[发明专利]用于确定光斑位置的方法和设备有效

专利信息
申请号: 201610880649.6 申请日: 2016-10-09
公开(公告)号: CN107917665B 公开(公告)日: 2020-02-11
发明(设计)人: 詹焰坤;张振生;施耀明;徐益平 申请(专利权)人: 睿励科学仪器(上海)有限公司
主分类号: G01B11/00 分类号: G01B11/00
代理公司: 11256 北京市金杜律师事务所 代理人: 郑立柱
地址: 201203 上海市*** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 用于 确定 光斑 位置 方法 设备
【说明书】:

为了提高大规模集成电路制造中的光学测量的信噪比,本公开涉及用于确定光斑位置的方法和设备。方法包括:测量针对照射在待测区域上的第一入射光束的第一反射光谱;测量针对照射在待测区域上的第二入射光束的第二反射光谱,其中第一入射光束和第二入射光束的方位角相差180°;以及如果第一反射光谱和第二反射光谱之间的差异小于预定阈值,则确定第一入射光束和第二入射光束在待测区域上的光斑中心处于待测区域的几何中心。本公开还提供用于确定光斑位置的设备。实施例能够快速地对光斑位置进行确定及校正,从而改进测量的信噪比、准确度及适用性。

技术领域

本公开涉及大规模集成电路制造中的光学测量技术,具体地涉及使用光学关键尺寸(Optical Critical Dimension(OCD))测量技术的测量系统中的用于确定光斑位置的方法和设备。

背景技术

随着大规模集成电路制造向着纳米技术节点发展,器件尺寸不断缩小,结构设计也愈加复杂,这要求尺寸测量和工艺控制要更准确、更快速。

光学关键尺寸(OCD)测量技术目前已经广泛地应用于十二寸硅片半导体集成电路的制造,它可以实现周期性结构样品的线宽、高度及角度等多个工艺特征的在线测量。与诸如扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、透射电子显微镜(TEM)之类的其他测量技术相比较,OCD是非接触的、无破坏性的测量,具有快速性和经济性的优点。随着新一代半导体器件的尺寸更小、性能更高,OCD技术的优势也将愈发明显。

OCD技术的实现分为以下三步:(1)获得测量光谱;(2)建立理论光谱库;(3)匹配光谱。具体而言,首先使用OCD测量装置在具有周期性结构的样品区域采集到包含有样品材料、结构等信息的一系列测量光谱;与此同时,根据样品结构的参考信息和测量装置的定标参数等,OCD建库装置可建立一个包含样品参数的理论光谱数据库;最后在OCD匹配装置中将测量光谱和理论光谱数据库进行匹配,寻找最佳匹配的理论光谱,即可以认为该理论光谱所对应的参数值即为该样品的形貌参数。上述步骤(2)和(3)需要反复地循环优化调试,才能达到最佳匹配,这是OCD技术的核心;而对于步骤(1),快速、准确地找到待测量的样品区域并获得高信噪比的测量光谱,是OCD技术实现的前提和关键之一。

发明内容

本公开的目的之一即在于克服或者缓解现有技术中所存在的一个或多个技术问题。为了快速、准确地找到待测量的样品区域并获得高信噪比的测量光谱,本公开提供用于确定光斑位置的方法和设备。

根据本公开的第一方面,提供了用于确定光斑位置的方法,其包括:测量针对照射在待测区域上的第一入射光束的第一反射光谱;测量针对照射在待测区域上的第二入射光束的第二反射光谱,其中第一入射光束和第二入射光束的方位角相差180°;以及如果第一反射光谱和第二反射光谱之间的差异小于预定阈值,则确定第一入射光束和第二入射光束在待测区域上的光斑中心处于待测区域的几何中心。

如本文中所使用的,方位角指的是在待测区域所在的平面中入射光束的投影与参考轴所成的角。光斑中心可以是光斑的能量分布中心。

根据本公开的第一方面的实施例,用于确定光斑位置的方法还包括:在测量之前确定待测区域的几何中心,以辅助第一入射光束的照射。

根据本公开的第一方面的实施例,在放大的视场中选出几何中心。

根据本公开的第一方面的实施例,通过待测区域的各个顶点的坐标来计算出几何中心。

根据本公开的第一方面的实施例,第一反射光谱和第二反射光谱之间的差异包括:第一反射光谱和第二反射光谱之间的均方根差(Root Mean Square Error(RMSE))或拟合优度(Goodness of Fit(GOF))。

根据本公开的第一方面的实施例,用于确定光斑位置的方法还包括:如果差异大于预定阈值,校正第一入射光束的照射;重复执行前述测量第一反射光谱和第二反射光谱的步骤、以及确定光斑中心处于待测区域的几何中心的步骤。

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