CN108139209A - 测量多层半导体结构体的层中的厚度变化的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及测量多层半导体结构体的第一层的厚度变化的方法,其包括:‑用图像采集系统采集所述结构体的表面的至少一个区域的图像,所述图像通过在所述结构体的表面的所述区域上反射准单色光通量而获得;‑处理所述采集的图像以便由表面的所述区域反射的光的强度变化来确定所述第一层的厚度变化的映射图,所述处理包括将该图像的每个像素的强度与预先确定的标定曲线相比较,所述标定曲线界定采集的图像的像素强度与所述第一层的局部厚度之间的关系,所述标定曲线针对结构体与第一层不同的给定厚度的第二层确定;其中,所述准单色光通量的波长被选择为与相对于所述第二层的反射率的灵敏度的最小值相对应;所述方法的特征在于,其还包括:‑测量所述结构体的表面的所述至少一个区域中的第二层的厚度;‑如果测量厚度不同于标定曲线中所考虑的第二层的厚度,对厚度变化的映射图应用校正曲线,其中,所述校正曲线针对第二层的所述测量厚度界定第一层的厚度与校正因子之间的关系,以应用于第一层的厚度变化的映射图,从而确定第一层的厚度变化的校正映射图。
Description
技术领域
本发明涉及测量多层半导体层的层的厚度变化的方法,以及允许应用所述方法的系统。
背景技术
在电子领域,常常使用多层半导体结构体。
这类结构体的具体实例是绝缘体上半导体(SeOI)型结构体。
SeOI型的结构体从其底部至其表面典型地包括支撑衬底、电绝缘层和薄半导体层(称为有源层),通常在该薄半导体层之中或之上意图形成电子部件。
当该薄层为硅时,所述结构体由术语SOI指称,即“绝缘体上硅”的缩写。
电绝缘层为介电材料,尤其是支撑衬底和/或薄层的材料的氧化物。于是该层通常由术语BOX指称,即“隐埋氧化物”的缩写。
近来,开发了具有超薄硅层的SOI结构体。
这些结构体由术语“FDSOI”指称,表示“全耗尽SOI”,即完全耗尽的SOI。
“超薄”是指厚度小于或等于50nm,优选小于或等于12nm,其甚至可以减少至约5nm。
FDSOI结构体对于生产平面电子部件特别有优势,例如FDMOS(“全耗尽金属氧化物半导体”的缩写)晶体管,其沟道形成于硅薄层之中或之上。
由于所述薄层的厚度极薄,取决于该厚度的晶体管阈值电压(通常记作Vt)对于薄层的厚度变化极为敏感。
因此,对于这类应用,寻求薄硅层的最优均匀性,以便在晶体管之间具有最小的Vt波动性。
考虑到这些器件的小尺寸及其极为接近,必须在彼此非常临近的点之间(例如,每隔0.5μm)测量厚度变化。
这意味着,在制造SOI的方法期间,在大范围的空间波长(通常包括0.5μm至300mm),在SOI表面的不同点测量薄硅层和电绝缘层的厚度。
现有测量方法基于光学测量,尤其是椭圆光度法或光谱反射法。
在两种情形中,这些方法意味着通过用具有多种光学波长的光通量照射SOI来进行大量测量,由此不仅测量硅层的厚度而且测量隐埋氧化物层的厚度。
然而,采用这些技术无法进行空间波长小至0.5μm的测量。
因此,椭偏仪允许测量以大于或等于约40μm的空间波长进行。
另一方面,这些测量耗时长,且是SOI制造循环中的障碍。
而且,通过椭圆光度法或反射法以单一光学波长进行的测量无法提供以足够的精度确定硅层厚度的可能性,因为对于给定光学波长,硅层的测量厚度与厚度以及下方隐埋氧化物层的性质相关。
文献WO 2014/072109公开了测量多层半导体结构体(通常为SOI,特别是FDSOI)的层的厚度变化的方法,其意在特别是在包括0.5μm至40μm的空间波长范围内进行测量,该范围是上文所述的测量方法所无法触及的。
此方法包括:
-采用至少图像采集系统采集所述结构体的表面的至少一幅图像,所述图像通过在所述结构体的表面上反射准单色光通量而获得,
-处理所述至少一幅采集的图像以便由所述表面反射的光的强度变化来确定被测量的所述层的厚度(通常是表面硅层的厚度)的变化,
其中,所述准单色光通量的波长被选择为与相对于所述结构体的必须被测量厚度变化的层以外的层的多层结构体的反射率的灵敏度的最小值相对应。
相对于结构体的层的反射率的灵敏度与长度的倒数是齐次的,其被定义为以下两者的比值:
-所考虑的层在结构体之间具有给定厚度差(例如,0.1nm)的两个多层结构体的反射率之差,和
-所述给定厚度差,
两者的其他层的厚度在两个结构体中相同。
图1示出了对于0.1nm的所考虑的层的厚度变化,FDSOI结构体的反射率的灵敏度(记作SR,以表示)对非偏振光的波长λ的曲线,其相对于硅层计算(曲线Si1和Si2)和相对于隐埋氧化物层计算(曲线BOX1和BOX2)。
在该结构体中,硅层的厚度为约12nm,隐埋氧化物层的厚度为约25nm。
出现在该图上的虚线中的矩形指示对于照射结构体和采集反射光的图像以便确定硅层的厚度变化的最佳波长范围。
实际上,在该间隔中,相对于隐埋氧化物层的反射率的灵敏度以绝对值计是最小值(曲线BOX1和BOX2穿过0)。
这意味着使用该波长范围内的准单色光通量测量的反射率变化(在表面的图像上由像素的强度变化表示)基本上取决于被测量的硅曲线的厚度变化。
因此可以由结构体的表面所反射的光的强度变化来确定被测量层的厚度变化。
在所示实例中,光通量的最佳波长包括约510nm至530nm。因此可以选择515nm左右的准单色干涉滤光片以形成入射光通量。
为了建立层厚度变化的映射图,首先计算出标定曲线来建立采集图像的灰度水平与被测层的局部厚度之间的关系。
这种标定曲线的实例如图2所示。
这种曲线的计算需要:
-一方面,测量(例如,通过椭圆光度法)对应于给定的产品规格(这种产品规格通常包括硅层目标厚度(例如,12nm)和隐埋氧化物层目标厚度(例如,25nm))的多个FDSOI结构体的硅层厚度;
-另一方面,用具有给定波长的准单色入射光通量采集所述结构体各自的表面的区域的图像,并测量所述图像的像素强度。
由此可以将确定的硅层厚度与图像中的对应灰度水平相关联。
测量点允许构建理论曲线(c),该曲线包括横坐标的灰度水平GS(任意单位)和纵坐标的表面硅层厚度t(埃)。
然后在对应于已计算出所述标定曲线的产品规格的各结构体的检视期间使用该曲线。
在结构体的检视期间,用上述准单色光通量照射所述结构体的表面的区域并采集由该区域反射的光通量的图像。
测量所述图像的像素的强度,借助于上述标定曲线,推导出该区域的硅层的厚度。
然而,对于与具有给定规格的产品对应的FDSOI结构体,隐埋氧化物层的厚度也可能在同一结构体内变化和/或在一个结构体与另一个结构体之间变化。
如图1所示,隐埋氧化物层的厚度变化对应于应用的不同波长,后者继而引起硅层的反射率的变化和由此而来的所述层的厚度的实际厚度的不确定性。
据认为这种不确定性对于对应于给定产品规格的FDSOI结构体而言为10%至15%。
FDSOI结构体的用户现在对于厚度变化的映射的准确性有越来越严格的要求,因此有必要降低测量误差以便达到1%以下的误差。
为了改善该状况,一种可能性是对于每个测量区域确定与隐埋氧化物层的各厚度的反射率的灵敏度的最小值相对应的特定波长,并使用具有所述特定波长的准单色光通量在该区域照射结构体。
然而,这种方案在工业规模上不实用,因为这将需要大量滤光片来获得具有所需波长的准单色光通量。
发明内容
本发明的目标在于定义一种用于测量多层半导体结构体的层的厚度变化的方法,其使得能够在减少测量误差的同时与工业实践相容,特别是允许对于与同一产品规格对应的所有结构体使用具有相同波长的准单色光通量。
为此,本发明的目的是一种测量多层半导体结构体的第一层的厚度变化的方法,其包括:
-用图像采集系统采集所述结构体的表面的至少一个区域的图像,所述图像通过在所述结构体的表面的所述区域上反射准单色光通量而获得,
-处理所述采集的图像以便由表面的所述区域反射的光的强度变化确定所述第一层的厚度变化的映射图,所述处理包括将该图像的每个像素的强度与预先确定的标定曲线相比较,所述标定曲线界定采集的图像的像素强度与第一层的局部厚度之间的关系,所述标定曲线针对结构体的与第一层不同的给定厚度的第二层确定,
其中,所述准单色光通量的波长被选择为与相对于所述第二层的反射率的灵敏度的最小值相对应,
所述方法的特征在于,其还包括:
-特别是通过椭圆光度法,测量所述结构体的表面的所述至少一个区域的第二层的厚度,
-如果所述测量厚度不同于标定曲线中所考虑的第二层的厚度,对厚度变化的映射图应用校正曲线,其中,所述校正曲线针对第二层的所述测量厚度界定第一层的厚度与校正因子之间的关系,以应用于第一层的厚度变化的映射图,从而确定第一层的厚度变化的校正映射图。
相对于结构体的层的反射率的灵敏度与长度的倒数是齐次的,其被定义为以下两者的比值:
-所考虑的层在一个结构体与另一个之间具有给定厚度差(例如,0.1nm)的两个多层结构体的反射率之差,和
-所述给定厚度差,
它们的其他层的厚度在两个结构体中相同。
换言之,上文针对的两个结构体由相同的层构成,所述层在两个结构体中具有相同厚度,不同之处在于被测量反射率灵敏度的层,其被赋予在一个结构体与另一个之间不同的厚度。
该反射率灵敏度取决于用于测量的光通量的波长。
对于本发明的应用而言,关注的是所述灵敏度的绝对值,相对于被测量层以外的层的所寻求的最小灵敏度为0或接近于0。
“多层结构体”是指包含在准单色测量通量的波长处是透明的至少两个层的结构体。
“准单色”是指光谱在相对于额定波长可以扩展至±20nm的波长范围内扩展的光通量。当提及所述准单色通量的波长时,指的是所述额定波长。当然,单色光通量(即,具有单一波长)也可以用于应用本发明。
根据一个实施方式,图像采集系统是光学显微镜。
根据另一个实施方式,图像采集系统是配置为采集像素尺寸小于或等于0.25μm的图像的数码相机。
有利的是,图像采集系统的数值孔径大于或等于0.8。
光通量在结构体表面上的入射优选与所述表面成法向。
根据一个实施方式,多层结构体是由支撑衬底上的对于准单色光通量波长是透明的两个层组成的结构体。
特别是,多层结构体可以是包括支撑衬底、电绝缘层和半导体层的绝缘体上半导体结构体,测量厚度变化的层是所述半导体层。
根据一个有利的实施方式,所述结构体是FDSOI结构体,测量厚度变化的层是厚度小于或等于50nm、优选小于或等于12nm的硅层。
根据一个实施方式,采集结构体的表面的多个区域的图像,并且准单色光通量的波长对于各个区域相同。
所述方法还可以在多个半导体结构体上实施,其中,准单色光通量的波长对于各个结构体相同。
另一个目的涉及允许实施上述方法的测量系统。
所述系统包括:
-用于照射结构体的装置,其被调整为朝向所述结构体的表面发射准单色光通量,其中,所述光通量的波长与相对于结构体的与第一层不同的第二层的反射率的灵敏度的最小值相对应,相对于层的反射率的所述灵敏度等于以下两者的比值:
(i)所考虑的层具有给定厚度差的两个多层结构体的反射率之差,和
(ii)所述给定厚度差,
两个多层结构体中的其他层的厚度相同,
-图像采集系统,其被布置为通过所述准单色光通量的反射来采集结构体的表面的区域的至少一幅图像,
-特别是通过椭圆光度法,测量结构体的表面的所述至少一个区域中待测量的第二层的厚度的装置,
-存储器,其中,存储有界定采集图像的像素强度与第一层的局部厚度之间的关系的标定曲线,所述标定曲线针对给定厚度的第二层确定,
-处理系统,其被配置为从所述至少一幅采集图像由所述表面反射的光的强度变化来确定第一层的厚度变化的映射图,这通过将采集图像的每个像素的强度与标定曲线相比较来进行,
-计算系统,其被配置为从测量装置接收厚度测量数据,并且如果测量厚度不同于标定曲线中所考虑的第二层的厚度,则对厚度变化的映射图应用校正曲线,其中,所述校正曲线针对第二层的所述测量厚度界定第一层的厚度与校正因子之间的关系,以应用于所述第一层的厚度变化的映射图,从而确定所述第一层的厚度变化的校正映射图。
附图说明
本发明的其他特征和优点将从下文的具体说明中参照附图而明白,其中:
图1显示了FDSOI结构体的反射率灵敏度对波长的曲线,其相对于薄硅层(曲线Si1和Si2)和相对于隐埋氧化物层(曲线BOX1和BOX2),
图2显示了在文献WO 2014/072109中描述的方法中使用的光学显微镜的标定曲线,
图3是尝试对多层中的一层测量厚度变化的多层结构体的截面图,
图4显示了根据本发明的应用于厚度映射图的校正曲线。
具体实施方式
图3示出了要测量多层中的一层的厚度变化的多层结构体。
该结构体从其表面S至其底部依次包括第一层1、第二层2和支撑衬底3。
第一层和第二层为选择的材料,从而在测量波长处是透明的,即入射光通量能够穿过所述层的每一层并在下面层的表面上被部分反射。
通常,半导体材料和介电材料具有该性质,条件是其具有足够薄的厚度,即通常小于500nm。
极细金属层(即厚度小于200nm)也可以适用于此类多层结构体。
本领域技术人员能够针对电子学领域惯用的材料确定其对于给定波长透明的最大厚度。
另一方面,支撑衬底起着机械支持体的作用,从而通常过厚(典型地为数百μm)而不能对于测量波长透明。
所述支撑衬底可以为块体或者由多个不同材料的层构成。
在图3所示的实例中,结构体因此为双层结构体,支撑结构未被认为是可以测量其厚度变化的层。
然而,本发明不限于此类结构体,也可以应用于包括三个对测量波长透明的层或甚至更多层的结构体。
根据本发明的有利应用,结构体是绝缘体上半导体型结构体,其中,支撑衬底为衬底3,电绝缘层为隐埋层2,而半导体层为表面层1。
根据一个实施方式,测量厚度变化的层是表面半导体层1。
在FDSOI结构体的特定情形中,测量厚度变化的层是表面层1,其为厚度小于或等于50nm、优选小于或等于12nm的硅层。
基于在多层结构体的两个层中发生的反射的测量原理记载于文献WO 2014/072109(特别是参见图2及相应描述),因此在此不再赘述。
相对于层的反射率的灵敏度对应于反射率曲线相对于所考虑的层的厚度的偏导数,结构体的外层具有固定厚度。
例如,对于图3所示的SOI型结构体而言,通过设定隐埋氧化物层2的厚度并通过针对半导体层1的两种不同厚度(这些厚度两者间的差异为例如0.1nm)确定反射率,来计算反射率灵敏度。
对于同一结构体,通过设定半导体层1的厚度并通过针对隐埋氧化物层2的两种不同厚度(这些厚度两者间的差异为例如0.1nm)确定反射率,来相对于隐埋氧化物层2界定反射率的灵敏度。
在三个对测量波长透明的层的堆叠体的情形中,本领域技术人员能够根据该相同原理确定菲涅尔系数。
尤其是,在结构体包含待确定厚度变化的表面层以及两个下方的透明层的情况中,可以将两个这些层同化为单层,该单层的反射率和灵敏度可以由所述两个层的反射率和灵敏度来计算。
有利的是,结构体的表面S上的入射通量与表面成法向,这种配置简化了后续的图像处理。
然而,可以通过本领域技术人员所能进行的其他处理来利用通过与结构体表面不成法向的光通量的反射采集的图像。
为了采集表面的区域的至少一幅图像,可以使用各种图像采集系统。
优选地,采集系统的数值孔径为至少0.8。
根据本发明的一个实施方式,所述采集系统包括具有反射模式的光学显微镜,即允许对多层结构体的照射经其表面S而被观察到。该系统还包括能够采集由显微镜所看到的表面的区域的图像的传感器。
根据本发明的另一个实施方式,所述采集系统包括数码相机并允许直接采集其上反射入射光通量的结构体的表面的区域的图像。
为使这种装置的分辨率足够,据认为像素的尺寸应小于或等于0.25μm。换言之,装置的像素应对应于结构体表面上的侧边为0.25μm以下的区域。
显微镜与相机使得能够获得至多0.5μm的空间波长,这允许对结构体表面上的厚度变化进行足够精细的测定。
采集系统所采集的图像典型地为具有不同灰度水平的黑白图像。
采集系统经校准而具有与被测量层的相应厚度相对应的各种灰度水平(各个像素的强度)。
如上文所说明,由对应于同一产品规格的多个结构体,通过准单色光通量的反射采集表面的图像,并在这些相同结构体上,进行要测量厚度变化的层的椭圆光度法测量。进行成像和椭圆光度法的结构体的区域是相同的;换言之,采集图像的区域的尺寸和位置与进行椭圆光度法的区域相同。
由此获得图2所示的类型的标定曲线,其示出椭圆光度法测量的厚度对采集图像的灰度水平。在该图中,灰度水平对应于任意标度。
为了建立图2的曲线(c),通过椭圆光度法测量了5个FDSOI结构体的硅层的厚度,其硅层厚度为11nm至13nm。进而,用540nm的入射准单色光通量采集这些结构体的表面的图像,并测量这些图像的像素强度。因此可以将所确定的厚度与图像上的对应灰度水平相关联。然后,将测量点用作界定理论曲线(c)的基础。
基于该标定曲线,能够由图像的不同像素的强度来生成要测量厚度变化的层的厚度的映射。这通过将图像的每个像素的强度与预先确定的标定曲线相比较来完成,所述标定曲线界定采集的图像的像素强度与第一层的局部厚度之间的关系。因此,对于图像的每个像素,关联了相应的局部厚度。
针对被测层以外的其他层的给定厚度计算标定曲线。例如,图2所示的标定曲线是在考虑隐埋氧化物层厚度为25nm的情况下计算得到。
为了考虑隐埋氧化物层的厚度的可能变化,计算了对应于与产品规格中所考虑的厚度不同的厚度的校正曲线。
这种校正曲线的实例如图4所示。该曲线针对给定厚度的隐埋氧化物层2(例如,24nm)建立了硅层1的厚度(横坐标,nm)和待应用于硅层1的厚度映射图的校正因子(纵坐标,无单位)的关系,以获得真实厚度。
校正曲线如下获得。
对于每个结构体,通过椭圆光度法或反射法进行硅层和隐埋氧化物层的厚度的测量。所述测量在与采集图像的区域相同(就尺寸和位置而言)的区域进行。例如,如果经显微镜采集的表面的图像为80μm×80μm,椭圆光度法的光束与该图像具有相同尺寸,并被引导至结构体表面的相同区域。基于光学多层结构体的转移基质方法的理论计算(参见例如C.C.Katsidis和D.I.Siapkas,"General transfer-matrix method for opticalmultilayer systems with coherent,partially coherent and incoherentinterference",Appl.Opt.第41卷,3978-3987页,2002)允许针对BOX层的测量厚度确定硅层的实际厚度与由图像的灰度水平测量的厚度之间的关系。该关系以图4的校正曲线的形式呈现。
将校正曲线应用至已利用标定曲线获得的硅层的厚度变化的映射图。对于该映射图的每个点,通过以对应厚度乘以由校正曲线给出的适当的校正因子来完成校正。该相乘的结果是厚度变化的校正映射图,其比此前确定的映射图更为精确。
当采集了结构体的表面的多个区域的图像时,使用上述方法对于每个区域计算校正曲线。
由于椭圆光度法和/或反射法对于SOI结构体通常在测试室中可用,以进行结构体上的各种测量,因而易于实施上文所述的特定测量且不会改变测试过程的效率,即使对要探求厚度变化的每个结构体并且可能在所述结构体的多个区域上进行也是如此。
特定的校正曲线的使用使得能够采用相同波长产生对应于相同产品规格的所有结构体的厚度映射,因为其允许考虑进其他层的厚度变化。
出于这种目的的测量系统包括处理系统,其被配置为由表面反射的光的强度变化来在采集的图像上确定被测量的所述层的厚度的变化。
处理系统可因此包括设置有微处理器和存储器的计算机,在所述存储器中记录有可以由微处理器执行的程序并且包含用于应用上述计算步骤的指令。
处理系统可以进一步包括用于显示被测量层的厚度变化的映射图的屏幕。
此外,测量系统还包括照射装置,其能够产生具有被认为对于对应产品规格而言最佳的波长(即,与相对于结构体的必须测量厚度变化的层以外的层的反射率的灵敏度的最小值相对应的波长)的准单色光通量。
有利的是,上文所述的处理系统自身被配置为模拟多层结构体的光学响应并自动选择适当的准单色光通量的波长。出于该目的,测量系统进一步包括椭圆偏振仪或反射仪,其用于方便地由结构体的各个层的反射率测量所述层的厚度。
作为另选或者补充,测量系统包括用户输入相关结构体的特征(材料和不同层的厚度)的图形界面。了解这些厚度后,处理系统根据照射光通量的波长应用相对于结构体的各个层的反射率的灵敏度的模拟,并由此推导出相对于结构体的除待获得厚度变化测量的层以外的层的反射率灵敏度以绝对值计为最小值的波长范围。
最后,显而易见的是已给出的实例仅是特定的,而不是在任何意义上的关于本发明的应用领域的限制性说明。尤其是,如果本发明有利地应用于FDSOI型结构体的厚度变化的测量,其并不限于这一类结构体,而是可应用于包含对于用于测量的准单色光通量透明的至少两个层的任何多层结构体。
引用文献
WO 2014/07210
C.C.Katsidis和D.I.Siapkas,"General transfer-matrix method for opticalmultilayer systems with coherent,partially coherent and incoherentinterference",Appl.Opt.41卷,3978-3987页,2002
Claims (11)
1.一种测量多层半导体结构体的第一层的厚度变化的方法,其包括:
-用图像采集系统采集所述结构体的表面的至少一个区域的图像,所述图像通过在所述结构体的表面的所述区域上反射准单色光通量而获得,
-处理所述采集的图像以便由表面的所述区域反射的光的强度变化来确定所述第一层的厚度变化的映射图,所述处理包括将该图像的每个像素的强度与预先确定的标定曲线相比较,所述标定曲线界定采集的图像的像素强度与所述第一层的局部厚度之间的关系,所述标定曲线针对结构体的与第一层不同的给定厚度的第二层确定,
其中,所述准单色光通量的波长被选择为与相对于所述第二层的反射率的灵敏度的最小值相对应,相对于层的反射率的所述灵敏度等于以下两者的比值:
(i)所考虑的层具有给定厚度差的两个多层结构体的反射率之差,和
(ii)所述给定厚度差,
两个多层结构体中的其他层的厚度相同,
所述方法的特征在于,其还包括:
-特别是通过椭圆光度法,测量所述结构体的表面的所述至少一个区域中的第二层的厚度,
-如果所述测量厚度不同于标定曲线中所考虑的第二层的厚度,对厚度变化的映射图应用校正曲线,其中,所述校正曲线针对第二层的所述测量厚度界定第一层的厚度与校正因子之间的关系,以应用于第一层的厚度变化的映射图,从而确定第一层的厚度变化的校正映射图。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述图像采集系统是光学显微镜。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述图像采集系统是数码相机,所述数码相机被配置为采集像素尺寸小于或等于0.25μm的图像。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法,其特征在于,所述图像采集系统的数值孔径大于或等于0.8。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法,其特征在于,光通量在结构体的表面上的入射与所述表面成法向。
6.如权利要求1至5中任一项所述的方法,其特征在于,所述多层结构体是由支撑衬底上的对于准单色光通量的波长透明的两层组成的结构体。
7.如权利要求1至6中任一项所述的方法,其特征在于,所述多层结构体是包括支撑衬底、电绝缘层和半导体层的绝缘体上半导体结构体,并且测量厚度变化的层是所述半导体层。
8.如权利要求7所述的方法,其特征在于,所述结构体是FDSOI结构体,测量厚度变化的层是厚度小于或等于50nm、优选小于或等于12nm的硅层。
9.如权利要求1至8中任一项所述的方法,其特征在于,采集所述结构体的表面的多个区域的图像,并且所述准单色光通量对于各个区域具有相同的波长。
10.如权利要求1至9中任一项所述的方法,所述方法在多个半导体结构体上实施,其特征在于,所述准单色光通量对于各个结构体具有相同的波长。
11.一种用于测量多层半导体结构体的第一层的厚度变化的系统,其包括:
-用于照射所述结构体的装置,其被调整为朝向所述结构体的表面发射准单色光通量,其中,所述光通量的波长与相对于所述结构体的与第一层不同的第二层的反射率的灵敏度的最小值相对应,相对于层的反射率的所述灵敏度等于以下两者的比值:
(i)所考虑的层具有给定厚度差的两个多层结构体的反射率之差,和
(ii)所述给定厚度差,
两个多层结构体中的其他层的厚度相同,
-图像采集系统,其被布置为通过所述准单色光通量的反射来采集所述结构体的表面的区域的至少一幅图像,
-特别是通过椭圆光度法,测量所述结构体的表面的所述至少一个区域中待测量的第二层的厚度的装置,
-存储器,其中,存储有界定采集的图像的像素强度与第一层的局部厚度之间的关系的标定曲线,所述标定曲线针对给定厚度的第二层确定,
-处理系统,其被配置为从所述至少一幅采集的图像由所述表面反射的光的强度变化来确定第一层的厚度变化的映射图,这通过将采集的图像的每个像素的强度与标定曲线相比较来进行,
-计算系统,其被配置为从测量装置接收厚度测量数据,如果测量厚度不同于标定曲线中所考虑的第二层的厚度,则对厚度变化的映射图应用校正曲线,其中,所述校正曲线对于第二层的所述测量厚度界定第一层的厚度与校正因子之间的关系,以应用于第一层的厚度变化的映射图,从而确定第一层的厚度变化的校正映射图。
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