TWI683098B - 用於執行光學度量之系統 - Google Patents

Abstract

本發明係針對用於光瞳成像散射量測之各種變跡方案。在一些實施例中，系統包含安置於照明路徑之一光瞳平面內之一變跡器。在一些實施例中，該系統進一步包含經組態以用變跡照明之至少一部分掃描樣品之一表面之一照明掃描器。在一些實施例中，該系統包含經組態以提供四極照明功能之一變跡光瞳。在一些實施例中，該系統進一步包含一變跡收集場光闌。本文中所描述之各種實施例可經組合以達成某些優點。

Description

用於執行光學度量之系統 [優先權]

本申請案主張Andy Hill等人於2012年11月27日申請之名稱為「APODIZATION FOR PUPIL IMAGING SCATTEROMETRY METROLOGY」之美國臨時申請案第61/730,383號之優先權，該案係共同待審的或為享有申請日之權利之(若干)當前共同待審申請案之一申請案。前述臨時申請案之全文以引用的方式併入本文中。

本發明大體上係關於光學度量之領域，且更特定言之，本發明係關於用於一光學度量系統之變跡法。

光學度量通常在半導體製造期間用於量測裝置或測試特徵之光學及/或結構特性。例如，光學或結構特性可包含關鍵尺寸，諸如高度、側壁角度、節距、線寬、膜厚度、折射率、及不同層之間或一單一層內之曝光之間之重疊。可在光學度量系統中實施變跡法以控制沿光學路徑之明界定位置處之照明之角度及空間分佈。當度量準確度及精確度取決於自小度量目標擷取高保真度光譜或角度資訊之能力時，變跡法係尤其重要。在此等情況中，需要防止由來自樣品上之一指定度量目標外之區域之無用散射引起或歸因於來自沿光學路徑之中間光學組件或孔徑之散射之信號污染。

在一角度解析(光瞳成像)散射計之情況中，此項技術中之一已知 實踐為以下各者之組合：(1)照明路徑中之一簡單平坦之頂部孔徑(光瞳)光闌，其限制照明數值孔徑(NA)，使得可在收集光瞳中隔離來自度量目標之不同繞射級；及(2)照明路徑中之一簡單平坦之頂部場光闌，其用於將照明定域於一小目標上。利用前述架構，照明場光闌變為光瞳成像系統之限制孔徑。照明場光闌之硬邊緣導致照明孔徑光闌之影像中之振鈴，且該振鈴導致光瞳影像中之等級(例如0級與1級)之間之互動或干擾。解決此問題之一方法為光學度量系統之照明路徑中之場變跡法。利用場變跡法，場中之一平穩變化之透射函數之引入導致共軛光瞳平面中之一平穩變化且快速衰變之函數以有效地抑制導致等級之間之干擾之振鈴。

前述方法可適合於無照明展度之一空間非相干系統。然而，對於採用相干照明源之光學度量系統(諸如具有高空間及時間相干性之一基於雷射之系統)，出現大量雜訊問題。可期望使空間相干照明光束成形使得其在場平面中具有低尾部以最小化目標之邊緣之周邊污染及繞射。可期望光瞳平面中之低尾部以最小化繞射級之間之互動及干擾及物鏡光瞳之削波。可在照明場光闌或照明孔徑光闌中藉由某一組合振幅及相位變跡而使光束成形。為實現目標雜訊之平均效應，可期望在一量測期間掃描目標上之空間相干照明點。若在照明場平面處執行光束成形且點掃描機構位於此場平面前方，則場平面及光瞳平面中之光束形狀將隨點橫跨場變跡器掃描而改變。此引入總光束強度之波動及光瞳中之光之分佈之不對稱性。

本發明係針對利用下文所描述之變跡方案之一或多者來處理此項技術中之前述缺陷之部分或全部。

本發明之各種實施例係針對一種用於執行光學度量之系統，其包含：至少一照明源，其經組態以照亮樣品；及至少一偵測器，其經 組態以自樣品接收經散射、經反射或經輻射之照明之至少一部分。通信地耦合至該一或多個偵測器之至少一計算系統可經組態以基於照明之所偵測部分而判定樣品之至少一空間屬性，諸如一光學或結構特性。

該系統可包含安置於照明路徑之一光瞳平面內之一變跡器或一變跡光瞳。該變跡器可經組態以使沿照明路徑導引之照明變跡。在一些實施例中，該系統可進一步包含一照明掃描器，其沿照明路徑安置且經組態以用該變跡照明之至少一部分掃描樣品之一表面。該系統可進一步包含：一照明場光闌，其經組態以阻止沿照明路徑導引之照明之一部分掃描樣品之該表面；及一收集場光闌，其經組態以阻止沿收集路徑導引之照明之一部分由偵測器接收。

在一些實施例中，該系統可包含沿照明路徑安置之一變跡光瞳。該變跡光瞳可包含經組態以提供四極照明功能之至少四個長形孔徑。該變跡光瞳可經進一步組態以使沿照明路徑導引之照明變跡。此外，沿照明路徑安置之一照明場光闌可經組態以阻止沿照明路徑導引之照明之一部分照射或掃描樣品之表面。

在一些實施例中，該系統可包含安置於照明路徑之一光瞳平面內之一變跡器，且可進一步包含沿收集路徑安置之一變跡收集場光闌。該變跡收集場光闌可經組態以使沿收集路徑導引之照明變跡，且經進一步組態以阻止沿收集路徑導引之照明之一部分由偵測器接收。

熟習技術者應瞭解，前述實施例及下述進一步實施例可經組合以達成各種優點。相應地，若無另外註釋，則本文中所描述之組態不應被解譯為本發明之限制。此外，應瞭解，以上一般描述及以下詳細描述兩者僅具例示性及說明性，且未必為本發明之限制。併入本說明書中且構成本說明書之一部分之附圖繪示本發明之標的。描述及圖式一起用於解釋本發明之原理。

100‧‧‧光學度量系統

102‧‧‧樣品

104‧‧‧照明源

106‧‧‧光纖

108‧‧‧變跡器/變跡光瞳

110‧‧‧照明掃描器

112‧‧‧照明場光闌

114‧‧‧分光器

116‧‧‧物鏡

118‧‧‧載台

120‧‧‧收集場光闌

122‧‧‧偵測器

124‧‧‧計算系統

126‧‧‧載體媒體

128‧‧‧程式指令

200‧‧‧光瞳函數/光瞳

202a‧‧‧點/光瞳孔徑

202b‧‧‧點/光瞳孔徑

202c‧‧‧點/光瞳孔徑

202d‧‧‧點/光瞳孔徑

熟習技術者可藉由參考附圖而更佳地理解本發明之諸多優點，其中：圖1係繪示根據本發明之一實施例之一光學度量系統的一方塊圖，該系統包含安置於該系統之一光瞳平面內之一變跡器；圖2係繪示根據本發明之一實施例之進一步包含安置於系統之光瞳平面內之一照明掃描器之光學度量系統的一方塊圖；圖3係繪示根據本發明之一實施例之光學度量系統的一方塊圖，其中照明掃描器安置於一照明場光闌後方；圖4係繪示根據本發明之一實施例之包含一變跡照明場光闌之光學度量系統的一方塊圖；圖5係繪示根據本發明之一實施例之光學度量系統的一方塊圖，其中變跡器安置於照明場光闌及照明掃描器後方；圖6係繪示根據本發明之一實施例之光學度量系統的一方塊圖，其中變跡器及照明場光闌安置於照明掃描器後方；圖7係繪示根據本發明之一實施例之進一步包含一變跡收集場光闌之光學度量系統的一方塊圖；圖8係繪示根據本發明之一實施例之光學度量系統的一方塊圖，其中照明掃描器經組態以使照明沿一樣品表面掃描且經進一步組態以使自樣品表面收集之照明退掃描(descan)；圖9A係根據本發明之一實施例之例示性變跡器標量光瞳平面曲線之一圖示；圖9B係根據本發明之一實施例之例示性變跡器標量光瞳平面曲線之晶圓平面標量強度(對數標度)之一圖示；圖9C係根據本發明之一實施例之例示性變跡器標量光瞳平面曲線之光瞳影像感測器(即，偵測器)處之所得標量曲線之一圖示； 圖10A繪示根據本發明之一實施例之經組態以用於四極照明功能之一光瞳；及圖10B繪示根據本發明之一實施例之複數個光瞳組態。

現將詳細參考附圖中所繪示之揭示標的。

圖1至圖10B大體上繪示諸如一角度解析(光瞳成像)散射計或類似者之一光學度量系統100之變跡方案。根據各種實施例，光瞳及/或偵測器平面處之變跡實現具有相對較小尺寸之目標上之高效能度量。此外，隨後之實施例包含與量測品質、效能及/或精確度之某些優點相關聯之組態。應注意，下文所描述之實施例提供一繪示性目的且多項實施例之各種部分可經組合以獲得具有選定優點之進一步實施例。

一般而言，以下實施例係針對以下優點之一或多者。系統100之實施例可包含用於使沿一照明路徑導引之照明成形以避免照亮一度量樣品102(諸如一半導體晶圓或遮罩)之一目標區域之外部之組態。此外，系統100之實施例可包含用於減輕或取消沿照明路徑自光學表面及/或孔徑邊緣繞射或散射之照明以避免污染光瞳區域之組態。系統100之實施例可進一步包含用於成形或取消沿一收集路徑反射、散射或輻射之雜散照明以避免偵測到來自樣品102之目標區域外之區域之照明之組態。例如，一些組態可針對阻止或取消自一物鏡或一收集場光闌繞射之照明之部分。下文相對於系統100之以下實施例而討論進一步目標或優點。

如圖1中所展示，系統100可包含至少一空間相干(例如雷射)或非相干(如雷射持續電漿「LSP」或雷射驅動光源「LDLS」)之照明源104。本文中之實施例之若干者係針對基於空間相干照明源之一光學度量系統；然而，由所討論之組態提供之優點之諸多者亦可應用於基於空間非相干照明源之系統。在一些實施例中，照明源104可經組態 以提供沿一光纖106之照明以導致一自由空間照明路徑。

在一些實施例中，系統100包含安置於照明路徑之光瞳平面內之一變跡器108，諸如獨立變跡元件或變跡光瞳。系統100可進一步包含沿照明路徑安置之一照明場光闌112。照明場光闌112可經組態以阻止沿照明路徑導引之照明之一部分以將照明定域於樣品102之一目標區域處且過濾來自上游組件之寄生(散射或繞射)照明。

在一些實施例中，系統100進一步包含安置於變跡器108與照明場光闌112之間之一照明掃描器110，諸如一掃描鏡。例如，照明光學器件可經配置使得來自照明源104之照明被導引穿過變跡器108且接著藉由照明掃描器110而橫跨照明場光闌112掃描。替代地，如圖5中所展示，照明光學器件可經配置使得來自照明源104之照明被導引穿過照明場光闌112且接著藉由照明掃描器110而橫跨變跡器108掃描。照明掃描器110可包含或可耦合至一或多個致動器以使照明掃描器110能夠用根據場光闌112進一步所成形之變跡照明來點掃描樣品102之一目標區域。照明光學器件可經進一步配置使得照明掃描器110安置於光瞳平面內。例如圖2中所展示，照明掃描器110可共軛至光瞳平面。將照明掃描器110放置於光瞳平面處可在樣品102之目標區域處之變跡照明之至少一部分之點掃描期間改良由變跡器108提供之一變跡函數之穩定性。

在一些實施例中，如圖3中所繪示，變跡器108及照明場光闌112安置於照明掃描器110前方。因而，由照明掃描器110接收之照明經變跡且根據照明場光闌112而進一步成形。此配置允許照明場光瞳112包含一較小孔徑，此係因為無需橫跨場光闌112而掃描照明。因此，照明場光闌112可濾除由變跡器108及光纖106導致之空間雜訊之更多者。此外，將由一時間相依性導致之強度雜訊引入至場光闌112之點偏離邊緣之繞射中之概率更小。當將照明掃描器110安置於變跡器108 及照明場光闌112後方時，可避免歸因於場光闌邊緣之掃描之強繞射。

圖4繪示其中照明場光闌112亦可經變跡以引入場變跡及由光瞳變跡器108提供之光瞳變跡之一進一步實施例。變跡照明場光闌112可允許改良沿照明路徑導引之照明之成形能力。強度調變及光瞳分佈之變化可發生在點掃描期間；然而，可由變跡明顯減輕歸因於點到達照明場光闌112之邊緣之繞射效應。減輕繞射效應係重要的，此係因為：若繞射效應不受控制，則可發生光瞳點之混合。因為照明場光闌112處之影像最終成像至樣品102，所以場變跡可進一步減小樣品102之目標區域之邊緣及一收集場光闌120之邊緣處之點強度，藉此抑制收集光瞳處之光瞳點之混合。

如上文所討論，圖5繪示其中照明光學器件可經配置使得來自照明源104之照明被導引穿過照明場光闌112且接著藉由照明掃描器110而橫跨變跡器108掃描之一實施例。此配置可允許一相對較小之照明場光闌112安置於照明掃描器110前方以減輕來自照明源104及/或光纖106之進入雜訊。此外，將變跡器108定位於照明掃描器110後方可允許提高橫跨樣品102所掃描之照明之成形能力。

替代地，如圖6中所展示，變跡器108及照明場光闌112可安置於照明掃描器110後方。將變跡器108安置於照明掃描器110後方可允許照明光瞳中之一平穩變跡函數，此係因為照明掃描器110僅影響穿過變跡器108之照明之角度。此外，安置於變跡器108後方之照明場光闌112可經啟用以濾除來自包含變跡器108、照明掃描器110、光纖106及任何額外照明光學器件(例如各種透鏡)之上游組件之寄生照明。

系統100可進一步包含經組態以導引照明自照明路徑穿過一物鏡116以照亮樣品102之一分光器114。系統100可包含經組態以支撐樣品102之一載台118。在一些實施例中，載台118可進一步包含或可耦合 至至少一致動器。該致動器可經組態以平移或旋轉載台118以將樣品102安置於一選定位置處。相應地，可經由致動樣品載台118而使照明瞄準或掃描樣品102之一選定區域。替代地或另外，照明光學器件之一或多者(諸如物鏡116)可經致動以瞄準樣品102之一選定區域及/或調整瞄準樣品102之照明之焦點。

可由樣品102之目標區域散射、反射或輻射照明。系統100可包含經組態以自樣品102接收經散射、經反射或經輻射之照明之至少一部分之至少一偵測器122，諸如一相機、一分光計、一光二極體或任何其他光偵測器。在一些實施例中，一收集場光闌120經組態以阻止沿一收集路徑自樣品102導引之照明之至少一部分以導致偵測器122濾除寄生照明，諸如由分光器114、物鏡116及/或任何其他收集光學器件繞射或散射之照明。

在一些實施例中，可使收集場光闌120進一步變跡，如圖7中所展示。應注意，可由本文中所描述之實施例之任何者支援包含變跡收集場光闌120及其他特徵。變跡收集場光闌120可有利地減小對由來自收集場光闌120之邊緣之繞射或散射引起之光束位置相對於樣品102之目標區域之中心之偏心誤差的敏感度。特定言之，具有小數值孔徑(NA)之一收集場光闌可對偏心誤差更敏感，且可因此明顯受益於變跡。為進一步解釋，對偏心之敏感度可由自場光闌120散射之來自一給定級(例如1級繞射)之所要繞射與來自另一級(例如0級繞射)之非所要繞射之間之干擾引起。可藉由使照明成形以補償繞射或散射效應之收集場光闌變跡而抑制繞射級之間之干擾。此外，收集場光闌120之變跡可減少來自定位於收集場光闌120後方之光瞳平面中之光瞳孔徑之邊緣之繞射或散射效應。抑制寄生(繞射或散射)照明到達偵測器122可允許藉由減小由偏心誤差導致之不準確度且允許更高精確度而改良度量效能。

系統100可包含通信地耦合至一或多個偵測器122之至少一計算系統124。計算系統124可經組態以基於自樣品102之目標區域散射、反射或輻射之照明之所偵測部分而判定樣品102之至少一空間屬性。例如，計算系統124可經組態以根據此項技術中已知之度量及/或檢測演算法之一或多者而判定樣品102之一光學或結構特性或與樣品102相關聯之缺陷資訊。計算系統124可經組態以執行嵌入於由至少一通信地耦合之載體媒體126儲存之程式指令128中之至少一度量或檢測演算法。在一些實施例中，計算系統124包含經組態以執行來自通信地耦合之載體媒體126之程式指令128之至少一單核或多核處理器。此外，應認識到，可由一單一計算系統或多個計算系統實施本發明中所描述之各種步驟或功能之任何者。

圖8繪示其中沿照明路徑之一部分及收集路徑之一部分安置照明掃描器110之系統100之另一實施例。相應地，照明掃描器110可經組態以用沿照明路徑轉移之照明點掃描樣品102之目標區域，且經進一步組態以退掃描自樣品102沿收集路散射、反射或輻射至偵測器122之照明。藉由分別掃描及退掃描瞄準及收集自樣品102之照明，照明掃描器110可減小偏心誤差且改良偵測器122處所接收之照明之均勻度。因此，掃描/退掃描光學配置可改良量測效能。

由以引用的方式併入本文中之美國公開案第20080037134號部分地描述光瞳成像散射計中之變跡之使用。變跡器108及各種實施例中之變跡照明場光闌112及/或變跡收集場光闌120可併入由美國公開案第20080037134號討論或引用之變跡技術之任何者。一變跡器之關鍵特性之一者為以徑向尺寸為函數之該變跡器之透射曲線。變跡函數通常呈梯形或高斯形式。在系統100之一些實施例中，變跡曲線可進一步包含(但不限於)頂帽形式、最佳化頂帽形式、高斯形式、雙曲正切形式或布萊克曼(Blackman)形式。並非為一極坐標式變跡曲線，而是 亦可藉由使X方向之一1D變跡分佈乘以Y方向之對應者而實施呈笛卡爾坐標形式之2D變跡分佈。如下文所進一步描述，可根據一成本函數而選擇一變跡曲線以改良或最佳化系統效能。

圖9A至圖9C繪示諸多不同變跡曲線及樣品成像平面及收集光瞳平面處之對應所得曲線之標量分佈之實例。例如，圖9A展示以頂帽曲線、最佳化頂帽曲線、高斯曲線及雙曲正切曲線為例示之標量光瞳平面曲線(透射率對光瞳坐標)。圖9B展示對應於例示性變跡曲線之樣品成像平面處之標量強度，及圖9C展示偵測器(即，收集)光瞳平面處之對應所得標量曲線。如由圖9A至圖9C中之例示圖所描述，樣品坐標處之照明點之周邊中之強度可明顯減小，因此導致來自樣品102之目標區域外之區域之偵測器122處之信號污染減少。

在一些實施例中，可根據一成本函數而選擇變跡曲線。例如，變跡曲線可經指定以實質上最大化光瞳偵測器122上之孔徑中之一給定位置處之尾部與峰值之比率，同時實質上最小化總信號及隨後精確度影響。在一1D情況中，可根據以下成本函數而選擇光瞳變跡曲線：

其中p(k)係一光瞳變跡器曲線，x₀界定樣品之一目標範圍，k₀界定光瞳平面之一目標範圍，λ₁界定場平面中之尾部減小及光瞳函數均勻度之相對權重，及NA界定光瞳孔徑(自然單位)。此外，在實施例中，可根據以下成本函數而選擇收集變跡曲線：

其中p(x)係一場變跡器曲線，x₁界定樣品之一目標範圍，k₀界定光瞳平面之一目標範圍，λ₂界定場平面中之尾部減小及收集場光闌函數均勻度之相對權重，及L界定收集場光闌尺寸。

在一些實施例中，照明光譜可變動為度量法設置之部分。例如，可利用一光譜控制器或空間光調變器(SLM)(諸如由TEXAS INSTRUMENTS製造之一DLP微鏡陣列)來控制照明光譜。例如，可根據類似於上文所描述之變跡曲線選擇成本函數之一成本函數而利用以波長為函數之目標相關參數(諸如尺寸、節距或反射率)及目標接近之類似特性來判定及控制變跡曲線。

不管強變跡函數之優點如何，可存在信號之一相關聯損失及度量精確度之後續損失。在一些實施例中，光瞳之形狀，因此光瞳函數，可經修改以恢復度量精確度。圖10A及圖10B繪示可應用於變跡光瞳108之各種光瞳函數200。在一些實施例中，如圖10A中所繪示，可沿正交於繞射之一方向延長點(光瞳孔徑)202a至202d以增加繞射點之尺寸。此外，變跡光瞳200可經組態以用於包含至少四個長形孔徑202a至202d之四極照明以確保延長總是沿正交於繞射之一方向且允許自照明波長與光柵節距之更高比率捕獲等級。圖10B中繪示光瞳200之進一步實施例。然而，預期可在不背離本發明之範疇之情況下併入各種修改。

儘管上文所討論之實施例之部分係針對僅經強度調變之變跡函數，但應瞭解，該等變跡函數可為組合強度調變與相位變跡之複合函數。例如，上文針對場及光瞳變跡所給定之成本函數p(x)及p(k)可重寫為p=| p | e ^iψ，其中| p |反映變跡器之強度調變且ψ反映相位調變。

可根據此項技術中已知之若干技術而製造變跡元件。一些實例包含半色調振幅透射遮罩、變化中性密度遮罩及相位調變遮罩。吾人已知微影技術尤其適合於半色調振幅遮罩及具有離散相位步進(即，約8個階層)之相位遮罩。在一些實施例中，可在光罩坯料上之光阻劑中使用標準電子束寫入技術來製造變跡元件以產生光學度量系統100所需之高精確度變跡。

儘管上文所討論且由圖繪示之實施例展示一單一光學柱(即，單線照明路徑及單線收集路徑)，但熟習技術者應瞭解，一光學柱中可存在多個路徑。例如，多路徑光學配置可用於不同照明及收集偏振狀態，如以引用的方式併入本文中之美國公開案第2011000108892號中所描述。在一些實施例中，可由一共同變跡器使兩個或兩個以上偏振路徑同時變跡或可存在用於各偏振路徑之分離變跡器。

一掃描光束與變跡之組合可提供顯著優點。掃描一空間相干光束允許在不損失改變場光闌尺寸強加之光之情況下針對各目標而控制照明點尺寸。支援空間相干照明之一系統實現目標上之最小可能點且隨後實現最小可能目標尺寸。此外，使光瞳函數變跡(與場相反)允許關鍵分佈在點掃描期間於照明光瞳中保持不變。應進一步注意，一掃描模組可用於誘發自一源射出之照明之強度調變。相應地，入射於一樣品上之點可具有一晶圓坐標相依之總強度。此可允許一非相干光源之一經有效變跡之照明場光闌。此組合之一重要優點為改良選擇變跡函數之靈活性。此外，引入不遭受歸因於其製程之散射副效應之一照明場變跡器。

前述實施例之額外優點包含(但不限於)：減少或消除自目標區域外散射之光對收集光瞳之信號污染；減少或消除沿照明或收集光學路徑自孔徑散射之光對收集光瞳之信號污染；點掃描期間之穩定照明光瞳分佈；在掃描期間減少點與場光闌及目標邊緣之間之互動；及控制掃描允許周邊互動或目標邊緣繞射與更佳目標雜訊平均化之間之權衡。

熟習技術者應瞭解，存在可由其實現本文中所描述之程序及/或系統及/或技術之各種載具(例如硬體、軟體或韌體)，且較佳載具將隨其中部署程序及/或系統及/或其他技術之情境而變動。實施方法之程式指令(諸如本文中所描述之程式指令)可通過載體媒體而傳輸或儲存 於載體媒體上。一載體媒體可包含一傳輸介質，諸如電線、電纜或無線傳輸鏈路。該載體媒體亦可包含一儲存媒體，諸如一唯讀記憶體、一隨機存取記憶體、一磁碟或光碟、或一磁帶。

本文中所描述之全部方法可包含：將方法實施例之一或多個步驟之結果儲存於一儲存媒體中。該等結果可包含本文中所描述之結果之任何者且可以此項技術中已知之任何方式儲存。該儲存媒體可包含本文中所描述之任何儲存媒體或此項技術中已知之任何其他適合儲存媒體。在已儲存該等結果之後，該等結果可存取於儲存媒體中且由本文中所描述之方法或系統實施例之任何者使用，經格式化以對一使用者顯示，由另一軟體模組、方法或系統使用，等等。此外，可「永久地」、「半永久地」、「暫時地」或在某一時間段內儲存該等結果。例如，該儲存媒體可為隨機存取記憶體(RAM)，且該等結果未必無限期地存留於該儲存媒體中。

儘管已繪示本發明之特定實施例，但應明白，熟習技術者可在不背離本發明之範疇及精神之情況下對本發明作出各種修改及實施例。相應地，本發明之範疇應僅受限於本發明之隨附申請專利範圍。

100‧‧‧光學度量系統

102‧‧‧樣品

104‧‧‧照明源

106‧‧‧光纖

108‧‧‧變跡器/變跡光瞳

110‧‧‧照明掃描器

112‧‧‧照明場光闌

114‧‧‧分光器

116‧‧‧物鏡

118‧‧‧載台

120‧‧‧收集場光闌

122‧‧‧偵測器

124‧‧‧計算系統

126‧‧‧載體媒體

128‧‧‧程式指令

Claims (56)

1. 一種用於執行光學度量之系統，其包括：一載台，其經組態以支撐一樣品；至少一照明源，其經組態以提供沿一照明路徑之照明；一變跡器，其安置於該照明路徑之一光瞳平面內，該變跡器經組態以使沿該照明路徑導引之照明變跡；一照明掃描器，其沿該照明路徑安置，該照明掃描器經組態以重新導引該照明且用該變跡照明之至少一部分掃描該樣品之一表面，其中照明掃描器係一光學元件；一照明場光闌，其沿該照明路徑安置，該照明場光闌經組態以阻止沿該照明路徑導引之照明之一部分來掃描該樣品之該表面；至少一偵測器，其經組態以偵測沿一收集路徑自該樣品之該表面散射、反射或輻射之照明之一部分；一收集場光闌，其沿該收集路徑安置，該收集場光闌經組態以阻止沿該收集路徑導引之照明之一部分被偵測；及一計算系統，其通信地耦合至該至少一偵測器，該計算系統經組態以基於照明之該所偵測部分而判定該樣品之至少一空間屬性。
2. 如請求項1之系統，其中該照明掃描器安置於該照明路徑之該光瞳平面內。
3. 如請求項1之系統，其中該照明掃描器沿該照明路徑安置於該變跡器與該照明場光闌之間。
4. 如請求項3之系統，其中該變跡器安置於該至少一照明源與該照明掃描器之間。
5. 如請求項3之系統，其中該照明場光闌安置於該至少一照明源與該照明掃描器之間。
6. 如請求項1之系統，其中該照明場光闌沿該照明路徑安置於該變跡器與該照明掃描器之間。
7. 如請求項1之系統，其中該變跡器沿該照明路徑安置於該照明掃描器與該照明場光闌之間。
8. 如請求項1之系統，其中該照明場光闌包括一變跡場光闌。
9. 如請求項1之系統，其中該照明掃描器經進一步組態以將沿該收集路徑自該樣品之該表面散射、反射或輻射之照明導引至該至少一偵測器。
10. 如請求項1之系統，其中該至少一照明源包括一相干照明源。
11. 如請求項1之系統，其中根據以下方程式而選擇該變跡器之一變跡曲線：

    

    其中F(p(k))係一成本函數，p(k)係一光瞳變跡器曲線，x₀界定該樣品之一目標範圍，k₀界定該光瞳平面之一目標範圍，λ₁界定場平面中之尾部減小及光瞳函數均勻度之相對權重，及NA界定光瞳孔徑。
12. 如請求項1之系統，其中該收集場光闌包括經組態以使沿該收集路徑導引之照明變跡之一變跡場光闌。
13. 如請求項12之系統，其中根據以下方程式而選擇該變跡收集場光闌之一變跡曲線：

    

    其中F(p(x))係一成本函數，p(x)係一場光闌變跡器曲線，x₀界定該樣品之一目標範圍，k₀界定該光瞳平面之一目標範圍，λ₂界定場平面中之尾部減小及收集場光闌函數均勻度之相對權重，及L界定場光闌尺寸。
14. 如請求項1之系統，其進一步包括：一光譜控制器，其沿該照明路徑安置，該光譜控制器經組態以藉由控制沿該照明路徑導引之照明之一光譜而影響變跡。
15. 如請求項14之系統，其中該光譜控制器包含一微鏡陣列、複數個主動式快門或一選定濾波器。
16. 一種用於執行光學度量之系統，其包括：一載台，其經組態以支撐一樣品；至少一照明源，其經組態以提供沿一照明路徑之照明以照亮該樣品之一表面；一變跡光瞳，其沿該照明路徑安置，該變跡光瞳包含經組態以提供一個四極照明功能之至少四個長形孔徑，該變跡光瞳經進一步組態以使沿該照明路徑導引之照明變跡；一照明場光闌，其沿該照明路徑安置，該照明場光闌經組態以阻止沿該照明路徑導引之照明之一部分照射該樣品之該表面；至少一偵測器，其經組態以偵測沿一收集路徑自該樣品之該 表面散射、反射或輻射之照明之一部分；及一計算系統，其通信地耦合至該至少一偵測器，該計算系統經組態以基於照明之該所偵測部分而判定該樣品之至少一空間屬性。
17. 如請求項16之系統，其進一步包括：一照明掃描器，其沿該照明路徑安置，該照明掃描器經組態以用該變跡照明之至少一部分掃描該樣品之該表面。
18. 如請求項17之系統，其中該照明掃描器經進一步組態以將沿該收集路徑自該樣品之該表面散射、反射或輻射之照明導引至該至少一偵測器。
19. 如請求項16之系統，其中該照明場光闌包括一變跡場光闌。
20. 如請求項16之系統，其中該至少一照明源包括一相干照明源。
21. 如請求項16之系統，其中根據以下方程式而選擇該變跡光瞳之一變跡曲線：

    

    其中F(p(k))係一成本函數，p(x)係一光瞳變跡器曲線，x₀界定該樣品之一目標範圍，k₀界定該光瞳平面之一目標範圍，λ₁界定場平面中之尾部減小及光瞳函數均勻度之相對權重，及NA界定光瞳孔徑。
22. 如請求項16之系統，其進一步包括：一變跡收集場光闌，其沿該收集路徑安置，該變跡收集場光闌經組態以使沿該收集路徑導引之照明變跡，且經進一步組態 以阻止沿該收集路徑導引之照明之一部分被偵測。
23. 如請求項22之系統，其中根據以下方程式而選擇該變跡收集場光闌之一變跡曲線：

    

    其中F(p(k))係一成本函數，p(x)係一場光闌變跡器曲線，x₀界定該樣品之一目標範圍，k₀界定該光瞳平面之一目標範圍，λ₂界定場平面中之尾部減小及收集場光闌函數均勻度之相對權重，及L界定場光闌尺寸。
24. 一種用於執行光學度量之系統，其包括：一載台，其經組態以支撐一樣品；至少一照明源，其經組態以提供沿一照明路徑之照明以照亮該樣品之一表面，該照明路徑係一單一通道(single-channel)照明路徑，且導引該照明僅通過該單一通道照明路徑；一變跡器，其安置於該照明路徑之一光瞳平面內，該變跡器經組態以使沿該照明路徑導引之照明變跡；一照明場光闌，其沿該照明路徑安置，該照明場光闌經組態以阻止沿該照明路徑導引之照明之一部分照射該樣品之該表面；至少一偵測器，其經組態以偵測沿一收集路徑自該樣品之該表面散射、反射或輻射之照明之一部分；一變跡收集場光闌，其沿該收集路徑安置，該變跡收集場光 闌經組態以將沿該收集路徑導引之照明變跡，且經進一步組態以阻止沿該收集路徑導引之照明之一部分被偵測；及一計算系統，其通信地耦合至該至少一偵測器，該計算系統經組態以基於照明之該所偵測部分而判定該樣品之至少一空間屬性。
25. 如請求項24之系統，其進一步包括：一照明掃描器，其沿該照明路徑安置，該照明掃描器經組態以用該變跡照明之至少一部分掃描該樣品之該表面。
26. 如請求項25之系統，其中該照明掃描器經進一步組態以將沿該收集路徑自該樣品之該表面散射、反射或輻射之照明導引至該至少一偵測器。
27. 如請求項24之系統，其中該照明場光闌包括一變跡場光闌。
28. 如請求項24之系統，其中該至少一照明源包括一相干照明源。
29. 如請求項24之系統，其中根據以下方程式而選擇該變跡器之一變跡曲線：

    

    其中F(p(k))係一成本函數，p(k)係一光瞳變跡器曲線，x₀界定該樣品之一目標範圍，k₀界定該光瞳平面之一目標範圍，λ₁界定場平面中之尾部減小及光瞳函數均勻度之相對權重，及NA界定光瞳孔徑。
30. 如請求項24之系統，其中根據以下方程式而選擇該變跡收集場光闌之一變跡曲線：

    

    其中F(p(x))係一成本函數，p(x)係一場光闌變跡器曲線，x₀界定該樣品之一目標範圍，k₀界定該光瞳平面之一目標範圍，λ₂界定場平面中之尾部減小及收集場光闌函數均勻度之相對權重，及L界定場光闌尺寸。
31. 一種光學度量設備，其包括：至少一照明源，其經組態以提供沿一照明路徑之照明；一變跡器，其安置於該照明路徑之一光瞳平面內，該變跡器經組態以施加一變跡曲線至沿該照明路徑導引之該照明，其中該變跡曲線對沿該照明路徑導引之該照明上給予強度調變或相位調變中之至少一者；一照明掃描器，其沿該照明路徑安置，該照明掃描器經組態以重新導引該照明且用自該變跡器之該照明之至少一部分掃描一樣品之一表面，其中該照明掃描器係一光學元件；及至少一偵測器，其經組態以偵測沿一收集路徑自該樣品之該表面散射、反射或輻射之照明之一部分。
32. 如請求項31之設備，其中該照明掃描器安置於該照明路徑之一光瞳平面內。
33. 如請求項31之設備，其進一步包含：沿該照明路徑安置之一照明場光闌，該照明場光闌經組態以阻止沿該照明路徑導引之照明之一部分。
34. 如請求項33之設備，其中該照明掃描器沿該照明路徑安置於該變跡器與該照明場光闌之間。
35. 如請求項33之設備，其中該變跡器安置於該至少一照明源與該照明掃描器之間。
36. 如請求項33之設備，其中該照明場光闌安置於該至少一照明源與該照明掃描器之間。
37. 如請求項33之設備，其中該照明場光闌沿該照明路徑安置於該變跡器與該照明掃描器之間。
38. 如請求項33之設備，其中該變跡器沿該照明路徑安置於該照明掃描器與該照明場光闌之間。
39. 如請求項33之設備，其中該照明場光闌包括一變跡場光闌。
40. 如請求項31之設備，其中該照明掃描器經進一步組態以將沿該收集路徑自該樣品之該表面散射、反射或輻射之照明導引至該至少一偵測器。
41. 如請求項31之設備，其中該至少一照明源包括一相干照明源。
42. 如請求項31之設備，其進一步包括：沿該收集路徑安置之一收集場光闌，該收集場光闌經組態以阻止沿該收集路徑導引之照明之一部分被該偵測器所偵測。
43. 如請求項42之設備，其中該收集場光闌包括經組態以使沿該收集路徑導引之照明變跡之一變跡場光闌。
44. 如請求項31之設備，其進一步包括：沿該照明路徑安置之一光譜控制器，該光譜控制器經組態以藉由控制沿該照明路徑導引之照明之一光譜而影響變跡。
45. 如請求項44之設備，其中該光譜控制器包含一微鏡陣列、複數個主動式快門或一選定濾波器之至少一者。
46. 一種光學度量設備，其包括： 至少一照明源，其經組態以提供沿一照明路徑之照明以照亮一樣品之一表面；一變跡光瞳，其沿該照明路徑安置，該變跡光瞳包含一或多個孔徑；一照明掃描器，該照明掃描器經組態以重新導引該照明且用該變跡照明之至少一部分掃描該樣品之該表面，其中該照明掃描器係一光學元件；及至少一偵測器，其經組態以偵測來自該樣品之該表面之照明之一部分。
47. 如請求項46之設備，其中該照明掃描器經進一步組態以將沿一收集路徑自該樣品之該表面散射、反射或輻射之照明導引至該至少一偵測器。
48. 如請求項46之設備，其進一步包括：沿該照明路徑安置之一照明場光闌，該照明場光闌經組態以阻止沿該照明路徑導引之照明之一部分。
49. 如請求項46之設備，其中該照明場光闌包括一變跡場光闌。
50. 如請求項46之設備，其中該至少一照明源包括一相干照明源。
51. 如請求項46之設備，其進一步包括：沿一收集路徑安置之一變跡收集場光闌，該變跡收集場光闌經組態以使沿該收集路徑導引之照明變跡，且經進一步組態以阻止沿該收集路徑導引之照明之一部分被偵測。
52. 一種光學度量設備，其包括：至少一照明源，其經組態以提供沿一照明路徑之照明以照亮一樣品之一表面；一變跡器，其安置於該照明路徑之一光瞳平面內，該變跡器經組態以使沿該照明路徑導引之照明變跡； 一照明掃描器，其沿該照明路徑安置，該照明掃描器經組態以重新導引該照明且用來自該變跡器之該照明之至少一部分掃描該樣品之一表面，其中該照明掃描器係一光學元件；及至少一偵測器，其經組態以偵測沿一收集路徑自該樣品之該表面散射、反射或輻射之照明之一部分。
53. 如請求項52之設備，其進一步包括：沿該照明路徑安置之一照明場光闌，該照明場光闌經組態以阻止沿該照明路徑導引之照明之一部分。
54. 如請求項53之設備，其中該照明場光闌包括一變跡場光闌。
55. 如請求項52之設備，其進一步包括：沿該收集路徑安置之一變跡收集場光闌，該變跡收集場光闌經組態以使沿該收集路徑導引之照明變跡，且經進一步組態以阻止沿該收集路徑導引之照明之一部分被偵測。
56. 如請求項52之設備，其中該至少一照明源包括一相干照明源。

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