TW201740215A - 檢測方法、檢測裝置及照明方法及裝置 - Google Patents

檢測方法、檢測裝置及照明方法及裝置

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弗拉斯 德克 艾伍德 布恩薩哲
史堤芬 密卻爾 懷特
卡傑德 希傑布蘭 艾德華 艾奇瑪
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荷蘭Ｖｕ基金會
荷蘭阿姆斯特丹大學
荷蘭基金會科研院所
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Abstract

本發明提供一種檢測裝置，在該檢測裝置中，表面上的一目標係運用包含第一照明分量及第二照明分量之照明輻射來照明。該等照明分量在該表面上形成一或多個週期性照明圖案。針對該等照明分量中之至少一者的一可控制特性之許多值，在一偵測器處捕捉在由該目標散射之後由該照明輻射形成的複數個經散射輻射圖案。該經捕捉輻射接著用以重新建構描述該目標之資料。

Description

檢測方法、檢測裝置及照明方法及裝置
本發明係關於可用於獲取描述目標結構之資料的檢測裝置及方法。舉例而言，裝置及方法可用於藉由微影技術來製造器件。裝置及方法亦可用以獲取描述非週期性目標(諸如生物結構或樣本)之資料。本發明進一步係關於一種用於此裝置中之照明系統，且係關於使用微影技術來製造器件之方法。本發明又進一步係關於一種用於實施此等方法之電腦程式產品。
微影裝置為將所要之圖案施加至基板上(通常施加至基板之目標部分上)之機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在彼情況下，圖案化器件(其被替代地稱作光罩或倍縮光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上的電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包括晶粒之部分、一個晶粒或若干晶粒)上。通常經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上來進行圖案之轉印。一般而言，單一基板將含有經順次地圖案化之鄰近目標部分的網路。 在微影程序中，需要頻繁地對所產生結構進行量測，(例如)以用於程序控制及驗證。用於進行此等量測之各種工具為吾人所知，包括常常用以量測臨界尺寸(CD)之掃描電子顯微鏡，及用以量測疊對(器件中兩個層之對準準確度)之特殊化工具。最近，已開發供微影領域中使用的各種形式之散射計。 然而，現代產品結構之尺寸如此小，而使得其不能藉由光學度量衡技術在可見波長下予以成像。舉例而言，小特徵包括藉由多重圖案化程序及/或間距倍增而形成之特徵。儘管掃描電子顯微法(SEM)能夠直接地解析此等現代產品結構，但SEM之耗時比光學量測之耗時多得多。 類似挑戰發生在成像生物結構(諸如，在微米或亞微米解析度下的胞元)時。成像生物結構之能力對研究胞狀結構及功能係至關重要的。成像在醫療診斷中發揮中心作用，為用於自活體檢查樣本識別許多疾病的病理學中之最高準則。 光學顯微法為用於生命科學成像之標準方法，因為可達成之解析度允許胞內結構之詳細視圖，同時視野可充分大以成像諸如胞狀網路及組織試樣之較大結構。可見/近紅外光顯微法之特定優點為光與胞元之低相互作用(亦即，低吸收)，以使得生物材料可在自身不受光顯著影響之情況下成像，同時可以高效率偵測光以使得可使用低強度。 由於胞元非常透光，因此病理學之影像對比度通常由具有吸收光譜之特定部分的物質的染色胞元提供，從而產生色彩吸收對比度。 本發明者已考慮與同所關注產品結構相當之波長之輻射組合的相干繞射成像(CDI)之技術是否可應用於對現代器件結構之缺陷偵測。CDI亦稱為無透鏡成像，此係由於不存在對於用以聚焦物件之影像的實體透鏡或鏡的需要。自經捕捉光場合成地計算所要影像。用於CDI之各種技術在M.W. Zürch之描述在EUV波長下之無透鏡成像為「High-Resolution Extreme Ultraviolet Microscopy」(Springer Theses, DOI 10.1007/978-3-319-12388-2_1)的博士論文中描述用於CDI之各種技術。特定類型之CDI為疊層成像(ptychography)，其被描述於(例如) Phase Focus Limited公司及University of Sheffield之公開專利申請案US 2010241396及美國專利7,792,246、8,908,910、8,917,393、8,942,449、9,029,745中。D. Claus等人在如下論文中提供對疊層成像的簡介：「Ptychography: a novel phase retrieval technique, advantages and its application」Proc. SPIE 8001, International Conference on Applications of Optics and Photonics, 800109 (2011年7月26日)；doi:10.1117/12.893512。在疊層成像中，運用在順次捕捉之間稍微移動之照明場自複數個經捕捉影像擷取相位資訊。照明場之間的重疊允許相位資訊及3D影像之重新建構。亦可考慮其他類型之CDI。 疊層成像之成功使用需要待滿足的許多要求。首先，用以照明目標的輻射光點之大小必須被非常精確地控制以便僅僅照明目標之部分。此通常藉由使用具有高數值孔徑(NA)之光學元件而進行。然而，此可為具有挑戰性且昂貴地，尤其對於在極紫外線(EUV)波長下的輻射。替代地，可使用小孔徑。然而，此導致輻射通量的大損失，此係不合需要的。詳言之，如上文所描述，生物材料係在低輻射強度下成像以避免材料受輻射影響。輻射通量的大損失可使得此等方法對於生物成像用途不可行。 第二要求為輻射光束相對於目標之橫向位移需要被準確地知曉及控制。此需要光學系統及目標之相對位置被精確地控制。此增加系統之複雜度及成本。可進一步增加系統之實體空間要求，此係不合需要的。 作為有限輻射光點之使用的替代方案，已提議結構化照明圖案。然而，尤其對於運用EUV波長之輻射，此需要產生具有小特徵大小的多個相干輻射圖案。又，此需要使用光學組件，該等光學組件必須被小心地定位及維持。
根據本發明之第一態樣，提供一種用於獲取描述表面上之目標的資料之方法，該方法包含： (i)提供照明輻射，其中該照明輻射包含至少一個照明輻射光束，且其中至少一個照明輻射光束中的每一者包含第一照明分量及第二照明分量，第一照明分量或第二照明分量中的每一者中之至少一者具有可控制特性； (ii)運用至少一個照明輻射光束照明目標以使得每一第一照明分量及每一對應第二照明分量形成週期性照明圖案； (iii)針對可控制特性之至少一個值捕捉在由目標散射之後由照明輻射形成的至少一個經散射輻射圖案；及 基於至少一個經散射圖案重新建構描述目標之資料。 經重新建構資料可(例如)用以重新建構目標之影像。以此方式，本發明使能夠自目標之一組干涉圖案照明進行穩固影像重新建構。修改干涉圖案(例如，改變圖案之相位)可藉由使用諸如電光調變器或光纖移相器之主動組件而實現。換言之，不需要目標、輻射源或輻射路徑中之光學組件中之任一者的機械移動。與疊層成像之其他實施相比，此實現較快及較容易資料獲取，疊層成像通常使用機械致動機制(諸如樣本/基板載物台掃描或輻射光束轉向)。在微影程序中，減少量測時間直接增加微影系統之生產率。類似地，出於成像生物結構的目的，系統的減少之複雜度及增加之穩固性極大地增加系統之實用性。 在一些實施例中，照明輻射可包含第一照明輻射光束，該光束之第二照明分量具有可控制特性，且方法可進一步包含針對可控制特性之複數個值中的每一者重複步驟(i)至(iii)。 在一些實施例中，照明輻射可包含複數個照明輻射光束，每一照明輻射光束的第一照明分量及第二照明分量具有可控制特性，且該複數個照明輻射光束中的每一者可對應於可控制特性之特定值。 根據本發明之第二態樣，提供一種用於照明表面上之目標的方法，該方法包含： 運用照明輻射照明表面上的目標，其中照明輻射包含至少一個照明輻射光束，該照明輻射光束包含第一照明分量及第二照明分量， 其中每一第一照明分量及每一對應第二照明分量在表面上形成週期性照明圖案，且 其中第一照明分量及第二照明分量中的每一者中之至少一者具有可控制特性；及 控制至少一個第一照明分量及第二照明分量中之每一者的可控制特性之值。 本發明進一步提供包含用於實施如上文所闡述方法之構件的照明裝置。 本發明又進一步提供包含用於實施如上文所闡述方法的檢測裝置。 本發明又進一步提供包含如上文所闡述之檢測裝置的微影裝置。 本發明又進一步提供一種製造器件之方法，其中器件特徵及度量衡目標係藉由微影程序形成於一系列基板上，其中一或多個經處理基板上的度量衡目標之屬性係藉由如上文所闡述方法來量測，且其中經量測屬性用以調整微影程序之參數以用於另外基板之處理。 本發明又進一步提供一種含有用於實施根據如上文所闡述的本發明之方法中之重新建構或控制步驟的機器可讀指令之一或多個序列的電腦程式產品。 本發明又進一步提供一種微影系統，其包含： 一微影裝置，其包含經配置以照明圖案之照明光學系統，及經配置以將圖案之影像投影至基板上的投影光學系統；及 一如上文所闡述之檢測裝置， 其中該微影裝置經配置以使用藉由檢測裝置計算之一或多個參數以將圖案施加至另外基板。 下文參看隨附圖式來詳細地描述本發明之另外態樣、特徵及優點，以及本發明之各種實施例的結構及操作。應注意，本發明不限於本文所描述之特定實施例。本文中僅出於繪示性目的而呈現此等實施例。基於本文中所含有之教示，額外實施例對於熟習相關技術者而言將為顯而易見的。
在詳細地描述本發明之實施例之前，有指導性的是呈現可供實施本發明之實施例之實例環境。 圖1示意性地描繪微影裝置LA。該裝置包括：照明系統(照明器) IL，其經組態以調節輻射光束B (例如，UV輻射或DUV輻射)；圖案化器件支撐件或支撐結構(例如，光罩台) MT，其經建構以支撐圖案化器件(例如，光罩) MA，且連接至經組態以根據某些參數來準確地定位圖案化器件之第一定位器PM；兩個基板台(例如，晶圓台) WTa及WTb，其各自經建構以固持基板(例如，抗蝕劑塗佈晶圓) W，且各自連接至經組態以根據某些參數來準確地定位基板之第二定位器PW；及投影系統(例如，折射投影透鏡系統) PS，其經組態以將由圖案化器件MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分C (例如，包括一或多個晶粒)上。參考框架RF連接各個組件，且充當用於設定及量測圖案化器件及基板之位置以及圖案化器件及基板上之特徵之位置的參考。 照明系統可包括用於導向、塑形或控制輻射的各種類型之光學組件，諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型之光學組件，或其任何組合。 圖案化器件支撐件以取決於圖案化器件之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如，圖案化器件是否被固持於真空環境中)之方式來固持圖案化器件。圖案化器件支撐件可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術以固持圖案化器件。圖案化器件支撐件MT可為(例如)框架或台，其可視需要而固定或可移動。圖案化器件支撐件可確保圖案化器件(例如)相對於投影系統處於所要位置。 本文中所使用之術語「圖案化器件」應被廣泛地解譯為係指可用以在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以便在基板之目標部分中產生圖案的任何器件。應注意，舉例而言，若被賦予至輻射光束之圖案包括相移特徵或所謂輔助特徵，則該圖案可不確切地對應於基板之目標部分中之所要圖案。一般而言，被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中所產生之器件(諸如，積體電路)中之特定功能層。 如此處所描繪，裝置屬於透射類型(例如，採用透射圖案化器件)。替代地，裝置可屬於反射類型(例如，使用如上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列，或使用反射性光罩)。圖案化器件之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列及可程式化LCD面板。可認為本文中對術語「倍縮光罩」或「光罩」之任何使用皆與更一般之術語「圖案化器件」同義。術語「圖案化器件」亦可被解譯為係指以數位形式儲存用於控制此可程式化圖案化器件之圖案資訊的器件。 本文所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解譯為涵蓋適於所使用之曝光輻射或適於諸如浸潤液體之使用或真空之使用之其他因素的任何類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射、磁性、電磁及靜電光學系統，或其任何組合。可認為本文對術語「投影透鏡」之任何使用皆與更一般術語「投影系統」同義。 微影裝置亦可屬於如下類型：其中基板之至少一部分可由具有相對高折射率之液體(例如，水)覆蓋，以便填充投影系統與基板之間的空間。亦可將浸潤液體施加至微影裝置中之其他空間，例如，光罩與投影系統之間的空間。浸潤技術在此項技術中被熟知用於增大投影系統之數值孔徑。 在操作中，照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當源為準分子雷射時，源與微影裝置可為分離實體。在此等狀況下，不認為源形成微影裝置之部件，且輻射光束係憑藉包括(例如)合適導向鏡面及/或光束擴展器之光束遞送系統BD而自源SO傳遞至照明器IL。在其他狀況下，舉例而言，當源為水銀燈時，源可為微影裝置之整體部件。源SO及照明器IL連同光束遞送系統BD在需要時可被稱為輻射系統。 照明器IL可(例如)包括用於調整輻射光束之角強度分佈之調整器AD、積光器IN及聚光器CO。照明器可用以調節輻射光束，以在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。 輻射光束B入射於被固持於圖案化器件支撐件MT上之圖案化器件MA上，且係藉由該圖案化器件而圖案化。在已橫穿圖案化器件(例如，光罩) MA之後，輻射光束B傳遞通過投影系統PS，該投影系統PS將該束聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器PW及位置感測器IF (例如，干涉量測器件、線性編碼器、2D編碼器或電容式感測器)，可準確地移動基板台WTa或WTb，(例如)以便使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中。類似地，第一定位器PM及另一位置感測器(其未在圖1中被明確地描繪)可用以(例如)在自光罩庫之機械擷取之後或在掃描期間相對於輻射光束B之路徑來準確地定位圖案化器件(例如，光罩) MA。 可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件(例如，光罩) MA及基板W。儘管如所說明之基板對準標記佔據專用目標部分，但該等標記可位於目標部分之間的空間中(此等標記被稱為切割道對準標記)。類似地，在多於一個晶粒提供於圖案化器件(例如，光罩) MA上之情形中，光罩對準標記可位於晶粒之間。小對準標記亦可在器件特徵當中包括於晶粒內，在此狀況下，需要使該等標記儘可能地小且相比於鄰近特徵無需任何不同成像或程序條件。下文中進一步描述偵測對準標記之對準系統。 可在多種模式中使用所描繪裝置。在掃描模式中，在被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上的同時同步地掃描圖案化器件支撐件(例如，光罩台) MT及基板台WT (亦即，單次動態曝光)。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台WT相對於圖案化器件支撐件(例如，光罩台) MT之速度及方向。在掃描模式中，曝光場之最大大小限制單次動態曝光中之目標部分的寬度(在非掃描方向上)，而掃描運動之長度判定目標部分之高度(在掃描方向上)。如在此項技術中為吾人所熟知，其他類型之微影裝置及操作模式係可能的。舉例而言，步進模式為吾人所知。在所謂「無光罩」微影中，使可程式化圖案化器件保持靜止，但具有改變之圖案，且移動或掃描基板台WT。 亦可使用對上文所描述之使用模式之組合及/或變化或完全不同之使用模式。 微影裝置LA屬於所謂雙載物台類型，其具有兩個基板台WTa、WTb以及兩個站-曝光站EXP及量測站MEA-在該兩個站之間可交換基板台。在曝光站處曝光一個基板台上之一個基板的同時，可在量測站處將另一基板裝載至另一基板台上且進行各種預備步驟。此情形實現裝置之產出率之相當大增加。預備步驟可包括使用位階感測器LS來映射基板之表面高度輪廓，及使用對準感測器AS來量測基板上之對準標記之位置。若位置感測器IF在其處於量測站以及處於曝光站時不能夠量測基板台之位置，則可提供第二位置感測器以使能夠在兩個站處追蹤基板台相對於參考框架RF之位置。代替所展示之雙載物台配置，其他配置為吾人所知且可用。舉例而言，提供基板台及量測台之其他微影裝置為吾人所知。此等基板台及量測台在執行預備量測時銜接在一起，且接著在基板台經歷曝光時不銜接。 如圖2所展示，微影裝置LA形成微影製造單元LC (有時亦被稱作叢集)之部件，微影製造單元LC亦包括用以對基板執行曝光前程序及曝光後程序之裝置。習知地，此等裝置包括用以沈積抗蝕劑層之旋塗器SC、用以顯影經曝光抗蝕劑之顯影器DE、冷卻板CH及烘烤板BK。基板處置器或機器人RO自輸入/輸出通口I/O1、I/O2拾取基板、在不同程序裝置之間移動基板，且將基板遞送至微影裝置之裝載匣LB。常常被集體地稱作塗佈顯影系統(track)之此等器件係在塗佈顯影系統控制單元TCU之控制下，塗佈顯影系統控制單元TCU自身受到監督控制系統SCS控制，監督控制系統SCS亦經由微影控制單元LACU控制微影裝置。因此，不同裝置可經操作以最大化產出率及處理效率。接著將由塗佈顯影系統處理之基板轉移至其他處理工具以用於在器件製造程序內進行蝕刻及其他化學或物理處理。 微影裝置控制單元LACU控制所描述之各種致動器及感測器之所有移動及量測。LACU亦包括用以實施與裝置之操作相關之所要計算的信號處理及資料處理能力。在序言及申請專利範圍之術語中，此等處理及控制功能之組合被簡單地被稱作「控制器」。實務上，控制單元LACU將被實現為許多子單元之系統，每一子單元處置裝置內之一子系統或組件之即時資料獲取、處理及控制。舉例而言，一個處理子系統可專用於基板定位器PW之伺服控制。分離單元甚至可處置粗略致動器及精細致動器，或不同軸線。另一單元可能專用於位置感測器IF之讀出。裝置之總控制可受到中央處理單元控制，中央處理單元與此等子系統處理單元通信、與操作者通信，且與微影製造程序中涉及之其他裝置通信。 圖3以示意性形式繪示用於圖2之度量衡系統MET中之檢測裝置400。此裝置用於以在極UV (EUV)及軟x射線(SXR)範圍內之波長下實施所謂的無透鏡成像。舉例而言，所使用之輻射可處於小於50奈米(視情況小於20奈米，或甚至小於5奈米或小於2奈米)之經選擇波長。 檢測裝置400包含EUV輻射源402、照明光學系統404、基板支撐件406、偵測器408及處理器410。源402包含(例如)基於高階諧波產生(HHG)技術之EUV輻射之產生器。此等源可購自(例如)美國科羅拉多州博爾德市(Boulder Colorado)之KMLabs (http://www.kmlabs.com/)。輻射源之主要組件為泵雷射420及HHG氣胞422。氣體供應件424將合適氣體供應至氣胞，其中該合適氣體視情況由電源426離子化。泵雷射可(例如)為具有光學放大器之以光纖為基礎之雷射，從而產生每脈衝持續小於1 ns(1奈秒)的紅外線輻射之脈衝，其中脈衝重複率視需要達至若干兆赫茲。典型脈衝持續時間可在子皮秒範圍內。波長可為(例如)大約1 μm (1微米)。將雷射脈衝作為輻射428之第一光束遞送至HHG氣胞422，其中將輻射之一部分轉換成較高頻率。經濾光輻射光束430包括具有所要EUV波長之相干輻射。出於相干繞射成像之目的之輻射應在空間上相干，但其可含有多個波長。若輻射亦為單色的，則可簡化無透鏡成像計算，但在運用HHG的情況下較易於產生具有若干波長之輻射。此等情形為設計選擇問題，且甚至可為同一裝置內之可選擇選項。可提供一或多個濾光器件432。舉例而言，諸如鋁(Al)薄膜之濾光器可用以切斷基諧IR輻射以免進一步傳遞至檢測裝置中。可提供光柵以自氣胞中產生之波長當中選擇一或多個特定諧波波長。可在真空環境內含有輻射路徑中的一些或全部，應記住，所要EUV輻射在空氣中行進時會被吸收。輻射源402及照明光學件404之各種組件可為可調整的以在同一裝置內實施不同度量衡「配方(recipe)」。舉例而言，可使不同波長及/或偏振為可選擇的。 對於大容量製造應用，對合適的源之選擇將由成本及硬體大小導引，不僅由理論能力導引，且此處將HHG源選為實例。原則上可應用的其他類型之源亦可為可用的或在開發中。實例為同步加速器源、自由電子雷射(free electron laser；FEL)源及經濾光以電漿為基礎之源。取決於在檢測中之結構的材料，不同波長可提供至較低層中的所要位準之穿透以用於內埋式結構之成像。舉例而言，可使用高於4奈米或5奈米之波長。可使用高於12奈米之波長，此係由於此等波長展示尤其通過矽材料之較強穿透，且可自明亮的緊密HHG源得到。舉例而言，可使用在12奈米至16奈米範圍內之波長。替代地或另外，可使用亦展現良好穿透之較短波長。舉例而言，到實務源變得可用時，可使用短於2奈米之波長。因此可考慮在高於0.1奈米且低於50奈米之範圍內之波長，包括(例如) 1奈米至2奈米之範圍。該裝置可為單機器件，或併入於微影裝置LA或微影製造單元LC中。該裝置亦可整合於微影製造設施之其他裝置(諸如蝕刻工具)中。當然裝置可結合諸如散射計及SEM裝置之其他裝置而使用，作為較大度量衡系統之部分。 自輻射源402，經濾光輻射光束430進入檢測腔室440，其中包括產品結構之基板W係由基板支撐件406固持以供檢測。產品結構經標註為304，此指示該裝置經特定地調適以用於對非週期性結構(諸如圖3中所展示之產品之邏輯區域304)進行度量衡。檢測腔室440內之氛圍係由真空泵442維持為接近真空，使得EUV輻射可在無不當衰減之情況下傳遞通過該氛圍。照明光學件404具有將經濾光輻射光束430聚焦成照明輻射444之聚焦光束之功能，且可包含(例如)二維彎曲鏡面或一系列一維彎曲鏡面。當經投影至產品結構上時，執行聚焦以達成直徑為大約10微米之圓形光點。基板支撐件406包含(例如) X-Y平移載物台446及旋轉載物台448，藉由該等載物台可使基板W之任何部分在所要定向上朝照明輻射444之光束之焦點移動。因此，輻射光點S形成於所關注結構上。亦可提供基板在一或多個維度上之傾斜。為了輔助光點S與所要產品結構之對準及聚焦，輔助光學件450在處理器之控制下使用輔助輻射452。 偵測器408捕捉由產品結構304遍及在兩個維度上之角度θ之範圍而散射的輻射460。鏡面射線462表示輻射之「直通式(straight through)」部分。此鏡面射線可視情況由光闌(圖中未繪示)阻擋，或傳遞通過偵測器408中之孔徑。在實務實施中，可獲得及組合在具有及沒有中心光闌的情況下之影像以獲得繞射圖案之高動態範圍(HDR)影像。繞射角之範圍可標繪於假想球464 (在此項技術中被稱為埃瓦爾德(Ewald)球)上，而偵測器408之表面將較宜為平坦的。偵測器408可為(例如)包含像素陣列之CCD影像偵測器。 圖4 (未按比例)繪示將繞射角度(及因此埃瓦爾德球464上之點)映射至平面偵測器408上之像素。像素陣列之維度係以偽透視表示而被標註為U, V。繞射輻射460係在界定埃瓦爾德球464之中心之點處由樣本產品結構偏轉。繞射輻射之兩個射線460a及460b係由產品結構以相對於鏡面射線462之各別角度θ而散射。每一射線460a、460b傳遞通過(假想)埃瓦爾德球上之一點，射線460a、460b照射於偵測器408之(實際) U-V平面中之特定點上，其中射線460a、460b係由對應像素偵測器偵測。在知曉檢測腔室內之裝置之幾何形狀的情況下，處理器410能夠將由偵測器408所捕捉之影像中之像素位置映射至埃瓦爾德球462上之角位置。出於方便起見，使反射輻射之鏡面部分462與圖式中之水平方向及垂直於偵測器408之平面之方向對準，但可選擇任何座標系統。因此，可將偵測器408上之徑向距離r映射至角度θ。第二角座標φ表示在圖式之平面外之偏轉，且亦可自偵測器上之位置被映射。此圖示中僅展示φ = 0之射線，其對應於偵測器上之線466上之像素。 返回至圖3，將像素資料467自偵測器408傳送至處理器410。在使用無透鏡成像的情況下，可自影像偵測器上捕捉之繞射圖案重新建構目標之3D影像(模型)。自經重新建構影像，藉由處理器410計算諸如疊對及CD之偏差之量測，且將該等量測遞送至微影製造設施之操作者及控制系統。應注意，處理器410原則上可遠離於光學硬體及檢測腔室。可在本端處理單元與遠端處理單元之間劃分處理器之功能，而不脫離本文中所揭示之原理。舉例而言，本端處理器可控制裝置以自一或多個基板上之一或多個產品結構捕捉影像，而遠端處理器處理像素資料以獲得結構之量測。同一處理器或又一處理器可形成監督控制系統SCS或微影裝置控制器LACU之部分，且使用量測以改良未來基板上之效能。 如所提及，檢測裝置經配置以執行相干繞射成像(CDI)。在M.W.Zürch之描述在EUV波長下之無透鏡成像為「High-Resolution Extreme Ultraviolet Microscopy」(Springer Theses，DOI 10.1007/978-3-319-12388-2_1)的博士論文中描述用於CDI之各種技術。 參看圖5，特定類型之CDI為疊層成像，其被描述於(例如) Phase Focus Limited公司及University of Sheffield之公開專利申請案US 2010241396及美國專利7,792,246、8,908,910、8,917,393、8,942,449、9,029,745中。D. Claus等人在如下論文中提供對疊層成像的簡介：「Ptychography: a novel phase retrieval technique, advantages and its application」Proc. SPIE 8001, International Conference on Applications of Optics and Photonics, 800109 (2011年7月26日)；doi:10.1117/12.893512。在疊層成像中，運用在順次捕捉之間稍微移動之照明場自複數個經捕捉影像擷取相位資訊。照明場之間的重疊允許相位資訊及3D影像之重新建構。亦可考慮其他類型之CDI。 在圖5之(a)中，吾人在捕捉繞射圖案之一個影像期間看到入射光束444、散射光束460及偵測器408。所關注結構407係由正方形目標區域T表示。經聚焦光點S處於(例如)目標區域中間的第一位置。入射射線470被表示，鏡面射線462及散射射線460a、460b對應於圖6中之類似編號射線。應瞭解，此等射線僅僅為代表性的，且在光束444及460內射線係遍及入射角及散射角而散佈。自光點S內之每一點，鏡面射線462入射於偵測器上之區域472內之所有點處。散射射線460a、460b可類似地入射於偵測器上之任何點處。因此，如Claus等人之論文中所解釋，光點S內之所關注結構之繞射階彼此重疊以形成由偵測器408捕捉之繞射圖案。光束444中之輻射在光點區域S內在空間上相干。 雖然橫越光點區域之完全空間相干將簡化計算，但已發現，倘若在計算中應用額外步驟，則部分相干可足夠用於良好繞射成像。在如下簡報中提供其領域中之研究調查：Ian McNulty之「Coherence and partial coherence - what do we need?」，Center for Nanoscale Materials, Argonne National Laboratory, USA, at the MBA Lattice Workshop, Advanced Photon Source，2013年10月21日至22日(2015年8月11日自網際網路擷取)。在如下簡報中檢閱此等及另外技術：Harry Quiney之「Partial coherence in diffractive X-ray imaging: towards biomolecular structure determination」，ARC Centre for Coherent X-ray Science, School of Physics, The University of Melbourne(2015年8月11日自網際網路擷取)。在一種此類技術中，將部分相干輻射模型化為幾個空間上相干模式之疊加。可藉由如下操作來執行CDI：針對每一模式個別地最佳化，從而在CDI演算法內個別地提供此等模式，而非設法將輻射處理為相干。此技術進一步在L. W. Whitehead等人之「Diffractive Imaging Using Partially Coherent X Rays」(Phys. Rev. Lett. 103，243902 (2009年))中描述，該文之內容以引用的方式併入本文中。 在圖5之(b)處，吾人看到第二繞射圖案之捕捉。針對疊層成像需要至少兩個圖案。程序與圖7之(a)中所展示之程序相同。在基板與現在被標註為444'之入射光束之間已進行小位移474 (在此圖示中為在X方向上之平移)。如所提及，裝置可使用感測器456來極準確地記錄此位移。記錄位移474之細節，以及經捕捉繞射圖案。在經調適用於半導體製造中之實務實施中，源及其他光學組件將很可能保持靜止，而具有目標區域T之基板在處理器410之控制下使用載物台446、448而移動至新位置。原則上，所關注結構可保持靜止，而其他組件移動。光點S現在落在具有不同於但相當大地重疊先前位置S'的光點區域之目標區域T上。目標區域T之先前位置經展示為T'。如前所述，在偵測器408上捕捉散射射線460a'、460b'。僅記錄強度之繞射圖案可極類似於圖5之(a)中所捕捉之繞射圖案，但歸功於光點區域S與光點區域S'之重疊，該等圖案之間的微小差異可用以重新建構相位資訊。鄰近光點區域之間的重疊程度可大於光點領域之30%，例如，光點領域之約50%。 可根據需要而捕捉多於兩個繞射圖案。圖5之(c)展示兩個實例，其中目標區域T1及目標區域T2各自藉由一系列經位移輻射光點S(1)至S(N)覆蓋，在X方向及/或Y方向中全部相互位移但全部相當大地重疊其相鄰者中之一或多者。應記住，即使光點S之直徑僅為5微米或10微米，但所要成像解析度為約1奈米。由經計算影像覆蓋之區域對應於至少兩個光點重疊的彼等區域，因此，矩形區域T1、T2可原則上視需要而擴展為較複雜的形狀。然而，將瞭解，在區域T1之狀況下，經合成影像可能覆蓋僅為(例如) 2微米乘2微米之目標區域T1。即使如此，其可涵蓋產品內之數百或甚至數千個功能器件。因此，在實務檢測任務中可僅需要兩個或幾個捕捉。 上文所描述之檢測裝置之成功使用需要輻射光點大小以及目標與照明光學系統之間的相對定位的仔細控制。如先前所描述，且尤其對於EUV波長下的輻射，此需要照明光學系統中之額外光學元件，此具有挑戰性且昂貴。或者，可使用小孔徑。然而，此導致照明輻射之相當大部分被阻擋，此係不合需要的，此係由於其增加輻射通量的損失。另外，輻射光束相對於目標之橫向位移需要被準確地知曉及控制。此需要精確地控制光學系統與目標之相對位置。 有限輻射光點大小之使用的已知替代例係使用結構化照明圖案。然而，尤其對於具有EUV波長之輻射，此需要產生具有小特徵大小的多個相干輻射圖案。又，此需要使用必須被小心地定位及維持之光學組件。又另外替代例涉及空間光調變器或可調式光學投影器件之使用。 本發明者已認識到，有可能藉由使用具有一維週期性振幅調變之照明圖案來克服或減輕以上缺點中之至少一些。此等照明圖案可在不需要使用複雜且因此昂貴的照明光學系統之情況下產生。圖6之(a)及圖6之(b)展示產生可用於下文中所論述之實例中的結構化照明之例示性原理。 圖6之(a)展示第一波602a及第二波604a。第二波實質上與第一波相同，亦即，第一波與第二波具有恆定相位差及相同波長。換言之，第二波與第一波相干。更特定言之，第一波及第二波在此項技術中稱為「在時間上相干」。然而，應注意，雖然本發明實例中描述時間相干性，但原則上可同樣很好地使用其他類型之相干性。 因為第一波與第二波相干，因此第一波及第二波可朝向其中其將形成週期性照明圖案的表面導向。圖案係藉由第一波與第二波之干涉而引起。圖案將在下文中可互換地稱為「週期性照明圖案」及「干涉圖案」。圖6之(a)中展示例示性干涉圖案606。例示性干涉圖案包含在暗與亮之間交替的許多平行條帶或線。當然，將注意，干涉圖案606a由在表面上干涉的兩個相干輻射光束而形成，其中光束兩者具有與表面之非垂直入射角。此干涉圖案僅出於例示性目的而使用且並非意欲具有限制性效應。亦將認識到，雖然圖6之(a)中展示為二元圖案，但此僅出於闡釋性之目的，且亮區域與暗區域之間的變化實際上可由非二元函數(諸如干涉圖案606a下方之正弦函數612)所描述。 圖6之(b)繪示其中第二波604b之相位相對於第一波604a之相位改變的情形。實際上，改變波之相位等於沿著x軸移動波形，如由箭頭608所指示。出於參考目的，原始第二波604a係由虛線指示。 第二波604b之相移使得干涉圖案606b在空間上水平地平移，如由箭頭610所指示，同時使圖案之週期不變。 當與已知疊層成像量測相比較時，圖6中所示之實例具有許多優點。干涉圖案藉由控制輻射之一或多個可控制特性僅在空間上平移，而非相對於照明光學系統實體地平移目標。如先前所描述，此情形避免對於致動機構的需要，致動機構可為製造複雜且昂貴的。另外，與改變輻射之特性相比，目標之實體平移較慢。 另外，輻射光點之大小不需要被限制，此情形減少或避免對於用以控制輻射光點之額外組件的需要，藉此減少輻射通量之損失。由於輻射光點大小使得能夠覆蓋較大目標區域，因此對於單個目標重新建構需要較少影像。 應瞭解，第一波及第二波僅僅需要在量測週期期間相干。與已知疊層成像量測相比較，由於量測週期可較短且由於需要記錄較少影像，因此對於照明輻射之控制要求不太嚴格。此進一步減少檢測裝置之複雜度及成本。 當然，亦將瞭解，上文僅僅為例示性，且實施干涉圖案之平移的若干不同方法可由熟習此項技術者設想。 圖7及圖8繪示用於獲取表面上的目標之影像的例示性裝置及對應方法。在本實例中，目標經描繪為定位於表面上的週期性目標。週期性目標通常置放在用於微影程序之基板上並用於在微影程序期間進行量測。然而，應注意，圖7及圖8之實例中描述的方法及裝置以及隨後描述的實例中之任一者可同樣很好地與非週期性目標一起使用。舉例而言，如上文所描述，方法及裝置可用以成像生物結構，諸如胞元或病理樣本。 在第一步驟801中，提供照明輻射。照明輻射包含至少一個照明輻射光束701。一或多個照明輻射光束通常藉由輻射源705發射。當然應注意，輻射源可包含一或多個特定輻射產生器。在一個實例中，輻射源包含發射照明輻射光束之單個雷射源，例如具有在可見光譜中之中心波長。在另一實例中，輻射源包含輸出光束經組合以按合適之方式形成照明輻射光束的複數個個別雷射源。在特定實例中，照明輻射光束包含可見光譜內之複數個中心波長。一或多個照明輻射光束藉由光束分裂系統703分裂成第一照明分量702及第二照明分量704。照明輻射光束可以任何合適的方式分裂。在一個實例中，照明輻射光束可藉由單個光束分裂器分裂。在其他實例中，光束分裂系統包含複數個光學組件。 當然應瞭解，雖然輻射源係藉由發射具有上述中之可見波長之輻射的一或多個雷射源例示，但原則上可使用具有任何所要或合適之波長輸出範圍的任何合適輻射源。舉例而言，可同樣很好地使用發射在紅外線光譜、紫外線光譜(例如，具有約365、355、248、193、157或126奈米之波長)中或在EUV光譜(例如，具有在5至20奈米範圍內的波長)中之輻射的輻射源。 應注意，儘管可參考「照明光束」，但原則上不必要使第一照明分量及第二照明分量源自單個輻射源。原則上，只要滿足第一照明分量702與第二照明分量704之間的相干性要求，第一照明分量及第二照明分量便可由單獨輻射源提供。如上文所論述，只要第一照明分量在量測程序期間與第二照明分量相干，便滿足此要求。若滿足相干性要求，則第一照明分量及第二照明分量可被視為源自單個光束。 第一照明分量或第二照明分量中的每一者中之至少一者具有可控制特性。當然，應瞭解，可設想複數個例示性實施。在一個實例中，其中照明輻射包含單個照明輻射光束，第一照明分量或第二照明分量中的一者包含可控制特性。在另一實例中，照明輻射包含複數個照明輻射光束，其中第一照明分量及第二照明分量中的每一者包含可控制特性。 可控制特性之實例包括但不限於波長、相位、表面上的入射角，或一或多個照明分量之光學路徑長度。 第一照明分量及第二照明分量中的每一者可視情況傳播通過額外光學組件712、714。雖然此處出於清楚起見省去，但裝置700可包含此等額外組件(例如，用於控制第一及第二照明分量)。 在第二步驟802中，定位於表面718上的目標716係運用至少一個照明輻射光束照明，以使得第一照明分量(由702例示)及第二照明分量(由704例示)中的每一者形成週期性照明圖案720 (如參看圖5所描述)。 在第三步驟803中，針對可控制特性中之至少一個值，在偵測器724處捕捉在由目標散射之後由照明輻射形成的至少一個經散射輻射圖案722。雖然偵測器在圖7中被展示為接收透射通過目標及表面的輻射，但應瞭解，此僅為例示性的。偵測器可同樣很好地被定位，以便接收由目標反射而非透射通過目標及表面(如圖3中所繪示)的輻射。 在第四方法步驟804中，描述目標之資料係基於與藉由偵測器獲得的至少一個經散射輻射圖案有關的資料而重新建構。資料可藉由處理單元726而重新建構，藉由偵測器獲得的資料傳輸至該處理單元。在一些實施例中，資料可包含目標之影像可經重新建構所藉以的「影像資料」。處理單元可為在檢測裝置中提供的專用處理單元。替代地，處理單元可形成微影裝置控制單元(LACU)之部分，或其可為連接至檢測裝置的遠端定位之處理單元。 現將參看圖9及圖10描述用於獲取表面上的週期性目標之影像的另一例示性裝置及方法。出於與圖7及圖8之比較的簡易起見，類似於圖7及圖8之對應元件的圖9及圖10之元件係運用類似於圖7及圖8中使用之元件符號但具有前綴「9」及「10」而非「7」及「8」的元件符號予以標記。另外，為簡潔及清楚起見，僅僅圖9及圖10之不同於圖7及圖8之對應部分的部分將在下文中詳細描述。 在第一步驟1001中，提供包含由輻射源905發射之至少一個照明輻射光束901的照明輻射。照明輻射光束由光束分裂系統903分裂成第一照明分量902及第二照明分量904。 如上文所論述，應注意，圖9中所示之裝置僅僅為例示性，且許多特定實施可易於由熟習此項技術者設想。在一實例中，裝置包含兩個單獨輻射源；提供第一照明分量之第一輻射源；及提供第二照明分量之第二輻射源，第一照明分量與第二照明分量相互相干。 在第二步驟1002中，定位於表面918上的目標916被照明以使得第一照明分量(由902例示)及第二照明分量(由904例示)中的每一者形成週期性照明圖案920。 在第三步驟1003中，針對可控制特性中之至少一個值，在偵測器924處捕捉在由目標散射之後由照明輻射形成的至少一個經散射輻射圖案922。 應注意，步驟1001至步驟1003與參看圖8論述的方法之步驟801至步驟803實質上相同。 針對可控制特性之複數個不同值重複第一方法步驟1001至第三方法步驟1003(如由箭頭1005所指示)。在一個實例中，可針對第二照明分量之複數個不同相位重複方法步驟1001至1003。在另一實例中，可針對第二照明分量之複數個光學路徑長度重複方法步驟1001至1003。在又一實例中，可針對表面之表面上的第二照明分量之複數個入射角重複方法步驟1001至1003。 為了確保以下方法步驟結果之足夠準確度，方法步驟1001至1003將通常重複多於最小所需次數。典型重複數目可在3與20之間，且更佳在5與15之間。更佳地，重複數目可為10。 在第四方法步驟1004中，描述目標之資料係基於與藉由偵測器獲得的至少一個經捕捉圖案有關的資料而重新建構。在一些實施例中，資料可包含目標之影像可經重新建構所藉以的「影像資料」。描述目標之資料可藉由處理單元926而重新建構，藉由偵測器獲得的資料經傳輸至該處理單元。 現在將參看圖11論述用於提供照明輻射至表面上之目標的方法。目標可(例如)為定位於基板上的諸如用於微影處理中之週期性目標。在另一實例中，目標為非週期性生物結構，諸如胞元或其他病理樣本。 在第一步驟1101中，表面上之目標係運用照明輻射來照明，該照明輻射包含至少一個照明輻射光束。至少一個照明輻射光束中的每一者包含第一照明分量及第二照明分量。每一第一照明分量及每一對應第二照明分量在表面上形成週期性照明圖案。 第一照明分量及第二照明分量中的每一者中之至少一者具有可控制特性。可控制特性的實例包括但不限於波長、相位、表面上的入射角，或藉由第二照明分量獲得之光學路徑長度。 在第二步驟1102中，控制第一照明分量及第二照明分量中的每一者之可控制特性的值。可使用可控制特性的任何合適數目個特定值。 在本實例中，控制步驟1102說明為發生在照明步驟1101之後。然而，應注意，此純粹出於例示性目的且不應以限制性方式解譯。應認識到方法步驟之次序實際上將完全取決於被控制的特定特性以及控制其所藉以的方式。在某些實例中，照明步驟及控制步驟將實質上同時發生。 參看圖11描述的方法之許多特定實施例可由熟習此項技術者設想。舉例而言，第一照明分量及第二照明分量可源自單個輻射源。在此實例中，輻射源發射第一輻射，該第一輻射隨後分裂成第一照明分量及第二照明分量。 在另一實例中，第一照明分量及第二照明分量可由兩個單獨輻射源發射。在此實例中，輻射源經連結以便確保第一照明分量及第二照明分量滿足相干性要求，亦即，其在目標之表面上形成週期性照明圖案。 圖11中描述之方法可在任何合適的裝置中實施。舉例而言，方法可實施於圖7及圖9中所示之裝置中。 現在將參看圖12及圖13描述特定例示性裝置及用於獲取表面上之目標之影像的對應方法。出於與圖7及圖9之比較的簡易起見，類似於圖7或圖9之對應元件的圖13之元件係運用類似於圖7或圖9中使用之元件符號但具有前綴「11」而非「7」或「9」的元件符號予以標記。 在第一步驟1201中，輻射源1305用以提供照明輻射光束1301。照明輻射光束具有第一中心波長及第一波長光譜。照明輻射光束可具有任何合適之中心波長或波長光譜。在一個實例中，輻射源為所謂的高階諧波產生(HHG)源。在其他實例中，輻射源可為電漿放電源或自由電子雷射。 輻射源可發射具有任何合適波長的輻射。在輻射源為HHG源之狀況下，第一輻射可具有在1奈米與40奈米之間的波長。在另一實例中，輻射源可發射具有實質上在可見光譜中之波長之輻射。在另一實例中，輻射源可發射具有在400奈米與1000奈米之間波長的輻射。 在第二步驟1202中，照明輻射光束藉由光束分裂組件1303分裂成第一照明分量1302及第二照明分量1304。由於兩個分量源自照明輻射光束，因此第一照明分量及第二照明分量緊接在分裂之後相互相干。雖然本實例使用光束分裂器，但其中第一照明分量及第二照明分量達到相干性要求的替代實施例可容易地被設想。 在本實例中，例示性方法之第三步驟1203與圖11之方法的第一步驟1101實質上相同。在第三步驟中，表面上之目標1316係運用第一照明分量及第二照明分量照明。在本實例中，第一照明分量及第二照明分量分別由第一光學組件1306及第二光學組件1308 (例如，鏡面)朝向目標導向。第一照明分量及第二照明分量在表面上形成週期性照明圖案1320。 在本實例中，第四步驟1204與圖11之方法的第二步驟1102實質上相同。在步驟1204中，控制第二照明分量的可控制特性之值。 當然應注意，圖12的例示性方法1200之前四個步驟實質上亦對應於圖8及圖10中描述的方法之提供及照明步驟。 在第五步驟1205中，在偵測器1324處捕捉由目標散射之輻射1322。雖然偵測器在圖13中展示為接收透射通過目標及表面的輻射，但應瞭解，此僅為例示性。偵測器可同樣很好地被定位，以便接收由目標反射而非透射通過目標及表面(如圖13中所繪示)的輻射。 針對可控制特性之複數個值，第三步驟1203至第五步驟1205可以類似於參看圖10描述之方式的方式而重複。 在第六步驟1206中，描述目標之資料係基於藉由偵測器獲得的資料而重新建構。在一些實施例中，資料可包含目標之影像可經重新建構所藉以的「影像資料」。描述目標之資料可藉由處理單元1326而重新建構，藉由偵測器獲得的資料經傳輸至該處理單元。 上文關於圖9至圖13描述的方法及裝置涉及順次地捕捉由目標散射之複數個圖案。已認識到，除順次地捕捉此等圖案(其可被稱為「串列」獲取)以外，亦有可能同時捕捉複數個經散射圖案(其可被稱為「並列」獲取)。 現將參看圖14描述用於基於此認識獲取表面上的目標之影像的例示性裝置。出於與圖13之比較的簡易起見，類似於圖13之對應元件的圖14之元件係運用類似於圖13中使用之元件符號但具有前綴「14」而非「13」的元件符號予以標記。 裝置包含複數個輻射源1405a、1405b、1405c。輻射源中的每一者發射具有特定波長之照明輻射光束1401a、1401b、1401c。在一個實例中，輻射源中的每一者發射具有在可見光譜中之波長的輻射(例如「藍色」、「綠色」及「紅色」光)。輻射光束傳播至光束分裂組件1403，其將輻射光束中的每一者分裂成第一照明分量1402a、1402b、1402c及第二照明分量1404a、1404b、1404c。第一照明分量及對應第二照明分量中的每一者形成週期性照明圖案。目標係藉由複數個週期性照明圖案1420a、1420b、1420c同時照明。在本實例中，第一照明分量及第二照明分量分別由第一光學組件1406及第二光學組件1408 (例如，鏡面)朝向目標導向。由於照明光束中的每一者在本實例中具有不同輻射波長，因此週期性照明圖案中的每一者相應地將具有不同屬性。藉由控制照明輻射光束中的每一者之屬性，例如，藉由直接控制輻射源，週期性照明圖案之屬性(例如，圖案之間距)可被控制。 由目標散射之輻射1422a、1422b、1422c係在偵測器1424處捕捉。雖然偵測器在圖14中展示為接收透射通過目標及表面的輻射，但應瞭解，此僅為例示性。偵測器將被定位，以便接收由目標反射而非透射通過目標及表面(如圖3中所繪示)的輻射。 在週期性照明圖案不相同的條件下，歸因於不同輻射波長，週期性照明圖案可以類似於先前實例中描述之週期性照明圖案的方式而使用。藉由適當濾光而分離經散射圖案，處理單元1426有可能重新建構描述目標之資料。 有利地，圖14之實例允許複數個經散射輻射圖案待藉由偵測器同時捕捉，藉此減少執行影像捕捉所需要的時間。另外，由於所有量測同時被執行，因此減少量測對外部影響(例如，量測條件之變化或裝置中之振動)之敏感性。 在上文給定之實例中，目標經展示為定位於表面上的週期性目標。週期性目標通常置放在用於微影程序中之基板上並用於在微影程序期間進行量測。然而，如先前所描述，上述方法及裝置可同樣很好地與非週期性目標(諸如生物結構(例如胞元或其他病理樣本))一起使用。因此，任何特定參考微影裝置及方法應視為僅僅例示性且並不以任何限制性方式解譯。 另外，應注意，雖然以上實例描述其中輻射傳播通過空氣並使用「習知」光學組件(諸如鏡面及光束分裂器)傳播的裝置及方法，但許多特定實施可由熟習此項技術者設想。在一個實例中，裝置為使用光纖耦合輻射源的以全光纖為基礎之器件。光纖移相器用以控制週期性照明圖案。以此方式，有可能提供可提供具有微米空間解析度之定量相差的極緊湊型、穩固且有成本效益的裝置。輻射源在一個特定實例中可包含一或多個光纖耦合雷射二極體。在一個實例中，雷射二極體具有在近紅外光譜中之輻射波長以用於最佳化透射通過生物結構。在另一實例中，雷射二極體具有在可見光譜中之輻射波長，諸如紅色、綠色及藍色波長，以用於(例如)病理學幻燈片之多色彩成像。 應注意，雖然以上實例已描述為利用具有可見波長之輻射，但實例之原理可應用於任何合適的波長範圍。在一個實例中，輻射源發射具有EUV波長之輻射，且裝置包含合適之光譜選擇性偵測器。 藉由本文中所揭示之技術，可對真實產品結構執行高解析度下之成像。與標稱結構之先驗知識相比較會允許識別缺陷。先驗知識亦可用以改良相位擷取。此可有助於減小獲取時間，且因此輔助大容量製造內容背景中之大容量量測。 與光學系統硬體相關聯地，本文中所揭示之檢測方法及檢測裝置之實施可包括電腦程式，其含有界定計算合成影像及/或控制檢測裝置400以實施彼等度量衡配方之照明模式及其他態樣之方法的機器可讀指令之一或多個序列。可(例如)在用於影像計算/控制程序之單獨電腦系統中執行此電腦程式。替代地，計算步驟可在圖7、圖9或圖11之裝置中的處理單元及/或圖1及圖2之控制單元LACU及/或監督控制系統SCS內整體或部分地執行。亦可提供其中經儲存有此電腦程式之資料儲存媒體(例如，半導體記憶體，磁碟或光碟)。 在以下經編號條項中描述根據本發明之其他實施例： 1. 一種用於獲取描述一表面上之一目標的資料的方法，該方法包含： (i)提供照明輻射，其中該照明輻射包含至少一個照明輻射光束，且其中該至少一個照明輻射光束中的每一者包含一第一照明分量及一第二照明分量，該等第一照明分量或該等第二照明分量中的每一者中之至少一者具有一可控制特性； (ii)運用該至少一個照明輻射光束照明該目標以使得每一第一照明分量及每一對應第二照明分量形成一週期性照明圖案； (iii)針對該可控制特性之至少一個值捕捉在由該目標散射之後由該照明輻射形成的至少一個經散射輻射圖案；及 基於該至少一個經散射輻射圖案重新建構描述該目標之資料。 2. 如條項1之方法，其中該照明輻射包含一第一照明輻射光束，該光束之該第二照明分量具有一可控制特性，且其中 該方法進一步包含針對該可控制特性之複數個值中之每一者的重複步驟(i)至(iii)。 3. 如條項2之方法，其中該可控制特性為該第二照明分量之一相位。 4. 如條項2之方法，其中該可控制特性包含該第二照明分量之一光學路徑長度。 5. 如條項2之方法，其中該可控制特性為該第二照明分量相對於該表面之一入射角。 6. 如條項1之方法，其中該照明輻射包含複數個照明輻射光束，每一照明輻射光束之該第一照明分量及該第二照明分量具有一可控制特性，且其中 該複數個照明輻射光束中的每一者對應於該可控制特性之一特定值。 7. 如條項6之方法，其中該可控制特性為該照明輻射光束之一波長。 8. 如前述條項中任一項之方法，其中該可控制特性之該等值係選自許多預定值。 9. 如前述條項中任一項之方法，其包含使用該可控制特性之至少三個值。 10. 如前述條項中任一項之方法，其中該照明輻射包含具有400奈米至1100奈米之一波長的輻射。 11. 如條項1至9中任一項之方法，其中該照明輻射包含具有1奈米至40奈米之一波長的輻射。 12. 如前述條項中任一項之方法，其中該提供步驟包含： 使用一輻射源以提供該照明輻射；及 分裂該照明輻射以形成該等第一照明分量及該等第二照明分量中的每一者。 13. 如條項12之方法，其中該分裂步驟包含使用一光束分裂器以分裂該照明輻射。 14. 如條項1至11中任一項之方法，其中該提供步驟包含使用一第一輻射源以產生該至少一個第一照明分量中的每一者及使用一第二輻射源以產生該至少一個第二照明分量中的每一者。 15. 如條項12至14中任一項之方法，其中該一或多個輻射源包含以下各者中的一者：一高階諧波產生(HHG)源；一自由電子雷射；或一電漿源。 16. 一種用於照明一表面上之一目標的方法，該方法包含： 運用照明輻射照明該表面上的該目標，其中該照明輻射包含至少一個照明輻射光束，該至少一個照明輻射光束中的每一者包含一第一照明分量及一第二照明分量， 其中該等第一照明分量中的每一者及該等對應第二照明分量中的每一者在該目標上形成一週期性照明圖案，且 其中該等第一照明分量及該等第二照明分量中的每一者中之至少一者具有一可控制特性；及 控制該至少一個第一照明分量及該至少一個第二照明分量中之每一者的該可控制特性之值。 17. 如條項16之方法，其中該照明輻射包含一第一照明輻射光束，該光束之該第二照明分量具有一可控制特性。 18. 如條項17之方法，其中該可控制特性為該第二照明分量之一相位。 19. 如條項17之方法，其中該可控制特性包含該第二照明分量之一光學路徑長度。 20. 如條項17之方法，其中該可控制特性為該第二照明分量相對於該表面之一入射角。 21. 如條項16之方法，其中該照明輻射包含複數個照明輻射光束，每一照明輻射光束之該第一照明分量及該第二照明分量具有一可控制特性，且其中 該複數個照明輻射光束中的每一者對應於該可控制特性之一特定值。 22. 如條項21之方法，其中該可控制特性為該照明輻射光束之一波長。 23. 如條項16至22中任一項之方法，其中該可控制特性之該等值係選自許多預定值。 24. 如條項16至23中任一項之方法，其包含使用該可控制特性之至少三個值。 25. 如條項16至24中任一項之方法，其中該照明輻射包含具有400奈米至1100奈米之一波長的輻射。 26. 如條項16至24中任一項之方法，其中該照明輻射包含具有1奈米至40奈米之一波長的輻射。 27. 如條項16至26中任一項之方法，其進一步包含以下步驟： 使用一輻射源以提供該照明輻射；及 將該照明輻射分裂成該至少一個第一照明分量及該等第二照明分量中的每一者。 28. 如條項27之方法，其中該分裂步驟包含使用一光束分裂器以分裂該照明輻射。 29. 如條項16至26中任一項之方法，其進一步包含使用一第一輻射源以產生該至少一個第一照明分量中之每一者及使用一第二輻射源以產生該至少一個第二照明分量中之每一者的一步驟。 30. 如條項27至29中任一項之方法，其中該輻射源包含以下各者中的一者：一高階諧波產生(HHG)源；一自由電子雷射；或一電漿源。 31. 一種照明裝置，其包含用於實施如條項16至30中任一項之方法的構件。 32. 一種檢測裝置，其包含用於實施如條項1至15中任一項之方法的構件。 33. 如條項32之檢測裝置，其包含一如條項31之照明裝置。 34. 一種微影裝置，其包含一如條項32或33之檢測裝置。 35. 一種製造器件之方法，其中藉由一微影程序而將器件特徵及度量衡目標形成於一系列基板上，其中藉由如條項1至15中任一項之方法來量測一或多個經處理基板上之該等度量衡目標的屬性，且其中使用該等量測之屬性以調整該微影程序之參數以用於另外基板之處理。 36. 一種電腦程式產品，其包含用於使得一處理器執行如條項1至15中任一項之重新建構步驟或如條項16至30中任一項之控制步驟的機器可讀指令。 37. 一種微影系統，其包含： 一微影裝置，其包含經配置以照明一圖案之一照明光學系統，及經配置以將該圖案之一影像投影至一基板上的一投影光學系統；及 一如條項32或33之檢測裝置， 其中該微影裝置經配置以使用藉由該檢測裝置計算之一或多個參數以將該圖案施加至另外基板。 儘管上文已特定參考在光學微影之內容背景中的本發明之實施例之使用，但將瞭解，本發明可用於其他應用中，例如，壓印微影。在壓印微影中，圖案化器件中之構形界定產生於基板上的圖案。可將圖案化器件之構形壓入被供應至基板之抗蝕劑層中，在基板上，抗蝕劑係藉由施加電磁輻射、熱、壓力或其組合而固化。在抗蝕劑固化之後，將圖案化器件移出抗蝕劑，從而在其中留下圖案。 關於微影裝置所使用之術語「輻射」及「光束」涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如，具有為或為約365奈米、355奈米、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米之波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如，具有在5你奈米至20奈米之範圍內的波長)，以及粒子束，諸如，離子束或電子束。 對特定實施例之前述描述將因此充分地揭露本發明之一般性質：在不脫離本發明之一般概念的情況下，其他人可藉由應用此項技術之技能範圍內之知識、根據各種應用而容易修改及/或調適此等特定實施例，而無需進行不當實驗。因此，基於本文中所呈現之教示及指導，此等調適及修改意欲在所揭示之實施例之等效者的涵義及範圍內。應理解，本文中之措辭或術語係出於(例如)描述而非限制之目的，以使得本說明書之術語或措辭待由熟習此項技術者按照該等教示及該指導進行解譯。 本發明之廣度及範疇不應由上述例示性實施例中任一者限制，而應僅根據以下申請專利範圍及其等效者進行界定。
304‧‧‧產品結構/邏輯區域
400‧‧‧檢測裝置
402‧‧‧極紫外線(EUV)輻射源
404‧‧‧照明光學系統
406‧‧‧基板支撐件
407‧‧‧所關注結構
408‧‧‧偵測器
410‧‧‧處理器
420‧‧‧泵雷射
422‧‧‧高階諧波產生(HHG)氣胞
424‧‧‧氣體供應件
426‧‧‧電源
428‧‧‧輻射
430‧‧‧經濾光輻射光束
432‧‧‧濾光器件
440‧‧‧檢測腔室
442‧‧‧真空泵
444‧‧‧照明輻射
446‧‧‧X-Y平移載物台
448‧‧‧旋轉載物台
450‧‧‧輔助光學件
452‧‧‧輔助輻射
460‧‧‧繞射輻射
460'‧‧‧繞射輻射
460a‧‧‧射線
460a'‧‧‧射線
460b‧‧‧射線
462‧‧‧鏡面射線
462'‧‧‧鏡面射線
464‧‧‧埃瓦爾德球
466‧‧‧線
467‧‧‧像素資料
470‧‧‧入射射線
470'‧‧‧入射射線
472‧‧‧區域
474‧‧‧位移
602a‧‧‧第一波
602b‧‧‧第一波
604a‧‧‧第二波
604b‧‧‧第二波
606a‧‧‧干涉圖案
606b‧‧‧干涉圖案
608‧‧‧箭頭
610‧‧‧箭頭
612‧‧‧正弦函數
700‧‧‧裝置
701‧‧‧照明輻射光束
702‧‧‧第一照明分量
703‧‧‧光束分裂系統
704‧‧‧第二照明分量
705‧‧‧輻射源
712‧‧‧額外光學組件
714‧‧‧額外光學組件
716‧‧‧目標
718‧‧‧表面
720‧‧‧週期性照明圖案
722‧‧‧經散射輻射圖案
724‧‧‧偵測器
726‧‧‧處理單元
801‧‧‧步驟
802‧‧‧步驟
803‧‧‧步驟
804‧‧‧步驟
900‧‧‧裝置
901‧‧‧照明輻射光束
902‧‧‧第一照明分量
903‧‧‧光束分裂系統
904‧‧‧第二照明分量
905‧‧‧輻射源
912‧‧‧額外光學組件
914‧‧‧額外光學組件
916‧‧‧目標
918‧‧‧表面
920‧‧‧週期性照明圖案
922‧‧‧經散射輻射圖案
924‧‧‧偵測器
926‧‧‧處理單元
1001‧‧‧第一步驟
1002‧‧‧第二步驟
1003‧‧‧第三步驟
1004‧‧‧第四步驟
1005‧‧‧箭頭
1101‧‧‧第一步驟
1102‧‧‧第二步驟
1201‧‧‧第一步驟
1202‧‧‧第二步驟
1203‧‧‧第三步驟
1204‧‧‧第四步驟
1205‧‧‧第五步驟
1206‧‧‧第六步驟
1300‧‧‧裝置
1301‧‧‧照明輻射光束
1302‧‧‧第一照明分量
1303‧‧‧光束分裂組件
1304‧‧‧第二照明分量
1305‧‧‧輻射源
1306‧‧‧第一光學組件
1308‧‧‧第二光學組件
1316‧‧‧目標
1320‧‧‧週期性照明圖案
1322‧‧‧輻射
1324‧‧‧偵測器
1326‧‧‧處理單元
1400‧‧‧裝置
1401a‧‧‧照明輻射光束
1401b‧‧‧照明輻射光束
1401c‧‧‧照明輻射光束
1402a‧‧‧第一照明分量
1402b‧‧‧第一照明分量
1402c‧‧‧第一照明分量
1403‧‧‧光束分裂組件
1404a‧‧‧第二照明分量
1404b‧‧‧第二照明分量
1404c‧‧‧第二照明分量
1406‧‧‧第一光學組件
1408‧‧‧第二光學組件
1420a‧‧‧週期性照明圖案
1420b‧‧‧週期性照明圖案
1420c‧‧‧週期性照明圖案
1422a‧‧‧輻射
1422b‧‧‧輻射
1422c‧‧‧輻射
1424‧‧‧偵測器
1426‧‧‧處理單元
AD‧‧‧調整器
AS‧‧‧對準感測器
B‧‧‧輻射光束
BD‧‧‧光束遞送系統
BK‧‧‧烘烤板
C‧‧‧目標部分
CH‧‧‧冷卻板
CO‧‧‧聚光器
DE‧‧‧顯影器
EXP‧‧‧曝光站
IF‧‧‧位置感測器
IL‧‧‧照明系統/照明器
IN‧‧‧積光器
I/O1‧‧‧輸入/輸出通口
I/O2‧‧‧輸入/輸出通口
LA‧‧‧微影裝置
LACU‧‧‧微影裝置控制單元
LB‧‧‧裝載匣
LC‧‧‧微影製造單元
LS‧‧‧位階感測器
M1‧‧‧光罩對準標記
M2‧‧‧光罩對準標記
MA‧‧‧圖案化器件
MEA‧‧‧量測站
MET‧‧‧度量衡系統
MT‧‧‧圖案化器件支撐件或支撐結構
P1‧‧‧基板對準標記
P2‧‧‧基板對準標記
PM‧‧‧第一定位器
PS‧‧‧投影系統
PW‧‧‧第二定位器/基板定位器
RF‧‧‧參考框架
RO‧‧‧基板處置器或機器人
S‧‧‧輻射光點/經聚焦光點/光點區域
S'‧‧‧光點區域
SC‧‧‧旋塗器
SCS‧‧‧監督控制系統
SO‧‧‧輻射源
S(1)‧‧‧輻射光點
S(N)‧‧‧輻射光點
T‧‧‧目標區域
T1‧‧‧目標區域
T2‧‧‧目標區域
T'‧‧‧目標區域之先前位置
TCU‧‧‧塗佈顯影系統控制單元
W‧‧‧基板
WTa‧‧‧基板台
WTb‧‧‧基板台
現將參考隨附示意性圖式僅藉助於實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中，對應元件符號指示對應部件，且在該等圖式中： 圖1描繪微影裝置； 圖2描繪其中可使用根據本發明之檢測裝置的微影製造單元或叢集； 圖3示意性地繪示用於量測半導體產品結構中之缺陷的檢測裝置； 圖4 (未按比例)繪示將繞射角度映射至圖3之裝置中之平面偵測器上的像素； 圖5 (包括圖5之(a)至圖5之(c))繪示自目標結構之重疊部分獲得繞射圖案以用於運用圖3之裝置來執行疊層成像； 圖6(包括圖6之(a)及圖6之(b))繪示根據本發明之用於提供照明輻射的方法之原理； 圖7展示根據本發明之第一實施例的檢測裝置； 圖8繪示使用圖7之檢測裝置的方法； 圖9展示根據本發明之第二實施例的檢測裝置； 圖10繪示用於使用圖9之檢測裝置的方法； 圖11展示根據本發明之第三實施例的用於提供照明輻射的方法； 圖12展示根據本發明之第四實施例的用於檢測裝置之方法；圖13展示其中可實施圖10之方法的檢測裝置；及 圖14展示根據本發明之第五實施例的檢測裝置。
700‧‧‧裝置
701‧‧‧照明輻射光束
702‧‧‧第一照明分量
703‧‧‧光束分裂系統
704‧‧‧第二照明分量
705‧‧‧輻射源
712‧‧‧額外光學組件
714‧‧‧額外光學組件
716‧‧‧目標
718‧‧‧表面
720‧‧‧週期性照明圖案
722‧‧‧經散射輻射圖案
724‧‧‧偵測器
726‧‧‧處理單元

Claims (15)

  1. 一種用於獲取描述一表面上之一目標的資料的方法，該方法包含： (i)提供照明輻射，其中該照明輻射包含至少一個照明輻射光束，且其中該至少一個照明輻射光束中的每一者包含一第一照明分量及一第二照明分量，該等第一照明分量或該等第二照明分量中的每一者中之至少一者具有一可控制特性； (ii)運用該至少一個照明輻射光束照明該目標以使得每一第一照明分量及每一對應第二照明分量形成一週期性照明圖案； (iii)針對該可控制特性之至少一個值捕捉在由該目標散射之後由該照明輻射形成的至少一個經散射輻射圖案；及 基於該至少一個經散射輻射圖案重新建構描述該目標之資料。
  2. 如請求項1之方法，其中該照明輻射包含一第一照明輻射光束，該光束之該第二照明分量具有一可控制特性，且其中 該方法進一步包含針對該可控制特性之複數個值中之每一者重複步驟(i)至(iii)。
  3. 如請求項2之方法，其中該可控制特性為該第二照明分量之一相位。
  4. 如請求項2之方法，其中該可控制特性包含該第二照明分量之一光學路徑長度。
  5. 如請求項2之方法，其中該可控制特性為該第二照明分量相對於該表面之一入射角。
  6. 如請求項1之方法，其中該照明輻射包含複數個照明輻射光束，每一照明輻射光束之該第一照明分量及該第二照明分量具有一可控制特性，且其中 該複數個照明輻射光束中的每一者對應於該可控制特性之一特定值。
  7. 如請求項6之方法，其中該可控制特性為該照明輻射光束之一波長。
  8. 如請求項1至7中任一項之方法，其中該可控制特性之該等值係選自許多預定值。
  9. 如請求項1至7中任一項之方法，其包含使用該可控制特性之至少三個值。
  10. 如請求項1至7中任一項之方法，其中該照明輻射包含具有400奈米至1100奈米之一波長的輻射。
  11. 如請求項1至7中任一項之方法，其中該照明輻射包含具有1奈米至40奈米之一波長的輻射。
  12. 如請求項1至7中任一項之方法，其中該提供步驟包含： 使用一輻射源以提供該照明輻射；及 分裂該照明輻射以形成該等第一照明分量及該等第二照明分量中的每一者。
  13. 如請求項12之方法，其中該分裂步驟包含：使用一光束分裂器以分裂該照明輻射。
  14. 一種製造器件之方法，其中器件特徵及度量衡目標係藉由一微影程序而形成於一系列基板上，其中一或多個經處理基板上之該等度量衡目標之屬性係藉由一如請求項1至13中任一項之方法來量測，且其中該等量測屬性用以調整該微影程序之參數以用於另外基板之處理。
  15. 一種電腦程式產品，其包含用於使得一處理器執行如請求項1至13中任一項之該重新建構步驟的機器可讀指令。
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