JP2004286741A - 動的にプログラム可能な光空間フィルタリングを使用した大型平面パターン化メディアの高スループット検査方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】非周期欠陥を表す物理現象を直接識別するために、テレセントリック・レンズ系の焦点面でプログラム可能光フーリエ・フィルタリングが周期構造を有する平面対象物を検査するためのシステムに使用される。フーリエ平面での周期構造の空間フーリエ変換の生成と観察にレンズ・アセンブリとコヒーレント光源が使用される。OFFを電気的にプログラムすることができ、電気的に位置合わせさせることができる空間光変調器を使用して焦点面に実装される。優れた信号対雑音比を有するこの空間光変調器は、帰還駆動型フィルタ構成と位置合わせアルゴリズムに従って電気的に再構成できる。OFFにより、フーリエ平面と対象物の最終画像平面に存在するあらゆる非周期成分が強調される。
【選択図】図6
Description
適用せず
適用せず
適用せず
Zhouに対する「Integrated optical multiplexer and demultiplexer for wavelength division transmission of information」という名称の米国特許第6,490,393号
Chuangらに対する「System and method for analyzing topological features on a surface」という名称の米国特許第6,137,570号
Fateleyに対する「Radiation filter,spectrometer and imager using a micro−mirror array」という名称の米国特許第6,128,078号
Holcombに対する「Surface analysis using Gaussian beam profiles」という名称の米国特許第6,084,671号
Yoshimuraらに対する「Detecting system for surface form of object」という名称の米国特許第6,061,126号
Fateleyに対する「Radiation filter,spectrometer and imager using a micro−mirror array」という名称の米国特許第6,046,808号
hendlerらに対する「High−speed,high−resolusion,large area inspection using multiple optical Fourier transform cells」という名称の米国特許第5,966,212号
Tsaiらに対する「Optical inspection of a specimen using multi−channel responses from the specimen using bright and darkfield detection」という名称の米国特許第5,822,055号
がある。
・極めて高いスペクトル抑制および無ひずみ信号伝送を達成し、それにより所望の検出限界を得るために、コントラスト比が高く、かつ、光品質が優れていること(透明度/反射率および光学的一様性)
・コンパクト光配列内で可能であり、それにより多重チャネル動作の実現を可能にするように、空間解像度が高く、かつ、小型であること
・フィル・ファクタを大きくし(格子構造を持たせる)、フィルタリング後の画像に望ましくない寄生回折パターンの原因となるマスク表面効果を最小化すること
・広範囲に渡る視野(FOV)光チャネル配列に必要な広範囲の入射角で動作し、より広い検査表面積をより少数の検査チャネルでカバーすることができること
が含まれている。
Claims (23)
- 周期構造を有する大型平面対象物中の欠陥を検出するシステム検査方法における、前記平面対象物中の非周期構造の可視性を高めるために修正可能マスクを提供する方法であって、
前記平面対象物の前記空間信号の光空間フーリエ変換を行うために、入力空間信号として、第1レンズ・アセンブリを介して前記平面対象物の画像をフーリエ平面上に投影するステップと、
前記空間フーリエ変換の周期成分を遮断し、かつ、優勢な非周期成分のフィルタリングされた光空間フーリエ変換を行うために、前記第1レンズ・アセンブリの前記フーリエ平面に設けられた電気的プログラム可能空間光変調器を前記周期構造に電気的に位置合わせするステップであって、前記空間光変調器が、有効なマスキング要素として機能するのに十分な解像度、光エネルギー・スループットおよびコントラストを有するステップと、
前記非周期構造の可視性を高めるように、フィルタリングされた画像を空間光エネルギー検出器に生成させるために、第2レンズ・アセンブリを介して前記フィルタリングされた光空間フーリエ変換の画像を画像平面に出力空間信号として投影するステップと
を含み、前記電気的位置合わせステップが、前記画像平面からの変換光信号を帰還信号として使用する方法。 - 前記位置合わせステップが、
前記フーリエ平面の前記空間光変調器上のスポットを、前記フーリエ平面上の前記画像の中央スポットに電気的にインボークし、かつ、心出しするステップと、それに続いて、
前記フーリエ画像の周期成分の透過を遮断するために、前記フーリエ画像上に前記周期パターンの最も狭い例に対応する回転位置合わせ可能マスクを電気的にインボークし、かつ、十字線を回転心出しするステップと、それに続いて、
前記フーリエ平面の前記空間光変調器上に透過型線形ウィンドウを電気的にインボークするステップと、最後に、
前記光空間フーリエ変換の周期性を決定するために、回転心出しされた前記軸に沿って前記透過型線形ウィンドウを走査するステップとを含む請求項1に記載の方法。 - 前記電気的プログラム可能空間光変調器が、周期信号成分を有効に遮断するのに十分なコントラスト比を有する請求項1に記載の方法。
- 前記コントラスト比が約100:1より大きい請求項3に記載の方法。
- 前記コントラスト比が約300:1より大きい請求項3に記載の方法。
- 前記コントラスト比が約500:1より大きい請求項3に記載の方法。
- 前記コントラスト比が、少なくとも±14度の入射角レンジに対して約500:1より大きい請求項3に記載の方法。
- 前記電気的プログラム可能空間光変調器が、寄生回折を抑制するのに十分なフィル・ファクタを有する請求項1に記載の方法。
- 前記フィル・ファクタが約90%より大きい請求項8に記載の方法。
- 前記電気的プログラム可能の空間光変調器が、無ひずみ画像をインボークするように、その表面全体に渡る光非一様性と波面ひずみが十分に小さい電気的プログラム可能空間光変調器である請求項1に記載の方法。
- 前記空間光変調器の表面全体に渡る前記光非一様性および波面ひずみが、20mmに対して1波長未満である請求項10に記載の方法。
- 前記電気的プログラム可能空間光変調器が、少なくとも80%の光エネルギースループットを有する請求項1に記載の方法。
- 前記電気的プログラム可能空間光変調器が、少なくとも1024×768個のアクティブ・ピクセルの解像度を提供する約20mm×15mm未満のアクティブ領域を有する請求項1に記載の方法。
- 前記電気的プログラム可能空間光変調器が、さらに、
コントラスト比が、少なくとも±14度の入射角レンジに対して少なくとも500:1であること、
フィル・ファクタが90%より大きいこと、
前記電気的プログラム可能な空間光変調器の表面全体に渡る光非一様性と波面ひずみが20mmに対して1波長未満であること、
光エネルギー・スループットが少なくとも80%であること、
少なくとも1024×768個のアクティブ・ピクセルの解像度を提供するアクティブ領域が20mm×15mm未満であることとを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記回転位置合わせ可能マスクが十字線セットである請求項2に記載の方法。
- 周期構造を有する前記平面対象物を検査して、その平面対象物中の欠陥を指示するシステムであって、
複数の画像化チャネル・ヘッドであって、個々の画像化チャネル・ヘッドが、
再構成可能であり、かつ、前記平面対象物の変換画像の周期成分を空間画像検出器の光センサの雑音レベル未満に抑制するのに十分なコントラスト比を有する電気的プログラム可能な空間光変調器によって実現された光フーリエ・フィルタと、
前記空間光変調器と相互作用する、視野が十分に広いレンズ・アセンブリと、
前記平面対象物をコヒーレント照射で照射し、かつ、前記光フーリエ・フィルタの無い前記空間画像検出器を飽和させるのに十分な光エネルギー強度を生成するように配置されたレーザ照射システムと、
前記画像化チャネル・ヘッドの各々と結合した帰還システムであって、前記空間画像検出器の出力に応答し、アルゴリズムに従って前記電気的プログラム可能空間光変調器をコンピュータで制御し、前記変換画像の周期成分を抑制するのに十分な位置合わせ済みフィルタリング・パターンをインボークする帰還システムと
を備えた画像化チャネル・ヘッドを備えたシステム。 - 前記電気的プログラム可能な空間光変調器が、
コントラスト比が、少なくとも±14度の入射角レンジに対して少なくとも500:1であること、
フィル・ファクタが少なくとも90%であること、
前記空間光変調器の表面全体に渡る光非一様性および波面ひずみが、20mmに対して1波長未満であること、
光エネルギー・スループットが少なくとも80%であること、
アクティブ領域が20mm×20mm未満であること、
少なくとも1024×768個のアクティブ・ピクセルを前記アクティブ領域内に有することとを特徴とする請求項16に記載のシステム。 - 前記レンズ・アセンブリが、複数のレンズからなるテレセントリック・レンズ・セットをさらに備え、
第1レンズが有限共役を生成するように配置され、かつ、
第2レンズがレンズ・アセンブリ制約を満足するように配置された請求項16に記載のシステム。 - 前記レーザ照射システムが、
光路に沿ったビームを生成するように単一空間モードで動作する単一モード半導体レーザと、
前記光路中に配置された複数の4分の1波長板と、
前記光路中に配置され、非偏光ビーム・スプリッタに比べて少なくとも16分の1だけ光スループットを大きくする偏光ビーム・スプリッタとをさらに備えた請求項16に記載のシステム。 - 前記平面対象物と前記複数の画像化チャネルの各々との間の距離を、前記平面対象物に対して平行をなす平面における前記画像化チャネルの20mmの並進に対して、10μm未満の変動に拘束するための物理トランスレータをさらに備えた請求項16に記載のシステム。
- 前記電気的プログラム可能空間光変調器が、回転ミスアライメントに対する感度を小さくするようにスポット・サイズを変化させる請求項16に記載のシステム。
- 前記スポット・サイズの変化が、ベース・マスキング・スポット・サイズをパターンの中心からの距離に比例して変化させることによって実現される請求項21に記載のシステム。
- 前記電気的プログラム可能空間光変調器が、十字線セットの形態の回転位置合わせ可能マスク・パターンからなる請求項21に記載のシステム。
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