多光斑收集光學(xué)器件的制作方法
【專利摘要】一種用于檢測(cè)從物體上的光斑陣列發(fā)射的光輻射的裝置。裝置包括數(shù)個(gè)光導(dǎo)，所述光導(dǎo)具有各個(gè)輸入端和輸出端，其中輸入端以幾何形狀排序。
【專利說明】多光斑收集光學(xué)器件
[0001]相關(guān)申請(qǐng)
[0002]本申請(qǐng)主張申請(qǐng)于2011年5月3日提交的第61/481，886號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明通常涉及光學(xué)傳感，且本發(fā)明具體地說涉及收集和傳感來自光斑陣列的光學(xué)發(fā)射。
【背景技術(shù)】
[0004]在本領(lǐng)域已知的一些檢查方法和系統(tǒng)中，引入樣品以從光斑陣列發(fā)射輻射。例如，多個(gè)激發(fā)光束可以預(yù)定幾何圖案朝向樣品導(dǎo)向，且來自光束在其上入射的每個(gè)光斑的所得發(fā)射可隨后被收集和測(cè)量。因?yàn)椴⑿械貦z查了多個(gè)位置，所以所述多光斑配置可有助于增
加檢查產(chǎn)量。
[0005]作為這種系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例，其公開內(nèi)容通過引用并入本文的第6，465，783號(hào)美國(guó)專利描述了用于使用諸如電子束的平行帶電粒子束檢查半導(dǎo)體晶片及其他類型的樣品的裝置和方法。發(fā)射器陣列產(chǎn)生沿著各個(gè)電子束軸傳播的多個(gè)電子束。電子束同時(shí)通過投影透鏡和偏轉(zhuǎn)器以便引起電子束同時(shí)地聚焦到樣品表面上的各個(gè)位置上，從而引起每一位置發(fā)射二次電子。二次電子通過包括多個(gè)二次電子(secondary-electron; SE)檢測(cè)器單元的二次電子陣列來檢測(cè)。每一 SE檢測(cè)器單元接收和檢測(cè)從各個(gè)位置發(fā)射出的二次電子。
[0006]作為另一實(shí)例，其公開內(nèi)容通過引用并入本文的第W02003/041109號(hào)PCT國(guó)際公開案描述了高數(shù)據(jù)速率電子束的光斑柵格陣列成像系統(tǒng)。實(shí)施方式包括包含電子束發(fā)生器的成像系統(tǒng)，所述電子束發(fā)生器用于將彼此間隔開的光斑陣列同時(shí)照射在將成像的物體表面上。檢測(cè)器收集作為光斑與物體表面相互作用的結(jié)果發(fā)射的反向散射電子和/或二次電子，以形成物體表面的照射部分的圖像。機(jī)械系統(tǒng)以和光斑陣列的軸幾乎平行的方向移動(dòng)基板以使得當(dāng)基板在掃描方向跨光斑陣列移動(dòng)時(shí)，光斑追蹤在機(jī)械交叉掃描方向上不留間隙的路徑。
[0007]使用帶電粒子或光激發(fā)光束的其他光斑柵格陣列系統(tǒng)在第W02005/024881號(hào)PCT國(guó)際公開案和第2006/0261261號(hào)美國(guó)專利申請(qǐng)公開案中描述，所述案件的公開內(nèi)容同樣通過引用并入本文。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]在下文中描述的本發(fā)明的實(shí)施方式提供用于有效地收集和檢測(cè)來自物體上的光斑陣列的光輻射的裝置和方法。
[0009]因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式提供了用于檢測(cè)從物體上的光斑陣列發(fā)射的光輻射的裝置。裝置包括具有各個(gè)輸入端和輸出端的數(shù)個(gè)光導(dǎo)，其中輸入端以對(duì)應(yīng)于光斑陣列的幾何布置排序。中繼光學(xué)器件被配置以收集來自物體的光輻射并將所述光輻射聚焦到輸入端上，以使得每一輸入端接收來自相應(yīng)一個(gè)光斑的光福射。多個(gè)檢測(cè)器各自I禹合以接收來自光導(dǎo)的分別一個(gè)光導(dǎo)的輸出端的光福射。
[0010]在一些實(shí)施方式中，幾何布置包括可以是六角形的二維柵格。通常，光導(dǎo)包括光纖，所述光纖的輸入端可緊密地包裝在一起以形成幾何布置的光纖束。替代地或另外地，中繼光學(xué)器件包括微透鏡陣列，所述微透鏡陣列包括布置在光導(dǎo)的幾何布置中的多個(gè)微透鏡，以便各個(gè)微透鏡將光輻射聚焦到一個(gè)相應(yīng)的光導(dǎo)的輸入端上。
[0011]在公開的實(shí)施方式中，中繼光學(xué)器件包括變焦距透鏡，所述變焦距透鏡具有可變的放大率以便適應(yīng)于光斑陣列的間隔的變化。另外地或替代地，輸入端的幾何布置可旋轉(zhuǎn)以便適應(yīng)于光斑陣列的旋轉(zhuǎn)。
[0012]在一個(gè)實(shí)施方式中，裝置包括對(duì)準(zhǔn)單元，所述對(duì)準(zhǔn)單元被配置以形成疊加有光輻射的所述物體上光斑陣列的圖像，所述光輻射通過至少一些所述光導(dǎo)從所述各個(gè)輸出端傳輸?shù)剿龈鱾€(gè)輸入端且通過所述中繼光學(xué)器件投射到所述物體上。
[0013]在另一實(shí)施方式中，裝置包括對(duì)準(zhǔn)單元，所述對(duì)準(zhǔn)單元包括與光導(dǎo)集成的光纖束。光纖束包括一個(gè)或多個(gè)光纖且光纖束具有被布置以接收來自一個(gè)光斑的光輻射的輸入端。對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)器被耦合以接收從光纖束的輸出端發(fā)射出的光輻射并且產(chǎn)生指示光纖束與一個(gè)光斑對(duì)準(zhǔn)的信號(hào)?？刂破鞅慌渲靡皂憫?yīng)地針對(duì)信號(hào)調(diào)整中繼光學(xué)器件。通常，對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)器包括多個(gè)檢測(cè)器元件，所述檢測(cè)器元件輸出各個(gè)信號(hào)，且光纖束包括多個(gè)光纖，所述多個(gè)光纖被布置以便光纖束與一個(gè)光斑對(duì)準(zhǔn)的偏差引起指示偏差的各個(gè)信號(hào)中的變化。
[0014]另外地或替代地，對(duì)準(zhǔn)單元包括多個(gè)光纖束和多個(gè)對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)器，各光纖束和對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)器被耦合以接收來自光纖束的分別一個(gè)光纖束的光輻射并且提供信號(hào)至控制器。
[0015]在公開的實(shí)施方式中，物體包括閃爍體，所述閃爍體被配置以響應(yīng)于相應(yīng)的二次電子束發(fā)射來自光斑的光輻射，所述相應(yīng)的二次電子束從樣品上的各個(gè)位置處發(fā)射出且被聚焦到閃爍體上。裝置也可包括電子源，所述電子源被配置以將多個(gè)一次電子束朝向樣品上的各個(gè)位置導(dǎo)向，以便引起樣品發(fā)射二次電子。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式還提供了一種用于檢測(cè)從物體上的光斑陣列發(fā)射的光輻射的方法。方法包括布置具有各個(gè)輸入端和輸出端的數(shù)個(gè)光導(dǎo)，以便輸入端以對(duì)應(yīng)于光斑陣列的幾何布置排序。光輻射從物體被收集且被聚焦到輸入端上，以便各輸入端接收來自一個(gè)相應(yīng)的光斑的光輻射。使用耦合至每個(gè)光導(dǎo)的輸出端的各個(gè)檢測(cè)器來檢測(cè)通過光導(dǎo)傳輸?shù)墓飧Ｉ洹?br> [0017]本發(fā)明將結(jié)合附圖從本發(fā)明的實(shí)施方式的以下詳細(xì)描述中更加完全地理解。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]本發(fā)明在附圖的諸圖中舉例而言且并非限制地說明，在所述諸圖中:
[0019]圖1是示意地示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的用于檢查樣品的系統(tǒng)的框圖；
[0020]圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的光斑柵格陣列的示意主視圖；
[0021]圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的光學(xué)模塊的簡(jiǎn)化示意圖；
[0022]圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的光學(xué)模塊和檢測(cè)器的示意側(cè)視圖；
[0023]圖5是根據(jù)本發(fā)明的替代實(shí)施方式的光學(xué)模塊的簡(jiǎn)化示意圖；
[0024]圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的替代實(shí)施方式的光學(xué)模塊的細(xì)節(jié)的示意側(cè)視圖；[0025]圖7是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的由對(duì)準(zhǔn)單元形成的圖像的示意圖；和
[0026]圖8是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的導(dǎo)向光斑監(jiān)測(cè)元件的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]在使用光斑柵格陣列的檢查系統(tǒng)(諸如在上文【背景技術(shù)】部分中描述的那些系統(tǒng))中，必須有效地收集和測(cè)量從多個(gè)光斑并行地發(fā)射的光輻射。(在本專利申請(qǐng)的上下文和在權(quán)利要求書中的術(shù)語“光學(xué)輻射”代表在可見光、紫外線或紅外線光譜范圍中的電磁輻射。)所發(fā)射的福射通常較弱，且因此需要使用諸如光電倍增管(photomultiplier tube;PMT)的個(gè)別靈敏檢測(cè)器來檢測(cè)每一光斑。
[0028]在下文中描述的本發(fā)明的實(shí)施方式提供在本上下文中有用的光學(xué)系統(tǒng)，用于有效地收集來自物體上的光斑陣列的輻射且將來自每一光斑的輻射傳送到所述光斑的各個(gè)檢測(cè)器。這些實(shí)施方式使用諸如光纖的光導(dǎo)束，所述光纖的輸入端以和光斑陣列的幾何形狀相對(duì)應(yīng)的幾何布置排序。通常，幾何形狀是ニ維柵格，意謂其中光斑是沿著明確的線條間隔開的有序陣列(包括但不限于矩形柵格)?；蛘撸梢允褂霉獍吆凸鈱?dǎo)的其他一維和ニ維有序布置。中繼光學(xué)器件收集來自每個(gè)光斑的輻射并將輻射和聚焦到相應(yīng)光導(dǎo)上，且各個(gè)檢測(cè)器被耦合以接收且測(cè)量通過每個(gè)光導(dǎo)的輸出端傳輸?shù)墓廨椛洹?br> [0029]此類光學(xué)裝置尤其有助于響應(yīng)于通過樣品(諸如電子束激發(fā)的半導(dǎo)體晶片)發(fā)射且聚焦到閃爍體上的相應(yīng)的二次電子束，收集從閃爍體上的光斑陣列發(fā)射的光。或者，這種光學(xué)布置可用于收集來自樣品自身上的光斑的光輻射，所述樣品可通過例如粒子或電磁輻射的入射光束照射。或者進(jìn)ー步，本發(fā)明的原理可適用于收集且檢測(cè)從大體上任何適當(dāng)排序的位置陣列發(fā)射的光輻射。在本專利申請(qǐng)且在本權(quán)利要求書的上下文中，術(shù)語“光斑”因此應(yīng)被理解為代表無論通過熒光(如在閃爍體的情況下)、反射、散射還是任何其他發(fā)射機(jī)制發(fā)射光輻射的任何預(yù)定義的位置組。
[0030]圖1是示意地示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的用于檢查樣品34的系統(tǒng)20的框圖。系統(tǒng)包含電子束模塊22,所述電子束模塊22在閃爍體38上產(chǎn)生多光斑圖像。光學(xué)模塊24收集來自每個(gè)光斑的光子且將所述光子傳送到各個(gè)檢測(cè)器26。圖像獲取和處理單元28(通常是具有適當(dāng)輸入電路的計(jì)算機(jī))接收和處理檢測(cè)器信號(hào)以提取關(guān)于物體的信息。例如，樣品34可包含半導(dǎo)體晶片，且單元28可分析檢測(cè)器輸出以識(shí)別晶片中的缺陷。
[0031]模塊22的操作超出本專利申請(qǐng)的范圍。這種模塊在如例如在上文的背景技木部分中引用的參考中描述的本領(lǐng)域中已知。簡(jiǎn)要地說，電子源30被耦合至掃描子系統(tǒng)32以產(chǎn)生多個(gè)電子束，所述電子束跨物體34的表面同時(shí)被掃描。通常，電子束能量可根據(jù)應(yīng)用需求而變化。入射光束引起物體發(fā)射二次電子，所述二次電子通過電子光學(xué)收集子系統(tǒng)36收集且被成像到閃爍體38上。在其中電子撞擊閃爍體的每一光斑處，閃爍體發(fā)射具有與局部電子通量成正比的強(qiáng)度的光。模塊22的元件通常被包含于真空腔室中，所述真空腔室具有鄰近于閃爍體的窗體。
[0032]圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的形成在閃爍體38上的光斑柵格陣列的示意主視圖。在此實(shí)例中，陣列包含以六角形柵格圖案布置的光斑40?？墒褂昧切魏推渌麕缀螆D案兩者的較大或較小柵格。(為了表示的方便，圖2是實(shí)際圖像的相反圖像，即，亮光斑在圖2中顯示為暗色，而暗背景顯示為白色。)期望收集子系統(tǒng)36將二次電子足夠銳利地聚焦到閃爍體上以便光斑40明顯地分離，其中每一光斑的大部分能量被限制在比陣列間距小的直徑的范圍內(nèi)。通常，在圖1的系統(tǒng)中，在閃爍體38上的光斑40的間距是大約IOOiim至200 ym。當(dāng)入射在物體34上的電子束的能量變化時(shí)，光斑柵格的間距和旋轉(zhuǎn)角兩者可變化。
[0033]現(xiàn)返回到圖1中的光學(xué)模塊24的元件，光學(xué)中繼42將從閃爍體38上的光斑陣列發(fā)射出的光子聚焦到光纖傳遞子系統(tǒng)44中的相應(yīng)光纖中。光纖將光子傳遞到各個(gè)檢測(cè)器26。中繼42和傳遞子系統(tǒng)44是可調(diào)整的(如在下文中詳細(xì)描述)，以適應(yīng)在閃爍體38上的光斑柵格的間距和旋轉(zhuǎn)角的可能變化。光束品質(zhì)和對(duì)準(zhǔn)単元58監(jiān)控這些變化且光束品質(zhì)和對(duì)準(zhǔn)單元58可向光學(xué)中繼提供調(diào)整信號(hào)，如在下文中更加詳細(xì)地描述。
[0034]圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的光學(xué)模塊24的示意側(cè)視圖。光纖傳遞子系統(tǒng)44包含光纖46，所述光纖46在所述光纖46的輸入端緊密包裝在一起，以便相鄰光纖包層物理接觸以形成具有有序布置(在本實(shí)例中為六邊形柵格)的光纖束48，所述有序布置與閃爍體38上的光斑40的布置匹配。通常，玻璃或熔融硅石纖維(而非塑料)被用于此類實(shí)施方式以確保光纖束的間距精確且均勻。光纖束48中的光纖例如可具有在0.8mm和1.0mm之間的間距和在0.1和0.2之間的輸入數(shù)值孔徑(numerical aperture;NA)。因此，中繼42具有在約4倍(4X)和10倍(IOX)之間的放大率，以將閃爍體38上的光斑40的間距與光纖束48的間距匹配。
[0035]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的光學(xué)模塊24的進(jìn)ー步細(xì)節(jié)的示意側(cè)視圖。中繼光學(xué)器件42包含物體50，物體50收集來自閃爍體38的光。折疊式反射鏡52將收集的光束導(dǎo)向通過變焦距透鏡54。變焦距透鏡根據(jù)需要改變中繼光學(xué)器件的放大率。旋轉(zhuǎn)平臺(tái)56或其他適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)光纖束48以適應(yīng)閃爍體38上的光斑陣列的陣列旋轉(zhuǎn)。各光纖46的輸出端被耦合至各個(gè)檢測(cè)器26。如前所述，光學(xué)模塊還包括光束品質(zhì)/對(duì)準(zhǔn)單元58，所述光束品質(zhì)/對(duì)準(zhǔn)單元58在下文中更加詳細(xì)地描述。
[0036]現(xiàn)對(duì)圖5和圖6進(jìn)行參考，圖5和圖6示意地示出根據(jù)本發(fā)明的替代實(shí)施方式的光學(xué)模塊24的元件。圖5是模塊的簡(jiǎn)化側(cè)視圖，而圖6示出光學(xué)器件的細(xì)節(jié)。在此實(shí)施方式中，光纖傳遞子系統(tǒng)44包含微透鏡陣列(microlens array;MLA) 72,所述微透鏡陣列72包含與光纖46和光斑40以相同幾何柵格圖案布置的微透鏡76。各微透鏡將來自ー個(gè)光斑的光聚焦到相應(yīng)ー個(gè)光纖的輸入端上，所述輸入端是通過板材74保持就位。在此實(shí)施方式中使用板材以將光纖以等于MLA的間距的間距保持就位，所述間距通常是約2mm。
[0037]因?yàn)楣饫w之間的相對(duì)較大間距，中繼42必須通常比圖3和圖4的實(shí)施方式中的中繼具有更高的放大率(取決于電子能量，所述放大率通常大約10倍(10X)-20倍(20X))。此夕卜，因?yàn)槲⑼哥R76的短焦距，光纖46應(yīng)通常具有大約0.3至0.4的大的NA，以匹配微透鏡的輸出NA。
[0038]另ー方面，圖5和圖6的實(shí)施方式具有能夠與閃爍體38上的光斑圖案的任何已知幾何失真相匹配的優(yōu)點(diǎn)。例如，系統(tǒng)20中的電子光學(xué)器件的像差可引起光斑柵格的桶形或枕形失真。在所述情況下，MLA72和板材74可以與光斑柵格相同的變形制造:例如，MLA72可使用光刻技術(shù)適當(dāng)?shù)厣a(chǎn)在玻璃毛坯上，而板材74通過在金屬或陶瓷基板中精密鉆孔(諸如激光鉆孔)而制造。當(dāng)柵格包含大量光斑時(shí)，將MLA和板材與光斑圖案匹配的能力尤為重要。使用板材74以保持光纖46同時(shí)放寬光纖自身的尺寸公差，以便可使用塑料光纖而不是在圖3和圖4的實(shí)施方式中的玻璃光纖。
[0039]現(xiàn)在返回圖4，將光纖束48中的光纖46與閃爍體38上的光斑對(duì)準(zhǔn)的ー種方式是使分光鏡60將從閃爍體發(fā)射的光導(dǎo)向到對(duì)準(zhǔn)單元58中。(分光鏡可以是固定式或可伸縮式。)成像光學(xué)器件62在諸如電荷稱合器件(charge-coupled device;CCD)的圖像傳感器64上形成閃爍體表面的圖像。選擇性地，光也可經(jīng)由分光鏡68被導(dǎo)向到PMT66或其他靈敏輻射檢測(cè)器上，如果需要整體功率測(cè)量，且具體地說如果當(dāng)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)時(shí)單個(gè)光斑“開啟”，那么可使用PMT66或其他靈敏輻射檢測(cè)器。
[0040]同時(shí)，對(duì)準(zhǔn)光源67可被操作以反向照明ー些或所有光纖46(通過將光源耦合到這些光纖的各個(gè)輸出端)或照明專用的背照明光纖69，如圖4中所示。通常，至少三個(gè)光纖被以此方式反向照明。光被反向傳輸?shù)焦饫w束48的輸入端且光通過中繼光學(xué)器件42被投射到閃爍體表面上。
[0041]圖7是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的使用如上所述的技術(shù)的由圖像傳感器64形成的對(duì)準(zhǔn)圖像80的示意圖。(類似于圖2，此圖像是實(shí)際圖像的相反圖像。)雖然在本實(shí)例中使用的光斑圖案不同于在圖2中所示的光斑圖案，但是光斑82是通過電子入射在閃爍體38上形成且光斑82對(duì)應(yīng)于在如上所述的實(shí)施方式中的光斑40的位置。較大光斑84通過已經(jīng)由光纖束48反向傳輸?shù)墓庑纬稍陂W爍體上。光斑84和相應(yīng)光斑82之間的重疊表明光纖束48與光斑柵格陣列適當(dāng)?shù)貙?duì)準(zhǔn)。在未對(duì)準(zhǔn)的情況下，可以調(diào)整變焦距透鏡54和/或旋轉(zhuǎn)平臺(tái)56，直到光斑84適當(dāng)?shù)匚挥趯?duì)準(zhǔn)圖像中為止。可以不同電子能量重復(fù)此對(duì)準(zhǔn)エ藝以決定對(duì)光斑柵格的間距和角度的適當(dāng)補(bǔ)償。
[0042]鑒于如上所述的方法是尤其有助于光學(xué)模塊24的初始對(duì)準(zhǔn)，可另外地或替代地使用品質(zhì)監(jiān)測(cè)光纖束70和對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)器71 (圖4)，以檢測(cè)和補(bǔ)償可能同時(shí)在系統(tǒng)20的操作之前或操作期間發(fā)生的對(duì)準(zhǔn)偏差。光纖束70通常與光纖束48中的光纖46集成。由于例如光學(xué)、機(jī)械或電的不穩(wěn)定性(所述不穩(wěn)定性可引起光纖46與所述光纖46的在閃爍體38上的各個(gè)光斑40失去對(duì)準(zhǔn))，可能在操作期間出現(xiàn)偏差。檢測(cè)器71通過調(diào)整多個(gè)因素來提供快速反饋以便使中繼光學(xué)器件42穩(wěn)定(具有在IkHz和IOOkHz之間的典型環(huán)路帶寬)，所述多個(gè)因素包括聚焦到光纖束48上的光束的放大、旋轉(zhuǎn)、移位和像散失真。
[0043]為了檢測(cè)器71的目的，電子束模塊22可被操作以不僅在系統(tǒng)20的初始對(duì)準(zhǔn)階段期間，而且在系統(tǒng)20的正常操作期間產(chǎn)生額外的導(dǎo)向光斑86 (圖7)作為閃爍體38上的光斑柵格陣列的一部分。或者，可通過其他方式在閃爍體上產(chǎn)生光斑86。導(dǎo)向光斑86可在樣品的測(cè)量區(qū)域之外且導(dǎo)向光斑86可比光斑40具有小得多的強(qiáng)度。需要的是，以非共線位置在閃爍體38上存在至少三個(gè)導(dǎo)向光斑86。在光斑40中的任何移位、旋轉(zhuǎn)或變形將反映在對(duì)光斑86的類似變化中，且所述任何移位、旋轉(zhuǎn)或變形可通過調(diào)整中繼光學(xué)器件42而校正以返回光斑86而與光纖束70對(duì)準(zhǔn)。
[0044]在替代實(shí)施方式中(未示出在附圖中)，對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)器71可經(jīng)由分光鏡60接收來自所述檢測(cè)器71的各個(gè)光斑的光，而不是來自品質(zhì)監(jiān)測(cè)光纖束70的光。作為進(jìn)ー步替代，可為此使用圖像傳感器64。
[0045]圖8是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的導(dǎo)向光斑監(jiān)測(cè)單元的示意圖。此單元包含ー個(gè)光纖束70和相應(yīng)檢測(cè)器71，所述光纖束和檢測(cè)器示出在圖4中。如上文所解釋，每一所述光纖束70在所述光纖束70的輸入端處經(jīng)由中繼光學(xué)器件42與各個(gè)導(dǎo)向光斑86對(duì)準(zhǔn)，而光纖束70的輸出端饋送檢測(cè)器71。該檢測(cè)器通常包含多個(gè)檢測(cè)器元件。因此，在示出的實(shí)例中，檢測(cè)器71是四象限檢測(cè)器，且光纖束70包含四個(gè)光纖90，每個(gè)光纖饋送檢測(cè)器的各個(gè)象限?；蛘?，光纖束70可以相干布置包含較大數(shù)目的光纖，且檢測(cè)器71可包含諸如CCD或CMOS傳感器的圖像傳感器，所述傳感器從而接收和傳感光斑86的圖像。
[0046]當(dāng)光學(xué)模塊24適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)吋，由中繼光學(xué)器件42形成的光斑86的圖像以光纖束70的輸入端為中心，且因此檢測(cè)器71的所有象限接收大致相等的光信號(hào)。然而，當(dāng)發(fā)生與對(duì)準(zhǔn)的偏差時(shí)，象限信號(hào)將變得不平衡?？刂破?2檢測(cè)來自檢測(cè)器71的信號(hào)，且控制器92從而傳感已發(fā)生的與對(duì)準(zhǔn)的偏差。通過比較來自不同檢測(cè)器的信號(hào)，控制器可區(qū)分是否已發(fā)生了旋轉(zhuǎn)、放大率變化或線性移位。控制器92相應(yīng)地將校正信號(hào)輸出到中繼光學(xué)器件的適當(dāng)元件，所述中繼光學(xué)器件諸如變焦距透鏡54或平臺(tái)56 (圖4)。以此方式，在不干擾系統(tǒng)20的正常操作的情況下動(dòng)態(tài)地保持適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)。
[0047]檢測(cè)器71 (為象限或陣列檢測(cè)器的形式)也可提供關(guān)于光斑86，且因此光斑40的像散的信息。所述像散可引起光斑被沿著ー個(gè)對(duì)角線方向橢圓形地延伸。在這種情況下，在對(duì)角線上的兩個(gè)象限將給予較大的信號(hào)，而非對(duì)角象限將給予較小的信號(hào)。此像散可例如通過在電子光學(xué)器件或中繼光學(xué)器件中引入小的正交像散來校正。
[0048]在另ー實(shí)施方式中，各檢測(cè)器71可包含單個(gè)檢測(cè)器元件(且各光纖束70可隨后包含單個(gè)光纖或非相干光纖束)。為了檢測(cè)對(duì)準(zhǔn)中的變化，可將小的、周期性的偏差通過例如調(diào)制電子束而引入光斑40和86的位置中。對(duì)準(zhǔn)中的變化隨后將表現(xiàn)為在由檢測(cè)器71輸出的信號(hào)的時(shí)間依賴性中的變化。
[0049]盡管導(dǎo)向光斑和監(jiān)測(cè)元件的使用是如上文參考系統(tǒng)20的光斑柵格陣列描述，但是本實(shí)施方式的原理可類似地適用于保持掃描電子束系統(tǒng)的對(duì)準(zhǔn)。
[0050]此外，雖然上述實(shí)例在半導(dǎo)體晶片檢查的特定上下文中具體地代表光斑柵格陣列檢測(cè)系統(tǒng)，但是本發(fā)明的原理可類似地應(yīng)用于任何適合類型的應(yīng)用，所述應(yīng)用涉及測(cè)量從光斑陣列發(fā)射的光輻射。因此，應(yīng)將理解，如上所述的實(shí)施方式是通過舉例的方式被引用，且本發(fā)明不限于已特定示出且如上所述的內(nèi)容。確切而言，本發(fā)明的范圍包括上文所述的各種特征的組合和子組合，以及所述組合和子組合的變化和修改，所述變化和修改將在本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員閱讀上述描述之后考慮到且所述變化和修改沒有在現(xiàn)有技術(shù)中公開。
【權(quán)利要求】
1.一種用于檢測(cè)從物體上的光斑陣列發(fā)射的光輻射的裝置，所述裝置包含: 數(shù)個(gè)光導(dǎo)，所述光導(dǎo)具有各個(gè)輸入端和輸出端，其中所述輸入端以對(duì)應(yīng)于所述光斑陣列的幾何布置排序； 中繼光學(xué)器件，配置以收集來自所述物體上的所述光斑陣列的所述光輻射并將所述光輻射聚焦到所述輸入端上，以使得每一輸入端接收來自相應(yīng)一個(gè)光斑的所述光輻射；和 多個(gè)檢測(cè)器，各檢測(cè)器耦合以接收來自光導(dǎo)的分別一個(gè)光導(dǎo)的各個(gè)輸出端的所述光輻射。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述幾何布置包含六角形柵格。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述光導(dǎo)包含光纖。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述輸入端被緊密地包裝在一起以形成所述幾何布置的光纖束。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述中繼光學(xué)器件包含微透鏡陣列，所述微透鏡陣列具有布置在所述光導(dǎo)的所述幾何布置中的多個(gè)微透鏡，以便各個(gè)微透鏡將所述光輻射聚焦到相應(yīng)的一個(gè)所述光導(dǎo)的各個(gè)輸入端上。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述中繼光學(xué)器件包含變焦距透鏡，所述變焦距透鏡具有可變的放大率以便適應(yīng)于所述光斑陣列的間隔的變化。
7.如權(quán)利要求1所述 的裝置，其特征在于，所述輸入端的所述幾何布置可旋轉(zhuǎn)以便適應(yīng)于所述光斑陣列的旋轉(zhuǎn)。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包含對(duì)準(zhǔn)單元，所述對(duì)準(zhǔn)單元被配置以形成疊加有所述光輻射的所述物體上光斑陣列的圖像，所述光輻射通過至少一些所述光導(dǎo)從每個(gè)所述光導(dǎo)的各個(gè)輸出端傳輸?shù)剿龉鈱?dǎo)的各個(gè)輸入端且通過所述中繼光學(xué)器件被投射到所述物體上。
9.如權(quán)利要求1所述的裝置，進(jìn)一步包含對(duì)準(zhǔn)單元，所述對(duì)準(zhǔn)單元包含: 與所述光導(dǎo)集成的光纖束，所述光纖束包含一個(gè)或多個(gè)光纖，所述光纖具有被布置以接收來自一個(gè)所述光斑的所述光輻射的輸入端且具有輸出端； 對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)器，所述對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)器被耦合以接收從所述光纖束的所述輸出端發(fā)射出的所述光輻射并且產(chǎn)生指示所述光纖束與所述一個(gè)光斑對(duì)準(zhǔn)的信號(hào)；和 控制器，所述控制器被配置以響應(yīng)地針對(duì)所述信號(hào)調(diào)整所述中繼光學(xué)器件。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)器包含多個(gè)檢測(cè)器元件，所述檢測(cè)器元件輸出各個(gè)信號(hào)，且其中所述光纖束包含多個(gè)光纖，所述光纖被布置以便所述光纖束與所述一個(gè)光斑對(duì)準(zhǔn)的偏差引起指示所述偏差的所述各個(gè)信號(hào)中的變化。
11.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述對(duì)準(zhǔn)單元包含多個(gè)光纖束和多個(gè)對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)器，各光纖束和對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)器被耦合以接收來自所述光纖束的分別一個(gè)光纖束的所述光輻射并且將所述信號(hào)提供至所述控制器。
12.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述物體包含閃爍體，所述閃爍體被配置以響應(yīng)于相應(yīng)的二次電子束發(fā)射來自所述光斑的所述光輻射，所述相應(yīng)的二次電子束從樣品上的各個(gè)位置處發(fā)射出且被聚焦到所述閃爍體上。
13.如權(quán)利要求12所述的裝置，進(jìn)一步包含電子源，所述電子源被配置以將多個(gè)一次電子束朝向所述樣品上的所述各個(gè)位置導(dǎo)向，以便引起所述樣品發(fā)射所述二次電子。
14.一種用于檢測(cè)從物體上的光斑陣列發(fā)射的光輻射的方法，所述方法包含: 收集和聚焦來自數(shù)個(gè)光導(dǎo)的所述物體輸入端上的所述光斑陣列的所述光輻射，所述輸入端是以對(duì)應(yīng)于所述光斑陣列的幾何布置排序，以便每一輸入端接收來自相應(yīng)一個(gè)所述光斑的所述光輻射；和 使用耦合至每個(gè)所述光導(dǎo)的各個(gè)輸出端的各個(gè)檢測(cè)器檢測(cè)通過所述光導(dǎo)傳輸?shù)乃龉飧Ｉ洹?br> 15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，聚焦所述光輻射包含:將所述收集的光輻射導(dǎo)向通過微透鏡陣列，所述微透鏡陣列包含多個(gè)微透鏡，所述多個(gè)微透鏡以所述光導(dǎo)的所述輸入端的所述幾何布置布置，以便每一微透鏡將所述光輻射聚焦到相應(yīng)一個(gè)所述光導(dǎo)的各個(gè)輸入端上。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，聚焦所述光輻射包含向所述光輻射應(yīng)用具有可變放大率的變焦距透鏡，以便適應(yīng)于所述光斑陣列的間隔的變化。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包含通過旋轉(zhuǎn)所述輸入端的所述幾何布置來布置所述數(shù)個(gè)光導(dǎo)以便適應(yīng)于所述光斑陣列的旋轉(zhuǎn)。
18.如權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包含通過在與光輻射疊加的所述物體上形成所述光斑陣列的圖像對(duì)準(zhǔn)所述光導(dǎo)，所述光輻射通過至少一些所述光導(dǎo)從所述各個(gè)輸出端傳輸?shù)剿龈鱾€(gè)輸入端且通過所述中繼光學(xué)器件投射到所述物體上。
19.如權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包含通過以下步驟對(duì)準(zhǔn)所述光導(dǎo):` 布置光纖束的輸入端，所述光纖束包含一個(gè)或多個(gè)光纖且與所述光導(dǎo)集成，以接收來自一個(gè)所述光斑的所述光福射； 將來自所述光纖束的輸出端的所述光輻射導(dǎo)向到對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)器上，所述對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)器產(chǎn)生指不所述光纖束與所述一個(gè)光斑對(duì)準(zhǔn)的信號(hào)；和響應(yīng)地針對(duì)所述信號(hào)調(diào)整所述中繼光學(xué)器件。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，布置所述光纖束的所述輸入端包含布置多個(gè)光纖束，所述多個(gè)光纖束將所述光輻射導(dǎo)向到多個(gè)各個(gè)對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)器上，且其中針對(duì)來自所述至少三個(gè)各個(gè)對(duì)準(zhǔn)檢測(cè)器的所述信號(hào)響應(yīng)地調(diào)整所述中繼光學(xué)器件。
【文檔編號(hào)】G01N23/22GK103597336SQ201280024070
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2012年5月2日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月3日
【發(fā)明者】H·埃德, N·埃爾馬利阿, I·克拉維茨, M·米策爾 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料以色列公司, 卡爾蔡司Smt有限公司