[发明专利]配备有经调制照射源的光学计量工具

说明书

技术领域

本发明一般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。

背景技术

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(CD)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100m或100m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’s cell)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。

发明内容

本发明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。