CN111971549A - 具有多个光学探针的多点分析系统 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种用于分析样本的系统，其包含：照明源，其中多个传输光纤经光学耦合到所述照明源；及检测器，其中多个接收光纤经光学耦合到所述检测器。所述系统进一步包含经耦合到所述多个传输光纤的相应者及所述多个接收光纤的相应者的多个探针。所述多个探针经配置以照明所述样本的表面的相应部分，且经配置以接收从所述样本的所述表面的所述相应部分反射、折射或辐射的照明。所述系统可进一步包含经配置以将所述多个传输光纤的相应者光学耦合到所述照明源及/或经配置以将所述多个接收光纤的相应者光学耦合到所述检测器的一或多个开关及/或分离器。

Description

具有多个光学探针的多点分析系统
相关申请案的交叉参考
本申请案根据35U.S.C.§119(e)主张2018年4月27日申请且标题为“具有多个光学探针的多点分析系统(MULTI-SPOT ANALYSIS SYSTEM WITH MULTIPLE OPTICAL PROBES)”，发明者为普拉萨纳·埃文(Prasanna Dighe)、迪特尔·穆勒(Dieter Mueller)、陈东(DongChen)、陈登鹏(Dengpeng Chen)、史蒂夫·扎梅克(Steve Zamek)、丹尼尔·卡瓦尔杰耶夫(Daniel Kavaldjiev)及亚历山大·贝特纳(Alexander Buettner)的第62/663,436号美国临时申请案的权益，所述案的全文以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明大体上涉及分析系统且更特定来说，涉及一种具有多光学探针的多点分析系统。
背景技术
薄膜沉积过程通常跨衬底(例如，晶片)产生厚度不均匀性。此不均匀性对于半导体制造中的过程控制是至关重要的，这是因为其转化为晶片良率及最终装置性能。因此，有必要实现跨整个晶片的膜厚度的快速全晶片测量。
典型膜厚度测量系统包含椭偏仪、反射计、白光干涉计或类似物。这些系统采用依赖于单点测量的技术。由于膜厚度跨衬底变化，所以需要测量衬底上的多个点。为了完成此，致动衬底或光学器件以逐点扫描衬底。此类系统受制于复杂性及成本，且测量时间受衬底及/或光学器件的移动及稳定限制。测量时间不有利地随空间分辨率按比例调整。例如，如果必须测量2倍密集的格栅点，那么测量点的数目增长达4。在点之间的机械运动上花费的时间及稳定将成比例地增长。因此，需要多点测量工具。
发明内容
根据本发明的一或多个说明性实施例，揭示一种用于使用多个探针分析样本的系统。在一个说明性实施例中，所述系统包含：照明源，其中多个传输光纤光学耦合到所述照明源；及检测器，其中多个接收光纤光学耦合到所述检测器。在实施例中，所述系统进一步包含耦合到所述多个传输光纤的相应者及所述多个接收光纤的相应者的多个探针。所述多个探针可经配置以照明所述样本的表面的相应部分且接收从所述样本的所述表面的所述相应部分反射、折射或辐射的照明。
在另一说明性实施例中，所述系统包含：照明源，其中第一开关光学耦合到所述照明源；及检测器，其中第二开关光学耦合到所述检测器。在实施例中，所述系统进一步包含耦合到所述第一开关的多个传输光纤及耦合到所述第二开关的多个接收光纤。所述第一开关可经配置以将所述照明源光学耦合到所述多个传输光纤的至少一个传输光纤。所述第二开关可经配置以将所述检测器光学耦合到所述多个接收光纤的至少一个接收光纤。在实施例中，所述系统进一步包含耦合到所述多个传输光纤的相应者及所述多个接收光纤的相应者的多个探针。所述探针可经配置以照明所述样本的表面的相应部分且经配置以接收从所述样本的所述表面的所述相应部分反射、折射或辐射的照明。例如，所述第一开关可将所述照明源光学耦合到所述多个传输光纤的至少一个传输光纤以经由相应探针照明所述样本的所述表面的至少一个部分，且所述第二开关可将所述检测器光学耦合到所述多个接收光纤的至少一个接收光纤以经由所述相应探针接收从所述样本的所述经照明部分反射、折射或辐射的照明。
根据本发明的一或多个说明性实施例，揭示一种使用多个探针分析样本的方法。在所述方法的一个说明性实施方案中，通过一或多个支撑部件接近多个探针支撑样本，其中所述多个探针耦合到多个传输光纤的相应者及多个接收光纤的相应者。在所述方法的实施方案中，使用第一开关将照明源光学耦合到所述多个传输光纤的至少一个传输光纤以使用耦合到所述传输光纤且还耦合到所述多个接收光纤的至少一个接收光纤的至少一个探针照明所述样本的表面的至少一个部分。在所述方法的实施方案中，使用第二开关将检测器光学耦合到所述接收光纤以便经由所述探针接收从所述样本的所述表面的所述部分反射、折射或辐射的照明。
应理解，以上概述及以下详细描述两者仅是示范性及说明性的且未必限制本发明。并入本说明书中且构成本说明书的一部分的附图说明本发明的实施例且与概述一起用于解释本发明的原理。
附图说明
所属领域的技术人员通过参考附图可更佳理解本发明的若干优点，其中：
图1A是根据本发明的一或多个实施例的用于使用多个探针分析样本的系统的示意性说明；
图1B是根据本发明的一或多个实施例的用于使用多个探针分析样本的系统的示意性说明；
图1C是根据本发明的一或多个实施例的用于系统(例如图1A或1B中说明的系统)的真空卡盘系统的示意性说明；
图2是根据一或多个实施例的用于系统(例如图1A或1B中说明的系统)的开关配置的示意性说明；
图3A是根据一或多个实施例的用于系统(例如图1A或1B中说明的系统)的探针配置的示意性说明；
图3B是根据一或多个实施例的用于系统(例如图1A或1B中说明的系统)的探针配置的示意性说明；
图3C是根据一或多个实施例的用于系统(例如图1A或1B中说明的系统)的探针配置的示意性说明；
图4是根据一或多个实施例的由系统(例如图1A或1B中说明的系统)中的一或多个探针传输及接收的照明的示意性说明；
图5A是根据一或多个实施例的由系统(例如图1A或1B中说明的系统)中的一或多个探针传输及接收的照明的示意性说明；
图5B是根据一或多个实施例的由系统(例如图1A或1B中说明的系统)中的一或多个探针传输及接收的照明的示意性说明；
图5C是根据一或多个实施例的由系统(例如图1A或1B中说明的系统)中的一或多个探针传输及接收的照明的示意性说明；
图5D是根据一或多个实施例的由系统(例如图1A或1B中说明的系统)中的一或多个探针传输及接收的照明的示意性说明；
图5E是根据一或多个实施例的由系统(例如图1A或1B中说明的系统)中的一或多个探针传输及接收的照明的示意性说明；
图6是根据一或多个实施例的相对于系统的探针配置的由系统(例如图1A或1B中说明的系统)中的一或多个探针传输及接收的照明的示意性说明；
图7A是根据一或多个实施例的用于系统(例如图1A或1B中说明的系统)的照明传输路径的示意性说明；
图7B是根据一或多个实施例的用于系统(例如图1A或1B中说明的系统)的替代照明传输路径的示意性说明；
图8A是根据一或多个实施例的用于系统(例如图1A或1B中说明的系统)的照明集光路径的示意性说明；
图8B是根据一或多个实施例的用于系统(例如图1A或1B中说明的系统)之替代照明集光路径的示意性说明；
图9A是根据一或多个实施例的由系统(例如图1A或1B中说明的系统)在样本的一个区段处的多点扫描的示意性说明；
图9B是根据一或多个实施例的由系统(例如图1A或1B中说明的系统)在样本的多个区段处的多点扫描的示意性说明，其中样本由系统的一或多个支撑部件旋转以便扫描样本的多个区段；
图10A是说明根据一或多个实施方案的使用多个探针分析样本的方法的流程图；及
图10B是说明根据一或多个实施方案的使用多个探针分析样本的方法的流程图。
具体实施方式
现将详细参考附图中说明的所揭示标的物。已关于某些实施例及其特定特征特别展示且描述本发明。将本文中陈述的实施例视为说明性而非限制性。所属领域的一般技术人员将容易了解，可对形式及细节做出各种改变及修改而不脱离本发明的精神及范围。
特性化膜厚度变化对于半导体制造中的过程控制可为至关重要的，这是因为其转化为晶片良率及最终装置性能。因此，有必要实现跨整个晶片的膜厚度的快速全晶片测量。膜厚度通常跨衬底(例如，晶片、板或面板)缓慢地变化。因此，在许多情况中，若干测量点足以用于全膜厚度特性化。在其它情况中，需要在样本上的选择位置上监测厚度，其中再次，有限数目个点可足够。在半导体制造中，例如，可将膜沉积于衬底的两侧上。然而，归因于衬底的复杂处置及实现高处理量所需的快速操作，用于前及背侧表面分析两者的测量系统的实施方案具挑战性。
衬底的背测上的厚度测量可应用到光刻中的平面内应力测量及叠加误差的预测。可结合衬底的背测上的膜的厚度数据使用自由、未夹持衬底的衬底几何形状的测量以特性化不均匀、应力引发的扭曲。衬底几何形状数据可与由暴露工具真空卡盘拉平的衬底的平面内扭曲相关，其又与叠加误差相关。
在一些系统中，在衬底由真空卡盘在一侧上固持时对衬底的另一侧执行测量。然而，此类测量技术不适用于背侧测量，这是因为从顶/前侧夹持衬底可产生表面缺陷及表面污染。其它技术依赖于电容或电感量表。然而，所述技术还针对单点测量设计，且提供不佳空间分辨率。提出解决上述问题的数个技术。例如，一些解决方案包含承诺减少测量时间的多频带、高光谱或基于DMD的成像系统。然而，这些解决方案需要体积大、昂贵且不容易经调适用于前及背侧表面测量两者的系统。
根据本发明的一或多个说明性实施例，揭示用于使用多个探针分析样本的系统100。例如，图1A说明经配置以分析样本102(例如，晶片、板、面板、分划板或任何其它衬底)的至少一第一(例如，前/顶)表面104的系统100的实施例。系统100可为独立系统，或在一些实施例中，系统100可(例如，作为硬件模块)集成于处理工具内及/或作为多功能分析工具/系统的部分。例如，系统100可集成于用于处理工具的晶片处置器内及/或作为多功能分析工具/系统，借此除了其它类型的分析(例如，叠加计量、检验、临界尺寸(CD)测量等)外也允许膜厚度特性化。
在实施例中，系统100包含经配置以支撑(例如，固持或承载)样本102的一或多个支撑部件132。例如，一或多个支撑部件132可包含样本载物台、一或多个卡盘或类似物。在一些实施例中，一或多个支撑部件132支撑样本，使得背侧表面106至少部分暴露。例如，一或多个支撑部件132可经配置以在不接触样本的背侧表面106的情况下或通过仅接触背侧表面106的有限部分来支撑样本。在实施例中，一或多个支撑部件132经配置以通过接触样本102的两个或多于两个边缘，使得样本102的背侧表面106的全部或大部分保持暴露来支撑样本102。在另一实施例中，一或多个支撑部件132经配置以通过接触样本102的背侧表面106的第一部分(例如，边缘或近边缘部分)，使得样本102的背侧表面106的第二部分(例如，内部部分)保持暴露来支撑样本102。
系统100包含：照明源118，其中多个传输光纤114经光学耦合到照明源118；及检测器122，其中多个接收光纤116经光学耦合到检测器122。在一些实施例中，照明源118包含至少一个宽带照明源。例如，照明源118可包含放电等离子体光源(例如，放电等离子体灯)、激光驱动或激光维持等离子体光源，及/或超连续光源(例如，超连续激光)。可(例如，通过一或多个滤波器元件)将光谱滤波应用到照明源118以截止较短波长且减少光纤114及/或116随着时间(例如，来自暴晒)的降解。在一些实施例中，检测器122包含至少一个光谱仪。在其它实施例中，检测器122可包含至少一个成像光谱仪、相机、光电二极管或光电二极管阵列或类似物。
在实施例中，系统100包含经光学耦合到照明源118的第一开关120。系统100可进一步包含经光学耦合到检测器122的第二开关124。传输光纤114可耦合到第一开关120，其中第一开关120经配置以将照明源118光学耦合到多个传输光纤114的至少一个传输光纤114。类似地，接收光纤116可耦合到第二开关124，其中第二开关124经配置以将检测器122光学耦合到多个接收光纤116的至少一个接收光纤116。第一开关120及第二开关124是光学开关。例如，第一开关120可为1xM光学开关，其中M是大于2的实数。类似地，第二开关124可为Nx1光学开关，其中N为大于2的实数。在一些实施例中，M等于N。在一些实施例中，第一开关120及/或第二开关124可为多输入多输出(MIMO)开关。例如，在实施例中，第一开关120可经配置以将传输光纤114的相应者光学耦合到两个或多于两个照明源118。在另一实施例中，第二开关124可经配置以将接收光纤116的相应者光学耦合到两个或多于两个检测器122。
在一些实施例中，开关(例如，开关120及/或开关124)可由多个开关实施。例如，图2说明包含以阶层式配置连结在一起的多个开关121的开关120的实施例。以此方式，可通过同时切换开关121以将一或多个传输光纤114与照明源118连接而切换开关120。通过使用多个子开关121实施开关120，系统100可避免可以其它方式发生的切换延迟，这是因为子开关121可全部同时或基本上同时切换。例如，使用基于光纤之间的机械切换的单个开关，切换时间与端口的数目成比例。因此，针对大量端口，切换时间可主导总测量时间。为了减少测量时间，开关120可包含多个层，每一层含有模块化1xM开关121。由于全部层可同时切换，所以开关120的切换时间将等效于单个1xM开关121的切换时间。开关124可使用多个子开关以类似方式实施，所述多个子开关可同时切换以将一或多个接收光纤116与检测器122连接。
再次参考图1A，在实施例中，系统100进一步包含耦合到多个传输光纤114的相应者及多个接收光纤116的相应者的多个探针110。例如，每一探针110可耦合到至少一个传输光纤114及至少一个接收光纤116。在其它实施例中，探针110的一或多者可耦合到至少一个传输光纤114但不耦合到接收光纤116，或耦合到至少一个接收光纤116但不耦合到传输光纤114。系统100可包含支撑探针110的光学器件板108。例如，探针110可经配置成由光学器件板108界定的阵列(例如，线性或二维阵列)。如图1A中展示，探针110可至少部分安置于由光学器件板108界定的多个开口内。在一些实施例中，探针110可移除地耦合到光学器件板108以实现探针元件的替换，适应不同探针110(例如，具有不同探针元件)及/或允许探针110在光学器件板108上的不同位置之间移动。光学器件板108可定位(例如，安装或以其它方式支撑)于样本102上方(例如，如图1A中展示)或样本102下方。在一些实施例中(例如，如图1B中展示)，系统100包含定位于样本102上方的第一光学器件板108及定位于样本102下方的第二光学器件板134。本文中参考图1B进一步描述此类配置。
在一些实施例中，光学器件板108及一或多个支撑部件132可由真空卡盘系统(例如图1C中展示的真空卡盘系统500)替换。在实施例中，真空卡盘系统500包含具有流体耦合到真空供应端口的多个抽吸端口504的衬底502。真空供应端口可流体耦合到真空泵506，所述真空泵506经配置以通过抽吸端口504抽吸空气，使得样本102可通过抽吸力保持抵靠衬底502。在实施例中，衬底502进一步包含用于光学探针110的多个开口508。以此方式，真空卡盘系统500可用作光学器件板及支撑部件。一些应用需要平坦晶片，这是因为晶片翘曲会限制膜计量准确度的精确性。真空卡盘系统500可帮助减少晶片翘曲且可无缝地集成于系统100内而不需要修改系统100的剩余部分的设计(例如，除了由真空卡盘系统500替换光学器件板108及一或多个支撑部件132之外)。夹持样本102将使其保持平坦以消除翘曲对膜计量的影响。真空卡盘系统500也可改进处理量。未夹持晶片将具有某一振动频率，所述振动频率需在可进行可靠测量之前衰减。使用真空卡盘系统500，夹持几乎瞬时发生，借此改进工具处理量。
在一些实施例中，传输光纤114及接收光纤116通过多端子(例如，至少3端子)连接器112(例如分叉光纤束、扇出型电缆、Y形电缆或类似物)耦合到相应探针110。可经由多端子连接器112将照明从源118递送到探针110，且从探针110递送到检测器122。例如，每一多端子连接器112可包含至少三个端子(例如，连接到相应传输光纤114的第一端子、连接到相应接收光纤116的第二端子及连接到相应探针110的第三端子)。在实施例中，探针110可另外或替代地包含传输光纤114的一部分及/或接收光纤116的一部分。例如，如图3A中展示，探针110可包含至少部分包围传输光纤114的一部分及接收光纤116的一部分的外壳111。在其它实施例中，外壳111包围多端子连接器112或光学耦合到多端子连接器112的光学元件(例如，光纤、透镜等)的至少一部分。
测量准确度及可重复性结合样本102的几何性质及系统100的时间稳定性可界定传感器探针110的复杂性。例如，传感器探针110可包含自动聚焦及/或主动倾斜补偿光学器件及/或机械结构。样本102翘曲可取决于位置及尤其距样本102的边缘的距离而影响来自样本102的照明的反射角。另一方面，反射角的改变可以波长相依方式改变接收器处的耦合效率。在此情况中，可变得难以分离出源自层厚度/折射率改变的光谱改变对翘曲效应。为了避免样本102翘曲对耦合效率的影响，探针110可具有与传输光纤114输出及/或接收光纤116输入串联的一或多个光学元件。例如，图3B及3C说明具有与传输光纤114及/或接收光纤116串联的一或多个光学元件的探针110配置的实施例。在实施例中，一或多个光学元件可包含(但不限于)聚焦透镜113、准直透镜115、组合目的(例如，准直及聚焦)透镜117或其任何组合。在一些实施例中，一或多个光学元件与耦合到及/或包含传输光纤114及接收光纤116的相应部分的探针110串联。例如，探针110可包含在其结构内(例如，在外壳111内或由外壳111支撑)的一或多个光学元件或可以其它方式耦合到一或多个光学元件。
探针110可经配置以(例如，经由来自传输光纤114的照明)照明样本102的表面104的相应部分且经配置以接收从样本102的表面104的相应部分反射、折射或辐射的照明(例如，用于经由接收光纤116传输到检测器122)。例如，第一开关120可将照明源118光学耦合到至少一个传输光纤114以经由探针110的相应者照明样本102的表面104的至少一个部分。类似地，第二开关124可将检测器122光学耦合到至少一个接收光纤116以经由探针110的相应者或可能紧邻照明样本102的表面104的探针110的探针110的另一者接收(且检测)从样本102的表面104的经照明部分反射、折射或辐射的照明。在一些实施方案中，通过照明样本102的表面104且收集从样本102的表面104反射、折射或辐射的照明，可针对由探针110照明的每一点(例如，样本102的部分)测量反射光谱。使用以特定图案安装到光学器件板108上的多个探针110，可测量样本表面104的全部或大部分的一组反射光谱而不需要致动样本102。
图4说明探针110处的照明强度分布200的实例，包含源照明202且还包含反射照明204。如可见，源照明202从探针110的光轴(OA)206偏轴。在一些实施例中，光轴206由一或多个光学元件的中心轴界定。如果源照明202偏轴，那么反射照明204不叠加源照明202而是入射于光轴206的另一侧上。反射照明204距光轴206的距离可与源照明202距光轴206的距离相同。此设计允许空间上分离的源及反射照明路径，从而允许更有效地收集反射照明。可使接收光纤116足够大以在具有最小损耗的情况下收集全部波长的反射照明且也可使接收光纤116足够小以减少光纤的光展量。可选择接收光纤116的光展量，使得其经调适以(例如，匹配或几乎匹配)连接器112、开关124及/或检测器122的光展量。
图5A到5E说明样本翘曲对探针110处的图像位置的影响。可见，当探针110接近样本102的边缘时，图像归因于样本表面104的倾斜而偏移。例如，在图5A到5E中针对多个探针位置说明照明强度分布300，其中可见，反射照明304偏移而源照明302保持恒定。为了确保系统100检测照明而无关于翘曲效应，可选择接收光纤116以具有足够大以捕获经偏移反射的直径。例如，图6说明照明强度分布400，其中不同反射照明点404相对于源照明402叠加。接收光纤116可经配置以具有一直径，所述直径至少与覆盖反射照明点404的全部的圆406的直径同样大。在一些例子中，光纤头平面中的源照明的偏轴位置差量(delta)(Δ)对应于晶片平面处的入射角阿尔法(α)。此关系可通过以下方程式特性化：
Figure BDA0002721417030000081
阿尔法(α)不应太大以便避免归因于在不同位置处到晶片上的不同入射角的光谱响应的改变。依据两个代表性涂层分布(例如，在硅(Si)晶片的顶部上的100nm或1μm SiO2)的反射率计算，得出最大入射角应小于5度以便避免偏光效应。为了改进图像质量及彩色图像模糊，一次使用不同玻璃材料的若干透镜或甚至使用折射/反射组合或全反射设计(例如，施瓦兹希尔德(Schwarzschild)物镜或类似物)可为有用的。
在系统100的替代实施例中，耦合到照明源118的开关120可由具有多个光纤束的分离器或线束替换。例如，图7A及7B说明可使用具有直接或经由分离器/线束704耦合到照明源702的多个传输光纤706的照明源702替换的系统100的源118及开关120组件。虽然相较于图7A中的配置，此架构可更简单且成本更低，但其可在样本102处产生更低光学信号，这是因为图7B中的配置具有在多个点之间(例如，在总数目个传输光纤706之间)等分的光学功率。
在一些实施例中，耦合到检测器122的开关124也可由具有多个光纤束的分离器或线束替换。例如，图8A及8B说明可使用具有直接或经由分离器/线束804耦合到检测器802的多个接收光纤806的检测器802替换的系统100的检测器122及开关124组件。检测器802可为成像光谱仪。例如，检测器802可包含戴森(Dyson)光谱仪、奥夫纳(Offner)光谱仪或任何其它成像光谱测定系统。图8B中说明的配置可为更低成本的且能够提供更快测量。
在一些情况中，膜厚度不均匀性具有跨样本102的快速变化。在此情况中，需要空间分辨率及点的数目的显著增加。鉴于此，一或多个支撑部件132可经配置以致动样本102。例如，一或多个支撑部件132可包含或可耦合到致动器(例如，发动机、伺服机、线性致动器等)，所述致动器使一或多个支撑部件132在一或多个方向上线性地移动样本102，或经配置以(例如，在顺时针方向或逆时针方向上)旋转样本102。在一些实施例中，系统100替代地或另外包含一或多个致动器，所述一或多个致动器经配置以在一或多个方向上线性地移动光学器件板108，或经配置以(例如，在顺时针方向或逆时针方向上)旋转光学器件板108。此设计的优点在于其允许可扩充性与通道的数目(例如，系统复杂性)之间的折衷。例如，图9A展示针对具有形成圆的区段902(例如，45度区段)的多个探针110的光学器件板108的扫描图案900。图9B说明通过旋转样本102及/或光学器件板108(例如，8个连续旋转，各自45度)以照明圆的区段902、904、906、908、910、912、914及916而产生的整个表面扫描图案900。可基于包含(但不限于)以下项的准则确定通道/探针的数目及光学器件板108的几何形状的选择：测量时间、空间分辨率及系统复杂性。
在一些实施例中，例如如图1B中展示，系统100可进一步经配置以分析样本104的背侧表面106。在此等实施例中，系统100可进一步包含：第二照明源144，其中第二多个传输光纤140光学耦合到第二照明源144；及第二检测器150，其中第二多个接收光纤142光学耦合到第二检测器150。第二照明源144可与第一照明源118类似或相同。在一些实施例中，第二照明源144包含至少一个宽带照明源。例如，第二照明源144可包含放电等离子体光源(例如，放电等离子体灯)、激光驱动或激光维持等离子体光源及/或超连续光源(例如，超连续激光)。可(例如，通过一或多个滤波器元件)将光谱滤波应用到第二照明源144以截止较短波长且减少光纤140及/或142随着时间(例如，来自暴晒)的降解。第二检测器150可与第一检测器122类似或相同。在一些实施例中，第二检测器150包含至少一个光谱仪。在其它实施例中，第二检测器150可包含至少一个成像光谱仪、相机、光电二极管或光电二极管阵列或类似物。
在实施例中，系统100包含光学耦合到第二照明源144的第三开关146。系统100可进一步包含光学耦合到第二检测器150的第四开关148。第二传输光纤140可耦合到第三开关146，其中第三开关146经配置以将第二照明源144光学耦合到第二多个传输光纤140的至少一个传输光纤140。类似地，接收光纤142可耦合到第四开关148，其中第四开关148经配置以将第二检测器150光学耦合到第二多个接收光纤142的至少一个接收光纤142。第三开关146及第四开关148可分别与第一开关120及第二开关124的一或多个实施例类似或相同。
系统100可进一步包含耦合到第二多个传输光纤140的相应者及第二多个接收光纤142的相应者的第二多个探针136。第二多个探针136可接近样本102的第二(背侧)表面106安置，而第一多个探针110接近样本102的第一(顶/前)表面104安置。探针136可与本文中先前描述的探针110的一或多个实施例类似或相同。在一些实施例中，传输光纤140及接收光纤142通过多端子(例如，至少3端子)连接器138(例如分叉光纤束、扇出型电缆、Y形电缆或类似物)耦合到相应探针136。可经由多端子连接器138将照明从源144递送到探针136，且从探针136递送到检测器150。例如，每一多端子连接器138可包含至少三个端子(例如，连接到相应传输光纤140的第一端子、连接到相应接收光纤142的第二端子及连接到相应探针136的第三端子)。在实施例中，探针136可另外或替代地包含传输光纤114的一部分及/或接收光纤116的一部分。
系统100可进一步包含支撑探针136的光学器件板134。例如，探针110可经配置成由光学器件板108界定的阵列(例如，线性或二维阵列)。光学器件板134也可与本文中先前描述的光学器件板108的一或多个实施例类似或相同。光学器件板134可安装于一或多个支撑部件132下方(例如，样本102下方)，而另一光学器件板108安装于一或多个支撑部件132上方(例如，样本102上方)。
探针136可经配置以(例如，经由来自传输光纤140的照明)照明样本102的背侧表面106的相应部分，且经配置以接收从样本102的背侧表面106的相应部分反射、折射或辐射的照明(例如，用于经由接收光纤142传输到检测器150)。例如，第三开关146可将照明源144光学耦合到至少一个传输光纤140，以经由探针136的相应者照明样本102的背侧表面106的至少一个部分。类似地，第四开关148可将检测器150光学耦合到至少一个接收光纤142，以经由探针136的相应者或可能紧邻照明样本102的背侧表面106的探针136的探针136的另一者接收(且检测)从样本102的背侧表面106的经照明部分反射、折射或辐射的照明。在一些实施方案中，通过照明样本102的背侧表面106且收集从样本102的背侧表面106反射、折射或辐射的照明，可针对由探针136照明的每一点(例如，样本102的部分)测量反射光谱。使用经以特定图案安装到光学器件板134上的多个探针136，可测量背侧表面106的全部或大部分的一组反射光谱而不需要致动样本102。另外，如上文描述，经安装于第一光学器件板108上的上探针110可测量样本102之前/顶表面的全部或大部分的反射光谱。在此方面，可分析样本102的两个侧而不需要致动样本102。
仍参考图1B，在一些实施例中，照明源118及144可由具有一或多个开关(例如，开关120及/或开关146)的单个照明源替换，所述一或多个开关经配置以将照明源光学耦合到探针110用于分析样本102的前/顶表面104，且也经配置以将照明源光学耦合到探针136用于分析样本102的背侧表面106。而且，在一些实施例中，检测器122及150可由具有一或多个开关(例如，开关124及/或开关148)的单个检测器替换，所述一或多个开关经配置以将检测器光学耦合到探针110用于分析样本102的前/顶表面104，且也经配置以将照明源光学耦合到探针136用于分析样本102的背侧表面106。在此方面，系统100可包含任何数目个照明源、检测器或开关。
在图1A及1B中展示的实施例中，系统100进一步包含控制器126。在一些实施例中，控制器126包含经配置以执行维持于存储器媒体130上的程序指令的一或多个处理器128。在此方面，控制器126的一或多个处理器128可执行贯穿本发明描述的各种过程步骤或操作的任何者。
控制器126的一或多个处理器128可包含所属领域中已知的任何处理元件。在此意义上，一或多个处理器128可包含经配置以执行算法及/或指令的任何微处理器类型装置。在一个实施例中，一或多个处理器128可包括桌面计算机、主计算机系统、工作站、图像计算机、并行处理器或经配置以执行经配置以操作混合检验系统100的过程的任何其它计算机系统(例如，网络计算机)，如贯穿本发明所描述。应进一步认识到，术语“处理器”可经广泛定义以涵盖具有执行来自非暂时性存储器媒体130的程序指令的一或多个处理元件的任何装置。
存储器媒体130可包含所属领域中已知的适用于存储可由相关联的一或多个处理器128执行的程序指令的任何存储媒体。例如，存储器媒体130可包含非暂时性存储器媒体。通过另一实例，存储器媒体130可包含(但不限于)只读存储器、随机存取存储器、磁性或光学存储器装置(例如，磁盘)、磁带、固态硬盘及类似物。应进一步注意，存储器媒体130可与一或多个处理器128一起容置于共同控制器外壳中。在一个实施例中，存储器媒体130可相对于一或多个处理器128及控制器126的物理位置远程定位。例如，控制器126的一或多个处理器128可存取可通过网络(例如，因特网、内部网络及类似物)存取的远程存储器(例如，服务器)。因此，不应将上文描述解译为对本发明的限制而仅为说明。
控制器126可经配置以控制照明源118及/或照明源144。例如，控制器126可经配置以控制一或多个照明参数(例如照明强度、波长、带宽、频率、光点大小或类似物)。控制器126可经配置以从检测器122及/或检测器150接收数据。例如，控制器126可接收原始数据、经处理数据(例如，厚度测量)及/或经部分处理的数据的任何组合。此外，贯穿本发明描述的步骤可通过单个控制器126或替代地多个控制器实行。另外，控制器126可包含容置于共同外壳中或多个外壳内的一或多个控制器。以此方式，任何控制器或控制器的组合可分开封装为适用于集成到系统100中的模块。例如，控制器126可操作为检测器122及/或检测器150的集中式处理平台且可对经接收数据(原始及/或经部分处理)实施一或多个分析(例如，测量)算法以确定一或多个样本属性或参数(例如，膜高度/厚度、表面均匀性/不均匀性等)。
在实施例中，控制器126经配置以控制开关120、开关124、开关146及/或开关148。例如，控制器126可经配置以通过使开关120/146将照明源118/144与接近样本102的部分的探针110/136光学耦合而执行样本102的至少一个部分的分析及/或测量。在此方面，控制器126可经配置以使开关120/146将照明源118/144光学耦合到与探针110/136相关联(例如，耦合到探针110/136)的至少一个传输光纤114/140且经配置以使开关124/148将检测器122/150光学耦合到与探针110/136相关联(例如，耦合到探针110/136)的至少一个接收光纤116/142(或与附近探针相关联的接收光纤)。
控制器126可经配置以对样本102的前/顶表面104及/或背侧表面106实施逐点扫描图案。例如，控制器126可经配置以通过使开关120/146将照明源118/144与接近样本102的其它(下一)部分的探针110/136光学耦合而执行样本102的至少一个其它部分(例如，下一点)的分析及/或测量。在此方面，控制器126可经配置以使开关120/146将照明源118/144光学耦合到与另一(下一)探针110/136相关联(例如，耦合到另一(下一)探针110/136)的至少一个其它(下一)传输光纤114/140且经配置以使开关124/148将检测器122/150光学耦合到与其它(下一)探针110/136相关联(例如，耦合到其它(下一)探针110/136)的至少一个接收光纤116/142。
控制器126也可经配置以对样本102的前/顶表面104及/或背侧表面106实施并行、多点扫描图案。例如，控制器126可经配置以通过使开关120/146将照明源118/144与接近样本102的两个或多于两个部分的两个或多于两个探针110/136光学耦合而执行样本102的两个或多于两个部分(例如，点)的同时(或至少部分并行)分析及/或测量。在此方面，控制器126可经配置以使开关120/146将照明源118/144光学耦合到与两个或多于两个探针110/136相关联(例如，耦合到两个或多于两个探针110/136)的两个或多于两个传输光纤114/140且经配置以使开关124/148将检测器122/150光学耦合到与两个或多于两个探针110/136相关联(例如，耦合到两个或多于两个探针110/136)的两个或多于两个接收光纤116/142。
图10A及10B说明根据本发明的一或多个实施例的在使用多个探针分析样本的方法1000中执行的步骤。申请者应注意，本文中先前在系统100的上下文中描述的实施例及赋能技术应被解译为扩展到方法1000。然而，应进一步注意，方法1000不限于系统100的架构。
在步骤1002，方法1000包含使用接近耦合到多个传输光纤的相应者及多个接收光纤的相应者的多个探针的一或多个支撑部件支撑样本。例如，系统100的一或多个支撑部件132可接近探针110(例如，在探针110附近)支撑样本102，所述探针110耦合到传输光纤114的相应者及接收光纤116的相应者。
在步骤1004，方法1000包含使用第一开关将照明源光学耦合到多个传输光纤的至少一个传输光纤以照明样本的表面的至少一个部分。例如，开关120可经配置以(经由控制器126自动或手动)将照明源118光学耦合到与用于照明样本102的表面104的一部分的探针110相关联的传输光纤114。探针110可进一步耦合到接收光纤116的相应者。
在步骤1006，方法1000包含使用第二开关将检测器光学耦合到至少一个接收光纤以接收从样本的表面的部分反射、折射或辐射的照明。例如，开关124可经配置以(经由控制器126自动或手动)将检测器122光学耦合到与用于照明样本102的表面104的部分的探针110相关联的接收光纤116，或到与另一(附近)探针110相关联的接收光纤116。
方法1000可包含以逐点扫描算法或通过并行扫描两个或多于两个部分(点)而扫描样本的额外部分。例如，方法1000可包含使用第一开关将照明源光学耦合到多个传输光纤的至少一个其它传输光纤以照明样本的表面的至少一个其它部分的步骤1008。例如，开关120可经配置以(经由控制器126自动或手动)将照明源118光学耦合到与用于照明样本102的表面104的另一部分的另一探针110相关联的另一传输光纤114。方法1000可进一步包含使用第二开关将检测器光学耦合到至少一个其它接收光纤以接收从样本的表面的另一部分反射、折射或辐射的照明的步骤1010。例如，开关124可经配置以(经由控制器126自动或手动)将检测器122光学耦合到与用于照明样本102的表面104的另一部分的另一探针110相关联的接收光纤116，或到与又一(附近)探针110相关联的接收光纤116。
在一些实施例中，步骤1004及1008及/或步骤1006及1010可至少部分并行实行(例如，以在样本的两个或多于两个部分处执行测量)。在其它实施例中，步骤1004在步骤1008之前，且步骤1006在步骤1010之前(例如，以实施逐点扫描)。在一些实施例中，也(例如，线性或旋转)致动样本102，或可(例如，线性或旋转)致动光学器件板108/134及探针110/136以便扫描样本102的表面104/106的额外部分。
在一些实施例中，方法1000包含对样本的前/顶表面及对样本的背侧表面执行分析(例如，测量)。例如，方法1000可包含使用接近耦合到第二多个传输光纤的相应者及第二多个接收光纤的相应者的第二多个探针的一或多个支撑部件支撑样本的步骤1012。系统100的一或多个支撑部件132可接近探针136(例如，在探针136附近)支撑样本102，所述探针136耦合到传输光纤140的相应者及接收光纤142的相应者。在一些实施例中，一或多个支撑部件132支撑样本，使得背侧表面106至少部分暴露。例如，一或多个支撑部件132可经配置以在不接触样本的背侧表面106的情况下或通过仅接触背侧表面106的有限部分而支撑样本。在实施例中，一或多个支撑部件132经配置以通过接触样本102的两个或多于两个边缘，使得样本102的背侧表面106的全部或大部分保持暴露而支撑样本102。在另一实施例中，一或多个支撑部件132经配置以通过接触样本102的背侧表面106的第一部分(例如，边缘或近边缘部分)，使得样本102的背侧表面106的第二部分(例如，内部部分)保持暴露而支撑样本102。
方法1000可进一步包含将第二照明源光学耦合到第二多个传输光纤的至少一个传输光纤以照明样本的背侧表面的至少一个部分的步骤1014。例如，开关146可经配置以(经由控制器126自动或手动)将第二照明源144光学耦合到与用于照明样本102的背侧表面106的一部分的探针136相关联的传输光纤140。探针136可进一步耦合到接收光纤142的相应者。
方法1000可进一步包含将第二检测器光学耦合到第二多个接收光纤的至少一个接收光纤以接收从样本的背侧表面的部分反射、折射或辐射的照明的步骤1016。例如，开关148可经配置以(经由控制器126自动或手动)将第二检测器150光学耦合到与用于照明样本102的背侧表面106的部分的探针136相关联的接收光纤142，或到与另一(附近)探针136相关联的接收光纤142。
本文中描述的系统100及方法1000提供数个优点，一些所述优点包含以下项。系统100及方法1000可用于实施可容易地与现存计量、检验或处理工具的衬底处置前端(有时被称为设备前端模块或EFEM)集成的膜厚度计量模块。由于可在非常短的时间量(例如，少到5秒或更少)内对样本上的若干位置取样，所以系统100及方法1000将对主机设备或工具的处理量具有最小影响。相较于用于对衬底上的各种位置取样的高速移动载物台，系统100及方法1000可提供显著成本节省。此外，系统100及方法1000可测量沉积于样本衬底的前侧或(有时候更重要)背侧上的膜堆叠的膜厚度及折射率。其中膜可沉积于衬底的背侧表面上的半导体制造中的过程步骤的数目快速增大。因此，系统100及方法1000可提供实施有效过程控制及工具监测及量化机制所需的关键膜厚度计量信息。
本文中描述的标的物有时说明含于其它组件内或与其它组件连接的不同组件。应理解，此类描绘架构仅仅是示范性，且事实上可实施实现相同功能性的许多其它架构。在概念意义上，用以实现相同功能性的组件的任何布置有效“相关联”，使得实现所要功能性。因此，在本文中组合以实现特定功能性的任何两个组件可被视为彼此“相关联”，使得实现所要功能性而不考虑架构或中间组件。同样地，如此相关联的任何两个组件也可被视为彼此“连接”或“耦合”以实现所要功能性，且能够如此相关联的任何两个组件也可被视为彼此“可耦合”以实现所要功能性。“可耦合”的特定实例包含(但不限于)可物理相互作用及/或物理相互作用组件及/或可无线相互作用及/或无线相互作用组件及/或可逻辑相互作用及/或逻辑相互作用组件。
据信本发明及许多其伴随优点将通过描述理解，且将明白，可对组件的形式、构造及布置做出多种改变而不脱离所揭示的标的物或不牺牲全部其重大优点。所描述的形式仅仅是解释性，且以下权利要求书的意图是涵盖且包含此类改变。此外，应理解，本发明由所附权利要求书界定。

Claims (53)

1.一种用于分析样本的系统，其包括：
一或多个支撑部件，其经配置以支撑样本；
照明源；
第一开关，其经光学耦合到所述照明源；
多个传输光纤，其经耦合到所述第一开关，其中所述第一开关经配置以将所述照明源光学耦合到所述多个传输光纤的至少一个传输光纤；
检测器；
第二开关，其经光学耦合到所述检测器；
多个接收光纤，其经耦合到所述第二开关，其中所述第二开关经配置以将所述检测器光学耦合到所述多个接收光纤的至少一个接收光纤；及
多个探针，其经耦合到所述多个传输光纤的相应者及所述多个接收光纤的相应者，所述多个探针经配置以照明所述样本的表面的相应部分，且经配置以接收从所述样本的所述表面的所述相应部分反射、折射或辐射的照明。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述至少一个传输光纤及所述至少一个接收光纤是通过分叉光纤束、扇出型电缆或Y形电缆中的至少一者耦合到所述多个探针的至少一个探针。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个探针的至少一个探针包含所述至少一个传输光纤的一部分及所述至少一个接收光纤的一部分。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述至少一个探针进一步包含至少部分包围所述至少一个传输光纤的所述部分及所述至少一个接收光纤的所述部分的外壳。
5.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括：
一或多个光学元件，其与所述至少一个传输光纤或所述至少一个接收光纤中的至少一者串联。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述一或多个光学元件包含至少一个聚焦透镜。
7.根据权利要求5所述的系统，其中所述一或多个光学元件包含至少一个准直透镜。
8.根据权利要求5所述的系统，其中所述一或多个光学元件与经耦合到所述至少一个传输光纤及所述至少一个接收光纤的至少一个探针串联。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述至少一个探针包含或经耦合到所述一或多个光学元件。
10.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括：
光学器件板，其经配置以支撑所述多个探针，其中所述多个探针至少部分安置于由所述光学器件板界定的多个开口内。
11.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括：
至少一个控制器，其经通信地耦合到所述第一开关及所述第二开关，所述至少一个控制器经配置以通过以下项来分析所述样本的至少一个部分：
使所述第一开关将所述照明源光学耦合到所述多个传输光纤的至少一个传输光纤；及
使所述第二开关将所述检测器光学耦合到所述多个接收光纤的至少一个接收光纤。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述至少一个控制器经配置以通过以下项来分析所述样本的至少一个其它部分：
使所述第一开关将所述照明源光学耦合到所述多个传输光纤的至少一个其它传输光纤；及
使所述第二开关将所述检测器光学耦合到所述多个接收光纤的至少一个其它接收光纤，其中所述至少一个其它传输光纤及所述至少一个其它接收光纤经耦合到所述多个探针的另一探针。
13.根据权利要求11所述的系统，其中所述控制器经配置以通过以下项来同时分析所述样本的两个或多于两个部分：
使所述第一开关将所述照明源光学耦合到所述多个传输光纤的两个或多于两个传输光纤；及
使所述第二开关将所述检测器光学耦合到所述多个接收光纤的两个或多于两个接收光纤，其中所述两个或多于两个传输光纤及所述两个或多于两个接收光纤经耦合到所述多个探针的两个或多于两个相应探针。
14.根据权利要求1所述的系统，其中所述一或多个支撑部件经配置以在一或多个方向上致动所述样本。
15.根据权利要求1所述的系统，其中所述一或多个支撑部件经配置以在顺时针方向或逆时针方向上旋转所述样本。
16.根据权利要求1所述的系统，其中所述照明源包括至少一个宽带照明源。
17.根据权利要求16所述的系统，其中所述至少一个宽带照明源包括放电等离子体光源、激光驱动等离子体光源或超连续光源中的至少一者。
18.根据权利要求1所述的系统，其中所述检测器包括光谱仪。
19.根据权利要求1所述的系统，其中所述样本包括晶片、分划板或面板中的至少一者。
20.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括：
第二照明源；
第三开关，其经光学耦合到所述第二照明源；
第二多个传输光纤，其经耦合到所述第三开关，其中所述第三开关经配置以将所述第二照明源光学耦合到所述第二多个传输光纤的传输光纤；
第二检测器；
第四开关，其经光学耦合到所述第二检测器；
第二多个接收光纤，其经耦合到所述第四开关，其中所述第四开关经配置以将所述第二检测器光学耦合到所述第二多个接收光纤的接收光纤；及
第二多个探针，其经耦合到所述第二多个传输光纤的相应者及所述第二多个接收光纤的相应者，所述第二多个探针经配置以照明所述样本的背侧表面的相应部分，且经配置以接收从所述样本的所述背侧表面的所述相应部分反射、折射或辐射的照明。
21.根据权利要求20所述的系统，其中所述一或多个支撑部件经配置以通过接触所述样本的两个或多于两个边缘来支撑所述样本，其中所述样本的所述背侧表面的至少一部分保持暴露。
22.根据权利要求20所述的系统，其中所述一或多个支撑部件经配置以通过接触所述样本的所述背侧表面的第一部分来支撑所述样本，其中所述样本的所述背侧表面的第二部分保持暴露。
23.根据权利要求1所述的系统，其中所述一或多个支撑部件包括衬底，所述衬底具有使用抽吸力来使所述样本保持抵靠所述衬底的多个抽吸端口，其中所述衬底经配置以支撑所述多个探针，其中所述多个探针至少部分安置于由所述衬底界定的多个开口内。
24.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统经配置以被集成于处理工具或多功能分析工具中的至少一者的晶片处置器内。
25.一种用于分析样本的系统，其包括：
一或多个支撑部件，其经配置以支撑样本；
照明源；
多个传输光纤，其经光学耦合到所述照明源；
检测器；
多个接收光纤，其经光学耦合到所述检测器；及
多个探针，其经耦合到所述多个传输光纤的相应者及所述多个接收光纤的相应者，所述多个探针经配置以照明所述样本的表面的相应部分，且经配置以接收从所述样本的所述表面的所述相应部分反射、折射或辐射的照明。
26.根据权利要求25所述的系统，其进一步包括：
第一分离器，其经配置以将所述照明源光学耦合到所述多个传输光纤；及
第二分离器，其经配置以将所述检测器光学耦合到所述多个接收光纤。
27.根据权利要求25所述的系统，其中传输光纤及接收光纤通过分叉光纤束、扇出型电缆或Y形电缆中的至少一者耦合到所述多个探针的相应探针。
28.根据权利要求25所述的系统，其中至少一个探针包含传输光纤的一部分及接收光纤的一部分。
29.根据权利要求28所述的系统，其中所述至少一个探针进一步包含至少部分包围所述传输光纤的所述部分及所述接收光纤的所述部分的外壳。
30.根据权利要求25所述的系统，其进一步包括：
一或多个光学元件，其与传输光纤或接收光纤中的至少一者串联。
31.根据权利要求30所述的系统，其中所述一或多个光学元件包含至少一个聚焦透镜。
32.根据权利要求30所述的系统，其中所述一或多个光学元件包含至少一个准直透镜。
33.根据权利要求30所述的系统，其中所述至少一个探针包含或经耦合到所述一或多个光学元件。
34.根据权利要求25所述的系统，其进一步包括：
光学器件板，其经配置以支撑所述多个探针，其中所述多个探针至少部分安置于由所述光学器件板界定的多个开口内。
35.根据权利要求25所述的系统，其中所述一或多个支撑部件经配置以在一或多个方向上致动所述样本。
36.根据权利要求25所述的系统，其中所述一或多个支撑部件经配置以在顺时针方向或逆时针方向上旋转所述样本。
37.根据权利要求25所述的系统，其中所述照明源包括至少一个宽带照明源。
38.根据权利要求37所述的系统，其中所述至少一个宽带照明源包括放电等离子体光源、激光驱动等离子体光源或超连续光源中的至少一者。
39.根据权利要求25所述的系统，其中所述检测器包括光谱仪。
40.根据权利要求39所述的系统，其中所述光谱仪包括成像光谱仪。
41.根据权利要求25所述的系统，其中所述样本包括晶片、分划板或面板中的至少一者。
42.根据权利要求25所述的系统，其进一步包括：
第二照明源；
第二多个传输光纤，其经光学耦合到所述第二照明源；
第二检测器；
第二多个接收光纤，其经光学耦合到所述第二检测器；及
第二多个探针，其经耦合到所述第二多个传输光纤的相应者及所述第二多个接收光纤的相应者，所述第二多个探针经配置以照明所述样本的背侧表面的相应部分，且经配置以接收从所述样本的所述背侧表面的所述相应部分反射、折射或辐射的照明。
43.根据权利要求42所述的系统，其中所述一或多个支撑部件经配置以通过接触所述样本的两个或多于两个边缘来支撑所述样本，其中所述样本的所述背侧表面的至少一部分保持暴露。
44.根据权利要求42所述的系统，其中所述一或多个支撑部件经配置以通过接触所述样本的所述背侧表面的第一部分来支撑所述样本，其中所述样本的所述背侧表面的第二部分保持暴露。
45.根据权利要求25所述的系统，其中所述一或多个支撑部件包括衬底，所述衬底具有使用抽吸力来使所述样本保持抵靠所述衬底的多个抽吸端口，其中所述衬底经配置以支撑所述多个探针，其中所述多个探针至少部分安置于由所述衬底界定的多个开口内。
46.根据权利要求25所述的系统，其中所述系统经配置以被集成于处理工具或多功能分析工具中的至少一者的晶片处置器内。
47.一种分析样本的方法，其包括：
使用接近多个探针的一或多个支撑部件来支撑样本，所述多个探针经耦合到多个传输光纤的相应者及多个接收光纤的相应者；
使用第一开关将照明源光学耦合到所述多个传输光纤的至少一个传输光纤，以使用经耦合到所述至少一个传输光纤的至少一个探针来照明所述样本的表面的至少一个部分，所述至少一个探针经进一步耦合到所述多个接收光纤的至少一个接收光纤；及
使用第二开关将检测器光学耦合到所述至少一个接收光纤，以经由所述至少一个探针接收从所述样本的所述表面的所述至少一个部分反射、折射或辐射的照明。
48.根据权利要求47所述的方法，其进一步包括：
使用所述第一开关将所述照明源光学耦合到所述多个传输光纤的至少一个其它传输光纤，以使用经耦合到所述至少一个其它传输光纤的至少一个其它探针来照明所述样本的所述表面的至少一个其它部分，所述至少一个其它探针经进一步耦合到所述多个接收光纤的至少一个其它接收光纤；及
使用所述第二开关将所述检测器光学耦合到所述至少一个其它接收光纤，以经由所述至少一个其它探针接收从所述样本的所述表面的所述至少一个其它部分反射、折射或辐射的照明。
49.根据权利要求47所述的方法，其进一步包括：
在一或多个方向上致动所述样本。
50.根据权利要求47所述的方法，其进一步包括：
在顺时针方向或逆时针方向上旋转所述样本。
51.根据权利要求47所述的方法，其进一步包括：
使用接近第二多个探针的所述一或多个支撑部件来支撑所述样本，所述第二多个探针经耦合到第二多个传输光纤的相应者及第二多个接收光纤的相应者；
使用第三开关将第二照明源光学耦合到所述第二多个传输光纤的至少一个传输光纤，以使用经耦合到所述第二多个传输光纤的所述至少一个传输光纤的所述第二多个探针的至少一个探针照明所述样本的背侧表面的至少一个部分，所述至少一个探针经进一步耦合到所述第二多个接收光纤的至少一个接收光纤；及
使用第四开关将第二检测器光学耦合到所述第二多个接收光纤的所述至少一个接收光纤，以经由所述第二多个探针的所述至少一个探针接收从所述样本的所述背侧表面的所述至少一个部分反射、折射或辐射的照明。
52.根据权利要求51所述的方法，其中所述一或多个支撑部件接触所述样本的两个或多于两个边缘，且所述样本的所述背侧表面的至少一部分保持暴露。
53.根据权利要求51所述的方法，其中所述一或多个支撑部件接触所述样本的所述背侧表面的第一部分，且所述样本的所述背侧表面的第二部分保持暴露。
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