光学测量设备、测量方法和制造半导体装置的方法制造方法及图纸

光学测量设备包括：光学系统，其利用光生成测量目标的光瞳图像；偏振生成器，其从光生成偏振光；自干涉生成器，其利用偏振光生成从光瞳图像分割的多个光束，并且使多个光束彼此干涉以生成自干涉图像；以及图像分析单元，其被配置为从自干涉图像提取相位数据，并且基于相位数据将测量目标移动到聚焦位置。相位数据将测量目标移动到聚焦位置。相位数据将测量目标移动到聚焦位置。

【技术实现步骤摘要】
光学测量设备、测量方法和制造半导体装置的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请基于并要求于2021年12月15日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10
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2021
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0179788的优先权，该申请的公开内容以引用方式全部并入本文中。


[0003]本公开涉及光学测量设备、利用该光学测量设备的光学测量方法和利用该光学测量设备制造半导体装置的方法。

技术介绍

[0004]随着半导体工艺变得更精细，需要更精确的测量。因此，已经提出了利用光学系统的各种非接触和非破坏性的测量方法(诸如明场照明系统检查装置、暗场照明系统检查装置、干涉测量法、反射测量法和椭圆测量法)。
[0005]在这种利用光学系统的测量方法中，用于搜索准确的聚焦位置的自动聚焦技术是频繁地用于利用光学系统的测量技术的技术。因为不准确的自动聚焦可能使测量精度和准确度劣化，所以期望准确且精确的自动聚焦技术。

技术实现思路

[0006]本公开的各方面提供一种利用光学测量设备和光学测量方法制造半导体装置的方法。
[0007]本公开的各方面还提供一种具有改善的或增强的自动聚焦的灵敏度的光学测量设备。
[0008]本公开的各方面还提供一种具有改善的或增强的自动聚焦的灵敏度的光学测量方法。
[0009]本公开的各方面还提供一种能够在不受样品影响的情况下执行自动聚焦的具有改善的或增强的通用性的光学测量设备和光学测量方法。
[0010]根据示例实施例的一方面，光学测量设备包括：光学系统，其利用光生成测量目标的光瞳图像；偏振生成器，其从所述光生成偏振光；自干涉生成器，其利用偏振光生成从光瞳图像分割的多个光束，并且使多个光束彼此干涉以生成自干涉图像；以及图像分析单元，其被配置为从自干涉图像提取相位数据，并且基于相位数据将测量目标移动到聚焦位置。
[0011]根据示例实施例的一方面，光学测量设备包括：光源，其生成光；光学系统，其利用所述光生成测量目标的光瞳图像；偏振生成器，其从光生成偏振光；自干涉生成器，其利用偏振光生成从光瞳图像分割的多个光束；检测器，其检测通过多个光束彼此干涉生成的自干涉图像；以及图像分析单元，其被配置为从自干涉图像提取相位数据，并且基于相位数据调整测量目标与光学系统之间的距离。
[0012]根据示例实施例的一方面，光学测量设备包括：光源，其生成包括宽带光的光；分束器，其使光入射在测量目标上，并且发射从测量目标反射的光、从测量目标透射的光和从
测量目标折射的光中的至少一种；物镜，其会聚来自测量目标的光，并且从来自测量目标的光生成测量目标的光瞳图像；波长选择器，其从来自测量目标的光输出至少一种单色光；偏振生成器，其使单色光在第一方向上偏振以生成偏振光；自干涉生成器，其包括光束位移器和分析器，所述光束位移器通过利用偏振光来生成从光瞳图像分割的多个光束，所述分析器使多个光束在第二方向上偏振；检测器，其检测通过多个光束彼此干涉生成的自干涉图像；以及图像分析单元，其被配置为从自干涉图像提取相位差，并且基于相位差调整测量目标与物镜之间的距离。
[0013]然而，本公开的各方面不限于本文中所阐述的那些。通过参考以下给出的本公开的详细描述，本公开的这些和其它方面对于本公开所属领域的普通技术人员之一而言将变得更加明显。
附图说明
[0014]通过参照附图对本公开的示例性实施例进行详细地描述，本公开的这些和其它方面和特征将变得更加明显，在附图中：
[0015]图1是用于解释根据一些实施例的光学测量设备的示意性概念图；
[0016]图2是用于解释图1的光学系统的示图；
[0017]图3是用于解释图1的自干涉生成器的示图；
[0018]图4是用于解释图1的自干涉生成器的示图；
[0019]图5是用于解释图1的自干涉生成器的示图；
[0020]图6是示出物镜和测量目标距图1的最佳聚焦位置之间的距离的差以及相位差的变化的曲线图；
[0021]图7是用于解释根据一些实施例的光学测量设备的示图；
[0022]图8是用于解释根据一些实施例的光学测量设备的示图；
[0023]图9是用于解释根据一些实施例的光学测量方法的示例性流程图；
[0024]图10是用于解释根据一些实施例的光学测量方法中的分析自干涉图像的步骤的示例性流程图；
[0025]图11是用于解释根据一些实施例的光学测量方法中的分析自干涉图像的步骤的示图；
[0026]图12是用于解释根据一些实施例的光学测量方法中的分析自干涉图像的步骤的示图；
[0027]图13是用于解释根据一些实施例的光学测量方法中的分析自干涉图像的步骤的示图；
[0028]图14是用于解释根据一些实施例的光学测量方法中的分析自干涉图像的步骤的示图；以及
[0029]图15是用于解释根据一些实施例的用于制造半导体装置的方法的示例性流程图。
具体实施方式
[0030]图1是用于解释根据一些实施例的光学测量设备的示意性概念图。图2是用于解释图1的光学系统的示图。图3至图5是用于解释图1的自干涉生成器的示图。图6是示出物镜和
测量目标距图1的最佳聚焦位置之间的距离的差以及相位差的变化的曲线图。
[0031]参照图1，根据一些实施例的光学测量设备可以包括台100、台驱动单元120、光学系统200、第二分束器250、波长选择器310、偏振选择器320、中继透镜330、自干涉生成器340和检测器350。如在所公开的技术的领域中传统的，在附图中根据功能块、单元和/或模块或者使用～器来描述和示出一些特征和实施例。本领域技术人员从上下文中将理解，这些块、单元和/或模块中的一些由电子(或光学)电路(诸如逻辑电路、分立部件、微处理器、硬接线电路、存储器元件、布线连接等)物理地实施，其可以使用基于半导体的制造技术或其它制造技术来形成。在由微处理器或类似物实施的块、单元和/或模块的情况下，它们可以使用软件(例如，微代码)来编程以执行本文中讨论的各种功能，并且可以可选地由固件和/或软件驱动。可替换地，每个块、单元和/或模块可以由专用硬件实施，或者被实施为执行一些功能的专用硬件和执行其它功能的处理器(例如，一个或多个编程的微处理器和相关联的电路)的组合。
[0032]测量目标110可以放置在台100上。在一些实施例中，台100可以由台驱动单元120在垂直于台100的上表面的方向DR上驱动。台驱动单元120通过图像分析单元360检测器350的控制来驱动。
[0033]例如，测量目标110可以包括如图2中的图案112。当测量目标110是晶片时，图案112可以包括用于半导体装置的各种集成电路和布线。图案112的形状不限于图2并且可以变化。此外，测量目标110可以不包括图案112。例如，测量目标110可以是裸硅衬底。
[0034]光学系统200可以生成光并且将光提供到测量目标110。光学系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学测量设备，包括：光学系统，其利用光生成测量目标的光瞳图像；偏振生成器，其从所述光生成偏振光；自干涉生成器，其利用所述偏振光生成从所述光瞳图像分割的多个光束，并且使所述多个光束彼此干涉以生成自干涉图像；以及图像分析单元，其被配置为从所述自干涉图像提取相位数据，并且基于所述相位数据将所述测量目标移动到聚焦位置。2.根据权利要求1所述的光学测量设备，其中，所述图像分析单元被配置为计算所述相位数据中包括的相位与当所述测量目标为所述聚焦位置时的相位数据中包括的相位之间的差，并且基于所述差将所述测量目标移动到所述聚焦位置。3.根据权利要求1所述的光学测量设备，其中，所述偏振生成器在第一方向上使所述光偏振以生成所述偏振光，并且所述图像分析单元被配置为在所述第一方向或与所述第一方向不同的第二方向上使所述多个光束偏振，以使所述多个光束彼此干涉。4.根据权利要求3所述的光学测量设备，其中，所述第二方向垂直于所述第一方向。5.根据权利要求1所述的光学测量设备，其中，所述图像分析单元被配置为利用图像分析或域变换分析来从所述自干涉图像提取所述相位数据。6.根据权利要求1所述的光学测量设备，其中，所述光学系统利用以下光中的任何一种来生成所述测量目标的所述光瞳图像：通过来自所述测量目标的光的反射形成的光、通过来自所述测量目标的光的透射形成的光和通过来自所述测量目标的光的折射形成的光。7.根据权利要求1所述的光学测量设备，其中：所述光包括宽带光，并且所述图像分析单元被配置为从利用所述宽带光中的至少一种单色光生成的所述自干涉图像提取所述相位数据，以从所述自干涉图像提取所述相位数据。8.一种光学测量设备，包括：光源，其生成光；光学系统，其利用所述光生成测量目标的光瞳图像；偏振生成器，其从所述光生成偏振光；自干涉生成器，其利用所述偏振光生成从所述光瞳图像分割的多个光束；检测器，其检测通过所述多个光束彼此干涉生成的自干涉图像；以及图像分析单元，其被配置为从所述自干涉图像提取相位数据，并且基于所述相位数据调整所述测量目标与所述光学系统之间的距离。9.根据权利要求8所述的光学测量设备，其中：所述光包括宽带光，并且所述光学测量设备还包括波长选择器，所述波长选择器设置在所述光学系统与所述检测器之间以输出所述宽带光中的至少一种单色光。10.根据权利要求8所述的光学测量设备，其中，所述光学系统利用以下光中的任何一个来生成所述光瞳图像：通过来自所述测量目...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昇祐，金郁来，金洸秀，李明俊，郑西砚，张城豪，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：