CN105446082A - 套刻误差测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种套刻误差测量装置及方法。所述套刻误差测量装置包括光源系统、照明系统、主分光镜、物镜及探测器；所述光源系统提供宽波段的测量光束，所述测量光束经过照明系统形成一对称分布的照明光束，所述照明光束入射到主分光镜上发生反射，反射光通过物镜后汇聚到套刻测量标记上发生色散效应，所述物镜收集从套刻测量标记上衍射的各种波长的光，并透过主分光镜被一探测器接收，探测套刻测量标记的衍射光谱。本发明的套刻误差测量装置及方法，可显著提高工艺适应性和光源能量利用率。

Description

套刻误差测量装置及方法

技术领域

本发明涉及集成电路制造领域的设备，特别涉及一种应用于光刻测量技术中的套刻误差测量装置及方法。

背景技术

根据半导体行业组织(InternationalTechnologyRoadmapforSemiconductors，ITRS)给出的光刻测量技术路线图，随着光刻图形关键尺寸(CD)进入22nm及以下工艺节点，特别是双重曝光(DoublePatterning)技术的广泛应用，对光刻工艺参数套刻(overlay)的测量精度要求已经进入亚纳米领域。由于成像分辨率极限的限制，传统的基于成像和图像识别的套刻测量技术(Imaging-Basedoverlay，IBO)已逐渐不能满足新的工艺节点对套刻测量的要求。基于衍射光探测的套刻测量技术(Diffraction-Basedoverlay，DBO)正逐步成为套刻测量的主要手段。

美国专利US7791727B2(下文称文献1)公开了一种DBO技术。该技术通过测量套刻标记衍射光角分辨谱中相同衍射级次间的非对称性得到套刻误差，衍射光的衍射角随入射光入射角度变化而改变。所谓衍射光角分辨谱是指不同角度的入射光在被套刻标记衍射后衍射光在不同角度形成的光强分布，如其公式6所示。中国专利CN1916603也公开了类似的技术，其中图10是一种环形照明模式下，各个衍射级次的角分辨谱在CCD探测器上的分布情况。

文献1中的Fig.3是该技术方案的装置结构图，光源2发出的光经干涉滤波装置30后形成窄带宽的入射光，物镜L1将入射光汇聚到硅片的套刻标记上。探测器32位于物镜的后焦面，套刻标记的衍射光被物镜收集后被探测器接受。探测器测得套刻标记各个角度衍射光的角分辨谱。为了获得大范围的角分辨谱，该方案中使用大数值孔径(numericalaperture，NA)的物镜。由于不同波长的衍射光的衍射角度不同，为了防止不同波长角分辨谱间的重叠，该方案采用干涉滤波装置对光源进行滤波，形成窄带宽的测量光。原则上，该方案只能一次测量一个波长下的反射光角分辩谱。为了进行多波长测量，Fig.6，7提供了一种在物镜光瞳面进行分光的方案，以便同时测量多个分立波长下的角分辩谱。尽管如此，文献1仍然只能测量有限个分立的波长。从其描述中可知，首先，该方案用于套刻误差测量的测量光波长范围有限，面对复杂的半导体制造工艺，可能存在一定的工艺适应性问题。例如，若测量波长正好是膜厚的4倍，则容易发生干涉效应而使反射率大大降低，从而造成测量精度的下降；其次，单波长的测量方式只能利用到光源中能量的一小部分。随着光刻工艺的不断发展，半导体器件尺寸的不断缩小，要求套刻标记的尺寸也不断缩小，以便能实现进行单元内(in-die)测量。套刻标记的缩小将进一步减少光源能量的利用率。

因此，有必要提供一种新的套刻测量设备与方法，使之能适应日益复杂的半导体工艺，在不同的膜层结构和材料下都能获得良好的测量结果。并且，需要能够提高对光源能量的利用率，使得即使在更小的套刻标记下都能利用足够的光源能量，以达到需要的测量速度。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种套刻误差测量装置及方法，以提高工艺适应性和光源能量利用率。

为解决上述技术问题，本发明提供一种套刻误差测量装置，用于对放置于工件台上的套刻测量标记进行套刻误差的分析，所述套刻误差测量装置包括光源系统、照明系统、主分光镜、物镜及探测器；所述光源系统提供宽波段的测量光束，所述测量光束经过照明系统形成一对称分布的照明光束，所述照明光束入射到主分光镜上发生反射，反射光通过物镜后汇聚到套刻测量标记上发生色散效应，所述物镜收集从套刻测量标记上衍射的各种波长的光，并透过主分光镜被一探测器接收，探测套刻测量标记的衍射光谱。

可选的，对于所述的套刻误差测量装置，所述测量光束在照明系统中分成两束相等的光，这两束光分别保持像不变和像旋转180°，之后合成，形成一对称分布的照明光束。

可选的，对于所述的套刻误差测量装置，所述照明系统包括第一分光镜、第一成像系统和第二成像系统；测量光束经过第一分光镜分为两束相等的光，一束光通过第一成像系统保持像不变，另一束光通过第二成像系统后像旋转180°，所述第一成像系统和所述第二成像系统倍率大小相同。

可选的，对于所述的套刻误差测量装置，所述照明系统包括第二分光镜、第一反射镜和第二反射镜，所述第一成像系统和所述第二成像系统皆包括多个透镜，由第一分光镜透射的一束光经过第一成像系统后由第二分光镜透射，保持像不变；由第一分光镜反射的另一束光经过第一反射镜反射后进入第二成像系统，继续经过第二反射镜和第二分光镜反射，像旋转180°，并与透射的光合成。

可选的，对于所述的套刻误差测量装置，所述照明系统包括第二分光镜、第一反射镜和第二反射镜，所述第一成像系统包括多个透镜，所述第二成像系统包括两个道威棱镜；由第一分光镜透射的一束光经过第一成像系统后由第二分光镜透射，保持像不变；由第一分光镜反射的另一束光经过第一反射镜反射后进入第二成像系统，继续经过第二反射镜和第二分光镜反射，像旋转180°，并与透射的光合成。

可选的，对于所述的套刻误差测量装置，所述两个道威棱镜共光轴且呈90°夹角。

可选的，对于所述的套刻误差测量装置，所述照明系统包括第二分光镜、第一反射镜和第二反射镜，所述第一成像系统和所述第二成像系统皆包括两个道威棱镜；由第一分光镜透射的一束光经过第一成像系统后，入射第二反射镜反射，并经第二分光镜反射，保持像不变；由第一分光镜反射的另一束光经过第一反射镜反射后进入第二成像系统，继续经过第二分光镜透射，像旋转180°，并与第二分光镜反射的光合成。

可选的，对于所述的套刻误差测量装置，所述第一成像系统的两个道威棱镜共光轴且呈180°夹角，所述第二成像系统的两个道威棱镜共光轴且呈90°夹角。

本发明还提供一种套刻误差测量方法，包括：

利用所述的套刻误差测量装置，发射出正入射的测量光束到第一套刻测量标记和第二套刻测量标记上；

由所述探测器探测衍射光谱，并计算出套刻误差

$\mathrm{\ϵ}=\frac{A_{\mathrm{right}}+A_{\mathrm{left}}}{A_{\mathrm{right}}-A_{\mathrm{left}}}\mathrm{\Δ};$

其中，A_right为第一套刻测量标记上光强的非对称性，A_left为第二套刻测量标记上光强的非对称性，Δ为两个套刻测量标记的预设偏移量。

可选的，对于所述的套刻误差测量方法，包括：

所述第一套刻测量标记和第二套刻测量标记均为周期性结构，二者的周期相同，预设偏移量相反。

可选的，对于所述的套刻误差测量方法，所述第一套刻测量标记和第二套刻测量标记均沿第一方向排布或者均沿第二方向排布，所述第一方向与第二方向垂直。

与现有技术相比，本发明提供的套刻误差测量装置及方法中，采用了宽波段的测量光束，可以获得显著提高工艺适应性和光源能量利用率的效果；通过使得所述测量光束经过照明系统后形成一对称分布的照明光束，可以避免宽波段光束下导致的照明光的非对称性而引起各波长衍射光在衍射光谱中叠加耦合在一起的情况，解决了衍射光谱中的照明非对称性无法通过对照明光进行监测而归一化的这一问题。因此，利用本发明的套刻误差测量装置及方法，可在显著提高工艺适应性和光源能量利用率的同时，提高套刻测量精度。

附图说明

图1为本发明的套刻误差测量装置的结构示意图；

图2a为本发明的套刻误差测量装置中照明系统的一较佳结构示意图；

图2b为本发明的套刻误差测量装置中照明系统的另一较佳结构示意图；

图2c为本发明的套刻误差测量装置中照明系统的又一较佳结构示意图；

图3a为本发明中的第一套刻测量标记的标准预设结构的剖视图；

图3b为本发明中的第一套刻测量标记的实际结构示意图；

图4a为本发明中的第二套刻测量标记的标准预设结构的剖视图；

图4b为本发明中的第二套刻测量标记的实际结构示意图；

图5a为本发明的套刻误差测量装置获得的一种对称照明光斑的示意图；

图5b为图5a的对称照明光斑照射在X向套刻对准标记上形成的衍射光谱的示意图；

图5c为图5a的对称照明光斑照射在Y向套刻对准标记上形成的衍射光谱的示意图；

图6为本发明中物镜后焦面性质示意图；

图7a为本发明的套刻误差测量装置获得的另一种对称照明光斑的示意图；

图7b为图7a的对称照明光斑照射在X向套刻对准标记上形成的衍射光谱的示意图；

图7c为图7a的对称照明光斑照射在Y向套刻对准标记上形成的衍射光谱的示意图；

图8a为本发明的套刻误差测量装置获得的又一种对称照明光斑的示意图；

图8b为图8a的对称照明光斑照射在X向套刻对准标记上形成的衍射光谱的示意图；

图8c为图8a的对称照明光斑照射在Y向套刻对准标记上形成的衍射光谱的示意图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的套刻误差测量装置及方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

发明人经过长期研究发现，测量套刻标记衍射光谱非对称性时难以达到预期效果。经过分析认为，该技术问题主要表现为照明光的非对称性将通过各波长衍射光在衍射光谱中叠加耦合在一起，在这种情况下，衍射光谱中的照明非对称性无法像衍射光角谱测量那样通过对照明光进行监测而归一化。

基于此，发明人提出如下的套刻误差测量装置，用于对放置于工件台上的套刻测量标记进行套刻误差的分析，所述套刻误差测量装置包括光源系统、照明系统、主分光镜、物镜及探测器；所述光源系统提供宽波段的测量光束，所述测量光束经过照明系统形成一对称分布的照明光束，所述照明光束入射到主分光镜上发生反射，反射光通过物镜后汇聚到套刻测量标记上发生色散效应，所述物镜收集从套刻测量标记上衍射的各种波长的光，并透过主分光镜被一探测器接收，探测套刻测量标记的衍射光谱。

以下列举所述套刻误差测量装置及方法的较优实施例，以清楚说明本发明的内容，应当明确的是，本发明的内容并不限制于以下实施例，其他通过本领域普通技术人员的常规技术手段的改进亦在本发明的思想范围之内。

请参考图1，图1为本发明的套刻误差测量装置的结构示意图。所述套刻误差测量装置包括光源系统101，优选为宽波段光源，以产生宽波段的测量光。所述宽波段的测量光可包括可见光、紫外以及红外波段等。光源通常可以选择氙灯，或氘灯与卤素灯组成的混合光源，也可采用白光LED或等离子激发光源等。相较传统的角谱测量方法，本发明中采用宽波段的测量光，典型地，可使用400nm～800nm的测量光，而传统角谱测量仅能使用数十纳米带宽的光。因此，在采用同类光源的情况下，由于本发明采用的带宽更宽，能量的利用效率也将增大一个数量级，工艺适应性也能得到极大地提高。

光源系统101发出的测量光经照明系统102形成照明光束，该照明光束呈对称结构。主分光镜103使照明光束折转。物镜104将照明光汇聚到套刻测量标记105上。由于套刻测量标记的周期性结构，照明光束在套刻测量标记上产生色散效应。根据光衍射定律，各种颜色的衍射光的衍射方向为sinθ＝nλ/p，其中θ为衍射角度，n为衍射级次，λ为波长，p为套刻测量标记的周期，各种不同波长的光从不同的角度发生衍射。物镜104收集从套刻测量标记衍射的各种波长的光。一探测器106位于物镜104的瞳面或其光学共轭面，衍射光透过主分光镜被探测器106接收。通过计算衍射光谱中衍射光光强的非对称性，即可得到套刻误差值。

所述照明系统102为本发明中的关键结构，所述测量光束在照明系统102中分成两束相等的光，这两束光分别保持像不变和像旋转180°，之后合成，形成一对称分布的照明光束。为了实现这一功能，所述照明系统102包括第一分光镜、第一成像系统和第二成像系统；测量光束经过第一分光镜分为两束光，一束光通过第一成像系统保持像不变，另一束光通过第二成像系统后像旋转180°。优选地，测量光束经过第一分光镜分为两束相等的光，所述第一成像系统和所述第二成像系统倍率大小相同。

具体的，请参考图2a，图2a为本发明的套刻误差测量装置中照明系统的一较佳结构示意图。所述照明系统包括第一分光镜201、第二分光镜203、第一反射镜204和第二反射镜206，所述第一成像系统202和所述第二成像系统205皆包括多个透镜，由第一分光镜201透射的一束光经过第一成像系统202后由第二分光镜203透射，保持像不变；由第一分光镜201反射的另一束光经过第一反射镜204反射后进入第二成像系统205，继续经过第二反射镜206和第二分光镜203反射，像旋转180°，并与透射的光合成为一对称分布的照明光束。

需要说明的是，如图2a及之后的其他附图中，所示出的两个凸透镜仅是象征性的表示是由透镜组成的成像系统，该成像系统的组成不限于两个凸透镜，还可以是其他类型的组合，只要能够达到各自实施例中所需目的即可。

请参考图2b，图2b为本发明的套刻误差测量装置中照明系统的另一较佳结构示意图。在这一较佳结构中，所述照明系统包括第一分光镜201、第二分光镜203、第一反射镜204和第二反射镜206，所述第一成像系统202包括多个透镜，由第一分光镜201透射的一束光经过第一成像系统202后由第二分光镜203透射，保持像不变；所述第二成像系统205包括两个道威棱镜205a、205b；由第一分光镜201反射的另一束光经过第一反射镜204反射后进入第二成像系统205，继续经过第二反射镜206和第二分光镜203反射，像旋转180°，并与透射的光合成为一对称分布的照明光束。在本实施例中，所述两个道威棱镜共光轴且呈90°夹角，即道威棱镜205a正放，道威棱镜205b以入射光线为轴旋转90°。

请参考图2c，图2c为本发明的套刻误差测量装置中照明系统的又一较佳结构示意图。在这一较佳结构中，所述照明系统包括第一分光镜201、第二分光镜203、第一反射镜204和第二反射镜206，所述第一成像系统202包括两个道威棱镜202a、202b，由第一分光镜201透射的一束光经过第一成像系统202后，入射第二反射镜206反射，并经第二分光镜203反射，保持像不变；所述第二成像系统205包括两个道威棱镜205a、205b，由第一分光镜201反射的另一束光经过第一反射镜204反射后进入第二成像系统205，继续经过第二分光镜203透射，像旋转180°，并与第二分光镜203反射的光合成为一对称分布的照明光束。在本实施例中，所述第一成像系统的道威棱镜202a、202b共光轴且呈180°夹角，即道威棱镜202a正放，道威棱镜202b以入射光线为轴旋转180°；所述第二成像系统的道威棱镜205a、205b共光轴且呈90°夹角，即道威棱镜205a正放，道威棱镜205b以入射光线为轴旋转90°。

在上述三个较佳的选择中，采用了多种光学器件的组合来实现对光线的调控。但是，能够实现本发明这一方案的显然不仅仅是上述三种方案，例如，为了实现像旋转180°，还可由各种屋脊棱镜产生，如三角屋脊棱镜、改进型的阿西米棱镜等。业内人士在本发明给出的意图之基础上能够推断出采用除上述三种结构外的其他棱镜时应当如何摆放。

基于上述几个实施例的装置，本发明提出一种套刻误差测量方法。请参考图3a，提供第一套刻测量标记，其为周期性结构。所述第一套刻测量标记包括有衬底1，第一光栅结构2形成于衬底1上，第二光栅结构4及位于第一光栅结构2和第二光栅结构4之间的中间层3，所述第一光栅结构2由前一次曝光图形经显影、刻蚀、沉积等半导体工艺制成，第二光栅结构4通常为本次曝光、显影后的光刻胶图形。所述中间层的材质及分布情况为公知常识，在此不做赘述。在标准预设情况下，所述第一光栅结构2和第二光栅结构4之间具有预设偏移量5，记为Δ。但是由于各种因素，实际情况如图3b所示，所述第一光栅结构2和第二光栅结构4之间的偏移量6会受到套刻误差的影响，则所述偏移量6为Δ+ε，其中ε即为套刻误差，也就是本发明中需要求得的量。那么提供第二套刻测量标记，请参考图4a，与第一套刻测量标记基本相同，不同之处在于，两个套刻测量标记的预设偏移量是相反的，所述第二套刻测量标记的预设偏移量5为－Δ，则在具有套刻误差的情况下，第二套刻测量标记的偏移量6为－Δ+ε，如图4b所示。

于是，首先利用所述的套刻误差测量装置和第一套刻测量标记进行第一次测量，光源发射出正入射的测量光束到第一套刻测量标记上，由所述探测器探测衍射光谱，获得第一套刻测量标记上光强的非对称性A_right。之后利用所述的套刻误差测量装置和第二套刻测量标记进行第二次测量，光源发射出正入射的测量光束到第二套刻测量标记上，由所述探测器探测衍射光谱，获得第二套刻测量标记上光强的非对称性A_left。由于当测量光正入射到第一套刻测量标记上时，由于套刻误差引起的标记结构不对称性使衍射光的高级次光光强产生不对称性，该不对称性在很小的套刻误差范围内随套刻误差近似线性变化。光强的非对称性A＝I₊₁-I_-1＝k·ε，I₊₁和I_-1分别表示入射光的+/-1级衍射光的光强，k是标记工艺，以及测量光属性、标记结构、材料等相关的因子。则依据测得的两个套刻测量标记上光强的非对称性，计算出套刻误差

$\mathrm{\ϵ}=\frac{A_{\mathrm{right}}+A_{\mathrm{left}}}{A_{\mathrm{right}}-A_{\mathrm{left}}}\mathrm{\Δ}.$

本发明的照明系统产生的对称照明光斑用于照明物镜光瞳，其中照明光斑可通过光阑或其他类似装置实现，所谓对称照明指物镜光瞳面的照明光斑大小尺寸、光强分布相对物镜光瞳中心对称分布。一种对称照明如图5a所示，为2个靠近物镜光瞳边缘的圆弧状光斑50。这种照明模式下，套刻标记衍射光光谱如图5b和图5c所示，图5b示出了第一方向(以X方向为例)套刻标记形成的衍射光谱51，图5c示出了第二方向(以Y方向为例)套刻标记形成的衍射光谱52。即该照明模式下，可测量相互垂直的两个方向的套刻误差。衍射光谱沿套刻标记周期方向在物镜光瞳上分布，这是因为物镜光瞳上的位置与衍射角间的关系为x＝f·sinθ，如图6所示，其中x为光瞳径向坐标，θ为衍射角，f为物镜焦距。照明系统产生的另两种对称照明如图7a和图8a所示，均可实现对2个方向套刻误差的测量。由此可见，在上述的第一套刻测量标记和第二套刻测量标记，既可以是沿第一方向排布，也可以沿第二方向排布，且第一方向和第二方向垂直。或者，在需要的情况下，可以将两种方向的套刻测量标记皆设计出，以适应工艺需要。

在本发明中，通过将照明系统中的孔径光阑加以适当的调整，可以获得除图5a外的其他对称照明模式。本发明中列举了其中较为典型的模式，请参考图7a和图8a。图7a中产生四条条状光斑70，靠近边缘分布。图8a中的四条条状光斑80则沿四象限边界分布。这两种模式通过本发明的套刻误差测量装置获得的X、Y方向的衍射光谱如图7b中光谱71、图7c中光谱72及图8b中光谱81、图8c中光谱82所示。

本发明中采用狭长的对称照明光斑，在这种照明模式下，套刻标记的衍射光谱能覆盖大部分的物镜光瞳区域，以获取尽量多的衍射光信号，提高测量的精度。狭长的照明光斑存在一定的宽度，令其沿套刻标记周期方向的宽度为d，则在其衍射光谱中，每一点测得的信号实际为多个波长衍射光叠加的结果。令狭缝中心一点，波长为λ₀的衍射光在衍射光谱中的角度位置为sinθ₀＝λ₀/p，则狭缝其他位置的其他波长的光也能达到衍射光谱的该位置，即波长在范围内所有衍射级次的叠加。此时，测得的套刻标记衍射光谱非对称性为：

$A=\underset{i}{\mathrm{\Σ}}A\left({\mathrm{\λ}}_i\right)=\underset{i}{\mathrm{\Σ}}{I}_{+1}\left({\mathrm{\λ}}_i\right)-I_{-1}\left({\mathrm{\λ}}_i\right)=\underset{i}{\mathrm{\Σ}}k\left({\mathrm{\λ}}_i\right)\·\mathrm{\ϵ}=K\·\mathrm{\ϵ}$

其中λ_i包含所有到达衍射光谱一点的衍射光波长，K为一系数。由此可见，经过上述推导，本发明的方法所适用的理论也是正确的。此外，只有当照明狭缝宽度趋近于无穷小时，测得的衍射光谱将为各个不同波长分离的光强分布。即例如在图7c中，光谱72包括有叠加的衍射光谱。也就是说，本发明可以通过测量衍射光谱中相同波长或几种相同波长组合的衍射光强非对称性测量套刻误差。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种套刻误差测量装置，用于对放置于工件台上的套刻测量标记进行套刻误差的分析，所述套刻误差测量装置包括光源系统、照明系统、主分光镜、物镜及探测器；所述光源系统提供宽波段的测量光束，所述测量光束经过照明系统形成一对称分布的照明光束，所述照明光束入射到主分光镜上发生反射，反射光通过物镜后汇聚到套刻测量标记上发生色散效应，所述物镜收集从套刻测量标记上衍射的各种波长的光，并透过主分光镜被一探测器接收，探测套刻测量标记的衍射光谱。

2.如权利要求1所述的套刻误差测量装置，其特征在于，所述测量光束在照明系统中分成两束相等的光，这两束光分别保持像不变和像旋转180°，之后合成，形成一对称分布的照明光束。

3.如权利要求2所述的套刻误差测量装置，其特征在于，所述照明系统包括第一分光镜、第一成像系统和第二成像系统；测量光束经过第一分光镜分为两束相等的光，一束光通过第一成像系统保持像不变，另一束光通过第二成像系统后像旋转180°，所述第一成像系统和所述第二成像系统倍率大小相同。

4.如权利要求3所述的套刻误差测量装置，其特征在于，所述照明系统包括第二分光镜、第一反射镜和第二反射镜，所述第一成像系统和所述第二成像系统皆包括多个透镜，由第一分光镜透射的一束光经过第一成像系统后由第二分光镜透射，保持像不变；由第一分光镜反射的另一束光经过第一反射镜反射后进入第二成像系统，继续经过第二反射镜和第二分光镜反射，像旋转180°，并与透射的光合成。

5.如权利要求3所述的套刻误差测量装置，其特征在于，所述照明系统包括第二分光镜、第一反射镜和第二反射镜，所述第一成像系统包括多个透镜，所述第二成像系统包括两个道威棱镜；由第一分光镜透射的一束光经过第一成像系统后由第二分光镜透射，保持像不变；由第一分光镜反射的另一束光经过第一反射镜反射后进入第二成像系统，继续经过第二反射镜和第二分光镜反射，像旋转180°，并与透射的光合成。

6.如权利要求5所述的套刻误差测量装置，其特征在于，所述两个道威棱镜共光轴且呈90°夹角。

7.如权利要求3所述的套刻误差测量装置，其特征在于，所述照明系统包括第二分光镜、第一反射镜和第二反射镜，所述第一成像系统和所述第二成像系统皆包括两个道威棱镜；由第一分光镜透射的一束光经过第一成像系统后，入射第二反射镜反射，并经第二分光镜反射，保持像不变；由第一分光镜反射的另一束光经过第一反射镜反射后进入第二成像系统，继续经过第二分光镜透射，像旋转180°，并与第二分光镜反射的光合成。

8.如权利要求7所述的套刻误差测量装置，其特征在于，所述第一成像系统的两个道威棱镜共光轴且呈180°夹角，所述第二成像系统的两个道威棱镜共光轴且呈90°夹角。

9.一种套刻误差测量方法，包括：

利用如权利要求1～8中任一项所述的套刻误差测量装置，发射出正入射的测量光束到第一套刻测量标记和第二套刻测量标记上；

由所述探测器探测衍射光谱，并计算出套刻误差

$\mathrm{\ϵ}=\frac{A_{\mathrm{right}}+A_{\mathrm{left}}}{A_{\mathrm{right}}-A_{\mathrm{left}}}\mathrm{\Δ};$

其中，A_right为第一套刻测量标记上光强的非对称性，A_left为第二套刻测量标记上光强的非对称性，Δ为两个套刻测量标记的预设偏移量。

10.如权利要求9所述的套刻误差测量方法，其特征在于，包括：

所述第一套刻测量标记和第二套刻测量标记均为周期性结构，二者的周期相同，预设偏移量相反。

11.如权利要求10所述的套刻误差测量方法，其特征在于，所述第一套刻测量标记和第二套刻测量标记均沿第一方向排布或者均沿第二方向排布，所述第一方向与第二方向垂直。