CN111095509B - 使用多重参数配置的叠加计量 - Google Patents

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Abstract

一种叠加计量系统包含可配置以运用多个配方来产生叠加信号的叠加计量工具，且进一步将照明光束引导至叠加目标，并响应于所述照明光束的至少一部分而收集从所述叠加目标发散的辐射，以运用特定配方来产生所述叠加信号。所述叠加计量系统进一步使用两个或多于两个独特配方而针对第一叠加目标获取两个或多于两个叠加信号，随后使用所述两个或多于两个独特配方而针对第二叠加目标获取两个或多于两个叠加信号，针对每一目标基于所述两个或多于两个叠加信号而针对所述第一及第二叠加目标确定候选叠加，且针对每一目标基于所述两个或多于两个候选叠加而针对所述第一及第二叠加目标确定输出叠加。

Description

使用多重参数配置的叠加计量
技术领域
本发明大体上涉及叠加计量，且更特定地说，涉及运用多重参数配置的叠加计量。
背景技术
叠加计量系统通常通过测量位于所关注层上的叠加目标特征的相对位置来特性化样本的多个层的叠加对准。此外，通常通过在横越样本的各种部位处聚集多个叠加目标的叠加测量来确定多个层的叠加对准。然而，叠加目标的叠加测量的准确性及/或可重复性可对例如但不限于膜层的厚度的工艺参数的变化高度地敏感。因此，工艺参数变化即使在选定制造容限内也可能会导致横越样本的表面的叠加测量的准确性及/或可重复性变化，且因此可能会负面地影响整体叠加性能。因此，将需要提供一种用于矫正例如上文所识别的缺陷的缺陷的系统及方法。
发明内容
根据本发明的一或多个说明性实施例揭示一种叠加计量系统。在一个说明性实施例中，所述叠加计量系统包含叠加计量工具。在另一说明性实施例中，所述叠加计量工具可配置以运用多个配方来产生叠加信号，其中运用所述多个配方中的特定配方产生的叠加信号适合于确定样本的两个或多于两个层的叠加，且其中所述叠加计量工具将来自照明源的照明光束的至少一部分引导至所述样本上的叠加目标，且响应于所述照明光束的所述至少一部分而收集从所述叠加目标发散的辐射，以运用所述特定配方来产生所述叠加信号。在一个说明性实施例中，所述叠加计量系统包含控制器，其以通信方式耦合至所述叠加计量工具，以按顺序特性化所述样本上的两个或多于两个叠加目标，其中特性化所述两个或多于两个叠加目标中的特定叠加目标包含针对所述特定叠加目标获取两个或多于两个叠加信号，所述两个或多于两个叠加信号是运用来自所述叠加计量工具的两个或多于两个独特配方而产生。在另一说明性实施例中，所述控制器进一步针对所述两个或多于两个叠加目标确定输出叠加，其中针对所述两个或多于两个叠加目标中的特定叠加目标确定输出叠加包含针对所述特定叠加目标分析所述两个或多于两个叠加信号以产生所述输出叠加。
根据本发明的一或多个说明性实施例揭示一种叠加计量系统。在一个说明性实施例中，所述叠加计量系统包含宽带照明源，其用以产生照明光束。在另一说明性实施例中，所述叠加计量系统包含波长选择装置，其用以选择滤光器所述照明光束以提供选定照明波长。在另一说明性实施例中，所述叠加计量系统包含叠加计量工具。在另一说明性实施例中，所述叠加计量工具可配置以运用多个配方来产生叠加信号，所述多个配方包含来自由所述波长选择装置提供的所述照明光束的选定波长，其中运用所述多个配方中的特定配方产生的叠加信号适合于确定针对样本的两个或多于两个层的叠加测量，且其中所述叠加计量工具将来自所述波长选择装置的照明引导至所述样本上的叠加目标，且响应于来自照明源的照明光束的至少一部分而收集从所述叠加目标发散的辐射以产生所述叠加信号。在另一说明性实施例中，所述叠加计量系统包含控制器，其以通信方式耦合至所述波长选择装置及所述叠加计量工具，以按顺序特性化所述样本上的两个或多于两个叠加目标，其中特性化所述两个或多于两个叠加目标中的特定叠加目标包含针对所述特定叠加目标获取两个或多于两个叠加信号，所述两个或多于两个叠加信号是运用来自所述叠加计量工具的两个或多于两个独特配方而产生。在另一说明性实施例中，所述控制器进一步针对所述两个或多于两个叠加目标确定输出叠加，其中针对所述两个或多于两个叠加目标中的特定叠加目标确定输出叠加包含针对所述特定叠加目标分析所述两个或多于两个叠加信号以产生所述输出叠加。
根据本发明的一或多个说明性实施例揭示一种叠加计量系统。在一个说明性实施例中，所述叠加计量系统包含叠加计量工具。在另一说明性实施例中，所述叠加计量工具可配置以运用多个配方来产生叠加信号，所述多个配方包含来自由波长选择装置提供的照明光束的选定波长，其中运用所述多个配方中的特定配方产生的叠加信号适合于确定针对样本的两个或多于两个层的叠加测量。在另一说明性实施例中，所述叠加计量工具包含照明源，其用以产生包含两个或多于两个选定波长的照明光束。在另一说明性实施例中，所述叠加计量工具包含一或多个照明光学元件，其经配置以将包含所述两个或多于两个选定波长的所述照明光束的至少一部分引导至所述样本。在另一说明性实施例中，所述叠加计量工具包含一或多个收集光学元件，其经配置以响应于包含所述两个或多于两个选定波长的所述照明光束的所述至少一部分而收集从所述样本发散的辐射。在另一说明性实施例中，所述叠加计量系统包含高光谱检测器，其用以响应于所述两个或多于两个选定波长而同时地产生与从所述样本发散的所述辐射相关联的两个或多于两个叠加信号。在另一说明性实施例中，所述叠加计量系统包含控制器，其以通信方式耦合至所述波长选择装置及所述叠加计量工具，以按顺序特性化所述样本上的两个或多于两个叠加目标，其中特性化所述两个或多于两个叠加目标中的特定叠加目标包含针对所述特定叠加目标获取两个或多于两个叠加信号，所述两个或多于两个叠加信号是运用来自所述叠加计量工具的两个或多于两个独特配方而产生。在另一说明性实施例中，所述控制器进一步针对所述两个或多于两个叠加目标确定输出叠加，其中针对所述两个或多于两个叠加目标中的特定叠加目标确定输出叠加包含针对所述特定叠加目标分析所述两个或多于两个叠加信号以产生所述输出叠加。
根据本发明的一或多个说明性实施例揭示一种叠加测量方法。在一个说明性实施例中，所述方法包含按顺序特性化样本上的两个或多于两个叠加目标，其中特性化所述两个或多于两个叠加目标中的特定叠加目标包含针对所述特定叠加目标获取两个或多于两个叠加信号，所述两个或多于两个叠加信号是运用来自叠加计量工具的两个或多于两个独特配方而产生。在另一说明性实施例中，所述方法包含针对所述两个或多于两个叠加目标确定输出叠加，其中针对所述两个或多于两个叠加目标中的特定叠加目标确定输出叠加包含针对所述特定叠加目标分析所述两个或多于两个叠加信号以产生所述输出叠加。
应理解，前述一般描述及以下详细描述两者均仅是示范性及阐释性的，且未必限定如所主张的本发明。并入于本说明书中且构成本说明书的部分的随附图式绘示本发明的实施例，且连同一般描述一起用以阐释本发明的原理。
附图说明
所属领域的技术人员可参考附图较佳地理解本发明的众多优势，附图中：
图1A为根据本发明的一或多个实施例的绘示叠加计量系统的概念图。
图1B为根据本发明的一或多个实施例的绘示叠加计量工具的概念图。
图1C为根据本发明的一或多个实施例的绘示叠加计量工具的概念图。
图2A为根据本发明的一或多个实施例的包含位置可调谐光谱滤光器的波长选择装置的概念图。
图2B为根据本发明的一或多个实施例的包含角度可调谐光谱滤光器的波长选择装置的概念图。
图2C为根据本发明的一或多个实施例的包含具有空间滤光器的双重光栅单色器的波长选择装置的概念图。
图2D为根据本发明的一或多个实施例的包含多通道光谱滤光器的波长选择装置的概念图。
图3为根据本发明的一或多个实施例的高光谱成像子系统302的概念图，高光谱成像子系统302用于将从样本104发散的辐射单独地分布于检测器128上以用于同时地产生与不同波长相关联的叠加信号。
图4为根据本发明的一或多个实施例的适合于控制照明光束在样本上的入射角的照明光瞳平面的概念图。
图5为根据本发明的一或多个实施例的绘示用于确定叠加的方法中执行的步骤的流程图。
具体实施方式
现在将详细地参考所揭示的主题，其绘示于随附图式中。本发明已关于其某些实施例及特定特征予以特定地展示及描述。本文中所阐述的实施例被视为说明性而非限制性的。对于所属领域的一般技术人员来说应容易显而易见，可在不脱离本发明的精神及范围的情况下对形式及细节进行各种改变及修改。
本发明的实施例涉及通过运用叠加计量工具的不同配方快速地获取每一叠加目标的多个叠加测量来按顺序分析样本上的叠加目标，且基于多个叠加测量而针对每一叠加目标产生输出叠加。举例来说，叠加计量系统可针对样本上的第一叠加目标运用叠加计量工具的不同配方获取多个叠加信号，且可随后针对样本上的额外叠加目标重复过程。可接着使用与特定配方相关联的每一叠加信号以针对叠加目标产生候选叠加。叠加计量系统可接着利用候选叠加以产生与每一叠加目标相关联的输出叠加。输出叠加可包含提供所要准确性的单一选定候选叠加，或可组合来自多个候选叠加的数据而以所要准确性产生输出叠加。就此来说，可利用在样本上的每一叠加目标处获取的多个候选叠加以提供所要叠加准确性以及所要程度的可重复性。本发明的额外实施例涉及快速地调谐叠加计量工具的配方。因此，可在所要时间帧内获取与叠加目标相关联的多个叠加信号以提供所要系统输贯量。
出于本发明的目的，与叠加计量工具相关联的叠加信号可被视为叠加计量工具的输出，其具有足以确定包含两个或多于两个样本层上的叠加目标特征的相对位置的叠加(例如经由使用一或多个处理器的分析，或其类似者)的信息。举例来说，叠加信号可包含但并非需要包含一或多个数据集、一或多个图像、一或多个检测器读数，或其类似者。
如贯穿本发明所使用，术语“样本”通常是指由半导体或非半导体材料形成的衬底(例如晶片或其类似者)。举例来说，半导体或非半导体材料可包含但不限于单晶硅、砷化镓及磷化铟。样本可包含一或多个层。举例来说，这些层可包含但不限于抗蚀剂、介电材料、导电材料及半导电材料。许多不同类型的这些层在所属领域中是已知的，且如本文中所使用的术语样本意欲涵盖可被形成所有类型的这些层的样本。形成于样本上的一或多个层可被图案化或未被图案化。举例来说，样本可包含多个裸片，其各自具有可重复的经图案化特征。这些材料层的形成及处理可最终产生完成的装置。许多不同类型的装置可形成于样本上，且如本文中所使用的术语样本意欲涵盖被制造所属领域中已知的任何类型的装置的样本。此外，出于本发明的目的，术语样本及晶片应被解释为可互换。另外，出于本发明的目的，术语图案化装置(patterning device)、掩模(mask)及光罩(reticle)应被解释为可互换。
在本文中应认识到，半导体装置可在衬底上被形成为经图案化材料的多个印刷层。每一印刷层可经由一系列工艺步骤而制造，所述工艺步骤是例如但不限于一或多个材料沉积步骤、一或多个光刻步骤或一或多个蚀刻步骤。此外，每一印刷层通常必须在选定容限内制造以适当地构造最终装置。举例来说，每一层中的印刷元件的相对放置(例如叠加)必须相对于先前制造的层予以良好地特性化及控制。因此，计量目标可制造于一或多个印刷层上以使能够高效地特性化层的叠加。印刷层上的叠加目标特征的偏差可因此表示所述层上的印刷装置特征的印刷特性的偏差。此外，在一个制造步骤处(例如在制造一或多个样本层之后)测量的叠加可用以产生用于精确地对准工艺工具(例如光刻工具或其类似者)的可校正项，以用于在后续制造步骤中制造额外样本层。
叠加计量工具可利用多种技术以确定样本层的叠加。举例来说，基于图像的叠加计量工具可照明叠加目标(例如高级成像计量(AIM)目标、盒中盒计量目标或其类似者)，且捕获包含位于不同样本层上的叠加目标特征的图像的叠加信号。因此，可通过测量叠加目标特征的相对位置来确定叠加。作为另一实例，基于散射术的叠加计量工具可照明叠加目标(例如光栅上光栅计量目标或其类似者)，且捕获包含从叠加目标发散的辐射的角分布的叠加信号，所述角分布与照明光束的衍射、散射及/或反射相关联。因此，可基于照明光束与叠加目标的相互作用的模型而确定叠加。
不管叠加测量技术如何，叠加计量工具通常均可根据包含用以产生叠加信号的一组测量参数的配方而配置。举例来说，叠加计量工具的配方可包含但不限于照明波长、从样本发散的辐射的经检测波长、样本上的照明的光斑大小、入射照明的角度、入射照明的偏振、叠加目标上的入射照明光束的位置、叠加计量工具的聚焦容积中的叠加目标的位置，或其类似者。因此，叠加配方可包含用于产生适合于确定两个或多于两个样本层的叠加的叠加信号的一组测量参数。
叠加测量的准确性及/或可重复性可取决于叠加配方，以及与叠加目标的特定几何形状相关联的广泛范围的因素，例如但不限于样本层的厚度、叠加目标特征的大小、叠加目标特征的密度或间距，或样本层的成分。此外，叠加目标的特定几何形状可以可预测及不可预测方式两者横越样本而变化。举例来说，经制造层的厚度可以已知分布横越样本而变化(例如样本的中心中的厚度可被预期为稍微大于沿着边缘的厚度)，或可根据与处理步骤的缺陷或随机变化相关联的随机波动而变化。因此，特定叠加配方在应用于样本的所有叠加目标时可能不会提供相同准确性及/或可重复性，即使工艺变化在选定制造容限内也如此。
本发明的实施例涉及运用多个配方针对样本上的叠加目标获取多个叠加信号。可接着利用多个叠加信号以产生多个候选叠加。此外，可基于多个候选叠加而确定输出叠加(例如样本层的相对位置的确定)。就此来说，叠加测量系统可对工艺变化是稳固的，且可以所要性能特性灵活地确定每一叠加目标处的叠加。因此，可基于针对每一叠加目标确定的稳固且准确的叠加而产生用于精确地制造后续样本层的用于工艺工具的准确可校正项。
本发明的额外实施例涉及通过对准样本以用于特性化特定叠加目标来按顺序分析样本上的叠加目标，运用不同配方针对特定叠加目标获取多个叠加信号，且随后对准样本以用于特性化额外叠加目标，并重复过程。在一个实施例中，分析针对每一叠加目标的多个经获取叠加信号以实时地针对叠加目标确定叠加。在另一实施例中，分析针对每一叠加目标的多个经获取叠加信号以在后续工艺步骤中针对叠加目标确定叠加。举例来说，可存储针对每一叠加目标的多个经获取叠加信号(例如在处理装置的存储器中)以供后续分析。
本发明的额外实施例涉及快速地调谐叠加计量工具的系统参数以运用不同叠加配方提供快速叠加信号获取。在本文中应认识到，在叠加计量工具内的单一样本对准中针对叠加目标获取多个叠加信号可以高程度的可重复性提供高效叠加确定。举例来说，叠加计量工具的视场通常可大概为叠加目标的大小，以提供叠加目标的高分辨率及/或将照明光束精确地定位于叠加目标上。因此，通常必须平移含有多个叠加目标的样本以将叠加计量工具对准至特定叠加目标。在一些应用中，样本平移及对准可相对于叠加信号的获取相对耗时，且可因此呈现系统输贯量的瓶颈。就此来说，在叠加计量工具内的单一样本对准中针对叠加目标获取多个叠加信号可促进高测量准确性，同时维持选定程度的输贯量。
图1A为根据本发明的一或多个实施例的绘示叠加计量系统100的概念图。
在一个实施例中，叠加计量系统100包含叠加计量工具102以基于任何数目个叠加配方而从叠加目标获取叠加信号。举例来说，叠加计量工具102可将照明引导至样本104，且可进一步收集从样本104发散的辐射，以产生适合于确定两个或多于两个样本层的叠加的叠加信号。叠加计量工具102可为所属领域中已知的适合于产生叠加信号的任何类型的叠加计量工具，所述叠加信号适合于确定与样本104上的叠加目标相关联的叠加。叠加计量工具102可在成像模式或非成像模式下操作。举例来说，在成像模式下，个别叠加目标元件在样本上的经照明光斑内可以是可分辨的(例如作为明场图像、暗场图像、相差图像或其类似者的部分)。作为另一实例，叠加计量工具102可操作为基于散射术的叠加计量工具，其中在光瞳平面处分析来自样本的辐射，以特性化来自样本104的辐射的角分布(例如与由样本104对辐射的散射及/或衍射相关联)。
此外，叠加工具可配置以基于任何数目个配方来产生叠加信号，所述配方定义用于获取适合于确定叠加目标的叠加的叠加信号的测量参数。举例来说，叠加计量工具的配方可包含(但不限于)照明波长、从样本发散的辐射的经检测波长、样本上的照明的光斑大小、入射照明的角度、入射照明的偏振、叠加目标上的入射照明光束的位置、叠加计量工具的聚焦容积中的叠加目标的位置，或其类似者。
在另一实施例中，叠加计量系统100包含以通信方式耦合至叠加计量工具102的控制器106。控制器106可经配置以指导叠加计量工具102基于一或多个选定配方来产生叠加信号。控制器106可经进一步配置以接收包含(但不限于)来自叠加计量工具102的叠加信号的数据。另外，控制器106可经配置以基于经获取叠加信号来确定与叠加目标相关联的叠加。
在另一实施例中，控制器106包含一或多个处理器108。举例来说，一或多个处理器108可经配置以执行存储器装置110或存储器中维护的一组程序指令。控制器106的一或多个处理器108可包含所属领域中已知的任何处理元件。在此意义上，一或多个处理器108可包含经配置以执行算法及/或指令的任何微处理器型装置。此外，存储器装置110可包含所属领域中已知的适合于存储可由关联的一或多个处理器108执行的程序指令的任何存储媒体。举例来说，存储器装置110可包含非暂时性存储器媒体。作为额外实例，存储器装置110可包含(但不限于)只读存储器、随机存取存储器、磁性或光学存储器装置(例如磁盘)、磁带、固态磁盘驱动器及其类似者。应进一步注意，存储器装置110可容纳于具有一或多个处理器108的共同控制器壳体中。
图1B为根据本发明的一或多个实施例的绘示叠加计量工具102的概念图。在一个实施例中，叠加计量工具102包含经配置以产生照明光束114的照明源112。照明光束114可包含一或多个选定波长的光，其包含但不限于紫外(UV)辐射、可见光辐射或红外(IR)辐射。
照明源112可包含适合于提供照明光束114的任何类型的照明源。在一个实施例中，照明源112为激光源。举例来说，照明源112可包含但不限于一或多个窄带激光源、宽带激光源、超连续谱激光源、白光激光源，或其类似者。就此来说，照明源112可提供具有高相干性(例如高空间相干性及/或时间相干性)的照明光束114。在另一实施例中，照明源112包含激光持续等离子体(LSP)源。举例来说，照明源112可包含但不限于LSP灯、LSP灯泡，或适合于贮存一或多种元素的LSP腔室，所述一或多种元素在由激光源激发成等离子体状态时可发射宽带照明。在另一实施例中，照明源112包含灯源。举例来说，照明源112可包含但不限于弧光灯、放电灯、无电极灯或其类似者。就此来说，照明源112可提供具有低相干性(例如低空间相干性及/或时间相干性)的照明光束114。
在另一实施例中，叠加计量系统100包含波长选择装置116以控制照明光束114的光谱以用于样本104的照明。举例来说，波长选择装置116可包含适合于提供具有选定光谱(例如中心波长、带宽、光谱轮廓或其类似者)的照明光束114的可调谐滤光器。作为另一实例，波长选择装置116可调整可调谐照明源112的一或多个控制设置以直接控制照明光束114的光谱。此外，控制器106可以通信方式耦合至照明源112及/或波长选择装置116，以调整照明光束114的光谱的一或多个方面。
在另一实施例中，叠加计量工具102经由照明路径118将照明光束114引导至样本104。照明路径118可包含适合于修改及/或调节照明光束114以及将照明光束114引导至样本104的一或多个光学组件。举例来说，照明路径118可包含但并非需要包含一或多个透镜120(例如用以准直照明光束114，用以中继光瞳及/或场平面，或其类似者)、用以调整照明光束114的偏振的一或多个偏振器122、一或多个滤光器、一或多个光束分裂器、一或多个漫射器、一或多个均质机、一或多个切趾器、一或多个光束塑形器，或一或多个镜(例如静态镜、可平移镜、扫描镜或其类似者)。在另一实施例中，叠加计量工具102包含物镜124以将照明光束114聚焦至样本104(例如叠加目标元件位于样本104的两个或多于两个层上的叠加目标)上。在另一实施例中，样本104安置于样本载物台126上，样本载物台126适合于紧固样本104且经进一步配置以相对于照明光束114定位样本104。
在另一实施例中，叠加计量工具102包含一或多个检测器128，其经配置以通过收集路径132捕获从样本104(例如样本104上的叠加目标)发散的辐射(例如样本辐射130)，且产生指示样本104的两个或多于两个层的叠加的一或多个叠加信号。收集路径132可包含用以引导及/或修改由物镜124收集的照明的多个光学元件，其包含但不限于一或多个透镜134、一或多个滤光器、一或多个偏振器、一或多个光束挡块，或一或多个光束分裂器。举例来说，检测器128可接收由收集路径132中的元件(例如物镜124、一或多个透镜134或其类似者)提供的样本104的图像。作为另一实例，检测器128可接收从样本104反射或散射(例如经由镜面反射、漫反射及其类似者)的辐射。作为另一实例，检测器128可接收由样本产生的辐射(例如与照明光束114的吸收相关联的发光，及其类似者)。作为另一实例，检测器128可从样本104接收一或多个衍射阶的辐射(例如0阶衍射、±1阶衍射、±2阶衍射及其类似者)。
叠加计量工具102的照明路径118及收集路径132可以适合于运用照明光束114照明样本104且响应于入射照明光束114而收集从样本104发散的辐射的广泛范围的配置而定向。举例来说，如图1B所绘示，叠加计量工具102可包含光束分裂器136，其经定向使得物镜124可将照明光束114同时地引导至样本104且收集从样本104发散的辐射。作为另一实例，照明路径118及收集路径132可含有非重叠光学路径。
图1C为根据本发明的一或多个实施例的绘示叠加计量工具102的概念图。在一个实施例中，照明路径118及收集路径132含有单独元件。举例来说，照明路径118可利用第一聚焦元件138以将照明光束114聚焦至样本104上，且收集路径132可利用第二聚焦元件140以从样本104收集辐射。就此来说，第一聚焦元件138及第二聚焦元件140的数值孔径可不同。在另一实施例中，一或多个光学组件可安装至可旋转臂(未展示)，可旋转臂围绕样本104而枢转，使得照明光束114在样本104上的入射角可由可旋转臂的位置控制。
如本文中先前所描述，叠加计量工具102可配置以使用任何数目个叠加配方(例如多组测量参数)产生与样本104上的叠加目标相关联的叠加信号。此外，叠加计量工具102可提供测量参数的快速调谐，使得可快速地获取基于不同配方的多个叠加信号。举例来说，叠加计量系统100的控制器106可与叠加计量工具102的一或多个可调整组件以通信方式耦合以根据叠加配方配置可调整组件。
叠加配方可包含入射于样本上的照明光束114的光谱的一或多个方面，例如但不限于作为测量参数的波长(例如中心波长)、带宽，及照明光束114的光谱轮廓。举例来说，控制器106可以通信方式耦合至照明源112及/或波长选择装置116以根据叠加配方调整照明光束114的光谱。
在一个实施例中，波长选择装置116包含一或多个位置可调谐光谱滤光器，其中可通过修改照明光束114在滤光器上的位置来快速地调谐入射照明光束114的光谱特性(例如中心波长、带宽、光谱透射率值或其类似者)。此外，位置可调谐光谱滤光器可包含任何类型的光谱滤光器，例如但不限于低通滤光器、高通滤光器、带通滤光器或带阻滤光器。
举例来说，位置可调谐光谱滤光器可包含作为具有位置可调谐截止波长的线流式滤光器而操作的一或多个薄膜。就此来说，可通过修改照明光束114在滤光器上的位置来调谐截止波长。举例来说，低通线流式滤光器可使低于截止波长的波长通过(例如经由透射或反射)，而高通线流式滤光器可使高于截止波长的波长通过。此外，带通滤光器可由低通线流式滤光器与高通线流式滤光器的组合形成。
图2A为根据本发明的一或多个实施例的包含位置可调谐光谱滤光器的波长选择装置116的概念图。在一个实施例中，波长选择装置116包含紧固至一或多个线性平移载物台204(例如经由单滤光器座架、滤光轮或其类似者)的一或多个位置可调谐光谱滤光器202，其经定位以对来自照明源112(例如经配置为宽带照明源)的照明光束114的光谱滤光。此外，线性平移载物台204可以通信方式耦合至控制器106，使得可调整照明光束114在位置可调谐光谱滤光器202上的位置。
在另一实施例中，如图2A所绘示，第一位置可调谐光谱滤光器202a安装于第一线性平移载物台204a上，其包含具有位置可调谐截止波长的低通线流式滤光器。另外，第二位置可调谐光谱滤光器202b安装于第二线性平移载物台204b上，其包含具有位置可调谐截止波长的高通线流式滤光器。此外，第一线性平移载物台204a及第二线性平移载物台204b可为独立地可调整的。因此，第一位置可调谐光谱滤光器202a及第二位置可调谐光谱滤光器202b的位置可一起界定经透射照明光束114的光谱特性。
位置可调谐滤光器可调谐入射照明光束114的光谱特性的速度可由照明光束114横越滤光器的平移速度控管。举例来说，调谐速度可由图2A的第一位置可调谐光谱滤光器202a及第二位置可调谐光谱滤光器202b的平移速度控管。在另一实施例中，尽管未展示，但叠加计量工具102包含光束扫描装置(例如一或多个线性可平移镜、一或多个检流计镜或其类似者)，其与控制器106以通信方式耦合以修改照明光束114在一或多个位置可调谐滤光器上的位置。因此，调谐速度可由光束扫描装置的扫描速度控管。
在另一实施例中，波长选择装置116包含一或多个角度可调谐光谱滤光器，其中可通过修改照明光束114在滤光器上的角度来快速地调谐入射照明光束114的光谱特性(例如中心波长、带宽、光谱透射率值或其类似者)。此外，角度可调谐光谱滤光器可包含任何类型的光谱滤光器，例如但不限于低通滤光器、高通滤光器、带通滤光器或带阻滤光器。举例来说，角度可调谐光谱滤光器可包含作为具有位置可调谐截止波长的线流式滤光器而操作的一或多个薄膜。就此来说，可通过修改照明光束114在滤光器上的角度来调谐截止波长。
图2B为根据本发明的一或多个实施例的包含角度可调谐光谱滤光器的波长选择装置116的概念图。在一个实施例中，波长选择装置116包含紧固至一或多个旋转平移载物台208(例如经由单滤光器座架、滤光轮或其类似者)的一或多个角度可调谐光谱滤光器206，其经定位以对来自照明源112(例如经配置为宽带照明源)的照明光束114的光谱滤光。此外，旋转平移载物台208可以通信方式耦合至控制器106，使得可调整照明光束114在角度可调谐光谱滤光器206上的角度。
在另一实施例中，如图2B所绘示，第一角度可调谐光谱滤光器206a安装于第一旋转平移载物台208a上，其包含具有位置可调谐截止波长的低通线流式滤光器。另外，第二角度可调谐光谱滤光器206b安装于第二旋转平移载物台208b上，其包含具有位置可调谐截止波长的高通线流式滤光器。此外，第一旋转平移载物台208a及第二旋转平移载物台208b可为独立地可调整的。因此，第一角度可调谐光谱滤光器206a及第二角度可调谐光谱滤光器206b的位置可一起界定经透射照明光束114的光谱特性。
角度可调谐滤光器可调谐入射照明光束114的光谱特性的速度可由照明光束114在滤光器上的角度的平移速度控管。举例来说，调谐速度可由图2B的第一角度可调谐光谱滤光器206a及第二角度可调谐光谱滤光器206b的平移速度控管。在另一实施例中，尽管未展示，但叠加计量工具102包含光束扫描装置(例如一或多个线性可平移镜、一或多个检流计镜或其类似者)，其与控制器106以通信方式耦合以修改照明光束114在一或多个角度可调谐滤光器上的角度。因此，调谐速度可由光束扫描装置的扫描速度控管。
在另一实施例中，波长选择装置116包含双重单色器，其包含耦合至空间滤光器以提供照明光束114的光谱特性的快速调谐的一或多个动态可调整衍射光栅。与空间滤光器耦合以提供入射光束的光谱滤光的动态可调整衍射光栅大体上描述于标题为“用于宽带光源的光谱调谐的系统及方法(System and Method for Spectral Tuning of BroadbandLight Sources)”且在2016年10月31日申请的美国专利申请案第15/339,312号中，所述申请案的全文以引用的方式并入本文中。动态产生的光栅可在不物理上移动组件(例如平移载物台、可平移镜、检流计镜或其类似者)的情况下提供照明光束114的光谱调谐。因此，包含动态产生的光栅的波长选择装置116可以适合于快速地获取具有不同波长的叠加信号的高速度促进高度可重复光谱调谐。
图2C为根据本发明的一或多个实施例的包含具有空间滤光器的双重光栅单色器的波长选择装置116的概念图。在一个实施例中，波长选择装置116包含用以光谱色散照明光束114的第一色散性元件210、用以作为空间滤光器而操作的滤光元件212，及用以光谱重组经色散照明光束114以形成经光谱滤光照明光束114的第二色散性元件214。就此来说，第二色散性元件214可移除由第一色散性元件210引入的色散。此外，波长选择装置116的光谱透射比可与滤光元件212的空间透射比相关。
第一色散性元件210可为所属领域中已知的适合于将光谱色散引入至照明光束114中的任何类型的色散性元件。举例来说，第一色散性元件210可经由例如但不限于衍射或折射的任何机制将色散引入至照明光束114中。此外，第一色散性元件210可由透射性及/或反射性光学元件形成。
在另一实施例中，第一色散性元件210包含动态产生的衍射光栅。就此来说，衍射光栅可动态地产生于衬底材料(例如透明光学材料)中。此外，可通过调整动态产生的衍射光栅的物理特性来动态地修改第一色散性元件210的色散性特性以便调谐波长选择装置116。举例来说，可调整(例如经由控制器106)动态产生的衍射光栅的周期或调制深度以控制色散的值(例如特定照明波长被衍射的角度)。作为另一实例，可调整(例如经由控制器106)动态产生的衍射光栅的调制深度以控制色散的效率(例如特定照明波长被衍射的效率值)。
举例来说，第一色散性元件210可包含但不限于在电光调制器上的声光偏转器。在本文中应注意，包含具有声光偏转器的双重光栅单色器的波长选择装置116可提供空间相干照明光束114(例如由超连续谱激光源或其类似者产生)的快速调谐。在一个实施例中，第一色散性元件210包含由与转换器耦合的固体介质组成的声光偏转器，转换器经配置以产生传播通过固体介质的超音波。可通过传播超音波来修改固体介质的性质，例如但不限于折射率，使得照明光束114在与固体介质相互作用后就衍射。此外，超音波可在固体介质中以声速传播通过介质，且具有与驱动信号的频率以及固体介质中的声速相关的波长。因此，可动态地调整转换器的调制频率及/或调制强度，以修改动态产生的衍射光栅的物理特性及第一色散性元件210的对应色散性性质。
在另一实施例中，波长选择装置116包含第一光学元件216(例如一或多个透镜，或其类似者)以将经光谱色散照明光束114聚焦至焦平面218，使得照明光束114的光谱可横越焦平面218而空间分布。因此，焦平面218可对应于波长选择装置116的衍射平面。就此来说，焦平面218内的“位置”可对应于来自照明光束114的光以照明光束114的特定角度且因此以照明光束114的特定照明波长离开第一色散性元件210。举例来说，包含衍射光栅的第一色散性元件210可以不同角度衍射照明光束114的每一照明波长，于是照明光束114的每一照明波长可聚焦至焦平面218中的不同部位。
在另一实施例中，波长选择装置116的滤光元件212位于焦平面218处。就此来说，滤光元件212可对经光谱色散照明光束114进行空间滤光。举例来说，滤光元件212可具有描述照明(例如任何波长的照明)的透射比依据位置而变的空间透射比。因此，可根据滤光元件212的空间透射比修改照明光束114的每一波长的光谱功率。就此来说，波长选择装置116的光谱透射比可为经由滤光元件212的空间透射比而可控制的。在一种情况下，滤光元件212可使照明光束114的选择波长(或波长范围)通过。
在另一实施例中，波长选择装置116包含第二光学元件220(例如一或多个透镜，或其类似者)以收集由滤光元件212通过的经光谱色散照明。举例来说，第二光学元件220可从滤光元件212收集经光谱色散且经滤光的照明光束114的至少一部分。此外，第二光学元件220可将经收集的经光谱色散且经滤光的照明光束114引导至第二色散性元件214。
在另一实施例中，第二色散性元件214光谱组合经光谱色散且经滤光的照明光束114以移除由第一色散性元件210引入的光谱色散。就此来说，离开第二色散性元件214的照明光束114可为输入照明光束114的经光谱滤光版本。举例来说，第二光学元件220的色散性特性可经配置以抵消由第一色散性元件210诱发的色散。
在另一实施例中，第一光学元件216及第二光学元件220形成光学中继系统。就此来说，第一光学元件216及第二光学元件220可在第二色散性元件214处产生照明光束114在第一色散性元件210上的分布的图像。因此，波长选择装置116可最低限度地影响照明光束114的性质，例如但不限于发散度(例如准直度)、空间相干性，或(例如所通过波长的)亮度，其可促进将波长选择装置116集成至叠加计量工具102中。
在另一实施例中，波长选择装置116包含多通道光谱滤光器以提供照明光束114的光谱特性的快速调谐。多通道光谱滤光器大体上描述于标题为“用于从宽带源产生多通道可调谐照明的系统及方法(System and Method for Generating Multi-Channel TunableIllumination from a Broadband Source)”且在2016年12月21日申请的美国专利申请案第15/387,180号中，所述申请案的全文以引用的方式并入本文中。举例来说，多通道光谱滤光器可包含具有固定光谱透射率(例如固定光谱滤光特性)的两个或多于两个通道，及用以将入射光束(例如照明光束114)路由至一或多个通道的通道选择器。因此，可通过修改照明光束114被路由通过的通道而在多重预定义光谱分布(例如中心波长、带宽、光谱轮廓或其类似者)之间快速地调谐输入照明光束114的光谱特性。因此，多通道光谱滤光器可在不需要动态光谱调谐的情况下提供固定光谱特性(例如与不同叠加配方相关联)之间的快速切换。此外，切换速度可由通道选择器的切换速度控管。
图2D为根据本发明的一或多个实施例的包含多通道光谱滤光器的波长选择装置116的概念图。在一个实施例中，波长选择装置116包含通道选择器222以将照明光束114分离成两个或多于两个通道光束224(例如沿着两个或多于两个滤光通道中的任一者传播的照明光束的部分)。通道选择器222可为适合于将入射照明光束114可选择地引导至一或多个滤光通道的任何光学元件或元件组合。举例来说，通道选择器222可包含但不限于一或多个光束分裂器226、一或多个偏振旋转器228、一或多个双向色镜，或一或多个光束路由元件(例如可平移镜、检流计镜或其类似者)。在另一实施例中，控制器106以通信方式耦合至通道选择器222以指导通道选择器222向照明光束114提供选定光谱性质。
在另一实施例中，波长选择装置116的每一滤光通道包含滤光器230以控制通道光束224的光谱含量。滤光器230可包含适合于修改照明光束114的光谱含量的任何类型的滤光器，例如(但不限于)具有固定光谱透射率的静态光谱滤光器(例如介电滤光器、金属滤光器或其类似者)、可调谐光谱滤光器(例如本文中先前所描述的位置可调谐光谱滤光器、角度可调谐光谱滤光器或声光双重单色器)。
在另一实施例中，波长选择装置116包含光束组合器232以组合滤光通道中的每一者的路径。就此来说，由波长选择装置116提供为输出的经滤光照明光束114的路径可相同，而不管所使用的滤光通道如何。
在一些实施例中，叠加计量工具102可运用多个照明波长来同时地照明样本104(例如样本104上的叠加目标)，其中每一波长可对应于不同叠加配方。叠加计量工具102可接着响应于每一波长而检测从样本104发散的辐射，以同时地产生与不同叠加配方相关联的多个叠加信号。举例来说，叠加计量工具102可包含作为收集路径132的部分的光谱仪及/或高光谱检测系统，以单独地且同时地检测与不同入射波长相关联的从样本104发散的辐射。就此来说，为捕获与不同叠加配方相关联的多个叠加信号所需要的时间可由光谱仪及/或高光谱检测系统的总获取时间(例如高光谱检测系统的检测器128的获取时间)控管。
使用高光谱系统同时地捕获计量工具的光瞳平面大体上描述于标题为“用于高光谱成像计量的系统及方法(System and Method for Hyperspectral ImagingMetrology)”且在2016年8月10日申请的美国专利申请案第15/233,648号中，所述申请案的全文以引用的方式并入本文中。举例来说，高光谱成像子系统可在光瞳平面处光谱色散从样本104(例如样本104上的叠加目标)发散的辐射，将光瞳平面划分成多个片段，且将与每一片段相关联的辐射引导至检测器的空间分离部分。就此来说，与光瞳平面相关联的照明可被分段，且作为经光谱色散阵列图案而分布于检测器上。因此，具有不同波长的与光瞳平面相关联的照明可占据检测器上的不同部位。
图3为根据本发明的一或多个实施例的高光谱成像子系统302的概念图，高光谱成像子系统302用于将从样本104发散的辐射单独地分布于检测器128上以用于同时地产生与不同波长相关联的叠加信号。
在一个实施例中，高光谱成像子系统302包含色散性元件304，其位于叠加计量工具102的光瞳平面306处(例如收集路径132内)以光谱色散样本辐射130。举例来说，色散性元件304可在光瞳平面306处色散样本辐射130，使得来自色散性元件304的样本辐射130的出射角根据光谱含量(例如波长)而变化。作为说明，如图3所展示，入射于色散性元件304上的包含三个相异波长的样本辐射130可色散成样本辐射130的相异子光束(例如λ1、λ2、λ3)。然而，应注意，图3所绘示且上文所描述的与相异波长相关联的子光束的描绘是仅仅出于说明性目的而提供，且不应被解释为限制性的。举例来说，样本辐射130可包含宽光谱范围(例如与照明光束114的光谱范围相关联，或其类似者)，使得由色散性元件304色散的样本辐射130可包含单一经光谱色散光束(例如无相异子光束)。
色散性元件304可为所属领域中已知的适合于将光谱色散引入至样本辐射130中的任何类型的色散性元件。色散性元件304可经由例如但不限于衍射或折射的任何机制将色散进一步引入至样本辐射130中。此外，色散性元件304可由透射性及/或反射性光学元件形成。举例来说，色散性元件304可包含但不限于衍射光栅或棱镜。
在另一实施例中，高光谱成像子系统302包含高光谱中继光学元件308以中继光瞳平面306(例如中继位于高光谱成像子系统302的第一光学元件、高光谱成像子系统302的入射光瞳或其类似者处的光瞳平面306的图像)。举例来说，如图3所绘示，高光谱中继光学元件308可收集从色散性元件304引导的经光谱色散样本辐射130的至少一部分以形成光瞳平面306的经中继图像。就此来说，高光谱中继光学元件308可组合样本辐射130的经光谱色散分量以形成光瞳平面306的图像。因此，样本辐射130可能不会在光瞳平面306的经中继图像的部位处光谱色散，但可能在高光谱成像子系统302内的别处光谱色散。
在另一实施例中，高光谱成像子系统302包含被形成为聚焦元件(例如透镜)的阵列的透镜阵列310。在另一实施例中，透镜阵列310位于光瞳平面306的经中继图像处，使得透镜阵列310根据透镜阵列310的聚焦元件的分布将光瞳平面306中的样本辐射130划分成多个片段。就此来说，透镜阵列310的每一聚焦元件可捕获光瞳平面306中的样本辐射130的分布的特定部分。
因此，可将光瞳平面306中的与照明光束114的不同波长相关联的样本辐射130单独地提供至检测器128。检测器128可因此将与不同波长相关联(例如与不同叠加配方相关联)的叠加信号单独地且同时地提供至控制器106。
在另一实施例中，叠加配方包含照明光束114在样本104上的选定角分布。因此，控制器106可以通信方式耦合至照明源112及/或照明路径118的一或多个组件以调整照明光束114在样本104上的角分布。
照明光束114在样本104上的角分布可由适合于引导照明光束114的任何光学元件或元件组合调整。
举例来说，如图1C所绘示，叠加计量工具102的照明路径118可包含但并非需要包含与样本104成角度而定位的第一聚焦元件138。此外，第一聚焦元件138以及照明路径118中的一或多个额外光学组件可紧固至可旋转臂(未展示)，可旋转臂适合于控制照明光束114入射于样本上的角度。因此，控制器106可以通信方式耦合至可旋转臂，使得控制器可指导可旋转臂以对应于选定叠加配方的选定角度定位照明光束114。
现在参看图1B，作为另一实例，通过在照明光瞳平面(例如照明路径118中的与物镜124的背焦平面共轭的光瞳平面)中定位及/或塑形照明光束114，可在垂直于样本104而定位的物镜124的数值孔径内调整照明光束114在样本104上的角度。
图4为根据本发明的一或多个实施例的适合于控制照明光束114在样本104上的入射角的照明光瞳平面402的概念图。在一个实施例中，一或多个孔径404可经定位为在照明光瞳平面402中远离照明路径118的光轴406。举例来说，孔径404a、404b、404c可在照明光瞳平面402内的Z方向上居中于三个离轴部位处。就此来说，照明光瞳平面402处的照明光束114(例如填充照明光瞳平面402的至少一部分)可通过传播通过孔径404a、404b、404c中的任一者而以选定角度在样本上提供照明光束114。因此，照明光瞳平面402中的离轴照明(例如在图4的Z方向上)可引起以离位角度(例如在图1B的X方向上<90°)照明样本104。
就此来说，以通信方式耦合至孔径404a、404b、404c的控制器106可选择性地敞开所要孔径以在样本104上实现所要照明角度。应理解，图4中的三个孔径(例如孔径404a、404b、404c)的绘示及以上关联描述是仅仅出于说明性目的而提供，且不应被解释为限制性的。叠加计量工具102可包含贯穿照明光瞳平面402具有任何大小、形状或分布以提供所要数目个可用照明角度作为叠加配方中的测量参数的任何数目个孔径。在另一实施例中，控制器106可指导两个或多于两个孔径404同时地敞开以根据多个叠加配方提供样本104的同时照明及多个照明角度。
在另一实施例中，叠加计量工具102可包含一或多个切趾器以塑形样本104上的角分布(例如照明光束114依据样本104上的角度而变的相对强度)。
在另一实施例中，叠加计量工具102可包含一或多个元件以在照明光瞳平面402中的任何位置处塑形及/或定位照明光束114。举例来说，照明路径118可包含以通信方式耦合至控制器106以选择性地控制照明光束114的直径的光束缩减器/扩展器。此外，照明路径118可包含以通信方式耦合至控制器106以选择性地调整照明光束114的位置的可调整光束控制装置(例如可平移镜、可倾斜镜、棱镜或其类似者)。在本文中应认识到，照明光瞳平面402中的孔径404可阻挡照明光束114的功率的相当大的部分，且可因此相对于无孔径光束增加对照明光束114的功率要求以实现所要性能规范。因此，在照明光瞳平面402中的选定位置(例如离轴位置或同轴位置)处塑形及/或定位照明光束114可促进以任何所要照明角度使用照明光束114的所有可用功率，这可提供照明源112的光谱功率的高效使用。在另一实施例中，可调整光束控制装置可将来自照明源112的入射照明光束114分裂成两个或多于两个子光束。可调整光束控制装置可进一步调整两个或多于两个子光束在照明光瞳平面402内的光束直径及部位，以在样本104上同时地提供与多个叠加配方相关联的多个照明角度。
在另一实施例中，叠加配方包含照明光束114在样本104上的选定偏振。因此，控制器106可以通信方式耦合至照明路径118中的可调整偏振器以选择性地控制照明光束114在样本104上的偏振。举例来说，可调整偏振器可包含但不限于可旋转平移载物台、普克尔盒(Pockels cell)或液晶装置中的静态偏振器。
在另一实施例中，叠加配方包含照明光束114在样本104上的选定位置。因此，控制器106可以通信方式耦合至照明路径118中的光束扫描装置以选择性地控制照明光束114在样本104上的部位。举例来说，光束扫描装置可以比检测器128的积分时间更快的速率在样本104上的叠加目标的界限内移动照明光束114以提供空间平均化叠加信号，这可减轻与叠加目标中的瑕疵相关联的伪影以及相干性效应。在一个实施例中，光束扫描装置包含共振镜，例如但不限于共振频率高于检测器128的帧速率的微机电镜(MEM)。举例来说，共振为25kHz的共振镜可提供照明光束114在适合于在小于0.15毫秒中产生空间平均化叠加信号的叠加目标内的运动。
在另一实施例中，叠加配方包含叠加计量工具102(例如物镜124或第一聚焦元件138)的聚焦容积内的样本104的选定位置。因此，控制器106可以通信方式耦合至样本载物台126以选择性地调整样本104的聚焦位置。举例来说，样本载物台126可包含但不限于适合于沿着一或多个线性方向(例如x方向、y方向及/或z方向)可选择地平移样本104的一或多个平移载物台。作为另一实例，样本载物台126可包含但不限于适合于沿着旋转方向可选择地旋转样本104的一或多个旋转载物台。作为另一实例，样本载物台126可包含但不限于适合于沿着线性方向可选择地平移样本及/或沿着旋转方向可选择地旋转样本104的旋转载物台及平移载物台。
此外，可选择性地调整叠加计量工具102的任何组件以促进叠加配方的测量参数的快速调谐及/或叠加信号的快速获取。举例来说，叠加配方可包含检测器128的一或多个获取参数，例如但不限于积分时间、帧速率或增益。
检测器128可包含所属领域中已知的适合于测量从样本104接收的照明的任何光学检测器。举例来说，检测器128可包含但不限于电荷耦合装置(CCD)检测器、互补金属-氧化物-半导体(CMOS)检测器、时间延迟与积分(TDI)检测器、光电倍增管(PMT)、雪崩光电二极管(APD)或其类似者。在另一实施例中，检测器128可包含适合于识别从样本104发散的辐射的波长的光谱检测器。此外，叠加计量工具102可包含多个检测器128(例如与由一或多个光束分裂器产生的多个光束路径相关联以促进由叠加计量工具102产生多个叠加信号)。在一个实施例中，检测器128包含适合于以大于1000帧每秒的帧速率捕获图像的高速相机(例如来自PCO AG的Dimax-series相机)。因此，叠加计量工具102可但并非需要运用不同配方每0.3毫秒获取叠加信号。
图5为根据本发明的一或多个实施例的绘示用于确定叠加的方法500中执行的步骤的流程图。申请人注意到，本文中在叠加计量系统100的内容背景中先前所描述的实施例及使能技术应被解释为扩展至方法500。然而，应进一步注意，方法500不限于叠加计量系统100的架构。
方法500的步骤中的每一者可如本文中进一步所描述而执行。所述步骤可由一或多个控制器(例如控制器106或其类似者)执行，所述一或多个控制器可根据本文中所描述的实施例中的任一者而配置。另外，上文所描述的方法可由本文中所描述的系统实施例中的任一者执行。方法500还可包含可由本文中所描述的控制器或任何系统实施例执行的一或多个额外步骤。
在一个实施例中，方法500包含按顺序特性化样本上的两个或多于两个叠加目标的步骤502，其中特性化两个或多于两个叠加目标中的特定叠加目标包含针对特定叠加目标获取两个或多于两个叠加信号，两个或多于两个叠加信号是运用来自叠加计量工具的两个或多于两个独特配方而产生。举例来说，样本可包含众多分布式叠加目标以提供两个或多于两个样本层的叠加可被测量的固定部位。举例来说，叠加目标可位于样本上的未用于装置结构的裸片的部分中或位于裸片之间。然而，状况可为，固定一组测量参数(例如固定叠加配方)归因于样本上的工艺变化(例如一或多个层的厚度变化，或一或多个样本层上的叠加目标特征的大小及/或分布变化)而可能不会在样本的所有部位处提供相同程度的叠加准确性及可重复性。
因此，步骤502可因此包含使用两个或多于两个不同配方从叠加计量工具(例如叠加计量工具102)获取两个或多于两个叠加信号。举例来说，给定叠加配方可包含但并非需要包含或限于入射于叠加目标上的照明的选定的一组波长、响应于入射照明从计量目标发散的辐射的选定的一组测量波长、样本上的照明的选定的一组入射角、入射照明的选定偏振、叠加目标上的入射照明的选定位置，或叠加计量工具的聚焦容积内的样本的选定部位。
可在针对后续目标获取叠加信号之前按顺序或同时地获取使用两个或多于两个叠加配方产生的与叠加目标相关联的两个或多于两个叠加信号。举例来说，通过针对第一配方配置叠加计量工具，使用第一配方获取第一叠加信号，调谐叠加计量工具以使用第二配方，使用第二配方获取第二叠加信号等等，可按顺序获取两个或多于两个叠加信号。
在一个实施例中，叠加计量工具的一或多个元件经配置以提供叠加计量工具的快速调谐以用于运用不同配方快速地获取多个叠加信号。在将波长视为叠加配方的示范性测量参数的情况下，叠加计量工具可包含适合于快速地调谐样本上的照明的一或多个光谱特性(例如波长、带宽、光谱轮廓或其类似者)的波长选择装置，例如但不限于可调谐线流式滤光器、声光双重单色器、多通道光谱滤光器，或其类似者。就此来说，叠加计量工具可在多个配方之间高效地切换。在一种情况下，叠加计量工具可配置以在小于0.5毫秒中在选定叠加配方之间切换。
作为另一实例，在仍将波长视为叠加配方的示范性测量参数的情况下，叠加计量工具可包含光谱仪或高光谱检测系统以响应于入射照明的多个选定波长而同时地检测与从样本发散的辐射相关联的一或多个叠加信号。因此，多个同时叠加信号的获取时间可等于检测器的捕获时间。
在另一实施例中，叠加计量工具的一或多个元件经配置以运用给定配方提供叠加信号的快速获取。举例来说，叠加计量工具可包含高速相机以运用低捕获时间(例如小于0.5毫秒)捕获从样本发散的辐射。
一旦已针对特定叠加目标获取所有叠加信号，无论是按顺序还是同时地，步骤502就可包含将叠加计量工具对准至第二叠加目标，及重复过程以针对第二叠加目标产生叠加信号。
在另一实施例中，方法500包含针对两个或多于两个叠加目标确定输出叠加的步骤504，其中针对两个或多于两个叠加目标中的特定叠加目标确定输出叠加包含针对特定叠加目标分析两个或多于两个叠加信号以产生输出叠加。
在一个实施例中，可通过针对叠加目标(例如两个或多于两个叠加目标中的任一者)基于两个或多于两个对应叠加信号而产生两个或多于两个候选叠加来确定针对所述叠加目标的输出叠加。举例来说，来自叠加计量工具的每一叠加信号可含有足以针对对应叠加目标产生候选叠加的信息(例如在第一叠加目标处的样本的两个或多于两个层的相对位置的测量)。
在另一实施例中，可通过选择单一候选叠加作为针对叠加目标的输出叠加来确定针对所述叠加目标的输出叠加。举例来说，状况可为，运用不同叠加配方产生的两个或多于两个候选叠加可能不相等。因此，步骤504可包含确定两个或多于两个候选叠加的相对准确性及/或可重复性。因此，在给定候选叠加被确定为具有处于选定容限内的准确性及/或可重复性的状况下，可选择此候选叠加作为与第一叠加目标相关联的输出叠加。
在本文中认识到，可以多种方法确定两个或多于两个候选叠加的相对准确性及/或可重复性。举例来说，在叠加信号包含样本的两个或多于两个层级上的叠加目标特征的图像的基于图像的叠加计量工具中，叠加目标特征的图像可根据图像质量度量(例如焦点的清晰度、对比度、亮度、图像伪影的存在，或其类似者)予以分析及/或排名。
作为另一实例，在叠加信号包含表示来自样本的辐射的角分布的光瞳图像的基于散射术的叠加计量工具中，光瞳图像可基于光瞳特征的存在或缺乏予以分析及/或排名。举例来说，光瞳图像可基于光瞳中的0阶信号相对于一或多个高阶信号的强度予以分析及/或排名。在另一情况下，光瞳图像可基于光瞳中的一或多个衍射阶信号的经检测形状予以分析及/或排名。
在另一实施例中，可通过以组合形式针对叠加目标分析两个或多于两个叠加信号来确定针对所述叠加目标的输出叠加。就此来说，基于多个叠加信号而产生的输出叠加信号的准确性可相对于基于单一叠加信号而产生的输出叠加信号被改善。举例来说，消除叠加计量的不准确性大体上描述于标题为“分析及利用景观以缩减或消除叠加光学计量的不准确性的方法(Methods of Analyzing and Utilizing Landscapes to Reduce orEliminate Inaccuracy in Overlay Optical Metrology)”且在2016年10月27日公开的美国专利公开案第2016/0313658号中，所述公开案的全文以引用的方式并入本文中。
步骤504中的针对两个或多于两个叠加目标的输出叠加的确定可相对于步骤502中的叠加信号的获取在任何时间实行。在一个实施例中，针对每一叠加目标按顺序产生输出叠加。举例来说，叠加计量系统可对准至第一叠加目标，针对第一叠加目标获取两个或多于两个叠加信号(例如在步骤502中)，且基于两个或多于两个叠加信号针对第一叠加目标确定输出叠加(例如在步骤504中)。随后，叠加计量系统可对准至第二叠加目标，针对第二叠加目标获取两个或多于两个叠加信号(例如在步骤502中)，且基于两个或多于两个叠加信号针对第二叠加目标确定输出叠加(例如在步骤504中)。在另一实施例中，叠加计量系统可针对第一叠加目标获取两个或多于两个叠加信号(例如在步骤502中)，且随后针对第二叠加目标获取两个或多于两个叠加信号(例如在步骤502中)。然而，可针对第一及第二叠加目标同时地执行输出叠加信号的确定(例如在步骤504中)。此外，与每一叠加目标相关联的两个或多于两个叠加信号可在之前存储于易失性或非易失性存储器装置中，且在任何所要时间予以处理。就此来说，与从叠加信号确定输出叠加相关联的计算时间可能不会影响样本上的叠加信号的获取时间。
在另一实施例中，方法500可包含基于与在步骤504中确定的输出叠加相关联的任何叠加误差而产生将由工艺工具(例如光刻工具)使用以在样本上制造额外层的一或多个可校正项(例如校正因数)。
本文中所描述的主题有时说明其它组件内所含有或与其它组件连接的不同组件。应理解，这些所描绘架构仅仅是示范性的，且事实上可实施实现相同功能性的许多其它架构。在概念意义上，用以实现相同功能性的组件的任何布置实际上“相关联”，使得实现所要功能性。因此，本文中经组合以实现特定功能性的任何两个组件可被视为彼此“相关联”，使得实现所要功能性，而不管架构或中间组件如何。同样地，如此相关联的任何两个组件也可被视为彼此“连接”或“耦合”以实现所要功能性，且能够如此相关联的任何两个组件也可被视为彼此“可耦合”以实现所要功能性。可耦合的特定实例包含但不限于物理上可交互及/或物理上交互组件，及/或无线可交互及/或无线交互组件，及/或逻辑上可交互及/或逻辑上交互组件。
据信，本发明及其许多伴随优势将通过前述描述予以理解，且将显而易见，在不脱离所揭示的主题的情况下或在不牺牲其所有材料优势的情况下，可对组件的形式、构造及布置进行各种改变。所描述的形式仅仅为阐释性的，且所附权利要求书的意图是涵盖及包含这些改变。此外，应理解，本发明是由随附权利要求书界定。

Claims (49)

1.一种叠加计量系统，其包括：
叠加计量工具，所述叠加计量工具可配置以运用多个配方来产生叠加信号，其中运用所述多个配方中的特定配方产生的叠加信号适合于确定样本的两个或多于两个层的叠加，其中所述叠加计量工具将来自照明源的照明光束的至少一部分引导至所述样本上的叠加目标，且响应于所述照明光束的所述至少一部分而收集从所述叠加目标发散的辐射，以运用所述特定配方来产生所述叠加信号；及
控制器，其以通信方式耦合至所述叠加计量工具，所述控制器包含经配置以执行指令的一或多个处理器，所述指令经配置以致使所述一或多个处理器进行以下操作：
按顺序特性化所述样本上的两个或多于两个叠加目标，其中特性化所述两个或多于两个叠加目标中的特定叠加目标包含针对所述特定叠加目标获取两个或多于两个叠加信号，所述两个或多于两个叠加信号是运用来自所述叠加计量工具的两个或多于两个独特配方而产生；及
针对所述两个或多于两个叠加目标确定输出叠加，其中针对所述两个或多于两个叠加目标中的特定叠加目标确定输出叠加包含针对所述特定叠加目标分析所述两个或多于两个叠加信号以产生所述输出叠加。
2.根据权利要求1所述的叠加计量系统，其中针对所述特定叠加目标分析所述两个或多于两个叠加信号以产生所述输出叠加包括：
针对所述特定叠加目标基于所述两个或多于两个叠加信号而产生两个或多于两个候选叠加；及
选择所述两个或多于两个候选叠加中的一者作为针对所述特定叠加目标的所述输出叠加。
3.根据权利要求1所述的叠加计量系统，其中针对所述特定叠加目标分析所述两个或多于两个叠加信号以产生所述输出叠加包括：
以组合形式针对所述特定叠加目标分析所述两个或多于两个叠加信号以产生所述输出叠加。
4.根据权利要求1所述的叠加计量系统，其中所述叠加计量工具运用所述两个或多于两个独特配方而针对所述特定叠加目标按顺序产生所述两个或多于两个叠加信号。
5.根据权利要求1所述的叠加计量系统，其中所述叠加计量工具调谐至所述特定配方，且在小于或等于大约0.5毫秒中运用所述特定配方来产生叠加信号。
6.根据权利要求1所述的叠加计量系统，其中所述叠加计量工具调谐至所述特定配方，且在小于或等于大约0.3毫秒中运用所述特定配方来产生叠加信号。
7.根据权利要求1所述的叠加计量系统，其中所述叠加计量工具调谐至所述特定配方，且在小于或等于大约0.1毫秒中运用所述特定配方来产生叠加信号。
8.根据权利要求1所述的叠加计量系统，其中所述叠加计量工具运用所述两个或多于两个独特配方而针对所述特定叠加目标同时地产生所述两个或多于两个叠加信号。
9.根据权利要求1所述的叠加计量系统，其中所述两个或多于两个独特配方包含来自所述照明光束的两个或多于两个选定波长。
10.根据权利要求9所述的叠加计量系统，其中所述照明源为宽带照明源，其中所述叠加计量系统进一步包括：
波长选择装置，其用以对所述照明光束的光谱滤光，以按顺序提供来自所述照明光束的所述两个或多于两个选定波长。
11.根据权利要求10所述的叠加计量系统，其中所述波长选择装置包括：
第一可调谐色散性元件，其中所述第一可调谐色散性元件的色散是可调整的，其中所述第一可调谐色散性元件经配置以将光谱色散引入至来自所述宽带照明源的所述照明光束；
第一光学元件，所述第一光学元件经配置以从所述第一可调谐色散性元件接收所述照明光束，且将所述照明光束聚焦于焦平面处，其中能够通过调整所述第一可调谐色散性元件的所述色散来控制所述照明光束的光谱在所述焦平面处的空间分布；
空间滤光元件，其位于所述焦平面处，其中所述空间滤光元件基于所述照明光束的光谱在所述焦平面处的所述空间分布来对所述照明光束的所述光谱滤光；
第二光学元件，其经配置以从所述空间滤光元件收集具有经滤光光谱的所述照明光束；及
第二可调谐色散性元件，其经配置以从所述第二光学元件接收所述照明光束，其中所述第二可调谐色散性元件的色散经配置以对应于所述第一可调谐色散性元件的所述色散，其中所述第二可调谐色散性元件经配置以从所述照明光束移除由所述第一可调谐色散性元件引入的所述光谱色散，其中所述控制器以通信方式耦合至所述第一可调谐色散性元件及所述第二可调谐色散性元件，以控制所述第一可调谐色散性元件及所述第二可调谐色散性元件的所述色散以选择所述照明光束的所述波长。
12.根据权利要求10所述的叠加计量系统，其中所述波长选择装置包括：
两个或多于两个滤光通道，其包含两个或多于两个通道光束路径，其中所述两个或多于两个滤光通道经配置以基于两个或多于两个光谱透射率分布来对沿着所述两个或多于两个通道光束路径传播的照明滤光；
通道选择器，其经配置以将来自所述宽带照明源的所述照明光束的至少一部分引导至所述两个或多于两个滤光通道中的至少一个选定滤光通道中，以基于所述两个或多于两个光谱透射率分布中的选定光谱透射率分布来对所述照明光束的所述至少一部分滤光；及
至少一个光束组合器，其用以将来自所述两个或多于两个滤光通道的照明组合至单一输出照明光束，其中所述控制器以通信方式耦合至所述通道选择器，以选择所述至少一个选定滤光通道以选择所述照明光束的所述波长。
13.根据权利要求9所述的叠加计量系统，其中来自所述照明源的所述照明光束包含与所述两个或多于两个配方相关联的所述两个或多于两个选定波长，其中所述叠加计量工具基于与所述两个或多于两个选定波长相关联的从所述样本发散的所述辐射来同时地产生所述两个或多于两个叠加信号。
14.根据权利要求13所述的叠加计量系统，其中所述叠加计量工具包括：
一或多个照明光学元件，其经配置以将包含所述两个或多于两个选定波长的所述照明光束引导至所述样本；
一或多个收集光学元件，其经配置以收集从所述样本发散的辐射；
检测器；及
高光谱成像子系统，其包括：
色散性元件，其定位于所述一组收集光学件的光瞳平面处，所述色散性元件经配置以光谱色散经收集辐射，其中与所述两个或多于两个选定波长相关联的所述经收集辐射沿着单独路径传播；
透镜阵列，其包含聚焦元件的阵列；及
一或多个成像光学件，其中所述一或多个成像光学件组合与所述两个或多于两个选定波长相关联的经光谱色散的经收集辐射，以在所述透镜阵列上形成所述光瞳平面的图像，其中所述透镜阵列的所述聚焦元件将所述经收集辐射以排列图案分布于所述检测器上，其中与所述两个或多于两个选定波长相关联的所述经收集辐射是在所述检测器上空间分离，其中所述检测器同时地产生所述两个或多于两个叠加信号。
15.根据权利要求1所述的叠加计量系统，其中所述两个或多于两个配方包含所述样本上的照明的两个或多于两个角分布。
16.根据权利要求15所述的叠加计量系统，其中所述叠加计量工具包含位于照明光瞳平面中的一或多个可调整孔径，所述一或多个可调整孔径经配置以透射所述照明光束的选定部分，以提供所述照明光束在所述样本上的选定角分布，其中所述控制器以通信方式耦合至所述一或多个可调整孔径，以控制所述样本上的照明的所述角分布。
17.根据权利要求15所述的叠加计量系统，其中所述叠加计量工具包含光束控制装置以调整所述照明光束在照明光瞳平面中的位置，以提供所述照明光束在所述样本上的选定角分布，其中所述控制器以通信方式耦合至所述光束控制装置，以控制所述样本上的照明的所述角分布。
18.根据权利要求17所述的叠加计量系统，其中所述光束控制装置将所述照明光束分裂成直径小于所述照明光瞳平面的两个或多于两个子光束，且调整所述两个或多于两个子光束在所述照明光瞳平面中的位置，以同时地提供所述照明光束在所述样本上的多个选定角分布。
19.根据权利要求1所述的叠加计量系统，其中所述两个或多于两个配方包含所述样本上的照明的两个或多于两个偏振，其中所述叠加计量工具包含经配置以控制所述样本上的照明的所述偏振的可调整偏振器，其中所述控制器以通信方式耦合至所述可调整偏振器，以控制所述样本上的照明的所述偏振。
20.根据权利要求1所述的叠加计量系统，其中所述两个或多于两个配方包含所述叠加计量工具的聚焦容积中的所述样本的两个或多于两个位置，其中所述叠加计量工具包含可调整载物台，所述可调整载物台用于紧固所述样本且经配置以控制所述叠加计量工具的所述聚焦容积中的所述样本的所述位置，其中所述控制器以通信方式耦合至所述可调整载物台，以控制所述叠加计量工具的所述聚焦容积中的所述样本的所述位置。
21.根据权利要求1所述的叠加计量系统，其中所述叠加计量工具进一步包含可调整光束扫描器，以运用比检测器的帧速率更快的速率来修改所述照明光束的所述至少一部分在所述样本上的位置，所述检测器用于捕获从所述样本发散的所述辐射。
22.根据权利要求21所述的叠加计量系统，其中所述可调整光束扫描器包括：
微机电扫描镜。
23.根据权利要求22所述的叠加计量系统，其中所述可调整光束扫描器包括：
微机电扫描镜，其具有至少25kHz的共振频率。
24.根据权利要求1所述的叠加计量系统，其中所述叠加计量工具是基于图像的叠加测量装置，其中所述两个或多于两个数据集包含基于具有所述两个或多于两个照明光谱的照明的所述叠加目标的两个或多于两个图像。
25.根据权利要求10所述的叠加计量系统，其中所述叠加计量工具是基于散射术的叠加测量装置，其中所述两个或多于两个数据集包含所述叠加测量装置的光瞳平面的两个或多于两个测量，所述两个或多于两个测量指示响应于来自所述宽带照明源的照明而从所述样本发散的辐射的角分布。
26.一种叠加计量系统，其包括：
宽带照明源，其经配置以产生照明光束；
波长选择装置，其用以过滤所述照明光束以提供选定照明波长；
叠加计量工具，所述叠加计量工具可配置以运用多个配方来产生叠加信号，所述多个配方包含来自由所述波长选择装置提供的所述照明光束的选定波长，其中运用所述多个配方中的特定配方产生的叠加信号适合于确定针对样本的两个或多于两个层的叠加测量，其中所述叠加计量工具将来自所述波长选择装置的照明引导至所述样本上的叠加目标，且响应于来自照明源的照明光束的至少一部分而收集从所述叠加目标发散的辐射以产生所述叠加信号；及
控制器，其以通信方式耦合至所述波长选择装置及所述叠加计量工具，所述控制器包含经配置以执行指令的一或多个处理器，所述指令经配置以致使所述一或多个处理器进行以下操作：
按顺序分析所述样本上的两个或多于两个叠加目标，其中分析所述两个或多于两个叠加目标中的特定叠加目标包含针对所述特定叠加目标获取两个或多于两个叠加信号，所述两个或多于两个叠加信号是运用来自所述叠加计量工具的两个或多于两个独特配方而产生；及
针对所述两个或多于两个叠加目标确定输出叠加，其中针对所述两个或多于两个叠加目标中的特定叠加目标确定输出叠加包含针对所述特定叠加目标分析所述两个或多于两个叠加信号以产生所述输出叠加。
27.根据权利要求26所述的叠加计量系统，其中针对所述特定叠加目标分析所述两个或多于两个叠加信号以产生所述输出叠加包括：
针对所述特定叠加目标基于所述两个或多于两个叠加信号而产生两个或多于两个候选叠加；及
选择所述两个或多于两个候选叠加中的一者作为针对所述特定叠加目标的所述输出叠加。
28.根据权利要求26所述的叠加计量系统，其中针对所述特定叠加目标分析所述两个或多于两个叠加信号以产生所述输出叠加包括：
以组合形式针对所述特定叠加目标分析所述两个或多于两个叠加信号以产生所述输出叠加。
29.根据权利要求26所述的叠加计量系统，其中所述波长选择装置包括：
第一可调谐色散性元件，其中所述第一可调谐色散性元件的色散是可调整的，其中所述第一可调谐色散性元件经配置以将光谱色散引入至来自所述宽带照明源的所述照明光束；
第一光学元件，所述第一光学元件经配置以从所述第一可调谐色散性元件接收所述照明光束，且将所述照明光束聚焦于焦平面处，其中能够通过调整所述第一可调谐色散性元件的所述色散来控制所述照明光束的光谱在所述焦平面处的空间分布；
空间滤光元件，其位于所述焦平面处，其中所述空间滤光元件基于所述照明光束的光谱在所述焦平面处的所述空间分布来对所述照明光束的所述光谱滤光；
第二光学元件，其经配置以从所述空间滤光元件收集具有经滤光光谱的所述照明光束；及
第二可调谐色散性元件，其经配置以从所述第二光学元件接收所述照明光束，其中所述第二可调谐色散性元件的色散经配置以对应于所述第一可调谐色散性元件的所述色散，其中所述第二可调谐色散性元件经配置以从所述照明光束移除由所述第一可调谐色散性元件引入的所述光谱色散，其中所述控制器以通信方式耦合至所述第一可调谐色散性元件及所述第二可调谐色散性元件，以控制所述第一可调谐色散性元件及所述第二可调谐色散性元件的所述色散以选择所述照明光束的所述波长。
30.根据权利要求26所述的叠加计量系统，其中所述波长选择装置包括：
两个或多于两个滤光通道，其包含两个或多于两个通道光束路径，其中所述两个或多于两个滤光通道经配置以基于两个或多于两个光谱透射率分布来对沿着所述两个或多于两个通道光束路径传播的照明滤光；
通道选择器，其经配置以将来自所述宽带照明源的所述照明光束的至少一部分引导至所述两个或多于两个滤光通道中的至少一个选定滤光通道中，以基于所述两个或多于两个光谱透射率分布中的选定光谱透射率分布来对所述照明光束的所述至少一部分滤光；及
至少一个光束组合器，其用以将来自所述两个或多于两个滤光通道的照明组合至单一输出照明光束，其中所述控制器以通信方式耦合至所述通道选择器，以选择所述至少一个选定滤光通道以选择所述照明光束的所述波长。
31.根据权利要求26所述的叠加计量系统，其中所述两个或多于两个配方包含所述样本上的照明的两个或多于两个角分布。
32.根据权利要求31所述的叠加计量系统，其中所述叠加计量工具包含位于照明光瞳平面中的一或多个可调整孔径，所述一或多个可调整孔径经配置以透射所述照明光束的选定部分，以提供所述照明光束在所述样本上的选定角分布，其中所述控制器以通信方式耦合至所述一或多个可调整孔径，以控制所述样本上的照明的所述角分布。
33.根据权利要求31所述的叠加计量系统，其中所述叠加计量工具包含光束控制装置以调整所述照明光束在照明光瞳平面中的位置，以提供所述照明光束在所述样本上的选定角分布，其中所述控制器以通信方式耦合至所述光束控制装置以控制所述样本上的照明的所述角分布。
34.根据权利要求33所述的叠加计量系统，其中所述光束控制装置将所述照明光束分裂成直径小于所述照明光瞳平面的两个或多于两个子光束，且调整所述两个或多于两个子光束在所述照明光瞳平面中的位置，以同时地提供所述照明光束在所述样本上的多个选定角分布。
35.根据权利要求26所述的叠加计量系统，其中所述两个或多于两个配方包含所述样本上的照明的两个或多于两个偏振，其中所述叠加计量工具包含经配置以控制所述样本上的照明的所述偏振的可调整偏振器，其中所述控制器以通信方式耦合至所述可调整偏振器，以控制所述样本上的照明的所述偏振。
36.根据权利要求26所述的叠加计量系统，其中所述两个或多于两个配方包含所述叠加计量工具的聚焦容积中的所述样本的两个或多于两个位置，其中所述叠加计量工具包含可调整载物台，所述可调整载物台用于紧固所述样本且经配置以控制所述叠加计量工具的所述聚焦容积中的所述样本的所述位置，其中所述控制器以通信方式耦合至所述可调整载物台，以控制所述叠加计量工具的所述聚焦容积中的所述样本的所述位置。
37.根据权利要求26所述的叠加计量系统，其中所述叠加计量工具进一步包含可调整光束扫描器，以运用比检测器的帧速率更快的速率来修改所述照明光束的所述至少一部分在所述样本上的位置，所述检测器用于捕获从所述样本发散的所述辐射。
38.根据权利要求37所述的叠加计量系统，其中所述可调整光束扫描器包括：
微机电扫描镜。
39.根据权利要求38所述的叠加计量系统，其中所述可调整光束扫描器包括：
微机电扫描镜，其具有至少25kHz的共振频率。
40.根据权利要求26所述的叠加计量系统，其中所述叠加计量工具是基于图像的叠加测量装置，其中所述两个或多于两个数据集包含基于具有所述两个或多于两个照明光谱的照明的所述叠加目标的两个或多于两个图像。
41.根据权利要求26所述的叠加计量系统，其中所述叠加计量工具是基于散射术的叠加测量装置，其中所述两个或多于两个数据集包含所述叠加测量装置的光瞳平面的两个或多于两个测量，所述两个或多于两个测量指示响应于来自所述宽带照明源的照明而从所述样本发散的辐射的角分布。
42.一种叠加计量系统，其包括：
叠加计量工具，所述叠加计量工具可配置以运用多个配方来产生叠加信号，所述多个配方包含来自由波长选择装置提供的照明光束的选定波长，其中运用所述多个配方中的特定配方产生的叠加信号适合于确定针对样本的两个或多于两个层的叠加测量，所述叠加计量工具包括：
照明源，其经配置以产生包含两个或多于两个选定波长的照明光束；
一或多个照明光学元件，其经配置以将包含所述两个或多于两个选定波长的所述照明光束的至少一部分引导至所述样本；
一或多个收集光学元件，其经配置以响应于包含所述两个或多于两个选定波长的所述照明光束的所述至少一部分而收集从所述样本发散的辐射；及
高光谱检测器，所述高光谱检测器经配置以响应于所述两个或多于两个选定波长而同时地产生与从所述样本发散的所述辐射相关联的两个或多于两个叠加信号；及
控制器，其以通信方式耦合至所述波长选择装置及所述叠加计量工具，所述控制器包含经配置以执行指令的一或多个处理器，所述指令经配置以致使所述一或多个处理器进行以下操作：
按顺序分析所述样本上的两个或多于两个叠加目标，其中分析所述两个或多于两个叠加目标中的特定叠加目标包含针对所述特定叠加目标获取两个或多于两个叠加信号，所述两个或多于两个叠加信号是运用来自所述叠加计量工具的两个或多于两个独特配方而产生；及
针对所述两个或多于两个叠加目标确定输出叠加，其中针对所述两个或多于两个叠加目标中的特定叠加目标确定输出叠加包含针对所述特定叠加目标分析所述两个或多于两个叠加信号以产生所述输出叠加。
43.根据权利要求42所述的叠加计量系统，其中针对所述特定叠加目标分析所述两个或多于两个叠加信号以产生所述输出叠加包括：
针对所述特定叠加目标基于所述两个或多于两个叠加信号而产生两个或多于两个候选叠加；及
选择所述两个或多于两个候选叠加中的一者作为针对所述特定叠加目标的所述输出叠加。
44.根据权利要求42所述的叠加计量系统，其中针对所述特定叠加目标分析所述两个或多于两个叠加信号以产生所述输出叠加包括：
以组合形式针对所述特定叠加目标分析所述两个或多于两个叠加信号以产生所述输出叠加。
45.根据权利要求42所述的叠加计量系统，其中所述高光谱检测器包括：
检测器；
色散性元件，其定位于所述一组收集光学件的光瞳平面处，所述色散性元件经配置以光谱色散经收集辐射，其中与所述两个或多于两个选定波长相关联的所述经收集辐射沿着单独路径传播；
透镜阵列，其包含聚焦元件的阵列；及
一或多个成像光学件，其中所述一或多个成像光学件组合与所述两个或多于两个选定波长相关联的经光谱色散的经收集辐射，以在所述透镜阵列上形成所述光瞳平面的图像，其中所述透镜阵列的所述聚焦元件将所述经收集辐射以排列图案分布于所述检测器上，其中与所述两个或多于两个选定波长相关联的所述经收集辐射是在所述检测器上空间分离，其中所述检测器同时地产生所述两个或多于两个叠加信号。
46.一种叠加测量方法，其包括：
按顺序分析样本上的两个或多于两个叠加目标，其中分析所述两个或多于两个叠加目标中的特定叠加目标包含针对所述特定叠加目标获取两个或多于两个叠加信号，所述两个或多于两个叠加信号是运用来自叠加计量工具的两个或多于两个独特配方而产生；及
针对所述两个或多于两个叠加目标确定输出叠加，其中针对所述两个或多于两个叠加目标中的特定叠加目标确定输出叠加包含针对所述特定叠加目标分析所述两个或多于两个叠加信号以产生所述输出叠加。
47.根据权利要求46所述的叠加测量方法，其中针对所述特定叠加目标分析所述两个或多于两个叠加信号以产生所述输出叠加包括：
针对所述特定叠加目标基于所述两个或多于两个叠加信号而产生两个或多于两个候选叠加；及
选择所述两个或多于两个候选叠加中的一者作为针对所述特定叠加目标的所述输出叠加。
48.根据权利要求46所述的叠加测量方法，其中针对所述特定叠加目标分析所述两个或多于两个叠加信号以产生所述输出叠加包括：
以组合形式针对所述特定叠加目标分析所述两个或多于两个叠加信号以产生所述输出叠加。
49.根据权利要求46所述的叠加测量方法，其中所述两个或多于两个独特配方中的特定配方包括：
以下各者中的至少一者：所述样本上的照明光束的至少一部分的选定波长、所述样本上的所述照明光束的所述至少一部分的入射角、所述样本上的所述照明光束的所述至少一部分的偏振、所述样本上的所述照明光束的所述至少一部分的位置，或所述叠加计量工具的聚焦容积内的所述样本的位置。
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