用于二维点阵列倾斜入射扫描的系统和方法与流程

文档序号:13451285
用于二维点阵列倾斜入射扫描的系统和方法与流程

本申请案根据35U.S.C.§119(e)规定主张2015年5月8日申请的以Jamie Sullivan和Yevgeniy Churin作为发明者的标题为二维点阵列倾斜入射扫描(OBLIQUE INCIDENCE SCANNING WITH 2D ARRAY OF SPOTS)的美国临时申请案第62/159,173号的权利,所述案的全部内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明大体涉及倾斜入射点扫描晶片检验系统的领域。



背景技术:

晶片检验系统通常用于分析晶片(或“裸片”)以便确定潜在缺陷的存在。典型晶片检验系统将产生待分析的裸片的图像且比较此图像与可从数据库或系列中的另一裸片的图像获得的参考图像。点扫描架构通过跨样本扫描聚焦照明光束及检测从所述样本散射和/或反射的光而逐像素产生晶片的图像。这样,点扫描系统能够使用高空间分辨率检测晶片上的特征。

一般来说,倾斜点扫描晶片检验系统经配置使得照明光束按倾斜角而非法向入射角与晶片交互。在晶片检验系统的领域中,倾斜角入射实现在样本上检测偏光引发的效应。另外,许多表面特征(例如集成电路)近似表示为衍射光栅;使用倾斜采样光束因此实现晶片特征的准确的基于衍射监测。但是,在传统晶片检验系统中使用倾斜角采样光束可降低处理量,或替代地降低晶片检验系统的效率。这是因为在给定时间仅可采样单一线性区。通过物镜的焦平面(其通常法向于物镜的光轴)与晶片的平面的交叉线描述此线性区。典型倾斜角扫描晶片检验系统将沿着此线性区扫描照明光束且使用一或多个检测器检测从所述样本散射和反射的光。二维图像通过连续线扫描的获取产生,其中经由连续线扫描之间的平移载台移动所述样本。因此,迫切需要开发用来增加倾斜扫描晶片检验系统的处理量的系统和方法。



技术实现要素:

根据本发明的一或多个说明性实施例公开一种在倾斜角多光束点扫描晶片检验系统中产生多个光束线的系统。在一个说明性实施例中,所述系统包含经配置以扫描照明光束的光束扫描装置。在另一说明性实施例中,所述系统包含物镜,所述物镜经定位以将所述光束引导到样本的表面使得沿着第一方向扫描所述光束,其中所述物镜的光轴经定向垂直于所述第一方向且进一步经定向相对于所述样本的表面成倾斜入射角。在另一说明性实施例中,所述系统包含定位在所述物镜与所述光束扫描装置之间的一或多个光学元件。在一个说明性实施例中,所述一或多个光学元件经配置以将所述光束分割为两个或更多个偏移光束,其中所述两个或更多个偏移光束在至少第二方向上分离,其中所述第二方向垂直于所述第一方向。在另一说明性实施例中,所述一或多个光学元件经配置以修改所述两个或更多个偏移光束的相位特性,使得所述两个或更多个偏移光束在扫描期间同时聚焦在所述样本上。

根据本发明的一或多个说明性实施例公开一种用于在倾斜表面上产生点的设备。在一个说明性实施例中,所述设备包含一或多个光学元件,所述一或多个光学元件可在相对于表面定向成倾斜角的物镜之前定位在光束扫描系统中,且其中所述透镜的光轴在由所述表面界定的平面上垂直于第一方向。在一个说明性实施例中,所述一或多个光学元件经配置以将光束分割为两个或更多个偏移光束,其中所述两个或更多个偏移光束在至少第二方向上分离,其中所述第二方向垂直于所述第一方向。在另一说明性实施例中,所述一或多个光学元件经配置以修改所述两个或更多个偏移光束的相位特性,使得所述两个或更多个偏移光束在扫描期间同时聚焦在所述表面上。

根据本发明的一或多个说明性实施例公开一种用于在倾斜多光束点扫描晶片检验系统中产生多个光束的方法。在一个说明性实施例中,所述方法包含产生照明光束。在另一说明性实施例中,所述方法包含将所述光束按倾斜角引导到表面,其中所述光束在由所述表面界定的平面上大体上垂直于第一方向。在另一说明性实施例中,所述方法包含在引导所述光束之前,将所述光束分割为两个或更多个偏移光束,其中所述两个或更多个偏移光束在至少第二方向上分离,其中所述第二方向垂直于所述第一方向。在另一说明性实施例中,所述方法包含在引导所述光束之前,修改所述两个或更多个偏移光束的相位特性使得所述两个或更多个偏移光束同时聚焦在所述表面上。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施例的倾斜入射多光束点扫描晶片检验系统的示意图。

图2是根据本发明的一个实施例的说明使用声光偏转器来线性扫描光束且使用光学元件来修改所述光束的焦点特性的倾斜入射多光束点扫描晶片检验系统的部分的示意图。

图3A是根据本发明的一个实施例的产生从未适当聚焦在晶片上的-1、0和+1衍射级形成的三个光束的衍射光栅的简化示意图。

图3B是根据本发明的一个实施例的产生从适当聚焦在晶片上的-1、0和+1衍射级形成的三个光束的具有散焦的衍射光栅的示意图。

图3C是根据本发明的一个实施例的产生从适当聚焦在晶片上的0和+1衍射级形成的两个光束的具有散焦的衍射光栅的示意图。

图3D是根据本发明的一个实施例的产生从适当聚焦在晶片上的-1和+1衍射级形成的两个光束的具有散焦的衍射光栅的示意图。

图4A是根据本发明的一个实施例的具有同时聚焦在晶片上的沿着两个扫描线定向的两组四个光束的扫描图样的简化示意图。

图4B是根据本发明的一个实施例的具有同时聚焦在晶片上的沿着三个扫描线定向的三组三个光束的扫描图样的简化示意图。

图5是根据本发明的一个实施例的说明用于在倾斜多光束点扫描晶片检验系统中产生多个光束的方法的流程图。

具体实施方式

现将详细参考在附图中说明的所公开主题。已关于某些实施例和其特定特征特别展示且描述本发明。本文阐述的实施例视为说明性而非限制性。所属领域的技术人员应易于明白,可在不背离本公开的精神和范围的情况下对形式和细节作出各种改变和修改。

大体参考图1到5,根据本发明的一或多个实施例描述用于使用多个平行光束按倾斜入射角扫描晶片的系统和方法。本发明的实施例涉及在倾斜入射点扫描晶片检验系统中产生同时聚焦在晶片上的多个光束。在一个实施例中,一或多个光学元件109(例如,一或多个衍射光学元件(DOE))将光束分为沿着两个或更多个扫描线122定位的两个或更多个偏移光束111。一或多个光学元件109进一步经布置以修改两个或更多个偏移光束111的相位,使得沿着两个或更多个扫描线122定位的两个或更多个偏移光束111在由物镜110聚焦后同时聚焦在晶片上。在此方面,一或多个光学元件109旋转两个或更多个偏移光束109的焦平面306以匹配样本定向。在2002年5月3日申请的美国专利第6,755,051B2号和2013年5月21日申请的美国专利第8,995,746B2号中大体上描述点扫描晶片检验系统;所述专利的全部内容以引用的方式并入本文中。在1997年12月15日申请的美国专利第6,236,454B1号和2008年3月4日申请的美国专利第8,194,301B2号中大体上描述多点扫描晶片检验,所述专利的全部内容以引用的方式并入本文中。

应注意,给定晶片检验系统可通过获取晶片的图像且比较此图像与参考图像而检测所述晶片上的缺陷。点扫描成像系统通过跨晶片扫描来自照明源(例如,激光)的照明且从晶片上的离散位置收集来自晶片的照明而逐像素产生所述晶片的图像。本文中应注意,可使用一或多个检测器从晶片收集照明。进一步应注意,采样点的物理位置界定采样点的网格(即,采样网格)且进一步界定图像的像素。逐点检测和使用一或多个检测器从每一采样点搜集信息的组合实现高分辨率和高敏感度图像的产生。

图1到3说明根据本发明的一或多个实施例的晶片检验系统100,其中沿着相对于物镜110定向成倾斜角的晶片112上的两个或更多个扫描线122扫描两个或更多个偏移光束111。应注意,相对于其中所有光束位于单一扫描线上的系统,具有多个平行扫描线122的倾斜角扫描检验系统的速度和处理量被增大。在一个实施例中,照明源101产生照明光束102。在另一实施例中,光束扫描仪106将光束102变换成扫描光束108。在另一实施例中,物镜110收集扫描光束108。在另一实施例中,一或多个光学元件109(例如,衍射光学元件)经定位在物镜110之前。在另一实施例中,一或多个光学元件109将扫描光束108分割为在至少x方向上分离的两个或更多个偏移光束111。此外,一或多个光学元件109可旋转由物镜110聚焦的两个或更多个偏移光束111的焦平面306,以匹配晶片112的表面。本文中应注意,由物镜110聚焦的两个或更多个偏移光束111的焦平面306的旋转使定位在两个或更多个扫描线122上的两个或更多个偏移光束111能够在扫描期间的所有点处聚焦。在两个或更多个偏移光束111的焦平面306不旋转的情况下,两个或更多个偏移光束111的焦平面306将定向成法向于物镜110的光轴,且将沿着单一线性交叉区与晶片112交叉。

在一个实施例中,一或多个光束调节元件104经定位在光束偏转器106之前。一或多个光束调节元件104可包含所属领域中已知适用于调节光束102的任何光学元件。例如,一或多个光束调节元件104可包含(但不限于)一或多个透镜、一或多个偏光器、一或多个滤光器、一或多个波片或一或多个光束成形器。在一个实施例中,一或多个光束调节元件104扩展光束102以填充光束扫描仪106的输入孔隙。在另一实施例中,一或多个光束调节元件104调整光束102的偏光。在另一实施例中,一或多个光束调节元件104修改光束102的空间轮廓。例如,一或多个光束调节元件104可经配置使得两个或更多个偏移光束111中的每一者的点大小恒定,且独立于晶片112上的位置。

在另一实施例中,系统100包含定位在光束偏转器106之后以收集光束108的中继透镜107。例如,中继透镜107可校准从光束扫描仪106引导的聚焦扫描光束108,且将经校准的扫描光束108引导到一或多个光学元件109。在一个实施例中,一或多个光束调节元件105经定位在物镜110之前。一或多个光束调节元件105可包含所属领域中已知适用于调节光束108的任何光学元件。例如,一或多个光束调节元件105可包含(但不限于)一或多个透镜、一或多个放大控制器、一或多个偏光器、一或多个滤光器、一或多个波片或一或多个光束成形器。在一个实施例中,一或多个光束调节元件105包含适用于调整晶片112上的两个或更多个偏移光束111的聚焦大小的放大控制器。本文中应注意,一或多个光束调节元件105可定位在一或多个光学元件109之前或之后。进一步应注意,一或多个光学元件109可定位在两个光束调节元件105之间。

在另一实施例中,系统100包含适用于固定和定位晶片112的载台组合件120。载台组合件120可包含所属领域中已知的任何样本载台架构。通过非限制性实例,载台组合件120可包含线性载台。通过另一实例,载台组合件120可包含旋转载台。晶片112可包含晶片,例如(但不限于)未图案化半导体晶片。本文中应注意,可通过沿着两个或更多个扫描线122在连续扫描之间平移晶片112来产生晶片112的二维图像。进一步应注意,一或多个光束偏转器106可包含所属领域中已知的任何类型的光束偏转器,包含(但不限于)声光光束偏转器、电光光束偏转器、多边形扫描仪、谐振扫描仪或电流计扫描仪。

在本文中应注意,照明源101可包含所属领域中已知的任何照明源。例如,照明源101可包含(但不限于)经配置以产生一组波长或波长范围的任何激光系统,包含一或多个激光源。激光系统可经配置以产生任何类型的激光辐射,例如(但不限于)红外辐射、可见辐射和/或紫外(UV)辐射。在一个实施例中,照明源101是经配置以发射连续波(CW)激光辐射的激光系统。在另一实施例中,照明源101是脉冲激光源。在另一实施例中,照明源101经配置以产生调制输出。例如,照明源101可使用声光或电光调制器调制,以产生暂时成形的照明。

在另一实施例中,照明源101包含一或多个准分子激光系统。例如,照明源可包含(但不限于)具有分子氟作为活性气体的准分子激光,其提供157nm激光光的发射。在另一实施例中,照明源101包含一或多个二极管激光系统(例如,用于发射445nm的光的一或多个二极管)。

在一个实施例中,照明源包含一或多个二极管激光。在另一实施例中,照明源包含一或多个二极管泵浦固态激光。例如,照明源可包含具有包含(但不限于)266nm的波长的二极管泵浦固态激光。在另一实施例中,照明源101包含一或多个频率转换激光系统。例如,照明源101可包含(但不限于)与倍频系统(其产生具有266nm中心波长的照明)耦合的频率转换激光(其适用于发射具有532nm的标称中心照明波长的光)。

在一个实施例中,一或多个多信道检测器经定位以同时收集从晶片112上的两个或更多个扫描线122反射和/或散射的光。在一个实施例中,检测器118经定位以接收从晶片反射的激光光。检测器118可操作为“反射率传感器”或“亮场传感器”。例如,检测器118可用来产生样本的反射率图。作为另一实例,检测器118可用来监测晶片特性,包含(但不限于)结构高度、膜厚度或介电常数。在另一实施例中,检测器116经定位法向于晶片表面以检测在法向于晶片表面的方向上散射的光。另外,检测器116可检测从晶片表面上的结构直接反射的光。在一个实施例中,检测器114a和114b检测从两个或更多个扫描线122散射的光。在此方面,一或多个检测器114可根据相对于采样点的检测器位置收集向前散射光、侧向散射光或向后散射光。本文中应注意,一或多个检测器114a、114b、116或118可包含所属领域中已知的任何检测器。例如,检测器114a、114b、116或118可包含(但不限于)CCD检测器、光电二极管、雪崩光电二极管(APD)和/或光电倍增管(PMT)。进一步应注意,一或多个检测器114a、114b、116或118可为经配置以同时检测来自晶片112上的多个检测区(例如,一或多个扫描线122的一或多个区)的信号的多信道检测器。本文中预期检测器(例如,114a、114b、116或118)的信道之间的串扰可通过分离晶片112上的检测区使得来自给定检测区的照明(例如,散射光)仅由单一信道检测而最小化。

在一个实施例中,系统100包含控制器130,控制器130经配置以将驱动信号发射到载台组合件120、一或多个光束偏转器106和检测器114a、114b、116和118以便起始光束108跨晶片112的线性扫掠、从晶片112散射和/或反射的照明的采样以及晶片112由载台组合件120的移动。当跨晶片112扫掠两个或更多个偏移光束111时,通过在样本上的一或多个位置处触发一或多个检测器114a、114b、116或118而产生晶片112的线性区的图像。在一个实施例中,可通过载台组合件120在正交于光束扫描方向的方向上平移晶片112使得每一线性扫描可在晶片112的新位置上执行而产生晶片112的二维图像。本文中应注意,晶片的采样网格可通过检测器的采样率以及载台组合件120的平移两者界定。在另一实施例中,一或多个线性扫描可在晶片112平移到新的位置之前在晶片112的单一位置上执行。可需要多个光束扫描(例如)来减少系统噪声。

可通过晶片112的样本网格与参考图像的样本网格的运行时间对准或相对于先前扫描数据进一步改进点扫描晶片检验系统的准确度。例如,基于与先前扫描(例如,先前200个扫描行)相关联的数据的晶片112的样本网格的运行时间对准可改进扫描准确度。晶片112的样本网格可因多个因素相对于参考图像的样本网格变为未对准,所述因素包含(但不限于)当使用载台组合件120定位晶片112时的原始对准误差、机械振动、空气摆动、气流和/或两个或更多个偏移光束111的漂移。

现参考图2,根据本发明的一或多个实施例,光束扫描仪106包含光束偏转器202和声光偏转器210。本文应注意,出于本发明的目的,可互换使用术语“光束扫描仪”和“光束偏转器”。在一个实施例中,光束102由照明源101产生且入射在通信耦合到控制器130的光束偏转器202上。光束偏转器202跨界定角度扩散的角度范围扫掠从光束偏转器202引导的光束204。例如,光束偏转器202将在第一位置204a中的光束偏转到第二位置204b。光束偏转器202可包含所属领域中已知的任何光束偏转器。例如,光束偏转器202可由(但不限于)声光偏转器、电光偏转器、多边形偏转器、谐振偏转器或电流计偏转器形成。在一个实施例中,光束偏转器202是由固体介质202b构成的声光偏转器,其与经配置以产生传播通过固体介质202b的超声波的换能器202a耦合。固体介质202b的性质(例如但不限于折射率)由传播的超声波修改,使得光束102根据超声波的波长在与固体介质202b交互后偏转。此外,超声波按介质中的声速传播通过固体介质202b且具有与驱动信号的频率以及固体介质202b中的声速相关的波长。在一个实施例中,换能器202a响应于由控制器130产生的驱动信号而产生超声波。

在一个实施例中,透镜组合件206将光束204的角度扫掠转变为从透镜组合件206引导的光束208的线性扫掠。在另一实施例中,透镜206校准所述光束。在另一实施例中,一或多个透镜206修改光束204的空间轮廓。在另一实施例中,透镜组合件206扩展光束204的直径。

在一个实施例中,光束204经引导到配置为移动式透镜(traveling lens)的声光偏转器210。通信耦合到控制器130的换能器210a产生具有线性变化频率的超声波的啁啾(chirp)数据包212,其沿着线性路径214传播通过固体介质210b。啁啾数据包212操作为移动式柱面透镜,使得入射在啁啾数据包212上的光束208聚焦到线216上的位置;入射在啁啾数据包212的相对低频率部分上的光束208的部分偏转小于入射在啁啾数据包212的相对高频率部分上的光束208的部分。在一个实施例中,柱面透镜209将扫描光束108聚焦在正交于由啁啾数据包212引发的聚焦方向的平面中。在此方面,柱面透镜209的轴经定向平行于扫描方向214。柱面透镜209可放置在声光偏转器210之前(例如,如在图2中展示)或直接放置在声光偏转器210之后。在一个实施例中,光束208的线性扫掠的位置和速率与啁啾数据包212的传播同步。这样,光束208a可入射在移动式啁啾数据包212a上;随着啁啾数据包212从位置212a传播到212b,光束208a相应地从位置208a传播到位置208b。因此,从啁啾数据包212引导的扫描光束108聚焦在线216上且沿着线216线性扫描。本文中应注意,啁啾数据包212的宽度可小于固体介质210b的长度。进一步应注意,多个啁啾数据包212可同时依次传播通过固体介质210b。

在另一实施例中,光束扫描仪106由透镜和在“泛光模式”中操作的单一声光偏转器210形成。在此方面,透镜206扩展光束102且使用固定光束208来照明声光偏转器110的整个长度。接着可由固定光束208的部分来持续照明一或多个传播啁啾数据包212;未入射在一或多个传播啁啾数据包212上的光束208的部分由声光偏转器210保持未聚焦。

在一个实施例中,透镜107校准扫描光束108,且物镜110将扫描光束108聚焦到晶片112上。在一个实施例中,中继透镜107和物镜110经定位成远心配置。在另一实施例中,中继透镜107和物镜110共享共同光轴。在另一实施例中,物镜110的光轴222从中继透镜107的光轴220偏移但平行于光轴220。这样,物镜210的光轴222可以晶片112上的聚焦扫描光束108的扫描线122为中心。应注意,图2中的所有光学射线位于y-z平面上,且两个或更多个扫描线122经定向在y方向上且在x方向上分离。进一步应注意,定位在物镜110之前的一或多个光学元件109可将扫描光束108分割为沿着x方向分离的两个或更多个偏移光束111,以便产生不在y-z平面上的额外扫描线122。

现参考图3A到3D,根据本发明的一或多个实施例,定位在物镜110之前的一或多个光学元件109将光束108同时分割为两个或更多个偏移光束111,且旋转两个或更多个偏移光束111的焦平面306以与样本112的表面平面重叠。一或多个光学元件109可由所属领域中适用于分割光束108且旋转焦平面306的任何类型形成。例如,一或多个光学元件109可包含(但不限于)一或多个衍射光学元件、一或多个折射光学元件或一或多个光束分割器。此外,一或多个光学元件109可在透射或反射模式中操作。在一个实施例中,一或多个光学元件109包含一或多个全息DOE。在另一实施例中,一或多个光学元件109包含一或多个微透镜组合件。

在一个实施例中,光学元件109由DOE形成,所述DOE经配置为具有焦点校正(例如,散焦)的衍射光栅,使得一或多个衍射级沿着x方向产生,且衍射级的焦平面306同时聚焦在晶片112上。参考图3A,由不具有焦点校正的衍射光栅302构成的光学元件109将产生在x方向上分离的三个偏移光束111a、111b和111c(即,衍射级),所述偏移光束通过物镜110聚焦到经定向垂直于光轴222的焦平面306而非晶片112的平面。因此,仅三个偏移光束111中的一者可聚焦在晶片112上。现参考图3B,由具有焦点校正的衍射光栅304构成的光学元件109将通过物镜110有效倾斜三个偏移光束111a、111b和111c的焦平面306,使得焦平面306与晶片112的表面平面重叠。这样,三个偏移光束111a、111b和111c同时聚焦在晶片112上。应注意,三个偏移光束111a、111b和111c中的每一者可在y方向上沿着单独扫描线122扫描,且在扫描期间保持聚焦。

本文中应注意,散焦是第二级像差,且由波前像差函数W020r2或替代地W020(x2+y2)来描述。在一个实施例中,光学元件109经配置为具有散焦的衍射光栅,使得根据下列等式来修改入射光束108的光学相位延迟:

其中K=0、±1、±2、…为衍射级,T为光栅的周期,且A为表示散焦度的振幅项。这样,DOE操作为相位掩模,以将扫描光束108同时分割为两个或更多个偏移光束111,且修改两个或更多个偏移光束111的相位特性,使得所有偏移光束111通过物镜110同时聚焦在晶片112上。此外,可选择A的值来调整焦平面306的旋转,以与晶片112的表面平面重叠。

本文中应注意,两个或更多个偏移光束111可包含任何数量的光束。进一步应注意,偏移光束111可从来自光学元件109的衍射级的任何组合产生。图3C说明根据本发明的一或多个实施例形成由光学元件109的0(未衍射)级形成的第一偏移光束111b和由光学元件109的+1衍射级形成的第二偏移光束111c。图3D说明根据本发明的一或多个实施例形成由光学元件109的-1级形成的第一偏移光束111b和由光学元件109的+1衍射级形成的第二偏移光束111c。进一步应注意,扫描线之间增大的间隔可减少多信道检测器(例如,114a、114b、116或118)中邻近信道之间的串扰。在另一实施例中,使用系统100中的一或多个虹膜选择与由光学元件109产生的衍射级相关联的两个或更多个偏移光束111。

本文中应注意,一或多个光学元件109可将光束108进一步分割为沿着y方向分离的多个偏移光束。这样,偏移光束111的二维阵列可在扫描期间聚焦在晶片112上。在一个实施例中,一或多个光学元件109将光束108分割为具有两个或更多个交错行的偏移光束111的二维阵列,其中所述行沿着y方向(例如,扫描方向)定向。本文中应注意,交错行配置能够使邻近行中的光束之间的间隔增大以便减少多信道检测器(例如,114a、114b、116或118)中的邻近信道之间的串扰。

图4A和4B说明根据本发明的两个或更多个实施例的晶片112的表面上的扫描图样的两个非限制性实例。图4A说明根据本发明的一或多个实施例的晶片112上的扫描图样,其中偏移光束111经布置成具有交错行的2×4阵列。这样,第一偏移光束行111d包含一组四个光束111d-1、111d-2、111d-3和111d-4;且第二偏移光束行111e包含一组四个光束111e-1、111e-2、111e-3和111e-4。箭头表示偏移光束111的扫描线122(例如,122d和122e)。本文中应注意,偏移光束111中的每一者在y方向以及样本上垂直于y方向的方向上分离以便最小化串扰。进一步应注意,在每一扫描路径的长度期间,所有偏移光束111同时聚焦在晶片112的表面上。在一个实施例中,定位在扫描线122d上的偏移光束111d由光学元件109的0(未衍射)级形成,且定位在扫描线122e上的偏移光束111e由光学元件109的+1衍射级形成。在另一实施例中,定位在扫描线122d上的偏移光束111d由光学元件109的-1衍射级形成,且定位在扫描线122e上的偏移光束111e由光学元件109的+1衍射级形成。

图4B说明根据本发明的一或多个实施例的晶片112上的扫描图样,其中偏移光束111经布置成具有交错行的3×3阵列。这样,第一偏移光束行111f包含一组三个光束111f-1、111f-2和111d-3;第二偏移光束行111g包含一组三个光束111g-1、111g-2和111g-3;且第三偏移光束行111h包含一组三个光束111h-1、111h-2和111h-3。箭头表示偏移光束111的扫描线122(例如,122f、122g和122h)。本文中应注意,偏移光束111中的每一者在y方向以及样本上垂直于y方向的方向上分离以便最小化串扰。进一步应注意,在每一扫描路径的长度期间,所有偏移光束111同时聚焦在晶片112的表面上。在一个实施例中,定位在扫描线122f上的偏移光束111f由光学元件109的-1衍射级形成,定位在扫描线122g上的偏移光束111g由光学元件109的0(未衍射)级形成,且定位在扫描线122h上的偏移光束111h由光学元件109的+1衍射级形成。

本文中应注意,图4A和4B和上文提供的相应描述仅出于说明性目的而提供且不应解释为限制本发明。因而,扫描图样可包含经布置在任何定向上的任何数量的光束使得扫描光束同时聚焦在样本上。此外,可由所属领域中已知的任何方法(例如(但不限于)光学元件的任何衍射级)产生偏移光束。

本文中应注意,一或多个光学元件109可放置在任何数量的适当布置中以将光束108同时分割为两个或更多个偏移光束111且旋转焦平面306以与晶片112的平面重叠。在一个实施例中,一或多个光学元件109包含单一DOE来将光束108分割为两个或更多个偏移光束111,旋转焦平面306以与晶片112的平面重叠且将两个或更多个偏移光束中的每一者进一步分割为一组两个或更多个光束。在另一实施例中,一或多个光学元件109包含:第一DOE,其用以将光束108分割为两个或更多个偏移光束111且旋转焦平面306以与晶片112的平面重叠;以及第二DOE,其用以将两个或更多个偏移光束中的每一者进一步分割为一组两个或更多个光束。在另一实施例中,一或多个光学元件109包含:微透镜组合件,其用以将光束108分割为两个或更多个偏移光束111;以及DOE,其用以旋转焦平面306以与晶片112的平面重叠且将两个或更多个偏移光束中的每一者进一步分割为一组两个或更多个光束。本文中应注意,可以任何顺序布置一或多个光学元件109。例如,一或多个光学元件109可包含:第一DOE,其用以旋转焦平面306以与晶片112的平面重叠;以及第二DOE,其用以将光束108分割为两个或更多个偏移光束111。进一步应注意,一或多个光学元件109的以上描述仅出于说明目的提供且不应解释为限制性。

在一个实施例中,一或多个光学元件109可经配置使得可调整偏移光束111的数量与偏移光束111中的每一者中的功率之间的权衡。这样,可调整系统100的灵敏度与处理量之间的权衡。例如,系统100可包含两个可配置光学元件109,其包含用以将光束108分割为在至少x方向上分离的两个偏移光束111且旋转焦平面306的第一1×2DOE,和用以将两个偏移光束111中的每一者分割为沿着y方向分离的七个偏移光束111的第二7×1DOE。这样,偏移光束111的7×2阵列同时聚焦在样本112上。在一个配置中,可通过移除第一DOE使每一偏移光束中的功率加倍,使得偏移光束111的7×1阵列同时聚焦在样本112上。在另一配置中,可通过使用3×1DOE取代第二7×1DOE而使每一光束的功率增加7/3的比率,使得偏移光束111的3×2阵列同时聚焦在样本上。在额外配置中,偏移光束111的数量可增加。

本文中进一步应注意,如上文描述且在图1到3中说明的系统100的所述组光学件仅出于说明提供且不应解释为限制性。可预期,可在本发明的范围内利用若干等效或额外光学配置。可预期,一或多个光学元件(包含(但不限于)圆形对称透镜、柱面透镜、光束成形器、镜、波片、偏光器或滤光器)可放置在系统100中。例如,柱面透镜可放置在光束偏转器106之前或(替代地)光束偏转器之后以便修改晶片112上的光束108的空间轮廓。

本文中应注意,系统100中的任一元件可经配置以包含一或多个涂层,包含(但不限于)抗反射涂层或光谱选择性涂层。例如,光谱选择性涂层可放置在声光偏转器202和/或210、透镜组合件206中包含的一或多个透镜和/或整个系统100的一或多个透镜的面上,以便增进光束102和/或108的光谱内容。在另一实施例中,为了减少整个系统100的杂散光,抗反射涂层可放置在包含封闭室的系统100的非光学元件上。

图5描述说明根据本发明的一或多个实施例的用于在倾斜多光束点扫描晶片检验系统中产生多个光束的方法500的流程图。在步骤502中,产生照明光束。在步骤504中,将所述光束按倾斜角引导到表面,其中所述光束在由所述表面界定的平面上大体上垂直于第一方向。在步骤506中,在引导所述光束之前,将所述光束分割为在至少第二方向上分离的两个或更多个偏移光束,其中所述第二方向垂直于所述第一方向。在步骤508中,在引导所述光束之前,修改两个或更多个偏移光束的相位特性,使得两个或更多个偏移光束同时聚焦在所述表面上。

在本文中描述的主题有时说明包含在其它组件内或与其它组件连接的不同组件。应了解,这些所描绘的架构仅为示范性的,且事实上可实施达成相同功能性的许多其它架构。在概念意义上,达成相同功能性的组件的任何布置有效地“相关联”,使得达成所要功能性。因此,在不考虑架构或中间组件的情况下,经组合以达成特定功能性的本文中的任何两个组件可被视为彼此“相关联”,使得达成所要功能性。同样地,如此相关联的任何两个组件也可视为彼此“连接”或“耦合”以达成所要功能性,且能够如此相关联的任何两个组件也可视为“可耦合”到彼此以达成所要功能性。可耦合的特定实例包含(但不限于)可物理交互和/或物理交互的组件和/或可无线交互和/或无线交互的组件和/或可逻辑交互和/或逻辑交互的组件。

据信,将通过前述描述理解本发明和其许多伴随优势,且将明白,在不脱离所公开主题或不牺牲所有其材料优势的情况下可对组件的形式、构造和布置作出各种改变。所描述形式仅为说明性,且下列权利要求书的意图是涵盖和包含这些改变。此外,应了解,本公开由随附权利要求书界定。

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