一种套刻误差测量装置及测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种套刻误差测量装置及测量方法。装置包括光源、光束传输模块、镜头及测量模块；测量模块包括第一成像单元、第二成像单元及处理单元；光源提供照明光束；光束传输模块将照明光束传输至镜头；接收待测物体衍射并经镜头透射后的信号光束并分束成第一信号光束和第二信号光束；第一信号光束包括待测物体的负级次衍射光，第二信号光束包括正级次衍射光，第一信号光束传输至第一成像单元，第二信号光束传输至第二成像单元；处理单元根据第一成像单元和第二成像单元获取的信号计算待测物体的套刻误差。本发明专利技术实施例的技术方案，可同时测量套刻标记的正/负级次衍射光，无需进行光阑切换，提高套刻误差测量效率，提高产率。

【技术实现步骤摘要】
一种套刻误差测量装置及测量方法
本专利技术实施例涉及半导体技术，尤其涉及一种套刻误差测量装置及测量方法。
技术介绍
根据国际半导体技术蓝图(InternationalTechnologyRoadmapforSemiconductors，ITRS)给出的光刻测量技术路线图，随着光刻图形关键尺寸(CriticalDimension，CD)进入22nm及以下工艺节点，特别是双重曝光(DoublePatterning)技术的广泛应用，对光刻工艺套刻(overlay)的测量精度要求已经进入亚纳米领域。由于成像分辨率极限的限制，传统的基于成像和图像识别的套刻测量技术(Imaging-Basedoverlay，IBO)已逐渐不能满足新的工艺节点对套刻测量的要求。基于衍射光探测的套刻测量技术(Diffraction-Basedoverlay，DBO)正逐步成为套刻测量的主要手段。基于衍射光的套刻测量技术的基本原理为：在待测物体上形成包括上下两层光栅的套刻测量标记，当测量光正入射到套刻测量标记时，利用套刻误差引起的标记结构不对称性，正/负级次衍射光的光强本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种套刻误差测量装置，其特征在于，包括光源、光束传输模块、镜头以及测量模块；/n所述测量模块包括第一成像单元、第二成像单元以及处理单元，所述第一成像单元和所述第二成像单元均与所述处理单元连接；/n所述光源用于提供照明光束；/n所述光束传输模块用于将所述照明光束传输至所述镜头，且所述照明光束在所述镜头的瞳面形成预设照明分布；/n所述光束传输模块还用于接收待测物体衍射并经所述镜头透射后的信号光束并分束形成第一信号光束和第二信号光束；/n其中，所述信号光束中包括所述照明光束经过所述待测物体衍射的正级次衍射光、负级次衍射光以及0级次衍射光，所述第一信号光束由部分所述信号光束中滤除0级衍射光以及正级...

【技术特征摘要】
1.一种套刻误差测量装置，其特征在于，包括光源、光束传输模块、镜头以及测量模块；
所述测量模块包括第一成像单元、第二成像单元以及处理单元，所述第一成像单元和所述第二成像单元均与所述处理单元连接；
所述光源用于提供照明光束；
所述光束传输模块用于将所述照明光束传输至所述镜头，且所述照明光束在所述镜头的瞳面形成预设照明分布；
所述光束传输模块还用于接收待测物体衍射并经所述镜头透射后的信号光束并分束形成第一信号光束和第二信号光束；
其中，所述信号光束中包括所述照明光束经过所述待测物体衍射的正级次衍射光、负级次衍射光以及0级次衍射光，所述第一信号光束由部分所述信号光束中滤除0级衍射光以及正级次衍射光得到，所述第二信号光束由部分所述信号光束中滤除0级衍射光以及负级次衍射光得到，所述第一信号光束传输至所述第一成像单元，所述第二信号光束传输至所述第二成像单元；
所述处理单元用于根据所述第一成像单元和所述第二成像单元获取的信号计算所述待测物体的套刻误差。


2.根据权利要求1所述的套刻误差测量装置，其特征在于，所述光束传输模块包括分束单元和衍射光分离单元；
所述分束单元用于接收所述光源出射的照明光束，将所述照明光束传输至所述镜头，还用于接收所述镜头透射的信号光束，将所述信号光束的部分光束传输至所述衍射光分离单元；
所述衍射光分离单元包括第一输出端和第二输出端，所述第一输出端用于滤除所述信号光束中的0级衍射光以及正级次衍射光，以形成所述第一信号光束，所述第二输出端用于滤除所述信号光束中的0级衍射光以及负级次衍射光，以形成所述第二信号光束。


3.根据权利要求2所述的套刻误差测量装置，其特征在于，所述衍射光分离单元包括分光组件、第一遮光组件和第二遮光组件；
所述分光组件用于将所述信号光束分束为沿第一方向和第二方向传输的两束光，所述第一遮光组件用于遮挡第一方向上的0级衍射光以及正级次衍射光，所述第二遮光组件用于遮挡第二方向上的0级衍射光以及负级次衍射光，所述第一方向与所述第二方向相交。


4.根据权利要求2所述的套刻误差测量装置，其特征在于，所述分光组件包括分光棱镜或半透半反镜。


5.根据权利要求2所述的套刻误差测量装置，其特征在于，所述衍射光分离单元包括反射组件和第三遮光组件；
所述反射组件用于反射所述信号光束中的部分光线，以使所述信号光束中的负级次衍射光和正级次衍射光分离；
所述第三遮光组件用于遮挡所述信号光束中的0级衍射光。


6.根据权利要求5所述的套刻误差测量装置，其特征在于，所述反射组件包括平面反射镜。


7.根据权利要求2所述的套刻误差测量装置，其特征在于，所述测量模块还包括第三成像单元，所述第三成像单元与所述处理单元连接；
所述分束单元还用于将所述信号光束分为第一光束和第二光束，所述第一光束传输至所述第三成像单元，所述第二光束传输至所述衍射光分离单元；
所述处理单元还用于根据所...

【专利技术属性】
技术研发人员：许翱鹏，周钰颖，
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