Способ измерения линейного размера элементов топологического рисунка микросхем Советский патент 1985 года по МПК G01B11/02 

Изобретение относится к контроль но-измерительной технике и может быть использовано для измерения линейньк размеров элементов топологического рисунка интегральных микросхем, состоящего из участков непрозрачного материала на однородной подложке. Изйестен способ контроля размерных погрешностей фотошаблонов, за. ключающийся в том, что формируют тестовую ячейку, освещают ее пучком света и определяют контролируемьй параметр по значению светового потока в дифракционных максимумах, в крторых при сохранении заданных раз меров должна быть.нулевая интенсивность lj , Недостатком способа является узкий диапазон контролируемых размеров, ограниченных номинальными значениями тестовой решетки. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ измерения линейного размера элементов топологического рисунка микросхем, заключающийся в том, что на однород ной подложке формируют тестовую ячейку, освещают ее параллельным пучком монохроматического света под углом к плоскости подложки, регист:рируют параметры отраженных пучков света и определяют контролируемый параметр 2j . Недостатком известного способа является невысокая точность измерения, поскольку контролируемый параметр определяют по/ значениям интенсивности света в дифракционных поря ках, точность измерения которой невелика. Цель изобретения - повышение точ ности измерений. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения линейного размера элементов топологического рисунка микросхем, заключающемуся в том, что на однородной подложке формируют тестовую ячейку, освещают ее параллельным пучком монохроматического света под углом к плоскости подложки регистрируют параметры отраженных пучков сйета и определяют контролируемый парамет формируют тестовую ячейку в виде трех участков, первьш из которых представляет собой участок поверхности исходной подложки, второй участок поверхности непрозрачного материала на подложке, а третий дифракционную решетку прямоугольного профиля, выполненную в виде полосок непрозрачного материала на подложке с фиксированным расстоянием между полосками, последовательно освещают участки тестовой ячейки так, что плоскость падения света параллельна штрихам решетки, угол падения света выбирают в диапазоне 60-70 , определяют для каждого участка эллипсометрические параметры отраженного света, по которым вычисляют контролируемый параметр. На -фиг. 1 представлена тестовая ячейка, вид сверху; на фиг. 2 - то же, разрез. . Первый участок тестовой ячейки А представляет дифракционную решетку, состоящую из полосок 1 непрозрачного материала, например, металла, на однородной подложке, например стекле. Расстояние Ь между полосками равно измеряемому размеру элемента схемы. Размер Y участка должен быть больше диаметра, пучка света, которым освещается решетка. Ширина р полосок должна удовлетворять условию а Ь . Размах X участка определяется неравенством X D /cos б , где D - диаметр пучка света; б угол падения света на плоскость решетки. Общий размер дифракционной решетки должен быть немного больше светового пятна, освещающего решетку. Это условие необходимо соблюдать, чтобы при падении света на решетку он не попадал на участки, не занятые решеткой. Второй участок тестовой решетки - поле непрозрачного материала, нанесенного на подложку. Третий участок тестовой ячейки - поле чистого исходного материала однородной подложки которое остается после вытравливания непрозрачного слоя. Общие размеры полей 8 и С такие же, как и размер дифракционной решетки. Способ осуществляют следующим образом. Сформированную на однородной подложке в соответствии с фиг. 1 и 2 тестовую ячейку освещают параллельным пучком монохроматического света под углом 60-70 к поверхности подложки последовательно на участках А, В и С . При этом плоскость падения света ориентирована параллельно штрихам решетки. Для каждого,участка тестовой ячейки определяют эллипсометрические параметры, характеризующие состояние поляризации отраженного света: , f решетки в нулевом порядке дифракции; ,, - для непрозрачного слоя, и f ififz- для однородного

b isl Utgcf coeb,-tgQoCOSc of Ug 14)15inь,-ig(o5in of lгsП(ig(iCoв г-tg)co5ЬofUig(г « г-tC o i Ьo) Ir I- I ,co5C,, + coe2e -(tg Q.sinti,) (j),.4 Hcoe2e-tgt4),e;rtli,)

1 i I (.tgq2 o a : ei(ig)giyiua) Н -со526-1 с 2С05Ь2(со 5г01§С г51пЛг) За счет ориентации плоскости падения света параллельно штрихам решетки в меньшей мере с-казываются, так называемые, теневые эффекты (луч света при наклонном падении перпендикулярно штрихам решетки освещает не всю канавку равномерно) , которые .не учитываются в формуле (1), что приводит к уменьшению ошибки в определении b/j . Если используемые подложки и наносимые непрозрачные пленки характеризуются постоянными параметрами и и ср , имеющими малый разброс (не более 30 « 15 угловых минут для А и 9 соответственно) , то необходимость в и мерении U и с,) на полях В и С для каждого образца отпадает и при расчете могут использоваться Ci и (р , измеренные для одного какого-либо образца из такой партии. Измерение и и Cj) рекомендуется проводить при углах падения в интер вале 60-70 , так как при зтих углах ошибка в определении b/j , как показали сравнительные измерения дтог параметра другими способами, наимен шая. В случае, когда используется про зрачная подложка (например, стекло 11465 5 94 поля подложки. Измеренные значения i; и подставляют в формулу (1), по которой вычисляют отношение контролируемого параметра b решетки к ее периоду (3 : b/a 1 + b/a при изтотовлении фотошаблонов), необходимо следить за тем, чтобы отраженный от задней поверхности подложки свет не попадал на измерительное устройство, для чего можно использовать,к примеру, диафрагмы для выделения только полезного пучка света. Период cJ решетки обычно известен. Он задается перед изготовлением тестовой структуры и практически не меняется в процессе формирования решетки. При необходимости d можно определить с достаточно большой точностью на гониометре, измеряя угол дифракции какого-либо порядка и используя формулу d(5inQ-siirt CJniV га , «Т1 - порядок дифракции; - угол дифракции -го порядка; - угол падения света на решетку. Таким образом, формирование тестовой ячейки описанньв4 образом и использование эллипсометрических параметров для вычисления контролируемого параметра позволяет повысить точность измерения.

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНОГО РАЗМЕРА ЭЛЕМЕНТОВ ТОПОЛОГИЧЕСКОГО РИСУНКА МИКРОСХЕМ, заключающийся в том,что на однородной подложке формируют тестовзпо ячейку,освещают ее параллельным пучком монохроматического света под углом к плоскости подложки, регистрируют параметры отраженных пучков света и определяют контролируемый параметр, отличающийс я тем, что, с целью повьппения точности измерений, формируют тестовую ячейку в виде трех участков, первый из которых представляет собой участок поверхности исходной подложки, второй - участок поверхности непрозрачного материала на подложке, а третий - дифракционную решетку прямоугольного профиля, выполненную в виде полосок непрозрачного материала на подложке с фиксированным расстоянием между полосками, последовательно освещают участки тестовой ячейки так, что плоскость падения света параллельна штрихам решетки, угол падения света выбирают в диапазоне 60-70 , определяют, для каж-i СО доге участка эллипсометрические раметры отраженного света, по котог рым вычисляют контролируемый параметр. .