包括考虑样本内的光学路径长度的变化的光学检查系统和方法技术方案

照明器/收集器组件(104)可将入射光(106)递送到样本(102)并且收集从样本(102)返回的返回光(112)。传感器(114)可根据所收集的返回光(112)的光线位置和光线角度来测量光线强度。光线选择器可从传感器(114)处的所收集的返回光(112)选择满足第一选择标准的第一子组光线。在一些示例中，该光线选择器可将光线强度聚合成箱，每个箱对应于所收集的返回光(112)中的在样本(102)内穿过相应光学路径长度范围内的估计光学路径长度的光线。表征器可基于第一子组光线的光线强度、光线位置和光线角度来确定样本(102)的物理属性诸如吸收率。考虑在样本内穿过的光学路径长度的变化可改善准确性。

Optical inspection system and method comprising consideration of changes in optical path length within a sample

The illuminator / collector assembly (104) delivers incoming light (106) to a sample (102) and collects the return light (112) returned from the sample (102). A sensor (114) can measure light intensity based on the light position and the light angle of the collected return light (112). The light selector may select the first sub group light of the first selection criterion from the collected return light (112) at the sensor (114). In some examples, the light rays can be polymerized into the strength selector, each box corresponds to the collection of the return light (112) in the sample (102) through the optical path length estimation of the corresponding optical path length in the range of light. The characterization device can determine the physical attributes of the sample (102) based on the light intensity, the light position and the light angle of the first subgroup light, such as the absorptivity. Improvements in accuracy can be achieved by considering changes in the length of the optical path passing through the sample.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括考虑样本内的光学路径长度的变化的光学检查系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求标题为“OPTICALINSPECTIONSYSTEMANDMETHODINCLUDINGACCOUNTINGFORVARIATIONSOFOPTICALPATHLENGTHWITHINASAMPLE”并且提交于2014年12月23日的美国临时专利申请62/096,276的权益，该美国临时专利申请据此全文以引用方式并入本文。
本公开涉及一种用于对样本进行光学表征的光学检查系统，其能够考虑到样本内的光学路径长度的变化。
技术介绍
许多光学检查系统将光递送到样本，收集从样本反射或散射的光，并且使用所收集的光来分析样本的一部分。可能期望改善这些光学检查系统。
技术实现思路
照明器/收集器组件可将入射光递送到样本并且收集从样本返回的返回光。传感器诸如Shack-Hartmann传感器可根据所收集的返回光的光线位置和光线角度来测量光线强度。光线选择器可从传感器处的所收集的返回光选择满足第一选择标准的第一子组光线。在一些示例中，光线选择器可将光线聚合成分箱信号，每个分箱信号对应于所收集的返回光中的在样本内穿过相应光学路径长度范围内的估计光学路径长度的光线。表征器可基于第一子组光线的光线强度、光线位置和光线角度来确定样本的物理属性诸如吸收率。考虑在样本内穿过的光学路径长度的变化可改善准确性。附图说明在附图中，相同标号可在不同视图中描述类似部件，其中附图未必按比例绘制。具有不同字母后缀的相同标号可表示类似部件的不同示例。附图通过举例而不是通过限制来大体示出本文档中所论述的各种示例。图1示出根据一些实施方案的用于对样本进行光学表征的光学检查系统的示例。图2示出根据一些实施方案的光学检查系统的示例中的入射光学路径的一部分。图3示出根据一些实施方案的光学检查系统的示例中的返回光学路径的一部分。图4A、4B和4C是根据一些实施方案的图3的返回光学路径中的三条光线的各个视图。图5示出根据一些实施方案的从照明器/收集器组件追踪到微透镜阵列再到检测器的图4A、4B和4C的光线。图6示出根据一些实施方案的来自图5的检测器的端视图。图7示出根据一些实施方案的邻近图6的检测器设置的遮罩的示例的端视图。图8示出根据一些实施方案的用于对样本进行光学表征的方法的示例的流程图。具体实施方式光学检查系统可将光递送到样本，收集从样本反射或散射的光，使用所收集的光来确定样本的物理属性，诸如吸收率或折射率。对于高吸收或散射性样本，高吸收或散射可降低传播穿过样本的一部分的光线的强度。强度的这种降低可明显取决于在样本内穿过的光学路径长度。例如，在将光递送到样本并且收集从样本反射的光的一些配置中，作为光锥来递送朝向样本表面处或下方的特定位置会聚的照明光。类似地，从光锥取回远离样本中的特定位置发散的所收集的光。对于这些光锥，锥体的不同部分可在样本内穿过不同的光学路径长度。例如，位于锥体的中心处的光线可在样本内穿过比位于锥体的边缘处的光线短的光学路径。光学检查系统可根据所收集的光内的光线位置和角度来考虑在样本内穿过的光学路径长度的差异。对于一些样本，入射光线有可能由样本内的单个散射事件重定向，诸如从样本内的特定粒子或从样本内的两个内部结构之间的界面反射或重定向。对于这些样本，光学检查系统可使用单个散射事件的几何学来确定检测器上的在样本内穿过的光学路径长度能够相对准确地被确定的区域。对于这些区域，撞击该区域的光线可在样本内具有已知的光学路径长度，或可在样本内具有相对紧凑的光学路径长度分布。例如，这些区域可描述检测器上的由于样本内的单个散射事件而产生的从样本返回的光线的位置。对于一些示例，这些检测器区域可在确定样本的物理属性时被相对较强地加权。这些检测器区域可根据样本类型来选择，以便最好地使用检测器像素的可用动态范围，等等。类似地，检测器可具有无法准确地确定在样本内穿过的光学路径长度的区域。对于这些区域，撞击该区域的光线可在样本内具有许多光学路径长度中的一个光学路径长度，或可在样本内具有相对宽广的光学路径长度分布。例如，这些区域可描述检测器上的由于样本内的多个连续散射事件而产生的从样本返回的光线的位置。对于这些多次散射光线，可能在样本内存在许多可能的路径。对于一些示例，这些检测器区域可在确定样本的物理属性时被相对较弱地加权或被排除在外。图1示出根据一些实施方案的用于对样本102进行光学表征的光学检查系统100的示例。样本102不是光学检查系统100的一部分。图1的光学检查系统100仅是一个示例；还可使用其他合适的光学检查系统。光学检查系统100包括照明器/收集器组件104。在一些示例中，照明器/收集器组件104是单个物镜。在其他示例中，照明器/收集器组件104包括独立的照明光学器件和收集光学器件。照明器/收集器组件104将入射光106递送到样本102。入射光106可在样本102处具有某个传播角度范围。在一些示例中，该范围可具有小于或等于20度的角宽度。在其他示例中，该范围可具有小于或等于10度的角宽度。在这些示例中的一些示例中，入射光106可为准直的，其中范围具有实际上为零的角宽度。在取样界面处展现折射的示例中，由于折射率不同，取样界面处的角宽度可在具有较大角度范围的介质中进行界定。在一些示例中，入射光106同时包括多于一个波长，诸如多个离散波长或相对较宽频谱。在一些示例中，入射光106一次包括一个波长，但波长可随时间选择性地移位。在另外其他示例中，入射光106包括随时间依序移位的相对较宽频谱。在另外其他示例中，入射光106包括全部一起随时间移位的多个相对较宽的非重叠频谱区域。在一些示例中，入射光106可以一个或多个指定频率进行脉动或调制。在一些示例中，入射光106可包括多个频谱区域，其中每个频谱区域以其自身的独特频率进行脉动或调制。在一些示例中，照明器/收集器组件104可包括一个或多个光源，诸如单个半导体激光器、具有相同波长的多个半导体激光器、具有不同波长的多个半导体激光器、单个发光二极管、具有相同波长的多个发光二极管、具有不同波长的多个发光二极管、一个或多个量子级联激光器、一个或多个超发光光源、一个或多个放大自发辐射源、以上各项的任何组合、或其他合适光源。在一些示例中，照明器/收集器组件104还可包括可使该一个或多个光源所产生的光准直且/或聚焦的一个或多个准直和/或聚焦光学器件，诸如透镜。在一些示例中，照明器/收集器组件104还可包括可反射入射射束并且透射所收集的射束或者可透射入射射束并且反射所收集的射束的一个或多个射束转向元件，诸如分束器。照明器/收集器组件104可穿过取样界面108将入射光106递送到样本102。在图1的特定示例中，取样界面108是物镜的表面，该表面面向样本102。在一些示例中，取样界面108可为设备的被放置成在操作期间与样本102接触的面向外侧的表面。在一些示例中，取样界面108可为被放置成在操作期间与样本102接触的盖玻片。在一些示例中，取样界面108可为在空气或另一种入射介质中与样本102间隔开的透镜表面或光学表面。在一些示例中，取样界面108可包括独立的第一表面和第二表面，其中入射光穿过第一表面，并且返回光穿过第二表面。照明器/收集器组件104本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对样本进行光学表征的光学检查系统，包括：照明器/收集器组件，所述照明器/收集器组件被配置为将入射光递送到所述样本并且收集从所述样本返回的返回光，以形成所收集的返回光；传感器，所述传感器根据所收集的返回光的光线位置和光线角度来测量光线强度；光线选择器，所述光线选择器被配置为从所述传感器处的所收集的返回光选择满足第一选择标准的第一子组光线；和表征器，所述表征器被配置为基于所述第一子组光线的所述光线强度、所述光线位置和所述光线角度来确定所述样本的物理属性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.23 US 62/096,2761.一种用于对样本进行光学表征的光学检查系统，包括：照明器/收集器组件，所述照明器/收集器组件被配置为将入射光递送到所述样本并且收集从所述样本返回的返回光，以形成所收集的返回光；传感器，所述传感器根据所收集的返回光的光线位置和光线角度来测量光线强度；光线选择器，所述光线选择器被配置为从所述传感器处的所收集的返回光选择满足第一选择标准的第一子组光线；和表征器，所述表征器被配置为基于所述第一子组光线的所述光线强度、所述光线位置和所述光线角度来确定所述样本的物理属性。2.根据权利要求1所述的光学检查系统，其中所述第一选择标准包括在所述样本内穿过的第一估计路径长度范围、在所述样本内穿过的第一路径长度分布范围、或在所述样本内穿过的第一估计光线穿透深度范围。3.根据权利要求1所述的光学检查系统，其中所述光线选择器被进一步配置为从所收集的返回光选择满足第二选择标准的第二子组光线；并且其中所述表征器被配置为基于所述第一子组光线和所述第二子组光线的所述光线强度、所述光线位置和所述光线角度来确定所述物理属性。4.根据权利要求3所述的光学检查系统，其中所述第一选择标准包括第一估计路径长度范围或第一路径长度分布范围，并且所述第二选择标准包括第二估计路径长度范围或第二路径长度分布范围。5.根据权利要求3所述的光学检查系统，其中所述第一选择标准包括在所述样本内穿过第一光学路径长度范围内的估计光学路径长度，并且其中所述第二选择标准包括在所述样本内穿过第二光学路径长度范围内的估计光学路径长度，并且其中所述第二范围不与所述第一范围重叠。6.根据权利要求5所述的光学检查系统，其中所述第一子组光线的所述光线强度被聚合成第一分箱信号；其中所述第二子组光线的所述光线强度被聚合成第二分箱信号；并且其中所述表征器基于所述第一分箱信号和所述第二分箱信号来确定所述样本的所述物理属性。7.根据权利要求6所述的光学检查系统，其中所述光线选择器包括所述传感器的第一像素和第二像素，所述第一像素和所述第二像素的形状和大小被设置成测量所述第一子组光线和所述第二子组光线内的光线的光线强度，所述第一像素和所述第二像素被配置为分别输出所述第一分箱信号和所述第二分箱信号。8.根据权利要求6所述的光学检查系统，其中所述光线选择器被配置为从所述传感器的对应像素接收信号，对所述信号的第一子组求平均以形成所述第一分箱信号，并且对所述信号的第二子组求平均，以形成所述第二分箱信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·A·特雷尔，M·A·阿伯雷，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国,US