TW202548234A - 使用傾斜照明在接合樣品計量中之高對比度成像 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種用於暗場成像之照明系統，其可包含：一或多個照明源，其提供具有一第一空間輪廓之時間非相干光；及兩個或更多個透鏡總成，其等經組態以將來自該一或多個照明源之該光作為兩個或更多個照明光束沿一成像子系統之一物鏡外部之光學路徑引導至一埋入標靶。該兩個或更多個照明光束可在該埋入標靶處完全重疊以提供一共同照明場。該等透鏡總成限制該等照明光束之數值孔徑以防止該等照明光束之鏡面反射進入該物鏡。該兩個或更多個透鏡總成之一各自透鏡總成包含一均質器以規定該兩個或更多個照明光束之一各自照明光束具有一第二空間輪廓，根據一選定度量，該第二空間輪廓具有高於該第一空間輪廓之空間均勻性。

Description

使用傾斜照明在接合樣品計量中之高對比度成像

本發明大體上係關於接合樣品計量且，更特定言之，本發明係關於接合樣品中之特徵之高對比度成像。

許多現代半導體裝置由亦可稱作接合樣品之堆疊樣品(例如晶圓、晶粒或其類似者)形成。在製造此等裝置期間，提供埋入特徵之準確成像係至關重要的。然而，當前技術(諸如(但不限於)標準明場成像)在對埋入特徵成像時歸因於自一接合樣品之一頂面之顯著反射及/或樣品中之吸收而遭受低對比度的困擾。因此，需要開發解決上述缺點之系統及方法。

在實施例中，本文所描述之技術係關於一種暗場成像系統，其包含：一成像子系統，其包含一物鏡及經組態以對一樣品之一體積內之一埋入標靶成像之一偵測器；一照明子系統，其包含提供具有一第一空間輪廓之光之一或多個照明源；及兩個或更多個透鏡總成，其等經組態以將來自該一或多個照明源之該光作為兩個或更多個照明光束沿該物鏡外部之光學路徑引導至該埋入標靶，其中該兩個或更多個照明光束在該埋入標靶處完全重疊以提供一共同照明場， 其中該兩個或更多個透鏡總成限制該兩個或更多個照明光束之數值孔徑以防止該兩個或更多個照明光束之鏡面反射進入該物鏡，其中該兩個或更多個透鏡總成之一各自透鏡總成包含一均質器以規定根據一選定度量，該兩個或更多個照明光束之一各自照明光束具有高於該第一空間輪廓之空間均勻性之一第二空間輪廓；及一控制器，其通信地耦合至該偵測器，該控制器包含經組態以執行程式指令之一或多個處理器，該等程式指令引起該一或多個處理器自該偵測器接收該埋入標靶之一或多個影像；且基於該一或多個影像而產生該樣品之一或多個量測。

在實施例中，本文所描述之技術係關於一種暗場成像系統，其中該一或多個照明源之一各自照明源包含一裸發光二極體(LED)，其中該兩個或更多個透鏡總成之一各自透鏡總成包含一視場光闌，其中該各自透鏡總成中之該均質器在該視場光闌處提供該第二空間輪廓；及一投影透鏡，其用於將該視場光闌成像至該埋入標靶上以提供該兩個或更多個照明光束之一各自照明光束。

在實施例中，本文所描述之技術係關於一種暗場成像系統，其中該各自透鏡總成中之該均質器包含一波導。

在實施例中，本文所描述之技術係關於一種暗場成像系統，其中該波導包含一密封波導。

在實施例中，本文所描述之技術係關於一種暗場成像系統，其中該波導包含一多模波導。

在實施例中，本文所描述之技術係關於一種暗場成像系統，其中該視場光闌包含一孔徑。

在實施例中，本文所描述之技術係關於一種暗場成像系統，其中該視場光闌位於該均質器之一輸出面處。

在實施例中，本文所描述之技術係關於一種暗場成像系統，其中該視場光闌及該均質器之該輸出面傾斜以滿足一賽因福祿(Scheimpflug)條件，其中該投影透鏡將該視場光闌成像至具有與該埋入標靶共面之一影像平面之該埋入標靶上。

在實施例中，本文所描述之技術係關於一種暗場成像系統，其中該各自透鏡總成進一步包含位於該投影透鏡之一後焦平面處之一孔徑光闌，其中該各自照明光束係遠心的以提供跨該共同照明場之均勻入射角。

在實施例中，本文所描述之技術係關於一種暗場成像系統，其中該一或多個照明源提供空間相干光，其中該照明子系統包含兩個或更多個光纖以將該空間相干光耦合至該兩個或更多個透鏡總成。

在實施例中，本文所描述之技術係關於一種暗場成像系統，其中該一或多個照明源之至少一者包含一超發光二極體。

在實施例中，本文所描述之技術係關於一種暗場成像系統，其中該兩個或更多個光纖之至少一者係一多模光纖。

在實施例中，本文所描述之技術係關於一種暗場成像系統，其中該多模光纖具有一矩形、一方形或一六邊形芯之至少一者。

在實施例中，本文所描述之技術係關於一種暗場成像系統，其中該兩個或更多個透鏡總成之一各自透鏡總成包含：一準直透鏡，其經組態以自該兩個或更多個光纖之一相關聯光纖收集光；及兩個包威爾(Powell)透鏡，其中頂點相對於彼此旋轉90度。

在實施例中，本文所描述之技術係關於一種暗場成像系統，其中該各自透鏡總成進一步包含在該兩個包威爾透鏡之後之一額外準直透鏡。

在實施例中，本文所描述之技術係關於一種暗場成像系統，其中該各自透鏡總成進一步包含在該兩個包威爾透鏡之後之一視場光闌。

在實施例中，本文所描述之技術係關於一種暗場成像系統，其中該一或多個處理器經進一步組態以執行程式指令，該等程式指令引起該一或多個處理器在無需該樣品之情況下接收一暗參考影像；在該埋入標靶之一深度處接收該樣品之一平面之一亮參考影像，其中該埋入標靶位於該亮參考影像之一圖框外部；且基於該亮參考影像及該暗參考影像而產生一自然均勻性校準(NUC)參考影像。

在實施例中，本文所描述之技術係關於一種暗場成像系統，其中基於該一或多個影像而產生該樣品之該一或多個量測包含自該一或多個影像減去該NUC參考影像以形成該一或多個校準影像；及基於該一或多個校準影像而產生該一或多個量測。

在實施例中，本文所描述之技術係關於一種暗場成像系統，其中該選定度量包含跨該共同照明場上之強度之一標準差或一方差之至少一者。

在實施例中，本文所描述之技術係關於一種暗場成像系統，其中該一或多個量測包含一計量量測、一檢驗量測或一對準量測之至少一者。

在實施例中，本文所描述之技術係關於一種照明系統，其包含：一或多個照明源，其提供具有一第一空間輪廓之時間非相干光；及兩個或更多個透鏡總成，其等經組態以將來自該一或多個照明源之該光作為兩個或更多個照明光束沿一成像子系統之一物鏡外部之光學路徑引導至一埋入標靶，其中該兩個或更多個照明光束在該埋入標靶處完全重疊以提供一共同照明場， 其中該兩個或更多個透鏡總成限制該兩個或更多個照明光束之數值孔徑以防止該兩個或更多個照明光束之鏡面反射進入該物鏡，其中該兩個或更多個透鏡總成之一各自透鏡總成包含一均質器以規定根據一選定度量，該兩個或更多個照明光束之一各自照明光束具有高於該第一空間輪廓之空間均勻性之一第二空間輪廓。

在實施例中，本文所描述之技術係關於一種照明系統，其中該選定度量包含跨該共同照明場之強度之一標準差或一方差之至少一者。

在實施例中，本文所描述之技術係關於一種暗場成像方法，其包含使用一照明子系統，使用兩個或更多個照明光束照明一樣品之一體積內之一埋入標靶，其中該照明子系統包含：一或多個照明源，其提供具有一第一空間輪廓之時間非相干光；及兩個或更多個透鏡總成，其等經組態以將來自該一或多個照明源之該光作為兩個或更多個照明光束沿包含一物鏡及一偵測器之一成像子系統之一物鏡外部之光學路徑引導至該埋入標靶，其中該兩個或更多個照明光束在該埋入標靶處完全重疊以提供一共同照明場， 其中該兩個或更多個透鏡總成限制該兩個或更多個照明光束之數值孔徑以防止該兩個或更多個照明光束之鏡面反射進入該物鏡，其中該兩個或更多個透鏡總成之一各自透鏡總成包含一均質器以規定根據一選定度量，該兩個或更多個照明光束之一各自照明光束具有高於該第一空間輪廓之空間均勻性之一第二空間輪廓；自該偵測器產生該埋入標靶之一或多個影像；及基於該一或多個影像而產生該樣品之一或多個量測。

在實施例中，本文所描述之技術係關於一種暗場成像方法，其進一步包含在無需該樣品之情況下產生一暗參考影像；在該埋入標靶之一深度處產生該樣品之一平面之一亮參考影像，其中該埋入標靶在該亮參考影像之一圖框外部；及基於該亮參考影像及該暗參考影像而產生一自然均勻性校準(NUC)參考影像。

在實施例中，本文所描述之技術係關於一種暗場成像方法，其中基於該一或多個影像而產生該樣品之該一或多個量測包含自該一或多個影像減去該NUC參考影像以形成一或多個校準影像；及基於該一或多個校準影像而產生該一或多個量測。

在實施例中，本文所描述之技術係關於一種暗場成像方法，其中該一或多個量測包含一度量量測、一檢驗量測或一對準量測之至少一者。

應理解，前述一般描述及以下詳細描述兩者均僅係例示性及解釋性且不一定限制所主張之發明。併入且構成說明書之一部分之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。

現將詳細參考繪示於附圖中之所揭示之標的物。本發明已相對於其某些實施例及具體特徵特別展示及描述。本文所闡述之實施例被視為繪示性而非限制性。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進行形式及細節之各種改變及修改。

本發明之實施例係針對提供一樣品中之埋入特徵之高對比度成像之系統及方法。本文經審慎考慮，歸因於來自樣品之一頂面之鏡面反射及/或所關注之特徵上方(例如，所關注之特徵與一成像設備之間)之材料對光之吸收，埋入特徵之高對比度成像可具有挑戰性。

在實施例中，一量測工具包含經組態以對一樣品中之埋入特徵成像之一成像設備及提供多方向傾斜照明(例如環形照明、正交照明、偶極照明或其類似者)之一照明設備，其具有經調整以防止鏡面反射由成像設備收集之一受控角度輪廓。以此方式，可實現埋入特徵之高對比度成像。

越來越期望在樣品之一頂面被拋光及/或所關注之特徵埋入吸收材料之層下方之狀況下對樣品之一體積內之特徵成像。作為一非限制性說明，許多現代半導體製造系統利用接合樣品技術，其中多個組件(例如晶圓及/或晶粒)接合在一起。例如，一樣品可由兩個接合晶圓(晶圓至晶圓(W2W))、兩個接合晶粒(晶粒至晶粒(D2D))或接合至一晶圓之一晶粒(D2W)形成。

作為說明，通常期望對位於此等接合組件之間的介面處或附近之標靶成像。例如，接合樣品可包含計量標靶(諸如(但不限於)疊對標靶)以促進接合組件之間的配準量測。作為另一實例，接合樣品可包含對準標靶以促進跨樣品之空間導引(例如促進精確導引至用於量測之計量標靶)。在任一情況下，此等標靶通常埋入通常在一個側上摻雜及拋光之大量半導體材料(例如厚度高達數百微米)下面。例如，一接合樣品之一頂面可對應於一晶粒或一晶圓之一背面。此外，摻雜半導體通常吸收用於成像系統中之光。

因此，使用典型成像系統可嚴重限制影像對比度。例如，典型穿過透鏡(TTL)明場成像(其中一共同物鏡用於照明及收集兩者)可歸因於來自樣品之一頂面之大量鏡面反射而遭受低對比度之困擾，其可淹沒來自所關注之埋入特徵之光。作為另一實例，暗場TTL成像可避免鏡面反射，但可遭受有限收集數值孔徑(NA)之困擾，因為大部分NA由照明光束使用且因此不可用於收集。作為另一實例，使用典型LED照明(例如一典型LED環形照明器)之透鏡外(OTL)照明(例如其中不同光學器件用於照明及收集)可遭受不良角度均勻性及/或一些鏡面反射之困擾，特別係當與一非遠心成像系統一起使用時。

本文經審慎考慮，可使用多向透鏡外(OTL)照明以高對比度對埋入特徵成像，其中選擇一角度分佈以防止自樣品之頂面收集鏡面反射。此外，當照明跨一照明場具有一一致角度分佈使得來自不同方向之照明之相對貢獻跨照明場一致時，可實現一高影像均勻性。以此方式，可增加跨一照明場之照明密度以改良對比度(例如藉由改良與所關注之特徵相關聯之一信噪比)同時避免鏡面反射之負面影響。即使存在微小程序變動(例如成像期間樣品高度之變動及/或歸因於一製造程序中之變動之樣品性質之變動)，跨一照明場之光之一均勻角度分佈亦可有益地促進埋入特徵之穩健高對比度成像而無偽影。

現參考圖1A至圖8，更詳細描述根據本發明之一或多個實施例之基於含跨一照明場之光之一一致角分佈之多向照明而提供一樣品中之埋入特徵之高對比度成像之系統及方法。

圖1A係根據本發明之一或多個實施例之一量測系統100之一概念圖。

在實施例中，量測系統100包含具有經組態以對一樣品108之體積內之至少一個埋入標靶106成像之一偵測器104之一成像子系統102，且進一步包含之一照明子系統110，經組態以使用具有經調整以防止鏡面反射進入成像子系統102之受控角度分佈之多個照明光束112照明埋入標靶106。以此方式，量測系統100可基於來自埋入標靶106之繞射或散射光提供埋入標靶106之暗場影像，其在本文中稱作收集光114。

本文經審慎考慮，可透過對照明光束112之性質之嚴格控制來實現一埋入標靶106之影像對比度，該等性質包含(但不限於)一照明場大小、一照明場位置、一照明數值孔徑(NA)、跨照明場之所有照明光束112之一空間均勻性及跨照明場之所有照明光束112之一角度均勻性。

特定言之，對照明NA之嚴格控制使得能夠以排除由成像子系統102捕捉鏡面反射之角度照明。對照明場大小及位置之嚴格控制進一步提供高照明密度及對由照明子系統110提供之光之有效利用。因此，在實施例中，照明子系統110可將照明光束112引導至樣品108之體積內之一共同照明場以提供高照明密度。

本文經進一步審慎考慮，可藉由提供沿一照明場具有一一致角度分佈之多向照明來實現跨一影像之均勻影像對比度使得來自各種照明光束112之強度之一比例跨照明場恒定。特定言之，此一組態提供來自埋入標靶106之一一致回應，而不管埋入標靶106之定向或設計為何。在實施例中，藉由跨一照明場提供來自各照明光束112之一均勻照明分佈而實現跨一照明場之一一致角度分佈。

在另一實施例中，量測系統100包含通信地耦合至量測系統100之一控制器116。控制器116可經組態以指導成像子系統102基於一或多個選擇之方案產生暗場影像。控制器116可經進一步組態以自成像子系統102接收資料，包含(但不限於)暗場影像。另外，控制器116可經組態以基於所獲取之暗場影像來判定與一疊對標靶相關聯之疊對。

在另一實施例中，控制器116包含一或多個處理器118。例如，一或多個處理器118可經組態以執行維持在一記憶體120或記憶體裝置中之一組程式指令。一控制器116之一或多個處理器118可包含本技術中已知之任何處理元件。在此意義上，一或多個處理器118可包含經組態以執行演算法及/或指令之任何微處理器類型之裝置。此外，記憶體120可包含適合於儲存可由相關聯之一或多個處理器118執行之程式指令之本技術中已知之任何儲存媒體。例如，記憶體120可包含一非暫時性記憶體媒體。作為一額外實例，記憶體120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、一固態驅動器及其類似者。應進一步注意記憶體120可與一或多個處理器118一起容置於一共同控制器外殼中。

圖2A至圖2C描繪適合於由量測系統100成像之一埋入標靶106之各種非限制性實例。

樣品108可包含具有一埋入標靶106之任何類型之物件或材料。在一些實施例中，樣品108包含由一半導體或非半導體材料(例如一晶圓或其類似者)形成之一或多個基板。例如，一半導體或非半導體材料可包含(但不限於)單晶矽、砷化鎵及磷化銦。樣品108可包含一或多個層。例如，此等層可包含(但不限於)一抗蝕劑、一介電材料、一導電材料及一半導體材料。許多不同類型之此等層在本技術中係已知，且術語樣品108 (如本文所使用)意欲涵蓋其上可形成所有類型之此等層之一物件。形成於一樣品108上之一或多個層可經圖案化或未經圖案化。例如，樣品108可包含各具有可重複圖案化特徵之複數個晶粒。此等材料層之形成及處理可最終形成完整裝置。許多不同類型之裝置可形成於樣品108上，且術語樣品108 (如本文所使用)意欲包含在其上製造本技術中已知之任何類型裝置之任何物件。

埋入標靶106可位於樣品108中之任何深度處。在一些實施例中，埋入標靶106位於安置於一基板上之一或多個樣品層下方。在一些實施例中，樣品108係由兩個或更多個接合基板形成之一接合樣品。在此組態中，埋入標靶106可包含與基板之任一者相關聯之層上之特徵。

圖2A係根據本發明之一或多個實施例之一接合樣品108之一側視圖。特定言之，圖2A描繪具有一或多個第一基板層204之一第一基板202及具有一或多個第二基板層208之一第二基板206，連同接合部分之間的一介面210。圖2A進一步描繪第一基板層204中之圖案化第一基板特徵212及第二基板層208中之第二基板特徵214。圖2A中之接合樣品108通常可對應於一W2W樣品108、一D2D樣品108或一D2W樣品108。然而，應理解，圖2A僅為了說明之目的而提供且不應被解譯為限制。確切而言，埋入標靶106可在一樣品108之任何層上或更一般而言在樣品108之體積內之任何位置包含任何數目之特徵。此外，一樣品108可包含在第一基板特徵212與第二基板特徵214之任何者之間及/或此等特徵與各自基板之間的任何數目之中間層。

在一些實施例中，一埋入標靶106包含裝置特徵(例如當完全形成時可為一裝置之部分之經圖案化特徵)。在一些實施例中，一埋入標靶106包含經設計以由量測系統100為了一特定目的成像之專用特徵。例如，一埋入標靶106可包含形成一對準標靶之特徵，其可適合於在接合之後將樣品座標校準至卡盤座標，用於在接合之前對準第一基板202及第二基板206，或用於任何其他適合目的。作為另一實例，一埋入標靶106可包含形成一疊對標靶之特徵，其可適合於第一基板特徵212與第二基板特徵214之間的配準量測。例如，一疊對標靶可用於判定接合基板之間的配準誤差。使用圖2A作為說明，配準量測(例如，第一基板層204上之第一基板特徵212與第二基板層208上之第二基板特徵214之間的疊對量測)可用於評估一接合程序。在另一實例中，一疊對標靶可用於判定不同第一基板層204上之特徵之間及/或不同第二基板層208上之特徵之間的配準誤差。

圖2B至圖2C提供根據本發明之一或多個實施例之一埋入標靶106之設計之非限制性圖示。

圖2B係根據本發明之一或多個實施例之一埋入標靶106之一第一設計之一俯視圖。在圖2B中，第一基板特徵212包含一十字形特徵且第二基板特徵214包含一箱形特徵。此一設計可特別適於(但不限於)用作為一對準標靶。

圖2C係根據本發明之一或多個實施例之一埋入標靶106之一第二設計之一俯視圖。在圖2B中，第一基板特徵212及第二基板特徵214各包含週期性特徵。應注意，儘管第一基板特徵212及第二基板特徵214在圖2C中被描繪為具有不同週期，但此僅係繪示性而非限制性。另外，特徵之任何者之數目及定向亦僅係繪示性而非限制性。此一設計可特別適於(但不限於)用作為一疊對標靶。此外，圖2C中所繪示之設計可特徵化為一高級成像計量(AIM)標靶。

現參考圖1B及圖3至圖5，更詳細地描述根據本發明之一或多個實施例之利用高度受控照明光束112之成像。

圖1B係根據本發明之一或多個實施例之量測系統100之一簡化示意圖。

在實施例中，成像子系統102包含經組態以在一偵測器104上產生一埋入標靶106之一影像(例如一暗場影像)之各種組件。例如，成像子系統102可包含一物鏡122以收集收集光114。成像子系統102可進一步包含一或多個成像透鏡124以操縱收集光114且在偵測器104上提供埋入標靶106之影像。作為說明，儘管未明確展示，但成像透鏡124可中繼一或多個場平面及/或光瞳平面。成像子系統102可進一步包含一或多個成像光學組件126以操縱收集光114，諸如(但不限於)一或多個濾光器、一或多個偏光器、一或多個光束阻擋器或一或多個分束器。成像光學組件126可位於任何適合位置處，包含(但不限於)場及/或光瞳平面。成像透鏡124及成像光學組件126可一起操縱收集光114以提供埋入標靶106之一所要暗場影像。

照明子系統110可包括任何數目或類型之照明源128以產生與一或多個與照明光束112相關聯之光。在實施例中，一照明源128包含一或多個LED，其等可提供時間及空間不相干之光。在實施例中，一照明源128包含一超發光二極體(SLD )，其可提供時間不相干但空間相干之光。在實施例中，照明源128包含一雷射持續電漿(LSP)源。例如，照明源128可包哈(但不限於)當由一雷射源激發成一電漿狀態時可發射寬頻照明之一LSP燈、一LSP燈泡或適合於收容一或多個元件之一LSP室。在實施例中，照明源128包含一燈源。例如，照明源128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。

照明光束112可包含任何所要光譜內容。例如，照明光束112可包含任何光譜範圍內之波長，諸如(但不限於)一紫外光譜範圍、一可見光譜範圍、一紅外(IR)光譜範圍、一短波紅外(SWIR)光譜範圍、一近IR光譜範圍、一中IR光譜範圍或一遠IR光譜範圍。此外，照明光束112可具有任何頻寬。以此方式，照明光束112可特徵化為白光、寬頻光、超連續光譜光或窄頻光。

在一些實施例中，由照明子系統110提供之照明光束112在時間及/或空間上係不相干，其可避免在所產生影像中出現不期望散斑圖案。本文中應認識到，光之相干性可由時間或空間尺度之特性特徵化，超過時間或空間尺度，干涉通常被視為可忽略。以此方式，術語非相干光可包含具有經選擇以防止對樣品108及/或一偵測器104之干擾(至少在選定公差內)之時間及/或空間尺度之一特性。

在實施例中，量測系統100包含一平移台130以相對於照明子系統110及/或成像子系統102固定及定位一埋入標靶106。平移台130可包含任何數目或類型之致動器，包含(但不限於)線性致動器(例如三軸線性致動器)、旋轉致動器或偏斜/傾斜致動器。

在實施例中，照明子系統110包含兩個或更多個透鏡總成132以形成兩個或更多個照明光束112且將兩個或更多個照明光束112引導至一共同照明場。換言之，透鏡總成132可使得照明光束112在樣品108之體積內之埋入標靶106之位置處完全重疊。

在實施例中，透鏡總成132之各者包含一均質器134以均勻化一對應照明光束112之一空間分佈。例如，一均質器134可自具有一第一空間分佈之一照明源128接收光且操縱該光以提供具有不同於第一空間分佈之一第二空間分佈之一照明光束112，其中根據一選定度量，第二空間分佈具有高於第一空間分佈之一空間均勻性。可利用任何適合度量，包含(但不限於)一標準差、一方差或其類似者。

在實施例中，成像子系統102提供具有共同極性入射角(例如自樣品108之一表面法線量測，但不同方位入射角)之兩個或更多個照明光束112。例如，照明子系統110可為照明光束112提供一偶極分佈、一四極分佈或具有任何數目之照明光束112之一環形分佈。作為說明，圖1B描繪以相反方位入射角及共同極性入射角提供對稱照明光束112之兩個照明源128，然而此並不限制照明光束112之數目或定向。

此外，透鏡總成132之各者可限制一對應照明光束112之一數值孔徑。例如，透鏡總成132之各者可限制一對應照明光束112之一數值孔徑，使得對應照明光束112之鏡面反射不進入成像子系統102之物鏡122。以此方式，可防止來自樣品108之一頂面及/或來自埋入標靶106之鏡面反射。在一些實施例中，透鏡總成132被組態在一起使得一角度照明輪廓在一選定公差(例如，標準差、方差等)內跨照明場係恒定。例如，透鏡總成132可提供作為角度之一函數之光之一相對貢獻跨照明場係均勻。換言之，對於照明場中之各位置，兩個或更多個照明光束112之強度之一比例係恒定的。本文經審慎考慮，跨照明場之光之此一均勻角度分佈可減輕由成像子系統102產生之埋入標靶106之一影像中之模糊或角度誘發之變動。

圖3至圖5描繪根據本發明之一或多個實施例之各種暗場成像組態。

暗場成像依賴於由所關注之特徵透過機制(諸如(但不限於)散射或繞射)偏離之光。在一理想暗場成像系統中，通常可藉由增加跨一照明場之照明強度或通量來改良對比度。例如，可藉由增加照明光束112之輸出功率、對於給定功率位準減小一照明場之一大小及/或確保各種照明光束112之照明場之間的高重疊來增加照明場之照明強度或通量及因此增加影像對比度。在一些應用中，可進一步期望跨一照明場提供具有一一致角度分佈之照明，其中各種照明光束112之相對貢獻跨照明場係一致。此一組態可有益地避免具有不同定向之一埋入標靶106之特徵之間的影像不均勻性。

然而，實際系統可遭受可降低影像對比度及/或引入影像不均勻性之非所要信號之困擾。作為說明，圖3係根據本發明之一或多個實施例之傳統環形照明之一簡化示意圖。在圖3中，LED 302之一環放置於物鏡304周圍且將光306投射至一樣品308。如圖3中所描繪，一典型LED照明器可提供具有一相對較大角度分佈之高度發散光306，其可導致樣品308上之一相對較大照明場310。然而，此一組態可導致自樣品108之一頂面312收集一些鏡面反射。例如，圖3描繪由物鏡304收集之與來自樣品308之頂表面312之鏡面反射相關聯之光306之一光線314，其可負面影響埋入特徵之影像對比度，特別係當使用一非遠心成像組態時。

儘管在圖3中未明確展示，但一典型環形照明器內之一典型LED 302亦可跨樣品308上提供光306之一高度不均勻強度(例如一不均勻照明場)。例如，來自一典型LED 302之光在樣品308上可具有一高斯(Gaussian)輪廓。在一些情況下，一典型環形照明器可試圖藉由配置各LED 302之照明場以在樣品308之至少一部分上提供相對均勻總強度之一圖案中僅部分地重疊來減輕來自各LED 302之此場不均勻性。然而，對於某些應用(諸如(但不限於)對準或計量)，此一組態可為非期望。特定言之，跨一樣品308之照明之不良角度均勻性(例如，來自不同角度之個別LED 302之相對強度之變動)可導致具有不同定向之特徵之空間變化影像對比度變動。

圖4A至圖5描繪根據本發明之一或多個實施例之適合於一埋入標靶106之高對比度成像之一照明子系統110之非限制性實例。具體而言，圖4A至圖4C描繪併入裸LED照明源128之組態，其中透鏡總成132經配置以提供具有高空間及角度均勻性之照明光束112，而圖5描繪併入由光纖輸送之一SLD及經配置以提供準直照明光束112之透鏡總成132之一組態。

圖4A係根據本發明之一或多個實施例之照明子系統110之一第一設計之一概念圖。

在實施例中，量測系統100包含經組態以耦合至一均質器134及形成為一孔徑之一視場光闌402之裸LED之兩個或更多個照明源128。在此組態中，一透鏡總成132中之均質器134在透鏡總成132中之一視場光闌402之孔徑中提供光之一空間均勻分佈。更具體而言，均質器134可接收光之第一空間分佈，且在視場光闌402之孔徑處提供比第一空間分佈更均勻之光之一第二空間分佈(例如，基於一標準差度量、一方差度量或任何其他適合度量)。接著，一透鏡總成132可包含經組態以將來自視場光闌402之光投影(例如，成像)至樣品108之體積內之埋入標靶106之一平面之一投影透鏡404。本文經審慎考慮，此一組態可限制各照明光束112內之光之角度分佈(例如，產生一受控角度輪廓)，其可經調整以防止鏡面反射進入成像子系統102且更一般而言促進高對比度成像。

各均質器134可包含適合於均勻化來自一對應照明源128之光之空間分佈之任何組件或組件之組合。在一些實施例中，如圖4A中所描繪，一均質器134包含一密封波導。例如，均質器134可包含經組態以收容來自照明源128之光且將該光引導至頂面312之一玻璃結構(例如一玻璃蓋)。此外，此一密封波導可包含輸入及/或輸出面上之一或多個塗層以提供一所要位準之功率效率。在一些實施例中，一均質器134包含一多模光纖。此一多模光纖可具有任何芯形狀。例如，一多模光纖可具有經組態以促進導引光之空間均勻化之一方形形狀、一矩形形狀、一六邊形或其類似者。在一些實施例中，藉由將視場光闌402放置於距照明源128之一選定距離處來提供均質器134。本文經審慎考慮，此一組態可提供來自照明源128之光之一些空間均勻化，但以一些光損失為代價。然而，在一些應用中，此損失係可接受。

視場光闌402可具有任何大小或組態。在一一般意義上，視場光闌402之一大小(例如，形成視場光闌402之一開口孔徑之一大小)可控制照明場之一大小。因此，與不同透鏡總成132相關聯之視場光闌402可均具有一共同大小以規定對應照明光束112均具有一共同照明場。

在實施例中，視場光闌402位於均質器134之一輸出端。例如，圖4A描繪一種組態，其中視場光闌402位於一密封波導均質器134之一輸出端。類似地，一視場光闌402可位於形成為一多模光纖之一均質器134之一輸出端。

投影透鏡404可包含一或多個透鏡(例如一單透鏡或一複合透鏡總成)或其他適於將視場光闌402作為一照明光束112投影(例如，成像)至樣品108之體積內之埋入標靶106之一平面之聚焦元件。以此方式，與照明場處(例如，在埋入標靶106之一平面處)之一照明光束112相關聯之一光分佈可對應於視場光闌402處之一光分佈。

在實施例中，一透鏡總成132包含一孔徑光闌406以控制一相關聯照明光束112之一數值孔徑(例如一入射角範圍)。例如，一孔徑光闌406可形成為一孔徑，其中孔徑之一大小控制照明光束112之一數值孔徑。在一些應用中，可選擇性地控制孔徑光闌406之開口大小以最小化鏡面反射及/或非期望之散射進入成像子系統102之物鏡122以促進高對比度成像。

在一些實施例中，一照明光束112之入射角係可調整。例如，照明子系統110可包含一角度控制平台136以定位一透鏡總成132或其一部分。此一角度控制平台136可包含一旋轉致動器、一偏斜/傾斜致動器、一線性致動器或其等之任何組合。作為說明，圖4A描繪與各照明源128及相關聯之透鏡總成132相關聯之一角度控制平台136。

圖4B係根據本發明之一或多個實施例之一照明子系統110之一第二設計之一概念圖。除孔徑光闌406放置於投影透鏡404之一後焦平面處(例如，在距投影透鏡404之一距離f處，其中f係焦距)之外，圖4B實質上類似於圖4A。此一組態提供遠心照明，其中一相關聯之照明光束112以相同入射角(例如，相同傾斜度)照明照明場之所有點。

圖4C係根據本發明之一或多個實施例之一照明子系統110之一第三設計之一概念圖。除視場光闌402根據一賽因福祿條件傾斜以提供一對應傾斜照明場之外，圖4C實質上類似於圖4B。

例如，圖4A及圖4B中所描繪之照明子系統110之組態規定視場光闌402及投影透鏡404均垂直於一光軸138定向。在此等組態中，視場光闌402處之光分佈由亦垂直於光軸138之投影透鏡404投影至樣品108中之一影像平面。然而，由於光軸138相對於埋入標靶106傾斜，因此視場光闌402之影像跨整個照明視場(例如，跨埋入標靶106)可不在焦點上。因此，跨埋入標靶106之光分佈可展現不均勻性，其中不均勻性之程度可取決於諸如(但不限於)由投影透鏡404提供之景深或光軸138相對於埋入標靶106 (例如，相對於樣品108之表面法線)之傾斜角之因素。

相反，圖4C描繪一種組態，其中由投影透鏡404提供之影像平面傾斜以與埋入標靶106共面。因此，視場光闌402之影像可跨整個照明視場(例如，跨埋入標靶106上)聚焦。

值得注意的係，當視場光闌402以一傾斜度θ _i及一放大率M成像至埋入標靶106中時，當視場光闌402之傾斜角 滿足以下條件時，滿足賽因福祿條件： (1)

現參考圖5，在一些實施例中，照明子系統110提供準直照明光束112。例如，提供空間相干(但可時間不相干)光之一照明源128可被準直以提供極高空間及角度均勻性之一照明光束112。可利用任何適合空間相干照明源128，包含(但不限於)一SLD。

圖5係根據本發明之一或多個實施例之一照明子系統110之一第四設計之一概念圖。

在圖5中，一SLD高功率照明源128與一驅動器及一熱控制器一起使用以提供穩定短波紅外光(SWIR)照明光束112。例如，照明光束112可具有近似1310奈米之一中心波長及近似100 nm全寬半高值(FWHM)之一頻寬。此外，來自此一照明源128之光可使用光纖或自由空間光學器件輸送。作為說明，圖5描繪一種組態，其中一單一SLD照明源128耦合至一光纖502，其中一或多個分束器504將光分成與一所要數目之照明光束112相關聯之多個路徑。可使用任何類型之光纖502，包含(但不限於)一多模或一單模光纖502。作為另一圖示，儘管圖中未展示，但照明子系統110可包含用於各照明光束112之一單獨照明源128。

在實施例中，一透鏡總成132操作為一均質器134及一準直器兩者以提供具有高空間及角度均勻性之一照明光束112。例如，圖5描繪一種組態，其中各透鏡總成132包含準直透鏡506 (例如一光纖準直器)以準直來自光纖502之光，其後接著由頂點相對於彼此旋轉90度之兩個包威爾透鏡508形成之一均質器134。本文經審慎考慮，離開光纖502之光之空間輪廓可取決於導引光之模式輪廓。在一些光纖設計中，空間分佈可為高斯分佈。因此，均質器134 (此處，描繪為包威爾透鏡)可增加準直光之空間均勻性。圖5進一步描繪在均質器134及一視場光闌512之後確保準直額外透鏡510及用於控制照明光束112之一直徑之一視場光闌512及因此控制埋入標靶106上之一光斑大小。本文經審慎考慮，此一組態可提供異常高之空間及角度不均勻性以促進埋入標靶106之高對比度成像，如本文所揭示。

然而，應理解，圖4A至圖5僅為了說明之目的而提供且不應被解譯為限制本發明之範疇。例如，照明子系統110可以任何高度或方位入射角之配置產生任何數目之照明光束112。以此方式，圖4A至圖5中之兩個照明光束112之描述僅係繪示性。作為另一實例，透鏡總成132之組件(諸如(但不限於)圖4A至圖5中所描繪之均質器134)亦僅係繪示性。可利用任何數目或類型之組件提供滿足或超過選定度量(例如，標準差度量、方差、度量或其類似者)之空間及角度均勻性之照明光束112。

現參考圖6，圖6係展示根據本發明之一或多個實施例之用於對一埋入標靶106成像之一方法600中執行之步驟之一流程圖。先前在量測系統100之上下文中描述之實施例及啟用技術應解譯為擴展至方法600。例如，控制器116之處理器118可執行程式指令，該等程式指令引起處理器118直接或間接地(例如，經由至量測系統100之額外組件之控制信號)實施方法600之任何或所有步驟。方法600不限於量測系統100之架構。

在實施例中，方法600包含使用照明子系統110照明一埋入標靶106之一步驟602，沿一成像子系統102之一物鏡122外部之光學路徑提供兩個或更多個空間均勻性之照明光束112，其中照明光束112在埋入標靶106處完全重疊以提供共同照明場，其中照明子系統110包含透鏡總成132以限制照明光束112之數值孔徑以防止鏡面反射進入物鏡。在實施例中，方法600包含使用成像子系統102產生埋入標靶106之一或多個影像之一步驟604。在實施例中，方法600包括基於一或多個影像而產生樣品108之一或多個量測之一步驟606。

例如，方法600之步驟602及604可(但並非必需)使用參考圖1A至圖5之量測系統100之照明子系統110及成像子系統102實施。以此方式，與圖1A至圖5相關聯之描述可擴展至應用於方法600。

步驟606中所產生之量測可為任何類型之量測。在一些實施例中，量測包含計量量測，諸如(但不限於)疊對量測或關鍵尺寸(CD)量測。在一些實施例中，量測包含檢驗量測，諸如(但不限於)缺陷之識別及/或特徵化。在一些實施例中，量測包含對準量測。例如，在一接合樣品108之情況下，埋入標靶106可對應於接合組件之一介面處之一對準標靶。在此組態中，埋入標靶106之量測可指示在接合程序之前或之後接合組件之間的對準之一準確度。

傳統計量工具之AMS利用低NA亮場落射照明(epi-illumination)顯微鏡組態。然而，歸因於強烈鏡面反射以及如先前所描述之摻雜劑之吸收，此組態遭受低對比度之困擾。本文經審慎考慮，量測系統100可用作為一AMS以提供高對比度成像，如貫穿本發明所描述。類似地，方法600可用於樣品108及卡盤座標系(例如，與平移台130相關聯之一座標系)之AMS校準目的。以此方式，與本文中所揭示之系統及方法相關聯之高對比度影像可有益地實現比傳統系統更準確校準。

在一些實施例中，校準埋入標靶106之一影像以進一步改良埋入標靶106之對比度及/或可見度。

圖7係繪示根據本發明之一或多個實施例之在用於校準一埋入標靶106之一影像之一方法700中執行之步驟之一流程圖。例如，圖7可描繪一自然均勻性校準(NUC)程序。先前在量測系統100之上下文中描述之實施例及啟用技術應解釋為擴展至方法700。例如，控制器116之處理器118可執行程式指令，該等程式指令引起處理器118直接或間接地(例如，經由至量測系統100之額外組件之控制信號)實施方法700之任何或所有步驟。方法700不限於量測系統100之架構。

在實施例中，方法700包含在無需樣品108之情況下產生一暗參考影像之一步驟702。例如，樣品108可自成像子系統102之一量測場移開使得來自樣品108之光子未由物鏡122捕捉。

在實施例中，方法700包含在埋入標靶106之一深度處產生樣品108之一部分之一亮參考影像之一步驟704，但其中埋入標靶106不在亮參考影像之一圖框內。以此方式，亮參考影像可對應於可包含自樣品108或其他寄生信號散射之一固定寄生圖案。

在實施例中，方法700包含基於亮及暗參考影像而產生一NUC參考影像之一步驟706。例如，可藉由自亮參考影像減去暗參考影像來產生NUC參考影像。

在實施例中，方法700包含使用NUC參考影像校準一埋入標靶106之一影像以形成一校準影像之一步驟708。例如，可自埋入標靶106之一影像(例如，在方法600之步驟604中產生之影像)減去NUC參考影像。以此方式，可進一步改良埋入標靶106之對比度。此外，此一校準影像可用於產生量測(例如一對準量測、一計量量測、一檢驗量測或其類似者)。作為說明，步驟606可包含使用埋入標靶106之校準影像產生一或多個量測。

作為說明，形成埋入標靶106之標記可印刷在一接合樣品108之不同位置中之堆疊晶圓/晶粒之間，既用於疊對計量亦用於跨晶圓之空間導引。為在運行時間在網站間導引，可執行接合樣品108軸及工具卡盤軸之一初始對準程序。接著，一對準量測系統(AMS)可用於對接合組件之間的埋入標靶106成像，且進一步校準樣品及卡盤座標系。在校準完成之後，使用者提供之樣品108之地圖可用於導引至樣品108上之所要位置。

例如，方法600可進一步包含將與一或多個埋入標靶106之一或多個影像相關聯之樣品座標校準至與固定樣品108之一平移台相關聯之卡盤座標之一步驟(圖中未展示)。在一些情況下，多個埋入標靶106可在一影像內可見。在一些情況下，跨一樣品108之多個埋入標靶106單獨成像。

在一些實施例中，一埋入標靶106被用作為可在一AMS校準之後執行之一高解析度對準程序中之一高解析度參考點(HRRP)。

例如，具有共同設計之埋入標靶106可跨樣品108分佈(例如，分佈於樣品108上之不同場內)。接著，一量測系統100可將樣品108平移至此等埋入標靶106之預期位置(可在如上文所描述之一第一AMS校準步驟之後)且在此等預期位置捕捉埋入標靶106之影像。最後，基於埋入標靶106之成像位置與預期位置之偏差(例如，與對應影像之中心之偏差)，可產生樣品座標與卡盤座標之一高解析度校準。

圖8係根據本發明之一或多個實施例之描繪用作為一高解析度對準程序中之高解析度參考點之埋入標靶106之一樣品108之一簡化示意圖。特定言之，圖8描繪具有與一微影系統之曝露場相關聯之各種場802之一樣品108。此外，埋入標靶106分佈於選定場802內，其中埋入標靶106被標記為地點0至地點5。在實施例中，一高解析度對準程序可包含在埋入標靶106之預期位置處產生影像及記錄埋入標靶106之成像位置相對於預期位置(例如，影像中心)之偏差。以此方式，此等偏差可用於產生用於將樣品座標與卡盤座標對準之高解析度校準。此外，如圖8中所描繪，包含埋入標靶106之各種場802可有意地以適合於捕捉與大移動及小移動兩者相關聯之定位誤差之一圖案之分佈。例如，步驟1可對應於沿一垂直方向之一相對短階級，步驟2可對應於沿垂直方向之一中等階級，步驟3可對應於沿垂直方向之一長階級，步驟4可對應於組合水平及垂直運動，步驟5可對應於沿水平方向之長階級，而步驟6可對應於沿水平方向之一中等階級。應理解，埋入標靶106之圖案僅為了說明之目的而提供且不應被解譯為限制。確切而言，埋入標靶106可以任何適合圖案分佈。

在一些情況下，一量測系統100包含至少兩個偵測器104以執行AMS及HRRP校準兩者。例如，具有一第一解析度之一第一偵測器104可用於AMS校準，而具有高於第一解析度之一第二解析度之一第二偵測器104可用於HRRP校準。此外，用於AMS及HRRP校準之埋入標靶106可相同或不同。在一些情況下，第一量測系統100經組態以執行一AMS校準，而一第二量測系統100經組態以執行一HRRP校準。

本文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，此等描繪架構僅供例示，且事實上可實施達成相同功能性之諸多其他架構。就概念而言，達成相同功能性之組件之任何配置經有效「相關聯」使得達成所要功能性。因此，本文中經組合以達成一特定功能性之任兩個組件可被視為彼此「相關聯」使得達成所要功能性，不管架構或中間組件如何。同樣地，如此相關聯之任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)可實體互動及/或實體互動組件及/或可無線互動及/或無線互動組件及/或可邏輯互動及/或邏輯互動組件。

據信本發明及其諸多伴隨優點將藉由以上描述理解，且應明白，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、構造及配置進行各種改變。所描述之形式僅供說明，且隨附申請專利範圍意欲涵蓋及包含此等改變。另外，應瞭解，本發明由隨附申請專利範圍界定。

100:量測系統 102:成像子系統 104:偵測器 106:埋入標靶 108:樣品 110:照明子系統 112:照明光束 114:光 116:控制器 118:處理器 120:記憶體 122:物鏡 124:成像透鏡 126:成像光學組件 128:照明源 130:平移台 132:透鏡總成 134:均質器 136:角度控制平台 138:光軸 202:第一基板 204:第一基板層 206:第二基板 208:第二基板層 210:介面 212:第一基板層特徵 214:第二基板層特徵 302:發光二極體(LED) 304:物鏡 306:光 308:樣品 310:照明場 312:頂面 314:光線 402:視場光闌 404:投影透鏡 406:孔徑光闌 502:光纖 504:分光器 506:準直透鏡 508:包威爾透鏡 510:透鏡 512:視場光闌 600:方法 602:步驟 604:步驟 606:步驟 700:方法 702:步驟 704:步驟 708:步驟 802:場 f:焦距 M:放大率 θ _o:傾斜角 θ _i:傾斜度

熟習技術者可藉由參考附圖更佳地理解本發明之許多優點。

圖1A係根據本發明之一或多個實施例之一量測系統之一概念圖。

圖1B係根據本發明之一或多個實施例之量測系統之一簡化示意圖。

圖2A係根據本發明之一或多個實施例之一接合樣品之一側視圖。

圖2B係根據本發明之一或多個實施例之一埋入標靶之一第一設計之一俯視圖。

圖2C係根據本發明之一或多個實施例之一埋入標靶之一第二設計之一俯視圖。

圖3係根據本發明之一或多個實施例之傳統環形照明之一簡化示意圖。

圖4A係根據本發明之一或多個實施例之一照明子系統之一第一設計之一概念圖。

圖4B係根據本發明之一或多個實施例之一照明子系統之一第二設計之一概念圖。

圖4C係根據本發明之一或多個實施例之一照明子系統之一第三設計之一概念圖。

圖5係根據本發明之一或多個實施例之一照明子系統之一第四設計之一概念圖。

圖6係展示根據本發明之一或多個實施例之用於對埋入標靶106成像之一方法600中執行之步驟之一流程圖。

圖7係展示根據本發明之一或多個實施例之用於校準一埋入標靶之一影像之一方法中執行之步驟之一流程圖。

圖8係根據本發明之一或多個實施例之描繪用作為一高解析度對準程序中之高解析度參考點之埋入標靶之一樣品之一簡化示意圖。

100:量測系統

102:成像子系統

104:偵測器

106:埋入標靶

108:樣品

110:照明子系統

112:照明光束

114:收集光

116:控制器

118:處理器

120:記憶體

Claims (26)

1. 一種暗場成像系統，其包括： 一成像子系統，其包含一物鏡及經組態以對一樣品之一體積內之一埋入標靶成像之一偵測器； 一照明子系統，其包括： 一或多個照明源，其提供具有一第一空間輪廓之光；及 兩個或更多個透鏡總成，其等經組態以將來自該一或多個照明源之該光作為兩個或更多個照明光束沿該物鏡外部之光學路徑引導至該埋入標靶，其中該兩個或更多個照明光束在該埋入標靶處完全重疊以提供一共同照明場，其中該兩個或更多個透鏡總成限制該兩個或更多個照明光束之數值孔徑以防止該兩個或更多個照明光束之鏡面反射進入該物鏡，其中該兩個或更多個透鏡總成之一各自透鏡總成包含一均質器以規定根據一選定度量，該兩個或更多個照明光束之一各自照明光束具有高於該第一空間輪廓之空間均勻性之一第二空間輪廓；及 一控制器，其通信地耦合至該偵測器，該控制器包含經組態以執行程式指令之一或多個處理器，該等程式指令引起該一或多個處理器： 自該偵測器接收該埋入標靶之一或多個影像；且 基於該一或多個影像而產生該樣品之一或多個量測。
2. 如請求項1之暗場成像系統，其中該一或多個照明源之一各自照明源包括一裸發光二極體(LED)，其中該兩個或更多個透鏡總成之一各自透鏡總成包括： 一視場光闌，其中該各自透鏡總成中之該均質器在該視場光闌處提供該第二空間輪廓；及 一投影透鏡，其用於將該視場光闌成像至該埋入標靶上以提供該兩個或更多個照明光束之一各自照明光束。
3. 如請求項2之暗場成像系統，其中該各自透鏡總成中之該均質器包括： 一波導。
4. 如請求項3之暗場成像系統，其中該波導包括： 一密封波導。
5. 如請求項3之暗場成像系統，其中該波導包括： 一多模波導。
6. 如請求項2之暗場成像系統，其中該視場光闌包括： 一孔徑。
7. 如請求項2之暗場成像系統，其中該視場光闌位於該均質器之一輸出面處。
8. 如請求項7之暗場成像系統，其中該視場光闌及該均質器之該輸出面傾斜以滿足一賽因福祿條件，其中該投影透鏡將該視場光闌成像至具有與該埋入標靶共面之一影像平面之該埋入標靶上。
9. 如請求項2之暗場成像系統，其中該各自透鏡總成進一步包括： 位於該投影透鏡之一後焦平面處之一孔徑光闌，其中該各自照明光束係遠心的以提供跨該共同照明場之均勻入射角。
10. 如請求項1之暗場成像系統，其中該一或多個照明源提供空間相干光，其中該照明子系統包含兩個或更多個光纖以將該空間相干光耦合至該兩個或更多個透鏡總成。
11. 如請求項10之暗場成像系統，其中該一或多個照明源之至少一者包括： 一超發光二極體。
12. 如請求項10之暗場成像系統，其中該兩個或更多個光纖之至少一者係一多模光纖。
13. 如請求項12之暗場成像系統，其中該多模光纖具有一矩形、一方形或一六邊形芯之至少一者。
14. 如請求項10之暗場成像系統，其中該兩個或更多個透鏡總成之一各自透鏡總成包括： 一準直透鏡，其經組態以自該兩個或更多個光纖之一相關聯光纖收集光；及 兩個包威爾透鏡，其中頂點相對於彼此旋轉90度。
15. 如請求項14之暗場成像系統，其中該各自透鏡總成進一步包含在該兩個包威爾透鏡之後之一額外準直透鏡。
16. 如請求項14之暗場成像系統，其中該各自透鏡總成進一步包含在該兩個包威爾透鏡之後之一視場光闌。
17. 如請求項1之暗場成像系統，其中該一或多個處理器經進一步組態以執行程式指令，該等程式指令引起該一或多個處理器： 在無需該樣品之情況下接收一暗參考影像； 在該埋入標靶之一深度處接收該樣品之一平面之一亮參考影像，其中該埋入標靶位於該亮參考影像之一圖框外部；且 基於該亮參考影像及該暗參考影像而產生一自然均勻性校準(NUC)參考影像。
18. 如請求項17之暗場成像系統，其中基於該一或多個影像而產生該樣品之該一或多個量測包括： 自該一或多個影像減去該NUC參考影像以形成該一或多個校準影像；及 基於該一或多個校準影像而產生該一或多個量測。
19. 如請求項1之暗場成像系統，其中該選定度量包括： 跨該共同照明場上之強度之一標準差或一方差之至少一者。
20. 如請求項1之暗場成像系統，其中該一或多個量測包括： 一計量量測、一檢驗量測或一對準量測之至少一者。
21. 一種照明系統，其包括： 一或多個照明源，其提供具有一第一空間輪廓之時間非相干光；及 兩個或更多個透鏡總成，其等經組態以將來自該一或多個照明源之該光作為兩個或更多個照明光束沿一成像子系統之一物鏡外部之光學路徑引導至一埋入標靶，其中該兩個或更多個照明光束在該埋入標靶處完全重疊以提供一共同照明場， 其中該兩個或更多個透鏡總成限制該兩個或更多個照明光束之數值孔徑以防止該兩個或更多個照明光束之鏡面反射進入該物鏡，其中該兩個或更多個透鏡總成之一各自透鏡總成包含一均質器以規定根據一選定度量，該兩個或更多個照明光束之一各自照明光束具有高於該第一空間輪廓之空間均勻性之一第二空間輪廓。
22. 如請求項21之照明系統，其中該選定度量包括： 跨該共同照明場之強度之一標準差或一方差之至少一者。
23. 一種暗場成像方法，其包括： 使用一照明子系統，使用兩個或更多個照明光束照明一樣品之一體積內之一埋入標靶，其中該照明子系統包括： 一或多個照明源，其提供具有一第一空間輪廓之時間非相干光；及 兩個或更多個透鏡總成，其等經組態以將來自該一或多個照明源之該光作為兩個或更多個照明光束沿包含一物鏡及一偵測器之一成像子系統之一物鏡外部之光學路徑引導至該埋入標靶，其中該兩個或更多個照明光束在該埋入標靶處完全重疊以提供一共同照明場， 其中該兩個或更多個透鏡總成限制該兩個或更多個照明光束之數值孔徑以防止該兩個或更多個照明光束之鏡面反射進入該物鏡，其中該兩個或更多個透鏡總成之一各自透鏡總成包含一均質器以規定根據一選定度量，該兩個或更多個照明光束之一各自照明光束具有高於該第一空間輪廓之空間均勻性之一第二空間輪廓； 自該偵測器產生該埋入標靶之一或多個影像；及 基於該一或多個影像而產生該樣品之一或多個量測。
24. 如請求項23之暗場成像方法，其進一步包括： 在無需該樣品之情況下產生一暗參考影像； 在該埋入標靶之一深度處產生該樣品之一平面之一亮參考影像，其中該埋入標靶在該亮參考影像之一圖框外部；及 基於該亮參考影像及該暗參考影像而產生一自然均勻性校準(NUC)參考影像。
25. 如請求項24之暗場成像方法，其中基於該一或多個影像而產生該樣品之該一或多個量測包括： 自該一或多個影像減去該NUC參考影像以形成一或多個校準影像；及 基於該一或多個校準影像而產生該一或多個量測。
26. 如請求項23之暗場成像方法，其中該一或多個量測包括： 一度量量測、一檢驗量測或一對準量測之至少一者。