[发明专利]半导体结构的测量装置及测量方法

说明书

本公开涉及一种半导体结构的测量装置及测量方法。所述半导体结构的测量装置包括：承载台、夹持机构、以及图像采集系统。夹持机构安装在承载台上，夹持机构包括沿竖直方向设置的夹具。夹具用于夹持半导体结构，并使半导体结构以待测量面朝向旁侧的状态被夹持。图像采集系统设置于夹持机构的旁侧，图像采集系统被配置为从所述旁侧采集半导体结构的三维形貌。所述测量装置能够避免重力作用对半导体结构的待测量面产生影响，从而有利于提高半导体结构三维形貌的测量精准度。

技术领域

本公开涉及半导体集成电路制造技术领域，特别是涉及一种半导体结构的测量装置及测量方法。

背景技术

随着半导体工业的发展，集成电路线宽不断缩小，集成电路器件结构设计愈加复杂，只有通过严格的工艺控制才能获得功能完整的电路以及能够高速工作的半导体器件。

目前，光学关键尺寸(Optical Critical Dimension，简称OCD)测量技术是当前半导体制造工艺中先进工艺控制的一个重要组成部分，其能够对半导体结构待测量面的三维形貌进行测量分析。OCD测量技术的基本工作原理可描述为：(1)根据模型拟合出与半导体结构待测量面的三维形貌相对应的理论光谱；(2)通过OCD测量装置获得半导体结构待测量面的测量光谱；(3)调整模型的参数，使前述拟合出的理论光谱与测量光谱耦合匹配，以获取最佳参数，从而根据最佳参数确定半导体结构待测量面的三维形貌。

然而，随着半导体技术的发展，需要测量的半导体结构越来越复杂，使得工艺控制中对测量精准度的要求也越来越高。因此如何提高半导体结构的测量精准度是目前亟需解决的技术问题。

发明内容

本公开实施例提供了一种半导体结构的测量装置及测量方法，能够避免重力对半导体结构的待测量面产生影响，从而提高半导体结构三维形貌的测量精准度。

本公开一些实施例提供了一种半导体结构的测量装置，该测量装置包括：承载台、夹持机构、以及图像采集系统。夹持机构安装在承载台上，夹持机构包括沿竖直方向设置的夹具。夹具用于夹持半导体结构，并使半导体结构以待测量面朝向旁侧的状态被夹持。图像采集系统设置于夹持机构的旁侧，图像采集系统被配置为从所述旁侧采集半导体结构的三维形貌。

在一些实施例中，夹具包括：第一夹持环、第二夹持环以及多个调节柱。其中，第一夹持环沿竖直方向设置。第二夹持环沿竖直方向设置，并与第一夹持环相对。第一夹持环和第二夹持环之间相对的区域形成夹持空间。多个调节柱分别设置于第一夹持环和第二夹持环上，其中，各调节柱分别向夹持空间延伸，以抵接半导体结构的表面。

在一些实施例中，多个调节柱包括：多个第一调节柱和多个第二调节柱。多个第一调节柱设置于第一夹持环上。各第一调节柱与第一夹持环的轴心线的连线等分360°。多个第二调节柱设置于第二夹持环上。各第二调节柱与第二夹持环的轴心线的连线等分360°。

在一些实施例中，第二调节柱在第一夹持环上的正投影与第一调节柱相间。

在一些实施例中，夹具包括：下夹持部和上夹持部。下夹持部设置于承载台上，用于夹持半导体结构的底部。上夹持部设置于下夹持部的上方，并沿竖直方向与下夹持部相对；上夹持部用于夹持半导体结构的顶部。

在一些实施例中，上夹持部和下夹持部上分别设有弧形卡槽。上夹持部上的弧形卡槽与下夹持部上的弧形卡槽相对，且其相对的区域用于容置并卡接半导体结构。其中，上夹持部通过升降机构与承载台连接，升降机构用于驱动上夹持部沿竖直方向移动。

在一些实施例中，上夹持部和下夹持部分别包括：沿水平方向相对设置的左吸盘和右吸盘。左吸盘和右吸盘用于吸附半导体结构的两侧表面。

在一些实施例中，夹具包括：支撑背板、第一夹持部和第二夹持部。支撑背板沿竖直方向设置。第一夹持部沿水平方向设置于支撑背板的底部。第二夹持部沿水平方向设置于支撑背板的顶部，并与第一夹持部相对。第一夹持部和第二夹持部之间相对的区域形成夹持空间。