TW202415931A

TW202415931A - 用於判定物理量之方法及設備

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Publication number: TW202415931A
Application number: TW112120019A
Authority: TW
Inventors: 欣伯格米歇爾阿爾方斯西奧多羅斯范; 安東尼喬翰斯凱特斯; 詹姆士羅伯特道尼斯; 馬克珍史匹克曼; 羅伯特帕家諾
Original assignee: 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司
Priority date: 2022-06-23
Filing date: 2023-05-30
Publication date: 2024-04-16

Abstract

本發明揭示一種判定一物理量之方法。該方法使用經組態以並行取樣複數個位置之一感測器系統，其中取樣各位置使用入射於一物件平面圖案化裝置(標記)及一影像平面感測器上之輻射。各標記包含一第一部分及一第二部分，該第一部分不同於該第二部分，且其中該等標記中之至少一者的該第一部分及該第二部分相對於其他標記之該第一部分及該第二部分轉置。各標記對應於一不同取樣位置。該方法包含對於各標記之各部分：在一第一方向上執行一第一量測；及在不同於該第一方向之一第二方向上執行一第二量測。四個資料集經判定且隨後經組合以判定物理參數。

Description

用於判定物理量之方法及設備

本發明係關於判定一或多個物理量之方法及用於進行該方法之相關聯設備。該一或多個物理量可係關於例如投影系統之物件平面與影像平面之間的對準。

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)之圖案(亦常常稱為「設計佈局」或「設計」)投影至提供於基板(例如，晶圓)上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。

隨著半導體製造程序繼續進步，幾十年來，電路元件之尺寸已不斷地縮減，同時每裝置之諸如電晶體之功能元件的量已穩定地增加，其遵循通常被稱作「莫耳定律(Moore's law)」之趨勢。為了跟上莫耳定律，半導體行業正追逐使得能夠產生愈來愈小特徵之技術。為了將圖案投影於基板上，微影設備可使用電磁輻射。此輻射之波長判定圖案化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以在基板上形成較小特徵。

在微影設備中，許多感測器系統用於量測全部種類之物理量。所關注量之實例為距離/位置、時間、速度、加速度、力、透鏡像差等。此等感測器系統中之一些使用輸出週期性變化信號的偵測器。此週期性變化信號可使用諸如光柵之週期性結構獲得。週期變化信號可具有例如正弦形狀。

使用投影系統將已藉由圖案化裝置圖案化之輻射聚焦至基板上。投影系統可引入光學像差，該等光學像差使得形成於基板上之影像偏離所要影像(例如，圖案化裝置之繞射受限影像)。微影設備中之對準亦為重要態樣，例如以確保所要影像經定位於正確位置中。包括例如基板之組件的另外對準亦為一重要態樣。

可能需要提供用於準確地判定此類物理量(例如由投影系統所引起之像差，使得此等像差可經較佳控制，或用以判定例如基板對準的信號之強度)的方法及設備。此外，可需要提供用於準確地判定微影設備中之投影對準之方法及設備。

根據本發明之一第一態樣，提供一種判定物理量之方法，該方法使用經組態以取樣複數個位置之感測器系統，其中在各位置處之取樣使用一物件平面圖案化裝置及一影像平面感測器，其中各物件平面圖案化裝置包含一第一部分及一第二部分，該第一部分不同於該第二部分，且其中該等物件平面圖案化裝置中之至少一者的第一部分及第二部分相對於其他物件平面圖案化裝置之第一部分及第二部分而轉置；且其中該方法包含：使用各物件平面圖案化裝置之第一部分並在第一方向上執行第一量測以便產生一第一資料集；使用各物件平面圖案化裝置之該第二部分並在該第一方向上執行第二量測以便產生一第二資料集；使用各物件平面圖案化裝置之該第一部分並在一第二方向上執行第三量測以便產生一第三資料集，該第二方向不同於該第一方向；使用各物件平面圖案化裝置之該第二部分並在該第二方向上執行第四量測以便產生一第四資料集；及組合該第一、第二、第三及第四資料集以便判定該物理量。

根據第一態樣之方法係有利的，此係因為其產生對相關強度雜訊不太敏感的經判定物理量，如現在論述。

將瞭解，第一、第二、第三及第四資料集中之各者係使用輻射產生且輻射可經受強度雜訊(亦即，輻射之強度將經受隨時間之變化或波動)。具有共同雜訊源之輻射入射於各物件平面圖案化裝置及影像平面感測器上以產生第一、第二、第三及/或第四資料集。由於在第一、第二、第三及第四資料集中之任一者內產生的資料係用相同輻射之發射(例如連續或脈衝)形成，因此將存在第一、第二、第三及第四資料集中之任一者內的強度雜訊的相關性。

物件平面圖案化裝置可包含光柵。

物件平面圖案化裝置之第一部分之定向可正交於第二部分之定向。此配置鑒於最小化後續模型化所需的資料之處理而係有利的。

至少一個物件平面圖案化裝置之定向可正交於其他物件平面圖案化裝置之第二定向。

在一些實施例中，第一、第二、第三及第四量測形成剪切干涉測量程序之部分。

在一些實施例中，物件平面圖案化裝置之第一部分具有一第一剪切方向且第二部分具有一第二剪切方向，該第二剪切方向不同於該第一剪切方向。第一量測之第一方向可包含平行於第一剪切方向之分量及平行於第二剪切方向之分量，且第二量測之第二方向可包含平行於第一剪切方向之分量及平行於第二剪切方向之分量。在第一方向及第二方向中之各者包含平行於第一剪切方向之分量及平行於第二剪切方向之分量的情況下，在第一方向及第二方向中之任一者上的掃描實際上導致同時在第一剪切方向及第二剪切方向兩者上的掃描。

在一實施例中，第一方向及第二方向中之一者使得其平行於第一剪切方向之分量的正負號與其平行於第二剪切方向之分量的正負號相反，且第一方向及第二方向中之另一者使得其平行於第一剪切方向之分量的正負號與其平行於第二剪切方向之分量的正負號相同。有利地，當在一個方向上掃描時，可確保在另一方向上的波前映圖之微分的誤差之正負號對於第一組及第二組中之各者而不同。又，此允許相關強度誤差經模型化掉。第一方向及第二方向可相對於第一剪切方向及第二剪切方向中之各者以45°而對準。

在一些實施例中，影像感測器可包含複數個影像感測器。複數個影像平面感測器中之各者可包含可定位以自複數個物件平面圖案化裝置中之對應者接收輻射的第二圖案化裝置，且其中複數個影像平面感測器包含經配置以自複數個第二圖案化裝置接收輻射的偵測器。

在一些實施例中，組合第一、第二、第三及第四資料集以便判定物理量之方法包含：組合第一資料集與第二資料集以便判定各取樣位置之至少一個第一物理參數；組合第三資料集與第四資料集以便判定各取樣位置之至少一個第二物理參數；及組合用於各取樣位置之經判定第一物理參數與用於各取樣位置之經判定第二物理參數以形成用於各取樣位置之輸出經校正物理參數，以便至少部分地校正由用於產生第一、第二、第三及/或第四資料集的輻射之強度變化所引起的經判定第一及第二物理參數之誤差。

物理量可包含投影系統之一或多個像差。另外，第一、第二、第三及第四物理參數可分別對應於第一、第二、第三及第四像差係數。

在一些實施例中，組合第一資料集與第二資料集以便判定一或多個像差可進一步包含：判定在第一方向上之一第一波前傾斜係數；組合第三資料集與第四資料集以便判定一或多個像差之步驟可進一步包含：判定在第一方向上之第二波前傾斜係數；及組合用於各取樣位置的在第一方向上之經判定第一波前傾斜係數與用於各取樣位置的在第一方向上之經判定第二波前傾斜係數以便形成用於各取樣位置的在第一方向上之輸出波前傾斜係數，以便至少部分地校正由用於產生第一資料集及第二資料集的輻射之強度變化所引起的在第一方向上的經判定第一波前傾斜係數及在第一方向上的經判定第二波前傾斜係數之誤差。

在一些實施例中，組合用於各取樣位置的在第一方向上之經判定第一波前傾斜係數與用於各取樣位置的在第一方向上之經判定第二波前傾斜係數以便形成用於各取樣位置的在第一方向上之輸出波前傾斜係數可包含：執行一最小平方擬合以同時最小化：用於以下各者之間的差異的各取樣位置之均方根：(a)在第一方向上之經判定第一波前傾斜係數；及(b)在第一方向上之輸出波前傾斜係數加一第一常量；用於以下各者之間的差異的各取樣位置之均方根：(a)在第一方向上之經判定第二波前傾斜係數；及(b)對於物件平面圖案化裝置之光柵結構的第一部分，在第一方向上之輸出波前傾斜係數加一第二常量乘以+1及對於物件平面圖案化裝置之光柵結構的第二部分，在第一方向上之輸出波前傾斜係數加一第二常量乘以-1。

在一些實施例中，物理量包含強度。

在一些實施例中，物理量包含經量測輻射之一或多個強度，且第一、第二、第三及第四物理參數分別對應於第一、第二、第三及第四強度值。

在一些實施例中，組合第一、第二、第三與第四資料集以便判定物理量包含：組合第一資料集與第二資料集以便對於各取樣位置判定在第二步進方向上之一第一波前傾斜係數；組合第三資料集與第四資料集以便對於各取樣位置判定在第二方向上之第二波前傾斜係數；及組合用於各取樣位置之第二方向上的經判定第一波前傾斜係數與用於各取樣位置的在第二方向上之經判定第二波前傾斜係數以便形成用於各取樣位置的在第二方向上之輸出波前傾斜係數，以便至少部分地校正由用於產生第二資料集及第四資料集的輻射之強度變化所引起的在第二方向上的經判定第一波前傾斜係數及在第二方向上的經判定第二波前傾斜係數之誤差。

在一些實施例中，組合用於各取樣位置的在第二方向上之經判定第一波前傾斜係數與用於各取樣位置的在第二方向上之經判定第二波前傾斜係數以便形成用於各取樣位置的在第二方向上之輸出波前傾斜係數包含：執行一最小平方擬合以同時最小化：用於以下各者之間的差異的複數個取樣位置之均方根：(a)在第二方向上之經判定第一波前傾斜係數；及(b)在第二方向上之輸出波前傾斜係數加一第三常量；用於以下各者之間的差異的複數個取樣位置之均方根：(a)在第二方向上之經判定第二波前傾斜係數；及(b)對於物件平面圖案化裝置之光柵結構的第一部分，在第二方向上之輸出波前傾斜係數加一第四常量乘以+1及對於物件平面圖案化裝置之光柵結構的第二部分，在第二方向上之輸出波前傾斜係數加一第四常量乘以-1。

在一些實施例中，各量測包含：運用第一輻射照明複數個物件平面圖案化裝置；在複數個影像平面感測器中之不同者的圖案化裝置上形成複數個物件平面圖案化裝置中之各者的影像；經由在一方向上分離之複數個位置掃描複數個物件平面圖案化裝置或對應複數個影像平面感測器中之至少一者以便產生用於複數個取樣位置中之各者的振盪相掃描信號；及判定在輻射偵測器上之複數個位置處的振盪信號之諧波的相位。

振盪信號之諧波(其等同於在輻射偵測器上之複數個位置中之各者處的投影系統之光瞳平面中的一對位置之間的像差映圖之差)可為一第一諧波。

投影系統之光瞳平面中的該對位置可在剪切方向上分離對應於兩個鄰近第一繞射光束之間的光瞳平面中之距離兩倍的一剪切距離。

根據本發明之第二態樣，存在一種用於判定物理量的量測系統，該量測系統包含：複數個物件平面圖案化裝置，其包含：具有一第一定向之第一組圖案化裝置；及具有一第二定向之第二組圖案化裝置，該第二定向不同於該第一定向；一照明系統，其經配置以運用輻射照明第一組及第二組物件平面圖案化裝置以便形成複數個第一繞射光束，來自該第一組圖案化裝置中之各者的該等第一繞射光束在對應於該第一定向之一調變方向上分離且來自該第二組圖案化裝置中之各者的該等第一繞射光束在對應於該第二定向之一調變方向上分離；一影像平面感測器，其包含一圖案化裝置及一輻射偵測器；該照明系統經組態以在該影像平面感測器之圖案化裝置上形成複數個物件平面圖案化裝置中之各者的影像以便自第一繞射光束中之各者形成複數個第二繞射光束；一定位設備，其經組態以在第一方向或第二方向上移動複數個物件平面圖案化裝置；及一控制器，其經組態以實施本發明之方法。

根據本發明之第三態樣，存在一種用於判定物理量的量測系統，該量測系統包含：複數個物件平面圖案化裝置，其包含：具有一第一定向之第一組圖案化裝置；及具有一第二定向之第二組圖案化裝置，該第二定向不同於第一定向；一照明系統，其經配置以運用輻射照明複數個物件平面圖案化裝置以便形成複數個第一繞射光束，來自第一組圖案化裝置中之各者的該等第一繞射光束在對應於該第一定向之一調變方向上分離且來自該第二組圖案化裝置中之各者的該等第一繞射光束在對應於該第二定向之一調變方向上分離；複數個影像平面感測器，各包含一圖案化裝置且各與一輻射偵測器通信；該照明系統經組態以在該影像平面感測器之圖案化裝置上形成複數個物件平面圖案化裝置中之各者的影像以便自第一繞射光束中之各者形成複數個第二繞射光束；一定位設備，其經組態以在第一方向或第二方向上移動複數個物件平面圖案化裝置或對應複數個影像平面感測器中之至少一者；及一控制器，其經組態以實施本發明之方法。

根據本發明之第四態樣，提供一種攜載包含電腦可讀指令之電腦程式的電腦可讀媒體，該等電腦可讀指令經組態以致使電腦實施根據本發明之第一、第二及第三態樣中任一者之方法。

根據本發明之一第五態樣，提供一種電腦設備，其包含：一記憶體，其儲存處理器可讀指令；及一處理器，其經配置以讀取及實行儲存於該記憶體中之指令，其中該等處理器可讀指令包含經配置以控制該電腦實施根據本發明之第一、第二及第三態樣中任一者之方法的指令。

根據本發明之第六態樣，提供一種微影設備，其包含根據本發明之第四及第五態樣中任一者之量測系統。

根據本發明之第七態樣，提供一種度量衡工具，其包含根據本發明之第四及第五態樣中任一者之量測系統。

應瞭解，在以下描述中上文所描述或參考之一或多個態樣或特徵可與一或多個其他態樣或特徵組合。

相關申請案之交叉參考

本申請案主張2022年6月23日申請且全文以引用方式併入本文中之歐洲專利申請案22180704.3之優先權。

在本發明文件中，術語「輻射」及「光束」用以涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線輻射(例如具有365 nm、248 nm、193 nm、157 nm或126 nm之波長)及極紫外線(EUV輻射，例如具有在5 nm至100 nm之範圍內之波長)。

如本文中所採用之術語「倍縮光罩」、「遮罩」或「圖案化裝置」可廣泛地解釋為係指可用以向入射輻射光束賦予圖案化橫截面之通用圖案化裝置，該圖案化橫截面對應於待在基板之目標部分中產生之圖案。在此上下文中，亦可使用術語「光閥」。除典型遮罩(透射性或反射性，二元、相移、混合式等)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：照明系統(亦稱為照明器) IL，其經組態以調節輻射光束B (例如UV輻射、DUV輻射或EUV輻射)；遮罩支撐件(例如遮罩台) MT，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來準確地定位該圖案化裝置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來準確地定位該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。應理解，投影系統PS可為任何系統，來自照明源之輻射傳遞通過該系統，經由該系統可獲取由於照明會聚之故障(其可歸因於例如透鏡及/或鏡面缺陷而發生)的缺陷。因而，圖案化裝置可定位在如圖1中所示之投影系統PS的種類外部，使得用於該圖案化裝置之輻射光束為例如度量衡輻射光束且並不用於曝光基板之抗蝕劑上的圖案。

在操作中，照明系統IL例如經由一光束遞送系統BD自一輻射源SO接收一輻射光束。照明系統IL可包括用於引導、塑形及/或控制輻射的各種類型之光學組件，諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電及/或其他類型之光學組件，或其任何組合。照明器IL可用以調節輻光束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。

本文中所用之術語「投影系統」PS應廣泛解譯為涵蓋各種類型的投影系統，包括折射、反射、反射折射、合成、磁性、電磁及/或靜電光學系統或其任何組合，其適於正使用用於曝光及量測兩者的輻射，及/或適於諸如使用浸潤液體或使用真空之其他因素。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用與更一般之術語「投影系統」PS同義。

微影設備LA可屬於一種類型，其中基板的至少一部分可由具有相對高折射率之例如水之液體覆蓋，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。在以引用方式併入本文中之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 (又名「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進行準備基板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之部分或提供浸潤液體之系統之部分。量測載物台可在基板支撐件WT遠離投影系統PS時在投影系統PS之下移動。

在操作中，輻射光束B入射於固持在遮罩支撐件MT上的圖案化裝置MA (例如遮罩)，且藉由存在於圖案化裝置MA上的圖案(設計佈局)進行圖案化。在已橫穿遮罩MA的情況下，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PMS，可準確地移動基板支撐件WT，例如以便將不同目標部分C定位於在聚焦且對準之位置處的輻射光束B之路徑中。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)可用以相對於輻射光束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。在基板對準標記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。

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

為闡明本發明，使用笛卡爾座標系。笛卡爾座標系具有三個軸，亦即x軸、y軸及z軸。三個軸中之各者與其他兩個軸正交。圍繞x軸之旋轉稱為Rx旋轉。圍繞y軸之旋轉稱為Ry旋轉。圍繞z軸之旋轉稱作Rz旋轉。x軸及y軸定義水平平面，而z軸處於豎直方向上。笛卡爾座標系不限制本發明且僅用於說明。實際上，諸如圓柱形座標系之另一座標系可用於闡明本發明。笛卡爾座標系之定向可不同，例如，使得z軸具有沿著水平平面之分量。

用於微影系統之量測及/或曝光系統，或用於諸如電子束度量衡工具之度量衡系統的輻射可經受強度雜訊(亦即，輻射之強度將經受隨時間之變化或波動)。此類雜訊對量測或曝光的準確度有損害。本發明係關於至少部分地校正此類雜訊的方法及相關聯設備。

微影系統之投影系統PS具有可非均一之光學轉移函數，其可影響成像於基板W上之圖案。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及相對相位映圖之此等純量映圖表達為基底函數之完整集合之線性組合。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。由於任尼克多項式在單位圓上正交，因此可藉由依次計算經量測純量映圖與各任尼克多項式之內積且將此內積除以彼任尼克多項式之範數之平方而自該經量測純量映圖獲得任尼克係數。在下文中，除非另外陳述，否則對任尼克係數之任何參考應被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，在替代實施例中，可使用其他基底函數集合。舉例而言，一些實施例可使用塔蒂安(Tatian)任尼克多項式例如用於經遮蔽孔徑系統。

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失真(依據光瞳平面上之位置，或替代地，依據輻射接近投影系統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： (1) 其中及為光瞳平面中之座標，為任尼克多項式，且為係數。應瞭解，在下文中，任尼克多項式及係數係用通常被稱作諾爾(Noll)指數之指數來標註。因此，係具有n之諾爾指數的任尼克多項式，且係具有n之諾爾指數的係數。波前像差映圖可接著藉由此展開式中之係數集合來特性化，該等係數可被稱作任尼克係數。

應瞭解，僅考量有限數目個任尼克階。相位映圖之不同任尼克係數可提供關於由投影系統PS引起的不同形式之像差之資訊。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之效能不相關，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的像差之其他形式(例如，像散、慧形像差、球面像差及其他效應)。

貫穿本說明書，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與完美球形波前之偏差的所有形式，包括由於影像置放引起的偏差。

可藉由經由投影系統PS投影來自物件平面圖案化裝置(亦即，圖案化裝置MA之平面中的圖案化裝置)之輻射及使用剪切干涉計量測波前(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。此剪切干涉計可包含投影系統(亦即，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涉圖案的偵測器。

投影系統PS包含複數個光學元件。微影設備LA進一步包含用於調整此等光學元件以便校正像差(貫穿場橫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可為可操作的而以一或多種不同方式操縱投影系統PS內之光學元件。投影系統可具有其中其光軸在z方向上延伸之座標系(將瞭解，此z軸之方向可沿著穿過投影系統的光學路徑變化)。調整構件PA可操作以進行以下各項之任何組合：使一或多個光學元件移位；使一或多個光學元件傾斜；及/或使一或多個光學元件變形。光學元件之移位可在任何方向(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將力施加於光學元件之側上及/或藉由使用加熱元件以加熱光學元件之所選擇區而執行光學元件之變形。一般而言，沒有可能調整投影系統PS來校正變跡(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之透射映圖。

在一些實施例中，調整構件PA可為可操作的以移動支撐結構MT及/或基板台WT。調整構件PA可為可操作的以使支撐結構MT及/或基板台WT移位(在x、y、z方向中之任一者或其組合上)及/或傾斜(藉由圍繞在x或y方向上之軸線旋轉)。

形成微影設備之部分之投影系統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。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可包含使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之由投影系統PS引起的像差。可使用量測系統來判定由投影系統PS引起的像差。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引起的像差。

圖2為可用以判定由投影系統PS引起之像差的量測系統10之示意性圖示。量測系統10包含照明系統IL、量測圖案化裝置MA'、感測器設備21及控制器CN。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可為圖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，量測圖案化裝置MA'及展示於圖2中之感測器設備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中所展示之位置中，以便判定由投影系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可由諸如圖1中所展示之基板台WT的基板台支撐。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。應理解，量測系統10可經應用以量測度量衡應用中之強度偏差而不是用於基於曝光之投影系統的像差量測。

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。圖3A為量測圖案化裝置MA'在x-y平面中之示意性圖示，且圖3B為感測器設備21在x-y平面中之示意性圖示。

量測圖案化裝置MA'包含複數個經圖案化區15a至15c。複數個經圖案化區15a至15c中之各者可被稱作物件平面圖案化裝置。在圖2及圖3A中所展示之實施例中，量測圖案化裝置MA'為透射圖案化裝置MA'。經圖案化區15a至15c各自包含透射繞射光柵。入射於量測圖案化裝置MA'之經圖案化區15a至15c上的輻射由藉此藉由投影系統PS至少部分地散射並當用於投影系統的像差偵測及對準時藉由投影系統PS接收。相比而言，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透射(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可自一輻射源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中展示之實施例中，照明系統IL經組態以形成單獨量測光束17a至17c，各量測光束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。在其他實施例中，照明系統IL可經組態以運用單一輻射光束(在此等實施例中，複數個量測光束17a至17c可藉由經圖案化區15a至15c形成)照明量測圖案化裝置MA'之經圖案化區15a至15c的全部。

為了執行對由投影系統PL引起之像差之判定，可改變照明系統IL之一模式以便運用分離的量測光束17a至17c照明量測圖案化裝置MA'。舉例而言，在一微影設備之正常操作期間，照明系統IL可經組態以運用一隙縫狀輻射照明圖案化裝置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引起之像差之判定。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引起之像差之判定。舉例而言，照明系統IL可經組態以運用一隙縫狀輻射(例如，其實質上對應於在基板之曝光期間所使用之一照明區域)來照明量測圖案化裝置MA'。可接著藉由量測圖案化裝置MA'形成分離之量測光束17a至17c，此係由於僅經圖案化區15a至15c朝向投影系統PS透射(及繞射)輻射。

在圖式中，笛卡爾座標系被展示為在整個投影系統PS中不變。然而，在一些實施例中，投影系統PS之屬性可導致座標系之變換。舉例而言，投影系統PS可形成量測圖案化裝置MA'之一影像，該影像相對於該量測圖案化裝置MA'而被放大、旋轉及/或成鏡像。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，可在感測器設備21處調換圖2中所展示之第一量測光束17a與第三量測光束17c的相對位置。在其他實施例中，影像可圍繞可處於x-y平面中之軸線成鏡像。舉例而言，影像可圍繞x軸或圍繞y軸成鏡像。

在投影系統PS使量測圖案化裝置MA'之影像旋轉及/或影像由投影系統PS而成鏡像的實施例中，投影系統被認為變換座標系。亦即，本文中所提及之座標系係相對於由投影系統PS投影之影像而界定，且該影像之任何旋轉及/或成鏡像會造成該座標系之對應旋轉及/或成鏡像。為了易於繪示，在圖式中，座標系被展示為不藉由投影系統PS改變。然而，在一些實施例中，座標系可藉由投影系統PS變換。

在圖3A之實施例中，複數個經圖案化區15a至15c中之各者包含第一部分15a'至15c'及第二部分15a"至15c"。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中之各者之第一部分15a'至15c'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中之各者之第二部分15a"至15c"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。

在此實施例中展示的複數個物件平面圖案化裝置15a至15c包含混合圖案化標記，如現在解釋。術語「混合圖案化標記」為此項技術之術語。複數個物件平面圖案化裝置15a至15c中之各者包含：第一部分15a'至15c'及第二部分15a"至15c"，該等第一部分15a'至15c'不同於該等第二部分15a"至15c"。複數個物件平面圖案化裝置中之至少一者的第一部分及第二部分相對於其他物件平面圖案化裝置的第一部分及第二部分轉置。在圖3A之實施例中，可見物件平面圖案化裝置15b相對於物件平面圖案化裝置15a及15c轉置。已相對於其他物件平面圖案化裝置轉置第一部分15a'及第二部分15b"的至少一個物件平面圖案化裝置15b稱為「混合」圖案化標記。換言之，至少一個混合圖案化標記之第一部分及第二部分相對於其他物件平面圖案化裝置(其可被稱為「未混合圖案化標記」)之第一部分及第二部分翻轉，使得至少一個混合標記之第一部分15b'中的光柵之定向不同於未混合標記15a'、15c'之第一部分中的光柵之定向。類似地，至少一個混合標記之第二部分15b"中的光柵之定向不同於未混合標記15a"、15c"之第二部分中的光柵之定向。

在圖3A之實施例中，第一部分15a'包含平行於u方向(且因此具有在v方向上之剪切方向)對準的繞射光柵且第二部分15a"包含平行於v方向(且因此具有在u方向上之剪切方向)對準的繞射光柵。第一剪切方向及第二剪切方向在此實施例中相互垂直。u方向及v方向兩者相對於x及y方向兩者成45°而對準且垂直於彼此而對準。將瞭解，光柵結構之定向不限於剪切方向。第一定向及第二定向較佳彼此正交，但可使用其他相對定向。掃描相對於光柵方向之方向(不論掃描係連續抑或步進(分步))並不平行，但不限於45°對準—此僅為實例。

在使用中，物件平面圖案化裝置15a至15c之第一部分將經共同照明，且在另一時間，物件平面圖案化裝置15a至15c之第二部分將經共同照明。因此，運用包含如在圖3A中所展示之實施例中所展示之混合標記的圖案化標記配置，具有不同定向(在此實施例中，剪切方向)的光柵經同時照明(當第一部分及第二部分中之各者經照明時)。

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包含複數個影像平面感測器25a至25c。複數個影像平面感測器25a至25c中之各者包含可定位以便自複數個物件平面圖案化裝置15a至15c中之對應者接收輻射的第二圖案化裝置19a至19c。第二圖案化裝置19a至19c中之各者包含繞射光柵19a至19c。複數個影像平面感測器25a至25c進一步包含經配置以自複數個第二圖案化裝置19a至19c接收輻射的輻射偵測器23。繞射光柵19a至19c經配置以使得各繞射光柵19a至19c接收自投影系統PS輸出之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係由繞射光柵19a至19c進一步修改。在繞射光柵19a至19c處(自物件平面圖案化裝置15a至15c中之對應者)透射的經修改量測光束入射於輻射偵測器23。

在第一像差量測組態中，複數個物件平面圖案化裝置15a至15c及複數個影像平面感測器25a至25c經定位而使得投影系統PS經配置以在複數個影像平面感測器25a至25c中之不同者的圖案化裝置19a至19c上形成複數個物件平面圖案化裝置15a至15c中之各者的第一部分15a'至15c'之影像。在另一時間，在第二像差量測組態中，複數個物件平面圖案化裝置15a至15c及複數個影像平面感測器25a至25c經定位而使得投影系統PS經配置以在複數個影像平面感測器25a至25c中之不同者的圖案化裝置19a至19c上形成複數個物件平面圖案化裝置15a至15c中之各者的第二部分15a"至15c"之影像。

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可包含電荷耦合裝置(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之部分形成影像平面感測器25a至25c。影像平面感測器25a至25c中之各者可被稱作偵測器區25a至25c。舉例而言，供接收第一量測光束17a之一第一繞射光柵19a以及輻射感測器23的第一部分共同形成一第一影像平面感測器(或偵測器區) 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。

在經圖案化區15a至15c以及偵測器區25a至25c之繞射光柵19a至19c處發生的量測光束17a至17c之修改會引起干涉圖案形成於輻射偵測器23上。由各量測光束形成的干涉圖案與在物件位準處使用的光柵之定向方向(例如剪切方向)上的相位映圖之導數有關且取決於歸因於例如由投影系統PS引起之像差的雜訊貢獻。因此，干涉圖案可用以判定由投影系統PS引起之像差。

一般而言，偵測器區25a至25c中之各者之繞射光柵19a至19c包含二維透射繞射光柵。在圖3B中所展示之實施例中，偵測器區25a至25c各自包含以棋盤格形式組態的繞射光柵19a至19c。在替代實施例中，偵測器區25a至25c可各自包含不呈棋盤格形式組態的二維透射繞射光柵19a至19c，但此可導致更複雜干涉圖案，可更難以自該更複雜干涉圖案導出像差映圖。在另外替代實施例中，偵測器區25a至25c可各自為在單個偵測器上之位置，且繞射光柵19a至19c可為在單個繞射光柵19上之位置，該繞射光柵可例如呈棋盤格形式。

經圖案化區15a至15c之第一部分之照明可提供關於在一個方向上的相對相位映圖之導數的資訊，且經圖案化區15a至15c之第二部分之照明可提供關於在另一方向上之相對相位映圖之導數的資訊。

如下文進一步描述，在本發明之實施例中，在用以判定物理量的兩個量測組態中之各者中，量測圖案化裝置MA'及/或感測器設備21在兩個垂直方向上經不斷地或分步式掃描。舉例而言，量測圖案化裝置MA'及/或感測器設備21可依次在x及y方向中之各者上相對於彼此而掃描。應注意，x方向及y方向僅為例示性且任何兩個垂直方向可經使用以便各掃描(量測)(其實際上為部分掃描)數學上正交於另一掃描且因此可經組合以便創建一完整資料集。再次，如下文進一步描述，在第一像差量測組態中，量測圖案化裝置MA'及/或感測器設備21係在第一方向(例如y方向)上掃描以產生一第一相位掃描資料集且在另一時間在第二方向(例如x方向)上掃描以產生第二相位掃描資料集。另外，在第二像差量測組態中，量測圖案化裝置MA'及/或感測器設備21係在第一方向(例如y方向)上掃描以產生第三相位掃描資料集且在另一時間係在第二方向(例如x方向)上掃描以產生第四相位掃描資料集。第一、第二、第三及第四相位掃描資料集中之各者為部分掃描量測值。單獨獲得的情況下，不提供適用的量測資料。第一、第二、第三及第四相位掃描資料集經組合以便判定物理量，該物理量可為投影系統之一或多個像差。

在各相位掃描程序中，量測圖案化裝置MA'及/或感測器設備21可經掃描且所俘獲資料藉由對應於繞射光柵之光柵週期之部分的距離分離。可分析在不同掃描位置處進行之量測以便導出關於在掃描方向上之波前之導數的資訊。舉例而言，經量測信號(其可被稱作相位掃描信號)之第一諧波的相位可含有關於在物件平面光柵之剪切方向上之波前之導數的資訊。由於複數個物件平面圖案化裝置15a至15c中之各者包含具有不同定向(例如不同剪切方向)之兩個部分，因此藉由照明各者且執行完整相位掃描程序(亦即，在一個方向上之部分量測掃描與在第二方向上之另一部分量測掃描組合)，可在兩個不同方向上導出關於波前的資訊(詳言之，其提供關於在兩個剪切方向中之各者上的波前之導數的資訊)，藉此允許完全波前經重建構。

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諸如由投影系統PS引起之像差的物理量。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可包含除繞射光柵之外的組件。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。

應進一步瞭解，圖2之例示性感測器系統不必限於在曝光投影系統PS中使用，且亦不限於剪切干涉測量配置。舉例而言，經圖案化區15a至15c及偵測器區25a至25c以及在本發明中其之所有實施例可用於使用專用度量衡輻射源進行的強度量測。此輻射源可例如用以判定基板對準。將瞭解，配置將適合於許多不同應用。亦可取決於此感測器配置之應用判定諸如強度及其誤差貢獻之物理量。

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。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之組件之調整構件PA。舉例而言，調整構件PA可調整投影系統PS之光學元件以便校正由投影系統PS引起且藉由控制器CN判定之像差。

在一些實施例中，控制器CN可為可操作的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，以便校正由圖案化裝置MA及/或基板W之置放誤差引起(且藉由控制器CN判定)的像差。

判定像差(其可由投影系統PS引起或由圖案化裝置MA或基板W之置放誤差引起)可包含將由感測器設備21進行之量測擬合至任尼克多項式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，可針對各量測光束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'可包含多於三個經圖案化區，感測器設備21可包含多於三個偵測器區，且可形成多於三個量測光束。此可允許在更多場位置處判定任尼克係數。在一些實施例中，經圖案化區及偵測器區可在x方向及y方向兩者上在不同位置處分佈。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。

現在參看圖4描述用於判定由投影系統PS引起之像差的方法。

一般而言，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包含至少一個對應第二經圖案化區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的示意性圖示。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可包括以上所描述的圖2中所展示之量測系統10之任何特徵，且此等特徵將不在下文中加以進一步描述。

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

用來自照明系統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。一般而言，各點由實質上相同之角度範圍照明，此藉由照明系統IL (圖中未示)之光瞳平面中的輻射之強度特性化。

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，大體而言，將亦存在更多個高階繞射光束。再次為了易於理解，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包含會聚於第一經圖案化區31上之點上的輻射錐，所以第一繞射光束34、35、36中之各者亦包含自第一經圖案化區31上之彼點發散的輻射錐。

為了達成第一繞射光束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。詳言之，第一經圖案化區31的至少一部分可屬於圖3A中所展示之經圖案化區15a的第二部分15a"之形式，亦即平行於u方向而對準且因此具有在v方向上之剪切方向的繞射光柵(應注意，圖4係在z-v平面中展示)。因此，第一繞射光束34至36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俘獲，如現在描述。多少第一繞射光束34至36由投影系統PS俘獲將取決於：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之節距及輻射33之波長)；及投影系統PS之數值孔徑。

量測系統30可經配置使得對應於0階繞射光束之第一繞射光束35實質上填充投影系統PS之數值孔徑，其可由投影系統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大量重疊。運用此配置，對應於0階繞射光束之實質上全部第一繞射光束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俘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，如現在論述。

一般而言，來自照明系統IL之以不同入射角入射於量測圖案化裝置MA'之同一點上的輻射33之兩條射線並不相干。藉由接收輻射33且形成複數個第一繞射光束34、35、36，可認為第一經圖案化區31形成入射輻射錐33之複數個複本(該等複本具有大體不同的相位及強度)。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'上之同一點但在不同散射角度下的兩條輻射射線並不相干(歸因於照明系統IL之屬性)。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中之各者中存在與彼給定射線空間上相干的對應輻射射線。舉例而言，第一繞射光束34、35、36中之各者之主射線(其對應於入射輻射33之主射線)係相干的，且在組合之情況下在振幅位準下進行干涉。

此相干性可由量測系統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徑俘獲)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(參看圖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及自該等第一繞射光束中之每一者形成複數個第二繞射光束。為了達成此情形，第二圖案化區32包含二維透射繞射光柵。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。

入射於圖案化區32上的第一繞射光束34至36中之各者將繞射以形成複數個第二繞射光束。由於第二圖案化區32包含二維繞射光柵，所以自各入射第一繞射光束產生二次繞射光束之二維陣列(此等二次繞射光束之主射線在剪切方向(例如v方向)及與其垂直之方向(例如u方向)兩者上分離。在下文中，在剪切方向(v方向)上係n階且在非剪切方向(u方向)上係m階之繞射階將被稱作第二經圖案化區32之(n,m)繞射階。在下文中，在第二繞射光束在非剪切方向(u方向)上為何階不重要的情況下，第二經圖案化區32之(n,m)繞射階可被簡單地稱作第n階第二繞射光束。

本發明之實施例係關於用於判定投影系統PS之一或多個物理量(例如，用以判定例如微影設備中或度量衡系統中的基板或晶圓之對準的強度，或像差(諸如波前之傾斜))的新方法，如現在論述。

如本文所使用，物件(例如倍縮光罩)平面及影像(例如晶圓)平面及與共軛之任何其他平面可被稱作場平面，或簡稱為場。運用已知方法，可針對複數個位置判定物理量。舉例而言，可針對複數個場點(亦即，投影系統之場平面中之點)判定投影系統之像差。對於各位置(其可為場點)，提供具有兩個部分(各具有不同定向，其可例如為不同剪切方向)的物件平面圖案化裝置(標記)及影像平面感測器。影像感測器可為對應複數個影像感測器。照明物件平面圖案化裝置的第一部分(具有一第一定向，例如一第一剪切方向)，且彼部分之影像形成在影像平面光柵上，視情況在影像平面光柵之一對應部分上。在照明第一部分期間，在第一方向上掃描物件平面光柵，該第一方向可例如為一第一剪切方向。在其中影像感測器為對應複數個影像感測器且因此複數個影像平面光柵的實施例中，可在第一方向上掃描影像感測器，而不是物件平面光柵。在任一情況下，在照明期間在第一方向上掃描產生與待在第一方向上判定的物理量(例如用以判定對準之強度，或像差映圖之梯度)有關的第一組相位掃描資料。接下來，照明物件平面圖案化裝置的第二部分(具有一第二定向，其可為一第二剪切方向)，且彼部分之影像形成於影像平面光柵上，該影像平面光柵可為對應影像平面光柵。在照明第二部分期間，物件平面光柵及影像平面光柵(其中影像平面光柵為複數個對應影像平面光柵)中之至少一者係在第二方向上掃描，該第二方向可為第二剪切方向。此產生與在第二方向上之物理量(例如像差映圖之梯度)有關的第二組相位掃描資料。第一及第二相位掃描資料集中之各者可視為部分資料集，此係由於當單獨獲得時，無適用資訊可自其導出。第一及第二相位掃描資料經組合以判定物理量，例如用於彼位置(例如場點)的投影系統之像差(或相對相位)映圖。在掃描經執行為連續掃描的情況下，相位掃描資料可包含跨量測點之離散集合的來自連續掃描的資料。此連續掃描之優點為較快量測時間。在掃描經執行為分步量測的情況下，相位掃描資料包含跨對應於相位步驟之數目的數個點的相位步進資料。

本發明之實施例係關於其中物理量(例如像差)係在複數個位置(例如場點)處判定的新方法。如同已知方法，對於各位置或場點，提供具有兩個部分(各具有不同定向，例如不同剪切方向)的物件平面圖案化裝置(標記)及影像平面感測器(其可為用於各物件平面圖案化裝置之對應影像平面感測器)。如下文將描述，在新的方法中，物件平面圖案化裝置(標記)包含經同時曝光的具有第一定向與第二定向之混合的混合標記，第一及第二定向可為第一及第二剪切方向。該方法包含對於各標記之各部分：執行第一量測，其可為使用一第一掃描方向的一第一連續掃描量測、一第一分步量測及/或一第一剪切干涉測量程序；及執行第二量測，其可為使用第二掃描方向的一第二連續掃描量測、一第二分步量測及/或一第二步進剪切干涉測量程序。亦即，物件平面圖案化裝置之各部分用於兩個相位掃描程序。第一及第二掃描方向不同於第一及第二光柵定向之方向。由於存在至各位置標記之兩個部分且針對各部分執行兩個掃描量測，因此判定四個資料集。因此，四個(而不是兩個)資料集經產生用於各位置，各位置可為場點。此等四個經判定資料集經組合以便判定物理量，該物理量可為投影系統之一或多個像差。此允許相關強度雜訊貢獻經模型化掉，如現在參看圖5至圖9所論述。

如上所陳述，新的方法使用混合標記用於物件平面圖案化裝置(標記)。舉例而言，方法可使用如圖3A中所展示及上文所描述的量測圖案化裝置MA'。在圖5中展示合適之量測圖案化裝置MA'的另一實例，現在描述圖5。

例示性量測圖案化裝置MA'包含七個物件平面圖案化裝置51至57。此允許諸如像差之物理量待在七個不同位置(場點)處判定。將瞭解，在其他實施例中，可提供不同數目個物件平面圖案化裝置(及對應影像平面感測器)。

複數個物件平面圖案化裝置51至57中之各者包含：第一部分51a至57a及第二部分51b至57b。在各物件平面圖案化裝置51至57內，第一部分51a至57a及第二部分51b-至57b中之一者具有在u方向上的一第一剪切方向且另一者具有在v方向上之第二剪切方向。物件平面圖案化裝置定向不限於剪切方向u及v，且僅出於說明性目的將如此描述。在第一物件平面圖案化裝置51內，第一部分51a具有在u方向上之一第一剪切方向且第二部分51b具有在v方向上之一第二剪切方向。類似地，在第二物件平面圖案化裝置52內，第二部分52b具有在u方向上的一第一剪切方向且第一部分52a具有在v方向上之第二剪切方向。

如下文(參看圖6)將進一步描述，在新的方法中，作為相位掃描程序之部分，同時照明物件平面圖案化裝置51至57之第一部分51a至57a。類似地，在新的方法中，同時(但在與第一部分51a至57a不同的時間處)照明物件平面圖案化裝置51至57之第二部分51b至57b。

第二剪切方向(v)不同於第一剪切方向(u)。亦即，第一剪切方向及第二剪切方向非線性相依。在此實例中，第一及第二剪切方向相互垂直，但將瞭解，在其他實施例中，第二剪切方向可以相對於第一剪切方向之不同角度定向。在其他實施例中，光柵結構定向可完全不包含剪切方向，但第一定向方向將相對於第二定向方向不同。

複數個物件平面圖案化裝置51至57包含：第一組圖案化裝置51、53、54、55、57，其第一部分51a、53a、54a、55a、57a具有第一剪切方向(u)；及第二組圖案化裝置52、56，其第一部分52a、56a具有第二剪切方向(v)。

方法進一步使用七個影像平面感測器，每一者對應於物件平面圖案化裝置51至57中之不同者。影像平面感測器中之各者大體上屬於上文參看圖2及圖3B所描述的影像平面感測器25a至25c之類型。影像平面感測器中之各者包含第二圖案化裝置(屬於上文參看圖2及圖3B所描述的第二圖案化裝置19a至19c之類型)，該第二圖案化裝置可定位以便自複數個物件平面圖案化裝置51至55中之對應者接收輻射。在替代實施例中，可使用單個影像平面感測器。

影像平面感測器進一步包含經配置以自複數個第二圖案化裝置(屬於上文參看圖2所描述的輻射感測器23之類型)接收輻射的偵測器。

複數個影像平面感測器中之各者的圖案化裝置經配置以自投影系統PS接收藉由複數個物件平面圖案化裝置51至57中之對應者產生的第一繞射光束並經配置以自第一繞射光束中之各者形成複數個第二繞射光束。

在一些實施例中，可提供單一偵測器，其自一或多個影像平面感測器之一或多個圖案化裝置接收輻射。替代地，在一些實施例中，複數個影像平面感測器中之各者可經提供有單一偵測器。

複數個物件平面圖案化裝置51至57及一或多個圖案化裝置中之各者(其可為複數個影像平面感測器中之對應者)可經匹配以使得由第一繞射光束中之至少一者形成的第二繞射光束中之至少一些與由至少一個其他第一繞射光束形成的第二繞射光束在空間上相干。

將瞭解，物件平面圖案化裝置51至57與第二圖案化裝置的匹配(使得由第一繞射光束中之至少一者形成的第二繞射光束之至少一些與由至少一個其他第一繞射光束形成的第二繞射光束在空間上相干)可藉由匹配物件平面圖案化裝置51至57與對應第二圖案化裝置之節距而實現。應進一步瞭解，物件平面圖案化裝置51至57與第二圖案化裝置之節距的此匹配考量了由投影系統PS應用之任何縮減因數。考量此，大體而言，第二圖案化裝置之節距可為物件平面圖案化裝置51至57之節距的整數倍或物件平面圖案化裝置51至57之節距可為第二圖案化裝置之節距的整數倍。

偵測器可被稱為輻射偵測器。輻射偵測器可包含感測元件之二維陣列。各感測元件可被稱作輻射偵測器之像素。將瞭解，判定振盪信號之諧波之相位所在的輻射偵測器上之複數個位置可各自對應於輻射偵測器之不同感測元件或像素。

在一些實施例中，物件平面圖案化裝置的第一部分及第二部分中之各者可包含具有50%工作週期之一維繞射光柵。在此第一圖案化裝置之情況下，偶數繞射階(除了第0繞射階之外)之效率係零。因此，就階數而言相差±1 (且因此貢獻於此振盪相位掃描信號之第一諧波)之僅兩對第一繞射光束係具有±1階光束之0階光束。此外，在該第一經圖案化區之此幾何結構之情況下，散射效率係對稱的，使得±1階繞射光束之效率皆相同。

現在參看圖6描述使用經組態以取樣複數個位置之感測器系統判定物理量之新的方法60。在各位置處之取樣使用物件平面圖案化裝置51至57及影像平面感測器。在一實施例中，該方法判定投影系統PS之像差。方法60可使用對應複數個影像平面感測器用於複數個物件平面圖案化裝置51至57。

方法60包含四個掃描量測61、62、63、64 (其各自可為連續或步進(分步))，且可包含剪切干涉測量程序。儘管在圖6之示意性圖示中以特定次序展示，但將瞭解，四個量測61、62、63、64可按任何次序執行。現在描述四個量測61、62、63、64。

第一量測61包含定位複數個物件平面圖案化裝置51至57及一或多個影像平面感測器，使得入射輻射(其可來自投影系統PS)經配置以在一或多個影像平面感測器之圖案化裝置上之對應位置上形成複數個物件平面圖案化裝置51至57中之各者的第一部分51a至57a之影像。接著執行第一量測61。第一量測可為一第一連續掃描量測，或可為一第一分步量測。第一量測可為一第一剪切干涉測量程序。第一量測61包含經由在第一方向上分離的複數個位置掃描複數個物件平面圖案化裝置51至57或對應複數個影像平面感測器中之至少一者以便產生一第一資料集S ₁，該第一資料集可為一第一相位掃描資料集。在S1處之第一方向可為y方向。應注意，此僅為一例示性方向，且將瞭解，可使用任何方向。第一方向可包含平行於物件平面圖案化裝置之第一部分的光柵之方向性定向的分量(例如其中物件平面圖案化裝置之第一部分具有一第一剪切方向(u)，且該第一方向為y方向)及平行於物件平面圖案化裝置之第二部分的光柵之第二部分的光柵之方向性定向的分量(例如其中物件平面圖案化裝置之第二部分具有一第二剪切方向(v)，且該第一方向為y方向)。

第二量測62包含定位複數個物件平面圖案化裝置51至57及至少一個影像平面感測器，使得入射輻射經配置以在至少一個影像平面感測器之圖案化裝置上形成複數個物件平面圖案化裝置51至57中之各者的第一部分51a至57a之影像，該至少一個影像平面感測器可為複數個影像平面感測器之不同者。接著執行第二量測62。第二量測62可為一第二連續掃描量測，或可為一第二分步量測。第二量測可為第二剪切干涉測量程序且包含經由在第二方向(例如x)上分離的複數個位置掃描複數個物件平面圖案化裝置51至57或對應複數個影像平面感測器中之至少一者以便產生第二資料集S ₂，該第二資料集可為第二相位掃描資料集。第二方向(例如x)不同於第一方向(例如y)。第二方向可包含平行於物件平面圖案化裝置之第一部分的光柵之方向性定向的分量(例如其中物件平面圖案化裝置之第一部分具有一第一剪切方向(u))，及平行於物件平面圖案化裝置之第二部分的光柵之方向性定向的分量(例如其中物件平面圖案化裝置之第二部分具有一第二剪切方向(v))。

第三步進量測63包含定位複數個物件平面圖案化裝置51至57及至少一個影像平面感測器，使得入射輻射經配置以在一影像平面感測器之圖案化裝置上形成複數個物件平面圖案化裝置51至57中之各者的第二部分51b至57b之影像。接著第三量測63，其可為一第三連續掃描量測，或可為一第三分步量測。第三量測可為一剪切干涉測量程序。第三量測63包含經由在第一方向(例如y)上分離的複數個位置掃描複數個物件平面圖案化裝置51至57或對應複數個影像平面感測器中之至少一者以便產生一第三資料集S ₃，該第三資料集可為第三相位掃描資料集。

第四量測64包含定位複數個物件平面圖案化裝置51至57及至少一個影像平面感測器，使得入射輻射經配置以在一影像平面感測器之圖案化裝置上形成複數個物件平面圖案化裝置51至57中之各者的第二部分51b至57b之影像。接著執行第四量測64。第四量測可為一第四連續掃描量測，或可為一第四分步量測。第四量測可為一剪切干涉測量程序。第四量測64包含經由第二方向(例如x)上分離的複數個位置掃描複數個物件平面圖案化裝置51至57或對應複數個影像平面感測器中之至少一者以便產生第四資料集S ₄，該第四資料集可為第四相位掃描資料集。

新的方法60進一步包含組合第一資料集S ₁、第二資料集S ₂、第三資料集S ₃及第四資料集S ₄以便判定物理量的步驟65，物理量可為例如投影系統PS之一或多個像差。物理量可替代地為與例如一基板之對準相關的一強度。

第一方向及第二方向(例如y,x)中之一者可使得其平行於第一定向(其可例如為一第一剪切方向(u))之分量的正負號與其平行於第二定向(其可例如為剪切方向(v))之分量的正負號相反，且第一方向及第二方向(例如y,x)中之另一者可使得其平行於第一定向(其可例如為一第一剪切方向(u))之分量的正負號與其平行於第二定向(其可例如為第二剪切方向(v))之分量的正負號相同。然而應瞭解，不同位置可具有不同定向，且因此具有不同剪切方向。

在圖5中展示第一及第二方向(例如x,y)以及第一及第二定向(例如剪切方向u,v)的組態之一個實例。第一方向(y)具有平行於第一剪切方向(u)之一正分量及平行於第二剪切方向(v)之一正分量。第二方向(x)具有平行於第一剪切方向(u)之一正分量及平行於第二剪切方向(v)之一負分量。在圖5中所展示之實例中，第一剪切方向(u)及第二剪切方向(v)相互正交；第一方向(y)及第二方向(x)相互正交；且第一方向(y)及第二方向(x)各自相對於第一剪切方向(u)及第二剪切方向(v)中之各者以45°而對準。應瞭解，光柵定向不限於剪切方向(u,v)，且第一及第二步進方向不限於x及y方向。

圖6中示意性展示的方法60為有利的，此係因為其產生經判定物理量，該物理量可為投影系統PS之一或多個像差或可為與對準量測相關的對雜訊貢獻不太敏感的一強度，如現在論述。

應瞭解，第一資料集S ₁、第二資料集S ₂、第三資料集S ₃及第四資料集S ₄中之各者係使用輻射B產生且輻射可經受強度雜訊(亦即，輻射B之強度將經受隨時間之變化或波動)。在第一資料集S ₁、第二資料集S ₂、第三資料集S ₃及第四資料集S ₄中之任一者內產生的資料係用相同輻射發射(例如相同輻射脈衝)形成，且因此將存在第一資料集S ₁、第二資料集S ₂、第三資料集S ₃及第四資料集S ₄中之任一者內的強度雜訊誤差的一相關性。

在第一及第二方向(例如y,x)中之各者包含平行於第一定向(例如剪切方向u)之一分量及平行於第二定向(例如剪切方向v)之一分量的情況下，在第一及第二方向中之任一者上掃描實際上導致在第一及第二定向(例如u,v)兩者上同時掃描。因此，儘管複數個物件平面圖案化裝置51至57包含第一組圖案化裝置51、53、54、55、57及第二組圖案化裝置52、56，但在產生四個資料集S ₁、S ₂、S ₃、S ₄中之任一者期間在第一或第二方向(例如y,x)上掃描將導致在任何給定時間曝光的物件平面圖案化裝置51至57的全部部分之定向方向上掃描且因此將導致由偵測器23記錄的相位掃描資料。

圖7展示獲得的相位掃描量測值之實例集合(其可表示在四相位掃描程序61、62、63、64中之任一者期間記錄的資料)。圖7中所展示內容為用於四物件平面圖案化裝置51至57中之各者的單相掃描曲線。將瞭解，圖7中所展示之七個曲線中之各者可表示來自對應於影像平面感測器中之不同者的偵測器之一部分的單一像素(其可與例如在輻射係來自投影系統PS的情況下之光瞳平面中的單一位置相關)。用於一或多個影像平面感測器上之對應複數個像素的曲線之相位可用以產生表示像差(相對相位)映圖在當前經照明的物件平面光柵之剪切方向上之梯度的映圖。

圖7中所展示之七個曲線中之各者包含正弦曲線已擬合的五個資料點。將瞭解，對應於五個相位步驟之五個資料點僅為實例。相位步驟及正弦或餘弦擬合的所得資料點之數目可為三或三以上之任何數目。在圖7中所展示之七個曲線(及對應於例如光瞳平面中之其他位置的其他像素)的產生期間出現的任何強度變化將大體影響七個曲線中之資料點的位置。又，此將影響擬合之正弦曲線且因此正弦曲線之提取相位(其係關於來自例如光瞳平面中之不同位置、在例如剪切方向上分離的兩個點之相對相位的差異)。舉例而言，如藉由箭頭所指示，在俘獲第二資料點期間的輻射之強度之向上波動將使全部第二資料點向上移動。又，此將影響擬合資料之正弦曲線且因此自經擬合正弦曲線提取的相位。應注意，此類強度變化將影響全部七個曲線，亦即來自七個曲線之強度波動全部相關。

相位掃描資料通常與在用輻射照明的物件平面圖案化裝置之部分(亦即，第一部分51a至57a或第二部分51b至57b)的剪切方向(u或v)之方向上的像差(相對波前)映圖之微分有關。因此，來自資料集S ₁、S ₂、S ₃、S ₄的資料之強度雜訊誤差將通常導致在用輻射照明的物件平面圖案化裝置之部分的剪切方向之方向上的波前映圖的微分之誤差。

由於第一組圖案化裝置51、53、54、55、57之第一部分具有第一剪切方向(u)；且第二組圖案化裝置52、56之第一部分具有第二剪切方向(v)，因此當第一組圖案化裝置51、53、54、55、57之第一部分經照明時，第一組圖案化裝置將具有在第一剪切方向(u)之方向上的波前映圖之微分的誤差(來自強度雜訊)且第二組圖案化裝置52、56將具有在第二剪切方向(v)之方向上的波前映圖的微分之相關誤差。

在第一或第二剪切方向(u,v)之方向上的波前映圖之微分的誤差導致在第一及第二方向(x,y)兩者上的波前映圖之微分的誤差。在第一及第二方向(x,y)上的波前映圖之微分的誤差之正負號取決於在第一或第二剪切方向(u,v)之方向上的波前映圖之微分的誤差之正負號以及平行於第一及第二剪切方向(u,v)之第一及第二方向(x,y)的分量之正負號，如下文參看圖8A至圖8D所描述。

由於第一及第二方向(y,x)中之一者使得其平行於第一剪切方向(u)之分量的正負號與其平行於第二剪切方向(v)之分量的正負號相反且第一及第二方向(y,x)中之另一者使得其平行於第一剪切方向(u)之分量的正負號與其平行於第二剪切方向(v)之分量的正負號相同，因此當在一個方向(y,x)上掃描時，可確保在另一方向(y,x)上的波前映圖之微分的誤差之正負號對於第一及第二組中之各者係不同的。換言之，相關強度誤差將具有高階指紋。又，此允許此類強度誤差經模型化掉。現在參看圖8A至圖8D描述此情形。

圖8A展示對於第一量測(在此情況下第一剪切干涉測量程序61)的歸因於強度波動的七個場點中之各者的強度誤差(實箭頭)及在兩個方向中之各者的此強度誤差之分量(虛線箭頭)。

圖8B展示對於第二量測(在此情況下第二剪切干涉測量程序62)的歸因於強度波動的七個場點中之各者的強度誤差(實箭頭)及在兩個方向中之各者的此強度誤差之分量(虛線箭頭)。

圖8C展示對於第三量測(在此情況下第三剪切干涉測量程序63)的歸因於強度波動的七個場點中之各者的強度誤差(實箭頭)及在兩個方向中之各者的此強度誤差之分量(虛線箭頭)。

圖8D展示對於第四量測(在此情況下第四剪切干涉測量程序64)的歸因於強度波動的七個場點中之各者的強度誤差(實箭頭)及在兩個方向中之各者的此強度誤差之分量(虛線箭頭)。

各任尼克係數可自在同時擬合的兩個方向上獲得之資料獲得。在第一剪切干涉測量程序61期間，相位掃描方向為正y方向。由於正y方向具有在正u方向及正v方向上之分量，因此此等效於在正u方向及正v方向上的掃描。因此，如圖8A中所展示，強度誤差對於第一組圖案化裝置51、53、54、55、57將在正u方向上(前已述及，在剪切干涉測量程序61中，物件平面圖案化裝置51至57之第一部分經照明)。類似地，強度誤差對於第二組圖案化裝置52、56將在正v方向上。亦如圖8A中所展示，正u方向具有在正y方向及正x方向上的分量且正v方向具有在正y方向及負x方向上的分量。因此，第一剪切干涉測量程序61期間之強度誤差或波動將導致經重建構波前映圖在y方向上之梯度(或傾斜)之誤差(其為第三任尼克係數 )，其對於全部物件平面圖案化裝置51至57具有相同正負號(亦即，此將導致正y方向上之偏移)。此外，在第一剪切干涉測量程序61期間的強度誤差或波動將導致經重建構波前映圖在x方向上之梯度(或傾斜)之誤差(其為第二任尼克係數 )，其對於第一組圖案化裝置51、53、54、55、57具有一個正負號且對於第二組圖案化裝置52、56具有一相反正負號。

在第二剪切干涉測量程序62期間，相位掃描方向為正x方向。由於正x方向具有在正u方向及負v方向上之分量，因此此等效於在正u方向及負v方向上的掃描。因此，如圖8B中所展示，強度誤差對於第一組圖案化裝置51、53、54、55、57將在正u方向上(前已述及，在剪切干涉測量程序61中，物件平面圖案化裝置51至57之第一部分經照明)。類似地，強度誤差對於第二組圖案化裝置52、56將在負v方向上。亦如圖8B中所展示，正u方向具有在正y方向及正x方向上的分量且負v方向具有在負y方向及正x方向上的分量。因此，第二剪切干涉測量程序62期間之強度誤差或波動將導致經重建構波前映圖在x方向上之梯度(或傾斜)之誤差(其為第二任尼克係數 )，其對於全部物件平面圖案化裝置51至57具有相同正負號(亦即，此將導致正x方向上之偏移)。此外，在第一剪切干涉測量程序61期間的強度誤差或波動將導致經重建構波前映圖在y方向上之梯度(或傾斜)之誤差(其為第三任尼克係數 )，其對於第一組圖案化裝置51、53、54、55、57具有一個正負號且對於第二組圖案化裝置52、56具有一相反正負號。

在第三剪切干涉測量程序63期間，相位掃描方向為正y方向。由於正y方向具有在正u方向及正v方向上之分量，因此此等效於在正u方向及正v方向上的掃描。因此，如圖8C中所展示，強度誤差對於第一組圖案化裝置51、53、54、55、57將在正v方向上(前已述及，在剪切干涉測量程序61中，物件平面圖案化裝置51至57之第二部分經照明)。類似地，強度誤差對於第二組圖案化裝置52、56將在正u方向上。亦如圖8C中所展示，正u方向具有在正y方向及正x方向上的分量且正v方向具有在正y方向及負x方向上的分量。因此，第三剪切干涉測量程序63期間之強度誤差或波動將導致經重建構波前映圖在y方向上之梯度(或傾斜)之誤差(其為第三任尼克係數 )，其對於全部物件平面圖案化裝置51至57具有相同正負號(亦即，此將導致正y方向上之偏移)。此外，在第三剪切干涉測量程序63期間的強度誤差或波動將導致經重建構波前映圖在x方向上之梯度(或傾斜)之誤差(其為第二任尼克係數 )，其對於第一組圖案化裝置51、53、54、55、57具有一個正負號且對於第二組圖案化裝置52、56具有一相反正負號。

在第四剪切干涉測量程序64期間，相位掃描方向為正x方向。由於正x方向具有在正u方向及負v方向上之分量，因此此等效於在正u方向及負v方向上的掃描。因此，如圖8D中所展示，強度誤差對於第一組圖案化裝置51、53、54、55、57將在負v方向上(前已述及，在剪切干涉測量程序61中，物件平面圖案化裝置51至57之第一部分經照明)。類似地，強度誤差對於第二組圖案化裝置52、56將在正u方向上。

亦如圖8D中所展示，正u方向具有在正y方向及正x方向上的分量且負v方向具有在負y方向及正x方向上的分量。因此，第二剪切干涉測量程序62期間之強度誤差或波動將導致經重建構波前映圖在x方向上之梯度(或傾斜)之誤差(其為第二任尼克係數 )，其對於全部物件平面圖案化裝置51至57具有相同正負號(亦即，此將導致正x方向上之偏移)。此外，在第一剪切干涉測量程序61期間的強度誤差或波動將導致經重建構波前映圖在y方向上之梯度(或傾斜)之誤差(其為第三任尼克係數 )，其對於第一組圖案化裝置51、53、54、55、57具有一個正負號且對於第二組圖案化裝置52、56具有一相反正負號。

本發明者已認識到若強度雜訊誤差僅為偏移，則其將不可能在無偏移之非相依量測的情況下判定及校正此誤差。相比之下，當強度誤差具有高階指紋(亦即，用於一些場點之誤差具有與用於其他場點之誤差相反的正負號)時，此等(相關)強度誤差可經模型化掉。

現在參看圖9論述在組合第一資料集S ₁、第二資料集S ₂、第三資料集S ₃及第四資料集S ₄以便判定物理量(其可為投影系統PS之一或多個像差)之步驟65中可模型化掉相關強度誤差所採用的方式。

在圖9中所展示之實例中，步驟65包含以下步驟。

在一個步驟70中，組合第一資料集S ₁與第三資料集S ₃。詳言之，第一資料集S ₁與第三資料集S ₃可經組合以便對於七對物件平面圖案化裝置51至57及影像平面感測器(亦即，用於七個場點中之各者)中之各者判定至少一個任尼克係數。舉例而言，第一資料集S ₁與第三資料集S ₃可經組合以便對於例如七對物件平面圖案化裝置51至57及影像平面感測器(亦即，用於七個場點中之各者)中之各者判定：在第一方向(y)上之一第一波前傾斜係數；及在第二方向(x)上之一第一波前傾斜係數。此可例如涉及自用於七對物件平面圖案化裝置51至57及影像平面感測器中之各者的第一相位掃描資料集S ₁及第三相位掃描資料集S ₃重建構一第一波前映圖 (參見方程式(1))。

在另一步驟71中，組合第二資料集S ₂與第四資料集S ₄。詳言之，第二資料集S ₂與第四資料集S ₄可經組合以便對於例如七對物件平面圖案化裝置51至57及影像平面感測器(亦即，用於七個場點中之各者)中之各者判定至少一個任尼克係數。舉例而言，第二資料集S ₂與第四資料集S ₄可經組合以便對於例如七對物件平面圖案化裝置51至57及影像平面感測器(亦即，用於七個場點中之各者)中之各者判定：在第一方向(y)上之一第二波前傾斜係數；及在第二方向(x)上之一第一波前傾斜係數。此可例如涉及自用於七對物件平面圖案化裝置51至57及影像平面感測器中之各者的第二相位步進資料集S ₂及第四相位掃描資料集S ₄重建構一第二波前映圖 (參見方程式(1))。

按照步驟70及71，對於各對物件平面圖案化裝置51至57及影像平面感測器或場點，將存在用於各任尼克係數之兩個值。此冗餘用於模型化掉強度雜訊誤差以便產生對於各場點的用於各任尼克係數之一個校正值，如現在論述。

按照步驟70及71，若存在對物件平面圖案化裝置51至57及影像平面感測器或場點(例如可為七)，則對於各任尼克係數，方法將產生兩個數字陣列，各陣列具有項。舉例而言，若已產生兩個傾斜任尼克係數，則將存在四個項之陣列：在第一方向(y)上之一第一波前傾斜係數；在第一方向(y)上之一第二波前傾斜係數；在第二方向(x)上之一第一波前傾斜係數；及在第二方向(x)上之一第二波前傾斜係數。各陣列內之強度雜訊誤差係相關的。

在下一步驟72處，對於各任尼克係數，個項之兩個陣列經組合以產生個(經校正)項之單一陣列。舉例而言，在第一方向(例如y)上之第一波前傾斜係數與在第二方向(例如x)上之第二波前傾斜係數組合以產生經校正波前傾斜係數。詳言之，使用各陣列中之強度雜訊貢獻的相關性進行此組合以便至少部分地校正由用於產生第一資料集S ₁及第三資料集S ₃的輻射之強度變化所引起的誤差。

類似地，在第二方向(例如x)上之第一波前傾斜係數與在第一方向(例如y)上之第二波前傾斜係數組合以產生經校正波前傾斜係數。詳言之，使用各陣列中之強度雜訊貢獻的相關性進行此組合以便至少部分地校正由用於產生第二資料集S ₂及第四資料集S ₄的輻射之強度變化所引起的誤差。

詳言之，在步驟72中進行的組合可如下進行。

舉例而言，組合在第一方向(例如y)上之第一波前傾斜係數與在第二方向(例如x)上之第二波前傾斜係數以產生經校正波前傾斜係數可包含執行一最小平方擬合以同時最小化： (5) 及 (6) 其中及為兩個常數(擬合之參數)，為單位陣列，使得對於全部，，且為具有+1或-1之項的陣列，其中對於對應於第一組物件平面圖案化裝置51、53、54、55、57之項，，且對於對應於第二組物件平面圖案化裝置52、56之項，。因此，對於圖5中所展示之物件平面圖案化裝置51至57之實例配置，。亦即，陣列模型化具有高階指紋之強度誤差(其在此情況下來自使用x方向之資料)。

類似地，組合在第二方向(例如x)上之第一波前傾斜係數與在第一方向(例如y)上之第二波前傾斜係數以產生經校正波前傾斜係數可包含執行一最小平方擬合以同時最小化： (7) 及 (8) 其中及為兩個常數(擬合之參數)。陣列模型化具有高階指紋之強度誤差(其在此情況下來自使用y方向之資料)。

本發明之一些實施例係關於攜載包含經組態以致使電腦實施上文參看圖5至圖9所描述的方法60的電腦可讀指令之電腦程式的電腦可讀媒體。

本發明之一些實施例係關於一種電腦設備，其包含：一記憶體，其儲存處理器可讀指令；及一處理器，其經配置以讀取及實行儲存於該記憶體中之指令，其中該等處理器可讀指令包含經配置以控制上文參看圖5至圖9所描述的方法60的指令。

本發明之一些實施例係關於一種用於判定物理量之量測系統，該量測系統包含：經組態以實施上文參看圖5至圖9所描述的方法60的控制器。該設備可包含一微影設備LA或形成該微影設備LA之部分。替代地，該設備可包含一度量衡工具或形成該度量衡工具之部分。

儘管上述實施例使用相位掃描信號之第一諧波，但應瞭解，在替代實施例中，可替代地使用相位掃描信號之高階諧波。

儘管上述實施例使用包含具有50%工作週期之一維繞射光柵31的第一經圖案化區31，但應瞭解，在替代實施例中，其他第一經圖案化區31可使用不同幾何結構。舉例而言，在一些實施例中，第一經圖案化區31可包含具有50%工作週期之二維棋盤繞射光柵。

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圖案、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上下文中的本發明之實施例，但本發明之實施例可用於其他設備。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實行。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；快閃記憶裝置；電學、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，等等)；及其他者。另外，韌體、軟件、例程、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、控制器或實行韌體、軟體、常式、指令等等之其他裝置引起。且如此進行可引起致動器或其他裝置與實體世界交互。

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，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所描述之本發明進行修改。本發明之其他態樣如在以下編號條項中陳述。 1. 一種判定一物理量之方法，該方法使用經組態以取樣複數個位置之一感測器系統，其中在各位置處之取樣使用一物件平面圖案化裝置及一影像平面感測器，其中各物件平面圖案化裝置包含一第一部分及一第二部分，該第一部分不同於該第二部分，且其中該等物件平面圖案化裝置中之至少一者的該第一部分及該第二部分相對於其他物件平面圖案化裝置之該第一部分及該第二部分轉置；且其中該方法包含：使用各物件平面圖案化裝置之該第一部分並在一第一方向上執行一第一量測以便產生一第一資料集；使用各物件平面圖案化裝置之該第二部分並在該第一方向上執行一第二量測以便產生一第二資料集；使用各物件平面圖案化裝置之該第一部分並在一第二方向上執行一第三量測以便產生一第三資料集，該第二方向不同於該第一方向；使用各物件平面圖案化裝置之該第二部分並在該第二方向上執行一第四量測以便產生一第四資料集；及組合該第一資料集、該第二資料集、該第三資料集及該第四資料集以便判定該物理量。 2. 如條項1之方法，其中具有一共同雜訊源之輻射入射於各物件平面圖案化裝置及影像平面感測器上以產生該第一資料集、該第二資料集、該第三資料集及/或該第四資料集。 3. 如任一前述條項之方法，其中該物件平面圖案化裝置包含一光柵。 4. 如任一前述條項之方法，其中該物件平面圖案化裝置之該第一部分之定向正交於該第二部分之定向。 5. 如任一前述條項之方法，其中該至少一個物件平面圖案化裝置之第一定向正交於其他物件平面圖案化裝置之第二定向。 6. 如任一前述條項之方法，其中該第一量測、該第二量測、該第三量測及該第四量測形成一剪切干涉測量程序之部分。 7. 如任一前述條項之方法，其中該第一部分具有一第一剪切方向且該第二部分具有一第二剪切方向，該第二剪切方向不同於該第一剪切方向。 8. 如條項7之方法，其中該第一方向包含平行於該第一剪切方向之一分量及平行於該第二剪切方向之一分量；且其中該第二方向包含平行於該第一剪切方向之一分量及平行於該第二剪切方向之一分量。 9. 如條項8之方法，其中該第一方向及該第二方向中之一者使得其平行於該第一剪切方向之分量的一正負號與其平行於該第二剪切方向之分量的一正負號相反，且該第一方向及該第二方向中之另一者使得其平行於該第一剪切方向之分量的一正負號與其平行於該第二剪切方向之分量的一正負號相同。 10. 如任一前述條項之方法，其中該影像感測器包含複數個影像感測器。 11. 如任一前述條項之方法，其中該影像平面感測器包含：一第二圖案化裝置，其可定位以便自該複數個物件平面圖案化裝置接收輻射；及一偵測器，其經配置以自該第二圖案化裝置接收輻射。 12. 如條項10之方法，其中該複數個影像平面感測器中之各者包含可定位以便自該複數個物件平面圖案化裝置中之一對應者接收輻射的一第二圖案化裝置；且其中該複數個影像平面感測器包含經配置以自該複數個第二圖案化裝置接收輻射的一偵測器。 13. 如任一前述條項之方法，其中組合該第一資料集、該第二資料集、該第三資料集及該第四資料集以便判定該物理量包含：組合該第一資料集與該第二資料集以便針對各取樣位置判定至少一個第一物理參數；組合該第三資料集與該第四資料集以便針對各取樣位置判定至少一個第二物理參數；及組合用於各取樣位置之該經判定第一物理參數與用於各取樣位置之該經判定第二物理參數以形成用於各取樣位置之一輸出校正物理參數，以便至少部分地校正由用於產生該第一資料集、該第二資料集、該第三資料集及/或該第四資料集的該輻射之強度變化所引起的該經判定第一物理參數及該經判定第二物理參數之誤差。 14. 如任一前述條項之方法，其中該物理量包含一投影系統之一或多個像差。 15. 如條項13之方法，其中該物理量包含一投影系統之一或多個像差，且該第一物理參數、該第二物理參數、該第三物理參數及該第四物理參數分別對應於第一像差係數、第二像差係數、第三像差係數及第四像差係數。 16. 如條項15之方法，其中以下步驟組合該第一資料集與該第二資料集以便判定一或多個像差進一步包含：判定在該第一方向上之一第一波前傾斜係數；及以下步驟組合該第二資料集及該第四資料集以便判定一或多個像差進一步包含：判定在該第一方向上之一第二波前傾斜係數；及組合用於各取樣位置的在該第一方向上之該等經判定第一波前傾斜係數及用於各取樣位置的在該第一方向上之該等經判定第二波前傾斜係數以便形成由用於產生該第一資料集及該第二資料集的該輻射之強度變化所引起的用於各取樣位置的在該第一方向上之一輸出波前傾斜係數，以便至少部分地校正在該第一方向上之該等經判定第一波前傾斜係數及在該第一方向上之該等經判定第二波前傾斜係數的誤差。 17. 如條項16之方法，其中組合用於各取樣位置的在該第一方向上之該等經判定第一波前傾斜係數及用於各取樣位置的在該第一方向上之該等經判定第二波前傾斜係數以便形成用於各取樣位置的在該第一方向上之一輸出波前傾斜係數包含：執行一最小平方擬合以便同時最小化以下各者：用於以下各者之間的該差異之各取樣位置的該均方根：(a)在該第一方向上之該等經判定第一波前傾斜係數；及(b)在該第一方向上之該輸出波前傾斜係數加一第一常量；及用於以下各者之間的該差異之各取樣位置的該均方根：(a)在該第一方向上之該等經判定第二波前傾斜係數；及(b)對於該等物件平面圖案化裝置之該光柵的該第一部分，在該第一方向上之該等輸出波前傾斜係數加一第二常量乘以+1及對於該等物件平面圖案化裝置之該光柵的該第二部分，在該第一方向上之該輸出波前傾斜係數加一第二常量乘以-1。 18. 如條項1至13中任一項之方法，其中該物理量包含一強度。 19. 如條項1至13中任一項之方法，其中該物理量包含一經量測輻射之一或多個強度，且該第一物理參數、該第二物理參數、該第三物理參數及該第四物理參數分別對應於該第一強度值、該第二強度值、該第三強度值及該第四強度值。 20. 如任一前述條項之方法，其中組合該第一資料集、該第二資料集、該第三資料集及該第四資料集以便判定該物理量包含：組合該第一資料集與該第二資料集以便對於各取樣位置判定在該第二方向上的一第一波前傾斜係數；組合該第三資料集與該第四資料集以便對於各取樣位置判定在該第二方向上之一第二波前傾斜係數；及組合用於各取樣位置的在該第二方向上之該等經判定第一波前傾斜係數及用於各取樣位置的在該第二方向上之該等經判定第二波前傾斜係數以便形成輸出在該第二方向上的一波前傾斜係數，以便至少部分地校正由用於產生該第二資料集及該第四資料集的該輻射之強度變化所引起的在該第二方向上之該等經判定第一波前傾斜係數及在該第二方向上之該等經判定第二波前傾斜係數的誤差。 21. 如條項20之方法，其中組合用於各取樣位置的在該第二方向上之該等經判定第一波前傾斜係數及用於各取樣位置的在該第二方向上之該等經判定第二波前傾斜係數以便形成用於各取樣位置的在該第二方向上之一輸出波前傾斜係數包含：執行一最小平方擬合以便同時最小化以下各者：用於以下各者之間的該差異之該複數個取樣位置的該均方根：(a)在該第二方向上之該等經判定第一波前傾斜係數；及(b)在該第二方向上之該輸出波前傾斜係數加一第三常量；及用於以下各者之間的該差異之該複數個取樣位置的該均方根：(a)在該第二方向上之該等經判定第二波前傾斜係數；及(b)對於該等物件平面圖案化裝置之該光柵的該第一部分，在該第二方向上之該輸出波前傾斜係數加一第四常量乘以+1及對於該等物件平面圖案化裝置之該光柵的該第二部分，在該第二方向上之該輸出波前傾斜係數加一第四常量乘以-1。 22. 如任一前述條項之方法，其中該第一方向及該第二方向各自相對於該第一剪切方向及該第二剪切方向中之各者以45°而對準。 23. 如任一前述條項之方法，其中各量測包含：運用第一輻射照明該複數個物件平面圖案化裝置；在該複數個影像平面感測器中之一不同者的一圖案化裝置上形成該複數個物件平面圖案化裝置中之各者的一影像；經由在一方向上分離的複數個位置掃描該複數個物件平面圖案化裝置或該對應複數個影像平面感測器中之至少一者以便產生用於該複數個取樣位置中之各者的一振盪相掃描信號；及判定在一輻射偵測器上之複數個位置處的該振盪信號之一諧波的一相位。 24. 如條項23之方法，其中該振盪信號之該諧波(其等同於在該輻射偵測器上之該複數個位置中之各者處的一投影系統之一光瞳平面中的一對位置之間的像差映圖之差)可為一第一諧波。 25. 如條項24之方法，其中該投影系統之該光瞳平面中的該對位置在一剪切方向上分離對應於兩個鄰近第一繞射光束之間的該光瞳平面中之該距離兩倍的一剪切距離。 26. 一種電腦可讀媒體，其攜載一電腦程式，該電腦程式包含經組態以致使一電腦進行如條項1至25中任一項之方法的電腦可讀指令。 27. 一種電腦設備，其包含：一記憶體，其儲存處理器可讀指令；及一處理器，其經配置以讀取及實行儲存於該記憶體中之指令，其中該等處理器可讀指令包含經配置以控制該電腦以進行如條項1至25中任一項之方法的指令。 28. 一種用於判定一物理量之量測系統，該量測系統包含：複數個物件平面圖案化裝置，其包含：具有一第一定向之一第一組圖案化裝置；及具有一第二定向之一第二組圖案化裝置，該第二定向不同於該第一定向；一照明系統，其經配置以運用輻射照明該複數個物件平面圖案化裝置以便形成複數個第一繞射光束，來自該第一組圖案化裝置中之各者的該等第一繞射光束在對應於該光柵之該第一定向的一調變方向上分離且來自該第二組圖案化裝置中之各者的該等第一繞射光束在對應於該等光柵之該第二定向的一調變方向上分離；一影像平面感測器，其包含一圖案化裝置及一輻射偵測器；該照明系統經組態以在該影像平面感測器之該圖案化裝置上形成該複數個物件平面圖案化裝置中之各者的一影像以便自該等第一繞射光束中之各者形成複數個第二繞射光束；一定位設備，其經組態以在一第一方向或一第二方向上移動該複數個物件平面圖案化裝置；及一控制器，其經組態以實施如條項1至25中任一項之方法。 29. 一種用於判定一物理量之量測系統，該量測系統包含：複數個物件平面圖案化裝置，其包含：具有一第一定向之一第一組圖案化裝置；及具有一第二定向之一第二組圖案化裝置，該第二定向不同於該第一定向；一照明系統，其經配置以運用輻射照明該複數個物件平面圖案化裝置以便形成複數個第一繞射光束，來自該第一組圖案化裝置中之各者的該等第一繞射光束在對應於該第一定向的一調變方向上分離且來自該第二組圖案化裝置中之各者的該等第一繞射光束在對應於該第二定向的一調變方向上分離；複數個影像平面感測器，各包含一圖案化裝置且各與一輻射偵測器通信；該照明系統經組態以在該影像平面感測器之該圖案化裝置上形成該複數個物件平面圖案化裝置中之各者的一影像以便自該等第一繞射光束中之各者形成複數個第二繞射光束；一定位設備，其經組態以在一第一方向或一第二方向上移動該複數個物件平面圖案化裝置或該對應複數個影像平面感測器中之至少一者；及一控制器，其經組態以實施如條項1至25中任一項之方法。 30. 一種微影設備，其包含如條項28或29之量測系統。 31. 一種度量衡工具，其包含如條項28或29之量測系統。

10:量測系統 15a:經圖案化區 15b:經圖案化區 15c:經圖案化區 15a':第一部分 15b':第一部分 15c':第一部分 15a":第二部分 15b":第二部分 15c":第二部分 17a:量測光束 17b:量測光束 17c:量測光束 19a:第二圖案化裝置/繞射光柵 19b:第二圖案化裝置/繞射光柵 19c:第二圖案化裝置/繞射光柵 21:感測器設備 23:輻射偵測器 25a:影像平面感測器 25b:影像平面感測器 25c:影像平面感測器 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 35:第一繞射光束 36:第一繞射光束 37:光瞳平面 38:箭頭/輻射 39:偵測器區 51:物件平面圖案化裝置 51a:第一部分 51b:第二部分 52:物件平面圖案化裝置 52a:第一部分 52b:第二部分 53:物件平面圖案化裝置 53a:第一部分 53b:第二部分 54:物件平面圖案化裝置 54a:第一部分 54b:第二部分 55:物件平面圖案化裝置 55a:第一部分 55b:第二部分 56:物件平面圖案化裝置 56a:第一部分 56b:第二部分 57:物件平面圖案化裝置 57a:第一部分 57b:第二部分 60:方法 61:掃描量測/第一量測/第一剪切干涉測量程序 62:掃描量測/第二量測/第二剪切干涉測量程序 63:掃描量測/第三量測/第三步進量測/第三剪切干涉測量程序 64:掃描量測/第四量測/第四剪切干涉測量程序 65:步驟 70:步驟 71:步驟 72:步驟 B:輻射光束 BD:光束遞送系統 C:目標部分 CN:控制器 IL:照明系統/照明器 LA:微影設備 MA:圖案化裝置 MA':量測圖案化裝置 MT:遮罩支撐件 M ₁:遮罩對準標記 M ₂:遮罩對準標記 PA:調整構件 PM:第一定位器 PMS:位置量測系統 PS:投影系統 PW:第二定位器 P ₁:基板對準標記 P ₂:基板對準標記 SO:輻射源 u:第一剪切方向 v:第二剪切方向 W:基板 WT:基板支撐件

現在將參看隨附示意圖作為實例來描述本發明之實施例，在該等示意圖中： - 圖1描繪微影設備； - 圖2為根據本發明之一實施例之量測系統的示意性圖示； - 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圖示； - 圖4為根據本發明之實施例之量測系統的示意性圖示，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且形成複數個第一繞射光束； - 圖5展示使用混合標記用於物件平面圖案化裝置的圖3A中所展示之類型的量測圖案化設備MA'之另一實例； - 圖6為根據本發明之實施例的判定投影系統之一或多個像差的新方法之示意性流程圖； - 圖7展示相位掃描量測之實例集合，其可表示在圖6中所展示之方法的四個掃描程序中之任一者期間記錄的資料； - 圖8A展示針對圖6中所展示之方法的第一量測步驟的歸因於強度波動的由圖5中所展示之物件位準圖案化裝置表示的例示性七個場點中之各者的強度相關性(實箭頭)及此強度相關性在兩個掃描方向中之各者上的分量(虛線箭頭)； - 圖8B展示針對圖6中所展示之方法的第二量測步驟的歸因於強度波動的由圖5中所展示之物件位準圖案化裝置表示的例示性七個場點中之各者的強度相關性(實箭頭)及此強度誤差在兩個掃描方向中之各者上的分量(虛線箭頭)； - 圖8C展示針對圖6中所展示之方法的第三量測步驟的歸因於強度波動的由圖5中所展示之物件位準圖案化裝置表示的例示性七個場點中之各者的強度相關性(實箭頭)及此強度誤差在兩個掃描方向中之各者上的分量(虛線箭頭)； - 圖8D展示針對圖6中所展示之方法的第四量測步驟的歸因於強度波動的由圖5中所展示之物件位準圖案化裝置表示的例示性七個場點中之各者的強度相關性(實箭頭)及此強度誤差在兩個掃描方向中之各者上的分量(虛線箭頭)；且 - 圖9展示可形成圖6中所展示之方法之最後步驟的子步驟之實例集合(其中相關強度誤差可在組合第一資料集S ₁、第二資料集S ₂、第三資料集S ₃及第四資料集S ₄以便判定物理量之步驟中經模型化掉，該等物理量可為例如投影系統之一或多個像差)。

60:方法

61:掃描量測/第一量測/第一剪切干涉測量程序

62:掃描量測/第二量測/第二剪切干涉測量程序

63:掃描量測/第三量測/第三步進量測/第三剪切干涉測量程序

64:掃描量測/第四量測/第四剪切干涉測量程序

65:步驟

Claims

一種判定一物理量之方法，該方法使用經組態以取樣複數個位置之一感測器系統，其中在各位置處之取樣使用一物件平面圖案化裝置及一影像平面感測器，其中各物件平面圖案化裝置包含一第一部分及一第二部分，該第一部分不同於該第二部分，且其中該等物件平面圖案化裝置中之至少一者的該第一部分及該第二部分相對於其他物件平面圖案化裝置之該第一部分及該第二部分轉置；且其中該方法包含：使用各物件平面圖案化裝置之該第一部分並在一第一方向上執行一第一量測以便產生一第一資料集；使用各物件平面圖案化裝置之該第二部分並在該第一方向上執行一第二量測以便產生一第二資料集；使用各物件平面圖案化裝置之該第一部分並在一第二方向上執行一第三量測以便產生一第三資料集，該第二方向不同於該第一方向；使用各物件平面圖案化裝置之該第二部分並在該第二方向上執行一第四量測以便產生一第四資料集；及組合該第一資料集、該第二資料集、該第三資料集及該第四資料集以便判定該物理量。
如請求項1之方法，其中具有一共同雜訊源之輻射入射於各物件平面圖案化裝置及該影像平面感測器上以產生該第一資料集、該第二資料集、該第三資料集及/或該第四資料集。
如請求項1或2之方法，其中該物件平面圖案化裝置包含一光柵。
如請求項1或2之方法，其中該物件平面圖案化裝置之該第一部分之定向正交於該第二部分之定向。
如請求項1或2之方法，其中該至少一個物件平面圖案化裝置之第一定向正交於其他物件平面圖案化裝置之第二定向。
如請求項1或2之方法，其中該第一量測、該第二量測、該第三量測及該第四量測形成一剪切干涉測量程序之部分。
如請求項1或2之方法，其中該第一部分具有一第一剪切方向且該第二部分具有一第二剪切方向，該第二剪切方向不同於該第一剪切方向。
如請求項7之方法，其中該第一方向包含平行於該第一剪切方向之一分量及平行於該第二剪切方向之一分量；且其中該第二方向包含平行於該第一剪切方向之一分量及平行於該第二剪切方向之一分量。
如請求項8之方法，其中該第一方向及該第二方向中之一者使得其平行於該第一剪切方向之分量的一正負號與其平行於該第二剪切方向之分量的一正負號相反，且該第一方向及該第二方向中之另一者使得其平行於該第一剪切方向之分量的一正負號與其平行於該第二剪切方向之分量的一正負號相同。
如請求項1或2之方法，其中該影像感測器包含複數個影像感測器。
如請求項1或2之方法，其中該影像平面感測器包含：一第二圖案化裝置，其可定位以便自該複數個物件平面圖案化裝置接收輻射；及一偵測器，其經配置以自該第二圖案化裝置接收輻射。
如請求項10之方法，其中該複數個影像平面感測器中之各者包含可定位以便自該複數個物件平面圖案化裝置中之一對應者接收輻射的一第二圖案化裝置；且其中該複數個影像平面感測器包含經配置以自該複數個第二圖案化裝置接收輻射的一偵測器。
如請求項1或2之方法，其中組合該第一資料集、該第二資料集、該第三資料集及該第四資料集以便判定該物理量包含：組合該第一資料集與該第二資料集以便針對各取樣位置判定至少一個第一物理參數；組合該第三資料集與該第四資料集以便針對各取樣位置判定至少一個第二物理參數；及組合用於各取樣位置之該經判定第一物理參數與用於各取樣位置之該經判定第二物理參數以形成用於各取樣位置之一輸出校正物理參數，以便至少部分地校正由用於產生該第一資料集、該第二資料集、該第三資料集及/或該第四資料集的該輻射之強度變化所引起的該經判定第一物理參數及該經判定第二物理參數之誤差。
如請求項1或2之方法，其中該物理量包含一投影系統之一或多個像差。
一種用於判定一物理量之量測系統，該量測系統包含：複數個物件平面圖案化裝置，其包含：具有一第一定向之一第一組圖案化裝置；及具有一第二定向之一第二組圖案化裝置，該第二定向不同於該第一定向；一照明系統，其經配置以運用輻射照明該複數個物件平面圖案化裝置以便形成複數個第一繞射光束，來自該第一組圖案化裝置中之各者的該等第一繞射光束在對應於光柵之該第一定向的一調變方向上分離且來自該第二組圖案化裝置中之各者的該等第一繞射光束在對應於該等光柵之該第二定向的一調變方向上分離；一影像平面感測器，其包含一圖案化裝置及一輻射偵測器；該照明系統經組態以在該影像平面感測器之該圖案化裝置上形成該複數個物件平面圖案化裝置中之各者的一影像以便自該等第一繞射光束中之各者形成複數個第二繞射光束；一定位設備，其經組態以在一第一方向或一第二方向上移動該複數個物件平面圖案化裝置；及一控制器，其經組態以實施如請求項1至14中任一項之方法。