弹性模式扫描光学显微术及检验系统技术方案

一种用于弹性检验样品的方法包括以下步骤：使用射束源形成输入射束；使用输入掩模来阻挡所述输入射束的一部分；及从所述输入射束的一部分形成定形射束。在物镜的第一部分处接收所述定形射束及将所述定形射束聚焦到样品上。在所述物镜的第二部分处收集反射射束。在所述物镜的所述第一部分及所述第二部分处及在所述物镜的第三部分处收集散射光。在暗视野检测器模块处接收所述散射光，且将所述散射光的一部分引导到暗视野检测器。所述暗视野检测器模块包括具有一或多个输出孔的输出掩模，所述一或多个输出孔允许所述散射光穿过所述物镜的所述第三部分的至少一部分穿过而作为所述散射光被引导到所述暗视野检测器的所述部分。

Elastic mode scanning optical microscopy and inspection system

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】弹性模式扫描光学显微术及检验系统相关申请案的交叉引用此案主张于2017年5月12日所提出的第62/505,767号的美国临时申请案及于2017年6月6日所提出的第15/615,679号的美国申请案的权益，所述申请案的整体实质内容以引用方式并入本文中。
本文中所述的实施方式大致关于用于光学显微术及检验的系统及方法。
技术介绍
显微术及检验的基本目标是在逐点的基础上从受检查的物体产生对比。没有对比，就不能够区别任何事物。在此背景脉络下，逐点的观念指的是由系统的分辨率所决定的观察限制。提供充分对比以辨别细节的需要已导致研发了许多有用的检验技术。示例包括暗视野显微术、相位差成像、干涉相位差显微术(differentialinterferencecontrastmicroscopy)及纹影摄影术(Schlierenphotography)。在这些技术中的每一个内，存在着许多变体，各种变体被设计为用于特定的目的或情况。不同的技术或变体可提供不同的信息。因此，通常是将多种技术或变体用来检查物体。这在受检查的样品在一个区域中显示了有利于一种成像形式而在另一区域中显示了有利于不同的成像形式的特性时尤其如此。对于各种形式的成像技术而言，使用散射光在某些应用中是特别有用的。散射光引起一种在本质上是暗视野(dark-field)的信号。若样品在成分及形貌上是均匀的，则不存在散射照明光的机制。另一方面，缺陷或变化可散射照明光及提供暗视野信号。暗视野成像可用来在原本均一的周围环境中检测小型变化。作为一个示例，暗视野成像可用来针对微小缺陷检验半导体器件结构，所述微小缺陷可能呈现以下的形式：表面上粒子、原本完美(或几乎完美)的阵列中的瑕疵、直线结构中的细微凸起(或鼠齿(mouse-bite))或其他缺陷。通常难以在亮视野模式下分辨这些缺陷，因为来自周围结构的信号通常强到使得所述信号压过来自小型缺陷的更精细的信号。在此情况下使用暗视野成像允许消除大部分的明亮背景，使得可检测到来自缺陷的散射光。存在着两种主要类型的暗视野显微术，所述暗视野显微术是由它们的照明技术所区别的，一种暗视野显微术使用正向照明入射而另一种使用斜向照明入射。在前者中，是收集向围绕照明孔的区域散射的光。由于散射光与照明光的接近，此模式通常称为灰视野成像。斜向入射技术可为单暗视野或双暗视野的。若是在入射平面上收集散射光，则称为单暗视野。若是散射光是在入射平面外面到侧边而收集的(亦即若是收集空间在极性及方位方向两者上与照明空间不同(亦即从样品平面上下地及围绕与样品垂直的方向沿着不同的角度方向而收集))，则称为双暗视野。传统的斜向入射暗视野成像系统使用单独的用于照明及收集的部件。例如，照明一般是由相对于样品保持一定角度的透镜的聚焦行为所执行的，而收集一般是由单独的透镜所执行的。此类系统需要布置在固定位置中的单独的照明及收集部件。这些部件占据了样品上方的一定量的可用数值孔径(NA)空间。如此，分配给照明的NA是受限的。这限制了分辨率，因为讯问点尺寸(线性维度上的讯问点尺寸)与NA成反比。并且，使用固定在原位的部件将收集空间约束在特定的区域。因此，需要着具有弹性增加的改良的系统及方法。
技术实现思路
鉴于上文，针对弹性检验样品而提供了用于光学显微术及检验的系统及方法。在一个实施方式中，例如，一种检验系统包括了输入掩模，所述输入掩模允许定形的射束穿过物镜的一部分，在所述部分处，所述定形射束被聚焦在样品上。从样品所反射的射束穿过物镜的一部分且被引导到亮视野检测器。穿过物镜的其他部分的一部分散射光被引导到暗视野检测器。因此，物镜在此实施方式中可用来将输入射束聚焦到样品上及收集来自样品的反射及散射光。依据一个具体实施方式，一种用于弹性检验样品的方法包括以下步骤：使用射束源形成输入射束；使用输入掩模来阻挡所述输入射束的一部分；及从所述输入射束的一部分形成定形射束。所述定形射束是所述输入射束穿过所述输入掩模中的孔的所述部分。在物镜处接收所述定形射束及将所述定形射束聚焦到样品上。所述定形射束穿过所述物镜的第一部分。在所述物镜处收集反射射束。所述反射射束是所述定形射束从所述样品所反射的一部分。所述反射射束穿过所述物镜的第二部分。在亮视野检测器模块处接收所述反射射束及将所述反射射束引导到亮视野检测器。在所述物镜处收集散射光。所述散射光是所述定形射束被所述样品散射的一部分。所述散射光穿过所述物镜的所述第一部分及所述第二部分及穿过所述物镜的第三部分。所述物镜的所述第一部分及所述第二部分与所述物镜的所述第三部分不同。在暗视野检测器模块处接收所述散射光，且将所述散射光的一部分引导到暗视野检测器。所述暗视野检测器模块包括具有一或多个输出孔的输出掩模。所述输出掩模阻挡穿过所述物镜的所述第一部分及所述第二部分的所述散射光。所述一或多个输出孔允许所述散射光穿过所述物镜的所述第三部分的至少一部分穿过而作为所述散射光被引导到所述暗视野检测器的所述部分。实施方式亦针对用于实现所公开的方法的装置，且包括用于执行各个所述方法特征的装置部件。可藉由硬件组件、由适当软件所程序化的计算机、通过上述两者的任何组合或以任何其他方式来执行这些方法特征。并且，实施方式亦针对操作所述装置的方法且包括用于实现所述装置的每个功能的方法特征。根据权利要求书、说明书及附图，另外的方面、优点及特征是显而易见的。附图说明可通过参照以下详细说明及附图来完全理解本文中所述的各种实施方式(关于结构及操作方法两者)以及所述实施方式的特征及优点，在所述附图中：图1是依据一个实施方式的弹性模式扫描光学显微术及检验系统的简化横截面图；图2a-2e是依据某些实施方式的物镜孔的简化平面图，各个平面图示出如何将物镜孔的不同区域用于向样品引导光及收集来自样品的光；图3是依据另一实施方式的弹性模式扫描光学显微术及检验系统的简化横截面图；图4是依据一个实施方式的物镜孔的简化平面图，示出可如何将不同的物镜孔区域用于向样品引导光及收集来自样品的光；及图5是依据一个实施方式的流程图，概述一种用于弹性检验样品的方法。将理解到，为了容易及明确说明起见，图中所示的元件不一定是依比例绘制的。例如，可能为了明确起见而相对于其他元件放大了某些元件的尺度。进一步地，在适当的情况下，可在图中重复使用参考标号来指示相对应或相似的元件。具体实施方式在以下的详细说明中，阐述了许多具体细节以提供本文中所述的实施方式的彻底理解。然而，应理解到，可在没有这些具体细节的情况下实行各种实施方式。在其他情况中，未详细描述传统的方法、程序及部件以便不模糊所述的特征。将详细参照各种实施方式，其中的一或多个示例被绘示于图中。各个示例是通过解释的方式来提供的且不意味着是限制。进一步地，被绘示或描述为一个实施方式的一部分的特征可用在其他实施方式上或与其他实施方式结合使用以又产生进一步的实施方式。本说明书要包括这些更改及变体。如本文中所指称本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于亮视野及暗视野检验样品的系统，所述系统包括：/n来源，被配置为提供输入射束；/n输入掩模，具有输入孔，所述输入掩模被配置为阻挡所述输入射束的一部分，且所述输入孔被布置为允许所述输入射束的一部分穿过而作为定形射束；/n物镜，被布置为：/n接收所述定形射束，及以第一斜角将所述定形射束聚焦到样品上，所述定形射束穿过所述物镜的第一部分；/n收集反射射束，所述反射射束是所述定形射束从所述样品以第二斜角所反射的一部分，所述反射射束穿过所述物镜的第二部分；及/n收集散射光，所述散射光是所述定形射束被所述样品散射的一部分，所述散射光穿过所述物镜的所述第一部分及所述第二部分及所述物镜的第三部分，其中所述物镜的所述第一部分、所述第二部分及所述第三部分包括所述物镜的不同部分；/n亮视野检测器模块，被配置为接收来自所述物镜的所述反射射束，及将所述反射射束引导到亮视野检测器；及/n暗视野检测器模块，被配置为接收来自所述物镜的所述散射光，及将所述散射光的一部分引导到暗视野检测器，所述暗视野检测器模块包括具有一或多个输出孔的输出掩模，所述输出掩模被配置为阻挡穿过所述物镜的所述第一部分及所述第二部分的所述散射光，且所述一或多个输出孔被布置为允许所述散射光穿过所述物镜的所述第三部分的至少一部分穿过而作为所述散射光被引导到所述暗视野检测器的所述部分。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170512 US 62/505,767;20170606 US 15/615,6791.一种用于亮视野及暗视野检验样品的系统，所述系统包括：
来源，被配置为提供输入射束；
输入掩模，具有输入孔，所述输入掩模被配置为阻挡所述输入射束的一部分，且所述输入孔被布置为允许所述输入射束的一部分穿过而作为定形射束；
物镜，被布置为：
接收所述定形射束，及以第一斜角将所述定形射束聚焦到样品上，所述定形射束穿过所述物镜的第一部分；
收集反射射束，所述反射射束是所述定形射束从所述样品以第二斜角所反射的一部分，所述反射射束穿过所述物镜的第二部分；及
收集散射光，所述散射光是所述定形射束被所述样品散射的一部分，所述散射光穿过所述物镜的所述第一部分及所述第二部分及所述物镜的第三部分，其中所述物镜的所述第一部分、所述第二部分及所述第三部分包括所述物镜的不同部分；
亮视野检测器模块，被配置为接收来自所述物镜的所述反射射束，及将所述反射射束引导到亮视野检测器；及
暗视野检测器模块，被配置为接收来自所述物镜的所述散射光，及将所述散射光的一部分引导到暗视野检测器，所述暗视野检测器模块包括具有一或多个输出孔的输出掩模，所述输出掩模被配置为阻挡穿过所述物镜的所述第一部分及所述第二部分的所述散射光，且所述一或多个输出孔被布置为允许所述散射光穿过所述物镜的所述第三部分的至少一部分穿过而作为所述散射光被引导到所述暗视野检测器的所述部分。


2.如权利要求1所述的系统，其中所述第一斜角是斜向入射角。


3.如权利要求1所述的系统，其中所述物镜的所述第一部分、所述第二部分及所述第三部分是不重迭的。


4.如权利要求1所述的系统，其中所述物镜的所述第一部分、所述第二部分及所述第三部分相对应于所述物镜的整个数值孔径，或者其中所述物镜的所述第一部分、所述第二部分及所述第三部分相对应于小于所述物镜的整个数值孔径。


5.如权利要求1所述的系统，其中所述物镜的所述第三部分包括所述物镜在所述定形射束的入射平面外面的一部分。


6.如权利要求1所述的系统，所述系统进一步包括：
射束扩展器，用于扩展所述输入射束；
准直器，用于准直所述输入射束；
偏振器，用于偏振所述定形射束；及
一或多个分束器，用于将所述散射光的至少一部分与所述反射射束分离。


7.一种用于弹性检验样品的系统，所述系统包括：
来源，被配置为提供输入射束；
输入掩模，具有输入孔，所述输入掩模被配置为阻挡所述输入射束的一部分，且所述输入孔被布置为允许所述输入射束的部分穿过而作为定形射束；
物镜，被布置为：
接收所述定形射束，及将所述定形射束聚焦到样品上，所述定形射束穿过所述物镜的第一部分；
收集反射射束，所述反射射束是所述定形射束从所述样品所反射的一部分，所述反射射束穿过所述物镜的第二部分；及
收集散射光，所述散射光是所述定形射束被所述样品散射的一部分，所述散射光穿过所述物镜的所述第一部分及所述第二部分及穿过所述物镜的第三部分，其中所述物镜的所述第一部分及所述第二部分与所述物镜的所述第三部分不同；
亮视野检测器模块，被配置为接收来自所述物镜的所述反射射束，及将所述反射射束引导到亮视野检测器；及
暗视野检测器模块，被配置为接收来自所述物镜的所述散射光，及将所述散射光的一部分引导到暗视野检测器，所述暗视野检测器模块包括具有一或多个输出孔的输出掩模，所述输出掩模被配置为阻挡穿过所述物镜的所述第一部分及所述第二部分的所述散射光，且所述一或多个输出孔被布置为允许所述散射光穿过所述物镜的所述第三部分的至少一部分穿过而作为所述散射光被引导到所述暗视野检测器的所述部分。


8.如权利要求7所述的系统，其中所述物镜的所述第一部分及所述第二部分包括所述物镜的实质相同的...

【专利技术属性】
技术研发人员：萨姆尔·班纳，吴冬，梅迪·瓦泽艾拉瓦尼，瓦赫布·比沙拉，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US