TW202024779A - 判定圖案化製程之所關注參數之值的方法與器件製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明係關於判定一圖案化製程之一所關注參數之一值。在一度量衡製程中自目標獲得複數個校準資料單元。該等校準資料單元中之至少兩者中之每一者表示使用該度量衡製程中的不同各別偏振設定獲得之所偵測之輻射，每一偏振設定界定該度量衡製程之入射輻射的一偏振性質及該度量衡製程之所偵測之輻射的一偏振性質。該等校準資料單元用以獲得關於該度量衡製程之校準資訊。獲得表示自一另一目標散射之所偵測之輻射的一量測資料單元，該另一目標包含使用該圖案化製程形成於基板上或一另一基板上之一結構。該所關注參數之該值使用該量測資料單元及所獲得之校準資訊來判定。

Description

判定圖案化製程之所關注參數之值的方法與器件製造方法

本發明係關於獲得圖案化製程之所關注參數之值，該圖案化製程諸如使用微影裝置作為器件製造製程之部分的圖案化製程。

微影裝置為將所要圖案塗覆至基板上(通常塗覆至基板之目標部分上)之機器。微影裝置可用於例如製造積體電路(IC)或經設計為功能性的其他器件。在彼例項中，可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經設計為功能性的器件之個別層上的電路圖案。此圖案可轉印至基板(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。典型地經由成像至設置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，單個基板將含有經順次圖案化之鄰近目標部分之網路。已知微影裝置包括：所謂之步進器，其中藉由一次性將整個圖案曝光至目標部分上來輻照每一目標部分；及所謂之掃描器，其中藉由在給定方向(「掃描」方向)上通過輻射光束掃描圖案同時平行或反平行於此方向同步地掃描基板來輻照每一目標部分。亦有可能藉由將圖案壓印至基板上來將圖案自圖案化器件轉印至基板。

可使用不同製作製程來製造及處理多個層及/或特徵，該等製作製程例如沈積、微影、蝕刻、化學機械拋光及離子植入。可在基板上之複數個晶粒上製作多個器件，且隨後將該等器件分離為個別器件。可將此器件製造製程視為圖案化製程。圖案化製程涉及諸如使用微影裝置之光學及/或奈米壓印微影的圖案轉印步驟以在基板上得到圖案，且典型地(但視情況)涉及一或多個相關圖案處理步驟，諸如藉由顯影裝置之抗蝕劑顯影、使用烘烤工具烘烤基板、藉由蝕刻裝置來蝕刻圖案等。另外，在圖案化製程中涉及一或多個度量衡製程。

在圖案化製程期間在各種步驟處使用度量衡製程以監測及/或控制該製程。舉例而言，度量衡製程用以量測基板之一或多個特性，諸如在圖案化製程期間形成於基板上之特徵的相對部位(例如對齊、疊對、對準等)或尺寸(例如線寬、臨界尺寸(CD)、厚度等)，以使得例如可根據一或多個特性判定圖案化製程之效能。若一或多個特性為不可接受的(例如在特性之預定範圍之外)，則可例如基於該一或多個特性之量測值來設計或更改圖案化製程之一或多個變數，以使得藉由圖案化製程製造之基板具有可接受特性。

幾十年來，隨著微影及其他圖案化製程技術之改進，功能元件之尺寸已不斷地減小，而每器件功能元件(諸如電晶體)之量已穩定增加。同時，對在疊對、臨界尺寸(CD)等方面之準確度的要求已變得愈來愈嚴格。勢必將在圖案化製程中產生誤差，諸如疊對之誤差、CD之誤差等。舉例而言，成像誤差可由光學像差、圖案化器件加熱、圖案化器件誤差及/或基板加熱產生，且可在例如疊對、CD等方面進行表徵。另外或可替代地，可在該圖案化製程之其他部分中(諸如在蝕刻、顯影、烘烤等中)引入誤差，且類似地可在例如疊對、CD等方面進行表徵。該誤差可能導致在器件之運行方面的問題，包括器件運行之故障，或運行器件之一或多種電氣問題。因此，希望能夠表徵一或多個此等誤差，且採取步驟以對圖案化製程進行設計、修改、控制等來減小或最小化此等誤差中之一或多者。

根據一態樣，提供一種判定一圖案化製程之一所關注參數之一值的方法，該方法包含：獲得複數個校準資料單元，每一校準資料單元表示自一度量衡製程中之一各別目標散射的所偵測之輻射，該目標包含使用該圖案化製程形成於一基板上之一結構；其中該等校準資料單元中之至少兩者中之每一者表示使用該度量衡製程中的不同各別偏振設定獲得之所偵測之輻射，每一偏振設定界定該度量衡製程之入射輻射的一偏振性質及該度量衡製程之所偵測之輻射的一偏振性質；使用該等校準資料單元以獲得關於該度量衡製程之校準資訊；獲得表示自一另一目標散射的所偵測之輻射的一量測資料單元，該另一目標包含使用該圖案化製程形成於該基板上或一另一基板上之一結構；以及使用該量測資料單元及所獲得之校準資訊來判定該所關注參數的該值。

根據一態樣，提供一種判定一圖案化製程之一所關注參數之一值的方法，該方法包含：獲得一第一對校準資料單元，每一校準資料單元表示自一度量衡製程中之一目標散射的所偵測之輻射，該目標包含使用該圖案化製程形成於一基板上之一結構；該第一對校準資料單元的一第一校準資料單元藉由處於一參考角位之該基板獲得；該第一對校準資料單元之一第二校準資料單元藉由遠離該參考角位旋轉一預定角度的該基板獲得；使用該第一對校準資料單元以獲得關於該度量衡製程之第一校準資訊；獲得表示自一另一目標散射的所偵測之輻射的一量測資料單元，該另一目標包含使用該圖案化製程形成於該基板上或一另一基板上之一結構；以及使用該量測資料單元及該所獲得之第一校準資訊來判定該所關注參數的該值。

在詳細地描述實施例之前，有指導性的係呈現可實施實施例之實例環境。

圖1示意性地描繪微影裝置LA。裝置包含： -   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)； -   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定位圖案化器件之第一定位器PM； -   基板台(例如晶圓台) WT，其經建構以固持基板(例如經抗蝕劑塗佈之晶圓) W，且連接至經組態以根據某些參數來準確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 (例如包含一或多個晶粒)上，該投影系統支撐於參考框架(RF)上。

照明系統可包括用於導引、塑形或控制輻射之各種類型的光學組件，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。

支撐結構以視圖案化器件之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如例如圖案化器件是否經固持於真空環境中)而定的方式來支撐圖案化器件。支撐結構可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術來固持圖案化器件。支撐結構可為例如框架或台，其可視需要而經固定或可移動。支撐結構可確保圖案化器件例如相對於投影系統處於所要位置。可認為本文中對術語「倍縮光罩」或「光罩」之任何使用與更一般術語「圖案化器件」同義。

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基板之目標部分中賦予圖案的任何器件。在一實施例中，圖案化器件為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形成圖案的任何器件。應注意，舉例而言，若經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的所要圖案。一般而言，經賦予至輻射光束之圖案將對應於目標部分中所形成之器件(諸如積體電路)中的特定功能層。

圖案化器件可為透射或反射的。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。光罩在微影中為熟知的，且包括諸如二元、交變相移及衰減式相移之光罩類型，以及各種混合光罩類型。可程式化鏡面陣列之實例使用小鏡面之矩陣配置，該等小鏡面中之每一者可個別地傾斜，以便使入射輻射光束在不同方向上反射。傾斜鏡面在由鏡面矩陣反射之輻射光束中賦予圖案。

本文中所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解譯為涵蓋適用於所使用之曝光輻射或適用於諸如浸潤液體的用途或真空之用途的其他因素之任何類型的投影系統，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」之任何使用與更一般術語「投影系統」同義。

投影系統PS具有可為非均一之光學傳遞函數，該光學傳遞函數可影響在基板W上成像之圖案。對於非偏振輻射，此類影響可由兩個純量映圖極佳地描述，該等純量映圖描述隨投影系統PS之光瞳平面中之位置而變的射出投影系統PS之輻射的透射(變跡)及相對相位(像差)。可將可被稱作透射映圖及相對相位映圖之此等純量映圖表達為基底函數之全集的線性組合。特別適宜的集合為任尼克(Zernike)多項式，其形成單位圓上所界定之正交多項式集合。每一純量映圖之判定可涉及判定此展開式中之係數。因為任尼克多項式在單位圓上正交，所以可藉由依次計算所量測之純量映圖與每一任尼克多項式的內積且將此內積除以彼任尼克多項式之范數的平方來判定任尼克係數。

透射映圖及相對相位映圖為場及系統相依的。亦即，一般而言，每一投影系統PS將針對每一場點(亦即針對其影像平面中之每一空間部位)具有不同任尼克展開式。可藉由通過投影系統PS對例如來自投影系統PS之物件平面(亦即圖案化器件MA之平面)中的點狀源的輻射進行投影且使用剪切干涉計來量測波前(亦即具有相同相位之點的軌跡)，來判定投影系統PS在其光瞳平面中之相對相位。剪切干涉計為共同路徑干涉計，且因此，有利地，無需次級參考光束來量測波前。剪切干涉計可包含投影系統(亦即基板台WT)之影像平面中之繞射光柵，例如二維柵格，以及經配置以偵測與投影系統PS的光瞳平面共軛之平面中之干涉圖案的偵測器。干涉圖案與輻射之相位相對於在剪切方向上的光瞳平面中之座標的導數相關。偵測器可包含感測元件陣列，諸如例如電荷耦合器件(CCD)。

微影裝置之投影系統PS可不產生可見條紋，且因此，可使用諸如例如移動繞射光柵之相位步進技術來增強波前判定之準確度。可在繞射光柵之平面中且在垂直於量測之掃描方向的方向上執行步進。步進範圍可為一個光柵週期，且可使用至少三個(均一分佈)相位步進。由此，舉例而言，可在y方向上執行三個掃描量測，在x方向上針對不同位置執行每一掃描量測。繞射光柵之此步進將相位變化有效地轉變為強度變化，從而允許判定相位資訊。光柵可在垂直於繞射光柵之方向(z方向)上步進以校準偵測器。

可藉由通過投影系統PS對例如來自投影系統PS之物件平面(亦即圖案化器件MA的平面)中之點狀源的輻射進行投影且使用偵測器量測與投影系統PS之光瞳平面共軛之平面中的輻射強度，來判定投影系統PS在其光瞳平面中之透射(變跡)。可使用與用以量測波前以判定像差之偵測器相同的偵測器。

投影系統PS可包含複數個光學(例如透鏡)元件，且可進一步包含調整機構AM，該調整機構AM經組態以調整光學元件中之一或多者以便校正像差(在貫穿場之光瞳平面上的相位變化)。為達成此情形，調整機構可操作來以一或多種不同方式操控投影系統PS內之一或多個光學(例如透鏡)元件。投影系統可具有座標系統，其中該投影系統之光軸在z方向上延伸。調整機構可操作以進行以下之任何組合：使一或多個光學元件位移；使一或多個光學元件傾斜；及/或使一或多個光學元件變形。光學元件之位移可在任何方向(x、y、z或其組合)上進行。光學元件之傾斜典型地藉由圍繞在x及/或y方向上之軸旋轉而在垂直於光軸的平面之外進行，但對於非旋轉對稱之非球面光學元件，可使用圍繞z軸之旋轉。光學元件之變形可包括低頻形狀(例如像散)及/或高頻形狀(例如自由形式非球面)。可例如藉由使用一或多個致動器以對光學元件之一或多個側施加力及/或藉由使用一或多個加熱元件以加熱光學元件之一或多個所選區來執行光學元件的變形。一般而言，可能無法調整投影系統PS來校正變跡(在光瞳平面上之透射變化)。在設計用於微影裝置LA之圖案化器件(例如光罩) MA時，可使用投影系統PS之透射映圖。使用計算微影技術，圖案化器件MA可經設計以至少部分地校正變跡。

如此處所描繪，該裝置屬於透射類型(例如採用透射光罩)。可替代地，該裝置可屬於反射類型(例如採用如上文所提及之類型的可程式化鏡面陣列，或採用反射光罩)。

微影裝置可屬於具有兩個(雙載物台)或更多個台(例如兩個或更多個基板台WTa、基板台WTb，兩個或更多個圖案化器件台，在無專用於例如促進量測及/或清潔等之基板的情況下在投影系統下方之基板台WTa及基板台WTb)的類型。在此類「多載物台」機器中，可並行地使用額外台，或可對一或多個台進行預備步驟，同時將一或多個其他台用於曝光。舉例而言，可進行使用對準感測器AS之對準量測及/或使用位階感測器LS之位階(高度、傾角等)量測。

該微影裝置亦可屬於以下類型：其中基板之至少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，例如在圖案化器件與投影系統之間。浸潤技術在此項技術中熟知用於增大投影系統之數值孔徑。如本文中所使用之術語「浸潤」並不意謂諸如基板之結構必須浸沒於液體中，而僅意謂液體在曝光期間位於投影系統與基板之間。

參考圖1，照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當該源為準分子雷射時，該源與微影裝置可為單獨實體。在此類情況下，不認為該源形成微影裝置之部分，且輻射光束憑藉包含例如合適的導向鏡及/或光束擴展器之光束遞送系統BD自源SO傳遞至照明器IL。在其他情況下，例如當該源為水銀燈時，該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)可稱作輻射系統。

照明器IL可包含經組態以調整輻射光束之角強度分佈之調整器AD。一般而言，可調整照明器之光瞳平面中之強度分佈的至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別稱作σ外部及σ內部)。另外，照明器IL可包含各種其他組件，諸如積光器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入射於固持在支撐結構(例如光罩台) MT上之圖案化器件(例如光罩) MA上，且藉由圖案化器件圖案化。在橫穿圖案化器件MA之後，輻射光束B穿過投影系統PS，該投影系統PS將光束聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器PW及位置感測器IF (例如干涉量測器件、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WT，例如以便將不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中。類似地，例如在自光罩庫機械擷取之後或在掃描期間，可使用第一定位器PM及另一位置感測器(圖1中未明確描繪)以相對於輻射光束B之路徑準確地定位圖案化器件MA。一般而言，可憑藉形成第一定位器PM之部分的長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現支撐結構MT之移動。類似地，可使用形成第二定位器PW之部分的長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WT之移動。在步進器(與掃描器相對)之情況下，支撐結構MT可僅連接至短衝程致動器，或可固定。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(此等基板對準標記稱為切割道對準標記)。類似地，在將多於一個晶粒設置於圖案化器件MA上之情形下，圖案化器件對準標記可位於晶粒之間。

所描繪裝置可在以下模式中之至少一者下使用： 1.在步進模式下，在將賦予至輻射光束之整個圖案一次性投影至目標部分C上時，使支撐結構MT及基板台WT保持基本上靜止(亦即單次靜態曝光)。隨後使基板台WT在X及/或Y方向上移位以使得可曝光不同目標部分C。在步進模式下，曝光場之最大大小限制單次靜態曝光中所成像之目標部分C的大小。 2.在掃描模式下，在將賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，對支撐結構MT及基板台WT進行同步掃描(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相對於支撐結構MT之速度及方向。在掃描模式下，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)，而掃描運動的長度決定目標部分之高度(在掃描方向上)。 3.在另一模式下，支撐結構MT保持基本上靜止從而固持可程式化圖案化器件，且在將賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時移動或掃描基板台WT。在此模式下，一般採用脈衝式輻射源，且在基板台WT之每次移動之後或在掃描期間的連續輻射脈衝之間視需要更新可程式化圖案化器件。此操作模式可易於應用於利用可程式化圖案化器件(諸如上文所提及之類型的可程式化鏡面陣列)之無光罩微影。

亦可採用上文所描述之使用模式之組合及/或變型或完全不同的使用模式。

如圖2中所示，微影裝置LA可形成微影製造單元LC (有時亦稱作微影單元或叢集)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。習知地，此等裝置包括用以沈積一或多個抗蝕劑層之一或多個旋塗器SC、用以顯影經曝光抗蝕劑之一或多個顯影器DE、一或多個冷卻板CH及/或一或多個烘烤板BK。基板處置器或機器人RO自輸入/輸出埠I/O1、I/O2拾取一或多個基板，將基板在不同製程裝置之間移動，且將基板遞送至微影裝置之裝載匣LB。通常統稱作塗佈顯影系統之此等裝置係在塗佈顯影系統控制單元TCU之控制下，該塗佈顯影系統控制單元TCU自身受監督控制系統SCS控制，該監督控制系統SCS亦經由微影控制單元LACU來控制微影裝置。由此，不同裝置可經操作以最大化產出率及處理效率。

為正確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或判定一或多個性質，諸如疊對(其可例如在上覆層中的結構之間，或在同一層中已藉由例如雙重圖案化製程分別提供至該層的結構之間)、線厚度、臨界尺寸(CD)、焦點偏移、材料性質等。因此，微影單元LC所處之製造設施亦典型地包括度量衡系統MET，該度量衡系統MET接收已在微影單元中處理之基板W中的一些或全部。度量衡系統MET可為微影單元LC之部分，例如其可為微影裝置LA之部分。

可將度量衡結果直接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(尤其在可足夠迅速且快速完成檢測以使得該批量之一或多個其他基板仍待曝光之情況下)及/或對經曝光基板之後續曝光進行調整。另外，已曝光之基板可經剝離及重工以提高良率，或經捨棄，藉此避免對已知有瑕疵之基板執行進一步處理。在基板之僅一些目標部分有瑕疵之情況下，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，度量衡裝置用以判定基板之一或多個性質，且尤其判定不同基板之一或多個性質如何變化或相同基板之不同層在層間如何變化。度量衡裝置可整合至微影裝置LA或微影單元LC中，或可為單機器件。為實現快速量測，希望度量衡裝置緊接在曝光之後量測經曝光抗蝕劑層中之一或多個性質。然而，抗蝕劑中之潛影具有低對比度--在已曝光至輻射之抗蝕劑的部分與尚未曝光至輻射之抗蝕劑的部分之間僅存在極小折射率差--且並非所有度量衡裝置皆具有足夠的敏感度來進行潛影之有效量測。因此，可在曝光後烘烤步驟(PEB)之後進行量測，該曝光後烘烤步驟通常為對經曝光基板進行之第一步驟，且增加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，抗蝕劑中之影像可稱作半潛影。亦有可能對經顯影抗蝕劑影像進行量測--此時已移除抗蝕劑之經曝光部分或未經曝光部分--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。後一可能性限制對有瑕疵基板進行重工之可能性，但仍可提供有效資訊。

為實現度量衡，可在基板上設置一或多個目標。在一實施例中，目標經特別設計且可包含週期性結構。在一實施例中，目標為器件圖案之部分，例如為器件圖案之週期性結構。在一實施例中，器件圖案為記憶體器件之週期性結構(例如雙極電晶體(BPT)、位元線接點(BLC)等結構)。

在一實施例中，基板上之目標可包含一或多個1-D週期性結構(例如光柵)，其經列印以使得在顯影之後，週期性結構特徵由固體抗蝕劑線形成。在一實施例中，目標可包含一或多個2-D週期性結構(例如光柵)，其經列印以使得在顯影之後，一或多個週期性結構由抗蝕劑中之固體抗蝕劑導柱或通孔形成。桿體、導柱或通孔可替代地經蝕刻至基板中(例如經蝕刻至基板上之一或多個層中)。

在一實施例中，圖案化製程之所關注參數中之一者為疊對。可使用暗場散射量測來量測疊對，其中阻擋零階繞射(對應於鏡面反射)，且僅處理高階。暗場度量衡之實例可見於PCT專利申請公開案第WO 2009/078708號及第WO 2009/106279號中，該等專利申請公開案特此以其全文引用之方式併入。美國專利申請公開案US2011-0027704、US2011-0043791及US2012-0242970中已描述該技術之進一步研發，該等專利申請公開案特此以其全文引用之方式併入。使用繞射階之暗場偵測的基於繞射之疊對實現對較小目標之疊對量測。此等目標可小於照明光點，且可由基板上之器件產品結構包圍。在一實施例中，可在一次輻射捕捉中量測多個目標。

圖3A中示意性地展示適用於在實施例中用以量測例如疊對之度量衡裝置。圖3B中更詳細地說明目標T (包含諸如光柵之週期性結構)及繞射射線。度量衡裝置可為單機器件，或併入例如量測站處之微影裝置LA或微影製造單元LC中。貫穿裝置具有若干分支之光軸由點線O表示。在此裝置中，由輸出端11 (例如，諸如雷射或氙氣燈之源，或連接至源之開口)發射的輻射藉由包含透鏡12、透鏡14及物鏡16之光學系統經由稜鏡15導引至基板W上。此等透鏡以4F配置之雙重序列來配置。可使用不同透鏡配置，其限制條件為：該透鏡配置仍將基板影像提供至偵測器上。

在一實施例中，透鏡配置允許接近中間光瞳平面以用於空間-頻率濾光。因此，可藉由界定在呈現基板平面之空間光譜的平面(此處稱作(共軛)光瞳平面)中之空間強度分佈來選擇輻射入射於基板上之角度範圍。詳言之，此選擇可例如藉由在作為物鏡光瞳平面之背向投影式影像的平面中在透鏡12與透鏡14之間插入合適形式之孔徑板13來完成。在所說明之實例中，孔徑板13具有不同形式(經標註為13N及13S)，從而允許選擇不同照明模式。本實例中之照明系統形成離軸照明模式。在第一照明模式下，孔徑板13N自僅出於描述起見而指定為「北」之方向提供離軸照明。在第二照明模式下，孔徑板13S用以提供類似但來自相反方向的經標註為「南」之照明。藉由使用不同孔徑，其他照明模式係可能的。光瞳平面之其餘部分理想地較暗，此係因為所要照明模式外部之任何非必要輻射可能干擾所要量測信號。

如圖3B中所示，置放目標T，其中基板W實質上垂直於物鏡16之光軸O。與軸O成角度而照射於目標T上之照明射線I產生一個零階射線(實線0)及兩個一階射線(點鏈線+1及雙點鏈線-1)。在填充過度之小目標T的情況下，此等射線僅為覆蓋包括度量衡目標T及其他特徵之基板之區域的許多平行射線中之一者。因為板13中之孔徑具有有限寬度(為接納有效量之輻射所必需)，所以入射射線I事實上將佔據一角度範圍，且繞射射線0及+1/-1將稍微散開。根據小目標之點散佈函數，每一階+1及-1將在一角度範圍內進一步散佈，而非如所展示之單一理想射線。應注意，週期性結構間距及照明角度可經設計或經調整以使得進入物鏡之一階射線與中心光軸緊密對準。圖3A及圖3B中所說明之射線經展示為稍微離軸，以純粹地使其能夠在圖中更易於區分。由基板W上之目標繞射的至少0階及+1階由物鏡16收集，且通過稜鏡15導引回。

返回至圖3A，藉由指定經標註為北(N)及南(S)之截然相反的孔徑來說明第一照明模式及第二照明模式兩者。當入射射線I來自光軸之北側時，亦即當使用孔徑板13N應用第一照明模式時，經標註為+1(N)之+1繞射射線進入物鏡16。相比之下，當使用孔徑板13S應用第二照明模式時，-1繞射射線(經標註為-1(S))為進入透鏡16之繞射射線。由此，在一實施例中，藉由在某些條件下量測目標兩次(例如在使目標旋轉或改變照明模式或改變成像模式以分別獲得-1繞射階強度及+1繞射階強度之後)來獲得量測結果。針對給定目標比較此等強度提供對目標中之不對稱性的量測，且目標之不對稱性可用作微影製程之參數(例如疊對)的指示符。在上文所描述之情形下，改變照明模式。

光束分光器17將繞射光束劃分為兩個量測分支。在第一量測分支中，光學系統18使用零階繞射光束及一階繞射光束在第一感測器19 (例如CCD或CMOS感測器)上形成目標之繞射光譜(光瞳平面影像)。每一繞射階射中感測器上之不同點，以使得影像處理可比較及對比若干階。由感測器19捕捉之光瞳平面影像可用於聚焦度量衡裝置及/或標準化強度量測。光瞳平面影像亦可用於諸如重構之其他量測目的，如下文進一步描述。

在第二量測分支中，光學系統20、光學系統22在感測器23 (例如CCD或CMOS感測器)上形成基板W上之目標的影像。在第二量測分支中，將孔徑光闌21設置於與物鏡16之光瞳平面共軛之平面中。孔徑光闌21用以阻擋零階繞射光束以使得形成於感測器23上之目標的影像由-1或+1一階光束形成。將關於由感測器19及感測器23所量測之影像的資料輸出至處理器及控制器PU，該處理器及控制器PU之功能將視所執行之量測的特定類型而定。應注意，在廣泛意義上使用術語「影像」。若僅存在-1階及+1階中之一者，則將不形成如此之週期性結構特徵(例如光柵線的影像。

圖3中所示之孔徑板13及光闌21之特定形式純粹為實例。在另一實施例中，使用目標之同軸照明，且使用具有離軸孔徑之孔徑光闌以使實質上僅一個一階繞射輻射傳遞至感測器。在又其他實施例中，替代一階光束或除一階光束以外，在量測中亦可使用2階光束、3階光束及更高階光束(圖3中未展示)。

為使照明可適應於此等不同類型之量測，孔徑板13可包含圍繞圓盤形成之數個孔徑圖案，該圓盤旋轉以使所要圖案處於適當位置。應注意，孔徑板13N或13S用以量測在一個方向(視設置而定，X或Y方向)上定向之目標的週期性結構。對於正交週期性結構之量測，可能實施達90°及270°之目標旋轉。在圖3C及圖3D中展示不同孔徑板。圖3C說明離軸照明模式之兩種其他類型。在圖3C之第一照明模式下，孔徑板13E提供來自僅出於描述起見而相對於先前所描述的「北」指定為「東」之方向的離軸照明。在圖3C之第二照明模式下，孔徑板13W用以提供類似但來自相反方向的經標註為「西」之照明。圖3D說明離軸照射模式之兩種其他類型。在圖3D之第一照明模式下，孔徑板13NW提供來自經指定為如先前所描述之「北」及「西」之方向的離軸照明。在第二照明模式下，孔徑板13SE用以提供類似但來自相反方向的經標註為如先前所描述之「南」及「東」之照明。舉例而言，在上文所提及之先前公開的專利申請公開案中描述裝置之此等及眾多其他變型及應用的使用。

圖4描繪形成於基板上之實例複合度量衡目標T。該複合目標包含緊密定位在一起之四個週期性結構(在此情況下為光柵) 32、33、34、35。在一實施例中，可使週期性結構佈局小於量測光點(亦即週期性結構佈局填充過度)。由此，在一實施例中，週期性結構足夠緊密地定位在一起以使得其均在由度量衡裝置之照明光束形成的量測光點31內。在彼情況下，四個週期性結構由此均同步地經照明且同步地成像於感測器19及感測器23上。在專用於疊對量測之實例中，週期性結構32、週期性結構33、週期性結構34、週期性結構35自身為由疊對週期性結構形成的複合週期性結構(例如複合光柵)，亦即週期性結構在形成於基板W上之器件的不同層中圖案化且使得一個層中之至少一個週期性結構與不同層中之至少一個週期性結構疊對。此目標可具有在20 µm × 20 µm內或在16 µm × 16 µm內之外部尺寸。此外，所有週期性結構用以量測特定層對之間的疊對。為促進目標能夠量測多於單個層對，週期性結構32、33、34、35可具有以不同方式偏置之疊對偏移，以便促進對形成有複合週期性結構之不同部分的不同層之間的疊對之量測。由此，基板上之目標的所有週期性結構將用以量測一個層對，且基板上之另一相同目標的所有週期性結構將用以量測另一層對，其中不同偏置促進區分該等層對。

返回至圖4，週期性結構32、33、34、35亦可在其定向方面不同(如所展示)，以便在X方向及Y方向上使入射輻射繞射。在一個實例中，週期性結構32及34為分別具有+d、-d之偏置的X方向週期性結構。週期性結構33及35可為分別具有偏移-d及+d之Y方向週期性結構。雖然說明四個週期性結構，但另一實施例可包括更大矩陣以獲得所要準確度。舉例而言，九個複合週期性結構之3 × 3陣列可具有偏置-4d、-3d、-2d、-d、0、+d、+2d、+3d、+4d。可在由感測器23捕捉之影像中識別此等週期性結構之單獨影像。

圖5展示使用來自圖3D之孔徑板13NW或13SE、在圖3之裝置中使用圖4之目標可形成於感測器23上且由感測器23偵測的影像之實例。雖然感測器19不能解析不同個別週期性結構32至週期性結構35，但感測器23可如此進行。暗矩形表示感測器上之影像場，在該影像場內，基板上之經照明光點31成像至對應圓形區域41中。在此影像場內，矩形區域42至矩形區域45表示週期性結構32至週期性結構35之影像。並非定位於切割道中或除定位於切割道中以外，目標可定位於器件產品特徵當中。若週期性結構位於器件產品區域中，則在此影像場之周邊中亦可看見器件特徵。處理器及控制器PU使用圖案辨識來處理此等影像以識別週期性結構32至週期性結構35之單獨影像42至單獨影像45。以此方式，影像並非必須在感測器框架內之特定部位處極精確地對準，此極大地提高量測裝置整體上之產出率。

一旦已經識別週期性結構之單獨影像，即可例如藉由對所識別區域內之所選像素強度值求平均或求和來量測彼等個別影像的強度P1至強度P4。可將影像之強度及/或其他性質彼此進行比較。可組合此等結果以量測微影製程之不同參數。疊對效能為此參數之實例。

在一實施例中，圖案化製程之所關注參數中之一者為特徵寬度(例如CD)。圖6描繪可實現特徵寬度判定之高度示意性實例度量衡裝置(例如散射計)。其包含將輻射投影至基板W上之寬頻帶(白光)輻射投影儀2。經重導引之輻射傳遞至光譜儀偵測器4，該光譜儀偵測器4量測鏡面反射輻射之光譜10 (強度隨波長而變化)，如例如在左下方之曲線圖中所示。根據此資料，產生所偵測之光譜的結構或輪廓可由處理器PU例如藉由嚴密耦合波分析(Rigorous Coupled Wave Analysis)及非線性回歸或藉由與圖6之右下方處所示之模擬光譜庫的比較來重構。一般而言，對於重構，結構之一般形式為已知的，且根據藉以製造結構之製程的知識來假定一些變數，從而僅留下結構之少許變數以根據所量測資料予以判定。此度量衡裝置可經組態為正入射度量衡裝置或斜入射度量衡裝置。此外，除了藉由重構進行參數之量測以外，角度解析散射量測亦在產品及/或抗蝕劑圖案中之特徵的不對稱性量測中有用。不對稱性量測之特定應用為針對疊對之量測，其中目標包含疊置於另一組週期性特徵上之一組週期性特徵。舉例而言，在美國專利申請公開案US2006-066855中描述以此方式之不對稱性量測之概念，該專利申請公開案以其全文併入本文中。

圖7說明適用於本文中所揭示之本發明之實施例中的度量衡裝置100之實例。美國專利申請案第US 2006-033921號及第US 2010-201963號中更詳細地解釋此類型之度量衡裝置的操作原理，該等專利申請案以其全文引用之方式併入本文中。貫穿裝置具有若干分支之光軸由點線O表示。在此裝置中，由源110 (例如氙氣燈)發射之輻射經由光學系統導引至基板W上，該光學系統包含：透鏡系統120、孔徑板130、透鏡系統140、部分反射表面150及物鏡160。在一實施例中，此等透鏡系統120、140、160以4F配置之雙重序列來配置。在一實施例中，使用透鏡系統120來使由輻射源110發射之輻射準直。視需要，可使用不同透鏡配置。可藉由在呈現基板平面之空間光譜的平面中界定空間強度分佈來選擇輻射入射於基板上之角度範圍。詳言之，此選擇可藉由在作為物鏡光瞳平面之背向投影式影像的平面中在透鏡120與透鏡140之間插入合適形式之孔徑板130來進行。藉由使用不同孔徑，不同強度分佈(例如環形、偶極等)為可能的。在徑向及周邊方向上之照明的角度分佈以及諸如輻射之波長、偏振及/或相干性之性質皆可經調整以獲得所要結果。舉例而言，一或多個干涉濾光器135 (見圖9)可設置於源110與部分反射表面150之間以選擇在比如400 nm至900 nm或甚至更低(諸如200 nm至300 nm)之範圍內的所關注波長。干涉濾光器可為可調的，而非包含不同濾光器之集合。可使用光柵替代干涉濾光器。在一實施例中，一或多個偏振器175 (見圖9)可設置於源110與部分反射表面150之間以選擇所關注偏振。偏振器可為可調的，而非包含不同偏振器之集合。

如圖7中所示，置放目標T，其中基板W垂直於物鏡160之光軸O。由此，來自源110之輻射由部分反射表面150反射，且經由物鏡160聚焦至基板W上之目標T上的照明光點S (見圖8)中。在一實施例中，物鏡160具有高數值孔徑(NA)，理想地為至少0.9或至少0.95。浸潤度量衡裝置(使用相對高折射率之流體，諸如水)甚至可具有超過1之數值孔徑。

與軸O成角度聚焦至照明光點之照明射線170、照明射線172產生繞射射線174、繞射射線176。應記住，此等射線僅為覆蓋包括目標T之基板的區域的許多平行射線中之一者。照明光點內之每一元件在度量衡裝置之視場內。因為板130中之孔徑具有有限寬度(為接納有效量之輻射所必需)，因此入射射線170、入射射線172事實上將佔據一角度範圍，且繞射射線174、繞射射線176將稍微散開。根據小目標之點散佈函數，每一繞射階將在一角度範圍內進一步散佈，而非如所展示之單一理想射線。

由基板W上之目標繞射之至少0階由物鏡160收集，且通過部分反射表面150導引回。光學元件180將繞射光束之至少部分提供至光學系統182，該光學系統182使用零階及/或一階繞射光束在感測器190 (例如CCD或CMOS感測器)上形成目標T之繞射光譜(光瞳平面影像)。在一實施例中，設置孔徑186以篩選某些繞射階，以使得將特定繞射階提供至感測器190。在一實施例中，孔徑186實質上或主要僅允許零階輻射到達感測器190。在一實施例中，感測器190可為二維偵測器以使得可量測基板目標T之二維角度散射光譜。感測器190可為例如CCD或CMOS感測器陣列，且可使用例如每框架40毫秒之積分時間。感測器190可用以量測在單一波長(或窄波長範圍)下之經重導引輻射之強度、分別在多個波長下或在一波長範圍內積分之強度。此外，感測器可用以分別量測具有橫向磁偏振及/或橫向電偏振之輻射之強度，及/或橫向磁偏振輻射與橫向電偏振輻射之間的相位差。

視情況，光學元件180將繞射光束之至少部分提供至量測分支200以在感測器230 (例如CCD或CMOS感測器)上形成基板W上之目標的影像。量測分支200可用於各種輔助功能，諸如聚焦度量衡裝置(亦即使得基板W能夠與接物鏡160聚焦)；及/或用於上文參考圖3至圖5所描述之類型的暗場成像。

為針對光柵之不同大小及形狀提供自訂視場，在自源110至物鏡160之路徑上在透鏡系統140內設置可調整場光闌300。場光闌300含有孔徑302且位於與目標T之平面共軛的平面中，以使得照明光點變為孔徑302之影像。可根據放大因數按比例縮放影像，或孔徑與照明光點可處於1:1大小關係。為使照明可適應於不同類型之量測，孔徑板300可包含圍繞圓盤形成之數個孔徑圖案，該圓盤旋轉以使所要圖案處於適當位置。可替代地或另外，可提供及調換一組板300以達成相同效果。另外或可替代地，亦可使用可程式化孔徑器件，諸如可變形鏡面陣列或透射空間光調變器。

典型地，目標將與其平行於Y軸或平行於X軸延伸之週期性結構特徵對準。關於目標之繞射行為，具有在平行於Y軸之方向上延伸之特徵的週期性結構在X方向上具有週期性，而具有在平行於X軸之方向上延伸之特徵的週期性結構在Y方向上具有週期性。為量測在兩個方向上之效能，一般提供兩種類型之特徵。雖然為簡單起見，將參考線及空間，但週期性結構無需由線及空間形成。此外，每一線及/或線之間的空間可為由較小子結構形成之結構。此外，例如在週期性結構包含支柱及/或通孔之情況下，週期性結構可在兩個尺寸上同時形成有週期性。

圖8說明實例目標T之平面圖及圖7之裝置中的照明光點S之範圍。為獲得不含來自周圍結構之干擾的繞射光譜，目標T在一實施例中為大於照明光點S之寬度(例如直徑)的週期性結構(例如光柵)。光點S之寬度可小於目標之寬度及長度。換言之，目標由照明「填充不足」，且繞射信號基本上不含來自目標自身外部之產品特徵及其類似者的任何信號。此情形簡化目標之數學重構，此係由於可將目標視為無限的。

圖9示意性地描繪基於使用度量衡所獲得之量測資料來判定目標圖案30'的一或多個所關注變數之值的實例製程。由偵測器190偵測之輻射提供目標30'之所量測輻射分佈108。

針對給定目標30'，可使用例如數值馬克士威(Maxwell)求解程序210根據經參數化數學模型206來計算/模擬輻射分佈208。經參數化數學模型206展示構成目標且與該目標相關聯之各種材料的實例層。經參數化數學模型206可包括用於在考慮中之目標之部分的特徵及層之變數中的一或多者，該等變數可變化及導出。如圖9中所示，變數中之一或多者可包括一或多個層之厚度t 、一或多個特徵的寬度w (例如CD)、一或多個特徵之高度h 、一或多個特徵的側壁角α及/或特徵之間的相對位置(本文中視為疊對)。儘管未展示，但變數中之一或多者可進一步包括但不限於：層中之一或多者的折射率(例如真折射率或複折射率、折射率張量等)、一或多個層之消光係數、一或多個層之吸收率、顯影期間的抗蝕劑損耗、一或多個特徵之基腳及/或一或多個特徵之線邊緣粗糙度。根據圖案化製程及/或其他量測製程之知識，可將1-D週期性結構或2-D週期性結構之一或多個參數的一或多個值(諸如寬度、長度、形狀或3-D輪廓特性之值)輸入至重構製程。舉例而言，變數之初始值可為針對所量測的目標之一或多個參數之彼等預期值，諸如CD、間距等的值。

在一些情況下，可將目標劃分為單位單元之複數個例項。在彼情況下，為幫助容易計算目標之輻射分佈，可將模型206設計為使用目標之結構的單位單元進行計算/模擬，其中重複單位單元作為在完整目標上之例項。由此，模型206可使用一個單位單元進行計算且複製結果以使用適當邊界條件擬合整個目標，以便判定該目標之輻射分佈。

除在重構時計算輻射分佈208以外或替代在重構時計算輻射分佈208，亦可針對在考慮中的目標部分之變數的複數個變化預計算複數個輻射分佈208以形成輻射分佈庫以在重構時使用。

隨後在212處比較所量測輻射分佈108與所計算輻射分佈208 (例如接近彼時進行計算或自庫獲得)以判定兩者之間的差。若存在差，則可使經參數化數學模型206之變數中之一或多者的值變化，獲得新的所計算輻射分佈208 (例如自庫計算或獲得)以及相對於所量測輻射分佈108進行比較，直至所量測輻射分佈108與輻射分佈208之間存在足夠匹配為止。彼時，經參數化數學模型206之變數的值提供實際目標30'之幾何形狀的良好或最佳匹配。在一實施例中，當所量測輻射分佈108與所計算輻射分佈208之間的差在容許臨限值內時存在足夠匹配。

如上文所論述，可自目標(例如產品圖案內之繞射目標或經特別設計以用於量測且與器件圖案分離的繞射目標)之結構藉由以下操作來判定一或多個所關注參數(諸如CD及/或疊對)：照明目標；使用物鏡自結構收集經重導引輻射；並在物鏡之傅立葉(Fourier)平面中藉由光瞳偵測器偵測經重導引輻射。可使用例如自其獲得信號分量之推斷方法來處理此所量測光瞳，該等信號分量與權重之適當集合組合以得到例如疊對值。另外或可替代地，諸如相對於圖9所描述之方法可使用此所量測光瞳以判定例如CD。

在一實施例中，用以照明目標之輻射為線性偏振電磁輻射。線性偏振具有沿傳播方向限於單一平面之電磁輻射之電場。在一實施例中，在垂直於傳播方向之第一方向上的第一類型之線性偏振在本文中出於方便起見指定為「H」或水平線性偏振，且在正交於第二方向且垂直於傳播方向之第二方向上的第二類型之線性偏振在本文中出於方便起見指定為「V」或豎直線性偏振。當然，輻射無需為豎直或水平的。第一線性偏振可為p偏振且第二線性偏振可為s偏振。當然，可用其他標示來標註第一及第二線性偏振。

繞射結構(例如繞射光柵)及其他類似複雜的結構改變照明輻射之偏振狀態。因此，在一實施例中，包含在研究中之結構之目標的光學性質可藉由如下之反射率矩陣來表徵：

其中R為反射率，且下標對應於適用線性偏振。詳言之，下標之第一指數係指來自目標之出射輻射的偏振狀態，且下標之第二指數係指至目標上之照明輻射的偏振狀態。舉例而言，R_HV 意謂對來自V偏振照明之H偏振的反射率。此矩陣之每一要素視波長及極性以及入射之方位角而定。當然，該等結構可藉由以s及p偏振基礎或其他基礎之反射率矩陣來表徵。此外，雖然在本文中在反射率方面描述了實施例，但可使用不同於反射率的不同或額外光學特性，該不同或額外光學特性可在不同照明偏振及出射偏振下在類似方面予以判定。此外，雖然本文中在兩種不同類型之線性偏振方面描述了實施例，但可使用多於兩種類型之線性偏振。

在度量衡裝置中，利用偵測器之可觀測數量可為總反射強度。亦即，偵測並非偏振敏感的。因此，若照明經H偏振，則所偵測之強度與以下成正比：

且若照明經V偏振，則所偵測之強度與以下成比例：

然而，預期不同偏振通道(亦即反射率矩陣之不同要素)攜載關於諸如CD及/或疊對之所關注參數的不同資訊。因此，在一實施例中，有利的係偵測來自目標之出射H線性偏振及V線性偏振輻射，以例如分別使更多輪廓參數去相關(例如作為推斷方法之部分)且增加對其之敏感度。由此，在一實施例中，使用與選自

、

、

及

(或如上文所描述的額外或不同光學特性)中之至少兩者相關聯之值的組合來導出所關注參數(例如疊對、CD等)。如將瞭解，可使用該組合來導出所關注參數之單個值。在一實施例中，將對應於

、

、

及

之值一起使用以導出所關注參數。在一替代實施例中，僅使用對應於

及

之值來導出所關注參數。

圖10示意性地描繪用以實現單獨偵測來自目標之出射H偏振及V偏振的根據實施例之實例度量衡裝置。此實施例類似於圖7之度量衡裝置，其中具有一些變化。詳言之，在一實施例中，度量衡裝置包含在光瞳感測器190之前的交叉偏振元件192，該交叉偏振元件192用以將輻射之出射偏振狀態分離為具有第一線性偏振之第一部分196及具有第二不同線性偏振之第二部分198。交叉偏振元件192藉由將水平線性偏振照明輻射施加至目標以及分別將豎直線性偏振照明輻射施加至相同目標，來提供量測分別與

、

、

及

相關聯之值(分別諸如

、

、

及

)的能力。由此，對於H偏振，交叉偏振元件192使得能夠分別量測出射V偏振及H偏振以分別獲得

及

。類似地，對於V偏振，交叉偏振元件192使得能夠分別量測出射V偏振及H偏振以分別獲得

及

。

在一實施例中，可將不同偏振交替地提供至目標。舉例而言，在一實施例中，源110可及時地交替提供H偏振及V偏振。在一實施例中，源110與目標之間的光學路徑中之偏振元件可用以及時地交替提供H偏振及V偏振(例如使用如圖9中所描繪且可在圖7及圖10中類似地設置於源110與接物鏡160之間的偏振器175)。

在一實施例中，可並行提供複數個照明光點，彼等照明光點中之一或多者具有H偏振，且彼等照明中之一個或多個其他者具有V偏振。因此，在具有兩個照明光點之實施例中，其中一個光點具有V偏振且另一光點具有H偏振，交叉偏振元件192可分別使來自光點中之每一者的偏振分光以量測4組線性偏振--來自用於V照明之目標的V偏振出射輻射、來自用於V照明之目標的H偏振出射輻射、來自用於H照明之目標的V偏振出射輻射及來自用於H照明之目標的H偏振出射輻射。

在一實施例中，交叉偏振元件192可以不同方式配置。舉例而言，該交叉偏振元件可呈偏振光束分光器型配置，其中特定線性偏振朝向處於第一方向上之一個感測器190在第一方向上穿過光束分光表面，且正交線性偏振在實質上正交於第一方向的第二方向上自光束分光表面反射至處於第二方向上之另一感測器190。其他配置為可能的，包括其他光束導引組件。

然而，單獨交叉偏振偵測對反射率係數之相位並不敏感，此係因為僅量測該等反射率係數的絕對值。為能夠量測至少一些相對相位，將延遲器194 (例如四分之一波板)定位於交叉偏振元件192之前。在此延遲器194及交叉偏振元件192組態中，目標之H偏振照明之兩個輸出強度通道為：

且目標之V偏振照明的兩個輸出強度為：

干擾項攜載關於反射率矩陣之對角線通道與非對角線通道之間的相對相位之資訊。

由此，可提供能夠執行具有複數個不同偏振設定之度量衡製程的度量衡裝置。每一偏振設定界定度量衡製程之入射輻射的偏振性質(其可稱為入射輻射通道)。每一偏振設定進一步界定度量衡製程之所偵測之輻射的偏振性質(其可稱為所偵測之輻射通道)。

在上文參考圖10所描述之度量衡製程中，入射輻射通道之偏振性質的實例包括H (或水平線性偏振)及V (豎直線性偏振)。其他偏振性質為可能的，包括s及p偏振。在一實施例中，入射輻射通道之偏振性質由設置於源110與目標T之間的偏振器界定。

在上文參考圖10所描述之度量衡製程中，所偵測之輻射通道的偏振性質的實例包括H (或水平線性偏振)及V (豎直線性偏振)。其他偏振性質為可能的，包括s及p偏振。在一實施例中，所偵測之輻射通道之偏振性質由設置於目標T與用以偵測自目標T散射的輻射之感測器190、感測器230之間的偏振器界定。

不同偏振設定之四個實例由此包括以下：入射= H，所偵測= H (其可稱為HH或H/H)；入射= H，所偵測= V (其可稱為HV或H/V)；入射= V，所偵測= H (其可稱為VH或V/H)；以及入射= V，所偵測= V (其可稱為V/V或VV)。

各種其他設定可用於度量衡製程中。此等設定包括： a. 界定自目標T中之週期性結構偵測哪一繞射階(例如零階、+1階或-1階)的設定； b. 界定目標T中之週期性結構中之偏置(例如+d或-d，或任何其他偏置)的設定； c. 界定目標T中之週期性結構之週期性方向(例如X方向週期性結構或Y方向週期性結構)的設定。

在使用具有不同設定之度量衡製程獲得的量測值之間進行的比較受由條件中之非吾人所樂見的差異(例如光學路徑及/或諸如纖維之光學組件中之差異)所導致的誤差影響。此等誤差可導致來自相等且相反繞射階之經散射輻射之間的強度不對稱性(不由目標T導致)，及/或對應於不同偏振設定之經散射輻射之間的偏振不平衡(例如產生強度或強度分佈之差) (不由目標T導致)。

促成來自相等且相反繞射階之經散射輻射之間的強度不對稱性之誤差可稱為感測器不對稱性，且在下文標註為δ。偏振不平衡在下文稱為θ。

在目標T為包含具有如圖4中所描繪之不同偏置及定向之四個週期性結構(光柵)的多重週期性結構目標且使目標T旋轉至不同位置(例如角位度數= 0、90、180或270)之實例情況下，可在線性干擾方面將δ及θ對所偵測之強度的影響書寫如下：

方程式左側之強度I 表示使用給定目標位點St1至St4 (見圖12及圖13)、偏振設定(例如H/H、H/V、V/H或V/V)、楔形階(界定接收哪一繞射階)及基板角位(例如0度、90度、180度或270度)之度量衡製程所量測的強度。

方程式右側之強度I 表示將在δ及θ兩者皆為零的情況下獲得且相對於目標T之性質所界定之強度。此強度I 隨在相關目標位點St1至St4(稱為光柵方向，例如X或Y)處的週期性結構之週期性方向、在相關目標位點St1至St4(例如+d或-d，或任何其他偏置)處的週期性結構之偏置、光柵階(界定繞射階，例如+1或-1，對應於楔形階)及相對於在相關目標位點St1至St4處的週期性結構之偏振設定而變。目標位點St1至St4與基板角位之組合界定分析哪一週期性結構。

在一實施例中，設定之不同組合(例如不同光柵方向、偏置、階、偏振設定及角位)得到128個所量測強度及128個對應方程式。可求解此等方程式以得到δ及θ之值。若更大之自由度為可獲得的(例如光柵方向、偏置、階、偏振設定及角位中之一或多者的更多可能性)，則可獲得且求解更大數目之方程式以得到δ及θ之值。舉例而言，通常將存在兩種可能的偏置(例如+d及-d)，但可使用其他偏置或連續偏置，該等其他偏置或連續偏置可藉由量測其他強度以求解額外方程式及/或藉由內插技術予以處理。

在一實施例中，如圖11中示意性地描繪，基於以上分析來提供判定圖案化製程之所關注參數之值的方法。

在步驟S1中，自度量衡製程S0獲得複數個校準資料單元60。度量衡製程S0可使用上文例如參考圖3、圖6、圖7及圖9所論述之度量衡裝置中之任一者來執行。每一校準資料單元60表示在度量衡製程中自各別目標T散射的所偵測之輻射。各別目標T可為校準資料單元60之至少一子集的相同目標，或可為校準資料單元60之至少一子集的不同目標。如上文所描述，目標T包含使用圖案化製程(例如微影製造製程之形成部分)形成於基板W上之結構。在一實施例中，目標T包含例如如圖4中所描繪之多重週期性結構目標。在一實施例中，目標T包含不同層中之週期性結構以用於量測疊對。

度量衡製程藉由能夠施加複數個不同偏振設定之度量衡裝置來執行。在一實施例中，校準資料單元60中之至少兩者中之每一者表示在度量衡製程中使用不同各別偏振設定(亦即用於入射及所偵測的輻射通道之偏振性質的不同組合)獲得的所偵測之輻射。

在步驟S2及步驟S3中，使用在步驟S1中獲得之校準資料單元60來獲得關於度量衡製程之校準資訊。如在下文更詳細地描述，校準資訊可包含關於偏振不平衡θ (步驟S2)之資訊及視情況存在的關於感測器不對稱性δ (步驟S3)之資訊。

在步驟S4中，獲得表示自另一目標T散射的所偵測之輻射之量測資料單元。另一目標T可包含形成於與用以獲得校準資料單元60中之一或多者之基板W相同的基板W上之結構，或可包含形成於另一基板W上之結構。另一目標T使用與用以獲得校準資料單元60之目標T中之一或多者相同的圖案化製程形成。

每一校準資料單元60及每一量測資料單元可包含所偵測之輻射的各種表示，包括例如光瞳平面中之所偵測之輻射強度、所偵測的輻射相位、所偵測之輻射強度分佈或所偵測之輻射相位分佈。可替代地或另外，每一校準資料單元60及每一量測資料單元包含：影像平面中之所偵測之輻射強度、所偵測的輻射相位、所偵測之輻射強度分佈或所偵測之輻射相位分佈。

在步驟S5中，所關注參數之值使用在步驟S4中獲得之量測資料單元以及在步驟S2中及視情況在步驟S3中獲得的校準資訊來判定。校準資訊可用以例如減小偏振不平衡及/或感測器不對稱性(如上文所界定)之影響。

各種所關注參數可在步驟S5中予以判定。在一實施例中，結構包含多層結構，且所關注參數包含多層結構中之兩個或更多個不同層之間的疊對誤差。可替代地或另外，所關注參數可包含聚焦誤差、臨界尺寸或與控制圖案化製程相關之任何其他所關注參數。

在一實施例中，用以獲得校準資料單元60之不同偏振設定至少包含第一偏振設定及第二偏振設定。在一實施例中，第一偏振設定之入射輻射以與第二偏振設定之入射輻射不同的方式(例如正交)偏振，且第一偏振設定的所偵測之輻射以與第二偏振設定的所偵測之輻射不同的方式(例如正交)偏振。

在此類型之實施例中，使用一對校準資料單元60獲得校準資訊單元。在一實施例中，校準資訊單元包含度量衡製程設定之特定子集之偏振不平衡θ的值。

該對校準資料單元60之第一校準資料單元60藉由處於參考角位之基板W使用第一偏振設定獲得。該對校準資料單元60之第二校準資料單元60藉由相對於參考角位旋轉預定角度(例如90度)之基板W使用第二偏振設定獲得。在一實施例中，預定角度等於第一偏振設定之入射輻射之偏振方向與第二偏振設定的入射輻射之偏振方向之間的角度(例如90度)。在一實施例中，預定角度等於第一偏振設定之所偵測之輻射的偏振方向與第二偏振設定之所偵測之輻射的偏振方向之間的角度。

由此，一對校準資料單元60可在基板W的以與入射輻射及/或所偵測之輻射的偏振之間的角分離度相同的角量分離之角位處獲得。在本文中描述之特定實例中，預定角度為90度，但其他角度為可能的，包括例如45度。目標T可由此經歷度量衡製程，該度量衡製程在相對於目標T之入射輻射及所偵測之輻射通道的偏振方向方面為標稱一致的，但由度量衡裝置使用不同偏振設定來實施。本發明人已發現，此情形提供對偏振不平衡θ之敏感性量測。

在一實施例中，偏振不平衡θ藉由在圖4中所描繪之類型的多重週期性結構目標(具有四個週期性結構32至週期性結構35)中之90度的基板旋轉之後導出目標T之所量測強度之間的標準化差獲得。此可針對一般度量衡設定表達如下：

其中「HV」及「VH」象徵兩個所獲得強度之偏振設定始終相反(例如H/H及V/V，H/V及V/H，V/H及H/V或V/V及H/H)，「位點N」及「位點N-1」指示考慮歸因於基板W之旋轉的週期性結構32至週期性結構35之位置的變化，「WR」表示基板之參考角位，且「WR+90」表示參考角位+ 90度旋轉。

以上方程式之實例實施方案說明於圖11及圖12中，且由以下方程式描述：

其中

表示對應於使用入射輻射通道及所偵測之輻射通道共偏振且相對於週期性結構之週期性方向處於0度的偏振設定來量測正偏置X方向週期性結構之+1繞射階的度量衡製程設定之組合的θ值。

在此情況下之θ值藉由導出如圖12中所示獲得之強度

與如圖13中所示獲得的強度

之間的標準化差來獲得。

圖12(左側)描繪在0度之基板W之角位處的目標T。位點1至位點4分別標註為St1、St2、St3及St4。強度自具有定位於St1處之+d偏置的X方向週期性結構32使用圖12 (右側)中所描繪之偏振設定獲得。偏振設定使得入射輻射通道51之偏振性質為H且所偵測之輻射通道52的偏振性質亦為H。在此實例中，入射輻射通道及所偵測之輻射通道由此共偏振，且平行於X方向週期性結構32之週期性方向。

圖13 (左側)描繪在90度(逆時針旋轉)之基板W之角位處的圖11之目標T。位點1至位點4分別標註為St1、St2、St3及St4。具有+d偏置之週期性結構32已自St1移動至St4，且X方向週期性結構已變為Y方向週期性結構。強度自在St4處之Y方向週期性結構32使用圖13 (右側)中所描繪之偏振設定獲得。偏振設定使得入射輻射通道51之偏振性質為V且所偵測之輻射通道52之偏振性質亦為V。入射輻射通道及所偵測之輻射通道由此仍共偏振，且仍平行於週期性結構32之週期性方向(儘管現在平行於Y方向而非X方向)。

根據週期性結構32之視角，對於圖12中所執行之度量衡製程及圖13中所執行的度量衡製程，入射輻射通道51及所偵測之輻射通道52之偏振性質相同(亦即平行於週期性結構32的週期性方向地共偏振)。任何非零θ值由此提供對偏振不平衡之量測。

上文參考圖12及圖13所描述之實施例屬於一類實施例，其中第一對校準資料單元之第一校準資料單元藉由處於參考角位的基板獲得(例如，如圖12中所示)，且第一對校準資料單元之第二校準資料單元藉由遠離參考角位旋轉預定角度之基板獲得。在一些實施例中，雖然預定角度為90度(例如，如圖13中所示)，但可使用其他角度，諸如傾斜角度。校準資料單元用以獲得第一校準資訊，該第一校準資訊隨後可用以判定具有經提高之準確度之所關注參數的值。在上文參考圖11及圖12所描述之實施例中，第一校準資訊包含關於偏振不平衡θ之資訊。此藉由配置使用第一偏振設定獲得之第一校準資料單元及使用第二偏振設定獲得之第二校準資料單元來達成。第一偏振設定之入射輻射的偏振方向與第二偏振設定之入射輻射的偏振方向之間的角度等於預定角度(例如90度)，或第一偏振設定之所偵測之輻射的偏振方向與第二偏振設定之所偵測之輻射的偏振方向之間的角度等於預定角度(例如90度)。使用在基板處於0度以及與0度呈預定角度(例如90度)的情況下之量測的一般方法可用於在不一定需要使用不同偏振設定之情況下判定其他類型的校準資訊。

在一些實施例中，以上方法用以判定用於校正用以在基板上形成結構之圖案化製程中之所關注參數的量測值的校準資訊。在一實施例中，該方法用以判定用於校正聚焦誤差之量測值的校準資訊。藉由圖14之流程圖例示一種用於校正聚焦誤差之量測值之情況的方法。

在步驟S11及步驟S13中，對包含第一週期性結構32及第二週期性結構33之目標執行度量衡量測。在步驟S11與步驟S13之間，基板在步驟S12中旋轉預定角度(例如90度)。自步驟S11及步驟S13獲得之校準資料單元用以在步驟S14中獲得呈校正因數形式之校準資訊。該目標可例如採用上文所描述之圖11及圖12中所示的形式。第一週期性結構32相對於第二週期性結構33定向於預定角度(例如90度)處。在一實施例中，第一週期性結構32及第二週期性結構33為具有相同間距之光柵。

方法包含獲得第一對校準資料單元。每一校準資料單元表示在度量衡製程中自目標散射的所偵測之輻射。目標為使用圖案化製程形成於基板上之結構。藉由處於參考角位之基板獲得第一對校準資料單元之第一校準資料單元(在步驟S11中)。藉由遠離參考角位旋轉預定角度(例如90度)之基板獲得第一對校準資料單元之第二校準資料單元(在步驟S13中)。自第一週期性結構32獲得第一對校準單元之第一校準資料單元及第二校準資料單元。使用第一對校準資料單元來獲得關於度量衡製程之第一校準資訊(在步驟S14中)。第一校準資訊可包含第一校正因數。

方法進一步包含獲得第二對校準資料單元。每一校準資料單元表示在度量衡製程中自目標散射的所偵測之輻射。當基板處於參考角位時，自第二週期性結構33獲得第二對校準資料單元之第一校準資料單元(在步驟S11中)。當基板與參考角位呈預定角度(例如90度)時，自第二週期性結構33獲得第二對校準資料單元之第二校準資料單元(在步驟S13中)。使用第二對校準資料單元來獲得關於度量衡製程之第二校準資訊(在步驟S14中)。第二校準資訊可包含第二校正因數。

在步驟S15中，量測另一目標以獲得量測資料單元。該量測資料單元表示自另一目標散射的所偵測之輻射。另一目標包含使用圖案化製程形成於該基板上或另一基板上之結構。在一實施例中，另一目標包含相對於彼此以預定角度(例如90度)定向之第一週期性結構32及第二週期性結構33。第一週期性結構32及第二週期性結構33可具有與在步驟S14中用以獲得第一校準資訊及第二校準資訊之目標之第一週期性結構32及第二週期性結構33相同的形式(例如包含具有相同間距之光柵)。在步驟S16中，使用量測資料單元以及在步驟S14中獲得之第一校準資訊及第二校準資訊來獲得所關注參數之值。在一實施例中，對所關注參數之判定包含判定聚焦誤差。基於包含第一資料及第二資料之量測資料單元判定所關注參數(例如聚焦誤差)。第一資料表示自第一週期性結構32散射的所偵測之輻射。第二資料表示自第二週期性結構33散射的所偵測之輻射。對所關注參數(例如聚焦誤差)之判定包含將第一校正因數施加至第一資料以及將第二校正因數施加至第二資料。

在一實施例中，第一資料表示來自第一週期性結構32之輻射之+1繞射階與-1繞射階的強度之第一總和。第二資料表示來自第二週期性結構33之輻射的+1繞射階及-1繞射階之強度的第二總和。可使用暗場成像模式來獲得第一資料及第二資料。對所關注參數(例如聚焦誤差)之判定包含在將校正因數施加至第一資料及第二資料之後，判定第一總和與第二總和之間的差。

以上方法對判定聚焦誤差尤其有效，此係因為已發現相對於彼此以不同方式定向(例如相對於彼此處於90度)且具有相同間距(如第一週期性結構32及第二週期性結構33)之週期性結構以不同方式對某些類型之像差(例如與像散成比例的像差，諸如Z5)作出回應。此導致來自週期性結構中之一者(例如第一週期性結構32)的+1繞射階及-1繞射階之總和與來自週期性結構中之另一者(例如第二週期性結構33)的+1繞射階及-1繞射階之總和之間的差與用以形成週期性結構之微影裝置的聚焦相關(例如隨聚焦單調變化)。由此，可導出校準曲線以使得有可能自不同週期性結構之+1繞射階及-1繞射階的兩個總和之間的差之量測值導出聚焦誤差。在一實施例中，方法進一步包含使用具有有意地施加的像散之圖案化製程形成目標及另一目標，以增強聚焦誤差跟第一總和與第二總和之間的差之間的相關度。

在無第一校正因數及第二校正因數之存在下，所量測之第一總和及第二總和將受由度量衡裝置的透鏡及其他光學組件所導致之感測器不對稱性影響。因為第一週期性結構32及第二週期性結構33在不同方向(與週期性結構之定向正交)上散射光，所以光將在度量衡裝置中沿不同光學路徑傳遞。由此，相較於第二週期性結構33之所量測的+1繞射階及-1繞射階，第一週期性結構32之所量測的+1繞射階及-1繞射階將受不同感測器不對稱性影響。因此，第一總和與第二總和之間的差將受感測器不對稱性影響，該感測器不對稱性對於不同度量衡裝置可能不同。

在預定角度為90度之情況下，上文參考圖14所描述之方法利用以下事實：基板旋轉90度導致第一週期性結構32及第二週期性結構33旋轉至彼此之定向中(例如水平變為豎直，且豎直變為水平)。由此，來自具有處於90度之基板的週期性結構中之一者的經散射輻射將遵循與來自具有處於0度之基板的另一週期性結構之經散射輻射相同的光學路徑。若第一校正因數及第二校正因數分別標註為

(其中第一週期性結構之定向被視為「豎直」)及

(其中第二週期性結構之定向被視為「水平」)，則其表達式可書寫如下：

及

其中

為來自呈0度基板旋轉之第一週期性結構32的(一階分量之)總繞射強度，

為來自呈90度基板旋轉之第一週期性結構32的(一階分量之)繞射強度，

為來自呈0度基板旋轉之第二週期性結構33的(一階分量之)繞射強度，且

為來自呈90度基板旋轉之第二週期性結構的(一階分量之)繞射強度。

來自第一週期性結構32之繞射強度的校正值

由以下表達式給定：

來自第二週期性結構33之繞射強度的校正值

由以下表達式給定：

以上方法允許在不同度量衡裝置之間的最小差異且無需在基板之多個旋轉位置處執行量測(除初始地獲得第一校正因數及第二校正因數之外)的情況下，準確且可靠地量測聚焦誤差。

在一實施例中，針對在至少兩個不同參考角位中之每一者處的至少一對校準資料單元60中之每一者獲得校準資訊單元(例如度量衡製程設定之特定子集的偏振不平衡θ之值)。在一實施例中，不同參考角位包含彼此分離180度之至少兩個角位。由此，舉例而言，第一校準資訊單元可使用藉由處於0度及90度之基板W獲得的一對校準資料單元60來獲得，且第二校準資訊單元可使用藉由處於180度及270度之基板W獲得的一對校準資料單元60來獲得。如下文所描述，在彼此分離180度之基板W之角位處獲得的校準資料單元60亦可用以導出關於感測器不對稱性δ之資訊。

雖然本文中描述之實例係指基板W之實例角位及90度之倍數的偏振方向，但偏振不平衡θ之值可自入射輻射通道中之偏振的任何角度及所偵測之輻射通道中之偏振的任何角度之相同量測值(使用三角學)導出。

在一實施例中，針對各自使用具有不同各別偏置(例如+d或-d)之週期性結構32至週期性結構35獲得的複數對校準資料單元60中之每一者獲得校準資訊單元(例如偏振不平衡θ之值)。如上文所描述，每一偏置可表示週期性結構32至週期性結構35之不同層之間的有意地施加之標稱移位(例如+d或-d)。

在一實施例中，校準資訊單元(例如偏振不平衡θ之值)在度量衡製程設定之不同值內求平均。舉例而言，校準資訊單元可在基板W之不同偏置及/或不同參考角位內求平均。此求平均可減小由在度量衡製程期間用以照明目標T之輻射光點之非吾人所樂見的不均勻性所導致的消極影響。

在一實施例中，針對目標T之複數個不同定向中之每一者獲得校準資料單元60，例如其中針對目標T的一個定向，目標T中之週期性結構32至週期性結構35的週期性平行於X，且其中針對目標T之另一定向，目標T中之相同週期性結構32至週期性結構35的週期性平行於Y。針對不同定向中之每一者獲得至少一個單獨校準資訊單元(例如偏振不平衡θ之值)。

在一實施例中，針對自目標T散射之輻射的複數個不同繞射階(例如+1繞射階及-1繞射階)中之每一者獲得校準資料單元60。針對不同繞射階中之每一者獲得至少一個單獨校準資訊單元(例如偏振不平衡θ之值)。

在一實施例中，針對相對於目標之複數個不同偏振設定中之每一者獲得校準資料單元60，例如：1)其中入射輻射及所偵測的輻射共偏振且平行於目標T中之週期性結構之週期性方向；2)其中入射輻射與所偵測的輻射交叉偏振且入射輻射平行於目標T中之週期性結構之週期性方向偏振；3)其中入射輻射與所偵測的輻射交叉偏振且所偵測之輻射平行於目標T中之週期性結構的週期性方向偏振；以及4)其中入射輻射與所偵測之輻射以與目標T中的週期性結構之週期性方向正交的方式共偏振。在一實施例中，針對相對於目標T之不同偏振設定中之每一者獲得至少一個單獨校準資訊單元(例如偏振不平衡θ的值)。

在一實施例中，在步驟S5中根據量測資料單元對所關注參數之值的判定包含根據用以獲得量測資料單元之度量衡製程的組態來選擇單獨校準資訊單元中之一或多者(例如偏振不平衡θ的值中之一或多者) (例如以使得所選校準資訊單元適當地表示獲得量測資料單元所根據之條件，且因此最佳地校正誤差，諸如偏振不平衡θ及/或感測器不對稱性

)。

與上文關於偏振不平衡θ所論述之方法類似的方法可用以獲得感測器不對稱性δ之值。在此情況下，對δ求解可藉由在圖4中所描繪之類型的目標(具有四個週期性結構32至週期性結構35)中之180度基板旋轉之後，導出目標的所量測強度之間的標準化差來達成。此可針對一般度量衡設定表達如下：

其中「HV」象徵兩個所獲得強度之間的偏振設定始終相同(例如H/H及H/H，H/V及H/V，V/H及V/H，或V/V及V/V)，「位點N」及「位點N+2」指示考慮歸因於基板W之旋轉的週期性結構32至週期性結構35之位置的變化，「WR」表示基板之參考角位，且「WR+180」表示參考角位+ 180度旋轉，且「

」及「

」象徵兩個所獲得強度之繞射階始終相反(例如+1及-1或-1及+1)。

以上方程式之實例實施方案由以下方程式描述：

其中

表示對應於使用入射輻射通道及所偵測之輻射通道共偏振且相對於週期性結構之週期性方向處於0度的偏振設定來量測正偏置X方向週期性結構之度量衡製程設定之組合的

值。

在一實施例中，可針對

找到32個單獨解，該等解涵蓋：週期性結構之2個方向(例如平行於X及Y)、2個偏置(例如+d及-d)、相對於目標之4個偏振設定及基板的2個參考角位(例如0度及90度)。可對不同偏置及/或參考角位執行求平均以減小光點不均勻性之影響且提高準確度。在其他實施例中，視可獲得之自由度的數目而定，針對

之更少或更多單獨解可為可能的。舉例而言，若大於4種偏振設定為可能的(例如其中可獲得較大數目之不同偏振方向)，則針對

的相應較大數目之單獨解將為可能的。

圖案化製程之性質可隨時間變化，從而產生諸如偏振不平衡θ及/或感測器不對稱性δ之瑕疵的變化。此漂移可例如歸因於微影裝置LA之光學組件之溫度的變化而引起。舉例而言，物鏡中之輻射吸收可導致加熱及應力誘發性雙折射。

頻繁更新校準資訊例如以重複更新偏振不平衡θ及/或感測器不對稱性δ之值可減小漂移之影響，但進行必要量測所損耗之時間將不利地影響產出率。下文描述之實施例提供減小漂移之影響同時允許產出率維持在可接受位準下的方式。

圖15為描繪對四個基板W1至基板W4之集合(批次)之模擬量測以說明實例方法之曲線圖。在此實施例中，在自t0至t4之量測時間窗內執行量測。基板W1上之目標在t0與t1之間進行量測，基板W2上的目標在t1與t2之間進行量測，基板W3上的目標在t2與t3之間進行量測，且基板W4上的目標在t3與t4之間進行量測。縱軸表示疊對OV之所量測漂移，該疊對OV為可隨時間漂移之所關注參數的實例。橫軸表示時間，其中在所示之實例中，量測時間窗在約80分鐘內延伸。實心圓表示對具有相對低的堆疊敏感度之目標執行之量測。空心圓表示對具有較高堆疊敏感度之目標執行之量測。在疊對OV = 0之水平線上方及下方的曲線圖分別對應於對處於0度及180度之旋轉位置之基板執行的量測。可見，疊對OV在量測時間窗內隨時間顯著變化，其中在此實施例中，最大偏差為約0.2 nm。

圖16為描繪當考慮漂移時判定所關注參數之值之實例方法的流程圖。該方法適用於在延伸之時間段內對多個目標及多個基板進行量測，如圖15中所描繪。

在步驟S21中，自目標獲得校準資訊。校準資訊可包含關於偏振不平衡θ及/或感測器不對稱性δ之資訊，且可使用上文所描述的方法中之任一者(例如藉由執行上文參考圖11所描述之步驟S0至步驟S2或步驟S0至步驟S3)或其他方法獲得。在圖15中所描繪之實例中，校準資訊可自在時間點61 (在t0之後不久)處執行之量測獲得。舉例而言，可如上文參考圖11之步驟S0所描述來執行量測。

在圖16中自步驟S22前進，方法進一步包含在量測時間段期間針對N個其他目標中之每一者獲得量測資料單元(表示自目標散射的所偵測之輻射) (在圖15中描繪為實心圓及空心圓)。針對每一其他目標獲得量測資料單元可使用上文所描述之方法中之任一者(例如，如參考圖11的步驟S4所描述)或其他方法來執行。方法進一步包含在量測時間段期間針對單個固定基準目標獲得在M個不同時間處之量測資料單元。M典型地小於N。在一實施例中，每處理一次基板即獲得一次基準目標之量測資料單元。在圖15之實例中，每處理一次基板即可獲得一次基準目標之量測資料單元，例如在開始量測彼基板時(例如在時間t1、時間t2、時間t3及時間t4之後不久)。基準目標理想上經組態為儘可能與N個其他目標類似(例如與N個其他目標具有相同間距)，且理想上使用與N個其他目標相同之光學設定(例如以相同波長)來量測。針對其他目標中之一或多者中之每一者，使用針對目標獲得的量測資料單元、所獲得之校準資訊及自基準目標的量測中之一或多者獲得之量測資料來判定所關注參數(例如疊對)的值。量測資料單元提供關於所關注參數之值的標稱資訊。校準資訊提供對所關注參數之值的第一校正位準。對基準目標之一或多個量測允許藉由考慮漂移來改善由校準資訊提供的校正。因為預期基準目標之性質隨時間保持恆定，所以預期對基準目標之一或多個量測與漂移相關。

在圖16之實例流程之後，在步驟S22中，針對第一基板W1上之其他目標中之每一者執行量測資料單元的獲得。在步驟S22之後，在步驟S23中，針對基準目標獲得量測資料單元(例如在圖15中之t1處)。在步驟S23之後，在步驟S24中，針對第二基板W2上之其他目標中之每一者執行量測資料單元的獲得。重複步驟S23及步驟S24，直至處理該批次之倒數第二個基板W3為止，該基板在本實例中為基板W3。在此實例中，基板W2及基板W3之其他目標由此藉由在t2處在其間所量測之基準目標來量測。在此實施例中，方法隨後繼續至步驟S25，其中自最末基板W4上之目標獲得校準資訊。校準資訊可包含關於偏振不平衡θ及/或感測器不對稱性δ之資訊，且可使用上文所描述的方法中之任一者(例如藉由執行如上文參考圖11所描述之步驟S0至步驟S2或步驟S0至步驟S3)或其他方法獲得。在圖15中所描繪之實例中，自在時間點62 (在t3之後不久)處執行的量測(例如，如上文參考圖11之步驟S0所描述)來獲得校準資訊。在步驟S25之後，在步驟S26中，針對最末基板W4之其他目標執行其他目標之量測資料單元的獲得。在步驟S27中，針對其他目標中之一或多者中之每一者，使用針對目標獲得的量測資料單元、所獲得之校準資訊及自基準目標的量測中之一或多者獲得之量測資料來判定所關注參數的值。在所示之實例中，方法可涉及在量測時間段期間(例如在時間點62處)重複獲得複數個校準資料單元(以獲得校準資訊)之步驟至少一次以獲得經更新的校準資訊。在步驟S27中針對其他目標中之一或多者對所關注參數之值的判定可隨後使用經更新之校準資訊來執行。

對基準目標及校準資訊(例如，如使用在時間點61及時間點62處之量測所獲得)之量測允許在最小產出率損耗的情況下有效考慮圖案化製程中之漂移。可以各種方式使用藉由對基準目標及校準資訊之量測所提供之資訊。在一些實施例中，對基準目標及校準資訊之量測提供可應用以校正所關注參數(例如疊對)之標稱值的校正資料。校正資料可包含關於諸如隨時間而變之偏振不平衡θ及/或感測器不對稱性δ的性質之預期漂移的資訊。在時間點61處獲得之校準資訊提供偏振不平衡θ及/或感測器不對稱性δ之初始值，且對基準目標之量測隨後提供關於偏振不平衡θ及/或感測器不對稱性δ如何隨時間變化之資訊。可替代地或另外，如圖15中所描繪，校正資料可經提供為根據圖案化製程之一或多個性質的漂移對所關注參數之量測值的貢獻度之明顯漂移(例如對疊對OV之貢獻度的漂移)的預測曲線63 (見圖15)。此處，漂移之初始值可根據在點61處獲得之校準資訊來判定(例如經由對偏振不平衡θ及/或感測器不對稱性δ的判定)，且對基準目標之後續量測提供關於預期漂移如何隨時間而變化之資訊。對基準目標之後續量測提供關於曲線63之預期形式的資訊。在兩個時間點處例如針對基板批次之第一基板W1及最末基板W4 (例如在圖15中之時間點61及時間點62處)獲得校準資訊的實施例中，對基準目標之量測可用以內插於在兩個時間點處獲得的校準資訊之間，且/或在該等時間點中之一者或兩者之外外插(例如在圖15中的時間點62之外外插以校正最末基板W4之其他目標的量測值)。對其他目標中之每一者的所關注參數之值的判定可包含以常用方式計算所關注參數，且隨後根據校正資料應用校正以獲得所關注參數之經改善值。可對每一其他目標應用單獨個別化校正。

例如藉由基於在一或多個時間點處獲得之校準資訊來進行內插及/或外插，以上方法使用對基準目標的量測來監測諸如偏振不平衡θ及/或感測器不對稱性δ之性質的漂移。在替代方法中，內插及/或外插可由以下操作替換：判定校準資訊與微影裝置或可經量測且用以更新校準資訊以考慮漂移的目標之一或多個其他參數相關之程度。

作為上文所描述的用於校正漂移之方法的替代方案，或除上文所描述的用於校正漂移之方法以外，可導出且使用一或多個預校準曲線以至少部分地校正漂移。預校準曲線可藉由計算建模或校正量測來導出，且可考慮各種因素對偏振不平衡θ及/或感測器不對稱性δ之影響，該等因素包括以下中之一或多者：僅時間之變化(例如在微影裝置LA空閒之情形下)；輸入空氣溫度之變化(例如，如經由感測器所獲得)；及物鏡溫度之變化(例如，如經由感測器所獲得)。

參考圖16，展示電腦系統3200。電腦系統3200包括用於傳達資訊之匯流排3202或其他通信機構及與匯流排3202耦接以用於處理資訊之處理器3204 (或多個處理器3204及3205)。電腦系統3200亦包括耦接至匯流排3202以用於儲存待由處理器3204執行之資訊及指令的主記憶體3206，諸如隨機存取記憶體(RAM)或其他動態儲存器件。主記憶體3206亦可用於在待由處理器3204執行之指令的執行期間儲存暫時性變數或其他中間資訊。電腦系統3200進一步包括耦接至匯流排3202以用於儲存用於處理器3204之靜態資訊及指令的唯讀記憶體(ROM) 3208或其他靜態儲存器件。提供諸如磁碟或光碟之儲存器件3210，且該儲存器件耦接至匯流排3202以用於儲存資訊及指令。

電腦系統3200可經由匯流排3202耦接至用於向電腦使用者顯示資訊之顯示器3212，諸如陰極射線管(CRT)或平板顯示器或觸控面板顯示器。包括文數字按鍵及其他按鍵之輸入器件3214耦接至匯流排3202以用於將資訊及命令選擇傳達至處理器3204。另一類型之使用者輸入器件為用於將方向資訊及命令選擇傳達至處理器3204且用於控制顯示器3212上之游標移動的游標控制件3216，諸如滑鼠、軌跡球或游標方向按鍵。此輸入器件典型地在兩個軸(第一軸(例如x)及第二軸(例如y))上具有兩個自由度，從而允許該器件指定平面中之位置。觸控面板(螢幕)顯示器亦可用作輸入器件。

電腦系統3200可適合於回應於處理器3204執行主記憶體3206中含有之一或多個指令之一或多個序列來充當本文中的處理單元。可將此類指令自另一電腦可讀媒體(諸如儲存器件3210)讀取至主記憶體3206中。主記憶體3206中含有之指令序列的執行促使處理器3204執行本文中所描述之製程。亦可採用呈多處理配置之一或多個處理器來執行主記憶體3206中所含有之指令序列。在替代實施例中，可代替或結合軟體指令使用硬佈線電路。由此，實施例不限於硬體電路與軟體之任何特定組合。

如本文中所使用之術語「電腦可讀媒體」係指參與將指令提供至處理器3204以供執行之任何媒體。此媒體可採取許多形式，包括但不限於非揮發性媒體、揮發性媒體及傳輸媒體。非揮發性媒體包括例如光碟或磁碟，諸如儲存器件3210。揮發性媒體包括動態記憶體，諸如主記憶體3206。傳輸媒體包括同軸纜線、銅線及光纖，包括包含匯流排3202之電線。傳輸媒體亦可採取聲波或光波之形式，諸如在射頻(RF)及紅外線(IR)資料通信期間所產生之彼等者。電腦可讀媒體之常見形式包括例如軟性磁碟、可撓性磁碟、硬碟、磁帶、任何其他磁媒體、CD-ROM、DVD、任何其他光學媒體、打孔卡、紙帶、具有孔圖案之任何其他實體媒體、RAM、PROM及EPROM、FLASH-EPROM、任何其他記憶體晶片或卡匣、如下文所描述的載波或可供電腦讀取之任何其他媒體。

可在將一或多個指令之一或多個序列攜載至處理器3204以供執行時涉及各種形式之電腦可讀媒體。舉例而言，初始地可將指令承載於遠端電腦之磁碟上。遠端電腦可將指令裝載至其動態記憶體中，且使用數據機經由電話線發送指令。在電腦系統3200本端之數據機可接收電話線上之資料，且使用紅外線傳輸器將資料轉換為紅外線信號。耦接至匯流排3202之紅外線偵測器可接收紅外線信號中所攜載之資料，且將該資料置放於匯流排3202上。匯流排3202將資料攜載至主記憶體3206，處理器3204自該主記憶體3206擷取及執行指令。由主記憶體3206接收之指令可視情況在由處理器3204執行之前或之後儲存於儲存器件3210上。

電腦系統3200亦可包括耦接至匯流排3202之通信介面3218。通信介面3218提供與連接至區域網路3222之網路鏈路3220的雙向資料通信耦合。舉例而言，通信介面3218可為整合式服務數位網路(ISDN)卡或數據機以提供與對應類型之電話線之資料通信連接。作為另一實例，通信介面3218可為區域網路(LAN)卡以提供與相容LAN的資料通信連接。亦可實施無線鏈路。在任何此實施方案中，通信介面3218發送及接收攜載表示各種類型之資訊的數位資料串流之電信號、電磁信號或光學信號。

網路鏈路3220典型地通過一或多個網路提供與其他資料器件的資料通信。舉例而言，網路鏈路3220可通過區域網路3222提供與主電腦3224或與由網際網路服務提供商(ISP) 3226操作之資料設備的連接。ISP 3226轉而通過全球封包資料通信網路(現在通常稱作「網際網路」3228)提供資料通信服務。區域網路3222及網際網路3228兩者皆使用攜載數位資料串流之電信號、電磁信號或光學信號。通過各種網路之信號及在網路鏈路3220上且通過通信介面3218之信號(該等信號將數位資料攜載至電腦系統3200及自電腦系統3200攜載數位資料)為輸送資訊之載波的例示性形式。

電腦系統3200可通過網路、網路鏈路3220及通信介面3218發送訊息並接收資料，包括程式碼。在網際網路實例中，伺服器3230可通過網際網路3228、ISP 3226、區域網路3222及通信介面3218來傳輸用於應用程式之經請求程式碼。根據一或多個實施例，一個此經下載應用程式提供如例如本文中所揭示之方法。所接收程式碼可在其被接收時由處理器3204執行，且/或儲存於儲存器件3210或其他非揮發性儲存器中以供稍後執行。以此方式，電腦系統3200可獲得呈載波形式之應用程式碼。

本發明之實施例可採取以下形式：電腦程式，其含有描述如本文中所揭示之方法之機器可讀指令的一或多個序列；或資料儲存媒體(例如半導體記憶體、磁碟或光碟)，其中儲存有此電腦程式。另外，機器可讀指令可實施於兩個或更多個電腦程式中。兩個或更多個電腦程式可儲存於一或多個不同記憶體及/或資料儲存媒體上。

在以下編號條項中描述根據本發明之其他實施例： 1.     一種判定圖案化製程之所關注參數之值的方法，其包含： 獲得複數個校準資料單元，每一校準資料單元表示在度量衡製程中自各別目標散射的所偵測之輻射，目標包含使用圖案化製程形成於基板上之結構； 其中校準資料單元中之至少兩者中之每一者表示使用度量衡製程中的不同各別偏振設定獲得之所偵測之輻射，每一偏振設定界定度量衡製程的入射輻射的偏振性質及度量衡製程之所偵測之輻射的偏振性質； 使用校準資料單元來獲得關於度量衡製程之校準資訊； 獲得表示自另一目標散射的所偵測之輻射之量測資料單元，另一目標包含使用圖案化製程形成於基板上或另一基板上之結構；以及 使用量測資料單元及所獲得校準資訊來判定所關注參數之值。 2.     如條項1之方法，其中： 用以獲得校準資料單元之不同偏振設定至少包含第一偏振設定及第二偏振設定；且 第一偏振設定之入射輻射以與第二偏振設定之入射輻射不同的方式偏振。 3.     如條項2之方法，其中第一偏振設定的入射輻射以與第二偏振設定之入射輻射正交的方式偏振。 4.     如條項2或3之方法，其中第一偏振設定的所偵測之輻射以與第二偏振設定的所偵測之輻射不同的方式偏振。 5.     如條項4之方法，其中第一偏振設定的所偵測之輻射以與第二偏振設定的所偵測之輻射正交的方式偏振。 6.     如條項2至5中任一項之方法，其中： 使用一對校準資料單元來獲得校準資訊單元； 藉由處於參考角位之基板使用第一偏振設定來獲得該對校準資料單元之第一校準資料單元；且 藉由遠離參考角位旋轉預定角度之基板使用第二偏振設定來獲得該對校準資料單元之第二校準資料單元。 7.     如條項6之方法，其中預定角度等於第一偏振設定之入射輻射的偏振方向與第二偏振設定之入射輻射的偏振方向之間的角度。 8.     如條項6或7之方法，其中預定角度等於第一偏振設定的所偵測之輻射的偏振方向與第二偏振設定之所偵測之輻射的偏振方向之間的角度。 9.     如條項6至8中任一項之方法，其中預定角度等於90度。 10.   如條項6至9中任一項之方法，其中針對複數個不同參考角位中之每一者來獲得校準資訊單元。 11.    如條項10之方法，其中不同參考角位包含彼此分離180度之至少兩個角位。 12.   如條項6至11中任一項之方法，其中： 校準資訊單元之至少一子集包含複數對校準資料單元中之每一者的校準資訊單元，複數對校準資料單元中之每一對使用相對於每一其他對具有不同各別偏置之週期性結構獲得；且 每一偏置表示在週期性結構之不同層之間的有意施加之標稱移位。 13.   如條項10至12中任一項之方法，其中獲得校準資訊包含在校準資訊單元中之兩者或更多者內求平均。 14.   如條項6至13中任一項之方法，其中： 針對目標之複數個不同定向中之每一者獲得校準資料單元；且 針對不同定向中之每一者獲得至少一個單獨校準資訊單元。 15.   如條項6至14中任一項之方法，其中： 針對自目標散射之輻射的複數個不同繞射階中之每一者獲得校準資料單元；且 針對不同繞射階中之每一者獲得至少一個單獨校準資訊單元。 16.   如條項6至15中任一項之方法，其中： 針對相對於目標之複數個不同偏振設定中之每一者獲得校準資料單元；且 針對相對於目標之不同偏振設定中之每一者獲得至少一個單獨校準資訊單元。 17.   如條項14至16中任一項之方法，其中根據量測資料單元來判定所關注參數之值包含根據用以獲得量測資料單元之度量衡製程的組態來選擇單獨校準資訊單元中之一或多者。 18.   如任一前述條項之方法，其中每一校準資料單元包含以下或自以下導出： 光瞳平面中之所偵測之輻射強度、光瞳平面中的所偵測之輻射相位、光瞳平面中之所偵測的輻射強度分佈或光瞳平面中之所偵測之輻射相位分佈；或 影像平面中之所偵測之輻射強度、影像平面中的所偵測之輻射相位、影像平面中之所偵測的輻射強度分佈或影像平面中之所偵測之輻射相位分佈。 19.   如任一前述條項之方法，其中每一量測資料單元包含以下或自以下導出： 光瞳平面中之所偵測之輻射強度、光瞳平面中的所偵測之輻射相位、光瞳平面中之所偵測的輻射強度分佈或光瞳平面中之所偵測之輻射相位分佈；或 影像平面中之所偵測之輻射強度、影像平面中的所偵測之輻射相位、影像平面中之所偵測的輻射強度分佈或影像平面中之所偵測之輻射相位分佈。 20.   如任一前述條項之方法，其中： 在量測時間段期間針對N個其他目標中之每一者執行獲得量測資料單元之步驟； 進一步在量測時間段期間在M個不同時間處針對單個固定基準目標執行獲得量測資料單元之步驟，其中M小於N；且 針對其他目標中之一或多者中之每一者，使用針對目標獲得的量測資料單元、所獲得之校準資訊及自基準目標之量測中之一或多者獲得的量測資料來判定所關注參數的值。 21.   如條項20之方法，其進一步包含在量測時間段期間重複獲得複數個校準資料單元之步驟至少一次以獲得經更新的校準資訊，其中： 針對其他目標中之一或多者對所關注參數之值的判定使用經更新之校準資訊來執行。 22.   如任一前述條項之方法，其中結構包含多層結構，且所關注參數包含多層結構中的兩個或更多個不同層之間的疊對誤差。 23.   如任一前述條項之方法，其中所關注參數包含聚焦誤差或臨界尺寸。 24.   一種判定圖案化製程之所關注參數之值的方法，其包含： 獲得第一對校準資料單元，每一校準資料單元表示在度量衡製程中自目標散射的所偵測之輻射，目標包含使用圖案化製程形成於基板上之結構； 藉由處於參考角位之基板來獲得第一對校準資料單元之第一校準資料單元； 藉由遠離參考角位旋轉預定角度之基板來獲得第一對校準資料單元之第二校準資料單元； 使用第一對校準資料單元來獲得關於度量衡製程之第一校準資訊； 獲得表示自另一目標散射的所偵測之輻射之量測資料單元，另一目標包含使用圖案化製程形成於基板上或另一基板上的結構；以及 使用量測資料單元及所獲得之第一校準資訊來判定所關注參數之值。 25.   如條項24之方法，其中： 使用度量衡製程中之第一偏振設定來獲得第一校準資料單元； 使用度量衡製程中不同於第一偏振設定之第二偏振設定來獲得第二校準資料單元； 每一偏振設定界定度量衡製程之入射輻射的偏振性質及度量衡製程之所偵測之輻射的偏振性質；且滿足以下中之任一者或兩者： 第一偏振設定之入射輻射的偏振方向與第二偏振設定之入射輻射的偏振方向之間的角度等於預定角度；以及 第一偏振設定之所偵測之輻射的偏振方向與第二偏振設定之所偵測之輻射的偏振方向之間的角度等於預定角度。 26.   如條項24或25之方法，其中： 目標包含第一週期性結構及第二週期性結構，第一週期性結構相對於第二週期性結構以預定角度定向；且 第一對校準單元之第一校準資料單元及第二校準資料單元自第一週期性結構獲得。 27.   如條項26之方法，其進一步包含： 獲得第二對校準資料單元，每一校準資料單元表示在度量衡製程中自目標散射的所偵測之輻射； 當基板處於參考角位時，自第二週期性結構獲得第二對校準資料單元之第一校準資料單元； 當基板與參考角位呈預定角度時，自第二週期性結構獲得第二對校準資料單元之第二校準資料單元；且 第二對校準資料單元用以獲得關於度量衡製程之第二校準資訊。 28.   如條項27之方法，其中： 另一目標包含相對於彼此以預定角度定向之第一週期性結構及第二週期性結構； 對所關注參數之判定使用量測資料單元，該量測資料單元包含表示自第一週期性結構散射的所偵測之輻射的第一資料及表示自第二週期性結構散射的所偵測之輻射的第二資料；且 對所關注參數之判定包含基於第一校準資訊向第一資料應用校正因數，以及基於第二校準資訊向第二資料應用校正因數。 29.   如條項28之方法，其中： 第一資料表示來自第一週期性結構之輻射的+1繞射階及-1繞射階之強度的第一總和； 第二資料表示來自第二週期性結構之輻射的+1繞射階及-1繞射階之強度的第二總和；且 對所關注參數之判定包含在將校正因數應用至第一資料及第二資料之後，判定第一總和與第二總和之間的差。 30.   如條項24至29中任一項之方法，其中所關注參數包含聚焦誤差。 31.   如條項30之方法，其中該目標及另一目標使用具有有意施加之像散的圖案化製程來形成以增強聚焦誤差跟第一總和與第二總和之間的差之間的相關度。 32.   如條項24至31中任一項之方法，其中預定角度為90度。 33.   一種器件製造方法，其包含： 使用圖案化製程以在基板上形成結構，其中圖案化製程形成微影製造製程之部分； 執行如任一前述條項之方法以判定圖案化製程之所關注參數的值；以及 基於所關注參數之所判定值來調整圖案化製程。

儘管在本文中可特定地參考度量衡裝置在IC製造中之使用，但應理解，本文中所描述之度量衡裝置及製程可具有其他應用，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，在此類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術語「基板」或「目標部分」同義。可在曝光之前或之後在例如塗佈顯影系統(典型地將抗蝕劑層塗覆至基板且顯影經曝光抗蝕劑之工具)、度量衡工具及/或一或多個各種其他工具中處理本文中所提及之基板。在適用情況下，可將本文中之揭示內容應用於此類及其他基板處理工具。另外，可將基板處理多於一次，例如以便形成多層IC，以使得本文中所使用之術語「基板」亦可指已經含有多個經處理層之基板。

儘管在上文可能已特定地參考本發明之實施例在光學微影之內容背景中的使用，但將瞭解，本發明可用於其他應用(例如奈米壓印微影)中，且在內容背景允許時，不限於光學微影。在奈米壓印微影之情況下，圖案化器件為壓印模板或模具。

本文中所使用之術語「輻射」及「光束」涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如具有或為約365 nm、355 nm、248 nm、193 nm、157 nm或126 nm的波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如具有在5 nm至20 nm之範圍內之波長)，以及粒子束，諸如離子束或電子束。

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組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。

本文中對校正誤差或誤差之校正的參考包括消除誤差或將誤差減小至容許範圍內。

如貫穿本申請案所使用，字組「可」以許可之意義(亦即意謂有可能)而非強制性意義(亦即意謂必須)來使用。字組「包括(include/including/includes)」及其類似者意謂包括但不限於。如貫穿本申請案所使用，除非內容另有明確指示，否則單數形式「一(a/an)」及「該」包括複數個參考物。由此，舉例而言，儘管針對一或多個元件使用其他術語及片語，諸如「一或多個」，但對「一(a/an)」元件之參考包括兩個或更多個元件之組合。除非另有指示，否則術語「或」為非排他性的，亦即涵蓋「及」與「或」兩者。" 描述例如「回應於X，而Y」、「在X後，即Y」、「若X，則Y」、「當X時，Y」及其類似者的條件關係之術語涵蓋因果關係，其中前提為必要因果條件，前提為充分因果條件或前提為結果之貢獻因果條件，例如「在獲得條件Y後，即出現狀態X」對於「僅在Y後，才出現X」及「在Y及Z後，即出現X」係通用的。此類條件關係不限於即刻遵循獲得的前提之結果，此係因為可延遲一些結果，且在條件陳述中，前提與其結果連接，例如前提與出現結果之可能性相關。除非另有指示，否則複數個屬性或功能映射至複數個物件(例如執行步驟A、步驟B、步驟C及步驟D之一或多個處理器)之陳述涵蓋所有此類屬性或功能映射至所有此類物件，且屬性或功能之子集映射至屬性或功能之子集兩者(例如所有處理器各自執行步驟A至步驟D，以及其中處理器1執行步驟A，處理器2執行步驟B及步驟C之部分，且處理器3執行步驟C之部分及步驟D的情況)。另外，除非另外指示，否則一個值或動作係「基於」另一條件或值之陳述涵蓋條件或值為單獨因數之例項以及條件或值為複數個因數當中之一個因數的例項兩者。除非另外指示，否則某一集合之「每一」例項具有某一性質的陳述不應解讀為排除較大集合中之一些以其他方式相同或類似的部件不具有該性質(亦即，每一者未必意謂每個都)的情況。

在某些美國專利、美國專利申請案或其他材料(例如論文)已經以引用之方式併入的情況下，此類美國專利、美國專利申請案及其他材料之文本僅在此材料與本文中所闡述的陳述及圖式之間不存在衝突的情況下以引用之方式併入。在存在此類衝突之情況下，在此類以引用之方式併入的美國專利、美國專利申請案及其他材料中的任何此類衝突文本並不特別以引用之方式併入本文中。

以上描述意欲為說明性，而非限制性的。由此，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範疇的情況下對如所描述之本發明做出修改。

0:零階射線 +1:一階射線 -1:一階射線 2:輻射投影儀 4:光譜儀偵測器 10:光譜 11:輸出端 12:透鏡 13:孔徑板 13E:孔徑板 13N:孔徑板 13NW:孔徑板 13S:孔徑板 13SE:孔徑板 13W:孔徑板 14:透鏡 15:稜鏡 16:物鏡 17:光束分光器 18:光學系統 19:第一感測器 20:光學系統 21:孔徑光闌 22:光學系統 23:感測器 30':給定目標 31:量測光點 32:週期性結構 33:週期性結構 34:週期性結構 35:週期性結構 41:圓形區域 42:矩形區域 43:矩形區域 44:矩形區域 45:矩形區域 51:輻射通道 52:輻射通道 60:校準資料單元 61:時間點 62:時間點 63:預測曲線 100:度量衡裝置 108:所量測輻射分佈 110:源 120:透鏡系統 130:孔徑板 135:干涉濾光器 140:透鏡系統 150:部分反射表面 160:物鏡 170:照明射線 172:照明射線 174:繞射射線 175:偏振器 176:繞射射線 180:光學元件 182:光學系統 186:孔徑 190:感測器 192:交叉偏振元件 194:延遲器 196:第一部分 198:第二部分 200:量測分支 206:經參數化數學模型 208:輻射分佈 210:數值馬克士威求解程序 230:感測器 300:可調整場光闌 302:孔徑 3200:電腦系統 3202:匯流排 3204:處理器 3205:處理器 3206:主記憶體 3208:唯讀記憶體 3210:儲存器件 3212:顯示器 3214:輸入器件 3216:游標控制件 3218:通信介面 3220:網路鏈路 3222:區域網路 3224:主電腦 3226:網際網路服務提供商 3228:網際網路 3230:伺服器 AD:調整器 AM:調整機構 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h:高度 I:入射射線 I/O1:輸入/輸出埠 I/O2:輸入/輸出埠 IF:位置感測器 IL:照明系統 IN:積光器 LA:微影裝置 LACU:微影控制單元 LB:裝載匣 LC:微影單元 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 MET:度量衡系統 MT:支撐結構 O:光軸 OV:疊對 P1:強度 P2:強度 P3:強度 P4:強度 PM:第一定位器 PS:投影系統 PU:控制器 PW:第二定位器 RF:參考框架 RO:機器人 S:照明光點 S0:步驟 S1:步驟 S2:步驟 S3:步驟 S4:步驟 S5:步驟 S11:步驟 S12:步驟 S13:步驟 S14:步驟 S15:步驟 S16:步驟 S21:步驟 S22:步驟 S23:步驟 S24:步驟 S25:步驟 S26:步驟 S27:步驟 SC:旋塗器 SCS:監督控制系統 SO:輻射源 St1:給定目標位點 St2:給定目標位點 St3:給定目標位點 St4:給定目標位點 T:目標 TCU:塗佈顯影系統控制單元t:厚度 t0:量測時間窗 t1:量測時間窗 t2:量測時間窗 t3:量測時間窗 t4:量測時間窗 W:基板 W1:基板 W2:基板 W3:基板 W4:基板 WT:基板台 WTa:基板台 WTb:基板台w:寬度 α:側壁角 δ:感測器不對稱性 θ:偏振不平衡

現將參考隨附圖式僅藉助於實例來描述實施例，在該等隨附圖式中：

圖1示意性地描繪微影裝置之一實施例；

圖2示意性地描繪微影製造單元或微影叢集之一實施例；

圖3A為用於使用提供某些照明模式之第一對照明孔徑來量測根據一實施例之目標的度量衡裝置之示意圖；

圖3B為針對給定照明方向之目標的繞射光譜之示意性細節；

圖3C為向基於繞射之疊對量測提供其他照明模式之第二對照明孔徑的示意性圖解；

圖3D為將第一對孔徑與向基於繞射之疊對量測提供其他照明模式之第二對孔徑組合的第三對照明孔徑之示意性圖解；

圖4示意性地描繪基板上之多重週期性結構(例如多重光柵)目標之形式及量測光點之輪廓；

圖5示意性地描繪使用圖3A之裝置獲得的圖4之目標的影像；

圖6示意性地描繪實例度量衡裝置及度量衡技術；

圖7示意性地描繪實例度量衡裝置；

圖8說明度量衡裝置之照明光點與度量衡目標之間的關係；

圖9示意性地描繪基於量測資料導出一或多個所關注變數之製程；

圖10示意性地描繪實例度量衡裝置；

圖11描繪判定所關注參數之值的實例方法；

圖12描繪在基板之第一角位處獲得獲得偏振不平衡之值所需的兩個強度之第一強度；

圖13描繪在基板之第二角位處獲得獲得偏振不平衡之值所需的兩個強度之第二強度；

圖14為描繪判定聚焦誤差之方法的流程圖，其中校正因數自在0度及90度之基板旋轉位置處的初始目標之量測獲得；

圖15為按順序描繪四個基板之模擬量測值以說明使用對基準目標之量測來判定多個目標的所關注參數之值以考慮漂移的方法之曲線圖；

圖16為描繪圖15中所示之類型之實例方法的流程圖；且

圖17示意性地描繪可實施本發明之實施例的電腦系統。

32:週期性結構

33:週期性結構

34:週期性結構

35:週期性結構

51:輻射通道

52:輻射通道

St1:給定目標位點

St2:給定目標位點

St3:給定目標位點

St4:給定目標位點

Claims (15)

1. 一種判定一圖案化製程之一所關注參數之一值的方法，其包含： 獲得複數個校準資料單元，每一校準資料單元表示在度量衡製程中自一各別目標散射的所偵測之輻射，該目標包含使用該圖案化製程形成於一基板上之一結構； 其中該等校準資料單元中之至少兩者中之每一者表示使用該度量衡製程中的不同各別偏振設定獲得之所偵測之輻射，每一偏振設定界定該度量衡製程之入射輻射的一偏振性質及該度量衡製程之所偵測之輻射的一偏振性質； 使用該等校準資料單元來獲得關於該度量衡製程之校準資訊； 獲得表示自一另一目標散射的所偵測之輻射之一量測資料單元，該另一目標包含使用該圖案化製程形成於該基板上或一另一基板上之一結構；以及 使用該量測資料單元及所獲得校準資訊來判定該所關注參數之該值。
2. 如請求項1之方法，其中： 用以獲得該等校準資料單元之該等不同偏振設定至少包含一第一偏振設定及一第二偏振設定；且 該第一偏振設定之該入射輻射以與該第二偏振設定之該入射輻射不同的方式偏振。
3. 如請求項2之方法，其中該第一偏振設定之該入射輻射以與該第二偏振設定之該入射輻射正交的方式偏振。
4. 如請求項2或3之方法，其中該第一偏振設定的該所偵測之輻射以與該第二偏振設定的該所偵測之輻射不同的方式偏振。
5. 如請求項4之方法，其中該第一偏振設定的該所偵測之輻射以與該第二偏振設定的該所偵測之輻射正交的方式偏振。
6. 如請求項2或3之方法，其中： 使用一對校準資料單元來獲得一校準資訊單元； 藉由處於一參考角位之該基板使用該第一偏振設定來獲得該對校準資料單元之一第一校準資料單元；且 藉由遠離該參考角位旋轉一預定角度之該基板使用該第二偏振設定來獲得該對校準資料單元之一第二校準資料單元。
7. 如請求項6之方法，其中該預定角度等於該第一偏振設定之入射輻射的偏振之一方向與該第二偏振設定之入射輻射的偏振之一方向之間的一角度。
8. 如請求項6之方法，其中該預定角度等於該第一偏振設定的所偵測之輻射的偏振之一方向與該第二偏振設定的所偵測之輻射的偏振之一方向之間的一角度。
9. 如請求項6之方法，其中該預定角度等於90度。
10. 如請求項6之方法，其中針對複數個不同參考角位中之每一者獲得一校準資訊單元。
11. 如請求項10之方法，其中該等不同參考角位包含彼此分離180度之至少兩個角位。
12. 如請求項6之方法，其中： 該等校準資訊單元之至少一子集包含複數對校準資料單元中之每一者的一校準資訊單元，該複數對校準資料單元中之每一對使用相對於每一其他對具有一不同各別偏置之一週期性結構來獲得；且 每一偏置表示在該週期性結構之不同層之間的一有意施加之標稱移位。
13. 如請求項10之方法，其中該獲得該校準資訊包含在該等校準資訊單元中之兩者或更多者內求平均。
14. 如請求項6之方法，其中： 針對該目標之複數個不同定向中之每一者獲得校準資料單元；且 針對該等不同定向中之每一者獲得至少一個單獨校準資訊單元。
15. 一種器件製造方法，其包含： 使用一圖案化製程以在一基板上形成一結構，其中該圖案化製程形成一微影製造製程之部分； 執行如請求項1至14中任一項之方法以判定該圖案化製程之一所關注參數的一值；以及 基於該所關注參數之所判定值來調整該圖案化製程。

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