TW202208982A

TW202208982A - 透射式繞射光柵

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Publication number: TW202208982A
Application number: TW110122873A
Authority: TW
Inventors: 德瑞克雲傑張; 華特裘普安捷倫; 維亞切斯拉夫卡恰諾夫; 瓦希德莫哈瑪迪; 葛路特彼得克里斯坦德
Original assignee: 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司
Priority date: 2020-06-24
Filing date: 2021-06-23
Publication date: 2022-03-01
Also published as: WO2021259745A1; EP3929555A1; KR20230025407A; US20230251407A1; CN115917279A

Abstract

一種用於判定一投影系統之一像差映圖的一相位步進量測系統之透射式繞射光柵包含一吸收層。該繞射光柵與具有一第一波長之輻射(例如，EUV輻射)一起使用。該吸收層具備一二維貫通孔隙陣列。該吸收層係由對於具有該第一波長之該輻射具有在0.96至1.04之範圍內的一折射率的一材料形成。

Description

透射式繞射光柵

本發明係關於一種用於判定投影系統之像差映圖的相位步進量測系統之透射式繞射光柵，且係關於用於設計此雙透射式繞射光柵之方法。特定而言，本發明係關於用於剪切相位步進干涉式量測系統的二維繞射光柵(亦即，導致二維繞射圖案之繞射光柵)。

微影設備為經建構以將所要之圖案施加至基板上之機器。微影設備可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。舉例而言，微影設備可將圖案化裝置(例如，遮罩)處之圖案投影至設置於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。

為了將圖案投影於基板上，微影設備可使用電磁輻射。此輻射之波長判定可形成於基板上之特徵的最小大小。相比於使用例如具有193 nm之波長之輻射的微影設備，使用具有介於4 nm至20 nm之範圍內之波長(例如6.7 nm或13.5 nm)之極紫外線(EUV)輻射的微影設備可用於在基板上形成較小特徵。

使用投影系統將已藉由圖案化裝置而圖案化之輻射聚焦至基板上。投影系統可引入光學像差，此使得形成於基板上之影像自所要影像(例如，圖案化裝置之繞射受限影像)偏離。

可能需要提供用於準確地判定由投影系統引起之此類像差使得可更佳地控制此等像差的方法及設備。

根據本發明之一第一態樣，提供一種用於使用具有一第一波長之輻射判定一投影系統之一像差映圖的一相位步進量測系統之透射式繞射光柵，其中該繞射光柵包含：一吸收層，其具備一二維貫通孔隙陣列，其中該吸收層係由對於具有該第一波長之該輻射具有在0.96至1.04之範圍內的一折射率的一材料形成。

具有一二維貫通孔隙陣列之一繞射光柵在本文中可被稱作一二維繞射光柵(亦即，導致該繞射之重複圖案係二維的)。將瞭解，在本文中對一二維光柵之任何參考欲意謂具有一二維重複圖案之一繞射光柵，其產生一二維繞射圖案(相較於一一維或三維圖案)。該二維貫通孔隙陣列可例如為一正方形貫通孔隙陣列。

具有該第一波長之該輻射可包含EUV輻射。EUV輻射可具有在4至20 nm之範圍內的一波長，舉例而言，6.7 nm或13.5 nm。

通常，此類型之二維繞射光柵係由藉由一支撐層支撐之一吸收層形成。該支撐層由具有良好機械性質(例如，拉伸強度)之一材料形成，一典型EUV吸收層(通常為一金屬)不具有該材料。出於此原因，在與EUV輻射一起使用之先前技術透射式繞射光柵中，該吸收層始終藉由具有較佳機械性質之一鄰近支撐層支撐。該吸收層運用一孔隙陣列進行圖案化且形成一二元繞射光柵。對於此光柵，形成該吸收層所用之該材料通常經選擇以便具有一相對較高消光係數。

舉例而言，對於用於判定一EUV投影系統之一像差映圖的一相位步進量測系統，一種類型之光柵包含由鉻(Cr)、鎳(Ni)或鈷(Co)形成之一經圖案化吸收層。此吸收層反過來藉由一支撐層支撐，其可包含SiN或Si₃ N₄ 。在此等已知配置中之該等吸收層包含鉻、鎳或鈷，此係由於此等金屬對於EUV輻射均具有相對較高消光係數。

一個實例先前技術光柵包含由具有125 nm之一厚度之鉻形成的一經圖案化吸收層，及包含具有100 nm之一厚度之Si₃ N₄ 的一支撐層。鉻的該消光係數足夠高，使得當EUV輻射傳播穿過一125 nm厚度之鉻時，其強度可減弱大約0.01倍(亦即，使得該EUV輻射之僅僅~1%傳播穿過該鉻。亦即，該消光係數足夠高，使得在此厚度，吾人將預計該輻射之實質上所有藉由該吸收層阻擋(且其起到類似一真二元光柵的作用)。

然而，本發明之發明人意識到，在使用時，具有該第一波長之該輻射將以一角度範圍入射於該二維光柵上。尤其，對於高數值孔徑投影系統，該輻射可以一大角度範圍入射。此外，本發明人意識到，因此，入射於該吸收層上的該輻射中之至少一些(例如，以一大入射角且接近於該等貫通孔隙中之一者)將在該吸收層中傳播穿過一距離，該距離僅為該吸收層之該厚度的一小部分且因此將不會完全減弱。本發明人亦意識到，大體而言，若該吸收層與周圍介質(其將在該等貫通孔隙中)之間存在一顯著折射率差，則傳播穿過該吸收層之該輻射與未傳播穿過該吸收層的該輻射(歸因於所經歷之不同光學路徑長度)之間將存在所感應的一顯著相位差。此造成入射輻射之波前的一些變形。反過來，此將引起干擾效應，其將影響藉由該相位步進量測系統進行的量測。在傳播穿過該吸收層之該輻射與未傳播穿過該吸收層的該輻射之間所感應的該相位差與該吸收層之該厚度乘以該吸收層與該周圍介質(其在該等孔隙中)之該折射率差成比例。減小該吸收層之該厚度將因此減小此等相位差。然而，將仍具有足夠有利機械及熱性質的該吸收層之該厚度存在一下限。

大體而言，該周圍介質可為一低壓氣體，例如氫氣或空氣，且將具有大致為1之一折射率。有利地，由於該吸收層由對於具有該第一波長之該輻射具有接近於1之一折射率(亦即，在0.96至1.04之範圍內，使得|n-1|≤0.04)的一材料形成，因此該二維透射式繞射光柵將對此等誤差不太敏感。

將瞭解，該吸收層可經組態以便吸收入射於其上的具有一第一波長之輻射的超過50%。該吸收層可經組態以便吸收入射於其上的具有一第一波長之輻射的超過60%。該吸收層可經組態以便吸收入射於其上的具有一第一波長之輻射的超過70%。該吸收層可經組態以便吸收入射於其上的具有一第一波長之輻射的超過80%。該吸收層可經組態以便吸收入射於其上的具有一第一波長之輻射的超過90%。將瞭解，入射於該吸收材料上(亦即，藉由該吸收層吸收)的具有一第一波長之輻射的量取決於該吸收層對於具有一第一波長之輻射的消光係數及該吸收層之一厚度。

該吸收層可包含鋁。

有利地，鋁對於EUV輻射之折射率大致為1 (使其將不會歸因於該吸收層與該周圍介質之間的一折射率差而造成顯著波前變形。此外，鋁對於EUV輻射具有與鉻相當的一消光係數(其被用作一些現有光柵中之一吸收層)。

對於其中該吸收層僅僅包含鋁之實施例，該光柵亦可包含一些額外機械支撐(例如，一支撐層)。

根據本發明之一第二態樣，提供一種用於使用具有一第一波長之輻射判定一投影系統之一像差映圖的一相位步進量測系統之透射式繞射光柵，其中該繞射光柵包含：一吸收層，其具備一二維貫通孔隙陣列，其中該吸收層包含鋁。

該吸收層可包含一陶瓷。

該陶瓷可包含對於EUV輻射具有一相對較高消光係數之一金屬或類金屬組分，及一非金屬組分。兩種組分可對於EUV具有相對接近於1之一折射率。該陶瓷可包含氮化鋁(AlN)。

該吸收層可包含氮化鋁(AlN)。

氮化鋁對於EUV具有大致為0.98之一折射率。氮化鋁對於EUV具有大致為0.03之一消光係數。

該光柵之一薄膜可具有小於150 nm之一厚度。

該薄膜包含該吸收層。另外，該薄膜亦可包含鄰近該吸收層之一支撐層。

該吸收層可例如具有約100 nm之一厚度。有利地，此可降低藉由增大該光柵之一厚度所導致的遮蔽效應及相位延遲效應(其運用薄膜之厚度乘以薄膜材料與周圍介質之間的折射率差來縮放)。出於此等原因，需要儘可能降低該吸收層之該厚度，同時仍提供入射輻射之充足吸收且維持可接受機械及熱性質。

該光柵之一薄膜在該光柵之一平面中的尺寸可為10 µm或更大。

該光柵之該薄膜在該光柵之該平面中的該等尺寸可例如為25 µm×25 µm。或者，該光柵之該薄膜在該光柵之該平面中的該等尺寸可例如為50 µm×50 µm。或者，該光柵之該薄膜在該光柵之該平面中的該等尺寸可例如為140 µm×140 µm。

對於其中該光柵之該薄膜在該光柵之一平面中的尺寸為10 µm或更大，且該光柵之該薄膜具有小於150 nm之一厚度的一實施例，該光柵之該薄膜的一縱橫比(例如，該光柵之該薄膜在該光柵之一平面中的尺寸對該光柵之該薄膜的該厚度之一比率)可為大約100或更大。

該光柵之該薄膜在該光柵之一平面中的一尺寸對該吸收層之該薄膜的一厚度之一比率可為大約100或更大。

大體而言，假設該吸收層具有充足厚度以提供該EUV輻射之充分吸收，該薄膜之該厚度較小有益於該光柵之光學效能(例如，降低三維效應)但在維持可接受機械及熱性質的同時達成可具有挑戰性。對於此等實施例，為了維持可接受機械及熱性質，該光柵薄膜可包含鄰近於該吸收層之一支撐層。

該透射式繞射光柵可進一步包含用於該吸收層之一支撐件。該支撐件可僅僅接觸該吸收層之一周邊部分。亦即，該支撐件可呈一框架之形式，且該支撐件不包含鄰近該吸收層之一支撐層。運用此配置，在該吸收層之一中心部分，該吸收層可被視為自撐式的。為此，該吸收層可在該支撐件上拉伸(例如，使其保持大體上平坦)。

有利地，對於其中該吸收層之該中心部分係自撐式的實施例，該光柵並不需要例如一透射支撐層(經圖案化亦或未經圖案化)。此尤其有益於用在用於使用EUV輻射判定一投影系統之一像差映圖的一相位步進量測系統中，此係由於使用一透射支撐層可顯著減少藉由該二維繞射光柵透射的EUV輻射的量(若未經圖案化)且可促進三維效應(若經圖案化)。

該吸收層可在該支撐件上以至少25 MPa之一預拉伸進行拉伸。一典型預拉伸可在25 MPa至幾百MPa之範圍內，例如，在50 MPa至100 MPa之範圍內。

為達成此配置，形成該吸收層所用之該材料應具有充足強度。將瞭解，施加至該吸收層之該拉伸將集中於該吸收層中的該等貫通孔隙之邊緣周圍。舉例而言，對於圓形孔隙，該吸收層中之該等貫通孔隙之邊緣周圍的該拉伸可比藉由該支撐件施加至該吸收層之拉伸大2.7倍。對於其他形狀孔隙(例如，正方形孔隙)，該吸收層中之該等貫通孔隙之邊緣周圍的該拉伸將比藉由該支撐件施加至該吸收層之該拉伸大甚至更大因數(尤其在該等正方形孔隙之拐角處)。

因此，為了足夠強而能承受至少25 MPa之一預拉伸，形成該吸收層所用之該材料可具有大於此若干倍的一拉伸強度。

形成該吸收層所用之該材料可具有至少500 MPa之一拉伸強度。在一些實施例中，形成該吸收層所用之該材料可具有至少1000 MPa之一拉伸強度。

除一高拉伸強度之外，形成該吸收層所用之該材料亦可具有以下機械及熱性質。

形成該吸收層所用之該材料可相對堅固。舉例而言，形成該吸收層所用之該材料可具有一足夠高的楊氏模數，使得該吸收層內的應力不會造成該光柵圖案之顯著變形。此應力可包括在該光柵之製造期間施加的預拉伸及在使用時歸因於來自入射輻射之熱負荷而藉由熱膨脹造成的應力。

形成該吸收層所用之該材料可具有至少70 GPa之一楊氏模數。

在一些實施例中，形成該吸收層所用之該材料可具有至少100 GPa之一楊氏模數。在一些實施例中，形成該吸收層所用之該材料可具有至少200 GPa之一楊氏模數。形成該吸收層所用之該材料可具有一相對較小熱膨脹係數。此將降低該吸收層內的變形及內應力。舉例而言，形成該吸收層所用之該材料可具有小於10^-5 K^-1 之一熱膨脹係數。

形成該吸收層所用之該材料可具有一相對較大熱導率。此將幫助耗散熱負荷(例如，至該支撐件)。舉例而言，形成該吸收層所用之該材料可具有至少40 W/mK之一熱導率。

舉例而言，形成該吸收層所用之該材料可具有一足夠高的楊氏模數，使得該吸收層內的應力不會造成該光柵圖案之顯著變形。此應力可包括在該光柵之製造期間施加的預拉伸及在使用時歸因於來自入射輻射之熱負荷而藉由熱膨脹造成的應力。

該吸收層可具備一保護塗層。

該保護塗層可具有幾nm之一厚度。舉例而言，該保護塗層可具有大約5至10 nm之一厚度。

該保護塗層可由具有合適化學性質之一材料形成，以便在一EUV微影設備LA之環境中穩定。特定而言，該保護塗層可由更適合於此環境中之任何材料形成以便增強該吸收層之壽命效能。形成該保護塗層所用之該材料亦可能需要對於EUV輻射具有一相對較高消光係數(以增強EUV輻射之吸收及儘可能接近1之一折射率(以減少相位延遲效應)。

對於其中該吸收層具備一保護塗層的實施例，該二維光柵之該吸收層及保護塗層之一有效折射率可具有在0.96至1.04之範圍內的一折射率。此處，將瞭解，複合材料之有效折射率可定義為真空中光速對光在複合材料中之平均速度之比率的折射率。將瞭解，此為組分材料之該等折射率之一加權平均值，其中該平均值藉由該等材料之該等厚度加權。舉例而言，考慮包含厚度為100 nm且折射率為0.98之一吸收層的一實施例，該吸收層具備具有折射率為0.97之一材料的一10 nm塗層。隨著(正入射)光傳播穿過此複合系統，該光將行進穿過20 nm塗層材料及100 nm吸收材料。其將因此體驗(100*0.98+20*0.97)/120=0.978之一有效折射率。

入射輻射之至少一部分將僅僅穿過該保護塗層(若接近於該光柵之該等孔隙中之一者以一合適的入射角入射)。因此，該吸收層及該保護塗層兩者之折射率可較佳具有接近於1之一折射率。舉例而言，可用對於具有第一波長之輻射具有接近於1之一有效折射率(亦即，在0.96至1.04之範圍內，使得|n-1|≤0.04)的材料形成該吸收層及該保護塗層兩者。

該吸收層可包含氧化鋁(Al₂ O₃ )。

根據本發明之一第三態樣，提供一種設計用於判定一投影系統之一像差映圖的一相位步進量測系統之一繞射光柵的方法，該方法包含：選擇該光柵之一吸收層的一材料，使得該材料對於具有一第一波長之輻射的折射率實質上匹配於在使用時將安置於該吸收層中之孔隙內的一透射式介質。

若該吸收層與該透射式介質之該等折射率的差小於0.04，則該吸收層與該透射式介質之該等折射率可視為係匹配的。

根據本發明之一第四態樣，提供一種設計用於判定一投影系統之一像差映圖的一相位步進量測系統之一繞射光柵的方法，該方法包含：選擇該光柵之一吸收層的一材料，使得該材料對於具有該一波長之輻射的折射率在0.96至1.04之範圍內。

該繞射光柵可具有一二維貫通孔隙陣列。具有一二維貫通孔隙陣列之一繞射光柵在本文中可被稱作一二維繞射光柵(亦即，導致該繞射之重複圖案係二維的)。該二維貫通孔隙陣列可例如為一正方形貫通孔隙陣列。

根據本發明之一第五態樣，提供一種根據本發明之該第三態樣或本發明之該第四態樣之該方法設計的繞射光柵。

根據本發明之一第六態樣，提供一種用於判定一投影系統之一像差映圖的量測系統，該量測系統包含：一圖案化裝置；一照明系統，其經配置以運用輻射照明該圖案化裝置，該圖案化裝置包含經配置以接收一輻射光束及形成複數個第一繞射光束之一第一經圖案化區，該等第一繞射光束在一剪切方向上分離；一感測器設備，其包含一第二經圖案化區及一輻射偵測器，該第二經圖案化區包含如本發明之第一、第二或第五態樣中任一項之一繞射光柵；該投影系統經組態以將該等第一繞射光束投影至該感測器設備上，該第二經圖案化區經配置以自該投影系統接收該等第一繞射光束及自該等第一繞射光束中之每一者形成複數個第二繞射光束；一定位設備，其經組態以在該剪切方向上移動該圖案化裝置及該感測器設備中之至少一者；及一控制器，其經組態以：控制該定位設備以便在該剪切方向上移動該第一圖案化裝置及該感測器設備中之至少一者，使得由該輻射偵測器之各部分接收到之輻射的一強度依據該剪切方向上之移動而變化以便形成一振盪信號；在該輻射偵測器上之複數個位置處自該輻射偵測器判定該振盪信號之一諧波的一相位；及在該輻射偵測器上之該複數個位置處自該振盪信號之一諧波的該相位判定特性化該投影系統之該像差映圖的一係數集。

根據本發明之一第七態樣，提供一種微影設備，其包含本發明之該第六態樣之該量測系統。

圖1展示包含輻射源SO及微影設備LA之微影系統。輻射源SO經組態以產生EUV輻射光束B及將EUV輻射光束B供應至微影設備LA。微影設備LA包含照明系統IL、經組態以支撐圖案化裝置MA (例如，遮罩)之支撐結構MT、投影系統PS，及經組態以支撐基板W之基板台WT。

照明系統IL經組態以在EUV輻射光束B入射於圖案化裝置MA上之前調節EUV輻射光束B。另外，照明系統IL可包括琢面化場鏡面裝置10及琢面化光瞳鏡面裝置11。琢面化場鏡面裝置10及琢面化光瞳鏡面裝置11共同提供具有所需橫截面形狀及所需強度分佈之EUV輻射束B。除琢面化場鏡面裝置10及琢面化光瞳鏡面裝置11以外或代替該等裝置，照明系統IL可包括其他鏡面或裝置。

在如此調節之後，EUV輻射光束B與圖案化裝置MA相互作用。由於此相互作用，產生經圖案化EUV輻射光束B'。投影系統PS經組態以將經圖案化EUV輻射射束B'投射至基板W上。出於彼目的，投影系統PS可包含經組態以將經圖案化EUV輻射光束B'投影至由基板台WT固持之基板W上的複數個鏡面13、14。投影系統PS可將縮減因數應用於經圖案化EUV輻射光束B'，因此形成具有小於圖案化裝置MA上之對應特徵之特徵的影像。舉例而言，可應用縮減因數4或8。儘管投影系統PS繪示為僅具有圖1中之兩個鏡面13、14，但投影系統PS可包括不同數目個鏡面(例如，六個或八個鏡面)。

基板W可包括先前形成之圖案。在此狀況下，微影設備LA使由經圖案化EUV輻射光束B'形成之影像與先前形成於基板W上之圖案對準。

可在輻射源SO中、在照明系統IL中及/或在投影系統PS中提供相對真空，亦即，處於充分地低於大氣壓力之壓力下之少量氣體(例如氫氣)。

輻射源SO可為雷射產生電漿(LPP)源、放電產生電漿(DPP)源、自由電子雷射(FEL)或能夠產生EUV輻射之任何其他輻射源。

大體而言，投影系統PS具有可係非均勻之光學轉移函數，此會影響基板W上成像之圖案。對於非偏振輻射，此類效應可由兩個純量映圖相當良好地描述，該兩個純量映圖描述依據射出投影系統PS之輻射之光瞳平面中之位置而變化的該輻射之透射(變跡)及相對相位(像差)。可將可被稱作透射率映圖射及相對相位映圖射之此等純量映圖射表達為基底函數之完整集合全集之線性組合。一特別適宜的集合為任尼克(Zernike)多項式，其形成單位圓上所定義之正交多項式集合。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經量測純量映圖與各任尼克多項式的內積且將任尼克多項式之範數的正方形除以此來自經量測純量映圖獲得任尼克係數。在下文中，除非另外說明，否則對任尼克係數之任何參考應理解為意謂相對相位映圖(在本文中亦被稱作像差映圖)之任尼克係數。應瞭解，在替代性實施例中，可使用其他基底函數集。舉例而言，例如對於經遮蔽孔隙系統，一些實施例可使用塔蒂安任尼克多項式。

波前像差映圖表示自球形波前接近投影系統PS之影像平面上之點之光之波前的變形(依據光瞳平面上之位置，或替代地，依據輻射方法投影系統PS之影像平面的角度)。如所論述，此波前像差映圖

可表達為任尼克多項式之線性組合：

其中x 及y 係光瞳平面中之座標，

係第n個任尼克多項式，且

係一係數。應瞭解，在下文中任尼克多項式及係數標記為通常被稱作諾爾指數之指數。因此，Z_n (x ,y )係具有n之諾爾指數的任尼克多項式，且c_n 係具有n之諾爾指數的係數。波前像差映圖可接著在此展開式中由係數集c_n 特性化，其可被稱作任尼克係數。

應瞭解，僅考慮有限數目個任尼克階數。相位映圖之不同任尼克係數可提供關於由投影系統PS引起之不同形式之像差的資訊。具有為1之諾爾指數的任尼克係數可被稱作第一任尼克係數，具有為2之諾爾指數的任尼克係數可被稱作第二任尼克係數，等等。

第一任尼克係數係關於經量測波前之平均值(其可被稱作皮斯頓(piston))。第一任尼克係數可能與投影系統PS之效能無關，且因而，可不使用本文所描述之方法來判定第一任尼克係數。第二任尼克係數係關於經量測波前在x方向上之傾斜。波前在x方向上之傾斜等於x方向上之置放。第三任尼克係數係關於經量測波前在y方向上之傾斜。波前在y方向上之傾斜等效於在y方向上之置放。第四任尼克係數係關於經量測波前之散焦。第四任尼克係數等效於在z方向上之置放。高階任尼克係數係關於由投影系統引起之像差之其他形式(例如，像散、彗形像差、球形像差及其他效應)。

貫穿此描述，術語「像差」應意欲包括波前與完美球形波前之偏差之所有形式。亦即，術語「像差」可關於影像之置放(例如，第二、第三及第四任尼克係數)及/或關於高階像差，諸如，關於具有為5或更大之諾爾指數之任尼克係數的像差。此外，對用於投影系統之像差映圖的任何參考可包括波前自完美球形波前之所有形式之偏離，包括歸因於影像置放之偏離。

透射映圖及相對相位映圖係場及系統相依的。亦即，一般而言，各投影系統PS將針對各場點(亦即針對其影像平面中之各空間位置)具有不同任尼克展開式。

如下文將進一步詳細地描述，可藉由將輻射自投影系統PS之物件平面(亦即，圖案化裝置MA之平面)投影通過該投影系統PS且使用剪切干涉計以量測波前(亦即，具有相同相位之點之軌跡)來判定投影系統PS在其光瞳平面中之相對相位。剪切干涉計可包含投影系統(即，基板台WT)之影像平面上的繞射光柵，例如二維繞射光柵、及經配置以偵測與投影系統PS之光瞳平面共軛之平面上之干擾圖案的偵測器。

投影系統PS包含複數個光學元件(包括鏡面13、14)。如已解釋，儘管投影系統PS繪示為僅具有圖1中之兩個鏡面13、14，但投影系統PS可包括不同數目個鏡面(例如，六個或八個鏡面)。微影設備LA進一步包含用於調整此等光學元件以便糾正像差(在整個場中跨越光瞳平面之任何類型的相位變化)之調整構件PA。為了達成此校正，調整構件PA可操作來以一或多個不同方式操控投影系統PS內之光學元件。投影系統可具有座標系，其中其光軸在z方向上延伸(應瞭解，此z軸之方向例如在各鏡面或光學元件處穿過投影系統沿著光學路徑改變)。調整構件PA可操作以進行以下每一者之任何組合：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。光學元件之傾斜通常在垂直於光軸之平面外藉由圍繞在x或y方向上之軸線旋轉而進行，但對於非可旋轉對稱之非球面光學元件可使用圍繞z軸之旋轉。可例如藉由使用致動器以對光學元件之側施加力及/或藉由使用加熱元件以加熱光學元件之選定區來執行光學元件之變形。一般而言，沒有可能調整投影系統PS以校正變跡(橫越光瞳平面之透射變化)。可在設計用於微影設備LA之遮罩MA時使用投影系統PS之透射率映圖。

在一些實施例中，調整構件PA可操作以移動支撐結構MT及/或基板台WT。調整構件PA可操作以使支撐結構MT及/或基板台WT位移(在x、y、z方向或其一組合中之任一者上)及/或傾斜(藉由約x或y方向上之軸線旋轉)。

形成微影設備之部分的投影系統PS可週期性地經歷校準程序。舉例而言，當在工廠中製造微影設備時，可藉由執行初始校準程序來設置形成投影系統PS之光學元件(例如，鏡面)。在微影設備待使用之位點處進行微影設備之安裝之後，可再次校準投影系統PS。可以規則時間間隔執行投影系統PS之進一步校準。舉例而言，在正常使用下，可每隔幾個月(例如，每隔三個月)校準投影系統PS。

校準投影系統PS可包含將輻射傳遞通過投影系統PS且量測所得投影輻射。投影輻射之量測可用以判定投影輻射中之由投影系統PS引起之像差。可使用量測系統來判定由投影系統PS引起之像差。回應於經判定像差，形成投影系統PS之光學元件可經調整以便校正由該投影系統PS引起之像差。

圖2為可用以判定由投影系統PS引起之像差之量測系統10的示意性繪示。量測系統10包含一照明系統IL、一量測圖案化裝置MA'、一感測器設備21及一控制器CN。該量測系統10可形成微影設備之部件。舉例而言，圖2中所展示之照明系統IL及投影系統PS可係圖1中所展示之微影設備之照明系統IL及投影系統PS。為了易於繪示，圖2中未展示微影設備之額外組件。

量測圖案化裝置MA'經配置以自照明系統IL接收輻射。感測器設備21經配置以自投影系統PS接收輻射。在微影設備之正常使用期間，展示於圖2中之量測圖案化裝置MA'及感測器設備21可定位於不同於其在圖2中展示之所處位置的位置中。舉例而言，在微影設備之正常使用期間，經組態以形成待轉印至基板W之圖案的圖案化裝置MA可經定位以自照明系統IL接收輻射，且基板W可經定位以自投影系統PS接收輻射(如例如圖1中所展示)。量測圖案化裝置MA'及感測器設備21可移動至其在圖2中展示之所處位置中，以便判定由投影系統PS引起之像差。量測圖案化裝置MA'可由諸如圖1中所展示之支撐結構的支撐結構MT支撐。感測器設備21可由基板台(諸如，圖1中所展示之基板台WT)支撐。替代地，感測器設備21可由可與感測器台WT分離的量測台(圖中未示)支撐。

圖3A及圖3B中更詳細地展示量測圖案化裝置MA'及感測器設備21。在圖2、圖3A及圖3B中一致地使用笛卡爾座標。圖3A為量測圖案化裝置MA'在x-y平面中之示意性繪示，且圖3B為感測器設備21在x-y平面中之示意性繪示。

量測圖案化裝置MA'包含複數個經圖案化區15a至15c。在圖2及圖3A中所展示之實施例中，量測圖案化裝置MA'為反射圖案化裝置MA'。經圖案化區15a至15c各自包含反射繞射光柵。入射於量測圖案化裝置MA'之經圖案化區15a至15c上之輻射由此至少部分地由投影系統PS散射且由投影系統PS接收。相比之下，入射於量測圖案化裝置MA'之剩餘部分上的輻射並不朝向投影系統PS反射或散射(舉例而言，其可由量測圖案化裝置MA'吸收)。

照明系統IL運用輻射照明量測圖案化裝置MA'。儘管圖2中未展示，但照明系統IL可自輻射源SO接收輻射且調節該輻射以便照明量測圖案化裝置MA'。舉例而言，照明系統IL可調節輻射以便提供具有所要空間及角度分佈之輻射。在圖2中所展示之實施例中，照明系統IL經組態以形成分離量測光束17a至17c。每一量測光束17a至17c照明量測圖案化裝置MA'之一各別經圖案化區15a至15c。

為了執行由投影系統PL造成之像差之判定，可改變照明系統IL之模式以便運用分離量測光束17a至17c照明量測圖案化裝置MA'。舉例而言，在微影設備之正常操作期間，照明系統IL可經組態以運用輻射隙縫照明圖案化裝置MA。然而，可改變照明系統IL之模式使得照明系統IL經組態以形成分離量測光束17a至17c，以便執行由投影系統PL造成之像差之判定。在一些實施例中，可在不同時間照明不同經圖案化區15a至15c。舉例而言，可在第一時間照明經圖案化區15a至15c之第一子集以便形成量測光束17a至17c之第一子集，且可在第二時間照明經圖案化區15a至15c之第二子集以便形成量測光束17a至17c之第二子集。

在其他實施例中，可不改變照明系統IL之模式以便執行對由投影系統PL引起之像差的判定。舉例而言，照明系統IL可經組態以運用輻射隙縫(例如，其實質上對應於在基板之曝光期間所使用之照明區域)來照明量測圖案化裝置MA'。單獨量測光束17a至17c可接著由量測圖案化裝置MA'形成，此係因為僅經圖案化區15a至15c朝向投影系統PS反射或散射輻射。

在圖式中，笛卡爾座標系被展示為經由投影系統PS保存。然而，在一些實施例中，投影系統PS之性質會引起座標系之變換。舉例而言，投影系統PS可形成量測圖案化裝置MA'之影像，該影像相對於該量測圖案化裝置MA'而被放大、旋轉及/或鏡射。在一些實施例中，投影系統PS可使量測圖案化裝置MA'之影像圍繞z軸旋轉大致180°。在此實施例中，可調換圖2中所展示之第一量測光束17a及第三量測光束17c的相對位置。在其他實施例中，影像可圍繞可處於x-y平面中之軸線而鏡射。舉例而言，影像可圍繞x軸或圍繞y軸而鏡射。

在投影系統PS旋轉量測圖案化裝置MA'之影像及/或影像由投影系統PS鏡射之實施例中，考慮投影系統變換座標系。亦即，本文所提及之座標系係相對於由投影系統投影之影像界定，且該影像之任何旋轉及/或鏡射引起該座標系之對應旋轉及/或鏡射。為了易於繪示，座標系在該等圖中被展示為藉由投影系統PS保存。然而，在一些實施例中，座標系可由投影系統PS變換。

經圖案化區15a至15c修改量測光束17a至17c。詳言之，經圖案化區15a至15c造成量測光束17a至17c之空間調變且造成量測光束17a至17c中之繞射。在圖3B中所展示之實施例中，經圖案化區15a至15c各自包含兩個相異部分。舉例而言，第一經圖案化區15a包含第一部分15a'及第二部分15a''。第一部分15a'包含平行於u方向而對準之繞射光柵，且第二部分15a''包含平行於v方向而對準之繞射光柵。u方向及v方向經描繪於在圖3A中。u方向及v方向兩者相對於x及y方向兩者成大約45°而對準且垂直於彼此而對準。圖3A中所展示之第二經圖案化區15b及第三經圖案化區15c相同於第一經圖案化區15a，且各自包含繞射光柵垂直於彼此而對準之第一部分及第二部分。

可在不同時間運用量測光束17a至17c來照明經圖案化區15a至15c之第一及第二部分。舉例而言，經圖案化區15a至15c中之每一者之第一部分可在第一時間由量測光束17a至17c照明。在第二時間，經圖案化區15a至15c中之每一者之第二部分可由量測光束17a至17c照明。如上文所提及，在一些實施例中，可在不同時間照明不同經圖案化區15a至15c。舉例而言，可在第一時間照明經圖案化區15a至15c之第一子集之第一部分，且可在第二時間照明經圖案化區15a至15c之第二子集之第一部分。可在同一時間或不同時間照明經圖案化區之第一子集之第二部分及第二子集之第二部分。一般而言，可使用照明經圖案化區15a至15c之不同部分之任何排程。

經修改量測光束17a至17c由投影系統PS接收。投影系統PS在感測器設備21上形成經圖案化區15a至15c之影像。感測器設備21包含複數個繞射光柵19a至19c及輻射偵測器23。繞射光柵19a至19c經配置成使得每一繞射光柵19a至19c接收自投影系統PL輸出之一各別經修改量測光束17a至17c。入射於繞射光柵19a至19c上之經修改量測光束17a至17c係由該等繞射光柵19a至19c進一步修改。在繞射光柵19a至19c處透射之經修改量測光束入射於輻射偵測器23上。

輻射偵測器23經組態以偵測入射於輻射偵測器23上之輻射之空間強度剖面。舉例而言，輻射偵測器23可包含個別偵測器元件或感測元件之陣列。舉例而言，輻射偵測器23可包含主動像素感測器，諸如互補金氧半導體(CMOS)感測器陣列。替代地，輻射偵測器23可包含電荷耦接裝置(CCD)感測器陣列供接收經修改量測光束17a至17c之繞射光柵19a至19c以及輻射感測器23之部分形成偵測器區25a至25c。舉例而言，供接收第一量測光束17a之第一繞射光柵19a以及輻射感測器23之第一部分一起形成第一偵測器區25a。可在各別偵測器區25a至25c (如所描繪)處進行給定量測光束17a至17c之量測。如上文所描述，在一些實施例中，經修改量測光束17a至17c與座標系之相對定位可由投影系統PS變換。

發生於經圖案化區15a至15c及偵測器區25a至25c之繞射光柵19a至19c處的量測光束17a至17c之修改會引起干涉圖案形成於輻射偵測器23上。干擾圖案與量測光束之相位的導數相關且取決於由投影系統PS引起之像差。因此，干涉圖案可用以判定由投影系統PS引起之像差。

大體而言，偵測器區25a至25c中之每一者的繞射光柵19a至19c包含二維透射式繞射光柵。在圖3B中所展示之實施例中，偵測器區25a至25c各自包含二維繞射光柵19a至19c。為簡單起見(詳言之，應記住圖3B中的二維繞射光柵19a-19c之大小)，二維繞射光柵19a至19c表示為棋盤圖案。如下文進一步描述，本發明之實施例尤其應用於其中偵測器區25a至25c各自包含僅僅圍繞其周界而支撐(例如，在框架上拉伸)的二維透射式繞射光柵19a至19c的配置。因而，二維透射式繞射光柵19a至19c可具有不同幾何結構，例如，下文在圖6至圖8中描述且展示的幾何結構中之一者。

經圖案化區15a至15c之第一部分之照明可提供關於在第一方向上之像差之資訊，且經圖案化區15a至15c之第二部分之照明可提供關於在第二方向上之像差之資訊。

在一些實施例中，在兩個垂直方向上依序掃描量測圖案化裝置MA'及/或感測器設備21及/或使該量測圖案化裝置及/或該感測器設備在兩個垂直方向上步進。舉例而言，可使量測圖案化裝置MA'及/或感測器設備21在u及v方向上相對於彼此而步進。可在經圖案化區15a至15c之第二部分15a''至15c''被照明時使量測圖案化裝置MA'及/或感測器設備21在u方向上步進，且可在經圖案化區15a至15c之第一部分15a'至15c'被照明時使量測圖案化裝置MA'及/或感測器設備21在v方向上步進。亦即，可使量測圖案化裝置MA'及/或感測器設備21在垂直於經照明之繞射光柵之對準的方向上步進。

可使量測圖案化裝置MA'及/或感測器設備21步進達對應於繞射光柵之光柵週期之一分數的距離。可分析在不同步進位置處進行之量測以便導出關於在步進方向上之波前之資訊。舉例而言，經量測信號(其可被稱作相位步進信號)之第一諧波的相位可含有關於步進方向上之波前之導數的資訊。在u及v方向(其彼此垂直)兩者上步進量測圖案化裝置MA'及/或感測器設備21因此允許在兩個垂直方向上導出關於波前之資訊(特定言之，其提供關於兩個垂直方向上之每一者上之波前之導數的資訊)，由此允許重建構全波前。

除了量測圖案化裝置MA'及/或感測器設備21在垂直於經照明之繞射光柵之對準的方向上之步進以外(如上文所描述)，量測圖案化裝置MA'及/或感測器設備21亦可相對於彼此予以掃描。可在平行於經照明之繞射光柵之對準之方向上執行量測圖案化裝置MA'及/或感測器設備21之掃描。舉例而言，可在經圖案化區15a至15c之第一部分15a'至15c'被照明時在u方向上掃描量測圖案化裝置MA'及/或感測器設備21，且可在經圖案化區15a至15c之第二部分15a''至15c''被照明時在v方向上掃描量測圖案化裝置MA'及/或感測器設備21。量測圖案化裝置MA'及/或感測器設備21在平行於經照明之繞射光柵之對準之方向上的掃描允許使橫越該繞射光柵之量測達到平均數，藉此考量在掃描方向上之該繞射光柵之任何變化。可在與上文所描述之量測圖案化裝置MA'及/或感測器設備21之步進不同的時間執行量測圖案化裝置MA'及/或感測器設備21之掃描。

應瞭解，可使用經圖案化區15a至15c及偵測器區25a至25c之多種不同配置以便判定由投影系統PS引起像差。經圖案化區15a至15c及/或偵測器區25a至25c可包含繞射光柵。在一些實施例中，經圖案化區15a至15c及/或偵測器區25a至25c可包含除了繞射光柵以外之組件。舉例而言，在一些實施例中，經圖案化區15a至15c及/或偵測器區可包含量測光束17a至17c之至少一部分可傳播通過之單一隙縫或銷孔開口。一般而言，經圖案化區及/或偵測器區可包含用以修改量測光束之任何配置。

控制器CN接收在感測器設備21處進行之量測，且自該等量測判定由投影系統PS引起之像差。該控制器可經組態以控制量測系統10之一或多個組件。舉例而言，控制器CN可控制可操作以使感測器設備21及/或量測圖案化裝置MA'相對於彼此而移動之定位設備PW。控制器可控制用於調整投影系統PS之組件的調整構件PA。舉例而言，調整構件PA可調整投影系統PS之光學元件，以便糾正由投影系統PS引起且由控制器CN判定之像差。

在一些實施例中，控制器CN可操作以控制用於調整支撐結構MT及/或基板台WT之調整構件PA。舉例而言，調整構件PA可調整支撐結構MT及/或基板台WT，以便糾正由圖案化裝置MA及/或基板W之放置誤差引起(且由控制器CN判定)的像差。

判定像差(其可由投影系統PS或由圖案化裝置MA或基板W之置放誤差引起)可包含擬合由感測器設備21對任尼克多項式進行之量測以便獲得任尼克係數。不同任尼克係數可提供關於由投影系統PS引起的不同形式之像差之資訊。可在x及/或y方向上在不同位置處獨立判定任尼克係數。舉例而言，在圖2、圖3A及圖3B中所展示之實施例中，可針對每一量測光束17a至17c判定任尼克係數。

在一些實施例中，量測圖案化裝置MA'可包含三個以上經圖案化區，感測器設備21可包含三個以上偵測器區，且可形成三個以上量測光束。此可允許在更多位置處判定任尼克係數。在一些實施例中，可在x方向及y方向兩者上在不同位置處分佈經圖案化區及偵測器區。此可允許在x方向及y方向兩者上分離之位置處判定任尼克係數。

儘管在圖2、圖3A及圖3B中所展示之實施例中，量測圖案化裝置MA'包含三個經圖案化區15a至15c且感測器設備21包含三個偵測器區25a至25c，但在其他實施例中，量測圖案化裝置MA'可包含多於或少於三個經圖案化區15a至15c及/或感測器設備21可包含多於或少於三個偵測器區25a至25c。

現參考圖4描述用於判定由投影系統PS引起之像差的方法。

大體而言，量測圖案化裝置MA'包含至少一個第一經圖案化區15a至15c，且感測器設備21包含至少一個第二經圖案化區19a至19c。

圖4係可用以判定由投影系統PS引起之像差之量測系統30的示意性繪示。量測系統30可與圖2中所展示之量測系統10相同，然而，其可具有不同數目個第一經圖案化區(在量測圖案化裝置MA'上)及第二經圖案化區(在感測器設備21中)。因此，圖4中所展示之量測系統30可包括圖2中所展示之量測系統10在上文所描述的任何特徵，且將不在下文進一步描述此等特徵。

在圖4中，僅單個第一經圖案化區31設置於量測圖案化裝置MA'上，且單個第二經圖案化區32設置於感測器設備21中。

以來自照明系統IL之輻射33輻照量測圖案化裝置MA'。為了易於理解，在圖4中僅展示單個線(其可例如表示入射輻射光束之單個射線，例如主射線)。然而，應瞭解，輻射33將包含入射於量測圖案化裝置MA'之第一經圖案化區31上的角度範圍。亦即，量測圖案化裝置MA'之第一經圖案化區31上的各點可由光錐照明。大體而言，各點由大體上相同之角度範圍照明，此由照明系統IL (圖中未示)之光瞳平面上之輻射的強度特性化。

第一經圖案化區31經配置以接收輻射33及形成複數個第一繞射光束34、35、36。中心第一繞射光束35對應於第一經圖案化區31之0階繞射光束，且另外兩個第一繞射光束34、36對應於第一經圖案化區31之±1階繞射光束。應瞭解，通常將亦存在更多更高階繞射光束。又為了易於理解，在圖4中僅展示三個第一繞射光束34、35、36。

亦應瞭解，因為入射輻射33包含在第一經圖案化區31上之點上會聚的輻射錐，所以第一繞射光束34、35、36中之每一者亦包含自第一經圖案化區31上之彼點發散的輻射錐。

為達成第一繞射光束34、35、36之產生，第一經圖案化區31可屬於繞射光柵之形式。舉例而言，第一經圖案化區31可大體上屬於圖3A中所展示之經圖案化區15a的形式。特定言之，第一經圖案化區31之至少一部分可屬於圖3A中所展示之經圖案化區15a之第一部分15a'的形式，即，平行於u方向對準之繞射光柵的形式(應注意，在z-v平面上展示圖4)。因此，第一繞射光束34至36分離在剪切方向上分離，剪切方向係v方向。

第一繞射光束34至36至少部分地由投影系統PS捕獲，如現在所描述。多少第一繞射光束34至36由投影系統PS捕獲將取決於：來自照明系統IL之入射輻射33的光瞳填充；第一繞射光束34至36之角分離度(其又取決於第一經圖案化區31之間距及輻射33之波長)；及投影系統PS之數值孔隙。

量測系統30可經配置使得第一繞射光束35對應於實質上填充投影系統PS之數值孔隙的0階繞射光束，且可由投影系統PS之光瞳平面37的圓形區表示，且對應於±1階繞射光束之第一繞射光束34、36與對應於0階繞射光束之第一繞射光束35顯著重疊。運用此配置，對應於0階繞射光束之實質上所有第一繞射光束35及對應於±1階繞射光束之大多數第一繞射光束34、36由投影系統PS捕獲且投影至感測器設備21上。(此外，運用此配置，由第一經圖案化區31產生之大量繞射光束至少部分地投影至感測器設備21上。)

第一經圖案化區31之作用係引入空間相干性，如現在所論述。

大體而言，來自照明系統IL之輻射33之按不同入射角入射於量測圖案化裝置MA'之相同點上的兩個射線不相干。藉由接收輻射33且形成複數個第一繞射光束34、35、36，第一經圖案化區31可被視為形成入射輻射錐33之複數個複本(該等複本具有例如不同相位及強度)。在此等複本或第一繞射光束34、35、36中之任一者內，源自量測圖案化裝置MA'上之相同點但按不同散射角度的兩個輻射射線不相干(歸因於照明系統IL之性質)。然而，對於第一繞射光束34、35、36中之任一者內的給定輻射射線，在其他第一繞射光束34、35、36中之每一者中存在與彼給定射線空間相干的對應輻射射線。舉例而言，第一繞射光束34、35、36中之每一者的主射線(其對應於入射輻射33之主射線)相干，且可在組合之情況下在振幅位準下干擾。

此相干性由量測系統30利用以判定投影系統PS之像差映圖。

投影系統PS將第一繞射光束34、35、36之部分(其由投影系統之數值孔隙捕獲)投影至感測器設備21上。

在圖4中，感測器設備21包含單個第二圖案化區32。如下文進一步描述(參考圖5A至圖5C)，第二經圖案化區32經配置以自投影系統PS接收此等第一繞射光束34至36及自第一繞射光束中之每一者形成複數個第二繞射光束。以便達成此，第二圖案化區32包含二維透射式繞射光柵。在圖4中，由第二圖案化區32透射之所有輻射表示為單個箭頭38。此輻射38由輻射偵測器23之偵測器區39接收，且用以判定像差映圖。

第一繞射光束34至36中之入射於圖案化區32上的每一者將繞射至自複數個第二繞射光束。因為第二圖案化區32包含二維繞射光柵，所以自各入射第一繞射光束產生輔助繞射光束之二維陣列(此等輔助繞射光束之主射線在剪切方向(v方向)及與其垂直之方向(u方向)兩者上分離。在下文中，在剪切方向(v方向)上係第n階且在非剪切方向(u方向)上係第m階之繞射階將被稱作第二經圖案化區32之第(n, m)繞射階。在下文中，當第二繞射光束在非剪切方向(u方向)上為何階不重要時，第二經圖案化區32之繞射階可被簡單地稱作第n階第二繞射光束。

圖5A至圖5C展示由第一繞射光束34至36中之每一者產生的一組第二繞射光束。圖5A展示由第一繞射光束35產生之對應於第一經圖案化區31之0階繞射光束的一組第二繞射光束35a至35e。圖5B展示由第一繞射光束36產生之對應於第一經圖案化區31之-1階繞射光束的一組第二繞射光束36a至36e。圖5C展示由第一繞射光束34產生之對應於第一經圖案化區31之+1階繞射光束的一組第二繞射光束34a至34e。

在圖5A中，第二繞射光束35a對應於0階繞射光束(屬於第二經圖案化區32，且在剪切方向上)，而第二繞射光束35b、35c對應於±1階繞射光束，且第二繞射光束35d、35e對應於±2階繞射光束。應瞭解，在v-z平面上展示圖5A至圖5C，且所展示第二繞射光束可例如在非剪切方向(即，u方向)上對應於第二經圖案化區32之0階繞射光束。應進一步理解，將存在此等第二繞射光束之複數個複本，其表示非剪切方向上之至圖5A至圖5C之中或之外的更高階繞射光束。

在圖5B中，第二繞射光束36a對應於0階繞射光束(屬於第二經圖案化區32，且在剪切方向上)，而第二繞射光束36b、36c對應於±1階繞射光束，且第二繞射光束36d、36e對應於±2階繞射光束。

在圖5C中，第二繞射光束34a對應於0階繞射光束(屬於第二經圖案化區32，且在剪切方向上)，而第二繞射光束34b、34c對應於±1階繞射光束，且第二繞射光束34d、34e對應於±2階繞射光束。

自圖5A至圖5C可見，若干第二繞射光束在空間上彼此重疊。舉例而言，對應於第二經圖案化區32之-1階繞射光束的第二繞射光束35b與對應於第二經圖案化區32之0階繞射光束的第二繞射光束36a重疊，該-1階繞射光束源自第一經圖案化區31之0階繞射光束35，該0階繞射光束源自第一經圖案化區31之-1階繞射光束36。圖4及圖5A至圖5C中之所有線可被視為表示源自來自照明系統IL之單個輸入射線33的單個輻射射線。因此，如上文所解釋，此等線表示在輻射偵測器23處空間重疊之情況下將產生干擾圖案的空間相干射線。此外，干擾處於已通過投影系統PS之光瞳平面37之不同部分(其在剪切方向上分離)的射線之間。因此，源自單個輸入射線33之輻射的干擾取決於光瞳平面之兩個不同部分之間的相位差。

藉由匹配第一經圖案化區31與第二經圖案化區32使得源自給定第一繞射光束之不同第二繞射光束之間的角分離度(剪切方向上)在第二經圖案化區32上會聚時與不同第一繞射光束之間的角分離度(剪切方向上)相同，達成輻射偵測器23處之第二繞射光束的此空間重疊及空間相干性。藉由在剪切方向上匹配第一經圖案化區31與第二經圖案化區32之間距來達成輻射偵測器23處之第二繞射光束的此空間重疊及空間相干性。應瞭解，剪切方向上之第一經圖案化區31與第二經圖案化區32之此間距匹配考慮由投影系統PS應用之任何縮減因數。如本文所使用，如下遵循特定方向上之二維繞射光柵的間距。

應瞭解，一維繞射光柵在垂直於由重複圖案(反射率或透射率之重複圖案)形成的一系列線之方向上包含此等線。在垂直於該等線之方向上，使得形成重複圖案之最小非重複區段被稱作單位單元，且此單位單元之長度被稱作一維繞射光柵之間距。大體而言，此一維繞射光柵將具有繞射圖案，使得入射輻射光束將經繞射以便形成成角度間隔開(但潛在地在空間上重疊)之繞射光束的一維陣列。第一經圖案化區31形成成角度地間隔開之第一繞射光束34至36的此一維陣列，該等第一繞射光束在剪切方向上偏移(成角度地間隔開)。

應瞭解，二維繞射光柵包含反射率或透射率之二維重複圖案。使得形成此重複圖案之最小非重複區段被稱作可被稱作單位單元。單位單元可係正方形，且此二維繞射光柵之基本間距可定義為正方形單位單元之長度。大體而言，此二維繞射光柵將具有繞射圖案，使得入射輻射光束將經繞射以便形成成角度間隔開(但潛在地在空間上重疊)之繞射光束的二維陣列。此繞射光束二維(正方形)陣列之軸線平行於單位單元之側。可藉由輻射之波長對光柵之間距的比率給出此等兩個方向上之鄰近繞射光束之間的角分離度。因此，間距愈小，鄰近繞射光束之間的角分離度愈大。

在一些實施例中，二維第二經圖案化區32之單位單元的軸線可與如由第一經圖案化區31定義之剪切及非剪切方向按非零角度配置。舉例而言，二維第二經圖案化區32之單位單元的軸線可與如由第一經圖案化區31定義之剪切及非剪切方向成45°配置。如先前所解釋，藉由確保源自給定第一繞射光束之不同第二繞射光束之間的角分離度(剪切方向上)在第二經圖案化區32上會聚時與不同第一繞射光束之間的角分離度(剪切方向上)相同，達成允許量測波前之輻射偵測器23處之第二繞射光束的空間重疊及空間相干性。對於二維第二經圖案化區32之單位單元之軸線與剪切及非剪切方向按非零角度(例如，45°)配置的配置，如下定義偽單位單元及偽間距可係有用的。偽單位單元定義為使得形成繞射光柵之重複圖案的最小非重複正方形，其經定向使得其側平行於剪切及非剪切方向(如由第一經圖案化區31定義)。偽間距可定義為正方形偽單位單元之長度。此可被稱作剪切方向上之二維繞射光柵的間距。應匹配此偽間距與第一經圖案化區31之間距(之整數倍或分數)。

繞射光柵之繞射圖案可被視為形成成角度地間隔開(但潛在地空間重疊)之偽繞射光束的二維陣列，偽繞射光束之此二維(正方形)陣列的軸線平行於偽單位單元之側。因為此正方形並非單位單元(關於使得形成繞射光柵之重複圖案之任何定向的最小正方形定義)，所以偽間距將大於間距(或基本間距)。因此，相比於繞射圖案中之鄰近繞射光束之間(在平行於單位單元之側的方向上)存在的分離度，在繞射圖案中之鄰近偽繞射光束之間的將存在更小分離度(在平行於偽單位單元之側的方向上)。此可如下理解。偽繞射光束中之一些對應於繞射圖案中之繞射光束，且其他偽繞射光束係非實體的，且不表示由繞射光柵產生的繞射光束(且僅起因於使用大於真單位單元之偽單位單元)。

考慮由投影系統PS應用之任何縮減(或放大)因數，剪切方向上之第二經圖案化區32的間距應係剪切方向上之第一經圖案化區31之間距的整數倍，或剪切方向上之第一經圖案化區31的間距應係剪切方向上之第二經圖案化區32之間距的整數倍。在圖5A至圖5C中所展示之實例中，剪切方向上之第一經圖案化區31的間距與第二經圖案化區32的間距大體上相等(考慮任何縮減因數)。

如自圖5A至圖5C可見，輻射偵測器23之偵測器區39上的各點將通常接收相干地求和之若干貢獻。舉例而言，偵測器區39上的接收對應於第二經圖案化區32之-1階繞射光束(其源自第一經圖案化區31之0階繞射光束35)之第二繞射光束35b的點與以下兩者重疊：(a)對應於第二經圖案化區32的源自第一經圖案化區31之-1階繞射光束36之0階繞射光束的第二繞射光束36a；及(b)對應於第二經圖案化區32的源自第一經圖案化區31之₊₁ 階繞射光束34之2階繞射光束的第二繞射光束34d。應瞭解，當考慮第一經圖案化區31之更高階繞射光束時，將存在應在偵測器區39上之每一點處相干地求和以便判定如偵測器區39 (例如，感測元件之二維陣列中的對應像素)之彼部分由量測之輻射強度的更多光束。

大體而言，複數個不同第二繞射光束貢獻於由偵測器區39之每一部分接收到的輻射。自此相干和之輻射的強度由下式給出：

其中DC 為常數項(其等效於不同繞射光束之非相干和)，和遍及所有對不同第二繞射光束，γ_i 為彼對第二繞射光束之干擾強度，且Δ

_i 為彼對第二繞射光束之間的相位差。

一對第二繞射光束之間的相位差Δ

_i 取決於兩個貢獻：(a)第一貢獻係關於投影系統PS之光瞳平面37之該等第二繞射光束所源自的不同部分；及(b)第二貢獻係關於第一經圖案化區31及第二經圖案化區32中之每一者之單位單元內的該等第二繞射光束所源自的位置。

此等貢獻中之第一者可理解為產生於以下實情：不同相干輻射光束已通過投影系統PS之不同部分，且因此與需要判定該貢獻所要之像差相關(實際上，其與像差映圖中之在剪切方向上分離之兩個點之間的差相關)。

此等貢獻中之第二者可理解為產生於以下實情：多個輻射射線之產生於入射於繞射光柵上之單個射線的相對相位將取決於射線入射於彼光柵之單位單元的哪一部分上。此因此不含有係關於像差之資訊。如上文所解釋，在一些實施例中，量測圖案化裝置MA'及/或感測器設備21在剪切方向上依序掃描及/或呈階梯形。此使得由輻射偵測器23接收到之所有對干擾輻射光束之間的相位差改變。當量測圖案化裝置MA'及/或感測器設備21在剪切方向上按相當於第一經圖案化區31與第二經圖案化區32之間距(剪切方向上)之分數的量依序呈階梯形時，第二繞射光束對之間的相位差通常將全部改變。若量測圖案化裝置MA'及/或感測器設備21在剪切方向上按相當於第一經圖案化區31與第二經圖案化區32之間距(剪切方向上)之整數倍的量依序呈階梯形，則第二繞射光束對之間的相位差將保持相同。因此，當量測圖案化裝置MA'及/或感測器設備21在剪切方向上依序掃描及/或呈階梯形時，由輻射偵測器23之各部分接收到的強度將會振盪。此振盪信號(其可被稱作相位步進信號)之如由輻射偵測器23量測的第一諧波取決於對產生於鄰近第一繞射光束34至36 (即，就階數而言相差±1之第一繞射光束)之方程式(1)的貢獻。產生於就階數而言相差不同量之第一繞射光束的貢獻將貢獻於由輻射偵測器23歸因於此類相位步進技術判定之信號的更高階諧波。

舉例而言，上文所論述之三個重疊第二繞射光束(35b、36a及34d)當中，此等繞射光束之三個可能對當中的僅兩對將貢獻於相位步進信號之第一諧波：(a)第二繞射光束35b與36a (其分別源自第一經圖案化區31之0階繞射光束35及-1階繞射光束36)；及(b)第二繞射光束35a與34d (其分別源自第一經圖案化區31之0階繞射光束35及+1階繞射光束34)。

每一對第二繞射光束將產生屬於方程式(2)中展示之形式的干擾項，亦即，屬於以下形式之干擾項，其貢獻於相位步進信號之第一諧波：

其中γ 為干擾項之振幅，p 為第一經圖案化區31與第二經圖案化區32之間距(剪切方向上)，v參數化剪切方向上之第一經圖案化區31與第二經圖案化區32的相對位置，且ΔW為投影系統PS之光瞳平面中之兩個位置處之像差映圖值之間的差，該兩個位置對應於兩個第二繞射光束源自之位置。干擾項之振幅γ 與兩個第二繞射光束之複合散射效率的乘積成正比，如下文進一步論述。相位步進信號之第一諧波的頻率由第一經圖案化區31與第二經圖案化區32在剪切方向上之間距p 的逆元給出。相位步進信號之相位由ΔW給出(投影系統PS之光瞳平面中之兩個位置處之像差映圖值之間的差，該兩個位置對應於兩個第二繞射光束源自之位置)。

一對第二繞射光束之干擾強度γ_i 與成第二繞射光束之複合散射效率的乘積正比，如現在所論述。

大體而言，由繞射光柵產生之繞射光束的散射效率將取決於光柵之幾何結構。可標準化成0階繞射光束之效率的此等繞射效率描述繞射光束之相對強度。如本文所使用，第二繞射光束之複合散射效率由其源自之第一繞射光束之散射效率與第二經圖案化區32之繞射階的該複合散射效率對應於的散射效率的乘積給出。

在圖3A至圖5C中所展示之實施例的以上描述中，其中圖3A中所展示之經圖案化區15a的第一部分15a'被照明，剪切方向對應於v方向且非剪切方向對應於u方向。應瞭解，當照明圖3A中所展示之經圖案化區15a的第二部分15a''時，剪切方向對應於u方向且非剪切方向對應於v方向。儘管在此等上述實施例中，u方向及v方向(其界定兩個剪切方向)皆相對於微影設備LA之x及y方向兩者按大致45°對準，但應瞭解，在替代性實施例中，該兩個剪切方向可與微影設備LA之x及y (其可對應於微影設備LA之非掃描及掃描方向)方向呈任何角度配置。大體而言，兩個剪切方向將彼此垂直。在下文中，兩個剪切方向將被稱作x方向及y方向。然而，應瞭解，此等剪切方向可相對於微影設備LA之x及y方向兩者按任何角度配置。

本發明之一些實施例係關於二維繞射光柵，其可形成上文參看圖4至圖5C所描述之第二經圖案化區32。特定而言，本發明之實施例係關於此二維繞射光柵，其包含具備正方形貫通孔隙陣列的吸收層，其中該吸收層由具有接近於安置於貫通孔隙中之介質之折射率的折射率的材料形成(對於將用於量測系統中之輻射，例如，EUV輻射)。除非另行說明，否則術語折射率之以下任何使用應理解為意謂用於量測系統10中的具有第一波長之輻射的折射率，其中二維光柵將在使用時形成該量測系統之部分(例如，作為第二經圖案化區32)。具有第一波長之輻射可例如包含EUV輻射。

在許多實施例中，安置於貫通孔隙中之介質可包含低壓氣體，例如，氫氣或空氣。對於此等實施例，貫通孔隙內的介質將具有大致為1之折射率。因此，對於此等實施例，二維光柵之吸收層可具有接近於1之折射率。舉例而言，吸收層可由針對具有第一波長之輻射具有接近於1之折射率(亦即，在0.96至1.04之範圍內，使得|n-1|≤0.04)的材料形成，二維透射式繞射光柵將對此等誤差不太敏感。

用於上文參看圖2至圖5C所描述之類型之量測中的一種已知類型之二維繞射光柵包含由藉由支撐層支撐之吸收層形成的薄膜，現參看圖6描述該薄膜。

圖6展示經由光柵之孔隙41中之一者形成已知二維繞射光柵40的薄膜之一部分的橫截面。已知繞射光柵40包含吸收層42及鄰近支撐層43。吸收層42及鄰近支撐層43兩者均運用孔隙41之正方形陣列進行圖案化(圖6中僅展示一個)。吸收層42由鉻形成且厚度為125 nm。支撐層43包含Si₃ N₄ ，且厚度為100 nm。支撐層43為吸收層42提供機械支撐。

鉻的消光係數足夠高，使得當EUV輻射傳播穿過125 nm厚度之鉻時，其強度可減弱大約0.01倍(亦即，使得EUV輻射之僅僅~1%傳播穿過鉻)。亦即，消光係數足夠高，使得在此厚度下，吾人將期望入射於吸收層42上之大部分輻射被吸收層42阻擋(且對於光柵40，起到類似真二元光柵的作用)。

然而，本發明之發明人意識到，在使用時，輻射可以一角度範圍入射於二維光柵40上。尤其，對於高數值孔徑投影系統，輻射可以大角度範圍入射。此外，本發明人意識到，因此，入射於吸收層42上的輻射中之至少一些(例如，以大入射角且接近於貫通孔隙41中之一者)將在吸收層42中傳播穿過一距離，該距離僅為吸收層42之厚度的小部分且因此將不會完全減弱。圖6中展示輻射之可僅經部分減弱的一個實例光線46。此線46可被視為表示平面波。由於表示為光線46之平面波以大角度入射於二維光柵40上，因此在吸收層42之邊緣處鄰近孔隙41平面波未完全減弱。因此，此平面波將不會看見二元光柵，更確切些，將看見運用過渡衰減而具有「模糊邊緣」之光柵。此將導致非吾人所樂見的繞射振幅，其反過來造成量測誤差。

本發明人亦意識到，大體而言，若吸收層42與周圍介質47 (其將在貫通孔隙41中)之間存在顯著折射率差，則傳播穿過吸收層42之輻射與未傳播穿過該吸收層的輻射(歸因於所經歷之不同光學路徑長度)之間將存在所感應的相位差。鉻之折射率為~0.93，而空氣(其可為貫通孔隙41中之周圍介質47)之折射率為1。因此，吸收層42與周圍介質47之間存在不同的顯著折射率差。此造成入射輻射之波前的一些變形。反過來，此將引起干擾效應，其將影響藉由相位步進量測系統進行的量測。

現參看圖7描述根據本發明之一個實施例的新繞射光柵。

圖7展示經由光柵100之孔隙102中之一者形成新二維繞射光柵100的薄膜之一部分的橫截面。新繞射光柵100包含吸收層104。吸收層14運用孔隙104之正方形陣列進行圖案化(圖7中僅展示一個)。吸收層104由氮化鋁(AlN)形成。吸收層104之厚度為約80 nm至110 nm，例如，100 nm。

圖7中所展示之新繞射光柵100具有相較於圖6中所展示之已知繞射光柵40若干優勢，如現在所論述。

第一，新光柵100之吸收層104與貫通孔隙102內的介質108之折射率差明顯小於已知光柵40之吸收層42與孔隙41中之介質47之折射率差。大體而言，在使用時，兩個光柵40、100中之一者的周圍介質47、108可為低壓氣體，例如氫氣或空氣，且將具有大致為1之折射率。氮化鋁對於EUV輻射之折射率大致為0.98。因此，新光柵100之吸收層104的折射率與貫通孔隙102內之介質108的折射率之差大致為0.02。相比之下，鉻對於EUV輻射之折射率大致為0.93。因此，已知光柵40之吸收層42的折射率與貫通孔隙41內之介質47的折射率之差大致為0.07。有利地，此導致，相比藉由已知光柵40之吸收層42，藉由新光柵之吸收層104產生較少波前變形。因此，使用新光柵100的任何波前量測系統(諸如，上文參看圖2至圖5C所描述之相位步進剪切干涉計系統)將相比使用已知光柵40的類似系統具有較小誤差。

將瞭解，為了最小化藉由吸收層造成的波前變形，選擇具有接近於1之折射率的材料，此係因為孔隙中之介質通常具有接近於1之折射率。換言之，吸收材料之折射率可與孔隙內的透射式介質之彼折射率匹配(藉由選擇具有折射率接近於1之吸收材料。在替代實施例中，吸收材料之折射率可以此方式與可設置於孔隙中之另一透射式介質匹配(且其可具有不同於1之折射率)。然而，為了最大化穿過光柵且藉由輻射偵測器偵測之輻射的量，其中孔隙填充有低壓氣體的實施例可係較佳的。

據信，此至少部分可歸因於吸收層104包含鋁之實情。此係因為，有利地，鋁對於EUV輻射之折射率大致為1 (使其將不會歸因於吸收層與周圍介質之間的折射率差而造成顯著波前變形。此外，鋁對於EUV輻射具有與鉻相當的消光係數(其被用作已知光柵40中之吸收層42)。鉻之消光係數為k_Cr =0.039，而鋁之消光係數為k_Al =0.030 (AlN之消光係數k_AlN =0.030)。厚度為100 nm之一層AlN將導致~6%之EUV洩漏，亦即，入射於吸收層104上之EUV輻射的~6%將透射。相比之下，具有125 nm之厚度的鉻吸收層42將導致入射於吸收層42上的EUV輻射之＜1%透射。因此，使用新繞射光柵100將相反地導致相位曲線中之輕微降低(相較於使用已知光柵40)。然而，使用新繞射光柵100將歸因於波前誤差之減少而導致量測之準確性升高(相較於使用已知光柵40)(歸因於吸收層104與貫通孔隙102內之介質108之經減少折射率差而產生較小光徑差)。

然而，對於其中吸收層僅僅包含鋁的實施例，光柵亦可需要額外支撐件以提供機械額外支撐。此外，鄰近吸收層使用額外支撐層將導致額外波前誤差(歸因於支撐層與貫通孔隙102內之介質108之間的折射率差)。

有利地，藉由使用包含鋁之陶瓷材料(氮化鋁)，吸收層104更強，且不需要任何此類鄰近支撐層。將瞭解，含有鋁之其他陶瓷亦可適用作吸收層104。此外，可替代地使用對於輻射(例如，EUV輻射)具有相對較高吸光度係數，且對於此輻射具有接近於1之折射率的含有其他金屬或類金屬之陶瓷。陶瓷可包含對於EUV輻射具有相對較高消光係數之金屬或類金屬組分，及非金屬組分。兩種組分可對於EUV具有相對接近於1之折射率。

氮化鋁具有大致k_AlN 至0.030之EUV消光係數。

有利地，新光柵100包含薄膜，其僅僅包含單個氮化鋁吸收層104。此與具有包含鉻吸收層42及Si₃ N₄ 支撐層43兩者的薄膜之已知光柵40形成對比。

氮化鋁與Si₃ N₄ 具有類似機械性質，且因此不需要額外機械支撐層。

因此，新光柵100之光柵之薄膜相對於已知光柵40之薄膜具有顯著經減少厚度。新光柵100之薄膜僅僅包含吸收層(厚度為100 nm)。相比之下，已知光柵40之薄膜包含吸收層42 (厚度為125 nm)及鄰近吸收層42之支撐層43 (厚度為100 nm)。因此，已知光柵40之薄膜之總厚度為225 nm。

有利地，新光柵100之光柵的薄膜(相對於已知光柵40之薄膜)的此經減少厚度可降低藉由增大光柵薄膜之厚度所導致的遮蔽效應。出於此等原因，需要儘可能降低光柵之薄膜的厚度，同時仍提供入射輻射之充足吸收且維持可接受機械及熱性質。

另外，氮化鋁(自其形成新光柵100之吸收層104)相比Si₃ N₄ 具有顯著較高熱傳導(高10倍)，且具有類似於鉻之熱傳導的熱傳導(自其分別形成已知光柵40之吸收層42及支撐層43)。此係重要的，此係因為在使用時，光柵之吸收層42、104將吸收顯著熱負荷，該熱負荷應有效地充分耗散(例如，至周圍支撐框架)，以免導致光柵之過度溫差熱變形。

另外，量測系統10 (其中二維光柵將在使用時形成其部分(例如，作為第二經圖案化區32)之光學準確性增大，尤其對於波前映圖量測中之某些任尼克係數，如現在參看圖8所論述。圖8針對以下兩者展示波前映圖量測中之前50個任尼克係數的歸因於第二經圖案化區32之層材料之三維效應及光學性質(諸如，折射率及消光係數)的所估計誤差(以皮米為單位)之模擬：(a)圖6中所展示的具有一層鉻及一層Si₃ N₄ 之已知光柵40；及(b)圖7中所展示的具有一層AlN之新光柵。

自圖8清楚可見，當使用圖6中所展示之已知光柵40時，波前映圖量測中之一部分任尼克係數的歸因於三維效應之誤差極大。大體而言，受層材料之三維效應及光學性質(諸如折射率及消光係數)影響的任尼克係數包括球面任尼克(Z₉ 、Z₁₆ 、Z₂₅ 等)及4-箔(4-foil)任尼克(例如，Z₁₇ )。圖8中所展示之結果係運用x偏振亮態之模擬，其歸因於對稱性原因而亦導致像散誤差(Z₅ 、Z₁₂ 、Z₂₁ 、Z₃₂ 等)。在非偏振亮態的狀況下，像散誤差將為零。舉例而言，Z₁₆ 之誤差為大約420 pm。此外，自圖8亦清楚可見，當使用圖7中所展示之新光柵100時，波前映圖量測中之一些任尼克係數的歸因於三維及光學性質效應之誤差顯著減少。據估計，當使用圖7中所展示之新光柵100時，波前映圖量測中之一些任尼克係數的歸因於三維效應之誤差減少約10倍(相對於在使用圖6中所展示之已知光柵40時)。

將瞭解，繞射光柵100之薄膜可具有不同大小之一範圍。然而，在一些實施例中，繞射光柵之薄膜之尺寸可使得光柵之薄膜可具有大縱橫比(例如，光柵之薄膜在光柵之平面中之尺寸對光柵之薄膜的厚度之比率)，如現在所論述。此對於機械熱要求尤其具有挑戰性。然而，如下文所闡述，已發現由氮化鋁形成之吸收層104能夠符合此等要求。

圖9A在吸收層104之平面(亦即，垂直於圖7中之z方向的平面)中展示新繞射光柵100之平面(俯視)圖。在圖9A中，可見在一些實施例中，新光柵100進一步包含用於吸收層104的支撐件110。支撐件110大體上圍繞吸收層104。因此，支撐件110僅僅接觸吸收層104之周邊部分。

支撐件110可被視為具有框架形式。支撐件110可包含比吸收層104明顯更剛性的主體。舉例而言，主體可比吸收層104明顯更厚(在垂直於圖9A之平面的方向上)。將瞭解，支撐件110包含孔隙(例如，大體正方形孔隙)，吸收層104跨越該孔隙延伸。

支撐件110不包含鄰近吸收層104之支撐層。運用此配置，在吸收層104之中心部分，吸收層104可被視為自撐式的。為此，吸收層104可在支撐件110上拉伸(例如，使其保持大體上平坦)。

有利地，對於其中吸收層104之中心部分係自撐式的此等實施例，光柵並不需要例如透射支撐層(經圖案化亦或未經圖案化)。此尤其有益於用在用於使用EUV輻射判定投影系統之像差映圖的相位步進量測系統中，此係由於使用透射支撐層可顯著減少藉由二維繞射光柵透射的EUV輻射的量(若未經圖案化)且可促進三維效應(若經圖案化)。

圖9B展示包含新繞射光柵100中之複數個新繞射光柵(在此實例中，三個)的系統120之平面圖，其經展示於吸收層104之平面(亦即，垂直於圖7中之z方向的平面)中。在圖9B中所展示之系統120中，針對三個新繞射光柵100之三個吸收層104提供一共用支撐件122。共用支撐件122大體上圍繞吸收層104中之每一者。因此，共用支撐件122僅僅接觸吸收層104之周邊部分。

共用支撐件122可被視為具有框架形式。共用支撐件122可包含比吸收層104明顯更剛性的主體。舉例而言，主體可比吸收層104明顯更厚(在垂直於圖9B之平面的方向上)。將瞭解，共用支撐件122包含複數個孔隙(例如，三個大體上正方形孔隙)，吸收層104中之一不同者跨越該等孔隙延伸。

應注意，圖9A中所展示之新繞射光柵及/或圖9B中所展示之系統120可被用作上文參看圖2至圖5C所描述的感測器設備21之部分。

圖7中所展示且上文所描述之光柵的實施例具有厚度為100 nm之吸收層104。在其他實施例中，光柵之薄膜可能需要具有小於150 nm之厚度。有利地，此可降低藉由增大光柵之厚度所導致的遮蔽效應及相位延遲效應(其運用薄膜之厚度乘以薄膜材料與周圍介質之間的折射率差來縮放)。出於此等原因，需要儘可能降低吸收層之厚度，同時仍提供入射輻射之充足吸收且維持可接受機械及熱性質。

在光柵100之平面中的光柵100之薄膜之尺寸112、114 (參見圖9A)可大體而言為10 µm或更大。舉例而言，在一些實施例中，光柵之薄膜在光柵之平面中的尺寸112、114可為25 µm×25 µm。或者，在一些實施例中，光柵之薄膜在光柵之平面中的尺寸112、114可例如為50 µm×50 µm。或者，在一些實施例中，光柵之薄膜在光柵之平面中的尺寸112、114可例如為140 µm×140 µm。

對於其中光柵之薄膜在光柵之平面中的尺寸112、114為10 µm或更大，且光柵之薄膜之具有小於150 nm之厚度的實施例，光柵之薄膜的縱橫比(例如，光柵之薄膜在光柵之平面中的尺寸對光柵之薄膜的厚度之比率)可為大約100或更大。

大體而言，假設吸收層具有充足厚度以提供EUV輻射之充分吸收，薄膜之厚度較小有益於光柵之光學效能(例如，降低三維效應)但在維持可接受機械及熱性質的同時達成可具有挑戰性。可能需要降低薄膜之厚度與圖案之間距(亦即，圖案之單位單元之大小)之間的縱橫比以便降低三維效應。對於此等實施例，為了維持可接受機械及熱性質，光柵薄膜可包含鄰近於吸收層之支撐層。

新光柵100之吸收層104可以至少50 MPa之預拉伸在支撐件110、122上拉伸。典型預拉伸可在25 MPa至幾百MPa之範圍內，例如，在50 MPa至100 MPa之範圍內。

大體而言，應將足夠量的預拉伸施加至新光柵100之吸收層104，使得其不會下陷而保持實質上平坦。此外，預拉伸的量應經選擇使得吸收層在使用期間保持實質上平坦。在使用時，吸收層將吸收EUV輻射，其將導致吸收層溫度升高且膨脹。此將傾向於降低吸收層104中之拉伸的量，其可導致吸收層下陷。預拉伸的量應經選擇，使得甚至在使用期間，當吸收層104經受此熱負荷時，吸收層104保持充分拉伸。

為達成此配置，形成吸收層104所用之材料應具有充足強度。將瞭解，施加至吸收層104之拉伸將集中於吸收層104中的貫通孔隙102之邊緣周圍。舉例而言，對於圓形孔隙102，吸收層104中之貫通孔隙102之邊緣周圍的拉伸可比藉由支撐件110、122施加至吸收層104之拉伸大2.7倍。對於其他形狀孔隙102 (例如，正方形孔隙)，吸收層104中之貫通孔隙102之邊緣周圍的拉伸將比藉由支撐件110、122施加至吸收層104之拉伸大甚至更大因數(尤其在正方形孔隙102之拐角處)。

因此，為了足夠強而能承受至少50 MPa之預拉伸，形成吸收層所用之材料可具有大於此若干倍的拉伸強度。氮化鋁之拉伸強度(亦被稱作斷裂強度)約為1.42至1.54 GPa，且因此新光柵之吸收層104足夠強而能承受此預拉伸。

大體而言，可能需要形成吸收層104所用之材料具有至少500 MPa之拉伸強度。

除高拉伸強度之外，形成吸收層104所用之材料亦可具有以下機械及熱性質。

形成吸收層104所用之材料可相對堅固。舉例而言，形成吸收層104所用之材料可具有足夠高的楊氏模數，使得吸收層104內的應力不會造成光柵圖案之顯著變形。此應力可包括在光柵之製造期間施加的預拉伸及在使用時歸因於來自入射輻射之熱負荷而藉由熱膨脹造成的應力。

氮化鋁具有大約305±10 GPa之楊氏模數，且因此新光柵之吸收層104足夠堅固而適合用於新光柵100。

大體而言，形成吸收層所用之材料可具有至少70 GPa之楊氏模數。形成吸收層所用之材料可具有至少100 GPa之楊氏模數可係較佳的。形成吸收層所用之材料可具有至少200 GPa之楊氏模數可係較佳的。

形成吸收層104所用之材料可具有相對較小熱膨脹係數。此將降低吸收層內的變形及內應力。舉例而言，形成吸收層所用之材料可具有小於10^-5 K^-1 之熱膨脹係數。氮化鋁具有小於5.3×10^-6 K^-1 之熱膨脹係數。

形成吸收層104所用之材料可具有相對較大熱導率。此將幫助耗散熱負荷(例如，至周圍支撐件110、122)。舉例而言，形成吸收層104所用之材料可具有至少40 W/mK之熱導率。氮化鋁具有大約50-78 W/mK之熱導率。

特定而言，形成吸收層104所用之材料應經選擇使其具有以下機械及熱性質。

在使用時，吸收層104將吸收EUV輻射，其將導致吸收層溫度升高且膨脹。舉例而言，吸收層可經受大約1300 W/m² 之熱負荷。假定貫通孔隙係圓形的，吸收層之尺寸為100 nm×140 µm×140 µm，且支撐件110、122之溫度保持恆定，吸收層104之溫度變化經估計為＜1K。因此，吸收層104之預拉伸將僅僅存在極小損耗。因此，據估計，大約100 MPa之預拉伸對於吸收層104將足夠。此將在孔隙102周圍產生大約270 MPa之應力(此假定應力集中因數為2.7，其通常用於氣孔陣列)。由於氮化鋁之拉伸強度約為1.42至1.54 GPa (1420至1540 MPa)，因此存在大約5之安全因數(吸收層104內的拉伸強度對最大應力之比率)。在運送期間(例如，自製造之一點至微影設備)，可歸因於吸收層104與支撐件110、122 (其可例如由矽形成)之間的不同熱膨脹係數而經歷一些額外應力。假定在運送期間42℃之溫度範圍，據估計，吸收層104中之最大應力可大約為400 MPa。此相對於氮化鋁之拉伸強度仍允許安全因數3.5。

以下估計值使用氮化鋁之熱及機械性質，如下表中所列出：

參數	AlN ( 薄膜100 nm)
楊氏模數[GPa]	305 ± 10
帕松比	0.287
CTE [1/K]	5.3 · 10-6
熱導率[W/m K]	50-78
密度[g/cm3]	3.26
斷裂強度[GPa]	1.42-1.54

在一些實施例中，吸收層可具備保護層，如現在參看圖10所論述。

圖10展示與圖7中所展示之二維繞射光柵100共用許多相同特徵的新二維繞射光柵130。等效於圖7中所展示之新繞射光柵100之特徵的圖10中所展示之新繞射光柵130之特徵共用共用參考編號。本文中僅僅描述圖10中所展示之新繞射光柵130與圖7中所展示之新繞射光柵100之間的差。在所有其他態樣中，圖10中所展示之新繞射光柵130與圖7中所展示之新繞射光柵100相同。圖10中所展示之新繞射光柵130可藉由圖9A中所展示之類型的支撐件110支撐。或者，新繞射光柵130可形成圖9B中所展示之類型的系統120之部分，其包含複數個新繞射光柵130及一共用支撐件122。

圖10展示經由光柵100之孔隙102中之一者形成新二維繞射光柵130的薄膜之一部分的橫截面。

吸收層104具備保護塗層132。保護塗層132可具有幾奈米之厚度。舉例而言，保護塗層132可具有大約5至10 nm之厚度。

保護塗層132由具有合適化學性質之材料形成，以便在EUV微影設備LA之環境中穩定。特定而言，保護塗層132可由更適合於此環境中之任何材料形成以便增強吸收層104之壽命效能。

形成保護塗層132所用之材料亦可能需要對於EUV輻射具有相對較高消光係數(以增強EUV輻射之吸收及儘可能接近1之折射率(以減少相位延遲效應)。

用於保護塗層132之合適材料包括氧化鋁(Al₂ O₃ )、鉻及釕。氧化鋁(Al₂ O₃ )對於EUV輻射具有0.039之消光係數且對於EUV輻射具有0.968之折射率。鉻對於EUV輻射具有0.039之消光係數且對於EUV輻射具有0.932之折射率。釕對於EUV輻射具有0.017之消光係數且對於EUV輻射具有0.886之折射率。基於此等性質，保護塗層可較佳包含Al₂ O₃ 。用於保護塗層132之合適材料包括鉻(Cr)。保護層可塗覆至光柵100或光柵100之薄膜或吸收層104之頂部、底部及側面壁。

對於其中吸收層104具備保護塗層132的實施例，二維光柵之吸收層104及保護塗層132的有效折射率可具有接近於1之折射率。舉例而言，可使用針對具有第一波長之輻射具有接近於1之有效折射率(亦即，在0.96至1.04之範圍內，使得|n-1|≤0.04)的材料形成吸收層104及保護塗層132。

此處，將瞭解，複合材料之有效折射率可定義為真空中光速對光在複合材料中之平均速度之比率的折射率。將瞭解，此為組分材料之折射率之加權平均值，其中平均值藉由材料之厚度加權。舉例而言，考慮包含厚度為100 nm且折射率為0.98之吸收層的實施例，該吸收層具備具有折射率為0.97之材料的10 nm塗層。隨著(正入射)光傳播穿過此複合系統，該光將行進穿過20 nm塗層材料及100 nm吸收材料。其將因此體驗(100*0.98+20*0.97)/120=0.978之有效折射率。

入射輻射之至少一部分將僅僅穿過保護塗層132(若接近於光柵130之孔隙102中之一者以合適的入射角入射)。因此，吸收層104及保護塗層132兩者之折射率可較佳具有接近於1之折射率。舉例而言，可用針對具有第一波長之輻射具有接近於1之有效折射率(亦即，在0.96至1.04之範圍內，使得|n-1|≤0.04)的材料形成吸收層104及保護塗層132兩者。

根據本發明之一些實施例，可提供一種設計用於判定投影系統之像差映圖的相位步進量測系統之繞射光柵的方法。該方法可包含選擇光柵之具備二維孔隙陣列之吸收層的材料。舉例而言，方法可包含選擇一材料，使得該材料對於具有第一波長之輻射(例如，EUV輻射)的折射率實質上匹配於安置於孔隙內的(透射)介質。舉例而言，方法可包含選擇一材料，使得該材料對於具有第一波長之輻射(例如，EUV輻射)的折射率在0.96至1.04之範圍內。

將瞭解，用於設計用於判定投影系統之像差映圖的相位步進量測系統之繞射光柵的方法可考慮上文所提及之考慮因素及教示中之任一者。

該方法可考慮光柵之薄膜在光柵之平面中的尺寸對吸收層之薄膜的厚度之比率。

該方法可考慮用於薄膜的框架類型支撐件之性質。該方法可考慮在製造期間在薄膜被裝配至框架類型支撐件時被施加至該薄膜的預拉伸的量。

該方法可考慮包括以下中之任一者的薄膜之一或多個機械性質：拉伸強度、楊氏模數、帕松比及/或密度。

該方法可考慮包括以下中之任一者的薄膜之一或多個熱性質：熱膨脹係數；及/或熱導率。

應瞭解，正方形孔隙陣列包含經配置成使得孔隙之中心形成正方形柵格的複數列孔隙。將瞭解，孔隙可具有各種不同形狀。貫通孔隙可具有任何所需形狀，但將瞭解，對於其中具備正方形貫通孔隙陣列之基板並未由支撐層支撐的實施例，可在每一貫通孔隙與其鄰近貫通孔隙之間提供至少一些基板材料。可使用的各種不同幾何結構展示於圖11至圖13中。

根據本發明之一實施例的繞射光柵(其可例如形成第二圖案化裝置32)之第一可能幾何形狀包含圓形小孔陣列。圖11展示此光柵之單位單元50。單位單元50包含設置於EUV吸收薄膜52中之圓形孔隙51。圓形孔隙51係表示EUV吸收薄膜52中之EUV輻射透射穿過之空隙的穿孔。此光柵幾何結構之工作週期可由圓形孔隙之半徑對鄰近孔隙之中心之間的距離之比率特性化。圖11中所展示之單位單元50具有大致50%之工作週期(藉由面積)，但將瞭解，小孔之大小可不同以便產生不同工作週期。

根據本發明之一實施例的繞射光柵(其可例如形成第二圖案化裝置32)的第二可能幾何形狀展示於圖12中。圖12展示光柵60之一部分，其具有可被稱作格子布幾何形狀或圖案的幾何形狀。亦在圖12中藉由點虛線指示光柵60之單位單元61。應瞭解，光柵60可比圖12中所展示的具有單位單元61之更少或更多重複。

二維繞射光柵60包含正方形孔隙64之正方形陣列。正方形孔隙64中之每一者具有係鄰近孔隙64之中心之間的距離68之一半的長度66。此處，應理解，鄰近孔隙欲意謂在平行於由正方形孔隙64形成之正方形陣列之軸線70、72中之一者的方向上在正方形陣列中位移一個位置的孔隙。應注意，正方形孔隙64之側平行於由正方形孔隙64形成之正方形陣列的軸線70、72。單位單元61具有等於鄰近孔隙64之中心之間的距離68之長度(其界定光柵之間距)。

正方形單位單元61之側平行於由正方形孔隙64形成之正方形陣列的軸線70、72。藉由光柵60形成之繞射光束因此形成第二繞射光束之正方形陣列，其軸線平行於由正方形孔隙64形成之正方形陣列的軸線70、72。在使用時，自撐式光柵60可形成第二經圖案化區32，且指示此類實施例之u方向及v方向(其可表示由第一經圖案化區31界定之剪切及非剪切方向)的軸線亦在圖12中予以指示，且與單位單元61之側呈45°安置。

單位單元61係使得形成二維繞射光柵60之重複圖案的最小非重複區段。此類二維繞射光柵60之基本間距68該正方形單位單元61之長度。

在使用時，光柵60適合於與第一經圖案化區31一起使用，剪切及非剪切方向(由圖12中之u軸及v軸指示)由與單位單元61呈45°安置之該第一經圖案化區31界定。對於二維光柵60之單位單元61的軸線與剪切及非剪切方向呈45°配置之此配置，如下定義偽單位單元62及偽間距65係有用的。偽單位單元62定義為使得形成繞射光柵60之重複圖案的最小非重複正方形，該最小非重複正方形經定向使得其側平行於如由第一經圖案化區31界定(由圖12中之u軸及v軸指示)的剪切及非剪切方向。偽間距65定義為正方形偽單位單元62之長度。此可被稱作剪切方向上之二維繞射光柵60的間距。應匹配此偽間距62與第一經圖案化區31之間距(之整數倍或分數)。

根據本發明之一實施例的繞射光柵(其可例如形成第二圖案化裝置32)的第三可能幾何形狀展示於圖13中。圖13展示光柵80之一部分。亦在圖13中藉由點虛線指示自撐式光柵80之單位單元82。應瞭解，自撐式光柵80可比圖13中所展示的具有單位單元82之更少或更多重複。

二維繞射光柵80包含係大體上八邊形之貫通孔隙84之正方形陣列。大體上八邊形貫通孔隙84由與貫通孔隙84之正方形陣列之軸線86、88按45°定向之正方形形成，且具有匹配鄰近貫通孔隙之中心之間的距離91之對角線尺寸，該正方形之四個角中的每一者已截斷以便在各對鄰近貫通孔隙84之間形成基板之大體上矩形連接部分90。

此光柵80提供類似於棋盤光柵之配置，但其中提供連接部分90或側桿以確保光柵80係自撐式的。

應瞭解，經提供以便確保光柵80係自撐式之此類連接部分90的尺寸可取決於基板之厚度。在一些實施例中，大體上矩形連接部分90之寬度92係鄰近貫通孔隙84之中心之間的距離之大致10%。舉例而言，各對鄰近貫通孔隙之間的基板之大體上矩形連接部分90的寬度可介於鄰近貫通孔隙84之中心之間的距離之5%與15%之間，例如鄰近貫通孔隙84之中心之間的距離之8%與12%之間。

自撐式光柵80可形成第二經圖案化區32，且亦在圖13中指示指示此類實施例之u方向及v方向的軸線。

儘管上述實施例使用相位步進信號之第一諧波，但應瞭解，在替代性實施例中，可替代地使用相位步進信號之高階諧波。

儘管可在本文中特定地參考在IC製造中微影設備之使用，但應理解，本文中所描述之微影設備可具有其他應用。可能其他應用包括製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭，等等。

儘管可在本文中特定地參考在微影設備之內容背景中之本發明之實施例，但本發明之實施例可用於其他設備中。本發明之實施例可形成遮罩檢測設備、度量衡設備或量測或處理諸如晶圓(或其他基板)或遮罩(或其他圖案化裝置)之物件之任何設備的部件。此等設備可一般被稱作微影工具。此微影工具可使用真空條件或周圍(非真空)條件。

在上下文允許之情況下，可以硬體、韌體、軟體或其任何組合實施本發明之實施例。本發明之實施例亦可被實施為儲存於機器可讀媒體上之指令，其可由一或多個處理器讀取及執行。機器可讀媒體可包括用於儲存或傳輸呈可由機器(例如，計算裝置)讀取之形式之資訊的任何機構。舉例而言，機器可讀媒體可包括唯讀記憶體(ROM)；隨機存取記憶體(RAM)；磁性儲存媒體；光學儲存媒體；快閃記憶體裝置；電氣、光學、聲學或其他形式之傳播信號(例如，載波、紅外線信號、數位信號等)；及其他者。另外，韌體、軟件、常式、指令可在本文中被描述為執行某些動作。然而，應瞭解，此等描述僅僅為方便起見，且此等動作事實上係由計算裝置、處理器、控制器或執行韌體、軟體、常式、指令等等之其他裝置引起。且如此進行可使致動器或其他裝置與實體世界互動。

雖然上文已描述本發明之特定實施例，但將瞭解，可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。上方描述意欲為說明性的，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述之申請專利範圍之範疇的情況下對所描述之本發明進行修改。

10:琢面化場鏡面裝置 11:琢面化光瞳鏡面裝置 13:鏡面 14:鏡面 15a:第一經圖案化區 15a':第一部分 15a'':第二部分 15b:第二經圖案化區 15b'第一部分 15b'':第二部分 15c:第三經圖案化區 15c':第一部分 15c'':第二部分 17a:量測光束 17b:量測光束 17c:量測光束 19a:繞射光柵 19b:繞射光柵 19c:繞射光柵 21:感測器設備 23:輻射偵測器 25a:偵測器區 25b:偵測器區 25c:偵測器區 30:量測系統 31:第一經圖案化區 32:第二經圖案化區 33:輻射 34:第一繞射光束 34a:第二繞射光束 34b:第二繞射光束 34c:第二繞射光束 34d:第二繞射光束 34e:第二繞射光束 35:第一繞射光束 35a:第二繞射光束 35b:第二繞射光束 35c:第二繞射光束 35d:第二繞射光束 35e:第二繞射光束 36:第一繞射光束 36a:第二繞射光束 36b:第二繞射光束 36c:第二繞射光束 36d:第二繞射光束 36e:第二繞射光束 37:光瞳平面 38:輻射 39:偵測器區 40:二維繞射光柵 41:孔隙 42:吸收層 43:鄰近支撐層 46:光線 47:周圍介質 50:單位單元 51:圓形孔隙 52:極紫外線吸收薄膜 60:二維繞射光柵 61:單位單元 62:偽單位單元 64:正方形孔隙 65:偽間距 66:長度 68:距離 70:軸線 72:軸線 80:自撐式光柵 82:單位單元 84:貫通孔隙 86:軸線 88:軸線 90:連接部分 91:距離 92:寬度 100:新二維繞射光柵 102:孔隙 104:吸收層 108:介質 110:支撐件 112:尺寸 114:尺寸 120:系統 122:共用支撐件 130:新二維繞射光柵 132:保護塗層 B:極紫外線輻射光束 B':極紫外線輻射光束 CN:控制器 IL:照明系統 LA:微影設備 MA:圖案化裝置 MA':量測圖案化裝置 MT:支撐結構 PA:調整構件 PS:投影系統 PW:定位設備 SO:輻射源 W:基板 WT:基板台

現在將參考隨附示意性圖式而僅藉由實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中： - 圖1描繪包含微影設備及輻射源之微影系統； - 圖2為根據本發明之一實施例之量測系統的示意性繪示； - 圖3A及圖3B為可形成圖2之量測系統之部件之圖案化裝置及感測器設備的示意性繪示； - 圖4係根據本發明之一實施例之量測系統的示意性繪示，該量測系統包含第一經圖案化區及第二經圖案化區，該第一經圖案化區經配置以接收輻射及形成複數個第一繞射光束； - 圖5A至圖5C各自展示由圖4中所展示之量測系統之第二經圖案化區形成的不同第二繞射光束集，彼第二繞射光束集已由由第一經圖案化區形成之不同第一繞射光束產生； - 圖6展示經由光柵之孔隙中之一者形成已知二維繞射光柵的薄膜之一部分的橫截面，該光柵包含吸收層及鄰近支撐層； - 圖7展示經由光柵之孔隙中之一者形成新二維繞射光柵的薄膜之一部分之橫截面，該光柵包含單個吸收層； - 圖8針對以下兩者展示波前映圖量測中之前50個任尼克係數的歸因於晶圓級繞射光柵之三維效應的所估計誤差(以皮米為單位)之模擬：(a)圖6中所展示的具有一層鉻及一層Si₃ N₄ 之已知光柵；及(b)圖7中所展示的具有一層AlN之新光柵。 - 圖9A在吸收層之平面(亦即，在圖7中垂直於z方向之平面)中展示圖7中所展示之新繞射光柵的平面圖，該新光柵進一步包含用於吸收層之一支撐件。 - 圖9B展示包含三個圖7中所展示之新繞射光柵的系統之平面圖，其展示於吸收層之平面中，該系統包含用於三個新繞射光柵之三個吸收層的共用支撐件； - 圖10展示經由光柵之孔隙中之一者形成新二維繞射光柵的薄膜之一部分之橫截面，該光柵包含單個吸收層及保護塗層； - 圖11展示包含圓形小孔陣列之二維光柵幾何結構的第一實例之單位單元； - 圖12展示包含正方形孔隙陣列之二維光柵幾何結構的第二實例之一部分；及 - 圖13展示包含八邊形孔隙陣列之二維光柵幾何結構的第三實例之一部分。

100:新二維繞射光柵

102:孔隙

104:吸收層

108:介質

Claims

一種用於使用具有一第一波長之輻射判定一投影系統之一像差映圖的一相位步進量測系統之透射式繞射光柵，其中該繞射光柵包含：一吸收層，其具備一二維貫通孔隙陣列，其中該吸收層係由對於具有該第一波長之該輻射具有在0.96至1.04之範圍內的一折射率的一材料形成。
一種用於使用具有一第一波長之輻射判定一投影系統之一像差映圖的一相位步進量測系統之透射式繞射光柵，其中該繞射光柵包含：一吸收層，其具備一二維貫通孔隙陣列，其中該吸收層包含鋁。
如請求項1至2中任一項之透射式繞射光柵，其中該吸收層包含鋁。
如請求項1至2中任一項之透射式繞射光柵，其中該吸收層包含一陶瓷。
如請求項1至2中任一項之透射式繞射光柵，其中該吸收層包含氮化鋁AlN。
如請求項1至2中任一項之透射式繞射光柵，其中該光柵之一薄膜具有小於150 nm之一厚度。
如請求項1至2中任一項之透射式繞射光柵，其中該光柵之一薄膜在該光柵之一平面中的尺寸為10 µm或更大。
如請求項1至2中任一項之透射式繞射光柵，其中該光柵之一薄膜在該光柵之一平面中的一尺寸對該吸收層之一厚度之一比率大約為100或更大。
如請求項1至2中任一項之透射式繞射光柵，其進一步包含用於該吸收層之一支撐件，其中該支撐件僅僅接觸該吸收層之一周邊部分。
如請求項1至2中任一項之透射式繞射光柵，其中形成該吸收層所用之該材料具有至少500 MPa之一拉伸強度或/及至少70 GPa之一楊氏模數。
如請求項1至2中任一項之透射式繞射光柵，其中該吸收層具備一保護塗層。
如請求項11之透射式繞射光柵，其中該吸收層包含氧化鋁Al₂ O₃ 或/及Cr。
一種設計用於判定一投影系統之一像差映圖的一相位步進量測系統之一繞射光柵的方法，該方法包含：選擇該光柵之一吸收層的一材料，使得該材料對於具有一第一波長之輻射的折射率實質上匹配於在使用時將安置於該吸收層中之孔隙內的一透射式介質，或選擇該光柵之一吸收層的一材料，使得該材料對於具有該一波長之輻射的折射率在0.96至1.04之範圍內。
一種用於判定一投影系統之一像差映圖的量測系統，該量測系統包含：一圖案化裝置；一照明系統，其經配置以運用輻射照明該圖案化裝置，該圖案化裝置包含經配置以接收一輻射光束及形成複數個第一繞射光束之一第一經圖案化區，該等第一繞射光束在一剪切方向上分離；一感測器設備，其包含一第二經圖案化區及一輻射偵測器，該第二經圖案化區包含一如請求項1至12中任一項之繞射光柵；該投影系統經組態以將該等第一繞射光束投影至該感測器設備上，該第二經圖案化區經配置以自該投影系統接收該等第一繞射光束及自該等第一繞射光束中之每一者形成複數個第二繞射光束；一定位設備，其經組態以在該剪切方向上移動該圖案化裝置及該感測器設備中之至少一者；及一控制器，其經組態以：控制該定位設備以便在該剪切方向上移動該第一圖案化裝置及該感測器設備中之至少一者，使得由該輻射偵測器之各部分接收到之輻射的一強度依據該剪切方向上之該移動而變化以便形成一振盪信號；在該輻射偵測器上之複數個位置處自該輻射偵測器判定該振盪信號之一諧波的一相位；及在該輻射偵測器上之該複數個位置處自該振盪信號之一諧波的該相位判定特性化該投影系統之該像差映圖的一係數集。
一種微影設備，其包含如請求項14之量測系統。