CN109786277A - 对薄膜进行计量分析的装置及方法与获得薄膜性质的方法 - Google Patents

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Abstract

一种对薄膜执行计量分析的方法包括：将辐射耦合到邻近所述薄膜的表面设置的光学元件中。所述辐射被耦合成使得所述辐射在所述光学元件与所述薄膜之间的界面处被全内反射。在所述界面处产生的消散辐射穿透所述薄膜。所述方法还包括：分析被所述薄膜散射的所述消散辐射以获得所述薄膜的性质。

Description

对薄膜进行计量分析的装置及方法与获得薄膜性质的方法
技术领域
本发明的实施例涉及用于分析薄膜的性质的方法、以及用于分析薄膜的性质的装置。
背景技术
半导体制作工艺通常包括沉积厚度在1nm到100nm之间的薄膜。通常，此类薄膜具有通过光刻工艺或通过选择性生长界定的图案。在一些情形中，将薄膜图案化，且在其他情形中，在下伏图案化结构上方形成薄膜。此类经图案化的薄膜包括有意(例如，通过掺杂)或无意引入的缺陷或杂质。
根据被制造的集成电路的功能，给定的晶片可具有多达30个在制作工艺的各种阶段处沉积或形成的经图案化的薄膜。需要对个别经图案化的薄膜在制作的每一阶段处的物理性质及/或化学性质进行准确及无损的表征，以确保被制作的装置如所设计般发挥作用且制作工艺高效且可靠。
发明内容
本申请的一些实施例提供一种用于对薄膜进行计量分析的装置，其特征在于，所述装置包括：光学元件，邻近所述薄膜的表面设置，且被配置成在所述光学元件与所述薄膜之间的界面处对来自辐射源的辐射进行全内反射，使得在所述界面处产生穿透所述薄膜的消散辐射；以及消散辐射探测器，被配置成探测被所述薄膜散射的消散辐射。
此外，本申请的其他实施例提供一种对薄膜执行计量分析的方法，其特征在于，所述方法包括：将辐射耦合到邻近所述薄膜的表面设置的光学元件中，使得所述辐射在所述光学元件与所述薄膜之间的界面处被全内反射且在所述界面处产生的消散辐射穿透所述薄膜；以及分析被所述薄膜散射的所述消散辐射，以获得所述薄膜的性质。
另外，本申请的其他实施例提供一种获得设置在固体衬底上的薄膜的性质的方法，其特征在于，所述方法包括：将折射率高于所述薄膜的光学元件放置在所述薄膜上方；将来自辐射源的辐射耦合到所述光学元件中，使得所述辐射在所述光学元件与所述薄膜之间的界面处被全内反射且在所述界面处产生的消散辐射穿透所述薄膜；探测被所述薄膜散射的所述消散辐射；以及对所探测到的被所述薄膜散射的所述消散辐射进行分析，以获得所述薄膜的性质。
附图说明
结合附图阅读以下详细说明，会最好地理解本公开。应强调，根据本行业中的标准惯例，各种特征并非按比例绘制且仅用于说明目的。事实上，为论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。
图1根据本公开的实施例，示意性地说明用于对薄膜执行计量分析的装置。
图2示意性地说明经历全内反射的光束。
图3A根据本公开的实施例，示意性地绘示用于对薄膜进行计量分析的装置。
图3B根据本公开的另一实施例，示意性地绘示用于对薄膜进行计量分析的装置。
图3C根据本公开的又一实施例，示意性地绘示用于对薄膜进行计量分析的装置。
图3D根据本公开的再一实施例，示意性地绘示用于对薄膜进行计量分析的装置。
图4根据本公开的实施例，绘示获得设置在固体衬底上的薄膜的性质的方法300的流程图。
图5根据本公开的实施例，绘示对薄膜执行计量分析的方法400的流程图。
附图标号说明
110：晶片控制台
115：薄膜
120：光学元件/固体浸没透镜
121A：有角的侧表面
121B：圆形侧表面
122：顶表面
130：消散辐射探测器
132：半球形固体浸没透镜
132C：固体浸没透镜/光学元件/聚光透镜
132D：聚光透镜/聚光器/消色固体浸没透镜
133：校正透镜
134：透镜壳体
135：高数值孔径透镜
140：输入聚焦透镜
145：输入角度扫描镜
160：二向色镜
170：拉曼光谱仪
175：光成像装置
300、400：方法
I：界面
n1、n2：折射率
R：辐射
S：辐射源
S310、S320、S330、S410、S420：步骤
θc：临界角度
具体实施方式
以下公开内容提供用于实施所提供主题的不同特征的许多不同的实施例或实例。以下阐述组件及排列的具体实例以简化本公开内容。当然，这些仅为实例且不旨在进行限制。举例来说，以下说明中将第一特征形成在第二特征“上方”或第二特征“上”可包括其中第一特征及第二特征被形成为直接接触的实施例，且也可包括其中第一特征与第二特征之间可形成有附加特征、进而使得所述第一特征与所述第二特征可能不直接接触的实施例。另外，本公开内容可能在各种实例中重复使用参考编号及/或字母。这种重复使用是出于简洁及清晰的目的，而不是自身表示所论述的各种实施例及/或配置之间的关系。
另外，在本文中为便于说明，可使用例如“在…下面(beneath)”、“在…之下(below)”、“下方的(lower)”、“在…之上(above)”、“上方的(upper)”等空间相对关系用语来阐述图中所示的一个元件或特征与另一(其他)元件或特征的关系。所述空间相对关系用语旨在除图中所绘示的取向以外还包括器件在使用或操作中的不同取向。所述装置/器件可具有其他取向(旋转90度或其他取向)，且本文中所用的空间相对关系描述语可同样相应地进行解释。此外，用语“由…制成”可指“包括”或“由…组成”。
本公开大体涉及用于分析薄膜的方法及装置，且更具体来说，涉及对经图案化的薄膜进行分析。本文中所述的方法及装置有利于测量经图案化的薄膜的几何特性、物理特性及/或化学特性。随着特征大小减小，光学测量(即使使用极紫外线(extremeultraviolet))因衍射限制而可能不具有足够的分辨率以恰当地提供关于经图案化的薄膜的几何信息。虽然扫描电子显微技术(scanning electron microscopy，SEM)可提供亚纳米分辨率，但在扫描电子显微技术中的测量必须在线下执行(即，通过将上面形成有经图案化的薄膜的晶片移到另一平台)，从而增加了测量时间并降低了工艺效率。目前可用的用于测量经图案化的薄膜的其他物理性质及化学性质(例如，晶体缺陷或掺杂浓度)的技术包括二次离子质谱(secondary ion mass spectroscopy，SIMS)或低能离子散射(low energy ionscattering，LEIS)，涉及对经图案化的薄膜的破坏且仅提供本地化信息。本文中所述的装置及方法的实施例预期有利于在相对大的面积上对经图案化的薄膜的几何特性、物理特性及化学特性进行无损及线内分析，从而增大半导体制作工艺的良率及效率。
在一些实施例中，用语“经图案化的薄膜”指具有处于约0.5nm到约10μm范围内的厚度且具有几何图案的膜。在一些情形中，经图案化的薄膜的几何图案是利用光刻技术(例如，通过选择性地蚀刻膜的未被蚀刻掩模保护的部分)而形成。在一些情形中，经图案化的薄膜的几何图案由于下伏图案的存在是在沉积膜期间形成，例如通过在经图案化的底层上进行外延生长。在另一些其他情形中，经图案化的薄膜的几何图案的一部分是利用光刻技术形成，且所述几何图案的另一部分是在沉积期间形成。
图1根据本公开的实施例，示意性地说明用于对薄膜执行计量分析的装置。在实施例中，所述装置包括光学元件120，光学元件120邻近薄膜115的表面设置，例如设置在薄膜115的表面上方。光学元件120被配置成在光学元件120与薄膜115之间的界面I处对来自辐射源S的辐射R进行全内反射，使得在界面I处产生的消散辐射(evanescent radiation)穿透薄膜115。所述装置还包括消散辐射探测器130(evanescent radiation detector)。消散辐射探测器130被配置成探测被薄膜115散射的消散辐射，以分析薄膜115的几何性质、物理性质及/或化学性质。辐射R穿过薄膜115的部份，即，包括被薄膜115全反射的光子，被TRP收集透镜150所侦测。
当透过透明介质传播的光束以大于“临界角度”的入射角度遇到与具有较低折射率(refractive index，RI)的另一介质的界面时，所述光束经历全内反射。通过以下方程式给出临界角度θc：
θc＝sin-1(n2/n1)-方程式(1)，
其中n2是其他介质的折射率，且n1是光束在其中传播的介质的折射率。
图2示意性地说明经历全内反射的光束。在水(折射率＝1.33)中传播并接近与空气(折射率＝1)的界面的光束如果在所述界面处的入射角度大于θc＝sin-1(1/1.33)≈48.6°，那么所述光束将经历全内反射而返回到水中。在此种情形中，即使所述光束全内反射回到水中，被称为“消散波”(在本文中可互换地称为“消散辐射”)的电磁场仍穿透小的距离进入空气，并在入射平面中平行于空气与水之间的界面传播。
消散辐射在垂直于界面(即，x-y平面、x-z平面为入射平面)的距离z处的强度I(z)向所述界面中呈指数衰减且由以下方程式给出：
I(z)＝Ioe-z/d，其中d＝(λo/4π)[n1 2sin2θ-n2 2]-1/2-方程式(2)。
方程式(2)中的λo是光束在真空中的波长。在方程式(2)中的临界消散深度(在本文中也被称为“趋肤深度(skin depth)”)d的数量级大约为λo。
z＝0时的强度I0取决于入射角度θ以及入射光束偏振，因为I0与z＝0时消散电场的振幅的平方成比例。z＝0时的电场分量由以下方程式给出：
以及
其中
以及
下标“pl”指平行于入射平面的偏振，且“pr”表示垂直于入射平面的偏振。因此，平行于入射平面及垂直于入射平面的消散强度由以下方程式给出：
以及
其中n＝n2/n1＜1。
基于所述方程式可看出，消散波的强度取决于入射角度(大于临界角度θc)以及入射光的波长。对于处于临界角度θc的几度内的入射角度来说，消散强度不弱，而是可比入射强度强若干倍。此外，对于所有的θ来说，更强。应注意，仅对于pr偏振来说，消散电场横向于传播方向。pl偏振电场以空间周期(λo/(n1sinθ))沿表面作“车轮旋转”(即，以非零纵向分量及横向分量平行于表面传输)。因此，从能量角度来看，一些具有有限束宽的能量跨越界面到达较低折射率材料(即，在本上下文中的薄膜115)，沿表面掠过相依于角度的距离(介于在θ＝90°时为波长的一部分到在θ＝θc时无限大之间)，然后重新进入较高折射率材料(即，在本上下文中的光学元件120)。因此，可通过控制入射角度来控制能量穿透界面到达较低折射率材料中的深度，特别是对于例如深紫外线(deep ultraviolet，DUV)或极紫外线(extreme ultraviolet，EUV)等短波长辐射来说。
通常在半导体制作中用来形成薄膜的材料包括硅、二氧化硅、氮化硅、掺杂硅、硅锗、锗等。因此，光学元件120的适当材料具有相对高的折射率。举例来说，在一些实施例中，使用例如金刚石、二氧化钛、钛酸锶、蓝宝石等材料来形成光学元件120。然而，由于材料对给定波长的辐射的吸收特性，并不是所有具有高折射率的材料都可为适当的。举例来说，在实施例中，辐射源S是具有266nm或248nm的波长的DUV激光器。在其他实施例中，辐射源S是具有193nm的波长的DUV激光器。在另一些其他实施例中，辐射源S是EUV光源。辐射源S在一些实施例中是平均功率处于约100μW到约1W范围内的连续激光器。在其他实施例中，辐射源S是脉冲频率处于约10Hz到约100MHz范围内且峰值功率处于约100μW到约1W范围内的脉冲激光器。在各种实施例中，辐射源S的峰值波长介于约150nm到约300nm。
在各种实施例中，光学元件120是由在电磁谱的选定部分(例如，DUV或EUV)中具有高折射率及低吸收率的材料制成，以使得能够对薄膜115上的图案(或特征)进行几何测量。举例来说，在实施例中，由金刚石制成的光学元件120利用266nm光为SiGe膜提供约15nm的趋肤深度d。
光学元件120的大小被选择成使辐射R到薄膜115中的耦合以及被散射的消散辐射到高数值孔径透镜135中的耦合最佳化。举例来说，在各种实施例中，光学元件120根据制成光学元件120所用的材料而具有处于约500μm到约5mm范围内的厚度。在实施例中，光学元件120是金刚石棱镜且具有处于约1mm到约2mm范围内的厚度。在各种实施例中，光学元件120根据高数值孔径透镜135的大小及规格而具有约0.5mm到约20mm的直径。
返回参照图1，在实施例中，薄膜115具有处于约1nm到约1μm范围内的厚度，且设置在固体晶片上。事实上，具有处于约1nm到约1μm范围内的厚度的薄膜几乎从不自由浮动。换句话说，事实上，薄膜几乎总是被视为与其衬底在一起。因此，如本文中所述，除非明确指定或通过上下文清楚说明，否则薄膜115是指薄膜以及上面设置有所述薄膜的固体晶片。在实施例中，薄膜115设置在晶片控制台110上，晶片控制台110被配置成视需要在x、y及z方向上移动薄膜115。
在各种实施例中，薄膜115是由设置在适当晶片上的适当材料形成。设置在晶片上的用于薄膜115的适当材料在各种实施例中包括用于半导体制作工艺中的二氧化硅、氮化硅、多晶硅、硅锗、氮氧化硅等，对此并无限制。适当的晶片包括(但不限于)硅晶片、锗晶片、绝缘体上硅(SOI)晶片等。在各种实施例中，薄膜115是利用例如以下适当的工艺形成：例如，原子层沉积、化学气相沉积、物理气相沉积(包括热蒸发及电子束辅助蒸发)等。薄膜115在一些实施例中是利用包括以下步骤的适当半导体图案化工艺(例如，光刻)进行图案化的经图案化的薄膜：以适当的光刻胶涂布薄膜115、通过适当的图案掩模将所述光刻胶暴露到光化辐射、对经暴露的光刻胶进行显影以形成经图案化的光刻胶、通过利用适当的干蚀刻技术或湿蚀刻技术蚀刻薄膜115而使图案延伸到薄膜115中、以及移除光刻胶。
在实施例中，所述装置还包括输入聚焦透镜140及输入角度扫描镜145，输入聚焦透镜140用以将辐射R耦合到光学元件120中，且输入角度扫描镜145用以改变辐射R耦合到光学元件120中的角度。如在本文中其他地方所论述且从方程式(2)所看到，消散辐射的趋肤深度d取决于光束入射在光学元件120与薄膜115之间的界面处的角度θ。通过改变辐射R耦合到光学元件120中的角度，可改变消散辐射的趋肤深度d。因此，根据辐射R的波长、光学元件120及薄膜115的材料、以及耦合角度，在一些实施例中可获得消散辐射的亚纳米穿透。
穿透薄膜115的消散辐射被薄膜115的原子及分子散射。所述散射在本质上可为弹性的或非弹性的。在某些实施例中，薄膜115中的图案充当谐振腔(resonant cavity)，从而吸收消散辐射。在某些实施例中，薄膜115包括被穿透薄膜115的消散辐射激发的荧光团。此外，由于消散波不具有传播性且存在于实质上小于光的波长的距离处，因此消散波含有高空间频率信息，此产生低于阿贝限制(Abbe limit)的光学分辨率。因此，探测及分析被薄膜115散射的消散辐射可提供关于薄膜115的几何结构以及薄膜115的物理性质及化学性质的信息。
举例来说，在其中薄膜115是经图案化的薄膜的情形中，对被薄膜115散射的消散辐射的直接光学成像提供关于图案的几何结构的信息，即使所述图案具有实质上小于辐射R的波长的特征(例如，图案具有处于约50nm到约100nm范围内的临界尺寸或节距)。在此种情形中，被弹性散射的消散辐射含有关于图案及其几何结构的信息。如在本文中其他地方所论述，某些图案形成用于消散辐射的谐振腔，从而大量或全部吸收消散辐射。此种图案还从被散射的消散辐射产生特性光学图像。
返回参照图1，消散辐射探测器130探测被薄膜115散射的消散波。在实施例中，消散辐射探测器130包括高数值孔径(numerical aperture，NA)透镜135。在实施例中，高数值孔径透镜135包括具有截球体形状且厚度等于其半径的(1+1/n)倍的魏尔斯特拉斯型(Weierstrass-like)透镜。在其他实施例中，高数值孔径透镜135包括半球形固体浸没透镜(solid immersion lens，SIL)。在此种实施例中，所述固体浸没透镜邻近光学元件120放置，使得来自光学元件120的光耦合到高数值孔径透镜135中。根据辐射R的波长，固体浸没透镜在各种实施例中是由例如以下高折射率材料形成：例如，金刚石、钛酸锶、熔融石英、氟掺杂熔融石英等。在某些实施例中，高数值孔径透镜135还包括非球面透镜以补偿或校正像差。
在某些实施例中，高数值孔径透镜135包括其中适当的液体被放置在物镜与光学元件120之间的液体浸没透镜。用作浸没液体的液体的实例包括水、香柏油、甘油、石蜡油、合成油、苯甲醚、溴萘、二碘甲烷等。根据辐射R的波长、尤其是液体对辐射R的选定波长的吸收特性来选择适当的液体。
光学元件120的未与薄膜115接触的表面与高数值孔径透镜135的表面之间的距离取决于高数值孔径透镜135的材料以及光学元件120与高数值孔径透镜135之间的材料(例如，在液体浸没透镜的情形中)。在各种实施例中，光学元件120的表面与高数值孔径透镜135的表面之间的距离处于约0μm到约150μm的范围内。
一旦被散射的消散辐射被高数值孔径透镜135收集，所收集的辐射便被引导至各种分析器，例如拉曼光谱仪170、荧光探测器(即，照相机或光电二极管)或光成像装置175(即，照相机或光电二极管)。在实施例中，消散辐射探测器130还包括一个或多个二向色镜160以将光分配并引导至各种探测器及分析器。在一些实施例中，在从光学元件120到相应的探测器及分析器的光学路径中包括额外的光学元件，例如偏振器(图中未示出)。
如在本文中其他地方所论述，薄膜115内的图案可为消散辐射R提供谐振腔，从而产生相依于图案的特性吸收光谱。同样，薄膜115的原子及分子可弹性及/或非弹性地对消散辐射进行散射。被弹性散射(即，瑞利散射)的消散辐射提供基于薄膜115的材料的晶体结构以及薄膜115中存在的缺陷的特性光谱。被非弹性散射的消散辐射提供基于薄膜115的材料的旋转状态的特性拉曼光谱或根据薄膜115中荧光团的存在提供特性荧光光谱。因此，通过分析各种光谱，可确定薄膜115的几何性质、物理性质及化学性质。
图3A到图3C根据本公开的各种实施例，示意性地绘示用于对薄膜进行计量分析的装置。在各种实施例中，高数值孔径透镜135包括半球形固体浸没透镜132、一个或多个用于补偿或校正像差的校正透镜133、以及透镜壳体134。
在某些实施例中，校正透镜133包括选自由弯月形透镜、双合透镜、三合透镜、可调整透镜等组成的群组中的一者或多者。在其中例如将执行荧光测量的实施例中，校正透镜133还包括低通滤波器、高通滤波器或带通滤波器，以选择性地阻挡某些波长或噪声。
透镜壳体134容纳高数值孔径透镜135的各种透镜。在各种实施例中，透镜壳体134由例如钢或陶瓷等材料制成。在一些实施例中，在其中薄膜115将在真空中被成像(即，光学元件120及高数值孔径透镜135处于真空室中)的情形中，各种透镜组件与由陶瓷材料制成的透镜壳体134熔融。此种熔融不需要粘合剂，所述粘合剂在真空室中可能会释气且在固定各种透镜组件时可能会失效。然而，此种壳体可能价格昂贵且体积大。另一方面，在其中薄膜115将在空气被成像的情形中，使用相对标准的金属(例如，钢)壳体用于固定各种透镜组件。所述各种透镜组件可利用可商购获得的粘合剂而固定到金属壳体。
在实施例中，如在图3A中所绘示，光学元件120包括有角的侧表面121A。不希望受理论的约束，与垂直于薄膜115的侧表面相比，此种有角的侧表面121A有利于将辐射R耦合到光学元件120中并增加辐射R可被耦合到光学元件120中的可能角度。在实施例中，对侧表面的角度进行选择，使得垂直于侧表面121A入射的辐射R在界面I处以大于临界角度的角度入射。在此种实施例中，利用对侧表面121A处的入射角度的微小变化来改变趋肤深度d。
在一些实施例中，光学元件120在顶表面122处包括凹部以容置高数值孔径透镜135。在实施例中，高数值孔径透镜135被胶合或熔融到光学元件120，以使光学元件120的顶表面122与高数值孔径透镜135的底表面之间的间隙最小化。
在实施例中，如在图3B中所绘示，光学元件120包括圆形侧表面121B。此种圆形侧表面121B有利于控制在光学元件120与薄膜115之间的界面I处的入射角度。圆形侧表面121B使得辐射R沿圆形侧表面121B的径向方向入射在界面I处，且入射点为所述圆形部分形成其一部分的球体的中心。换句话说，辐射R垂直于侧表面121B，而不管辐射R与界面I所成的角度如何。此使得能够基于由入射角度扫描镜145所引导的角度而更精确地控制界面I处的入射角度。如在本文中其他地方所论述，在一些实施例中，在侧表面121B是圆形的时，光学元件120在顶表面122处包括凹部，以容置高数值孔径透镜135。
在图3A到图3B所绘示的实施例中，对光学元件120的大小及形状无特别限制。举例来说，在一些实施例中，光学元件120是直径处于约1mm到约20mm范围内且厚度处于约0.1mm到约2mm范围内的圆盘。在此种实施例中，可在不相对于薄膜115移动光学元件120的情况下在大的面积上获得薄膜115的几何特性、物理特性及/或化学特性。在此种实施例中将辐射R耦合到光学元件120中的复杂度的减小将对所属领域中的技术人员来说显而易见。
在图3C所绘示的实施例中，光学元件120形成高数值孔径透镜135的一部分。在此种构造中，光学元件120自身被设计成固体浸没透镜，且充当高数值孔径透镜135的固体浸没透镜132C。在此种实施例中，由于光学元件120是半球形固体浸没透镜，因此将辐射R耦合到光学元件120中的效应与参照图3B所论述的具有圆形侧表面的光学元件120类似。换句话说，由于在此种实施例中光学元件120具有半球形几何结构，因此辐射R沿径向耦合到光学元件120中，且在界面I处的入射点与半球体的中心相同。此使得能够获得显著更宽范围的可能入射角度θi，并有利于对趋肤深度d进行更精确的控制。
在各种实施例中，光学元件120/132C是由对辐射R的选定波长(例如，DUV或EUV)具有高折射率(高于薄膜115的折射率)及低吸收率的材料制造而成。举例来说，在一些实施例中，光学元件120/132C是由金刚石、蓝宝石、钛酸锶等制成。
此外，由于聚光透镜132C(与光学元件120相同)及高数值孔径透镜135在此种实施例中与薄膜115接触，因此被薄膜115散射的消散辐射被更有效地耦合到高数值孔径透镜135中，因为在此种实施例中可能实现大于1的数值孔径。此外，由于光学元件120与高数值孔径透镜135的聚光透镜132C相同，因此消除了在光学元件120与高数值孔径透镜135之间耦合消散辐射期间的损失、以及光学元件120内的任意损失(此在图3A到图3B中所绘示的实施例中发生)。此外，还通过消除一些组件或将一些组件用作双功能组件而减少了材料及制造成本。
另一方面，由于光学元件120在该些实施例中充当高数值孔径透镜135的固体浸没透镜，因此光学元件的大小被限制为固体浸没透镜的大小。换句话说，界面I的面积在此种实施例中受可被有效制造的固体浸没透镜的大小的限制。在各种实施例中，固体浸没透镜132C/120具有处于约0.5mm到约2mm范围内的直径。因此，在此种实施例中，光学元件120/132C需要对薄膜115进行扫描，以获得薄膜115的几何特性、物理特性及化学特性。可通过移动包括高数值孔径透镜135、输入聚焦透镜140、输入角度扫描镜145以及辐射源S中的一者或多者的整个光学总成或通过利用晶片控制台110移动薄膜115来实现光学元件120/132与薄膜115之间的相对运动。
所属领域中的技术人员应注意到，高数值孔径透镜135的透镜壳体134在此种实施例中将必须被适当的修改，以使得辐射R能够耦合到光学元件120/132C中。
在图3D所绘示的实施例中，光学元件120以与在图3C所绘示的方式相同的方式形成高数值孔径透镜135的一部分。然而，在图3D所绘示的实施例中，高数值孔径透镜135的聚光透镜132D是如在本文中其他地方所述具有截球体形状的消色固体浸没透镜(魏尔斯特拉斯型透镜)。消色固体浸没透镜具有大于球体的半径的总高度。此种聚光透镜132D提供比在图3C中所绘示的半球形固体浸没透镜更高的数值孔径。不希望受理论的约束，魏尔斯特拉斯型聚光透镜能够提供与相对折射率(即，聚光器的材料的折射率/薄膜的材料的折射率)同样大的数值孔径。因此，通过利用如金刚石等高折射率材料制造消色固体浸没透镜，在某些实施例中能够实现高于1的数值孔径。
如在图3C中所绘示的半球形固体浸没透镜的情形中，被薄膜115散射的消散辐射利用聚光器132D被更有效地耦合到高数值孔径透镜135中。此外，消除了在光学元件120与高数值孔径透镜135之间耦合消散辐射期间的任意损失、以及光学元件120内的任意损失(此在图3A到图3B中所绘示的实施例中发生)。此外，在一些实施例中还减少了材料及制造成本。
另一方面，在此种实施例中，光学元件的大小被限制为消色固体浸没透镜132D的大小，从而限制了界面I的面积。在各种实施例中，消色固体浸没透镜132D/120具有处于约0.5mm到约2mm范围内的直径。
图4根据本公开的实施例，绘示获得设置在固体衬底上的薄膜的性质的方法300的流程图。在实施例中，方法300包括：在S310处，将折射率高于所述薄膜的光学元件放置在所述薄膜上，以及在S320处，将来自辐射源的辐射耦合到所述光学元件中，使得所述辐射在所述光学元件与所述薄膜之间的界面处被全内反射且在所述界面处产生的消散辐射穿透所述薄膜。
所述辐射源在一些实施例中是平均功率处于约100μW到约1W范围内的连续激光器。在其他实施例中，所述辐射源是脉冲频率处于约10Hz到约100MHz范围内且峰值功率处于约100μW到约1W范围内的脉冲激光器。在各种实施例中，所述辐射源的波长介于约150nm到约300nm。
在各种实施例中，所述光学元件是由在电磁谱的选定区(例如，DUV或EUV)中具有高折射率及低吸收率的材料制成。所述光学元件的材料包括(但不限于)金刚石、蓝宝石、钛酸锶等。对光学元件的形状及大小并无特别限制。举例来说，在一些实施例中，光学元件是直径介于约0.5mm到约5mm且厚度介于约100μm到约2mm的圆盘。在其他实施例中，光学元件是直径介于约0.2mm到约2mm的半球体。在另一些其他实施例中，光学元件是高度高于球体的直径、直径处于约0.2mm到约2mm范围内的截球体(truncated sphere)。
方法300还包括：在S330处，对被薄膜散射的消散辐射进行分析以获得薄膜的性质。在各种实施例中，对被薄膜散射的消散辐射进行分析包括：光学成像、荧光成像、荧光光谱学、拉曼光谱学以及时间分辨拉曼光谱学(time-resolved Raman spectroscopy)。对消散辐射的分析在某些实施例中提供关于例如以下的信息：薄膜的几何结构或薄膜上的图案的几何结构(基于对消散辐射的光学成像)、薄膜的化学组成(基于消散辐射的拉曼光谱学或时间分辨拉曼光谱学、以及荧光成像及光谱学)、薄膜中杂质或缺陷的存在、大小及密度(基于荧光成像及光谱学、以及拉曼光谱学或时间分辨拉曼光谱学)。
图5根据本公开的实施例，绘示对薄膜执行计量分析的方法400的流程图。在实施例中，方法400包括：在S410处，将辐射耦合到邻近所述薄膜的表面设置的光学元件中，使得所述辐射在所述光学元件与所述薄膜之间的界面处被全内反射且在所述界面处产生的消散辐射穿透所述薄膜，以及在S420处，分析被所述薄膜散射的所述消散辐射以获得所述薄膜的性质。
在各种实施例中，辐射R的波长介于约150nm到约300nm。所述辐射在一些实施例中是来自具有处于约100μW到约1W范围内的平均功率的连续激光器。在其他实施例中，所述辐射是来自脉冲频率处于约10Hz到约100MHz范围内且峰值功率处于约100μW到约1W范围内的脉冲激光器。
在各种实施例中，所述光学元件是由在电磁谱的选定区(例如，DUV或EUV)中具有高折射率及低吸收率的材料制成。所述光学元件的材料包括(但不限于)金刚石、蓝宝石、钛酸锶等。对光学元件的形状及大小并无特别限制。举例来说，在一些实施例中，光学元件是直径介于约0.5mm到约5mm且厚度介于约100μm到约2mm的圆盘。在其他实施例中，光学元件是直径介于约0.2mm到约2mm的半球体。在另一些其他实施例中，光学元件是高度高于球体的直径、直径处于约0.2mm到约2mm范围内的截球体。
在各种实施例中，对被薄膜散射的消散辐射进行的分析包括：光学成像、荧光成像、荧光光谱学、拉曼光谱学以及时间分辨拉曼光谱学。
应理解，本文中未必论述所有优点，所有实施例或实例不需要特定的优点，且其他实施例或实例可提供不同的优点。
根据本公开的一个方面，一种用于对薄膜(thin film，TF)进行计量分析的装置包括光学元件，所述光学元件邻近所述薄膜的表面设置。所述光学元件被配置成在所述光学元件与所述薄膜之间的界面处对来自辐射源的辐射进行全内反射。在所述界面处产生消散辐射，且所述消散辐射穿透所述薄膜。所述装置还包括消散辐射探测器，所述消散辐射探测器被配置成探测被所述薄膜散射的消散辐射。在上述及以下实施例中的一者或多者中，所述光学元件包括选自由以下组成的群组中的至少一者：菱形棱镜、液体浸没透镜、中心固体浸没透镜(cSIL)及消色固体浸没透镜(aSIL)。在实施例中，所述探测器被进一步配置成执行选自由以下组成的群组中的至少一者以获得所述薄膜的性质：光学成像、拉曼光谱学、时间分辨拉曼光谱学以及荧光成像。在实施例中，所述光学元件包括邻近所述薄膜的所述表面设置的辐射耦合器以及高数值孔径(NA)透镜。所述辐射耦合器被配置成耦合来自辐射源S的辐射，使得所述辐射在所述辐射耦合器与经图案化的薄膜之间的所述界面处被全内反射。所述高数值孔径透镜被配置成将所述消散辐射耦合到所述消散辐射探测器。在上述及以下实施例中的一者或多者中，所述装置还包括输入角度控制器，所述输入角度控制器被配置成对将来自所述辐射源的辐射耦合到所述光学元件中的角度进行改变。在实施例中，所述辐射源包括波长处于约150nm到约300nm范围内的连续激光器或脉冲激光器。在实施例中，所述激光器具有处于约100μW到约100mW范围内的平均功率。在实施例中，所述薄膜包括设置在固体衬底上的厚度处于约1nm到约100nm范围内的膜。在上述及以下实施例中的一者或多者中，所述装置还包括扫描器，所述扫描器被配置成使得在所述光学元件与所述薄膜之间能够具有相对运动。在实施例中，所述光学元件具有处于约50μm到约5mm范围内的直径。
根据本公开的另一方面，一种对薄膜执行计量分析的方法包括：将辐射耦合到邻近所述薄膜的表面设置的光学元件，使得所述辐射在所述光学元件与所述薄膜之间的界面处被全内反射且在所述界面处产生的消散辐射穿透所述薄膜；以及分析被所述薄膜散射的所述消散辐射以获得所述薄膜的性质。在上述及以下实施例中的一者或多者中，分析所述消散辐射包括选自由以下组成的群组中的至少一者：光学成像、拉曼光谱学、时间分辨拉曼光谱学以及荧光成像。在实施例中，所述薄膜包括设置在固体衬底上的厚度处于约1nm到约100nm范围内的膜。在实施例中，所述辐射具有处于约150nm到约300nm范围内的波长。在上述及以下实施例中的一者或多者中，所述方法还包括：对将所述辐射耦合到所述光学元件中的角度进行改变，以改变所述消散辐射在所述薄膜中的穿透深度。
根据本公开的又一方面，一种获得设置在固体衬底上的薄膜的性质的方法包括：将折射率高于所述薄膜的光学元件放置在所述薄膜上方；将来自辐射源的辐射耦合到所述光学元件中，使得所述辐射在所述光学元件与所述薄膜之间的界面处被全内反射且在所述界面处产生的消散辐射穿透所述薄膜；探测被所述薄膜散射的所述消散辐射；以及对所探测到的被所述薄膜散射的所述消散辐射进行分析，以获得所述薄膜的性质。在上述及以下实施例中的一者或多者中，对所探测到的所述消散辐射进行分析包括选自由以下组成的群组中的至少一者：光学成像、拉曼光谱学、时间分辨拉曼光谱学以及荧光成像。在实施例中，所获得的所述薄膜的性质包括选自由以下组成的群组中的至少一者：在所述薄膜上形成的图案的临界尺寸、在所述薄膜上形成的所述图案的形状、所述薄膜中存在的杂质、所述薄膜的化学组成、所述薄膜中存在的缺陷的大小以及所述薄膜中存在的所述缺陷的密度。在实施例中，所述光学元件包括选自由以下组成的群组中的至少一者：菱形棱镜、液体浸没透镜、中心固体浸没透镜(cSIL)及消色固体浸没透镜(aSIL)。在实施例中，所述辐射源包括波长处于约150nm到约300nm范围内的连续激光器或脉冲激光器。
以上概述了若干实施例或实例的特征，以使所属领域中的技术人员可更好地理解本发明的实施例的各个方面。所属领域中的技术人员应知，其可容易地使用本发明的实施例作为设计或修改其他工艺及结构的基础来施行与本文中所介绍的实施例或实例相同的目的及/或实现与本文中所介绍的实施例或实例相同的优点。所属领域中的技术人员还应认识到，这些等效构造并不背离本发明的实施例的精神及范围，而且他们可在不背离本发明的实施例的精神及范围的条件下对其作出各种改变、代替、及变更。

Claims (10)

1.一种用于对薄膜进行计量分析的装置，其特征在于，所述装置包括：
光学元件，邻近所述薄膜的表面设置，且被配置成在所述光学元件与所述薄膜之间的界面处对来自辐射源的辐射进行全内反射，使得在所述界面处产生穿透所述薄膜的消散辐射；以及
消散辐射探测器，被配置成探测被所述薄膜散射的消散辐射。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光学元件包括选自由以下组成的群组中的至少一者：菱形棱镜、液体浸没透镜、中心固体浸没透镜及消色固体浸没透镜。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述探测器被进一步配置成执行选自由以下组成的群组中的至少一者以获得所述薄膜的性质：光学成像、拉曼光谱学、时间分辨拉曼光谱学以及荧光成像。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述光学元件包括邻近所述薄膜的所述表面设置的辐射耦合器以及高数值孔径透镜，
其中所述辐射耦合器被配置成耦合来自所述辐射源的辐射，使得所述辐射在所述辐射耦合器与所述薄膜之间的所述界面处被全内反射，且
所述高数值孔径透镜被配置成将所述消散辐射耦合到所述消散辐射探测器。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：输入角度控制器，被配置成对将来自所述辐射源的辐射耦合到所述光学元件中的角度进行改变。
6.一种对薄膜执行计量分析的方法，其特征在于，所述方法包括：
将辐射耦合到邻近所述薄膜的表面设置的光学元件中，使得所述辐射在所述光学元件与所述薄膜之间的界面处被全内反射且在所述界面处产生的消散辐射穿透所述薄膜；以及
分析被所述薄膜散射的所述消散辐射，以获得所述薄膜的性质。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述分析所述消散辐射包括选自由以下组成的群组中的至少一者：光学成像、拉曼光谱学、时间分辨拉曼光谱学以及荧光成像。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：对将所述辐射耦合到所述光学元件中的角度进行改变，以改变所述消散辐射在所述薄膜中的穿透深度。
9.一种获得设置在固体衬底上的薄膜的性质的方法，其特征在于，所述方法包括：
将折射率高于所述薄膜的光学元件放置在所述薄膜上方；
将来自辐射源的辐射耦合到所述光学元件中，使得所述辐射在所述光学元件与所述薄膜之间的界面处被全内反射且在所述界面处产生的消散辐射穿透所述薄膜；
探测被所述薄膜散射的所述消散辐射；以及
对所探测到的被所述薄膜散射的所述消散辐射进行分析，以获得所述薄膜的性质。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述对所探测到的所述消散辐射进行分析包括选自由以下组成的群组中的至少一者：光学成像、拉曼光谱学、时间分辨拉曼光谱学以及荧光成像。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110160452A (zh) * 2019-06-19 2019-08-23 哈尔滨工业大学（威海） 基于激光拉曼及激光荧光的水面油膜厚度的测量方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10883820B2 (en) * 2017-11-13 2021-01-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Apparatus and method for metrology
WO2021130757A1 (en) * 2019-12-26 2021-07-01 Nova Measuring Instruments Ltd. Combined ocd and photoreflectance method and system
CN111351808A (zh) * 2020-03-19 2020-06-30 绵阳人众仁科技有限公司 一种用于薄膜检测的微米级调节装置
EP4107515A4 (en) * 2020-03-27 2023-07-19 Gemological Institute of America, Inc. (GIA) IMAGING-ASSISTED SCANNING SPECTROSCOPY FOR GEM IDENTIFICATION
US20220154339A1 (en) * 2020-11-19 2022-05-19 Korea Institute Of Science And Technology Thin film deposition apparatus mountable with analysis system

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5894122A (en) * 1996-03-13 1999-04-13 Seiko Instruments Inc. Scanning near field optical microscope
US20030227623A1 (en) * 2000-10-18 2003-12-11 Regents Of The University Of Minnesota Ellipsometry methods and apparatus using solid immersion tunneling
JP2010156556A (ja) * 2008-12-26 2010-07-15 Horiba Ltd 入射光学系及びラマン散乱光測定装置
US20120097864A1 (en) * 2009-06-25 2012-04-26 Satoshi Takahashi Fluorescence analyzing apparatus and fluorescence detecting apparatus
CN102829961A (zh) * 2012-08-30 2012-12-19 清华大学 一种纳米光学多参数测量平台
CN103630493A (zh) * 2013-07-23 2014-03-12 中国科学院电子学研究所 拉曼光谱测量系统
CN103901013A (zh) * 2012-12-26 2014-07-02 中国科学院电子学研究所 一种消逝场激发薄膜拉曼信号的增强方法及装置
CN104007098A (zh) * 2014-06-03 2014-08-27 中国科学院电子学研究所 共振镜增强拉曼光谱检测装置
CN106338840A (zh) * 2016-08-26 2017-01-18 复旦大学 一种表面波场增强可调谐的全内反射光学激发装置
US20170153436A1 (en) * 2015-11-30 2017-06-01 Industry-Academic Cooperation Foundation, Yonsei University Total internal reflection fluorescence microscopy (tirfm)

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3074357B2 (ja) * 1991-10-03 2000-08-07 セイコーインスツルメンツ株式会社 微細表面観察装置
JP2000306235A (ja) 1999-04-22 2000-11-02 Fuji Electric Co Ltd 光学式磁気ディスク表面検査装置
DE1055925T1 (de) * 1999-05-28 2001-06-07 Yokogawa Electric Corp Biochip-Lesegerät und Elektrophoresesystem
US6255642B1 (en) 1999-06-23 2001-07-03 Massachusetts Institute Of Technology Standing wave total internal reflection imaging
US6583397B2 (en) * 2001-07-19 2003-06-24 Ut-Battelle, Llc SERODS optical data storage with parallel signal transfer
US7136161B2 (en) * 2003-08-01 2006-11-14 Shimadzu Corporation Component analyzing apparatus with microchip
US20050141843A1 (en) * 2003-12-31 2005-06-30 Invitrogen Corporation Waveguide comprising scattered light detectable particles
US8223444B2 (en) * 2005-01-07 2012-07-17 Olympus Corporation Medium exhibiting negative refraction, optical element, and optical system
US7397559B1 (en) * 2007-01-23 2008-07-08 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Surface plasmon enhanced Raman spectroscopy
US20120018651A1 (en) * 2008-10-31 2012-01-26 University Of Maine System Board Of Trustees Nanoscale imaging of molecular positions and anisotropies
JP5277082B2 (ja) * 2009-06-15 2013-08-28 株式会社日立ハイテクノロジーズ 蛍光分析方法
EP2517203B1 (en) * 2009-12-22 2013-08-28 Thomson Licensing Apparatus for reading from and/or writing to a near-field optical recording medium
US8736084B2 (en) 2011-12-08 2014-05-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Structure and method for E-beam in-chip overlay mark
US9404743B2 (en) 2012-11-01 2016-08-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method for validating measurement data
US9093530B2 (en) 2012-12-28 2015-07-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Fin structure of FinFET
US9304403B2 (en) 2013-01-02 2016-04-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. System and method for lithography alignment
KR102226781B1 (ko) 2013-03-11 2021-03-10 케이엘에이 코포레이션 표면 강화 전계를 이용한 결함 검출
US8796666B1 (en) 2013-04-26 2014-08-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. MOS devices with strain buffer layer and methods of forming the same
US9134633B2 (en) 2013-12-23 2015-09-15 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. System and method for dark field inspection
US9548303B2 (en) 2014-03-13 2017-01-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. FinFET devices with unique fin shape and the fabrication thereof
US9823585B2 (en) 2015-03-31 2017-11-21 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. EUV focus monitoring systems and methods
US9841687B2 (en) 2015-07-14 2017-12-12 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Synchronized integrated metrology for overlay-shift reduction
US9859139B2 (en) 2015-07-14 2018-01-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. 3D IC bump height metrology APC
US10883820B2 (en) * 2017-11-13 2021-01-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Apparatus and method for metrology

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5894122A (en) * 1996-03-13 1999-04-13 Seiko Instruments Inc. Scanning near field optical microscope
US20030227623A1 (en) * 2000-10-18 2003-12-11 Regents Of The University Of Minnesota Ellipsometry methods and apparatus using solid immersion tunneling
JP2010156556A (ja) * 2008-12-26 2010-07-15 Horiba Ltd 入射光学系及びラマン散乱光測定装置
US20120097864A1 (en) * 2009-06-25 2012-04-26 Satoshi Takahashi Fluorescence analyzing apparatus and fluorescence detecting apparatus
CN102829961A (zh) * 2012-08-30 2012-12-19 清华大学 一种纳米光学多参数测量平台
CN103901013A (zh) * 2012-12-26 2014-07-02 中国科学院电子学研究所 一种消逝场激发薄膜拉曼信号的增强方法及装置
CN103630493A (zh) * 2013-07-23 2014-03-12 中国科学院电子学研究所 拉曼光谱测量系统
CN104007098A (zh) * 2014-06-03 2014-08-27 中国科学院电子学研究所 共振镜增强拉曼光谱检测装置
US20170153436A1 (en) * 2015-11-30 2017-06-01 Industry-Academic Cooperation Foundation, Yonsei University Total internal reflection fluorescence microscopy (tirfm)
CN106338840A (zh) * 2016-08-26 2017-01-18 复旦大学 一种表面波场增强可调谐的全内反射光学激发装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110160452A (zh) * 2019-06-19 2019-08-23 哈尔滨工业大学（威海） 基于激光拉曼及激光荧光的水面油膜厚度的测量方法
CN110160452B (zh) * 2019-06-19 2020-09-01 哈尔滨工业大学（威海） 基于激光拉曼及激光荧光的水面油膜厚度的测量方法

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