen wird. Die Signatur einer Probe wird über Verbindung 22 und Referenzsignaturen werden über Verbindung 24 an das Modul zum Vergleich 16 der gemessenen Signatur mit den Referenzsignaturen übertragen und in dem Modul zum Vergleich 16 miteinander verglichen. Ergebnisse dieses Vergleichs der Signaturen werden an das Modul zur Klassifikation 18 von Parametern der Probenoberfläche über Verbindung 26 weitergegeben. Das Modul zur Klassifikation 18 erhält von der Einrichtung zur Bereitstellung 12 über Verbindung 28 Klassifikationsdaten und Parameter der Referenzproben, die denjenigen Referenzsignaturen zugeordnet sind, die sich beim Vergleich als relevant herausgestellt haben. Das Modul zur Klassifikation 18 nimmt mit diesen Daten eine Klassifikation der aktuell vermessenen Probenoberfläche vor und bestimmt deren absolute Profilparameter mit Hilfe eines Beugungssimulators.
Fig. 2 zeigt den Aufbau einer Einrichtung zur Messung von Signaturen 14 innerhalb der Vorrichtung 10 aus Fig. 1 in einer Ausführungsform, bei der die Polarisation des zur Messung verwendeten Lichtes variiert wird. Die Einrichtung zur Messung von polarisationsabhängigen Signaturen 30 verfügt über eine Lichtquelle 32, welche mit Strahl 33 kohärentes, linear polarisiertes Licht einer Wellenlänge liefert. Alternativ kann unpolarisiertes Licht durch entsprechende Polarisatoren linear polarisiert werden. Durch einen Polarisator 34 (z. B. eine λ/2-Platte) wird der Polarisationswinkel während der
Messung stufenlos oder in kleinen Stufen (motorisch) geändert. Alternativ kann auch ein elektrooptisches Element zur Polarisationsdrehung eingesetzt werden oder die linear polarisierte Lichtquelle (der Laser) wird selbst gedreht. Ein linear oder elliptisch polarisierter Lichtstrahl 36 trifft auf die Oberfläche der Probe 40, dessen Polarisationswinkel (Azimut) wird bevorzugt zwischen 0° und 180° variiert. Alternativ kann auch ein anderer Winkelbereich zwischen 0° und 360° gewählt werden oder die Messung mit anderen Winkeln wiederholt werden, um die Meßgenauigkeit zu erhöhen. Um das Rauschen der Lichtquelle zu berücksichtigen wird mit Detektor 42, z. B. einer Photodiode, die Intensität eines mit einem Strahlteiler 44 (z. B. Prisma oder Strahlplatte) ausgekoppelten
Referenzstrahls 46 gemessen. Mit Hilfe einer verstellbaren, während der Messung aber festen Strahlumlenkung 48 wird ein für die jeweilige Probe 40 geeigneter Einfallswinkel gewählt. Dieser konstante Einfallswinkel des Lichtstrahls 36 auf die Probe stellt eine Vereinfachung gegenüber denjenigen Meßgeräten dar, die eine Signatur in Abhängigkeit vom Einfallswinkel messen. Mit Hilfe eines Verfahrtisches 50 können verschiedene Meßpunkte auf einer größeren Probenoberfläche angefahren werden.
Die Gittergrößen bestimmen die vom Reflexionspunkt ausgehende Lichtverteilung. Im einfachsten Fall wird mit einem Detektor 52, z.B. einer Photodiode, nur die Intensität des direkt reflektierten Strahls 54 (Spiegelreflex) in Abhängigkeit vom Polarisationswinkel gemessen. Falls höhere Beugungsordnungen auftreten, Nebenreflexe 56, 58, können diese ebenfalls mit justierbaren Detktoren 60, z.B. Photodioden oder eine CCD-Kamera, gemessen werden.
Die Auswertung der Meßdaten und die Steuerung des Systems erfolgen mit einem an die einzelnen Vorrichtungsteile angeschlossenen Rechnersystem, welches ebenfalls das Klassifikationsmodul, bevorzugt das lernfähige System, bestehend aus einem neuronalen Netzwerk beinhaltet. Wird gemäß dem Stand der Technik ein physikalisches Modell für die Simulation der Beugungseffekte verwendet, so können die mit der Anordnung gemessenen Intensitätskurven auch zur Berechnung absoluter Probendaten, insbesondere Profil parameter verwendet werden. Bevorzugt besteht die Einrichtung zur Messung einer polarisationsabhängigen
Signatur 30 aus einer kohärenten elektromagnetischen Strahlungsquelle 32, einer Einrichtung zur stufenlosen oder in kleinen Stufen erfolgenden Drehung der Polarisation 34 der elektromagnetischen Strahlung und mindestens einem elektromagnetischen Strahlungsdetektor 52, 60, wobei kohärente elektromagnetische Strahlung in einem festen Einfallswinkel auf eine feinstrukturierte Probenoberfläche auftrifft und die Orts- und/oder Intensitätsverteilung des durch die Reflexion der Strahlung an der Oberfläche erzeugten Beugungsbildes mit mindestens einem Strahlungsdetektor 52, 60, in Abhängigkeit von der Polarisation der beleuchtenden Strahlung 36 gemessen wird. Die beleuchtende elektromagnetische Strahlung ist wahlweise linear oder elliptisch polarisiert. Ihre Wellenlänge ist im Bereich der Strukturgrößen der Strukturen auf der feinstrukturierten Oberfläche und umfaßt mehrere Wellenlängen oder Wellenlängenbereiche. Die Messung erfolgt entweder in Abhängigkeit von den Wellenlängen oder Wellenlängenbereichen nacheinander oder mit allen Wellenlängen oder Wellenlängenbereichen gleichzeitig. Vorteilhaft stammt das kohärente Licht aus einer Spektrallampe und die verschiedenen Wellenlängenbereiche werden mit einem Filter extrahiert. Bevorzugt besteht die Einrichtung zur stufenlosen oder in kleinen Stufen erfolgenden Drehung der Polarisation der elektromagnetischen Strahlung aus einer λ/2-Platte oder zwei λ/4-Platten oder einem elektrooptischen Element oder einer Einrichtung zur mechanischen Drehung der Lichtquelle selbst.
Vorzugsweise ist die Probe mit der feinstrukturierten Oberfläche auf einem Verfahrtisch fixiert oder die gesamte Meßeinrichtung wird gegenüber der Probe verfahren und Messungen von Orts- und/oder Intensitätsverteilungen von Beugungsbildern werden an verschiedenen Bereichen der Probenoberfläche durchgeführt. Vorteilhaft wird die von der feinstrukturierten Oberfläche reflektierte elektromagnetische Strahlung zusätzlich in Abhängigkeit ihrer Polarisation untersucht.
Fig. 3 zeigt einen Ablaufplan 70 des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Kontrolle von Fertigungsprozessen feinstrukturierter Oberflächen in der Halbleiterfertigung. Das Verfahren besteht aus den Schritten Bereitstellung von Referenzsignaturen 72 feinstrukturierter Oberflächen; Messung von mindestens einer Signatur 74 einer zu kontrollierenden Probenoberfläche; Vergleich 76 der gemessenen Signatur mit den Referenzsignaturen; und Klassifikation 78 von Parametern der Probenoberfläche an Hand der Vergleichsergebnisse, wobei die Bereitstellung der Referenzsignaturen 72 den Schritt Messung der Orts- und/oder Intensitätsverteilung von Beugungsbildern an qualitativ spezifizierten Produktionsprototypen umfasst.
Vorzugsweise werden die Signaturen optisch, durch die Messung von Beugung und/oder Streuung von elektromagnetischer Strahlung an den feinstrukturierten Oberflächen, erzeugt. Der Vergleich der Signatur der Probenoberfläche mit den Referenzsignaturen und deren Klassifikation werden mit Hilfe eines lernfähigen neuronalen Netzwerks und/oder einer Fuzzy-Logik ausgeführt. Die Signaturen werden durch die Vermessung der Intensitätsverteilung von Beugungs- und/oder Streulichtbildern erzeugt unter Variation mindestens eines aus der Gruppe bestehend aus Polarisation, Einfallswinkel und Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung. Die Klassifikation der Probenoberfläche besteht in einer Einteilung in gut oder schlecht und/oder einer Einteilung in feiner abgestufte Qualitätsklassen und/oder der Einordnung zu bestimmten Produktionsfehlern.
Vorteilhaft wird das Verfahren zur Kontrolle der Produktion periodischer Speicherelementstrukturen und/oder nichtperiodischer Logikstrukturen eingesetzt. Die Bereitstellung der Referenzsignaturen umfasst das Erstellen eines Klassifikationssystems mit einer Zuordnung einer Klassifikation der qualitativ spezifizierten Produktionsprototypen zu den Meßdaten der Referenzsignaturen an denselben Produktionsprototypen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Bereitstellung von Referenzsignaturen unterschiedliche Produkte und die Klassifikation von Parametern der Probenoberfläche umfasst die Identifizierung des Produktes der Probe.
Vorzugsweise umfasst die Bereitstellung von Referenzsignaturen unterschiedliche Justierungen derselben Produktionsprototypen und die Klassifikation von Parametern der Probenoberfläche umfasst eine Fehljustierung der Probe.
In Fig. 4 wird das erfindungsgemäße Verfahren durch einen Ablaufplan dargestellt. Die Verfahrensschritte werden in Verfahrensabschnitte Vorlauf 100 und
Produktionsprozessabschnitt 200 eingeteilt. Der Verfahrensabschnitt Vorlauf 100 enthält den Verfahrensschritt Bereitstellung von Referenzsignaturen und beschreibt diesen in Unterschritten. Im Vorlauf 100 (Einlernen des Systems) wird eine genügend große Anzahl der zu untersuchenden Strukturen (Prototypen mit typischen Produktionsabweichungen) vermessen durch Messung der Orts- und/oder Intensitätsverteilung von Beugungsbildern an qualitativ spezifizierten Produktionsprototypen, 101. Man erhält so eine Anzahl von Referenzsignaturen 103. Darüber hinaus werden die Proben mit einem Meßgerät gemäß dem Stand der Technik untersucht 102, das absolute Meßwerte liefert 104 (z. B. Elektronenmikroskop). Die Referenzsignaturen können so den absoluten Meßwerten dieser Proben (Produktionsprototypen) zugeordnet werden. Somit erhält man eine Datenbasis, die eine Zuordnung von fehlerhaften Teilen zu den Beugungs-/Streulichtbildern der Oberflächen von Proben aus der Produktion (Meßsignaturen) ermöglichen. Anhand dieser Datenbasis kann nun z.B. ein neuronales Netz trainiert werden 105 und in Zukunft selbst eine gut/schlecht Einteilung vornehmen. Damit erfolgt eine Bereitstellung von Referenzsignaturen feinstrukturierter Oberflächen für den Produktionsprozessabschnitt 200.
Im Produktionsprozessabschnitt 200 erfolgt zunächst die Messung von mindestens einer Signatur einer zu kontrollierenden Probenoberfläche in 201 durch die Messung von Beugung und/oder Streuung von elektromagnetischer Strahlung an den feinstrukturierten Oberflächen. Die Signaturen werden durch die Vermessung der Intensitätsverteilung von Beugungs- und/oder Streulichtbildern erzeugt unter Variation mindestens eines aus der Gruppe bestehend aus Polarisation, Einfallswinkel und Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung. Anschließend erfolgt der Vergleich der gemessenen Signatur mit den Referenzsignaturen in 202. Dabei wird die Ähnlichkeit der Signatur Referenzsignaturen bewertet und im Normalfall mindestens eine Referenzsignatur als ähnlich identifiziert. Dann erfolgt in 203 die Klassifikation von Parametern der Probenoberfläche an Hand der Vergleichsergebnisse. Erfindungsgemäß wird geschlossen, dass die Probenoberfläche Eigenschaften ähnlich der identifizierten Referenzprobe aufweist und in die gleiche Klasse wie diese einzuordnen ist. Falls keine Referenzsignatur als ähnlich identifiziert wird, so wird erfindungsgemäß geschlossen, dass die Probe fehlerhaft ist. Durch ein geeignetes Abstandsmaß wird entschieden, ob die konkret untersuchte Struktur die geforderten Spezifikationen einhält. Diese Klassifikation der Probenoberfläche erfolgt in einer Einteilung in gut oder schlecht und/oder einer Einteilung in feiner abgestufte Qualitätsklassen und/oder der Einordnung zu bestimmten Produktionsfehlern. Der Vergleich der Signatur der Probenoberfläche mit den Referenzsignaturen und deren Klassifikation werden mit Hilfe eines lernfähigen neuronalen Netzwerks und/oder einer Fuzzy-Logik ausgeführt. Bei Fehlern kann eine genaue Fehleruntersuchung mit absoluten Meßgeräten gemäß dem Stand der Technik durchgeführt werden 204. Diese Fehleranalyse kann zu einer Korrektur des Herstellungsprozesses führen 205. In Fig. 5 wird der Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Produkterkennung durch einen Ablaufplan dargestellt. Die Verfahrensschritte werden in Verfahrensabschnitte Vorlauf 300 und Produktionsprozessabschnitt 400 eingeteilt. Der Verfahrensabschnitt Vorlauf 300 enthält den Verfahrensschritt Bereitstellung von Referenzsignaturen und beschreibt diesen in Unterschritten. Im Vorlauf 300 (Einlernen des Systems) wird eine genügend große Anzahl der zu untersuchenden Strukturen (Verschiedene Produkttypen in verschiedenen Fertigungsstadien und/oder mit verschiedenen Produktionsfehlern) vermessen Messung der Orts- und/oder intensitätsverteilung von Beugungsbildern an qualitativ spezifizierten Produktionsprototypen, 301. Man erhält so eine Anzahl von Referenzsignaturen 303. Anhand dieser Datenbasis kann nun ein neuronales Netz trainiert werden 305 und in Zukunft selbst eine Produkterkennung vornehmen. Damit erfolgt eine Bereitstellung von Referenzsignaturen feinstrukturierter Oberflächen für den Produktionsprozessabschnitt 400.
Im Produktionsprozessabschnitt 400 erfolgt zunächst die Messung von mindestens einer Signatur einer zu kontrollierenden Probenoberfläche in 401 durch die Messung von Beugung und/oder Streuung von elektromagnetischer Strahlung an den feinstrukturierten Oberflächen. Anschließend erfolgt der Vergleich der gemessenen Signatur mit den Referenzsignaturen in 402. Dabei wird die Ähnlichkeit der Signatur Referenzsignaturen bewertet und im Normalfall mindestens eine Referenzsignatur als ähnlich identifiziert. Dann erfolgt in 403 die Klassifikation von Parametern der Probenoberfläche an Hand der Vergleichsergebnisse. Erfindungsgemäß wird geschlossen, dass die Probenoberfläche Eigenschaften ähnlich der identifizierten Referenzprobe aufweist und die Probe als dasselbe Produkt wie diese Referenzprobe identifiziert ist. In diesem Zusammenhang werden verschiedene Herstellungsstadien während der Herstellung einer Produktart als verschiedene Produkte verstanden. Falls keine Referenzsignatur als ähnlich identifiziert wird, so wird erfindungsgemäß geschlossen, dass die Probe fehlerhaft ist. Bei Fehlern kann eine genaue Fehleruntersuchung mit absoluten Meßgeräten gemäß dem Stand der Technik durchgeführt werden 404. Diese Fehleranalyse kann zu einer Korrektur des Herstellungsprozesses führen 405. Mit diesem Verfahren können Produktlose erkannt und Fehlleitungen korrigiert werden. Ausserdem können verschiedene Herstellungsstadien bis der Fertigstellung des Halbleiterprodukts unterschieden werden.
Bezugszeichenliste
Vorrichtung 10 zur Kontrolle von Fertigungsprozessen
Einrichtung zur Bereitstellung 12
Einrichtung zur Messung 14 Modul zum Vergleich 16
Modul zur Klassifikation 18
Verbindung 20
Verbindung 22
Verbindung 24 Verbindung 26
Verbindung 28
Einrichtung zur Messung von polarisationsabhängigen Signaturen 30
Lichtquelle 32,
Strahl 33 Polarisator 34
Lichtstrahl 36
Probe 40
Detektor 42
Strahlteiler 44 Referenzstrahls 46
Strahlumlenkung 48
Verfahrtisches 50
Detektor 52, direkt reflektierten Strahls 54 Nebenreflexe 56, 58
Detktoren 60
Ablaufplan 70
Bereitstellung von Referenzsignaturen 72
Messung von mindestens einer Signatur 74 Vergleich 76
Klassifikation 78 Vorlauf 100
Messung ... von Beugungsbildern an qualitativ spezifizierten Produktionsprototypen, 101
Referenzsignaturen 103 werden die Proben mit einem Meßgerät gemäß dem Stand der Technik untersucht 102 das absolute Meßwerte liefert 104 neuronales Netz trainiert werden 105
Produktionsprozessabschnitt 200
Messung von mindestens einer Signatur einer zu kontrollierenden Probenoberfläche in 201 Vergleich der gemessenen Signatur mit den Referenzsignaturen in 202 in 203 die Klassifikation von Parametern
Fehleruntersuchung mit absoluten Meßgeräten ... durchgeführt werden 204
Korrektur des Herstellungsprozesses führen 205
Vorlauf 300 Messung ... von Beugungsbildern an qualitativ spezifizierten Produktionsprototypen, 301.
Referenzsignaturen 303. ein neuronales Netz trainiert werden 305
Produktionsprozessabschnitt 400
Messung von mindestens einer Signatur einer zu kontrollierenden Probenoberfläche in 401 Vergleich der gemessenen Signatur mit den Referenzsignaturen in 402
403 die Klassifikation von Parametern der Probenoberfläche
Fehleruntersuchung mit absoluten Meßgeräten ... durchgeführt werden 404.
Korrektur des Herstellungsprozesses führen 405.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Kontrolle von Fertigungsprozessen feinstrukturierter Oberflächen in der Halbleiterfertigung, bestehend aus den folgenden Schritten - Bereitstellung von Referenzsignaturen feinstrukturierter Oberflächen
- Messung von mindestens einer Signatur einer zu kontrollierenden Probenoberfläche,
- Vergleich der gemessenen Signatur mit den Referenzsignaturen
- Klassifikation von Parametern der Probenoberfläche an Hand der Vergleichsergebnisse dadurch gekennzeichnet, daß die Bereitstellung der Referenzsignaturen den Schritt
Messung der Orts- und/oder Intensitätsverteilung von Beugungsbildern an qualitativ spezifizierten Produktionsprototypen umfasst.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Signaturen optisch, durch die Messung von Beugung und/oder Streuung von elektromagnetischer Strahlung an den feinstrukturierten Oberflächen, erzeugt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleich der Signatur der Probenoberfläche mit den Referenzsignaturen und deren Klassifikation mit Hilfe eines lernfähigen neuronalen Netzwerks und/oder einer Fuzzy-Logik ausgeführt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Signaturen durch die Vermessung der Intensitäts Verteilung von Beugungs- und/oder Streulichtbildern erzeugt werden unter Variation mindestens eines aus der Gruppe bestehend aus Polarisation, Einfallswinkel und Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung.
5. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Klassifikation der Probenoberfläche in einer Einteilung in gut oder schlecht und/oder einer Einteilung in feiner abgestufte Qualitätsklassen und/oder der Einordnung zu bestimmten
Produktionsfehlern besteht.
6. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren zur Kontrolle der Produktion periodischer Speicherelementstrukturen und/oder nichtperiodischer Logikstrukturen eingesetzt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Bereitstellung der
Referenzsignaturen das Erstellen eines Klassifikationssystems mit einer Zuordnung von qualitativ spezifizierten Produktionsprototypen zu den Meßdaten der Referenzsignaturen an denselben Produktionsprototypen umfasst.
8. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Bereitstellung der Referenzsignaturen das Erstellen eines Klassifikationssystems mit einer Zuordnung der qualitativ spezifizierten Produktionsprototypen und/oder der Meßdaten der Referenzsignaturen der Produktionsprototypen in mindestens zwei Klassen umfasst.
9. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Bereitstellung von Referenzsignaturen unterschiedliche Produkte umfasst und die Klassifikation von Parametern der Probenoberfläche die Identifizierung des Produktes der Probe umfasst.
10. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Bereitstellung von Referenzsignaturen unterschiedliche Justierungen derselben Produktionsprototypen umfasst und die Klassifikation von Parametern der Probenoberfläche eine Fehljustierung der Probe umfasst.
11. Vorrichtung zur Kontrolle von Fertigungsprozessen feinstrukturierter Oberflächen in der Halbleiterfertigung, bestehend aus
- einer Einrichtung zur Bereitstellung von Referenzsignaturen feinstrukturierter Oberflächen
- einer Einrichtung zur Messung von mindestens einer Signatur der zu kontrollierenden Probenoberfläche,
- einem Modul zum Vergleich der gemessenen Signatur mit den Referenzsignaturen
- einem Modul zur Klassifikation von Parametern der Probenoberfläche an Hand der Vergleichsergebnisse dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bereitstellung von Referenzsignaturen zur Durchführung einer Messung der Referenzsignaturen durch Messung der Ortsund/oder Intensitätsverteilung von Beugungsbildern an qualitativ spezifizierten Produktionsprototypen ausgestaltet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung in die Halbleiterfertigungslinie integriert ist und eine in situ- und/oder in-line Produktionsüberwachung ermöglicht.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Messung einer Signatur aus einer kohärenten elektromagnetischen Strahlungsquelle, einer Einrichtung zur stufenlosen oder in kleinen Stufen erfolgenden Drehung der
Polarisation der elektromagnetischen Strahlung und mindestens einem elektromagnetischen Strahlungsdetektor besteht, wobei kohärente elektromagnetische Strahlung in einem festen Einfallswinkel auf eine feinstrukturierte Probenoberfläche auftrifft und die Orts- und/oder Intensitätsverteilung des durch die Reflexion der Strahlung an der Oberfläche erzeugten Beugungsbildes mit mindestens einem Strahlungsdetektor in Abhängigkeit von der Polarisation der beleuchtenden Strahlung gemessen wird.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung im Bereich der Strukturgrößen der Strukturen auf der feinstrukturierten Oberfläche ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Strahlung mehrere Wellenlängen oder Wellenlängenbereiche umfaßt und die Messung entweder in Abhängigkeit von den Wellenlängen oder Wellenlängenbereichen nacheinander oder mit allen Wellenlängen oder Wellenlängenbereichen gleichzeitig erfolgt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das kohärente Licht aus einer Spektrallampe stammt und die verschiedenen Wellenlängenbereiche mit einem Filter extrahiert werden.
17. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur stufenlosen oder in kleinen Stufen erfolgenden Drehung der Polarisation der elektromagnetischen Strahlung aus einer λ/2-Platte oder zwei λ/4-Platten oder einem elektrooptischen Element oder einer Einrichtung zur mechanischen Drehung der Lichtquelle selbst besteht.
18. Vorrichtung nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Probe mit der feinstrukturierten Oberfläche auf einem Verfahrtisch fixiert ist oder die gesamte Meßeinrichtung gegenüber der Probe verfahren wird und Messungen von Orts- und/oder Intensitätsverteilungen von Beugungsbildern an verschiedenen Bereichen der Probenoberfläche durchgeführt werden.
19. Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die von der feinstrukturierten Oberfläche reflektierte elektromagnetische Strahlung zusätzlich in Abhängigkeit ihrer Polarisation untersucht wird.
20. Vorrichtung nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Modul zur
Klassifikation einen Beugungssimulator zur Bestimmung von absoluten Profilparameter aus den gemessenen Signaturen aufweist.
PCT/EP1999/009410 1998-12-04 1999-12-02 Verfahren und vorrichtung zur optischen kontrolle von fertigungsprozessen feinstrukturierter oberflächen in der halbleiterfertigung WO2000035002A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IL14347899A IL143478A (en) 1998-12-04 1999-12-02 Method and device for optically monitoring processes for manufacturing microstructured surfaces in the production of semiconductors
KR10-2001-7006981A KR100431112B1 (ko) 1998-12-04 1999-12-02 반도체 제조시 마이크로 구조화 표면의 제조 프로세스를광학적으로 모니터링하기 위한 방법 및 장치
JP2000587369A JP3654630B2 (ja) 1998-12-04 1999-12-02 半導体製造での微細構造表面の製造プロセスを光学的にコントロールする方法および装置
EP99961050A EP1145303A1 (de) 1998-12-04 1999-12-02 Verfahren und vorrichtung zur optischen kontrolle von fertigungsprozessen feinstrukturierter oberflächen in der halbleiterfertigung
US09/873,230 US7003149B2 (en) 1998-12-04 2001-06-04 Method and device for optically monitoring fabrication processes of finely structured surfaces in a semiconductor production

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19855983 1998-12-04
DE19855983.6 1998-12-04
DE19922614.8 1999-05-17
DE19922614A DE19922614A1 (de) 1998-12-04 1999-05-17 Verfahren und Vorrichtung zur optischen Kontrolle von Fertigungsprozessen feinstrukturierter Oberflächen in der Halbleiterfertigung

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US09/873,230 Continuation US7003149B2 (en) 1998-12-04 2001-06-04 Method and device for optically monitoring fabrication processes of finely structured surfaces in a semiconductor production

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2000035002A1 true WO2000035002A1 (de) 2000-06-15

Family

ID=26050569

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP1999/009410 WO2000035002A1 (de) 1998-12-04 1999-12-02 Verfahren und vorrichtung zur optischen kontrolle von fertigungsprozessen feinstrukturierter oberflächen in der halbleiterfertigung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7003149B2 (de)
EP (1) EP1145303A1 (de)
JP (1) JP3654630B2 (de)
IL (1) IL143478A (de)
WO (1) WO2000035002A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10014816A1 (de) * 2000-03-27 2001-10-11 Deutsche Telekom Ag Verfahren zur Brechzahlbestimmung
WO2003054475A2 (en) * 2001-12-19 2003-07-03 Kla-Tencor Technologies Corporation Parametric profiling using optical spectroscopic systems
WO2003073494A2 (en) * 2002-02-26 2003-09-04 Advanced Micro Devices, Inc. Method of controlling metal etch processes, and system for accomplishing same
US6704920B2 (en) 2000-10-30 2004-03-09 Nova Measuring Instruments Ltd. Process control for micro-lithography
US7173699B2 (en) 1998-03-06 2007-02-06 Kla-Tencor Technologies Corporation Spectroscopic scatterometer system

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7115858B1 (en) 2000-09-25 2006-10-03 Nanometrics Incorporated Apparatus and method for the measurement of diffracting structures
US7225107B2 (en) * 2001-05-24 2007-05-29 Test Advantage, Inc. Methods and apparatus for data analysis
US6898537B1 (en) 2001-04-27 2005-05-24 Nanometrics Incorporated Measurement of diffracting structures using one-half of the non-zero diffracted orders
US6713753B1 (en) 2001-07-03 2004-03-30 Nanometrics Incorporated Combination of normal and oblique incidence polarimetry for the characterization of gratings
US7061615B1 (en) 2001-09-20 2006-06-13 Nanometrics Incorporated Spectroscopically measured overlay target
DE10146944A1 (de) * 2001-09-24 2003-04-10 Zeiss Carl Jena Gmbh Meßanordnung
DE10146945A1 (de) * 2001-09-24 2003-04-10 Zeiss Carl Jena Gmbh Meßanordnung und Meßverfahren
KR20050035153A (ko) * 2001-10-10 2005-04-15 액센트 옵티칼 테크놀로지스 인코포레이티드 단면 분석법에 의한 초점 중심의 결정
US6560751B1 (en) * 2001-11-06 2003-05-06 Sony Corporation Total overlay feed forward method for determination of specification satisfaction
JP3578144B2 (ja) * 2002-01-16 2004-10-20 住友電気工業株式会社 回折型光学部品の光学特性測定装置及び測定方法
US6982793B1 (en) 2002-04-04 2006-01-03 Nanometrics Incorporated Method and apparatus for using an alignment target with designed in offset
US6949462B1 (en) 2002-04-04 2005-09-27 Nanometrics Incorporated Measuring an alignment target with multiple polarization states
EP1527320A1 (de) * 2002-07-12 2005-05-04 Luka Optoscope ApS Vorrichtung und verfahren für die optische messung der topographie von periodischer, beinahe planarer strukturen
US6992764B1 (en) 2002-09-30 2006-01-31 Nanometrics Incorporated Measuring an alignment target with a single polarization state
AU2003302049A1 (en) * 2002-11-20 2004-06-15 Mehrdad Nikoohahad System and method for characterizing three-dimensional structures
WO2004057317A1 (en) * 2002-12-19 2004-07-08 Aminova Vision Technology Aps A method for classifying the quality of a surface
DE10302868B4 (de) * 2003-01-25 2008-07-03 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Bestimmung von Strukturparametern einer Oberfläche mit einem lernfähigen System
US7265364B2 (en) * 2004-06-10 2007-09-04 Asml Netherlands B.V. Level sensor for lithographic apparatus
US7310155B1 (en) * 2004-10-04 2007-12-18 Advanced Micro Devices, Inc. Extraction of tool independent line-edge-roughness (LER) measurements using in-line programmed LER and reliability structures
US20070091325A1 (en) * 2005-01-07 2007-04-26 Mehrdad Nikoonahad Multi-channel optical metrology
US11024527B2 (en) 2005-06-18 2021-06-01 Frederick A. Flitsch Methods and apparatus for novel fabricators with Cleanspace
KR20090041402A (ko) * 2006-07-18 2009-04-28 더 트러스티스 오브 더 유니버시티 오브 펜실바니아 편광을 사용해서 중첩되어 드리워진 그림자 성분들의 분리와 콘트라스트 강화 및 그림자 내의 표적 탐지를 위한 방법
US8699027B2 (en) * 2007-07-27 2014-04-15 Rudolph Technologies, Inc. Multiple measurement techniques including focused beam scatterometry for characterization of samples
TWI462048B (zh) * 2011-08-24 2014-11-21 Inotera Memories Inc 建立蝕刻側寫資料庫的方法
US20140011323A1 (en) * 2012-07-06 2014-01-09 Frederick Flitsch Processes relating to cleanspace fabricators
DE102012022966A1 (de) * 2012-11-21 2014-05-22 Friedrich-Schiller-Universität Jena Verfahren zur Auswertung von durch schmalbandige, kurzwellige, kohärente Laserstrahlung erzeugten Streubildern von Objektiven, insbesondere zur Verwendung in der XUV-Mikroskopie
CN105513985B (zh) * 2014-09-26 2018-08-10 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 光学量测方法
US10067072B2 (en) * 2015-07-10 2018-09-04 Kla-Tencor Corporation Methods and apparatus for speckle suppression in laser dark-field systems
EP3208657A1 (de) * 2016-02-22 2017-08-23 Paul Scherrer Institut Verfahren und system zur hochdurchsatz-defektinspektion unter verwendung des kontrastes im reduzierten räumlichen frequenzbereich
US11867891B2 (en) * 2016-12-22 2024-01-09 Advanced Optical Technologies, Inc. Polarimeter with multiple independent tunable channels and method for material orientation imaging
TWI768092B (zh) * 2017-08-07 2022-06-21 美商克萊譚克公司 用於臨界尺寸量測之檢測導引臨界位點選擇
CN107797391B (zh) * 2017-11-03 2020-04-24 上海集成电路研发中心有限公司 光学邻近校正方法
US11327012B2 (en) * 2018-05-07 2022-05-10 Unm Rainforest Innovations Method and system for in-line optical scatterometry
KR102589004B1 (ko) * 2018-06-18 2023-10-16 삼성전자주식회사 반도체 불량 분석 장치 및 그것의 불량 분석 방법
GB201816526D0 (en) * 2018-10-10 2018-11-28 Univ Nottingham Surface topography sensing

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4964726A (en) * 1988-09-27 1990-10-23 General Electric Company Apparatus and method for optical dimension measurement using interference of scattered electromagnetic energy
EP0874396A2 (de) * 1997-04-25 1998-10-28 Applied Materials, Inc. Methode zur Erfassung der Scheibencharacteristik mit einem Schichtdickenmesser

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60224041A (ja) 1984-04-23 1985-11-08 Toray Ind Inc 生理活性物質の検出方法
JPS61169750A (ja) 1985-01-23 1986-07-31 Hitachi Ltd ウエハパターン欠陥検査装置
JPH0610656B2 (ja) 1986-02-27 1994-02-09 株式会社神戸製鋼所 表面欠陥検出装置
IL99823A0 (en) * 1990-11-16 1992-08-18 Orbot Instr Ltd Optical inspection method and apparatus
US5830611A (en) 1992-03-05 1998-11-03 Bishop; Kenneth P. Use of diffracted light from latent images in photoresist for optimizing image contrast
US5703692A (en) 1995-08-03 1997-12-30 Bio-Rad Laboratories, Inc. Lens scatterometer system employing source light beam scanning means
DE19600423C2 (de) 1996-01-08 2001-07-05 Siemens Ag Elektrisch programmierbare Speicherzellenanordnung und Verfahren zu deren Herstellung
JPH09191032A (ja) 1996-01-11 1997-07-22 Hitachi Ltd プロセス異常監視方法および装置
JP3586970B2 (ja) 1996-05-27 2004-11-10 ソニー株式会社 微細パターンの検査方法および検査装置
US5768192A (en) 1996-07-23 1998-06-16 Saifun Semiconductors, Ltd. Non-volatile semiconductor memory cell utilizing asymmetrical charge trapping
DE19824624A1 (de) 1997-07-23 1999-02-25 Univ Ilmenau Tech Meßanordnung zur optischen Diffraktionsanalyse periodischer Submikrometerstrukturen
US6768165B1 (en) 1997-08-01 2004-07-27 Saifun Semiconductors Ltd. Two bit non-volatile electrically erasable and programmable semiconductor memory cell utilizing asymmetrical charge trapping
US6137570A (en) * 1998-06-30 2000-10-24 Kla-Tencor Corporation System and method for analyzing topological features on a surface

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4964726A (en) * 1988-09-27 1990-10-23 General Electric Company Apparatus and method for optical dimension measurement using interference of scattered electromagnetic energy
EP0874396A2 (de) * 1997-04-25 1998-10-28 Applied Materials, Inc. Methode zur Erfassung der Scheibencharacteristik mit einem Schichtdickenmesser

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BENESCH N., ET AL.: "APPLICATION AND COST ANALYSIS OF SCATTEROMETRY FOR INTEGRATED METROLOGY.", OPTOMECHATRONIC MICRO/NANO DEVICES AND COMPONENTS III : 8 - 10 OCTOBER 2007, LAUSANNE, SWITZERLAND, SPIE, BELLINGHAM, WASH., vol. 3743., 1 January 1999 (1999-01-01), Bellingham, Wash., pages 25 - 32., XP000890150, ISBN: 978-1-62841-730-2, DOI: 10.1117/12.346929 *
BISCHOFF J., ET AL.: "OPTICAL SCATTEROMETRY OF QUARTER MICRON PATTERNS USING NEURAL REGRESSION.", OPTOMECHATRONIC MICRO/NANO DEVICES AND COMPONENTS III : 8 - 10 OCTOBER 2007, LAUSANNE, SWITZERLAND, SPIE, BELLINGHAM, WASH., vol. 3332., 1 January 1998 (1998-01-01), Bellingham, Wash., pages 526 - 537., XP000890149, ISBN: 978-1-62841-730-2, DOI: 10.1117/12.308764 *
BUSHMAN S., FARRER S.: "SCATTEROMETRY MEASUREMENTS FOR PROCESS MONITORING OF POLYSILICON GATE ETCH.", OPTOMECHATRONIC MICRO/NANO DEVICES AND COMPONENTS III : 8 - 10 OCTOBER 2007, LAUSANNE, SWITZERLAND, SPIE, BELLINGHAM, WASH., vol. 3213., 1 January 1997 (1997-01-01), Bellingham, Wash., pages 79 - 90., XP000890146, ISBN: 978-1-62841-730-2, DOI: 10.1117/12.284624 *
COULOMBE S. A., ET AL.: "ELLIPSOMETRIC-SCATTEROMETRIC FOR SUB-0.1 MUM CD MEASUREMENTS.", OPTOMECHATRONIC MICRO/NANO DEVICES AND COMPONENTS III : 8 - 10 OCTOBER 2007, LAUSANNE, SWITZERLAND, SPIE, BELLINGHAM, WASH., vol. 3332., 1 January 1998 (1998-01-01), Bellingham, Wash., pages 282 - 293., XP000890148, ISBN: 978-1-62841-730-2, DOI: 10.1117/12.308737 *
KALLIONIEMI I., SAARINEN J., OJA E.: "OPTICAL SCATTEROMETRY OF SUBWAVELENGTH DIFFRACTION GRATINGS: NEURAL-NETWORK APPROACH.", APPLIED OPTICS, OPTICAL SOCIETY OF AMERICA, WASHINGTON, DC; US, vol. 37., no. 25., 1 September 1998 (1998-09-01), WASHINGTON, DC; US, pages 5830 - 5835., XP000890173, ISSN: 0003-6935, DOI: 10.1364/AO.37.005830 *
MURNANE M. R., ET AL.: "DEVELOPED PHOTORESIST METROLOGY USING SCATTEROMETRY.", OPTOMECHATRONIC MICRO/NANO DEVICES AND COMPONENTS III : 8 - 10 OCTOBER 2007, LAUSANNE, SWITZERLAND, SPIE, BELLINGHAM, WASH., vol. 2196., 1 January 1994 (1994-01-01), Bellingham, Wash., pages 47 - 59., XP000890152, ISBN: 978-1-62841-730-2, DOI: 10.1117/12.174160 *

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7173699B2 (en) 1998-03-06 2007-02-06 Kla-Tencor Technologies Corporation Spectroscopic scatterometer system
DE10014816A1 (de) * 2000-03-27 2001-10-11 Deutsche Telekom Ag Verfahren zur Brechzahlbestimmung
US6967714B2 (en) 2000-03-27 2005-11-22 Nawotec Gmbh Method for determining a refractive index
DE10014816B4 (de) * 2000-03-27 2012-12-06 Nawotec Gmbh Verfahren zur Brechzahlbestimmung
US6704920B2 (en) 2000-10-30 2004-03-09 Nova Measuring Instruments Ltd. Process control for micro-lithography
WO2003054475A2 (en) * 2001-12-19 2003-07-03 Kla-Tencor Technologies Corporation Parametric profiling using optical spectroscopic systems
WO2003054475A3 (en) * 2001-12-19 2003-12-11 Kla Tencor Corp Parametric profiling using optical spectroscopic systems
US7280230B2 (en) 2001-12-19 2007-10-09 Kla-Tencor Technologies Corporation Parametric profiling using optical spectroscopic systems
US7826071B2 (en) 2001-12-19 2010-11-02 Kla-Tencor Corporation Parametric profiling using optical spectroscopic systems
WO2003073494A2 (en) * 2002-02-26 2003-09-04 Advanced Micro Devices, Inc. Method of controlling metal etch processes, and system for accomplishing same
WO2003073494A3 (en) * 2002-02-26 2004-02-26 Advanced Micro Devices Inc Method of controlling metal etch processes, and system for accomplishing same

Also Published As

Publication number Publication date
JP3654630B2 (ja) 2005-06-02
JP2002532696A (ja) 2002-10-02
US7003149B2 (en) 2006-02-21
IL143478A (en) 2005-09-25
IL143478A0 (en) 2002-04-21
US20020051564A1 (en) 2002-05-02
EP1145303A1 (de) 2001-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2000035002A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur optischen kontrolle von fertigungsprozessen feinstrukturierter oberflächen in der halbleiterfertigung
DE112010004023B4 (de) Filmdickenmessvorrichtung und Filmdickenmessverfahren
EP1166090B1 (de) Gerät zur schnellen messung winkelabhängiger beugungseffekte an feinstrukturierten oberflächen
DE112013003491T5 (de) Modellbildungs- und Analyse-Maschine für eine kombinierte auf Röntgenstrahlung und optisch basierte Metrologie
DE102015221697B3 (de) Anordnung zur Bestimmung der Oberflächenbeschaffenheit von Bauteiloberflächen
DE102005063087A1 (de) Streustrahlungsmessungsverfahren mit Abgleich charakteristischer Signaturen
DE102005056916A1 (de) Verfahren zum Gestalten einer Überlagerungs-Markierung
DE112016000853T5 (de) Optische Metrologie mit reduzierter Empfindlichkeit gegenüber Fokus-Fehlern
DE19922614A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur optischen Kontrolle von Fertigungsprozessen feinstrukturierter Oberflächen in der Halbleiterfertigung
DE102021105946A1 (de) Messvorrichtung und Verfahren zur Rauheits- und/oder Defektmessung an einer Oberfläche
DE60315575T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Untersuchung von Oberflächen
DE10224162A1 (de) Streuungsmesser mit einem internen Kalibriersystem
EP3134726B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum erkennen von nickelsulfid-einschlüssen in einer glasplatte
EP3371657B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur charakterisierung eines durch wenigstens einen lithographieschritt strukturierten wafers
DE102004010363B4 (de) Verfahren zur Bestimmung einer örtlichen Variation des Reflektions- oder Transmissionsverhaltens über die Oberfläche einer Maske
EP3325941B1 (de) Anordnung zur bestimmung der permeationsrate einer probe
DE102010029133A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Charakterisierung von pyramidalen Oberflächenstrukturen auf einem Substrat
DE102015217091B4 (de) Anordnung zur Bestimmung der erreichbaren Haftfestigkeit vor Ausbildung einer stoffschlüssigen Verbindung an einer Oberfläche eines Fügepartners
DE10141051A1 (de) Anordnung und Verfahren zur Inspektion von unstruktuierten Wafern
EP2253949A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Detektieren eines optisch ablenkenden und/oder polarisationsdrehenden Fehlers
WO2000077489A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur abbildung von mikroskopisch kleinen teilchen
DE102021116991A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen frequenzabhängiger Brechungsindizes
WO2020099631A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur bestimmung wenigstens eines optischen parameters einer halbleiterstruktur
DE102005048376A1 (de) Simulationsverfahren und Simulationssystem
DE102017201694A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Charakterisierung eines durch wenigstens einen Lithographieschritt strukturierten Wafers

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): IL JP KR US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1999961050

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 143478

Country of ref document: IL

ENP Entry into the national phase

Ref country code: JP

Ref document number: 2000 587369

Kind code of ref document: A

Format of ref document f/p: F

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020017006981

Country of ref document: KR

Ref document number: 09873230

Country of ref document: US

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1020017006981

Country of ref document: KR

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1999961050

Country of ref document: EP

WWG Wipo information: grant in national office

Ref document number: 1020017006981

Country of ref document: KR