线宽测量系统和线宽测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种测量系统，包括线宽测量单元、焦面检测及轮廓测量单元、离焦粗测单元和标记搜索定位单元。所述测量系统可以实现CD测量、标记搜索定位、剖面轮廓测量与焦面检测。本发明专利技术还公开了一种线宽测量系统，包括线宽测量单元与焦面检测及轮廓测量单元、离焦粗测单元和标记搜索定位单元中至少一个。本发明专利技术还公开了一种线宽测量装置。本发明专利技术还公开了一种线宽测量方法。

Line Width Measurement System and Line Width Measurement Device

The invention discloses a measurement system, which comprises a line width measurement unit, a focal plane detection and contour measurement unit, a defocus roughing unit and a label search and location unit. The measurement system can realize CD measurement, label search and location, profile measurement and focal plane detection. The invention also discloses a line width measurement system, which includes at least one of a line width measurement unit, a focal plane detection and contour measurement unit, a defocus roughing unit and a label search and location unit. The invention also discloses a linewidth measuring device. The invention also discloses a line width measurement method.

【技术实现步骤摘要】
线宽测量系统和线宽测量装置
本专利技术涉及一种线宽测量系统和一种线宽测量装置。
技术介绍
在集成电路光掩模制造及光刻工艺中为评估及控制工艺的图形处理精度，特设计一种反映集成电路特征线条宽度的专用线条图形，该图形的关键尺寸(CriticalDimension，简称CD)或者称为线宽的测量十分重要，其尺寸大小的控制将直接影响整个显示装置的性能，在现有技术中，微米级CD测量装置的一般工作原理是：利用光学显微镜头获取被测标记的图像，通过算法计算其CD等指标。2003年1月30号申请的中国专利CN1220032C公开了一种CD测量装置，如图1所示，该装置是通过光学显微镜对玻璃基板进行成像，由CCD进行图像采集，采用图像处理来进行布线图形的线宽测量。该装置对玻璃基板的背面进行成像，根据亮度-像素特性(亮度波形)来求得尺寸，该装置虽然可以测出部分线宽的剖面形状，但是只针对靠近玻璃基板侧的线宽小于上层线宽的图形，并且在该装置中，使用了大NA高倍率的光学显微镜7，测量景深较小，而被测对象基板面型的波动较大，离焦会对CD测量结果产生很大的影响，尤其对于亮度-像素特性曲线有较大影响，虽然所述CD测量装置中，光学显微镜7的显微镜头可以进行整体移动，但未给出寻找最佳焦面的装置及方法，另外，光学显微镜7的物方视场极小，对于需要测试的布线图形在玻璃基板上的位置，该专利未公开搜索定位的装置。为解决上面的问题，目前通常做法，利用低倍率镜头先进行全场标记搜索，寻找被测布线图形，再利用光学显微镜拍摄图像进行图像算法处理计算线宽，利用垂向调整装置进行高度调整。2013年3月25日申请的中国专利CN103364935A中公开的CD测量装置，如图2所示，使用多种倍率镜头，分别进行标记搜索，线宽测量。使用激光自动对焦距装置调整最佳焦面，但该方法无法测出布线图形的剖面轮廓。
技术实现思路
本专利技术提供了一种线宽测量系统，用以解决现有的线宽测量系统无法测出布线图形的剖面轮廓的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种线宽测量系统，其特征在于，包括线宽测量单元与焦面检测及轮廓测量单元，所述线宽测量单元包括第二测量光束、第二探测模块，所述第二测量光束垂直入射至基底表面，被所述基底表面反射后由所述第二探测模块接收。作为优选，所述线宽测量单元与所述焦面检测及轮廓测量单元所采用的测量光束具有不同的波长。作为优选，所述焦面检测及轮廓测量单元采用的光的形式是投影光斑。作为优选，所述焦面检测及轮廓测量单元包括第一测量光束、第二探测模块，所述第一测量光束斜射至所述基底表面，被所述基底表面反射后由所述第二探测模块接收。作为优选，还包括第一光源、投影狭缝，所述第一光源发出照明光束经过所述投影狭缝后形成所述第一测量光束。作为优选，还包括一投影光阑，所述投影光阑设有所述投影狭缝。作为优选，还包括一离焦粗测单元。作为优选，所述离焦粗测单元包括第一测量光束、第一探测模块，所述第一测量光束斜射至所述基底表面，并被所述基底表面反射后由所述第一探测模块接收。作为优选，还包括第一光源、投影狭缝，所述第一光源发出照明光束经过所述投影狭缝后形成所述第一测量光束。作为优选，还包括一投影光阑，所述投影光阑设有所述投影狭缝。作为优选，所述离焦粗测单元与所述焦面检测及轮廓测量单元可共用同一入射测量光束。作为优选，还包括第一分光棱镜，所述入射测量光束被所述基底表面反射后经过所述第一分光棱镜后分别被所述离焦粗测单元和所述焦面检测及轮廓测量单元接收。作为优选，还包括标记搜索定位单元。作为优选，所述标记搜索定位单元还包括第三测量光束，所述第三测量光束斜射至所述基底表面，并被所述基底表面反射后由所述第一探测模块接收。作为优选，所述线宽测量系统可以设置两个及以上的所述焦面检测及轮廓测量单元，多个所述焦面检测及轮廓测量单元从不同角度采集所述基底上的标记信息。一种线宽测量系统，其特征在于，包括线宽测量单元与离焦粗测单元，所述线宽测量单元包括第二测量光束、第二探测模块，所述第二测量光束垂直入射至基底表面，被所述基底表面反射后由所述第二探测模块接收。作为优选，所述离焦粗测单元包括第一测量光束、第一探测模块，所述第一测量光束斜射至所述基底表面并被所述基底表面反射后被所述第一探测模块接收。作为优选，还包括第一光源、投影狭缝，所述第一光源发出照明光束经过所述投影狭缝后形成所述第一测量光束。作为优选，还包括一投影光阑，所述投影光阑设有所述投影狭缝。作为优选，所述线宽测量单元与所述离焦粗测单元所采用的测量光束具有不同的波长。作为优选，所述离焦粗测单元采用的光的形式是投影光斑。作为优选，还包括一焦面检测及轮廓测量单元。作为优选，所述焦面检测及轮廓测量单元包括第一测量光束、第二探测模块，所述第一测量光束斜射至所述基底表面，被所述基底表面反射后由所述第二探测模块接收。作为优选，所述焦面检测及轮廓测量单元采用的光的形式是投影光斑。作为优选，还包括第一光源、投影狭缝，所述第一光源发出照明光束经过所述投影狭缝后形成所述第一测量光束。作为优选，还包括一投影光阑，所述投影光阑设有所述投影狭缝。作为优选，所述离焦粗测单元与所述焦面检测及轮廓测量单元可共用同一入射测量光束。作为优选，还包括第一分光棱镜，所述入射测量光束被所述基底表面反射后经过所述第一分光棱镜后分别被所述离焦粗测单元和所述焦面检测及轮廓测量单元接收。作为优选，还包括标记搜索定位单元。作为优选，所述标记搜索定位单元还包括第三测量光束，所述第三测量光束斜射至所述基底表面后，被所述基底表面反射由所述第一探测模块接收。作为优选，所述线宽测量系统可以设置两个及以上的所述焦面检测及轮廓测量单元，多个所述焦面检测及轮廓测量单元从不同角度采集所述基底上的标记信息。一种测量系统，包括第一测量单元和第二测量单元，第一测量单元包括第一光源、投影狭缝、投影镜组、第一分光棱镜、第一滤波片和第一探测模块，所述第一光源产生的光束经所述投影狭缝后形成第一测量光束，第一测量光束经所述投影镜组照射至基底表面，在所述基底表面反射后进入所述第一分光棱镜，第一测量光束进入所述第一分光棱镜后一部分入射至所述第二测量单元，另一部分入射至所述第一滤波片后进入所述第一探测模块；所述第二测量单元包括第二光源、显微物镜和第二探测模块，所述第二光源产生的光束经所述显微物镜形成第二测量光束，第二测量光束进入所述第二探测模块；第二测量单元和第一测量单元之间还设有第二滤波片和第二分光棱镜，第一测量光束经过所述第一分光棱镜反射后通过所述第二滤波片进入所述第二分光棱镜，经所述第二分光棱镜反射进入所述第二探测模块；所述第一滤波片只能透过两种不同波长的单色光，所述第二滤波片根据所述第一滤波片透过的单色光波长择一透过。作为优选，所述第一探测模块的探测面与第一测量光束倾斜设置，实现了大视场范围成像。作为优选，所述投影狭缝包括狭缝区和平面区，所述平面区环绕所述狭缝区设置，所述狭缝区透过的单色光波长与所述第一滤波片透过的单色光波长相同，所述平面区透过的单色光波长不同于所述第一滤波片透过的单色光波长，而所述平面区透过的单色光能透过所述第二滤波片。作为优选，所述第一测量单元还包括设置在所述第一光源和投影狭缝之间的照明镜组，所述照明镜组用于准直光束。作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线宽测量系统，其特征在于，包括线宽测量单元与焦面检测及轮廓测量单元，所述线宽测量单元包括第二测量光束、第二探测模块，所述第二测量光束垂直入射至基底表面，被所述基底表面反射后由所述第二探测模块接收。

【技术特征摘要】
1.一种线宽测量系统，其特征在于，包括线宽测量单元与焦面检测及轮廓测量单元，所述线宽测量单元包括第二测量光束、第二探测模块，所述第二测量光束垂直入射至基底表面，被所述基底表面反射后由所述第二探测模块接收。2.根据权利要求1所述的线宽测量系统，其特征在于，所述线宽测量单元与所述焦面检测及轮廓测量单元所采用的测量光束具有不同的波长。3.根据权利要求1所述的线宽测量系统，其特征在于，所述焦面检测及轮廓测量单元采用的光的形式是投影光斑。4.根据权利要求1所述的线宽测量系统，其特征在于，所述焦面检测及轮廓测量单元包括第一测量光束、第二探测模块，所述第一测量光束斜射至所述基底表面，被所述基底表面反射后由所述第二探测模块接收。5.根据权利要求4所述的线宽测量系统，其特征在于，还包括第一光源、投影狭缝，所述第一光源发出照明光束经过所述投影狭缝后形成所述第一测量光束。6.根据权利要求5所述的线宽测量系统，其特征在于，还包括一投影光阑，所述投影光阑设有所述投影狭缝。7.根据权利要求1所述的线宽测量系统，其特征在于，还包括一离焦粗测单元。8.根据权利要求7所述的线宽测量系统，其特征在于，所述离焦粗测单元包括第一测量光束、第一探测模块，所述第一测量光束斜射至所述基底表面，并被所述基底表面反射后由所述第一探测模块接收。9.根据权利要求8述的线宽测量系统，其特征在于，还包括第一光源、投影狭缝，所述第一光源发出照明光束经过所述投影狭缝后形成所述第一测量光束。10.根据权利要求9所述的线宽测量系统，其特征在于，还包括一投影光阑，所述投影光阑设有所述投影狭缝。11.根据权利要求7所述的线宽测量系统，其特征在于，所述离焦粗测单元与所述焦面检测及轮廓测量单元可共用同一入射测量光束。12.根据权利要求7所述的线宽测量系统，其特征在于，还包括第一分光棱镜，所述入射测量光束被所述基底表面反射后经过所述第一分光棱镜后分别被所述离焦粗测单元和所述焦面检测及轮廓测量单元接收。13.根据权利要求1所述的线宽测量系统，其特征在于，还包括标记搜索定位单元。14.根据权利要求13所述的线宽测量系统，其特征在于，所述标记搜索定位单元还包括第三测量光束，所述第三测量光束斜射至所述基底表面，并被所述基底表面反射后由所述第一探测模块接收。15.根据权利要求1所述的线宽测量系统，其特征在于，可以设置两个及以上的所述焦面检测及轮廓测量单元，多个所述焦面检测及轮廓测量单元从不同角度采集所述基底上的标记信息。16.一种线宽测量系统，其特征在于，包括线宽测量单元与离焦粗测单元，所述线宽测量单元包括第二测量光束、第二探测模块，所述第二测量光束垂直入射至基底表面，被所述基底表面反射后由所述第二探测模块接收。17.根据权利要求16所述的线宽测量系统，其特征在于，所述离焦粗测单元包括第一测量光束、第一探测模块，所述第一测量光束斜射至所述基底表面并被所述基底表面反射后被所述第一探测模块接收。18.根据权利要求17所述的线宽测量系统，其特征在于，还包括第一光源、投影狭缝，所述第一光源发出照明光束经过所述投影狭缝后形成所述第一测量光束。19.根据权利要求17所述的线宽测量系统，其特征在于，还包括一投影光阑，所述投影光阑设有所述投影狭缝。20.根据权利要求16所述的线宽测量系统，其特征在于，所述线宽测量单元与所述离焦粗测单元所采用的测量光束具有不同的波长。21.根据权利要求16所述的线宽测量系统，其特征在于，所述离焦粗测单元采用的光的形式是投影光斑。22.根据权利要求16所述的线宽测量系统，其特征在于，还包括一焦面检测及轮廓测量单元。23.根据权利要求22所述的线宽测量系统，其特征在于，所述焦面检测及轮廓测量单元包括第一测量光束、第二探测模块，所述第一测量光束斜射至所述基底表面，被所述基底表面反射后由所述第二探测模块接收。24.根据权利要求23所述的线宽测量系统，其特征在于，所述焦面检测及轮廓测量单元采用的光的形式是投影光斑。25.根据权利要求23所述的线宽测量系统，其特征在于，还包括第一光源、投影狭缝，所述第一光源发出照明光束经过所述投影狭缝后形成所述第一测量光束。26.根据权利要求25所述的线宽测量系统，其特征在于，还包括一投影光阑，所述投影光阑设有所述投影狭缝。27.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：范纪铭，徐兵，周畅，陈跃飞，
申请(专利权)人：上海微电子装备集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31