專利名稱：用于評估具有重復(fù)圖案的物體的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及諸如包括重復(fù)圖案的掩?；蚓A的物體的自動光學(xué)評估的領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
諸如晶圓和光掩模的物體通過由輻射照明該物體并檢測從該物體分散、從該物體反射或穿過該物體的信號而進(jìn)行評估。輻射可包括光輻射、紫外線輻射和深紫外線輻射。
所檢測的信號由少數(shù)個眾所周知的缺陷檢測方法中的其中一種進(jìn)行處理。部分方法包括比較表示所檢査圖案的檢測信號與表示參考圖案的相應(yīng)信號。后者可以為例如經(jīng)檢査的物體另一區(qū)域中的相應(yīng)地類似圖案(通常稱為"芯片與芯片(Die-to-Die)"檢査)。另一實施例為通過適當(dāng)?shù)奈锢砟Ｖ贫a(chǎn)生的具有期望設(shè)計的合成圖案(稱為"芯片與數(shù)據(jù)庫"比較)。
在許多情形下，所檢查的物體包括重復(fù)圖案。重復(fù)圖案包括多個規(guī)則重復(fù)的結(jié)構(gòu)元素及它們的背景。這些多個規(guī)則重復(fù)的結(jié)構(gòu)元素在光學(xué)上區(qū)別于它們的背景。例如，當(dāng)多個規(guī)則重復(fù)的結(jié)構(gòu)元素不透明時，背景為透明的。
對于任一方法，物體的檢測信號(即可形成所檢查物體的圖像)被減去參考信號(即可形成參考物體的圖像)，并且該差值的簡單度量，諸如其最高絕對值，用于確定缺陷是否存在。
所檢查圖案的檢測信號的強(qiáng)度與所檢測物體相關(guān)聯(lián)的電場的絕對(復(fù))振幅平方成正比，但是其額外地或可選地，由于存在缺陷而與場擾動成正比。與在所產(chǎn)生的圖像電場具有巨大振幅的圖案的區(qū)域上出現(xiàn)的缺陷相比，表不在產(chǎn)生低振幅圖像電場的圖案的區(qū)域上出現(xiàn)的缺陷的缺陷信息通常較弱(并且甚至不顯著)。
圖1示出了物體10的重復(fù)圖案11的部分12的非限制實施例。重復(fù)圖案
ll包括多個基本不透明的規(guī)則重復(fù)結(jié)構(gòu)元素，諸如線14 (1) 、 14 (2)和14(3)，其在背景諸如透明線15上形成?；就该鞯娜毕?6位于線14 (3)上(內(nèi))，而另一基本不透明的缺陷17位于背景15上(或內(nèi))。預(yù)期與缺陷16相關(guān)的缺陷信息將難以被注意到，或者不像位于圖案信息的值(振幅、場強(qiáng)度)較高的位置處的缺陷17 —樣被關(guān)注。注意到， 一般地，位于不同背景內(nèi)的相似缺陷可產(chǎn)生不同的缺陷信號。
圖2示出了掃描部分重復(fù)圖案所獲得的現(xiàn)有技術(shù)的檢測信號。振動曲線24示出了由于理想的不含缺陷的參考重復(fù)圖案而期望形成于傳感器上的電磁場。在缺陷16位置處(在傳感器處)收到的凈電磁場表示為26，而在缺陷17位置處收到的電磁場表示為27。在圖2的底部面板上，示出了在缺陷16和17的傳感器處收到的凈強(qiáng)度，分別表示為26'和27'。
如可從圖2中清晰地看出的，由于缺陷16引起的電場差異遠(yuǎn)小于由于缺陷17引起的差異。因此，與缺陷16相關(guān)的缺陷信息難以通過檢測工藝注意到。因此，需要能在圖案場的振幅較小的位置處也能進(jìn)行缺陷檢測的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于評估具有重復(fù)圖案的物體的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括包含光學(xué)單元；其中所述光學(xué)單元包含照明光學(xué)系統(tǒng)、采集光學(xué)系統(tǒng)和輻射檢測器；其中所述照明光學(xué)系統(tǒng)適于以少量輻射掃描所述重復(fù)圖案，從而產(chǎn)生包括多個衍射瓣(diffraction lobe))的衍射圖案；其中所述采集光學(xué)系統(tǒng)適于將來自所述重復(fù)圖案的輻射聚焦到檢測器上；其中所聚焦的輻射包含單一衍射瓣而不包含其它衍射瓣；其中所述檢測器響應(yīng)所聚焦的采集輻射而產(chǎn)生檢測信號；其中所述光學(xué)單元適于在檢測器的檢測表面保持輻射圖案，該輻射圖案包含由所述重復(fù)圖案產(chǎn)生的第一輻射圖案成分和由所述缺陷產(chǎn)生的第二輻射圖案成分；其中所述第一輻射圖案成分比所述第二輻射成分強(qiáng)。所述重復(fù)圖案包含多個規(guī)則重復(fù)的結(jié)構(gòu)元素，該規(guī)則重復(fù)的結(jié)構(gòu)元素與其背景在光學(xué)上不同。便利地，所述第一輻射圖案成分基本恒定。
便利地，所述采集光學(xué)系統(tǒng)適于采集包括多個衍射瓣的輻射，適于阻擋除了所述單一衍射瓣之外的所有衍射P十；以及適于將來自包含所述單一衍射瓣的所述重復(fù)圖案的輻射聚焦到所述檢測器上。
便利地，所述采集光學(xué)系統(tǒng)適于將來自所述重復(fù)圖案的輻射聚焦到所述檢測器上；其中所聚焦的輻射包含單一衍射瓣和部分其它衍射瓣。
便利地，所述采集光學(xué)系統(tǒng)適于采集包括多個衍射瓣的輻射，并適于阻擋除了所述單 一衍射瓣和所述部分其它衍射瓣之外的所有衍射瓣。
便利地，所述采集光學(xué)系統(tǒng)適于采集包括單一衍射瓣的輻射，而不采集其它衍射瓣。
便利地，所述采集光學(xué)系統(tǒng)適于采集包含單一衍射瓣以及至少部分其它衍射瓣的輻射，而不采集此外的衍射瓣。
便利地，除了所述多個規(guī)則重復(fù)的結(jié)構(gòu)元素之外的至少一個實體及其背景為至少部分透明的，且其中所述采集光學(xué)系統(tǒng)的至少一個透鏡和所述照明光學(xué)系統(tǒng)的至少一個透鏡設(shè)置在所述物體的相對側(cè)。
便利地，所述多個規(guī)則重復(fù)的結(jié)構(gòu)元素及其背景為至少部分反射性的，以及其中所述采集光學(xué)系統(tǒng)的至少一個透鏡和所述照明光學(xué)系統(tǒng)的至少一個透鏡設(shè)置在所述物體的相同側(cè)。
便利地，該系統(tǒng)包含處理單元，該處理單元適于處理所述檢測信號以評估所述物體。
一種用于評估具有重復(fù)圖案的物體的方法，該方法包含(i)以少量輻射掃描所述重復(fù)圖案，從而產(chǎn)生包含多個輻射瓣的衍射圖案；其中所述重復(fù)圖案包含多個規(guī)則重復(fù)的結(jié)構(gòu)元素，該結(jié)構(gòu)元素與其背景在光學(xué)上不同；(ii)采集來自所述重復(fù)圖案的輻射并將包含單一衍射瓣而不包含其它衍射瓣的聚焦輻射聚焦到檢測器上；其中在檢測器的檢測表面，所聚焦的輻射具有包含由所述重復(fù)圖案產(chǎn)生的第一輻射圖案成分和由所述缺陷產(chǎn)生的第二輻射圖案成分的輻射圖案；其中所述第一輻射圖案成分比所述第二輻射成分強(qiáng)；以及(iii)由所述檢測器檢測所聚焦的采集輻射并響應(yīng)產(chǎn)生檢測信號。
便利地，所述第一輻射圖案成分基本恒定。
便利地，所述方法包含采集含有多個衍射瓣的輻射以及阻擋除了單一衍射瓣之外的所有衍射瓣。
便利地，所述采集包含將包含單一衍射瓣和部分其它衍射瓣的輻射聚焦到所述檢測器上。
便利地，所述方法包含采集含有多個衍射瓣的輻射，以及阻擋除了單一衍射瓣和部分其它衍射瓣之外的所有衍射瓣。
便利地，所述方法包含采集含有的單一衍射瓣的輻射，而不釆集其它衍射瓣。
便利地，包含采集含有單一衍射瓣和至少部分其它衍射瓣的輻射，而不采集此外的衍射瓣。
便利地，所述多個規(guī)則重復(fù)的結(jié)構(gòu)元素及其背景至少部分透明，并且其中所述方法包含采集穿過所述物體的輻射。
便利地，除了所述多個規(guī)則重復(fù)的結(jié)構(gòu)元素及其背景之外的至少一個實體為至少部分反射性的，以及其中所述方法包含采集從所述物體反射的輻射。
便利地，所述方法包含除了所述檢測信號以評估所述物體。


為了理解本發(fā)明并明白其實際上如何實施，限制將參照附圖，僅以非限制實施例方式，描述實施方式，其中
圖1示出了部分重復(fù)圖案和兩個缺陷；
圖2示出了通過掃描部分重復(fù)圖案獲得的現(xiàn)有技術(shù)缺陷信號；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式用于評估具有重復(fù)圖案的物體的系統(tǒng)和光瞳縫隙；
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的在物鏡上的輻射圖案-，
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的由圖3的系統(tǒng)掃描圖案的部分重復(fù)圖
案獲得的檢測信號；
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式由圖3的系統(tǒng)掃描部分重復(fù)圖案所
獲得的檢測信號；
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式用于評估具有重復(fù)圖案的物體的方法；
以及
圖8示出了由模擬掩模檢查系統(tǒng)而獲得的樣品初步結(jié)果。
具體實施例方式
本發(fā)明提供一種用于評估包括重復(fù)圖案的物體的方法和系統(tǒng)。注意到系統(tǒng) (或方法)可應(yīng)用透射檢查方案、反射檢查方案，可使用脈沖光源或連續(xù)光源， 可利用可見光，利用紫外光或利用深紫外光，可利用軸上照明、離軸照明，可
包括多個檢測器，可包括一個或多個空間頻率濾波器或縫隙(aperture)，可 執(zhí)行缺陷檢測、缺陷復(fù)驗、度量等等。
為了便于解釋，以下附圖關(guān)于通過透射檢測方案進(jìn)行的掩模檢查。注意到 可檢査其它物體(諸如但是不限于晶圓)。注意到即使掩模也可以反射模式進(jìn)
行檢查。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解檢測信號的強(qiáng)度與形成于檢測器上的電場 的絕對(復(fù))振幅平方成正比。因此，當(dāng)檢測信號與參考信號進(jìn)行比較時，兩 種信號之間的差值(W)可響應(yīng)于以下的和(i)由缺陷引起的電磁場的微擾 的平方(|5E|2)，以及(ii)由缺陷引起的電磁場的微擾、無缺陷圖案 引起的電磁場和這些電磁場之間的相位角的余弦(COS0)的乘積。
以數(shù)學(xué)術(shù)語，參考強(qiáng)度(/<)與所檢査圖案的強(qiáng)度(/)之間的差值(W) 可表述為
3/= I —V , + ￡re/|2H(|￡re/| 2 + 2|￡re/^|cos0 +網(wǎng)2) H 2|￡,e/<5￡|cos0 +|犯|2.
假設(shè)評估重復(fù)圖案，則￡<")為期望來自理想的無缺陷參考重復(fù)圖案(也
稱為圖案信息)的電磁場，犯(X)為由缺陷的存在而引起的對電磁場的微擾
(也稱為缺陷信息)，并且^為這兩個場之間的相位。 在由圖案引起的電磁場與微擾3五相比較弱的掩模的圖像區(qū)域中，(即，
，缺陷信號^受^:平方的控制，也就是，3i叫刮2。例如， 當(dāng)透明缺陷位于不透明規(guī)則重復(fù)的結(jié)構(gòu)元素內(nèi)時，這將發(fā)生。
相反地，在由圖案引起的電磁場與微擾(5五相比較強(qiáng)的區(qū)域中，即，|￡re/0c)| |^(x)|)，缺陷信號(5/受截項2l^,刮cos0控制，并因而隨犯線性變化。 例如，當(dāng)不透明缺陷位于透明規(guī)則重復(fù)的結(jié)構(gòu)元素內(nèi)時，這將發(fā)生。
當(dāng)對這兩個制度進(jìn)行比較時，注意到第二種情況對缺陷檢測更有利，原因 在于其可能增強(qiáng)弱缺陷信息，否則該缺陷信息將太弱而不能被檢測系統(tǒng)捕獲。
因此，所提議的方法和系統(tǒng)產(chǎn)生由沒有減小到較小振幅值的圖案所引起的電磁場，其中該較小振幅值低于由缺陷存在而引起的電磁場，即所提出的方法 和系統(tǒng)避免了其中l(wèi)A;,(x)l《l秘(x)1的情形。在檢測器處保持該關(guān)系。
便利地，該系統(tǒng)和方法在檢測器的檢測表面處提供輻射圖案，該圖案包括 由重復(fù)圖案產(chǎn)生的第一輻射圖案成分以及由缺陷產(chǎn)生的第二輻射圖案成分。第 一輻射圖案成分比第二輻射成分強(qiáng)。
上述檢測器不同于"經(jīng)典的"暗場檢測器，原因在于其檢測部分圖案信息。 上述檢測器包括與輻射相互作用的表面。該表面可稱為感應(yīng)表面或檢測表面。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的系統(tǒng)100。
系統(tǒng)100包括光學(xué)單元110。光學(xué)單元no適于關(guān)于缺陷信息光學(xué)地衰減 重復(fù)圖案信息。光學(xué)單元iio抑制在檢測器處輻射圖案的調(diào)制并同時實現(xiàn)缺陷
信息的較強(qiáng)增加。
光學(xué)單元110包括照明光學(xué)系統(tǒng)120、采集光學(xué)系統(tǒng)130和檢測器140。 注意到系統(tǒng)100可包括其它檢測器。
照明光學(xué)系統(tǒng)120適于以少量輻射掃描掩模10的重復(fù)圖案11，從而產(chǎn)生 包括多個衍射瓣(diffraction lobe)的衍射圖案。為了便于解釋，圖3示出了 零級衍射瓣210，以及兩個其它衍射瓣209 (負(fù)一級衍射瓣)和211 (第一級 衍射瓣)。
照明光學(xué)系統(tǒng)120或系統(tǒng)100可包括輻射源(未示出)，其可以為準(zhǔn)單色 光源，諸如ArF Eximer 193nm激光器。
便利地，照明光學(xué)系統(tǒng)120包括含有縫隙(aperture,也稱之為光瞳面縫 隙)的空間頻率濾波器121，通過該縫隙輻射在到達(dá)掩模10之前傳播。
空間頻率濾波器121可使照明光學(xué)系統(tǒng)120的數(shù)值孔徑區(qū)別于采集光學(xué)系 統(tǒng)120的數(shù)值孔徑。5是照明光學(xué)系統(tǒng)數(shù)值孔徑與采集光學(xué)系統(tǒng)數(shù)值孔徑之間 的比率?？臻g頻率濾波器121可影響S使其具有期望值。6可以為中等、較小、 非常小、較大以及甚至非常大。
采集光學(xué)系統(tǒng)130適于將來自重復(fù)圖案11的輻射(也稱為聚焦輻射)230 聚焦到檢測器140上。聚焦輻射230包括單一的衍射瓣(諸如零級衍射瓣210) 而不包括其它衍射瓣。
采集光學(xué)系統(tǒng)130包括空間頻率濾波器131和物鏡132。其還可以包括其 它透鏡(或其它光學(xué)組件)，其為了便于解釋沒有示出。這些其它透鏡可用于轉(zhuǎn)播已獲得的圖像、圖像放大或圖像縮小，但是這不是必須的。
注意到，盡管圖3示出零級衍射瓣210被導(dǎo)引朝向檢測器140，但是其它 衍射瓣可聚焦到檢測器140上，例如通過執(zhí)行離軸采集。還注意到可放置多個 檢測器以接收不同級的衍射瓣。
檢測器140響應(yīng)聚焦輻射230而產(chǎn)生檢測信號。該檢測器可以為電荷耦合 器件(CCD)陣列，但是這不是必需的?？墒褂闷渌鼒D像檢測器。
根據(jù)本發(fā)明的實施方式，采集光學(xué)系統(tǒng)130的數(shù)值孔徑足夠大以采集多個 衍射瓣。為了僅允許單一衍射瓣聚焦到檢測器140上，空間頻率濾波器131 阻擋源自圖案ll的所有衍射級(或除了一個之外的所有衍射級)。空間頻率 濾波器131可先于物鏡132或之后為物鏡132。為了便于解釋，空間頻率濾波 器131示為先于物鏡132?？臻g頻率濾波器131可位于物鏡132的后焦平面中。 物鏡132可包括多個透鏡并且在該情形下空間頻率濾波器131甚至可位于多個 透鏡之間。
注意到，軸上照明可用于二元掩模并且當(dāng)交替相移掩模需要離軸照明時衰 減相移掩模。
注意到，當(dāng)照明純相移掩模時，在不存在任何吸收材料處，還可使用其中 一種類型的照明(軸上或離軸)。
輻射圖案190示出在沒有空間頻率濾波器131時物鏡132可使三個衍射瓣 209、 210和211朝向檢測器140聚焦，但是由于空間頻率濾波器131，在零級 衍射瓣210穿過空間頻率濾波器131的縫隙時，衍射瓣209和211被阻擋。空 間頻率濾波器131的效應(yīng)通過圍繞衍射瓣210而沒有圍繞其它衍射瓣209和 211的圓192示出。
由于可用于處理任何調(diào)制的像場，至少兩個獨特的相互相干光束必須投射 到檢測器140上，系統(tǒng)100不僅確保像場不調(diào)制，而且其成為非零常數(shù)，其具 有由掩模10的重復(fù)圖案中的結(jié)構(gòu)元素的透射比、相位和填充因數(shù)(filling factor)所確定的振幅。
例如，如果掩模10為衰減相移掩模，則系統(tǒng)100可照明該掩模并產(chǎn)生像
場，由于掩模上的大透明區(qū)域，該像場的振幅為因數(shù)/敲[l+7^COS仰sM]乘以振 幅。這里/填充為透射TVl的圖案面積的一部分，以及仰SM為與其相關(guān)聯(lián)的相 移。對于在6。/。透射比MoSi相移掩模上的50n/。填充系數(shù)的線與空間圖案，該因數(shù)等于0.377。這導(dǎo)致了基本為常數(shù)且高于缺陷信息振幅的檢測信號的圖案
信息部分，因而有助于能易于被檢測到的強(qiáng)缺陷信號。
根據(jù)本發(fā)明的另-一實施方式，空間頻率濾波器131經(jīng)過零級衍射瓣210 和衍射瓣209及211之外的至少一個其它衍射瓣的一部分。便利地，部分衍射 瓣209和部分衍射瓣211經(jīng)過空間頻率濾波器131。該過濾方案在圖4中示出。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式在檢測器140的檢測表面處獲得的輻射 圖案。輻射圖案包括由重復(fù)圖案產(chǎn)生的第一輻射圖案成分29。該第一輻射圖 案成分為平坦的，其在重復(fù)圖案的圖像中不變化。由缺陷16和17產(chǎn)生的第二 輻射圖案成分(26和27)比第一輻射圖案成分29弱。在第一輻射圖案成分 29上成階層。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的檢測器140的檢測表面處獲得的 輻射圖案。輻射圖案包括由重復(fù)圖案產(chǎn)生的第一輻射圖案成分28。該第一輻 射圖案成分28不平坦，其包括以弱振蕩方式在重復(fù)圖案上變化的弱振蕩成分。 由缺陷16和17產(chǎn)生的第二輻射圖案成分(26，和27，)比第一輻射圖案成分 28弱。第二輻射圖案在第一輻射圖案成分28上成階層。弱振蕩可以為正弦曲 線。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式用于評估掩?；蚓A的圖案的方法300。 方法300可由系統(tǒng)IOO執(zhí)行，但這不是必須的。
方法300由階段310開始，即以少量輻射掃描重復(fù)圖案，從而產(chǎn)生包括多 個衍射瓣的衍射圖案；其中重復(fù)圖案包括與其背景在光學(xué)上不同的多個規(guī)則重 復(fù)的結(jié)構(gòu)元素。
階段310之后為階段320，即采集來自重復(fù)圖案的輻射并將包括單一衍射 瓣而不包括其它衍射瓣的聚焦輻射聚焦到檢測器上。
階段320之后為階段330，即通過檢測器檢測聚焦采集輻射并響應(yīng)產(chǎn)生檢 測信號。在檢測器的檢測表面，聚焦輻射具有輻射圖案，該輻射圖案包含由重 復(fù)圖案產(chǎn)生的第一輻射圖案成分和由缺陷產(chǎn)生的第二輻射圖案成分。第一輻射 圖案成分比第二輻射成分強(qiáng)。
便利地，第一輻射圖案成本基本恒定。
便利地，階段320包括采集包括多個衍射瓣的輻射的階段322和阻擋除 了單一衍射瓣之外的所有衍射瓣的階段324。便利地，階段320包括將包括單一衍射瓣和部分其它衍射瓣的輻射聚焦到 檢測器上。
便利地，階段320包括采集包括多個衍射瓣的輻射的階段322和阻擋除 了單一衍射瓣和部分其它衍射瓣之外的所有衍射瓣的階段234'。
便利地，階段320包括采集包括單一衍射瓣的輻射而不采集其它衍射瓣的 階段326。
便利地，階段320包括采集包括單一衍射瓣以及至少部分其它衍射瓣的輻 射而不采集此外的衍射瓣的階段326'。
圖8示出了缺陷尺寸(x-軸)和缺陷信號的標(biāo)準(zhǔn)振幅(y-軸)之間的關(guān)系。 該缺陷為在衰減相移掩模的周期線與空間的周期圖案中在或者6n/。MoSi線(不 透明圖案)或者在玻璃背景上的小方形鉻(不透明缺陷)。兩個半間距(重復(fù) 圖案的)被考慮(65 nm和45 nm @ IX,即在掩模平面的260 nm和180 nm)， 并且鉻缺陷尺寸從10nm到半間距等級變化。
曲線302示出了當(dāng)使用灰場檢測時鉻缺陷尺寸(當(dāng)位于玻璃背景上時) 與缺陷信號之間的關(guān)系。曲線304示出了當(dāng)使用亮場(虛像)檢測時鉻缺陷 尺寸(當(dāng)位于玻璃背景上時)與缺陷信號之間的關(guān)系。曲線306示出了當(dāng)使 用灰場檢測時鉻缺陷尺寸(當(dāng)位于MoSi線上時)與缺陷信號之間的關(guān)系。 曲線308示出了當(dāng)使用亮場(虛像)檢測時鉻缺陷尺寸(當(dāng)位于MoSi線上 時)與缺陷信號之間的關(guān)系。
缺陷信號標(biāo)準(zhǔn)化為背景/圖案強(qiáng)度的最大值，以反應(yīng)與亮場檢測相比，利 用灰場檢測可得到的在動態(tài)范圍中的顯著增加。
在信噪比(SNR)為1%級別時，大約60nm的缺陷易于被檢測到。事實 上，圖8示出了通過應(yīng)用上述方法和系統(tǒng)，所有小缺陷的信號隨[NAX缺陷尺 寸]2，而不管缺陷的特殊本性。其中NA為采集路徑的數(shù)值孔徑。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將易于理解在以上和通過附屬的權(quán)利要求所限定 的范圍下，各種變形和變化都可應(yīng)用到以上所限定的本發(fā)明的實施方式。
權(quán)利要求
1、一種用于評估具有重復(fù)圖案的物體的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含光學(xué)單元；其中所述光學(xué)單元包含照明光學(xué)系統(tǒng)、采集光學(xué)系統(tǒng)和灰場檢測器；其中所述照明光學(xué)系統(tǒng)適于以少量輻射掃描所述重復(fù)圖案，從而產(chǎn)生包含多個衍射瓣的衍射圖案；其中所述采集光學(xué)系統(tǒng)適于將來自所述重復(fù)圖案的輻射聚焦到檢測器上；其中所聚焦的輻射包含單一衍射瓣而不包含其它衍射瓣；其中所述灰場檢測器響應(yīng)所聚焦的采集輻射而產(chǎn)生檢測信號；其中所述重復(fù)圖案包含多個規(guī)則重復(fù)的結(jié)構(gòu)元素，該規(guī)則重復(fù)的結(jié)構(gòu)元素與其背景在光學(xué)上不同；以及其中所述光學(xué)單元適于在所述灰場檢測器的檢測表面保持輻射圖案，該輻射圖案包含由所述重復(fù)圖案產(chǎn)生的第一輻射圖案成分和由所述缺陷產(chǎn)生的第二輻射圖案成分；其中所述第一輻射圖案成分比所述第二輻射成分強(qiáng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一輻射圖案成分基 本恒定。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光學(xué)單元適于光學(xué)地 衰減所述重復(fù)圖案信息，使得所述檢測信號包含缺陷部分和弱振蕩衰減的重復(fù) 圖案部分；其中所述缺陷部分與所述弱振蕩衰減的重復(fù)圖案部分不同。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述采集光學(xué)系統(tǒng)適于采 集包含多個衍射瓣的輻射，適于阻擋除了所述單一衍射瓣之外的所有衍射葉； 以及適于將來自包含所述單一衍射瓣的所述重復(fù)圖案的輻射聚焦到所述檢測 器上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述采集光學(xué)系統(tǒng)適于將 來自所述重復(fù)圖案的輻射聚焦到所述檢測器上；其中所聚焦的輻射包含單一衍 射瓣和部分其它衍射瓣。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述采集光學(xué)系統(tǒng)適于采 集包含多個衍射瓣的輻射，并適于阻擋除了所述單一衍射瓣和所述部分其它衍 射瓣之外的所有衍射瓣。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述采集光學(xué)系統(tǒng)適于采集包含單一衍射瓣的輻射，而不采集其它衍射瓣。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述采集光學(xué)系統(tǒng)適于采 集包含單一衍射瓣以及至少部分其它衍射瓣的輻射，而不采集此外的衍射瓣。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，除了所述多個規(guī)則重復(fù)的 結(jié)構(gòu)元素之外的至少一個實體及其背景為至少部分透明的，且其中所述采集光 學(xué)系統(tǒng)的至少一個透鏡和所述照明光學(xué)系統(tǒng)的至少一個透鏡設(shè)置在所述物體 的相對側(cè)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多個規(guī)則重復(fù)的結(jié)構(gòu) 元素及其背景為至少部分反射性的，以及其中所述采集光學(xué)系統(tǒng)的至少一個透 鏡和所述照明光學(xué)系統(tǒng)的至少一個透鏡設(shè)置在所述物體的相同側(cè)。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，包含處理單元，該處理單 元適于處理所述檢測系統(tǒng)信號以評估所述物體。
12、 一種用于評估具有重復(fù)圖案的物體的方法，該方法包含 以少量輻射掃描所述重復(fù)圖案，以產(chǎn)生包含多個輻射瓣的衍射圖案；其中所述重復(fù)圖案包含多個規(guī)則重復(fù)的結(jié)構(gòu)元素，該結(jié)構(gòu)元素與其背景在光學(xué)上不 同；采集來自所述重復(fù)圖案的輻射并將包含單一衍射瓣而不包含其它衍射瓣 的聚焦輻射聚焦到檢測器上；其中在灰場檢測器的檢測表面，所聚焦的輻射具有包含由所述重復(fù)圖案產(chǎn) 生的第一輻射圖案成分和由所述缺陷產(chǎn)生的第二輻射圖案成分的輻射圖案；其 中所述第一輻射圖案成分比所述第二輻射成分強(qiáng)；以及由所述灰場檢測器檢測所聚焦的采集輻射并響應(yīng)產(chǎn)生檢測信號。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述第一輻射圖案成分 基本恒定。
14、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述檢測信號包含缺陷 部分和弱振蕩衰減重復(fù)圖案部分；其中所述缺陷部分與弱振蕩衰減重復(fù)圖案部 分不同。
15、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，包含采集含有多個衍射 瓣的輻射以及阻擋除了單一衍射瓣之外的所有衍射瓣。
16、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述采集包含將包含單---衍射瓣和部分其它衍射瓣的輻射聚焦到所述檢測器上。
17、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，包含采集含有多個衍射瓣的輻射，以及阻擋除了單一衍射瓣和部分其它衍射瓣之外的所有衍射瓣。
18、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，包含采集含有的單一衍 射瓣的輻射，而不采集其它衍射瓣。
19、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，包含采集含有單一衍射 瓣和至少部分其它衍射瓣的輻射，而不采集此外的衍射瓣。
20、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述多個規(guī)則重復(fù)的結(jié) 構(gòu)元素及其背景至少部分透明，并且其中所述方法包含采集穿過所述物體的輻 射。
21、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，除了所述多個規(guī)則重復(fù) 的結(jié)構(gòu)元素及其背景之外的至少一個實體為至少部分反射性的，以及其中所述 方法包含采集從所述物體反射的輻射。
22、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，包含除了所述檢測信號 以評估所述物體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于評估具有重復(fù)圖案的物體的方法和系統(tǒng)。光學(xué)單元的照明光學(xué)系統(tǒng)適于以少量輻射掃描包括與其背景光學(xué)上不同的多個規(guī)則重復(fù)的結(jié)構(gòu)元素的重復(fù)圖案，產(chǎn)生包括多個衍射瓣的衍射圖案。采集光學(xué)系統(tǒng)適于將來自重復(fù)圖案的附圖聚焦到檢測器上。所聚焦的輻射包括單一衍射瓣而不包括其它衍射瓣。灰場檢測器響應(yīng)所聚焦的采集輻射而產(chǎn)生檢測信號。光學(xué)單元適于在灰場檢測器的檢測表面保持輻射圖案，該輻射圖案包括由重復(fù)圖案產(chǎn)生的第一輻射圖案成分和由缺陷產(chǎn)生的第二輻射圖案成分，其中所述第一輻射圖案成分比第二輻射成分強(qiáng)。
文檔編號G03F1/00GK101510047SQ20081013073
公開日2009年8月19日 申請日期2008年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月12日
發(fā)明者史密爾·曼甘, 阿米爾·莫什·薩吉夫 申請人:以色列商·應(yīng)用材料以色列公司