TW202411772A - 薄膜及相關方法及設備 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種表膜薄膜，其包含三個或更多個層，該等三個或更多個層包含至少一個內部層及分別在該至少一個內部層之兩側上之至少一個外部層，其中該至少一個內部層包含硼、鋯、鈹、鈮、釔、鉬及/或碳及/或此等材料中之各者的一或多種化合物中之一或多者及/或由其中之一或多者組成。亦揭示一種度量衡設備，其使用此表膜薄膜作為一光束分裂器及/或濾光器。

Description

薄膜及相關方法及設備

本發明係關於積體電路製造中之度量衡應用。

微影設備為經建構以將所要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。微影設備可例如將圖案化裝置(例如，遮罩)處之圖案(亦常常稱為「設計佈局」或「設計」)投影至設置於基板(例如，晶圓)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。當前使用之典型波長為365 nm (i線)、248 nm、193 nm及13.5 nm。相比於使用例如具有193 nm之波長之輻射的微影設備，使用具有在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更小特徵。

低k ₁微影可用於處理尺寸小於微影設備之經典解析度極限的特徵。在此程序中，可將解析度公式表示為CD = k ₁×λ/NA，其中λ為所採用輻射之波長，NA為微影設備中之投影光學器件之數值孔徑，CD為「關鍵尺寸」(通常為經印刷之最小特徵尺寸，但在此情況下為半間距)，且k ₁為經驗解析度因數。一般而言，k ₁愈小，則在基板上再現類似於由電路設計者規劃之形狀及尺寸以便達成特定電功能性及效能的圖案變得愈困難。為了克服此等困難，可將複雜微調步驟應用於微影投影設備及/或設計佈局。此等步驟包括例如但不限於NA之最佳化、自訂照明方案、相移圖案化裝置之使用、諸如設計佈局中之光學近接校正(OPC，有時亦稱為「光學及程序校正」)之設計佈局的各種最佳化，或通常定義為「解析度增強技術」(RET)之其他方法。替代地，用於控制微影設備之穩定性之嚴格控制迴路可用於改良在低k ₁下之圖案之再現。

在微影程序以及其他製造程序中，需要頻繁地對所產生結構進行量測，例如以用於程序控制及驗證。用於進行此類量測之各種工具為吾人所知，包括常常用於量測關鍵尺寸(CD)之掃描電子顯微鏡，及用以量測疊對(裝置中兩個層之對準準確度)之特殊化工具。近年來，已開發用於微影領域中之各種形式之散射計。製造程序可為例如微影、蝕刻、沈積、化學機械平坦化、氧化、離子植入、擴散或其中之兩者或更多者之組合。

已知散射計之實例常常依賴於專用度量衡目標之佈建。舉例而言，一方法可需要呈簡單光柵形式之目標，該光柵足夠大以使得量測光束產生小於該光柵之光點(亦即，該光柵填充不足)。在所謂的重建構方法中，可藉由模擬散射輻射與目標結構之數學模型的相互作用來計算光柵之屬性。調整模型之參數，直至經模擬相互作用產生與自真實目標所觀測之繞射圖案類似的繞射圖案為止。

除了藉由重建構進行特徵形狀之量測以外，亦可使用此設備來量測基於繞射之疊對，如公開專利申請案US2006066855A1中所描述。使用繞射階之暗場成像進行之基於繞射之疊對度量衡使得能夠對較小目標進行疊對量測。此等目標可小於照明光點且可由晶圓上之產品結構包圍。可在諸如US2011102753A1及US20120044470A之眾多公開專利申請案中找到暗場成像度量衡之實例。可使用複合光柵目標在一個影像中量測多個光柵。已知散射計趨向於使用在可見或近紅外線(IR)波範圍內之光，此要求光柵之節距比屬性實際上受到關注之實際產品結構粗略得多。可使用具有短得多的波長之深紫外線(DUV)、極紫外線(EUV)或X射線輻射來界定此類產品特徵。不幸地，此類波長通常不可用於或不能用於度量衡。

另一方面，現代產品結構之尺寸如此小以使得其無法藉由光學度量衡技術成像。小特徵包括例如藉由多重圖案化程序及/或間距倍增形成之特徵。因此，用於大容量度量衡之目標常常使用比疊對誤差或關鍵尺寸為所關注屬性之產品大得多的特徵。量測結果僅與真實產品結構之尺寸間接地相關，且可能不準確，因為度量衡目標不遭受微影設備中之光學投影下的相同失真，及/或製造程序之其他步驟中之不同處理。雖然掃描電子顯微法(SEM)能夠直接地解析此等現代產品結構，但SEM比光學量測耗時多得多。此外，電子不能夠穿透厚程序層，此使得電子較不適合於度量衡應用。諸如使用接觸襯墊量測電屬性之其他技術亦為吾人所知，但其僅提供真實產品結構之間接跡象。

藉由減小在度量衡期間使用之輻射之波長(例如，朝向「軟X射線(SXR)」波長光譜移動)，可能解析較小結構，以增加對結構之結構變異之靈敏度及/或進一步穿透至產品結構中。產生合適的高頻輻射(例如，硬X射線、軟X射線及/或EUV輻射)之一種此方法可為使用泵送輻射(例如，紅外線IR輻射)來激發產生介質，藉此產生發射輻射，視情況，包含高頻輻射之高階諧波產生。

在度量衡工具中，需要將源輻射分裂成主照明分支及參考子分支。參考子分支可用於監測源光譜或獲得關於源光譜之資訊，當使用量測工具量測結構時，該資訊可用於推斷所關注參數之值。當SXR或EUV輻射用作量測輻射時，此分裂可為困難的。可使用光柵，但接著難以保持量測輻射之高透射及低散射。此外，在照明路徑中包括光柵會對光學設計施加額外約束，使得更難以針對其他系統要求最佳化此設計。

將需要獲得將源照明分裂成主照明分支及參考子分支之改良的分裂。

在本發明之一第一態樣中，提供一種度量衡設備，其包含：一照明分支，其包含用於將一量測輻射光束引導至該結構上之照明光學器件；一表膜光束分裂器，其位於該照明分支中，該表膜光束分裂器包含可操作以將來自一照明源之一源輻射光束分裂成一參考輻射光束及該量測輻射光束的一表膜薄膜；一量測偵測器，其用於在該量測輻射光束由該結構散射之後偵測該量測輻射光束；及一參考偵測器，其用於偵測該參考輻射光束。

在本發明之一第二態樣中，提供一種表膜薄膜，其包含三個或更多個層，該等三個或更多個層包含至少一個內部層及在該至少一個內部層之任一側上之至少一個外部層，其中該至少一個內部層包含硼、鋯、鈹、鈮、釔、鉬及/或碳及/或此等材料中之各者的一或多種化合物及/或由其組成。

在本發明之一第三態樣中，提供一種表膜薄膜，其包含三個或更多個層，該等三個或更多個層包含至少一個內部層及在該至少一個內部層之任一側上之至少一個外部層，其中該至少一個內部層包含矽、硼、鋯、鈹、鈮、釔、鉬及/或碳及/或此等材料中之各者的一或多種化合物中之一或多者及/或由其中之一或多者組成；且在該至少一個內部層之各側上之該至少一個外部層的厚度在1 nm與3 nm之間。

在本發明之一第四態樣中，提供一種濾光器薄膜，其包含至少兩種材料，其中該等至少兩種材料中之至少一第一材料包含鍺或硒或由其組成。

在本發明之一第五態樣中，提供一種用於偵測一經輻照區域上由一輻射引起之損壞及/或污染的方法。

將根據對下文所描述之實例的考量理解本發明之以上及其他態樣。

在本發明文件中，術語「輻射」及「光束」用於涵蓋所有類型之電磁輻射及粒子輻射，包括紫外線幅射(例如，波長為365 nm、248 nm、193 nm、157 nm或126 nm)、EUV (極紫外線輻射，例如具有在約5 nm至100 nm之範圍內的波長)、X射線輻射、電子束輻射及其他粒子輻射。

如本文中所採用之術語「倍縮光罩」、「遮罩」或「圖案化裝置」可廣泛地解釋為指代可用於向入射輻射光束賦予經圖案化橫截面之通用圖案化裝置，該經圖案化橫截面對應於待在基板之目標部分中產生的圖案。術語「光閥」亦可用於此上下文中。除經典遮罩(透射或反射、二元、相移、混合等)以外，其他此類圖案化裝置之實例包括可程式化鏡面陣列及可程式化LCD陣列。

圖1示意性地描繪微影設備LA。微影設備LA包括：照射系統(亦稱為照射器) IL，其經組態以調節輻射光束B (例如，UV輻射、DUV輻射、EUV輻射或X射線輻射)；遮罩支撐件(例如，遮罩台) T，其經建構以支撐圖案化裝置(例如，遮罩) MA且連接至經組態以根據某些參數準確地定位圖案化裝置MA之第一定位器PM；基板支撐件(例如，晶圓台) WT，其經建構以固持基板(例如，抗蝕劑塗佈晶圓) W且連接至經組態以根據某些參數準確地定位基板支撐件之第二定位器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裝置MA賦予輻射光束B的圖案投影至基板W之目標部分C (例如，包含一或多個晶粒)上。

在操作中，照射系統IL例如經由光束遞送系統BD自輻射源SO接收輻射光束。照射系統IL可包括各種類型之光學組件，諸如折射、反射、繞射、磁性、電磁、靜電及/或其他類型之光學組件或其任何組合以用於引導、塑形及/或控制輻射。照射器IL可用於調節輻射光束B以在圖案化裝置MA之平面處在其橫截面中具有所要空間及角強度分佈。

本文中所使用之術語「投影系統」PS應被廣泛地解譯為涵蓋適於所使用之曝光輻射及/或適於諸如浸潤液體之使用或真空之使用之其他因素的各種類型之投影系統，包括折射、反射、繞射、反射折射、合成、磁性、電磁及/或靜電光學系統，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」PS同義。

微影設備LA可屬於一種類型，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PS與基板W之間的空間-此亦稱為浸潤微影。在以全文引用之方式併入本文中之US6952253中給出關於浸潤技術之更多資訊。

微影設備LA亦可屬於具有兩個或更多個基板支撐件WT (亦稱為「雙載物台」)之類型。在此「多載物台」機器中，可並行地使用基板支撐件WT，及/或可對位於基板支撐件WT中之一者上的基板W執行製備基板W之後續曝光的步驟，同時將另一基板支撐件WT上之另一基板W用於在另一基板W上曝光圖案。

除了基板支撐件WT以外，微影設備LA亦可包含量測載物台。量測載物台經配置以固持感測器及/或清潔裝置。感測器可經配置以量測投影系統PS之屬性或輻射光束B之屬性。量測載物台可固持多個感測器。清潔裝置可經配置以清潔微影設備之部分，例如投影系統PS之一部分或提供浸潤液體之系統之一部分。當基板支撐件WT遠離投影系統PS時，量測載物台可在投影系統PS之下移動。

在操作中，輻射光束B入射於固持於遮罩支撐件T上之圖案化裝置(例如，遮罩) MA上，且藉由存在於圖案化裝置MA上之圖案(設計佈局)進行圖案化。在已橫穿遮罩MA之情況下，輻射光束B傳遞通過投影系統PS，該投影系統PS將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。藉助於第二定位器PW及位置量測系統IF，可準確地移動基板支撐件WT，例如以便使不同目標部分C在輻射光束B之路徑中定位於經聚焦及對準之位置處。類似地，第一定位器PM及可能另一位置感測器(其未在圖1中明確地描繪)可用於相對於輻射光束B之路徑來準確地定位圖案化裝置MA。可使用遮罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化裝置MA及基板W。儘管如所繪示之基板對準標記P1、P2佔據專用目標部分，但其可位於目標部分之間的空間中。當基板對準標記P1、P2位於目標部分C之間時，此等基板對準標記稱為切割道對準標記。

如圖2中所展示，微影設備LA可形成微影單元LC (有時亦稱為微影單元(lithocell)或微影(litho)叢集)之部分，該微影單元LC通常亦包括用於對基板W執行曝光前程序及曝光後程序之設備。習知地，此等包括沈積抗蝕劑層之旋塗器SC、顯影經曝光抗蝕劑之顯影器DE、例如用於調節基板W之溫度(例如，用於調節抗蝕劑層中之溶劑)之冷卻板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W，在不同程序設備之間移動基板W且將基板W遞送至微影設備LA之裝載區LB。微影單元中常常亦統稱為塗佈顯影系統之裝置可處於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自身可藉由監督控制系統SCS控制，該監督控制系統SCS亦可例如經由微影控制單元LACU來控制微影設備LA。

在微影程序中，需要頻繁地對所產生結構進行量測例如以用於程序控制及驗證。用以進行此量測之工具可稱為度量衡工具MT。用於進行此類量測之不同類型之度量衡工具MT為吾人所知，包括掃描電子顯微鏡或各種形式之散射計度量衡工具MT。散射計為多功能儀器，其允許藉由在光瞳或與散射計之物鏡之光瞳共軛的平面中或附近具有感測器來量測微影程序之參數，量測通常稱為基於光瞳之量測，或藉由在影像平面或與影像平面共軛之平面中或附近具有感測器來量測微影程序之參數，在此情況下量測通常稱為基於影像或場之量測。以全文引用之方式併入本文中之專利申請案US20100328655、US2011102753A1、US20120044470A、US20110249244、US20110026032或EP1,628,164A中進一步描述此類散射計及相關量測技術。前述散射計可使用來自硬X射線(HXR)、軟X射線(SXR)、極紫外線(EUV)、可見光至近IR及IR波長範圍之光來量測光柵。在輻射為硬X射線或軟X射線之情況下，前述散射計可視情況為小角度X射線散射度量衡工具。

為了正確且一致地曝光由微影設備LA曝光之基板W，需要檢測基板以量測經圖案化結構之屬性，諸如後續層之間的疊對誤差、線厚度、關鍵尺寸(CD)、結構之形狀等。出於此目的，可在微影單元LC中包括檢測工具及/或度量衡工具(未展示)。若偵測到誤差，則可例如對後續基板之曝光或對待對基板W執行的其他處理步驟進行調整，尤其在同一批量或批次之其他基板W仍待曝光或處理之前進行檢測的情況下。

亦可稱為度量衡設備之檢測設備用於判定基板W之屬性，且特別地，判定不同基板W之屬性如何變化或與同一基板W之不同層相關聯之屬性在不同層間如何變化。檢測設備可替代地經建構以識別基板W上之缺陷，且可例如為微影單元LC之部分，或可整合至微影設備LA中，或可甚至為獨立裝置。檢測設備可量測潛像(在曝光之後在抗蝕劑層中之影像)上之屬性，或半潛像(在曝光後烘烤步驟PEB之後在抗蝕劑層中之影像)上之屬性，或經顯影抗蝕劑影像(其中抗蝕劑之曝光部分或未曝光部分已經移除)上之屬性，或甚至經蝕刻影像(在諸如蝕刻之圖案轉印步驟之後)上之屬性。

在第一實施例中，散射計MT為角度解析散射計。在此散射計中，重建構方法可應用於經量測信號以重建構或計算光柵之屬性。此重建構可例如由模擬散射輻射與目標結構之數學模型之相互作用且比較模擬結果與量測之結果引起。調整數學模型之參數，直至經模擬相互作用產生與自真實目標所觀測之繞射圖案類似的繞射圖案為止。

在第二實施例中，散射計MT為光譜散射計MT。在此光譜散射計MT中，將由輻射源發射之輻射引導至目標上且將來自目標之反射、透射或散射輻射引導至光譜儀偵測器，該光譜儀偵測器量測鏡面反射輻射之光譜(亦即，隨波長而變化之強度之量測)。根據此資料，可例如藉由嚴密耦合波分析及非線性回歸或藉由與經模擬光譜庫比較來重建構產生偵測到之光譜的目標之結構或輪廓。

在第三實施例中，散射計MT為橢圓量測散射計。橢圓量測散射計允許藉由量測針對各偏振狀態之散射輻射(其可經繞射、反射或透射)來判定微影程序之參數。此度量衡設備藉由在度量衡設備之照明區段中使用例如適當的偏振濾光器來發射偏振光(諸如線性、圓形或橢圓)。適合於度量衡設備之源亦可提供偏振輻射。以全文引用之方式併入本文中之美國專利申請案11/451,599、11/708,678、12/256,780、12/486,449、12/920,968、12/922,587、13/000,229、13/033,135、13/533,110及13/891,410中描述現有橢圓量測散射計之各種實施例。

在散射計MT之一個實施例中，散射計MT適用於藉由量測反射光譜及/或偵測組態中之不對稱性(該不對稱性與疊對之範圍有關)來量測兩個未對準光柵或週期性結構之疊對。可將兩個(可能重疊)光柵結構施加於兩個不同層(未必為連續層)中，且該等兩個光柵結構可形成於晶圓上實質上相同的位置處。散射計可具有如例如在共同擁有之專利申請案EP1,628,164A中所描述之對稱偵測組態，使得可清楚地區分任何不對稱性。此提供用於量測光柵中之未對準之直接方式。可在以全文引用之方式併入本文中的PCT專利申請公開案第WO 2011/012624號或美國專利申請案第US 20160161863號中找到經由週期性結構之不對稱性來量測含有週期性結構作為目標之兩個層之間的疊對誤差的其他實例。

其他所關注參數可為焦距及劑量。可藉由如以全文引用之方式併入本文中之美國專利申請案US2011-0249244中所描述之散射量測(或替代地藉由掃描電子顯微法)同時判定焦距及劑量。可使用具有針對焦距能量矩陣(FEM-亦稱為焦距曝光矩陣)中之各點之關鍵尺寸及側壁角量測之獨特組合的單一結構。若關鍵尺寸與側壁角之此等獨特組合為可獲得的，則可根據此等量測獨特地判定焦距及劑量值。

度量衡目標可為藉由微影程序主要在抗蝕劑中形成且亦在其他製造程序(例如蝕刻程序)之後形成之複合光柵的集合。光柵中之結構之節距及線寬可在很大程度上取決於量測光學器件(尤其光學器件之NA)以能夠捕捉來自度量衡目標之繞射階。如較早所指示，繞射信號可用於判定兩個層之間的移位(亦稱為『疊對』)或可用於重建構如由微影程序產生的原始光柵之至少部分。此重建構可用於提供微影製程之品質指導，且可用於控制微影製程之至少部分。目標可具有經組態以模仿目標中之設計佈局的功能性部分之尺寸的較小子分段。歸因於此子分段，目標將表現得更類似於設計佈局之功能性部分，使得總體程序參數量測更佳地類似於設計佈局之功能性部分。可在填充不足模式下或在填充過度模式下量測目標。在填充不足模式下，量測光束產生小於總體目標之光點。在填充過度模式下，量測光束產生大於總體目標之光點。在此填充過度模式下，亦有可能同時量測不同目標，因此同時判定不同處理參數。

使用特定目標進行之微影參數之總體量測品質至少部分藉由用於量測此微影參數之量測配方予以判定。術語「基板量測配方」可包括量測自身之一或多個參數、所量測之一或多個圖案之一或多個參數，或兩者。舉例而言，若用於基板量測配方中之量測為基於繞射之光學量測，則量測之參數中之一或多者可包括輻射之波長、輻射之偏振、輻射相對於基板之入射角、輻射相對於基板上之圖案之定向等。用以選擇量測配方之準則中之一者可例如為量測參數中之一者對於處理變異之靈敏度。以全文引用之方式併入本文中之美國專利申請案US2016-0161863及美國專利公開申請案US 2016/0370717A1中描述更多實例。

微影設備LA中之圖案化程序可為處理中之最關鍵步驟中之一者，其需要基板W上之結構之尺寸標定及置放之高準確度。為了確保此高準確度，可將三個系統組合於如圖3中示意性地描繪之所謂的「整體」控制環境中。此等系統中之一者為微影設備LA，其(實際上)連接至度量衡工具MT (第二系統)且連接至電腦系統CL (第三系統)。此「整體」環境之關鍵在於最佳化此等三個系統之間的合作以增強總體程序窗且提供嚴格控制迴路，從而確保由微影設備LA執行之圖案化保持在程序窗內。程序窗定義程序參數(例如，劑量、焦距、疊對)之範圍，在該等程序參數內，特定製造程序產生所定義結果(例如，功能性半導體裝置)—可能在該所定義結果內，允許微影程序或圖案化程序中之程序參數變化。

電腦系統CL可使用待圖案化之設計佈局(之部分)來預測使用哪種解析度增強技術且執行演算微影模擬及計算以判定哪種遮罩佈局及微影設備設定實現圖案化程序的最大總體程序窗(在圖3中由第一標度SC1中之雙箭頭描繪)。解析度增強技術可經配置以匹配微影設備LA之圖案化可能性。亦可使用電腦系統CL偵測微影設備LA當前在程序窗內之何處操作(例如，使用來自度量衡工具MET之輸入)以預測是否可歸因於例如次佳處理而存在缺陷(在圖3中由第二標度SC2中指向「0」之箭頭描繪)。

度量衡工具MT可將輸入提供至電腦系統CL以實現準確模擬及預測，且可將回饋提供至微影設備LA以識別例如在微影設備LA之校準狀態中的可能漂移(在圖3中由第三標度SC3中之多個箭頭描繪)。

可提供用於量測使用微影圖案化設備產生之結構之許多不同形式的度量衡工具MT。度量衡工具MT可使用電磁輻射來查詢結構。輻射之屬性(例如，波長、頻寬、功率)可影響工具之不同量測特性，其中較短波長通常允許增加之解析度。輻射波長對度量衡工具可達成之解析度有影響。因此，為了能夠運用具有小尺寸之特徵來量測結構，具有短波長輻射源之度量衡工具MT為較佳的。

輻射波長可影響量測特性之另一方式為穿透深度，及在輻射波長下待檢測之材料之透明度/不透明度。取決於不透明度及/或穿透深度，輻射可用於透射或反射之量測。量測之類型可影響是否獲得關於結構/基板之表面及/或塊體內部之資訊。因此，當選擇用於度量衡工具之輻射波長時，穿透深度及不透明度為待考量之另一元素。

為了實現經微影圖案化之結構之量測的較高解析度，具有短波長之度量衡工具MT為較佳的。此可包括短於可見波長之波長，例如在電磁光譜之UV、EUV及X射線部分中。諸如透射小角度X射線散射(TSAXS)之硬X射線方法利用硬X射線之高解析度及高穿透深度，且可因此在透射中操作。另一方面，軟X射線及EUV到目前為止並不穿透目標，而是可誘發待探測之材料中的豐富光學回應。此可歸因於許多半導體材料之光學屬性，且歸因於結構之大小與探測波長相當。因此，EUV及/或軟X射線度量衡工具MT可在反射中操作，例如藉由成像或藉由分析來自經微影圖案化之結構之繞射圖案。

對於硬X射線、軟X射線及EUV輻射，可歸因於在所需波長下不具有可用高輝度輻射源而限制高容量製造(HVM)應用中之應用。在硬X射線之情況下，工業應用中常用之源包括X射線管。包括進階X射線管(例如，基於液態金屬陽極或旋轉陽極)之X射線管可相對負擔得起且緊密，但可能缺乏HVM應用所需之輝度。當前存在諸如同步加速器光源(SLS)及X射線自由電子雷射(XFEL)之高輝度X射線源，但其大小(＞100m)及高成本(多於1億歐元)使得其對度量衡應用過分大且昂貴。類似地，缺乏足夠明亮的EUV及軟X射線輻射源之可用性。

在微影程序中，需要頻繁地對所產生結構進行量測，例如以用於程序控制及驗證。用於進行此類量測之各種工具為吾人所知，包括掃描電子顯微鏡或各種形式之度量衡設備，諸如散射計。已知散射計之實例常常依賴於專用度量衡目標之佈建，諸如，填充不足之目標(呈簡單光柵或不同層中之重疊光柵之形式的目標，其足夠大以使得量測光束產生小於光柵之光點)或填充過度之目標(藉此照明光點部分或完全含有該目標)。此外，使用度量衡工具(例如，照明諸如光柵的填充不足之目標之角度解析散射計)允許使用所謂的重建構方法，其中可藉由模擬散射輻射與目標結構之數學模型的相互作用且比較模擬結果與量測之結果來計算光柵之屬性。調整模型之參數，直至經模擬相互作用產生與自真實目標所觀測之繞射圖案類似的繞射圖案為止。

散射計為多功能儀器，其允許藉由在光瞳或與散射計之物鏡之光瞳共軛的平面中具有感測器來量測微影程序之參數，量測通常稱為基於光瞳之量測，或藉由在影像平面或與影像平面共軛之平面中具有感測器來量測微影程序之參數，在此情況下量測通常稱為基於影像或場之量測。以全文引用之方式併入本文中之專利申請案US20100328655、US2011102753A1、US20120044470A、US20110249244、US20110026032或EP1,628,164A中進一步描述此類散射計及相關量測技術。前述散射計可在一個影像中使用來自軟x射線、極紫外線及可見光至近IR波範圍之光來量測來自多個光柵之多個目標。

圖4中描繪度量衡設備之一個實例，諸如散射計。其可包含將輻射5投影至基板W上之寬頻帶(例如，白光)輻射投影儀2。將反射或散射輻射10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6 (亦即，隨波長λ而變化之強度I之量測)。根據此資料，可藉由處理單元PU，例如藉由嚴密耦合波分析及非線性回歸或藉由與圖4之底部處所展示之經模擬光譜庫的比較來重建構產生經偵測光譜之結構或輪廓8。一般而言，對於重建構，結構之一般形式為吾人所知，且根據用來製造結構之程序的知識來假定一些參數，從而僅留下結構之幾個參數以待根據散射量測資料進行判定。此散射計可經組態為正入射散射計或斜入射散射計。

另一實例為度量衡設備之實例之透射版本，諸如圖4中所展示之散射計。將透射輻射傳遞至光譜儀偵測器，該光譜儀偵測器量測如針對圖4所論述之光譜。此散射計可經組態為正入射散射計或斜入射散射計。視情況，使用波長＜ 1 nm，視情況＜ 0.1 nm、視情況＜ 0.01 nm之硬X射線輻射之透射版本。

作為對光學度量衡方法之替代方案，亦已考慮使用硬X射線、軟X射線或EUV輻射，例如具有以下波長範圍中之至少一者的輻射：＜ 0.01 nm、＜ 0.1 nm、＜ 1 nm、在0.01 nm與100 nm之間、在0.01 nm與50 nm之間、在1 nm與50 nm之間、在1 nm與20 nm之間、在5 nm與20 nm之間及在10 nm與20 nm之間。度量衡工具在上文所呈現之波長範圍中之一者中起作用的一個實例為透射小角度X射線散射(如內容以全文引用之方式併入本文中的US 2007224518A中之T-SAXS)。Lemaillet等人在「Intercomparison between optical and X-ray scatterometry measurements of FinFET structures」，Proc. of SPIE，2013年，8681中論述使用T-SAXS之輪廓(CD)量測。應注意，以全文引用之方式併入本文中之美國專利公開案第2019/003988A1號及美國專利公開案第2019/215940A1號中描述雷射產生電漿(LPP) x射線源之使用。在掠入射下使用X射線(GI-XRS)及極紫外線(EUV)輻射之反射量測技術可用於量測基板上之膜及層堆疊之屬性。在一般反射量測領域內，可應用測角及/或光譜技術。在測角中，可量測具有不同入射角之反射光束之變異。另一方面，光譜反射量測術量測在給定角度下反射之波長之光譜(使用寬頻帶輻射)。舉例而言，EUV反射量測術已在供用於EUV微影中之倍縮光罩(圖案化裝置)的製造之前用於遮罩基底之檢測。

應用範圍有可能使例如硬X射線、軟X射線或EUV域中之波長之使用為不足夠的。已公開專利申請案US 20130304424A1及US2014019097A1 (Bakeman等人/KLA)描述混合度量衡技術，其中將使用x射線進行之量測及運用在120 nm與2000 nm之範圍內之波長的光學量測組合在一起以獲得諸如CD之參數的量測。藉由經由一或多個共同部分將x射線數學模型及光學數學模型耦合來獲得CD量測。所列舉美國專利申請案之內容以全文引用之方式併入本文中。

圖5描繪其中前述輻射可用於量測基板上之結構之參數的度量衡設備302之示意性表示。圖5中所呈現之度量衡設備302可適合於硬X射線、軟X射線及/或EUV域。

圖5繪示純粹藉助於實例的包含使用掠入射下之硬X射線、EUV及/或SXR輻射之光譜散射計的度量衡設備302之示意性實體配置。檢測設備之替代形式可以角度解析散射計之形式提供，該角度解析散射計與在較長波長下操作之習知散射計類似可使用在正入射或近正入射下之輻射，且其亦可使用具有與平行於基板之方向所成角度大於1°或2°之方向的輻射。可以透射散射計之形式提供檢測設備之替代形式。

檢測設備302包含輻射源或稱為照明源310、照射系統312、基板支撐件316、偵測系統318、398及度量衡處理單元(MPU) 320。

此實例中之照明源310用於產生EUV、硬X射線或軟X射線輻射。照明源310可基於如圖6中所展示之高階諧波產生(HHG)技術，且其亦可為其他類型之照明源，例如液體金屬射流源、逆康普頓散射(ICS)源、電漿通道源、磁性波盪器源、自由電子雷射(FEL)源、緊密儲存環源、放電產生電漿源、軟X射線雷射源、旋轉陽極源、固體陽極源、粒子加速器源、微焦源或雷射產生電漿源。

HHG源可為氣體射流/噴嘴源、毛細管/光纖源或氣胞源。

對於HHG源之實例，如圖6中所展示，輻射源之主要組件為可操作以發射泵送輻射之泵送輻射源330及氣體遞送系統332。視情況，泵送輻射源330為雷射，視情況，泵送輻射源330為脈衝式高功率紅外線或光學雷射。泵送輻射源330可為例如具有光學放大器的基於光纖之雷射器，從而產生每脈衝可持續例如小於1 ns (1奈秒)的紅外線輻射之脈衝，其中脈衝重複率視需要達至若干兆赫茲。紅外線輻射之波長可在200 nm至10 μm之範圍內，例如大約1 μm (1微米)。視情況，將雷射脈衝作為第一泵送輻射340遞送至氣體遞送系統332，其中在氣體中將輻射之一部分轉換為比第一輻射更高的頻率而成為發射輻射342。氣體供應件334將合適氣體供應至氣體遞送系統332，其中該氣體視情況藉由電源336離子化。氣體遞送系統332可為切斷管。

藉由氣體遞送系統332提供之氣體界定氣體目標，其可為氣流或靜態體積。氣體可為例如空氣、氖氣(Ne)、氦氣(He)、氮氣(N ₂)、氧氣(O ₂)、氬氣(Ar)、氪氣(Kr)、氙氣(Xe)、二氧化碳及其組合。此等氣體可為同一設備內之可選擇選項。發射輻射可含有多個波長。若發射輻射為單色的，則可簡化量測計算(例如重建構)，但較易於產生具有數個波長之輻射。發射輻射之發射發散角可為波長相依的。不同波長將例如在對不同材料之結構成像時提供不同等級之對比度。舉例而言，為了檢測金屬結構或矽結構，可將不同波長選擇為用於成像(碳基)抗蝕劑之特徵或用於偵測此類不同材料之污染的波長。可提供一或多個濾光裝置344。舉例而言，諸如鋁(Al)或鋯(Zr)薄膜之濾光器可用於切斷基諧IR輻射以免進一步傳遞至檢測設備中。可提供光柵(未展示)以自所產生波長當中選擇一或多個特定波長。視情況，照明源包含經組態以待抽空之空間，且氣體遞送系統經組態以在該空間中提供氣體目標。視情況，可在真空環境內含有光束路徑中之一些或全部，應記住，SXR及/或EUV輻射當在空氣中行進時被吸收。輻射源310及照明光學器件312之各種組件可為可調整的以在同一設備內實施不同度量衡『配方』。舉例而言，可使不同波長及/或偏振為可選擇的。

取決於在檢測下之結構之材料，不同波長可提供至下部層中之所要程度之穿透。為了解析最小裝置特徵及最小裝置特徵當中之缺陷，則短波長可能為較佳的。舉例而言，可選擇在0.01 nm至20 nm之範圍內或視情況在1 nm至10 nm之範圍內或視情況在10 nm至20 nm之範圍內的一或多個波長。短於5 nm之波長可在自半導體製造中之所關注材料反射時遭受極低臨界角。因此，選擇大於5 nm之波長可在較高入射角處提供較強信號。另一方面，若檢測任務係用於偵測某一材料之存在例如以偵測污染，則高達50 nm之波長可為有用的。

經濾光光束342可自輻射源310進入檢測腔室350，其中包括所關注結構之基板W由基板支撐件316固持以供在量測位置處檢測。所關注結構標記為T。視情況，檢測腔室350內之氛圍可由真空泵352維持為接近真空，使得EUV輻射可在無不當衰減之情況下傳遞通過該氛圍。照射系統312具有將輻射聚焦至經聚焦光束356中之功能，且可包含例如二維彎曲鏡面或一系列一維彎曲鏡面，如上文所提及之已公開美國專利申請案US2017/0184981A1 (其內容以全文引用之方式併入本文中)中所描述。執行聚焦以在投影至所關注結構上時實現直徑低於10 μm之圓形或橢圓形光點S。基板支撐件316包含例如X-Y平移載物台及旋轉載物台，藉由X-Y平移載物台及旋轉載物台，可使基板W之任何部分在所要定向上到達光束之焦點。因此，輻射光點S形成於所關注結構上。替代地或另外，基板支撐件316包含例如傾斜載物台，該傾斜載物台可使基板W以某一角度傾斜來控制所關注結構T上之經聚焦光束的入射角。

視情況，照射系統312將參考輻射光束提供至參考偵測器314，該參考偵測器314可經組態以量測經濾光光束342中之不同波長之光譜及/或強度。參考偵測器314可經組態以產生經提供至處理器320之信號315，且濾光器可包含關於經濾光光束342之光譜及/或經濾光光束中之不同波長之強度的資訊。

反射輻射360係由偵測器318捕捉，且光譜經提供至處理器320以用於計算目標結構T之屬性。照射系統312及偵測系統318因此形成檢測設備。此檢測設備可包含屬於內容以全文引用之方式併入本文中之US2016282282A1中所描述之種類的硬X射線、軟X射線及/或EUV光譜反射計。

若目標Ta具有某一週期性，則經聚焦光束356之輻射亦可經部分地繞射。繞射輻射397相對於入射角接著相對於反射輻射360以明確界定之角度遵循另一路徑。在圖5中，經吸取繞射輻射397以示意性方式被吸取，且繞射輻射397可遵循除經吸取路徑以外之許多其他路徑。檢測設備302亦可包含偵測繞射輻射397之至少一部分及/或對繞射輻射397之至少一部分成像的其他偵測系統398。在圖5中，繪製單一其他偵測系統398，但檢測設備302之實施例亦可包含多於一個其他偵測系統398，該等偵測系統經配置於不同位置處以在複數個繞射方向上偵測繞射輻射397及/或對繞射輻射397成像。換言之，照射於目標Ta上之經聚焦輻射光束的(較高)繞射階係由一或多個其他偵測系統398偵測及/或成像。一或多個偵測系統398產生提供至度量衡處理器320之信號399。信號399可包括繞射光397之資訊及/或可包括自繞射光397獲得之影像。

為了幫助光點S與所要產品結構之對準及聚焦，檢測設備302亦可提供在度量衡處理器320之控制下使用輔助輻射之輔助光學器件。度量衡處理器320亦可與位置控制器372通信，該位置控制器372操作平移載物台、旋轉載物台及/或傾斜載物台。處理器320經由感測器接收關於基板之位置及定向的高度準確之回饋。感測器374可包括例如干涉計，其可給出大約數皮米之準確度。在檢測設備302之操作中，將由偵測系統318捕捉之光譜資料382遞送至度量衡處理單元320。

如所提及，檢測設備之一替代形式使用視情況在正入射或近正入射下之硬X射線、軟X射線及/或EUV輻射，例如以執行基於繞射之不對稱性量測。檢測設備之另一替代形式使用具有與平行於基板之方向所成角度大於1°或2°之方向的硬X射線、軟X射線及/或EUV輻射。兩種類型之檢測設備可提供於一混合度量衡系統中。待量測之效能參數可包括疊對(OVL)、關鍵尺寸(CD)、在微影設備印刷目標結構時微影設備之焦距、相干繞射成像(CDI)及依解析度疊對(ARO)度量衡。所述硬X射線、軟X射線及/或EUV輻射可例如具有小於100 nm之波長，例如使用在5 nm至30 nm之範圍內、視情況在10 nm至20 nm之範圍內的輻射。輻射在特性上可為窄頻帶或寬頻帶。輻射可在特定波長帶中具有離散峰值或可具有較連續特性。

如同用於當今生產設施中之光學散射計，檢測設備302可用於量測在微影單元內處理之抗蝕劑材料內的結構(在顯影檢測或ADI之後)及/或在結構已形成於較硬材料中之後量測該等結構(在蝕刻檢測或AEI之後)。舉例而言，可在基板已由顯影設備、蝕刻設備、退火設備及/或其他設備處理之後使用檢測設備302來檢測基板。

包括但不限於上文所提及之散射計的度量衡工具MT可使用來自輻射源之輻射以執行量測。由度量衡工具MT使用之輻射可為電磁輻射。輻射可為光輻射，例如電磁光譜之紅外線部分、可見光部分及/或紫外線部分中之輻射。度量衡工具MT可使用輻射來量測或檢測基板之屬性及態樣，例如一半導體基板上之一經微影曝光圖案。該量測之類型及品質可取決於由度量衡工具MT使用之輻射的數個屬性。舉例而言，一電磁量測之解析度可取決於輻射之波長，其中例如歸因於繞射限制，較小波長能夠量測較小特徵。為了量測具有小尺寸之特徵，可較佳地使用具有一短波長之輻射，例如EUV、硬X射線及/或軟X射線(SXR)輻射，以執行量測。為了在一特定波長或波長範圍下執行度量衡，度量衡工具MT需要存取提供在彼/彼等波長下之輻射的一源。存在用於提供不同波長之輻射之不同類型的源。取決於由源提供之波長，可使用不同類型之輻射產生方法。對於極紫外線(EUV)輻射(例如，1 nm至100 nm)及/或軟X射線(SXR)輻射(例如，0.1 nm至10 nm)，源可使用高階諧波產生(HHG)或上文所提及之任何其他類型之照明源以獲得處於所要波長之輻射。此等源之發展中面臨的挑戰中之一者為如何高效地將出自產生設定之發射輻射耦合且將發射輻射與用於驅動程序之輻射分離。

圖6展示照明源310之實施例600的簡化示意圖，該照明源310可為用於高階諧波產生之照明源。關於圖5所描述之度量衡工具中之照明源之特徵中的一或多者亦可在適當時存在於照明源600中。照明源600包含腔室601。照明源600經組態以接收具有由箭頭指示之傳播方向的泵送輻射611。此處所展示之泵送輻射611為來自泵送輻射源330之泵送輻射340的實例，如圖5中所展示。泵送輻射611可經由輻射輸入605引導至腔室601中，該輻射輸入605可為可由熔融矽石或可相當材料製成之檢視區。泵送輻射611可具有高斯或中空(例如環形)橫向橫截面剖面且可入射(視情況聚焦)於腔室601內具有由第二箭頭指示之流動方向的氣流615上。氣流615包含氣體壓力高於某值之特定氣體(例如，空氣、氖氣(Ne)、氦氣(He)、氮氣(N ₂)、氧氣(O ₂)、氬氣(Ar)、氪氣(Kr)、氙氣(Xe)、二氧化碳及其組合)的小體積，該小體積稱為氣體體積或氣體目標(例如，幾立方mm)。氣流615可為穩定流。亦可使用諸如金屬電漿(例如，鋁電漿)之其他介質。

照明源600之氣體遞送系統經組態以提供氣流615。照明源600經組態以在氣流615中提供泵送輻射611以驅動發射輻射613之產生。其中產生發射輻射613之至少大部分的區被稱為相互作用區。相互作用區可自幾十微米(用於緊密聚焦之泵送輻射)變化至幾毫米或公分(用於適度聚焦之泵送輻射)或甚至高達幾公尺(用於極其鬆散聚焦之泵送輻射)。氣體遞送系統經組態以提供氣體目標以用於在氣體目標之相互作用區處產生發射輻射，且視情況，照明源經組態以接收泵送輻射且在相互作用區處提供泵送輻射。視情況，氣流615藉由氣體遞送系統提供至抽空或幾乎抽空之空間中。氣體遞送系統包含氣體噴嘴609，如圖6中所展示，該氣體噴嘴609可包含在氣體噴嘴609之出射平面中之開口617。自開口617提供氣流615。氣體捕獲器用於藉由萃取殘餘氣流且在腔室601內部維持真空或接近真空氛圍而將氣流615限制在某一體積中。視情況，氣體噴嘴609可由厚壁管及/或高導熱材料製成以避免歸因於高功率泵送輻射611之熱變形。

氣體噴嘴609之尺寸可想像地亦可用於範圍介於微米大小噴嘴至公尺大小噴嘴的按比例增加或按比例縮小之版本中。此廣泛範圍之尺寸標定來自如下事實：可按比例調整設定以使得氣流處之泵送輻射之強度最終處於可對發射輻射有益之特定範圍內，此需要針對可為脈衝雷射之不同泵送輻射能量之不同尺寸標定，且脈衝能量可在數十微焦耳至數焦耳之間變化。視情況，氣體噴嘴609具有較厚壁以減少由可由例如攝影機所偵測之熱膨脹效應引起的噴嘴變形。具有較厚壁之氣體噴嘴可產生具有減小變異之穩定氣體體積。視情況，照明源包含接近於氣體噴嘴之氣體捕獲器以維持腔室601之壓力。

歸因於泵送輻射611與氣流615之氣體原子的相互作用，氣流615將使泵送輻射611之部分轉換成發射輻射613，該發射輻射613可為圖5中所展示之發射輻射342的實例。發射輻射613之中心軸線可與入射泵送輻射611之中心軸線共線。發射輻射613可具有在X射線或EUV範圍中之波長，其中波長在0.01 nm至100 nm、視情況0.1 nm至100 nm、視情況1 nm至100 nm、視情況1 nm至50 nm或視情況10 nm至20 nm之範圍內。

在操作中，發射輻射613光束可傳遞通過輻射輸出607，例如孔徑或窗口，且可隨後藉由照射系統603操縱及引導至用於度量衡量測之待檢測基板，該照射系統603可為圖5中之照射系統312的實例。發射輻射613可經引導(視情況聚焦)至基板上之結構。

由於空氣(及實際上任何氣體)很大程度上吸收SXR或EUV輻射，因此氣流615與待檢測之晶圓之間的體積可經抽空或幾乎抽空。由於發射輻射613之中心軸線可與入射泵送輻射611之中心軸線共線，因此泵送輻射611可需要被阻擋以防止其傳遞通過輻射輸出607且進入照射系統603。此可藉由將圖6中所展示之濾光裝置344併入至輻射輸出607中而進行，該輻射輸出607置放於發射光束路徑中且對於泵送輻射不透明或幾乎不透明(例如，對紅外線或可見光不透明或幾乎不透明)但對發射輻射光束至少部分透明。可使用在多個層中組合之鋯或多種材料來製造濾光器。當泵送輻射611具有中空(視情況環形)橫向橫截面剖面時，濾光器可為中空(視情況環形)塊體。視情況，濾光器不垂直且不平行於發射輻射光束之傳播方向，以具有高效泵送輻射濾光。視情況，濾光裝置344包含中空塊體及諸如鋁(Al)或鋯(Zr)薄膜濾光器之薄膜濾光器。視情況，濾光裝置344亦可包含有效反射發射輻射但不良反射泵送輻射之鏡面，或包含有效透射發射輻射但不良透射泵送輻射之金屬絲網。

本文中描述用以獲得視情況在泵送輻射之高階諧波頻率下之發射輻射的方法、設備及總成。經由該程序(視情況使用非線性效應以產生視情況在所提供泵送輻射之諧波頻率下之輻射的HHG)產生之輻射可作為輻射提供於度量衡工具MT中以用於基板之檢測及/或量測。若泵送輻射包含短脈衝(亦即，少數循環)，則所產生輻射未必確切地在泵送輻射頻率之諧波處。基板可為經微影圖案化之基板。經由該程序獲得之輻射亦可提供於微影設備LA及/或微影單元LC中。泵送輻射可為脈衝式輻射，其可在短時間叢發內提供高峰值強度。

泵送輻射611可包含具有高於發射輻射之一或多個波長之一或多個波長的輻射。泵送輻射可包含紅外線輻射。泵送輻射可包含具有在500 nm至1500 nm之範圍內之波長的輻射。泵送輻射可包含具有在800 nm至1300 nm之範圍內之波長的輻射。泵送輻射可包含具有在900 nm至1300 nm之範圍內之波長的輻射。泵送輻射可為脈衝式輻射。脈衝式泵送輻射可包含具有在飛秒範圍內之持續時間的脈衝。

對於一些實施例，發射輻射(視情況高階諧波輻射)可包含泵送輻射波長之一或多個諧波。發射輻射可包含電磁光譜之極紫外線、軟X射線及/或硬X射線部分中之波長。發射輻射613可包含在以下範圍中之一或多者中的波長：小於1 nm、小於0.1 nm、小於0.01 nm、0.01 nm至100 nm、0.1 nm至100 nm、0.1 nm至50 nm、1 nm至50 nm及10 nm至20 nm。

諸如上文所描述之高階諧波輻射之輻射可作為源輻射提供於度量衡工具MT中。度量衡工具MT可使用源輻射對由微影設備曝光之基板執行量測。該等量測可用於判定基板上之結構之一或多個參數。相比於使用較長波長(例如，可見光輻射、紅外線輻射)，使用在較短波長下(例如，在如上文所描述之波長範圍內所包含的EUV、SXR及/或HXR波長下)之輻射可允許藉由度量衡工具解析結構之較小特徵。具有較短波長之輻射(諸如EUV、SXR及/或HXR輻射)亦可較深地穿透至諸如經圖案化基板之材料中，此意謂基板上之較深層之度量衡為可能的。此等較深層可能不可藉由具有較長波長之輻射到達。

在度量衡工具MT中，源輻射可自輻射源發射且經引導至基板上之目標結構(或其他結構)上。源輻射可包含EUV、SXR及/或HXR輻射。目標結構可反射、透射及/或繞射入射於目標結構上之源輻射。度量衡工具MT可包含用於偵測繞射輻射之一或多個感測器。舉例而言，度量衡工具MT可包含用於偵測正一(+1)及負一(-1)繞射階之偵測器。度量衡工具MT亦可量測鏡面反射或透射輻射(0階繞射輻射)。用於度量衡之其他感測器可存在於度量衡工具MT中，例如以量測其他繞射階(例如，較高繞射階)。

在實例微影度量衡應用中，可使用光學柱將HHG產生輻射聚焦至基板上之目標上，該光學柱可稱為照射器，其將來自HHG源之輻射轉移至目標。HHG輻射可接著自目標反射，經偵測及處理，例如以量測及/或推斷目標之屬性。

氣體目標HHG組態可廣泛地劃分成三個單獨類別：氣體射流、氣胞及氣體毛細管。圖7描繪實例氣體射流組態，其中氣體體積被引入至驅動輻射雷射光束中。在氣體射流組態中，驅動輻射與固體部件之相互作用保持為最小值。氣體體積可例如包含垂直於驅動輻射光束之氣體流，其中氣體體積圍封於氣胞內部。在氣體毛細管設定中，容納氣體之毛細管結構之尺寸在橫向方向上較小，使得其顯著地影響驅動輻射雷射光束之傳播。毛細管結構可例如為空芯光纖，其中空芯經組態以容納氣體。

氣體射流HHG組態可提供相對自由度來塑形遠場中之驅動輻射光束之空間分佈，因為其並不受由氣體毛細管結構強加之限定限制。氣體射流組態亦可具有較不嚴格之對準容限。另一方面，氣體毛細管可提供驅動輻射與氣態介質之增加之相互作用分區，此可最佳化HHG程序。

為了例如在度量衡應用中使用HHG輻射，將HHG輻射與氣體目標下游之驅動輻射分離。對於氣體射流組態及氣體毛細管組態，HHG輻射與驅動輻射之分離可能不同。在兩種情況下，驅動輻射抑制方案可包含用於自短波長輻射濾出任何剩餘驅動輻射之金屬透射濾光器。然而，在可使用此濾光器之前，驅動輻射之強度應自其在氣體目標處之強度顯著地減小，以避免對濾光器造成損壞。可用於此強度減小之方法針對氣體射流組態及毛細管組態而不同。對於氣體射流HHG，歸因於聚焦至氣體目標上之驅動輻射光束之形狀及空間分佈(其亦可稱為空間分佈及/或空間頻率)的相對自由度，此可經工程設計以使得在遠場中，其沿著短波長輻射傳播之方向具有低強度。遠場中之此空間分離意謂孔徑可用於阻擋驅動輻射且降低其強度。

相比而言，在氣體毛細管結構中，光束在其穿過氣態介質時之空間分佈可主要由毛細管規定。驅動輻射之空間分佈可由毛細管結構之形狀及材料判定。舉例而言，在將空芯光纖用作毛細管結構之情況下，光纖結構之形狀及材料判定支援哪些驅動輻射模式用於傳播通過光纖。對於大多數標準光纖，所支援傳播模式產生空間分佈，其中驅動輻射之高強度與HHG輻射之高強度重疊。舉例而言，驅動輻射強度可集中於遠場中之高斯或接近高斯剖面中。

圖7(a)中展示適合用於本發明之實施例中之另一度量衡設備。應注意，此僅為合適之度量衡設備之一個實例。替代的合適之度量衡設備可使用EUV輻射，諸如WO2017/186483A1中所揭示之EUV輻射。圖7(b)中更詳細地繪示目標結構T及用於照明目標結構之量測輻射之繞射射線。所說明之度量衡設備屬於被稱為暗場度量衡設備之類型。度量衡設備可為獨立裝置，或併入於例如量測站處之微影設備LA中或微影單元LC中。具有貫穿該設備之數個分支之光軸係由點線O表示。在此設備中，由源11 (例如，氙氣燈)發射之光係由包含透鏡12、14及物鏡16之光學系統經由光束分裂器15而引導至基板W上。此等透鏡以4F配置之雙重序列配置。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，且同時允許存取中間光瞳平面以用於空間頻率濾光。因此，可藉由在呈現基板平面之空間光譜之平面(此處稱為(共軛)光瞳平面)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。特別地，可藉由在作為物鏡光瞳平面之背向投影影像之平面中在透鏡12與14之間插入合適形式之孔徑板13來進行此選擇。在所說明之實例中，孔徑板13具有不同形式(標記為13N及13S)，從而允許選擇不同照明模式。當前實例中之照射系統形成離軸照明模式。在第一照明模式下，孔徑板13N提供自僅出於描述起見指定為『北』之方向之離軸。在第二照明模式下，孔徑板13S用於提供類似但來自標記為『南』之相反方向之照明。藉由使用不同孔徑，其他照明模式為可能的。光瞳平面之其餘部分理想地較暗，因為所要照明模式外部之任何不必要光將干擾所要量測信號。

如圖7(b)中所展示，在基板W正交於物鏡16之光軸O的情況下置放目標結構T。基板W可由支撐件(未展示)支撐。自偏離軸O之角度照射於目標結構T上之量測輻射射線I (例如，包含SXR波長)產生零階射線(實線0)及兩個一階射線(點鏈線+1及雙點鏈線-1)。應記住，在填充過度之小目標結構的情況下，此等射線僅為覆蓋包括度量衡目標結構T及其他特徵之基板區域的許多平行射線中之一者。由於板13中之孔徑具有有限寬度(為接納有用量之光所必要)，因此入射射線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，各階+1及-1將遍及一角度範圍進一步散佈，而非如所展示之單一理想射線。應注意，可設計或調整目標結構之光柵節距及照明角度，使得進入物鏡之一階射線與中心光軸緊密對準。圖7(a)及圖7(b)中所繪示之射線被展示為稍微離軸，以純粹地使其能夠在圖式中被更容易地區分。

由基板W上之目標結構T繞射的至少0階及+1階係由物鏡16收集，且經返回引導穿過光束分裂器15。返回至圖7(a)，藉由指定標記為北(N)及南(S)之完全相對孔徑來說明第一照明模式及第二照明模式兩者。當量測輻射之入射射線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，標記為+1(N)之+1繞射射線進入物鏡16。相反，當使用孔徑板13S應用第二照明模式時，-1繞射射線(標記為1(S))為進入透鏡16之繞射射線。

第二光束分裂器17將繞射光束劃分成兩個量測分支。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來在第一感測器19 (例如，CCD或CMOS感測器)上形成目標結構之繞射光譜(光瞳平面影像)。各繞射階射中感測器上之不同點，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設備及/或正規化一階光束之強度量測。光瞳平面影像亦可用於諸如重建構之許多量測目的。

在第二量測分支中，光學系統20、22在感測器23 (例如，CCD或CMOS感測器)上形成目標結構T之影像。在第二量測分支中，在與光瞳平面共軛之平面中提供孔徑光闌21。孔徑光闌21用於阻擋零階繞射光束，使得形成於感測器23上之目標之影像係僅由-1或+1一階光束形成。將由感測器19及23捕捉之影像輸出至處理影像之處理器PU，該處理器PU之功能將取決於正執行之特定量測類型。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，則因而將不形成光柵線之影像。

圖5中所展示之孔徑板13及場光闌21之特定形式純粹地為實例。在本發明之另一實施例中，使用目標之同軸照明，且使用具有離軸孔徑之孔徑光闌將實質上僅一個一階繞射光傳遞至感測器。在又其他實施例中，代替一階光束或除了一階光束以外，在量測中亦可使用二階光束、三階光束及高階光束(圖5中未展示)。

為了使量測輻射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可僅用於量測在一個方向(取決於設定之X或Y)上定向之光柵。為了量測正交光柵，可實施達90°及270°之目標旋轉。圖7(c)及(d)中展示不同孔徑板。上文所提及之先前公開申請案中描述此等孔徑板之使用及設備之眾多其他變異及應用。

照明源(諸如，圖5之源310或圖6之600)可包含高階諧波產生(HHG)源。通常，在執行量測時，需要連續或有規律地量測由照明分支中之HHG源產生之輻射的特性，同時使用輻射照明基板(視情況半導體晶圓或圖案化裝置)上之結構(或稱為目標)。特別地，應量測關於源輻射之光譜含量之即時資訊。此可接著輸入至干擾演算法以用於在由目標散射之後自源輻射推斷目標之所關注參數以及源之診斷。

用於實現此情形之本發明方法為在照明分支內提供參考子分支，其中源輻射之一部分藉由照明分支中之光柵引導至參考子分支中。光柵可部分地將源輻射反射至主照明分支中且部分地將光繞射至參考子分支中，其中光柵在參考偵測器上產生空間上分離之光譜。此光柵可為獨立光柵，或在照明分支之聚焦鏡面(照射器光學器件中之一者)上製造之光柵。

圖8為此配置之示意性說明。泵送輻射800 (例如，紅外線輻射)聚焦於HHG產生點805 (例如，氣體射流出口)且用於產生HHG輻射(源輻射) 810。孔徑或空間濾光器815阻擋泵送輻射，同時容許源輻射810。聚焦鏡面820包含光柵822，該光柵822用來將源輻射810分裂成量測輻射825 (例如，由光柵822散射之散射輻射的鏡面反射或零階輻射)及(分散)參考輻射855 (例如，由光柵822散射之散射輻射的一繞射階中之一或兩者)。

在一個實施例中，源輻射810包含具有在10 nm至20 nm之範圍內之波長的輻射。在一個實施例中，源輻射810包含具有在8 nm至18 nm之範圍內之波長的輻射。

量測輻射825用於量測目標830 (例如，在特定的可選量測方法中，目標可填充不足；亦即，量測光點小於目標)。第一散射輻射870 (例如，高階或一階散射輻射)可由一或多個量測偵測器875偵測(例如，經由未展示之光學器件)。另外，可捕捉(例如，經由未展示之光學器件)來自目標之第二散射輻射835 (例如，更特定地，零階或鏡面反射輻射)。此散射輻射835可接著藉由分散元件840 (例如，光柵)分散，接著在另一量測偵測器850上偵測該分散元件840。

經分散參考輻射855可由參考偵測器860例如經由諸如鏡面865之光束轉向光學器件進行偵測。處理器(未展示)可用於使用經分散參考輻射855 (如在參考偵測器860上所捕捉)作為參考自第一散射輻射870及/或經分散散射輻射845判定所關注參數之值(例如，當自偵測器875及/或偵測器850上之所偵測圖案判定所關注參數時，可能需要知曉在由目標散射之前照明之光譜特性)。經分散參考輻射855亦可用於監測照明源例如以監測照明穩定性及/或監測照明之光譜特性。

視情況存在用於至少部分地基於由參考偵測器860及量測偵測器850、875中之一或多者所偵測之信號而控制輻射源配置之操作的一或多個自動回饋控制迴路。視情況存在置放於HHG產生點805之前用於泵送輻射800之波前校正的補償性光學裝置。補償性光學裝置可為可程式化空間光調變器(SLM)及/或可變形鏡面。

圖8中所繪示之組態存在許多問題：光柵822作為光束分裂器之使用導致鏡面光束內之額外散射。此使得更難以對小目標進行底部填充。此外，在通常由此照明源(例如，10 nm至20 nm)發射之波長範圍內，光柵通常產生高於一繞射階之階，此導致能量損失。因此減小至晶圓之傳輸，導致較低產出量。當設計照明器光學器件時，存在應歸因於所使用之前述短波長而滿足之某些邊界條件。此等邊界條件可包含例如具有儘可能少之反射表面、具有儘可能遠離法線之掠入射角、提供極光滑表面、必須儘可能接近目標置放反射表面、在源產生點與目標之間具有儘可能短之距離及不具有表面之過小局部曲率半徑。在設計中包括光柵使此情形進一步複雜化，導致對目標之聚焦、照明器之透射、光程之大小及照明器之縮小的折衷。另外，具有光柵之此鏡面之可製造性極為困難。將高端光柵置放至高端鏡面上就供應而言係高風險及複雜的。

本文中揭示一種用於量測基板上之結構之度量衡設備，該結構已視情況在微影程序中於基板上進行圖案化，度量衡設備包含：照明分支，其用於將量測輻射引導至基板上之結構上；量測偵測器，其用於在該量測輻射由散射該結構之後偵測該量測輻射；表膜光束分裂器，其位於該照明分支中，該表膜光束分裂器包含可操作以將來自照明源之源輻射分裂成用於量測該結構之量測輻射及參考輻射的表膜薄膜；及參考偵測器，其用於偵測該參考輻射。

此概念亦可供EUV表膜薄膜使用以藉由將此類粒子保持在微影工具之焦距之外以使得其未被成像而保護EUV倍縮光罩免受污染粒子影響。此等表膜經設計(以及其他要求)為具有低反射率/高透射率。

在實施例中，提議用於本文中所揭示之概念之表膜薄膜經特定設計用於光束分裂應用。因而，表膜薄膜可經特定設計以分裂(例如，SXR)量測輻射光束之小部分。在實施例中，可最大化透射，其中分裂成參考分支之部分包含入射光束之總能量的小於3%、小於2%、小於1.5%、小於1.2%。結合此等上百分比界限中之任一者，分裂成參考分支之部分可包含大於0.1%、大於0.5%、大於0.6%、大於0.7%、大於0.8%或大於0.9%。因而，在特定實施例中，分裂成參考分支之部分可在0.5%與1.5%之間或在0.2%與1.2%之間(例如，大約1%)。

較佳地，光譜特性應儘可能低(例如，在相關波長範圍內應存在平坦回應)。舉例而言，該表膜薄膜之透射率及/或反射率可在10 nm至20 nm之波長範圍內或在5 nm至30 nm之波長範圍內變化小於35%、小於25%、小於20%、小於15%或小於10%。

表膜光束分裂器可結合分散元件(例如，參考光柵)使用以在由參考偵測器進行偵測之前光譜地分散分裂光束。

在實施例中，表膜薄膜可包含三個或更多個層；例如包含在至少一個內部層之各側上的至少一個外部層，其中至少一個外部層可相同或不同，及/或其中視情況，至少一個外部層可具有相同或不同厚度，及/或其中視情況，至少一個外部層可包含相同或不同材料。在實施例中，表膜薄膜可包含兩個層，其中兩個層可相同或不同，及/或其中視情況，兩個層可具有相同或不同厚度，及/或其中視情況，兩個層可包含相同或不同材料。

在實施例中，內部層之各側上的一或多個外部層可包含一或多種氧化物及/或由一或多種氧化物組成。此類氧化物可包含例如氧化矽(例如，SiO ₂)、氧化鋁(例如，Al ₂O ₃)、氧化鋯(例如，ZrO ₂)或氧化釔(例如，YO ₂或Y ₂O ₃)中之一或多者。氧化物層可充當內部層之保護層以提供例如機械、熱或化學穩定性。此外，該層可在薄膜中起作用以獲取隨波長而變化之所要反射屬性。

在實施例中，外部層可儘可能薄，同時仍確保封閉層。視情況，至少一個內部層之單側(或各側)上之該至少一個外部層之厚度可小於4 nm，或低於3 nm；例如，厚度在1 nm與3 nm之間、在1.5 nm與2.5 nm之間、在1.7 nm與2.3 nm之間、在1.8 nm與2.2 nm之間或在1.9 nm與2.1 nm之間(例如，大約2 nm)。

外部層不應太厚之原因在於氧化物之透射率降低，尤其對於較長波長。此外，外部層(之厚度)影響反射率。厚氧化物層導致反射率在波長內具有較大變異。其核心功能為用於化學穩定性之封蓋層，該封蓋層應包含完全封閉層。若該層變得太薄，則將形成島狀物，使得該層不再封閉。取決於材料，此邊界處於約1 nm至1.5 nm。

至少一個內部層可包含矽或矽化合物層(例如，純矽Si、碳化矽SiC、二碳化矽SiC ₂、氮化矽SiN、矽化鋯ZrSi)及/或硼層(例如，純硼B)或硼化合物層(例如，碳化硼B ₄C、二硼化鋯ZrB ₂、氮化硼BN)及/或鋯、鈹、鈮、釔、鉬、碳及/或此等中之各者的化合物或此等材料之混合物中的一或多者。B ₄C及BN兩者在機械上較強且在全光譜8 nm至18 nm內具有相對良好透射率。B ₄C比BN更佳，因為其更強且其透射率更高。

當將金屬製造成薄膜時，可產生內部應力，此對於在表膜薄膜中使用並非較佳的。解決方案為摻雜金屬材料，例如鋯、鈹、鈮、釔及鉬，以減小內部應力。在一個實施例中，至少一個內部層可包含摻雜有Si、B、C及/或N元素中之一或多者的金屬。

除如上文所提及之矽基及/或硼基材料以外，至少一個內部層可包含一或多種鋯基材料，視情況，鋯及/或鋯化合物。鋯基材料可具有極佳光學效能。

在一個實施例中，表膜光束分裂器係基於矽基材料中之一或多者，視情況，矽或矽化合物。矽基材料易於製造，且對於13.5波長之輻射具有高透射率。然而，對於視情況包含具有在8 nm至18 nm之範圍內之波長的輻射之源輻射810，矽基材料對於波長低於13 nm之輻射的透射為足夠的。一種解決方案為將表膜薄膜製造得更薄，此使得薄膜易碎且並非較佳的。第二種解決方案為降低矽基材料中之矽含量以改良透射率。在一個實施例中，至少一個內部層包含氮化矽而非矽。在另一實施例中，至少一個內部層包含碳化矽(注意，元素Si及C可具有任意化學比，經調配為Si _xC _y)而非矽。對於視情況由HHG產生之寬頻帶輻射，例如具有波長為8 nm至18 nm之輻射，氮化矽及碳化矽兩者具有比矽更高之透射率。

在一個實施例中，一或多個外部層為可選的。

在一個實施例中，一或多個外部層包含釕，因為釕對於損壞彈性較佳。在一個實施例中，內部層之前側(面向入射輻射之側)用釕封蓋，且內部層之背側用如上文所提及之一或多個外部層封蓋。

在一個實施例中，內部層之前側用與內部層之背側不同的外部層封蓋。在一個實施例中，僅內部層之前側用外部層封蓋，而同時內部層之背側並未封蓋。在一個實施例中，僅內部層之背側用外部層封蓋，而內部層之前側並未封蓋。

就可製造性及拉伸應力而言，內部層可儘可能薄；在實施例中，總內部層厚度可小於20 nm、小於15 nm、小於10 nm或小於6 nm。結合此等下部厚度界限中之任一者，總內部層厚度可大於1 nm、大於2 nm、大於4 nm、大於6 nm、大於8 nm、大於10 nm或大於11 nm。

最小內部層厚度取決於表膜薄膜之大小。對於大表膜，例如在使用EUV輻射之微影設備中所使用之表膜，由於光束大小較大，例如具有大於100 cm ²大小或大於120 cm ²大小，歸因於所使用之大倍縮光罩，表膜薄膜以及內部層必須厚，例如大於10 nm。但對於上文所提及之SXR度量衡設備，源輻射810可具有遠小於100 cm ²，例如小於10 mm ²或大約1 mm ²之光束大小。因此，例如具有小於10 mm ²或大約1 mm ²之大小的較小表膜可與較薄表膜薄膜及/或較薄內部層一起使用。在一個實施例中，總內部層厚度可小於6 nm。在一個實施例中，總內部層厚度可在1 nm至6 nm之間。

內部層厚度針對透射最佳化，因此先驗地愈薄愈好。另外，對於機械穩定性，總層堆疊不能太薄，從而導致較低邊界。更多層可因此意謂更薄的個別層，但最小層厚度仍應為約1 nm至2 nm以防止島狀物形成。

為了使設備緊湊，歸因於設備內部之受限空間，存在體積限制。因此，光束分裂器可以相對於源輻射之傾斜入射角置放。此外，光束分裂器之反射率亦受入射角影響，因此需要謹慎地選擇源輻射在光束分裂器上之入射角。在一個實施例中，源輻射光束在光束分裂器(表膜薄膜)上之入射角可在30度至70度之間、在30度與60度之間、在30度與50度之間、在40度與50度之間，或更特定地為約45度。

使用45度入射角之一個缺點在於，若需要源輻射之偏振切換(例如，p偏振在45度處實際上不具有反射)，則其可能不起作用。在一個實施例中，源輻射光束在光束分裂器(表膜薄膜)上之入射角可在20度至44度之間、在30度與44度之間、在35度與44度之間或在40度與44度之間。在一個實施例中，源輻射光束在光束分裂器(表膜薄膜)上之入射角可在46度至70度之間、在46度與60度之間、在46度與55度之間或在46度與50度之間。在一個實施例中，源輻射光束在光束分裂器(表膜薄膜)上之入射角可在50度至70度之間、在55度與65度之間、在57度與63度之間、在59度與61度之間或約60度。此入射角可提供最佳反射/透射。對於基本上所有材料，歸因於全外反射，對於角度＞70度之反射顯著增加。同時，對於近正入射之角度，反射極小(數量級)。最佳化器平衡反射及透射。若角度太小，例如低於30度，則反射光(例如，圖9中之參考輻射910)可能不具有足夠強度，且可能需要具有較高反射率之材料。

圖9為根據實施例之度量衡設備之示意圖。將不再描述與圖8中所繪示之度量衡設備共同的度量衡設備之組件及元件。此處，使用表膜光束分裂器900來代替光柵，該表膜光束分裂器900將源輻射810分裂成量測輻射825及參考輻射910。可使用分散元件915分散參考輻射910以獲得經光譜分散參考輻射920。可接著使用參考偵測器860偵測此經光譜分散參考輻射920。分散元件915可為光柵。分散元件915可為反射分散元件，例如反射光柵。分散元件915可為透射分散元件，例如透射光柵。透射分散元件之優點包括：其不遭受污染物沈積，視情況碳沈積；其無需研磨得極其光滑，此難以用於製造；相對易於製造；其通常比反射分散元件更便宜；易於校準。

在一個實施例中，表膜光束分裂器900可置放於聚焦鏡面820之上游側處，如圖9中所展示。當分散元件915為透射分散元件(例如，透射光柵)時，將不聚焦參考輻射910。因此，在一個實施例中，表膜光束分裂器900可置放於聚焦鏡面820之下游側處，此係較佳的，因為將聚焦參考輻射910。在一個實施例中，表膜光束分裂器900可直接置放於目標830之前，而其間無光學元件。將表膜光束分裂器900置放於聚焦鏡面820之下游側處的額外優點包括：參考分支將校準聚焦鏡面820之後的輻射且在晶圓級處給出關於量測輻射825之更多資訊，及設計容限更寬鬆，例如表膜光束分裂器900可設計為可切換的(亦即，可視情況在操作期間移除及插入表膜光束分裂器900)，而不會對量測輻射825有強烈影響。

亦揭示一種包含表膜薄膜之表膜光束分裂器，表膜薄膜包含三個或更多個層，該等三個或更多個層包含至少一個內部層及在該至少一個內部層之任一側上之至少一個外部層，其中至少一個內部層包含矽或矽化合物層及/或硼層(例如，純硼B)或硼化合物層(例如，B ₄C、ZrB ₂、BN)及/或鋯、鈹、鈮、釔、鉬及/或碳層及/或此等材料中之各者的一或多種化合物中之一或多者。外部層可包含一或多種氧化物及/或由一或多種氧化物組成。此類氧化物可包含例如氧化矽(例如，SiO ₂)、氧化鋁(例如，Al ₂O ₃)、氧化鋯(例如，ZrO ₂)或氧化釔(例如，YO ₂或Y ₂O ₃)中之一或多者。表膜薄膜可包含上文所揭示之厚度/尺寸中之任一者。尤其硼或硼化合物、釔或釔化合物及/或碳或碳化合物之優點例如為在整個10 nm至20 nm波長範圍中之良好透射率(Si具有矽邊緣)。

亦揭示一種包含表膜薄膜之表膜光束分裂器，表膜薄膜包含三個或更多個層，該等三個或更多個層包含至少一個內部層及在該至少一個內部層之任一側上之至少一個外部層，其中至少一個內部層包含硼層(例如，純硼B)、硼化合物層(例如，B ₄C、ZrB ₂、BN)、矽層、鋯、鈹、鈮、釔、鉬及/或碳層及/或此等材料中之各者的一或多種化合物，其中在至少一個內部層之單一側(或各側)上之該至少一個外部層的組合厚度在1 nm與3 nm之間(例如，在1.5 nm與2.5 nm之間、在1.7 nm與2.3 nm之間、在1.8 nm與2.2 nm之間或在1.9 nm與2.1 nm之間)，且該等內部層之組合厚度小於20 nm (例如，小於15 nm、小於13 nm或小於或等於12 nm及視情況大於6 nm、大於8 nm、大於10 nm或大於11 nm)。

上文所描述之表膜薄膜設計可提供具有70%至80%之透射率及1%至2%之反射率且在所關注波長範圍內(例如，在10 nm與20 nm之間)具有極平坦回應的薄膜。相比之下，市售EUV光束分裂器通常具有極差(非平坦)光譜行為及低透射率。與諸如圖8中所繪示之光柵相比，透射率(及因此產出量)預期要大5倍，且製造成本實質上更低。

在所有情況及實施例中，表膜薄膜之總厚度可小於20 nm或小於15 nm。

雖然以上描述已描述供用作光束分裂器之表膜薄膜，但所揭示之概念及薄膜可用於其他應用，諸如用於衰減(例如，在源光束剖面監測期間衰減攝影機上之高強度全光束)、用於濾光(例如，用於濾出諸如圖5之濾光裝置344或圖9之空間濾光器815的紅外線驅動輻射)。在用作衰減濾光器之情況下，例如，表膜薄膜可比在光束分裂之上下文中描述的更厚；例如，其可厚於15 nm或厚於20 nm (例如，高達1.5 µm)。

現將主要在衰減濾光或驅動輻射/紅外線濾光(例如，如圖5之濾光裝置344或圖9之空間濾光器815)之上下文中描述更多實施例。然而，此等其他實施例之表膜薄膜亦可在光束分裂(例如，如圖9之光束分裂器900)之上下文內使用。本文中所揭示之所有實施例之薄膜可用於需要針對所關注波長範圍(例如，SXR波長)具有平坦光譜透射及/或反射輪廓之任何情形中。

目前使用具有SXR透射與IR抑制之最高比的材料來執行驅動雷射濾光器。此等濾光器依賴於材料之透射屬性。目前，此等濾光器可包含例如鋯或鋁薄膜濾光器。

通常，所量測之結構具有低繞射效率。除了量測來自此類結構之繞射信號(在一或多個繞射信號偵測器上)以外，可例如在專用偵測器上週期性地監測源光束剖面。視情況，專用偵測器經組態以在光束用於量測結構(亦即，在晶圓載物台上游)之前接收用於源校準之SXR照明光束。由於此光束直接在低繞射效率結構之前量測，因此強度可極高。

目前，衰減濾光器可用於衰減此高強度且避免偵測器上之極低整合時間。目前，此衰減可使用厚(例如，2 µm或更厚)鋯濾光器來進行。鋯之益處為在較大厚度下具有其最佳透射屬性；若使用其他材料，則具有最佳透射之濾光器可能太薄而無法製造/處理。

藉助於實例，度量衡工具校準可包含執行光學器件之對準。此光學對準可運用置放於主光束(SXR光束)焦點處之一或多個偵測器(例如，攝影機)來執行。在此情況下，經量測強度可極高。當以此方式對準SXR光學器件時，衰減目前亦通常使用鋯濾光器來執行。

波長降至120 nm之中性密度濾光器為市售的；然而，在SXR波長下，不存在市售之合適實例。使用厚鋯濾光器之SXR波長之衰減改變SXR光譜(亦即，其在所關注波長範圍內並不充當中性濾光器)。此為一個問題，因為其為量測所尋求之「真實」源剖面。因此，當使用鋯濾光器時，源光束剖面之監測將基於不正確之光譜含量。光束剖面已知為波長相依的。聚焦之SXR光束亦如此。

不衰減SXR光束導致偵測器上可能為僅幾毫秒長或甚至小於一毫秒長之整合時間。此比可打開快門之最小時間更短且比大多數高速偵測器更快。另外，源功率在未來可能顯著增加，若不使用衰減，則導致不可能的整合時間。

圖10(a)為鋯濾光器之透射率Trn相對於波長λ之曲線圖1000 (例如，在此實例中為1.2 µm)。在此厚度下，SXR範圍之長波長側經強烈衰減。歸因於隨之而來的對更厚濾光器之要求，此對於更高源功率及/或聚焦光束量測將更糟。

在源功率增加之情況下，將需要更厚濾光器以便實現所需衰減，從而導致光譜之更強改變。舉例而言，當使用厚鋯濾光器時，僅保留SXR光譜之短波長側。另一常用材料(鋁)衰減短波長且僅通過長波長側。

為了解決此情形，將描述特定濾光器材料組合，其在所關注波長範圍(例如，10 nm與20 nm之間)內具有實質上或大致光譜平坦的回應。此處所描述之實施例使用包含兩種或更多種不同材料之濾光器薄膜或表膜薄膜，其中材料中之至少一者為鍺(Ge)或硒(Se)。

大多數材料具有在10 nm至20 nm區中在短波長側上較高之透射率，諸如圖10(a)中所繪示之鋯實例。極少材料展示性質不同之行為。鍺及硒為具有隨波長增加而增加之透射率的兩個實例。鋁具有可近似此行為之吸收邊緣，但此導致並不理想之強光譜變異。

圖10(b)展示鍺之對應於圖10(a)之光譜回應曲線圖的等效曲線圖，且圖10(c)展示硒之等效光譜回應，其說明此理想行為。

因此，提議建構包含鍺及硒中之一者(或兩者)之層的濾光器，其在一或多個其他層中具有一或多種其他材料，以獲得在所關注光譜範圍內具有大致平坦的光譜輪廓之濾光器薄膜。使用Ge或Se以及其他材料，可製成具有所需光譜屬性之許多組合。

此等層亦可部分或完全混合或複合。此需要更特殊之製造設定，但可能將導致相同效能。此方法將產生僅具有單一層之濾光器。

舉例而言，特定實例可包括鍺及鋯，硼、鍺及鋯，碳、鍺及鋯，或硒及銅。

圖11為此等特定實例中之各者在10 nm至20 nm波長範圍內之光譜回應(透射率Trn相對於波長λ)的曲線圖。特定地，該等曲線圖係關於鍺及鋯濾光器1110、硒及銅濾光器1120以及硼、鍺及鋯濾光器1130。為了比較，亦展示鋯及鋁濾光器光譜回應1100；此對於其大部分頻寬變化為+/-50%，且在20 nm下降至零透射。相比之下，其他三個濾光器在所展示範圍內具有更平坦回應。如可見，例如，三種材料組合硼、鍺及鋯1130在10 nm至20 nm範圍內具有在+/- 5%內平坦之透射率。

雖然使用兩個單獨濾光器(例如，一個Zr濾光器及一個Al濾光器)將作為一替代方案起作用，但諸如本文中所揭示之單一組合濾光器具有其優點。組合濾光器較厚且在機械上較強；其產生成本亦可能較便宜，因為製造程序較容易。舉例而言，將基板上之膜轉移至獨立薄膜中的剝離程序僅需要執行一次。

材料組合亦可實施為連續離散濾光器。然而，較厚濾光器在機械上較強且可承受較高熱負荷。

所提議濾光器薄膜可包含透射特性，使得透射變異在10 nm與20 nm之間的波長範圍內小於50%、小於40%、小於30%、小於20%、小於10%或小於5%。

在包含鍺之各濾光器組合中，鍺層可例如在30 nm與450 nm之間、在50 nm與450 nm之間、在50 nm與300 nm之間、在100 nm與300 nm之間、在120 nm與270 nm之間或在135 nm與150 nm之間，且總厚度可在100 nm與700 nm之間、在100 nm與500 nm之間、在100 nm與400 nm之間、在150 nm與400 nm之間、在200 nm與400 nm之間、在300 nm與400 nm之間、例如為230 nm與270 nm之間。

在包含硒之各濾光器組合中，硒層可例如在30 nm與600 nm之間、在30 nm與500 nm之間、在30 nm與400 nm之間、在30 nm與400 nm之間、在30 nm與300 nm之間、在30 nm與200 nm之間、在30 nm與100 nm之間、在30 nm與70 nm之間或在40 nm與60 nm之間，且總厚度可例如在50 nm與1.5 µm之間、在50 nm與1 µm之間、在50 nm與800 nm之間、在50 nm與500 nm之間、在50 nm與300 nm之間、在50 nm與200 nm之間或在50 nm與150 nm之間。

在以下條項及申請專利範圍中對第一層、第二層等或第一材料、第二材料等之任何提及應理解為僅出於區分目的，且不以任何方式暗示層或材料之特定次序。

上文所提及之濾光器薄膜實施例亦可使用相同材料之薄層而非厚層以用於光束分裂。薄層之厚度可與上文所提及之表膜薄膜層之厚度相同。

上文所提及之表膜薄膜實施例亦可使用厚層而非薄層以用於進行濾光。厚層之厚度可與上文亦提及之濾光器薄膜之層之厚度相同。

上文所提及之實施例亦可用作例如圖5之濾光裝置344作為IR阻擋器及SXR透射器，及圖9之具有針孔之空間濾光器815。

上文所提及之薄膜可在操作期間受損。可藉由週期性地移動薄膜以發現未受損之新區域或替換薄膜來減輕損壞。在以下實施例中，以圖5之濾光裝置344作為實例，而該等實施例可針對所有上文所提及之薄膜、濾光器、膜以及鏡面及透鏡進行實踐。

圖5之濾光裝置344可包含金屬透射薄膜，其通常在正入射下置放於光束路徑中。視情況，金屬透射薄膜可為包含Zr薄膜之300 nm至500 nm厚的Zr濾光器。儘管上游光程中具有其他濾光元件，但可能需要Zr濾光器，因為一些IR (稱為洩漏IR)光總是歸因於散射及不完美對準而逸出。視情況歸因於經輻照區域上之高溫及/或材料(例如碳)沈積，Zr濾光器之洩漏IR的經輻照區域在長時間及連續使用之後肯可能損壞。可藉由量測由經輻照區域反射之相同及/或不同輻射來偵測損壞及/或污染。注意，僅出於說明目的提及漏泄IR作為實例，而實施例適用於由任何類型之輻射輻照之任何膜、表面及/或界面。此處報告一種用於偵測視情況在經輻照區域上由第一輻射(例如，洩漏IR)引起之損壞及/或污染的方法。該方法包含將第二輻射(例如，探測光束)輻照至薄膜之經輻照區域上，同時薄膜之經輻照區域亦由第一輻射輻照。第二輻射由經輻照區域反射以產生反射輻射，偵測該反射輻射以獲得信號。基於該信號，獲得關於經輻照區域之損壞及/或污染資訊。

在一個實施例中，作為探測光束(其為第二輻射之實例)之雷射用於監測Zr濾光器之健康狀況。雷射可以係作為探測光束透射通過鏡面之IR驅動雷射光束之部分。小部分IR光可歸因於鏡面之不完美性質及/或鏡面上之針孔而透射通過該鏡面。作為探測光束之IR光之小部分可自來自洩漏IR射中Zr濾光器之同一經輻照區域的Zr濾光器反射。自Zr濾光器反射之探測光束的強度可藉由探測偵測器(視情況，光二極體)量測。若Zr濾光器不退化，則預期藉由光電二極體量測之光的強度隨時間推移保持恆定。若Zr濾光器隨時間推移受損，則藉由光電二極體量測之信號將改變。亦已觀測到，在Zr濾光器表面上積累之材料(例如，碳沈積)影響SXR透射。所積累之碳亦可藉由該方法監測。若偵測到Zr濾光器品質下降，則可移動Zr濾光器，使得SXR光束透射通過未受損之新區域。

Zr濾光器品質之即時時間回饋可幫助維持透射SXR光束品質且確保足夠的洩漏IR抑制。該方法亦可防止Zr濾光器之非必需改變。該方法可減少隨時間推移所需之Zr濾光器的數目。該方法亦可提供關於Zr濾光器上之污染之資訊。在Zr濾光器之表面處可存在藉由雷射脈衝輻照之碳氫化合物污染物之沈積。該方法可偵測污染物之存在，因為其改變探測光束之反射率。Zr濾光器之位置可改變，且SXR可在無污染之情況下射中新區域。吾人預期，探測光束之強度比洩漏IR之強度弱得多，且因此探測光束不影響Zr濾光器。

在實踐中，光電二極體可藉由自系統中之各種光學組件散射之IR光飽和。因此，對探測光束信號之準確量測可為困難的。視情況，提議視情況運用半波片監測探測光束之偏振，且在光電二極體前方使用偏振器以濾除散射IR光。

視情況，一對平衡偵測器而非單一光電二極體用作探測偵測器。探測光束在自Zr濾光器反射之前藉由光束分裂器分裂成兩個光束。兩個光束中之一者為參考探測光束，其係由該對平衡偵測器中之第一偵測器量測。該對平衡偵測器中之第二偵測器量測兩個光束中之另一者，其為自Zr濾光器反射之後的探測光束。當Zr濾光器未受損或受污染時，平衡兩個偵測器上之信號且量測差信號，該差信號應調諧至零。當Zr濾光器受損或受污染時，差信號可改變。

視情況，上述實施例中所提及之探測光束可源自單獨雷射。優點為可選擇雷射波長，使得其可在偵測器處運用彩色濾光器進行濾光。因此，其移除任何散射IR光。單獨雷射可為便宜的，且實施例亦降低複雜度。

視情況，可在脈衝-脈衝基礎上量測探測光束之強度。上述實施例可包括快速偵測器，例如快速光二極體。可量測在自Zr濾光器反射之後的各脈衝之強度。視情況，在洩漏IR脈衝與射中Zr濾光器之探測光束脈衝之間存在延遲。若謹慎地選擇延遲，則可量測Zr濾光器自洩漏IR之時間回應。在金屬表面歸因於雷射脈衝之累積而受損之前，可觀測到折射率之短暫變化，此為損壞之前兆。亦可觀測到由不同機構引起之各種其他現象，諸如長壽命電子激勵、聲子耦合率之變化等。時間解析量測可提供此等現象之證據。時間解析量測將充當Zr濾光器損壞之早期指示符，其可甚至在Zr濾光器受損之前提供關於Zr濾光器之可能損壞的資訊。

視情況，Zr濾光器以相對於SXR光程傾斜之角度定位，且量測經反射洩漏IR以用於直接監測Zr濾光器之品質。源輻射光束在Zr濾光器上之入射角可在50度至70度之間、在55度與65度之間、在57度與63度之間、在59度與61度之間，或更特定地為約60度。此入射角可提供最佳反射/透射。入射角之範圍平衡反射及透射。使Zr濾光器處於50度至70度角之間的一個優點為用於更好的IR抑制。

上文所提及之實施例提供一種用以監測Zr濾光器之品質且在Zr濾光器受損及/或受污染時/之前改變Zr濾光器之位置、藉由偵測Zr濾光器上之損壞及/或污染物之存在而幫助維持恆定的SXR透射及IR抑制及藉由即時監測其品質而減少所需Zr濾光器之量的工具。

用於偵測經輻照區域上由輻射引起之損壞及/或污染的上文所提及之實施例亦適用於使用極紫外線(EUV)輻射之微影設備之薄膜元件、表面及界面。

照明源可提供於例如度量衡設備MT、檢測設備、微影設備LA及/或微影單元LC中。

用於執行量測之發射輻射之屬性可影響所獲得量測之品質。舉例而言，輻射光束之橫向光束剖面(橫截面)的形狀及大小、輻射之強度、輻射之功率譜密度等可影響藉由輻射執行之量測。因此，具有提供具有產生高品質量測之屬性之輻射的一源係有益的。

在後續編號條項(條項集合1)中揭示另外實施例： 1. 一種度量衡設備，其包含： 照明分支，其包含用於將量測輻射引導至結構上之照明光學器件； 表膜光束分裂器，其位於該照明分支中，該表膜光束分裂器包含可操作以將來自照明源之源輻射光束分裂成參考輻射光束及該量測輻射的表膜薄膜； 量測偵測器，其用於在該量測輻射由該結構散射之後偵測該量測輻射；及 參考偵測器，其用於偵測該參考輻射光束。 2. 如條項1之度量衡裝置，其中該參考輻射光束包含該源輻射光束之總能量之小於3%。 3. 如條項1之度量衡裝置，其中該參考輻射光束包含該源輻射光束之總能量之小於1.5%。 4. 如條項1、2或3之度量衡裝置，其中該參考輻射光束包含該輻射源輻射光束之總能量之大於0.1%。 5. 如條項1、2或3之度量衡裝置，其中該參考輻射光束包含該輻射源輻射光束之總能量之大於0.8%。 6. 如任一前述條項之度量衡裝置，其中該表膜薄膜之透射率及/或反射率在10 nm至20 nm之波長範圍內變化小於25%。 7. 如任一前述條項之度量衡裝置，其中該表膜薄膜之透射率及/或反射率在10 nm至20 nm之波長範圍內變化小於20%。 8. 如任一前述條項之度量衡裝置，其包含在該表膜光束分裂器與參考偵測器之間的分散元件，該分散元件可操作以使該參考輻射光束光譜地分散。 9. 如任一前述條項之度量衡裝置，其中該表膜薄膜包含三個或更多個層，該等三個或更多個層包含在至少一個內部層之各側上的至少一個外部層。 10.    如條項9之度量衡裝置，其中該至少一個外部層包含氧化物材料。 11.    如條項10之度量衡裝置，其中該氧化物材料包含氧化矽、氧化鋁、氧化鋯或氧化釔中之一或多者。 12.    如條項9至11中任一項之度量衡裝置，其中在該至少一個內部層之各側上之該至少一個外部層的厚度小於4 nm。 13.    如條項9至11中任一項之度量衡裝置，其中在該至少一個內部層之各側上之該至少一個外部層的厚度小於3 nm。 14.    如條項9至11中任一項之度量衡裝置，其中在該至少一個內部層之各側上之該至少一個外部層的厚度小於2.5 nm。 15.    如條項9至14中任一項之度量衡裝置，其中在該至少一個內部層之各側上之該至少一個外部層的厚度大於1 nm。 16.    如條項9至14中任一項之度量衡裝置，其中在該至少一個內部層之各側上之該至少一個外部層的厚度大於1.5 nm。 17.    如條項9至16中任一項之度量衡裝置，其中該至少一個內部層包含矽層。 18.    如條項9至17中任一項之度量衡裝置，其中該至少一個內部層包含矽、硼、鋯、鈹、鈮、釔、鉬及/或碳及/或此等材料中之各者的一或多種化合物中之一或多者及/或由其中之一或多者組成。 19.    如條項9至18中任一項之度量衡裝置，其中該至少一個內部層具有小於20 nm之厚度。 20.    如條項9至18中任一項之度量衡裝置，其中該至少一個內部層具有小於15 nm之厚度。 21.    如條項9至18中任一項之度量衡裝置，其中該至少一個內部層具有小於6 nm之厚度。 22.    如條項9至21中任一項之度量衡裝置，其中該至少一個內部層具有大於1 nm之厚度。 23.    如條項9至21中任一項之度量衡裝置，其中該至少一個內部層具有大於4 nm之厚度。 24.    如任一前述條項之度量衡裝置，其中該源輻射光束包含在5 nm至30 nm之範圍內之波長。 25.    如條項1至23中任一項之度量衡裝置，其中該源輻射光束包含在10 nm至20 nm之範圍內之波長。 26.    如任一前述條項之度量衡裝置，其中該源輻射光束至該表膜薄膜上之入射角在45度至70度之間。 27.    如任一前述條項之度量衡裝置，其中該源輻射光束至該表膜薄膜上之入射角在55度至65度之間。 28.    如任一前述條項之度量衡裝置，其中該度量衡裝置經組態用於量測晶圓上之結構，該結構已在微影程序中曝光於該晶圓上。 29.    如任一前述條項之度量衡裝置，其中該表膜薄膜之總厚度小於20 nm。 30.    如任一前述條項之度量衡裝置，其中該表膜薄膜之總厚度小於15 nm。 31.    一種表膜薄膜，其包含三個或更多個層，該等三個或更多個層包含至少一個內部層及在該至少一個內部層之任一側上之至少一個外部層，其中該至少一個內部層包含硼、鋯、鈹、鈮、釔、鉬及/或碳及/或此等材料中之各者的一或多種化合物中之一或多者及/或由其中之一或多者組成。 32.    如條項31之表膜薄膜，其中該至少一個外部層包含氧化物材料。 33.    如條項32之表膜薄膜，其中該氧化物材料包含氧化矽、氧化鋁、氧化鋯或氧化釔中之一或多者。 34.    如條項31至33中任一項之表膜薄膜，其中在該至少一個內部層之各側上之該至少一個外部層的厚度小於4 nm。 35.    如條項31至33中任一項之表膜薄膜，其中在該至少一個內部層之各側上之該至少一個外部層的厚度小於3.5 nm。 36.    如條項31至33中任一項之表膜薄膜，其中在該至少一個內部層之各側上之該至少一個外部層的厚度小於3 nm。 37.    如條項31至33中任一項之表膜薄膜，其中在該至少一個內部層之各側上之該至少一個外部層的厚度小於2.5 nm。 38.    如條項31至37中任一項之表膜薄膜，其中在該至少一個內部層之各側上之該至少一個外部層的厚度大於1 nm。 39.    如條項31至37中任一項之表膜薄膜，其中在該至少一個內部層之各側上之該至少一個外部層的厚度大於1.5 nm。 40.    如條項31至39中任一項之表膜薄膜，其中該至少一個內部層包含矽層。 41.    如條項31至40中任一項之表膜薄膜，其中該至少一個內部層包含硼層或硼化合物層中之一或多者。 42.    如條項31至41中任一項之表膜薄膜，其中該至少一個內部層具有小於20 nm之厚度。 43.    如條項31至41中任一項之表膜薄膜，其中該至少一個內部層具有小於15 nm之厚度。 44.    如條項31至41中任一項之表膜薄膜，其中該至少一個內部層具有小於6 nm之厚度。 45.    如條項31至44中任一項之表膜薄膜，其中該至少一個內部層具有大於1 nm之厚度。 46.    如條項31至44中任一項之表膜薄膜，其中該至少一個內部層具有大於4 nm之厚度。 47.    如條項31至46中任一項之表膜薄膜，其中該表膜薄膜之透射率及/或反射率在10 nm至20 nm之波長範圍內變化小於25%。 48.    如條項31至47中任一項之表膜薄膜，其中該表膜薄膜之透射率及/或反射率在10 nm至20 nm之波長範圍內變化小於20%。 49.    如條項27至48中任一項之表膜薄膜，其中該表膜薄膜之總厚度小於20 nm。 50.    如條項27至48中任一項之表膜薄膜，其中該表膜薄膜之總厚度小於15 nm。 51.    一種表膜薄膜，其包含三個或更多個層，該等三個或更多個層包含至少一個內部層及在該至少一個內部層之任一側上之至少一個外部層，其中該至少一個內部層包含矽、硼、鋯、鈹、鈮、釔、鉬及/或碳及/或此等材料中之各者的一或多種化合物中之一或多者及/或由其中之一或多者組成；且 在該至少一個內部層之各側上之該至少一個外部層的厚度在1 nm與3 nm之間。 52.    如條項51之表膜薄膜，其中在該至少一個內部層之各側上之該至少一個外部層的該厚度在1.5 nm與2.5 nm之間。 53.    如條項51之表膜薄膜，其中該至少一個外部層包含氧化物材料。 54.    如條項53之表膜薄膜，其中該氧化物材料包含氧化矽、氧化鋁、氧化鋯或氧化釔中之一或多者。 55.    如條項51至54中任一項之表膜薄膜，其中該表膜薄膜之總厚度小於20 nm。 56.    如條項51至54中任一項之表膜薄膜，其中該表膜薄膜之總厚度小於15 nm。 57.    如條項51至56中任一項之表膜薄膜，其中該至少一個內部層具有小於20 nm之厚度。 58.    如條項51至56中任一項之表膜薄膜，其中該至少一個內部層具有小於15 nm之厚度。 59.    如條項51至56中任一項之表膜薄膜，其中該至少一個內部層具有小於6 nm之厚度。 60.    如條項51至59中任一項之表膜薄膜，其中該至少一個內部層具有大於1 nm之厚度。 61.    如條項51至59中任一項之表膜薄膜，其中該至少一個內部層具有大於4 nm之厚度。 62.    如條項51至61中任一項之表膜薄膜，其中該表膜薄膜之透射率及/或反射率在10 nm至20 nm之波長範圍內變化小於25%。 63.    如條項51至62中任一項之表膜薄膜，其中該表膜薄膜之透射率及/或反射率在10 nm至20 nm之波長範圍內變化小於20%。 64.    一種表膜光束分裂器，其包含如條項31至63中任一項之表膜薄膜。 65.    一種衰減器及/或驅動輻射濾光器，其包含如條項31至63中任一項之表膜薄膜。 66.    一種濾光器薄膜，其包含至少兩種材料，其中該等至少兩種材料中之至少一第一材料包含鍺或硒或由鍺或硒組成。 67.    如條項66之濾光器薄膜，其包含透射特性，使得透射變異在10 nm與20 nm之間的波長範圍內小於50%。 68.    如條項66之濾光器薄膜，其包含透射特性，使得透射變異在10 nm與20 nm之間的波長範圍內小於30%。 69.    如條項66之濾光器薄膜，其包含透射特性，使得透射變異在10 nm與20 nm之間的波長範圍內小於10%。 70.    如條項66至69中任一項之濾光器薄膜，其中該等至少兩種材料混合或複合成單一層。 71.    如條項66至69中任一項之濾光器薄膜，其中該等至少兩種材料中之各者包含於各別單獨層中。 72.    如條項66至71中任一項之濾光器薄膜，其中該第一材料包含鍺及/或由鍺組成，且該等至少兩種材料進一步包含第二材料，該第二材料包含鋯及/或由鋯組成。 73.    如條項72之濾光器薄膜，其中該等至少兩種材料進一步包含第三材料，該第三材料包含硼或碳及/或由硼或碳組成。 74.    如條項70至73中任一項之濾光器薄膜，其中包含該第一材料之該薄膜之第一層具有30 nm與450 nm之間的厚度。 75.    如條項70至73中任一項之濾光器薄膜，其中包含該第一材料之該薄膜之第一層具有50 nm與300 nm之間的厚度。 76.    如條項70至75中任一項之濾光器薄膜，其包含100 nm與700 nm之間的總厚度。 77.    如條項70至75中任一項之濾光器薄膜，其包含100 nm與500 nm之間的總厚度。 78.    如條項66至71中任一項之濾光器薄膜，其中該第一材料包含硒及/或由硒組成，且該等至少兩種材料進一步包含第二材料，該第二材料包含銅及/或由銅組成。 79.    如條項78之濾光器薄膜，其中包含該第一材料之該薄膜之第一層具有30 nm與600 nm之間的厚度。 80.    如條項78之濾光器薄膜，其中包含該第一材料之該薄膜之第一層具有30 nm與400 nm之間的厚度。 81.    如條項78、79或80之濾光器薄膜，其包含50 nm與1.5 µm之間的總厚度。 82.    如條項78、79或80之濾光器薄膜，其包含50 nm與500 nm之間的總厚度。 83.    一種光束分裂器、衰減器及/或驅動輻射濾光器，其包含如條項66至82中任一項之濾光器薄膜。 84.    一種度量衡設備，其包含如條項83之光束分裂器、衰減器及/或驅動輻射濾光器。 85.    一種用於偵測經輻照區域上由第一輻射引起之損壞及/或污染的方法，該方法包含： 將第二輻射輻照至經輻照區域上，其中該經輻照區域亦由該第一輻射輻照，其中該第二輻射由該經輻照區域反射以產生反射輻射， 偵測該反射輻射以獲得信號，及 基於該信號獲得關於該經輻照區域之損壞及/或污染資訊。 86.    如條項85之方法，其中該經輻照區域為薄膜之區域。 87.    如條項85或86之方法，其中推斷該第一輻射。 88.    如條項85至87中任一項之方法，其中該第二輻射來自與該第一輻射相同之源。 89.    如條項85至87中任一項之方法，其中該第二輻射來自與該第一輻射不同之源。 90.    如條項85至89中任一項之方法，其中該第一輻射及該第二輻射兩者包含脈衝。 91.    如條項90之方法，其中在該第一輻射與該第二輻射之間存在延遲。 92.    如條項85至91中任一項之方法，其中該反射輻射係由一對平衡偵測器偵測。 93.    如條項85至92中任一項之方法，其中該第二輻射經偏振。

在後續編號條項(條項集合2)中揭示另外實施例： 1. 一種表膜薄膜，其包含三個或更多個層，該等三個或更多個層包含至少一個內部層及在該至少一個內部層之任一側上之至少一個外部層，其中該至少一個內部層包含碳化矽、二碳化矽、碳化硼及氮化硼中之一或多者及/或由其中之一或多者組成，且其中該至少一個外部層中之至少一者包含氧化物材料。 2. 如條項1之表膜薄膜，其中該氧化物材料包含氧化矽、氧化鋁、氧化鋯或氧化釔中之一或多者。 3. 如條項1或2之表膜薄膜，其中該至少一個內部層具有小於6 nm之厚度。 4.    如前述條項中任一項之表膜薄膜，其中該至少一個內部層具有大於1 nm之厚度。 5. 如前述條項中任一項之表膜薄膜，其中該至少一個外部層中之至少一者包含釕。 6. 如條項5之表膜薄膜，其中該至少一個內部層之前側係用包含釕之該外部層封蓋，且該至少一個內部層之背側係用包含該氧化物材料之該外部層封蓋。 7. 一種度量衡設備，其包含： 照明分支，其包含用於將量測輻射引導至結構上之照明光學器件； 表膜分裂器，其位於該照明分支中，該表膜分裂器包含可操作以將來自照明源之源輻射光束分裂成參考輻射光束及該量測輻射的表膜薄膜； 量測偵測器，其用於在該量測輻射由該結構散射之後偵測該量測輻射；及 參考偵測器，其用於偵測該參考輻射光束， 其中該源輻射光束至該表膜分裂器上之入射角在45度至70度之間。 8. 如條項7之度量衡設備，其中該源輻射光束至該表膜分裂器上之該入射角在46度與50度之間。 9. 如條項7之度量衡設備，其中該源輻射光束至該表膜分裂器上之該入射角在55度與65度之間。 10.    一種度量衡設備，其包含： 照明分支，其包含用於將量測輻射引導至結構上之照明光學器件； 表膜分裂器，其位於該照明分支中，該表膜分裂器包含可操作以將來自照明源之源輻射光束分裂成參考輻射光束及該量測輻射的表膜薄膜； 量測偵測器，其用於在該量測輻射由該結構散射之後偵測該量測輻射；及 參考偵測器，其用於偵測該參考輻射光束， 其中該源輻射光束至該表膜分裂器上之入射角在40度與44度之間。 11.    如條項7至10中任一項之度量衡設備，其包含在該表膜光束分裂器與該參考偵測器之間的分散元件，該分散元件可操作以使該參考輻射光束光譜地分散。 12.    如條項11之度量衡設備，其中該分散元件為透射分散元件。 13.    如條項7至12中任一項之度量衡設備，其包含聚焦鏡面。 14.    如條項13之度量衡設備，其中該表膜光束分裂器置放於該聚焦鏡面之上游側處。 15.    如條項13之度量衡設備，其中該表膜光束分裂器置放於該聚焦鏡面之下游側處。 16.    一種表膜薄膜，其包含三個或更多個層，該等三個或更多個層包含至少一個內部層及在該至少一個內部層之任一側上之至少一個外部層，其中該至少一個內部層包含硼、鋯、鈹、鈮、釔、鉬及/或碳及/或此等材料中之各者的一或多種化合物中之一或多者及/或由其中之一或多者組成，其中該至少一個內部層具有小於6 nm之厚度。 17.    一種度量衡設備，其包含： 照明分支，其包含用於將量測輻射引導至結構上之照明光學器件； 表膜分裂器，其位於該照明分支中，該表膜分裂器包含可操作以將來自照明源之源輻射光束分裂成參考輻射光束及該量測輻射的表膜薄膜； 量測偵測器，其用於在該量測輻射由該結構散射之後偵測該量測輻射； 參考偵測器，其用於偵測該參考輻射光束，及 分散元件，其位於該表膜光束分裂器與該參考偵測器之間，可操作以光譜地分散該參考輻射光束， 其中該分散元件為透射分散元件。

儘管可在本文中特定地參考在反射(或透射)薄膜之上下文中之實施例，但實施例可用於透射(或反射)薄膜中。形成不同實施例之一或多個層可進一步組合以提供更高級功能(例如，更少透射/反射變異)。

儘管可在本文中特定地參考微影設備在IC製造中之使用，但應理解，本文中所描述之微影設備可具有其他應用。可能之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圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等。

儘管可在本文中特定地參考在微影設備之上下文中之實施例，但實施例可用於其他設備中。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)之物件的任何設備之部分。此等設備通常可稱為微影工具。此微影工具可使用真空條件或周圍(非真空)條件。

儘管可在本文中特定地參考在檢測或度量衡設備之上下文中之實施例，但實施例可用於其他設備中。實施例可形成遮罩檢測設備、微影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)之物件的任何設備之部分。術語「度量衡設備」(或「檢測設備」)亦可指檢測設備或檢測系統(或度量衡設備或度量衡系統)。例如，包含實施例之檢測設備可用於偵測基板之缺陷或基板上之結構的缺陷。在此實施例中，基板上之結構之所關注特性可能與結構中之缺陷、結構之特定部分之不存在或基板上之非想要結構之存在相關。

儘管上文可能已特地定參考在光學微影之上下文中之實施例的使用，但應瞭解，本發明在上下文允許之情況下不限於光學微影，且可用於其他應用(例如壓印微影)中。

雖然上文所描述之目標或目標結構(更一般而言，基板上之結構)為出於量測目的而特定設計及形成之度量衡目標結構，但在其他實施例中，可對作為在基板上形成之裝置之功能性部分的一或多個結構量測所關注屬性。許多裝置具有規則的類光柵結構。如本文中所使用之術語結構、目標光柵及目標結構不要求已特定針對正執行之量測來提供結構。此外，度量衡目標之節距可接近於散射計之光學系統的解析度極限或可能更小，但可能比目標部分C中之藉由微影製程製得的典型非目標結構(視情況產品結構)之尺寸大得多。在實踐中，可使目標結構內之疊對光柵之線及/或空間包括在尺寸上類似於非目標結構之較小結構。

雖然上文已描述特定實施例，但將瞭解，可以與如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，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述之申請專利範圍之範疇的情況下對如所描述之本發明進行修改。

儘管特定地參考「度量衡設備/工具/系統」或「檢驗設備/工具/系統」，但此等術語可指相同或類似類型之工具、設備或系統。例如，包含本發明之實施例的檢測或度量衡設備可用於判定基板上或晶圓上之結構的特性。例如，包含本發明之實施例的檢測設備或度量衡設備可用於偵測基板之缺陷或基板上或晶圓上之結構之缺陷。在此實施例中，基板上之結構之所關注特性可能與結構中之缺陷、結構之特定部分之不存在或基板上或晶圓上之非想要結構之存在相關。

儘管特定地參考HXR、SXR及EUV電磁輻射，但應瞭解，本發明在上下文允許之情況下可藉由所有電磁輻射來實踐，該等電磁輻射包括無線電波、微波、紅外線、(可見)光、紫外線、X射線及γ射線。

雖然上文已描述特定實施例，但應瞭解，一個實施例中之特徵中之一或多者亦可存在於不同實施例中，且亦可組合兩個或更多個不同實施例中之特徵。

2:寬頻帶輻射投影儀 4:光譜儀偵測器 5:輻射 6:光譜 8:輪廓 10:散射輻射 11:源 12:透鏡 13:孔徑板 13N:孔徑板 13S:孔徑板 14:透鏡 15:光束分裂器 16:物鏡 17:第二光束分裂器 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 302:度量衡設備/檢測設備 310:照明源 312:照射系統/照明光學器件 314:參考偵測器 315:信號 316:基板支撐件 318:偵測系統 320:度量衡處理單元/度量衡處理器 330:泵送輻射源 332:氣體遞送系統 334:氣體供應件 336:電源 340:第一泵送輻射 342:發射輻射/經濾光光束 344:濾光裝置 350:檢測腔室 352:真空泵 356:經聚焦光束 360:反射輻射 372:位置控制器 374:感測器 382:光譜資料 397:繞射輻射 398:偵測系統 399:信號 600:照明源 601:腔室 603:照射系統 605:輻射輸入 607:輻射輸出 609:氣體噴嘴 611:泵送輻射 613:發射輻射 615:氣流 617:開口 800:泵送輻射 805:HHG產生點 810:HHG輻射/源輻射 815:空間濾光器 820:聚焦鏡面 822:光柵 825:量測輻射 830:目標 835:第二散射輻射 840:分散元件 845:經分散散射輻射 850:量測偵測器 855:參考輻射 860:參考偵測器 865:鏡面 870:第一散射輻射 875:量測偵測器 900:表膜光束分裂器 910:參考輻射 915:分散元件 920:經光譜分散參考輻射 1000:曲線圖 1100:光譜回應 1110:鍺及鋯濾光器 1120:硒及銅濾光器 1130:硼、鍺及鋯濾光器 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 CL:電腦系統 DE:顯影器 I:入射射線 IF:位置量測系統 IL:照射系統/照射器 I/O1:輸入/輸出埠 I/O2:輸入/輸出埠 LA:微影設備 LACU:微影控制單元 LB:裝載區 LC:微影單元 M1:遮罩對準標記 M2:遮罩對準標記 MA:圖案化裝置/遮罩 MT:度量衡工具 O:點線/光軸 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 RO:機器人 S:光點 SC:旋塗器 SC1:第一標度 SC2:第二標度 SC3:第三標度 SCS:監督控制系統 SO:輻射源 T:遮罩支撐件/所關注結構/目標結構 Ta:目標 TCU:塗佈顯影系統控制單元 W:基板 WT:基板支撐件

現將參考隨附示意性圖式而僅藉助於實例來描述實施例，在該等圖式中： -  圖1描繪微影設備之示意性概述； -  圖2描繪微影單元之示意性概述； -  圖3描繪整體微影之示意性表示，其表示最佳化半導體製造之三種關鍵技術之間的合作； -  圖4示意性地繪示散射量測設備； -  圖5描繪其中使用EUV及/或SXR輻射之度量衡設備之示意性表示； -  圖6描繪照明源之簡化示意圖，該照明源可為用於諸如圖5中所繪示之度量衡設備之高階諧波產生的照明源； -  圖7包含(a)用於根據本發明之實施例而使用第一對照明孔徑來量測目標之暗場散射計的示意圖、(b)用於給定照明方向之目標光柵之繞射光譜的細節、(c)在使用散射計以用於基於繞射之疊對量測時提供另外照明模式之第二對照明孔徑，及(d)組合第一對孔徑與第二對孔徑之第三對照明孔徑； -  圖8為已知組態之度量衡設備之示意性說明； -  圖9為根據實施例之度量衡設備之示意性說明； -  圖10(a)為鋯濾光器之透射率Trn相對於波長λ之曲線圖； -  圖10(b)為鍺濾光器之透射率Trn相對於波長λ之曲線圖； -  圖10(c)為硒濾光器之透射率Trn相對於波長λ之曲線圖；及 -  圖11為鍺及鋯濾光器、硒及銅濾光器以及硼、鍺及鋯濾光器中之各者的透射率Trn相對於波長λ之曲線圖。

800:泵送輻射

805:HHG產生點

810:源輻射

815:空間濾光器

820:聚焦鏡面

825:量測輻射

830:目標

835:第二散射輻射

840:分散元件

845:經分散散射輻射

850:量測偵測器

860:參考偵測器

870:第一散射輻射

875:量測偵測器

900:表膜光束分裂器

910:參考輻射

915:分散元件

920:經光譜分散參考輻射

Claims (15)

1. 一種表膜薄膜，其包含三個或更多個層，該等三個或更多個層包含至少一個內部層及分別在該至少一個內部層之兩側上之至少一個外部層，其中該至少一個內部層包含碳化矽、二碳化矽、碳化硼及氮化硼中之一或多者及/或由其中之一或多者組成，且其中該至少一個外部層中之至少一者包含一氧化物材料。
2. 如請求項1之表膜薄膜，其中該氧化物材料包含一氧化矽、一氧化鋁、一氧化鋯或一氧化釔中之一或多者。
3. 如請求項1或2之表膜薄膜，其中該至少一個內部層具有小於6 nm之一厚度。
4. 如請求項1或2之表膜薄膜，其中該至少一個內部層具有大於1 nm之一厚度。
5. 如請求項1或2之表膜薄膜，其中該至少一個外部層中之至少一者包含釕。
6. 如請求項5之表膜薄膜，其中該至少一個內部層之前側係用包含釕之該外部層封蓋，且該至少一個內部層之背側係用包含該氧化物材料之該外部層封蓋。
7. 一種度量衡設備，其包含： 一照明分支，其包含用於將一量測輻射引導至一結構上之照明光學器件； 一表膜分裂器，其位於該照明分支中，該表膜分裂器包含可操作以將來自一照明源之一源輻射光束分裂成一參考輻射光束及該量測輻射的一表膜薄膜； 一量測偵測器，其用於在該量測輻射由該結構散射之後偵測該量測輻射；及 一參考偵測器，其用於偵測該參考輻射光束， 其中該源輻射光束至該表膜分裂器上之一入射角在45度至70度之間。
8. 如請求項7之度量衡設備，其中該源輻射光束至該表膜分裂器上之該入射角在46度與50度之間。
9. 如請求項7之度量衡設備，其中該源輻射光束至該表膜分裂器上之該入射角在55度與65度之間。
10. 一種度量衡設備，其包含： 一照明分支，其包含用於將一量測輻射引導至一結構上之照明光學器件； 一表膜分裂器，其位於該照明分支中，該表膜分裂器包含可操作以將來自一照明源之一源輻射光束分裂成一參考輻射光束及該量測輻射的一表膜薄膜； 一量測偵測器，其用於在該量測輻射由該結構散射之後偵測該量測輻射；及 一參考偵測器，其用於偵測該參考輻射光束， 其中該源輻射光束至該表膜分裂器上之一入射角在40度與44度之間。
11. 如請求項7至10中任一項之度量衡設備，其包含在該表膜光束分裂器與該參考偵測器之間的一分散元件，該分散元件可操作以使該參考輻射光束光譜地分散。
12. 如請求項11之度量衡設備，其中該分散元件為一透射分散元件。
13. 如請求項7至10中任一項之度量衡設備，其包含一聚焦鏡面。
14. 如請求項13之度量衡設備，其中該表膜光束分裂器置放於該聚焦鏡面之上游側處。
15. 如請求項13之度量衡設備，其中該表膜光束分裂器置放於該聚焦鏡面之下游側處。