本发明专利技术提供一种散射测量装置及方法，包括：光源，用于产生照明光束；分束镜，用于将照明光束分为第一照明光束和第二照明光束；物镜，将第一照明光束汇聚到基底表面，并收集基底表面散射的光；成像单元和探测单元，成像单元将物镜的光瞳成像到探测单元；反射单元，用于使第二照明光束的光轴发生偏转，并将第二照明光束反射后经成像单元成像到探测单元上；其中，反射单元包括至少一个光学元件，反射单元中存在至少一个光学元件包括中性吸收材料；中性吸收材料指的是在预设波段内吸收率的波动率小于预设值的材料。本发明专利技术实施例，以减小S偏振光和P偏振光光强差异，解决了由于偏振光强差异导致的测量误差，降低了技术难度和成本。降低了技术难度和成本。降低了技术难度和成本。
【技术实现步骤摘要】
一种散射测量装置及方法
[0001]本专利技术涉及散射测量技术，尤其涉及一种散射测量装置及方法。
技术介绍
[0002]散射测量技术提供了一种非接触式、无损伤、快速、高精度、低成本的半导体形貌参数测量手段，并逐渐成为先进工艺控制(APC)的重要环节，有力地支撑了32nm及以下的技术节点的进一步发展。散射测量技术的测量对象为具有一定周期性的半导体图形结构，主要为光刻胶密集线或孔阵列等。散射测量技术获取的形貌结构参量主要包括Height(高度)、CD(Critical Dimension形貌结构)、SWA(Side-Wall Angle侧壁角)、OV(套刻)等。
[0003]现有技术中，提出了一种装置结构，通过在装置结构中设置反射单元，以将监测光路引入到成像光路中，这样，可以使用这束监测光的光强对照明光源整体的光源波动进行归一化，以减小测量参考光与样品面反射光期间，由于照明光波动引起的测量误差。然而，反射单元会引入不同偏振光下的反射率误差，从而利用监测光对信号光光强进行归一化的过程存在误差。
技术实现思路
[0004]本专利技术实施例提供一种散射测量装置及方法，以减小S偏振光和P偏振光光强差异，解决了由于偏振光强差异导致的测量误差，降低了技术难度和成本。
[0005]第一方面，本专利技术实施例提供一种散射测量装置，包括：
[0006]光源，用于产生照明光束；
[0007]分束镜，用于将所述照明光束分为第一照明光束和第二照明光束；
[0008]物镜，将所述第一照明光束汇聚到基底表面，并收集基底表面散射的光；
[0009]成像单元和探测单元，所述成像单元将所述物镜的光瞳成像到所述探测单元；
[0010]反射单元，用于使所述第二照明光束的光轴发生偏转，并将所述第二照明光束反射后经所述成像单元成像到所述探测单元上；
[0011]其中，所述反射单元包括至少一个光学元件，所述反射单元中存在至少一个光学元件包括中性吸收材料；所述中性吸收材料指的是在预设波段内吸收率的波动率小于预设值的材料。
[0012]可选地，所述反射单元中的光学元件包括棱镜，所述棱镜包括至少两个倾斜反射面，所述至少两个倾斜反射面用于使所述第二照明光束的光轴发生偏转，并将所述第二照明光束反射后经所述成像单元成像到所述探测单元上；
[0013]所述棱镜包括所述中性吸收材料。
[0014]可选地，所述反射单元中的光学元件包括棱镜和至少一个光强调控元件；
[0015]所述棱镜包括至少两个倾斜反射面，所述至少两个倾斜反射面用于使所述第二照明光束的光轴发生偏转，并将所述第二照明光束反射后经所述成像单元成像到所述探测单元上；
[0016]所述至少一个光强调控元件，包括所述中性吸收材料，位于所述第二照明光束的传播路径上。
[0017]可选地，所述至少一个光强调控元件包括第一光强调控元件，所述第一光强调控元件位于所述分束镜与所述棱镜之间的光学路径上。
[0018]可选地，所述至少一个光强调控元件包括第二光强调控元件，所述第二光强调控元件位于至少一个所述倾斜反射面一侧，投射至所述倾斜反射面的所述第二照明光束，透过所述倾斜反射面以及所述第二光强调控元件，并被所述第二光强调控元件远离所述棱镜一侧表面反射回所述棱镜。
[0019]可选地，所述反射单元中的光学元件还包括增透膜，所述增透膜位于所述第二光强调控元件与所述棱镜的倾斜反射面之间。
[0020]可选地，所述至少一个光强调控元件包括第三光强调控元件，所述第三光强调控元件位于所述分束镜与所述成像单元之间的光学路径上。
[0021]可选地，所述光强调控元件的形状为平行平板。
[0022]可选地，所述棱镜为三棱镜。
[0023]可选地，所述反射单元中的光学元件还包括全反射膜，所述全反射膜位于至少一个所述倾斜反射面一侧。
[0024]可选地，在400nm～700nm波段内，所述中性吸收材料的吸收率的波动率小于5％。
[0025]可选地，所述中性吸收材料包括中性灰玻璃。
[0026]第二方面，本专利技术实施例提供一种基于第一方面所述散射测量装置的方法，包括：
[0027]通过改变第二照明光束在中性吸收材料中的光程实现监测光的光强调控。
[0028]可选地，反射单元中的光学元件包括棱镜，所述棱镜包括至少两个倾斜反射面，所述至少两个倾斜反射面用于使所述第二照明光束的光轴发生偏转，并将所述第二照明光束反射后经成像单元成像到探测单元上；所述棱镜包括所述中性吸收材料；
[0029]通过改变第二照明光束在中性吸收材料中的光程实现监测光的光强调控，包括：
[0030]通过改变所述棱镜的尺寸实现监测光的光强调控。
[0031]可选地，反射单元中的光学元件包括棱镜和至少一个光强调控元件；所述棱镜包括至少两个倾斜反射面，所述至少两个倾斜反射面用于使所述第二照明光束的光轴发生偏转，并将所述第二照明光束反射后经成像单元成像到探测单元上；所述至少一个光强调控元件包括所述中性吸收材料，位于所述第二照明光束的传播路径上；
[0032]通过改变第二照明光束在中性吸收材料中的光程实现监测光的光强调控，包括：
[0033]通过改变所述光强调控元件的厚度实现监测光的光强调控。
[0034]本专利技术实施例通过设置反射单元中至少一个光学元件包括中性吸收材料，通过包括中性吸收材料的光学元件对监测光斑实现光强调制，从而可以对测量采用的全波段光源实现特定比例的光强衰减。本专利技术实施例提供的散射测量装置结构简洁、实现工艺简单、装配难度较低，在实现光强调制的同时，减小S偏振光和P偏振光光强差异，解决了由于偏振光强差异导致的测量误差，降低了技术难度和成本。
附图说明
[0035]图1为本专利技术实施例提供的一种散射测量装置的结构示意图；
[0036]图2为采用图1所示散射测量装置获取的水平方向标记的监测光斑和信号光斑探测图；
[0037]图3为采用图1所示散射测量装置获取的竖直平方向标记的监测光斑和信号光斑探测图；
[0038]图4为本专利技术实施例提供的一种水平方向标记的示意图；
[0039]图5为本专利技术实施例提供的一种竖直方向标记的示意图；
[0040]图6为本专利技术实施例提供的另一种散射测量装置的结构示意图；
[0041]图7为图6中所示散射测量装置中反射单元的一种结构示意图；
[0042]图8为1mm厚度的中性吸收材料的内部透过率曲线图；
[0043]图9为采用图6所示散射测量装置获取的监测光斑和信号光斑探测图；
[0044]图10为图6中所示散射测量装置中反射单元的另一种结构示意图；
[0045]图11为图6中所示散射测量装置中反射单元的另一种结构示意图；
[0046]图12为本专利技术实施例提供的另一种散射测量装置的结构示意图。
具体实施方式
[0047]下面结合附图和实施例对本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种散射测量装置，其特征在于，包括：光源，用于产生照明光束；分束镜，用于将所述照明光束分为第一照明光束和第二照明光束；物镜，将所述第一照明光束汇聚到基底表面，并收集基底表面散射的光；成像单元和探测单元，所述成像单元将所述物镜的光瞳成像到所述探测单元；反射单元，用于使所述第二照明光束的光轴发生偏转，并将所述第二照明光束反射后经所述成像单元成像到所述探测单元上；其中，所述反射单元包括至少一个光学元件，所述反射单元中存在至少一个光学元件包括中性吸收材料；所述中性吸收材料指的是在预设波段内吸收率的波动率小于预设值的材料。2.根据权利要求1所述的散射测量装置，其特征在于，所述反射单元中的光学元件包括棱镜，所述棱镜包括至少两个倾斜反射面，所述至少两个倾斜反射面用于使所述第二照明光束的光轴发生偏转，并将所述第二照明光束反射后经所述成像单元成像到所述探测单元上；所述棱镜包括所述中性吸收材料。3.根据权利要求1所述的散射测量装置，其特征在于，所述反射单元中的光学元件包括棱镜和至少一个光强调控元件；所述棱镜包括至少两个倾斜反射面，所述至少两个倾斜反射面用于使所述第二照明光束的光轴发生偏转，并将所述第二照明光束反射后经所述成像单元成像到所述探测单元上；所述至少一个光强调控元件，包括所述中性吸收材料，位于所述第二照明光束的传播路径上。4.根据权利要求3所述的散射测量装置，其特征在于，所述至少一个光强调控元件包括第一光强调控元件，所述第一光强调控元件位于所述分束镜与所述棱镜之间的光学路径上。5.根据权利要求3所述的散射测量装置，其特征在于，所述至少一个光强调控元件包括第二光强调控元件，所述第二光强调控元件位于至少一个所述倾斜反射面一侧，投射至所述倾斜反射面的所述第二照明光束，透过所述倾斜反射面以及所述第二光强调控元件，并被所述第二光强调控元件远离所述棱镜一侧表面反射回所述棱镜。6.根据权利要求5所述的散射测量装置，其特征在于，所述反射单元中的光学元件还包括增透膜，所述增透膜位于所...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱申磊，杨晓青，
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：
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