JP2023547353A - Advanced surface profile measurement of warped samples - Google Patents
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Abstract
計測ツールは、照明ビームを生成する照明源と、照明ビームをサンプルに向けるための調整可能な光学素子を含むビーム整形器と、シアリングインタフェログラムをサンプルからの反射光に基づいて生成する１つ以上の計測チャネルであって、ここで反射光はコリメートされた状態にあり、その場合、調整可能な光学素子はデフォルト構成にあり、サンプルの上面はビーム整形器の光軸に直交する、計測チャネルと、を含む。計測ツールは、コントローラを更に含み、調整可能な光学素子の構成を調整して、サンプル上の照明ビームの選択された角度プロファイルを提供し、コリメートされた状態からの反射光の偏差を少なくとも部分的に補償して、サンプルの上面の出力表面プロファイル計測を、１つ以上のシアリングインタフェログラムに基づいて生成する。The metrology tool includes an illumination source that generates an illumination beam, a beam shaper that includes adjustable optics for directing the illumination beam toward the sample, and one or more that generates a shearing interferogram based on light reflected from the sample. measurement channel, where the reflected light is collimated, the adjustable optics are in the default configuration, and the top surface of the sample is perpendicular to the optical axis of the beam shaper. ,including. The metrology tool further includes a controller that adjusts the configuration of the adjustable optical elements to provide a selected angular profile of the illumination beam on the sample and at least partially account for deviations of the reflected light from a collimated condition. and generating an output surface profile measurement of the top surface of the sample based on the one or more shearing interferograms.
Description
本開示は、一般に表面プロファイル計測に関し、特に、高度な反り(warped)サンプルの表面プロファイル計測に関する。 TECHNICAL FIELD This disclosure relates generally to surface profile measurements, and more particularly to surface profile measurements of highly warped samples.
光干渉法は、サンプルの表面プロファイルを測定するための柔軟で感度の高いツールである。透明な光が対象のサンプルに対して使用されるいくつかの用途では、光干渉法は、サンプル内の複数の表面の表面プロファイル及び／又はサンプルの厚さの計測を更に提供し得る。しかし、光干渉法に基づく典型的な計測ツールの計測範囲は、高度な反りサンプルの表面プロファイルを測定するには不十分な場合がある。 Optical interferometry is a flexible and sensitive tool for measuring the surface profile of samples. In some applications where transparent light is used on a sample of interest, optical interferometry may further provide measurements of the surface profile of multiple surfaces within the sample and/or the thickness of the sample. However, the measurement range of typical metrology tools based on optical interferometry may be insufficient to measure the surface profile of highly warped samples.
したがって、典型的な表面プロファイリング技術の欠点を解消するためのシステム及び方法を提供することが望ましい場合がある。 Accordingly, it may be desirable to provide systems and methods that overcome the shortcomings of typical surface profiling techniques.
計測ツールは、本開示の１つ以上の例示的な実施形態により開示される。１つの例示的な実施形態では、計測ツールは照明源を含み、照明ビームを生成する。別の例示的な実施形態では、計測ツールは、１つ以上の調整可能な光学素子を含むビーム整形器を含み、照明ビームをサンプルに向ける。別の例示的な実施形態では、計測ツールは、１つ以上の計測チャネルを含み、ビーム整形器を介してサンプルからの反射光を受け取り、１つ以上のシアリングインタフェログラムを１つ以上の検出器で反射光に基づいて生成し、ここで、反射光はコリメートされた状態にあり、その場合、１つ以上の調整可能な光学素子はデフォルト構成にあり、サンプルの上面はビーム整形器の光軸に直交する。別の例示的な実施形態では、計測ツールはコントローラを含み、コントローラはビーム整形器及び１つ以上の計測チャネルに通信可能に結合される。別の例示的な実施形態では、コントローラは、ビーム整形器の１つ以上の調整可能な光学素子の構成を調整して、サンプル上の照明ビームの選択された角度プロファイルを提供し、コリメートされた状態からの反射光の偏差を少なくとも部分的に補償する。別の例示的な実施形態では、コントローラは、サンプルの上面の出力表面プロファイル計測を、１つ以上のシアリングインタフェログラムに基づいて生成する。 A metrology tool is disclosed according to one or more example embodiments of this disclosure. In one exemplary embodiment, the metrology tool includes an illumination source and generates an illumination beam. In another exemplary embodiment, the metrology tool includes a beam shaper that includes one or more adjustable optical elements to direct the illumination beam toward the sample. In another exemplary embodiment, the metrology tool includes one or more measurement channels, receives reflected light from the sample via a beam shaper, and transmits one or more shearing interferograms to one or more detectors. , where the reflected light is collimated, the one or more adjustable optics are in the default configuration, and the top surface of the sample is aligned with the optical axis of the beam shaper. perpendicular to In another exemplary embodiment, the measurement tool includes a controller communicatively coupled to the beamformer and the one or more measurement channels. In another exemplary embodiment, the controller adjusts the configuration of the one or more adjustable optical elements of the beam shaper to provide a selected angular profile of the illumination beam on the sample to provide a collimated at least partially compensate for deviations of the reflected light from the state. In another exemplary embodiment, the controller generates an output surface profile measurement of the top surface of the sample based on one or more shearing interferograms.
計測ツールは、本開示の１つ以上の例示的な実施形態により開示される。１つの例示的な実施形態では、計測ツールはシアリング干渉計を含む。別の例示的な実施形態では、シアリング干渉計は照明源を含み、照明ビームを生成する。別の例示的な実施形態では、シアリング干渉計は、１つ以上の調整可能な光学素子を含むビーム整形器を含み、照明ビームをサンプルに向ける。別の例示的な実施形態では、シアリング干渉計は、１つ以上の計測チャネルを含み、ビーム整形器を介してサンプルからの反射光を受け取り、１つ以上のシアリングインタフェログラムを１つ以上の検出器で反射光に基づいて生成し、ここで、反射光はコリメートされた状態にあり、その場合、１つ以上の調整可能な光学素子はデフォルト構成にあり、サンプルの上面はビーム整形器の光軸に直交する。別の例示的な実施形態では、計測ツールは、粗表面プロファイラを含み、それはサンプルの上面の粗表面プロファイル計測を生成するように構成された１つ以上のプロファイリングセンサを含み、ここで粗表面プロファイル計測は、１つ以上の計測チャネルよりも大きな計測範囲を有する。別の例示的な実施形態では、計測ツールはコントローラを含み、コントローラはビーム整形器及び１つ以上の計測チャネルに通信可能に結合される。別の例示的な実施形態では、コントローラは、ビーム整形器の１つ以上の調整可能な光学素子の構成を調整して、サンプル上の照明ビームの選択された角度プロファイルを提供し、コリメートされた状態からの反射光の偏差を粗表面プロファイル計測に基づき少なくとも部分的に補償する。別の例示的な実施形態では、コントローラは、サンプルの上面の出力表面プロファイル計測を、１つ以上のシアリングインタフェログラムに基づいて生成する。 A metrology tool is disclosed according to one or more example embodiments of this disclosure. In one exemplary embodiment, the metrology tool includes a shearing interferometer. In another exemplary embodiment, a shearing interferometer includes an illumination source and produces an illumination beam. In another exemplary embodiment, a shearing interferometer includes a beam shaper that includes one or more adjustable optical elements to direct the illumination beam toward the sample. In another exemplary embodiment, a shearing interferometer includes one or more measurement channels, receives reflected light from the sample through a beam shaper, and detects one or more shearing interferograms. a beam shaper, where the reflected light is collimated, the one or more adjustable optics are in a default configuration, and the top surface of the sample is aligned with the beam shaper beam. perpendicular to the axis. In another exemplary embodiment, the metrology tool includes a rough surface profiler that includes one or more profiling sensors configured to generate a rough surface profile measurement of a top surface of the sample, where the rough surface profile A measurement has a larger measurement range than one or more measurement channels. In another exemplary embodiment, the measurement tool includes a controller communicatively coupled to the beamformer and the one or more measurement channels. In another exemplary embodiment, the controller adjusts the configuration of the one or more adjustable optical elements of the beam shaper to provide a selected angular profile of the illumination beam on the sample to provide a collimated Deviations of reflected light from a state are at least partially compensated for based on rough surface profile measurements. In another exemplary embodiment, the controller generates an output surface profile measurement of the top surface of the sample based on one or more shearing interferograms.
計測方法は、本開示の１つ以上の例示的な実施形態により開示される。１つの例示的な実施形態では、計測方法は、サンプルの上面の粗表面プロファイル計測を、粗表面プロファイラを用いて測定することを含む。別の例示的な実施形態では、計測方法は、サンプルをシアリング干渉計に配置することを含む。別の例示的な実施形態では、シアリング干渉計は照明源を含み、照明ビームを生成する。別の例示的な実施形態では、シアリング干渉計は、１つ以上の調整可能な光学素子を含むビーム整形器を含み、照明ビームをサンプルに向ける。別の例示的な実施形態では、シアリング干渉計は、１つ以上の計測チャネルを含み、ビーム整形器を介してサンプルからの反射光を受け取り、１つ以上のシアリングインタフェログラムを１つ以上の検出器で反射光に基づいて生成し、ここで、反射光はコリメートされた状態にあり、その場合、１つ以上の調整可能な光学素子はデフォルト構成にあり、サンプルの上面はビーム整形器の光軸に直交する。別の例示的な実施形態では、計測方法は、ビーム整形器の１つ以上の調整可能な光学素子の構成を調整して、サンプル上の照明ビームの選択された角度プロファイルを提供し、コリメートされた状態からの反射光の偏差を粗表面プロファイル計測に基づき少なくとも部分的に補償することを含む。別の例示的な実施形態では、計測方法は、サンプルの上面の出力表面プロファイル計測を、１つ以上のシアリングインタフェログラムに基づいて生成することを含む。 A measurement method is disclosed by one or more exemplary embodiments of the present disclosure. In one exemplary embodiment, a metrology method includes measuring a rough surface profile measurement of a top surface of a sample using a rough surface profiler. In another exemplary embodiment, a measurement method includes placing a sample in a shearing interferometer. In another exemplary embodiment, a shearing interferometer includes an illumination source and produces an illumination beam. In another exemplary embodiment, a shearing interferometer includes a beam shaper that includes one or more adjustable optical elements to direct the illumination beam toward the sample. In another exemplary embodiment, a shearing interferometer includes one or more measurement channels, receives reflected light from the sample through a beam shaper, and detects one or more shearing interferograms. a beam shaper, where the reflected light is collimated, the one or more adjustable optics are in a default configuration, and the top surface of the sample is aligned with the beam shaper beam. perpendicular to the axis. In another exemplary embodiment, a metrology method includes adjusting a configuration of one or more adjustable optical elements of a beam shaper to provide a selected angular profile of an illumination beam on a sample, the illumination beam being collimated, and at least partially compensating for deviations of the reflected light from a normal condition based on rough surface profile measurements. In another exemplary embodiment, a metrology method includes generating an output surface profile measurement of a top surface of a sample based on one or more shearing interferograms.
前述の一般的な説明及び以下の詳細な説明の両方は、例示的かつ説明的なものにすぎず、特許請求される本発明を必ずしも限定するものではないことを理解されたい。本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の実施形態を例示し、一般的な説明とともに、本発明の原理を説明するのに役立つ。 It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory only and are not necessarily limiting of the claimed invention. The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the general description, serve to explain the principles of the invention.
本開示の多くの利点は、当業者により、添付の図面を参照することによって、よりよく理解されるであろう。
ここで、開示された主題を詳細に参照し、それは添付の図面に示される。本開示は、特定の実施形態及びその特定の特徴に関して特に示されて説明されている。本明細書に記載の実施形態は、例示的であり、限定するものではないと解釈される。形態及び詳細における様々な変更と修正が、本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく成され得ることは、当業者には容易に明らかである。 Reference will now be made in detail to the disclosed subject matter, which is illustrated in the accompanying drawings. The present disclosure has been particularly shown and described with respect to particular embodiments and certain features thereof. The embodiments described herein are to be construed as illustrative and not limiting. It will be readily apparent to those skilled in the art that various changes and modifications in form and detail may be made without departing from the spirit and scope of the disclosure.
本開示の実施形態は、反り表面を有する表面の表面プロファイルを測定するためのシステム及び方法に関する。言い換えると、本開示の実施形態は、プロファイル変動を有する表面の表面プロファイルを測定するためのシステム及び方法に関し、プロファイル変動は、標準的な干渉計ツールの計測範囲に近いか、又はそれよりも大きい可能性があるが、比較的、低空間周波数に関連する。 Embodiments of the present disclosure relate to systems and methods for measuring surface profiles of surfaces with warped surfaces. In other words, embodiments of the present disclosure relate to systems and methods for measuring surface profiles of surfaces with profile variations, where the profile variations are close to or larger than the measurement range of standard interferometer tools. Possibly, but related to relatively low spatial frequencies.
例えば、半導体ウェハの表面プロファイルは、半導体デバイスの製造の様々な段階で日常的に検査される。このような半導体ウェハは、最大３００ｍｍの直径と、典型的には１ｍｍより下の厚さを有し得る。更に、そのようなウェハは、通常、平坦な表面上では支持されず、ウェハとのいくつか（例えば３つ）の接触点を有するサンプルホルダ上で支持される。したがって、これらのウェハは、完全に支持された状態のウェハ形状を示し得ないようなサンプルマウント上で支持された場合、反り(warping)、曲がり(bowing)、撓み(flexing)、又は他の形状偏差を示す場合がある。このような形状偏差は、以下で概して反りと呼ばれ、表面プロファイル計測を行う際に更に困難につながる場合がある。例えば、反りは、通常の表面プロファイラの計測範囲よりも大きいウェハ全体にわたる表面プロファイル（例えば、表面高さ）偏差をもたらす可能性がある。これにより、計測の特定の部分が無効になる場合があり、又は完全なサンプル表面を取得するために異なる高さで複数の計測のステッチングを必要とする場合がある。 For example, the surface profile of semiconductor wafers is routinely inspected at various stages of semiconductor device manufacturing. Such semiconductor wafers may have a diameter of up to 300 mm and a thickness typically below 1 mm. Furthermore, such wafers are typically not supported on a flat surface, but on a sample holder that has several (eg three) points of contact with the wafer. Therefore, these wafers may exhibit warping, bowing, flexing, or other shapes when supported on sample mounts that may not exhibit the fully supported wafer shape. It may show deviation. Such shape deviations are generally referred to below as warping and may lead to further difficulties when performing surface profile measurements. For example, warpage can result in surface profile (eg, surface height) deviations across the wafer that are larger than the measurement range of typical surface profilers. This may invalidate certain parts of the measurements or may require stitching multiple measurements at different heights to obtain a complete sample surface.
本開示の目的のために、横方向の視野に対して低空間周波数を有するプロファイル偏差は、概して反りと呼ばれる。この用語は単に例示を目的として使用されており、限定するものとして解釈されるべきではないことを理解されたい。例えば、本明細書では、低空間周波数を有するプロファイル偏差が、機械的応力以外の理由でサンプル表面に意図的又は別の方法で存在する可能性があることが企図されている。本開示における実施例及び説明の多くは半導体サンプルに関するものであるが、半導体サンプルに関する本明細書における実施例及び説明は、単に例示を目的として提供されており、限定するものとして解釈されるべきではないことを更に理解されたい。むしろ、本明細書で開示されるシステム及び方法は、任意の形状因子を有する任意のタイプの材料に適する可能性がある。 For purposes of this disclosure, profile deviations that have low spatial frequencies relative to the lateral field of view are generally referred to as bows. It is to be understood that this term is used for illustrative purposes only and is not to be construed as limiting. For example, it is contemplated herein that profile deviations with low spatial frequencies may exist intentionally or otherwise at the sample surface for reasons other than mechanical stress. Although many of the examples and descriptions in this disclosure relate to semiconductor samples, the examples and descriptions herein with respect to semiconductor samples are provided for illustrative purposes only and should not be construed as limiting. I would like you to further understand that there is no such thing. Rather, the systems and methods disclosed herein may be suitable for any type of material with any form factor.
本開示の実施形態は、シアリング干渉法に基づく表面プロファイル計測のための計測ツールに関し、ここで、検査中のサンプルに入射する光の角度プロファイルは、調整可能であり、低空間周波数プロファイルの偏差、例えば、限定するものではないが、サンプルの反りによって引き起こされる偏差を補償する。例えば、シアリング干渉計は、表面の表面プロファイルを、光（例えば、照明又は照明ビーム）を表面に向けること、表面によって反射された光をキャプチャすること、反射光を２つの剪断ビームに剪断すること、そして剪断されたビームを検出器上で干渉させてインタフェログラムを生成すること、によって生成し得る。この構成では、インタフェログラムのフリンジの変動は、剪断方向に沿ったサンプル傾斜の変動と相関する。更に、表面プロファイル計測は、測定されたサンプル傾斜プロファイルを統合することによって生成され得る。 Embodiments of the present disclosure relate to a metrology tool for surface profile measurement based on shearing interferometry, wherein the angular profile of light incident on the sample under examination is adjustable, the deviation of the low spatial frequency profile, For example, but not limited to, compensating for deviations caused by sample warpage. For example, a shearing interferometer determines the surface profile of a surface by directing light (e.g., an illumination or illumination beam) onto the surface, capturing the light reflected by the surface, and shearing the reflected light into two sheared beams. , and interfering the sheared beams on a detector to generate an interferogram. In this configuration, variations in the interferogram fringes are correlated with variations in sample tilt along the shear direction. Furthermore, surface profile measurements can be generated by integrating the measured sample slope profiles.
シアリング干渉計は、一般に、１つ以上の光学素子を含み、光をサンプルに向け、サンプルからの反射光（例えば、再帰反射光）を集め、反射光を１つ以上の計測チャネルに向け得る。この点に関して、サンプルにわたる反射光の位相分布は、サンプルのトポグラフィに関連する情報を含み得る。更に、サンプルからのこの反射光は、シアリング光学系を含む１つ以上の計測チャネルに向けられ、サンプルからの反射光を剪断し、剪断された光で１つ以上の計測方向に沿ってシアリングインタフェログラムを生成する。表面プロフィロメトリ用のシアリング干渉計は、２０１７年１０月１０日に発行された米国特許第９，７８４，５７０号に一般的に記載されており、その全体が参照により本明細書に援用される。 A shearing interferometer generally includes one or more optical elements and may direct light toward a sample, collect reflected light (eg, retroreflected light) from the sample, and direct the reflected light into one or more measurement channels. In this regard, the phase distribution of reflected light across the sample may contain information related to the topography of the sample. Additionally, this reflected light from the sample is directed to one or more measurement channels that include shearing optics to shear the reflected light from the sample and direct the sheared light to the shearing interface along one or more measurement directions. Generate a program. A shearing interferometer for surface profilometry is generally described in U.S. Patent No. 9,784,570, issued October 10, 2017, which is incorporated herein by reference in its entirety. Ru.
いくつかの実施形態では、シアリング干渉計は、ビーム整形器及び１つ以上の計測チャネルを含み、ここで、ビーム整形器は１つ以上の光学素子を含み、サンプルに向けられた照明源からの照明の空間プロファイル及び角度プロファイルを形作る。例えば、ビーム整形器は、ビーム拡大器として動作し、照明ビームの直径を拡大させて、サンプルのサイズに一致させ得る。更に、ビーム整形器は、サンプルからの反射光を集め、この反射光を１つ以上の計測チャネルに向け得る。ビーム整形器及び１つ以上の計測チャネルは、米国特許第９，７８４，５７０号に記載されているように一般的に構成されてもよいが、必ずしも構成される必要はなく、本明細書に開示される変形及び追加の特徴を含んでもよい。 In some embodiments, a shearing interferometer includes a beam shaper and one or more measurement channels, where the beam shaper includes one or more optical elements and includes an illumination source directed toward the sample. Shape the spatial and angular profile of the illumination. For example, a beam shaper may act as a beam expander, expanding the diameter of the illumination beam to match the size of the sample. Additionally, the beam shaper may collect reflected light from the sample and direct the reflected light to one or more measurement channels. The beam shaper and one or more measurement channels may be generally configured as described in U.S. Pat. No. 9,784,570, but need not be configured herein. Variations and additional features disclosed may be included.
本明細書では、シアリング干渉計を調整して、サンプルに向けられる照明の角度プロファイルを修正して、少なくとも部分的に反りを補償することによって、サンプルの反りを補償し得ると企図される。いくつかの実施形態では、シアリング干渉計は、１つ以上の調整可能な光学素子を含み、ここで調整可能な光学素子を調整することは、サンプルに向けられる照明の角度プロファイルを修正する効果がある。例えば、１つ以上の調整可能な光学素子は、ビーム整形器に統合されてもよいが、必ずしも統合される必要はない。 It is contemplated herein that the shearing interferometer may be adjusted to compensate for sample bow by modifying the angular profile of the illumination directed at the sample to at least partially compensate for the bow. In some embodiments, the shearing interferometer includes one or more adjustable optical elements, where adjusting the adjustable optical element has the effect of modifying the angular profile of the illumination directed at the sample. be. For example, one or more adjustable optical elements may, but need not, be integrated into a beam shaper.
いくつかの実施形態では、調整可能な光学構成要素は、コリメートされた光をデフォルト又は公称構成でサンプルに提供するように構成され得る。例えば、ビーム整形器の光軸に垂直に向けられたサンプル表面からの光は、デフォルト構成において、コリメートされた光としてビーム整形器に再帰反射され得る。次に、１つ以上の計測チャネルは、ビーム整形器からコリメートされた光を受け取ってもよい。しかし、本明細書では、反りサンプル表面（例えば、低空間周波数プロファイル偏差のある表面）は、コリメートされた状態からの再帰反射光の偏差を誘発する場合があると企図される。例えば、表面のボーイングは、再帰反射光を、ボウの方向に応じて収束又は発散させる場合がある。より複雑な歪みは、サンプルからの反射ビームの角度プロファイルの、同様により複雑な偏差を生成し得る。これらの偏差は、１つ以上の計測チャネルにおいて、シアリングインタフェログラムの変動として現れるであろう。反りの程度によっては、コリメートされた状態からの反射ビームの角度プロファイルの偏差は、視野全体にわたってサンプルの表面プロファイルの計測を妨げる（又は少なくとも悪影響を与える）ほど、十分に深刻であり得る。 In some embodiments, the adjustable optical component may be configured to provide collimated light to the sample in a default or nominal configuration. For example, light from the sample surface directed perpendicular to the optical axis of the beam shaper may be retro-reflected to the beam shaper as collimated light in the default configuration. One or more measurement channels may then receive collimated light from the beam shaper. However, it is contemplated herein that warped sample surfaces (eg, surfaces with low spatial frequency profile deviations) may induce deviations of retroreflected light from the collimated state. For example, surface bowing may cause retroreflected light to converge or diverge depending on the direction of the bow. More complex distortions may produce similarly more complex deviations in the angular profile of the reflected beam from the sample. These deviations will appear as variations in the shearing interferogram in one or more measurement channels. Depending on the degree of bowing, deviations in the angular profile of the reflected beam from the collimated state may be severe enough to prevent (or at least adversely affect) measurement of the surface profile of the sample over the entire field of view.
いくつかの実施形態では、ビーム整形器の１つ以上の光学素子は調整可能であり、サンプルに向けられる照明の角度プロファイルの修正を提供する。更に、いくつかの実施形態では、ビーム整形器内の少なくとも１つの調整可能な光学素子の位置を調整して、サンプルに向けられる照明の角度プロファイルを修正し、コリメートされた状態からの反射光の偏差を少なくとも部分的に補償する。例えば、ビーム整形器内の少なくとも１つの光学素子の位置を調整して、サンプルからの反射光をコリメートし得る（又はコリメートを少なくとも部分的に改善し得る）。この点に関して、計測チャネルは、ビーム整形器からコリメートされた光（又は少なくとも、ビーム整形器の調整がない場合よりも、更にコリメートされた光）を受け取り得る。 In some embodiments, one or more optical elements of the beam shaper are adjustable to provide modification of the angular profile of the illumination directed at the sample. Further, in some embodiments, the position of at least one adjustable optical element within the beam shaper is adjusted to modify the angular profile of the illumination directed at the sample and to modify the angular profile of the illumination directed from the collimated state. At least partially compensate for the deviation. For example, the position of at least one optical element within the beam shaper may be adjusted to collimate (or at least partially improve collimation) the reflected light from the sample. In this regard, the measurement channel may receive collimated light from the beam shaper (or at least more collimated light than without the beam shaper adjustment).
一般的には、１つ以上の調整可能な光学素子の調整が規定されるデフォルト又は公称構成は、任意の選択された構成を含み得る。例えば、上述のように、デフォルト構成は、コリメートされた照明をサンプルに提供する構成に対応し得る。しかし、別の例では、デフォルト構成は、サンプル上での照明の非コリメート角度プロファイルを提供する構成に対応し得る。場合によっては、このデフォルト構成は、サンプルの既知の又は推定された反りに基づいてもよい。更に、そのような構成は、特定のサンプル又は用途に最適化された構成として説明され得るが、そうである必要はない。 Generally, the default or nominal configuration in which the adjustment of one or more adjustable optical elements is defined may include any selected configuration. For example, as discussed above, the default configuration may correspond to a configuration that provides collimated illumination to the sample. However, in another example, the default configuration may correspond to a configuration that provides an uncollimated angular profile of illumination on the sample. In some cases, this default configuration may be based on a known or estimated bow of the sample. Further, while such configurations may be described as configurations optimized for a particular sample or application, this need not be the case.
本明細書では、サンプルに向けられた照明の角度プロファイルを修正することにより、誘発されたオフセット分布を測定された表面プロファイルに導入する効果があり得ると企図される。例えば、照明ビームの角度プロファイルが完全に一致してサンプルの反りを打ち消し、コリメートされた反射光を提供する場合、計測チャネルは、サンプルに反りがないことを示す表面プロファイル計測を提供する場合がある。したがって、計測チャネルによって提供される表面プロファイルは、バイアスされた計測プロファイルと見なされてもよく、それはサンプルに向けられた照明の修正された角度分布を表す誘発されたオフセット分布でバイアスされる。 It is contemplated herein that modifying the angular profile of the illumination directed at the sample may have the effect of introducing an induced offset distribution into the measured surface profile. For example, if the illumination beam's angular profile matches perfectly to cancel sample bow and provide collimated reflected light, the measurement channel may provide a surface profile measurement that indicates that the sample is free of bow. . The surface profile provided by the measurement channel may therefore be considered a biased measurement profile, which is biased with an induced offset distribution representing a modified angular distribution of illumination directed at the sample.
いくつかの実施形態では、シアリング干渉計は、バイアスされた表面プロファイル計測を提供し得る。例えば、いくつかの用途では、反りのないサンプルの表面プロファイルを提供することが有用であり得る。この場合、表面プロファイルは、反り以外の変動、例えば、限定するものではないが、欠陥、表面の不規則性、又はサンプル上の製造された特徴を反映し得る。 In some embodiments, a shearing interferometer may provide biased surface profile measurements. For example, in some applications it may be useful to provide a sample surface profile that is free of warpage. In this case, the surface profile may reflect variations other than warpage, such as, but not limited to, defects, surface irregularities, or manufactured features on the sample.
いくつかの実施形態では、シアリング干渉計は、バイアスのない表面プロファイル計測を提供し得て、それは、誘発されたオフセット分布がバイアスされた表面プロファイルから除去される。この点に関して、バイアスのない表面プロファイル計測は、反りを含むサンプルの実際のレイアウトを反映する場合がある。とりわけ、しかしながら、本明細書で開示されるシステム及び方法は、バイアスのない表面プロファイル計測が、典型的なシアリング干渉計では不可能な状況において、サンプルの完全なレイアウトを正確に取得し得ることを提供し得る。 In some embodiments, shearing interferometers may provide unbiased surface profile measurements, where induced offset distributions are removed from biased surface profiles. In this regard, unbiased surface profile measurements may reflect the actual layout of the sample, including bows. In particular, however, the systems and methods disclosed herein demonstrate that unbiased surface profile measurements can accurately capture the complete layout of a sample in situations where typical shearing interferometers are not possible. can be provided.
いくつかの実施形態では、シアリング干渉計は、調整された表面プロファイルを提供し得て、サンプルマウント（例えば、３つの接触点を有する３ピンのサンプルマウント）又は他の支持機構による表面プロファイルの変形が除去される。例えば、水平位置のサンプルは、３つの接触点を用いて支持されている３ピンのサンプルマウントによって支持されており、重力によるサグを示す場合がある。別の例として、１つ以上のエッジグリッパを使用して垂直位置に取り付けられたサンプルは、エッジグリッパによって誘発される応力を示す場合がある。更なる例として、サンプルを平坦な表面上で支持することは、そうでなければサンプルに存在する変形を平坦化する可能性がある。一般的に、本明細書では、任意のサンプルマウントを使用して任意の構成でサンプルを取り付けることは、パラメータ、例えば、限定するものではないが、サンプルのサイズ、サンプルの組成、及びサンプルホルダの接触点のレイアウトに基づいてサンプルの変形を誘発する可能性がある。更に、サンプルマウントに関連する形状変形は、これらのパラメータに基づいてモデル化されてもよく、その結果、このマウント誘発された変形の寄与が、必要に応じて出力表面プロファイルから除去され、サンプルの自然な形状をより正確に反映し得る。更に、このマウント誘発された歪みは、サンプルの反りに寄与し得るが、必ずしも寄与する必要はなく、歪みはサンプルに向けられた照明の角度プロファイルの修正によって少なくとも部分的に補償され得る。 In some embodiments, the shearing interferometer may provide a tailored surface profile, allowing surface profile deformation by a sample mount (e.g., a 3-pin sample mount with three contact points) or other support mechanism. is removed. For example, a sample in a horizontal position supported by a 3-pin sample mount supported using three contact points may exhibit gravitational sag. As another example, a sample mounted in a vertical position using one or more edge grippers may exhibit edge gripper induced stresses. As a further example, supporting the sample on a flat surface can flatten deformations that would otherwise exist in the sample. In general, mounting a sample in any configuration using any sample mount herein is dependent on parameters such as, but not limited to, sample size, sample composition, and sample holder. It may induce sample deformation based on the layout of contact points. Furthermore, the shape deformation associated with the sample mount may be modeled based on these parameters, such that the contribution of this mount-induced deformation is optionally removed from the output surface profile and the sample's It can more accurately reflect the natural shape. Furthermore, this mount-induced distortion can, but need not, contribute to sample bowing, and the distortion can be at least partially compensated for by modification of the angular profile of the illumination directed at the sample.
本明細書において、反りを少なくとも部分的に補償する（例えば、コリメートされた状態からの反射光の偏差を少なくとも部分的に補償する）ために必要なサンプルに向けられた照明ビームの角度プロファイルは、様々な技術を使用して決定され得ることが、更に企図される。 As used herein, the angular profile of the illumination beam directed at the sample required to at least partially compensate for bowing (e.g. to at least partially compensate for deviations of the reflected light from the collimated state) is defined as: It is further contemplated that the determination may be made using a variety of techniques.
いくつかの実施形態では、サンプルに向けられた照明ビームの角度プロファイルは、粗表面プロファイル計測ツール（例えば、粗表面プロファイラ）を使用して生成されたサンプルの粗表面プロファイルに基づいて修正される。例えば、粗表面プロファイラは、シアリング干渉計よりも低い解像度（例えば、横方向又は高さの寸法に沿って）を有する表面プロファイル計測を提供し得るが、より広い計測範囲を提供する場合もある。場合によっては、粗表面プロファイラは、反りを含むサンプルの完全なプロファイル変動を測定するのに十分な大きさの計測範囲を有し得る。この点に関して、反りの計測を使用して、反りを少なくとも部分的に補償する角度プロファイルを提供するのに適したビーム整形器の構成を決定し得る。本開示の追加の実施形態は、粗表面プロファイラに関する。いくつかの実施形態では、粗表面プロファイラは、サンプルより小さい視野を有する１つ以上のセンサを含む。この点に関して、粗表面プロファイルは、サンプル又はその一部分を、センサを用いて走査することにより生成され得る。いくつかの実施形態では、粗表面プロファイラは、前処理ツール、例えば、限定するものではないが、アライメントツール又はバッファに統合される。この点に関して、粗表面プロファイルが生成された後に、サンプルはシアリング干渉計に配置され、複数のサンプルを効率的に処理し得る。 In some embodiments, the angular profile of the illumination beam directed at the sample is modified based on the rough surface profile of the sample generated using a rough surface profile measurement tool (eg, a rough surface profiler). For example, a rough surface profiler may provide surface profile measurements with lower resolution (e.g., along the lateral or height dimensions) than a shearing interferometer, but may also provide a wider measurement range. In some cases, the rough surface profiler may have a measurement range large enough to measure the complete profile variation of the sample, including bows. In this regard, measurements of bow may be used to determine a suitable beam shaper configuration to provide an angular profile that at least partially compensates for bow. Additional embodiments of the present disclosure relate to rough surface profilers. In some embodiments, the rough surface profiler includes one or more sensors with a field of view smaller than the sample. In this regard, a rough surface profile may be generated by scanning the sample or a portion thereof with a sensor. In some embodiments, the rough surface profiler is integrated into a preprocessing tool, such as, but not limited to, an alignment tool or a buffer. In this regard, after the rough surface profile is generated, the sample can be placed in a shearing interferometer to efficiently process multiple samples.
いくつかの実施形態では、サンプルに向けられた照明ビームの角度プロファイルは、シアリング干渉計によって生成された１つ以上の表面プロファイル計測に基づいて修正される。例えば、表面プロファイル（又は計測チャネルからの１つ以上のシアリングインタフェログラム）は、ビーム整形器内の１つ以上の調整可能な要素が順次調整されるときにモニタされ得る。この点に関して、反りを少なくとも部分的に補償するビーム整形器の構成は、選択され得る。 In some embodiments, the angular profile of the illumination beam directed at the sample is modified based on one or more surface profile measurements produced by a shearing interferometer. For example, the surface profile (or one or more shearing interferograms from the measurement channel) may be monitored as one or more adjustable elements within the beam shaper are sequentially adjusted. In this regard, a beam shaper configuration that at least partially compensates for bowing may be selected.
いくつかの実施形態では、サンプルに向けられた照明ビームの角度プロファイルは、サグの予測量に基づいて修正される。例えば、本明細書で前述したように、サグなどの形状変形は、サンプル及びサンプルホルダの既知の特性に基づいて予測され得る。これに関して、サグの予測される量又は分布を使用して、サグを補償するのに適した照明の角度プロファイルを提供するビーム整形器の構成を選択し得る。 In some embodiments, the angular profile of the illumination beam directed at the sample is modified based on the expected amount of sag. For example, as previously discussed herein, shape deformations such as sag can be predicted based on known characteristics of the sample and sample holder. In this regard, the predicted amount or distribution of sag may be used to select a beam shaper configuration that provides an angular profile of illumination suitable for compensating for sag.
ここで、図１Ａ～図６を参照して、表面反りの存在下での表面プロファイル計測のためのシステム及び方法は、本開示の１つ以上の実施形態により、更に詳細に説明される。 Referring now to FIGS. 1A-6, systems and methods for surface profile measurement in the presence of surface warpage are described in further detail in accordance with one or more embodiments of the present disclosure.
図１Ａは、本開示の１つ以上の実施形態による、計測システム１００のブロック図である。１つの実施形態では、計測システム１００は、シアリング干渉計１０２を含み、ここで、シアリング干渉計１０２は、照明ビーム１０６を生成するための照明源１０４、ビーム整形器１０８、及び１つ以上の計測チャネル１１０を含む。ビーム整形器１０８は、サンプル１１２に向けられた照明ビーム１０６の空間プロファイル及び角度プロファイルを制御し得て、サンプル１１２からの反射光（例えば、再帰反射光）を更に集め、この反射光を１つ以上の計測チャネル１１０に向けることができる。計測チャネル１１０は、１つ以上のシアリング光学系を含み、サンプル１１２からの反射光を計測方向に沿って剪断ビームに剪断し得て、また１つ以上の光学素子を含んで、剪断ビームを検出器上で結合し得る。この点に関して、インタフェログラム（例えば、シアリングインタフェログラム）は、検出器上で生成され、検出器によって取得され得て、ここで、サンプル１１２に関連するトポグラフィ情報は、インタフェログラムの変動として表されてもよい。特に、インタフェログラムの変動は、測定方向に沿ったサンプル１１２の表面傾斜のプロファイルに対応し得る。次いで、表面プロファイル情報（例えば、表面高さマップ）は、表面傾斜のプロファイルを統合することによって生成され得る。更に、計測システム１００は、異なる計測方向を有する複数の計測チャネル１１０を含み、完全な３Ｄトポグラフィ情報を取得し得る。例えば、計測システム１００は、直交する計測方向を有する２つの計測チャネル１１０を含み得る。
FIG. 1A is a block diagram of a metrology system 100 in accordance with one or more embodiments of the present disclosure. In one embodiment, metrology system 100 includes a shearing interferometer 102, where shearing interferometer 102 includes an
別の実施形態では、ビーム整形器１０８は、１つ以上の調整可能な光学素子１１４を含む。例えば、１つ以上の調整可能な光学素子１１４の位置を調整することで、サンプル１１２上の照明ビーム１０６の空間プロファイル及び／又は角度プロファイルを制御し得る。例えば、調整可能な光学素子１１４は、限定するものではないが、１つ以上のレンズ、１つ以上の視野絞り、又は１つ以上の瞳絞りを含み得る。
In another embodiment,
図１Ｂは、本開示の１つ以上の実施形態による、計測システム１００の概略図である。 FIG. 1B is a schematic diagram of a metrology system 100 in accordance with one or more embodiments of the present disclosure.
照明源１０４は、コヒーレント照明ビーム１０６を生成するのに適した当技術分野で周知の任意のタイプの照明源を含み得る。１つの実施形態では、照明源１０４は、レーザ照明ビーム１０６を生成するように構成されたレーザ源を含む。更に、照明源１０４は、任意の波長又はスペクトルを有する照明ビーム１０６を生成し得る。しかしながら、本明細書では、サンプル１１２の組成に基づいて照明ビーム１０６の波長を選択し、サンプル１１２による照明ビーム１０６の反射を促進し、透過を最小限に抑えることが望ましい場合があることが認識される。この点に関して、計測システム１００によってキャプチャされた反射光は、主として、排他的でないにしても、サンプル１１２の上面１１６（例えば、計測面）から反射された光を含み得る。例えば、照明源１０４は、約６３３ｎｍの波長を有するヘリウムネオンレーザを含み得るが、必ずしも含む必要はなく、これは、半導体ウェハ、例えば、限定するものではないが、シリコンウェハでの使用に適し得る。
１つの実施形態では、計測システム１００は、サンプルマウント１１７を含んでサンプル１１２を固定する。サンプルマウント１１７は、サンプル１１２を任意の位置又は方向に固定するのに適した、当技術分野で周知の任意のタイプのマウントを含み得る。例えば、サンプルマウント１１７は、３つ以上の接触ピンを用いてサンプル１１２を水平位置に固定するか、そうでなければ支持し得る。例えば、３ピンのサンプルマウント１１７は、３つのピンを含み得て、その上にサンプル１１２が置かれる。別の例として、サンプルマウント１１７は、サンプル１１２を垂直位置に固定するか、そうでなければ支持し得る。例えば、サンプルマウント１１７は、１つ以上のエッジグリッパを含み、サンプル１１２上の１つ以上のエッジポイントに接触し得る。更に、図示されていないが、サンプルマウント１１７は、１つ以上の並進ステージ、例えば、限定するものではないが、線形並進ステージ、回転並進ステージ、又はチップ／チルト並進ステージを含み、計測システム１００内にサンプル１１２を計測のために配置する。
In one embodiment, metrology system 100 includes a
１つの実施形態では、計測システム１００は、ビームスプリッタ１１８を含み、ビームスプリッタ１１８は、照明源１０４から照明ビーム１０６を受け取り、照明ビーム１０６の少なくとも一部分をサンプル経路１２０に沿ってビーム整形器１０８及びサンプル１１２に伝送するように構成される。更に、ビームスプリッタ１１８は、サンプル１１２からの反射光１２２を、ビーム整形器１０８を介して受け取り、この反射光１２２を計測経路１２４に沿って１つ以上の計測チャネル１１０に向けることができる。例えば、図１Ｂは、Ｘ及びＹ（例えば、直交）計測チャネル１１０を有する計測システム１００を示す。図１Ｂに示されるように、計測システム１００はまた、反射光１２２を２つの計測チャネル１１０の間で分割するチャネルビームスプリッタ１２６と、光の光路を所望の形状因子に折り畳む回転ミラー１２８とを含み得る。
In one embodiment, metrology system 100 includes a
図示されていないが、計測システム１００は、１つ以上の偏光制御素子を含み、光の偏光を計測システム１００全体の任意の点で調整し得る。例えば、照明源１０４からの照明ビーム１０６は、直線偏光されるか、又は線形偏光子で偏光され得る。ビームスプリッタ１１８は、照明ビーム１０６を最小の損失でサンプル１１２に通過させるように配向された偏光ビームスプリッタとして構成され得る。更に、計測システム１００は、１／４波長板をサンプル経路１２０に含み、円偏光をサンプル１１２の前に照明ビーム１０６に誘発し得る。このようにして、反射光１２２は、入射照明ビーム１０６として直交偏光を有する直線偏光ビームに変換され得て、その結果、偏光ビームスプリッタ１１８は反射光１２２を損失なく計測経路１２４に向けることができる。
Although not shown, metrology system 100 may include one or more polarization control elements to adjust the polarization of light at any point throughout metrology system 100. For example,
計測チャネル１１０は、反射光１２２を計測方向に沿って剪断し、シアリングインタフェログラムを検出器１３０上で取得するのに適した、光学素子の任意の組み合わせを含み得る。１つの実施形態では、計測チャネル１１０は、１つ以上のシアリング光学系１３２を含み、反射光１２２の受け取った部分を剪断する。シアリング光学系１３２は、当技術分野で周知の任意のタイプのシアリング素子を含み得て、限定するものではないが、１つ以上のロンキ格子、ウォラストンプリズム、又はノマルスキプリズムが挙げられる。この点に関して、計測システム１００は、任意のタイプのシアリング干渉計として動作し得る。例えば、図１Ｂの２つの測定チャンネル１１０は、２つのロンキ格子１３４を含む。
１つの実施形態では、ビーム整形器１０８は、ビーム拡大器を含むか、そうでなければビーム拡大器から形成される。例えば、照明ビーム１０６の直径を拡大して、サンプル１１２（又はサンプル１１２上の少なくとも所望の計測領域）の直径に一致させることが望ましい場合がある。しかし、反射光１２２が計測チャネル１１０においてこの直径を有することは望ましくない場合がある。したがって、ビーム整形器１０８は、計測チャネル１１０での使用に適した第１の直径１３６で照明ビーム１０６を受け取り、照明ビーム１０６を、サンプル１１２を調査するのに適した第２の直径１３８に拡大し得る。例えば、照明ビーム１０６は、ほぼウェハの直径になるように拡大されてもよい。この半導体ウェハの場合、この直径は約３００ｍｍ以上であり得るが、必須ではない。同様に、ビーム整形器１０８は、逆の動作で、第２の直径１３８でのサンプル１１２からの反射光１２２を第１の直径１３６に縮小し得る。
In one embodiment,
別の実施形態では、計測システム１００は、入力ビーム拡大器１４０を含み、照明ビーム１０６の直径を、照明源１０４によって提供される元の直径１４２から第１の直径１３６まで調整する。この点に関して、第１の直径１３６及び第２の直径１３８は、元の直径１４２とは無関係に選択され得る。
In another embodiment, metrology system 100 includes an
１つの実施形態では、調整可能な光学素子１１４は、ビーム整形器１０８の１つ以上のレンズを含む。例えば、ビーム整形器１０８は、ビーム拡大器／縮小器として動作するように構成された１つ以上のレンズを含み得て、これらのレンズの１つ以上の位置を修正することで、サンプル１１２に向けられる照明ビーム１０６の角度プロファイルを調整し得る。特に、ビーム整形器１０８のレンズは、デフォルト又は公称位置を有することができ、照明ビーム１０６がコリメートされたビームとして（例えば、コリメートされた状態で）ビーム整形器１０８に出入りする。このように、ビーム整形器１０８の光軸１４４に沿ったビーム整形器１０８のレンズのいずれかの位置に対する調整は、サンプル１１２に向けられる照明ビーム１０６の角度プロファイルに、半径方向に対称な収束又は発散を導入し得る。更に、光軸１４４に垂直な横方向に沿ったビーム整形器１０８のレンズのいずれかの位置に対する調整は、照明ビーム１０６の角度プロファイルに非対称変動を導入し得る。この点に関して、より複雑なトポグラフィ（例えば、サドル(saddle)形状、タコ(taco)形状など）をより測定するのに適した、より複雑な角度プロファイルが生成され得る。
In one embodiment, adjustable optical element 114 includes one or more lenses of
別の実施形態では、ビーム整形器１０８の調整可能な光学素子１１４は、１つ以上の非合焦光学系、例えば、限定するものではないが、それぞれの平面にわたって選択された透過プロファイルを有する視野絞り又は瞳絞りを含み、サンプル１１２上の照明ビーム１０６の空間及び／又は角度分布を更に修正し得る。
In another embodiment, the adjustable optical element 114 of the
別の実施形態では、ビーム整形器１０８は、専用の調整可能な光学素子１１４を含み得る。例えば、ビーム整形器１０８は、本明細書で前述したようにビーム直径を拡大／縮小するための第１のセットの光学素子と、サンプル１１２に向けられる照明ビーム１０６の角度プロファイルを調整するための第２のセットの光学素子とを含み得る。
In another embodiment,
ここで、図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、照明ビーム１０６の角度プロファイルの修正は、本開示の１つ以上の実施形態により、より詳細に説明される。
Referring now to FIGS. 2A and 2B, modification of the angular profile of
１つの実施形態では、ビーム整形器１０８は、３レンズアセンブリ２０２を含む。例えば、図２Ａ及び図Ｂ２に示されるビーム整形器１０８は、ダブレットレンズ２０４、正メニスカスレンズ２０６、及び平凸レンズ２０８を含む。しかし、ビーム整形器１０８の特定の構成要素の図示は、本明細書に単に例示を目的として提供されており、限定として解釈されるべきではないことを理解されたい。むしろ、ビーム整形器１０８は、サンプル１１２上の照明ビーム１０６の空間及び／又は角度プロファイルを制御するのに適したレンズの任意の数、タイプ、又は構成を有し得る。
In one embodiment,
サンプル１１２からの反射光１２２は、サンプル１１２の表面が光軸１４４に直交する平面内にある場合、コリメートされ得る（例えば、コリメートされた状態で）ことが、本明細書において企図される。この場合、計測チャネル１１０に向けられたビーム整形器１０８を出る反射光１２２もまた、コリメートされ得る。
It is contemplated herein that reflected light 122 from
１つの実施形態では、計測チャネル１１０は、インタフェログラムを検出器１３０上に生成するように設計され、その時、反射光１２２は、コリメートされた状態にあるか、又はコリメートされた状態からの偏差の許容範囲内にある。例えば、図２Ａに示すように、計測チャネル１１０は、１対のロンキ格子（例えば、シアリング光学系１３２）を含み得て、各ロンキ格子は、反射光１２２を２つ以上の回折次数に回折させる。更に、計測チャネル１１０は、１つ以上のチャネルレンズ２１０を含み、ロンキ格子からの選択された回折次数を検出器１３０のセンサ２１２上のインタフェログラムとして組み合わせてもよい。別の実施形態では、計測チャネル１１０は、アパチャ２１４を含み、選択された回折次数を検出器１３０に渡し、残りの回折次数を排除する。例えば、アパチャ２１４は、シアリング光学系１３２に対してフーリエ平面に配置されてもよく、そこで各回折次数がフーリエ平面の別個の部分に合焦される。
In one embodiment, the
別の実施形態では、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、計測システム１００は、補償板２１６を含み、別の計測チャネル１１０に対する現在の計測チャネル１１０の光路長差を補償し得る。例えば、補償板２１６は、別の計測チャネル１１０（図示せず）に向けられるチャネルビームスプリッタ１２６を通る光線（図示せず）の伝播に関連する光路差を補償し得る。
In another embodiment, as shown in FIGS. 2A and 2B, measurement system 100 may include a
本明細書では、サンプル１１２からの反射光１２２は、サンプル１１２の表面が反る場合、コリメートされた状態から外れる可能性があることが更に企図される。この場合、計測チャネル１１０に向けられたビーム整形器１０８を出る反射光１２２もまた、コリメートされた状態から外れる場合がある。コリメートされた状態からの反射光１２２のこの偏差の程度が、過度に大きい場合、計測チャネル１１０は、インタフェログラムを関連する検出器上で適切に生成できないか、又はインタフェログラムが過度に歪み、信頼できる計測データを提供し得ない場合がある。
It is further contemplated herein that reflected light 122 from
図２Ａは、本開示の１つ以上の実施形態による、反りサンプル１１２を用いて公称位置に構成されたときの計測システム１００を通る光の光線図を含む、計測システム１００の概略図である。特に、図２Ａのサンプル１１２は、－１ｍｍのボウを示し、サンプル１１２は計測システム１００に対して凹状となる。更に、反射光１２２の複数の回折次数が示され、計測システム１００を通る光の経路に対する反りの影響を示す。加えて、図２Ａは、光学素子２００を含み、照明ビーム１０６を照明源１０４からビーム整形器１０８に向ける。
FIG. 2A is a schematic illustration of metrology system 100, including a ray diagram of light passing through metrology system 100 when configured in a nominal position with a
図２Ａに示されるように、サンプル１１２のボウは、コリメートされた状態からのサンプル１１２の偏差を生じる場合がある。例えば、図２Ａは、計測経路１２４に沿って焦点２１８に到達する反射光１２２を示す。更に、サンプル１１２のボウは、ロンキ格子からの回折次数が焦点になる位置（例えば、フーリエ平面の位置）を修正し得る。その結果、アパチャ２１４は、選択された回折次数を通過させるのに非効果な場合がある。例えば、フーリエ平面のシフトは、（例えば、アパチャ２１４の平面における反射光１２２のスポットサイズの増加により）アパチャ２１４を通る選択された回折次数の透過の減少をもたらす可能性があり、インタフェログラムのフリンジのコントラストを低下し得る。別の例として、フーリエ平面のシフトにより、追加の回折次数からの光が検出器に伝播することが可能になり、インタフェログラムにノイズ又はアーチファクトを導入する場合がある。
As shown in FIG. 2A, the bow of the
図２Ｂは、本開示の１つ以上の実施形態により、図２Ａの反りサンプル１１２を用いて修正された位置に構成されたときの計測システム１００を通る光の光線図を含む、計測システム１００の概略図である。
FIG. 2B is a diagram of metrology system 100 including a ray diagram of light passing through metrology system 100 when configured in a modified position with
図２Ｂに示されるように、ビーム整形器１０８の１つ以上のレンズは、調整可能な光学素子１１４として動作し、サンプル１１２に向けられる照明ビーム１０６の角度プロファイルを修正し得る。特に、図２Ｂは、正メニスカスレンズ２０６が調整可能な光学素子１１４であり、ビーム整形器１０８の光軸１４４に沿って６７ｍｍまで移動されて、サンプル１１２の反りを補償する構成を示す。例えば、この調整は、ビーム整形器１０８を出る反射光１２２が適切にコリメートされるようにする。結果として、アパチャ２１４は、選択された回折次数を検出器１３０に効果的に通過させ得る。１つの実施形態では、計測チャネル１１０のアパチャ２１４及び／又は検出器１３０は、線形並進ステージに取り付けられ、その結果、アパチャ２１４及び／又は検出器１３０の位置を調整して、フーリエ平面及び／又は撮像平面の差を、調整可能な光学素子１１４の調整に基づき補償し得る。更に、以下でより詳細に説明するように、アパチャ２１４及び／又は検出器１３０の位置は、調整可能な光学素子１１４の周知の構成に基づいて較正され得る。この点に関して、アパチャ２１４及び／又は検出器１３０の位置は、調整可能な光学素子１１４の構成が調整されるときに調整され得る。
As shown in FIG. 2B, one or more lenses of
本明細書では、図２Ｂ及び図２Ｃに示される計測システム１００が、最大±１２００μｍのボウを有する半径方向に対称な球形（例えば、凹形又は凸形）を有するサンプル１１２を単一の取得サイクルで測定するのに適し得る、ことが企図される。しかし、ビーム整形器１０８の特定の設計及び調整可能な光学素子１１４としての正メニスカスレンズ２０６の特定の使用は、単に例示の目的で本明細書に提供され、限定として解釈されるべきではないことを理解されたい。例えば、ビーム整形器１０８は、サンプル１１２上の照明ビーム１０６の空間及び／又は角度プロファイルを制御するための任意の適切な光学設計を有し得る。別の例として、任意の光学素子又は光学素子の組み合わせは、サンプル１１２上の照明ビーム１０６の角度プロファイルを修正するための調整可能な光学素子１１４として動作し、サンプル１１２の反りを補償し得る。別の例として、図２Ａ及び図２Ｂは、ビーム整形器１０８の光軸に沿った調整可能な光学素子１１４の位置の変動を示し、サンプル１１２上の照明ビーム１０６の角度プロファイルの半径方向に対称な変動を提供するものであり、この説明は、単に例示の目的として提供されており、制限として解釈されるべきではない。むしろ、ビーム整形器１０８の光軸に直交する方向に沿った調整可能な光学素子１１４の位置の変動は、サンプル１１２上の照明ビーム１０６の角度プロファイルのより複雑な変動を提供し得る。一般的な意味では、サンプル１１２に向けられた照明ビーム１０６のビーム整形の複雑さは、調整可能な光学素子１１４に関連する自由度の数に基づいて決定され得る。
Herein, the metrology system 100 shown in FIGS. 2B and 2C captures a
再び図１Ａを参照すると、計測システム１００の追加の構成要素が、本開示の１つ以上の実施形態により、より詳細に説明される。 Referring again to FIG. 1A, additional components of metrology system 100 are described in more detail in accordance with one or more embodiments of the present disclosure.
１つの実施形態では、計測システム１００はコントローラ１４６を含む。コントローラ１４６は、メモリ１５０（例えば、メモリ媒体、メモリデバイスなど）上に維持されるプログラム命令を実行するように構成された１つ以上のプロセッサ１４８を含み得る。更に、コントローラ１４６は、計測システム１００の任意の構成要素と通信可能に結合され得て、限定するものではないが、ビーム整形器１０８、特定の調整可能な光学素子１１４、又は検出器１３０が挙げられる。この点に関して、コントローラ１４６の１つ以上のプロセッサ１４８は、本開示を通じて説明される様々なプロセスステップのいずれかを実行し得る。例えば、コントローラ１４６の１つ以上のプロセッサ１４８は、計測チャネル１１０から計測信号（例えば、検出器１３０からのインタフェログラムデータ）を受信し、１つ以上の分析ステップを実行して、計測信号からトポグラフィデータを抽出し得る。別の例として、コントローラ１４６の１つ以上のプロセッサ１４８は、調整可能な光学素子のための制御信号を生成し、サンプル１１２に向けられる照明の角度プロファイルを調整し得る。別の例として、コントローラ１４６の１つ以上のプロセッサ１４８は、サンプル１１２の反りを少なくとも部分的に補償するのに適した１つ以上の調整可能な光学素子１１４の構成を選択し、この構成を達成するために適切な制御信号を生成し得る。
In one embodiment, measurement system 100 includes controller 146. Controller 146 may include one or more processors 148 configured to execute program instructions maintained on memory 150 (eg, a memory medium, a memory device, etc.). Additionally, controller 146 may be communicatively coupled to any component of metrology system 100, including, but not limited to,
コントローラ１４６の１つ以上のプロセッサ１４８は、当技術分野で周知の任意のプロセッサ又は処理要素を含み得る。本開示の目的のために、「プロセッサ」又は「処理要素」という用語は、１つ以上の処理又は論理要素を有する任意のデバイス（例えば、１つ以上のマイクロプロセッサデバイス、１つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）デバイス、１つ以上のフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、又は１つ以上のデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ））を包含するように広く定義され得る。この意味で、１つ以上のプロセッサ１４８は、アルゴリズム及び／又は命令（例えば、メモリに格納されたプログラム命令）を実行するように構成された任意のデバイスを含み得る。１つの実施形態では、１つ以上のプロセッサ１４８は、デスクトップコンピュータ、メインフレームコンピュータシステム、ワークステーション、画像コンピュータ、並列プロセッサ、ネットワーク化されたコンピュータ、又は任意の他のコンピュータシステムとして具体化され得て、それらは本開示を通して説明されるように、計測システム１００を用いて動作される、又は連携して動作されるように構成されたプログラムを実行するように構成される。 One or more processors 148 of controller 146 may include any processor or processing element known in the art. For purposes of this disclosure, the term "processor" or "processing element" refers to any device having one or more processing or logic elements (e.g., one or more microprocessor devices, one or more specialized It can be broadly defined to include an oriented integrated circuit (ASIC) device, one or more field programmable gate arrays (FPGAs), or one or more digital signal processors (DSPs). In this sense, one or more processors 148 may include any device configured to execute algorithms and/or instructions (eg, program instructions stored in memory). In one embodiment, one or more processors 148 may be embodied as a desktop computer, mainframe computer system, workstation, imaging computer, parallel processor, networked computer, or any other computer system. , which are configured to execute programs that are operated with or configured to operate in conjunction with measurement system 100, as described throughout this disclosure.
メモリ１５０は、関連付けられた１つ以上のプロセッサ１４８によって実行可能なプログラム命令を格納するのに適した当技術分野で周知の任意の記憶媒体を含み得る。例えば、メモリ１５０は、非一時的なメモリ媒体を含んでもよい。別の例として、メモリ１５０は、限定されるものではないが、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、磁気又は光学メモリ装置（例えば、ディスク）、磁気テープ、ソリッドステートドライブなどを含み得る。メモリ１５０は、１つ以上のプロセッサ１４８を有する共通のコントローラ筐体に収容されてもよいことが更に留意される。１つの実施形態では、メモリ１５０は、１つ以上のプロセッサ１４８及びコントローラ１４６の物理的位置に対して離れて配置され得る。例えば、コントローラ１４６の１つ以上のプロセッサ１４８は、ネットワーク（例えば、インターネット、イントラネットなど）を通じてアクセス可能な遠隔メモリ（例えば、サーバ）にアクセスされ得る。 Memory 150 may include any storage medium known in the art suitable for storing program instructions executable by associated one or more processors 148. For example, memory 150 may include non-transitory memory media. As another example, memory 150 may include, but is not limited to, read only memory (ROM), random access memory (RAM), magnetic or optical memory devices (e.g., disks), magnetic tape, solid state drives, and the like. may be included. It is further noted that memory 150 may be housed in a common controller housing with one or more processors 148. In one embodiment, memory 150 may be located remotely relative to the physical location of one or more processors 148 and controllers 146. For example, one or more processors 148 of controller 146 may access remote memory (eg, a server) accessible through a network (eg, the Internet, an intranet, etc.).
１つの実施形態では、ユーザインタフェース１５２はコントローラ１４６に通信可能に結合される。１つの実施形態では、ユーザインタフェース１５２は、限定するものではないが、１つ以上のデスクトップ、ラップトップ、タブレットなどを含み得る。別の実施形態では、ユーザインタフェース１５２は、ディスプレイを含み、それを使用して計測システム１００のデータをユーザに表示する。ユーザインタフェース１５２のディスプレイは、当技術分野で周知の任意のディスプレイを含み得る。例えば、ディスプレイは、限定するものではないが、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ベースのディスプレイ、又は、ＣＲＴディスプレイを含み得る。当業者は、ユーザインタフェース１５２との一体化が可能な任意のディスプレイデバイスが、本開示の実装に適していることを認識すべきである。別の実施形態では、ユーザは、ユーザインタフェース１５２のユーザ入力デバイスを介してユーザに表示されたデータに応答した選択、及び／又は命令を入力し得る。 In one embodiment, user interface 152 is communicatively coupled to controller 146. In one embodiment, user interface 152 may include, but is not limited to, one or more desktops, laptops, tablets, etc. In another embodiment, user interface 152 includes a display that is used to display measurement system 100 data to a user. The display of user interface 152 may include any display known in the art. For example, the display may include, but is not limited to, a liquid crystal display (LCD), an organic light emitting diode (OLED) based display, or a CRT display. Those skilled in the art should recognize that any display device capable of integration with user interface 152 is suitable for implementing the present disclosure. In another embodiment, a user may enter selections and/or commands in response to data displayed to the user via a user input device of user interface 152.
別の実施形態では、計測システム１００は、粗表面プロファイラ１５４を含み、サンプル１１２（例えば、サンプル１１２の上面１１６）の粗プロファイル計測を生成する。例えば、粗プロファイル計測は、１つ以上の計測チャネル１１０によって提供されるよりも大きな計測範囲を有し得る。更に、粗プロファイル計測は、軸方向の寸法に沿った（例えば、ビーム整形器１０８の光軸１４４に沿った）及び／又は横方向の寸法（例えば、光軸１４４に直交する）に沿って、より小さい解像度を有し得る。この点に関して、粗プロファイル計測は、１つ以上の計測チャネル１１０の計測範囲を超える可能性があるサンプル１１２の任意の反りのマッピングを提供し得る。
In another embodiment, metrology system 100 includes a
以下により詳細に説明するように、粗プロファイル計測は、計測システム１００によって様々な方法で使用され得る。例えば、粗プロファイル計測をフィードフォワードデータとして使用し、サンプル１１２上の照明ビーム１０６の角度位置を修正する方法を決定し、サンプル１１２の反りを少なくとも部分的に補償し得る。別の例として、粗プロファイル計測を使用して、サンプルマウント（例えば、３ピン支持ホルダ）の形状に基づいてサンプルサグの推定を提供し得る。このサンプルサグは、必須ではないが、表面プロファイル計測から、計測チャネル１１０からのインタフェログラムに基づき除去され得る。
As described in more detail below, coarse profile measurements may be used by metrology system 100 in a variety of ways. For example, the coarse profile measurements may be used as feedforward data to determine how to modify the angular position of the
図３は、本開示の１つ以上の実施形態による、粗表面プロファイラ１５４の概略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram of a
１つの実施形態では、粗表面プロファイラ１５４は、少なくとも１つのプロファイリングセンサ３０２を含む。粗表面プロファイラ１５４は、サンプル１１２のトポグラフィのプロファイルを生成するのに適した、当技術分野で周知の任意のタイプのプロファイリングセンサ３０２を含み得て、限定するものではないが、干渉計厚さセンサ、共焦点距離センサ、又はシャックハルトマンセンサが挙げられる。１つの実施形態では、プロファイリングセンサ３０２は、基準板３０４間の距離を決定する。更に、プロファイリングセンサ３０２は、サンプル１１２の厚さを測定し得るが、必ずしも測定する必要はない。したがって、サンプル１１２の上面１１６の粗プロファイルは、プロファイリングセンサ３０２によって直接測定され得て、又はサンプル１１２の底面３０６の計測、及び既知の又は仮定されたサンプル１１２の厚さ３０８に基づいて決定され得る。例えば、サンプル１１２の厚さ３０８は、サンプル１１２にわたって一定であると仮定され得るが、必ずしもそうである必要はない。
In one embodiment,
粗表面プロファイラ１５４は、任意の数のプロファイリングセンサ３０２を含み得る。１つの実施形態では、図３に示されるように、粗表面プロファイラ１５４は、並進ステージ３１０に取り付けられた単一のプロファイリングセンサ３０２を含む。例えば、粗プロファイル計測は、サンプル１１２の少なくとも一部分にわたって２次元並進ステージ３１０を用いてプロファイリングセンサ３０２を走査することにより生成され得る。別の例として、図３に示すように、粗プロファイル計測は、プロファイリングセンサ３０２を、１次元並進ステージ３１０を用いて直線的に走査し、同時に回転ステージ３１２を用いてサンプル１１２を回転させることによって生成され得る。このようにして、粗プロファイル計測は螺旋プロファイルを有し得る。別の実施形態では、粗表面プロファイラ１５４は、２つ以上のプロファイリングセンサ３０２を含む。例えば、粗表面プロファイラ１５４は、粗プロファイル計測を同時に取得するように構成されたプロファイリングセンサ３０２の２次元アレイを含み得る。別の例として、粗表面プロファイラ１５４は、粗プロファイル計測を生成するためにサンプル１１２を横切って走査されるように構成されたプロファイリングセンサ３０２の線形アレイを含み得る。例えば、プロファイリングセンサ３０２の線形アレイは、並進ステージ（図示せず）上に配置され、サンプル１１２を横切って走査し得る。別の例では、サンプル１１２は、並進ステージ上に配置され、プロファイリングセンサ３０２の線形アレイの計測フィールドを通して走査され得る。
加えて、粗表面プロファイラ１５４は、図１Ａに示されるように、計測システム１００に統合され、したがって計測システム１００の一部を形成してもよく、又は計測システム１００から分離して別個であってもよいことが本明細書において企図される。これに関して、計測システム１００（例えば、計測システム１００内のコントローラ１４６）は、粗プロファイル計測を外部ソースから受け取り得る。
Additionally, the
ここで、図４～図６を参照すると、調整可能な光学素子１１４の位置を修正して、サンプル１１２の反りを少なくとも部分的に補償する方法が示される。
4-6, a method of modifying the position of adjustable optical element 114 to at least partially compensate for bowing of
図４は、本開示の１つ以上の実施形態による、計測方法４００で実行されるステップを示す流れ図である。出願人は、計測システム１００において、本明細書で前述した実施形態及び実現技術は方法４００にまで及ぶように解釈されるべきであることを指摘する。方法４００は、計測システム１００のアーキテクチャに限定されないことに更に留意されたい。しかし、以下の方法ステップは、例示の目的で計測システム１００を参照して説明される。 FIG. 4 is a flow diagram illustrating steps performed in a measurement method 400, according to one or more embodiments of the present disclosure. Applicants note that in metrology system 100, the embodiments and implementing techniques described herein above should be construed to extend to method 400. It is further noted that method 400 is not limited to the architecture of metrology system 100. However, the following method steps are described with reference to metrology system 100 for illustrative purposes.
１つの実施形態では、方法４００は、サンプル１１２をシアリング干渉計に配置するステップ４０２を含み、シアリング干渉計は、照明ビーム１０６をサンプル１１２に向けるように構成された１つ以上の調整可能な光学素子１１４を備えたビーム整形器１０８を含んでおり、ここで、サンプル１１２からの反射光１２２は、１つ以上の調整可能な光学素子１１４がデフォルト構成にあり、サンプル１１２の上面１１６がビーム整形器１０８の光軸１４４に直交するとき、コリメートされた状態にある。例えば、シアリング干渉計は、限定するものではないが、計測システム１００又はその一部分を含み得る。
In one embodiment, method 400 includes placing 402
別の実施形態では、方法４００は、ビーム整形器１０８の１つ以上の調整可能な光学素子１１４の構成を調整して、サンプル１１２上の照明ビーム１０６の選択された角度プロファイルを提供し、コリメートされた状態からの反射光１２２の偏差を少なくとも部分的に補償するステップ４０４を含む。１つ以上の調整可能な光学素子１１４は、ビーム整形器１０８の任意のタイプの光学素子、例えば、限定するものではないが、１つ以上のレンズ、１つ以上の視野絞り、又は１つ以上の瞳絞りを含み得る。
In another embodiment, the method 400 includes adjusting the configuration of one or more adjustable optical elements 114 of the
本明細書で前述したように、コリメートされた状態からの反射光１２２の偏差は、サンプル１１２の上面１１６のプロファイルにおける低空間周波数変動によって誘発される場合があり、これは必ずしもそうである必要はないが、サンプル１１２の反りによって引き起こされ得る。したがって、ステップ４０４は、サンプル１１２上の照明ビーム１０６の角度プロファイルを調整して、コリメート状態からの反射光１２２の偏差を少なくとも部分的に補償することを含み得る。
As previously discussed herein, deviations of the reflected light 122 from the collimated state may be induced by low spatial frequency variations in the profile of the
１つの実施形態では、１つ以上の調整可能な光学素子１１４のデフォルト構成は、ビーム整形器１０８の光軸１４４に沿った１つ以上の調整可能な光学素子１１４のデフォルト位置（又は相対位置）を含む。したがって、ステップ４０４は、ビーム整形器１０８の光軸１４４に沿った調整可能な光学素子１１４の位置を、デフォルト構成に対して調整又は修正することを含み得る。例えば、ビーム整形器１０８の１つ以上のレンズの位置を修正すると、サンプル１１２上の照明ビーム１０６の角度プロファイルに収束又は発散が導入され得る。加えて、デフォルト構成は、調整可能な光学素子１１４の任意の選択された初期構成を含み得る。１つの実施形態では、デフォルト構成は、サンプル１１２上にコリメートされた照明ビーム１０６を提供する構成に対応する。別の実施形態では、デフォルト構成は、サンプル１１２の反りを少なくとも部分的に補償することが期待される構成に対応する。例えば、デフォルト構成は、粗表面プロファイラ（例えば、粗表面プロファイラ１５４）からの粗プロファイル計測に基づいて、サンプル１１２に対して選択され得る。別の例として、デフォルト構成は、サンプルホルダ上へのサンプル１１２の配置に関連する測定された、又は推定されたサグに基づいて、サンプル１１２に対して選択され得る。この点に関して、デフォルト構成は、異なるサンプル１１２に対して異なり得る。
In one embodiment, the default configuration of the one or more adjustable optical elements 114 is the default position (or relative position) of the one or more adjustable optical elements 114 along the
別の実施形態では、方法４００は、１つ以上のシアリングインタフェログラムに基づいて、サンプル１１２の上面１１６の出力表面プロファイル計測を生成するステップ４０６を含む。
In another embodiment, method 400 includes generating 406 an output surface profile measurement of
本明細書では、１つ以上の計測チャネル１１０からのインタフェログラムから直接生成された表面プロファイルが、様々なアーチファクト、オフセット、及びノイズを含み得ることが企図される。例えば、測定されたプロファイル（Ｐｍｅａｓｕｒｅｄ）は次のように特徴付けられる。
Ｐｍｅａｓｕｒｅｄ＝Ｐａｃｔｕａｌ＋Ｐｏｆｆｓｅｔ（１）
ここで、Ｐａｃｔｕａｌは、計測中のサンプル１１２の実際の（例えば、物理的な）表面プロファイルであり、Ｐｏｆｆｓｅｔは、コリメートされた状態からの、サンプル１１２上の照射ビーム１０６の計画的オフセット、光学収差、又は角度プロファイルの修正に関連するオフセット分布である。更に、式（１）には含まれないが、測定されたプロファイル（Ｐｍｅａｓｕｒｅｄ）は、計測に関連するノイズ（例えば、ランダムノイズ）を含み得る。したがって、ステップ４０６で提供される出力表面プロファイル計測（Ｐｏｕｔｐｕｔ）は、一般に、計測プロファイル（Ｐｍｅａｓｕｒｅｄ）とＰｏｆｆｓｅｔ又はその一部分を補償するための任意の補正を含み得る。
It is contemplated herein that surface profiles generated directly from interferograms from one or
P measured = P actual + P offset (1)
where P actual is the actual (e.g., physical) surface profile of the
更に、コントローラ１４６によって提供される表面プロファイル計測は、サンプルマウント（例えば、３つの接触点を有する３ピンサンプルマウント）又はサンプル１１２を固定するための他の支持機構によって誘発されるサグ又は反りを含み得るか、あるいは除外し得る。例えば、平坦なサンプルマウントではなく支持点によって支持されたサンプル１１２は、一般に、重力によりサグ又はボウとなり得る。この点に関して、計測中の実際の表面プロファイル（Ｐａｃｔｕａｌ）は、次のように特徴付けられ得る。
Ｐａｃｔｕａｌ＝Ｐｎａｔｕｒａｌ＋Ｐｍｏｕｎｔ（２）
ここで、Ｐｎａｔｕｒａｌは、サンプル１１２の自然な表面プロファイル（例えば、サンプルマウントによって誘発される歪みがない）であり、Ｐｍｏｕｎｔは、特定のサンプルホルダによる自然な表面プロファイルＰｎａｔｕｒａｌの歪みに関連するマウントオフセット分布である。例えば、サンプル１１２を水平位置に固定する３ピンサンプルマウントの場合、Ｐｍｏｕｎｔは、サンプルマウントによって誘発されるサグ又はボウに関連するオフセット分布に対応し得る。
Additionally, the surface profile measurements provided by controller 146 may include sag or bowing induced by a sample mount (e.g., a 3-pin sample mount with three contact points) or other support mechanism for securing
P actual = P natural + P mount (2)
where P natural is the natural surface profile of the sample 112 (e.g., free of distortion induced by the sample mount), and P mount is related to the distortion of the natural surface profile P natural due to a particular sample holder. This is the mount offset distribution. For example, for a 3-pin sample mount that fixes the
１つの実施形態では、マウントオフセット分布（Ｐｍｏｕｎｔ）は、測定された表面プロファイル（Ｐｍｅａｓｕｒｅｄ）から除去される。この場合、出力表面プロファイル（Ｐｏｕｔｐｕｔ）は次のように記述され得る。
Ｐｏｕｔｐｕｔ＝Ｐｍｅａｓｕｒｅｄ－Ｐｍｏｕｎｔ（３）
In one embodiment, the mount offset distribution (P mount ) is removed from the measured surface profile (P measured ). In this case, the output surface profile ( Poutput ) can be written as:
P output =P measured -P mount (3)
Ｐｍｏｕｎｔの値は、さまざまな技法を使用して決定され得る。１つの実施形態では、マウントオフセット分布（Ｐｍｏｕｎｔ）は、サンプル１１２の既知の又は測定された特性（例えば、組成、サイズ、厚さ、形状、測定された粗表面プロファイルなど）及びサンプルホルダの形状に基づいて推定又は計算される。例えば、サグは、サンプル１１２の厚さに基づいて（厚さ）－２倍となるように推定される。別の実施形態では、マウントオフセット分布（Ｐｍｏｕｎｔ）は、サンプル１１２の粗表面プロファイル、及び粗表面プロファイラ１５４から受け取った厚さ計測によって決定される。例えば、粗表面プロファイラ１５４は、サンプル１１２上の様々な位置で粗表面プロファイルと厚さを同時に測定し得て、その結果、サンプル１１２のマウント誘発歪み（例えば、サグ、ボウなど）が、サンプル１１２の平面からの偏差（サンプル１１２の表面上に存在し得るパターン化された特徴を除く）と直接相関し得る。しかし、本明細書では、サンプル１１２の形状の平面からの測定された偏差は、サンプルホルダによって誘発されたサグに必ずしも直接対応するとは限らないことが企図される。特に、マウントオフセット分布（Ｐｍｏｕｎｔ）へのウェハ形状の寄与は、面外偏向又は変位が厚さのかなりの部分に対応する場合に重要になる可能性がある。例えば、直径３００ｍｍ、厚さ７７５μｍのシリコンウェハサンプル１１２が３ピンサンプルマウントに水平位置に取り付けられている場合では、ウェハボウが１０００μｍのとき、ウェハ形状の寄与は約８μｍ（つまり、ウェハサグは８μｍ、又はウェハ形状の影響を無視した予測よりも～０．８％少ない）となる。１つの実施形態では、マウントオフセット分布（Ｐｍｏｕｎｔ）へのウェハ形状の寄与は、計測前に生成されたルックアップテーブルを使用して決定される。例えば、ルックアップテーブルは、サンプルの厚さ、及びサンプル１１２の粗表面プロファイル（例えば、粗表面プロファイラ１５４によって測定されるようなサンプル１１２の形状に関連する）を表すフィット係数に基づく有限要素解析を使用して生成され得る。このようにして、マウントオフセット分布（Ｐｍｏｕｎｔ）へのウェハ形状の寄与は、粗表面プロファイラ１５４からの厚さ及びフィット係数の値を用いて推定され得る。
The value of P mount may be determined using various techniques. In one embodiment, the mount offset distribution (P mount ) is determined based on known or measured characteristics of the sample 112 (e.g., composition, size, thickness, shape, measured rough surface profile, etc.) and the shape of the sample holder. estimated or calculated based on For example, the sag is estimated to be (thickness) -2 based on the thickness of the
式（１）に戻ると、オフセット分布（Ｐｏｆｆｓｅｔ）には、様々なソースからの寄与が含まれる場合がある。例えば、測定されたプロファイル（Ｐｍｅａｓｕｒｅｄ）は次のように特徴付けられる。
Ｐｍｅａｓｕｒｅｄ＝Ｐａｃｔｕａｌ＋Ｐｏｆｆｓｅｔ＝Ｐａｃｔｕａｌ＋Ｐｂｅａｍ＋Ｐａｂｅｒｒａｔｉｏｎｓ（４）
ここで、Ｐｂｅａｍは、コリメートされた状態からのサンプル１１２上の照明ビーム１０６の角度プロファイルの修正に関連する誘発されたオフセットであり、Ｐａｂｅｒｒａｔｉｏｎｓは、照明ビーム１０６の光学収差によって誘発されるオフセットである。
Returning to equation (1), the offset distribution ( Poffset ) may include contributions from various sources. For example, the measured profile (P measured ) is characterized as follows.
P measured = P actual + P offset = P actual + P beam + P aberrations (4)
where P beam is the induced offset associated with the modification of the angular profile of the
分布Ｐａｂｅｒｒａｔｉｏｎｓは、シアリング干渉計１０２の特定の構成、例えば、限定するものではないが、１つ以上の調整可能な光学素子１１４の特定の構成に関連する光学収差によって引き起こされる計画的オフセットを含み得る。この分布は、一般的に出力表面プロファイル（Ｐｏｕｔｐｕｔ）から除去され得るように、一般的に決定可能又は推定可能であり得る。この場合、出力表面プロファイル（Ｐｏｕｔｐｕｔ）は次のように記述され得る。
Ｐｏｕｔｐｕｔ＝Ｐｍｅａｓｕｒｅｄ－Ｐａｂｅｒｒａｔｉｏｎｓ（５）
例えば、分布Ｐａｂｅｒｒａｔｉｏｎｓは、異なる光学構成で生成された測定された表面プロファイル（Ｐｍｅａｓｕｒｅｄ）を比較することによって、少なくとも部分的に決定され得る。
The distribution P aberrations includes planned offsets caused by optical aberrations associated with the particular configuration of the shearing interferometer 102, such as, but not limited to, the particular configuration of the one or more adjustable optical elements 114. obtain. This distribution may be generally determinable or estimable, such that it can generally be removed from the output surface profile (P output ). In this case, the output surface profile ( Poutput ) can be written as:
P output =P measured -P aberrations (5)
For example, the distribution P aberrations may be determined at least in part by comparing measured surface profiles (P measured ) produced with different optical configurations.
Ｐｂｅａｍに関して、サンプル１１２に向けられた照明ビーム１０６の角度プロファイルを修正すること（例えば、ステップ４０４において）は、誘発されたオフセット分布（Ｐｂｅａｍ）を測定された表面プロファイル（Ｐｍｅａｓｕｒｅｄ）に導入し得ることが本明細書において企図される。例えば、照明ビーム１０６の角度プロファイルが、完全に一致して、サンプル１１２の上面１１６のプロファイルの反り又は他の変動を打ち消し、コリメートされた反射光１２２を提供する場合、１つ以上の計測チャネル１１０によって提供されるシアリングインタフェログラムは、反りのない表面プロファイルを示す。この点に関して、１つ以上の計測チャネル１１０からのインタフェログラムのみに基づく未加工の表面プロファイル計測（例えば、Ｐｍｅａｓｕｒｅｄ）は、一般に、照明ビーム１０６の角度プロファイルに基づく誘発されたオフセット分布（Ｐｂｅａｍ）を含み得る。しかし、この誘発されたオフセット分布（Ｐｂｅａｍ）は、周知であるか、又は計測中にサンプル１１２に向けられた照明ビーム１０６の選択された角度プロファイルに基づいて決定され得る。例えば、光学収差に関連するオフセット分布と同様に、誘発されたオフセット分布（Ｐｂｅａｍ）は、異なる光学構成で生成された測定された表面プロファイル（Ｐｍｅａｓｕｒｅｄ）を比較することによって、少なくとも部分的に決定され得る。
Modifying the angular profile of the
したがって、コントローラ１４６は、この誘発されたオフセット分布の有無にかかわらず、表面プロファイル計測を提供し得る。例えば、出力表面プロファイル（Ｐｏｕｔｐｕｔ）は、偏りのない表面プロファイル分布を含み得て、そこでは誘発されたオフセット分布（Ｐｂｅａｍ）は除去されている。この場合、出力表面プロファイル（Ｐｏｕｔｐｕｔ）は次のように記述され得る。
Ｐｏｕｔｐｕｔ＝Ｐｍｅａｓｕｒｅｄ－Ｐｂｅａｍ（６）
Thus, controller 146 may provide surface profile measurements with or without this induced offset distribution. For example, the output surface profile ( Poutput ) may include an unbiased surface profile distribution, where the induced offset distribution ( Pbeam ) has been removed. In this case, the output surface profile ( Poutput ) can be written as:
P output =P measured -P beam (6)
本明細書では更に、照明ビーム１０６の角度プロファイルがサンプル１１２の上面１１６のトポグラフィに完全に一致しない場合、インタフェログラム及びバイアスされた表面プロファイル計測は、不完全な一致によって導入された残留オフセットを含む場合があることが企図される。しかし、一部の用途では、これらの残留オフセットが許容される場合がある。更に、粗表面プロファイル計測が（例えば、粗表面プロファイラ１５４から）受け取られる場合、これらのエラーも決定可能であり、これにより、サンプル１１２の実際のトポグラフィの正確な描写を提供するために、除去されるか、さもなければ補償され得る。
Further herein, if the angular profile of the
再び図４を参照すると、ビーム整形器１０８の１つ以上の調整可能な光学素子１１４の構成を調整すること（例えば、ステップ４０４に関連する）は、様々な方法で実施され得ることが、本明細書において更に企図される。 Referring again to FIG. 4, it is understood herein that adjusting the configuration of one or more adjustable optical elements 114 of beam shaper 108 (e.g., associated with step 404) may be performed in a variety of ways. Further contemplated herein.
例えば、ユーザは、１つ以上の調整可能な光学素子１１４を、ユーザインタフェース１５２を介して、及び／又は調整可能な光学素子１１４の手動調整を介して、手動で調整し得る。更に、ユーザは、調整可能な光学素子１１４を調整する際の、フィードバック用の任意のタイプのデータ、限定するものではないが、１つ以上の計測チャネル１１０からの１つ以上のシアリングインタフェログラム、又はシアリングインタフェログラムに基づいて生成されたコントローラ１４６からのトポグラフィデータを利用し得る。
For example, a user may manually adjust one or more adjustable optical elements 114 via user interface 152 and/or via manual adjustment of adjustable optical elements 114. Additionally, the user may receive any type of data for feedback in adjusting the adjustable optical element 114, including but not limited to one or more shearing interferograms from the one or
別の例として、コントローラ１４６は（例えば、１つ以上のプロセッサ１４８を介して）、調整可能な光学素子１１４に自動化された調整又は自動調整を提供し得る。 As another example, controller 146 (eg, via one or more processors 148) may provide automated or automatic adjustment to adjustable optical element 114.
１つの実施形態では、コントローラ１４６は、サンプル１１２の上面１１６の低空間周波数変動（例えば、反り）を、計測チャネル１１０によって受け取られた１つ以上のインタフェログラムに基づいて決定又は推定する。例えば、コントローラ１４６は、一般に、表面プロファイル計測又は他のトポグラフィ情報（例えば、ステップ４０６のように）を、１つ以上の計測チャネル１１０から受け取られたインタフェログラムに基づいて決定し得る。したがって、コントローラ１４６は、生成された表面プロファイル計測がコリメートされた状態からの反射光１２２の偏差に関連する残留オフセットを含むときを、決定することもできる。例えば、コントローラ１４６は、インタフェログラムの局所化された部分、又は決定された表面プロファイル計測が他の部分から逸脱していることを識別し得る。別の例では、コントローラ１４６は、インタフェログラムの一部分又は決定された表面プロファイル計測における低空間周波数変動（例えば、反り）を識別し得る。技法に関係なく、コントローラ１４６は、この情報をフィードバックとして利用して、照明ビーム１０６の角度プロファイルを修正し得る。いくつかの実施形態では、コントローラ１４６は制御ループを実装して、照明ビーム１０６の角度プロファイルを連続的に変化させ、コリメートされた状態からの反射光１２２の偏差を少なくとも部分的に補償し得る。
In one embodiment, controller 146 determines or estimates low spatial frequency variations (eg, bow) of
別の実施形態では、コントローラ１４６は、調整可能な光学素子１１４の構成を順次調整し、インタフェログラム又は決定された表面プロファイル計測をモニタし、コリメートされた状態からの反射光１２２の偏差を少なくとも部分的に補償し得る構成を識別し得る。 In another embodiment, the controller 146 sequentially adjusts the configuration of the adjustable optical element 114 and monitors the interferogram or determined surface profile measurements to at least partially account for the deviation of the reflected light 122 from the collimated condition. configurations that can be compensated for can be identified.
図５は、本開示の１つ以上の実施形態による、サンプル１１２上の照明ビーム１０６の角度プロファイルを調整することに関連するサブステップを示す流れ図４０８である。例えば、サブステップ４０８は、上記の方法４００のステップ４０４に関連付けられ得る。
FIG. 5 is a flowchart 408 illustrating substeps associated with adjusting the angular profile of the
１つの実施形態では、ステップ４０４は、１つ以上の調整可能な要素の構成を１セットの候補構成に順次調整するサブステップ４１０を含む。例えば、候補構成のセットは、調整可能な光学素子１１４の、個々に又は組み合わせにおける走査位置を表し得る。別の実施形態では、ステップ４０４は、１つ以上のシアリングインタフェログラム又は出力表面プロファイル計測のうちの少なくとも１つをモニタするサブステップ４１２を含む。更に、シアリングインタフェログラムをモニタすることは、未加工のインタフェログラム、又はインタフェログラムの任意の処理されたバージョンをモニタすることを含み得る。例えば、シアリングインタフェログラムをモニタすることは、（例えば、図６Ａ～図６Ｄに関して説明したように）追加の補償あり、又は補償なしで、関連する位相マップをモニタすることを含み得る。別の実施形態では、ステップ４０４は、コリメートされた状態からの反射光の偏差を少なくとも部分的に補償するのに適した候補構成のセットの構成を識別するサブステップ４１４を含む。別の実施形態では、ステップ４０４は、１つ以上の調整可能な光学素子の構成を識別された構成に調整するサブステップ４１６を含む。 In one embodiment, step 404 includes a substep 410 of sequentially adjusting the configuration of one or more adjustable elements to a set of candidate configurations. For example, the set of candidate configurations may represent scanning positions of adjustable optical elements 114, individually or in combination. In another embodiment, step 404 includes a substep 412 of monitoring at least one of one or more shearing interferograms or output surface profile measurements. Furthermore, monitoring the shearing interferogram may include monitoring the raw interferogram or any processed version of the interferogram. For example, monitoring a shearing interferogram may include monitoring an associated phase map, with or without additional compensation (eg, as described with respect to FIGS. 6A-6D). In another embodiment, step 404 includes a substep 414 of identifying configurations of a set of candidate configurations suitable for at least partially compensating for deviations of the reflected light from the collimated state. In another embodiment, step 404 includes a substep 416 of adjusting the configuration of one or more adjustable optical elements to the identified configuration.
再び図４を参照すると、別の実施形態では、コントローラ１４６は、サンプル１１２上の照明ビーム１０６の角度プロファイルを、粗表面プロファイル計測（例えば、粗表面プロファイラ１５４から受け取った）に基づいて調整し得る。例えば、ステップ４０４は、サンプル１１２の上面１１６の粗表面プロファイル計測を受け取ることと、ビーム整形器１０８の１つ以上の調整可能な光学素子１１４の構成を調整して、サンプル１１２に向けられた照明ビーム１０６の選択された角度プロファイルを提供し、粗表面プロファイル計測に基づいてコリメートされた状態からの反射光１２２の偏差を少なくとも部分的に補償することを含み得る。この点に関して、粗表面プロファイル計測は、所与の用途に必要な解像度（軸方向又は横方向）を有していない場合があるが、粗表面プロファイル計測は、サンプル１１２の低空間周波数変動（例えば、反り）に関する十分な情報を提供し、コントローラ１４６がサンプル１１２上の照明ビーム１０６の角度プロファイルを修正して、これらの変動を少なくとも部分的に補償することを可能にし得る。
Referring again to FIG. 4, in another embodiment, controller 146 may adjust the angular profile of
１つの実施形態では、コントローラ１４６は、サンプル１１２上の照明ビーム１０６の角度プロファイルを調整して、１つ以上の計測チャネル１１０からのインタフェログラム又は関連する位相マップ上のフリンジの数を低減又は最小化し得る。例えば、通常の分析では、干渉フリンジは位相が２πのサイクルを表す。このように、ダークフリンジからブライトフリンジ、ダークフリンジへの強度変動が１位相サイクルであり、物理量に相当する。更に、強度画像（干渉パターン）から導出される位相信号は、－π～＋πのサイクルを有する。画素サイズよりも大きいフリンジ間隔を有する滑らかでゆっくりと変化する反射面の場合、サンプル１１２のトポグラフィ情報は、通常の位相アンラッピングアルゴリズムを介して回復され得る。しかし、通常の位相アンラッピングアルゴリズムは、サンプル１１２がパターン化された表面を含むか、又は実質的に反れている場合、エラー又は不一致を受けやすい可能性があることが本明細書で企図される。したがって、コントローラ１４６は、サンプル１１２上の照明ビーム１０６の角度プロファイルを調整して、インタフェログラム上のフリンジの数を低減又は最小化し、それによってトポグラフィ情報を回復するために必要な位相アンラッピングステップの数を低減又は排除し得る。
In one embodiment, controller 146 adjusts the angular profile of
コントローラ１４６は、任意の情報を利用して、サンプル１１２上の照明ビーム１０６の角度プロファイル、例えば、限定するものではないが、粗表面プロファイル計測（例えば、粗表面プロファイラ１５４から）又はマウントオフセット分布（Ｐｍｏｕｎｔ）を修正し得る。
Controller 146 utilizes any information to determine the angular profile of
コントローラ１４６は、サンプル１１２上の照明ビーム１０６の角度プロファイルを決定して、インタフェログラム又は関連する位相マップ上のフリンジの数を最小化し、１つ以上の調整可能な光学素子１１４の対応する構成を、様々な方法で決定し得る。
Controller 146 determines the angular profile of
１つの実施形態では、コントローラ１４６は、調整可能な光学素子１１４の１つ以上の構成に関連するインタフェログラム又は位相マップを推定又は予測し得る。例えば、コントローラ１４６は、調整可能な光学素子１１４の１つ以上の構成に関連するインタフェログラム又は関連する位相マップを推定又は予測し得る。言い換えると、コントローラ１４６は、測定された表面プロファイル（Ｐｍｅａｓｕｒｅｄ）、オフセット分布（例えば、Ｐｏｆｆｓｅｔ、Ｐｂｅａｍ、Ｐａｂｅｒｒａｔｉｏｎｓなど）、又はマウント誘発歪み（Ｐｍｏｕｎｔ）の任意の組み合わせを推定又は予測し得る。この点に関して、コントローラ１４６は、任意の所望の出力表面プロファイルを提供し得る。 In one embodiment, controller 146 may estimate or predict an interferogram or phase map associated with one or more configurations of adjustable optical element 114. For example, controller 146 may estimate or predict an interferogram or an associated phase map associated with one or more configurations of adjustable optical element 114. In other words, the controller 146 estimates or predicts any combination of the measured surface profile ( Pmeasured ), the offset distribution (e.g., Poffset , Pbeam , Paverrations , etc.), or the mount-induced strain ( Pmount ). obtain. In this regard, controller 146 may provide any desired output surface profile.
一部の用途では、サンプル１１２に向けられた照明ビーム１０６の角度プロファイルをサンプル１１２の特定のトポグラフィに完全に一致させる必要がないか、又は望ましくない場合がある。例えば、すべての可能なサンプルトポグラフィを、ビーム整形器１０８に関連する特定の設計制約内で調整可能な光学素子１１４の構成を修正することによって完全に補償することは、望ましくなく、又は実用的ではない場合がある。別の例として、サンプル１１２に向けられた照明ビーム１０６の角度プロファイルをサンプル１１２の特定のトポグラフィに正確に一致させる利点と、計測スループット要件とのバランスをとることが望ましい場合がある。更に、本明細書で前に説明したように、デフォルト位置からサンプル１１２に向けられた照明ビーム１０６の角度プロファイルの任意の修正は、一般に、結果として得られる表面プロファイル計測における誘発されたオフセット分布に生じる可能性があり、これは、一般に（例えば、システム較正を通じて）既知であり、バイアスのない表面プロファイル計測を提供するために削除され得る。
In some applications, it may not be necessary or desirable for the angular profile of the
したがって、コリメートされた状態からの反射光１２２のすべての偏差を完全に補償する必要はない場合がある。むしろ、一部の用途では、偏差を部分的に補償して、反射光１２２が十分にコリメートされて、１つ以上の計測チャネル１１０において十分に正確又は高コントラストのインタフェログラムを生成するのに十分であり得る。この点に関して、サンプルトポグラフィとサンプル１１２に向けられた照明ビーム１０６の角度プロファイルとの間の不完全な一致に関連する不完全性は、計測後にコントローラ１４６によって補償され得る。
Therefore, it may not be necessary to completely compensate for all deviations of reflected light 122 from the collimated state. Rather, some applications may partially compensate for the deviation so that the reflected
ここで、図６Ａ～図６Ｄを参照すると、本開示の１つ以上の実施形態により、１つ以上の計測チャネル１１０によって生成されたインタフェログラムに基づく位相マップ上のフリンジの低減がより詳細に説明される。
6A-6D, the reduction of fringes on phase maps based on interferograms generated by one or
図６Ａは、本開示の１つ以上の実施形態による、シアリング干渉計１０２の２つの計測チャネル１１０からのＸ方向に沿った位相マップ６０２及びＹ方向に沿った位相マップ６０４である。この例では、図６Ａの位相マップ６０２、６０４は、サンプル１１２の形状を少なくとも部分的に補償するように選択された、サンプル１１２に向けられた照明ビーム１０６の修正された角度プロファイルを用いて生成された。図６Ａに見られるように、Ｘ方向に沿った位相マップ６０２は２つのフリンジを示し、Ｙ方向に沿った位相マップ６０４は３つのフリンジを示す。したがって、照明ビーム１０６の角度プロファイルは、サンプル１１２に完全には一致しないが、サンプル１１２上のコリメートされた照明ビーム１０６に対してフリンジの数を減らし得る。
FIG. 6A is a
１つの実施形態では、調整可能な光学素子１１４の構成は、測定された粗表面プロファイル計測に基づいて選択される。この選択された構成は、様々な理由で、位相マップ６０２、６０４のフリンジを完全には除去しない場合がある。例えば、粗表面プロファイル計測を提供する粗表面プロファイラ１５４は、シアリング干渉計１０２と同じ解像度を有していない可能性があり、その結果、サンプル１１２の上面１１６の正確な形状は、粗表面プロファイル計測に基づいて既知でない場合がある。別の例として、調整可能な光学素子１１４の正確な構成を決定して、フリンジを完全に除去することは、実用的でない場合がある。しかし、以下に示されるように、サンプル１１２上の照明ビーム１０６の修正された角度プロファイルに基づくフリンジの完全な除去は、必要でなくてもよい。
In one embodiment, the configuration of adjustable optical element 114 is selected based on measured rough surface profile measurements. This selected configuration may not completely remove fringes in the phase maps 602, 604 for various reasons. For example, the
図６Ｂは、本開示の１つ以上の実施形態による、オフセット分布（例えば、Ｐｏｆｆｓｅｔ）及びマウント誘発歪み（例えば、Ｐｍｏｕｎｔ）の寄与に関連する、Ｘ方向に沿った予測された位相マップ６０６及びＹ方向に沿った予測された位相マップ６０８である。例えば、図６Ｂの位相マップ６０６、６０８は、調整可能な光学素子１１４の選択された構成に関連する誘発されたオフセット分布（Ｐｂｅａｍ）、調整可能な光学素子１１４の選択された構成に関連する光学収差（Ｐａｂｅｒｒａｔｉｏｎｓ）、及びマウント誘発歪み（Ｐｍｏｕｎｔ）からの寄与に対応し得る。
FIG. 6B shows a predicted phase map 606 along the and the predicted
図６Ｃは、本開示の１つ以上の実施形態による、図６Ａの測定された位相マップ６０２、６０４を図６Ｂの予測された位相マップ６０６、６０８を用いて補償することによって生成されたものに関連する、Ｘ方向に沿う補償された位相マップ６１０及びＹ方向に沿う補償された位相マップ６１２である。図６Ｃでは、フリンジに関連する不連続性は、補償された位相マップ６１０、６１２において完全に除去されないとしても、大部分が除去される。
FIG. 6C shows a diagram generated by compensating the measured phase maps 602, 604 of FIG. 6A with the predicted
図６Ｄは、本開示の１つ以上の実施形態による、Ｘ方向に沿ったアンラップされた位相マップ６１４及びＹ方向に沿ったアンラップされた位相マップ６１６である。例えば、図６Ｄのアンラップされた位相マップ６１４、６１６は、図６Ｃの補償された位相マップ６１０、６１２に位相アンラッピング技法を適用することによって生成され得る。したがって、アンラップされた位相マップ６１４、６１６の位相情報は、サンプル１１２の上面１１６のトポグラフィ情報（例えば、表面勾配、表面プロファイルなど）にマップし得る。
FIG. 6D is an unwrapped phase map 614 along the X direction and an unwrapped phase map 616 along the Y direction in accordance with one or more embodiments of the present disclosure. For example, the unwrapped phase maps 614, 616 of FIG. 6D may be generated by applying a phase unwrapping technique to the compensated
更に、サンプル１１２上の照明ビーム１０６の角度プロファイルを修正すること、及び／又は続いて処理することは、場合によっては位相アンラッピングステップが不要になる可能性がある。より一般的には、位相サイクル（及び、一般的な位相変動）に関連する不連続の数を減らすことは、位相アンラッピングプロセスを簡素化し、更に位相アンラッピングプロセスで発生する可能性のあるエラーを最小化又は減少し得て、これにより、出力表面プロファイル計測の精度が向上又は最大化される効果を有し得る。
Additionally, modifying the angular profile of the
再び図４を参照すると、サンプル１１２に向けられる照明ビーム１０６の角度プロファイルは、調整可能な光学素子１１４の定義された構成のセットに関連付けられた較正された角度プロファイルのセットから選択することによって調整され得る。
Referring again to FIG. 4, the angular profile of
図７は、本開示の１つ以上の実施形態による、サンプル１１２上の照明ビーム１０６の角度プロファイルを調整することに関連するサブステップ４１８を示す流れ図である。例えば、サブステップ４１８は、上記の方法４００のステップ４０４に関連付けられ得る。
FIG. 7 is a flowchart illustrating substeps 418 associated with adjusting the angular profile of
１つの実施形態では、ステップ４０４は、ビーム整形器１０８の１つ以上の調整可能な光学素子１１４の較正された構成のセットに関連付けられた照明ビーム１０６の較正された角度プロファイルのセットを受け取るサブステップ４２０を含む。更に、１つ以上の調整可能な光学素子１１４の構成を調整することは、計測チャネル１１０内の追加の要素、例えば、限定するものではないが、検出器１３０又はアパチャ２１４の位置に対する対応する調整を必要とし得る場合があり得る。この場合、計測チャネル１１０内の追加の要素の位置に対する対応する調整は、サブステップ４２０において較正された構成のセットに関連付けられ得る。
In one embodiment, step 404 includes a sub-routine that receives a set of calibrated angular profiles of
加えて、ビーム整形器１０８の１つ以上の調整可能な光学素子１１４の較正された構成のセットに関連する照明ビーム１０６の較正された角度プロファイルのセットは、様々な技法に基づいて生成され得る。例えば、較正された構成のセットは、ある範囲の位置にわたる１つ以上の調整可能な光学素子１１４の計画的変動に対応し得る。別の例として、較正された構成のセットの少なくともいくつかは、サンプル１１２のサグ又はボウを少なくとも部分的に補償する既知の構成に対応し得る。例えば、本明細書で前述したように、サンプル１１２の反りは、サンプルホルダによって誘発されるサグ又はボウによって少なくとも部分的に引き起こされ得る。したがって、較正された構成のセットの少なくともいくつかは、サンプル１１２の既知の又は予想されるサグ又はボウを少なくとも部分的に補償し得る。
Additionally, the set of calibrated angular profiles of
別の実施形態では、ステップ４０４は、較正された角度プロファイルのセットの１つの角度プロファイルを選択して、コリメートされた状態からの反射光１２２の偏差を少なくとも部分的に補償する、サブステップ４２２を含む。例えば、較正された角度プロファイルのセットの角度プロファイルは、本明細書で前述したように、粗表面プロファイル計測に基づいていてもよいが、必ずしもそうである必要はない。別の実施形態では、ステップ４０４は、１つ以上の調整可能な光学素子１１４の構成を、較正されたセットの較正された構成に調整し、選択された角度プロファイルを提供する、サブステップ４２４を含む。更に、サブステップ４２４は、計測チャネル１１０内の追加要素の位置を、選択された較正された構成に基づいて調整することを含み得る。
In another embodiment, step 404 includes substep 422 of selecting one angular profile of the set of calibrated angular profiles to at least partially compensate for deviations of reflected light 122 from the collimated state. include. For example, the angular profiles of the set of calibrated angular profiles may be, but need not be, based on rough surface profile measurements, as previously described herein. In another embodiment, step 404 includes substep 424 of adjusting the configuration of one or more adjustable optical elements 114 to a calibrated configuration of the calibrated set and providing the selected angular profile. include. Further, sub-step 424 may include adjusting the position of additional elements within
本明細書に記載のすべての方法は、方法の実施形態の１つ以上のステップの結果をメモリに格納することを含み得る。結果は、本明細書に記載の任意の結果を含み得て、当技術分野で周知の任意の方法に格納し得る。メモリは、本明細書に記載の任意のメモリ、又は当技術分野で周知の任意の他の適切な格納媒体を含み得る。結果を格納した後、結果は、メモリ内でアクセスされ、本明細書に記載の方法又はシステムの実施形態のいずれかによって使用され、ユーザに表示するためにフォーマット化され、別のソフトウェアモジュール、方法、又はシステムなどによって使用され得る。更に、結果は、「永久的に」「半永久的に」「一時的に」、又はある期間、格納されてもよい。例えば、メモリはランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）であってもよく、結果は必ずしもメモリ内で無期限に保持されるとは限らない。 All methods described herein may include storing the results of one or more steps of the method embodiments in memory. The results may include any of the results described herein and may be stored in any manner known in the art. The memory may include any memory described herein or any other suitable storage medium known in the art. After storing the results, the results are accessed in memory and used by any of the method or system embodiments described herein, formatted for display to a user, and sent to another software module, method. , or the system. Further, the results may be stored "permanently", "semi-permanently", "temporarily", or for some period of time. For example, the memory may be random access memory (RAM) and results are not necessarily retained in memory indefinitely.
上述された方法の実施形態のそれぞれは、本明細書に記載される任意の別の方法（複数可）の任意の別のステップ（複数可）を含み得ることが更に企図される。追加的に、上記の方法の実施形態のそれぞれは、本明細書に記載されるシステムのいずれかによって実行され得る。 It is further contemplated that each of the method embodiments described above may include any further step(s) of any other method(s) described herein. Additionally, each of the method embodiments described above may be performed by any of the systems described herein.
当業者は、本明細書に記載の構成要素、動作、デバイス、物体、及びそれらに付随する説明が、概念を明確にするための例として使用され、様々な構成の修正が企図されることを認識するであろう。したがって、本明細書で使用されるように、記載された特定の実施例及び付随する議論は、それらのより一般的な分類を代表することを意図する。一般に、特定の実施例の使用は、その分類を表すことを意図しており、特定の構成要素、動作、デバイス、及び物体を含まないことを制限するものと見なすべきではない。 Those skilled in the art will appreciate that the components, acts, devices, objects, and accompanying descriptions described herein are used as examples for conceptual clarity and that various configuration modifications are contemplated. You will recognize it. Therefore, as used herein, the specific examples described and accompanying discussion are intended to be representative of the more general classification thereof. In general, the use of particular examples is intended to represent a classification thereof and should not be construed as a limitation on the exclusion of particular components, acts, devices, and objects.
本明細書で使用される場合、「上部(top)」、「下部(bottom)」、「前方」、「後方」、「上に(over)」、「下に(under)」、「上方(upper)」、「上向き(upward)」、「下方(lower)」、「下へ(down)」、及び「下向き(downward)」などの方向用語は、説明の目的で相対位置を提供することを意図しており、絶対的な基準フレームを指定することを意図するものではない。説明された実施形態に対する様々な修正は、当業者には明らかであり、本明細書で定義された一般原理は、別の実施形態に適用され得る。 As used herein, "top", "bottom", "front", "rear", "over", "under", "above" Direction terms such as ``upper'', ``upward'', ``lower'', ``down'', and ``downward'' are used to provide relative positions for descriptive purposes. and is not intended to specify an absolute frame of reference. Various modifications to the described embodiments will be apparent to those skilled in the art, and the general principles defined herein may be applied to other embodiments.
本明細書における実質的に任意の複数形及び／又は単数形の用語の使用に関して、当業者は、複数形から単数形へ、及び／又は単数形から複数形へ、文脈及び／又は用途に適切なように解釈し得る。様々な単数形／複数形の順列は、明確にするために、本明細書では明示的に記載されていない。 Regarding the use of virtually any plural and/or singular term herein, one of ordinary skill in the art will be able to convert plural to singular and/or singular to plural as appropriate depending on the context and/or use. It can be interpreted as follows. The various singular/plural permutations are not explicitly set forth herein for the sake of clarity.
本明細書に記載の主題は、他の構成要素内に含有される、又は他の構成要素と接続される異なる構成要素を示す場合がある。そのような描写されたアーキテクチャは単なる例示であり、実際に、同じ機能を実現する他の多くのアーキテクチャが実装され得ることが理解されるべきである。概念的な意味では、同じ機能を実現するための構成要素の任意の配置は、効果的に「関連付け」られて、所望の機能が実現される。したがって、特定の機能を実現するために組み合わされた本明細書の任意の２つの構成要素は、互いに「関連付けられている」と見なすことができ、その結果、所望の機能はアーキテクチャ又は中間構成要素に関係なく実現される。同様に、そのように関連付けられた任意の２つの構成要素はまた、互いに「接続」又は「結合」されて所望の機能を実現すると見なし得て、かつそのように関連付けられている可能性がある任意の２つの構成要素は、所望の機能を実現するために互いに「結合可能」であると見なし得る。結合可能な特定の例には、限定するものではないが、物理的に相互作用可能及び／又は物理的に相互作用する構成要素、及び／又は無線的に相互作用可能及び／又は無線的に相互作用する構成要素、及び／又は論理的に相互作用する及び／又は論理的に相互作用可能な構成要素を含む。 The subject matter described herein may refer to different components contained within or connected to other components. It should be understood that such depicted architecture is merely exemplary, and in fact many other architectures may be implemented that achieve the same functionality. In a conceptual sense, any arrangement of components to achieve the same functionality is effectively "associated" to achieve the desired functionality. Accordingly, any two components herein that are combined to achieve a particular functionality may be considered to be "associated" with each other, such that the desired functionality is an architectural or intermediate component. will be realized regardless of. Similarly, any two components so associated may also be considered to be "connected" or "coupled" to each other to achieve a desired function, and may be so associated. Any two components may be considered "combinable" with each other to achieve a desired functionality. Specific examples that can be coupled include, but are not limited to, physically interactable and/or physically interacting components; and/or wirelessly capable and/or wirelessly interacting components. Contains operative and/or logically interacting and/or logically interoperable components.
更に、本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義されることが理解されるべきである。一般に、本明細書で、特に添付の特許請求の範囲（例えば、添付の特許請求の範囲の本文）で使用される用語は、一般的に「開放(open)」用語として意図されていることが当業者によって理解されるであろう（例えば、「含んでいる(including)」という用語は「含んでいるがこれに限定されない」と解釈されるべきであり、「有している(having)」という用語は「少なくとも有している」と解釈されるべきであり、「含む(includes)」という用語は「含むが、それに限定されない」と解釈されるべきであるなど）。特定数の導入された請求項の記載（claim recitation）が意図されている場合、そのような意図は請求の範囲に明示的に記載され、そのような記載がない場合、そのような意図は存在しないことが当業者によって更に理解されるであろう。例えば、理解を助けるために、以下の添付の請求項には、請求項の記載を導入するために、導入句「少なくとも１つ」及び「１つ以上」の使用を含んでもよい。しかしながら、そのような句の使用は、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」による請求項の記載の導入が、そのように導入された請求項の記載を含む任意の特定の請求の範囲を、そのような記載を１つのみ含む発明に限定することを意味すると解釈されるべきではなく、たとえ同じ請求項が導入句「１つ以上」又は「少なくとも１つ」と不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」（例えば、「ａ」及び／又は「ａｎ」は通常、「少なくとも１つ」又は「１つ以上」を意味すると解釈されるべきである）を含む場合であっても同様であり、同じことが請求項の記載を導入するために用いられる定冠詞の使用に対しても当てはまる。加えて、導入された請求項の記載の特定数が明示的に記載されている場合でも、当業者は、そのような記載は通常、少なくとも記載された数を意味すると解釈されるべきであることを認識するであろう（例えば、他の修飾語がない「２つの記載」のみの記載は、通常、少なくとも２つの記載、又は２つ以上の記載を意味する）。更に、「Ａ、Ｂ及びＣの少なくとも１つ、など」に類似した慣用語が用いられる例において、一般に、そのような構成は、当業者がその慣用語を理解するであろう意味に意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ及びＣの少なくとも１つを有するシステム」は、限定するものではないが、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢを一緒に、ＡとＣを一緒に、ＢとＣを一緒に、及び／又はＡとＢとＣを一緒に有するシステムを含む、など）。「Ａ、Ｂ又はＣの少なくとも１つ、など」に類似した慣用語が用いられる例において、一般に、そのような構成は、当業者がその慣用語を理解するであろう意味に意図されている（例えば、「Ａ、Ｂ又はＣの少なくとも１つを有するシステム」は、限定するものではないが、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢを一緒に、ＡとＣを一緒に、ＢとＣを一緒に、及び／又はＡとＢとＣを一緒に有するシステムを含む、など）。２つ以上の代替用語を表す実質的に任意の離接語及び／又は句は、説明、特許請求の範囲又は図面においても、用語の１つ、用語のいずれか、又は両方の用語を含む可能性を考慮するように理解すべきであることは、当業者によって更に理解されるであろう。例えば句「Ａ又はＢ」は、「Ａ」又は「Ｂ」又は「Ａ及びＢ」の可能性を含むと理解されるであろう。 Furthermore, it is to be understood that the invention is defined by the appended claims. In general, terms used herein, and particularly in the appended claims (e.g., the text of the appended claims), are generally intended as "open" terms. As will be understood by those skilled in the art (e.g., the term "including" should be construed as "including, but not limited to," and "having" the term "includes" should be interpreted as "including, but not limited to," and so on). If a specified number of introduced claim recitations are intended, such intent will be expressly set forth in the claims; in the absence of such a recitation, such intent may not exist. It will be further understood by those skilled in the art that this is not the case. For example, to aid understanding, the following appended claims may include the use of the introductory phrases "at least one" and "one or more" to introduce claim recitations. However, the use of such a phrase does not imply that the introduction of a claim statement with the indefinite article "a" or "an" excludes the scope of any particular claim that includes the claim statement so introduced. It should not be construed as meaning to limit the invention to only one such statement, even if the same claim contains the introductory phrase "one or more" or "at least one" and the indefinite article "a" or "an". ” (for example, “a” and/or “an” should normally be interpreted to mean “at least one” or “one or more”). This also applies to the use of definite articles used to introduce claim statements. In addition, even where a specific number of introduced claim statements is expressly recited, those skilled in the art will appreciate that such a statement should generally be construed to mean at least the recited number. (For example, a statement of only "two statements" without other modifiers usually means at least two statements, or two or more statements). Further, in instances where a term similar to "at least one of A, B, and C, etc." is used, such construction is generally intended to have the meaning that one of ordinary skill in the art would understand that term. (For example, "a system having at least one of A, B, and C" includes, but is not limited to, A only, B only, C only, A and B together, A and C together) , B and C together, and/or A, B, and C together, etc.). In instances where idioms similar to "at least one of A, B, or C, etc." are used, such construction is generally intended to have the meaning that one of ordinary skill in the art would understand that idiom. (For example, "a system having at least one of A, B, or C" includes, but is not limited to, A only, B only, C only, A and B together, A and C together, B and C together, and/or A and B and C together, etc.). Virtually any disjunctive word and/or phrase representing two or more alternative terms may also include one, either, or both of the terms in the description, claims, or drawings. It will be further understood by those skilled in the art that the nature of the invention should be taken into account. For example, the phrase "A or B" will be understood to include the possibilities "A" or "B" or "A and B".
本開示及びその付随する利点の多くは、前述の説明によって理解されると考えられ、開示された主題から逸脱することなく、又はその重要な利点のすべてを犠牲にすることなく、構成要素の形態、構造、及び配置に様々な変更を加え得ることは明らかであろう。記載される形式は単なる説明であり、以下の特許請求の範囲の意図はそのような変更を包含及び含むことである。更に、本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義されることが理解されるべきである。 It is believed that the present disclosure and many of its attendant advantages can be understood from the foregoing description, and without departing from the disclosed subject matter or sacrificing any of its important advantages, It will be obvious that various modifications may be made to the , structure, and arrangement. The form described is merely illustrative and it is the intent of the following claims to encompass and include such modifications. Furthermore, it is to be understood that the invention is defined by the appended claims.
Claims (28)
前記照明ビームをサンプルに向けるように構成された１つ以上の調整可能な光学素子を含むビーム整形器と、
前記ビーム整形器を介して前記サンプルからの反射光を受け取り、１つ以上のシアリングインタフェログラムを１つ以上の検出器で前記反射光に基づいて生成するように構成された１つ以上の計測チャネルであって、ここで前記反射光はコリメートされた状態にあり、その場合、前記１つ以上の調整可能な光学素子はデフォルト構成にあり、前記サンプルの上面は前記ビーム整形器の光軸に直交する、１つ以上の計測チャネルと、
前記ビーム整形器及び前記１つ以上の計測チャネルに通信可能に結合されるコントローラであって、ここで１つ以上のプロセッサであって、前記１つ以上のプロセッサに、
前記ビーム整形器の前記１つ以上の調整可能な光学素子の前記構成を調整させて、前記サンプル上の前記照明ビームの選択された角度プロファイルを提供し、前記コリメートされた状態からの前記反射光の偏差を少なくとも部分的に補償させ、そして、
前記サンプルの前記上面の出力表面プロファイル計測を、前記１つ以上のシアリングインタフェログラムに基づいて生成させる、
プラグラム命令を実行するように構成された前記１つ以上のプロセッサを含む、コントローラと、
を備える、計測ツール。 an illumination source configured to generate an illumination beam;
a beam shaper including one or more adjustable optical elements configured to direct the illumination beam toward a sample;
one or more measurement channels configured to receive reflected light from the sample via the beam shaper and generate one or more shearing interferograms based on the reflected light at one or more detectors; wherein the reflected light is in a collimated state, where the one or more adjustable optical elements are in a default configuration and a top surface of the sample is perpendicular to the optical axis of the beam shaper. one or more measurement channels,
a controller communicatively coupled to the beamformer and the one or more measurement channels, wherein one or more processors;
The configuration of the one or more adjustable optical elements of the beam shaper is adjusted to provide a selected angular profile of the illumination beam on the sample, and the reflected light from the collimated state is adjusted. at least partially compensate for the deviation of
generating an output surface profile measurement of the top surface of the sample based on the one or more shearing interferograms;
a controller including the one or more processors configured to execute program instructions;
A measurement tool with.
サンプルマウント上の前記サンプルの配置に関連する歪みによる前記サンプルのマウントオフセット分布を決定させ、ここで前記出力表面プロファイル計測は補償されて前記マウントオフセット分布を除去する、
プログラム命令を実行するように、更に構成される、請求項１に記載の計測ツール。 The one or more processors may send program instructions to the one or more processors;
determining a mount offset distribution of the sample due to distortions associated with placement of the sample on a sample mount, wherein the output surface profile measurement is compensated to remove the mount offset distribution;
The metrology tool of claim 1, further configured to execute program instructions.
前記マウントオフセット分布を、前記サンプルの既知の特性と、前記サンプルマウントと前記サンプルとの既知の接触点に基づいて計算すること、
を含む、請求項４に記載の計測ツール。 Determining the mount offset distribution of the sample due to distortions associated with the placement of the sample on the sample mount includes:
calculating the mount offset distribution based on known properties of the sample and known points of contact between the sample mount and the sample;
The measurement tool according to claim 4, comprising:
前記マウントオフセット分布の少なくとも一部分を、前記サンプルの形状又は厚さ、及び前記サンプルマウントと前記サンプルとの既知の接触点のうちの少なくとも１つに基づくルックアップテーブルを使用して決定すること、
を含む、請求項４に記載の計測ツール。 Determining the mount offset distribution of the sample due to distortions associated with the placement of the sample on the sample mount includes:
determining at least a portion of the mount offset distribution using a look-up table based on at least one of the shape or thickness of the sample and known points of contact between the sample mount and the sample;
The measurement tool according to claim 4, comprising:
前記サンプルの前記上面又は前記サンプルの底面のうちの少なくとも１つの粗表面プロファイル計測であって、前記１つ以上の計測チャネルよりも大きい計測範囲を有する、粗表面プロファイル計測を受け取り、
前記ビーム整形器の前記１つ以上の調整可能な光学素子の前記構成を調整して、前記サンプル上の前記照明ビームの選択された角度プロファイルを提供し、前記コリメートされた状態からの前記反射光の偏差を前記粗表面プロファイル計測に基づき少なくとも部分的に補償すること、
を含む、請求項１に記載の計測ツール。 The configuration of the one or more adjustable optical elements of the beam shaper is adjusted to provide a selected angular profile of the illumination beam on the sample and to adjust the reflected light from the collimated state. At least partially compensating for the deviation of
receiving a rough surface profile measurement of at least one of the top surface of the sample or the bottom surface of the sample, the rough surface profile measurement having a measurement range larger than the one or more measurement channels;
The configuration of the one or more adjustable optical elements of the beam shaper is adjusted to provide a selected angular profile of the illumination beam on the sample and to adjust the reflected light from the collimated state. at least partially compensating for the deviation of the rough surface profile based on the rough surface profile measurement;
The measurement tool according to claim 1, comprising:
前記ビーム整形器の前記１つ以上の調整可能な光学素子の較正された構成のセットに関連付けられた、前記照明ビームの較正された角度プロファイルのセットを受け取り、
前記較正された角度プロファイルのセットの１つの角度プロファイルを選択して、前記コリメート状態からの前記反射光の偏差を前記粗表面プロファイル計測に基づいて少なくとも部分的に補償し、
前記１つ以上の調整可能な光学素子の前記構成を、前記較正された構成のセットの較正された構成に調整して、前記選択された角度プロファイルを提供すること、
を含む、請求項７に記載の計測ツール。 The configuration of the one or more adjustable optical elements of the beam shaper is adjusted to provide a selected angular profile of the illumination beam on the sample and to adjust the reflected light from the collimated state. at least partially compensating for the deviation of the rough surface profile based on the rough surface profile measurement.
receiving a set of calibrated angular profiles of the illumination beam associated with a set of calibrated configurations of the one or more adjustable optical elements of the beam shaper;
selecting one angular profile of the set of calibrated angular profiles to at least partially compensate for deviations of the reflected light from the collimated state based on the rough surface profile measurements;
adjusting the configuration of the one or more adjustable optical elements to a calibrated configuration of the set of calibrated configurations to provide the selected angular profile;
The measurement tool according to claim 7, comprising:
前記１つ以上の調整可能な要素の前記構成を候補構成のセットに順次調整し、
前記１つ以上のシアリングインタフェログラム又は前記出力表面プロファイル計測のうちの少なくとも１つをモニタし、
前記コリメートされた状態からの前記反射光の偏差を少なくとも部分的に補償するのに適した前記候補構成のセットの構成を識別し、
前記１つ以上の調整可能な光学素子の前記構成を前記識別された構成に調整すること、
を含む、請求項１に記載の計測ツール。 The configuration of the one or more adjustable optical elements of the beam shaper is adjusted to provide a selected angular profile of the illumination beam on the sample and to adjust the reflected light from the collimated state. At least partially compensating for the deviation of
sequentially adjusting the configurations of the one or more adjustable elements into a set of candidate configurations;
monitoring at least one of the one or more shearing interferograms or the output surface profile measurements;
identifying configurations of the set of candidate configurations suitable for at least partially compensating for deviations of the reflected light from the collimated state;
adjusting the configuration of the one or more adjustable optical elements to the identified configuration;
The measurement tool according to claim 1, comprising:
前記ビーム整形器の前記光軸に沿った前記１つ以上の調整可能な光学素子の位置、
を含む、請求項１に記載の計測ツール。 The configuration of the one or more adjustable optical elements comprises:
a position of the one or more adjustable optical elements along the optical axis of the beam shaper;
The measurement tool according to claim 1, comprising:
レンズ、
を含む、請求項１に記載の計測ツール。 At least one of the one or more adjustable optical elements includes:
lens,
The measurement tool according to claim 1, comprising:
視野絞り又は瞳絞りのうちの少なくとも１つ、
を含む、請求項１に記載の計測ツール。 At least one of the one or more adjustable optical elements includes:
at least one of a field diaphragm or a pupil diaphragm;
The measurement tool according to claim 1, comprising:
１つ以上の制御信号を前記ビーム整形器に提供すること、
を含む、請求項１に記載の計測ツール。 The configuration of the one or more adjustable optical elements of the beam shaper is adjusted to provide a selected angular profile of the illumination beam on the sample and to adjust the reflected light from the collimated state. At least partially compensating for the deviation of
providing one or more control signals to the beam shaper;
The measurement tool according to claim 1, comprising:
照明ビームを生成するように構成された照明源と、
前記照明ビームをサンプルに向けるように構成された１つ以上の調整可能な光学素子を含むビーム整形器と、
前記ビーム整形器を介して前記サンプルからの反射光を受け取り、１つ以上のシアリングインタフェログラムを１つ以上の検出器で前記反射光に基づいて生成するように構成された１つ以上の計測チャネルであって、ここで前記反射光はコリメートされた状態にあり、その場合、前記１つ以上の調整可能な光学素子はデフォルト構成にあり、前記サンプルの上面は前記ビーム整形器の光軸に直交する、１つ以上の計測チャネルと、
を含む、シアリング干渉計と、
前記サンプルの前記上面の粗表面プロファイル計測を生成するように構成された１つ以上のプロファイリングセンサを含む粗表面プロファイラであって、前記粗表面プロファイル計測は、前記１つ以上の計測チャネルよりも大きな計測範囲を有する、粗表面プロファイラと、
前記ビーム整形器及び前記１つ以上の計測チャネルに通信可能に結合されるコントローラであって、ここで１つ以上のプロセッサであって、前記１つ以上のプロセッサに、
前記ビーム整形器の前記１つ以上の調整可能な光学素子の前記構成を調整させて、前記サンプル上の前記照明ビームの選択された角度プロファイルを提供し、前記コリメートされた状態からの前記反射光の偏差を前記粗表面プロファイル計測に基づいて少なくとも部分的に補償させ、そして、
前記サンプルの前記上面の出力表面プロファイル計測を、前記１つ以上のシアリングインタフェログラムに基づいて生成させる、
プラグラム命令を実行するように構成された前記１つ以上のプロセッサを含む、コントローラと、
を備える、計測ツール。 A shearing interferometer,
an illumination source configured to generate an illumination beam;
a beam shaper including one or more adjustable optical elements configured to direct the illumination beam toward a sample;
one or more measurement channels configured to receive reflected light from the sample via the beam shaper and generate one or more shearing interferograms based on the reflected light at one or more detectors; wherein the reflected light is in a collimated state, where the one or more adjustable optical elements are in a default configuration and a top surface of the sample is perpendicular to the optical axis of the beam shaper. one or more measurement channels,
a shearing interferometer, including
A rough surface profiler comprising one or more profiling sensors configured to generate rough surface profile measurements of the top surface of the sample, wherein the rough surface profile measurements are larger than the one or more measurement channels. a rough surface profiler having a measurement range;
a controller communicatively coupled to the beamformer and the one or more measurement channels, wherein one or more processors;
The configuration of the one or more adjustable optical elements of the beam shaper is adjusted to provide a selected angular profile of the illumination beam on the sample, and the reflected light from the collimated state is adjusted. at least partially compensate for the deviation of based on the rough surface profile measurement, and
generating an output surface profile measurement of the top surface of the sample based on the one or more shearing interferograms;
a controller including the one or more processors configured to execute program instructions;
A measurement tool with.
干渉計厚さセンサ、共焦点厚さセンサ、又はシャックハルトマンセンサのうちの少なくとも１つ、
を含む、請求項１９に記載の計測ツール。 The one or more profiling sensors include:
at least one of an interferometric thickness sensor, a confocal thickness sensor, or a Shack-Hartmann sensor;
20. The metrology tool of claim 19, comprising:
前記サンプルの前記上面又は前記サンプルの底面のうちの少なくとも１つの粗表面プロファイル計測であって、１つ以上の計測チャネルよりも大きい計測範囲を有する、粗表面プロファイル計測を受け取り、
前記ビーム整形器の前記１つ以上の調整可能な光学素子の前記構成を調整して、前記サンプル上の前記照明ビームの選択された角度プロファイルを提供し、前記コリメートされた状態からの前記反射光の偏差を前記粗表面プロファイル計測に基づき少なくとも部分的に補償すること、
を含む、請求項１９に記載の計測ツール。 The configuration of the one or more adjustable optical elements of the beam shaper is adjusted to provide a selected angular profile of the illumination beam on the sample and to adjust the reflected light from the collimated state. At least partially compensating for the deviation of
receiving a rough surface profile measurement of at least one of the top surface of the sample or the bottom surface of the sample, the rough surface profile measurement having a measurement range larger than one or more measurement channels;
The configuration of the one or more adjustable optical elements of the beam shaper is adjusted to provide a selected angular profile of the illumination beam on the sample and to adjust the reflected light from the collimated state. at least partially compensating for the deviation of the rough surface profile based on the rough surface profile measurement;
20. The metrology tool of claim 19, comprising:
前記ビーム整形器の前記１つ以上の調整可能な光学素子の較正された構成のセットに関連付けられた、前記照明ビームの較正された角度プロファイルのセットを受け取り、
前記較正された角度プロファイルのセットの１つの角度プロファイルを選択して、前記コリメート状態からの前記反射光の偏差を前記粗表面プロファイル計測に基づいて少なくとも部分的に補償し、
前記１つ以上の調整可能な光学素子の前記構成を、前記較正された構成のセットの較正された構成に調整して、前記選択された角度プロファイルを提供すること、
を含む、請求項２４に記載の計測ツール。 The configuration of the one or more adjustable optical elements of the beam shaper is adjusted to provide a selected angular profile of the illumination beam on the sample and to adjust the reflected light from the collimated state. at least partially compensating for the deviation of the rough surface profile based on the rough surface profile measurement.
receiving a set of calibrated angular profiles of the illumination beam associated with a set of calibrated configurations of the one or more adjustable optical elements of the beam shaper;
selecting one angular profile of the set of calibrated angular profiles to at least partially compensate for deviations of the reflected light from the collimated state based on the rough surface profile measurements;
adjusting the configuration of the one or more adjustable optical elements to a calibrated configuration of the set of calibrated configurations to provide the selected angular profile;
25. The metrology tool of claim 24, comprising:
粗表面プロファイラを用いてサンプルの上面の粗表面プロファイル計測を測定することと、
前記サンプルをシアリング干渉計に配置することと、この場合、シアリング干渉計が、
照明ビームを生成するように構成された照明源と、
前記照明ビームをサンプルに向けるように構成された１つ以上の調整可能な光学素子を含むビーム整形器と、
前記ビーム整形器を介して前記サンプルからの反射光を受け取り、１つ以上のシアリングインタフェログラムを１つ以上の検出器で前記反射光に基づいて生成するように構成された１つ以上の計測チャネルであって、ここで前記反射光はコリメートされた状態にあり、その場合、前記１つ以上の調整可能な光学素子はデフォルト構成にあり、前記サンプルの上面は前記ビーム整形器の光軸に直交する、１つ以上の計測チャネルと、
を含むことと、
前記ビーム整形器の前記１つ以上の調整可能な光学素子の前記構成を調整して、前記サンプル上の前記照明ビームの選択された角度プロファイルを提供し、前記コリメートされた状態からの前記反射光の偏差を前記粗表面プロファイル計測に基づき少なくとも部分的に補償することと、
前記サンプルの前記上面の表面プロファイル計測を、前記１つ以上のシアリングインタフェログラムに基づいて生成することと、
を含む、計測方法。 A measurement method,
measuring a rough surface profile measurement of the top surface of the sample using a rough surface profiler;
placing the sample in a shearing interferometer;
an illumination source configured to generate an illumination beam;
a beam shaper including one or more adjustable optical elements configured to direct the illumination beam toward a sample;
one or more measurement channels configured to receive reflected light from the sample via the beam shaper and generate one or more shearing interferograms based on the reflected light at one or more detectors; wherein the reflected light is in a collimated state, where the one or more adjustable optical elements are in a default configuration and a top surface of the sample is perpendicular to the optical axis of the beam shaper. one or more measurement channels,
including;
The configuration of the one or more adjustable optical elements of the beam shaper is adjusted to provide a selected angular profile of the illumination beam on the sample and to adjust the reflected light from the collimated state. at least partially compensating for the deviation of the rough surface profile based on the rough surface profile measurement;
generating a surface profile measurement of the top surface of the sample based on the one or more shearing interferograms;
including measurement methods.
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