Способ измерения линейного размера элементов топологического рисунка микросхем

(19) ВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ГОСУДАРСПО ДЕЛ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ(54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЛИНЕЙНОГОРАЗМЕРА ЭЛЕМЕНТОВ ТОПОЛОГИЧЕСКОГОРИСУНКА МИКРОСХЕМ, заключающийся втом,что на однородной подложке формируют тестовую ячейку, освещают ее параллельным пучком монохроматическогосвета под углом к плоскости подложки,регистрируют параметры отраженныхпучков света и определяют контролируемый параметр, о т л и ч а ю щ и йс 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 иа подложке, а третий - дифракционную рещетку 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 .щтрихам ре)петки, угол падения света выбирают в диапазоне 60-70 , определяют, для как-одого участка эллипсометрические па раметры отраженного света, по кото-. рым вычисляют контролируемый пара1146Изобретение относится к контроль- но"измерительной технике и может быть использовано для измерения линейных размеров элементов топологического рисунка интегральных микросхем, состоящего из участков непро"зрачного материала на однородной подложке.Известен способ контроля размерных погрешностей фотошаблонов, за О , ключающийся в том, что формируют тестовую ячейку, освещают ее пучком света и определяют контролируемый параметр по значению светового потока в дифракционных максимумах, в 15 которых при сохранении заданных размеров должна быть нулевая интенсивность 1.Недостатком способа является узкий диапазон контролируемых размеров, ограниченных номинальными значениями тестовой решетки.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ из мерения линейного размера элементов топологического рисунка микросхем, заключающийся в том, что на однородной подложке формируют тестовую ячейку, освещают ее параллельным пучком монохроматического света под углом к плоскости подложки, регистрируют параметры отраженных пучков света и определяют контролируемый параметр 2 .35Недостатком известного способа является невысокая точность измерения, поскольку контролируемый параметр определяют по значениям интенсивности света в дифракционных порядках, точность измерения которой не-, велика.Цель изобретения - повышение точности измерений.Поставленная цель достигается 45 тем, что согласно способу измерения линейного размера элементов топологического рисунка микросхем, заключающемуся в том, что на однородной подложке формируют тестовую ячейку, 50 освещают ее параллельным пучком монохроматического света под углом к плоскости подложки, регистрируют параметры отраженных пучков света и определяют контролируемый параметр,55 фермируют тестовую ячейку в виде трех участков, первый из которых представляет собой участок поверх 549ности исходной подложки, второй -участок поверхности непрозрачногоматериала на подложке, а третий -дифракционную решетку прямоугольного профиля, выполненную в виде полосок непрозрачного материала на подложке с фиксированным расстояниеммежду полосками, последовательноосвещают участки тестовой ячейкитак, что плоскость падения светапараллельна штрихам решетки, уголпадения света выбирают в диапазонео60-0, определяют для каждогоучастка эллипсометрические параметры отраженного света, по которым вычисляют контролируемый параметр,На фиг. 1 представлена тестоваяячейка, вид сверху; на фиг. 2 - тоже, разрез,Первый участок тестовой ячейки Дпредставляет дифракционную решетку,состоящую из полосок 1 непрозрачного материала, например. металла, наоднородной подложке, например стекле. Расстояние 1 между полосками равно измеряемому размеру элемента схемы. Размеручастка должен бытьбольше диаметра пучка света, которымосвещается решетка. Ширина 4 поло -сок должна удовлетворять условиюО. Размах Х участка определяется неравенством ХЭ соя О,где 0 - диаметр пучка света; 9угол падения света на плоскость решетки. Общий размер дифракционнойрешетки должен быть немного большесветового пятна, освещающего решетку. Это условие необходимо соблюдать,чтобы при падении света на решеткуон не попадал на участки, не занятые решеткой. Второй участок тестовой решетки - поле непрозрачногоматериала, нанесенного на подложку.Третий участок тестовой ячейки - полечистого 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 следующимобразом. Сформированную на однородной подложке в соответствии с фиг. 1 и 2 тестовую ячейку освещают параллельным пучком монохроматическогоосвета под углом 60-О к поверхности подложки последовательно на участках 4, Ь и С . При этом плос465 ч 9 4поля подложки. Измеренные значенияи ); подставляют в формулу (1),по которой вычисляют отношение конт".ролируемого параметра 1 решетки кее периоду 3 Ь/а 1 + Ь/а О где, 1 п ь,-Ь 5 Мо 1 о ьо 1 сова,1и изго влении едить адней пфотошаблонов), неза тем, чтобы отраверхности подложки измерительное устожно использовать,для выделения пучка света.ки обычно известен изготовлением теспрактически не ме" ходимо нный о не поп а во,для чего м ру, диафрагмь риме ольк лезн Период б 1 решетОн задается передтовой структуры иняется в процессеки. При необходимделить с достаточна гониометре, измции какого-либо иформулу 30 ования решет- можно опрешой точностью гол дифраки используя формистио болеряярядк мост 361 о 8-з 1 а Ц рас 4бо е о е Такиой яче тестоиспольэовметровмого па паруфть про Оло е, когда дложка ( спользуетс пример, ст ачная очност кость падения света ориентированапараллельно штрихам решетки. Длякаждого, участка тестовой ячейкиопределяют эллипсометрические параметры, характеризующие состояниеполяризации отраженного света:ЬЦО- для решетки в .нулевом порядкедифракции; Ь ( - для непрозрачного слоя и Ь, Ма - для однородного За счет ориентации плоскости падения света параллепьно штрихам решетки в меньшей мере сказываютсяф . 2 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 Ь /3 , Если используемые подложки и наносимые непрозрачные пленки характеризуются постоянными параметрами 6 иимеющими малый разброс (не более 30 и 15 угловых минут для Ь и (1 соответственно), то необходи ь в измерении Д ина полях 8 и С для каждого образца отпадает и при чете Могут использоватьсяиО измеренные для одного какого-ли образца из такой партии.Измерение Ь ирекомендуется проводить при углах падения в интеравале 60-70 , так как при этих углах ошибка в определении Ь /4 , как показали сравнительные измерения Этого параметра другими способами, наименьшая.В случа и я1,(%о ьб 1 й ь- порядок дифракции;- угол дифракции впорядка;- угол падения светашетку.образом, формированиеи описанным образом иние эллипсометрическихя вычисления контролиметра позволяет повысизмерения1146549 аа ееКЛа ставитель Б.Потаповхред М. Гергель Корректор Г.Решетник Редактор шки 1351 3 ент", г Ужгород, ул. Проектна Тираж 651 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 13035, Москва, Ж, Ра