TW201923409A - 用於光譜橢圓偏光儀或反射計之鏡片設計 - Google Patents
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Abstract
一種鏡片系統包含一彎曲主鏡及一非球面副鏡。該非球面副鏡具有小於該主鏡之直徑之一直徑，並與該主鏡共用一光軸。該非球面副鏡及該主鏡相對於該光軸旋轉地對稱。在該非球面副鏡上安置一支撐構件，該支撐構件可在該鏡片系統之一操作波長上係透明的。
Description
本發明係關於鏡片系統。
半導體製造產業之發展對良率管理及特定言之計量及檢驗系統之需求愈來愈大。臨界尺寸繼續縮減，但產業需要減少達成高良率、高值生產之時間。最小化從偵測一良率問題至解決該問題之總時間判定一半導體製造商之投資報酬率。
製造半導體裝置(諸如邏輯及記憶體裝置)通常包含使用大量製程來處理一半導體晶圓以形成半導體裝置之各種特徵及多個層級。例如，光微影係涉及將一圖案自一倍縮光罩轉印至配置於一半導體晶圓上之一光阻劑的一半導體製程。半導體製程之額外實例包含但不限於化學機械拋光(CMP)、蝕刻、沈積及離子植入。可在一單一半導體晶圓上之一配置中製造多個半導體裝置，且接著將其等分離成個別半導體裝置。
在半導體製造期間可使用計量以進行例如一半導體晶圓或遮罩之各種量測。計量工具可用於量測與各種半導體製程相關聯之結構及材料特性。例如，計量工具可量測材料組分或可量測結構及膜之尺寸特性(諸如膜厚度、結構之臨界尺寸(CD)或疊對)。此等量測用於在半導體晶粒之製造期間促進製程控制及/或良率效率。
隨著半導體裝置模式尺寸繼續收縮，通常需要更小計量目標。此外，對量測準確度之需求及與實際裝置特性匹配增加對裝置類目標以及晶粒中及甚至裝置上量測之需求。已提出各種計量實施方案以達成該目標。例如，已提出基於主要反射光學件之聚焦束橢圓偏光量測術。可使用變跡器來減輕光學繞射之效應，從而導致照明點之擴展超過由幾何光學件界定之尺寸。使用具有同時多個入射角照明之高數值孔徑工具係達成小目標能力之另一方式。
其他量測實例可包含量測半導體堆疊之一或多個層之組分，量測晶圓上(或內)之某些缺陷，及量測暴露至晶圓之光微影輻射之量。在一些情況中，一計量工具及演算法可經組態用於量測非週期性目標。
圖1係展示一例示性橢圓偏光儀之收集鏡片及聚焦鏡片組態之一示意圖。圖1之設計具有高像差量。點可需要儘可能小，但像差增加聚焦點之尺寸。
圖1繪示一離軸設計。離軸設計消除系統中之對稱性。對稱性系統趨於更容易校準，及對稱性允許可進行更快計算之假定。離軸設計具有高於相同數值孔徑(NA)之一軸上設計之入射角(AOI)。當光以非法向入射反射時，其改變偏振。使光學件改變光之偏振狀態可係一問題，因為圖1之系統用於量測偏振。
圖2展示偏振如何隨著入射角之改變而改變。改變之振幅隨著波長改變，但基本功能形式係二次的。換言之，若AOI減少2倍，則偏振改變將減少4倍。
除了入射角之外，鏡片及鏡亦可影響偏振。不同光線可具有不同偏振位移，此可使校準具有挑戰性。校準可降低一工具之準確度及/或精度，而一更準確偏振可提供更佳量測。
一史瓦西(Schwarzschild)鏡片係具有兩個球面鏡之一物鏡。圖3中繪示具有一光線軌跡之一實例。對於相同NA，最大入射角小於圖1之設計。鑒於偏振位移相對於AOI之二次性質，此係對圖1之一改良。史瓦西鏡片係旋轉地對稱的。由於旋轉對稱性，使用史瓦西設計之模擬及分析需要較少計算時間，且校準更簡單。
然而，史瓦西鏡片具有限制性。中心遮蔽及腿部將阻擋通過鏡片之約25%之光。相對於圖1之設計，中心遮蔽及腿部亦導致額外繞射。此增加一給定NA之點尺寸。中心遮蔽及腿部對環繞能量之效應如圖4中所示。
圖4展示為獲得與現有設計相同之環繞能量，NA需要增加1.85倍。增加NA亦更增加最大值AOI。因此，增加NA更幾乎消除進入一軸上設計獲得之AOI優點。
而圖3之史瓦西鏡片優於圖1之設計，改良趨於小的。將NA增加1.85倍可導致其他問題，雖然不同，但可對系統效能僅係不利的。
因此，需要一種改良鏡片系統，其解決史瓦西鏡片之限制性。
在一第一實施例中，提供一種鏡片系統。該鏡片系統包括彎曲之一主鏡，具有小於該主鏡之直徑之一直徑之一非球面副鏡，及安置於該非球面副鏡上之一支撐構件。該非球面副鏡與該主鏡共用一光軸。該非球面副鏡及該主鏡相對於該光軸旋轉地對稱。該支撐構件在該鏡片系統之一操作波長上係透明的。
該支撐構件可係玻璃。例如，該支撐構件可係二氧化矽或CaF2
。
在一例項中，鏡片系統進一步包含一外殼。該主鏡及該非球面副鏡經安置於該外殼中。該支撐構件將該非球面副鏡連接至該外殼。
該非球面副鏡之該直徑可係該主鏡之一直徑之2.5%至20%。
該支撐構件可具有一非零凸曲率半徑及一非零凹曲率半徑。
該非球面副鏡可經組態以阻擋通過該鏡片系統之10%或更少之光。
該支撐構件之一曲率半徑可係該支撐構件之一半徑之自0.67倍至1.5倍。
一橢圓偏光儀或反射計可包含該第一實施例之該鏡片系統。
在一第二實施例中，提供一種方法。導引一光束通過一支撐構件，該支撐構件在該光束之一操作波長上係透明的。自一主鏡反射該光束。自一非球面副鏡反射該光束，該非球面副鏡具有小於該主鏡之直徑之一直徑。該非球面副鏡經安置於該支撐構件上。該非球面副鏡與該主鏡共用一光軸。該非球面副鏡及該主鏡相對於該光軸旋轉地對稱。
該非球面副鏡可經組態以阻擋被導引通過該支撐元件之10%或更少之光束。
該光束可以法向入射±2o
入射於該支撐構件上。
該支撐構件可係玻璃。例如，該支撐構件可係二氧化矽或CaF2
。
該光束可用於在一半導體晶圓上執行計量。例如，該光束可用於執行橢圓偏光量測術或反射量測術。
相關申請案之交叉參考
本申請案主張於2017年10月11日申請且讓渡之美國申請案第62/571,106號之臨時專利申請案之優先權，該案之揭示內容特此以引用的方式併入。
儘管將依據特定實施例描述所主張之標的，然其他實施例(包含未提供本文中闡述之全部益處及特徵之實施例)亦在本發明之範疇內。可在不脫離本發明之範疇之情況下進行各種結構、邏輯、程序步驟及電子改變。因此，本發明之範疇僅參考隨附發明申請專利範圍定義。
本文中揭示之實施例藉由改良匹配及使更快及更容易分析原始資料所需之計算來擴展當前橢圓偏光儀之能力。各種橢圓偏光儀設計可受益於此等實施例。例如，具有三個不同入射角之一橢圓偏光儀(諸如由KLA-Tencor公司製造之Spectra Shape 10,000(亦稱為「SS10k」))可用於量測半導體上之臨界尺寸或其他參數。此一橢圓偏光儀可用於量測一半導體晶圓或其他樣品上之一薄膜之厚度、折射率或吸收。
聚焦鏡片及收集鏡片通常係一橢圓偏光儀上之重要光學組件。聚焦鏡片將光聚焦成一小點，因此可量測小特徵。亦需要收集來自量測點之光，此係收集鏡片之功能。聚焦及收集鏡片通常儘可能少地修改偏振。橢圓偏光儀量測由晶圓或其他樣品引起之偏振改變，且由光學件引起之任何偏振改變係需要移除之一系統誤差。本文中揭示之實施例最小化或消除與先前設計相關聯之問題。
可需要模擬鏡片中發生之偏振改變以進行校準。雖然此可使用足夠實驗資料校準此效應，且若使用一足夠密集之柵格對孔徑採樣，則即使使用最先進電腦，所需計算亦為困難且耗時的。此外，用於校準系統之任何量測將具有與其等相關聯之一誤差。因此，減少AOI可產生計算時間、校準準確度及系統精度中之一實質上改良。
圖5係一鏡片系統300之一示意圖。鏡片系統300包含一主鏡301及一非球面副鏡302。主鏡301及非球面副鏡302兩者都係彎曲的。主鏡301可具有自100 mm至150 mm之一曲率半徑，包含所有值至0.01 mm及其間之間之範圍。非球面副鏡302可具有自10 mm至20 mm之一曲率半徑，包含所有值至0.01及其間之間之範圍。其他曲率半徑係可能的。非球面副鏡302之曲率半徑與主鏡301之曲率半徑之一比率可自0.06至0.2，包含所有值至0.01及其間之間之範圍。在一例項中，主鏡301具有112.849 mm之一曲率半徑，且非球面副鏡302具有15.099 mm之一曲率半徑，其中一錐形常數係0.2831。非球面副鏡302之曲率半徑可係主鏡301之曲率半徑之大約13%。此僅係一項實例，且其他值係可能的。
非球面副鏡302與主鏡301共用一光軸303。光軸303可在鏡片系統300內或可源自於光源304處。非球面副鏡302及主鏡301相對於光軸303旋轉地對稱。
鏡片系統300接近法向入射，此減少如圖2中所見之偏振位移。因此，與其他系統相比，鏡片系統300具有改良精度。
非球面副鏡302具有小於主鏡301之直徑之一直徑。主鏡301可具有自50 mm至80 mm之一直徑，包含所有值至0.01 mm及其間之間之範圍。非球面副鏡302可具有自2 mm至10 mm之一直徑，包含所有值至0.01 mm及其間之間之範圍。在一例項中，主鏡301具有68±5 mm之一直徑，且非球面副鏡302具有5±2.5 mm之一直徑。因此，非球面副鏡302之直徑可係主鏡301之直徑之2.5%至20%，包含所有值及其間之範圍。在一例項中，非球面副鏡302具有主鏡301之直徑之大約7.4%之一直徑。非球面副鏡302與主鏡之間之直徑之此差異可減少光阻擋，此改良鏡片系統300之效能。
鏡片系統300可具有自2 mm至15 mm之一焦距。在一例項中，有效焦距係9.8 mm。
鏡片系統300亦包含安置於非球面副鏡302上之一支撐構件305。支撐構件305在鏡片系統300之一操作波長上係透明的。例如，支撐構件305可由玻璃之外或自深紫外(DUV)至紅外之其他材料製造。例如，支撐構件305可係二氧化矽或CaF2
。支撐構件305可係非球面副鏡302提供足夠結構支撐，同時最小化對通過鏡片系統300之光之影響。
在一例項中，支撐構件305係具有一直徑之一固體材料件(諸如一窗)。支撐構件305可完全環繞或以其他方式安置在非球面副鏡302周圍。支撐構件305亦可係非球面副鏡302安置於其上之一固體表面。因此，支撐構件305可係在其中心孔徑中具有非球面副鏡302之一環，或支撐構件可係非球面副鏡302安置於其上之一圓。支撐構件305之直徑可係例如20 mm。支撐構件305具有一非零凸曲率半徑及一非零凹曲率半徑。凸曲率半徑及凹曲率半徑可係自30 mm至60 mm，包含所有值至0.01 mm及其間之間之範圍。在一例項中，支撐構件305具有48.000 mm之一凸曲率半徑(面向輸入之側面)及45.198 mm之一凹曲率半徑(面向焦點之側面)。支撐構件305之組態可防止點尺寸增加，因為史瓦西鏡片之腿部被避免。
鏡片系統300亦可包含一外殼306。主鏡301及非球面副鏡302可經安置於外殼306中。因此，外殼306可圍封主鏡301及非球面副鏡302。支撐構件305可將非球面副鏡302連接至外殼306。例如，支撐構件305可經安置於一支撐元件307上，該支撐元件307可界定支撐構件305經定位於其中之一孔徑。
支撐構件305具有最小化光學像差之一形狀。支撐構件305之曲率半徑可經組態，使得光以法向入射照射支撐構件305，此減少像差。例如，一光束可以法向入射±2o
入射於支撐構件305上。
在一例項中，非球面副鏡302經組態以阻擋通過鏡片系統300之大約15%或更少之光。例如，非球面副鏡302可阻擋通過鏡片系統300之大約10%或更少之光。使用一更小鏡將減少更少光。然而，如史瓦西鏡片之先前設計不能減少副鏡之尺寸，因為此將導致不可接受大之像差。使用圖5之設計，使用一非球面副鏡302，其在一足夠寬場點範圍內工作以克服此等缺點。
非球面副鏡302不係球面的。使非球面副鏡302成為一非球面允許其更小而不引起大像差。使鏡更小具有兩個優點。首先，隨著鏡變得更小，點尺寸歸因於更小繞射而增加。其次，隨著鏡變得更小，其阻擋之光量減少。在一例項中，非球面副鏡302僅阻擋通過鏡片系統300之大約10%之光。
支撐構件305可係一彎曲窗之部分。支撐構件305可經組態以最小化像差。例如，支撐構件305之兩側之半徑可與焦點同心。當滿足此條件時，穿過支撐構件305之光線相對於垂直於支撐構件305之表面具有一幾乎為零之角度。此最小化折射，此最小化色差及其他類型之像差。然而，可發生支撐構件305之一反射或「重影」。此重影將聚焦於與主光束相同之位置中。最小化此效應之一種方式係改變支撐構件305中之曲率半徑，使得重影實質上不在焦點上。若曲率半徑係半徑之自0.67倍至1.5倍，則重影將失焦，且像差仍將係低的。
鏡片系統300導致小於一史瓦西鏡片之偏振誤差。鏡片系統300亦係旋轉對稱的，此可減少資料分析所需之計算量。與一傳統史瓦西鏡片相比，透明支撐構件305減少達成一給定點尺寸所需之NA。此繼而亦簡化資料分析及對準。此外，非球面副鏡302阻擋比一史瓦西鏡片中之小鏡更少之光。
藉由減少誤差源，鏡片系統300之實施例可改良量測準確度及精度。可啟用具有更佳匹配及準確度之新光學架構。
本文中揭示之實施例可用於一橢圓偏光儀或一反射計中。橢圓偏光儀或反射計可用於量測半導體。
圖6係一方法400之一流程圖。在步驟401處，導引一光束通過一支撐構件。支撐構件在光束之一操作波長上係透明的。在步驟402處，光束自一主鏡反射。在步驟403處，光束自一非球面副鏡反射，該非球面副鏡具有小於主鏡之直徑之一直徑。非球面副鏡經安置於支撐構件上。非球面副鏡可經組態以阻擋被導引通過支撐構件之10%或更少之光束。
非球面副鏡可與主鏡共用一光軸。非球面副鏡及主鏡可相對於光軸旋轉地對稱。
光束可用於在一半導體晶圓上執行計量。例如，光束可用於執行橢圓偏光量測術或反射量測術。
圖7係一系統500之一方塊圖。量測系統501可產生一光束或可使用其他技術以量測晶圓505之一表面。在一項實例中，量測系統501包含一雷射或一燈。在另一實例中，晶圓計量工具500係一寬帶電漿檢驗工具，及量測系統501包含一寬帶電漿源。量測系統501可提供關於晶圓505之資訊，或可提供用於形成晶圓505之影像之資訊。晶圓505可在一置物台504上。
特定言之，晶圓計量工具500或量測系統501可經組態以提供旋轉偏振器旋轉補償器光譜橢圓偏光量測術資料、全穆勒(Mueller)矩陣組分資料、旋轉偏振器光譜橢圓偏光量測術資料、反射量測術資料、雷射驅動光譜反射量測術資料或X光線資料之一或多者。
晶圓計量工具500可包含鏡片系統300之一實施例。
在一例項中，晶圓計量工具500使用一寬帶光源來提供光譜橢圓偏光量測術，量測光源如何與目標相互作用之一量測系統501，及提取目標之相關參數之處理演算法。在另一例項中，源可係一雷射驅動光源，與一Xe燈相反，此可提供高強度及增加偵測器處之信雜比。在一實例中，收集系統包含一系列偏振器(旋轉或固定)、補償器(旋轉或固定)、偵測器、光譜儀、攝影機、鏡片、鏡及/或凖直器。為增強目標特徵，系統可使用N2
或Ar氣體吹掃將波長範圍擴展至170 nm或更低。
晶圓計量工具500與一處理器502通信，且一電子資料儲存單元503與處理器502電子通信。例如，處理器502可與量測系統501或晶圓計量工具500之其他組件通信。實際上，可藉由硬體、軟體及韌體之任何組合而實施處理器502。再者，如本文中描述之其之功能可由一個單元執行或在不同組件當中劃分，繼而可藉由硬體、軟體及韌體之任何組合而實施該等組件之各者。處理器502實施各種方法及功能之程式碼或指令可經儲存於控制器可讀儲存媒體(諸如處理器502內、處理器502外部或其等組合之電子資料儲存單元503中之一記憶體)中。
雖然僅繪示一個處理器502及電子資料儲存單元503，但可包含超過一個處理器502及/或超過一個電子資料儲存單元503。各處理器502可與電子資料儲存單元503之一或多者電子通信。在一實施例中，通信地耦合一或多個處理器502。就此而言，一或多個處理器502可接收在量測系統501處接收之讀數，且將讀數儲存於處理器502之電子資料儲存單元503中。處理器502及/或電子資料儲存單元503可係晶圓計量工具500本身之部分或可與晶圓計量工具500分離(例如，一獨立控制單元或在一集中式品質控制單元中)。
處理器502可以任何適合方式(例如，經由一或多個傳輸媒體，其可包含有線及/或無線傳輸媒體)耦合至晶圓計量工具500之組件，使得處理器502可接收由晶圓計量工具500產生之輸出(諸如來自量測系統501之輸出)。處理器502可經組態以使用該輸出來執行若干功能。例如，處理器502可經組態以量測晶圓505上之層。在另一實例中，處理器502可經組態以將輸出發送至一電子資料儲存單元503或另一儲存媒體而不檢視輸出。處理器502可如本文中描述般進一步組態。
本文中描述之處理器502、(若干)其他系統或(若干)其他子系統可採取各種形式，包含一個人電腦系統、影像電腦、主機電腦系統、工作站、網路器具、網際網路器具或其他裝置。(若干)子系統或(若干)系統亦可包含此項技術中已知之任何適合處理器，諸如一平行處理器。另外，(若干)子系統或(若干)系統可包含具有高速處理及軟體之一平台，其作為一獨立工具或一網路連結工具。例如，處理器502可包含一微處理器、一微控制器或其他裝置。
若系統包含一個以上子系統，則可將不同子系統彼此耦合使得可在子系統之間發送影像、資料、資訊、指令等。例如，一個子系統可藉由任何適合傳輸媒體(其等可包含此項技術中已知之任何適合有線及/或無線傳輸媒體)耦合至(若干)額外子系統。此等子系統之兩者或更多者亦可由一共用電腦可讀儲存媒體(未展示)有效地耦合。
處理器502亦可係一缺陷再檢測系統、一檢驗系統、一計量系統或某一其他類型之系統之部分。因此，本文中揭示之實施例描述可以若干方式定製以用於具有不同能力之或多或少適用於不同應用之系統之一些組態。
處理器502可與量測系統501或晶圓計量工具500之其他組件電子通信。處理器502可根據本文中描述之實施例之任一者組態。處理器502亦可經組態以使用量測系統501之輸出或使用來自其他來源之影像、量測或資料來執行其他功能或額外步驟。
在另一實施例中，處理器502可以此項技術中已知之任何方式通信地耦合至晶圓計量工具500之各種組件或子系統之任一者。此外，處理器502可經組態以藉由一傳輸媒體(其可包含有線及/或無線部分)自其他系統接收及/或獲取資料或資訊(例如，來自諸如一再檢測工具之一檢驗系統之檢驗結果、另一計量工具、包含設計資料之一遠端資料庫，及類似者)。以此方式，傳輸媒體可用作處理器502與晶圓計量工具500之其他子系統或晶圓計量系統500外部之系統之間的一資料鏈路。
在一些實施例中，藉由以下之一或多者實行本文中揭示之晶圓計量工具500及方法之各種步驟、功能及/或操作：電子電路、邏輯閘、多工器、可程式化邏輯裝置、ASIC、類比或數位控制項/開關、微控制器或運算系統。可經由載體媒體傳輸實施諸如本文中描述之方法之方法的程式指令，或將程式指令儲存於載體媒體上。載體媒體可包含一儲存媒體，諸如一唯讀記憶體、一隨機存取記憶體、一磁碟或光碟、一非揮發性記憶體、一固態記憶體、一磁帶，及類似者。一載體媒體可包含一傳輸媒體，諸如一導線、纜線或無線傳輸鏈路。例如，可藉由一單一處理器502 (或電腦系統)或(替代地)多個處理器202 (或多個電腦系統)實行貫穿本發明描述之各種步驟。此外，晶圓計量工具500之不同子系統可包含一或多個計算或邏輯系統。因此，上文描述不應解釋為對本發明之一限制而是僅為一圖解說明。
在一例項中，圖7中之晶圓計量工具500可包含：一照明系統，其照明一目標；一量測系統501，其捕捉由照明系統與晶圓505上之一目標、裝置或特徵之相互作用(或缺乏)提供之相關資訊；及一處理器502，其分析使用一或多個演算法收集之資訊。
雖然如圖7中以相同軸所繪示，來自量測系統501之一光源之光束可以一定角度導引於晶圓505處，並可以一不同角度自晶圓505反射至量測系統501之一偵測器。
晶圓計量工具500可包含一或多個硬體組態，其可用於量測各種半導體結構及材料特性。此等硬體組態之實例包含但不限於一光譜橢圓偏光儀(SE)；具有多個照明角度之一SE；量測穆勒矩陣元素(例如，使用(若干)旋轉補償器)之一SE；一單一波長橢圓偏光儀；一束分佈橢圓偏光儀(角度解析橢圓偏光儀)；一束分佈反射計(角度解析反射計)；一寬帶反射光譜儀(光譜反射計)；一單一波長反射計；一角度解析反射計；一成像系統；或一散射儀(例如，光斑分析器)。硬體組態可被分成離散操作系統，或可被組合成一單一工具。
某些硬體組態之照明系統可包含一或多個光源。光源可產生僅具有一個波長之光(即，單色光)，具有數個離散波長之光(即，多色光)，具有多個波長之光(即，寬帶光)，及/或通過波長掃描之光，或連續地在波長之間或在波長之間跳躍(即，可調諧源或掃描源)。適合光源之實例係：一白光源、一紫外(UV)雷射、一弧光燈或一無電燈、一雷射持續電漿(LSP)源、諸如X光線源之一更短波長源、極端UV源或其等之一些組合。光源亦可經組態以提供具有足夠亮度之光，在一些情況中，亮度可係大於約1 W/(nm cm2
Sr)之一亮度。晶圓計量工具500亦可包含對光源之一快速回饋，用於穩定其功率及波長。光源之輸出可經由自由空間傳播來遞送，或在一些情況中經由任何類型之光纖或光導來遞送。
晶圓計量工具500可經設計以進行與半導體製造有關之許多不同類型之量測。例如，在某些實施例中，晶圓計量工具500可量測一或多個目標之特性(諸如CD、疊對、側壁角度、膜厚度或製程相關參數(例如，焦點及/或劑量))。目標可包含本質上係週期性之相關特定區域，諸如一記憶體晶粒中之光柵。目標可包含多個層(或膜)，其等厚度可由晶圓計量工具500量測。目標可包含在半導體晶圓上放置(或已經存在)之目標設計以供使用，諸如運用對準及/或疊對對位(overlay registration)操作。特定目標可經定位於半導體晶圓上之多個位置處。例如，目標可經定位於劃線道內(例如，晶粒之間)及/或定位於晶粒本身中。在某些實施例中，藉由相同或多個計量工具而(同時或在不同時間)量測多個目標。可組合來自此等量測之資料。來自計量工具之資料可用於半導體製程中，例如，用於前饋、反饋及/或側饋校正至製程(例如，光微影、蝕刻)，且因此可產生一完整製程控制解決方案。
為改良量測準確度及匹配至實際裝置特性及為改良晶粒中或裝置上量測，可使用各種計量實施方案。例如，可使用基於主要反射光學件之聚焦束橢圓偏光量測術。可使用變跡器來減輕光學繞射之效應，從而導致照明點之擴展超過由幾何光學件界定之尺寸。使用具有同時多個AOI照明之高NA工具係達成小目標能力之另一方式。其他量測實例可包含量測半導體堆疊之一或多個層之組分，量測晶圓上(或內)之某些缺陷，及量測暴露至晶圓之光微影輻射之量。在一些情況中，一計量工具及演算法可經組態用於量測非週期性目標。
相關參數之量測通常涉及數個演算法。例如，入射束與樣品之光學相互作用可使用一電磁(EM)解算器來模型化，並可使用諸如嚴格耦合波分析(RCWA)、有限元素方法(FEM)、矩量法、表面積分方法、體積積分方法、有限差時域(FDTD)等之演算法。相關目標通常使用一幾何引擎來模型化(參數化)，或在一些情況中，使用製程模型化引擎或兩者之一組合。可實施一幾何引擎(諸如KLA-Tencor公司之AcuShape軟體產品)。
可藉由數種資料擬合及最佳化技術來分析所收集資料，且該等技術包含：程式庫；快速降階模型；迴歸；機器學習演算法(諸如神經網路及支援向量機(SVM))；降維演算法(諸如主組分分析(PCA)、獨立組分分析(ICA)及局部線性嵌入(LLE)；稀疏表示(諸如傅立葉(Fourier)或小波變換；卡爾曼(Kalman)濾波器；促進匹配相同或不同工具類型之演算法及類似者)。收集資料亦可由不包含模型化、最佳化及/或擬合之演算法分析。
運算演算法通常對計量應用進行最佳化，使用一或多個方法(諸如運算硬體之設計及實施方案、並行化、運算分佈、負載平衡、多服務支援或動態負載最佳化)。演算法之不同實施方案可在韌體、軟體、場可程式化閘極陣列(FPGA)及可程式化光學件組件等中完成。
資料分析及擬合步驟通常追求一或多個目標。例如，目標可係CD、側壁角度(SWA)、形狀、應力、組分、膜、帶隙、電性質、焦點/劑量、疊對、產生製程參數(例如，耐磨狀態、分壓、溫度及聚焦模型)及/或其之任何組合之量測。目標可係計量系統之模型化及/或設計。目標亦可係計量目標之模型化、設計及/或最佳化。
本發明之實施例涉及半導體計量之領域，且不限於硬體、演算法/軟體實施方案及架構，並使用上文概述之情況。
可如本文中描述般執行方法之步驟之各者。方法亦可包含可由本文中描述之控制器及/或(若干)電腦子系統或(若干)系統執行之任何其他(若干)步驟。該等步驟可由一或多個處理器執行，該一或多個處理器可根據本文中描述之實施例之任一者組態。另外，可藉由本文中描述之系統實施例之任一者來執行上文描述之方法。
儘管已關於一或多個特定實施例描述本發明，然將瞭解，可在不脫離本發明之範疇之情況下進行本發明之其他實施例。因此，本發明被視為僅受限於隨附發明申請專利範圍及其等之合理解釋。
300‧‧‧鏡片系統
301‧‧‧主鏡
302‧‧‧非球面副鏡
303‧‧‧光軸
304‧‧‧光源
305‧‧‧支撐構件
306‧‧‧外殼
307‧‧‧支撐元件
400‧‧‧方法
401‧‧‧步驟
402‧‧‧步驟
403‧‧‧步驟
500‧‧‧晶圓計量系統/晶圓計量工具
501‧‧‧量測系統
502‧‧‧處理器/系統
503‧‧‧電子資料儲存單元
504‧‧‧置物台
505‧‧‧晶圓
為更全面理解本發明之性質及目的，應結合隨附圖式參考以下詳細描述，其中：
圖1係一橢圓偏光儀之一示意圖；
圖2係繪示相移與入射角之一圖表；
圖3係一史瓦西鏡片之一示意圖；
圖4係繪示點源半徑之圓之外部之能量與相對半徑之一圖表；
圖5係根據本發明之一鏡片系統之一示意圖；
圖6係根據本發明之一方法之一流程圖；及
圖7係根據本發明之一系統實施例之一方塊圖。
Claims (20)
- 一種鏡片系統，其包括： 一主鏡，其係彎曲的； 一非球面副鏡，其具有小於該主鏡之直徑之一直徑，其中該非球面副鏡與該主鏡共用一光軸，且其中該非球面副鏡及該主鏡相對於該光軸旋轉地對稱；及 一支撐構件，其經安置於該非球面副鏡上，其中該支撐構件在該鏡片系統之一操作波長上係透明的。
- 如請求項1之鏡片系統，其中該支撐構件係玻璃。
- 如請求項1之鏡片系統，其中該支撐構件係二氧化矽。
- 如請求項1之鏡片系統，其中該支撐構件係CaF2 。
- 如請求項1之鏡片系統，其進一步包括一外殼，其中該主鏡及該非球面副鏡經安置於該外殼中，且其中該支撐構件將該非球面副鏡連接至該外殼。
- 如請求項1之鏡片系統，其中該非球面副鏡之該直徑係該主鏡之一直徑之2.5%至20%。
- 如請求項1之鏡片系統，其中該支撐構件具有一非零凸曲率半徑及一非零凹曲率半徑。
- 如請求項1之鏡片系統，其中該非球面副鏡經組態以阻擋通過該鏡片系統之10%或更少之光。
- 如請求項1之鏡片系統，其中該支撐構件之一曲率半徑係該支撐構件之一半徑之自0.67倍至1.5倍。
- 一種橢圓偏光儀，其包含請求項1之鏡片系統。
- 一種反射計，其包含請求項1之鏡片系統。
- 一種方法，其包括： 導引一光束通過在該光束之一操作波長上透明之一支撐構件； 自一主鏡反射該光束；及 自一非球面副鏡反射該光束，該非球面副鏡具有小於該主鏡之直徑之一直徑，其中該非球面副鏡經安置於該支撐構件上，其中該非球面副鏡與該主鏡共用一光軸，且其中該非球面副鏡及該主鏡相對於該光軸旋轉地對稱。
- 如請求項12之方法，其中該非球面副鏡經組態以阻擋被導引通過該支撐元件之10%或更少之光束。
- 如請求項12之方法，其中該光束以法向入射±2o 入射於該支撐構件上。
- 如請求項12之方法，其中該支撐構件係玻璃。
- 如請求項12之方法，其中該支撐構件係二氧化矽。
- 如請求項12之方法，其中該支撐構件係CaF2 。
- 如請求項12之方法，其中該光束用於在一半導體晶圓上執行計量。
- 如請求項18之方法，其中該光束用於執行橢圓偏光量測術。
- 如請求項18之方法，其中該光束用於執行反射量測術。
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