[发明专利]一种椭偏测量校正方法及装置

说明书

本发明公开了一种椭偏测量校正方法，在椭偏测量中，当光学元件的出射光具有部分偏振和/或窄椭偏特征时，对拟合得到的傅里叶系数αsubgt;f/subgt;和βsubgt;f/subgt;进行校正，获得校正后的αsubgt;m/subgt;和βsubgt;m/subgt;。该光学元件包括起偏器或检偏器。当本发明校正方法用于半导体晶圆膜厚检测时，可以获得更准确的光谱型椭偏仪拟合计算的傅里叶系数α和β曲线，尤其是在紫外波段。

技术领域

本发明属于光学测量技术领域，特别涉及一种椭偏测量校正方法及装置。

背景技术

随着芯片制造业的发展，芯片制造越来越精密，制造芯片所用光刻机的波长也越来越短。目前中高端的光刻机使用的是DUV(deep ultraviolet)波段的光源(例如193nm的ArF激光器)或者EUV(extreme ultraviolet)波段的光源。

光谱型椭偏仪是检测半导体晶圆膜厚的关键设备，影响椭偏仪测量准确性有很多因素。椭偏仪中需要用到偏振器件，例如起偏器和检偏器。自然光经过理想的起偏器和检偏器，出射光是纯的线偏光。然而实际上起偏器和检偏器都不是完美的，自然光经过起偏器和检偏器后，出射光并不是纯的线偏光，而是具有部分偏振和或窄椭偏的特征，尤其是在紫外波段尤为明显(例如190nm左右)。在紫外波段，起偏器/检偏器的消光比由可见波段的几万比一降低为100:1左右，甚至更低。因此，椭偏仪测量的α和β曲线(与样品参数Ψ和Δ有关)在紫外波段可能会与α和β拟合曲线有比较明显的差别。为了提高椭偏仪在紫外波段的准确性，需要对起偏器和/或检偏器的部分偏振和/或窄椭偏进行校正。

发明内容

本发明实施例之一，一种椭偏测量校正方法，在光谱型椭偏仪测量中，当起偏器或检偏器的出射光具有部分偏振和/或窄椭偏特征时，对根据理想起偏器或检偏器拟合得到的傅里叶系数α_f和β_f进行校正，获得校正后的α_m和β_m。

本发明的另一个实施例，一种光谱型椭偏仪，当起偏器或检偏器的出射光具有部分偏振和/或窄椭偏特征时，椭偏仪的计算处理器对根据理想起偏器或检偏器拟合得到的傅里叶系数α_f和β_f进行校正，获得校正后的α_m和β_m。

本发明实施例的有益效果在于，当该椭偏测量校正或者装置用于半导体晶圆膜厚检测时，可以将光谱型椭偏仪拟合计算的傅里叶系数α和β曲线更准确，尤其是在紫外波段。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：

图1根据本发明实施例之一的椭偏仪测量的某厚度SiO2薄膜α和β曲线(实线)及拟合曲线(虚线)(190-900nm)示例图。

图2根据本发明实施例之一的椭偏仪测量的某厚度SiO2薄膜α和β曲线(实线)及拟合曲线(虚线)(190-250nm)示例图。

图3根据本发明实施例之一的对起偏器和检偏器部分偏振和窄椭偏进行校正后的α和β曲线(实线)及测量的α和β曲线(虚线)(190-900nm)示例图。

图4根据本发明实施例之一的对起偏器和检偏器部分偏振和窄椭偏进行校正后的α和β曲线(实线)及测量的α和β曲线(虚线)(190-250nm)示例图。

其中，横轴为波长，wavlength，单位nm，

纵轴为光谱，即alpha、beta(α和β)，

实线alpha_m和beta_m为量测光谱，

虚线alpha_correct和beta_correct为校正后拟合光谱