CN115769068A - 单片颗粒检查设备 - Google Patents

Abstract

提供了用于检测衬底表面上的颗粒的系统、装置和方法。示例方法可以包括由光栅结构接收来自辐射源的相干辐射。方法还可以包括由光栅结构基于相干辐射生成经聚焦相干辐射束。方法还可以包括由光栅结构将经聚焦相干辐射束朝向衬底的表面的区域传输。方法还可以包括由光栅结构响应于利用经聚焦相干辐射束照射区域而接收从该区域散射的光子。方法还可以包括通过光电检测器测量由光栅结构接收的光子。方法还可以包括由光电检测器并且基于所测量的光子生成用于检测位于衬底的表面的区域中的颗粒的电子信号。

Description

单片颗粒检查设备

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年6月24日提交的美国临时专利申请号63/043，543和于2021年6月4日提交的美国临时专利申请号63/197，194的优先权，这两个申请通过整体引用并入本文。

技术领域

本公开涉及可以用于例如计量系统中的颗粒检查设备。

背景技术

光刻装置是将所期望的图案施加到衬底上，通常施加到衬底的目标部分上的机器。光刻装置可以用于例如集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可互换地被称为掩模或掩模版的图案化装置可以用于生成被形成在正在被形成的IC的单个层上的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一个或若干个管芯的一部分)上。图案的转移通常经由成像到被设置在衬底上的辐射敏感材料(例如，抗蚀剂)层上。通常，单个衬底将包含连续图案化的相邻目标部分的网络。传统的光刻装置包括所谓的步进机和所谓的扫描仪，在步进机中，通过一次将整个图案曝光到目标部分上来照射每个目标部分，在扫描仪中，通过在给定方向(“扫描”方向)上通过辐射束扫描图案，同时与该扫描方向平行或反平行(例如，相反)地同步扫描目标部分来照射每个目标部分。还可以通过将图案压印到衬底上来将图案从图案化装置转移到衬底。

随着半导体制造工艺的不断进步，电路元件的尺寸已经不断减小，而每个器件的功能元件(诸如晶体管)的数目在几十年内已经稳定地增加，遵循通常被称为摩尔定律的趋势。为了跟上摩尔定律，半导体工业正在追求能够产生越来越小的特征的技术。为了在衬底上投影图案，光刻装置可以使用电磁辐射。该辐射的波长决定了在衬底上被图案化的特征的最小尺寸。当前使用的典型波长是365nm(i-线)、248nm、193nm和13.5nm。

极紫外(EUV)辐射，例如，具有约50纳米(nm)或更小波长的电磁辐射(有时也被称为软x射线)，并且包括约13.5nm波长的光，可以用于光刻装置中或与光刻装置一起使用，以在例如硅晶片的衬底中或衬底上产生极小的特征。与使用例如波长为193nm的辐射的光刻装置相比，使用波长在4nm至20nm范围内(例如6.7nm或13.5nm)的EUV辐射的光刻装置可以用于在衬底上形成更小的特征。

产生EUV光的方法包括，但不一定限于，将具有例如氙(Xe)、锂(Li)或锡(Sn)的元素且具有EUV范围内的发射线的材料转换成等离子态。例如，在一种这样的被称为激光产生的等离子体(LPP)的方法中，可以通过用可以被称为驱动激光器的放大束来照射目标材料来产生等离子体，该目标材料在LPP源的上下文中可互换地被称为燃料(例如，以液滴、板、带、流或材料簇的形式)。对于该过程，等离子体通常在密封容器(例如，真空腔室)中被产生，并且使用各种类型的计量设备进行监测。

在光刻装置的环境内，发生高度动态的过程，例如，掩膜版切换、晶片切换、受控的气流、真空腔室壁的除气、液体分配(例如，光致抗蚀剂涂层)、温度变化、金属沉积、多个可致动部件的快速移动、以及结构的磨损。随着时间的推移，动态过程在光刻装置内引入并且积聚污染物颗粒。这种污染可以包括在光刻图案化装置的表面上的颗粒的存在，其可以影响图案本身的蚀刻和/或随后的图案化过程中的不准确性，其可以导致损坏和/或不良电路。

附加地，在检查操作期间，从照射的图案反射的光可能产生假阳性检测，向检测器指示颗粒存在于其实际上不存在的位置。假阳性对光刻可能是有害的。例如，假阳性检测可以通过不必要地提示维护动作(例如，掩模版替换)或者甚至推荐丢弃完全一致的掩模版来减慢生产。而且，这种信号还可能干扰从光刻图案化装置背面的颗粒接收的其它光信号。

发明内容

本公开描述用于检测衬底表面上的颗粒的系统、装置和方法的各个方面。

在一些方面，本公开描述了一种系统。系统可以包括被配置为生成相干辐射的辐射源。系统还可以包括光栅结构，该光栅结构被光学耦合到辐射源并且被配置为接收来自辐射源的相干辐射，基于相干辐射生成经聚焦相干辐射束，将经聚焦相干辐射束朝向衬底的表面的区域传输，以及响应于经聚焦相干辐射束对该区域的照射而接收从该区域散射的光子。该系统还可以包括光电检测器，其被光学耦合到光栅结构并且被配置为测量由光栅结构接收的光子，并且基于所测量的光子生成用于在检测位于衬底表面的区域中的颗粒中使用的电子信号。在一些方面，光栅结构可以包括多个区域，并且光电检测器可以被配置为测量由多个区域接收的多组光子，并且基于所测量的多组光子生成电子信号，其中多组光子中的每组光子已经被光栅结构的相应区域接收。

在一些方面，系统还可以包括多个光栅结构和多个光电检测器。每个光栅结构可以被光学耦合到辐射源，并且被配置为接收来自辐射源的相干辐射的相应部分，基于相干辐射的相应部分生成相应的经聚焦相干辐射束，将相应的经聚焦相干辐射束朝向衬底的表面的相应区域传输以及响应于由相应的经聚焦相干辐射束对相应区域的相应照射而接收从相应区域散射的相应光子。每个光电检测器可以被光学耦合到相应光栅结构，并且被配置为测量由相应光栅结构接收的相应光子，并且基于所测量的光子生成用于在检测位于衬底的表面的区域中的颗粒中使用的相应电子信号。

在一些方面，本公开描述了一种集成光学设备。该集成光学设备可以包括光栅结构，该光栅结构被光学耦合到辐射源并且被配置为接收来自辐射源的相干辐射，基于相干辐射生成经聚焦相干辐射束，将经聚焦相干辐射束朝向衬底的表面的区域传输，并且响应于经聚焦相干辐射束对该区域的照射而接收从该区域散射的光子。集成光学设备还可以包括光电检测器，其被光学耦合到光栅结构并且被配置为测量由光栅结构接收的光子，并且基于所测量的光子生成用于在检测位于衬底的表面的区域中的颗粒中使用的电子信号。在一些方面，光栅结构可以包括多个区域，并且光电检测器可以被配置为测量由多个区域接收的多组光子，并且基于所测量的多组光子生成电子信号，其中多组光子中的每组光子已经被光栅结构的相应区域接收。

在一些方面，集成光学设备还可以包括多个光栅结构和多个光电检测器。每个光栅结构可以被光学耦合到辐射源，并且被配置为接收来自辐射源的相干辐射的相应部分，基于相干辐射的相应部分生成相应的经聚焦相干辐射束，将相应的经聚焦相干辐射束朝向衬底的表面的相应区域传输，以及响应于相应的经聚焦相干辐射束对相应区域的相应照射而接收从相应区域散射的相应光子。每个光电检测器可以被光学耦合到相应光栅结构，并且被配置为测量由相应光栅结构接收的相应光子，并且基于所测量的光子生成用于在检测位于衬底的表面的区域中的颗粒中使用的相应电子信号。

在一些方面，本公开描述了一种单片检查设备(例如，单一芯片集成光学颗粒检查设备)。单片检查设备可以包括被配置为从辐射源接收相干辐射的接收器。单片检查设备还可以包括聚焦结构(例如，光栅结构、透镜光栅结构、或任何其他合适的结构或结构的组合)，该聚焦结构被光学耦合到接收器并且被配置为基于相干辐射生成经聚焦相干辐射束，将经聚焦相干辐射束朝向衬底的表面的区域传输，并且响应于经聚焦相干辐射束对该区域的照射而接收从该区域散射的光子。单片检查设备还可以包括光电检测器，其被光学耦合到聚焦结构并且被配置为测量由聚焦结构接收的光子，并且基于所测量的光子生成用于在检测位于衬底的表面的区域中的颗粒中使用的电子信号。在一些方面，聚焦结构可以包括多个区域，并且光电检测器可以被配置为测量由多个区域接收的多组光子并且基于所测量的多组光子示出电子信号，其中多组光子中的每一组光子已经被聚焦结构的相应区域接收。

在一些方面，单片检查设备还可以包括多个聚焦结构和多个光电检测器。每个聚焦结构可以被光学耦合到辐射源，并且被配置为接收来自辐射源的相干辐射的相应部分，基于相干辐射的相应部分生成相应的经聚焦相干辐射束，将相应的经聚焦相干辐射束朝向衬底的表面的相应区域传输，以及响应于相应的经聚焦相干辐射束对相应区域的相应照射而接收从相应区域散射的相应光子。每个光电检测器可以被光学耦合到相应聚焦结构，并且被配置为测量由相应聚焦结构接收的相应的光子，并且基于所测量的光子生成用于在检测位于衬底的表面的区域中的颗粒中使用的相应电子信号。

在一些方面，本公开描述了一种用于检测衬底表面上的颗粒的方法。方法可以包括由光栅结构接收来自辐射源的相干辐射。方法还可以包括由光栅结构基于相干辐射生成经聚焦相干辐射束。方法还可以包括由光栅结构将经聚焦相干辐射束朝向衬底的表面的区域传输。方法还可以包括响应于用聚焦的相干辐射束照射该区域而由光栅结构接收从该区域散射的光子。方法还可以包括由光电检测器测量由光栅结构接收的光子。方法还可以包括由光电检测器并且基于所测量的光子生成用于在检测位于衬底的表面的区域中的颗粒中使用的电子信号。在一些方面，光栅结构可以包括多个区域，并且该方法还可以包括响应于用经聚焦相干辐射束照射该区域而由光栅结构的多个区域接收从该区域散射的多组光子，其中多组光子中的每组光子已经被光栅结构的相应区域接收。在这些方面，方法还可以包括由光电检测器测量由多个区域接收的多组光子。在这些方面，方法还可以包括由光电检测器基于所测量的多组光子而生成电子信号。

在一些方面，方法还可以包括由包括光栅结构的多个光栅结构中的每个光栅结构接收来自辐射源的相干辐射的相应部分。在这些方面，方法还可以包括由多个光栅结构中的每个光栅结构基于相干辐射的相应部分而生成相应的经聚焦相干辐射束。在这些方面，方法还可以包括由多个光栅结构中的每个光栅结构将相应的经聚焦相干辐射束朝向衬底的表面的相应区域传输。在这些方面，方法还可以包括由多个光栅结构中的每个光栅结构响应于用相应的经聚焦相干辐射束照射相应区域而接收从相应区域散射的相应光子。在这些方面，方法还可以包括由包括光电检测器的多个光电检测器中的每个光电检测器测量由相应光栅结构接收的相应光子。在这些方面，方法还可以包括由多个光电检测器中的每个光电检测器并且基于所测量的光子生成用于在检测位于衬底的表面的区域中的颗粒中使用的相应电子信号。

下面参考附图详细描述另外的特征以及各个方面的结构和操作。注意到，本公开不限于本文所述的特定方面。本文仅出于说明的目的而呈现这些方面。基于本文所包含的教导，附加方面对于(多个)相关领域的技术人员来说将是显而易见的。

附图说明

并入本文并且形成说明书的一部分的附图说明了本公开，并且与描述一起进一步用于解释本公开的各方面的原理并且使(多个)相关领域的技术人员能够制作和使用本公开的方面。

图1A是根据本公开的一些方面的示例反射光刻装置的示意图。

图1B是根据本公开的一些方面的示例透射光刻装置的示意图。

图2是根据本公开的一些方面的图1A所示的反射光刻装置的更详细的示意图。

图3是根据本公开的一些方面的一个示例光刻单元的示意图。

图4是根据本公开的一些方面的一个示例颗粒检查系统的示意图。

图5是根据本公开的一些方面的另一个示例颗粒检查系统的示意图。

图6是根据本公开的一些方面的另一个示例颗粒检查系统的示意图。

图7是根据本公开的一些方面或其(多个)部分的用于检测衬底表面上的颗粒的一个示例方法。

图8是用于实现本公开的一些方面或其(多个)部分的示例计算机系统。

从以下结合附图阐述的详细描述中，本公开的特征和优点将变得更加明显，在附图中相同的附图标记始终标识对应的元件。在附图中，除非另有说明，相同的附图标记通常指示相同的、功能类似的和/或结构类似的元件。附加地，通常，附图标记的最左边的(多个)数字标识附图标记首次出现的附图。除非另有说明，贯穿本公开所提供的附图不应被解释为按比例绘制的附图。

具体实施方式

本说明书公开了并入本公开的特征的一个或多个实施例。所公开的(多个)实施例仅描述本公开。本公开的范围不限于所公开的(多个)实施例。本公开的宽度和范围由所附权利要求及其等同物限定。

所描述的(多个)实施例以及在说明书中对“一个实施例”、“一实施例”、“一个示例实施例”等的引用指示所描述的(多个)实施例可以包括特定特征、结构或特性，但是每个实施例可以不必包括该特定特征、结构或特性。此外，此类短语不一定是指同一实施例。进一步地，当结合一个实施例描述特定特征、结构或特性时，应当理解，无论是否明确描述，结合其它实施例影响此类特征、结构或特性是在所属领域的技术人员的知识范围内。

在本文中可以使用空间上相对的术语，诸如“在下面”、“下面”、“下部”、“上面”、“在上面”、“上部”等，以便于描述如图所示的一个元件或特征与另一个(多个)元件或(多个)特征的关系。除图中所描绘的取向之外，空间上相对的术语旨在包含使用或操作中的装置的不同取向。装置可以以其他方式被定向(被旋转90度或在其他取向上)并且本文使用的空间上相对的描述符可以类似地被相应地解释。

如本文所用的术语“约”指示可以基于特定技术而变化的给定量的值。基于特定技术，术语“约”可以表示在例如值的10％-30％(例如，值的±10％、±20％或±30％)内变化的给定量的值。

本文使用的术语“集成光学设备”是指单片设备或IC，诸如具有被集成在单一芯片上的光学元件的单一芯片颗粒检查设备。在本文所述的集成光学设备中，光可以由从芯片模制出的波导引导。波导可以包括Si、SiN(例如，Si₃N₄)、InP、AlN、TiO₂、LiNbO₃、任何其它合适的材料、或它们的任何组合，这取决于集成光学设备的操作波长范围。在一些实施例中，SiN可以支持从约0.3微米(μm或微米)至约5.5μm的操作波长范围，AlN可以支持从约0.2μm至约13.6μm的操作波长范围，并且Si可以支持从约1.1μm至约6.5μm的操作波长范围。虽然诸如上述材料的材料可以支持宽范围的波长，但是本文公开的一些波导的几何形状(例如，宽度和高度)可以将这些波导的操作波长范围减小到更小的波长范围(例如，几纳米)。在一些方面，本文所述的集成光学设备可以由于其小且单片的设计而增加稳定性。附加地，本文所述的集成光学设备中的光学模块可以通过设计(例如，使用光刻)来对准，以减小或基本上消除设备到设备的差异。在一些方面，术语“单片设备”可以是指单一芯片设备。例如，术语“单片检查设备”可以指单一芯片集成的光学颗粒检查设备。

概述

本公开的一些方面可以提供一种检查工具，其包括多个光栅结构(例如，透镜光栅结构)，其中光学元件被设置在单一芯片上。在一些方面，由激光器提供的入射光(例如，400nm的相干辐射)可以经由光纤到光栅耦合而被耦合到芯片中。入射光可以经由波导到达光栅结构。每个光栅结构可以由具有可变线间距的光栅组成，以便聚焦光(例如，“透镜化”)。随后，可以通过相同的光栅结构收集由检查中的样品散射的光。每个光栅结构可以被分成四个区域以从散射光获得差分信号。以阵列或棋盘状图案提供的多个平行光栅结构可以允许在单次扫描移动中检查较大的区域。

在一些方面，本公开提供通过使用一维聚焦元件(例如，透镜光栅结构)来产生笔形束，使得在单次扫描移动中可以检查较大区域。在这样的实施例中，可以调整透镜光栅结构以便充当相控光学阵列，这可以允许束在被扫描时侧向移动，并且因此可以允许在单次扫描中检查甚至更大的表面。如果由单个笔形束形状提供的吞吐量改善不足够，则可以提供透镜光栅结构阵列以增加吞吐量。

本文公开的系统、装置、方法和计算机程序产品有许多示例性方面。例如，本发明的各方面提供了利用单个操作波长(例如，400nm、1.1μm)以允许使用具有适合于操作波长的材料(例如，氮化硅(Si₃N₄)、Si)的集成光学设备。在另一个示例中，本公开的各方面提供了在检查工具中利用集成光学设备和改进的计量技术。与体光学设备相比，集成光学设备呈现了实现并行化的简单且有成本效益的方式。例如，使用大约10个并行单元将实现针对图案化表面的合理检查时间(例如，每个晶片30分钟，每个掩模版100分钟)。对于裸露的表面，可以利用具有约100个并行单元的检查工具(例如，透镜光栅结构和相关波导和平衡光电检测器)。作为本公开中所描述的技术的结果，对于具有与IC生产相关的尺寸的区域(例如，掩模版区域、晶片区域)的光学检查，可以获得足够的吞吐量，直到小的特征尺寸(例如，小颗粒)。附加地，本公开中所描述的技术可以与电子束(e-beam)系统组合使用以用于混合检查(例如，最初执行光学检查并且然后仅针对潜在受污染的或以其它方式异常的区域使用e-beam检查)。

然而，在更详细地描述这些方面之前，展示其中可以实现本公开的方面的一个示例环境是有启发性的。

示例光刻系统

图1A和图1B分别是光刻装置100和光刻装置100’的示意图，在光刻装置100和光刻装置100’中可以实现本公开的各方面。如图1A和图1B所示，从垂直于XZ平面(例如，X轴指向右侧，Z轴指向上方，并且Y轴指向远离观察者的页面)的视点(例如，侧视图)图示光刻装置100和100’，而从垂直于XY平面(例如，X轴指向右侧，Y轴指向上方，并且Z轴指向页面外的观察者)的附加视点(例如，俯视图)呈现图案化装置MA和衬底W。

在一些方面，光刻装置100和/或光刻装置100’可以包括以下结构中的一种或多种结构：照射系统IL(例如，照射器)，其被配置为调节辐射束B(例如，深紫外(DUV)辐射束或极紫外(EUV)辐射束)；支撑结构MT(例如，掩模台)，其被配置为支撑图案化装置MA(例如，掩模、掩模版或动态图案化装置)，并且被连接到第一定位器PM，该第一定位器PM被配置为精确地定位图案化装置MA；以及衬底保持器，诸如衬底台WT(例如，晶片台)，该衬底台WT被配置为保持衬底W(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)并且被连接到第二定位器PW，该第二定位器PW被配置为精确地定位衬底W。光刻装置100和100’还具有投影系统PS(例如，折射投影透镜系统)，其被配置为将由图案化装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如，包括一个或多个管芯的部分)上。在光刻装置100中，图案化装置MA和投影系统PS是反射的。在光刻装置100’中，图案化装置MA和投影系统PS是透射的。

在一些方面，在操作中，照射系统IL可以接收来自辐射源SO的辐射束(例如，经由图1B中所示的束传输系统BD)。照射系统IL可以包括各种类型的光学结构，诸如折射型、反射型、反折射型、磁性型、电磁型、静电型和其它类型的光学部件，或它们的任意组合，用于引导、整形或控制辐射。在一些方面，照射系统IL可以被配置为调节辐射束B以使其在图案化装置MA的平面处的截面中具有期望的空间和角度强度分布。

在一些方面，支撑结构MT可以以这样的方式保持图案化装置MA，该方式取决于图案化装置MA相对于参考框架的取向、光刻装置100和100’中的至少一个光刻装置的设计以及其它条件(诸如图案化装置MA是否保持在真空环境中)。支撑结构MT可以使用机械、真空、静电或其它夹紧技术来保持图案化装置MA。支撑结构MT可以是例如框架或工作台，根据需要，支撑结构MT可以是固定的或可移动的。通过使用传感器，支撑结构MT可以确保图案化装置MA处于例如相对于投影系统PS的期望位置。

术语“图案化装置”MA应当广义地解释为指的是能够用于将图案在其横截面上赋予辐射束B的任何设备，以便在衬底W的目标部分C中产生图案。赋予辐射束B的图案可以对应于在目标部分C中产生的设备中的特定功能层以形成集成电路。

在一些方面，图案化装置MA可以是透射的(如在图1B的光刻装置100’中)或反射的(如在图1A的光刻装置100中)。图案化装置MA可以包括各种结构，诸如掩模版、掩模、可编程反射镜阵列、可编程LCD面板、其它合适的结构，或它们的组合。掩模可以包括诸如二进制、交替相移或衰减相移的掩模类型、以及各种混合掩模类型。在一个示例中，可编程反射镜阵列可以包括小反射镜的矩阵布置，每个反射镜可以单独地倾斜，以便在不同方向上反射入射辐射束。倾斜的反射镜可以在由小反射镜矩阵反射的辐射束B中赋予图案。

术语“投影系统”PS应当被广义地解释，并且可以包含任何类型的投影系统，包括折射、反射、反折射、磁性、变形、电磁和静电光学系统，或它们的任何组合，适合于使用中的曝光辐射，和/或适合于诸如使用浸没液体(例如，在衬底W上)或使用真空的其他因素。真空环境可以用于EUV或电子束辐射，因为其它气体可以吸收过多的辐射或电子。因此可以借助于真空壁和真空泵向整个束路径提供真空环境。此外，在一些方面，术语“投影透镜”在本文中的任何使用可以被解释为与更通用的术语“投影系统”PS同义。

在一些方面，光刻装置100和/或光刻装置100’可以是具有两个(例如，“双台”)或多个衬底台WT和/或两个以上掩模台的类型。在这种“多台”机器中，可以并行地使用附加的衬底台WT，或者可以在使用一个或多个其它衬底台WT用于进行曝光的同时在一个或多个台上执行准备步骤。在一个示例中，可以在位于衬底台WT中的一个衬底台上的衬底W上执行衬底W的后续曝光的准备步骤，同时位于衬底台WT中的另一个衬底台上的另一个衬底W正在用于曝光另一个衬底W上的图案。在一些方面，附加台可以不是衬底台WT。

在一些方面，除衬底台WT之外，光刻装置100和/或光刻装置100’可以包括测量台。测量台可以被布置为保持传感器。传感器可以被布置为测量投影系统PS的特性、辐射束B的特性、或两者。在一些方面，测量台可以保持多个传感器。在一些方面，当衬底台WT远离投影系统PS时，测量台可以在投影系统PS下方移动。

在一些方面，光刻装置100和/或光刻装置100’还可以是其中衬底的至少一部分可以被具有相对高折射率的液体(例如，水)覆盖的类型，以便填充投影系统PS和衬底W之间的空间。浸没液体也可以被施加到光刻装置中的其它空间(例如，在图案化装置MA和投影系统PS之间的空间)。浸没技术提供了用于增加投影系统的数值孔径的方法。本文使用的术语“浸没”并不意味着诸如衬底的结构必须被浸没在液体中，而是仅仅意味着在曝光期间液体位于投影系统和衬底之间。各种浸没技术被描述在2005年10月4日发布的标题为“Lithographic apparatus and device manufacturing method”的美国专利号6,952,253中，该专利通过整体引用并入本文中。

参考图1A和图1B，照射系统IL接收来自辐射源SO的辐射束B。例如，当辐射源SO是准分子激光器时，辐射源SO和光刻装置100或100’可以是分离的物理实体。在这种情况下，辐射源SO不被认为形成光刻装置100或100’的一部分，并且辐射束B借助于束传输系统BD(例如图1B所示)从辐射源SO传递到照射系统IL，该束传输系统BD包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器。在其它情况下，例如，当辐射源SO是汞灯时，辐射源SO可以是光刻装置100或100’的整体部分。如果需要，辐射源SO和照射器IL与束传输系统BD一起可以被称为辐射系统。

在一些方面，照射系统IL可以包括用于调节辐射束的角度强度分布的调节器AD。通常，至少可以调节照射器的光瞳平面中的强度分布的外部和/或内部径向范围(通常分别被称为“σ-外部”和“σ-内部”)。此外，照射系统IL可以包括各种其它部件，诸如积分器IN和辐射收集器CO(例如，会聚器或收集器光学器件)。在一些方面，照射系统IL可以用于调节辐射束B以使辐射束B在其截面中具有期望的均匀性和强度分布。

参考图1A，在操作中，辐射束B可以入射到图案化装置MA(例如，掩模、掩模版、可编程反射镜阵列、可编程LCD面板、任何其它合适的结构或它们的组合)上，该图案化装置MA可以被保持在支撑结构MT(例如，掩模台)上，并且可以由图案化装置MA上存在的图案(例如，设计布局)来被图案化。在光刻装置100中，辐射束B可以从图案化装置MA被反射。在穿过图案化装置MA之后(例如，在从图案化装置MA被反射之后)，辐射束B可以穿过投影系统PS，投影系统PS可以将辐射束B聚焦到衬底W的目标部分C上或聚焦到被布置在台处的传感器上。

在一些方面，借助于第二定位装置PW和位置传感器IFD2(例如，干涉测量设备、线性编码器或电容传感器)，可以精确地移动衬底台WT，例如，以便在辐射束B的路径中定位不同的目标部分C。类似地，第一定位器PM和另一个位置传感器IFD1(例如，干涉测量设备、线性编码器或电容传感器)可以用于相对于辐射束B的路径精确地定位图案化装置MA。

在一些方面，可以使用掩模对准标记M1和M2以及衬底对准标记P1和P2来对准图案化装置MA和衬底W。尽管图1A和图1B图示了占据专用目标部分的衬底对准标记P1和P2，但是衬底对准标记P1和P2可以位于目标部分之间的空间中。当衬底对准标记P1和P2位于目标部分C之间时，它们被称为划道对准标记。衬底对准标记P1和P2也可以作为管芯内标记被布置在目标部分C区域中。这些管芯内标记也可以用作计量标记，例如，用于重叠测量。

在一些方面，出于说明而非限制的目的，本文的一个或多个附图可以利用笛卡尔坐标系统。笛卡尔坐标系包括三个轴：X轴；Y轴；和Z轴。三个轴中的每个轴与其它两个轴正交(例如，X轴与Y轴和Z轴正交，Y轴与X轴和Z轴正交，Z轴与X轴和Y轴正交)。围绕X轴的旋转被称为Rx-旋转。围绕Y轴的旋转被称为Ry-旋转。围绕Z轴的旋转被称为Rz-旋转。在一些方面，X轴和Y轴定义水平面，而Z轴在垂直方向上。在一些方面，笛卡尔坐标系的取向可以是不同的，例如，使得Z轴具有沿水平面的分量。在一些方面，可以使用另一个坐标系(诸如圆柱坐标系)。

参考图1B，辐射束B入射到被保持在支撑结构MT上的图案化装置MA上，并且由图案化装置MA图案化。在穿过图案化装置MA之后，辐射束B穿过投影系统PS，该投影系统PS将射束聚焦到衬底W的目标部分C上。在一些方面，投影系统PS可以具有与照射系统光瞳共轭的光瞳。在一些方面，辐射的部分可以从照射系统光瞳处的强度分布发出并且穿过掩模图案而不受掩模图案MP处的衍射影响，并且在照射系统光瞳处产生强度分布的图像。

投影系统PS将掩模图案MP的图像MP’投影到被涂覆在衬底W上的抗蚀剂层上，其中图像MP’由通过来自强度分布的辐射从掩模图案MP产生的衍射束形成。例如，掩模图案MP可以包括线和间隔的阵列。在阵列处的并且不同于零阶衍射的辐射的衍射生成在垂直于线的方向上具有方向变化的转向衍射束。反射光(例如，零阶衍射束)在传播方向上没有任何变化地穿过图案。零阶衍射束在投影系统PS的光瞳共轭的上游穿过投影系统PS的上部透镜或上部透镜组，以到达光瞳共轭。光瞳共轭平面中并且与零阶衍射束相关联的强度分布的一部分是照射系统IL的照射系统光瞳中的强度分布的图像。在一些方面，孔径设备可以被设置在或基本上被设置在包括投影系统PS的光瞳共轭的平面处。

投影系统PS被布置为借助于透镜或透镜组不仅捕获零阶衍射束，而且捕获一阶或一阶和更高阶衍射束(未示出)。在一些方面，用于对在垂直于线的方向上延伸的线图案进行成像的偶极照射可以用于利用偶极照射的分辨率增强效应。例如，一阶衍射束在衬底W的水平处与对应的零阶衍射束干涉，以在最高可能的分辨率和工艺窗口(例如，与可容许的曝光剂量偏差相结合的可用焦深)处产生掩模图案MP的图像。在一些方面，可以通过在照射系统光瞳的相对象限中提供辐射极(未示出)来减小像散像差。进一步地，在一些方面，可以通过阻挡与相对象限中的辐射极相关联的投影系统PS的光瞳共轭中的零阶束来减小像散像差。这被更详细地描述在于2009年3月31日发布的标题为“Lithographic projectionapparatus and a device manufacturing method”的美国专利号7,511,799中，该专利通过用整体引并入本文。

在一些方面，借助于第二定位器PW和位置测量系统PMS(例如，包括诸如干涉测量设备、线性编码器或电容传感器的位置传感器)，衬底台WT被精确地移动，例如，以便将辐射束B的路径中的不同目标部分C定位在聚焦且对准的位置。类似地，第一定位器PM和另一个位置传感器(例如，干涉测量设备、线性编码器或电容传感器)(图1B中未示出)可以用于相对于辐射束B的路径精确地定位图案化装置MA(例如，在从掩模库机械检索之后或在扫描期间)。可以使用掩模对准标记M1和M2以及衬底对准标记P1和P2来对准图案化装置MA和衬底W。

通常，支撑结构MT的移动可以借助于长行程定位器(粗略定位)和短行程定位器(精细定位)来实现，长行程定位器和短行程定位器形成第一定位器PM的一部分。类似地，可以使用长行程定位器和短行程定位器来实现衬底台WT的移动，长行程定位器和短行程定位器形成第二定位器PW的一部分。在步进机(与扫描仪相对)的情况下，支撑结构MT可以仅被连接到短行程致动器或者可以是固定的。可以使用掩模对准标记M1和M2以及衬底对准标记P1和P2来对准图案化装置MA和衬底W。尽管衬底对准标记(如图所示)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中(例如，划道对准标记)。类似地，在多于一个管芯被设置图案化装置MA上的情况下，掩模对准标记M1和M2可以位于管芯之间。

支撑结构MT和图案化装置MA可以在真空腔室V中，其中真空内的机器人可以用于将图案化装置(诸如掩模)移入和移出真空腔室。备选地，当支撑结构MT和图案化装置MA在真空腔室的外部时，真空外的机器人可以用于各种运输操作，类似于真空内的机器人。在一些情况下，真空内的机器人和真空外的机器人两者都需要被校准以用于将任何有效载荷(例如，掩模)平滑地转移到转移站的固定运动支架。

在一些方面，光刻装置100和100’可以用于以下模式中的至少一种模式：

1.在步进模式中，支撑结构MT和衬底台WT保持基本上静止，同时被赋予给辐射束B的整个图案同时被一次投影到目标部分C上(例如，单次静态曝光)。然后，在X和/或Y方向上移动衬底台WT，使得可以曝光不同的目标部分C。

2.在扫描模式中，在将被赋予给辐射束B的图案投影到目标部分C上的同时同步地扫描支撑结构MT和衬底台WT(例如，单次动态曝光)。衬底台WT相对于支撑结构MT(例如，掩模台)的速度和方向可以由投影系统PS的(缩小)放大率和图像反转特性来确定。

3.在另一种模式中，保持可编程图案化装置MA的支撑结构MT基本上保持静止，并且移动或扫描衬底台WT，同时将被赋予给辐射束B的图案投影到目标部分C上。可以采用脉冲辐射源SO，并且在衬底台WT的每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可编程图案化装置。该操作模式可以容易地应用于利用可编程图案化装置MA(诸如可编程反射镜阵列)的无掩模光刻。

在一些方面，光刻装置100和100’可以采用上述使用模式的组合和/或变型或完全不同的使用模式。

在一些方面，如图1A所示，光刻装置100可以包括EUV源，其被配置为生成用于EUV光刻的EUV辐射束B。通常，EUV源可以被配置在辐射源SO中，并且对应的照射系统IL可以被配置为调节EUV源的EUV辐射束B。

图2更详细地示出了光刻装置100，包括辐射源SO(例如，源收集器设备)、照射系统IL和投影系统PS。如图2所示，光刻装置100从垂直于XZ平面(例如，X轴指向右侧，Z轴指向上方)的视点(例如，侧视图)被图示。

辐射源SO被构造并且被布置成使得真空环境可以被保持在封闭结构220中。辐射源SO包括源腔室211和收集器腔室212，并且辐射源SO被配置为产生和透射EUV辐射。EUV辐射可以由气体或蒸气产生，例如氙(Xe)气、锂(Li)气或锡(Sn)气，其中产生EUV辐射发射等离子体210以发射电磁波谱的EUV范围内的辐射。至少部分被电离的EUV辐射发射等离子体210可以通过例如放电或激光束产生。例如，大约10.0帕斯卡(Pa)的Xe气体、Li蒸气、Sn蒸气、或任何其它合适的气体或蒸气的分压可以用于有效生成辐射。在一些方面，提供激发锡的等离子体以产生EUV辐射。

由EUV辐射发射等离子体210发射的辐射经由可选的气体屏障或污染物陷阱230(例如，在一些情况下也被称为污染物屏障或箔陷阱)从源腔室211传递到收集器腔室212中，该可选的气体屏障或污染物陷阱230位于源腔腔室211中的开口中或后面。污染物陷阱230可以包括通道结构。污染物陷阱230还可以包括气体屏障或气体阻挡层和通道结构的组合。在此进一步指示的污染物陷阱230至少包括通道结构。

收集器腔室212可以包括辐射收集器CO(例如，会聚器或收集器光学器件)，其可以是所谓的掠入射收集器。辐射收集器CO具有上游辐射收集器侧251和下游辐射收集器侧252。穿过辐射收集器CO的辐射可以从光栅光谱滤波器240反射，以聚焦在虚拟源点IF。虚拟源点IF通常被称为中间焦点，并且源收集器装置被布置成使得虚拟源点IF位于封闭结构220中的开口219处或附近。虚拟源点IF是EUV辐射发射等离子体210的图像。光栅光谱滤波器240可以用于抑制红外(IR)辐射。

随后，辐射穿过照射系统IL，照射系统IL可以包括多面场镜设备222和多面光瞳镜设备224，多面场镜设备222和多面光瞳镜设备224被布置为在图案化装置MA处提供辐射束221的期望角度分布，并且在图案化装置MA处提供辐射强度的期望均匀性。当辐射束221在由支撑结构MT保持的图案化装置MA处反射时，图案化束226被形成，并且图案化束226由投影系统PS经由反射元件228、229被成像到由晶片台或衬底台WT保持的衬底W上。

存在于照射系统IL和投影系统PS中的元件通常可以比所示出的元件更多。可选地，光栅光谱滤波器240可以根据光刻装置的类型而存在。此外，存在的反射镜可以比图2所示的反射镜更多。例如，相比于图2所示的反射元件，在投影系统PS中可以存在1到6个附加反射元件。

如图2所示，仅作为收集器(或收集器反射镜)的一个示例，辐射收集器CO被描绘为具有掠入射反射器253、254和255的嵌套收集器。掠入射反射器253、254和255被设置为围绕光轴O轴对称，并且这种类型的辐射收集器CO优选地与放电产生的等离子体(DPP)源结合使用。

示例光刻单元

图3示出了光刻单元300，有时也被称为光刻单元或簇。如图3所示，光刻单元300从垂直于XY平面(例如，X轴指向右侧，Y轴指向上方)的视点(例如，俯视图)被图示。

光刻装置100或100’可以形成光刻单元300的一部分。光刻单元300还可以包括用以在衬底上执行曝光前和曝光后工艺的一个或多个设备。例如，这些设备可以包括用于沉积抗蚀剂层的旋涂机SC、用于显影曝光的抗蚀剂的显影剂DE、冷却板CH和烘烤板BK。衬底处理器RO(例如，机器人)从输入/输出端口I/O1和I/O2拾取衬底，在不同的处理设备之间移动衬底，并将它们递送到光刻装置100或100’的进料台LB。这些通常被统称为轨道的设备处于轨道控制单元TCU的控制下，该轨道控制单元TCU本身由监督控制系统SCS控制，该监督控制系统SCS还经由光刻控制单元LACU控制光刻装置。因此，可以操作不同的设备以最大化吞吐量和处理效率。

示例颗粒检查系统

图4图示了根据一个实施例的可以被实现为光刻装置100或100’的一部分的颗粒检查系统400的截面示意图。在该实施例的一个示例中，颗粒检查系统400可以被配置为相对于图案化装置(例如，图案化装置MA)对准衬底(例如，衬底W)。颗粒检查系统400还可以被配置为检测衬底上的对准标记的位置，并且使用所检测的对准标记的位置相对于光刻装置100或100`的图案化装置或其它部件来对准衬底。衬底的这种对准可以确保衬底上的一个或多个图案的精确曝光。

根据一个实施例，根据该实施例的一个示例，颗粒检查系统400可以包括照射系统412、反射器414(或者，附加地或备选地，诸如透镜光栅的光栅结构)、干涉仪426、检测器428(例如，平衡光电检测器)和控制器430。照射系统412可以被配置为提供辐射束413。辐射束413可以包括例如具有一个或多个通带的电磁窄带。在另一个示例中，一个或多个通带可为约350nm到约900nm之间的波长光谱内的离散窄通带。照射系统412还可以被配置为提供一个或多个通带，该通带在长时间段内(例如，在照射系统412的寿命期间)具有大体上恒定的中心波长(CWL)值。照射系统412的这种配置可以帮助防止当前颗粒检查系统中的实际CWL值从期望CWL值偏移，如上所述。并且，因此，与当前颗粒检查系统相比，恒定的CWL值的使用可以增加颗粒检查系统(例如，颗粒检查系统400)的长期稳定性和准确性。

根据一个实施例，反射器414可以被配置为接收辐射束413并且将辐射束413作为辐射束415朝向衬底420引导。反射器414可以是反射镜或双色反射镜。在一个示例中，台422可以沿方向424移动。辐射束415可以被配置为照射位于衬底420上的多个对准标记418或目标。在另一个示例中，辐射束415被配置为从衬底420的表面反射。在该实施例的一个示例中，多个对准标记418可以涂覆有辐射敏感膜。在另一个示例中，多个对准标记418可以具有180度的对称性。即，当多个对准标记418中的一个对准标记围绕垂直于多个对准标记418中的另一个对准标记的平面的对称轴线旋转一百八十度时，旋转的对准标记可以基本上与未旋转的对准标记相同。

如图4所示，干涉仪426可以被配置为接收辐射束417。辐射束419可以从多个对准标记418衍射，或者从衬底420的表面反射，并且在干涉仪426处作为辐射束417被接收。干涉仪426可以包括任何适当的光学和/或电光元件组，例如，可以被配置为基于所接收的辐射束417形成多个对准标记418的两个图像的棱镜的组合。应当理解，不需要形成良好质量的图像，而是应当分辨多个对准标记418的特征。干涉仪426还可以被配置为将两个图像中的一个图像相对于两个图像中的另一个图像旋转180度，并且干涉地重新组合两个图像。

在一个实施例中，检测器428可以被配置为接收重新组合的图像，并且当颗粒检查系统400的对准轴421穿过多个对准标记418的对称中心(未示出)时，检测作为重新组合的图像的结果的干涉。根据一个示例实施例，这种干涉可能是由于多个对准标记418是180度对称的，并且重组的图像相长地或相消地干涉。基于所检测的干涉，检测器428还可以被配置为确定多个对准标记418的对称中心的位置，并且因此检测衬底420的位置。根据一个示例，对准轴421可以与垂直于衬底420并且穿过图像旋转干涉仪426的中心的束对准。在另一个示例中，检测器428被配置为接收重新组合的图像并且检测从衬底420的表面反射的光的干涉。

在另一个实施例中，控制器430可以被配置为接收包括测量数据的测量数据信号429。测量数据可以包括但不限于指示所确定的对称中心的电子信息。控制器430还可以被配置为确定台422的位置并且使台422的位置与多个对准标记418的对称中心的位置相关联。这样，多个对准标记418的位置以及因此衬底420的位置可以参考台422被精确地确定。备选地，控制器430可以被配置为确定颗粒检查系统400或任何其他参考元件的位置，使得可以参考颗粒检查系统400或任何其他参考元件来确定多个对准标记418的对称中心。

在一个实施例中，控制器430被配置为对从检测器428接收的测量应用校正，以解决可能存在于多个对准标记418中的不对称性。由于标记本身的结构(例如，侧壁角度、临界尺寸间隔等)中的缺陷或由于基于被朝向多个对准标记418引导的光的波长的非线性光学效应，可能存在不对称性。

应当注意，即使反射器414被示出为将辐射束413作为辐射束415朝向多个对准标记418引导，但是本公开不限于此。对于相关领域的技术人员显而易见的是，可以使用其它光学装置来获得照射衬底420上的多个对准标记418和检测多个对准标记418的图像的类似结果。反射器414可以沿垂直于衬底420表面的方向或以一定角度引导照射。

图5是示出根据本公开的一些方面的颗粒检查系统500的平面图(例如，仰视图)的示意图。在一些方面，颗粒检查系统500或其任何部分可以使用以下各项来实现：参考图4描述的参考颗粒检查系统400描述的结构、部件、特征或技术中的任一者；参考图6描述的颗粒检查系统600；参考图8描述的示例计算系统800；于2020年6月24日提交的，标题为“Self-Referencing Integrated Alignment Sensor”的美国临时专利申请号63/043,543中描述的系统、结构、部件、特征或技术中任一者(其通过整体引用并入本文)；任何其他合适的结构、部件、特征或技术；它们的任何部分；或它们的任何组合。

如图5所示，颗粒检查系统500可以包括辐射源502(例如，激光源)、光纤504、光纤到光栅耦合506、波导508A-508N、透镜光栅结构510A-510N、平衡光电检测器512A-512N和控制器(未描绘)。在一些方面，颗粒检查系统500可以是集成光学并行检查系统。在一些方面，图5中所示的部件中的一些或全部部件可以被设置在基于Si₃N₄的单一芯片颗粒检查设备中。在一个说明性和非限制性示例中，光纤到光栅耦合506、波导508A-508N、透镜光栅结构510A-510N和平衡光电检测器512A-512N可以被设置在单一芯片上。

辐射源502可以被配置为生成相干辐射(例如，具有约400nm的波长)，并且将相干辐射通过光纤504传输到光纤到光栅耦合506，并且然后通过波导508A-508N中的相应一个波导传输到透镜光栅结构510A-510N中的相应一个透镜光栅结构(例如，通过波导508A传输到透镜光栅结构510A、通过波导508B传输到透镜光栅结构510B、通过波导508N传输到透镜光栅结构510N)。

透镜光栅结构510A-510N中的每个透镜光栅结构可以通过波导508A-508N、光纤到光栅耦合506和光纤504(和/或自由空间)中的相应一者被光学耦合到辐射源502。

透镜光栅结构510A-510N可以被配置为接收来自辐射源502的相干辐射，基于相干辐射生成经聚焦相干辐射束，并且将经聚焦相干辐射束朝向衬底的表面的多个区域传输，以用于在颗粒检查和其他计量技术中使用。响应于由经聚焦相干辐射束照射区域，透镜光栅结构510A-510N可以被配置为接收从该区域散射的光子并且将所接收的光子传输到平衡光电检测器512A-512N。

如图5所示，平衡光电检测器512A-512N中的每个平衡光电检测器可以被光学耦合(例如，经由诸如波导的四个通道)到透镜光栅结构510A-510N中的相应一个透镜光栅结构的四个象限中的每个象限。平衡光电检测器512A-512N中的每个平衡光电检测器可以被配置为测量由透镜光栅结构510A-510N中相应一个透镜光栅结构接收的光子，并且基于所测量的光子生成用于在检测位于衬底的表面的区域中的颗粒中使用的电子信号。附加地或备选地，平衡光电检测器512A-512N中的每个平衡光电检测器可以被配置为基于所测量的光子生成光信号，以允许更快的数据处理。在一些方面，透镜光栅结构510A-510N中的每个透镜光栅结构可以包括多个区域(例如，四个象限)，并且平衡光电检测器512A-512N中的每个平衡光电检测器可以测量由多个区域(例如，用于第一象限的第一组光子、用于第二象限的第二组光子、用于第三象限的第三组光子、用于第四象限的第四组光子)接收的多组光子(例如，四组光子)，并且基于所测量的多组光子生成电子信号，其中多组光子中的每组光子已经被透镜光栅结构的相应区域接收。

在一些方面，平衡光电检测器可以具有用于测量光子的两个区域。在一些方面，电子信号可以指示在平衡光电检测器左侧测量的光子减去在平衡光电检测器右侧测量的光子。如果在由经聚焦相干辐射束扫描的区域中不存在颗粒，则平衡光电检测器上的响应可以是对称的，并且因此电子信号可以基本上为零。如果经聚焦相干辐射束扫描颗粒，则可以产生基本上非零的电子信号。因此，平衡光电检测器导致更高的信噪比。在一些方面，可以使用具有四个区域的象限检测器来代替平衡光电检测器，或者除了平衡光电检测器之外还可以使用具有四个区域的象限检测器。如果在X方向(例如，从左到右的差异)以及在Y方向(例如，从上到下的差异)上执行扫描，则四个区域可能是合适的。

在一个示例中，透镜光栅结构510A可以从辐射源502接收相干辐射，基于相干辐射生成第一经聚焦相干辐射束，并且将第一经聚焦相干辐射束朝向衬底的表面的第一区域传输。响应于利用第一经聚焦相干辐射束照射第一区域，透镜光栅结构510A可以接收从第一区域散射的光子并且将所接收的光子传输到平衡光电检测器512A。平衡光电检测器512A可以测量由透镜光栅结构510A的每个象限接收的光子，并且基于所测量的光子生成第一电子信号。

在另一个示例中，透镜光栅结构510B可以从辐射源502接收相干辐射，基于相干辐射生成第二经聚焦相干辐射束，并且将第二经聚焦相干辐射束朝向衬底的表面的第二区域传输。响应于利用第二经聚焦相干辐射束照射第二区域，透镜光栅结构510B可以接收从第二区域散射的光子并且将所接收的光子传输到平衡光电检测器512B。平衡光电检测器512B可以测量由透镜光栅结构510B的每个象限接收的光子，并且基于所测量的光子生成第二电子信号。

在又一示例中，透镜光栅结构510N可以接收来自辐射源502的相干辐射，基于相干辐射生成第N个经聚焦相干辐射束(其中N表示大于2的整数值)，并且将第N个经聚焦相干辐射束朝向衬底的表面的第N个区域传输。响应于利用第N个经聚焦相干辐射束照射第N个区域，透镜光栅结构510N可以接收从第N个区域散射的光子并且将所接收的光子传输到平衡光电检测器512N。平衡光电检测器512N可以测量由透镜光栅结构510N的每个象限接收的光子，并且基于所测量的光子生成第N个电子信号。

在一些方面，控制器可以被电耦合到平衡光电检测器512A-512N，并且被配置为从平衡光电检测器512A-512N接收电子信号。在一些方面，由透镜光栅结构510A-510N中的相应一个透镜光栅结构照射的相应区域可以包括颗粒，并且控制器可以被配置为基于由平衡光电检测器512A-512N中的相应一个平衡光电检测器生成的电子信号来检测颗粒。

在一些方面，颗粒检查系统500可以通过用由透镜光栅结构510A-510N发射的经聚焦相干辐射束中的一个或多个经聚焦相干辐射束来扫描衬底的区域来执行检测。如果存在颗粒，则由平衡光电检测器512A-512N生成的电子信号中的一个或多个电子信号可以改变(例如，变成基本上非零的值)，导致颗粒检测。例如，颗粒检查系统500可以使用透镜光栅结构510A-510N用经聚焦相干辐射束来扫描衬底表面上的区域。然后，颗粒检查系统500可以使用平衡光电检测器512A-512N测量由透镜光栅结构510A-510N接收的光子，并且基于所测量的光子生成电子信号。在一些方面，如果电子信号的值基本上为零，则颗粒检查系统500可以使用控制器来确定对应于该电子信号的区域不包括颗粒。在一些方面，如果电子信号的值从基本上为零变化到基本上非零，则颗粒检查系统500可以使用控制器来确定对应于该电子信号的区域包括颗粒。继续该示例，颗粒检查系统500可以使用控制器检测由平衡光电检测器512A-512N响应于利用经聚焦相干辐射束照射区域而生成的一个或多个电子信号的变化(例，从零到非零)。随后，颗粒检查系统500可以使用控制器检测与一个或多个电子信号中的变化相关联的区域中的颗粒。

在一些方面，由辐射源502生成的相干辐射可以是可见光(例如，具有约400nm的波长)，并且颗粒检查系统500可以使用控制器来检测具有小于约100nm、约为100nm、或大于约100nm的尺寸(例如，0.2μm、0.5μm、1μm、10μm，或任何其他合适的粒子尺寸)的颗粒。例如，颗粒检查系统500可以利用包括以下的颗粒检查技术：(i)通过高数值孔径物镜发射和接收光；(ii)利用由透镜光栅结构510A-510N实现的多个k向量；以及(iii)利用相干光。该颗粒检查技术可以特别适于检测非常小的颗粒(例如，小于约100nm、如50nm、40nm等)。进一步地，用于检测小颗粒所需的源功率可以相对较低(例如，与暗场检查相比)。例如，用于该颗粒检查技术的每个透镜光栅结构的预期剂量可以小于约1.0毫焦耳每平方毫米(mJ/mm²)。

在一些方面，由辐射源502提供的入射光(例如，400nm的相干辐射)可以经由光纤到光栅耦合506被耦合到芯片中。入射光可以分别经由波导508A-508N到达透镜光栅结构510A-510N。透镜光栅结构510A-510N中的每个透镜光栅结构可以由具有可变线间距的光栅组成，以便聚焦光(例如，“透镜化”)。随后，可以通过相同的透镜光栅结构(例如，与入射光相关的黑色波导；与散射光相关的灰色波导)收集由处于检查下的样品散射的光。透镜光栅结构510A-510N中的每个透镜光栅结构可以被分成四个区域以从散射光获得差分信号。以阵列或棋盘状图案提供的多个平行透镜光栅结构510A-510N可以允许在单次扫描运动中检查较大的区域。

图6是示出根据本公开的一些方面的颗粒检查系统600的侧视图的示意图。在一些方面，颗粒检查系统600或其任何部分可以使用以下各项来实现：参考图4描述的参考颗粒检查系统400描述的结构、部件、特征或技术中的任一者；参考图5描述的颗粒检查系统500；参考图8描述的示例计算系统800；于2020年6月24日提交的，标题为“Self-ReferencingIntegrated Alignment Sensor”的美国临时专利申请号63/043，543中描述的系统、结构、部件、特征或技术中的任一者(其通过整体引用并入本文)；任何其他合适的结构、部件、特征或技术；它们的任何部分；或它们的任何组合。

如图6所示，颗粒检查系统600可以包括辐射源602(例如，激光源)、光纤604、光纤到光栅耦合606、波导608、透镜光栅结构610、平衡光电检测器612和控制器(未描绘)。在一些方面，颗粒检查系统600可以是集成光学并行检查系统。在一些方面，图6所示的部件中的一些或全部部件可以被设置在单一芯片的、基于Si₃N₄的颗粒检查设备中。在一个说明性和非限制性示例中，光纤到光栅耦合606、波导608、透镜光栅结构610和平衡光电检测器612可以被设置在单一芯片上。

辐射源602可以被配置为生成相干辐射(例如，具有约400nm的波长)，并且将相干辐射通过光纤604传输到光纤到光栅耦合606，并且通过波导608传输到透镜光栅结构610。透镜光栅结构610可以被配置为接收来自辐射源602的相干辐射，基于相干辐射生成经聚焦相干辐射束614，并且将经聚焦相干辐射束614朝向衬底的表面的区域传输，以用于在颗粒检查和其他计量技术中使用。响应于由经聚焦相干辐射束614照射区域，透镜光栅结构610可以被配置为接收从该区域散射的光子并且将所接收的光子传输到平衡光电检测器612。

平衡光电检测器612可以被光学耦合(例如，经由诸如波导的四个通道)到透镜光栅结构610的四个象限中的每个象限。平衡光电检测器612可以被配置为测量由透镜光栅结构610接收的光子，并且基于所测量的光子生成用于在检测位于衬底的表面的区域中的颗粒中使用的电子信号。附加地或备选地，平衡光电检测器612可以被配置为基于所测量的光子生成光信号以允许更快的数据处理。在一些方面，透镜光栅结构610可以包括多个区域(例如，四个象限)，并且平衡光电检测器612可以测量由多个区域(例如，用于第一象限的第一组光子、用于第二象限的第二组光子、用于第三象限的第三组光子、用于第四象限的第四组光子)接收的多组光子(例如，四组光子)，并且基于所测量的多组光子生成电子信号，其中多组光子中的每组光子已经被透镜光栅结构610的相应区域接收。

在一些方面，平衡光电检测器612可以具有用于测量光子的两个区域。在一些方面，电子信号可以指示在平衡光电检测器612的左侧测量的光子减去在平衡光电检测器612的右侧测量的光子。如果在由经聚焦相干辐射束614扫描的区域中不存在颗粒，则平衡光电检测器612上的响应可以是对称的，因此电子信号可以基本上为零。如果经聚焦相干辐射束614扫描颗粒，则平衡光电检测器612上的响应可以是不对称的，因此电子信号可以基本上是非零的。因此，平衡光电检测器612导致更高的信噪比。在一些方面，可以使用具有四个区域的象限检测器来代替平衡光电检测器612，或者除了平衡光电检测器612之外还可以使用具有四个区域的象限检测器(例如，用于在X方向和Y方向上执行的二维扫描)。

在一些方面，控制器可以被电耦合到平衡光电检测器612，并且被配置为从平衡光电检测器612接收电子信号。在一些方面，由经聚焦相干辐射束614照射的区域可以包括颗粒，并且控制器可以被配置为基于由平衡光电检测器612生成的电子信号来检测颗粒。在一些方面，颗粒检查系统600可以通过用由透镜光栅结构610发射的经聚焦相干辐射束614来扫描衬底的区域来执行检测。如果存在颗粒，则由平衡光电检测器612生成的电子信号可以改变(例如，变成基本上非零的值)，导致颗粒检测。

在一些方面，由透镜光栅结构610生成的经聚焦相干辐射束614可以具有笔形束形状，如图6所示。在一些方面，可以通过使用一维聚焦元件(例如，光栅结构)来产生笔形束，使得在一个扫描移动中检查较大区域。例如，可以调整透镜光栅结构610以便充当相控光学阵列，这可以允许经聚焦相干辐射束614在其被扫描时侧向移动，并且因此可以允许在单次扫描中检查甚至更大的表面。

在几个实施例中，颗粒检查系统600可以包括分别被耦合到N个平衡光电检测器的N个透镜光栅结构，其中N表示大于1的整数值，以便允许实现更高吞吐量的并行检查。N个透镜光栅结构可以例如被对准，使得分别由N个透镜光栅结构生成的笔形束在它们的端部重叠，以便产生具有比单个束更大长度的信号束。附加地，N个透镜光栅结构可以在扫描方向上相对于彼此偏移，以产生例如前-后-前-后-前-后图案。

在一个说明性和非限制性示例中，透镜光栅结构610可以是第N个透镜光栅结构，并且平衡光电检测器612可以是第N个平衡光电检测器。第N个透镜光栅结构可以接收来自辐射源602的相干辐射，基于相干辐射产生成第N个经聚焦相干辐射束，并且将第N个经聚焦相干辐射束朝向衬底的表面的第N个区域传输。响应于用第N个经聚焦相干辐射束照射第N个区域，第N个透镜光栅结构可以接收从第N个区域散射的光子，并且将所接收的光子传输到第N个平衡光电检测器。第N个平衡光电检测器可以测量由第N个透镜光栅结构的每个象限接收的光子，并且基于所测量的光子生成第N个电子信号。

用于检测颗粒的示例性过程

图7是根据本公开或其(多个)部分的一些方面的用于检测颗粒的示例方法700。参考示例方法700所描述的操作可以由或根据本文描述的任何系统、装置、部件、技术或它们的组合来执行，诸如参考上面的图1-6和下面的图8所描述的那些操作。

在操作702，该方法可以包括通过光栅结构(例如，透镜光栅结构510A-510N，610)接收来自辐射源(例如，辐射源502，602)的相干辐射。在一些方面，相干辐射的接收可以使用合适的光学，电学，机械或其他方法来完成，并且包括根据参考上面的图1-6和下面的图8所描述的任何方面或方面的组合来接收相干辐射。

在操作704，方法可以包括由光栅结构基于相干辐射生成经聚焦相干辐射束。在一些方面，经聚焦相干辐射束的生成可以包括由光栅结构生成具有笔形束形状的经聚焦相干辐射束(例如，如图6中参考经聚焦相干辐射束614所描绘的)。在一些方面，可以使用合适的光学、电学、机械或其它方法来完成经聚焦相干辐射束的生成，并且包括根据参考上面的图1-6和下面的图8所描述的任何方面或方面的组合来生成经聚焦相干辐射束。

在操作706，方法可以包括通过光栅结构将经聚焦相干辐射束朝向衬底的表面的区域传输(例如，用经聚焦相干辐射束照射该区域)。在一些方面，经聚焦相干辐射束的传输可以使用合适的光学、电学、机械或其它方法来完成，并且包括根据参考上面的图1-6和下面的图8所描述的任何方面或方面的组合来传输经聚焦相干辐射束。

在操作708，方法可以包括：响应于用经聚焦相干辐射束照射区域，由光栅结构接收从该区域散射的光子。在一些方面，光子的接收可以使用合适的光学、电学、机械或其他方法来完成，并且包括根据参考上面的图1-6和下面的图8所描述的任何方面或方面的组合来接收光子。

在操作710，方法可以包括由光电检测器(例如，平衡光电检测器512A-512N、612)测量由光栅结构接收的光子。在一些方面，光子的测量可以使用合适的光学、电学、机械或其他方法来完成，并且包括根据参考上面的图1-6和下面的图8所描述的任何方面或方面的组合来测量光子。

在操作712，方法可以包括由光电检测器并且基于所测量的光子生成用于在检测位于衬底的表面的区域中的颗粒中使用的电子信号。附加地或备选地，方法可以包括由光电检测器基于所测量的光子生成光信号以允许更快的数据处理。在一些方面，电子信号或光信号的生成可以使用合适的光学、电学、机械或其它方法来完成，并且包括根据参考上面的图1-6和下面的图8所描述的任何方面或方面的组合来生成电子信号。

在操作714，方法可以包括由控制器(例如，控制器430、示例计算系统800)基于电子信号来检测区域中的颗粒。例如，区域可以包括颗粒，并且方法还可以包括：由光栅结构用经聚焦相干辐射束来扫描衬底的表面；响应于用经聚焦相干辐射束照射区域，由控制器检测电子信号中的变化；以及由控制器基于电子信号中的变化来检测颗粒。在一些方面，相干辐射可以具有约400nm的波长，并且所检测的颗粒的尺寸可以小于约100nm。在一些方面，可以使用合适的光学、电学、机械或其他方法来完成对颗粒的检测，并且包括根据参考上面的图1-6和下面的图8所描述的任何方面或方面的组合来检测颗粒。

可选地，在一些方面，光栅结构可以包括多个区域，并且方法还可以包括：由光栅结构的多个区域响应于用经聚焦相干辐射束照射区域而接收从该区域散射的多组光子；由光电检测器测量由多个区域接收的多组光子，并且由光电检测器基于所测量的多组光子生成电子信号。在这些方面，多组光子可以包括在操作710处被测量的光子，并且多组光子中的每组光子可以已经被光栅结构的相应区域接收。

可选地，在一些方面，方法还可以包括：由包括光栅结构的多个光栅结构中的每个光栅结构接收来自辐射源的相干辐射的相应部分；基于相干辐射的相应部分，由多个光栅结构中的每个光栅结构生成相应的经聚焦相干辐射束；由多个光栅结构中的每个光栅结构将相应的经聚焦相干辐射束朝向衬底的表面的相应区域传输；由多个光栅结构中的每个光栅结构响应于用相应的经聚焦相干辐射束照射相应区域而接收从相应区域散射的相应光子；由包括光电检测器的多个光电检测器中的每个光电检测器测量由相应光栅结构接收的相应光子；以及由多个光电检测器中的每个光电检测器并且基于所测量的光子生成用于在检测位于衬底的表面的区域中的颗粒中使用的相应电子信号。

示例计算系统

本公开的各方面可以在硬件、固件、软件或它们的任何组合中来实现。本公开的各方面还可以被实现为被存储在机器可读介质上的指令，该指令可以由一个或多个处理器来读取和执行。机器可读介质可以包括用于以机器(例如，计算设备)可读的形式存储或传输信息的任何机构。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)；磁盘存储介质；光存储介质；闪存设备；电学，光学，声学或其他形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)等。进一步地，固件、软件、例程、指令以及它们的组合可以在本文中被描述为执行某些动作。然而，应当理解，这样的描述仅仅是为了方便，并且这样的动作实际上是由执行固件、软件、例程、指令或它们的组合的计算设备、处理器、控制器或其他设备产生的，并且在这样做的时候，导致致动器或其他设备(例如，伺服电机、机器人设备)与物理世界交互。

例如，可以使用一个或多个计算系统(诸如图8所示的示例计算系统800)来实现各方面。示例计算系统800可以是能够执行本文所述功能的专用计算机，诸如：参考图4描述的颗粒检查系统400；参考图5描述的颗粒检查系统500；参考图6描述的颗粒检查系统600；任何其他合适的系统、子系统或部件；或它们的任何组合。示例计算系统800可以包括一个或多个处理器(也被称为中央处理单元或CPU)，诸如处理器804。处理器804被连接到通信基础设施806(例如，总线)。示例计算系统800还可以包括通过(多个)用户输入/输出接口802与通信基础设施806通信的(多个)用户输入/输出设备803(诸如监视器、键盘、定点设备等)。示例计算系统800还可以包括主存储器808(例如，一个或多个主存储设备)，诸如随机存取存储器(RAM)。主存储器808可以包括一级或多级高速缓存。主存储器808已经在其中存储了控制逻辑(例如，计算机软件)和/或数据。

示例计算系统800还可以包括辅助存储器810(例如，一个或多个辅助存储设备)。辅助存储器810可以包括例如硬盘驱动器812和/或可移除存储驱动器814。可移除存储驱动器814可以是软盘驱动器、磁带驱动器、光盘驱动器、光存储设备、磁带备份设备和/或任何其它存储设备驱动器。

可移除存储驱动器814可以与可移除存储单元818交互。可移除存储单元818包括其上存储有计算机软件(控制逻辑)和/或数据的计算机可用或可读存储设备。可移除存储单元818可以是软盘、磁带、光盘、DVD、光存储盘和/或任何其它计算机数据存储设备。可移除存储驱动器814从可移除存储单元818读取和/或向其写入。

根据一些方面，辅助存储器810可以包括用于允许计算机程序和/或其他指令和/或数据被示例计算系统800访问的其他部件、工具或其他方法。这种部件、工具或其它方法可以包括例如可移除存储单元822和接口820。可移除存储单元822和接口820的示例可以包括程序盒和盒接口(诸如在视频游戏设备中找到的)、可移除存储器芯片(诸如EPROM或PROM)和相关联的插座、记忆棒和USB端口、存储卡和相关联的存储卡插槽，和/或任何其他可移除存储单元和相关联的接口。

示例计算系统800还可以包括通信接口824(例如，一个或多个网络接口)。通信接口824使得示例计算系统800能够与远程设备、远程网络、远程实体等的任何组合(单独地和共同地被称为远程设备828)通信和交互。例如，通信接口824可以允许示例计算系统800通过通信路径826与远程设备828通信，通信路径826可以是有线的和/或无线的，并且其可以包括LAN、WAN、因特网等的任何组合。控制逻辑、数据或两者可以经由通信路径826传输到示例性计算系统800并且从示例性计算系统800传输。

本公开的前述方面中的操作可以在各种各样的配置和架构中实现。因此，前述方面中的一些或全部操作可以在硬件、软件或两者中被执行。在一些方面，有形的、非瞬态装置或制品包括其上存储有控制逻辑(软件)的有形的、非瞬态计算机可用或可读介质，在本文中也被称为计算机程序产品或程序存储设备。这包括但不限于示例计算系统800、主存储器808、辅助存储器810和可移除存储单元818和822，以及体现前述任何组合的有形制品。当由一个或多个数据处理设备(诸如计算系统800)执行时，这样的控制逻辑使得这样的数据处理设备如本文所述地操作。

基于被包含在本公开中的教导，对于(多个)相关领域的技术人员来说，如何使用不同于图8所示的数据处理设备、计算机系统和/或计算机架构来制造和使用本公开的各方面将是显而易见的。特别地，本公开的各方面可以用不同于本文所述的软件、硬件和/或操作系统实施方式来操作。

可以使用以下条款进一步描述实施例：

1.一种系统，包括：

辐射源，被配置为生成相干辐射；

光栅结构，被光学耦合到该辐射源上并且被配置为：

接收来自该辐射源的相干辐射，

基于该相干辐射生成经聚焦相干辐射束，

将该经聚焦相干辐射束朝向衬底的表面的区域传输，以及

响应于由该经聚焦相干辐射束对该区域的照射，接收从该区域散射的光子；以及

光电检测器，被光学耦合到该光栅结构并且被配置为：

测量由该光栅结构接收的该光子，以及

基于所测量的是光子生成电子信号。

2.根据条款1所述的系统，其中：

该区域包括颗粒；以及

该系统还包括控制器，该控制器被耦合到该光电检测器并且被配置为：

接收来自该光电检测器的该电子信号，以及

基于该电子信号检测该颗粒。

3.根据条款2所述的系统，其中：

该辐射源包括被配置为该相干辐射的激光源；

该相干辐射具有约400纳米的波长；以及

该颗粒的尺寸小于约100纳米。

4.根据条款1所述的系统，其中：

该光栅结构包括多个区域；

该光电检测器被配置为：

测量由该多个区域接收的多组光子，以及

基于所测量的该多组光子生成该电子信号；

该多组光子包括该光子；以及

该多组光子中的每组光子已经被该光栅结构的相应区域接收。

5.根据条款4所述的系统，其中：

光栅结构是包括四个象限的透镜光栅结构；

该多个区域中的每个区域对应于该透镜光栅结构的相应象限；以及

该光电检测器是平衡光电检测器，该平衡光电检测器通过相应通道被耦合到该透镜光栅结构中的每个象限。

6.根据条款1所述的系统，还包括：

多个光栅结构，包括该光栅结构，其中该多个光栅结构中的每个光栅结构被光学耦合到该辐射源并且被配置为：

从该辐射源接收该相干辐射的相应部分，

基于该相干辐射的相应部分生成相应的经聚焦相干辐射束，

将该相应的经聚焦相干辐射束朝向该衬底的表面的相应区域传输，以及

响应于由该相应的经聚焦相干辐射束对该相应区域的相应照射，接收从该相应区域散射的相应光子；以及

多个光电检测器，包括该光电检测器，其中该多个光电检测器中的每个光电检测器被光学耦合到相应光栅结构，并且被配置为：

测量由该相应光栅结构接收的该相应光子，以及

基于所测量的该相应光子生成相应电子信号。

7.根据条款1所述的系统，其中该光栅结构被配置为生成具有笔形束形状的该经聚焦相干辐射束。

8.一种单片检查设备，包括：

接收器，被配置为从辐射源接收相干辐射；

聚焦结构，被光学耦合到该接收器并且被配置为：

基于该相干辐射生成经聚焦相干辐射束，

将该经聚焦相干辐射束朝向衬底的表面的区域传输，以及

响应于由该经聚焦相干辐射束对该区域的照射而接收从该区域散射的光子；以及

光电检测器，被光学耦合到该聚焦结构并且被配置为：

测量由该聚焦结构接收的该光子，以及

基于所测量的该光子生成电子信号。

9.根据条款8所述的单片检查设备，其中：

该区域包括颗粒；以及

该单片检查设备还包括控制器，该控制器被耦合到该光电检测器并且被配置为：

接收来自该光电检测器的该电子信号，以及

基于该电子信号检测该颗粒。

10.根据条款9所述的单片检查设备，其中：

该相干辐射具有约400纳米的波长；以及

该颗粒的尺寸小于约100纳米。

11.根据条款8所述的单片检查设备，其中：

该聚焦结构包括多个区域；

该光电检测器被配置为：

测量由该多个区域接收的多组光子，以及

基于所测量的该多组光子生成该电子信号；

该多组光子包括该光子；以及

该多组光子中的每组光子已经被该聚焦结构的相应区域接收。

12.根据条款11所述的单片检查设备，其中：

该聚焦结构是包括四个象限的透镜光栅结构；

该多个区域中的每个区域对应于该透镜光栅结构的相应象限；以及

该光电检测器是平衡光电检测器，该平衡光电检测器通过相应通道被耦合到该透镜光栅结构的每个象限。

13.根据条款8的单片检查设备，还包括：

多个聚焦结构，包括该聚焦结构，其中该多个聚焦结构中的每个聚焦结构被光学耦合到该辐射源并且被配置为：

从该辐射源接收该相干辐射的相应部分，

基于该相干辐射的相应部分生成相应的经聚焦相干辐射束，

将该相应的经聚焦相干辐射束朝向该衬底的表面的相应区域传输，以及

响应于由该相应的经聚焦相干辐射束对该相应区域的相应照射，接收从该相应区域散射的相应光子；以及

多个光电检测器，包括该光电检测器，其中该多个光电检测器中的每个光电检测器被光学耦合到相应聚焦结构，并且被配置为：

测量由该相应聚焦结构接收的该相应光子，以及

基于所测量的该相应光子生成相应电子信号。

14.根据条款8所述的单片检查设备，其中该聚焦结构被配置为生成具有笔形束形状的该经聚焦相干辐射束。

15.一种方法，包括：

由光栅结构接收来自辐射源的相干辐射；

由该光栅结构，基于该相干辐射生成经聚焦相干辐射束；

由该光栅结构将该经聚焦相干辐射束朝向衬底的表面的区域传输；

响应于利用该经聚焦相干辐射束照射该区域，由该光栅结构接收从该区域散射的光子；

由光电检测器测量由该光栅结构接收的该光子；以及

由该光电检测器基于所测量的该光子生成电子信号。

16.根据条款15所述的方法，其中：

该区域包括颗粒；以及

该方法还包括：

由该光栅结构利用该经聚焦相干辐射束来扫描该衬底的表面；

响应于用该经聚焦相干辐射束照射该区域，由控制器检测该电子信号中的变化；以及

由该控制器基于该电子信号中的变化检测该颗粒。

17.根据条款16所述的方法，其中：

该相干辐射具有约400纳米的波长；以及

该颗粒的尺寸小于约100纳米。

18.根据条款15所述的方法，其中：

该光栅结构包括多个区域；

该方法还包括：

响应于用该经聚焦相干辐射束照射该区域，由该光栅结构的多个区域接收从该区域散射的多组光子；

由该光电检测器测量由该多个区域接收的该多组光子，以及由该光电检测器基于所测量的该多组光子生成该电子信号；

该多组光子包括该光子；以及

该多组光子中的每组光子已经被该光栅结构的相应区域接收。

19.根据条款15所述的方法，还包括：

由包括该光栅结构的多个光栅结构中的每个光栅结构，接收来自该辐射源的该相干辐射的相应部分；

由该多个光栅结构中的每个光栅结构，基于该相干辐射的相应部分，生成相应的经聚焦相干辐射束；

由该多个光栅结构中的每个光栅结构，将该相应的经聚焦相干辐射束朝向该衬底的表面的相应区域传输；

由所述多个光栅结构中的每个光栅结构，响应于利用该相应的经聚焦相干辐射束照射该相应区域接收从该相应区域散射的相应光子；

由包括该光电检测器的多个光电检测器中的每个光电检测器，测量由该相应光栅结构接收的该相应光子；以及

由该多个光电检测器中的每个光电检测器，基于所测量的该相应光子生成相应电子信号。

20.根据条款15所述的方法，其中生成该经聚焦相干辐射束包括由该光栅结构生成具有笔形束形状的该经聚焦相干辐射束。

尽管在本文中可以具体参考光刻装置在IC的制造中的使用，但是应当理解，本文所述的光刻装置可以具有其它应用，诸如集成光学系统的制造、用于磁畴存储器、平板显示器、LCD、薄膜磁头等的引导和检测图案。本领域技术人员将理解，在这样的备选应用的上下文中，本文中的术语“晶片”或“管芯”的任何使用可以被认为分别与更一般的术语“衬底”或“目标部分”同义。在曝光之前或之后，可以在例如颗粒检查单元、跟踪单元(将抗蚀剂层施加到衬底上并使曝光的抗蚀剂显影的工具)、计量单元或它们的组合中处理本文所指的衬底。在适用的情况下，本文的公开内容可以应用于这种和其它衬底处理工具。进一步地，例如为了产生多层IC，可以不止一次地处理衬底，使得本文所用的术语衬底也可以指已经包含多个处理层的衬底。

应当理解，本文的措辞或术语是为了描述而非限制的目的，使得本说明书的术语或措辞将被(多个)相关领域的技术人员根据本文的教导来解释。

本文所用的术语“衬底”描述了在其上添加材料层的材料。在一些方面，衬底本身可以被图案化，并且被添加在其顶部上的材料也可以被图案化，或者可以在没有图案化的情况下而保留。

本文所公开的示例是对本公开的实施例的说明而非限制。所属领域中通常遇到的各种条件和参数的其它合适的修改和调整(其对于(多个)相关领域的技术人员来说将是显而易见的)是在本公开的精神和范围内。

虽然上文已经描述了本公开的具体方面，但应理解，可以以不同于所描述的方式来实施各方面。描述不旨在限制本公开的实施例。

应当理解，详细描述部分而不是背景、发明内容和摘要部分旨在用于解释权利要求。发明内容和摘要部分可以阐述由(多个)发明人设想的一个或多个但不是所有的示例实施例，并且因此不旨在以任何方式限制本实施例和所附权利要求。

以上借助于示出指定功能及其关系的实施方式的功能构建块已经描述了本公开的一些方面。为了便于描述，这些功能构建块的边界在本文中被任意定义。只要适当地执行指定功能及其关系，就可以定义替换边界。

本公开的特定方面的前述描述将充分地揭示各方面的一般性质，使得其他人可以通过应用本领域技术人员的知识，在不偏离本公开内容的一般概念的情况下，容易地修改和/或调整这些特定方面以用于各种应用，而无需过度实验。因此，基于本文中所呈现的教导和指导，这些调整和修改旨在所公开的各方面的等同物的含义和范围内。

本公开的宽度和范围不应受任何上述示例方面或实施例的限制，而应仅根据所附权利要求及其等同物来限定。

Claims (20)

1.一种系统，包括：

辐射源，被配置为生成相干辐射；

光栅结构，被光学耦合到所述辐射源并且被配置为：

接收来自所述辐射源的所述相干辐射，

基于所述相干辐射生成经聚焦相干辐射束，

将所述经聚焦相干辐射束朝向衬底的表面的区域传输，并且

响应于由所述经聚焦相干辐射束对所述区域的照射，接收从所述区域散射的光子；以及

光电检测器，被光学耦合到所述光栅结构并且被配置为：

测量由所述光栅结构接收的所述光子，以及

基于所测量的所述光子生成电子信号。

2.根据权利要求1所述的系统，其中：

所述区域包括颗粒；以及

所述系统还包括控制器，所述控制器被耦合到所述光电检测器并且被配置为：

接收来自所述光电检测器的所述电子信号，以及

基于所述电子信号检测所述颗粒。

3.根据权利要求2所述的系统，其中：

所述辐射源包括被配置为生成所述相干辐射的激光源；

所述相干辐射具有约400纳米的波长；以及

所述颗粒的尺寸小于约100纳米。

4.根据权利要求1所述的系统，其中：

所述光栅结构包括多个区域；

所述光电检测器被配置为：

测量由所述多个区域接收的多组光子，以及

基于所测量的所述多组光子生成所述电子信号；

所述多组光子包括所述光子；以及

所述多组光子中的每组光子已经被所述光栅结构的相应区域接收。

5.根据权利要求4所述的系统，其中：

所述光栅结构是包括四个象限的透镜光栅结构；

所述多个区域中的每个区域对应于所述透镜光栅结构的相应象限；以及

所述光电检测器是平衡光电检测器，所述平衡光电检测器通过相应的通道被耦合到所述透镜光栅结构的每个象限。

6.根据权利要求1所述的系统，还包括：

多个光栅结构，包括所述光栅结构，其中所述多个光栅结构中的每个光栅结构被光学耦合到所述辐射源并且被配置为：

从所述辐射源接收所述相干辐射的相应部分，

基于所述相干辐射的所述相应部分生成相应的经聚焦相干辐射束，

将所述相应的经聚焦相干辐射束朝向所述衬底的所述表面的相应区域传输，以及

响应于由所述相应的经聚焦相干辐射束对所述相应区域的相应照射，接收从所述相应区域散射的相应光子；以及

多个光电检测器，包括所述光电检测器，其中所述多个光电检测器中的每个光电检测器光学耦合到相应光栅结构，并且被配置为：

测量由所述相应光栅结构接收的所述相应光子，以及

基于所测量的所述相应光子生成相应电子信号。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述光栅结构被配置为生成具有笔形束形状的所述经聚焦相干辐射束。

8.一种单片检查设备，包括：

接收器，被配置为从辐射源接收相干辐射；

聚焦结构，被光学耦合到所述接收器并且被配置为：

基于所述相干辐射生成经聚焦相干辐射束，

将所述经聚焦相干辐射束朝向衬底的表面的区域传输，以及

响应于由所述经聚焦相干辐射束对所述区域的照射，接收从所述区域散射的光子；以及

光电检测器，被光学耦合到所述聚焦结构并且被配置为：

测量由所述聚焦结构接收的所述光子，以及

基于所测量的所述光子生成电子信号。

9.根据权利要求8所述的单片检查设备，其中：

所述区域包括颗粒；以及

所述单片检查设备还包括控制器，所述控制器被耦合到所述光电检测器并且被配置为：

接收来自所述光电检测器的所述电子信号，以及

基于所述电子信号检测所述颗粒。

10.根据权利要求9所述的单片检查设备，其中：

所述相干辐射具有约400纳米的波长；以及

所述颗粒的尺寸小于约100纳米。

11.根据权利要求8所述的单片检查设备，其中：

所述聚焦结构包括多个区域；

所述光电检测器被配置为：

测量由所述多个区域接收的多组光子，以及

基于所测量的所述多组光子生成所述电子信号；

所述多组光子包括所述光子；以及

所述多组光子中的每组光子已经被所述聚焦结构的相应区域接收。

12.根据权利要求11所述的单片检查设备，其中：

所述聚焦结构是包括四个象限的透镜光栅结构；

所述多个区域中的每个区域对应于所述透镜光栅结构的相应象限；以及

所述光电检测器是平衡光电检测器，所述平衡光电检测器通过相应的通道被耦合到所述透镜光栅结构的每个象限。

13.根据权利要求8所述的单片检查设备，还包括：

多个聚焦结构，包括所述聚焦结构，其中所述多个聚焦结构中的每个聚焦结构被光学耦合到所述辐射源并且被配置为：

从所述辐射源接收所述相干辐射的相应部分，

基于所述相干辐射的所述相应部分生成相应的经聚焦相干辐射束，

将所述相应的经聚焦相干辐射束朝向所述衬底的所述表面的相应区域传输，以及

响应于由所述相应的经聚焦相干辐射束对所述相应区域的相应照射，接收从所述相应区域散射的相应光子；以及

多个光电检测器，包括所述光电检测器，其中所述多个光电检测器中的每个光电检测器被光学耦合到相应聚焦结构，并且被配置为：

测量由所述相应聚焦结构接收的所述相应光子，以及

基于所测量的所述相应光子生成相应电子信号。

14.根据权利要求8所述的单片检查设备，其中所述聚焦结构被配置为生成具有笔形束形状的所述经聚焦相干辐射束。

15.一种方法，包括：

由光栅结构接收来自辐射源的相干辐射；

由所述光栅结构，基于所述相干辐射生成经聚焦相干辐射束；

由所述光栅结构将所述经聚焦相干辐射束朝向衬底的表面的区域传输；

响应于利用所述经聚焦相干辐射束照射所述区域，由所述光栅结构接收从所述区域散射的光子；

由光电检测器测量由所述光栅结构接收的所述光子；以及

由光电检测器基于所测量的所述光子生成电子信号。

16.根据权利要求15所述的方法，其中：

所述区域包括颗粒；以及

所述方法还包括：

由所述光栅结构利用所述经聚焦相干辐射束扫描所述衬底的所述表面；

响应于利用所述经聚焦相干辐射束照射所述区域，由控制器检测所述电子信号的变化；以及

由所述控制器基于所述电子信号中的所述变化检测所述颗粒。

17.根据权利要求16所述的方法，其中：

所述相干辐射具有约400纳米的波长；以及

所述颗粒的尺寸小于约100纳米。

18.根据权利要求15所述的方法，其中：

所述光栅结构包括多个区域；

所述方法还包括：

响应于利用所述经聚焦相干辐射束照射所述区域，由所述光栅结构的所述多个区域接收从所述区域散射的多组光子；

由所述光电检测器测量由所述多个区域接收的所述多组光子，并且

由所述光电检测器基于所测量的所述多组光子生成所述电子信号；

所述多组光子包括所述光子；以及

所述多组光子中的每组光子已经被所述光栅结构的相应区域接收。

19.根据权利要求15所述的方法，还包括：

由包括所述光栅结构的多个光栅结构中的每个光栅结构，接收来自所述辐射源的所述相干辐射的相应部分；

由所述多个光栅结构中的每个光栅结构，基于所述相干辐射的所述相应部分，生成相应的经聚焦相干辐射束；

由所述多个光栅结构中的每个光栅结构，将所述相应的经聚焦相干辐射束朝向所述衬底的所述表面的相应区域传输；

响应于利用所述相应的经聚焦相干辐射束照射所述相应区域，由所述多个光栅结构中的每个光栅结构，接收从所述相应区域散射的相应光子；

由包括所述光电检测器的多个光电检测器中的每个光电检测器，测量由相应的所述光栅结构接收的所述相应光子；以及

由所述多个光电检测器中的每个光电检测器，基于所测量的所述相应光子生成相应电子信号。

20.根据权利要求15所述的方法，其中所述生成所述经聚焦相干辐射束包括由所述光栅结构生成具有笔形束形状的所述经聚焦相干辐射束。

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