TW201812480A - 判定一結構之一性質之方法、檢測裝置及器件製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種光學系統及偵測器，其捕捉藉由與一目標結構相互作用而修改之輻射之一分佈。該所觀測分佈係用以計算該結構之一性質(例如CD或疊對)。與該光學系統相關聯之一條件誤差(例如聚焦誤差)在諸觀測之間可變。記錄對於每一捕捉特定之該實際條件誤差，且使用該實際條件誤差以針對歸因於對於該觀測特定之該條件誤差的該所觀測分佈之一偏差應用一校正。在一個實務實例中之該校正係基於先前相對於一單位聚焦誤差所定義之一單位校正。可根據對於該觀測特定之一聚焦誤差而線性地按比例調整此單位校正。

Description

判定一結構之一性質之方法、檢測裝置及器件製造方法
本發明之描述係關於用於判定結構(特別是微觀結構)之性質之光學方法及裝置。實施例可應用於例如檢測裝置中，及/或應用於例如可例如在藉由微影技術進行器件製造中所使用的微影裝置中。實施例可應用於例如使用固體浸潤透鏡(SIL)或微SIL之檢測裝置中。
微影製程為將所要圖案施加至基板上(通常施加至基板之目標部分上)之製程。微影裝置可用於例如積體電路(IC)之製造中。在彼情況下，被替代地稱作光罩或倍縮光罩之圖案化器件可用以產生待形成於IC之個別層上之電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如矽晶圓)上之目標部分(例如包含晶粒之部分、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。可涉及步進移動及/或掃描移動，以在橫越基板之順次目標部分處重複圖案。亦有可能藉由將圖案壓印至基板上而將圖案自圖案化器件轉印至基板。 在微影製程中，需要頻繁地對所產生結構進行量測，例如以用於製程控制及驗證。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，及用以量測微影裝置之疊對(在不同圖案化步驟中形成之圖案之間(例如，在一器件中之兩個層之間)的對準準確度)及散焦之特殊化工具。近來，已開發供微影領域中使用之各種形式之散射計。此等器件將輻射光束導向至目標上且量測散射輻射之一或多個性質-例如，依據波長而變化的在單一反射角下之強度；依據反射角而變化的在一或多個波長下之強度；或依據反射角而變化的偏振-以獲得可供判定所關注目標之性質之「光譜」或「光瞳影像」。可藉由各種技術來執行所關注性質之判定：例如，藉由諸如嚴密耦合波分析或有限元素方法之反覆途徑而進行的目標結構之重新建構；庫搜尋；及主成份分析。 散射計之實例包括屬於美國專利申請公開案第US 2006-033921號及第US 2010-201963號中所描述的類型之角度解析散射計。由此類散射計使用之目標為相對大(例如40微米乘40微米)光柵，且量測光束產生小於光柵之光點(亦即，光柵填充不足)。除了藉由重新建構進行特徵形狀之量測以外，亦可使用此裝置來量測以繞射為基礎之疊對，如美國專利申請公開案第US 2006-066855號中所描述。美國專利申請公開案第US 2011-0027704號、第US 2006-033921號及第US 2010-201963號中亦揭示方法及散射計。隨著微影處理中之實體尺寸縮減，需要例如檢測愈來愈小的特徵，且亦需要縮減由專用於度量衡之目標佔據之空間。所有此等申請案之內容係以引用方式併入本文中。 為了例如增大可捕捉之散射角度之範圍，可將固體浸潤透鏡(SIL)或小型SIL(微SIL)提供於物鏡與目標結構之間。美國專利申請公開案第US 2009-316979號中揭示包含固體浸潤透鏡(SIL)之角度解析散射計之實例。SIL與目標之極端接近度引起大於1的極高效NA，此意謂可在光瞳影像中捕捉散射角度之較大範圍。美國專利申請公開案第US 2016-061590號中揭示此SIL在用於半導體度量衡之檢測裝置中的應用。 為了利用增大之數值孔徑，需要設定SIL與目標之間的間隙且將該間隙維持至一最佳值。舉例而言，間隙可為幾十奈米，例如在10奈米至100奈米之範圍內，從而維持近場中之SIL與基板的光學相互作用。2016年4月19日申請之美國專利申請公開案第US 2016-061590號中及PCT專利申請案第PCT/EP2016/058640號中描述用於控制SIL元件之高度之配置。所有所提及申請案及專利申請公開案之內容之全文係以引用方式併入本文中。使用SIL可允許形成較小照明光點，且因此亦可允許使用較小目標。
光學系統中之問題通常為準確地控制光學系統中之條件使得其根據需要進行執行的問題。在例如定位誤差或例如光學元件內之差溫加熱效應之情況下，可例如出現使所捕捉影像失真之像差。在例如散射量測之狀況下，經量測光瞳影像中之失真可引起例如藉由重新建構所獲得之量測的不準確度或不確定度。定位誤差之實例包括一或多個組件之聚焦誤差及/或傾斜誤差。在包括SIL或微SIL之光學系統之狀況下，像差可為在精確地定位SIL時之誤差之結果，其中物鏡以正確高度、位置及傾角而聚焦。因而，可貫穿量測運用伺服系統來動態地控制定位。但通常在定位中存在某缺陷，且失真係不可避免的。因為位置誤差在量測之間且甚至在量測期間動態地改變，所以並不能藉由習知校準技術來校正該等失真。 本發明之原理不限於包括SIL或微SIL元件之光學系統。然而，實施例尋找在用於檢測裝置之光學系統中及在包括SIL或微SIL元件之光學系統中的特定應用。 本文中所描述之實施例旨在例如在存在隨著時間推移發生改變之條件誤差的情況下使能夠以較大準確度量測目標結構之一或多個性質。本文中所描述之實施例旨在實現例如較準確量測，而重新計算光學系統之以繞射為基礎之模型不具有高計算負擔。 根據一態樣，提供一種判定一結構之一性質之方法，該方法包含： (a)使用一光學系統以收集藉由與該結構相互作用而修改之輻射； (b)觀測該經收集輻射在該光學系統之一捕捉平面中的一分佈；及 (c)基於在步驟(b)中觀測到之輻射之該分佈的至少一個觀測結果來計算該結構之該性質， 其中與該光學系統相關聯之一條件誤差在諸觀測之間可變，且其中步驟(c)中之該計算包括對歸因於對於該觀測特定之該條件誤差的該分佈之一偏差之一校正。 該條件誤差可為例如一定位誤差(包括但不限於聚焦誤差)，或一熱條件誤差、一氣體條件誤差或一機械條件誤差。此等誤差之組合可存在於一真實系統中，且可並行地或組合地經校正。 一些類型之誤差以一可預測方式隨著一條件誤差之量值而按比例調整。在此類狀況下，一實施例可涉及定義對應於一單位條件誤差之一單位校正，且根據與一觀測結果相關聯之實際條件誤差來按比例調整該單位校正。 根據一態樣，提供一種經組態以判定一結構之一性質之裝置，該裝置包含一處理器，該處理器經配置以基於對輻射在一光學系統之一捕捉平面中的一分佈之至少一個觀測結果來計算該結構之該性質，該光學系統已收集已藉由與該結構相互作用而修改之輻射，其中與該光學系統相關聯之一條件誤差在諸觀測之間可變，且其中該處理器經組態以針對歸因於對於該觀測特定之該條件誤差的該分佈之一偏差應用一校正。 根據一態樣，提供一種用於判定一結構之一性質之檢測裝置，該裝置包含： - 一光學系統，其用於收集藉由與該結構相互作用而修改之輻射；及 - 一影像感測器，其用於觀測該經收集輻射在該光學系統之一捕捉平面中的一分佈，該所觀測分佈經輸出以用於計算該結構之該性質， 其中與該光學系統相關聯之一條件誤差在諸觀測之間可變，且其中該檢測裝置經配置以輸出對於該觀測特定之該條件誤差之資訊，以用於計算對於歸因於該條件誤差之該所觀測分佈之一偏差的一校正。 根據一態樣，提供一種含有機器可讀指令之一或多個序列之電腦程式產品，該等機器可讀指令用於致使一處理系統執行如上文所闡述之一方法之該計算步驟。該電腦程式產品可包含一非暫時性儲存媒體。 根據一態樣，提供一種製造器件之方法，其包括一微影製程步驟，其中在執行該微影製程步驟之前或之後，藉由如本文所闡述之一方法獲得對一基板上之結構之量測，且其中該等所獲得量測用以調整該微影製程步驟之一或多個參數以用於對該基板及/或其他基板之處理。 此等及其他態樣將自下文所描述之實例之考慮因素而對於熟習此項技術者顯而易見。
在詳細描述實施例之前，有指導性的是呈現可供實施實施例之實例環境。 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該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該基板之第二定位器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連接各種組件，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，其可根據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的輔助特徵，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。通常，被賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中所產生之諸如積體電路之器件中的特定功能層。 如此處所描繪，裝置屬於透射類型(例如使用透射圖案化器件)。替代地，裝置可屬於反射類型(例如使用上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列，或使用反射光罩)。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。 本文中所使用之術語「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。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用皆與更一般之術語「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，源及微影裝置可為單獨實體。在此類狀況下，不認為源形成微影裝置之部分，且輻射光束係憑藉包括例如合適導向鏡及/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分。源SO及照明器IL連同光束遞送系統BD在需要時可被稱作輻射系統。 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，以在其橫截面中向其提供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之情況下，輻射光束B傳遞通過投影系統PS，投影系統PS將該光束聚焦至基板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，干涉器件、線性編碼器、2D編碼器或電容性感測器)，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。相似地，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。 可使用圖案化器件對準標記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，但該等基板對準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)。相似地，在多於一個晶粒被提供於圖案化器件(例如光罩) MA上之情形中，圖案化器件對準標記可位於該等晶粒之間。小對準標記亦可包括於器件特徵當中之晶粒內，在此狀況下，需要使標記儘可能地小且無需與鄰近特徵不同的任何成像或製程條件。下文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，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，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之寬度(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，步進模式係已知的。在所謂的「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屬於所謂的雙載物台類型，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該等基板台。在曝光站處曝光一個台上之一基板的同時，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大。該等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在基板台處於量測站以及處於曝光站時不能夠量測該基板台之位置，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，其他配置係已知及可用的。舉例而言，已知提供基板台及量測台之其他微影裝置。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。 該裝置進一步包括微影裝置控制單元LACU，該微影裝置控制單元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。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。單獨單元可甚至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。裝置之總體控制可藉由與此等子系統通信之中央處理單元控制。 如圖2中所展示，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製程及曝光後製程之裝置。通常，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/輸出埠I/O1、I/O2拾取基板、在不同製程裝置之間移動基板，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來控制微影裝置。因此，不同裝置可經操作以最大化產出率及處理效率。 為了正確地且一致地曝光由微影裝置曝光之基板，需要檢測經曝光基板以量測性質，諸如後續層之間的疊對誤差、線厚度、臨界尺寸(CD)等。因此，經定位有微影製造單元LC之製造設施亦包括度量衡系統MET，度量衡系統MET收納已在微影製造單元中處理之基板W中之一些或全部。將度量衡結果直接地或間接地提供至監督控制系統SCS。若偵測到誤差，則可對後續基板之曝光進行調整，尤其是在可足夠迅速地且快速地完成檢測使得同一批量之其他基板仍待曝光的情況下。又，已經曝光之基板可被剝離及重工以改良良率，或被捨棄，藉此避免對已知有缺陷之基板執行進一步處理。在基板之僅一些目標部分有缺陷之狀況下，可僅對良好的彼等目標部分執行進一步曝光。 在度量衡系統MET內，檢測裝置用以判定基板之性質，且詳言之，判定不同基板或同一基板之不同層之性質如何在不同層之間變化。檢測裝置可整合至微影裝置LA或微影製造單元LC中，或可為單機器件。為了實現最快速量測，需要使檢測裝置緊接在曝光之後量測經曝光抗蝕劑層中之性質。然而，抗蝕劑中之潛影具有極低對比度-在已曝光至輻射之抗蝕劑之部分與尚未曝光至輻射之抗蝕劑之部分之間僅存在極小折射率差-且並非所有檢測裝置皆具有足夠敏感度來進行潛影之有用量測。因此，可在曝光後烘烤步驟(PEB)之後採取量測，曝光後烘烤步驟(PEB)通常為對經曝光基板進行之第一步驟且增大抗蝕劑之經曝光部分與未經曝光部分之間的對比度。在此階段，抗蝕劑中之影像可被稱作半潛像(semi-latent)。亦有可能對經顯影抗蝕劑影像進行量測-此時，抗蝕劑之經曝光部分抑或未經曝光部分已被移除-或在諸如蝕刻之圖案轉印步驟之後對經顯影抗蝕劑影像進行量測。後者可能性限制重工有缺陷基板之可能性，但仍可提供有用資訊。 檢測裝置實例 圖3展示代替光譜散射計或除了光譜散射計以外亦可使用的角度解析散射計之基本元件。在此類型之檢測裝置中，由輻射源11發射之輻射係由照明系統12調節。舉例而言，照明系統12可包括準直透鏡系統12a、彩色濾光器12b、偏振器12c及孔徑器件13。經調節輻射遵循照明路徑IP，在照明路徑IP中，經調節輻射係由部分反射表面15反射且經由顯微鏡物鏡16聚焦至基板W上之光點S中。可在基板W上形成度量衡目標T。透鏡16具有高數值孔徑(NA)，理想地為至少0.9且更理想為至少0.95。可視需要使用浸潤流體以獲得大於1之數值孔徑。可藉由使用固體浸潤透鏡(SIL)技術(包括微SIL或等效者)來獲得NA之進一步增大。 如在微影裝置LA中，可在量測操作期間提供一或多個基板台以固持基板W。該等基板台可在形式上相似於或相同於圖1之基板台WTa、WTb。(在檢測裝置與微影裝置整合之實例中，該等基板台可甚至為相同基板台)。粗略定位器及精細定位器可經組態以相對於量測光學系統來準確地定位基板。提供各種感測器及致動器例如以獲取所關注目標之位置，且將所關注目標帶入至物鏡16下方之位置中。通常將對橫越基板W之不同部位處之目標進行許多量測。基板支撐件可在X及Y方向上移動以獲取不同目標，且在Z方向上移動以獲得光學系統在目標上之所要聚焦。當實務上光學系統保持實質上靜止且僅基板移動時，方便地將操作考慮並描述為如同物鏡及光學系統被帶入至基板上之不同部位一般。倘若基板及光學系統之相對位置正確，原則上彼等基板及光學系統中之一或兩者在真實世界中是否移動就不重要。 輻射光束之部分透射通過部分反射表面15且朝向參考鏡面14遵循參考路徑RP。 由基板反射之輻射(包括由任何度量衡目標T繞射之輻射)係由透鏡16收集且遵循收集路徑CP，在收集路徑CP中，輻射通過部分反射表面15而傳遞至偵測器19中。偵測器可位於透鏡16之光瞳平面P中，其理論上位於透鏡16之後焦距F處。實務上，後焦距可僅為幾毫米，且光瞳平面自身可處於透鏡總成內不可接近的部位，且可代替地運用輔助光學件(圖中未繪示)而再成像至位於所謂的共軛光瞳平面P'中之偵測器上。該說明係純粹為了說明原理，且並不描繪完整光學系統。光瞳平面P亦可被稱作背焦平面。該偵測器可為二維偵測器，使得可量測基板目標T之二維角度散射光譜或繞射光譜。在光瞳平面或共軛光瞳平面中，輻射之徑向位置定義輻射在經聚焦光點S之平面中之入射角/出射角，且圍繞光軸O之角度位置定義輻射之方位角。偵測器19可為例如CCD或CMOS感測器陣列，且可使用為例如每圖框40毫秒之積分時間。 形成偵測器19之影像感測器之平面可被視為光學系統之捕捉平面。雖然本實例將此捕捉平面置放於光學系統之背焦平面中，但捕捉平面原則上可為任何平面。 參考路徑RP中之輻射投影至同一偵測器19之一不同部分上或替代地投影至不同偵測器(圖中未繪示)上。參考光束常常用以例如量測入射輻射之強度，以允許散射光譜中量測之強度值之正規化。 返回至裝置，照明系統12之各種組件可調整以在同一裝置內實施不同度量衡「配方」。可(例如)由干涉濾光器之集合實施彩色濾光器12b以選擇在(比如) 405奈米至790奈米或甚至更低(諸如，200奈米至300奈米)之範圍內的不同所關注波長。干涉濾光器可為可調諧的，而非包含不同濾光器集合。可使用光柵以代替干涉濾光器。偏振器12c可旋轉或可調換以便在輻射光點S中實施不同偏振狀態。孔徑器件13可經調整以實施不同照明剖面。孔徑器件13位於與物鏡16之光瞳平面P及偵測器19之平面共軛的平面P''中。以此方式，由孔徑器件界定之照明剖面界定傳遞通過孔徑器件13上之不同部位的入射於基板輻射上之輻射之角度分佈。 偵測器19可量測在單一波長(或窄波長範圍)下之散射輻射之強度、分離地在多個波長下之散射輻射之強度，或遍及一波長範圍而積分之散射輻射之強度。此外，偵測器可分離地量測橫向磁偏振輻射及橫向電偏振輻射之強度，及/或橫向磁偏振輻射與橫向電偏振輻射之間的相位差。 在度量衡目標T提供於基板W上的情況下，此可為1-D光柵，其經印刷成使得在顯影之後，長條係由固體抗蝕劑線形成。目標可為2-D光柵，其經印刷成使得在顯影之後，光柵係由抗蝕劑中之固體抗蝕劑導柱或通孔形成。長條、導柱或通孔可替代地經蝕刻至基板中。此圖案對微影投影裝置(特別是投影系統PS)中之光學效應敏感。舉例而言，照明對稱性及像差之存在將顯現於經印刷光柵中之變化中。因此，經印刷光柵之散射量測資料用以重新建構光柵。1-D光柵之參數(諸如線寬及形狀)或2-D光柵之參數(諸如導柱或通孔寬度或長度或形狀)可經輸入至藉由處理單元PU自印刷步驟及/或其他散射量測製程之知識而執行之重新建構製程。本文中所揭示之技術不限於光柵結構之檢測，且包括空白基板或在上方僅具有扁平層之基板之任何目標結構包括於術語「目標結構」內。 除了藉由重新建構進行一或多個參數之量測以外，角度解析散射量測亦有用於產品及/或抗蝕劑圖案中之特徵之不對稱性之量測。不對稱性量測之一特定應用係針對疊對之量測，其中目標包含疊置於另一組週期性特徵上的一組週期性特徵。舉例而言，在上文所引證之美國專利申請公開案第US 2006-066855號中描述使用圖3之器具進行不對稱性量測的概念。簡單而言，雖然目標之繞射光譜中的繞射階之位置僅由目標之週期性判定，但繞射光譜中之強度位準之不對稱性指示構成該目標的個別特徵中之不對稱性。在圖3之器具中(其中偵測器19可為影像感測器)，繞射階之此不對稱性直接呈現為由偵測器19記錄之光瞳影像中的不對稱性。可藉由單元PU中之數位影像處理來量測此不對稱性，且相對於已知疊對值來校準此不對稱性。 具有固體浸潤透鏡(SIL)之檢測裝置 圖4展示圖3之散射計之經修改版本，其中可收集輻射之較大角度範圍。組件被標記為與圖3之散射計中相同。例如在上文所引證之美國專利申請公開案第US 2009-316979號及第US 2016-061590號中描述使用包含SIL之裝置及相干輻射進行檢測之益處。在一些實施例中，使用SIL亦允許將較小照明光點S'施加至較小光柵目標T'。 比較圖4之裝置與圖3之裝置，第一差異為提供接近目標T'之額外光學元件60。本實例中之此額外光學元件係小型固體浸潤透鏡(SIL)，其之橫截面寬度(例如直徑)僅為大約數毫米，例如在1毫米至5毫米之範圍內，例如約2毫米。此額外透鏡在一項實例中包含接收處於至表面成正入射角之輻射射線的材料之半球，諸如，折射率為n之玻璃。透鏡在液體中之浸潤已用以增大顯微法及光微影中之解析度。已在顯微法中及在微影中提議固體浸潤透鏡作為在無液體浸潤不便性的情況下達成相似增益之方式。使用半球形SIL，可由光學系統收集之散射角度之範圍增大為原先的n倍。使用「超半球形」SIL，角度範圍增大可高達n2 。此增大之NA可藉由縮減用作度量衡目標之光柵結構之間距(包括使用真實器件結構作為度量衡目標)加以利用。針對給定間距及波長，該增大之NA可用以增大所捕捉繞射光譜之部分。然而，為了確保SIL實際上以此方式增大系統之效能，半球之底部應與目標T'接觸或經定位成極接近於目標T'(在波長的一半或更小內)。此情形限定SIL之實務應用。 亦可使用所謂的微SIL透鏡，其橫截面寬度(例如直徑)小許多倍，例如直徑為約2微米而非約2毫米。在圖5裝置中之SIL 60為微SIL透鏡之實例中，該SIL之橫截面寬度(例如直徑)可小於10微米，可能小於5微米。 在使用小型SIL 60或微SIL透鏡的情況下，其可附接至可移動支撐件使得對對準及至樣本之接近度之控制比在具有較大橫截面寬度(例如直徑)之透鏡之狀況下簡單得多。圖5中之SIL 60係經由臂64及致動器66而安裝至支撐接物鏡16之框架62。致動器66可例如在操作中係壓電的或音圈致動式。該致動器可結合整體上相對於目標來定位接物鏡之其他致動器而操作。關於上文所提及之粗略定位器及精細定位器，例如致動器66及臂64可被視為超精細定位器。熟習此項技術者應瞭解，此等不同定位器之伺服控制迴路可以無需在此處描述之方式彼此整合。組件62、64及66連同基板台及定位器(上文提及，但圖中未繪示)形成用於將SIL及目標T'定位成彼此緊鄰之支撐裝置。 原則上，SIL 60可被剛性地安裝至框架62，及/或可具有較大橫截面寬度(例如直徑)。單獨安裝件及致動器允許較容易控制SIL位置。此配置允許移動所需之較小塊狀物，且允許單獨控制物鏡至SIL距離及SIL至目標距離。該配置亦准許控制SIL與可能未提供於物鏡載物台中的目標結構之間的偏角/傾角。 此處所說明之安裝臂64及致動器66之形式純粹係示意性的。上文所提及之PCT專利申請案第PCT/EP2016/058640號中描述安裝件及致動器66之實務實施。 使包括SIL 60會開啟聚焦成小得多的光點S'之可能性。如所提及，SIL藉由捕捉來自目標之近場輻射而進行工作，且為此目的，其經定位成比來自目標結構之輻射之一個波長(λ)實質上更近，通常比一半波長(例如，大約λ/20)實質上更近。距離愈近，近場信號至器具中之耦合愈強。因此，SIL 60與目標T'之間的氣隙可小於100奈米，例如在10奈米與50奈米之間。因為散射計之NA實際上增大，所以目標光柵之間距亦可縮減為較接近於產品尺寸，同時仍捕捉散射輻射之所要部分。替代地，可在捕捉散射光譜之較大部分的同時維持間距。在以繞射為基礎之度量衡之狀況下，所捕捉部分除了包括零階散射光譜以外亦可包括高階繞射信號。 在將使用微SIL之實例中，通常用於散射計中之類型之非相干輻射不能聚焦成小達微SIL的成微米大小之光點。因此，在此實施例中，輻射源11可為諸如雷射之相干源。雷射源可經由光纖耦接至照明系統12。對光點大小之限制係藉由聚焦透鏡系統之數值孔徑以及雷射波長設定。如美國專利申請公開案第US 2016-061590號中所提及，具有雷射輻射源之器具可用以執行不同類型之散射量測，例如相干傅立葉散射量測(CFS)。 條件誤差及失真 如已經描述，在散射量測中，借助於物鏡16，以大角度分佈(NA)來照明光柵或其他目標結構，且自光柵散射回之輻射係由同一物鏡再收集。此散射輻射在物鏡之背焦平面中形成角度解析輻射分佈，其在偵測器19上經成像。當使用固體浸潤透鏡(SIL) 60時，將額外(半球形)透鏡元件置放於接物鏡16下方，如在圖4中一樣。此透鏡之底部表面(SIL尖端)保持與目標相隔極小距離(例如大約為20奈米之氣隙)。如前所述，自目標及SIL尖端反射之輻射在物鏡之背焦平面中形成光瞳影像，該輻射係由偵測器19以數位方式捕捉。此方法之優點在於：歸因於SIL之高折射率，可被偵測到之角度空間增大。背焦平面形成此實例中之光學系統之捕捉平面，如上文所提及。 圖5粗略地呈現作為「光瞳影像」以數位方式捕捉的此輻射分佈之實例。目標之臨界尺寸(高度、寬度、層厚度等)係藉由自此影像以及自結構及光學系統之某些已知參數進行計算來獲得。舉例而言，在CD重新建構方法中，使針對目標光柵之經參數化模型之經偵測輻射分佈(光瞳)與所計算輻射分佈之間的差最小化(CD重新建構)，模型之浮動參數係臨界尺寸。光瞳影像在X-Y平面中之像素位置對應於由目標結構散射之射線之不同角度。光瞳影像中之輻射帶及陰影之形狀及強度對應於散射輻射之角度分佈，且因此含有關於結構之資訊。 如已經提及，本發明不限於應用於在物鏡前方具有SIL或微SIL元件之光學系統，但本發明確實旨在解決特別在使用具有SIL元件之光學系統中出現的某些問題。詳言之，本發明涉及可起因於在目標結構之量測期間在光學系統之條件中之誤差的問題。光學系統不能夠完美地成像，且自完美成像之偏差被稱為像差。來自多種源之條件誤差可造成額外像差。若此等像差恆定，則可模型化及/或量測該等像差。有可能藉由校準以自量測移除該等像差之效應來校正該等像差。然而，可出現多種不同條件誤差，其既在諸量測之間又甚至在量測內皆動態地變化。此等可變條件誤差之一些實例為歸因於加熱之透鏡之失真，及/或在Z (聚焦)方向或X-Y方向上或在傾角方面物鏡及/或SIL之定位中之伺服誤差。將把焦點誤差作為一特定實例加以論述，而不將本發明限於彼特定誤差。 通常針對成像像差但未必針對光瞳像差來校正顯微鏡物鏡。當目標結構離焦時，光瞳像差導致經失真散射量測光瞳。散焦及/或光瞳像差愈大，失真愈強。出於此原因，為了角度解析散射量測而定製之接物鏡經指定為具有儘可能低的光瞳像差，且度量衡工具經指定為具有對聚焦之極嚴格控制。定製光學件係昂貴的。當涉及在目標結構上方動態地盤旋數奈米之SIL時，嚴格聚焦控制係特別的要求。若在處理所捕捉光瞳影像時可縮減像差之效應，則量測準確度將增大。相反，針對指定量測準確度，若可藉由處理來校正像差之效應，則可縮減光學系統組件之品質及成本。可避免自訂光學件。 對散焦之一個貢獻因素為物鏡16與SIL 60之間歸因於受各種支撐件(「載物台」)及定位子系統(物鏡載物台、SIL載物台、感測器載物台、基板載物台)之快速運動及諸如地面振動及冷卻風扇振動/聲學之外部干擾源激發的諧振之相對機械振動。另一貢獻因素尤其為：光學聚焦感測器信號歸因於有限校準準確度及對(SIL與晶圓之間的)氣隙之有限敏感度而不完美。 結果，在不同量測之間且甚至在一個量測期間散焦發生改變。歸因於失真之CD變化因此在度量衡工具之量測再現性中結束。原則上可以對接物鏡載物台之高頻寬回饋控制且以低可傳輸的系統動力學來縮減機械振動。然而，此可涉及重大設計工作量且很可能將導致較大體積及較高製造成本。 作為一額外問題，為了減小特徵大小(光柵間距)，發現對歸因於光瞳像差之失真之敏感度有所增大。因此，針對其他器件大小節點之失真效應將變得愈來愈重要。 將SIL引入接物鏡下方會導致大量額外光瞳像差，其原則上針對現成物鏡或其他光學件未被校正。此等額外像差導致光瞳之較強失真，此繼而導致借助於CD重新建構或其他計算方法自光瞳判定的一或多個參數之較低精度。儘管定製物鏡可經設計為(部分地)補償由SIL引入之光瞳像差，但此又增大了設計挑戰及成本。而且此自訂接物鏡-SIL組合可能對諸如透鏡-SIL散焦之一或多個條件誤差甚至更敏感。 對在條件誤差引入下之光瞳失真之校正 根據本發明，有可能建構用以校正散射量測光瞳之失真之方法。已發現： 1. 可在光瞳影像獲取期間使用存在於聚焦控制系統中之聚焦誤差信號來量測散焦之量。針對其他定位誤差或條件誤差以相似方式，可得到伺服誤差信號，或可直接量測條件誤差。 2. 對於不具有一或多個條件誤差之光學系統，可針對某一散焦使用光學設計程式來判定光瞳像差。此計算可為耗時的。當散焦(條件誤差)係已知時，可自此等光瞳像差計算光瞳失真。 3.失真之量與在合理變化範圍內之散焦之量線性地成比例。針對其他條件誤差預期存在良好定義的關係，即使發現該等條件誤差不與足夠準確度線性地成比例。 4.光瞳影像感測器19處之經失真光瞳為理想(未失真)光瞳乘以表示失真之向量場。圖6表示此向量場之實例，如下文所描述。 5.經量測光瞳為在獲取時間期間CCD上之輻射之積分。由於散焦在此獲取時間期間發生改變，因此此光瞳為以不同量失真的光瞳之平均值。 自此等觀測結果，可設計用於校正散焦或其他失真之方案。現在將描述此方案之原理，接著是實施實例。 假設資料獲取(光瞳影像捕捉)花費(例如) 2毫秒或10毫秒或50毫秒。在時刻ti 時使用適當伺服誤差信號來量測散焦ΔZi = ΔZ(ti )，其中時間間隔為ti + 1 - ti = 10 μs。由於伺服誤差信號含有雜訊，故容許存在等於經量測散焦ΔZi 與真實散焦di = d(ti )之間的差的誤差ei = e(ti )。因此ΔZi = di + ei 。 可以光學設計程式計算針對少量散焦(例如1奈米)之光瞳像差一次。此等光瞳像差可被視為由單位聚焦誤差造成的單位失真。此單位失真可以如圖6中所描繪之單位失真向量場來表達。此向量標繪圖展示其中輻射應已在無像差的情況下結束之點與其中輻射歸因於由單位條件誤差造成之像差而在光瞳影像感測器19上結束之點之間的箭頭。箭頭之長度在此標繪圖中當然被誇示，而不具有真實大小。然而，在輻射之分佈中存在大梯度的情況下，甚至場之小失真亦可導致對所計算性質之相當大影響。自單位失真向量場之彼等光瞳像差，可計算針對聚焦誤差之任意值多少實際光瞳變得失真。 由於真實光學系統很可能稍微不同於在光學設計程式中建構之標稱系統，故此向量場V0 與實際失真向量場D0 不同達場E0 ，使得V0 = D0 + E0 。E0 在當前內容背景中被稱作模型誤差。 可針對任何給定經量測散焦ΔZi 計算失真V(ΔZi )，此係因為該失真與單位(例如1奈米)散焦下之失真D0 線性地成比例，且因此V(ΔZi ) = Δzi * V0 (ΔZi 以奈米為單位)。運用上文所引入之定義，此得到：V(ΔZi ) = (di + ei ) * (D0 + E0 )或V(ΔZi ) = di D0 + di E0 + ei D0 + ei E0 。在此等貢獻中，實際失真為di D0 ，其他項為由於量測及模擬不完美之誤差。此等方程式中之大寫字母符號係向量場且小寫字母符號係純量，相乘*被定義為按元素純量乘積使得向量場中之每一向量將其長度改變純量因子。 若P表示如由馬克士威求解程序計算的理想(未失真)光瞳遍及整個獲取時間之輻射分佈，則在某一時間間隔下之經失真輻射分佈Ii 係由Ii = V(ΔZi ) × P / N給出，其中N係時間樣本之數目。此處，相乘×應被理解為向量場作用於純量場(而不改變純量場之基底)。 若在總獲取時間期間存在N個時間間隔ti + 1 - ti ，則可將積分(失真)光瞳Idist 表達為所有N個時間間隔的Ii 之總和，亦即：在寫出V(ΔZi )之定義的情況下，可將此方程式寫成：其中上劃線指示花費的時間平均值。 因此，為了藉由散射量測進行量測，可將失真校正之強度Idist 而非所計算強度P與經量測強度Imeas 進行比較。藉此，嚴格來說，由於歸因於量測及模擬不完美而使最後三項相加，故進行過校正。然而，對於若干毫秒之相對短量測時間，(e平均值)實務上可比(d平均值)小得多。舉例而言，伺服誤差之信雜比可為大約幾百。又，e平均值很可能受到相對高頻電及光子雜訊(例如在1 kHz至100 kHz之範圍內)支配，其在量測時間期間平均為零，而d平均值受到相對低頻運動(例如在20 Hz至200 Hz之範圍內)支配，其在量測時間期間過慢而不能平均為零。因此可忽略方程式(1)中之最後兩項。 關於方程式(1)中之第二項，已在以SIL為基礎之散射量測之內容背景中執行模擬。憑藉光學設計程式，計算光瞳像差，且自彼等光瞳像差，判定可歸因於用於標稱系統之散焦之CD量測變化，且比較該CD量測變化與歸因於散焦結合經變更光學參數(透鏡之安置等)之CD變化。已發現，針對在設計容許度內之位移，歸因於失真之CD變化受到散焦自身支配，而並不過多受到模型誤差支配。 應注意，在以上實例中，所計算光瞳P係失真的。可更方便的是(如在此文件之其餘部分中假定)替代地校正經量測光瞳影像(強度分佈Imeas )。為進行此校正，可將向量場倒轉(使所有向量頭尾翻轉)。當此經倒轉向量場×乘以經量測光瞳時，根據模型而消除/校正經量測光瞳之失真。 實施實例 圖7係應用上文所描述之原理以獲得經校正光瞳影像之方法的流程圖。該方法包含在即時量測之前作為預處理而執行的步驟S10a，及針對每一量測而執行之步驟S10b。該方法例如係由圖3或圖4之散射計之處理器PU執行，且使用自位置控制器704 (圖3)或位置控制器706 (圖4)獲得之聚焦誤差信號702。下文列出方法之步驟： S11. (預製程)針對固定散焦自標稱光學設計計算光瞳像差(或其他單位條件誤差)。 S12. (預製程)自光瞳像差計算單位失真圖(單位失真向量場)。此計算對應於可經應用以校正可歸因於單位條件誤差的像差之效應之單位校正。 S13. (根據量測)獲取散射量測光瞳影像。 S14. (根據量測)與步驟S13同時地，使用來自適當伺服控制器之控制信號或藉由直接量測來記錄時間解析之聚焦誤差信號(或其他條件誤差信號)。 S15. (根據量測)獲得聚焦誤差信號之時間平均值。 S16. (根據量測)藉由將平均聚焦誤差(以用於步驟S11中之散焦為單位來表達)乘以來自步驟S12之單位失真圖來建構量測特定失真圖。 S17. (根據量測)針對藉由來自步驟S16之量測特定失真圖之失真來校正經量測散射量測光瞳(S13)。 S18. 將經校正光瞳用於重新建構或其他計算中，以判定目標結構之CD或其他所關注性質。 應注意，可在替代實施例中組合步驟S13及S14，其中可捕捉例如聚焦誤差信號且在捕捉過程期間將聚焦誤差信號積分。 如上文所論述，若步驟S18涉及比較經捕捉光瞳影像與所計算光瞳影像，則可修改步驟S17處之校正且替代地將該校正應用於所計算影像，而非應用於所捕捉影像。相似地，可藉由按比例調整單位失真圖且接著轉換成量測特定校正，或藉由轉換成單位校正且按比例調整至量測特定校正來獲得量測特定校正。雖然簡單線性按比例調整在所描述實例中在聚焦誤差之相關範圍內成立，但本發明當然涵蓋在特定像差及校正效能之特定所要程度的狀況下適當的任何非線性按比例調整行為。在不脫離本發明之原理或申請專利範圍之範疇的情況下，此等及其他替代方案係可能的。 以上實例係基於聚焦誤差信號。在以SIL為基礎之系統中，此聚焦誤差信號可為物鏡相對於SIL之聚焦(Z位置)。如已經提及，光學系統之其他條件參數可影響失真，且可在諸量測之間變化。舉例而言，SIL相對於光軸之X-Y位置(離心)及/或SIL相對於光軸之偏角/傾角(Rx/Ry旋度)係影響光學系統之效能的其他類型之定位誤差。引入像差之其他類型之條件誤差包括一或多個光學組件或其安裝件中之熱變化(熱條件誤差)、光學系統中及周圍的氣體條件中之誤差(例如壓力、濕度、污染) (氣體條件誤差)，及/或諸如應變之機械條件誤差(由熱應力或其他效應造成)。針對此等熱條件及/或氣體條件可存在類伺服控制器，其亦包括可用以量測條件誤差之誤差信號。替代地，溫度感測器、應變計或其他感測器可具備光學系統之一或多個元件，以獲得特定用於本發明之校正方法的條件誤差信號。 輻射自目標之反射深度(相位深度)針對輻射射線之所有入射角度並非均一。此情形導致依光瞳位置而定之聚焦偏移，其根據目標類型改變但針對同一類型之不同目標(幾乎)恆定。可在步驟S12中計算失真圖時考量此時間恆定角度相依偏移，而不需要單獨步驟。 所揭示技術不限於以SIL為基礎之度量衡，或限於定位誤差。所揭示技術不限於校正光瞳影像中之位置失真。在包括光瞳影像感測器19之光學系統係相位敏感的情況下，在步驟S16中計算之光瞳像差可用以校正相位景觀。僅僅作為一實例，可捕捉相位資訊且將相位資訊用於所謂的「無透鏡成像」系統中。所揭示技術不限於校正光瞳影像。捕捉平面可為光學系統之任何平面。 經重新建構平均真實失真(d平均值)可用於疵點偵測。舉例而言，經重新建構參數d平均值之慢漂移可被視為機械部分及/或感測器光學件中之磨損之指示符。可以稍微變更之方式使用此方法以監控聚焦誤差信號(及/或任何其他條件誤差信號)之漂移，如下文所解釋。 可在真實實施中組合上文所描述之不同校正中之任一者及全部。舉例而言，可在步驟S14中量測維度Z、X、Y、Rx、Ry及/或Rz中的任一者或全部中之定位誤差，且每一定位誤差可用以產生失真圖或其他校正圖以應用於所捕捉光瞳影像(或所計算光瞳影像)。校正不需要明確地形成為遍及光瞳影像之圖。舉例而言，在自光瞳影像導出一些參數且比較該等參數與所計算參數的情況下，可在經導出參數中而非在原始光瞳影像中定義及執行校正。校正不需要以像素陣列之形式而定義，但可在適當時經參數化。 應用實例 圖8說明在控制圖1及圖2中所說明的類型之微影製造系統中度量衡裝置之應用，該度量衡裝置之照明系統包括本文中所揭示之類型之光束均質器。將在此處列出步驟，且接著更詳細地解釋該等步驟： ● S21：處理基板以在基板上產生結構 ● S22：橫越基板量測CD及/或其他參數 ● S23：更新度量衡配方 ● S24：更新微影及/或製程配方 先前地，可執行圖7之校正方法之步驟S10a，以計算適於單位條件誤差之單位失真圖或單位校正。(替代地，可在離線處理量測時稍後計算單位失真圖或單位校正)。當然可對光學系統執行本文中未描述之其他校準步驟。 在步驟S21處，使用微影製造系統橫越基板來產生結構。在S22處，使用度量衡裝置240且視情況使用其他度量衡裝置及資訊源以橫越基板量測結構之性質。自經由散射計獲得之光瞳影像計算對性質之此等量測。舉例而言，所關注性質可為臨界尺寸(CD)、疊對(OVL)及/或邊緣置放誤差(EPE)。藉由圖7之方法獲得之校正係用於步驟S22處之量測計算中。在步驟S23處，視情況，依據所獲得量測結果更新一或多個度量衡配方及/或度量衡裝置之校準。 在步驟S24處，比較CD或其他所關注參數之量測值與所要值，且使用該等量測值以更新微影裝置及/或微影製造系統內之其他裝置之一或多個設定。藉由向度量衡裝置提供針對動態條件誤差之校正，可獲得較準確量測。此繼而可在其他量測中應用量測之結果時及在進一步控制微影裝置時導致較佳效能。替代地或另外，較便宜光學系統可用以以相同準確度執行量測。 聚焦誤差信號監控 以上論述假定經完美校準之聚焦誤差信號使得在經量測聚焦誤差(或其他條件誤差)與實際散焦之間不存在失配。此校準可藉由使用經證實技術來完成，但涉及相對耗時對準工序。在操作度量衡工具的同時，漂移可致使發生非零失配，此對於工具之適當運行係不當的。此失配將靜態貢獻引入於上述方程式之e平均值中，使得其可決不平均為零(即使針對無限獲取時間)。 對於為一秒的至少十分之幾之相對長量測時間，d平均值歸因於為20 Hz至200 Hz之典型運動頻率及機械電子之通常線性動力學而平均為設定點值(平均控制誤差變成零)，而e平均值平均為經量測聚焦誤差與實際散焦之間的失配。在此狀況下，可忽略方程式(1)中之前兩項。利用此狀況，可藉由對(已知)基準目標結構進行量測來估計e平均值。各種基準目標可提供於比如散射計之檢測裝置內。可在例如裝載及卸載基板的同時量測此等基準目標，使得針對每一基板之某一校準係可能的。可將光柵目標添加至基準集合，其經設計為在現有目標中之一者不合適的情況下支援聚焦校準及/或其他校準。 假設聚焦誤差信號(FES)曲線定義依據散焦而變化的聚焦誤差信號。構思應為量測良好界定的基準件上之實際FES且比較該實際FES與預期FES(經計算/經校準)。藉由使用用於散焦之多個設定點值，有可能識別遍及廣泛範圍而非一個操作點(散焦值)下之曲線之失配。校準方法因此可如以下步驟中所描述來實施： S31.基於候選聚焦誤差之集合計算失真圖且針對每一候選聚焦誤差計算經校正光瞳影像。 S32.比較針對不同聚焦誤差之經量測光瞳與針對基準件之已知光學性質之所計算光瞳，且尋找最小化差之候選聚焦誤差。 S33.在所找到聚焦誤差信號(其在零散焦下應為零)超過預設臨限值的情況下，可使用耗時的經證實技術提供用以重新對準聚焦之信號。替代地，可推遲重新對準直至稍後方便時間，而針對經量測失配來校正聚焦誤差信號，其可被認為線上校準。經校正聚焦誤差接著為用於圖7之步驟S14至S16中的聚焦誤差。 雖然已參考聚焦誤差描述監控之原理，但將理解，任何條件誤差信號可自其標稱回應曲線漂移，且以上技術可用以監控彼信號之準確度且在適當時間觸發校準。 結論 本文中所揭示之校正及校準方法允許量測待藉由散射量測獲得之性質，該等性質對可將像差引入至諸如散射計之檢測裝置之光學系統中的動態變化之條件誤差較不敏感。作為副產物，可獲得關於條件設定之漂移之診斷資訊。此診斷資訊可用以校準及校正用於校正散射量測光瞳影像的條件誤差信號。 如上文已經描述，在不脫離本發明之原理的情況下，許多變化及修改係可能的。本文中所描述之實施例不限於應用於檢測裝置之任何特定類型，或甚至通常不限於應用於檢測裝置。 在以下編號條項之清單中揭示其他實施例： 1. 一種判定一結構之一性質之方法，該方法包含： 致使一光學系統收集藉由與該結構相互作用而修改之輻射； 致使對該經收集輻射在該光學系統之一捕捉平面中的一分佈進行一觀測，其中與該光學系統相關聯之一條件誤差在諸觀測之間可變；及 基於輻射之至少一個所觀測分佈來計算該結構之該性質，該計算包括對歸因於對於該觀測特定之該條件誤差的該分佈之一偏差之一校正。 2. 如條項1之方法，其中該校正係基於相對於一單位條件誤差而定義之一單位校正，其係根據對於該觀測特定之該條件誤差而按比例調整。 3. 如條項2之方法，其中該單位校正係自基於對該光學系統之一模擬之計算而導出。 4. 如條項2或條項3之方法，其中與該條件誤差成比例地線性地按比例調整該校正。 5. 如前述條項中任一項之方法，其中該光學系統之該條件誤差在該觀測之一時間段內變化，且其中在多個子時段下記錄之多個條件誤差值用於該計算中。 6. 如條項5之方法，其中組合該多個條件誤差值以形成一個條件誤差以定義該校正。 7. 如前述條項中任一項之方法，其中該偏差包括該輻射在該光學系統之該捕捉平面中的該分佈之一平面內失真，且該校正包括對該平面內失真之一校正。 8. 如條項7之方法，其中將對該平面內失真之該校正表達為遍及該光學系統之該捕捉平面而延伸之一向量場。 9. 如前述條項中任一項之方法，其中該偏差包括遍及該捕捉平面之相位之一偏差，且該校正包括對相位之該偏差之一校正。 10. 如前述條項中任一項之方法，其中該捕捉平面係該光學系統之一背焦平面，輻射之該分佈包含一散射光譜。 11. 如前述條項中任一項之方法，其中該計算該性質係基於該所觀測分佈與一經模擬分佈之間的比較。 12. 如條項11之方法，其中在與該所觀測分佈進行比較之前將該校正應用於該經模擬分佈。 13. 如條項1至11中任一項之方法，其中將該校正應用於該所觀測分佈作為該計算中之一預備步驟。 14. 如前述條項中任一項之方法，其中該光學系統包括一安裝件，該安裝件可操作以固持一光學元件使其與一目標結構相隔小於該輻射之一波長的一距離內。 15. 如條項14之方法，其中該光學元件係一固體浸潤透鏡，其可在一物鏡之一焦點處操作以將該光學系統之一有效數值孔徑NA增大超過1。 16. 如條項15之方法，其中該條件誤差係與在相對於該物鏡之該焦點定位該光學元件中之一誤差相關。 17. 如前述條項中任一項之方法，其中該條件誤差係一聚焦誤差。 18. 如前述條項中任一項之方法，其中該條件誤差包括一平面內定位誤差。 19. 如前述條項中任一項之方法，其中該條件誤差包括一傾角誤差。 20. 如前述條項中任一項之方法，其中該條件誤差係該光學系統之部分之一熱條件中或一氣體條件中或一機械條件中的一誤差。 21. 如前述條項中任一項之方法，其中該光學系統之一條件係藉由一伺服控制來控制，該條件誤差係該伺服控制之一副產物。 22. 如前述條項中任一項之方法，其中該結構係形成於一半導體基板上之一微觀結構。 23. 一種經組態以判定一結構之一性質之裝置，該裝置包含一處理器，該處理器經配置以基於對輻射在一光學系統之一捕捉平面中的一分佈之至少一個觀測結果來計算該結構之該性質，該光學系統已收集已藉由與該結構相互作用而修改之輻射，其中與該光學系統相關聯之一條件誤差在諸觀測之間可變，且其中該處理器經組態以針對歸因於對於該觀測特定之該條件誤差的該分佈之一偏差應用一校正。 24. 如條項23之裝置，其中該校正係基於相對於一單位條件誤差而定義之一單位校正，其係根據對於該觀測特定之該條件誤差而按比例調整。 25. 如條項24之裝置，其中該單位校正係自基於對該光學系統之一模擬之計算而導出。 26. 如條項24或條項25之裝置，其中該校正係與該條件誤差成比例地經線性地按比例調整。 27. 如條項23至26中任一項之裝置，其中該光學系統之該條件誤差在該觀測之一時間段內變化，且其中在多個子時段下記錄之多個條件誤差值用於該計算中。 28. 如條項27之裝置，其中該多個條件誤差值經組合以形成一個條件誤差以定義該校正。 29. 如條項23至28中任一項之裝置，其中該偏差包括該輻射在該光學系統之該捕捉平面中的該分佈之一平面內失真，且該校正包括對該平面內失真之一校正。 30. 如條項29之裝置，其中對該平面內失真之該校正被表達為遍及該光學系統之該捕捉平面而延伸之一向量場。 31. 如條項23至30中任一項之裝置，其中該偏差包括遍及該捕捉平面之相位之一偏差，且該校正包括對相位之該偏差之一校正。 32. 如條項23至31中任一項之裝置，其中該捕捉平面係該光學系統之一背焦平面，輻射之該分佈包含一散射光譜。 33. 如條項23至32中任一項之裝置，其中對該性質之該計算係基於該所觀測分佈與一經模擬分佈之間的比較。 34. 如條項33之裝置，其中該處理器經組態以在與該所觀測分佈進行比較之前將該校正應用於該經模擬分佈。 35. 如條項23至33中任一項之裝置，其中該處理器經配置以將該校正應用於該所觀測分佈作為該計算中之一預備步驟。 36. 如條項23至35中任一項之裝置，其中該條件誤差係與在相對於該光學系統中之一物鏡之焦點定位一光學元件中的一誤差相關。 37. 如條項23至36中任一項之裝置，其中該條件誤差係一聚焦誤差。 38. 如條項23至37中任一項之裝置，其中該條件誤差包括一平面內定位誤差。 39. 如條項23至38中任一項之裝置，其中該條件誤差包括一傾角誤差。 40. 如條項23至39中任一項之裝置，其中該條件誤差係該光學系統之部分之一熱條件或氣體條件或一機械條件中的一誤差。 41. 如條項23至40中任一項之裝置，其中該光學系統之一條件係藉由一伺服控制來控制，該條件誤差係該伺服控制之一副產物。 42. 一種包含機器可讀指令之電腦程式產品，該等機器可讀指令用於致使一可程式化處理器實施該如條項23至41中任一項之裝置中的該處理器。 43. 一種包含機器可讀指令之電腦程式產品，該等機器可讀指令用於致使一處理系統執行該如條項1至22中任一項之方法。 44. 一種用於判定一結構之一性質之檢測裝置，該裝置包含： 一光學系統，其經組態以收集藉由與該結構相互作用而修改之輻射，其中與該光學系統相關聯之一條件誤差在諸觀測之間可變；及 一影像感測器，其經組態以觀測該經收集輻射在該光學系統之一捕捉平面中的一分佈，該所觀測分佈經輸出以用於計算該結構之該性質， 其中該檢測裝置經組態以輸出對於該觀測特定之該條件誤差之資訊，以用於計算對於歸因於該條件誤差之該所觀測分佈之一偏差的一校正。 45. 如條項44之檢測裝置，其中該光學系統之該條件誤差在該觀測之一時間段內變化，且其中在多個子時段下記錄之多個條件誤差值經輸出以用於該計算。 46. 如條項44或條項45之檢測裝置，其中該捕捉平面係該光學系統之一背焦平面，輻射之該分佈包含一散射光譜。 47. 如條項44至46中任一項之檢測裝置，其中該光學系統包括一安裝件，該安裝件可操作以固持一光學元件使其與一目標結構相隔小於該輻射之一波長的一距離內。 48. 如條項47之檢測裝置，其中該光學元件係一固體浸潤透鏡，其可在一物鏡之一焦點處操作以將該光學系統之一有效數值孔徑NA增大超過1。 49. 如條項48之檢測裝置，其中該條件誤差係與在相對於該物鏡之該焦點定位該光學元件中之一誤差相關。 50. 如條項44至49中任一項之檢測裝置，其中該條件誤差係一聚焦誤差。 51. 如條項44至50中任一項之檢測裝置，其中該條件誤差包括一平面內定位誤差。 52. 如條項44至51中任一項之檢測裝置，其中該條件誤差包括一傾角誤差。 53. 如條項44至52中任一項之檢測裝置，其中該條件誤差係該光學系統之部分之一熱條件中或一氣體條件中或一機械條件中的一誤差。 54. 如條項44至53中任一項之檢測裝置，其中該光學系統之一條件係藉由一伺服控制來控制，該條件誤差係該伺服控制之一副產物。 55. 如條項44至54中任一項之檢測裝置，其適用於檢測形成於一半導體基板上之一微觀結構。 56. 一種製造器件之方法，其包括一微影製程步驟，其中在執行該微影製程步驟之前或之後，藉由該如請求項1至22中任一項之方法獲得對一基板上之結構之量測，且其中該等所獲得量測用以調整該微影製程步驟之一參數以用於對該基板及/或其他基板之處理。 儘管在本文中可特定地參考檢測裝置在IC製造中之使用，但應理解，本文中所描述之檢測裝置可具有其他應用，諸如製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭，等。熟習此項技術者將瞭解，在此等替代應用之內容背景中，可認為本文中對術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用分別與更一般之術語「基板」或「目標部分」同義。 本文中所使用之術語「光」、「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1奈米至100奈米之範圍內之波長)，以及粒子束(諸如離子束或電子束)。可使用此類輻射以將圖案施加至基板以界定目標結構。此類不同輻射亦可用作散射計或其他檢測裝置中之照明。 術語「透鏡」在內容背景允許時可指各種類型之光學組件中之任一者或其組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。 雖然上文已描述特定實施例，但應瞭解，可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。此外，可以如下形式來實施裝置之部分：電腦程式，其含有描述如上文所揭示之方法的機器可讀指令之一或多個序列；或資料儲存媒體(例如半導體記憶體、磁碟或光碟)，其具有儲存於其中之此電腦程式。 以上之描述意欲為說明性，而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍之精神及範疇的情況下對所描述之本發明進行修改。
11‧‧‧輻射源
12‧‧‧照明系統
12a‧‧‧準直透鏡系統
12b‧‧‧彩色濾光器
12c‧‧‧偏振器
13‧‧‧孔徑器件
14‧‧‧參考鏡面
15‧‧‧部分反射表面
16‧‧‧顯微鏡物鏡/透鏡/接物鏡
19‧‧‧偵測器/光瞳影像感測器
60‧‧‧光學元件/小型固體浸潤透鏡(SIL)
62‧‧‧框架/組件
64‧‧‧臂/組件
66‧‧‧致動器/組件
702‧‧‧聚焦誤差信號
704‧‧‧位置控制器
706‧‧‧位置控制器
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
CP‧‧‧收集路徑
DE‧‧‧顯影器
EXP‧‧‧曝光站
F‧‧‧後焦距
IF‧‧‧位置感測器
IL‧‧‧照明系統/照明器
IN‧‧‧積光器
I/O1‧‧‧輸入/輸出埠
I/O2‧‧‧輸入/輸出埠
IP‧‧‧照明路徑
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‧‧‧圖案化器件對準標記
M2‧‧‧圖案化器件對準標記
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
O‧‧‧光軸
P‧‧‧光瞳平面/光瞳
P'‧‧‧共軛光瞳平面
P''‧‧‧平面
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
PU‧‧‧處理單元/處理器
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
RP‧‧‧參考路徑
S‧‧‧輻射光點
S'‧‧‧照明光點
SC‧‧‧旋塗器
SCS‧‧‧監督控制系統
SO‧‧‧輻射源
S10a‧‧‧步驟
S10b‧‧‧步驟
S11‧‧‧步驟
S12‧‧‧步驟
S13‧‧‧步驟
S14‧‧‧步驟
S15‧‧‧步驟
S16‧‧‧步驟
S17‧‧‧步驟
S18‧‧‧步驟
S21‧‧‧步驟
S22‧‧‧步驟
S23‧‧‧步驟
S24‧‧‧步驟
T‧‧‧度量衡目標/基板目標
T'‧‧‧光柵目標
TCU‧‧‧塗佈顯影系統控制單元
W‧‧‧基板
WTa‧‧‧基板台
WTb‧‧‧基板台
現在將參看隨附圖式而僅作為實例來描述實施例，在該等圖式中： 圖1描繪微影裝置； 圖2描繪其中可使用檢測裝置之微影製造單元或叢集； 圖3描繪經配置以執行角度解析散射量測之檢測裝置之實例，而作為其中可供應用實施例之光學系統的實例； 圖4描繪經配置以執行角度解析散射量測之檢測裝置之實例，其中光學系統包括固體浸潤透鏡(SIL)，而作為其中可供應用實施例之光學系統的另一實例； 圖5以黑色及白色展示由圖5之檢測裝置中之影像感測器捕捉的光瞳影像之實例； 圖6係由於物鏡與SIL之間的聚焦誤差而在圖5之光瞳影像中引入的失真圖，該聚焦誤差更一般而言作為定位誤差及條件誤差之實例； 圖7係根據一實施例的量測結構之性質同時校正光瞳影像之捕捉中之一或多個動態條件誤差的方法之流程圖；及 圖8係說明使用藉由圖7之方法進行之量測來控制度量衡方法及/或微影製造製程之效能的方法之流程圖。

Claims (15)

  1. 一種判定一結構之一性質之方法，該方法包含： 致使一光學系統收集藉由與該結構相互作用而修改之輻射； 致使對該經收集輻射在該光學系統之一捕捉平面中的一分佈進行一觀測，其中與該光學系統相關聯之一條件誤差在諸觀測之間可變；及 基於輻射之至少一個所觀測分佈來計算該結構之該性質，該計算包括對歸因於對於該觀測特定之該條件誤差的該分佈之一偏差之一校正。
  2. 如請求項1之方法，其中該校正係基於相對於一單位條件誤差而定義之一單位校正，其係根據對於該觀測特定之該條件誤差而按比例調整。
  3. 如請求項2之方法，其中該單位校正係自基於對該光學系統之一模擬之計算而導出。
  4. 如請求項2之方法，其中與該條件誤差成比例線性地按比例調整該校正。
  5. 如請求項1之方法，其中該光學系統之該條件誤差在該觀測之一時間段內變化，且其中在多個子時段下記錄之多個條件誤差值用於該計算中。
  6. 如請求項1之方法，其中該偏差包括該輻射在該光學系統之該捕捉平面中的該分佈之一平面內失真，且該校正包括對該平面內失真之一校正。
  7. 如請求項1之方法，其中該偏差包括遍及該捕捉平面之相位之一偏差，且該校正包括對相位之該偏差之一校正。
  8. 如請求項1之方法，其中該捕捉平面係該光學系統之一背焦平面，輻射之該分佈包含一散射光譜。
  9. 如請求項1之方法，其中該計算該性質係基於該所觀測分佈與一經模擬分佈之間的比較。
  10. 如請求項1之方法，其中該光學系統包括一安裝件，該安裝件可操作以固持一光學元件使其與一目標結構相隔小於該輻射之一波長的一距離內。
  11. 如請求項10之方法，其中該光學元件係一固體浸潤透鏡，其可在一物鏡之一焦點處操作以將該光學系統之一有效數值孔徑NA增大超過1。
  12. 如請求項11之方法，其中該條件誤差係與在相對於該物鏡之該焦點定位該光學元件中之一誤差相關。
  13. 如請求項1之方法，其中該條件誤差係一聚焦誤差。
  14. 一種經組態以判定一結構之一性質之裝置，該裝置包含一處理器，該處理器經配置以基於對輻射在一光學系統之一捕捉平面中的一分佈之至少一個觀測結果來計算該結構之該性質，該光學系統已收集已藉由與該結構相互作用而修改之輻射，其中與該光學系統相關聯之一條件誤差在諸觀測之間可變，且其中該處理器經組態以針對歸因於對於該觀測特定之該條件誤差的該分佈之一偏差應用一校正。
  15. 一種包含機器可讀指令之電腦程式產品，該等機器可讀指令用於致使一處理系統執行該如請求項1之方法。
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