用于测量三维形貌的测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种用于测量三维形貌的测量装置，其包括：样品载台，用于承载样品，所述样品载台能够旋转及移动；第一测量组件，用于实现第一测量方法；第二测量组件，用于实现第二测量方法；处理器，用于存储理论光谱数据库、根据所述第一测量组件的测量结果获得所述样品的测量区域的第一类型参数、根据所述第二测量组件的测量结果获得所述样品的测量区域的测量光谱、及将所述测量光谱与所述第一类型参数对应的理论光谱进行匹配，获得所述样品的测量区域的轮廓参数，进而得到所述样品的测量区域的三维形貌。其优点在于，实现对样品的三维形貌的精确快速的测量。

A measuring device for measuring three-dimensional topography

【技术实现步骤摘要】
用于测量三维形貌的测量装置
本技术涉及测量
，尤其涉及一种用于测量三维形貌的测量装置。
技术介绍
目前，采用光学关键尺寸测量(OCD，OpticalCriticalDimension)技术对样品的三维形貌进行测量。所述光学关键尺寸测量技术主要是基于薄膜厚度的测量，利用椭圆偏振光的反射获得样品的微观形貌。光学关键尺寸测量技术的优点在于：1.采用光学方法进行测量，速度快，有利于提升输出速度(throughput)；2.可通过建立数据库(library)的方式实现对工艺的长时间稳定性监控测量；3.收集到的光谱方便线下分析。但是，其也具有缺点：1.对于深宽比很大的结构，关键尺寸(CD)测量精度较差，即对深宽比大的结构的关键尺寸(CD)测量有一定的局限性；2.对于较薄的薄膜层或者多层薄膜层交叠设置的结构(薄膜层之间会干涉)的三维形貌测量的灵敏度低；3.建立测量模型需要较长的时间。因此，亟需一种三维形貌的测量方法及装置能够克服上述的缺点。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，提供一种用于测量三维形貌的测量装置，其能够实现对样品的三维形貌的精确快速的测量。为了解决上述问题，本技术提供了一种用于测量三维形貌的测量装置，其包括：样品载台，用于承载样品，所述样品载台能够旋转及移动；第一测量组件，用于实现第一测量方法；第二测量组件，用于实现第二测量方法；处理器，用于存储理论光谱数据库、根据所述第一测量组件的测量结果获得所述样品的测量区域的第一类型参数、根据所述第二测量组件的测量结果获得所述样品的测量区域的测量光谱、及将所述测量光谱与所述第一类型参数对应的理论光谱进行匹配，获得所述样品的测量区域的轮廓参数，进而得到所述样品的测量区域的三维形貌。进一步，所述第一测量方法为X射线成像方法，所述第一测量组件包括：X射线源，设置在所述样品载台的上方，用于产生入射至样品的测量区域的X射线；至少一X射线透射光接收器，设置在所述样品的测量区域的下方，用于接收透过所述样品的X射线，并将其转换为电信号，所述电信号传递至所述处理器，所述处理器根据所述电信号获得所述样品的测量区域的第一类型参数。进一步，所述样品载台包括卡盘及基座，所述卡盘设置在所述基座上，所述卡盘用于放置样品，所述X射线透射光接收器设置在所述基座上，且所述X射线透射光接收器与所述样品不接触。进一步，所述X射线透射光接收器包括灵敏度不同的多个能量接收区。进一步，所述第二测量方法为光学关键尺寸测量方法，所述第二测量组件包括：光源，设置在所述样品载台上方，用于产生入射至样品的测量区域的椭圆线偏振光；探测器，用于接收并检测所述样品的反射光的光强，并将其转换为电信号，传递给所述处理器，所述处理器根据所述电信号获得所述样品的测量区域的测量光谱。本技术的优点在于，两种测量方法结合而实现对样品的三维形貌的精确快速的测量。附图说明图1是本技术三维形貌的测量方法的一具体实施方式的步骤示意图；图2是采用本技术三维形貌的测量方法进行测量的样品的结构示意简图；图3是本技术测量装置的一个具体实施方式的结构示意简图。具体实施方式下面结合附图对本技术提供的用于测量三维形貌的测量装置的具体实施方式做详细说明。本技术三维形貌的测量方法的一具体实施方式以光学关键尺寸测量方法为基础，结合X射线成像方法，得到样品的三维形貌。光学关键尺寸测量方法(OCD)的基本工作原理可描述为：(1)建立与样品模型的轮廓结构相对应的理论光谱数据库；(2)通过光学关键尺寸测量设备获得样品的测量光谱；(3)从理论光谱数据库中寻找与测量光谱最佳匹配的特征光谱，从而确定该样品的轮廓参数。采用光学关键尺寸测量方法测量样品三维形貌，其缺点在于：(1)对于深宽比较大的结构，CD测量精度较差；(2)对于较薄膜层的灵敏度较低。鉴于光学关键尺寸测量方法的上述缺点，专利技术人发现，采用光学关键尺寸测量方法测量样品的测量光谱，采用其他方法测量样品的CD，再将CD作为已知值与测量光谱共同作为参照点从理论光谱数据库中寻找与测量光谱最佳匹配的特征光谱，能够在保证测量效率的同时提高测量精度。其中CD是CriticalDimension的英文缩写，中文简称是关键尺寸。在集成电路光掩模制造及光刻工艺中，CD是为了评估图形处理精度，反映集成电路特征线条宽度的参数。例如CD为线宽或者开口的宽度。图1是本技术三维形貌的测量方法的一具体实施方式的步骤示意图，图2是采用本技术三维形貌的测量方法进行测量的样品的结构示意简图，其中，所述样品30具有多层介质层，在图2中示意性地绘示第一介质层32及第二介质层33，在工艺制程中，在所述第一介质层32及第二介质层33中形成开孔31。请参阅图1及图2，所述三维形貌的测量方法包括如下步骤：步骤S10，建立与样品模型的轮廓结构相对应的理论光谱数据库，所述理论光谱数据库包括样品模型的轮廓参数及与所述轮廓参数对应的理论光谱。在本步骤中，可通过建模的方法建立与样品模型的轮廓结构相对应的理论光谱数据库。具体地说，根据工艺制程的结构信息构建样品模型，所述结构信息包括但不限于膜层叠层信息、几何形状信息及膜层光学性能等；采用数值计算等方法计算该样品模型对应的理论光谱。所述轮廓参数包括但不限于样品模型在测量区域的CD(开口宽度或线宽)、侧壁角、深度、膜层高度中的一种或多种。在本具体实施方式中，所述轮廓参数包括样品模型在测量区域的开口31的宽度W、侧壁角α、深度D、第一介质层32高度H1及第二介质层33的高度H2。步骤S11，采用第一测量方法对样品的测量区域进行测量，获得样品在所述测量区域的第一类型参数，所述第一类型参数为所述轮廓参数中的一个参数。在本技术中，采用对第一类型参数测量精度高的测量方法获得所述第一类型参数。在本具体实施方式中，所述第一测量方法为X射线成像方法。所述X射线成像方法对深宽比大的结构的CD测量精确度高，且有较强的密度分辨率。所述第一类型参数为CD，在本具体实施方式中，所述CD为开口31的宽度W。采用所述X射线成像方法对样品的测量区域C进行测量的步骤如下：(a)X射线入射至所述样品30的测量区域C。其中，所述样品30的测量区域C位于X射线的入射范围之内，或者所述X射线源形成的入射斑即为所述样品30的测量区域C。所述测量区域C的设置可根据实际情况设置。例如，对于一个样品，其可包括多个测量点，每一个测量点均可作为一个测量区域。若多个测量点均需要进行测量，则可在对一个测量点进行测量后，在采用本技术的测量方法对下一个测量点进行测量，若仅有一个测量点需要测量，则可仅对该测量点进行测量，其他测量点忽略。进一步，在本具体实施方式中，X射线沿垂直所述样品表面的方向入射至所述样品30，即X射线以垂直角度入射至样品30表面，其能够提高垂直方向透射强度，有利于提升信号的敏感度。(b)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于测量三维形貌的测量装置，其特征在于，包括：/n样品载台，用于承载样品，所述样品载台能够旋转及移动；/n第一测量组件；/n第二测量组件；/n处理器，用于存储理论光谱数据库、根据所述第一测量组件的测量结果获得所述样品的测量区域的第一类型参数、根据所述第二测量组件的测量结果获得所述样品的测量区域的测量光谱、及将所述测量光谱与所述第一类型参数对应的理论光谱进行匹配，获得所述样品的测量区域的轮廓参数，进而得到所述样品的测量区域的三维形貌。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于测量三维形貌的测量装置，其特征在于，包括：
样品载台，用于承载样品，所述样品载台能够旋转及移动；
第一测量组件；
第二测量组件；
处理器，用于存储理论光谱数据库、根据所述第一测量组件的测量结果获得所述样品的测量区域的第一类型参数、根据所述第二测量组件的测量结果获得所述样品的测量区域的测量光谱、及将所述测量光谱与所述第一类型参数对应的理论光谱进行匹配，获得所述样品的测量区域的轮廓参数，进而得到所述样品的测量区域的三维形貌。


2.根据权利要求1所述的用于测量三维形貌的测量装置，其特征在于，所述第一测量组件包括：
X射线源，设置在所述样品载台的上方，用于产生入射至样品的测量区域的X射线；
至少一X射线透射光接收器，设置在所述样品的测量区域的下方，用于接收透过所述样品的X射线，并将其转换为电信号，所述电信号传递至所述处理器，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄鑫，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34