CN111868471B - 用于检查包括非相似材料的对象的表面的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于测量待测量对象(300)的表面(400)的轮廓的方法(100)，所述表面尤其包括由至少两种不同材料制成的区域，待测对象(300)形成多个基本上相同的对象的部分，多个对象还包括具有至少一个参考表面的至少一个参考对象(304、306)，所述方法(100)包括以下步骤：根据第一参考表面的第一轮廓信号和第二参考表面的第二轮廓信号，确定(102)校正函数，所述第二参考表面被金属涂覆；获取(110)待测对象的表面的轮廓信号；以及将校正函数应用(116)于待测对象(300)的表面(400)的轮廓信号，以获得经校正的轮廓信号；所述轮廓信号是从干涉测量(104、112)获得的。本发明还涉及一种用于使用这种方法来测量对象的表面的轮廓的装置。

Description

用于检查包括非相似材料的对象的表面的方法和装置

技术领域

本发明涉及用于测量对象表面的轮廓或形状的方法，所述对象表面能够包括由至少两种不同的材料制成的结构或图案。本发明还涉及用于实施这种方法来测量对象表面的装置。

本发明的领域更具体地但非限制性地为光学轮廓测定法的领域。

背景技术

光学轮廓法可以确定对象的面部或表面的轮廓或形貌，以便确定存在于面部的表面形状或成像图案、粗糙度等以及获得它们的高度。

所述方法基于测量并研究在从同一光源发出的参考光辐射与检查光辐射之间获得的、分别发送到参考表面和被检查表面并且由所述表面反射的干涉信号。通过改变参考辐射或检查辐射相对于彼此的光路，可以根据干扰条纹的分析来确定反射的检查光辐射所行进的光路长度相对于参考辐射光路长度的差异，并由此推断每个测量点处的被检查表面的深度或高度，从而检测存在于所述表面上的不同图案或结构的相对高度，例如阶梯或沟槽。

然而，在对象表面反射的波会发生相移，所述相移取决于材料的物理特性，例如它们的复折射率和晶圆叠层(对于透明材料)的厚度。由于上述形貌，这种反射时的相移被添加到相移中。当对象表面上存在的图案或结构由不同的材料制成时，则每种材料反射时的相移就不同。因此，由不同材料制成的图案之间获得的相对高度是不准确的。例如，由沉积在另一种材料的衬底上的某种材料构成的阶梯可能看起来比实际高，或者相反地，所述阶梯可能看起来更低或甚至像沟槽。类似地，两个共面表面可能看起来高度不同。这种轮廓测量法不能方便地使用。

为了克服所述缺点，已知通过利用材料或存在的材料的层的堆叠的先验信息项来计算理论反射相位。以这种方式，构建了用于校正测量值的理论反射率模型。然而，这种方法非常繁琐，特别是由于现有的先验信息项的不确定性，这种方法的作用有限。此外，为了以此方式校正形貌测量，还需要识别微观领域中存在的不同材料，这可能会在多分辨率或亚分辨率结构上带来困难。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于测量对象表面轮廓的方法和系统，其可以克服这些缺点。

本发明的另一个目的是提出一种用于在不需要使用关于材料性质和图案的几何图形的先验知识的情况下测量对象表面轮廓的方法和系统。

本发明的另一个目的是提出一种测量对象表面轮廓的方法和系统，使得可以在不需要对现有的测量手段进行复杂或昂贵的改造的情况下准确地测量存在于表面上的图案或结构的相对高度。

这些目的至少部分地通过一种用于测量待测对象的表面的轮廓的方法来实现，所述对象表面尤其包括由至少两种不同材料制成的区域或结构，所述对象形成多个基本上相同的对象的部分，所述多个对象还包括具有至少一个参考表面的至少一个参考对象，所述方法包括以下步骤：

-根据来自第一参考表面的第一轮廓信号和来自第二参考表面的第二轮廓信号确定校正函数，所述第二参考表面被金属化；

-从待测对象的表面获取轮廓信号；以及

-将校正函数应用于来自待测对象的表面的轮廓信号，以获得经校正的轮廓信号；

其中，轮廓信号是从干涉测量获得的。

能够有利地实施根据本发明的方法以测量待测对象的表面的轮廓，所述表面包括由至少两种不同材料制成的区域或结构。当然，也能够实施所述方法以测量均匀的或仅包含一种材料的待测对象的表面的轮廓。

在本发明的框架内，表面的轮廓对应于表面上沿参考系的一个或两个轴(X，Y)分布的一组点的相对高度或相对于参考点的高度。因此，表面轮廓代表所述表面的形状，并且特别旨在确定存在的结构的相对高度和/或表面状况，例如粗糙度的测量值。

轮廓信号能够是轮廓或对应于轮廓，或者对应于表示轮廓的变量。

校正函数是应用于轮廓信号的函数，其发送经校正的轮廓信号。校正函数能够包括例如与校正轮廓信号的组合或与表示校正轮廓的变量的组合。

在本发明的框架内，被称为“基本上相同”的对象是被假定为相同的对象，或在理论上或设计上相同的对象，但它们可能呈现出变化或差异，所述变化或差异例如源于它们的制造过程中的可变性或不确定性。这些“基本上相同”的对象能够尤其构成具有区域的表面，这些区域具有相同的位置和相同的材料，但是所述表面的轮廓至少在某些位置上具有差异。因此，多个对象能够尤其源自一个制造系列或批次，或者源自同一个制造过程。例如，对象能够来自一个生产系列或批次的包括光学或电子部件的衬底(晶圆等)。

干涉测量是通过使用本领域技术人员已知的在太赫兹频带中起作用的光学干涉或干涉技术进行的。这些干涉测量利用了参考光束或辐射与被待检查表面反射的检查光束或辐射之间的干涉。这些干涉测量使得可以确定所述表面的不同点处的海拔或高度。这些组合的海拔产生表示所述表面的形状或(海拔)轮廓的轮廓信号。

第二参考表面被金属化，即其包括在干涉测量之前沉积的金属层。金属层在整个表面上是均匀的，并且其厚度使得来自测量系统的入射测量波完全被金属化表面反射而不会穿透到金属层中。此外，所述金属层足够精细以符合所覆盖的表面的轮廓或形状，即在其表面上准确地再现所覆盖的表面的轮廓或形状。

优选地，第一参考表面未被金属化，或者至少其未被修改，即在干涉测量之前没有经过金属层的沉积。然而，当然，如果第一表面形成了待测对象的部分，则能够包括金属化区域。

因此，根据本发明的方法提出：从形成例如同一生产系列的所述对象的部分的多个对象中选择至少一个参考对象，以用于确定校正函数或轮廓，尤其是在每个关注位置处的校正函数或轮廓。然后，将所述校正函数或轮廓应用于对例如来自此生产系列的其他待测对象进行的所有轮廓测量。

因此，假设这些对象彼此之间以及这些对象与参考对象之间至少在所存在的区域或结构的复反射率方面足够相同，则根据本发明的方法使得能够对轮廓测量进行校正，以便获得所有对象的经校正的轮廓。经校正的轮廓表示对象表面上不同区域或结构的正确相对高度。

然后，通过使用参考测量值，能够消除当表面上反射时的相移对区域或图案的测量高度的影响，所述相移取决于对象表面上存在的不同类型的材料的物理特性。然后，仅参考对象由于其表面的金属化而不可用。

应该注意，金属化的参考对象的“损耗”并不是很不方便，这是因为在包含光学或电子部件的衬底(晶圆等)的生产期间，通常会对这些衬底中的一些进行金属化处理，以便通过采样执行用于质量控制的测量。从这一点来看，本发明通过对所生产的全部或部分对象进行非破坏性测试，从而使得可以使被金属化并因此而被破坏的对象的数量最小化。此外，与通过采样的破坏性测试方法相比，本发明使得可以测试实际生产和可用的、并且因此不被破坏的对象。

因此，根据本发明的方法能够有利地被用于测试对象的生产工艺。因此，能够监视工艺的质量，并且能够在偏离期望的轮廓的情况下调整工艺参数。如前所述，为了构成参考对象，仅废弃少量对象(例如，每制造批次或每系列一个)。

因此，对于确定步骤，不需要关于表面材料的性质或厚度或关于层或图案的几何形状的先验知识。因此，根据本发明的方法能够通过当前的测量装置与本领域技术人员已知的用于沉积金属层的装置相结合来实现。无需添加特定装置。

有利地，能够针对源自同一生产系列的多个待测对象执行获取轮廓信号和应用校正函数的步骤。

类似地，能够使用源自同一生产系列的待测对象的至少一个参考对象来执行确定校正函数的步骤。

因此，能够将校正函数应用于来自例如源自同一生产系列的多个对象的所有待测对象的轮廓测量中的每次轮廓测量。因此，可以知道制造方法从一个对象到另一个对象或随着时间的变化性。另外，被检查系列中只有一个对象或样品在其表面金属化后变得不可用。

有利地，第二参考表面能够对应于同一参考对象的金属化(或金属化后)的第一参考表面。

在这种情况下，能够选择单个参考对象，并且在参考表面的金属化之前和之后获取参考轮廓信号。

可替选地，第一参考表面和第二参考表面能够是两个不同参考对象的对应表面。

在所述实施例中，校正函数由两个参考对象确定，所述两个参考对象中只有一个参考对象具有金属化的表面。

也能够通过分别对属于多个相同或不同的参考对象的多个第一参考表面和多个第二参考表面进行的多个测量来生成校正函数。因此，可以获得与在多个参考对象上确定的校正的平均值相对应的校正函数。

根据本发明的方法能够包括金属化步骤，所述金属化步骤包括在参考对象的参考表面上沉积适形的金属层。

所述金属层必须足够厚，以使它对光是不透明的，但是要足够薄以免改变表面的形状，并因此而紧密贴合。实际上，它能够由大约几十纳米的金属层(例如40nm的钽)构成。

所述金属化步骤能够通过实施本领域技术人员已知的技术来进行，例如CVD(化学气相沉积)型或PVD(物理气相沉积)型的技术。在PVD类型的技术中，尤其可以涉及真空沉积和阴极喷涂(溅射)。

有利地，确定校正函数的步骤能够在第一参考表面和第二参考表面的被称为关注位置的几个位置处执行，所述几个位置分别位于第一参考表面和第二参考表面上的相同位置。特别地，能够选择关注位置，使得第一参考表面的每个关注位置对应于第二参考表面的一个相同的关注位置。

关注位置对应于第一参考表面和第二参考表面的轮廓信号(或多个轮廓)中的关注点。因此，能够根据来自第一参考表面和第二参考表面在这些关注点处的轮廓信号的值来确定校正函数。因此，这构成了校正轮廓，所述校正轮廓使得可以校正轮廓信号中的系统误差。

获取轮廓信号的步骤能够在待测对象的表面的被称为测量位置的几个位置处进行，所述几个位置位于与参考表面的关注位置相同的区域，或者位于具有与关注位置的特征相同的特征(即由相同的材料制成，并且优选地是由相同的几何结构制成)的区域。通过考虑相应的关注位置，能够对对象表面的所述测量位置执行应用校正函数的步骤。

如前所述，测量位置对应于来自待测对象的表面的轮廓信号中的测量点。因此，在与测量位置相对应的测量点处，能够将校正函数(或校正轮廓)应用于来自待测对象表面的轮廓信号。

根据实施例，确定校正函数的步骤能够包括在第二轮廓信号与第一轮廓信号之间作差(或相减)，这两个轮廓信号源自对参考表面进行的参考测量。所述步骤能够产生校正轮廓信号。

这样的作差或相减的步骤实施起来不是很复杂，需要很少的资源和非常短的处理时间。

根据实施例，应用校正函数的步骤能够包括校正轮廓信号和轮廓信号的求和，可选地是代数的。

这样的求和步骤实施起来不是很复杂，需要很少的资源和非常短的处理时间。

根据实施例，根据本发明的方法能够包括将来自第二参考表面的第二轮廓信号相对于来自第一参考表面的第一轮廓信号几何对准的步骤。所述步骤能够在确定校正函数期间执行。

根据实施例，根据本发明的方法能够包括将来自待测对象的表面的轮廓信号相对于参考表面的第一轮廓信号或第二轮廓信号几何对准的步骤。所述步骤能够在应用校正函数期间执行，以确保将校正函数正确地相对于待测对象的表面进行“定位”。

这些对准步骤能够包括对至少一个轮廓信号应用空间变换函数例如平移、旋转和/或放大，以使得轮廓信号在空间上最佳地重叠。因此，可以校正获取装置的误差，例如对象的任何定位误差。

根据实施例，能够实施根据本发明的方法，以便测量包括衬底或在衬底上产生的元件的待测对象的表面的轮廓。

衬底能够是用于生产例如玻璃类型的集成光学部件的衬底。衬底也能够是例如由硅制成的半导体衬底。在常用的术语中，衬底能够包括但不限于晶圆、面板、晶圆载体、重建晶圆、框架上晶圆等。

在衬底上产生的元件能够包括例如芯片、或电子电路或光学电路和/或诸如图案、光栅、沟槽、通孔或连接元件的结构。

根据实施例，根据本发明的方法能够包括以下步骤：

-根据至少一个参考衬底确定校正函数，

-根据另一个待测衬底获取轮廓信号。

根据本发明的另一方面，提出了一种用于测量对象的表面的轮廓的装置，所述表面包括由至少两种不同材料制成的区域，所述对象形成源自所述对象的同一生产系列的多个基本上相同的对象的部分，所述多个对象包括具有至少一个参考表面的至少一个参考对象，所述装置包括：

-干涉测量装置，其被布置成分别从第一参考表面获取第一轮廓信号、从第二金属化参考表面获取第二轮廓信号并且从待测对象的表面获取轮廓信号。

-处理模块，其被配置用于根据第一轮廓信号和第二轮廓信号确定校正函数，并且将所述校正函数应用于来自待测对象的表面的轮廓信号以获得经校正的轮廓信号。

处理模块的配置能够以电子方式和/或计算方式执行，尤其是利用能够由处理器或电子芯片执行的指令来执行。

所述处理模块能够被合并到干涉装置中，或者在测量装置的外部并且以有线或无线方式链接至所述测量装置。

根据有利的实施例，干涉测量装置能够包括全场干涉传感器。根据非限制性示例，干涉传感器能够包括相移干涉仪(PSI)或低相干垂直扫描干涉仪(VSI)。

根据实施例，本发明的装置还能够包括用于沉积金属层的装置，以便在从第二参考表面获取干涉信号之前在第二参考表面上沉积金属层。

附图和实施例的说明

通过阅读对非限制性的实施方式和实施例的详细描述并且根据附图，本发明的其他优点和特征将变得明显，在附图中：

-图1是根据本发明的测量方法的非限制性实施例的示意图；

-图2示出了对象的待测量表面的示例；

-图3a和图3b分别表示金属化晶圆和非金属化晶圆的图，每个晶圆包括几个芯片；

-图4a至图4c是利用本发明测量对象例如晶圆的表面轮廓的非限制性示例的图示；

-图5a和图5b表示利用本发明获得的测量结果的非限制性示例；以及-图6是根据本发明的测量系统的非限制性实施例的示意图。

应该理解，下文中将描述的实施例绝不是限制性的。特别地，如果下文中描述的特征的选择足以赋予技术优势或使本发明与现有技术区别开，则特别能够设想本发明的变型仅包括这种特征的选择，与所描述的其他特征的分离。所述选择包括至少一个优选地功能性的不具有结构细节的特征，或者仅具有部分结构细节，前提是仅所述部分结构细节就足以赋予技术优势或者将本发明与现有技术区别开。

特别地，能够将所描述的所有变型和所有实施例组合在一起，前提是从技术的观点出发这种组合没有异议。

在附图中，几幅图共有的元素保持相同的附图标记。

图1是根据本发明的用于测量对象的表面轮廓的方法的非限制性实施例的示意图。

要检查或测量其一个或更多个表面以确定其轮廓的对象形成多个基本上相同的对象的部分。在参照附图示出的本发明的实施例中，非限制性地，多个待测对象由多个半导体衬底构成，例如以包括电子电路、芯片或其他半导体部件的晶圆的形式构成。这些对象(或晶圆)能够例如形成同一生产系列的部分，并且因此被假定为相同(或基本上相同)，以提供或采用制造变型。

多个对象还包括具有至少一个参考表面的至少一个参考对象。这个或这些参考对象能够是例如源自与待测的对象同一系列或者源自参考系列的一个或更多个晶圆。

方法100包括使用第一参考表面和第二参考表面执行的校准步骤102。

校准阶段102包括在两个参考表面上的几个测量位置处进行的干涉信号的测量步骤104。参考表面是参考对象的表面。

干涉测量通过测量系统来执行，所述测量系统包括例如图6所示的全场光学干涉传感器。所述干涉传感器包括成像系统，所述成像系统使表面上的测量位置与传感器视场的像素相对应，从而为所述传感器的每个像素或测量点传递干涉信号。

第二参考表面被金属化，即其包括在测量步骤102之前沉积的金属层。表面的金属化尤其包括在整个表面上沉积均匀一致的金属层。必须调整金属层的厚度，使来自测量系统的入射测量波完全被金属化表面反射，而不会到达对象的表面，从而不受对象的材料特性或材料层的影响。此外，金属层必须足够薄，以不改变对象表面的浮雕或轮廓。

实际上，能够例如通过真空沉积技术例如通过物理气相沉积(PVD)来生产金属层。所述金属层能够由大约40nm的钽层构成。

所述方法还包括计算参考表面中的每一个的轮廓信号

的步骤106，所述轮廓信号在下文中简称为轮廓

从分别对应于参考表面上的测量位置的测量点(x,y)处测量的干涉信号获得这些轮廓

为此，通过使用已知的相位提取算法例如PSI(相移干涉术)算法来获得每个干涉信号的

相位。所述

相位取决于测量波的反射时的相移ψ以及来自被测量的表面的形状的形貌贡献。然后用

相位来确定轮廓

所述轮廓

对应于相应测量位置处的表面的测量高度：

其中h是表面的实际高度或海拔的集合，并且λ是测量波长。相移的值ψ取决于所讨论的测量位置处的表面的材料。

在下文中，第一参考表面的轮廓将被称为第一轮廓

第二参考表面的轮廓将被称为第二轮廓

第一轮廓和第二轮廓对应于参考采集。在第二金属化参考表面上的反射时的相移在整个表面上是恒定的，ψ₂(x，y)＝ψ₂，而在第一参考表面上的反射时的相移ψ₁(x，y)取决于表面上与被测量的干涉信号的测量点(x,y)相对应的位置。

在步骤108期间，根据每个测量点(x,y)——在这种情况下称为关注点——的第一轮廓

和第二轮廓

来确定校正函数C(x,y)或校正轮廓C(x,y)。在实现的实施例中，通过确定每个关注点(x,y)处的第一轮廓与第二轮廓之间的差来获得校正轮廓C(x,y)，也称为校正图：

为此，确定校正函数的步骤108还能够包括在相减之前的几何对准步骤，所述几何对准步骤用于例如在平移、旋转和/或放大中使第一轮廓和第二轮廓彼此对准，以使得存在于这两个轮廓上的结构在平面(x,y)中最佳地重叠。

从前面的公式可以明显看出反射时的相移项：

以及

其中ψ_i(x，y)是在两个参考表面的每个参考表面上反射时的相移。

确定校正函数C(x,y)的步骤108是在与第一参考表面和第二参考表面的几个关注位置相对应的几个关注点处执行的，第一参考表面的每个关注位置都对应于第二参考表面的同一关注位置。

校准阶段104在步骤108中结束。

多个对象能够包括单个参考对象，例如晶圆，其具有在其金属化之前和之后测量的参考表面，以获得校正轮廓。在这种情况下，第二参考表面对应于金属化之后的第一参考表面。

可替选地，多个对象能够包括两个不同的参考对象，参考对象中的每一个都具有参考表面，两个参考表面是两个参考对象的对应表面(即相同的表面)，参考表面中的一个被金属化，而另一个未被金属化。在这种情况下，这些对象能够是源自同一系列的两个晶圆，也能够是表面已部分金属化的参考晶圆上的两个不同的对象。

根据提出的实施例的方法100还包括从多个对象获取待测对象的表面轮廓的步骤110。

获取轮廓的步骤110包括从待测对象的表面获取在多个测量位置处的干涉信号的步骤112。对象表面的这些测量位置必须基本上对应于执行校准步骤102的参考表面的关注位置，或者更一般地说，对应于参考表面的关注位置的附近，其中能够假设校正轮廓C(x,y)是已知的(例如因为存在的材料具有类似的特性)。

在步骤114中，根据干涉信号计算所测量的轮廓

所述计算优选地与以上针对参考测量所解释的计算相同。因此获得待检查表面的测量轮廓。

获取待测量的轮廓的阶段110在步骤114中结束。

然后针对所有测量点或位置执行将校正函数(或校正轮廓)C(x,y)应用于所测量的轮廓

的步骤116。

在所述步骤116期间，将校正轮廓添加到所测量的轮廓中，以获得轮廓信号或经校正的轮廓

当假设在非金属化的参考表面与待测表面之间，反射时的相移效应是等效的，则后者的表达式能够以如下形式重新表示为：

所述经校正的轮廓

表示所测量的表面的形状，其中已经消除了取决于所测量的表面上的不同材料对反射时的相移ψ₁(x，y)贡献。当考虑相对高度即所测量的表面上的不同测量点或位置之间的高度差时，应当注意，相对校正高度

实际上对应于实际物理相对高度Δh：

与存在于所测量的表面上的测量位置处的材料无关。

对于待测对象的表面的与参考表面上的同一关注位置相对应的每个测量点或位置执行应用校正函数或轮廓C(x,y)的步骤114。如果测量的和关注的点或位置没有重叠，则当然要考虑它们的空间关系。

为了使得能够最佳地应用校正轮廓C(x,y)，应用校正函数或轮廓C(x,y)的步骤114还能够包括在应用所述校正函数之前的几何对准的步骤，以便例如在平移、旋转和/或放大中将测量的轮廓

与第一参考轮廓和/或第二参考轮廓对准，以使得这些轮廓在平面(x,y)中最佳地重叠。

图2示出了待测对象的表面的示例，所述表面包括(在中心的)凸起部分。还示出了分别位于凸起部分的下方(A)和上方(B)的两个关注位置，以确定校正轮廓C(x,y)。实际上，在不应用根据本发明的方法的情况下，通过干涉方法测量的这两个位置的相对高度将不对应于物理相对高度。

图3a和图3b分别示意性地示出了包括几个芯片300、302的晶圆308、310。这两个晶圆源自相同的生产系列或相同的批次。晶圆310表示待测试或待测量的晶圆。

图3a中的晶圆308被用作参考晶圆308，用于例如根据方法100的校准步骤102通过对金属化之前的晶圆表面的第一轮廓和金属化之后的晶圆表面的第二轮廓执行测量来确定校正轮廓。能够针对参考晶圆308的所有芯片300计算所述校正轮廓。可替选地，能够例如在参考晶圆308的中心处定义参考芯片304，并且仅针对所述参考芯片304计算校正轮廓。

然后能够例如根据图1中的方法100的步骤110，将校正轮廓用于检查待测晶圆310的芯片302。从而获得对于待测晶圆310的芯片302中的每一个的校正轮廓

如果仅确定了针对参考芯片304的校正轮廓，则应用所述相同的校正函数，以便通过对所述校正轮廓进行空间补偿来获得待测晶圆310的芯片302中的每一个的校正轮廓

图4a至图4c示出了根据本发明的方法例如图1中的方法100执行的轮廓测量的示例。特别地，图4a中所示的表面400是芯片的待检查的表面或者是芯片的具有由不同材料制成的图案的部分，所述芯片在下文中被称为测试芯片。

图4a示出了在测试芯片例如图3b中的非金属化晶圆的芯片或芯片302的部分上进行的未经校正的测量的示例，所述测量例如根据方法100的步骤112和114来执行。

图4b示出了在同一测试芯片上进行的经校正的测量的示例，所述测量例如根据方法100的步骤112、114和116来执行。

通过与经校正的测量进行比较，图4c示出了在金属化晶圆的类似芯片或芯片的部分上进行的测量的示例，所述芯片例如图3a中金属化晶圆的芯片300。所述测量能够例如根据方法100的步骤112和114来执行。

在图4a至图4c中，第一行分别示出了芯片或芯片的部分在干涉传感器的整个场上的完整形貌。芯片各自呈现由不同材料制成的不同高度的元件或块402、404、406。

图4a至图4c中的第二行分别表示根据插入到完整形貌中的线408、410、412的轮廓。y轴对应于沿线408、410、412的不同块的测量高度。注意，在非金属化测试芯片的未校正测量(图4a)与金属化芯片的测量(图4c)之间，块的相对高度不同，而对于经校正的测量(图4b)与金属化芯片上的测量值(图4c)，块的相对高度相似。

例如，对于三个测量，能够考虑第四块与第五块之间的相对高度。对于未校正的测试芯片(图4a)，块414与块416之间的相对高度约为60nm，对于金属化芯片(图4c)，在相同位置处，块414’与块416’之间的相对高度约为40nm。对于在测试芯片上进行的经校正的测量(图4b)，有效地找到了在块414″与416″之间大约40nm的相同的相对高度。还注意到，相对于在金属化芯片上进行的测量(图4c)，针对经校正的测量(图4b)实际上再现了块的整体配置。

图4a至图4c中的第三行表示对测量中的每一次的测量场的第一线的加框的细节。这种细节特别使得可以理解在测试芯片上进行的未校正的测量与经校正的测量之间的外观差异(图4a和图4b)，以及经校正的测量与在金属化芯片上进行的测量之间的相似性(图4a和图4c)。

图5a和图5b通过示例的方式表示图4b所示的测试芯片的经校正的轮廓与图4c所示的金属化芯片的轮廓之间的差异。这种差异使得可以示出经校正的形貌相对于被认为是“地面实况”的金属化层上的形貌的准确度。图5a示出了在整个测量场上的这种差异，并且图5b示出了沿插入图5a的线510的这种差异。

在图5a中，以灰度示出了针对测试芯片测量的形貌与针对金属化芯片测量的形貌之间的差异。注意，在整个测量场上，差异的幅度不超过几纳米。这种残余在块的边缘处较高，这可能是由于参考芯片之间或校正轮廓与测试芯片之间的残余定位误差所致。

图6是根据本发明的测量系统的非限制性实施例的示意图。

图6所示的系统600包括例如基于发光二极管或卤素源的光源602。光源602产生在可见波长和/或近红外范围内的光束604。光束604由立方体或分光叶片608导向全场干涉仪606。

在全场干涉仪606中，光束604被分为照射参考镜的参考光束和照射待检查对象的表面400的测量光束。所述待检查的表面400能够是例如图4a中所示的表面。分别由表面400和参考镜反射的光被重导向到例如CCD或CMOS类型的传感器阵列610。

系统600包括光学器件和透镜，所述透镜包括成像物镜，所述成像物镜被布置成将表面400成像在传感器阵列610上。当测量光束与参考光束之间的光路差小于光源602的相干长度时，由测量光束与参考光束之间的干涉引起的干涉条纹也是可见的。

在本发明的范围内能够使用不同类型的全场干涉仪606，例如相移干涉仪或垂直扫描干涉仪。这些干涉仪是本领域技术人员公知的，因此这里将不作详细描述。

系统600还包括用于在第二参考表面上沉积金属层的装置614，在从第二参考表面获取干涉信号之前执行金属化。沉积装置614能够是例如物理气相沉积装置(PVD)。用于金属层的沉积装置是本领域技术人员公知的，在此将不作详细描述。

系统600还包括电子/计算模块612，例如处理器或电子芯片或计算机，所述电子/计算模块链接到传感器阵列610并且被配置成实现根据本发明的方法的所有步骤，如例如上述参照图1描述的方法100的步骤104至步骤116。

当然，本发明不限于刚刚所描述的示例，并且在不超出本发明的范围的情况下能够对这些示例进行许多修改。

Claims (18)

1.一种用于测量待测对象(300)的表面(400)的轮廓的方法(100)，所述表面包括由至少两种不同材料制成的区域或结构，所述方法包括：

-获取所述待测对象的表面的轮廓信号，其中，所述待测对象(300)形成多个对象的部分，所述多个对象在设计上是相同的，所述多个对象还包括具有至少一个参考表面的至少一个参考对象(304、306)，所述方法(100)还包括以下步骤：

-获取第一参考表面的第一参考轮廓信号；

-获取第二参考表面的第二参考轮廓信号，其中，仅第二参考表面被均匀金属化；

-根据所述第一参考轮廓信号和所述第二参考轮廓信号确定校正函数；以及

-将所述校正函数应用于来自所述待测对象(300)的表面(400)的轮廓信号，以获得经校正的轮廓信号；

其中，所述轮廓信号是从干涉测量(104、112)获得的。

2.根据权利要求1所述的方法(100)，其特征在于，对于源自同一生产系列的多个待测对象执行获取轮廓信号和应用所述校正函数的步骤。

3.根据权利要求2所述的方法(100)，其特征在于，确定校正函数的步骤是利用至少一个参考对象(304、306)执行的，所述参考对象源自与所述待测对象同一生产系列。

4.根据权利要求1或2所述的方法(100)，其特征在于，所述第二参考表面对应于同一参考对象的金属化的第一参考表面。

5.根据权利要求1或2所述的方法(100)，其特征在于，所述第一参考表面和所述第二参考表面是两个不同参考对象(304、306)的对应表面。

6.根据权利要求1或2所述的方法(100)，其特征在于，所述方法包括金属化步骤，所述金属化步骤包括在参考对象的参考表面上沉积适形的金属层。

7.根据权利要求1或2所述的方法(100)，其特征在于，确定所述校正函数的步骤是在所述第一参考表面和所述第二参考表面的被称为关注位置的几个位置处执行的，所述几个位置分别位于所述第一参考表面和所述第二参考表面上的相同位置。

8.根据权利要求1所述的方法(100)，其特征在于：

-获取轮廓信号的步骤是在所述待测对象的表面的被称为测量位置的几个位置处执行的，所述几个位置位于与所述参考表面的关注位置相同的位置，或者位于与所述关注位置相同材料的区域内；以及

-通过考虑相应的关注位置，对所述待测对象(300)的表面(400)的所述测量位置执行应用所述校正函数的步骤。

9.根据权利要求1或2所述的方法(100)，其特征在于，确定校正函数的步骤包括在所述第二参考轮廓信号与所述第一参考轮廓信号之间作差。

10.根据权利要求1或2所述的方法(100)，其特征在于，应用所述校正函数的步骤包括将校正轮廓信号和所述轮廓信号求和。

11.根据权利要求1或2所述的方法(100)，其特征在于，所述方法还包括以下步骤中的至少一个步骤：

-将来自所述第二参考表面的第二轮廓信号相对于来自所述第一参考表面的第一轮廓信号几何对准的步骤；

-将来自所述待测对象的表面的轮廓信号相对于所述参考表面的第一轮廓信号或第二轮廓信号几何对准的步骤。

12.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，实施所述方法以便测量待测对象的表面的轮廓，所述待测对象包括衬底，或者包括在衬底上产生的元件。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

-根据至少一个参考衬底确定校正函数，

-从另一待测衬底获取轮廓信号。

14.根据权利要求12所述的方法，其中，所述衬底是晶圆。

15.根据权利要求12所述的方法，其中，所述在衬底上产生的元件是芯片。

16.一种用于测量待测对象(300)的表面(400)的轮廓的装置(600)，所述表面(400)包括由至少两种不同材料制成的区域，所述装置包括：

-干涉测量装置(610)，其被布置成获取所述待测对象的表面的轮廓信号，所述待测对象形成多个对象的部分，所述多个对象在设计上是相同的，所述多个对象还包括具有至少一个参考表面的至少一个参考对象，所述干涉测量装置还适于从第一参考表面获取第一参考轮廓信号以及从金属化的第二参考表面获取第二参考轮廓信号，其中，仅第二参考表面被均匀金属化，

-处理模块(612)，其被配置成根据所述第一参考轮廓信号和所述第二参考轮廓信号确定校正函数，并且将所述校正函数应用于来自所述待测对象的表面的轮廓信号以获得经校正的轮廓信号。

17.根据权利要求16所述的装置(600)，其特征在于，所述干涉测量装置(610)包括全场干涉传感器。

18.根据权利要求17所述的装置(600)，其特征在于，所述干涉传感器包括相移干涉仪和垂直扫描干涉仪之一。

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