测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种测量装置及方法，其中装置包括：光源产生单元，用于发射一束光线，发射的光线具有相同的方向；分光单元，用于将光源产生单元发射的光线进行分光处理；分光处理后的光线具有多个方向；分光处理后的光线在晶圆的光阻材料薄膜表面上的N个区域处，及晶圆的基底结构上的对应地N个区域处均形成反射光线；光阻材料薄膜设置在基底结构上；通过刻蚀光阻材料薄膜，以对基底结构的相应位置进行刻蚀，从而形成台阶结构；反射光线均具有多个方向；N为大于1的正整数；光线接收单元，用于接收所述反射光线；数据处理单元，用于基于光线接收单元接收的反射光线，确定N个区域处的台阶结构对应的光阻材料薄膜的刻蚀尺寸。

【技术实现步骤摘要】
测量装置及方法
本专利技术涉及半导体
，尤其涉及一种测量装置及方法。
技术介绍
随着各类电子设备对集成度和数据存储密度的需求的不断提高，普通的二维存储器件越来越难以满足要求，在这种情况下，三维存储器应运而生。三维存储器主要包括垂直的沟道层，以及设置在沟道层外的水平堆叠的栅极结构。水平堆叠的栅极结构一般具有台阶结构，以使每一层栅极通过相应的台阶面与垂直的接触孔(CT，Contact)导电连接，从而实现每一层栅极对应存储单元的寻址操作。实际制备过程中，如果台阶结构中各台阶的尺寸发生偏移，后续工艺中形成的CT无法与相应的台阶准确对应，将导致对应栅极内的存储单元无法正常工作。因此，台阶的尺寸直接影响了CT连接的质量。相关技术中，通过检测位于台阶结构对应的光阻材料薄膜的刻蚀尺寸来获知台阶的尺寸，实际应用时，利用光学干涉终点检测(IEP，InterferometricEndPoint)装置进行光阻材料薄膜的刻蚀尺寸的测量。然而，在利用IEP装置进行测量时，一次仅能够测量晶圆上一个区域处的台阶结构对应的光阻材料薄膜的刻蚀尺寸，测量范围小、效率低。
技术实现思路
为解决相关技术问题，本专利技术实施例提出一种测量装置及方法，能够同时测量晶圆上多个区域处的台阶结构对应的光阻材料薄膜的刻蚀尺寸，从而提高了测范围及测量效率。本专利技术实施例提供了一种测量装置，包括：光源产生单元，用于发射一束光线，发射的光线具有相同的方向；分光单元，用于将所述光源产生单元发射的光线进行分光处理；分光处理后的光线具有多个方向；所述分光处理后的光线在晶圆的光阻材料薄膜表面上的N个区域处，及所述晶圆的基底结构上的对应地N个区域处均形成反射光线；所述光阻材料薄膜设置在所述基底结构上；通过刻蚀所述光阻材料薄膜，以对基底结构的相应位置进行刻蚀，从而形成台阶结构；所述反射光线均具有多个方向；所述N为大于1的正整数；光线接收单元，用于接收所述反射光线；数据处理单元，同于基于所述光线接收单元接收的反射光线，确定所述N个区域处的台阶结构对应的光阻材料薄膜的刻蚀尺寸。上述方案中，所述分光单元包括光栅。上述方案中，在形成台阶结构的过程中，所述晶圆设置在刻蚀装置的刻蚀反应腔中；所述光线接收单元设置在所述刻蚀反应腔的腔壁上。上述方案中，所述分光单元的几何中心与所述光源产生单元的几何中心以及所述晶圆的几何中心位于一条直线上；所述数据处理单元，具体用于：根据反射光线中不同方向光线的接收时刻，将接收的反射光线划分成N组反射光线；利用所述N组反射光线，确定相应台阶结构对应的光阻材料薄膜的刻蚀尺寸。上述方案中，所述数据处理单元，具体用于：利用所述N组反射光线的强度，确定相应台阶结构对应的光阻材料薄膜的厚度；根据所述相应台阶结构对应的光阻材料薄膜的厚度，确定相应台阶结构对应的光阻材料薄膜的刻蚀尺寸。上述方案中，所述光阻材料薄膜的材料包括光刻胶。本专利技术实施例还提供了一种测量方法，包括：测量装置的光源产生单元发射一束光线，发射的光线具有相同的方向；所述测量装置的分光单元将所述光源产生单元发射的光线进行分光处理；分光处理后的光线具有多个方向；所述分光处理后的光线在晶圆的光阻材料薄膜表面上的N个区域处，及所述晶圆的基底结构上的对应地N个区域处均形成反射光线；所述光阻材料薄膜设置在所述基底结构上；通过刻蚀所述光阻材料薄膜，以对基底结构的相应位置进行刻蚀，从而形成台阶结构；所述反射光线均具有多个方向；所述N为大于1的正整数；所述测量装置的光线接收单元接收所述反射光线；所述测量装置的数据处理单元基于所述光线接收单元接收的反射光线，确定所述N个区域处的台阶结构对应的光阻材料薄膜的刻蚀尺寸。上述方案中，所述分光单元包括光栅；所述测量装置的分光单元将所述光源产生单元发射的光线进行分光处理，包括：所述测量装置的光栅将所述光源产生单元发射的光线进行分光处理。上述方案中，所述基于所述光线接收单元接收的反射光线，确定所述N个区域处的台阶结构对应的光阻材料薄膜的刻蚀尺寸，包括：根据反射光线中不同方向光线的接收时刻，将接收的反射光线划分成N组反射光线；利用所述N组反射光线，确定相应台阶结构对应的光阻材料薄膜的刻蚀尺寸；其中，所述分光单元的几何中心与所述光源产生单元的几何中心以及所述晶圆的几何中心位于一条直线上。上述方案中，所述利用所述N组反射光线，确定相应台阶结构对应的光阻材料薄膜的刻蚀尺寸，包括：利用所述N组反射光线的强度，确定相应台阶结构对应的光阻材料薄膜的厚度；根据所述相应台阶结构对应的光阻材料薄膜的厚度，确定相应台阶结构对应的光阻材料薄膜的刻蚀尺寸。本专利技术实施例提供的测量方法及装置，其中，所述装置包括：光源产生单元，用于发射一束光线，发射的光线具有相同的方向；分光单元，用于将所述光源产生单元发射的光线进行分光处理；分光处理后的光线具有多个方向；所述分光处理后的光线在晶圆的光阻材料薄膜表面上的N个区域处，及所述晶圆的基底结构上的对应地N个区域处均形成反射光线；所述光阻材料薄膜设置在所述基底结构上；通过刻蚀所述光阻材料薄膜，以对基底结构的相应位置进行刻蚀，从而形成台阶结构；所述反射光线均具有多个方向；所述N为大于1的正整数；光线接收单元，用于接收所述反射光线；数据处理单元，用于基于所述光线接收单元接收的反射光线，确定所述N个区域处的台阶结构对应的光阻材料薄膜的刻蚀尺寸。本专利技术实施例中，利用分光单元对光源产生单元发射的具有相同的方向的光线进行分光处理，得到具有多个方向的光线，这些多个方向的光线在晶圆光阻材料薄膜表面上的多个区域处以及所述晶圆的基底结构对应的多个区域处均形成反射光线，利用该反射光线能够得到多个区域处的台阶结构对应的光阻材料薄膜的刻蚀尺寸。如此，能够同时测量晶圆上多个区域处的台阶结构对应的光阻材料薄膜的刻蚀尺寸，从而提高了测量范围及测量效率。附图说明图1a-1g为三维存储器台阶结构的形成过程中的器件结构剖面示意图；图2为利用光学干涉法测量薄膜厚度的原理示意图；图3为相关技术中利用IEP装置对晶圆表面上某个区域处的台阶结构对应的光阻材料薄膜的刻蚀尺寸的测量过程示意图；图4为本专利技术实施例提供的测量装置的组成结构示意图；图5为利用本专利技术实施例提供的测量装置对晶圆表面上多个区域处的台阶结构对应的光阻材料薄膜的刻蚀尺寸的测量过程的示意图；图6为本专利技术应用实施例提供的测量方法的实现流程示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对专利技术的具体技术方案做进一步详细描述。为了更清楚的说明本专利技术实施例，首先介绍相关技术中三维存储器台阶结构的形成过程。图1a-1g为三维存储器台阶结构的形成过程中的器件结构剖面示意图。首先，参考图1a。提供待刻蚀形成台阶结构的三维存储器结构，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量装置，其特征在于，包括：/n光源产生单元，用于发射一束光线，发射的光线具有相同的方向；/n分光单元，用于将所述光源产生单元发射的光线进行分光处理；分光处理后的光线具有多个方向；所述分光处理后的光线在晶圆的光阻材料薄膜表面上的N个区域处，及所述晶圆的基底结构上的对应地N个区域处均形成反射光线；所述光阻材料薄膜设置在所述基底结构上；通过刻蚀所述光阻材料薄膜，以对基底结构的相应位置进行刻蚀，从而形成台阶结构；所述反射光线均具有多个方向；所述N为大于1的正整数；/n光线接收单元，用于接收所述反射光线；/n数据处理单元，同于基于所述光线接收单元接收的反射光线，确定所述N个区域处的台阶结构对应的光阻材料薄膜的刻蚀尺寸。/n

【技术特征摘要】
1.一种测量装置，其特征在于，包括：
光源产生单元，用于发射一束光线，发射的光线具有相同的方向；
分光单元，用于将所述光源产生单元发射的光线进行分光处理；分光处理后的光线具有多个方向；所述分光处理后的光线在晶圆的光阻材料薄膜表面上的N个区域处，及所述晶圆的基底结构上的对应地N个区域处均形成反射光线；所述光阻材料薄膜设置在所述基底结构上；通过刻蚀所述光阻材料薄膜，以对基底结构的相应位置进行刻蚀，从而形成台阶结构；所述反射光线均具有多个方向；所述N为大于1的正整数；
光线接收单元，用于接收所述反射光线；
数据处理单元，同于基于所述光线接收单元接收的反射光线，确定所述N个区域处的台阶结构对应的光阻材料薄膜的刻蚀尺寸。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分光单元包括光栅。


3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在形成台阶结构的过程中，所述晶圆设置在刻蚀装置的刻蚀反应腔中；所述光线接收单元设置在所述刻蚀反应腔的腔壁上。


4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分光单元的几何中心与所述光源产生单元的几何中心以及所述晶圆的几何中心位于一条直线上；
所述数据处理单元，具体用于：
根据反射光线中不同方向光线的接收时刻，将接收的反射光线划分成N组反射光线；
利用所述N组反射光线，确定相应台阶结构对应的光阻材料薄膜的刻蚀尺寸。


5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述数据处理单元，具体用于：
利用所述N组反射光线的强度，确定相应台阶结构对应的光阻材料薄膜的厚度；
根据所述相应台阶结构对应的光阻材料薄膜的厚度，确定相应台阶结构对应的光阻材料薄膜的刻蚀尺寸。


6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光阻材料薄膜的材料包括光刻胶。


7....

【专利技术属性】
技术研发人员：刘云飞，
申请(专利权)人：长江存储科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42