用于评估具有重复图案的物体的方法和系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于评估具有重复图案的物体的方法和系统。光学单元的 照明光学系统适于以少量辐射扫描包括与其背景光学上不同的多个规则重复 的结构元素的重复图案，产生包括多个衍射瓣的衍射图案。采集光学系统适于 将来自重复图案的附图聚焦到检测器上。所聚焦的辐射包括单一衍射瓣而不包 括其它衍射瓣。灰场检测器响应所聚焦的采集辐射而产生检测信号。光学单元 适于在灰场检测器的检测表面保持辐射图案，该辐射图案包括由重复图案产生 的第一辐射图案成分和由缺陷产生的第二辐射图案成分，其中所述第一辐射图 案成分比第二辐射成分强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及诸如包括重复图案的掩模或晶圆的物体的自动光学评估的领域。
技术介绍
诸如晶圆和光掩模的物体通过由辐射照明该物体并检测从该物体分散、从该物体反射或穿过该物体的信号而进行评估。辐射可包括光辐射、紫外线辐射和深紫外线辐射。所检测的信号由少数个众所周知的缺陷检测方法中的其中一种进行处理。部分方法包括比较表示所检査图案的检测信号与表示参考图案的相应信号。后者可以为例如经检査的物体另一区域中的相应地类似图案(通常称为芯片与芯片(Die-to-Die)检査)。另一实施例为通过适当的物理模制而产生的具有期望设计的合成图案(称为芯片与数据库比较)。在许多情形下，所检查的物体包括重复图案。重复图案包括多个规则重复的结构元素及它们的背景。这些多个规则重复的结构元素在光学上区别于它们的背景。例如，当多个规则重复的结构元素不透明时，背景为透明的。对于任一方法，物体的检测信号(即可形成所检查物体的图像)被减去参考信号(即可形成参考物体的图像)，并且该差值的简单度量，诸如其最高绝对值，用于确定缺陷是否存在。所检查图案的检测信号的强度与所检测物体相关联的电场的绝对(复)振幅平方成正比，但是其额外地或可选地，由于存在缺陷而与场扰动成正比。与在所产生的图像电场具有巨大振幅的图案的区域上出现的缺陷相比，表不在产生低振幅图像电场的图案的区域上出现的缺陷的缺陷信息通常较弱(并且甚至不显著)。图1示出了物体10的重复图案11的部分12的非限制实施例。重复图案ll包括多个基本不透明的规则重复结构元素，诸如线14 (1) 、 14 (2)和14(3)，其在背景诸如透明线15上形成。基本透明的缺陷16位于线14 (3)上(内)，而另一基本不透明的缺陷17位于背景15上(或内)。预期与缺陷16相关的缺陷信息将难以被注意到，或者不像位于图案信息的值(振幅、场强度)较高的位置处的缺陷17 —样被关注。注意到， 一般地，位于不同背景内的相似缺陷可产生不同的缺陷信号。图2示出了扫描部分重复图案所获得的现有技术的检测信号。振动曲线24示出了由于理想的不含缺陷的参考重复图案而期望形成于传感器上的电磁场。在缺陷16位置处(在传感器处)收到的净电磁场表示为26，而在缺陷17位置处收到的电磁场表示为27。在图2的底部面板上，示出了在缺陷16和17的传感器处收到的净强度，分别表示为26'和27'。如可从图2中清晰地看出的，由于缺陷16引起的电场差异远小于由于缺陷17引起的差异。因此，与缺陷16相关的缺陷信息难以通过检测工艺注意到。因此，需要能在图案场的振幅较小的位置处也能进行缺陷检测的系统和方法。
技术实现思路
一种用于评估具有重复图案的物体的系统，该系统包括包含光学单元；其中所述光学单元包含照明光学系统、采集光学系统和辐射检测器；其中所述照明光学系统适于以少量辐射扫描所述重复图案，从而产生包括多个衍射瓣(diffraction lobe))的衍射图案；其中所述采集光学系统适于将来自所述重复图案的辐射聚焦到检测器上；其中所聚焦的辐射包含单一衍射瓣而不包含其它衍射瓣；其中所述检测器响应所聚焦的采集辐射而产生检测信号；其中所述光学单元适于在检测器的检测表面保持辐射图案，该辐射图案包含由所述重复图案产生的第一辐射图案成分和由所述缺陷产生的第二辐射图案成分；其中所述第一辐射图案成分比所述第二辐射成分强。所述重复图案包含多个规则重复的结构元素，该规则重复的结构元素与其背景在光学上不同。便利地，所述第一辐射图案成分基本恒定。便利地，所述采集光学系统适于采集包括多个衍射瓣的辐射，适于阻挡除了所述单一衍射瓣之外的所有衍射P十；以及适于将来自包含所述单一衍射瓣的所述重复图案的辐射聚焦到所述检测器上。便利地，所述采集光学系统适于将来自所述重复图案的辐射聚焦到所述检测器上；其中所聚焦的辐射包含单一衍射瓣和部分其它衍射瓣。便利地，所述采集光学系统适于采集包括多个衍射瓣的辐射，并适于阻挡除了所述单 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，所述采集光学系统适于采集包括单一衍射瓣的辐射，而不采集其它衍射瓣。便利地，所述采集光学系统适于采集包含单一衍射瓣以及至少部分其它衍射瓣的辐射，而不采集此外的衍射瓣。便利地，除了所述多个规则重复的结构元素之外的至少一个实体及其背景为至少部分透明的，且其中所述采集光学系统的至少一个透镜和所述照明光学系统的至少一个透镜设置在所述物体的相对侧。便利地，所述多个规则重复的结构元素及其背景为至少部分反射性的，以及其中所述采集光学系统的至少一个透镜和所述照明光学系统的至少一个透镜设置在所述物体的相同侧。便利地，该系统包含处理单元，该处理单元适于处理所述检测信号以评估所述物体。一种用于评估具有重复图案的物体的方法，该方法包含(i)以少量辐射扫描所述重复图案，从而产生包含多个辐射瓣的衍射图案；其中所述重复图案包含多个规则重复的结构元素，该结构元素与其背景在光学上不同；(ii)采集来自所述重复图案的辐射并将包含单一衍射瓣而不包含其它衍射瓣的聚焦辐射聚焦到检测器上；其中在检测器的检测表面，所聚焦的辐射具有包含由所述重复图案产生的第一辐射图案成分和由所述缺陷产生的第二辐射图案成分的辐射图案；其中所述第一辐射图案成分比所述第二辐射成分强；以及(iii)由所述检测器检测所聚焦的采集辐射并响应产生检测信号。便利地，所述第一辐射图案成分基本恒定。便利地，所述方法包含采集含有多个衍射瓣的辐射以及阻挡除了单一衍射瓣之外的所有衍射瓣。便利地，所述采集包含将包含单一衍射瓣和部分其它衍射瓣的辐射聚焦到所述检测器上。便利地，所述方法包含采集含有多个衍射瓣的辐射，以及阻挡除了单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单一衍射瓣的辐射，而不釆集其它衍射瓣。便利地，包含采集含有单一衍射瓣和至少部分其它衍射瓣的辐射，而不采集此外的衍射瓣。便利地，所述多个规则重复的结构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过所述物体的辐射。便利地，除了所述多个规则重复的结构元素及其背景之外的至少一个实体为至少部分反射性的，以及其中所述方法包含采集从所述物体反射的辐射。便利地，所述方法包含除了所述检测信号以评估所述物体。附图说明为了理解本专利技术并明白其实际上如何实施，限制将参照附图，仅以非限制实施例方式，描述实施方式，其中图1示出了部分重复图案和两个缺陷；图2示出了通过扫描部分重复图案获得的现有技术缺陷信号；图3示出了根据本专利技术的实施方式用于评估具有重复图案的物体的系统和光瞳缝隙；图4示出了根据本专利技术的另一实施方式的在物镜上的辐射图案-，图5示出了根据本专利技术的实施方式的由图3的系统扫描图案的部分重复图案获得的检测信号；图6示出了根据本专利技术的另一实施方式由图3的系统扫描部分重复图案所获得的检测信号；图7示出了根据本专利技术的实施方式用于评估具有重复图案的物体的方法；以及图8示出了由模拟掩模检查系统而获得的样品初步结果。具体实施例方式本专利技术提供一种用于评估包括重复图案的物体的方法和系统。注意到系统 (或方法)可应用透射检查方案、反射检查方案，可使用脉冲光源或连续光源， 可利用可见光，利用紫外光或利用深紫外光，可利用轴上照明、离轴照明，可包括多个检测器，可包括一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于评估具有重复图案的物体的系统，该系统包含光学单元；其中所述光学单元包含照明光学系统、采集光学系统和灰场检测器；　其中所述照明光学系统适于以少量辐射扫描所述重复图案，从而产生包含多个衍射瓣的衍射图案；　其中所述采集光学系统 适于将来自所述重复图案的辐射聚焦到检测器上；其中所聚焦的辐射包含单一衍射瓣而不包含其它衍射瓣；　其中所述灰场检测器响应所聚焦的采集辐射而产生检测信号；　其中所述重复图案包含多个规则重复的结构元素，该规则重复的结构元素与其背景在光 学上不同；以及　其中所述光学单元适于在所述灰场检测器的检测表面保持辐射图案，该辐射图案包含由所述重复图案产生的第一辐射图案成分和由所述缺陷产生的第二辐射图案成分；其中所述第一辐射图案成分比所述第二辐射成分强。

【技术特征摘要】
2007.7.12 US 60/949,4611、一种用于评估具有重复图案的物体的系统，该系统包含光学单元；其中所述光学单元包含照明光学系统、采集光学系统和灰场检测器；其中所述照明光学系统适于以少量辐射扫描所述重复图案，从而产生包含多个衍射瓣的衍射图案；其中所述采集光学系统适于将来自所述重复图案的辐射聚焦到检测器上；其中所聚焦的辐射包含单一衍射瓣而不包含其它衍射瓣；其中所述灰场检测器响应所聚焦的采集辐射而产生检测信号；其中所述重复图案包含多个规则重复的结构元素，该规则重复的结构元素与其背景在光学上不同；以及其中所述光学单元适于在所述灰场检测器的检测表面保持辐射图案，该辐射图案包含由所述重复图案产生的第一辐射图案成分和由所述缺陷产生的第二辐射图案成分；其中所述第一辐射图案成分比所述第二辐射成分强。2、 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一辐射图案成分基 本恒定。3、 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光学单元适于光学地 衰减所述重复图案信息，使得所述检测信号包含缺陷部分和弱振荡衰减的重复 图案部分；其中所述缺陷部分与所述弱振荡衰减的重复图案部分不同。4、 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述采集光学系统适于采 集包含多个衍射瓣的辐射，适于阻挡除了所述单一衍射瓣之外的所有衍射叶； 以及适于将来自包含所述单一衍射瓣的所述重复图案的辐射聚焦到所述检测 器上。5、 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述采集光学系统适于将 来自所述重复图案的辐射聚焦到所述检测器上；其中所聚焦的辐射包含单一衍 射瓣和部分其它衍射瓣。6、 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述采集光学系统适于采 集包含多个衍射瓣的辐射，并适于阻挡除了所述单一衍射瓣和所述部分其它衍 射瓣之外的所有衍射瓣。7、 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述采集光学系统适于采集包含单一衍射瓣的辐射，而不采集其它衍射瓣。8、 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述采集光学系统适于采 集包含单一衍射瓣以及至少部分其它衍射瓣的辐射，而不采集此外的衍射瓣。9、 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，除了所述多个规则重复的 结构元素之外的至少一个实体及其背景为至少部分透明的，且其中所述采集光 学系统的至少一个透镜和所述照明光学系统的至少一个透镜设置在所述物体 的相对侧。10、 根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：史密尔·曼甘，阿米尔·莫什·萨吉夫，
申请(专利权)人：以色列商·应用材料以色列公司，
类型：发明
国别省市：IL