[发明专利]一种非理想椭偏系统的校准方法

说明书

本发明提供一种非理想椭偏系统的校准方法，包括：获取标准样件在测量系统的实测光强信息并进行归一化，得到标准样件的实测归一化光强信息；根据标准样件的实测归一化光强信息和理论归一化光强信息，拟合迭代出测量系统的系统参数；获取待测样件的实测光强信息并进行归一化，得到待测样件的实测归一化光强信息；根据拟合迭代出的所述测量系统的系统参数，基于待测样件的实测归一化光强信息和理论归一化光强信息，拟合迭代出待测样件参数。本发明在求解系统参数时，在系统参数中新增三角函数的拟合参数，当波片存在倾斜时，依旧可以进行高精度逐波长校准。

技术领域

本发明涉及光谱测量领域，更具体地，涉及一种非理想椭偏系统的校准方法。

背景技术

在半导体行业中，对光学关键尺度(OCD)的测量以及精细结构膜厚的测量，直接关系到生产样品的精度以及良率。椭偏仪因其非接触、无破坏、快速、高精度等优点，被广泛应用于半导体工艺监测。

椭偏仪的基本配置可参见图1，主要包括光源1，起偏片2，第一旋转电机3，起偏复合波片4，待测样品5，检偏复合波片6，第二旋转电机7，检偏复合波片8以及光谱仪9。

椭偏仪的系统校准与测量的基本原理过程为：

1、自然光通过偏振片以及(旋转)波片后得到偏振光；

2、偏振光经过标准样品材料的反射或者透射得到的新的偏振光；

3、新的偏振光经过检偏臂的(旋转)波片、检偏片后得到变化的光强信息；

4、对测量光强变化信息进行处理，得到系统参数；

5、测量待测样件的光强信息；

6、利用系统参数与待测样件的光强信息拟合迭代得到样件的穆勒矩阵。

其中，4中得到的系统参数包括检偏复合波片的相位延迟量、检偏复合波片的方位角、起偏复合波片的相位延迟量、起偏复合波片的方位角、检偏片的方位角以及起偏片的方位角等，整个光学系统校准通过逐波长校准的方式，但实际工艺安装过程或者生产过程中存在波片倾斜问题，导致校准精确降低。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种非理想椭偏系统的校准方法，包括：

获取标准样件在测量系统的实测光强信息并进行归一化，得到标准样件的实测归一化光强信息；

根据标准样件的实测归一化光强信息和理论归一化光强信息，拟合迭代出测量系统的系统参数，所述系统参数包括检偏复合波片的相位延迟量、检偏复合波片的方位角、起偏复合波片的相位延迟量、起偏复合波片的方位角、检偏片的方位角以及起偏片的方位角，和新增的检偏复合波片的相位延迟量的三角函数相位以及振幅、检偏复合波片的方位角的三角函数相位以及振幅、起偏复合波片的相位延迟量的三角函数相位以及振幅、起偏复合波片的方位角的三角函数相位以及振幅、检偏片的方位角的三角函数相位以及振幅以及起偏片的方位角的三角函数相位以及振幅；

获取待测样件的实测光强信息并进行归一化，得到待测样件的实测归一化光强信息；

根据拟合迭代出的所述测量系统的系统参数，基于待测样件的实测归一化光强信息和理论归一化光强信息，拟合迭代出待测样件参数。

本发明提供的一种非理想椭偏系统的校准方法，在求解系统参数时，在系统参数中新增三角函数的拟合参数，当波片存在倾斜时，依旧可以进行高精度逐波长校准。

附图说明

图1为光学测量系统的结构示意图；

图2为等效旋光角的波动趋势示意图；

图3为等效相位延迟量的波动趋势示意图；

图4为等效快轴方位角的波动趋势示意图；