臨界尺寸的測量的製作方法
2023-05-19 17:02:01 1
臨界尺寸的測量的製作方法
【專利摘要】一種用於在襯底上進行多波長、多方位、多入射角讀取的光譜儀器，所述儀器具有：寬帶光源，其用於產生照射光束；物鏡，其用於同時以多個方位角及多個入射角將所述照射引導到所述襯底上，藉此產生反射光束；孔口板，其具有形成於其中的照射孔口及多個收集孔口，用於選擇性地使所述反射光束的具有方位角與入射角的所要離散組合的部分通過；檢測器，其用於接收方位角與入射角的所述離散組合併產生讀數；及處理器，其用於解釋所述讀數。
【專利說明】臨界尺寸的測量【技術領域】
[0001]本發明涉及集成電路製造的領域。更特定來說，本發明涉及如在集成電路結構的度量衡中使用的多角度光譜反射測量術。
【背景技術】
[0002]光譜工具(包含反射計及橢圓計兩者)已廣泛用於集成電路製造工藝的度量衡及工藝控制中。如在本文中所使用的術語「集成電路」包含例如形成於單片半導電襯底(例如由像矽或鍺的IV族材料或像砷化鎵的II1-V族化合物或此些材料的混合物形成的那些襯底)上的那些裝置的裝置。所述術語包含所形成的所有類型的裝置(例如存儲器及邏輯)及此些裝置的所有設計(例如MOS及雙極的)。所述術語還包括例如平板顯示器、太陽能電池及電荷耦合裝置等應用。
[0003]舉例來說，已使用光譜工具來測量例如膜堆疊及電路結構等樣本的厚度及臨界尺寸。通過這些工具進行的測量是基於測量通過樣本的材料及幾何結構的光的衍射。因此，隨著這些結構的尺寸變小(例如厚度及線寬度)，其產生的衍射量變得極小。因此，測量這些更小的結構且同時維持所要測量精度及工具間均勻度已變得更困難。
[0004]現代的光譜工具設法通過以多個波長及多個離散角度測量樣本來克服這些問題。然而，由於可用波長或可用角度中的至少一者受限，因此鑑於以下事實而難以將波長及測量角度設定為如通過基於模型的分析確定的產生最優測量敏感度的值:波長與角度的此最優組合在樣本間變化。
[0005]因此，需要一種至少部分地減少例如上文所描述的那些問題的問題的系統。
【發明內容】
[0006]以上及其它需要通過一種用於在襯底上進行多波長、多方位、多入射角讀取的光譜儀器來滿足，所述儀器具有:寬帶光源，其用於產生照射光束；物鏡，其用於同時以多個方位角及多個入射角將所述照射引導到所述襯底上，藉此產生反射光束；孔口板，其具有形成於其中的照射孔口及多個收集孔口，用於選擇性地使所述反射光束的具有方位角與入射角的所要離散組合的部分通過；檢測器，其用於接收方位角與入射角的所述離散組合併產生讀數；及處理器，其用於解釋所述讀數。
[0007]以此方式，所述儀器能夠在需要時同時以波長、方位角及入射角的所要組合快速地進行數個讀取。因此，所述孔口板可經設置以捕獲對正測量的襯底最敏感的一組讀數，藉此增加測量的準確度。此外，可針對不同襯底上的不同讀數快速地重新配置所述儀器。
[0008]在各種實施例中，所述孔口板為可個別或組合使用以選擇多個方位角與多個入射角的不同離散組合的一組孔口板。在其它實施例中，所述孔口板可以電子方式配置以產生多個方位角與多個入射角的不同離散組合。在一些實施例中，所述檢測器同時接收方位角與入射角的所述離散組合。在其它實施例中，所述檢測器連續地接收方位角與入射角的所述離散組合。【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]當結合各圖考慮時，通過參考詳細描述而明了本發明的其它優點，所述各圖未按比例繪製以便更清楚地展示細節，其中貫穿數個視圖，相似參考編號指示相似元件，且在視圖中:
[0010]圖1描繪根據本發明的多個實施例的合成多角度光譜工具。
[0011]圖2描繪根據本發明的第一實施例的孔口板。
[0012]圖3描繪根據本發明的第二實施例的孔口板。
【具體實施方式】
[0013]本發明的各種實施例描述一種光譜工具(反射計或橢圓計)，其可以半個完整半球內的任何連續可變複合角度(從大約0到大約90度的入射角，從-180到180度的方位角，相對於樣本的平面中的測量光點)且同時或循序地以一個以上複合角度測量樣本，其中複合角度是指入射與方位的組合。
[0014]這些實施例以對應於小收集孔口的角度中的每一者進行測量，所述小收集孔口在基於模型的分析中移除多個射線內的積分，從而產生測量速度及吞吐量的顯著改進，同時維持在集成電路製造工藝中所要的小測量光點。
[0015]現在參考圖1，其描繪根據本發明的數個合成實施例的多角度光譜工具100。因此，任何給定實施例可能不具有圖1中所描繪的所有結構。而是，圖1描繪可存在於不同實施例中的各種基本及任選元件。
[0016]來自寬帶光源104的光102被引導到物鏡106以在光點110處照射樣本108。圖1中描繪雙透鏡物鏡106，但還囊括其它物鏡106設計。物鏡106以光錐從實質上任何連續可變複合角度照射樣本108。從樣本108反射的光112由物鏡106收集且被引導到光譜計114以用於測量。分束器126允許光路徑102及112在分束器126與樣本108之間沿著共同路徑128。
[0017]在一些實施例中，偏振器118任選地放置於照射路徑102中，從而實現偏振光譜反射測量術測量，其中參考照射偏振狀態由入射平面的角度位置確定收集路徑112中的偏振狀態。為了明確地界定收集路徑112中的偏振狀態，另一偏振器(稱為分析儀120)任選地放置於收集路徑112中。在替代實施例中，在所謂的雙通過配置中，代替偏振器118及分析儀120，單個偏振器122放置於共同路徑128中。其它實施例包含安置於照射路徑102及收集路徑112中的一者或兩者中或替代地安置於共同路徑128中的波板124。這些元件118、120、122及124可為固定的或旋轉的，呈幾乎任何組合。
[0018]孔口板116選擇性地阻擋及透射照射光102及反射光112兩者的所要扇形。在一些實施例中，孔口板116鄰近物鏡106中的孔口安置或安置於所述孔口內。在圖2及3中更詳細描繪孔口板116的實施例。圖2描繪使照射光束102的所要部分通過(作為複合光束128的分量)的照射孔口 202及在孔口板116中安置成若干行及列的使反射光束112的所要部分通過(作為複合光束128的分量)的收集孔口 204。收集孔口 204內位於沿著與反射光束112的軸同心的圓處的點全部具有實質上等同的入射角度。收集孔口 204內位於沿著從反射光束112的軸向外延伸的共同徑向線處的點全部具有實質上等同的方位角。收集孔口 204可製作為使得照射孔口 202及收集孔口 204兩者經配置以便在傳感器114處同時從多個方位角及入射角接收多個寬帶讀數。通過將收集孔口 204製作為極小的開口，可移除來自過寬扇形的射線的積分使其不受基於模型的分析，因此產生測量速度及吞吐量的顯著改進，同時維持在集成電路製造工藝中所需的小測量光點。孔口 204的數目及大小僅是舉例來說的。
[0019]在一些實施例中，在測量之前對待由工具100分析的膜堆疊進行數學建模，且確定哪一複合角度或哪一組複合角度提供最大敏感度。接著製造具有針對此組複合角度(舉例來說)特別定位的收集孔口 204的孔口板116，其中所述組中的不同複合角度為可連續選擇的(如在圖2的孔口板116的實例中所描繪)或為同時研究的(如在圖3的孔口板116的實例中所描繪)。還可向此些定製孔口板116添加額外標準收集孔口 204，使得可使用孔口板116進行類屬測量。
[0020]可將不同孔口板116製造為針對不同膜堆疊經優化，且接著視需要將其從工具100中換出。在其它實施例中，孔口板116的收集孔口 204可(例如)由處理器驅動的電動機械或電子快門式構件(例如液晶面板)配置，所述構件可關於孔口板116中的收集孔口204的數目、大小及放置而重新配置。
[0021]不同實施例使用各種手段來循序地或同時從不同複合角度接收反射光112。下文描述這些手段的各種實施例。
[0022]選項1:使用孔口板116 —次選擇一個複合角度(孔口板116經配置以進行此操作)，且光譜計114從僅自此複合角度採集的光112產生信號。此後通過移動或替換孔口板116來循序地進行選取額外複合角度。
[0023]選項2:藉助孔口板116同時選擇多個角度(例如三個角度)(孔口板116經配置以進行此操作)，使用光學器件將多個反射光束112移位到光譜計114的不同部分中，光譜計114同時檢測信號。
[0024]選項3:藉助孔口板116同時選擇多個角度(例如四個)(孔口板116經配置以進行此操作)，使用光學器件將多個反射光束112移位到多個光譜計114 (例如四個，繼續所述實例)中，以同時檢測對應於多個複合角度的信號。
[0025]選項4:使用光學器件(例如微機械電子系統鏡)來分割光束112或將光束112的選定部分引導通過孔口板116。
[0026]出於圖解說明及描述的目的，已呈現對本發明的實施例的前述描述。本發明並非打算為窮盡性的或將本發明限制於所揭示的精確形式。根據以上教示可做出明顯修改或變化。選擇及描述所述實施例以試圖提供對本發明的原理及其實際應用的圖解說明，且藉此使得所屬領域的技術人員能夠在各種實施例中且藉助如適合於所預期的特定使用的各種修改來利用本發明。在根據公平、合法及公正地授予的廣度上來解釋時，所有此些修改及變化均在如所附權利要求書所確定的本發明的範圍內。
【權利要求】
1.一種用於在襯底上進行多波長、多方位、多入射角讀取的光譜儀器，其包括: 寬帶光源，其用於產生照射光束， 物鏡，其用於同時以多個方位角及多個入射角將所述照射光束引導到所述襯底上，藉此產生反射光束， 孔口板，其具有形成於其中的照射孔口及多個收集孔口，用於選擇性地使所述反射光束的具有方位角與入射角的所要離散組合的部分通過， 檢測器，其用於接收方位角與入射角的所述離散組合併產生讀數，及 處理器，其用於解釋所述讀數。
2.根據權利要求1所述的光譜儀器，其中所述孔口板包括可個別或組合使用以選擇多個方位角與多個入射角的不同離散組合的一組孔口板。
3.根據權利要求1所述的光譜儀器，其中所述孔口板可以電子方式配置以產生多個方位角與多個入射角的不同離散組合。
4.根據權利要求1所述的光譜儀器，其中所述檢測器同時接收方位角與入射角的所述離散組合。
5.根據權利要求1所述的光譜儀器，其中所述檢測器連續地接收方位角與入射角的所述離散組合。
6.根據權利要求1所述的光譜儀器，其中所述光譜儀器為反射計。
7.根據權利要求1所述的光譜儀器，其中所述光譜儀器為橢圓計。
8.根據權利要求1所述的光譜儀器，其中所述物鏡可調整以便以所有方位角及實質上所有入射角弓I導所述照射光束。
【文檔編號】G01B11/24GK103688156SQ201280035483
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年6月12日 優先權日:2011年7月1日
【發明者】尚卡爾·克裡斯南, 海明·王 申請人:科磊股份有限公司