TWI589857B - 於半導體裝置檢查系統中用於切趾的檢查系統 - Google Patents

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Description

於半導體裝置檢查系統中用於切趾的檢查系統
本發明一般而言係關於用於實施一選定切趾函數之一方法及系統，且特定而言，係關於用於可選擇性地實施一切趾函數之一方法及系統。
製作諸如邏輯及記憶體裝置之半導體裝置通常包含使用大量半導體製作程序來處理諸如一半導體晶圓之一基板以形成半導體裝置之各種特徵及多個層級。半導體製作程序之實例包含但不限於微影、化學機械拋光、蝕刻、沈積及離子植入。可在一單個半導體晶圓上以一配置來製作多個半導體裝置且然後將該等半導體裝置分離成個別半導體裝置。
當半導體裝置之尺寸減小時，對經改良檢查程序及工具之需求增加。檢查程序用於一半導體製造程序期間之各種步驟處以偵測晶圓上之缺陷，從而導致經增加裝置良率。已開發諸多不同類型之檢查工具供用於半導體晶圓之檢查。當前使用諸如明視場(BF)成像、暗視場(DF)成像及散射之技術來執行缺陷檢查。可基於(舉例而言)所關注之缺陷之特性及將檢查之晶圓之特性來選擇用於檢查半導體晶圓之檢查工具之類型。舉例而言，某些檢查工具經設計以檢查未經圖案化半導體晶圓或經圖案化半導體晶圓。
經圖案化晶圓檢查係所特定關注的且對半導體工業係重要的，此乃因經處理半導體晶圓通常具有形成於其上之一特徵圖案。因此，經圖案化晶圓之檢查對準確地偵測可在處理期間或作為處理之一結果已形成於晶圓上之缺陷係重要的。
已開發諸多檢查工具供用於經圖案化晶圓檢查。舉例而言，經圖案化晶圓檢查工具通常利用空間濾光器來增強經圖案化晶圓檢查。此等空間濾光器可包含但不限於傅立葉濾光器(Fourier filter)及切趾濾光器。
由於自經圖案化特徵所散射之光取決於經圖案化特徵之各種特性(諸如橫向尺寸及週期)，因此空間濾光器之設計亦取決於經圖案化特徵之此等特性。因此，空間濾光器必須基於經圖案化特徵之已知或經判定特性而設計且必須隨正檢查之不同經圖案化特徵而變化。因此，期望提供糾正先前技術之缺陷之一系統及方法。
揭示一種用於提供可選擇切趾之檢查系統。在一第一態樣中，該系統可包含但不限於：一照射源，其經組態以照射安置於一樣本載台上之一樣本之一表面；一偵測器，其經組態以偵測自該樣本之該表面發出之光之至少一部分，該照射源及該偵測器經由包含一照射臂及一收集臂之一光學系統之一光學路徑而光學耦合；一可選擇性組態之切趾裝置，其沿該光學系統之該光學路徑安置，其中該切趾裝置包含操作地耦合至一或多個致動載台上之一或多個切趾元件，該一或多個致動載台經組態以沿一或多個方向可選擇性地致動該一或多個切趾元件；一控制系統，其通信地耦合至該一或多個致動載台，其中該控制系統經組態以藉由控制該一或多個切趾元件之一致動狀態而沿一或多個方向可選擇性地控制沿該光學系統之該光學路徑所傳輸之照射之切趾。
揭示一種用於提供切趾之檢查系統。在一第一態樣中，該系統可包含但不限於：一照射源，其經組態以照射安置於一樣本載台上之一樣本之一表面；一偵測器，其經組態以偵測自該樣本之該表面發出之光之至少一部分；一光學系統，其包含經組態以光學耦合該照射源及該偵測器之一光學路徑；及一鋸齒狀孔徑總成，其沿該光學系統之該光學路徑安置且經組態為該光學系統之一孔徑，該鋸齒狀孔徑總成包含一或多個鋸齒狀孔徑光闌，其中該一或多個鋸齒狀孔徑光闌包含經組態以將一切趾量變曲線應用於透射穿過該一或多個鋸齒狀孔徑光闌之一孔徑之照射之複數個鋸齒狀特徵，該一或多個鋸齒狀孔徑光闌包含具有一選定定向之一鋸齒狀圖案。
揭示一種用於提供空間濾光之檢查系統。在一第一態樣中，該系統可包含但不限於：一照射源，其經組態以照射安置於一樣本載台上之一樣本之一表面；一偵測器，其經組態以偵測自該樣本之該表面發出之光之至少一部分；一光學系統，其包含經組態以光學耦合該照射源及該偵測器之一光學路徑，該光學路徑包含一照射臂及一收集臂；一傅立葉濾光器，其沿該光學系統之該光學路徑安置，其中該傅立葉濾光器包含配置成一陣列圖案之一或多個照射阻擋元件，其中該一或多個照射阻擋元件經配置以阻擋來自該樣本之照射之一部分，其中該等照射阻擋元件之一或多個邊緣區域具有一漸變透射函數，其中該傅立葉濾光器之一局部平均透射函數係一切趾函數。
應理解，前述大體說明及以下詳細說明兩者皆僅係例示性及解釋性且未必限制如所主張之本發明。併入本說明書中且構成本說明書之一部分之附圖圖解說明本發明之實施例，且與該大體說明一起用於闡釋本發明之原理。
100‧‧‧檢查系統/系統
101‧‧‧聚光透鏡/聚焦透鏡
102‧‧‧照射源/鋸齒狀孔徑總成
103‧‧‧切趾元件/致動載台/偵測器/預載入切趾元件/基於可變點密度圖案之切趾元件/主動切趾元件/對應切趾元件
104‧‧‧偵測器/可選擇性組態之切趾裝置/顯示裝置
105‧‧‧致動載台/對應致動載台
106‧‧‧樣本/晶圓
107‧‧‧可選擇性組態之切趾裝置/切趾裝置/致動載台/裝置/多個切趾元件可選擇性組態之切趾裝置
108‧‧‧樣本載台
109‧‧‧光學路徑/光學系統
110‧‧‧照射臂/收集臂
111‧‧‧光學系統
112‧‧‧收集臂
114‧‧‧控制系統/分束器/處理器
116‧‧‧處理器/記憶體媒體
118‧‧‧記憶體媒體
120‧‧‧程式指令
122‧‧‧物鏡
123‧‧‧收集透鏡
124‧‧‧成像透鏡
126‧‧‧使用者介面
130‧‧‧可變點密度圖案元件/基於可變點密度之切趾元件/切趾元件/可變點密度切趾元件/元件
131‧‧‧零透射限制性直徑位置
132‧‧‧實質上不透明特徵
133‧‧‧轉變區域
134‧‧‧實質上透明背景/孔徑/光學孔徑
202‧‧‧未切趾孔徑
204‧‧‧餘弦切趾濾光器/曲線
210‧‧‧曲線圖
212‧‧‧點擴展函數
214‧‧‧點擴展函數
220‧‧‧線性圖
222‧‧‧切趾組態
224‧‧‧未切趾組態
240‧‧‧曲線圖
242‧‧‧光瞳函數
244‧‧‧光瞳函數
246‧‧‧光瞳函數
250‧‧‧曲線圖
252‧‧‧點擴展函數寬度
254‧‧‧點擴展函數寬度
256‧‧‧點擴展函數寬度
300‧‧‧檢查系統/系統
302‧‧‧鋸齒狀孔徑總成
304‧‧‧鋸齒狀孔徑光闌
304a‧‧‧鋸齒狀孔徑光闌/第一鋸齒狀孔徑/第一鋸齒狀孔徑光闌
304b‧‧‧鋸齒狀孔徑光闌/第二鋸齒狀孔徑光闌
306‧‧‧鋸齒狀孔徑/孔徑/選定鋸齒狀孔徑/鋸齒狀孔徑光闌
307‧‧‧複合孔徑/鋸齒狀孔徑
308‧‧‧鋸齒狀特徵/鋸齒狀圖案特徵
308a‧‧‧第一組鋸齒狀特徵
308b‧‧‧第二組鋸齒狀特徵
310‧‧‧水平方向
400‧‧‧檢查系統/系統
402‧‧‧傅立葉濾光器/經邊緣切趾傅立葉濾光器/濾光器/邊緣切趾
406‧‧‧邊緣區域
408‧‧‧透射區域/區域/實質上透明區域
410‧‧‧阻擋元件/既定阻擋元件/阻擋區域
412‧‧‧可變點密度圖案
414‧‧‧遞變塗層
熟習此項技術者可藉由參考附圖來更好地理解本發明之眾多優 點，其中：圖1A係根據本發明之一項實施例之用於在一明視場檢查系統中提供可選擇切趾之一系統之一簡化示意圖。
圖1B係根據本發明之一項實施例之用於在一暗視場檢查系統中提供可選擇切趾之一系統之一簡化示意圖。
圖1C係根據本發明之一項實施例之一圓形可變點圖案密度切趾元件之一區段之一示意圖。
圖2A係根據本發明之一項實施例之圖解說明針對一未切趾光瞳及一切趾光瞳的隨NA而變之強度之一強度對數值孔徑曲線圖。
圖2B係根據本發明之一項實施例之繪示針對一未切趾光瞳及一切趾光瞳之點擴展函數之一對數標度曲線圖。
圖2C係根據本發明之一項實施例之繪示針對一未切趾光瞳及一切趾光瞳之點擴展函數之一線性標度曲線圖。
圖2D係根據本發明之一項實施例之繪示針對用於識別第一暗環之一未切趾光瞳及一切趾光瞳之點擴展函數之一線性標度曲線圖。
圖2E係根據本發明之一項實施例之繪示針對各種切趾量變曲線的隨數值孔徑而變之強度之一強度對數值孔徑曲線圖。
圖2F係根據本發明之一項實施例之繪示針對各種切趾量變曲線之點擴展函數之一線性標度曲線圖。
圖3A係根據本發明之一項實施例之具有一鋸齒狀孔徑光闌之一明視場檢查系統之一簡化示意圖。
圖3B係根據本發明之一項實施例之一鋸齒狀孔徑光闌之一示意圖。
圖3C係根據本發明之一項實施例之以一堆疊式組態以形成一複合孔徑之兩個鋸齒狀孔徑光闌之一示意圖。
圖3D係根據本發明之一項實施例之因應用一鋸齒狀孔徑光闌而 產生之一繞射圖案之一示意圖。
圖3E係根據本發明之一項實施例之定位一偵測器之成像部分以避免因應用一鋸齒狀孔徑光闌而產生之繞射圖案之一示意圖。
圖3F係根據本發明之一項實施例之沿一個方向具有經截斷鋸齒狀特徵之一鋸齒狀孔徑光闌之一示意圖。
圖3G係根據本發明之一項實施例之因應用沿一個方向具有經截斷鋸齒狀特徵之一鋸齒狀孔徑光闌而產生之一繞射圖案之一示意圖。
圖4A係根據本發明之一項實施例之配備有具有切趾邊緣之一傅立葉濾光器之一暗視場檢查系統之一簡化示意圖。
圖4B係根據本發明之一項實施例之配備有具有切趾邊緣之一傅立葉濾光器之一明視場檢查系統之一簡化示意圖。
圖4C係根據本發明之一項實施例之具有帶有適於在一檢查系統之收集臂中實施之切趾邊緣之阻擋元件之一傅立葉濾光器之一示意圖。
圖4D係根據本發明之一項實施例之一傅立葉濾光器之一阻擋元件之一可變點密度邊緣之一示意圖。
圖4E係根據本發明之一項實施例之一傅立葉濾光器之一阻擋元件之一遞變塗層邊緣之一示意圖。
圖4F係根據本發明之一項實施例之具有適於在一檢查系統之照射臂中實施之切趾邊緣之一傅立葉濾光器之一示意圖。
現將詳細參考附圖中所圖解說明之所揭示之標的物。
通常參考圖1A至圖4F，根據本發明闡述用於在一光學檢查系統之一光學路徑中實施切趾之系統及方法。
本發明一般而言係針對用於提供沿用於一樣本(諸如半導體晶圓)之光學檢查中之一檢查系統之一光學路徑所傳輸之照射之切趾之方法 及系統。通常，切趾包含修改一光學系統之一孔徑之振幅透射率以便減小繞射效應。在一圓形孔徑之情形中，切趾可由修改孔徑之透射率組成以便減小或抑制繞射環中之能量(相對於中心艾裏斑(Airy disk)之能量)。在一非圓形孔徑之情形中，一光學系統之焦平面處之繞射點擴展函數將不擁有一艾裏圖案之形式，但其通常將展現作為孔徑處之繞射之一結果而延伸至中心繞射峰值外側之繞射尾部。舉例而言，Born等人在Chapter 8 of Principles of Optics,6th Ed.,(1980)中大體闡述切趾，此以引用方式整體併入本文中。繞射尾部通常與孔徑之二維透射率量變曲線之高空間頻率分量相關聯。高空間頻率分量主要起源於孔徑邊緣處之明顯透射率不連續性，且繞射尾部可藉由修改孔徑之振幅透射率而受抑制，藉此減輕此等不連續性。達成繞射效應之此抑制之一孔徑透射率函數在本文中稱為一「切趾量變曲線」或「切趾函數」。常見切趾函數包含但不限於經截斷高斯量變曲線及餘弦量變曲線。以下揭示內容提供適於將切趾應用於沿一檢查系統之一光學路徑所傳輸之照射之方法及系統之多個實施例。
另外，本文中注意到，相對於裝置之經良好濾光陣列區及未經圖案化區域，一晶圓之半導體裝置之經圖案化匯流排區域通常極亮。檢查工具通常能夠在此等經良好濾光陣列及未經圖案化區域中找出小得多之缺陷，此乃因自一圖案反射或散射較少混擾光(nuisance light)。
此等相當區域中之意外光學假影可限制晶圓檢查工具之敏感度，此乃因此等假影可產生假缺陷或經增加雜訊位準。光學假影可由若干源產生，包含但不限於來自光學孔徑之繞射。繞射可作為放置於傅立葉平面處且用於濾光來自重複特徵之繞射級之濾光機構(例如，傅立葉濾光器)之一結果而發生。繞射假影亦可因限制性系統孔徑而發生。在此設定中，亮特徵可「振鈴(ring)」至未經圖案化或經良好 濾光陣列區域中，從而限制檢查敏感度。本發明進一步針對用於減少光學假影或來自一檢查系統之光學孔徑振鈴效應之方法及系統。
圖1A圖解說明根據本發明之一項實施例之具有可選擇切趾之一檢查系統100之一簡化示意圖。本發明係針對提供用於增強一光學量測系統(諸如一檢查系統)之解析度之一撓性構件之一系統及方法。本文中認識到，應用於一既定設定中之切趾可基於一或多個樣本特徵(例如，裝置圖案特徵)而選擇。因此，本發明提供配備有可選擇切趾之一檢查系統，從而允許一使用者回應於一或多個樣本特徵而手動或自動實施一選定切趾量變曲線。進一步注意到，本發明允許獨立地沿兩個方向(例如，X方向及Y方向)之照射之可選擇切趾。
在本發明之一項態樣中，系統100包含一照射源102，其經組態以照射安置於一樣本載台108上之一樣本106(例如，半導體晶圓)之一表面；一偵測器104(例如，CCD、TDI或PMT偵測器)，其經組態以偵測自樣本106之表面發出(例如，所散射或所反射)之光。照射源102(例如，寬頻源或窄頻源)及偵測器104經由一光學系統111之一光學路徑109而光學耦合。在另一態樣中，系統100包含一可選擇性組態之切趾裝置107，其沿檢查系統100之光學系統111之光學路徑109安置。系統100可進一步包含一控制系統114(例如，配備有一或多個處理器116之電腦控制系統)，其通信地耦合至可選擇性組態之切趾裝置107且適於可選擇性地控制應用於沿光學路徑109傳輸且穿過切趾裝置107之照射之切趾。
在本發明之一進一步態樣中，可選擇性組態之切趾裝置107可包含一或多個切趾元件103，其操作地耦合至一或多個致動載台105上。就此而言，一或多個致動載台105經組態以沿一或多個方向(例如，X方向或Y方向)可選擇性地致動一或多個切趾元件103。控制系統114可通信地耦合至切趾裝置107之一或多個致動載台105，藉此允許控制系 統114藉由控制一或多個切趾元件103之一致動狀態(例如，定位於光學路徑內或定位於光學路徑外側)而沿一或多個方向可選擇性地控制沿光學系統之光學路徑109傳輸之照射之切趾(例如，沿一第一及/或第二方向應用一選定切趾量變曲線)。
在本發明之另一態樣中，光學系統111之光學路徑109可包含一照射臂110及一收集臂112。以此方式，照射源102及偵測器104可經由光學系統111之照射臂110及收集臂112而光學耦合。光可自照射源102發出且沿照射臂110行進至樣本106之表面。然後，自樣本106所散射或所反射之光可沿收集臂112自樣本106之表面行進至偵測器104。
在一項實施例中，切趾裝置107沿檢查系統100之光學系統111之照射臂110安置，如圖1A中所展示。在一替代實施例中，儘管圖1A中未展示，但切趾裝置107沿檢查系統100之光學系統111之收集臂112安置。
本發明之檢查系統可經組態為此項技術中已知之任何檢查系統。舉例而言，如圖1A中所展示，本發明之檢查系統100可經組態為一明視場(BF)檢查系統。另一選擇為，如圖1B中所展示，本發明之檢查系統100可經組態為一暗視場(DF)檢查系統。申請人指明，圖1A及圖1B中所繪示之光學組態僅出於圖解說明目的而提供且不應解釋為具限制性。在一般意義上，本發明之檢查系統100可包含適於使晶圓106之表面成像之任何組的成像及光學元件。第7,092,082號美國專利、第6,702,302號美國專利、第6,621,570號美國專利及第5,805,278號美國專利中詳細闡述當前可用晶圓檢查工具之實例，該等美國專利各自以引用方式併入本文中。另外，第5,822,055號美國專利及第6,201,601號美國專利中提供組合BF及DF檢查系統之各種實施例，該等美國專利各自以引用方式整體併入本文中。
在額外實施例中，照射臂110及/或收集臂112可包含但不限於一 或多個額外光學元件，如熟習此項技術者應認識到，在本發明之範疇內，可在照射臂110或收集臂112內利用眾多光學元件。舉例而言，在圖1A中所展示之明視場檢查系統之情形中，照射臂110之額外光學元件可包含但不限於一或多個聚光透鏡或聚焦透鏡101、一或多個物鏡122、一或多個額外透鏡、一或多個分束器114、一或多個反射鏡、一或多個濾光器、一或多個準直器及諸如此類。類似地，收集臂112之光學元件可包含但不限於一或多個成像透鏡124、一或多個額外透鏡、一或多個反射鏡、一或多個濾光器或者一或多個準直器及諸如此類。
在圖1A中所展示之暗視場檢查系統之情形中，照射臂110之額外光學元件可包含但不限於一或多個聚焦透鏡或聚光透鏡101、一或多個額外透鏡、一或多個分束器(未展示)、一或多個反射鏡、一或多個濾光器、一或多個準直器及諸如此類。類似地，收集臂112之光學元件可包含但不限於一或多個收集透鏡123、一或多個成像透鏡124、一或多個額外透鏡、一或多個反射鏡、一或多個濾光器或者一或多個準直器及諸如此類。本文中注意到，上文針對檢查系統100之暗視場及明視場實施例所闡述之光學系統不應解釋為具限制性。本文中認識到，任何實施光學系統將包含本文中未闡述之額外光學元件。申請人指明，出於清晰目的，自本說明省略了各種額外元件。
本文中注意到，雖然本發明之以下說明闡述檢查系統100，但本文中認識到，切趾裝置107可實施於本文中未揭示之光學系統中。因此，系統100之特定光學組態不應解釋為具限制性。
在本發明之另一態樣中，照射源102可包含此項技術中已知之任何寬頻照射源。在一項實施例中，照射源102可包含但不限於一鹵素光源(HLS)。舉例而言，鹵素光源可包含但不限於一基於鎢之鹵素燈。在另一實例中，照射源102可包含一氙弧燈。以又一實例方式， 照射源102可包含一氘弧燈。在一般意義上，能夠產生可見光譜範圍、紅外線光譜範圍及紫外線光譜範圍中之照射之任何照射源適於實施於本發明中。舉例而言，一氙弧燈能夠遞送介於190nm至2000nm之一光譜範圍中之光，其中一逐漸輻射強度降低至低於400nm。在另一實施例中，照射源102可包含但不限於此項技術中已知之任何放電電漿源。在又一實施例中，照射源102可包含但不限於一雷射驅動之電漿源。熟習此項技術者應認識到，上文所闡述照射源不表示限制，而是應僅解釋為圖解說明性。在本發明之一額外態樣中，照射源102可包含此項技術中已知之任何窄頻照射源。舉例而言，照射源102可包含但不限於一或多個雷射光源。
注意到，關於各種類型之照射源之以上說明不應解釋為具限制性，而是僅為圖解說明性。熟習此項技術者應認識到，任何寬頻或窄頻照射源適於實施於本發明中。此外，本文中進一步設想，可組合兩個或兩個以上照射源以便達成一所需光譜範圍。以此方式，發射一第一光譜範圍中之照射之一第一源可與發射一第二光譜範圍中之照射之一第二源組合。舉例而言，一第一光源可包含一氙氣燈，而一第二光源可包含一氘氣燈。
在本發明之另一態樣中，偵測器104可包含適於使樣本106之表面之一或多個特徵成像之此項技術中已知之任何光學偵測系統。在一項實施例中，偵測器104可包含但不限於一CCD偵測器。在另一實施例中，偵測器104可包含但不限於CCD-TDI偵測器。在另一實施例中，偵測器104可包含但不限於一PMT偵測器。在一額外實施例中，偵測器104(例如，成像相機)可通信地耦合至可識別且可儲存自偵測器104獲取之影像資料之一影像處理電腦。
現參考圖1A及圖1B之可選擇性組態之切趾裝置107，可選擇性組態之切趾裝置107可包含此項技術中已知之任何切趾元件(例如，切趾 器)及致動載台。舉例而言，可選擇性組態之切趾裝置107可包含機械地耦合至一線性平移載台(例如，線性電動載台)之一切趾元件103。就此而言，切趾元件103經組態以用於回應於自控制系統114所接收之一命令信號而選擇性線性平移至光學系統111之光學路徑109中並選擇性線性平移出光學系統111之光學路徑109。以另一實例方式，可選擇性組態之切趾裝置107可包含機械地耦合至一旋轉載台(例如，電動旋轉載台)之一切趾元件103。就此而言，切趾元件103經組態以用於回應於自控制系統114所接收之一命令信號而選擇性旋轉至光學系統111之光學路徑109中並選擇性旋轉出光學系統111之光學路徑109。以另一實例方式，可選擇性組態之切趾裝置107可包含機械地耦合至一組合平移-旋轉載台之一切趾元件103。就此而言，切趾元件103經組態以用於回應於自控制系統114所接收之一命令信號而選擇性旋轉及/或平移至光學系統111之光學路徑109中並選擇性旋轉及/或平移出光學系統111之光學路徑109。
在本發明之另一態樣中，可選擇性組態之切趾裝置107可包含多個切趾元件，其中每一切趾元件103安置於一個別致動載台(例如，平移載台或旋轉載台)上。就此而言，切趾裝置107可包含切趾元件103之一電池，藉此控制系統114經組態以經由對應致動載台105將一選定子組之切趾元件103可選擇性地致動至檢查系統100之光學路徑109中以便達成一選定切趾量變曲線。就此而言，選定切趾量變曲線使用多個切趾元件之組合而形成。
舉例而言，控制系統114可經由其對應致動載台105將一單個切趾元件103可選擇性地致動至光學路徑109中。以另一實例方式，控制系統114可經由其對應致動載台105將兩個或兩個以上切趾元件103可選擇性地致動至光學路徑109中。本文中認識到，欲致動至光學路徑109中之切趾元件103之選擇可取決於檢查系統所需之切趾特性(例如，基 於樣本之圖案特徵)以及切趾裝置107之預載入切趾元件103。
本文中注意到，任何切趾元件或濾光器適於實施於本發明之切趾裝置107中。在一項實施例中，切趾裝置107之一或多個切趾元件103可包含一可變點密度圖案元件。圖1C圖解說明根據本發明之一項實施例之經組態以用於一圓形孔徑之一可變點密度圖案元件130之一段。
在一項實施例中，基於可變點密度之切趾元件130可包含一實質上透明背景134上之實質上不透明特徵132或「點」，藉此該等特徵之密度隨切趾元件130上之徑向位置而變化，如圖1C中所展示。在一進一步實施例中，基於可變點密度圖案之切趾元件103可具有為一切趾函數之一局部平均透射率函數。就此而言，本實施例之限制性孔徑可微影印刷有變化密度之一系列不透明特徵，而非自接近100%透射至0%透射(例如，典型顯微鏡光圈)之一急劇轉變。此外，在其中點特徵為極密集之情形(如針對孔徑之邊緣之情形)中，透射係極低的。相比而言，當特徵之密度為極低時(如針對孔徑134之中心之情形)，透射係極高的。如圖1C中所展示，沿轉變區域133之此等變化特徵密度提供自光學孔徑134之透明中心部分至零透射限制性直徑位置131之一平穩轉變。
在一替代實施例中，基於可變點密度之切趾元件可包含圖1C中所繪示之實施例之一「負片」版本。在此意義上，切趾元件130可包含一實質上不透明背景上之實質上透明特徵，藉此特徵之密度隨切趾元件130上之徑向位置而變化。本文中認識到，可使用此項技術中已知之任何構件來製作本發明之可變點密度切趾元件130及隨機點密度切趾元件。舉例而言，可利用一微影印刷、蒸發及/或蝕刻程序來形成可變點圖案或隨機點圖案。舉例而言，切趾元件130之不透明特徵(及元件130之負片版本)可微影印刷於一玻璃基板上。舉例而言，不 透明特徵可由沈積至一基板(例如，玻璃基板或石英玻璃基板)上之一金屬材料(例如，鉻)形成。申請人指明，可變點密度圖案之以上說明不具限制性且僅出於圖解說明目的而提供。預期，可變點密度元件之眾多幾何組態適於實施於本發明中。舉例而言，本文中注意到，點密度圖案中之點不限於圓形。可變點密度圖案中之點可包含此項技術中已知之任何幾何形狀，諸如但不限於矩形、圓形、橢圓形、環形及諸如此類。
在另一實施例中，切趾裝置107之一或多個切趾元件103可包含一空間變化中性密度濾光器(未展示)。Norton等人之第5,859,424號美國專利闡述適於實施於本發明之切趾裝置107中之個別切趾濾光器(例如，可變點濾光器及中性密度濾光器)之構造，且該美國專利以引用方式整體併入本文中。
在一進一步實施例中，當切趾裝置107組態有上文所闡述之點密度(可變或隨機)或中性塗層密度切趾元件時，切趾裝置107可定位於沿光學路徑109之任何點處。就此而言，切趾裝置107可沿照射臂110或收集臂112放置。舉例而言，在BF及/或DF檢查之情形中，切趾裝置107可經定位以使得裝置107之主動切趾元件103充當照射臂110之限制性孔徑光闌(例如，照射孔徑光闌)，如圖1A及圖1B中分別概念地所展示。以另一實例方式，在BF檢查之情形中，切趾裝置107可定位於收集臂112之成像孔徑光闌處，位於成像透鏡124之前。以另一實例方式，在DF檢查之情形中，切趾裝置107可定位於收集臂112之成像孔徑光闌處，位於收集透鏡123與成像透鏡124之間。
在另一實施例中，切趾裝置107之一或多個切趾元件103可包含但不限於經組態為檢查系統100之一孔徑且經組態以應用一切趾光瞳函數之一或多個鋸齒狀孔徑光闌。就此而言，當一或多個切趾裝置107組態有一鋸齒狀孔徑光闌時，一或多個切趾裝置107可沿光學路徑 109定位以充當光學系統111之成像系統之孔徑光闌。本文中認識到，光學系統之成像系統可駐存於檢查系統100之照射臂110或收集臂112中。舉例而言，一或多個切趾元件103可由但不限於本文中進一步所闡述且圖3B、圖3C及圖3F中所圖解說明之鋸齒狀孔徑光闌組成。
在另一實施例中，切趾裝置107之一或多個切趾元件103可包含但不限於具有邊緣切趾之一或多個傅立葉濾光元件。就此而言，當一或多個切趾裝置107組態有一傅立葉濾光元件時，一或多個切趾裝置107可沿光學路徑109定位以提供自樣本之經圖案化特徵所繞射或所反射之傅立葉濾光。舉例而言，當切趾裝置107以一傅立葉濾光組態時，切趾裝置107可定位於光學系統111之成像系統之傅立葉平面處。舉例而言，切趾裝置107可定位於收集臂112之傅立葉成像平面處。舉例而言，一或多個切趾元件103可由但不限於具有帶有本文中進一步所闡述且圖4A至圖4F中所圖解說明之邊緣切趾之一或多個阻擋元件之傅立葉濾光器組成。
在本發明之一項態樣中，控制系統114可包含通信地耦合至可選擇性組態之切趾裝置107之一或多個處理器116，如圖1A至圖1B中所展示。舉例而言，控制系統114之一或多個處理器116可通信地耦合至可選擇性組態之切趾裝置104之一或多個致動載台105。就此而言，控制系統114可由經組態以控制可選擇性組態之切趾裝置107之一計算系統組成以便達成一選定切趾量變曲線(如本發明通篇中所論述)。在一項實施例中，控制系統114之一或多個處理器116可用以將可選擇性組態之切趾裝置107組態成一選定切趾模式或狀態，藉此將一選定切趾量變曲線應用於透射穿過一或多個切趾元件103之照射。
在一項實施例中，由控制系統114之一或多個處理器116所實施之切趾量變曲線係由檢查系統100檢查之樣本106之一或多個圖案之一函數。舉例而言，在其中一樣本具有一高DR之設定中，控制系統114之 一或多個處理器116可將一侵擾性切趾量變曲線(藉由致動達成侵擾性量變曲線所需要之對應切趾元件103)應用於通過可選擇性組態之切趾裝置107之切趾元件103之照射。以另一實例方式，在其中一樣本具有一低DR之設定中，控制系統114之一或多個處理器116可用以藉由引導一或多個致動載台105來減小切趾以自光學路徑109抽取切趾元件103中之一或多者。
在另一實施例中，控制系統114之一或多個處理器116可獨立地沿一第一方向及一第二方向可選擇性地控制照射之切趾。舉例而言，控制系統114之一或多個處理器116可引導切趾裝置107以將切趾獨立地應用於X軸及Y軸。舉例而言，所應用之切趾量可取決於樣本106之一經檢查IC晶片之一佈局之幾何形狀。此外，本文中注意到，對於矩形周邊結構，可期望僅應用X切趾，而在其他設定中，可期望僅應用Y切趾。
在另一實施例中，控制系統114之一或多個處理器116可藉由控制可選擇性組態之切趾裝置107之兩個或兩個以上致動載台105之致動狀態而沿一或多個方向(例如，X方向或Y方向)可選擇性地控制沿光學路徑109之照射之切趾。舉例而言，一第一切趾元件可安置於切趾裝置107之一第一致動載台上，而一第二切趾元件可安置於切趾裝置107之一第二致動載台上。就此而言，控制系統114之一或多個處理器116經組態以藉由控制第一切趾元件之一致動狀態及第二切趾元件之一致動狀態而沿一或多個方向可選擇性地控制沿光學系統111之光學路徑109所傳輸之照射之切趾量變曲線。本文中注意到，上述實施例不限於兩個切趾元件。本文中認識到，任何數目個切趾元件及載台可實施於本發明之可選擇性組態之切趾裝置107中。另外，進一步注意到，任何類型之切趾元件(如本發明通篇中所闡述)可包含於本發明之多個切趾元件可選擇性組態之切趾裝置107中。
在一項實施例中，控制系統114之一或多個處理器116可經由一使用者介面126接收使用者所輸入指令。回應於使用者所輸入指令，控制系統114之一或多個處理器116可用以將可選擇性組態之切趾裝置107組態成一選定切趾模式或狀態。舉例而言，控制系統114之一或多個處理器116可經由使用者介面之一顯示器給一使用者顯示一組模式選擇。然後，使用者可經由一使用者輸入裝置(未展示)來選擇該等選擇中之一或多者。回應於此選擇，控制系統114之一或多個處理器可將控制信號傳輸至可選擇性組態之切趾裝置107以便引導一或多個致動載台105將一或多個切趾元件103致動(例如，平移或旋轉)至光學路徑109中或致動出光學路徑109以便與使用者選定組態相對應。
在另一實施例中，一或多個處理器116與一記憶體媒體118(例如，非暫時性儲存媒體)通信。另外，一或多個記憶體媒體118可儲存經組態以致使一或多個處理器116實施本發明中所闡述之各種步驟之程式指令。記憶體媒體118可包含此項技術中已知之任何記憶體媒體，包含但不限於一唯讀記憶體、一隨機存取記憶體、一磁碟或光碟或者一磁帶。實施諸如本文中所闡述之彼等方法之方法之程式指令120可經由一載體媒體傳輸或儲存於一載體媒體上。載體媒體可係一傳輸媒體，諸如一導線、電纜或無線傳輸鏈路。載體媒體亦可包含諸如一唯讀記憶體、一隨機存取記憶體、一磁碟或光碟或者一磁帶之一記憶體媒體118。
一般而言，術語「處理器」可廣義界定為涵蓋具有執行來自一記憶體媒體之指令之一或多個處理器之任何裝置。在此意義上，一或多個處理器116可包含經組態以執行軟體演算法及/或指令之任何微處理器類型裝置。在一項實施例中，一或多個處理器116可由經組態以執行經組態以控制系統100之可選擇性組態之切趾裝置107之一程式之一桌上型電腦、一網路連接型電腦、一影像電腦、一工作站、一平行 處理電腦及諸如此類組成，如本發明通篇中所闡述。應認識到，本發明通篇中所闡述之步驟可由一單個電腦系統或(另一選擇為)多個電腦系統實施。此外，系統100之不同子系統(諸如使用者介面126、致動載台105及諸如此類)可包含適於實施上文所闡述之步驟之至少一部分之一處理器或邏輯元件。因此，以上說明不應解釋為對本發明之一限制而僅應解釋為一實例說明。
在另一實施例中，控制系統114之一或多個處理器116可以此項技術中已知之任何方式通信地耦合至可選擇性組態之切趾裝置107、照射源102、偵測器104、使用者介面126或系統100之任何其他子系統。舉例而言，控制系統114之一或多個處理器116可經由一有線或無線連接通信地耦合至系統100之各種子系統。
使用者輸入裝置可包含此項技術中已知之任何使用者輸入裝置。舉例而言，使用者輸入裝置可包含但不限於一鍵盤、一小鍵盤、一觸控螢幕、一控制桿、一旋鈕、一滾輪、一軌跡球、一開關、一調撥轉盤、一滑動條、一捲軸、一滑桿、一手柄、一觸控墊、一操縱板、一操縱盤、一操縱桿、一嵌框輸入裝置或諸如此類。在一觸控螢幕介面裝置之情形中，熟習此項技術者應認識到，大量觸控螢幕介面裝置可適於實施於本發明中。舉例而言，顯示裝置可與一觸控螢幕介面整合，諸如但不限於一電容性觸控螢幕、一電阻性觸控螢幕、一基於表面聲波之觸控螢幕、一基於紅外線之觸控螢幕或諸如此類。在一般意義上，能夠與顯示裝置之顯示部分整合之任何觸控螢幕介面適於實施於本發明中。在另一實施例中，使用者介面可包含但不限於一嵌框安裝介面。在一嵌框輸入裝置之情形中，顯示裝置可包含配備有一或多個嵌框安裝介面裝置之一嵌框。舉例而言，嵌框安裝介面可包含但不限於安置於顯示裝置之嵌框上之一硬鍵(或硬「按鈕」)。在一般意義上，能夠與顯示裝置整合之任何嵌框安裝介面適於實施於本發明 中。
使用者介面126之顯示裝置可包含此項技術中已知之任何顯示裝置。在一項實施例中，顯示裝置可包含但不限於一液晶顯示器(LCD)。在另一實施例中，顯示裝置104可包含但不限於一基於有機發光二極體(OLED)之顯示器。在另一實施例中，顯示裝置104可包含但不限於一CRT顯示器。熟習此項技術者應認識到，多種顯示裝置可適於實施於本發明中且顯示裝置之特定選擇可取決於多種因素，包含但不限於外觀尺寸、成本及諸如此類。在一般意義上，能夠與一使用者介面裝置(例如，觸控螢幕、嵌框安裝介面、鍵盤、滑鼠、追蹤墊及諸如此類)整合之任何顯示裝置適於實施於本發明中。
本文中認識到，雖然在某些設定中，一光瞳之切趾可導致經增加解析度，但切趾亦可隨之帶來使得此切趾之實施變得不合意之損害。圖2A至圖2F圖解說明對在判定是期望還是不期望切趾時可存在之光學條件之一分析。
圖2A圖解說明一餘弦切趾濾光器204之透射強度量變曲線及一未切趾孔徑202之透射強度量變曲線。如圖2A中所展示，考量具有自0.45 NA至0.9 NA所應用之一餘弦量變曲線之一0.9 NA成像系統。在此情形中，自0 NA至0.45 NA之光瞳未切趾，且因此，顯示不衰減。對於一經均勻照射光瞳，自0 NA至0.45 NA之區域僅含有總體照射之約25%。大部分照射(約75%)含於其中應用切趾之區域中。在自0.45 NA至0.90 NA所應用之一餘弦切趾量變曲線(見曲線204)之情形中，所實施切趾濾光器阻擋大部分照射。在此情形中，允許自0.45 NA至0.90 NA之光之僅35%通過所實施切趾濾光器。此外，在自0 NA至0.9 NA之整個孔徑內，自0.45 NA至0.90 NA之切趾之光學系統損失可用照射之約50%。此表示一實質切趾濾光器實施方案損害。
類似地，切趾元件/濾光器用以擴寬在峰值振幅之中等部分處所 量測之點擴展函數之寬度。再次，考量具有自0 NA至0.45 NA之一均勻光瞳分佈、具有自0.45 NA至0.9 NA所應用之餘弦切趾之一系統。比較此系統與不具有切趾之一0.9 NA光學系統。圖2B之曲線圖210圖解說明針對未切趾的隨PSF寬度而變之PSF 212之一對數圖對針對上文所闡述之餘弦切趾設定的PSF 214之對數圖。如圖2B中所展示，餘弦切趾濾光器之應用用以在於峰值振幅之小部分處量測時使點擴展函數變窄。
圖2C圖解說明針對上文所闡述之切趾組態222及未切趾組態224之點擴展函數之一線性圖220。在仔細檢查自約1.0至0.01之點擴展函數之基礎上，PSF在添加切趾函數後實際上變得較寬。
本文中注意到，針對勻光瞳分佈(0.61．λ/NA)之解析度之Lord Rayleigh之準則計算第一暗環之位置。利用上文所闡述之相同點擴展函數，發現針對具有266nm光之自0 NA至0.9 NA之均勻光瞳分佈之第一暗環之位置為匹配Rayleigh準則之約0.00018mm。此外，針對具有自0 NA至0.45 NA之均勻切趾及具有自0.45 NA至0.9 NA之餘弦切趾之情形之第一暗環係在比未切趾組態寬20%之0.00022mm處。因此，認識到，可在期望控制點擴展函數之尾部時，切趾使點擴展函數變窄，但其係以峰值強度之最適度部分處之PSF寬度為代價來進行此的。
對於小缺陷，依據缺陷之峰值信號通常與峰值之中等部分處之PSF寬度之平方成反比。因此，切趾濾光器之使用產生依據較小缺陷之較低信號。在此情形中，尾部中之PSF之寬度對依據小缺陷之信號係不重要的。在未切趾系統之情形中，大部分PSF可集中於一較小區中。因此，PSF之一較高部分與缺陷相互作用，此可導致用於點掃描成像系統之較多經散射光。另外，其可產生聚焦於用於一基於相機之成像系統之較少偵測器元件上之較多所收集光。在兩種情形中，缺陷 與PSF之一較大部分相互作用。作為擴寬PSF之一結果，針對切趾系統，信號將往往減少。雖然此在此等缺陷緊接近於極亮周邊結構時可係一期望折衷，但在其中缺陷位於受益於經增加光之具有極少結構(例如，裸區及體陣列)之區域中之情形中，其可能不係一期望折衷。
本文中進一步注意到，中心點擴展函數之一擴寬導致用於邏輯區域之較小解析度。實際上，此行為用以縮小NA以便改良自極亮區域至極暗區域之轉變，此往往負面地影響邏輯檢查能力。再次考量自0.45 NA至0.9 NA之一餘弦切趾。此一切趾量變曲線產生具有0.00022mm之半徑之一第一暗環。注意到，將產生相同暗環位置之等效未切趾系統將擁有約0.74之一NA。
圖2E之曲線圖240圖解說明針對自0 NA至0.9 NA之均勻切趾之一光瞳函數244、針對自0.45 NA至0.9 NA之餘弦切趾之一光瞳函數242及針對自0 NA至0.74 NA之均勻切趾之一光瞳函數246。
圖2F之曲線圖250圖解說明針對自0 NA至0.9 NA之均勻切趾的隨PSF寬度254而變之PSF、針對自0.45 NA至0.9 NA之餘弦切趾的隨PSF寬度252而變之PSF及針對自0 NA至0.74 NA之均勻切趾的隨PSF寬度256而變之PSF。如圖2F中所展示，當在峰值之中等部分處量測時，針對「自0 NA至0.45 NA之均勻及自0.45 NA至0.9 NA之餘弦切趾」組態之PSF在與「0 NA至0.74 NA之均勻」組態相比時擁有一極類似PSF寬度。
由於上文所展示之各種損害，因此所討論之經分析圖案對關於是否期望切趾之決策具有一大影響。認識到，當試圖識別緊接近於極亮周邊結構之小缺陷時，切趾可係有利的。相比而言，然而，當周邊結構不比樣本106之經分析部分之體陣列顯著亮時，使用切趾及對應損害可抑制系統100找出缺陷之能力。
舉例而言，在其中與陣列區域接界之周邊結構形成一矩形形狀 之情形中，可期望將切趾(使用切趾裝置107)添加至僅一單個軸。類似地，若極亮垂直周邊結構連同昏暗水平周邊結構一起存在，則一所期望組態可包含僅對垂直軸之切趾，留下水平軸未切趾。
在一般意義上，應認識到，並非始終期望光瞳之切趾。在此意義上，系統100經組態以選擇性地應用切趾且進一步經組態以控制在實際上實施時切趾之強度之程度。
圖3A至圖3B圖解說明根據本發明之一項實施例之配備有經組態為一檢查系統300之光學路徑109之一孔徑之一鋸齒狀孔徑總成302之檢查系統300之簡化示意圖。本實施例係針對一光學檢查系統(例如，暗視場或明視場檢查系統)中之解析度之改良。特定而言，本實施例係針對亮周邊結構附近之小缺陷偵測之增強。在本實施例中，利用經組態為檢查系統300之孔徑光闌(例如，照射孔徑、成像孔徑或另一孔徑)之鋸齒狀孔徑光闌304來達成經改良系統解析度以產生一所期望切趾函數。本文中進一步注意到，除經改良解析度之外，孔徑邊緣之軟化亦可減小孔徑放置準確度要求。因此，邊緣切趾可使得系統對系統較簡單。
本文中認識到，本文中先前所闡述之檢查系統100之組件及實施例應解釋為擴展至檢查系統300，除非另有所述。在此意義上，檢查系統300包含一照射源102，其經組態以照射安置於一樣本載台108上之一樣本106之一表面；一偵測器104，其經組態以偵測自樣本106之表面發出(例如，所散射或所反射)之光。此外，照射源102(例如，寬頻源或窄頻源)及偵測器104經由一光學系統111之一光學路徑109而光學耦合。
在另一態樣中，系統300包含一鋸齒狀孔徑總成302，其沿光學系統111之光學路徑109安置且經組態為檢查系統300之一孔徑。在另一態樣中，鋸齒狀孔徑總成302可包含一或多個鋸齒狀孔徑光闌304， 如圖3B中所展示。在一項實施例中，一或多個鋸齒狀孔徑光闌304可實施為一照射孔徑光闌。就此而言，鋸齒狀孔徑總成302之一或多個鋸齒狀孔徑光闌304可沿照射臂110安置且經組態以使來自照射源102之一選定量之光通過至樣本106之表面。在另一實施例中，一或多個鋸齒狀孔徑光闌304可實施為一成像孔徑光闌。就此而言，鋸齒狀孔徑總成302之一或多個鋸齒狀孔徑光闌304可沿收集臂112安置。
一或多個鋸齒狀孔徑光闌304可包含一鋸齒狀孔徑306，其由關於孔徑306所配置之複數個鋸齒狀特徵308形成。該等鋸齒狀孔徑特徵以一方式(例如，間距、大小等)形成以使得鋸齒狀孔徑306將一切趾量變曲線應用於通過鋸齒狀孔徑306之照射。就此而言，一或多個鋸齒狀孔徑光闌304可產生來自照射源102之照射之一切趾光瞳函數。
所呈現本發明之一或多個鋸齒狀孔徑光闌304可以此項技術中已知之任何方式形成。在一項實施例中，一或多個鋸齒狀孔徑光闌304由一薄片金屬板形成。舉例而言，一選定鋸齒狀孔徑306可以此一方式自一薄片金屬板切出以形成鋸齒狀孔徑光闌306，如圖3B中所展示。在另一實施例中，一或多個鋸齒狀孔徑光闌304藉由將金屬材料(例如，對由照射源發射之照射不透明之金屬材料)之一經圖案化層沈積至一透明基板上而形成。舉例而言，用於形成經圖案化層之金屬可包含但不限於鉻。在一進一步實施例中，鉻之一經圖案化層可沈積至此項技術中已知之任何透明(亦即，對由照射源所發射之照射透明)基板上。舉例而言，透明基板可包含但不限於一玻璃基板或一石英玻璃基板。
在另一實施例中，經圖案化金屬層可以此項技術中已知之任何方式沈積至透明基板上。舉例而言，經圖案化金屬材料可使用一印刷程序而沈積至基板上。以另一實例方式，經圖案化金屬材料可使用一蒸發沈積程序而沈積至基板上。
在另一實施例中，一或多個鋸齒狀孔徑光闌304之一或多個鋸齒狀特徵308可具有一選定間距。在一進一步實施例中，選定間距可基於偵測器104之成像部分之縱橫比而選擇。
在一項實施例中，鋸齒狀孔徑總成302可包含一單個鋸齒狀孔徑光闌304。就此而言，單個孔徑光闌之鋸齒狀圖案特徵308之配置可致使產生所期望光瞳切趾函數。在此意義上，可實施具有帶有適合於產生所期望光瞳切趾函數之一大小、間距及位置之鋸齒狀特徵308之一單個鋸齒狀孔徑光闌304。
如圖3C中所展示，鋸齒狀孔徑總成302可包含兩個或兩個以上鋸齒狀孔徑光闌304a及304b。在一進一步實施例中，兩個或兩個以上鋸齒狀孔徑光闌可包含一第一鋸齒狀孔徑304a及一第二鋸齒狀孔徑光闌304b。在一項實施例中，可「堆疊」或一起耦合第一鋸齒狀孔徑304a及至少一第二鋸齒狀孔徑光闌304b以形成一複合鋸齒狀孔徑光闌，如圖3C中所展示。
就此而言，第一鋸齒狀孔徑光闌304a相對於至少一第二鋸齒狀孔徑光闌304b而定向以便形成一複合孔徑307。在一項態樣中，藉由交錯第一組鋸齒狀特徵308a與第二組鋸齒狀特徵308b而形成之複合圖案可用以達成一選定間距。在另一態樣中，藉由交錯第一組鋸齒狀特徵308a與第二組鋸齒狀特徵308b而形成之複合圖案可用以達成所期望切趾量變曲線。本文中認識到，一多個鋸齒狀孔徑光闌方法可有助於減輕製作困難，此乃因該方法允許一使用者較易於達成一所期望間距及複合圖案特徵。
在另一實施例中，可將鋸齒狀孔徑總成302之一或多個鋸齒狀孔徑光闌304可選擇性地插入至檢查系統300之光學路徑109中。就此而言，一或多個鋸齒狀孔徑光闌304可沿實質上垂直於光學路徑109之一方向可選擇性地致動。在一項實施例中，一或多個鋸齒狀孔徑光闌 304安置於適於將一或多個鋸齒狀孔徑可選擇性地放置於檢查系統300之照射臂110或收集臂112中之一致動載台(未展示)(例如，平移載台及/或旋轉載台)上。就此而言，一控制系統可通信地耦合至致動載台且經組態以可選擇性地控制一或多個鋸齒狀孔徑光闌304之放置。舉例而言，用於控制由鋸齒狀孔徑306/307賦予之切趾之控制系統可由本文中先前所闡述之控制系統114組成。
在另一實施例中，一或多個鋸齒狀孔徑光闌304安置於適於將一或多個鋸齒狀孔徑可選擇性地放置於檢查系統300之照射臂110或收集臂112上之一可滑動載台(未展示)(例如，平移載台及/或旋轉載台)上。就此而言，一使用者可將一或多個鋸齒狀孔徑光闌304手動插入至檢查系統300之照射臂110或收集臂112中。另一選擇為，一使用者可自檢查系統300之照射臂110或收集臂112手動移除一或多個鋸齒狀孔徑光闌304。
在另一態樣中，鋸齒狀孔徑總成302之一或多個鋸齒狀孔徑306可具有一選定定向。就此而言，由一或多個鋸齒狀特徵308形成之圖案之定向使得因一或多個鋸齒狀特徵308(例如，齒)而產生之繞射未達到偵測器104之成像部分(例如，CCD晶片)。在一項實施例中，如圖3D中所展示，具有如圖3B中所展示之鋸齒狀特徵308之鋸齒狀孔徑306可產生沿水平方向310之繞射級。因此，在此鋸齒狀特徵308組態中，放置偵測器104之成像部分以使得長軸被垂直定向係有利的，如圖3E中所展示，藉此允許偵測器104之成像部分避開所產生繞射級。
在另一實施例中，如圖3F中所展示，鋸齒狀特徵308可以一徑向方式關於孔徑306定位，其中孔徑306在水平邊緣處被截斷。如圖3G中所展示，在水平邊緣處截斷孔徑306允許經繞射光避免偵測器104之成像部分。
在一進一步實施例中，如圖3F中所繪示之截斷可利用經配置以 阻擋孔徑306之一選定部分之額外不透明基板(例如，不透明板)來達成。此外，利用與適於可選擇性地控制致動載台之一控制系統通信之一或多個致動載台(例如，電動平移載台)可選擇賦予孔徑306之截斷量。舉例而言，用於控制孔徑306之截斷之控制系統可由本文中先前所闡述之控制系統114組成。
圖4A至圖4F圖解說明根據本發明之一項實施例之配備有具有帶有邊緣切趾之阻擋元件410之一或多個傅立葉濾光器402之一檢查系統400。
本實施例係針對包含一或多個阻擋元件410之一傅立葉濾光器402，藉此每一阻擋元件可選擇以具有介於0與100%之間的對照射之一可變透射率。以此方式，傅立葉濾光器之阻擋元件包含使用提供漸變開/關濾光(而非突然開/關濾光)之圖案選擇性地阻擋照射之邊緣區域。在檢查系統400之成像路徑中應用本發明之邊緣切趾傅立葉濾光器402用以減小與樣本106上之圖案相關聯之邊緣振鈴效應及繞射尾部。
本文中認識到，本文中先前所闡述之檢查系統100及300之組件及實施例應解釋為擴展至檢查系統400，除非另有所述。在此意義上，檢查系統400包含一照射源102，其經組態以照射安置於一樣本載台108上之一樣本106之一表面；一偵測器104，其經組態以偵測自樣本106之表面之缺陷發出(例如，所散射)之光。此外，照射源102(例如，寬頻源或窄頻源)及偵測器104經由一光學系統111之一光學路徑109而光學耦合。進一步注意到，本發明之傅立葉濾光器402可以一DF或BF檢查系統設定來實施。
在一項態樣中，系統400包含沿光學系統111之光學路徑109安置之一傅立葉濾光器402。在一項實施例中，傅立葉濾光器402沿檢查系統400之收集臂112安置。舉例而言，傅立葉濾光器402可安置於檢查 系統400之收集臂112之傅立葉平面處。在此實施例中，傅立葉濾光器402定位於收集臂112之成像孔徑處或在收集臂112之成像孔徑附近定位。就此而言，傅立葉濾光器402經組態以阻擋自樣本106之週期性特徵所反射及/或所繞射之照射。
在一替代實施例中，傅立葉濾光器402可沿檢查系統400(未展示)之照射臂110安置。
在一項態樣中，檢查系統400之傅立葉濾光器402包含配置成一陣列圖案之一或多個阻擋元件410以便阻擋自樣本之表面之週期性結構發出之照射之一部分。在一項實施例中，該陣列圖案係一個一維陣列。舉例而言，該陣列圖案可包含經配置以選擇性地阻擋來自樣本106之表面之照射之一系列平行矩形元件(或條帶)。在一項實施例中，該陣列圖案係一個二維陣列(未展示)。舉例而言，該陣列圖案可包含經配置以選擇性地阻擋來自樣本106之表面之照射之阻擋元件之一矩形陣列。
在一進一步態樣中，陣列圖案之一或多個阻擋元件410經配置以阻擋自樣本106上之一或多個週期性結構所繞射或所反射之照射。在一額外態樣中，陣列圖案之一或多個阻擋元件410經配置以允許經由濾光器402之透射區域408透射自樣本106上之一或多個缺陷所散射之照射。
以下各項中大體闡述傅立葉濾光器之構造、定位及實施方案：於2008年7月8日核發之第7,397,557號美國專利；於2000年2月1日核發之第6,020,957號美國專利；於2011年1月11日核發之第7,869,020號美國專利；及於2011年5月10日核發之第7,940,384號美國專利，該等美國專利各自以引用方式整體併入本文中。
在一額外態樣中，傅立葉濾光器402之一或多個阻擋元件410中之每一者包含經組態以給由濾光器402所透射/所阻擋之照射提供一漸 變透射函數之一或多個邊緣區域。阻擋元件410之漸變邊緣區域經構造以減小來自樣本106之經圖案化區域之繞射之經量測貢獻及/或抑制振鈴效應假影。就此而言，阻擋元件410之邊緣區域提供自一實質上100%阻擋狀態(例如，阻擋元件之中心)至一實質上100%透射狀態(例如，透射區域408之中心)之一逐漸轉變。在一進一步實施例中，邊緣區域之特定組態導致為一切趾函數之傅立葉濾光器之一局部平均透射函數。
在一項實施例中，邊緣區域(由圖4A及圖4B中之406所展示)可包含一可變點密度圖案412。在一進一步實施例中，可變點密度圖案412可包含大小隨遠離阻擋元件410之完全不透明部分之距離而變化之一不透明特徵圖案(例如，點、方形及諸如此類)。
在此意義上，可變點密度圖案412可由交替高及低透射率區組成，其中每一低透射率區(亦即，不透明特徵)之大小隨距阻擋元件之距離變化而縮小直至到達實質上100%透射率之一區域408。在另一實施例中，可變點密度圖案412可具有一選定間距。在一進一步實施例中，選擇可變點密度特徵之間距(例如，足夠小)以使得因應用濾光器402而產生之繞射級駐存於偵測器104之成像視域外側，藉此避免或至少減少影像平面中之光學假影。在另一實施例中，以一方式來選擇寬度及切趾量變曲線以在不使主波瓣之能量及寬度劣化之情況下至少部分抑制經繞射照射之旁波瓣。本文中進一步注意到，濾光器402之切趾函數可由藉由交替高透射率區及實質上不透明區所界定之局部平均透射函數之一超集組成。
在另一實施例中，可沿一第一方向(例如，X)及一第二方向(例如，Y)切趾一既定阻擋元件410。就此而言，阻擋元件410可包含在阻擋元件410之一水平部分上對準之一第一邊緣區域及在阻擋元件410之一垂直部分上對準之一第二邊緣區域。在此意義上，第一區域可包含 具有一第一選定間距之一可變點密度圖案，而第二區域包含具有一第二選定間距之一第二可變點密度圖案。
在另一實施例中，一可變點密度圖案可藉由圖案化一透明機械穩定基板之表面上之一光學不透明薄塗層而形成。本文中認識到，可變點密度圖案可使用此項技術中已知之任何圖案化技術來形成，諸如但不限於微影印刷(例如，電子束微影、光學微影或干涉微影)。另一選擇為，傅立葉濾光器402之可變點密度圖案可使用經圖案化UV可固化油墨或直接雷射寫入來形成。在另一實施例中，可變點密度圖案可藉助一或多個選擇性地反射性MEMs裝置來形成，藉此使用一MEMs裝置之透射/反射元件來形成透射/不透明區域。
在一替代實施例中，邊緣區域(由圖4A及圖4B中之406所展示)可包含具有隨距一或多個阻擋元件410之距離而變之一厚度或複合梯度之一遞變塗層414。在一進一步實施例中，遞變膜經組態以提供本文中先前所闡述之一切趾函數。舉例而言，塗層之厚度可隨距一或多個阻擋區域410之距離變化而變得較薄，藉此產生具有隨距阻擋區域410之增加之距離而變之降低之不透明性之一邊緣區域直至到達一實質上透明區域408。以另一實例方式，塗層之複合可使得塗層隨距一或多個阻擋區域410之增加之距離變化而變得越來越透明，藉此產生具有隨距阻擋區域410之增加之距離而變之降低之不透明性之一邊緣區域直至到達一實質上透明區域408。遞變塗層可使用此項技術中已知之任何薄膜塗層技術來沈積，諸如但不限於濺鍍沈積或蒸發。
在一項實施例中，具有邊緣切趾402之傅立葉濾光器可藉由將一金屬沈積於一玻璃基板上而形成。此項技術中已知之任何金屬及任何基板可用於形成本發明之傅立葉濾光器。舉例而言，具有邊緣切趾402之傅立葉濾光器可藉由將鉻沈積(例如，將點陣列沈積或將遞變塗層沈積)於一玻璃基板上而形成。在另一實施例中，在圖4D之可變點 圖案之情形中，陣列可經組態以應用由以下該式給出之一半波餘弦透射量變曲線：
其中Tc係透射量變曲線且x係沿切趾長度L之位置。在一進一步實施例中，用於切趾邊緣之填充因數可由以下該式組成：
其中Aream係金屬不透明特徵(例如，鉻特徵)之面積且AreaT係總單元面積。
總切趾長度可採取各種長度。舉例而言，該長度可介於約100μm至1000μm之範圍內。可變點密度圖案中之不透明特徵之間距可採取各種大小。舉例而言，特徵之間距可介於約1μm至10μm之範圍內。個別不透明特徵之大小亦可採取介於0.1μm至10μm之範圍內之各種大小。毗鄰不透明特徵隨其而變化之步驟大小可係約0.05μm至1μm。本文中注意到，上述透射量變曲線及尺寸不以任何方式限制且應僅解釋為圖解說明性。
在另一實施例中，可將具有邊緣切趾之傅立葉濾光器402可選擇性地插入至檢查系統400之光學路徑109中。就此而言，傅立葉濾光器402可沿實質上垂直於光學路徑109之一方向可選擇性地致動。在一項實施例中，傅立葉濾光器402安置於適於將傅立葉濾光器402可選擇性地放置於檢查系統400之收集臂112中之一致動載台(未展示)(例如，平移載台及/或旋轉載台)上。就此而言，一控制系統可通信地耦合至致動載台且經組態以可選擇性地控制傅立葉濾光器402之放置。舉例而言，用於控制由傅立葉濾光器402賦予之濾光及切趾之控制系統可由本文中先前所闡述之控制系統114組成。
在另一實施例中，傅立葉濾光器402安置於適於將傅立葉濾光器402可選擇性地放置於檢查系統400之光學路徑109(例如，收集臂112)中之一可滑動載台(未展示)(例如，平移載台及/或旋轉載台)上。就此而言，一使用者可將傅立葉濾光器402手動插入至檢查系統400之成像系統中。另一選擇為，一使用者可自檢查系統400之成像系統手動移除傅立葉濾光器402。
本文中所闡述之所有方法可包含將方法性實施例之一或多個步驟之結果儲存於一儲存媒體中。該等結果可包含本文中所闡述之結果中之任一者且可以此項技術中已知之任何方式儲存。該儲存媒體可包含本文中所闡述之任何儲存媒體或此項技術中已知之任何其他適合儲存媒體。在已儲存結果之後，該等結果可在該儲存媒體中存取且由本文中所闡述之方法性或系統性實施例中之任一者使用，經格式化以用於顯示給一使用者，由另一軟體模組、方法或系統等使用。此外，可將該等結果「永久地」、「半永久地」、暫時儲存或儲存達某一時間段。舉例而言，該儲存媒體可係隨機存取記憶體(RAM)，且該等結果可未必無限期地存留於該儲存媒體中。
儘管已圖解說明本發明之特定實施例，但應明瞭，熟習此項技術者可在不背離前述揭示內容之範疇及精神之情況下做出本發明之各種修改及實施例。因此，本發明之範疇應僅受隨附申請專利範圍限制。據信，藉由前述說明將理解本發明及諸多其隨附優點，且將明瞭，可在不背離所揭示標的物之情況下或在不犧牲所有其材料優點之情況下在組件之形式、構造及配置方面做出各種改變。所闡述形式僅係解釋性的，且以下申請專利範圍意欲囊括並包含此等改變。
100‧‧‧檢查系統/系統
101‧‧‧聚光透鏡/聚焦透鏡
102‧‧‧照射源/鋸齒狀孔徑總成
103‧‧‧切趾元件/致動載台/偵測器/預載入切趾元件/基於可變點密度圖案之切趾元件/主動切趾元件/對應切趾元件
104‧‧‧偵測器/可選擇性組態之切趾裝置/顯示裝置
105‧‧‧致動載台/對應致動載台
106‧‧‧樣本/晶圓
107‧‧‧可選擇性組態之切趾裝置/切趾裝置/致動載台/裝置/多個切趾元件可選擇性組態之切趾裝置
108‧‧‧樣本載台
109‧‧‧光學路徑/光學系統
110‧‧‧照射臂/收集臂
111‧‧‧光學系統
112‧‧‧收集臂
114‧‧‧控制系統/分束器/處理器
116‧‧‧處理器/記憶體媒體
118‧‧‧記憶體媒體
120‧‧‧程式指令
122‧‧‧物鏡
124‧‧‧成像透鏡
126‧‧‧使用者介面

Claims (46)

  1. 一種具有可選擇切趾之檢查系統，其包括：一照射源，其經組態以照射安置於一樣本載台上之一樣本之一表面；一偵測器，其經組態以偵測自該樣本之該表面發出之光之至少一部分，該照射源及該偵測器經由包含一照射臂及一收集臂之一光學系統之一光學路徑而光學耦合；一可選擇性組態之切趾裝置，其沿該光學系統之該光學路徑安置，其中該切趾裝置包含操作地耦合至一或多個致動載台之一或多個切趾元件，該一或多個致動載台經組態以沿一或多個方向可選擇性地致動該一或多個切趾元件；及一控制系統，其通信地耦合至該一或多個致動載台，其中該控制系統經組態以藉由控制該一或多個切趾元件之一致動狀態而沿一或多個方向可選擇性地控制沿該光學系統之該光學路徑所傳輸之照射之切趾。
  2. 如請求項1之檢查系統，其中該照射源包括：至少一個寬頻照射源。
  3. 如請求項1之檢查系統，其中該照射源包括：至少一個窄頻照射源。
  4. 如請求項1之檢查系統，其中該檢查系統經組態為一明視場檢查系統。
  5. 如請求項1之檢查系統，其中該檢查系統經組態為一暗視場檢查系統。
  6. 如請求項1之檢查系統，其中該可選擇性組態之切趾裝置之該一或多個致動載台包括： 一或多個平移載台。
  7. 如請求項1之檢查系統，其中該可選擇性組態之切趾裝置之該一或多個致動載台包括：一或多個旋轉載台。
  8. 如請求項1之檢查系統，其中該可選擇性組態之切趾裝置之該一或多個致動載台經組態以將一或多個切趾元件可選擇性地致動至該光學系統之該光學路徑中。
  9. 如請求項1之檢查系統，其中該一或多個切趾元件包括：兩個或兩個以上切趾元件。
  10. 如請求項1之檢查系統，其中該一或多個切趾元件包括：一單個切趾元件。
  11. 如請求項1之檢查系統，其中操作地耦合至一或多個致動載台上之該一或多個切趾元件包括：一第一切趾元件，其安置於一第一致動載台上；及至少一第二切趾元件，其安置於至少一第二致動載台上，其中該控制系統經組態以藉由控制該第一切趾元件之一致動狀態及至少一第二切趾元件之一致動狀態而沿一或多個方向可選擇性地控制沿該光學系統之該光學路徑所傳輸之照射之切趾。
  12. 如請求項1之檢查系統，其中該一或多個切趾元件包括：一或多個可變點密度切趾器。
  13. 如請求項1之檢查系統，其中該一或多個切趾元件包括：一或多個中性密度塗層切趾器。
  14. 如請求項1之檢查系統，其中該一或多個切趾元件包括：一或多個鋸齒狀板。
  15. 如請求項1之檢查系統，其中該一或多個切趾元件包括：一或多個傅立葉濾光器，其具有一或多個阻擋元件，該一或 多個阻擋元件包含一或多個切趾邊緣。
  16. 如請求項1之檢查系統，其中該一或多個切趾元件經組態以沿一或多個方向將一選定切趾量變曲線應用於通過該一或多個切趾元件之照射。
  17. 如請求項16之檢查系統，其中該一或多個切趾元件經組態以沿一第一方向應用一第一選定切趾量變曲線且沿一第二方向應用至少一第二選定切趾量變曲線。
  18. 如請求項16之檢查系統，其中該選定切趾量變曲線包括：一高斯量變曲線、一餘弦量變曲線及一超高斯量變曲線中之至少一者。
  19. 如請求項16之檢查系統，其中該選定切趾量變曲線係該樣本之一或多個圖案特徵之一函數。
  20. 一種適於提供切趾之檢查系統，其包括：一照射源，其經組態以照射安置於一樣本載台上之一樣本之一表面；一偵測器，其經組態以偵測自該樣本之該表面發出之光之至少一部分；一光學系統，其包含經組態以光學耦合該照射源及該偵測器之一光學路徑；及一鋸齒狀孔徑總成，其沿該光學系統之該光學路徑安置且經組態為該光學系統之一孔徑，該鋸齒狀孔徑總成包含一或多個鋸齒狀孔徑光闌，其中該一或多個鋸齒狀孔徑光闌包含經組態以選擇性地將一選定切趾量變曲線藉由控制該一或多個鋸齒狀孔徑光闌之一孔徑之一致動狀態而應用於沿該光學系統之該光學路徑傳輸之照射之複數個鋸齒狀特徵，該一或多個鋸齒狀孔徑光闌包含具有一選定定向之一鋸齒狀圖案。
  21. 如請求項20之檢查系統，其中該一或多個鋸齒狀孔徑光闌包括：一或多個薄片金屬板，其包含一鋸齒狀孔徑。
  22. 如請求項20之檢查系統，其中該一或多個鋸齒狀孔徑光闌包括：一或多個經圖案化金屬材料層，其沈積於形成一鋸齒狀孔徑之一透明基板上。
  23. 如請求項20之檢查系統，其中該等鋸齒狀孔徑光闌中之一或多者之該複數個鋸齒狀特徵以一選定間距配置。
  24. 如請求項23之檢查系統，其中該等鋸齒狀孔徑光闌中之一或多者之該複數個鋸齒狀特徵之該選定間距係該偵測器之一縱橫比之一函數。
  25. 如請求項23之檢查系統，其中該複數個鋸齒特徵中之每一者具有一選定大小。
  26. 如請求項20之檢查系統，其中該鋸齒狀孔徑總成包含：兩個或兩個以上鋸齒狀孔徑光闌。
  27. 如請求項26之檢查系統，其中該兩個或兩個以上鋸齒狀孔徑光闌包括：一第一鋸齒狀孔徑光闌；至少一第二鋸齒狀孔徑光闌，其操作地耦合至該第一鋸齒狀孔徑光闌，其中該第一鋸齒狀孔徑光闌相對於該至少一第二鋸齒狀孔徑光闌而定向以便達成一選定間距。
  28. 如請求項26之檢查系統，其中該兩個或兩個以上鋸齒狀孔徑光闌包括：一第一鋸齒狀孔徑光闌；至少一第二鋸齒狀孔徑光闌，其操作地耦合至該第一鋸齒狀 孔徑光闌，其中該第一鋸齒狀孔徑光闌相對於該至少一第二鋸齒狀孔徑光闌而定向以便達成該切趾量變曲線。
  29. 如請求項20之檢查系統，其中該鋸齒狀孔徑總成包含：一單個孔徑光闌。
  30. 如請求項20之檢查系統，其中該鋸齒狀圖案之該選定定向產生實質上沿一第一方向之繞射級。
  31. 如請求項30之檢查系統，其中該偵測器之一軸沿垂直於該第一方向之一第二方向定向。
  32. 如請求項20之檢查系統，其中該一或多個鋸齒狀孔徑光闌可沿實質上垂直於該光學路徑之一方向可選擇性地致動。
  33. 一種適於提供照射之切趾之檢查系統，其包括：一照射源，其經組態以照射安置於一樣本載台上之一樣本之一表面；一偵測器，其經組態以偵測自該樣本之該表面發出之光之至少一部分；一光學系統，其包含經組態以光學耦合該照射源及該偵測器之一光學路徑，該光學路徑包含一照射臂及一收集臂；及一傅立葉濾光器，其沿該光學系統之該光學路徑安置，其中該傅立葉濾光器包含配置成一陣列圖案之一或多個照射阻擋元件，其中該一或多個照射阻擋元件經配置以藉由控制該一或多個照射阻擋元件之一致動狀態而選擇性地阻擋來自該樣本之照射之一選定部分，其中該等照射阻擋元件之一或多個邊緣區域具有一漸變透射函數，其中該傅立葉濾光器之一局部平均透射函數係一切趾函數。
  34. 如請求項33之檢查系統，其中該一或多個邊緣區域由一可變點密度圖案界定。
  35. 如請求項34之檢查系統，其中可變點密度圖案具有沿至少一個方向之一選定間距。
  36. 如請求項35之檢查系統，其中沿該可變點密度圖案之至少一個方向之該選定間距使得實質上所有非零級繞射級駐存於該偵測器之一成像部分外側。
  37. 如請求項34之檢查系統，其中可變點密度圖案具有沿一第一方向之一第一選定間距及沿一第二方向之一第二選定間距。
  38. 如請求項33之檢查系統，其中該一或多個邊緣區域由具有一透射率梯度之一薄膜塗層界定。
  39. 如請求項33之檢查系統，其中該傅立葉濾光器之該一或多個阻擋元件經配置以阻擋來自該樣本之週期性結構之光。
  40. 如請求項33之檢查系統，其中該傅立葉濾光器之該一或多個阻擋元件經配置以透射來自該樣本之非週期性結構之光。
  41. 如請求項33之檢查系統，其中該一或多個阻擋元件配置成一個一維陣列。
  42. 如請求項33之檢查系統，其中該一或多個阻擋元件配置成一個二維陣列。
  43. 如請求項33之檢查系統，其中該傅立葉濾光器定位於該光學系統之該收集臂中。
  44. 如請求項33之檢查系統，其中該傅立葉濾光器定位於該光學系統之該收集臂之傅立葉平面處。
  45. 如請求項33之檢查系統，其中該傅立葉濾光器定位於該光學系統之該照射臂之該傅立葉平面處。
  46. 一種用於在一光學系統中提供可選擇切趾之系統，其包括：一可選擇性組態之切趾裝置，其沿一光學系統之一光學路徑安置，其中該切趾裝置包含操作地耦合至一或多個致動載台之 一或多個切趾元件，該一或多個致動載台經組態以沿一或多個方向可選擇性地致動該一或多個切趾元件；及一控制系統，其通信地耦合至該一或多個致動載台，其中該控制系統經組態以藉由控制該一或多個切趾元件之一致動狀態而沿一或多個方向可選擇性地控制沿該光學系統之該光學路徑所傳輸之照射之切趾。
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