具有增强分辨率的三维成像制造技术

一种成像系统可包含成像度量工具，所述成像度量工具具有：照明源；一或多个照明光学器件，其用于将照明从所述照明源引导到样本；检测器；一或多个收集光学器件，其用于使所述样本成像到所述检测器上；及一或多个像差控制组件。所述一或多个像差控制组件可提供像差校正以根据一或多个自由度使所述样本成像到所述检测器上，其中所述一或多个自由度包含所述成像系统的至少散焦，且其中所述一或多个像差控制组件与所述一或多个照明光学器件、所述一或多个收集光学器件或所述检测器中的至少一者集成。集成。集成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有增强分辨率的三维成像
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请根据35U.S.C.
§
119(e)主张2021年2月8日申请的以刘秀梅(Xiumei Liu)及王马克S(Mark S.Wang)作为专利技术人的标题为“用于具有增强分辨率的3D成像的设备(APPARATUS FOR 3D IMAGING WITH ENHANCED RESOLUTION)”的序列号为63/146,749的美国临时申请的权益，所述申请以引用方式全部并入本文中。


[0003]本公开大体上涉及子表面成像，且更特定来说，本公开涉及动态调谐成像条件以在各种深度提供像差校正子表面成像。

技术介绍

[0004]越来越需要在材料内的各种深度灵活提供高分辨率成像。例如，半导体行业的趋势导致越来越多的三维装置设计(例如三维存储器装置或类似者)，其需要例如越来越大的深度范围内的缺陷检验的质量控制测量。又如，例如(但不限于)机器视觉及生物成像的行业的进步正推动类似的成像挑战。然而，当前用于子表面成像的技术归因于子表面深度处的像差而具有有限范围或仅限于固定测量深度。因此，可期望提供解决上述缺陷的系统及方法。

技术实现思路

[0005]根据本公开的一或多个说明性实施例公开一种成像系统。在一个说明性实施例中，所述系统包含成像度量工具，所述成像度量工具包含：照明源；一或多个照明光学器件，其用于将照明从所述照明源引导到样本；检测器；一或多个收集光学器件，其用于使样本成像到所述检测器上；及一或多个像差控制组件，其提供像差校正以根据一或多个自由度使所述样本成像到所述检测器上。在另一说明性实施例中，所述一或多个自由度包含所述成像系统的至少散焦。在另一说明性实施例中，所述一或多个像差控制组件与所述一或多个照明光学器件、所述一或多个收集光学器件或所述检测器中的至少一者集成。在另一说明性实施例中，所述系统包含控制器，其用于：确定与针对成像深度的范围提供具有超出选定阈值的质量度量的所述样本到所述检测器上的成像的所述一或多个自由度相关联的所述一或多个像差控制组件的配置；及引导所述成像度量工具以使用所述成像度量工具的经确定配置来使所述样本的至少一部分成像于成像深度的所述范围内的两个或更多个成像深度处。
[0006]根据本公开的一或多个说明性实施例，公开一种成像系统。在一个说明性实施例中，所述系统包含成像度量工具，其中所述成像度量工具的像差校正可在三个或更多个自由度内调整。在另一说明性实施例中，所述成像度量工具包含：平移台，其用于固定样本；照明源；一或多个照明光学器件，其用于将照明从所述照明源引导到所述样本；检测器；一或多个收集光学器件，其用于使样本成像到所述检测器上；及一或多个像差控制组件，其提供
像差校正以根据所述三个或更多个自由度使所述样本成像到所述检测器上。在另一说明性实施例中，所述一或多个像差控制组件与所述一或多个照明光学器件、所述一或多个收集光学器件、所述检测器或所述平移台中的至少一者集成。在另一说明性实施例中，所述系统包含控制器，其用于：确定与针对成像深度的范围提供具有超出选定阈值的质量度量的所述样本到所述检测器上的成像的所述三个或更多个自由度相关联的所述一或多个像差控制组件的配置；及引导所述成像度量工具以使用所述成像度量工具的经确定配置来使所述样本的至少一部分成像于成像深度的所述范围内的两个或更多个成像深度处。
[0007]根据本公开的一或多个说明性实施例公开一种成像方法。在一个说明性实施例中，所述方法包含确定与用成像度量工具针对多个成像深度提供具有超出选定阈值的质量度量的样本的成像的三个或更多个自由度相关联的一或多个像差控制组件的配置。在另一说明性实施例中，所述成像度量工具包含：照明源，其用于产生照明光束；一或多个照明光学器件，其用于将所述照明光束引导到所述样本；平移台；成像检测器；及一或多个收集光学器件，其用于收集来自所述样本的光作为收集光且将所述收集光的至少一部分引导到所述成像检测器。在另一说明性实施例中，所述三个或更多个自由度包含对应于所述平移台沿所述一或多个照明光学器件的光轴的位置的样本散焦位置及与所述一或多个收集光学器件相关联的一或多个可调光学元件的配置。在另一说明性实施例中，所述方法包含：使用所述成像度量工具的经确定配置来使所述样本的至少一部分成像于所述两个或更多个成像深度处。
[0008]应理解，前述一般描述及以下详细描述两者都为示范性且仅具阐释性且未必如所主张那样限制本专利技术。并入本说明书中且构成本说明书的一部分的附图说明本专利技术的实施例且连同所述一般描述一起用以解释本专利技术的原理。
附图说明
[0009]所属领域的技术人员可参考附图更好理解本公开的众多优点。
[0010]图1A是根据本公开的一或多个实施例的深度可调成像系统的框图。
[0011]图1B是根据本公开的一或多个实施例的深度可调成像系统的概念图。
[0012]图1C是根据本公开的一或多个实施例的添加聚焦控制器的图1B中所说明的成像度量工具的概念图。
[0013]图1D是根据本公开的一或多个实施例的包含形成为两个可调透镜的像差控制组件的成像度量工具的概念图。
[0014]图1E是根据本公开的一或多个实施例的包含含有可调透镜及可调反射镜组的像差控制组件的成像度量工具的概念图。
[0015]图1F是根据本公开的一或多个实施例的具有包含光瞳平面处的相位板的像差控制组件的成像度量工具的概念图。
[0016]图2A是根据本公开的一或多个实施例的成像度量工具的一部分的概念图，其说明经布置以提供样本的表面的成像的物镜。
[0017]图2B是根据本公开的一或多个实施例的经布置用于仅调整样本散焦的子表面成像的成像度量工具的部分的概念图。
[0018]图2C是根据本公开的一或多个实施例的图2A及2B中所说明的成像度量工具的成
像深度依据样本散焦而变化的曲线图。
[0019]图2D是根据本公开的一或多个实施例的图2A及2B中所说明的成像度量工具的斯特列尔比率(Strehl ratio)依据成像深度而变化的曲线图。
[0020]图3是说明根据本公开的一或多个实施例的对于不同像差校正方案的斯特列尔比率依据成像深度而变化的曲线图。
[0021]图4是根据本公开的一或多个实施例的像差校正成像所需的样本散焦的曲线图。
[0022]图5是根据本公开的一或多个实施例的图1C中所说明的成像度量工具的像差控制组件的相对配置的曲线图。
[0023]图6是说明根据本公开的一或多个实施例的用于多个深度处的像差校正成像的方法中执行的步骤的流程图。
具体实施方式
[0024]现将详细参考附图中所说明的所公开主题。已相对于某些实施例及其特定特征特定展示及描述本公开。本文中所阐述的实施例被视为是说明性而非限制性的。所属领域的一般技术人员应容易明白，可在不背离本公开的精神及范围的情况下作出形式及细节的各种改变及修改。
[0025]本公开的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种成像系统，其包括：成像度量工具，其中所述成像度量工具包括：照明源；一或多个照明光学器件，其用于将照明从所述照明源引导到样本；检测器；一或多个收集光学器件，其用于使样本成像到所述检测器上；及一或多个像差控制组件，其提供像差校正以根据一或多个自由度使所述样本成像到所述检测器上，其中所述一或多个自由度包含所述成像系统的至少散焦，其中所述一或多个像差控制组件与所述一或多个照明光学器件、所述一或多个收集光学器件或所述检测器中的至少一者集成；及控制器，其包含经配置以执行程序指令的一或多个处理器，所述程序指令引起所述一或多个处理器：确定与针对多个成像深度提供具有超出选定阈值的质量度量的所述样本到所述检测器上的成像的所述一或多个自由度相关联的所述一或多个像差控制组件的配置；及引导所述成像度量工具以使用所述成像度量工具的所述经确定配置来使所述样本的至少一部分成像于所述多个成像深度中的两个或更多个成像深度处。2.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述成像系统的所述散焦补偿由泽尔尼克多项式Z4表征的像差。3.根据权利要求1所述的成像系统，其中与针对所述多个成像深度提供具有超出选定阈值的质量度量的所述样本到所述检测器上的成像的所述一或多个自由度相关联的所述一或多个像差控制组件的所述配置针对所述多个成像深度进一步提供恒定放大率。4.根据权利要求1所述的成像系统，其进一步包括：平移台，其用于固定所述样本且控制相对于所述成像系统的样本散焦位置，其中所述一或多个自由度进一步包含所述样本散焦位置。5.根据权利要求4所述的成像系统，其中所述样本散焦位置补偿与低于所述样本的表面的成像深度相关联的球面像差。6.根据权利要求4所述的成像系统，其中所述样本散焦位置补偿由泽尔尼克多项式Z9、Z16或Z25中的至少一者表征的像差。7.根据权利要求1所述的成像系统，其中与用于像差控制的所述一或多个自由度相关联的一或多个可调光学元件的配置包括：所述一或多个可调光学元件中的至少一者的位置。8.根据权利要求7所述的成像系统，其中所述一或多个像差控制组件包括：两个或更多个透镜。9.根据权利要求7所述的成像系统，其中所述一或多个像差控制组件中的至少一者包括：至少一个可平移反射镜。10.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述成像度量工具包含检验工具，其中所述程序指令进一步引起所述一或多个处理器：基于在所述两个或更多成像深度处产生的图像来识别所述样本上的缺陷。
11.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述程序指令进一步引起所述一或多个处理器：基于在所述两个或更多成像深度处产生的所述图像来产生所述样本的一或多个度量测量。12.根据权利要求11所述的成像系统，其中所述一或多个度量测量中的至少一者包括：重叠测量、临界尺寸测量、膜厚度测量或膜组合物测量中的至少一者。13.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述程序指令进一步引起所述一或多个处理器：基于在所述两个或更多个成像深度处产生的图像来控制一或多个工艺工具。14.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述质量度量包括：斯特列尔比率(Strehl ratio)、点扩散函数的全宽、调制传递函数或焦距深度中的至少一者。15.根据权利要求1所述的成像系统，其中确定与针对多个成像深度提供具有超出选定阈值的质量度量的所述样本到所述检测器上的成像的所述一或多个自由度相关联的所述一或多个像差控制组件的配置包括：通过模拟确定与针对多个成像深度提供具有超出选定阈值的质量度量的所述样本到所述检测器上的成像的所述一或多个自由度相关联的所述一或多个像差控制组件的配置。16.根据权利要求1所述的成像系统，其中确定与针对多个成像深度提供具有超出选定阈值的质量度量的所述样本到所述检测器上的成像的所述一或多个自由度相关联的所述一或多个像差控制组件的配置包括：通过所述成像度量工具的像差测量确定与针对多个成像深度提供具有超出选定阈值的质量度量的所述样本到所述检测器上的成像的所述一或多个自由度相关联的所述一或多个像差控制组件的配置。17.根据权利要求1所述的成像系统，其中确定与针对多个成像深度提供具有超出选定阈值的质量度量的所述样本到所述检测器上的成像的所述一或多个自由度相关联的所述一或多个像差控制组件的配置是在运行时间期间执行。18.根据权利要求1所述的成像系统，其中确定与针对多个成像深度提供具有超出选定阈值的质量度量的所述样本到所述检测器上的成像的所述一或多个自由度相关联的所述一或多个像差控制组件的配置是在运行时间之前执行。19.一种成像系统，其包括：成像度量工具，其中所述成像度量工具的像差校正可在三个或更多个自由度内调整，其中所述成像度量工具包括：平移台，其用于固定样本；照明源；一或多个照明光学器件，其用于将照明从所述照明源引导到所述样本；检测器；一或多个收集光学器件，其用于使样本成像到所述检测器上；及一或多个像差控制组件，其提供像差校正以根据所述三个或更多个自由度使所述样本成像到所述检测器上，其中所述一或多个像差控制组件与所述一或多个照明光学器件、所
述一或多个收集光学器件、所述检测器或所述平移台中的至少一者集成；及控制器，其包含经配置以执行程序指令的一或多个处理器，所述程序指令引起所述一或多个处理器：确定与针对多个成像深度提供具有超出选定阈值的质量度量的所述样本到所述检测器上的成像的所述三个或更多个自由度相关联的所述一或多个像差控制组件的配置；及引导所述成像度量工具以使用所述成像度量工具的所述经确定配置来使所述样本的至少一部分成像于所述多个成像深度中的两个或更多个成像深度处。20.根据权利要求19所述的成像系统，其中与针对所述多个成像深度提供具有超出所述选定阈值的质量度量的所述样本到所述检测器上的成像的所述三个或更多个自由度相关联的所述一或多个像差控制组件的所述配置针对所述多个成像深度进一步提供恒定放大率。21.根据权利要求19所述的成像系统，其中所述一或多个收集光学器件包含提供所述三个或...

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