[发明专利]双干涉测量样本测厚仪

说明书

本发明提供一种厚度测量系统，其可包含：照明源；光束分光器，其将来自所述照明源的照明分裂为两个光束；平移台，其配置成沿着测量方向平移参考样本；第一干涉仪，其在测试样本的第一表面与所述参考样本的第一表面之间产生第一干涉图；和第二干涉仪，其在所述测试样本的第二表面与所述参考样本的第二表面之间产生第二干涉图。厚度测量系统可进一步包含在所述平移台扫描所述参考样本时从所述第一干涉仪和所述第二干涉仪接收干涉信号的控制器，且基于所述参考样本的厚度和所述平移台在所述干涉信号的包络线的峰值之间行进的距离来确定所述测试样本的厚度。

相关申请的交叉参考

本申请根据35U.S.C.§119(e)主张2018年7月3日申请的名称为双干涉测量晶片测厚仪(Dual Interferometry Wafer Thickness Gauge)的命名Avner Safrani为发明人的美国临时申请第62/693,573号的优先权，所述申请以全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明大体上涉及采样厚度测量，且更确切地说，涉及干涉测量采样厚度测量。

背景技术

薄采样(例如但不限于半导体晶片)的绝对厚度的精确测量是广泛适用的，特别适用于半导体制造和度量中。举例来说，采样的高分辨率厚度测量可用于确定与采样上的构造特征相关的应变，所述应变可指示潜在缺陷。借助于另一实例，特定工具(例如但不限于X射线度量衡工具)具有相对缓慢聚焦机制，使得采样厚度的精确测量可促进所述采样的有效对准。此外，通常需要提供厚度测量技术，所述厚度测量技术可广泛适用于多种采样，所述多种采样包含图案化和未图案化的采样或具有多种物理、光学或机械特性的采样。此外，厚度测量的方法必须在成本、系统复杂性和系统可靠性的增大上保持平衡。因此可能需要开发用于精确和有效厚度测量的系统和方法。

发明内容

公开根据本发明的一或多个说明性实施例的系统。在一个说明性实施例中，系统包含通信耦合到第一干涉仪和第二干涉仪的控制器。在另一说明性实施例中，控制器从第一干涉仪接收第一干涉信号，其中第一干涉仪在沿着测量方向扫描测试样本或参考样本中的至少一个时利用第一照明光束在测试样本的第一表面与具有已知厚度的参考样本的第一表面之间产生第一干涉图。举例来说，第一照明光束可包含来自光束分光器的照明光束的第一部分。在另一说明性实施例中，控制器从第二干涉仪接收第二干涉信号，其中第二干涉仪利用第二照明光束在测试样本的第二表面与参考样本的第二表面之间产生第二干涉图。举例来说，第二照明光束可包含来自光束分光器的照明光束的第二部分。在另一说明性实施例中，控制器基于参考样本的厚度和平移台在第一干涉信号与第二干涉信号的包络线的峰值之间行进的距离来沿测量方向确定测试样本的厚度。

公开根据本发明的一或多个说明性实施例的系统。在一个说明性实施例中，系统包含照明源。在另一说明性实施例中，系统包含光束分光器，其配置成将来自照明源的照明分裂为第一照明光束和第二照明光束。在另一说明性实施例中，系统包含平移台，其配置成沿着测量方向线性地平移参考样本，其中参考样本具有已知厚度。在另一说明性实施例中，系统包含第一干涉仪，其配置成利用第一照明光束在测试样本的第一表面与参考样本的第一表面之间产生第一干涉图。在另一说明性实施例中，系统包含第二干涉仪，其配置成利用第二照明光束在测试样本的第二表面与参考样本的第二表面之间产生第二干涉图。在另一说明性实施例中，系统包含通信耦合到第一干涉仪和第二干涉仪的控制器。在另一说明性实施例中，控制器在平移台沿测量方向扫描参考样本时从第一干涉仪和第二干涉仪接收第一干涉信号和第二干涉信号，所述第一干涉信号和所述第二干涉信号包含第一干涉图和第二干涉图的干涉条纹强度。在另一说明性实施例中，控制器基于参考样本的厚度和平移台在第一干涉信号与第二干涉信号的包络线的峰值之间行进的距离来沿测量方向确定测试样本的厚度。