[发明专利]一种测量深孔侧壁薄膜厚度的方法及装置

说明书

本申请实施例公开了一种测量深孔侧壁薄膜厚度的方法，该方法对深孔侧壁上多层薄膜采用逐层沉积计算的方式来计算每层薄膜的厚度，即在深孔侧壁上每沉积一层薄膜就采用椭圆偏振光谱法测量获取一次实际光谱。对于深孔侧壁上任意一层薄膜来说，在获取实际光谱后，根据该实际光谱以及之前沉积每一层薄膜时测量出来的之前每一层薄膜的厚度以及深孔的几何结构参数，可以计算出该层薄膜的厚度，从而实现测量深孔侧壁上多层薄膜中每层薄膜的厚度，以在薄膜沉积过程中保证每层薄膜厚度的准确性目的。

技术领域

本申请涉及光学测量领域，尤其涉及一种测量深孔侧壁薄膜厚度的方法及装置。

背景技术

随着薄膜技术的发展，薄膜可以应用于集成电路、微型薄膜电容器、三维存储器等。在制备薄膜的工艺中，薄膜厚度是一个非常重要的参数，直接关系到应用该薄膜的元件能否正常工作，因此，在制备薄膜的工艺中精确地测量薄膜厚度，以保证薄膜厚度的准确性是十分必要的。例如，在一些具有深孔的设备中，在深孔的侧壁上需要沉积多层薄膜。对于这些具有深孔的设备来说，其深孔的侧壁上沉积的多层薄膜的厚度可以基于椭圆偏正光谱法来测量。但是，该多层薄膜中的每一个层薄膜的厚度却难以被测量出来，尤其是，在薄膜的厚度极小和/或各层薄膜的材料性质相似的情况下，多层薄膜中每一层薄膜的厚度就更难以被测量出来。

发明内容

本申请提供一种测量深孔侧壁薄膜厚度的方法及装置，以区分沉积在深孔侧壁上的厚度极小和/或薄膜材料性质相似的多层薄膜，实现测量该多层薄膜中每层薄膜的厚度，以在薄膜沉积过程中保证每层薄膜厚度的准确性的目的。

第一方面，为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种测量深孔侧壁薄膜厚度的方法，所述方法包括：

在深孔中没有沉积任何薄膜之前，采用椭圆偏振光谱法对所述深孔进行测量，以获取第一实际光谱，并根据所述第一实际光谱测量所述深孔的几何结构参数，其中，根据所述几何结构参数确定出的第一理论光谱与所述第一实际光谱是可拟合的；

在所述深孔侧壁的表面沉积第一层薄膜之后，采用椭圆偏振光谱法对所述深孔进行测量，以获取第二实际光谱，并根据所述第二实际光谱测量所述第一层薄膜的厚度，其中，根据所述几何结构参数和所述第一层薄膜的厚度确定出的第二理论光谱与所述第二实际光谱是可拟合的；

在所述第一层薄膜的表面沉积第二层薄膜之后，采用椭圆偏振光谱法对所述深孔进行测量，以获取第三实际光谱，并根据所述第三实际光谱测量所述第二层薄膜的厚度，其中，根据所述几何结构参数、所述第一层薄膜的厚度和所述第二层薄膜的厚度确定出的第三理论光谱与所述第三实际光谱是可拟合的。

可选的，所述根据所述第一实际光谱测量所述深孔的几何结构参数包括：

设置所述几何结构参数的初始值，根据所述几何结构参数的初始值计算所述第一初始理论光谱；

将所述第一初始理论光谱与所述第一实际光谱进行拟合，判断所述第一初始理论光谱与所述第一实际光谱的拟合度是否超出第一阈值；

若所述第一初始理论光谱与所述第一实际光谱的拟合度超出所述第一阈值，则确定所述几何结构参数的初始值为所述几何结构参数，所述第一初始理论光谱为所述第一理论光谱；

若所述第一初始理论光谱与所述第一实际光谱的拟合度没有超出所述第一阈值，则返回执行设置所述几何结构参数的初始值，根据所述几何结构参数的初始值计算所述第一初始理论光谱。

可选的，所述根据所述第二实际光谱测量所述第一层薄膜的厚度包括：

设置所述第一层薄膜的厚度的初始值，根据所述第一层薄膜的厚度的初始值计算所述第二初始理论光谱；

将所述第二初始理论光谱与所述第二实际光谱进行拟合，判断所述第二初始理论光谱与所述第二实际光谱的拟合度是否超出第二阈值；