本申请实施例涉及用于优化以成像为基础的覆盖度量的聚焦的系统及方法。本发明专利技术揭示用于凭借具有光学相干断层摄影术OCT聚焦系统的干涉仪装置通过分别引导经重叠测量波前及参考波前朝向聚焦传感器及朝向成像传感器进行聚焦且测量的方法及系统；其中引导所述经重叠波前的预定义聚焦照明光谱朝向所述聚焦传感器，且其中引导所述经重叠波前的预定义测量照明光谱朝向所述成像传感器。本发明专利技术揭示用于在样品的载物台移动期间，维持具有OCT聚焦系统的干涉仪装置的聚焦的方法及系统。的干涉仪装置的聚焦的方法及系统。的干涉仪装置的聚焦的方法及系统。
【技术实现步骤摘要】
用于优化以成像为基础的覆盖度量的聚焦的系统及方法
[0001]本申请是专利技术名称为“用于优化以成像为基础的覆盖度量的聚焦的系统及方法”，申请号为201780056222.7，申请日为2017年9月14日的专利技术专利申请的分案申请。
[0002]相关申请案的交叉参考
[0003]本申请案主张于2016年9月15日申请的第62/394,838号美国临时专利申请案的权益，所述申请案的全文以引用的方式并入本文中。
[0004]本专利技术涉及度量的领域，且更特定来说涉及以成像为基础的覆盖度量的优化聚焦及测量。
技术介绍
[0005]光学相干断层摄影术(OCT)是一种光学信号获取及处理方法。OCT从光学散射介质内捕获微米分辨率三维图像。OCT依赖干涉技术，通常通过采用近红外光来进行。此相对较长波长光的使用允许光穿透到散射介质中。取决于光源(例如其中已采用超发光二极管及超短脉冲激光)的性质，OCT已实现次微米分辨率(具有在约100nm波长范围内发射的极宽光谱源)。
[0006]OCT是一类光学断层摄影技术中的一者。OCT的相对最近实施方案是频率域光学相干断层摄影术，其提供信噪比方面的优点且允许更快信号获取。OCT通常用作为生物学及医学中的光学方法。市售OCT系统用于多样化应用中，包含艺术品保护及诊断医学，尤其在眼科学中，其中OCT系统可用于从视网膜内获得详细图像。
[0007]通常，在检验任务中，尤其在光学度量中，准确确定感测头相距所检验目标的距离越来越重要。这是因为系统目标距离与整体测量准确度之间的密切联系。由于OCT基本上以与林尼克(Linnik)干涉仪相同的方式操作，因此OCT可被考虑用作类似林尼克干涉仪的聚焦传感器。林尼克干涉仪(如所属领域中已知)是一种通常用于显微术、表面轮廓测量、地形及光学覆盖度量中的双光束干涉仪。
[0008]在覆盖散射测量(其为光瞳散射测量或场散射测量)中，覆盖标记通常为光栅覆光栅结构且覆盖信息是携载于下部光栅与上部光栅的相对相位中。在并排类型的覆盖散射测量中，覆盖标记(即，度量目标)可包括毗邻光栅结构的光栅且覆盖信息还可携载于下部光栅与上部光栅的相对相位中。
[0009]在覆盖成像中，覆盖标记(即，度量目标)可由用于单独层的单独标记组成且覆盖信息携载于每一个别标记在检测器上的位置中，所述位置又是所述个别标记的不同衍射阶之间的干涉的结果。
[0010]现参考图1、2A及2B，其示意性地示范如所属领域中已知的使用林尼克干涉仪的常规度量工具1000的实例，所述度量工具1000可用于对样品1060的表面处的目标结构(例如，晶片的表面处的覆盖目标)执行成像覆盖测量。如图1中所展示，度量工具1000可包含光源1010，光源1010光学耦合到照明光学器件1025，照明光学器件1025潜在地具有角度及/或空
间动态控制以用于产生辐射探测光束1310。可使用50/50光束分离器1040(例如，林尼克光束分离器)转动探测光束1310朝向样品1060。可使用测量光学器件1050(还标注为测量物镜)将探测光束1310聚焦到样品1060的表面上。
[0011]通过测量物镜1050收集且准直从目标散射的探测光束辐射，且至少一部分样品光束穿过光束分离器1040且沿着工具的光学柱向上。所述部分的样品光束可穿过管透镜1105且聚焦到例如电荷耦合装置(CCD)的图像检测器1120上。
[0012]经示范度量工具1000进一步包含OCT聚焦系统，所述OCT聚焦系统具有第二光束分离器1100(还标注为聚焦光束分离器)、任选地聚焦检测器透镜1115、聚焦检测器(FD)1110(还标注为聚焦传感器)、参考光学器件1080(还标注为参考物镜)及反射器1090(例如，参考镜表面)，其都布置成林尼克型干涉仪配置。在林尼克型干涉仪中，参考物镜1080及测量物镜1050具有类似光学性能及互补光学性质，使得样品臂与参考臂的光学路径长度匹配。
[0013]图1及2A进一步示范机械快门1070，其选择性地打开及关闭光束分离器1040与参考物镜1080之间的光学路径，所述参考物镜1080将参考光束聚焦到反射器1090上。参考光束穿过参考物镜1080朝向光束分离器1040返回。
[0014]另一部分的探测光束功率(称为样品光束)从样品1060反射且被引导朝向光束分离器1040，此后其与参考光束一起行进。接着被引导到聚焦光束分离器1100，聚焦光束分离器1100将所述两个光束引导到其中其干涉的聚焦检测器1110上。作为样品光束与参考光束之间的干涉的结果，在聚焦检测器1110处检测到干涉条纹。可分析干涉条纹以便检测探测光束是否聚焦于样品1060处。
[0015]如图2A中所示范的度量工具示范类似于图1中示范的装置的装置2000。度量工具2000可进一步包含经配置以固持样品1060的载物台(未展示)，且平移机构(未展示)可机械耦合到载物台，其中平移机构经配置以在平行于测量物镜的光学轴的方向2061上移动载物台。图2B示意性地示范FD 1110的光学输出信号2200，光学输出信号2200可经分析以便检测探测光束是否聚焦于样品1060处。
[0016]举例来说，当样品路径与参考路径的长度相差小于照明的相干长度时，来自两条路径的光干涉，相应地最优样品位置可被定义为其中干涉对比最大的位置或从其中对比最大的位置的一些偏移。
[0017]针对OCT系统的常见做法可大体标注为：移动、聚焦及测量。通常，以一次性准直定位参考镜1090，使得最大干涉对比与成像传感器1120上的目标图像的最大对比一致；及以下步骤为：
[0018]移动：在初始步骤，移动样品的载物台(未展示)以将样品表面处的目标结构带入成像传感器的视场中。
[0019]聚焦：在下一步骤，扫描测量物镜1050与样品1060之间的间隔(即距离)，以便调制形成于聚焦传感器1110处的条纹，如图2B中所展示。FD的输出信号2200的分析允许识别测量物镜1050与样品1060之间的间隔，其产生最大条纹对比。相应地，主物镜1050与样品1060之间的间隔经设置以提供最大条纹对比。
[0020]测量：在此步骤，通过成像传感器1120使样品成像，其中针对目标的覆盖测量，在获取期间关闭参考路径的快门1070。
[0021]在下文中，移动载物台以将测量照明设置到样品的表面上的待成像的下一目标结
构上。
[0022]然而，如上文所论述且如图1及2A中所说明，所实施OCT聚焦系统具有一些缺点。直到目前，并未尝试在载物台移动到样品的表面处的每一目标期间维持聚焦。在每一载物台移动之后，应扫描测量物镜1050与样品1060之间的距离以识别最大条纹对比的位置；接着在每次载物台移动之后，应将样品到物镜间隔设置到此最优位置。在每一载物台移动之后，此聚焦使每一目标测量所需的时间增加。
[0023]此外，照明光谱针对每一目标定义一次且针对聚焦任务及测量任务两者是相同的，而针对聚焦任务的最优光谱可不同于针对覆盖样品测量本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种度量及检验系统，其包括：光学度量工具，其具有含光学耦合到第一物镜的第一光束分离器的光学柱；及光学相干断层摄影术聚焦系统，其包括：第二物镜及参考表面，其与所述第一光束分离器布置成干涉仪配置，及第二光束分离器，其光学耦合到所述第一光束分离器的输出波前；其中以下中的至少一者成立：所述参考表面是经配置以反射聚焦光谱内的照明的二向色反射器；及所述聚焦光谱进一步包括：聚焦光谱滤光器轮，其光学耦合于第二光束分离器与聚焦传感器之间，其经配置以将所述聚焦光谱内的照明引导到所述聚焦传感器；及成像光谱滤光器轮，其光学耦合于所述第二光束分离器与成像传感器之间，其经配置以引导测量光谱内的照明到所述成像传感器。2.根据权利要求1所述的系统，所述预定聚焦光谱是约380到430nm及所述预定测量光谱是约430到1200nm。3.一种用于使用具有光学相干断层摄影术OCT聚焦系统的干涉仪装置进行聚焦及测量的方法；所述方法包括分别引导经重叠的测量及参考波前朝向聚焦传感器及朝向成像传感器的步骤；其中引导所述经重叠的波前的预定义聚焦照明光谱朝向...
【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：科磊股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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