CN102067040A - 重叠测量设备、光刻设备和使用这种重叠测量设备的器件制造方法 - Google Patents

重叠测量设备、光刻设备和使用这种重叠测量设备的器件制造方法 Download PDF

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Abstract

重叠测量设备具有偏振光源，用于用偏振光束照射样品，和光学系统，用以捕获由样品散射的光。光学系统包括偏振器，用于传送与偏振光束的偏振方向正交的正交偏振分量。检测器测量正交偏振分量的强度。连接至检测器的处理单元布置成使用从正交偏振分量得出的不对称数据处理重叠计算测量的正交偏振分量。

Description

重叠测量设备、光刻设备和使用这种重叠测量设备的器件制造方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2008年6月26日递交的美国临时申请61/075,969的优先权权益，这里以参考的方式全文并入。
技术领域
本发明涉及一种重叠测量设备、光刻设备以及使用这种重叠测量设备制造器件的方法。
背景技术
光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，通常是衬底的目标部分上的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成待形成在所述IC的单层上的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。所述图案的转移通常是通过将图案成像到提供到衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。通常，单个衬底将包含连续形成图案的相邻目标部分的网络。公知的光刻设备包括：所谓的步进机，在所述步进机中，通过将整个图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；以及所谓的扫描器，在所述扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。也可能通过将图案压印(imprinting)到衬底的方式从图案形成装置将图案转移到衬底上。
在已知的角分辨散射测量系统中，重叠被测量成从衬底上的光栅反射的光的+1和-1级衍射之间的强度差异。这需要具有大约300-1000nm量级的节距的相对粗糙的光栅。
发明内容
本发明旨在提供一种光刻设备和器件制造方法，其中可以以尽可能接近的分辨率水平实现重叠测量。在一个示例中，对于重叠分辨率零级衍射级是有效的。对于锥形衍射，零级还显示出不对称，其可以理论上用于OV度量。然而，不对称可能是极其小的(即使是在使用UV波长的情况下)，这会使得测量易于受到传感器不对称的影响。
在本发明的一个实施例中，提供一种重叠测量设备，包括：偏振光源，用于使用偏振光束照射样品；光学系统，配置成捕获由样品散射的光，所述光学系统包括：偏振器，用于传送与偏振光束的偏振方向正交的正交偏振分量；和检测器，其测量正交偏振分量的强度，其中重叠测量设备还包括连接至检测器的处理单元，所述处理单元配置成使用从正交偏振分量得出的不对称数据仅处理用于重叠度量测量的正交偏振分量。
在本发明的另一实施例中，提供一种光刻设备，包括这样的重叠测量设备。
在本发明的还一实施例中，一种器件制造方法，包括：将图案化的辐射束投影到衬底上，其中所述方法包括用偏振光束照射样品；捕获由样品散射的光；传送与偏振光束的偏振方向正交的正交偏振分量；测量正交偏振分量的强度；和使用从正交偏振分量得出的不对称数据仅处理用于重叠度量测量的正交偏振分量。
本发明的其他实施例、特征以及优点以及这些不同的实施例的结构和操作将在下面参照附图进行详细的描述。
附图说明
下面仅通过示例的方式，参考附图对本发明的实施例进行描述，其中示意性附图中相应的标记表示相应的部件，在附图中：
图1示出根据本发明一个实施例的光刻设备；
图2示意地示出根据本发明一个实施例的重叠测量系统的示意图；
图3示意地示出用在双图案化的衬底上的光栅结构的截面图；
图4a和4b示出使用在图2中的重叠测量系统中的图3示出的结构测量的平面和交叉偏振光谱；
图5示出从图4的光谱测量的交叉偏振器不对称的相对量。
本发明的一个或更多个实施例将在下文中参照附图进行描述。
具体实施方式
本说明书公开了并入本发明的特征的一个或更多个实施例。所公开的实施例仅给出本发明的示例。本发明的范围不限于所公开的实施例。本发明通过未决的权利要求进行限定。
所述的实施例和在说明书中提到的“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等表示所述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但是每个实施例不必包括一定包括特定特征、结构或特性。而且，这些段落不必指的是同一个实施例。此外，当特定特征、结构或特性与实施例结合进行描述时，应该理解，无论是否明确描述，本领域技术人员可以实现将这些特征、结构或特性与其他实施例结合。
本发明实施例可以应用到硬件、固件、软件或其任何组合。本发明实施例还可以应用为存储在机器可读介质上的指令，其可以通过一个或更多个处理器读取和执行。机器可读介质可以包括任何用于以机器(例如计算设备)可读形式存储或传送信息的机构。例如，机器可读介质可以包括：只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁盘存储媒介；光学存储媒介；闪存设备；传播信号的电、光、声或其他形式(例如，载波、红外信号、数字信号等)，以及其他。此外，这里可以将固件、软件、程序、指令描述成执行特定操作。然而，应该认识到，这些描述仅为了方便并且这些操作实际上由计算设备、处理器、控制器或其他执行所述固件、软件、程序、指令等的设备来完成的。
图1示意地示出了根据本发明的一个实施例的光刻设备。所述光刻设备包括：照射系统、支撑结构、衬底台和投影系统。照射系统(照射器)IL配置用于调节辐射束B(例如UV辐射或DUV辐射)。支撑结构(例如掩模台)MT构造成支撑图案形成装置(例如掩模)MA并与配置成根据特定参数精确地定位图案形成装置的第一定位装置PM相连。衬底台(例如晶片台)WT构造成用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与配置用于根据确定的参数精确地定位衬底的第二定位装置PW相连。投影系统(例如折射式投影透镜系统)PS配置成用于将图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一根或多根管芯)上。
照射系统可以包括各种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件、或其任意组合，以引导、成形、或控制辐射。
所述支撑结构支撑，即承载图案形成装置的重量。支撑结构以依赖于图案形成装置的方向、光刻设备的设计以及诸如图案形成装置是否保持在真空环境中等其他条件的方式保持图案形成装置。所述支撑结构可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术来保持图案形成装置。所述支撑结构可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述支撑结构可以确保图案形成装置位于所需的位置上(例如相对于投影系统)。在这里任何使用的术语“掩模版”或“掩模”都可以认为与更上位的术语“图案形成装置”同义。
这里所使用的术语“图案形成装置”应该被广义地理解为表示能够用于将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束、以便在衬底的目标部分上形成图案的任何装置。应当注意，被赋予辐射束的图案可能不与在衬底的目标部分上的所需图案完全相符(例如如果该图案包括相移特征或所谓的辅助特征)。通常，被赋予辐射束的图案将与在目标部分上形成的器件中的特定的功能层相对应，例如集成电路。
图案形成装置可以是透射式的或反射式的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列以及可编程液晶显示(LCD)面板。掩模在光刻术中是公知的，并且包括诸如二元掩模类型、交替型相移掩模类型、衰减型相移掩模类型和各种混合掩模类型之类的掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每一个小反射镜可以独立地倾斜，以便沿不同方向反射入射的辐射束。所述已倾斜的反射镜将图案赋予由所述反射镜矩阵反射的辐射束。
这里使用的术语“投影系统”应该广义地解释为包括任意类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型和静电型光学系统、或其任意组合，如对于所使用的曝光辐射所适合的、或对于诸如使用浸没液体或使用真空之类的其他因素所适合的。这里使用的术语“投影透镜”可以认为是与更上位的术语“投影系统”同义。
如这里所示的，所述设备是透射型的(例如，采用透射式掩模)。替代地，所述设备可以是反射型的(例如，采用如上所述类型的可编程反射镜阵列，或采用反射式掩模)。
所述光刻设备可以是具有两个(双台)或更多衬底台(和/或两个或更多的掩模台)的类型。在这种“多台”机器中，可以并行地使用附加的台，或可以在一个或更多个台上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它台用于曝光。
光刻设备也可以是这种类型，其中衬底的至少一部分被具有相对高的折射率的液体(例如水)覆盖，以便填充投影系统和衬底之间的空间。浸没液体也可以应用到光刻设备的其他空间，例如掩模和投影系统之间的空间。公知地，浸没技术可以用于提高投影系统的数值孔径。这里用到的术语“浸没”不是指一个结构(例如衬底)必须浸入到液体中，而仅指的是在曝光过程中液体位于投影系统和衬底之间。
参照图1，所述照射器IL接收从辐射源SO发出的辐射束。该源SO和所述光刻设备可以是分立的实体(例如当该源为准分子激光器时)。在这种情况下，不会将该源考虑成形成光刻设备的一部分，并且通过包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统BD的帮助，将所述辐射束从所述源SO传到所述照射器IL。在其它情况下，所述源可以是所述光刻设备的组成部分(例如当所述源是汞灯时)。可以将所述源SO和所述照射器IL、以及如果需要时设置的所述束传递系统BD一起称作辐射系统。
所述照射器IL可以包括用于调整所述辐射束的角强度分布的调整器AD。通常，可以对所述照射器IL的光瞳平面中的强度分布的至少所述外部和/或内部径向范围(一般分别称为σ-外部和σ-内部)进行调整。此外，所述照射器IL可以包括各种其它部件，例如积分器IN和聚光器CO。可以将所述照射器用于调节所述辐射束，以在其横截面中具有所需的均匀性和强度分布。
所述辐射束B入射到保持在支撑结构(例如，掩模台MT)上的所述图案形成装置(例如，掩模MA)上，并且通过所述图案形成装置来形成图案。已经穿过掩模MA之后，所述辐射束B通过投影系统PS，所述投影系统将辐射束聚焦到所述衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置PW和位置传感器IF(例如，干涉仪器件、线性编码器或电容传感器)的帮助，可以精确地移动所述衬底台WT，例如以便将不同的目标部分C定位于所述辐射束B的路径中。类似地，例如在从掩模库的机械获取之后，或在扫描期间，可以将所述第一定位装置PM和另一个位置传感器(图1中未明确示出)用于相对于所述辐射束B的路径精确地定位掩模MA。通常，可以通过形成所述第一定位装置PM的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)的帮助来实现掩模台MT的移动。类似地，可以采用形成所述第二定位装置PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现所述衬底台WT的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)，掩模台MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准掩模MA和衬底W。尽管所示的衬底对准标记占据了专用目标部分，但是它们可以位于目标部分之间的空间(这些公知为划线对齐标记)中。类似地，在将多于一个的管芯设置在掩模MA上的情况下，所述掩模对准标记可以位于所述管芯之间。
可以将所示的设备用于以下模式中的至少一种中：
1.在步进模式中，在将掩模台MT和衬底台WT保持为基本静止的同时，将赋予所述辐射束的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单一的静态曝光)。然后将所述衬底台WT沿X和/或Y方向移动，使得可以对不同目标部分C曝光。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单一的静态曝光中成像的所述目标部分C的尺寸。
2.在扫描模式中，在对掩模台MT和衬底台WT同步地进行扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上(即，单一的动态曝光)。衬底台WT相对于掩模台MT的速度和方向可以通过所述投影系统PS的(缩小)放大率和图像反转特征来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单一动态曝光中所述目标部分的宽度(沿非扫描方向)，而所述扫描运动的长度确定了所述目标部分的高度(沿所述扫描方向)。
3.在另一个模式中，将用于保持可编程图案形成装置的掩模台MT保持为基本静止，并且在对所述衬底台WT进行移动或扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上。在这种模式中，通常采用脉冲辐射源，并且在所述衬底台WT的每一次移动之后、或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新所述可编程图案形成装置。这种操作模式可易于应用于利用可编程图案形成装置(例如，如上所述类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。
也可以采用上述使用模式的组合和/或变体，或完全不同的使用模式。
图2示意地示出了根据本发明一个实施例的重叠测量设备10的示意图。衬底W设置有光栅或用于重叠测量的其他测量结构。在光刻设备中有利地使用重叠测量设备10，其布置成将图案从图案形成装置转移至衬底上。
在示出的示例中，提供偏振光源3，其产生偏振光光束，例如线性偏振光，用于照射样品(例如衬底W)。在图2的示意图中，X和Y轴被示出，并且光束的偏振方向是沿Y方向。光束被散射在样品上，并且光学系统捕获该散射光。在光学系统中，提供偏振器用于透过与偏振光束的偏振方向正交的正交偏振分量。
光束被引导朝向第一非偏振分束器4，其引导光束朝向具有高数值孔径(例如，大于大约0.9)的物镜2。物镜2将测量光斑投影到衬底W的表面上。在这个示例中，从晶片W上的光栅上反射的零级衍射分量被接收回到物镜2中，在此之后第一非偏振分束器4使光束透射作为透射光束朝向第二非偏振分束器5。第一和第二非偏振分束器4、5的分束器轴线相互垂直。例如，在图2的示意图中，第二非偏振分束器的轴线相对于第一非偏振分束器4的轴线围绕Y轴旋转大约90°。非偏振分束器4、5是例如具有等于大约0.6的透射系数T和大约0.3的反射系数R的分束器，因为这样的值得到总的最高的光路效率。
随后，源自第二非偏振分束器5的分出的光束被引导至例如沃拉斯顿棱镜(Wollaston prism)形式的交叉偏振器6。这得到两个空间分离的角分辨光谱，一个是平面内图像，一个是交叉偏振图像。交叉偏振图像通过照相机7(例如CCD或CMOS照相机)检测，照相机7测量至少正交偏振分量的强度。这个数据在连接至照相机7的处理单元8中进一步处理。照相机7布置在重叠测量设备内，以便将物镜2的后焦平面成像在照相机7的传感器上。处理单元8使用源自交叉偏振图像强度测量的不对称数据进一步仅处理交叉偏振图像(即，正交偏振分量)用于重叠度量测量。
在还一实施例中，光学系统还包括可选的阻挡元件9(在图2的示意图中用虚线示出)，其阻挡来自交叉偏振器6的平面内图像进入检测器7。
在一个示例中，重叠测量设备10内的散射仪布置可以适于通过测量反射光谱内的不对称而测量两个非对准的周期结构的重叠，所述不对称与重叠的程度相关。散射仪布置例如适于通过测量反射光谱和/或检测结构内的不对称来测量两个非对准光栅或周期结构的重叠，所述不对称与重叠的程度相关。基于对称检测结构，基本上所有不对称都是可区分的。这提供直接的方法以测量光栅内的不对准。
重叠度量是基于角散射光谱内的不对称的测量。对称结构得出对称的角光谱，并且目标中的不对称显示成为角散射光谱中的不对称。这种性质是使用角分辨散射测量的重叠度量的基础。
在另一实施例中，两个重叠但不对准的光栅包括用以形成一个合成的不对称目标的条。角散射光谱中的最终的不对称使用用于得出重叠的重叠测量设备10检测。这种技术在欧洲专利申请EP-A-1628164中详细地描述，其通过参考全文并入。
在一个示例中，本申请的重叠测量设备适于包括入射到衬底W上的光栅的光束的锥形衍射的重叠测量。
交叉偏振图像可以提供弱的交叉偏振光谱，其通常比平面内光谱弱10-20倍。当使用交叉偏振器6时，尤其是当使用沃拉斯顿棱镜时，可以得到两个光谱的空间分离，并且可以实现仅处理交叉偏振光谱。
在另一实施例中，已经使用在晶片W上的节距大约为128nm的所谓的双图案形成叠层15来测试重叠测量设备10，其横截面如图3示意地示出。叠层15包括位于衬底W的顶部的具有无定形C的硬掩模光栅的第一叠层17，和位于第一叠层17的顶部上的抗蚀剂光栅16。
在另一实施例中，图4a和4b，平面内光谱(4a)和交叉偏振光谱(4b)以灰度级方式表示的强度示出。在本示例中，大部分的光是在平面内偏振光谱中(大约比交叉偏振光谱高50倍)。在交叉偏振光谱(4b)的方位方向仅有一小部分光。
在图5中，示出一个实施例，其中对于交叉偏振光谱，在上面的叠层15中测量的不对称的计算出来的相对量大约为5nm叠层误差。所用的灰度级表示计算的不对称的正的和负的值。平面内偏振可以不具有任何有关不对称的信息(在图中没有示出)，因此更易于阻挡用于重叠测量的光。在这种方式中，仅用存在于交叉偏振光谱中的少量的光子可以测出大的不对称效应。
在一个实施例中，交叉偏振光谱中的光的量可以非常低，因而这种方法使用具有足够的动态范围和可接受的散射光抑制的照相机7。例如，具有最小12比特分辨率的背照射CCD将提供合理的结果。
此外，用作交叉偏振器6的沃拉斯顿棱镜应该具有极佳的消光比。
“平面内”偏振光不具有重叠信息并因此可能引入测量误差。附加地或替换地，可以在不提高传感器复杂度的情况下实现用交叉偏振器6空间分离或阻挡这种光。
模拟表明，UV波长给出充分的不对称效果，以实现使用本申请的重叠测量设备10。
虽然在本文中详述了光刻设备用在制造ICs(集成电路)，但是应该理解到这里所述的光刻设备可以有其他的应用，例如制造集成光学系统、磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCDs)、薄膜磁头等。本领域技术人员应该认识到，在这种替代应用的情况中，可以将这里使用的任何术语“晶片”或“管芯”分别认为是与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。这里所指的衬底可以在曝光之前或之后进行处理，例如在轨道(一种典型地将抗蚀剂层涂到衬底上，并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、量测工具和/或检验工具中。在可应用的情况下，可以将所述公开内容应用于这种和其他衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处理一次以上，例如为产生多层IC，使得这里使用的所述术语“衬底”也可以表示已经包含多个已处理层的衬底。
尽管以上已经做出了具体的参考，在光学光刻术的情况中使用本发明的实施例，但应该理解的是，本发明可以用于其它应用中，例如压印光刻术，并且只要情况允许，不局限于光学光刻术。在压印光刻术中，图案形成装置中的拓扑限定了在衬底上产生的图案。可以将所述图案形成装置的拓扑印刷到提供给所述衬底的抗蚀剂层中，在其上通过施加电磁辐射、热、压力或其组合来使所述抗蚀剂固化。在所述抗蚀剂固化之后，所述图案形成装置从所述抗蚀剂上移走，并在抗蚀剂中留下图案。
这里使用的术语“辐射”和“束”包含全部类型的电磁辐射，包括：紫外(UV)辐射(例如具有约365、355、248、193、157或126nm的波长)或极紫外(EUV)辐射(例如具有5-20nm范围的波长)，以及粒子束，例如离子束或电子束。
在允许的情况下术语“透镜”可以表示不同类型的光学构件中的任何一种或其组合，包括折射式的、反射式的、磁性的、电磁的和静电的光学构件。
尽管以上已经描述了本发明的具体实施例，但应该认识到，本发明可以以与上述不同的方式来实现。例如，本发明可以采用包含用于描述一种如上面公开的方法的一个或更多个机器可读指令序列的计算机程序的形式，或具有存储其中的所述计算机程序的数据存储介质(例如半导体存储器、磁盘或光盘)的形式。
结论
虽然上面描述了本发明的多个实施例，应该理解，它们仅是以示例的方式给出而不是限定。对本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的条件下可以在形式和细节上作各种变化。因此，本发明的宽度和范围不应该由上述示例性实施例中的任一个限制，而应该仅根据权利要求和其等同物进行限定。
应该理解，“具体实施方式”部分而不是“发明内容”和“摘要”部分可以用于解释权利要求。“发明内容”和“摘要”部分可以列出一个或多个，但是并非本发明人设想的所有本发明的示例性实施例，因此不是为了以任何方式限制本发明和其所附的权利要求。

Claims (21)

1.一种重叠测量设备，包括：
偏振光源，配置成用偏振光束照射样品；
光学系统，配置成捕获由偏振光束引起的由样品散射的光，所述光学系统包括：
偏振器，配置成透过与偏振光束的偏振方向正交的正交偏振分量，
检测器，配置成测量所述正交偏振分量的强度并由其产生信号，和
处理单元，配置成接收来自检测器的所述信号并使用从所述正交偏振分量得出的不对称数据来处理用于重叠度量测量的所述正交偏振分量。
2.根据权利要求1所述的重叠测量设备，其中所述样品是衬底，并且所述光学系统还包括：
第一非偏振分束器，配置成接收来自偏振光源的偏振光束、通过投影系统引导光到衬底以及通过投影系统接收来自衬底的反射光束，所述反射光束包括零级衍射分量；
第二非偏振分束器，配置成接收从第一非偏振分束器透过的光束，其中第一非偏振分束器和第二非偏振分束器的分束器轴线是相互垂直的；和
交叉偏振器，配置成接收来自第二非偏振分束器的分出的光束并使平面内图像和交叉偏振图像透过至检测器。
3.根据权利要求2所述的重叠测量设备，其中所述光学系统还包括阻挡元件，所述阻挡元件配置成阻挡所述平面内图像。
4.根据权利要求2所述的重叠测量设备，其中所述交叉偏振器包括沃拉斯顿棱镜。
5.根据权利要求2所述的重叠测量设备，其中：
所述衬底包括光栅；和
所述零级衍射分量源自来自所述光栅的偏振光束的锥形衍射。
6.根据权利要求1所述的重叠测量设备，其中所述检测器包括照相机。
7.根据权利要求1所述的重叠测量设备，其中所述检测器包括CCD照相机。
8.根据权利要求7所述的重叠测量设备，其中所述CCD照相机具有12比特的最小分辨率。
9.根据权利要求7所述的重叠测量设备，其中所述CCD照相机包括背照射CCD装置。
10.根据权利要求1所述的重叠测量设备，其中所述样品是衬底，并且所述光学系统还包括：
第一非偏振分束器，配置成接收来自偏振光源的偏振光束、通过投影系统引导光到衬底以及通过投影系统接收来自衬底的反射光束，其中所述反射光束包括零级衍射分量；以及
第二非偏振分束器，配置成接收从第一非偏振分束器透过的光束，其中第一非偏振分束器和第二非偏振分束器的分束器轴线是相互垂直的，
其中所述偏振器配置成接收来自第二非偏振分束器的分出的光束并使平面内图像和交叉偏振图像透过至检测器。
11.根据权利要求10所述的重叠测量设备，其中所述光学系统还包括用于阻挡平面内图像的阻挡元件。
12.根据权利要求10所述的重叠测量设备，其中所述偏振器包括沃拉斯顿棱镜。
13.根据权利要求10所述的重叠测量设备，其中：
所述衬底包括光栅；和
所述零级衍射分量源自来自所述光栅的偏振光束的锥形衍射。
14.一种光刻设备，包括：
照射系统，配置成产生辐射束；
支撑结构，配置成支撑配置成图案化辐射束的图案形成装置；
投影系统，配置成将图案化的束投影到衬底上；和
重叠测量系统，包括：
偏振光源，配置成用偏振光束照射样品；
光学系统，配置成捕获由偏振光束引起的由样品散射的光，所述光学系统包括：
偏振器，配置成透过与偏振光束的偏振方向正交的正交偏振分量，
检测器，配置成测量正交偏振分量的强度并由其产生信号，和
处理单元，配置成接收来自检测器的所述信号并使用从所述正交偏振分量得出的不对称数据来处理用于重叠度量测量的所述正交偏振分量。
15.一种器件制造方法，包括步骤：
用偏振光束照射样品；
捕获由偏振光束引起的由样品散射的光；
透过与偏振光束的偏振方向正交的正交偏振分量；
测量所述正交偏振分量的强度；和
使用从所述正交偏振分量得出的不对称数据执行重叠度量测量。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括步骤：
使用衬底作为所述样品；
捕获由样品散射的光的零级衍射分量；和
将所捕获的光分成平面内图像和交叉偏振图像。
17.根据权利要求16所述的方法，还包括阻挡平面内图像。
18.根据权利要求16所述的方法，还包括从来自衬底上的光栅的偏振光束的锥形衍射产生零级衍射分量。
19.根据权利要求15所述的方法，还包括使用CCD照相机实施测量。
20.根据权利要求19所述的方法，其中CCD照相机具有12比特的最小分辨率。
21.根据权利要求19所述的方法，还包括使用背照射CCD装置作为CCD照相机。
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