曰。透鏡702a聚 焦來(lái)自激光701的光。接著，來(lái)自透鏡702a的光從鏡703a反射。出于說(shuō)明目的，鏡703a放置于 此位置處且可定位于別處。接著，來(lái)自鏡703a的光通過(guò)形成照明光瞳平面705a的透鏡704a 收集?？扇Q于檢驗(yàn)?zāi)Ｊ降囊蠖诠馔矫?05a中放置孔徑、濾光器或用于修改光的其 它裝置。接著，來(lái)自光瞳平面705a的光穿過(guò)透鏡706a且形成照明場(chǎng)平面707。
[0070] 照明子系統(tǒng)的第二區(qū)段包含元件70化到706b。透鏡70化聚焦來(lái)自激光701的光。接 著，來(lái)自透鏡70化的光從鏡703b反射。接著，來(lái)自鏡703b的光通過(guò)形成照明光瞳平面70化的 透鏡704b收集。可取決于檢驗(yàn)?zāi)Ｊ降囊蠖诠馔矫?05b中放置孔徑、濾光器或用于修 改光的其它裝置。接著，來(lái)自光瞳平面70化的光穿過(guò)透鏡70化且形成照明場(chǎng)平面707。接著， 來(lái)自所述第二區(qū)段的光通過(guò)鏡或反射表面重新引導(dǎo)使得照明場(chǎng)平面707處的照明場(chǎng)光能包 括經(jīng)組合照明區(qū)段。
[0071] 接著，場(chǎng)平面光在反射離開光束分割器710之前通過(guò)透鏡70則欠集。透鏡706a及709 在物鏡光瞳平面711處形成第一照明光瞳平面1005a的圖像。同樣地，透鏡706b及709在物鏡 光瞳平面711處形成第二照明光瞳平面70化的圖像。接著，物鏡712(或替代性地713)獲取光 瞳光且在樣本714處形成照明場(chǎng)707的圖像。物鏡712或物鏡713可定位成接近于樣本714。樣 本714可在載物臺(tái)（未展示)上移動(dòng)，運(yùn)將所述樣本定位于所需位置中。從樣本714反射及散 射的光通過(guò)高NA折反射物鏡712或物鏡713收集。在物鏡光瞳平面711處形成反射光光瞳之 后，光能在成像子系統(tǒng)中形成內(nèi)場(chǎng)716之前通過(guò)光束分割器710及透鏡715。此內(nèi)部成像場(chǎng)是 樣本714及對(duì)應(yīng)照明場(chǎng)707的圖像。此場(chǎng)可在空間上分離成對(duì)應(yīng)于照明場(chǎng)的多個(gè)場(chǎng)。運(yùn)些場(chǎng) 中的每一者可支持單獨(dú)成像模式。
[0072] 可使用鏡717重新引導(dǎo)運(yùn)些場(chǎng)中的一者。接著，重新引導(dǎo)的光在形成另一成像光瞳 719b之前穿過(guò)透鏡718b。此成像光瞳為光瞳711及對(duì)應(yīng)照明光瞳70化的圖像?？扇Q于檢驗(yàn) 模式的要求而在光瞳平面719b中放置孔徑、濾光器或用于修改光的其它裝置。接著，來(lái)自光 瞳平面719b的光穿過(guò)透鏡720b且在傳感器72化上形成圖像。W類似方式，經(jīng)過(guò)鏡或反射表 面717的光通過(guò)透鏡718a收集且形成成像光瞳719a。接著，來(lái)自成像光瞳719a的光在檢測(cè)器 721a上形成圖像之前通過(guò)透鏡720a收集。成像于檢測(cè)器721a上的光可用于與成像于傳感器 72化上的光不同的成像模式。
[0073] 系統(tǒng)700中采用的照明子系統(tǒng)由激光源701、集光光學(xué)器件702到704、放置成接近 于光瞳平面705的光束塑形組件及中繼光學(xué)器件706及709組成。內(nèi)場(chǎng)平面707定位于透鏡 706與透鏡709之間。在一個(gè)優(yōu)選配置中，激光源701可包含上述改進(jìn)的DUV CW激光中的一 者。
[0074] 關(guān)于激光701，雖然說(shuō)明為具有兩個(gè)透射點(diǎn)或角度的單一均勻塊，但是實(shí)際上此表 示能夠提供兩個(gè)照明通道(例如，第一光能通道(例如在第一頻率下穿過(guò)元件702a到706a的 激光光能)及第二光能通道(例如在第二頻率下穿過(guò)元件70化到70化的激光光能））的激光 源?？刹捎貌煌饽苣Ｊ剑缭谝粋€(gè)通道中采用明場(chǎng)能量且在另一通道中采用暗場(chǎng)模式。
[0075] 雖然來(lái)自激光源701的光能是展示為W90度間隔發(fā)射且元件702a到706a及元件 70化到706b是定向成90度角，但是實(shí)際上可W各種定向（不一定W二維)發(fā)射光，且所述組 件可不同于所示那樣進(jìn)行定向。因此，圖7僅僅是所采用的組件的表示且所示的角度或距離 并未按比例繪制也非設(shè)計(jì)特定要求。
[0076] 可在使用孔徑塑形的概念的當(dāng)前系統(tǒng)中采用放置成接近于光瞳平面705的元件。 使用此設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)均勻照明或近似均勻照明W及個(gè)別點(diǎn)照明、環(huán)狀照明、四極照明或其它 所需圖案。
[0077] 可在一般成像子系統(tǒng)中采用物鏡的各種實(shí)施方案。可使用單一固定物鏡。所述單 一物鏡可支持全部所需成像及檢驗(yàn)?zāi)Ｊ?。如果成像系統(tǒng)支持相對(duì)較大的場(chǎng)大小及相對(duì)較高 的數(shù)值孔徑，那么可實(shí)現(xiàn)此設(shè)計(jì)?？赏ㄟ^(guò)使用放置于光瞳平面705a、705b、719a及719b處的 內(nèi)部孔徑而將數(shù)值孔徑減小到所需值。
[0078] 還可如圖7中所示那樣使用多個(gè)物鏡。例如，雖然展示兩個(gè)物鏡712及713,但是任 何數(shù)目個(gè)物鏡是可行的?？舍槍?duì)由激光701產(chǎn)生的每一波長(zhǎng)優(yōu)化此設(shè)計(jì)中的每一物鏡。運(yùn)些 物鏡712及713可具有固定位置或可移動(dòng)到接近于樣本714的位置中。為使多個(gè)物鏡移動(dòng)到 接近于所述樣本，可如標(biāo)準(zhǔn)顯微鏡上常見那樣使用旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)座。可使用用于在樣本附近移動(dòng) 物鏡的其它設(shè)計(jì)，所述設(shè)計(jì)包含(但不限于)在載物臺(tái)上橫向平移所述物鏡及使用測(cè)向器在 弧上平移所述物鏡。此外，可根據(jù)本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)固定物鏡及轉(zhuǎn)座上的多個(gè)物鏡的任何組合。
[0079] 此配置的最大數(shù)值孔徑可接近或超過(guò)0.97，但在某些實(shí)例中可更高。此高NA折反 射成像系統(tǒng)可能具有的大范圍的照明及收集角結(jié)合其大的場(chǎng)大小允許所述系統(tǒng)同時(shí)支持 多個(gè)檢驗(yàn)?zāi)Ｊ?。如可從前文段落了解，可使用單一光學(xué)系統(tǒng)或結(jié)合照明裝置的機(jī)器實(shí)施多 個(gè)成像模式。針對(duì)照明及收集掲示的高NA允許使用相同光學(xué)系統(tǒng)實(shí)施成像模式，從而允許 針對(duì)不同類型的缺陷或樣本優(yōu)化成像。
[0080] 成像子系統(tǒng)還包含中間圖像形成光學(xué)器件715。圖像形成光學(xué)器件715的用途是形 成樣本714的內(nèi)部圖像716。在此內(nèi)部圖像716處，可放置鏡717W重新引導(dǎo)對(duì)應(yīng)于檢驗(yàn)?zāi)Ｊ?中的一者的光?？芍匦乱龑?dǎo)此位置處的光，因?yàn)橛糜诔上衲Ｊ降墓庠诳臻g上分離?？蒞若干 不同形式(包含可變焦距變焦(varifocal zoom)、具有聚焦光學(xué)器件的多個(gè)無(wú)焦管透鏡或 多個(gè)圖像形成mag管）實(shí)施圖像形成光學(xué)器件718(718a及718b)及720(720a及720b)。于2009 年7月16日公開且W引用的方式并入本文中的美國(guó)公開申請(qǐng)案2009/0180176描述關(guān)于系統(tǒng) 700的額外細(xì)節(jié)。
[0081] 圖8說(shuō)明具有可調(diào)整放大率的示范性超寬帶UV顯微鏡成像系統(tǒng)800。圖8說(shuō)明所述 顯微鏡的Ξ種不同放大率:在如801A所示那樣配置光學(xué)器件的情況下為36X;在如801B所示 那樣配置光學(xué)器件的情況下為64X;及在如801C所示那樣配置光學(xué)器件的情況下為80X。如 801C處所示，光學(xué)器件包含折反射物鏡區(qū)段802及變焦管透鏡803。折反射物鏡區(qū)段802包含 折反射透鏡群組804、場(chǎng)透鏡群組805及聚焦透鏡群組806。系統(tǒng)800可將物體/樣本809(例 如，被檢驗(yàn)的晶片)成像到圖像平面812。
[0082] 折反射透鏡群組804包含近似平面(或平面)反射體(其是反射性涂布透鏡元件）、 凹凸透鏡(其是折射表面)及凹球面反射體。兩個(gè)反射元件可具有不具備反射材料的中屯、光 學(xué)孔徑W允許來(lái)自中間圖像平面的光穿過(guò)所述凹球面反射體、通過(guò)所述近似平面(或平面） 反射體反射到所述凹球面反射體上，且往回穿過(guò)所述近似平面(或平面)反射體，從而橫越 途中（on化e way)的相關(guān)聯(lián)透鏡元件。折反射透鏡群組804經(jīng)定位W形成中間圖像的實(shí)像， 使得結(jié)合變焦管透鏡803在波長(zhǎng)帶內(nèi)大體上校正系統(tǒng)的初級(jí)縱向色彩。
[0083] 場(chǎng)透鏡群組805可由兩種或兩種W上不同折射材料(例如烙融娃石及氣化玻璃)或 衍射表面制成。場(chǎng)透鏡群組805可光學(xué)禪合在一起或替代性地可在空氣中略微隔開。因?yàn)槔?融娃石及氣化玻璃的色散在深紫外光范圍中并無(wú)實(shí)質(zhì)差異，所W場(chǎng)透鏡群組的若干組件元 件的個(gè)別功率需具有高量值W提供不同色散。場(chǎng)透鏡群組805具有沿著接近于中間圖像的 光學(xué)路徑對(duì)準(zhǔn)的凈正光焦度。使用此消色場(chǎng)透鏡允許在超寬光譜范圍內(nèi)完全校正包含至少 次級(jí)縱向色彩W及初級(jí)及次級(jí)橫向色彩的色像差。在一個(gè)實(shí)施例中，只有一個(gè)場(chǎng)透鏡組件 需要具有不同于系統(tǒng)的其它透鏡的折射材料。
[0084] 聚焦透鏡群組806包含優(yōu)選全部由單一類型的材料形成的多個(gè)透鏡元件，其中折 射表面具有經(jīng)選擇W校正單色像差及像差的色變動(dòng)兩者且將光聚焦到中間圖像的曲率及 位置。在聚焦透鏡群組806的一個(gè)實(shí)施例中，具有低功率的透鏡813的組合校正球面像差、曽 形像差(coma)及像散的色變動(dòng)。光束分割器807對(duì)UV光源808提供入口。UV光源808可有利地 通過(guò)上述改進(jìn)的DUV CW激光中的一者實(shí)施。
[0085] 變焦管透鏡803可全部為相同折射材料(例如烙融娃石)且經(jīng)設(shè)計(jì)使得在變焦期間 不改變初級(jí)縱向色彩及初級(jí)橫向色彩。運(yùn)些初級(jí)色像差無(wú)須校正到零，且在僅使用一種玻 璃類型的情況下不能校正到零，但是其必須固定，運(yùn)是可行的。接著，必須修改折反射物鏡 區(qū)段802的設(shè)計(jì)W補(bǔ)償變焦管透鏡803的運(yùn)些未經(jīng)校正但固定的色像差。變焦管透鏡803(其 可變焦或改變放大倍率而不改變其高階色像差)包含沿著系統(tǒng)的光學(xué)路徑安置的透鏡表 面。
[0086] 在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，首先獨(dú)立于使用兩種折射材料(例如烙融娃石及氣化巧）的 折反射物鏡區(qū)段802而校正變焦管透鏡803。接著，組合變焦管透鏡803與折反射物鏡區(qū)段 802,此時(shí)可修改折反射物鏡區(qū)段802W補(bǔ)償系統(tǒng)800的殘余高階色像差。由于場(chǎng)透鏡群組 805及低功率透鏡群組813,此補(bǔ)償是可行的。接著，在改變?nèi)繀?shù)W實(shí)現(xiàn)最佳性能的情況 下優(yōu)化所述經(jīng)組合的系統(tǒng)。
[0087] 系統(tǒng)800包含用W提供允許從36X到100X的變焦的線性變焦運(yùn)動(dòng)的折疊鏡群組 811。所述折疊鏡群組的Ξ個(gè)不同位置經(jīng)展示為對(duì)應(yīng)于Ξ種不同放大率36X、64X及80X。大范 圍變焦提供連續(xù)放大率改變，而精細(xì)變焦降低頻疊且允許電子圖像處理(例如對(duì)于重復(fù)圖 像陣列的單元間減法）。折疊鏡群組811可特性化為反射元件的"長(zhǎng)號(hào)（trombone)"系統(tǒng)。變 焦通過(guò)W下動(dòng)作完成:使變焦管透鏡803的群組作為單元而移動(dòng)且還移動(dòng)如圖8中所示的長(zhǎng) 號(hào)U型滑管的臂。因?yàn)殚L(zhǎng)號(hào)運(yùn)動(dòng)只影響焦點(diǎn)且其位置處的f#速度非常低，所W此運(yùn)動(dòng)的精確 度可極為寬松。此長(zhǎng)號(hào)配置的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，其顯著地縮短系統(tǒng)。另一優(yōu)點(diǎn)在于，只存在設(shè) 及有源(非平坦)光學(xué)元件的一種變焦運(yùn)動(dòng)。并且，所述長(zhǎng)號(hào)U型滑管的另一變焦運(yùn)動(dòng)對(duì)錯(cuò)誤 并不敏感。于1999年12月7日頒布且W引用的方式并入本文中的美國(guó)專利5,999,310進(jìn)一步 詳細(xì)描述系統(tǒng)800。
[0088] 圖9說(shuō)明將法線入射激光照明（暗場(chǎng)或明場(chǎng))添加到折反射成像系統(tǒng)900。系統(tǒng)900 的照明塊包含:激光901;調(diào)適光學(xué)器件902,其用W控制受檢驗(yàn)的表面上的照明光束大小及 輪廓;孔徑及窗903，其在機(jī)械外殼904中；及棱鏡905，其用W沿著光學(xué)軸W法線入射到樣本 908的表面而重新引導(dǎo)激光。棱鏡905還沿著光學(xué)路徑將來(lái)自樣本908的表面特征的鏡面反 射及來(lái)自物鏡906的光學(xué)表面的反射引導(dǎo)到圖像平面909?？蒞折反射物鏡、聚焦透鏡群組 及變焦管透鏡區(qū)段(例如，參見圖8)的一般形式提供用于物鏡906的透鏡。在優(yōu)選實(shí)施例中， 可通過(guò)上述改進(jìn)的DUV CW激光中的一者實(shí)施激光901。于2007年1月4日公開且W引用的方 式并入本文中的公開專利申請(qǐng)案2007/0002465進(jìn)一步詳細(xì)描述系統(tǒng)900。
[0089] 圖10A說(shuō)明用于檢驗(yàn)表面1011的區(qū)域的包含照明系統(tǒng)1001及集光系統(tǒng)1010的表面 檢驗(yàn)設(shè)備1000。如圖10A中所示，激光系統(tǒng)1020引導(dǎo)光束1002穿過(guò)透鏡1003。在優(yōu)選實(shí)施例 中，激光系統(tǒng)1020包含上述改進(jìn)的DUV CW激光中的一者。第一光束塑形光學(xué)器件可經(jīng)配置 W從激光接收光束且將所述光束聚焦到晶體中或接近于所述晶體的光束腰處的楠圓形截 面。
[0090] 透鏡1003經(jīng)定向使得其主平面大體上平行于樣本表面1011，且因此在表面1011上 于透鏡1003的焦平面中形成照明線1005。此外，W非正交入射角將光束1002及聚焦光束 1004引導(dǎo)到表面1011。特定地說(shuō)，可W與法線方向成約1度與約85度之間的角度將光束1002 及聚焦光束1004引導(dǎo)到表面1011。W此方式，照明線1005大體上處在聚焦光束1004的入射 平面中。
[0091] 集光系統(tǒng)1010包含用于收集從照明線100