DE19860704B4

DE19860704B4 - Verfahren zur Überprüfung zumindest eines Teils eines Halbleiterwafers mit einem Rasterelektronenmikroskop

Info

Publication number: DE19860704B4
Application number: DE19860704A
Authority: DE
Inventors: Chung-Sam Suwon Jun; Jeong-kon Suwon Kim; Sang-moon Sungnam Chon; Sang-bong Suwon Choi
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 1998-06-13
Filing date: 1998-12-30
Publication date: 2009-07-30
Anticipated expiration: 2018-12-31
Also published as: KR100295057B1; JP4522503B2; GB9827562D0; FR2779829A1; KR20000005632A; GB2338297B; DE19860704A1; IL127356A0; TW402769B; CN1239321A; CN1213469C; IL127356A; JP2000058608A; FR2779829B1; SG83111A1; GB2338297A

Abstract

Verfahren zur Überprüfung zumindest eines Teils eines Halbleiterwafers mit folgenden Verfahrensschritten:
– Einlesen von Bilddaten eines Rasterelektronenmikroskops (100) für den Teil des Halbleiterwafers;
– Identifizierung von Bilddaten für ein Merkmal des Halbleiterwafers aus den Daten für den Teil des Halbleiterwafers;
– Berechnung eines dem Merkmal zugeordneten Parameters aus den Bilddaten des Merkmals;
– Vergleich des Parameters mit einem Bereich von zu akzeptierenden Parameterwerten;
– Klassifizierung des Merkmals entsprechend dem Vergleich mit den zu akzeptierenden Parameterwerten;
gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
– auf das Bild des Rasterelektronenmikroskops (100) für den überprüfenden Teil des Halbleiterwafers wird ein Gitter mit Gitterachsen überlagert, die eine Vielzahl von Maschen definieren, wobei jede Masche eine vorgegebene Anzahl von Pixeln aufweist, so dass jede Masche oder ausgewählte Maschen eine vorbestimmte Anzahl von gleichzeitig zu analysierenden Merkmalen umfasst; wobei
– durch Einstellen der Abstände der Gitterachsen die Anzahl der Pixel...

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft die Überprüfung von Halbleiterbauelementen. Sie betrifft insbesondere die Erfassung fehlerhafter Kontakte, wie zum Beispiel nicht offene Kontaktöffnungen, unter Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops.
Hintergrund der Erfindung
Integrierte Schaltkreise werden so hergestellt, daß zuerst diskrete Halbleiterbauelemente in Siliziumwafern ausgebildet werden. In den Bauelementen wird nun in mehreren Ebenen ein metallisches Verbindungsnetz ausgebildet, das zu den aktiven Teilen der Bauelemente einen Kontakt herstellt und sie zur Erzeugung der gewünschten Schaltungen miteinander verbindet. Die Verbindungsschichten werden wie folgt gebildet: Abscheiden einer isolierenden Schicht über den diskreten Bauelementen, Strukturieren und Ätzen von Kontaktöffnungen in diese Schicht und Abscheiden eines leitenden Materials in diese Öffnungen. Über der isolierenden Schicht wird nun typischerweise eine leitende Schicht aufgebracht. Die leitende Schicht wird nun strukturiert und geätzt, um zur Bildung einer ersten Schaltungsebene Verbindungen zwischen den Kontakten der Bauelemente herzustellen. Durch Erzeugung einer Schaltung mit mehreren Ebenen werden die folgenden Verfahrensschritte wiederholt durchgeführt: Abscheidung einer isolierenden Schicht, Bildung von Kontaktöffnungen oder Durchkontaktierungen, Bildung von leitenden Materialschichten, Strukturierung, usw.
In Abhängigkeit von der Komplexität der integrierten Gesamtschaltung sind typischerweise mehrere metallische Ebenen, zum Beispiel zwei bis vier Ebenen, erforderlich, um die nötigen Verbindungen zu erzeugen und diese Verbindungen mit Kontaktstellen zu verbinden, die einen externen Anschluß an die fertiggestellte Schaltung ermöglichen. Eine hohe Dichte an integrierten Schaltungen mit Abmessungen im Submikrometerbereich macht eine außerordentlich genaue Steuerung der Abmessungen erforderlich. Es werden sehr empfindliche Überwachungsverfahren zur Untersuchung der Verbindungsstruktur und/oder der Kontaktöffnungen benötigt, um die Genauigkeit der Abmessungen und die Fehlerlosigkeit der Struktur des Entwurfs zu gewährleisten. Diese Anforderungen werden mit zunehmender Dichte und Miniaturisierung der Schaltkreise strenger, wie zum Beispiel bei der Massenproduktion von Halbleiterspeicherbauelementen, wie 64 M DRAMs oder 256 M DRAMs, für die gegenwärtig tpyischerweise Schaltkreisabmessungen von 0,25 bis 0,30 μm erforderlich sind.
Die Überprüfung von Kontaktöffnungen auf ihren Zustand, wie zum Beispiel auf einen nicht offenen oder nicht freien Zustand, wird zunehmend wichtiger, da sich das Seitenverhältnis (AIR) von Kontaktöffnungen, d. h. das Verhältnis ihrer Tiefe zu ihrem Durchmesser, mit zunehmendem Bedarf an höheren Dichten bei den Bauelementen erhöht hat. Ein herkömmliches Lichtmikroskopierverfahren mit einer Wellenlänge von 488 nm im sichtbaren Bereich ist jedoch im Hinblick auf die Überprüfung der inneren Struktur der Kontaktöffnungen technisch begrenzt, da es zur Überprüfung der inneren Struktur der Kontaktöffnungen mit einer Abmessung von 200 nm oder weniger, eine zu geringe Auflösung besitzt. Mit der Lichtmikroskopie lassen sich auch keine Lichtfleckgrößen von 1 μm oder weniger erzeugen. Zum Stand der Technik wird auf die folgenden Druckschriften verwiesen:

JP 07220077 A
JP 10074813 A
JP 06347246 A
US 5 544 256 A
US 5 493 116 A
JP 06295330 A
EP 0 441 375 A2
US 5 479 535 A
DE 197 02 862 A1
JP 61124810 A

Die verschiedenen Dokumente beschreiben Verfahren zur Überprüfung eines Halbleiterwafers, wobei auch Rasterelektronenmikroskope zum Einsatz gelangen.
Die aus dem Dokument JP 07220077 A bekannten Merkmale sind im Oberbegriff von Anspruch 1 zusammengefasst.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Überprüfungsverfahrens für fehlerhafte Kontakte oder Kontaktierungsfehler, mittels welchem eine genaue Überprüfung mittels digitalisierter Werte auf Kontaktbildern und nicht durch das bloße Auge oder durch das Mikroskop ermöglicht wird, und durch welches sich die Nachteile des Standes der Technik vermeiden lassen. Die Erfindung soll vorteilhaft auch zur Erfassung von Kontaktierungsfehlern bei Kontakten mit einem großen Seitenverhältnis, das heißt einem großen Verhältnis zwischen der Tiefe und dem Durchmesser eines Kontaktes anwendbar sein und sich insbesondere durch eine hohe Schnelligkeit und die Eignung für die Anwendung bei der Massenproduktion auszeichnen und bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen eine größere Ausbeute ermöglichen. Vorteilhaft soll eine fehlerhafte Fotoresiststruktur nach einem Entwicklungsverarbeitungsschritt bei einem Fotolithographieverfahren ermöglicht werden.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
Erfindungsgemäß werden die Bilddaten eines Rasterelektronenmikroskops (SEM = Scanning Electron Microscop) für den Teil des Halbleiterlasers gelesen. Von diesen SEM-Bilddaten werden Bilddaten für ein bestimmtes Merkmal oder eine bestimmte Eigenschaft des Wafers identifiziert. Ein mit diesem Merkmal zusammenhängender Parameter wird berechnet und mit einem Bereich an noch zu akzeptierenden Werten für diesen Parameter verglichen. Basierend auf diesem Vergleich zwischen dem Parameter und dem noch zu akzeptierenden Wertebereich läßt sich das Merkmal klassifizieren.
Bei einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird als Computerparameter die Abmessung oder die Größe des Merkmals verwendet.
Wenn das Merkmal beispielsweise eine Kontaktöffnung in einer integrierten Schaltung ist, ist der Parameter beispielsweise der Durchmesser der Öffnung gemessen in Bilddatenpixel. Eine bestimmte Kontaktöffnung kann beispielsweise dadurch bestimmt werden, daß sie eine Breite von 20 Pixel besitzt. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kann als Parameter eine durchschnittliche Pixelintensität für Pixel verwendet werden, die innerhalb des Merkmals liegen. Wenn das Merkmal eine Kontaktöffnung ist, wird als Parameter beispielsweise der Mittelwert der Pixelintensitäten für die Pixel verwendet, die der Kontaktöffnung zugeordnet sind. Wenn der gemessene Parameter innerhalb eines Bereiches von zu akzeptierenden Werten für diesen Parameter liegt, wird das Merkmal als akzeptabel klassifiziert. Wenn der Parameter außerhalb dieses Bereiches an zu akzeptierenden Werten für diesen Parameter liegt, wird das Merkmal als fehlerhaft klassifiziert. Wenn das Merkmal eine Kontaktöffnung ist, wird die Öffnung als fehlerhaft erfaßt, wenn sie beispielsweise nicht offen ist.
Bei einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel werden für das Merkmal zwei Parameter berechnet. Die zwei Parameter können beispielsweise eine Abmessung eines Merkmals, wie zum Beispiel eine Kontaktöffnung, sein, gemessen in Pixel, die dem Merkmal zugeordnet sind. Der zweite Parameter kann die durchschnittliche oder mittlere Pixelintensität der dem Merkmal zugeordneten Pixel sein. Beide Parameter werden mit vorbestimmten Bereichen an zu akzeptierenden Werten für diese Parameter verglichen. Wenn beide Parameter gleichzeitig innerhalb ihres jeweiligen Bereiches an zu akzeptierenden Werten liegen, wird das Merkmal, wie zum Beispiel eine Kontaktöffnung, bei einem Ausführungsbeispiel als akzeptabel klassifiziert. Eine Kontaktöffnung ist unter diesen Umständen als offen, richtig gemessen und richtig geformt klassifizierbar. Der Zusammenhang zwischen den Parametern und ihren entsprechenden Bereichen kann dazu verwendet werden, das Merkmal in eine von mehreren Kategoriearten einzuordnen. Die Parameter können in Abhängigkeit davon, ob sie unterhalb, innerhalb oder oberhalb eines noch zu akzeptierenden Wertebereichs liegen, zur Klassifizierung eines Merkmals verwendet werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel werden die SEM-Bilddaten sowohl von Sekundärelektronen als auch von höher energetischen zurückgestreuten Elektronen in dem Rasterelektronenmikroskop erzeugt. Die Datenwerte werden digitalisiert und können in Form von digitalisierten Grauskalenpixelpegel oder Pixelniveaus oder farbcodierten Pixelwerten vorliegen.
Bei einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird zur Charakterisierung des zu überprüfenden Merkmals eine Gitter- oder Maschenstruktur verwendet, wobei zur Charakterisierung beispielsweise die Position und/oder die Abmessungen des zu überprüfenden Merkmals bestimmt wird. Die Gitter- oder Maschenstruktur umfaßt typischerweise zwei orthogonal aufeinanderstehende Achsen, die dem Bild des zu analysierenden Waferteils überlagert werden. Alternativ hierzu können die Gitterachsen eine beliebige geometrische Abhängigkeit voneinander aufweisen, d. h., daß sie beispielsweise dreieckig, trapezförmig, usw. verlaufen können. Bei einem Ausführungsbeispiel wird durch das Gitterlokalisierungsverfahren die Position, die Form und/oder die periodische Struktur des Merkmals bestimmt, indem die Pixelwerte entlang einer Linie analysiert werden, die parallel zu einer der orthogonalen Achsen verläuft, die sukzessive bei Pixelpositionen entlang der anderen orthogonalen Achse positioniert wird. Das Gitterverfahren kann beispielsweise die Positionierung einer vertikalen Linie bei mehreren horizontalen Pixelpositionen und das Hinzuaddieren der vertikalen Pixelintensitätswerte an der jeweiligen horizontalen Stelle umfassen. Die aufsummierten Intensitäten können an der jeweiligen horizontalen Stelle verglichen werden, um eine Zunahme der Intensität feststellen zu können, die als Hinweis für das Vorhandensein eines Merkmals, wie zum Beispiel eine Kontaktöffnung, verwendet wird. Dieses Verfahren kann für mehrere Pixelpositionen in einer Dimension oder Richtungwiederholt werden. Es kann dann in der senkrecht hierzu stehenden Richtung wiederholt werden, so daß die Struktur, die Form und die Abmessung der Merkmale bestimmbar ist.
Dieses Verfahren kann auch dazu verwendet werden, die optimale Abmessung einer Untergitter- oder Untermascheneinheit zu bestimmen, die die zu analysierenden Merkmale umfaßt. Das Gitterverfahren kann beispielsweise dazu verwendet werden, die optimale Abmessung einer Gittereinheit in Pixel zu bestimmen, die 100 gleichzeitig zu analysierende Kontaktöffnungen umfaßt. Diese Vorgehensweise macht das erfindungsgemäße Verfahren zur Überprüfung von Merkmalen sehr viel effizienter, da sich unnötige Verarbeitungsschritte durch Optimierung der Fläche des jeweils zu überprüfenden Bereiches eliminieren lassen.
Bei einem Ausführungsbeispiel werden die SEM-Bilddatenpixel zur Berechnung eines Intensitätsprofils des jeweils zu überprüfenden Merkmals, d. h. einer Kontaktöffnung, verwendet. Bei einem Ausführungsbeispiel wird das Intensitätsprofil zuerst durch Aufsummation der Pixelintensitätswerte eines Merkmals entlang einer orthogonalen Achse an jeder von mehreren Pixelpositionen erzeugt, die entlang der hierzu senkrechten Achse angeordnet sind. An jeder horizontalen Pixelposition werden beispielsweise die Pixelintensitätswerte in der senkrecht verlaufenden Richtung aufsummiert, gemittelt und als Funktion der Pixelstellung auf der horizontalen Achse aufgetragen. Das Pixelintensitätsprofil ist zur erfindungsgemäßen Klassifizierung des Merkmals verwendbar.
Bei einem Ausführungsbeispiel wird zur Normisierung der Intensitätsprofile aller Merkmale von allen Intensitätswerten in der jeweiligen Gittereinheit der Hintergrundintensitätswert subtrahiert. Dies bewirkt, daß sich der Hintergrundwert für das jeweilige Intensitätsprofil auf Null verringert. Bei dem normierten Profil kann nun als nächstes ein Schwellenwert so festgelegt werden, daß Pixelintensitäten oberhalb des Schwellenwertes dem zu überprüfenden Merkmal zugeordnet werden. Aus dem Profil können nun der obengenannte erste und der obengenannte zweite Parameter berechnet werden. Die Abmessungen des Merkmals können beispielsweise durch Abzählen der Anzahl an Pixelpositionen in einer ersten Richtung berechnet werden, die aufsummierte Intensitätswerte in der senkrecht hierzu stehenden Richtung besitzen, die den Schwellenwert überschreiten. Da angenommen wird, daß eine Summe der Pixelintensität, die den Schwellenwert übersteigt, dem Merkmal zugeordnet ist, ist die Anzahl an Pixelpositionen mit einer Summe, die den Schwellenwert überschreitet, ein Maß für das Merkmal in einer Richtung, gemessen in Pixel. Der zweite Parameter kann durch Berechnung eines den Schwellenwert überschreitenden mittleren Intensitätswertes berechnet werden. Diese zwei Parameter können mit ihrem jeweiligen vorbestimmten Bereich an zu akzeptierenden Werten verglichen werden, um das vorbestimmte Merkmal in eine der vorbestimmten Klassen an Merkmalsarten einzuklassifizieren.
Das erfindungsgemäße Überprüfungsverfahren besitzt zahlreiche Vorteile im Vergleich zum Stand der Technik. Bei bestimmten Verfahren nach dem Stand der Technik werden beispielsweise optische Verfahren, wie zum Beispiel die Lichtmikroskopie oder die Überprüfung mit bloßem Auge, zur Erfassung von Kontaktierungs- oder Kontaktfehlern verwendet. Diese Systeme sind ungeeignet zur Auflösung kleinerer Merkmalsfehler, die zum Versagen der Schaltkreise führen. Die erfindungsgemäße Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops sorgt für eine sehr viel bessere Auflösung, mit der sich auch kleinere Fehler erfassen lassen. Die vorliegende Erfindung ist daher auch auf die Merkmale aktueller Schaltkreise anwendbar, deren Abmessungen im Submikrometerbereich liegen. Aufgrund des erfindungsgemäßen Gitterverfahrens ist die Verarbeitung der erfindungsgemäßen Pixeldaten zudem außerordentlich effizient. Die Verarbeitung und die Fehlererfassung können sehr effizient und schnell erfolgen, so daß das erfindungsgemäße Überprüfungsverfahren und das erfindungsgemäße Überprüfungssystem sehr gut für die Massenherstellung von Wafern und von integrierten Schaltkreisen geeignet ist.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Überprüfungsverfahren für Kontaktierungsfehler bei Halbleiterbauelementen mit folgenden Verfahrenschritten: Aufstellen einer Verarbeitungskassette mit Wafern, auf deren Oberfläche jeweils mehrere Kontaktöffnungen ausgebildet sind; Entnahme eines bestimmten Wafers aus der Kassette und Beladen eines Tischs in einer Referenzkammer eines SEMs mit dem Wafer; Ausrichten des Wafers für das Abtasten durch einen Elektronenstrahl; Bewegen des Tisches mit dem darauf angebrachten Wafer zu einer speziellen Stelle, die einer Einfallsrichtung des Elektronenstrahls des SEMs zugeordnet ist; Öffnen einer Blende für den abtastenden Elektronenstrahl auf eine bestimmte Stelle des Wafers; Selbstadressierung oder Selbstansteuerung zur Erfassung der Überprüfungsstellung durch Erfassung eines auf dem Wafer ausgebildeten vorstrukturierten Referenzbildes; Ablenken des Elektronenstrahls des SEMs in die Überprüfungsstellung; Selbstfokussierung zur Erzeugung eines weiteren klaren Bildes durch Wiederholung der Elektronenstrahlauslenkung; Schließen der Blende zum Trennen des selbstfokussierten Wafers von dem Elektronenstrahl; Überprüfen auf einen fehlerhaften Kontakt oder einen Kontaktierungsfehler durch Vergleich der von einer Einheitsfläche mit zumindest einer Kontaktöffnung erfaßten Elektronensignalwerte nach dem Auslenken des Elektronenstrahls mit einem Elektronensignalwert, der einem normalen Kontakt entspricht; weitere Überprüfung eines Kontaktierungsfehlers in einer anderen Stellung des Wafers durch Bewegen des Tisches in die andere Stellung und Wiederholen der gleichen Verfahrensschritte; und weitere Überprüfung all der anderen Wafer in der Kassette auf Kontaktierungsfehler durch Entnahme des überprüften Wafers und Einführen der anderen Wafer in die Referenzkammer und Wiederholung der gleichen Verfahrensschritte.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen die folgenden Verfahrensschritte: Ausbildung von Kontaktöffnungen für bestimmte auf einem Halbleitersubstrat ausgebildete isolierende Materialschichten; Überprüfung der Kontakte der Kontaktöffnungen durch jeweils einen Vergleich der von einer Oberfläche mit zumindest einer Kontaktöffnung erfaßten Elektronensignalwerte mit den einem normalen Kontakt entsprechenden Elektronensignalwerten und Durchführung der nachfolgenden Verarbeitungsschritte des Herstellungsverfahrens für Halbleiterbauelemente nach dem nach der Überprüfung erfolgten Einbringen von leitenden Materialschichten in die Kontaktöffnungen.
Der Überprüfungsschritt für Kontaktierungsfehler kann für eine bestimmte Abtaststellung auf dem Halbleitersubstrat durchgeführt werden, um beispielsweise den Überprüfungsschritt für Kontaktierungsfehler bei einer Produktionslinie zur Massenproduktion einsetzen zu können. Nach Beendigung der Entwicklungsverarbeitung zur Bildung der Fotoresiststruktur kann der Überprüfungsschritt für Kontaktierungsfehler auch an der Unterseite der Fotoresiststruktur zur Bildung von Kontaktöffnungen durchgeführt werden.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen mit folgenden Verfahrensschritten: Bildung einer Fotoresistkontaktöffnungsstruktur zur Bildung von Kontaktöffnungen für auf einem Halbleitersubstrat ausgebildete isolierende Materialschichten; und Überprüfung des jeweiligen Kontaktes der Kontaktöffnungen durch Vergleich der von einer Einheitsfläche mit zumindest einer Kontaktöffnungsstruktur erfaßten Elektronensignalwerte mit den einer normalen Kontaktstruktur entsprechenden Elektronensignalwerten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In den Zeichnungen, die nicht notwendigerweise maßstabsgerecht gezeichnet sind, sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Zeichnungen dienen zur Veranschaulichung der der Erfindung zugrundeliegenden Prinzipien.
Es zeigen:
1 in schematischer Darstellung ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung des Betriebes eines Rasterelektronenmikroskops (SEM = Scanning Electron Microscop);
2 in schematischer Darstellung das Energiespektrum der in einem SEM emittierten Elektronen einschließlich der Sekundärelektronen und der zurückgestreuten Elektronen, beim Bestrahlen einer Vergleichsprobe mit einem Elektronenstrahl;
3 in schematischer Darstellung ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung des Aufbaus eines In-line-SEMs;
4 in schematischer Darstellung ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Überprüfungssystems für Kontaktierungsfehler bei Halbleiterbauelementen;
5 in schematischer Darstellung ein Blockdiagramm eines alternativen Ausführungsbeispiels eines Überprüfungssystems für Kontaktierungsfehler bei Halbleiterbauelementen;
6 in schematischer Darstellung ein Blockdiagramm eines anderen alternativen Ausführungsbeispiels eines Überprüfungssystems für Kontaktierungsfehler bei Halbleiterbauelementen;
7 in schematischer Darstellung ein Blockdiagramm eines anderen alternativen Ausführungsbeispiels eines Überprüfungssystems für Kontaktierungsfehler bei Halbleiterbauelementen;
8 in schematischer Darstellung ein Funktionsblockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Überprüfungsverfahrens für Kontaktierungsfehler und eines entsprechenden Systems;
9 in schematischer Darstellung ein Funktionsblockdiagramm eines anderen Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Überprüfungsverfahrens für Kontaktierungsfehler und eines entsprechenden Systems;
10 in schematischer Darstellung ein Funktionsblockdiagramm eines anderen Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Überprüfungsverfahrens für Kontaktierungsfehler und eines entsprechenden Systems;
11 in schematischer Darstellung ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung des logischen Ablaufes bei einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Überprüfungsverfahrens für Kontaktierungsfehler bei Halbleiterbauelementen;
12 in schematischer Darstellung ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung des logischen Ablaufes bei einem alternativen Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Überprüfungsverfahrens für Kontaktierungsfehler bei Halbleiterbauelementen;
13 in schematischer Darstellung ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung des logischen Ablaufes bei einem anderen alternativen Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Überprüfungsverfahrens für Kontaktierungsfehler bei Halbleiterbauelementen;
14 in schematischer Darstellung ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung des logischen Ablaufes bei einem anderen alternativen Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Überprüfungsverfahrens für Kontaktierungsfehler bei Halbleiterbauelementen;
15 in schematischer Darstellung ein Diagramm mit einem Muster von Chipabtaststellen auf einem Wafer zur erfindungsgemäßen Überprüfung von Kontaktierungsfehlern;
16 in schematischer Darstellung ein Diagramm zur Veranschaulichung von Details der Abtastbereiche an den Chipabtaststellen gemäß 15;
17 in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch ein Halbleiterbauelement mit darin ausgebildeten Kontaktöffnungen, bei denen das erfindungsgemäße Überprüfungsverfahren für Kontaktierungsfehler anwendbar ist;
18 SEM-Bilddaten für Kontaktöffnungen nachdem durch ein erfindungsgemäßes Kontaktstellenerkennungsverfahren ein Gitter festgelegt wurde;
19 eine schematische Darstellung eines Gitters zur Durchführung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kontakterkennungsverfahrens;
20 eine schematische Darstellung eines Gitters zur Durchführung eines alternativen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kontakterkennungsverfahrens;
21 in schematischer Darstellung den Zusammenhang zwischen einer Kontakteinheit und horizontalen und vertikalen Pixeleinheiten für ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel;
22 ein Intensitätsprofil einer Kontakteinheit vor der Durchführung einer Hintergrundwertkorrektur bei einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
23 ein Intensitätsprofil der Kontakteinheit gemäß 22 nach der Durchführung einer Hintergrundwertkorrektur;
24 ein Intensitätsprofil eines SEM-Bildes von Kontakteinheiten nach der Durchführung einer Hintergrundwertkorrektur;
25 eine Tabelle von Codes zur Identifizierung von Ergebnissen bei einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Überprüfungsverfahrens für Kontaktierungsfehler;
26 eine Tabelle mit einem Teil der Ergebnisse bei der Überprüfung von Kontaktierungsfehlern gemäß einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
27 ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung des logischen Ablaufes einer erfindungsgemäßen Verarbeitungssequenz für Halbleiterbauelemente;
28 in schematischer Darstellung ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung des logischen Ablaufes bei einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kontaktüberprüfungsverfahrens;
29 in schematischer Darstellung ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung des logischen Ablaufes beim Einlesen der Bilddaten des Rasterelektronenmikroskops gemäß dem dargestellten Verfahren in 28;
30A bis 30D in schematischer Darstellung ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung des logischen Ablaufes bei der Erkennung von Kontaktöffnungspositionen gemäß dem dargestellten Verfahren in 28;
31A bis 31D in schematischer Darstellung ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung des logischen Ablaufes bei der Berechnung von Kontaktöffnungsprofilen gemäß dem dargestellten Verfahren in 28;
32A bis 32B in schematischer Darstellung ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung des logischen Ablaufes bei der Überprüfung von Kontaktöffnungen gemäß dem dargestellten Verfahren in 28.
Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Rasterelektronenmikroskopsystems 100, das zur erfindungsgemäßen Überprüfung von Kontaktöffnungen in Halbleiterbauelementen verwendbar ist.
1 zeigt einen Elektronenkanone 102, die einen Elektronenstrahl durch eine Kondensorlinse 104 schießt. Der Strahl verläuft durch eine Ablenkungsspule 122, eine Irisblende 106, einer Objektlinse 108 und eine Blende 124. Der fokussierte Elektronenstrahl trifft auf einer Referenz- oder Probenoberfläche 110 auf, die er überstreicht oder abtastet. Bei der Oberfläche 110 kann es sich um die Oberfläche eines zu überprüfenden Halbleiterwafers handeln. Sekundärelektronen und zurückgestreute Elektronen, die von der Referenzoberfläche emittiert werden, werden von einem Signaldetektor 112 erfaßt, der Signale erzeugt, die die empfangenen Elektronen anzeigen. Der erfaßte Elektronenstrahl wird durch einen Signalverstärker 114 verstärkt. Das verstärkte Signal wird über die fluoreszierende Oberfläche in einer Kathodenstrahlröhre (CRT = Cathode Ray Tube) 118 abgelenkt, so daß ein sichtbares Bild der Referenzoberfläche entsteht.
Das Überstreichen der Oberfläche der CRT 118 durch den Strahl wird durch eine Ablenkspule 116 gesteuert, die mit dem Abtastvorgang der Referenzoberfläche korreliert ist, der durch die Ablenkspule 122 gesteuert wird. In dem SEM wird die abgetastete Oberfläche der Referenzfläche in feine Pixel oder Bildelemente unterteilt. Die von den Pixelelementen jeweils erfaßten Elektronensignale werden zur Ausbildung des SEM-Bildes zeitlich nacheinander übertragen. Das den Signalverstärker 114 passierende Elektronensignal wird zu einer Abtastschaltung 120 übertragen, durch die der Ablenkwinkel des Elektronenstrahls in der zweiten Ablenkspule 122 gesteuert wird.
Zusätzlich hierzu können die verstärkten Elektronensignaldaten für die einzelnen Pixel zu einer Verarbeitungseinheit 115 übertragen werden, die zahlreiche Signalaufbereitungs- und Signalverarbeitungsfunktionen erfüllt. Die Bearbeitungseinheit 115 kann das Elektronensignal für die einzelnen Pixel zur Erzeugung eines Bildes in einen diskreten Grauskalenwert oder einen farbcodierten Wert umwandeln. Der Grauskalenwert kann einen von 256 möglichen Pegeln oder Zuständen annehmen, die durch einen binären Wert zwischen 0 und 255 digital codiert sind. Zum Speichern der Grauskalenwerte für die einzelnen Pixel kann eine Speichereinrichtung verwendet werden. Ein Computer, der auch Bestandteil der Verarbeitungseinheit ist, kann die Bildwerte nach Wunsch verarbeiten. Bei einer Ausführungsform kann der Computer zur Analyse der Grauskalendaten programmiert werden, um die nachstehend ausführlich beschriebene erfindungsgemäße Kontaktüberprüfung durchzuführen.
3 zeigt in schematischer Darstellung ein Blockdiagramm mit den charakteristischen Bestandteilen eines In-line-SEM-Systems, bei dem die Kontaktüberprüfung in-line erfolgen kann. Bei Verfahren nach dem Stand der Technik werden die SEM-Bilddaten gesammelt und off-live analysiert, d. h. abseits von dem Herstellungsverfahren. Da das erfindungsgemäße In-lineverfahren sehr viel effizienter ist, können die SEM-Bilddaten während des Herstellungsprozesses gesammelt und analysiert werden, so daß die bei herkömmlichen Verfahren üblichen zusätzlichen Überprüfungsschritte entfallen. Das In-line-SEM-System umfaßt einen elektronenoptischen Abschnitt, einen Referenzabschnitt, einen Vakuumabschnitt und einen elektrischen Abschnitt. Der elektronenoptische Abschnitt umfaßt einen Elektronenstrahlgenerator 14, eine Ablenkungseinrichtung 15 für den Elektronenstrahl und einen Signaldetektor 16. Der Referenzabschnitt umfaßt einen Referenztransportteil 12 zum Transport der Referenzprobe, d. h. des Wafers, von einer Kassette zu einer Referenzkammer und einen Referenzausrichtungsteil 13. Der Vakuumabschnitt umfaßt einen Vakuumerzeugungsteil 11 zur Aufrechterhaltung eines Unterdruckes in der Referenzkammer. Der elektrische Abschnitt umfaßt einen Hauptcomputer 10 mit einer Hauptsteuerungseinrichtung 21 zur Steuerung des elektronenoptischen Abschnittes, der Referenzkammer, des Vakuumabschnittes und der anderen Systemkomponenten. Der elektrische Abschnitt umfaßt eine Hauptspeichereinheit oder einen Hauptspeicher 22 zur Speicherung der erfaßten Signaldatenwerte des Signaldetektors 16. Der elektrische Abschnitt umfaßt zudem eine Hauptanzeigeeinrichtung oder einen Hauptbildschirm 19 zur Anzeige der aus den erfaßten elektronischen Signalen erzeugten Bilder. Eine automatische Fokussiersteuerungseinrichtung 18 sorgt für eine automatische Fokussierung zur Erzeugung klarer oder scharfer Bilder.
Bei einem typischen Rasterelektronenmikroskop wird die Referenzoberfläche mit dem Elektronenstrahl bestrahlt, wobei Sekundärelektronen erzeugt und von der Referenzoberfläche emittiert werden. Die Elektronen des Strahls können auch durch die Oberfläche gestreut werden. 2 zeigt ein Energiespektrum der von der Referenzoberfläche emittierten und der an ihr gestreuten Elektronen bei Bestrahlung der Referenzoberfläche. Wie in 2 zu erkennen ist, findet sich die größte Anzahl an Sekundärelektronen (SE = Secondary Electrons) in einem Elektronenenergieband von weniger als 50 eV, während die meisten zurückgestreuten Elektronen (BSE = Back Scattered Electrons) in einem sehr viel höheren Energieband zu finden sind. Bei üblicherweise verwendeten In-line-SEMs werden die in dem niedrigen Energieband von etwa 20 eV erzeugten Sekundärelektronen (SE) verwendet, so daß sich klare oder scharfe Bilder von Oberflächen und Kanten ergeben. Bei der Überprüfung bestimmter Merkmale, wie zum Beispiel Kontaktöffnungen mit einem großen Seitenverhältnis, d. h. das Verhältnis der Öffnungstiefe zu dem Öffnungsdurchmesser, können die in den Kontaktöffnungen erzeugten Sekundärelektronen beim Hindurchtreten durch die Kontaktöffnungen dissipiert werden, so daß die Kontaktöffnungen nicht klar oder scharf abgebildet werden. Da diese Merkmale typischerweise mit bloßem Auge optisch überprüft werden, sind klare Bilder zur Erfassung fehlerhafter Kontakte von wesentlicher Bedeutung.
Die 4 bis 7 zeigen in schematischer Darstellung Blockdiagramme unterschiedlicher Ausführungsbeispiele eines Überprüfungssystems für Kontaktierungsfehler bei Halbleiterbauelementen, welches vom erfindungsgemäßen Verfahren gebrauch macht. Das in 4 dargestellte System umfaßt einige der Komponenten des In-line-SEMs gemäß 3. Es umfaßt in einem Computer 20 jedoch auch ein Überprüfungsmodul 60 für Kontaktierungsfehler. Wie oben bereits beschrieben wurde, umfaßt das In-line-SEM einen elektronenoptischen Abschnitt mit einem Elektronenstrahlgenerator 14, einer Ablenkeinrichtung 15 für den Elektronenstrahl und einen Signaldetektorteil 16. Als Signaldetektor wird vorzugsweise ein Detektor verwendet, der sowohl Sekundärelektronen (SE) als auch zurückgestreute Elektronen (BSE) erfassen kann, die nach der Bestrahlung der Referenzoberfläche durch den Elektronenstrahl emittiert werden. Das System umfaßt auch eine Referenzkammer mit einem Referenzausrichtungsteil 13 zum Drehen oder Neigen des Tisches, auf dem der zu überprüfende Referenzwafer angeordnet ist, während er entlang der X-, Y- oder Z-Achse bewegt wird. Ein Vakuumerzeugungsteil 11 dient zur Beibehaltung eines gewünschten Unterdruckes in der Referenzkammer. Ein Referenztransportteil 12 dient zum Transport der Referenzprobe in die Referenzkammer. Der elektrische Abschnitt umfaßt einen Hauptcomputer 20 mit einem Hauptsteuerungsteil 21 zur Steuerung des elektronenoptischen Abschnittes, der Referenzkammer, des Vakuumerzeugungsteils 11 und der anderen Untersysteme. Eine Hauptspeichereinheit oder ein Hauptspeicher 22 speichert die von dem Signaldetektor 16 erfaßten Signale. Eine Hauptanzeigeeinrichtung oder ein Hauptdisplay 19 zeigt das aus dem erfaßten elektronischen Signal abgeleitete Bild an. Eine automatische Fokussiersteuerungseinrichtung 18 fokussiert automatisch zur Erzeugung eines klaren oder scharfen Bildes auf dem Display. Diese Ausführungsform umfaßt auch ein Überprüfungsmodul 60 für Kontaktierungsfehler zur Analyse der in dem Elektronenstrahl enthaltenen Informationen, die von dem Signaldetektor 16 übertragen und in dem Hauptcomputer 20 gespeichert werden, um die Kontakte erfindungsgemäß überprüfen zu können.
5 veranschaulicht ein anderes Ausführungsbeispiel eines Überprüfungssystems für Kontaktierungsfehler bei Halbleiterbauelementen. Das in 5 dargestellte System enthält auch einige der Komponenten des In-line-SEMs gemäß 3. Ein Unterschied besteht darin, daß er auch ein Überprüfungsmodul 60 für Kontaktierungsfehler und ein Meßmodul 70 für kritische Abmessungen (CD = Critical Dimensions) von Kontakten umfaßt, die sich in dem Hauptcomputer 20 befinden können. Eine kritische Abmessung ist die Abmessung eines bestimmten zu überprüfenden Merkmals. Im Falle einer runden Öffnung kann die kritische Abmessung beispielsweise der Durchmesser der Öffnung sein. Bei einem Ausführungsbeispiel erfolgt die Messung durch das Meßmodul 70 für kritische Kontaktabmessungen (CD) durch einen Vergleich des aus den durch das SEM erzeugten Kontaktbildern ermittelten Kontaktdurchmessers mit vorgespeicherten Standardwerten.
6 veranschaulicht ein anderes Ausführungsbeispiel eines In-line-Überprüfungssystems für Kontaktierungsfehler bei Halbleiterbauelementen. Das System gemäß 6 enthält auch einige der Komponenten des In-line-SEMs gemäß 3. Ein Unterschied besteht darin, daß er auch einen Untercomputer 80 umfassen kann, der über eine Schnittstelle mit dem Hauptcomputer 10 verbunden ist. In dem Untercomputer 80 befindet sich ein Überprüfungsmodul 60 für Kontaktierungsfehler. Als Untercomputer 80 kann ein herkömmlicher kommerziell erhältlicher PC mit einem Unterbildschirm und einer Unterspeichereinheit oder einem Unterspeicher verwendet werden. Das Auftreten von Kontaktierungsfehlern wird durch Analyse der in der Hauptspeichereinheit 22 gespeicherten Kontaktelektronensignaldaten durch das Kontaktierungsfehler-Überprüfungsmodul 60 in dem Untercomputer 80 erfaßt.
7 veranschaulicht ein anderes Ausführungsbeispiel eines Überprüfungssystems für Kontaktierungsfehler bei Halbleiterbauelementen. Das System gemäß 7, das auch einige Komponenten des In-line-SEMs gemäß 6 enthält, umfaßt einen über eine Schnittstelle mit dem Hauptcomputer 40 verbundenen Untercomputer 80. Das System gemäß 7 umfaßt in dem Untercomputer 80 auch ein Kontaktierungsfehler-Überprüfungsmodul 60 sowie in dem Hauptcomputer 40 ein Meßmodul 70 für kritische Kontaktabmessungen.
Die 8 bis 10 zeigen in schematischer Darstellung Funktionsblockdiagramme für unterschiedliche Ausführungsformen des Kontaktierungsfehler-Überprüfungsmoduls 60. Wie in 8 zu erkennen ist, kann ein Kontaktierungsfehler-Überprüfungsmodul 60 ein Lesemodul 60a für SEM-Signale umfassen, das die SEM-Signale empfängt, welche die von einem durch einen Elektronenstrahl bestrahlten Wafer empfangenen Elektronen anzeigt. Das SEM-Signal wird durch ein Kontaktpositions-Erkennungsmodul 60d analysiert, um die Positionen der Kontaktöffnungen und/oder von anderen zu überprüfenden Merkmalen zu bestimmen. Ein Modul 60e zur Berechnung von Kontaktprofilen und zur Eliminierung des Hintergrundes erzeugt unter Verwendung der SEM-Signaldaten Intensitätsprofile für die Kontaktöffnungen. Die Intensitätsprofile werden typischerweise dadurch normiert, daß die durch Hintergrundintensitätseffekte erzeugten Daten eliminiert werden, so daß die Form der Intensitätsprofile unabhängig von Hintergrundeffekten überprüft werden kann. Ein Kontaktierungsfehler-Überprüfungsmodul 60f analysiert die Intensitätsprofile der Kontaktöffnungen zur Identifizierung von Kontaktierungsfehlern. Wie nachstehend noch ausführlich beschrieben wird, wird bei einem Ausführungsbeispiel zur Identifizierung eines fehlerhaften Kontaktes der mittlere Intensitätswert des Kontaktes mit einem vorbestimmten Schwellenwert verglichen. Ein Ergebnis-Anzeigemodul 60g dient zur Anzeige der Ergebnisse der Fehleranalyse.
Bei einem Ausführungsbeispiel liest das Lesemodul 60a für die SEM-Signale die digitalisierten Elektronensignalinformationen der Kontakte, die in der Hauptspeichereinheit oder dem Hauptspeicher 22 des Hauptcomputers 20 gespeichert werden. Das In-line-SEM digitalisiert die Intensität der Elektronensignale, die aufgrund des Abtastens durch den Elektronenstrahl erfaßt werden, und speichert die Intensitäten als Grauskalenpegel oder als farbcodierter Pegel. Bei einem System entspricht der den Pixeln jeweils zugeordnete Grauskalenwert einem von 256 möglichen Werten zwischen 0 und 255. Die höchste Intensität wird als 255 definiert, während die niedrigste Intensität als 0 definiert wird. Die digitalisierten Intensitätswerte sind durch die einzelnen Pixelelemente farbcodiert, d. h. als Grauskalenwert. Die Kontaktbilder werden dadurch erzeugt, daß die Grauskalenwerte für die einzelnen Pixel zeitlich nacheinander gelesen und die Pixelbilder auf einer Kathodenstrahlröhre, einem Bildschirm und/oder einem Drucker dargestellt werden. Die Grauskalenwerte können auch in eine Farbe für einen Farbbildschirm umgewandelt werden.
Die in 9 dargestellte Ausführungsform des Kontaktierungsfehler-Überprüfungsmoduls ist eine Modifikation der Ausführungsform gemäß 8. In 9 liegen das Kontaktierungsprofil-Berechnungsmodul 60e (1) und das Hintergrundwert-Eliminierungs- oder -Korrekturmodul 60e (2) als separate Module vor, während sie in 8 als gemeinsames Modul 60e dargestellt sind.
10 zeigt in schematischer Darstellung ein Funktionsblockdiagramm einer anderen Ausführungsform des Kontaktierungsfehler-Überprüfungsmoduls 60. Das dargestellte Kontaktierungsfehler-Überprüfungsmodul 60 umfaßt ein Graphikdatei-Übertragungsnetzmodul 60b, ein Umwandlungsmodul 60c zur Umwandlung der Graphikdatei in ein SEM-Signal, ein Kontaktpositions-Erkennungsmodul 60d, ein kombiniertes Kontaktprofil-Berechnungs- und Hintergrundwert-Korrekturmodul 60e, ein Kontaktfehler-Überprüfungsmodul 60f und ein Anzeigemodul 60g für die Ergebnisse.
Das Graphikdatei-Übertragungsnetzmodul 60b ist eine Einrichtung zur Signalübertragung zwischen dem Hauptcomputer 10, 40 und dem Untercomputer 80 (siehe 6). Das Modul 60b wandelt die Informationen der in der Hauptspeichereinheit 22 des Hauptcomputers 10, 40 gespeicherten digitalisierten Elektronensignale eines Kontaktes in eine Graphikdatei um und überträgt diese zu dem Untercomputer 80.
Das Umwandlungsmodul 60c von der Graphikdatei in ein SEM-Signal liest die farbcodierten Werte, d. h. Grauskalenwerte, der zu dem Untercomputer 80 übertragenen Graphikdatei und wandelt sie in ein digitalisiertes SEM-Signal um. Das Kontaktpositions-Erkennungsmodul 60d, das Kontaktprofil-Berechnungs- und Hintergrundwert-Korrekturmodul 60e, das Kontaktfehler-Überprüfungsmodul 60e und das Modul 60g zur Darstellung der Ergebnisse wurden oben bereits anhand der 8 und 9 beschrieben.
Die 11 bis 14 enthalten Flußdiagramme für unterschiedliche Ausführungsbeispiele des In-live-Kontaktfehler-Überprüfungsverfahrens für Halbleiterbauelemente durch Kontaktfehler-Überprüfungssysteme. Der Kontaktfehler-Überprüfungsteil 60 gemäß 4 führt bei einem Wafern mit mehreren Kontaktöffnungen die Kontaktfehler-Überprüfung unter Verwendung des in dem Hauptcomputer 40 installierten In-line-SEMs durch (siehe 11). Zuerst wird an einer vorbestimmten Stelle des In-line-SEMs eine Kassette mit mehreren darauf angebrachten Wafern mit jeweils mehreren Kontaktöffnungen aufgestellt (S10). Nach der Entnahme eines zu überprüfenden Wafers aus der Kassette wird nun ein Tisch in der Referenzkammer des SEM mit dem Wafer beladen (S12). Nun wird der Anschliff oder der Segmentabschnitt des Wafers ausgerichtet. Anschließend wird der Wafer für das Abtasten durch den Elektronenstrahl ausgerichtet (S14) und der Tisch mit dem darauf aufgebrachten Wafer wird zu einer bestimmten Stelle in der Einfallsrichtung des Elektronenstrahls des SEMs bewegt (S16).
Die unter der Objektlinse angeordnete Blende wird geöffnet, um eine bestimmte Stelle des Wafers mit dem Elektronenstrahl zu bestrahlen, wobei eine Selbstansteuerung oder Selbstadressierung erfolgt (S20). Durch die Selbstadressierung wird eine bestimmte Stelle erkannt, indem ein vorstrukturiertes Standardbild auf die bestimmte Stelle so aufgebracht wird, daß eine Überprüfung bezüglich des Standardbildes erfolgen kann.
Nun wird die zu überprüfende Stelle mit dem Elektronenstrahl des SEM bestrahlt (S22) und das Abtasten durch den Elektronenstrahl wird zur Erzeugung eines klaren oder scharfen Kontaktbildes durch den Autofokussierungssteuerungsteil wiederholt durchgeführt (S24). Anschließend wird die Blende geschlossen, um das Abtasten des Wafers durch den Elektronenstrahl zu beenden (S26).
Nun wird für alle von dem abtastenden Elektronenstrahl erfaßten Kontakte erfindungsgemäß das Intensitätsprofil der Elektronensignale überprüft (S28). Dann wird festgelegt, ob auch an anderen Stellen des Wafers eine Überprüfung auf Kontaktierungsfehler erfolgen sollte (S30). Falls dies erforderlich sein sollte, erfolgt in dem Flußdiagramm ein Rücksprung zu dem Schritt S16. Der Tisch wird zu anderen Stellen des Wafers bewegt und die obengenannten Schritte werden wiederholt. Nach Beendigung der Kontaktfehler-Überprüfung wird der Wafer entnommen (S32). Es wird bestimmt, ob auch noch weitere Wafer überprüft werden (S34). In diesem Fall wird die Referenzkammer mit einem anderen Wafer aus der Kassette beladen und die obengenannten Schritte werden wiederholt, so daß für alle Wafer in der Kassette eine Kontaktfehler-Überprüfung erfolgt. Nach erfolgter Überprüfung aller Wafer wird die Kassette herausgenommen (S36) und das Verfahren dadurch beendet.
12 zeigt das Kontaktierungsfehler-Überprüfungsverfahren für Wafer mit mehreren Kontaktöffnungen unter Verwendung des In-line-SEMs gemäß 5, in dessen Hauptcomputer 30 der Kontaktierungsfehler-Überprüfungsteil 60 und der Meßteil 70 für die kritischen Kontaktabmessungen gemeinsam ausgebildet sind. Die Überprüfung auf Kontaktierungsfehler erfolgt gemäß 11, wobei jedoch im Unterschied zur 11 die Blende geschlossen wird (S26), die Kontaktierungsfehler-Überprüfung oder -Erfassung bestimmt wird (S27) und die Messung der kritischen Kontaktabmessungen erfolgt (S29), wenn die Kontaktierungsfehler-Überprüfung (S28) nicht durchgeführt wird.
13 zeigt ein In-live-Kontaktierungsfehler-Überprüfungsverfahren für einen Wafer mit mehreren Kontaktöffnungen unter Verwendung des In-line-SEMs gemäß 6, bei dem der Kontaktierungsfehler-Überprüfungsteil 60 nicht in dem Hauptcomputer 10, sondern in dem Untercomputer 80 untergebracht ist. Wie in 13 zu erkennen ist, wird nach dem Schließen der Blende (S26) das in dem Hauptspeicher des Hauptcomputers gespeicherte SEM-Signal in den Untercomputer übertragen und es wird bestimmt, ob auch für andere Stellen des Wafers eine Kontaktierungsfehler-Überprüfung erfolgen soll (S31). Der Untercomputer empfängt das übertragene Signal, um die Kontaktierungsfehler-Überprüfung durchzuführen (S37).
Bei dem in 14 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Anordnung oder Stellung des Untercomputers und des Hauptcomputers vertauscht, falls der Kontaktierungsfehler-Überprüfungsteil 60 in dem Untercomputer und nicht in dem Hauptcomputer installiert ist, so wie dies in 6 dargestellt ist. Durch die gleichen Verfahrensschritte wie in 11 wird die Blende geschlossen (S26), die Übertragung des in dem Hauptspeicherteil des Hauptcomputers gespeicherten SEM-Signale in den Untercomputer wird bestimmt (S31-1) und durch den Untercomputer erfolgt die Überprüfung auf Kontaktierungsfehler (S31-2). Es wird auch bestimmt, ob auch an anderen Stellen eine Kontaktierungsüberprüfung erforderlich ist (S31-3, S31-4).
15 zeigt numerierte schattierte Bereiche (#2 bis #37) auf einem Wafer 110, die durch das erfindungsgemäße Kontaktierungsfehler-Überprüfungsverfahren überprüft werden sollen. Ein mit "AP" bezeichneter Bereich zeigt einen Ausrichtungspunkt, während mit "#1" die chipfreie Fokussierstelle bezeichnet ist.
In den schattierten Bereichen in 15 können jeweils mehrere Abtaststellen festgelegt werden. Für den Chip oder den Bereich #2 in 15 zeigt 16 beispielsweise fünf Abtaststellen, die oben links (2,1), oben rechts (2,2), unten rechts (2,3), unten links (2,4) und in der Mitte (2,5) liegen. Die Abtaststellen oder die Abtastnummern können innerhalb einer abzutastenden Chipeinheit auf unterschiedliche Art und Weise gewählt werden. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden 175 Stellen von 35 Chip- oder Abtastbereichen abgetastet, wobei bei jedem Chip fünf Abtaststellen überprüft werden. Bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem ein In-line-SEM mit einer Verstärkung von 12,5 k verwendet wird, können für jede Abtaststelle in einem 480 × 480 Pixelbild 98 Kontakte vorliegen. Bei fünf Abtaststellen für jeden der 35 Bereiche werden 17150 Kontakte überprüft.
17 zeigt in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch ein Halbleiterbauelement mit erfindungsgemäß zu überprüfenden Kontaktöffnungen. 17 zeigt den Herstellungsvorgang für einen vergrabenen Kontakt eines 64 M DRAM. Durch eine Feldoxidschicht 131 ist ein aktiver Bereich bestimmt, der über einem Halbleitersubstrat 130 ausgebildet ist. Über dem aktiven Bereich ist eine Gateelektrode 132 ausgebildet, die von einer Abstandsschicht 133 bedeckt ist. Nach dem Ausbilden einer ersten isolierenden Schicht 134 aus einem Hochtemperaturoxidfilm auf der Oberfläche wird eine erste Kontaktöffnung 137 ausgebildet, die als direkter Kontakt zu einer Bit-Leitung 135 dient. Nach dem Ausbilden der Bit-Leitung 135 wird auf der Oberfläche eine zweite isolierende Schicht 136 als BPSG ausgebildet. Zudem wird eine zweite Kontaktöffnung 138 als Wortleitung ausgebildet.
Als Beispiel für das erfindungsgemäße Überprüfungsverfahren wird während des Herstellungsvorganges für den 64 M DRAM der vergrabene Kontakt für die Bildung der Wortleitung überprüft. Wie in 17 dargestellt ist, kann auch der direkte Kontakt 137 überprüft werden. Die Überprüfung kann auch nach dem Entwicklungsvorgang der Fotoresiststruktur für die Bildung dieser Kontakte erfolgen.
Bei dem erfindungsgemäßen Überprüfungsverfahren für Kontaktierungsfehler wird für die zu überprüfenden Stellen jeweils zuerst eine optimale Bildgröße ausgewählt, die auf der Abmessung des zu überprüfenden Merkmales, wie zum Beispiel dem Durchmesser einer runden Kontaktöffnung basiert. Bei einem Ausführungsbeispiel umfaßt ein typisches SEM-Bild 480 × 480 Pixel.
Ein solches Bild kann für jede der numerierten Stellen in 16 erstellt werden. In Abhängigkeit von der Größe und dem Abstand zwischen den Kontaktöffnungen wird eine optimale Bildgröße für die einzelnen Kontakte bestimmt.
18 zeigt ein Beispiel eines Kontaktbildes eines In-line-SEMs mit einer Verstärkung von 12,5 K für eine Abtaststelle des Halbleiterbauelementes. Es besteht aus 480 × 480 Pixel. Die Anzahl der in dem Bild dargestellten Kontakte beträgt 98, d. h. 14 in der horizontalen Richtung und 7 in der vertikalen Richtung.
Es wird die optimale Auflösung bestimmt und basierend auf der Abmessung des zu überprüfenden Merkmals, d. h. der Kontaktöffnung, und des Abstandes zwischen den Öffnungen überprüft. Bei einem System können die Pixel beispielsweise jeweils 12 nm in dem SEM auflösen. Kontaktöffnungen besitzen gegenwärtig bekanntermaßen Durchmesser im Bereich von 200 nm. Die Anzahl der ein Merkmal abdeckenden Pixel wird so ausgewählt, um zu gewährleisten, daß Unregelmäßigkeiten oder Fehler des Merkmales in dem Bild sicher erkennbar sind. Wenn ein zu untersuchender Bereich beispielsweise 100 Öffnungen in Form eines Gitters mit gleichmäßiger Maschenweite umfaßt, kann ein Satz von 100 Untergittern mit 48 × 48 Pixel verwendet werden, um alle Öffnungen einschließlich des Bereiches zwischen den Öffnungen abzudecken, wobei jeder Öffnung jeweils ein Untergitter zugeordnet ist. Dem 480 × 480 Pixelfeld kann ein rechtwinkliges Gitter oder ein rechtwinkliges Maschennetz aus horizontalen und vertikalen Linien überlagert werden, um die zur Überprüfung der Öffnungen jeweils verwendeten 100 Untergitter mit 48 × 48 Pixel zu bilden.
Erfindungsgemäß wird nun bestimmt, ob ein Gitter mit 48 × 48 Pixel ausreichend ist, um Unregelmäßigkeiten oder Fehler der zu überprüfenden Öffnung aufzulösen. Die Abmessung der Öffnung wird mit dem Abstand in dem jeweiligen Untergitter verglichen, um zu bestimmen, ob die Anzahl der die Öffnung abdeckenden Pixel ausreichend ist zur Analyse der Öffnung. Die Auflösung wird dadurch bestimmt, daß die kritische Abmessung, d. h. der Durchmesser der Öffnung, durch die Anzahl der die Öffnung abdeckenden Pixel dividiert wird. Die Auflösung wird mit einem Schwellenwert verglichen, wie zum Beispiel dem 12 nm/Pixel-Schwellenwert, um festzustellen, ob die Auflösung adäquat ist.
Nach der Bestimmung der Pixelauflösung wird die Gitterstruktur dazu verwendet, die Kontaktöffnungen zu lokalisieren und ihre Abmessungen zu bestimmen. Bei einem Ausführungsbeispiel werden vertikale und horizontale Linien einer Gitter- oder Maschennetzstruktur zur Lokalisierung der Öffnungen verwendet.
18 veranschaulicht den Kontaktpositionserkennungsvorgang des Moduls 60d, bei dem ein Gitter oder ein Maschennetz über die in einer Matrix ausgerichteten Kontaktbilder gelegt wird, wobei die horizontalen und vertikalen Achsenabstände innerhalb eines bestimmten Suchbereiches so eingestellt werden, daß die Kontakte jeweils in einer Masche des Maschennetzes liegen. Zu diesem Zeitpunkt können die Abstände durch Erhöhung oder Verringerung der Anzahl der das Bild erzeugenden Pixel gesteuert werden. Der Suchbereich der Maschenlinie wird vorzugsweise so festgelegt, daß er den Bereich umfaßt, in dem sich das gleiche Muster oder die gleiche Struktur an Kontaktöffnungen wiederholt.
Bei dem in 18 dargestellten Kontaktpositionserkennungsverfahren unter Ausnutzung des Maschensuchvorganges ist festgelegt, daß die Mascheneinheiten oder Untergitter jeweils aus zumindest 32 Pixel in horizontaler Richtung und zumindest 62 Pixel in vertikaler Richtung bestehen. Der Suchbereich wird dadurch bestimmt, daß die imaginäre horizontale Achsengitterlinie 150 und die imaginäre vertikale Achsengitterlinie 152 innerhalb der Bereiche bewegt werden, die zumindest 32 Pixel auf der horizontalen Achse und zumindest 62 Pixel auf der vertikalen Achse umfassen. Hierbei wird die Position des niedrigsten oder schwächsten digitalisierten Elektronensignalwertes erfaßt, so daß die Kontakte in den Kontaktbildern jeweils nicht die Gitterlinie überlagern.
Bei einem Ausführungsbeispiel wird das Maschensuchverfahren so durchgeführt, daß entweder die vertikale Linie oder die horizontale Linie an einer ersten Stelle positioniert wird. Die Intensitätswerte entlang der Linie werden aufsummiert, um die Gesamtintensität für die Linie zu ermitteln. Die Linie wird nun schrittweise zur nächsten Position bewegt. Die vertikale Linie kann beispielsweise schrittweise entlang der horizontalen Achse in die nächste Position bewegt werden, in der die Intensitätswerte entlang der vertikalen Linie wiederum aufsummiert werden. In jeder Position wird der Gesamtintensitätswert mit einem vorbestimmten Schwellenwert und dem vorherigen Gesamtwert verglichen. Eine Zunahme der Intensität kann als Hinweis darauf dienen, daß der Rand der Öffnung erreicht wurde, unter der Annahme, daß die Öffnungen eine höhere Intensität als die Hintergrundintensität besitzen. Bei anderen Ausführungsformen können die Öffnungen eine geringere Intensität als der Hintergrund besitzen. Dieser Vorgang wird über die gesamte Gitterstruktur fortgesetzt, um die Öffnungen jeweils zu lokalisieren und/oder ihre Abmessungen und Form zu bestimmen.
Nach der Berechnung aller Gesamtsummen in einer Richtung wird der Vorgang für die andere Richtung wiederholt, was zu einer vollständigen Charakterisierung der Größe, der Form und der Position der Öffnungen führt. Diese Informationen können während der nachfolgenden Verarbeitung für unterschiedliche Zwecke verwendet werden. Durch die Kenntnis der Positionen und der Formen der Öffnungen läßt sich eine unnötige Verarbeitung von Pixeln, die keiner Öffnung zugeordnet sind, vermeiden. Wenn bei der nachfolgenden Verarbeitung eine Unregelmäßigkeit oder ein Fehler festgestellt wird, läßt sich zudem die genaue Position der Fehler oder der fehlerhaften Öffnung einfach bestimmen.
Nach der Durchführung des Kontaktpositionserkennungsverfahrens liegt der Ursprung der ersten Gittereinheit beispielsweise bei dem Pixel mit der Nummer XO = 13 auf der horizontalen Achse und bei dem Pixel mit der Nummer YO = 23 auf der vertikalen Achse (siehe 18). Einheiten mit der gleichen Größe können miteinander verglichen werden. Dies ist der Grund dafür, daß das Kontaktpositionserkennungsverfahren auf die oben beschriebene Art und Weise durchgeführt wird.
Die Maschen- oder Gittereinheit kann unterschiedlich festgelegt werden. Wie in 19 dargestellt ist, kann eine Kontaktöffnung 153 in einer Mascheneinheit angeordnet werden, wobei zwischen zwei solcher Einheiten eine Mascheneinheit übersprungen wird. Wie in 20 dargestellt ist, können auch zumindest zwei Kontaktöffnungen 153 in einer Mascheneinheit angeordnet sein. Das Positionserkennungsverfahren des oben beschriebenen Gitter- oder Maschenverfahrens kann auch für unterschiedliche Bildformen verwendet werden, wenn sich ein Muster von Bildern in den Einheitsflächen wiederholt, wie zum Beispiel quadratische oder ovalförmige Kontaktflecken- oder Kontaktstellenbilder im Gegensatz zu den oben erwähnten runden Kontaktbildern.
18 zeigt ein SEM-Bild einer Kontakteinheit (480 × 480 Pixel) für das Festlegen des Gitters oder des Maschennetzes zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Kontaktpositionserkennungsverfahrens. Wie oben bereits beschrieben wurde, wird bei diesem Beispiel die Gittereinheit des vorliegenden Tests mit 32 × 62 Pixel festgelegt, während die Pixelzahl (XO, XY) des Ursprungs (13, 23) beträgt. Die oben beschriebene Festlegung der Gittereinheit ist durch die Bewegung der horizontalen Gitterlinie 150 und der vertikalen Gitterlinie 152 innerhalb des Suchbereiches bestimmt, die auf die oben beschriebene Art und Weise durch die jeweilige Gitterlinie festgelegt sind und entsprechend dem jeweiligen Abstand der Gittereinheit mit etwa 60 Pixel bzw. etwa 30 Pixel festgelegt sind. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel werden die Linien jeweils analysiert, um den der jeweiligen Gitterlinie entsprechenden niedrigsten Intensitätswert zu identifizieren und die Position der Öffnungen zu bestimmen.
Die 19 und 20 zeigen unterschiedliche Arten von Gitterfestlegungen der oben beschriebenen Art. 21 zeigt, wie die Gittereinheit mit Pixeleinheiten belegt ist, um die Erzeugung von Kontaktintensitätsprofilen zu erklären. 22 zeigt ein erstes Intensitätsprofil in einer Gittereinheit, wobei die Intensitätswerte bezüglich der vertikalen Achse vor der Normierung des Profils durch Eliminierung der Hintergrundintensitätswerte dargestellt sind. 23 zeigt das Intensitätsprofil gemäß 22 nach der Eliminierung der Hintergrundswerte mit einem festgelegten Kontaktschwellenwert. Bei dem vorliegenden Test wird das elektronische Schwellenwertsignal mit 5 festgelegt, während die Pixelzahl bei dem Schwellenwert gemäß 23 20 beträgt. Die überprüfende Kontaktöffnung überspannt die Pixel 20 bis 40 entlang der vertikalen Achse.
24 zeigt die Intensitätsprofile der SEM-Bilder der Kontakte gemäß 18 nach der Normierung durch Eliminierung des Hintergrundwertes. 25 zeigt eine Tabelle mit codierten Ergebnissen des erfindungsgemäßen Kontaktfehler-Überprüfungsverfahrens für die Kontakte gemäß 18. Die mit einem Kreis versehenen Kontakte in 24 stimmen mit der Stelle überein, die in 25 durch den Code 4 als Kontakt- oder Kontaktierungsfehler gekennzeichnet ist.
26 zeigt eine Tabelle mit einem Teil der Kontaktfehler-Überprüfungsergebnisse für die in 15 dargestellten Abtaststellen bei dem vorliegenden Test im Hinblick auf die Abtaststellen jedes Chips, wobei die Anzahl aller Kontakte angegeben ist, die dem jeweiligen erfindungsgemäßen Klassifizierungskriterium für die Kontakte entsprechen. An allen fünf Stellen der Chips oder der Testbereiche ist die Anzahl der Klassifizierung für die einzelnen Typen für die an der Stelle aufgefundene Öffnung aufgelistet. An der Stelle (1,3) wurden beispielweise 87 Kontaktöffnungen als zu dem Typ D gehörig klassifiziert, während drei Kontaktöffnungen als zu dem Typ E klassifiziert wurden. Fünf Kontaktöffnungen wurden als zu dem Typ G klassifiziert, während drei der Kontaktöffnungen als zu dem Typ H gehörig klassifiziert wurden. Es sei bemerkt, daß an jeder Stelle 98 Öffnungen überprüft und klassifiziert wurden, was auf den 35 überprüften Bereichen einer Gesamtanzahl von 17510 Öffnungen entspricht. Bei einem Ausführungsbeispiel kann dieser Test aufgrund der erfindungsgemäßen Einsparung an Verarbeitungszeit innerhalb einer Stunde vollständig durchgeführt werden. Das Verfahren ist daher zur Massenherstellung geeignet.
Das Kontaktprofil-Berechnungsmodul 60e (1) wird zur Erzeugung eines ersten Intensitätsprofils der oben erfaßten elektronischen Signalwerte für die einzelnen Gittereinheiten der oben spezifierten Gitter verwendet. Das Hintergrundwert-Eliminierungs- oder Korrekturmodul 60e (2) wird zur Erzeugung eines zweiten Intensitätsprofils aus dem ersten Intensitätsprofil durch eine für jede Gittereinheit durchgeführte Subtraktion des Hintergrundwertes von dem ersten Intensitätsprofil verwendet.
Das erste Intensitätsprofil und das zweite Intensitätsprofil werden unter Verwendung von elektronischen Signalwerten berechnet, die entsprechend zu den in den Gittereinheiten enthaltenen Pixeln digitalisiert werden. Die aus den Gittereinheiten gewonnenen Elektronensignalwerte umfassen jedoch sowohl den elektronischen Signalwert des entsprechenden Kontaktes als auch einen elektronischen Signalwert, der von dem den Kontakt umgebenden Außenbereich erzeugt wird. Um genaue elektronische Signalwerte zu erhalten, die lediglich Intensitätswerte von der Innenseite des Kontaktes in einer Gittereinheit umfassen, wird der elektronische Signalhintergrundwert von außerhalb des Kontaktbereiches, d. h. des den Kontakt umgebenden Bereiches, erfindungsgemäß von dem Intensitätsprofil subtrahiert, um das zweite normierte Intensitätsprofil zu erzeugen. Dies wird als Eliminierung des "Iscoloreffektes" bezeichnet.
Bei einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel erfolgt die Berechnung der Kontaktintensiätsprofile und die Eliminierung der Hintergrundwerte durch das Modul 60e gemäß der folgenden Gleichung 1:
Hierbei ist X:

X: die Summe der Elektronensignalwerte oberhalb eines vorbestimmten Schwellenwertes innerhalb einer Maschen- oder Gittereinheit;
B: die Summe der Elektronensignale unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwertes innerhalb einer Maschen- oder Gittereinheit;
B_c: die Anzahl der Elektronensignale, deren Wert innerhalb einer Maschen- oder Gittereinheit unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwertes liegt;
X: die Anzahl der Elektronensignale, deren Wert innerhalb einer Maschen- oder Gittereinheit oberhalb eines vorbestimmten Wertes liegt;
Y: der Elektronensignalwert mit der Hintergrundeliminierung oder Hintergrundkorrektur in einer Maschen- oder Gittereinheit.

In Gleichung 1 kann der oben angegebene vorbestimmte Wert durch Eliminierung des Hintergrundwertes zur Gewinnung genauer Meßergebnisse bestimmt werden. Bei einem Ausführungsbeispiel beträgt der Wert beispielsweise 100, man ist jedoch nicht auf diesen Wert beschränkt.
Der Y-Wert, d. h. das Ergebnis der Gleichung 1, ist die Summe der bezüglich des Hintergrundwertes korrigierten Elektronensignale innerhalb der Gitter- oder Mascheneinheiten. Bei einem Ausführungsbeispiel wird für den Wert Y in Gleichung 1 eine obere und eine untere Grenze festgelegt. Wenn der Wert von Y für einen bestimmten Kontakt unterhalb der unteren Grenze liegt, wird der Kontakt als fehlerhaft angesehen. Bei einem Ausführungsbeispiel dient ein Wert unterhalb der vorbestimmten unteren Grenze als Hinweis für eine nichtgeöffnete fehlerhafte Kontaktöffnung.
Die Gleichung 1 wird typischerweise zur Überprüfung von Kontaktöffnungen mit unregelmäßigen Formen verwendet. Gleichung 1 kann beispielsweise vor der Bildung von Öffnungen zur Überprüfung der Fotoresistschicht verwendet werden, die zur Bildung der Öffnungen verwendet wird.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel erfolgt die Berechnung der Kontaktprofile und die Eliminierung des Hintergrundwertes gemäß den folgenden Gleichungen 2 bis 4:
PNm = Grundlinie [(PNk )'] (4)
Hierbei ist:

n: die Anzahl der Pixel auf der horizontalen Achse;,
k: die Anzahl der Pixel auf der vertikalen Achse;
P_nk: der digitalisierte Signalwert eines Pixels an der Stelle n auf der horizontalen Achse und an der Stelle k auf der vertikalen Achse;
N: die Nummer der überprüften Gitter- oder Mascheneinheit;
h_i ^N: die anfängliche Pixelanzahl auf der horizontalen Achse innerhalb einer Gitter- oder Mascheneinheit;
h_f ^N: die Pixelendanzahl auf der horizontalen Achse innerhalb einer Maschen- oder Gittereinheit sind.

Die Gleichungen 2 bis 4 werden anhand der 21 und 22 beschrieben. Die 21 zeigt anhand einer graphischen Darstellung Pixeleinheiten in einer Maschen- oder Gittereinheit eines Kontaktes, die zur erfindungsgemäßen Berechnung des Kontaktintensitätsprofils verwendet werden. 22 zeigt anhand einer schematisches Darstellung das erste Intensitätsprofil innerhalb der Maschen- oder Gittereinheit, wie es vor der Subtraktion des Hintergrundwertes für ein Kontaktbild gemäß 18 berechnet wurde. Bei einem Ausführungsbeispiel wird das Intensitätsprofil durch schrittweise Veränderung entlang einer Achse und durch Aufsummation der Intensitätswerte entlang der senkrecht hierzu stehenden Achse an den einzelnen Positionen erzeugt. Die aufsummierten Pixelintensitäten werden als Funktion der Pixelnummer entlang der anderen Achse dargestellt. Das Profil gemäß 22 wird beispielsweise so bestimmt, daß man sich schrittweise über die Pixelpositionen entlang der vertikalen Achse bewegt und die Pixelintensitäten in der horizontalen Richtung aufsummiert. Bei dem Profil gemäß 22 ergibt sich ein Intensitätsprofil mit einem Pik in der Nähe der Mitte, der das Vorhandensein einer Kontaktöffnung in der spezielle Gitter- oder Mascheneinheit anzeigt. Die Öffnung erstreckt sich etwa von der Pixelposition 16 bis zur Pixelposition 44, so daß sich die Öffnung in vertikaler Richtung über etwa 28 Pixel erstreckt. Das Profil weist in der Mitte der Öffnung an der Spitze des Piks eine geringe Einbuchtung auf, die einen Abfall der erfaßten Intensität am Boden der Öffnung anzeigt. Diese Form des Intensitätsprofils ist ein Hinweis auf eine normale ausgebildete Kontaktöffnung.
Der Wert (P_k ^N)' aus Gleichung 3 ist der mittlere Elektronensignalwert pro Pixel des Pixels k auf der vertikalen Achse. Man erhält ihn dadurch, daß man die Gesamtsumme (den Gesamtpegel der digitalisierten Elektronensignalwerte), die dem jeweiligen Pixel mit der Pixellinie k auf der vertikalen Achse entspricht (21; k = 20), d. h. der Höhe der Kurve in 22, durch die Anzahl der horizontalen Pixel an der vertikalen Achsenposition k dividiert, die durch h_f ^N – h_i ^N gegeben ist. 22 zeigt das sich auch Gleichung 3 ergebende Profil. P_m ^N ist ein minimaler Wert von (P_k ^N)', d. h., daß er dem Intensitäshintergrund oder dem Wert der Grundlinie entspricht. P_k ^N entspricht daher einem mittleren Elektronensignalwert pro Pixel bei Subtraktion des Hintergrundwertes.
23 zeigt ein zweites Intensitätsprofil nach der Subtraktion des Hintergrundwertes oder der Grundlinie P_m ^N gemäß Gleichung 2. 24 zeigt das normierte zweite Intensitätsprofil für Kontakte des Kontaktbildes gemäß 18.
Bei einem Ausführungsbeispiel werden durch das erfindungsgemäße Kontaktierungsfehler-Überprüfungsverfahren auch die Ergebnisse der Gleichungen 2 bis 4 analysiert, um die Kontakte als fehlerhaft einqualifizieren und gegebenenfalls die Arten der Fehler erkennen zu können. Das zweite Intensitätsprofil (24) der Öffnungen wird jeweils im Hinblick auf die Identifizierung und Klassifizierung von Unregelmäßigkeiten oder Fehlern analysiert.
Wie in 23 dargestellt ist, wird bei einem Ausführungsbeispiel ein Schwellenwert, zum Beispiel 5, für das zweite Intensitätsprofil (der mittlere Elektronensignalwert pro Pixel nach der Subtraktion des Hintergrundwertes) verwendet. Die kritische Abmessung CD^N des Kontaktes ist definiert als die Länge (oder die Breite) des Peaks in dem Profil an dem Schwellenwert. Wie in 23 dargestellt ist, ergibt sich mit einem Schwellenwert von 5 als kritische Abmessung für den Kontakt CD^N = 40 – 20 = 20 Pixel. Die kritische Abmessung CD^N, bei der es sich beispielsweise um den Durchmesser der Kontaktöffnung handeln kann, kann gemäß der nachstehenden Gleichung 5 berechnet werden:
Hierbei ist:

v_i ^N: die anfängliche Pixelanzahl auf der vertikalen Achse innerhalb der Gitter- oder Mascheneinheit;
V_f ^N: die Pixelendanzahl auf der vertikalen Achse innerhalb der Gitter- oder Mascheneinheit;

Pk N = (Pk N)' – Pm N; und

W_k ^N: gibt an, ob die Pixelintensität oberhalb des Schwellenwertes liegt, d. h. es gilt:
W_k ^N: = 1, falls P_k ^N größer oder gleich dem Schwellenwert ist 0, falls P_k ^N kleiner ist als der Schwellenwert

Nun wird für die Pixel oberhalb des Schwellenwertes gemäß der folgenden Gleichung 6 eine mittlere Pixelintensität BSE^N berechnet.
Es sei bemerkt, daß die Gleichungen 5 und 6 ein alternatives Überprüfungsverfahren zu Gleichung 1 repräsentieren. Die mittlere Pixelintensität BSE^N gemäß Gleichung 6 entspricht dem in Gleichung 1 berechneten Wert Y. Der Wert CD^N in den Gleichungen 5 und 6 wird in Gleichung 1 durch den Wert X_c ersetzt.
Nach der Berechnung der Pixelzahl für CD^N und der mittleren Pixelintensität BSE^N für den zu überprüfenden Kontakt werden diese Werte zur Klassifizierung des Kontaktzustandes verwendet. Bei einem Ausführungsbeispiel wird für die Pixelzahl CD^N ein oberer Grenzwert NOC2 und ein unterer Grenzwert NOC1 festgelegt. Diese Grenze werden dazu verwendet, einen Bereich an zu akzeptierenden Pixelzahlen für normale Kontakte festzulegen. Es kann auch eine Grenze für die mittlere Pixelintensität BSE^N festgelegt werden. Ein oberer Grenzwert NOT2 und ein unterer Grenzwert NOT1 können zur Bestimmung eines Bereiches an zu akzeptierenden mittleren Pixelwerten für einen normalen Kontakt verwendet werden.

Die Werte CD^N und BSE^N der überprüften Kontakte werden zur Klassifizierung der Kontakte mit ihren entsprechenden Bereichen verglichen. Bei einem Ausführungsbeispiel werden die Kontakte so klassifiziert, daß sie entsprechend dem Vergleich der Werte für CD^N und BSE^N mit ihren entsprechenden Bereichen in eine von neun möglichen Klassen eingeteilt werden, die den einzelnen Typen entsprechen. Ein Beispiel für die neun möglichen Bedingungen und ihre entsprechende Typ-Klassifikation sowie für die entsprechenden numerischen Codes sind in der folgenden Tabelle 1 zusammengestellt:

Klassifikation	(BSE^N) ≤ (NOT1)	(NOT1) ≤ (BSE^N) ≤ (NOT2)	(BSE^N) ≤ (NOT2)
(CD^N) ≤ (NOC1)	A-Typ (Code1)	B-Typ (Code2)	C-Typ (Code3)
(NOC1) ≤ (CD^N) ≤ (NOC2)	D-Typ (Code4)	E-Typ (Code5)	F-Typ (Code6)
(CD^N) ≤ (NOC2)	G-Typ (Code7)	H-Typ (Code8)	1-Typ (Code9)

Tabelle 1

Die drei Spalten in Tabelle 1 bestimmen die drei Bedingungen für die Tiefe der Kontaktöffnungen. Sie sind in der Reihenfolge abnehmender Tiefe angeordnet. Die erste Spalte bestimmt drei Zustände, nämlich die Typen A, D und G, von relativ tiefen Kontaktöffnungen. Die zweite Spalte umfaßt drei Zustände für normaltiefe Kontaktöffnungen, nämlich die Typen B, E und H. Die dritte Spalte bestimmt drei Zustände unzureichender Kontaktlochtiefe, nämlich die Typen C, F und E. Durch diese Kontaktöffnungstypen sind tpyischerweise teilweise offene Kontaktöffnungen oder nicht gleichmäßige Kontaktöffnungen bestimmt. Die Zeilen der Tabelle 1 sind nach dem zunehmenden Kontaktlochdurchmesser angeordnet. Die erste Zeile umfaßt die Kontaktöffnungstypen A, B und C mit unzureichend kleinen Durchmesser.
Durch die zweite Kategorie mit den Typen D, E und F sind Kontaktöffnungen mit einem normalen Durchmesser bestimmt. Durch die dritte Kategorie mit den Typen G, H und I sind Kontaktöffnungen mit einem übermäßig großen Durchmesser bestimmt.
Wie in Tabelle 1 dargestellt ist, erfolgt eine Klassifikation nach dem Typ E dann, wenn sowohl CD^N als auch BSE^N innerhalb ihres jeweiligen vorbestimmten Bereiches liegen, was auf einen normalen Kontakt hinweist. Die anderen Typen, bei denen einer der Werte oder auch beide Werte außerhalb der Bereiche liegen, werden in die verbleibenden Typenklassen eingeordnet, die als Hinweis auf die unterschiedlich starke Ausbildung von Fehlern und auf unterschiedliche Arten von Kontaktfehlern dienen.
Der Ergebnisbildschirm oder das Ergebnisdisplay 60g dient zur Anzeige der Ergebnisse der Klassifikation von normalen Kontakten und/oder Kontaktfehlern, die durch das Kontaktierungsfehler-Überprüfungsmodul 60f klassifiziert wurden. Die Ergebnisse können als digitalisierte Werte für die Position der einzelnen Kontakte dargestellt werden.
25 zeigt eine Tabelle mit Beispielen für die Klassifikation und die Pixelposition der Kontaktöffnungen gemäß 24. Ob ein Kontakt normal oder fehlerhaft ausgebildet ist, ist entsprechend dem zweiten Intensitätsprofil als Zahlencode für die Position der einzelnen Kontakte dargestellt. Der Code "5" repräsentiert den Typ E und entspricht einem normalen Kontakt, während der Code "4" einen Kontaktierungsfehler des Typs D repräsentiert. Bei einem Ausführungsbeispiel repräsentiert der Typ "D" einen nicht offenen Kontakt. Die X-Werte in 25 repräsentieren die Anfangspixelzahl für die einzelnen Maschen- oder Gittereinheiten auf der horizontalen Achse, während die Y-Werte die Anfangspixelzahl auf der vertikalen Achse repräsentieren. 26 enthält eine Tabelle der Ergebnisse einer erfindungsgemäßen Überprüfung an fünf Stellen an jedem der sieben Bereiche des Halbleiterwafers. Die Tabelle zeigt die Anzahl an Kontakten für die einzelnen Klassifizierungstpyen an den einzelnen Stellen.
Die Werte für CD^N und BSE^N können dazu verwendet werden, die Kontakte auf unterschiedliche Art und Weise zu klassifizieren. Die Typenklassifikation für einen bestimmten Kontakt kann somit zur Spezifizierung eines bestimmten Typs von Kontaktierungsfehler dienen. Wenn der BSE^N-Wert für einen Kontakt unterhalb eines minimalen Wertes NOT1 liegt, der typischerweise eine nicht geöffnete Kontaktöffnung anzeigt, wird die Öffnung in eine der Typenklassen A, D oder G einklassifiziert. Wenn der BSE^N-Wert größer ist als ein maximaler Wert NOT2, ist die Öffnung zwar geöffnet, sie ist jedoch aus einem bestimmten Grunde so noch nicht zu akzeptieren. Die Öffnung kann beispielsweise ungleichmäßig geformt sein, so daß sie beispielsweise eine Verbreiterung oder Verengung in Richtung auf ihren Boden oder ihrer Unterseite aufweist. In diesem Fall wird die Öffnung in eine der Typenklassen C, F oder I einklassifiziert.
Wenn der CD^N-Wert unterhalb des minimalen Wertes NOC1 liegt, kann der erfaßte Fehler eine Öffnung anzeigen, die zu schmal ist oder eine irreguläre Form, wie ein Oval, aufweist. Wenn der CD^N-Wert oberhalb des maximalen Wertes NOC2 liegt, ist dies ein Hinweis auf eine irregulär geformte Öffnung.
Die 27 enthält ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung des logischen Ablaufes der Verarbeitungsschritte bei einem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren für Halbleiterbauelemente. Bei einem bestimmten Verarbeitungsschritt bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen wird zuerst eine den Kontaktöffnungen entsprechende Fotoresiststruktur ausgebildet, nachdem das Fotoresist auf bestimmte isolierende Schichten, wie zum Beispiel einen Nitridfilm oder ein Oxidfilm, aufgebracht wurde. Nun wird ein fotolithographisches Verfahren angewendet (S40). Die Fotoresiststruktur wird durch Belichtungs- und Entwicklungsschritte erzeugt.
Nun wird die Fotoresiststruktur als Ätzmaske verwendet und die unter der Fotoresiststruktur liegende isolierende Schicht wird zur Bildung der Kontaktöffnungen geätzt (S42). Anschließend wird die Innenseite der Kontaktöffnungen gereinigt und die Wafer werden in die In-line-SEM-Einrichtung eingebracht, wo auf die oben beschriebene Art und Weise das erfindungsgemäße Überprüfungsverfahren auf fehlerhafte Kontaktöffnungen durchgeführt wird. Nun wird die Innenseite der Kontaktöffnungen mit einem leitenden Material versehen und es werden die nachfolgenden Verfahrensschritte zur Herstellung von Halbleiterbauelementen durchgeführt (S46).
28 zeigt in schematischer Darstellung ein Flußdiagramm mit dem logischen Ablauf bei einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kontaktüberprüfungsverfahrens. In dem Verfahrensschritt 500 werden die verwendeten Parameter eingelesen. Bei einem Ausführungsbeispiel werden für das Verfahren die folgenden Parameter verwendet:

N = Anzahl der Pixel des SEM-Bildes in Richtung der Y-Achse;
M = Anzahl der Pixel des SEM-Bildes in Richtung der X-Achse;
VP (Vertical Pitch = senkrechter Abstand) = Y-Achsen-Kontaktabstand in Richtung der Y-Achse des Gitters oder des Maschennetzes;
HP (Horizontal Pitch = horizontaler Abstand) = X-Achsen-Kontaktabstand in Richtung der X-Achse des Gitters oder des Maschennetzes;
MX = X-Achsen-Pixelbereich für das Gitterverfahren;
MY = Y-Achsen-Pixelbereich für das Gitterverfahren;
bse = Grundschwellenwert für ein charakteristisches Kontaktprofil in einer Gitter- oder Mascheneinheit;
NO1 = unterer Grenzwert für die charakteristische Profilintensität normaler Kontakte;
NO2 = oberer Grenzwert für die charakterisitische Profilintensität normaler Kontakte;
CD1 = unterer Grenzwert für die Pixelanzahl eines charakteristischen Profils normaler Kontakte;
CD2 = oberer Grenzwert für die Pixelanzahl eines charakteristischen Profils normaler Kontakte;
XN = überprüfte SEM-Gesamtbildanzahl (Endzahl oder Ergebnis) pro Chip oder SHOT-Einheit eines Wafers;
YN = überprüfte SEM-Gesamtbildanzahl (Endzahl oder Ergebnis) in einem Chip oder einer SHOT-Einheit;
X = überprüfte SEM-Bildordnung oder Reihenfolge pro Chip oder SHOT-Einheit eines Wafers;
Y = überprüfte SEM-Bildordnung oder Reihenfolge in einem Chip oder einer SHOT-Einheit;
cdata [j][i] = SEM-Bildsignalpegel bei (pro) Pixeleinheit.

Nun wird in dem Schritt 502 der X-Achsenwert mit 0 initialisiert, während in dem Schritt 504 der Y-Achsenwert mit 0 initialisiert wird. Das Überprüfungsverfahren wird nun entlang der Y-Achse in einer aus den Schritten 506 bis 520 gebildeten inneren Schleife fortgesetzt bis der maximale Y-Achsenwert erreicht wird. Nun wird der X-Achsenwert inkrementiert und die innere Schleife wird wieder für alle Y-Achsenwerte wiederholt. Schließlich endet die äußere Schleife, wenn die Endwerte für die X- und Y-Achsenwerte erreicht sind. In der inneren Schleife gemäß 28 werden die SEM-Bilddaten an der Stelle (X, Y) und cdata [j][i] in dem Schritt 506 gelesen, der in 29 ausführlich dargestellt ist. Es sei bemerkt, daß bei dem hier beschriebenen Maschen- oder Gittenverfahren eine rechteckige Gitterstruktur mit senkrecht aufeinanderstehenden X- und Y-Achsen verwendet wird. Es sei darauf hingewiesen, daß ein rechtwinkliges Gitter nicht erforderlich ist. Es können auch andere Gitter- oder Maschenformen verwendet werden. So kann zum Beispiel ein dreieckiges oder ein trapezförmiges Gitter verwendet werden. Die Gitter- oder Maschenstruktur wird so ausgewählt, daß eine beliebige sich periodisch wiederholende Struktur von Kontakten erfaßt wird.
In dem Schritt 508 in 28 wird nun die Position der Kontaktöffnung bestimmt. Der Schritt 508 ist in den 30A–30D ausführlich dargestellt. Die Erfassung der Kontaktöffnungsposition umfaßt die Auswahl der Art und der Struktur des Gitters oder des Maschennetzes, das zur Überprüfung der Kontaktöffnungen verwendet wird. Bei dem in den 30A–30D ausführlich dargestelltem Verfahren bewegt man sich pixelweise entlang einer ersten ausgewählten Richtung (in der horizontalen Richtung) und summiert alle Pixelintensitätswerte in einer zweiten dazu orthogonalen Richtung (der vertikalen Richtung) auf. Durch das Erfassen einer merklichen Veränderung (eines Sprungs) der Intensität ist der Rand einer Öffnung festgelegt. Das Verfahren wird fortgesetzt bis zur Erfassung eines signifikanten Abfalles der Intensität, durch den der gegenüberliegende Rand der Öffnung festgelegt ist. Dieses Verfahren wird solange angewandt bis alle Öffnungen lokalisiert sind. Es sei darauf hingewiesen, daß in den Schritten 550 und 582 in den 30A–30D der Absolutwert der Intensitätsdifferenzen verwendet wird. Dies beruht darauf, daß der Betrag der Intensitätsdifferenzen oder der Kontrast wichtig zur Bestimmung der Kontaktstellen ist. Bei diesem Verfahren werden unterschiedliche Konventionen verwendet, um die Öffnungen durch eine hohe oder niedrige Intensität zu definieren.
Bei dem Schritt 514 in 28 werden die Kontaktöffnungsprofile berechnet. Dieser Vorgang ist in den Flußdiagrammen in den 31A–31D ausführlich dargestellt. Die Profile werden durch Analyse der einzelnen Kontaktöffnungen berechnet, die durch das in Verbindung mit den 30A–30D beschriebene Verfahren erfindungsgemäß identifiziert wurden. Für jede Öffnung wird ein Profil berechnet. Bei einem Ausführungsbeispiel wird das Profil durch Aufsummation der Intensitätswerte in einer Richtung an jeder Stelle entlang der anderen dazu orthogonalen Richtung erzeugt. Die Intensitätswerte an den einzelnen Stellen werden zur Erzeugung des Profils gemittelt und dargestellt. Es sei bemerkt, daß in den Flußdiagrammen der 31A–31D allgemeine Variablen F und F2 verwendet werden. Diese Variablen sind bei einem bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel mit den Variablen BSE^N bzw. CD^N austauschbar, die in den obenstehenden Gleichungen 5 bzw. 6 definiert wurden.
In dem Schritt 516 in 28 werden die Kontaktöffnungen erfindungsgemäß überprüft. Dieser Vorgang ist in den 32A–32B ausführlich dargestellt. Wie oben bereits beschrieben wurde, werden die gemäß den 31A–31D bestimmten Werte analysiert, um die einzelnen Kontaktöffnungen in eine von neun möglichen Kontaktklassen einzuklassifizieren. Wie im Zusammenhang mit den 32A–32B bereits erwähnt wurde, sind die Variablen F und F2 mit den Variablen BSE^N und CD^N austauschbar.
In dem Schritt 518 in 28 wird der Y-Achsenwert inkrementiert und in dem Schritt 520 wird bestimmt, ob der maximale Y-Achsenwert bereits erreicht wurde. Falls dies nicht der Fall sein sollte, erfolgt in dem Flußdiagramm ein Rücksprung zum Anfang der inneren Schleife. Andernfalls wird der X-Achsenwert in dem Schritt 522 inkrementiert und es erfolgt in dem Flußdiagramm über den Block 524 eine Rückkehr zu dem Anfang der äußeren Schleife im Schritt 504, in dem der Y-Achsenwert initialisiert wird. Nach Beendigung der äußeren Schleife können die Ergebnisse der Überprüfung im Schritt 526 dargestellt werden.
Wie oben bereits erwähnt wurde, zeigt 29 in schematischer Darstellung ein Flußdiagramm zur ausführlichen Darstellung des Schritts 506 in 28 zum Einlesen der SEM-Bilddaten. Im Schritt 528 wird der Index j mit 0 initialisiert, während in dem Schritt 530 der Index i mit 0 initialisiert wird. In dem Schritt 532 werden die Daten cdata [j][i] gelesen, während in dem Schritt 534 der Index i inkrementiert wird. In dem Schritt 536 wird festgestellt, ob der Index i bereits seinen Maximalwert M erreicht hat. Falls dies nicht der Fall sein sollte, erfolgt in dem Flußdiagramm eine Rückkehr zu dem Schritt 532, in dem die Daten erneut eingelesen werden. Andernfalls wird in dem Schritt 538 der Index j inkrementiert und in dem Schritt 540 bestimmt, ob j bereits seinen Maximalwert M erreicht hat. In diesem Fall endet der Prozeß. Anderenfalls erfolgt in dem Flußdiagramm eine Rückkehr zu dem Schritt 530, in dem der Index i erneut mit 0 initalisiert wird. Der Vorgang wiederholt sich dann.
Bei einem Ausführungsbeispiel erfolgt die erfindungsgemäße Überprüfung auf fehlerhafte Kontakte nach der Bildung der Kontaktöffnungen und der Reinigung der Innenseite der Kontaktöffnungen (ACI = After Cleaning Inspection = Überprüfung nach Durchführung des Reinigungsschrittes). Die Fehlerüberprüfung kann jedoch auch auf der belichteten Isolationsschicht über den Wafern bei dem Entwicklungsvorgang erfolgen, bei dem die Fotoresiststruktur zur Bildung der Kontaktöffnungen gebildet wird (ADI = After Development Inspection = Überprüfung nach Durchführung der Entwicklung).
Die vorliegende Erfindung ist nicht nur auf die beschriebene Art und Weise für Kontaktöffnungen anwendbar, sondern auch für Durchkontaktierungen bei jedem Schritt zur direkten Verbindung aller Kontaktöffnungen und zum Inkontaktbringen mit dem Halbleitersubstrat und den leitenden Schichten. Die vorliegende Erfindung ist auch zur Überprüfung von Strukturbildungsfehlern nach dem Entwicklungsvorgang während des Fotoverarbeitungsverfahrensschrittes zur Bildung von Kontaktöffnungen geeignet.
Zusätzlich hierzu ist die vorliegende Erfindung nicht nur zur Überprüfung von runden Kontaktöffnungen geeignet, sondern auch zur Überprüfung von Mustern oder Strukturen durch Erfassung der unterschiedlichen Arten von Strukturbildern, die sich regelmäßig wiederholen.
Kontakt- oder Kontaktierungsfehler werden erfindungsgemäß durch digitalisierte Werte exakt erfaßt, ohne daß die Kontaktbilder mit bloßem Auge oder einem Mikroskop überprüft werden. Bei Kontakten mit einem größeren Seitenverhältnis lassen sich Kontaktfehler einfach und sehr genau bestätigen. Zudem erfolgt die Überprüfung auf fehlerhafte Kontakte für die gesamte Waferoberfläche innerhalb einer kurzen Zeitspanne, in der die für den Nachweis von Kontaktfehlern erforderlichen Ergebnisse erzeugt werden. Das Verfahren besitzt eine hohe Effizienz und ermöglicht eine hohe Produktivität bei der Massenherstellung.

Claims

Verfahren zur Überprüfung zumindest eines Teils eines Halbleiterwafers mit folgenden Verfahrensschritten: – Einlesen von Bilddaten eines Rasterelektronenmikroskops (100) für den Teil des Halbleiterwafers; – Identifizierung von Bilddaten für ein Merkmal des Halbleiterwafers aus den Daten für den Teil des Halbleiterwafers; – Berechnung eines dem Merkmal zugeordneten Parameters aus den Bilddaten des Merkmals; – Vergleich des Parameters mit einem Bereich von zu akzeptierenden Parameterwerten; – Klassifizierung des Merkmals entsprechend dem Vergleich mit den zu akzeptierenden Parameterwerten; gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: – auf das Bild des Rasterelektronenmikroskops (100) für den überprüfenden Teil des Halbleiterwafers wird ein Gitter mit Gitterachsen überlagert, die eine Vielzahl von Maschen definieren, wobei jede Masche eine vorgegebene Anzahl von Pixeln aufweist, so dass jede Masche oder ausgewählte Maschen eine vorbestimmte Anzahl von gleichzeitig zu analysierenden Merkmalen umfasst; wobei – durch Einstellen der Abstände der Gitterachsen die Anzahl der Pixel je Masche in Abhängigkeit der Größe des zu überprüfenden Merkmals derart eingestellt oder verändert wird, dass das Merkmal durch eine vorgegebene Anzahl von Pixeln abgedeckt wird und Unregelmäßigkeiten oder Fehler des Merkmals in dem Bild sicher erkennbar sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Merkmal eine Kontaktöffnung in einer integrierten Schaltung ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Kontaktöffnung als nicht offen klassifiziert wird, wenn der Parameter außerhalb des Bereichs an zu akzeptierenden Parameterwerten liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Merkmal als fehlerhaft klassifiziert wird, wenn der Parameter außerhalb des Bereichs an zu akzeptierenden Parameterwerten liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Merkmal als akzeptabel klassifiziert wird, wenn der Parameter innerhalb des Bereichs an zu akzeptierenden Parameterwerten liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die SEM-Bilddaten durch Sekundärelektronen und rückgestreute Elektronen erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Parameter eine Abmessung des Merkmals umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Parameter eine Anzahl an SEM-Bilddatenpixel umfaßt, die dem Merkmal zugeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Parameter eine mittlere Intensität der dem Merkmal zugeordneten Pixel umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei in einem zusätzlichen Verfahrensschritt ein Bildpixelintensitätsprofil des Merkmals berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Berechnung des Bildpixelintensitätsprofils die Subtraktion eines Hintergrundintensitätswertes von den Intensitätswerten der Pixel in einem das Merkmal umfassenden Bereich umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 1 mit folgenden zusätzlichen Verfahrensschritten: – Berechnung eines dem Merkmal zugeordneten zweiten Parameters aus den Bilddaten des Merkmals; – Vergleich des zweiten Parameters mit einem Bereich an zu akzeptierenden Werten für den zweiten Parameter; – Klassifizierung des Merkmals entsprechend dem Vergleich mit dem Bereich an zu akzeptierenden Werten für den zweiten Parameter.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der zweite Parameter eine Abmessung des Merkmals umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der zweite Parameter eine Anzahl an SEM-Bilddatenpixel umfaßt, die dem Merkmal zugeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei der zweite Parameter eine mittlere Intensität der dem Merkmal zugeordneten Pixel umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Merkmal nur dann als akzeptabel klassifiziert wird, wenn der erste Parameter innerhalb des Bereiches an zu akzeptierenden Werten für den ersten Parameter liegt und wenn der zweite Parameter innerhalb des Bereiches an zu akzeptierenden Werten für den zweiten Parameter liegt.
Verfahren nach Anspruch 1 mit einer zusätzlichen Charakterisierung des Merkmals unter Verwendung eines Koordinatensystems, wobei die Charakterisierung die folgenden Schritte umfaßt: – Überlagern eines Bildes des Teils des Halbleiterwafers mit dem Koordinatensystem; und – Analyse der Intensitätswerte der entlang einer zweiten Achse des Koordinatensystems angeordneten Pixel an mehreren Stellen entlang einer ersten Achse des Koordinatensystems.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Analyse die Aufsummation der Intensitätswerte der entlang der zweiten Achse angeordneten Pixel umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Analyse zur Erfassung des Merkmals zudem die Erfassung einer Veränderung der aufsummierten Intensitätswerte an mehreren Stellen entlang der ersten Achse umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Analyse eine Mittelung der ordneten Intensitätswerte der entlang der zweiten Achse angeordneten Pixel umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Analyse zur Erfassung des Merkmals zudem die Erfassung einer Veränderung der gemittelten Intensitätswerte an mehreren Stellen entlang der ersten Achse umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Charakterisierung die Erfassung einer Abmessung des Merkmales umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Charakterisierung die Bestimmung der Position des Merkmals umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Charakterisierung die Identifizierung eines Musters oder einer Struktur aus mehreren Merkmalen umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei die Struktur eine periodische Struktur ist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Koordinatensystem ein rechtwinkliges Koordinatensystem ist.
Vefahren nach Anspruch 17, wobei das Koordinatensystem ein dreieckiges Koordinatensystem ist.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Koordinatensystem ein trapezförmiges Koordinatensystem ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die SEM-Bilddaten in Form von digitalisierten Grauskalenpixelwerten vorliegen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die SEM-Bilddaten in Form von digitalisierten farbcodierten Pixelwerten vorliegen.