底切结构测量系统和底切结构测量方法技术方案

本发明专利技术提供的底切结构测量系统和底切结构测量方法，涉及半导体器件相关精密测量技术领域。其中，底切结构测量系统包括：光源，用于提供对待测部件进行扫描的扫描光束；光强探测器，该光强探测器设置于经待测部件的各位置反射的反射光束的传输路径上，以感应反射光束得到对应的光强信号；电子设备，该电子设备与光强探测器连接，用于获取光强探测器感应待测部件各位置反射的反射光束得到的光强信号，并根据该光强信号计算得到底切结构的宽度。通过上述设置，可以改善现有技术中对底切结构的宽度进行测量存在的测量精度较低、测量方法较复杂或测量成本较高的问题。

Undercut structure measurement system and undercut structure measurement method

【技术实现步骤摘要】
底切结构测量系统和底切结构测量方法
本专利技术涉及半导体器件相关精密测量
，具体而言，涉及一种底切结构测量系统和底切结构测量方法。
技术介绍
在半导体器件的制造工艺中，剥离胶加光刻胶的双层胶工艺一般用于金属蒸发以剥离形成金属图形。下层的剥离胶的腐蚀开口比上层的光刻胶显影开口大，以形成底切结构(即undercut)，这样易于金属蒸发之后的剥离。其中，底切结构的大小，影响金属蒸发图形边缘的拖影，例如，底切大时拖影长，底切小时拖影小。并且，金属图形边缘拖影的大小对于后续工艺有不同影响，因此控制底切结构的大小，来控制金属图形的拖影，有利于维护整体工艺的稳定性。因而，需要有效地对底切结构的大小进行监控、测量。目前主要有以下两种方案，以对底切结构的宽度进行测量。一种是对于微米级的图形结构，可以用显微镜观察和测量，如专利CN100378431C中提到的线宽测量方法是用来测量半透明膜的线宽，需要用正面照明和背面照明两种照明方式，将所得视频信号相加进行信号处理，其精度取决于显微镜的镜头分辨率以及CCD的像素分辨率大小，测量误差最小在0.1um左右。另一种是对于纳米级(400nm以下，超过显微镜分辨率)的结构，可以通过散射仪测量周期性图形的信息，如专利US20030197872A1。其测量原理是将测量信号与模拟计算的信号作对比，以间接得到图形信息。该方法一方面比较复杂，另一方面只可以对一维周期性结构进行测量，并且测量设备比较昂贵。因此，提供一种能够对底切结构的宽度进行高精度测量、测量过程简便且测量成本较低的技术方案是亟待解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种底切结构测量系统和底切结构测量方法，以改善现有技术中对底切结构的宽度进行测量存在的测量精度较低、测量方法较复杂或测量成本较高的问题。为实现上述目的，本专利技术实施例采用如下技术方案：一种底切结构测量系统，用于测量待测部件的底切结构的宽度，所述待测部件包括第一层状结构和制作于该第一层状结构一面的第二层状结构，所述第一层状结构的宽度小于所述第二层状结构的宽度以形成所述底切结构，所述系统包括：光源，用于提供对所述待测部件进行扫描的扫描光束；光强探测器，该光强探测器设置于经所述待测部件的各位置反射的反射光束的传输路径上，以感应所述反射光束得到对应的光强信号；电子设备，该电子设备与所述光强探测器连接，用于获取所述光强探测器感应所述待测部件各位置反射的反射光束得到的光强信号，并根据该光强信号计算得到所述底切结构的宽度。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述底切结构测量系统中，在根据所述光强信号计算得到所述底切结构的宽度时，所述电子设备用于获取所述光强信号中光强开始发生变化时所述待测部件相对所述光源的第一位移信息，以及光强结束变化时所述待测部件相对所述光源的第二位移信息，并根据所述第一位移信息和所述第二位移信息计算得到所述待测部件的底切结构的宽度。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述底切结构测量系统中，还包括：移动平台，用于固定所述待测部件，且与所述电子设备连接，以基于所述电子设备的控制驱动所述待测部件相对于所述光源移动，以使所述光源输出的扫描光束作用于所述待测部件的各位置。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述底切结构测量系统中，还包括：半透半反镜，该半透半反镜设置于所述光源与所述待测部件之间，以使所述光源输出的扫描光束从所述半透半反镜透射出后垂直入射至所述待测部件，并经所述待测部件反射后通过所述半透半反镜反射至所述光强探测器。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述底切结构测量系统中，还包括：准直透镜，该准直透镜设置于所述光源与所述半透半反镜之间，用于将所述光源输出的扫描光束转变为平行光之后输出至所述半透半反镜。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述底切结构测量系统中，还包括：聚焦透镜，该聚焦透镜设置于所述半透半反镜与所述待测部件之间，以使经所述半透半反镜透射出的扫描光束经所述聚焦透镜的聚焦处理后输出至所述待测部件。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述底切结构测量系统中，还包括：会聚透镜，该会聚透镜设置于所述半透半反镜与所述光强探测器之间，以使经所述半透半反镜反射的反射光束经所述会聚透镜的会聚处理后输出至所述光强探测器。在上述基础上，本专利技术实施例还提供了一种底切结构测量方法，应用于上述的底切结构测量系统，以对待测部件的底切结构的宽度进行测量，所述方法包括：通过光源向所述待测部件发出扫描光束；控制所述待测部件相对所述光源移动；通过光强探测器感应所述待测部件在相对所述光源的移动过程中各位置的反射光束得到对应的光强信号；通过电子设备获取所述光强信号，并根据所述光强信号计算得到所述待测部件的底切结构的宽度。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述底切结构测量方法中，所述根据所述光强信号计算得到所述待测部件的底切结构的宽度的步骤：获取所述光强信号中光强开始发生变化时所述待测部件相对所述光源的第一位移信息，以及光强结束变化时所述待测部件相对所述光源的第二位移信息；根据所述第一位移信息和所述第二位移信息计算得到所述待测部件的底切结构的宽度。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述底切结构测量方法中，所述获取所述光强信号中光强开始发生变化时所述待测部件相对所述光源的第一位移信息，以及光强结束变化时所述待测部件相对所述光源的第二位移信息的步骤包括：根据所述光强信号和所述待测部件相对所述光源移动的位移信息建立对应的光强-位移函数；对所述光强-位移函数进行求导处理以得到不同位移信息对应的求导值；获取由非零值变化为零值和由零值变化为非零值中两个零值对应的两个位移信息，以分别作为第一位移信息和第二位移信息。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述底切结构测量方法中，所述根据所述第一位移信息和所述第二位移信息计算得到所述待测部件的底切结构的宽度的步骤包括：获取所述扫描光束作用于所述待测部件的第二层状结构上形成的光斑的直径；根据所述第一位移信息、所述第二位移信息以及所述光斑的直径计算得到所述待测部件的底切结构的宽度。在本专利技术实施例较佳的选择中，在上述底切结构测量方法中，在执行所述获取所述扫描光束作用于所述待测部件的第二层状结构上形成的光斑的直径的步骤之前，所述方法还包括：通过所述光源向校准部件发出扫描光束，其中，该校准部件包括基底结构和制作于该基底结构的第三层状结构，该基底结构的厚度等于所述待测部件的衬底结构的厚度，该第三层状结构的厚度等于所述待测部件的第一层状结构与第二层状结构的厚度之和；控制所述校准部件相对所述光源移动；通过所述光强探测器感应所述校准部件在相对所述光源的移动过程中各位置的反射光束得到对应的校准光强信号；通过所述电子设备获取所述校准光强信号，并根据所述校准光强信号计算得到所述扫描光束作用于所述校准部件的第三层状结构上形成的光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种底切结构测量系统，用于测量待测部件的底切结构的宽度，所述待测部件包括第一层状结构和制作于该第一层状结构一面的第二层状结构，所述第一层状结构的宽度小于所述第二层状结构的宽度以形成所述底切结构，其特征在于，所述系统包括：/n光源，用于提供对所述待测部件进行扫描的扫描光束；/n光强探测器，该光强探测器设置于经所述待测部件的各位置反射的反射光束的传输路径上，以感应所述反射光束得到对应的光强信号；/n电子设备，该电子设备与所述光强探测器连接，用于获取所述光强探测器感应所述待测部件各位置反射的反射光束得到的光强信号，并根据该光强信号计算得到所述底切结构的宽度。/n

【技术特征摘要】
1.一种底切结构测量系统，用于测量待测部件的底切结构的宽度，所述待测部件包括第一层状结构和制作于该第一层状结构一面的第二层状结构，所述第一层状结构的宽度小于所述第二层状结构的宽度以形成所述底切结构，其特征在于，所述系统包括：
光源，用于提供对所述待测部件进行扫描的扫描光束；
光强探测器，该光强探测器设置于经所述待测部件的各位置反射的反射光束的传输路径上，以感应所述反射光束得到对应的光强信号；
电子设备，该电子设备与所述光强探测器连接，用于获取所述光强探测器感应所述待测部件各位置反射的反射光束得到的光强信号，并根据该光强信号计算得到所述底切结构的宽度。


2.根据权利要求1所述的底切结构测量系统，其特征在于，在根据所述光强信号计算得到所述底切结构的宽度时，所述电子设备用于获取所述光强信号中光强开始发生变化时所述待测部件相对所述光源的第一位移信息，以及光强结束变化时所述待测部件相对所述光源的第二位移信息，并根据所述第一位移信息和所述第二位移信息计算得到所述待测部件的底切结构的宽度。


3.根据权利要求1或2所述的底切结构测量系统，其特征在于，还包括：
移动平台，用于固定所述待测部件，且与所述电子设备连接，以基于所述电子设备的控制驱动所述待测部件相对于所述光源移动，以使所述光源输出的扫描光束作用于所述待测部件的各位置。


4.根据权利要求1或2所述的底切结构测量系统，其特征在于，还包括：
半透半反镜，该半透半反镜设置于所述光源与所述待测部件之间，以使所述光源输出的扫描光束从所述半透半反镜透射出后垂直入射至所述待测部件，并经所述待测部件反射后通过所述半透半反镜反射至所述光强探测器。


5.根据权利要求4所述的底切结构测量系统，其特征在于，还包括：
准直透镜，该准直透镜设置于所述光源与所述半透半反镜之间，用于将所述光源输出的扫描光束转变为平行光之后输出至所述半透半反镜。


6.根据权利要求4所述的底切结构测量系统，其特征在于，还包括：
聚焦透镜，该聚焦透镜设置于所述半透半反镜与所述待测部件之间，以使经所述半透半反镜透射出的扫描光束经所述聚焦透镜的聚焦处理后输出至所述待测部件。


7.根据权利要求4所述的底切结构测量系统，其特征在于，还包括：
会聚透镜，该会聚透镜设置于所述半透半反镜与所述光强探测器之间，以使经所述半透半反镜反射的反射光束经所述会聚透镜的会聚处理后输出至所述光强探测器。


8.一种底切结构测量方法，应用于权利要求1-7任意一项所述的底切结构测量系统，以对待测部件的底切结构的宽度进行测量，其特征在于，所述方法包括：
通过光源向所述待测部件发出扫描光束；
控制所述待测部件相对所述光源移动...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁晓峰，
申请(专利权)人：苏州能讯高能半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32