TW201921132A - 使用多重參數組態之疊對度量 - Google Patents

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Abstract

一種疊對度量系統包括可組態以運用複數個配方來產生疊對信號之一疊對度量工具，且進一步將一照明光束導向至一疊對目標，並回應於該照明光束之至少一部分而收集自該疊對目標發散的輻射，以運用特定配方來產生該疊對信號。該疊對度量系統進一步使用兩個或多於兩個獨特配方，針對一第一疊對目標獲取兩個或多於兩個疊對信號，隨後使用該兩個或多於兩個獨特配方，針對一第二疊對目標獲取兩個或多於兩個疊對信號，針對每一目標，基於該兩個或多於兩個疊對信號而針對該等第一及第二疊對目標判定候選疊對，且針對每一目標，基於該兩個或多於兩個候選疊對而針對該等第一及第二疊對目標判定輸出疊對。

Description

使用多重參數組態之疊對度量
本發明大體上係關於疊對度量，且更特定而言，係關於運用多重參數組態之疊對度量。
疊對度量系統通常藉由量測位於所關注層上之疊對目標特徵之相對位置來特性化樣本之多個層之疊對對準。此外，通常藉由在橫越樣本之各種部位處聚集多個疊對目標之疊對量測來判定多個層之疊對對準。然而，疊對目標之疊對量測之準確性及/或可重複性可對諸如但不限於膜層之厚度之程序參數之變化高度地敏感。因此，程序參數變化即使在選定製造容限內亦可能會導致橫越樣本之表面之疊對量測之準確性及/或可重複性變化，且因此可能會負面地影響整體疊對效能。因此，將需要提供一種用於矯正諸如上文所識別之缺陷的缺陷的系統及方法。
根據本發明之一或多個說明性實施例揭示一種疊對度量系統。在一個說明性實施例中，該疊對度量系統包括一疊對度量工具。在另一說明性實施例中，該疊對度量工具可組態以運用複數個配方產生疊對信號，其中運用該複數個配方中之一特定配方產生之一疊對信號適合於判定一樣本之兩個或多於兩個層之疊對，且其中該疊對度量工具將來自一照明源之一照明光束之至少一部分導向至該樣本上之一疊對目標，且回應於該照明光束之該至少一部分而收集自該疊對目標發散之輻射以運用該特定配方產生該疊對信號。在一個說明性實施例中，該疊對度量系統包括一控制器，其以通信方式耦接至該疊對度量工具以循序地特性化該樣本上之兩個或多於兩個疊對目標，其中特性化該兩個或多於兩個疊對目標中之一特定疊對目標包括針對該特定疊對目標獲取兩個或多於兩個疊對信號，該兩個或多於兩個疊對信號係運用來自該疊對度量工具之兩個或多於兩個獨特配方而產生。在另一說明性實施例中，該控制器進一步針對該兩個或多於兩個疊對目標判定輸出疊對，其中針對該兩個或多於兩個疊對目標中之一特定疊對目標判定一輸出疊對包括針對該特定疊對目標分析該兩個或多於兩個疊對信號以產生該輸出疊對。
根據本發明之一或多個說明性實施例揭示一種疊對度量系統。在一個說明性實施例中，該疊對度量系統包括一寬頻照明源以產生一照明光束。在另一說明性實施例中，該疊對度量系統包括一波長選擇裝置以濾光該照明光束以提供一選定照明波長。在另一說明性實施例中，該疊對度量系統包括一疊對度量工具。在另一說明性實施例中，該疊對度量工具可組態以運用複數個配方產生疊對信號，該複數個配方包括來自由該波長選擇裝置提供之該照明光束之選定波長，其中運用該複數個配方中之一特定配方產生之一疊對信號適合於判定針對一樣本之兩個或多於兩個層之一疊對量測，且其中該疊對度量工具將來自該波長選擇裝置之照明導向至該樣本上之一疊對目標，且回應於來自一照明源之一照明光束之至少一部分而收集自該疊對目標發散之輻射以產生該等疊對信號。在另一說明性實施例中，該疊對度量系統包括一控制器，其以通信方式耦接至該波長選擇裝置及該疊對度量工具以循序地特性化該樣本上之兩個或多於兩個疊對目標，其中特性化該兩個或多於兩個疊對目標中之一特定疊對目標包括針對該特定疊對目標獲取兩個或多於兩個疊對信號，該兩個或多於兩個疊對信號係運用來自該疊對度量工具之兩個或多於兩個獨特配方而產生。在另一說明性實施例中，該控制器進一步針對該兩個或多於兩個疊對目標判定輸出疊對，其中針對該兩個或多於兩個疊對目標中之一特定疊對目標判定一輸出疊對包括針對該特定疊對目標分析該兩個或多於兩個疊對信號以產生該輸出疊對。
根據本發明之一或多個說明性實施例揭示一種疊對度量系統。在一個說明性實施例中，該疊對度量系統包括一疊對度量工具。在另一說明性實施例中，該疊對度量工具可組態以運用複數個配方產生疊對信號，該複數個配方包括來自由波長選擇裝置提供之照明光束之選定波長，其中運用該複數個配方中之一特定配方產生之一疊對信號適合於判定針對一樣本之兩個或多於兩個層之一疊對量測。在另一說明性實施例中，該疊對度量工具包括一照明源以產生包括兩個或多於兩個選定波長之一照明光束。在另一說明性實施例中，該疊對度量工具包括一或多個照明光學元件，其經組態以將包括該兩個或多於兩個選定波長之該照明光束之至少一部分導向至該樣本。在另一說明性實施例中，該疊對度量工具包括一或多個收集光學元件，其經組態以回應於包括該兩個或多於兩個選定波長之該照明光束之該至少一部分而收集自該樣本發散之輻射。在另一說明性實施例中，該疊對度量系統包括一高光譜偵測器以回應於該兩個或多於兩個選定波長而同時地產生與自該樣本發散之該輻射相關聯之兩個或多於兩個疊對信號。在另一說明性實施例中，該疊對度量系統包括一控制器，其以通信方式耦接至該波長選擇裝置及該疊對度量工具以循序地特性化該樣本上之兩個或多於兩個疊對目標，其中特性化該兩個或多於兩個疊對目標中之一特定疊對目標包括針對該特定疊對目標獲取兩個或多於兩個疊對信號，該兩個或多於兩個疊對信號係運用來自該疊對度量工具之兩個或多於兩個獨特配方而產生。在另一說明性實施例中，該控制器進一步針對該兩個或多於兩個疊對目標判定輸出疊對，其中針對該兩個或多於兩個疊對目標中之一特定疊對目標判定一輸出疊對包括針對該特定疊對目標分析該兩個或多於兩個疊對信號以產生該輸出疊對。
根據本發明之一或多個說明性實施例揭示一種疊對量測方法。在一個說明性實施例中，該方法包括循序地特性化樣本上之兩個或多於兩個疊對目標，其中特性化該兩個或多於兩個疊對目標中之一特定疊對目標包括針對該特定疊對目標獲取兩個或多於兩個疊對信號，該兩個或多於兩個疊對信號係運用來自疊對度量工具之兩個或多於兩個獨特配方而產生。在另一說明性實施例中，該方法包括針對該兩個或多於兩個疊對目標判定輸出疊對，其中針對該兩個或多於兩個疊對目標中之一特定疊對目標判定一輸出疊對包括針對該特定疊對目標分析該兩個或多於兩個疊對信號以產生該輸出疊對。
應理解，前述一般描述及以下詳細描述兩者均僅係例示性及闡釋性的，且未必限定如所主張之本發明。併入於本說明書中且構成本說明書之部分的隨附圖式繪示本發明之實施例，且連同一般描述一起用以闡釋本發明之原理。
現在將詳細地參考所揭示之主題，其繪示於隨附圖式中。本發明已關於其某些實施例及特定特徵予以特定地展示及描述。本文中所闡述之實施例被視為說明性而非限制性的。對於一般技術者而言應容易顯而易見，可在不脫離本發明之精神及範疇的情況下對形式及細節進行各種改變及修改。
本發明之實施例係關於藉由運用疊對度量工具之不同配方快速地獲取每一疊對目標之多個疊對量測來循序地分析樣本上之疊對目標，且基於多個疊對量測而針對每一疊對目標產生輸出疊對。舉例而言，疊對度量系統可針對樣本上之第一疊對目標運用疊對度量工具之不同配方獲取多個疊對信號，且可隨後針對樣本上之額外疊對目標重複程序。可接著使用與特定配方相關聯之每一疊對信號以針對疊對目標產生候選疊對。疊對度量系統可接著利用候選疊對以產生與每一疊對目標相關聯之輸出疊對。輸出疊對可包括提供所要準確性之單一選定候選疊對，或可組合來自多個候選疊對之資料而以所要準確性產生輸出疊對。就此而言，可利用在樣本上之每一疊對目標處獲取之多個候選疊對以提供所要疊對準確性以及所要程度之可重複性。本發明之額外實施例係關於快速地調諧疊對度量工具之配方。因此，可在所要時間框內獲取與疊對目標相關聯之多個疊對信號以提供所要系統輸貫量。
出於本發明之目的，與疊對度量工具相關聯之疊對信號可被視為疊對度量工具之輸出，其具有足以判定包括兩個或多於兩個樣本層上之疊對目標特徵之相對位置的疊對(例如，經由使用一或多個處理器之分析，或其類似者)的資訊。舉例而言，疊對信號可包括但並非需要包括一或多個資料集、一或多個影像、一或多個偵測器讀數，或其類似者。
如貫穿本發明所使用，術語「樣本」通常係指由半導體或非半導體材料形成之基板(例如，晶圓或其類似者)。舉例而言，半導體或非半導體材料可包括但不限於單晶矽、砷化鎵及磷化銦。樣本可包括一或多個層。舉例而言，此等層可包括但不限於抗蝕劑、介電材料、導電材料及半導電材料。許多不同類型之此等層在此項技術中係已知的，且如本文中所使用之術語樣本意欲涵蓋可被形成所有類型之此等層的樣本。形成於樣本上之一或多個層可被圖案化或未被圖案化。舉例而言，樣本可包括複數個晶粒，其各自具有可重複的經圖案化特徵。此等材料層之形成及處理可最終產生完成的裝置。許多不同類型之裝置可形成於樣本上，且如本文中所使用之術語樣本意欲涵蓋被製造此項技術中已知的任何類型之裝置的樣本。此外，出於本發明之目的，術語樣本及晶圓應被解譯為可互換。另外，出於本發明之目的，術語圖案化裝置(patterning device)、光罩(mask)及主光罩(reticle)應被解譯為可互換。
在本文中應認識到，半導體裝置可在基板上被形成為經圖案化材料之多個印刷層。每一印刷層可經由一系列程序步驟而製造，該等程序步驟係諸如但不限於一或多個材料沈積步驟、一或多個微影步驟或一或多個蝕刻步驟。此外，每一印刷層通常必須在選定容限內製造以適當地建構最終裝置。舉例而言，每一層中之印刷元件之相對置放(例如，疊對)必須相對於先前製造之層予以良好地特性化及控制。因此，度量目標可製造於一或多個印刷層上以使能夠高效地特性化層之疊對。印刷層上之疊對目標特徵的偏差可因此表示彼層上之印刷裝置特徵之印刷特性的偏差。此外，在一個製造步驟處(例如，在製造一或多個樣本層之後)量測之疊對可用以產生用於精確地對準程序工具(例如，微影工具或其類似者)之可校正項，以用於在後續製造步驟中製造額外樣本層。
疊對度量工具可利用多種技術以判定樣本層之疊對。舉例而言，基於影像之疊對度量工具可照明疊對目標(例如，進階成像度量(AIM)目標、盒中盒度量目標或其類似者)，且捕捉包括位於不同樣本層上之疊對目標特徵之影像的疊對信號。因此，可藉由量測疊對目標特徵之相對位置來判定疊對。作為另一實例，基於散射術之疊對度量工具可照明疊對目標(例如，光柵上光柵度量目標或其類似者)，且捕捉包括自疊對目標發散之輻射之角分佈的疊對信號，該角分佈與照明光束之繞射、散射及/或反射相關聯。因此，可基於照明光束與疊對目標之相互作用之模型而判定疊對。
不管疊對量測技術如何，疊對度量工具通常均可根據包括用以產生疊對信號之一組量測參數之配方而組態。舉例而言，疊對度量工具之配方可包括但不限於照明波長、自樣本發散之輻射之經偵測波長、樣本上之照明之光斑大小、入射照明之角度、入射照明之偏振、疊對目標上之入射照明光束之位置、疊對度量工具之聚焦體積中疊對目標之位置，或其類似者。因此，疊對配方可包括用於產生適合於判定兩個或多於兩個樣本層之疊對之疊對信號的一組量測參數。
疊對量測之準確性及/或可重複性可取決於疊對配方，以及與疊對目標之特定幾何形狀相關聯的廣泛範圍之因素，諸如但不限於樣本層之厚度、疊對目標特徵之大小、疊對目標特徵之密度或間距，或樣本層之組成。此外，疊對目標之特定幾何形狀可以可預測及不可預測方式兩者橫越樣本而變化。舉例而言，經製造層之厚度可以已知分佈橫越樣本而變化(例如，樣本之中心中的厚度可被預期為稍微大於沿著邊緣的厚度)，或可根據與處理步驟之缺陷或隨機變化相關聯的隨機波動而變化。因此，特定疊對配方在應用於樣本之所有疊對目標時可能不會提供相同準確性及/或可重複性，即使程序變化在選定製造容限內亦如此。
本發明之實施例係關於運用多個配方針對樣本上之疊對目標獲取多個疊對信號。可接著利用多個疊對信號以產生多個候選疊對。此外，可基於多個候選疊對而判定輸出疊對(例如，樣本層之相對位置之判定)。就此而言，疊對量測系統可對程序變化係穩固的，且可以所要效能特性靈活地判定每一疊對目標處之疊對。因此，可基於針對每一疊對目標判定之穩固且準確的疊對而產生用於精確地製造後續樣本層的用於程序工具之準確可校正項。
本發明之額外實施例係關於藉由對準樣本以用於特性化特定疊對目標來循序地分析樣本上之疊對目標，運用不同配方針對特定疊對目標獲取多個疊對信號，且隨後對準樣本以用於特性化額外疊對目標，並重複程序。在一個實施例中，分析針對每一疊對目標之多個經獲取疊對信號以即時地針對疊對目標判定疊對。在另一實施例中，分析針對每一疊對目標之多個經獲取疊對信號以在後續程序步驟中針對疊對目標判定疊對。舉例而言，可儲存針對每一疊對目標之多個經獲取疊對信號(例如，在處理裝置之記憶體中)以供後續分析。
本發明之額外實施例係關於快速地調諧疊對度量工具之系統參數以運用不同疊對配方提供快速疊對信號獲取。在本文中應認識到，在疊對度量工具內之單一樣本對準中針對疊對目標獲取多個疊對信號可以高程度之可重複性提供高效疊對判定。舉例而言，疊對度量工具之視場通常可大概為疊對目標之大小，以提供疊對目標之高解析度及/或將照明光束精確地定位於疊對目標上。因此，通常必須平移含有多個疊對目標之樣本以將疊對度量工具對準至特定疊對目標。在一些應用中，樣本平移及對準可相對於疊對信號之獲取相對耗時，且可因此呈現系統輸貫量之瓶頸。就此而言，在疊對度量工具內之單一樣本對準中針對疊對目標獲取多個疊對信號可促進高量測準確性，同時維持選定程度之輸貫量。
圖1A為根據本發明之一或多個實施例的繪示疊對度量系統100之概念圖。
在一個實施例中，疊對度量系統100包括疊對度量工具102以基於任何數目個疊對配方而自疊對目標獲取疊對信號。舉例而言，疊對度量工具102可將照明導向至樣本104，且可進一步收集自樣本104發散之輻射，以產生適合於判定兩個或多於兩個樣本層之疊對的疊對信號。疊對度量工具102可為此項技術中已知之適合於產生疊對信號之任何類型的疊對度量工具，該等疊對信號適合於判定與樣本104上之疊對目標相關聯的疊對。疊對度量工具102可在成像模式或非成像模式下操作。舉例而言，在成像模式下，個別疊對目標元件在樣本上之經照明光斑內可係可解析的(例如，作為明場影像、暗場影像、相差影像或其類似者之部分)。作為另一實例，疊對度量工具102可操作為基於散射術之疊對度量工具，其中在光瞳平面處分析來自樣本之輻射，以特性化來自樣本104之輻射的角分佈(例如，與由樣本104對輻射之散射及/或繞射相關聯)。
此外，疊對工具係可組態以基於任何數目個配方來產生疊對信號，該等配方定義用於獲取適合於判定疊對目標之疊對之疊對信號的量測參數。舉例而言，疊對度量工具之配方可包括(但不限於)照明波長、自樣本發散之輻射之經偵測波長、樣本上之照明的光斑大小、入射照明的角度、入射照明的偏振、疊對目標上之入射照明光束的位置、疊對度量工具之聚焦體積中疊對目標的位置，或其類似者。
在另一實施例中，疊對度量系統100包括經以通信方式耦接至疊對度量工具102之控制器106。控制器106可經組態以指導疊對度量工具102基於一或多個選定配方來產生疊對信號。控制器106可經進一步組態以接收包括(但不限於)來自疊對度量工具102之疊對信號的資料。另外，控制器106可經組態以基於經獲取疊對信號來判定與疊對目標相關聯的疊對。
在另一實施例中，控制器106包括一或多個處理器108。舉例而言，一或多個處理器108可經組態以執行記憶體裝置110或記憶體中維護之一組程式指令。控制器106之一或多個處理器108可包括此項技術中已知的任何處理元件。在此意義上，一或多個處理器108可包括經組態以執行演算法及/或指令之任何微處理器型裝置。此外，記憶體裝置110可包括此項技術中已知之適合於儲存可由關聯之一或多個處理器108執行之程式指令的任何儲存媒體。舉例而言，記憶體裝置110可包括非暫時性記憶體媒體。作為額外實例，記憶體裝置110可包括(但不限於)唯讀記憶體、隨機存取記憶體、磁性或光學記憶體裝置(例如，磁碟)、磁帶、固態磁碟機及其類似者。應進一步注意，記憶體裝置110可係容納於具有一或多個處理器108之共同控制器殼體中。
圖1B為根據本發明之一或多個實施例的繪示疊對度量工具102之概念圖。在一個實施例中，疊對度量工具102包括經組態以產生照明光束114之照明源112。照明光束114可包括一或多個選定波長之光，其包括但不限於紫外線(UV)輻射、可見光輻射或紅外線(IR)輻射。
照明源112可包括適合於提供照明光束114的任何類型之照明源。在一個實施例中，照明源112為雷射源。舉例而言，照明源112可包括但不限於一或多個窄頻雷射源、寬頻雷射源、超連續譜雷射源、白光雷射源，或其類似者。就此而言，照明源112可提供具有高相干性(例如，高空間相干性及/或時間相干性)之照明光束114。在另一實施例中，照明源112包括雷射持續電漿(LSP)源。舉例而言，照明源112可包括但不限於LSP燈、LSP燈泡，或適合於貯存一或多種元素之LSP腔室，該一或多種元素在由雷射源激發成電漿狀態時可發射寬頻照明。在另一實施例中，照明源112包括燈源。舉例而言，照明源112可包括但不限於弧光燈、放電燈、無電極燈或其類似者。就此而言，照明源112可提供具有低相干性(例如，低空間相干性及/或時間相干性)之照明光束114。
在另一實施例中，疊對度量系統100包括波長選擇裝置116以控制照明光束114之光譜以用於樣本104之照明。舉例而言，波長選擇裝置116可包括適合於提供具有選定光譜(例如，中心波長、頻寬、光譜輪廓或其類似者)之照明光束114之可調諧濾光器。作為另一實例，波長選擇裝置116可調整可調諧照明源112之一或多個控制設定以直接控制照明光束114之光譜。此外，控制器106可以通信方式耦接至照明源112及/或波長選擇裝置116，以調整照明光束114之光譜之一或多個態樣。
在另一實施例中，疊對度量工具102經由照明路徑118將照明光束114導向至樣本104。照明路徑118可包括適合於修改及/或調節照明光束114以及將照明光束114導向至樣本104之一或多個光學組件。舉例而言，照明路徑118可包括但並非需要包括一或多個透鏡120 (例如，用以準直照明光束114，用以轉送光瞳及/或場平面，或其類似者)、用以調整照明光束114之偏振之一或多個偏振器122、一或多個濾光器、一或多個光束分裂器、一或多個漫射器、一或多個均質機、一或多個切趾器、一或多個光束塑形器，或一或多個鏡(例如，靜態鏡、可平移鏡、掃描鏡或其類似者)。在另一實施例中，疊對度量工具102包括物鏡124以將照明光束114聚焦至樣本104 (例如，疊對目標元件位於樣本104之兩個或多於兩個層上之疊對目標)上。在另一實施例中，樣本104安置於樣本載物台126上，樣本載物台126適合於緊固樣本104且經進一步組態以相對於照明光束114定位樣本104。
在另一實施例中，疊對度量工具102包括一或多個偵測器128，其經組態以通過收集路徑132捕捉自樣本104 (例如，樣本104上之疊對目標)發散之輻射(例如，樣本輻射130)，且產生指示樣本104之兩個或多於兩個層之疊對的一或多個疊對信號。收集路徑132可包括用以導向及/或修改由物鏡124收集之照明之多個光學元件，其包括但不限於一或多個透鏡134、一或多個濾光器、一或多個偏振器、一或多個光束擋塊，或一或多個光束分裂器。舉例而言，偵測器128可接收由收集路徑132中之元件(例如，物鏡124、一或多個透鏡134或其類似者)提供的樣本104之影像。作為另一實例，偵測器128可接收自樣本104反射或散射(例如，經由鏡面反射、漫反射及其類似者)之輻射。作為另一實例，偵測器128可接收由樣本產生之輻射(例如，與照明光束114之吸收相關聯之發光，及其類似者)。作為另一實例，偵測器128可自樣本104接收一或多個繞射階之輻射(例如，0階繞射、±1階繞射、±2階繞射及其類似者)。
疊對度量工具102之照明路徑118及收集路徑132可以適合於運用照明光束114照明樣本104且回應於入射照明光束114而收集自樣本104發散之輻射的廣泛範圍之組態而定向。舉例而言，如圖1B所繪示，疊對度量工具102可包括光束分裂器136，其經定向使得物鏡124可將照明光束114同時地導向至樣本104且收集自樣本104發散之輻射。作為另一實例，照明路徑118及收集路徑132可含有非重疊光學路徑。
圖1C為根據本發明之一或多個實施例的繪示疊對度量工具102之概念圖。在一個實施例中，照明路徑118及收集路徑132含有單獨元件。舉例而言，照明路徑118可利用第一聚焦元件138以將照明光束114聚焦至樣本104上，且收集路徑132可利用第二聚焦元件140以自樣本104收集輻射。就此而言，第一聚焦元件138及第二聚焦元件140之數值孔徑可不同。在另一實施例中，一或多個光學組件可安裝至可旋轉臂(圖中未示)，可旋轉臂圍繞樣本104而樞轉，使得照明光束114在樣本104上之入射角可由可旋轉臂之位置控制。
如本文中先前所描述，疊對度量工具102可組態以使用任何數目個疊對配方(例如，多組量測參數)產生與樣本104上之疊對目標相關聯之疊對信號。此外，疊對度量工具102可提供量測參數之快速調諧，使得可快速地獲取基於不同配方之多個疊對信號。舉例而言，疊對度量系統100之控制器106可與疊對度量工具102之一或多個可調整組件以通信方式耦接以根據疊對配方組態可調整組件。
疊對配方可包括入射於樣本上之照明光束114之光譜之一或多個態樣，諸如但不限於作為量測參數的波長(例如，中心波長)、頻寬，及照明光束114之光譜輪廓。舉例而言，控制器106可以通信方式耦接至照明源112及/或波長選擇裝置116以根據疊對配方調整照明光束114之光譜。
在一個實施例中，波長選擇裝置116包括一或多個位置可調諧光譜濾光器，其中可藉由修改照明光束114在濾光器上之位置來快速地調諧入射照明光束114之光譜特性(例如，中心波長、頻寬、光譜透射率值或其類似者)。此外，位置可調諧光譜濾光器可包括任何類型之光譜濾光器，諸如但不限於低通濾光器、高通濾光器、帶通濾光器或帶阻濾光器。
舉例而言，位置可調諧光譜濾光器可包括作為具有位置可調諧截止波長之線流式濾光器而操作的一或多個薄膜。就此而言，可藉由修改照明光束114在濾光器上之位置來調諧截止波長。舉例而言，低通線流式濾光器可使低於截止波長之波長通過(例如，經由透射或反射)，而高通線流式濾光器可使高於截止波長之波長通過。此外，帶通濾光器可由低通線流式濾光器與高通線流式濾光器之組合形成。
圖2A為根據本發明之一或多個實施例的包括位置可調諧光譜濾光器之波長選擇裝置116之概念圖。在一個實施例中，波長選擇裝置116包括緊固至一或多個線性平移載物台204 (例如，經由單濾光器座架、濾光輪或其類似者)之一或多個位置可調諧光譜濾光器202，其經定位以濾光來自照明源112 (例如，經組態為寬頻照明源)之照明光束114之光譜。此外，線性平移載物台204可以通信方式耦接至控制器106，使得可調整照明光束114在位置可調諧光譜濾光器202上之位置。
在另一實施例中，如圖2A所繪示，第一位置可調諧光譜濾光器202a安裝於第一線性平移載物台204a上，其包括具有位置可調諧截止波長之低通線流式濾光器。另外，第二位置可調諧光譜濾光器202b安裝於第二線性平移載物台204b上，其包括具有位置可調諧截止波長之高通線流式濾光器。此外，第一線性平移載物台204a及第二線性平移載物台204b可為獨立地可調整的。因此，第一位置可調諧光譜濾光器202a及第二位置可調諧光譜濾光器202b之位置可一起界定經透射照明光束114之光譜特性。
位置可調諧濾光器可調諧入射照明光束114之光譜特性的速度可由照明光束114橫越濾光器之平移速度控管。舉例而言，調諧速度可由圖2A之第一位置可調諧光譜濾光器202a及第二位置可調諧光譜濾光器202b之平移速度控管。在另一實施例中，儘管圖中未示，但疊對度量工具102包括光束掃描裝置(例如，一或多個線性可平移鏡、一或多個檢流計鏡或其類似者)，其與控制器106以通信方式耦接以修改照明光束114在一或多個位置可調諧濾光器上之位置。因此，調諧速度可由光束掃描裝置之掃描速度控管。
在另一實施例中，波長選擇裝置116包括一或多個角度可調諧光譜濾光器，其中可藉由修改照明光束114在濾光器上之角度來快速地調諧入射照明光束114之光譜特性(例如，中心波長、頻寬、光譜透射率值或其類似者)。此外，角度可調諧光譜濾光器可包括任何類型之光譜濾光器，諸如但不限於低通濾光器、高通濾光器、帶通濾光器或帶阻濾光器。舉例而言，角度可調諧光譜濾光器可包括作為具有位置可調諧截止波長之線流式濾光器而操作的一或多個薄膜。就此而言，可藉由修改照明光束114在濾光器上之角度來調諧截止波長。
圖2B為根據本發明之一或多個實施例的包括角度可調諧光譜濾光器之波長選擇裝置116之概念圖。在一個實施例中，波長選擇裝置116包括緊固至一或多個旋轉平移載物台208 (例如，經由單濾光器座架、濾光輪或其類似者)之一或多個角度可調諧光譜濾光器206，其經定位以濾光來自照明源112 (例如，經組態為寬頻照明源)之照明光束114之光譜。此外，旋轉平移載物台208可以通信方式耦接至控制器106，使得可調整照明光束114在角度可調諧光譜濾光器206上之角度。
在另一實施例中，如圖2B所繪示，第一角度可調諧光譜濾光器206a安裝於第一旋轉平移載物台208a上，其包括具有位置可調諧截止波長之低通線流式濾光器。另外，第二角度可調諧光譜濾光器206b安裝於第二旋轉平移載物台208b上，其包括具有位置可調諧截止波長之高通線流式濾光器。此外，第一旋轉平移載物台208a及第二旋轉平移載物台208b可為獨立地可調整的。因此，第一角度可調諧光譜濾光器206a及第二角度可調諧光譜濾光器206b之位置可一起界定經透射照明光束114之光譜特性。
角度可調諧濾光器可調諧入射照明光束114之光譜特性的速度可由照明光束114在濾光器上之角度之平移速度控管。舉例而言，調諧速度可由圖2B之第一角度可調諧光譜濾光器206a及第二角度可調諧光譜濾光器206b之平移速度控管。在另一實施例中，儘管圖中未示，但疊對度量工具102包括光束掃描裝置(例如，一或多個線性可平移鏡、一或多個檢流計鏡或其類似者)，其與控制器106以通信方式耦接以修改照明光束114在一或多個角度可調諧濾光器上之角度。因此，調諧速度可由光束掃描裝置之掃描速度控管。
在另一實施例中，波長選擇裝置116包括雙重單色器，其包括耦接至空間濾光器以提供照明光束114之光譜特性之快速調諧的一或多個動態可調整繞射光柵。與空間濾光器耦接以提供入射光束之光譜濾光的動態可調整繞射光柵大體上描述於標題為「System and Method for Spectral Tuning of Broadband Light Sources」且在2016年10月31日申請之美國專利申請案第15/339,312號中，該申請案之全文以引用的方式併入本文中。動態產生之光柵可在不實體上移動組件(例如，平移載物台、可平移鏡、檢流計鏡或其類似者)的情況下提供照明光束114之光譜調諧。因此，包括動態產生之光柵的波長選擇裝置116可以適合於快速地獲取具有不同波長之疊對信號的高速度促進高度可重複光譜調諧。
圖2C為根據本發明之一或多個實施例的包括具有空間濾光器之雙重光柵單色器之波長選擇裝置116之概念圖。在一個實施例中，波長選擇裝置116包括用以光譜色散照明光束114之第一色散性元件210、用以作為空間濾光器而操作之濾光元件212，及用以光譜重組經色散照明光束114以形成經光譜濾光照明光束114之第二色散性元件214。就此而言，第二色散性元件214可移除由第一色散性元件210引入之色散。此外，波長選擇裝置116之光譜透射比可與濾光元件212之空間透射比相關。
第一色散性元件210可為此項技術中已知的適合於將光譜色散引入至照明光束114中的任何類型之色散性元件。舉例而言，第一色散性元件210可經由諸如但不限於繞射或折射之任何機制將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/或反射性光學元件形成。
在另一實施例中，第一色散性元件210包括動態產生之繞射光柵。就此而言，繞射光柵可動態地產生於基板材料(例如，透明光學材料)中。此外，可藉由調整動態產生之繞射光柵的物理特性來動態地修改第一色散性元件210之色散性特性以便調諧波長選擇裝置116。舉例而言，可調整(例如，經由控制器106)動態產生之繞射光柵的週期或調變深度以控制色散之值(例如，特定照明波長被繞射的角度)。作為另一實例，可調整(例如，經由控制器106)動態產生之繞射光柵的調變深度以控制色散之效率(例如，特定照明波長被繞射的效率值)。
舉例而言，第一色散性元件210可包括但不限於在電光調變器上之聲光偏轉器。在本文中應注意，包括具有聲光偏轉器之雙重光柵單色器的波長選擇裝置116可提供空間相干照明光束114 (例如，由超連續譜雷射源或其類似者產生)之快速調諧。在一個實施例中，第一色散性元件210包括由與轉訊器耦接之固體介質組成的聲光偏轉器，轉訊器經組態以產生傳播通過固體介質之超音波。可藉由傳播超音波來修改固體介質之性質，諸如但不限於折射率，使得照明光束114在與固體介質相互作用後就繞射。此外，超音波可在固體介質中以聲速傳播通過介質，且具有與驅動信號之頻率以及固體介質中之聲速相關的波長。因此，可動態地調整轉訊器之調變頻率及/或調變強度，以修改動態產生之繞射光柵的物理特性及第一色散性元件210之對應色散性性質。
在另一實施例中，波長選擇裝置116包括第一光學元件216 (例如，一或多個透鏡，或其類似者)以將經光譜色散照明光束114聚焦至焦平面218，使得照明光束114之光譜可橫越焦平面218而空間分佈。因此，焦平面218可對應於波長選擇裝置116之繞射平面。就此而言，焦平面218內之「位置」可對應於來自照明光束114之光以照明光束114之特定角度且因此以照明光束114之特定照明波長離開第一色散性元件210。舉例而言，包括繞射光柵之第一色散性元件210可以不同角度繞射照明光束114之每一照明波長，於是照明光束114之每一照明波長可聚焦至焦平面218中之不同部位。
在另一實施例中，波長選擇裝置116之濾光元件212位於焦平面218處。就此而言，濾光元件212可空間濾光經光譜色散照明光束114。舉例而言，濾光元件212可具有描述照明(例如，任何波長之照明)之透射比依據位置而變的空間透射比。因此，可根據濾光元件212之空間透射比修改照明光束114之每一波長之光譜功率。就此而言，波長選擇裝置116之光譜透射比可為經由濾光元件212之空間透射比而可控制的。在一種情況下，濾光元件212可使照明光束114之選擇波長(或波長範圍)通過。
在另一實施例中，波長選擇裝置116包括第二光學元件220 (例如，一或多個透鏡，或其類似者)以收集由濾光元件212通過之經光譜色散照明。舉例而言，第二光學元件220可自濾光元件212收集經光譜色散且經濾光之照明光束114之至少一部分。此外，第二光學元件220可將經收集的經光譜色散且經濾光之照明光束114導向至第二色散性元件214。
在另一實施例中，第二色散性元件214光譜組合經光譜色散且經濾光之照明光束114以移除由第一色散性元件210引入之光譜色散。就此而言，離開第二色散性元件214之照明光束114可為輸入照明光束114之經光譜濾光版本。舉例而言，第二光學元件220之色散性特性可經組態以抵消由第一色散性元件210誘發之色散。
在另一實施例中，第一光學元件216及第二光學元件220形成光學轉送系統。就此而言，第一光學元件216及第二光學元件220可在第二色散性元件214處產生照明光束114在第一色散性元件210上之分佈之影像。因此，波長選擇裝置116可最低限度地影響照明光束114之性質，諸如但不限於發散度(例如，準直度)、空間相干性，或(例如，所通過波長之)亮度，其可促進將波長選擇裝置116整合至疊對度量工具102中。
在另一實施例中，波長選擇裝置116包括多通道光譜濾光器以提供照明光束114之光譜特性之快速調諧。多通道光譜濾光器大體上描述於標題為「System and Method for Generating Multi-Channel Tunable Illumination from a Broadband Source」且在2016年12月21日申請之美國專利申請案第15/387,180號中，該申請案之全文以引用的方式併入本文中。舉例而言，多通道光譜濾光器可包括具有固定光譜透射率(例如，固定光譜濾光特性)之兩個或多於兩個通道，及用以將入射光束(例如，照明光束114)路由至一或多個通道之通道選擇器。因此，可藉由修改照明光束114被路由通過的通道而在多重預定義光譜分佈(例如，中心波長、頻寬、光譜輪廓或其類似者)之間快速地調諧輸入照明光束114之光譜特性。因此，多通道光譜濾光器可在不需要動態光譜調諧的情況下提供固定光譜特性(例如，與不同疊對配方相關聯)之間的快速切換。此外，切換速度可由通道選擇器之切換速度控管。
圖2D為根據本發明之一或多個實施例的包括多通道光譜濾光器之波長選擇裝置116之概念圖。在一個實施例中，波長選擇裝置116包括通道選擇器222以將照明光束114分離成兩個或多於兩個通道光束224 (例如，沿著兩個或多於兩個濾光通道中之任一者傳播的照明光束之部分)。通道選擇器222可為適合於將入射照明光束114可選擇地導向至一或多個濾光通道之任何光學元件或元件組合。舉例而言，通道選擇器222可包括但不限於一或多個光束分裂器226、一或多個偏振旋轉器228、一或多個雙向色鏡，或一或多個光束路由元件(例如，可平移鏡、檢流計鏡或其類似者)。在另一實施例中，控制器106以通信方式耦接至通道選擇器222以指導通道選擇器222向照明光束114提供選定光譜性質。
在另一實施例中，波長選擇裝置116之每一濾光通道包括濾光器230以控制通道光束224之光譜含量。濾光器230可包括適合於修改照明光束114之光譜含量之任何類型的濾光器，諸如(但不限於)具有固定光譜透射率之靜態光譜濾光器(例如，介電濾光器、金屬濾光器或其類似者)、可調諧光譜濾光器(例如，如本文中先前所描述之位置可調諧光譜濾光器、角度可調諧光譜濾光器或聲光雙重單色器)。
在另一實施例中，波長選擇裝置116包括光束組合器232以組合濾光通道中之每一者的路徑。就此而言，由波長選擇裝置116提供為輸出之經濾光照明光束114的路徑可係相同的，而不管所使用之濾光通道如何。
在一些實施例中，疊對度量工具102可運用多個照明波長來同時地照明樣本104 (例如，樣本104上之疊對目標)，其中每一波長可對應於不同疊對配方。疊對度量工具102可接著回應於每一波長而偵測自樣本104發散之輻射，以同時地產生與不同疊對配方相關聯之多個疊對信號。舉例而言，疊對度量工具102可包括作為收集路徑132之部分的光譜儀及/或高光譜偵測系統，以單獨地且同時地偵測與不同入射波長相關聯之自樣本104發散的輻射。就此而言，為捕捉與不同疊對配方相關聯之多個疊對信號所需要的時間可係由光譜儀及/或高光譜偵測系統之總獲取時間(例如，高光譜偵測系統之偵測器128之獲取時間)控管。
使用高光譜系統同時地捕捉度量工具之光瞳平面係大體上描述於標題為「System and Method for Hyperspectral Imaging Metrology」且在2016年8月10日申請之美國專利申請案第15/233,648號中，該申請案之全文係以引用的方式併入本文中。舉例而言，高光譜成像子系統可在光瞳平面處光譜色散自樣本104 (例如，樣本104上之疊對目標)發散之輻射，將光瞳平面劃分成多個片段，且將與每一片段相關聯之輻射導向至偵測器之空間分離部分。就此而言，與光瞳平面相關聯之照明可被分段，且作為經光譜色散陣列圖案而分佈於偵測器上。因此，具有不同波長之與光瞳平面相關聯的照明可佔據偵測器上的不同部位。
圖3為根據本發明之一或多個實施例的高光譜成像子系統302之概念圖，高光譜成像子系統302用於將自樣本104發散之輻射單獨地分佈於偵測器128上以用於同時地產生與不同波長相關聯之疊對信號。
在一個實施例中，高光譜成像子系統302包括色散性元件304，其位於疊對度量工具102之光瞳平面306處(例如，收集路徑132內)以光譜色散樣本輻射130。舉例而言，色散性元件304可在光瞳平面306處色散樣本輻射130，使得來自色散性元件304之樣本輻射130之出射角根據光譜含量(例如，波長)而變化。作為說明，如圖3所展示，入射於色散性元件304上的包括三個相異波長之樣本輻射130可色散成樣本輻射130之相異子光束(例如，λ1 、λ2 、λ3 )。然而，應注意，圖3所繪示且上文所描述的與相異波長相關聯之子光束之描繪係僅僅出於說明性目的而提供，且不應被解譯為限制性的。舉例而言，樣本輻射130可包括寬光譜範圍(例如，與照明光束114之光譜範圍相關聯，或其類似者)，使得由色散性元件304色散之樣本輻射130可包括單一經光譜色散光束(例如，無相異子光束)。
色散性元件304可為此項技術中已知的適合於將光譜色散引入至樣本輻射130中的任何類型之色散性元件。色散性元件304可經由諸如但不限於繞射或折射之任何機制將色散進一步引入至樣本輻射130中。此外，色散性元件304可由透射性及/或反射性光學元件形成。舉例而言，色散性元件304可包括但不限於繞射光柵或稜鏡。
在另一實施例中，高光譜成像子系統302包括高光譜轉送光學元件308以轉送光瞳平面306 (例如，轉送位於高光譜成像子系統302之第一光學元件、高光譜成像子系統302之入射光瞳或其類似者處的光瞳平面306之影像)。舉例而言，如圖3所繪示，高光譜轉送光學元件308可收集自色散性元件304導向的經光譜色散樣本輻射130之至少一部分以形成光瞳平面306之經轉送影像。就此而言，高光譜轉送光學元件308可組合樣本輻射130之經光譜色散分量以形成光瞳平面306之影像。因此，樣本輻射130可能不會在光瞳平面306之經轉送影像之部位處光譜色散，但可能在高光譜成像子系統302內之別處光譜色散。
在另一實施例中，高光譜成像子系統302包括被形成為聚焦元件(例如，透鏡)之陣列之透鏡陣列310。在另一實施例中，透鏡陣列310位於光瞳平面306之經轉送影像處，使得透鏡陣列310根據透鏡陣列310之聚焦元件之分佈將光瞳平面306中之樣本輻射130劃分成多個片段。就此而言，透鏡陣列310之每一聚焦元件可捕捉光瞳平面306中的樣本輻射130之分佈之特定部分。
因此，可將光瞳平面306中的與照明光束114之不同波長相關聯之樣本輻射130單獨地提供至偵測器128。偵測器128可因此將與不同波長相關聯(例如，與不同疊對配方相關聯)之疊對信號單獨地且同時地提供至控制器106。
在另一實施例中，疊對配方包括照明光束114在樣本104上之選定角分佈。因此，控制器106可以通信方式耦接至照明源112及/或照明路徑118之一或多個組件以調整照明光束114在樣本104上之角分佈。
照明光束114在樣本104上之角分佈可由適合於導向照明光束114之任何光學元件或元件組合調整。
舉例而言，如圖1C所繪示，疊對度量工具102之照明路徑118可包括但並非需要包括與樣本104成角度而定位之第一聚焦元件138。此外，第一聚焦元件138以及照明路徑118中之一或多個額外光學組件可緊固至可旋轉臂(圖中未示)，可旋轉臂適合於控制照明光束114入射於樣本上之角度。因此，控制器106可以通信方式耦接至可旋轉臂，使得控制器可指導可旋轉臂以對應於選定疊對配方之選定角度定位照明光束114。
現在參看圖1B，作為另一實例，藉由在照明光瞳平面(例如，照明路徑118中的與物鏡124之背焦平面共軛之光瞳平面)中定位及/或塑形照明光束114，可在垂直於樣本104而定位的物鏡124之數值孔徑內調整照明光束114在樣本104上之角度。
圖4為根據本發明之一或多個實施例的適合於控制照明光束114在樣本104上之入射角之照明光瞳平面402之概念圖。在一個實施例中，一或多個孔徑404可經定位為在照明光瞳平面402中遠離照明路徑118之光軸406。舉例而言，孔徑404a、404b、404c可在照明光瞳平面402內之Z方向上居中於三個離軸部位處。就此而言，照明光瞳平面402處之照明光束114 (例如，填充照明光瞳平面402之至少一部分)可藉由傳播通過孔徑404a、404b、404c中之任一者而以選定角度在樣本上提供照明光束114。因此，照明光瞳平面402中之離軸照明(例如，在圖4之Z方向上)可引起以離位角度(例如，在圖1B之X方向上＜ 90°)照明樣本104。
就此而言，以通信方式耦接至孔徑404a、404b、404c之控制器106可選擇性地敞開所要孔徑以在樣本104上達成所要照明角度。應理解，圖4中的三個孔徑(例如，孔徑404a、404b、404c)之繪示及以上關聯描述係僅僅出於說明性目的而提供，且不應被解譯為限制性的。疊對度量工具102可包括貫穿照明光瞳平面402具有任何大小、形狀或分佈以提供所要數目個可用照明角度作為疊對配方中之量測參數的任何數目個孔徑。在另一實施例中，控制器106可指導兩個或多於兩個孔徑404同時地敞開以根據多個疊對配方提供樣本104之同時照明及多個照明角度。
在另一實施例中，疊對度量工具102可包括一或多個切趾器以塑形樣本104上之角分佈(例如，照明光束114依據樣本104上之角度而變的相對強度)。
在另一實施例中，疊對度量工具102可包括一或多個元件以在照明光瞳平面402中之任何位置處塑形及/或定位照明光束114。舉例而言，照明路徑118可包括以通信方式耦接至控制器106以選擇性地控制照明光束114之直徑的光束縮減器/擴展器。此外，照明路徑118可包括以通信方式耦接至控制器106以選擇性地調整照明光束114之位置的可調整光束控制裝置(例如，可平移鏡、可傾斜鏡、稜鏡或其類似者)。在本文中應認識到，照明光瞳平面402中之孔徑404可阻擋照明光束114之功率之相當大的部分，且可因此相對於無孔徑光束增加對照明光束114之功率要求以達成所要效能規格。因此，在照明光瞳平面402中之選定位置(例如，離軸位置或同軸位置)處塑形及/或定位照明光束114可促進以任何所要照明角度使用照明光束114之所有可用功率，此可提供照明源112之光譜功率之高效使用。在另一實施例中，可調整光束控制裝置可將來自照明源112之入射照明光束114分裂成兩個或多於兩個子光束。可調整光束控制裝置可進一步調整兩個或多於兩個子光束在照明光瞳平面402內之光束直徑及部位，以在樣本104上同時地提供與多個疊對配方相關聯之多個照明角度。
在另一實施例中，疊對配方包括照明光束114在樣本104上之選定偏振。因此，控制器106可以通信方式耦接至照明路徑118中之可調整偏振器以選擇性地控制照明光束114在樣本104上之偏振。舉例而言，可調整偏振器可包括但不限於可旋轉平移載物台、勃克爾盒(Pockels cell)或液晶裝置中之靜態偏振器。
在另一實施例中，疊對配方包括照明光束114在樣本104上之選定位置。因此，控制器106可以通信方式耦接至照明路徑118中之光束掃描裝置以選擇性地控制照明光束114在樣本104上之部位。舉例而言，光束掃描裝置可以比偵測器128之積分時間更快的速率在樣本104上之疊對目標之界限內移動照明光束114以提供空間平均化疊對信號，此可減輕與疊對目標中之瑕疵相關聯之假影以及相干性效應。在一個實施例中，光束掃描裝置包括共振鏡，諸如但不限於共振頻率高於偵測器128之圖框速率的微機電鏡(MEM)。舉例而言，共振為25 kHz之共振鏡可提供照明光束114在適合於在小於0.15毫秒中產生空間平均化疊對信號之疊對目標內之運動。
在另一實施例中，疊對配方包括疊對度量工具102 (例如，物鏡124或第一聚焦元件138)之聚焦體積內的樣本104之選定位置。因此，控制器106可以通信方式耦接至樣本載物台126以選擇性地調整樣本104之聚焦位置。舉例而言，樣本載物台126可包括但不限於適合於沿著一或多個線性方向(例如，x方向、y方向及/或z方向)可選擇地平移樣本104之一或多個平移載物台。作為另一實例，樣本載物台126可包括但不限於適合於沿著旋轉方向可選擇地旋轉樣本104之一或多個旋轉載物台。作為另一實例，樣本載物台126可包括但不限於適合於沿著線性方向可選擇地平移樣本及/或沿著旋轉方向可選擇地旋轉樣本104之旋轉載物台及平移載物台。
此外，可選擇性地調整疊對度量工具102之任何組件以促進疊對配方之量測參數之快速調諧及/或疊對信號之快速獲取。舉例而言，疊對配方可包括偵測器128之一或多個獲取參數，諸如但不限於積分時間、圖框速率或增益。
偵測器128可包括此項技術中已知的適合於量測自樣本104接收之照明的任何光學偵測器。舉例而言，偵測器128可包括但不限於電荷耦合裝置(CCD)偵測器、互補金屬-氧化物-半導體(CMOS)偵測器、時間延遲與積分(TDI)偵測器、光電倍增管(PMT)、突崩光電二極體(APD)或其類似者。在另一實施例中，偵測器128可包括適合於識別自樣本104發散之輻射之波長的光譜偵測器。此外，疊對度量工具102可包括多個偵測器128 (例如，與由一或多個光束分裂器產生之多個光束路徑相關聯以促進由疊對度量工具102產生多個疊對信號)。在一個實施例中，偵測器128包括適合於以大於1000圖框每秒之圖框速率捕捉影像之高速攝影機(例如，來自PCO AG之Dimax-series攝影機)。因此，疊對度量工具102可但並非需要運用不同配方每0.3毫秒獲取疊對信號。
圖5為根據本發明之一或多個實施例的繪示用於判定疊對之方法500中執行之步驟之流程圖。申請人注意到，本文中在疊對度量系統100之內容背景中先前所描述之實施例及允用技術應被解譯為延伸至方法500。然而，應進一步注意，方法500不限於疊對度量系統100之架構。
方法500之步驟中之每一者可如本文中進一步所描述而執行。該等步驟可由一或多個控制器(例如，控制器106或其類似者)執行，該一或多個控制器可根據本文中所描述之實施例中之任一者而組態。另外，上文所描述之方法可由本文中所描述之系統實施例中之任一者執行。方法500亦可包括可由本文中所描述之控制器或任何系統實施例執行之一或多個額外步驟。
在一個實施例中，方法500包括循序地特性化樣本上之兩個或多於兩個疊對目標的步驟502，其中特性化兩個或多於兩個疊對目標中之特定疊對目標包括針對特定疊對目標獲取兩個或多於兩個疊對信號，兩個或多於兩個疊對信號係運用來自疊對度量工具之兩個或多於兩個獨特配方而產生。舉例而言，樣本可包括眾多分佈式疊對目標以提供兩個或多於兩個樣本層之疊對可被量測的固定部位。舉例而言，疊對目標可位於樣本上的未用於裝置結構之晶粒之部分中或位於晶粒之間。然而，狀況可為，固定一組量測參數(例如，固定疊對配方)歸因於樣本上之程序變化(例如，一或多個層之厚度變化，或一或多個樣本層上之疊對目標特徵之大小及/或分佈變化)而可能不會在樣本之所有部位處提供相同程度之疊對準確性及可重複性。
因此，步驟502可因此包括使用兩個或多於兩個不同配方自疊對度量工具(例如，疊對度量工具102)獲取兩個或多於兩個疊對信號。舉例而言，給定疊對配方可包括但並非需要包括或限於入射於疊對目標上之照明之選定一組波長、回應於入射照明自度量目標發散之輻射之選定一組量測波長、樣本上之照明之選定一組入射角、入射照明之選定偏振、疊對目標上之入射照明之選定位置，或疊對度量工具之聚焦體積內的樣本之選定部位。
可在針對後續目標獲取疊對信號之前循序地或同時地獲取使用兩個或多於兩個疊對配方產生的與疊對目標相關聯之兩個或多於兩個疊對信號。舉例而言，藉由針對第一配方組態疊對度量工具，使用第一配方獲取第一疊對信號，調諧疊對度量工具以使用第二配方，使用第二配方獲取第二疊對信號等等，可循序地獲取兩個或多於兩個疊對信號。
在一個實施例中，疊對度量工具之一或多個元件經組態以提供疊對度量工具之快速調諧以用於運用不同配方快速地獲取多個疊對信號。在將波長視為疊對配方之例示性量測參數的情況下，疊對度量工具可包括適合於快速地調諧樣本上之照明之一或多個光譜特性(例如，波長、頻寬、光譜輪廓或其類似者)的波長選擇裝置，諸如但不限於可調諧線流式濾光器、聲光雙重單色器、多通道光譜濾光器，或其類似者。就此而言，疊對度量工具可在多個配方之間高效地切換。在一種情況下，疊對度量工具可組態以在小於0.5毫秒中在選定疊對配方之間切換。
作為另一實例，在仍將波長視為疊對配方之例示性量測參數的情況下，疊對度量工具可包括光譜儀或高光譜偵測系統以回應於入射照明之多個選定波長而同時地偵測與自樣本發散之輻射相關聯之一或多個疊對信號。因此，多個同時疊對信號之獲取時間可等於偵測器之捕捉時間。
在另一實施例中，疊對度量工具之一或多個元件經組態以運用給定配方提供疊對信號之快速獲取。舉例而言，疊對度量工具可包括高速攝影機以運用低捕捉時間(例如，小於0.5毫秒)捕捉自樣本發散之輻射。
一旦已針對特定疊對目標獲取所有疊對信號，無論循序地抑或同時地，步驟502就可包括將疊對度量工具對準至第二疊對目標，及重複程序以針對第二疊對目標產生疊對信號。
在另一實施例中，方法500包括針對兩個或多於兩個疊對目標判定輸出疊對的步驟504，其中針對兩個或多於兩個疊對目標中之特定疊對目標判定輸出疊對包括針對特定疊對目標分析兩個或多於兩個疊對信號以產生輸出疊對。
在一個實施例中，可藉由針對疊對目標(例如，兩個或多於兩個疊對目標中之任一者)基於兩個或多於兩個對應疊對信號而產生兩個或多於兩個候選疊對來判定針對彼疊對目標之輸出疊對。舉例而言，來自疊對度量工具之每一疊對信號可含有足以針對對應疊對目標產生候選疊對之資訊(例如，在第一疊對目標處的樣本之兩個或多於兩個層之相對位置之量測)。
在另一實施例中，可藉由選擇單一候選疊對作為針對疊對目標之輸出疊對來判定針對彼疊對目標之輸出疊對。舉例而言，狀況可為，運用不同疊對配方產生之兩個或多於兩個候選疊對可能不相等。因此，步驟504可包括判定兩個或多於兩個候選疊對之相對準確性及/或可重複性。因此，在給定候選疊對被判定為具有處於選定容限內之準確性及/或可重複性的狀況下，可選擇此候選疊對作為與第一疊對目標相關聯之輸出疊對。
在本文中認識到，可以多種方法判定兩個或多於兩個候選疊對之相對準確性及/或可重複性。舉例而言，在疊對信號包括樣本之兩個或多於兩個層級上之疊對目標特徵之影像的基於影像之疊對度量工具中，疊對目標特徵之影像可根據影像品質度量(例如，焦點之清晰度、對比度、亮度、影像假影之存在，或其類似者)予以分析及/或順位。
作為另一實例，在疊對信號包括表示來自樣本之輻射之角分佈之光瞳影像的基於散射術之疊對度量工具中，光瞳影像可基於光瞳特徵之存在或缺乏予以分析及/或順位。舉例而言，光瞳影像可基於光瞳中之0階信號相對於一或多個高階信號之強度予以分析及/或順位。在另一情況下，光瞳影像可基於光瞳中之一或多個繞射階信號之經偵測形狀予以分析及/或順位。
在另一實施例中，可藉由以組合形式針對疊對目標分析兩個或多於兩個疊對信號來判定針對彼疊對目標之輸出疊對。就此而言，基於多個疊對信號而產生之輸出疊對信號之準確性可相對於基於單一疊對信號而產生之輸出疊對信號被改良。舉例而言，消除疊對度量之不準確性大體上描述於標題為「Methods of Analyzing and Utilizing Landscapes to Reduce or Eliminate Inaccuracy in Overlay Optical Metrology」且在2016年10月27日公開之美國專利公開案第2016/0313658號中，該公開案之全文以引用的方式併入本文中。
步驟504中的針對兩個或多於兩個疊對目標的輸出疊對之判定可相對於步驟502中的疊對信號之獲取在任何時間實行。在一個實施例中，針對每一疊對目標循序地產生輸出疊對。舉例而言，疊對度量系統可對準至第一疊對目標，針對第一疊對目標獲取兩個或多於兩個疊對信號(例如，在步驟502中)，且基於兩個或多於兩個疊對信號針對第一疊對目標判定輸出疊對(例如，在步驟504中)。隨後，疊對度量系統可對準至第二疊對目標，針對第二疊對目標獲取兩個或多於兩個疊對信號(例如，在步驟502中)，且基於兩個或多於兩個疊對信號針對第二疊對目標判定輸出疊對(例如，在步驟504中)。在另一實施例中，疊對度量系統可針對第一疊對目標獲取兩個或多於兩個疊對信號(例如，在步驟502中)，且隨後針對第二疊對目標獲取兩個或多於兩個疊對信號(例如，在步驟502中)。然而，可針對第一及第二疊對目標同時地執行輸出疊對信號之判定(例如，在步驟504中)。此外，與每一疊對目標相關聯之兩個或多於兩個疊對信號可在之前儲存於揮發性或非揮發性記憶體裝置中，且在任何所要時間予以處理。就此而言，與自疊對信號判定輸出疊對相關聯之計算時間可能不會影響樣本上之疊對信號之獲取時間。
在另一實施例中，方法500可包括基於與在步驟504中判定之輸出疊對相關聯之任何疊對誤差而產生將由程序工具(例如，微影工具)使用以在樣本上製造額外層之一或多個可校正項(例如，校正因數)。
本文中所描述之主題有時說明其他組件內所含有或與其他組件連接之不同組件。應理解，此等所描繪架構僅僅係例示性的，且事實上可實施達成相同功能性之許多其他架構。在概念意義上，用以達成相同功能性之組件之任何配置實際上「相關聯」，使得達成所要功能性。因此，本文中經組合以達成特定功能性之任何兩個組件可被視為彼此「相關聯」，使得達成所要功能性，而不管架構或中間組件如何。同樣地，如此相關聯之任何兩個組件亦可被視為彼此「連接」或「耦接」以達成所要功能性，且能夠如此相關聯之任何兩個組件亦可被視為彼此「可耦接」以達成所要功能性。可耦接之特定實例包括但不限於實體上可互動及/或實體上互動組件，及/或無線可互動及/或無線互動組件，及/或邏輯上可互動及/或邏輯上互動組件。
咸信，本發明及其許多伴隨優勢將藉由前述描述予以理解，且將顯而易見，在不脫離所揭示之主題的情況下或在不犧牲其所有材料優勢的情況下，可對組件之形式、建構及配置進行各種改變。所描述之形式僅僅為闡釋性的，且以下申請專利範圍之意圖係涵蓋及包括此等改變。此外，應理解，本發明係由隨附申請專利範圍界定。
100‧‧‧疊對度量系統
102‧‧‧疊對度量工具
104‧‧‧樣本
106‧‧‧控制器
108‧‧‧處理器
110‧‧‧記憶體裝置
112‧‧‧照明源
114‧‧‧照明光束
116‧‧‧波長選擇裝置
118‧‧‧照明路徑
120‧‧‧透鏡
122‧‧‧偏振器
124‧‧‧物鏡
126‧‧‧樣本載物台
128‧‧‧偵測器
130‧‧‧樣本輻射
132‧‧‧收集路徑
134‧‧‧透鏡
136‧‧‧光束分裂器
138‧‧‧第一聚焦元件
140‧‧‧第二聚焦元件
202‧‧‧位置可調諧光譜濾光器
202a‧‧‧第一位置可調諧光譜濾光器
202b‧‧‧第二位置可調諧光譜濾光器
204a‧‧‧第一線性平移載物台
204b‧‧‧第二線性平移載物台
206a‧‧‧第一角度可調諧光譜濾光器
206b‧‧‧第二角度可調諧光譜濾光器
208a‧‧‧第一旋轉平移載物台
208b‧‧‧第二旋轉平移載物台
210‧‧‧第一色散性元件
212‧‧‧濾光元件
214‧‧‧第二色散性元件
216‧‧‧第一光學元件
218‧‧‧焦平面
220‧‧‧第二光學元件
222‧‧‧通道選擇器
224‧‧‧通道光束
226‧‧‧光束分裂器
228‧‧‧偏振旋轉器
230‧‧‧濾光器
232‧‧‧光束組合器
302‧‧‧高光譜成像子系統
304‧‧‧色散性元件
306‧‧‧光瞳平面
308‧‧‧高光譜轉送光學元件
310‧‧‧透鏡陣列
402‧‧‧照明光瞳平面
404‧‧‧孔徑
404a‧‧‧孔徑
404b‧‧‧孔徑
404c‧‧‧孔徑
406‧‧‧光軸
500‧‧‧方法
502‧‧‧步驟
504‧‧‧步驟
熟習此項技術者可參考附圖較佳地理解本發明之眾多優勢，附圖中： 圖1A為根據本發明之一或多個實施例的繪示疊對度量系統之概念圖。 圖1B為根據本發明之一或多個實施例的繪示疊對度量工具之概念圖。 圖1C為根據本發明之一或多個實施例的繪示疊對度量工具之概念圖。 圖2A為根據本發明之一或多個實施例的包括位置可調諧光譜濾光器之波長選擇裝置之概念圖。 圖2B為根據本發明之一或多個實施例的包括角度可調諧光譜濾光器之波長選擇裝置之概念圖。 圖2C為根據本發明之一或多個實施例的包括具有空間濾光器之雙重光柵單色器之波長選擇裝置之概念圖。 圖2D為根據本發明之一或多個實施例的包括多通道光譜濾光器之波長選擇裝置之概念圖。 圖3為根據本發明之一或多個實施例的高光譜成像子系統302之概念圖，高光譜成像子系統302用於將自樣本104發散之輻射單獨地分佈於偵測器128上以用於同時地產生與不同波長相關聯之疊對信號。 圖4為根據本發明之一或多個實施例的適合於控制照明光束在樣本上之入射角之照明光瞳平面之概念圖。 圖5為根據本發明之一或多個實施例的繪示用於判定疊對之方法中執行之步驟之流程圖。

Claims (49)

  1. 一種疊對度量系統，其包含： 一疊對度量工具，該疊對度量工具可組態以運用複數個配方來產生疊對信號，其中運用該複數個配方中之一特定配方產生之一疊對信號適合於判定一樣本之兩個或多於兩個層的疊對，其中該疊對度量工具將來自一照明源之一照明光束之至少一部分導向至該樣本上之一疊對目標，且回應於該照明光束之該至少一部分而收集自該疊對目標發散之輻射，以運用該特定配方來產生該疊對信號；及 一控制器，其係以通信方式耦接至該疊對度量工具，該控制器包括經組態以執行指令之一或多個處理器，該等指令經組態以致使該一或多個處理器進行以下操作： 循序地特性化該樣本上之兩個或多於兩個疊對目標，其中特性化該兩個或多於兩個疊對目標中之一特定疊對目標包括針對該特定疊對目標獲取兩個或多於兩個疊對信號，該兩個或多於兩個疊對信號係運用來自該疊對度量工具之兩個或多於兩個獨特配方而產生；及 針對該兩個或多於兩個疊對目標判定輸出疊對，其中針對該兩個或多於兩個疊對目標中之一特定疊對目標判定一輸出疊對包括針對該特定疊對目標分析該兩個或多於兩個疊對信號以產生該輸出疊對。
  2. 如請求項1之疊對度量系統，其中針對該特定疊對目標分析該兩個或多於兩個疊對信號以產生該輸出疊對包含： 針對該特定疊對目標，基於該兩個或多於兩個疊對信號而產生兩個或多於兩個候選疊對；及 選擇該兩個或多於兩個候選疊對中之一者作為針對該特定疊對目標之該輸出疊對。
  3. 如請求項1之疊對度量系統，其中針對該特定疊對目標分析該兩個或多於兩個疊對信號以產生該輸出疊對包含： 以組合形式針對該特定疊對目標分析該兩個或多於兩個疊對信號以產生該輸出疊對。
  4. 如請求項1之疊對度量系統，其中該疊對度量工具運用該兩個或多於兩個獨特配方，針對該特定疊對目標循序地產生該兩個或多於兩個疊對信號。
  5. 如請求項1之疊對度量系統，其中該疊對度量工具調諧至該特定配方，且在小於或等於大約0.5毫秒中運用該特定配方來產生疊對信號。
  6. 如請求項1之疊對度量系統，其中該疊對度量工具調諧至該特定配方，且在小於或等於大約0.3毫秒中運用該特定配方來產生疊對信號。
  7. 如請求項1之疊對度量系統，其中該疊對度量工具調諧至該特定配方，且在小於或等於大約0.1毫秒中運用該特定配方來產生疊對信號。
  8. 如請求項1之疊對度量系統，其中該疊對度量工具運用該兩個或多於兩個獨特配方，針對該特定疊對目標同時地產生該兩個或多於兩個疊對信號。
  9. 如請求項1之疊對度量系統，其中該兩個或多於兩個獨特配方包括來自該照明光束之兩個或多於兩個選定波長。
  10. 如請求項9之疊對度量系統，其中該照明源為一寬頻照明源，其中該疊對度量系統進一步包含： 一波長選擇裝置，用以濾光該照明光束之光譜，以循序地提供來自該照明光束之該兩個或多於兩個選定波長。
  11. 如請求項10之疊對度量系統，其中該波長選擇裝置包含： 一第一可調諧色散性元件，其中該第一可調諧色散性元件之一色散係可調整的，其中該第一可調諧色散性元件經組態以將光譜色散引入至來自該寬頻照明源之該照明光束； 一第一光學元件，該第一光學元件經組態以自該第一可調諧色散性元件接收該照明光束，且將該照明光束聚焦於一焦平面處，其中可藉由調整該第一可調諧色散性元件之該色散來控制該照明光束之一光譜在該焦平面處之一空間分佈； 一空間濾光元件，其係位於該焦平面處，其中該空間濾光元件基於該照明光束之一光譜在該焦平面處之該空間分佈來濾光該照明光束之該光譜； 一第二光學元件，其經組態以自該空間濾光元件收集具有一經濾光光譜之該照明光束；及 一第二可調諧色散性元件，其經組態以自該第二光學元件接收該照明光束，其中該第二可調諧色散性元件之一色散經組態以對應於該第一可調諧色散性元件之該色散，其中該第二可調諧色散性元件經組態以自該照明光束移除由該第一可調諧色散性元件引入之該光譜色散，其中該控制器係以通信方式耦接至該第一可調諧色散性元件及該第二可調諧色散性元件，以控制該第一可調諧色散性元件及該第二可調諧色散性元件之該色散以選擇該照明光束之該波長。
  12. 如請求項10之疊對度量系統，其中該波長選擇裝置包含： 兩個或多於兩個濾光通道，其包括兩個或多於兩個通道光束路徑，其中該兩個或多於兩個濾光通道經組態以基於兩個或多於兩個光譜透射率分佈來濾光沿著該兩個或多於兩個通道光束路徑傳播的照明； 一通道選擇器，其經組態以將來自該寬頻照明源之該照明光束之至少一部分導向至該兩個或多於兩個濾光通道中之至少一個選定濾光通道中，以基於該兩個或多於兩個光譜透射率分佈中之一選定光譜透射率分佈來濾光該照明光束之該至少一部分；及 至少一個光束組合器，用以將來自該兩個或多於兩個濾光通道之照明組合至一單一輸出照明光束，其中該控制器係以通信方式耦接至該通道選擇器，以選擇該至少一個選定濾光通道以選擇該照明光束之該波長。
  13. 如請求項9之疊對度量系統，其中來自該照明源之該照明光束包括與該兩個或多於兩個配方相關聯之該兩個或多於兩個選定波長，其中該疊對度量工具基於與該兩個或多於兩個選定波長相關聯之自該樣本發散之該輻射來同時地產生該兩個或多於兩個疊對信號。
  14. 如請求項13之疊對度量系統，其中該疊對度量工具包含： 一或多個照明光學元件，其經組態以將包括該兩個或多於兩個選定波長之該照明光束導向至該樣本； 一或多個收集光學元件，其經組態以收集自該樣本發散之輻射； 一偵測器；及 一高光譜成像子系統，其包含： 一色散性元件，其經定位於該組收集光學件之一光瞳平面處，該色散性元件經組態以光譜色散該經收集輻射，其中與該兩個或多於兩個選定波長相關聯之該經收集輻射沿著單獨路徑傳播； 一透鏡陣列，其包括聚焦元件之一陣列；及 一或多個成像光學件，其中該一或多個成像光學件組合與該兩個或多於兩個選定波長相關聯之該經光譜色散之經收集輻射，以在該透鏡陣列上形成該光瞳平面之一影像，其中該透鏡陣列之該等聚焦元件將該經收集輻射以一排列圖案分佈於該偵測器上，其中與該兩個或多於兩個選定波長相關聯之該經收集輻射係在該偵測器上空間分離，其中該偵測器同時地產生該兩個或多於兩個疊對信號。
  15. 如請求項1之疊對度量系統，其中該兩個或多於兩個配方包括該樣本上之照明之兩個或多於兩個角分佈。
  16. 如請求項15之疊對度量系統，其中該疊對度量工具包括位於一照明光瞳平面中之一或多個可調整孔徑，該一或多個可調整孔徑經組態以透射該照明光束之一選定部分，以提供該照明光束在該樣本上之一選定角分佈，其中該控制器係以通信方式耦接至該一或多個可調整孔徑，以控制該樣本上之照明之該角分佈。
  17. 如請求項15之疊對度量系統，其中該疊對度量工具包括一光束控制裝置以調整該照明光束在一照明光瞳平面中之一位置，以提供該照明光束在該樣本上之一選定角分佈，其中該控制器係以通信方式耦接至該光束控制裝置，以控制該樣本上之照明之該角分佈。
  18. 如請求項17之疊對度量系統，其中該光束控制裝置將該照明光束分裂成直徑小於該照明光瞳平面之兩個或多於兩個子光束，且調整該兩個或多於兩個子光束在該照明光瞳平面中之位置，以同時地提供該照明光束在該樣本上之多個選定角分佈。
  19. 如請求項1之疊對度量系統，其中該兩個或多於兩個配方包括該樣本上之照明之兩個或多於兩個偏振，其中該疊對度量工具包括經組態以控制該樣本上之照明之該偏振之一可調整偏振器，其中該控制器係以通信方式耦接至該可調整偏振器，以控制該樣本上之照明之該偏振。
  20. 如請求項1之疊對度量系統，其中該兩個或多於兩個配方包括該疊對度量工具之一聚焦體積中之該樣本之兩個或多於兩個位置，其中該疊對度量工具包括一可調整載物台，該可調整載物台用於緊固該樣本且經組態以控制該疊對度量工具之該聚焦體積中之該樣本之該位置，其中該控制器係以通信方式耦接至該可調整載物台，以控制該疊對度量工具之該聚焦體積中之該樣本之該位置。
  21. 如請求項1之疊對度量系統，其中該疊對度量工具進一步包括一可調整光束掃描器，以運用比一偵測器之一圖框速率更快之一速率來修改該照明光束之該至少一部分在該樣本上之一位置，該偵測器用於捕捉自該樣本發散之該輻射。
  22. 如請求項21之疊對度量系統，其中該可調整光束掃描器包含： 一微機電掃描鏡。
  23. 如請求項22之疊對度量系統，其中該可調整光束掃描器包含： 一微機電掃描鏡，其具有至少25 kHz之一共振頻率。
  24. 如請求項1之疊對度量系統，其中該疊對度量工具為一基於影像之疊對量測裝置，其中該兩個或多於兩個資料集包括基於具有該兩個或多於兩個照明光譜之照明之該疊對目標之兩個或多於兩個影像。
  25. 如請求項1之疊對度量系統，其中該疊對度量工具為一基於散射術之疊對量測裝置，其中該兩個或多於兩個資料集包括該疊對量測裝置之一光瞳平面之兩個或多於兩個量測，該兩個或多於兩個量測指示回應於來自該寬頻照明源之照明自該樣本發散之輻射之一角分佈。
  26. 一種疊對度量系統，其包含： 一寬頻照明源，其經組態以產生一照明光束； 一波長選擇裝置，用以濾光該照明光束以提供一選定照明波長； 一疊對度量工具，該疊對度量工具可組態以運用複數個配方來產生疊對信號，該複數個配方包括來自由該波長選擇裝置提供之該照明光束之選定波長，其中運用該複數個配方中之一特定配方產生之一疊對信號適合於判定針對一樣本之兩個或多於兩個層之一疊對量測，其中該疊對度量工具將來自該波長選擇裝置之照明導向至該樣本上之一疊對目標，且回應於來自一照明源之一照明光束之至少一部分而收集自該疊對目標發散之輻射以產生該等疊對信號；及 一控制器，其係以通信方式耦接至該波長選擇裝置及該疊對度量工具，該控制器包括經組態以執行指令之一或多個處理器，該等指令經組態以致使該一或多個處理器進行以下操作： 循序地分析該樣本上之兩個或多於兩個疊對目標，其中分析該兩個或多於兩個疊對目標中之一特定疊對目標包括針對該特定疊對目標獲取兩個或多於兩個疊對信號，該兩個或多於兩個疊對信號係運用來自該疊對度量工具之兩個或多於兩個獨特配方而產生；及 針對該兩個或多於兩個疊對目標判定輸出疊對，其中針對該兩個或多於兩個疊對目標中之一特定疊對目標判定一輸出疊對包括針對該特定疊對目標，分析該兩個或多於兩個疊對信號以產生該輸出疊對。
  27. 如請求項26之疊對度量系統，其中針對該特定疊對目標分析該兩個或多於兩個疊對信號以產生該輸出疊對包含： 針對該特定疊對目標，基於該兩個或多於兩個疊對信號而產生兩個或多於兩個候選疊對；及 選擇該兩個或多於兩個候選疊對中之一者作為針對該特定疊對目標之該輸出疊對。
  28. 如請求項26之疊對度量系統，其中針對該特定疊對目標分析該兩個或多於兩個疊對信號以產生該輸出疊對包含： 以組合形式針對該特定疊對目標分析該兩個或多於兩個疊對信號以產生該輸出疊對。
  29. 如請求項26之疊對度量系統，其中該波長選擇裝置包含： 一第一可調諧色散性元件，其中該第一可調諧色散性元件之一色散係可調整的，其中該第一可調諧色散性元件經組態以將光譜色散引入至來自該寬頻照明源之該照明光束； 一第一光學元件，該第一光學元件經組態以自該第一可調諧色散性元件接收該照明光束，且將該照明光束聚焦於一焦平面處，其中可藉由調整該第一可調諧色散性元件之該色散來控制該照明光束之一光譜在該焦平面處之一空間分佈； 一空間濾光元件，其係位於該焦平面處，其中該空間濾光元件基於該照明光束之一光譜在該焦平面處之該空間分佈來濾光該照明光束之該光譜； 一第二光學元件，其經組態以自該空間濾光元件收集具有一經濾光光譜之該照明光束；及 一第二可調諧色散性元件，其經組態以自該第二光學元件接收該照明光束，其中該第二可調諧色散性元件之一色散經組態以對應於該第一可調諧色散性元件之該色散，其中該第二可調諧色散性元件經組態以自該照明光束移除由該第一可調諧色散性元件引入之該光譜色散，其中該控制器係以通信方式耦接至該第一可調諧色散性元件及該第二可調諧色散性元件，以控制該第一可調諧色散性元件及該第二可調諧色散性元件之該色散，以選擇該照明光束之該波長。
  30. 如請求項26之疊對度量系統，其中該波長選擇裝置包含： 兩個或多於兩個濾光通道，其包括兩個或多於兩個通道光束路徑，其中該兩個或多於兩個濾光通道經組態以基於兩個或多於兩個光譜透射率分佈來濾光沿著該兩個或多於兩個通道光束路徑傳播之照明； 一通道選擇器，其經組態以將來自該寬頻照明源之該照明光束之至少一部分導向至該兩個或多於兩個濾光通道中之至少一個選定濾光通道中，以基於該兩個或多於兩個光譜透射率分佈中之一選定光譜透射率分佈來濾光該照明光束之該至少一部分；及 至少一個光束組合器，用以將來自該兩個或多於兩個濾光通道之照明組合至一單一輸出照明光束，其中該控制器係以通信方式耦接至該通道選擇器，以選擇該至少一個選定濾光通道以選擇該照明光束之該波長。
  31. 如請求項26之疊對度量系統，其中該兩個或多於兩個配方包括該樣本上之照明之兩個或多於兩個角分佈。
  32. 如請求項31之疊對度量系統，其中該疊對度量工具包括位於一照明光瞳平面中之一或多個可調整孔徑，該一或多個可調整孔徑經組態以透射該照明光束之一選定部分，以提供該照明光束在該樣本上之一選定角分佈，其中該控制器係以通信方式耦接至該一或多個可調整孔徑，以控制該樣本上之照明之該角分佈。
  33. 如請求項31之疊對度量系統，其中該疊對度量工具包括一光束控制裝置以調整該照明光束在一照明光瞳平面中之一位置，以提供該照明光束在該樣本上之一選定角分佈，其中該控制器係以通信方式耦接至該光束控制裝置以控制該樣本上之照明之該角分佈。
  34. 如請求項33之疊對度量系統，其中該光束控制裝置將該照明光束分裂成直徑小於該照明光瞳平面之兩個或多於兩個子光束，且調整該兩個或多於兩個子光束在該照明光瞳平面中之位置以同時地提供該照明光束在該樣本上之多個選定角分佈。
  35. 如請求項26之疊對度量系統，其中該兩個或多於兩個配方包括該樣本上之照明之兩個或多於兩個偏振，其中該疊對度量工具包括經組態以控制該樣本上之照明之該偏振之一可調整偏振器，其中該控制器係以通信方式耦接至該可調整偏振器以控制該樣本上之照明之該偏振。
  36. 如請求項26之疊對度量系統，其中該兩個或多於兩個配方包括該疊對度量工具之一聚焦體積中之該樣本之兩個或多於兩個位置，其中該疊對度量工具包括一可調整載物台，該可調整載物台用於緊固該樣本且經組態以控制該疊對度量工具之該聚焦體積中之該樣本之該位置，其中該控制器係以通信方式耦接至該可調整載物台，以控制該疊對度量工具之該聚焦體積中之該樣本之該位置。
  37. 如請求項26之疊對度量系統，其中該疊對度量工具進一步包括一可調整光束掃描器以運用比一偵測器之一圖框速率更快之一速率來修改該照明光束之該至少一部分在該樣本上之一位置，該偵測器用於捕捉自該樣本發散之該輻射。
  38. 如請求項37之疊對度量系統，其中該可調整光束掃描器包含： 一微機電掃描鏡。
  39. 如請求項38之疊對度量系統，其中該可調整光束掃描器包含： 一微機電掃描鏡，其具有至少25 kHz之一共振頻率。
  40. 如請求項26之疊對度量系統，其中該疊對度量工具係一基於影像之疊對量測裝置，其中該兩個或多於兩個資料集包括基於具有該兩個或多於兩個照明光譜之照明之該疊對目標之兩個或多於兩個影像。
  41. 如請求項26之疊對度量系統，其中該疊對度量工具係一基於散射術之疊對量測裝置，其中該兩個或多於兩個資料集包括該疊對量測裝置之一光瞳平面之兩個或多於兩個量測，該兩個或多於兩個量測指示回應於來自該寬頻照明源之照明而自該樣本發散之輻射之一角分佈。
  42. 一種疊對度量系統，其包含： 一疊對度量工具，該疊對度量工具可組態以運用複數個配方來產生疊對信號，該複數個配方包括來自由波長選擇裝置提供之照明光束之選定波長，其中運用該複數個配方中之一特定配方所產生之一疊對信號適合於判定針對一樣本之兩個或多於兩個層之一疊對量測，該疊對度量工具包含： 一照明源，其經組態以產生包括兩個或多於兩個選定波長之一照明光束； 一或多個照明光學元件，其經組態以將包括該兩個或多於兩個選定波長之該照明光束之至少一部分導向至該樣本； 一或多個收集光學元件，其經組態以回應於包括該兩個或多於兩個選定波長之該照明光束之該至少一部分而收集自該樣本發散之輻射；及 一高光譜偵測器，該高光譜偵測器經組態以回應於該兩個或多於兩個選定波長而同時地產生與自該樣本發散之該輻射相關聯之兩個或多於兩個疊對信號；及 一控制器，其係以通信方式耦接至該波長選擇裝置及該疊對度量工具，該控制器包括經組態以執行指令之一或多個處理器，該等指令經組態以致使該一或多個處理器進行以下操作： 循序地分析該樣本上之兩個或多於兩個疊對目標，其中分析該兩個或多於兩個疊對目標中之一特定疊對目標包括針對該特定疊對目標獲取兩個或多於兩個疊對信號，該兩個或多於兩個疊對信號係運用來自該疊對度量工具之兩個或多於兩個獨特配方而產生；及 針對該兩個或多於兩個疊對目標判定輸出疊對，其中針對該兩個或多於兩個疊對目標中之一特定疊對目標判定一輸出疊對包括針對該特定疊對目標，分析該兩個或多於兩個疊對信號以產生該輸出疊對。
  43. 如請求項42之疊對度量系統，其中針對該特定疊對目標分析該兩個或多於兩個疊對信號以產生該輸出疊對包含： 針對該特定疊對目標，基於該兩個或多於兩個疊對信號而產生兩個或多於兩個候選疊對；及 選擇該兩個或多於兩個候選疊對中之一者作為針對該特定疊對目標之該輸出疊對。
  44. 如請求項42之疊對度量系統，其中針對該特定疊對目標分析該兩個或多於兩個疊對信號以產生該輸出疊對包含： 以組合形式針對該特定疊對目標分析該兩個或多於兩個疊對信號以產生該輸出疊對。
  45. 如請求項42之疊對度量系統，其中該高光譜偵測器包含： 一偵測器； 一色散性元件，其係定位於該組收集光學件之一光瞳平面處，該色散性元件經組態以光譜色散該經收集輻射，其中與該兩個或多於兩個選定波長相關聯之該經收集輻射沿著單獨路徑傳播； 一透鏡陣列，其包括聚焦元件之一陣列；及 一或多個成像光學件，其中該一或多個成像光學件組合與該兩個或多於兩個選定波長相關聯之該經光譜色散之經收集輻射，以在該透鏡陣列上形成該光瞳平面之一影像，其中該透鏡陣列之該等聚焦元件將該經收集輻射以一排列圖案分佈於該偵測器上，其中與該兩個或多於兩個選定波長相關聯之該經收集輻射係在該偵測器上空間分離，其中該偵測器同時地產生該兩個或多於兩個疊對信號。
  46. 一種疊對量測方法，其包含： 循序地分析樣本上之兩個或多於兩個疊對目標，其中分析該兩個或多於兩個疊對目標中之一特定疊對目標包括針對該特定疊對目標獲取兩個或多於兩個疊對信號，該兩個或多於兩個疊對信號係運用來自疊對度量工具之兩個或多於兩個獨特配方而產生；及 針對該兩個或多於兩個疊對目標判定輸出疊對，其中針對該兩個或多於兩個疊對目標中之一特定疊對目標判定一輸出疊對包括針對該特定疊對目標，分析該兩個或多於兩個疊對信號以產生該輸出疊對。
  47. 如請求項46之疊對量測方法，其中針對該特定疊對目標分析該兩個或多於兩個疊對信號以產生該輸出疊對包含： 針對該特定疊對目標，基於該兩個或多於兩個疊對信號而產生兩個或多於兩個候選疊對；及 選擇該兩個或多於兩個候選疊對中之一者作為針對該特定疊對目標之該輸出疊對。
  48. 如請求項46之疊對量測方法，其中針對該特定疊對目標分析該兩個或多於兩個疊對信號以產生該輸出疊對包含： 以組合形式針對該特定疊對目標分析該兩個或多於兩個疊對信號以產生該輸出疊對。
  49. 如請求項46之疊對量測方法，其中該兩個或多於兩個獨特配方中之一特定配方包含： 以下各者中之至少一者：該樣本上之照明光束之至少一部分之一選定波長、該樣本上之該照明光束之該至少一部分之一入射角、該樣本上之該照明光束之該至少一部分之一偏振、該樣本上之該照明光束之該至少一部分之一位置，或該疊對度量工具之一聚焦體積內之該樣本之一位置。
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