TWI581350B - 用於底部關鍵尺寸（ｂｃｄ）及深度度量衡之穿孔特徵化 - Google Patents

用於底部關鍵尺寸（ｂｃｄ）及深度度量衡之穿孔特徵化 Download PDF

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Description

用於底部關鍵尺寸(BCD)及深度度量衡之穿孔特徵化 [相關申請案的交叉參考]
本申請案根據35 USC 119規定主張於2013年12月18日申請且標題為「Via Characterization For BCD And Depth Metrology」之美國臨時申請案第61/917,780號之優先權，該案之全文以引用的方式併入本文中。
本發明係關於光學度量衡，且更特定言之係關於用以判定一樣本中之一或多個穿孔之實體特徵之光學度量衡。
在基板(諸如半導體基板)之處理期間，有時針對一電路中之層之間的電連接件產生穿孔。一穿孔(有時稱為一垂直互連通道)通常係一絕緣層中之小開口，其可用作絕緣層之任一側上之層之間的一導電連接件。一類型的穿孔係一直通矽穿孔(through-silicon via，TSV)，其係貫穿矽晶圓或晶粒之一垂直電連接件且可用以例如產生3D積體電路或封裝。
在製造期間產生的穿孔之實體特徵可影響裝置效能及可靠性。可影響效能之穿孔之實體特徵包含穿孔(且特定言之，穿孔之底部表面)之深度及一或多個關鍵尺寸或形狀，該等實體特徵可為例如圓形度、橢圓度、底部曲率半徑(或等效直徑)或若干底部曲率半徑(或等效 直徑)、x/y尺寸、形狀、側壁角度、粗糙度等，在本文中有時一般稱為底部關鍵尺寸(BCD)。因此，可期望在製造程序期間量測穿孔之實體特徵。
一種用以量測穿孔之實體特徵之技術係光學度量衡。然而，來自穿孔底部之光學量測之低信號雜訊比使得難以偵測及精確量測BCD及深度，尤其對於例如具有大約5μm或更小的直徑及/或高寬高比(深度：直徑大約為15：1或更大)之小穿孔而言。隨著電子裝置的大小不斷減小，穿孔的直徑不斷縮小，且寬高比不斷增大，使得更加難以精確量測穿孔之實體特徵。
一種光學度量衡裝置使用信號強度資料判定一樣本中諸如一直通矽穿孔(TSV)之至少一穿孔之實體特徵以模型化底部關鍵尺寸(BCD)及/或精細化用以判定穿孔之一實體特徵(諸如BCD及/或深度)之資料。度量衡裝置獲得干涉資料且產生高度及信號強度資料，可自該等資料獲得統計性質。藉由使用統計性質移除雜訊來精細化穿孔之高度及信號強度資料，且可使用經精細化高度及信號強度資料來判定穿孔之BCD。在一實施方案中，可使用信號強度資料產生一穿孔之一信號強度穿孔圖且將其擬合至一模型以判定該穿孔之BCD。
在一實施方案中，一種判定一樣本中之至少一穿孔之一實體特徵之方法包含：自該樣本獲得干涉資料；自該干涉資料產生高度及信號強度資料；偵測待量測之各穿孔在該樣本上之一位置；判定一穿孔之高度及信號強度資料之一統計性質；藉由使用該統計性質移除穿孔之高度及信號強度資料中之雜訊而產生該穿孔之經精細化高度及信號強度資料；及使用該經精細化高度及信號強度資料判定該穿孔之實體特徵。
在一實施方案中，一種判定一樣本中之至少一穿孔之一實體特 徵之方法包含：自該樣本獲得干涉資料；自該干涉資料產生高度及信號強度資料；偵測待量測之各穿孔在該樣本上之一位置；基於一穿孔之信號強度資料及位置產生該穿孔之一信號強度穿孔圖；其中該信號強度穿孔圖包含僅一穿孔之信號強度資料；將該信號強度穿孔圖擬合至一模型以判定該穿孔之一底部關鍵尺寸(BCD)。
在一實施方案中，一種判定一樣本中之至少一穿孔之一實體特徵之方法包含：自該樣本獲得干涉資料；自該干涉資料產生高度及信號強度資料；偵測待量測之各穿孔在該樣本上之一位置；產生一穿孔之高度及信號強度資料之一統計性質；藉由使用該統計性質移除穿孔之高度及信號強度資料中之雜訊而產生該穿孔之經精細化高度及信號強度資料；基於該經精細化高度及信號強度資料產生該穿孔之一信號強度穿孔圖，其中該信號強度穿孔圖包含僅一穿孔之信號強度資料；及使用該信號強度穿孔圖判定該穿孔之一實體特徵。
26‧‧‧電腦
27‧‧‧處理器
28‧‧‧記憶體
29‧‧‧顯示器
30‧‧‧輸入裝置
42‧‧‧非暫時性電腦可用儲存媒體/電腦可讀儲存媒體
44‧‧‧通信埠
100‧‧‧光學度量衡裝置
102‧‧‧光學頭/白光干涉儀
103‧‧‧光束
103a‧‧‧細光束
103b‧‧‧細光束
110‧‧‧樣本/基板
111‧‧‧基板之頂部表面
112‧‧‧穿孔
113‧‧‧穿孔之底部表面
120‧‧‧卡盤
122‧‧‧平台
122b‧‧‧箭頭
123‧‧‧箭頭
124‧‧‧箭頭
130‧‧‧寬頻光源
132‧‧‧光束分離器
134‧‧‧干涉物鏡
135‧‧‧箭頭
136‧‧‧參考鏡
138‧‧‧致動器
140‧‧‧成像透鏡
142‧‧‧偵測器
300‧‧‧信號強度樣本圖
301‧‧‧穿孔
302‧‧‧形貌樣本圖
304‧‧‧信號強度穿孔圖/有效信號圖
308‧‧‧形貌穿孔圖
310‧‧‧底部形貌穿孔圖
312‧‧‧擬合底部關鍵尺寸(BCD)圓
314‧‧‧圓
316‧‧‧模型擬合曲線
402‧‧‧干涉資料
403‧‧‧經精細化干涉資料
404‧‧‧高度及信號強度資料
405‧‧‧經精細化高度及信號強度資料
406‧‧‧峰值
408‧‧‧峰值
410‧‧‧峰值
412‧‧‧峰值
420‧‧‧信賴窗口
422‧‧‧信賴窗口
圖1展示可用以判定一樣本中之穿孔之實體特徵的一度量衡裝置之一示意圖。
圖2繪示可用作圖1之度量衡裝置之一白光干涉儀。
圖3A繪示三個波長之非相干疊加。
圖3B繪示來自圖3A之光之組合波長之量測強度。
圖4A繪示量測基板上之多個位置。
圖4B繪示基於不同像素之經偵測強度信號判定一高度差。
圖5係繪示用以判定一樣本中之穿孔之實體特徵(諸如BCD及/或深度)之一程序之一流程圖。
圖6繪示樣本之一信號強度樣本圖。
圖7繪示樣本之一形貌樣本圖。
圖8A及圖8B分別繪示干涉資料及可自干涉資料產生的高度及信 號強度資料。
圖9A及圖9B繪示不同信賴窗口(confidence window)。
圖10A及圖10B分別繪示與一信賴窗口迴旋的干涉資料及高度及信號強度資料。
圖11係繪示產生信號強度穿孔圖之一方法之一流程圖。
圖12繪示一個別穿孔之一信號強度穿孔圖。
圖13A及圖13B繪示來自一穿孔之實驗資料之一3D信號強度分佈圖及一信號強度穿孔圖。
圖14A及圖14B繪示來自圖13A及圖13B之穿孔之模型擬合結果之一3D信號強度分佈圖及一信號強度穿孔圖。
圖15繪示具有一模型擬合曲線之圖13A及圖13B之穿孔之一徑向信號強度分佈。
圖16繪示一穿孔之一有效信號圖。
圖17係繪示產生形貌穿孔圖之一方法之一流程圖。
圖18繪示一個別穿孔之一形貌穿孔圖。
圖19係繪示使用高度資訊精細化高度及信號強度資料之一方法之一流程圖。
圖20繪示其中已消除雜訊像素之一穿孔之一底部形貌穿孔圖。
圖21繪示具有一最佳組距(bin size)之形貌(Z高度)之一直方圖。
圖22繪示判定一樣本中之至少一穿孔之一實體特徵之方法。
圖23繪示判定一樣本中之至少一穿孔之一實體特徵之另一方法。
圖24繪示判定一樣本中之至少一穿孔之一實體特徵之另一方法。
圖1展示一光學度量衡裝置100之一示意圖，如本文中論述，該 光學度量衡裝置100可用以使用信號強度資料量測一樣本110中諸如一直通矽穿孔(TSV)之穿孔112之實體特徵以例如模型化穿孔之關鍵尺寸或形狀(諸如底部關鍵尺寸(BCD))及/或精細化用以判定穿孔之關鍵尺寸或形狀及/或深度之資料。度量衡裝置100包含安裝在一平台122上之卡盤120。平台122可能夠在笛卡爾(亦即，X及Y)坐標(如由箭頭123及124指示)或極(亦即，R及θ)坐標或該兩種坐標之某一組合上水平運動。平台亦可能夠垂直運動。
度量衡裝置100包含耦合至一電腦26之一光學頭102，該電腦26諸如一工作站、一個人電腦、中央處理單元或其它適當電腦系統或多個系統。若需要，可將多個光學頭(亦即，不同度量衡裝置)組合在同一度量衡裝置100中。電腦26可控制平台122及光學頭102之移動，以及控制卡盤120之操作。在一實施例中，卡盤120可保持固定而光學器件相對於基板110移動，或卡盤120及光學器件兩者可相對於另一者移動。例如，光學頭102或光學頭102之一部分(例如，一物鏡透鏡)可在垂直方向(如由箭頭122b指示)上移動。若需要，除平台122之水平運動之外或作為平台122之水平運動之一替代，光學頭102或光學頭102之一部分可能夠相對於樣本110水平運動以產生光學頭與樣本之間的相對橫向移動。
在一實施例中，光學頭102可為白光干涉儀102。圖2繪示一白光干涉儀102之一方塊圖。干涉儀102包含一寬頻光源130及一光束分離器132。來自光束分離器132之光經反射朝向包含一參考鏡136之一干涉物鏡134。干涉物鏡134耦合至一致動器138，電腦26控制該致動器138以調整干涉物件134之垂直位置。干涉物鏡產生光束103，光束103入射於基板110上且自基板110反射，往回穿過干涉物鏡134及光束分離器132，且由成像透鏡140聚焦至耦合至電腦26之偵測器142上。
在操作中，白光干涉儀102垂直於樣本110之表面掃描干涉物鏡 134(如由箭頭135指示)，從而收集影像平面中之干涉圖案。白光干涉係多個波長干涉圖案之疊加，如圖3A及圖3B中所繪示。例如，圖3A繪示三種波長λ1、λ2及λ3之非相干疊加。圖3B繪示在偵測器142中之一單一像素處組合之來自圖3A之光之量測強度，其中垂直軸表示強度且水平軸表示距基板110之表面之Z位置(亦即，高度)。以此方式產生的信號稱為掃描白光干涉量測(SWLI)信號。當波長之峰值相等且全部圖案具有一共同相時，偵測到表面(L=0)。藉由量測照明點中之多個位置(亦即，藉由偵測偵測器142中之不同像素之強度信號)，可判定不同位置處之高度差。例如，圖4A繪示來自干涉物鏡134且入射於樣本110之不同位置處之照明光點之細光束103a及103b。藉由偵測偵測器142中與細光束103a及103b相關聯的像素之強度信號，可判定細光束103a及103b入射於其上之位置之間的高度差。例如，圖4B繪示例如來自細光束103a之信號A與例如來自細光束103b之一信號B之一比較，其中信號A與信號B之間的強度差與細光束103a及103b入射於其上之位置之間的高度差直接相關。藉由垂直於基板110之表面掃描干涉物鏡134，可將基板110之一表面之形貌測繪為一三維影像。例如，可垂直於基板110之頂部表面111掃描干涉物鏡134以測繪樣本之頂部表面111之形貌，且可垂直於穿孔112之底部表面113掃描第二次以測繪穿孔112之底部表面113之形貌。例如，可藉由產生樣本110與光學頭之至少一部分之間的相對移動而將光束103定位在樣本110之一不同區域上方，且重複該程序以將樣本110之額外區域測繪為一三維影像。白光干涉儀102及其一般操作更詳細描述於美國專利第5,398,113號中，該案之全文以引用的方式併入本文中。
雖然一白光干涉儀102在本文中描述為提供樣本中之穿孔之實體特徵(包含BCD及/或深度)，但應瞭解，可單獨或組合地使用其他類型的度量衡裝置以如本文中描述般特徵化樣本中之穿孔之實體特徵，包 含BCD及/或深度。例如，可在度量衡裝置100內單獨或以某種組合使用度量衡裝置，諸如共焦顯微鏡、反射計、橢圓偏光計或其他干涉儀(包含剪切干涉儀)。
返回參考圖1，電腦26控制平台122及光學頭102。電腦26亦收集及分析來自光學頭102之資料以判定樣本中之穿孔之實體特徵，包含BCD及/或深度。一電腦26較佳包含於光學頭102中或連接至光學頭102或以其他方式與光學頭102相關聯以處理由光學頭102偵測之資料。電腦26包含：一處理器27，其具有記憶體28；以及一使用者介面，其包含例如一顯示器29及輸入裝置30。包含有電腦可讀程式碼之一非暫時性電腦可用儲存媒體42可由電腦26用以致使處理器控制度量衡裝置100且執行包含本文中描述之分析之功能，以使用信號強度資料模型化底部關鍵尺寸(BCD)及/或精細化用以判定一或多個穿孔之BCD及/或深度之資料。用於自動實施此詳細描述中描述之一或多個動作之資料結構及軟體程式碼可由一般技術者依據本發明來實施，且儲存於例如一電腦可讀儲存媒體42上，該電腦可讀儲存媒體42可為可儲存程式碼及/或資料以供諸如處理器27之一電腦系統使用之任何裝置或媒體。電腦可用儲存媒體42可為但不限於磁性及光學儲存裝置，諸如硬碟機、磁帶、光碟及DVD(數位多功能光碟或數位視訊光碟)。一通信埠44亦可用以接收用以程式化電腦26以執行本文中描述之功能之任一或多者之指令，且可表示諸如至網際網路或任何其他電腦網路之任何類型的通信連接。此外，本文中描述之功能可完全或部分體現於一特殊應用積體電路(ASIC)或一可程式化邏輯裝置(PLD)之電路內，且該等功能可以可用以產生如本文中所描述般操作之一ASIC或PLD之一電腦可理解描述符語言體現。
圖5係繪示可由度量衡裝置100執行以判定樣本中之穿孔之實體特徵(諸如BCD及/或深度)之一程序之一流程圖，其中使用信號強度資 料以例如模型化BCD及/或精細化用以判定BCD及/或深度之資料。信號強度資料提供可用以識別資料中之一回應是來自一有效信號還是僅來自雜訊之資訊，此對於穿孔及對於具有一低信號雜訊比之樣本係尤其有利的。因此，資料可經精細化以排除或最小化並非有效信號之部分之資料之部分，且可使用經精細化資料判定BCD及/或深度。此外，可連同一模型一起使用信號強度資料以擬合BCD。
如圖5中所繪示，自樣本獲得干涉資料202、260。干涉資料可用於穿孔之底部表面(亦即，底部干涉資料202)且可用於樣本之頂部表面(亦即，頂部干涉資料260)。干涉資料可使用諸如圖2中所示之一SWLI度量衡裝置或另一適當度量衡裝置來獲得，且因此可包含偵測器中之各像素(例如，涵蓋樣本之一視圖框或整個樣本)之一強度對高度信號。例如，可藉由一視窗型帶通濾波器(windowed-bandpass filter)處理干涉資料以在一逐像素基礎上移除低頻及高頻雜訊。自底部干涉資料202產生高度及信號強度資料204。可以任何所要方式自干涉資料產生高度及信號強度資料。例如，可自干涉信號之最大調變之位置或藉由諸如美國專利第5,398,113號中描述之等效手段判定表面高度，該案第5,398,113號之全文以引用的方式併入本文中。
信號強度係干涉信號之強度之一量度。例如，可自調變之最大值及最小值判定信號強度。在另一方法中，可使干涉資料202與特徵回應函數203相關以提取信號強度。在另一方法中，可自信號之功率譜之最大值判定信號強度。或者，藉由將儲存於系統參考資料203中之一理論表示信號擬合至實驗干涉資料202，可獲得一擬合優點函數(fitting merit function)，該擬合優點函數之值表示信號強度。一般技術者將容易明白用於提取信號強度之其他方法。
偵測各穿孔在樣本上之位置207。例如，可藉由對一樣本圖應用圖案定位技術來偵測一穿孔之位置，樣本圖之強度係來自高度資料之 高度資訊、信號強度資料或反射強度資料，或自對干涉資料之分析導出的任何其他適當參數。該方法可使用分析中之此刻具有最小不確定性之參數。例如，圖6繪示包含若干穿孔301之一樣本之一視圖框之一信號強度樣本圖300。例如，可藉由比較信號強度樣本圖與一臨限值以發現與信號強度樣本圖中之各穿孔區域相關的峰值強度之位置及值而偵測該等穿孔區域之位置。或者，若需要，可使用高度資訊資料(例如，樣本之視場之高度資訊資料)產生一形貌樣本圖。例如，圖7繪示使用包含穿孔301之一樣本之一視圖框之高度資料產生的一形貌樣本圖302。例如，可藉由比較形貌樣本圖與一臨限值以發現與形貌樣本圖中之各穿孔區域相關的峰值高度之位置及值而偵測該等穿孔區域之位置。或者，可使用樣本之一光學影像偵測各穿孔之位置。
可使用一精細化程序230以精細化與待量測之各穿孔(即，樣本上或待量測視圖框中之每一穿孔或穿孔之一子集(僅包含一單一穿孔))相關聯的高度及信號強度資料。一般而言，精細化程序230基於識別與有效信號相關聯的高度及信號強度資料之部分之對全部像素之信號強度值之一統計性質的一分析來精細化一穿孔之高度及信號強度資料。例如，如圖5中所繪示，可判定高度及信號強度資料之一統計性質232。該統計性質可為例如正被量測的穿孔之一或多者中之全部像素之平均高度。可使用統計性質移除高度及信號強度資料中之雜訊234，且可產生經精細化高度及信號強度資料236。例如，可使用一信賴窗口移除高度及信號強度資料中之雜訊，該信賴窗口使用統計性質來與高度及信號強度資料迴旋。例如，信賴窗口可以干涉資料之平均高度為中心或以高度及信號強度資料為中心。
例如，圖8A繪示一穿孔中之一單一像素之干涉資料402(高度(Z)對強度)之一實例，且圖8B繪示可自干涉資料402產生的高度及信號強度資料404。如高度及信號強度資料404中可見，高度及信號強度資料 404中可存在一個以上峰值。在當前實例中，峰值406事實上接近像素之真實高度(true height)，而峰值408、410及412不接近像素之真實高度。此外，峰值410及412可具有大於正確峰值406的信號強度。因此，僅依賴信號強度判定像素之高度將產生像素之一錯誤高度值。
在精細化程序230中，判定高度及信號強度資料之一統計性質。例如，可使用複數個像素之高度及信號強度資料來判定一平均高度(平均Z)。在一實施方案中，可模型化統計性質，諸如平均高度。在另一實施方案中，可藉由加總複數個像素之高度及信號強度資料來判定平均高度。在各像素之高度及信號強度資料中，平均高度附近將存在一峰值(例如，圖8B中之峰值406)。各像素之高度及信號強度資料中可存在其他峰值(例如，圖8B中之峰值408、410及412)，但自一像素至下一像素，此等其他峰值將處在不同高度處。因此，複數個像素之高度及信號強度資料之一加總將導致識別穿孔之平均高度(平均Z)之一大峰值。可以一類似方式或不同方式使用額外或替代統計性質，諸如最小高度(最小Z，Min.Z)及最大高度(最大Z，Max Z)。
峰值408、410及412不接近平均高度(例如，不在穿孔之最小高度或最大高度內)，且因此可將峰值408、410及412視為雜訊(或干涉資料402中雜訊之結果)。運用所判定之所要統計性質，可例如使用一信賴窗口移除高度及信號強度資料中之雜訊。例如，圖9A繪示具有一方箱函數(boxcar function)之一信賴窗口420。信賴窗口420之寬度可為例如一預定的固定寬度，或可基於來自複數個像素之高度及信號強度資料之統計性質來判定，諸如可藉由將一平滑信賴函數擬合至一高斯形狀(Gaussian shape)而將最小及最大高度或一寬度設定為3Σ(sigma)。圖9B繪示具有一平滑變化的函數(例如，一常態分佈)之一信賴窗口422之另一實施方案，信賴窗口422亦可為預定或可基於來自複數個像素之高度及信號強度資料之統計性質。信賴窗口可基於其他函 數(諸如一三角函數)或例如反映底部表面之一預期曲率(其將影響高度分佈)之一分佈。如一般技術者依據本發明將容易明白，其他函數可用於信賴窗口。藉由基於統計性質產生信賴窗口與穿孔之高度及信號強度資料之一迴旋積而移除穿孔之高度及信號強度資料中之雜訊。例如，以平均高度為中心(或位於最小高度與最大高度之間等)之一信賴窗口可與穿孔之干涉資料402或高度及信號強度資料404迴旋。因此，在一實施方案中，信賴窗口可與干涉資料迴旋以產生經精細化干涉資料。例如，圖10A繪示來自圖8A之干涉資料402與具有一方箱函數之一信賴窗口迴旋以產生經精細化干涉資料403。接著可自經精細化干涉資料403產生圖10B中繪示之穿孔之經精細化高度及信號強度資料405，且如所繪示，峰值406保留而雜訊(峰值408、410及412)被移除。或者，信賴窗口可與高度及信號強度資料404迴旋以直接產生經精細化高度及信號強度資料405，且因此可同時執行圖5中移除高度及信號強度資料中之雜訊234及產生經精細化高度及信號強度資料236之步驟。
如圖5中所繪示，若需要，可執行精細化程序之多次反覆。因此，可判定高度及信號強度資料之統計性質且產生經精細化高度及信號強度資料，直至不再獲得進一步改良或達設定數目次反覆。
穿孔之高度及信號強度資料中之信號強度資料對實際信號及雜訊敏感，且因此可用以區分實際信號與雜訊，此可用以判定BCD。可使用經精細化高度及信號強度資料產生穿孔之一信號強度穿孔圖238，其中信號強度穿孔圖238包含僅一穿孔之信號強度資訊。可基於經精細化高度及信號強度資料中之信號強度資料例如藉由剪裁(crop)樣本之一信號強度樣本圖而產生待量測之穿孔之信號強度穿孔圖238。例如，如圖11中所繪示，一種產生信號強度穿孔圖238之方法可包含：使用來自經精細化高度及信號強度資料之高度資訊產生樣本之 視圖框或整個樣本之一信號強度樣本圖502。例如，圖6繪示一信號強度樣本圖300。例如使用在穿孔偵測207期間判定之位置識別信號強度樣本圖中之穿孔504，且自信號強度樣本圖剪裁穿孔以產生該穿孔之信號強度穿孔圖506。例如，圖12繪示一穿孔之一信號強度穿孔圖304。如圖12中可見，信號強度穿孔圖304可包含圍繞穿孔的一些像素以確保整個經偵測穿孔包含於信號強度穿孔圖中。因此，例如，在藉由剪裁信號強度樣本圖產生信號強度穿孔圖之條件下，可包含圍繞經偵測峰值強度之像素以確保整個經偵測穿孔包含於信號強度穿孔圖中。應瞭解，針對待量測之各穿孔(可為樣本上之全部穿孔、視圖框中之全部穿孔或包含一單一穿孔之穿孔之一子集)產生一信號強度穿孔圖。
待量測之各穿孔之信號強度穿孔圖可用以使用模型擬合240來判定各穿孔之BCD 242。模型擬合240將一穿孔之信號強度穿孔圖擬合至一模型以判定該穿孔之BCD 242。若需要，可使用一加權擬合，其中來自底部之中心區域之信號在擬合期間可具有較大權重，且底部區域周圍的背景雜訊區域可具有較小權重。模型將強度模型化為穿孔之底部表面上之位置之函數。例如，方程式1中之函數係憑經驗發現以依實際信號良好描述來自實信號井中之一穿孔底部之信號強度分佈圖之一可能模型。如一般技術者將明白，可有效使用其他模型來代替方程式1及方程式2。
其中冪因數m可為任何所要冪(例如，2)，冪因數p係系統之光學解析度(Lopt)及BCD之半徑(RBCD)之一函數，p之平滑函數係：
擬合參數為I0、RBCD及常數，其中RBCD係穿孔之擬合BCD半徑。
例如，圖13A繪示一3D信號強度分佈圖，且圖13B繪示來自一穿孔之實驗資料之一信號強度穿孔圖，該穿孔具有11μm之一標稱頂部關鍵尺寸及105μm之一深度，該穿孔圖具有一擬合BCD圓312，其為10.44μm。圖14A繪示一3D信號強度分佈圖且圖14B繪示來自圖13A及圖13B之穿孔之模型擬合結果之一信號強度穿孔圖，其中圓314係穿孔之擬合BCD。圖15繪示具有一模型擬合曲線316之穿孔之一徑向信號強度分佈。使用模型擬合240判定各穿孔之BCD 242尤其有用，此係因為其容許外推分佈圖，其中信號強度在接近於穿孔底部之邊緣處下降至低於系統雜訊基準(noise floor)。
額外地或替代地，穿孔之信號強度穿孔圖238可用以基於一臨限值執行穿孔之一區域分析，該臨限值基於個別穿孔之統計性質。例如，對於各穿孔，可產生信號強度穿孔圖中之強度之一直方圖分佈。 直方圖處置為由信號及雜訊組成的灰階值之一雙峰分佈，且因此可使用一習知影像定限方法(諸如「Otsu方法」)以基於最小化各類別的分佈之方差之一臨限值來分離信號類別與雜訊類別。因此，使用自各個別穿孔之信號強度資料之統計性質(例如，自分佈中之模式之方差)產生的一臨限值減少各個別穿孔之信號強度穿孔中之雜訊，從而導致各穿孔之有效信號之一圖244。例如，圖16繪示一穿孔之一有效信號圖304。有效信號圖304可視為識別來自穿孔之底部之像素之一遮罩(mask)，且因此可用以判定穿孔之BCD。
各穿孔之有效信號圖244可用以使用二進制計數(blob counting)246來判定各穿孔之BCD 248，例如在BCD之半徑小於度量衡裝置之光學解析度時，二進制計數246可為尤其有利的。二進制計數246將與有效信號相關聯的像素轉換為一BCD，該等像素可為來自穿孔之底部表面區域之像素。例如，在穿孔偵測207期間，判定穿孔之位置，從而提供穿孔之中心坐標。定位在穿孔之中心坐標周圍的一預定的幾何圖形(諸如一圓)可判定為等效於有效信號圖中之有效像素之區域之一區域。若需要，可使用其他方法或幾何圖形判定BCD，諸如為至有效信號圖中之有效像素之周長之一最佳擬合之一橢圓。預定的幾何圖形之寬度(例如，圓之一直徑或一橢圓之直徑之平均值)可用作穿孔之BCD 248。
此外，可使用經精細化高度及信號強度資料產生穿孔之一形貌(例如，相)穿孔圖250，其中該形貌穿孔圖包含僅一穿孔之高度資料。類似於如上文論述之信號強度穿孔圖238，可基於經精細化高度及信號強度資料中之高度資訊例如藉由剪裁(crop)樣本之一形貌樣本圖而產生待量測之穿孔之形貌穿孔圖250。例如，如圖17中所繪示，一種產生形貌穿孔圖250之方法可包含：使用來自經精細化高度及信號強度資料之高度資訊產生諸如圖7中所示之形貌樣本圖之樣本之視 圖框或整個樣本之一形貌樣本圖512。例如使用在穿孔偵測207期間判定之位置識別形貌樣本圖中之穿孔514，且自形貌樣本圖剪裁穿孔以產生該穿孔之形貌穿孔圖516。例如，圖18繪示一穿孔之一形貌穿孔圖308。形貌樣本圖可經剪裁使得包含穿孔周圍的一些像素以確保整個穿孔包含於形貌穿孔圖中。若需要，可基於穿孔之經判定位置而自經精細化高度及信號強度資料中之高度資訊直接產生穿孔之形貌穿孔圖250，而無需首先產生樣本之形貌樣本圖。
形貌穿孔圖250可用以判定穿孔之實體特徵，諸如各穿孔之一深度272。如所繪示，對於各穿孔，形貌穿孔圖250可用以產生一底部表面形貌圖252。若需要，如圖5中用一虛線繪示，有效信號圖244可用以例如藉由識別產生底部表面形貌圖252時被排除之形貌穿孔圖250中之雜訊像素而幫助產生底部表面形貌圖252。使用底部表面形貌圖252，自底部表面形貌圖252產生一平整底部表面254。運用所產生的平整底部表面254，可判定各穿孔相對於一平整頂部表面270之深度。可以一習知方式(例如，藉由自樣本之頂部表面(亦即，穿孔之頂部)之干涉資料260產生高度資訊262)產生平整頂部形貌表面270。例如，如上文論述，可藉由以系統特徵參考資料203模型化至一相關函數(傅立葉域中之模型)而產生高度資訊。可基於高度資訊262產生一頂部表面形貌圖264。例如，基於頂部表面之一擬合平面269移除平面268，且產生平整頂部表面270。例如，可假定頂部表面為平面的，且可針對該表面產生一最佳擬合平面，且減去該最佳擬合平面，此使該表面水平且位於「零」高度處。可自底部表面形貌圖252移除相同擬合平面253以產生平整底部表面254。因此，參考穿孔之所得平整底部表面254與平整頂部表面270以判定穿孔之深度272。
例如，圖19繪示一種實施精細化程序230之方法，其中使用一形貌穿孔圖及一有效信號圖來判定高度及信號強度資料之統計性質。如 圖19中所繪示，自一穿孔之高度及信號強度資料600產生一信號強度穿孔圖602、一有效信號圖604及一形貌穿孔圖606。穿孔之高度及信號強度資料600可為在實施精細化程序之前自干涉資料202產生的穿孔之一未精細化高度及信號強度資料。組合有效信號圖604、形貌穿孔圖606，可產生底部形貌穿孔圖610，其僅含有具有有效信號之像素且將高度資訊儲存於各像素中。可獲得具有最佳組距之底部形貌之一直方圖，可自該直方圖判定底部表面之平均高度，且離群值偵測程序618可偵測離群值。可重複該程序608，直至不再獲得進一步改良或達設定數目次反覆。此外，若需要，可跳過精細化程序(例如，存在0次反覆608)，且基於未精細化高度及信號強度資料之信號強度穿孔圖602、有效信號圖604及形貌穿孔圖606可用以例如藉由模型擬合信號強度穿孔圖602而判定穿孔之所要實體特徵，如上文論述。當需要重複程序時，底部干涉資料202及系統參考資料203可用以藉由迴旋一預定義信賴窗口而產生穿孔之經精細化高度及信號強度資料622，該預定義信賴窗口之位置係設定為底部表面之最新平均高度616。若完成精細化反覆，則可獲得具有更精確高度資訊之一經精細化底部形貌穿孔圖。
在本實施方案中，為判定高度及信號強度資料之統計性質，可使用有效信號圖604及形貌穿孔圖606產生一底部形貌穿孔圖610。例如，圖20繪示一底部形貌穿孔圖310，其使用有效信號圖304(圖16)作為用於排除形貌穿孔圖308(圖18)中之雜訊像素之一遮罩來產生。可產生底部形貌穿孔圖之一直方圖610且判定最佳組距612。在最佳化期間，期望最小化直方圖與一未知潛在密度函數之間的一預期損失函數。因此，執行針對最小化估計積分均方誤差(MISE)之最佳組距之一搜尋，積分均方誤差(MISE)係一直方圖至未知密度函數之優良擬合(goodness-of-the-fit)之一量度。具有最小化MISE之一組距之一直方圖 為最佳的。可由下式估計MISE函數：
其中該搜尋之目的在於尋找最小化C(△)之組距△*，且其中平均值k及事件數目之方差v為：
其中{k i } i=1,2,...N 係資料集之陣列。
接著，產生具有最佳組距之底部形貌穿孔圖之一直方圖614。判定底部表面距穿孔之平均高度616，藉此提供高度及信號強度資料之一統計性質。例如，圖21繪示一穿孔之具有一最佳組距之形貌(Z高度)之一直方圖。可自直方圖(例如，自直方圖中具有最高計數之條)判定高度。若需要，可例如藉由發現為0之相鄰條計數而將一最小高度(最小Z)及一最大高度(最大Z)判定為平均高度條附近之一叢集之最左及最右直方圖邊界。若需要，可將離群值像素判定618為例如與在最小Z至最大Z範圍外之一直方圖條相關聯的任何像素。
如圖19中(以及圖5中用虛線)所繪示，可重複程序608直至不再獲得進一步改良或達設定數目次反覆，且消除統計離群值624。此外，若需要，可跳過精細化程序(例如，存在0次反覆608)，且基於未精細化高度及信號強度資料之信號強度穿孔圖602、有效信號圖604及形貌穿孔圖606可用以例如藉由模型擬合信號強度穿孔圖602而判定穿孔之所要實體特徵，如上文論述。
如上文所論述，可使用所判定之統計性質例如藉由使一信賴窗口與全部像素之像素之一子集之干涉資料202迴旋620而自穿孔之高度及信號強度資料移除雜訊以產生經精細化干涉資料，如上文論述。如 上文所論述，信賴窗口可為一固定寬度的一方箱函數，該固定寬度以與平均高度相關聯的跡線之區域為中心。信賴窗口可具有其他形式，舉例而言，諸如一常態分佈之一平滑變化的函數，或反映底部表面之一預期曲率(其將影響高度分佈)之一分佈。若使用具有一方箱函數之一信賴窗口，則僅可使離群值像素之干涉資料與該信賴窗口迴旋，此係因為方箱函數將不改變任何非離群值(inlier)像素之經判定高度。因此，可自經精細化干涉資料判定經精細化高度及信號強度資料622。或者，如上文所論述，信賴窗口可直接與穿孔之高度及信號強度資料600迴旋以產生經精細化高度及信號強度資料。
如所繪示，經精細化高度及信號強度資料用以判定一信號強度穿孔圖602、一有效信號圖604及一形貌穿孔圖606，且重複該程序直至完成全部反覆608或不再偵測到離群值。如上文所論述，若需要，在最後反覆之後，可例如藉由如618中論述般識別離群值像素且移除離群值像素而消除有效信號圖604及形貌穿孔圖606之統計離群值624。
圖22繪示一種可由例如具有經組態以執行各種功能之一處理器27之光學度量衡裝置100採用之判定一樣本中之至少一穿孔之一實體特徵之方法。如圖22中所繪示，自樣本獲得干涉資料702。如上文論述，例如以一系統特徵參考資料模型化一相關函數、模型化一傅立葉變換等而自干涉資料產生高度資訊及信號強度資料704。例如，使用一信號強度樣本圖、一形貌圖或樣本之一光學影像來偵測待量測之各穿孔之一位置706。例如，如圖5及圖19中論述般判定一穿孔之高度及信號強度資料之一統計性質708。例如，可如圖5中及圖19中論述般藉由使用統計性質移除穿孔之高度及信號強度資料中之雜訊而產生穿孔之一經精細化高度及信號強度資料710。如上文所論述，使用經精細化高度及信號強度資料判定穿孔之實體特徵712。例如，實體特徵可 為穿孔之BCD及/或深度，以及任何其他所要參數，例如，曲率及粗糙度。在一實施方案中，使用一反覆程序，例如，在使用經精細化高度及信號強度資料判定穿孔之實體特徵之前，反覆判定穿孔之經精細化高度及信號強度資料之統計性質且產生穿孔之經精細化高度及信號強度資料。
穿孔之高度及信號強度資料之統計性質可為例如穿孔之一平均高度。例如，可使用高度及信號強度資料產生穿孔之一形貌穿孔圖，其中該形貌穿孔圖包含僅一穿孔之高度資料，其中使用該形貌穿孔圖判定穿孔之平均高度。例如，可藉由以下步驟產生穿孔之形貌穿孔圖：使用高度及信號強度資料產生樣本之一形貌樣本圖；及自該形貌樣本圖剪裁穿孔以產生形貌穿孔圖。此外，可基於高度及信號強度資料產生穿孔之一信號強度穿孔圖，其中該信號強度穿孔圖包含僅一穿孔之信號強度資料；且可使用信號強度穿孔圖及一臨限值產生穿孔之一有效信號圖，該臨限值基於穿孔之信號強度穿孔圖之統計性質，且使用有效穿孔圖進一步判定穿孔之平均高度。
可使用統計性質藉由基於統計性質產生一信賴窗口與穿孔之高度及信號強度資料之一迴旋積而移除穿孔之高度及信號強度資料中之雜訊。例如，可藉由使信賴窗口與穿孔之干涉資料迴旋以產生穿孔之經精細化干涉資料且自穿孔之經精細化資料產生穿孔之經精細化高度及信號強度資料，而產生基於統計性質之信賴窗口與穿孔之高度及信號強度資料之迴旋積。或者，可藉由使信賴窗口與穿孔之高度及信號強度資料迴旋而產生基於統計性質之信賴窗口與穿孔之高度及信號強度資料之迴旋積。例如，信賴窗口可為具有一固定寬度之一方箱函數或一變化函數之至少一者。可針對穿孔之干涉資料中之每一像素或穿孔之干涉資料中之像素之一子集產生基於統計性質之信賴窗口與穿孔之高度及信號強度資料之迴旋積。
應瞭解，可針對多個穿孔執行程序，例如藉由：產生複數個穿孔中之各穿孔或全部穿孔之高度及信號強度資料之統計性質；藉由使用各穿孔或全部穿孔之高度及信號強度資料之統計性質移除各穿孔之高度及信號強度資料中之雜訊而產生各穿孔之經精細化高度及信號強度資料；及使用各穿孔之經精細化高度及信號強度資料以判定各穿孔之實體特徵。
穿孔之實體特徵可為BCD。例如，經精細化高度及信號強度資料可用以藉由以下步驟判定穿孔之BCD：基於經精細化高度及信號強度資料而產生穿孔之一信號強度穿孔圖，其中該信號強度穿孔圖包含僅一穿孔之信號強度資料；及使用信號強度穿孔圖計算穿孔之BCD。例如，可藉由以下步驟產生一穿孔之信號強度穿孔圖：使用高度及信號強度資料產生樣本之一信號強度樣本圖；及自該信號強度樣本圖剪裁穿孔以產生信號強度穿孔圖。例如，可藉由以下步驟執行使用信號強度穿孔圖計算穿孔之BCD：將信號強度穿孔圖擬合至一模型以判定穿孔之BCD。額外地或替代地，可藉由以下步驟執行使用信號強度穿孔圖計算穿孔之BCD：使用信號強度穿孔圖及一臨限值產生穿孔之一有效信號圖，該臨限值基於穿孔之信號強度穿孔圖之統計性質；及使用該有效信號圖計算穿孔之BCD。例如，可將有效信號圖之底部區域像素轉換為一圓，且可使用該圓之直徑作為穿孔之BCD。
穿孔之實體特徵可為穿孔之深度，例如，其中該程序包含：使用經精細化高度及信號強度資料產生穿孔之一形貌穿孔圖，其中該形貌穿孔圖包含僅一穿孔之高度資料；及使用該形貌穿孔圖判定穿孔之深度。例如，干涉資料可為來自穿孔之一底部表面之一第一干涉資料集合，其中該程序包含：使用形貌穿孔圖藉由自樣本之一頂部表面獲得一第二干涉資料集合判定穿孔之深度；自該第二干涉資料集合產生樣本之頂部表面之高度及信號強度資料；使用樣本之頂部表面之高度 及信號強度資料產生樣本之頂部表面之一頂部表面形貌圖；自頂部表面形貌圖判定一平整頂部表面；使用形貌穿孔圖產生穿孔之底部表面之一底部表面形貌圖；自底部表面形貌圖判定一平整底部表面；及使用平整底部表面及平整頂部表面判定穿孔之深度。
圖23繪示一種可由例如具有經組態以執行各種功能之一處理器27之光學度量衡裝置100採用之判定一樣本中之至少一穿孔之一實體特徵之方法。如圖23中所繪示，自樣本獲得干涉資料802。如上文所論述，例如以一系統特徵參考資料模型化一相關函數、模型化傅立葉變換等而自干涉資料產生高度資訊及信號強度資料804。例如，使用一信號強度樣本圖、一形貌圖或樣本之一光學影像來偵測待量測之各穿孔之一位置806。基於信號強度資料及一穿孔之位置產生該穿孔之一信號強度穿孔圖808。信號強度穿孔圖可包含僅一穿孔之信號強度資料。可將信號強度穿孔圖擬合至一模型以判定穿孔之一底部關鍵尺寸(BCD)810。
圖24繪示一種可由例如具有經組態以執行各種功能之一處理器27之光學度量衡裝置100採用之判定一樣本中之至少一穿孔之一實體特徵之方法。如圖24中所繪示，自樣本獲得干涉資料902。如上文所論述，例如以一系統特徵參考資料模型化一相關函數、模型化傅立葉變換等而自干涉資料產生高度資訊及信號強度資料904。例如，使用一信號強度樣本圖、一形貌圖或樣本之一光學影像來偵測待量測之各穿孔之一位置906。例如，如圖5及圖19中論述般判定一穿孔之高度及信號強度資料之一統計性質908。例如，如圖5及圖19中論述般藉由使用統計性質移除穿孔之高度及信號強度資料中之雜訊而產生穿孔之一經精細化高度及信號強度資料910。可基於經精細化高度及信號強度資料產生穿孔之一信號強度穿孔圖912。信號強度穿孔圖包含僅一穿孔之信號強度資料。如上文所論述，使用信號強度穿孔圖判定穿孔之 實體特徵914。例如，實體特徵可為穿孔之BCD及/或深度，以及任何其他所要參數，例如，曲率及粗糙度。例如，穿孔之實體特徵可為藉由將信號強度穿孔圖擬合至一模型判定之BCD。額外地或替代地，可藉由以下步驟判定BCD：使用信號強度穿孔圖及一臨限值產生穿孔之一有效信號圖，該臨限值基於穿孔之信號強度穿孔圖之統計性質；及使用有效信號圖例如藉由將有效信號圖之一底部區域像素轉換為一圓而計算BCD；及使用圓之一直徑作為穿孔之BCD。
儘管為指導目的而結合特定實施例繪示本發明，然本發明不限於此。在不脫離本發明之範疇之情況下可進行各種調適及修改。因此，隨附申請專利範圍之精神及範疇不應受限於前述描述。

Claims (37)

  1. 一種判定一樣本中之至少一穿孔之一實體特徵之方法，該方法包括：自該樣本獲得干涉資料；自該干涉資料產生高度及信號強度資料；偵測待量測之各穿孔在該樣本上之一位置；判定一穿孔之該高度及信號強度資料之一高度相關統計性質(height related statistical property)；藉由使用該高度相關統計性質移除該穿孔之該高度及信號強度資料中之雜訊而產生該穿孔之經精細化高度及信號強度資料；及使用該經精細化高度及信號強度資料判定該穿孔之該實體特徵。
  2. 如請求項1之方法，其進一步包括：在使用該經精細化高度及信號強度資料判定該穿孔之該實體特徵之前，反覆產生該穿孔之該經精細化高度及信號強度資料之該高度相關統計性質且產生該穿孔之該經精細化高度及信號強度資料。
  3. 如請求項1之方法，其中該穿孔之該高度及信號強度資料之該高度相關統計性質包括該穿孔之一平均高度。
  4. 如請求項3之方法，其進一步包括：使用該高度及信號強度資料產生該穿孔之一形貌穿孔圖，其中該形貌穿孔圖包含僅一穿孔之高度資料；其中使用該形貌穿孔圖判定該穿孔之該平均高度。
  5. 如請求項4之方法，其中使用該高度及信號強度資料產生該穿孔之該形貌穿孔圖包括： 使用該高度及信號強度資料產生該樣本之一形貌樣本圖；及自該形貌樣本圖剪裁該穿孔以產生該形貌穿孔圖。
  6. 如請求項4之方法，其進一步包括：基於該高度及信號強度資料產生該穿孔之一信號強度穿孔圖，其中該信號強度穿孔圖包含僅一穿孔之信號強度資料；使用該信號強度穿孔圖及一臨限值產生該穿孔之一有效信號圖，該臨限值基於該穿孔之該信號強度穿孔圖之統計性質；其中使用該有效信號圖進一步判定該穿孔之該平均高度。
  7. 如請求項1之方法，其中使用該高度相關統計性質移除該穿孔之該高度及信號強度資料中之雜訊包括：基於該高度相關統計性質產生一信賴窗口與該穿孔之該高度及信號強度資料之一迴旋積。
  8. 如請求項7之方法，其中基於該高度相關統計性質產生該信賴窗口與該穿孔之該高度及信號強度資料之該迴旋積包括：使該信賴窗口與該穿孔之該干涉資料迴旋以產生該穿孔之經精細化干涉資料，且自該穿孔之該經精細化干涉資料產生該穿孔之該經精細化高度及信號強度資料。
  9. 如請求項7之方法，其中基於該高度相關統計性質產生該信賴窗口與該穿孔之該高度及信號強度資料之該迴旋積包括：使該信賴窗口與該穿孔之該高度及信號強度資料迴旋。
  10. 如請求項7之方法，其中該信賴窗口包括具有一固定寬度之一方箱函數或一變化函數。
  11. 如請求項7之方法，其中針對該穿孔之該干涉資料中之每一像素或該穿孔之該干涉資料中之像素之一子集產生基於該高度相關統計性質之該信賴窗口與該穿孔之該高度及信號強度資料之該迴旋積。
  12. 如請求項1之方法，其進一步包括：產生複數個穿孔中之各穿孔或全部穿孔之該高度及信號強度資料之該高度相關統計性質；藉由使用各穿孔或全部穿孔之該高度及信號強度資料之該高度相關統計性質移除各穿孔之該高度及信號強度資料中之雜訊而產生各穿孔之經精細化高度及信號強度資料；使用各穿孔之該經精細化高度及信號強度資料判定各穿孔之該實體特徵。
  13. 如請求項1之方法，其中該實體特徵係該穿孔之一底部關鍵尺寸(BCD)。
  14. 如請求項13之方法，其中使用該經精細化高度及信號強度資料判定該穿孔之該BCD包括：基於該精細化高度及信號強度資料而產生該穿孔之一信號強度穿孔圖，其中該信號強度穿孔圖包含僅一穿孔之信號強度資料；及使用該信號強度穿孔圖計算該穿孔之該BCD。
  15. 如請求項14之方法，其中產生一穿孔之該信號強度穿孔圖包括：使用該高度及信號強度資料產生該樣本之一信號強度樣本圖；及自該信號強度樣本圖剪裁該穿孔以產生該信號強度穿孔圖。
  16. 如請求項14之方法，其中使用該信號強度穿孔圖計算該穿孔之該BCD包括：將該信號強度穿孔圖擬合至一模型以判定該穿孔之該BCD。
  17. 如請求項14之方法，其中使用該信號強度穿孔圖計算該穿孔之該BCD包括： 使用該信號強度穿孔圖及一臨限值產生該穿孔之一有效信號圖，該臨限值基於該穿孔之該信號強度穿孔圖之統計性質；及使用該有效信號圖計算該穿孔之該BCD。
  18. 如請求項17之方法，其中使用該有效信號圖計算該穿孔之該BCD包括：將該有效信號圖之底部區域像素轉換為一預定的幾何圖形；使用該預定的幾何圖形之一寬度作為該穿孔之該BCD。
  19. 如請求項1之方法，其進一步包括：使用該經精細化高度及信號強度資料產生該穿孔之一形貌穿孔圖，其中該形貌穿孔圖包含僅一穿孔之高度資料；其中該實體特徵係使用該形貌穿孔圖判定之該穿孔之一深度。
  20. 如請求項19之方法，其中自該樣本獲得該干涉資料包括：自該穿孔之一底部表面獲得一第一干涉資料集合；其中使用該形貌穿孔圖判定該穿孔之該深度包括：自該樣本之一頂部表面獲得一第二干涉資料集合；自該第二干涉資料集合產生該樣本之該頂部表面之高度及信號強度資料；使用該樣本之該頂部表面之該高度及信號強度資料產生該樣本之該頂部表面之一頂部表面形貌圖；自該頂部表面形貌圖判定一平整頂部表面；使用該形貌穿孔圖產生該穿孔之該底部表面之一底部表面形貌圖；自該底部表面形貌圖判定一平整底部表面；使用該平整底部表面及該平整頂部表面判定該穿孔之該深度。
  21. 如請求項20之方法，其進一步包括：自該頂部表面之該頂部表面形貌圖判定一擬合平面；其中自該頂部表面形貌圖判定該平整頂部表面包括：自該頂部表面形貌圖移除該擬合平面以產生該平整頂部表面；及其中自該底部表面形貌圖判定該平整底部表面包括：自該底部表面形貌圖移除該擬合平面以產生該平整底部表面。
  22. 一種判定一樣本中之至少一穿孔之一實體特徵之方法，該方法包括：自該樣本獲得干涉資料；自該干涉資料產生高度及信號強度資料；偵測待量測之各穿孔在該樣本上之一位置；基於該信號強度資料及一穿孔之該位置產生該穿孔之一信號強度穿孔圖，其中該信號強度穿孔圖包含僅一穿孔之信號強度資料；將該信號強度穿孔圖擬合至一模型以判定該穿孔之一底部關鍵尺寸(BCD)。
  23. 如請求項22之方法，其進一步包括：基於該信號強度資料及複數個穿孔之位置產生該複數個穿孔之複數個信號強度穿孔圖，其中該複數個信號強度穿孔圖之各者包含僅一穿孔之信號強度資料；及將該複數個信號強度穿孔圖之各者擬合至該模型以判定該複數個穿孔之各穿孔之該BCD。
  24. 如請求項22之方法，其進一步包括：產生該穿孔之該高度及信號強度資料之一高度相關統計性質(height related statistical property)；藉由使用該高度相關統計性質移除該穿孔之該高度及信號強 度資料中之雜訊而產生該穿孔之經精細化高度及信號強度資料；其中使用該經精細化高度及信號強度資料產生一穿孔之該信號強度穿孔圖。
  25. 如請求項24之方法，其中該高度相關統計性質包括該穿孔之一平均高度。
  26. 如請求項25之方法，其進一步包括：使用該高度及信號強度資料產生該穿孔之一形貌穿孔圖，其中該形貌穿孔圖包含僅一穿孔之高度資料；其中使用該形貌穿孔圖判定該穿孔之該平均高度。
  27. 如請求項26之方法，其中使用該高度及信號強度資料產生該穿孔之該形貌穿孔圖包括：使用該高度及信號強度資料產生該樣本之一形貌樣本圖；及自該形貌樣本圖剪裁該穿孔以產生該形貌穿孔圖。
  28. 如請求項26之方法，其進一步包括：使用該信號強度穿孔圖及一臨限值產生該穿孔之一有效信號圖，該臨限值基於該穿孔之該信號強度穿孔圖之統計性質；其中使用該有效信號圖進一步判定該穿孔之該平均高度。
  29. 如請求項24之方法，其中使用該高度相關統計性質移除該穿孔之該高度及信號強度資料中之雜訊包括：基於該高度相關統計性質產生一信賴窗口與該穿孔之該高度及信號強度資料之一迴旋積。
  30. 如請求項29之方法，其中基於該高度相關統計性質產生該信賴窗口與該穿孔之該高度及信號強度資料之該迴旋積包括：使該信賴窗口與該穿孔之該干涉資料迴旋以產生該穿孔之經精細化干涉資料，且自該穿孔之該經精細化干涉資料產生該穿孔之該 經精細化高度及信號強度資料。
  31. 如請求項29之方法，其中基於該高度相關統計性質產生該信賴窗口與該穿孔之該高度及信號強度資料之該迴旋積包括：使該信賴窗口與該穿孔之該高度及信號強度資料迴旋。
  32. 如請求項29之方法，其中該信賴窗口包括具有一固定寬度之一方箱函數或一變化函數。
  33. 如請求項29之方法，其中針對該穿孔之該干涉資料中之每一像素或該穿孔之該干涉資料中之像素之一子集產生基於該高度相關統計性質之該信賴窗口與該穿孔之該高度及信號強度資料之該迴旋積。
  34. 一種判定一樣本中之至少一穿孔之一實體特徵之方法，該方法包括：自該樣本獲得干涉資料；自該干涉資料產生高度及信號強度資料；偵測待量測之各穿孔在該樣本上之一位置；產生一穿孔之該高度及信號強度資料之一高度相關統計性質(height related statistical property)；藉由使用該高度相關統計性質移除該穿孔之該高度及信號強度資料中之雜訊而產生該穿孔之經精細化高度及信號強度資料；基於該經精細化高度及信號強度資料產生該穿孔之一信號強度穿孔圖，其中該信號強度穿孔圖包含僅一穿孔之信號強度資料；及使用該信號強度穿孔圖判定該穿孔之一實體特徵。
  35. 如請求項34之方法，其中使用該信號強度穿孔圖判定該穿孔之該實體特徵包括： 將該信號強度穿孔圖擬合至一模型以判定該穿孔之一底部關鍵尺寸(BCD)。
  36. 如請求項34之方法，其中使用該信號強度穿孔圖判定該穿孔之該實體特徵包括：使用該信號強度穿孔圖及一臨限值產生該穿孔之一有效信號圖，該臨限值基於該穿孔之該信號強度穿孔圖之統計性質；及使用該有效信號圖計算該穿孔之一底部關鍵尺寸(BCD)。
  37. 如請求項36之方法，其中使用該有效信號圖計算該穿孔之該BCD包括：將該有效信號圖之底部區域像素轉換為一圓；使用該圓之一直徑作為該穿孔之該BCD。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014116878A1 (en) * 2013-01-23 2014-07-31 Rudolph Technologies, Inc. Characterizing tsv microfabrication process and products
US10488184B2 (en) * 2015-07-13 2019-11-26 Nanometrics Incorporated Interferometric characterization of surface topography
DE102016101832A1 (de) * 2016-02-02 2017-08-03 Frt Gmbh Verfahren und Messvorrichtung zur Messung der Topographie unter Verwendung von mindestens zwei Höhenebenen einer Oberfläche
US10473454B1 (en) * 2017-01-06 2019-11-12 Kla-Tencor Corporation Imaging-based height measurement based on known geometric information
CN107036539B (zh) 2017-06-14 2018-07-13 深圳中科飞测科技有限公司 膜厚测量系统及方法
CN112763486B (zh) * 2020-11-30 2022-05-10 成都飞机工业（集团）有限责任公司 一种基于线激光扫描的复材壁板阵列孔检测方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5392118A (en) * 1992-05-13 1995-02-21 International Business Machines Corporation Method for measuring a trench depth parameter of a material
US5960107A (en) * 1995-12-28 1999-09-28 Vlsi Technology, Inc. Method for verifying an average topography height function of a photostepper
US20040032593A1 (en) * 2002-08-13 2004-02-19 Lam Research Corporation Process endpoint detection method using broadband reflectometry
US20070148792A1 (en) * 2005-12-27 2007-06-28 Marx David S Wafer measurement system and apparatus
TW201305529A (zh) * 2011-04-06 2013-02-01 Precitec Optronik Gmbh 測定具有伸入半導體晶圓表面之高深寬比之區域的深度之裝置及方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5087121A (en) * 1987-12-01 1992-02-11 Canon Kabushiki Kaisha Depth/height measuring device
US5448399A (en) * 1992-03-13 1995-09-05 Park Scientific Instruments Optical system for scanning microscope
US5376790A (en) * 1992-03-13 1994-12-27 Park Scientific Instruments Scanning probe microscope
EP0746857A4 (en) * 1992-03-13 2001-01-03 Thermomicroscopes Corp SCANNING PROBE MICROSCOPE
US5398113A (en) 1993-02-08 1995-03-14 Zygo Corporation Method and apparatus for surface topography measurement by spatial-frequency analysis of interferograms
US20030079983A1 (en) * 2000-02-25 2003-05-01 Maolin Long Multi-zone RF electrode for field/plasma uniformity control in capacitive plasma sources
GB2401937B (en) * 2003-05-23 2006-07-19 Taylor Hobson Ltd Surface profiling apparatus
US7286238B2 (en) * 2004-09-22 2007-10-23 Corning Incorporated Feature isolation for frequency-shifting interferometry
GB0523722D0 (en) * 2005-11-22 2005-12-28 Taylor Hobson Ltd Trench measurement
EP1963780B1 (en) * 2005-12-22 2012-02-08 Taylor Hobson Limited Apparatus for and a method of determining surface characteristics
JP4245054B2 (ja) * 2007-01-26 2009-03-25 セイコーエプソン株式会社 画素内機能液の形態測定方法、画素内機能液の形態測定装置および液滴吐出装置、並びに電気光学装置の製造方法、電気光学装置および電子機器
JP5222954B2 (ja) * 2007-11-13 2013-06-26 ザイゴ コーポレーション 偏光スキャンを利用した干渉計
WO2009079334A2 (en) * 2007-12-14 2009-06-25 Zygo Corporation Analyzing surface structure using scanning interferometry
GB0901772D0 (en) * 2009-02-04 2009-03-11 Infinitesima Ltd Control system for a scanning probe microscope
US8649024B2 (en) * 2010-12-03 2014-02-11 Zygo Corporation Non-contact surface characterization using modulated illumination
JP2014038875A (ja) 2010-12-08 2014-02-27 Shimadzu Corp エッチングモニタリング装置
US8818754B2 (en) * 2011-04-22 2014-08-26 Nanometrics Incorporated Thin films and surface topography measurement using reduced library
WO2013011508A2 (en) 2011-07-19 2013-01-24 Nova Measuring Instruments Ltd. Optical system and method for measuring in patterned stuctures
WO2013121423A1 (en) 2012-02-13 2013-08-22 Nova Measuring Instruments Ltd. Method and system for use in optical measurements in deep three-dimensional structures

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5392118A (en) * 1992-05-13 1995-02-21 International Business Machines Corporation Method for measuring a trench depth parameter of a material
US5960107A (en) * 1995-12-28 1999-09-28 Vlsi Technology, Inc. Method for verifying an average topography height function of a photostepper
US20040032593A1 (en) * 2002-08-13 2004-02-19 Lam Research Corporation Process endpoint detection method using broadband reflectometry
US20070148792A1 (en) * 2005-12-27 2007-06-28 Marx David S Wafer measurement system and apparatus
TW201305529A (zh) * 2011-04-06 2013-02-01 Precitec Optronik Gmbh 測定具有伸入半導體晶圓表面之高深寬比之區域的深度之裝置及方法

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Publication number Publication date
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