TWI782924B - 光學度量系統及方法 - Google Patents

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TWI782924B TW106133381A TW106133381A TWI782924B TW I782924 B TWI782924 B TW I782924B TW 106133381 A TW106133381 A TW 106133381A TW 106133381 A TW106133381 A TW 106133381A TW I782924 B TWI782924 B TW I782924B
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阿農 馬那森
維拉得摩 朗維司基
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美商克萊譚克公司
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Abstract

本發明提供利用光微腔探針以依遵循高體積度量要求之一方式藉由該等光微腔探針之間的近場互動來映射晶圓表面構形的系統及方法。該等光微腔探針藉由參考輻射之間之一干擾信號中的移位及微腔中之輻射與晶圓特徵之間的近場互動來偵測一晶圓上的特徵，諸如裝置特徵及度量目標特徵。各種照明及偵測組態提供用於相對於其等準確度及靈敏度來增強光學度量量測的快速且敏感信號。該等光微腔探針可相對於該晶圓而在一控制高度及位置處被掃描，且提供有關裝置特徵與目標特徵之間之空間關係的資訊。

Description

光學度量系統及方法
本發明係關於光學度量之領域，且更特定言之，本發明係關於具有用於增強光學度量之高靈敏度及準確度之晶圓特徵掃描。
光學度量中之準確度及靈敏度需求隨著微影生產技術之進步及積體電路(IC)裝置特徵大小之減小而增加。當前掃描技術太緩慢、太昂貴且/或不夠準確來將所需晶圓表面構形輸入端提供至光學度量系統。
以下係提供對本發明之一初始理解之一簡化概述。該概述未必識別關鍵元件亦不限制本發明之範疇，而僅充當對以下描述之一引言。
本發明之一態樣提供一種系統，其包括：至少一光微腔感測器，其經組態以偵測一晶圓上之特徵；及一控制器，其經組態以藉由使該至少一光微腔感測器移動於裝置之特徵與疊對目標之特徵之間來量測其等之間的距離。
以下詳細描述中闡述本發明之此等額外及/或其他態樣及/或優點；可自該詳細描述推論；及/或可藉由本發明之實踐學習。
60:晶圓
65:特徵
70:層
80:特徵
85:距離
90:光學物鏡
100:系統
105:曲線圖
105A:波長
105B:波長
105C:斜率
110:光微腔感測器
111:信號
112:微腔
112A:腔模
112B:漸消部分
114:光纖
114A:輻射
115:透明基板
115A:對齊標記
130:偵測
140:螢光介質
150:控制器
151:位置控制模組
151A:掃描
152:高度模組/控制器
155:光微腔感測器
200:方法
205:階段
210:階段
212:階段
214:階段
216:階段
220:階段
230:階段
235:階段
237:階段
240:階段
250:階段
為更佳理解本發明之實施例且展示可如何實施該等實施例，現將僅 舉例而言參考附圖，其中相同符號始終指示對應元件或區段。
在附圖中：圖1係根據本發明之一些實施例之具有包含裝置之特徵及(若干)度量目標之特徵之多個層之一晶圓之一區段的一高階示意繪示。
圖2及圖3係根據本發明之一些實施例之經組態以使用(若干)光微腔感測器來量測晶圓特徵之準確相對位置之一系統的高階示意繪示。
圖4係根據本發明之一些實施例之繪示一方法的一高階流程圖。
相關申請案之交叉參考
本申請案主張2016年9月28日申請之美國臨時專利申請案第62/400,627號之權利，該案之全文以引用的方式全部併入本文。
在以下描述中，描述本發明之各種態樣。為了解釋，闡述特定組態及細節以提供對本發明之一透徹理解。然而，熟悉技術者亦將明白，可在無本文中所呈現之此等特定細節的情況下實踐本發明。此外，可省略或簡化熟知特徵以免模糊本發明。特定參考圖式，應強調，所展示之細節係舉例而言且僅供繪示性討論本發明，且為了提供確信為本發明之原理及概念性樣態之最有用且容易理解之描述而呈現。就此而言，並未試圖比本發明之一基礎理解所必需之描述更詳細地展示本發明之結構細節，圖式所採取之描述使熟悉技術者明白如何可在實踐中體現本發明之若干形式。
在詳細說明本發明之至少一項實施例之前，應瞭解，本發明並不使其應用受限於以下描述中所闡述或圖式中所繪示之組件之建構及配置之細節。本發明可應用於可依各種方式實踐或實施之其他實施例及所揭示之實施例之組合。此外，應瞭解，在本文中採用之用語及術語係出於描述之目 的，且不應視為具有限制性。
除非依自以下討論顯而明白之其他方式明確陳述，否則應瞭解，在整個說明書中，利用術語諸如「處理」、「運算」、「計算」、「判定」、「增強」或其類似者之術語之討論係指一電腦或運算系統或類似電子運算裝置之動作及/或程序，其將表示為電腦系統之暫存器及/或記憶體內之物理(諸如電子)量的資料操縱及或轉換成類似地表示為運算系統之記憶體或暫存器或其他此類資訊儲存、傳輸或顯示裝置內之物理量的其他資料。
提供利用光微腔探針來依遵循高體積度量要求之一方式藉由其等之間之近場互動來映射晶圓表面構形的系統及方法。光微腔探針藉由參考輻射與微腔及晶圓特徵中之輻射之近場互動之間之一干擾信號之移位來偵測一晶圓上之特徵(諸如裝置特徵及度量目標特徵)。各種照明及偵測組態提供用於相對於其等準確度及靈敏度來增強光學度量量測之快速且敏感信號。光微腔探針可相對於晶圓而在一控制高度及位置處被掃描且提供有關裝置特徵與目標特徵之間之空間關係的資訊。
圖1係根據本發明之一些實施例之具有包含裝置之特徵65及(若干)度量目標之特徵80之多個層70之一晶圓60之一區段的一高階示意繪示。度量目標一般經設計以依有關諸如層70之間之疊對之度量參數之光學解析度提供資料。將此等資料用作有關裝置特徵65之對應資料之代理(其無法被光學量測)。特徵65、80可分別包括對應IC裝置及度量目標之任何結構或元件(例如桿體、溝槽或任何其他結構元件)。兩個雙頭箭頭示意性地繪示裝置特徵65及目標特徵80出現於晶圓60之多個層中。
由於特徵65之相對位置影響最終產品之品質及產率，所以目標特徵65通常經受圖案放置誤差，其等可為將在半導體行業中於製造積體電路 (IC)期間被控制之最重要參數之一者。典型圖案化尺寸對於直接光學解析度而言太小，且因此，通常在各微影步驟中製造特定「代理」目標，且藉由各種光學技術來監測此等較大「代理」目標之間的疊對(作為一度量參數之一非限制性實例)。
然而，除其他之外，裝置特徵65與目標特徵80之放置資料之間之對應性之準確度取決於(i)正確表示對應裝置之特徵65之位置之(若干)度量目標之特徵80之位置及因此特徵80、65對應之錯位的假設；(ii)裝置特徵65與目標特徵80之間之一距離85(示意性指示)不會引入額外誤差的假設；及(iii)(若干)度量目標表示之特徵80之生產準確度。此等假設在微影之按比例縮減達到次10nm尺寸時變得較不準確。例如，疊對量測可能無法容忍疊對目標之特徵80與實際IC組件之特徵65之間的非零(例如數奈米)偏移。因此，依兩個不同長度比例(例如1nm至10nm對100nm至1000nm)設計之特徵80、65之放置誤差之間需要精確校準。
圖2及圖3係根據本發明之一些實施例之經組態以使用(若干)光微腔感測器110來量測晶圓特徵65、80之準確相對位置之一系統100的高階示意繪示。
系統100可包括：至少一光微腔感測器110，其包括經組態以偵測晶圓60上之特徵的耦合微腔112及光纖114(例如，微腔112可係耦合至錐形光纖114)；及一控制器150，其經組態以藉由使至少一光微腔感測器110移動於裝置之特徵65與疊對目標之特徵80之間來量測其等之間的距離85。例如，由於在晶圓60上方掃描(151A)微腔感測器110，所以一腔模112A之一漸消部分112B可在掃描151A期間與諸如特徵65、80之晶圓上表面構形互動及停止互動。因此，腔模112A之漸消部分可延伸超過微腔112，但其 不會自微腔112傳播至微腔112外，且其強度隨與微腔112之距離呈指數衰減。此電磁場可具有一小範圍(例如，針對直徑約300nm及距離衰減長度約100nm之微腔)。因此，若在晶圓上方掃描微腔112，則具有表面構形之特徵將進入強漸消場(evanescent field)的區域中，且遠離微腔112將離開此區域(即，停止互動)。微腔112及/或微腔感測器110可藉此經組態以提供指示微腔112之一漸消場與偵測特徵之間之互動的輻射。腔模112A可係指微腔112內及/或周圍之電磁場。
微腔112可係與光纖114耦合，使得光纖114經定位成足夠接近於微腔112以提供所要操作。耦合可藉由使具有高折射率之兩個區域(例如光纖114及微腔112)之間的電磁場穿隧來發生。
在一例項中，微腔112具有約10μm×500nm之一總範圍。場(互動區域)係各具有約330nm之距離及約280nm之直徑之一系列點。其他尺寸係可行的。在此例項中，微腔112係由矽製成，且波長為1550nm。光可經耦合至微腔112中，且係自微腔112耦合。
控制器150可經進一步組態以在晶圓60上逐層實施距離量測，以提供一特定層中之疊對目標與特徵80、與特徵65或相同層中所製造之IC組件之部分之間之相對位置的準確量測，且可提供連續晶圓層之距離校準，或提供校正且增大光學疊對量測的準確度。例如，系統100可經組態以提供有關(若干)度量目標之特徵80之生產準確度的校準資料，其接著可在疊對演算法中用於增大度量量測準確度。
光微腔係歸因於微腔之微米或甚至奈米尺寸而具有極窄透射(反射)線之光學諧振器(參閱曲線圖105中之實例)。光學頻率ν與透射(反射)頻寬δ之比率(稱為品質因數Q=ν/δ)可達到能夠快速掃描晶圓表面之值Q
Figure 106133381-A0305-02-0007-9
105- 106。例如，使用
Figure 106133381-A0305-02-0008-3
之一光學頻率提供對應於δλ
Figure 106133381-A0305-02-0008-10
1.55pm(105B)之一透射頻寬之δ
Figure 106133381-A0305-02-0008-11
200MHz。
可使用等式1來計算微腔112之諧振線之移位，其中δλr(105A)表示歸因於腔112分別與IC或諸如特徵65或80之目標組件之互動之諧振頻率的移位；λr表示未擾動腔112之諧振頻率；Em(
Figure 106133381-A0305-02-0008-19
)表示腔模112之電場；
Figure 106133381-A0305-02-0008-16
及δ
Figure 106133381-A0305-02-0008-18
表示電容率且改變IC或目標組件65、80分別與周圍介質之電容率之間的差；Vp指示互動體積且V表示整個空間。
Figure 106133381-A0305-02-0008-1
為了評估頻率移位之可偵測性，可將其與透射頻寬比較，如等式2所表達(參閱上文Q之定義)。
Figure 106133381-A0305-02-0008-2
例如，在模擬中，(δλr)/δλ之靈敏度約為10%每nm橫向掃描(參閱曲線圖105中之繪示)，而所模擬之微腔112至晶圓上表面構形之最近垂直距離係100nm，其指示在合理非限制性量測條件下之所揭示系統100之高靈敏度。
如圖2及3中所示意性地繪示，光微腔感測器110可用於掃描探針顯微鏡。腔模(由符號112A示意性指示)之一漸消部分(由符號112B示意性指示)與晶圓60上之特徵65及/或80之近場互動影響光微腔感測器110之微腔112中之諧振頻率以改變(105A)微腔112之輻射112A、112B與耦合光纖114中之輻射114A之間的干擾波長，如曲線圖105中所示意性地展示。一控制器150(例如，經由一位置控制模組151)可經組態以控制至少一光微腔感測器110之一水平位置(由一箭頭151A示意性指示)以在橫跨晶圓60之當前層 處提供表面構形之映射。
有利地，微腔感測器110可經設計以藉由組態一小模式體積而具有一受限強度分佈，且經進一步設計以儲存可延伸超過感測器110之實體範圍(圖2中相對於微腔112所示意性地繪示)以提供增大靈敏度之消逝波112B中之光能之一顯著部分。此等組態可經調整以提供微腔112與其周圍環境之有效互動且提供高量測解析度。
在特定實施例中，感測器110之光微腔112可為(作為非限制性實例)微圓環面、微球形、微碟形、1D或2D(一維或二維)光子晶體腔、奈米束腔或產生光能之高品質因數及嚴格限制之任何其他組態。例如，品質因數係用於量測微腔112。在一例項中，一高品質因數係Q>100且嚴格限制意指小於λ3。
微腔112與光纖114之耦合機構可包括(例如)腔模112A與外部雷射場直接(光柵)耦合；耦合至錐形光纖114；及/或消逝耦合至一波導或一稜鏡。
圖3繪示根據本發明之一些實施例之系統100之示意性組態。可簡單地或與其他元件各種組合地採用繪示元件。
可在以下非限制性實例之任何者中實施諧振移位偵測(δλr 105A之偵測)130。(i)具有可提供線移位之中間偵測但讀出速度可具有限制性之光譜敏感偵測130(例如，使用一高解析度光譜儀)之寬頻照明源120。(ii)使用具有一光偵測器之一可調光源照明120可在各掃描點處提供依據照明波長而變化之透射強度之偵測130。(iii)具有經調諧成透射線斜率(圖2中之105C)之一固定窄線寬之照明120及具有一快速光偵測器之偵測130，其等用於在各掃描點處提供強度偵測。在一些實施例中，照明源120之任何者 亦可由控制器150控制以調諧藉此提供之照明。
在特定實施例中，感測器110及/或微腔112可裝載有一寬頻寬螢光介質140，其可經組態以增大感測器110之靈敏度，提供由腔室諧振覆蓋之一範圍內之一特定光增益，及/或增大腔室112與特徵65、80之間之互動之可偵測性。在特定實施例中，微腔112可經組態為裝載有螢光介質140之一高Q腔室且具有一窄頻發射光譜(類似於一雷射，具有對應光增益)。所揭示之微腔112與晶圓上特徵65、80之互動可經由有效修改腔室112之諧振條件改變發射光譜。
例如，一雷射可藉由使螢光介質114(諸如磷化銦)包含於一微腔112內來運作。螢光介質140由外部能量供應(例如一電流)激發且發射光。一般而言，螢光介質140可發射一寬光譜，但當此發射發生於微腔112中時，發射可發生於腔模內且波長將由微腔112幾何形狀及性質界定(例如，歸因於珀瑟爾效應)。藉由與晶圓上特徵之互動之微腔112之擾動將改變微腔112之諧振，且因此將改變發射波長。
在特定實施例中，控制器150可經進一步組態及/或包括經組態以控制微腔112之一垂直位置之一高度模組152。控制器150及/或152可經進一步組態以將微腔112維持於一特定掃描高度處。多個晶圓60可係由系統100掃描(可能在高於晶圓60之一固定高度處)，其中控制器150偵測及調整光學及/或表面構形性質之晶圓至晶圓變動，諸如藉由比較由(若干)感測器110及/或(若干)感測器155偵測之位置特定光學信號。例如，儘管其他尺寸係可行的，但垂直位置可離晶圓60之表面約100nm或小於100nm。
在特定實施例中，系統100可包括經組態以將掃描高度資料提供至控制器150及/或152之至少一輔助光微腔感測器155。此等組態可擴展感測器 110之應用，以提供不同晶圓之光學回應之間的相對比較，同時使掃描高度與來自(若干)輔助光微腔感測器155或其他近接感測器之回饋恆定。
在特定實施例中，可使一微腔信號111(由符號111示意性繪示及表示，例如，對應於曲線圖105之分析結果)與光學度量信號交叉對齊。例如，具有1μm至20μm之典型大小的光微腔112及/或光微腔感測器110可係安裝於一透明基板115上，且經引入(例如，作為一整個掃描頭)至一光學物鏡90與晶圓60之間的工作距離中。在特定實施例中，透明基板115可進一步包括印刷對齊標記115A(示意性展示)，其等用於使光學度量量測與(若干)微腔感測器155對齊，且同時自(若干)微腔感測器155收集(若干)信號111以進一步增大度量量測準確度。
圖4係繪示根據本發明之一些實施例之一方法200之一高階流程圖。可相對於上文所描述之系統100來實施方法階段，其可視情況而經組態以實施方法200。例如，在一度量模組中，可藉由至少一個電腦處理器來至少部分地實施方法200。某些實施例包括電腦程式產品，其等包括具有與其一起體現之電腦可讀程式且經組態以實施方法200之相關階段的電腦可讀儲存媒體。此等方法階段相對於上文所描述之系統100被更詳細描述，且視情況經組態以實施方法200。
方法200可包括：使用光微腔探針(諸如微腔112及/或微腔感測器110)以藉由影響諧振頻率之近場互動來映射晶圓表面構形(階段205)；及可組態照明及偵測以遵循高體積度量要求(階段210)。例如，光微腔探針包括耦合至各自光纖之微腔，且方法200可進一步包括：組態微腔以提供延伸超過各自腔室以與晶圓特徵互動來提供與光纖中之輻射之干擾的漸消輻射。
方法200可包括以下任何者：使用寬頻照明及光譜敏感偵測以直接偵測線移位(階段212)；使用可調照明且偵測波長相依強度(階段214)；及/或依透射線斜率使用窄頻照明且由一快速偵測器偵測強度(階段216)。
方法200可包括：將微腔與一螢光介質耦合以增強偵測(階段220)。
方法200可包括：監測及/或控制微腔探針之掃描高度，諸如微腔探針與晶圓結構之距離(階段230)。在一些實施例中，方法200可包括：使用額外光微腔探針來監測掃描高度(階段235)。方法200可進一步包括：依一固定高度掃描多個晶圓；調整光學及/或表面構形變動(階段237)。
方法200可包括：相對於裝置結構來量測疊對目標結構之位置(階段240)；及可使微腔信號與光學度量量測共同對齊(階段250)。
有利地，所揭示系統100及方法200將優於先前方法(諸如電子束成像、電子顯微鏡或掃描探針方法(原子力顯微鏡，AFM))之量測速度及準確度組合。再者，所揭示系統100及方法200較不傾向於由本地充電(其衰減電子，使基於電子之先前成像系統之影像變形且因此可展現顯著定位誤差)所致之誤差。最終，所揭示系統100及方法200需要低於基於AFM之方法之3D定位準確度且不受限於引起長量測持續時間(例如，針對10kHz至100kHz之間的懸臂振盪頻率，掃描具有1μm2之解析度之一1μm2區域約為100秒)(其等係高體積製造(HVM)無法接受的)之AFM之懸臂振盪頻率。
有利地，將光微腔用作IC電路之一掃描頭實現非接觸掃描(例如依100nm之量級之順序之距離或高度)以利用諧振器之快速回應以相對於先前技術減少掃描時間至高達八個數量級。再者，系統100及方法200可僅受限於偵測器速度而非振盪器頻率。初始模擬顯示，所揭示系統100及方 法200可提高疊對量測之準確度且提供相對於程序變動更為穩健之疊對量測。再者，所揭示系統100及方法200實現利用掃描探針顯微鏡來使IC組件與疊對目標交叉對齊且整合掃描頭中之光微腔感測以用於疊對度量且亦可用於掃描高度上之回饋之近接感測。
本文中所揭示之實施例可提供用於相對於其等準確度及靈敏度來增強光學度量量測之快速且敏感信號。例如，掃描時間可由用於量測各點之時間乘以用於量測之點之數目所界定，此係因為可點接點執行量測。用於量測一點之時間可經估計為腔室回應時間，其經評估成約為光學振盪時間乘以一光子離開腔室所需之振盪之一平均數。此數目稱為Q因數，且可高達Q
Figure 106133381-A0305-02-0013-24
106。振盪時間係
Figure 106133381-A0305-02-0013-25
。τ[每點]=τopt×Q=5nsec。為量測具有1μm×1μm之尺寸(其具有1nm×1nm之解析度)之一目標，其可形成一百萬個點，因此，總標稱量測時間將為5毫秒。此一估計不會考量任何機械負擔。
根據本發明之實施例，上文參考方法、設備(系統)及電腦程式產品之流程圖繪示及/或部分圖式來描述本發明之態樣。應瞭解，可藉由電腦程式指令來實施流程圖繪示及/或部分圖式之各部分及流程圖繪示及/或部分圖式中之部分之組合。可將此等電腦程式指令提供至一通用電腦、專用電腦或其他可程式化資料處理設備之一處理器以產生一機器，使得經由電腦或其他可程式化資料處理設備之處理器執行之指令產生用於實施在流程圖及/或部分圖式或其之部分中規定之功能/動作的方法。
此等電腦程式指令亦可儲存在一電腦可讀媒體中，其可指導一電腦、其他可程式化資料處理設備或其他裝置以依一特定方式起作用，使得儲存於電腦可讀媒體中之指令產生包含實施流程圖及/或部分圖式或其之 部分中規定之功能/動作之指令之一製造物品。
電腦程式指令亦可載入至一電腦、其他可程式化資料處理設備或其他裝置上以引起一系列操作步驟在電腦、其他可程式化設備或其他裝置上執行以產生一電腦實施程序，使得在電腦或其他可程式化設備上執行之指令提供用於實施在流程圖及/或部分圖式或其之部分中規定之功能/動作之程序。
上述流程圖及圖式繪示根據本發明之各種實施例之系統、方法及電腦程式產品之可行實施方案之架構、功能及操作。就此而言，流程圖或部分圖式中之各部分可表示包括用於實施(若干)特定邏輯功能之一或多個可執行指令之一模組、片段或編碼之部分。亦應注意，在一些替代實施方案中，部分中所註明之功能可不依流程圖所註明之順序發生。例如，實際上，取決於所涉及之功能性，連續展示之兩個部分可實質上同時執行或部分有時可依相反順序執行。亦應注意，部分圖式之各部分及/或流程圖繪示及部分圖式之部分及/或流程圖繪示之組合可由執行特定功能或動作之專用基於硬體之系統或專用硬體及電腦指令之組合實施。
在以上描述中，一實施例係本發明之一實例或實施方案。「一項實施例」、「一實施例」、「特定實施例」或「一些實施例」之各種出現未必全部指代相同實施例。儘管可在一單一實施例之內容中描述本發明之各種特徵，但亦可單獨提供或以任何適當組合提供該等特徵。相反地，儘管為清楚起見在本文中之單獨之內容中描述本發明，但本發明亦可實施於一單一實施例中。本發明之特定實施例可包含來自以上所揭示之不同實施例之特徵且某些實施例可併入來自以上所揭示之其他實施例之元件。本發明之元件在一特定實施例之內容中之揭示內容並未被視為限制其等僅用於該特定 實施例。此外，應瞭解，可依各種方式實施或實踐本發明，且本發明可實施於除上文描述中概述之實施例外之某些實施例中。
本發明不受限於此等圖式或對應描述。例如，流程無需進行過各繪示圖框或狀態，或依與所繪示及描述完全相同之順序進行。除非另外定義，否則本文使用之技術術語及科學術語之意義應為本發明所屬之一般技術者所常理解的意義。儘管已相對於有限數目個實施例描述本發明，但此等實施例不應解釋為限制本發明之範疇，而是應作為一些較佳實施例之例證。其他可能變動、修改及應用亦在本發明之範疇內。相應地，本發明之範疇不應由迄今已描述之內容限制，而由隨附申請專利範圍及其等合法等效物限制。
60:晶圓
65:特徵
80:特徵
105:曲線圖
105A:波長
105B:波長
105C:斜率
110:光微腔感測器
112:微腔
112A:腔模
112B:漸消部分
114:光纖
114A:輻射
151A:掃描

Claims (19)

  1. 一種光學度量系統，其包括：至少一光微腔感測器，其經組態以偵測一晶圓上之一裝置之多個特徵，及一控制器，其經組態以在該至少一光微腔感測器在該裝置之多個特徵與多個疊對目標之特徵之間移動時，基於參考輻射及近場互動之間之一干擾信號中之移位來量測該晶圓上之該裝置之該等特徵與該等疊對目標之該等特徵之間的距離，其中該至少一光微腔感測器包括至少一微腔，其經組態以提供延伸超過該至少一微腔之漸消(evanescent)輻射且與該晶圓上之該裝置之至少該等特徵互動，且其中該至少一微腔經進一步組態以提供指示該至少一微腔之一漸消場與該等經偵測特徵之間之互動的輻射，其中該至少一光微腔感測器具有由以下比率所控制的一靈敏度：歸因於多個腔與多個積體電路或多個目標組件之互動之諧振頻率的一線移位(δλr)相對於一未擾動腔之該諧振頻率(λr)間之比率。
  2. 如請求項1之系統，其中該至少一微腔經組態以產生大於100之一高品質因數，及光能之一嚴格限制，其小於該至少一微腔中藉由該微腔所發射之一波長之一立方。
  3. 如請求項2之系統，其中該至少一微腔經形成為一微圓環面(micro-toroid)、一微球形、一微碟形或一1D或2D(一維或二維)光子晶體腔。
  4. 如請求項1之系統，其中該控制器經進一步組態以控制該至少一光微腔感測器之一水平位置。
  5. 如請求項1之系統，其中該控制器經進一步組態以控制該至少一光微腔感測器之一垂直位置。
  6. 如請求項5之系統，其中該控制器經進一步組態以將該至少一光微腔感測器維持於一特定掃描高度。
  7. 如請求項5之系統，進一步包括經組態以將掃描高度資料提供至該控制器之至少一輔助光微腔感測器。
  8. 如請求項1之系統，其中該至少一光微腔感測器裝載有經選擇以在由腔諧振覆蓋之一範圍內提供一特定光增益之一寬頻寬螢光介質。
  9. 如請求項1之系統，其中該至少一光微腔感測器係安裝於一透明基板上。
  10. 如請求項9之系統，其中該透明基板進一步包括來自使光學度量量測與微腔量測對齊(register)的對齊標記。
  11. 一種光學度量方法，其包括：藉由在多個光微腔探針與一晶圓之間之多個近場互動來映射一晶圓 表面構形，照明該等光微腔探針，使用該等光微腔探針偵測在參考輻射與該等近場互動之間之一干擾信號中之多個移位，及使用寬頻照明及光譜敏感偵測來直接偵測由該等光微腔探針所感測的多個線移位，其中該至少一光微腔感測器具有由以下比率所控制的一靈敏度：歸因於多個腔與多個積體電路或多個目標組件之互動之諧振頻率的一線移位(δλr)相對於一未擾動腔之該諧振頻率(λr)間之比率。
  12. 如請求項11之方法，進一步包括：使用一可調光源來偵測來自該等光微腔探針之信號的波長相依強度。
  13. 如請求項11之方法，進一步包括：使用在該等光微腔探針之一透射線斜率之窄頻照明來藉由一快速偵測器偵測其一信號強度。
  14. 如請求項11之方法，進一步包括：將該等光微腔探針與一螢光介質耦合以增強偵測。
  15. 如請求項11之方法，其中該等光微腔探針包括經耦合至各自光纖之數個微腔，該方法進一步包括：提供延伸超過各自腔室之漸消輻射，以與晶圓特徵互動，該等晶圓特徵提供與該光纖中之輻射之干擾。
  16. 如請求項11之方法，進一步包括：控制該等微腔探針之一掃描高 度。
  17. 如請求項16之方法，進一步包括：依一固定掃描高度掃描多個晶圓，調整該等晶圓之光學及/或表面構形(topographic)變動。
  18. 如請求項11之方法，進一步包括：在該至少一光微腔探針在該裝置結構之特徵與疊對目標結構之間移動時，基於在該參考輻射及該等近場互動之間之該干擾信號中之該等移位相對於該晶圓表面構形中之裝置結構來量測該等疊對目標結構之一位置。
  19. 如請求項18之方法，進一步包括：使來自該等光微腔探針之信號與對應光學度量量測共同對齊。
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