一种用于测量样品的衍射结构的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于测量样品的衍射结构的装置，所述装置包括：测量装置和计算机。测量装置设置成在光线垂直入射时测量所述衍射结构的反射率和所述样品上的至少一个底层。所述测量装置包括：具有多个波长的辐射的宽带辐射源；偏振元件，所述辐射通过所述偏振元件朝向所述样品，以使得所述辐射垂直入射到所述衍射结构和所述样品上的所述至少一个底层，并衍射穿过所述偏振元件的零级衍射辐射；测量所述零级衍射辐射的反射率的检测器。计算机设置成与所述测量装置耦合，以确定所述样品上的所述衍射结构的结构信息。本实用新型专利技术提供了一种用于快速，准确地测量衍射光栅以及其他非衍射结构的装置，提高了系统的准确性和高效性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于测量样品的衍射结构的装置
本技术涉及光学测量领域，特别涉及一种用于测量样品的衍射结构的装置。
技术介绍
期望在集成电路的生产期间测量电路结构和其他类型的结构，例如阻光剂结构。光学测量工具特别适用于测量微电子结构，因为它们是非破坏性的，准确的，可重复的，快速的和廉价的。通常需要不同的计量工具来测量晶片上的不同结构或参数。例如，晶片上的某些结构作为衍射光栅，其通常需要不同的计量工具，例如，临界尺寸扫描电子显微镜(CD-SEM)，用于测量平面薄膜。有时用于测量衍射结构的一种工具是散射仪。散射法是从结构散射的光的角度分辨测量和表征。但是，现有技术中，即使通过测量底层薄膜的薄膜厚度和光学指数来减小数据库的尺寸，该方法仍然需要生成相对较大的数据库。此外，样品或计量装置必须被移动并重新聚焦以测量基底膜，即没有衍射结构和衍射结构本身，这也是耗时的。因此，现有技术的光学测量工具不能够快速准确地测量衍射光栅以及其他非衍射结构。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种用于测量样品的衍射结构的装置，以提供一种用于快速，准确地测量衍射光栅以及其他非衍射结构的装置和方法，提高了系统的准确性和高效性。为了解决上述技术问题，本技术的技术方案为：一种用于测量样品的衍射结构的装置，所述装置包括：测量装置，其设置成在光线垂直入射时测量所述衍射结构的反射率和所述样品上的至少一个底层；所述测量装置包括：具有多个波长的辐射的宽带辐射源；偏振元件，所述辐射通过所述偏振元件朝向所述样品，以使得所述辐射垂直入射到所述衍射结构和所述样品上的所述至少一个底层，并衍射穿过所述偏振元件的零级衍射辐射；测量所述零级衍射辐射的反射率的检测器；计算机，其设置成与所述测量装置耦合，以确定所述样品上的所述衍射结构的结构信息。优选的，所述结构信息包括：所述衍射结构的高度、间距、侧壁角度和线宽，其中，所述衍射结构的高度、间距、侧壁角度和线宽均是可变参数。在本技术中，正入射反射计使用通常入射的宽带辐射来测量衍射结构的一个或多个参数。使用可旋转分析仪/偏振器来分析从衍射结构反射的衍射辐射。可旋转分析器/偏振器相对于衍射结构的相对旋转允许以多极性取向分析衍射辐射。分析仪/偏振器是单个单元，其有利地降低了成本并简化了操作。分光镜检测不同极性取向的光谱分量的强度。因为根据本技术的正入射反射计使用正入射的辐射和相对于衍射结构旋转的分析器，反之亦然，衍射结构的光栅的取向不影响测量的精度。因此，可以使用不同类型的采样级，包括X，Y和Z，以及r-θ型级。此外，正入射反射计不需要入射光的偏振取向与衍射结构的光栅对准。本技术的一个方面涉及一种用于测量样品上的衍射结构的一个或多个参数的装置，该装置包括发射宽带辐射的辐射源，使得辐射极化的偏振元件，该偏振元件通常会入射到衍射结构。偏振元件和衍射结构中的至少一个可旋转，使得可以实现偏振元件相对于衍射结构的多个偏振取向。光从衍射结构反射，穿过偏振元件并通过光谱仪接收，该光谱仪检测偏振元件相对于衍射结构的不同偏振方向的所述偏振光束的光谱分量的强度。因此，可以通过光谱仪接收反射光的偏振的多个取向。本技术的另一方面包括一种用于测量样品上的衍射结构的一个或多个参数的装置，该装置包括发射通常入射在衍射结构上的宽带辐射的辐射源，在该光束中的偏振元件辐射路径，用衍射结构保持样本的r-θ样本台，以及检测从所述衍射结构反射的辐射的光谱分量的强度的光谱仪。偏振元件被定位成使得辐射通过偏振元件朝向所述样品，所述辐射被从样品上的衍射结构反射，反射的辐射通过偏振元件，并且偏振元件可旋转以产生相对旋转在所述偏振元件和所述衍射结构之间。光谱仪以偏振元件和衍射结构之间的多个偏振取向检测穿过偏振元件之后的反射辐射的光谱分量的强度。本技术的另一方面包括一种包括耦合到所述光谱仪并且接收所述光谱仪信号的计算机的计算机系统，包括用于分析所述光谱仪信号并从所述信号提取光谱信息的计算机指令。计算机指令还包括用于生成衍射结构的光学模型的指令，例如通过严格的耦合波分析，从光学模型计算光谱信息和将光学模型拟合到所提取的光谱信息，同时调整可变参数衍射光栅，例如高度，间距，侧壁角度和临界尺寸，以实现最佳拟合。在一个实施例中，计算机系统包括执行非线性多元回归过程以调整光学模型的参数的指令。本技术的另一方面涉及一种测量衍射结构的至少一个参数的方法，包括在衍射结构处以多个波长和多个偏振方向引导正入射的辐射，辐射反射和衍射通过样品上的衍射结构；分析由衍射结构反射和衍射的辐射，以产生具有相同极化取向的输出光束；检测所述输出光束在所述多个偏振方向上的光谱分量的强度；以及使用所检测的输出光束的光谱分量的强度来确定衍射结构的至少一个参数。该方法还可以包括生成与多个波长的不同衍射结构有关的至少一个参数的参考数据库以及多个极性取向，并将检测到的光谱分量的强度与数据库进行比较，以确定所述的多个波长的至少一个参数衍射结构。附图说明后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本技术的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的:图1为根据本技术的实施例的可旋转分析器/偏振器的正入射反射计，其可用于测量衍射结构；图2为描述校准正入射反射计的过程的流程图；图3为根据本技术的实施例的采集数据的处理的流程图；图4为根据本技术提取光谱信息的过程的流程图；图5为根据本技术的数据分析过程的流程图。图中各符号所表示的含义如下：100-正入射反射计，102-光源，104-第一透镜，106-光束分离器，108-物镜，110-右边缘光线，112-左边缘光线，114-光栅结构，116-晶片，118-样品台，120-法线，122-可旋转分析器/偏振器，124-第二透镜，126-光谱仪，128-反射镜，130-灯，132-可移动反射镜，134-图案识别系统，136-计算机。具体实施方式下面结合附图对本技术的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本技术，但并不构成对本技术的限定。此外，下面所描述的本技术各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。图1是根据本技术的实施例的具有可旋转分析器/偏振器122并且可以用于测量衍射结构入射反射计100的示意图。使用单个偏振元件作为一个可旋转分析器/偏振器122，从而允许以减少数量的部件测量衍射结构。此外，可以使用正入射反射计100作为反射计来测量非衍射结构。因此，正入射反射计100不需要仅用于测量衍射光栅的专用测量工具，而是可以用于其它反射计类型的装置。正入射反射计100包括光源102，例如具有波长在200nm至800nm之间的紫外可见光源，以产生非偏振光。非偏振光被第一透镜104收集和准直。光束分离器106将准直的宽带非偏振光束的一部分引向固定在可移动样品台118上的样品。样品可以是衍射光栅结构。当然，应当理解，光栅结构114通常非常小，并且其尺寸如图1所示。为了清楚起见，图1中的光栅结构114被夸大了。在分束分离器106和光栅结构114之间设置的是可旋转分析器/偏振器122。由分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于测量样品的衍射结构的装置，其特征在于，所述装置包括：测量装置，其设置成在光线垂直入射时测量所述衍射结构的反射率和所述样品上的至少一个底层；所述测量装置包括：具有多个波长的辐射的宽带辐射源；偏振元件，所述辐射通过所述偏振元件朝向所述样品，以使得所述辐射垂直入射到所述衍射结构和所述样品上的所述至少一个底层，并衍射穿过所述偏振元件的零级衍射辐射；测量所述零级衍射辐射的反射率的检测器；计算机，其设置成与所述测量装置耦合，以确定所述样品上的所述衍射结构的结构信息。

【技术特征摘要】
1.一种用于测量样品的衍射结构的装置，其特征在于，所述装置包括：测量装置，其设置成在光线垂直入射时测量所述衍射结构的反射率和所述样品上的至少一个底层；所述测量装置包括：具有多个波长的辐射的宽带辐射源；偏振元件，所述辐射通过所述偏振元件朝向所述样品，以使得所述辐射垂直入射到所述衍射结构和所述样品上的所述至少一个底层，并衍射穿过所...

【专利技术属性】
技术研发人员：山佳卫，山佳逸豪，
申请(专利权)人：嘉兴申宁精密科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33