[发明专利]用于测量基底的装置和方法

说明书

本发明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^IV,7^V)，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，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'')，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，层和尤其是结构的尺寸是已知的，‑利用至少一种测量技术测量(120)基底(1,1',1'')，和尤其是结构(7,7',7'',7''',7^IV,7^V)，‑利用来自基底(1,1',1'')的测量的测量结果创建(130)基底的模拟，‑将测量结果与来自基底(1,1',1'')的模拟的模拟结果进行比较(140)，‑如果测量结果与模拟结果存在偏差，则优化模拟(130)并利用来自基底(1,1',1'')的测量的测量结果重新创建(130)基底的模拟，或者如果测量结果相应于模拟结果，则计算(150)另外的基底的参数。

技术领域

本发明涉及一种用于测量基底的装置和方法。

背景技术

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。