CN109155266B - 用于使用束轮廓反射法于tsv结构中测量性质的设备及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示用于测量硅穿孔TSV结构的特性的方法及设备。使用束轮廓反射率BPR工具来移动到具有TSV结构的第一xy位置。然后使用所述BPR工具来通过将z位置调整到用于在所述第一xy位置处获得测量值的第一最优z位置而在所述第一xy位置处获得最优聚焦。经由所述BPR工具，在所述第一xy位置处获得多个入射角的反射率测量值。基于所述反射率测量值而确定所述TSV结构的一或多个膜厚度。还可记录z位置且使用所述z位置来确定此TSV结构以及一或多个邻近xy位置的高度。

Description

用于使用束轮廓反射法于TSV结构中测量性质的设备及方法
技术领域
本发明一般来说涉及晶片计量及检验系统领域。更特定来说，本发明涉及用于TSV(硅穿孔)结构的计量技术。
背景技术
一般来说，半导体制造工业涉及用于使用经分层及经图案化到例如硅的衬底上的半导体材料制作集成电路的高度复杂技术。集成电路通常由多个光罩制作。光罩的产生及对此些光罩的后续光学检验已变成半导体生产中的标准步骤。半导体装置(例如逻辑及存储器装置)的制作通常包含使用大量半导体制作过程利用多个光罩来处理半导体晶片以形成半导体装置的各种特征及多个层级。多个半导体装置可在单个半导体晶片上以一布置制作且然后分离成若干个别半导体装置。
如果光罩或晶片上存在缺陷，那么所得半导体装置可能无法适当地起作用。另外，出于质量控制目的，晶片上的各种结构需要满足预定义规格或被监测。因此，存在对经改善测量机构的持续需要。
发明内容
以下呈现对所揭示内容的简化总结，以便提供对本发明的特定实施例的基本理解。本发明内容并非是对本发明的广泛概述，且其并不识别本发明的关键/紧要元素或描写本发明的范围。其唯一目的是以经简化形式呈现本文中所揭示的一些概念作为稍后呈现的较详细说明的前序。
本发明揭示一种用于测量硅穿孔(TSV)结构的特性的设备及方法。使用束轮廓反射率(BPR)工具来移动到具有TSV结构的第一位置(x,y)。然后使用所述BPR工具来通过将z位置调整到用于在所述第一位置(x,y)处获得测量值的第一最优z位置而在所述第一位置(x,y)处获得最优聚焦。经由所述BPR工具在所述第一位置(x,y)处获得多个入射角(AOI)的反射率测量值。基于所述反射率测量值确定所述TSV结构上的一或多个膜厚度。还可记录z位置且使用所述z位置来确定此TSV结构以及一或多个邻近位置(x,y)的高度。
在特定实施方案中，依据所述BPR工具的载台编码器来记录所述第一最优z位置。使用所述BPR工具来移动到邻近于所述TSV结构的第二位置(x,y)。然后使用所述BPR工具来通过将所述z位置调整到用于在所述第二位置(x,y)处获得测量值的第二最优z位置而在所述第二位置(x,y)处获得最优聚焦。还依据所述BPR工具的所述载台编码器来记录所述第二最优z位置。经由所述BPR工具在所述第二xy位置处获得多个入射角的反射率测量值。基于所述反射率测量值确定邻近于所述TSV结构的所述第二位置(x,y)的一或多个膜厚度。基于所述所记录第一及第二最优z位置以及针对所述第一及第二(x,y)位置所确定的所述膜厚度来确定所述TSV结构与所述第二位置(x,y)之间的高度差。在一个方面中，针对s偏振及p偏振获得所述第一及第二(x,y)位置的所述测量值。在另一方面中，通过在各自与反射率、入射角及厚度有关的一组菲涅耳(Fresnel)方程式中对一组菲涅耳系数进行求解来确定所述第一及第二(x,y)位置的所述膜厚度。在又一方面中，对所述组菲涅耳系数进行求解包含对所述组菲涅耳方程式采用最小二乘法拟合例程及校正所述第一及第二(x,y)位置处的一或多个膜的吸收特性。
在另一实施例中，针对多个邻近(x,y)位置重复以下操作：用于使用所述BPR工具来移动、使用所述BPR工具来获得最优聚焦、记录最优z位置、获得反射率测量值、确定一或多个膜厚度及确定高度差的操作以便获得所述多个邻近(x,y)位置的粗糙度度量。在又一方面中，所述邻近(x,y)位置覆盖约5微米到10微米之间×5微米到10微米或更多的面积。
在替代实施例中，本发明是针对一种用于测量硅穿孔(TSV)结构的特性的束轮廓反射率(BPR)系统。所述系统包含：照明光学器件模块，其用于产生入射束且以多个入射角引导所述入射束朝向样本；收集光学器件模块，其用于响应于所述入射束而获得来自所述样本的反射率测量值；及控制器，其经配置以执行上文所描述的方法操作中的一或多者。
在另一实施方案中，揭示一种用于对样本执行计量及检验的群集系统。所述群集系统包含：检验工具，其用于检验样本的缺陷；上文所描述的BPR系统实施例中的任何者；及晶片搬运系统，其用于在所述检验工具与所述BPR系统之间移动一或多个样本。在另一实施例中，所述群集系统包含：处理工具，其用于对样本执行制作过程；及晶片搬运系统，其经配置以将样本移动到所述处理工具且从所述处理工具移动样本。
下文参考各图来进一步描述本发明的这些及其它方面。
附图说明
图1A是包含在衬底上方及通孔内沉积互连层的衬底穿孔(TSV)过程的图解侧视图。
图1B是回蚀刻衬底之后的TSV过程的图解侧视图。
图1C是回蚀刻衬底且在TSV结构上方沉积膜之后的TSV过程的图解侧视图。
图2是具有多个裸片的晶片的图解俯视图，所述多个裸片在其背侧上具有多个TSV互连件。
图3是根据本发明的一个实施例的束轮廓反射法(BPR)工具中的入射射线及输出射线的图解表示。
图4是其中可实施本发明的技术的束轮廓反射法(BPR)工具的详细图解表示。
图5图解说明根据本发明的一个应用的用于BPR系统的高放大率成像光学器件。
图6是图解说明根据本发明的特定实施方案的用于确定TSV度量的程序的流程图。
图7A到7H图解说明用于使用BPR系统确定膜厚度的过程。
图8A及8B展示根据本发明的两个实施例的组合式计量/检验工具的变化形式。
图9图解说明根据本发明的特定实施方案的用于利用多个照明源将照明提供到BPR系统的测量头的系统的实施例。
具体实施方式
在以下说明中，陈述众多特定细节以便提供对本发明的透彻理解。本发明可在无这些特定细节中的一些或所有细节的情况下实践。在其它例子中，未详细描述众所周知的组件或过程操作以免不必要地使本发明模糊。虽然将联合特定实施例来描述本发明，但将理解，并非打算将本发明限于所述实施例。
可关于任何适合试样实施本文中所描述的计量及检验技术。一个实例性试样是可从其测量膜厚度的半导体结构，例如硅穿孔(TSV)结构。试样还可采取半导体光罩、太阳能面板、计算机磁盘等的形式。
TSV过程通常用于电隔离铜通孔。TSV通常完全穿过晶片或裸片。TSV利用互连技术提供其它互连技术的替代方案，例如线接合或倒装芯片。TSV互连件可具有相对较高密度且提供相对较短连接长度，举例来说，从芯片到电路板。
图1A是TSV过程的图解侧视图。如所展示，在衬底102上方及通孔部分104a内沉积互连材料104(例如Cu)。通孔可通过任何适合过程形成，例如进行穿过硅的钻孔或蚀刻。通孔可为任何适合尺寸，例如100μm到200μm深及直径50μm到100μm。然后回蚀刻衬底以暴露互连材料的一部分以便形成硅穿孔(TSV)，如图1B中所展示。衬底102可最初具有约750μm的厚度，且然后经蚀刻以在通孔中暴露Cu。
在一个实施例中，衬底102是硅晶片衬底。在其它实例中，衬底可含有任何适合块体半导体材料，例如锗、碳化硅、砷化铟、砷化镓、磷酸铟等。衬底102还可在块体半导体材料上方包含外延层。外延层可呈块体硅上方的锗层或上覆于块体硅锗上的另一硅层的形式。
衬底102还可包含其它埋入式结构或掺杂部分。另外，可将其它半导体层、绝缘层及导电层图案化于衬底102及互连TSV层104上。掺杂区及其它经图案化材料一起形成各种装置(例如金属绝缘体半导体场效应晶体管(MOSFET)装置)、隔离特征(例如电介质隔离特征(例如浅沟槽隔离或STI结构))等。
如图1B中所展示，TSV 104a的Cu部分104b暴露于衬底102的背侧上。此TSV104a及其经暴露部分104b可具有优选地密切检测及监测的各种问题，这是因为互连问题可不利地影响装置功能。举例来说，可将通孔钻制成使得通孔倾斜且不垂直于衬底表面。TSV 104a可具有不规则形状、含有孔隙或在其经暴露部分104b上具有粗糙度。
图1C是在回蚀刻衬底及在TSV结构上方沉积膜107之后的TSV过程的图解侧视图。如所展示，TSV结构不再暴露，而覆盖有膜107。在一个实例中，此膜107是在过程的中间沉积于晶片的TSV结构上方以构建最终装置且形成TSV电介质帽(例如，具有高度104d)的电介质膜。
一个计量目标可为表征Cu延伸超过晶片的背侧的量(或104c的测量值)。即，此范围104c的高度通常需要在严格的规格内。另一目标可为测量TSV帽的范围(例如，104d)。
图2是具有多个裸片(例如204a到204e)的晶片202的图解俯视图，所述裸片各自在其背侧(未展示)上具有多个TSV互连件。不同裸片或裸片部分可具有不同相关联TSV特性，例如前述TSV范围104c或104d的差异。举例来说，一个裸片204a可具有不必一直延伸穿过衬底的TSV。另一裸片204b可具有从背侧表面延伸小距离的TSV，而另一裸片204c可具有从背表面延伸较大量的TSV。
可使用一轮廓类型的计量工具(例如来自加利福尼亚州苗必达市的KLA-Tencor的Micro3000计量模块)来完成TSV的范围的高度的测量。此工具测量聚焦点与工具对应z方向移动的差以确定每一TSV的范围。尽管利用此类型的工具测量此些范围是缓慢过程，但当TSV延伸穿过仅硅衬底时可容易地获得此些测量值。然而，当硅衬底的背侧也涂覆有不同材料的一或多个层(例如，图1B的106)时可发生测量问题，这可使得难以相对于TSV的经暴露表面(104b)上的聚焦点确定不同膜涂层(例如，106)的聚焦点。举例来说，膜中的一些可为透明的，而其它膜对来自计量工具的光学入射光不透明。
本发明的特定实施例利用束轮廓反射法(BPR)工具来测量TSV结构的特性。图3是根据本发明的一个实施例的BPR工具中的入射射线及输出射线的图解表示。在典型BPR工具中，一或多个透镜(例如，分束器304)用于准直入射光302且将入射光302聚焦于样本306上的光点上方。入射束302可经聚焦基本上法向于样本306的表面以便最小化光点大小且最大化分辨率。
入射束302的个别射线将具有不同入射角，这取决于照明透镜的数值孔径。在一个BPR系统中，数值孔径是大的(例如0.9)，以便致使到达的入射射线以宽角度范围(例如约0°到65°)入射于样本306上。光的每一射线是以特定角度入射于晶片上。此角度取决于射线在束中的位置。举例来说，反射射线302a以相对于样本306的表面的法向角度反射远离分束器304。法向角度(0°)对应于垂直于样本表面的轴线308。其它入射射线(例如302b)具有较大入射角以用于击中样本表面。光的这些射线在样本上具有大入射角范围。在此图中，一个射线(束的中心)具有0°入射角(垂直于晶片)，且其它射线具有较高入射角，例如50°。在一个实施方案中，光的波长是约
Figure GDA0001859807690000051
从样本306反射的输出光射线310穿过一或多个透镜(例如，分束器304)且被一或多个检测器(例如检测器阵列312)收集。阵列检测器经配置以检测随着入射角变化的射线。即，通过处于特定入射角的入射射线成像于样本上的每一像素位置对应于阵列检测器上的经检测像素。即，每一经检测像素将对应于不同入射角。举例来说，可存在512个像素测量值，其中每一像素是随着入射角变化的反射率的测量值。
图4是其中可实施本发明的技术的束轮廓反射法(BPR)工具400的详细图解表示。系统400可包含一或多个光源(例如，402a及402b)以用于朝向样本410引导光。可实施任何适合数目及类型的光源。举例来说，光源402a可呈激光二极管(例如，673nm)形式，且光源102b可采用白色光源形式。
入射光可穿过任何适合类型及数目的分束器及透镜(例如，404a、404b、409)，所述分束器及透镜经构造、经定大小及经定形状以便将多个不同入射角度引导并聚焦到样本410的特定光点上。在一个应用中，激光源402a产生具有多个入射角的673nm或更低的射线束，所述射线束然后经准直且聚焦到样本410上。
系统400还可包含任何适合数目及类型的分束器及透镜(例如，404b、404c、404d、404e、404f)以用于引导输出光，所述输出光响应于入射束而从样本410反射到一或多个检测器或传感器(例如，406a、406b、406d、406e)上。举例来说，检测器可采用A阵列检测器406a、B阵列检测器406b、反射激光检测器406c、自动聚焦检测器406d及视频摄像机406e的形式。A阵列及B阵列检测器可经布置以从反射光收集S极性及P极性两者(例如，A阵列垂直于B阵列)。自动聚焦检测器用于检测样本是否定位于激光束的焦点处。自动聚焦信号用于移动z载台直到找到预设定自动聚焦信号为止。系统400还可包含入射光功率计406。
系统400还可包含用于控制系统的各种组件的控制器412。举例来说，控制器412可包含一或多个处理器及存储器。控制器的处理器及存储器可经编程以控制及调整系统的各种设定。每一处理器通常可包含一或多个微处理器集成电路，且还可含有接口及/或存储器集成电路且另外可耦合到一或多个共享及/或全局存储器装置。控制器的处理器及存储器还可经配置以从检测器接收输出信号或图像且出于缺陷检测或计量目的分析此数据。
控制器还可包含用于移动上面放置有样本的载台的定位机构。自动聚焦模块及控制器的定位机构可一起工作以定位样本载台来实现最优聚焦。可通过任何适合机构使照明光学器件柱相对于载台沿x、y及/或z方向移动及/或使载台相对于光学器件柱沿x、y及/或z方向移动以便扫描光罩的片块。举例来说，可利用电机机构来移动所述载台。以实例的方式，所述电机机构可由螺杆驱动器及步进式电机、具有反馈位置的线性驱动器或带式致动器及步进式电机形成。
定位机构通常还包含可经读取以便确定载台及样本的x、y或z位置的一或多个编码器，然后使用所述一或多个编码器来确定TSV高度，如本文中进一步描述。
阵列检测器可用于测量对应于每一入射角或小入射角组以及对应于线性s偏振光及p偏振光的光。举例来说，每一阵列像素可响应于以特定入射角照射样本的入射束来检测从此样本反射或散射的光。图5图解说明根据本发明的一个应用的用于BPR系统的高放大率成像光学器件。举例来说，系统放大率经配置为100x。其中h0是主光学轴线上面的平行光射线的高度、F1是焦点且θ1是在穿过F1(例如，透镜409)时穿过h0的射线的角度。针对BPR，来自样本表面的光再次穿过高放大率透镜，这将光射线弯曲回到平行。距激光光点的中心的距离h0、角度θ1及有效焦距F1遵循方程式：
h0/F1＝sin(θ1)
在BPR系统中，可存在放大激光横截面的图像的额外中继透镜。如果M是放大因子且Dp是距像素阵列处的经放大激光光点的中心的距离，那么h0＝Dp/M。
Dp＝像素#(距中心)×PW(像素宽度)，因此：
(像素#)x(PW)/(M x F1)＝sinθ1
由于项(PW)/(M x F1)趋向于针对每一阵列恒定，因此两个项(α针对A阵列且β针对B阵列)可如下定义：
针对A阵列：(距A阵列的中心的像素#)x 0.01xα＝sin(θA)
针对B阵列：(距B阵列的中心的像素#)x 0.01xβ＝sin(θB)
透镜的数值孔径(NA)与光以其针对透镜系统聚焦的最大角度有关。
针对A阵列：NA＝(距A阵列的中心的最大像素#-1)x 0.01xα＝Sin(θMax)
针对B阵列：NA＝(距B阵列的中心的最大像素#-1)x 0.01xβ＝Sin(θMax)
以实例的方式，用于BPR的最小可允许数值孔径可经选择为约0.84。
BPR技术可用于通过将高NA(通常是0.95)物镜的后聚焦平面成像到阵列检测器上来测量随入射角变化的表面的偏振反射比。还可在给定波长下测量角度变化函数以提供丰富信息，以便在不需要模型或考虑任何假设的情况下确定膜厚度及其它光学性质。由于高NA及激光源的使用，BPR系统还具有极高空间分辨率(约0.5μm)且因此可提供充分准确度以还测量其中膜的厚度在微观尺度上变化的粗糙表面。由于BPR系统的高空间分辨率及快速测量速度，可扫描表面上的区域以找到跨越经扫描区域的厚度变化。因此，可测量且分辨实际表面粗糙度。还可确定每一层的对此厚度变化的贡献。再次由于高NA设计，BPR系统可提供极准确高度敏感度。在一个实施方案中，还构造自动聚焦(AF)机构，其中光穿过具有高准确度的物镜。
可实施任何适合技术以用于使用BPR系统来测量TSV特性，例如其相对于周围膜表面(例如，106或107)的高度(例如，104c或104d)。图6是图解说明根据本发明的特定实施方案的用于确定TSV度量的程序600的流程图。最初，过程600包含在操作602中移动到第一TSV的顶部处的xy位置。举例来说，相对于样本上的第一TSV结构移动束路径以便照射于第一TSV上(样本及/或束柱光学器件移动)。每一TSV结构的位置可由设计者提供(例如，在GDSII文件中)且输入到检验工具中，所述检验工具自动地移动到第一TSV位置或操作者手动地致使检验工具到第一位置的此移动。
然后可在操作604中使用自动聚信号来调整z位置以获得最优聚焦。举例来说，输出束的部分可被接收到自动聚焦检测器(例如，406d)中且用于产生经分析以确定是否要调整z位置来实现更优聚焦的自动聚焦信号。可通过经由定位机构(例如，412)向上及向下移动载台而实现特定z位置。举例来说，在平衡放置于反射激光束的所要焦点位置处刀口截波器之后的二元检测器的信号时，可实现最优聚焦。在操作604中，还可记录z位置。举例来说，可读取编码器xyz位置(位于载台上)且将其记录/存储于存储器中以供稍后与当前TSV相关联地使用。
然后在操作606中获得当前xyz位置处的BPR测量值。即，获得不同入射角下的BPR测量值。然后在操作608中使用这些BPR测量值来得出xy位置处的一或多个膜的膜厚度(例如，t1、t2、…等)。举例来说，线性阵列检测器可为可操作的以检测不同入射角下的512个像素或512个测量值。即，随着入射角的变化测量反射率，且然后一起分析这些反射率测量值以确定膜厚度值。
可利用任何适合技术来依据BPR测量值得出膜厚度。图7A到7H图解说明用于使用BPR系统来确定膜厚度的过程。针对空气与膜之间的单个界面，图7A图解说明入射光(702)中的一些是在界面空气/膜处反射作为反射光(704)，且入射光中的一些是折射到膜中作为折射光(706)。反射光(704)加上折射光(706)等于入射光(702)。另外，反射光与折射光的比率取决于入射角、膜的折射率n1及入射平面。在此情形中，折射率n1大于1；针对给定角度i及给定入射平面反射光是40％且折射光是60％。
光射线可表示为具有振动或振荡分量的波。此振荡始终垂直于具有传播方向712及偏振方向714的入射束710a及710b的传播方向，如图7B中所展示。另外，空间中的振荡的周期是光波长。普通光射线不偏振。即，此普通非偏振射线具有在含有传播方向的所有可能平面中随机发生的振荡。
图7C展示垂直于平面722传播的非偏振光720的射线。箭头(平面722上所展示)表示振荡的方向中的一些。线性偏振光的射线仅在一个平面(例如，724)中有振荡。偏振器将非偏振光转变成线性偏振光。一个类似情况是非偏振光穿过的薄平行线栅。吸收经偏振平行于线的光，使得经透射光仅具有垂直于所述线的偏振分量。线栅偏振器是经典偏振器，且可获得并可使用其它类型的偏振器，例如基于双折射晶体或薄膜涂层的那些偏振器。实例包含格兰汤普森(Glan-Thomson)偏振器或立方体偏振器(例如，图7C的726)。
如果入射平面垂直于偏振方向(即，振荡是在垂直于入射平面的平面中)，那么入射平面称作s平面，且射线称为s偏振。图7D展示入射平面736中的入射束734的s偏振方向732。如果另一入射束742的入射平面736含有偏振方向738(即，光在入射平面736中振动)，那么入射束(742)的入射平面(736)是p平面，且射线称为p偏振。
图7E表示随着入射角变化的(反射振幅)/(入射振幅)的比率的理论变化。应注意，针对入射角0°(垂直射线)，s偏振及p偏振的反射振幅相同(反射/入射＝Ro)。针对s偏振光，反射光的强度随入射角增加。针对p-偏振光，强度首先减小且然后增加。
布鲁斯特(Brewster)角度(iB)是入射角，对于所述入射角p偏振射线的反射强度等于0。虽然振幅可改变正负号且变为负的，但由BPR系统测量的强度(强度＝振幅的平方)始终是正的。图7E中的虚曲线对应于BPR系统有效测量的内容。
在布鲁斯特角度下，无p偏振光被膜反射且所有p偏振入射光均折射到膜中，p偏振入射光然后被衬底反射且作为射线#2传出。针对薄膜，射线#1与#2之间的位移极小且彼此相干地具有叠加。对于此入射角iB，不存在反射射线#1。然而，如下文所阐释，BPR系统测量且模拟射线#1、射线#2及所有连续反射射线以确定膜厚度，如图7F中所图解说明。
布鲁斯特角度通常取决于以下关系中的空气的折射率及膜的折射率：
tan(iB)＝n1/n0
此角度下的值提供关于膜的折射率n1的信息。对于空气/氧化物界面，iB＝55°。对于空气/氮化物：iB＝63°，且对于空气/多晶Si：iB＝75°。
可通过波或振荡描述光。每一波具有振幅、α波长及相位。接下来，将考虑呈空气/膜及膜/衬底形式的两个界面，如图7F中所图解说明。射线#1是在顶部界面处反射的射线，且射线#2是折射到膜中、从衬底反射且从顶部界面出去的射线。
离开膜之后，反射射线#1及#2平行(相同角度i)。由于在此实例中膜厚度t是小的(例如，1μm)，因此两个射线实际上一致。如果检测器收集两个反射射线，那么其将测量所述两个反射射线的振荡振幅的和。
射线#2行进比射线#1长的距离(针对中心射线在膜内部是2d)。额外行进(2d)是在膜内部。由射线#2以比在空气中慢的速度(由于较高膜折射率n1)遍历此行进距离。因此，此额外行进距离致使两个射线的振荡相位之间的延迟。在射线#1及射线#2于样本外部彼此平行地行进的给定点处，射线#1的最大振幅可不与射线#2的最大振幅一致。即，其可同相地振荡。
如果射线#1及射线#2的相位差是光波的周期的倍数，那么射线#1及射线#2同相。然后两个射线#1及#2的和最大：振幅射线#1+振幅射线#2(相长干涉)。相比来说，如果当射线#2的振荡处于其最小值时射线#1的振荡处于其最大值，那么射线#1与射线#2相位相反。在此后一情形中，两个射线#1与#2的和处于最小值：振幅射线#1-振幅射线#2(相消干涉)。
此相位延迟取决于额外行进的长度2d、光在膜中的传播速度v、入射角及光的波长。额外行进距离2d又取决于膜的厚度t且取决于角度r，其中r与角度i有关(司乃耳(Snell)规则)。光波在膜中的传播速度v是：
v＝c/n1
其中c是真空中(或空气中)中的光速且n1是膜折射率。
在膜中，射线#2以比在空气中慢的速度行进。空间中的波的周期的变化类似于速度。折射率越大，速度越小且空间中的周期越小。反射光的强度取决于光的入射角i、膜折射率n、膜消光系数k、膜厚度t、光的波长λ及光的偏振。
总之，光的入射角取决于使用透镜的哪一部分来聚焦光。BPR系统通常将聚焦缩小成0.9微米或0.7微米大小的光点的入射光射线的准直柱形束聚焦于入射角范围内。由于反射角等于入射角，因此输出透镜还准直反射光束。入射光在每一界面处反射且折射，并且每一界面处的反射角及折射角取决于对应入射角。对于每一入射角，薄膜干涉确定经测量反射强度。由于入射束还经线性偏振，因此然后可通过选择平分入射或反射束的特定平面而选择偏振方向(S、P或混合的)。A阵列及B阵列然后可经定向以分别检测仅经S偏振及仅经P偏振的光。所得信号是A阵列或s偏振反射率的反射率与角度的对比，举例来说，如图7G中所展示。
不同入射角下的这些反射率测量值然后可用于确定一或多个膜厚度值。举例来说，如图7H中所展示，可确定xy位置750a处(TSV柱的顶部上)的厚度t1。可使用任何适合技术，例如对菲涅耳系数进行求解。使用关于反射率、入射角及层厚度的数学模型或方程式组中的经测量反射比信息具体地导出关于层厚度的信息。所利用的方程式基于众所周知的菲涅耳方程式。样本相对于S偏振光的反射率的主方程式如下：
Figure GDA0001859807690000101
其中RS是从隔离强度测量值导出的光的反射率，空气中的折射率视为1且t是层的厚度。方程式[1]中的常数k通过以下公式给出：
Figure GDA0001859807690000102
其中λ是激光束的波长。所有r值是用于s偏振光的反射率，其中rS1是从薄膜层的顶部表面的反射比且rS2是从膜与衬底之间的界面的反射比。
对于S偏振光，从表面薄膜层的反射率(rS1)及从衬底的反射率(rS2)通过以下方程式给出：
Figure GDA0001859807690000111
Figure GDA0001859807690000112
其中nL是薄膜层的折射率，nS是衬底的折射率，θO是空气与薄膜层的表面之间的界面处的入射角，θL是薄膜层中的入射角且θS是衬底中的入射角。
对于P偏振光，从薄膜层的表面的反射率(rP1)及从衬底的反射率(rP2)通过以下方程式给出：
Figure GDA0001859807690000113
Figure GDA0001859807690000114
p偏振光的所检测反射率是
Figure GDA0001859807690000115
可基于将使用方程式[1]到[7]的所模拟反射率与如上文所描述而获得的随入射角变化的所测量反射比值进行最佳拟合来导出薄膜层的厚度。对于衬底上的膜的多个层，可递归地应用方程式[1]到[7]以得出整个膜堆叠的反射率。可使用许多非线性最优化算法(例如高斯-牛顿(Gaussian-Newton)或LM方法)来得出最佳拟合。
如果考虑如由样本进行的光吸收及有限检测器大小的影响等此类因子做出分析，那么可进一步改善结果的准确度。吸收的量在不同材料间变化。如果材料已知，那么可将各种校正因子并入到方程式[1]及[7]中以进一步精细化确定。可通过在方程式[1]到[7]中以nS+ikS及nL+ikL替换折射率nS、nL而容易地做出吸收校正，且因此所有数学运算基于复数，其中k是与吸收系数有关的折射率的虚部。以实例的方式，可使用最小二乘法拟合例程来寻求数值解。归因于层厚度的近似解通常从过程信息已知的事实，极大地便利了此数值分析。因此，可使用最小二乘法拟合例程利用输入层厚度的可能解来对菲涅耳方程式组进行求解。如果以此方式精细化解，那么可显著地改善测量的准确度。
针对邻近于当前TSV的xy位置重复上述操作以便获得来自不包含所述TSV的表面的一部分的信号。在图1B的实例中，邻近位置可位于表面106上、邻近于TSV区域104a。在图1C中，邻近位置可位于表面107上。返回参考图6，过程600包含在操作610中移动到邻近于当前TSV的xy位置。在操作612中，使用自动聚焦信号来调整z位置以获得最优聚焦且针对当前xy位置记录z位置。然后在操作614中获得此当前邻近xyz位置处的BPR测量值。这些BPR测量值还用于在操作616中得出邻近位置的膜厚度(例如，T1、T2、…等)。举例来说，如图7H中所展示，可针对邻近于TSV结构的xy位置750b得出T1及T2的厚度值。
由于光点的大小相当小(例如，0.7微米)，因此厚度将基本上不变化。在特定实施例中，可针对特定扫描区域(例如介于约5微米到10微米×5微米到10微米之间的面积)中的每一位置重复过程600。以实例的方式，光点可相对于此特定区域以1微米增量移动。因此，针对特定TSV区域获得许多组测量值，且这些测量值可用于确定所述特定区域的多组厚度。
还可在操作618中基于顶部及邻近测量结果、所记录z位置及所规定膜界面性质而确定TSV的高度(超过周围膜表面)。即，针对两个xy位置获得的厚度及z位置可用于确定此些xy位置的相对高度。
举例来说，第一及第二xy位置的所记录高度之间的差可报告为TSV结构的高度。还可相对于用户定义的z参考报告此高度。如图7H中所展示，举例来说，可针对具有厚度T2的层的顶部设定z参考。一般来说，所记录z位置是针对其中自动聚焦信号输出所要值的载台z位置，针对所述所记录z位置真实束焦点通常驻存于膜堆叠的中间中。可通过针对每一xy位置将所确定厚度值当做输入的算法来确定实际表面相对于束焦点的位置。多个xy位置的相对高度还可用作粗糙度的度量。
返回参考图6，然后可在操作620中确定是否存在更多TSV结构。如果存在更多TSV结构，那么针对下一个TSV结构重复过程600。否则，过程结束。
本发明的特定实施例利用具有小的光点大小的BPR系统，所述BPR系统提供充分空间分辨率及因此高准确度以用于测量粗糙表面的膜厚度及相对高度(或粗糙度度量)。高空间分辨率与典型BPR系统布局的高NA特性相关联。小的光点大小及快速测量速度允许扫描区域并测量所述区域中的多个点，这允许利用高空间分辨率测量表面粗糙度且隔离膜的不同层的粗糙度。BPR系统用于测量随入射角(AOI)变化的反射比变化，所述BPR系统提供允许在不需要扩散模型的情况下同时测量膜厚度及光学性质的一组丰富的信息。本文中所描述的特定技术还提供用以以高准确度测量结构高度的方式，这是因为(a)高NA系统提供对高度的高敏感度，且(b)可通过分析BPR信号来隔离膜厚度中的每一者。
BPR系统可采用独立系统的形式或集成于群集工具中。在一个特定实施方案中，组合系统使得能够使用BPR测量半导体晶片上的TSV厚度且使用同一测量系统上的反射率或散射测量电磁波形或扫描电子显微镜(SEM)图像或信号或者使用共享机器人晶片搬运系统的至少部分的连结测量系统来测量其它计量特征(例如，CD、叠对、膜组成物等)或进行缺陷检测。可在单独测量系统上调度且执行测量TSV结构性质及其它计量或检验性质的方法。在单独测量系统上测量此些性质的方法的一个缺点是需要额外时间来调度且运行单独计量工具上的单独操作。另一缺点是共用零件的冗余及与其相关联的成本。
为克服这些缺点，可提供组合BPR及检验/计量的计量系统。在一个实施例中，BPR及检验/计量系统可为能够独立操作的单独系统，但所述单独系统以一方式连结使得其共享机器人晶片搬运系统的至少部分。
在操作中，可通过将晶片容器装载到专用于组合式计量系统的机器人晶片搬运系统上而将晶片、晶片群组或一批多个晶片引入到此组合式计量/检验系统。测量配方可经选择以规定晶片中的一些或所有晶片上的BPR测量及晶片中的一些或所有晶片上的其它计量/检验测量。可将BPR测量及其它计量/检验测量一起规定于一或多个配方中，或可规定于单独配方中。可在相同晶片上或在不同晶片上或者相同晶片中的一些及一些不同晶片上进行BPR及其它计量/检验测量。BPR及其它计量/检验系统可并行或串行地操作。
组合式计量系统的另一实例将是连结系统，所述连结系统包括BPR系统、例如由加利福尼亚州苗必达市的KLA-Tencor制造的那些计量/检验中的任何者的另一计量/检验、机器人搬运器及晶片调度系统。BPR系统还可与过程工具群集。与工厂自动化及/或工厂信息及/或工厂过程控制系统的通信可通过单独通信或自动化系统或可至少部分地或完全地共享。
组合式BPR及其它计量/检验系统的一个优点是减少完成调度及/或执行BPR及其它测量所需的总时间。可消除至少一个队列延迟时间。
图8A及8B分别展示根据本发明的两个实施例的组合式计量/检验工具的变化形式800及801。在两个图中，组合式计量/检验工具分别包含机器人晶片搬运系统802、BPR模块804、另一计量/检验模块806、晶片装载位置A 808及晶片装载位置B 810。
机器人晶片搬运系统802经配置以将晶片转移到BPR模块804及计量/检验模块806且从BPR模块804及计量/检验模块806转移晶片以及将晶片转移到晶片装载位置A 808及晶片装载位置B 810且从晶片装载位置A 808及晶片装载位置B 810转移晶片。BPR模块804经配置以测量TSV性质，例如高度、膜厚度及粗糙度等。计量检验模块806可经配置以检测缺陷或测量任何度量，例如叠对或临界尺寸(例如线宽、顶部线宽、通孔直径、侧壁角度及轮廓)。晶片装载位置A及晶片装载位置B经配置以固持一或多个晶片。在大多数情形中，固持多个晶片。晶片可来自相同批或来自不同批。
在特定实施方案中，系统800包含用于获得晶片的强度信号或图像的检验器工具系统(806)。举例来说，检验工具可基于反射、透射或以其它方式引导到一或多个光传感器的所检测光的一部分来构造光学图像或产生晶片的一部分的强度值。检验工具可然后输出强度值或图像以及编码器位置数据以用于缺陷检测分析。
在图8A及8B中，BPR模块804及计量/检验模块806是经由机器人晶片搬运系统802集成的单独系统。
BPR模块可采用任何适合形式，例如图4的BPR系统400。检验/计量模块可采用任何适合形式以用于检验具有一或多个电磁波形的样本来测量所述样本的性质或检测此样本上的缺陷。检验系统的实例包含可从加利福尼亚州苗必达市的KLA-Tencor购得的经特定配置的29xx、8xxx或3xxx检验系统族群。
在一个过程中，来自晶片装载位置A及/或晶片装载位置B的晶片中的一些具有在BPR模块804处测量的TSV性质且其后具有在计量/检验模块806处测量的其它计量或检验性质。晶片可在不被从系统移除的情况下通过两个过程测量，即，减少晶片搬运以及与其相关联的吞吐量问题。在另一操作中，来自晶片装载位置A及/或晶片装载位置B的一些晶片具有在BPR模块804处测量的TSV性质，且来自晶片装载位置A及/或晶片装载位置B的一些其它晶片具有在计量/检验模块806处测量的其它计量或检验性质。在这些操作中的任何者中，BPR及计量/检验模块可独立且同时地进行。
可首先由BPR模块804或检验/计量模块806接收晶片群组。以实例的方式，所述晶片可为装载于位置A 808处的晶片批。通过BPR模块804测量来自所述晶片群组的晶片的TSV性质。然后可通过计量/检验模块806对来自所述晶片群组的晶片执行另一计量或检验过程。可同时对不同晶片执行此些BPR及其它计量/检验操作。可举例来说由图8A及8B中所展示的机器人系统802执行晶片的转移。当执行所有测量时，(举例来说)在位置B 810处从计量工具释放所述晶片群组。
上文所描述的BPR系统并不限制本发明的范围。可关于任何适合BPR系统(例如图4的系统)实施本文中所描述的发明技术。在替代实施例中，BPR系统并入有可操作以产生多个波长范围的照明系统。在本发明的一些实施例中，来自多个照明源的照明束经组合以将处于一或多个选定波长下的照明递送到测量头。可针对在不同波长范围下变得不透明或透明的不同膜或衬底材料选择不同波长范围。即，可选择导致测试区域膜中的一或多者变得透明的波长范围。
进一步在于2010年2月23日由乔恩奥普索(Jon Opsal)发布的第7,667,841B2号美国专利及于1997年1月21日由杰弗里T.范东(Jeffrey T.Fanton)等人发布的第5,596,411号美国专利中描述可在所图解说明的系统中使用的数个多波长及多入射角检测器实施例，所述专利出于所有目的以其全文引用方式并入本文中。图9图解说明根据本发明的特定实施方案的用于利用多个照明源902将照明提供到BPR系统的测量头的系统900的实施例。从照明源902发出的照明可经组合以利用多个二向色组合器910沿着共用照明路径传播。在一实施例中，二向色组合器910经配置以沿着自由空间照明路径引导照明。在一些实施例中，照明路径的至少一部分可由一或多个光学元件(例如聚焦透镜、分束器、组合器、镜、耦合透镜、光纤、衰减器、偏振器、准直透镜等等)划界。
在一实施例中，系统900包含但不限于第一照明源902A、第二照明源902B、第三照明源902C、第四照明源902D、第五照明源902E及第六照明源902F。每一照明源902可经配置以提供处于选定波长或选定波长范围下的照明。在示范性实施例中，第一照明源902A、第二照明源902B、第三照明源902C、第四照明源902D、第五照明源902E及第六照明源902F可经配置以分别提供处于488nm、685nm、443nm、638nm、405nm及532nm的波长下的照明。在本文中应注意，出于说明性目的而包含前述示范性实施例且不应将其解释为对本发明的限制。在其它实施例中，可选择经配置以提供处于替代波长组下的照明的照明源902。
照明源902可经配置以通过相应准直透镜904(包含准直透镜904A到904F)将照明传输到由光学元件划界的导引路径(包含但不限于折镜908(包含折镜908A及908B)及二向色组合器910)。系统900可进一步包含安置于照明源902与导引路径之间的快门906(包含快门906A到906F)。快门906可经配置以允许将来自至少一个选定照明源902的照明传输到导引路径同时阻挡来自其它照明源902的照明。在一实施例中，对应于发出处于选定波长下的照明的照明源902的快门906可打开以使处于选定波长下的照明通过同时所有其它快门906保持关闭以阻挡从其它照明源902发出的处于其它波长下的照明。
在一实施例中，导引路径可包含但不限于呈图9中所图解说明及本文中所描述的紧密布置的两个折镜及五个二向色组合器。第一折镜908A可经配置以将来自第一照明源902A的照明朝向第一二向色组合器910A反射。第二折镜908B可经配置以将来自第二照明源902B的照明朝向第二二向色组合器910B反射。
二向色组合器910可经配置以透射处于超过或低于选定阈值的波长下的照明同时反射处于其它波长下的照明。替代地，二向色组合器910可经配置以透射处于选定范围内或外的波长下的照明同时反射处于其它波长下的照明。第一二向色组合器910A可经配置以将来自第一照明源902A的照明朝向第三二向色组合器910C透射。第一二向色组合器910A可经进一步配置以将来自第三照明源902C的照明朝向第三二向色组合器910C反射。
第二二向色组合器910B可经配置以将来自第二照明源902B的照明朝向第四二向色组合器910D透射。第二二向色组合器910B可经进一步配置以将来自第四照明源902D的照明朝向第四二向色组合器910D反射。
第三二向色组合器910C可经配置以将来自第一照明源902A的照明及来自第三照明源902C的照明朝向第五二向色组合器910E透射。第三二向色组合器910C可经进一步配置以将来自第五照明源902E的照明朝向第五二向色组合器910E反射。
第四二向色组合器910D可经配置以将来自第六照明源902F的照明朝向第五二向色组合器910E透射。第四二向色组合器910D可经进一步配置以将来自第二照明源902B的照明及来自第四照明源902D的照明朝向第五二向色组合器910E反射。
第五二向色组合器910E可经配置以沿着照明路径将来自第二照明源902B的照明、来自第四照明源902D的照明及来自第六照明源902F的照明透射到光学计量系统的测量头。第五二向色组合器910E可经进一步配置以沿着所述照明路径将来自第一照明源902A的照明、来自第三照明源902C的照明及来自第五照明源902E的照明反射到测量头。
在一实施例中，照明路径可包含安置于强度控制模块914之前及/或之后的一或多个偏振分束器912、916。所述强度控制模块可包含经配置以使沿着照明路径递送到测量头的照明强度衰减的光电装置，例如普克耳斯盒(Pocket's cell)。至少一个偏振分束器916可经配置以沿着递送路径将照明的一部分引导到经配置以将照明的所述部分递送到测量头的偏振通道的单模或多模光纤922。偏振分束器916可经进一步配置以沿着额外递送路径将照明的至少一个额外部分引导到经配置以将照明的所述额外部分递送到测量头的额外偏振通道的光纤936。递送路径可包含用以界定路径及/或控制沿着所述路径传播的照明的额外光学元件。举例来说，折镜930可经配置以沿着选定路径反射照明。快门918、932可经配置以选择性透射或阻挡递送到光纤922、936的照明。耦合透镜920、934可经配置以将来自自由空间的照明传送到光纤922、936。分束器924可经配置以通过透镜926、光纤及/或任何其它光学元件将来自照明路径或递送路径的照明的一小部分引导到波长监测器928。前述实例是仅出于说明性目的而提供。预期，可在不背离本发明的本质的情况下包含或不包含各种光学元件。
在此系统及其它系统中，可代替两个线性阵列或代替每一线性阵列而使用二维检测器以便收集较多所检测信息以导致较稳健解。另外，可针对不同入射角及不同波长范围使用2D检测器的不同轴线。其它类型的检测器包含四单元检测器、CCD阵列等。
一般来说，为获得编码器位置数据，可将指令发送到载台编码器系统以将xyz位置数据记录到一或多个编码器缓冲器中，且然后将另一指令发送到载台编码器系统以将来自编码器缓冲器的xyz位置数据转储或“写入”到系统存储器中。
虽然xyz编码器系统可被指令来记录实时xyz编码器位置数据且在对条区进行扫描时将此数据写入到系统存储器，但特定固件可经配置以启用实时双向通信。替代地，连续读取/写入技术还将工作使得系统使用扫描周转时间以用于写入并获得xyz编码器位置数据。
不管系统配置如何，均可利用一或多个控制器来控制系统的各种方面。举例来说，可通过控制器系统(例如通过一或多个信号处理装置)来处理由每一传感器捕获的信号，所述一或多个信号处理装置可各自包含经配置以将来自每一传感器的模拟信号转换成数字信号以用于处理的模/数转换器。控制器系统可包含经由适当总线或其它通信机构耦合到输入/输出端口及一或多个存储器的一或多个处理器。
控制器系统还可包含用于提供用户输入(例如改变聚焦及其它计量及/或检验配方参数)的一或多个输入装置(例如，键盘、鼠标、操纵杆)。控制器系统还可连接到载台定位机构以控制(举例来说)样本位置(例如，聚焦及扫描)且连接到其它检验/计量系统组件以控制此些组件的其它检验参数及配置。
控制器系统可经配置(例如，利用编程指令)以提供用于显示所得强度值、图像及其它检验/计量结果的用户接口(例如，计算机屏幕)。所述控制器系统可经配置以产生图像及/或其它所显示信号。控制器系统可经配置(例如，利用编程指令)以提供用于显示所得强度值、图像、曲线图、投影及其它检验/计量特性的用户接口(例如，在计算机屏幕上)。在特定实施例中，控制器系统经配置以执行上文详述的计量及/或检验技术。
由于此些信息及程序指令可在经特别配置的计算机系统上实施，因此此系统包含可存储于非暂时性计算机可读媒体上的用于执行本文中所描述的各种操作的程序指令/计算机代码。机器可读媒体的实例包含但不限于：磁性媒体，例如硬盘驱动器、软磁盘及磁带；光学媒体，例如CD-ROM磁盘；磁光媒体，例如光盘；及经特别配置以存储并执行程序指令的硬件装置，例如只读存储器装置(ROM)及随机存取存储器(RAM)。程序指令的实例包含例如由编译器产生的机器代码及含有可由计算机使用解译器来执行的较高级代码的文件两者。
尽管已出于清晰理解的目的而以一些细节描述前述发明，但将明了可在所附权利要求书的范围内实践某些改变及修改。应注意，存在实施本发明的过程、系统及设备的许多替代方式。因此，本发明实施例应视为说明性的而非限制性的，且本发明不应限于本文中所给出的细节。

Claims (17)

1.一种用于测量硅穿孔TSV结构的特性的方法，所述方法包括：
使用束轮廓反射率BPR工具来移动到具有TSV结构的第一xy位置；
使用所述BPR工具来通过将z位置调整到用于在所述第一xy位置处获得测量值的第一最优z位置而在所述第一xy位置处获得最优聚焦；
经由所述BPR工具在所述第一xy位置处获得多个入射角的反射率测量值；及
基于所述反射率测量值确定所述TSV结构的一或多个膜厚度。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
依据所述BPR工具的载台编码器来记录所述第一最优z位置；
使用所述BPR工具来移动到邻近于所述TSV结构的第二xy位置；
使用所述BPR工具来通过将所述z位置调整到用于在所述第二xy位置处获得测量值的第二最优z位置而在所述第二xy位置处获得最优聚焦；
依据所述BPR工具的所述载台编码器来记录所述第二最优z位置；
经由所述BPR工具在所述第二xy位置处获得多个入射角的反射率测量值；
基于所述反射率测量值确定邻近于所述TSV结构的所述第二xy位置的一或多个膜厚度；及
基于所述记录的第一及第二最优z位置以及针对所述第一及第二xy位置所确定的所述膜厚度来确定所述TSV结构与所述第二xy位置之间的高度差。
3.根据权利要求2所述的方法，其中针对s偏振及p偏振获得所述第一及第二xy位置的所述测量值。
4.根据权利要求2所述的方法，其中通过在各自与反射率、入射角及厚度有关的一组菲涅耳方程式中对一组菲涅耳系数进行求解来确定所述第一及第二xy位置的所述膜厚度。
5.根据权利要求4所述的方法，其中对所述组菲涅耳系数进行求解包含对所述组菲涅耳方程式采用最小二乘法拟合例程及校正所述第一及第二xy位置处的一或多个膜的吸收特性。
6.根据权利要求4所述的方法，其进一步包括针对多个邻近xy位置重复用于使用所述BPR工具来移动、使用所述BPR工具来获得最优聚焦、记录最优z位置、获得反射率测量值、确定一或多个膜厚度及确定高度差的操作以便获得所述多个邻近xy位置的粗糙度度量。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述邻近xy位置覆盖约5微米到10微米×5微米到10微米或更多的面积。
8.一种用于测量硅穿孔TSV结构的特性的束轮廓反射率BPR系统，其包括：
照明光学器件模块，其用于产生入射束且以多个入射角引导所述入射束朝向样本；
收集光学器件模块，其用于响应于所述入射束而获得来自所述样本的反射率测量值；及
控制器，其经配置以执行以下操作：
移动到具有TSV结构的第一xy位置；
通过将z位置调整到用于在所述第一xy位置处获得测量值的第一最优z位置而在所述第一xy位置处获得最优聚焦；
在所述第一xy位置处获得多个入射角的反射率测量值；及
基于所述反射率测量值确定所述TSV结构的一或多个膜厚度。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述控制器经进一步配置用于：
依据所述BPR工具的载台编码器来记录所述第一最优z位置；
移动到邻近于所述TSV结构的第二xy位置；
通过将所述z位置调整到用于在所述第二xy位置处获得测量值的第二最优z位置而在所述第二xy位置处获得最优聚焦；
依据所述BPR工具的所述载台编码器来记录所述第二最优z位置；
在所述第二xy位置处获得多个入射角的反射率测量值；
基于所述反射率测量值确定邻近于所述TSV结构的所述第二xy位置的一或多个膜厚度；及
基于所述记录的第一及第二最优z位置以及针对所述第一及第二xy位置所确定的所述膜厚度来确定所述TSV结构与所述第二xy位置之间的高度差。
10.根据权利要求9所述的系统，其中针对s偏振及p偏振获得所述第一及第二xy位置的所述测量值。
11.根据权利要求9所述的系统，其中通过在各自与反射率、入射角及厚度有关的一组菲涅耳方程式中对一组菲涅耳系数进行求解来确定所述第一及第二xy位置的所述膜厚度。
12.根据权利要求11所述的系统，其中对所述组菲涅耳系数进行求解包含对所述组菲涅耳方程式采用最小二乘法拟合例程及校正所述第一及第二xy位置处的一或多个膜的吸收特性。
13.根据权利要求11所述的系统，其中所述控制器进一步经配置以针对多个邻近xy位置重复用于使用所述BPR工具来移动、使用所述BPR工具来获得最优聚焦、记录最优z位置、获得反射率测量值、确定一或多个膜厚度及确定高度差的所述操作以便获得所述多个邻近xy位置的粗糙度度量。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述邻近xy位置覆盖约5微米到10微米×5微米到10微米或更多的面积。
15.根据权利要求8所述的系统，其中所述照明模块经配置以产生处于多个波长范围下的所述入射束，且所述控制器进一步经配置以针对特定膜类型选择波长范围。
16.一种用于对样本执行计量及检验的群集系统，其包括：
检验工具，其用于检验样本的缺陷；
根据权利要求8所述的BPR系统；及
晶片搬运系统，其用于在所述检验工具与所述BPR系统之间移动一或多个样本。
17.一种用于对样本执行计量及处理的群集系统，其包括：
处理工具，其用于对样本执行制作过程；
根据权利要求8所述的BPR系统；及
晶片搬运系统，其用于在所述处理工具与所述BPR系统之间移动一或多个样本。
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