[发明专利]用于旋转光学物镜的设备及方法

说明书

一种暗场光学系统可包含旋转物镜组合件，所述旋转物镜组合件具有：暗场物镜，其在集光数值孔径内从样本收集光，其中所述暗场物镜包含相对于光学轴成对称相对方位角的入口孔隙及出口孔隙；旋转轴承，其允许包含所述入口孔隙及所述出口孔隙的所述暗场物镜的至少一部分绕所述光学轴旋转；及旋转驱动器，其控制所述入口孔隙的旋转角度。所述系统还可包含使用以两个或更多个照明方位角穿过所述入口孔隙的照明光束来照明所述样本的多角度照明子系统，其中所述照明光束在所述样本上的方位角可通过将所述物镜旋转到所述两个或更多个照明方位角中的任何者而选择。

相关申请案的交叉参考

本申请案根据35U.S.C.§119(e)主张2020年5月15日申请的标题为用于旋转光学物镜的设备及方法(APPARATUS AND METHOD TO ROTATE AN OPTICAL OBJECTIVE)的以阿纳托利·罗曼诺夫斯基(Anatoly Romanovsky)、廖振坤(Jenn-Kuen Leong)、丹尼尔·卡瓦德捷夫(Daniel Kavaldjiev)、王春海(Chunhai Wang)、布雷特·怀特塞德(Bret Whiteside)及史蒂夫·徐(Steve Xu)为发明人的第63/025,192号美国临时申请案的权利，所述申请案的全文以引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开大体上涉及光学度量衡且更特定来说，涉及使用旋转光学物镜的光学度量衡。

背景技术

在半导体产业中使用的暗场光学检验或度量衡系统通常基于从样本收集的光(其排除照明光束的镜面反射)产生测量，其中镜面反射照明位于集光数值孔径(NA)之外或在到达检测器之前经阻挡。此外，许多光学检验或度量衡技术利用基于使用不同方位角对样本的照明的测量。

在此类系统中，通常可期望利用具有高集光NA的物镜以从样本收集光以有效地在广泛范围的角度内从样本收集光。然而，增加物镜的NA通常导致样本与物镜之间的越来越小之间隙，这可限制使用在集光NA之外的入射角照明样本的能力。此外，通过阻挡镜面反射照明而产生的暗场测量可遭受通过阻挡元件的非所要散射镜面反射光。因此，可期望提供用于使用高NA物镜的暗场照明的系统及方法。

发明内容

根据本公开的一或多个说明性实施例，公开一种暗场光学系统。在一个说明性实施例中，所述系统包含照明源。在另一说明性实施例中，所述系统包含旋转物镜组合件。在另一说明性实施例中，所述旋转物镜组合件包含用于在集光数值孔径内从样本收集测量光的暗场物镜，其中所述暗场物镜包含相对于所述暗场物镜的光学轴成对称相对方位角的入口孔隙及出口孔隙。在另一说明性实施例中，所述旋转物镜组合件包含用于允许包含所述入口孔隙及所述出口孔隙的所述暗场物镜的至少一部分绕所述光学轴旋转的旋转轴承。在另一说明性实施例中，所述旋转物镜组合件包含用于控制所述入口孔隙的旋转角度的旋转驱动器。在另一说明性实施例中，所述系统包含用于使用以两个或更多个照明方位角穿过所述入口孔隙的照明光束来照明所述样本的多角度照明子系统，其中所述照明光束由所述样本反射的一部分通过所述出口孔隙离开所述物镜作为反射照明光束，且其中所述照明光束在所述样本上的方位角可通过使用所述旋转物镜组合件将所述物镜旋转到所述两个或更多个照明方位角中的任何者而选择。在另一说明性实施例中，所述系统包含经配置以将所述测量光的至少一部分从所述暗场物镜收集引导到一或多个检测器的集光子系统。