[发明专利]全息干涉度量的方法及系统

说明书

一种全息干涉度量仪，包括：至少一个成像装置，捕获一干涉图案，所述干涉图案由至少两个光束创建；以及至少一个光圈，位于所述至少两个光束中的至少一个光束的一光学路径中；其中所述至少一个光圈位于远离所述至少一个光束的一轴线，因而透射所述至少一个光束在一角度范围被收集的一子集。

技术领域及背景技术

在本发明的一些实施例中涉及全息成像，并且更具体地但非排它地涉及使用全息干涉度量(holographic interferometry)进行三维测量的方法及系统。

全息成像记录从一物体(诸如集成电路(IC)半导体晶圆或平板显示器(FPD))发出的光的幅度及相位信息，可被用于在显微镜检查中以重建所述物体的3D轮廓，即在所述图像中的每个点的相对高度。

一些方法使用在所述物体与参考图像之间的零角度，以及一相位扫描机制，所述相位扫描机制与在相同物体位置处的多个图像采集相结合，给出在所述相位与幅度信息之间进行分离的可能性。这些方法甚至可以使用具备一非常短的相干长度的照射。然而，对于所述物体需要在有限的时间内被横向扫描的应用诸如晶圆检查，这种方案通常太慢。

为了使用全息干涉度量实现对所述物体的快速横向扫描，期望能够从单一图像提取相位信息。这可以通过在所述物体光束与所述参考光束之间引入一非零角度并且使用相干照射被完成。在所述图像中的空间频率取决于在所述物体成像光学轴线与所述参考成像光学轴线之间的角度。当所述物体具有例如一隆起的表面时，所述诸多干涉线偏移。通过分析所述诸多图像，可能提取所述诸多干涉线的所述相位改变，并由此推断在所述物体中的所述诸多特征的高度。

为了能够从所述图像提取所述相位信息，所述诸多干涉线必须具备的一密度足够低以使所述相机像素化不会将它们平均化，但必须足够高以具有所述横向信息的一良好横向分辨率(此分辨率通常是诸多干涉线的一个周期)。

发明内容

根据本发明的一些实施例的一个方面，提供一种全息干涉度量仪，包括：至少一个成像装置，捕获一干涉图案，所述干涉图案由至少两个光束创建；及至少一个光圈，位于所述至少两个光束中的至少一个光束的一光学路径中；其中所述至少一个光圈位于远离所述至少一个光束的一轴线，因而透射所述至少一个光束在一角度范围被收集的一子集。这分离所述诸多光束，所述诸多光束来自诸多不同主角度被收集的光。

可选地，所述至少一个光圈包括至少两个光圈，每个光圈比所述至少两个光圈中的另一个位于不同地远离所述至少两个光束的一各自的一轴线，因而透射所述至少两个光束的所述各自的一大致不同的子集。

更可选地，所述全息干涉度量仪还包括至少两个成像装置，每个成像装置捕获一干涉图案，所述干涉图案由穿过所述至少两个光圈中的一个的光创建。

更可选地，所述全息干涉度量仪模拟来自单一波长光源的多个不同波长，所述全息干涉度量仪还包括：一单色相干的光源；及一光学设置，将来自所述光源的光分成一第一光束及一第二光束，所述第一光束照射一主体结构，所述第二光束照射一参考镜体；并且将所述第一光束及所述第二光束结合成单一结合光束。使用与单一波长光源不同的有效波长，因而消除对一昂贵的多波长光源的需求。

更可选地，所述第一光束的一光学路径与所述第二光束的一光学路径在光学上相同。

更可选地，所述全息干涉度量仪没有参考镜体，其中所述至少两个光圈中的每个位于所述至少两个光束中的一个的一光学路径中。

可选地，所述全息干涉度量仪还包括：至少一个分束器，将一原始光束分成所述至少两个光束。

更可选地，所述全息干涉度量仪没有参考镜体，其中所述分束器将被反射自一主体结构的一光束分成所述至少两个光束。

更可选地，所述全息干涉度量仪还包括单色相干的光源，所述单色相干的光源照射所述主体结构。