DE112022001126T5

DE112022001126T5 - Kontinuierlich entarteter elliptischer Retarder für empfindliche Partikeldetektion

Info

Publication number: DE112022001126T5
Application number: DE112022001126.2T
Authority: DE
Inventors: Xuefeng Liu; Jenn-Kuen Leong; Yung-Ho Alex Chuang; John Fielden
Original assignee: KLA Corp
Current assignee: KLA Corp
Priority date: 2021-02-19
Filing date: 2022-02-17
Publication date: 2023-12-21
Also published as: US11879853B2; IL304344A; TW202246750A; US20220268710A1; KR20230145575A; CN116783469A; JP2024508382A; WO2022178190A1

Abstract

Ein Inspektionssystem kann eine Beleuchtungsquelle zum Erzeugen eines Beleuchtungsstrahls, eine Beleuchtungsoptik zum Richten des Beleuchtungsstrahls auf eine Probe in einem außeraxialen Winkel entlang einer Beleuchtungsrichtung und eine Sammeloptik zum Sammeln von Streulicht von der Probe in einem Dunkelfeldmodus umfassen, wobei das Streulicht von der Probe eine Oberflächentrübung aufweist, die mit von einer Oberfläche der Probe gestreutem Licht assoziiert ist, und wobei mindestens ein Teil der Oberflächentrübung elliptische Polarisationen aufweist. Das System kann ferner eine Optik für die Pupillenebene umfassen, um die Polarisationen der Oberflächentrübung über die Pupille hinweg in eine lineare Polarisation umzuwandeln, die parallel zu einer ausgewählten Trübungsorientierungsrichtung ausgerichtet ist. Das System kann einen linearen Polarisator umfassen, um die Oberflächentrübung, die parallel zu dieser Trübungsorientierungsrichtung ausgerichtet ist, nicht durchzulassen, und einen Detektor, um ein Dunkelfeldbild der Probe auf der Grundlage des durch den linearen Polarisator hindurchgegangenen Lichts zu erzeugen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf die Partikelinspektion und insbesondere auf die Partikelinspektion mittels Dunkelfeldabbildung auf der Grundlage von gestreutem oder gebeugtem Licht.
Hintergrund
Partikeldetektionssysteme werden üblicherweise in Halbleiterbearbeitungslinien eingesetzt, um Defekte oder Partikel auf Wafern zu erkennen, wie beispielsweise, jedoch nicht beschränkt auf unstrukturierte Wafer. Da die Halbleiterbauelemente immer kleiner werden, müssen die Empfindlichkeit und die Auflösung der Partikeldetektionssysteme entsprechend erhöht werden. Eine wesentliche Rauschquelle, die die Messempfindlichkeit einschränken kann, ist die Oberflächenstreuung auf einem Wafer (beispielsweise Oberflächentrübung, - schleier, -dunst), die selbst bei optisch polierten Oberflächen vorhanden sein kann. Es wurden zwar verschiedene Verfahren zur Unterdrückung der Oberflächenstreuung in Bezug auf die Streuung von Partikeln vorgeschlagen, doch erreichen diese Methoden möglicherweise nicht die gewünschten Empfindlichkeitsniveaus und/oder erreichen die Empfindlichkeit auf Kosten einer verschlechterten (degradierten) Bildqualität. Es besteht daher die Notwendigkeit, Systeme und Verfahren zu entwickeln, die die oben genannten Unzulänglichkeiten ausgleichen.
Übersicht
Gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist ein Inspektionssystem offenbart. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst das System eine Beleuchtungsquelle zur Erzeugung eines Beleuchtungsstrahls. In einer anderen Ausführungsform umfasst das System eine oder mehrere Beleuchtungsoptiken, um den Beleuchtungsstrahl in einem Winkel außerhalb der Achse entlang einer Beleuchtungsrichtung auf eine Probe zu richten. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform umfasst das System eine oder mehrere Sammeloptiken, um gestreutes Licht von der Probe als Reaktion auf den Beleuchtungsstrahl in einem Dunkelfeldmodus zu sammeln, wobei das gestreute Licht von der Probe, das von der einen oder den mehreren Sammeloptiken gesammelt wird, eine Oberflächentrübung aufweist, die mit dem von einer Oberfläche der Probe gestreuten Licht assoziiert ist, und wobei mindestens ein Teil der Oberflächentrübung elliptische Polarisationen aufweist. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform umfasst das System ein oder mehrere optische Elemente, die in einer oder mehreren Pupillenebenen der einen oder mehreren Sammeloptiken angeordnet sind (beispielsweise Optiken in der Pupillenebene). In einer anderen illustrativen Ausführungsform umfasst die Optiken in der Pupillenebene einen ersten Polarisationsrotator, der eine erste räumlich variierende (sich ändernde) Polarisationsrotationsverteilung bereitstellt, um die Oberflächentrübung in eine ausgewählte Orientierungsrichtung zu drehen, wobei die Drehung der Oberflächentrübung die Drehung der langen Achsen der elliptischen Polarisationen in die ausgewählte Orientierungsrichtung umfasst. In einer anderen illustrativen Ausführungsform umfasst die Optik der Pupillenebene eine Viertelwellenplatte, um die Oberflächentrübung vom ersten Polarisationsrotator in lineare Polarisationen umzuwandeln. In einer weiteren illustrativen Ausführungsform umfasst die Optik der Pupillenebene einen zweiten Polarisationsrotator, der eine zweite räumlich variierende Polarisationsrotationsverteilung bereitstellt, um die linearen Polarisationen der Oberflächentrübung von der Viertelwellenplatte in eine ausgewählte Trübungsorientierungsrichtung zu drehen. In einer weiteren illustrativen Ausführungsform umfasst das System einen linearen Polarisator, der so ausgerichtet ist, dass er Licht nicht durchlässt, das parallel zu der ausgewählten Trübungsorientierungsrichtung (Trübungsausrichtungsrichtung) polarisiert ist, um die Oberflächentrübung von dem zweiten Polarisationsrotator nicht durchzulassen. In einer anderen illustrativen Ausführungsform umfasst das System einen Detektor zur Erzeugung eines Dunkelfeldbildes der Probe auf der Grundlage von Streulicht von der Probe, das den linearen Polarisator passiert hat, wobei das Streulicht von der Probe, das den linearen Polarisator passiert hat, mindestens einen Teil des Lichts enthält, das von einem oder mehreren Partikeln auf der Oberfläche der Probe gestreut wurde.
Ein Inspektionssystem ist gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung offenbart. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst das System eine Beleuchtungsquelle zur Erzeugung eines Beleuchtungsstrahls. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform umfasst das System eine oder mehrere Beleuchtungsoptiken, um den Beleuchtungsstrahl in einem Winkel außerhalb der Achse entlang einer Beleuchtungsrichtung auf eine Probe zu richten. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform umfasst das System eine oder mehrere Sammeloptiken, um gestreutes Licht von der Probe als Reaktion auf den Beleuchtungsstrahl in einem Dunkelfeldmodus zu sammeln, wobei das gestreute Licht von der Probe, das von der einen oder den mehreren Sammeloptiken gesammelt wird, eine Oberflächentrübung aufweist, die mit dem von einer Oberfläche der Probe gestreuten Licht assoziiert ist, und wobei mindestens ein Teil der Oberflächentrübung elliptische Polarisationen aufweist. In einer anderen illustrativen Ausführungsform umfasst das System ein oder mehrere optische Elemente, die in einer oder mehreren Pupillenebenen der einen oder mehreren Sammeloptiken angeordnet sind (beispielsweise Optiken in der Pupillenebene). In einer anderen illustrativen Ausführungsform umfasst die Optik in der Pupillenebene einen Polarisationsrotator, der eine räumlich variierende Polarisationsrotationsverteilung bereitstellt, um die Oberflächentrübung in eine ausgewählte Orientierungsverteilung (Ausrichtungsverteilung) zu drehen, wobei die Drehung der Oberflächentrübung eine Drehung der langen Achsen der elliptischen Polarisationen in die ausgewählte Orientierungsverteilung umfasst. In einer anderen illustrativen Ausführungsform umfasst die Optik der Pupillenebene eine segmentierte Viertelwellenplatte, um die Oberflächentrübung vom Polarisationsrotator in lineare Polarisationen umzuwandeln, wobei die linearen Polarisationen entlang einer ausgewählten Trübungsorientierungsrichtung ausgerichtet sind. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform umfasst das System einen linearen Polarisator, der so ausgerichtet ist, dass er Licht nicht durchlässt, das parallel zu der ausgewählten Trübungsausrichtung polarisiert ist, um die Oberflächentrübung von der segmentierten Viertelwellenplatte nicht durchzulassen. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform umfasst das System einen Detektor zur Erzeugung eines Dunkelfeldbildes der Probe auf der Grundlage von Streulicht von der Probe, das den linearen Polarisator passiert hat, wobei das Streulicht von der Probe, das den linearen Polarisator passiert hat, mindestens einen Teil des Lichts enthält, das von einem oder mehreren Partikeln auf der Oberfläche der Probe gestreut wurde.
Ein Inspektionssystem ist gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung offenbart. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst das System eine Beleuchtungsquelle zur Erzeugung eines Beleuchtungsstrahls. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform umfasst das System eine oder mehrere Beleuchtungsoptiken, um den Beleuchtungsstrahl in einem Winkel außerhalb der Achse entlang einer Beleuchtungsrichtung auf eine Probe zu richten. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform umfasst das System eine oder mehrere Sammeloptiken, um gestreutes Licht von der Probe als Reaktion auf den Beleuchtungsstrahl in einem Dunkelfeldmodus zu sammeln, wobei das gestreute Licht von der Probe, das von der einen oder den mehreren Sammeloptiken gesammelt wird, eine Oberflächentrübung aufweist, die mit dem von einer Oberfläche der Probe gestreuten Licht assoziiert ist, und wobei mindestens ein Teil der Oberflächentrübung elliptische Polarisationen aufweist. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform umfasst das System ein oder mehrere optische Elemente, die in einer oder mehreren Pupillenebenen der einen oder mehreren Sammeloptiken (beispielsweise Optiken in der Pupillenebene) angeordnet sind. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform umfasst die Optik in der Pupillenebene eine räumlich variierende (sich ändernde) Wellenplatte, die in einer Pupillenebene der einen oder mehreren Sammeloptiken angeordnet ist, um die Oberflächentrübung in lineare Polarisationen umzuwandeln. In einer anderen illustrativen Ausführungsform umfasst die Optik der Pupillenebene einen Polarisationsrotator, der eine räumlich variierende Polarisationsrotationsverteilung bereitstellt, um die Oberflächentrübung von der räumlich variierenden Wellenplatte in eine ausgewählte Orientierungsverteilung zu drehen, wobei die Drehung der Oberflächentrübung die Drehung der langen Achsen der elliptischen Polarisationen in eine ausgewählte Trübungsorientierungsrichtung umfasst. In einer anderen illustrativen Ausführungsform umfasst das System einen linearen Polarisator, der so ausgerichtet ist, dass er Licht nicht durchlässt, das parallel zur ausgewählten Trübungsorientierungsrichtung polarisiert ist, um die Oberflächentrübung vom Polarisationsrotator nicht durchzulassen. In einer anderen illustrativen Ausführungsform umfasst das System einen Detektor zur Erzeugung eines Dunkelfeldbildes der Probe auf der Grundlage von Streulicht von der Probe, das den linearen Polarisator passiert hat, wobei das Streulicht von der Probe, das den linearen Polarisator passiert hat, mindestens einen Teil des Lichts enthält, das von einem oder mehreren Partikeln auf der Oberfläche der Probe gestreut wurde.
Es versteht sich, dass sowohl die vorangehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung nur beispielhaft und erläuternd sind und die beanspruchte Erfindung nicht notwendigerweise einschränken. Die beigefügten Zeichnungen, die Bestandteil der Beschreibung sind, veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der allgemeinen Beschreibung zur Erläuterung der Grundsätze der Erfindung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die zahlreichen Vorteile der Offenbarung können von Fachleuten durch Bezugnahme auf die beigefügten Figuren besser verstanden werden.

1A ist eine Blockdiagrammansicht eines Partikeldetektionssystems gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
1 B ist eine konzeptionelle Ansicht des Inspektionswerkzeugs gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
2 ist eine konzeptionelle Draufsicht auf eine Phasenmaske mit zwei Segmenten zur Unterteilung der Pupille in zwei Segmente gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
3A ist eine Karte der Streuung in der Pupillenebene der Oberflächenstreuung als Reaktion auf schräg einfallendes p-polarisiertes Licht gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
3B ist eine Karte der Streuung in der Pupillenebene von Licht, das von einem kleinen Partikel als Reaktion auf schräg einfallendes p-polarisiertes Licht gestreut wird, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
4A ist eine konzeptionelle Ansicht einer ersten Konfiguration eines Sammelpfades eines Inspektionswerkzeugs mit einem kontinuierlichen degenerierten (entarteten) elliptischen Retarder (CDER) gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
4B ist ein Diagramm der in 3A dargestellten elektrischen Feldverteilung der Oberflächentrübung nach Ausbreitung durch einen ersten Polarisationsrotator, der so angeordnet ist, dass er die Polarisationsellipsen der Oberflächentrübung entlang einer Beleuchtungsrichtung ausrichtet, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
4C ist ein Diagramm, das die räumlich variierende Polarisationsrotationsverteilung des ersten Polarisationsrotators zur Erzeugung der elektrischen Feldverteilung der Oberflächentrübung von 4B gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt.
4D ist ein Diagramm der in 4B dargestellten Verteilung des elektrischen Feldes der Oberflächentrübung nach der Ausbreitung durch die Viertelwellenplatte gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
4E ist ein Diagramm der in 4D dargestellten Verteilung des elektrischen Feldes der Oberflächentrübung nach der Ausbreitung durch den zweiten Polarisationsrotator gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
4F ist ein Diagramm, das die räumlich variierende Polarisationsrotationsverteilung des zweiten Polarisationsrotators zeigt, um die elektrische Feldverteilung der Oberflächentrübung von 4E zu erzeugen, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
4G ist ein Diagramm der in 4E dargestellten Verteilung des elektrischen Feldes der Oberflächentrübung nach der Ausbreitung durch den linearen Polarisator gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
4H ist eine Blockdiagrammansicht des Polarisationsrotators, der als eine segmentierte Halbwellenplatte 406 ausgebildet ist, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
41 ist eine Blockdiagrammansicht des Polarisationsrotators in Form einer segmentierten Halbwellenplatte gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
4J entspricht einer Simulation der Effizienz eines CDER, wie in 4A dargestellt, mit Polarisationsrotatoren, die aus optisch aktiven Materialien mit 2D-Dickenprofilen gebildet werden, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
4K ist eine konzeptionelle Querschnittsansicht der in 4A dargestellten Komponenten, in der die Polarisationsrotatoren Dickenprofile aufweisen, die kontinuierlich entlang einer einzigen Richtung variieren, um eine eindimensional variierende Polarisationsrotationsverteilung gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu bereitzustellen.
4L ist eine konzeptionelle Querschnittsansicht der in 4A dargestellten Komponenten, in der die Polarisationsrotatoren Dickenprofile aufweisen, die linear entlang einer einzigen Richtung variieren, um eine linear variierende Polarisationsrotationsverteilung gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bereitzustellen.
4M ist eine konzeptionelle Querschnittsansicht der in 4A dargestellten Komponenten, in der die Polarisationsrotatoren als ein Stapel von Elementen mit zwei optisch aktiven Materialien und entsprechenden Phasenkompensatoren gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ausgebildet sind.
5A ist eine konzeptionelle Ansicht einer zweiten Konfiguration eines Sammelpfades eines Inspektionswerkzeugs mit einem CDER gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
5B ist ein Diagramm der in 3A dargestellten Verteilung des elektrischen Feldes der Oberflächentrübung nach der Ausbreitung durch den Polarisationsrotator in 5A, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
5C ist ein Diagramm der in 5B dargestellten Verteilung des elektrischen Feldes der Oberflächentrübung nach der Ausbreitung durch die Viertelwellenplatte in
5A, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
5D ist ein Diagramm der in 5C dargestellten Verteilung des elektrischen Feldes der Oberflächentrübung nach der Ausbreitung durch den linearen Polarisator in 5A, gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
5E ist eine konzeptionelle Querschnittsansicht der in 5A dargestellten Komponenten, in der der Polarisationsrotator als eine segmentierte Halbwellenplatte und die Viertelwellenplatte als eine segmentierte Viertelwellenplatte gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ausgebildet ist.
5F ist eine konzeptionelle Querschnittsansicht der in 5A dargestellten Komponenten, in der der Polarisationsrotator als ein durchgehendes Element und die Viertelwellenplatte als eine segmentierte Viertelwellenplatte gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ausgebildet ist.
6A ist eine konzeptionelle Querschnittsansicht einer dritten Konfiguration eines Sammelpfades eines Inspektionswerkzeugs mit einem CDER gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
6B ist ein Diagramm der in 3A dargestellten Verteilung des elektrischen Feldes der Oberflächentrübung nach der Ausbreitung durch die räumlich variierende Wellenplatte in 6A, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
6C ist ein Diagramm der in 6B dargestellten Verteilung des elektrischen Feldes der Oberflächentrübung nach der Ausbreitung durch den optischen Rotator in
6A, gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
6D ist ein Diagramm der in 6C dargestellten Verteilung des elektrischen Feldes der Oberflächentrübung nach der Ausbreitung durch den linearen Polarisator in 6A, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
7 ist ein Flussdiagramm, das Schritte eines Verfahrens zur Partikeldetektion gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt.

Detaillierte Beschreibung
Nachfolgend wird im Detail auf den offengelegten Gegenstand Bezug genommen, der in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist. Die vorliegende Offenbarung wurde insbesondere im Hinblick auf bestimmte Ausführungsformen und deren spezifische Merkmale gezeigt und beschrieben. Die hier dargestellten Ausführungsformen sind eher illustrativ als einschränkend zu verstehen. Es sollte für den Fachmann leicht ersichtlich sein, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen in Form und Detail vorgenommen werden können, ohne den Geist und den Umfang der Offenbarung zu verletzen.
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beziehen sich auf Systeme und Verfahren zur Partikeldetektion auf der Grundlage der Dunkelfeldabbildung, bei der die Oberflächenstreuung (beispielsweise Oberflächentrübung) von dem durch Partikel auf einer Oberfläche gestreuten Licht (beispielsweise Partikelstreuung) getrennt wird. Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind auf die gleichzeitige Erzeugung getrennter Bilder einer Probe auf der Grundlage von Oberflächenstreuung und Partikelstreuung gerichtet.
Die Wafer-Inspektion wird allgemein beschrieben in US-Patent Nr. 9,874,526 , erteilt am 1. Januar 2018, US-Patent Nr. 9,291,575 , erteilt am 22. März 2016, US-Patent Nr. 8,891,079, erteilt am 18. November 2014, und US-Patent Nr. 9,891,177 , erteilt am 13. Februar 2018, die alle in ihrer Gesamtheit hierin durch Bezugnahme in vollem Umfang enthalten sind. Für die Zwecke dieser Offenlegung kann ein Partikel jeden Oberflächendefekt auf einer Probe von Interesse umfassen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, einen Fremdpartikel, einen Kratzer, eine Grube, ein Loch, eine Beule und dergleichen.
Es ist bekannt, dass Licht, das von einem Partikel gestreut wird, und Licht, das von einer Oberfläche gestreut wird, unterschiedliche elektrische Feldverteilungen (beispielsweise Polarisation und elektrische Feldstärke) in Abhängigkeit vom Streuwinkel aufweisen können. Darüber hinaus können Unterschiede in der elektrischen Feldverteilung (beispielsweise Streukarte) dieser Streuquellen für schräg einfallendes p-polarisiertes Licht besonders signifikant sein. Beispielsweise kann eine Oberflächentrübung aus schräg einfallendem p-polarisiertem Licht eine elliptische Polarisation aufweisen und in Bezug auf einen Winkel der spiegelnden Reflexion annähernd radial polarisiert sein, während die Streuung an einem Partikel in Bezug auf eine Oberflächennormale annähernd radial polarisiert sein kann. Auf diese Weise kann eine Oberflächentrübung zumindest teilweise auf der Grundlage dieser Polarisationsunterschiede von der Partikelstreuung isoliert werden. Ein Beispiel für die Unterdrückung von Oberflächentrübungen unter Verwendung eines kontinuierlichen radialen Polarisators ist in dem am 9. März 2021 erteilten US-Patent 10,942,135 beschrieben, das hierin durch Bezugnahme in vollem Umfang enthalten ist. Ein weiteres Beispiel für die Unterdrückung von Oberflächentrübungen unter Verwendung einer Kombination aus segmentierten Halbwellenplatten und einem linearen Polarisator ist in dem US-Patent 10,948,423 beschrieben, das hierin durch Bezugnahme in vollem Umfang enthalten ist. Es wird hierin jedoch davon ausgegangen, dass bestehende Techniken wie diese möglicherweise nicht in der Lage sind, die elliptischen Polarisationszustände der Oberflächentrübung über die Pupille hinweg vollständig in eine lineare Polarisation umzuwandeln und/oder die Polarisationen der Oberflächentrübung nicht vollständig entlang einer gemeinsamen Richtung auszurichten, was zu einem Durchsickern der Oberflächentrübung durch den linearen Polarisator und einem entsprechend reduzierten Signal-Rausch-Verhältnis führen kann.
In einigen Ausführungsformen wird die Oberflächentrübung unter Verwendung eines kontinuierlichen degenerierten (entarteten) elliptischen Retarders, im Folgenden der Einfachheit halber als CDER (Abkürzung für „continuous degenerate elliptical retarder“) bezeichnet, zusammen mit einem linearen Polarisator oder polarisierenden Strahlteiler isoliert und getrennt. Ein CDER kann beispielsweise ein optisches Element sein, das für die Platzierung in einer Pupillenebene eines optischen Systems konzipiert ist und die Polarisationsellipsen, die mit der Oberflächentrübung in der Pupillenebene assoziiert sind, funktionell in lineare Polarisationen umwandelt, die entlang eines gemeinsamen Winkels ausgerichtet sind. Auf diese Weise kann ein linearer Polarisator das mit Oberflächentrübungen verbundene Licht von dem mit der Partikelstreuung verbundenen Licht trennen. Als Ergebnis kann eine hohe Empfindlichkeit bei der Partikeldetektion erreicht werden. In einigen Ausführungsformen umfasst ein System außerdem eine Phasenmaske (beispielsweise eine Pi-Phasenmaske), um die Punktspreizfunktion (abgekürzt mit PSF, auch Punktausbreitungsfunktion, Punktverteilungsfunktion, punktgestreute Funktion oder Punktstreufunktion genannt, aus dem englischen „point spread function“) zu schärfen und ein Signal-Rausch-Verhältnis (SNR für das englische „signal to noise ratio“) des von Partikeln gestreuten Lichts weiter zu erhöhen und so die Empfindlichkeit der Partikeldetektion zu steigern.
In einigen Ausführungsformen kann der CDER funktionell in einen ersten Polarisationsrotator (beispielsweise einen optischen Rotator, eine segmentierte oder kontinuierliche Halbwellenplatte oder ähnliches), eine Viertelwellenplatte und einen zweiten Polarisationsrotator zerlegt werden, wobei zumindest einige der Komponenten räumlich variierende Transformationen über die Pupille hinweg ermöglichen, um eine maßgeschneiderte Isolierung der Oberflächentrübung zu erreichen. In dieser Konfiguration kann der erste Polarisationsrotator die elliptisch polarisierte Oberflächentrübung über die Pupillenebene hinweg in eine gemeinsame Orientierungsrichtung drehen. Es wird hierin erwogen, dass dieser erste Polarisationsrotator in seiner Funktion und/oder seinem physischen Aufbau der Polarisationsrotationstechnik ähnlich sein kann, die im US-Patent 10,948,423 offenbart ist, das hierin durch Bezugnahme in vollem Umfang enthalten ist, obwohl es zu verstehen ist, dass dies lediglich ein illustrativer Vergleich und keine Einschränkung der vorliegenden Offenbarung ist. Es wird jedoch weiterhin in Betracht gezogen, dass die bloße Drehung der elliptisch polarisierten Oberflächentrübung in die gemeinsame Orientierungsrichtung möglicherweise keine ausreichende Isolierung und/oder Unterdrückung der Oberflächentrübung durch einen nachfolgenden linearen Polarisator bietet. Insbesondere werden die Polarisationskomponenten orthogonal zur gemeinsamen Orientierungsrichtung durch den nachfolgenden linearen Polarisator nicht unterdrückt und führen somit zu einem geringeren Extinktionsverhältnis der Oberflächentrübung und einem geringeren Signal-Rausch-Verhältnis im Zusammenhang mit der Partikelstreuung.
Um dieses Problem zu lösen, kann das CDER außerdem eine Viertelwellenplatte umfassen, um die elliptischen Polarisationen in lineare Polarisationen umzuwandeln. Diese linear polarisierte Oberflächentrübung ist jedoch möglicherweise nicht mehr ausgerichtet (beispielsweise entlang der gemeinsamen Orientierungsrichtung). Insbesondere kann die Ausrichtung (Orientierung) der linear polarisierten Oberflächentrübung nach der Viertelwellenplatte von der Exzentrizität des elliptisch polarisierten Lichts abhängen. Der CDER kann dann einen zweiten Polarisationsrotator umfassen, um die linear polarisierte Oberflächentrübung in die gemeinsame Orientierungsrichtung (oder eine beliebig andere ausgewählte Orientierungsrichtung) zu drehen. Es wird hierin davon ausgegangen, dass diese Technik die unterschiedlichen Polarisationsellipsen der Oberflächentrübung in der Pupillenebene in linear polarisiertes Licht umwandeln kann, das entlang einer beliebigen (aber willkürlichen) Richtung ausgerichtet ist, um eine hocheffiziente Isolierung und/oder Unterdrückung unter Verwendung eines nachfolgenden linearen Polarisators oder polarisierenden Strahlenteilers zu ermöglichen.
Es wird hierin jedoch erwogen, dass der CDER auf verschiedene Weise implementiert werden kann. In einigen Ausführungsformen umfasst der CDER einen einzelnen Polarisationsrotator und eine Viertelwellenplatte. In dieser Konfiguration kann der Polarisationsrotator das elliptisch polarisierte Licht nicht über die Pupille hinweg in eine gemeinsame Orientierungsrichtung drehen. Vielmehr kann der Polarisationsrotator die nachfolgende Wirkung der Viertelwellenplatte kompensieren, so dass die Polarisationszustände der Oberflächentrübung über die Pupille hinweg erst nach dem Durchgang durch die Viertelwellenplatte ausgerichtet werden. Da insbesondere die Viertelwellenplatte je nach Exzentrizität des einfallenden Lichts linear polarisiertes Licht in verschiedenen Richtungen erzeugt, kann der Polarisationsrotator diese Variation kompensieren, indem er die Oberflächentrübung auf der Grundlage der Exzentrizitätsverteilung um unterschiedliche Beträge über die Pupillenebene hinweg dreht. Auf diese Weise ist der oben beschriebene zweite Polarisationsrotator nicht erforderlich. In einigen Ausführungsformen wird zudem die Viertelwellenplatte vor dem Polarisationsrotator angebracht. In dieser Konfiguration wird die Oberflächentrübung zunächst in lineare Polarisation umgewandelt und dann in eine gemeinsame Orientierungsrichtung gedreht, um anschließend durch den linearen Polarisator isoliert und/oder unterdrückt zu werden.
Es wird hierin davon ausgegangen, dass ein CDER zur Isolierung und Unterdrückung von Oberflächentrübungen für die Zwecke der Partikeldetektion zahlreiche Vorteile bieten kann. Beispielsweise kann der CDER sowohl die Umwandlung von elliptisch polarisierter Oberflächentrübung über die Pupille hinweg in linear polarisiertes Licht als auch die Drehung des linear polarisierten Lichts auf einen gemeinsamen Winkel (beispielsweise einen Sperrwinkel) zum Sperren unter Verwendung eines linearen Polarisators ermöglichen. Dadurch können Oberflächentrübungen isoliert und mit einem hohen Extinktionsverhältnis für eine hochempfindliche Partikeldetektion unterdrückt werden.
In einigen Ausführungsformen ist der CDER als einzelnes optisches Element ausgeführt. Auf diese Weise kann der CDER leicht in einer Pupillenebene eines Bildgebungssystems platziert werden. Der CDER kann als einzelnes optisches Element oder als mehrere optische Elemente ausgeführt sein. Es wird hierin davon ausgegangen, dass die Konstruktion eines bestimmten optischen Systems die Dicke oder die Anzahl der optischen Elemente begrenzen kann, die in einer bestimmten Pupillenebene oder ausreichend nahe an einer bestimmten Pupillenebene platziert werden können, um einen gewünschten Effekt innerhalb einer ausgewählten Toleranz zu erzielen. Für die Zwecke der vorliegenden Offenbarung können Beschreibungen, die eine Platzierung von Elementen wie einem CDER in einer Pupillenebene angeben, als Platzierung des CDER oder einer Komponente davon innerhalb eines Bereichs von Abständen von der Pupillenebene verstanden werden, der ein gewünschtes Leistungsniveau durch eine ausgewählte Metrik (beispielsweise ein Extinktionsverhältnis von Oberflächentrübungen bei Kopplung mit einem linearen Polarisator oder dergleichen) bietet. Es versteht sich von selbst, dass ein optisches System eine beliebige Anzahl von optischen Relais umfassen kann, um eine beliebige Anzahl von konjugierten Pupillenebenen zu bereitzustellen, in denen der CDER oder seine Komponenten angeordnet werden können. Auf diese Weise können Beschreibungen, die eine Platzierung des CDER in einer Pupillenebene angeben, so verstanden werden, dass sie eine beliebige Anordnung von CDER-Komponenten in einer beliebigen Anzahl von konjugierten Pupillenebenen umfassen.
Unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 werden Systeme und Verfahren zur empfindlichen Teilchendetektion gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ausführlicher beschrieben.
1A ist eine Blockdiagrammansicht eines Partikeldetektionssystems 100 gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Partikeldetektionssystem 100 ein Inspektionswerkzeug 102 mit einem CDER 104, um Inspektionsdaten im Zusammenhang mit Partikeln auf einer Probe 106 zu liefern, während Oberflächentrübungen unterdrückt und/oder isoliert werden. Beispielsweise kann das Inspektionswerkzeug 102 den CDER 104 in einer Sammelpupillenebene umfassen, um Oberflächentrübungen so zu manipulieren, dass sie entlang einer ausgewählten Trübungsorientierungsrichtung linear polarisiert werden. Das Inspektionswerkzeug 102 kann ferner einen linearen Polarisator 108 umfassen, der so ausgerichtet ist, dass die Oberflächentrübung entlang der Trübungsorientierungsrichtung aus dem Probenlicht 122 unterdrückt wird, und mindestens einen Detektor 110, um Inspektionsdaten auf der Grundlage des Probenlichts 122 nach Unterdrückung der Oberflächentrübung zu erzeugen.
Der lineare Polarisator 108 kann als jede aus dem Stand der Technik bekannte Art von Polarisator ausgebildet sein. In einigen Ausführungsformen absorbiert der lineare Polarisator 108 die Oberflächentrübung entlang der Trübungsausrichtung. In einigen Ausführungsformen ist der lineare Polarisator 108 als polarisierender Strahlenteiler ausgebildet. Auf diese Weise kann der lineare Polarisator 108 die Oberflächentrübung entlang eines optischen Pfades leiten (beispielsweise um die Oberflächentrübung zu isolieren) und das restliche Licht entlang eines zusätzlichen optischen Pfades leiten. Das Inspektionswerkzeug 102 kann dann optional einen zusätzlichen Detektor 110 umfassen, um einen Teil des mit der Oberflächentrübung verbundenen Probenlichts 122 zu messen.
1 B ist eine konzeptionelle Ansicht des Inspektionswerkzeugs 102 gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Inspektionswerkzeug 102 eine Beleuchtungsquelle 112 zur Erzeugung eines Beleuchtungsstrahls 114 und eines Beleuchtungspfads 116 mit einer oder mehreren Beleuchtungsoptiken, um den Beleuchtungsstrahl 114 auf eine Probe 106 zu richten.
Die Beleuchtungsquelle 112 kann jede aus dem Stand der Technik bekannte Art von Lichtquelle umfassen. Ferner kann die Beleuchtungsquelle 112 einen Beleuchtungsstrahl 114 mit beliebigen räumlichen oder zeitlichen Kohärenzmerkmalen erzeugen. In einigen Ausführungsformen umfasst die Beleuchtungsquelle 112 eine oder mehrere Laserquellen, wie beispielsweise eine oder mehrere Schmalband-Laserquellen, eine oder mehrere Breitband-Laserquellen, eine oder mehrere Superkontinuum-Laserquellen oder eine oder mehrere Weißlicht-Laserquellen, ohne darauf beschränkt zu sein. In einigen Ausführungsformen umfasst die Beleuchtungsquelle 112 eine lasergetriebene Lichtquelle (im Englischen „laser-driven light source“, abgekürzt mit LDLS), wie beispielsweise eine lasergestützte Plasmaquelle (im Englischen „laser-sustained plasma“, abgekürzt mit LSP), ohne darauf beschränkt zu sein. Die Beleuchtungsquelle 112 kann beispielsweise eine LSP-Lampe, einen LSP-Kolben oder eine LSP-Kammer umfassen, die dazu geeignet sind, ein oder mehrere Elemente zu enthalten, so dass wenn sie von einer Laserquelle in einen Plasmazustand angeregt werden, sie eine breitbandige Beleuchtung abgeben. In einigen Ausführungsformen umfasst die Beleuchtungsquelle 112 eine Lampenquelle, wie beispielsweise eine Bogenlampe, eine Entladungslampe oder eine elektrodenlose Lampe, ohne darauf beschränkt zu sein.
Der Beleuchtungsstrahl 114 kann eine oder mehrere ausgewählte Wellenlängen von Licht aufweisen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, ultraviolette (UV) Strahlung, sichtbare Strahlung oder Infrarot (IR) Strahlung. Beispielsweise kann die Beleuchtungsquelle 112 einen Beleuchtungsstrahl 114 mit einer Wellenlänge von weniger als etwa 350 nm liefern, muss dies aber nicht. In einem weiteren Beispiel kann der Beleuchtungsstrahl 114 Wellenlängen von etwa 266 nm aufweisen. In einem weiteren Beispiel kann der Beleuchtungsstrahl 114 Wellenlängen von etwa 213 nm aufweisen. In einem anderen Beispiel kann der Beleuchtungsstrahl 114 Wellenlängen von etwa 193 nm aufweisen. Es ist bekannt, dass sowohl die Bildauflösung als auch die Lichtstreuung durch kleine Partikel (beispielsweise relativ zur Wellenlänge des Beleuchtungsstrahls 114) im Allgemeinen mit der Wellenlänge skalieren, so dass eine Verringerung der Wellenlänge des Beleuchtungsstrahls 114 im Allgemeinen die Bildauflösung und das Streusignal von den kleinen Partikeln erhöhen kann. Dementsprechend kann der Beleuchtungsstrahl 114 kurzwelliges Licht enthalten, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, extrem ultraviolettes (EUV) Licht, tief ultraviolettes (DUV) Licht oder Vakuum ultraviolettes (VUV) Licht.
In einigen Ausführungsformen liefert die Beleuchtungsquelle 112 einen regelbaren Beleuchtungsstrahl 114. Die Beleuchtungsquelle 112 kann beispielsweise eine regelbare Beleuchtungsquelle umfassen (beispielsweise einen oder mehrere regelbare Laser und dergleichen). In weiteren Beispiel kann die Beleuchtungsquelle 112 eine breitbandige Beleuchtungsquelle umfassen, die mit einer beliebigen Kombination von festen oder regelbaren Filtern gekoppelt ist.
Die Beleuchtungsquelle 112 kann außerdem einen Beleuchtungsstrahl 114 mit einem beliebigen zeitlichen Profil erzeugen. Der Beleuchtungsstrahl 114 kann beispielsweise ein kontinuierliches zeitliches Profil, ein moduliertes zeitliches Profil, ein gepulstes zeitliches Profil oder Ähnliches aufweisen.
Es wird hierin anerkannt, dass die Stärke der Oberflächentrübung von mehreren Faktoren abhängen kann, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, den Einfallswinkel oder die Polarisation des Beleuchtungsstrahls 114. Beispielsweise kann die Stärke der Oberflächentrübung bei nahezu normalen (senkrechten) Einfallswinkeln relativ hoch sein und bei höheren Einfallswinkeln abnehmen. In einigen Ausführungsformen kann der Beleuchtungspfad 116 eine oder mehrere Beleuchtungsoptiken umfassen, wie beispielsweise, jedoch nicht beschränkt auf, Linsen 118, Spiegel und dergleichen, um den Beleuchtungsstrahl 114 unter einem schrägen Einfallswinkel auf die Probe 106 zu richten und so die Entstehung von Oberflächentrübungen zu verringern. Der schräge Einfallswinkel kann im Allgemeinen jeden beliebigen Einfallswinkel umfassen. Beispielsweise kann der Einfallswinkel größer als 60 Grad in Bezug auf eine Oberflächennormale sein, muss es aber nicht.
In einigen Ausführungsformen umfasst der Beleuchtungspfad 116 eine oder mehrere Komponenten 120 zur Konditionierung des Beleuchtungsstrahls, die geeignet sind, den Beleuchtungsstrahl 114 zu modifizieren und/oder konditionieren. Beispielsweise können die eine oder mehreren Komponenten 120 zur Konditionierung des Beleuchtungsstrahls einen oder mehrere Polarisatoren, eine oder mehrere Wellenplatten, einen oder mehrere Filter, einen oder mehrere Strahlteiler, einen oder mehrere Diffusoren, einen oder mehrere Homogenisatoren, einen oder mehrere Apodisatoren oder einen oder mehrere Strahlformer umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt. In einigen Ausführungsformen umfassen die eine oder mehreren Komponenten 120 zur Konditionierung des Beleuchtungsstrahls einen Polarisator oder eine Wellenplatte, die so ausgerichtet sind, dass sie einen p-polarisierten Beleuchtungsstrahl 114 auf der Probe 106 erzeugen.
Die Beleuchtung der Probe 106 mit dem Beleuchtungsstrahl 114 kann zu Licht führen, das von der Probe 106 ausgeht (beispielsweise Probenlicht 122), das auf einer beliebigen Kombination von Reflexion, Streuung, Beugung oder Lumineszenz der Probe 106 basiert. Auf diese Weise kann das Probenlicht 122 eine Kombination aus Oberflächentrübung von der Probe 106 (beispielsweise von einem nackten Halbleiterwafer o. ä.) und Licht, das von Partikeln auf der Probe 106 gestreut wird (beispielsweise Partikelstreuung), umfassen.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Inspektionswerkzeug 102 einen Sammelpfad 124 mit einer Objektivlinse 126, um zumindest einen Teil des Probenlichts 122 zu sammeln. Das Probenlicht 122 kann jede Art von Licht umfassen, das von der Probe 106 als Reaktion auf den Beleuchtungsstrahl 114 ausgeht, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Streulicht, reflektiertes Licht, gebeugtes Licht oder Lumineszenz.
In einigen Ausführungsformen ist das Inspektionswerkzeug 102 ein Dunkelfeld-Bildgebungssystem, um spiegelnd reflektiertes Licht 128 auszuschließen. In dieser Hinsicht kann das Inspektionswerkzeug 102 die Probe 106 hauptsächlich auf der Grundlage von Streulicht abbilden. Die Dunkelfeldabbildung kann ferner mit jeder aus dem Stand der Technik bekannten Technik realisiert werden. In einigen Ausführungsformen kann eine Ausrichtung und/oder eine numerische Apertur (NA) der Objektivlinse 126 so gewählt werden, dass spiegelnd reflektiertes Licht nicht gesammelt wird. Wie in 1 B dargestellt, ist die Objektivlinse 126 beispielsweise annähernd senkrecht zur Probe 106 ausgerichtet und hat eine NA, die spiegelnd reflektiertes Licht 128 in Verbindung mit dem Beleuchtungsstrahl 114 nicht erfasst. Ferner kann die Objektivlinse 126 eine NA von etwa 0,9 oder mehr haben, muss aber nicht. In einigen Ausführungsformen kann das Inspektionswerkzeug 102 eine oder mehrere Komponenten umfassen, die verhindern, dass spiegelnd reflektiertes Licht 128 den Detektor 110 erreicht.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Inspektionswerkzeug 102 mindestens einen Detektor 110, der so konfiguriert ist, dass er mindestens einen Teil des vom Sammelpfad 124 gesammelten Probenlichts 122 erfasst. Der Detektor 110 kann jede aus dem Stand der Technik bekannte Art eines optischen Detektors umfassen, der zur Messung von von der Probe 106 empfangener Beleuchtung geeignet ist. Beispielsweise kann ein Detektor 110 einen Multipixel-Detektor umfassen, der zur Erfassung eines Bildes der Probe 106 geeignet ist, wie beispielsweise ein CCD-Detektor (Charge-Coupled Device), ein CMOS-Detektor (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor), ein TDI-Detektor (Time-Delayed Integration), ein PMT-Array (Photomultiplier Tube), ein APD-Array (Avalanche Photodiode) oder ähnliches, aber nicht darauf beschränkt. In einigen Ausführungsformen umfasst ein Detektor 110 einen spektroskopischen Detektor, der zur Identifizierung von Wellenlängen des Probenlichts 122 geeignet ist.
In einigen Ausführungsformen umfasst der Sammelpfad 124 den CDER 104, der auf oder in der Nähe einer Pupillenebene 130 angeordnet ist. Auf diese Weise kann der CDER 104 die Oberflächentrübung der Probe 106 (beispielsweise einen Teil des Probenlichts 122) so manipulieren, dass sie linear polarisiert und entlang einer Trübungsorientierungsrichtung über die Pupillenebene 130 hinweg ausgerichtet wird.
In einigen Ausführungsformen ist der lineare Polarisator 108 zwischen dem CDER 104 und einem Detektor 110 angeordnet, um die Oberflächentrübung entlang der Trübungsorientierungsrichtung entlang des Pfades von mindestens einem Detektor 110 zu unterdrücken. Der lineare Polarisator 108 kann als jede aus dem Stand der Technik bekannte Art von Polarisator ausgebildet sein. Beispielsweise kann der lineare Polarisator 108 als absorbierender Polarisator ausgebildet sein, der Licht entlang einer Sperrrichtung absorbiert und restliches Licht entweder durch Transmission oder Reflexion durchlässt. In dieser Konfiguration kann die Sperrrichtung auf die Trübungsrichtung ausgerichtet sein, so dass der lineare Polarisator 108 die Oberflächentrübung absorbieren und das restliche Licht (beispielsweise Teile des Probenlichts 122, die mit der Partikelstreuung verbunden sind) durchlassen kann. Als weiteres Beispiel kann der lineare Polarisator 108, wie in 1 B dargestellt, als polarisierender Strahlteiler ausgebildet sein, der Licht mit orthogonalen Polarisationen entlang zweier separater optischer Pfade aufteilt. In dieser Konfiguration kann der lineare Polarisator 108 die Oberflächentrübung, die entlang der Trübung-Orientierungsrichtung ausgerichtet ist, entlang eines ersten optischen Pfades leiten und das verbleibende Licht entlang eines zweiten optischen Pfades leiten. Wie in 1 B dargestellt, kann das Inspektionswerkzeug 102 außerdem einen Detektor 110 und beliebige zugehörige optischen Elemente (beispielsweise Linsen, Blenden, Filter usw.) entlang jedes der beiden optischen Pfade enthalten. Das Inspektionswerkzeug 102 kann daher zusätzlich zum Restlicht Daten über die Oberflächentrübung erzeugen, die für Diagnose- oder Bewertungszwecke nützlich sein können, aber nicht darauf beschränkt sind.
Der Sammelpfad 124 kann ferner eine beliebige Anzahl von Strahlkonditionierungselementen umfassen, um das Probenlicht 122 zu lenken und/oder zu modifizieren, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, eine oder mehrere Linsen (beispielsweise Linsen 132), einen oder mehrere Filter, eine oder mehrere Blenden, einen oder mehrere Polarisatoren oder eine oder mehrere Phasenplatten. In dieser Hinsicht kann das Inspektionswerkzeug 102 ausgewählte Aspekte des Probenlichts 122, das zur Erzeugung eines Bildes auf dem Detektor 110 verwendet wird, steuern und/oder einstellen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, die Intensität, Phase und Polarisation des Probenlichts 122 in Abhängigkeit vom Streuwinkel und/oder der Position auf der Probe 106. Wie weiter unten noch näher erläutert wird, können die Strahlkonditionierungselemente beispielsweise die Phasenmaske 202 umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt.
Es wird hierin anerkannt, dass eine begrenzte Anzahl von Komponenten und/oder Komponenten mit einer begrenzten Dicke auf einer bestimmten Pupillenebene 130 oder ausreichend nahe an einer bestimmten Pupillenebene 130 angeordnet werden können, um einen gewünschten Effekt zu erzielen. Dementsprechend kann für die Zwecke der vorliegenden Offenbarung die Bezugnahme auf ein oder mehrere Elemente an einer Pupillenebene 130 im Allgemeinen ein oder mehrere Elemente an oder ausreichend nahe an einer Pupillenebene 130 beschreiben, um einen gewünschten Effekt zu erzielen. In einigen Ausführungsformen, die jedoch nicht dargestellt sind, kann der Sammelpfad 124 zusätzliche Linsen aufweisen, um eine oder mehrere zusätzliche Pupillenebenen 130 zu erzeugen, so dass eine beliebige Anzahl von Elementen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Elemente, die mit dem CDER 104, einer Phasenmaske 202 (siehe beispielsweise 2 unten) oder dem linearen Polarisator 108 verbunden sind, an oder in der Nähe einer Pupillenebene 130 angeordnet sein können.
Bezugnehmend auf 2 umfasst in einigen Ausführungsformen das Partikeldetektionssystem 100 eine oder mehrere Komponenten, die an, auf oder in der Nähe einer Pupillenebene angeordnet sind, um die Punktspreizfunktion (PSF) von p-polarisiertem Licht, das von Partikeln mit geringer Auflösung gestreut wird, umzuformen. Es ist hierin bekannt, dass das Bild eines Partikels, das kleiner ist als die Bildauflösung eines Systems, im Allgemeinen durch die PSF des Systems begrenzt ist, die typischerweise eine Airy-Funktion ist, wenn das Bild spiegelnd reflektiertes Licht enthält. Die tatsächliche PSF, die einem Partikel zugeordnet ist (beispielsweise eine Partikel-PSF), und damit ein tatsächliches Bild des Partikels, das von einem System erzeugt wird, hängt jedoch mit der besonderen elektrischen Feldverteilung des Lichts von einem Partikel in der Pupillenebene zusammen und kann eine andere Größe oder Form als die System-PSF haben, insbesondere wenn das Bild aus Streulicht gebildet wird.
Insbesondere kann ein Dunkelfeldbild eines Partikels (beispielsweise ein Bild eines Partikels, das mit gestreutem oder gebeugtem Licht erzeugt wurde), das kleiner ist als die Abbildungsauflösung, wenn es mit schrägem p-polarisiertem Licht beleuchtet wird, ein Ring sein, der sich auf einen Bereich ausbreitet, der größer ist als die System-PSF, was sich negativ auf die Empfindlichkeit der Partikeldetektion auswirkt. Diese Ringform und die Vergrößerung der PSF oder des abgebildeten Flecks eines Partikels kann mit destruktiver Interferenz des gesammelten Lichts in einer Mitte des abgebildeten Flecks eines Partikels auf dem Detektor 110 assoziiert sein.
Dementsprechend umfasst das Partikeldetektionssystem 100 in einigen Ausführungsformen eine oder mehrere Komponenten, um die Phase des Probenlichts 122 über die Pupillenebene 130 hinweg zu modifizieren, um die konstruktive Interferenz des Lichts in der Mitte eines abgebildeten Flecks eines Partikels auf dem Detektor 110 zu erleichtern, wie beispielsweise eine oder mehrere Phasenplatten oder einen oder mehrere Phasenkompensatoren, die jedoch nicht darauf beschränkt sind.
Eine Phasenmaske kann beispielsweise verschiedene Konfigurationen aufweisen, die für die Umformung der PSF von abgebildeten Partikeln geeignet sind. Phasenmasken zur Umformung der PSF von abgebildeten Partikeln auf der Grundlage von Streulicht sind allgemein beschrieben im am 9. März 2021 erteilten US-Patent Nr. 10,942,135 , das hierin durch Bezugnahme in vollem Umfang enthalten ist. In einigen Ausführungsformen kann eine Phasenmaske eine oder mehrere Halbwellenplatten umfassen, die ausgewählte Teile der Pupillenebene 130 abdecken. In diesem Zusammenhang kann die Phasenmaske als eine segmentierte Optik ausgebildet sein, wobei mindestens eines der Segmente eine Halbwellenplatte umfasst.
2 ist eine konzeptionelle Draufsicht auf eine Phasenmaske 202 mit zwei Segmenten zur Unterteilung der Pupille in zwei Segmente (beispielsweise Hälften) gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Wie in 2 dargestellt, kann die Phasenmaske 202 beispielsweise ein Segment 204 umfassen, das aus einer Halbwellenplatte mit einer optischen Achse entlang einer X-Richtung gebildet ist, um eine Phasenverschiebung von π für entlang einer Y-Richtung polarisiertes Licht in Bezug auf orthogonale Polarisationen einzuführen (dargestellt als E_x,e^iπE_y). Außerdem kann die Phasenmaske 202 ein Segment 206 umfassen, das die Polarisation des Lichts nicht dreht. Beispielsweise kann das Segment 206 eine Ausgleichsplatte umfassen, die aus einem optisch homogenen Material entlang der Ausbreitungsrichtung gebildet ist, so dass sich das Licht durch das Segment 206 entlang der gleichen (oder im Wesentlichen der gleichen) optischen Weglänge wie das Licht im Segment 204 ausbreitet. In einer Ausführungsform ist die Ausgleichsplatte aus einem Material gebildet, das annähernd die gleiche Dicke und den gleichen Brechungsindex aufweist wie eine Halbwellenplatte im Segment 204, jedoch ohne Doppelbrechung entlang der Ausbreitungsrichtung. In einer anderen Ausführungsform ist die Ausgleichsplatte aus demselben Material wie die Halbwellenplatte im Segment 204 gebildet, ist aber entlang einer anderen Achse geschnitten, so dass Licht, das sich durch die Ausgleichsplatte ausbreitet, keine Doppelbrechung erfährt. So kann beispielsweise Licht, das sich entlang der optischen Achse eines einachsigen Kristalls ausbreitet, keine Doppelbrechung erfahren, so dass der Kristall für Licht, das sich entlang der optischen Achse ausbreitet, optisch homogen sein kann. In einem weiterem Beispiel kann das Segment 206 eine Öffnung umfassen.
Darüber hinaus kann in einigen Ausführungsformen eine Phasenmaske 202 aus der Pupillenebene herausgekippt werden, um Unterschiede in der optischen Weglänge über die Pupillenebene 130 zumindest teilweise auszugleichen.
Eine segmentierte Phasenmaske 202 kann mit jeder aus dem Stand der Technik bekannten Technik gebildet werden. In einer Ausführungsform werden die verschiedenen Segmente (beispielsweise die Segmente 204-206 in 2) als ein einziges Bauteil ausgebildet, wobei die verschiedenen Segmente in einer einzigen Ebene angeordnet sind.
Es versteht sich jedoch von selbst, dass 2 und die zugehörige Beschreibung nur zur Veranschaulichung dienen und nicht als einschränkend ausgelegt werden sollten. Eine Phasenmaske 202 mit zwei Segmenten kann beispielsweise eine Halbwellenplatte enthalten, die im unteren Teil des Sammelbereichs 306 und nicht im oberen Teil angeordnet ist, wie in 4 dargestellt. Darüber hinaus kann die Phasenmaske 202 eine beliebige Anzahl von Segmenten umfassen, die aus einer beliebigen Kombination von Materialien in einem beliebigen Muster über die Pupillenebene 130 hinweg gebildet werden, um die PSF des von einem Partikel gestreuten Lichts neu zu formen. Beispielsweise kann bei einer bekannten elektrischen Feldverteilung des Lichts in der Pupillenebene (beispielsweise gemessen, simuliert oder ähnlich), die mit einem interessierenden Objekt assoziiert ist, eine segmentierte Phasenmaske 202, wie hierin beschrieben, gebildet werden, um die Phase verschiedener Bereiche des Lichts in der Pupillenebene selektiv einzustellen, um die PSF eines Bildes des interessierenden Objekts neu zu formen. Insbesondere können die verschiedenen Segmente der Phasenmaske 202 so ausgewählt werden, dass eine konstruktive Interferenz an einem Detektor 110 erleichtert wird, um eine enge PSF zu erhalten, die sich der System-PSF annähert (beispielsweise innerhalb einer ausgewählten Toleranz).
Es wird hierin ferner anerkannt, dass das Design der Phasenmaske 202 einen Kompromiss zwischen einer „idealen“ Phasenmaske, die auf einer bekannten elektrischen Feldverteilung in Verbindung mit den interessierenden Partikeln basiert (beispielsweise wie in 3B dargestellt oder Ähnliches), und praktischen Design- und/oder Herstellungserwägungen darstellen kann. So kann es beispielsweise der Fall sein, dass eine ideale oder anderweitig gewünschte Phasenmaske 202 unvertretbar teuer oder schwierig herzustellen ist. Es kann jedoch der Fall sein, dass bestimmte Ausführungen der Phasenmaske 202 sowohl Herstellungs- als auch Leistungsspezifikationen erfüllen (beispielsweise eine Partikel-PSF mit einer ausgewählten Form oder Ähnliches). Dementsprechend können die in 2 dargestellten Ausführungen der Phasenmaske 202 ein nicht begrenztes Beispiel für einen besonderen Kompromiss zwischen Leistung und Herstellbarkeit darstellen.
In einer anderen Ausführungsform, die weiter unten ausführlicher beschrieben wird, kann das Partikeldetektionssystem 100 einen Phasenkompensator umfassen, der aus einem optisch homogenen Material mit einer räumlich variierenden Dicke über die Pupillenebene gebildet wird, um die konstruktive Interferenz des Probenlichts 122 zu erleichtern, die mit der Partikelstreuung in der Mitte eines Bildes des Partikels auf dem Detektor 110 verbunden ist.
In den 3A bis 6D wird der CDER 104 gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung näher beschrieben. Die 3A und 3B zeigen Streukarten in der Pupillenebene, die den elektrischen Feldverteilungen (beispielsweise Polarisationszuständen) des Probenlichts 122 entsprechen, das von einer nackten Probe 106 (beispielsweise Oberflächentrübung) und von einem Partikel gestreut wird. Die 4A bis 6D zeigen verschiedene, nicht begrenzte Konfigurationen des CDER 104 und die damit verbundene Entwicklung der Polarisationszustände der Oberflächentrübung.
Es wird hierin anerkannt, dass Licht, das von der Oberfläche einer Probe 106 gestreut wird (beispielsweise Oberflächentrübung, Oberflächenstreuung oder ähnliches), bei Anwendungen zur Partikeldetektion als Rauschen angesehen werden kann. Dementsprechend kann es wünschenswert sein, Teile des Probenlichts 122, die mit Oberflächentrübungen verbunden sind, von Teilen des Probenlichts 122 zu filtern, die mit dem von interessierenden Partikeln gestreuten Licht verbunden sind.
3A ist eine Pupillenebenen-Streukarte 302 der Oberflächenstreuung (beispielsweise Oberflächentrübung) als Reaktion auf schräg einfallendes p-polarisiertes Licht, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. 3B ist eine Pupillenebenen-Streukarte 304 von Licht, das von einem kleinen Partikel gestreut wird (beispielsweise klein im Verhältnis zu einer Abbildungsauflösung des Partikeldetektionssystems 100 oder einer Wellenlänge des Beleuchtungsstrahls 114) als Reaktion auf schräg einfallendes p-polarisiertes Licht, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
Insbesondere enthalten die Streukarten 302, 304 die elektrische Feldstärke, die durch die Schattierung angezeigt wird, wobei Weiß die höchste und Schwarz die niedrigste Intensität darstellt. Ferner enthalten die Streukarten 302, 304 die Polarisationsausrichtung des Lichts als Funktion des Erfassungswinkels (beispielsweise des Streuwinkels) in der Pupillenebene 130, die durch die überlagerten Ellipsen angezeigt wird. Die Streuungskarten 302, 304 sind durch einen Erfassungsbereich 306 in der Pupillenebene begrenzt, der dem Winkelbereich zugeordnet ist, in dem das Probenlicht 122 durch das Inspektionswerkzeug 102 erfasst wird. Der Erfassungsbereich 306 kann beispielsweise der numerischen Apertur (NA) einer Objektivlinse im Sammelpfad 124 entsprechen.
Die Streuungskarten 302, 304 basieren auf einer Konfiguration des Partikeldetektionssystems 100, das in den 1A und 1B dargestellt ist. In 3A und 3B befindet sich der Spiegelreflexionswinkel 308 außerhalb des Erfassungsbereichs 306 entlang der Beleuchtungsrichtung 310 (beispielsweise außerhalb des Erfassungsbereichs 306 auf der rechten Seite des kreisförmigen Erfassungsbereichs 306 in 3A), was bedeutet, dass das Inspektionswerkzeug 102 kein spiegelnd reflektiertes Licht erfasst. Alternative Konfigurationen sind jedoch im Rahmen der vorliegenden Offenbarung möglich. Liegt beispielsweise der Spiegelreflexionswinkel 308 innerhalb der Pupillenebene, kann das spiegelnd reflektierte Licht vor dem Detektor 110 abgeblockt werden, um ein Dunkelfeldbild zu erzeugen.
Darüber hinaus können die Streuungskarten 302, 304 repräsentativ für die Streuung einer Vielzahl von Materialien sein, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, Silizium, epitaktisches Silizium und Poly-Silizium-Wafer. Es versteht sich jedoch von selbst, dass die Streuungskarten 302, 304 nur zur Veranschaulichung dienen und nicht als Einschränkung der vorliegenden Offenbarung ausgelegt werden sollten.
Wie in den 3A und 3B dargestellt, kann sich die Verteilung des elektrischen Feldes (beispielsweise die elektrische Feldstärke und die Polarisationsausrichtung) von Licht, das von einem Partikel gestreut wird, erheblich von der Verteilung des elektrischen Feldes von Licht, das von einer Oberfläche gestreut wird, unterscheiden, insbesondere wenn der Beleuchtungsstrahl 114 p-polarisiert ist. Beispielsweise weist das Probenlicht 122, das mit Oberflächentrübungen verbunden ist, im Allgemeinen eine annähernd radiale Polarisationsverteilung in Bezug auf den spiegelnden Reflexionswinkel 308 im Erfassungsbereich 306 auf, wie in 3A dargestellt. Im Gegensatz dazu weist das mit der Partikelstreuung verbundene Probenlicht 122 im Allgemeinen eine radiale Polarisationsverteilung in Bezug auf die Oberflächennormale auf, wie in 3B dargestellt. Außerdem ist die Polarisation des gestreuten Probenlichts 122 im Allgemeinen elliptisch. Wie aus 3A und 3B ersichtlich, sind die Ellipsen an den meisten Stellen in der Pupillenebene 130 sehr langgestreckt, was bedeutet, dass eine lineare Polarisationskomponente viel stärker ist als die andere. Bei dem von einem kleinen Partikel gestreuten Probenlicht 122 (beispielsweise 3B) kann die Polarisation in der Nähe des Zentrums der Pupille elliptischer sein, was bedeutet, dass die beiden linearen Polarisationskomponenten in ihrer Größe ungefähr vergleichbar sein können. Die Intensität des Lichts in diesem Bereich der Pupille ist jedoch relativ gering und trägt nur wenig zum gesamten Streusignal eines kleinen Teilchens bei.
4A ist eine konzeptionelle Ansicht einer ersten Konfiguration eines Sammelpfads 124 eines Inspektionswerkzeugs 102 mit einem CDER 104 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Es wird hierin erwogen, dass jede der in 4A dargestellten Komponenten als ein einziges optisches Element ausgebildet oder auf eine beliebige Anzahl von optischen Elementen verteilt sein kann. Auf diese Weise können benachbarte Komponenten in physischem Kontakt sein, müssen es aber nicht. Darüber hinaus kann das Inspektionswerkzeug 102 eine beliebige Anzahl von Pupillenebenen aufweisen, so dass die in 4A dargestellten Komponenten auf oder in der Nähe einer einzigen Pupillenebene angeordnet oder auf mehrere Pupillenebenen verteilt sein können.
In einigen Ausführungsformen umfasst der Sammelpfad 124 einen CDER 104, der aus zwei Polarisationsrotatoren 402 (beispielsweise optischen Rotatoren) auf beiden Seiten einer Viertelwellenplatte 404 geformt ist, gefolgt von einem linearen Polarisator 108. Auf diese Weise kann der CDER 104 die Oberflächentrübung so beeinflussen, dass sie entlang einer ausgewählten Trübungsausrichtung linear polarisiert wird, und der lineare Polarisator 108 kann so ausgerichtet sein, dass er Licht entlang dieser Trübungsausrichtung nicht durchlässt und somit die Oberflächentrübung unterdrückt. In einigen Ausführungsformen umfasst der Sammelpfad 124 außerdem eine Phasenmaske 202, um die PSF des Lichts durch den CDER 104 und den linearen Polarisator 108 so umzuformen, dass eine scharfe Abbildung auf einem Detektor 110 (nicht dargestellt) des Inspektionsgeräts 102 entsteht.
Ein Polarisationsrotator 402 kann eine beliebige Kombination von aus dem Stand der Technik bekannten optischen Elementen umfassen, die einen räumlich variierenden Betrag der Polarisationsdrehung (beispielsweise einen räumlich variierenden Polarisationsdrehwinkel) über die Pupillenebene hinweg bereitstellen. Auf diese Weise kann ein Polarisationsrotator 402 die Polarisation des Lichts an jedem Ort in der Pupillenebene selektiv um einen beliebigen Betrag drehen.
Darüber hinaus kann die ausgewählte Polarisationsrichtung zur Sperrung der Oberflächentrübung (beispielsweise die Richtung der Trübungsorientierung) jede geeignete Richtung sein. Beispielsweise kann die ausgewählte Polarisationsrichtung auf der Grundlage einer erwarteten Verteilung des Partikelstreulichts 122 ausgewählt werden (beispielsweise wie in 3B dargestellt), um die Intensität des nicht durchgelassenen Partikelstreulichts 122 zu minimieren.
Die 4B-4G zeigen die Entwicklung der elektrischen Feldverteilung der Oberflächentrübung durch die in 4A dargestellten Komponenten gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. In 4B-4G entspricht die Graustufen-Intensitätskarte der Intensität der Oberflächentrübung. Außerdem werden Polarisationszustände an ausgewählten Stellen über die Pupillenebene hinweg als Überlagerung dargestellt, um die Verteilung der Polarisationszustände über die Pupillenebene hinweg zu veranschaulichen.
In einigen Ausführungsformen stellt der erste Polarisationsrotator 402a eine räumlich variierende Polarisationsrotationsverteilung bereit, um die Polarisationen der Oberflächentrübung (beispielsweise wie in 3A dargestellt) in eine gemeinsame Trübungsorientierungsrichtung zu drehen. Die gemeinsame Richtung kann jede beliebig gewählte Richtung in der Pupillenebene umfassen. Beispielsweise kann die Trübungs-Orientierungsrichtung so gewählt werden, dass sie einer Richtung in der Pupillenebene entspricht, die sich von den Polarisationsrichtungen der Partikelstreuung unterscheidet (wie zum Beispiel in 3B dargestellt), so dass die Oberflächentrübung von der Partikelstreuung unterschieden werden kann. In einem anderen Beispiel kann die Richtung der Trübungsorientierung so gewählt werden, dass sie einer vertikalen Richtung (beispielsweise Y-Richtung) oder einer horizontalen Richtung (beispielsweise X-Richtung) in der in 4B dargestellten Orientierung entspricht (beispielsweise kann die Richtung der Trübungsorientierung so gewählt werden, dass sie senkrecht oder parallel zur Einfallsebene des Beleuchtungsstrahls 114 auf die Probe 106 verläuft).
4B ist ein Diagramm der in 3A dargestellten elektrischen Feldverteilung der Oberflächentrübung nach der Ausbreitung durch einen ersten Polarisationsrotator 402a, der so angeordnet ist, dass er die Polarisationsellipsen der Oberflächentrübung (beispielsweise die langen Achsen der Polarisationsellipsen) entlang einer Beleuchtungsrichtung (beispielsweise der X-Richtung) ausrichtet, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Wie in 4B dargestellt, bleibt die Form der Polarisationsellipsen im Wesentlichen unverändert, wenn die Polarisation gedreht wird. 4C ist ein Diagramm, das die räumlich variierende Polarisationsrotationsverteilung des ersten Polarisationsrotators 402a zur Erzeugung der elektrischen Feldverteilung der Oberflächentrübung von 4B gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt.
In einigen Ausführungsformen wandelt die Viertelwellenplatte 404 die elliptischen Polarisationen über die Pupillenebene hinweg in lineare Polarisationen um. 4D ist ein Diagramm der in 4B dargestellten Verteilung des elektrischen Feldes der Oberflächentrübung nach der Ausbreitung durch die Viertelwellenplatte 404 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Wie in 4D dargestellt, hängt die resultierende Ausrichtung von linear polarisiertem Licht aus der Viertelwellenplatte 404 von der Exzentrizität des einfallenden Lichts ab. Je größer beispielsweise die Exzentrizität des einfallenden Lichts ist, desto größer ist das Ausmaß, in dem das Licht in Bezug auf die Trübungsausrichtung gedreht wird.
In einigen Ausführungsformen dreht der zweite Polarisationsrotator 402b die Polarisationen der Oberflächentrübung zurück in eine gemeinsame Trübungsorientierungsrichtung. 4E ist ein Diagramm der in 4D dargestellten elektrischen Feldverteilung der Oberflächentrübung nach der Ausbreitung durch den zweiten Polarisationsrotator 402b gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Auf diese Weise kann der zweite Polarisationsrotator 402b alle Abweichungen der Polarisationszustände von der durch die Viertelwellenplatte 404 induzierten Trübungsorientierungsrichtung kompensieren oder anderweitig korrigieren. 4E zeigt beispielsweise eine Oberflächentrübung (Oberflächendunst, -schleier), die über die Pupillenebene hinweg entlang der Trübungsorientierungsrichtung (beispielsweise der X-Richtung) linear polarisiert ist. Es versteht sich jedoch von selbst, dass der zweite Polarisationsrotator 402b die Polarisationen der Oberflächentrübung über die Pupillenebene hinweg im Allgemeinen auf eine beliebige Trübungsorientierungsrichtung ausrichten kann, die nicht unbedingt mit der vom ersten Polarisationsrotator 402a gelieferten Trübungsorientierungsrichtung übereinstimmen muss. 4F ist ein Diagramm, das die räumlich variierende Polarisationsrotationsverteilung des zweiten Polarisationsrotators 402b zeigt, um die elektrische Feldverteilung der Oberflächentrübung von 4E zu erzeugen, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
4G ist ein Diagramm der in 4E dargestellten elektrischen Feldverteilung der Oberflächentrübung nach der Ausbreitung durch den linearen Polarisator 108 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Wie durch die Größenskala in 4G veranschaulicht, ermöglicht die präzise Manipulation der Oberflächentrübung durch lineare Polarisation entlang einer Trübungsorientierungsrichtung eine hochempfindliche Unterdrückung der Oberflächentrübung über die gesamte Pupillenebene hinweg.
Unter Bezugnahme auf die 4H bis 4M werden nun verschiedene Implementierungen der in 4A dargestellten Komponenten gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ausführlicher beschrieben. Ein Polarisationsrotator 402, der einen räumlich variierenden Betrag der Polarisationsdrehung bereitstellt, wird allgemein in dem am 16. März 2021 erteilten US-Patent Nr. 10,948,423 beschrieben, das hierin durch Bezugnahme in vollem Umfang aufgenommen ist.
In einigen Ausführungsformen wird ein Polarisationsrotator 402 aus einer segmentierten Halbwellenplatte 406 gebildet. 4H ist eine Blockdiagrammansicht des Polarisationsrotators 402, der als eine segmentierte Halbwellenplatte 406 ausgebildet ist, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Beispielsweise kann ein Polarisationsrotator 402 zwei oder mehr Halbwellenplatten umfassen, die über die Pupillenebene verteilt sind und jeweils eine optische Achse (beispielsweise eine schnelle oder eine langsame Achse) aufweisen, die in einer ausgewählten Richtung ausgerichtet ist, um eine ausgewählte räumliche Verteilung von Polarisationsdrehwinkeln bereitzustellen. Auf diese Weise können Teile des Probenlichts 122 in verschiedenen Bereichen der Pupillenebene um unterschiedliche Beträge gedreht werden. Beispielsweise kann die Ausrichtung der optischen Achse in jedem Bereich der Pupillenebene auf der Grundlage der Polarisationszustände der Oberflächentrübung in jedem entsprechenden Bereich der Pupillenebene ausgewählt werden (beispielsweise wie in 3A dargestellt). Ein solcher Polarisationsrotator 402 kann im Allgemeinen eine beliebige Anzahl von Halbwellenplatten (beispielsweise Segmente) in beliebiger Verteilung über die Pupillenebene umfassen, um eine ausgewählte, räumlich variierende Verteilung der Polarisationsrotation bereitzustellen. Beispielsweise kann ein Polarisationsrotator 402 eine linear segmentierte Halbwellenplatte 406 mit einer Reihe von Halbwellenplatten umfassen, die entlang einer linearen Richtung in der Pupillenebene verteilt sind (beispielsweise die Y-Richtung in 3A). In einem anderen Beispiel kann ein Polarisationsrotator 402 eine winkelsegmentierte Halbwellenplatte 406 umfassen, die eine Reihe von keilförmigen Halbwellenplatten aufweist, die radial um einen Scheitelpunkt herum verteilt sind, wie beispielsweise, aber nicht beschränkt auf, einen Teil der Pupillenebene, der der spiegelnden Reflexion des Beleuchtungsstrahls 114 entspricht.
In einigen Ausführungsformen umfasst ein Polarisationsrotator 402 ein optisch aktives Material 408 (beispielsweise ein Material mit zirkularer Doppelbrechung oder zirkularem Dichroismus, ein chirales Material oder ähnliches) mit einer sich räumlich ändernden (variierenden) Dicke, um eine ausgewählte räumliche Verteilung von Polarisationsdrehwinkeln bereitzustellen. 4I ist eine Blockdiagrammansicht des Polarisationsrotators 402, der als eine segmentierte Halbwellenplatte 406 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ausgebildet ist.
Es wird hierin anerkannt, dass die Polarisationsdrehung unter Verwendung eines optisch aktiven Materials 408 auf einem anderen Mechanismus beruhen kann als die Polarisationsdrehung unter Verwendung einer Halbwellenplatte (beispielsweise einer segmentierten Halbwellenplatte). Insbesondere kann eine Halbwellenplatte aus einem Material gebildet werden, das unterschiedliche Brechungsindexwerte für orthogonale Richtungen in der Pupillenebene (beispielsweise schnelle und langsame Achsen) und eine konstante Dicke aufweist, die so eingestellt sind, dass eine Phasenverzögerung von π (beispielsweise eine Halbwelle) zwischen dem Licht entlang dieser orthogonalen Richtungen entsteht. Auf diese Weise wird das Ausmaß der durch die Halbwellenplatte induzierten Polarisationsdrehung durch eine Drehung der Halbwellenplatte in der Pupillenebene gesteuert. Im Gegensatz dazu kann ein optisch aktives Material 408 eine Chiralität aufweisen und eine konstante Polarisationsrotationsrate in Abhängigkeit von der Dicke bieten. Auf diese Weise wird das Ausmaß der durch das optisch aktive Material 408 induzierten Polarisationsdrehung durch die Dicke des optisch aktiven Materials gesteuert. Ferner wird hierin anerkannt, dass einige Materialien, wie beispielsweise, aber nicht nur, Quarz, je nach ihrer Ausrichtung in Bezug auf die Pupillenebene als eine Wellenplatte oder ein optisch aktives Material 408 fungieren können. So kann beispielsweise Quarz, dessen optische Achse in der Pupillenebene ausgerichtet ist, als eine Wellenplatte fungieren, während Quarz, dessen optische Achse orthogonal zur Pupillenebene ausgerichtet ist (beispielsweise entlang einer Ausbreitungsrichtung des Probenlichts 122), als ein optisch aktives Material 408 fungieren kann. Es versteht sich jedoch von selbst, dass es sich hierbei lediglich um eine Veranschaulichung handelt und dass ein optisch aktiver Polarisationsrotator 402 im Allgemeinen aus einem beliebigen optisch aktiven Material hergestellt werden kann.
In einigen Ausführungsformen kann ein Polarisationsrotator 402, der aus einem optisch aktiven Material 408 gebildet ist, außerdem einen Phasenkompensator 410 umfassen, um die konstruktive Interferenz des Probenlichts 122 zu erleichtern, die mit der Partikelstreuung in der Mitte eines Bildes des Partikels auf dem Detektor 110 assoziiert ist. Ein Phasenkompensator 410 kann beispielsweise ein optisch homogenes Material mit einer sich räumlich ändernden Dicke über die Pupillenebene 130 hinweg umfassen, die komplementär zu der sich räumlich ändernden Dicke des optisch aktiven Materials 408 ist. Auf diese Weise kann der gesamte optische Pfad des Probenlichts 122 durch den Polarisationsrotator 402 über die Pupillenebene 130 hinweg konstant sein. In einem anderen Beispiel kann der Phasenkompensator 410 aus einem optisch aktiven Material gebildet sein, das die entgegengesetzte Händigkeit zu dem optisch aktiven Material 408 aufweist, das den Polarisationsrotator 402 umfasst. In einem Beispiel umfasst das optisch aktive Material 408 rechtshändiges Quarz und der Phasenkompensator 410 umfasst linkshändiges Quarz, wobei bei jedem ein Dickenprofil so gewählt ist, dass die gewünschten Polarisationsdrehungen und Phasenkorrekturen erreicht werden.
Es wird hierin erwogen, dass ein Polarisationsrotator 402, der aus einem optisch aktiven Material 408 gebildet ist, somit eine kontinuierlich variierende Polarisationsrotation über die Pupillenebene hinweg bereitstellen kann, indem der Polarisationsrotator 402 aus einem optisch aktiven Material 408 mit einer kontinuierlichen, sich räumlich ändernden 2D-Dicke hergestellt wird. In einigen Ausführungsformen wird der erste Polarisationsrotator 402a und/oder der zweite Polarisationsrotator 402b aus einem optisch aktiven Material 408 mit einem 2D-Dickenprofil hergestellt, das eine präzise Polarisationsdrehung über die Pupillenebene hinweg ermöglicht (beispielsweise entsprechend den in den 4C und 4F dargestellten Verteilungen).
4J ist ein Diagramm, das die Empfindlichkeit der Partikelinspektion und die Effizienz des CDER 104 bei der Unterdrückung von Oberflächentrübungen als Funktion der Pixelgröße eines Detektors 110 in einem Inspektionswerkzeug 102 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt. Es wird hierin davon ausgegangen, dass die Empfindlichkeit der Partikeldetektion eines Inspektionswerkzeugs 102 mit einem CDER 104 zur Unterdrückung von Oberflächentrübungen von den jeweiligen elektrischen Feldverteilungen der Partikel auf der Probe 106 im Verhältnis zur Oberflächentrübung abhängen kann. Beispielsweise kann die Verteilung des elektrischen Feldes in 3B einem bestimmten Partikel entsprechen. Im Allgemeinen hängt diese Verteilung von verschiedenen Parametern ab, wie beispielsweise der Partikelgröße oder -zusammensetzung, ohne darauf beschränkt zu sein.
Beispielsweise entspricht 4J einer Simulation der Effizienz eines CDER 104, wie in 4A dargestellt, mit Polarisationsrotatoren 402a,b, die aus optisch aktiven Materialien 408 mit 2D-Dickenprofilen gebildet sind (beispielsweise wie in 4C und 4F dargestellt), gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Ferner entsprechen die Legenden auf den Kurven von 4J der Partikelgröße in Nanometern. Wie in 4J dargestellt, bietet diese nicht einschränkende Darstellung eines CDER 104 eine hohe Effizienz (beispielsweise Unterdrückung von Oberflächentrübungen im Verhältnis zu dem von einem Partikel gestreuten Licht) für einen breiten Bereich von Pixelgrößen.
Es wird hierin jedoch in Betracht gezogen, dass es in einigen Fällen unpraktisch oder unerwünscht sein kann, ein optisch aktives Material 408 mit sich einem räumlich ändernden Dickenprofil herzustellen, das genau eine räumlich variierende Verteilung von Polarisationsdrehungen liefert, die für einen bestimmten Schritt geeignet ist (beispielsweise die in 4C und 4F dargestellten Verteilungen). Dementsprechend kann in einigen Ausführungsformen ein bestimmter Polarisationsrotator 402 (beispielsweise der erste Polarisationsrotator 402a oder der zweite Polarisationsrotator 402b) eine räumliche Polarisationsrotationsverteilung liefern, die sich einer idealen Polarisationsrotationsverteilung innerhalb einer ausgewählten Toleranz annähert. Auf diese Weise können Leistung und Herstellbarkeit ausgeglichen werden.
In einigen Ausführungsformen weist ein Polarisationsrotator 402 (beispielsweise der erste Polarisationsrotator 402a, der zweite Polarisationsrotator 402b oder dergleichen) ein optisch aktives Material 408 mit einem Dickenprofil auf, das sich entlang einer einzigen Richtung ändert (beispielsweise ein 1D-Dickenprofil), um eine 1 D-Polarisationsrotationsverteilung bereitzustellen. Es wird hierin erwogen, dass es einfacher und/oder kostengünstiger sein kann, ein optisch aktives Material 408 mit einem 1 D-Dickenprofil als mit einem 2D-Dickenprofil herzustellen. Wie zudem in 3A dargestellt, ändern sich die Polarisationsellipsen der Oberflächentrübung stark entlang der Y-Richtung und relativ schwach entlang der X-Richtung. Dementsprechend kann eine 1 D-Polarisationsrotationsverteilung, die sich entlang der Y-Richtung ändert, einer idealen Polarisationsrotationsverteilung recht nahe kommen.
4K ist eine konzeptionelle Querschnittsansicht der in 4A dargestellten Komponenten, in der die Polarisationsrotatoren 402a,b Dickenprofile aufweisen, die kontinuierlich entlang einer einzigen Richtung (beispielsweise der Y-Richtung) variieren, um eine eindimensional variierende Polarisationsrotationsverteilung gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bereitzustellen. 4L ist eine konzeptionelle Querschnittsansicht der in 4A dargestellten Komponenten, bei der die Polarisationsrotatoren 402a,b Dickenprofile aufweisen, die sich linear entlang einer einzigen Richtung (beispielsweise der Y-Richtung) ändern, um eine sich linear ändernde Polarisationsrotationsverteilung gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bereitzustellen.
In einigen Ausführungsformen kann ein Polarisationsrotator 402 (beispielsweise der erste Polarisationsrotator 402a und/oder der zweite Polarisationsrotator 402b) als ein Stapel von Komponenten gebildet sein, wobei die gewünschten Eigenschaften (beispielsweise eine räumliche Polarisationsrotationsverteilung) durch die Ausbreitung von Licht durch den Stapel erreicht werden. So kann es beispielsweise unpraktisch sein (beispielsweise aufgrund von Kosten, Herstellbarkeit oder Ähnlichem), ein optisch aktives Material 408 (oder entsprechende Phasenkompensatoren 410) mit einem gewünschten komplexen sich räumlich ändernden Dickenprofil (beispielsweise in 1D oder 2D) direkt herzustellen. Es kann jedoch möglich sein, ein räumlich veränderliches Dickenprofil (beispielsweise in 1D oder 2D) oder eine Annäherung daran aus einer Reihe optisch aktiver Materialien 408 mit Profilen zu konstruieren, die relativ einfacher herzustellen sind (beispielsweise sphärische Oberflächen, lineare Oberflächen oder ähnliches), wobei die Kombination das gewünschte komplexe räumlich veränderliche Dickenprofil oder eine angemessene Annäherung daran bildet.
4M ist eine konzeptionelle Querschnittsansicht der in 4A dargestellten Komponenten, in der die Polarisationsrotatoren 402a,b als ein Stapel von Elementen mit zwei optisch aktiven Materialien 408 und entsprechenden Phasenkompensatoren 410 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ausgebildet sind. Beispielsweise sind die optisch aktiven Materialien 408 und die entsprechenden Phasenkompensatoren 410 in 4M mit kugelförmigen und linearen Profilen ausgebildet.
Ferner wird hierin erwogen, dass die Phasenmaske 202 oder andere Strahlkonditionierungselemente in den CDER 104 integriert werden können. 4M zeigt die Phasenmaske 202, die in den ersten Polarisationsrotator 402a integriert ist.
Unter Bezugnahme auf die 5A-5F wird hierin erwogen, dass die Funktionsschritte der Umwandlung der elliptischen Polarisationen der Oberflächentrübung über die Pupillenebene hinweg in lineare Polarisationen und die Ausrichtung der linearen Polarisationen entlang einer gemeinsamen Trübungsausrichtung zur Unterdrückung und/oder Isolierung durch einen nachfolgenden linearen Polarisator 108 mit einer Vielzahl von Techniken durchgeführt werden können.
5A ist eine konzeptionelle Ansicht einer zweiten Konfiguration eines Sammelpfads 124 eines Inspektionsgeräts 102 mit einem CDER 104 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Wie in Bezug auf 4A beschrieben, kann jede der in 5A dargestellten Komponenten als ein einziges optisches Element ausgebildet sein oder auf eine beliebige Anzahl optischer Elemente in einer beliebigen Anzahl von Pupillenebenen verteilt sein.
Insbesondere 5A zeigt eine Konfiguration eines CDER 104 mit einem einzelnen Polarisationsrotator 402 und einer segmentierten Viertelwellenplatte 502, wobei sowohl der Polarisationsrotator 402 als auch die segmentierte Viertelwellenplatte 502 über die Pupillenebene hinweg räumlich variabel arbeiten. Es wird hierin davon ausgegangen, dass die Auswirkungen einer segmentierten Viertelwellenplatte 502 auf die Ausrichtung von linear polarisiertem Licht bei der Konstruktion des Polarisationsrotators 402 berücksichtigt werden können, so dass nur ein einziger Polarisationsdrehschritt erforderlich ist. In dieser Konfiguration richtet der Polarisationsrotator 402 die Längsachsen der elliptischen Polarisationen nicht aus, wie in 4B dargestellt. Vielmehr liefert der Polarisationsrotator 402 ein räumlich variierendes Polarisationsrotationsprofil, das zumindest teilweise auf der Exzentrizität der Oberflächentrübung basiert, so dass die Polarisationen der Oberflächentrübung über die Pupillenebene hinweg erst nach der Ausbreitung durch die segmentierte Viertelwellenplatte 502 und der Transformation in lineare Polarisationen ausgerichtet werden. Beispielsweise kann der Polarisationsrotator 402 die elliptischen Polarisationen so ausrichten, dass die Diagonalen der Polarisationsellipsen entlang einer gemeinsamen Richtung ausgerichtet sind (beispielsweise die Beleuchtungsrichtung oder die horizontale Richtung, wie in 5B unten dargestellt). Eine segmentierte Viertelwellenplatte 502 mit optischen Achsen, die parallel zur kurzen Achse jeder Polarisationsellipse ausgerichtet sind, kann dann sowohl die elliptischen Polarisationen in lineare Polarisationen umwandeln als auch dafür sorgen, dass die linearen Polarisationen entlang einer gemeinsamen Trübungsausrichtung ausgerichtet sind (beispielsweise die Beleuchtungsrichtung oder die X-Richtung, wie in 5C unten dargestellt).
5B ist ein Diagramm der in 3A dargestellten elektrischen Feldverteilung der Oberflächentrübung nach der Ausbreitung durch den Polarisationsrotator 402 in 5A gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Wie in 5B dargestellt, sind die langen Achsen der Polarisationsellipsen der Oberflächentrübung nicht parallel zueinander ausgerichtet, sondern unterscheiden sich aufgrund der Exzentrizität, so dass die Diagonalen der Ellipsen parallel zueinander sind. 5C ist ein Diagramm der in 5B dargestellten elektrischen Feldverteilung der Oberflächentrübung nach Ausbreitung durch die segmentierte Viertelwellenplatte 502 in 5A gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. 5D ist ein Diagramm der in 5C dargestellten Verteilung des elektrischen Feldes der Oberflächentrübung nach der Ausbreitung durch den linearen Polarisator 108 in 5A, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Wie in 5D dargestellt, sind die Intensitäten sehr niedrig, da der größte Teil der Oberflächentrübung durch den linearen Polarisator 108 abgeschwächt oder abgelenkt wird.
Wie in Bezug auf 4A beschrieben, können der Polarisationsrotator 402 und die segmentierte Viertelwellenplatte 502 in 5A mittels jeder aus dem Stand der Technik bekannten Technik hergestellt werden. 5E ist eine konzeptionelle Querschnittsansicht der in 5A dargestellten Komponenten, in der der Polarisationsrotator 402 als eine segmentierte Halbwellenplatte (beispielsweise mit entlang der horizontalen Richtung der Pupillenebene 130 verteilten Segmenten, wie in 5B, 5C und 5D dargestellt) und die segmentierte Viertelwellenplatte 502 mit entlang der horizontalen Richtung (beispielsweise der X-Richtung) verteilten Segmenten gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ausgebildet ist. 5F ist eine konzeptionelle Querschnittsansicht der in 5A dargestellten Komponenten, in der der Polarisationsrotator 402 als ein kontinuierliches (durchgehendes) Element (beispielsweise ein optisch aktives Material 408 mit einem sich kontinuierlich verändernden Dickenprofil) ausgebildet ist und die segmentierte Viertelwellenplatte 502 mit entlang der Beleuchtungsrichtung (beispielsweise der horizontalen Richtung der Pupillenebene, wie in 5B, 5C und 5D dargestellt) verteilten Segmenten ausgebildet ist, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
6A ist eine konzeptionelle Querschnittsansicht einer dritten Konfiguration eines Sammelpfads 124 eines Inspektionsgeräts 102 mit einem CDER 104 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Wie in Bezug auf die 4A und 5A beschrieben, kann jede der in 6A dargestellten Komponenten als ein einziges optisches Element ausgebildet sein oder auf eine beliebige Anzahl von optischen Elementen in einer beliebigen Anzahl von Pupillenebenen verteilt sein.
6A zeigt insbesondere eine Konfiguration eines CDER 104 mit einer sich räumlich ändernden Wellenplatte 602, um die Polarisationsellipsen der Oberflächentrübung in eine lineare Polarisation über die Pupillenebene hinweg umzuwandeln, so dass die linearen Polarisationen entlang einer gemeinsamen Trübungsorientierungsrichtung ausgerichtet sind. Der CDER 104 kann ferner einen Polarisationsrotator 402 umfassen, um die linearen Polarisationen der Oberflächentrübung in eine gemeinsame Trübungsorientierungsrichtung zu drehen. Der Polarisationsrotator 402 kann jedes geeignete Design haben, wie beispielsweise, aber nicht beschränkt auf, die in 4H und 4I dargestellten Designs. In einigen Ausführungsformen umfasst der Polarisationsrotator 402 ein optisch aktives Material 408 und optional einen Phasenkompensator 410. In einigen Ausführungsformen umfasst der Polarisationsrotator 402 eine segmentierte Halbwellenplatte 406. 6A zeigt beispielsweise eine darauf nicht begrenzte Konfiguration des CDER 104, bei der der Polarisationsrotator 402 ein optisch aktives Material 408 und einen Phasenkompensator 410 umfasst. 6A zeigt ferner einen linearen Polarisator 108 und eine Phasenmaske 202 im Sammelpfad 124, wie zuvor hierin beschrieben, um die Oberflächentrübung zu isolieren oder zu unterdrücken und die PSF des Lichts durch den CDER 104 neu zu formen (beispielsweise in Verbindung mit dem Probenlicht 122 von Interesse von Partikeln auf der Probe 106).
In einigen Ausführungsformen haben eine oder mehrere Komponenten des CDER 104 eine sich räumlich ändernde (variierende) Dicke, um (zumindest innerhalb einer ausgewählten Toleranz) die räumliche Variation der Dicke der räumlich variierenden Wellenplatte 602 auszugleichen. Beispielsweise zeigt 6A eine nicht darauf begrenzte Konfiguration, in der der CDER 104 eine Phasenmaske 202 mit einem Segment 204 umfasst, das aus einer Halbwellenplatte mit einer optischen Achse entlang der X-Richtung gebildet ist, um eine Phasenverschiebung von π für entlang einer Y-Richtung polarisiertes Licht einzuführen (beispielsweise, wie oben unter Bezugnahme auf 2 beschrieben) und mit einem Segment 206, das eine Ausgleichsplatte umfasst, die aus einem optisch homogenen Material entlang der Ausbreitungsrichtung gebildet ist, so dass sich das gesamte Licht, das sich durch den Sammelpfad 124 ausbreitet, entlang der gleichen optischen Weglänge ausbreitet (beispielsweise zumindest innerhalb einer ausgewählten Toleranz). Insbesondere zeigt 6A das Segment 206 mit einer sich räumlich ändernden Dicke mit einem Dickenprofil, das so designt ist, dass es das sich räumlich ändernde Dickenprofil der sich räumlich ändernden Wellenplatte 602 kompensiert. Als weiteres Beispiel kann der CDER 104 ein zusätzliches Kompensationselement umfassen, das aus einem optisch homogenen Material mit einem Dickenprofil ausgebildet ist, das so designt ist, dass es das räumlich variierende Dickenprofil der räumlich variierenden Wellenplatte 602 kompensiert.
Diese räumlich variierende Wellenplatte 602 kann als eine kontinuierlich (durchgehend) variierende Wellenplatte oder als eine segmentierte Wellenplatte aus doppelbrechendem Material gebildet sein, bei der die Dicke und die Orientierung (Ausrichtung) der optischen Achsen variiert werden (beispielsweise kontinuierlich oder zwischen den Segmenten), um sowohl eine Umwandlung der elliptischen Polarisationen der Oberflächentrübung in lineare Polarisationen zu ermöglichen.
6B ist ein Diagramm der in 3A dargestellten elektrischen Feldverteilung der Oberflächentrübung nach der Ausbreitung durch die räumlich variierende Wellenplatte 602 in 6A gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Wie in 6B dargestellt, werden die elliptischen Polarisationen in 3A in lineare Polarisationen mit unterschiedlichen Ausrichtungen über die Pupillenebene hinweg umgewandelt. 6C ist ein Diagramm der in 6B dargestellten Verteilung des elektrischen Feldes der Oberflächentrübung nach der Ausbreitung durch den optischen Rotator 402 in 6A, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. In 6C sind die Orientierungen des linear polarisierten Lichts entlang einer gemeinsamen Trübungsorientierungsrichtung ausgerichtet (beispielsweise die horizontale Richtung in 6C). 6D ist ein Diagramm der in 6C dargestellten Verteilung des elektrischen Feldes der Oberflächentrübung nach der Ausbreitung durch den linearen Polarisator 108 in 6A, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Wie in 6D dargestellt, sind die Intensitäten sehr niedrig, da der größte Teil der Oberflächentrübung durch den linearen Polarisator 108 abgeschwächt oder abgelenkt wird.
Unter Bezugnahme auf 4A bis 6D wird darauf hingewiesen, dass mit den in den 4A, 5A und 6A dargestellten unterschiedlichen Konstruktionen im Wesentlichen ähnliche Leistungen erzielt werden können. Insbesondere veranschaulichen 4E, 5C und 6C sowohl die Umwandlung von elliptisch polarisierter Oberflächentrübung in lineare Polarisationen als auch die Ausrichtung der Oberflächentrübung entlang einer Trübungsausrichtung (hier horizontale Richtungen in den jeweiligen Figuren). In ähnlicher Weise zeigen 4G, 5D und 6D eine im Wesentlichen ähnliche Unterdrückung der Oberflächentrübung durch einen linearen Polarisator. Dementsprechend ist es zu verstehen, dass die Lehren, die mit der Leistung des CDER 104 auf der Grundlage von 4J verbunden sind, auf alle Variationen des CDER 104 anwendbar oder erweiterbar sind, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, die in 5A und 6A dargestellten Variationen.
Es sollte auch verstanden werden, dass 4A-6D und die zugehörigen Beschreibungen lediglich der Veranschaulichung dienen und nicht als einschränkend auszulegen sind. Insbesondere stellen 4A-6C nicht einschränkende Beispiele für das CDER 104 dar.
Unter nochmaliger Bezugnahme auf 1A werden verschiedene zusätzliche Komponenten des Partikeldetektionssystems 100 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ausführlicher beschrieben.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Partikeldetektionssystem 100 eine Steuereinheit 134 mit einem oder mehreren Prozessoren 136, die so konfiguriert sind, dass sie Programmanweisungen ausführen, die in einem Speichermedium 138 (beispielsweise einem Speicher) gespeichert sind. Darüber hinaus kann die Steuereinheit 134 mit beliebigen Komponenten des Partikeldetektionssystems 100 kommunikativ verbunden sein. In dieser Hinsicht können der eine oder die mehreren Prozessoren 136 der Steuereinheit 134 jeden der verschiedenen Verfahrensschritte ausführen, die in der vorliegenden Offenbarung beschrieben werden. So kann die Steuereinheit 134 beispielsweise Daten vom Detektor 110 (beispielsweise in Verbindung mit einem Bild der Probe 106) empfangen, analysieren und/oder verarbeiten. Ein weiteres Beispiel ist, dass die Steuereinheit 134 alle Komponenten des Partikeldetektionssystems 100 mit Hilfe von Steuersignalen steuern oder anderweitig anweisen kann.
Der eine oder die mehreren Prozessoren 136 einer Steuereinheit 134 können jedes auf dem Gebiet der Technik bekannte Verarbeitungselement enthalten. In diesem Sinne können der eine oder die mehreren Prozessoren 136 jedes mikroprozessorartige Gerät umfassen, das für die Ausführung von Algorithmen und/oder Anweisungen konfiguriert ist. In einigen Ausführungsformen können der eine oder die mehreren Prozessoren 136 einen Desktop-Computer, ein Großrechnersystem, eine Workstation, einen Bildcomputer, einen Parallelprozessor oder ein beliebig anderes Computersystem (beispielsweise einen vernetzten Computer) umfassen, das so konfiguriert ist, dass es ein Programm ausführt, das für den Betrieb des Partikeldetektionssystems 100 konfiguriert ist, wie in der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es wird hierin weiterhin anerkannt, dass der Begriff „Prozessor“ weit definiert werden kann, um jede Vorrichtung mit einem oder mehreren Verarbeitungselementen zu umfassen, die Programmanweisungen von einem nicht-transitorischen Speichermedium 138 ausführen. Ferner können die in der vorliegenden Offenbarung beschriebenen Schritte von einer einzigen Steuereinheit 134 oder alternativ von mehreren Steuereinheiten ausgeführt werden. Außerdem kann die Steuereinheit 134 ein oder mehrere Steuereinheiten umfassen, die in einem gemeinsamen Gehäuse oder in mehreren Gehäusen untergebracht sind. Auf diese Weise kann jede Steuereinheit oder jede Kombination von Steuereinheiten separat als Modul verpackt werden, das sich zur Integration in das Partikeldetektionssystem 100 eignet.
Das Speichermedium 138 kann ein beliebiges, aus dem Stand der Technik bekanntes Speichermedium umfassen, das zum Speichern von Programmanweisungen geeignet ist, die von dem zugehörigen einen oder den mehreren Prozessoren 136 ausgeführt werden können. Beispielsweise kann das Speichermedium 138 ein nicht-transitorisches Speichermedium umfassen. Als weiteres Beispiel kann das Speichermedium 138 einen Festwertspeicher (ROM), einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), ein magnetisches oder optisches Speichermedium (beispielsweise eine Festplatte), ein Magnetband, ein Solid-State-Laufwerk und ähnliches umfassen, ist aber nicht darauf beschränkt. Es wird ferner darauf hingewiesen, dass das Speichermedium 138 in einem gemeinsamen Controller-/Steuereinheits-Gehäuse mit dem einen oder mehreren Prozessoren 136 untergebracht sein kann. In einigen Ausführungsformen kann das Speichermedium 138 in Bezug auf den physischen Standort des einen oder der mehreren Prozessoren 136 und der Steuereinheit 134 entfernt angeordnet sein. Beispielsweise können der eine oder die mehreren Prozessoren 136 der Steuereinheit 134 auf einen entfernten Speicher (beispielsweise einen Server) zugreifen, der über ein Netzwerk (beispielsweise Internet, Intranet und dergleichen) zugänglich ist. Daher ist die obige Beschreibung nicht als Einschränkung der vorliegenden Erfindung zu verstehen, sondern dient lediglich der Veranschaulichung.
7 ist ein Flussdiagramm, das die in einem Verfahren 700 zur Partikeldetektion ausgeführten Schritte gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zeigt. Der Anmelder weist darauf hin, dass die zuvor hier im Zusammenhang mit dem Partikeldetektionssystem 100 beschriebenen Ausführungsformen und zugrundeliegenden Technologien so zu interpretieren sind, dass sie sich auch auf das Verfahren 700 erstrecken. Es wird jedoch weiterhin darauf hingewiesen, dass das Verfahren 700 nicht auf die Architektur des Partikeldetektionssystems 100 beschränkt ist.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren 700 einen Schritt 702 des Empfangs einer ersten elektrischen Feldverteilung von Licht, das von einer Oberfläche einer Probe (beispielsweise Oberflächentrübung) als Reaktion auf einen Beleuchtungsstrahl mit einer bekannten Polarisation bei einem bekannten Einfallswinkel gestreut wird, wobei mindestens ein Teil der ersten elektrischen Feldverteilung elliptisch polarisiertes Licht enthält. In einer anderen Ausführungsform umfasst das Verfahren 700 einen Schritt 704 des Empfangs einer zweiten elektrischen Feldverteilung von Licht, das von einem Partikel auf der Oberfläche der Probe als Reaktion auf den Beleuchtungsstrahl gestreut wird.
So kann es beispielsweise sein, dass Oberflächentrübungen eine andere elektrische Feldverteilung in einer Pupillenebene eines Bildgebungssystems aufweisen als Licht, das von Partikeln auf der Oberfläche gestreut wird. Insbesondere wird hierin anerkannt, dass Oberflächentrübungen und Partikelstreuung wesentlich unterschiedliche elektrische Feldverteilungen aufweisen, wenn sie durch schräg einfallendes p-polarisiertes Licht gestreut werden.
In einer anderen Ausführungsform umfasst das Verfahren 700 einen Schritt 706 des Entwurfs eines oder mehrerer polarisationssteuernder optischer Elemente (beispielsweise eines CDER 104), die für die Platzierung in einer Pupillenebene eines Abbildungssystems geeignet sind, um sowohl die erste elektrische Feldverteilung so umzuwandeln, dass sie vollständig lineare Polarisationen über die Pupillenebene hinweg enthält, als auch dafür zu sorgen, dass die linearen Polarisationen über die Pupillenebene hinweg entlang einer gemeinsamen Orientierungsrichtung (beispielsweise einer Trübungsorientierungsrichtung) ausgerichtet sind. In einigen Ausführungsformen unterscheidet sich die gemeinsame Orientierungsrichtung wesentlich von den Polarisationsrichtungen des Lichts in der zweiten elektrischen Feldverteilung. Auf diese Weise kann die erste elektrische Feldverteilung manipuliert und von der zweiten elektrischen Feldverteilung unter Verwendung der polarisationssteuernden Optik unterschieden werden.
Es wird hierin erwogen, dass die in Schritt 706 entworfenen polarisationssteuernden optischen Elemente (die beispielsweise einen CDER 104 bilden) in verschiedenen Konfigurationen im Umfang der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt werden können. Beispielsweise können die polarisationssteuernden optischen Elemente einen ersten Polarisationsrotator umfassen, um die Polarisationen des Lichts, die mit der ersten elektrischen Feldverteilung verbunden sind, in eine erste gemeinsame Orientierungsrichtung zu drehen, eine Viertelwellenplatte, um alle Polarisationen über die Pupille hinweg in lineare Polarisationen umzuwandeln, und einen zweiten Polarisationsrotator, um die linearen Polarisationen in eine zweite gemeinsame Orientierungsrichtung zu drehen, die gleich der oder verscheiden von der ersten gemeinsamen Orientierungsrichtung sein kann. In einem anderen Beispiel können die polarisationssteuernden optischen Elemente einen einzelnen Polarisationsrotator und eine Viertelwellenplatte umfassen, wobei der einzelne Polarisationsrotator die Polarisationen des Lichts, die mit der ersten elektrischen Feldverteilung verbunden sind, in eine Zwischenverteilung dreht, so dass das Licht über die Pupille hinweg sowohl linear polarisiert als auch in einer gemeinsamen Orientierungsrichtung ausgerichtet ist, nachdem es sich durch die Viertelwellenplatte ausgebreitet hat. Gemäß einem weiteren Beispiel können die optischen Elemente zur Steuerung der Polarisation eine segmentierte Wellenplatte mit mehreren über die Pupillenebene verteilten Segmenten umfassen. Jedes der Segmente kann beispielsweise aus einem doppelbrechenden Material mit einer optischen Achse in der Pupillenebene und einer Dicke gebildet sein, die so konfiguriert ist, dass sie sowohl das auf das Segment einfallende Licht in lineare Polarisation umwandelt als auch dafür sorgt, dass die linearen Polarisationen entlang einer den anderen Segmenten gemeinsamen Orientierungsrichtung ausgerichtet werden.
In einer anderen Ausführungsform umfasst das Verfahren 700 einen Schritt 708 der Erzeugung eines Dunkelfeldbildes einer Probe mit dem Abbildungssystem, das die polarisationssteuernde Optik in der Pupillenebene und einen linearen Polarisator aufweist, der so ausgerichtet ist, dass er das entlang der ausgewählten Orientierungsrichtung polarisierte Licht nicht durchlässt, wobei das Dunkelfeldbild auf Licht basiert, das durch den linearen Polarisator hindurchgegangen ist. Das vom Polarisator durchgelassene Licht kann beispielsweise dem Licht entsprechen, das von einem oder mehreren Partikeln auf der Oberfläche der Probe innerhalb einer ausgewählten Toleranz gestreut wurde, wobei Oberflächentrübungen unterdrückt wurden.
Der hier beschriebene Gegenstand veranschaulicht manchmal verschiedene Komponenten, die in anderen Komponenten enthalten oder mit diesen verbunden sind. Es versteht sich, dass solche dargestellten Architekturen lediglich beispielhaft sind und dass in der Tat viele andere Architekturen implementiert werden können, die die gleiche Funktionalität erreichen. In einem konzeptionellen Sinne ist jede Anordnung von Komponenten zur Erreichung der gleichen Funktionalität effektiv „assoziiert“ oder „verbunden“, so dass die gewünschte Funktionalität erreicht wird. Daher können beliebige zwei Komponenten, die hier kombiniert werden, um eine bestimmte Funktionalität zu erreichen, als „miteinander assoziiert“ oder „miteinander verbunden“ angesehen werden, so dass die gewünschte Funktionalität erreicht wird, unabhängig von Architekturen oder intermedialen Komponenten. Ebenso können zwei beliebige auf diese Weise assoziierte oder verbundene Komponenten als miteinander „assoziiert“, „verbunden“ oder „gekoppelt“ angesehen werden, um die gewünschte Funktionalität zu erreichen, und zwei beliebige Komponenten, die auf diese Weise miteinander assoziiert oder verbunden werden können, können auch als „koppelbar“ angesehen werden, um die gewünschte Funktionalität zu erreichen. Spezifische Beispiele für „koppelbar“ sind unter anderem physisch interagierbare und/oder physisch interagierende Komponenten und/oder drahtlos interagierbare und/oder drahtlos interagierende Komponenten und/oder logisch interagierbare und/oder logisch interagierende Komponenten, ohne darauf beschränkt zu sein.
Es wird davon ausgegangen, dass die vorliegende Offenbarung und viele der damit verbundenen Vorteile durch die vorstehende Beschreibung verstanden werden, und es wird deutlich, dass verschiedene Änderungen in der Form, Konstruktion und Anordnung der Komponenten vorgenommen werden können, ohne von dem offengelegten Gegenstand abzuweichen oder ohne alle seine wesentlichen Vorteile zu opfern. Die beschriebene Form ist lediglich erläuternd, und es ist die Absicht der folgenden Ansprüche, solche Änderungen zu umfassen und einzuschließen. Darüber hinaus ist die Erfindung durch die beigefügten Ansprüche definiert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 9874526 [0010]
US 9291575 [0010]
US 9891177 [0010]
US 10942135 [0011, 0041]
US 10948423 [0011, 0013, 0065]

Claims

Ein System umfassend: eine Beleuchtungsquelle, die zur Erzeugung eines Beleuchtungsstrahls konfiguriert ist; eine oder mehrere Beleuchtungsoptiken, um den Beleuchtungsstrahl in einem Winkel außerhalb der Achse entlang einer Beleuchtungsrichtung auf eine Probe zu richten; eine oder mehrere Sammeloptiken, um gestreutes Licht von der Probe als Reaktion auf den Beleuchtungsstrahl in einem Dunkelfeldmodus zu sammeln, wobei das gestreute Licht von der Probe, das von der einen oder den mehreren Sammeloptiken gesammelt wird, eine Oberflächentrübung aufweist, die mit Licht assoziiert ist, das von einer Oberfläche der Probe gestreut wird, wobei mindestens ein Teil der Oberflächentrübung elliptische Polarisationen aufweist; ein oder mehrere optische Elemente, die in einer oder mehreren Pupillenebenen der einen oder mehreren Sammeloptiken angeordnet sind, umfassend: einen ersten Polarisationsrotator, der eine erste räumlich variierende Polarisationsrotationsverteilung bereitstellt, um die Oberflächentrübung in eine ausgewählte Orientierungsrichtung zu drehen, wobei die Drehung der Oberflächentrübung eine Drehung der langen Achsen der elliptischen Polarisationen in die ausgewählte Orientierungsrichtung umfasst; eine Viertelwellenplatte zur Umwandlung der Oberflächentrübung vom ersten Polarisationsrotator in lineare Polarisationen; und einen zweiten Polarisationsrotator, der eine zweite räumlich variierende Polarisationsrotationsverteilung bereitstellt, um die linearen Polarisationen der Oberflächentrübung von der Viertelwellenplatte in eine ausgewählte Trübungsorientierungsrichtung zu drehen; einen linearen Polarisator, der so ausgerichtet ist, dass er parallel zur ausgewählten Trübungsorientierungsrichtung polarisiertes Licht nicht durchlässt, um die Oberflächentrübung vom zweiten Polarisationsrotator nicht durchzulassen; und einen Detektor zum Erzeugen eines Dunkelfeldbildes der Probe auf der Grundlage von Streulicht von der Probe, das durch den linearen Polarisator hindurchgegangen ist, wobei das Streulicht von der Probe, das durch den linearen Polarisator hindurchgegangen ist, mindestens einen Teil des Lichts enthält, das von einem oder mehreren Partikeln auf der Oberfläche der Probe gestreut wurde.
Das System nach Anspruch 1, wobei die eine oder mehreren Beleuchtungsoptiken so konfiguriert sind, dass sie den Beleuchtungsstrahl mit einer p-Polarisation auf die Probe richten.
Das System nach Anspruch 1, wobei der lineare Polarisator einen polarisierenden Strahlteiler umfasst, der das gestreute Licht von der Probe, das durch den Polarisator hindurchgegangen ist, entlang eines ersten optischen Pfades lenkt, wobei der Polarisator die Oberflächentrübung entlang eines zweiten optischen Pfades lenkt, der sich von dem ersten optischen Pfad unterscheidet.
Das System nach Anspruch 3, das ferner einen zusätzlichen Detektor umfasst, der so konfiguriert ist, dass er ein Dunkelfeldbild der Probe auf der Grundlage der Oberflächentrübung entlang des zweiten optischen Pfades erzeugt.
Das System nach Anspruch 1, wobei mindestens einer der ersten oder zweiten Polarisationsrotatoren eine segmentierte Halbwellenplatte umfasst.
Das System nach Anspruch 5, wobei die segmentierte Halbwellenplatte eine linear segmentierte Halbwellenplatte mit einer Vielzahl von Segmenten, die in der Pupillenebene verteilt sind, umfasst.
Das System nach Anspruch 6, wobei die Vielzahl der Segmente entlang einer Richtung orthogonal zur Beleuchtungsrichtung in der Pupillenebene verteilt ist.
Das System nach Anspruch 1, wobei mindestens einer der ersten oder zweiten Polarisationsrotatoren ein optisch aktives Material mit einer räumlich variierenden Dicke umfasst, um die entsprechende erste oder zweite räumlich variierende Polarisationsrotationsverteilung bereitzustellen.
Das System nach Anspruch 8, wobei das optisch aktive Material mit einer optischen Achse orthogonal zu einer entsprechenden Pupillenebene der einen oder mehreren Pupillenebenen ausgerichtet ist.
Das System nach Anspruch 8, wobei das optisch aktive Material Quarz umfasst.
Das System nach Anspruch 8, wobei der mindestens eine der ersten oder zweiten Polarisationsrotatoren weiterhin einen Phasenkompensator zum Ausgleich der optischen Weglängen der Oberflächentrübung umfasst, die durch das optisch aktive Material verlaufen.
Das System nach Anspruch 11, wobei der Phasenkompensator aus einem optisch homogenen Material entlang einer Ausbreitungsrichtung durch den Phasenkompensator gebildet ist.
Das System nach Anspruch 11, wobei der Phasenkompensator aus einem optisch aktiven Material entlang einer Ausbreitungsrichtung durch den Phasenkompensator mit einer entgegengesetzten Händigkeit des optisch aktiven Materials gebildet ist.
Das System nach Anspruch 1, wobei das eine oder die mehreren optischen Elemente, die an der einen oder den mehreren Pupillenebenen der einen oder den mehreren Sammeloptiken angeordnet sind, ferner eine Phasenmaske umfassen, um unterschiedliche Phasenverschiebungen für Licht in zwei oder mehr Pupillenbereichen eines Sammelbereichs bereitzustellen, um eine Punktspreizfunktion von Licht, das von dem einen oder den mehreren Partikeln auf der Oberfläche der Probe gestreut wird, neu zu formen.
Das System nach Anspruch 14, wobei die Phasenmaske die Punktspreizfunktion des von dem einen oder den mehreren Partikeln auf der Oberfläche der Probe gestreuten Lichts umformt, um einen zentralen Peak in der Punktspreizfunktion bereitzustellen.
Das System nach Anspruch 1, wobei die ausgewählte Trübungsorientierungsrichtung parallel zur ausgewählten Orientierungsrichtung verläuft.
Das System nach Anspruch 1, wobei die ausgewählte Trübungsorientierungsrichtung orthogonal zu der ausgewählten Orientierungsrichtung ist.
Ein System, umfassend: eine Beleuchtungsquelle, die zur Erzeugung eines Beleuchtungsstrahls konfiguriert ist; eine oder mehrere Beleuchtungsoptiken, um den Beleuchtungsstrahl in einem Winkel außerhalb der Achse entlang einer Beleuchtungsrichtung auf eine Probe zu richten; eine oder mehrere Sammeloptiken zum Sammeln von gestreutem Licht von der Probe als Reaktion auf den Beleuchtungsstrahl in einem Dunkelfeldmodus, wobei das gestreute Licht von der Probe, das von der einen oder den mehreren Sammeloptiken gesammelt wird, eine Oberflächentrübung aufweist, die mit Licht verbunden ist, das von einer Oberfläche der Probe gestreut wird, wobei mindestens ein Teil der Oberflächentrübung elliptische Polarisationen aufweist; ein oder mehrere optische Elemente, die in einer oder mehreren Pupillenebenen der einen oder mehreren Sammeloptiken angeordnet sind, umfassend: einen Polarisationsrotator, der eine räumlich variierende Polarisationsrotationsverteilung bereitstellt, um die Oberflächentrübung in eine ausgewählte Orientierungsverteilung zu drehen, wobei die Drehung der Oberflächentrübung die Drehung der langen Achsen der elliptischen Polarisationen in die ausgewählte Orientierungsverteilung umfasst; und eine segmentierte Viertelwellenplatte, um die Oberflächentrübung vom Polarisationsrotator in lineare Polarisationen umzuwandeln, wobei die linearen Polarisationen entlang einer ausgewählten Trübungsorientierungsrichtung ausgerichtet sind; einen linearen Polarisator, der so ausgerichtet ist, dass er Licht nicht durchlässt, das parallel zur ausgewählten Trübungsorientierungsrichtung polarisiert ist, um die Oberflächentrübung von der segmentierten Viertelwellenplatte nicht durchzulassen; und einen Detektor zum Erzeugen eines Dunkelfeldbildes der Probe auf der Grundlage von Streulicht von der Probe, das durch den linearen Polarisator hindurchgegangen ist, wobei das Streulicht von der Probe, das durch den linearen Polarisator hindurchgegangen ist, mindestens einen Teil des Lichts enthält, das von einem oder mehreren Partikeln auf der Oberfläche der Probe gestreut wurde.
Das System nach Anspruch 18, wobei die eine oder mehreren Beleuchtungsoptiken so konfiguriert sind, dass sie den Beleuchtungsstrahl mit einer p-Polarisation auf die Probe richten.
Das System nach Anspruch 18, wobei der lineare Polarisator einen polarisierenden Strahlteiler umfasst, der das gestreute Licht von der Probe, das durch den Polarisator hindurchgeht, entlang eines ersten optischen Pfades lenkt, wobei der Polarisator die Oberflächentrübung entlang eines zweiten optischen Pfades lenkt, der sich von dem ersten optischen Pfad unterscheidet.
Das System nach Anspruch 20, das zudem einen zusätzlichen Detektor umfasst, der so konfiguriert ist, dass er ein Dunkelfeldbild der Probe auf der Grundlage der Oberflächentrübung entlang des zweiten optischen Pfades erzeugt.
Das System nach Anspruch 18, wobei der Polarisationsrotator eine segmentierte Halbwellenplatte umfasst.
Das System nach Anspruch 22, wobei die segmentierte Halbwellenplatte eine linear segmentierte Halbwellenplatte mit einer Vielzahl von Segmenten umfasst, die in der Pupillenebene verteilt sind.
Das System nach Anspruch 23, wobei die Vielzahl von Segmenten entlang einer Richtung orthogonal zur Beleuchtungsrichtung in der Pupillenebene verteilt ist.
Das System nach Anspruch 18, wobei der Polarisationsrotator ein optisch aktives Material mit einer räumlich variierenden Dicke umfasst, um die entsprechende erste oder zweite räumlich variierende Polarisationsrotationsverteilung bereitzustellen.
Das System nach Anspruch 25, wobei das optisch aktive Material mit einer optischen Achse orthogonal zu einer entsprechenden Pupillenebene der einen oder mehreren Pupillenebenen ausgerichtet ist.
Das System nach Anspruch 25, wobei das optisch aktive Material Quarz umfasst.
Das System nach Anspruch 25, wobei der Polarisationsrotator weiterhin einen Phasenkompensator zum Ausgleich der optischen Weglängen der Oberflächentrübung umfasst, die durch das optisch aktive Material verlaufen.
Das System nach Anspruch 28, wobei der Phasenkompensator aus einem optisch homogenen Material entlang einer Ausbreitungsrichtung durch den Phasenkompensator gebildet ist.
Das System nach Anspruch 28, wobei der Phasenkompensator aus einem optisch aktiven Material entlang einer Ausbreitungsrichtung durch den Phasenkompensator mit einer entgegengesetzten Händigkeit des optisch aktiven Materials gebildet ist.
Das System nach Anspruch 18, wobei das eine oder die mehreren optischen Elemente, die in der einen oder den mehreren Pupillenebenen der einen oder den mehreren Sammeloptiken angeordnet sind, ferner eine Phasenmaske umfassen, um unterschiedliche Phasenverschiebungen für Licht in zwei oder mehr Pupillenbereichen eines Sammelbereichs bereitzustellen, um eine Punktspreizfunktion von Licht, das von dem einen oder den mehreren Partikeln auf der Oberfläche der Probe gestreut wird, neu zu formen.
Das System nach Anspruch 31, wobei die Phasenmaske die Punktspreizfunktion des von dem einen oder den mehreren Partikeln auf der Oberfläche der Probe gestreuten Lichts umformt, um einen zentralen Peak in der Punktspreizfunktion bereitzustellen.
Das System nach Anspruch 18, wobei die ausgewählte Trübungsorientierungsrichtung parallel zur ausgewählten Orientierungsrichtung verläuft.
Das System nach Anspruch 18, wobei die ausgewählte Trübungsorientierungsrichtung orthogonal zu der ausgewählten Orientierungsrichtung ist.
Ein System, umfassend: eine Beleuchtungsquelle, die zur Erzeugung eines Beleuchtungsstrahls konfiguriert ist; eine oder mehrere Beleuchtungsoptiken, um den Beleuchtungsstrahl in einem Winkel außerhalb der Achse entlang einer Beleuchtungsrichtung auf eine Probe zu richten; eine oder mehrere Sammeloptiken, um gestreutes Licht von der Probe als Reaktion auf den Beleuchtungsstrahl in einem Dunkelfeldmodus zu sammeln, wobei das gestreute Licht von der Probe, das von der einen oder den mehreren Sammeloptiken gesammelt wird, eine Oberflächentrübung aufweist, die mit Licht verbunden ist, das von einer Oberfläche der Probe gestreut wird, wobei mindestens ein Teil der Oberflächentrübung elliptische Polarisationen aufweist; ein oder mehrere optische Elemente, die in einer oder mehreren Pupillenebenen der einen oder mehreren Sammeloptiken angeordnet sind, umfassend: eine räumlich variierende Wellenplatte, die in einer Pupillenebene der einen oder mehreren Sammeloptiken angeordnet ist, um die Oberflächentrübung in lineare Polarisationen umzuwandeln; und einen Polarisationsrotator, der eine räumlich variierende Polarisationsrotationsverteilung bereitstellt, um die Oberflächentrübung von der räumlich variierenden Wellenplatte in eine ausgewählte Orientierungsverteilung zu drehen, wobei die Drehung der Oberflächentrübung eine Drehung der langen Achsen der elliptischen Polarisationen in eine ausgewählte Trübungsorientierungsrichtung umfasst; einen linearen Polarisator, der so ausgerichtet ist, dass er Licht nicht durchlässt, das parallel zur ausgewählten Trübungsorientierungsrichtung polarisiert ist, um die Oberflächentrübung von dem Polarisationsrotator nicht durchzulassen; und einen Detektor zum Erzeugen eines Dunkelfeldbildes der Probe auf der Grundlage von Streulicht von der Probe, das durch den linearen Polarisator hindurchgeht, wobei das Streulicht von der Probe, das durch den linearen Polarisator hindurchgeht, mindestens einen Teil des Lichts enthält, das von einem oder mehreren Partikeln auf der Oberfläche der Probe gestreut wird.
Das System nach Anspruch 35, wobei die räumlich variierende Wellenplatte eine sich kontinuierlich verändernde Wellenplatte umfasst.
Das System nach Anspruch 35, wobei die räumlich variierende Wellenplatte eine segmentierte Wellenplatte umfasst.
Das System nach Anspruch 35, wobei die eine oder mehreren Beleuchtungsoptiken so konfiguriert sind, dass sie den Beleuchtungsstrahl mit einer p-Polarisation auf die Probe richten.
Das System nach Anspruch 35, wobei der lineare Polarisator einen polarisierenden Strahlteiler umfasst, der das gestreute Licht von der Probe, das durch den Polarisator hindurchgeht, entlang eines ersten optischen Pfades lenkt, wobei der Polarisator die Oberflächentrübung entlang eines zweiten optischen Pfades lenkt, der sich von dem ersten optischen Pfad unterscheidet.
Das System nach Anspruch 39, das ferner einen zusätzlichen Detektor umfasst, der so konfiguriert ist, dass er ein Dunkelfeldbild der Probe auf der Grundlage der Oberflächentrübung entlang des zweiten optischen Pfades erzeugt.
Das System nach Anspruch 35, wobei die segmentierte Halbwellenplatte eine linear segmentierte Wellenplatte mit einer Vielzahl von Segmenten umfasst, die in der Pupillenebene verteilt sind.
Das System nach Anspruch 41, wobei die Vielzahl der Segmente entlang einer Richtung orthogonal zur Beleuchtungsrichtung in der Pupillenebene verteilt ist.
Das System nach Anspruch 35, wobei der Polarisationsrotator ein optisch aktives Material mit einer räumlich variierenden Dicke umfasst, um die entsprechende erste oder zweite räumlich variierende Polarisationsrotationsverteilung zu erzeugen.
Das System nach Anspruch 43, wobei das optisch aktive Material mit einer optischen Achse orthogonal zu einer entsprechenden Pupillenebene der einen oder mehreren Pupillenebenen ausgerichtet ist.
Das System nach Anspruch 43, wobei das optisch aktive Material Quarz umfasst.
Das System nach Anspruch 43, wobei der Polarisationsrotator weiterhin einen Phasenkompensator zum Ausgleich der optischen Weglängen der Oberflächentrübung umfasst, die durch das optisch aktive Material verlaufen.
Das System nach Anspruch 46, wobei der Phasenkompensator aus einem optisch homogenen Material entlang einer Ausbreitungsrichtung durch den Phasenkompensator gebildet ist.
Das System nach Anspruch 46, wobei der Phasenkompensator aus einem optisch aktiven Material entlang einer Ausbreitungsrichtung durch den Phasenkompensator mit einer entgegengesetzten Händigkeit des optisch aktiven Materials gebildet ist.
Das System nach Anspruch 35, wobei das eine oder die mehreren optischen Elemente, die in der einen oder den mehreren Pupillenebenen der einen oder den mehreren Sammeloptiken angeordnet sind, ferner eine Phasenmaske umfassen, um unterschiedliche Phasenverschiebungen für Licht in zwei oder mehr Pupillenbereichen eines Sammelbereichs bereitzustellen, um eine Punktspreizfunktion von Licht, das von dem einen oder den mehreren Partikeln auf der Oberfläche der Probe gestreut wird, neu zu formen.
Das System nach Anspruch 49, wobei die Phasenmaske die Punktspreizfunktion des von dem einen oder den mehreren Partikeln auf der Oberfläche der Probe gestreuten Lichts umformt, um einen zentralen Peak in der Punktspreizfunktion bereitzustellen.
Das System nach Anspruch 35, wobei die ausgewählte Trübungsorientierungsrichtung parallel zur ausgewählten Orientierungsrichtung verläuft.
Das System nach Anspruch 35, wobei die ausgewählte Trübungsorientierungsrichtung orthogonal zu der ausgewählten Orientierungsrichtung ist.