干涉缺陷检查中的样品表面偏振修改的制作方法

干涉缺陷检查中的样品表面偏振修改
1.相关专利申请的交叉引用
2.本技术要求于2019年9月25日提交的标题为“干涉缺陷检查中的样品表面偏振修改(sample surface polarization modification in interferometric defect inspection)”的第62/906,055号美国临时申请和2020年7月13日提交的标题为“干涉缺陷检查中的样品表面偏振修改(sample surface polarization modification in interferometric defect inspection)”的第16/927,571号美国非临时申请在35usc 119下的优先权，该美国临时申请和美国非临时申请两者均全文以引用的方式并入本文。
技术领域
3.本发明涉及使用表面形貌或反射率对样品(例如半导体晶片)的光学检查，以及对偏振修改的检测。


背景技术：

4.半导体和其它类似工业通常使用光学工具以用于在加工过程期间对样品的非接触评估。一种类型的评估是缺陷检查。缺陷(例如，样品上的微粒或其它不规则部分)可干扰成品装置的性能。常规地，用于检测缺陷的光学工具使用亮场检测和暗场检测。亮场检测和暗场检测工具基于由缺陷引起的光的散射来检测缺陷。缺陷检测需要从样品的大部分获取数据，并且通常从整个样品获取数据。由于半导体装置的尺寸不断缩小并且设计变得更加复杂，因此需要检测更小的缺陷，用常规的光学检查工具(例如，亮场检测工具和暗场检测工具)来检查缺陷变得越来越困难。


技术实现要素：

5.使用从干涉通道和检测干涉仪中的偏振修改的通道采集的数据来检测缺陷。干涉物镜将偏振照明束分成参考照明和样品束，参考照明由参考表面反射而不修改偏振，并且样品束由样品表面反射而可能修改偏振。来自具有无偏振变化的样品束的光与参考照明组合并且被引导到干涉通道，其可测量样品的反射率和/或形貌。来自具有修改的偏振的样品束的光被引导到偏振修改通道。在偏振修改通道处检测到的光的强度可与样品的反射率和形貌数据一起使用以识别样品上的缺陷。
6.在一个实施方式中，一种光学检查设备可被配置成检测样品上的缺陷。该光学检查设备包括含干涉物镜，该干涉物镜包括偏振分束器和参考镜。偏振分束器可被配置成接收被偏振的照明束并将照明束的第一部分朝向参考镜引导作为参考照明。偏振分束器可进一步将照明束的第二部分朝向样品引导作为样品照明。参考镜可被配置成反射照明束的第一部分以产生反射参考照明。偏振分束器可从参考镜接收反射参考照明并且从样品接收反射样品照明，并将反射参考照明和反射样品照明的第一部分组合为干涉束。干涉束沿着干涉通道引导。反射样品照明的第二部分沿着与干涉通道不同的偏振修改通道引导。光学检查设备进一步包括：干涉通道中的第一检测器，其被配置成从样品接收干涉束并且产生来
自该样品的第一组光学数据；以及偏振修改通道中的第二检测器，其被配置成接收反射样品照明的第二部分并且产生指示样品照明的偏振修改的第二组光学数据。耦合到第一检测器和第二检测器的至少一个处理器可被配置成使用第一组光学数据和来自第二组光学数据的偏振修改来检测样品上的缺陷。
7.在一个实施方式中，一种检测样品上的缺陷的方法可包括朝向参考镜引导被偏振的照明束的第一部分作为参考照明。参考镜反射照明束的第一部分以产生反射参考照明。该方法可进一步包括将照明束的第二部分朝向样品引导作为样品照明，样品反射照明束的第二部分以产生反射样品照明，其中样品的区域部分地修改样品照明的偏振。反射参考照明和来自样品的区域的反射样品照明的第一部分被组合为基于偏振沿着干涉通道引导的干涉束。来自样品的区域的反射样品照明的第二部分基于偏振沿着偏振修改通道引导，其中偏振修改通道不同于干涉通道。检测干涉通道中的干涉束以产生第一组光学数据，并且在偏振修改通道中检测反射样品照明的第二部分以产生指示样品照明的偏振修改的第二组光学数据。使用第一组光学数据和来自第二组光学数据的偏振修改来检测样品上的缺陷。
8.在一个实施方式中，一种光学检查设备可被配置成检测样品上的缺陷。光学检查设备可包括用于朝向参考镜引导被偏振的照明束的第一部分作为参考照明以及将照明束的第二部分朝向样品引导作为样品照明的装置。参考镜反射照明束的第一部分以产生反射参考照明，并且样品将反射并部分地修改照明束的第二部分的偏振以产生反射样品照明。光学检查设备可包括用于将反射参考照明和反射样品照明的第一部分组合为干涉束并沿着干涉通道引导干涉束的装置。光学检查设备可包括用于沿着偏振修改通道引导反射样品照明的第二部分的装置，该偏振修改通道不同于干涉通道。光学检查设备可包括用于检测干涉通道中的干涉束以产生第一组光学数据的装置，以及用于检测偏振修改通道中的反射样品照明的第二部分以产生指示样品照明的偏振修改的第二组光学数据的装置。光学检查设备可包括用于使用第一组光学数据和来自第二组光学数据的偏振修改来检测样品上的缺陷的装置。
附图说明
9.图1示出具有偏振修改通道以检测样品对偏振入射光的修改的相移干涉仪的示意图。
10.图2a和图2b示出相位掩模的侧面透视图和顶部平面图。
11.图2c示出相位掩模的单元部分，该单元部分包括具有四个离散偏振的2x2偏振器像素阵列，该四个离散偏振在整个相位掩模上重复。
12.图3示出具有偏振修改通道以检测样品对偏振入射光的修改的另一相移干涉仪的示意图。
13.图4示出mirau物镜的示意图。
14.图5示出具有偏振修改通道以检测样品对偏振入射光的修改的扫描干涉仪的示意图。
15.图6和图7是分别示出用于偏振修改通道的电场系统模型的样品光路和参考镜光路中的偏振的演变的简化图。
16.图8示出由干涉通道中的检测器接收的干涉图像，以及示出由偏振修改通道中的检测器接收的偏振修改图像。
17.图9是示出使用干涉数据和偏振混合数据的特性确定过程的流程图。
18.图10是示出可由光学检查工具执行的缺陷确定过程的流程图。
具体实施方式
19.干涉仪是通常用于光学度量的光学工具，以测量样品的表面上的高度差，即表面形貌。干涉仪能够通过确定每个像素处的干涉信号的相位来测量对象上的高度差。确定信号的相位需要从样品上的每个点获得多个测量结果。扫描干涉仪可使用偏振光并且沿着光轴物理地移动(扫描)样品或参考表面，该参考表面在功能上垂直于样品的表面，以修改信号相位。扫描干涉仪通常以产生四分之一波长的相位变化的步长进行扫描。通过处理来自样品上的每个点的不同相位处的多个测量结果，可确定样品上的每个点处的表面的竖直高度(z)，并且可组合每个点的高度以确定样品的形貌。
20.相移干涉仪使用偏振光和具有产生多个相移的像素阵列的相位掩模，使得可使用单次曝光来采集具有多个相移的干涉测量数据。因此，与扫描干涉仪不同，每次采集的时间仅受移动、聚焦和执行图案识别的时间以及图像传输速率限制，并且不是扫描时间的函数。此外，由于相移干涉仪用单次曝光获得数据，因此所有轴线上的振动的影响减小，尤其是在低频下的那些。
21.半导体晶片图案包括充当偏振器的特征部。举例来说，半导体存储器装置中的主要图案是一系列平行线，其改变入射光的偏振。其它类型的半导体装置类似地包括具有平行线或改变入射光的偏振的其它结构的图案。
22.如果使用偏振光的干涉仪(例如，包括偏振器的相移干涉仪或扫描干涉仪)测量改变反射光的偏振的样品，则当入射偏振矢量和任何表面偏振矢量未对准时，反射率(例如，所检测光的强度)将减小。虽然可使用圆偏振光来降低样品表面偏振的影响，但是与非偏振表面相比，充当完美线性偏振器的表面的反射强度仍将降低50％。样品表面对入射光的偏振定向的改变导致反射光具有与入射光的偏振不同的不同偏振定向的组合，这在本文中被称为偏振修改。
23.如本文所论述，使用偏振光的干涉仪可检测样品表面处的偏振修改的量值，由此使得能够将图像强度的变化归属于正确原因，例如样品表面的反射率的变化或由样品表面引起的偏振修改。另外，对样品表面处的偏振修改的检测提供可用于确定样品的期望特性(包含缺陷检测)的数据的附加通道。
24.图1示出相移干涉仪100的示意图，该相移干涉仪能够测量样品的至少一部分的表面高度(z)(例如，形貌)，并且可识别样品表面处的反射率变化或偏振修改。举例来说，样品可以是半导体晶片、平板衬底或其它类型的样品。如本文所描述，样品表面形貌以及反射率变化或偏振修改的识别可用于评估样品的表面，例如缺陷检查。
25.干涉仪100包括干涉通道150，该干涉通道检测从样品140反射的光与从参考镜138反射的光之间的干涉强度。来自干涉通道150的数据可用于确定样品的反射率和/或样品140的拓扑结构。干涉仪100进一步包括偏振修改通道120，该偏振修改通道检测由样品140引起的偏振修改的发生和量值。
26.应理解，虽然图1示出相移干涉仪100中的偏振修改通道120，但是偏振修改通道120的使用不限于此。举例来说，本领域的普通技术人员可基于本文中所描述的原理在其它类型的干涉仪(例如，如图5中所描述的扫描干涉仪)中并入偏振修改通道120的使用。
27.如图所示，干涉仪100包括用于产生光112的光源110。光源110可以是产生期望波长(例如，约450nm)的光的窄带光源。例如，光源110可以是led、激光或白炽光源，诸如钨灯、或等离子体源或弧光灯、或任何其他合适的高亮度光源。一个或多个适当的过滤器可与宽带光源结合使用以产生期望的一个或多个波长的光。以举例的方式，可使用具有20nm半峰全宽(fwhm)带宽的光源(诸如led)。一个或多个聚光透镜114和视场光阑115可用于从光源110收集光112。如果需要，可使用科勒(kohler)照明、临界照明或其它中间形式的照明或其它分布，例如环形分布。举例来说，在科勒照明中，孔径光阑(未示出)由照明透镜116在干涉物镜130中物镜的后焦平面上成像，并且视场光阑115在样品140上成像。光112穿过偏振器，并且分束器118用于将光112的一部分朝向干涉物镜130引导。分束器118可以是非偏振分束器。光112穿过偏振器119，该偏振器是线性偏振器，并且可具有可调整的可变定向以最大化条纹对比度。如果需要，光源110可产生偏振光，这可以避免对偏振器119的需要。
28.举例来说，图1中的干涉物镜130被示为linnik几何形状，但如果需要，可使用其它干涉物镜，例如michelson物镜或mirau物镜。干涉物镜130被配置成将入射偏振光112分成从样品140反射的样品照明135和从参考表面138反射的参考照明139，并且将来自样品的反射样品照明与来自参考表面的反射参考照明重新组合。干涉物镜130可包括分束器132、用于对测试样品的表面进行成像的样品物镜134和参考镜138。在一些实施方式中，例如如图1所示，在linnik物镜几何形状中，干涉物镜130可进一步包括与样品物镜134互补的参考物镜136。在michelson物镜几何形状中，可从参考路径移除参考物镜136。分束器132是透射一个偏振分量并反射正交偏振分量的偏振分束器。分束器132将样品140与参考镜138之间的入射光112分离，其中朝向参考表面138引导的参考照明139相对于朝向样品140引导的样品照明135正交偏振。举例来说，分束器132透射在分束器132的成角度面的平面内线性偏振的光并且反射具有正交偏振的光。可使用任何形式的偏振分束器；具有良好效率的示例包括具有线栅偏振元件的那些，或在分束器立方体的内部成角度面处具有适当薄膜涂层的macneille立方体。分束器132的特性可与光源110的带宽匹配，因为偏振效率随波长的变化将改变反射束和透射束中的光的平衡或混合该光的偏振态。此外，偏振器119可被设置为与偏振分束器132的轴线成45
°
角，或一些其它角度(如果需要)，以平衡样品140和参考镜138的反射率。
29.图1示出致动器137，其任选地可附接到参考物镜136以沿着光轴移动参考物镜136，以改变入射于样品140上的样品照明135与入射于参考镜138上的参考照明139之间的光学路径差。致动器137(如果包括的话)可用于例如优化干涉条纹在测量位置处的对比度，并且可用于扫描参考表面以在特定位置处采集多个相移。在实施过程中，可沿着光轴移动单独的参考物镜136、单独的参考镜138、样品140或干涉物镜130的整个光学组件，以改变样品照明135与参考照明139之间的光学路径差。然而，应理解，通过其它干涉物镜，路径差可以其它方式改变，例如通过移动样品140的竖直位置。从光学角度来看，相对于彼此移动的样品或整个成像系统之间不存在差异；然而，存在实际意义，即光学系统的质量可限制对台的选择，这继而可限制最低台准确度。应理解，致动器137的使用不会消除对聚焦系统的需
要，例如，通过相对于光学组件移动样品，或相对于样品移动光学组件，或者这两者的组合。
30.如图所示，样品照明135穿过样品物镜134并入射于样品140上，该样品保持在安装于台144上的卡盘142上。台144能够在笛卡尔(即，x和y)坐标或极性(即，r和θ)坐标或两者的一些组合中水平运动，以便相对于用于测量的干涉物镜130正确地定位样品上的每个期望位置。台还能够沿着z坐标竖直运动，例如，用于聚焦或用于改变路径差。样品照明135由样品140反射，并且反射样品照明穿过样品物镜134。类似地，在使用的情况下，参考照明139穿过参考物镜136，并且入射于参考镜138上。参考照明139由参考镜138反射，并且反射参考照明穿过参考物镜136。
31.一般来说，表面将反射与入射光不同的偏振态的入射光。选择参考表面138以最小化此影响。因此，参考表面138(例如，镜)是非偏振的并且将反射参考照明139，而不修改参考照明139的偏振态。因此，反射参考照明将由偏振分束器132以与从偏振分束器132获得的参考照明139相同的方式引导。举例来说，如图1所示，通过反射从偏振分束器132获得参考照明139，并且因此，偏振分束器132将朝向干涉通道150以高效率反射反射参考照明。
32.如果样品140也是非偏振的，则入射于样品140上并由该样品反射的样品照明135将以类似于参考照明139的方式表现。换句话说，样品照明135的偏振态将不会被样品140修改，并且在被样品140反射之后，反射样品照明135将具有与入射样品照明相同的偏振态。在此情况下，偏振分束器132将以与从偏振分束器132获得的样品照明135相同的方式引导反射样品照明。举例来说，如图1所示，通过透射从偏振分束器132获得样品照明135，并且因此，偏振分束器132将朝向干涉通道150以高效率透射反射样品照明，其中反射样品照明和反射参考照明将彼此干涉。
33.干涉通道150接收组合束151，该组合束包括反射参考照明139和反射样品照明135的一部分，该部分具有未经样品140修改的偏振。干涉通道150包括例如一个或多个光学部件152，例如透镜和接收组合束151的检测器154。干涉通道150中的四分之一波片153将正交偏振束转换成相反方向的圆偏振光，例如，来自样品140的p偏振样品照明被转换成右手圆偏振，并且来自参考镜138的s偏振参考照明被转换成左手圆偏振。光学部件152将组合光151成像到检测器154上，该检测器可以是相机。检测器154包括相位掩模156，该相位掩模具有在例如ccd阵列等检测器阵列158之前产生多个相移的像素阵列，该像素阵列与相位掩模156中的像素阵列以逐像素的方式对准，并且位于基本上相同的图像平面中。组合束151穿过相位掩模156的像素阵列，从而在检测器阵列158上产生干涉图案的多个(n个)交错样品，其中例如每个样品之间的相位差具有相同量值。因此，检测器154接收与参考信号组合的样品的非偏振方面的图像，这由于小路径差而产生干涉图。相位掩模156中的不同相移元件产生多个(n个)样品的交错图像，每个样品具有相同的相移，即根据相位存在干涉图的n个不同样品。可一起处理具有不同相移的各组附近样品(像素)以获得局部高度。举例来说，相位掩模156可以是例如具有偏振器定向0
°
、45
°
、90
°
和135
°
的以四个为一组布置的线性偏振器的像素阵列，这些线性偏振器在信号与参考照明之间引入两倍于参考偏振器定向的相移。相位掩模156和检测器阵列158可以是例如onto innovation公司使用由moxtek制造的线栅偏振器阵列来制造的phasecam。
34.图2a和2b示出相位掩模156的侧面透视图和顶部平面图。图2c示出相位掩膜156的单元部分，该单元部分包括具有四个离散偏振器定向(0
°
,45
°
,90
°
,135
°
)的2x2偏振器像素
阵列202、204、206和208，其中该单元部分在整个相位掩模156上重复，使得相位掩模156包括具有离散偏振器定向的重复的像素阵列。以0
°
、45
°
、90
°
、和135
°
定向的偏振器像素202、204、206和208能够在样品照明135与参考照明139之间分别以0
°
、90
°
、180
°
、和270
°
的相移进行干涉。相位掩模156的阵列中的像素的大小和间距与检测器阵列158中的像素的大小和间距匹配，使得检测器阵列158中的每个像素与相位掩模156的对应像素匹配(即对准)。
35.检测器154的其它布置是可能的。举例来说，如果需要，可使用除90
°
之外的相移步长。此外，在单元中使用多于四个相移可能是有利的。此外，像素的布置不必呈图2c中所示的顺序。在2018年11月21日提交的标题为“具有像素相移掩模的干涉仪(interferometer with pixelated phase shift mask)”的第16/197,929号美国专利申请中进一步描述了可使用的像素的其它类型的布置，该美国专利申请全文以引用的方式并入本文。
36.干涉通道150检测样品照明135与参考照明139之间的相位差，该样品照明和该参考照明由偏振分束器132正交偏振。四分之一波片153将线性偏振的样品照明135和参考照明139转换为左手圆偏振和右手圆偏振，其在穿过相位掩模156之后干涉。检测器阵列158接收在干涉之后所得的光，并检测在检测器阵列158中的每个像素处的强度。
37.如上所述，一般来说，表面将反射与入射光不同的偏振态的入射光。因此，返回参考图1，样品140的表面可能改变入射光的偏振态。如果样品140的表面上的照明点内的一个或多个区域修改样品照明135的偏振，则这些区域的反射样品照明135将具有偏振分量的混合。一些光可变为解偏振的，但是对于例如在半导体晶片上遇到的规则结构，主要返回信号将保持偏振。反射样品照明中的偏振分量的混合将是具有与入射样品照明135相同的偏振态的分量和与其正交的另一分量的总和。如上文所论述，偏振分束器132将具有与入射样品照明135平行的偏振分量的反射样品照明朝向干涉通道150引导。举例来说，如图1所示，具有与入射样品照明相同的偏振分量的反射样品照明的部分将朝向干涉通道150透射，其中反射样品照明的部分和反射参考照明将彼此干涉。在测试路径信号与参考路径信号组合之后，在干涉通道150中检测到的干涉信号的调制强度将因为由样品140引起的偏振修改而以损失的光量降低。
38.具有与入射样品照明135正交的偏振分量的反射样品照明的部分将由偏振分束器132朝向偏振修改通道120引导，如箭头121所示。举例来说，如图1所示，通过透射从偏振分束器132获得样品照明135，并且因此，偏振分束器132将朝向偏振修改通道120以高效率反射具有正交偏振分量的反射样品照明的部分。当然，如果样品140的区域将偏振修改为不与样品照明的偏振态完全正交的状态，则偏振分束器132仍将使用修改的偏振引导反射样品照明，但效率较低，例如，少于所有具有修改的偏振的反射样品照明将被引导到偏振修改通道120，而具有修改的偏振的反射样品照明的其余部分可被引导到干涉信道150。
39.偏振修改通道120包括例如一个或多个光学部件122，例如透镜和检测器124。举例来说，检测器124可以是接收修改的偏振样品照明的相机。因此，检测器124接收修改的偏振样品照明以检测样品140处的偏振修改的发生和量值。检测器124可接收样品140的图像，其可根据该图像检测由样品产生的偏振修改的量值。由检测器124接收的样品140的图像可与检测器154在干涉通道150中接收的样品的图像对准，例如，使得单独检测器124和154中的对应像素对应于样品140上的相同位置。
40.干涉检测器154和偏振修改检测器124耦合到计算机170，例如工作站、个人计算
机、中央处理单元或其它适当的计算机系统或多个系统。计算机170优选地包括在干涉仪100中，或者连接到干涉仪100或以其它方式与该干涉仪相关联。计算机170还可控制台144的移动，以及控制卡盘142的操作。计算机170还收集和分析从干涉检测器154和偏振修改检测器124获得的干涉数据和偏振修改数据，如本文所论述。举例来说，计算机170可分析干涉数据和偏振修改数据以确定样品140的一个或多个物理特性(例如，缺陷的存在)，如下文所论述。计算机170包括具有存储器174的至少一个处理器172，以及包括例如显示器176和输入装置178的用户界面。计算机170可使用体现有计算机可读程序代码的非暂态计算机可用存储介质179，以用于使得至少一个处理器控制干涉仪100并执行包括本文所描述的分析的功能。根据本公开，本领域的普通技术人员可实现本具体实施方式中描述的用于自动实现一个或多个动作的数据结构和软件代码，并且将该数据结构和软件代码存储在例如计算机可用存储介质179上，该计算机可用存储介质可以是可存储代码和/或数据以供计算机系统诸如处理器172使用的任何装置或介质。计算机可用存储介质179可以是但不限于磁存储装置和光学存储装置，例如闪存驱动器、磁盘驱动器、磁带、光盘和dvd(数字通用光盘或数字视频光盘)。通信端口177还可用于接收指令，该指令用于对计算机170进行编程以执行本文所描述的功能中的任何一个或多个功能，并且可表示任何类型的通信连接，例如到互联网或任何其它计算机网络的通信连接。通信端口177可在前馈或反馈过程中将信号(例如，具有测量结果和/或指令)进一步导出到另一个系统(诸如外部处理工具)以便基于测量结果调整与样品的制造过程步骤相关联的过程参数。另外，本文所述的功能可全部或部分地体现在专用集成电路(asic)或可编程逻辑器件(pld)的电路中，并且这些功能可体现在可用于创建如本文所述那样操作的asic或pld的计算机可理解的描述符语言中。
41.如图1所示，在使用相位掩模的情况下，可在四个不同相位同时检测到信号时确定由像素单元表示的单个位置处的表面高度z。如果所有四个像素处于相同的高度z，则在2
×
2像素单元中接收的信号s
ι
(其中i是表示为90
°
的倍数的每个像素处的相移，且应理解，360
°
的相移与0
°
的相移相同)可用于计算表面高度z，例如，使用
[0042][0043]
因此，如果光源的波长λ是已知的，则可使用来自四个相位信号的等式1来确定高度z。根据四个测量强度或根据不同量的强度计算这些参数的其它方式是可能的，如对于本领域普通技术人员来说所显而易见的。
[0044]
举例来说，可使用三个已知相移来确定表面高度z。例如，对于三个样品(si，i＝1、2、4)，表面高度z可由以下确定：
[0045][0046]
应理解，可以选择不同的样品si，并且根据三个测量强度计算这些参数的其它方式是可能的，如对于本领域普通技术人员来说所显而易见的。
[0047]
有利的是，由于相移干涉仪(例如，干涉仪100)可从单个捕获的图像确定样品表面的形貌，因此这些装置能够例如以与常规检查工具(例如，亮场检查工具和暗场检查工具)相当的速率快速检查样品(例如，半导体晶片)的整个表面是否存在缺陷，同时提供常规工
具中不可用的附加信息，例如形貌和表面偏振，同时提供常规工具中不可用的附加信息，例如形貌和表面偏振。此外，在单次曝光内获得所有数据的情况下，所有轴线上的振动的影响减小，尤其是在低频下的那些。相移干涉仪的灵敏度足以检测由缺陷引起的表面高度变化，并且横向分辨率可被配置成例如具有期望的图像大小(例如，像素大小和阵列大小)和物镜放大率，以捕获期望的感兴趣缺陷，例如具有0.2μm到至少100μm的横向大小。举例来说，在一个实施方案中，像素大小可与干涉仪的分辨率匹配。在具有450nm的波长和0.30的仪器数值孔径(na)的情况下，使用sparrow限制(λ/2na)的仪器分辨率为750nm。使用750nm的像素大小将有效工具分辨率设置为1.5μm(因为测量使用2
×
2像素内核)，同时从每个相机图像提供最大可能的采集区域，并且因此提供最佳的样品采集速率。甚至更小的缺陷的检测可以在本文中执行并且使用，并且在2018年11月21日提交的标题为“子分辨率缺陷检测(sub-resolution defect detection)”的第16/197,737号美国专利申请中进一步描述，该美国专利申请全文以引用的方式并入本文。
[0048]
图3示出使用偏振修改通道120以检测样品140的偏振修改的另一相移干涉仪300。相移干涉仪300类似于图1所示的相移干涉仪100，相似的指定元件是相同的。相移干涉仪300在布局上不同于相移干涉仪100，并且使用圆偏振而不是由相移干涉仪100使用的线性偏振。
[0049]
如图3所示，相移干涉仪300包括分束器118，其经由偏振器119朝向干涉物镜130引导(例如，反射)光，并且朝向偏振修改通道120引导(例如，透射)具有由样品140修改的偏振分量的反射样品照明。偏振分束器132被示出为将样品照明朝向样品140反射并且将参考照明139朝向参考表面138透射，并且将光朝向干涉通道150透射。
[0050]
偏振器119可以是例如线性偏振器，但在一些实施方案中可以是圆偏振器，并且具有可调整的可变定向以最大化条纹对比度。在使用的情况下，四分之一波片131和133定位在样品140和参考镜138之前，例如，在分束器132与物镜134和物镜136之间。如图所示，样品照明135穿过四分之一波片131和样品物镜134并且入射于样品140上。样品照明135从样品140反射，并且反射样品照明返回穿过样品物镜134和四分之一波片131。类似地，在使用的情况下，参考照明139穿过四分之一波片133和参考物镜136，并且入射于参考镜138上。参考照明139从参考镜138反射，并且反射参考照明返回穿过参考物镜136和四分之一波片133。
[0051]
四分之一波片131和133将来自偏振分束器132的正交偏振束转换成具有相反方向的圆偏振光，例如，p偏振束被转换为右手圆偏振，并且s偏振束被转换为左手圆偏振。因此，如果四分之一波片131和133的快轴平行，则样品照明135和参考照明139在穿过四分之一波片131和133之后是圆偏振的，具有相反的意义。在使用每个样品路径和参考路径中的圆偏振光的情况下，每个路径必须在偏振分束器132中进行一次反射和一次透射，由此平衡偏振分束器132的偏振效率的任何不平衡的影响。
[0052]
参考表面138是非偏振的并且将反射参考照明139，而不修改参考照明139的偏振态。在返回穿过四分之一波片133之后，反射参考照明将变为线性偏振的，但具有与入射参考照明的偏振态正交的偏振态。因此，偏振分束器132将朝向干涉通道150以高效率引导(例如，反射)反射参考照明，如图3所示。
[0053]
如果样品140是非偏振的，则入射于样品140上并由该样品反射的样品照明135将以类似于参考照明139的方式表现。换句话说，样品照明135的偏振态将不会被样品140修
改，并且在被样品140反射并且返回穿过四分之一波片131之后，反射样品照明135将变为线性偏振的，其中偏振态与入射样品照明的偏振态正交。因此，偏振分束器132将朝向干涉通道150以高效率引导(例如，透射)未修改的反射样品照明，如图3所示，其中反射样品照明和反射参考照明将彼此干涉。
[0054]
如果样品140的表面修改样品照明135的偏振，则在返回穿过四分之一波片131之后，反射样品照明135将具有线性偏振分量的混合。在返回穿过四分之一波片131之后，具有未经样品140修改的偏振分量的反射样品照明的部分将具有与入射样品照明的偏振态正交的偏振态，并且将由偏振分束器132朝向干涉通道150引导(例如，如图3所示，透射)，其中样品照明和反射参考照明将彼此干涉，如上文所论述。在测试路径信号与参考路径信号组合之后，在干涉通道150中检测到的干涉信号的调制强度将因为由样品140引起的偏振修改而以损失的光量降低。
[0055]
具有由样品140修改的偏振的反射样品照明135的部分将穿过四分之一波片131，并且将至少部分地由偏振分束器132引导(例如，如图3所示，反射)回到入射束112的方向上，即朝向偏振修改通道120反射。举例来说，如果样品照明的圆偏振被样品140完全转换为相反的圆偏振态，则在返回穿过四分之一波片131之后，反射样品照明将变为线性偏振的，其中偏振分量与入射样品照明的偏振分量正交。偏振分束器132将朝向偏振修改通道120以高效率引导具有修改的偏振的反射样品照明的一部分。当然，如果样品140的区域将偏振修改为不与样品照明的偏振态完全正交的状态，则偏振分束器132仍将使用修改的偏振引导反射样品照明，但效率较低，例如，少于所有具有修改的偏振的反射样品照明将被引导到偏振修改通道120，而具有修改的偏振的反射样品照明的其余部分可被引导到干涉信道150。
[0056]
具有由样品140修改的偏振的样品照明的部分由分束器118朝向偏振修改通道120引导，该偏振修改通道检测由样品产生的偏振修改的量值，如上文所论述。
[0057]
虽然图3中所示的干涉物镜130具有linnik几何形状(或在移除参考物镜136的情况下具有michelson几何形状)，但可使用其它干涉物镜几何形状，例如mirau物镜，如上文所论述。图4示出可用作干涉仪100中的干涉物镜的mirau物镜130m。在mirau物镜130m的情况下，偏振分束器132从偏振器119接收偏振照明束，并且将所有照明束朝向mirau物镜130m引导，例如，偏振器119可被设置为与偏振分束器132的轴线成0
°
角。mirau物镜130m包括分束器132m和光瞳134m(其可以是透镜)以及定位在光瞳134m(例如，中心)上的参考镜138m。如图所示，四分之一波片131设置在分束器132与mirau物镜130m之间，并且在不存在样品的偏振修改的情况下，使得分束器132处的反射参考照明和反射样品照明的偏振与其入射线性偏振方向正交。类似于图3中描述的操作，偏振分束器132将反射参考照明和具有未修改的偏振的反射样品照明的部分引导到干涉通道150，并且将具有修改的偏振的反射样品照明引导到偏振修改通道120。物镜的选择可取决于器械中的光的偏振态而受到限制。如果需要，四分之一波片131的功能可包括在分束器132m和光瞳134m中。举例来说，光瞳134m上的参考镜138m可包括圆偏振器。反射样品照明和反射参考照明的偏振的定向是平行的，而图3中所示的相位掩模干涉仪需要正交偏振。因此，mirau物镜可优选地与下文所描述的图5的扫描干涉仪一起使用。如果使用线性偏振，如图1中所论述，而不是图3中所论述的圆偏振，则可使用mirau物镜130m而无需四分之一波片131，并且干涉通道150和偏振修改通道120分别平行且垂直于来自样品140的光。
[0058]
图5示出可使用偏振修改通道120以检测样品140的偏振修改的另一扫描干涉仪500。扫描干涉仪500可类似于相移干涉仪100，相似的指定元件是相同的。举例来说，扫描干涉仪500可包括干涉通道150和偏振修改通道120，如所论述。扫描干涉仪500可包括耦合到由计算机系统170控制的物镜134的致动器502，以沿着光轴调整物镜134的竖直位置(z高度)，使得可采集多个相移处的干涉信号。附加地或另选地，可使用台144调整样品140的竖直位置(z高度)。作为另一选择，可通过在平行于光轴的方向上移动参考镜或通过使用致动器137单独地移动参考物镜136来实现扫描。扫描干涉仪500可使用不具有相位阵列的检测器554(例如，相机)来检测多个相移处的干涉信号，由此可生成每个位置处的表面高度，并且因此可生成样品的形貌，或可生成样品的每个位置处的反射率测量结果，如本领域众所周知的。
[0059]
图6和图7是分别示出用于图3和图5中所示的偏振修改通道120的电场系统模型的样品光路和参考镜光路中的偏振的演变的简化图。可针对图1生成类似的电场系统模型，例如，移除四分之一波片131和133。可基于以下假设生成用于偏振修改通道120的电场系统模型：忽略由光学元件引起的解偏振，假设偏振器是理想的，输入光为完全非偏振的，不包含偏振双向衰减，并且仅出于论述的目的，仅包含轴向光线(入射角和方位角均为零)。可移除这些假设中的每个假设以根据需要改进系统模型。输入偏振器119被设置为与偏振分束器132的轴线成45
°
角一些其它角度(如果需要)，以平衡样品140和参考镜138的反射率。偏振分束器132充当线性偏振器，将呈一种偏振态的光发送到样品140，并且将呈正交偏振态的光发送到参考镜138。为了方便起见，等效线性偏振器针对引导到样品的光表示为p0并且针对引导到参考镜的光表示为p90，但角度可根据偏振分束器132的操作而变化。四分之一波片131和133相对于偏振方向以45
°
的角度设置。如果需要，信号和参考通道两者中的四分之一波片131和133的快轴可彼此平行，或可彼此成90
°
角。光由样品140反射或通过参考镜138反射，并且在返回时偏振部件如同旋转90
°
一样操作。在这些假设下，针对光学计量装置100与偏振器119、132和131的配置，照射样品140并进入偏振修改通道120的光线的出射电场矢量可以如下矩阵形式写入。
[0060]e样品
＝p-45
p0q-45
f3q
45
p0p
45ein
[0061]
(等式1)
[0062]
其中每个项描述于以下表1中。图6示出从光源110到偏振修改检测器124的样品光路中的偏振的演变，其中图6的顶部部分示出由光源110发射并入射于样品140上的光路，并且图6的下部部分示出由样品140反射并由偏振修改检测器124接收的光的光路。
[0063]
类似地，针对光学计量装置300与偏振器119、132和133的配置，照射参考镜138并进入偏振修改通道120的光线的出射电场矢量可以如下矩阵形式写入。
[0064]e镜
＝p-45
p
90
q-45
frq
45
p
90
p
45ein
[0065]
(等式2)
[0066]
其中每个项描述于以下表1中。图7示出从光源110到偏振修改检测器124的参考镜光路中的偏振的演变，其中图7的顶部部分示出由光源110发射并入射于参考镜138上的光路，并且图7的下部部分示出由参考镜138反射并由偏振修改检测器124接收的光的光路。
[0067][0068]
表1
[0069]
如果需要，反射对电场的影响可包括在针对样品s或参考镜r的琼斯矩阵的计算中，在此情况下，反射项f将不会在等式1或2中使用。
[0070]
在一般情况下，入射电场e
in
将随空间频率k以及在光瞳中的位置而变化。另外，模型包括来自样品s以及偏振器和分束器的贡献，包括分束器和其它部件中的偏振双向衰减的影响。
[0071]
在近似r
sp
＝r
ps
＝0的情况下，偏振修改通道120中的信号强度为
[0072]i偏振混合
＝|e
样品
e
镜
|2[0073]
(等式3)
[0074][0075]
如果参考镜138和样品140是完美的反射器，使得r
pp
＝r
ss
,s
pp
＝s
ss
且s
ps
＝ss＝0，则如预期的那样，偏振修改通道120中不存在信号。除非参考镜138改变，否则项|r
pp-r
ss
|是恒定的。因此，偏振修改通道120中的信号指示不同的样品反射系数s
pp
和s
ss
或显著解偏振项s
sp
和s
ps
。对于完美的参考镜(r
pp
＝r
ss
,r
ps
＝r
p
＝0)，等式4变为
[0076][0077]
通过比较，在不存在样品和参考照明之间的路径差并具有垂直(0
°
)相位掩模元件的情况下，干涉通道150中的信号的量值的简单形式为
[0078][0079]
样品140上不混合样品照明135的偏振的较低反射率区域(即在s
pp
＝s
ss
《1且s
sp
＝s
ps
＝0条件下的区域)将在干涉检测器154处产生比在完美反射率(s
pp
＝s
ss
＝1)条件下的区域低的强度图像，但在偏振修改检测器124中将不产生信号。
[0080]
样品140上的在s
pp
≠s
ss
和/或s
sp
s
ps
≠0的条件下的区域将在干涉检测器154处产
生较低强度图像，但在偏振修改检测器124中也将产生信号。此类区域的示例是一组平行线，如半导体装置中常见的。这些区域充当线性偏振器，且s
pp
和s
ss
中的一者接近于零。具有更复杂的二维或三维图案的其它区域以及具有各向异性材料(诸如类金刚石碳)的区域也可以显著混合偏振态，使得s
sp
和s
ps
中的一者或两者不为零。
[0081]
如果参考镜138和样品140是完美元件，例如r
pp
＝r
ss
,s
pp
＝s
ss
且s
ps
＝s
sp
＝0，则偏振修改通道120中不存在信号。因此，此通道可以比干涉通道150更高的增益操作，并且因此可检测样品反射系数中的较小的不平衡。通常，样品反射率琼斯矩阵中的非对角项s
ps
和s
sp
比对角项s
pp
和s
ss
小得多。由于偏振混合通道120中的“正常”信号为零，因此在高增益下操作允许即使在对主要干涉信号的影响较小的情况下也会检测到具有弱解偏振的区域(s
sp
s
ps
≠0)，这是因为s
sp
s
ps
＜＜s
pp
s
ss
。因此，偏振修改通道120可以识别具有假设相同的图案的区域之间的某些差异，该图案引起非对角样品反射率项的变化。此类效应的示例包括图案线宽度、相对高度和材料特性的变化，如众所周知的，这是因为这些效应是用于通过光学临界尺寸(ocd)工具(也称为散射计)测量亚分辨率图案特性的反射率变化的基础。此类装置的示例是由nanometrics公司制造的atlas iii ocd系统。在当前实施方式中，在具有相同预期图案的区域之间的偏振修改通道120中的信号的变化是可以用于通过由缺陷对局部反射率系数进行的修改来识别图案中的缺陷的附加信息。
[0082]
因此，在干涉检测器154和偏振修改检测器124处接收的信号的强度之间的比较将实现偏振修改和反射率变化的量值的确定。此外，干涉检测器154和偏振修改检测器124的对应像素可以对准并映射到样品140上的物理位置。因此，通过在干涉检测器154和偏振修改检测器124两者处对样品140进行成像，偏振修改和反射率变化可以被映射到样品140上的特定位置。
[0083]
图8示出例如由检测器154在干涉通道150中接收的样品140的干涉图像802的强度以及例如由检测器124在偏振修改通道120中接收的样品140的偏振修改图像812的强度的示例。干涉图像802的第一区域804对应于偏振修改图像812的第一区域814，并且两者都被映射到样品140上的相同位置。类似地，干涉图像802中的区域806和偏振修改图像812中的区域816彼此对应并且对应于样品140上的相同位置，并且同样，干涉图像802中的区域808和偏振修改图像812中的区域818彼此对应并且对应于样品140上的相同位置。干涉图像802中的区域804、806和808表示相对于周围区域803具有减小的强度的区域，并且偏振修改图像812中的区域814、816和818表示相对于周围区域813具有相同强度或增加的强度的区域。如图8中的阴影所示，白色指示高强度，即，干涉图像802和偏振修改图像812接收大信号，并且黑色指示低强度或没有强度，即干涉图像802和偏振修改图像812接收极少信号或不接收信号。图8中的例如在干涉图像802中相对于周围区域803的区域804和808中的暗色阴影的使用指示区域804和808中的强度以相同量减小，而区域806中的黑色阴影的使用指示区域806中的强度以更大量减小，即，干涉图像802在区域806中接收极少信号或不接收信号。区域804、806和808中强度减小的原因可能是由于样品140的反射率的变化(s
pp
＝s
ss
《1)和/或由样品140引起的光的偏振修改(s
pp
≠s
ss
和/或s
ps
s
sp
≠0)。在不使用偏振修改通道120的情况下，产生对应偏振修改图像812，在干涉图像802中的区域804、806和808中强度减小的原因是未知的。偏振修改图像812中的区域814、816和818对应于干涉图像802中的区域804、806和808，并且使用不同水平的阴影示出由样品140引起的偏振修改的量的差异。
[0084]
如图8所示，干涉图像802中的第一区域804和偏振修改图像812中的第一区域814表示样品140上不修改样品照明135的偏振的较低反射率的区域：s
pp
＝s
s s
《1,s
ps
s
sp
＝0，其中为了方便起见，明亮的周围区域的反射率被视为s
pp
＝s
ss
＝1,s
ps
＝s
sp
＝0。由于相对于样品140上的其它区域来自样品140上的对应区域的反射率较低，因此干涉图像802中的区域804相对于图像802中的周围区域803具有减小的强度(由图8中的阴影表示)。然而，偏振修改图像812中的区域814不接收信号(如黑色阴影所指示)，这是因为样品140上的对应区域不混合样品照明135的偏振。应理解，干涉图像802和偏振修改图像812中的不同区域的黑色和白色边界仅指示图中区域的位置并且不表示信号强度。
[0085]
干涉图像802中的第二区域806和偏振修改图像812中的第二区域816表示样品上的区域，其中不存在样品140上的反射率的降低，但是存在样品照明135的完全偏振修改：s
pp
＝-s
ss
≈1,s
ps
s
sp
≠0。因此，如可以看出，干涉图像802中的区域806具有大大减小的强度或零强度，即，干涉图像802不接收信号(如由黑色阴影所指示)，并且偏振修改图像812中的区域816由于样品照明135的偏振修改而接收强度增加(由白色阴影表示)。
[0086]
干涉图像802中的第三区域808和偏振修改图像812中的第三区域818表示样品上的区域，其中存在样品140上的反射率的降低以及存在样品照明135的偏振修改：s
pp
≠s
ss
,s
pp
s
ss
《1,s
ps
s
sp
≠0。可以看出，干涉图像802中的区域808具有减小的强度(由暗色阴影表示)，并且偏振修改图像812中的区域818接收强度的小增加，即偏振修改图像812接收由于样品照明135的偏振修改而增加的信号(以相对于周围区域813的较淡阴影示出)。因此，可以确定区域808中的强度的减小是由于样品140上的反射率的变化以及由样品140引起的样品照明135的偏振修改两者。
[0087]
因此，干涉图像802和偏振修改图像812的对应区域中的强度的比较使得能够确定干涉图像802中的强度变化是否是由于反射率变化、偏振修改或样品140的反射率变化和偏振修改两者。此外，偏振修改和反射率变化可以映射到样品140上的特定位置。
[0088]
此外，如上文所论述，可以使用来自干涉通道150的数据来确定样品140的形貌。如果需要，可以将所确定的形貌与一个或多个参考表面(例如，其它样品)或同一样品140中的其它位置进行比较，以确定形貌是否为标称的或异常的。形貌特性的比较(例如，从参考位置的形貌特性中基于逐像素的方式减去样品的感兴趣区域的形貌特性)移除共同的图案结构或特性，并且仅留下变化。所得变化可以被确定为缺陷，例如，使用阈值处理来识别候选缺陷并且基于一个或多个缺陷特性(例如，高度、大小、形状、纹理等)过滤候选缺陷。根据干涉通道150确定的样品140的形貌可以与来自偏振修改通道120的偏振修改数据一起使用，例如以检测缺陷。
[0089]
因此，即使在偏振图案的变化没有表现为反射率变化或干涉通道150中的形貌的情况下，也可以利用偏振修改通道120检测样品140上的偏振图案的变化作为偏振修改信号的变化。此外，可以通过缺陷对偏振修改信号、信号强度或形貌的影响来检测样品140上的模糊图案布局或损坏图案结构的缺陷。因此，偏振修改信道120不仅能够将偏振修改效应作为表面数据的一部分进行分析(例如，降低样品表面处偏振效应的灵敏度)，另外还提供了可用于检测和分类缺陷的信息，该缺陷可能仅基于干涉通道中的图像强度或测量的样品形貌而无法识别。
[0090]
因此，如下文所论述的，样品140的确定的一个或多个物理特性(例如缺陷的存在，
包括大小、位置、类型等)可以由计算机系统170确定并且可以例如在存储器或数据库中传送和存储。可以传送缺陷数据以调整与制造序列中的特定制造过程步骤相关联的一个或多个过程工具(例如，负责检测到的缺陷的过程工具)或调整样品本身的制造序列，例如通过拒绝或丢弃样品或样品的一部分。
[0091]
举例来说，半导体工艺线可以通过将预期产量损失或杀灭速率与检测到的每个缺陷类型相关联来使用缺陷数据。缺陷的杀灭速率通常结合使用存活统计，以确定哪些裸片可能产生缺陷。为了估计来自给定晶片上所报告的缺陷的产量影响，可以进行分类。在一个实施方式中，可以使用针对每个缺陷计算的特征以自动方式执行分类。在另一实施方式中，晶片可以装载到具有较高空间分辨率的另一工具上，并且捕获每个缺陷的图像，使得缺陷可以例如由操作员手动分类。可包括位置和分类的缺陷数据可以多种方式使用。举例来说，缺陷数据可用于基于检测到的缺陷的数目、类型和位置例如通过拒绝或丢弃样品或样品的一部分(例如，整个晶片或来自晶片的裸片)来调整样品本身的制造序列。举例来说，如果晶片超过产量损失的阈值，则可以对整个晶片进行废弃，从而避免下游过程工具资源的损耗。
[0092]
此外，缺陷数据可用于调整与制造序列中的特定制造过程步骤相关联的一个或多个过程工具(例如，负责检测到的缺陷的过程工具)，包括调整过程参数或从生产线移除过程工具。举例来说，可以将缺陷数据与来自上游处理略微不同的晶片的缺陷数据进行比较，从而可以对特定过程工具的过程参数进行调整以减少缺陷。在一个示例中，可以基于缺陷数据而改变化学机械抛光(cmp)工具的浆料组合物。通过比较浆料变化之前和之后的缺陷数量，可以识别并使用产生较少缺陷的浆料组合物。以此方式，由缺陷检查工具提供的在线产率学习提供处理流程的快速调谐，例如在过程开发期间。另外，缺陷数据可用于监测上游过程工具的运行状况并相对于负责缺陷的任何工具识别并采取校正动作。举例来说，通过对给定处理步骤处每个缺陷类型的最可能的根本原因的理解，可以使用缺陷数据来监测上游过程工具的运行状况。举例来说，可以使用统计过程控制(spc)系统来执行这种类型的偏移监测，以由于一种或多种缺陷类型将样品标记为不符合规范。基于缺陷的类型，可以例如通过调整过程参数或通过在进一步的样品受到影响之前停用处理工具以进行维护，来识别和适当地处理负责偏移的上游过程工具。缺陷数据也可用于优化过程工具预防性维护计划表。
[0093]
如果需要，可以使用其它类型的干涉仪来获得样品的表面形貌。举例来说，干涉仪可以分离组合的样品和参考照明以供多个检测器检测，每个检测器具有单个线性偏振元件，而不是使用相位掩模。通过将组合的测试和参考照明分离到多个相机(每个相机具有不同的线性偏振器角度)，可以实现允许同时检测具有多个相移的干涉信号的另选布置。此类布置允许实现最大像素密度，其中不同路径中的像素对样品上的相同点进行采样，但是这会带来额外的成本，并且难以维持分离通道之间的对准以及避免在束分离时修改偏振态。如果系统被配置成使得入射于样品和参考镜上的光线性偏振，则圆偏振器可以在此布置中使用，该圆偏振器可以是在组合束分离之前放置的单个圆偏振器，或者在组合束分离之后的每个路径可以具有其自身的圆偏振器。
[0094]
图9是示出可以由光学检查工具(诸如干涉仪100)执行的缺陷确定过程900的示例的流程图。如图9所示，产生偏振的照明束(902)，例如，如图1、图3、图4或图5中的光源110和偏振器119所示。将照明束的第一部分朝向参考镜引导作为参考照明，参考镜反射照明束的
第一部分以产生反射参考照明(904)，例如，如图1、图3或图5中的偏振分束器132或图4中的分束器132m所示。将照明束的第二部分朝向样品引导作为样品照明，样品反射照明束的第二部分以产生反射样品照明，其中样品的区域部分地修改样品照明的偏振(906)，例如，如图1、图3或图5中的偏振分束器132或图4中的分束器132m所示。
[0095]
偏振分束器接收来自参考镜的反射参考照明和来自样品的反射样品照明(908)，例如，如图1、图3、图4和图5中的偏振分束器132所示。反射参考照明和反射样品照明的第一部分组合为干涉束，并且该干涉束由偏振分束器沿着干涉通道引导(910)，例如，如图1、图3、图4和图5中的偏振分束器132所示。来自样品的区域的反射样品照明的第二部分通过偏振分束器沿着与干涉通道不同的偏振修改通道引导(912)，例如，如图1、图3、图4和图5中的偏振分束器132所示。
[0096]
在干涉通道中检测干涉束以产生第一组光学数据(914)，例如，如图1、图3或图5中的检测器154、554所示。在偏振修改通道中检测反射样品照明的第二部分以产生指示样品照明的偏振修改的第二组光学数据(916)，例如，如图1、图3或图5中的检测器124所示。使用从第一组光学数据确定的形貌或强度中的至少一个和来自第二组光学数据的偏振修改来检测样品上的缺陷(918)。
[0097]
在一个实施方式中，照明束的第一部分通过偏振分束器朝向参考镜引导，并且以第一偏振定向线性偏振，并且照明束的第二部分通过偏振分束器朝向样品引导，并且以第二偏振定向线性偏振。举例来说，入射于参考镜上的参考照明可以是线性偏振的并且具有第一偏振定向，并且入射于样品上的样品照明可以是线性偏振的并且具有与第一偏振定向正交的第二偏振定向。反射样品照明的第一部分可具有与第二偏振定向对准的第一偏振定向分量，并且反射样品照明的第二部分可具有与第一偏振定向对准的第二偏振定向，并且与反射样品照明的第一部分的第一偏振定向分量正交。在一个实施方式中，照明束的入射于参考镜上的第一部分可以第一偏手性进行圆偏振，并且照明束的入射于样品上的第二部分可以不同于第一偏手性的第二偏手性进行圆偏振。在一个实施方式中，用偏振分束器接收的反射参考照明以第二偏振定向线性偏振，并且其中反射样品照明的第一部分以与第一偏振定向对准的方向线性偏振，并且反射样品照明的第二部分以与第二偏振定向对准的方向线性偏振。举例来说，样品照明和反射样品照明可以穿过第一四分之一波片，参考照明和反射参考照明可以穿过第二四分之一波片。
[0098]
在一个实施方式中，干涉束可以穿过四分之一波片。
[0099]
在一个实施方式中，可以使用干涉束的来自第一组光学数据的强度变化和来自第二组光学数据的偏振修改来检测样品区域处的偏振修改。例如，在一个实施方式中，样品的区域是第一区域，并且其中样品的第二区域通过与样品的第一区域不同的量来部分地修改样品照明的偏振，并且该过程可以进一步包括使用干涉束的来自第一组光学数据、在第二区域中的强度变化以及来自第二组光学数据、在第二区域中的偏振修改来检测样品的第二区域处的偏振修改。
[0100]
在一个实施方式中，可以使用第一组光学数据和第二组光学数据来检测样品区域处的较低反射率。举例来说，可以使用干涉束的来自第一组光学数据的强度减小和来自第二组光学数据的偏振修改来检测样品区域处的较低反射率。
[0101]
在一个实施方式中，第一数据集可以是样品的从干涉束产生的第一图像，并且第
二数据集可以是样品的从样品反射照明的第二部分产生的第二图像。
[0102]
该过程可以进一步包括将照明束通过第二分束器朝向偏振分束器引导，例如，如图3和图5所示的分束器118所示。反射样品照明的第二部分可以通过第二分束器从偏振分束器接收，并且沿着偏振修改通道引导，例如，如图3和图5所示的分束器118所示。
[0103]
在一个实施方式中，照明束的第一部分可以朝向参考镜引导作为参考照明，并且照明束的第二部分可以通过作为干涉物镜的一部分的偏振分束器朝向样品引导作为样品照明，例如，如图1、图3和图5所示的偏振分束器132所示。举例来说，干涉物镜可以是linnik物镜或michelson物镜中的一个。
[0104]
在一个实施方式中，照明束的第一部分可以朝向参考镜引导作为参考照明，并且照明束的第二部分可以通过作为干涉物镜的一部分的第二分束器朝向样品引导作为样品照明，例如，如图4所示的分束器132m所示。举例来说，干涉物镜可以是mirau物镜，其中参考镜定位在干涉物镜的光瞳上，照明束、反射参考照明和反射样品照明通过该光瞳，例如，如图4中所示的光瞳134m和参考镜138m所示。照明束和反射参考照明以及反射样品照明可以穿过定位在偏振分束器与光瞳之间的四分之一波片，例如，如图4中的圆偏振器131所示。
[0105]
图10是示出可以由光学检查工具(诸如干涉仪100)执行的缺陷确定过程1000的示例的流程图。如图10所示，在框1002处，被偏振的照明束的第一部分朝向参考镜引导作为参考照明，参考镜反射照明束的第一部分以产生反射参考照明。另外，在框1004处，照明束的第二部分朝向样品引导作为样品照明，样品反射照明束的第二部分以产生反射样品照明，其中样品的区域部分地修改样品照明的偏振。举例来说，入射于参考镜上的参考照明可以是线性偏振的并且具有第一偏振定向，并且入射于样品上的样品照明可以是线性偏振的并且具有与第一偏振定向正交的第二偏振定向。在另一示例中，照明束的入射于参考镜上的第一部分可以第一偏手性进行圆偏振，并且照明束的入射于样品上的第二部分可以不同于第一偏手性的第二偏手性进行圆偏振。一种用于朝向参考镜引导被偏振的照明束的第一部分作为参考照明的装置，参考镜反射照明束的第一部分以产生反射参考照明，例如，可包括偏振分束器132或分束器132m和四分之一波片131，如图1、图3、图4或图5所示。一种用于将照明束的第二部分朝向样品引导作为样品照明的装置，样品反射照明束的第二部分以产生反射样品照明，其中样品的区域部分地修改样品照明的偏振，例如，可包括偏振分束器132或分束器132m，以及四分之一波片131或133，如图1、图3、图4或图5所示。
[0106]
在框1006处，将反射参考照明和来自样品的区域的反射样品照明的第一部分组合为干涉束，该干涉束基于偏振沿着干涉通道引导。另外，在框1008处，来自样品的区域的反射样品照明的第二部分基于偏振沿着偏振修改通道引导，其中偏振修改通道不同于干涉通道。一种用于将反射参考照明和来自样品的区域的反射样品照明的第一部分组合为干涉束并且基于偏振将干涉束沿着干涉通道引导的装置；举例来说，可包括图1、图3、图4或图5所示的偏振分束器132、分束器132m、四分之一波片131、133。一种用于基于偏振沿着偏振修改通道引导来自样品的区域的反射样品照明的第二部分的装置，其中偏振修改通道不同于干涉通道，例如，可包括图1、图3、图4或图5所示的偏振分束器132、分束器132m和四分之一波片131。
[0107]
在框1010处，检测干涉通道中的干涉束以产生第一组光学数据。举例来说，第一组光学数据可以是由干涉束产生的样品的图像。另外，在框1012处，在偏振修改通道中检测反
射样品照明的第二部分以产生指示样品照明的偏振修改的第二组光学数据。举例来说，第二组光学数据可以是由反射样品照明的第二部分产生的样品的第二图像。用于检测干涉通道中的干涉束以产生第一组光学数据的装置可以例如包括图1、图3或图5中所示的检测器154、554和四分之一波片153。用于检测偏振修改通道中的反射样品照明的第二部分以产生指示样品照明的偏振修改的第二组光学数据的装置可以例如包括图1、图3或图5中的检测器124和线性偏振器119。
[0108]
在框1014处，使用第一组光学数据和来自第二组光学数据的偏振修改来检测样品上的缺陷。用于使用第一组光学数据和来自第二组光学数据的偏振修改来检测样品上的缺陷的装置可以例如包括具有专用硬件或在存储器174或非暂态计算机可用存储介质179中实施可执行代码或软件指令的一个或多个处理器172。在一些实施方式中，可以另外使用干涉束的来自第一组光学数据的强度变化和来自第二组光学数据的偏振修改来检测样品的区域处的偏振修改。举例来说，样品的区域可以是第一区域，并且样品的第二区域可以通过与样品的第一区域不同的量部分地修改样品照明的偏振。可以使用干涉束的来自第一组光学数据、在第二区域中的强度变化和来自第二组光学数据、在第二区域中的偏振修改，在样品的第二区域处检测偏振修改。用于使用干涉束的来自第一组光学数据的强度变化和来自第二组光学数据的偏振修改来检测样品的区域处的偏振修改的装置可以例如包括具有专用硬件或在存储器174或非暂态计算机可用存储介质179中实施可执行代码或软件指令的一个或多个处理器172。在一些实施方式中，可以另外使用第一组光学数据和第二组光学数据来检测样品的区域处的较低反射率。用于使用第一组光学数据和第二组光学数据检测样品的区域处的较低反射率的装置可以例如包括具有专用硬件或在存储器174或非暂态计算机可用存储介质179中实施可执行代码或软件指令的一个或多个处理器172。
[0109]
贯穿本说明书对“一个示例”、“示例”、“某些示例”或“示例性实施方式”的参考意味着结合特征和/或示例描述的特定特征、结构或特性可以包含在所要求保护的主题的至少一个特征和/或示例中。因此，短语“在一个示例中”、“示例”、“在某些示例中”或“在某些实施方式中”或在本说明书中各个地方的其它类似短语不一定都指相同的特征、示例和/或限制。此外，特定特征、结构或特性可以在一个或多个示例和/或特征中组合。
[0110]
本文包含的详细描述的一些部分是根据存储在特定设备或专用计算装置或平台的存储器内的二进制数字信号上的操作的算法或符号表示来呈现的。在本特定说明书的上下文中，术语特定设备等包括一旦被编程为根据来自程序软件的指令执行特定操作的通用计算机。算法描述或符号表示是信号处理或相关领域中普通技术人员用来将其工作实质内容传达给所属领域中其它技术人员的技术的示例。这里的算法通常被认为是一个自洽的操作序列或类似的信号处理序列，从而得到期望的结果。在此上下文中，操作或处理涉及物理量的物理操纵。通常，但是不是必然地，此类量可以采取能够被存储、传送、组合、比较或以其它方式操纵的电或磁信号的形式。已经证明有时(主要是出于惯用用法的原因)将此类信号指代为位、数据、数值、元素、符号、字符、项、数字、数码等是方便的。然而，应理解，所有这些或类似术语将与适当物理量相关联，且仅为方便的标记。除非另外特别说明，否则如从本文的论述中显而易见的，应理解，整个说明书论述中使用的诸如“处理”、“计算(computing/calculating)”、“确定”等术语是指特定设备(诸如专用计算机、专用计算设备或类似的专用电子计算装置)的动作或过程。因此，在本说明书的上下文中，专用计算机或类似专用电
子计算装置能够操纵或变换信号，通常表示为存储器、寄存器或专用计算机或类似专用电子计算装置的其它信息存储装置、传输装置或显示装置内的物理电子量或磁量。
[0111]
在前述详细描述中，已经阐述了许多特定细节以提供对所要求保护的主题的透彻理解。然而，本领域技术人员将理解，所要求保护的主题可以在没有这些特定细节的情况下实施。在其它情况下，没有详细描述普通技术人员已知的方法和设备，以免模糊所要求保护的主题。
[0112]
如本文所用的术语“和”、“或”和“和/或”可以包含多种含义，这些含义至少部分地取决于使用此类术语的上下文。通常，如果用于关联列表，例如a、b或c，则“或”旨在表示a、b和c，此处在包含性意义上使用，以及a、b或c，此处在排它性意义上使用。另外，如本文所使用的术语“一个或多个”可以用于描述呈单数的任何特征、结构或特性，或者可以用于描述多个特征、结构或特性或它们的其它组合。但是应当指出的是，这仅仅是说明性示例，并且要求保护的主题不限于此示例。
[0113]
虽然已经说明和描述了目前被认为是示例性特征的内容，但是本领域技术人员将理解，可以进行各种其它修改，并且在不脱离要求保护的主题的情况下可以取代等效物。另外，在不脱离本文所描述的中心概念的情况下，可以进行许多修改以使特定情况适应要求保护的主题的教导内容。
[0114]
虽然出于说明目的结合具体实施方案示出了本发明，但本发明不限于此。在不脱离本发明范围的情况下，可以进行各种适配和修改。因此，所附权利要求书的精神和范围不应限于前述描述。