CN117882013A - 使用离轴照射的强度测量 - Google Patents

Abstract

提供了用于使用离轴照射来测量强度的系统、设备和方法。示例方法可以包括：用第一辐射束以第一入射角照射衬底的表面的区，并且作为响应，测量从所述区域衍射的第一组光子。示例方法还可以包括：用第二辐射束以第二入射角照射所述区，并且作为响应，测量从所述区衍射的第二组光子。示例方法还可以包括基于所测量的第一组光子集和所测量的第二组光子来产生关于所述区的测量数据。

Description

使用离轴照射的强度测量

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年8月12日递交的美国临时专利申请号63/232,483的优先权，通过引用将所述美国临时专利申请的全部内容并入本文中。

技术领域

本公开涉及用于光刻设备的光学传感器和感测系统。

背景技术

光刻设备是一种将期望的图案施加至衬底(通常是在衬底的目标部分上)上的机器。例如，光刻设备可以用于集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将可互换地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于产生要在所形成的IC的单层上形成的电路图案。可以将所述图案转印到衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或若干个管芯)上。典型地，通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(例如，抗蚀剂)层上进行图案的转印。通常，单个衬底将包含被连续图案化的相邻目标部分的网格。传统的光刻设备包括所谓的步进器和所谓的扫描器，在步进器中，通过将整个图案一次曝光到目标部分上来辐照每个目标部分，在扫描器中，通过在辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描图案的同时平行或反向平行(反向)于这个扫描方向同步地扫描所述目标部分来辐照每个目标部分。还可以通过将图案压印到衬底上而将图案从图案形成装置转印到衬底上。

随着半导体制造过程持续进步，几十年来，在电路元件的尺寸已经不断地减小的同时每器件的功能元件(如晶体管)的量已经在稳定地增加，这遵循着通常称为“莫尔定律(Moore’s law)”的趋势。为了跟上莫尔定律，半导体行业正在寻求能够产生越来越小的特征的技术。为了将图案投影到衬底上，光刻设备可以使用电磁辐射。这种辐射的波长确定在所述衬底上图案化的特征的最小尺寸。当前使用的典型的波长是365nm(i线)、248nm、193nm和13.5nm。

极紫外(EUV)辐射，例如波长为约50纳米(nm)或更小的电磁辐射(有时也称为软x射线)，并且包括波长为约13.5nm的光，可以被用于光刻设备中或与光刻设备一起使用，以在衬底(例如，硅晶片)中或衬底上产生极小的特征。使用EUV辐射(具有在4nm至20nm范围内的波长，例如6.7nm或13.5nm)的光刻设备可以被用于在衬底上形成与使用例如具有193nm波长的辐射的光刻设备相比更小的特征。

产生EUV光的方法包括但不一定限于将具有在EUV范围内的发射线的元素(例如，氙(Xe)、锂(Li)或锡(Sn))的材料转换成等离子体状态。例如，在一种被称为激光产生等离子体(LPP)的方法中，可以通过用可以被称为驱动激光器的经放大的光束辐照目标材料来产生等离子体，所述目标材料在LPP源的情境中可互换地被称为燃料，例如呈材料的液滴、板、带、流或簇的形式的燃料。对于该过程，通常在密封容器(例如，真空腔室)中产生等离子体，并使用各种类型的量测装备来监测等离子体。

发明内容

本公开描述了用于测量和比较来自量测系统的不同阶的衍射辐射的强度以确定和校正水平(例如，高度)、对准(例如，基于对准标记不对称性)、或者这两者的系统、设备和方法的各种方面。例如，本公开提供了用于使用离轴照射来基于零阶衍射(或另外或替代地，基于一阶衍射功率的一部分)测量强度不平衡性以用于确定水平数据和基于水平数据的校正的技术。在另一示例中，另外或替代地，本发明提供用于使用离轴照射以基于正和负一阶衍射来测量强度和/或相位不平衡性以用于确定对准数据(例如，不对称标记变形数据)及基于对准数据的校正的另外的技术。在各个方面，术语“离轴”是指基本上不平行于(例如，成角度、倾斜于)被测量的衬底的表面的表面法线的方向(例如，基本上不垂直于被测衬底的表面的方向)，而术语“轴上”或“同轴”是指基本上平行于被测衬底的表面的表面法线的方向(例如，基本上垂直于被测衬底的表面的方向)。

在一些方面中，本公开描述了一种量测系统。所述量测系统可以包括第一照射系统，所述第一照射系统被配置成产生处于第一波长的第一辐射束，并且以第一入射角朝向衬底的表面的区发射所述第一辐射束。所述量测系统还可以包括第二照射系统，所述第二照射系统被配置成产生处于第二波长的第二辐射束，并且以第二入射角朝向所述区发射所述第二辐射束。所述量测系统还可以包括第一检测系统，所述第一检测系统被配置成测量第一衍射辐射束，所述第一衍射辐射束处于第一波长并且响应于所述第一辐射束对所述区的第一照射而以第一衍射角从所述区衍射。所述第一检测系统还可以被配置成基于第一衍射辐射束来产生第一测量信号。量测系统还可以包括第二检测系统，所述第二检测系统被配置成测量第二衍射辐射束，所述第二衍射辐射束处于第二波长并且响应于所述第二辐射束对所述区的第二照射而以第二衍射角从所述区衍射。所述第二检测系统还可以被配置成基于第二衍射辐射束来产生第二测量信号。所述量测系统还可以包括控制器，所述控制器被配置成基于第一测量信号和第二测量信号来产生电子信号。

在一些方面中，本公开描述了一种集成式光学装置。所述集成式光学装置可以包括第一照射系统，所述第一照射系统被配置成产生处于第一波长的第一辐射束，并且以第一入射角朝向衬底的表面的区发射所述第一辐射束。所述集成式光学装置还可以包括第二照射系统，所述第二照射系统被配置成产生处于第二波长的第二辐射束，并且以第二入射角朝向所述区发射所述第二辐射束。所述集成式光学装置还可以包括第一检测系统，所述第一检测系统被配置成测量第一衍射辐射束，所述第一衍射辐射束处于第一波长并且响应于所述第一辐射束对所述区的第一照射而以第一衍射角从所述区衍射。所述第一检测系统还可以被配置成基于第一衍射辐射束来产生第一测量信号。所述集成式光学装置还可以包括第二检测系统，所述第二检测系统被配置成测量第二衍射辐射束，所述第二衍射辐射束处于第二波长并且响应于所述第二辐射束对所述区的第二照射而以第二衍射角从所述区衍射。所述第二检测系统还可以被配置成基于第二衍射辐射束来产生第二测量信号。集成式光学装置还可以包括控制器，所述控制器被配置成基于第一测量信号和第二测量信号来产生电子信号。

在一些方面中，本公开描述了一种用于使用离轴照射来测量强度的方法。所述方法可以包括由第一照射系统用第一辐射束以第一入射角照射衬底的表面的区。所述方法还可以包括由第二照射系统用第二辐射束以第二入射角照射所述区。所述方法还可以包括响应于由第一辐射束照射所述区而由第一检测系统测量从所述区衍射的第一组光子。所述方法还可以包括响应于用第二辐射束对所述区的第二照射而由第二检测系统测量从所述区衍射的第二组光子。所述方法还可以包括由控制器基于所测量的第一组光子和所测量的第二组光子来产生电子信号。

在下文中参考随附附图详细地描述各个方面的另外的特征、以及结构和操作。应注意，本发明不限于在本公开中描述的具体方面。在本文中仅出于说明性的目的来呈现这些方面。基于本文中包含的教导，相关领域技术人员将明白额外的方面。

附图说明

并入本文中并构成说明书的一部分的随附附图图示出本公开，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使相关领域的技术人员能够完成并使用本公开的各方面。

图1A是是根据本公开的一些方面的示例反射型光刻设备的示意图。

图1B是根据本公开的一些方面的示例透射型光刻设备的示意图。

图2是根据本公开的一些方面的在图1A中示出的反射型光刻设备的更详细的示意图。

图3是根据本公开的一些方面的示例光刻单元的示意图。

图4A和图4B是根据本公开的一些方面的示例量测系统的示意图。

图5是根据本发明的一些方面的另一示例量测系统的示意图。

图6A、图6B、图6C、图6D、图6E、图6F和图6G是根据本公开的一些方面的示例量测系统的示意图。

图7是根据本发明的一些方面的另一示例量测系统的示意图。

图8是根据本发明的一些方面的另一示例量测系统的示意图。

图9是根据本发明的一些方面的另一示例量测系统的示意图。

图10是根据本发明的一些方面的另一示例量测系统的示意图。

图11是根据本公开的一些方面或其部分的用于使用离轴照射来测量强度的示例方法。

图12是用于实现本公开的一些方面或其部分的示例计算机系统。

根据以下阐明的详细描述，当与附图结合时，将明白本公开的特征和优点，其中在整个本文中相同的附图标记标识相应的元件。在附图中，除非另有明确说明，否则相似的附图标记通常指示相同的、功能上类似的和/或结构上类似的元件。另外，通常，附图标记的最左边的数字标识其中所述附图标记第一次出现的附图。除非另有陈述，否则遍及本公开提供的附图不应被解释为成比例的附图。

具体实施方式

本说明书公开了包含本公开的特征的一个或更多个实施例。所公开的实施例仅描述本公开。本公开的范围不限于所公开的实施例。本公开的广度和范围由所附权利要求及其等同物来限定。

所描述的实施例以及在说明书中提到的“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等指示所描述的实施例可以包括具体的特征、结构或特性，但是每个实施例可以不一定包括所述具体的特征、结构或特性。此外，这样的短语不一定指同一实施例。另外，当结合实施例来描述具体的特征、结构或特性时，应理解，无论是否明确描述，与其它实施例相结合来实现这样的特征、结构或特性均在本领域技术人员的知识范围内。

为了便于描述，在本文中可以使用空间相对术语，例如“下面”、“下方”、“较低”、“上方”、“上”、“较高”等，以描述如附图中图示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。所述空间相对术语旨在涵盖装置在使用或操作时除了图中描绘的定向之外的不同定向。装置或器件可以被另外定向(转动90度或处于其它定向)并且可以同样相应地解释本文中使用的空间相对描述语。

如本文中使用的术语“约”指示与可以基于具体技术而变化的给定量相关的值。基于所述特定技术，术语“约”可以指示给定量的值，所述值在例如所述值的上下10％-30％(例如，所述值的±10％、±20％或±30％)内变化。

概述

产品上重叠(OPO)是对光刻设备将IC层准确地制造在彼此顶部上的能力的量度。同一层上的连续层或多个过程必须与先前层准确地对准。否则，各结构之间的电接触可能较差并且所得到的器件可能无法按规格执行。由于减少的OPO误差而导致的准确对准可以改善器件产率，并使得能够制造较小的产品图案。形成在经图案化的衬底中或其上的连续层之间的OPO误差可以由所述光刻设备的曝光系统的各个部分或部件来控制。

过程引起的晶片误差可能是OPO误差的主要贡献者，这可以归因于图案的复杂性以及经图案化的层的数量。这些OPO误差可能具有相对高的空间变化，所述空间变化可以在晶片之间变化以及在每个晶片内变化。对几个对准标记在场内的相对位置的测量可以减少并帮助校正OPO误差。例如，场内的对准误差变化可以用于回归模型以校正场内的OPO。

为了控制光刻过程以将器件特征准确地放置在衬底上，可以在衬底上提供一个或更多个衍射目标(例如，对准标记)，并且光刻设备可以包括一个或更多个水平传感器和对准传感器(例如，从而形成位置测量设备)，所述一个或更多个对准传感器被配置成测量一个或更多个衍射目标的三维位置。另外，条纹图案可以由对准传感器的两个离轴相干束形成以提供结构化照射，所述结构化照射可以充当投影参考光栅以研究衍射目标不对称性并且基本上消除对单独的物理参考光栅的需要。通过测量几个对准标记在特定测量场内的相对位置，还可以减轻过程引发的晶片误差。例如，场内的对准误差变化能够用于拟合用于校正场内的OPO的模型。

在一个示例中，光刻设备可以包括一个或更多个对准系统，所述一个或更多个对准系统被配置成测量衍射目标的位置并且相对于光刻设备对准衬底。例如，可以使用智能对准传感器混合型(SMASH)传感器来获得数据，所述SMASH传感器采用具有单个检测器和四个不同波长的自参考干涉仪，并在软件中提取对准信号。在例如于2005年11月1日授权并且题为“Lithographic Apparatus，Device Manufacturing Method，and DeviceManufactured Thereby”的美国专利号6，961，116中描述了示例SMASH传感器，通过引用将该专利整体并入本文中。在另一示例中，可以利用使用高阶对准增强(ATHENA)传感器的先进技术来获得数据，所述ATHENA传感器将七个衍射阶中的每个衍射阶引导到专用检测器。例如，在于2001年10月2日授权并且题为“Lithographic Projection Apparatus With anAlignment System for Aligning Substrate on Mask”的美国专利号6,297,876中描述了示例ATHENA传感器，通过引用将该专利的整体并入本文中。

在又一示例中，对准系统可以包括自参考干涉仪，所述自参考干涉仪被配置成产生对准标记的两个叠置图像，将这两个叠置图像相对于彼此旋转180°，并且检测这两个叠置图像在光瞳平面中的干涉傅里叶变换的强度变化。这些强度变化可以对应于两个叠置图像的不同衍射阶之间的相位差。自参考干涉仪可以从该相位差导出相位差位置信息以用于对准处理。包括自参考干涉仪的示例对准系统在例如于2008年3月5日授权并且题为“Lithographic Apparatus and Device Manufacturing Method”的欧洲专利号EP1372040和于2013年12月17日授权并且题为“Self-Referencing Interferometer，Alignment System，and Lithographic Apparatus”的美国专利号8，610，898中描述，通过引用将这些专利中的每个整体并入本文中。

另外，多个对准标记的测量可以实现场内变形的建模和校正。例如，晶片对准系统可以被实施为使得能够校正场内变形，而基本上不影响总体生产量。这些晶片对准系统可以利用干涉测量法和多模干涉(MMI)来测量衍射目标的位置并且相对于光刻设备对准衬底。例如，在于2018年8月29日提交并且题为“Compact Alignment Sensor Arrangements”的美国临时专利申请号62/724,198、于2019年7月24日提交并且题为“0n Chip WaferAlignment Sensor”的美国临时专利申请号62/877，964、以及于2020年6月24日提交并且题为“Self-Referencing Integrated Alignment Sensor”的美国临时专利申请号63/043,543中描述了示例晶片对准系统，通过引用将这些专利的整体并入本文中。

在又一示例中，诸如扫描仪之类的光刻设备可以包括水平传感器以在曝光之前测量晶片表面的高度。光刻设备可以使用该测量结果：(i)计算曝光期间晶片台所遵循的曝光轮廓(以及在一些方面中，计算透镜特性)；和(ii)用于对曝光期间产生的调平和聚焦误差的诊断。水平传感器可以控制晶片台，同时在测量晶片图的同时试图保持晶片聚焦。水平传感器捕获是找到晶片的表面的初始测量结果。

然而，这些和其它对准和水平感测系统和技术可能受到某些缺点和限制。例如，这些对准系统和技术中的一些可能基本上不能测量对准标记场内的变形(例如，场内变形)。在另一示例中，这些对准系统和技术中的一些可能基本上不能测量更精细的对准光栅节距，诸如小于约1.0微米的光栅节距。在又一示例中，这些对准系统和技术中的一些可以具有基本上同时测量多个衍射目标的有限能力。在又一示例中，基于例如对多个照射器的二维(2D)控制的要求，这些对准系统和技术中的一些可能相对庞大且复杂。此外，这些对准系统和技术中的一些可能一次仅测量一个对准标记的一个位置，并且因此尝试使用当前对准传感器技术来测量许多标记的位置将导致显著的时间和生产量惩罚。此外，虽然这些对准系统和技术中的一些可以利用波导光栅，但是它们的波长依赖性可能引起不同波长处的仰角偏移。此外，强度和强度不平衡性测量可能需要一功率分配器和两个完整的检测系统，包括光学模拟到数字板(OADB)和解复用器(demux)，并且输出还可能依赖于晶片质量，并且从而降低了进入自参考干涉仪(SRI)的信号的电流强度。

因此，需要一种能够与在衬底上制造的衍射目标进行纳米级精确对准的水平感测和对准系统。还需要一种可扩展的、紧凑的(例如，占用面积减小的)水平感测和对准系统，所述水平感测和对准系统能够测量场内变形并且被配置测成支持更精细的衍射目标节距并且基本上同时测量更多数目的衍射目标。此外，还需要一种水平感测和对准系统，所述水平感测和对准系统包括可以基本上覆盖在距衬底表面约400nm至约100nm的竖直范围内(例如，沿Z轴的距离)的整个光谱的宽带干涉仪和宽带光学耦合器。

相比之下，本公开的一些方面可以提供用于以较高精度确定衬底的位置的系统、设备、方法和计算机程序产品。如本文中所使用的，术语“位置”可以指三维位置，并且包括水平(例如，在Z方向上的高度)和对准(例如，在XY平面中)，包括对水平的校正(例如，基于对准标记不对称性数据)。在一些方面中，这可以通过测量来自对准传感器的衍射阶的强度和强度不平衡性来执行，以用于确定对准标记变形并对其进行校正。在一些方面中，本公开描述量测系统，所述量测系统包括参考本文中公开的系统、设备、方法和计算机程序产品所描述的部件、结构、特征和技术的各种组合。在一些方面中，本公开描述了利用离轴照射来确定衬底(例如，包括具有多个对准标记的对准光栅结构)的表面的区的水平和对准两者的量测系统。

本文中公开的系统、设备、方法和计算机程序产品存在许多示例性方面。例如，本公开的各方面可以提供改进的准确性、降低的成本和可扩展性，因为在一些方面中，可以在同一公共平台上实现数百个传感器。在另一示例中，部件(例如，照射源、光学耦合器、光纤、反射镜、透镜、棱镜、分束器、波片、波导、偏振器、偏振旋转器、检测器、处理器、和其它合适的结构)可以提供一种小型化的单芯片传感器，用于测量位于衬底上的对准标记的特性，如水平和对准位置。在又一示例中，本公开的各方面可以提供设置在单个芯片上集成式对准系统上的多个传感器(例如，传感器阵列)，所述多个传感器可以对定位在同一衬底上的多个对准标记进行同时或实时的不同的测量(例如，水平、对准、和其它测量)。

在又一示例中，本公开的各方面可以提供显著增加的稳定性和相位准确度，以及减少的光学耦合损耗，以用于精确和一致的晶片对准。在又一示例中，本公开的各方面可以提供与印制在晶片上的对准光栅标记的纳米级精确对准。在又一示例中，本公开的各方面可以提供能够测量场内变形的紧凑型对准传感器，所述紧凑型对准传感器可以支持更精精细的对准光栅节距并且同时测量多个标记。在又一示例中，本公开的各方面可以提供具有减小的覆盖区和较高准确度的场内变形测量的自对准和紧凑的传感器系统。在又一示例中，本公开的各方面可以为用于对准和量测的集成式传感器提供兼容的水平传感器，以为我们的量测感测系统提供完整的解决方案。

在其它示例中，本公开的各方面提供了一种量测系统，所述量测系统可以：(I)在小波长带上作为干涉仪很好地工作；(ii)在尺寸上基本上更紧凑(例如，整个系统在尺寸上可以是约5毫米(mm)×约5mm，这提供了更好的准确度和多个并行对准感测)，从而允许更好的准确度并与多个并行对准感测所需的规格很好地配合；(iii)是可扩展的，因为该系统可以在同一感测芯片上设置数百个传感器；(iv)具有成本效益(例如，所述系统的总成本显著低于其它系统)；(v)通过涉及基于结构化照射的较便宜的集成系统来降低成本和硬件复杂性；(vi)由于其尺寸的减小而实现并行化；(vii)通过控制照射源阵列中的每个照射源的相位和幅度来提供照射斑成形和控制；(viii)提供束转向能力(例如，使得能够匹配不同的标记尺寸)；以及(ix)提供完整的集成式对准传感器，用于测量水平、对准和额外的量测测量。

然而，在更详细地描述这些方面之前，呈现可以实施本公开的各方面的示例环境是有指导意义的。

示例光刻系统

图1A和图1B分别是可以实施本公开的各方面的光刻设备100和光刻设备100’的示意图。如图1A和图1B中示出的，从垂直于XZ平面的视角(侧视图)(例如，X轴向右指向，Z轴向上指向，并且Y轴从观察者指向页面中)图示出光刻设备100和100’，而从垂直于XY平面的额外的视角(俯视图)(例如，X轴向右指向，Y轴向上指向，并且Y轴从观察者指向页面外)呈现图案化装置MA和衬底W。

在一些方面中，光刻设备100和/或光刻设备100’可以包括以下结构中的一个或更多个：照射系统IL(例如，照射器)，所述照射系统被配置成调节辐射束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)，所述支撑结构被配置成支撑图案形成装置MA(例如，掩模、掩模版或动态图案形成装置)并连接至配置成准确地定位图案形成装置MA的第一定位器PM；以及衬底保持器诸如衬底台WT(例如，晶片台)，所述衬底台被配置成保持衬底W(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)并连接至配置成准确地定位衬底W的第二定位器PW。光刻设备100和100’还具有投影系统PS(例如，折射型投影透镜系统)，所述投影系统被配置成将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如，包括一个或更多个管芯的部分)上。在光刻设备100中，图案形成装置MA和投影系统PS是反射型的。在光刻设备100’中，图案形成装置MA和投影系统PS透射型的。

在一些方面中，在操作中，照射系统IL可以(例如，经由图1B中示出的束传递系统BD)从辐射源SO接收辐射束。所述照射系统IL可以包括用于引导、成形和控制辐射的各种类型的光学结构，诸如折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型、静电型和其它类型的光学部件，或其任何组合。在一些方面中，所述照射系统IL可以被配置成调节所述辐射束B以在其在图案形成装置MA的平面处的横截面具有期望的空间性强度分布和角强度分布。

在一些方面中，所述支撑结构MT可以以依赖于所述图案形成装置MA相对于参考系的取向、所述光刻设备100和100’中的至少一个光刻设备的设计、和其它条件(诸如所述图案形成装置MA是否保持在真空环境中)来保持所述图案形成装置MA。所述支撑结构MT可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术来保持所述图案形成装置MA。所述支撑结构MT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。通过使用传感器，所述支撑结构MT可以确保所述图案形成装置MA例如相对于所述投影系统PS位于期望的位置。

术语“图案形成装置”MA被广义地解释为表示能够用于在辐射束B的横截面中向所述辐射束B赋予图案、以便在衬底W的目标部分C中产生图案的任何装置。赋予所述辐射束B的图案可以与在所述目标部分C中产生以形成集成电路的器件的特定功能层相对应。

在一些方面中，所述图案形成装置MA可以是透射型的(如图1B的光刻设备100’中那样)或反射型的(如图1A的光刻设备100中那样)。图案形成装置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、其它合适的结构或其组合。掩模可以包括诸如二元掩模、交替相移掩模、或衰减相移掩模、以及各种混合掩模类型的掩膜类型。在一个示例中，可编程反射镜阵列的一个示例可以包括小反射镜的矩阵布置，每个小反射镜可以单独地倾斜以便在不同方向反射入射的辐射束。被倾斜的反射镜可以将图案赋予由小反射镜的矩阵反射的所述辐射束B。

术语“投影系统”PS应被宽泛地解释并且可以包括任何类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、变形型、电磁型以及静电型光学系统或者它们的任何组合，如对于所使用的曝光辐射和/或诸如在衬底W上使用浸没液体或使用真空等其它因素所适合的。真空环境可以用于EUV或电子束辐射，因为其它气体可能吸收过多的辐射或电子。真空环境可能因此借助于真空壁和真空泵而被提供至整个束路径。此外，在一些方面中，本文中术语“投影透镜”的任何使用可以被解释为与更上位的术语“投影系统”PS同义。

在一些方面中，所述光刻设备100和/或所述光刻设备100’可以是具有两个(例如，“双平台”)或更多个衬底台WT和/或两个或更多掩模台)的类型。在这样的“多平衬底台”机器中，可以并行地使用额外的衬底台WT，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衬底台WT用于曝光。在一个示例中，可以在对位于衬底支撑件WT中的一个衬底支撑件上的衬底W进行准备衬底W的后续曝光的步骤的同时将位于这些衬底支撑件WT中的另一衬底支撑件上的另一衬底W用于在另一衬底W上曝光图案。在一些方面中，额外的台可以不是衬底台WT。

在一些方面中，除了衬底台WT之外，光刻设备100和/或光刻设备100’可以包括测量平台。测量平台可以被布置成保持传感器。所述传感器可以被布置成测量投影系统PS的性质、辐射束B的性质，或这两者。在一些方面中，测量平台可以保持多个传感器。在一些方面中，所述测量平台可以在所述衬底台WT远离所述投影系统PS时在所述投影系统PS下方移动。

在一些方面中，光刻设备100和/或光刻设备100’还可以是如下类型：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，以便填充投影系统PS与衬底W之间的空间。浸没液体也可以被施加至所述光刻设备中的其它空间，例如所述图案形成装置MA与所述投影系统PS之间的空间。浸没技术提供用于增加投影系统的数值孔径。本文中使用的术语“浸没”并不意味着诸如衬底之类的结构必须浸没在液体中，而是“浸没”仅意味着在曝光期间液体位于所述投影系统与所述衬底之间。在2005年10月4日授权并且题为“Lithographic apparatus and device manufacturing method”的美国专利号6，952，253中描述了各种浸没技术，通过引用将该美国专利的整体并入本文中。

参考图1A和图1B，所述照射器IL接收来自辐射源SO的辐射束。当辐射源SO是准分子激光器时，辐射源SO和光刻设备100或100’可以是分立的物理实体。在这种情况下，不认为所述辐射源SO构成光刻设备100或100’的一部分，并且所述辐射束借助于包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统BD(在图1B中示出)而从所述辐射源S0传递至所述照射系统IL。在其它情况下，例如，当辐射源S0是汞灯时，辐射源S0可以是光刻设备100或100’的组成部分。可以将所述辐射源S0和照射器IL以及需要时设置的束传递系统BD一起称作辐射系统。

在一些方面中，所述照射系统IL可以包括用于调整所述辐射束的角强度分布的调整AD。通常，至少可以调整所述照射器的光瞳平面中的强度分布的外部径向范围及/或内部径向范围(通常分别称为σ一外部和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TN和辐射收集器CO(例如，聚光器或收集器光学器件)。在一些方面中，可以将照射系统IL用于调整辐射束B，以便在辐射束的截面中具有期望的均一性和强度分布。

参考图1A，在操作中，辐射束B可以入射在图案形成装置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其组合)上，所述图案形成装置可以被保持在支撑结构MT(例如，掩模台)上，并且可以通过存在于图案形成装置MA上的图案(例如，设计布局)来图案化。在光刻设备100中，所述辐射束B可以从所述图案形成装置MA反射。在已横穿图案形成装置MA的情况下(例如，在从图案形成装置反射之后)，辐射束B可以穿过投影系统PS，所述投影系统可以将辐射束B聚焦到衬底W的目标部分C上或聚焦到布置在平台处的传感器上。

在一些方面中，借助第二定位器PW和位置传感器IFD2(例如干涉装置、线性编码器、或电容传感器)，可以准确地移动衬底台WT，例如，以便将不同的目标部分C定位在辐射束B的路径中。类似地，第一定位器PM和另一位置传感器IFD1(例如，干涉测量装置、线性编码器或电容传感器)可以用来相对于所述辐射束B的路径准确地定位所述图案形成装置MA。

在一些方面中，可以使用掩模对准标记M1和M2和衬底对准标记P1和P2来对准图案形成装置MA和衬底W。虽然图1A和图1B图示出衬底对准标记P1和P2占据专用目标部分，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位于所述目标部分C之间时以及这些衬底对准标记被称为划线对准标记。衬底对准标记P1和P2也被布置在目标部分C区域中作为管芯内标记。这些管芯内标记也可以用作量测标记，例如，用于重叠测量。

在一些方面中，出于说明而非限制的目的，本文中的各图中的一个或更多个可以利用笛卡尔坐标系。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。在一些方面中，X轴和Y轴限定水平面，而Z轴在竖直方向上。在一些方面中，所述笛卡儿坐标系的方向可以是不同的，例如，使得Z轴具有沿水平面的分量。在一些方面中，可以使用另一坐标系，诸如圆柱坐标系。

参考图1B，辐射束B入射到保持在支撑结构MT上的图案形成装置MA上，并且由图案形成装置MA进行图案化。在已横穿所述图案形成装置MA的情况下，所述辐射束B穿过所述投影系统PS，所述投影系统将所述束聚焦至所述衬底W的目标部分C上。在一些方面中，投影系统PS可以具有照射系统光瞳的光瞳共轭。在一些方面中，辐射的多个部分可以源自在所述照射系统光瞳处的强度分布，并横穿所述掩模图案而不受所述掩模图案MP处的衍射的影响，并产生在所述照射系统光瞳处的强度分布的图像。

所述投影系统PS将所述掩模图案MP的图像MP’投影到涂覆在所述衬底W上的抗蚀剂层上，其中图像由通过所述强度分布的辐射从所述标记图案MP所产生的衍射束而形成。例如，所述掩模图案MP可以包括线和间隔的阵列。所述阵列处的与零阶衍射不同的辐射的衍射会产生经转向的衍射束，所述经转向的衍射束在垂直于所述线的方向上具有方向变化。反射光(例如，零阶衍射束)横穿图案而在传播方向上没有任何改变。所述零阶衍射束穿过所述投影系统PS的上部透镜或上部透镜组(位于所述投影系统PS的所述共轭光瞳的上游)，以到达所述共轭光瞳。在所述共轭光瞳平面中并且与所述零阶衍射束相关联的强度分布的一部分是所述照射系统IL的所述照射系统光瞳中的强度分布的图像。在一些方面中，孔装置可以例如被设置在或基本上位于包括所述投影系统PS的所述共轭光瞳的平面处。

所述投影系统PS布置为借助于透镜或透镜组，不仅捕获所述零阶衍射束，而且捕获一阶或一阶和更高阶衍射束(未示出)。在一些方面中，可以使用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，以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的水平上与相应的零阶衍射束干涉，以产生具有尽可能高的分辨率和过程窗口(例如，可用焦深与可容许曝光剂量偏差相结合)的掩模图案MP的图像。在一些方面中，可以通过在所述照射系统光瞳的相对象限中提供辐射极(未示出)来降低像散像差。此外，在一些方面中，可以通过阻挡所述投影系统PS的所述共轭光瞳中的、与相对象限中的辐射极相关联的零阶束来减少像散像差。这在2009年3月31日授权并且题为“Lithographicprojection apparatus and a device manufacturing method”的美国专利号7,511,799中被更详细地描述，通过引用将该美国专利的整体并入本文中。

在一些方面中，借助于第二定位器PW和位置测量系统PMS(例如，包括位置传感器，诸如干涉测量装置、线性编码器或电容传感器)，衬底台WT可以准确地移动，例如，以便将辐射束B的路径中的不同目标部分C定位在经聚焦和对准的位置处。类似地，第一定位器PM和另一位置传感器(例如，干涉测量装置、线性编码器、或电容传感器)(图1B中未示出)可以将第一定位器PM和另一位置传感器(未在图1B中示出)用于相对于辐射束B的路径准确地定位图案形成装置MA。可以使用掩模对准标记M1和M2和衬底对准标记P1和P2来对准图案形成装置MA和衬底W。

通常，可以借助于构成所述第一定位器PM的一部分的长行程定位器(粗定位)和短行程定位器(精定位)来实现支撑结构MT的移动。类似地，可以采用构成第二定位器PW的一部分的长行程定位器和短行程定位器来实现所述衬底台WT的移动。在步进器的情况下(与扫描器相反)，支撑结构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和M2和衬底对准标记P1和P2来对准图案形成装置MA和衬底W。虽然图示的衬底对准标记占据了专用目标部分，但是它们可以位于多个目标部分之间的空间(例如，划线对准标记)中。类似地，在将多于一个的管芯设置在图案形成装置MA上的情况下，图案形成装置对准标记M1和M2可以位于这些管芯之间。

支撑结构MT和图案形成装置MA可以位于真空腔室中，其中真空内机器人可以被用于将图案形成装置(诸如掩模或掩模版)移入和移出真空腔室。替代地，当支撑结构MT和图案形成装置MA处于真空腔室以外时，真空外机器人可以类似于真空内机器人那样用于各种运输操作。在一些情况下，处于真空和真空外机器人两者都需要被校准以将任何有效负载(例如，掩模)流畅地转移至转移站的固定的运动学安装件。

在一些方面中，光刻设备100和100’可以用于以下模式中的至少一种：

1.在步进模式，支撑结构MT和衬底台WT基本上保持静止，而赋予到辐射束的整个图案被一次投影到目标部分C上(即，单次静态曝光)。然后，衬底台WT在X和/或Y方向上移动，使得可以曝光不同的目标部分C。

2.在扫描模式，同步扫描支撑结构MT和衬底台WT，同时赋予到辐射束的图案被投影到目标部分C上(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，可以通过投射系统PS的(缩小)放大率和图像反转特性来确定。

3.在另一模式中，在将保持可编程图案形成装置MA的支撑结构MT保持为基本上固定且所述衬底台WT是移动或扫描的同时，将赋予所述辐射束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形成装置。这种操作模式可以易于被应用于利用可编程图案形成装置MA(诸如，可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。

在一些方面中，光刻设备100和100’可以采用上文描述的使用模式或完全不同的使用模式的组合和/或变型。

在一些方面中，如图1A中示出的，光刻设备100可以包括EUV源，所述EUV源被配置成产生用于EUV光刻的EUV辐射束B。通常，EUV源可以被配置在辐射源SO中，并且相应的照射系统IL可以被配置成调节EUV源的EUV辐射束B。

图2更详细地示出了所述光刻设备100，包括所述辐射源S0(例如，源收集器设备)、所述照射系统IL和所述投影系统PS。如图2中示出的，从垂直于XZ平面(例如，X轴向右指向，并且Z轴向上指向)的视角(例如，侧视图)图示出光刻设备100。

辐射源S0是构造并布置成使得在围封结构220中保持真空环境。辐射源S0包括源腔室211和收集器腔室212，并且被配置成产生和发射EUV辐射。可以通过气体或蒸气(例如氙(Xe)气体、锂(Li)蒸气或锡(Sn)蒸气)产生EUV辐射，在这些气体或蒸气中EUV辐射发射等离子体210被产生以发射在电磁光谱的EUV范围内的辐射。可以通过例如放电或激束来产生至少被部分电离的EUV辐射发射等离子体210。为了有效产生辐射，可以使用例如分压约为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。在一些方面中，提供被激发的锡的等离子体以产生EUV辐射。

由EUV辐射发射等离子体210发射的辐射从源腔室211经由可选的定位在源腔室211中的开口中或所述开口后方的气体阻挡部或污染物陷阱230(例如，在一些情况下也被称为污染物阻挡部或翼片阱)而被传递到收集器腔室212中。所述污染物陷阱230可以包括通道结构。污染物陷阱230也可以包括气体阻挡部、或气体阻挡件与通道结构的组合。本文中另外指出的所述污染物陷阱230至少包括通道结构。

所述收集器腔室211可以包括可以是所谓的掠入射收集器的辐射收集器C0(例如，聚光器或收集器光学器件)。辐射收集器C0具有上游辐射收集器侧251和下游辐射收集器侧252。横穿辐射收集器C0的辐射可以被反射出以被聚焦在虚源点IF处。所述虚源点通常被称为中间焦点IF，并且所述源收集器设备被布置成使得虚源点IF位于所述围封结构220中的开口219处或附近。所述虚源点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，所述辐射横穿所述照射系统IL，所述照射系统IL可以包括琢面场反射镜装置222和琢面光瞳反射镜装置224，所述琢面场反射镜装置222和所述琢面光瞳反射镜装置224被布置成在所述图案形成装置MA处提供辐射束221的期望的角分布，以及在所述图案形成装置MA处提供期望的辐射强度均一性。当辐射束221在所述图案形成装置MA处被反射时，由所述支撑结构MT保持，形成图案化束226，并且所述图案化束226由所述投影系统PS经由反射元件228、229成像到由晶片台或衬底台WT所保持的衬底W上。

照射系统IL和投影系统PS中通常可能存在比所示出的更多的元件。可选地，可以存在光栅光谱滤波器240，这依赖于光刻设备的类型。此外，可能存在比图2中所示出的那些反射镜更多的反射镜。例如，在投影系统PS中可以存在与图2中示出的反射元件相比的一到六个额外的反射元件。

辐射收集器C0(如图2中图示的)被描绘为具有掠入射反射器253、254和255的巢状收集器仅作为收集器(或收集器反射镜)的一个示例。所述掠入射反射器253、254和255围绕光轴0被轴向对称地设置并且这种类型的辐射收集器C0优选地与放电产生等离子体(DPP)源结合使用。

示例光刻单元

图3示出了光刻单元300，有时也称为光刻元或簇。如图3中示出的，从垂直于XY平面(例如，X轴向右指向，并且Z轴向上指向)的视角(例如，侧视图)图示出光刻单元300。

光刻设备100或100’可以形成光刻单元300的一部分。光刻单元300还可以包括用于在衬底上执行曝光前过程和曝光后过程的一个或更多个设备。例如，这些设备可以包括用于沉积抗蚀剂层的旋涂机SC、用于显影被曝光的抗蚀剂的显影装置DE、激冷板CH和焙烤板BK。衬底输送装置RO(例如，机器人)从输入/输出端口I/01和I/02拾取衬底，在不同过程设备之间移动所述衬底，并且将所述衬底传递至所述光刻设备100或100’的进料台LB。这些装置通常被统称为轨道或涂覆显影系统，并且处于轨道或涂覆显影系统控制单元TCU的控制下，所述轨道控制单元TCU本身由管理控制系统SCS控制，所述管理控制系统SCS也经由光刻控制单元LACU来控制所述光刻设备。因此，可以操作不同设备以最大化生产量和处理效率。

示例量测系统

下文参考图4至图10描述用于使用离轴照射来测量强度的示例量测系统。在各个方面中，参考图4至图10描述的示例量测系统可以被实现为对准传感器、不对称性传感器、水平传感器及其组合，并且可以用于确定对准数据、不对称性数据、水平(level)数据及其组合。

图4A和图4B是根据本发明的一些方面的利用离轴照射来执行强度和相位测量的示例量测系统400的示意图。在一些方面中，可以使用下述项来实现示例量测系统400或其任何部分：关于参考图5描述的示例量测系统500、参考图6A、图6B、图6C、图6D、图6E、图6F和图6G描述的示例量测系统600、参考图7描述的示例量测系统700，参考图8描述的示例量测系统800、参考图9描述的示例量测系统900、参考图10描述的示例量测系统1000、参考图12描述的示例计算系统1200所描述的结构、部件、特征或技术中的任一个；任何其它合适的结构、部件、特征或技术；其任何部分；或其任何组合。

在一些方面中，示例量测系统400可以包括多个离轴照射子系统(例如，辐射源)。在一些方面中，多个离轴照射子系统可以包括第一离轴照射子系统402A、第二离轴照射子系统402B、第三离轴照射子系统404A、第四离轴照射子系统404B、任何其它合适的离轴照射子系统(例如，数十或数百个离轴照射子系统)或其任何组合。在一些方面中，示例量测系统400还可以包括轴上检测子系统460。在一些方面中，示例量测系统400可以包括集成式光学装置，所述集成式光学装置包括多个离轴照射子系统和轴上检测子系统460。在一些方面中，示例量测系统400、多个离轴照射子系统、轴上检测子系统460或其组合可以包括量测控制器(例如，图12中示出的示例计算系统1200)，所述量测控制器被配置成执行本文中描述的功能和操作。

在一些方面中，多个离轴照射子系统中的每个可以被配置成以不同的离轴入射角(例如，与离轴辐射束的波长和区490中的光栅周期有关)朝向衬底492的表面的区490发射离轴辐射束(例如，基本上相干的辐射束)。在一些方面中，区490的面积可以是约1.0平方毫米。在一个说明性且非限制性示例中，区490的直径可以为约35微米。在一些方面中，区490可以包括对准光栅结构494的一部分。在一些方面中，所述多个离轴照射子系统中的每个可以包括光学耦合器(例如，波长不敏感的进出光学耦合器)，并且可以用作离轴照射子系统和离轴检测子系统两者(例如，在本文中也被称为“发射器-检测器”)。在一些方面中，所述多个离轴照射子系统中的每个可以被包括在一维(1D)或二维(2D)阵列中或用作一维(1D)或二维(2D)阵列，以用于束转向、聚焦和控制入射在区490上的照射斑。在一些方面中，所述多个离轴照射子系统可以被设置在基于氮化硅(Si₃N₄)的单芯片对准系统上。例如，基于氮化硅的单芯片对准系统可以包括基板(例如，Si基板)、绝缘层(例如，二氧化硅(SiO₂)绝缘层)、多个氮化硅光栅、以及分别设置在多个氮化硅光栅上的多个移相器(例如，每光栅一个移相器)。

在一些方面中，所述多个离轴照射子系统中的每个可以包括被配置成使离轴辐射束朝向区490转向的相位阵列。在一些方面中，每个相位阵列可以包括多个移相器(例如，延迟线、热光移相器或任何其它合适的移相器)。在一些方面中，每个相位阵列可以包括多个可变相位调制器，诸如多个光学相位调制器(OPM)。在一些方面中，多个离轴照射子系统中的每个可以包括一个或更多个光学耦合器、照射源、光纤、反射镜、分束器、超构表面(例如，用于束转向以通过改变出射束的角度来补偿对准标记尺寸变化)、棱镜、透镜、波导、检测器、处理器、其它合适的结构及其组合。

在一些方面中，示例量测系统400可以包括光学耦合器，所述光学耦合器被配置成以光学方式耦合到所述多个离轴照射子系统中的每个、和源照射子系统。在一些方面中，例如，光学耦合器可以包括：宽带、芯片上光学耦合器；透镜顶、竖直弯曲耦合器；用于透镜竖直耦合器的直接激光写入件；宽带、波长不敏感进出耦合器；或任何其它合适的光学耦合器。在一些方面中，光学耦合器可以被配置成从源照射子系统接收多波长辐射(例如，白光、非相干辐射、双波长辐射、三波长福射、四波长辐射等)、将所接收的多波长辐射滤波成各自处于或呈不同波长的多个相干辐射束、以及将所述多个相干离轴辐射束中的每个传输到所述多个离轴照射子系统中的对应的一个离轴照射子系统。在一些方面中，源照射子系统可以包括光源，诸如耦合到发光二极管(LED)光源的光纤或光管。在一些方面中，源照射子系统可以包括集成激光二极管，诸如竖直腔表面发射激光器(VCSEL)。

在一个说明性示例中，光学耦合器可以被配置成接收来自源照射子系统的白光束、将白光束滤波成蓝光束和绿光束、(例如，使用第一分光器)将蓝光束传输到第一离轴照射子系统402A和第二离轴照射子系统402B、以及(例如，使用第二分光器)将绿光束传输到第三离轴照射子系统404A和第四离轴照射子系统404B。在一些方面中，示例量测系统400可以包括沿光学耦合器与多个离轴照射子系统中的一个或更多个之间的光学路径设置的偏振旋转器。例如，为了继续上文的说明性示例，示例量测系统400可以包括：第一偏振旋转器，所述第一偏振旋转器被设置在光学耦合器与第二离轴照射子系统402B之间(例如，使得由第二离轴照射子系统402B接收的蓝光束与由第一离轴照射子系统402A接收的蓝光束的旋转不同(例如，相差90度))；和第二偏振旋转器，所述第二偏振旋转器被设置在光学耦合器与第四离轴照射子系统404B之间(例如，使得由第四离轴照射子系统404B接收的绿光束与从第三离轴照射子系统404A接收的绿光束在旋转方面不同(例如，相差90度))。

在一些方面中，轴上检测子系统460可以被配置成响应于一个或更多个离轴辐射束对区490的照射而从区490接收一个或更多个轴上衍射辐射束(例如，表示一阶衍射)。在一些方面中，轴上检测子系统460可以包括配置成收集来自区490的轴上衍射辐射束的光学器件。在一些方面中，光学器件可以包括微透镜结构。在一些方面中，轴上检测子系统460可以包括耦合到一个或更多个传感器的多模色散波导。在一些方面中，轴上检测子系统460可以包括成角度的MMI装置。在一些方面中，轴上检测子系统460可以包括宽带光栅耦合器。在一些方面中，轴上检测子系统460可以包括多周期光栅或啁啾光栅。在一些方面中，轴上检测子系统460可以包括多级光学耦合器。在一些方面中，轴上检测子系统460可以包括在峰位置之间具有啁啾的多周期光栅。在一些方面中，轴上检测子系统460可以包括宽带、芯片上光学耦合器。在一些方面中，轴上检测子系统460可以包括透镜顶、弯曲的光学耦合器(例如，大象耦合器)。在一些方面中，轴上检测子系统460可以包括用于透镜式竖直光学耦合器的直接激光写入件。在一些方面中，轴上检测子系统460可以包括宽带、波长不敏感的进出光学耦合器。在一些方面中，轴上检测子系统460可以包括配置成产生模拟对准标记节距的光栅的声光可调滤波器(AOTF)。在一些方面中，AOTF可以包括SAW转换器或与SAW转换器集成。在一些方面中，轴上检测子系统460可以包括一个或更多个光学耦合器、光纤、反射镜、透镜、棱镜、分束器、波片、波导、偏振器、偏振旋转器、检测器(例如，光电探测器、光电二极管、电荷耦合器件(CCD)成像器件、互补金属氧化物半导体(CMOS)成像器件、偏振计和其它合适的检测器)、处理器和其它合适的结构。

如图4A中示出的，示例量测系统400可以包括第一离轴照射子系统402A，所述第一离轴照射子系统被配置成产生第一波长的第一离轴辐射束482A(例如，第一基本上相干的辐射束)。在一些方面中，第一离轴照射子系统402A还可以被配置成将第一离轴辐射束482A以第一离轴入射角472A发射至衬底492的表面的区490。

在一些方面中，示例量测系统400可以包括第三离轴照射子系统404A，所述第一离轴照射子系统被配置成产生第三波长的第三离轴辐射束484A(例如，第三基本上相干的辐射束)。在一些方面中，第三离轴照射子系统404A还可以被配置成将第三离轴辐射束484A以第三离轴入射角474A发射到区490。

如图4B中示出的，示例量测系统400可以包括第二离轴照射子系统402B，所述第二离轴照射子系统被配置成产生第二波长的第二离轴辐射束482B(例如，第二基本上相干的辐射束)。在一些方面中，第二离轴照射子系统402B还可以被配置成将第二离轴辐射束483B以第二离轴入射角473B发射到区490。

在一些方面中，第二波长可以约等于第一波长。在一些方面中，第二波长可以不同于第一波长。在一些方面中，第二离轴入射角473B可以约等于第一离轴入射角472A(例如，第二离轴入射角473B的大小可以约等于第一离轴入射角472A的大小)。在一些方面中，第二离轴入射角473B可以不同于第一离轴入射角472A。在一些方面中，第一离轴辐射束482A的第一旋转可以等于第二离轴辐射束483B的第二旋转。在一些方面中，第一离轴辐射束482A的第一旋转可以不同于第二离轴辐射束483B的第二旋转(例如，第一离轴辐射束482A和第二离轴辐射束483B可以具有相同的波长，但是旋转相差90度)。

在一些方面中，示例量测系统400可以包括第四离轴照射子系统404B，所述第四离轴照射子系统被配置成产生第四波长的第三离轴辐射束485BA(例如，第四基本上相干的辐射束)。在一些方面中，第四离轴照射子系统404B还可以被配置成将第四离轴辐射束485B以第四离轴入射角475B发射到区490。

在一些方面中，第四波长可以等于约第三波长。在一些方面中，第四波长可以不同于第三波长。在一些方面中，第四离轴入射角475B可以约等于第三离轴入射角474A(例如，第四离轴入射角475B的大小可以约等于第三离轴入射角474A的大小)。在一些方面中，第四离轴入射角475B可以不同于第三离轴入射角474A。在一些方面中，第三离轴辐射束484A的第三旋转可以等于第四离轴辐射束485B的第四旋转。在一些方面中，第三离轴辐射束484A的第三旋转可以不同于第四离轴辐射束485B的第四旋转(例如，第三离轴辐射束484A和第四离轴辐射束485B可以具有相同的波长，但是旋转相差90度)。

在一些方面中，示例量测系统400还可以包括耦合器(例如，光学耦合器)，所述耦合器被配置成经由光纤(例如，PM光纤)从源照射子系统接收多波长辐射束。在一些方面中，耦合器还可以被配置成将多波长辐射束的第一部分传输到第一离轴照射子系统402A。在一些方面中，耦合器还可以被配置成将多波长辐射束的第二部分传输到第二离轴照射子系统402B。在一些方面中，耦合器还可以被配置成将多波长辐射束的第三部分传输到第三离轴照射子系统404A。在一些方面中，耦合器还可以被配置成将多波长辐射束的第四部分传输到第四离轴照射子系统404B。

在一些方面中，第一离轴照射子系统402A还可以被配置成接收多波长辐射束的第一部分且基于多波长辐射束的第一部分产生第一离轴辐射束482A。在一些方面中，第二离轴照射子系统402B还可以被配置成接收多波长辐射束的第二部分且基于多波长辐射束的第二部分产生第二离轴辐射束483B。在一些方面中，第三离轴照射子系统404A还可以被配置成接收多波长辐射束的第三部分且基于多波长辐射束的第三部分产生第三离轴辐射束484A。在一些方面中，第四离轴照射子系统402B还可以被配置成接收多波长辐射束的第四部分且基于多波长辐射束的第四部分产生第四离轴辐射束485B。

在一些方面中，第一离轴照射子系统402A可以包括第一相位阵列，所述第一相位阵列被配置成使第一离轴辐射束482A以第一离轴入射角472A朝向衬底492的表面的区490转向。在一些方面中，第一相位阵列可以包括多个第一移相器。在一些方面中，第一相位阵列可以包括多个第一OPM。

在一些方面中，第二离轴照射子系统402B可以包括第二相位阵列，所述第二相位阵列被配置成使第二离轴辐射束483B以第二离轴入射角472B朝向衬底492的表面的区490转向。在一些方面中，第二相位阵列可以包括多个第二移相器。在一些方面中，第二相位阵列可以包括多个第二OPM。

在一些方面中，第三离轴照射子系统404A可以包括第三相位阵列，所述第三相位阵列被配置成使第三离轴辐射束484A以第三离轴入射角474A朝向衬底492的表面的区490转向。在一些方面中，第三相位阵列可以包括多个第三移相器。在一些方面中，第三相位阵列可以包括多个第三OPM。

在一些方面中，第四离轴照射子系统404B可以包括第四相位阵列，所述第四相位阵列被配置成使第四离轴辐射束485B以第四离轴入射角475B朝向衬底492的表面的区490转向。在一些方面中，第四相位阵列可以包括多个第四移相器。在一些方面中，第四相位阵列可以包括多个第四OPM。

在一些方面中，第一离轴照射子系统402A和第二离轴照射子系统402B可以分别包括在第一波长下具有基本上单色辐射的第一发射器和第二发射器。例如，第一离轴照射子系统402A可以包括正蓝光发射器，并且第二离轴照射子系统402B可以包括负蓝光发射器。在一些方面中，第三离轴照射子系统404A和第四离轴照射子系统404B可以分别包括在不同于第一波长的第二波长下具有基本上单色辐射的第三发射器和第四发射器。例如，第三离轴照射子系统404A可以包括正绿光发射器，并且第四离轴照射子系统404B可以包括负绿光发射器。

在一些方面中，可以相对于衬底492的表面法线来限定第一离轴入射角472A、第二离轴入射角473B、第三离轴入射角474A和第四离轴入射角475B中的每个。在一些方面中，轴上衍射辐射束路径486(图4A中示出的)、轴上衍射辐射束路径486(图4B中示出的)或这两者可以与表面法线重合(例如，轴上衍射辐射束路径486与表面法线之间的角度可以约为零)。在其它方面，轴上衍射辐射束路径486、轴上衍射辐射束路径487或这两者可以与表面法线不重合(例如，轴上衍射辐射束路径486与表面法线之间的角度可以为非零)。

在一些方面中，轴上检测子系统460可以被配置成经由图4A中示出的轴上衍射辐射束路径486接收第一同轴衍射辐射束，所述第一同轴衍射辐射束包括响应于由第一离轴辐射束482A对区490的第一照射而从区490衍射的第一组光子。在一些方面中，包括在第一轴上衍射辐射束中的第一组光子可以指示响应于由第一离轴辐射束482A对区490的第一照射的一阶衍射。

在一些方面中，轴上检测子系统460还可以被配置成经由轴上衍射辐射束路径486接收第二轴上衍射辐射束，所述第二轴上衍射辐射束包括响应于由第二离轴辐射束483B对区490的第二照射而从区490衍射的第二组光子。在一些方面中，包括在第二轴上衍射辐射束中的第二组光子可以指示响应于由第二离轴辐射束483B对区490的第二照射的一阶衍射。

在一些方面中，轴上检测子系统460还可以被配置成经由图4B中示出的轴上衍射辐射束路径487接收第三轴上衍射辐射束，所述第三轴上衍射辐射束包括响应于由第三离轴辐射束484A对区490的第三照射而从区490衍射的第三组光子。在一些方面中，包括在第三轴上衍射辐射束中的第三组光子可以指示响应于由第三离轴辐射束484A对区490的第三照射的一阶衍射。

在一些方面中，轴上检测子系统460还可以被配置成经由轴上衍射辐射束路径487接收第四轴上衍射辐射束，所述第四轴上衍射辐射束包括响应于由第四离轴辐射束485B对区490的第四照射而从区490衍射的第四组光子。在一些方面中，包括在第四轴上衍射辐射束中的第四组光子可以指示响应于由第四离轴辐射束485B对区490的第四照射的一阶衍射。

在一些方面中，第二离轴检测子系统被包括在第二离轴照射子系统402B中或与其相关联，所述第二离轴照射子系统可以被配置成接收处于第一离轴衍射角472B的第一离轴衍射辐射束482B，所述第一离轴衍射辐射束包括响应于由第一离轴辐射束482A对区490的第一照射而从区490衍射的第一组光子。在一些方面中，包括在第一离轴衍射辐射束482B中的第一组光子可以指示响应于由第一离轴辐射束482A对区490的第一照射的零阶衍射。

在一些方面中，第一离轴检测子系统被包括在第一离轴照射子系统402A中或与其相关联，所述第一离轴照射子系统可以被配置成接收处于第二离轴衍射角473A的第二离轴衍射辐射束483A，所述第二离轴衍射辐射束包括响应于由第二离轴辐射束483B对区490的第二照射而从区490衍射的第二组光子。在一些方面中，包括在第二离轴衍射辐射束483A中的第二组光子可以指示响应于由第二离轴辐射束483B对区490的第二照射的零阶衍射。

在一些方面中，第四离轴检测子系统被包括在第四离轴照射子系统404B中或与其相关联，所述第四离轴照射子系统可以被配置成接收处于第三离轴衍射角474B的第三离轴衍射辐射束484B，所述第三离轴衍射辐射束包括响应于由第三离轴辐射束484A对区490的第三照射而从区490衍射的第三组光子。在一些方面中，包括在第三离轴衍射辐射束484B中的第三组光子可以指示响应于由第三离轴辐射束484A对区490的第三照射的零阶衍射。

在一些方面中，第三离轴检测子系统被包括在第三离轴照射子系统404A中或与其相关联，所述第三离轴照射子系统可以被配置成接收处于第四离轴衍射角475A的第四离轴衍射辐射束485A，所述第四离轴衍射辐射束包括响应于由第四离轴辐射束485B对区490的第四照射而从区490衍射的第二组光子。在一些方面中，包括在第四离轴衍射辐射束485A中的第四组光子可以指示响应于由第四离轴辐射束485B对区490的第四照射的零阶衍射。

在一些方面中，第一离轴衍射角472B可以约等于第二离轴衍射角473A(例如，第一离轴衍射角472B的大小可以约等于第二离轴衍射角473A的大小)。在一些方面中，第一离轴衍射角472B可以不同于第二离轴衍射角473A。在一些方面中，第三离轴衍射角474B可以约等于第四离轴衍射角475A(例如，第三离轴衍射角474B的大小可以约等于第四离轴衍射角475A的大小)。在一些方面中，第三离轴衍射角474B可以不同于第四离轴衍射角475A。

在一些方面中，轴上检测子系统460还可以被配置成基于以下各项来产生电子信号：沿轴上衍射辐射束路径486传播的第一轴上衍射辐射束(例如，第一组光子)；沿轴上衍射辐射束路径486传播的第二轴上衍射辐射束(例如，第二组光子)；沿轴上衍射辐射束路径486传播的第三轴上衍射辐射束(例如，第三组光子)；沿轴上衍射辐射束路径486传播的第四轴上衍射辐射束(例如，第四组光子)；第一离轴衍射辐射束482B(例如，第五组光子)；第二离轴衍射辐射束483A(例如，第六组光子)；第三离轴衍射辐射束484B(例如，第七组光子)；第四离轴衍射辐射束485A(例如，第八组光子)；或其任何组合。

在一些方面中，电子信号可以包括指示沿轴上衍射辐射束路径486传播的第一轴上衍射辐射束与第二轴上衍射辐射束之间的第一相位差的第一对准子信号。在一些方面中，电子信号还可以包括指示第三轴上衍射辐射束与第四轴上衍射辐射束之间的第二相位差的第二对准子信号。在一些方面中，电子信号可以包括指示第一离轴衍射辐射束482B与第二离轴衍射辐射束483A之间的第一强度差的第一水平子信号。在一些方面中，电子信号还可以包括指示第三离轴衍射辐射束484B与第四离轴衍射辐射束485A之间的第二强度差的第二水平子信号。

在一些方面中，轴上检测子系统460还可以被配置成基于电子信号或任何部分(例如，第一对准子信号、第二对准子信号、第一水平子信号、第二水平子信号)或其部分的组合确定对准光栅结构494的对准、位置或二者。

图5是根据本发明的一些方面的利用离轴照射来执行强度和相位测量的示例量测系统500的示意图。在一些方面中，可以使用下述项来实现示例量测系统500或其任何部分：关于参考图4描述的示例量测系统400，参考图6A、图6B、图6C、图6D、图6E、图6F和图6G描述的示例量测系统600，参考图7描述的示例量测系统700，参考图8描述的示例量测系统800，参考图9描述的示例量测系统900，参考图10描述的示例量测系统1000，参考图12描述的示例计算系统1200所描述的结构、部件、特征或技术中的任一个；任何其它合适的结构、部件、特征或技术；其任何部分；或其任何组合。

如图5中示出的，在一些方面中，示例量测系统500可以包括第一集成式光学装置501(例如，可以被称为“照射芯片”的基于氮化硅的单芯片系统)，所述第一集成式光学装置501可以包括光学耦合器540、第一离轴照射系统502和第二离轴照射系统504。

在一些方面中，第一离轴照射系统502可以被配置成(例如，基于经由光学耦合器540从照射源接收的辐射)产生第一波长的第一离轴辐射束582、以及以第一入射角朝向衬底594的表面592的区590透射(例如，发射)所述第一离轴辐射束582。在一些方面中，区590的面积可以小于或等于约1.0平方毫米(mm²)、0.5mm²、0.1mm²、1000平方微米(μm²)或任何其它合适的面积。在一些方面中，第一离轴照射系统502可以包括第一相位阵列，所述第一相位阵列被配置成使第一离轴辐射束582以第一入射角朝向区590转向。在一些方面中，第一相位阵列可以包括多个第一移相器。在一些方面中，第一相位阵列可以包括多个第一移相器(例如，OPM)。

在一些方面中，第二离轴照射系统504可以被配置成(例如，基于经由光学耦合器540从照射源接收的辐射)产生第二波长的第二离轴辐射束584、以及以第二入射角朝向区590透射(例如，发射)所述第二离轴辐射束584。在一些方面中，第二离轴照射系统504可以包括第二相位阵列，所述第二相位阵列被配置成使第二入射角以第二离轴辐射束584朝向区590转向。在一些方面中，第二相位阵列可以包括多个第二移相器。在一些方面中，第二相位阵列可以包括多个第二移相器(例如，OPM)。

在一些方面中，第二波长可以约等于第一波长。在一些方面中，第二波长可以不同于第一波长。在一些方面中，第二入射角可以等于约第一入射角。在一些方面中，第二入射角可以不同于第一入射角。

在一些方面中，光学耦合器540可以被配置成经由光纤从照射源接收非相干辐射束、将非相干辐射束的第一基本上相干的部分传输到第一离轴照射系统502，并且将非相干辐射束的第二基本上相干的部分传输到第二离轴照射系统504。在一些方面中，第一离轴照射系统502可以被配置成接收非相干辐射束的第一基本上相干的部分并基于非相干辐射束的第一基本上相干的部分产生第一离轴辐射束582。在一些方面中，第一离轴辐射束582可以是第一波长的相干辐射束。在一些方面中，第二离轴照射系统504可以被配置成接收非相干辐射束的第二基本上相干的部分并基于非相干辐射束的第二基本上相干的部分产生第二离轴辐射束584。在一些方面中，第二离轴辐射束584可以是第二波长的基本上相干的辐射束。

在一个说明性且非限制性示例中，第二波长可以基本上等于第一波长，并且第二入射角可以基本上等于第一入射角(例如，距区590处的表面592的表面法线，第一角度可以是+15度，并且第二角度可以是-15度)。第一集成式光学装置501可以被配置成通过(例如，分别通过第一离轴照射系统502和第二离轴照射系统504)基本上同时发射第一离轴辐射束582和第二离轴辐射束584来提供离轴同时照射(例如，用于基于零阶衍射的强度不平衡性来确定位置或水平)。在另一说明性且非限制性的例子中，第一集成式光学装置501可以被配置成通过(例如，通过第一离轴照射系统502)首先发射第一离轴辐射束582、然后在比第一时间更晚的第二时间(例如，通过第二离轴照射系统504)发射第二离轴辐射束584、来提供离轴交错照射(例如，用于基于一阶衍射的强度和/或相位差来确定对准标记不对称性)。

在一些方面中，示例量测系统500还可以包括第二集成式光学装置551(例如，可以被称为“检测芯片”的基于氮化硅的单芯片系统)，所述第二集成式光学装置可以包括轴上检测系统560、第一离轴检测系统562、第二离轴检测系统564和控制器566(例如，判定电路)。在一些方面中，第一集成式光学装置501和第二集成式光学装置551可以在同一集成式光学装置(例如，单个芯片、单个衬底或单个封装)中实现。在一些方面中，第一离轴照射系统502可以包括第二离轴检测系统564，并且第二离轴照射系统504可以包括第一离轴检测系统562。

在一些方面中，轴上检测系统560被配置成测量第一轴上衍射辐射束596，所述第一轴上衍射辐射束596呈或处于第一波长并且响应于由第一离轴辐射束582对区590的第一照射而以第一轴上衍射角从区590衍射，第一轴上衍射角可以与表面法线基本上重合。在一些方面中，第一轴上衍射辐射束596可以指示响应于由第一离轴辐射束582对区590的第一照射的正一阶衍射。在一些方面中，轴上检测系统560还可以被配置成基于第一轴上衍射辐射束596产生第一轴上测量信号。

在一些方面中，轴上检测系统560还可以被配置成测量第二轴上衍射辐射束597，所述第二轴上衍射辐射束597呈或处于第二波长并且响应于由第二离轴辐射束584对区590的第二照射而以第二轴上衍射角从区590衍射，所述第二轴上衍射角可以与表面法线基本上重合。在一些方面中，第二轴上衍射辐射束597可以指示响应于由第二离轴辐射束584对区590的第二照射的负一阶衍射。在一些方面中，轴上检测系统560还可以被配置成基于第二离轴衍射辐射束585产生第二轴上测量信号。

在一些方面中，第一离轴检测系统562可以被配置成测量第一离轴衍射辐射束583，所述第一离轴衍射辐射束583呈或处于第一波长并且响应于由第一离轴辐射束582对区590的第一照射而以第一离轴衍射角从区590衍射。在一些方面中，第一离轴衍射辐射束583可以指示响应于由第一离轴辐射束582对区590的第一照射的零阶衍射。在一些方面中，第一离轴检测系统562还可以被配置成基于第一离轴衍射辐射束583产生第一离轴测量信号。

在一些方面中，第二离轴检测系统564可以被配置成测量第二离轴衍射辐射束585，所述第二离轴衍射辐射束585呈或处于第二波长并且响应于由第二离轴辐射束584对区590的第二照射而以第二离轴衍射角从区590衍射。在一些方面中，第二离轴衍射辐射束585可以指示响应于由第二离轴辐射束584对区590的第二照射的零阶衍射。在一些方面中，第二离轴检测系统564还可以被配置成基于第二离轴衍射辐射束585产生第二离轴测量信号。

在一些方面中，第一二维平面(未被描绘)可以包括第一离轴辐射束582和第二离轴辐射束584。在一些方面中，第二二维平面(未被描绘)可以包括第一离轴衍射辐射束583和第二离轴衍射辐射束585。在一些方面中，第一二维平面和第二二维平面之间的二面角570可以是非零的。

在一些方面中，控制器566可以被配置成基于第一轴上测量信号、第二轴上测量信号、第一离轴测量信号、第二离轴测量信号、任何其它合适的信号或数据、或其任何组合来产生电子信号(例如，针对区590的测量数据)。

在一些方面中，第一离轴测量信号可以指示由第一离轴辐射束582对区590的照射产生的零阶衍射(例如，如由第一离轴衍射辐射束583示出的)。在一些方面中，第二离轴测量信号可以指示由第二离轴辐射束584对区590的照射产生的零阶衍射(例如，如由第二离轴衍射辐射束585示出的)。在一些方面中，控制器566可以被配置成基于第一离轴测量信号和第二离轴测量信号(例如，基于第一离轴衍射辐射束583与第二离轴衍射辐射束585之间的强度差)来产生水平信号(例如，强度不平衡性信号)。在一些方面中，控制器566还可以被配置成基于水平信号来确定区590的水平位置(例如，在Z方向上的高度)。在一些方面中，控制器566还可以被配置成基于水平信号(例如，基于第一离轴衍射辐射束583与第二离轴衍射辐射束585之间的强度不平衡性)来校正所确定的水平位置。

在一些方面中，第一轴上测量信号可以指示由第一离轴辐射束582对区590的照射产生的一阶衍射(例如，如由第一轴上衍射辐射束596示出的)。在一些方面中，第二轴上测量信号可以指示由第二离轴辐射束584对区590的照射产生的一阶衍射(例如，如由第二轴上衍射辐射束597示出的)。在一些方面中，控制器566可以被配置成基于第一轴上测量信号和第二轴上测量信号(例如，基于第一轴上衍射辐射束596与第二轴上衍射辐射束597之间的强度和/或相位差)来产生对准信号。在一些方面中，区590可以包括一组对准标记，并且控制器566还可以被配置成基于对准信号产生关于所述一组对准标记的对准标记变形数据。在一些方面中，区590可以包括对准光栅结构的包括所述一组对准标记的一部分，并且控制器566还可以被配置成基于对准标记变形数据来确定对准光栅结构的对准位置。在一些方面中，控制器566还可以被配置成基于对准标记变形数据来校正所确定的对准位置。在一些方面中，控制器566还可以被配置成基于对准标记变形数据来确定对所述一组对准标记的一组测量对准位置的一组校正。

图6A、图6B、图6C、图6D、图6E、图6F和图6G是根据本发明的一些方面的利用离轴照射来执行强度和相位测量的示例量测系统600的示意图。在一些方面中，可以使用下述项来实现示例量测系统600或其任何部分：关于参考图4描述的示例量测系统400，参考图5描述的示例量测系统500，参考图7描述的示例量测系统700，参考图8描述的示例量测系统800，参考图9描述的示例量测系统900，参考图10描述的示例量测系统1000，参考图12描述的示例计算系统1200所描述的结构、部件、特征或技术中的任一个；任何其它合适的结构、部件、特征或技术；其任何部分；或其任何组合来实现。

如图6A中示出的，示例量测系统600可以包括集成式光学装置(例如，基于氮化硅的单芯片系统)，所述集成式光学装置可以包括：集成式光学装置衬底601；多个离轴照射子系统；光学耦合器640，所述光学耦合器被配置成被光学地耦合到多个离轴照射子系统(例如，相干辐射源)和源照射子系统(例如，多波长辐射源)中的每个；以及检测子系统，所述检测子系统可以包括光学器件650(例如，微透镜结构)。

在一些方面中，如图6A中示出的，多个离轴照射子系统可以基本上平行于X轴设置。在其它方面中，多个离轴照射子系统可以基本上平行于Y轴设置。在另外的其它方面中，多个离轴照射子系统可以包括(i)基本上平行于X轴设置的多个离轴照射子系统的第一子集、和(ii)基本上平行于Y轴设置的多个离轴照射子系统的第二子集。在一些方面中，参考图6A、图6B、图6C、图6D、图6E、图6F或图6G描述的发射器中的一个或更多个可以用作照射器和检测器两者。在一些方面中，参考图6A、图6B、图6C、图6D、图6E、图6F或图6G描述的相位阵列中的一个或更多个可以包括移相器、相位调制器(例如，OPM)、任何其它合适的部件或结构或其任何组合。

在一些方面中，如图6A中示出的，多个离轴照射子系统可以包括：(i)第一离轴照射子系统，所述第一离轴照射子系统包括发射器602A、光栅结构612A(例如，Si₃N₄光栅)和相位阵列622A；(ii)第二离轴照射子系统，所述第二离轴照射子系统包括发射器602B/光栅结构612B和相位阵列622B；(iii)第三离轴照射子系统，所述第三离轴照射子系统包括发射器604A、光栅结构614A和相位阵列624A；(iv)第四离轴照射子系统，所述第四离轴照射子系统包括发射器604B、光栅结构614B和相位阵列624B；(v)第五离轴照射子系统，所述第五离轴照射子系统包括发射器606A、光栅结构616A和相位阵列626A；(vi)第六离轴照射子系统，所述第六离轴照射子系统包括发射器606B、光栅结构616B和相位阵列626B；(vii)第七离轴照射子系统，所述第七离轴照射子系统包括发射器608A、光栅结构618A和相位阵列628A；(viii)第八离轴照射子系统，所述第八离轴照射子系统包括发射器608B、光栅结构618B和相位阵列628B；任何其它合适的照射子系统、装置或结构；或其任何组合。在一些方面中，发射器中的一个或更多个可以用作照射器和检测器两者。在一些方面中，一个或更多个相位阵列可以包括移相器、相位调制器(例如，OPM)或任何其它合适的部件或结构。

在一些方面中，光学耦合器640可以包括输入结构，所述输入结构被配置成光学地耦合到设置在光学耦合器640的光学上游的源照射子系统。在一些方面中，光学耦合器640可具有多个输出结构，其中所述多个输出结构中的每个被配置成光学地耦合到设置在光学耦合器640的光学下游的多个离轴照射子系统中的对应的一个。在一些方面中，光学耦合器640可以被配置成接收来自源照射子系统的多波长辐射、将所接收的多波长辐射滤波成各自呈或处于不同波长的多个相干辐射束、以及经由对应的光学路径结构(例如，对应的光纤、波导或其它合适的光学传输结构)将多个相干辐射束中的每个传输到多个离轴照射子系统中的对应的一个离轴照射子系统。在一些方面中，光学耦合器640可以被配置成经由两个单独的光学路径结构将多个相干辐射束中的每个传输到多个离轴照射子系统中的两个(例如，基本上平行于X轴或Y轴设置的两个离轴照射子系统)。在一些方面中，光学耦合器640可以被配置成经由四个单独的光学路径结构将多个相干辐射束中的每个传输到多个离轴照射子系统中的四个(例如，基本上平行于X轴设置的两个离轴照射子系统和基本上平行于Y轴设置的另外两个离轴照射子系统)。

在一些方面中，光学耦合器640可以包括光学滤波器结构642，所述光学滤波器结构642被配置成将所接收的多波长辐射滤波成第一波长的第一辐射束(例如，蓝光)、经由光学路径结构632A将“正”第一辐射束传输到第一离轴照射子系统(例如，传输到相位阵列622A)、以及经由光学路径结构632B将“负”第一辐射束(例如，其可以与“正”第一辐射束或“正”第一辐射束的修改(例如，旋转90度)版本相同)传输到第二离轴照射子系统(例如，传输到相位阵列622B)。

在一些方面中，光学耦合器640可以包括光学滤波器结构644，所述光学滤波器结构644被配置成将所接收的多波长辐射滤波成第二波长的第二辐射束(例如，绿光)、经由光学路径结构634A将“正”第二辐射束传输到第三离轴照射子系统(例如，发射到相位阵列624A)、以及经由光学路径结构634B将“负”第二辐射束(例如，其可以与“正”第二辐射束或“正”第二辐射束的修改(例如，旋转90度)版本相同)传输到第四离轴照射子系统(例如，传输到相位阵列624B)。

在一些方面中，光学耦合器640可以包括光学滤波器结构646，所述光学滤波器结构646被配置成将所接收的多波长辐射滤波成第三波长的第三辐射束(例如，橙光)、经由光学路径结构636A将“正”第三辐射束传输到第五离轴照射子系统(例如，传输到相位阵列626A)、以及经由光学路径结构636B将“负”第三辐射束(例如，其可以与“正”第三辐射束或“正”第三辐射束的修改(例如，旋转90度)版本相同)传输到第六离轴照射子系统(例如，传输到相位阵列626B)。

在一些方面中，光学耦合器640可以包括光学滤波器结构648，所述光学滤波器结构648被配置成将所接收的多波长辐射滤波成第四波长的第四辐射束(例如，红光)、经由光学路径结构638A将“正”第四辐射束传输到第七离轴照射子系统(例如，传输到相位阵列628A)、以及经由光学路径结构638B将“负”第四辐射束(例如，其可以与“正”第四辐射束或“正”第四辐射束的修改(例如，旋转90度)版本相同)传输到第八离轴照射子系统(例如，传输到相位阵列628B)。

在一些方面中，多个离轴照射子系统中的每个可以被配置成使辐射束以不同入射角朝向衬底的表面的区发射。在一些方面中，所述区可以包括对准光栅结构的一部分。在一些方面中，光学器件650可以被配置成响应于由所述多个离轴照射子系统发射的辐射束对所述区的照射而从所述衬底的表面的区接收一个或更多个衍射辐射束(例如，表示一阶衍射)。

如图6B和图6C中示出的，在一些方面中，多个离轴照射子系统可以包括第一离轴照射子系统，所述第一离轴照射子系统包括发射器602A、光栅结构612A和相位阵列622A。在一些方面中，多个离轴照射子系统可以包括第二离轴照射子系统，所述第二离轴照射子系统包括发射器602B、光栅结构612B和相位阵列622B。在一些方面中，光学耦合器640可以被配置成从源照射子系统接收多波长辐射(例如，非相干辐射，诸如白光)。在一些方面中，光学耦合器640可以包括光学滤波器结构642。光学滤波器结构642可以被配置成将所接收的多波长辐射过滤成第一波长的光子流(例如，蓝光)、经由光学路径结构632A将第一波长的第一“正”光子流传输到第一离轴照射子系统(例如，传输到相位阵列622A并且然后传输到光栅结构612A并且随后传输到发射器602A)、以及经由光学路径结构632B将第一波长的第一“负”光子流传输到第二离轴照射子系统(例如，传输到相位阵列622B并且然后传输到光栅结构612B并且随后传输到发射器602B)。在一些方面中，第一“负”光子流可以与第一“正”光子流相同。在其它方面，第一“负”光子流可以不同于第一“正”光子流。例如，第一“负”光子流可以是第一“正”光子流的修改(例如，旋转90度)版本。

如图6B中示出的，在一些方面中，第一离轴照射子系统可以被配置成基于第一“正”光子流来产生离轴辐射束682A(例如，第一波长的基本上相干的辐射束)。在一些方面中，第一离轴照射子系统还可以被配置成将离轴辐射束482A以离轴入射角472A发射至衬底492的表面的区490。在一些方面中，区690可以包括对准光栅结构694的一部分。

在一些方面中，检测子系统可以被配置成经由光学器件650接收轴上衍射辐射束696A，所述轴上衍射辐射束696A包括响应于由离轴辐射束682A对区690的照射而从区690衍射的一组光子。在一些方面中，包括在所述轴上衍射辐射束696A中的所述一组光子可以指示响应于由所述离轴辐射束682A对所述区690的照射的一阶衍射。

在一些方面中，发射器602B可以被配置成接收离轴衍射辐射束683A，所述离轴衍射辐射束683A包括响应于由离轴辐射束682A对区690的照射而以离轴衍射角673A从区690衍射的一组光子。在一些方面中，包括在所述离轴衍射辐射束683A中的所述一组光子可以指示响应于由所述离轴辐射束682B对区690的照射的零阶衍射。

在一些方面中，可以相对于衬底692的表面法线来限定离轴入射角672A和离轴衍射角673A。在一些方面中，离轴入射角672A的大小可以与离轴衍射角673A的大小约相同(例如，约相等)。在一些方面中，轴上衍射辐射束696A可以与表面法线重合(例如，轴上衍射辐射束696A与表面法线之间的角度可以约为零)。在其它方面，轴上衍射辐射束696A可以与表面法线不重合(例如，轴上衍射辐射束696A与表面法线之间的角度可以是非零的，如约1.0度、约3.0度、或约10.0度)。

如图6C中示出的，在一些方面中，第二离轴照射子系统可以被配置成基于第一“负”光子流来产生离轴辐射束682B(例如，第一波长的基本上相干的辐射束)。在一些方面中，第二离轴照射子系统还可以被配置成将所述离轴辐射束682B以离轴入射角672B发射到区690。

在一些方面中，检测子系统可以被配置成经由光学器件650接收轴上衍射辐射束696B，所述轴上衍射辐射束696B包括响应于由离轴辐射束682B对区690的照射而从区690衍射的一组光子。在一些方面中，包括在所述轴上衍射辐射束696B中的所述一组光子可以指示响应于由所述离轴辐射束682B对所述区690的照射的一阶衍射。

在一些方面中，发射器602A可以被配置成接收离轴衍射辐射束683B，所述离轴衍射辐射束683B包括响应于由离轴辐射束682B对区690的照射而以离轴衍射角673B从区690衍射的一组光子。在一些方面中，包括在所述离轴衍射辐射束683B中的所述一组光子可以指示响应于由所述离轴辐射束682A对区690的照射的零阶衍射。

如图6C中示出的，可以相对于衬底692的表面法线来限定离轴入射角672B和离轴衍射角673B。在一些方面中，离轴入射角672B的大小可以与离轴衍射角673B的大小约相同(例如，约相等)。在一些方面中，轴上衍射辐射束696B可以与表面法线重合(例如，轴上衍射辐射束696B与表面法线之间的角度可以约为零)。在一些方面中，轴上衍射辐射束696B可以与表面法线不重合(例如，轴上衍射辐射束696B与表面法线之间的角度可以是非零的)。

如图6D和图6E中示出的，在一些方面中，多个离轴照射子系统还可以包括第三离轴照射子系统，所述第三离轴照射子系统包括发射器604A、光栅结构614A和相位阵列624A。在一些方面中，多个离轴照射子系统还可以包括第四离轴照射子系统，所述第四离轴照射子系统包括发射器604B、光栅结构614B和相位阵列624B。在一些方面中，光学耦合器640还可以包括光学滤波器结构644。光学滤波器结构644可以被配置成将所接收的多波长辐射过滤成第二波长的光子流(例如，绿光)、经由光学路径结构634A将第二波长的第二“正”光子流传输到第三离轴照射子系统(例如，传输到相位阵列624A并且然后传输到光栅结构614A并且随后传输到发射器604A)、以及经由光学路径结构634B将第二波长的第二“负”光子流传输到第四离轴照射子系统(例如，传输到相位阵列624B并且然后传输到光栅结构614B并且随后传输到发射器604B)。在一些方面中，第二“负”光子流可以与第二“正”光子流相同。在其它方面，第二“负”光子流可以不同于第二“正”光子流。例如，第二“负”光子流可以是第二“正”光子流的修改(例如，旋转90度)版本。

如图6D中示出的，在一些方面中，第三离轴照射子系统可以被配置成基于第二“正”光子流来产生离轴辐射束684A(例如，第二波长的基本上相干的辐射束)。在一些方面中，第三离轴照射子系统还可以被配置成将所述离轴辐射束684A以离轴入射角674A发射到区690。

在一些方面中，检测子系统可以被配置成经由光学器件650接收轴上衍射辐射束696C，所述轴上衍射辐射束696C包括响应于由离轴辐射束684A对区690的照射而从区690衍射的一组光子。在一些方面中，包括在所述轴上衍射辐射束696C中的所述一组光子可以指示响应于由所述离轴辐射束684A对所述区690的照射的一阶衍射。

在一些方面中，发射器604B可以被配置成接收离轴衍射辐射束685A，所述离轴衍射辐射束包括685A响应于由离轴辐射束684A对区690的照射而以离轴衍射角675A从区690衍射的一组光子。在一些方面中，包括在所述离轴衍射辐射束685A中的所述一组光子可以指示响应于由所述离轴辐射束682B对区690的照射的零阶衍射。

在一些方面中，可以相对于衬底692的表面法线来限定离轴入射角674A和离轴衍射角675A。在一些方面中，离轴入射角674A的大小可以与离轴衍射角675A的大小约相同(例如，约相等)。在一些方面中，轴上衍射辐射束696C可以与表面法线重合(例如，轴上衍射辐射束696C与表面法线之间的角度可以约为零)。在一些方面中，轴上衍射辐射束696C可以与表面法线不重合(例如，轴上衍射辐射束696C与表面法线之间的角度可以是非零的)。

如图6E中示出的，在一些方面中，第四离轴照射子系统可以被配置成基于第二“负”光子流来产生离轴辐射束684B(例如，第二波长的基本上相干的辐射束)。在一些方面中，第四离轴照射子系统还可以被配置成将所述离轴辐射束684B以离轴入射角674B发射到区690。

在一些方面中，检测子系统可以被配置成经由光学器件650接收轴上衍射辐射束696D，所述轴上衍射辐射束696D包括响应于由离轴辐射束684B对区690的照射而从区690衍射的一组光子。在一些方面中，包括在所述轴上衍射辐射束696D中的所述一组光子可以指示响应于由所述离轴辐射束684B对所述区690的照射的一阶衍射。

在一些方面中，发射器604A可以被配置成接收离轴衍射辐射束685B，所述离轴衍射辐射束685B包括响应于由离轴辐射束684B对区690的照射而以离轴衍射角675B从区690衍射的一组光子。在一些方面中，包括在所述离轴衍射辐射束685B中的所述一组光子可以指示响应于由所述离轴辐射束682B对区690的照射的零阶衍射。

在一些方面中，可以相对于衬底692的表面法线来限定离轴入射角674B和离轴衍射角675B。在一些方面中，离轴入射角674B的大小可以与离轴衍射角675B的大小约相同(例如，约相等)。在一些方面中，轴上衍射辐射束696D可以与表面法线重合(例如，轴上衍射辐射束696D与表面法线之间的角度可以约为零)。在一些方面中，轴上衍射辐射束696D可以与表面法线不重合(例如，轴上衍射辐射束696D与表面法线之间的角度可以是非零的)。

如图6F和图6G中示出的，在一些方面中，多个离轴照射子系统还可以包括第五离轴照射子系统，所述第五离轴照射子系统包括发射器606A、光栅结构616A和相位阵列626A。在一些方面中，多个离轴照射子系统还可以包括第六离轴照射子系统，所述第六离轴照射子系统包括发射器606B、光栅结构616B和相位阵列626B。在一些方面中，光学耦合器640还可以包括光学滤波器结构646。光学滤波器结构646可以被配置成将所接收的多波长辐射过滤成第三波长的光子流(例如，橙光)、经由光学路径结构636A将第三波长的第三“正”光子流传输到第五离轴照射子系统(例如，传输到相位阵列626A并且然后传输到光栅结构616A并且随后传输到发射器606A)、以及经由光学路径结构636B将第三波长的第三“负”光子流传输到第六离轴照射子系统(例如，传输到相位阵列626B并且然后传输到光栅结构616B并且随后传输到发射器606B)。在一些方面中，第三“负”光子流可以与第三“正”光子流相同。在其它方面，第三“负”光子流可以不同于第三“正”光子流。例如，第三“负”光子流可以是第三“正”光子流的修改(例如，旋转90度)版本。在一些方面中，第五离轴照射子系统可以被配置成基于第三“正”光子流来产生离轴辐射束686A(例如，第三波长的基本上相干的辐射束)。在一些方面中，第六离轴照射子系统可以被配置成基于第三“负”光子流来产生离轴辐射束686B(例如，第三波长的基本上相干的辐射束)。

在一些方面中，多个离轴照射子系统还可以包括第七离轴照射子系统，所述第七离轴照射子系统包括发射器608A、光栅结构618A和相位阵列628A。在一些方面中，多个离轴照射子系统还可以包括第八离轴照射子系统，所述第八离轴照射子系统包括发射器608B、光栅结构618B和相位阵列628B。在一些方面中，光学耦合器640还可以包括光学滤波器结构648。光学滤波器结构648可以被配置成将所接收的多波长辐射过滤成第四波长的光子流(例如，红光)、经由光学路径结构638A将第四波长的第四“正”光子流传输到第七离轴照射子系统(例如，传输到相位阵列628A并且然后传输到光栅结构618A并且随后传输到发射器608A)、以及经由光学路径结构638B将第四波长的第四“负”光子流传输到第八离轴照射子系统(例如，传输到相位阵列628B并且然后传输到光栅结构618B并且随后传输到发射器608B)。在一些方面中，第四“负”光子流可以与第四“正”光子流相同。在其它方面，第四“负”光子流可以不同于第四“正”光子流。例如，第四“负”光子流可以是第四“正”光子流的修改(例如，旋转90度)版本。在一些方面中，第七离轴照射子系统可以被配置成基于第四“正”光子流来产生离轴辐射束688A(例如，第四波长的基本上相干的辐射束)。在一些方面中，第八离轴照射子系统可以被配置成基于第四“负”光子流来产生离轴辐射束688B(例如，第四波长的基本上相干的辐射束)。

如图6F中示出的，在一些方面中，第一离轴照射子系统还可以被配置成将所述离轴辐射束682A以第一离轴入射角发射到区690。在一些方面中，第三离轴照射子系统还可以被配置成将所述离轴辐射束684A以第三离轴入射角发射到区690。在一些方面中，第五离轴照射子系统还可以被配置成将所述离轴辐射束686A以第五离轴入射角发射到区690。在一些方面中，第七离轴照射子系统还可以被配置成将所述离轴辐射束688A以第七离轴入射角发射到区690。

在一些方面中，检测子系统可以被配置成经由光学器件650、沿轴上衍射辐射束路径696E接收指示一阶衍射的第一轴上衍射辐射束，所述第一轴上衍射辐射束包括响应于由离轴辐射束682A对区690的照射而从区690衍射的第一组光子。在一些方面中，检测子系统可以被配置成经由光学器件650、沿轴上衍射辐射束路径696E接收指示一阶衍射的第三轴上衍射辐射束，所述第三轴上衍射辐射束包括响应于由离轴辐射束684A对区690的照射而从区690衍射的第三组光子。在一些方面中，检测子系统可以被配置成经由光学器件650、沿轴上衍射辐射束路径696E接收指示一阶衍射的第五轴上衍射辐射束，所述第五轴上衍射辐射束包括响应于由离轴辐射束686A对区690的照射而从区690衍射的第五组光子。在一些方面中，检测子系统可以被配置成经由光学器件650、沿轴上衍射辐射束路径696E接收第七轴上衍射辐射束，所述第七轴上衍射辐射束指示一阶衍射，所述第七衍射包括响应于由离轴辐射束688A对区690的照射而从区690衍射的第一组光子。

在一些方面中，发射器602B可以被配置成接收指示零阶衍射的离轴衍射辐射束683A，所述离轴衍射辐射束683A包括响应于由离轴辐射束682A对区690的照射而以第九离轴衍射角从区690衍射的第九组光子。在一些方面中，发射器602B可以被配置成接收指示零阶衍射的离轴衍射辐射束685A，所述离轴衍射辐射束685A包括响应于由离轴辐射束684A对区690的照射而以第十一离轴衍射角从区690衍射的第十一组光子。在一些方面中，发射器602B可以被配置成接收指示零阶衍射的离轴衍射辐射束687A，所述离轴衍射辐射束687A包括响应于由离轴辐射束686A对区690的照射而以第十三离轴衍射角从区690衍射的第十三组光子。在一些方面中，发射器608B可以被配置成接收指示零阶衍射的离轴衍射辐射束689A，所述离轴衍射辐射束689A包括响应于由离轴辐射束688A对区690的照射而以第十五离轴衍射角从区690衍射的第十五组光子。

如图6G中示出的，在一些方面中，第二离轴照射子系统还可以被配置成将所述离轴辐射束682B以第二离轴入射角发射到区690。在一些方面中，第四离轴照射子系统还可以被配置成将所述离轴辐射束684B以第四离轴入射角发射到区690。在一些方面中，第六离轴照射子系统还可以被配置成将所述离轴辐射束686B以第六离轴入射角发射到区690。在一些方面中，第八离轴照射子系统还可以被配置成将所述离轴辐射束688B以第八离轴入射角发射到区690。

在一些方面中，检测子系统可以被配置成经由光学器件650、沿轴上衍射辐射束路径696E接收指示一阶衍射的第二轴上衍射辐射束，所述第二轴上衍射辐射束包括响应于由离轴辐射束682B对区690的照射而从区690衍射的第二组光子。在一些方面中，检测子系统可以被配置成经由光学器件650、沿轴上衍射辐射束路径696E接收指示一阶衍射的第四轴上衍射辐射束，所述第四轴上衍射辐射束包括响应于由离轴辐射束684B对区690的照射而从区690衍射的第四组光子。在一些方面中，检测子系统可以被配置成经由光学器件650、沿轴上衍射辐射束路径696E接收指示一阶衍射的第六轴上衍射辐射束，所述第六轴上衍射辐射束包括响应于由离轴辐射束686B对区690的照射而从区690衍射的第六组光子。在一些方面中，检测子系统可以被配置成经由光学器件650、沿轴上衍射辐射束路径696E接收指示一阶衍射的第八轴上衍射辐射束，所述第八轴上衍射辐射束包括响应于由离轴辐射束688B对区690的照射而从区690衍射的第八组光子。

在一些方面中，发射器602A可以被配置成接收指示零阶衍射的离轴衍射辐射束683B，所述离轴衍射辐射束683B包括响应于由离轴辐射束682B对区690的照射而以第十离轴衍射角从区690衍射的第十组光子。在一些方面中，发射器604A可以被配置成接收指示零阶衍射的离轴衍射辐射束685B，所述离轴衍射辐射束685B包括响应于由离轴辐射束684B对区690的照射而以第十二离轴衍射角从区690衍射的第十二组光子。在一些方面中，发射器606A可以被配置成接收指示零阶衍射的离轴衍射辐射束687B，所述离轴衍射辐射束687B包括响应于由离轴辐射束686B对区690的照射而以第十四离轴衍射角从区690衍射的第十四组光子。在一些方面中，发射器608A可以被配置成接收指示零阶衍射的离轴衍射辐射束689B，所述离轴衍射辐射束689B包括响应于由离轴辐射束688B对区690的照射而以第十六离轴衍射角从区690衍射的第十六组光子。

现在参考图6F和6G，在一些方面中，离轴辐射束682A、682B、684A、684B、686A、686B、688A和688B可以基本上同时被发射到区690或入射到所述区上。在一些方面中，在一些方面中，离轴辐射束682A、682B、684A、684B、686A、686B、688A和688B可以在基本上不同时间处被发射到区690或入射到所述区上。在一些方面中，检测子系统可以被配置成经由光学器件650沿轴上衍射辐射束路径696E基本上同时接收第一轴上衍射辐射束、第二轴上衍射辐射束、第三轴上衍射辐射束、第四轴上衍射辐射束、第五轴上衍射辐射束、第六轴上衍射辐射束、第七轴上衍射辐射束和第八轴上衍射辐射束中的一个或更多个。在一些方面中，检测子系统可以被配置成经由光学器件650沿轴上衍射辐射束路径696E在基本上不同时间处接收第一轴上衍射辐射束、第二轴上衍射辐射束、第三轴上衍射辐射束、第四轴上衍射辐射束、第五轴上衍射辐射束、第六轴上衍射辐射束、第七轴上衍射辐射束和第八轴上衍射辐射束中的一个或更多个。

在一个说明性且非限制性示例中，离轴辐射束682A和682B可以在基本上第一时间处被发射到区690或入射到所述区上；离轴辐射束684A和684B可以在基本上第二时间(例如，在第一时间之后)处被发射到区690或入射到所述区上；离轴辐射束686A和686B可以在基本上第三时间(例如，在第二时间之后)处发射到区690或入射到所述区上；并且离轴辐射束688A和688B可以在基本上第四时间(例如，在第三时间之后)处发射到区690或入射到所述区上。继续该说明性且非限制性示例，检测子系统可以被配置成经由光学器件650沿轴上衍射辐射束路径696E：在基本上第五时间(例如，在上面参考离轴辐射束682A和682B提到的第一时间之后)处接收第一轴上衍射辐射束和第二轴上衍射辐射束；在基本上第六时间(例如，在第五时间之后)处接收第三轴上衍射辐射束和第四轴上衍射辐射束；在基本上在第七时间(例如，在第六时间之后)处接收第五轴上衍射辐射束和第六轴上衍射辐射束；以及在基本上第八时间(例如，在第七时间之后)处接收第七轴上衍射辐射束和第八轴上衍射辐射束。

在另一说明性且非限制性示例中，离轴辐射束682A、684A、686A和688A可以基本上在第九时间(例如，与上述第一至第八时间无关)处发射到区690或入射到所述区上；并且离轴辐射束682B、684B、686B和688B可以在基本上第十时间(例如，在第九时间之后)处发射到区690或入射到所述区上。继续该说明性且非限制性示例，检测子系统可以被配置成经由光学器件650沿轴上衍射辐射束路径696E：在基本上第十一时间(例如，在上面参考离轴辐射束682A、684A、686A和688A提到的第九时间之后)处接收第一、第三、第五和第七轴上衍射辐射束；并且在基本上第十二时间(例如，在第十一时间之后)处接收第二、第四、第六和第八轴上衍射辐射束。

在一些方面中，可以相对于衬底692的表面法线来限定参考图6F和图6G描述的离轴入射角和离轴衍射角。在一些方面中，轴上衍射辐射束路径696E可以与表面法线重合(例如，轴上衍射辐射束路径696E与表面法线之间的角度可以约为零)。在一些方面中，轴上衍射辐射束路径696E可以与表面法线不重合(例如，轴上衍射辐射束路径696E与表面法线之间的角度可以是非零的)。

在一些方面中，检测子系统还可以被配置成基于：第一轴上衍射辐射束；第二轴上衍射辐射束；第三轴上衍射辐射束；第四轴上衍射辐射束；第五轴上衍射辐射束；第六轴上衍射辐射束；第七轴上衍射辐射束；第八轴上衍射辐射束；任何其它合适的离轴辐射束、光子组、信号(包括但不限于指示离轴辐射束之间的不平衡性(例如，强度差、相位差或这两者)的子信号)、数据或电子信息；或其任何组合，来产生电子信号。在一些方面中，所述电子信号可以包括：指示所述第一轴上衍射辐射束与所述第二轴上衍射辐射束之间的不平衡性的第一子信号；指示所述第三轴上衍射辐射束与所述第四轴上衍射辐射束之间的不平衡性的第二子信号；指示所述第五轴上衍射辐射束与所述第六轴上衍射辐射束之间的不平衡性的第三子信号；指示第七轴上衍射辐射束与第八轴上衍射辐射束之间的不平衡性的第四子信号；任何其它合适的信号、数据或电子信息；或其任何组合。

另外或替代地，在一些方面中，检测子系统可以被配置成基于：离轴衍射辐射束683A、683B、685A、685B、687A、687B、689A和689B；任何其它合适的离轴辐射束、光子组、信号(包括但不限于指示离轴辐射束之间的不平衡性的子信号)、数据或电子信息；或其任何组合，来产生电子信号。在一些方面中，电子信号还可以包括：指示离轴衍射辐射束683A与683B之间的强度差的第五子信号；指示离轴衍射辐射束685A与685B之间的强度差的第六子信号；指示离轴衍射辐射束687A与687B之间的强度差的第七子信号；指示离轴衍射辐射束689A与689B之间的强度差的第八子信号；任何其它合适的信号、数据或电子信息；或其任何组合。在一些方面中，检测子系统还可以被配置成基于电子信号、任何其它合适的信号或数据、或其任何部分(例如，子信号)或其部分的组合来确定对对准光栅结构694的所确定的对准位置的校正。

图7示出了根据本公开的一些方面的包括用于示例光刻设备(例如，图1A的光刻设备100、图1B的光刻设备100’)的示例水平传感器LS的示例量测系统700。如图7中示出的，从垂直于XZ平面的视角(例如，侧视图)图示出示例水平传感器LS。将理解，图7仅图示出示例水平传感器LS的操作原理。

如图7中示出的，示例水平传感器LS包括光学系统，所述光学系统包括投影单元LSP和检测单元LSD。投影单元LSP包括辐射源LSO，所述辐射源提供由投影单元LSP的投影光栅PGR施加的辐射束LSB。所述辐射源LSO可以是例如窄带光源或宽带辐射源(如超连续谱光源)、偏振的或非偏振的、脉冲的或连续的(如偏振或非偏振激光束)。在一些方面中，所述辐射源LSO可以包括具有不同的多种颜色、或多个波长范围的多个辐射源，如多个LED。示例水平传感器LS的辐射源LSO不限于可见辐射，而是在一些方面中可以另外地或替代地涵盖UV和/或IR辐射以及适合于从衬底W的表面或从衬底W处的层反射的任何波长范围。

在一些方面中，投影光栅PGR可以是包括例如导致具有周期性变化的强度的经图案化的辐射束BE1的周期性结构的光栅。经图案化的辐射束BE1可以被朝向衬底W上的测量位置MLO引导，所述辐射束BE1相对于垂直于入射衬底表面的轴(例如，Z轴)具有介于0度与90度之间的入射角ANG，并且在一些方面中该入射角介于70度与80度之间。在测量位置MLO处，经图案化的辐射束BE1可以被衬底W反射并且被朝向检测单元LSD引导，如由被反射的经图案化的辐射束BE2(例如，响应于由经图案化的辐射束BE1对测量位置MLO的照射而从晶片W的表面被部分地或全部地反射或折射的辐射束)所指示的那样。

在一些方面中，为了确定测量位置MLO处的高度水平，示例水平传感器LS还可以包括检测单元LSD，所述检测单元LSD包括检测光栅DGR、检测器DET(例如，光电探测器、相机)、以及用于处理检测器DET的输出信号的计算系统(例如，图11中示出的示例计算系统1100)。在一些方面中，检测光栅DGR的结构可以与投影光栅PGR的结构相同。在一些方面中，检测器DET可以产生指示所接收的光的强度或表示所接收的强度的空间分布的检测器输出信号。检测器DET可以包括一个或更多个检测器类型的任何组合，如光电探测器、成像装置、相机、干涉仪或其它合适的装置、结构或其组合。

在一些方面中，借助于三角测量技术，计算系统可以确定在测量位置MLO处的高度水平。所检测的高度水平可以与由检测器DET测量的信号强度相关。在一些方面中，信号强度可以具有周期性，所述周期性部分地依赖于投影光栅PGR的设计和入射角ANG(例如，倾斜)。

在一些方面中(为了简洁起见未在图7中示出)，投影单元LSP和/或检测单元LSD可以包括沿经图案化的辐射束BF1和被反射的经图案化的束BE2的路径设置在投影光栅PGR与检测光栅DGR之间的一个或更多个光学结构，如透镜、棱镜、反射镜、分束器(例如，偏振分束器)、偏振器、偏振旋转器、光学晶体(例如，非线性光学晶体)、波片、窗口和光栅。

在一些方面中，可以省略所述检测光栅DGR，并且可以将所述检测器DET放置在所述检测光栅DGR所位于的位置处。在一些方面中，这样的配置可以提供对投影光栅PGR的图像的更直接的检测。在一些方面中，为了有效地覆盖所述衬底W的所述表面，可以将示例水平传感器LS配置成将测量束BE1的阵列投射到所述衬底W的所述表面上，由此生成覆盖较大测量范围的斑或测量区域MLO的阵列。

例如，在于2007年9月4日授权且题为“Level sensor for lithographicapparatus”的美国专利号7,265,364和于2010年1月12日授权且题为“Lithographicapparatus，leVel sensor，method of inspection，device manufacturing method，anddevice manufactured thereby”的美国专利号7,646,471中公开了各种示例高度传感器，通过引用将这些美国专利的每个专利的整体并入本文中。例如，在于2014年9月23日授权且题为“Level sensor arrangement for lithographic apparatus and devicemanufactuting method”的美国专利号8,842,293中公开了使用UV辐射代替可见光或红外辐射的示例高度传感器，通过引用将该美国专利的整个并入本文中。例如，在于2019年3月26日授权且题为“Level sensor，lithographic apparatus and device manufactutingmethod”的美国专利号10，241，425中公开了一种使用多元件检测器来检测和识别光栅图像的位置而不需要检测光栅的示例紧凑型高度传感器，通过引用将该美国专利的整体并入本文中。

图8是根据本发明的一些方面的示例性量测系统800的示意图。在一些方面中，可以使用下述项来实现示例量测系统800或其任何部分：关于参考图4A和图4B描述的示例量测系统400，参考图5描述的示例量测系统500，参考图6A、图6B、图6C、图6D、图6E、图6F和图6G描述的示例量测系统600，参考图7描述的示例量测系统700，参考图9描述的示例量测系统900，参考图10描述的示例量测系统1000，参考图12描述的示例计算系统1200所描述的结构、部件、特征或技术中的任一个；任何其它合适的结构、部件、特征或技术；其任何部分；或其任何组合。

如图8中示出的，示例量测系统800可以包括对准和/或量测照射系统802和水平传感器照射系统804。在一些方面中，由示例量测系统800利用的每个波长带可以使自己的照射器具有其自己的入射角(例如，相对于表面法线886)，以确保所有照射器在相同位置(例如，区890)处照射衬底892。在一些方面中，示例量测系统800可以集成激光源、移相器、光发射器、衰减器、和用于相位控制的电子电路。在一些方面中，示例量测系统800可以实现更快的对准测量，并且使用基于较小照射器的并行测量来利用较小的对准标记。

对准和/或量测照射系统802可以包括多个对准或量测照射器(诸如对准照射器802A和802B)，所述多个对准或量测照射器被配置成用呈第一入射角872A的第一辐射束882A和呈第二入射角872B的第二辐射束882B来照射衬底892的表面的区890。在一些方面中，第一辐射束882A和第二辐射束882B都可以具有波长λa。在一些方面中，示例量测系统800可以基于响应于用第一辐射束882A和第二辐射束882B照射区890而从区890衍射的辐射产生水平信号。

水平传感器照射系统804可以包括多个水平传感器照射器(诸如水平传感器照射器804A和804B)，所述多个水平传感器照射器被配置成用呈第三入射角874A的第三辐射束884A和呈第四入射角874B的第四辐射束884B来照射衬底892的表面的区890。在一些方面中，第三辐射束884A和第四辐射束884B都可以具有波长λL。在一些方面中，示例量测系统800可以基于响应于用第三辐射束884A和第四辐射束884B照射区890而从区890衍射的辐射产生对准信号。

在一个说明性且非限制性示例中，示例量测系统800可以包括解复用器以将偏振和波长分成不同的单模波导。这些波导然后可以被分支成多个波导，其中相位调制器连接到每个所分支的波导。波导的分支阵列然后可以与全向发射器连接，所述全向发射器可以是波导琢面或反射镜或光栅。然后可以引导出射的光以在区890(例如，聚焦斑)处照射衬底892。随后，零阶反射束可以由在接收模式上工作的第二相位阵列收集。

图9是根据本发明的一些方面的示例性量测系统900的示意图。在一些方面中，可以使用下述项来实现示例量测系统900或其任何部分：关于参考图4A和图4B描述的示例量测系统400，参考图5描述的示例量测系统500，参考图6A、图6B、图6C、图6D、图6E、图6F和图6G描述的示例量测系统600，参考图7描述的示例量测系统700，参考图8描述的示例量测系统800，参考图10描述的示例量测系统1000，参考图12描述的示例计算系统1200所描述的结构、部件、特征或技术中的任一个；任何其它合适的结构、部件、特征或技术；其任何部分；或其任何组合。

如图9中示出的，示例量测系统900可以包括具有发射阵列904A和接收阵列904B的集成式水平传感器芯片901。透射阵列904A可以被配置成用处于或呈波长λ_L的辐射束984A来照射衬底992的表面。作为响应，接收阵列904B可以被配置成测量从衬底992的表面衍射的辐射。在一些方面中，改变集成式水平传感器芯片901与衬底992之间的距离会改变由接收阵列904B接收的功率，其中聚焦高度给出最高接收功率。

在一个说明性且非限制性示例中，当集成式水平传感器芯片901与衬底992之间的距离如衬底位置992A所示时，接收阵列904B可以测量第一衍射辐射束985A。当集成式水平传感器芯片901与衬底992之间的距离如衬底位置992B所示时，接收阵列904B可以测量第二衍射辐射束985B。当集成式水平传感器芯片901与衬底992之间的距离如衬底位置992C所示时，接收阵列904B可以测量第一衍射辐射束985C。第二衍射辐射束985B可以具有由接收阵列904B接收的最高功率，并且因此衬底位置992B可以被确定为聚焦高度。

另外或替代地，在一些方面(未描绘)中，示例量测系统900可以使用调频连续波(FMCW)。在这些方面中，发射阵列904A可以是频率扫描源即扫频源，并且接收阵列904B可以被放置成测量发射阵列904A的拍频，以获得对行进距离的更准确的测量。

图10是根据本发明的一些方面的示例性量测系统1000的示意图。在一些方面中，可以使用下述项来实现示例量测系统1000或其任何部分：关于参考图4A和图4B描述的示例量测系统400，参考图5描述的示例量测系统500，参考图6A、图6B、图6C、图6D、图6E、图6F和图6G描述的示例量测系统600，参考图7描述的示例量测系统700，参考图8描述的示例量测系统800，参考图10描述的示例量测系统1000，参考图12描述的示例计算系统1200所述描述的结构、部件、特征或技术中的任一个；任何其它合适的结构、部件、特征或技术；其任何部分；或其任何组合。

如图10中示出的，示例量测系统1000可以包括集成式水平传感器芯片1001，所述集成式水平传感器芯片具有电接触件1002、电接地1004、基板1006、可调谐电光层1008(具有可调谐折射率n的可调谐电光材料)、光学层1010、第一光栅波导1012和第二光栅波导1014。电接触件1002接收施加到可调电光层1008的电压，并且电接地1004使基板1006接地。

第一光栅波导1012如箭头1080指示的那样将光衍射到如由衍射辐射束1082和1084指示的正和负第一衍射阶。衍射辐射束1082击中基板1092的表面，并导致衍射辐射束1086行进到第二光栅波导1014。衍射辐射束1084击中基板1006的表面，并导致衍射辐射束1088行进到第二光栅波导1014。第二光栅波导1014收集衍射辐射束1086和1088，如箭头1090指示的。

在一些方面中，衍射辐射束1084被用作穿过由外部电压源控制的可调谐电光层1008中的电光材料的可调谐参考。电压的变化可以被用于找到第二光栅波导1014中的最大接收功率，并且因此路径长度和水平高度可以根据等式1来确定：

2L＝2n*d→ΔL＝Δn*d (1)

其中，2L是指衍射辐射束1082和1086行进的路径长度，n是指可调谐电光层1008的折射率，2n*d是指衍射辐射束1084和1088行进的路径长度。

使用离轴照射测量强度的示例过程

图11是根据本公开的一些方面或其部分的用于使用离轴照射来测量强度和相位的示例方法1100。可以由或根据本文中描述的任何系统、设备、部件、技术或其组合(如参考上面的图1至图10和下面的图12描述的那些)来执行参考示例方法1100描述的操作。

可选地，在可选的操作1102处，所述方法可以包括通过第一照射系统(例如，通过第一离轴照射系统或子系统)用第一辐射束以第一入射角来照射衬底的表面的区(例如，区490、590、690)。在一些方面中，第一辐射束可以包括离轴辐射束482A、484A、483B、485B、582、584、682A、682B、684A、684B、686A、686B、688A、688B、BE1、882A、882B、884A、884B、984A、1082、1084中的一个，或任何其它合适的辐射束或光子组。在一些方面，用第一辐射束照射所述区可以使用合适的机械或其它方法来实现，并且包括根据参考上面图1至图10和下面图12描述的任何方面或方面的组合，用第一辐射束来照射所述区。

在操作1104处，所述方法可以包括通过第一检测系统(例如，通过轴上检测系统或子系统，或者通过第一离轴检测系统或子系统)测量第一衍射辐射束。在可选的操作1102处，第一衍射辐射束可以包括例如响应于用第一辐射束照射所述区而从所述区衍射的第一组光子。在一些方面中，第一衍射辐射束可以包括以下中的一个：沿轴上衍射辐射束路径486或696E传播的轴上衍射辐射束；轴上衍射辐射束596和597；轴上衍射辐射束696A、696B、696C和696D；离轴衍射辐射束482B、483A、484B和485A；离轴衍射辐射束583和585；离轴衍射辐射束683A、683B、685A、685B、687A、687B、689A和689B；被反射的经图案化的辐射束BE2；由示例量测系统800测量的任何衍射辐射；衍射辐射束985A、985B和985C；衍射辐射束1086和1088；或任何其它合适的衍射辐射束(例如，零阶衍射，+/-一阶衍射，+/-二阶衍射，等等)。在一些方面，第一衍射辐射束的测量可以使用合适的机械或其它方法来实现，并且包括根据参考上面图1至图10和下面图12描述的任何方面或方面的组合来测量第一衍射辐射束。

可选地，在可选的操作1106处，所述方法可以包括通过第二照射系统(例如，通过第二离轴照射系统或子系统)，用第二辐射束以第二入射角照射所述区。在一些方面中，第二辐射束可以包括离轴辐射束482A、484A、483B、485B、582、584、682A、682B、684A、684B、686A、686B、688A、688B、BE1、882A、882B、884A、884B、984A、1082、1084中的另一个，或任何其它合适的辐射束或光子组。在一些方面，用第二辐射束照射所述区可以使用合适的机械或其它方法来实现，并且包括根据参考上面图1至图10和下面图12描述的任何方面或方面的组合，用第二辐射束来照射所述区。

在操作1108处，所述方法可以包括通过第二检测系统(例如，通过轴上检测系统或子系统，或者通过第二离轴检测系统或子系统)测量第二衍射辐射束。在可选的操作1108处，第二衍射辐射束可以包括例如响应于用第二辐射束照射所述区而从所述区衍射的第二组光子。在一些方面中，第二衍射辐射束可以包括以下中的另一个：沿轴上衍射辐射束路径486或696E传播的轴上衍射辐射束；轴上衍射辐射束596和597；轴上衍射辐射束696A、696B、696C和696D；离轴衍射辐射束482B、483A、484B和485A；离轴衍射辐射束583和585；离轴衍射辐射束683A、683B、685A、685B、687A、687B、689A和689B；被反射的经图案化的辐射束BE2；由示例量测系统800测量的任何衍射辐射；衍射辐射束985A、985B和985C；衍射辐射束1086和1088；或任何其它合适的衍射辐射束(例如，零阶衍射，+/-一阶衍射，+/-二阶衍射，等等)。在一些方面，第二衍射辐射束的测量可以使用合适的机械或其它方法来实现，并且包括根据参考上面图1至图10和下面图12描述的任何方面或方面的组合来测量第二衍射辐射束。

在操作1110处，所述方法可以包括由控制器(例如，检测系统或子系统、控制器566、示例计算系统1200)基于所测量的第一衍射辐射束和所测量的第二衍射辐射束来产生电子信号。在一些方面中，电子信号可以指示所述区的测量数据。在一些方面中，电子信号可以指示第一衍射辐射束与第二衍射辐射束之间的强度差(例如，基于零阶衍射)。在一些方面中，电子信号可以指示第一衍射辐射束与第二衍射辐射束之间的强度差和/或相位差(例如，基于一阶衍射)。在一些方面中，电子信号可以指示衬底的表面的区的对准。例如，产生电子信号可以包括由控制器基于电子信号产生所述区的水平数据。在另一示例中，另外或替代地，所述区可以包括一组对准标记，并且产生所述电子信号可以包括由控制器基于所述电子信号产生关于所述一组对准标记的对准标记变形数据。在一些方面，电子信号的产生可以使用合适的机械或其它方法来实现，并且包括根据参考上面图1至图10和下面图12描述的任何方面或方面的组合来产生电子信号。

在一个说明性且非限制性的示例中，在操作1104处测量所述第一衍射辐射束可以包括：由轴上检测系统或子系统响应于用所述第一辐射束照射所述区而测量零阶衍射；在操作1108处测量第二衍射辐射束可以包括由轴上检测系统或子系统响应于用第二辐射束照射所述区而测量零阶衍射；以及在操作1110处产生电子信号可以包括由控制器基于所测量的第一衍射辐射束与所测量的第二衍射辐射束之间的强度差来产生强度不平衡性信号，以确定水平数据和基于水平数据的校正。在另一说明性且非限制性的示例中，另外或替代地，在操作1104处测量所述第一衍射辐射束可以包括：由第一离轴检测系统或子系统响应于用所述第一辐射束照射所述区而测量一阶衍射；在操作1108处测量第二衍射辐射束可以包括由第二离轴检测系统或子系统响应于用第二辐射束照射所述区而测量一阶衍射；以及在操作1110处产生电子信号可以包括由控制器基于所测量的第一衍射辐射束与所测量的第二衍射辐射束之间的强度差和/或相位差来产生强度对准信号，以确定对准数据(例如，不对称性标记变形数据)和基于对准数据的校正。

示例计算系统

可以以硬件、固件、软件或其任何组合来实施本公开的各方面。本公开的各方面也可以被实施为存储在机器可读介质上的可以由一个或更多个处理器读取和执行的指令。机器可读介质可以包括用于以能够由机器(例如，计算装置)读取的形式存储或传输信息的任何机构。例如，机器可读磁存储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；闪速存储装置；电学、光学、声学或其它形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)等等。另外，本文中，可以将固件、软件、例程、指令及其组合描述为执行某些动作。然而，应理解，这样的描述仅是为了方便，并且这些动作实际上由计算装置、处理器、控制器、或执行固件、软件、例程、指令或其组合的其它装置产生，并且这样做可以使致动器或其它装置(例如，伺服马达、机器人装置)与实体世界相互作用。

例如，可以使用一个或更多个计算系统(诸如图12中示出的示例计算系统1200)来实现各个方面。示例计算系统1200可以是能够执行本文中描述的功能的专用计算机，如：参考图4描述的示例量测系统400，参考图5描述的示例量测系统500；参考图6A、图6B、图6C、图6D、图6E、图6F和图6G描述的示例量测系统600；参考图7描述的示例量测系统700；参考图8描述的示例量测系统800；参考图9描述的示例量测系统900；参考图10描述的示例量测系统1000；任何其它合适的系统、子系统或部件；或其任何组合。示例计算系统1200包括一个或更多个处理器(也被称为中央处理单元或CUP)，如处理器1204。处理器1204被连接到通信基础设施1206(例如，总线)。示例计算系统1200还可以包括用户输入/输出装置1203，如通过用户输入/输出接口1202与通信基础设施1206通信的监视器、键盘、定点装置等。示例计算系统1200还可以包括主存储器1208(例如，一个或更多个主存储装置)，如随机存取存储器(RAM)。主存储器1208可以包括一级或更多级高速缓存。主存储器1208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1200还可以包括辅助存储器1210(例如，一个或更多个辅助存储装置)。辅助存储器1210可以包括例如硬盘驱动器1212和/或可移除存储驱动器1214。可移除储存驱动器1214可以是软盘驱动器、磁带驱动器、高密度磁盘驱动器、光学存储装置、磁带备份装置和/或任何其它存储装置/驱动器。

可移除储存驱动器1214可以与可移除存储单元1218相互作用。可移除存储单元1218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装置。可移除存储单元1218可以是软盘、磁带、高密度磁盘、DVD、光学存储盘和/或任何其它计算机数据存储装置。可移除存储驱动器1214从可移除存储单元1218读取和/或写入。

根据一些方面，辅助存储器1210可以包括用于允许计算机程序和/或其它指令和/或数据由示例计算系统1200存取的其它装置、工具或其它方法。这样的装置、工具或其它方法可以包括例如可移除存储单元1222和接口1220。所述可移除存储单元1222和所述接口1220的示例可以包括程序盒和盒式接口(诸如在视频游戏装置中发现的)、可移除存储芯片(诸如EPROM或PROM)和相关联的插座、记忆棒和USB端口、存储卡和相关的存储卡插槽、和/或任何其它可移除存储单元和相关的接口。

示例计算系统1200还可以包括通信接口1224(例如，一个或更多个网络接口)。通信接口1224使得示例计算系统1200能够与远程装置、远程网络、远程实体等(单独地和统称为远程装置1228)的任何组合进行通信和交互。例如，通信接口1224可以允许示例计算系统1200通过通信路径1226与远程装置1228通信，所述通信路径可以是有线和/或无线的，并且可以包括LAN、WAN、互联网等的任何组合。控制逻辑、数据或这两者可以经由通信路径1226传输到示例计算系统1200和从其传输。

本公开的前述方面中的操作可以以各种各样的配置和架构来实现。因此，前述方面中的一些或全部操作可以在硬件、软件或这两者中执行。在一些方面中，包括具有其上存储有控制逻辑(软件)的有形计算机可用或可读介质的有形的非暂时性设备或制品在本文中也被称为计算机程序产品或程序存储装置。这包括但不限于示例计算系统1200、主存储器1208、辅助存储器1210、以及可移除存储单元1218和1222，以及包含先前任一组合的有形制品。这样的控制逻辑当由一个或更多个数据处理装置(诸如，示例计算系统1200)执行时使这样的数据处理装置如本文中描述的那样操作。

基于本公开中包含的教导，相关领域技术人员将明白如何使用除了图12中示出的之外的数据处理装置、计算机系统和/或计算机体系结构来制作和使用本公开的方面。特别地，本公开的各方面可以与除了本文描述的那些内容之外的软件、硬件和/或操作系统实现方式一起操作。

可以使用以下方面进一步描述实施例：

1.一种量测系统，包括：

第一照射系统，所述第一照射系统被配置成：

产生处于第一波长的第一辐射束，和

以第一入射角朝向衬底的表面的区发射所述第一辐射束；

第二照射系统，所述第二照射系统被配置成：

产生处于第二波长的第二辐射束，和

以第二入射角朝向所述区发射所述第二辐射束；

第一检测系统，所述第一检测系统被配置成：

测量第一衍射辐射束，所述第一衍射辐射束处于第一波长并且响应于所述第一辐射束对所述区的第一照射而以第一衍射角从所述区衍射，和

基于所述第一衍射辐射束产生第一测量信号；

第二检测系统，所述第二检测系统被配置成：

测量第二衍射辐射束，所述第二衍射辐射束处于第二波长并且响应于所述第二辐射束对所述区的第二照射而以第二衍射角从所述区衍射，和

基于所述第二衍射辐射束产生第二测量信号；以及

控制器，所述控制器被配置成：

基于所述第一测量信号和所述第二测量信号产生电子信号。

2.根据方面1所述的量测系统，其中，所述第二波长约等于所述第一波长。

3.根据方面1所述的量测系统，其中，所述第二波长不同于所述第一波长。

4.根据方面1所述的量测系统，其中，所述第二入射角约等于所述第一入射角。

5.根据方面1所述的量测系统，其中，所述第二入射角不同于所述第一入射角。

6.根据方面1所述的量测系统，其中：

第一二维平面包括所述第一辐射束和第二辐射束；

第二二维平面包括所述第一衍射辐射束和第二衍射辐射束；并且

所述第一二维平面与所述第二二维平面之间的二面角是非零的。

7.根据方面1所述的量测系统，其中，所述区的面积为约1.0平方毫米。

8.根据方面1所述的量测系统，其中：

所述第一衍射辐射束指示响应于所述第一辐射束对所述区的所述第一照射的零阶衍射；并且

所述第二衍射辐射束指示响应于所述第二辐射束对所述区的所述第二照射的零阶衍射。

9.根据方面1所述的量测系统，其中：

所述区包括一组对准标记；并且

所述控制器还被配置成基于所述电子信号产生关于所述一组对准标记的对准标记变形数据。

10.根据方面9所述的量测系统，其中，所述控制器还被配置成基于所述第一衍射辐射束与所述第二衍射辐射束之间的强度差来产生所述对准标记变形数据。

11.根据方面9所述的量测系统，其中：

所述区包括对准光栅结构的一部分；

所述对准光栅结构的所述一部分包括所述一组对准标记；并且

所述控制器还被配置成基于所述对准标记变形数据来确定所述对准光栅结构的对准位置。

12.根据方面11所述的量测系统，其中，所述控制器还被配置成基于所述对准标记变形数据来校正所述对准位置。

13.根据方面1所述的量测系统，其中：

所述量测系统包括耦合器；

所述耦合器被配置成：

经由光纤接收来自照射源的非相干辐射束；

将所述非相干辐射束的第一部分传输到所述第一照射系统；以及

将所述非相干辐射束的第二部分传输到所述第二照射系统；

所述第一照射系统被配置成：

接收所述非相干辐射束的所述第一部分；和

基于所述非相干辐射束的所述第一部分来产生所述第一辐射束，其中所述第一辐射束是处于所述第一波长的第一相干辐射束；并且

所述第二照射系统被配置成：

接收所述非相干辐射束的第二部分；和

基于所述非相干辐射束的所述第二部分来产生所述第二辐射束，其中所述第二辐射束是处于所述第二波长的第二相干辐射束。

14.根据方面1所述的量测系统，其中：

所述第一照射系统包括第一相位阵列；

所述第二照射系统包括第二相位阵列；

所述第一相位阵列被配置成将所述第一辐射束以所述第一入射角朝向所述区转向；并且

所述第二相位阵列被配置成将所述第二辐射束以所述第二入射角朝向所述区转向。

15.根据方面13所述的量测系统，其中：

所述第一相位阵列包括多个第一移相器；并且

所述第二相位阵列包括多个第二移相器。

16.根据方面1所述的量测系统，其中：

所述第一照射系统包括所述第二检测系统；并且

所述第二照射系统包括所述第一检测系统。

17.一种集成式光学装置，包括：

第一照射系统，所述第一照射系统被配置成：

产生处于第一波长的第一辐射束，和

以第一入射角朝向衬底的表面的区发射所述第一辐射束；

第二照射系统，所述第二照射系统被配置成：

产生处于第二波长的第二辐射束，和

以第二入射角朝向所述区发射所述第二辐射束；

第一检测系统，所述第一检测系统被配置成：

测量第一衍射辐射束，所述第一衍射辐射束处于第一波长并且响应于所述第一辐射束对所述区的第一照射而以第一衍射角从所述区衍射，和

基于所述第一衍射辐射束产生第一测量信号；

第二检测系统，所述第二检测系统被配置成：

测量第二衍射辐射束，所述第二衍射辐射束处于第二波长并且响应于所述第二辐射束对所述区的第二照射而以第二衍射角从所述区衍射，和

基于所述第二衍射辐射束产生第二测量信号；以及

控制器，所述控制器被配置成：

基于所述第一测量信号和所述第二测量信号产生电子信号。

18.根据方面17所述的集成式光学装置，其中：

所述区包括一组对准标记；并且

所述控制器还被配置成基于所述电子信号产生关于所述一组对准标记的对准标记变形数据。

19.一种方法，包括：

由第一照射系统用第一辐射束以第一入射角照射衬底的表面的区；

由第二照射系统用第二辐射束以第二入射角照射所述区；

响应于由所述第一辐射束照射所述区而由第一检测系统测量从所述区衍射的第一组光子；

响应于用第二辐射束对所述区的第二照射而由第二检测系统测量从所述区衍射的第二组光子；以及

由控制器基于所测量的第一组光子和所测量的第二组光子来产生电子信号。

20.根据方面19所述的方法，其中：

所述区包括一组对准标记；并且

产生对准标记变形数据包括由控制器基于所述电子信号来产生关于所述一组对准标记的对准标记变形数据。

虽然本文具体提及的是光刻设备在集成电路的制造中的使用，但是，应理解，这里所述的光刻设备可以具有其它应用，例如集成光学系统的制造、磁畴存储器的引导和检测图案、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等。本领域技术人员将理解，在这种替代应用的上下文中，这里使用的任何术语“晶片”或“管芯”可以被认为分别与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。可以在曝光之前或之后在例如跟踪单元(将抗蚀剂层施加到衬底并使曝光的抗蚀剂显影的工具)、量测单元和/或检查单元中处理本文中提到的衬底。在适用的情况下，可以将本文的公开内容应用于这种和其它衬底处理工具。另外，可以将衬底处理一次以上，例如以产生多层IC，使得本文中所使用的术语衬底也可以指已经包含多个经处理的层的衬底。

应理解，本文中的措辞或术语是出于描述而非限制性目的，使得本说明书中的术语或措辞将由相关领域技术人员按照本文中的教导来解释。

如本文中使用的术语“衬底”描述其上添加有各材料层的材料。在一些方面中，所述衬底本身可以被图案化，并且添加在其顶部的材料也可以被图案化，或者可以保持不被图案化。

这里公开的示例是本公开的实施例的说明性但非限制性的示例。相关领域技术人员将明白，对本领域中通常遇到的各种条件和参数的其它合适的修改和适应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中，但将理解，这些方面可以以除所描述的以外的方式来实践。本说明书不旨在限制本公开的实施例。

将理解，具体实施方式部分而不是背景技术、发明内容和说明书摘要部分，被意图用于解释权利要求。如由发明者考虑到的那样，发明内容部分和说明书摘要部分可以阐明一个或更多个而不是所有示例实施例，并且因此不旨在以任何方式限制本实施例和随附权利要求。

上文已经借助于图示出指定功能的实施方式及其相互关系的功能性构件块描述了本公开的一些方面。为了描述方便，在本文中已经任意地限定了这些功能性构造块的边界。只要适当地执行指定功能及其关系，就可以定义替换的边界。

本公开的具体方面的前述描述将如此充分地揭示这些方面的一般性质，在不背离本公开的总体构思且不进行过度实验的情况下，其他人可以通过应用本领域技术范围内的知识而容易地修改和/或适应例如这些具体方面的各种应用。因此，基于本文中提出的教导和指导，这样的适应和修改旨在落入所公开的方面的等同物的含义和范围内。

本公开的广度和范围不应受到任何上文描述的示例方面的限制，而应仅由随附的权利要求及其等同物来限定。

Claims (18)

1.一种量测系统，包括：

第一照射系统，所述第一照射系统被配置成：

产生处于第一波长的第一辐射束，和

以第一入射角朝向衬底的表面的区发射所述第一辐射束；

第二照射系统，所述第二照射系统被配置成：

产生处于第二波长的第二辐射束，和

以第二入射角朝向所述区发射所述第二辐射束；

第一检测系统，所述第一检测系统被配置成：

测量第一衍射辐射束，所述第一衍射辐射束处于第一波长并且响应于所述第一辐射束对所述区的第一照射而以第一衍射角从所述区衍射，和

基于所述第一衍射辐射束产生第一测量信号；

第二检测系统，所述第二检测系统被配置成：

测量第二衍射辐射束，所述第二衍射辐射束处于第二波长并且响应于所述第二辐射束对所述区的第二照射而以第二衍射角从所述区衍射，和

基于所述第二衍射辐射束产生第二测量信号；以及

控制器，所述控制器被配置成：

基于所述第一测量信号和所述第二测量信号产生电子信号。

2.根据权利要求1所述的量测系统，其中，所述第二波长约等于所述第一波长。

3.根据权利要求1所述的量测系统，其中，所述第二波长不同于所述第一波长。

4.根据权利要求1所述的量测系统，其中，所述第二入射角约等于所述第一入射角。

5.根据权利要求1所述的量测系统，其中，所述第二入射角不同于所述第一入射角。

6.根据权利要求1所述的量测系统，其中：

第一二维平面包括所述第一辐射束和第二辐射束；

第二二维平面包括所述第一衍射辐射束和第二衍射辐射束；并且

所述第一二维平面与所述第二二维平面之间的二面角是非零的。

7.根据权利要求1所述的量测系统，其中，所述区的面积为约1.0平方毫米。

8.根据权利要求1所述的量测系统，其中：

所述第一衍射辐射束指示响应于所述第一辐射束对所述区的所述第一照射的零阶衍射；并且

所述第二衍射辐射束指示响应于所述第二辐射束对所述区的所述第二照射的零阶衍射。

9.根据权利要求1所述的量测系统，其中：

所述区包括一组对准标记；并且

所述控制器还被配置成基于所述电子信号产生关于所述一组对准标记的对准标记变形数据。

10.根据权利要求9所述的量测系统，其中，所述控制器还被配置成基于所述第一衍射辐射束与所述第二衍射辐射束之间的强度差来产生所述对准标记变形数据。

11.根据权利要求9所述的量测系统，其中：

所述区包括对准光栅结构的一部分；

所述对准光栅结构的所述一部分包括所述一组对准标记；并且

所述控制器还被配置成基于所述对准标记变形数据来确定所述对准光栅结构的对准位置。

12.根据权利要求11所述的量测系统，其中，所述控制器还被配置成基于所述对准标记变形数据来校正所述对准位置。

13.根据权利要求1所述的量测系统，其中：

所述量测系统包括耦合器；

所述耦合器被配置成：

经由光纤接收来自照射源的非相干辐射束；

将所述非相干辐射束的第一部分发射到所述第一照射系统；以及

将所述非相干辐射束的第二部分发射到所述第二照射系统；所述第一照射系统被配置成：

接收所述非相干辐射束的所述第一部分；和

基于所述非相干辐射束的所述第一部分来产生所述第一辐射束，其中所述第一辐射束是处于所述第一波长的第一相干辐射束；并且

所述第二照射系统被配置成：

接收所述非相干辐射束的第二部分；和

基于所述非相干辐射束的所述第二部分来产生所述第二辐射束，其中所述第二辐射束是处于所述第二波长的第二相干辐射束。

14.根据权利要求1所述的量测系统，其中：

所述第一照射系统包括第一相位阵列；

所述第二照射系统包括第二相位阵列；

所述第一相位阵列被配置成将所述第一辐射束以所述第一入射角朝向所述区转向；并且

所述第二相位阵列被配置成将所述第二辐射束以所述第二入射角朝向所述区转向。

15.根据权利要求13所述的量测系统，其中：

所述第一相位阵列包括多个第一移相器；并且

所述第二相位阵列包括多个第二移相器。

16.根据权利要求1所述的量测系统，其中：

所述第一照射系统包括所述第二检测系统；并且

所述第二照射系统包括所述第一检测系统。

17.一种集成式光学装置，包括：

第一照射系统，所述第一照射系统被配置成：

产生处于第一波长的第一辐射束，和

以第一入射角朝向衬底的表面的区发射所述第一辐射束；

第二照射系统，所述第二照射系统被配置成：

产生处于第二波长的第二辐射束，和

以第二入射角朝向所述区发射所述第二辐射束；

第一检测系统，所述第一检测系统被配置成：

测量第一衍射辐射束，所述第一衍射辐射束处于第一波长并且响应于所述第一辐射束对所述区的第一照射而以第一衍射角从所述区衍射，和

基于所述第一衍射辐射束产生第一测量信号；

第二检测系统，所述第二检测系统被配置成：

测量第二衍射辐射束，所述第二衍射辐射束处于第二波长并且响应于所述第二辐射束对所述区的第二照射而以第二衍射角从所述区衍射，和

基于所述第二衍射辐射束产生第二测量信号；以及

控制器，所述控制器被配置成：

基于所述第一测量信号和所述第二测量信号产生电子信号。

18.根据权利要求17所述的集成式光学装置，其中：

所述区包括一组对准标记；并且

所述控制器还被配置成基于所述电子信号产生关于所述一组对准标记的对准标记变形数据。