用于测量基底的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于测量多层的基底(1,1',1'')的方法，基底尤其是具有带有临界尺寸的至少一个结构(7,7',7'',7''',7

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测量基底的装置和方法


[0001]本专利技术涉及一种用于测量基底的装置和方法。

技术介绍

[0002]由于借助光刻或纳米压印光刻在基底上制造的结构的临界尺寸(CD,英文：critical dimension)强烈减小，因此对于制造工艺中的测量和检测技术的挑战升高。
[0003]由于阿贝分辨率限制(其为衍射极限分辨率)，常规的成像方法、如光学显微镜法等仅限于在一半光学波长之上的结构尺寸，大多远高于100nm。具有临界尺寸的结构的三维表征利用光学显微镜法只能有条件地实现。在此，几何参数、如结构宽度、结构高度、棱角以及在结构变得越来越小的情况下，三维结构的粗糙度也变得越来越重要。用于测量结构的备选方法、如透射电子显微镜法(TEM)、扫描电子显微镜法(SEM)或扫描力显微镜法(AFM)在半导体工业中过于耗费(耗时)，并且因此在过程监控方面以及在批量制造方面不适合。类似地，大面积的轮廓测量也仅有条件地适用于确定形貌。
[0004]在现有技术中，将常规的成像方法、如光学显微镜法与非成像光学散射测量方法相结合。
[0005]但由于例如借助光刻或纳米压印光刻在基底上制造的结构的临界尺寸强烈减小，省却了常规的成像方法。
[0006]现有技术中使用经典的椭圆偏振法来测量层厚度和光学材料特性、如折射率和反射度。在不在此破坏层的情况下必须进行覆层的测量，以防止损伤基底或晶片。尤其是，光谱椭圆偏振法以及反射法在半导体工业中已确立作为用于过程控制和过程优化的计量系统。通常，探测相对变化或偏差。从简单系统的测量中进行模拟和评价所需的程序在现有技术中是已知的。
[0007]有关用于分析纳米范围内的材料和系统(包括薄膜)的光谱椭圆偏振法和旋光法的主题的详细摘要例如可在J.Nanopart. Res. (2009) 11: 1521
‑
1554中找到并且不再进一步阐释。
[0008]例如，在US6,912,056B2中给出了用于测量基底上的多层的装置和方法。所述装置包含用于测量反射光的测量单元，其中，反射光已被基底反射，在所述基底上构造所述多层。利用输入单元输入多个配方数据，其中多个配方数据的每个配方数据相应于多个假设的多层，其中，假设的多层之一开始时假定为这样的多层，即该多层实际构造在基底上。控制单元计算多个理论光谱，其中每个理论光谱说明假设的多层的每个部件层的至少一个厚度，所述假设的多层被假定为如下多层，所述多层实际构造在基底上(在使用多个配方数据中的一组配方数据的情况下)，其中，将所测量的光谱与多个理论光谱相比较，从而确定多层的临时厚度。所计算的临时厚度必须处于允许范围内，否则在改变配方数据之后重复临时厚度的选择。物理信息包含每个部件层的折射率和消光系数。
[0009]US7,196,793B2还使用利用光谱椭圆偏振法测量的数据，例如辐射的偏振变化(和)，并将所述数据与模拟光谱进行比较，以便将薄的双层系统表征到基底
上。在模型中一直适配(拟合,英文：fitting)模拟光谱，直到获得在模拟值(和)与测量值(和)之间的最小差异，其中，(多个)层厚度d
(best)
和入射角Φ
(best)
是变化的。
[0010]在US7,289,219B2以及US7,502,101B2中，偏振散射法用于测量晶片或半导体元件上的周期性结构的临界尺寸。
[0011]在US7,268,876B1中，最小化算法通过非线性回归或根据Levenberg
‑
Marquardt方法而用于借助光谱椭圆偏振法在合适地方要么表征样品最外层的去除要么表征样品最外层的沉积。
[0012]在Zhu, R.、Brueck, S.R.J.、Dawson, N.、Busani, T.、Joseph, P.、Singhai, S.和Sreenivasan, S.V.的“Scatterometry for nanoimprint lithography(用于纳米压印光刻的散射测量)”中，真空科学与技术杂志B，2016年第34卷第06K503期，可变角度支持的散射法用于表征利用纳米压印光刻制造的结构。这些结构是线栅偏振器(WGP)和感光胶栅格。RCWA算法用于建立模型。
[0013]在Patrick, H.J.、Germer, T.A.、Ding, Y.、Ro, H.W.、Richter, L.J.、Soles, CL.的“Scatterometry for in situ measurement of pattern reflow in nanoimprinted polymers(用于原位测量纳米压印聚合物中图案回流的散射测量)”，应用物理快报，2008年第93卷第233105期，光谱椭圆偏振法用于表征利用NIL制造的由聚苯乙烯构成的栅格结构。
[0014]该方法用于探测热处理(退火,英文：annealing)之后的结构变化。RCWA算法用于建立模型。将结果与AFM测量进行比较。
[0015]反射椭圆偏振法在半导体工业中主要在薄层的测量方面被确立，并且因此对其进行简要阐释。在现有技术中通常表征单层。此处，例如，在三相系统基底/层/空气处测量线性偏振的、平行的和单色的光的反射。在三相系统中，反射和折射发生在两个界面处。当在(多)层系统处反射时，必须考虑在每个单个的相边界处的反射和折射。由描述偏振变化的可测量的椭圆特征参量（损耗角ψ和相位差Δ），可以要么计算层系统的材料特定的复折射率
ñ
或层厚度。透射椭圆偏振法用于测量光学特性。由于椭圆偏振法非破坏性地工作，因此这种方法特别适用于过程控制。
[0016]与单色椭圆偏振法相比，对可变角度支持的光谱椭圆偏振法(VASE)而言存在宽的波长覆盖范围。由于大量数据或信息，可以计算出更精确的模型。利用VASE，对于有机以及无机材料可以尤其是测量或计算以下参数：
‑
层厚度，从亚纳米到数微米
‑
表面粗糙度
‑
折射率
‑
电导率
‑
吸收
‑
聚合状态
‑
混合物成分
‑
缺陷
‑
光学各向异性
‑
材料掺杂
‑
形态。
[0017]然而，在现有技术中，主要测量单个的薄的透明或半透明的层或两层系统。如果研究多层系统，则不出现结构化的表面。由于复杂性，在现有技术中要么测量多层系统要么测量周期性结构。对于多层系统，在现有技术中，光滑表面是前提。现有技术中的其它问题通常是来自复杂样品的测量的模拟精度不足。如果结构还具有更复杂的结构形式，那就更难了。那么，测量和模拟的适配总还是问题。

技术实现思路

[0018]本专利技术的要解决的任务在于，消除现有技术的问题并且尤其是给出用于测量多层基底的改进的方法和改进的装置。
[0019]所述任务通过并列权利要求的主题来实现。本专利技术的有利的扩展方案在从属权利要求中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于测量多层的基底(1,1',1'')的方法，所述基底尤其是具有带有临界尺寸的至少一个结构(7,7',7'',7''',7
IV
,7
V
)，所述基底尤其是具有带有临界尺寸的表面结构(7,7',7'',7''',7
IV
,7
V
)，其特征在于，所述方法至少具有以下步骤，尤其是以下过程：
‑
制造(110)具有多个层(2,3,4,5,6,6',6'')的基底(1,1',1'')，所述基底尤其是具有结构(7,7',7'',7''',7
IV
,7
V
)，尤其是在最上层(6,6',6'')的表面(6o,6'o,6''o)上具有结构(7,7',7'',7''',7
IV
,7
V
)，其中，所述层和尤其是所述结构的尺寸是已知的，
‑
利用至少一种测量技术测量(120)所述基底(1,1',1'')，和尤其是所述结构(7,7',7'',7''',7
IV
,7
V
)，
‑
利用来自所述基底(1,1',1'')的测量的测量结果创建(130)所述基底的模拟，
‑
将所述测量结果与来自所述基底(1,1',1'')的模拟的模拟结果进行比较(140)，
‑
如果所述测量结果与所述模拟结果存在偏差，则优化所述模拟(130)并利用来自所述基底(1,1',1'')的测量的测量结果重新创建(130)所述基底的模拟，或者如果所述测量结果相应于所述模拟结果，则计算(150)另外的基底的参数。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述测量技术是以下技术中的至少一种，优选正好一种：
‑
在反射或透射模式下VUV
‑
UV
‑
Vis
‑
NIR可变角度支持的光谱椭圆偏振法(VASE)，测量范围从真空紫外(VUV)延伸到近红外(NIR)，从146nm延伸到1700nm；
‑
在反射或透射模式下IR可变角度支持的光谱椭圆偏振法(VASE)，光谱测量范围在此从1.7μm延伸到30μm；
‑
(偏振)反射法；
‑
(偏振)散射法；
‑ꢀ

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：EV集团E，
类型：发明
国别省市：