DE19860704B4 - Method for checking at least a part of a semiconductor wafer with a scanning electron microscope - Google Patents

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    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/26Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes
    • H01J37/28Electron or ion microscopes; Electron or ion diffraction tubes with scanning beams

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...
Method for checking at least part of a semiconductor wafer with the following method steps:
- reading image data of a scanning electron microscope (100) for the part of the semiconductor wafer;
- Identification of image data for a feature of the semiconductor wafer from the data for the part of the semiconductor wafer;
- calculating a parameter associated with the feature from the image data of the feature;
Comparison of the parameter with a range of parameter values to be accepted;
- Classification of the characteristic according to the comparison with the parameter values to be accepted;
characterized by the following features:
Superimposed on the image of the scanning electron microscope (100) for the inspecting part of the semiconductor wafer is a grid with grid axes defining a plurality of meshes, each mesh having a predetermined number of pixels, such that each mesh or selected meshes has a predetermined number of pixels includes features to be analyzed simultaneously; in which
- by adjusting the distances of the grid axes the number of pixels ...

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Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

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.The The present invention relates to the verification of semiconductor devices. It particularly concerns the detection of faulty contacts, such as for example non-open contact openings, using a Scanning electron microscope.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

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.integrated Circuits are made by first discrete semiconductor devices be formed in silicon wafers. In the components will now formed in several levels a metallic interconnection network, that makes contact with the active parts of the components and they to produce the desired Connecting circuits together. The connecting layers become formed as follows: depositing an insulating layer over the discrete components, patterning and etching of contact openings in this layer and depositing a conductive material in these openings. Above the Insulating layer will now typically be a conductive layer applied. The conductive layer is now patterned and etched to to form a first circuit level connections between the Make contacts of the components. By generating a circuit with several levels, the following process steps are repeated carried out: Deposition of an insulating layer, formation of contact openings or Vias, formation of conductive material layers, structuring, etc.

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.In dependence from the complexity The integrated overall circuit is typically a plurality of metallic ones Layers, for example, two to four levels, required to complete the force To create connections and these connections with contact points to connect, which has an external connection to the completed circuit enable. A high density of integrated circuits with dimensions in the Submicron range makes an extremely accurate control the dimensions required. It will be very sensitive surveillance procedures for examining the connection structure and / or the contact openings needed about the accuracy of the dimensions and the flawlessness of the structure of the draft. These requirements are increasing with density and miniaturization circuits are more stringent, such as in mass production of semiconductor memory devices such as 64M DRAMs or 256M DRAMs, for the currently Typically, circuit dimensions of 0.25 to 0.30 μm are required are.

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
Checking contact openings for their condition, such as a non-open or non-free condition, is becoming increasingly important as the aspect ratio (AIR) of contact openings, ie the ratio of their depth to their diameter, increases with the need for higher densities has increased the components. However, a conventional light microscopy method with a wavelength of 488 nm in the visible region is technically limited in view of checking the internal structure of the contact holes because it has too low a resolution for checking the internal structure of the contact holes having a size of 200 nm or less , It is also not possible to produce light spot sizes of 1 μm or less using light microscopy. The prior art refers to the following publications:
  • JP 07220077 A
  • JP 10074813 A
  • JP 06347246 A
  • US 5 544 256 A
  • US 5,493,116
  • 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.The various documents describe procedures for reviewing a Semiconductor wafer, wherein also scanning electron microscopes are used reach.

Die aus dem Dokument JP 07220077 A bekannten Merkmale sind im Oberbegriff von Anspruch 1 zusammengefasst.The from the document JP 07220077 A known features are summarized in the preamble of claim 1.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

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.The The object of the present invention is to provide a verification method for faulty Contacts or contacting errors, by means of which a precise check by means of digitized values on contact images and not by the naked eye or through the microscope is, and by which the disadvantages of the prior art avoid it. The invention should also be advantageous for detection of contact errors on contacts with a large aspect ratio, the is called a big one relationship applicable between the depth and the diameter of a contact be and especially by a high speed and the Fitness for the application in mass production and in the production of semiconductor devices allow greater yield. Advantageously, a faulty photoresist structure after a Development processing step in a photolithography process allows become.

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.The inventive task is achieved by a method having the features of claim 1. In the dependent claims particularly advantageous embodiments of the invention are given.

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.According to the invention the image data of a Scanning Electron Microscope (SEM = Scanning Electron Microscope) for the Part of the semiconductor laser read. From this SEM image data will be Image data for a particular feature or property of the wafer identified. A parameter related to this feature is calculated and with a range of acceptable values for this parameter compared. Based on this comparison between the parameter and the range of values still to be accepted can classify the feature.

Bei einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel wird als Computerparameter die Abmessung oder die Größe des Merkmals verwendet.at an embodiment of the invention is used as a computer parameter the dimension or the size of the feature used.

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.If the feature, for example, a contact opening in an integrated Circuit is, for example, the parameter is the diameter the opening measured in image data pixels. A certain contact opening can For example, be determined by having a width of 20 pixels has. In another embodiment can use as parameter an average pixel intensity for pixels used, which are within the feature. If the feature a contact opening is, for example, as the parameter, the average of the pixel intensities for the pixels used that the contact opening assigned. If the measured parameter is within a range of acceptable values for is this parameter, the feature is classified as acceptable. If the parameter is outside this range of acceptable values for this parameter is classifies the characteristic as defective. If the feature is a contact opening is, the opening becomes detected as faulty, for example, if it is not open.

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.at an embodiment of the invention be for the feature calculates two parameters. For example, the two parameters a dimension of a feature, such as a contact opening, be measured in pixels associated with the feature. The second Parameter can be the average or middle pixel intensity of the Feature associated pixels. Both parameters are predetermined Ranges compared to acceptable values for these parameters. If both parameters are simultaneously within their respective range to be accepted values becomes the feature, such as a contact opening, in one embodiment classified as acceptable. A contact opening is under these circumstances as open, properly measured and properly shaped classifiable. The relationship between the parameters and their corresponding ranges be used to place the feature in one of several categories classify. The parameters can depending on whether they are below, within, or above one still to be accepted Range of values are used to classify a feature become.

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.at an embodiment become the SEM image data of both secondary and higher energy backscattered Generates electrons in the scanning electron microscope. The data values are digitized and can in the form of digitized grayscale pixel levels or pixel levels or color-coded pixel values.

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.In an exemplary embodiment according to the invention, a grid or mesh structure is used to characterize the feature to be checked, wherein, for example, the position and / or the dimensions of the feature to be checked are determined for characterization. The grid or mesh typically comprises two orthogonal axes to analyze the image of the superimposed on the wafer part. Alternatively, the grid axes may have any geometric dependence on each other, that is, they may be triangular, trapezoidal, etc., for example. In one embodiment, the grid location method determines the position, shape, and / or periodic structure of the feature by analyzing the pixel values along a line that is parallel to one of the orthogonal axes that successively positions at pixel positions along the other orthogonal axis becomes. For example, the grid method may include positioning a vertical line at multiple horizontal pixel locations and adding the vertical pixel intensity values at the respective horizontal location. The summed intensities may be compared at the respective horizontal location to detect an increase in intensity used as an indication of the presence of a feature, such as a contact opening. This method can be repeated for multiple pixel positions in one dimension or direction. It can then be repeated in the direction perpendicular thereto, so that the structure, the shape and the dimension of the features can be determined.

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.This Method can also be used to the optimal dimension a sub-grid or sub-mesh unit to determine the includes features to be analyzed. The grid method can be used, for example, the optimal dimension of a grid unit in pixels to determine the 100th includes simultaneously to be analyzed contact openings. These Procedure makes the inventive method for checking Characteristics are much more efficient because of unnecessary processing steps Optimization of the area of the area to be checked eliminate it.

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.at an embodiment become the SEM image data pixels for calculating an intensity profile the characteristic to be checked, d. H. a contact opening, used. In one embodiment becomes the intensity profile first by summing the pixel intensity values of a feature along a orthogonal axis generated at each of several pixel positions, which are arranged along the axis perpendicular thereto. At every For example, the horizontal pixel position becomes the pixel intensity values summed in the vertical direction, averaged and plotted as a function of pixel position on the horizontal axis. The pixel intensity profile is for classification according to the invention of the feature.

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.at an embodiment is used to normalize the intensity profiles of all features of all intensity values in the respective grid unit, the background intensity value is subtracted. This causes that the background value for the respective intensity profile reduced to zero. The normalized profile can now enter next Threshold can be set to have pixel intensities above of the threshold value to the characteristic to be checked be assigned. From the profile can now the above first and calculating the above second parameter. The dimensions of the feature for example, by counting the number of pixel positions in a first direction be, the summed intensity values in the perpendicular to this standing in the direction that exceed the threshold. Since it is assumed that a Sum of pixel intensity, that exceeds the threshold, associated with the feature is the number of pixel positions with a sum exceeding the threshold, a measure of the characteristic in one direction, measured in pixels. The second parameter can by calculating a mean intensity value exceeding the threshold be calculated. These two parameters can be set with their respective predetermined Range to be accepted values to the predetermined Classify feature in one of the predetermined classes to feature types.

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.The inventive verification method has many advantages over the prior art. For example, in certain prior art methods optical methods, such as light microscopy or verification with naked Eye, used to detect contact or contact errors. These systems are unsuitable for resolving minor feature errors, which lead to the failure of the circuits. The use according to the invention a scanning electron microscope ensures a much better resolution, with which can also detect minor errors. The present invention is therefore also applicable to the characteristics of current circuits, whose dimensions are in the submicrometer range. Due to the lattice process according to the invention In addition, the processing of the pixel data according to the invention is extraordinary efficient. The processing and error detection can be very be done efficiently and quickly, so that the inventive verification method and the verification system of the invention very good for the mass production of wafers and integrated circuits suitable is.

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.Another aspect of the present invention relates to a verification method for bonding defects in semiconductor devices, comprising the steps of: mounting a processing cartridge with wafers, on the surface of each of which a plurality of contact openings are formed; Removing a particular wafer from the cassette and loading a table in a reference chamber of a SEM with the wafer; Aligning the wafer for scanning by an electron beam; Moving the table with the wafer mounted thereon to a specific location associated with an incident direction of the electron beam of the SEM; Opening a shutter for the scanning electron beam to a specific location of the wafer; Self-addressing or self-drive for detecting the inspection position by detecting a prestructured reference image formed on the wafer; Deflecting the electron beam of the SEM into the inspection position; Self-focusing to produce another clear image by repeating the electron beam excursion; Closing the shutter to separate the self-focused wafer from the electron beam; Checking for an erroneous contact or a contact failure by comparing the electron signal values detected from a unit area with at least one contact opening after deflecting the electron beam with an electron signal value corresponding to a normal contact; further checking a contacting error in another position of the wafer by moving the table to the other position and repeating the same method steps; and further checking all of the other wafers in the cassette for contacting errors by taking the wafer being inspected and inserting the other wafers into the reference chamber and repeating the same process steps.

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.According to one Another aspect of the present invention includes a method of manufacture of semiconductor devices, the following process steps: training from contact openings for certain insulating material layers formed on a semiconductor substrate; Review of the Contacts of the contact openings by comparing each one of a surface with at least one contact opening detected electron signal values with the electron signal values corresponding to a normal contact and implementation the subsequent processing steps of the manufacturing process for semiconductor devices after the review took place Introducing conductive material layers into the contact openings.

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.The verification step for contacting errors can for a certain scanning position are performed on the semiconductor substrate, for example, the verification step for contact errors to use a production line for mass production. To Completion of development processing to form the photoresist pattern can the verification step for contacting errors also at the bottom of the photoresist pattern to form contact openings carried out become.

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.One Another aspect of the present invention relates to a method for the production of semiconductor devices with the following process steps: Formation of a photoresist contact opening structure for the formation of contact openings for on insulating material layers formed on a semiconductor substrate; and review of the respective contact of the contact openings by comparing the of a unit area with at least one contact opening structure detected Electron signal values corresponding to those of a normal contact structure Electron signal values.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

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.In the drawings, which are not necessarily drawn to scale, are the same components designated by the same reference numerals. The Drawings serve to illustrate the underlying of the invention Principles.

Es zeigen:It demonstrate:

1 in schematischer Darstellung ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung des Betriebes eines Rasterelektronenmikroskops (SEM = Scanning Electron Microscop); 1 a schematic block diagram illustrating the operation of a Scanning Electron Microscope (SEM);

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; 2 a schematic representation of the energy spectrum of the electrons emitted in a SEM, including the secondary electrons and the backscattered electrons, when irradiating a comparison sample with an electron beam;

3 in schematischer Darstellung ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung des Aufbaus eines In-line-SEMs; 3 a schematic block diagram illustrating the construction of an in-line SEMs;

4 in schematischer Darstellung ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Überprüfungssystems für Kontaktierungsfehler bei Halbleiterbauelementen; 4 a schematic block diagram of an embodiment of a verification system for contact failure in semiconductor devices;

5 in schematischer Darstellung ein Blockdiagramm eines alternativen Ausführungsbeispiels eines Überprüfungssystems für Kontaktierungsfehler bei Halbleiterbauelementen; 5 a schematic block diagram of an alternative embodiment of a verification system for contact failure in semiconductor devices;

6 in schematischer Darstellung ein Blockdiagramm eines anderen alternativen Ausführungsbeispiels eines Überprüfungssystems für Kontaktierungsfehler bei Halbleiterbauelementen; 6 a schematic block diagram of another alternative embodiment of a contact failure checking system in semiconductor devices;

7 in schematischer Darstellung ein Blockdiagramm eines anderen alternativen Ausführungsbeispiels eines Überprüfungssystems für Kontaktierungsfehler bei Halbleiterbauelementen; 7 a schematic block diagram of another alternative embodiment of a contact failure checking system in semiconductor devices;

8 in schematischer Darstellung ein Funktionsblockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Überprüfungsverfahrens für Kontaktierungsfehler und eines entsprechenden Systems; 8th a schematic block diagram of a functional block diagram of an embodiment of a verification method according to the invention for contacting errors and a corresponding system;

9 in schematischer Darstellung ein Funktionsblockdiagramm eines anderen Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Überprüfungsverfahrens für Kontaktierungsfehler und eines entsprechenden Systems; 9 a schematic block diagram of a functional block diagram of another embodiment of a method according to the invention for contacting errors and a corresponding system;

10 in schematischer Darstellung ein Funktionsblockdiagramm eines anderen Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Überprüfungsverfahrens für Kontaktierungsfehler und eines entsprechenden Systems; 10 a schematic block diagram of a functional block diagram of another embodiment of a method according to the invention for contacting errors and a corresponding system;

11 in schematischer Darstellung ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung des logischen Ablaufes bei einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Überprüfungsverfahrens für Kontaktierungsfehler bei Halbleiterbauelementen; 11 a schematic diagram of a flowchart illustrating the logical sequence in an embodiment of a method according to the invention for contacting errors in semiconductor devices;

12 in schematischer Darstellung ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung des logischen Ablaufes bei einem alternativen Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Überprüfungsverfahrens für Kontaktierungsfehler bei Halbleiterbauelementen; 12 a schematic flow diagram illustrating the logical sequence in an alternative embodiment of a method according to the invention for contacting errors in semiconductor devices;

13 in schematischer Darstellung ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung des logischen Ablaufes bei einem anderen alternativen Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Überprüfungsverfahrens für Kontaktierungsfehler bei Halbleiterbauelementen; 13 a schematic flow diagram illustrating the logical sequence in another alternative embodiment of a method according to the invention for contacting errors in semiconductor devices;

14 in schematischer Darstellung ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung des logischen Ablaufes bei einem anderen alternativen Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Überprüfungsverfahrens für Kontaktierungsfehler bei Halbleiterbauelementen; 14 a schematic flow diagram illustrating the logical sequence in another alternative embodiment of a method according to the invention for contacting errors in semiconductor devices;

15 in schematischer Darstellung ein Diagramm mit einem Muster von Chipabtaststellen auf einem Wafer zur erfindungsgemäßen Überprüfung von Kontaktierungsfehlern; 15 a schematic diagram of a pattern of chip scanning on a wafer for the verification of Kontaktierungsfehlern invention;

16 in schematischer Darstellung ein Diagramm zur Veranschaulichung von Details der Abtastbereiche an den Chipabtaststellen gemäß 15; 16 a schematic diagram illustrating details of the scanning areas at the chip scanning according to 15 ;

17 in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch ein Halbleiterbauelement mit darin ausgebildeten Kontaktöffnungen, bei denen das erfindungsgemäße Überprüfungsverfahren für Kontaktierungsfehler anwendbar ist; 17 a schematic cross-sectional view of a semiconductor device with contact openings formed therein, in which the method according to the invention for contacting errors is applicable;

18 SEM-Bilddaten für Kontaktöffnungen nachdem durch ein erfindungsgemäßes Kontaktstellenerkennungsverfahren ein Gitter festgelegt wurde; 18 SEM image data for contact openings after a grid has been determined by a contact point detection method according to the invention;

19 eine schematische Darstellung eines Gitters zur Durchführung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kontakterkennungsverfahrens; 19 a schematic representation of a grid for performing an embodiment of the contact detection method according to the invention;

20 eine schematische Darstellung eines Gitters zur Durchführung eines alternativen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kontakterkennungsverfahrens; 20 a schematic representation of a grid for performing an alternative embodiment of the contact detection method according to the invention;

21 in schematischer Darstellung den Zusammenhang zwischen einer Kontakteinheit und horizontalen und vertikalen Pixeleinheiten für ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel; 21 a schematic representation of the relationship between a contact unit and horizontal and vertical pixel units for an inventive embodiment;

22 ein Intensitätsprofil einer Kontakteinheit vor der Durchführung einer Hintergrundwertkorrektur bei einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel; 22 an intensity profile of a contact unit before performing a background value correction in an embodiment according to the invention;

23 ein Intensitätsprofil der Kontakteinheit gemäß 22 nach der Durchführung einer Hintergrundwertkorrektur; 23 an intensity profile of the contact unit according to 22 after performing a background value correction;

24 ein Intensitätsprofil eines SEM-Bildes von Kontakteinheiten nach der Durchführung einer Hintergrundwertkorrektur; 24 an intensity profile of a SEM image of contact units after performing a background value correction;

25 eine Tabelle von Codes zur Identifizierung von Ergebnissen bei einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Überprüfungsverfahrens für Kontaktierungsfehler; 25 a table of codes for identifying results in an embodiment of the inventive method for contacting errors according to the invention;

26 eine Tabelle mit einem Teil der Ergebnisse bei der Überprüfung von Kontaktierungsfehlern gemäß einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel; 26 a table with a part of the results in the examination of contacting errors according to an embodiment of the invention;

27 ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung des logischen Ablaufes einer erfindungsgemäßen Verarbeitungssequenz für Halbleiterbauelemente; 27 a flow chart illustrating the logical sequence of a semiconductor device processing sequence according to the invention;

28 in schematischer Darstellung ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung des logischen Ablaufes bei einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kontaktüberprüfungsverfahrens; 28 a schematic diagram of a flowchart for illustrating the logical sequence in an embodiment of the contact verification method according to the invention;

29 in schematischer Darstellung ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung des logischen Ablaufes beim Einlesen der Bilddaten des Rasterelektronenmikroskops gemäß dem dargestellten Verfahren in 28; 29 a schematic diagram of a flowchart for illustrating the logical sequence when reading the image data of the scanning electron microscope according to the illustrated method 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; 30A to 30D in a schematic representation of a flowchart for illustrating the logical sequence in the detection of contact opening positions according to the illustrated method 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; 31A to 31D a schematic diagram of a flowchart for illustrating the logical sequence in the calculation of contact opening profiles according to the illustrated method 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. 32A to 32B in a schematic representation of a flowchart for illustrating the logical sequence in the examination of contact openings according to the illustrated method in 28 ,

Ausführliche Beschreibung bevorzugter AusführungsbeispieleDetailed description more preferred embodiments

1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Rasterelektronenmikroskopsystems 100, das zur erfindungsgemäßen Überprüfung von Kontaktöffnungen in Halbleiterbauelementen verwendbar ist. 1 shows a schematic block diagram of a scanning electron microscope system 100 , which can be used for the inventive examination of contact openings in semiconductor devices.

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. 1 shows an electron gun 102 passing an electron beam through a condenser lens 104 shoots. The beam passes through a deflection coil 122 , an iris diaphragm 106 , an object lens 108 and a panel 124 , The focused electron beam strikes a reference or sample surface 110 which he sweeps or scans. At the surface 110 it can be the surface of a semiconductor wafer to be checked. Secondary electrons and backscattered electrons emitted from the reference surface are detected by a signal detector 112 which generates signals indicative of the received electrons. The detected electron beam is passed through a signal amplifier 114 strengthened. The amplified signal is transmitted across the fluorescent surface in a cathode ray tube (CRT). 118 deflected so that a visible image of the reference surface is formed.

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.The sweeping of the surface of the CRT 118 through the beam is through a deflection coil 116 which is correlated with the scanning of the reference surface passing through the deflection coil 122 is controlled. In the SEM, the scanned surface of the reference surface is divided into fine pixels or picture elements. The respective electron signals detected by the pixel elements are successively transmitted one after the other to form the SEM image. That the signal amplifier 114 passing electron signal becomes a sampling circuit 120 through which the deflection angle of the electron beam in the second deflection coil 122 is controlled.

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.In addition, the amplified electron signal data for the individual pixels may become a processing unit 115 which fulfills numerous signal conditioning and signal processing functions. The processing unit 115 may convert the electron signal for each pixel to a discrete gray scale value or a color coded value to produce an image. The gray scale value can assume one of 256 possible levels or states digitally coded by a binary value between 0 and 255. For storing the gray scale values for the individual pixels, a memory device may be used. A computer, which is also part of the processing unit, can process the image values as desired. In one embodiment, the computer may be programmed to analyze the gray scale data to perform the inventive contact verification described in detail below.

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. 3 shows a schematic diagram of a block diagram with the characteristic components of an in-line SEM system, in which the contact verification can be done in-line. In prior art methods, the SEM image data is collected and analyzed off-live, ie apart from the manufacturing process. Since the in-line method of the present invention is much more efficient, the SEM image data can be collected and analyzed during the manufacturing process, eliminating the need for additional verification steps common to conventional methods. The in-line SEM system includes an electron optical section, a reference section, a vacuum section, and an electrical section. The electron optical section comprises an electron beam generator 14 , a deflection device 15 for the electron beam and a signal detector 16 , The reference section comprises a reference transport part 12 for transporting the reference sample, ie the wafer, from a cassette to a reference chamber and a reference alignment part 13 , The vacuum section includes a vacuum generating part 11 to maintain a negative pressure in the reference chamber. The electrical section includes a main computer 10 with a main controller 21 for controlling the electron optical section, the reference chamber, the vacuum section and the other system components. The electrical section comprises a main memory unit or a main memory 22 for storing the detected signal data values of the signal detector 16 , The electrical section also includes a main display or main screen 19 to display the images generated from the detected electronic signals. An automatic focusing control device 18 provides automatic focusing for clear or sharp images.

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.In a typical scanning electron microscope, the reference surface is irradiated with the electron beam, whereby secondary electrons are generated and emitted from the reference surface. The electrons of the beam can also be scattered through the surface. 2 shows an energy spectrum of the emitted from the reference surface and scattered at her electrons when irradiating the reference surface. As in 2 As can be seen, the largest number of secondary electrons (SE) is found in an electron energy band of less than 50 eV, while most backscattered electrons (BSE) can be found in a much higher energy band. Commonly used in-line SEMs use the secondary electrons (SE) generated in the low energy band of about 20 eV to give clear or sharp images of surfaces and edges. When checking certain features, such as contact openings with a large aspect ratio, ie the ratio of the opening depth to the opening diameter, the secondary electrons generated in the contact openings can be dissipated as they pass through the contact openings, so that the contact openings are not clearly or sharply imaged. Since these features are typically visually inspected with the naked eye, clear images are essential for detecting bad contacts.

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.The 4 to 7 show in schematic representation block diagrams of different embodiments of a verification system for contacting errors in semiconductor devices, which makes use of the inventive method. This in 4 The illustrated system includes some of the components of the in-line SEMs 3 , It is covered in a computer 20 but also a verification module 60 for contacting errors. As described above, the in-line SEM includes an electron optical section with an electron beam generator 14 a deflector 15 for the electron beam and a signal detector part 16 , As a signal detector, a detector is preferably used which can detect both secondary electrons (SE) and backscattered electrons (BSE), which are emitted after the irradiation of the reference surface by the electron beam. The system also includes a reference chamber with a reference alignment part 13 for rotating or tilting the table on which the reference wafer to be inspected is located while being moved along the X, Y or Z axis. A vacuum generating part 11 serves to maintain a desired negative pressure in the reference chamber. A reference transport part 12 serves to transport the reference sample into the reference chamber. The electrical section includes a main computer 20 with a main control part 21 for controlling the electron optical section, the reference chamber, the vacuum generating part 11 and the other subsystems. A main storage unit or main storage 22 stores those from the signal detector 16 detected signals. A main display or main display 19 shows that from the detected electroni signal derived from the signal. An automatic focusing control device 18 automatically focuses to produce a clear or sharp image on the display. This embodiment also includes a verification module 60 for contacting errors for analyzing the information contained in the electron beam received from the signal detector 16 transferred and in the main computer 20 are stored in order to check the contacts according to the invention.

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. 5 FIG. 12 illustrates another embodiment of a contactor failure checking system in semiconductor devices. FIG. This in 5 The system illustrated also includes some of the components of the in-line SEMs 3 , One difference is that he also has a verification module 60 for contacting errors and a measuring module 70 for Critical Dimensions (CD) of contacts residing in the main computer 20 can be located. A critical dimension is the dimension of a particular feature to be checked. For example, in the case of a circular opening, the critical dimension may be the diameter of the opening. In one embodiment, the measurement is performed by the measuring module 70 for critical contact dimensions (CD) by comparing the contact diameter determined from the contact images generated by the SEM with pre-stored standard values.

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. 6 FIG. 12 illustrates another embodiment of an in-line device for contact failure in semiconductor devices. FIG. The system according to 6 also includes some of the components of the in-line SEMs 3 , One difference is that he also has a sub-computer 80 may include, via an interface with the main computer 10 connected is. In the sub-computer 80 there is a verification module 60 for contacting errors. As a subcomputer 80 For example, a conventional commercially available personal computer having a sub-screen and a sub memory unit or a sub memory may be used. The occurrence of contacting errors is determined by analysis in the main memory unit 22 stored contact electron signal data through the contacting error checking module 60 in the subcomputer 80 detected.

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. 7 FIG. 12 illustrates another embodiment of a contactor failure checking system in semiconductor devices. FIG. The system according to 7 that also includes some components of the in-line SEMs 6 includes one via an interface with the main computer 40 connected subcomputers 80 , The system according to 7 includes in the sub-computer 80 also a contacting error checking module 60 as well as in the main computer 40 a measuring module 70 for critical contact dimensions.

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.The 8th to 10 show in schematic representation functional block diagrams for different embodiments of the contacting error checking module 60 , As in 8th can be seen, a contacting error checking module 60 a reading module 60a for SEM signals receiving the SEM signals indicative of the electrons received by a wafer irradiated by an electron beam. The SEM signal is passed through a contact position detection module 60d analyzed to determine the positions of the contact openings and / or other features to be checked. A module 60e For calculating contact profiles and eliminating the background, intensity profiles for the contact openings are generated using the SEM signal data. The intensity profiles are typically normalized by eliminating the data generated by background intensity effects, so that the shape of the intensity profiles can be checked independently of background effects. A contact failure check module 60f analyzes the intensity profiles of the contact openings to identify contact errors. As will be described in detail below, in one embodiment of identifying a faulty contact, the average intensity value of the contact is compared to a predetermined threshold. A result display module 60g is used to display the results of the error analysis.

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.In one embodiment, the read module reads 60a for the SEM signals, the digitized electron signal information of the contacts stored in the main memory unit or the main memory 22 of the main computer 20 get saved. The in-line SEM digitizes the intensity of the electron signals detected due to the scanning by the electron beam, and stores the intensities as a gray scale level or a color coded level. In one system, the grayscale value associated with the pixels corresponds to one of 256 possible values between 0 and 255. The highest intensity is defined as 255, while the lowest intensity is defined as 0. The digitized intensity values are color-coded by the individual pixel elements, ie, as grayscale value. The contact images are generated by reading the grayscale values for the individual pixels sequentially in time and displaying the pixel images on a cathode ray tube, a screen and / or a printer. The gray scale values can also be converted to a color for a color screen.

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.In the 9 illustrated embodiment of the contacting error checking module is a modification of the embodiment according to 8th , In 9 lie the contacting profile calculation module 60e (1) and the background value elimination or correction module 60e (2) as separate modules before while in 8th as a common module 60e are shown.

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. 10 shows a schematic representation of a functional block diagram of another embodiment of the contacting error checking module 60 , The illustrated contacting error checking module 60 includes a graphics file transmission network module 60b , a conversion module 60c for converting the graphics file into an SEM signal, a contact position detection module 60d , a combined contact profile calculation and background correction module 60e , a contact failure verification module 60f and a display module 60g for the results.

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.The graphics file transmission network module 60b is a device for signal transmission between the main computer 10 . 40 and the sub-computer 80 (please refer 6 ). The module 60b converts the information in the main storage unit 22 of the main computer 10 . 40 stored digitized electron signals of a contact in a graphics file and transmits them to the sub-computer 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.The conversion module 60c from the graphics file to an SEM signal reads the color-coded values, ie gray scale values, to the sub-computer 80 transferred graphics file and converts them into a digitized SEM signal. The contact position detection module 60d , the contact profile calculation and background correction module 60e , the contact error verification module 60e and the module 60g for the presentation of the results were already above on the basis of 8th and 9 described.

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).The 11 to 14 contain flowcharts for different embodiments of the in-contact contact failure verification method for semiconductor devices by contact fault checking systems. The contact error checking part 60 according to 4 In a wafer having a plurality of contact holes, the contact error check is performed using the one in the main computer 40 installed in-line SEMs (see 11 ). First, at a predetermined position of the in-line SEM, a cassette having a plurality of wafers mounted thereon is set up with a plurality of contact holes each (S10). After removing a wafer to be checked from the cassette, a table is now loaded in the reference chamber of the SEM with the wafer (S12). Now, the bevel or segment portion of the wafer is aligned. Subsequently, the wafer for scanning by the electron beam is aligned (S14), and the table with the wafer deposited thereon is moved to a predetermined position in the incident direction of the electron beam of the SEM (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.The under the object lens arranged aperture is opened to a certain point to irradiate the wafer with the electron beam, wherein a self-drive or self-addressing (S20). By self-addressing a particular location is recognized by a pre-structured Standard image is applied to the specific location so that a check for the Standard picture can be done.

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).Now becomes the body to be checked irradiated with the electron beam of the SEM (S22) and the scanning through the electron beam is used to produce a clear or sharp contact image by the autofocusing control part repeatedly performed (S24). Subsequently the shutter is closed to scan the wafer through the End electron beam (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.Now is for all contacts detected by the scanning electron beam according to the invention have the intensity profile the electron signals are checked (S28). Then it is determined whether there is also a check on other parts of the wafer Contacting error should occur (S30). If necessary should be done in the flow chart a return to the step S16. The table is moved to other parts of the wafer and the above steps are repeated. After completion the contact error check becomes the wafer removed (S32). It is determined, if even more Wafer to be checked (S34). In this case, the reference chamber is with another Wafer loaded from the cassette and become the above steps repeated, so that for all wafers a contact error check is made in the cassette. After checking all Wafer is taken out of the cassette (S36) and the process thereby completed.

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. 12 FIG. 12 shows the contacting-failure checking method for multi-contact hole wafers using the in-line SEM according to FIG 5 , in its main computer 30 the contacting error checking part 60 and the measuring part 70 are designed together for the critical contact dimensions. The check for contacting errors takes place according to 11 , but unlike the 11 the shutter is closed (S26), the contacting error check or detection is determined (S27), and the measurement of the critical contact dimensions is made (S29) if the contacting error check (S28) is not performed.

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). 13 FIG. 12 shows an in-vivo contacting failure checking method for a multi-contact hole wafer using the in-line SEM according to FIG 6 in which the contacting error checking part 60 not in the main computer 10 but in the sub-computer 80 is housed. As in 13 2, after closing the shutter (S26), the SEM signal stored in the main memory of the main computer is transferred to the sub-computer, and it is determined whether or not to make contact-error check for other locations of the wafer (S31). The sub-computer receives the transmitted signal to perform the contacting error check (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).At the in 14 illustrated embodiment, the arrangement or position of the sub-computer and the main computer is reversed, if the contacting error checking part 60 is installed in the sub-computer and not in the main computer, as in 6 is shown. By the same process steps as in 11 when the iris is closed (S26), the transmission of the SEM signals stored in the main memory part of the main computer to the subcomputer is determined (S31-1), and the subcomputer checks for contacting errors (S31-2). It is also determined whether a contacting check is required elsewhere (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. 15 shows numbered shaded areas (# 2 to # 37) on a wafer 110 to be checked by the contacting error checking method of the present invention. A range labeled "AP" indicates an alignment point, while "# 1" indicates the chip-free focus location.

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.In the shaded areas in 15 each time several sampling points can be specified. For the chip or area # 2 in 15 shows 16 For example, five sampling points, the top left (2.1), top right (2.2), bottom right (2.3), bottom left (2.4) and in the middle (2.5). The sampling points or the sampling numbers can be selected in different ways within a chip unit to be scanned. In the present embodiment, 175 locations of 35 chip or sample areas are scanned, with five samples checked for each chip. In one embodiment, where an in-line SEM with a gain of 12.5k is used, there may be 98 contacts for each sample in a 480x480 pixel image. With five sampling points for each of the 35 areas, 17150 contacts are checked.

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. 17 shows a schematic representation of a cross section through a semiconductor device with inventively to be checked contact openings. 17 shows the buried contact fabrication process of a 64M DRAM. Through a field oxide layer 131 an active region is determined that is above a semiconductor substrate 130 is trained. Above the active area is a gate electrode 132 formed by a spacer layer 133 is covered. After forming a first insulating layer 134 a high-temperature oxide film on the surface becomes a first contact hole 137 trained as direct contact to a bit line 135 serves. After forming the bit line 135 becomes a second insulating layer on the surface 136 trained as a BPSG. In addition, a second contact opening 138 formed as a word line.

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.As an example of the verification method according to the invention, during the manufacturing process for the 64 M DRAM, the buried contact for the formation of the word line is checked. As in 17 can also be the direct contact 137 be checked. The check can also be made after the development process of the photoresist pattern for the formation of these contacts.

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.at the verification method according to the invention for contacting errors is for the bodies to be checked each first an optimal image size selected on the dimension the characteristic to be checked, such as the diameter of a round contact opening based. In one embodiment comprises a typical SEM picture 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.Such an image can be used for each of the numbered digits in 16 to be created. Depending on the size and the distance between the contact openings, an optimal image size for the individual contacts is determined.

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. 18 shows an example of a contact image of an in-line SEM with a gain of 12.5 K for a sample point of the semiconductor device. It consists of 480 × 480 pixels. The number in the picture contacts is 98, ie 14 in the horizontal direction and 7 in the vertical direction.

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.It will be the optimal resolution determined and based on the dimension of the feature to be checked, d. H. of the Contact opening and the distance between the openings checked. at a system can For example, the pixels each resolve 12 nm in the SEM. contact openings currently known to have diameter in the range of 200 nm. The number of pixels covering a feature is chosen to ensure, that irregularities or errors of the feature in the image are reliably recognizable. If an area to be examined, for example, 100 openings in the form of a grid with uniform mesh size, can a set of 100 sub-gratings with 48 × 48 pixels can be used to all openings including the area between the openings cover each opening a subgrid is assigned. The 480 × 480 pixel field can be a right-angled Grid or a rectangular mesh of horizontal and superimposed on vertical lines to check the openings each used to form 100 sub-grids with 48 × 48 pixels.

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.According to the invention will now determines if a grid with 48 × 48 Pixel is sufficient to resolve irregularities or errors of the opening to be checked. The Dimension of the opening is compared with the distance in the respective subgrid to to determine if the number of pixels covering the aperture is sufficient is to analyze the opening. The resolution is determined by the fact that the critical dimension, d. H. the diameter of the opening, by the number of the opening covering Dividing pixels. The resolution is compared to a threshold, such as 12 nm / pixel threshold to determine if the resolution is adequate.

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.To the determination of pixel resolution the grid structure is used to the contact openings to locate and determine their dimensions. In one embodiment become vertical and horizontal lines of a grid or mesh structure for localizing the openings used.

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. 18 illustrates the contact position detection process of the module 60d in which a grid or a mesh is placed over the matrix-aligned contact images, the horizontal and vertical axis distances within a particular search area being adjusted so that the contacts each lie in a mesh of the mesh. At this time, the distances can be controlled by increasing or decreasing the number of pixels forming the image. The search area of the mesh line is preferably set to include the area where the same pattern or structure repeats at contact openings.

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.At the in 18 The contact position recognition method utilizing the mesh search operation is set so that the mesh units or sub-meshes each consist of at least 32 pixels in the horizontal direction and at least 62 pixels in the vertical direction. The search area is determined by the imaginary horizontal axis grid line 150 and the imaginary vertical axis grid line 152 within the areas comprising at least 32 pixels on the horizontal axis and at least 62 pixels on the vertical axis. In this case, the position of the lowest or weakest digitized electron signal value is detected, so that the contacts in the contact images do not overlap the grid line in each case.

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.at an embodiment the stitch search method is performed so that either the vertical line or the horizontal line is positioned at a first location. The intensity values along the line are summed up to the overall intensity for the line to investigate. The line will gradually move to the next position emotional. For example, the vertical line may be stepped along the horizontal axis to the next Position are moved in which the intensity values along the vertical Line in turn be summed up. In each position, the total intensity value is included a predetermined threshold and the previous total value compared. An increase in intensity can serve as an indication that the Edge of the opening was reached, assuming that the openings have a higher intensity than the background intensity. In other embodiments can the openings a lower intensity own as the background. This process is about the entire grid structure continued to locate the openings respectively and / or to determine their dimensions and shape.

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.After calculating all the totals in one direction, the process is repeated for the other direction, resulting in a complete characterization of the size, shape and position of the openings. This information can be used for different purposes during subsequent processing. By knowing the positions and shapes of the openings, unnecessary processing of pixels not associated with any opening can be avoided. If at the following If an irregularity or an error is detected, the exact position of the errors or of the defective opening can also be easily determined.

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.For example, after performing the contact position detection method, the origin of the first grid unit is at the pixel number XO = 13 on the horizontal axis and the pixel number YO = 23 on the vertical axis (see FIG 18 ). Units of the same size can be compared. This is the reason why the contact position detection method is performed in the above-described manner.

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.The mesh or grid unit can be set differently. As in 19 is shown, a contact opening 153 be arranged in a mesh unit, wherein between two such units, a mesh unit is skipped. As in 20 can also be at least two contact openings 153 be arranged in a mesh unit. The position detecting method of the above-described meshing method may also be used for different image forms when repeating a pattern of images in the unit areas, such as square or oval pad or pad images, in contrast to the above-mentioned round contact images.

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. 18 Fig. 12 shows an SEM image of a contact unit (480 x 480 pixels) for setting the grid or mesh for performing a contact position detection method according to the present invention. As described above, in this example, the grating unit of the present test is set at 32 × 62 pixels, while the pixel number (X0, XY) at the origin is (13, 23). The above-described determination of the lattice unit is by the movement of the horizontal grid line 150 and the vertical grid line 152 determined within the search range, which are determined in the manner described above by the respective grid line and are defined according to the respective spacing of the grid unit with about 60 pixels or about 30 pixels. In another embodiment, the lines are each analyzed to identify the lowest intensity value corresponding to the respective grid line and to determine the position of the openings.

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.The 19 and 20 show different types of grating fixings of the type described above. 21 shows how the grid unit is occupied with pixel units to explain the generation of contact intensity profiles. 22 Figure 11 shows a first intensity profile in a grid unit, wherein the intensity values with respect to the vertical axis prior to the normalization of the profile are represented by elimination of the background intensity values. 23 shows the intensity profile according to 22 after elimination of the background values with a specified contact threshold. In the present test, the electronic threshold signal is set at 5, while the pixel count at the threshold is determined at 23 20 is. The checking contact opening spans the pixels 20 to 40 along the vertical axis.

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. 24 shows the intensity profiles of the SEM images of the contacts according to 18 after normalization by elimination of the background value. 25 shows a table with coded results of the contact fault checking method according to the invention for the contacts according to 18 , The circle contacts in 24 agree with the place in 25 is identified by the code 4 as a contact or contacting error.

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. 26 shows a table with a part of the contact error check results for the in 15 in the present test with respect to the sampling points of each chip, the number of all contacts being indicated which correspond to the respective classification criterion for the contacts according to the invention. At each of the five locations of the chips or test areas, the number of classifications for each type for the opening found at the location is listed. For example, at the position (1,3), 87 contact holes were classified as belonging to the type D, while three contact holes were classified as the type E. Five contact holes were classified as type G, while three of the contact holes were classified as belonging to type H. It should be noted that 98 openings were checked and classified at each location, corresponding to a total of 17510 openings on the 35 areas checked. In one embodiment, this test can be completed within one hour due to the inventive saving in processing time. The method is therefore suitable for mass production.

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.The contact profile calculation module 60e (1) is used to generate a first intensity profile of the above-sensed electronic signal values for the individual grating units of the gratings specified above. The background value elimination or correction module 60e (2) is used to generate a second inte sitätsprofils from the first intensity profile by a performed for each grid unit subtraction of the background value of the first intensity profile used.

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.The first intensity profile and the second intensity profile are calculated using electronic signal values, corresponding to the pixels contained in the grid units be digitized. The electron signal values obtained from the lattice units however, both include the electronic signal value of the corresponding one Kontaktes as well as an electronic signal value of the the Contact surrounding outside area is produced. To get accurate electronic signal values, the only intensity values from the inside of the contact in a grid unit, becomes the electronic signal background value from outside the contact area, d. H. the area surrounding the contact, according to the invention of the intensity profile subtracted to produce the second normalized intensity profile. This is called elimination of the "iscolor effect".

Bei einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel erfolgt die Berechnung der Kontaktintensiätsprofile und die Eliminierung der Hintergrundwerte durch das Modul 60e gemäß der folgenden Gleichung 1:

Figure 00300001
In an embodiment according to the invention, the calculation of the contact intensity profiles and the elimination of the background values are performed by the module 60e according to the following equation 1:
Figure 00300001

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;
Bc
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.
Where X is:
X
the sum of the electron signal values above a predetermined threshold within a mesh or lattice unit;
B
the sum of the electron signals below a predetermined threshold within a mesh or lattice unit;
B c
the number of electron signals whose value within a mesh or lattice unit is below a predetermined threshold value;
X
the number of electron signals whose value within a mesh or grating unit is above a predetermined value;
Y
the electron signal value with background elimination or background correction in a mesh or grid unit.

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.In Equation 1 can be the predetermined value given above by elimination of the background value for obtaining accurate measurement results. In one embodiment is For example, the value is 100, but you are not at this value limited.

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.Of the Y value, d. H. the result of equation 1, is the sum of the relative to the Background value corrected electron signals within the grating or mesh units. In one embodiment, for the value Y in equation 1 defines an upper and a lower limit. If the value of Y for one certain contact is below the lower limit, the Contact considered defective. In one embodiment, a value is used below the predetermined lower limit as an indication of an unopened faulty one Contact opening.

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.The Equation 1 is typically used to check contact openings with irregular shapes used. For example, equation 1 may precede the formation of openings to check the Photoresist layer used to form the openings is used.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel erfolgt die Berechnung der Kontaktprofile und die Eliminierung des Hintergrundwertes gemäß den folgenden Gleichungen 2 bis 4:

Figure 00320001
PNm = Grundlinie [(PNk )'] (4) In another embodiment, the calculation of the contact profiles and the elimination of the background value are carried out according to the following equations 2 to 4:
Figure 00320001
P N m = Baseline [(P N k ) '] (4)

Hierbei ist:

n
die Anzahl der Pixel auf der horizontalen Achse;,
k
die Anzahl der Pixel auf der vertikalen Achse;
Pnk
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;
hi N
die anfängliche Pixelanzahl auf der horizontalen Achse innerhalb einer Gitter- oder Mascheneinheit;
hf N
die Pixelendanzahl auf der horizontalen Achse innerhalb einer Maschen- oder Gittereinheit sind.
Here is:
n
the number of pixels on the horizontal axis ;,
k
the number of pixels on the vertical axis;
P nk
the digitized signal value of a pixel at the location n on the horizontal axis and at the location k on the vertical axis;
N
the number of the checked grid or mesh unit;
h i N
the initial number of pixels on the horizontal axis within a grid or mesh unit;
h f N
the pixel end number on the horizontal axis are within a mesh or grid unit.

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.The equations 2 to 4 are based on the 21 and 22 described. The 21 shows a graphical representation pixel units in a mesh or grid unit of a contact, which are used for calculating the contact intensity profile according to the invention. 22 shows a schematic representation of the first intensity profile within the mesh or lattice unit, as it was before the subtraction of the background value for a contact image according to 18 was calculated. In one embodiment, the intensity profile is generated by stepwise variation along an axis and by summing the intensity values along the axis perpendicular thereto at the individual positions. The accumulated pixel intensities are displayed as a function of the pixel number along the other axis. The profile according to 22 For example, it is determined so as to move stepwise over the pixel positions along the vertical axis and to summate the pixel intensities in the horizontal direction. In the profile according to 22 The result is an intensity profile with a peak near the center indicating the presence of a contact opening in the particular grid or mesh unit. The aperture extends approximately from the pixel position 16 to the pixel position 44 so that the aperture extends in the vertical direction over approximately 28 pixels. The profile has a slight indentation in the center of the opening at the top of the spike, indicating a decrease in the detected intensity at the bottom of the opening. This form of intensity profile is indicative of a normal trained contact opening.

Der Wert (Pk 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 hf N – hi N gegeben ist. 22 zeigt das sich auch Gleichung 3 ergebende Profil. Pm N ist ein minimaler Wert von (Pk N)', d. h., daß er dem Intensitäshintergrund oder dem Wert der Grundlinie entspricht. Pk N entspricht daher einem mittleren Elektronensignalwert pro Pixel bei Subtraktion des Hintergrundwertes.The value (P k N ) 'from Equation 3 is the average electron signal value per pixel of the pixel k on the vertical axis. It is obtained by taking the total sum (the total level of the digitized electron signal values) which corresponds to the respective pixel with the pixel line k on the vertical axis ( 21 ; k = 20), ie the height of the curve in 22 , divided by the number of horizontal pixels at the vertical axis position k given by h f N - h i N. 22 shows the also equation 3 resulting profile. P m N is a minimum value of (P k N ) ', ie it corresponds to the intensity background or the value of the baseline. P k N therefore corresponds to a mean electron signal value per pixel with subtraction of the background value.

23 zeigt ein zweites Intensitätsprofil nach der Subtraktion des Hintergrundwertes oder der Grundlinie Pm N gemäß Gleichung 2. 24 zeigt das normierte zweite Intensitätsprofil für Kontakte des Kontaktbildes gemäß 18. 23 shows a second intensity profile after the subtraction of the background value or baseline P m N according to Equation 2. 24 shows the normalized second intensity profile for contacts of the contact image according to 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.In one embodiment, the results of equations 2 to 4 are also analyzed by the contacting error checking method according to the invention in order to qualify the contacts as defective and, if appropriate, to be able to identify the types of errors. The second intensity profile ( 24 ) of the openings is analyzed in each case with regard to the identification and classification of irregularities or errors.

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 CDN 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 CDN = 40 – 20 = 20 Pixel. Die kritische Abmessung CDN, bei der es sich beispielsweise um den Durchmesser der Kontaktöffnung handeln kann, kann gemäß der nachstehenden Gleichung 5 berechnet werden:

Figure 00340001
As in 23 For example, in one embodiment, a threshold, for example, 5, is used for the second intensity profile (the average electron signal value per pixel after the subtraction of the background value). The critical dimension CD N of the contact is defined as the length (or width) of the peak in the profile at the threshold. As in 23 with a threshold value of 5 as the critical dimension for the contact CD N = 40-20 = 20 pixels. The critical dimension CD N , which may, for example, be the diameter of the contact opening, may be calculated according to Equation 5 below:
Figure 00340001

Hierbei ist:

vi N
die anfängliche Pixelanzahl auf der vertikalen Achse innerhalb der Gitter- oder Mascheneinheit;
Vf N
die Pixelendanzahl auf der vertikalen Achse innerhalb der Gitter- oder Mascheneinheit;
Pk N = (Pk N)' – Pm N; und
Wk N
gibt an, ob die Pixelintensität oberhalb des Schwellenwertes liegt, d. h. es gilt:
Wk N
= 1, falls Pk N größer oder gleich dem Schwellenwert ist 0, falls Pk N kleiner ist als der Schwellenwert
Here is:
v i N
the initial number of pixels on the vertical axis within the grid or mesh unit;
V f N
the pixel end number on the vertical axis within the grid or mesh unit;
P k N = (P k N ) '- P m N ; and
W k N
Indicates whether the pixel intensity is above the threshold, ie:
W k N
= 1 if P k N is greater than or equal to the threshold 0 if P k N is less than the threshold

Nun wird für die Pixel oberhalb des Schwellenwertes gemäß der folgenden Gleichung 6 eine mittlere Pixelintensität BSEN berechnet.Now, for the pixels above the threshold according to the following equation 6, a mean pixel intensity BSE N is calculated.

Figure 00350001
Figure 00350001

Es sei bemerkt, daß die Gleichungen 5 und 6 ein alternatives Überprüfungsverfahren zu Gleichung 1 repräsentieren. Die mittlere Pixelintensität BSEN gemäß Gleichung 6 entspricht dem in Gleichung 1 berechneten Wert Y. Der Wert CDN in den Gleichungen 5 und 6 wird in Gleichung 1 durch den Wert Xc ersetzt.It should be noted that Equations 5 and 6 represent an alternative verification method to Equation 1. The average pixel intensity BSE N in accordance with Equation 6 corresponds to the value Y calculated in Equation 1. The value CD N in Equations 5 and 6 is replaced in Equation 1 by the value X c .

Nach der Berechnung der Pixelzahl für CDN und der mittleren Pixelintensität BSEN für den zu überprüfenden Kontakt werden diese Werte zur Klassifizierung des Kontaktzustandes verwendet. Bei einem Ausführungsbeispiel wird für die Pixelzahl CDN 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 BSEN 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.After calculating the pixel count for CD N and the average pixel intensity BSE N for the contact under test, these values are used to classify the contact state. In one embodiment, the pixel count CD N is set to an upper limit NOC2 and a lower limit NOC1. This limit is used to set a range of acceptable pixel counts for normal contacts. It is also possible to set a limit for the average pixel intensity BSE N. An upper limit NOT2 and a lower limit NOT1 may be used to determine a range of average pixel values to accept for normal contact.

Die Werte CDN und BSEN 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 CDN und BSEN 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 (BSEN) ≤ (NOT1) (NOT1) ≤ (BSEN) ≤ (NOT2) (BSEN) ≤ (NOT2) (CDN) ≤ (NOC1) A-Typ (Code1) B-Typ (Code2) C-Typ (Code3) (NOC1) ≤ (CDN) ≤ (NOC2) D-Typ (Code4) E-Typ (Code5) F-Typ (Code6) (CDN) ≤ (NOC2) G-Typ (Code7) H-Typ (Code8) 1-Typ (Code9) Tabelle 1 The values CD N and BSE N of the contacts checked are compared to classify the contacts with their corresponding ranges. In one embodiment, the contacts are classified so as to be divided into one of nine possible classes corresponding to each type according to the comparison of the values for CD N and BSE N with their respective ranges. An example of the nine possible conditions and their corresponding type classification as well as the corresponding numerical codes are summarized in the following Table 1: classification (BSE N ) ≤ (NOT1) (NOT1) ≤ (BSE N ) ≤ (NOT2) (BSE N ) ≤ (NOT2) (CD N) ≤ (NOC1) A type (Code1) B type (Code2) C type (Code3) (NOC1) ≤ (CD N) ≤ (NOC2) D type (Code4) E type (Code5) F type (Code6) (CD N) ≤ (NOC2) G type (Code7) H type (Code8) 1 type (Code9) Table 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.The Three columns in Table 1 determine the three depth conditions the contact openings. They are arranged in order of decreasing depth. The first Column determines three states, namely the types A, D and G, of relatively deep contact openings. The second column comprises three states for normal depth contact openings, namely the types B, E and H. The third column determines three states of insufficient contact hole depth, namely types C, F, and E. These types of contact openings are typically partially open contact openings or non-uniform contact openings certainly. The rows of Table 1 are after the increasing contact hole diameter arranged. The first line includes the contact hole types A, B and C with insufficient small diameter.

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.By the second category with the types D, E and F are contact openings determined with a normal diameter. By the third category with the types G, H and I are contact holes with an excessively large diameter certainly.

Wie in Tabelle 1 dargestellt ist, erfolgt eine Klassifikation nach dem Typ E dann, wenn sowohl CDN als auch BSEN 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.As shown in Table 1, a classification of Type E is made when both CD N and BSE N are within their respective predetermined ranges, indicating normal contact. The other types, where either or both of these values are out of range, are placed in the remaining type classes, which serve as an indication of differential error propagation and different types of contact errors.

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.The result screen or result display 60g is used to display the results of the classification of normal contacts and / or contact errors made by the contacting error checking module 60f were classified. The results can be displayed as digitized values for the position of the individual contacts.

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. 25 FIG. 12 shows a table with examples of the classification and the pixel position of the contact openings according to FIG 24 , Whether a contact is normal or faulty is shown in accordance with the second intensity profile as a numerical code for the position of the individual contacts. The code "5" represents the type E and corresponds to a normal contact, while the code "4" represents a type D contacting error. In one embodiment, type "D" represents a non-open contact. The X values in 25 represent the initial pixel count for each mesh or grid unit on the horizontal axis, while the Y values represent the initial pixel count on the vertical axis. 26 contains a table of the results of a verification according to the invention at five locations on each of the seven areas of the semiconductor wafer. The table shows the number of contacts for each classification type at each location.

Die Werte für CDN und BSEN 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 BSEN-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 BSEN-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.The values for CD N and BSE N can be used to classify the contacts in different ways. The type classification for a particular contact can thus serve to specify a particular type of contact failure. If the BSE N value for a contact is below a minimum value NOT1, which typically indicates an unopened contact opening, the opening is classified into one of the A, D or G type classes. If the BSE N value is greater than a maximum value NOT2, the opening is open, but for some reason it is not yet acceptable. For example, the opening may be unevenly shaped to have, for example, a broadening or narrowing towards its bottom or bottom. In this case, the opening is classified into one of the type classes C, F or I.

Wenn der CDN-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 CDN-Wert oberhalb des maximalen Wertes NOC2 liegt, ist dies ein Hinweis auf eine irregulär geformte Öffnung.If the CD N value is below the minimum value NOC1, the detected error may indicate an opening that is too narrow or has an irregular shape, such as an oval. When the CD value N is above the maximum value NOC2, this is an indication of an irregularly shaped opening.

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.The 27 contains a flow chart for illustrating the logical sequence of the processing steps in a semiconductor device manufacturing method according to the invention. At a certain processing step in the fabrication of semiconductor devices, first, a photoresist pattern corresponding to the contact openings is formed after the photoresist has been applied to certain insulating layers such as a nitride film or an oxide film. Now, a photolithographic process is used (S40). The photoresist pattern is generated by exposure and development steps.

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).Now the photoresist pattern becomes an etching mask used and lying under the photoresist structure insulating Layer is etched to form the contact holes (S42). Subsequently, will the inside of the contact openings cleaned and the wafers are placed in the in-line SEM device, where, in the manner described above, the verification method according to the invention is performed on faulty contact openings. Now, the inside of the contact holes with a conductive Material provided and it will be the subsequent steps for manufacturing semiconductor devices (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.
28 shows a schematic representation of a flowchart with the logical sequence in an embodiment of the contact verification method according to the invention. In the process step 500 the used parameters are read in. In one embodiment, the method uses the following parameters:
  • N = number of pixels of the SEM image in the Y-axis direction;
  • M = number of pixels of the SEM image in the X-axis direction;
  • VP (Vertical Pitch) = Y-axis contact distance in the direction of the Y-axis of the grid or mesh;
  • HP (Horizontal Pitch) = X-axis contact distance in the direction of the X-axis of the grid or mesh;
  • MX = X-axis pixel area for the grid method;
  • MY = Y-axis pixel area for the grid process;
  • bse = basic threshold for a characteristic contact profile in a grid or mesh unit;
  • NO1 = lower limit for the characteristic profile intensity of normal contacts;
  • NO2 = upper limit for the characteristic profile intensity of normal contacts;
  • CD1 = lower limit for the number of pixels of a characteristic profile of normal contacts;
  • CD2 = upper limit for the number of pixels of a characteristic profile of normal contacts;
  • XN = checked SEM total number of pictures (final number or result) per chip or SHOT unit of a wafer;
  • YN = checked SEM total number of pictures (final number or result) in a chip or a SHOT unit;
  • X = checked SEM image order or order per chip or SHOT unit of a wafer;
  • Y = checked SEM order or order in a chip or a SHOT unit;
  • cdata [j] [i] = SEM image signal level at (per) pixel unit.

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.Now in the step 502 the x-axis value is initialized to 0 while in the step 504 the Y-axis value is initialized with 0. The verification process will now take place along the Y axis in one of the steps 506 to 520 formed inner loop continues until the maximum Y-axis value is reached. Now the X-axis value is incremented and the inner loop is repeated again for all Y-axis values. Finally, the outer loop ends when the final values for the X and Y axis values are reached. In the inner loop according to 28 The SEM image data at the location (X, Y) and cdata [j] [i] in the step 506 read that in 29 is shown in detail. It should be noted that the mesh or gantry method described herein uses a rectangular grid structure with orthogonal X and Y axes. It should be noted that a rectangular grid is not required. Other meshes or meshes may be used. For example, a triangular or a trapezoidal grid may be used. The grid or mesh structure is selected to detect any periodically repeating structure of contacts.

In dem Schritt 508 in 28 wird nun die Position der Kontaktöffnung bestimmt. Der Schritt 508 ist in den 30A30D 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 30A30D 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 30A30D 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.In the step 508 in 28 Now the position of the contact opening is determined. The step 508 is in the 30A - 30D shown in detail. The detection of the contact opening position involves selecting the type and structure of the grid or mesh used to check the contact openings. In the in the 30A - 30D In detail, the method is moved pixel-by-pixel along a first selected direction (in the horizontal direction) and sums up all pixel intensity values in a second orthogonal direction (the vertical direction). By detecting a noticeable change (jump) in intensity, the edge of an aperture is fixed. The process is continued until detection of a significant drop in the intensity by which the opposite ing edge of the opening is fixed. This procedure is used until all openings are located. It should be noted that in the steps 550 and 582 in the 30A - 30D the absolute value of the intensity differences is used. This is because the amount of intensity differences or contrast is important for determining the pads. In this method, different conventions are used to define the apertures by high or low intensity.

Bei dem Schritt 514 in 28 werden die Kontaktöffnungsprofile berechnet. Dieser Vorgang ist in den Flußdiagrammen in den 31A31D ausführlich dargestellt. Die Profile werden durch Analyse der einzelnen Kontaktöffnungen berechnet, die durch das in Verbindung mit den 30A30D 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 31A31D allgemeine Variablen F und F2 verwendet werden. Diese Variablen sind bei einem bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel mit den Variablen BSEN bzw. CDN austauschbar, die in den obenstehenden Gleichungen 5 bzw. 6 definiert wurden.At the step 514 in 28 the contact opening profiles are calculated. This process is in the flowcharts in the 31A - 31D shown in detail. The profiles are calculated by analysis of the individual contact openings, which, in conjunction with the 30A - 30D described methods have been identified according to the invention. For each opening a profile is calculated. In one embodiment, the profile is generated by summing the intensity values in one direction at each location along the other orthogonal thereto. The intensity values at the individual points are averaged and displayed to generate the profile. It should be noted that in the flowcharts of 31A - 31D general variables F and F2 are used. These variables, in a preferred embodiment of the present invention, are interchangeable with the variables BSE N and CD N , respectively, defined in equations 5 and 6 above.

In dem Schritt 516 in 28 werden die Kontaktöffnungen erfindungsgemäß überprüft. Dieser Vorgang ist in den 32A32B ausführlich dargestellt. Wie oben bereits beschrieben wurde, werden die gemäß den 31A31D bestimmten Werte analysiert, um die einzelnen Kontaktöffnungen in eine von neun möglichen Kontaktklassen einzuklassifizieren. Wie im Zusammenhang mit den 32A32B bereits erwähnt wurde, sind die Variablen F und F2 mit den Variablen BSEN und CDN austauschbar.In the step 516 in 28 the contact openings are checked according to the invention. This process is in the 32A - 32B shown in detail. As already described above, according to the 31A - 31D analyzed certain values to classify the individual contact openings in one of nine possible contact classes. As related to the 32A - 32B already mentioned, the variables F and F2 are interchangeable with the variables BSE N and CD N.

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.In the step 518 in 28 the Y-axis value is incremented and in the step 520 it is determined if the maximum Y-axis value has already been reached. If this is not the case, the flowchart returns to the beginning of the inner loop. Otherwise, the x-axis value in the step becomes 522 is incremented and it is done in the flow chart over the block 524 a return to the beginning of the outer loop in the step 504 in which the Y-axis value is initialized. After completing the outer loop, the results of the review in step 526 being represented.

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.As already mentioned above, shows 29 a schematic diagram of a flow chart for the detailed presentation of the step 506 in 28 for reading the SEM image data. In step 528 index j is initialized to 0 while in step 530 the index i is initialized with 0. In the step 532 the data cdata [j] [i] is read while in the step 534 the index i is incremented. In the step 536 it is determined whether the index i has already reached its maximum value M. If this is not the case, the flowchart returns to the step 532 in which the data is read in again. Otherwise, in the step 538 the index j increments and in the step 540 determines whether j has already reached its maximum value M. In this case, the process ends. Otherwise, the flowchart returns to the step 530 in which the index i is again initialized with 0. The process is then repeated.

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).at an embodiment the check according to the invention is carried out faulty contacts after the formation of the contact openings and the cleaning of the inside of the contact openings (ACI = After Cleaning Inspection = check after execution the cleaning step). However, the error checking can also be done on the exposed insulation layer over the wafers in the development process, wherein the photoresist structure to form the contact openings is formed (ADI = After Development Inspection) execution development).

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.The The present invention is not limited to the type described and Way for contact openings applicable, but also for Vias at each step for direct connection of all contact openings and for contacting with the semiconductor substrate and the conductive Layers. The present invention is also for verification of Patterning errors after the development process during the photo processing step for the formation of contact openings suitable.

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.In addition to this the present invention is not only suitable for checking round contact openings, but also to review Patterns or structures by capturing the different species of structural images that repeat regularly.

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.Contact or contacting errors are inventively accurately detected by digitized values, without the contact images are checked with the naked eye or a microscope. For contacts with a larger aspect ratio, contact errors can be easily and very accurately confirmed. In addition, the Checking for defective contacts for the entire wafer surface within a short period of time, in which the results required for the detection of contact errors are generated. The process has high efficiency and enables high productivity in mass production.

Claims (30)

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.Method for checking at least a part of a semiconductor wafer with the following method steps: - reading image data of a scanning electron microscope ( 100 ) for the part of the semiconductor wafer; - Identification of image data for a feature of the semiconductor wafer from the data for the part of the semiconductor wafer; - calculating a parameter associated with the feature from the image data of the feature; Comparison of the parameter with a range of parameter values to be accepted; - Classification of the characteristic according to the comparison with the parameter values to be accepted; characterized by the following features: - the image of the scanning electron microscope ( 100 ) for the inspecting part of the semiconductor wafer, superimposing a grid of grid axes defining a plurality of meshes, each mesh having a predetermined number of pixels, such that each mesh or selected mesh comprises a predetermined number of features to be analyzed simultaneously; wherein, by adjusting the pitches of the grating axes, the number of pixels per stitch is set or changed depending on the size of the feature to be inspected such that the feature is covered by a predetermined number of pixels and irregularities or defects of the feature in the image can be reliably recognized are. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Merkmal eine Kontaktöffnung in einer integrierten Schaltung ist.The method of claim 1, wherein the feature is a contact opening in an integrated circuit. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Kontaktöffnung als nicht offen klassifiziert wird, wenn der Parameter außerhalb des Bereichs an zu akzeptierenden Parameterwerten liegt.The method of claim 2, wherein the contact opening as not classified open if the parameter is outside range of acceptable parameter values. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Merkmal als fehlerhaft klassifiziert wird, wenn der Parameter außerhalb des Bereichs an zu akzeptierenden Parameterwerten liegt.The method of claim 1, wherein the feature is as is classified incorrectly if the parameter is outside range of acceptable parameter values. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Merkmal als akzeptabel klassifiziert wird, wenn der Parameter innerhalb des Bereichs an zu akzeptierenden Parameterwerten liegt.The method of claim 1, wherein the feature is as is classified acceptable if the parameter within the Range of acceptable parameter values. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die SEM-Bilddaten durch Sekundärelektronen und rückgestreute Elektronen erzeugt werden.The method of claim 1, wherein the SEM image data by secondary electrons and backscattered electrons be generated. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Parameter eine Abmessung des Merkmals umfaßt.The method of claim 1, wherein the parameter is a Dimension of the feature includes. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Parameter eine Anzahl an SEM-Bilddatenpixel umfaßt, die dem Merkmal zugeordnet sind.The method of claim 1, wherein the parameter is a Number of SEM image data pixels comprises which are associated with the feature. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Parameter eine mittlere Intensität der dem Merkmal zugeordneten Pixel umfaßt.The method of claim 1, wherein the parameter is a medium intensity the pixel associated with the feature. Verfahren nach Anspruch 1, wobei in einem zusätzlichen Verfahrensschritt ein Bildpixelintensitätsprofil des Merkmals berechnet wird.The method of claim 1, wherein in an additional Process step calculates an image pixel intensity profile of the feature becomes. 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.The method of claim 10, wherein the calculation of the image pixel intensity profile the subtraction of a background intensity value from the intensity values which comprises pixels in a region encompassing the feature. 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.The method of claim 1 with the following additional Steps: - Calculation a second parameter associated with the feature from the image data the feature; - Comparison of the second parameter with a range of acceptable values for the second parameter; - Classification of the characteristic according to the comparison with the range of to be accepted Values for the second parameter. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der zweite Parameter eine Abmessung des Merkmals umfaßt.The method of claim 12, wherein the second parameter a dimension of the feature. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der zweite Parameter eine Anzahl an SEM-Bilddatenpixel umfaßt, die dem Merkmal zugeordnet sind.The method of claim 12, wherein the second parameter comprises a number of SEM image data pixels associated with the feature are. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der zweite Parameter eine mittlere Intensität der dem Merkmal zugeordneten Pixel umfaßt.The method of claim 12, wherein the second parameter a medium intensity the pixel associated with the feature. 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.The method of claim 12, wherein the feature is only then classified as acceptable if the first parameter within the range of acceptable values for the first Parameter is and if the second parameter within the range on acceptable values for the second parameter lies. 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.The method of claim 1 with an additional Characterization of the feature using a coordinate system, wherein the characterization comprises the following steps: - Overlay an image of the part of the semiconductor wafer with the coordinate system; and - Analysis the intensity values arranged along a second axis of the coordinate system Pixels at several points along a first axis of the coordinate system. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Analyse die Aufsummation der Intensitätswerte der entlang der zweiten Achse angeordneten Pixel umfaßt.The method of claim 17, wherein the analysis is the Sum of the intensity values the pixel arranged along the second axis. 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.The method of claim 18, wherein the analysis for Acquisition of the feature also the detection of a change the accumulated intensity values in several places along the first axis. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Analyse eine Mittelung der ordneten Intensitätswerte der entlang der zweiten Achse angeordneten Pixel umfaßt.The method of claim 17, wherein the analysis is a Averaging the ordered intensity values the pixel arranged along the second axis. 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.The method of claim 20, wherein the analysis for Acquisition of the feature also the detection of a change the averaged intensity values in several places along the first axis. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Charakterisierung die Erfassung einer Abmessung des Merkmales umfaßt.The method of claim 17, wherein the characterization includes detecting a dimension of the feature. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Charakterisierung die Bestimmung der Position des Merkmals umfaßt.The method of claim 17, wherein the characterization determining the position of the feature. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Charakterisierung die Identifizierung eines Musters oder einer Struktur aus mehreren Merkmalen umfaßt.The method of claim 17, wherein the characterization the identification of a pattern or a structure of several Features includes. Verfahren nach Anspruch 24, wobei die Struktur eine periodische Struktur ist.The method of claim 24, wherein the structure is a is periodic structure. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Koordinatensystem ein rechtwinkliges Koordinatensystem ist.The method of claim 17, wherein the coordinate system is a rectangular coordinate system. Vefahren nach Anspruch 17, wobei das Koordinatensystem ein dreieckiges Koordinatensystem ist.Method according to claim 17, wherein the coordinate system is a triangular coordinate system. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Koordinatensystem ein trapezförmiges Koordinatensystem ist.The method of claim 17, wherein the coordinate system a trapezoidal Coordinate system is. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die SEM-Bilddaten in Form von digitalisierten Grauskalenpixelwerten vorliegen.The method of claim 1, wherein the SEM image data in the form of digitized gray scale pixel values. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die SEM-Bilddaten in Form von digitalisierten farbcodierten Pixelwerten vorliegen.The method of claim 1, wherein the SEM image data in the form of digitized color-coded pixel values.
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