[发明专利]一种用于集成电路制造中的集成式膜厚测量系统和方法

权利要求书

1.一种用于集成电路制造中的集成式膜厚测量系统，其特征在于，包括：

入射光路，用于将线偏振光聚焦在晶圆表面的待测点；

透射光路，用于获取光谱以计算被测样品表面的椭偏参数；

折射光路，用于通过折射获取额外光谱以计算被测样品表面的椭偏参数。

2.根据权利要求1所述的一种用于集成电路制造中的集成式膜厚测量系统和方法，其特征在于，所述入射光路包括：

光源(1)，用于提供自然光；

光源小孔(12)，用于控制晶圆上测量光斑的形状和尺寸；

准直系统和聚焦系统，用于根据光谱范围的需求选择透射式或反射式；

起偏器(2)，用于从自然光中获得偏振光；

光源(1)、光源小孔(12)、起偏器(2)、准直系统和第一聚焦系统(13)、待测样品(11)沿光路依次设置。

3.根据权利要求1所述的一种用于集成电路制造中的集成式膜厚测量系统和方法，其特征在于，所述透射光路包括沿光路依次设置的第二聚焦系统(14)、入射角选择孔径(15)、第三验偏器(8)和第三光谱仪(5)。

4.根据权利要求3所述的一种用于集成电路制造中的集成式膜厚测量系统和方法，其特征在于，所述折射光路包括第一折射光路和第二折射光路，所述第一折射光路包括沿光路依次设置的第一分光镜(9)、第一验偏器(6)和第一光谱仪(3)，所述第二折射光路沿光路依次设置的第二分光镜(10)、第二验偏器(7)和第二光谱仪(4)。

5.根据权利要求4所述的一种用于集成电路制造中的集成式膜厚测量系统和方法，其特征在于，所述第一分光镜(9)、第二分光镜(10)设置在射角选择孔径(15)与第三验偏器(8)之间。

6.根据权利要求1所述的一种用于集成电路制造中的集成式膜厚测量系统的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1进行入射光路和透射光路设置；

S2进行折射光路设置；

S3计算待测样品表面的椭偏参数。

7.根据权利要求6所述的一种用于集成电路制造中的集成式膜厚测量系统和方法，其特征在于，所述步骤S1设置入射光路使线偏振光被聚焦光学系统聚焦在晶圆表面的待测点，设置起偏器(2)的角度并且设置入射角选择孔径(15)，设置第三验偏器(8)的角度

8.根据权利要求7所述的一种用于集成电路制造中的集成式膜厚测量系统和方法，其特征在于，所述步骤S2设置第一分光镜(9)和第二分光镜(10)在透射光路中的位置，并设置折射光路中第一验偏器(6)的角度A₁＝0，设置第二验偏器(7)的角度

9.根据权利要求8所述的一种用于集成电路制造中的集成式膜厚测量系统和方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：

其中，为第一分光镜(9)透射系数的s分量；为第一分光镜(9)反射系数的s分量；为第一分光镜(9)表面透射系数的p分量和s分量的相位差；χ^BS1为第一分光镜(9)p分量的的透射系数和s分量的透射系数的模之比；是第二个分光镜透射系数的s分量；Δ^BS2为第二分光镜(10)表面反射系数的p分量和s分量的相位差；P为起偏器(2)的角度；

I₁(A₁＝0)：当第一验偏器(6)A1角度为0度时，第一光谱仪(3)上的光强；

当第二验偏器(7)A2角度为45度时，第二光谱仪(4)上的光强；

当第三验偏器(8)A3角度为90度时，第三光谱仪(5)上的光强。