TWI567371B - 配備經調變之照明源的光學計量工具 - Google Patents

配備經調變之照明源的光學計量工具 Download PDF

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Description

配備經調變之照明源的光學計量工具
本發明一般而言係關於一種用於光學計量之方法及系統，且特定而言，係關於一種用於具有經時間調變之照明源之光學計量之方法及系統。
本申請案係關於且主張來自以下所列申請案(「相關申請案」)之最早可用有效申請日期之權利(例如，主張除臨時專利申請案以外的最早可用優先權日期或主張臨時專利申請案、相關申請案之任一及所有原始申請案、早期原始申請案、更早期原始申請案等在35 USC § 119(e)下之權利)。
出於USPTO非法定要求之目的，本申請案構成美國臨時專利申請案之一標準(非臨時)專利申請案，該美國臨時專利申請案標題為：An Optical Metrology Tool Using Modulated Light Sources；發明人為：Andrei Shchegrov、Lawrence D.Rotter、David Y.Wang、Andrei Veldman、Kevin Peterlinz、Gregory Brady及Derrick A.Shaughnessy；於2011年10月11日提出申請；申請案號為61/545,965。
隨著對不斷縮小之半導體裝置特徵之需求不斷增加，對經改良光學計量技術之需求將亦不斷增加。光學計量技術可包含臨界尺寸(CD)計量、薄膜厚度及組合物計量以及疊對計量。可利用包含基於散射量測術之光學系統、基於反射量測術之光學系統、基於橢偏量測術之光學系統及基於 光譜量測術之光學系統之多種光學架構來實施此等光學計量技術。
通常，光學計量系統利用以一恆定電流或以一恆定光輸出模式操作之光源以便確保系統之光學穩定性以及使雜訊位準保持在容許限制內。
在其中實施相干光源之光學計量設定中，相干假影(諸如，自重複影像(亦即，「重影」)產生之干涉條紋及斑點)之產生係既定光學計量工具之操作中之顯著關注點。由於基於雷射之照明源之大相干長度，因此最小化相干假影之影響可具挑戰性。相干假影顯現於其中所利用照明之相干長度(通常為100m或100m以上)大於計量工具之光反射表面之間的距離之光學計量設定中。此等反射表面可包含透鏡、分束器、光纖及諸如此類。在此情景中，一主光束將相長干涉來自一寄生光束之照明，從而導致重影誘發之干涉條紋之產生。此等干涉貢獻可增長至此一程度：其擁有主光束之同一數量級之強度值，藉此嚴重妨礙既定光學計量工具之可用性。
另外，某些計量應用需要發射不同波長之光之多個照明源之時間順序強度控制。先前技術利用各種光學機械及電光裝置(諸如，快門、聲光裝置、泡克耳斯盒(Pockel's cell)及諸如此類)來達成時間順序強度控制。使用此等裝置來控制多個照明源之時間順序之先前技術可導致減小之穩定性及可重複性。
因此，彌補先前技術之不足且提供一種用於減輕一光學 計量設定中之相干假影效應及額外雜訊源之系統及方法將係有利的。另外，產生一種提供用於多波長光學計量應用之多波長照明源輸出之時間順序之一高效手段之系統及方法將係有利的。
本發明揭示一種光學計量工具。在一項態樣中，該光學計量工具可包含，但不限於：一可調變照明源，其經組態以照明安置於一樣本載臺上之一樣本之一表面；一組照明光學器件，其經組態以將來自該經調變之照明源之照明引導至該樣本之該表面；一組收集光學器件；一偵測器，其經組態以偵測自該樣本之一表面發出之照明之至少一部分，其中該組收集光學器件經組態以將來自該樣本之該表面之照明引導至該偵測器；及一調變控制系統，其通信耦合至該可調變照明源，其中該調變控制系統經組態而以適於產生具有一選定相干特徵之照明之一選定調變頻率調變該可調變照明源之一驅動電流。
在另一態樣中，該光學計量工具可包含，但不限於：一第一照明源，其經組態以產生一第一波長之照明；至少一個額外照明源，其經組態以產生一額外波長之照明，該額外波長不同於該第一波長，該第一照明源及該至少一個額外照明源經組態以照明安置於一樣本載臺上之一樣本之一表面；一組照明光學器件，其經組態以將來自該第一照明源及該至少一個額外照明源之該第一波長之照明及該至少一個額外波長之照明引導至該樣本之該表面；一組收集光 學器件；一偵測器，其經組態以偵測自該樣本之一表面發出之照明之至少一部分，其中該組收集光學器件經組態以將自該樣本之該表面發出之照明引導至該偵測器；及一調變控制系統，其通信耦合至該第一照明源及該至少一個額外照明源，其中該調變控制系統經組態以調變該第一照明源之一驅動電流以便產生該第一波長之一第一照明波形，其中該調變控制系統經組態以調變該至少一個額外照明源之一驅動電流以便產生該額外波長之一額外照明波形，其中該第一照明波形之脈衝與該額外照明波形之至少若干脈衝時間交錯，該第一照明波形及該額外照明波形具有一選定波形頻率。
在另一態樣中，該光學計量工具可包含，但不限於：一第一照明源，其經組態以產生一第一波長之照明；至少一個額外照明源，其經組態以產生一額外波長之照明，該額外波長不同於該第一波長，該第一照明源及該至少一個額外照明源經組態以照明安置於一樣本載臺上之一樣本之一表面；一組照明光學器件，其經組態以將來自該第一照明源及該至少一個額外照明源之該第一波長之照明及該至少一個額外波長之照明引導至該樣本之該表面；一組收集光學器件；一偵測器，其經組態以偵測自該樣本之一表面發出之照明之至少一部分，其中該組收集光學器件經組態以將自該樣本之該表面發出之照明引導至該偵測器；一第一照明切換裝置，其光學耦合至該第一照明源，其中該第一照明切換裝置經組態以控制該第一波長之該照明之傳輸強 度；至少一個額外照明切換裝置，其光學耦合至該至少一個額外照明源，其中該至少一個額外照明切換裝置經組態以控制該額外波長之該照明之傳輸強度；及一照明控制系統，其通信耦合至該第一照明切換裝置及該至少一個額外切換裝置，其中該照明控制系統經組態以藉由控制該照明切換裝置之一或多個特性而調變該第一波長之該照明之傳輸強度及該額外波長之該照明之傳輸強度。
在另一態樣中，該光學計量工具可包含，但不限於：一可調變泵激源，其經組態以產生照明光束；一電漿單元，該電漿單元包含用於含有一體積之氣體之一泡殼；一組光學元件，其經組態以塑形該照明光束並將來自該可調變泵激源之該照明光束聚焦至該體積之氣體中以便在該體積之氣體內維持一電漿；一組照明光學器件，其經組態以將來自該電漿單元之該照明光束引導至一樣本之表面；一組收集光學器件；一偵測器，其經組態以偵測自一樣本之一表面發出之照明之至少一部分，其中該組收集光學器件經組態以將來自該樣本之該表面之照明引導至該偵測器；一泵激控制系統，其通信耦合至該可調變泵激源，其中該泵激控制系統經組態而以一選定調變頻率調變該可調變泵激源之一驅動電流以便產生容納在該電漿單元內之該電漿內之時變特性。
應理解，前述大體說明及以下詳細說明兩者皆僅係例示性及解釋性且未必限制如所主張之本發明。併入本說明書中且構成本說明書之一部分之附圖圖解說明本發明之實施 例，且與該大體說明一起用於解釋本發明之原理。
熟習此項技術者可藉由參考附圖來更好地理解本發明之眾多優點。
現將詳細參考隨圖中所圖解說明之所揭示之標的物。
通常參考圖1至圖7B，根據本發明闡述具有經時間調變之照明源能力之一光學計量工具。本發明係針對用於執行具有一或多個經時間調變之照明源之光學計量之系統及方法。自本發明之計量系統之一或多個照明源發出之照明之時間調變提供經改良精確度、準確度及計量輸送量。本發明所提供之照明調變之實施方案有助於抑制所量測光學信號(例如，角解析反射率或橢偏參數、偏光解析反射率或橢偏參數、波長解析反射率或橢偏參數及諸如此類)中之相干假影(諸如，但不限於，干涉條紋、相干雜訊及斑點)。另外，本發明進一步針對一光持續電漿光源之一或多個泵激源之照明輸出之時間調變。泵激源照明輸出之調變提供持續電漿光源之輸出照明中之雜訊位準之一減小。
熟習此項技術者將認識到，相干假影控制係設計一光學計量工具中之一共同挑戰。在其中一既定光學計量工具包含一或多個相干光源(例如，雷射)之設定中，控制與雜散光及重影相關聯之相干效應(例如，斑點及干涉條紋)之能力變得越來越困難。舉例而言，一既定光學計量工具(見圖2A及圖2B)包含多個光學表面。此等光學表面可包含但不限於分束器、透鏡、光纖、物鏡表面、切趾器及諸如此 類。光學計量工具中之相干照明通常產生有害斑點、條紋及其他相干假影。此等有害斑點、條紋及其他相干假影可促成量測雜訊及不穩定性，從而導致量測之精確度及準確度之降低。
舉例而言，在一既定光學系統中，傳播穿過一主路徑之一光束可與自光學系統之一光學表面(例如，反射鏡、分束器及諸如此類)反射之一寄生光束相干涉。為圖解說明主光束及寄生光束干涉之有害效應，主光束及寄生光束由強度I1及I2表徵。此兩個光束之疊加提供如下之一組合之光束輸出： 其中Φ表示主光束與來自光學計量工具之一反射性表面之寄生光束之間的相對相位。出於圖解說明目的，在其中I1=1且I2=0.0025(與自具有0.25%反射率之一表面反射之一寄生光束一致)之一情景中，在其中主波與寄生波相長干涉之例項中，方程式1之干涉項將具有主光束之10%之一量值。干涉貢獻之此位準在大多數光學計量工具中係不可接受的。
相反，在其中主光束與寄生光束彼此不相干之設定中，方程式1之干涉項轉至零且用於計量工具之重影修正將具有主光束之0.25%之一量值，此比上文所闡述之情形顯著易管理。
熟習此項技術者將認識到，一雷射(例如，基於半導體 二極體技術之雷射)之一典型光譜包含一單個窄光譜線或多個窄光譜線。此等雷射源共同具有長相干長度。由於該等雷射源之波長穩定性及低雜訊，因此通常在計量應用中普遍利用單波長雷射。由於單波長雷射之大相干長度通常超過100m，因此出於本文中先前所陳述之原因，在一計量設定之實施方案期間抑制相干假影為可能的。
圖1圖解說明根據本發明之一項實施例之配備經時間調變之照明能力之一光學計量工具100之一方塊圖視圖。在本發明之一項態樣中，光學計量工具100包含：一經調變之照明源102，其經組態以照明安置於一樣本載臺上之一樣本106(例如，半導體晶圓)之一表面；一偵測器110，其經組態以偵測自樣本106之表面反射之光；及一光學系統，其用以光學耦合經調變之照明源102與偵測器110。該光學系統可包含適於將來自照明源102之光引導及/或聚焦至樣本106之一組照明光學器件104(例如，透鏡、反射鏡、濾光器及諸如此類)。該光學系統可進一步包含適於將自晶圓106之表面反射或散射之光引導至偵測器110之一組收集光學器件108(例如，透鏡、反射鏡、濾光器及諸如此類)。以此方式，光可自照明源102發出且沿照明臂(經由照明光學器件104)行進至樣本106之表面。然後，自樣本106反射或散射之光可沿光學計量工具100之收集臂(經由收集光學器件108)自樣本106之表面行進至偵測器110。在另一態樣中，光學計量工具100包含經組態而以一選定調變頻率調變可調變照明源102(例如，雷射)之一驅動電流之 一調變控制系統112。
本文中注意到，本發明之光學計量工具100可經組態以實施此項技術中已知之任何形式之光學計量。舉例而言，光學計量工具100經組態以執行以下計量方法中之至少一者：臨界尺寸(CD)計量、薄膜(TF)厚度及組合物計量以及疊對計量。
本文中進一步注意到，本發明之光學計量工具100不限於一特定光學組態或光學計量功能。在某些實施例中，本發明之光學計量工具100可經組態為一基於反射量測術之計量系統。舉例而言，光學計量工具100可包含但不限於以角解析模式操作之一光束輪廓反射計(例如，窄頻光束輪廓反射計)、一光譜反射計及諸如此類。於2001年3月27日提出申請之第6,429,943號美國專利中大體闡述光譜及單波長光束輪廓反射量測術，該美國專利以引用方式整體併入本文中。
在其他實施例中，本發明之光學計量工具100可經組態為一基於散射量測術之計量系統。舉例而言，光學計量工具100可包含但不限於一寬頻散射計(例如，寬頻光譜散射計)或一窄頻散射計。
在額外實施例中，本發明之光學計量系統可經組態為一基於橢偏量測術之計量系統。舉例而言，光學計量工具100可包含但不限於一光束輪廓橢偏計或一光譜橢偏計。Harland G.Tompkins及Eugene A.Irene之Handbook of Ellipsometry(第一版，William Andrew,Inc.，2005)(其以 引用方式整體併入本文中)中大體提供橢偏量測術原理之一橢偏量測術概況。另外，P.S.Hauge之「Mueller Matrix Ellipsometry with Imperfect Compensators」(J.of the Optical Soc.of Am.A 68(11)，1519-1528，1978)及R.M.A Azzam之A Simple Fourier Photopolarimeter with Rotating Polarizer and Analyzer for Measuring Jones and Mueller Matrices(Opt Comm 25(2)，137-140，1978)(該兩者以引用方式整體併入本文中)中詳細論述穆勒矩陣橢偏量測術。此外，M.L.Aleksandrov等人之「Methods and Apparatus for Complete Ellipsometry(review)」(J.Appl.Spectroscopy 44(6)，559-578，1986)(其整體併入本文中)中論述「完成」橢偏量測術之概念。於1995年10月10日提出申請之第5,739,909號美國專利中大體闡述光譜橢偏量測術，該美國專利以引用方式整體併入本文中。於2001年3月27日提出申請之第6,429,943號美國專利中大體闡述光束輪廓橢偏量測術，該美國專利先前已整體併入本文中。
現參考圖2A，本發明之光學計量工具100可體現為一反射量測術計量工具，諸如，工具200。圖2A圖解說明適於本發明之實施方案之一基於反射量測術之計量工具之一高階示意圖。工具200可包含一照明源102、一光學系統及一偵測器110。該光學系統可包含一組照明光學器件104、一分束器204及一組收集光學器件108。就此而言，光可自照明源102發出且經由照明光學器件104及分束器204行進至安置於樣本載台202上之樣本106之表面。然後，自樣本 106反射之光可經由收集光學器件108自樣本106之表面行進至偵測器110。申請人注意到，圖2A中所圖解說明之組態並非限制性的且僅出於圖解說明之目的而提供。如先前所提及，預期，可在本發明之範疇內利用眾多基於反射計之光學組態。
現參考圖2B，本發明之光學計量工具100可體現為一基於散射量測術/橢偏量測術之計量工具，諸如，工具250。圖2B圖解說明適於本發明之實施方案之一基於橢偏量測術之計量工具之一高階示意圖。工具250可包含一照明源102、一光學系統及一偵測器110。該光學系統可包含一組照明光學器件104、一偏光器206、一組收集光學器件108及一分析儀208。照明及收集光學器件可包含反射鏡、透鏡、分束器、補償器及諸如此類。就此而言，光可自照明源102發出且穿過偏光器206及照明光學器件104行進至安置於樣本載台202上之樣本106之表面。然後，自樣本106散射之光可經由收集光學器件108且穿過分析儀208自樣本106之表面行進至偵測器110。申請人注意到，圖2B中所圖解說明之組態並非限制性的且僅出於圖解說明之目的而提供。如先前所提及，預期，可在本發明之範疇內利用眾多基於散射量測術及基於橢偏量測術之光學組態。
在本發明之一項態樣中，調變控制系統112經組態而以一選定調變頻率調變可調變照明源102之一驅動電流。在一項態樣中，選定調變頻率可適於產生具有一選定相干特徵之照明。
在一項實施例中，選定相干特徵可包含但不限於一選定條紋可見性曲線。就此而言，該選定調變頻率可適於產生具有一選定條紋可見性曲線之照明。在一進一步實施例中，該選定調變頻率可適於產生具有適於達成低於一選定容限位準(例如，其中相干假影足夠小以允許操作光學計量工具100之一位準)之相干假影之一條紋可見性曲線之照明。在另一實施例中，該調變頻率適於產生經組態以抑制具有高於一選定位準之一強度(例如，足夠小以允許操作光學計量工具100之干涉條紋之強度)之干涉條紋之產生之一條紋可見性曲線。在又一實施例中，該調變頻率適於產生具有以不同於光學計量工具100之一特性光學路徑長度之距離定位之一組強度峰值之一條紋可見性曲線。光學計量工具100之特性光學路徑長度可包含光學計量工具之一第一反射表面與光學計量工具之一第二反射表面之間的一距離。在一進一步實施例中，該調變頻率適於產生具有實質上不同於處於一未經調變之狀態之照明源之一條紋可見性曲線之一條紋可見性曲線之照明。如本文中先前所闡述，藉由將由照明源102發射之照明之條紋可見性曲線更改至一充分程度，可消除或至少減小來自相干假影(例如，斑點及干涉條紋)之影響。
在另一實施例中，該選定調變頻率可適於產生具有低於一選定長度之一相干長度(亦即，相干長度小於光學計量工具100之光學組件之間的距離)之照明。舉例而言，該選定調變頻率可適於產生具有低於處於一未經調變之狀態之 照明源102之相干長度(亦即，在調變之前的照明源之相干長度)之一相干長度之照明。以另一實例方式，該選定調變頻率可適於產生具有低於光學計量工具100之一特性光學長度之一相干長度之照明。舉例而言，該選定調變頻率可適於產生具有小於光學計量工具100之一第一反射表面與光學計量工具100之一第二反射表面之間的一距離之一相干長度之照明。如本文中先前所闡述，藉由將由照明源102發射之照明之相干長度減小至低於光學計量工具100內之反射表面之間的距離，可消除或至少減小來自相干假影(例如，斑點及干涉條紋)之影響。
在本發明之一項實施例中，調變控制系統112可用以以一選定頻率驅動一或多個雷射光源之電流。舉例而言，調變控制系統112可用以調變一雷射光源(例如，多縱模雷射光源)之驅動電流以便達成雷射光輸出中之一經修改條紋可見性曲線，藉此雷射光源之經修改條紋可見性曲線足以將光學計量工具100內之相干假影減小至低於一選定容限位準。以另一實例方式，調變控制系統112可用以調變一雷射光源之驅動電流以便產生具有低於一選定位準之一相干長度之照明。
圖3圖解說明在不具有驅動電流調變之情況下來自一雷射源之強度光譜302及在具有驅動電流調變之情況下來自雷射源之強度光譜304之一概念圖300。如圖3中所展示，在D.C.電流驅動之情形中，與雷射源相關聯之強度光譜302包含雷射腔之多個縱模。圖3中所圖解說明之強度光譜 304表示強度光譜302之個別光譜峰值之一寬包絡線。就此而言，雷射源之驅動電流之快速調變產生一擴寬且平滑之強度光譜304。雷射源之條紋可見性曲線之更改有助於抑制本文中先前所論述之相干假影(例如，干涉條紋)。此外，本文中注意到，可相對易於組態一既定光學計量工具(例如，100)之光學表面以使得該等光學表面以足以使得在照明源102處於經調變之狀態(諸如，與強度光譜304一致之一狀態)時寄生干涉之影響可忽略之距離分離。申請人注意到，關於條紋可見性曲線、相干長度及光學組件之間的距離之上述說明僅出於圖解說明目的而呈現且不應解釋為具限制性。
在一進一步實施例中，調變控制系統112可以射頻(RF)範圍內之一頻率調變可調變照明源102之驅動電流。本文中進一步注意到，可藉由反覆試驗來選擇控制系統112驅動可調變照明源102之特定頻率。舉例而言，所實施調變頻率可係用以將來自源102之照明之相干長度減小至低於光學計量工具100之一特性光學路徑長度之一頻率。舉例而言，光學計量工具100之特性光學路徑長度可包含光學計量工具100之兩個或兩個以上反射表面之間的一距離。在另一例項中，認識到，為實施照明源102之調變，既不需要量測相干長度亦不需要量測條紋可見性曲線(如上文所闡述)。在此意義上，控制系統112可掃描控制系統112之調變頻率直至達成一令人滿意之偵測器110輸出。
在本發明之一進一步態樣中，光學計量工具100之調變 控制系統112配備有通信耦合至可調變照明源102且經組態以控制照明源102之調變之一或多個處理器(未展示)。調變控制系統112經組態以執行作為一組程式指令116儲存於一載體媒體114(例如，非暫時儲存媒體)上之調變控制演算法118。程式指令116經組態以致使控制系統112之一或多個處理器實施本發明中所闡述之各種步驟中之一或多個步驟。
應認識到，可由一單電腦系統或(另一選擇為)一多電腦系統實施與本發明通篇中所闡述之調變控制相關聯之各種控制步驟。此外，光學計量工具100之不同子系統可包含適於實施上文所闡述之步驟之至少一部分之一電腦系統。此外，一或多個電腦系統可經組態以執行本文中所闡述之方法性實施例中之任一者之任何其他步驟。
調變控制系統112可包含但不限於一個人電腦系統、大型電腦系統、工作站、影像電腦、並聯處理器或此項技術中已知之任何其他裝置。一般而言，術語「電腦系統」、「計算系統」或「電腦控制系統」可廣義定義為囊括具有執行來自一記憶體媒體之指令之一或多個處理器之任何裝置。
實施諸如本文中所闡述之彼等方法之方法之程式指令116可經由載體媒體114傳輸或儲存於載體媒體114上。載體媒體114可係一傳輸媒體，諸如，一導線、電纜或無線傳輸鏈路。該載體媒體亦可包含一非暫時儲存媒體，諸如，一唯讀記憶體、一隨機存取記憶體、一磁碟或光碟或 者一磁帶。
在另一實施例中，控制系統112可以此項技術中已知之任何方式通信耦合至照明源102或光學計量工具100之任何其他子系統。舉例而言，調變控制系統112可經由一有線或無線連接通信耦合至光學計量工具100之各種子系統。
在本發明之另一實施例中，可調變照明源102可包含此項技術中已知之任何窄頻照明源。在一項實施例中，照明源102可包含但不限於一或多個雷射。舉例而言，雷射光源可包含但不限於一或多個半導體雷射。在另一實例中，雷射源可包含但不限於一個二極體泵激之固態雷射。在另一實例中，雷射源可包含但不限於一超連續譜雷射。此外，發射一第一光譜範圍內之照明之一第一源可與發射一第二光譜範圍內之照明之一第二源組合。
在本發明之另一態樣中，偵測器110可包含適於一反射計、散射計、光譜儀或橢偏計設定之實施方案之此項技術中已知之任何光偵測系統。舉例而言，偵測器110可包含但不限於一CCD陣列、一CMOS陣列、一維光電二極體陣列、一個二維光電二極體陣列及諸如此類中之至少一者。
圖4A圖解說明根據本發明之一替代實施例之一多源照明源102。在一項態樣中，光學計量工具100之多源照明源102包含兩個或兩個以上單照明源，每一單源具有一不同輸出波長。在一項態樣中，本發明提供多個照明源之穩定強度平衡及控制。熟習此項技術者將認識到，照明源(諸如，雷射及LED)之接通/關斷切換通常可導致減小之穩定 性且導致雜訊之一增加。申請人已發現，其中實施週期性波形之設定中限制不穩定性及雜訊產生。以此方式，週期性波形操作用以維持照明源之平均穩定熱、電及光學性質，藉此改良波長穩定性及雜訊減小。
在本發明之一項態樣中，光學計量工具100之可調變照明源102可包含一第一照明源402a，其經組態以產生一第一波長(λ1)之照明；一第二照明源402b，其經組態以產生一第二波長(λ2)之照明；及最多至且包含一「第N」照明源402c，其經組態以產生一第N波長(λN)之照明。
在本發明之一額外態樣中，調變控制系統112藉由此項技術中已知之任何手段(例如，有線或無線連接)通信耦合至第一照明源402a、第二照明源402b及最多至且包含第N照明源402c。在一進一步態樣中，調變控制系統112經組態以執行適於控制針對源402a至402c中之每一者之照明輸出之波形之一多源控制演算法120。調變控制系統112(經由多源控制演算法120)經組態以調變第一照明源402a之一驅動電流以便產生第一波長之一第一照明波形(例如，一選定頻率之步進式波形)。另外，調變控制系統112經組態以調變第二照明源402b之一驅動電流以便產生第二波長之一第二照明波形。以此方式，第一照明波形之脈衝與第二照明波形之脈衝時間交錯，該第一照明波形及該第二照明波形具有一選定波形頻率。本文中進一步注意到，組合之波形可包含任何數目個分量波形。以此方式，第一照明波形之脈衝與第二照明波形之脈衝及最多至且包含第N波形 之脈衝時間交錯。來自源402a至402c之各種波形之交錯允許以多個波長之時間順序計量量測。此外，由於藉助驅動電流調變達成來自光源402a至402c之照明之調變，因此本發明排除了對各種光學機械組件(諸如，光學快門、斬光輪及諸如此類)之需要。因此，圖4A中所圖解說明之實施例提供對光學計量工具100中之多波長強度控制之一簡化方法。
在另一實施例中，基於多源之照明源102可包含經組態以組合分別自照明源402a、402b及402c發出之光束403a、403b及403c之複數個波長組合404a、404b及404c。就此而言，波長組合404a至404c可用以空間組合該等光束，從而允許由調變控制系統112執行之多源控制演算法120實施之源波形之時間交錯。在將波形時間交錯及空間組合為光束之後，可將組合之波形輸出408引導至光學計量工具100之照明光學器件104。進一步注意到，照明源102可包含額外光學元件，諸如，導引反射鏡406。申請人注意到，圖4A中所繪示且上文所闡述之光學組態並非限制性的且應解釋為僅係圖解說明性的。本文中認識到，可實施多個等效光學組態以便空間組合且時間交錯源402a、源402b及最多至且包含源402c之波形。Hill等人在於2011年5月16日提出申請之第13/108,892號美國專利申請案中大體闡述將多個雷射光束空間組合為一單個組合之光束，該美國專利申請案整體併入本文中。
在一項實施例中，由調變控制系統112實施之第一照明 源、第二照明源及最多至且包含第N照明源之調變可包含切換一基於雷射或基於LED之源之驅動電流。以此方式，切換源驅動電流可產生針對照明源402a至402c中之每一者之照明輸出之一步進式(亦即，接通/關斷)或接近步進式波形圖案。就此而言，圖4A中所繪示之多源方法允許以一「色彩」順序方式之通道選擇及相對強度控制。出於本發明之目的，使用術語「色彩」來闡述每一源之主波長(例如，峰值波長)。此外，不應將術語「色彩」解釋為適用於電磁光譜之任何特定部分。預期，一既定源之波長可完全存在於可見光譜之外。舉例而言，源402a至402c之輸出之光譜範圍可包含可見光譜範圍、UV光譜範圍及IR光譜範圍。
圖4B圖解說明來自不同波長λ1、λ2及λ3之三個照明源之一組交錯波形之一圖表450之一概念圖。圖4B中所繪示之脈衝列451表示針對每一波長(例如，λ1、λ2及λN)之照明源之輸入驅動電流或照明源之輸出強度。就此而言，脈衝列451可由波長λ1之一組脈衝452、波長λ2之一組脈衝454及最多至且包含波長λN之一組脈衝組成。本文中注意到，一般而言，輸入驅動電流(圖4B中未展示)、工作循環(亦即，針對一既定波長之每一脈衝之寬度)及輸出功率(亦即，圖4B中針對一既定波長之每一脈衝之高度)對於每一波長波形係不同的且基於既定光學計量系統之要求而選擇。本文中進一步認識到，驅動電流可在零與標稱峰值電流之間切換，或另一選擇為，可遵循一較複雜週期性方案(例如， 可將下界選擇為一非零電流)。波形之頻率、工作循環以及峰值電流及功率位準可經選擇用於照明源(例如，雷射)及光學計量工具100之其他組件(諸如，一光束監測器、偵測器(例如，一或多個CCD)及自動聚焦子系統及諸如此類)之最佳效能。進一步注意到，改變工作循環及輸入電流亦可有助於達成針對多個光源402a至402c之所期望強度位準及平衡。進一步認識到，脈衝列451之波形之重複頻率可係約100Hz。因此，本發明之多源重複頻率比本文中先前所論述之照明源102之單源調變頻率(例如，RF頻率)慢得多。因此，可同時實施用於交錯之色彩順序操作(例如，100Hz頻率範圍)及用於雜訊/相干效應減小(例如，RF頻率)之控制方案。就此而言，控制系統112可驅動具有以顯著不同時間標度操作之多個週期性波形之一既定照明源(例如，402a至402c)。舉例而言，除交錯源402a、402b及402c之波形以外，源402a、402b或402c中之一或多者亦可經歷一快速調變操作(約RF頻率)以便減小既定單源之相干假影。
在本發明之另一態樣中，照明源402a至402c中之一或多者可包含此項技術中已知之任何寬頻照明源。在一項實施例中，照明源402a至402c中之一或多者可包含但不限於一鹵素光源(Halogen Light Source；HLS)。在另一實例中，照明源402a至402c中之一或多者可包含一氙弧燈。藉由又一實例，照明源402a至402c中之一或多者可包含一氘弧燈。在另一實施例中，照明源402a至402c中之一或多者可 包含但不限於此項技術中已知之任何放電電漿源。在又一實施例中，照明源402a至402c中之一或多者可包含但不限於一雷射驅動之電漿源。在一進一步實施例中，可將一或多個光譜濾光器(未展示)安置於一或多個寬頻濾光器之輸出與波長組合404a至404c之間以便光譜濾光一或多個寬頻照明源之光譜輸出。
在本發明之另一態樣中，照明源402a至402c中之一或多者可包含此項技術中已知之任何窄頻照明源。在一項實施例中，照明源402a至402c中之一或多者可包含但不限於一或多個雷射。舉例而言，照明源402a至402c中之一或多者可包含但不限於一或多個半導體雷射。在另一實例中，照明源402a至402c中之一或多者可包含但不限於一個二極體泵激之固態雷射。在另一實例中，照明源402a至402c中之一或多者可包含但不限於一超連續譜雷射。在另一實施例中，照明源402a至402c中之一或多者可包含但不限於一或多個發光二極體。熟習此項技術者應認識到，上文所闡述照明源不表示限制，而僅應解釋為係圖解說明性的。在一般意義上，能夠產生可見光譜範圍、紅外線光譜範圍及紫外線光譜範圍內之照明之任何照明源適於照明源402a至402c中之一或多者之實施方案。
本文中進一步認識到，該組多個源402a至402c可包含窄頻源及寬頻源之一組合。舉例而言，源402a至402c中之一或多者可包含一雷射源，而剩餘源中之一或多者由配備一固定或波長可切換光譜濾光器之一寬頻燈(例如，雷射產 生之電漿源)組成。
圖5圖解說明根據本發明之一替代實施例之具有強度切換能力之一多源照明源102。在一項態樣中，光學計量工具100之多源照明源102包含兩個或兩個以上單照明源，每一單源具有一不同輸出波長。在一額外態樣中，圖5之多源照明源102包含一組照明切換裝置502a、502b及502c。就此而言，可分別使用照明切換裝置502a、502b及502c控制每一源402a、402b及402c對組合之輸出光束408之強度貢獻。此外，調變控制系統112可經組態以經由照明切換演算法122控制照明切換裝置502a至502c，藉此控制組合之光束408之每一波長分量之強度。以此方式，調變控制系統112可控制與每一波長λ1、λ2及最多至且包含λN相關聯之波形，藉此傳輸每一波長分量之選定頻率、工作循環及強度之一組合之波形。
在一項實施例中，照明切換裝置502a、502b及502c中之一或多者可包含但不限於安置於一第一偏光器與一第二偏光器之間的一泡克耳斯盒。就此而言，與每一波長通道λ1、λ2及λN相關聯之泡克耳斯盒可充當回應於來自調變控制信號之一傳輸之信號之一數位接通/關斷強度切換。在一進一步實施例中，每一泡克耳斯盒之切換週期可比偵測器110之積分時間短得多，從而避免對泡克耳斯盒與既定源402a至402c及/或偵測器110之間的相位同步之需要。
在另一實施例中，照明切換裝置502a、502b及502c中之一或多者可包含但不限於一聲光切換裝置。在一般意義 上，此項技術中已知之任何快速光學切換裝置。
圖6圖解說明根據本發明之一項實施例之經組態以監測可調變照明源102之一或多個光譜特性之一光譜監測系統602。本文中認識到，在其中已減小(亦即，藉由減小照明之相干)雜訊及相干假影之設定中，可期望照明之光譜性質之準確知識。在一項實施例中，可使用光譜監測系統602來監測針對每一照明源之峰值或形心波長。亦預期，由於適當監測照明光束之光譜輸出將確保既定照明光束之相干長度被減小至低於一可接受位準，因此光譜監測系統602在基於經驅動電流調變之二極體雷射之照明源(本文中先前所闡述)之上下文中可係特別有用的。就此而言，可沿光學計量工具100之照明路徑604安置光譜監測系統602之一或多個部分。在此意義上，光譜監測系統602可量測自可調變照明源102發出之照明之一或多個光譜特性。在一項實施例中，一或多個光譜特性可包含但不限於一選定波長範圍內之強度光譜、所關注之一或多個光譜峰值之位置(例如，形心波長之位置)、所關注之一光譜峰值之半峰全寬(FWHM)及諸如此類。
在一進一步實施例中，光譜監測系統可通信耦合至調變控制系統112。就此而言，可將照明路徑604中之照明之一光譜量測之結果傳輸至控制系統112。在一進一步實施例中，調變控制系統112可將光譜監測程序之結果儲存於一記憶體媒體中用於未來使用。
在一項實施例中，光譜監測系統602可即時或接近即時 地監測來自照明源102之照明之一或多個光譜特性。舉例而言，光譜監測系統602可包含適於來自照明源102之照明之一或多個光譜特性之即時量測之一光譜儀。舉例而言，光譜監測系統602可包含但不限於一基於光柵之光譜儀。申請人注意到，一基於光柵之光譜儀在量測用於本發明之光學計量工具之光源之光譜特性(例如，形心波長)中可係特別有用的。
在另一實施例中，出於校準目的，光譜監測系統602可監測來自照明源102之照明之一或多個光譜特性。舉例而言，在一工具設置校準程序中，光譜監測系統602可量測來自照明源之照明之一或多個光譜特性。舉例而言，在一工具設置校準程序中，光譜監測系統602可量測來自照明源102之照明之一或多個光譜特性，藉此對一校準目標實施一光學計量量測(亦即，目標具有已知參數(例如，已知CD、已知薄膜厚度及/或組合物、已知疊對及諸如此類))。利用計量量測(例如，厚度量測)之結果及照明之所量測光譜特性之結果，控制系統112可實施儲存於載體媒體114中之一光譜監測校準演算法119。調變控制系統112可基於校準樣本之量測及照明之所量測光譜性質週期性地校準或「重新計算」來自照明源102之照明之一或多個光譜性質。進一步注意到，光譜校準之頻率可取決於既定照明源之光譜穩定性。
在一項實施例中，校準樣本可由具有一已知薄膜厚度之一樣本組成。舉例而言，校準樣本可包含但不限於具有一 已知氧化物層厚度之一樣本(例如，具有一已知氧化物厚度之一基於矽之W晶片)。就此而言，在控制系統112實施校準程序期間，可校準校準樣本之厚度。然後，可使用光學計量工具100之每一資料通道(例如，照明之所有波長、偏光狀態及諸如此類)週期性地監測校準樣本之光譜特性。基於藉由光譜監測系統602之監測，控制系統112可重新計算照明源102之光譜性質(例如，光譜之每一波長值)。
在一額外態樣中，調變控制系統112可將來自一既定樣本之一或多個光譜特性之一量測之結果輸入至控制系統112之樣本模型化軟體中。就此而言，由控制系統112執行之樣本模型化軟體用以使來自具有一既定光學模型之樣本之所量測資料相關聯。所實施光學模型可使用由光譜監測系統602獲取之既定分析之樣本之一或多個光譜特性作為一輸入。
本文中注意到，光譜監測系統602可包含此項技術中已知之任何光譜監測/量測裝置。舉例而言，光譜監測系統602可包含但不限於此項技術中已知之任何光譜儀(例如，基於光柵之光譜儀)。
圖7A圖解說明具有適於本發明之光學計量工具100之實施方案之一經調變之泵激源之一光驅動之電漿照明子系統700之一方塊圖視圖。本文中注意到，操作具有以一恆定電流模式驅動之泵激源(例如，泵激雷射)之電漿源可導致大於光學計量應用之期望之雜訊位準。本發明係針對一電漿源之一泵激雷射之驅動電流調變以便減小電漿源之輸出 照明中之雜訊位準。特定而言，藉由以大於偵測器110頻寬之頻率調變泵激源702，光驅動之(例如，雷射驅動之)照明子系統700之泵激控制系統701可用以減小一特定頻率頻寬內之雜訊位準。就此而言，調變頻率經選定以使得雷射調變不混疊所關注之經偵測頻率範圍。
在一項態樣中，光學計量工具100之基於電漿之照明子系統700可包含經組態以產生照明(例如，產生一選定波長之照明)之一可調變泵激源702及適於含有一選定氣體(例如，氬、氙、汞等氣體)之一電漿單元706。另外，照明子系統700可包含經組態以調節及塑形自泵激源702發出之光束且進一步經組態以將光束聚焦至容納在電漿單元706之泡殼內之該體積之氣體中之一組光學器件704(例如，聚焦光學器件、塑形光學器件、調節光學器件及諸如此類)。本文中注意到，可利用照明子系統700之光束塑形及調節元件來最佳化或至少改良自泵激源702發出之光束之形狀以便最大化電漿單元706中之泵激效率(或至少達到泵激效率之一選定位準)。另外，可利用光束塑形光學器件來最佳化電漿單元706內之電漿之形狀。藉由將來自泵激源702之光聚焦至容納在電漿單元706內之該體積之氣體中，能量由電漿單元706之泡殼內之氣體或電漿吸收，藉此「泵激」氣體物種以便產生或持續一電漿。
在一進一步態樣中，然後，可將由電漿單元706發射之寬頻照明經由光學計量工具100之照明光學器件104引導至樣本106。然後，光學計量工具100之收集光學器件108可 將自樣本106反射或散射之照明引導至偵測器110。
於2007年4月2日提出申請之第11/695,348號美國專利申請案及於2008年10月14日簽發之第7,435,982號美國專利中大體闡述惰性氣體物種內之電漿之產生，該美國專利申請案及該美國專利以引用方式整體併入本文中。在一般意義上，照明子系統700應解釋為擴展至此項技術中已知之任何基於電漿之光源。
圖7B圖解說明根據本發明之一項實施例之雷射驅動之照明子系統700之一示意圖。在一項實施例中，照明子系統700之光學器件704可包含但不限於經組態用以調節/塑形來自經調變之泵激源702之光束之光束調節/塑形光學器件717。此外，光學器件704可包含適於將來自泵激源702之照明聚焦至容納在電漿單元706之泡殼內之該體積之氣體707中之一組聚焦光學器件716。
在一額外實施例中，照明子系統700可包含多種額外光學組件。舉例而言，照明子系統700可包含但不限於適於朝向電漿單元706引導來自經調變之泵激源702之照明721之一導引反射鏡718。在一進一步實例中，照明子系統700可包含但不限於一分束器/二向色鏡722，其適於將來自泵激源702之照明傳輸至電漿單元706且進一步適於沿一輸出路徑724朝向光學計量工具100之一組照明光學器件104(本文中先前所闡述)反射由電漿單元706發射(且由橢圓720引導)之寬頻照明。
申請人注意到，雷射驅動之照明子系統700之以上說明 決不具限制性且應解釋為僅係圖解說明性的。本文中注意到，眾多雷射驅動之電漿照明子系統適於本發明之實施方案。
舉例而言，橢圓720亦可經組態以充當用於自泵激源702發出之照明之一聚焦元件，藉此橢圓720可用以將照明721聚焦至電漿單元706之該體積之氣體707中。就此而言，橢圓720可經組態以做出以下兩者：將來自泵激源702之雷射照明聚焦至電漿單元706中，以及朝向光學計量工具100之下游照明光學器件104引導來自電漿單元706之寬頻發射。在此實施例中，照明子系統700亦可包含經組態以使自泵激源702發出之照明準直之一準直器(未展示)。
以另一實例方式，照明子系統700可經組態用以在不需要分束器722之情況下分離由泵激源702發射之照明721與由電漿單元706發射之寬頻發射724。就此而言，光學計量工具100之照明光學器件104可經組態以直接自電漿單元706接收寬頻發射724。舉例而言，可將照明721與電漿發射724分離，藉此垂直定向照明721，而沿一水平路徑收集電漿發射。
在一額外態樣中，照明子系統700包含通信耦合至可調變泵激源702之一泵激控制系統701，其中泵激控制系統701經組態而以一選定調變頻率調變可調變泵激源702之一驅動電流以便產生電漿單元706中之電漿/氣體體積內之時變特性。舉例而言，時變特性可包含但不限於電漿單元706中之電漿/氣體體積內之時變熱分佈。在一進一步態樣 中，泵激控制系統701可經由作為一組程式指令116儲存於載體媒體114中之泵激控制演算法730控制可調變泵激源702。
在一項實施例中，照明子系統700之可調變泵激源702包含但不限於一或多個雷射。申請人進一步注意到，出於清晰目的，圖7B中未繪示存在於照明光學器件104之下游之光學計量工具100之各種組件。然而，申請人注意到，本文中先前所闡述之光學計量工具100之子系統之各種組件應解釋為擴展至圖7A及圖7B中所繪示之光驅動之電漿源。另外，可在本文中先前所論述之一反射計、散射計、橢偏計或光譜儀組態中實施圖7A及圖7B中所繪示之光持續電漿源。
本文中注意到，泵激源702之調變頻率應充分高於光學計量工具100之偵測器電子器件之尼奎斯特頻率(Nyquist frequency)以便最小化偵測器110中之混疊。
另外，必須選擇調變深度以使得在不將電漿內之功率密度減小至電漿不再可持續之一位準之情況下在電漿單元706之電漿內達成顯著特性變化。在一進一步態樣中，泵激控制系統701可用以調變雷射泵激源702之驅動電流，藉此調變泵激雷射強度及波長。泵激源702之光輸出中之強度及波長之調變可用以產生電漿單元706之電漿內之振盪特性(例如，溫度分佈)。由於自電漿單元706發射之電漿通常通過眾多光學組件(包含限制透過光學系統成像之電漿之空間範圍之一或多個孔口)，因此電漿源之空間分佈之 調變可以自光源收集之空間積分功率之調變之相同次序貢獻。申請人已發現跨越針對約20kHz至40kHz之一調變頻率之一寬範圍之調變振幅之雜訊位準之一顯著減小。申請人亦已展示，泵激源702之方波及正弦波調變在雜訊位準減小中係有效的。申請人注意到，上文所提供之頻率範圍及波形類型決不具限制性且僅出於圖解說明之目的而提供。預期，多種調變波形及頻率範圍係在本發明之範疇內。
本文中進一步注意到，藉由控制上文所闡述之電漿特性及在針對每一偵測器樣本之多個調變週期內進行積分，照明子系統700可用以減小隨機性對總體光學計量工具100之總體雜訊位準之影響。
進一步預計，上文所闡述之方法之實施例中之每一者可包含本文中所闡述之任何其他方法之任何其他步驟。另外，上文所闡述之方法之實施例中之每一者可由本文中所闡述之系統中之任一者執行。
雖然已展示且闡述了本文中所闡述之本標的物之特定態樣，但熟習此項技術者將基於本文中之教示明瞭：可在不背離本文中所闡述之標的物及其更廣泛之態樣之情況下做出改變及修改，且因此，隨附申請專利範圍欲將所有此等改變及修改囊括於其範疇內，如同此等改變及修改歸屬於本文中所闡述之標的物之真正精神及範疇內一般。
此外，應理解，本發明由隨附申請專利範圍界定。儘管已圖解說明本發明之特定實施例，但應明瞭，熟習此項技 術者可在不背離前述揭示內容之範疇及精神之情況下做出本發明之各種修改及實施例。因此，本發明之範疇應僅受本文之隨附申請專利範圍限制。據信，藉由前述說明將理解本發明及其隨附優點中之諸多優點，且將明瞭，可在不背離所揭示標的物或不犧牲其材料優點中之所有優點之情況下在組件之形式、構造及配置上做出各種改變。所闡述之形式僅係解釋性的，且以下申請專利範圍意欲囊括並包含此等改變。
100‧‧‧光學計量工具
102‧‧‧經調變之照明源/照明源/可調變照明源/源/多源照明源/基於多源之照明源
104‧‧‧一組照明光學器件/照明光學器件/下游照明光學器件
106‧‧‧樣本/晶圓
108‧‧‧一組收集光學器件/收集光學器件
110‧‧‧偵測器/令人滿意之偵測器
112‧‧‧調變控制系統/控制系統
114‧‧‧載體媒體
116‧‧‧一組程式指令/程式指令
118‧‧‧調變控制演算法
119‧‧‧光譜監測校準演算法
120‧‧‧多源控制演算法
122‧‧‧照明切換演算法
200‧‧‧工具
202‧‧‧樣本載台
204‧‧‧分束器
206‧‧‧偏光器
208‧‧‧分析儀
250‧‧‧工具
300‧‧‧概念圖
302‧‧‧強度光譜
304‧‧‧強度光譜
402a‧‧‧第一照明源/源/光源/照明源/既定照明源/既定源
402b‧‧‧第二照明源/照明源/源/光源/既定照明源/既定源
402c‧‧‧第N照明源/源/光源/照明源/既定照明源/既定源
403a‧‧‧光束
403b‧‧‧光束
403c‧‧‧光束
404a‧‧‧波長組合
404b‧‧‧波長組合
404c‧‧‧波長組合
406‧‧‧導引反射鏡
408‧‧‧組合之波形輸出/組合之光束/組合之輸出光束
450‧‧‧圖表
451‧‧‧脈衝列
452‧‧‧一組脈衝
454‧‧‧一組脈衝
502a‧‧‧照明切換裝置
502b‧‧‧照明切換裝置
502c‧‧‧照明切換裝置
602‧‧‧光譜監測系統
604‧‧‧照明路徑
700‧‧‧照明子系統
701‧‧‧泵激控制系統
702‧‧‧泵激源
704‧‧‧一組光學器件/光學器件
706‧‧‧電漿單元
707‧‧‧一體積之氣體
716‧‧‧一組聚焦光學器件
717‧‧‧光束調節/塑形光學器件
718‧‧‧導引反射鏡
720‧‧‧橢圓
721‧‧‧照明
722‧‧‧分束器/二向色鏡
724‧‧‧輸出路徑/寬頻發射/電漿發射
730‧‧‧泵激控制演算法
λ1‧‧‧第一波長/波長/波長通道
λ2‧‧‧第二波長/波長/波長通道
λ3‧‧‧波長
λN‧‧‧第N波長/波長/波長通道
圖1圖解說明根據本發明之一項實施例之具有一或多個經調變之照明源之一光學計量工具之一高階方塊圖視圖。
圖2A圖解說明根據本發明之一項實施例之具有一或多個經調變之照明源之一基於反射量測術之光學計量工具之一高階示意圖。
圖2B圖解說明根據本發明之一項實施例之具有一或多個經調變之照明源之一基於橢偏量測術之光學計量工具之一高階示意圖。
圖3圖解說明根據本發明之一項實施例之在具有照明源調變及不具有照明源調變之情況下強度光譜之一概念圖。
圖4A圖解說明根據本發明之一項實施例之配備各自具有一不同波長之多個照明源之一光學計量系統之一高階示意圖。
圖4B圖解說明根據本發明之一項實施例之各自具有一不同波長之多個照明源之一交錯脈衝列輸出之一概念圖。
圖5圖解說明根據本發明之一項實施例之配備各自具有一不同波長之多個照明源之一光學計量系統，藉此經由一強度切換裝置來控制強度之一高階示意圖。
圖6圖解說明根據本發明之一項實施例之配備一光譜監測裝置之一光學計量工具之一高階示意圖。
圖7A圖解說明根據本發明之一項實施例之具有一經調變之泵激源之一基於雷射泵激之電漿之光學計量工具之一高階方塊圖。
圖7B圖解說明根據本發明之一項實施例之具有一經調變之泵激源之一基於雷射泵激之電漿之光學計量工具之一高階示意圖。
100‧‧‧光學計量工具
102‧‧‧經調變之照明源/照明源/可調變照明源/源/多源照明源/基於多源之照明源
104‧‧‧一組照明光學器件/照明光學器件/下游照明光學器件
106‧‧‧樣本/晶圓
108‧‧‧一組收集光學器件/收集光學器件
110‧‧‧偵測器/令人滿意之偵測器
112‧‧‧調變控制系統/控制系統

Claims (56)

  1. 一種光學計量工具，其包括：一可調變照明源，其經組態以照明安置於一樣本載臺上之一樣本之一表面；一組照明光學器件，其經組態以將來自該可調變照明源之照明引導至該樣本之該表面；一組收集光學器件；一偵測器，其經組態以偵測自該樣本之一表面發出之照明之至少一部分，其中該組收集光學器件經組態以將來自該樣本之該表面之照明引導至該偵測器，其中該可調變照明源、該偵測器、該組照明光學器件及該組收集光學器件經定位以在該樣本上執行光學計量；及一調變控制系統，其通信耦合至該可調變照明源，其中該調變控制系統經組態而以一選定調變頻率調變該可調變照明源之一驅動電流，其中該可調變照明源回應於該調變控制系統而調變來自該可調變照明源之照明，從而相對於來自處於一未調變狀態之該可調變照明源之照明而抑制該照明內之一個或多個相干特徵。
  2. 如請求項1之光學計量工具，其中該選定調變頻率包括：適於產生具有一選定條紋可見性曲線之照明之一調變頻率。
  3. 如請求項2之光學計量工具，其中適於產生具有一選定條紋可見性曲線之照明之該調變頻率包括： 適於產生具有適於達成低於一選定容限位準之相干假影之一條紋可見性曲線之照明之一調變頻率。
  4. 如請求項2之光學計量工具，其中該選定條紋可見性曲線經組態以抑制具有高於一選定位準之一強度之干涉條紋之產生。
  5. 如請求項1之光學計量工具，其中該選定調變頻率包含：適於產生以不同於該光學計量工具之一特性光學路徑長度之距離定位之一組強度峰值之照明之一調變頻率。
  6. 如請求項5之光學計量工具，其中該光學計量工具之該特性光學路徑長度包括：該光學計量工具之一第一反射表面與該光學計量工具之一第二反射表面之間的一距離。
  7. 如請求項2之光學計量工具，其中該選定條紋可見性曲線實質上不同於處於一未經調變之狀態之該照明源之一條紋可見性曲線。
  8. 如請求項1之光學計量工具，其中適於產生具有一選定相干特徵之照明之該選定調變頻率包括：適於產生具有低於一選定長度之一相干長度之照明之一調變頻率。
  9. 如請求項8之光學計量工具，其中該選定長度包括：該光學計量工具之一特性光學路徑長度。
  10. 如請求項9之光學計量工具，其中該光學計量工具之該特性光學路徑長度包括： 該光學計量工具之一第一反射表面與該光學計量工具之一第二反射表面之間的一距離。
  11. 如請求項8之光學計量工具，其中該選定長度包括：處於一未經調變之狀態之該可調變照明源之一相干長度。
  12. 如請求項1之光學計量工具，其中該光學計量工具經組態以執行臨界尺寸計量、薄膜計量及疊對計量中之至少一者。
  13. 如請求項1之光學計量工具，其中該可調變照明源包括：一或多個雷射。
  14. 如請求項13之光學計量工具，其中該一或多個雷射包括：一或多個半導體二極體雷射。
  15. 如請求項13之光學計量工具，其中該一或多個雷射包括：一或多個二極體泵激之固態雷射。
  16. 如請求項13之光學計量工具，其中該一或多個雷射包括：一或多個超連續譜雷射。
  17. 如請求項1之光學計量工具，其中該選定調變頻率係在射頻(RF)範圍內。
  18. 如請求項1之光學計量工具，其中該可調變照明源、該偵測器、該組照明光學器件及該組收集光學器件係以一 反射量測術幾何結構組態。
  19. 如請求項18之光學計量工具，其中該可調變照明源、該偵測器、該組照明光學器件及該組收集光學器件係以一角解析反射量測術幾何結構及一光譜反射量測術幾何結構中之至少一者組態。
  20. 如請求項1之光學計量工具，其中該可調變照明源、該偵測器、該組照明光學器件及該組收集光學器件係以一散射量測術幾何結構組態。
  21. 如請求項1之光學計量工具，其中該可調變照明源、該偵測器、該組照明光學器件及該組收集光學器件係以一橢偏量測術幾何結構組態。
  22. 如請求項1之光學計量工具，其中該偵測器包括：一CCD陣列、一CMOS陣列、一維光電二極體陣列及一個二維光電二極體陣列中之至少一者。
  23. 如請求項1之光學計量工具，其中該偵測器與該調變控制系統同步。
  24. 如請求項1之光學計量工具，其進一步包括：一光譜監測系統，其經組態以監測來自該可調變照明源之照明之一或多個光譜特性，該光譜監測系統進一步經組態以將指示該一或多個光譜特性之一信號傳輸至該調變控制系統。
  25. 一種光學計量工具，其包括：一第一照明源，其經組態以產生一第一波長之照明；至少一個額外照明源，其經組態以產生一額外波長之 照明，該額外波長不同於該第一波長，該第一照明源及該至少一個額外照明源經組態以照明安置於一樣本載臺上之一樣本之一表面；一組照明光學器件，其經組態以將來自該第一照明源及該至少一個額外照明源之該第一波長之照明及該至少一個額外波長之照明引導至該樣本之該表面；一組收集光學器件；一偵測器，其經組態以偵測自該樣本之一表面發出之照明之至少一部分，其中該組收集光學器件經組態以將自該樣本之該表面發出之照明引導至該偵測器；及一調變控制系統，其通信耦合至該第一照明源及該至少一個額外照明源，其中該調變控制系統經組態以調變該第一照明源之一驅動電流以便產生該第一波長之一第一照明波形，其中該調變控制系統經組態以調變該至少一個額外照明源之一驅動電流以便產生該額外波長之一額外照明波形，其中該第一照明波形之脈衝與該額外照明波形之至少若干脈衝時間交錯，該第一照明波形及該額外照明波形具有一選定波形頻率。
  26. 如請求項25之光學計量工具，其中該第一照明源及該至少一個額外照明源中之至少一者包括：一或多個雷射。
  27. 如請求項26之光學計量工具，其中該一或多個雷射包括：一或多個半導體二極體雷射。
  28. 如請求項26之光學計量工具，其中該一或多個雷射包括：一或多個二極體泵激之固態雷射。
  29. 如請求項25之光學計量工具，其中該第一照明源及該至少一個額外照明源中之至少一者包括：一或多個發光二極體(LED)。
  30. 如請求項25之光學計量工具，其中該第一照明源及該至少一個額外照明源中之至少一者包括：一或多個寬頻源。
  31. 如請求項30之光學計量工具，其進一步包括：一或多個光譜濾光器，其經組態以濾光該一或多個寬頻源之一輸出。
  32. 如請求項25之光學計量工具，其中該第一照明源包含一寬頻源且該至少一個額外照明源包含一窄頻源，其中該寬頻源之脈衝與該窄頻源之脈衝時間交錯。
  33. 如請求項25之光學計量工具，其中該調變控制系統進一步經組態以控制該第一照明源之一工作循環及該至少一個額外照明源之一工作循環以便控制該第一照明波形之一或多個脈衝與該額外照明波形之一或多個脈衝之間的一選定功率平衡。
  34. 如請求項25之光學計量工具，其中該調變控制系統進一步經組態以控制該第一照明源之一峰值功率輸出及該至少一個額外照明源之一峰值功率輸出以便控制該第一照明波形之一或多個脈衝與該額外照明波形之一或多個脈 衝之間的一選定功率平衡。
  35. 如請求項25之光學計量工具，其中該調變控制系統進一步經組態而以一選定調變頻率調變該第一照明源及該至少一個額外照明源中之至少一者之一驅動電流以便調變該第一照明源及該至少一個額外照明源中之該至少一者之一輸出，該選定調變頻率適於產生具有低於一選定位準之一相干長度之照明。
  36. 如請求項35之光學計量工具，其中該選定調變頻率大於該第一照明波形及該額外照明波形之該選定波形頻率。
  37. 如請求項25之光學計量工具，其中該第一照明源、該至少一個額外照明源、該偵測器、該組照明光學器件及該組收集光學器件係以一反射量測術幾何結構組態。
  38. 如請求項37之光學計量工具，其中該第一照明源、該至少一個額外照明源、該偵測器、該組照明光學器件及該組收集光學器件係以一角解析反射量測術幾何結構及一光譜反射量測術幾何結構中之至少一者組態。
  39. 如請求項25之光學計量工具，其中該第一照明源、該至少一個額外照明源、該偵測器、該組照明光學器件及該組收集光學器件係以一散射量測術幾何結構組態。
  40. 如請求項25之光學計量工具，其中該第一照明源、該至少一個額外照明源、該偵測器、該組照明光學器件及該組收集光學器件係以一橢偏量測術幾何結構組態。
  41. 如請求項25之光學計量工具，其中該偵測器包括：一CCD陣列、一CMOS陣列、一維光電二極體陣列、 一個二維光電二極體陣列中之至少一者。
  42. 如請求項25之光學計量工具，其中該偵測器與該調變控制系統同步。
  43. 如請求項25之光學計量工具，其進一步包括：一光譜監測系統，其經組態以監測該第一照明源及該至少一個額外照明源中之至少一者之照明之一或多個光譜特性，該光譜監測系統進一步經組態以將指示該第一照明源及該至少一個額外照明源中之至少一者之照明之一或多個光譜特性之一信號傳輸至該調變控制系統。
  44. 一種光學計量工具，其包括：一第一照明源，其經組態以產生一第一波長之照明；至少一個額外照明源，其經組態以產生一額外波長之照明，該額外波長不同於該第一波長，該第一照明源及該至少一個額外照明源經組態以照明安置於一樣本載臺上之一樣本之一表面；一組照明光學器件，其經組態以將來自該第一照明源及該至少一個額外照明源之該第一波長之照明及該至少一個額外波長之照明引導至該樣本之該表面；一組收集光學器件；一偵測器，其經組態以偵測自該樣本之一表面發出之照明之至少一部分，其中該組收集光學器件經組態以將自該樣本之該表面發出之照明引導至該偵測器；一第一照明切換裝置，其光學耦合至該第一照明源，其中該第一照明切換裝置經組態以控制該第一波長之該 照明之傳輸強度；至少一個額外照明切換裝置，其光學耦合至該至少一個額外照明源，其中該至少一個額外照明切換裝置經組態以控制該額外波長之該照明之傳輸強度；及一照明控制系統，其通信耦合至該第一照明切換裝置及該至少一個額外照明切換裝置，其中該照明控制系統經組態以藉由控制該第一照明切換裝置及該至少一個額外照明切換裝置之一或多個特性而調變該第一波長之該照明之傳輸強度及該額外波長之該照明之傳輸強度。
  45. 如請求項44之光學計量工具，其中該第一照明切換裝置及該至少一個額外照明切換裝置中之至少一者包括：一第一線性偏光器；一第二線性偏光器；及一泡克耳斯盒，其安置於該第一線性偏光器與該第二線性偏光器之間。
  46. 如請求項44之光學計量工具，其中該第一照明源及該至少一個額外照明源中之至少一者包括：一或多個雷射。
  47. 如請求項44之光學計量工具，其中該第一照明源及該至少一個額外照明源中之至少一者包括：一或多個發光二極體(LED)。
  48. 如請求項44之光學計量工具，其中該第一照明源及該至少一個額外照明源中之至少一者包括：一或多個寬頻源。
  49. 如請求項44之光學計量工具，其中該第一照明源包含一寬頻源且該至少一個額外照明源包含一窄頻源，其中該寬頻源之脈衝與該窄頻源之脈衝時間交錯。
  50. 如請求項44之光學計量工具，其中該第一照明源、該至少一個額外照明源、該偵測器、該組照明光學器件及該組收集光學器件係以一反射量測術幾何結構、一散射量測術幾何結構及一橢偏量測術幾何結構中之至少一者組態。
  51. 如請求項44之光學計量工具，其中該偵測器包括：一CCD陣列、一CMOS陣列、一維光電二極體陣列、一個二維光電二極體陣列中之至少一者。
  52. 如請求項44之光學計量工具，其中該偵測器與該照明控制系統同步。
  53. 如請求項44之光學計量工具，其進一步包括：一光譜監測系統，其經組態以監測該第一照明源及該至少一個額外照明源中之至少一者之照明之一或多個光譜特性，該光譜監測系統進一步經組態以將指示該第一照明源及該至少一個額外照明源中之至少一者之照明之一或多個光譜特性之一信號傳輸至該照明控制系統。
  54. 一種光學計量工具，其包括：一可調變泵激源，其經組態以產生照明光束；一電漿單元，該電漿單元包含用於含有一體積之氣體之一泡殼；一組光學元件，其經組態以塑形該照明光束並將來自 該可調變泵激源之該照明光束聚焦至該體積之氣體中以便在該體積之氣體內維持一電漿；一組照明光學器件，其經組態以將來自該電漿單元之該照明光束引導至一樣本之表面；一組收集光學器件；一偵測器，其經組態以偵測自一樣本之一表面發出之照明之至少一部分，其中該組收集光學器件經組態以將來自該樣本之該表面之照明引導至該偵測器；一泵激控制系統，其通信耦合至該可調變泵激源，其中該泵激控制系統經組態而以一選定調變頻率調變該可調變泵激源之一驅動電流以便產生容納在該電漿單元內之該電漿內之時變特性。
  55. 如請求項54之光學計量工具，其中該可調變泵激源包括：一或多個雷射。
  56. 如請求項54之光學計量工具，其中該等時變特性包括：時變熱分佈。
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