CN101738398B - 具有行移透镜多光束扫描仪的晶片缺陷检测系统 - Google Patents

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Abstract

一种使用提供光束(151)的激光源(101)检测样品如半导体晶片(108)的系统。光束(151)施加于具有有源区的行移透镜声光器件(104)并响应RF输入信号在有源区中选择地产生多个行移透镜。行移透镜声光器件(104)可操作以接收光束(151)并在每个产生的行移透镜的焦点处产生多个浮动光点束。使用光检测单元(110)产生有用的扫描数据，其中所述光检测单元具有多个检测器区，每个检测器区具有多个光检测器和至少一个多级存储器件，该存储器件可操作以从多个光检测器并行接收输入。被储存在每个存储器件中的信息从多级被同时串行读出。

Description

具有行移透镜多光束扫描仪的晶片缺陷检测系统
本申请是2004年10月27日提交的名称为：“具有行移透镜多光束扫描仪的晶片缺陷检测系统”的中国专利申请03809497.5的分案申请。
技术领域
本发明关于一种晶片缺陷检测系统，该系统使用扫描激光束照明被分析的晶片，并通过反射光或透射光的分析来识别缺陷。特别是，本发明关于使用多个光束的扫描仪系统，所述多个光束同时照射被检测的样品，如晶片、光栅、掩膜等，并产生同时被检测的多个相应的反射或透射光束。
背景技术
为了检测晶片表面上的缺陷、颗粒和/或图形，作为半导体制造工艺中质量保证工艺的一部分，各种系统被用于半导体晶片的自动检测。目前检测系统的目标是具有高分辨率和高称度成像，以便提供在亚微米半导体制造工艺中所需要的可靠性和准确性。然而，具有允许大处理量的高速处理也是很重要的，以便质量和保证工艺不会成为晶片制造工艺中的障碍。因而，光学检测系统必须使用较短的波长、较高的数字孔径光学装置和高密度图像捕获技术，以便能以满足所希望的产品处理量(throughput)要求的足够高的速度对来自这些系统的数据进行处理。
用在晶片检测系统中的常规成像结构此时利用了单斑点扫描激光器进行成像。然而，通过这种结构可获得的数据速度受到由于单激光束、可使用的光学系统以及相关检测器件的速度和质量的限制所引起的物理约束的限制。例如，用做点光源的单激光器在被检测的物体上聚焦成一点并在整个物体的表面上进行扫描，其中物体可以是固定的或者可以在工作台机构上，协同扫描一起移动。然后来自物体的反射光在检测器上成像，由扫描过程产生像素数据。检测器可以是CCD阵列，它的独立元件定位成在光束扫描时可接收反射光并以常规方式连续读出。而高分辨率可以从这种点源照明装置获得，为了构成可视图像而扫描所述区域中的每个点的要求限制了该系统的处理量。
单激光束的扫描可以通过旋转反射镜系统如参见美国专利US5065008或声光元件(acoustic-optic cell)来实现。然而，在使用高亮度激光源时，这些单斑点扫描结构必须具有受限制的速度并且可能易于扫描失常、低照明亮度和当使用高亮度激光源时，对样品造成潜在的热损害。即使使用台式扫描系统，该扫描系统相对于固定照明装置和图像位置而移动样品，同时通过在固定位置的一个区域上移动单个光点来产生同步化的扫描图形，也不能实现检测目前半导体产品的亚微米结构所需的高数据速度。
因而，需要一种样品扫描系统，不管是在固定或台式系统中，可提高样品处理量同时保持或甚至提高在扫描样品期间收集的数据的可靠性和准确性。通过利用多个平行扫描光束扫描样品和通过检测多个平行反射光束或多个平行透射光束，本发明满足了这个需要，依赖于是通过从表面反射的光检测样品还是使光穿过表面而检测样品，和同时处理多个反射或透射光束，从而与单斑点扫描系统相比显著提高了处理量。
发明内容
本发明关于使用提供光束的单一光源检测样品的系统。光束被成像到行移透镜声光器件上，所述声光器件具有有源区并响应RF输入信号而在此有源区中选择性地产生多个行移透镜。此行移透镜声光器件可操作以接收光束和在产生的每个行移透镜的各个焦点上产生多个斑点束。该系统还包括光检测单元(light detector unit)，包括多个检测器区(detector section)，每个检测器区具有多个光检测器和至少一个多级存储器件，该多级存储器件可操作以并行接收来自多个光检测器的输入。被存储在每个多级存储器件中的信息从多级被同时串行读出。
根据本发明的另一特征，本发明关于用于检测样品的系统，该系统包括多个扫描斑点光束源。光束被成像在样品的表面上，并通过从样品反射或透射而由此产生多个光束。使用具有多个检测器区的光检测单元，每个检测器区具有多个光检测器，所述多级存储器件可操作以便从多个光检测器并行接收输入。被储存在每个多级存储器件中的信息从多级被同时串行读出。
根据本发明的另一特征，本发明关于用于检测样品的方法。该方法包括从单光源提供多个浮动光点束(flying spot beam)和在样品的表面上扫描多个斑点束，由此通过从样品的反射或透射产生相应的多个光束。然后，每个反射光束的内容(content)被捕获并同时储存在各个信号存储区中。被存储的信息被串行读出，由此提高扫描数据的速度和处理量。
本发明的其它特征是实现了声光器件，该声光器件适于接收光源和用于产生多个行移透镜的RF输入，所述多个行移透镜提供多个同时扫描的斑点。该器件包括：具有有源区的晶体介质(crystal medium)，该有源区限定声波传播的方向；RF输入部分(RF input portion)，用于接收RF线性调频输入和位于声波传播方向的介质的一端上；和用于从光源接收光的光输入部分(light input portion)，此光输入部分设置成横向于声波传播的方向；以及光输出部分。输入到RF输入部分的RF脉冲串可操作以产生同时存在于有源区中的行移透镜序列(a sequence oftraveling lenses)，这些行移透镜可操作以接收输入到光输入部分的光并产生从光输出部分输出的多个斑点束。
本发明的再一特征是一种操作声光器件的方法，该声光器件具有有源区并适于在光输入部分(light input portion)和RF输入部分(RFinput portion)接收光源，其中RF输入部分用于产生多个行移透镜，所述行移透镜从光输出部分提供多个共存(concurrent)的斑点。该方法包括向RF输入部分输入一系列线性调频输入脉冲，由此产生用于每个输入脉冲的声波并在有源区中在传播方向传播；从光源和在与横向于所述传播方向的方向向光输入部分输入光；和给传播声波施加光，该声波形成行移透镜并同时存在于有源区中，每个行移透镜可操作以聚焦和引导所述光，由此用于每个透镜的各个斑点束被从光输出部分输出。
本发明的又一特征是用于检测多个同时扫描斑点束的线性光检测单元(liner light detector unit)。光检测单元包括沿着共同轴线性设置的多个相邻的光检测器区。每个检测器区具有多个相邻光检测器和至少一个多级存储器件，所述存储器件可操作以并行接收来自多个光检测器的输入和串行读出被储存在多级中的信息。
本发明的另一特征是一种用于检测被储存在线性CCD中的多个像素的方法，所述CCD具有第一多个区，每个区包括第二多个像素存储元件(pixel storage element)并从第三多个并行扫描光束的相应一束光束接收输入。该方法包括在各个信号存储部件(storage section)中同时捕获和储存第三多个光束的每个的内容并同时串行读出被储存的信号。
本发明的又一特征是用于从样品表面检测明场和暗场象的设备，其中明场象由至少一个CCD检测，暗场象由至少一个高灵敏度检测器检测，如光电倍增管(PMT)。
附图说明
图1表示根据本发明的用于扫描晶片或其它样品的第一示例性系统和设备的示意图。
图2表示使用由本发明的设备产生的多个光束来扫描晶片或其它样品的示例性时序图。
图3表示在利用根据本发明的示例性实施例产生的四个光束同时扫描晶片时晶片表面的形貌(topography)。
图4是表示在本发明的实施例中使用的行移透镜、多光束声光器件的示意图。
图5是表示根据本发明实施例的具有两级垂直传送机构的多级线性光电二极管的示意图，其中两级垂直传送机构将用在CCD扫描仪中。
图6A和6B表示用于在晶片或其它样品上扫描多个分束(splitbeam)的第二示例性系统和设备的示意图。
图7A和7B提供用于分开检测样品表面上的明场和暗场象的单一照明激光器和环形照明激光器结构的示意图。
具体实施方式
如本领域技术人员清楚的，下面的详细说明是关于本发明的示例性实施例的，但是本发明不限于此，本发明可以进行修改和附加结构。具体而言，但不是用于限制，一个示例性实施例可能参照一个样品表面的检测而公开，所述检测是通过使用位于样品的共同侧(“反射型系统”)的光源和检测单元检测反射光进行的，本领域技术人员应该清楚，这些教导很容易通过用检测单元检测透射光而适于检测样品，其中检测单元位于与光源相反的样品的一侧(“透射型系统”)。反射型系统和透射型系统的不同之处在于，例如，在透射型系统中不存在分束器，本发明的原理可适用于这两种类型的系统。如本领域技术人员可理解的，根据本发明，这两种类型的系统在检测样品时可以分开使用或一起使用。
图1是表示根据本发明的利用行移透镜多光束扫描仪的晶片、光栅或类似样品检测系统100和设备的示意图。在不限制和只是举例的情况下，样品可以是在制造的任何阶段中的任何半导体产品，如其上具有多个半导体器件的8英寸或12英寸晶片等，或者可以是在制造工艺中使用的掩模、光栅等，其中在这些制造工艺中必须检测这种样品的缺陷、外来物体或图形精度(pattern accuracy)。希望在这种系统中以高精度和高可靠性识别结构尺寸、位置和类型、出现在样品表面上的缺陷或物体。还希望以高速度进行识别，从而使提供给检测和质量保证(quality assurance)步骤的制造工艺中的延迟最小化。
系统100依赖于明亮光源，如产生光束输出151的CW(或脉冲)激光器101。光束151施加于具有常规设计的束成形器102，该束成形器将扩展(expand)和校准(collimate)光束151，以便以本领域公知的方式形成具有均匀强度束分布的光束152。为了进行晶片检测，激光器优选在短波长操作，例如在248nm或193nm操作，以便以稳定的输出功率(或稳定的脉冲能量和脉冲频率)、稳定的横模(transverse mode)和稳定的束瞄准(beam pointing)产生高分辨率。准直光束152被施加于常规反射镜103，以便将光束153成形和引导到操作透镜系统，该系统的元件将在后面详细说明。
特别是，成形光束153投射到行移透镜声光器件104上，行移透镜声光器件104可操作以将成形光束153转换成多个光束154a、154b和154c。为了方便起见举例示出了三个光束，光束的数量可以更大，并且在示例性实施例中可以是十个或更多个同时扫描的光束。行移透镜声光器件104响应一系列线性调频RF脉冲的每个，单脉冲导致产生单透镜，而一系列脉冲导致在行移透镜器件104中形成多个级联透镜(multiple cascaded lenses)。每个透镜将接收和在其输出处将输入激光聚焦，由此形成所希望的光束数量。在RF脉冲穿过器件104运行时，相关透镜将运动，引起它们的光束的每束光束以类似扫描的方式运动。
声光元件的基本理论、结构和材料在由Gerald F.Marshall等人编辑“Optical Scanning”的第11章(由Marcel Dekker Inc.在1991年发表)中有教导。如第675-677页的解释，单光束的频率线性调节(chirp)扫描包括给其施加线性频率扫描(“线性调频”)的声光布拉格元件(Bragg cell)。穿过该元件的光学孔径产生的频率梯度将作为柱面透镜，其焦距(focal length)是以线性调频速度为基础的。由线性扫描声频衍射的光可以会聚或发散，并且可以由补偿光学透镜进行补偿。根据此公开，声光扫描仪在成本和性能上优点显著，特别是其中的随机存取时间很短。声光扫描仪通常产生一个扫描光束，并且其中希望有多个光束，如在Marshall所著书的第682-683页中公开的那样，需要多个线性调频元件，每个元件接收被线性调频的RF脉冲。具体而言，当线性增加频率施加于阵列中的多个线性调频元件中的每个的驱动器时，随着根据Bragg条件产生阵列的每个准直光束的连续角度扫描，设置具有在时域内间距(pitch)增加的相位光栅(phase grating)，由此产生斑点阵列的线性扫描。在高频切断时，驱动器信号设定为零，由此允许消耗线性调频元件中的声学能量，并在下一扫描开始之前使斑点复位。
在Marshall所著书的第682-683中教导了两种声波阵列扫描仪，包括带宽倍增扫描仪和分辨率倍增扫描仪。在第一种情况下，大量独立驱动的、小的并且紧密设置的传感器(transducer)并列安装在由氧化碲(TeO2)玻璃以及由四氧化钼铅(PbMoO4)和TeO4晶体制成的声光介质上。第二种情况的声光阵列包括串联设置的元件。各具有特定分辨率(每行上的点)的扫描仪阵列通过使用复杂的光学装置可产生更高的分辨率(每行上的点)。
相反，在本发明中使用的声光器件104采用单晶，它在一系列输入RF脉冲基础上可有效地产生多个行移透镜。该器件中的单晶由与UV光源兼容的材料构成，优选具有由熔融硅石、砷化镓(GaAs)或TeO2玻璃构成的声光介质，尽管还可以使用具有UV光兼容性的其它公知材料。该晶体在每个主侧面上具有防反射涂层，其中两侧的防反射涂层的比率(rated)小于0.5％。该器件将在266nm的波长和在200MHz的中心频率并以130MHz的带宽在纵向声学模中操作。RF功率小于3.0瓦。在一个示例性实施例中，该器件的有效孔径可以是1.0mm“H”乘以60mm“L”。
在操作中，如图4中更详细显示的，如本领域技术人员可理解的，可以是单光束或多个准直光束的激光401将施加于变换器410的一个主表面411。RF发生器430向RF输入端口(SNA连接器)413提供一系列“线性调频”或脉冲RF波形431、432、433等，在示例性实施例中优选在持续时间和振幅上是相同的，但是根据所希望的行移透镜的光学效果可以是不同的。所述端口设置成横向于光路方向并使RF波形在晶体的边缘注入(injected)，并且以一定速度建立横向于晶体长度方向的压力波(pressure wave)，在示例性实施例中，所述速度为5.96mm/μs或大约是声速。通过晶体介质传播的压力波被校准以便提供用于激光401的级联聚焦透镜421、422，所述激光401穿过输入主表面411并从输出主表面412射出。每个透镜421、422将在焦点443、444聚焦通过的光束441、442，如本领域技术人员可了解的。
现参见图1，多个级联透镜在声光器件104的有效区中产生的效果将导致在用于每个产生的透镜的行移透镜声光器件的焦点154a、154b和154c处产生浮动光点。浮动光点154a、154b和154c然后通过常规准直透镜105，和一组准直光束155a、155b和155c入射到分色镜106的表面106a上，但是将通过分色镜(dichroic mirror)106。分色镜106使所有准直光束155a、155b、155c到达物镜107上，以作为到达将被扫描的晶片、光栅或其它样品表面的多个光束156a、156b、156c成像。由物镜107输出的多个平行光束156a、156b、156c被聚焦到晶片、光栅或其它样品的表面上的单独的斑点108a、108b、108c上并作为平行光束157a、157b、157c被反射。这些反射光束157a、157b、157c再次通过物镜107并射到分色镜106的背面106b上。这些平行反射光束158a、158b、158c被分色镜106反射并施加于准直透镜109上。
来自透镜109的光束被输出到具有多级、多抽头、垂直传送CCD110的照相机上。CCD具有各个检测区111、112、113，这些检测区被光束159a、159b、159c之一照明。在光束扫描晶片108的表面并且产生平行图像流时，带电耦合器件110的每个区111、112、113的元件捕获每个相应光束中的输出像素。多抽头CCD110的每个区111、112、113具有相应的移位寄存器区114、115、116，它们对应光束159a、159b、159c。这些并行输入区可以被并行读出，由此提高了图像检测器件的处理量。因此，在给定时间周期内，并行读出将通过向每个移位寄存器输入一系列读出脉冲来实现，由此使它们以并行数据流的方式输出它们的内容。
在一般的例子中，具有移位寄存器114的第一区111被通过放大器121输入的区传送信号160a读出。该信号是脉冲串，该脉冲串使移位寄存器通过缓冲器130向输出线161a上串联读出它的数据，其中所述移位寄存器的级已经被并行装载。同样，分别经过放大器122、123给多抽头CCD区112、113的移位寄存器115、116施加用于区2和区3的时钟信号。经放大器132、133串联读出的最终数据提供给数据输出端161b、161c。
来自晶片或样品108的表面的背反射光束157a、157b、157c被多区抽头线性CCD结构110捕获呈现高度有效的设计。建立结构110以使相同的物镜结构用于扫描和反射光。而且，当来自每个扫描光束的反射光施加于分段的CCD结构110时，由扫描样品的各个区产生的信息的内容并行地传送到临时移位寄存器，然后串联读出。从CCD110的多区的传送可提供高数据处理量，这在晶片检测系统中是非常希望的结果。
用于实际照相机设计的传感器500的典型实施例示于图5中。该器件是具有2048个像素501的线性CCD，每个像素具有水平尺寸为16μm，垂直尺寸为64μm的像素尺寸，并且像素间距为16μ。2048个像素被分成64个独立区502，每区各具有32个像素501，每个像素501具有到第一临时存储级(storage stage)504的输出503，该输出503与在其区502中的其它31个像素的输出并行提供。区502设置成与其它区直接相邻。在替换实施例中，存在128个输出，每个抽头只有16个像素，以便提供更高的速度。每个第一临时存储级504的32个值被各个时钟C1-C64并行读出到各个第二层存储级505，并且所有第二层存储级505响应单时钟C0而被读出到各个读出移位寄存器级506。每个读出移位寄存器级506中的32个字节被时钟输入Ck以时钟信号串联输出，并且从寄存器输出的电压模式模拟提供给64个区502的每个的各个输出端口OUT1-OUT64。适当的电压施加于该器件，用于适当的操作，如本领域技术人员可理解的。具有这种结构的传感器可设计成具有20-40MHz的数据率(1.0-1.6MHz线频率)，并以每秒2.0-3.2Gpix输出。
再次如图1所示，斑点时序是如此设计的：对于单个CCD区114-116将只是单斑点。事实上，在使用图5和图10的线性传感器的束扫描仪典型实施例中，一次只有64个传感器段(sensor segment)的第1/6将接收输入，其中每个传感器段具有用于32个像素的存储器。单一光束输入到多个段中产生了延迟，这使在光束移动到下一区时存储和读出处理成为必要。借助例子但不作为限制，图2中只示出了用于两个斑点的时序图(timing diagram)，但是根据以下教导可以很容易推断出可具有额外的斑点。在图中，时间(t)线200提供通过多个斑点扫描晶片、光栅的表面或其它表面的参考。斑点沿着x(纸的水平)方向扫描，同时该表面以预定速度在y(纸的垂直)方向移动。首先，斑点1位于晶片的区1上并提供晶片或其它表面的扫描贯穿区1，如在时间周期201期间在部分(portion)211中所示的。由于该表面因晶片等在工作台上移动而向上移动，扫描向右转动一个角度。如处理部分220中所示，第二个斑点没有开始扫描。由于在时间周期201期间只有第一斑点扫描，因此没有数据从处理部分230的区1或处理部分240的区2透射，也没有数据在处理部分250输出。
在第二时间周期202期间，由斑点1进行的区1的扫描已经完成，并且开始扫描区2，如由扫描线212的部分所示。同时，第二斑点开始对区1的扫描，如由扫描线221所示的。在时间周期202开始时，在周期201期间在区1的扫描期间获得的所有数据将在231并行输出。但是，由于此时没有对于区2积累的数据，因此在处理部分240中没有输入。然而，在231从区1并行传送的数据在时间周期202期间被串联地输出，如数据区1输出251所示。
在周期203开始时，斑点束1开始在213的区3的扫描，同时斑点束2开始在222的区2的扫描。在处理部分230中，由斑点2在区1中积累的数据在232传送，同时在区2的斑点1的数据在241传送。在时间周期203期间，用于每个区1和2(由扫描221、212收集)的数据分别在252和253串联读出。清楚地，对于使用10个光束和具有线性扫描仪的64个区的典型实施例，光束必须扫描晶片等的表面的一部分，以便在返回到开始另一扫描之前，CCD的至少6个区从每个光束接收输入。这样，在输出数据中存在与6个区的扫描可比的延迟。光束扫描和CCD输出之间的同步将是很容易实现的，以便实现最佳输出。
图3示出了被检测的晶片、光栅等物体的实际表面300。水平方向的分割0-12区别独立像素(光正方形301-312)的位置，并且这些像素中的几个(301、304、307和310)是用于扫描的扫描开始位置(scanstart position)，扫描是在垂直于晶片、光栅或其它物体的移动方向的方向进行的。这种运动是在由数字0-10标记的方向进行的。晶片本身将被单串(single series)的多个光束350、360和370扫描，并且在下一串重复光束扫描，如在图中右侧、在像素10的扫描串350’的开始所示的。在利用常规传送台装置170移动晶片时(图1)，如垂直方向的行进数(progression of number)0-10所示的，光束将表现为在整个晶片表面进行对角扫描。因此，在第一串扫描中，斑点350在区1的点301开始。然后，在它扫描时，斑点350向区2的像素302、区3的像素303等移动。第二斑点360在区1的点304开始，并且移动到区2的点305，区3的点306、区4的点307等。斑点370的类似运动在区1中的点7开始。第二串扫描以斑点350’的再次起动而开始，但是现在是在区1的点310开始。在第二次扫描中将进行斑点360和370的类似的重复扫描，并且，当工作台170移动晶片时将在下一串中进行斑点350-370的类似的重复扫描。如在这个扫描中给定的，可以看到晶片整个区域的并行读出。
图6A中示出了第二示例性实施例，其中系统600基本上与图1的实施例相同，但是不同之处在于使用了分束器从每个行移透镜产生多个光束。具体而言，激光器601产生光束输出651，该光束651施加于常规束成形器602，以便以公知的方式形成具有均匀强度束分布的光束。准直光束652施加于常规反射镜603，用于将光束653引导到具有声光行移透镜604的操作透镜系统。行移透镜声光器件604可操作以便将成形光束653转换成多个光束654a、654b、654c。而且，为了方便起见以举例形式示出了三个光束，但是光束的数量可以是更多的，并且在典型实施例中可以是十个或更多个同时扫描的光束。行移透镜声光器件604响应每个线性调频RF脉冲串，从而在行移透镜器件604的有源区中形成多个连续透镜(sequential lens)之一。在声波脉冲穿过器件604运行时，相关的透镜将移动，使它们的光束分别以扫描的方式移动。声光器件604的有源区中的多个透镜604a、604b、604c将导致在行移透镜声光器件的焦点654a、654b、654c位置上产生多个浮动光点，然后浮动光点654a、654b、654c穿过常规准直透镜605。
与第一实施例不同，从准直透镜605输出的多个光束穿过Damman光栅或分束器640(在所示实施例中为1×3类型，但是其它分离比例也是在本发明的范围内)，导致产生几个扇型分开(fanned-out)的光束655a、655b、655c。分离可以利用本领域公知的任何措施来进行，只要每个分束(split beam)的能量基本上相等即可。这些光束的每个包括入射到分色镜606表面上的多个斑点束(655a1-3、655b1-3、655c1-3-未示出)，并且这些斑点束射到物镜607上，用于作为入射到被扫描的样品608的表面上的多个光束656a1-3、656b1-3、656c1-3而成像。又物镜607输出的多个平行光束656a1-3、656b1-3、656c1-3聚焦到样品的表面上的区域608a、608b、608c上。每个区域被来自光束655a、655b、655c的单独光束的单独的浮动光点扫描，并且在示例性实施例中，产生如图6B所示的扫描线结构，其中来自单独光束656a2、656b2、656c2的扫描聚集成组，但是在时间和位置上是偏离的。这些扫描以平行光束返回(具有三个扫描的每个的三个光束-未示出)，并再次穿过物镜607并入射到分色镜606的背面上。这些平行反射光束分色镜606反射并施加于准直透镜(collimating lens)609。
来自透镜609的光束659a1-3、659b1-3、659c1-3被输出到三个照相机上，其中每个照相机具有各自多级、多抽头、垂直传送的CCD610A、610B、610C，并具有类似于图1的实施例中的线性CCD的结构和功能。这种结构还提高了图像检测器件的处理量和分辨率。
在如图7A所示的另一示例性实施例中，来自光源的激光可通过第一分色镜710，其中激光可包括多个浮动光点，如已经公开的或单个斑点。反射镜706将使激光701通过第一表面710a但是使明亮光(brightlight)从相反表面710b反射。通过的激光702将通过第二分色镜，其具有使激光通过的第一表面720a和使暗场光704反射的第二表面720b。照射到样品708的表面上的激光703将作为暗场光704和明场光705而反向反射。暗场光704与明场光705被分色镜720的表面720b分开，该表面720b反射暗场光并使明场光通过。暗场光704被具有高灵敏度的光电倍增管(PMT)740检测。这种PMT是常规设计并且可从供应商滨松光子学株式会社(Hammamatsu)和Burle公司获得，这种光电备增管在暗场低光散射方面尤其具有优势。明场光通过反射镜720并被表面710b向CCD 730反射，该CCD 730可以是多级或单级CCD，具有比PMT低的灵敏度但是具有比其大的动态范围和比其高的速度。
在替换实施例中，提供一种环形照明形式的激光器751，它可以根据这里已经公开的原理被行移透镜扫描，经过分色镜760和分色镜770到达物镜757，以在样品758的表面上聚焦。代表暗场和明场成分(brightfield components)的反射光射到反射镜770的表面上，并且明场光向CCD 790反射。暗场光经过反射镜770射向反射镜760，它的表面使光反射到PMT 780，用于检测。
前面已经关于示例性实施例介绍了本发明，但是不限于此，本发明的全部范围由所附权利要求书限定，如根据可适用的法律阐释的。

Claims (23)

1.一种用于检测多个同时扫描斑点束的线性光检测设备，所述光检测设备包括：
沿着公共轴线性设置的多个相邻光检测器区，每个检测器区被设置成与其它检测器区同时检测来自各个扫描斑点束的光，所述扫描斑点束是经由声光行移透镜器件由单光源产生的多个同时扫描的斑点束的一个，所述声光行移透镜器件具有单个晶体，用于提供多个行移透镜，并且每个检测器区包括：
多个相邻光检测器，和
至少一个多级存储器件，其可操作以从所述多个光检测器并行接收输入并同时串行读出被存储在所述多级存储器件的多级中的信息。
2.根据权利要求1所述的线性光检测设备，其中每个所述光检测器区包括用于区传送信号的输入和用于串行读出所述区的输出。
3.根据权利要求2所述的线性光检测设备，其中每个所述检测器区包括具有多个级的临时移位寄存器，所述移位寄存器可操作以在每个级中并行接收相应检测器的内容并串行读出。
4.根据权利要求1所述的线性光检测设备，还包括：区传送信号的源，所述源提供区传送信号以串行读出多个所述级；和包括缓冲器的数据输出线，以携带所述串行读出信号。
5.一种用于检测被储存在线性CCD中的多个像素的方法，其中所述CCD具有第一多个区，每个区包括第二多个像素存储元件并从第三多个同时扫描光束的各个接收输入，所述第三多个同时扫描光束经由声光行移透镜器件由单光源产生，所述声光行移透镜器件具有单个晶体，用于提供多个行移透镜，该方法包括：
同时捕获和在各个信号存储区中储存所述第三多个光束的每个的内容；和
从多个所述存储区同时串行读出被储存信号。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括使所述第三多个光束的所述扫描与所述被存储信号的所述读出时序同步。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述捕获和储存步骤只是在所述第一多个区的一部分中同时进行的。
8.一种检测样品的系统，其包括：
多个同时扫描斑点束的源，
声光行移透镜器件，该器件具有单个晶体，用于提供多个行移透镜，以产生所述多个斑点束，所述斑点束被成像在所述样品的表面上，并从其产生多个反射光束；
至少一个光检测器单元，所述至少一个光检测器单元包括多个检测器区，每个检测器区被设置成与其它检测器区同时检测来自各个扫描斑点束的光，并且每个检测器区具有多个光检测器和至少一个多级存储器件，所述存储器件可操作以从所述多个光检测器并行接收输入并同时串行读出被存储在所述多级中的信息。
9.根据权利要求8所述的系统，其中每个所述光检测器区包括用于区传送信号的输入和用于串行读出所述区的输出。
10.根据权利要求8所述的系统，其中所述声光行移透镜器件响应一系列线性调频RF信号而产生所述透镜。
11.根据权利要求10所述的系统，还包括用于所述样品的运动台，其中所述系列线性调频RF信号被定时以产生随所述运动台协调运动的扫描。
12.一种用于检测样品的方法，包括：
从单光源经由声光行移透镜器件提供多个斑点束，所述声光行移透镜器件具有单个晶体，用于提供多个行移透镜，以产生所述多个斑点束；
在样品的表面扫描所述多个斑点束，由此产生反射光束和透射光束中的至少一个的相应多束光束；
同时捕获和在各个信号存储区中存储反射光束和透射光束的所述至少一个的每个的内容；和
从多个所述存储区同时串行读出被存储的信号。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述扫描步骤包括在所述样品的不同区同时扫描各个所述多个光束。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述扫描步骤包括输入一系列线性调频RF信号，每个线性调频RF信号控制各个所述多个斑点束的的扫描。
15.根据权利要求13所述的方法，其还包括：
在第一周期期间，贯穿样品表面的第一区扫描第一斑点束，并在第一信号存储区储存来自所述第一斑点束扫描的信息；和
在第二周期期间，
(a)贯穿样品表面的第二区扫描所述第一斑点束，所述第二区与所述第一区相邻，并且在第二信号存储区中储存来自所述第一斑点束扫描的信息；
(b)串行读出来自所述第一斑点束扫描的、在所述第一周期期间储存的信息；和
(c)贯穿所述样品表面的所述第一区扫描第二斑点束，并在所述第二信号存储区储存来自所述第二斑点束扫描的信息。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括在第三周期期间：
(d)贯穿样品表面的第三区扫描所述第一斑点束，所述第三区与所述第二区相邻，并且在第三信号存储区中储存来自所述第一斑点束扫描的信息；
(e)串行读出来自所述第一斑点束扫描的、在所述第二周期期间储存的信息，并串行读出来自所述第二斑点束扫描的在所述第二周期期间储存的信息；和
(f)贯穿所述样品表面的所述第二区扫描所述第二斑点束，并在所述第二信号存储区储存来自所述第二斑点束扫描的信息。
17.根据权利要求12所述的方法，还包括使第一多个斑点扫描光束通过分束器并产生第二多个斑点扫描光束。
18.根据权利要求14所述的方法，还包括改变所述RF信号以提供选择行移透镜。
19.根据权利要求12所述的方法，其中所述扫描还包括移动所述样品。
20.根据权利要求12所述的方法，其中反射光束和透射光束中的所述至少一个包括明场和暗场成分，所述方法还包括分开所述明场和暗场成分，并且所述捕获和存储步骤包括分开地捕获所述明场成分和捕获所述暗场成分。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述捕获和存储步骤包括用CCD捕获所述明场成分和用PMT捕获所述暗场成分。
22.根据权利要求20所述的方法，其中所述分开步骤是用至少一个分色镜执行。
23.一种用于检测样品的方法，包括：
从单光源提供多个斑点束；
在样品的表面扫描所述多个斑点束，由此产生反射光束和透射光束中的至少一个的相应多束光束；
同时捕获和在各个信号存储区中存储反射光束和透射光束的所述至少一个的每个的内容，其中反射光束和透射光束中的所述至少一个包括明场成分和暗场成分，并且
所述方法进一步包括分开所述明场成分和所述暗场成分，并且所述捕获和存储步骤包括分开地捕获所述明场成分和捕获所述暗场成分；和
从多个所述存储区同时串行读出被存储的信号。
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