[发明专利]用于评估具有重复图案的物体的方法和系统

说明书

相关申请

本申请是2007年7月12日提交的美国临时专利申请No.60/949,461的非 临时申请，要求上述临时申请的优先权并将该临时申请结合入本申请作为参 考。

技术领域

本发明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。

背景技术

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查图案的检测信号与表示参考图案的相应信号。后 者可以为例如经检查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)”检查)。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，诸如它的最高 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 示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 11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)；所述结构元素在背景诸如透明线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17一样被关注。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。

发明内容

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元件、采集光学元件和辐射检测器；其中所述照 明光学元件适于以少量辐射扫描具有多个规则重复的结构元素的重复图案的 物体，从而产生包括多个衍射瓣(diffraction lobe))的衍射图案；其中所述 采集光学元件适于采集和过滤所述衍射图案以产生过滤后的衍射图案，所述过 滤后的衍射图案由单一衍射瓣组成；其中所述检测器适于从所述采集光学系统 采集聚焦的辐射图案并产生检测信号，所述检测信号包含由扫描所述重复图案 产生的第一图案成分和由扫描所述物体上的缺陷产生的第二图案成分；以及其 中所述检测信号包括所述第一图案成分的振荡信号和所述第二图案成分的振 荡信号，且所述光学单元适于光学地衰减所述第一图案成分的振荡信号，以减 弱所述第一图案成分的振荡信号从而与所述第二图案成分的振荡信号相区别。

便利地，所述第一图案成分基本恒定。

便利地，所述多个规则重复的结构元素和所述多个规则重复的结构元素的 背景中的至少一个为至少部分透明的，以及其中所述采集光学元件的至少一个 透镜和所述照明光学元件的至少一个透镜设置在所述物体的相对侧。

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。