配备有经调制照射源的光学计量工具制造技术

本发明专利技术可包含：可调制照射源，其经配置以照射安置于样本载台上的样本的表面；检测器，其经配置以检测从所述样本的表面发出的照射；照射光学器件，其经配置以将来自所述可调制照射源的照射引导到所述样本的所述表面；收集光学器件，其经配置以将来自所述样本的所述表面的照射引导到所述检测器；及调制控制系统，其通信地耦合到所述可调制照射源，其中所述调制控制系统经配置而以适于产生具有选定相干特征长度的照射的选定调制频率调制所述可调制照射源的驱动电流。另外，本发明专利技术包含多个光源的输出的时间循序交错以产生供在多波长时间循序光学计量中使用的周期性脉冲串。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】配备有经调制照射源的光学计量工具
本专利技术一股来说涉及一种用于光学计量的方法及系统，且特定来说，涉及一种用于具有经时间调制照射源的光学计量的方法及系统。
技术介绍
随着对不断缩小的半导体装置特征的需求不断增加，对经改进光学计量技术的需求将也不断增加。光学计量技术可包含临界尺寸(⑶)计量、薄膜厚度及组成计量以及重叠计量。可利用包含基于散射测量术的光学系统、基于反射测量术的光学系统、基于椭偏测量术的光学系统及基于光谱测量术的光学系统的多种光学架构来实施这些光学计量技术。通常，光学计量系统利用以恒定电流或以恒定光输出模式操作的光源以便确保系统的光学稳定性以及使噪声水平保持在容许限制内。在其中实施相干光源的光学计量情景中，相干伪影(例如，从重复图像(即，“重影”)产生的干涉条纹，及斑点)的产生是给定光学计量工具的操作中的显著关注点。由于基于激光的照射源的大相干长度，最小化相干伪影的影响可具挑战性。相干伪影表现在其中所利用照射的相干长度(通常为IOOm或IOOm以上)大于计量工具的光反射表面之间的距离的光学计量情景中。此类反射表面可包含透镜、分束器、光纤等。在此情形中，主光束将相长干涉来自寄生光束的照射，从而导致重影诱发的干涉条纹的产生。干涉贡献可增长到如此程度以致其拥有主光束的相同数量级的强度值，借此严重妨碍给定光学计量工具的可用性。另外，一些计量应用需要发射不同波长的光的多个照射源的时间定序强度控制。现有技术利用各种光学机械及电光装置(例如，快门、声光装置、泡克耳斯盒(Pockel’ scell)等)来实现时间定序强度控制。现有技术使用此类装置来控制多个照射源的时间定序可导致减小的稳定性及可重复性。因此，纠正现有技术的不足且提供一种用于减轻光学计量情景中的相干伪影及额外噪声源的效应的系统及方法将是有利的。另外，产生一种提供用于多波长光学计量应用的多波长照射源输出的时间定序的高效手段的系统及方法将是有利的。
技术实现思路
本专利技术揭示一种光学计量工具。在一个方面中，所述光学计量工具可包含，但不限于:可调制照射源，其经配置以照射安置于样本载台上的样本的表面；一组照射光学器件，其经配置以将来自所述经调制照射源的照射引导到所述样本的所述表面；一组收集光学器件；检测器，其经配置以检测从所述样本的表面发出的照射的至少一部分，其中所述组收集光学器件经配置以将来自所述样本的所述表面的照射引导到所述检测器；及调制控制系统，其通信地耦合到所述可调制照射源，其中所述调制控制系统经配置而以适于产生具有选定相干特征的照射的选定调制频率调制所述可调制照射源的驱动电流。在另一方面中，所述光学计量工具可包含，但不限于:第一照射源，其经配置以产生第一波长的照射；至少一个额外照射源，其经配置以产生额外波长的照射，所述额外波长不同于所述第一波长，所述第一照射源及所述至少一个额外照射源经配置以照射安置于样本载台上的样本的表面；一组照射光学器件，其经配置以将来自所述第一照射源及所述至少一个额外照射源的所述第一波长的照射及所述至少一个额外波长的照射引导到所述样本的所述表面；一组收集光学器件；检测器，其经配置以检测从所述样本的表面发出的照射的至少一部分，其中所述组收集光学器件经配置以将从所述样本的所述表面发出的照射引导到所述检测器；及调制控制系统，其通信地耦合到所述第一照射源及所述至少一个额外照射源，其中所述调制控制系统经配置以调制所述第一照射源的驱动电流以便产生所述第一波长的第一照射波形，其中所述调制控制系统经配置以调制所述至少一个额外照射源的驱动电流以便产生所述额外波长的额外照射波形，其中所述第一照射波形的脉冲与所述额外照射波形的至少若干脉冲时间交错，所述第一照射波形及所述额外照射波形具有选定波形频率。在另一方面中，所述光学计量工具可包含，但不限于:第一照射源，其经配置以产生第一波长的照射；至少一个额外照射源，其经配置以产生额外波长的照射，所述额外波长不同于所述第一波长，所述第一照射源及所述至少一个额外照射源经配置以照射安置于样本载台上的样本的表面；一组照射光学器件，其经配置以将来自所述第一照射源及所述至少一个额外照射源的所述第一波长的照射及所述至少一个额外波长的照射引导到所述样本的所述表面；一组收集光学器件；检测器，其经配置以检测从所述样本的表面发出的照射的至少一部分，其中所述组收集光学器件经配置以将从所述样本的所述表面发出的照射引导到所述检测器；第一照射切换装置，其光学耦合到所述第一照射源，其中所述第一照射切换装置经配置以控制所述第一波长的所述照射的发射强度；至少一个额外照射切换装置，其光学耦合到所述至少一个额外照射源，其中所述至少一个额外照射切换装置经配置以控制所述额外波长的所述照射的发射强度；及照射控制系统，其通信地耦合到所述第一照射切换装置及所述至少一个额外切换装置，其中所述照射控制系统经配置以通过控制所述照射切换装置的一或多个特性而调制所述第一波长的所述照射的发射强度及所述额外波长的所述照射的发射强度。在另一方面中，所述光学计量工具可包含，但不限于:可调制泵激源，其经配置以产生照射光束；等离子单元，所述等离子单元包含用于含纳一体积的气体的泡壳；一组光学元件，其经配置以对所述照射光束进行整形并将来自所述可调制泵激源的所述照射光束聚焦到所述体积的气体中以便在所述体积的气体内维持等离子；一组照射光学器件，其经配置以将来自所述等离子单元的所述照射光束引导到样本的表面；一组收集光学器件；检测器，其经配置以检测从样本的表面发出的照射的至少一部分，其中所述组收集光学器件经配置以将来自所述样本的所述表面的照射引导到所述检测器；泵控制系统，其通信地耦合到所述可调制泵激源，其中所述泵控制系统经配置而以选定调制频率调制所述可调制泵激源的驱动电流以便在含纳于所述等离子单元内的所述等离子内产生时变特性。应理解，前述大体描述及以下详细描述两者均仅为示范性及解释性且未必限制如所主张的本专利技术。并入于本说明书中且构成本说明书的一部分的附图图解说明本专利技术的实施例，且与所述大体描述一起用于解释本专利技术的原理。【附图说明】所属领域的技术人员可通过参考附图来更好地理解本专利技术的众多优点，附图中:图1图解说明根据本专利技术的一个实施例的具有一或多个经调制照射源的光学计量工具的闻级框图视图。图2A图解说明根据本专利技术的一个实施例的具有一或多个经调制照射源的基于反射测量术的光学计量工具的高级示意图。图2B图解说明根据本专利技术的一个实施例的具有一或多个经调制照射源的基于椭偏测量术的光学计量工具的高级示意图。图3图解说明根据本专利技术的一个实施例的在具有照射源调制及不具有照射源调制的情况下强度光谱的概念图。图4A图解说明根据本专利技术的一个实施例的配备有各自具有不同波长的多个照射源的光学计量系统的高级示意图。图4B图解说明根据本专利技术的一个实施例的各自具有不同波长的多个照射源的交错脉冲串输出的概念图。图5图解说明根据本专利技术的一个实施例的配备有各自具有不同波长的多个照射源借此经由强度切换装置来控制强度的的光学计量系统的高级示意图。图6图解说明根据本专利技术的一个实施例的配备有光谱监视装置的光学计量工具的闻级不意图。图7A图解说明根据本专利技术的一个实施例的具有经调制泵激源的基于激光泵激的等离子的光学计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学计量工具，其包括：可调制照射源，其经配置以照射安置于样本载台上的样本的表面；一组照射光学器件，其经配置以将来自所述经调制照射源的照射引导到所述样本的所述表面；一组收集光学器件；检测器，其经配置以检测从所述样本的表面发出的照射的至少一部分，其中所述组收集光学器件经配置以将来自所述样本的所述表面的照射引导到所述检测器；及调制控制系统，其通信地耦合到所述可调制照射源，其中所述调制控制系统经配置而以适于产生具有选定相干特征的照射的选定调制频率调制所述可调制照射源的驱动电流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.10.11 US 61/545,965;2012.10.10 US 13/648,7681.一种光学计量工具，其包括: 可调制照射源，其经配置以照射安置于样本载台上的样本的表面； 一组照射光学器件，其经配置以将来自所述经调制照射源的照射引导到所述样本的所述表面； 一组收集光学器件； 检测器，其经配置以检测从所述样本的表面发出的照射的至少一部分，其中所述组收集光学器件经配置以将来自所述样本的所述表面的照射引导到所述检测器；及 调制控制系统，其通信地耦合到所述可调制照射源，其中所述调制控制系统经配置而以适于产生具有选定相干特征的照射的选定调制频率调制所述可调制照射源的驱动电流。2.根据权利要求1所述的光学计量工具，其中适于产生具有选定相干特征的照射的所述调制频率包括: 适于产生具有选定条纹可见度曲线的照射的调制频率。3.根据权利要求2所述的光学计量工具，其中适于产生具有选定条纹可见度曲线的照射的所述调制频率包括: 适于产生具有适于实现低于选定容限水平的相干伪影的条纹可见度曲线的照射的调制频率。4.根据权利要求2所述的光学计量工具，其中所述选定条纹可见度曲线经配置以抑制具有高于选定水平的强度的干涉条纹的产生。5.根据权利要求2所述的光学计量工具，其中所述选定条纹可见度曲线包含以不同于所述光学计量工具的特性光学路径长度的距离定位的一组强度峰值。6.根据权利要求5所述的光学计量工具，其中所述光学计量工具的所述特性光学路径长度包括: 所述光学计量工具的第一反射表面与所述光学计量工具的第二反射表面之间的距离。7.根据权利要求2所述的光学计量工具，其中所述选定条纹可见度曲线实质上不同于处于未调制状态的所述照射源的条纹可见度曲线。8.根据权利要求1所述的光学计量工具，其中适于产生具有选定相干特征的照射的所述调制频率包括: 适于产生具有低于选定长度的相干长度的照射的调制频率。9.根据权利要求8所述的光学计量工具，其中所述选定长度包括: 所述光学计量工具的特性光学路径长度。10.根据权利要求9所述的光学计量工具，其中所述光学计量工具的所述特性光学路径长度包括: 所述光学计量工具的第一反射表面与所述光学计量工具的第二反射表面之间的距离。11.根据权利要求8所述的光学计量工具，其中所述选定长度包括: 处于未调制状态的所述可调制照射源的相干长度。12.根据权利要求1所述的光学计量工具，其中所述光学计量工具经配置以执行临界尺寸计量、薄膜计量及重叠计量中的至少一者。13.根据权利要求1所述的光学计量工具，其中所述照射源包括: 一或多个激光器。14.根据权利要求13所述的光学计量工具，其中所述一或多个激光器包括: 一或多个半导体二极管激光器。15.根据权利要求13所述的光学计量工具，其中所述一或多个激光器包括: 一或多个二极管泵激固态激光器。16.根据权利要求13所述的光学计量工具，其中所述一或多个激光器包括: 一或多个超连续谱激光器。17.根据权利要求1所述的光学计量工具，其中所述选定调制频率在射频RF范围内。18.根据权利要求1所述的光学计量工具，其中所述可调制照射源、所述检测器、所述组照射光学器件及所述组收集光学器件以反射测量术几何结构配置。19.根据权利要求18所述的光学计量工具，其中所述可调制照射源、所述检测器、所述组照射光学器件及所述组收集光学器件以角解析反射测量术几何结构及光谱反射测量术几何结构中的至少一者配置。20.根据权利要求1所述的光学计量工具，其中所述可调制照射源、所述检测器、所述组照射光学器件及所述组收集光学器件以散射测量术几何结构配置。21.根据权利要求1所述的光学计量工具，其中所述可调制照射源、所述检测器、所述组照射光学器件及所述组收集光学器件以椭偏测量术几何结构配置。22.根据权利要求1所述的光学计量工具，其中所述检测器包括: CXD阵列、CMOS阵列、一维光电二极管阵列及二维光电二极管阵列中的至少一者。23.根据权利要求1所述的光学计量工具，其中所述检测器与所述控制系统同步。24.根据权利要求1所述的光学计量工具，其进一步包括: 光谱监视系统，其经配置以监视来自所述可调制照射源的照射的一或多个光谱特性，所述光谱监视系统进一步经配置以将指示所述一或多个光谱特性的信号发射到所述控制系统。25.一种光学计量工具，其包括: 第一照射源，其经配置以产生第一波长的照射； 至少一个额外照射源，其经配置以产生额外波长的照射，所述额外波长不同于所述第一波长，所述第一照射源及所述至少一个额外照射源经配置以照射安置于样本载台上的样本的表面； 一组照射光学器件，其经配置以将来自所述第一照射源及所述至少一个额外照射源的所述第一波长的照射及所述至少一个额外波长的照射引导到所述样本的所述表面； 一组收集光学器件； 检测器，其经配置以检测从所述样本的表面发出的照射的至少一部分，其中所述组收集光学器件经配置以将从所述样本的所述表面发出的照射引导到所述检测器；及 调制控制系统，其通信地耦合到所述第一照射源及所述至少一个额外照射源，其中所述调制控制系统经配置以调制所述第一照射源的驱动电流以便产生所述第一波长的第一照射波形，其中所述调制控制系统经配置以调制所述至少一个额外照射源的驱动电流以便产生所述额外波长的额外照射波形，其中所述第一照射波形的脉冲与所述额外照射波形的至少若干脉冲时间交错，所述第一照射波形及所述额外照射波形具有选定波形频率。26.根据权利要求25所述的光学计量工具，其中所述第一照射源及所述至少一个额外照射源中的至少一者包括: 一或多个激光器。27.根据权利要求26所述的光学计量工具，其中所述一或多个激光器包括: 一或多个半导体二极管激光器。28.根据权利要求26所述的光学计量工具，其中所述一或多个激光器包括: 一或多个二极管泵激固态激光器。29.根据权利要求25所述的光学计量工具，其中所述第一照射源及所述至少一个额外照射源中的至少一者包括: 一或多个发光二极管LED。30.根据权利要求25所述的光学计量工具，其中所述第一照射源及所述至少一个额外照射源中的至少一者包括: 一或多个宽带源。31.根据权利要求30所述的光学计量工具，其进一步包括: 一或多个光谱滤光器，其经配置以过滤所述一或多个宽带源的输出。32.根据权利要求25所述的光学计量工具，其中所述第一照射源包含宽带源且所述至少一个额外照射源包含窄带源，其中所述宽带源的脉冲与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈·V·谢卡格罗瓦，劳伦斯·D·罗特，戴维·Y·王，安德烈·韦尔德曼，凯文·彼得林茨，格雷戈里·布雷迪，德里克·萨乌夫尼斯，
申请(专利权)人：科磊股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US