本公開的示例實施例涉及一種半導(dǎo)體測量設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、半導(dǎo)體測量設(shè)備可以測量包括由半導(dǎo)體工藝形成的結(jié)構(gòu)的樣品中的結(jié)構(gòu)的尺寸，并且通常，半導(dǎo)體測量設(shè)備可以使用橢圓偏振法測量尺寸。通常，橢圓偏振法可以以固定的方位角和入射角將光照射到樣品，并且可以使用從樣品反射的光的光譜分布來確定樣品中的光照射區(qū)域中包括的結(jié)構(gòu)的尺寸。隨著由半導(dǎo)體工藝形成的結(jié)構(gòu)的尺寸逐漸減小，另一尺寸的變化對光譜分布的影響可能增加。因此，利用從橢圓偏振法獲得的光譜分布，可能無法準確地確定待測量的尺寸。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、示例實施例提供了一種半導(dǎo)體測量設(shè)備，該半導(dǎo)體測量設(shè)備通過利用一次迭代獲得用于所有方位角和寬范圍的入射角的尺寸判斷的數(shù)據(jù)，并且在不轉(zhuǎn)換到頻域的情況下從原始圖像獲得偏振信息，可以精確地確定選定尺寸，而不管不同尺寸之間的相互作用。

2、根據(jù)本公開的示例實施例，一種半導(dǎo)體測量設(shè)備包括：照明單元，其包括光源和在由光源發(fā)射的光的第一行進路徑上的至少一個照明偏振元件；光接收單元，其包括在穿過至少一個照明偏振元件并且從樣品反射的光的第二行進路徑上的至少一個光接收偏振元件，其中，光接收單元包括圖像傳感器，其被配置為接收穿過至少一個光接收偏振元件的光并輸出原始圖像；以及控制單元，其被配置為：生成表示原始圖像的預(yù)測等式，其中，預(yù)測等式基于米勒矩陣的多個元素，將米勒矩陣的多個元素中的每一個近似到包括澤爾尼克多項式的基和系數(shù)的多項式，基于系數(shù)之和以及預(yù)測等式和原始圖像之間的差來生成優(yōu)化系數(shù)，基于優(yōu)化系數(shù)和最小值來確定優(yōu)化條件是否被滿足，以及當(dāng)優(yōu)化條件被滿足時基于優(yōu)化系數(shù)和基來確定尺寸。

3、根據(jù)本公開的示例實施例，一種半導(dǎo)體測量設(shè)備包括：圖像傳感器，其被配置為輸出表示從樣品反射的光的偏振分量的干涉圖案的多重干涉圖像；光學(xué)單元，其在圖像傳感器接收光的路徑上，光學(xué)單元包括接近樣品的物鏡；以及控制單元，其被配置為：基于包括澤爾尼克多項式的基和多個系數(shù)的多項式來生成近似多重干涉圖像的恢復(fù)圖像，通過優(yōu)化多項式確定優(yōu)化系數(shù)，使得恢復(fù)圖像和多重干涉圖像之間的差小于或等于預(yù)定的參考差，并且使得多個系數(shù)中的具有0值的系數(shù)的數(shù)量被最大化，基于優(yōu)化系數(shù)和澤爾尼克多項式的基來生成光的偏振信息，以及基于偏振信息來從樣品的結(jié)構(gòu)確定待測量的尺寸。

4、根據(jù)本公開的示例實施例，一種半導(dǎo)體測量設(shè)備包括：照明單元，其被配置為將不同波長帶中的光束照射到其上包括結(jié)構(gòu)的樣品；光學(xué)單元，其在光束從樣品反射的路徑上；圖像傳感器，其被配置為基于光束生成表示多個偏振分量的干涉圖案的多重干涉圖像；以及控制單元，其被配置為：通過對多重干涉圖像執(zhí)行壓縮感測例程來生成表示多個偏振分量的米勒矩陣的元素，基于米勒矩陣的元素確定測量參數(shù)，測量參數(shù)包括多個偏振分量的強度差、相位差和偏振度中的至少一個，以及基于測量參數(shù)從結(jié)構(gòu)確定待測量的尺寸。

技術(shù)特征：

1.一種半導(dǎo)體測量設(shè)備，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體測量設(shè)備，其中，所述控制單元被配置為：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體測量設(shè)備，其中,所述控制單被配置為：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體測量設(shè)備，其中，所述測量參數(shù)包含入射至所述圖像傳感器的光的偏振分量的強度差、所述偏振分量的相位差和偏振度。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體測量設(shè)備，其中，所述控制單元被配置為：

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體測量設(shè)備，其中，所述測量參數(shù)是從與所述尺寸相關(guān)聯(lián)的多個測量參數(shù)當(dāng)中選擇的，并且其中，所述測量參數(shù)在所述多個測量參數(shù)當(dāng)中具有最高靈敏度。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體測量設(shè)備，

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體測量設(shè)備，還包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體測量設(shè)備，其中，從所述樣品反射并且入射到所述物鏡的光的入射角大于或等于0度且小于85度。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體測量設(shè)備，其中，所述圖像傳感器的表面處于相對于所述物鏡的后焦面的位置的共軛位置。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體測量設(shè)備，其中，所述控制單元被配置為生成所述優(yōu)化系數(shù)，使得所述原始圖像被恢復(fù)，并且使得所述系數(shù)中的具有值0的系數(shù)的數(shù)量被最大化。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體測量設(shè)備，

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體測量設(shè)備，其中，所述第一照明偏振元件、所述第二照明偏振元件、所述第一光接收偏振元件和所述第二光接收偏振元件中的每一個包括相應(yīng)的一對光束位移器。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體測量設(shè)備，其中，所述至少一個照明偏振元件和所述至少一個光接收偏振元件中的至少一者包括補償器，并且其中所述補償器包括偏振器和1/4波片。

15.一種半導(dǎo)體測量設(shè)備，包括：

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體測量設(shè)備，其中，所述控制單元還被配置為基于所述多條偏振信息確定所述偏振分量的強度差、相位差和偏振度中的至少一個。

17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的半導(dǎo)體測量設(shè)備，其中，

18.一種半導(dǎo)體測量設(shè)備，包括：

19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體測量設(shè)備，其中，所述控制單元被配置為確定所述米勒矩陣的元素，而不將所述多重干涉圖像轉(zhuǎn)換到頻域。

20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體測量設(shè)備，其中，所述控制單元被配置為在用針對所述尺寸具有最高靈敏度的波長帶的光照射所述樣品時確定所述測量參數(shù)。

技術(shù)總結(jié)
一種半導(dǎo)體測量設(shè)備包括：照明單元；光接收單元；以及控制單元，其被配置為：生成表示原始圖像的預(yù)測等式，其中，預(yù)測等式基于米勒矩陣的多個元素，將米勒矩陣的多個元素中的每一個近似到包括澤爾尼克多項式的基和系數(shù)的多項式，基于系數(shù)之和以及預(yù)測等式和原始圖像之間的差來生成優(yōu)化系數(shù)，基于優(yōu)化系數(shù)和最小值確定優(yōu)化條件是否被滿足，以及當(dāng)優(yōu)化條件被滿足時基于優(yōu)化系數(shù)和基來選擇尺寸。

技術(shù)研發(fā)人員：秦永旭,金郁來,金鎮(zhèn)夑,金真用,崔佳濫,韓大勛
受保護的技術(shù)使用者：三星電子株式會社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10