TW202427063A - 感測器模組、照明器、度量衡裝置及相關度量衡方法 - Google Patents

感測器模組、照明器、度量衡裝置及相關度量衡方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202427063A
TW202427063A TW112132544A TW112132544A TW202427063A TW 202427063 A TW202427063 A TW 202427063A TW 112132544 A TW112132544 A TW 112132544A TW 112132544 A TW112132544 A TW 112132544A TW 202427063 A TW202427063 A TW 202427063A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
illumination
feature
illuminator
scattered radiation
radiation
Prior art date
Application number
TW112132544A
Other languages
English (en)
Inventor
羅賓 丹尼爾 布吉思
沙伊克 西奧多羅斯 湯馬士 馬里納斯 范
包伊夫 亞歷 傑福瑞 丹
Original Assignee
荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司 filed Critical 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司
Publication of TW202427063A publication Critical patent/TW202427063A/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/0443—Digital holography, i.e. recording holograms with digital recording means
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/706843—Metrology apparatus
    • G03F7/706849—Irradiation branch, e.g. optical system details, illumination mode or polarisation control
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/706843—Metrology apparatus
    • G03F7/706851—Detection branch, e.g. detector arrangements, polarisation control, wavelength control or dark/bright field detection
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/0465—Particular recording light; Beam shape or geometry
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/26—Processes or apparatus specially adapted to produce multiple sub- holograms or to obtain images from them, e.g. multicolour technique
    • G03H1/2645—Multiplexing processes, e.g. aperture, shift, or wavefront multiplexing
    • G03H1/265—Angle multiplexing; Multichannel holograms
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/0005—Adaptation of holography to specific applications
    • G03H2001/0033—Adaptation of holography to specific applications in hologrammetry for measuring or analysing
    • G03H2001/0038—Adaptation of holography to specific applications in hologrammetry for measuring or analysing analogue or digital holobjects
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/0005—Adaptation of holography to specific applications
    • G03H2001/005—Adaptation of holography to specific applications in microscopy, e.g. digital holographic microscope [DHM]
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/0443—Digital holography, i.e. recording holograms with digital recording means
    • G03H2001/0445—Off-axis recording arrangement
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/0443—Digital holography, i.e. recording holograms with digital recording means
    • G03H2001/046—Synthetic aperture
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/0465—Particular recording light; Beam shape or geometry
    • G03H2001/0473—Particular illumination angle between object or reference beams and hologram

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

本發明揭示一種判定一結構之一受關注參數之方法，該結構包含沿著一結構座標系之一第一軸線定向之至少一個第一特徵及沿著該結構座標系之一第二軸線定向之至少一個第二特徵。該方法包含：用來自傾斜於該第一軸線及第二軸線之一第一方向的第一照明來照明該第一特徵及該第二特徵，以便自該第一特徵產生第一散射輻射及自該第二特徵產生第二散射輻射，偵測由該第一散射輻射之一部分與第一參考照明之間的干涉形成之一第一干涉圖案；偵測由該第二散射輻射之一部分與該第一參考照明之間的干涉形成之一第二干涉圖案；及使用該第一干涉圖案及該第二干涉圖案來判定該結構之該受關注參數。

Description

感測器模組、照明器、度量衡裝置及相關度量衡方法
本發明係關於度量衡學，諸如數位全像顯微術，且特定而言高速暗場數位全像顯微術，且關於積體電路製造中之度量衡學應用。
微影設備係經構造以將所要圖案施加至基板上之一機器。舉例而言，微影設備可用於製造積體電路(IC)。舉例而言，微影設備可將圖案化裝置(例如，遮罩)處之圖案(通常亦被稱為「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。
為在基板上投影圖案，微影設備可使用電磁輻射。此輻射之波長判定可形成在基板上之特徵的最小大小。當前使用的典型波長為365 nm (i線)、248 nm、193 nm及13.5 nm。較之使用例如具有193 nm之波長之輻射的微影設備，可使用使用極紫外線(EUV)輻射(具有在4 nm至20 nm範圍內之波長，例如6.7 nm或13.5 nm)的微影設備來在基板上形成較小特徵。
可使用低k 1微影來處理尺寸小於微影設備之經典解析度極限的特徵。在此製程中，解析度公式可表達為CD = k 1×λ/NA，其中λ為所採用之輻射波長，NA為微影設備中投影光學器件之數值孔徑，CD為「關鍵尺寸」(通常為印刷的最小特徵大小，但在此狀況下為半節距)，且k 1為經驗解析度因子。通常，k 1愈小，在基板上再現與電路設計者計劃以便實現特定的電氣功能性及效能的形狀及尺寸相似的圖案變得愈困難。為了克服此等困難，可將複雜的微調步驟應用於微影投影設備及/或設計佈局。舉例而言，此等微調步驟包括但不限於NA最佳化、定製照明方案、使用相移圖案化裝置、設計佈局之各種最佳化，諸如設計佈局中之光學鄰近校正(OPC，有時亦稱為「光學及製程校正」)，或其他通常定義為「解析度增強技術」(RET)之方法。替代地，可使用用於控制微影設備之穩定性的緊密控制環路來改良在低k1下的圖案再現。
在製造製程期間，需要檢測製造結構及/或量測所製造結構之特性。合適的檢測及度量衡設備為此項技術中已知的。已知度量衡設備中之一者為散射計及例如暗場散射計。
專利申請公開案US2016/0161864A1、專利申請公開案US2010/0328655A1及專利申請公開案US2006/0066855A1論述光微影設備之實施例及散射計之實施例。所引用之文件係以引用方式併入本文中。
上文所提及度量衡裝置，且更一般而言，可具有需要至少四個照明器來量測結構之疊對，或需要多於一次量測來判定該疊對的問題。
期望提供一種適用於寬波長範圍之度量衡裝置的照明裝置。
在本發明之第一態樣中，提供了一種判定基板上結構之受關注參數的方法，該結構包含沿著結構座標系之第一軸線定向之至少一個第一特徵及沿著結構座標系之第二軸線定向之至少一個第二特徵，該方法包含：用來自傾斜於該第一軸線及第二軸線之第一方向的第一照明來照明第一特徵及第二特徵，以便自第一特徵產生第一散射輻射及自第二特徵產生第二散射輻射，偵測由第一散射輻射之部分與第一參考照明之間的干涉形成之第一干涉圖案；偵測由第二散射輻射之部分與第一參考照明之間的干涉形成之第二干涉圖案；及使用第一干涉圖案、第二干涉圖案來判定結構之受關注參數。
在本發明之第二態樣中，提供了一種全像度量衡設備，其包含：感測器模組；基板支撐件，其用於支撐包含結構之基板，該結構包含沿著結構座標系之第一軸線定向之至少一個第一特徵及沿著結構座標系之第二軸線定向之至少一個第二特徵；及參考照明裝置，其用於產生第一參考照明；其中該感測器模組包含：照明裝置，其包含至少一個照明器，該至少一個照明器可操作以用來自傾斜於該第一軸線及第二軸線之第一方向的第一照明來照明該結構，以便自第一特徵產生第一散射輻射及自第二特徵產生第二散射輻射；光學系統，其可操作以捕捉該第一散射輻射及第二散射輻射；及偵測器，其可操作以偵測由第一散射輻射之部分與第一參考照明之間的干涉形成之第一干涉圖案，及由第二散射輻射之部分與第一參考照明之間的干涉形成之第二干涉圖案。
在本文件中，使用術語「輻射」及「光束」來囊括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EUV (極紫外線輻射，例如，具有在約5 nm至100 nm範圍內之波長)。
如在本文中所使用之術語「倍縮光罩」、「遮罩」或「圖案化裝置」可廣義地解釋為係指通用圖案化裝置，該通用圖案化裝置可用於向傳入輻射光束賦予與欲在基板之目標部分中形成之圖案相對應的經圖案化剖面。在此內容脈絡中亦可使用術語「光閥」。除了經典遮罩(透射或反射、二進位、相移、混合等)外，其他此類圖案化裝置之實例亦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(亦被稱為照明器) 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精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來精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。
在操作中，照明系統IL例如經由光束遞送系統BD自輻射源SO接收輻射光束。照明系統IL可包括用於定向、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可用於調節輻射光束B，以在其剖面中在圖案化裝置MA之平面處具有所要空間及角度強度分佈。
本文中所使用之術語「投影系統」PS應廣泛地解釋為囊括各種類型之投影系統，包括折射、反射、折反射、變形、磁性、電磁及/或靜電光學系統，或其任一組合，如適用於所使用的曝光輻射，及/或其他因素，諸如使用浸漬液或使用真空。本文中術語「投影透鏡」的任何使用可被視為與較通用術語「投影系統」PS同義。
微影設備LA可為一種類型，其中基板之至少一部分可由具有相對較高折射率之液體(例如，水)覆蓋，以便填充投影系統PS與基板W之間的空間—此亦被稱為浸漬式微影。關於浸潤技術之較多資訊在US6952253 (其以引用的方式併入本文)中給出。
微影設備LA亦可為具有兩個或多於兩個基板支撐件WT (亦被稱為「雙載物台」)的類型。在此類「多載物台」機器中，基板支撐件WT可並行使用，及/或可對位於基板支撐件WT中之一者上之基板W實施準備基板W之後續曝光的步驟，而另一基板支撐件WT上之另一基板W正用於曝光另一基板W上之圖案。
除了基板支撐件WT外，微影設備LA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一部分，例如投影系統PS之一部分或提供浸漬液之系統之一部分。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下面移動。
在操作中，輻射光束B入射於固持於遮罩支撐件MT上之圖案化裝置(例如，遮罩) MA上，且由存在於圖案化裝置MA上之圖案(設計佈局)圖案化。已橫穿遮罩MA，輻射光束B穿過投影系統PS，該投影系統將光束聚焦至基板W之目標部分C上。藉助第二定位器PW及位置量測系統IF，可精確地移動基板支撐件WT，例如，以便將輻射光束B之路徑中不同目標部分C定位於聚焦及對準位置處。類似地，第一定位器PM及可能的另一位置感測器(其在圖1中未明確描繪)可用於相對於輻射光束B之路徑精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來使圖案化裝置MA及基板W對準。儘管所說明之基板對準標記P1、P2佔用專用目標部分，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。
如在圖2中所展示，微影設備LA可形成微影單元LC之一部分，有時亦被稱為微影單元或(微影)群集，其通常亦包括對基板W執行曝光前及曝光後製程的設備。習知地，此等設備包括用以沉積抗蝕劑層之旋塗機SC，用以使曝光抗蝕劑顯影之顯影劑DE，冷卻板CH及烘烤板BK，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。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，在不同的處理設備之間移動該等基板，並將基板W遞送至微影設備LA之裝載機架LB。微影單元中之裝置(其通常亦統稱為塗佈顯影系統)通常受塗佈顯影系統控制單元TCU的控制，塗佈顯影系統控制單元TCU本身可由監督控制系統SCS控制，該監督控制系統亦可控制微影設備LA，例如經由微影控制單元LACU。
為了使由微影設備LA曝光之基板W正確且一致地曝光，期望檢測基板以量測圖案化結構之屬性，諸如後續層之間的疊對誤差、線厚度、關鍵尺寸(CD)等。為了此目的，檢測工具(未展示)可包括在微影單元LC中。若偵測到誤差，例如，可對後續基板之曝光或欲對基板W執行之其他處理步驟進行調整，尤其在同一批量或批次的其他基板W仍有待曝光或處理之前進行檢測的情況下。
亦可被稱為度量衡設備之檢測設備用以判定基板W之屬性，且詳言之，判定不同基板W之屬性如何變化或與同一基板W之不同層相關之屬性在層與層間如何變化。檢測設備可替代地經構造以識別基板W上之缺陷，且可例如為微影單元LC之一部分，或可整合至微影設備LA中，或甚至可為獨立裝置。檢測設備可量測潛影(在曝光之後在抗蝕劑層中之影像)上之屬性，或半潛影(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。
通常，微影設備LA中之圖案化製程係處理中最重要的步驟中之一者，其要求基板W上結構的尺寸及置放的高精度。為確保此高精度，三個系統可組合在所謂「整體」控制環境中，如在圖3中示意性所描繪。此等系統中之一者係微影設備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製程窗且提供嚴格控制環路，以確保由微影設備LA執行之圖案化保持在製程窗內。製程窗定義製程參數(例如，劑量、焦點、疊對)的範圍，在該範圍內特定製造製程產生定義的結果(例如，功能半導體裝置)—通常允許微影製程或圖案化製程中之製程參數變化的範圍內。
電腦系統CL可使用欲經圖案化之設計佈局(之一部分)來預測欲使用哪些解析度增強技術並執行計算微影模擬及計算以判定哪個遮罩佈局及微影設備設定實現圖案化製程之最大整體製程窗(如在圖3中由第一量表SC1中之雙箭頭所描繪)。通常，解析度增強技術經配置以匹配微影設備LA之圖案化可能性。電腦系統CL亦可用於偵測微影設備LA當前在製程窗內之何處操作(例如，使用來自度量衡工具MT之輸入)以預測是否可由於例如次最佳化處理而存在缺陷(如在圖3中由第二量表SC2中之指向「0」之箭頭所描繪)。
度量衡工具MT可向電腦系統CL提供輸入以實現精確的模擬及預測，且可向微影設備LA提供回饋以識別可能的漂移，例如在微影設備LA之校準狀態中(在圖3中由第三量表SC3中之多個箭頭所描繪)。
在微影製程中，期望頻繁地對所形成之結構進行量測，例如，用於製程控制及驗證。用以進行此類量測之工具通常被稱為度量衡工具MT。用於進行此類量測之不同類型的度量衡工具MT為所知的，包括掃描電子顯微鏡或各種形式之散射計度量衡工具MT。散射計為多功能器具，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製程之參數(量測通常被稱為以光瞳為基礎之量測)，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製程之參數，在此狀況下量測通常被稱為以影像或場為基礎之量測。此類散射計及相關量測技術在專利申請案US20100328655、US2011102753A1、US20120044470A、US20110249244、US20110026032或EP1,628,164A中進一步描述，該等專利申請案以全文引用的方式併入本文中。前述散射計可使用來自軟x射線及對近IR波長範圍可見之光來量測光柵。
在第一實施例中，散射計MT係角度解析散射計。在此散射計中，重新建構方法可應用於經量測信號以重新建構或計算光柵之屬性。此重新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類似於自真實目標觀測到之繞射圖案的繞射圖案為止。
在第二實施例中，散射計MT係光譜散射計MT。在此類光譜散射計MT中，由輻射源發射之輻射經定向至目標上，且來自目標之反射或散射輻射經定向至光譜儀偵測器，該偵測器量測單向反射輻射之光譜(亦即，作為波長函數的強度之量測)。根據此資料，可重新建構產生偵測到的光譜之目標之結構或輪廓，例如藉由嚴密耦合波分析及非線性回歸或藉由與模擬光譜庫的比較。
在第三實施例中，散射計MT係橢圓量測散射計。橢圓量測散射計允許藉由量測針對各偏光狀態之散射輻射來判定微影製程之參數。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偏光濾光器來發射偏光(諸如線性、環狀或橢圓)。適合於度量衡設備之源亦可提供偏光輻射。以全文引用的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(該不對稱性係與疊對之範圍有關)來量測兩個未對準光柵或週期性結構之疊對。兩個(通常疊對)光柵結構可經應用於兩個不同層(未必為連續層)中，且可形成為處於晶圓上大體上相同的位置處。散射計可具有如例如共有專利申請案EP1,628,164A中所描述之對稱偵測組態，使得任何不對稱係可清楚辨別。此提供用以量測光柵中之對準誤差之直接方式。在以全文引用的方式併入本文中之PCT專利申請公開案第WO 2011/012624號或美國專利申請案US 20160161863中可找到用於在藉由週期性結構之不對稱性量測目標時量測含有週期性結構之兩個層之間的疊對誤差之其他實例。
其他受關注參數可為焦點及劑量。可藉由如以全文引用的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術)同時判定焦點及劑量。可使用具有針對焦點能量矩陣(FEM—亦被稱為焦點曝光矩陣)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。若可得到關鍵尺寸及側壁角之此等獨特組合，則可根據此等量測獨特地判定焦點及劑量值。
度量衡目標可為複合光柵之集合，藉由微影製程形成，主要在抗蝕劑中，但亦在例如蝕刻製程之後。通常，光柵中之結構之節距及線寬很大程度上取決於量測光學件(尤其係光學件之NA)以能夠捕捉來自度量衡目標之繞射級。如較早所指示，繞射信號可用以判定兩個層之間的移位(亦被稱為「疊對」)或可用以重新建構如藉由微影製程所產生之原始光柵之至少一部分。此重新建構可用於提供微影製程之品質指引，且可用於控制微影製程之至少一部分。目標可具有經組態以模仿目標中之設計佈局之功能部分之尺寸的較小子分段。由於此子分段，目標將表現得更類似於設計佈局之功能部分，使得總體製程參數量測較佳相似於設計佈局之功能部分。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。在此填充過度模式中，亦可能同時量測不同目標，因此同時判定不同處理參數。
圖4中描繪度量衡設備，諸如散射計。其包含寬頻(白光)輻射投影機2，其將輻射投影至基板W上。反射或散射輻射傳遞至光譜儀偵測器4，該光譜儀偵測器量測單向反射輻射之光譜6 (亦即，作為波長函數之強度之量測)。根據此資料，處理單元PU可重新建構產生偵測到的光譜之結構或輪廓8，例如藉由嚴密耦合波分析及非線性回歸或藉由與模擬光譜庫的比較，如在圖3之底部處所展示。一般而言，對於重新建構，結構之一般形式係已知的，並且一些參數根據製造結構之製程的知識假定，僅留下結構之一些參數根據散射量測資料判定。此散射計可經組態為正入射散射計或斜入射散射計。
經由量測度量衡目標之微影參數之整體量測品質係至少部分地由用以量測此微影參數之量測配方來判定。術語「基板量測配方」可包括量測自身之一或多個參數、經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、輻射之偏光、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化之敏感度。在美國專利申請案US2016-0161863及公開之美國專利申請案US 2016/0370717A1中描述了更多實例，該等美國專利申請案以其全文引用的方式併入本文中。
用於IC製造之另一類型之度量衡工具為地形量測系統、位準感測器或高度感測器。此類工具可整合於微影設備中，用於量測基板(或晶圓)之頂部表面之地形。基板之地形之映圖，亦被稱為高度映圖，可由指示隨在基板上之位置而變化的基板之高度的此等量測產生。此高度映圖隨後可用於在將圖案轉印於基板上期間校正基板之位置，以便在基板上之恰當聚焦位置中提供圖案化裝置之空中影像。應理解，「高度」在此內容脈絡中大體上係指自平面至基板之尺寸(亦被稱為Z軸)。通常，位準或高度感測器在固定位置(相對於其自身光學系統)處執行量測，且基板與位準或高度感測器之光學系統之間的相對移動會引起在橫越基板之位置處之高度量測。
圖5中示意性地展示此項技術中已知之位準或高度感測器LS之實例，該圖僅繪示操作原理。在此實例中，位準感測器包含光學系統，該光學系統包括投影單元LSP及偵測單元LSD。投影單元LSP包含提供輻射光束LSB之輻射源LSO，該輻射光束LSB由投影單元LSP之投影光柵PGR賦予。輻射源LSO可為例如窄頻或寬頻光源，諸如超連續光譜光源(偏光或非偏光、脈衝或連續)，諸如偏光或非偏光雷射光束。輻射源LSO可包括具有不同色彩或波長範圍之複數個輻射源，諸如複數個LED。位準感測器LS之輻射源LSO不限於可見輻射，但可另外地或替代地涵蓋UV及/或IR輻射及適合於自基板之表面反射的任何波長範圍。
投影光柵PGR為包含週期性結構之週期性光柵，該週期性結構產生具有週期性變化強度之輻射光束BE1。具有週期性變化強度之輻射光束BE1經引導朝向基板W上之相對於垂直於入射基板表面之軸線(Z軸)具有入射角ANG的量測位置MLO，該入射角介於0度與90度之間，通常介於70度與80度之間。在量測部位MLO處，圖案化輻射光束BE1由基板W反射(藉由箭頭BE2指示)且經引導朝向偵測單元LSD。
為判定量測位置MLO處之高度位準，位準感測器進一步包含偵測系統，該偵測系統包含偵測光柵DGR、偵測器DET及用於處理偵測器DET之輸出信號之處理單元(未展示)。偵測光柵DGR可與投影光柵PGR相同。偵測器DET產生偵測器輸出信號，該偵測器輸出信號指示接收到之光，例如指示接收到之光之強度，諸如光偵測器，或表示接收到之強度之空間分佈，諸如攝影機。偵測器DET可包含一或多個偵測器類型之任一組合。
藉助於三角量測技術，可判定量測部位MLO處之高度位準。所偵測之高度位準通常與如藉由偵測器DET所量測之信號強度相關，該信號強度具有尤其取決於投影光柵PGR之設計及(傾斜)入射角ANG的週期性。
投影單元LSP及/或偵測單元LSD可沿著投影光柵PGR與偵測光柵DGR之間的圖案化輻射光束之路徑包括其他光學元件，諸如透鏡及/或鏡面(未展示)。
在實施例中，可省略偵測光柵DGR，且可將偵測器DET置放於偵測光柵DGR所定位之位置處。此組態提供投影光柵PGR之影像的較直接偵測。
為了有效地覆蓋基板W之表面，位準感測器LS可經組態以將量測光束BE1之陣列投影至基板W之表面上，從而產生覆蓋較大量測範圍之量測區MLO或光點之陣列。
例如在兩者以引用的方式併入之US7265364及US7646471中揭示一般類型之各種高度感測器。在以引用的方式併入之US2010233600A1中揭示使用UV輻射而非可見或紅外線輻射之高度感測器。在以引用的方式併入之WO2016102127A1中，描述使用多元件偵測器來偵測及辨識光柵影像之位置而無需要偵測光柵的緊湊型高度感測器。
用於IC製造中之另一類型之度量衡工具為對準感測器。因此，微影設備之效能之關鍵態樣能夠相對於置於先前層中(藉由同一設備或不同微影設備)之特徵恰當且精確地置放經施加圖案。為了此目的，基板經設置有一或多組標記或目標。各標記為稍後可使用位置感測器(通常為光學位置感測器)量測其位置之結構。位置感測器可被稱為「對準感測器」，且標記可被稱為「對準標記」。
光微影設備可包括一或多個(例如，複數個)對準感測器，藉由該等對準感測器可精確地量測設置在基板上之對準標記之位置。對準(或位置)感測器可使用諸如繞射及干涉之光學現象以自形成於基板上之對準標記獲得位置資訊。當前光微影設備中使用之對準感測器之實例係基於如US6961116中所描述之自參考干涉儀。已開發了位置感測器之各種增強及修改，例如在US2015261097A1中所揭示。所有此等公開案之內容以引用的方式併入本文中。
圖6為諸如例如US6961116中所描述且以引用的方式併入之已知對準感測器AS之實施例的示意性方塊圖。輻射源RSO提供具有一或多個波長之輻射光束RB，該輻射光束係藉由轉向光學器件轉向至標記(諸如位於基板W上之標記AM)上，而作為照明光點SP。在此實例中，轉向光學器件包含光點鏡面SM及物鏡OL。藉以照明標記AM之照明光點SP之直徑可略小於標記自身之寬度。
由對準標記AM繞射之輻射(在此實例中經由物鏡OL)經準直成資訊攜載光束IB。術語「繞射」意欲包括來自標記之零階繞射(其可被稱為反射)。例如上文所提及之US6961116中所揭示之類型之自參考干涉儀SRI使光束IB與其自身干涉，之後光束由光偵測器PD接收。可包括額外光學器件(未展示)以在由輻射源RSO產生多於一個波長之狀況下提供單獨光束。光偵測器可為單個元件，或其視需要可包含多個像素。光偵測器可包含感測器陣列。
在此實例中包含光點鏡面SM之轉向光學器件亦可用來阻擋自標記反射之零階輻射，使得資訊攜載光束IB僅包含來自標記AM之較高階繞射輻射(此對於量測並非必需的，但改良信雜比)。
強度信號SI經供應至處理單元PU。藉由區塊SRI中之光學處理與單元PU中之計算處理的組合，輸出基板上相對於參考框架之X位置及Y位置的值。
所繪示類型之單個量測僅將標記之位置固定在對應於該標記之一個節距的某一範圍內。結合此量測來使用較粗略量測技術，以識別正弦波之哪一週期為含有所標記位置之週期。可在不同波長下重複較粗略及/或較精細層級之同一製程，以用於提高精度及/或用於穩固地偵測標記，而無關於製成標記之材料及標記提供於上及/或下面之材料。可光學地多工及解多工該等波長以便同時進行處理，及/或可藉由分時或分頻來多工該等波長。
在此實例中，對準感測器及光點SP保持靜止，而基板W移動。對準感測器可因此經穩固且精確地安裝至參考框架，同時在與基板W之移動方向相對的方向上有效地掃描標記AM。在此移動中，藉由將基板W安裝於基板支撐件上且基板定位系統控制基板支撐件之移動來控制該基板。基板支撐位置感測器(例如，干涉儀)量測基板支撐件(未示出)之位置。在實施例中，一或多個(對準)標記設置於基板支撐件上。對設置於基板支撐件上之標記之位置的量測允許校準由位置感測器判定之基板支撐件之位置(例如，相對於對準系統所連接至之框架)。對設置於基板上之對準標記之位置的量測允許判定基板相對於基板支撐件之位置。
為了監測微影製程，量測經圖案化基板之參數。參數可包括例如形成於經圖案化基板中或上之連續層之間的疊對誤差。可對產品基板及/或對專用度量衡目標執行此量測。存在用於對在微影製程中形成之顯微結構進行量測的各種技術，包括使用掃描電子顯微鏡及各種專業工具。快速且非侵入之形式的專業檢測工具為散射計，其中將輻射光束引導至基板之表面上之目標上，並量測散射光束或反射光束之屬性。
已知散射計之實例包括US2006033921A1及US2010201963A1中所描述之類型之角解析散射計。此類散射計所使用之目標相對較大，例如40 μm×40 μm光柵，並且量測光束產生小於光柵之光點(亦即，光柵未經填充)。除了藉由重新建構量測特徵形狀之外，如公開的專利申請案US2006066855A1中所描述，可使用此類設備量測基於繞射之疊對。使用繞射級之暗場成像的基於繞射之疊對度量衡實現對較小目標進行疊對量測。暗場成像度量衡之實例可在國際專利申請案WO 2009/078708及WO 2009/106279中找到，該等文獻特此以其全文引用的方式併入本文中。在公開的專利公開案US20110027704A、US20110043791A、US2011102753A1、US20120044470A、US20120123581A、US20130258310A、US20130271740A及WO2013178422A1中描述了技術之進一步發展。此等目標可小於照明光點，並且可被一晶圓上之產品結構環繞。可使用一複合光柵目標在一個影像中量測多個光柵。所有此等申請案之內容亦以引用的方式併入本文中。
暗場顯微鏡，諸如上文所提及且更普遍之度量衡裝置，具有以下問題：具有用於照明目標及/或偵測由目標繞射之光的有限角度之範圍，此係因為可需要在照明路徑與偵測路徑之間共用總角度之範圍(對應於角解析光瞳內之區域)。此限制在照明及偵測中之有效NA。
在一基於繞射之暗場度量衡裝置中，一輻射光束經引導至一度量衡目標上，且量測散射輻射之一或多個屬性以便判定目標之一受關注屬性。散射輻射之屬性可包含例如在單一散射角下之強度(例如，隨波長而變)或在隨散射角而變的一或多個波長下之強度。
暗場度量衡中之目標量測可包含例如量測1 st繞射級I +1之第一強度及-1 st繞射級(I -1)之第二強度並計算一強度不對稱性(A = I +1- I -1)，此指示目標之不對稱性。度量衡目標可包含一或多個光柵結構，自該一或多個光柵結構可自此類強度不對稱性量測推斷一受關注參數，例如目標經設計使得目標中之不對稱性隨著受關注參數發生變化。舉例而言，在疊對度量衡中，一目標可包含由在半導體裝置之不同層中經圖案化的至少一對疊對子光柵形成之至少一個複合光柵。目標之不對稱性將因此取決於兩個層之對準且因此取決於疊對。基於曝光期間使用之聚焦設定，其他目標可形成有以不同程度變化曝光之結構；其量測使得能夠推斷回聚焦設定(再次藉由強度不對稱性)。
圖7及圖8示意性地繪示基於繞射之暗場度量衡裝置之兩個實例。應注意，為簡單起見，兩個圖僅展示為了描述兩個裝置之工作原理之目的足夠的一些組件。
如圖7中所繪示，一第一照明輻射光束IB1可自裝置之一側傾斜地入射至基板WA之一疊對目標上。基於光柵之疊對目標可將第一照明光束繞射成多個繞射級。由於裝置經組態用於暗場成像，因此零繞射級可藉由光學組件阻擋，抑或經組態以完全落在物鏡OB之數值孔徑之外。至少一個非零繞射級，例如正的第一繞射級+1 stDF可由物鏡OB收集。在物鏡OB之光瞳平面處，第一光楔WG1可用以重新引導繞射輻射以遵循所要光束路徑。最後，成像透鏡可用於將繞射級(例如，正的第一繞射級+1 stDF)聚焦至影像感測器上，使得在第一位置處形成第一影像IM1。
類似地，第二照明輻射光束IB2可自系統之相對側傾斜地入射至基板WA之同一疊對目標OT上。第二照明光束IB2之入射角可與第一照明光束IB1之入射角相同。至少一個非零繞射級，例如負的第一繞射級-1 stDF可由物鏡OB收集，並且隨後由第二光楔WG2重定向。負的第一繞射級-1 stDF然後可由成像透鏡IL聚焦至影像感測器IS上，使得第二影像IM2形成在第二位置處。
圖7之實例以並行獲取方案操作。疊對目標由兩個照明光束IB1、IB2同時照明。對應地，同時獲取疊對目標之兩個空間分離影像IM1、IM2。此並行獲取方案允許快速的量測速度且因此允許高產出量。然而，物鏡OB之光瞳平面必須由兩個繞射級(例如+1 stDF及-1 stDF)共用。將光瞳劃分成互斥的照明光瞳及偵測光瞳之結果為照明NA及偵測NA隨之減小。雖然在照明NA與偵測NA之間的權衡上存在一定的靈活性，但最終在單個光瞳內具有與通常期望一樣大的照明NA及偵測NA兩者係不可能的。此導致各對應照明光束及+1 stDF及-1 stDF的角度之範圍有限，此又限制了允許的光柵節距大小及/或照明波長的範圍，且因此對設計此類度量衡系統提出了嚴格的要求。
圖8示意性地繪示另一例示性暗場度量衡裝置(或圖7之裝置之不同操作模式)。主要區別在於圖8之度量衡裝置以依序獲取方案操作。在依序獲取方案中，度量衡目標OT在任何時刻僅由來自一個方向之一個照明光束照明，且從而在任何時間點僅形成及獲取目標之一個影像。參考圖8，在第一時刻t=T1，第一照明光束IB1可經打開，並且自度量衡裝置之一側傾斜地引導至基板WA之疊對目標OT上。在與疊對目標之光柵相互作用之後，可產生多個繞射級。非零繞射級中之至少一者，例如正的第一繞射級+1 stDF，可由物鏡OB收集，且隨後由成像透鏡IL聚焦至影像感測器IS上。
繼在第二時刻t=T2獲取疊對光柵之第一影像IM1之後，關閉第一照明光束IB1，並打開第二照明光束IB2。第二照明輻射光束IB2可自度量衡裝置之相對側直接傾斜地入射至同一疊對目標上。產生的繞射級中之至少一者，例如負的第一繞射級-1 stDF，可由物鏡OB收集，且隨後聚焦至影像感測器IS上，以形成疊對目標之第二影像IM2。應注意，影像IM1及IM2兩者可形成於影像感測器上之共同位置處。
利用此時間多工獲取方案，物鏡OB之全NA可用於偵測繞射光束+1 stDF及-1 stDF。物鏡NA無限制意指允許較寬範圍之相關設計參數，諸如光柵節距大小、照明波長及照明角度，且可獲得系統設計之較大靈活性。然而，需要多個影像獲取之事實意指，量測速度減小且因此系統產出量受影響。
另外，例如疊對誤差之精確判定依賴於兩個獲取影像IM1、IM2之間微小相對強度差(或強度不對稱性)之精確量測。典型的相對強度差大約為所獲取影像中之一者(例如，IM1或IM2)之強度之10 -4。此較小強度差可容易因照明輻射之任何強度及/或波長波動而縮減。因此，需要照明光束在連續影像獲取期間保持穩定。此可藉由使用提供所要強度及波長穩定性之穩定光源來實現。替代地，諸如例如強度/波長監測裝置及對應回饋控制迴路之額外硬體及軟體應併入至度量衡裝置中，使得主動地監測並很好地補償照明光束之強度及/或波長波動。在一些狀況下，強度監測裝置可用於主動地追蹤照明光束之強度。自強度監測裝置產生之信號可用以(例如，以電子方式)校正照明光束之強度波動。所有此等解決方案添加了整個系統之複雜度及成本。
前述問題中之一些或全部可藉由使用數位全像顯微術，特定而言暗場數位全像顯微術來解決。數位全像顯微術為組合全像術與顯微術之成像技術。與記錄物件之投影影像之其他顯微鏡方法不同，數位全像顯微鏡記錄由物件輻射及與物件輻射同調之參考照明之間的干涉形成的全像圖，該物件輻射係藉由用物件輻射照射三維(3D)物件而獲得。可使用例如電荷耦合裝置(CCD)或互補金屬氧化物半導體(CMOS)來捕捉影像。由於物件輻射為自物件散射之輻射，因此物件輻射之波前因此由物件調變或塑形。散射輻射可包含反射輻射、繞射輻射或透射輻射。因此，物件輻射之波前攜載照射物件之資訊，例如，3D形狀資訊。基於全像圖之所捕捉影像，可藉由使用電腦重新建構演算法而在數值上重新建構物件之影像。如圖7及圖8之實例中所描述，基於全像圖之度量衡相比於基於強度之度量衡之重要優點為，基於全像圖之度量衡允許獲得物件之強度及相位資訊兩者。藉由額外相位資訊，可以較佳精度判定物件之特性。
以引用的方式併入本文中之國際專利申請案WO2019197117A1揭示一種基於暗場數位全像顯微鏡(df-DHM)來判定製造於基板上之結構之特性(例如，疊對)之方法及度量衡設備。為了描述之目的，國際專利申請WO2019197117A1之圖3在圖9中重複。圖9示意性地繪示專門適用於微影製程度量衡之所揭示df-DHM。
與圖7及圖8中所示之前述實例相比，圖9中之df-DHM進一步包含參考光學單元16、18，其用於提供額外的兩個參考照明光束51、52 (參考照明)。此兩個參考照明光束51、52分別與散射輻射光束31、32 (物件輻射)之兩個對應部分41、42配對。該兩個散射-參考光束對依序地用以形成兩個干涉圖案。藉助於調整各光束對內之兩個散射-參考光束之間的相對光路長度差(OPD)來提供同調控制。然而，該兩個光束對之間無任何同調控制可用。
由於使用單個光源及不充分的同調控制，因此所有四個輻射光束，亦即散射輻射31之第一部分41、第一參考照明51、散射輻射32之第二部分42及第二參考照明52係相互同調的。若允許此等四個相互同調輻射光束同時到達感測器6之同一位置，亦即以並行獲取方案操作，則包含含有圖案及非所要假影貢獻圖案之所要資訊的多個干涉圖案將彼此疊對。非所要干涉圖案可由例如第一散射輻射31之部分41與第二散射輻射32之部分42之間的干涉形成。由於完全分離疊加干涉圖案在技術上具有挑戰性並且耗時，因此並行獲取在此配置中係不切實際的。
類似於圖8之實例，在圖9之實例中使用依序獲取方案允許物鏡之全NA可用於照明及偵測兩者。然而，系統歸因於依序獲取而遭受低量測速度的相同問題。因此，期望具有能夠執行並行獲取使得可同時獲得高量測速度及高設計靈活性之df-DHM。
圖10示意性地繪示暗場數位全像顯微鏡(df-DHM) 1000之成像分支。暗場數位全像顯微鏡(df-DHM)包含成像分支及照明分支。在此實施例中，包含基板1050上之結構的度量衡目標1060由兩個照明輻射光束(亦即，第一照明輻射光束1010及第二照明輻射光束1020)照明。在實施例中，此兩個照明光束1010、1020可同時地照明度量衡目標1060。
實施例中，第一照明光束1010可相對於光軸OA在第一入射方向上以第一入射角入射於度量衡目標1060上。第二照明光束1020可相對於光軸OA在第二入射方向上以第二入射角入射於度量衡目標1060上。第一照明光束1010之第一入射角與第二照明光束1020之第二入射角可大體上相同。各照明光束之入射角可例如在70度至90度之範圍內、在50度至90度之範圍內、在30度至90度之範圍內、在10度至90度之範圍內。度量衡目標1060之照明可導致輻射自目標散射。在實施例中，第一照明光束1010可以對應於第一方向之第一方位角入射於度量衡目標1060上。第二照明光束1020可以對應於第二方向之第二方位角入射於度量衡目標1060上。第一照明光束1010之第一方位角與第二照明光束1020之第二方位角可不同；例如，相對角相隔180度。
取決於度量衡目標1060之結構，散射輻射可包含反射輻射、繞射輻射或透射輻射。在此實施例中，度量衡目標可為基於繞射之疊對目標；並且各照明光束可對應於包含至少一個非零繞射級之散射光束。各散射光束攜載經照明度量衡目標之資訊。舉例而言，第一照明光束1010可對應於包含正的第一繞射級+1 stDF之第一散射光束1011；第二照明光束1020可對應於包含負的第一繞射級-1 stDF之第二散射光束1021。零階繞射級及其他不期望的繞射級可由光束阻擋元件(未展示)阻擋，或經組態以完全落在物鏡1070之NA外。因此，df-DHM可在暗場模式下操作。應注意，在一些實施例中，一或多個光學元件(例如，透鏡組合)可用以實現物鏡1070之相同光學效應。
兩個散射光束1011、1021可由物鏡1070收集，並且隨後重新聚焦至影像感測器1080上。物鏡1070可包含多個透鏡，及/或df-DHM 1000可包含具有兩個或多於兩個透鏡之透鏡系統，例如類似於圖9之例示性df-DHm之物鏡及成像透鏡，從而界定兩個透鏡之間的物鏡之光瞳平面及成像透鏡之焦點處之影像平面。在此實施例中，第一散射光束1011之部分1012及第二散射光束1021之部分1022同時入射於影像感測器1080之共同位置處。同時，兩個參考輻射光束，亦即，第一參考光束1030及第二參考光束1040入射於影像感測器1080之相同位置上。此四個光束可分組成兩對散射輻射及參考照明。舉例而言，第一散射參考光束對可包含第一散射光束1011之部分1012及第一參考光束1030。同樣地，第二散射參考光束對之部分1022可包含第二散射光束1021及第二參考光束1040。此兩個散射參考光束對可隨後形成兩個干涉圖案(全像影像，該兩個干涉圖案在空間域中至少部分地疊對。
在實施例中，為了分離兩個至少部分地在空間上疊對之干涉圖案(例如，在空間頻域中)，第一參考光束1030可具有相對於光軸OA之第一入射角，且第二參考光束1040可具有相對於光軸OA之第二入射角；第一入射角與第二入射角係不同的。替代地或另外，第一參考光束1030可相對於光軸OA具有第一方位角，且第二參考光束1040可相對於光軸OA具有第二方位角；第一方位角與第二方位角係不同的。
為了產生干涉圖案，各散射-參考光束對之兩個光束應至少部分地彼此同調，達到足以形成干涉圖案的程度。應注意，各散射輻射光束可具有相對於其對應照明輻射之相位偏移。舉例而言，在影像感測器1080之影像平面處，此類相位偏移可包含由於自度量衡目標1060至影像感測器1080之光路長度(OPD)及藉由與度量衡目標之相互作用引起的貢獻。如上文所描述，需要控制第一經散射參考光束對與第二經散射參考光束對之間的同調，使得一對之各光束與其他對之任何光束不同調。換言之，干涉應僅發生於同一光束對內之光束之間且在不同光束對之間被抑制。以此方式，僅所要干涉圖案，例如，藉由各別經散射參考光束對形成之兩個干涉圖案以疊加方式形成於影像感測器1080上，因此避免分離或移除非所要干涉圖案之問題。
上文所描述度量衡裝置可提供對應於特徵之疊對量測，或沿著特定軸在彼此頂部上之兩層之間的位移。舉例而言，圖10之暗場數位全像顯微鏡(df-DHM) 1000包含以對應於第一方向之第一方位角入射於度量衡目標1060上之第一照明光束。df-DHM 1000亦包含第二照明光束1020，該第二照明光束以對應於第二方向之第二方位角入射於度量衡目標1060上。第一方位角及第二方位角可為不同的，例如，相對角間隔180度。
度量衡裝置，諸如df-DHM 1000可適合於沿著照明光束定位於其上之軸線獲取特徵之疊對量測。舉例而言，照明光束可沿著x軸對準，並且可隨後提供對應於正繞射級及負繞射級的各別散射光束。特定而言，第一照明光束1010可提供至少包含正的第一繞射級+1 stDF之散射光束，而第二照明光束可提供至少包含負的第一繞射級-1 stDF之散射光束。因此，疊對之x分量可由df-DHM在此設置中提供。類似地，照明光束可沿著y軸對準，並且可隨後提供對應於正繞射級及負繞射級的各別散射光束。特定而言，第一照明光束1010可提供至少包含正的第一繞射級+1 stDF之散射光束，而第二照明光束可提供至少包含負的第一繞射級-1 stDF之散射光束。因此，疊對之y分量可由df-DHM在此設置中提供。
度量衡裝置，諸如df-DHM 1000之限制為疊對量測可僅包含沿著某一軸線之疊對分量，諸如上文所論述之x分量OVx。為獲取其他疊對組件，諸如y組件OVy，需要額外量測。舉例而言，為了圖10之df-DHM 1000獲取疊對之x分量OVx及y分量OVy兩者，可需要照明光束相對於晶圓的旋轉。此可藉由例如晶圓之旋轉、照明光束繞光軸之旋轉或其組合來實現。相對於晶圓旋轉照明光束之缺點可為降低度量衡裝置之產出量，歸因於相對於晶圓旋轉照明光束需要時間。
替代地，用於獲取疊對之x分量OVx及y分量OVy兩者的構件可包含利用一組額外照明光束。圖11A示意性地繪示暗場數位全像顯微鏡(df-DHM) 1100，其類似於圖10之df-DHM 1000但包含第一組照明器及第二組照明器。圖11B示意性地繪示由k空間中之照明器相對於df-DHM 1100之物鏡1170提供之照明光束之相對k向量。
df-DHM 1100可用於量測結構1160中疊對之x分量OVx及y分量OVy，包含相對於結構1160之座標系沿著x軸(或結構座標系之第一軸線)定向之x特徵(或第一特徵)及沿著y軸(或結構座標系之第二軸線)定向之y特徵(或第二特徵)。結構1160可包含一組子結構。該組子結構可包含2層，各層包含至少一個x定向特徵及至少一個y定向特徵。舉例而言，各層可包含特徵，該特徵包含至少一個x定向特徵及至少一個y定向特徵。在一些實施例中，各層包含2個x定向特徵及2個y定向特徵。應瞭解，各層可包含任何數目個x定向特徵及y定向特徵。該等層可堆疊在彼此頂部上。雖然已描述各特徵沿著特定軸線定向，但應瞭解，各特徵可至少部分地沿著該軸線定向。
特定而言，如在圖11A中所示，第一組照明器可包含第一x照明器1110及第二x照明器1120。第一x照明器1110可提供第一x照明光束1111，其經配置以提供具有至少正的第一x繞射級+1 stx-DF之第一x散射光束1112。第二x照明器1120可提供第二x照明光束1121，其經配置以提供具有至少負的第一x繞射級-1 stx-DF之第二x散射光束1122。第二組照明器可包含第一y照明器1130 (圖11A中未展示)及第二y照明器1140 (圖11A中未展示)。第一y照明器1130可提供第一y照明光束(未展示)，該第一y照明光束經配置以提供具有至少正的第一y繞射級+1 sty-DF之第一y散射光束(未展示)。第二y照明器1140可提供第二y照明光束(未展示)，該第二y照明光束經配置以提供具有至少負的第一y繞射級-1 sty-DF之第二y散射光束(未展示)。
各照明光束可相對於光軸OA以各別入射角入射於晶圓1150之結構1160上。各照明光束之入射角可大體上相同。各照明光束之入射角可例如在70度至90度之範圍內、在50度至90度之範圍內、在30度至90度之範圍內、在10度至90度之範圍內。
各照明光束可以各別方位角入射於結構1160上，其中各照明器相對於物鏡1170之相對位置如在圖11B中所繪示。圖11B提供了各照明器相對於物鏡1170之相對位置在光瞳空間或k空間(在(k x, k y)平面)中之視覺化。物鏡1170界定圖11B中標記為1171之數值孔徑。由數值孔徑1171界定之此區域之外的輻射將未由物鏡1170捕捉，且因此不會有助於由影像感測器1180捕捉之干涉圖案。該區域內部之輻射可由物鏡1170捕捉，並且因此可有助於影像感測器1180記錄之干涉圖案。光束之方位角係指x軸與入射光束或其在x-y平面中之投影之間的角度。第一x照明器1110可以0度之第一方位角提供第一x照明光束1111。第二x照明器1120可以180度之第二方位角提供第二x照明光束1121。第一y照明器1130可以90度之第三方位角提供第一y照明光束。第二y照明器1140可以270度之第四方位角提供第二y照明光束。
各散射光束1011、1021可由物鏡1170收集，並且隨後經重新聚焦至影像感測器1180上。物鏡1170可包含多個透鏡，及/或df-DHM 1100可包含具有兩個或多於兩個透鏡之透鏡系統，例如類似於圖9之例示性df-DHM之物鏡及成像透鏡，從而界定兩個透鏡之間的物鏡之光瞳平面及成像透鏡之焦點處之影像平面。
如在圖11A中所繪示，第一x散射光束1112之部分1113及第二x散射光束1122之部分1123同時入射於影像感測器1180之共同位置處。同時，兩個x參考輻射光束，亦即，第一x參考光束1114及第二x參考光束1124入射於影像感測器1180之相同位置上。第一x參考光束1114可由第一參考照明器(未展示)提供，且第二x參考光束可由第二參考照明器(未展示)提供。此四個光束可分組成兩對x散射輻射及x參考照明。舉例而言，第一散射參考光束對可包含第一x散射光束1112之部分1113及第一x參考光束1114。同樣地，第二散射參考光束對可包含第二x散射光束1122之部分1123及第二x參考光束1124。此兩個散射參考光束對可隨後形成兩個干涉圖案(全像影像)，該兩個干涉圖案可為結構1160之x特徵提供成像資訊。
類似地，當df-DHM 1100利用第一及第二y照明光束時，兩個y參考輻射光束(亦即，第一y參考光束(未展示)及第二y參考光束(未展示))可分別同時入射於與第一y散射光束及第二y散射光束相同的影像感測器1180之位置上。此四個光束亦可分組成兩對y散射輻射及y參考照明。舉例而言，第一散射參考光束對可包含第一y散射光束之部分及第一y參考光束。同樣地，第二散射參考光束對可包含第二y散射光束之部分及第二y參考光束。此兩個散射參考光束對可隨後形成兩個干涉圖案(全像影像)，該兩個干涉圖案可為結構1160之y特徵提供成像資訊。
為了能夠並行獲取判定一個疊對組件(例如，x疊對組件)所需之所有資訊，參考照明器可經配置成使得各參考光束僅與其散射參考光束對中之散射光束之對應部分干涉。使用x疊對分量作為實例，為了分離兩個至少部分地在空間上疊對之干涉圖案(例如，在空間頻域中)，第一x參考光束1114可具有相對於光軸OA之第一入射角，且第二x參考光束1124可具有相對於光軸OA之第二入射角；第一入射角與第二入射角係不同的。替代地或另外，第一x參考光束1114可相對於光軸OA具有第一方位角，且第二x參考光束1124可相對於光軸OA具有第二方位角；第一方位角與第二方位角係不同的。以此方式，各參考光束可僅與來自一個照明器之光干涉，並且影像感測器1180上之干涉條紋之定向可藉由選擇各參考光束之入射角及/或方位角來變更。圖11C描繪了空間頻域中之影像頻譜。影像頻譜包含零階空間頻域，該零階空間頻域包含包含零階傅立葉分量之基本空間頻譜或基頻BB以及正的第一x繞射級+1 st之兩個(相同的)高階空間頻譜或旁帶+SB1及+SB2，以及負的第一x繞射級-1 st之兩個(相同的)高階空間光譜或旁帶-SB1及-SB2。例如，藉由改變各x參考光束之入射角及/或方位角，可相對於基譜調整高階空間光譜之位置。
df-DHM 1100可使用第一組照明器及參考照明器來照明結構1160，使得提供疊對之x分量。隨後，df-DHM可使用第二組照明器及參考照明器來照明度量衡目標，使得提供疊對之y分量。此外，若僅使用第一組照明器，則僅沿著x方向散射光之特徵將由影像感測器1180成像，而若僅使用第二組照明器，則僅沿著y方向散射光之特徵將由影像感測器1180成像。df-DHM 1100之缺點在於，需要四個照明器來在基板/目標平面之兩個方向上提供全疊對量測。照明器係相對複雜且昂貴的部件。因此，此對四個照明器的要求可增加df-DHM 1100之複雜性及成本。
視情況，df-DHM可同時使用第一組照明器及參考照明器以及第二組照明器及參考照明器來照明結構1160，使得提供疊對之x分量及y分量兩者。雖然此可使df-DHM之產出量加倍，但此以對影像感測器1180的更高要求為代價。
圖11D描繪了同時使用第一組照明器及參考照明器以及第二組照明器及參考照明器來照明結構1160之後產生之繞射級之空間頻率域中之影像光譜。影像頻譜包含零階空間頻域，該零階空間頻域包含包含零階傅立葉分量(描繪為中心圓圈)之基本空間頻譜或基頻BB以及正的第一x繞射級+1 stx-DF之兩個(相同的)高階空間頻譜或旁帶+SB1及+SB2，以及負的第一x繞射級-1 stx-DF之兩個(相同的)高階空間光譜或旁帶-SB1及-SB2。影像頻譜進一步包含正的第一y繞射級+1 sty-DF之兩個(相同的)高階空間頻譜或旁帶+SB3及+SB4，以及負的第一y繞射級-1 sty-DF之兩個(相同的)高階空間光譜或旁帶-SB3及-SB4。例如，藉由改變各x參考光束或y參見光束之入射角及/或方位角，可相對於基譜調整高階空間光譜之位置。
日益期望使用更少的照明器且使用更少的量測時間來獲取包含x疊對分量及y疊對分量兩者之疊對量測。如上文所論述，當前用於獲取包含x-疊對分量及y-疊對分量之疊對的構件可能需要使用四個照明器。特定而言，一對x照明器及一對y照明器。在諸如上述情形之設置中，入射於疊對目標之y定向特徵上之來自x照明器之照明光束可經繞射，但未由光學系統之物鏡接收。類似地，入射於疊對目標之x定向特徵上之來自y照明器之照明光束可經繞射，但亦未由光學系統之物鏡接收。以此方式，疊對資訊之重要部分可丟失。特定而言，一半可能疊對資訊可由於繞射光未由光學系統之物鏡接收而丟失。
如此，建議使用包含至少一個照明器(或照明器組)之照明裝置，各照明器/照明器組經配置以提供入射於結構之至少一個x定向特徵(第一特徵)及至少一個y定向特徵(第二特徵)上之照明光束，使得x散射輻射及y散射輻射兩者由物鏡捕捉。以此方式，可使用更少的照明器並使用更少的量測時間來獲取包含x-疊對分量及y-疊對分量兩者的疊對。
如此，揭示了一種用於照明基板上之結構之度量衡設備的照明裝置，該結構包含沿著結構座標系之第一軸線定向之至少一個第一特徵及沿著結構座標系之第二軸線定向之至少一個第二特徵。
該照明裝置可包含至少一個照明器(或照明器組)，各照明器/照明器組可操作以用來自傾斜於該第一軸線及第二軸線之第一方向之第一照明來照明該結構，以便自第一特徵產生第一散射輻射及自第二特徵產生第二散射輻射；並且可操作以用來自與第一方向大體上相反的第二方向之第二照明來照明該結構，以自第一特徵產生第三散射輻射及自第二特徵產生第四散射輻射。因此，照明裝置可操作以提供入射於結構之至少一個x定向特徵(第一特徵)及至少一個y定向特徵(第二特徵)上之照明，使得x散射輻射及y散射輻射兩者由物鏡捕捉。
該第一方向及該第二方向可相差方位角，其中光束之方位角係指x軸與入射光束或其在x-y平面中之投影之間的角度，x-y平面係該結構之平面。特定而言，在該結構之參考系中，第一照明之第一方位角可不同於第二照明之第二方位角。
第一方向可與第二方向大體上相反，且因此第一方位角可與第二方位角大體上相反。在此內容脈絡中，大體上相反可意指以下任一者。在一些實施例中，第一方位角與第二方位角之間的差係180度。在一些實施例中，第一方位角與第二方位角之間的差可具有在180±1度之範圍內之值。在一些實施例中，第一方位角與第二方位角之間的差可具有在180±2度之範圍內之值。在一些實施例中，第一方位角與第二方位角之間的差可具有在180±3度之範圍內之值。在一些實施例中，第一方位角與第二方位角之間的差可具有在180±5度之範圍內之值。在一些實施例中，第一方位角與第二方位角之間的差可具有在180±10度之範圍內之值。在一些實施例中，第一方位角與第二方位角之間的差可具有在180±15度之範圍內之值。在一些實施例中，第一方位角與第二方位角之間的差可具有在180±20度之範圍內之值。在一些實施例中，第一方位角與第二方位角之間的差可具有在180±25度之範圍內之值。在一些實施例中，第一方位角與第二方位角之間的差可具有在180±30度之範圍內之值。
第一方向及第二方向以及因此第一及第二方位角可各自傾斜於x軸及y軸。本內容脈絡中之斜角可意指不與第一或第二軸線中之一者對準之任一角度。特定而言，傾斜在本內容脈絡中可意指以下任一者。第一方位角可為45度。第一方位角可具有在45±1度之範圍內之值。第一方位角可具有在45±2度之範圍內之值。第一方位角可具有在45±3度之範圍內之值。第一方位角可具有在45±5度之範圍內之值。第一方位角可具有在45±10度之範圍內之值。第一方位角可具有在45±15度之範圍內之值。第一方位角可具有在45±20度之範圍內之值。第一方位角可具有在45±25度之範圍內之值。第一方位角可具有在45±30度之範圍內之值。第一方位角可為135度。第一方位角可具有在135±1度之範圍內之值。第一方位角可具有在135±2度之範圍內之值。第一方位角可具有在135±3度之範圍內之值。第一方位角可具有在135±5度之範圍內之值。第一方位角可具有在135±10度之範圍內之值。第一方位角可具有在135±15度之範圍內之值。第一方位角可具有在135±20度之範圍內之值。第一方位角可具有在135±25度之範圍內之值。第一方位角可具有在135±30度之範圍內之值。第一方位角可為225度。第一方位角可具有在225±1度之範圍內之值。第一方位角可具有在225±2度之範圍內之值。第一方位角可具有在225±3度之範圍內之值。第一方位角可具有在225±5度之範圍內之值。第一方位角可具有在225±10度之範圍內之值。第一方位角可具有在225±15度之範圍內之值。第一方位角可具有在225±20度之範圍內之值。第一方位角可具有在225±25度之範圍內之值。第一方位角可具有在225±30度之範圍內之值。第一方位角可為315度。第一方位角可具有在315±1度之範圍內之值。第一方位角可具有在315±2度之範圍內之值。第一方位角可具有在315±3度之範圍內之值。第一方位角可具有在315±5度之範圍內之值。第一方位角可具有在315±10度之範圍內之值。第一方位角可具有在315±15度之範圍內之值。第一方位角可具有在315±20度之範圍內之值。第一方位角可具有在315±25度之範圍內之值。第一方位角可具有在315±30度之範圍內之值。
在其中沿著特定軸線之效能比沿著另一軸線之效能更重要之情況下，第一方位角或第二方位角可包含與上述方位角中之任一者的偏差。舉例而言，若沿著x軸之效能比沿著y軸之效能更重要，則第一方位角可為例如20度。
在一些實施例中，第一照明由第一照明器提供，且第二照明由第二照明器提供。在此類實施例中，第一照明及第二照明可同時照明該結構。第一及第二照明可各自由共同的照明裝置(諸如WO 2021/121733之圖11之照明裝置1100)提供。替代地，第一及第二照明可各自由各別照明裝置提供。照明裝置可包含照明器保持構件，諸如容納第一照明器及第二照明器之照明器環。照明環內之中心區域可經組態用於接收度量衡設備之光學系統(例如，物鏡系統)。由中心偵測區域定義之偵測NA可例如大於0.5、大於0.6、大於0.7、大於0.8或在0.85之範圍內。
在一些實施例中，照明裝置包含可操作以提供第一照明之第一照明器及可操作以提供第二照明之第二照明器。在一些實施例中，該第一照明器及第二照明器可操作以同時提供第一照明及第二照明。
在一些實施例中，照明裝置包含可操作以提供第一照明及第二照明之單個照明器。在一些實施例中，照明裝置可操作以單個地或單獨地提供第一照明及第二照明。在一些實施例中，結構及/或照明裝置中之一者或兩者係可旋轉的，以使至少一個照明器旋轉第一方向與第二方向之間的差。
照明器環可繞照明器環之中心點旋轉，照明器環經組態以繞中心點旋轉照明裝置，以在第一照明與第二照明之間切換。相反，照明器環可與單一照明器一起固定，因此相對於感測器模組之其餘部分固定就位。在此類狀況下，基板(及結構)可酌情旋轉，以在第一照明與第二照明之間切換。
照明裝置可為度量衡設備之感測器模組或感測器頭之一部分。如此，亦揭示了一種用於度量衡設備之感測器模組。感測器模組可包含照明裝置、光學系統(例如，至少包含物鏡)，該光學系統可操作以捕捉該第一散射輻射、第二散射輻射、第三散射輻射及第四散射輻射；及偵測器，其可操作以偵測由第一散射輻射之部分與第一參考照明之間的干涉形成之第一干涉圖案、由第二散射輻射之部分與第二參考照明之間的干涉形成之第二干涉圖案、由第三散射輻射之部分與第一參考照明之間的干涉形成之第三干涉圖案以及由第四散射輻射之部分與第二參考照明之間的干涉形成之第四干涉圖案。
為儘可能保持感測器模組緊湊且輕質，其可保持與光學器件之大部分實體分離，光學器件之大部分可置放在例如機器中別處之一光束準備模組中(例如，與照明器盒可形成其一部分之固定世界分離)。在此內容脈絡下，感測器模組可至少包含一物鏡或透鏡配置及一偵測器；例如，CCD/攝影機(以及少數其他部件，例如僅輔助佈線等。)；例如圖10之物鏡1070及偵測器1080。舉例而言，照明器盒可包含如EP3964892A1及/或WO2021121733A1中所描述之配置。此等文件兩者皆以引用的方式併入本文中。
感測器模組可為一全像度量衡設備之一部分，該全像度量衡設備經組態以判定結構之一受關注參數。如此，亦揭示一全像度量衡設備可包含感測器模組；用於支撐包含結構之一基板的一基板支撐件，該結構包含沿著結構座標系之第一軸線定向之至少一個第一特徵及沿著結構座標系之第二軸線定向之至少一個第二特徵；及用於產生第一參考照明及第二參考照明之一參考照明裝置。
參考照明裝置可包含可操作以提供第一參考照明之一第一參考照明器；及可操作以提供第二參考照明之一第二參考照明器。在一些實施例中，參考照明裝置包含可操作以提供第一參考照明及第二參考照明之一單個參考照明器。在一些實施例中，第一參考照明與第一照明至少部分地同調，且第二參考照明與第二照明至少部分地同調。
第一參考照明可由與第一照明相同的照明裝置提供。第二參考照明可由與第二照明相同的照明裝置提供。第一及第二參考照明以及第一及第二照明可由同一照明裝置提供。
全像度量衡設備之偵測器可操作以偵測：一第一干涉圖案，其由第一散射輻射之干涉產生，該第一散射輻射由第一照明藉由x定向特徵及y定向特徵散射以及第一參考照明而產生；及一第二干涉圖案，其由第二散射輻射之干涉產生，該第二散射輻射由第二照明藉由x定向特徵及y定向特徵散射以及第二參考照明而產生。
亦揭示了一種數位全像顯微鏡，其經組態以判定結構之一受關注參數，該結構包含沿著結構座標系之第一軸線定向之至少一個第一特徵及沿著結構座標系之第二軸線定向之至少一個第二特徵，該數位全像顯微鏡包含全像度量衡設備。數位全像顯微鏡可包含一暗場數位全像顯微鏡。
亦揭示了一種判定基板上之結構之受關注參數之方法，該結構包含沿著結構座標系之第一軸線定向之至少一個第一特徵及沿著結構座標系之第二軸線定向之至少一個第二特徵，該方法包含：用來自傾斜於該第一軸線及第二軸線之第一方向之第一照明來照明第一特徵及第二特徵，以便自第一特徵產生第一散射輻射及自第二特徵產生第二散射輻射；用來自與第一方向大體上相反之第二方向之第二照明來照明第一特徵及第二特徵，以便自第一特徵產生第三散射輻射及自第二特徵產生第四散射輻射；偵測由第一散射輻射之部分與第一參考照明之間的干涉形成之第一干涉圖案；偵測由第二散射輻射之部分與第二參考照明之間的干涉形成之第二干涉圖案；偵測由第三散射輻射之部分與第一參考照明之間的干涉形成之第三干涉圖案；偵測由第四散射輻射之部分與第二參考照明之間的干涉形成之第四干涉圖案；及使用第一干涉圖案、第二干涉圖案、第三干涉圖案及第四干涉圖案來判定結構之受關注參數。
可需要控制各經散射參考光束對之間的同調，使得一對之各光束與其他對之任何光束不同調。換言之，干涉應僅發生於同一光束對內之光束之間且在不同光束對之間被抑制。以此方式，僅所要干涉圖案，例如藉由各別經散射參考光束對形成的四個干涉圖案以疊加方式形成於偵測器上，因此避免分離或移除非所要干涉圖案的問題。
以下描述將在全像術及數位全像顯微鏡之內容脈絡中進行描述。特定而言，以下描述將在暗場數位全像顯微鏡之內容脈絡中進行描述。然而，應瞭解，本文中所揭示之概念不限於此，且可應用於任何合適的度量衡設備，包括散射計、對準感測器、位準感測器、明場DHM或任何其他此類裝置。
圖12A根據本揭示內容之實施例描繪了暗場數位全像顯微鏡(df-DHM) 1200，其適於判定製造在基板1250上之結構1260 (例如，疊對)之受關注參數。結構1260包含沿著結構座標系之第一軸線定向之至少一個第一特徵(例如，x定向特徵)及沿著結構座標系之第二軸線定向之至少一個第二特徵(例如，y定向特徵)。此實例中之df-DHM 1200根據並行獲取方案操作，類似於圖11A之df-DHM。
圖12B描繪了結構1260，該結構包含沿著結構座標系之第一軸線定向之兩個第一特徵，以及沿著結構座標系之第二軸線定向之兩個第二特徵；特定而言，結構1260包含第一x定向特徵1261、第二x定向特徵1262、第一y定向特徵1263及第二y定向特徵。第一x定向特徵1261及第二x定向特徵1262沿著結構座標系之x軸定向。第一y定向特徵1263及第二y定向特徵1264沿著結構座標系之y軸定向。因此，在此實例中，結構座標系之第二軸線垂直於結構座標系之第一軸線。
在實施例中，df-DHM 1200包含用於支撐包含結構1260之基板1250的基板支撐件(未展示)。
在實施例中，df-DHM 1200包含感測器模組。
在實施例中，感測器模組包含照明裝置，該照明裝置包含至少一個照明器，該至少一個照明器可操作以用傾斜於該第一軸線及第二軸線之第一方向的第一照明來照明結構1260，以便自第一特徵產生第一散射輻射及自第二特徵產生第二散射輻射。該照明裝置亦可操作以用來自與第一方向大體上相反的第二方向之第二照明來照明結構1260，以自第一特徵產生第三散射輻射及自第二特徵產生第四散射輻射。
此實施例之照明裝置包含第一照明器1210及第二照明器1220。第一照明器可操作以用來自第一方向之第一照明1211來照明該結構1260。第二照明器1220可操作以用來自第二方向之第二照明1221來照明該結構1260。
在實施例中，第一照明1211可在第一方向上以第一方位角入射於結構1260上，其中光束之方位角係指x軸與入射光束或其在x-y平面中之投影之間的角度，x-y平面係結構1260之平面。第二照明可相對於結構1260之x-y平面在第二方向上以第二方位角入射於結構1260上。
圖12C提供了各照明器相對於物鏡1270之物鏡光瞳空間之結構側之相對位置在k空間(在(k x, k y)平面)中之視覺化。圖12C之中心環1271係物鏡1270之物鏡光瞳空間1271。第一方向由繪示第一方位角之第一k向量1211表示，在此實例中，第一方位角為45度。第二方向由繪示第二方位角之第二k向量1221表示，在此實例中，第二方位角為225度。因此，在此實例中，第一方位角與第二方位角之間的角差為180度。
在實施例中，第一照明1211可相對於光軸OA在第一OA方向上以第一入射角入射於結構1260上。第二照明1221可相對於光軸OA在第二OA方向上以第二入射角入射於結構1260上。第一照明1211之第一入射角與第二照明1221之第二入射角可大體上相同。各照明光束之入射角可例如在70度至90度之範圍內、在50度至90度之範圍內、在30度至90度之範圍內、在10度至90度之範圍內。
第一照明1211在結構1260上之照明可產生由結構1260散射之第一散射輻射1212，該第一散射輻射由藉由第一照明1211照明之結構1260產生。第二照明1221在結構1260上之照明可產生由結構1260散射之第二散射輻射1222，該第二散射輻射由藉由第二照明1221照明之結構1260產生。
第一散射輻射1212包含來自第一特徵之第一散射輻射及來自第二特徵之第二散射輻射。特定而言，第一散射輻射1212包含來自x定向特徵之正的第一x繞射級+1 stx-DF，以及來自y定向特徵之正的第一y繞射級+1 sty-DF。第二散射輻射1222包含來自第一特徵之第三散射輻射及來自第四特徵之第四散射輻射。特定而言，第二散射輻射包含來自x定向特徵之負的第一x繞射級-1 stx-DF，以及來自y定向特徵之負的第一y繞射級-1 sty-DF。
在實施例中，感測器模組進一步包含光學系統1202，該光學系統可操作以捕捉由正照明之結構1260產生之由結構1260散射之輻射。特定而言，光學系統1202可操作以捕捉由第一照明1211照明之結構1260產生的第一散射輻射1212及由第二照明1221照明之結構1260產生之第二散射輻射1222。
在實施例中，光學系統1202包含物鏡1270。在實施例中，光學系統1202包含平凸透鏡。平凸透鏡為等暈的且具有相對高的像差。在實施例中，光學系統1202包含平凸非球面(planoasphere)透鏡或雙非球面透鏡。平凸非球面為非等暈的且具有相對低的像差。在實施例中，光學系統1202包含鏡面光學器件。在實施例中，光學系統1202定義了偵測數值孔徑(NA)。由中心偵測區域定義之偵測NA可例如大於0.5、大於0.6、大於0.7、大於0.8或在0.85之範圍內。
感測器模組進一步包含可操作以偵測散射輻射之偵測器1280。
光學系統1202經組態以將第一散射輻射1212之部分1213導引至偵測器1280。光學系統1202亦經組態以將第二散射輻射1222之部分1223導引至偵測器1280。
儘管大體上類似的原理適用於將第二散射輻射1222之部分1223引導至偵測器1280，但以下論述涉及第一散射輻射1212之部分1213。第一散射輻射1212之部分1213為到達偵測器1280之第一散射輻射1212之部分。第一散射輻射1341之其他部分未到達偵測器1280。在實施例中，到達偵測器1280之第一散射輻射1212之部分1213排除了第一散射輻射1212之單向反射分量。此可藉由將第一照明1211之極入射角配置得足夠大以確保單向反射落在光學系統1202之偵測NA之外來實現，該單向反射將以與照明相同的極入射角發生。光學系統1202之偵測NA可為物鏡1270之偵測NA。偵測器1280因此可經配置用於暗場量測。在實施例中，第一散射輻射1212之部分1213至少主要地(亦即，超過一半或全部地)由自結構1260散射之一或多個非零階繞射分量(例如僅+1階繞射分量或+1、+2、+3或較高階正非零階繞射分量中之一或多者)組成。特定而言，第一散射輻射1212包含由x定向特徵繞射之正的第一x繞射級+1 st，以及來自y定向特徵之正的第一y繞射級+1 st第二散射輻射1222包含由x定向特徵繞射之負的第一x繞射級-1 st，以及由y定向特徵繞射之負的第一y繞射級-1 st。
在一些實施例中，感測器模組經組態以用來自第一照明器1210之第一照明1211及來自第二照明器1220之第二照明1221同時照明結構1260。在一些實施例中，感測器模組經組態以用來自第一照明器1210之第一照明1211及來自第二照明器1220之第二照明1221單獨地或單個地照明結構1260。在實施例中，感測器模組經組態以藉由基板W之旋轉在用來自第一照明器1210之第一照明1211照明結構1260與用來自第二照明器1220之第二照明1221照明結構1260之間切換。在實施例中，感測器模組經組態以藉由感測器模組之旋轉在用來自第一照明器1210之第一照明1211照明結構1260與用來自第二照明器1220之第二照明1221照明結構1260之間切換。在實施例中，感測器模組經組態以藉由照明器環之旋轉在用來自第一照明器1210之第一照明1211照明結構1260與用來自第二照明器1220之第二照明1221照明結構1260之間切換。在實施例中，感測器模組經組態以藉由照明器環之旋轉、基板W之選擇及/或感測器模組之旋轉的組合在用來自第一照明器1210之第一照明1211照明結構1260與用來自第二照明器1220之第二照明1221照明結構1260之間切換。
在實施例中，df-DHM 1200進一步可操作以提供對應於第一照明1211之各別第一參考照明1214及對應於第二照明1221之第二參考照明1224。在實施例中，第一參考照明1214及第二參考照明1224包含平面波或球面波。
在實施例中，第一參考照明1214由第一照明器1210提供，且第二參考照明1224由第二照明器1220提供。第一照明器1210將第一參考照明1214與第一散射輻射1212之部分1213同時提供至偵測器1280上。類似地，第二照明器1220將第二參考照明1224與第二散射輻射1222之部分1224同時提供至偵測器1280上。顯著地，在第一照明器1210及第二照明器1220經單個地或單獨地提供至結構1260之實施例中，第二參考照明器1224可在與第一參考照明器1214不同的時間引導至偵測器1280上。
偵測器1280可操作以偵測由第一散射輻射之部分(亦即，正的第一x繞射級+1 stx-DF)與第一參考照明1214之間的干擾形成之第一干涉圖案；由第二散射輻射之部分(亦即，正的第一y繞射級+1 sty-DF)與第二參考照明1224之間的干涉形成之第二干涉圖案；由第三散射輻射之部分(亦即，負的第一x繞射級-1 stx-DF)與第一參考照明1214之間的干涉形成之第三干涉圖案，以及由第四散射輻射之部分(亦即，負的第一y繞射級-1 sty-DF)與第二參考照明1224之間的干涉形成之第四干涉圖案。第一參考照明1214與第一散射輻射及第三散射輻射至少足夠同調，以使第一干涉圖案及第三干涉圖案可由偵測器1280偵測到。第二參考照明1224與第二散射輻射及第四散射輻射至少足夠同調，以使第二干涉圖案及第四干涉圖案可由偵測器1280偵測到。
圖12D描繪了照明器之實例配置的示意圖，例如用於提供第一照明1211及第一參考照明1214之第一照明1210。應瞭解，大體上類似之配置可用於第二照明器1220，該第二照明器用於提供第二照明1221及第二參考照明1224。
輻射源1310向光束分光器1312提供輻射光束。輻射源1310產生時間及空間同調的、或時間及空間部分同調的、或時間同調且空間部分不同調的電磁輻射之輻射光束(但足夠同調以在偵測器1280處發生干涉)。在實施例中，第一照明器1210之輻射源1310具有400 nm至1000 nm之波長範圍。在實施例中，第二第一照明器1220之輻射源(未展示)具有1000 nm至1600 nm之波長範圍。
輻射光束由光束分光器1312分裂，以提供第一照明1211及第一參考照明1214。在所展示實例中，表示第一參考照明1214之分裂輻射光束之第一部分穿過延遲元件1314及參考光學單元1316。參考光學單元1316將第一參考照明1214引導至偵測器1280上。表示第一照明1211之分裂輻射光束之第二部分穿過照明光學單元1320。照明光學單元1320將第一照明1211引導至結構1260上。輻射光束由光束分光器1312分裂之點與偵測器1280之間的光路長度可藉由延遲元件1314來調整。延遲元件1314可包含用於引入相位延遲之任何合適的配置，例如藉由可控地增加穿過延遲元件1314之輻射之路徑長度。延遲元件1314可基於參考WO 2019/197117之圖12論述之原理來實施，例如，涉及鏡面。在本實例中，延遲元件1314設置在光束分光器1312與參考光學單元1316之間的光路中，但延遲元件1314可替代地或另外地設置在光束分光器1312與照明光學單元1320之間的光路中。在一些實施例中，對於光束分光器1312與偵測器1280之間的兩個光路中之各者，路徑差經設定為相等(亦即，經由結構1260且而非經由結構1260)。此條件可藉由調諧相位元件1314及/或藉由光束分光器1312與偵測器1280之間的光學元件的精確對準來滿足。
結構1260之一或多個受關注參數可由df-DHM 1200之處理器1290判定。處理器1290可使用由偵測器1280記錄之第一干涉圖案、第二干涉圖案、第三干涉圖案及第四干涉圖案來判定結構1260之受關注參數。特定而言，處理器1290可根據該第一干涉圖案及該第三干涉圖案判定在由該第一軸線(亦即，x軸)界定之方向上之該受關注參數；以及根據該第二干涉圖案及該第四干涉圖案判定在由該第二軸線(亦即，y軸)界定之方向上之該受關注參數。該受關注參數可為結構1260之疊對。
在實施例中，處理器1290耦接至偵測器1280，以接收包含關於由偵測器1280記錄之干涉圖案的資訊的信號。在實施例中，處理器1290校正光學系統1202之像差。
在實施例中，處理單元1290可為電腦系統。電腦系統可配備有影像重新建構演算法，該影像重新建構演算法用以執行所有前述任務，包含執行傅立葉變換、提取各個別高階空間光譜、執行逆傅立葉變換、計算複合場及基於結果判定結構1260之特性。
圖13為繪示電腦系統1500之方塊圖，該電腦系統可協助實施本文中所揭示之方法及流程。電腦系統1500包括用於傳達資訊之匯流排1502或其他通信機制，及與匯流排1502耦接用於處理資訊之處理器1504 (或多個處理器1504及1505)。電腦系統1500亦包括耦接至匯流排1502之主記憶體1506 (諸如隨機存取記憶體(RAM)或其他動態儲存裝置)，用於儲存欲由處理器1504執行之資訊及指令。主記憶體1506亦可用於欲由處理器1504執行指令期間儲存暫時變數或其他中間資訊。電腦系統1500進一步包括耦接至匯流排1502之唯讀記憶體(ROM) 1408或其他靜態儲存裝置，用於儲存用於處理器1504之靜態資訊及指令。提供諸如磁碟或光碟之儲存裝置1510並將其耦接至匯流排1502以用於儲存資訊及指令。
電腦系統1500可經由匯流排1502耦接至諸如陰極射線管(CRT)或平板或觸控面板顯示器等顯示器1512以向電腦使用者顯示資訊。輸入裝置1514 (包括文數鍵及其他鍵)耦接至匯流排1502，用於將資訊及命令選擇傳達至處理器1504。另一類型之使用者輸入裝置係游標控制1516，諸如滑鼠、軌跡球或游標方向鍵，用於將方向資訊及命令選擇傳達至處理器1504並用於控制顯示器1512上之游標移動。此輸入裝置通常在兩個軸上具有兩個自由度，第一軸線(例如，x)及第二軸線(例如，y)允許裝置規定平面中之位置。觸控面板(螢幕)顯示器亦可用作輸入裝置。
如本文中所描述之方法中之一或多者可由電腦系統1500回應於處理器1504執行包含在主記憶體1506中之一或多個指令的一或多個序列而執行。此類指令可自另一電腦可讀媒體(諸如儲存裝置1510)讀取至主記憶體1506中。執行包含在主記憶體1506中之指令序列致使處理器1504執行本文中所描述之處理步驟。亦可採用多處理配置中之一或多個處理器來執行包含在主記憶體1506中之指令序列。在替代實施例中，可使用硬接線電路系統替代軟體指令或與其組合。因此，本文中之描述並不限於硬體電路系統與軟體之任何特定組合。
如本文中所使用之術語「電腦可讀媒體」係指參與將指令提供至處理器1504以供執行之任何媒體。此媒體可採取許多形式，包括但不限於非揮發性媒體、揮發性媒體及傳輸媒體。非揮發性媒體包括例如光碟或磁碟，諸如儲存裝置1510。揮發性媒體包括動態記憶體，諸如主記憶體1506。傳送媒體包括同軸電纜；銅導線及光纖，包括構成匯流排1502之導線。傳輸媒體亦可採取聲波或光波(諸如在射頻(RF)及紅外線(IR)資料通訊期間產生之彼等)的形式。電腦可讀媒體之共同形式包括(例如)軟碟、軟磁碟、硬碟、磁帶、任何其他磁性媒體、CD-ROM、DVD、任何其他光學媒體、打孔卡、紙帶、具有孔洞圖案之任何其他實體媒體、RAM、PROM、及EPROM、FLASH-EPROM、任何其他記憶體晶片或卡匣、如下文中所描述之載波，或電腦可自其讀取之任何其他媒體。
可在將一或多個指令之一或多個序列攜載至處理器1504以供執行時涉及各種形式之電腦可讀媒體。舉例而言，最初可在遠端電腦之磁碟上載運指令。該遠端電腦可將指令載入至其動態記憶體中並使用數據機經由電話線發送指令。在電腦系統1500本端之數據機可接收電話線上之資料，且使用紅外線傳輸器將資料轉換成紅外線信號。耦接至匯流排1502之紅外線偵測器可接收在紅外線信號中攜載之資料並將資料置放於匯流排1502上。匯流排1502將資料攜載至主記憶體1506，處理器1504自該主記憶體擷取並執行指令。由主記憶體1506接收之指令在由處理器1504執行之前或之後可視情況儲存於儲存裝置1510上。
電腦系統1500亦較佳地包括耦接至匯流排1502之通信介面1518。通信介面1518提供耦接至網路鏈路1520之雙向資料通信，該網路鏈路連接至區域網路1522。舉例而言，通信介面1518可為用以提供至對應類型之電話線之資料通信連接之整合服務數位網路(ISDN)卡或數據機。作為另一實例，通信介面1518可為用以向相容區域網路(LAN)提供資料通信連接之LAN卡亦可實施無線鏈路。在任何此實施中，通信介面1518發送且接收攜載表示各種類型之資訊之數位資料串流之電信號、電磁信號或光學信號。
網路鏈路1520通常提供藉由一或多個網路至其他資料裝置之資料通信。舉例而言，網路鏈路1520可藉由區域網路1522向主機電腦1524或由網際網路服務提供商(ISP) 1526操作之資料設備提供連接。ISP 1526繼而藉由全球封包資料通信網路(現在通常被稱為「網際網路」1428)提供資料通信服務。區域網路1522及網際網路1528皆使用攜載數位資料串流之電、電磁或光學信號。將數位資料攜載往返電腦系統1500之穿過各種網路之信號及網路鏈路1520上且穿過通信介面1518之信號係輸送資訊之載波之例示性形式。
電腦系統1500可藉由網路、網路鏈路1520及通信介面1518發送訊息及接收資料，包括程式碼。在網際網路實例中，伺服器1430可藉由網際網路1528、ISP 1526、區域網路1522及通信介面1518來傳輸應用程式所請求之程式碼。舉例而言，一個此類下載應用程式可提供本文中所描述之技術中之一或多者。接收到之程式碼可在其被接收時由處理器1504執行，及/或儲存在儲存裝置1510或其他非揮發性儲存器中以供稍後執行。以此方式，電腦系統1500可以載波形式獲得應用程式碼。
在以下編號條項清單中提供了進一步實施例。 1.一種判定一基板上之一結構之一受關注參數之方法，該結構包含沿著一結構座標系之一第一軸線定向之至少一個第一特徵及沿著該結構座標系之一第二軸線定向之至少一個第二特徵，該方法包含： 用來自傾斜於該第一軸線及第二軸線之一第一方向的第一照明來照明該第一特徵及該第二特徵，以便自該第一特徵產生第一散射輻射及自該第二特徵產生第二散射輻射， 偵測由該第一散射輻射之一部分與第一參考照明之間的干涉形成之一第一干涉圖案； 偵測由該第二散射輻射之一部分與該第一參考照明之間的干涉形成之一第二干涉圖案；及 使用該第一干涉圖案及該第二干涉圖案來判定該結構之該受關注參數。 2.如條項1之方法，其進一步包含： 用來自與該第一方向大體上相反之一第二方向的第二照明來照明該第一特徵及該第二特徵，以便自該第一特徵產生第三散射輻射及自該第二特徵產生第四散射輻射； 偵測由該第三散射輻射之一部分與第二參考照明之間的干涉形成之一第三干涉圖案； 偵測由該第四散射輻射之一部分與該第二參考照明之間的干涉形成之一第四干涉圖案；及 使用該第一干涉圖案、該第二干涉圖案、該第三干涉圖案及該第四干涉圖案來判定該結構之該受關注參數。 3.如條項2之方法，其中該第一方向及該第二方向相差在180 ± 30度之範圍內之一方位角。 4.如條項2之方法，其中該第一方向及該第二方向相差在180 ± 5度之範圍內之一方位角。 5.如條項2之方法，其中該第一方向及該第二方向相差180 ± 1度之範圍內之一方位角。 6.如任一前述條項之方法，其中該第一方向由在45 ± 30度之範圍內之一方位角、在135 ± 30度之範圍內之一方位角、在225 ± 30度之範圍內之一方位角或在315 ± 30度之範圍內之一方位角界定。 7.如條項1至5中任一項之方法，其中該第一方向由在45 ± 5度之範圍內之一方位角、在135 ± 5度之範圍內之一方位角、在225 ± 5度之範圍內之一方位角或在315 ± 5度之範圍內之一方位角界定。 8.如條項1至5中任一項之方法，其中該第一方向由在45 ± 1度之範圍內之一方位角、在135 ± 1度之範圍內之一方位角、在225 ± 1度之範圍內之一方位角或在315 ± 1度之範圍內之一方位角界定。 9.如條項2至8中任一項之方法，其中該第一照明由一第一照明器提供，且該第二照明由一第二照明器提供。 10.如條項9之方法，其中用第一照明來照明該第一特徵及該第二特徵及用第二照明來照明該第一特徵及該第二特徵的步驟同時地執行。 11.如條項2至8中任一項之方法，其中該第一照明及該第二照明皆由一單個照明器提供。 12.如條項11之方法，其在用第一照明來照明該第一特徵及該第二特徵的該步驟與用第二照明來照明該第一特徵及該第二特徵的該步驟之間，進一步包含： 旋轉該結構及/或該單個照明器中之一者或兩者，以便使該結構相對於該單個照明器旋轉該第一方向與該第二方向之間的差。 13.如條項2至12中任一項之方法，其中該第一參考照明由一第一參考照明器提供，且該第二參考照明由一第二參考照明器提供。 14.如條項2至12中任一項之方法，其中該第一參考照明及該第二參考照明來自一單個參考照明器。 15.如任一前述條項之方法，其中該第一參考照明與該第一照明至少部分地同調。 16.如條項2至15中任一項之方法，其中該第二參考照明與該第二照明至少部分地同調。 17.如任一前述條項之方法，其包含： 根據該第一干涉圖案判定由該第一軸線界定之一方向上之該受關注參數；及 根據該第二干涉圖案判定在由該第二軸線界定之一方向上之該受關注參數。 18.如條項2至17中任一項之方法，其包含： 根據該第一干涉圖案及該第三參考圖案判定由該第一軸線界定之一方向上之該受關注參數；及 根據該第二干涉圖案及該第四干涉圖案，判定在由該第二軸線界定之一方向上之該受關注參數。 19.如任一前述條項之方法，其中： 該第一散射輻射包含一第一繞射級，該第二散射輻射包含一第二繞射級。 20.如條項2至19中任一項之方法，其中： 該第三散射輻射包含一第三繞射級，且該第四散射輻射包含一第四繞射級。 21.如任一前述條項之方法，其中該受關注參數係疊對的。 22.如任一前述條項之方法，其中該第一軸線垂直於該第二軸線。 23.   一種全像度量衡設備，其包含： 一感測器模組； 一基板支撐件，其用於支撐包含一結構之一基板，該結構包含沿著一結構座標系之一第一軸線定向之至少一個第一特徵及沿著該結構座標系之一第二軸線定向之至少一個第二特徵；及 一參考照明裝置，其用於產生第一參考照明； 其中該感測器模組包含： 一照明裝置，其包含至少一個照明器，該照明器可操作以用來自傾斜於該第一軸線及第二軸線之一第一方向的一第一照明來照明該結構，以便自該第一特徵產生第一散射輻射及自該第二特徵產生第二散射輻射； 一光學系統，其可操作以捕捉該第一散射輻射及第二散射輻射；及 一偵測器，其可操作以偵測由該第一散射輻射之一部分與第一參考照明之間的干涉形成之一第一干涉圖案，及由該第二散射輻射之一部分與該第一參考照明之間的干涉形成之一第二干涉圖案。 24.如條項23之全像度量衡設備，其中： 該參考照明裝置進一步可操作以產生第二參考照明； 該照明裝置進一步可操作以用來自與該第一方向大體上相反的一第二方向之一第二照明來照明該結構，以自該第一特徵產生第三散射輻射及自該第二特徵產生第四散射輻射； 該光學系統進一步可操作以捕捉該第三及第四散射輻射；及 該偵測器進一步可操作以偵測由該第三散射輻射之一部分與該第二參考照明之間的干涉形成之一第三干涉圖案，及由該第四散射輻射之一部分與該第二參考照明之間的干涉形成之一第四干涉圖案。 25.如條項24之全像度量衡設備，其中該第一方向及該第二方向相差在180 ± 30度之範圍內之一方位角。 26.如條項24之全像度量衡設備，其中該第一方向及該第二方向相差在180 ± 5度之範圍內之一方位角。 27.如條項24之全像度量衡設備，其中該第一方向及該第二方向相差在180 ± 1度之範圍內之一方位角。 28.如條項23至27中任一項之全像度量衡設備，其中該第一方向由在45 ± 30度之範圍內之一方位角、在135 ± 30度之範圍內之一方位角、在225 ± 30度之範圍內之一方位角或在315 ± 30度之範圍內之一方位角界定。 29.如條項23至27中任一項之全像度量衡設備，其中該第一方向由在45 ± 5度之範圍內之一方位角、在135 ± 5度之範圍內之一方位角、在225 ± 5度之範圍內之一方位角或在315 ± 5度之範圍內之一方位角界定。 30.如條項23至27中任一項之全像度量衡設備，其中該第一方向由在45 ± 1度之範圍內之一方位角、在135 ± 1度之範圍內之一方位角、在225 ± 1度之範圍內之一方位角或在315 ± 1度之範圍內之一方位角界定。 31.如條項24至30中任一項之全像度量衡設備，其中該照明裝置包含： 一第一照明器，其可操作以提供該第一照明，及 一第二照明器，其可操作以提供該第二照明。 32.如條項31之全像度量衡設備，其中該第一照明器及第二照明器可操作以同時提供該第一照明及第二照明。 33.如條項24至30中任一項之全像度量衡設備，其包含： 一單個照明器，其可操作以提供該第一照明及該第二照明。 34.如條項23至33中任一項之全像度量衡設備，其中該結構及/或該照明裝置中之一者或兩者係可旋轉的，以使該至少一個照明器旋轉該第一方向與該第二方向之間的差。 35.如條項24至34中任一項之全像度量衡設備，其中該參考照明裝置包含： 一第一參考照明器，其可操作以提供該第一參考照明；及 一第二參考照明器，其可操作以提供該第二參考照明。 36.如條項24至34中任一項之全像度量衡設備，其中該參考照明裝置包含可操作以提供該第一參考照明及該第二參考照明之一單個參考照明器。 37.如條項23至36中任一項之全像度量衡設備，其中該第一參考照明與該第一照明至少部分地同調。 38.如條項2至37中任一項之全像度量衡設備，其中該第二參考照明與該第二照明至少部分地同調。 39.如條項23至38中任一項之全像度量衡設備，其進一步包含一處理器，該處理器可操作以使用該第一干涉圖案及該第二干涉圖案來判定該結構之一受關注參數。 40.如條項39之全像度量衡設備，其中該處理器進一步可操作以： 根據該第一干涉圖案判定由該第一軸線界定之一方向上之該受關注參數；及 根據該第二干涉圖案判定在由該第二軸線界定之一方向上之該受關注參數。 41.如條項24至38中任一項之全像度量衡設備，其進一步包含一處理器，該處理器可操作以使用該第一干涉圖案、該第二干涉圖案、該第三干涉圖案及該第四干涉圖案來判定該結構之一受關注參數。 42.如條項41之全像度量衡設備，其中該處理器進一步可操作以： 根據該第一干涉圖案及該第三參考圖案判定由該第一軸線界定之一方向上之該受關注參數；及 根據該第二干涉圖案及該第四干涉圖案，判定在由該第二軸線界定之一方向上之該受關注參數。 43.如條項39至42中任一項之全像度量衡設備，其中該受關注參數係疊對的。 44.如條項28至43中任一項之全像度量衡設備，其中該第一軸線垂直於該第二軸線。 45.一種數位全像顯微鏡，其經組態以判定結構之一受關注參數，該結構包含沿著一結構座標系之一第一軸線定向之至少一個第一特徵及沿著該結構座標系之一第二軸線定向之至少一個第二特徵，該數位全像顯微鏡包含如條項23至44中任一項之全像度量衡設備。 46.如條項45中任一項之數位全像顯微鏡，其包含一暗場數位全像顯微鏡。 47.一種散射計，其包含如條項23至44中任一項之感測器模組。 48.一種對準感測器，其包含如條項23至44中任一項之感測器模組。 49.一種位準感測器，其包含如條項23至44中任一項之感測器模組。
儘管在本文中可具體參考微影設備在IC製造中的使用，但應理解，本文中所描述之微影設備可具有其他應用。其他可能應用包括整合式光學系統的製造、磁域記憶體之指引及偵測型樣、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等。
儘管在本文中可在微影設備之內容脈絡中具體參考本發明之實施例，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)的物件的任何設備的一部分。此等設備通常可被稱為微影工具。此類微影工具可使用真空條件或環境(非真空)條件。
儘管上文已對本發明之實施例在光學微影之內容脈絡中之使用進行了具體參考，但應瞭解，在內容脈絡允許之情況下，本發明不限於光學微影，且可以在其他應用中使用，例如壓印微影。
儘管特別提及「度量衡設備/工具/系統」或「檢測設備/工具/系統」，但此等術語可係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或晶圓上之結構的特性。例如，包含本發明之實施例的檢查設備或度量衡設備可用於偵測在基板上或在晶圓上之基板之缺陷或結構之缺陷。在此類實施例中，基板上之結構的受關注特性可能關於結構中之缺陷、結構之特定部分之不存在或基板上或晶圓上之非所需的結構之存在。
雖然本發明之特定實施例已在上文進行描述，但將瞭解，本發明可除所描述外的方式進行實踐。上述描述意欲為繪示性，而非限制性。因此，對熟習此項技術者將顯而易見，可如所描述對本發明進行修改，而不會脫離下文所闡明之申請專利範圍之範疇。
2:寬頻(白光)輻射投影機 4:光譜儀偵測器 6:光譜 8:輪廓 16:參考光學單元 18:參考光學單元 31:散射輻射光束 32:散射輻射光束 41:第一部分 42:第二部分 51:參考照明光束/第一參考照明 52:參考照明光束/第二參考照明 1000:暗場數位全像顯微鏡(df-DHM) 1010:第一照明輻射光束/第一照明光束 1011:第一散射光束 1012:部分 1020:第二照明輻射光束 1021:第二散射光束 1022:部分 1030:第一參考光束 1040:第二參考光束 1050:基板 1060:度量衡目標 1070:物鏡 1080:影像感測器 1100:暗場數位全像顯微鏡(df-DHM) 1110:第一x照明器 1111:第一x照明光束 1112:第一x散射光束 1113:部分 1114:第一x參考光束 1120:第二x照明器 1121:第二x照明光束 1122:第二x散射光束 1123:部分 1124:第二x參考光束 1130:第一y照明器 1140:第二y照明器 1150:晶圓 1160:量測結構 1170:物鏡 1171:數值孔徑 1180:影像感測器 1200:暗場數位全像顯微鏡(df-DHM) 1202:光學系統 1210:第一照明器 1211:第一照明/第一k向量 1212:第一散射輻射 1213:部分 1214:第一參考照明 1220:第二照明器 1221:第二照明/第二k向量 1222:第二散射輻射 1223:部分 1224:第二參考照明 1250:基板 1260:結構 1261:第一x定向特徵 1262:第二x定向特徵 1263:第一y定向特徵 1264:第二y定向特徵 1270:物鏡 1271:中心環 1280:偵測器 1290:處理器 1310:輻射源 1312:光束分光器 1314:延遲元件 1316:參考光學單元 1320:照明光學單元 1500:電腦系統 1502:匯流排 1504:處理器 1505:處理器 1506:主記憶體 1508:唯讀記憶體 1510:儲存裝置 1512:顯示器 1514:輸入裝置 1516:游標控制 1518:通信介面 1520:網路鏈路 1522:區域網路 1524:主機電腦 1526:網際網路服務提供商(ISP) 1528:網際網路 1530:伺服器 +1 stDF:正的第一繞射級 -1 stDF:負的第一繞射級 AM:照明標記 ANG:入射角 AS:對準感測器 B:輻射光束 BD:光束遞送系統 BE1:輻射光束 BE2:箭頭/反射 BK:烘烤板 C:目標部分 CH:冷卻板 CL:電腦系統 DE:顯影劑 DET:偵測器 DGR:偵測光柵 IB:資訊攜載光束 IB1:第一照明輻射光束/第一照明光束 IB2:第二照明輻射光束/第二照明光束 IF:位置量測系統 IL:照明系統 IM1:第一影像 IM2:第二影像 I/O1:輸入/輸出埠 I/O2:輸入/輸出埠 IS:影像感測器 LA:微影設備 LACU:微影控制單元 LB:裝載機架 LC:微影單元 LS:位準感測器 LSB:輻射光束 LSD:偵測單元 LSO:輻射源 LSP:投影單元 M 1:遮罩對準標記 M 2:遮罩對準標記 MA:圖案化裝置 MT:遮罩支撐件/度量衡工具 MLO:量測位置 OA:光軸 OB:物鏡 OL:物鏡 OT:疊對目標 P 1:基板對準標記 P 2:基板對準標記 PD:光偵測器 PGR:投影光柵 PM:第一定位器 PU:處理單元 PS:投影系統 PW:第二定位器 RB:輻射光束 RO:基板處置器/機器人 RSO:輻射源 +SB1:高階空間頻譜/旁帶 -SB1:高階空間光譜/旁帶 +SB2:高階空間頻譜/旁帶 -SB2:高階空間光譜/旁帶 +SB3:高階空間光譜/旁帶 -SB3:高階空間光譜/旁帶 +SB4:高階空間光譜/旁帶 -SB4:高階空間光譜/旁帶 SC:旋塗機 SC1:第一量表 SC2:第二量表 SC3:第三量表 SCS:監督控制系統 SI:強度信號 SM:光點鏡面 SO:輻射源 SP:照明光點 SRI:自參考干涉儀/區塊 TCU:塗佈顯影系統控制單元 W:基板 WA:基板 WG1:基板對準標記/第一光楔 WG2:基板對準標記 WT:基板支撐件
現在將僅藉由實例的方式參考隨附示意圖式描述本發明之實施例，在圖式中： 圖1描繪微影設備的示意性綜述； 圖2描繪微影單元的示意性綜述； 圖3描繪整體微影的示意圖，表示三種關鍵技術之間的合作以最佳化半導體製造。 圖4描繪根據本發明之實施例的可包含暗場數位全像顯微鏡的用作度量衡裝置之散射量測設備的示意性綜述； 圖5描繪位準感測器設備的示意性綜述，該位準感測器設備可包含根據本發明之實施例的暗場數位全像顯微鏡； 圖6描繪對準感測器設備的示意性綜述，該對準感測器設備可包含根據本發明之實施例的暗場數位全像顯微鏡； 圖7示意性地描繪了在並行獲取方案中操作的基於繞射之暗場度量衡裝置之實例； 圖8示意性地描繪了在依序獲取方案中操作的基於繞射之暗場度量衡裝置之不同實例； 圖9示意性地描繪了在依序獲取方案中操作的暗場數位全像顯微鏡之實例； 圖10示意性地描繪了在並行獲取方案中操作的暗場數位全像顯微鏡(df-DHM)； 圖11A示意性地描繪了在並行獲取方案中操作之暗場數位全像顯微鏡(df-DHM)； 圖11B描繪了圖11A中所繪示之df-DHM相對於df-DHM之物鏡的k空間； 圖11C描繪在使用圖11A之df-DHM照明度量衡目標之後產生之繞射級之空間頻域中之影像光譜； 圖11D描繪在使用圖11A之df-DHM照明度量衡目標之後產生之繞射級之空間頻域中之替代影像光譜； 圖12A根據實施例示意性地描繪了暗場數位全像顯微鏡(df-DHM)； 圖12B描繪了結構，該結構包含沿著結構座標系之第一軸線定向之兩個第一特徵，以及沿著結構座標系之第二軸線定向之兩個第二特徵； 圖12C描繪了圖12A之df-DHM中之各照明器之相對位置之k空間中的視覺化； 圖12D描繪了照明器之實例配置的示意表示；及 圖13描繪了用於控制暗場數位全像顯微鏡之電腦系統的方塊圖。
1260:結構
1261:第一x定向特徵
1262:第二x定向特徵
1263:第一y定向特徵
1264:第二y定向特徵

Claims (15)

  1. 一種全像度量衡設備，其包含： 一感測器模組； 一基板支撐件，其用於支撐包含一結構之一基板，該結構包含沿著一結構座標系之一第一軸線定向之至少一個第一特徵及沿著該結構座標系之一第二軸線定向之至少一個第二特徵；及 一參考照明裝置，其用於產生第一參考照明； 其中該感測器模組包含： 一照明裝置，其包含至少一個照明器，該照明器可操作以用來自傾斜於該第一軸線及第二軸線之一第一方向的一第一照明來照明該結構，以便自該第一特徵產生第一散射輻射及自該第二特徵產生第二散射輻射； 一光學系統，其可操作以捕捉該第一散射輻射及第二散射輻射；及 一偵測器，其可操作以偵測由該第一散射輻射之一部分與第一參考照明之間的干涉形成之一第一干涉圖案，及由該第二散射輻射之一部分與該第一參考照明之間的干涉形成之一第二干涉圖案。
  2. 如請求項1之全像度量衡設備，其中： 該參考照明裝置進一步可操作以產生第二參考照明； 該照明裝置進一步可操作以用來自與該第一方向大體上相反的一第二方向之一第二照明來照明該結構，以自該第一特徵產生第三散射輻射及自該第二特徵產生第四散射輻射； 該光學系統進一步可操作以捕捉該第三及第四散射輻射；及 該偵測器進一步可操作以偵測由該第三散射輻射之一部分與該第二參考照明之間的干涉形成之一第三干涉圖案，及由該第四散射輻射之一部分與該第二參考照明之間的干涉形成之一第四干涉圖案。
  3. 如請求項2之全像度量衡設備，其中該第一方向及該第二方向相差在180 ± 30度之範圍內之一方位角。
  4. 如請求項1至3中任一項之全像度量衡設備，其中該第一方向由在45 ± 30度之範圍內之一方位角、在135 ± 30度之範圍內之一方位角、在225 ± 30度之範圍內之一方位角或在315 ± 30度之範圍內之一方位角界定。
  5. 如請求項2或3之全像度量衡設備，其中該照明裝置包含： 一第一照明器，其可操作以提供該第一照明，及 一第二照明器，其可操作以提供該第二照明。
  6. 如請求項5之全像度量衡設備，其中該第一照明器及第二照明器可操作以同時提供該第一照明及第二照明。
  7. 如請求項2或3之全像度量衡設備，其包含： 一單個照明器，其可操作以提供該第一照明及該第二照明。
  8. 如請求項1至3中任一項之全像度量衡設備，其中該結構及/或該照明裝置中之一者或兩者係可旋轉的，以使該至少一個照明器旋轉該第一方向與該第二方向之間的差。
  9. 如請求項2或3之全像度量衡設備，其中該參考照明裝置包含： 一第一參考照明器，其可操作以提供該第一參考照明；及 一第二參考照明器，其可操作以提供該第二參考照明。
  10. 如請求項2或3之全像度量衡設備，其中該參考照明裝置包含可操作以提供該第一參考照明及該第二參考照明之一單個參考照明器。
  11. 如請求項1至3中任一項之全像度量衡設備，其中以下至少一者： 該第一參考照明與該第一照明至少部分地同調，及 該第二參考照明與該第二照明至少部分地同調。
  12. 一種數位全像顯微鏡，其經組態以判定結構之一受關注參數，該結構包含沿著一結構座標系之一第一軸線定向之至少一個第一特徵及沿著該結構座標系之一第二軸線定向之至少一個第二特徵，該數位全像顯微鏡包含如請求項1至11中任一項之全像度量衡設備。
  13. 如請求項12之數位全像顯微鏡，其包含一暗場數位全像顯微鏡。
  14. 一種判定一基板上之一結構之一受關注參數之方法，該結構包含沿著一結構座標系之一第一軸線定向之至少一個第一特徵及沿著該結構座標系之一第二軸線定向之至少一個第二特徵，該方法包含： 用來自傾斜於該第一軸線及第二軸線之一第一方向的第一照明來照明該第一特徵及該第二特徵，以便自該第一特徵產生第一散射輻射及自該第二特徵產生第二散射輻射， 偵測由該第一散射輻射之一部分與第一參考照明之間的干涉形成之一第一干涉圖案； 偵測由該第二散射輻射之一部分與該第一參考照明之間的干涉形成之一第二干涉圖案；及 使用該第一干涉圖案及該第二干涉圖案來判定該結構之該受關注參數。
  15. 一種散射計，其包含如請求項1至11中任一項之全像度量衡設備。
TW112132544A 2022-09-05 2023-08-29 感測器模組、照明器、度量衡裝置及相關度量衡方法 TW202427063A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP22193868.1 2022-09-05
EP22193868.1A EP4332678A1 (en) 2022-09-05 2022-09-05 Holographic metrology apparatus and method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202427063A true TW202427063A (zh) 2024-07-01

Family

ID=83193399

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW112132544A TW202427063A (zh) 2022-09-05 2023-08-29 感測器模組、照明器、度量衡裝置及相關度量衡方法

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4332678A1 (zh)
TW (1) TW202427063A (zh)
WO (1) WO2024052031A1 (zh)

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60319462T2 (de) 2002-06-11 2009-03-12 Asml Netherlands B.V. Lithographischer Apparat und Verfahren zur Herstellung eines Artikels
JP3977324B2 (ja) 2002-11-12 2007-09-19 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． リソグラフィ装置
JP3910180B2 (ja) 2003-01-14 2007-04-25 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． リソグラフィ装置のレベルセンサ
US7265364B2 (en) 2004-06-10 2007-09-04 Asml Netherlands B.V. Level sensor for lithographic apparatus
US7791727B2 (en) 2004-08-16 2010-09-07 Asml Netherlands B.V. Method and apparatus for angular-resolved spectroscopic lithography characterization
NL1036245A1 (nl) 2007-12-17 2009-06-18 Asml Netherlands Bv Diffraction based overlay metrology tool and method of diffraction based overlay metrology.
NL1036597A1 (nl) 2008-02-29 2009-09-01 Asml Netherlands Bv Metrology method and apparatus, lithographic apparatus, and device manufacturing method.
NL1036734A1 (nl) 2008-04-09 2009-10-12 Asml Netherlands Bv A method of assessing a model, an inspection apparatus and a lithographic apparatus.
NL1036857A1 (nl) 2008-04-21 2009-10-22 Asml Netherlands Bv Inspection method and apparatus, lithographic apparatus, lithographic processing cell and device manufacturing method.
KR101295203B1 (ko) 2008-10-06 2013-08-09 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 2차원 타겟을 이용한 리소그래피 포커스 및 조사량 측정
NL2004094A (en) 2009-02-11 2010-08-12 Asml Netherlands Bv Inspection apparatus, lithographic apparatus, lithographic processing cell and inspection method.
EP2228685B1 (en) 2009-03-13 2018-06-27 ASML Netherlands B.V. Level sensor arrangement for lithographic apparatus and device manufacturing method
NL2005162A (en) 2009-07-31 2011-02-02 Asml Netherlands Bv Methods and scatterometers, lithographic systems, and lithographic processing cells.
CN102483582B (zh) 2009-08-24 2016-01-20 Asml荷兰有限公司 量测方法和设备、光刻设备、光刻处理单元和包括量测目标的衬底
WO2012022584A1 (en) 2010-08-18 2012-02-23 Asml Netherlands B.V. Substrate for use in metrology, metrology method and device manufacturing method
US9140998B2 (en) 2010-11-12 2015-09-22 Asml Netherlands B.V. Metrology method and inspection apparatus, lithographic system and device manufacturing method
WO2013143814A1 (en) 2012-03-27 2013-10-03 Asml Netherlands B.V. Metrology method and apparatus, lithographic system and device manufacturing method
NL2010458A (en) 2012-04-16 2013-10-17 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus, substrate and device manufacturing method background.
JP6077647B2 (ja) 2012-05-29 2017-02-08 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． メトロロジー方法及び装置、基板、リソグラフィシステム並びにデバイス製造方法
US9606442B2 (en) 2012-07-30 2017-03-28 Asml Netherlands B.V. Position measuring apparatus, position measuring method, lithographic apparatus and device manufacturing method
KR101855243B1 (ko) 2013-08-07 2018-05-04 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 메트롤로지 방법 및 장치, 리소그래피 시스템 및 디바이스 제조 방법
CN110553602B (zh) 2014-11-26 2021-10-26 Asml荷兰有限公司 度量方法、计算机产品和系统
US10241425B2 (en) 2014-12-22 2019-03-26 Asml Netherlands B.V. Level sensor, lithographic apparatus and device manufacturing method
IL256196B (en) 2015-06-17 2022-07-01 Asml Netherlands Bv Prescription selection based on inter-prescription composition
NL2021848A (en) 2018-04-09 2018-11-06 Stichting Vu Holographic metrology apparatus.
JP2023506946A (ja) 2019-12-17 2023-02-20 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． 暗視野デジタルホログラフィ顕微鏡および関連する計測方法
EP3964892A1 (en) 2020-09-02 2022-03-09 Stichting VU Illumination arrangement and associated dark field digital holographic microscope

Also Published As

Publication number Publication date
EP4332678A1 (en) 2024-03-06
WO2024052031A1 (en) 2024-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI767478B (zh) 判定一結構之一特性的方法及度量衡設備
TWI769581B (zh) 暗場數位全像顯微鏡及相關度量衡方法
EP3964892A1 (en) Illumination arrangement and associated dark field digital holographic microscope
TW201903352A (zh) 度量衡裝置、微影系統及量測結構之方法
KR20240036031A (ko) 계측 방법 및 계측 디바이스
JP2020518845A (ja) 光学メトロロジの性能を測定するための方法、基板、及び装置
EP3839635A1 (en) Dark field digital holographic microscope and associated metrology method
EP4332678A1 (en) Holographic metrology apparatus and method
NL2024478A (en) Dark field digital holographic microscope and associated metrology method
EP4318131A1 (en) Sensor module, illuminator, metrology device and associated metrology method
EP4246232A1 (en) Illumination arrangement for a metrology device and associated method
EP4246231A1 (en) A method for determining a vertical position of a structure on a substrate and associated apparatuses
TWI792653B (zh) 暗場數位全像顯微鏡及相關度量衡方法
US20240288782A1 (en) Metrology method and associated metrology tool
US20240184215A1 (en) Metrology tool calibration method and associated metrology tool
EP4187321A1 (en) Metrology method and associated metrology tool
WO2023174648A1 (en) Illumination arrangement for a metrology device and associated method
TW202409523A (zh) 用於傅立葉轉換光譜測定法之方法與設備
TW202419979A (zh) 度量衡方法及相關度量衡裝置
KR20240023593A (ko) 계측 방법 및 디바이스
CN117063131A (zh) 数字全息显微镜和相关联的量测方法
CN117242400A (zh) 量测工具校准方法及相关的量测工具
CN117651913A (zh) 量测方法和量测装置
CN117501185A (zh) 量测方法和装置
NL2021856A (en) Metrology apparatus