TWI780141B - 用於以層特定照明光譜之計量之系統及方法 - Google Patents

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達里亞 尼葛瑞
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歐哈德 貝洽爾
維拉得摩 朗維司基
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Abstract

一計量系統包含一影像裝置及一控制器。該影像裝置包含一可調光譜照明裝置及一偵測器，該偵測器用於基於回應於來自該可調光譜照明裝置之照明而自該樣品發出之輻射產生具有兩個或兩個以上樣品層上之計量目標單元的一樣品之影像。該控制器判定該成像裝置之層特定成像組態以在一選定影像品質容限內成像該兩個或兩個以上樣品層上之計量目標單元，其中各層特定成像組態包含來自該可調光譜照明裝置之一照明光譜。該控制器進一步接收使用該等層特定成像組態產生的該兩個或兩個以上樣品層上之計量目標單元之一或多個影像。該控制器進一步基於該兩個或兩個以上樣品層上之計量目標單元之一或多個影像提供一計量量測。

Description

用於以層特定照明光譜之計量之系統及方法
本發明大體上係關於計量系統，且更特定言之，係關於以層特定組態之多層計量。
適合於特徵化多層樣品(諸如半導體裝置)之計量系統可分析一樣品上之任何數目個層。然而，任何給定層之計量量測可受到周圍材料影響，使得計量系統之一給定組態可不針對所有樣品層提供相同程度之效能(例如，精確度、可重複性或其類似者)。例如，一次表面層之計量可涉及使一照明光束傳播穿過靠近該表面之一或多個透明或半透明層且穿過該等透明或半透明層接收來自該次表面層之輻射。據此，計量效能可為高度層特定的且可取決於該樣品佈局之特定態樣，諸如(但不限於)樣品層之厚度、樣品層之光學性質或樣品層上之圖案化特徵。因此，期望提供用於消除缺陷(諸如上文所認識到之該等缺陷)的一系統及方法。
根據本發明之一或多個繪示性實施例揭示一計量系統。在一繪示性實施例中，該系統包含一成像裝置。在另一繪示性實施例中，該影像裝置包含一可調光譜照明裝置。在另一繪示性實施例中，該影像裝置包含一偵測器，其用於基於回應於來自該可調光譜照明裝置之照明而自該樣品發出之輻射產生包含兩個或兩個以上樣品層上之計量目標單元的一樣品之影像。在另一繪示性實施例中，該系統包含可通信地耦合至該成像裝置之一控制器。在另一繪示性實施例中，該控制器判定該成像裝置之層特定成像組態以在一選定影像品質容限內成像該兩個或兩個以上樣品層上之計量目標單元，其中各層特定成像組態包含來自該可調光譜照明裝置之一照明光譜。在另一繪示性實施例中，該控制器自該成像裝置接收使用該等層特定成像組態產生的該兩個或兩個以上樣品層上之計量目標單元之一或多個影像。在另一繪示性實施例中，該控制器基於該兩個或兩個以上樣品層上之計量目標單元之一或多個影像提供一計量量測。 根據本發明之一或多個繪示性實施例揭示一計量系統。在一繪示性實施例中，該系統包含一成像裝置。在另一繪示性實施例中，該成像裝置包含一寬頻帶照明裝置。在另一繪示性實施例中，該成像裝置包含一可調光譜濾波器，其用於光譜上過濾回應於來自該寬頻帶照明裝置之照明而自該樣品發出之輻射。在另一繪示性實施例中，該成像裝置包含一偵測器，其用於基於自該樣品發出且由該可調光譜濾波器過濾之輻射而產生包含兩個或兩個以上樣品層之一樣品之影像。在另一繪示性實施例中，該系統包含可通信地耦合至該成像裝置之一控制器。在另一繪示性實施例中，該控制器判定該成像裝置之層特定成像組態以在一選定影像品質容限內成像該兩個或兩個以上樣品層上之計量目標單元，其中各層特定成像組態包含由該可調光譜濾波器過濾之來自該樣品之輻射的一光譜。在另一繪示性實施例中，該控制器自該偵測器接收使用該等層特定成像組態產生的該兩個或兩個以上樣品層上之計量目標單元之一或多個影像。在另一繪示性實施例中，該控制器基於該兩個或兩個以上樣品層上之計量目標單元之一或多個影像提供一計量量測。 根據本發明之一或多個繪示性實施例揭示一方法。在一繪示性實施例中，該方法包含判定一成像裝置之層特定成像組態以在一選定影像品質容限內成像一樣品之兩個或兩個以上樣品層上之計量目標單元，其中各層特定成像組態包含一成像光譜。在另一繪示性實施例中，該方法包含自該成像裝置接收使用該等層特定成像組態產生的該兩個或兩個以上樣品層上之計量目標單元之一或多個影像。在另一繪示性實施例中，該方法包含基於該兩個或兩個以上樣品層上之計量目標單元之一或多個影像提供一計量量測。 應瞭解，以上一般描述及以下詳細描述兩者僅供例示及說明且未必限制本發明。併入本說明書中且構成本說明書之一部分的附圖繪示本發明之實施例且與一般描述一起用於解釋本發明之原理。
相關申请案的交叉参考 本申請案根據35 U.S.C. § 119(e)規定主張2017年4月5日由Amnon Manassen、Daria Negri、Andrew Hill、Ohad Bachar、Vladimir Levinski及Yuri Paskover作為發明者申請之題為「OVERLAY METROLOGY WITH PROCESS LAYERS ILLUMINATED BY DIFFERENT SPECTRA」的美國臨時申請案第62/481,685號之權利，該案之全文以引用之方式併入本文中。 現將詳細參考附圖中所繪示之揭示標的。尤其已相對於某些實施例及其特定特徵來展示及描述本發明。本文中所闡述之實施例被視為具繪示性而非限制性。一般技術者應易於明白，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作出各種改變及修改。 本發明之實施例係針對用於使用層特定成像組態成像一樣品之多個層的系統及方法。例如，一成像組態可包含(但不限於)入射於擬成像之一樣品上的照明之一光譜、一照明分佈、入射於一偵測器上之輻射之一光譜、樣品在一聚焦體積內之一位置(例如，焦點位置)、場光闌之組態、孔徑光闌之組態(例如，用於修改影像及/或對象空間焦闌性或其類似者)或偵測器參數(例如，增益、積分時間或其類似者)。據此，本發明之實施例係針對產生一經調適成像組態以用於準確成像定位於一樣品上之所關注之不同層上的特徵。 本文中已認識到，成像系統可藉由照明樣品且偵測回應於照明而自樣品發出之輻射來產生一樣品層之一影像。一般意義上，回應於透過一廣泛範圍之相互作用機制(包含(但不限於)反射、散射、繞射或發光)入射之照明，輻射可自一樣品之任何層發出。此外，一成像系統可在一景深內產生特徵之一聚焦影像，該景深至少部分由照明之光譜及系統之數值孔徑(NA)來界定。因此，一成像系統可經組態以在該景深內成像一樣品之表面以及一半透明樣品之次表面上之特徵。 可藉由將照明傳播穿過任何近表面層且基於與所關注之一次表面層之相互作用偵測輻射來成像次表面層。自所關注之一次表面層發出之輻射可進一步傳播穿過近表面層以到達一偵測器。因此，所得之與一次表面層相關聯之成像信號可受到近表面層之影響。例如，近表面層可吸收特定波長之照明。另外，近表面層可在一單層上或多層之間的不同材料之間的任何界面處繞射照明，此可修改照明之聚焦及/或引入色散以產生穿過樣品之波長相依光學路徑(例如色差)。任何樣品層上之圖案化特徵可透過散射及/或繞射進一步影響所得之成像信號。 據此，情況可為，歸因於樣品層之間的光學路徑之差異，當使用一單一成像組態成像時，針對不同樣品層上之特徵，影像品質可不同。可根據任何度量(諸如(但不限於)影像對比度、影像亮度或影像雜訊)來量測影像品質。此外，即使一成像組態經調適以(例如，藉由產生一經調適照明光譜或類似者)提供兩個或兩個以上樣品層之一影像，然情況可為，經調適成像組態可不提供在基於一或多個影像品質度量之所要容限內的所關注各層之影像。本發明之額外實施例係針對產生所關注之多個樣品層之經調適層特定成像組態以在選定影像品質容限內提供所關注之各樣品層上之特徵之影像。 本文中已進一步認識到，基於一樣品之不同層之影像的計量量測之精確度及/或可重複性可基於影像品質而變動。例如，照明之光譜含量可對不同樣品層之所感知特徵位置造成不同影響。一樣品層之一影像中之特徵之所感知位置的此等變化在重疊計量時可尤其成問題，在重疊計量中，多個層上之特徵之相對位置用於判定重疊誤差。 額外實施例係針對使用層特定成像組態對一樣品之兩個或兩個以上層執行計量量測。此外，層特定成像組態可與此項技術中已知之任何量測系統一起使用以在選定容限內提供計量效能。例如，可藉由以經調適層特定計量條件成像所關注之兩個或兩個以上層上之重疊目標特徵且基於層特定成像判定層之重疊誤差來執行基於影像之重疊計量。就此而言，可以基於特定樣品調適之層特定成像組態來成像各層上之重疊目標特徵以提供具有一選定容限內之一影像品質度量的影像。舉另一實例而言，一計量系統可使用層特定成像組態來量測樣品層上之圖案化特徵之一或多個態樣(例如，臨界尺寸、側壁角或其類似者)。 使用層特定成像組態產生之對兩個或兩個以上層之計量量測可按序列執行或同時執行。例如，可使用一第一組計量條件來對所關注之一第一層執行一計量量測，之後使用一第二組計量條件來對所關注之一第二層執行一計量量測，且諸如此類。舉另一實例而言，不同樣品層上之空間分離特徵之計量量測可使用層特定計量組態同時執行。例如，不同樣品層上之空間分離特徵(例如，位於多個樣品層上之一重疊計量目標之特徵)可使用不同層特定照明光譜同時照明，以在一偵測器上提供所關注之所有層中之特徵的一單一影像(其具有一選定影像品質容限)。 額外實施例係針對判定一樣品之兩個或兩個以上層之層特定計量組態。例如，可藉由基於一多層樣品之一三維表示模擬所關注之各樣品層之計量來判定測特定計量組態。舉另一實例而言，可基於以不同計量條件對所關注之各樣品層進行一系列計量量測來以實驗方式判定層特定計量組態。額外實施例係針對一樣品之兩個或兩個以上層提供以層特定計量組態之計量量測。 額外實施例係針對適合於對多層樣品提供層特定計量之計量系統。例如，適合於提供層特定計量量測之一計量系統可包含(但不要求包含)用於產生層特定照明光譜之一可調光譜照明裝置、可調光譜濾波器、用於提供一層特定樣品位置之一可平移樣品台、可組態場光闌、可組態孔徑光闌(例如，用於調整影像及/或對象空間焦闌性)或具有可組態參數(例如，增益、積分時間或其類似者)之一偵測器。 圖1係根據本發明之一或多個實施例繪示一成像裝置100之一概念視圖。此外，成像裝置100可包含一計量裝置，其用於基於由成像裝置100產生之影像判定一或多個計量量測。就此而言，成像裝置100可使用此項技術中已知之任何方法來量測對準。在一實施例中，成像裝置100包含一基於影像之計量工具，其用於基於樣品層之一或多個影像執行計量量測(例如，重疊量測、特徵大小量測或其類似者)。在另一實施例中，成像裝置100包含一基於散射測量之計量工具，其用於基於來自樣品之光之散射(反射、繞射、漫散射或其類似者)執行計量量測。 在一實施例中，成像裝置100包含用於產生一照明光束104之一照明源102。照明光束104可包含一或多個選定波長之光，包含(但不限於)真空紫外輻射(VUV)、深紫外輻射(DUV)、紫外(UV)輻射、可見輻射或紅外(IR)輻射。照明源102可進一步產生包含任何範圍之選定波長的一照明光束104。在另一實施例中，照明源102可包含用於產生具有一可調光譜之一照明光束104的一可調光譜照明源。 照明源102可進一步產生具有任何時間變化分佈之一照明光束104。例如，由照明源102產生之照明光束104可包含一連續分佈、一脈衝型分佈或一調變分佈。另外，可經由自由空間傳播或光導(例如一光纖、一光導管或其類似者)來傳遞來自照明源102之照明光束104。 在另一實施例中，照明源102經由一照明路徑108來將照明光束104導引至一樣品106。在另一實施例中，成像裝置100包含用於將照明光束104聚焦至樣品106上之一物鏡114。 照明路徑108可包含一或多個透鏡110或適合於修改及/或調節照明光束104之額外光學組件112。例如，一或多個光學組件112可包含(但不限於)一或多個偏光器、一或多個濾波器、一或多個分束器、一或多個漫射器、一或多個均質器、一或多個變跡器或一或多個光束成形器。舉另一實例而言，一或多個光學組件112可包含用於控制樣品106上之照明之角度的孔徑光闌及/或用於控制樣品106上之照明之空間範圍的場光闌。在一例項中，照明路徑108包含一孔徑光闌，其位於與物鏡114之後聚焦平面共軛之一平面處以提供樣品之焦闌照明。在另一實施例中，樣品106安置於一樣品台116上。樣品台116可包含適合於將樣品106定位於成像裝置100內之任何裝置。例如，樣品台116可包含線性平移台、旋轉台、傾翻/傾斜台或其類似者之任何組合。 在另一實施例中，成像裝置100包含經組態以透過一收集路徑120擷取自樣品106發出之輻射的一偵測器118。例如，收集路徑120可包含(但不要求包含)一收集透鏡(例如，如圖1中所繪示之物鏡114)或一或多個額外收集路徑透鏡122。舉另一實例而言，一偵測器118可接收自樣品106 (例如，經由鏡面反射、漫反射及其類似者)反射或散射之輻射。舉另一實例而言，一偵測器118可接收由樣品106產生之輻射(例如與照明光束104之吸收相關聯之發光或其類似者)。 偵測器118可包含適合於量測自樣品106接收之照明的此項技術中已知之任何類型之光學偵測器。例如，一偵測器118可包含(但不限於)一CCD偵測器、一TDI偵測器、一光電倍增管(PMT)、一累崩光電二極體(APD)或其類似者。在另一實施例中，一偵測器118可包含適合於識別自樣品106發出之輻射之波長的一光譜偵測器。在另一實施例中，成像裝置100可包含用於促進藉由成像裝置100之多個計量量測的多個偵測器118 (例如，與由一或多個分束器產生之多個光學路徑相關聯)。 收集路徑120可進一步包含用於導引及/或修改由物鏡114收集之照明的任何數目個光學單元，其包含(但不限於)一或多個收集路徑透鏡122、一或多個濾波器、一或多個偏光器或一或多個光束區塊。另外，收集路徑120可包含用於控制成像於偵測器118上之樣品之空間範圍的場光闌或用於控制來自樣品之照明之角範圍，該照明用於在偵測器118上產生一影像。在另一實施例中，收集路徑120包含一孔徑光闌，其位於與一光學單元——物鏡114之後聚焦平面共軛之一平面中以提供樣品之焦闌照明。 在一實施例中，如圖1A中所繪示，成像裝置100包含一分束器124，其經定向使得物鏡114可同時將照明光束104導引至樣品106且收集自樣品106發出之輻射。就此而言，可在一落射式照明模式中組態成像裝置100。 在另一實施例中，樣品106上之照明光束104之入射角係可調整的。例如，照明光束104穿過分束器124及物鏡114之路徑可經調整以控制樣品106上之照明光束104之入射角。就此而言，照明光束104可具有穿過分束器124及物鏡114之一標稱路徑，使得照明光束104在樣品106上具有一法向入射角。舉另一實例而言，可藉由修改分束器124上之照明光束104之位置及/或角度(例如，藉由可旋轉反射鏡、一空間光調變器、一自由形式照明源或其類似者)來控制樣品106上之照明光束104之入射角。在另一實施例中，照明源102以一角度(例如一掠射角、一45度角或其類似者)將一或多個照明光束104導引至樣品106。 在另一實施例中，成像裝置100包含一控制器126。在另一實施例中，控制器126包含經組態以執行保存於一記憶體媒體130上之程式指令的一或多個處理器128。就此而言，控制器126之一或多個處理器128可執行本發明中所描述之各種程序步驟之任何者。此外，控制器126可經組態以接收包含(但不限於)計量資料(例如，對準量測結果、目標之影像、光瞳影像及其類似者)或計量度量(例如精確度、工具誘發之移位、敏感性、繞射效率及其類似者)之資料。 一控制器126之一或多個處理器128可包含此項技術中已知之任何處理單元。就此而言，一或多個處理器128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。在一實施例中，一或多個處理器128可由以下各者組成：桌上型電腦、大型電腦系統、工作站、影像電腦、並行處理器或經組態以執行一程式(其經組態以操作成像裝置100)之任何其他電腦系統(例如網路電腦)，如本發明中所描述。應進一步認識到，術語「處理器」可經廣義定義以涵蓋具有一或多個處理單元之任何裝置，該一或多個處理單元執行來自一非暫時性記憶體媒體130之程式指令。此外，可藉由一單一控制器126或(替代地)多個控制器來實施本發明中所描述之步驟。另外，控制器126可包含收容於一共同外殼中或多個外殼內之一或多個控制器。依此方式，任何控制器或控制器組合可經單獨封裝為適合於整合至成像裝置100中之一模組。此外，控制器126可分析自偵測器118接收之資料且將資料饋送至成像系統100內或成像系統100外之額外組件。 記憶體130可包含此項技術中已知之任何儲存媒體，其適合於儲存可由相關聯之一或多個處理器128執行之程式指令。例如，記憶體媒體130可包含一非暫時性記憶體媒體。舉另一實例而言，記憶體媒體130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、一固態磁碟機及其類似者。應進一步注意，記憶體媒體130可與一或多個處理器128收容於一共同控制器外殼中。在一實施例中，記憶體媒體130可相對於一或多個處理器128及控制器126之實體位置而定位於遠端處。例如，控制器126之一或多個處理器128可存取可透過一網路(例如網際網路、內部網路及其類似者)存取之一遠端記憶體(例如伺服器)。因此，以上描述不應被解譯為對本發明之一限制，而是僅為一說明。 在另一實施例中，控制器126可通信地耦合至成像裝置100之一或多個元件以提供層特定計量組態資訊。例如，控制器126可(但不要求)可通信地耦合至照明源102以控制入射於樣品上之照明之光譜，耦合至一或多個光闌以操縱照明光束104及/或由偵測器118擷取之來自樣品之輻射，耦合至偵測器118以修改偵測參數，或耦合至樣品台116以調整樣品106在成像裝置100內之位置。 在一實施例中，一層特定成像組態包含入射於樣品106上之照明之一層特定光譜。據此，照明源102可經組態為用於提供層特定照明光譜以用於計量之一可調光譜照明源。本文中已認識到，照明源102可包含一照明源及用於調節來自照明源之照明的任何數目個額外組件。此外，額外組件可與照明源102共用一共同容器或可整合至成像裝置100中。 圖2A至圖2C繪示根據本發明之實施例之可調光譜照明源。 圖2A係根據本發明之一或多個實施例之一可調光譜照明源102之一概念視圖。在一實施例中，照明源102包含：一寬頻帶光源202，其具有一寬頻帶光譜(例如，照明之一波長範圍)；及一可調光譜濾波器204，其用於過濾寬頻帶光源202之光譜以產生一層特定照明光譜。在另一實施例中，照明源102包含用於調整照明光束104之功率的一中性密度濾波器206 (例如，一波長相依濾波器)。中性密度濾波器206可包含此項技術中已知之任何類型之波長相依濾波器，諸如(但不限於)與一偏光器耦合之一偏振旋轉器、具有一固定光學密度之一或多個濾波器、或具有跨濾波器依據位置而變化之一光學密度的一梯度濾波器。此外，中性密度濾波器206可包含用於選擇性地修改中性密度濾波器206之透射率的一濾波器控制裝置208。例如，濾波器控制裝置208可包含(但不限於)：一可調整偏振旋轉器，其用於可選擇性地在一偏光器之前調整照明光束104之偏振；一濾波器輪盤，其用於選擇性地將諸多濾波器之一者放置於照明光束104之路徑中(例如，如圖2A中所繪示)；或一平移裝置(例如，一旋轉裝置、一線性平移裝置或其類似者)，其用於選擇性地定位一梯度濾波器。 寬頻帶光源202可包含適合於提供具有用於計量之一波長範圍的一照明光束104之任何照明源。在一實施例中，寬頻帶光源202係一雷射源。例如，寬頻帶光源202可包含(但不限於)一寬頻帶雷射源、一超連續譜雷射源、一白光雷射源或其類似者。就此而言，寬頻帶光源202可提供具有高相干性(例如，高空間相干性及/或時間相干性)一照明光束104。在另一實施例中，寬頻帶光源202包含一雷射維持電漿(LSP)源。例如，寬頻帶光源202可包含(但不限於)一LSP燈、一LSP燈泡或一LSP腔，該腔適合於容納當被一雷射源激發進入一電漿狀態中時可發射寬頻帶照明之一或多個元件。在另一實施例中，寬頻帶光源202包含一燈源。例如，寬頻帶光源202可包含(但不限於)一弧光燈、一放電燈、一無電極燈或其類似者。就此而言，寬頻帶光源202可提供具有低相干性(例如，低空間相干性及/或時間相干性)一照明光束104。 一可調光譜濾波器204可藉由相對於其他波長減小選定波長之光譜效率來修改入射照明(例如，由寬頻帶光源202產生之照明光束104)之光譜。據此，一光譜濾波器之一光譜透射率可描述依據波長而變化之照明透射率(例如，自0%至100%、自0%至1或其類似者)。應注意，透射率可指代透過透射及/或反射通過濾波器之照明。一典型光譜濾波器可包含(但不要求包含)一或多個波長相依濾波器或一或多個空間濾波器，其等位於其中光譜含量空間分佈之一透鏡傅立葉(Fourier)平面中。此外，可調光譜濾波器204可根據任何分佈修改光譜透射率。例如，可調光譜濾波器204可包含：一低通濾波器，其用於衰減高於一截止波長之波長；一高通濾波器，其用於衰減低於一截止波長之波長、一帶通濾波器，其用於通過一所界定光譜頻帶寬之照明且衰減一選定波長帶之外的波長、一帶阻濾波器，其用於衰減一選定波長帶內之波長；具有一經調適光譜透射率分佈之一濾波器或其類似者。 可調光譜濾波器204可包含適合於過濾寬頻帶光源202之光譜的任何類型之裝置。在一實施例中，可調光譜濾波器204包含具有可調光譜透射率之一或多個濾波器。就此而言，一可調濾波器在照明光束104之路徑中之光譜透射率可經選擇性修改以提供層特定照明光譜。例如，可調光譜濾波器204可包含(但不要求包含)由介電材料之一或多個堆疊層形成之一薄膜可調濾波器。此外，可調波長濾波器204可包含反射性光譜濾波器或透射性光譜濾波器。另外，一光譜濾波器可由一單一光學元件或一光學元件組合形成。 在另一實施例中，可調光譜濾波器204包含具有一定向相依光譜透射率之一或多個組件。例如，如圖2A中所繪示，可調光譜濾波器204可包含具有跨濾波器(例如，線性)變化之一位置敏感截止波長的一或多個邊緣濾波器(例如邊緣濾波器204a、邊緣濾波器204b)。據此，可藉由(例如，經由控制器126)調整邊緣濾波器204a、204b相對於照明光束104之路徑的位置來獲得層特定照明光譜。舉另一實例而言，可調光譜濾波器204可包含一可調角度濾波器，其耦合至一旋轉裝置以選擇性地修改可調角度濾波器上之照明光束104之入射角。 在另一實施例中，可調光譜濾波器204包含：一或多個濾波器，其等具有一固定光譜透射率；及一濾波器插入裝置，其用於選擇性地將濾波器插入至照明光束104之一路徑中以提供層特定照明光譜。濾波器插入裝置可包含適合於選擇性地將濾波器插入至照明光束104之路徑中的元件之任何組合。例如，濾波器插入裝置可包含用於選擇性地將一或多個濾波器旋轉至照明光束104之路徑中的組件，諸如(但不限於)一濾波器輪盤或一翻轉器裝置。舉另一實例而言，濾波器插入裝置可包含用於將一或多個濾波器線性平移至照明光束104之路徑中的組件，諸如(但不限於)用於固定附接至一線性可平移台之一或多個濾波器的一座架。 在另一實施例中，可調光譜濾波器204包含至少一色散元件，其與一空間濾波器耦合以修改寬頻帶光源202之光譜。圖2B係根據本發明之一或多個實施例之一照明源102之一概念視圖，該照明源包含一寬頻帶光源202及用於選擇性地過濾該寬頻帶光源202之光譜的一雙單色器。用於使用雙單色器進行寬頻帶光源之光譜調節的系統及方法大體上描述於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方式併入中。在一實施例中，可調光譜濾波器204包含：一第一可調色散元件210，其用於將光譜色散引入至來自寬頻帶光源202之照明；一第一光學元件212 (例如，一或多個透鏡或類似者)，其用於將經光譜色散之來自寬頻帶光源202之照明聚焦至一聚焦平面214，使得來自寬頻帶光源202之照明之光譜可跨聚焦平面214空間分佈；一空間濾波元件216，其用於基於光譜在聚焦平面處之分佈來過濾來自寬頻帶光源202之照明；一第二光學元件218 (例如，一或多個透鏡或類似者)，其用於收集通過空間濾波元件216之經光譜色散照明；及一第二可調色散元件220，其用於移除由第一可調色散元件210引入之色散以形成照明光束104。 例如，第一可調色散元件210可使來自寬頻帶光源202之照明光譜色散，使得來自寬頻帶光源202之照明之光譜可跨第一可調色散元件201之焦點處之光束分佈而分佈。空間濾波元件216可選擇性地通過或阻斷來自寬頻帶光源202之照明之部分。就此而言，可調光譜濾波器204之一光譜透射率可與空間濾波元件216之一空間透射率有關。例如，如圖2B中所繪示，來自寬頻帶光源202之照明可包含三個波長分量λ1 、λ2 及λ3 ，且空間濾波元件216可選擇性地通過λ2 以形成一層特定照明光譜。此外，第二可調色散元件220可移除由第一可調色散元件210引入且由第二光學元件218收集之光譜色散，使得來自寬頻帶光源202之照明之光譜不再跨光束分佈而空間分佈。例如，第二可調色散元件220之色散可經動態調整以對應於第一可調色散元件210之色散，從而移除由第一可調色散元件210引入之色散。據此，可調光譜濾波器204可在不修改額外光束特性(例如發散角或其類似者)之情況下過濾來自寬頻帶光源202之照明之光譜含量。 色散元件(例如，第一可調色散元件210或第二可調色散元件220)可為此項技術中已知之適合於將光譜色散引入至來自寬頻帶光源202之照明中的任何類型之色散元件。例如，色散元件可透過任何機制(諸如(但不限於)繞射或折射)將色散修改至來自寬頻帶光源202之照明中。此外，第一可調色散元件210可由透射性及/或反射性光學元件形成。在一例項中，第一可調色散元件210包含一動態產生之繞射光柵(例如，一聲光調變器或其類似者)。就此而言，一繞射光柵可動態生成於一基板材料(例如一透明光學材料)中。此外，可動態修改色散以藉由調整動態生成之繞射光柵之物理特性來調節可調光譜濾波器204。例如，一動態生成之繞射光柵之週期或調變深度可(例如，經由控制器126)經調整以控制色散值(例如，特定波長之照明被繞射時之角度)。舉另一實例而言，動態生成之繞射光柵之調變深度可(例如，經由控制器126)經調整以控制色散效率(例如，一特定波長之照明被繞射時之一效率值)。 在另一實施例中，照明源102包含一多通道照明源。用於高速光譜選擇之多通道照明源大體上描述於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方式併入中。圖2C係根據本發明之一或多個實施例之一多通道照明源之一概念視圖，該多通道照明源包含一寬頻帶光源202及具有固定光譜透射率之多個濾波通道。在一實施例中，一多通道照明源包含一通道選擇器222，其用於將來自寬頻帶光源202之照明導引至兩個或兩個以上濾波通道224中，其中濾波通道224之各者包含具有一不同光譜透射率之一濾波器226。此外，多通道照明源可包含一光束組合器228，其用於將來自濾波通道224之任何者的照明組合為照明光束104。據此，一多通道照明源可藉由(例如，經由控制器126)調整通道選擇器222以導引來自寬頻帶光源202之照明穿過選定之一或多個濾波通道224來提供層特定照明光譜。 通道選擇器222可包含適合於將來自寬頻帶光源202之照明導引至濾波通道224之任何組合中的任何光學元件及任何光學元件組。比如，通道選擇器222可包含一或多個分束器230。舉另一實例而言，通道選擇器222可包含一或多個二向色鏡。舉一進一步實例而言，如圖2C中所繪示，通道選擇器222可包含一偏振旋轉器232 (例如，一波片、一電光室或其類似者)。此外，通道選擇器222可包含一或多個偏振分束器(例如分束器230或其類似者)。就此而言，可藉由相對於一偏振分束器之定向調整偏振旋轉器232來控制濾波通道224中之照明之相對強度。據此，通道選擇器222可包含用於控制將照明分佈至濾波通道224中之一或多個光閘。 一多通道照明源可提供與層特定照明光譜相關聯之一或多個光束以被導引至一樣品。就此而言，包含具有針對濾波通道224之各者之獨立光譜控制的一多通道照明源之一成像裝置100可以一廣泛連續波長範圍內之選擇性受控光譜照明一樣品。另外，多通道照明源可同時或按序列以來自各通道之照明來照明樣品。此外，多通道照明源可以不同通道之照明照明一樣品之不同部分(例如，一計量目標之不同單元，或類似者)。就此而言，一多通道照明源可對樣品之不同區域(例如，位於不同層上之一計量目標之特徵，或類似者)提供不同層特定照明光譜。 在另一實施例(圖中未展示)中，照明源102包含多個窄頻帶照明源或一源選擇器，該源選擇器用於提供包含來自該等窄頻帶照明源之照明之任何組合的一層特定照明光譜。例如，窄頻帶照明源可包含(但不要求包含)具有不同光譜特性之雷射源。此外，源選擇器可包含適合於選擇來自一或多個窄頻帶照明源之照明的元件之任何組合。例如，源選擇器可包含(但不限於)一或多個分束器、一或多個光閘、一或多個波片、一或多個偏光器、或一或多個光束組合器。 在另一實施例中，一層特定成像組態包含一層特定偵測光譜。例如，照明源102可經組態為具有一固定光譜(例如一寬頻帶光譜)，且成像裝置100可進一步包含一可調光譜濾波器以調適用於在偵測器118上產生一影像之自樣品發出之輻射的光譜。在一例項中，成像裝置100可包含收集路徑120中之一可調光譜濾波器(在偵測器之前)以用於提供層特定偵測光譜。可調光譜濾波器可包含任何類型之可調濾波器，諸如(但不限於)具有固定光譜透射率之一可選擇濾波器組、具有定向相依光譜透射率之一或多個濾波器或類似者。 在另一實施例中，(雖然圖中未展示)成像裝置100之收集路徑120包含兩個或兩個以上偵測器118以用同時產生根據兩個或兩個以上層特定偵測光譜過濾之樣品之影像。例如，收集路徑120可包含用於將自樣品發出之輻射分裂至兩個或兩個以上偵測通道中之一或多個分束器。各偵測通道可進一步包含用於提供一層特定偵測光譜之一濾波器及用於以層特定偵測光譜產生樣品之一影像的一偵測器。 一層特定成像組態可包含系統內之一或多個光闌之位置及/或開口直徑以調適成像裝置100內之光路徑。圖3係根據本發明之一或多個實施例之一成像裝置100之一概念視圖。在一實施例中，成像裝置100包含一或多個孔徑光闌。一般意義上，一孔徑光闌可限制傳播穿過系統之照明之角範圍。例如，如圖3中所繪示，照明路徑108中之一孔徑光闌302可提供樣品上之照明之一層特定角度範圍。舉另一實例而言(圖中未展示)，收集路徑120中之一孔徑光闌可提供對用於產生一影像之自樣品發出之輻射之角範圍的一層特定限制。 在另一實施例中，一層特定成像組態包含照明路徑108及/或收集路徑120中之一孔徑光闌之一開口直徑。據此，成像裝置100可包含具有一可調整開口直徑之一孔徑光闌(例如，耦合至控制器126)以產生一層特定成像組態。 在另一實施例中，一層特定成像組態包含照明路徑108及/或收集路徑120中之一孔徑光闌之一位置。例如，定位於與照明路徑108中之物鏡114之一焦點共軛的一平面處之一孔徑光闌(例如孔徑光闌302)可提供樣品106之焦闌照明。就此而言，樣品106上之照明之角範圍可限於實質上平行之光線。舉另一實例而言，定位於與收集路徑120中之物鏡114之一焦點共軛的一平面處之一孔徑光闌可提供樣品106之焦闌成像，使得所觀察到之特徵大小可取決於與物鏡114 (例如，樣品106之層)之距離。 本文中已認識到，歸因於包含(但不限於)色差之若干因數，物鏡114之一焦點之精確位置可基於波長(例如，照明光譜或自樣品106發出之輻射之波長)而變動。據此，一層特定成像組態可包含照明路徑108及/或收集路徑120中之一孔徑光闌之一精確位置以將照明及/或成像之焦闌性調整至處於一選定容限內。例如，成像裝置100可包含用於將作為一孔徑光闌之一孔徑定位於照明路徑108及/或收集路徑120內之一定位裝置304 (例如耦合至控制器126)。定位裝置304可包含適合於將一孔徑光闌(例如孔徑光闌302)定位於成像裝置100中之元件(諸如(但不限於)一線性可平移台、一旋轉可平移台或其類似者)之任何組合。 此外，成像裝置100可包含用於組態一孔徑光闌之一平面處之照明的任何數目個光學元件。例如，如圖3中所繪示，一照明路徑108可包含用於將來自一照明源102之一照明光束104聚焦於一孔徑光闌之平面處的透鏡110a。另外，照明路徑108可包含用於進一步調節照明光束104之光學組件112 (例如偏光器或其類似者)。舉另一實例而言，一照明路徑108可包含用於中繼孔徑光闌之平面的透鏡110b。例如，透鏡110b可中繼物鏡114之後聚焦平面，使得孔徑光闌302可經調整以提供樣品106之焦闌照明。 在另一實施例中，成像裝置100包含一或多個場光闌。一般意義上，一場光闌可限制與樣品106共軛之平面中之光的空間範圍。例如，如圖3中所繪示，照明路徑108中之一場光闌306可提供樣品106上之照明之一層特定空間範圍。舉另一實例而言(圖中未展示)，收集路徑120中之一場光闌可提供對用於產生一影像之自樣品106發出之輻射之空間範圍的一層特定限制且因此提供對影像大小之一限制。 在另一實施例中，一層特定成像組態包含照明路徑108及/或收集路徑120中之一場光闌之一開口直徑。據此，成像裝置100可包含具有一可調整開口直徑之一場光闌(例如，耦合至控制器126)以產生一層特定成像組態。本文中已認識到，調整一場光闌之開口直徑可限制及/或界定所成像之樣品部分，此可藉由減少無用光及/或不必要光來促進高品質影像。例如，一場光闌之一開口直徑可經調整以照明及/或偵測僅來自包含一給定樣品層上之所關注特徵的一選定半徑之輻射。就此而言，此選定半徑外之特徵可不將雜訊引入至選定半徑內之特徵之影像，此可促進具有高對比度、高亮度及其類似者之影像。 本文中已進一步認識到，歸因於諸如(但不限於)色差之任何數目個因數，與樣品106共軛之平面之精確位置可基於波長(例如，照明光譜或自樣品106發出之輻射之波長)而變動。據此，一層特定成像組態可包含照明路徑108及/或收集路徑120中之一場光闌之一精確位置以在一選定容限內調整與樣品106共軛之平面中之光的空間範圍。例如，成像裝置100可包含用於將作為一場光闌之一孔徑定位於照明路徑108及/或收集路徑120內之一平移台(例如，耦合至控制器126)。 在另一實施例中，一層特定成像組態包含固定樣品106之樣品台116之一位置。據此，層特定成像組態可包含樣品106在物鏡114之一聚焦體積內之一位置。就此而言，可針對所關注之各層調適將照明光束104聚焦於樣品106之表面上或樣品106內之條件。 在另一實施例中，一層特定成像組態包含偵測器118之一或多個成像參數。例如，層特定成像組態可包含(但不要求包含)所選定之增益、積分時間或其類似者之設定。據此，可使用經調適偵測器設定來擷取所關注之不同層之影像以提供具有一選定容限內之一影像品質度量(例如亮度、對比度、雜訊位準、影像內之特徵之位置準確度或類似者)的影像。 圖4係根據本發明之一或多個實施例繪示用於以層特定成像組態之基於影像之計量的一方法400中所執行之步驟的一流程圖。申請人注意到，本文中先前在成像裝置100之內文中所描述之實施例及啟用技術應被解譯為擴展至方法400。然而，應進一步注意，方法400不受限於成像裝置100之架構。 在一實施例中，方法400包含一步驟402：(例如，使用控制器126或其類似者)判定一成像裝置之層特定成像組態以在一選定影像品質容限內成像一樣品之兩個或兩個以上樣品層上之計量目標單元。層特定成像組態可包含(但不限於)以下各者之任何組合：入射於樣品上之一照明光譜、入射之輻射之一偵測光譜、成像裝置內之孔徑光闌及/或場光闌之位置。 影像品質度量可包含(但不限於)影像亮度、影像對比度、影像雜訊或其類似者。就此而言，可針對各樣品層調適一照明光譜以提供處於一選定容限內之特徵(例如計量目標單元)之影像。就此而言，一選定容限可包含影像中之一或多個像素之一所要像素強度、一所要平均像素強度、一影像之最大像素強度與最小像素強度之間的一所要差、像素強度(例如雜訊)之一所要隨機變化量或其類似者。 例如，情況可為成像組態可影響影像品質度量，使得基於所產生影像之計量測量之準確度及/或可重複性可不同。舉另一實例而言，情況可為成像組態可影響基於所產生影像之計量量測(例如，重疊量測、特徵大小量測或類似者)對歸因於不對準、色差或其類似者之系統缺陷之敏感性。據此，提供一層特定成像組態可促進產生具有一選定容限內之影像品質的影像且進一步促進準確、可重複且穩健之計量量測。 層特定成像組態可包含一成像裝置之參數之任何組合。例如，層特定成像組態可包含入射於樣品上以產生一影像之照明之一光譜。因此，可以一經調適照明光譜成像各層上之特徵(例如計量目標單元)，該經調適照明光譜適合於提供具有一選定容限內之一影像品質度量的一影像。據此，可(但不要求)基於周圍層之性質(例如，周圍層之吸收、折射率、厚度或類似者)調整所關注之各層之照明光譜。 舉另一實例而言，層特定成像組態可包含用於產生一影像之自樣品發出之輻射的一經過濾光譜(例如一偵測光譜)。就此而言，可以一固定照明光譜照明樣品層，且可藉由在一偵測器之前過濾自樣品發出之輻射來以層特定偵測光譜成像所關注層。 舉另一實例而言，層特定成像組態可包含一開口直徑及/或一孔徑光闌之一位置。就此而言，層特定成像組態可包含入射於樣品上之照明之一角範圍及/或用於產生一樣品層之一影像的自樣品發出之輻射之角範圍。在一例項中，一孔徑光闌可經組態以在定位於與成像系統之一照明臂(例如照明路徑108)中之一收集透鏡(例如物鏡114)之後聚焦平面共軛的一平面中時提供焦闌照明。在另一例項中，一孔徑光闌可經組態以在定位於與成像系統之一收集臂(例如收集路徑120)中之一收集透鏡之後聚焦平面共軛的一平面中時提供樣品之焦闌成像。 舉另一實例而言，層特定成像組態可包含一開口直徑及/或一場光闌之一位置。因此，層特定成像組態可包含影像上之照明之一空間範圍及/或經導引至一偵測器以產生一影像的自樣品發出之輻射之空間範圍。就此而言，層特定成像組態可包含樣品之一特定部分以減少針對一給定樣品層影像之與不關注之樣品部分相關聯之無用及/或不必要光。 舉另一實例而言，層特定成像組態可包含一樣品在成像系統之聚焦體積內之一位置(例如，由一樣品台控制)。例如，可調整樣品之焦點位置以補償不同樣品層之間的光學路徑之差異，從而補償色差或類似者。 舉另一實例而言，層特定成像組態可包含與影像產生相關聯之一或多個偵測器設定。例如，層特定成像組態可包含(但不要求包含)針對各樣品層調適之一偵測器之所選定增益值、積分時間或其類似者。 可藉由此項技術中已知之適合於提供所關注樣品層之影像(具有一指定容限內之影像品質度量)的任何方法來組態在步驟402中判定的針對所關注之各樣品層之層特定成像組態。在一實施例中，層特定成像組態係透過一系列實驗判定的，在該等實驗中，可能之成像組態參數(例如，照明光譜、偵測光譜、光闌之組態、樣品之焦點位置、偵測器設定或類似者)不同。就此而言，可使用各種候選成像組態參數產生所關注之樣品層之影像(例如，所關注樣品層上之一計量目標之特徵之影像)。接著，可將所關注樣品層之影像品質度量與成像組態參數之各種組合比較，且可針對所關注之各樣品層選擇提供一所要組之影像品質度量的成像組態。 在另一實施例中，可藉由模擬所關注樣品層之影像(例如，所關注樣品層上之一計量目標之特徵之影像)且選擇提供針對所關注各樣品層之一所要組之影像品質度量的成像組態來選擇層特定成像組態。 此外，步驟402可包含基於以層特定成像組態為基礎之樣品層之影像(例如，透過量測及/或藉由額外模擬產生)模擬一或多個計量量測。 與樣品之層上的計量目標單元相關聯之計量量測可包含(但不限於)重疊量測、臨界尺寸(CD)量測、側壁角、膜厚度。此外，計量目標單元之一或多個態樣可指示程序相關參數(例如，焦點、劑量及其類似者)。目標可包含具週期性之特定關注區域，諸如(例如)一記憶體晶粒中之光柵。量測目標可進一步擁有各種空間特性且通常由一或多個單元構成，該一或多個單元可包含已依一或多個不同微影暴露印刷之一或多個層中之特徵。目標及單元可擁有諸如雙重或四重旋轉對稱性、反射對稱性之各種對稱性。美國專利第6,985,618號中描述此等量測結構之實例，該專利之全文以引用之方式包含於本文中。不同單元或單元組合可屬於不同層或暴露步階。個別單元可包括經隔離之非週期性特徵，或替代地，其可由一維、二維或三維週期性結構或非週期性結構及週期性結構之組合構成。週期性結構可未經分割或其可由經精細分割之特徵構成，該等精細分割之特徵可依循或密切相關於用於印刷週期性結構之微影程序之最小設計規則。 步驟402中之模擬可涉及大量演算。例如，可(但不限於)使用一電磁(EM)解算器來模型化照明光束104與樣品106上之一計量目標之光學相互作用。此外，EM解算器可利用此項技術中已知之任何方法，其包含(但不限於)嚴格耦合波分析(RCWA)、有限元素分析、動差分析法、面積分技術、體積分技術或有限差分時域分析。另外，可使用資料擬合及最佳化技術來分析收集資料，該等技術包含(但不限於)程式庫、快速降階模型、回歸、機器學習演算法(諸如神經網路)、支援向量機(SVM)、降維演算法(例如主成分分析(PCA)、獨立成分分析(ICA)、局部線性嵌入(LLE)及其類似者)、資料稀疏表示(例如傅立葉或小波變換、卡曼(Kalman)濾波器、用於促進與相同或不同工具類型匹配之演算法及其類似者)。例如，可(但不要求)藉由KLA-TENCOR提供之信號回應計量(SRM)軟體產品來執行資料收集及/或擬合。在另一實施例中，藉由不包含模型化、最佳化及/或擬合(例如相位特徵化或其類似者)之演算法來分析由一計量工具產生之原始資料。 本文中應注意，由控制器執行之計算演算法可(但不要求)經調適以透過使用並行化、分佈式計算、負載平衡、多服務支援、計算硬體之設計及實施或動態負載最佳化來進行計量應用。此外，可(但不要求)藉由控制器(例如，透過韌體、軟體或場可程式化閘陣列(FPGA)及類似者)或與計量工具相關聯之一或多個可程式化光學單元來執行各種演算法實施。2014年6月19日公開之美國專利公開案第2014/0172394號中大體上描述程序模型化之使用，該專利之全文以引用之方式併入本文中。 在另一實施例中，方法400包含一步驟404：自成像裝置接收使用層特定成像組態產生的兩個或兩個以上樣品層上之計量目標單元之一或多個影像。例如，成像系統可使用層特定成像組態產生所關注之樣品層之影像。 在另一實施例中，方法400包含一步驟406：基於兩個或兩個以上樣品層上之計量目標單元之一或多個影像提供一計量量測。步驟406可包含基於兩個或兩個以上層之影像提供此項技術中已知之任何類型之計量量測，諸如(但不限於)與不同樣品層中之特徵之相對位置相關聯之重疊量測或各層內之特徵之一或多個態樣(例如大小、定向或類似者)之量測。 本文中所描述之標的有時繪示含於其他組件內或與其他組件連接之不同組件。應瞭解，此等所描繪之架構僅供例示，且事實上，可實施達成相同功能性之諸多其他架構。就概念意義而言，用於達成相同功能性之組件之任何配置經有效「相關聯」以達成所要功能性。因此，不論架構或中間組件如何，在本文經組合以達成一特定功能性之任何兩個組件可被視為彼此「相關聯」以達成所要功能性。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「可耦合」以達成所要功能性。「可耦合」之特定實例包含(但不限於)可實體相互作用及/或實體相互作用之組件及/或可無線相互作用及/或無線相互作用之組件及/或可邏輯相互作用及/或邏輯相互作用之組件。 據信，將藉由以上描述來理解本發明及其諸多伴隨優點，且將明白，可在不背離本發明或不犧牲其所有材料優點之情況下對組件之形式、構造及配置作出各種改變。所描述之形式僅供說明，且以下申請專利範圍意欲涵蓋及包含此等改變。此外，應瞭解，本發明係由隨附申請專利範圍界定。
100‧‧‧成像裝置102‧‧‧照明源104‧‧‧照明光束106‧‧‧樣品108‧‧‧照明路徑110‧‧‧透鏡110a‧‧‧透鏡110b‧‧‧透鏡112‧‧‧光學組件114‧‧‧物鏡116‧‧‧樣品台118‧‧‧偵測器120‧‧‧收集路徑122‧‧‧收集路徑透鏡124‧‧‧分束器126‧‧‧控制器128‧‧‧處理器130‧‧‧記憶體媒體202‧‧‧寬頻帶光源204‧‧‧可調光譜濾波器204a‧‧‧邊緣濾波器204b‧‧‧邊緣濾波器206‧‧‧中性密度濾波器208‧‧‧濾波器控制裝置210‧‧‧第一可調色散元件212‧‧‧第一光學元件214‧‧‧聚焦平面216‧‧‧空間濾波元件218‧‧‧第二光學元件220‧‧‧第二可調色散元件222‧‧‧通道選擇器224‧‧‧濾波通道226‧‧‧濾波器228‧‧‧光束組合器230‧‧‧分束器232‧‧‧偏振旋轉器302‧‧‧孔徑光闌304‧‧‧定位裝置306‧‧‧場光闌400‧‧‧方法402‧‧‧步驟404‧‧‧步驟406‧‧‧步驟
熟習技術者可藉由參考附圖來較佳理解本發明之諸多優點，其中： 圖1係根據本發明之一或多個實施例繪示一成像裝置之一概念視圖。 圖2A係根據本發明之一或多個實施例之一可調光譜照明源之一概念視圖。 圖2B係根據本發明之一或多個實施例之一照明源之一概念視圖，該照明源包含一寬頻帶光源及用於選擇性地過濾該寬頻帶光源之光譜的一雙單色器。 圖2C係根據本發明之一或多個實施例之一多通道照明源之一概念視圖，該多通道照明源包含一寬頻帶光源及具有固定光譜透射率之多個濾波通道。 圖3係根據本發明之一或多個實施例之一成像裝置之一概念視圖。 圖4係根據本發明之一或多個實施例繪示用於以層特定成像組態之基於影像之計量的一方法中所執行之步驟的一流程圖。
100‧‧‧成像裝置
102‧‧‧照明源
104‧‧‧照明光束
106‧‧‧樣品
108‧‧‧照明路徑
110‧‧‧透鏡
112‧‧‧光學組件
114‧‧‧物鏡
116‧‧‧樣品台
118‧‧‧偵測器
120‧‧‧收集路徑
122‧‧‧收集路徑透鏡
124‧‧‧分束器
126‧‧‧控制器
128‧‧‧處理器
130‧‧‧記憶體媒體

Claims (54)

  1. 一種計量系統，其包括：一成像裝置，其包含：一可調光譜照明裝置；及一偵測器，其用於基於回應於來自該可調光譜照明裝置之照明而自一樣品發出之輻射產生該樣品之影像，該樣品包含兩個或兩個以上樣品層上之計量目標單元；及一控制器，其可通信地耦合至該成像裝置，該控制器包含經組態以執行程式指令之一或多個處理器，該等程式指令經組態以使該一或多個處理器：判定該成像裝置之多個層特定成像組態以在一選定影像品質容限內成像該兩個或兩個以上樣品層上之該等計量目標單元，其中各層特定成像組態包含來自該可調光譜照明裝置之一照明光譜；自該成像裝置接收使用該等層特定成像組態產生的該兩個或兩個以上樣品層上之該等計量目標單元之一或多個影像；及基於該兩個或兩個以上樣品層上之該等計量目標單元之該一或多個影像提供一計量量測；其中判定該成像裝置之該等層特定成像組態以在該選定影像品質容限內成像該兩個或兩個以上樣品層上之該等計量目標單元係藉由：使用各種成像組態模擬該兩個或兩個以上樣品層之各樣品層上之該等計量目標單元之影像；及針對該兩個或兩個以上樣品層之各樣品層，自該等各種成像組態 選擇一層特定成像組態，以提供滿足該選定影像品質容限之一影像。
  2. 如請求項1之計量系統，其中該等層特定成像組態進一步包含該偵測器之數個影像獲取參數。
  3. 如請求項2之計量系統，其中該偵測器之該等影像獲取參數包含增益或積分時間之至少一者。
  4. 如請求項1之計量系統，其中該成像裝置包含具有一可調整位置之一孔徑光闌(aperture stop)，其中該等層特定成像組態進一步包含用於提供一選定焦闌(telecentricity tolerance)容限內之該樣品之焦闌照明的該孔徑光闌之位置。
  5. 如請求項1之計量系統，其中該成像裝置包含具有一可調整位置之一孔徑光闌，其中該等層特定成像組態進一步包含用於提供一選定焦闌容限內之該樣品之焦闌成像的該孔徑光闌之位置。
  6. 如請求項1之計量系統，其中該成像裝置包含一台，其用於將該樣品定位於該成像裝置之一可調整焦點位置處，其中該等層特定成像組態進一步包含該樣品之焦點位置。
  7. 如請求項1之計量系統，其中該可調光譜照明裝置按序列提供與該成 像裝置之該等層特定成像組態相關聯之兩個或兩個以上照明光譜，其中該兩個或兩個以上樣品層上之該等計量目標單元之該一或多個影像包含該兩個或兩個以上樣品層之單獨影像，其中該偵測器基於該兩個或兩個以上照明光譜按序列產生該兩個或兩個以上樣品層之該等單獨影像。
  8. 如請求項1之計量系統，其中該可調光譜照明裝置同時提供與該成像裝置之該等層特定成像組態相關聯之兩個或兩個以上空間分離之照明光譜，以針對該兩個或兩個以上樣品層上之該等計量目標單元提供單獨照明光譜，其中由該偵測器產生的該兩個或兩個以上樣品層上之該等計量目標單元之該一或多個影像包含一單一影像。
  9. 如請求項1之計量系統，其中該可調光譜照明裝置包括：一寬頻帶照明源；及一或多個光譜濾波器，其等用於修改該寬頻帶照明源之該光譜。
  10. 如請求項9之計量系統，其中該一或多個光譜濾波器包括：一短通濾波器、一長通濾波器、一帶通濾波器或一陷波濾波器之至少一者。
  11. 如請求項9之計量系統，其中該一或多個光譜濾波器包括：具有固定光譜濾波特性之一或多個光譜濾波器。
  12. 如請求項11之計量系統，其中該可調光譜照明裝置進一步包括： 至少一濾波器插入裝置，其用於在該樣品之前選擇性地將具有固定光譜特性之該一或多個光譜濾波器插入至來自該寬頻帶照明源之照明之一路徑中。
  13. 如請求項12之計量系統，其中該濾波器插入裝置包括：一濾波器輪盤、一線性平移裝置或一翻轉器裝置之至少一者。
  14. 如請求項9之計量系統，其中該一或多個光譜濾波器包括：具有可調光譜濾波特性之一或多個光譜濾波器。
  15. 如請求項14之計量系統，其中具有可調光譜濾波特性之該一或多個光譜濾波器包括：一或多個可調角度光譜濾波器，其等具有基於來自該寬頻帶照明源之照明之一入射角的可調光譜濾波特性，其中該可調光譜照明裝置進一步包括一濾波器調節裝置，其用於調整來自該寬頻帶照明源之照明於該一或多個可調角度光譜濾波器上之該入射角。
  16. 如請求項14之計量系統，其中具有可調光譜濾波特性之該一或多個光譜濾波器包括：一可調雙單色器。
  17. 如請求項9之計量系統，其中該寬頻帶照明源包括：一超連續譜雷射源。
  18. 如請求項9之計量系統，其中該寬頻帶照明源包括：一雷射泵浦電漿照明源或一燈源之至少一者。
  19. 如請求項1之計量系統，其中該可調光譜照明裝置包括：兩個或兩個以上窄頻帶照明源；及一選擇裝置，其用於選擇來自該兩個或兩個以上窄頻帶照明源之至少一者之照明以用於成像該樣品。
  20. 如請求項19之計量系統，其中該兩個或兩個以上窄頻帶照明源之一窄頻帶照明源包括：一雷射源或一經光譜過濾之寬頻帶照明源之至少一者。
  21. 如請求項1之計量系統，其中該選定影像品質容限包括：一對比度、解析度、亮度或雜訊容限之至少一者。
  22. 如請求項1之計量系統，其中該偵測器包括：一電荷耦合裝置偵測器或一互補金屬氧化物半導體偵測器之至少一者。
  23. 如請求項1之計量系統，其中該計量量測包括：該兩個或兩個以上樣品層之間的一重疊量測。
  24. 如請求項1之計量系統，其中該計量量測包括：該兩個或兩個以上樣品層上之該等計量目標單元之臨界尺寸。
  25. 如請求項1之計量系統，其中判定該成像裝置之該等層特定成像組態包括：使用各種成像條件來藉由該成像裝置產生該兩個或兩個以上樣品層之各樣品層上之該等計量目標單元之影像；及針對該兩個或兩個以上樣品層之各樣品層，自該等各種成像組態選擇一層特定成像組態，以提供滿足該選定影像品質容限之一影像。
  26. 一種計量系統，其包括：一成像裝置，其包含：一寬頻帶照明源；一可調光譜濾波器，其用於回應於來自該寬頻帶照明源之照明而光譜上過濾自一樣品發出之輻射；及一偵測器，其用於基於自該樣品發出且由該可調光譜濾波器過濾之該輻射產生該樣品之影像，該樣品包含兩個或兩個以上樣品層；及一控制器，其可通信地耦合至該成像裝置，該控制器包含經組態以執行程式指令之一或多個處理器，該等程式指令經組態以使該一或多個處理器：判定該成像裝置之多個層特定成像組態以在一選定影像品質容限內成像該兩個或兩個以上樣品層上之計量目標單元，其中各層特定 成像組態包含由該可調光譜濾波器過濾之來自該樣品之輻射的一光譜；自該偵測器接收使用該等層特定成像組態產生的該兩個或兩個以上樣品層上之該等計量目標單元之一或多個影像；及基於該兩個或兩個以上樣品層上之該等計量目標單元之該一或多個影像提供一計量量測；其中判定該成像裝置之該等層特定成像組態以在該選定影像品質容限內成像該兩個或兩個以上樣品層上之該等計量目標單元係藉由：使用各種成像組態模擬該兩個或兩個以上樣品層之各樣品層上之該等計量目標單元之影像；及針對該兩個或兩個以上樣品層之各樣品層，自該等各種成像組態選擇一層特定成像組態，以提供滿足該選定影像品質容限之一影像。
  27. 如請求項26之計量系統，其中該等層特定成像組態進一步包含該偵測器之數個影像獲取參數。
  28. 如請求項27之計量系統，其中該偵測器之該等影像獲取參數包含增益或積分時間之至少一者。
  29. 如請求項26之計量系統，其中該成像裝置包含具有一可調整位置之一孔徑光闌，其中該等層特定成像組態進一步包含用於提供一選定焦闌容限內之該樣品之焦闌照明的該孔徑光闌之位置。
  30. 如請求項26之計量系統，其中該成像裝置包含具有一可調整位置之一孔徑光闌，其中該等層特定成像組態進一步包含用於提供一選定焦闌容限內之該樣品之焦闌成像的該孔徑光闌之位置。
  31. 如請求項26之計量系統，其中該成像裝置包含一台，其用於將該樣品定位於該成像裝置之一可調整焦點位置處，其中該等層特定成像組態進一步包含該樣品之焦點位置。
  32. 如請求項26之計量系統，其中該可調光譜濾波器按序列提供與該成像裝置之該等層特定成像組態相關聯之兩個或兩個以上經過濾光譜，其中該兩個或兩個以上樣品層上之該等計量目標單元之該一或多個影像包含該兩個或兩個以上樣品層之單獨影像，其中該偵測器基於該兩個或兩個以上經過濾光譜按序列產生該兩個或兩個以上樣品層之該等單獨影像。
  33. 如請求項26之計量系統，其中該可調光譜濾波器同時提供與該成像裝置之該等層特定成像組態相關聯之兩個或兩個以上空間分離之照明光譜，以針對該兩個或兩個以上樣品層上之該等計量目標單元提供單獨照明光譜，其中由該偵測器產生的該兩個或兩個以上樣品層上之該等計量目標單元之該一或多個影像包含一單一影像。
  34. 如請求項26之計量系統，其中該可調光譜濾波器包括：一短通濾波器、一長通濾波器、一帶通濾波器或一陷波濾波器之至 少一者。
  35. 如請求項26之計量系統，其中該可調光譜濾波器包括：具有固定光譜濾波特性之一或多個光譜濾波器。
  36. 如請求項35之計量系統，其中該可調光譜濾波器進一步包括：至少一濾波器插入裝置，其用於在該偵測器之前選擇性地將具有固定光譜特性之該一或多個光譜濾波器插入至自該樣品發出之輻射之一路徑中。
  37. 如請求項36之計量系統，其中該濾波器插入裝置包括：一濾波器輪盤、一線性平移裝置或一翻轉器裝置之至少一者。
  38. 如請求項26之計量系統，其中該可調光譜濾波器包括：具有可調光譜濾波特性之一或多個光譜濾波器。
  39. 如請求項38之計量系統，其中具有可調光譜濾波特性之該一或多個光譜濾波器包括：一或多個可調角度光譜濾波器，其等具有基於來自該寬頻帶照明源之照明之一入射角的可調光譜濾波特性，其中該成像裝置進一步包括一濾波器調節裝置，其用於調整來自該寬頻帶照明源之照明於該一或多個可調角度光譜濾波器上之該入射角。
  40. 如請求項26之計量系統，其中該寬頻帶照明源包括：一超連續譜雷射源。
  41. 如請求項26之計量系統，其中該寬頻帶照明源包括：一雷射泵浦電漿照明源或一燈源之至少一者。
  42. 如請求項26之計量系統，其中該選定影像品質容限包括：一對比度、解析度、亮度或雜訊容限之至少一者。
  43. 如請求項26之計量系統，其中該偵測器包括：一電荷耦合裝置偵測器或一互補金屬氧化物半導體偵測器之至少一者。
  44. 如請求項26之計量系統，其中該計量量測包括：該兩個或兩個以上樣品層之間的一重疊量測。
  45. 如請求項26之計量系統，其中該計量量測包括：該兩個或兩個以上樣品層上之該等計量目標單元之臨界尺寸。
  46. 如請求項26之計量系統，其中判定該成像裝置之該等層特定成像組使用各種成像條件來藉由該成像裝置產生該兩個或兩個以上樣品層之各樣品層上之該等計量目標單元之影像；及 針對該兩個或兩個以上樣品層之各樣品層，自該等各種成像組態選擇一層特定成像組態，以提供滿足該選定影像品質容限之一影像。
  47. 一種用於以層特定照明光譜之計量之方法，其包括：藉由一或多個處理器判定一成像裝置之多個層特定成像組態以在一選定影像品質容限內成像一樣品之兩個或兩個以上樣品層上之計量目標單元，其中各層特定成像組態包含一成像光譜；自該成像裝置接收使用該等層特定成像組態產生的該兩個或兩個以上樣品層上之該等計量目標單元之一或多個影像；及基於該兩個或兩個以上樣品層上之該等計量目標單元之該一或多個影像提供一計量量測；其中判定該成像裝置之該等層特定成像組態包括：使用各種成像組態模擬該兩個或兩個以上樣品層之各樣品層上之該等計量目標單元之影像；及針對該兩個或兩個以上樣品層之各樣品層，自該等各種成像組態選擇一層特定成像組態，以提供滿足該選定影像品質容限之一影像。
  48. 如請求項47之方法，其中該等層特定成像組態之該成像光譜包含入射於該樣品上之照明之一光譜。
  49. 如請求項47之方法，其中該等層特定成像組態之該成像光譜包含入射於該成像裝置之一偵測器上之輻射之一光譜，該偵測器用於產生該兩個或兩個以上樣品層上之該等計量目標單元之該一或多個影像。
  50. 如請求項49之方法，其中該等層特定成像組態進一步包含該偵測器之數個影像獲取參數。
  51. 如請求項50之方法，其中該偵測器之該等影像獲取參數包含增益或積分時間之至少一者。
  52. 如請求項47之方法，其中該成像裝置包含具有一可調整位置之一孔徑光闌，其中該等層特定成像組態進一步包含用於提供一選定焦闌容限內之該樣品之焦闌照明的該孔徑光闌之位置。
  53. 如請求項47之方法，其中該成像裝置包含一台，其用於將該樣品定位於該成像裝置之一可調整焦點位置處，其中該等層特定成像組態進一步包含該樣品之焦點位置。
  54. 如請求項47之方法，其中判定該成像裝置之該等層特定成像組態包括：使用各種成像條件來藉由該成像裝置產生該兩個或兩個以上樣品層之各樣品層上之該等計量目標單元之影像；及針對該兩個或兩個以上樣品層之各樣品層，自該等各種成像組態選擇一層特定成像組態，以提供滿足該選定影像品質容限之一影像。
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