DE102007033815A1

DE102007033815A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der relativen Overlay-Verschiebung von übereinander liegenden Schichten

Info

Publication number: DE102007033815A1
Application number: DE102007033815A
Authority: DE
Inventors: Michael Dr. Arnz; Gerd Dr. Klose
Original assignee: Carl Zeiss SMS GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMS GmbH
Priority date: 2007-05-25
Filing date: 2007-07-19
Publication date: 2008-11-27
Also published as: EP2150855A1; US20100208935A1; WO2008145210A1; TW200907611A; EP2150855B1; US8260033B2

Abstract

Es wird bereitgestellt ein Verfahren zum Bestimmen der relativen Overlay-Verschiebung von übereinander liegenden Schichten, mit den Schritten:
a) Bereitstellen eines Referenzbildes mit einem Referenzmuster, das ein erstes und ein zweites Musterelement aufweist,
b) Bereitstellen eines Meßbildes eines Meßmusters, das ein erstes Musterelement aus einer ersten Schicht der Schichten und ein zweites Musterelement aus einer zweiten Schicht der Schichten aufweist,
c) Wichten des Referenz- oder Meßbildes, derart, daß ein gewichtetes erstes Bild erzeugt wird, in dem das erste Musterelement relativ zum zweiten Musterelement verstärkt ist,
d) Ermitteln der relativen Verschiebung des ersten Musterelements anhand des gewichteten ersten Bildes und des im Schritt c) nicht gewichteten Meß- oder Referenzbildes,
e) Wichten des Referenz- oder Meßbildes, derart, daß ein gewichtetes zweites Bild erzeugt wird, in dem das zweite Musterelement relativ zum ersten Musterelement verstärkt ist,
f) Ermitteln der relativen Verschiebung des zweiten Musterelements anhand des gewichteten zweiten Bildes und des im Schritt e) nicht gewichteten Meß- oder Referenzbildes,
g) Bestimmen der relativen Overlay-Verschiebung anhand der in den Schritten d) und f) ermittelten relativen Verschiebungen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen der relativen Overlay-Verschiebung von übereinander liegenden Schichten.
Ein solches Verfahren ist beispielsweise in der US 2005/0037270 A1 beschrieben, bei dem zwei Meßmuster aufgenommen werden, wobei jedes Meßmuster ein erstes Musterelement aus einer ersten der übereinander liegenden Schichten und ein zweites Muster aus einer zweiten der übereinander liegenden Schichten enthält. Danach werden beide Bilder verglichen, wobei für jede Schicht jeweils nach dem entsprechenden Musterelement gesucht, dieses separiert und dann die Lage der Musterelemente in der Ebene ermittelt wird, um daraus die Overlay-Verschiebung abzuleiten.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Bestimmen der relativen Overlay-Verschiebung von übereinander liegenden Schichten bereitzustellen, das einfach durchzuführen ist und eine höhere Genauigkeit liefert. Ferner soll eine entsprechende Vorrichtung zum Bestimmen der relativen Overlay-Verschiebung von übereinander liegenden Schichten bereitgestellt werden.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Bestimmen der relativen Overlay-Verschiebung von übereinander liegenden Schichten, mit den Schritten:

a) Bereitstellen eines Referenzbildes mit einem Referenzmuster, das ein erstes und ein zweites Musterelement aufweist,
b) Bereitstellen eines Meßbildes eines Meßmusters, das ein erstes Musterelement aus einer ersten der übereinander liegenden Schichten und ein zweites Musterelement aus einer zweiten der übereinander liegenden Schichten aufweist,
c) Wichten des Referenz- oder Meßbildes derart, daß ein gewichtetes erstes Bild erzeugt wird, in dem das erste Musterelement relativ zum zweiten Musterelement verstärkt ist,
d) Ermitteln der relativen Verschiebung des ersten Musterelements anhand des gewichteten ersten Bildes und des im Schritt c) nicht gewichteten Meß- bzw. Referenzbildes,
e) Wichten des Referenz- oder Meßbildes derart, daß ein gewichtetes zweites Bild erzeugt wird, in dem das zweite Musterelement relativ zum ersten Musterelement verstärkt ist,
f) Ermitteln der relativen Verschiebung des zweiten Musterelementes anhand des gewichteten zweiten Bildes und des im Schritt e) nicht gewichteten Meß- bzw. Referenzbildes,
g) Bestimmen der relativen Overlay-Verschiebung anhand der in den Schritten d) und f) ermittelten relativen Verschiebungen.

Durch die Wichtung ist es nicht mehr notwendig, im Referenzbild und Meßbild die Musterelemente der beiden Schichten zu separieren. Auch muß aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens die Absolutposition der Musterelemente nicht mehr bestimmt werden, wodurch sich der durch Rauschen bedingte Meßfehler reduzieren läßt. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich somit sehr schnell die gesuchte relative Overlay-Verschiebung ermitteln.
Ferner kann die Ermittlung der relativen Verschiebung in zumindest einem der Schritte d) und f) mittels Kreuzkorrelation durchgeführt werden. In Verbindung mit der Wichtung in den Schritten c) und e) führte dies zu dem Vorteil einer höheren Genauigkeit, da durch die Wichtung ein Übersprechen zwischen den verschiedenen lokalen Maxima der Kreuzkorrelations-Matrix vermieden wird.
Insbesondere kann die Ermittlung der relativen Verschiebung in zumindest einem der Schritte d) und f) iterativ durchgeführt werden. Dies führt zu einer weiteren Erhöhung der Genauigkeit.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn in den Schritten c) und e) jeweils das Referenzbild gewichtet wird.
Insbesondere kann das Referenzbild ein Meßbild eines Meßmusters sein. Auch ist es möglich, das Referenzbild aus den Design-Daten der übereinander liegenden Schichten zu ermitteln.
Bei den übereinander liegenden Schichten handelt es sich insbesondere um Schichten einer Lithographiemaske oder eines Halbleiterwafers.
Es wird ferner bereitgestellt eine Vorrichtung zum Bestimmen der relativen Overlay-Verschiebung von übereinander liegenden Schichten, wobei die Vorrichtung ein Auswertemodul aufweist, das folgende Schritte ausführt:

A) Bereitstellen eines Referenzbildes mit einem Referenzmuster, das ein erstes und zweites Musterelement aufweist,
B) Bereitstellen eines Meßbildes eines Meßmusters, das ein erstes Musterelement aus einer ersten der übereinander liegenden Schichten und ein zweites Musterelement aus einer zweiten der übereinander liegenden Schichten aufweist,
C) Wichten des Referenz- oder Meßbildes derart, daß ein gewichtetes erstes Bild erzeugt wird, in dem das erste Musterelement relativ zum zweiten Musterelement verstärkt ist,
D) Ermitteln der relativen Verschiebung des ersten Musterelements anhand des gewichteten ersten Bildes und des im Schritt C) nicht gewichteten Meß- bzw. Referenzbildes,
E) Wichten des Referenz- oder Meßbildes derart, daß ein gewichtetes zweites Bild erzeugt wird, in dem das zweite Musterelement relativ zum ersten Musterelement verstärkt ist,
F) Ermitteln der relativen Verschiebung des zweiten Musterelementes anhand des gewichteten zweiten Bildes und des im Schritt E) nicht gewichteten Meß- bzw. Referenzbildes,
G) Bestimmen der relativen Overlay-Verschiebung anhand der in den Schritten D) und F) ermittelten relativen Verschiebungen.

Mit dieser Vorrichtung ist ein schnelles und genaues Ermitteln der relativen Overlay-Verschiebung möglich.
Das Auswertemodul kann bei der Ermittlung der relativen Verschiebung in zumindest einem der Schritte D) und F) mittels Kreuzkorrelation durchführen. Damit läßt sich eine äußerst exakte Bestimmung der relativen Overlay-Verschiebung durchführen.
Eine weitere Steigerung der Genauigkeit ist dadurch möglich, daß das Auswertemodul die Ermittlung der relativen Verschiebung in zumindest einem der Schritte D) und F) iterativ durchführt.
Ferner kann das Auswertemodul in den Schritten C) und E) jeweils das Referenzbild Wichten.
Insbesondere ist es möglich, daß das Auswertemodul im Schritt A) ein Meßbild eines Meßmusters als Referenzbild bereitstellt. Es ist jedoch auch möglich, daß das Referenzbild aus Design-Daten der übereinander liegenden Schichten abgeleitet ist. Bei den übereinander liegenden Schichten handelt es sich insbesondere um Schichten einer Lithographiemaske für die Halbleiterherstellung oder eines Halbleiterwafers.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielsweise anhand der beigefügten Zeichnungen, die auch erfindungswesentliche Merkmale offenbaren, noch näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht einer Meßvorrichtung 1 mit einer Ausführungsform der Auswertevorrichtung 9;
2 eine Draufsicht auf die Lithographiemaske 2 von 1;
3 eine vergrößerte Ansicht eines Meßmusters 6 der Lithographiemaske 2;
4 eine vergrößerte Aufnahme eines ersten Meßmusters 6_A ;
5 eine vergrößerte Aufnahme eines zweiten Meßmusters 6_B ;
6 eine Darstellung zur Erläuterung der relativen Overlay-Verschiebung δr →_B,A;
7 eine Darstellung des Referenzbildes RB;
8 eine Darstellung der ersten Wichtung W1;
9 eine Darstellung des gewichteten ersten Referenzbildes RB1;
10 eine Darstellung zur Erläuterung der durchzuführenden Kreuzkorrelation zur Bestimmung der relativen Verschiebung der Rahmen 7;
11 eine Ansicht des Referenzbildes RB;
12 eine Darstellung der zweiten Wichtung W2;
13 eine Darstellung des gewichteten zweiten Referenzbildes RB2;
14 eine Darstellung zur Erläuterung der durchzuführenden Kreuzkorrelation zur Ermittlung der Verschiebung der Quadrate 8;
15 eine Darstellung zur Ermittlung der relativen Overlay-Verschiebung δr →_B,A;
16 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung der iterativen Ermittlung der Verschiebung δr →₁ der Rahmen 7;
17 ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung der iterativen Ermittlung der Verschiebung δr →₂ der inneren Quadrate 8, und
18 eine weitere Ausführungsform eines Meßmusters 6 für drei übereinander liegende Schichten.
In 1 ist schematisch eine Meßvorrichtung 1 zur Vermessung einer Lithographiemaske 2 gezeigt. Die Meßvorrichtung 1 umfaßt eine Aufnahmeeinrichtung 3, mit der Abschnitte der Lithographiemaske 2 vergrößert aufgenommen werden können, eine Positioniereinrichtung 4, die die Position bzw. Lage der Lithographiemaske 2 relativ zur Aufnahmeeinrichtung 3 gesteuert einstellen kann, sowie eine Steuereinrichtung 5 zur Steuerung der Meßvorrichtung 1.
In 2 ist schematisch die Lithographiemaske in Draufsicht gezeigt. Die Lithographiemaske 2 enthält eine Mehrzahl von Meßmustern 6, die nicht maßstabsgerecht sondern deutlich vergrößert in 2 dargestellt sind. Zwischen den Meßmustern 6 sind weitere für die Belichtung relevante Maskenstrukturen, die hier zur Vereinfachung der Darstellung nicht eingezeichnet sind.
In 3 ist eines der Meßmuster 6 nochmals vergrößert dargestellt. Wie insbesondere 3 zu entnehmen ist, umfaßt das Meßmuster 6 einen Rahmen 7 (erstes Musterelement), der in einer ersten Schicht der mehrschichtigen Lithographiemaske 2 ausgebildet ist. Ferner enthält das Meßmuster 6 ein inneres Quadrat 8 (zweites Musterelement), das in einer über der ersten Schicht liegenden zweiten Schicht ausgebildet ist. Mit diesen Meßmustern ist es, wie nachfolgend noch detailliert beschrieben wird, möglich, die Verschiebung der beiden Schichten zueinander (auch Overlay-Verschiebung genannt) zu bestimmen.
Zur Bestimmung der Overlay-Verschiebung werden die Meßmuster 6 nacheinander mittels der Aufnahmeeinrichtung 3 aufgenommen, wobei für jede Aufnahme die Positioniereinrichtung 4 die Lithographiemaske 2 hochgenau relativ zur Aufnahmeeinrichtung 3, die beispielsweise einen CCD-Detektor (nicht gezeigt) zur Bilderfassung aufweisen kann, verfährt und positioniert. Die Bilddaten der einzelnen Aufnahmen werden der Steuereinrichtung 5 zugeführt, die diese Daten an eine erfindungsgemäße Auswertevorrichtung 9 weitergibt.
In 4 ist vergrößert die Aufnahme F1 eines ersten Meßmusters 6_A und in 5 ist vergrößert die Aufnahme F2 eines zweiten Meßmusters 6_IB gezeigt. Um die Meßmuster 6_A und 6_B besser unterscheiden zu können, ist das Meßmuster 6_B gestrichelt dargestellt. Ferner ist bezogen auf die jeweiligen Mittelpunkte 10, 11 des Rahmens 7 und des Quadrates 8 der Versatz der Mittelpunkte 10 und 11 als Verschiebevektor Δr →_A (4) und Δr →_B (5) gezeigt.
Die Mittelpunkte 10 und 11 des Rahmens 7 und des Quadrates 8 sind in den 4 und 5 sowie in allen nachfolgenden Figuren lediglich zur Erläuterung der vorliegenden Verschiebung eingezeichnet und nicht Bestandteil der tatsächlichen Meßmuster 6. Ferner wird zur Vereinfachung der Beschreibung angenommen, daß lediglich Verschiebungen in x- und y-Richtung, jedoch keine Drehungen der Meßmuster auftreten.
Wie in den 4 und 5 angedeutet ist, ist es äußerst schwierig, die Lithographiemaske 2 so zu positionieren, daß die Mitte des Aufnahmefeldes FA, FB (durch den Schnittpunkt der beiden Achsen x, y angedeutet) mit dem Mittelpunkt 10 des Rahmens 7 zusammenfällt. Dieser unerwünschte Versatz ist hier jedoch grundsätzlich nicht von Interesse. Es soll vielmehr die Änderung der Overlay-Verschiebung ermittelt werden, also wie sich die Position des inneren Quadrates 8 relativ zum Rahmen 7 ändert. Diese Änderung entspricht somit der Differenz Δr →_B – Δr →_A und wird nachfolgend als relative Overlay-Verschiebung δr →_B,A bezeichnet (was der relativen Verschiebung der beiden Schichten der Lithographiemaske 2 entspricht). Die relative Overlay-Verschiebung δr →_B,A ist in 6 vergrößert dargestellt. Um diese relative Overlay-Verschiebung δr →_B,A zu ermitteln, führt die Auswertevorrichtung 9 das nachfolgend beschriebene Auswerteverfahren durch.
Zunächst wird eine der beiden Aufnahmen von 4 und 5 als Referenzbild RB festgelegt. Da die absoluten Abweichungen in der Aufnahme von 4 geringer sind als in 5 wird die Aufnahme von 4 als Referenzbild RB ausgewählt (7). Dieses Auswählen kann beispielsweise mit bekannten Mustererkennungsverfahren durch die Auswertevorrichtung automatisch durchgeführt werden.
Das Referenzbild RB wird mit der schematisch in 8 dargestellten Wichtung W1 gewichtet, wobei die Wichtung W1 rechnerisch auf das Referenzbild RB gelegt wird. Die Wichtung W1 ist dabei so vorgegeben, daß Bereiche des Referenzbildes RB, die mit den schraffierten Bereichen 12 und 13 zusammenfallen, im Referenzbild RB unterdrückt werden, und Bereiche, die mit dem zwischen den schraffierten Bereichen 12 und 13 liegenden Rahmenbereich 14 zusammenfallen, nicht verändert werden. Damit wird ein gewichtetes erstes Referenzbild RB1 erzeugt (9), in dem im wesentlichen nur noch der Rahmen 7_A vorhanden ist (Elemente des gewichteten ersten Referenzbildes RB1 sind mit dem Index 1 bezeichnet). Dadurch wurde der Rahmen 7 gegenüber dem inneren Quadrat 8 verstärkt. In diesem Fall wurden in dem gewichteten ersten Referenzbild RB1 die mit den schraffierten Bereichen 12 und 13 der Wichtung W1 zusammenfallende Bereiche auf einen passenden Farbwert oder passende Farbwerte gesetzt, so daß im gewichteten ersten Referenzbild RB1 das innere Quadrat 8 nicht mehr vorhanden ist und gleichzeitig möglichst keine zusätzlichen Unstetigkeiten im Farbverlauf eingeführt werden. Bei dem Farbverlauf kann es sich insbesondere um einen Grauwerteverlauf handeln.
Wie in 10 angedeutet ist, wird eine Kreuzkorrelation zwischen dem gewichteten ersten Referenzbild RB1 und dem Meßbild von 5 durchgeführt, um die Verschiebung des Mittelpunktes 10_A des Rahmens 7_A des ersten gewichteten Referenzbildes RB1 zum Mittelpunkt 10 des Rahmens 7 des Meßbildes 6_B zu ermitteln. Diese Verschiebung ist in 10 als Pfeil δr →₁ eingezeichnet.
In einem nächsten Schritt wird das Referenzbild RB (11) mit der Wichtung W2 (12) gewichtet, wobei die Wichtung W2 rechnerisch auf das Referenzbild RB gelegt wird. Die Wichtung W2 unterscheidet sich von der Wichtung W1 derart, daß nun das innere Quadrat 8 gegenüber dem Rahmen 7 hervorgehoben wird. Dazu ist der schraffierte Bereich 15 so gewählt, daß entsprechende Bereiche des Referenzbildes RB auf einen passenden Farbwert oder passende Farbwerte gesetzt werden und wiederum möglichst keine zusätzlichen Unstetigkeiten im Farbverlauf (z. B. Grauwerteverlauf) eingeführt werden. Der vom schraffierten Bereich 15 umgebene quadratische Innenbereich 16 ist so gewählt, daß Bilddaten des Referenzbildes RB, die mit diesem Bereich 16 zusammenfallen, im Referenzbild RB nicht verändert werden. Somit wird ein gewichtetes zweites Referenzbild RB2 (13) erzeugt (Elemente des gewichteten zweiten Referenzbildes RB2 sind mit dem Index 2 bezeichnet).
Mittels einer Kreuzkorrelation zwischen dem gewichteten zweiten Referenzbild RB2 und dem Meßbild 6_B wird die Verschiebung des Mittelpunktes 11_A des inneren Quadrates 8_A des gewichteten zweiten Referenzbildes RB2 zum inneren Quadrat 8 des Meßbildes 6_B ermittelt. Diese Verschiebung ist in 14 als Pfeil δr →₂ eingezeichnet.
Die Differenz dieser ermittelten relativen Verschiebungen δr →₂ – δr →₁ ist, wie in 15 vergrößert angedeutet ist, gleich der gesuchten relativen Overlay-Verschiebung δr →_B,A.
Somit kann aus zwei Bildern ohne eine Absolutmessung die gewünschte relative Overlay-Verschiebung δr →_B,A ermittelt werden.
Die beschriebenen Schritte zur Ermittlung der relativen Verschiebungen δr →₁ und δr →₂ können in umgekehrter Reihenfolge (zuerst wird δr →₂ und danach wird δr →₁ bestimmt) oder auch gleichzeitig durchgeführt werden.
Bei dem Referenzbild RB muß es sich nicht um ein Meßbild handeln. Es ist auch möglich, daß das Referenzbild aus den Design-Daten für die zu untersuchende Lithographiemaske 2 generiert wird.
Ferner ist es möglich, das Referenzbild RB beispielsweise durch Mittelung einer Vielzahl von aufgenommenen Meßbilder zu erzeugen.
Zur Erhöhung der Genauigkeit kann das beschriebene Verfahren auch iterativ durchgeführt werden, was nachfolgend in Verbindung mit 16 und 17 beschrieben wird.
Zunächst wird im Schnitt S11 (16) die durchzuführende Verschiebung δx₁ und δy₁ in x- und y-Richtung des gewichteten ersten Referenzbildes RB1 auf Null gesetzt werden.
Danach wird im Schnitt S12 (in gleicher Weise, wie in Verbindung mit 7 bis 9 beschrieben wurde) das gewichtete erste Referenzbild RB1 erzeugt.
Im folgenden Schritt S13 wird das gewichtete erste Referenzbild RB1 in x-Richtung um δx₁ und in y-Richtung um δy₁ intrinisch verschoben. Unter einer intrinischen Verbindung wird hier verstanden, daß die Bildinformationen, die bei der Verschiebung über den Bildrand hinaus geschoben werden, auf der gegenüberliegenden Bildrandseite wiederum ins Bild hinein geschoben werden. Wenn z. B. ein Bildabschnitt über den rechten Bildrand hinaus geschoben wird, wird der Bildabschnitt vom linken Bildrand wieder ins Bild hinein geschoben.
Darauf folgt eine Kreuzkorrelation zwischen dem verschobenen, gewichteten ersten Referenzbild RB1 und dem Meßbild 6_B (Schritt S14). Die Werte für δx und δy, bei der die Kreuzkorrelation maximal wird (= beste Übereinstimmung), werden ermittelt und im Schritt S15 zu den vorliegenden δx₁ und δy₁ addiert. Ferner wird noch die Verschiebelänge δr berechnet.
Im Schritt S16 wird überprüft, ob die Verschiebelänge δr kleiner ist als ein vorbestimmter Grenzwert ε. Wenn dies nicht der Fall ist, wird das Verfahren mit Schritt S13 fortgeführt. Wenn jedoch die Verschiebelänge δr kleiner als der Grenzwert ist, wird das Verfahren mit Schritt S17 fortgesetzt, in dem der Verschiebevektor δr →₁ berechnet wird.
Auch die Bestimmung des Verschiebevektors δr →₂ kann in gleicher Weise iterativ ermittelt werden. In 17 sind die entsprechenden Schritte S21–S27 dargestellt. Der Grenzwert ε im Schritt S26 kann gleich oder auch verschieden zum Grenzwert ε im Schritt S16 sein.
Aus den so iterativ ermittelten relativen Verschiebungen δr →₁ und δr →₂ kann dann die gesuchte relative Overlay-Verschiebung δr →_B,A abgeleitet werden. Durch das iterative Verfahren läßt sich die relative Overlay-Verschiebung mit höherer Genauigkeit bestimmten.
Ferner ist das Verfahren auf Meßmuster anwendbar, die Strukturen aus mehr als zwei Schichten aufweisen. In 18 ist ein Beispiel für drei Schichten angegeben. Dieses Meßmuster 6 enthält einen äußeren Rahmen 20 aus einer ersten Schicht, einen inneren Rahmen 21 aus einer zweiten Schicht, die auf der ersten Schicht liegt, und ein inneres Quadrat 22 aus einer dritten Schicht, die auf der zweiten Schicht liegt. Die Wichtung des Referenzbildes wird dann so durchgeführt, daß nur ein Element (äußerer Rahmen 20, innerer Rahmen 21 oder inneres Quadrat 22) hervorgehoben und die restlichen Elemente unterdrückt werden. Mittels einer Kreuzkorrelation kann dann die entsprechende Relativverschiebung der Elemente ermittelt und aus den Relativverschiebungen können dann die relativen Overlay-Verschiebungen der einzelnen Schichten ermittelt werden.
Natürlich müssen die Musterelemente der Meßmuster 6 nicht als Rahmen und Quadrat ausgebildet sein. Es können auch jegliche andere geometrische Formen verwendet werden, anhand derer die Relativverschiebungen zur Bestimmung der relativen Overlay-Verschiebung ermittelt werden können. Insbesondere können die Musterelemente als n-seitiges Polygon (z. B. ein regelmäßiger Polygon) ausgebildet sein.
Ferner kann beim erfindungsgemäßen Verfahren auch eine relative Verdrehung der Musterelemente und somit der Schichten bestimmt werden.
Das Meßmuster kann zur Bestimmung der relativen Overlay-Verschiebung bei der Lithographiemaske extra vorgesehen sein und bei der Belichtung des Wafers nicht zur Erzeugung einer Struktur auf dem Wafer dienen. Es ist jedoch auch möglich, Maskenstrukturen der Lithographiemaske, die zur Erzeugung von Strukturen auf dem Wafer dienen, auch gleich als Meßmuster zu nutzen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 2005/0037270 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Bestimmen der relativen Overlay-Verschiebung von übereinander liegenden Schichten, mit den Schritten: a) Bereitstellen eines Referenzbildes mit einem Referenzmuster, das ein erstes und ein zweites Musterelement aufweist, b) Bereitstellen eines Meßbildes eines Meßmusters, das ein erstes Musterelement aus einer ersten Schicht der Schichten und ein zweites Musterelement aus einer zweiten Schicht der Schichten aufweist, c) Wichten des Referenz- oder Meßbildes derart, daß ein gewichtetes erstes Bild erzeugt wird, in dem das erste Musterelement relativ zum zweiten Musterelement verstärkt ist, d) Ermitteln der relativen Verschiebung des ersten Musterelements anhand des gewichteten ersten Bildes und des im Schritt c) nicht gewichteten Meß- oder Referenzbildes, e) Wichten des Referenz- oder Meßbildes derart, daß ein gewichtetes zweites Bild erzeugt wird, in dem das zweite Musterelement relativ zum ersten Musterelement verstärkt ist, f) Ermitteln der relativen Verschiebung des zweiten Musterelementes anhand des gewichteten zweiten Bildes und des im Schritt e) nicht gewichteten Meß- oder Referenzbildes, g) Bestimmen der relativen Overlay-Verschiebung anhand der in den Schritten d) und f) ermittelten relativen Verschiebungen.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Ermittlung der relativen Verschiebung in zumindest einem der Schritte d) und f) mittels einer Kreuzkorrelation durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Ermittlung der relativen Verschiebung in zumindest einem der Schritte d) und f) iterativ durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, bei dem in den Schritten c) und e) jeweils das Referenzbild gewichtet wird.
Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, bei dem im Schritt a) als Referenzbild ein Meßbild eines Meßmusters bereitgestellt wird.
Vorrichtung zum Bestimmen der relativen Overlay-Verschiebung von übereinander liegenden Schichten, wobei die Vorrichtung ein Auswertemodul (9) aufweist, das folgende Schritte ausführt: A) Bereitstellen eines Referenzbildes mit einem Referenzmuster, das ein erstes und zweites Musterelement aufweist, B) Bereitstellen eines Meßbildes eines Meßmusters, das ein erstes Musterelement aus einer ersten Schicht der Schichten und ein zweites Musterelement aus einer zweiten Schicht der Schichten aufweist, C) Wichten des Referenz- oder Meßbildes derart, daß ein gewichtetes erstes Bild erzeugt wird, in dem das erste Musterelement relativ zum zweiten Musterelement verstärkt ist, D) Ermitteln der relativen Verschiebung des ersten Musterelements anhand des gewichteten ersten Bildes und des im Schritt C) nicht gewichteten Meß- oder Referenzbildes, E) Wichten des Referenz- oder Meßbildes derart, daß ein gewichtetes zweites Bild erzeugt wird, in dem das zweite Musterelement relativ zum ersten Musterelement verstärkt ist, F) Ermitteln der relativen Verschiebung des zweiten Musterelementes anhand des gewichteten zweiten Bildes und des im Schritt E) nicht gewichteten Meß- oder Referenzbildes, G) Bestimmen der relativen Overlay-Verschiebung anhand der in den Schritten D) und F) ermittelten relativen Verschiebungen.
Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei das Auswertemodul (9) die Ermittlung der relativen Verschiebung in zumindest einem der Schritte D) und F) mittels einer Kreuzkorrelation durchführt.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Auswertemodul (9) die Ermittlung der relativen Verschiebung in zumindest einem der Schritte D) und F) iterativ durchführt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6–8, wobei das Auswertemodul (9) in den Schritten C) und E) jeweils das Referenzbild wichtet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6–9, wobei das Auswertemodul (9) im Schritt A) als Referenzbild ein Meßbild eines Meßmusters bereitstellt.