[发明专利]三维形貌的测量方法及测量装置

说明书

本发明提供一种三维形貌的测量方法，包括如下步骤：(a)建立与样品模型的轮廓结构相对应的理论光谱数据库，理论光谱数据库包括样品模型的轮廓参数及与轮廓参数对应的理论光谱；(b)采用第一测量方法对样品的测量区域进行测量，获得样品在测量区域的第一类型参数，第一类型参数为轮廓参数中的一个参数；(c)采用第二测量方法对样品的测量区域进行测量，获得样品在测量区域的测量光谱；(d)从理论光谱数据库获取与步骤(b)获得的第一类型参数对应的理论光谱；(e)将步骤(c)中获得的测量光谱与步骤(d)获取的理论光谱进行匹配，将匹配度最高的理论光谱所对应的轮廓参数作为样品的轮廓参数。其优点在于，实现对样品的三维形貌的精确快速的测量。

技术领域

本发明涉及测量技术领域，尤其涉及一种三维形貌的测量方法及测量装置。

背景技术

目前，采用光学关键尺寸测量(OCD，Optical Critical Dimension)技术对样品的三维形貌进行测量。所述光学关键尺寸测量技术主要是基于薄膜厚度的测量，利用椭圆偏振光的反射获得样品的微观形貌。

光学关键尺寸测量技术的优点在于：1.采用光学方法进行测量，速度快，有利于提升输出速度(through put)；2.可通过建立数据库(library)的方式实现对工艺的长时间稳定性监控测量；3.收集到的光谱方便线下分析。但是，其也具有缺点：1.对于深宽比很大的结构，关键尺寸(CD)测量精度较差，即对深宽比大的结构的关键尺寸(CD)测量有一定的局限性；2.对于较薄的薄膜层或者多层薄膜层交叠设置的结构(薄膜层之间会干涉)的三维形貌测量的灵敏度低；3.建立测量模型需要较长的时间。

因此，亟需一种三维形貌的测量方法及装置能够克服上述的缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种三维形貌的测量方法及测量装置，其能够实现对样品的三维形貌的精确快速的测量。

为了解决上述问题，本发明提供了一种三维形貌的测量方法，其包括如下步骤：(a)建立与样品模型的轮廓结构相对应的理论光谱数据库，所述理论光谱数据库包括样品模型的轮廓参数及与所述轮廓参数对应的理论光谱；(b)采用第一测量方法对样品的测量区域进行测量，获得样品在所述测量区域的第一类型参数，所述第一类型参数为所述轮廓参数中的一个参数；(c)采用第二测量方法对所述样品的测量区域进行测量，获得样品在所述测量区域的测量光谱；(d)从所述理论光谱数据库获取与步骤(b)获得的第一类型参数对应的理论光谱；(e)将步骤(c)中获得的测量光谱与步骤(d)获取的理论光谱进行匹配，将匹配度最高的理论光谱所对应的轮廓参数作为所述样品的轮廓参数。

进一步，所述第一类型参数为所述样品的关键尺寸。

进一步，所述第一测量方法为X射线成像方法，采用所述X射线成像方法对所述样品进行测量的步骤如下：X射线入射至所述样品的测量区域；检测穿过所述样品的测量区域的X射线，并转换为所述样品的测量区域的第一类型参数。

进一步，所述X射线沿垂直所述样品的方向入射至所述样品的所述测量区域。

进一步，所述第二测量方法为光学关键尺寸测量方法，采用所述光学关键尺寸测量方法对样品进行测量的步骤如下：椭圆偏振光入射至所述样品的测量区域，所述椭圆偏振光被样品反射，形成反射光；采集所述反射光，获得所述样品的测量区域的测量光谱。

进一步，所述椭圆偏振光以预设的倾角入射至所述样品的测量区域。

进一步，所述测量方法进一步包括如下步骤：移动样品，以改变测量区域；重复步骤(b)～步骤(e)。