【技術實現步驟摘要】
本技術涉及光學系統(諸如顯微鏡中使用的光學布置)和校準這種系統的方法。本技術進一步涉及例如用于檢查試樣或對象(諸如但不限于半導體晶片和/或掩模的檢查)的光學檢查系統，該光學檢查系統包括本文公開的光學顯微鏡系統。
技術介紹
1、存在用于試樣檢查的多種系統。這些系統可包括光學系統，諸如各種顯微鏡(常規和數字)和顯微鏡布置，并且試樣可包括一系列對象，諸如半導體晶片和掩模、食品以及有機試樣。美國專利號6,407,373(以引用方式并入本文)公開了例如一種用于檢查對象上的缺陷的系統，所述系統包括光學顯微鏡和掃描電子顯微鏡(sem)。
2、常規的光學檢查系統通常包括用于收集來自被檢查試樣的光的物鏡。物鏡可形成物鏡布置的一部分，該物鏡布置進一步包括一個或多個附加透鏡。試樣可由光源照射，所述光源反射、透射和/或散射來自光源的光。對從試樣收集的光進行成像使得可以分析試樣的表面結構。試樣可被接收并固定在靜止平臺上或在工作臺機構上移動，根據需要，該工作臺機構允許試樣在一維(例如，改變試樣與物鏡之間的距離或沿z軸的物鏡布置)、二維(例如，沿z軸和與z軸正交的掃描方向(x軸或y軸))或三維上移動。光源根據需要可在光學檢查系統外部或提供為光學檢查系統的集成部分，并且可包括空中照明、單點光源(例如激光器)或點光源陣列，根據需要，具有不同波長和強度。物鏡布置繼續透射從試樣收集的(反射的、透射的和/或散射的)光，然后沿物鏡布置的光軸設置的成像透鏡與來自物鏡布置的光在成像透鏡的像平面或后焦平面上形成試樣(或試樣的一部分)的圖像。然后可使用多種光學檢測器
3、一般來說，光學器件(例如物鏡或物鏡布置和成像透鏡)在儀器之間的光學檢測器處的圖像放大率可具有百分之幾的變化。在圖像放大率低于為該儀器指定的放大率的情況下，圖像不會填充使用中的光學檢測器設備的整個區域，并且因此檢測器裝置沒有被高效地利用。在圖像放大率高于為該儀器指定的放大率的情況下，光信號的一部分可能落在檢測器裝置的區域之外，并且因此可能不會被檢測到。一般而言，如果圖像放大率偏離期望規范，則可能發生漸暈并且沿檢測器裝置的視場的所得的不均勻性可能改變檢測靈敏度。此外，當來自圖像的光落在檢測器設備的不打算接收光的部分上時，重影(由光學部件內的反射引起的微弱的第二圖像)和后向反射也可能增加。造成這種放大率變化的主要原因是儀器中使用的透鏡的生產工藝，諸如拋光工藝。在一些情況下，由于環境因素(諸如溫度)，也可能存在微小的變化。
4、解決放大率變化問題的一種方法是使用常規的光學變焦系統為儀器提供變焦能力，所述光學變焦系統通常包括兩個或更多個透鏡或光學模塊，使得可通過將變焦系統操作至光學檢測器的正確(指定)放大率來調整放大率變化。然而，由于涉及附加光學器件，這種方法成本高昂，并且可能在光學性能中引入附加不確定性，諸如引入場畸變、導致重影和后向反射、視軸、因引入附加光學器件而減少透射、雙折射等。
5、因此，期望提供一種改進的校準光學系統的方法，以解決顯微鏡光學器件中的放大率的變化，特別是用于半導體檢查和計量裝備中。
技術實現思路
1、鑒于前文，本技術的一方面提供了一種校準光學系統的方法，所述光學系統包括：物鏡布置，所述物鏡布置用于接收來自對象的至少一部分的反射光，以及成像透鏡，所述成像透鏡用于投射從所述物鏡布置接收的光以在目標平面上形成所述對象的至少所述部分的圖像，所述方法包括：基于要在所述目標平面上形成的所述對象的至少所述部分的所述圖像的預定尺寸來在所述目標平面上限定目標區；將所述成像透鏡沿其光軸移動到多個成像透鏡位置，所述多個成像透鏡位置相對于所述目標平面的距離而變化，以使所述目標平面上的所述圖像的放大率變化；當所述對象的至少所述部分的所述圖像在所述目標平面上的所述目標區內配合時，從所述多個成像透鏡位置確定第一成像透鏡位置；以及基于所述第一成像透鏡位置來將所述成像透鏡定位在操作位置處，使得所述對象的至少所述部分的所述圖像被約束在所述目標平面上的所述目標區內。
2、根據本技術的實施例，提供了一種方法，其中通過調整成像透鏡沿其光軸(z軸)相對于在其上形成放大圖像的目標平面的位置的簡單操作來校準光學系統的光學器件的放大率偏差。特別地，在目標平面上限定目標區，放大圖像將被約束在該目標區內。目標區或該目標區的大小可被視為在生產期間指定的預期放大率。例如，目標區可表示使用的光學檢測器設備(例如相機)的fov、光學檢測器設備的成像區內的預定區域和/或光學檢測器設備的預定數量的成像區(例如像素)。通過簡單地調整成像透鏡的軸向位置并將成像透鏡定位在將所得的放大圖像約束在目標平面上的目標區內的位置，可校準光學系統以產生具有指定放大率的圖像。因此，本技術的實施例使得能夠在不需要昂貴的附加光學器件的情況下校準放大率，而不是適應放大率的變化。
3、可存在各種合適的方式來檢測或以其他方式確定圖像何時在目標平面上的目標區內配合。在一些實施方式中，該方法可進一步包括使用一個或多個光學傳感器基本上位于目標平面上的位置處檢測對象的至少一部分的圖像。
4、在一些實施例中，光檢測器設備可包括由多個成像區(例如像素)形成的成像區域，并且目標區可被定義為光檢測器設備上的預定數量的成像區。例如，校準目標可用作對象，并且當校準目標的圖像在包括所有像素的成像區內配合或在相機上的給定數量的(一個或多個)像素內配合時，第一成像透鏡位置可被確定。
5、在一些實施例中，對象可以是已知尺寸的校準對象，使得基于要在目標平面上形成的對象的至少一部分的圖像的預定尺寸來在目標平面上限定目標區限定對象的放大率。使用具有已知尺寸或大小的校準對象意味著可限定目標區的尺寸以便實現期望的放大率。
6、在調整成像透鏡位置后，在目標平面上形成的圖像可能失焦。因此，在一些實施例中，所述方法可進一步包括：調整對象沿光軸的軸向位置以改變對象與物鏡布置之間的距離；以及確定對象的對象軸向位置，對象的至少一部分的圖像在目標平面上在該對象軸向位置處聚焦；將對象設置在對象軸向位置處。這樣做時，在目標平面上形成的圖像可直接重新聚焦。在物鏡布置在對象側上遠心的實施例中，在目標平面上形成的圖像可通過沿光軸調整對象的軸向位置來重新聚焦，而不影響圖像的放大率。
7、可能存在當成像透鏡處于第一成像透鏡位置時圖像僅覆蓋目標區的一部分的情況，在這種情況下，用于檢測圖像的任何檢測或感測裝備沒有被充分利用。因此，在一些實施例中，所述方法可進一步包括：當圖像延伸超過目標平面上的目標區時，從多個成像透鏡位置中確定第二成像透鏡位置，并且將操作位置設置為在第一成像透鏡與第二成像透鏡位置之間的位置。
8、在一本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種校準光學顯微鏡系統的方法，所述光學顯微鏡系統包括：物鏡布置(120)，所述物鏡布置用于接收來自對象(200)的至少一部分的光，以及成像透鏡(140)，所述成像透鏡用于投射從所述物鏡布置接收的光以在目標平面(150)上形成所述對象的至少所述部分的圖像，所述方法包括：
2.如權利要求1所述的方法，其中所述光學顯微鏡系統包括光檢測器設備，所述光檢測器設備被配置為檢測所述對象的至少所述部分的所述圖像，所述方法進一步包括使用所述光檢測器設備在基本上位于所述目標平面上的位置處檢測所述對象的至少所述部分的所述圖像。
3.如權利要求2所述的方法，其中所述光檢測器設備包括由多個成像區(301、302、303、……)形成的成像區域，并且所述目標區(160)由所述光檢測器設備上的預定數量的成像區限定。
4.如權利要求1所述的方法，其中所述對象是已知尺寸的校準對象，使得基于要在所述目標平面上形成的所述對象的至少所述部分的所述圖像的預定尺寸來在所述目標平面上限定目標區(160)限定所述對象的放大率。
5.如權利要求1所述的方法，進一步包括：
<...【技術特征摘要】
1.一種校準光學顯微鏡系統的方法，所述光學顯微鏡系統包括：物鏡布置(120)，所述物鏡布置用于接收來自對象(200)的至少一部分的光，以及成像透鏡(140)，所述成像透鏡用于投射從所述物鏡布置接收的光以在目標平面(150)上形成所述對象的至少所述部分的圖像，所述方法包括：
2.如權利要求1所述的方法，其中所述光學顯微鏡系統包括光檢測器設備，所述光檢測器設備被配置為檢測所述對象的至少所述部分的所述圖像，所述方法進一步包括使用所述光檢測器設備在基本上位于所述目標平面上的位置處檢測所述對象的至少所述部分的所述圖像。
3.如權利要求2所述的方法，其中所述光檢測器設備包括由多個成像區(301、302、303、……)形成的成像區域，并且所述目標區(160)由所述光檢測器設備上的預定數量的成像區限定。
4.如權利要求1所述的方法，其中所述對象是已知尺寸的校準對象，使得基于要在所述目標平面上形成的所述對象的至少所述部分的所述圖像的預定尺寸來在所述目標平面上限定目標區(160)限定所述對象的放大率。
5.如權利要求1所述的方法，進一步包括：
6.如權利要求1所述的方法，進一步包括：當所述圖像(i”)延伸超過所述目標平面上的所述目標區時，從所述多個成像透鏡位置確定第二成像透鏡位置(z3)，并且將所述操...
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