反射光B2沿检测通道(其在本实例中部分地与照射通道重叠)传播到检测单元22。
[0032]优选地，用不超过且优选小于0.1 (例如可使用NA = 0.02)的数值光圈(NA)将照射光入射到晶片的平面。
[0033]如果考虑使用明场和暗场模式，或使用灰场模式，则附加的检测通道可用于定向以收集镜面反射路径外传播的光，并且在明场和暗场检测通道中提供合适偏振影响组件；或者可使用照射和检测通道两者的部分掩蔽。在后一种情况下，合适的照射和收集掩模可选择地安装在照射和探测通道中，从而在明场或暗场模式下选择地操作系统，并且消除对额外暗场检测通道的需要。在上面指出的出版物W02012/098550(其已转让给本申请的受让人)中描述了用于测量/监控各种通孔轮廓参数的这样的暗场测量系统，所述申请相对于该特定实例通过引用的方式并入本文。
[0034]本发明的系统可利用偏振影响组件，其包括偏振器和偏振状态的各种组合。如图2中的非限制实例，偏振组件可包括一个或多个元件，P、P’、P”，在图中由虚线示出，其规定是可选择的。偏振器(如果使用的话)可容纳在照射和探测通道(偏振器P和P’)中；或偏振器P和P’可由容纳在照射和探测通道的重叠区域中的共同偏振器P”所取代。
[0035]应指出，检测单元22也可包括成像探测器，且可提供被配置为针孔镜的额外的光束分离器(未示出)。后者实现镜面反射光束民的中央部的分离并允许其朝向分光计26传播，同时朝向任选的成像检测器反射光束82的周边部分结果，测量区域(在分光计26中考虑的)在成像通道的视场中心呈现“暗”中心区域。这使得能够在整个照射区域定位测量区域。
[0036]检测单元22 (即分光计26并且也可能是成像检测器的检测单元)的输出耦接到控制单元16。控制单元16通常是计算机系统，其具有数据输入/输出设备16A、数据处理器和分析器16B、存储器16C ;且可能还有显示16D。控制系统还可包括照射和/或偏振和/或掩蔽控制器16E。
[0037]如上所述，通过分析频谱测量数据可识别通孔中的缺陷，该测量数据对应于从通孔表面(例如，通孔底部)和晶片顶面的宽波段光反射。如在图3中更具体所示，晶片W的具有通孔V的区域被照射，且到达分光计的波长相关的反射B2由分别从通孔底部V _和晶片顶区域镜面反射的光部分B2’和B2”的干涉特性来确定。
[0038]控制系统16 (其数据输入设备16A)从测量单元(分光计26)或一般从任何存储装置接收这样的频谱测量数据。频谱测量数据(原始数据)由数据处理器和分析器16B处理，其操作以产生指示被测量的晶片的含通区域的的频谱响应(如随光频率变化的光强度)的对应数据。测量的原始数据可使用任何已知的合适软件和/或硬件设备(例如使用通用的处理器(控制单元)或应用专用集成电路(ASIC)或它们的组合)来处理。然后，处理器实用程序16B处理频谱响应数据(光强度-频率函数)以识别其是否被表征为一个或多个预定参数相对于无缺陷的含通孔含区域的预定频谱特征的改变(例如包括光强度的频率振荡的干扰)。如果这样的改变被识别时，控制系统生成指示通孔中的可能缺陷的输出数据。
[0039]在具体但非限制实例中，处理器16B对强度频率函数应用傅立叶变换并分析傅里叶变换数据，以识别频率振荡的干扰。参考图4A和图4B，其例示用于在通孔中没有底部缺陷的含通孔区域的频谱特征(反射频谱)和相同区域的在通孔中具有缺陷的频谱响应。优选地，常规频谱函数(强度对波长A =f(A))被变换为波数频谱(A =?.’(23?/λ))，这是因为周期振荡可在波数频谱中更好地观测。图4Α中观察到的强快速振荡(峰)对应于来自通孔的内表面和晶片顶表面的干扰信号。来自带有缺陷的通孔的反射信号(图4Β)缺少这些振荡，或者至少它们的可见性急剧降低。例如，分析指示从结构的含通孔区域的波长相关的反射的数据以确定一个或多个尖锐强度峰值的存在的条件(对应于频率振荡的干扰的条件)。
[0040]图4A至4B的两个实例的傅立叶变换数据(频谱图)示于图5中，其示出分别对应于图4A的无缺陷区域的频谱响应和图4B的含缺陷区域的频谱响应的两个图GjP G2。在图5中，横坐标轴L被缩放以便通过上述等式(I)表示从振荡频率推导的深度D。对于没有缺陷的通孔，在图G1中观测到两个尖峰(标有‘a’和‘b’)，其对应于深度值D ~ 57μπι和D^eOymo在傅立叶频谱中翻倍的峰的这样外观与以下相关联:一个峰(’ a’)对应于从通孔底部和晶片表面反射的光之间的干涉，且第二峰(对应于测量信号中的更高频率并相应地对应于更高的测量‘深度’)源于通孔底部和图5中的插图所示的硬掩模层ML之间的干涉。在明显的对比中，用于具有缺陷的通孔的傅立叶频谱(图G2)示出无明显峰，从而反映了不存在从通孔表面的显著反射场。
[0041]因此，本发明提供了用于具有高长径比的通孔表面的缺陷检测的简单而有效技术。本发明可与能够在含通孔区域上聚焦照射和从表面检测波长相关反射的任何合适频谱测量系统。
【主权项】
1.一种用于检查含通孔结构的方法，所述方法包括: 接收指示被测量的结构的含通孔区域的频谱响应的测量数据； 处理和分析所述频谱响应数据，并且在识别到所述频谱响应的至少一个参数相对于所述含通孔区域的频谱特征的变化时，生成指示所述通孔的内表面上的可能缺陷的输出数据。
2.根据权利要求1所述的方法，包括利用宽波段光束照射所述结构的含通孔区域，检测镜面反射光，以及生成所述频谱测量数据。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述照射包括通过法线入射到所述含通孔区域上聚焦所述宽波段光束。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述照射包括用基本不超过0.1的数值光圈将所述宽波段光束聚焦到所述含通孔区域。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，对所述镜面反射光的所述检测包括通过分光计接收所述镜面反射光。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述频谱响应的所述至少一个参数的变化的特征是测量的光强度的频率振荡的干扰。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，对所述频谱响应的所述处理和分析包括将傅立叶变换应用于所述频谱响应数据和分析傅里叶变换数据以识别频率振荡的干扰。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，对所述傅立叶变换数据的所述分析包括确定一个或多个峰的存在。
9.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其中，所述照射和检测包括影响所述照射和镜面反射光束中的至少一个的偏振。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述输出数据指示所述通孔的底部区域的可能缺陷。
11.一种用于检查含通孔结构的系统，所述系统包括控制系统，所述控制系统包括: 数据输入设备，用于接收指示测量结构中的含通孔区域的频谱响应的测量数据； 处理分析设备，用于处理所述频谱响应数据，并且在识别到所述频谱响应的至少一个参数相对于所述含通孔区域的频谱特征的变化时，生成指示所述通孔的内表面上的可能缺陷的输出数据。
12.根据权利要求11所述的系统，包括测量单元，该测量单元能够连接到所述控制系统，所述测量单元被配置且可操作用来产生用于照射被测量的结构的照射宽波段光束、检测来自所述结构的镜面反射光、以及生成所述频谱测量数据。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述测量单元包括宽波段光源、光导组件和包括分光计的检测单元。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述测量单元被配置为以法线入射模式操作。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的系统，其中，所述测量单元被配置为用于采用基本不超过0.1的数值光圈照射所述结构。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其中，所述检测单元还包括成像探测器。
17.根据权利要求12至16中任一项所述的系统，其中，所述测量单元被配置为用于进行明场检查模式。
18.根据权利要求12至17中任一项所述的系统，其中，所述测量单元被配置为用于进行暗场检查模式。
19.根据权利要求12至16中任一项所述的系统，其中，所述测量单元被配置为用于进行灰场检查模式。
20.根据权利要求12至19中任一项所述的系统，其中，所述测量单元包括照射通道和检测通道、以及位于所述照射通道和所述检测通道中的至少一个的至少一个偏振器。
21.根据权利要求12至17中任一项所述的系统，其中，所述频谱响应的至少一个参数的所述变化的特征是测量的光强度的频率振荡的干扰。
【专利摘要】提出了用于检查含通孔结构的方法和系统。根据该技术，处理指示被测量的结构的含通孔区域的频谱响应的测量数据，并且在识别相对于所述含通孔区域的频谱特征的频谱响应的至少一个参数的变化时，生成指示所述通孔的内表面上的可能缺陷的输出数据。
【IPC分类】H01L21-00, G01N21-00, G01N22-00
【公开号】CN104704345
【申请号】CN201380035738
【发明人】吉拉德·巴拉克, 埃拉德·多坦, 阿隆·贝莱利
【申请人】诺威量测设备股份有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2013年7月2日
【公告号】US20150192527, WO2014006614A1