本申請主張2014年8月25日提交的美國臨時專利申請第62/041,518號的權(quán)益，并且通過援引而全文合并到本發(fā)明中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微結(jié)構(gòu)的測量。本發(fā)明可以實施于一種用以測量襯底上的標(biāo)記的改進的設(shè)備和方法中。

背景技術(shù)：

光刻設(shè)備是將所需圖案施加至襯底上(通常施加至襯底的目標(biāo)部分上)的機器。光刻設(shè)備可例如用于集成電路(IC)的制造中。在該情況下，圖案形成裝置(其替代地被稱作掩?；蜓谀０?可用以產(chǎn)生待形成于IC的單個層上的電路圖案。此圖案可被轉(zhuǎn)印至襯底(例如，硅晶片)上的目標(biāo)部分(例如，包括一個或若干個管芯的一部分)上。通常經(jīng)由成像將圖案轉(zhuǎn)印至設(shè)置于襯底上的輻射敏感材料(抗蝕劑)的層上。一般而言，單一襯底將包含被連續(xù)地圖案化的相鄰目標(biāo)部分的網(wǎng)絡(luò)。已知的光刻設(shè)備包括：所謂的步進機，在所述步進機中通過一次性將整個圖案曝光至目標(biāo)部分上來輻射每個目標(biāo)部分；和所謂的掃描器，在所述掃描器中通過沿給定方向(“掃描”方向)用輻射束掃描所述圖案、同時沿平行于或反向平行于此方向的方向同步地掃描所述襯底來輻射每個目標(biāo)部分。也有可能通過將圖案壓印至襯底上而將圖案從所述圖案形成裝置轉(zhuǎn)印至襯底。

為了控制光刻過程以將器件特征精確地置放于襯底上，通常將一個或更多個對準(zhǔn)標(biāo)記設(shè)置于所述襯底上，且所述光刻設(shè)備包括一個或更多個對準(zhǔn)傳感器，所述一個或更多個對準(zhǔn)傳感器能夠精確地測量所述襯底上的標(biāo)記的位置。對準(zhǔn)傳感器實際上是位置測量設(shè)備。不同類型的標(biāo)記和不同類型的對準(zhǔn)傳感器已知來自不同時間和不同制造商。廣泛用于當(dāng)前光刻設(shè)備中的傳感器的類型基于如美國專利第6,961,116號中所描述的自參考干涉儀，該專利的全文以引用方式合并入本文中。通常，單獨地測量標(biāo)記以獲得X位置和Y位置。然而，能夠使用美國專利申請公開文獻US2009/195768中所描述的技術(shù)來執(zhí)行組合的X和Y測量，該專利申請公開文獻的全文以引用方式合并入本文中。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

持續(xù)地需要提供更精確的位置測量，尤其是需要隨著產(chǎn)品特征變得越來越小而控制重疊誤差。對準(zhǔn)誤差的一個原因是輻射信號中的噪音和不攜載對準(zhǔn)信息的輻射的檢測。

因此，例如，需要提供一種用以減小(若未消除)某些噪音且減小(若未消除)沒有攜載對準(zhǔn)信息的輻射的檢測的方法和設(shè)備。

根據(jù)一實施例，提供一種測量設(shè)備，包括：

-光學(xué)系統(tǒng)，其用以將輻射提供至周期性結(jié)構(gòu)上的光斑中，并且用以接收由所述周期性結(jié)構(gòu)重新導(dǎo)向的輻射，所述光學(xué)系統(tǒng)包括：

第一光闌，用以阻擋來自所述周期性結(jié)構(gòu)的零階輻射且允許非零階輻射穿過；和

第二光闌，用以阻擋穿過所述第一光闌的零階輻射且允許所述非零階輻射穿過；和

-位于所述光學(xué)系統(tǒng)下游的輻射檢測器，用以接收所述非零階輻射。

根據(jù)一實施例，提供一種光刻設(shè)備，包括：

-圖案形成子系統(tǒng)，被構(gòu)造成用以將圖案轉(zhuǎn)印至襯底；

-測量子系統(tǒng)，被構(gòu)造成用以測量所述襯底相對于所述圖案形成子系統(tǒng)的位置，

其中所述圖案形成子系統(tǒng)被布置用于使用由所述測量子系統(tǒng)測量的所述位置將所述圖案施加于所述襯底上的所需位置處，且其中所述測量子系統(tǒng)包括如本文中所描述的測量設(shè)備。

根據(jù)一實施例，提供一種測量方法，所述方法包括：

將輻射提供至周期性結(jié)構(gòu)上的光斑中；

接收由所述周期性結(jié)構(gòu)重新導(dǎo)向的輻射，所述重新導(dǎo)向的輻射包括零階輻射和非零階輻射；

使用第一光闌來阻擋經(jīng)重新導(dǎo)向的輻射的零階輻射，而同時允許非零階輻射穿過所述第一光闌；

使用第二光闌來阻擋穿過所述第一光闌的零階輻射，而同時允許非零階輻射穿過所述第二光闌；和

在所述第一光闌和所述第二光闌下游的輻射檢測器處接收所述非零階輻射。

根據(jù)一實施例，提供一種制造器件的方法，其中使用光刻過程將器件圖案施加至襯底，所述方法包括通過參考形成于所述襯底上的一個或更多個周期性結(jié)構(gòu)的測量位置而定位所施加的圖案，所述測量位置由如本文所描述的方法而獲得。

附圖說明

現(xiàn)在將參看所附的示意性附圖、僅作為示例來描述本發(fā)明的實施例，在所述附圖中：

圖1描繪出根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括呈對準(zhǔn)傳感器形式的測量設(shè)備的示例性光刻設(shè)備；

圖2(包括圖2(A)和圖2(B))圖示出可設(shè)置于例如圖1的設(shè)備中的襯底或襯底臺上的對準(zhǔn)標(biāo)記的各種形式；

圖3是呈對準(zhǔn)傳感器形式的測量設(shè)備的示意性方框圖，所述對準(zhǔn)傳感器掃描圖1的設(shè)備中的對準(zhǔn)標(biāo)記；

圖4(包括圖4(A)、圖4(B)和圖4(C))是測量設(shè)備的光闌的一實施例的示意圖；

圖5(包括圖5(A)、圖5(B)和圖5(C))是測量設(shè)備的第一和第二光闌的一實施例的示意圖；

圖6是在測量設(shè)備中可移動和/或可從測量設(shè)備移除的光闌的示意圖；

圖7是在測量設(shè)備中可移動和/或可從測量設(shè)備移除的光闌的示意圖；

圖8是在測量設(shè)備中可移動和/或可從測量設(shè)備移除的光闌的示意性仰視圖；

圖9是圖8的光闌的示意性俯視圖；

圖10是圖8的光闌的示意性側(cè)視圖，其示出光闌的外側(cè)底部；

圖11是圖8的光闌的示意性側(cè)視圖，其示出光闌的外側(cè)頂部；和

圖12是圖8的光闌的示意性內(nèi)部圖，其示出光闌的外側(cè)底部和內(nèi)側(cè)底部。

具體實施方式

圖1示意性地描繪根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的光刻設(shè)備。所述設(shè)備包括：

-照射系統(tǒng)(照射器)IL，其被配置以調(diào)節(jié)輻射束B(例如，UV輻射或EUV輻射)；

-支撐結(jié)構(gòu)(例如，掩模臺)MT，其被構(gòu)造以支撐圖案形成裝置(例如，掩模)MA，且連接至被配置以根據(jù)某些參數(shù)來精確地定位所述圖案形成裝置的第一定位器PM；

-襯底臺(例如，晶片臺)WTa或WTb，其被構(gòu)造以保持襯底(例如，抗蝕劑涂覆的晶片)W，且連接至被配置以根據(jù)某些參數(shù)來精確地定位所述襯底的第二定位器PW；和

-投影系統(tǒng)(例如，折射投影透鏡系統(tǒng))PS，其被配置以將由圖案形成裝置MA賦予至輻射束B的圖案投影至襯底W的目標(biāo)部分C(例如，包括一個或更多個管芯)上。

照射系統(tǒng)可包括用于引導(dǎo)、成形或控制輻射的各種類型的光學(xué)部件，諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電或其它類型的光學(xué)部件，或其任何組合。

支撐結(jié)構(gòu)以取決于圖案形成裝置的取向、光刻設(shè)備的設(shè)計和其它條件(諸如，圖案形成裝置是否被保持于真空環(huán)境中)的方式來保持所述圖案形成裝置。支撐結(jié)構(gòu)可使用機械、真空、靜電或其它夾持技術(shù)來保持圖案形成裝置。支撐結(jié)構(gòu)可以是例如框架或臺，其可以根據(jù)需要而是固定的或可移動的。支撐結(jié)構(gòu)可確保圖案形成裝置例如相對于投影系統(tǒng)處于所需位置?？烧J為本文中對術(shù)語“掩模版”或“掩?！钡娜魏问褂枚寂c更上位的術(shù)語“圖案形成裝置”同義。

本文所使用的術(shù)語“圖案形成裝置”應(yīng)被廣義地解釋為是指可以用于在輻射束的橫截面中向輻射束賦予圖案、以便在襯底的目標(biāo)部分中生成圖案的任何裝置。應(yīng)注意，例如，若被賦予至輻射束的圖案包括相移特征或所謂的輔助特征，則所述圖案可能不會精確地對應(yīng)于襯底的目標(biāo)部分中的所需圖案。通常，被賦予至輻射束的圖案將對應(yīng)于正在目標(biāo)部分中產(chǎn)生的器件(諸如，集成電路)中的特定功能層。

圖案形成裝置可以是透射的或反射的。圖案形成裝置的實例包括掩模、可編程反射鏡陣列和可編程LCD面板。掩模在光刻術(shù)中是已知的，且包括諸如二元、交變相移和衰減相移等掩模類型，以及各種混合掩模類型。可編程反射鏡陣列的實例運用小反射鏡的矩陣布置，所述小反射鏡中的每個小反射鏡可以個別地被傾斜，以便在不同方向上反射入射的輻射束。傾斜的反射鏡在由反射鏡矩陣所反射的輻射束中賦予圖案。

本文所使用的術(shù)語“投影系統(tǒng)”應(yīng)被廣義地解釋為涵蓋適于所使用的曝光輻射、或適于諸如使用浸沒液體或使用真空等其它因素的任何類型的投影系統(tǒng)，包括折射、反射、反射折射、磁性、電磁和靜電光學(xué)系統(tǒng)，或其任何組合?？烧J為本文中術(shù)語“投影透鏡”的任何使用都與更上位術(shù)語“投影系統(tǒng)”同義。

如此處所描繪，設(shè)備可以是透射型的(例如，使用透射掩模)。替代地，設(shè)備可以是反射型的(例如，使用上文所提及的類型的可編程反射鏡陣列，或使用反射掩模)。

光刻設(shè)備可以是具有兩個(雙臺)或兩個以上襯底臺(和/或兩個或兩個以上圖案形成裝置臺)的類型。在這樣的“多臺”機器中，可并行地使用額外的臺，或可在一個或更多個臺上執(zhí)行預(yù)備步驟，同時將一個或更多個其它臺用于曝光。圖1的實例中的兩個襯底臺WTa和WTb是此情形的圖示?？梢砸元毩⒎绞絹硎褂帽疚乃兜谋景l(fā)明，但具體而言，本發(fā)明能夠在單臺設(shè)備或多臺設(shè)備的曝光前測量階段中提供額外的功能。

光刻設(shè)備也可以是如下類型：其中襯底的至少一部分可由具有相對高折射率的液體(例如，水)覆蓋，以便填充投影系統(tǒng)與襯底之間的空間。也可將浸沒液體施用至光刻設(shè)備中的其它空間，例如，介于圖案形成裝置與投影系統(tǒng)之間的空間。浸沒技術(shù)在現(xiàn)有技術(shù)中公知用于增加投影系統(tǒng)的數(shù)值孔徑。本文所使用的術(shù)語“浸沒”并非意指諸如襯底等結(jié)構(gòu)必須被沉浸于液體中，而是僅意指液體在曝光期間位于投影系統(tǒng)與襯底之間。

參看圖1，照射器IL接收來自輻射源SO的輻射束。例如，當(dāng)輻射源為準(zhǔn)分子激光器時，輻射源和光刻設(shè)備可以是單獨的實體。在這樣的狀況下，不認為輻射源形成光刻設(shè)備的一部分，且輻射束是借助于包括例如合適的導(dǎo)向反射鏡和/或擴束器的束傳遞系統(tǒng)BD而從輻射源SO傳遞至照射器IL。在其它狀況下，例如，當(dāng)輻射源為汞燈時，輻射源可以是光刻設(shè)備的組成部分?？梢詫⑤椛湓碨O和照射器IL、以及如果需要時設(shè)置的束傳遞系統(tǒng)BD一起稱作輻射系統(tǒng)。

照射器IL可包括被配置用于調(diào)整輻射束的角強度分布的調(diào)整器AD。通常，能夠調(diào)整照射器的光瞳平面中的強度分布的至少外部徑向范圍和/或內(nèi)部徑向范圍(通常分別被稱作σ外部和σ內(nèi)部)。另外，照射器IL可包括各種其它部件，諸如積分器IN和聚光器CO?？梢詫⒄丈淦饔糜谡{(diào)節(jié)輻射束，以在其橫截面中具有所需的均勻性和強度分布。

輻射束B入射到保持在支撐結(jié)構(gòu)(例如，支撐結(jié)構(gòu)MT)上的圖案形成裝置(例如，掩模)MA上，并且通過圖案形成裝置來形成圖案。已經(jīng)穿過圖案形成裝置MA之后，輻射束B通過投影系統(tǒng)PS，投影系統(tǒng)將輻射束聚焦到襯底W的目標(biāo)部分C上。通過第二定位裝置PW和位置傳感器IF(例如，干涉儀裝置、線性編碼器或電容傳感器)的幫助，可以精確地移動襯底臺WTa/WTb，例如以便將不同的目標(biāo)部分C定位于輻射束B的路徑中。類似地，例如在從掩模庫機械獲取之后或在掃描期間，可以將第一定位裝置PM和另一個位置傳感器(在圖1中沒有明確地示出)用于相對于輻射束B的路徑精確地定位圖案形成裝置MA。通常，可以通過形成第一定位裝置PM的一部分的長行程模塊(粗定位)和短行程模塊(精定位)的幫助來實現(xiàn)支撐結(jié)構(gòu)MT的移動。類似地，可以采用形成第二定位裝置PW的一部分的長行程模塊和短行程模塊來實現(xiàn)襯底臺WTa/WTb的移動。在步進機的情況下(與掃描器相反)，支撐結(jié)構(gòu)MT可以僅與短行程致動器相連，或可以是固定的?？墒褂脠D案形成裝置對準(zhǔn)標(biāo)記M1、M2和襯底對準(zhǔn)標(biāo)記P1、P2來對準(zhǔn)圖案形成裝置MA和襯底W。盡管如圖所示的襯底對準(zhǔn)標(biāo)記占據(jù)專用目標(biāo)部分，但它們可位于目標(biāo)部分之間的空間中(這樣的標(biāo)記被稱為劃線對準(zhǔn)標(biāo)記)。相似地，在一個以上管芯被設(shè)置于圖案形成裝置MA上的情形中，圖案形成裝置對準(zhǔn)標(biāo)記可位于所述管芯之間。

所描述的設(shè)備可以用于以下模式中的至少一種中：

1.在步進模式中，在將支撐結(jié)構(gòu)MT和襯底臺WTa/WTb保持為基本靜止的同時，將賦予所述輻射束的整個圖案一次投影到目標(biāo)部分C上(即，單一的靜態(tài)曝光)。然后將所述襯底臺WTa/WTb沿X和/或Y方向移動，使得可以對不同目標(biāo)部分C曝光。在步進模式中，曝光場的最大尺寸限制了在單一的靜態(tài)曝光中成像的所述目標(biāo)部分C的尺寸。

2.在掃描模式中，在對支撐結(jié)構(gòu)MT和襯底臺WTa/WTb同步地進行掃描的同時，將賦予所述輻射束的圖案投影到目標(biāo)部分C上(即，單一的動態(tài)曝光)。襯底臺WTa/WTb相對于支撐結(jié)構(gòu)MT的速度和方向可以通過所述投影系統(tǒng)PS的(縮小)放大率和圖像反轉(zhuǎn)特性來確定。在掃描模式中，曝光場的最大尺寸限制了單一的動態(tài)曝光中的所述目標(biāo)部分的寬度(沿非掃描方向)，而所述掃描移動的長度確定了所述目標(biāo)部分的高度(沿掃描方向)。

3.在另一模式中，將用于保持可編程圖案形成裝置的支撐結(jié)構(gòu)MT保持為基本靜止?fàn)顟B(tài)，并且在將賦予所述輻射束的圖案投影到目標(biāo)部分C上的同時，對所述襯底臺WTa/WTb進行移動或掃描。在這種模式中，通常采用脈沖輻射源，并且在所述襯底臺WTa/WTb的每次移動之后、或在掃描期間的連續(xù)輻射脈沖之間，根據(jù)需要更新所述可編程圖案形成裝置。這種操作模式可易于應(yīng)用于利用可編程圖案形成裝置(例如，如上所述類型的可編程反射鏡陣列)的無掩模光刻中。

也可以采用上述使用模式的組合和/或變體，或完全不同的使用模式。

光刻設(shè)備LA是所謂的雙臺類型，其具有至少兩個臺WTa和WTb以及至少兩個站——例如曝光站和測量站，在曝光站和測量站之間所述臺可以被進行交換。例如，在存在至少兩個襯底臺WTa和WTb的情況下，當(dāng)一個襯底臺上的一個襯底在曝光站被進行曝光時，在測量站處將另一襯底提供于另一襯底臺處(例如，將另一襯底加載至另一襯底臺上)，使得可執(zhí)行各種預(yù)備步驟。所述預(yù)備步驟可以包括使用水平傳感器LS對襯底的表面進行繪圖，和/或使用對準(zhǔn)傳感器AS測量襯底上的一個或更多個對準(zhǔn)標(biāo)記的位置。這能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的生產(chǎn)率的實質(zhì)性增加。在至少一個臺是襯底臺且至少一個另外的臺是測量臺的情況下，當(dāng)卸載或(否則就是)處理一個襯底臺上的襯底的同時，可在曝光部位處使用測量臺以例如測量所述投影系統(tǒng)?；颍?dāng)在曝光部位處曝光襯底臺上的襯底的同時，可將測量臺用于一個或更多個處理步驟。如果位置傳感器IF在襯底臺處于測量站和處于曝光站時不能夠測量襯底臺的位置，則可提供第二位置傳感器以使得能夠在兩個站處追蹤襯底臺的位置。

所述設(shè)備包括控制本文所描述的各種致動器和傳感器的移動和測量的光刻設(shè)備控制單元LACU?？刂茊卧狶ACU包括用以實施與設(shè)備的操作相關(guān)的所需計算的信號處理和數(shù)據(jù)處理能力。實踐中，控制單元LACU將被實現(xiàn)為許多子單元的系統(tǒng)，每個子單元處置所述設(shè)備內(nèi)的子系統(tǒng)或部件的實時數(shù)據(jù)采集、處理和控制。例如，一個處理子系統(tǒng)可專用于襯底定位裝置PW的伺服控制。分立的單元甚至可以控制粗致動器和精細致動器，或不同的軸線。另外的單元可能專用于控制傳感器IF的讀出。設(shè)備的總體控制可受到中央處理單元的控制，中央處理單元與這些子系統(tǒng)處理單元通信、與操作者通信以及與光刻制造過程中涉及的其它設(shè)備通信。

圖2(A)示出設(shè)置在例如襯底W上、分別用于X位置測量和Y位置測量的對準(zhǔn)標(biāo)記202、204的示例。此示例中的每個標(biāo)記包括形成在被施加至襯底或蝕刻至襯底中的產(chǎn)品層或其它層中的一系列柵條(bar)。所述柵條規(guī)則地間隔且充當(dāng)光柵線，使得所述標(biāo)記能夠被視為具有已知空間周期(間距)的衍射光柵。X方向標(biāo)記202上的柵條平行于Y軸、以提供在X方向上的周期性，而Y方向標(biāo)記204的柵條平行于X軸、以提供在Y方向上的周期性。對準(zhǔn)傳感器AS(圖1所示)利用輻射光斑206、208光學(xué)地掃描每個標(biāo)記，以獲得諸如正弦波這樣的周期性變化信號。分析此信號的相位，以測量出標(biāo)記相對于對準(zhǔn)傳感器的位置，由此測量出襯底W相對于對準(zhǔn)傳感器的位置，而對準(zhǔn)傳感器相對于設(shè)備的參考框架RF是固定的。掃描移動是由寬箭頭示意性地指示，其中光斑206或208的漸進位置是以虛線輪廓指示。對準(zhǔn)圖案中的柵條(光柵線)的間距通常比待形成于襯底上的產(chǎn)品特征的間距大得多，且對準(zhǔn)傳感器AS使用比待用于將圖案施加至襯底的曝光輻射長得多的輻射波長(或通常多個波長)。然而，因為大量的柵條允許精確地測量重復(fù)信號的相位，所以能夠獲得精細位置信息。

可提供粗標(biāo)記和精細標(biāo)記，使得對準(zhǔn)傳感器可區(qū)分周期性信號的不同循環(huán)周期和一循環(huán)周期內(nèi)的確切位置(相位)。也能夠出于此目的而使用具有不同間距的標(biāo)記。這樣的技術(shù)對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是已知的，且在本文中將不予以詳細描述。

圖2(B)示出用于相似對準(zhǔn)系統(tǒng)的經(jīng)修改的標(biāo)記，利用經(jīng)修改的標(biāo)記能夠利用照射光斑206進行單一光學(xué)掃描而獲得X位置和Y位置。標(biāo)記210具有被布置成相對于X軸和Y軸兩者成45度的柵條。能夠使用在例如美國專利申請公開文獻US2009/195768中所描述的技術(shù)來執(zhí)行該組合的X和Y測量。

各種測量設(shè)備(例如，對準(zhǔn)設(shè)備)的設(shè)計和操作在本領(lǐng)域中是已知的，且每個光刻設(shè)備可具有其自己的測量設(shè)備的設(shè)計。出于本描述的目的，將基于呈對準(zhǔn)傳感器AS形式的測量設(shè)備來描述本發(fā)明的實施例，所述對準(zhǔn)傳感器AS通常呈美國專利第6,961,116號中所描述的形式。然而，本發(fā)明的實施例可應(yīng)用于其它測量設(shè)備。

圖3為呈對準(zhǔn)傳感器AS形式的測量設(shè)備的示意性方框圖。照射輸入件220提供具有一個或更多個波長的輻射束222。在一實施例中，照射輸入件220可以是輻射源(例如，激光器)或是連接至輻射源的入口。來自照射輸入件的輻射被點反射鏡(spot mirror)223轉(zhuǎn)向、通過物鏡224而至位于襯底W上的標(biāo)記(諸如標(biāo)記202)上。如圖2示意性地所示，在本對準(zhǔn)傳感器的示例中，照射所述標(biāo)記202的照射光斑206的寬度可稍微小于所述標(biāo)記自身的寬度。

由標(biāo)記202散射的輻射是由物鏡224獲取且被準(zhǔn)直成信息攜載束226。自參考干涉儀228是屬于上文所提及的美國專利第6,961,116號中所公開的類型，且處理束226并且將分開的束輸出至傳感器陣列230上。在一實施例中，用以處理所述信息攜載束226的系統(tǒng)可以不同于所述自參考干涉儀228和傳感器陣列230。

點反射鏡223方便地用作零階光闌以阻擋來自所述信息攜載束226的零階輻射，使得提供至傳感器陣列的信息攜載束226包括來自標(biāo)記202的高階衍射輻射。這改善了信噪比。在一實施例中，點反射鏡223無需在信息攜載束226的光學(xué)路徑中，且因而可分開地提供零階光闌。

來自傳感器柵格230中的各個傳感器的強度信號232被提供至處理單元PU。通過塊228中的光學(xué)處理和單元PU中的計算處理的組合，輸出了用于標(biāo)記202相對于參考框架RF的X位置和Y位置的值。處理單元PU可與圖1所示出的控制單元LACU分離，或出于設(shè)計選擇和便利起見，處理單元PU和控制單元LACU可共享同一處理硬件。在單元PU分離的情況下，可在單元PU中執(zhí)行信號處理的一部分，且在單元LACU中執(zhí)行信號處理的另一部分。

如已經(jīng)提及的，圖示類型的單一測量僅將所述標(biāo)記的位置固定在與所述標(biāo)記的一個間距對應(yīng)的某一范圍內(nèi)。粗略測量技術(shù)可以與該單一測量結(jié)合使用，以識別正弦波的哪個周期是包含所標(biāo)記位置的周期。為了增加精確度且為了穩(wěn)固地檢測所述標(biāo)記，而不管制成所述標(biāo)記的材料如何以及所述標(biāo)記位于哪些材料之上或下方，可以在不同波長下重復(fù)處于較粗略和/或較精細程度的同一過程。能夠以光學(xué)的方式復(fù)用和解復(fù)用那些波長，以便同時地處理那些波長，和/或可利用分時或分頻來復(fù)用那些波長。

更詳細地參看測量過程，圖3中被標(biāo)注為v_w的箭頭圖示了光斑206橫穿標(biāo)記202的長度L的掃描速度。在此示例中，所述對準(zhǔn)傳感器AS和光斑206實際上保持靜止，而襯底W以速度v_w移動。因而，所述對準(zhǔn)傳感器能夠剛性地且精確地安裝至參考框架RF(圖1)，同時在與襯底W的移動方向相反的方向上有效地掃描所述標(biāo)記202。在此移動中，襯底由其在襯底臺WT和襯底定位系統(tǒng)PW上的安裝而被控制。如以引用方式而全文合并入本文中的美國專利第8,593,646號中所討論的，光刻設(shè)備的高生產(chǎn)率要求涉及要盡可能快速地執(zhí)行在許多位置處的對準(zhǔn)標(biāo)記的測量，這暗示/隱含了所述掃描速度v_w很快且可用于采集每個標(biāo)記位置的時間T_AcQ相應(yīng)地短。簡化地來說，公式T_AcQ＝L/v_w適用。美國專利第8,593,646號描述一種用以賦予光斑的相反掃描運動、以便延長采集時間的技術(shù)。視需要，相同掃描光斑技術(shù)能夠被應(yīng)用于本文所公開類型的傳感器和方法中。

如上文所討論，在一實施例中，對準(zhǔn)傳感器系統(tǒng)可利用照射束222借助于點反射鏡223來照射標(biāo)記202(例如，衍射光柵基準(zhǔn))。即，照射束222被點反射鏡223朝向標(biāo)記202重新導(dǎo)向，其中所述照射束被衍射成信息攜載束226的加階和減階。除了這樣的加階和減階以外，也沿著與入射的照射束基本上相同的方向?qū)⒘汶A重新導(dǎo)向返回(例如，反射)至標(biāo)記202上。加階和減階在點反射鏡223的任一側(cè)上經(jīng)過，將要由所述對準(zhǔn)傳感器系統(tǒng)的其余部分使用。來自標(biāo)記202的零階輻射由點反射鏡223重新導(dǎo)向而朝向照射束222的源返回。因此，點反射鏡223充當(dāng)用于零階輻射的光闌。

圖4(A)至圖4(C)中示出點反射鏡223的實施例。點反射鏡223是棱鏡300的一部分、在棱鏡300之中或之上。在圖4所示出的實施例中，棱鏡呈包括兩個楔塊的立方體型光學(xué)元件的形式。然而，楔塊中的一個楔塊并非必需——在此狀況下，棱鏡將會是楔形。

圖4(A)是棱鏡300的示意性透視圖，其示出點反射鏡223以及入射于點反射鏡223上的照射束222和各階的信息攜載束226(包括零階、+1階和-1階)。如圖4(A)中可看到，點反射鏡223充當(dāng)用于零階輻射的光闌且允許非零階輻射穿過。圖4(B)是圖4(A)的棱鏡300的示意性俯視圖。能夠看到照射束222從側(cè)部進入棱鏡200且入射于點反射鏡223上。能夠看到非零階輻射(源于由標(biāo)記202的重新導(dǎo)向(出于清楚的目的而未圖示))穿過點反射鏡223。圖4(C)為圖4(A)的棱鏡300的右側(cè)的示意性側(cè)視圖。在圖4(C)中，照射束222從頁面出來且入射到點反射鏡223上。如圖4(C)中能夠看到，點反射鏡223充當(dāng)用于零階輻射的光闌且允許非零階輻射穿過。

點反射鏡223位于楔塊中的至少一個的對角面處。在圖4中，點反射鏡223位于楔塊的對角面的接合部處。例如，點反射鏡223可以是一個或兩個楔塊的對角面的“涂銀”部分。

另外，雖然圖4將點反射鏡223描繪為具有卵形或圓形形狀，但點反射鏡223可具有不同形狀(例如，矩形、三角形、環(huán)形等等)。還有，雖然圖4中僅示出單一點反射鏡223，但可存在有布置于楔塊的對角面處的兩個或兩個以上點反射鏡223。如果照射束具有多極強度分布，即，點反射鏡223中的每個被布置于照射束222的極的相應(yīng)部位處，則多個點反射鏡223可以是有益的。

已發(fā)現(xiàn)，點反射鏡223并不阻擋來自標(biāo)記202的所有零階輻射。雖然點反射鏡223阻擋相當(dāng)大量的零階輻射，但零階的另一部分可從標(biāo)記202改變方向(例如，反射和/或衍射)且圍繞點反射鏡223沿與由標(biāo)記202重新導(dǎo)向的非零階輻射相同的大致方向通過。另外，在一些狀況下，零階輻射可通過點反射鏡223的本體；例如，零階可通過反射鏡中的小孔。本文中，穿過點反射鏡223的零階輻射是圍繞點反射鏡223通過的輻射，或通過點反射鏡223的輻射，或其兩者。另外，穿過點反射鏡223的這種輻射將被稱作泄漏零階輻射。

因而，在一實施例中，當(dāng)泄漏零階輻射圍繞點反射鏡223通過時，可在超出點反射鏡223的信息攜載束226中實際上產(chǎn)生泄漏零階輻射的圓環(huán)形束。例如，在點反射鏡223在束路徑中具有圓形剖面的情況下(例如，為了使在束路徑中具有圓形剖面，點反射鏡223可實際上沿著楔形狀的對角面具有卵形形狀)，所述泄漏零階輻射可具有超出點反射鏡223的環(huán)形或圓環(huán)形。附加地或替代地，在所述泄漏零階輻射通過點反射鏡223的情況下，可實際上在超出點反射鏡223的信息攜載束226的內(nèi)部中產(chǎn)生連續(xù)或離散泄漏零階輻射的低強度場。泄漏零階輻射基本上不包含測量信號且將噪音添加至下游的測量系統(tǒng)。希望消除泄漏零階輻射。

在一實施例中，為了消除許多(若非全部)泄漏零輻射，提供至少兩個光闌，每個光闌被配置以阻擋零階輻射且允許非零階輻射穿過。因而，在一實施例中，點反射鏡223或不同光闌(在如果點反射鏡223不用做光闌的情況下)充當(dāng)用于零階輻射的第一光闌(同時允許非零階輻射穿過)，且提供用以阻擋穿過第一光闌的零階輻射(同時允許非零階輻射穿過)的另一光闌充當(dāng)?shù)诙怅@。在一實施例中，第一光闌和第二光闌的組合式操作將要消除95％或更多的零階輻射、消除98％或更多的零階輻射、消除99％或更多的零階輻射、消除99.5％或更多的零階輻射、消除99.9％或更多的零階輻射、消除99.95％的零階輻射，或者消除99.99％或更多的零階輻射。在一實施例中，第二光闌阻擋80％或更多的泄漏零階輻射、阻擋90％或更多的泄漏零階輻射、阻擋95％或更多的泄漏零階輻射、阻擋98％或更多的泄漏零階輻射、阻擋99％或更多的泄漏零階輻射，或阻擋99.5％或更多的泄漏零階輻射。在一實施例中，第一光闌和第二光闌的組合式操作將要允許95％或更多的非零階輻射穿過、允許98％或更多的非零階輻射穿過、允許99％或更多的非零階輻射穿過、允許99.5％或更多的非零階輻射穿過、允許99.9％或更多的非零階輻射穿過、允許99.95％的非零階輻射穿過，或允許99.99％或更多的非零階輻射穿過。

圖5描繪用以阻擋零階輻射的第一光闌和第二光闌的實施例。在圖5中，點反射鏡223用作用以阻擋零階輻射的第一光闌。提供第二光闌作為機械光學(xué)阻擋件310。在一實施例中，機械光學(xué)阻擋件是作為棱鏡300的一部分、在棱鏡300中或在棱鏡300上而提供的圓點。雖然阻擋件310在圖5中被示出為圓形，但阻擋件310可具有不同形狀以便與點反射鏡223的形狀一致。附加地或替代地，雖然阻擋件310在圖5中被示出為連續(xù)的，但阻擋件310可以是圓環(huán)形(例如，環(huán)形)以與泄漏零階輻射的形狀一致。

在一實施例中，阻擋件310不透明。在一實施例中，阻擋件310可具吸收性，也即，其吸收由阻擋件310阻擋的零階輻射的90％或更多、95％或更多、98％或更多、99％或更多、或99.5％或更多。在一實施例中，阻擋件310是反射性的。在一實施例中，阻擋件310將由阻擋件310阻擋的零階輻射反射朝向點反射鏡223，點反射鏡223可接著將輻射從棱鏡300的側(cè)部反射出或吸收所述輻射。

在一實施例中，阻擋件310是衍射性的或漫射性的(且因此，可能不透明或可能并非不透明)。在一實施例中，阻擋件310以漫射方式重新導(dǎo)向(例如，反射和/或衍射)所述輻射(以便例如使光斑為“白色”)。在一實施例中，阻擋件310將零階輻射從信息攜載束226的路徑的側(cè)部衍射出去至被指定的輻射排放場(radiation dump)或通常至設(shè)備的側(cè)壁。

圖5(A)是棱鏡300的示意性透視圖，其示出點反射鏡223、阻擋件310、入射于點反射鏡223上的照射束222和信息攜載束226的各階(包括零階、+1階和-1階)。如圖5(A)中能夠看到的，點反射鏡223充當(dāng)用于零階輻射的光闌、且又允許非零階輻射穿過。另外，阻擋件310充當(dāng)用于穿過點反射鏡223的零階輻射的光闌、且又允許非零階輻射穿過。圖5(B)是圖5(A)的棱鏡300的示意性俯視圖。能夠看到照射束222從側(cè)部進入棱鏡200且入射于點反射鏡223上。能夠看到非零階輻射(起因于標(biāo)記202的重新導(dǎo)向(出于清楚的目的而未圖示))穿過點反射鏡223。另外，一些零階輻射(出于清楚的目的而未被具體識別)穿過點反射鏡223且由阻擋件310阻擋。阻擋件310的內(nèi)部在圖5(B)中被示出為空，而僅僅為了描繪其與點反射鏡223的關(guān)系。在一實施例中，圖5(B)中的阻擋件310將會是實心的。圖5(C)是圖5(A)的棱鏡300的右側(cè)的示意性側(cè)視圖。在圖5(C)中，照射束222從頁面出來且入射于點反射鏡223上。如圖5(C)中可看到，點反射鏡223充當(dāng)用于零階輻射的光闌、且又允許非零階輻射穿過。另外，一些零階輻射(出于清楚的目的而未被具體辨識)穿過點反射鏡223且由阻擋件310阻擋。

在一實施例中，阻擋件310在束路徑中的剖面的寬度(與上文關(guān)于點反射鏡223所討論的相似，阻擋件310在束路徑中的剖面在例如阻擋件310以與束路徑成非垂直角橫穿束路徑的至少一部分時可不同于所述阻擋件310的實際形狀)比點反射鏡223在束路徑中的剖面的寬度(如上文所提及，點反射鏡223可在束路徑中占據(jù)圓形剖面，但實際上具有不同形狀(例如，卵形形狀))更寬。在一實施例中，阻擋件310在束路徑中的剖面的寬度是點反射鏡223在束路徑中的剖面的寬度的至少101％、至少102％、至少105％、或至少110％。在一實施例中，阻擋件310在束路徑中的剖面寬度小于或等于點反射鏡223在束路徑中的剖面的寬度的140％、小于或等于點反射鏡223在束路徑中的剖面發(fā)熱寬度的130％、小于或等于點反射鏡223在束路徑中的剖面的寬度的120％，或者小于或等于點反射鏡223在束路徑中的剖面的寬度的115％。若阻擋件310成圓環(huán)形(例如，環(huán)形)，則阻擋件310在束路徑中的剖面的內(nèi)部寬度小于點反射鏡223在束路徑中的剖面的寬度(如上文所提及，點反射鏡223可在束路徑中占據(jù)圓形剖面，但實際上具有不同形狀(例如，卵形形狀))。在一實施例中，阻擋件310在束路徑中的圓環(huán)形剖面的內(nèi)部寬度為點反射鏡223在束路徑中的剖面的寬度的99％或更小、97％或更小、95％或更小、90％或更小，或85％或更小。

在一實施例中，阻擋件310在束路徑中的剖面的寬度可以是具有用于非零階的一個或更多個開口的束路徑的大多數(shù)(若非整個)寬度。例如，阻擋件310可延伸跨越束路徑的寬度，其中開口處于非零階將穿過的部位處，諸如在0°、+45°、+90°、+135°、+180°、+225°、+270°和+315°處等等。

在一實施例中，阻擋件310可以是棱鏡300的一部分、在棱鏡300中或在棱鏡300上。

在一實施例中，阻擋件310可以是不透明特征，諸如涂層、滾珠軸承或其它不透明材料或結(jié)構(gòu)。

在一實施例中，阻擋件310可以是反射或散射結(jié)構(gòu)。反射阻擋件310可以是反射鏡、反射涂層等等。散射阻擋件310可被安裝或雕刻至表面(例如，棱鏡300的表面)上。這樣的散射阻擋件310可被研磨至表面(例如，玻璃板表面)中。這樣的散射阻擋件310可以是使入射輻射分散而將輻射發(fā)送遠離檢測器的任何材料或結(jié)構(gòu)。在一實施例中，散射阻擋件310可以是光柵。

在一實施例中，第一光闌和/或第二光闌可相對永久地安裝于測量設(shè)備中。例如，點反射鏡223和/或阻擋件310可固定于測量設(shè)備中。

在一實施例中，第一光闌和/或第二光闌可以是在測量設(shè)備中可移動的和/或可以從所述測量設(shè)備移除。在一實施例中，第一光闌和/或第二光闌可以是在束路徑中可移動的和/或可以從束路徑移除。因此，在一實施例中，通過將阻擋件310置放于適當(dāng)位置能夠容易地將其中點反射鏡223被設(shè)計用于大的或最大的標(biāo)記間距范圍(例如，盡可能地小)的測量設(shè)備(例如，對準(zhǔn)傳感器)轉(zhuǎn)換成被設(shè)計用于低的或最小的零階泄漏的測量設(shè)備。一旦阻擋件310處于適當(dāng)位置，則通過將阻擋件310移出光學(xué)路徑就能夠容易將測量設(shè)備恢復(fù)至原始布置。因而，測量設(shè)備可依賴于阻擋件310是否在光學(xué)路徑中而維持與各種測量方案(例如，粗略對準(zhǔn)、精細對準(zhǔn)、重疊測量等等)、各種設(shè)置(例如，焦點)等等的兼容性。例如，對于阻擋件310離開光學(xué)路徑而當(dāng)前處于合適位置的測量設(shè)備，測量設(shè)備可保持與粗略對準(zhǔn)、焦點或其它設(shè)置相兼容，且隨后在期望有效地完全阻擋零階輻射的情況下，能夠通過將阻擋件310移動至光學(xué)路徑中而將阻擋件310置于適當(dāng)位置。

在一實施例中，因為阻擋件310在束路徑中可移動和/或可以從束路徑移除，所以阻擋件310可針對所使用的測量目標(biāo)的特定間距而被優(yōu)化。

圖6描繪在測量設(shè)備中可移動和/或可以從測量設(shè)備移除的阻擋件310的實施例。在圖6的實施例中，阻擋件310是透明板320的一部分、在透明板320中或在透明板320上。在一實施例中，板320是玻璃、熔融二氧化硅或石英。板320連接至鉸鏈330，使得能夠圍繞所述鉸鏈軸線來旋轉(zhuǎn)所述板320(和阻擋件310)。在一個位置中，阻擋件310可被定位至點反射鏡223下游的光學(xué)路徑中，且在另一位置中，阻擋件310可被定位于光學(xué)路徑以外。在一實施例中，板320可旋轉(zhuǎn)至棱鏡300的頂部表面上或附近的部位。在一實施例中，板320可以用可移除方式與鉸鏈330連接或與鉸鏈330斷開連接，使得例如可使用不同阻擋件310。

圖7描繪在設(shè)備中可移動和/或可以從設(shè)備移除的阻擋件310的另一實施例。在圖7的實施例中，阻擋件310被連接至支撐臂結(jié)構(gòu)350，支撐臂結(jié)構(gòu)350在所述阻擋件310安裝于測量設(shè)備中時延伸至支撐框架340。因而，支撐框架340經(jīng)由支撐臂結(jié)構(gòu)350支撐所述阻擋件310。在一實施例中，支撐臂結(jié)構(gòu)包括兩個、四個或八個臂370以將阻擋件310定位于適當(dāng)位置中。然而，可使用不同數(shù)目的臂，即，可使用一個或更多個臂。支撐臂結(jié)構(gòu)350的一個或更多個臂可足夠薄而不會實質(zhì)上削弱輻射，或非零階輻射可適當(dāng)?shù)爻山嵌纫藻e過所述支撐臂結(jié)構(gòu)350的所述一個或更多個臂，同時仍通過支撐臂結(jié)構(gòu)350。在一實施例中，使用八個臂使得所述臂的光學(xué)影響(若在那些臂處存在)是對稱的。在一實施例中，一個或更多個臂可以是未支撐的，而一個或更多個其它臂可以是支撐的。例如，在八個臂的示例中，五個臂可以是未支撐的、而三個臂是支撐的，使得結(jié)合八個臂對稱光學(xué)影響而提供了穩(wěn)定的機械式3臂結(jié)構(gòu)。

支撐臂結(jié)構(gòu)350可松散地置于框架340上或被夾持至框架340。可提供一個或更多個光闌360以機械地防止支撐臂結(jié)構(gòu)350實質(zhì)上在X和Y方向上位移或?qū)嵸|(zhì)上圍繞Z方向旋轉(zhuǎn)。框架340防止圍繞X軸和Y軸的實質(zhì)旋轉(zhuǎn)并且約束在向下的Z方向上的移動。可用手移除或用自動工具(例如，搬運機器人)移除支撐臂結(jié)構(gòu)350和阻擋件310。在一實施例中，非零階輻射被布置通過支撐臂結(jié)構(gòu)350。通過所述支撐臂結(jié)構(gòu)350，可將不同類型和/或大小的阻擋件310引入至光學(xué)路徑中。

圖8是在測量設(shè)備中可移動和/或可以從測量設(shè)備移除的光闌的示意性仰視圖。此光闌類似于圖7的設(shè)計。如能夠看到的，阻擋件310是支撐臂結(jié)構(gòu)350的一部分或被安裝于支撐臂結(jié)構(gòu)350上。在此實施例中，支撐臂結(jié)構(gòu)350具有四個臂370。支撐臂結(jié)構(gòu)350的底部在一實施例中將會最接近棱鏡300，且因此支撐框架340(為了清楚起見，圖8中未示出)將會從棱鏡300位移，從而使得支撐臂結(jié)構(gòu)的筒將會從安裝有支撐臂結(jié)構(gòu)350的支撐框架340的表面向下“懸掛”。在一實施例中，支撐臂結(jié)構(gòu)具有用以與支撐框架340接合的一個或更多個突出部380。在一實施例中，一個或更多個突出部380中的一個或更多個可具有用以與一個或更多個光闌360接合的孔。在一實施例中，所述一個或更多個光闌360可以是延伸通過突出部380的孔的螺桿/螺釘或螺栓。圖9是圖8的光闌的示意性俯視圖。圖10是圖8的光闌的示意性側(cè)視圖，其示出光闌的側(cè)部和外側(cè)底部。圖11是圖8的光闌的示意性側(cè)視圖，其示出光闌的側(cè)部和外側(cè)頂部。圖12是圖8的光闌的示意性內(nèi)部視圖，其示出光闌的側(cè)部、外側(cè)頂部和內(nèi)側(cè)底部。

可使用用于在光學(xué)路徑中選擇性地具有阻擋件310的其它機制。例如，可將阻擋件310安裝于水平或垂直旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)上，所述結(jié)構(gòu)選擇性地將阻擋件310旋轉(zhuǎn)至路徑中。在另一實施例中，設(shè)備可具有電活性裝置，例如具有可移動元件的空間光調(diào)制器，或液晶類型裝置。所述裝置在一狀態(tài)中可使其元件被布置成使得所述裝置在光學(xué)路徑上是透明的，而在另一狀態(tài)中可使其元件選擇性地被布置成使得所述裝置在光學(xué)路徑中形成阻擋件310。

另外，在一實施例中，阻擋件310可以不是棱鏡300的一部分、不在棱鏡300中或不在棱鏡300上。在一實施例中，第二光闌可在第一光闌與檢測器之間的某處。在一實施例中，阻擋件310可在點反射鏡223下游。例如，阻擋件310可位于點反射鏡223與干涉儀228之間、是干涉儀228的一部分、在干涉儀228中或在干涉儀228上，或在干涉儀228與傳感器230之間。

在一實施例中，點反射鏡223充當(dāng)?shù)诙怅@，且位于點反射鏡223與標(biāo)記202之間的阻擋件310充當(dāng)?shù)谝还怅@。例如，阻擋件310可位于圖5(A)中所示出的棱鏡300的底部表面上或底部表面處。在該狀況下，阻擋件310可成圓環(huán)形，以便允許照射束穿過其內(nèi)部而至標(biāo)記202。阻擋件310在束路徑中的剖面的寬度將會比點反射鏡223在束路徑中的剖面的寬度更寬。此外，阻擋件31在束路徑中的圓環(huán)形剖面的內(nèi)部寬度將會等于或稍微小于點反射鏡223在束路徑中的剖面的寬度，以在照射輻射入射于標(biāo)記上之前最小化照射輻射的重新導(dǎo)向。

在一實施例中，參看圖4(c)，入射于點反射鏡223上的照射束222可具有比點反射鏡223在照射束222的束路徑中的橫截面更大的橫截面。因此，照射束222的一些(若非大多數(shù))輻射是由點反射鏡223反射，且其它輻射將穿過點反射鏡223而到達例如棱鏡300的供照射束222入射至棱鏡300的相對側(cè)表面。以此方式穿過點反射鏡223的輻射可用來診斷所述測量設(shè)備的一個或更多個光學(xué)部件。例如，檢測器可接收穿過點反射鏡223的這種輻射且從這種輻射的量、形狀、位置等等確定一個或更多個上游部件(例如，輻射源、點反射鏡223等等)是否不適當(dāng)?shù)囟ㄎ换虿贿m當(dāng)?shù)夭僮?。可隨后依賴于結(jié)果而執(zhí)行動作，諸如對準(zhǔn)操作。因此，使點反射鏡223較大(其旨在減小或消除泄漏零階輻射)可排除該測量技術(shù)。因此，使用如本文所描述的第二光闌可具有對測量設(shè)備的現(xiàn)有診斷(例如，對準(zhǔn))技術(shù)很小的影響或無影響。

在一實施例中，所述測量設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)可使用離軸照射以照射標(biāo)記。離軸照射意思是輻射的一個或更多個源區(qū)被局限于光瞳的周邊部分，即，遠離光軸一些距離(例如，偶極照射、環(huán)形照射、四極照射，等等)。將照射局限于光瞳的周邊會將標(biāo)記的最小可能間距從實質(zhì)上的λ/NA減小至實質(zhì)上的λ/2NA，其中λ為所使用輻射的波長，且NA為儀器(例如，對準(zhǔn)傳感器，或更通常，位置測量設(shè)備)的物鏡的數(shù)值孔徑。例如，可以在入射角的有限范圍(在光瞳平面中的有限徑向范圍)使用離軸照射。尤其通過使用離軸照射，對于較大精確度能夠減小標(biāo)記的光柵間距，且視情況無需測量設(shè)備的檢測器側(cè)上的空間分辨率。用以提供離軸照射的照射光學(xué)裝置能夠采取各種形式，PCT專利申請公開文獻第WO2013/152878號和第WO2014/026819號中披露了那些形式中的一些，所述PCT專利申請公開文獻的全文以引用方式并入本文中。

因而，在一實施例中，照射光學(xué)裝置被配置用以將來自至少第一源區(qū)和第二源區(qū)的相干輻射供應(yīng)于物鏡224的光瞳內(nèi)。第一區(qū)和第二區(qū)被限于光瞳的周邊部分(在至少遠離光軸的意義上)。它們各自在角度范圍方面受限制且被定位成相對于光軸彼此完全相反。源區(qū)可采取極小光斑的形式，或可在形式上更多地延伸。可提供另外的源區(qū)，特別是在相對于第一區(qū)和第二區(qū)旋轉(zhuǎn)90°的位置處設(shè)置第三源區(qū)和第四源區(qū)。設(shè)備整體上無需限于提供這些特定照射剖面。其可具有已知的或仍待開發(fā)的其它使用模式，其有助于不同剖面的使用。

在一實施例中，測量設(shè)備的光學(xué)系統(tǒng)可選擇性地在同軸照射模式與離軸照射模式之間操作，在同軸照射模式中，光斑是由與光學(xué)系統(tǒng)的光軸對準(zhǔn)的束輻射形成，在離軸照射模式中，光斑是由從與光學(xué)系統(tǒng)的光軸偏離的方向入射的一個或多個輻射束形成(例如，偶極照射、環(huán)形照射、四極照射，等等)。

在一實施例中，可由設(shè)備的一個或更多個點反射鏡的特定分布或定位而產(chǎn)生離軸照射，所述一個或更多個點反射鏡的特定分布和定位既可提供所需照射又可充當(dāng)零階衍射輻射的場光闌。例如，入射束可以比相應(yīng)的一個或更多個點反射鏡的寬度更寬，且因此束的一部分是由多個點反射鏡中的一個遞送至所述標(biāo)記，而其余部分超出所述一個或更多個點反射鏡而入射于例如束截止器上。

在一實施例中，可在入射于一個或更多個點反射鏡223上之前限定同軸照射和/或離軸照射。可由定制的光學(xué)元件、由具有可移動元件的空間光調(diào)制器等等產(chǎn)生同軸照射和/或離軸照射?？墒拐丈渑c一個或更多個點反射鏡223匹配，以便在物鏡224的光瞳平面處提供所需的照射剖面，而不會顯著浪費輻射。

能夠設(shè)計“通用(universal)”照射剖面，其允許在X標(biāo)記、Y標(biāo)記和XY標(biāo)記中的任一個上對準(zhǔn)而不改變照射模式，盡管這種通用照射剖面不可避免地帶來性能的一些妥協(xié)/損害和/或設(shè)備中的一些復(fù)雜化。替代地，能夠設(shè)計專用模式且使專用模式可選擇以供不同標(biāo)記類型使用(例如，通過改變點反射鏡布置和/或改變輸入輻射分布)。也能夠選擇不同照射偏振。

在一實施例中，光學(xué)系統(tǒng)被配置以允許利用所述測量設(shè)備執(zhí)行散射測量類型的測量。例如，能夠使用在共軛光瞳平面中具有空間分辨率的檢測器，以允許使用測量設(shè)備執(zhí)行角分辨的散射測量方法。

可能需要將標(biāo)記掃描一次以上(視需要)，例如用以使用兩個不同偏振來測量位置。還有，可能有用的是在通過掃描所述XY標(biāo)記的中途切換所述照射模式。在其它實施例中，能夠使用光信號的復(fù)用，使得能夠同時地進行兩個測量。類似地，復(fù)用能夠被應(yīng)用，使得能夠掃描和測量XY標(biāo)記的不同部分而不切換照射模式。用以執(zhí)行這種復(fù)用的簡單方式是通過頻分復(fù)用。在此技術(shù)中，利用一種特性頻率來調(diào)制來自每對光斑和/或偏振的輻射，所述特性頻率被選擇為比攜載有位置信息的時變信號的頻率高得多。到達檢測器的衍射的和經(jīng)處理的光學(xué)信號將會是兩個信號的混合物，但可使用被調(diào)諧至源輻射的相應(yīng)頻率的一個或更多個濾波器來電子地分離那些信號。也能夠使用分時復(fù)用，但這將會傾向于涉及源與檢測器之間的精確同步。例如，在每個頻率下的調(diào)制可以是簡單正弦波或方波。

應(yīng)注意，在上文所描述的示例中，已省略通常用于測量設(shè)備的光學(xué)路徑中的一個或更多個偏振元件。此省略僅用以簡化本發(fā)明的實施例的描述的解釋。在真實實施方式中，通常將包括一個或更多個偏振元件。本文所描述的光闌中的一個或更多個可以是這種偏振元件的一部分、在這種偏振元件中或在這種偏振元件上。另外，根據(jù)標(biāo)記類型運用不同偏振進行測量和/或在每個標(biāo)記上利用一個以上偏振進行測量是慣常的。可由本領(lǐng)域技術(shù)人員設(shè)想到用以實現(xiàn)所需偏振的特征。

若希望用圓偏振來照射標(biāo)記，則不管是用于位置感測還是某一其它形式的量測，都能將四分之一波片(未示出)插入點反射鏡223與物鏡224之間。這具有使線性偏振變成圓偏振(且使其在由標(biāo)記衍射之后再次改變回去)的效果。能夠通過在照射輸出件220或介于照射輸出件與點反射鏡223之間的其它光學(xué)裝置中選擇不同線性偏振而改變圓偏振的方向(順時針/逆時針)。

在一實施例中，偏振元件可位于點反射鏡223與檢測器之間。例如，例如呈四分之一波片或半波片形式的偏振元件可位于棱鏡300的頂部處或頂部上。在一實施例中，阻擋件310可被設(shè)置為這種偏振元件的一部分、提供于這種偏振元件中或在這種偏振元件上(例如，此偏振元件的頂部)。

從照射輸出件220出現(xiàn)的照射可以是單色的，但性質(zhì)上通常是寬帶，例如白光，或多色光/復(fù)光(polychromatic)。束中的波長的多樣性增加測量的魯棒性/穩(wěn)定性。傳感器可使用例如名稱為綠色、紅色、近紅外線和遠紅外線的一組四個波長?？墒褂貌煌乃膫€波長，或者多于或少于四個波長。

本說明書中的短語/措辭“正衍射階和負衍射階”是指第一衍射階和高衍射階中的任一種。衍射階包括既不為正也不為負的零階(鏡面反射)，以及包括被便利地稱作正和負的以互補對而存在的高階。非零階可被稱作高階。因此，+1階和-1階是正階和負階的示例，+2階和-2階、+3階和3階等等也為正階和負階的示例。本文中的示例為方便起見主要參考+1階和-1階予以例示，但不具有限制，可透射和/或處理其它非零階。換句話說，雖然本文所描述的示例集中于0階和+/-1階衍射信號，但將理解到，本公開延伸至高階的捕捉和分析，例如+/-2階，更通常+/-n階。在各示例中，出于簡單起見，僅示出和討論1階。

本文中為方便起見僅提及頂部、底部和側(cè)部。本文中所提及的部分/部件可被取向為與所描述的不同。例如，豎直地布置的部分/部件可被水平地布置或可相對于所描述的配置被顛倒地布置。因此，在適當(dāng)情況下，處于部分/部件的頂部處或頂部上的某物的描述可依賴于該部分/部件的取向而在該部分/部件的側(cè)部或底部處。

雖然說明書和權(quán)利要求提及了如形成于形成例如對準(zhǔn)標(biāo)記的結(jié)構(gòu)上的輻射光斑，但術(shù)語“光斑”不應(yīng)被理解為需要照射區(qū)域的任何特定大小或形狀。例如，照射光斑可以是圓形或細長的。類似地，雖然光斑的像可形成為落在一個或更多個檢測器上，但光斑的像可具有或可不具有與所述光斑自身相同的形狀。不排除使用相應(yīng)檢測器的多個光斑。

應(yīng)理解，控制對準(zhǔn)傳感器、處理由對準(zhǔn)傳感器檢測的信號且從這些信號計算出適用于控制所述光刻圖案形成過程的位置測量的處理單元PU通常將涉及某種計算機組件。所述計算機組件可以是在設(shè)備外部的專用計算機，其可以是專用于對準(zhǔn)傳感器的一個或若干處理單元，或替代地其可以是整體上控制光刻設(shè)備的中央控制單元LACU。所述計算機組件可被布置成用以加載包括計算機可執(zhí)行代碼的計算機程序產(chǎn)品。這可使計算機組件能夠在計算機程序產(chǎn)品被下載時控制運用所述對準(zhǔn)傳感器AS進行的光刻設(shè)備的前述使用。

在一實施例中，提供一種測量設(shè)備，包括：光學(xué)系統(tǒng)，其用以將照射輻射提供至周期性結(jié)構(gòu)上的光斑中且用以接收由所述周期性結(jié)構(gòu)重新導(dǎo)向的輻射，所述光學(xué)系統(tǒng)包括：第一光闌，用以阻擋來自所述周期性結(jié)構(gòu)的零階輻射且允許非零階輻射穿過；和第二光闌，用以阻擋穿過所述第一光闌的零階輻射且允許所述非零階輻射穿過；和所述光學(xué)系統(tǒng)下游的輻射檢測器，用以接收所述非零階輻射。

在一實施例中，所述第一光闌包括反射鏡。在一實施例中，所述測量設(shè)備進一步包括用以將所述照射輻射提供至所述反射鏡的輻射輸入件，所述反射鏡被配置以將所述照射輻射朝向所述周期性結(jié)構(gòu)上的所述光斑提供。在一實施例中，所述第一光闌是棱鏡的一部分、在所述棱鏡中或在所述棱鏡上。在一實施例中，所述第二光闌是所述棱鏡的一部分、在所述棱鏡中或在所述棱鏡上。在一實施例中，所述第二光闌是棱鏡的一部分、在所述棱鏡中或在所述棱鏡上。在一實施例中，所述第二光闌是板的一部分、在所述板中或在所述板上。在一實施例中，所述板安裝于鉸鏈上。在一實施例中，所述第二光闌是由框架可釋放地支撐的支撐臂結(jié)構(gòu)的一部分、在所述支撐臂結(jié)構(gòu)中或在所述支撐臂結(jié)構(gòu)上。在一實施例中，所述第二光闌是不透明特征。在一實施例中，所述第二光闌是散射或反射特征。在一實施例中，所述第二光闌可移動至重新導(dǎo)向的輻射的路徑中和從重新導(dǎo)向的輻射的所述路徑中移出。在一實施例中，所述檢測器被配置用以從所接收的非零階輻射確定對準(zhǔn)。

在一實施例中，提供一種光刻設(shè)備，包括：圖案形成子系統(tǒng)，被配置以將圖案轉(zhuǎn)印至襯底；測量子系統(tǒng)，被配置以測量所述襯底相對于所述圖案形成子系統(tǒng)的位置，其中所述圖案形成子系統(tǒng)被布置用以使用由所述測量子系統(tǒng)測量的所述位置以將所述圖案施加于所述襯底上的所需位置處，且其中所述測量子系統(tǒng)包括如本文所描述的設(shè)備。

在一實施例中，提供一種測量方法，所述方法包括：將輻射提供至周期性結(jié)構(gòu)上的光斑中；接收由所述周期性結(jié)構(gòu)重新導(dǎo)向的輻射，所述重新導(dǎo)向的輻射包括零階輻射和非零階輻射；使用第一光闌來阻擋重新導(dǎo)向的輻射的零階輻射，同時允許非零階輻射穿過所述第一光闌；使用第二光闌來阻擋穿過所述第一光闌的零階輻射，同時允許非零階輻射穿過所述第二光闌；和在所述第一光闌和所述第二光闌下游的輻射檢測器處接收所述非零階輻射。

在一實施例中，所述第一光闌包括反射鏡，且進一步包括將照射輻射提供至所述反射鏡，所述反射鏡將所述照射輻射朝向所述周期性結(jié)構(gòu)上的所述光斑提供。在一實施例中，所述第一光闌是棱鏡的一部分、在所述棱鏡中或在所述棱鏡上。在一實施例中，所述第二光闌是所述棱鏡的一部分、在所述棱鏡中或在所述棱鏡上。在一實施例中，所述方法進一步包括將所述第二光闌移動至重新導(dǎo)向的輻射的路徑中和從重新導(dǎo)向的輻射的所述路徑中移出。在一實施例中，所述第二光闌是安裝于鉸鏈上的板的一部分、在所述板中或在所述板上，且其中移動所述第二光闌包括圍繞所述鉸鏈旋轉(zhuǎn)所述板。在一實施例中，所述第二光闌是由框架可釋放地支撐的支撐臂結(jié)構(gòu)的一部分、在所述支撐臂結(jié)構(gòu)中或在所述支撐臂結(jié)構(gòu)上。在一實施例中，所述第二光闌是散射或反射特征。

在一實施例中，提供一種制造器件的方法，其中使用光刻過程將器件圖案施加至襯底，所述方法包括通過參考形成于所述襯底上的周期性結(jié)構(gòu)的測量位置而定位所施加圖案，所述測量位置是通過如本文所主張的方法而獲得的。

盡管在本文中可特定地參考光刻設(shè)備在IC制造中的使用，但應(yīng)理解，本文所描述的光刻設(shè)備可具有其它應(yīng)用，諸如制造集成光學(xué)系統(tǒng)、用于磁疇存儲器的導(dǎo)引和檢測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等等。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將了解到，在這樣的替代應(yīng)用的情境中，可認為本文對術(shù)語“晶片”或“管芯”的任何使用分別與更上位的術(shù)語“襯底”或“目標(biāo)部分”同義?？稍谄毓庵盎蛑笤诶畿壍?通常將抗蝕劑層施加至襯底且顯影經(jīng)曝光抗蝕劑的工具)、量測工具和/或檢測工具中處理本文所提及的襯底。適用時，可將本文所披露的內(nèi)容應(yīng)用于這樣的和其它襯底處理工具。另外，可將襯底處理一次以上，例如，以便產(chǎn)生多層IC，使得本文所使用的術(shù)語“襯底”也可指已經(jīng)包含多個經(jīng)處理層的襯底。

盡管上文可特定地參考在光學(xué)光刻的情境中對本發(fā)明的實施例的使用，但將了解到，本發(fā)明的實施例可用于其它應(yīng)用(例如，壓印光刻)中，且在情境允許時不限于光學(xué)光刻。在壓印光刻中，圖案形成裝置中的拓撲限定了產(chǎn)生于襯底上的圖案?？蓪D案形成裝置的拓撲壓入被供應(yīng)至襯底的抗蝕劑層中，在襯底上，所述抗蝕劑是通過施加電磁輻射、熱、壓力或其組合而被固化。在抗蝕劑固化之后，將圖案形成裝置移出抗蝕劑，從而在其中留下圖案。

本文所使用的術(shù)語“輻射”和“束”涵蓋所有類型的電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如，具有或是約365nm、355nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波長)和極紫外線(EUV)輻射(例如，具有在5nm至20nm范圍內(nèi)的波長)；和粒子束(諸如，離子束或電子束)。

術(shù)語“透鏡”在情境允許時可指各種類型的光學(xué)部件中的任一個或其組合，包括折射、反射、磁性、電磁和靜電光學(xué)部件。

本發(fā)明的實施例可采取如下形式：計算機程序，其包含描述如上文所披露的方法的機器可讀指令的一個或更多個序列；或數(shù)據(jù)儲存介質(zhì)(例如，半導(dǎo)體存儲器、磁盤或光盤)，其具有儲存于其中的這樣的計算機程序。

雖然上文已描述本發(fā)明的特定實施例，將應(yīng)了解，可以用與所描述的方式不同的其它方式來實踐本發(fā)明。以上描述意在是說明性的而非限制性的。因而，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言將顯而易見的是，可在不脫離下文所闡明的權(quán)利要求的范疇的情況下對所描述的本發(fā)明進行修改。