光源在空腔中的压力控制的制作方法

1.本发明大体上涉及用于光源在空腔中的压力控制的方法及系统。


背景技术：

2.以下描述及实例不因其包含于此段落中而被承认是现有技术。
3.制造例如逻辑及存储器装置的半导体装置通常包含使用大量半导体制造工艺处理例如半导体晶片的衬底以形成半导体装置的各种特征及多个层级。例如，光刻是涉及将图案从光罩转印到布置于半导体晶片上的抗蚀剂的半导体制造工艺。半导体制造工艺的额外实例包含(但不限于)化学机械抛光(cmp)、蚀刻、沉积及离子植入。多个半导体装置可以布置制造于单个半导体晶片上且接着被分成个别半导体装置。
4.在半导体制造工艺期间的各个步骤使用检验过程以检测晶片及其它衬底上的缺陷以促进制造工艺中的更高良率及因此更高利润。检验始终是制造半导体装置(例如ic)的重要部分。然而，随着半导体装置的尺寸减小，检验对于可接受半导体装置的成功制造变得更为重要，这是因为较小缺陷可引起装置故障。
5.存在可以限制其有用性的方式负面地影响检验结果的数个变量。例如，用于形成晶片的工艺的变动可引起不一定引起晶片上的缺陷但可由检验检测为缺陷的晶片的改变(例如，从晶片到晶片及/或跨晶片)。检验过程或工具的变动还可负面地影响检验结果。例如，检验工具参数可随着时间漂移，此可影响检验结果。特定来说，如果检验工具参数出乎意料地移位，那么检验工具可检测晶片上的异常数目个缺陷，许多缺陷可实际上并非缺陷。如果检验工具参数中的移位未被检测到且影响了检验结果，那么检验结果可为无用的及/或以不利方式使用以改变对经检验样品执行的工艺(如果未根据检验结果发现工具已漂移)。
6.因此，已花费许多精力及时间来试图最小化及/或补偿经检验样品及检验工具参数中的任何非缺陷相关变动以最小化此类变动对检验结果的影响。另外，由于许多检验过程及工具是在其最大性能限制处或附近操作，所以曾经可能无关紧要的参数变动现在可对检验结果具有显著负面影响。发明者已发现可对检验结果具有显著负面影响的一个此参数是检验工具激光中及/或周围的大气压改变。然而，不相信在当前激光中利用用于压力稳定的任何方法。特定来说，当前最先进技术的方法是使用激光内的光学调整补偿大气压改变或完全不补偿。
7.因此，当前使用的检验稳定过程及系统存在数个缺点。例如，如上文提及，不相信由发明者识别为潜在地有问题的一些参数变动以任何方式监测或控制。另外，归因于补偿算法的相对缓慢反应时间、补偿范围及整体复杂性，用于补偿大气压改变的当前使用的方法是不足的。此外，不存在反馈环路中可使用的对应于气压改变的单个参数。
8.因此，开发用于光源在空腔中的压力控制而不具有上文描述的一或多个缺点的系统及/或方法将是有利的。


技术实现要素：

9.各个实施例的以下描述绝不应理解为限制随附技术方案的标的物。
10.一个实施例涉及一种经配置以进行光源在空腔中的压力控制的系统。所述系统包含经配置用于测量光源在空腔中的压力的气压传感器。所述系统还包含经配置用于控制所述空腔中的一或多个气体的量的一或多个气流元件。另外，所述系统包含经配置用于比较所述经测量压力与所述压力的值的预定范围且当所述经测量压力在所述预定范围之外时基于所述比较的结果更改所述一或多个气流元件中的至少一者的参数的控制子系统。可如本文中描述那样进一步配置所述系统。
11.另一实施例涉及一种用于光源在空腔中的压力控制的计算机实施方法。所述方法包含：测量光源在空腔中的压力；及使用一或多个气流元件控制所述空腔中的一或多个气体的量。所述方法还包含比较所述经测量压力与所述压力的值的预定范围。当所述经测量压力在所述预定范围之外时，所述方法进一步包含基于所述比较的结果更改所述一或多个气流元件中的至少一者的参数。
12.可如本文中进一步描述那样执行上文描述的方法的每一步骤。另外，上文描述的方法可包含本文中描述的(若干)任何其它方法的(若干)任何其它步骤。此外，上文描述的方法可由本文中描述的所述系统中的任一者执行。
13.额外实施例涉及一种存储程序指令的非暂时性计算机可读媒体，所述程序指令可在计算机系统上执行以执行用于光源在空腔中的压力控制的计算机实施方法。所述计算机实施方法包含上文描述的方法的步骤。可如本文中描述那样进一步配置所述计算机可读媒体。可如本文中进一步描述那样执行所述计算机实施方法的步骤。另外，可针对其执行所述程序指令的计算机实施方法可包含本文中描述的(若干)任何其它方法的(若干)任何其它步骤。
附图说明
14.在阅读以下详细描述之后且在参考随附图式之后，将变得明白本发明的其它目的及优点，其中：
15.图1到2及4是说明经配置以进行光源在空腔中的压力控制的系统的实施例的侧视图的示意图；
16.图3是说明可包含于本文中描述的系统实施例中的背压调节器的实施例的横截面视图的示意图；
17.图5是说明包含其中压力可由如本文中描述那样配置的系统的实施例控制的光源的光学系统的实施例的侧视图的示意图；
18.图6是说明包含于用于光源在空腔中的压力控制的方法中的步骤的一个实施例的流程图；及
19.图7是说明存储可在计算机系统上执行以用于执行本文中描述的一或多个计算机实施方法的程序指令的非暂时性计算机可读媒体的一个实施例的框图。
20.虽然本发明易于以各种修改及替代形式呈现，但本发明的特定实施例通过图式中的实例展示且将在本文中详细描述。然而，应理解，图式及其详细描述不希望将本发明限于所揭示的特定形式，而相反，本发明将涵盖落于如由所附权利要求界定的本发明的精神及
范围内的全部修改、等效物及替代物。
具体实施方式
21.现参考图式，应注意，图未按比例绘制。特定来说，在很大程度上放大图的一些元件的尺度以强调元件的特性。还应注意，所述图未按相同比例绘制。已使用相同元件符号指示可经类似配置的展示于一个以上图中的元件。除非本文中另有说明，否则所描述且展示的任何元件可包含任何适合市售元件。
22.本文中描述的实施例大体上涉及用于改进的激光或其它光源性能的气压稳定。本文中描述的实施例在可靠性、稳定性及增加的寿命方面改进光源(例如激光)。实施例通常经配置用于控制激光或其它光源外壳内部的气压以使其对大气压改变的变动不敏感。
23.一些当前使用的检验工具包含激光，所述激光始终在背景中执行红外(ir)引擎的运行时间优化以通过使用热电冷却器(tec)(例如，商业上可购自新泽西州牛顿市(newton,new jersey)的thorlabs的tecxxxx型号)优化标准量具温度而补偿气压改变。根据由发明者收集的数据，观察到激光中的压力降与由附近风暴引起的大气压的改变对应。压力降与tec调整及总绿降相关。发明者还观察到，压力开始上升，且在激光归因于光点移位而斜降及斜升之后，tec也上升，其是更好的方向。激光环境补偿控制归因于不稳定标准量具操作设置点而超出范围。tec设置点可看似太接近临界温度(例如，20c)且可需要调整。可通过运行ir优化而调整设置点。
24.当标准量具操作设置点不稳定或激光环境补偿控制另外不稳定时，其可对使用来自激光的光针对样品产生的图像具有影响。例如，激光中的不稳定性可引起样品图像中的高频强度振荡。强度振荡可在样品图像中呈现为垂直带状，此可引起检验的敏感性的改变。特定来说，高频强度振荡可引起可经检测的最小大小缺陷更大(意味着检验更不敏感)。因此，大气压的改变可引起且对应于检验结果中的经减少的缺陷计数。发明者在本文中提出稳定激光头(或其它光源)内部的压力以使激光(或其它光源)对大气改变较不敏感，而非调整标准量具的温度以补偿气压改变。
25.一个实施例涉及经配置以进行光源在空腔中的压力控制的系统。在一个实施例中，光源是经配置以产生单波长光的激光。在另一实施例中，光源是经配置以产生窄带光的激光。“窄带光”在本文中通常定义为具有跨越小于10nm的波长带(例如，从190nm到200nm)的一或多个波长的任何光。例如，本文中描述的实施例对于单模式(或单波长)窄带、cw激光尤其有利。由此激光产生的光可为ir、可见、紫外(uv)或深紫外(duv)光。本文中描述的实施例可用于多模式激光，但波长相依性对环境压力的影响对于此激光并非尤其关键。然而，针对某些应用，如果输出光的波长稳定性是重要的，那么甚至多模式、脉冲或模式锁定激光可获益。实施例还可用于稳定化二极管及光纤激光中的压力。因此，一般来说，本文中描述的实施例可用于控制其波长稳定性重要且取决于光源中的压力的变动的任何光源中的压力。虽然可在本文中相对于激光具体描述一些实施例，但实施例不限于激光类型的光源。
26.相较于在一些气体激光(例如准分子、氩等激光)中执行的压力控制，本文中描述的实施例提供不同压力控制。例如，一些气体激光具有含有其中产生光(其接着由激光发射)的气态活性介质的空腔。在此类激光中，活性介质的压力可在其中装纳活性介质的空腔中进行控制(例如，以控制活性介质的增益)。然而，所述压力并非由本文中描述的实施例控
制的压力。特定来说，由本文中描述的实施例控制的压力是光源的空腔中的大气压(气压)。因此，激光中的气态活性介质的压力可不同于光源中的大气压。在一个此实例中，气态活性介质可装纳于光源中的空腔内，且可控制所述空腔内的压力。然而，此压力控制可不影响、控制或以其它方式更改所述空腔外部但在光源内的气压(其可包含光源的一或多个其它空腔中的气压)。以类似方式，如果本文中描述的实施例用于控制此光源的空腔中的气压，那么气压控制经设计以不更改所述光源内的任何气态活性介质中的压力。以此方式，由本文中描述的实施例控制的压力不包含光源中的活性介质的压力。另外，本文中描述的实施例可经配置以控制气体激光、固态激光及本文中描述的任何其它光源中的气压。
27.在一个实施例中，空腔是光源的谐波产生空腔。例如，谐波产生空腔可为第二谐波产生(shg)空腔、第三谐波产生(thg)空腔、第四谐波产生(fhg)空腔等。在另一实施例中，空腔是光源的ir空腔。在额外实施例中，空腔是光源的主空腔。例如，如图1中展示，光源100(其可经配置为激光头)可包含主空腔102及空腔104。空腔104可是谐波产生空腔、ir空腔或本文中描述的另一类型的空腔。空腔还可包含在另一空腔内部包含一或多个空腔(例如，在主空腔内部的ir或谐波产生空腔，如图1中展示)的一或多个空腔的若干布置。
28.如本文中使用的术语“空腔”通常被定义为由一(些)外壳元件形成的围封壳(或部分围封壳)，在所述围封壳内光由光源产生。本文中描述的“空腔”将通常不是空的但可包含在空腔内产生光(其接着(例如，经由空腔中的窗及光源的外壳中的窗)从光源透射)时涉及的任何元件(未展示)以于例如检验系统的系统中使用。因此，本文中描述的空腔中包含的配置及元件可在光源间变化，且本文中描述的实施例不限于可搭配其使用的空腔的类型或配置。本文中描述的任何特定空腔仅可说明尤其可获益于本文中描述的气压控制的光源及其空腔的类型。
29.系统包含经配置用于测量光源在空腔中的压力的气压传感器。例如，如图1中展示，系统可包含经配置用于测量光源100的空腔104中的压力的气压传感器106。此气压传感器及本文中描述的任何其它气压传感器可包含所属领域中已知的任何适合市售气压传感器。适合市售气压传感器的一个实例是商业上可购自伊利诺伊州弗农希尔斯(vernon hills,illinois)的科尔帕默(cole-parmer)的ge druck pmp5073压力传输器。本文中进一步描述气压传感器106及此及其它气压传感器的各种配置。
30.系统还包含经配置用于控制空腔中的一或多个气体的量的一或多个气流元件。本文中进一步描述一或多个气流元件的多个适合配置。一般来说，(若干)气流元件可包含可引起一或多个气体流入及/或流出其气压被控制的空腔的任何气流元件。一或多个气流元件还优选地包含可用于响应于来自本文中进一步描述的控制子系统的控制信号、值、指令等而在光源的空腔中产生特定压力(正或负)的一或多个元件。一或多个气体可包含任何适合气体，所述气体的一个尤其适合实例是清洁干燥空气(cda)。
31.系统进一步包含经配置用于比较经测量压力与压力的值的预定范围且当经测量压力在预定范围之外时基于比较的结果更改一或多个气流元件中的至少一者的参数的控制子系统。本文中进一步描述控制子系统的多个适合配置。控制子系统可仅包含机械元件、仅计算机元件或不同类型的元件。控制子系统还可为数字或模拟的。压力的值的预定范围可由用户确定且在一些例子中可包含压力的单个值但更可能将包含压力的值的至少某一范围。取决于压力可如何良好地由系统中的元件控制及/或取决于需要如何良好地控制压
力以确保光源及因此包含其的系统的相对稳定性能，值的范围可相对小或相对大。
32.由控制子系统更改的至少一个气流元件的参数可包含可引起光源的空腔中的压力的改变的任何适合参数，参数的一些实例在本文中进一步描述且可取决于气流元件的配置而变化。对至少一个气流元件的参数的更改可以任何适合方式(例如，实验地或理论地)使用任何适合类型的控制环路、算法、方法、函数等来确定。在一个实施例中，控制子系统经配置用于使用比例-积分-导数(pid)控制环路更改参数。针对此控制环路，控制子系统可包含在气压传感器与气流元件(例如阀)之间的电流放大器及控制器(未展示)以设置控制环路的适当pid增益。控制子系统还可经配置以对气压传感器及(若干)气流元件执行校准过程。可以所属领域中已知的任何适合方式执行校准过程。
33.在一个实施例中，一或多个气流元件包括耦合到空腔及cda源的第一气流导管。此(等)气流元件还包含耦合到空腔及排放口的第二气流导管。第一及第二气流导管、cda源及排放口经配置以引起空腔中的正压。例如，如图1中展示，气流元件可包含耦合到空腔104及cda源110的气流导管108及耦合到空腔104及排放口114的气流导管112。气流导管108可经配置以将cda流从cda源110提供到空腔104中，且气流导管112可经配置以将cda流提供到空腔外部。虽然气流导管经展示为与空腔自身物理接触，但气流导管可在不物理耦合到空腔自身的情况下耦合到空腔。例如，气流导管可通过与光源的外壳物理接触且耦合到光源的外壳(例如，经由在光源外壳中产生的开口)而耦合到空腔；且通过引起气体流入及流出外壳，导管及其中的气流可引起空腔中的正压。因此，气流导管可在不经由流入及流出气流导管的气体物理接触空腔的情况下耦合到空腔。
34.流入及流出气流导管的气体可具有任何适合参数，所述参数可取决于空腔及气流元件而变化。在仅为了说明性目的提供的一个非限制性实例中，cda流入可具有约1.5公升/分钟(lpm)的体积流速及约50psig的压力，且cda流出可具有约0.5lpm的体积流速及未调节压力。可使用cda冲洗激光头以将头内部的压力稍微升高到约1atm。以此方式，激光头内部的压力可设置为高于1atm。此处应注意，除本文中提供的任何及全部其它绝对值之外的上文的绝对值仅用于说明及描述本发明，但不将本发明限于任何特定绝对值。例如，本文中描述的参数的适合绝对值可针对不同光源类型及甚至(相同品牌及型号的)不同光源单元不同。另外，在光源中的空腔中产生的压力可高于或低于大气(例如，其中可通过经由一或多个气体移除元件(例如泵)在空腔中产生真空而产生低于大气)，只要其经由本文中描述的控制是稳定的。第一及第二气流导管及本文中描述的任何其它导管可具有所属领域中已知的任何适合配置(例如，由任何适合材料制成且具有任何适合尺寸及其它流动特性的管或管道)。
35.在一个此实施例中，一或多个气流元件还包含耦合到空腔的冲洗导管及耦合到冲洗导管的比例阀，且由控制子系统更改的参数是比例阀的参数。例如，如图1中展示，(若干)气流元件可包含耦合到空腔104的冲洗导管116及耦合到冲洗导管的比例阀118。通过冲洗导管的冲洗流可具有任何适合参数，所述参数可取决于空腔及气流控制而变化。在仅为了说明性目的提供的一个非限制性实例中，冲洗流出可具有约0.5lpm的体积流速及约16psia的压力。冲洗导管可经配置以将气体从空腔冲洗出到大气。可如本文中关于其它气流导管描述那样进一步配置冲洗导管。比例阀可包含所属领域中已知的任何适合比例阀。
36.如图1中进一步展示，系统包含耦合到气压传感器106及比例阀118的控制子系统
120。控制子系统可包含例如本文中进一步描述的任何适合元件，其可从气压传感器接收压力测量且基于经测量压力在所述经测量压力处于预定范围之外的情况下将控制信号(例如，在0与5v之间的控制电压)发送到比例阀118。以此方式，调整光源内部的压力以稳定在设置点处。例如，图1中展示的系统的操作的基本原理是控制子系统引起比例阀基于从由气压传感器测量的压力确定的控制信号敞开或闭合。在一个此实例中，气压传感器测量光源内部(或光源中的空腔中)的压力且经由控制环路，控制子系统调整连接在cda排放口(未展示)之前的比例阀。当控制环路闭合阀时，压力增加，且当控制环路敞开阀时，压力降低。闭合及敞开阀还可分别仅包含部分闭合及敞开阀。比例阀的此操作允许激光头内部的压力的基本上精确控制且使其对可发生的任何大气变动不敏感。特定来说，光源内部的基本上稳定压力使光源对操作期间的大气效应基本上不敏感。以此方式，比例阀可用于调整cda排放流以借此控制光源或光源中的空腔中的压力。因此，空腔104中的内部压力可维持于稳定设置点(例如，约1atm)处。
37.在另一此实施例中，气压传感器定位于空腔及光源外部的位置中且耦合到冲洗导管。例如，如图1中展示，气压传感器106可在光源及定位于其中的空腔外部且耦合到冲洗导管116。气压传感器可以所属领域中已知的任何适合方式耦合到冲洗导管。
38.光源(例如激光)可具有需要压力偏移以防止其中之间的泄漏空气及任何duv组件的污染的若干空腔。在一些实施例中，系统包含经配置用于测量光源的额外空腔中的压力的额外气压传感器及经配置用于控制额外空腔中的一或多个气体的量的一或多个额外气流元件，且控制子系统经配置用于比较额外空腔中的经测量压力与额外空腔中的压力的值的预定范围，且当额外空腔中的经测量压力在额外空腔中的压力的值的预定范围之外时，基于比较额外空腔中的经测量压力的结果更改一或多个额外气流元件中的至少一者的参数。例如，如图1中展示，系统可包含经配置用于测量光源的额外空腔(例如，主空腔102)中的压力的额外气压传感器122。(若干)额外气流元件包含耦合到主空腔102的冲洗导管124及耦合到冲洗导管的比例阀126。通过冲洗导管124的冲洗流可具有任何适合参数，所述参数可取决于空腔及气流控制而变化。在仅为了说明性目的提供的一个非限制性实例中，冲洗流出可具有约0.5lpm的体积流速及约15psia的压力。冲洗导管可经配置以将气体从空腔冲洗出到大气。
39.如图1中进一步展示，系统包含耦合到气压传感器122及比例阀126的控制子系统128。此控制子系统可包含例如本文中进一步描述的任何适合元件，其可从气压传感器接收压力测量且基于经测量压力在所述经测量压力处于预定范围之外的情况下将控制信号(例如，在0与5v之间的控制电压)发送到比例阀126的元件。例如，图1中展示的系统的操作的基本原理是控制子系统引起比例阀基于从由气压传感器122测量的压力确定的控制信号(至少部分)敞开或闭合。因此，主空腔102中的内部压力可维持于稳定设置点(例如，约1atm)处。可如本文中关于气压传感器106、冲洗导管116、比例阀118及控制子系统120描述那样分别进一步配置气压传感器122、冲洗导管124、比例阀126及控制子系统128。
40.在一个此实施例中，空腔是光源的谐波产生空腔，且额外空腔是光源的主空腔。例如，如图1中展示，空腔104可为谐波产生空腔或本文中描述的另一类型的空腔，且额外空腔可为主空腔102。另外，系统可经配置以仅控制主空腔压力而非如上文描述那样控制空腔104及任选地主空腔102中的压力，且可能此对于本文中描述的实施例将是足够的。在此类
情况中，图1中展示的系统可经修改使得其不包含气压传感器106、冲洗导管116、比例阀118及控制子系统120。在此例子中，第一及第二气流导管108及112可分别耦合到主空腔102而非如上文描述那样耦合到空腔104。第一及第二气流导管可如上文描述那样耦合到主空腔且可经配置以使用cda冲洗激光头以使头内部的压力稍微升高到高于1atm。在另一选项中，经配置以引起空腔内部的压力的第一及第二导管可不耦合到空腔自身，而可仅耦合到激光头。通过升高或降低激光头中的压力，空腔或若干空腔中的压力还可升高或降低到对应(或可预测)程度。
41.控制子系统可经配置以如本文中进一步描述那样(例如，使用pid控制环路)控制主空腔中的压力。如果系统包含用于单独控制光源的不同空腔中的压力的元件，那么用于控制一个空腔中的压力的元件可或可不具有与用于控制另一空腔中的压力的元件不同的配置(例如，取决于空腔的配置及经产生光对压力的敏感性)。虽然图1中展示的控制子系统包含各自经配置以仅控制一个空腔中的压力的两个不同控制子系统，但包含于系统中的控制子系统可仅包含经配置以控制一个以上空腔中的压力的一个控制子系统。在光源中的不同空腔中产生且维持的压力可或可不是不同的。例如，在图1中展示的两个空腔中产生的稳定压力可为约1atm。然而，在一个空腔中产生的稳定压力可高于或低于在另一空腔中产生的压力。在一个此实例中，如果空腔中的第一者对污染更敏感，那么所述空腔中的压力可高于第二空腔以减少来自从第二空腔流动到第一空腔的任何污染。第一空腔中的更高压力可经选择为可致使来自流动到空腔中的任何污染可忽略的最小压力，此将允许光源内的任何压差保持为最小值，借此使两个空腔中的压力的控制及稳定更容易、更可靠且更稳定。
42.在另一此实施例中，气压传感器、一或多个气流元件中的至少一者及控制子系统包含于耦合到冲洗导管的背压调节器中，且由控制子系统更改的参数是背压调节器的参数。例如，如图2中展示，冲洗导管200可耦合到空腔104。背压调节器202可耦合到冲洗导管。取决于针对压力控制光源的哪一空腔或哪些空腔，图2中展示的系统可包含一或多个背压调节器。例如，如图2中展示，系统可包含耦合到主空腔102的冲洗导管204及耦合到冲洗导管的背压调节器206。可如上文描述那样进一步配置图2中展示的冲洗导管及其它元件。背压调节器可具有类似或不同配置，在图3中展示所述配置的一个适合实例。
43.在图3中展示可在本文中描述的实施例中使用的背压调节器的一个实施例。然而，特此包含图3以仅展示背压调节器的一般元件以借此说明其功能及其可如何用于本文中描述的系统中。实践上实际上包含于系统中的背压调节器可基于光源的确切配置及包含其的系统选自许多市售调节器。
44.如图3中展示，背压调节器300可包含其中调节器的各种元件以与其它元件的其所要位置关是包含及支撑的某一种类的外壳302。背压调节器可包含可耦合到如图2中展示的冲洗导管使得冲洗导管中的(若干)气体可(例如)在由导管304中的箭头展示的方向上流动通过背压调节器。背压调节器还包含耦合到操作为背压调节器的负反馈机构的导管304的阀塞306。阀塞经由隔板组合件312耦合到隔板308，且隔板用作背压调节器的气压传感器。以此方式，在包含背压调节器的实施例中，隔板可用作经配置用于(经由隔板到空腔的耦合(经由冲洗导管及阀塞))测量光源在空腔中的压力的气压传感器。
45.隔板还可经由隔板组合件312耦合到弹簧310使得隔板可将入口压力传输到弹簧。弹簧可用作如本文中进一步描述的背压调节器的控制子系统。弹簧可经由将弹簧的另一端
约束在开口320内的板318耦合到调节螺丝316。调节螺丝用作背压调节器的设置点调整。例如，用户或系统可经配置以经由调整螺丝316设置光源的空腔中的所要压力。弹簧将背压调节器保持于正常闭合位置中。例如，弹簧在定位阀塞的隔板组合件上向下推动。因此，背压调节器在恒定背压设置中且可开始调节压力。在隔板下方感测上游压力(在本文中描述的实施例中，空腔中的压力)。
46.背压调节器经设计以经由阀塞调变弹簧位置以维持(空腔中的)特定背压。例如，当上游压力高于弹簧设置时，弹簧设置将被克服，借此压缩弹簧，从而导致阀塞被向上移动，借此敞开阀(仅在必要时)以降低压力。相比之下，当上游压力低于弹簧设置时，弹簧设置将引起弹簧扩展，从而导致阀塞向下移动，借此闭合阀(仅在必要时)以增加上游压力。因此，在背压调节器中，值的预定范围可经由调整螺丝设置，弹簧用作本文中描述的控制子系统，且阀塞用作控制空腔中的一或多个气体的量的气流元件中的至少一者。
47.可适用于本文中描述的实施例中的市售背压调节器的实例包含商业上可购自南卡罗来纳州斯帕坦堡(spartanburg,south carolina)的circor仪器(circor instrumentation)的背压调节器。此外，虽然弹簧加载的背压调节器在图3中被展示为用于本文中描述的实施例中的适合实例，但其它类型的背压调节器还可适用于本文中描述的实施例中，包含(但不限于)圆顶加载、空气加载、通风及非通风式。
48.背压调节器可为本文中描述的实施例提供数个优点。例如，正确定大小的背压调节器可提供基本上准确调节、可靠性能、相对快速响应、相对低噪声及最小维护。背压调节器也是有利的，这是因为不需要外部电源以操作阀。背压调节器的另一优点是不需要单独测量元件或反馈控制器。背压调节器的设计趋于相对简单，从而提供相对低成本、高可靠性及易于维护，借此提供额外优点。此外，背压调节器与受控变量直接接触且提供更为快速的响应。
49.如上文描述，气压传感器及气流元件可定位于光源外部(尽可能多)。然而，气压传感器及/或一或多个气流元件可定位于光源内部以成为光源的组成部分，可能具有控制(若干)气流元件的操作(例如，经由伺服环路)的固件。例如，在另一实施例中，气压传感器定位于光源的空腔内部。在额外实施例中，气压传感器及一或多个气流元件中的至少一者定位于光源的空腔内部。在一个此实施例中，控制子系统包含经配置用于控制伺服环路的操作的固件。在图4中说明此类实施例。
50.如图4中展示，气压传感器400可定位于光源的空腔104中。以此方式，气压传感器在光源内部而非如图1中的气压传感器106展示那样在外部。虽然气压传感器经展示在空腔104内部，但气压传感器可定位于主空腔102中或仅在光源的外壳内(即，在光源内部但在其中含有的任何空腔外部)。气压传感器400可如本文中描述那样以其它方式配置。
51.在此实施例中，比例阀402还经展示定位于空腔104内部且因此也在光源内部。然而，比例阀402可定位于光源外部(如由图1中的比例阀118展示)而气压传感器定位于空腔或光源内。比例阀402还可如图4中展示那样在空腔104内部或仅在光源的外壳内(即，在光源内部但在其中所含有的任何空腔外部)。如图4中展示，如果气压传感器定位于光源中的空腔内部或光源内部但在其中所含有的任何空腔外部，那么气压传感器不一定需要耦合到冲洗导管或任何其它导管，这是因为气压传感器可仅测量其所放置的大气的气压，无论其是在光源的空腔中或在光源内但在光源中的空腔外部的压力。然而，比例阀402可耦合到冲
洗导管404，如图4中展示且如上文描述，使得比例阀可通过控制通过冲洗导管的气流而更改空腔或外壳中的压力。
52.如图4中进一步展示，控制子系统406可包含固件408及伺服环路410。固件及伺服环路可具有所属领域中已知的适用于比较经测量压力与压力的值的预定范围且接着据此响应而更改至少一个气流元件的参数的任何适合配置。如图4中展示，虽然气压传感器400及比例阀402定位于空腔104内，但控制子系统406定位于空腔及光源100外部。作为替代例，控制子系统404及包含于其中的任何元件可定位于光源中但在包含于其中的任何空腔外部或空腔其本身中的一者中。此外，虽然图4展示在空腔104内部的一个气压传感器及比例阀及在光源外部且耦合到主空腔102的另一气压传感器及比例阀，但图4中展示的气压传感器及比例阀的全部可定位于其相应空腔中。具体来说，气压阀122、比例阀126及控制子系统128中的一或多者可以上文描述的相同方式定位于主空腔102内部或在光源内部但在其中所含有的任何空腔外部，且所述元件可经配置用于控制主空腔或仅光源自身中的压力。
53.相较于用于控制光源的操作的其它方法(例如本文中描述的方法)，本文中描述的实施例具有若干优点。例如，本文中描述的实施例提供远大于先前使用的补偿范围的补偿范围。另外，本文中描述的实施例提供远更快反应时间。本文中描述的实施例还消除对于复杂补偿算法的需要且降低激光系统的整体复杂性。此外，本文中描述的实施例实现在更高输出功率下具有更高可靠性及更长寿命的任何类型的更可靠激光的制造，此对于本文中进一步描述的其中可使用本文中描述的光源的系统的类型是关键的。
54.在一个实施例中，系统还包含经配置用于将由光源产生的光引导到样品的照明子系统、经配置用于从样品检测光的检测子系统及经配置用于基于响应于由检测子系统产生的经检测光的输出检测样品上的缺陷的计算机子系统。例如，光源可包含于照明子系统(例如下文描述的照明子系统)中。可如下文描述那样进一步配置检测子系统及计算机子系统。
55.在一个此实施例中，样品是晶片。晶片可包含半导体技术中已知的任何晶片。虽然可在本文中关于晶片或若干晶片描述一些实施例，但实施例不限于可使用其的样品。例如，本文中描述的实施例可用于样品，例如光罩、平板、个人计算机(pc)板及其它半导体样品。
56.在图5中展示可用于本文中描述的系统实施例的一个配置。系统包含光学(基于光的)子系统500，所述子系统500包含包含光源的至少一照明子系统及包含检测器的检测子系统。光源经配置以产生经引导到样品的光。检测器经配置以检测来自样品的光且响应于经检测光而产生输出。图5中展示的系统实施例还可经配置用于执行如本文中进一步描述的基于光的工艺、检验过程及计量过程。
57.照明子系统包含其压力如本文中进一步描述那样控制的至少一个光源。例如，如图5中展示，照明子系统包含光源504。光源504可经配置且耦合到如图1、2及4中描述且展示的其它元件。在一个实施例中，照明子系统经配置以按可包含一或多个倾斜角及/或一或多个法向角的一或多个入射角将由光源产生的光引导到样品。例如，如图5中展示，来自光源504的光经引导穿过光学元件506且接着穿过透镜508到光束分离器510，所述光束分离器按法向入射角引导光到样品502。入射角可包含任何适合入射角，其可取决于(例如)样品及希望在样品上执行的过程的特性而变化。
58.照明子系统可经配置以在不同时间按不同入射角将光引导到样品。例如，光学子系统可经配置以更改照明子系统的一或多个元件的一或多个特性使得可按不同于图5中展
示的入射角的入射角将光引导到样品。在一个此实例中，光学子系统可经配置以移动光源504、光学元件506及透镜508使得按不同入射角将光引导到样品。
59.在一些例子中，光学子系统可经配置以在相同时间按多于一个入射角将光引导到样品。例如，照明子系统可包含多于一个照明通道，照明通道中的一者可包含如图5中展示的光源504、光学元件506及透镜508，且照明通道中的另一者(未展示)可包含可不同或相同配置的类似元件或可包含至少一光源及可能一或多个其它组件(例如本文中进一步描述的组件)。如果在与其它光相同的时间将此光引导到样品，那么按不同入射角引导到样品的光的一或多个特性(例如，波长、偏光等)可不同，使得可在(若干)检测器处将源自按不同入射角照明样品的光彼此区分。
60.在另一例子中，照明子系统可仅包含一个光源(例如，图5中展示的源504)且可由照明子系统的一或多个光学元件(未展示)将来自所述光源的光分成不同光学路径(例如，基于波长、偏光等)。接着，可将不同光学路径中的每一者中的光引导到样品。多个照明通道可经配置以在相同时间或不同时间(例如，当使用不同照明通道以依序照明样品时)将光引导到样品。在另一例子中，相同照明通道可经配置以在不同时间将具有不同特性的光引导到样品。例如，在一些例子中，光学元件506可经配置为光谱滤波器且可以各种不同方式(例如，通过调换出光谱滤波器)改变光谱滤波器的性质使得可在不同时间将不同波长的光引导到样品。照明子系统可具有所属领域中已知的用于依序或同时按不同或相同入射角将具有不同或相同特性的光引导到样品的任何其它适合配置。
61.光源504可为所属领域中已知的经配置以产生所属领域中已知的(若干)任何适合波长的光的任何适合激光。另外，激光可经配置以产生单色或近单色光。以此方式，激光可是窄带激光。光源还可包含产生多个离散波长或波带的光的多色光源。
62.来自光学元件506的光可通过透镜508聚焦到光束分离器510上。虽然透镜508在图5中展示为单折射光学元件，但实践上，透镜508可包含将来自光学元件的光组合地聚焦到样品的数个折射及/或反射光学元件。图5中展示且本文中描述的照明子系统可包含任何其它适合光学元件(未展示)。此类光学元件的实例包含(但不限于)(若干)偏光组件、(若干)光谱滤波器、(若干)空间滤波器、(若干)反射光学元件、(若干)变迹器、(若干)光束分离器、(若干)孔径及类似者，其可包含所属领域中已知的任何此类适合光学元件。另外，系统可经配置以基于待使用的照明的类型更改照明子系统的一或多个元件。
63.光学子系统还可包含经配置以引起光扫描遍及样品的扫描子系统。例如，光学子系统可包含在其上安置样品502的载物台512。扫描子系统可包含可经配置以移动样品使得光可扫描遍及样品的任何适合机械及/或机器人组合件(包含载物台512)。另外或替代地，光学子系统可经配置使得光学子系统的一或多个光学元件执行光遍及样品的某一扫描。可以任何适合方式使光扫描遍及样品。
64.检测子系统可包含一或多个检测通道。(若干)检测通道中的至少一者包含检测器，所述检测器经配置以归因于通过照明子系统照明样品而从样品检测光且响应于所检测光产生输出。例如，图5中展示的检测子系统包含两个检测通道，一个检测通道由集光器514、元件516及检测器518形成且另一检测通道由集光器520、元件522及检测器524形成。如图5中展示，两个检测通道经配置以按不同收集角收集且检测光。在一些例子中，一个检测通道经配置以检测镜面反射光，且另一检测通道经配置以检测未从样品镜面反射(例如，散
射、衍射等)的光。然而，两个或多于两个检测通道可经配置以从样品检测相同类型的光(例如，镜面反射光)。虽然图5展示包含两个检测通道的检测子系统的实施例，但检测子系统可包含不同数目个检测通道(例如，仅一个检测通道或两个或多于两个检测通道)。虽然在图5中将每一集光器展示为单折射光学元件，但每一集光器可包含一或多个折射光学元件及/或一或多个反射光学元件。
65.一或多个检测通道可包含所属领域中已知的任何适合检测器，例如光电倍增管(pmt)、电荷耦合装置(ccd)及延时积分(tdi)相机。所述检测器还可包含非成像检测器或成像检测器。如果检测器是非成像检测器，那么每一检测器可经配置以检测光的某些特性(例如强度)但不可经配置以检测依据成像平面内的位置而变化的此类特性。因而，由包含于每一检测通道中的每一检测器产生的输出可为信号或数据，而非图像信号或图像数据。在此类例子中，计算机子系统(例如系统的计算机子系统526)可经配置以从检测器的非成像输出产生样品的图像。然而，在其它例子中，检测器可经配置为经配置以产生成像信号或图像数据的成像检测器。因此，系统可经配置以按数个方式产生本文中描述的输出及/或图像。
66.应注意，在本文中提供图5以大体上说明可包含于本文中描述的系统实施例中的照明及检测子系统的配置。显然，可更改本文中描述的照明及检测子系统布置以如在设计商业系统时通常执行那样优化系统的性能。另外，可使用例如商业上可购自加利福尼亚州米尔皮塔斯市(milpitas,calif)的科磊公司(kla corp)的29xx、39xx、voyager
tm
及puma
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系列的工具的现存光学系统(例如，通过将本文中描述的功能性添加到现存光学系统)实施本文中描述的系统。对于一些此类系统，本文中描述的方法可提供为系统的任选功能性(例如，除了系统的其它功能性之外)。替代地，可“从头开始”设计本文中描述的系统以提供全新系统。
67.系统的计算机子系统526可以任何适合方式(例如，经由一或多个传输媒体，所述一或多个传输媒体可包含“有线”及/或“无线”传输媒体)耦合到检测子系统的检测器使得计算机子系统可接收由检测器在样品的扫描期间产生的输出、图像等。计算机子系统526可经配置以使用检测器的输出、图像等执行如本文中描述的数个功能及本文中进一步描述的任何其它功能。可如本文中描述那样进一步配置此计算机子系统。
68.此计算机子系统(以及本文中描述的其它计算机子系统)在本文中还可称为(若干)计算机系统。本文中描述的(若干)计算机子系统或(若干)系统中的每一者可采取各种形式，包含个人计算机系统、图像计算机、主计算机系统、工作站、网络设备、因特网设备或其它装置。一般来说，术语“计算机系统”可经广泛定义以涵盖具有执行来自存储器媒体的指令的一或多个处理器的任何装置。(若干)计算机子系统或(若干)系统还可包含所属领域中已知的任何适合处理器(例如并行处理器)。另外，所述计算机子系统或所述系统可包含具有高速处理及软件的计算机平台(作为独立工具或网络工具)。
69.如果系统包含多于一个计算机子系统，那么不同计算机子系统可彼此耦合使得可在如本文中进一步描述的计算机子系统之间发送图像、数据、信息、指令等。例如，计算机子系统526可通过可包含所属领域中已知的任何适合有线及/或无线传输媒体的任何适合传输媒体耦合到(若干)计算机子系统528(如由图5中的虚线展示)。两个或多于两个此类计算机子系统还可通过共享计算机可读存储媒体(未展示)而有效地耦合。
70.(若干)计算机子系统可经配置用于通过将缺陷检测方法应用到由(若干)检测器
产生的输出而检测样品上的缺陷。可以所属领域中已知的任何适合方式(例如，将缺陷检测阈值应用到输出且确定具有高于阈值的值的任何输出对应于缺陷或潜在缺陷)使用任何适合缺陷检测方法及/或算法执行检测样品上的缺陷。
71.如上文描述，计算机子系统可使用由(若干)检测器产生的输出以检测样品上的缺陷。以此方式，本文中描述的系统可经配置为检验系统。在另一实施例中，本文中描述的系统可经配置为计量或缺陷检视系统。特定来说，可在一或多个参数方面修改本文中描述且在图5中展示的系统的实施例以取决于将使用其的应用而提供不同成像能力。在一个此实例中，图5中展示的光学子系统可经配置以在其用于计量而非用于检验的情况下具有较高分辨率。换句话说，图5中展示的子系统的实施例描述光学子系统的某些一般及各种配置，其可以将对所属领域的技术人员显而易见的数个方式定制以产生具有或多或少适合于不同应用的不同成像能力的系统。
72.可根据本文中描述的(若干)任何其它实施例进一步配置系统的每一实施例。本文中描述的实施例还可如在2015年8月25日颁予德年科(germanenko)等人的美国专利第9,116,445号中描述那样进一步配置，所述专利以宛如全文陈述引用的方式并入本文中。
73.另一实施例涉及一种用于光源在空腔中的压力控制的计算机实施方法。方法包含测量光源在空腔中的压力，如图6的步骤600中展示。方法还包含使用一或多个气流元件控制空腔中的一或多个气体的量，如图6的步骤602中展示。另外，方法包含比较经测量压力与压力的值的预定范围，如图6的步骤604中展示。当经测量压力在预定范围之外时，方法包含基于比较的结果更改一或多个气流元件的至少一者的参数，如图6的步骤606中展示。可如本文中进一步描述那样执行方法的每一步骤。方法还可包含可由本文中描述的(若干)系统执行的(若干)任何其它步骤。方法的步骤可由本文中描述的系统执行，所述系统可根据本文中描述的任何实施例配置。
74.额外实施例涉及一种存储程序指令的非暂时性计算机可读媒体，所述程序指令可在计算机系统上执行以执行用于光源在空腔中的压力控制的计算机实施方法。在图7中展示一个此实施例。特定来说，如图7中展示，非暂时性计算机可读媒体700包含可在计算机系统704上执行的程序指令702。计算机实施方法可包含本文中描述的(若干)任何方法的(若干)任何步骤。
75.实施例如本文中描述的方法的程序指令702可存储于计算机可读媒体700上。计算机可读媒体可是存储媒体，例如磁盘或光盘、磁带或所属领域中已知的任何其它适合非暂时性计算机可读媒体。
76.可以各种方式(包含基于程序的技术、基于组件的技术及/或面向对象技术等等)中的任一者实施程序指令。例如，可视需要使用activex控件、c 对象、javabeans、微软基础类别(“mfc”)、sse(流式传输simd扩展)或其它技术或方法论实施程序指令。
77.可根据本文中描述的任何实施例配置计算机系统704。
78.鉴于此描述，所属领域的技术人员将明白本发明的各种方面的另外修改及替代实施例。例如，提供用于光源在空腔中的压力控制的方法及系统。因此，此描述应仅解释为说明性且是出于教示所属领域的技术人员实行本发明的一般方式的目的。应理解，本文中展示及描述的本发明的形式将视为当前优选实施例。如所属领域的技术人员在获益于本发明的此描述之后将明白，元件及材料可取代本文中说明及描述的元件及材料，部分及过程可
颠倒，且可独立利用本发明的特定特征。在不脱离如在所附权利要求中描述的本发明的精神及范围的情况下可对本文中描述的元件做出改变。