TW201946030A - 用於重疊計量學之局部遠心及聚焦最佳化 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種提供逐位點對準之重疊計量學工具，其包含耦合至一遠心成像系統之一控制器。該控制器可接收藉由該成像系統在兩個或更多個焦點位置處擷取之一樣本上之一重疊目標之兩個或更多個對準影像；基於該等對準影像產生指示該重疊目標在該成像系統內之一對準之對準資料；當該重疊目標之該對準在選定對準容差內時，將該等對準影像設定為量測影像；引導該成像系統以調整該重疊目標在該成像系統中之該對準，且當該重疊目標之該對準在該等選定對準容差外時，進一步自該成像系統接收一或多個量測影像；及基於該等量測影像之至少一者判定該樣本之兩個或更多個層之間的重疊。

Description

用於重疊計量學之局部遠心及聚焦最佳化
本發明一般而言係關於重疊計量學領域，且更特定而言係關於重疊目標之局部對準。
基於影像之重疊計量學通常可包含基於不同所關注層中之一重疊目標之特徵之相對成像位置判定一樣本上之兩個或更多個層之間的相對偏移。據此，重疊量測之準確度可能對計量學工具中之重疊目標之對準誤差敏感。典型重疊計量學系統可每一晶圓批次或量測配方對準一樣本一次。然而，可在跨一樣本分佈之各種重疊目標處執行重疊量測，且歸因於樣本變動、目標設計差異或類似者，各重疊目標之最佳對準可能不相同。據此，歸因於重疊目標之局部變動，一樣本之單個對準可能導致減小的重疊量測精度。因此，可能期望具有用來將一重疊計量學系統有效地對準於一樣本上之任何選定重疊目標之系統及方法。
揭示一種根據本發明之一或多項闡釋性實施例之重疊計量學系統。在一項闡釋性實施例中，該系統包含一控制器，該控制器通信地耦合至一遠心成像系統，該遠心成像系統包含經組態以在兩個或更多個焦點位置處透過一物鏡擷取影像之一或多個相機。在另一闡釋性實施例中，該控制器接收藉由該成像系統在兩個或更多個焦點位置處擷取之一樣本上之一重疊目標之兩個或更多個對準影像，其中該兩個或更多個對準影像包含該重疊目標之一或多個特徵。在另一闡釋性實施例中，該控制器基於該兩個或更多個對準影像產生指示該重疊目標在該成像系統內之一對準之對準資料。在另一闡釋性實施例中，當該重疊目標之該對準在選定對準容差內時，該控制器將該兩個或更多個對準影像設定為量測影像。在另一闡釋性實施例中，該控制器引導該成像系統以調整該重疊目標在該成像系統中之該對準，且當該重疊目標之該對準在該等選定對準容差外時，進一步自該成像系統接收一或多個量測影像。在另一闡釋性實施例中，該控制器基於該等量測影像之至少一者判定該樣本之兩個或更多個層之間的重疊。
揭示一種根據本發明之一或多項闡釋性實施例之重疊計量學系統。在一項闡釋性實施例中，該系統包含一遠心成像系統，該遠心成像系統包含經組態以在兩個或更多個焦點位置處透過一物鏡擷取影像之一或多個相機。在另一闡釋性實施例中，該系統包含一控制器，該控制器通信地耦合至一遠心成像系統，該遠心成像系統包含經組態以在兩個或更多個焦點位置處透過一物鏡擷取影像之一或多個相機。在另一闡釋性實施例中，該控制器接收藉由該成像系統在兩個或更多個焦點位置處擷取之一樣本上之一重疊目標之兩個或更多個對準影像，其中該兩個或更多個對準影像包含該重疊目標之一或多個特徵。在另一闡釋性實施例中，該控制器基於該兩個或更多個對準影像產生指示該重疊目標在該成像系統內之一對準之對準資料。在另一闡釋性實施例中，當該重疊目標之該對準在選定對準容差內時，該控制器將該兩個或更多個對準影像設定為量測影像。在另一闡釋性實施例中，該控制器引導該成像系統以調整該重疊目標在該成像系統中之該對準，且當該重疊目標之該對準在該等選定對準容差外時，進一步自該成像系統接收一或多個量測影像。在另一闡釋性實施例中，該控制器基於該等量測影像之至少一者判定該樣本之兩個或更多個層之間的重疊。
揭示一種根據本發明之一或多項闡釋性實施例之重疊計量學方法。在一項闡釋性實施例中，該方法包含接收藉由一遠心成像系統在兩個或更多個焦點位置處擷取之一樣本之兩個或更多個對準影像，其中該兩個或更多個對準影像包含一重疊目標之一或多個特徵。在另一闡釋性實施例中，該方法包含基於該兩個或更多個對準影像產生指示該重疊目標在該成像系統內之一對準之對準資料。在另一闡釋性實施例中，該方法包含當該重疊目標之該對準在選定對準容差內時，將該兩個或更多個對準影像設定為量測影像。在另一闡釋性實施例中，該方法包含引導該成像系統以調整該重疊目標在該成像系統中之該對準，且當該重疊目標之該對準在該等選定對準容差外時，進一步自該成像系統接收一或多個量測影像。在另一闡釋性實施例中，該方法包含基於該量測影像判定該樣本之兩個或更多個層之間的重疊。
應理解，前文概述及下文詳細描述兩者僅係實例性及解釋性的且不一定限制如主張之本發明。併入說明書中且構成說明書之一部分之隨附圖式繪示本發明之實施例且連同概述一起用來解釋本發明之原理。
現將詳細參考隨附圖式中繪示之所揭示標的物。已關於特定實施例及其等特定特徵特定地展示及描述本發明。本文中所闡述之實施例被認為係繪示性的而非限制性的。對於一般技術者而言應容易顯而易見的是，可在不背離本發明之精神及範疇之情況下在形式及細節上進行各種改變及修改。
本發明之實施例涉及用於一重疊計量學工具之逐位點對準之系統及方法。對準誤差(諸如但不限於聚焦誤差、遠心誤差或定心誤差)可能負面地影響基於影像之重疊計量學之量測準確度。例如，歸因於一影像對比度損失，一樣本之散焦可能減小量測精度。此外，一重疊目標之非對稱性可能在量測期間引發聚焦相依重疊誤差。作為另一實例，遠心誤差可能引發工具引發之移位(TIS)，此可能直接負面地影響重疊判定。
本文中應認知，歸因於各種因素，諸如但不限於樣本變動或載物台誤差，一重疊計量學工具之最佳對準可能自一個重疊目標至下一重疊目標而不同。此外，一些TIS組件(諸如但不限於樣本卡盤傾斜或旋轉台擺動)可隨著樣本旋轉且因此當僅校正遠心以最小化非旋轉TIS時可能促成量測不準確度。據此，本發明之實施例涉及在一重疊量測之前或作為一重疊量測之部分對準一重疊計量學工具內之任何數目個選定重疊目標以提供高度精確重疊量測。
本文中應進一步認知，計量學工具對準操作可能負面地影響量測處理量。本發明之額外實施例涉及在一選定量測位點(例如，在一選定重疊目標處)有效地對準一重疊計量學工具。
本發明之一些實施例涉及在不同焦點位置處利用一成像系統擷取一重疊目標之兩個或更多個對準影像且基於對準影像產生對準資料(例如，聚焦資料、遠心資料、定心資料或類似者)。例如，對準資料可包含指示擷取對準影像之焦點位置與一標稱或目標焦點位置之間的一差異(例如，一聚焦誤差)之資料。在一種情況下，此聚焦資料可包含指示對準影像中之聚焦誤差之對準影像之影像對比度計量。作為另一實例，對準資料可包含依據焦點位置之經成像特徵之橫向移位及/或放大率變動。據此，此對準資料可指示成像系統內之樣本之遠心誤差。此外，對準資料可用來準確地將重疊目標之選定特徵定位(例如，定心)於成像系統之一視場內。
本發明之額外實施例涉及基於對準資料在選定對準容差(例如，聚焦容差、遠心容差、定心容差或類似者)內對準成像系統中之樣本。據此，在對選定重疊目標產生重疊量測之前，可將一重疊計量學工具對準於一樣本上之任何數目個選定重疊目標以促進各目標之穩健且準確之重疊量測。
例如，可基於聚焦資料對準樣本(或樣本之一選定層上之一或多個特徵)以對焦於成像系統之一選定相機上。在此方面，可調整成像系統之一或多個元件(諸如但不限於一樣本台、一物鏡之一位置或類似者)以選定聚焦容差 (例如，提供一所期望影像品質之一聚焦位置範圍)內使樣本聚焦。作為另一實例，可調整成像系統之一或多個組件(諸如但不限於一孔徑光闌)以在選定遠心容差(例如，經成像特徵之橫向位置、放大率或類似者之容許偏差)內提供樣本之遠心成像。
額外實施方案涉及在基於對準資料對準樣本之後擷取樣本之一量測。進一步實施方案涉及基於量測影像判定樣本之兩個或更多個層之間的重疊。在此方面，可針對各重疊目標產生一高度精確重疊量測。
圖1A係繪示根據本發明之一或多項實施例之適於逐位點對準之一基於影像之重疊計量學系統100之一概念視圖。例如，重疊計量學系統100可基於跨一樣本102分佈之重疊目標之影像判定樣本102之兩個或更多個層之間的重疊(例如，重疊誤差)。
在一項實施例中，重疊計量學系統100包含：一遠心成像系統104，其用來產生樣本102之一或多個影像；及一控制器106，其用來基於來自成像系統104之影像判定樣本102之兩個或更多個層之重疊。此外，重疊計量學系統100可包含一樣本台108，該樣本台108用於將樣本102之選定部分(例如，選定重疊目標)定位於成像系統104之一視場內以判定重疊。樣本台108可包含適於將樣本102定位於重疊計量學系統100內之任何裝置。例如，樣本台108可包含線性平移台、旋轉台、傾斜(tip/tilt)台或類似者之任何組合。
在另一實施例中，成像系統104包含適於在選定對準容差內對準樣本102之一部分之一或多個可調整組件。例如，可調整組件可包含但不限於樣本台108、一或多個孔徑光闌、或適於調整光學組件之一或多個額外平移台。
在另一實施例中，控制器106包含一或多個處理器110，該一或多個處理器110經組態以執行維持於一記憶體媒體112上之程式指令。在此方面，控制器106之一或多個處理器110可執行貫穿本發明所描述之各種程序步驟之任一者。此外，控制器106可通信地耦合至重疊計量學系統100之任何組件。例如，控制器106可通信地耦合至成像系統104以自成像系統104接收影像及/或控制成像系統104之可調整組件以在選定對準容差內對準樣本102。此外，控制器106可基於自成像系統104接收之影像判定與樣本102之兩個或更多個層相關聯之重疊。
一控制器106之一或多個處理器110可包含此項技術中已知之任何處理元件。在此意義上，一或多個處理器110可包含經組態以執行演算法及/或指令之任何微處理器型裝置。在一項實施例中，一或多個處理器110可由以下項組成：一桌上型電腦、主機電腦系統、工作站、影像電腦、平行處理器、或經組態以執行一程式之任何其他電腦系統(例如，網路化電腦)，該程式經組態以如貫穿本發明所描述般操作重疊計量學系統100。應進一步認知，術語「處理器」可廣義地被定義為涵蓋具有執行來自一非暫時性記憶體媒體112之程式指令之一或多個處理元件之任何裝置。此外，可由單個控制器106或替代地多個控制器實行貫穿本發明所描述之步驟。另外，控制器106可包含容置於一共同外殼中或多個外殼內之一或多個控制器。以此方式，任何控制器或控制器組合可單獨封裝為適於整合至重疊計量學系統100中之一模組。此外，控制器106可分析自偵測器總成122接收之資料且將資料饋送至重疊計量學系統100內或重疊計量學系統100外部之額外組件。
記憶體媒體112可包含適於儲存可由相關聯之一或多個處理器110執行之程式指令之此項技術中已知之任何儲存媒體。例如，記憶體媒體112可包含一非暫時性記憶體媒體。作為另一實例，記憶體媒體112可包含但不限於一唯讀記憶體、一隨機存取記憶體、一磁性或光學記憶體裝置(例如，磁碟)、一磁帶、一固態磁碟機及類似者。應進一步注意，記憶體媒體112可與一或多個處理器110一起容置於一共同控制器外殼中。在一項實施例中，記憶體媒體112可相對於一或多個處理器110及控制器106之實體位置遠端地定位。例如，控制器106之一或多個處理器110可存取可透過一網路(例如，網路網路、內部網路及類似者)存取之一遠端記憶體(例如，伺服器)。因此，上文描述不應被解釋為限制本發明而是僅僅係一闡釋。
圖1B係根據本發明之一或多項實施例之一成像重疊計量學系統100之一概念視圖。
在另一實施例中，重疊計量學系統100包含：一照明源114，其用來產生一照明光束116；一照明路徑118，其用來將照明光束116引導至安裝於樣本台108上之樣本102；一收集路徑120，其用來將自樣本102射出之輻射引導至一偵測器總成122。例如，偵測器總成122可包含適於擷取樣本102之一影像之至少一個成像偵測器。
照明光束116可包含一或多個選定波長之光，包含但不限於真空紫外線輻射(VUV)、深紫外線輻射(DUV)、紫外線(UV)輻射、可見光輻射或紅外線(IR)輻射。照明源114可進一步產生包含任何選定波長範圍之一照明光束116。在另一實施例中，照明源114可包含用來產生具有一可調光譜之一照明光束116之一光譜可調照明源。照明源114可進一步產生具有任何時間輪廓之一照明光束116。例如，照明源114可產生一連續照明光束116、一脈衝照明光束116或一調變照明光束116。另外，照明光束116可經由自由空間傳播或導引光(例如，一光纖、一光導管或類似者)自照明源114遞送。
照明源114可包含適於提供一照明光束116之任何類型之照明源。在一項實施例中，照明源114係一雷射源。例如，照明源114可包含但不限於一或多個窄頻雷射源、一寬頻雷射源、一超連續光譜雷射源、一白光雷射源或類似者。在此方面，照明源114可提供具有高相干性(例如，高空間相干性及/或時間相干性)之一照明光束116。在另一實施例中，照明源114包含一雷射維持電漿(LSP)源。例如，照明源114可包含但不限於適於容納一或多個元件之一LSP燈、一LSP燈泡或一LSP室，該一或多個元件在由一雷射源激發成一電漿狀態時可發射寬頻照明。在另一實施例中，照明源114包含一燈源。例如，照明源114可包含但不限於一弧光燈、一放電燈、一無電極燈或類似者。在此方面，照明源114可提供具有低相干性(例如，低空間相干性及/或時間相干性)之一照明光束116。
在另一實施例中，照明源114經由照明路徑118將照明光束116引導至一樣本102。例如，照明路徑118可包含用來將照明光束116聚焦至樣本102上之一物鏡124。照明路徑118可包含適於修改及/或調節照明光束116之一或多個照明路徑透鏡126或照明調節組件128。例如，一或多個照明調節組件128可包含但不限於一或多個偏振器、一或多個濾光器、一或多個分束器、一或多個漫射器、一或多個均勻器、一或多個變跡器、或一或多個光束整形器。作為另一實例，照明路徑118可包含用來控制樣本102上之照明之角度之孔徑光闌及/或用來控制樣本102上之照明之空間範圍之場光闌。
圖1C係根據本發明之一或多項實施例之具有一可調整照明孔徑光闌130之一照明路徑118之一概念視圖。
在一項實施例中，照明路徑118包含用來提供樣本之遠心照明之一照明孔徑光闌130。例如，照明孔徑光闌130可經定位於與物鏡124及/或一管透鏡(未展示)之後焦平面共軛之一平面處。在另一實施例中，照明路徑118包含用來控制樣本102上之照明之空間範圍以引導至樣本102之一照明場光闌132。例如，照明場光闌132可經定位於與樣本102共軛之一平面處。此外，照明路徑118可包含促進將照明孔徑光闌130及照明場光闌132放置於方便位置處之任何數目個照明路徑透鏡126。
再次參考圖1B，收集路徑120可包含用來收集自樣本射出之輻射(例如，回應於照明光束116)且將經收集輻射引導至偵測器總成122之任何數目個光學元件。在一項實施例中，收集路徑120包含一分束器134，該分束器134經定向使得物鏡124可同時將照明光束116引導至樣本102及收集來自樣本102之輻射。收集路徑120可進一步包含適於修改及/或調節來自樣本102之輻射之一或多個收集路徑透鏡136及/或調節收集組件138，諸如但不限於一或多個濾光器、一或多個偏振器、或一或多個光束擋塊。另外，收集路徑120可包含用來控制自樣本102收集之輻射之角度範圍之孔徑光闌及/或用來控制樣本102之一影像之空間範圍之場光闌。在另一實施例中，收集路徑120包含一光闌140。例如，光闌140可包含定位於與物鏡124及/或一管透鏡(未展示)之後焦平面共軛之一平面中以在使樣本102成像時提供影像空間遠心之一收集孔徑光闌。作為另一實例，光闌140可包含定位於與樣本102共軛之一平面處以控制偵測器總成122上之影像之空間範圍之一收集場光闌。此外，收集路徑120可包含促進將光闌140及收集場光闌放置於方便位置處之任何數目個照明路徑透鏡126。
偵測器總成122可包含適於擷取自樣本102射出之輻射之任何數目個偵測器。例如，偵測器總成122可包含適於在選定焦點位置處產生影像之一或多個成像偵測器。例如，一成像偵測器可包含但不限於一電荷耦合裝置(CCD)、一互補金屬氧化物半導體(CMOS)裝置、一時間延遲成像(TDI)偵測器、一或多個光電倍增管(PMT)、一或多個雪崩光電二極體(APD)或類似者。在另一實施例中，偵測器總成122可包含適於識別自樣本102射出之輻射之波長之一光譜偵測器。
現參考圖2至圖8B，大體上描述逐位點對準。
在一項實施例中，重疊計量學系統100執行成像系統104之逐位點對準。例如，重疊計量學系統100可在跨樣本102分佈之多個重疊目標處執行重疊量測，且可進一步針對任何選定數目個重疊目標個別地對準成像系統104。例如，一重疊目標之一重疊量測通常可開始於將重疊目標平移至成像系統104之視場(例如，利用樣本台108)。然而，樣本102之實體變動及/或樣本台108之誤差可能導致對準誤差，若不校正，該等對準誤差可能負面地影響一重疊量測之準確度。
圖2係根據本發明之一或多項實施例之適於基於影像之重疊計量學之一重疊目標202之一俯視圖。在一項實施例中，重疊目標202包含一高級成像計量學(AIM)重疊目標。例如，一重疊目標202可包含樣本102之一第一層上之一或多個第一層特徵204及樣本102之一第二層上之一或多個第二層特徵206。在此方面，可基於第一層特徵204及第二層特徵206之相對位置判定第一層與第二層之間的重疊。
此外，第一層特徵204及/或第二層特徵206可經定向以促進在正交方向上進行重疊量測。例如，如圖2中所繪示，重疊目標202可包含四個像限，其中第一層特徵204及第二層特徵206之一部分係沿一第一方向對準，且第一層特徵204及第二層特徵206之一部分係沿正交於第一方向之一第二方向定向。此外，第一層特徵204及第二層特徵206可(但不一定必須)被分段。
應理解，圖2中所描繪之重疊目標202及相關聯描述僅僅出於繪示性目的而提供且不應被解釋為限制性。例如，一重疊目標可包含樣本102之任何數目個層(例如，3個層、4個層或類似者)上之特徵。作為另一實例，一重疊目標之特徵可經定向成適於基於影像之重疊量測之任何選定圖案，諸如但不限於一盒中盒(box-in-box)圖案或一光柵疊光柵(grating-over-grating)圖案。
對準誤差可與可影響來自一重疊目標(例如，重疊目標202)之一重疊量測之任何類型之對準計量相關聯，諸如但不限於聚焦誤差及遠心誤差。例如，聚焦誤差可與重疊目標之高度相對於一標稱焦點位置之偏差相關聯，使得重疊目標之一影像失焦。一量測影像中之散焦可以各種方式負面地影響重疊量測，諸如但不限於降低特徵邊緣之影像對比度及量測精度。作為另一實例，遠心誤差可能引起TIS。在此方面，特徵之視位(apparent position)可能看似依據成像系統104中之焦點位置橫向移位，此可能引發重疊偏移誤差。
在一項實施例中，成像系統104針對各選定重疊量測位點(例如，各選定重疊目標)在不同焦點位置處自成像系統104產生兩個或更多個對準影像。本文中應認知，兩個或更多個焦點位置處之對準影像可提供足夠資訊以準確地判定對準誤差(例如，聚焦誤差、遠心誤差、定心誤差或類似者)且因此促進逐位點減輕對準誤差。接著，控制器106可基於對準影像產生對準資料，且接著在樣本102在選定位點處之對準容差外之情況下，引導成像系統104以在選定對準容差內對準樣本102。一旦對準成像系統104，成像系統104即可產生一量測影像且控制器106可基於量測影像提供樣本102之兩個或更多個層之重疊量測。
成像系統104可循序地或同時地擷取對準影像。圖3係根據本發明之一或多項實施例之適於擷取循序對準影像之一成像系統104之一概念視圖。在一項實施例中，成像系統104之偵測器總成122包含單個成像偵測器302。據此，成像系統104可藉由循序地修改樣本102之焦點位置且利用成像偵測器302擷取影像來擷取對準影像。
可使用任何元件組合來控制成像系統104內之樣本102之焦點位置。例如，可經由樣本台108調整樣本102之焦點位置。作為另一實例，可藉由調整收集路徑120之一或多個元件(諸如但不限於物鏡124或成像偵測器302)之一位置來控制樣本102之焦點位置。
圖4係根據本發明之一或多項實施例之適於擷取同時對準影像之一成像系統104之一概念視圖。在一項實施例中，偵測器總成122包含經組態以在選定焦點位置同時擷取影像之兩個或更多個成像偵測器。例如，如圖4中所繪示，偵測器總成122可包含用來在三個選定焦點位置處同時擷取樣本102之三個影像之三個成像偵測器302a至302c。偵測器總成122可進一步包含用來沿多個路徑分裂及引導自樣本102射出之輻射以由成像偵測器302擷取之偵測器光學元件，諸如但不限於一或多個分束器304、一或多個棱鏡306、一或多個鏡(未展示)、或一或多個偵測器透鏡(未展示)。
偵測器總成122可經組態以在任何選定焦點位置處擷取影像。在一項實施例中，偵測器總成122包含：一個成像偵測器，其經組態以在預期對準樣本102之一標稱(例如，理想)焦點位置處擷取影像；及一或多個額外成像偵測器，其經組態以在自標稱焦點位置之選定偏移處擷取影像。例如，如圖4中所繪示，成像偵測器302b可經組態以在標稱焦點位置處擷取影像，成像偵測器302a可經組態以在自標稱焦點位置之一選定正偏移處擷取影像，且成像偵測器302c可經組態以在自標稱焦點位置之一選定負偏移處擷取影像。標稱焦點位置可另外對應於基於物鏡124之規格之一像差校正成像組態。
自對準影像提取之對準資料可包含適於提供可校正項以對準成像系統104內之一選定重疊目標之任何類型之資料。在一項實施例中，對準資料包含指示對準影像之相對散焦之聚焦資料，諸如但不限於影像對比度。接著可(例如，由控制器106)使用此資料來準確地調整樣本之焦點位置，使得選定重疊目標對焦於偵測器總成122之一選定相機上(例如，圖3之單個成像偵測器302、圖4之標稱成像偵測器302b或類似者)。
例如，一重疊目標(例如，重疊目標202)之影像通常可包含針對一背景可見之一高影像對比度，包含第一層特徵204及第二層特徵206。此外，影像對比度通常可在重疊目標對焦時最高且通常可隨著散焦增加而減小。因此，與重疊目標之特徵與各對準影像之背景之間的影像強度(例如，像素值)之一差異相關聯之影像對比度資料可指示與各對準影像相關聯之相對散焦。據此，可(例如，由控制器106)利用與兩個或更多個對準影像相關聯之聚焦資料來調整重疊目標之一焦點位置，使得選定重疊目標在偵測器總成122之一選定相機(例如，圖3之單個成像偵測器302、圖4之標稱成像偵測器302b或類似者)上之選定聚焦容差(例如，提供一所期望影像品質之焦點位置之一選定範圍或類似者)內對焦。
在另一實施例中，比較來自對準影像之聚焦資料與經校準聚焦資料以在選定聚焦容差內調整重疊目標202之焦點位置。例如，經校準聚焦資料可包含但不限於依據一標稱焦點位置(例如，一跨焦(through-focus)曲線)之任一側上之散焦之影像對比度資料。此外，可以比由兩個或更多個對準影像所提供更精細之一焦點位置解析度產生經校準聚焦資料。在此方面，可將對準影像之聚焦資料映射至經校準聚焦資料之點以針對重疊量測提供標稱聚焦之有效判定。
可以任何方式產生經校準聚焦資料。例如，可在運行時間之前透過一重疊目標(例如，重疊目標202)之一系列訓練影像產生經校準聚焦資料。在另一情況下，可透過一系列模擬產生經校準聚焦資料。
在另一實施例中，對準資料包含指示選定重疊目標(例如，重疊目標202)之一遠心誤差之遠心資料。例如，遠心誤差可表現為依據焦點位置之一特徵大小變動(例如，影像放大率之變動)。作為另一實例，遠心誤差可表現為當在不同焦點位置成像時特徵之一橫向移位。據此，遠心資料可包含重疊目標中之特徵之相對位置資訊。此外，接著可使用橫向移位之量值及/或方向來校正遠心誤差。
可基於在不同焦點位置處循序地或同時地擷取之兩個或更多個對準影像判定遠心誤差。例如，在於單個成像偵測器302上擷取對準影像之情況下(例如，在圖3或類似於圖3之組態中)，遠心資料可包含對準影像之各者中之重疊目標之選定特徵之位置及/或定向資訊。在一種情況下，位置及/或定向資訊可根據特徵之像素位置來表示。
作為另一實例，在利用多個成像偵測器302產生對準影像之情況下(例如，在圖4或類似於圖4之組態中)，重疊目標之選定特徵之位置及/或定向資訊可參考各相機上之經校準位置。例如，多個成像偵測器302之位置中之相對變動及/或不穩定性可能負面地影響準確地量測跨不同焦點位置之特徵之位置移位之能力。
在一項實施例中，成像系統104包含用來將一或多個參考圖案直接投影至兩個或更多個成像偵測器302上之一圖案投影器。在此方面，經投影參考圖案可用來相對於彼此校準成像偵測器302且進一步提供針對各對準影像量測重疊目標之選定特徵之位置所作之一參考。
圖5係根據本發明之一或多項實施例之整合至一成像系統104中之一圖案投影器502之一概念視圖。在一項實施例中，圖案投影器502包含：一投影器照明源504，其經組態以產生一照明光束；一圖案遮罩506；及投影光學件508，其用來將圖案遮罩506之一影像產生至成像偵測器302上。例如，由圖案遮罩506傳遞之照明可由分束器134直接引導至成像偵測器302。
圖6係根據本發明之一或多項實施例之一圖案遮罩506之一俯視圖。圖案遮罩506包含待投影至成像偵測器302上之一或多個圖案602。此外，圖案602可包含適於監測重疊目標在偵測器總成122上之相對橫向位置之圖案元件之任何分佈。
在一項實施例中，圖案遮罩506包含沿正交方向定向以促進沿正交方向監測成像偵測器302之光柵結構。例如，如圖6中所繪示，一圖案遮罩506可包含具有沿一第一方向分佈之元件之至少一個光柵圖案及具有沿一第二方向分佈之元件之至少一個光柵圖案，第二方向正交於第一方向。
圖案602可進一步經組態以投影至成像偵測器302之任何部分上。在一項實施例中，如圖6中所繪示，圖案602可沿圖案遮罩506之外部區域放置，從而留下一中心敞開區域604用於選定重疊目標之成像。圖7係根據本發明之一或多項實施例之一重疊目標702之一概念影像700，該概念影像700疊加有來自圖6之圖案遮罩506之圖案602之經投影影像。例如，可由偵測器總成122之任何成像偵測器(例如，圖4之成像偵測器302或圖5之成像偵測器302a至302c之任一者)擷取圖7之影像700。
在一項實施例中，重疊目標702係在影像700之中心部分中可見，而圖案602係在影像700之外部區域上可見。此外，圖案602可經投影至與重疊目標702之影像無關聯之偵測器總成122之成像偵測器之部分。例如，重疊目標702作為一白色背景上之黑色特徵而可見，其中可使用成像系統104之收集場光闌控制白色背景之邊界704 (例如，圖7中之一正方形)。
投影光學件508可包含適於將圖案遮罩506之一影像投影至成像偵測器302上之光學元件之任何組合，諸如但不限於透鏡或光闌。在一項實施例中，投影光學件508包含用於控制及/或選擇用來在成像偵測器上產生圖案602之影像之繞射階之一暗場遮罩。例如，本文中應認知，可能期望將圖案遮罩506之一對焦影像投影於偵測器總成122之成像偵測器302之各者上。然而，圖案遮罩506與個別成像偵測器302之間的光學路徑長度可不相同(例如，參見圖7)。本文中應進一步認知，僅由相等振幅之兩個繞射階形成之光柵結構(例如，圖6中所繪示之圖案遮罩506上之光柵圖案602)之影像可透過一大景深而具有一高對比度。
圖8A及圖8B繪示具有經組態以僅傳遞來自圖案遮罩506之一階繞射(例如，+/-1繞射階)之一暗場濾波器之投影光學件508。圖8A係根據本發明之一或多項實施例之包含一暗場光闌802之投影光學件508之一概念視圖。圖8B係根據本發明之一或多項實施例之經組態以選擇一階繞射(例如，+/-1繞射階)之一暗場光闌802之一俯視圖。
在一項實施例中，圖案投影器502之投影光學件508包含定位於一投影透鏡804之一繞射平面處之一暗場光闌802。在此方面，暗場光闌802可作為一空間濾光器操作以傳遞來自投影器照明源504之由圖案遮罩506繞射之照明之選定繞射階。例如，如圖8A及圖8B中所繪示，暗場光闌802可包含一環形透射部分806，該環形透射部分806經組態以傳遞來自在圖案遮罩506上以任何方向定向之光柵圖案602之一階繞射階(例如，+1繞射階808a及-1繞射階808b)。因此，暗場光闌802可包含用來阻擋剩餘繞射階(諸如但不限於零階繞射810及二階繞射(例如，+2繞射階812a及-2繞射階812b))之反射及/或吸收區域。
投影器照明源504可提供任何空間照明輪廓。例如，如圖8B中所繪示，投影器照明源504可包含一基於方芯(square-core)光纖之照明源，使得繞射階808a至812可具有方形輪廓。作為另一實例，儘管未展示，但投影器照明源504可產生具有一圓形分佈之照明，使得繞射階808a至812可具有圓形輪廓。
此外，投影光學件508可包含一或多個額外投影透鏡814，該一或多個額外投影透鏡814經組態以將由暗場光闌802傳遞之照明中繼至成像偵測器302。例如，如圖8A中所繪示，額外投影透鏡814可準直由暗場光闌802傳遞之光。據此，一或多個額外透鏡(例如，收集路徑透鏡136及/或偵測器總成122內之額外透鏡(未展示))可接收經準直光且在成像偵測器302上產生圖案602之影像。
圖案遮罩506可經組態為一反射或一透射遮罩。例如，如圖5至圖8B中所繪示，一透射圖案遮罩506上之圖案602可經形成為被不透明區域環繞之圖案遮罩506之透明區域。相比之下，一反射圖案遮罩506 (未展示)上之圖案602可經形成為被透明及/或吸收區域環繞之圖案遮罩506之反射區域。
應理解，圖5至圖8B中所繪示之圖案投影器502連同相關聯描述僅僅出於繪示性目的而提供且不應被解釋為限制性。例如，圖案遮罩506可具有適於監測成像偵測器302之相對位置之圖案元件之任何分佈。作為另一實例，暗場光闌802可包含透射、反射或吸收部分之任何分佈以傳遞任何選擇繞射階。
如前文中所描述，來自多個成像偵測器302上產生之一圖案遮罩506之圖案602之影像可促進監測成像偵測器302之間的任何橫向位移。例如，一個成像偵測器302之一相對移位(例如，歸因於振動、欠對準或類似者)可被觀察為經移位成像偵測器302上之經投影圖案之位置之一移位。
另外，來自多個成像偵測器302上產生之一圖案遮罩506之圖案602之影像可促進監測成像系統104中之一重疊目標之遠心。例如，重疊目標之特徵之位置可相對於各成像偵測器302上之經成像圖案602量測。此外，成像偵測器302可相對於彼此校準，使得當成像系統104在選定容差內對準時，可預期一個成像偵測器302上之一給定位置處觀察到之一特徵(例如，相對於經投影圖案602量測)位於其他成像偵測器302上之已知位置處。在此方面，可基於重疊目標之特徵之位置與基於校準之預期位置之偏差判定遠心誤差。
再次參考圖2，本文中應認知，歸因於各種因素，諸如但不限於與成像系統104之特徵形狀或像差相關聯之邊緣繞射效應，一重疊目標之一影像品質可能不均勻。在另一實施例中，基於一重疊目標之一或多個選定部分(例如，一或多個選定特徵或選定特徵部分)產生對準資料(例如，聚焦資料、遠心資料、定心資料或類似者)。例如，歸因於繞射效應，具有週期性特徵之重疊目標之影像可在中心區域208中相對於周圍區域具有一更高品質。據此，可僅僅基於重疊目標之選定區域(諸如但不限於重疊目標之中心區域208，包含週期性結構)產生對準資料。
本文應進一步認知，擷取對準影像之焦點位置之數目及/或分佈可影響對準校正之準確度與處理量之間的折衷。例如，增加量測對準影像之焦點位置之數目可增加對準資料(例如，聚焦資料、遠心資料、定心資料或類似者)之準確度，但可減小處理量。據此，可基於任何給定應用之需要及規格調整對準影像之數目。
在另一實施例中，重疊計量學系統100之一或多個組件係可調整的以促進樣本102上之各選定重疊目標之對準調整(例如，聚焦調整、遠心調整或類似者)。此外，控制器106可通信地耦合至重疊計量學系統100之一或多個可調整組件。在此方面，控制器106可引導及/或控制可調整組件以在選定容差(例如，聚焦容差、遠心容差、定心容差或類似者)內對準樣本。
例如，可藉由使用成像系統104之任何組件或若干組件調整(例如，利用控制器106)樣本102之焦點位置來控制聚焦誤差。在一種情況下，可經由樣本台108調整樣本102之焦點位置。在另一情況下，可藉由調整收集路徑120之一或多個元件(諸如但不限於物鏡124或成像偵測器302)之一位置來控制樣本102之焦點位置。
作為另一實例，可藉由(例如，利用控制器106)調整成像系統104之一或多個組件來控制遠心誤差。在一種情況下，可藉由調整照明孔徑光闌130之一位置以調整樣本102上之照明之角度來控制遠心。在另一情況下，可藉由調整光闌140之一位置以調整來自用來產生一影像之樣本102之輻射之角度來調整遠心。在另一情況下，可藉由(例如，使用樣本台108)調整樣本102之一傾斜來控制遠心。
作為另一實例，可藉由(例如，利用控制器106)調整樣本台108以將一重疊目標之選定特徵之位置調整至成像系統104之視場內之一選定位置(諸如但不限於一視場中心)來控制定心誤差。
圖9係繪示根據本發明之一或多項實施例之用於逐位點重疊計量學之一方法900中執行之步驟之一流程圖。申請人應注意，前文在系統100之背景下所描述之實施例及致能技術應被解釋為擴展至方法900。然而，應進一步注意，方法900不限於系統100之架構。
本文中應認知，用於選定數目個重疊目標之一重疊計量學工具之逐位點對準可校正樣本之局部變動以促進高度準確之重疊量測。
在一項實施例中，方法900包含一步驟902：接收藉由一成像系統(例如，成像系統104)在兩個或更多個焦點位置處擷取之一樣本之兩個或更多個對準影像，其中兩個或更多個對準影像包含一重疊目標之一或多個特徵。可循序地或同時地產生對準影像。例如，可藉由調整樣本之焦點位置且循序地擷取對準影像，使用單個相機循序地產生對準影像。作為另一實例，可使用經組態以在預選焦點位置處產生影像之多個相機循序地產生對準影像。
在另一實施例中，方法900包含一步驟904：基於兩個或更多個對準影像產生成像系統中之樣本之對準資料。例如，對準資料可包含自對準影像提取之指示拍攝對準影像之焦點位置之聚焦資料。聚焦資料可包含但不必包含對準影像之影像對比度資料。此外，可自對準影像之所有像素或在對準影像之選定部分內產生影像對比度資料。例如，影像對比度資料可但不必自包含計量學目標之選定特徵之對準影像之部分提取。作為另一實例，對準資料可包含基於兩個或更多個對準影像之成像系統中之樣本之遠心資料。遠心資料可包含但不必包含表現為依據焦點位置之對準影像中之重疊目標之經成像特徵之橫向移位之遠心誤差。作為另一實例，對準資料可包含與重疊目標在成像系統之視場內之對準相關聯之定心資料。據此，定心資料可包含對準影像內之重疊目標之一或多個特徵之位置。例如，可能期望將整個重疊目標定心於成像系統之視場內。在另一情況下，可能期望將重疊目標之一選定部分(例如，重疊目標之一選定象限、一選定層上之一選定特徵群組或類似者)定心於成像系統之視場內。
可使用此項技術中已知之任何技術量測重疊目標之經成像特徵之位置以及經成像特徵跨不同焦點位置處拍攝之一組對準影像之橫向移位。在一項實施例中，基於投影至用來產生對準影像之成像相機上之參考圖案判定適於定心及/或遠心監測之位置資料。在此方面，可交叉參考及校準多個成像相機之橫向位置。據此，可基於經成像特徵相對於各個各自相機之參考圖案之位置量測對準影像中之重疊目標之經成像特徵之橫向移位。此外，參考圖案可用來校準相機，使得可監測及減輕相機之偏差及/或欠對準。
在另一實施例中，方法900包含一步驟906：當重疊目標之對準在選定對準容差(例如，聚焦容差、遠心容差、定心容差或類似者)內時，將兩個或更多個對準影像設定為量測影像。例如，可能情況係：當擷取對準影像時，可在選定對準容差內適當地對準一重疊目標。據此，對準影像可用作量測影像，使得可基於對準影像提取兩個或更多個樣本層之間的重疊。
在另一實施例中，方法900包含一步驟908：引導成像系統以調整重疊目標在成像系統中之對準，且當重疊目標之對準在選定對準容差外時進一步自成像系統接收一或多個量測影像。例如，在重疊目標之對準在選定對準容差外之情況下，可將重疊目標重新對準於成像系統內且可產生適於判定重疊之額外影像。
例如，步驟908可包含(例如，經由控制器106)引導成像系統之一或多個組件之調整以在選定聚焦容差內重新對準重疊目標。在一種情況下，可將聚焦資料(諸如但不限於各對準影像之影像對比度)映射至一經校準聚焦資料集以判定樣本之一當前焦點位置。據此，可調整樣本之焦點位置，使得重疊目標對焦於成像系統之一偵測器上。此外，可藉由此項技術已知之任何方式調整焦點位置，諸如但不限於調整固定樣本之一樣本台之一位置、調整成像系統之一物鏡之一位置或調整成像系統之一偵測器之一位置。
作為另一實例，步驟908可包含(例如，經由控制器106)引導成像系統之一或多個組件之調整以在選定遠心容差內重新對準重疊目標。在一種情況下，可藉由調整重疊計量學工具之一照明臂或一成像臂中之一孔徑光闌來控制遠心。在另一情況下，可藉由調整樣本之傾斜來控制遠心。
作為另一實例，步驟908可包含(例如，經由控制器106)引導成像系統之一或多個組件之調整以將重疊目標之一部分定位於成像系統之一視場內之一選定位置處。例如，重疊目標之一部分可但不必定心於成像系統之視場內。
一旦在選定對準容差內對準重疊目標，步驟908即可包含自成像系統接收適於判定樣本之兩層或更多層之重疊之一或多個額外影像(例如，量測影像)。
在另一實施例中，方法900包含一步驟910：基於至少一個量測影像(例如，與一對準影像相關聯之一量測影像或在重新對準之後擷取之一額外影像)判定樣本之兩個或更多個層之間的重疊。
可使用任何數目個量測影像判定兩個或更多個樣本層之間的重疊。例如，可在使用此項技術已知之任何重疊方法(例如，一基於影像之重疊方法(其中基於兩個或更多個層中之經成像特徵之相對位置判定重疊)或一基於散射測量之方法(其中基於來自另外兩個層上之重疊光柵結構之經繞射光之一基於模型之分析判定重疊))的情況下，使用單個量測影像判定重疊。作為另一實例，可使用不同焦點位置處之兩個或更多個量測影像判定重疊。例如，可基於一第一影像判定重疊，且可使用不同焦點位置處之額外量測影像之間的變動來提供重疊量測之校正以提高量測準確度。作為一實例，首先基於經成像特徵跨在不同焦點位置處擷取之另外兩個量測影像之相對位置移位判定遠心誤差。此外，一旦已知，即可使用遠心誤差來產生重疊量測之校正。在此方面，情況可能係：可在使用多個量測影像的情況下使用後處理校正特定容差內之一些對準不準確度，使得無需額外重新對準及量測程序(例如，步驟908)。
本文中所描述之標的物有時闡釋容納於其他組件內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實例性的，且實際上可實施達成相同功能之諸多其他架構。在一概念意義上，用來達成相同功能之任何組件配置可有效地「相關聯」，以達成所期望功能。因此，本文中組合以達成一特定功能之任何兩個組件可被視為彼此「相關聯」，使得達成所期望功能，而與架構或中間組件無關。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「耦合」以達成所期望功能，且能夠如此相關聯之任何兩個組件亦可被視為彼此「可耦合」以達成所期望功能。可耦合之特定實例包含但不限於實體上可互動及/或實體上互動之組件、及/或可無線互動及/或無線互動之組件、及/或邏輯上可互動之及/或邏輯上互動之組件。
據信本發明及其諸多伴隨優點將藉由前文描述來理解，且將顯而易見的是，可在不背離所揭示標的物之情況下或在不犧牲其所有關鍵優勢之情況下在組件之形式、構造及配置方面進行各種改變。所描述形式僅僅係解釋性的，且下文發明申請專利範圍意欲於涵蓋及包含此等改變。此外，應理解，本發明由隨附發明申請專利範圍界定。
100‧‧‧重疊計量學系統
102‧‧‧樣本
104‧‧‧遠心成像系統
106‧‧‧控制器
108‧‧‧樣本台
110‧‧‧處理器
112‧‧‧非暫時性記憶體媒體
114‧‧‧照明源
116‧‧‧照明光束
118‧‧‧照明路徑
120‧‧‧收集路徑
122‧‧‧偵測器總成
124‧‧‧物鏡
126‧‧‧照明路徑透鏡
128‧‧‧照明調節組件
130‧‧‧可調整照明孔徑光闌
132‧‧‧照明場光闌
134‧‧‧分束器
136‧‧‧收集路徑透鏡
138‧‧‧調節收集組件
140‧‧‧光闌
202‧‧‧重疊目標
204‧‧‧第一層特徵
206‧‧‧第二層特徵
208‧‧‧中心區域
302‧‧‧成像偵測器
302a‧‧‧成像偵測器
302b‧‧‧成像偵測器
302c‧‧‧成像偵測器
304‧‧‧分束器
306‧‧‧棱鏡
502‧‧‧圖案投影器
504‧‧‧投影器照明源
506‧‧‧圖案遮罩
508‧‧‧投影光學件
602‧‧‧圖案
604‧‧‧中心敞開區域
700‧‧‧概念影像
702‧‧‧重疊目標
704‧‧‧邊界
802‧‧‧暗場光闌
804‧‧‧投影透鏡
806‧‧‧環形透射部分
808a‧‧‧+1繞射階
808b‧‧‧-1繞射階
810‧‧‧零階繞射
812a‧‧‧+2繞射階
812b‧‧‧-2繞射階
814‧‧‧投影透鏡
900‧‧‧方法
902‧‧‧步驟
904‧‧‧步驟
906‧‧‧步驟
908‧‧‧步驟
910‧‧‧步驟
參考附圖，熟習此項技術者可更好地理解本發明之眾多優點，其中：
圖1A係繪示根據本發明之一或多項實施例之適於逐位點對準之一基於影像之重疊計量學系統之一概念視圖。
圖1B係根據本發明之一或多項實施例之一成像重疊計量學系統之一概念視圖。
圖1C係根據本發明之一或多項實施例之具有一可調整照明孔徑光闌之一照明路徑之一概念視圖。
圖2係根據本發明之一或多項實施例之適於基於影像之重疊計量學之一重疊目標之一俯視圖。
圖3係根據本發明之一或多項實施例之適於擷取循序對準影像之一成像系統之一概念視圖。
圖4係根據本發明之一或多項實施例之適於擷取同時對準影像之一成像系統之一概念視圖。
圖5係根據本發明之一或多項實施例之整合至一成像系統中之一圖案投影器之一概念視圖。
圖6係根據本發明之一或多項實施例之一圖案遮罩之一俯視圖。
圖7係根據本發明之一或多項實施例之疊加有來自圖6之圖案遮罩之圖案之經投影影像之一重疊目標之一概念影像。
圖8A係根據本發明之一或多項實施例之包含一暗場光闌之投影光學件之一概念視圖。
圖8B係根據本發明之一或多項實施例之經組態以選擇一階繞射之一暗場光闌之一俯視圖。
圖9係繪示根據本發明之一或多項實施例之用於逐位點重疊計量學之一方法中執行之步驟之一流程圖。

Claims (44)

  1. 一種重疊計量學系統，其包括： 一控制器，其通信地耦合至一遠心成像系統，該遠心成像系統包含經組態以在兩個或更多個焦點位置處透過一物鏡擷取影像之一或多個相機，該控制器包含經組態以執行程式指令之一或多個處理器，該等程式指令致使該一或多個處理器： 接收藉由該成像系統在兩個或更多個焦點位置處擷取之一樣本上之一重疊目標之兩個或更多個對準影像，該兩個或更多個對準影像包含該重疊目標之一或多個特徵； 基於該兩個或更多個對準影像產生指示該重疊目標在該成像系統內之一對準之對準資料； 當該重疊目標之該對準在選定對準容差內時，將該兩個或更多個對準影像設定為量測影像； 引導該成像系統以調整該重疊目標在該成像系統中之該對準，且當該重疊目標之該對準在該等選定對準容差外時，進一步自該成像系統接收一或多個量測影像；及 基於該等量測影像之至少一者判定該樣本之兩個或更多個層之間的重疊。
  2. 如請求項1之重疊計量學系統，其中該成像系統包括： 兩個或更多個相機，其等經組態以使兩個或更多個焦點位置成像，其中該兩個或更多個相機同時產生該兩個或更多個對準影像。
  3. 如請求項1之重疊計量學系統，其中該成像系統包括： 單個相機，其經組態以隨著該重疊目標之該焦點位置變動而循序地產生該兩個或更多個對準影像。
  4. 如請求項3之重疊計量學系統，其中藉由平移固定該樣本之一樣本台來改變該重疊目標之該焦點位置。
  5. 如請求項3之重疊計量學系統，其中藉由平移該成像系統之一物鏡來改變該重疊目標之該焦點位置。
  6. 如請求項3之重疊計量學系統，其中藉由平移該成像系統之一偵測器來改變該重疊目標之該焦點位置。
  7. 如請求項1之重疊計量學系統，其中基於該等量測影像之至少一者判定該樣本之兩個或更多個層之間的該重疊包括： 基於該等量測影像之一者判定該樣本之兩個或更多個層之間的該重疊。
  8. 如請求項1之重疊計量學系統，其中基於該等量測影像之至少一者判定該樣本之兩個或更多個層之間的該重疊包括： 基於該等量測影像之至少兩者判定該樣本之兩個或更多個層之間的該重疊。
  9. 如請求項1之重疊計量學系統，其中該對準資料包括： 聚焦資料，其指示該重疊目標在該兩個或更多個對準影像中之一聚焦品質，其中該等選定對準容差包含選定聚焦容差。
  10. 如請求項9之重疊計量學系統，其中該聚焦資料包括： 該兩個或更多個對準影像之影像對比度資料。
  11. 如請求項10之重疊計量學系統，其中該影像對比度資料包括： 該重疊目標之該一或多個特徵之至少一些與背景區域之間的像素值之差異。
  12. 如請求項10之重疊計量學系統，其中產生該兩個或更多個對準影像之各者之影像對比度資料包括： 執行該重疊目標之該一或多個特徵之至少一些之一空間頻率分析，其中該影像對比度資料基於選定空間頻率之相對強度。
  13. 如請求項10之重疊計量學系統，其中產生對準資料包括： 產生該兩個或更多個對準影像之各者之影像對比度資料；及 藉由比較該兩個或更多個對準影像之該影像對比度資料與經校準影像對比度資料來判定該樣本之該聚焦資料。
  14. 如請求項13之重疊計量學系統，其中該經校準影像對比度資料包括： 來自複數個焦點位置處之測試特徵之影像之影像對比度資料。
  15. 如請求項13之重疊計量學系統，其中在該複數個焦點位置處接收該等測試特徵之該等影像時，由該控制器產生該經校準影像對比度資料。
  16. 如請求項13之重疊計量學系統，其中在判定該樣本之該聚焦資料之前，由該控制器接收該經校準影像對比度資料。
  17. 如請求項1之重疊計量學系統，其中該對準資料包括： 遠心資料，其指示該重疊目標在該成像系統中之一遠心品質，其中該等選定對準容差包含選定遠心容差。
  18. 如請求項17之重疊計量學系統，其中判定該遠心資料包括： 基於該兩個或更多個對準影像中之該一或多個特徵之位置變動判定該遠心資料。
  19. 如請求項18之重疊計量學系統，其中基於該兩個或更多個對準影像中之該一或多個特徵之位置變動判定該遠心資料包括： 判定該兩個或更多個對準影像之各者中之該一或多個特徵之位置；及 基於該兩個或更多個對準影像將一遠心誤差量測為該一或多個特徵依據焦點位置之一位置變化速率。
  20. 如請求項1之重疊計量學系統，其進一步包括： 一圖案投影器，其經組態以將一或多個圖案投影至該成像系統之一或多個相機上，其中該一或多個圖案提供用於判定該一或多個特徵之該等位置變動之參考資料。
  21. 如請求項20之重疊計量學系統，其中判定該遠心資料包括： 判定該兩個或更多個對準影像之各者中之該一或多個特徵相對於該一或多個圖案之位置；及 基於該兩個或更多個對準影像將一遠心誤差量測為該一或多個特徵依據焦點位置之一位置變化速率。
  22. 如請求項20之重疊計量學系統，其中該一或多個圖案包括： 沿一第一方向之至少一個圖案；及 沿一第二方向之至少一個圖案，該第二方向正交於該第一方向。
  23. 如請求項20之重疊計量學系統，其中該一或多個圖案包括： 一或多個光柵圖案，其包含圖案元件之一週期性分佈。
  24. 如請求項20之重疊計量學系統，其中該圖案投影器包括： 一圖案遮罩，其包含該一或多個圖案； 一照明源，其經組態以照明該圖案遮罩；及 一圖案成像系統，其經組態以在該一或多個相機上產生該圖案遮罩之一影像。
  25. 如請求項24之重疊計量學系統，其中該一或多個圖案包括： 包含沿一第一方向週期性地分佈之圖案元件之至少一個光柵圖案；及 包含沿一第二方向週期性地分佈之圖案元件之至少一個光柵圖案，該第二方向正交於該第一方向。
  26. 如請求項25之重疊計量學系統，其中該圖案投影器進一步包括： 一暗場光闌，其經定位於該圖案成像系統之一光瞳平面處以自該照明源接收由該一或多個圖案繞射之照明，其中孔徑傳遞沿該第一方向之兩個選定繞射階及沿該第二方向之兩個選定繞射階。
  27. 如請求項26之重疊計量學系統，其中沿該第一方向之該兩個選定繞射階包含一+1繞射階及一-1繞射階，其中沿該第二方向之該兩個選定繞射階包含一+1繞射階及一-1繞射階。
  28. 如請求項26之重疊計量學系統，其中該暗場光闌包含一環形孔徑。
  29. 如請求項1之重疊計量學系統，其中引導該成像系統以調整該重疊目標在該成像系統中之該對準包括： 調整該成像系統之一或多個組件以控制該樣本之一焦點位置以在該等選定聚焦容差內對準該成像系統。
  30. 如請求項29之重疊計量學系統，其中調整該成像系統之一或多個組件以控制該樣本之一焦點位置以在該等選定聚焦容差內對準該成像系統包括： 調整固定該樣本之一樣本台之一位置。
  31. 如請求項29之重疊計量學系統，其中調整該成像系統之一或多個組件以控制該樣本之一焦點位置以在該等選定聚焦容差內對準該成像系統包括： 調整一物鏡之一位置。
  32. 如請求項29之重疊計量學系統，其中調整該成像系統之一或多個組件以控制該樣本之一焦點位置以在該等選定聚焦容差內對準該成像系統包括： 調整一偵測器之一位置。
  33. 如請求項1之重疊計量學系統，其中該對準資料包括： 聚焦資料，其指示該重疊目標在該兩個或更多個對準影像中之一聚焦品質，其中該等選定對準容差包含選定聚焦容差；及 遠心資料，其指示該重疊目標在該成像系統中之一遠心品質，其中該等選定對準容差包含選定遠心容差。
  34. 如請求項1之重疊計量學系統，其中引導該成像系統以調整該重疊目標在該成像系統中之該對準包括： 調整該成像系統之一或多個組件以在該等選定遠心容差內對準該成像系統。
  35. 如請求項34之重疊計量學系統，其中控制該成像系統之一或多個組件以在該等選定遠心容差內對準該成像系統包括： 調整一孔徑光闌之一位置。
  36. 如請求項34之重疊計量學系統，其中控制該成像系統之一或多個組件以在該等選定遠心容差內對準該成像系統包括： 使用一樣本台控制該樣本之一傾斜。
  37. 如請求項35之重疊計量學系統，其中該孔徑光闌位於照明子系統之一光學路徑內。
  38. 如請求項35之重疊計量學系統，其中該孔徑光闌位於該成像系統之一光學路徑內。
  39. 如請求項1之重疊計量學系統，其中引導該成像系統以調整該重疊目標在該成像系統中之該對準包括： 使該重疊目標之至少一個選定特徵定心於該成像系統之一視場內。
  40. 如請求項1之重疊計量學系統，其中該重疊目標之該一或多個特徵包括： 該重疊目標之一部分。
  41. 如請求項1之重疊計量學系統，其中該重疊目標之該一或多個特徵經定位於該重疊目標之一選定層上。
  42. 如請求項41之重疊計量學系統，其中該重疊目標之該選定層包括： 一光阻劑層。
  43. 一種重疊計量學系統，其包括： 一遠心成像系統，其包含經組態以在兩個或更多個焦點位置處透過一物鏡擷取影像之一或多個相機；及 一控制器，其通信地耦合至該成像系統，該控制器包含經組態以執行程式指令之一或多個處理器，該等程式指令致使該一或多個處理器： 接收藉由該成像系統在兩個或更多個焦點位置處擷取之一樣本上之一重疊目標之兩個或更多個對準影像，該兩個或更多個對準影像包含該重疊目標之一或多個特徵； 基於該兩個或更多個對準影像產生指示該重疊目標在該成像系統內之一對準之對準資料； 當該重疊目標之該對準在選定對準容差內時，將該兩個或更多個對準影像設定為量測影像； 引導該成像系統以調整該重疊目標在該成像系統中之該對準，且當該重疊目標之該對準在該等選定對準容差外時，進一步自該成像系統接收一或多個量測影像；及 基於該等量測影像之至少一者判定該樣本之兩個或更多個層之間的重疊。
  44. 一種重疊計量學方法，其包括： 接收藉由一遠心成像系統在兩個或更多個焦點位置處擷取之一樣本之兩個或更多個對準影像，該兩個或更多個對準影像包含一重疊目標之一或多個特徵； 利用一或多個處理器，基於該兩個或更多個對準影像產生指示該重疊目標在該成像系統內之一對準之對準資料； 當該重疊目標之該對準在選定對準容差內時，將該兩個或更多個對準影像設定為量測影像； 引導該成像系統以調整該重疊目標在該成像系統中之該對準，且當該重疊目標之該對準在該等選定對準容差外時，進一步自該成像系統接收一或多個量測影像；及 利用一或多個處理器，基於該量測影像判定該樣本之兩個或更多個層之間的重疊。
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