利用空间变化偏振转子及偏振器进行敏感性粒子检测制造技术

本申请实施例涉及利用空间变化偏振转子及偏振器进行敏感性粒子检测。一种暗场检验系统可包含：照射源，其用以产生照射束；照射光学器件，其经配置以将所述照射束沿着照射方向以离轴角度引导到样本；聚光光学器件，其用以在暗场模式中响应于所述照射束而聚集来自所述样本的散射光；偏振转子，其位于一或多个聚光光学器件的光瞳面处，其中所述偏振转子提供被选择成将从所述样本的表面散射的光旋转到选定偏振角度的空间变化偏振旋转角度；偏振器，其经对准以拒斥沿着所述选定偏振角度发生偏振的光来拒斥从所述样本的表面散射的光；及检测器，其用以基于来自所述样本的由所述偏振器传递的散射光而产生所述样本的暗场图像。传递的散射光而产生所述样本的暗场图像。传递的散射光而产生所述样本的暗场图像。

【技术实现步骤摘要】
利用空间变化偏振转子及偏振器进行敏感性粒子检测
[0001]分案申请的相关信息
[0002]本申请是申请日为2020年2月10日，申请号为“202080019246.7”，专利技术名称为“利用空间变化偏振转子及偏振器进行敏感性粒子检测”的专利技术专利申请的分案申请。
[0003]相关申请案交叉参考
[0004]本申请案根据35U.S.C.
§
119(e)主张2019年2月17日提出申请的标题为“晶片检验系统中的粒子检测的敏感性增强的方法及系统(METHOD AND SYSTEM OF SENSITIVITY ENHANCEMENT FOR PARTICLE DETECTION IN WAFER INSPECTION SYSTEM)”专利技术人为刘雪峰(Xuefeng Liu)及梁仁权(Jenn
‑
Kuen Leong)的美国临时申请案第62/806,820号的权益，所述申请案以全文引用的方式并入本文中。


[0005]本公开一般来说涉及粒子检验，且更特定来说涉及使用基于散射光或衍射光的暗场成像进行粒子检验。

技术介绍

[0006]粒子检测系统通常用于半导体处理线中来识别晶片(例如但不限于非图案化晶片)上的缺陷或微粒。随着半导体装置不断缩小，需要对应地增大粒子检测系统的敏感性及分辨率。可限制测量敏感性的显著噪声源是晶片上的表面散射(例如，表面雾度)，甚至光学抛光表面仍可能会存在所述表面散射。虽然已提出各种方法来相对于粒子散射抑制表面散射，但此类方法可无法实现所期望敏感性水平及/或可以降低图像质量为代价实现敏感性。因此需要开发减少上文所述缺点的系统及方法。

技术实现思路

[0007]根据本公开的一或多个说明性实施例揭示一种系统。在一个说明性实施例中，所述系统包含用以产生照射束的照射源。在另一说明性实施例中，所述系统包含用以将所述照射束沿着照射方向以离轴角度引导到样本的一或多个照射光学器件。在另一说明性实施例中，所述系统包含用以在暗场模式中响应于所述照射束而聚集来自所述样本的散射光的一或多个聚光光学器件。在另一说明性实施例中，所述系统包含位于所述一或多个聚光光学器件的光瞳面处的偏振转子，其中所述偏振转子提供被选择成将从所述样本的表面散射的光旋转到选定偏振角度的空间变化偏振旋转角度。在另一说明性实施例中，所述系统包含经对准以拒斥沿着所述选定偏振角度发生偏振的光来拒斥从所述样本的所述表面散射的所述光的偏振器。在另一说明性实施例中，所述系统包含经配置以基于来自所述样本的由所述偏振器传递的散射光而产生所述样本的暗场图像的检测器，其中来自所述样本的由所述偏振器传递的所述散射光包含由所述样本的所述表面上的一或多个粒子散射的光的至少一部分。
[0008]根据本公开的一或多个说明性实施例揭示一种设备。在一个说明性实施例中，所
述设备包含位于暗场成像系统的光瞳面处的偏振转子，其中所述暗场成像系统包含用以响应于离轴照射而聚集来自样本的散射光的一或多个聚光光学器件。在另一说明性实施例中，所述偏振转子提供被选择成将从所述样本的表面散射的光旋转到选定偏振角度的空间变化偏振旋转角度。在另一说明性实施例中，所述偏振转子经配置以与偏振器耦合，所述偏振器经对准以拒斥沿着所述选定偏振角度发生偏振的光来拒斥从所述样本的表面散射的所述光。
[0009]根据本公开的一或多个说明性实施例揭示一种方法。在一个说明性实施例中，所述方法包含响应于已知偏振呈已知入射角度的照射束而接收从样本的表面散射的光的电场分布。在另一说明性实施例中，所述方法包含设计适合于放置于成像系统的光瞳面处的偏振转子以提供空间变化偏振旋转角度，所述空间变化偏振旋转角度被选择成将具有所述电场分布的光的偏振旋转到选定偏振角度。在另一说明性实施例中，所述方法包含利用具有位于所述光瞳面中的所述偏振转子及经对准以拒斥沿着所述选定偏振角度发生偏振的光的线性偏振器的所述成像系统来产生样本的暗场图像，其中所述暗场图像基于由所述偏振器传递的光。
[0010]根据本公开的一或多个说明性实施例揭示一种系统。在一个说明性实施例中，所述系统包含用以产生照射束的照射源。在另一说明性实施例中，所述系统包含用以将所述照射束沿着照射方向以离轴角度引导到样本的一或多个照射光学器件。在另一说明性实施例中，所述系统包含检测器。在另一说明性实施例中，所述系统包含响应于所述照射束基于从所述样本聚集的光而在所述检测器上产生所述样本的暗场图像的一或多个聚光光学器件。在一个说明性实施例中，所述系统包含分段式偏振器，所述分段式偏振器包含分布于所述一或多个聚光光学器件的光瞳面中的多个分段，其中每一分段的拒斥轴线经定向以在所述分段内拒斥从所述样本的表面散射的光。
[0011]应理解，前述一般描述及以下详细描述两者均仅为示范性及解释性的，且未必限制所主张的本专利技术。并入本说明书中并构成本说明书的一部分的附图图解说明本专利技术的实施例且与所述一般描述一起用于阐释本专利技术的原理。
附图说明
[0012]所属领域的技术人员可通过参考附图更好地理解本公开的众多优点，在附图中：
[0013]图1是根据本公开的一或多个实施例的粒子检测系统的概念图；
[0014]图2A是根据本公开的一或多个实施例的响应于倾斜入射p偏振光的表面散射的光瞳面散射图；
[0015]图2B是根据本公开的一或多个实施例的由亚分辨率粒子响应于倾斜入射p偏振光而散射的光的光瞳面散射图；
[0016]图3A是根据本公开的一或多个实施例的具有围绕顶点位置径向分布的楔形分段的分段式偏振器的概念性俯视图；
[0017]图3B是根据本公开的一或多个实施例的分段式偏振器的概念性俯视图，在所述分段式偏振器中，分段在光瞳面中沿着选定分段方向线性分布；
[0018]图4是根据本公开的一或多个实施例的包含两个分段的相位掩模的概念性俯视图，所述两个分段将光瞳划分成两个分段。
[0019]图5是根据本公开的一或多个实施例的形成为有角度分段式半波片的偏振转子的概念性俯视图；
[0020]图6A及6B是根据本公开的一或多个实施例的所聚集样本光在传播穿过有角度分段式偏振转子及偏振分束器之后发生正交偏振部分的曲线图；
[0021]图7A是根据本公开的一或多个实施例的形成为线性分段式半波片的偏振转子的概念性俯视图；
[0022]图7B是根据本公开的一或多个实施例的图7A中所展示的线性分段式偏振转子的光轴的定向方向随着在光瞳面中沿着分段方向的位置而变化的所计算曲线图；
[0023]图7C是根据本公开的一或多个实施例的使表面雾度的偏振旋转到选定偏振角度的线性分段式偏振转子的光轴的定向方向的曲线图；
[0024]图8A及8B是根据本公开的一或多个实施例的所聚集样本光在传播穿过有角度分段式偏振转子及偏振分束器之后发生正交偏振部分的曲线图；
[0025]图9A是根据本公开的一或多个实施例的基于倾斜入射p偏振光的散射而产生的小于成像系统的分辨率的粒子的图像；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种检验方法，其包括：响应于已知偏振呈已知入射角度的照射束而接收从样本的表面散射的光的电场分布；设计适合于放置于成像系统的光瞳面处的偏振转子以提供空间变化偏振旋转角度，所述空间变化偏振旋转角度被选择成将具有所述电场分布的光的偏振旋转到选定偏振角度，其中所述偏振转子包含具有与所述光瞳面垂直定向的光轴的光学活性材料，所述光瞳面基于旋光性而在所述光瞳面内旋转光的偏振，其中所述光学活性材料具有基于所述电场分布的跨越所述光瞳面的空间变化厚度以将从所述样本的所述表面散射的所述光旋转到所述选定偏振角度；及利用具有位于所述光瞳面中的所述偏振转子及经对准以拒斥沿着所述选定偏振角度发生偏振的光的线性偏振器的所述成像系统来产生样本的暗场图像，其中所述暗场图像基于由所述偏振器传递的光。2.根据权利要求1所述的检验方法，其中所述已知偏振是p偏振。3.根据权利要求1所述的检验方法，其进一步包括：响应于所述照射束而接收从所述样本的所述表面上的粒子散射的光的电场分布，其中设计所述偏振转子进一步包括：将所述选定偏振角度选择成使得所述线性偏振器传递具有电场分布的至少选定百分比的光。4.根据权利要求1所述的检验方法，其进一步包括：基于被所述线性偏振器拒斥的沿着所述选定偏振角度发生偏振的光而产生所述样本的额外暗场图像。5.一种检验系统，其包括：照射源，其经配置以产生照射束；一或多个照射光学器件，其经配置以将所述照射束沿着照射方向以离轴角度引导到样本；检测器；一或多个聚光光学器件，其经配置以响应于所述照射束基于从所述样本聚集的光而在所述检测器上产生所述样本的暗场图像；及线性分段式偏振器，其包含沿着分段方向分布于所述一或多个聚光光学器件的光瞳面中的多个分段，其中每一分段的拒斥轴线经定向以在所述分段内拒斥从所述样本的表面散射的光。6.根据权利要求5所述的检验系统，其中每一分段的所述拒斥轴线经定向以响应于已知偏振呈已知入射角度的照射而基于从样本的表面散射的所述光的已知电场分布在所述分段内拒斥从所述样本的所述表面散射的光。7.根据权利要求6所述的检验系统，其中所述已知偏振是p偏振。8.根据权利要求5所述的检验系统，其中所述多个分段沿着与所述照射方向垂直的方向线性分布。9.一种检验系统，其包括：照射源，其经配置以产生照射束；一或多个照射光学器件，其用以将所述照射束沿着照射方向以离轴角度引导到样本；
一或多个聚光光学器件，其用以在暗场模式中响应于所述照射束而聚集来自所述样本的散射光；偏振转子，其位于所述一或多个聚光光学器件的光瞳面处，其中所述偏振转子提供被选择成将从所述样本的表面散射的光旋转到选定偏振角度的空间变化偏振旋转角度，其中所述偏振转子包含具有与所述光瞳面垂直定向的光轴的光学活性材料，所述光瞳面基于旋光性而在所述光瞳面内旋转光的偏振，其中所述光学活性材料具有跨越所述光瞳面的空间变化厚度以将从所述样本的所述表面散射的所述光旋转到所述选定偏振角度；偏振器，其经对准以拒斥沿着所述选定偏振角度发生偏振的光；及检测器，其用以基于由所述偏振器传递的光而产生所述样本的暗场图像，其中由所述偏振器传递的所述光包含由所述样本的所述表面上的一或多个粒子散射的光的至少一部分。10.根据权利要求9所述的检验系统，其中所述光学活性材料包括：具有垂直于所述光瞳面定向的光轴的光学活性晶体。11.根据权利要求9所述的检验系统，其进一步包括：相位补偿器，其在所述偏振转子之前位于所述光瞳面中以跨越所述光瞳面使来自所述样本的所述散射光的光路长度相等。12.根据权利要求11所述的检验系统，其中所述相位补偿器沿着穿过所述相位补偿器的传播方向由光学均质材料形成。13.根据权利要求11所述的检验系统，其中所述相位补偿器沿着穿过所述相位补偿器的传播方向由具有与所述偏振转子相反的偏向性的光学活性材料形成。14.根据权利要求11所述的检验系统，其中由所述偏振器传递的所述光包含由所述样本的所述表面上的一或多个粒子散射的光的至少一部分。15.根据权利要求11所述的检验系统，其中从所述样本的所述表面散射的所述光具有已知电场分布，其中所述偏振转子经配置以将由所述已知电场分布偏振的光旋转到所述选定偏振角度。16.一种检验设备，其包括：偏振转子，其位于暗场成像系统的光瞳面处，其中所述暗场成像系统包含用以响应于离轴照射而聚集来自样本的散射光的一或多个聚光光学器件，其中所述偏振转子提供被选择成将从所述样本的表面散射的光旋转到选定偏振角度的空间变化偏振旋转角度，其中所述偏振转子包含具有与所述光瞳面垂直定向的光轴的光学活性材料，所述光瞳面基于旋光性而在所述光瞳面内旋转光的偏振，其中所述光学活性材料具有跨越所述光瞳面的空间变化厚度以将从所述样本的所述表面散射的所述光旋转到所述选定偏振角度。17.根据权利要求16所述的检验系统，其中所述光学活性材料包括：具有垂直于所述光瞳面定向的光轴的光学活性晶体。18.根据权利要求16所述的检验设备，其进一步包括：相位补偿器，其在所述偏振转子之前位于所述光瞳面中以跨越所述光瞳面使来自所述样本的所述散射光的光路长度相等。19.根据权利要求18所述的检验设备，其中所述相位补偿器沿着穿过所述相位补偿器的传播方向由光学均质材料形成。20.根据权利要求18所述的检验设备，其中所述相位补偿器沿着穿过所述相位补偿器的传播方向由具有与所述偏振转子相反的偏向性的光学活性材料形成。
21.一种检验系统，其包括：照射源，其用于产生照射束；一或多个照射光学器件，其用以将所述照射束沿着照射方向以离轴角度引导到样本；一或多个聚光光学器件，其用以在暗场模式中响应于所述照射束而聚集来自所述样本的散射光；相位掩模，其位于所述一或多个聚光光学器件的第一光瞳面处，其中所述相位掩模经配置以在聚光区域的两个以上光瞳区域中为光提供不同的相移以重塑从样本的表面上的一或多个粒子散射的光的点扩散函数，其中所述聚光区域对应于所述一或多个聚光光学器件的数值孔径；偏振转子，其位于所述一或多个聚光光学器件的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘学峰，JK，
申请(专利权)人：科磊股份有限公司，
类型：发明
国别省市：