TWI413805B - 平面內光學度量衡 - Google Patents

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Description

平面內光學度量衡
本發明係關於光學度量衡，及特定言之，本發明係關於其中探測束經控制為與測量標的在同一平面內之度量衡。
由於光學度量衡之非接觸及非破壞性本質，光學度量衡常被用於半導體製造工業的製程控制應用中。二種常用光學度量衡技術係反射法和橢圓對稱法。
在光學度量衡中，一樣本用寬頻或單波長光照亮且光在與該樣本交互作用之後被檢測及分析。圖1繪示一具有一光柵12之樣本10的側視圖，該光柵係用一具有一垂直入射角之探測束14及一具有一斜入射角之探測束16照亮。典型地，但並非總是如此，斜入射角探測束16係與一橢圓偏光計一起使用，且垂直入射探測束14係與一反射計一起使用。探測束14及16被繪示為自光柵12分別反射(在一繞射光柵之情況下其係零階繞射光)為束15及17。垂直入射探測束14及反射束15被繪示為經橫向移位，但應瞭解由於其等之法線配向，此等束重合。
由於半導體幾何形狀繼續縮小，對光學度量衡技術寄予越來越多的需求。此外，非極性構件的使用，諸如鰭式場效電晶體(FinFET)裝置、英特爾的三閘及AMD的多閘裝置，對光學度量衡提供額外挑戰，由於三維結構資訊係難以擷取的。
因此，期望有經改良之光學度量衡裝置及方法。
根據一實施例，一光耦合器被設置為與一基板上之一測量標的相鄰。該光耦合器將來自一光學度量衡裝置之入射輻射線轉換為與該測量標的在同一平面內。該光耦合器可係，例如，一光柵或光子晶體，且在該光耦合器與該測量標的之間可包括一波導器。平面內光交互作用並被反射回至該光耦合器，該光耦合器將平面內光轉換為藉由該光學度量衡裝置接收的平面外光。其後該光學度量衡裝置使用來自所接收之光的資訊以決定該測量標的之一個或多個期望參數。另一選擇為，若需要，可使用一附加光耦合器以接收透射穿過該測量標的之光。
根據本發明之一實施例，一樣本上之一標的係使用光學度量衡用一平面內輻射線而探測，即，入射於該標的上之輻射線係平行於該樣本之表面，這被稱為具有一90°之入射角。
圖2A繪示一樣本102(例如，其可係一半導體晶圓)上之標的104連同一光耦合器110(例如，其可係產生該平面內探測束的一光子晶體或一光柵)的一側視圖。一垂直入射角探測束112入射於光耦合器110上，其被轉換為平面內探測束114。圖2A中之標的104的平面內度量衡被繪示為在反射模式中，因為平面內返回束116係藉由光耦合器110而轉換為法線束118，該法線束118係藉由度量衡裝置接收並適當地分析。
在另一實施例中，可使用一斜入射角探測束112o(用虛線繪示)。返回束116係藉由光耦合器110而轉換為另一斜角束118o(用虛線繪示)，該斜角束118o可具有相同(或不同)量值及相反方向。舉例而言，探測束112o可具有一65°之入射角及斜返回束118o可具有一-65°之入射角(但若需要可使用任何角)。
儘管圖2A繪示在反射模式中的平面內光學度量衡，但可使用其他模式，諸如透射及散射模式。舉例而言，圖2B繪示標的104之平面內度量衡的一側視圖，其使用操作於一透射模式中的光耦合器120及122。一斜入射角探測束124入射於光耦合器120上，該耦合器120將該探測束124轉換為一平面內探測束126。一第二光耦合器122將該平面內探測束126轉換為一斜返回束128，該斜返回束128係藉由度量衡裝置接收並適當地分析。應瞭解若需要，探測束124及返回束128不必係斜的，而可係垂直的，類似於圖2A中繪示的。舉例而言，當圖2B中之構件的橫向尺寸小於束大小時，探測束124及返回束128可共用相同之束路徑。
圖2C繪示在一樣本102(例如，其可係一半導體晶圓)上之一三閘標的104tg連同一類似於圖2A之操作在反射模式中之一光耦合器110的一透視圖。
如在圖2A、2B及2C中繪示的，光耦合器連同待測量之標的一起被生產於樣本102上。光學度量衡裝置，例如，一反射計、橢圓偏光計、散射計等等，引導探測束以入射於光耦合器上而不是標的上並接收自光耦合器所形成之束。
圖3根據本發明之一實施例繪示一度量衡裝置150的一實施例，其可與光耦合器一起用於執行平面內度量衡。圖3中繪示之度量衡裝置係一垂直入射反射計150，其包括一光源152，該光源產生被沿著一束路徑151引導朝向光耦合器110之光。光源152可係一單波長光源，諸如一雷射，或一寬頻光源，諸如一氙氣燈或其類似物。舉例而言，光源152可產生範圍在150nm至30μm的一個或多個波長。反射計150包括一分束器154，其將光引導朝向樣本102。一透鏡156(或一系列透鏡)將光聚焦於光耦合器110上。如圖3中繪示，光耦合器110將反射計150之束路徑151引導為與待藉由反射計150測量之標的108在同一平面內。
藉由標的108所反射之束係在平面內沿著束路徑151反射回至光耦合器110，該光耦合器110將所反射之束轉換回至法線。返回束穿過透鏡156及分束器154並被檢測器158接收。檢測器158可檢測返回束之強度且若使用寬頻光則其可係例如一光譜儀。在一些實施例中，可檢測返回束之偏振狀態，例如，使用一個或多個偏光元件，諸如偏光元件172。檢測器158係被耦合至一處理器160，該處理器可控制度量衡裝置之操作，連同控制度量衡裝置相對於光耦合器之定位。處理器160係一包括一電腦及一電腦可用媒體之系統，該電腦可用媒體其中實施有電腦可讀程式碼以用於如此處所述之控制度量衡裝置的操作及分析藉由度量衡系統所獲取之資料。產生用於控制度量衡裝置之操作及/或分析藉由度量衡系統所獲取之資料的電腦可讀程式碼，這完全係熟習本發明之技術者力所能及的。處理器160可包括一報告裝置162，其報告測量之結果。例如，報告裝置162可係一顯示器、印表機、一警報器以指示何時測量係在規範外，或係記憶體以儲存測量之結果。
處理器160使用藉由平面內探測束所獲取之資料以決定標的108之期望參數的值。次波長散射之光回應可用已知電磁方法而計算，例如嚴格耦合波分析(RCWA)或有限差分時域(FDTD)法。一經驗或回歸分析法可用以關聯一返回信號(諸如強度或偏振)與標的製程參數的改變。關聯可預產生並儲存於例如處理器160中之記憶體163中或其他適當之媒體中的程式庫中。另一選擇為，藉由回歸分析法所形成之一關聯可例如藉由處理器160即時執行。處理器160可將藉由平面內探測束所獲取之資料與程式庫中所儲存或即時產生之關聯比較，以便決定期望參數之值。
反射計150可包括附加元件諸如一相機164及一反轉鏡166或針孔鏡166，其等用以輔助反射計150關於光耦合器110之定位。另外，可包括一白色光源168及分束器170，例如，若光源152係一雷射器。另外，若需要，一個或多個偏光元件172可與反射計一起使用。
圖4根據本發明之一實施例繪示一度量衡裝置180之另一實施例，其可使用光耦合器以執行平面內度量衡。圖4繪示一橢圓偏光計180，有一光耦合器120以反射模式對一測量標的180執行平面內度量衡。橢圓偏光計180包括一光源182，其可係一單波長或寬頻光源，以及包括一偏光器184。光源182產生沿著束路徑181入射至光耦合器120上之光。沿著束路徑181可提供附加元件，諸如透鏡以將光聚焦於光耦合器120上，特別係若使用寬頻光。
如圖4中所繪示，光耦合器120將橢圓偏光計180之束路徑181引導為與待藉由橢圓偏光計180測量之標的108在同一平面內。藉由標的108所返回之光係藉由光耦合器120沿著束路徑181引導至一分析器186並至一檢測器188。檢測器188係被耦合至一處理器160，諸如上文所述。
如圖4中虛線繪示，橢圓偏光計180另一選擇可為操作於透射模式中並使用一第二光耦合器122。如圖4中所繪示，第二光耦合器122將透射穿過標的108之光沿著束路徑181'引導至一分析器186'並至一檢測器188'。
圖5至9繪示在一樣本上可能有一個或多個光耦合器及一個或多個標的之不同組態。該等不同組態取決於若干因數諸如待測量之標的之類型及使用之度量衡裝置的類型。平面內探測束可被限制為二維，例如使用一波導器，或在無波導器情況下被限制為一維。舉例而言，圖5繪示一光耦合器210及一標的202之一平面圖，其中該光耦合器210藉由一波導器212而操作於反射模式中，如箭頭繪示。使用一波導器212可係特別有利的，例如，當光耦合器210不可設置為緊密接近標的202時，當對於標的照明需要一受繞射限制點源時，或當最小化光損耗係必需時。
圖6繪示光耦合器220及222及一標的202之一平面圖，其中該等光耦合器220、222在無波導器情況下操作於透射模式中，如箭頭繪示。圖7繪示光耦合器230、232及234及一標的202之一平面圖，其中該等光耦合器分別操作於反射、透射及一散射模式中，如箭頭繪示。此外，一波導器236係與光耦合器234一起使用，該光耦合器234接收自標的202散射之光。
圖8繪示一光耦合器240及一標的202之一平面圖，其中該光耦合器204係藉由二個波導器242及244而耦合至該標的202。一光子晶體光耦合器240從該光耦合器240之相鄰邊緣240a及240b產生具有不同偏振狀態例如TE及TM之光。波導器242係用於將自邊緣240a之TE偏光引導至標的202，而波導器244係用於將自邊緣240b之TM偏光引導至標的202。光耦合器240被繪示為操作於反射模式中，其中反射光經由波導器242及244返回至光耦合器240，該光其後可藉由度量衡裝置而檢測。藉由標的202所引起之TE及TM光的變化其後係可藉由光度量衡裝置而分析。因此，在一實施例中，光耦合器240及標的202係操作於一干涉計組態中。若需要，波導器242及244可將自光耦合器240之光以正交配向指引為入射至標的202上，例如虛線242a所繪示。此外，光耦合器240可使用以虛線繪示之波導器242a及242b而操作於透射模式中。
圖9繪示一光耦合器250與複數個標的202a、202b、202c、202d及202e(有時統稱為202)的一平面圖，其中該光耦合器250係藉由波導器252a、252b、252c及252d(有時統稱為252)而耦合至每一標的202。如圖9中所繪示，波導器252d被分裂以提供光至二個分離之標的202d及202e。標的202可係相同或不同類型之標的。光耦合器250被繪示為操作於反射模式中，其中反射光經由波導器252返回至光耦合器250，該光其後可藉由度量衡裝置而檢測。
圖10繪示一光耦合器300之一平面圖，該光耦合器係一光子晶體。該光子晶體光耦合器300包括一陣列之元件302，其等具有一與周圍材料304不同之折射率。舉例而言，元件302可係一與周圍材料304不同之材料或可簡單地為空氣。元件302可具有不同之形狀，包括圓形、矩形、橢圓形或任何其他期望形狀。沿著一軸之寬度Wx及間距Px可不同於沿著另一軸之寬度Wy及間距Py。將產生平面內光之光子晶體光耦合器300的特定組態及材料係取決於度量衡裝置所使用之光的入射角及波長或若干波長之設計，以及製程技術，諸如使用Si或III-V及最小可印刷特徵大小。
圖11繪示一光耦合器350之另一實施例的一平面圖，該光耦合器係一光柵。該光柵光耦合器350包括由具有不同折射率之材料製成的一系列線352及間隔354。線352具有一寬度W及間距P，其等經組態用以產生期望之平面內光，該平面內光係一高階繞射光，例如，第一階或第二階。如與上文所述之關於光子晶體光耦合器300一樣，將產生平面內光之光柵光耦合器350的特定組態及材料係取決於度量衡裝置所使用之光的入射角及波長或若干波長之設計，以及製程技術，諸如使用Si或III-V及最小可印刷特徵大小。
生產一光耦合器及波導器被討論於例如在美國專利第7,065,272號中，及在IEEE量子電子學期刊(2002年7月)第38卷第7期D. Taillaert等人之"用於小型平面形波導器及單模式纖維之間之有效對接耦合的一平面外光柵耦合器(An Out-of-Plane Grating Coupler for Efficient Butt-Coupling Between Compact Planar Waveguides and Single-Mode Fibers)"中，及IEEE光子學科技學報15，1249-1251(2003)D. Taillaert等人之"用作偏振分裂器的一小型二維光柵耦合器(A compact two-dimensional grating coupler used as a polarization splitter)"，其等全部均以引用的方式併入本文中。
圖12繪示一光耦合器400之另一實施例的一平面圖，該光耦合器包括具有分離之波導器404a、404b、404c及404d(有時統稱為光柵404)的複數個光柵402a、402b、402c及402d(有時統稱為光柵402)。圖12亦繪示自度量衡裝置之入射光的照明點406。如可見的，照明之點大小可大於光耦合器400。光耦合器400中每一光柵402可經組態用以產生具有一不同之波長或波長範圍的平面內光。波導器404其後可用以將來自每一光柵之光指引至相同標的或不同標的。
圖13繪示一具有一標的452之光耦合器450的一側視圖，其中分別有橫向及垂直限制區域456及454。垂直限制區域454將自度量衡裝置透射穿過光耦合器450之光反射回至該光耦合器中，如箭頭所繪示，且其後朝向標的繞射。另外，垂直限制藉由反射任何向下耦合光而保證自標的452返回至光耦合器450的光係以正確方向透射，即，朝向度量衡裝置。
類似地，橫向限制區域456將透射穿過標的452之光朝向光耦合器450反射回穿過該標的452。因此，橫向限制區域456允許光耦合器450既可操作於反射模式中，即，光自標的452直接反射回至光耦合器450，亦可操作於透射模式中，即，透射穿過標的452之光係穿過標的452而反射回至光耦合器450。
垂直及橫向限制區域454及456係可藉由高反射比之材料諸如金屬而生產，或另一選擇為使用分佈式布拉格(Bragg)反射器，如圖14中示意性繪示的。此外，若需要則垂直限制區域454可延伸至標的452之下，如圖14中繪示。
在另一實施例中，使用一光耦合器的平面內度量衡可用光耦合上覆層執行。圖15繪示光耦合上覆層500及510的一側視圖。底層500包括一光耦合器502及一第一標的504，該第一標的係由一第一週期性結構組成，例如其可係淺渠溝隔離(STI)結構。頂層510包括週期性結構的另一標的514及一第二光耦合器512。
如圖15中繪示，光入射至光耦合器502上，該光耦合器502將光轉換為平面內光，藉由箭頭506繪示，其入射至第一標的504上。第一標的504係被光耦合至第二標的514，例如藉由箭頭508所繪示之繞射。因此，第二光耦合器512接收來自第二標的514之光，如箭頭516所繪示，且耦合平面外之光以被度量衡裝置接收。
若需要，可使用附加光耦合器，例如，如圖16中所繪示。如圖16中所繪示，頂層510上之一光耦合器518接收入射光並將光耦合至第二標的514之平面內。透射穿過光耦合器518之光係藉由底層500上之光耦合器502而接收。因此，在一干涉應用中，光耦合器512接收來自第二標的514來自頂端光耦合器518之光(箭頭519所繪示)以及來自第一標的504經由底端光耦合器502之光(箭頭506及508所繪示)。
圖17A-17E繪示生產一光耦合器及標的之一實施例的橫截面圖，其中使用相同處理步驟。圖17A繪示一具有一上覆層602之基板600。例如，基板600可係矽，而層602可係其中待形成一標的之任何期望材料。應瞭解，在基板600與上覆層602之間可有許多層，但為簡單起見，未繪示介入層。
一光阻劑層604被旋塗或否則沉積於層602之上。該光阻劑層604係用一習知之方式曝光、顯影及選擇性移除以形成一標的區域606及一光耦合器區域608，導致圖17B中繪示之構件。如繪示的，標的區域606係一光柵且光耦合器區域608係一光柵或光子晶體。應瞭解，標的區域606可係任何期望之標的且不必為一光柵。
層602其後被蝕刻以形成光耦合器609及標的607，且光阻劑層604被剝離，導致圖17C中繪示之構件。如可見的，光耦合器609係由與標的607相同之材料形成於相同層中。
若需要，一附加層可沉積於層602之上並被往回拋光，例如藉由化學機械拋光，以形成光耦合器609、標的607或二者。舉例而言，在一實施例中，標的607可藉由一光阻劑610保護，而一附加層612係如圖17D中所繪示而沉積。在拋光及剝離光阻劑610之後，光耦合器609將包括例如具有不同光學性質n及k之二種材料，而標的607不包括第二種材料，如圖17E中所繪示。
應暸解，可使用其他製程步驟以產生一光耦合器連同標的。舉例而言，在另一實施例中，光耦合器及標的並非用相同之材料生產。舉例而言，圖18A至18D繪示在相同層上但係由不同之材料生產一光耦合器及標的之一實施例的橫截面圖。
圖18A繪示一具有一其中將形成光耦合器之材料層704及一下伏層702的基板700。應瞭解，可存在(或沒有)附加下伏層。例如基板700可係矽，而層704可係任何期望之材料。一光阻劑層706被沉積、曝光並選擇性移除以形成光耦合器區域708，如圖18A中所繪示。
層704中暴露之材料被移除且剩餘光阻劑被移除以形成光耦合器709，如圖18B中所繪示。其後另一光阻劑層710被沉積，形成圖18C中繪示之構件。光阻劑710其後被曝光、顯影並選擇性移除以形成圖18D中所繪示之標的區域712。光耦合器709可用於光阻劑710中之標的區域712的平面內光學測量。
雖然為了指導性目的本發明係結合特定實施例而繪示，但本發明並不限制於此。在不脫離本發明之範疇下可做出多種調適及修改。因此，附加請求項之精神及範疇不應被限制於前面所述。
10．．．樣本
12．．．光柵
14．．．探測束
15．．．反射束
16．．．探測束
17．．．束
102．．．樣本
104．．．標的
104tg．．．三閘標的
108．．．標的
110．．．光耦合器
112．．．探測束
112o．．．探測束
114．．．平面內探測束
116．．．返回束
118．．．法線束
118o．．．斜返回束
120．．．光耦合器
122．．．光耦合器
124．．．探測束
126．．．平面內探測束
128．．．返回束
150．．．度量衡裝置/反射計
151．．．束路徑
152．．．光源
154．．．分束器
156．．．透鏡
158．．．檢測器
160．．．處理器
162．．．報告裝置
163．．．記憶體
164．．．相機
166．．．反轉鏡/針孔鏡
168．．．白色光源
170．．．分束器
172．．．偏光元件
180．．．橢圓偏光計
181．．．束路徑
181'．．．束路徑
182．．．光源
184．．．偏光器
186．．．分析器
186'．．．分析器
188．．．檢測器
188'．．．檢測器
202．．．標的
202a-202e．．．標的
210．．．光耦合器
212．．．波導器
220．．．光耦合器
222．．．光耦合器
230．．．光耦合器
232．．．光耦合器
234．．．光耦合器
236．．．波導器
240．．．光耦合器
240a、240b．．．邊緣
242．．．波導器
242a、242b．．．波導器
244．．．波導器
250．．．光耦合器
252a-252d．．．波導器
300．．．光耦合器
302．．．元件
304．．．周圍材料
350．．．光耦合器
352．．．線
354．．．間隔
400．．．光耦合器
402a-402d．．．光柵
404a-404d．．．波導器
406．．．照明點
450．．．光耦合器
452．．．標的
454．．．垂直限制區域
456．．．橫向限制區域
500．．．上覆層/底層
502．．．光耦合器
504．．．第一標的
506．．．箭頭
508．．．箭頭
510．．．上覆層/頂層
512．．．光耦合器
514．．．第二標的
516．．．箭頭
518．．．光耦合器
519．．．箭頭
600．．．基板
602．．．上覆層
604．．．光阻劑層
606．．．標的區域
607．．．標的
608．．．光耦合器區域
609．．．光耦合器
610．．．光阻劑
612．．．附加層
700．．．基板
702．．．下伏層
704．．．材料層
706．．．光阻劑層
708．．．光耦合器區域
709．．．光耦合器
710．．．光阻劑
712．．．標的區域
圖1繪示習知之光學度量衡，其中光相對於標的具有一斜入射角或是垂直入射角。
圖2A繪示一標的之平面內度量衡的一側視圖，其使用操作於一反射模式中的一光耦合器。
圖2B繪示一標的之平面內度量衡的一側視圖，其使用操作於一透射模式中的光耦合器。
圖2C繪示一三閘標的之平面內度量衡的一透視圖，其使用操作於一反射模式中的一光耦合器。
圖3繪示一執行一標的及一光耦合器之平面內度量衡的反射計。
圖4繪示一執行一標的與光耦合器之平面內度量衡的橢圓偏光計。
圖5繪示一光耦合器及一標的之一平面圖，其中該光耦合器藉由一波導器而操作於反射模式中。
圖6繪示光耦合器及一標的之一平面圖，其中該等光耦合器在無波導器之情況下操作於透射模式中。
圖7繪示光耦合器及一標的之一平面圖，其中該等光耦合器在有及沒有波導器之情況下操作於反射、透射及散射模式中。
圖8繪示一光耦合器及一標的之一平面圖，其中該光耦合器藉由波導器將不同偏光提供至該標的。
圖9繪示一光耦合器與複數個標的之一平面圖，其中該光耦合器藉由波導器而操作於反射模式中。
圖10繪示一光耦合器之一平面圖，該光耦合器係一光子晶體。
圖11繪示一光耦合器之一平面圖，該光耦合器係一光柵。
圖12繪示一光耦合器之一平面圖，該光耦合器包括具有波導器的複數個不同光柵，且繪示入射光之光點大小係大於該光耦合器之大小。
圖13繪示一具有垂直及橫向限制之光耦合器及標的之一側視圖。
圖14繪示一具有垂直及橫向限制之光耦合器及標的之另一側視圖。
圖15繪示平面內度量衡的一側視圖，其中上覆層係被光耦合。
圖16繪示平面內度量衡的另一側視圖，其中在一干涉應用中上覆層係被光耦合。
圖17A-17C繪示使用相同處理步驟生產一光耦合器及標的之橫截面圖。
圖17D-17E繪示生產一具有一電介質對比的光耦合器及標的之橫截面圖。
圖18A-18D繪示使用不同處理步驟生產一光耦合器及標的之橫截面圖。
102．．．樣本
104．．．標的
110．．．光耦合器
112．．．探測束
112o．．．探測束
114．．．平面內探測束
116．．．返回束
118．．．法線束
118o．．．斜返回束

Claims (26)

  1. 一種執行光學度量衡的方法，其包含：產生一束輻射線；聚焦該束輻射線以在一位置上形成一輻射線入射束，該位置係橫向相鄰於一待測量之構件，該構件係在一基板上；將該輻射線入射束轉換為平行於該基板，並入射於該構件上且與該構件交互作用以產生返回輻射線；將該返回輻射線轉換為與該基板不平行；檢測該返回輻射線；使用該檢測之返回輻射線以決定該構件之一測量參數；及報告該決定測量參數，其中報告該決定測量參數包含顯示該決定測量參數及儲存該測量參數之至少一者。
  2. 如請求項1之方法，其中該返回輻射線係在與該輻射線入射束被轉換為平行於該基板之相同位置被轉換為與該基板不平行。
  3. 如請求項1之方法，其中該返回輻射線係在與該輻射線入射束被轉換為平行於該基板之位置的一不同位置被轉換為與該基板不平行。
  4. 如請求項1之方法，其中轉換該輻射線入射束及轉換該返回輻射線係使用一光子晶體及一光栅之至少一者而執行。
  5. 如請求項1之方法，該方法進一步包含在將該輻射線入 射束轉換為平行於該基板之後，將輻射線指引至該構件。
  6. 如請求項1之方法，其進一步包含將該返回輻射線指引至該返回輻射線被轉換為與該基板不平行之一位置。
  7. 如請求項1之方法，其中該輻射線入射束係垂直地入射於該基板上。
  8. 如請求項1之方法，其中該返回輻射束被轉換為與該基板垂直。
  9. 一種在一基板上製造一光耦合器且與一待測量之測量標的相鄰之方法，該方法包含：在一基板上形成一測量標的；及在該基板上形成橫向相鄰於該測量標的之一光耦合器，其中形成該光耦合器包含生產一系列週期性元件，該光耦合器經組態用以將該測量標的平面外之入射輻射線轉換為與該測量標的在同一平面內並直接入射於該測量標的上。
  10. 如請求項9之方法，其中該光耦合器係一光栅或一光子晶體。
  11. 如請求項9之方法，其進一步包含在該測量標的與該光耦合器之間形成一波導器。
  12. 如請求項9之方法，其進一步包含形成一相鄰於該測量標的之第二光耦合器，其中形成該第二光耦合器包含生產一系列週期性元件，該第二光耦合器經組態用以在輻射線與該測量標的交互作用之後將其轉換至相對於該基 板之平面外。
  13. 如請求項12之方法，其中該測量標的係在該光耦合器與該第二光耦合器之間。
  14. 如請求項9之方法，其中該測量標的及該光耦合器係由相同之材料形成。
  15. 如請求項9之方法，其中該測量標的及該光耦合器係由不同之材料形成。
  16. 如請求項9之方法，其中該基板係一半導體晶圓。
  17. 如請求項9之方法，其進一步包含在該基板上形成橫向相鄰於該測量標的之一第二光耦合器，其中該第二光耦合器經組態以將該測量標的平面外之入射輻射線轉換為與該測量標的在同一平面內並直接入射於該測量標的上。
  18. 一種執行光學度量衡的構件，其包含：一測量標的，其沿著一平面而形成於一基板上，該測量標的經組態用以對至少一測量參數提供資訊；及位於該基板上之一光耦合器，其被設置為橫向相鄰於該測量標的，該光耦合器包含形成一週期性圖案的一第一材料及一第二材料，該週期性圖案之週期性經組態用以將該測量標的平面外之入射輻射線轉換為與該測量標的在同一平面內並直接入射於該測量標的上。
  19. 如請求項18之構件，其進一步包含一第二光耦合器，該第二光耦合器包含形成一第二週期性圖案的該第一材料及該第二材料，該第二週期性圖案之週期性經組態用以 將該測量標的平面內之輻射線轉換為在該測量標的之平面外。
  20. 如請求項18之構件，其中該週期性圖案係一光栅。
  21. 如請求項18之構件，其中該週期性圖案係一光子晶體。
  22. 如請求項18之構件，其中該第一材料係周圍環境。
  23. 如請求項18之構件，其進一步包含一安置於該光耦合器及該測量標的之間的波導器。
  24. 如請求項18之構件，其中該週期性圖案之該週期性經組態用以轉換具有在150 nm及30 μm之間之至少一波長的入射輻射線。
  25. 如請求項18之構件，其中該基板係一半導體晶圓。
  26. 如請求項18之構件，其進一步包含位於該基板上的一第二光耦合器，其被設置為橫向相鄰於該測量標的，其中該第二光耦合器經組態以將該測量標的平面外之入射輻射線轉換為與該測量標的在同一平面內並直接入射於該測量標的上。
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