4引起了很少的色差（如果有的话），因此得到的干涉仪在其参考支路与样本支路之间表 现出差异色差。
[0051] 图8c图示了参考支路140,该参考支路包括使用具有预定光功率的反射镜146以 使光沿光路125返回。反射镜146将光反射并聚集到反射镜147上，反射镜147将光返回 至反射镜146,反射镜146又对光进行校准并将光返回至分束器。应注意，准确的光功率主 要取决于应用的光学系统，因此文中未提供明确的实例。光学设计领域技术人员使用传统 或数值自动光学设计技术可很容易确定具有光功率的反射镜146的准确光功率和放置。
[0052] 图9是干涉图的示意图，其将干涉仪110、110'感测的干涉条纹的强度与干涉光的 波长相关联。应注意，该干涉图是在干涉仪相对于衬底S的给定位置处获得的。应理解，干 涉仪的位置相对于衬底是固定的，并且衬底S的特征的位置相对于它们沿光路124的位置 而改变。
[0053] 在本发明的一个实施方案中，干涉仪110、110'使用的光谱包括红外线波长，因此 除了能够定位由硅制成的衬底S的上表面之外，干涉仪还能够定位硅衬底S内的特征。一 个这种结构可以是，例如如上所述的TSV的底部表面。
[0054] 如图9所示，在大约612nm处的强度数据中存在零值或空间150。该零值150是在 指定波长范围缺乏干涉的结果。该零值150的该位置和范围取决于形成干涉仪110或110' 的光学系统的性质以及衬底S的性质。在该零值150很宽的情况下，可很难获得适当地定位 并表征受测衬底S所必需的信息。在干涉仪110和110'的参考支路和样本支路的色差基 本相同的情况下，即各个支路的差异色差被最小化，零值150延伸相对较大的区域。随后， 这种干涉仪110或110'的输出具有间隙，使得更难完全表征衬底S。引入指定量的差异色 差会使零值150最小化，或在某些情况下几乎消除了零值150,并提高了干涉仪110或110' 的性能。
[0055] 零值150可造成的另一个问题是，从分光仪132获得的有用的数据中的间隙与衬 底S上的有关位置、结构或特征相对应。已发现，通过改变干涉仪110、110'的输入孔口 152 和输出孔口 154,可能够将零值150移至所希望的灵敏度范围之外，或至少将零值150移至 该零值150的副作用被最小化的位置。使孔口 152、154更大或更小，可将零值150的位置 移至图9所示曲线图的左侧或右侧。在衬底S上的有关结构在波长处通常被标识或表征至 零值150的右侧或左侧的情况下，可获得更可靠和可信的测量。
[0056] 在为图6图示的干涉仪110的情况下，干涉仪110的输入孔口 152也是其输出孔 口 154。这是由于光纤在两个方向上传导光。在本实施方案中，输入孔口 152和输出孔口 154可由光纤123自身的直径或由直径可固定或可改变（即，可使用可变虹膜）的物理孔口 (未示出）限定。应注意，重要的是确保输入孔口和输出孔口彼此成对。
[0057] 在图7图示的干涉仪110'中，输入孔口 152和输出孔口 154位于光学系统的不同 支路中。与干涉仪110相同，输入孔口 152位于光纤123的端部。应注意，在未使用光导纤 维且光在空气中传播的情况下，可使用直径固定的或可改变的简单孔口。输出孔口 154与 分光仪相邻（在光学上），且同样可仅由光纤123的输入端限定，或可由固定的或可改变的 孔口限定。同样，孔口尽可能接近成对，或应尽可能接近成对。
[0058] 尽管本文已图示并描述了本发明的具体实施方案，但本领域的普通技术人员将理 解，用于实现相同目的的任何布置均可代替所示具体实施方案。本发明的许多修改对于本 领域的普通技术人员将是显而易见的。因此，本申请旨在涵盖本发明的任何修改或变化。显 然，本发明旨在仅受所述权利要求及其等效物的限制。
【主权项】
1. 一种评估硅通孔（TSV)的质量水平的方法，所述硅通孔形成在衬底中，所述方法包 括： 在所述衬底的正面侧处获得关于TSV的顶端的几何信息； 在所述衬底的反面侧处获得关于TSV的底端的几何信息； 将所述TSV的所述顶端的几何信息和所述底端的几何信息对准，以确定所述TSV的相 应的顶端和底端的对准。2. 根据权利要求1所述的评估硅通孔（TSV)的质量水平的方法，所述方法进一步包括 获得所述衬底的基本上位于所述TSV的XY位置处的厚度值，并至少基于所述TSV的相应的 顶端和底端的几何信息推断所述TSV的几何体积，以及确定所推断的所述TSV的几何体积 是否与预定标准相似。3. -种表征微制造过程并表征由所述微制造过程形成的产品的方法，所述方法包括： 在衬底的正面侧处确定多个TSV的位置； 在衬底的反面侧处确定相同的所述多个TSV的位置；以及 确定TSV的位置在所述衬底的正面侧处和所述衬底的反面侧处之间存在未对准，以在 微制造过程中标识过程偏移。4. 根据权利要求3所述的表征微制造过程并表征由所述微制造过程形成的产品的方 法，所述方法进一步包括： 在所述衬底的所述正面侧处和所述反面侧处确定所述多个TSV的几何形状；以及 确定在所述衬底的相应的正面侧处和反面侧处的相应的TSV的几何形状的变化是否 超过从由尺寸和几何形状组成的组中选择的预定标准。5. 根据权利要求3所述的表征微制造过程并表征由所述微制造过程形成的产品的方 法，所述方法进一步包括： 将在所述衬底的所述正面侧处确定的所述多个TSV的位置与在所述衬底的所述反面 侧处确定的所述多个TSV的位置匹配；以及 如果所述TSV的匹配的位置之间有不对准，则量化该不对准的程度。6. 根据权利要求3所述的表征微制造过程并表征由所述微制造过程形成的产品的方 法，其中，在衬底的正面侧处确定多个TSV的位置的步骤在用导电材料填充所述TSV(金属 化）之前进行。7. 根据权利要求3所述的表征微制造过程并表征由所述微制造过程形成的产品的方 法，其中，在衬底的反面侧处确定相同的多个TSV的位置的步骤在已将所述衬底从标称厚 度减薄之后进行。8. -种表征微制造过程并表征由所述微制造过程形成的产品的方法，所述方法包括： 在衬底的正面侧处确定多个TSV的位置； 确定相同的所述多个TSV的底端在衬底内的位置；以及 确定在所述衬底的所述正面侧处的TSV的位置与所述TSV的所述底端在所述衬底内的 位置之间存在未对准，以标识微制造过程中的过程偏移。9. 根据权利要求8所述的表征微制造过程并表征由所述微制造过程形成的产品的方 法，所述方法进一步包括使用近红外区波长范围内的辐射，以获得所述TSV的所述底端的 位置。10. -种用于表征晶片并表征改变晶片的过程的干涉仪，所述干涉仪包括： 宽频光源，所述宽频光源的输出沿第一光路被引导朝向待表征的衬底； 分束器，所述分束器沿所述第一光路设置，所述分束器将来自所述第一光路的光的至 少一部分引导至第二光路； 物镜，所述物镜用于将沿所述第一光路传播的光聚焦到所述衬底上，所述物镜从所述 衬底收集光并使来自所述衬底的光沿所述第一光路返回至所述分束器，所述分束器将从所 述衬底返回的光的至少一部分引导到第三光路上； 光学装置，所述光学装置用于将在所述第二光路上传播的光反射回所述分束器，所述 分束器将该光的至少一部分传递到所述第三光路上，对于预定范围的波长，所述光学装置 具有的特征色差与所述物镜的特征色差相差一预定量；以及 分光仪，所述分光仪用于接收沿所述第三光路传播的光，并根据该光确定表示所述衬 底的特征的干涉图案。11. 根据权利要求10所述的用于表征晶片并表征改变晶片的过程的干涉仪，所述干涉 仪进一步包括能移除的分束器。12. 根据权利要求10所述的用于表征晶片并表征改变晶片的过程的干涉仪，所述干涉 仪进一步包括能电力地改变的分束器。13. 根据权利要求10所述的用于表征晶片并表征改变晶片的过程的干涉仪，所述干涉 仪进一步包括沿所述第二光路设置在所述光学装置与所述分束器之间的滤光器。14. 根据权利要求13所述的用于表征晶片并表征改变晶片的过程的干涉仪，其中，所 述滤光器包括空间光调制器。
【专利摘要】描述了一种用于表征微制造过程及其产品的方法。通过确定TSV的顶端和底端的几何形状和位置，对形成有TSV的衬底进行了评估。可对所述衬底上形成的各个TSV以及TSV的整个图案进行评估。
【IPC分类】G01B9/02, G01N21/00, G01B11/00
【公开号】CN105051485
【申请号】CN201480017566
【发明人】拉吉夫·罗伊, 大卫·格兰特, 大卫·S·马克斯, 汉·朱
【申请人】鲁道夫科技公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2014年1月23日
【公告号】US20150362314, WO2014116878A1