[实用新型]测量系统

说明书

本申请公开了一种测量系统，配置为与处理设备集成，处理设备用于对结构进行光学测量，测量系统包括：支撑组件，用于将待测结构保持在测量平面中，使结构沿着至少一个第一横轴移动，并且用于通过z轴载物台改变测量平面的z轴位置；其中，z轴载物台包括两个相对对称的楔块，楔块支撑中间元件，中间元件具有与楔块接触的定向下表面；其中，支撑组件配置为通过改变楔块之间的距离来改变测量平面的z轴位置。

本申请是申请号为201922021083.3的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本申请属于测量技术领域，并且涉及一种用于集成测量/监控系统的光学测量系统，该光学测量系统在半导体工业中特别有用。

背景技术

半导体装置的制造包括要求在生产线上进行的晶片在连续的制造步骤之间被测量的多阶段过程。半导体工业中尺寸缩小的当前趋势以及半导体制造过程的动态性，增加了对精确诊断工具的需求，该诊断工具能够为诸如闭环控制和前馈控制的短时间响应反馈环路提供接近实时的测量。这样的严格要求不能通过不提供实时响应的离线(“独立”)测量系统来获得，并且不能通过诸如端点检测装置的现场检测装置来提供，因为它们的性能不够精确。

已经开发了集成测量/监控技术，在半导体制造厂的生产线内提供具有完整计量能力的监控工具的物理实现。集成测量系统是物理上安装在处理设备内部或附接到处理设备并专用于具体过程的系统。

集成测量系统要从几个方面考虑，并满足具体要求，以便可行。这样的要求尤其包括以下内容：小的覆盖区，即集成测量系统应具有尽可能小的覆盖区，以便在物理上位于诸如CMP设备的处理设备内(例如，安装在处理设备内部或经由装载端口连接到设备前端模块(EFEM))，例如将测量单元与处理设备的环境分离(例如，使用密封的外壳)；高速测量单元(例如，快速定位、自动聚焦以及测量)；可以选择被生产过程绕过并在离线模式下操作；等。

已经开发并广泛使用了各种集成测量/计量系统，可以从本申请的受让人商购获得，例如3090Next、NOVA等。

实用新型内容

在本领域中需要一种用于图案化结构，尤其是复杂结构的光学测量的新型集成测量系统，该系统使得能够使用垂直和倾斜测量方案两者进行光学临界尺寸(OCD)测量。

在许多情况下，用垂直和倾斜方案两者执行光学晶片计量测量，以增加测量通道的数量是有利的。事实上，用垂直和倾斜测量方案的测量可以提供关于被测量结构的更完整的信息。

考虑到计量系统，特别是针对复杂图案化结构的OCD测量，从不同的测量方案提供这种附加信息是重要的。这是因为用垂直和倾斜测量方案的测量可能对不同的结构参数具有不同的灵敏度，并且因此当组合使用时增加了关于被测量结构的信息量。此外，例如使用相对于垂直入射方案中的图案的光的偏振平面的不同定向，和/或使用光入射的不同方位，将垂直和倾斜测量方案组合起来有助于增加进一步的测量通道。

根据本申请的一个方面，提供了一种测量系统，测量系统被配置为与处理设备集成，处理设备用于对结构进行光学测量，测量系统包括：用于将结构保持在测量平面中的支撑组件，支撑组件被配置为沿第一横轴移动并且旋转移动，光学系统，光学系统限定照明和收集光通道，其中，照明和收集光通道中的至少一个被配置为用于执行结构的光谱测量的倾斜光通道，其中，照明和收集光通道中的另一个照明和收集光通道被配置为垂直光通道，垂直光通道被配置用于成像，成像不同于光谱测量；其中，测量平面垂直于第一横轴。

根据示例性实施例，光学系统包括物镜，物镜是短焦物镜。

根据示例性实施例，测量系统包括用于与处理设备交互的至少一个接口。

根据示例性实施例，测量系统包括用于与处理设备的设备前端模块交互的至少一个接口。

根据示例性实施例，测量系统的第一横轴覆盖尺寸超过测量系统的第二横轴覆盖尺寸。