CN108345104A - 非对称放大检查系统和照射模块 - Google Patents

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Abstract

一种照射模块，包括一对变形棱镜，所述一对变形棱镜包括第一变形棱镜和第二变形棱镜；其中所述一对变形棱镜被构造为(a)接收沿着第一光轴传播的第一辐射束，和(b)非对称地放大所述第一辐射束以提供沿着平行于所述第一光轴的第二光轴传播的第二辐射束；以及直角棱镜，所述直角棱镜被构造为接收所述第二辐射束并且执行所述第二辐射束的侧向移位以提供第三辐射束；以及旋转机构，所述旋转机构被构造为通过旋转所述第一变形棱镜和所述第二变形棱镜中的至少一个来改变所述一对变形棱镜的非对称放大倍率。

Description

非对称放大检查系统和照射模块
相关申请的交叉引用
本申请要求享有于2017年1月23日提交的名称为“ASYMMETRICAL MAGNIFICATIONINSPECTION SYSTEM AND ILLUMINATION MODULE(非对称放大检查系统和照射模块)”的第15/412,879号美国非临时申请的权益，其全部内容通过引用方式并入本文中。
背景技术
越来越需要提供用于检查物体(诸如半导体晶片)的紧凑和可调节的检查系统和照射模块。
发明内容
本发明内容仅示出了方法和/或系统和/或模块的各种示例。不应使用这些示例来限制权利要求的保护范围。
附图说明
为了更好地理解本发明并且表示如何实施本发明，现在将单纯以示例的方式参考所附附图，所附附图中相同的附图标记始终表示对应的元件或部分。
现在将详细地参考所附附图，需要强调的是，示出的细节仅作为示例，并且仅用于对本发明的优选实施方式进行说明性论述的目的，并且是为了提供被相信是针对本发明的原理和概念方面的最有用和容易理解的描述而存在的。在这点上，并不试图比基本理解本发明所需的内容更详细地表示本发明的结构细节，结合附图的描述使得本领域技术人员明白如何在实践中可以体现本发明的各种形式。在所附附图中：
图1示出了收集和照射数值孔径的示例；
图2示出了收集和照射数值孔径的示例；
图3示出楔形物、输入辐射束和输出辐射束的示例；
图4示出了照射模块的一部分的示例；
图5示出了照射模块的一部分的示例；
图6示出了检查系统的示例；
图7示出了检查系统的示例；和
图8示出了方法的示例。
具体实施方式
通常希望在双暗场工具中尽可能提高吞吐量，但仍保持灵敏度。这样做的一种方法是使用一个椭圆形的照射孔径，斑点现在也将是椭圆形的，但由于斑点大小而导致的灵敏度损失将通过收集区域的增加而被部分补偿。
椭圆形斑点可以通过在X方向或Y方向收缩照射孔径而获得。
在检查系统中(诸如加利福尼亚州圣克拉拉市的应用材料公司的Uvision工具)，X方向通过声光(acusto-optics)器件而被扫描，并因此具有固定的数据速率，Y方向通过移动机动平台而被扫描。
在这种情况下，吞吐量可以通过在Y方向上收缩孔径来增加，并且增加平台速度。
吞吐量可以以如图1和图2所示的两种方式增加。在图1中，入射辐射束43和阻挡区域48处于相同的Y坐标(它们是“并排的”)。收集束44在阻挡区域48的外部被收集。
在图2中，入射辐射束45和阻挡区域49处于相同的X坐标(它们是“一个在另一个之上”)。收集束46在阻挡区域49的外部被收集。
图2的构造可能更好，因为图2的构造允许更大的离轴(off-axis)照射角度，这增加了颗粒检测的灵敏度。
可能需要通过改变入射辐射束的宽度对长度比率来控制入射辐射束的形状。例如，所述改变可以发生在检查系统的设置期间、当改变检查系统的收集路径的整体放大倍率时、当改变检查系统的照射路径的放大倍率时或者当将一个望远镜替换为另一个望远镜时。
入射辐射束的形状可以通过使用具有可调节的非对称放大倍率的照射模块而被确定。照射模块的非对称放大倍率是(a)离开照射模块的辐射束的宽度对长度比率与(b)进入照射模块的辐射束的宽度对长度比率之间的比率。
提供了一种照射模块，所述照射模块可以包括一对变形棱镜对、平行板(直角棱镜)和用于旋转变形棱镜以便调节辐射束的非对称放大倍率的旋转元件。
所述一对变形棱镜对和平行板可以位于转塔(turret)的任何望远镜的上游——由此已有的望远镜不被替换，并且非对称放大倍率可被容易地随时间改变。
照射模块可以是模块化的，即检查系统可以与照射模块一起操作或者不与照射模块一起操作。
参考图3，当输入辐射束51穿过楔形物52时，输入辐射束51将被倾斜以提供输出辐射束53。所述倾斜是以基本上等于(n-1)*α的角度θ倾斜，其中n是楔形物材料的折射率，并且α是楔形物表面之间的角度。
根据相对于射束的拐折角，输出束53在一维上具有比输入辐射束51的宽度(Din)小的宽度(Dout)：Dout＝Din*sinus(β-θ)/sinβ。
射束在宽度上的变化不影响射束的长度。射束的长度是在与图3的平面垂直的平面中测量的。通过引入非对称的放大倍率，照射模块可以将圆形辐射束转换成椭圆形辐射束。
图4示出了照射模块的一部分。所述部分包括第一变形棱镜61和第二变形棱镜62。
在图4中，第一变形棱镜61被表示为第一AP 61，并且第二变形棱镜62被表示为第二AP 62。
图4还示出了物镜20和物镜20的焦点11。焦点11可以“落”在被检查的物体上。
第一变形棱镜61接收第一辐射束81(第一辐射束81沿着第一光轴88传播)，并朝向第二变形棱镜62输出第二辐射束82。第二变形棱镜62输出沿着第二光轴89传播的第三辐射束83，第二光轴89平行于第一光轴。
第三辐射束83比第一辐射束81窄(在图4的平面处)，但是具有与第一辐射束81相同的长度(在与图4的平面垂直的平面内)。
非对称放大倍率值可以是第三辐射束的宽度对长度比率除以第一辐射束的宽度对长度比率。
图5示出了照射模块的一部分。在图5中，第一变形棱镜61被顺时针旋转(相对于图4)，从而导致非对称放大倍率的变化，并且输出更窄的第三辐射束(与图4相比)。
非对称放大倍率也可受到第一变形棱镜的材料和第二变形棱镜的材料的影响。
图6示出了物体10和检查系统90，检查系统90包括照射模块91、收集光学元件92、检测器80、图像处理器101、控制器100和存储器模块102。
照射模块91可以包括：(i)包括第一变形棱镜61和第二变形棱镜62的一对变形棱镜、(ii)诸如第一旋转单元(RM)71和第二旋转单元(RM)72的旋转机构、(iii)直角棱镜63、(iv)中继单元64、(v)诸如环形(doughnut-shaped)镜子65的分束单元、(vi)诸如望远镜66和另一个望远镜66'的一个或多个望远镜和(vii)物镜20。
图6还示出了转塔75，转塔75连接至多个望远镜并且可以被移动以便使用另一个望远镜替换一个望远镜。
物镜和分束单元也属于收集光学元件92。
所述一对变形棱镜被构造为(a)接收沿着第一光轴传播的第一辐射束，和(b)非对称地放大第一辐射束以提供沿着平行于第一光轴的第二光轴传播的第二辐射束。
矩形棱镜63被构造为接收第二辐射束，并且执行第二辐射束的侧向移位(lateralshift)以提供第三辐射束。
旋转机构被构造为旋转第一变形棱镜和第二变形棱镜中的至少一个，从而改变第一辐射束的非对称放大倍率。
中继单元64、环形镜子65、望远镜66和物镜20(统称为额外光学元件94)可以光学地操纵第三辐射束83以提供入射至物体10上的入射辐射束85。额外光学元件可以包含其他或更少的光学部件。
收集光学元件92被构造为接收反射辐射束86，并使反射辐射束86传递穿过收集光学元件92，以提供被检测器80检测的检测辐射束87。收集光学元件92可以包含物镜20、望远镜66和环形镜子65。收集光学元件92可以包含其他或更少的光学部件。
反射辐射束86因使用入射辐射束85对物体进行照射而从物体10反射。
扫描器60被构造为在与图6的平面不同的平面内扫描第一辐射束。例如，可以在与图6的平面垂直的平面内扫描第一辐射束。
照射模块被构造为将在光瞳面(pupil plane)78中的第一辐射束的扫描转化为入射辐射束85的扫描。在光瞳面78中的扫描被中继至在望远镜的后焦平面79中的扫描。
图像处理器101被构造为处理物体10的图像。所述图像是由检测器产生的检测信号构成的。
存储器模块102可以用于存储物体10的图像，检查方案和类似数据。
控制器100被构造为控制检查系统90的操作。
图7示出了物体10和检查系统90。
图7的检查系统与图6的检查系统的不同之处在于：
a.不包括第一旋转单元71。
b.不包括第二旋转单元72。
c.示出了连接在检查系统的结构元件210和照射模块91之间的连接元件200。
连接元件200能够将照射模块连接到结构元件210并且允许将照射模块与结构元件断开。结构元件可以是侧壁、杆、壳体、机架和类似元件。
检查系统90可以与照射模块91一起操作，或可不与照射模块91一起操作。在某种意义上，照射模块是模块化模块，其可取决于被检查物体、检查配方和类似因素而被添加或移除。
先前示出的照射模块中的任何一个也可以被视为模块化模块。
图8示出了方法110的示例。
方法110可以开始于初始化步骤112。
初始化步骤112可以包括通过由旋转机构旋转一对变形棱镜中的第一变形棱镜和第二变形棱镜中的至少一个来设定这一对变形棱镜的非对称放大倍率。如果这对棱镜已经被设定为提供期望的非对称放大倍率，则不需要旋转第一和第二变形棱镜中的任一个。
初始化步骤112之后可以是扫描第一辐射束的步骤114。
步骤114之后可以是步骤116，步骤116使用第一辐射束对这一对变形棱镜进行照射。第一辐射束沿着第一光轴传播。
步骤116之后可以是步骤118，步骤118通过这一对变形棱镜非对称地放大第一辐射束，以提供沿平行于第一光轴的第二光轴传播的第二辐射束。
步骤118之后可以是步骤120，步骤120通过直角棱镜侧向移位第二辐射束以提供第三辐射束。
步骤120之后可以是步骤122，步骤122光学操纵第三辐射束以提供入射至物体上的入射辐射束。
步骤122之后可以是步骤124，步骤124通过收集光学元件来收集来自物体的反射辐射束并将检测辐射束提供给检测器。
步骤124之后可以是步骤126，步骤126由检测器产生检测信号。检测信号反映检测辐射束。
步骤126之后可以是步骤128，步骤128从检测信号重建物体的一个或多个区域的一个或多个图像，并对一个或多个图像进行图像处理。
图像处理可以在缺陷检测处理期间、在审阅处理期间和/或在测量处理期间被执行。
物体可以是半导体晶片、光刻掩模、太阳能电池板或包含微观甚至是纳米级度量的结构元件的任何物体。
辐射可以是可见光、紫外线、极紫外线、深紫外线、近红外线和类似辐射。
虽然以上已经论述了多个示例性方面和实施方式，但是本领域技术人员将认识到某些修饰、置换、添加和上述的子组合。因此，所附权利要求和下文介绍的权利要求意欲被解释为包括所有这种修饰、置换、添加和子组合，只要这些修饰、置换、添加和子组合在这些权利要求的真实精神和范围内。
虽然已经结合本发明的具体实施方式描述了本发明，但显而易见的是，许多替代、修饰和变化对于本领域技术人员而言将是显而易见的。因此，意欲涵盖落入所附权利要求的精神和广泛范围内的所有这些替代、修饰和变化。
应理解的是，为了清楚起见而在分开的实施方式的上下文中描述的本发明的某些特征也可以被组合提供在单个实施方式中。反之，为了简洁起见而在单个实施方式的上下文中描述的本发明的各种特征也可以被分别提供或以任何合适的子组合来提供。
除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员所通常理解的相同的含义。尽管与本文描述的方法相似或等同的方法能用于实践或测试本发明，但本文描述了合适的方法。
本领域技术人员将会理解，本发明不限于上文已经特别示出和描述的内容。相反，本发明的保护范围由所附权利要求书界定，并且包含本领域技术人员在阅读前述描述时将会想到的上文描述的各种特征的组合和子组合两者以及它们的变化和修改。虽然已经显示和描述了本发明的优选实施方式，但是应该理解的是，可以使用各种替换物、替代物和等同物，并且本发明应该仅由权利要求及其等同内容限定。

Claims (15)

1.一种照射模块，包括：
一对变形棱镜，所述一对变形棱镜包括第一变形棱镜和第二变形棱镜；其中所述一对变形棱镜被构造为(a)接收沿着第一光轴传播的第一辐射束，和(b)非对称地放大所述第一辐射束以提供沿着第二光轴传播的第二辐射束，所述第二光轴平行于所述第一光轴；
直角棱镜，所述直角棱镜被构造为接收所述第二辐射束并且执行所述第二辐射束的侧向移位以提供第三辐射束；和
旋转机构，所述旋转机构被构造为通过旋转所述第一变形棱镜和所述第二变形棱镜中的至少一个来改变所述一对变形棱镜的非对称放大倍率。
2.根据权利要求1所述的照射模块，其中所述旋转机构包括第一旋转单元和第二旋转单元，所述第一旋转单元用于旋转所述第一变形棱镜，所述第二旋转单元用于旋转所述第二变形棱镜。
3.根据权利要求1所述的照射模块，其中所述一对变形棱镜被构造为在所述第一辐射束和所述第二辐射束之间引入一定的侧向移位；并且其中由所述直角棱镜引入的所述侧向移位被构造为补偿所述一定的侧向移位。
4.根据权利要求1所述的照射模块，包括中继透镜、分束光学元件、望远镜和物镜。
5.根据权利要求4所述的照射模块，包括用于扫描所述第一辐射束的扫描器；并且其中所述照射模块被构造为将在光瞳面处的所述第一辐射束的扫描中继至在所述望远镜的后焦平面上的扫描。
6.一种检查系统，所述检查系统包括：
检测器；
收集光学元件；
照射模块，所述照射模块能拆卸地连接到所述检查系统的结构元件；
多个望远镜，所述多个望远镜由转塔保持，并位于所述照射模块和物体之间；
其中所述照射模块包括：
一对变形棱镜，所述一对变形棱镜包括第一变形棱镜和第二变形棱镜；其中所述一对变形棱镜被构造为(a)接收沿着第一光轴传播的第一辐射束，和(b)非对称地放大所述第一辐射束以提供沿着第二光轴传播的第二辐射束，所述第二光轴平行于所述第一光轴；
直角棱镜，所述直角棱镜被构造为接收所述第二辐射束并且执行所述第二辐射束的侧向移位以提供第三辐射束；和
额外光学元件，所述额外光学元件用于光学地操纵所述第三辐射束以提供入射辐射束，所述入射辐射束入射到物体上；并且
其中所述收集光学元件被构造为朝向所述检测器引导反射辐射束；其中所述反射辐射束因使用所述入射辐射束照射所述物体而从所述物体反射。
7.根据权利要求6所述的检查系统，其中所述照射模块包括旋转机构，所述旋转机构被构造为旋转所述第一变形棱镜和所述第二变形棱镜中的至少一个，从而改变所述一对变形棱镜的非对称放大倍率。
8.根据权利要求7所述的检查系统，其中所述旋转机构包括第一旋转单元和第二旋转单元，所述第一旋转单元用于旋转所述第一变形棱镜，所述第二旋转单元用于旋转所述第二变形棱镜。
9.根据权利要求6所述的检查系统，包括用于扫描所述第一辐射束的扫描器；并且其中所述照射模块被构造为将所述第一辐射束的扫描转化成所述入射辐射束的扫描。
10.根据权利要求6所述的检查系统，包括被构造为处理所述物体的图像的图像处理器；并且其中所述图像是用由所述检测器产生的检测信号构造的。
11.根据权利要求6所述的检查系统，其中所述一对变形棱镜被构造为在所述第一辐射束和所述第二辐射束之间引入一定的侧向移位；并且其中由所述直角棱镜引入的所述测量移位经构造以补偿所述一定的侧向移位。
12.根据权利要求6所述的检查系统，进一步包括用于扫描所述第一辐射束的扫描器；并且其中所述照射模块被构造为将在光瞳面处的所述第一辐射束的扫描中继到在望远镜的后焦平面上的扫描。
13.一种用于对物体进行照射的方法，所述方法包括：
通过由旋转机构旋转一对变形棱镜中的第一变形棱镜和第二变形棱镜中的至少一个，来设定所述一对变形棱镜的非对称放大倍率；
使用第一辐射束照射所述一对变形棱镜；其中所述第一辐射束沿着第一光轴传播；
通过所述一对变形棱镜在一个维度上非对称地放大所述第一辐射束，以提供沿第二光轴传播的第二辐射束，所述第二光轴平行于所述第一光轴；和
通过直角棱镜侧向移位所述第二辐射束以提供第三辐射束。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述第三辐射束沿着所述第一光轴传播。
15.根据权利要求13所述的方法，进一步包括通过扫描器扫描所述第一辐射束。
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