TWI524154B - 用於量測微結構之不對稱性之方法及裝置、位置量測方法、位置量測裝置、微影裝置及器件製造方法 - Google Patents

Description

用於量測微結構之不對稱性之方法及裝置、位置量測方法、位置量測裝置、微影裝置及器件製造方法

本發明係關於一種用以量測一結構之屬性或位置之改良型裝置及方法。在其他態樣中，本發明提供一種微影裝置及器件製造方法，且亦提供一種光學元件。

微影裝置為將所要圖案施加至基板上(通常施加至基板之目標部分上)之機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)製造中。在彼情況下，圖案化器件(其或者被稱作光罩或比例光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上之電路圖案。可將此圖案轉印至基板(例如，矽晶圓)上之目標部分(例如，包含晶粒之部分、一個晶粒或若干晶粒)上。通常經由成像至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上而進行圖案之轉印。一般而言，單一基板將含有經順次地圖案化之鄰近目標部分之網路。已知微影裝置包括：所謂步進器，其中藉由一次性將整個圖案曝光至目標部分上來輻照每一目標部分；及所謂掃描器，其中藉由在給定方向(「掃描」方向)上經由輻射光束而掃描圖案同時平行或反平行於此方向而同步地掃描基板來輻照每一目標部分。亦有可能藉由將 圖案壓印至基板上而將圖案自圖案化器件轉印至基板。

為了控制微影程序以將器件特徵準確地置放於基板上，通常將一或多個對準標記提供於(例如)基板上，且微影裝置包括可供準確地量測該標記之位置之一或多個對準感測器。對準感測器可有效地為位置量測裝置。不同類型之標記及不同類型之對準感測器係自不同時間及不同製造商為吾人所知。因微影裝置而為吾人所知之感測器類型係基於如美國專利第US 6,961,116號所描述之自參考干涉計，該專利之內容的全文係以引用方式併入本文中。通常，分離地量測一標記以獲得X及Y位置。可使用美國專利申請公開案第US 2009/0195768號所描述之技術中之一或多者來執行組合式X及Y量測，該專利申請公開案之內容的全文係以引用方式併入本文中。

Jeroen Huijbregtse等人在「Overlay Performance with Advanced ATHENA^TM Alignment Strategies」(Metrology,Inspection,and Process Control for Microlithography XVII，編輯者為Daniel J.Herr，Proceedings of SPIE第5038卷(2003年))中描述使用對準感測器之進階對準技術。此等策略可延伸及應用於由上文所提及之US 6,961,116及US 2009/0195768描述之類型的感測器中。一感測器之特徵為：其可在同一目標光柵或若干相同目標光柵上使用若干波長(例如，色彩)及偏振之輻射(例如，光)來量測位置。無單一色彩對於在所有情形中之量測係理想的，因此，系統自數個信號選擇哪一者提供最可靠之位置資訊。

不斷地需要提供更準確之位置量測，尤其是需要隨著產品特徵變得愈來愈小而控制疊對誤差。對準誤差之一原因可為構成一標記之特徵之不對稱性，該不對稱性可(例如)由用以施加一或多個後續產品層之處理造成。存在諸如散射計之度量衡工具，其可量測微結構之不 對稱性及一或多個其他參數。此工具原則上可應用於量測及校正不對稱性或其他參數。然而，實務上，此工具可不以用於高容量微影生產之對準任務中所需要的高產出率而操作。或者或另外，此工具可在其塊體、質量或功率耗散方面與對準環境不相容。

在一廣泛態樣中，本發明旨在提供一種用於量測一微結構中之不對稱性(或更通常，一或多個不對稱性相依參數)之替代方法及裝置。

在一另外態樣中，本發明旨在提供一種能夠校正標記不對稱性對位置量測之影響之改良型位置量測裝置，例如，一種在一微影裝置中之對準感測器。在彼方面，在一實施例中，提供一種量測不對稱性之方法，該方法可應用於與來自一對準標記之位置量測同時地量測彼標記中之不對稱性，而不過度地縮減一對準系統之產出率。另外，在一實施例中，提供一種使用已經捕獲之信號作為位置量測任務之部分的方法。

根據一態樣，提供一種量測(例如)一基板上之一結構之一屬性(例如，一不對稱性相關參數)的方法，該方法包含：(a)運用輻射來照明該結構且使用一或多個偵測器來偵測由該結構繞射之輻射；(b)處理表示該繞射輻射之信號以獲得與該結構之一位置相關之複數個結果，每一結果具有相同形式，但以一不同方式受到該屬性之變化影響；(c)演算該結構之該屬性之一量測，該量測係至少部分地基於在該複數個結果當中觀測之一或若干差。

在一實施例中，該複數個結果包括基於在由一個偵測器接收之一位置相依信號內處於不同波長、不同偏振及/或不同空間頻率之輻射之照明及偵測的結果。用於該演算步驟(c)中之結果之間的該等差 不必以諸如簡單減法之一特定形式予以表達。結果之間的差可以任何合適形式予以表達。

在一實施例中，步驟(c)中演算之該量測包括一或多個另外結果，例如，使用由該結構繞射之輻射而獲得但不與該結構之該位置相關的一或多個其他結果。可(例如)在與步驟(b)中之該偵測同時地使用另一偵測器來獲得該另一結果，該另一偵測器處理由該結構繞射之該輻射之一不同部分。或者或另外，該另一結果可包括自相同於與該結構之該位置相關之該等結果之該等信號獲得的一結果。

根據一態樣，提供一種量測(例如)一基板上之一週期性結構之位置的方法，該方法包含使用上文所描述之一方法來量測該結構之一屬性，且進一步包含：(d)使用步驟(b)中獲得且根據步驟(c)中獲得之該屬性之該量測而校正的該等結果中之一或多者來演算該結構之該位置之一量測。

根據一態樣，提供一種製造器件之方法，其中使用一微影程序將一器件圖案施加至一基板，該方法包括藉由參考形成於該基板上之一或多個週期性結構之一測定位置而定位該經施加圖案，該測定位置係藉由如本文所描述之一方法而獲得。

根據一態樣，提供一種微影裝置，該微影裝置包含：- 一圖案化子系統，其用於將一圖案轉印至一基板；- 一量測子系統，其用於量測該基板相對於該圖案化子系統之位置，其中該圖案化子系統經配置以使用由該量測子系統量測之該等位置以將該圖案施加於該基板上之一所要位置處，且其中該量測子系統經配置以使用提供於該基板上之一或多個週期性結構來量測該基板之該等位置且使用如本文所描述之一方法來量測該結構之該等位置。

根據一態樣，提供一種用於量測(例如)一基板上之一結構之位置 的裝置，該裝置包含：- 一照明配置，其用於運用輻射來照明該結構；- 一偵測配置，其用於使用一或多個偵測器來偵測由該結構繞射之輻射；- 一處理配置，其用於處理表示該繞射輻射之信號以獲得與該結構之一位置相關之複數個結果，每一結果具有相同形式，但以一不同方式受到該結構之一屬性之變化影響；及- 一演算配置，其用於使用由該處理配置獲得之該等結果中之一或多者來演算該結構之一位置，其中該演算配置經配置以包括根據該結構之該屬性之一量測的該經演算位置之一校正，且其中該演算配置經配置以至少部分地基於在該複數個結果當中觀測之一差而演算該結構之該屬性之該量測。

本發明之實施例使能夠使用通常由一感測器捕獲但通常未被採用之資訊來獲得或改進一屬性(例如，不對稱性)之量測。舉例而言，該複數個結果可包括基於不同波長、不同偏振、不同空間頻率(繞射階)或此等者中之一或多個組合之結果。該方法可結合藉由其他方式進行的該屬性之更多量測而使用。

202‧‧‧對準標記/X方向標記

204‧‧‧對準標記/Y方向標記

206‧‧‧輻射光點/照明光點

208‧‧‧輻射光點/照明光點

210‧‧‧對準標記

220‧‧‧照明源

222‧‧‧輻射光束

223‧‧‧光點鏡面

224‧‧‧接物鏡

226‧‧‧資訊攜載光束

228‧‧‧自參考干涉計

230‧‧‧感測器陣列/感測器柵格

232‧‧‧強度信號

400‧‧‧光學系統

406‧‧‧光點

420‧‧‧輻射源/照明源

422‧‧‧照明光束/輸入光束/光纖

424‧‧‧接物鏡/物鏡

426‧‧‧資訊攜載光束

428‧‧‧自參考干涉計

430‧‧‧偵測器

430A‧‧‧強度偵測器/對準感測器偵測器

430B‧‧‧強度偵測器/對準感測器偵測器

440‧‧‧照明子系統

442‧‧‧光纖/照明源

446‧‧‧照明剖面探測光學件/照明剖面儀

448‧‧‧離軸照明剖面

448(O)‧‧‧同軸照明剖面

452‧‧‧光瞳

454‧‧‧光束分裂器/第一分裂器

460‧‧‧不對稱性量測配置/不對稱性量測裝置

462‧‧‧第二光束分裂器

464‧‧‧資訊攜載光束之部分

466‧‧‧信號

470‧‧‧光點鏡面

472‧‧‧光點鏡面

482‧‧‧射出光束/干涉計輸出

482(O)‧‧‧剖面

484‧‧‧透鏡

484A‧‧‧收集器透鏡總成

484B‧‧‧收集器透鏡總成

490‧‧‧可調整場光闌

502‧‧‧多工器

504‧‧‧線性偏振

506‧‧‧遞送光學件

510‧‧‧半波片

512‧‧‧相位補償器

514‧‧‧半波片

516‧‧‧偏振光束分裂器

518A‧‧‧孔隙

518B‧‧‧孔隙

520A‧‧‧多模光纖

520B‧‧‧多模光纖

522A‧‧‧解多工器

522B‧‧‧解多工器

AD‧‧‧調整器

AS‧‧‧對準感測器

B‧‧‧輻射光束

BD‧‧‧光束遞送系統

C‧‧‧目標部分

CO‧‧‧聚光器

IF‧‧‧位置感測器

IL‧‧‧照明系統/照明器

IN‧‧‧積光器

LA‧‧‧微影裝置

LACU‧‧‧微影裝置控制單元

LS‧‧‧位階感測器

L2‧‧‧層

L(m-1)‧‧‧層

L(m)‧‧‧層

M1‧‧‧圖案化器件對準標記

M2‧‧‧圖案化器件對準標記

MA‧‧‧圖案化器件

MT‧‧‧支撐結構

O‧‧‧光軸

P‧‧‧光瞳平面

P1‧‧‧基板對準標記

P2‧‧‧基板對準標記

PM‧‧‧第一定位器

POS‧‧‧位置量測

PS‧‧‧投影系統

PU‧‧‧處理單元

PW‧‧‧第二定位器/基板定位系統

RF‧‧‧參考框架

S1‧‧‧步驟

S2‧‧‧步驟

S3‧‧‧步驟

S4‧‧‧步驟

S5‧‧‧步驟

S6‧‧‧步驟

S7‧‧‧步驟

S41‧‧‧步驟

S42‧‧‧步驟

S43‧‧‧步驟

S44‧‧‧步驟

S45‧‧‧步驟

S46‧‧‧步驟

S47‧‧‧步驟

S48‧‧‧步驟

SO‧‧‧輻射源

SUB‧‧‧層

SUP‧‧‧層

W‧‧‧基板

WTa‧‧‧基板台

WTb‧‧‧基板台

現在將參看隨附示意性圖式而僅作為實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中：圖1描繪根據本發明之一實施例的包括作為量測裝置之對準感測器之例示性微影裝置；圖2(包含圖2(a)及圖2(b))說明可提供於(例如)圖1之裝置中之基板中或上的對準標記之各種形式；圖3為在圖1之裝置中掃描一對準標記之對準感測器的示意性方塊圖； 圖4為一對準感測器之更詳細示意圖，該對準感測器適合供本發明之一實施例中使用且可用作圖1之裝置中之對準感測器，且包括離軸照明及選用不對稱性量測配置；圖5說明在圖4之位置量測裝置之一個用途中的用於單一波長之輻射之(a)同軸照明剖面、(b)所得繞射信號，及(c)所得自參考干涉計輸出；圖6說明在圖4之位置量測裝置之一個用途中的(a)離軸照明剖面、(b)所得繞射信號，及(c)所得自參考干涉計輸出；圖7說明在圖4之位置量測裝置之一個用途中的用於多個波長之輻射之(a)同軸照明剖面、(b)所得繞射信號，及(c)所得自參考干涉計輸出；圖8說明在圖4之位置量測裝置之一個用途中的用於多個波長之輻射之(a)離軸照明剖面、(b)所得繞射信號，及(c)所得自參考干涉計輸出；圖9為圖4之裝置的另外詳細示意圖，其展示出於清楚起見而自圖4省略的多個波長及偏振之特徵；圖10為根據本發明之一實施例的量測不對稱性且量測位置之方法的流程圖；圖11為圖10之方法之部分的更詳細流程圖，其展示在圖4及圖9之裝置中使用位置量測信號來量測不對稱性的更多細節；圖12至圖18定義用於實施例之數學描述中之座標系統及標記法，包括目標傾斜對偏振座標系統之影響；及圖19定義可用於一實施例中之模型目標結構之參數。

圖1示意性地描繪根據本發明之一實施例之微影裝置。該裝置包含： - 照明系統(照明器)IL，其經組態以調節輻射光束B(例如，UV輻射或EUV輻射)；- 支撐結構(例如，光罩台)MT，其經建構以支撐圖案化器件(例如，光罩)MA，且連接至經組態以根據某些參數而準確地定位該圖案化器件之第一定位器PM；- 基板台(例如，晶圓台)WTa或WTb，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而準確地定位該基板之第二定位器PW；及- 投影系統(例如，折射投影透鏡系統)PS，其經組態以將由圖案化器件MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分C(例如，包含一或多個晶粒)上。

照明系統可包括用於引導、塑形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、靜電或其他類型之光學組件，或其任何組合。

支撐結構以取決於圖案化器件之定向、微影裝置之設計及其他條件(諸如，圖案化器件是否被固持於真空環境中)的方式來固持圖案化器件。支撐結構可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術以固持圖案化器件。支撐結構可為(例如)框架或台，其可根據需要而固定或可移動。支撐結構可確保圖案化器件(例如)相對於投影系統處於所要位置。可認為本文對術語「比例光罩」或「光罩」之任何使用皆與更一般之術語「圖案化器件」同義。

本文所使用之術語「圖案化器件」應被廣泛地解譯為係指可用以在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以便在基板之目標部分中創製圖案的任何器件。應注意，舉例而言，若被賦予至輻射光束之圖案包括相移特徵或所謂輔助特徵，則該圖案可不確切地對應於基板之目標部分中之所要圖案。通常，被賦予至輻射光束之圖案將對應於 目標部分中創製之器件(諸如，積體電路)中之特定功能層。

圖案化器件可為透射的或反射的。圖案化器件之實例包括光罩、可程式化鏡面陣列，及可程式化LCD面板。光罩在微影中為吾人所熟知，且包括諸如二元、交變相移及衰減相移之光罩類型，以及各種混合式光罩類型。可程式化鏡面陣列之一實例使用小鏡面之矩陣配置，該等小鏡面中每一者可個別地傾斜，以便使入射輻射光束在不同方向上反射。傾斜鏡面在由鏡面矩陣反射之輻射光束中賦予圖案。

本文所使用之術語「投影系統」應被廣泛地解譯為涵蓋適於所使用之曝光輻射或適於諸如浸潤液體之使用或真空之使用之其他因素的任何類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射、磁性、電磁及靜電光學系統，或其任何組合。可認為本文對術語「投影透鏡」之任何使用皆與更一般之術語「投影系統」同義。

如此處所描繪，裝置屬於透射類型(例如，使用透射光罩)。或者，裝置可屬於反射類型(例如，使用上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列，或使用反射光罩)。

微影裝置可屬於具有兩個(雙載物台)或兩個以上基板台(及/或兩個或兩個以上圖案化器件台)之類型。在此等「多載物台」機器中，可並行地使用額外台，或可在一或多個台上進行預備步驟，同時將一或多個其他台用於曝光。圖1之實例中之兩個基板台WTa及WTb為此情形之說明。可以單獨方式來使用本文所揭示之本發明，但詳言之，本發明可在單載物台裝置抑或多載物台裝置之曝光前量測階段中提供額外功能。

微影裝置亦可屬於如下類型：其中基板之至少一部分可由具有相對高折射率之液體(例如，水)覆蓋，以便填充投影系統與基板之間的空間。亦可將浸潤液體施加至微影裝置中之其他空間，例如，在光罩與投影系統之間的空間。浸潤技術在此項技術中被熟知用於增加投 影系統之數值孔徑。如本文所使用之術語「浸潤」不意謂諸如基板之結構必須浸沒於液體中，而是僅意謂液體在曝光期間位於投影系統與基板之間。

參看圖1，照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當輻射源為準分子雷射時，輻射源及微影裝置可為分離實體。在此等狀況下，不認為輻射源形成微影裝置之部件，且輻射光束係憑藉包含(例如)合適引導鏡面及/或光束擴展器之光束遞送系統BD而自輻射源SO傳遞至照明器IL。在其他狀況下，舉例而言，當輻射源為水銀燈時，輻射源可為微影裝置之整體部件。輻射源SO及照明器IL連同光束遞送系統BD(在需要時)可被稱作輻射系統。

照明器IL可包含用於調整輻射光束之角度強度分佈之調整器AD。通常，可調整照明器之光瞳平面中之強度分佈的至少外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作σ外部及σ內部)。另外，照明器IL可包含各種其他組件，諸如，積光器IN及聚光器CO。照明器可用以調節輻射光束，以在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。

輻射光束B入射於被固持於支撐結構(例如，光罩台)MT上之圖案化器件(例如，光罩)MA上，且係藉由該圖案化器件而圖案化。在已橫穿圖案化器件MA的情況下，輻射光束B傳遞通過投影系統PS，投影系統PS將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位器PW及位置感測器IF(例如，干涉量測器件、線性編碼器或電容性感測器)，可準確地移動基板台WTa/WTb，例如，以便使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中。相似地，第一定位器PM及另一位置感測器(其未在圖1中被明確地描繪)可用以(例如)在自光罩庫之機械擷取之後或在掃描期間相對於輻射光束B之路徑來準確地定位圖案化器件MA。一般而言，可憑藉形成第一定位器PM之部件之長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現支撐結構MT之移動。相似 地，可使用形成第二定位器PW之部件之長衝程模組及短衝程模組來實現基板台WTa/WTb之移動。在步進器(相對於掃描器)之狀況下，支撐結構MT可僅連接至短衝程致動器，或可固定。可使用圖案化器件對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件MA及基板W。儘管所說明之基板對準標記佔據專用目標部分，但該等標記可位於目標部分之間的空間中(此等標記被稱為切割道對準標記)。相似地，在一個以上晶粒提供於圖案化器件MA上之情形中，圖案化器件對準標記可位於該等晶粒之間。

所描繪裝置可用於以下模式中至少一者中：

1.在步進模式中，在將被賦予至輻射光束之整個圖案一次性投影至目標部分C上時，使支撐結構MT及基板台WTa/WTb保持基本上靜止(亦即，單次靜態曝光)。接著，使基板台WTa/WTb在X及/或Y方向上移位，使得可曝光不同目標部分C。在步進模式中，曝光場之最大大小限制單次靜態曝光中成像之目標部分C之大小。

2.在掃描模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，同步地掃描支撐結構MT及基板台WTa/WTb(亦即，單次動態曝光)。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台WTa/WTb相對於支撐結構MT之速度及方向。在掃描模式中，曝光場之最大大小限制單次動態曝光中之目標部分之寬度(在非掃描方向上)，而掃描運動之長度判定目標部分之高度(在掃描方向上)。

3.在另一模式中，在將被賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，使支撐結構MT保持基本上靜止，從而固持可程式化圖案化器件，且移動或掃描基板台WTa/WTb。在此模式中，通常使用脈衝式輻射源，且在基板台WTa/WTb之每一移動之後或在一掃描期間之順次輻射脈衝之間根據需要而更新可程式化圖案化器件。此操作模式 可易於應用於利用可程式化圖案化器件(諸如，上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列)之無光罩微影。

亦可使用對上文所描述之使用模式之組合及/或變化或完全不同之使用模式。

微影裝置LA屬於所謂雙載物台類型，其具有兩個台WTa及WTb以及兩個站--曝光站及量測站--在該兩個站之間可交換該等台。舉例而言，在曝光站處曝光一個基板台上之一個基板的同時，可在量測站處將另一基板裝載至另一基板台上，使得可進行各種預備步驟。在一實施例中，一個台為基板台，且另一台為包括一或多個感測器之量測台。可在量測站處執行預備步驟，諸如，使用位階感測器LS來映射基板之表面，及/或使用對準感測器AS來量測(例如)基板上之一或多個對準標記之位置。此等預備步驟實現裝置之產出率之實質增加。若位置感測器IF在台處於量測站以及處於曝光站時不能夠量測台之位置，則可提供第二位置感測器以使能夠在兩個站處追蹤台之位置。

裝置進一步包括控制所描述之各種致動器及感測器之移動及量測的微影裝置控制單元LACU。控制單元LACU亦包括實施與裝置之操作有關之所要演算的信號處理及資料處理能力。實務上，控制單元LACU可被實現為許多子單元之系統，該等子單元各自處置裝置內之一子系統或組件之即時資料獲取、處理及控制。舉例而言，一個處理子系統可專用於定位器PW之伺服控制。分離單元可甚至處置粗略致動器及精細致動器，或不同軸線。另一單元可能專用於位置感測器IF之讀出。裝置之總控制可受到中央處理單元控制，該中央處理單元與此等子系統處理單元通信、與操作者通信，且與微影製造程序中涉及之其他裝置通信。

圖2(a)展示提供於基板W上以用於分別量測X位置及Y位置之對準 標記202、204之實例。在此實例中，每一標記包含形成於一產品層或其他層中之一系列長條(bar)，該產品層或其他層經施加至(例如)基板或經蝕刻至(例如)基板中。該等長條規則地隔開且充當光柵線，使得標記可被視為具有足夠熟知之空間週期(間距)之繞射光柵。X方向標記202上之長條實質上平行於Y軸以提供在X方向上之週期性，而Y方向標記204之長條實質上平行於X軸以提供在Y方向上之週期性。標記可僅在一個方向上具週期性，或同時在一個以上方向上具週期性。熟習此項技術者應瞭解，實務上，標記可不具完美週期性，此係因為諸如線邊緣粗糙度之不完美性存在於任何實際結構中。對準感測器AS(圖1所展示)運用輻射光點206(X方向)、208(Y方向)來光學地掃描每一標記，以獲得諸如正弦波之週期性變化信號。分析此信號之相位，以量測標記相對於對準感測器之位置且因此量測(例如)基板W相對於對準感測器之位置，對準感測器又相對於裝置之參考框架RF固定。掃描移動係由寬箭頭示意性地指示，其中光點206或208之漸進位置係以點線輪廓而指示。對準圖案中之長條(光柵線)的間距通常比待形成於基板上之產品特徵的間距大得多，且對準感測器AS使用比待用於將圖案施加至基板之曝光輻射長得多的一輻射波長(或通常為複數個波長)。因為大數目個長條允許準確地量測重複信號之相位，所以可獲得精細位置資訊。

可提供粗略標記及精細標記，使得對準感測器可區分週期性信號之不同循環，以及一循環內之確切位置(相位)。亦可出於此目的而使用不同間距之標記。此等技術為熟習此項技術者所知，且將不在本文中予以詳述。此感測器之設計及操作在此項技術中為吾人所知，且每一微影裝置可具有其自有感測器設計。出於本描述之目的，將假定到對準感測器AS通常屬於美國專利第6,961,116號所描述之形式。圖2(b)展示供相似對準系統使用之經修改標記，其中可經由運用照明光 點206或208之單一光學掃描而獲得X位置及Y位置。標記210具有經配置為與X軸及Y軸兩者成實質上45度之長條。可使用美國專利申請公開案第US 2009/0195768號所描述之技術來執行此組合式X及Y量測。

圖3為對準感測器AS之示意性方塊圖。照明源220提供一或多個波長之輻射光束222，其係由光點鏡面223通過接物鏡224而轉向至位於基板W上之標記(諸如，標記202)上。如圖2示意性地所指示，在基於上文所提及之US 6,961,116的本對準感測器之實例中，供照明標記202之照明光點206之寬度(例如，直徑)可稍微小於該標記自身之寬度。

由標記202散射之輻射係由接物鏡224拾取且被準直成資訊攜載光束226。自參考干涉計228(諸如，上文所提及之US 6,961,116所揭示之類型的自參考干涉計)處理光束226且將分離光束(針對每一波長)輸出至感測器陣列230上。光點鏡面223在此時方便地充當零階光闌，使得資訊攜載光束226僅包含來自標記202之高階繞射輻射(此情形對於量測並非必需的，但改良信雜比)。來自感測器柵格230中之一或多個個別感測器之強度信號232被提供至處理單元PU。藉由區塊228中之光學處理及單元PU中之計算處理的組合，輸出用於基板上相對於參考框架RF之X位置及Y位置之值。處理單元PU可與圖1所展示之控制單元LACU分離，或出於設計選擇及方便起見，處理單元PU及控制單元LACU可共用同一處理硬體。在單元PU分離的情況下，可在單元PU中執行信號處理之部分，且在單元LACU中執行信號處理之另一部分。

如已經提及，所說明類型之單一量測將標記之位置固定於對應於標記之一個間距的某一範圍內。結合此量測而使用較粗略量測技術，以識別正弦波之哪一週期為含有經標記位置之週期。為了增加準確度且為了穩固地偵測標記，可在不同波長下重複處於較粗略及/或 較精細層級之同一程序，而不管材料如何，該標記係由該材料製成且該標記擱置於該材料中、上及/或下方。可光學地多工及解多工該等波長以便同時地處理該等波長，及/或可藉由分時或分頻而多工該等波長。本發明中之實例將採用在若干波長下之量測以提供具有對標記不對稱性之縮減敏感度的實務且穩固之量測裝置(對準感測器)。

更詳細地參看量測程序，圖3中被標註為v_W之箭頭說明光點206橫穿標記202之長度L的掃描速度。在此實例中，對準感測器AS及光點206實際上保持實質上靜止，而標記202以速度v_W移動。因此，對準感測器可剛性地且準確地安裝至參考框架RF(圖1)，同時在與標記202之移動方向相對之方向上有效地掃描標記202。在此實例中，標記202在此移動中受到其在基板W上之部位控制，基板W安裝於基板台WT及基板定位系統PW上。所展示之所有移動皆實質上平行於X軸。相似動作應用於在Y方向上運用光點208來掃描標記204。此情形將不予以進一步描述。

如全文以引用方式併入本文中之美國專利申請公開案第US 2012-0212749號所論述，微影裝置之高生產力要求意謂應儘可能快速地執行基板上之眾多位置處之對準標記的量測，此情形隱含掃描速度v_W快，且可用於獲取每一標記位置之時間T_ACQ對應地短。以簡單化術語，公式T_ACO=L/v_W適用。US 2012-0212749描述一種用以賦予光點之相對掃描運動以便延長獲取時間之技術。視需要，相同掃描光點技術可應用於本文新近揭示之類型之感測器及方法中。

關注在具有較小光柵間距之標記上之對準。實際生產中之測定疊對通常可顯著地大於在受控制測試條件下之測定疊對。此情形可歸因於產品基板上之對準標記在處理期間在變化之程度上變得不對稱。縮減對準標記之間距會減低一些類型之不對稱性對測定對準位置之影響。

用以允許縮減對準光柵之間距之一些選項包括(i)縮短所使用輻射之波長、(ii)增加對準感測器光學件之數值孔徑(NA)，及/或(iii)使用離軸照明。較短波長並非總是可能的，此係因為對準光柵常常位於吸收膜(例如，非晶碳硬式光罩)下方。一般而言，增加NA係可能的，但可並非較佳，此係因為需要與基板相隔安全距離之精巧物鏡。因此，使用離軸照明具吸引力。

運用離軸照明之位置量測

圖4說明一對準感測器之光學系統400，該對準感測器為上文所提及之US 6,961,116及US 2009/0195768所描述之對準感測器的經修改版本。此情形引入離軸照明模式之選項，該等離軸照明模式尤其允許出於較大準確度起見而縮減對準標記之間距。該光學系統亦可允許運用對準感測器而非運用分離散射計器具來執行散射量測類型量測。在圖4中，出於簡單起見，省略多個波長及偏振之細節。光學系統之此等態樣之更多細節將參看圖9予以描述。

具有若干分支之光軸O係由貫穿光學系統400而延行之虛線指示。出於與圖3之示意圖之比較的簡易性起見，運用相似於圖3中使用之元件符號但具有首碼「4」以代替「2」的元件符號來標註光學系統400之一些部件。因此，存在輻射源420、照明光束422、接物鏡424、資訊攜載光束426、自參考干涉計428及偵測器430。實務上，可提供多個偵測器，該多個偵測器將在下文參看圖9予以稍微更詳細地描述。來自偵測器之信號係由處理單元PU處理，處理單元PU經修改以便實施下文所描述之特徵且輸出用於每一標記之(改良型)位置量測POS。

此更詳細示意圖所說明之額外組件如下。在照明子系統440中，來自源420之輻射係經由光纖442而遞送至照明剖面探測光學件(illumination profiling optic)446。此照明剖面探測光學件將輸入光束 422經由光束分裂器454而遞送至具有光瞳平面P之接物鏡424。接物鏡424在對準標記202/204/210上形成光點406。由標記繞射之資訊攜載光束426通過光束分裂器454而傳遞至干涉計428。干涉計428將輻射場分裂成具有正交偏振之兩個部分、使此等部分相對於彼此圍繞光軸旋轉180°，且將其組合成射出光束482。透鏡484將整個場聚焦至偵測器430上，偵測器430為相似於圖3之對準感測器之配置。此實例中及對準感測器中之偵測器430有效地為單光電二極體且不提供任何空間資訊，惟已經描述之掃描運動除外。可添加在共軛光瞳平面中具有空間解析度之偵測器，以允許使用對準感測器硬體來執行角度解析散射量測方法。

本實例中包括不對稱性量測配置460。配置460經由定位於干涉計428之前的第二光束分裂器462而接收資訊攜載光束426之部分464。在本發明中，描述一種用於使用經由偵測器430而獲得之位置資訊來量測不對稱性之新穎技術。原則上，可消除專用不對稱性量測配置460。然而，在本文所描述之特定實施例中，使用用以獲得關於不對稱性之額外資訊之技術，該額外資訊可與專用不對稱性量測配置460之結果進行組合。此情形允許裝置使用者進一步改良可得到之不對稱性資訊之準確度，且藉此實現更準確之位置及/或位置之更多量測。

照明剖面探測光學件446可採取各種形式，2012年4月12日申請之美國專利申請案第US 61/623,391號中更詳細地揭示該等形式中之一些，該專利申請案之內容的全文係以引用方式併入本文中。在其中所揭示之實例中，展示可允許使用縮減之光柵間距而無需偵測器側上之空間解析度的對準感測器(更通常，位置量測裝置)。藉由使用一或多個新穎照明模式，裝置可能夠量測具有廣泛範圍之不同間距(例如，自小於1微米至約20微米)之標記的位置，而不改變當前偵測器設計。為上文所提及之US 61/623,391所描述之實例所共有的特定特徵為用以 使用處於有限範圍之入射角(光瞳平面中之有限徑向範圍)之離軸照明。離軸照明意謂輻射源區限於光瞳之周邊部分，亦即，與光軸相隔某一距離。將照明限於光瞳之極端周邊會將對準標記之最小可能間距自實質上λ/NA縮減至實質上λ/2NA，其中λ為所使用輻射之波長，且NA為器具(例如，對準感測器，或更通常，位置量測裝置)之接物鏡之數值孔徑。US 61/623,391所描述之實例亦使用在裝置之光束分裂器中的光點鏡面之特定分佈，其既可提供所要照明，又可充當用於零階繞射輻射之場光闌。可設計「通用(universal)」照明剖面，其允許在X標記、Y標記及XY標記中任一者上之對準而不改變照明模式，但此情形不可避免地帶來某一效能損害及/或某一裝置複雜化。或者，可設計及作出專用模式以可選擇以供不同標記類型使用。亦可選擇不同照明偏振。

照明剖面探測光學件446之主要功能係使得自接物鏡424之光瞳內之第一源區及第二源區供應相干輻射。第一區及第二區限於光瞳之周邊部分(在至少遠離光軸之意義上)。其各自在角度範圍方面受到限制且經定位成基本上相對於光軸彼此完全地相對。自US 61/623,391中之實例將看出，源區可採取極小光點之形式，或源區之形式可更多地延伸。可提供另外源區，詳言之，可提供與第一區及第二區成約90°而旋轉之第三源區及第四源區。照明剖面探測光學件446之特定實施例包含相同於干涉計428之一般形式之自參考干涉計。裝置整體上無需限於提供此等特定離軸照明剖面。其可具有為吾人所知或仍待開發之其他使用模式，其促成不同剖面之使用。包括於以下論述中之特定替代剖面為具有單一同軸區之剖面。

應注意，在圖4所展示之實例中，已省略實務上圍繞干涉計而使用之一些偏振元件。此省略僅係為了簡化此構思之解釋而進行。在實際實施中，可需要包括該等偏振元件。另外，根據標記類型及/或為 了在每一標記上具有一個以上偏振的情況下進行量測，量測可伴隨不同偏振。用以達成所要偏振之特徵可易於由熟習此項技術者設想。下文將參看圖9而給出一些更多細節。

參看圖5及圖6，描繪用於圖2(a)及圖2(b)所展示之不同標記類型之同軸照明模式及離軸照明模式的選擇。將適應於以下實例中之實例為同軸照明剖面，以用於與現有標記及量測方法之相容性。首先參看如用於圖3之感測器中的同軸模式之實例，垂直於標記之照明係由同軸照明剖面448(O)提供，同軸照明剖面448(O)在另外暗之光瞳452內具有中心亮光點，如在圖5(a)中所見。此剖面為裝置之照明光束422中之選用設定。在此實例中，需要使沿著光軸返回之零階光束在進入至干涉計428之前受到阻擋，但亦需要將其轉移至不對稱性量測配置460(在被提供時)。在干涉計之前阻擋零階並非必需的，但會改良位置信號之信雜比。因此，在此實施例中，光點鏡面470包括於第二光束分裂器462中。第一分裂器454未鍍銀，且可接受的是，中心光點之強度的僅50%左右可轉移至標記。在一替代實施例中，在省略配置460的情況下，此剖面可直接地由照明剖面儀(illumination profiler)446產生且以全強度由第一光束分裂器454內之光點鏡面透射至物鏡424。可設想多種替代例以獲得所要剖面。

圖5至圖8中之水平點線表示正被讀取之標記(在此狀況下，X方向標記)的週期性方向。如在圖5(b)中所見，在方向X上發生之-1階及+1階繞射光點將安全地落於光學系統之光瞳內，只要光柵間距為λ/NA或更小即可。對於Y標記及XY標記(未說明)之狀況亦如此。一般而言，整數n可表示大於零之任何繞射階。可在+n階與-n階重疊時提取對準信號。此提取係使用自參考干涉計428而進行，自參考干涉計428將入射輻射場之+90°旋轉複本及-90°旋轉複本進行混合，從而給出在圖5(c)處所見之剖面482(O)。

當使用離軸照明時，相干輻射之亮光點可產生於周邊位置處，其亦在圖4中予以說明。剖面448中之光點呈兩對，其中每一對中具有180°對稱性。該等對彼此成90°，且經定位為與X軸及Y軸成22.5°。該等光點在光瞳平面中具有有限徑向範圍及有限角度範圍。藉由提供此光點圖案，在單一照明模式中抑或根據可易於在硬體中選擇之模式而支援所有三個光柵方向。US 61/623,391揭示產生此等剖面之各種方法，包括藉由光點鏡面，及藉由使用相同於干涉計428之形式之自參考干涉計。如在同軸照明之內容背景中已經論述，此等光點可由光束分裂器454中之光點鏡面匹配，以便在接物鏡424之光瞳平面P處形成所要照明剖面448而不浪費輻射。然而，在此實施例中，如所展示，光點鏡面472代替地置放於分裂器462中，使得其可將零階繞射光束遞送至不對稱性量測配置460。

光點及光點鏡面很可能實務上比此處示意性地所說明之大光點小得多。舉例而言，對於幾公分之光瞳直徑，光點大小可小於1毫米。僅出於本發明之一實施例之論述起見而呈現如所展示之光學系統，且可在一實務實施中添加額外組件。作為一實例，一或多個額外光束分裂器可提供於資訊攜載光束426之路徑中，以出於其他目的而收集輻射之部分。舉例而言，具有部分鍍銀光點鏡面之另一分裂器可置放於分裂器454與分裂器462之間，以收集一些輻射以用於強度量測。或者或另外，可出於相似目的而在配置460中收集輻射之部分。

圖6展示用於間距為用於圖5中之標記之間距之幾乎一半的X方向標記的(a)離軸照明剖面448、(b)資訊攜載光束426中之繞射圖案及(c)干涉計輸出482，其中選擇可用照明光點之一對合適光點以予以照明。在此情況下，儘管間距縮減且角度因此較大，但階+1及-1皆落於光瞳內，其足以辨識標記位置，且表示用於為實質上λ/2NA(亦即，為應用於已知器具中之光柵間距的一半)之光柵間距之下限。每一圖解 中之圓圈再次表示光學系統之光瞳，而標記中之週期性方向係由穿越該圓圈之點線表示。在圖6(a)中，兩個照明光點經定位成彼此完全地相對，從而提供圍繞光軸(O，圖中未繪示)具有180°對稱性之照明剖面。(熟習此項技術者應理解，此等光點存在於光瞳平面中且不應與標記自身上或標記之影像中之光點混淆。另一方面，光瞳平面中之180°亦等效於影像平面中之180°旋轉)。光點未定位於X軸(點線)上，而是自X軸偏移小角度(在此實例中，22.5°)。因此，光點在橫向於X軸(亦即，橫向於光柵之週期性方向)的方向上彼此偏移。在圖6(b)處，描繪由對準標記202之光柵造成的所得繞射圖案。對於一個光點，繞射階+1處於光瞳內。對於另一光點，繞射階-1在光瞳內處於自階+1旋轉180°之位置。每一光點之零階繞射(鏡面反射)與另一光點之位置確切地重合。

若光柵之間距增加，則額外階-2及+2等等可落於光瞳內。由於已經提及之偏移，每一光點之繞射階保持與另一光點之繞射階分離，而不管光柵之間距如何。可設想不存在偏移且照明光點確切地位於X軸、Y軸及/或XY軸上之裝置。然而，若應避免繞射階之間的非想要重疊且避免阻擋想要繞射階，則此配置可對可使用之標記間距及輻射波長之組合施予約束。在使用寬頻或複光輻射之實施例中，高階繞射信號將不為單一光點(如此處所展示)，而是將展開成一階光譜、二階光譜等等。諸階之間的非想要重疊之可能性藉此較大。此處將僅出於簡單起見而將階表示為光點。

圖6(c)展示使圖6(b)處之繞射信號傳遞通過將標記影像之+90°旋轉複本與-90°旋轉複本進行混合之干涉計428的結果。假定到0階光點受到在干涉計之前的某一點處之場光闌阻擋。此場光闌之簡單實施將為光點鏡面472(在被提供時)。用於每一高階之正信號及負信號疊置且變得混合，如由+1/-1、+2/-2等等所指示。倘若原始照明光點彼此 相干，則效應相同於單一照明光點之正階及負階之混合。因此，位置量測裝置之干涉計、偵測光學件及偵測電子件可相同於圖3之裝置中的干涉計、偵測光學件及偵測電子件。用以獲得位置量測之經偵測信號之處理亦可實質上相同。

將在繞射輻射場中找到高階光點的方向係由如圖4所說明之剖面448及448(O)上之點線針對X標記、Y標記及XY標記而指示。在每一模式中之照明剖面448具有如下屬性：(i)每一光點之徑向範圍及角度範圍受到限制；及(ii)在每一光點對內，光點在橫向於X標記、Y標記或XY標記之週期性方向中任一者的方向上彼此偏移。因此，沿著此等繞射方向之高階光點至少在場之中間部分中不彼此干涉。可提供可調整場光闌490以進一步縮減重疊風險，特別是在正量測粗略標記的情況下。上文所提及之US 61/623,391中含有此情形之更多細節。

先前申請案進一步說明用於經設計用於Y方向標記(圖2(a)中之204)及XY標記(圖2(b)中之210)之照明模式的繞射圖案及干涉計輸出。上文已關於圖5及圖6之部分(a)、(b)及(c)所講述的一切內容同樣地應用於此等部分。因為XY標記具有光柵線之定向不同之部分(每一部分與X軸及Y軸成45°)，所以兩對光點提供於照明剖面中。如在X狀況及Y狀況下一樣，每一對之光點經定位成彼此完全地相對，且在橫向於光柵之週期性方向的方向上彼此稍微偏移。應注意，當掃描XY標記時無需同時存在兩對光點：每一對可接通以用於掃描具有對應週期性方向的標記之部分。若在掃描XY標記的同時照明兩對光點，則由物鏡自基板接收之繞射階將僅為對應於針對合適小間距而掃描的標記之特定部分中之週期性方向的繞射階。

可以數種方式來產生照明剖面以形成實務器具，應記住，對置片段應相干以使干涉計428產生所要信號。特別是當涉及寬頻源時，源輻射之相干長度/時間將短。即使在運用單色雷射源的情況下，US 6,961,116亦教示出需要短相干時間，例如，以消除來自不當多次反射之干涉。因此，自源至每一片段之光學路徑長度應緊密地匹配。直接地對應於所要剖面之孔隙可置放於經加寬平行光束中，但彼情形將引起相對大之輻射損耗。為了阻止輻射損耗，提議上文所提及之US 61/623,391中之各種替代解決方案。

自照明源442出現之照明可為單色，但性質上通常為寬頻，例如，白光，或複光。光束中之波長分集增加量測之穩固性。感測器可使用(例如)名稱為綠色、紅色、近紅外線及遠紅外線之四個波長之集合。在實施本發明之一實施例之感測器中，可使用相同四個波長，或可使用不同四個波長，或四個以上或以下波長。

若需要(例如)使用兩個不同偏振來量測位置，則可需要將標記掃描一次以上。又，可經由掃描XY標記而在中途切換照明模式。然而，在其他實施例中，使用光學信號之多工，使得可同時地進行兩個量測。相似地，可應用多工，使得可掃描及量測XY標記之不同部分而不切換照明模式。用以執行此多工之簡單方式為藉由分頻多工。在此技術中，運用一特性頻率來調變來自每一對光點及/或偏振之輻射，該特性頻率經選擇為比攜載位置資訊之時變信號之頻率高得多。到達偵測器430之繞射光學信號及經處理光學信號將為兩個信號之混合物，但可使用經調諧至源輻射之各別頻率之一或多個濾光器來電子地分離該等信號。亦可使用分時多工，但此情形將涉及源與偵測器之間的準確同步。舉例而言，在每一頻率下之調變可為簡單正弦波或方波。

若需要運用圓形偏振來照明標記(無論用於位置感測抑或某一其他形式之度量衡)，則可將四分之一波片(圖中未繪示)插入於光束分裂器454與物鏡424之間。此情形具有使線性偏振變成圓形偏振(且使其在由標記繞射之後再次改變回)之效應。如前所述，根據標記方向而 選擇光點位置。可藉由在照明源420、光纖422或照明剖面探測光學件446中選擇不同線性偏振而改變圓形偏振方向(順時針方向/逆時針方向)。

簡要地參看圖7及圖8，此等圖展示用於相同於圖5及圖6所展示之照明剖面之照明剖面(a)的(b)繞射圖案及(c)干涉計輸出。差異為：在圖7及圖8中，假定到照明含有數個不同波長。如已經提及，對準感測器可使用(例如)名稱為綠色、紅色、近紅外線及遠紅外線之四個波長之集合。此等波長提供來自一標記範圍之穩固位置讀出，該等標記可必須經由具有不同材料、不同材料屬性及/或不同厚度之上覆層而讀取。用於單色光之一階信號在圖5及圖6中顯現為單光點，而圖7及圖8描繪存在於對準感測器之照明中之不同波長如何展開成光譜。在照明包含若干離散波長的情況下，且在光點實務上比此處所說明之光點小得很多的情況下，用於不同色彩之繞射光點將未必以其在圖7及圖8中被展示之方式而重疊。可藉由在共軛光瞳平面中提供影像感測器或藉由循序地量測不同色彩(比如，在散射計中)而使該等繞射光點分離。然而，影像感測器可更傾於雜訊，每一光點可覆蓋僅一個像素或更少，且影像感測器可帶來在對準感測環境中應被避免(若有可能)之雜訊及熱耗散。應注意，在用於圖8中之較粗略間距標記中，繞射階顯著地較接近中心處之零階光點。在具有較精細間距標記之離軸照明模式中，用於不同色彩之一階更多地展開且較遠離零階。

雖然本文所描述之實例集中於0階及+/-1階繞射信號，但應理解，本發明延伸至高階(例如，+/-2階，更通常為+/-n階)之捕獲及分析。在實例中，出於簡單起見，僅展示及論述1階。

圖9更詳細地說明圖4之裝置之態樣，其係關於使用多個波長之輻射之量測且係關於偏振效應之管理。將相同元件符號用於在圖4中所見之組件，而此處看到此等組件中之一些具有未在圖4中所見之細 節。在照明子系統440中，源420包含(例如)四個個別源以提供具有名稱為綠色(被標註為G)、紅色(R)、近紅外線(N)及遠紅外線(F)之四個波長之輻射。出於以下論述之方便起見，處於此四個不同波長之輻射將被稱為四種色彩之光，出於本目的，其處於電磁光譜之可見部分抑或非可見部分中係不重要的。所有源皆線性地偏振，其中G輻射及N輻射經定向成方向彼此相同，且R輻射及F輻射經偏振成正交於G偏振及N偏振。

該四種色彩係由偏振維持光纖輸送至多工器502，其中該等色彩組合成單一四色光束。該多工器維持線性偏振，如由箭頭504所指示。箭頭504及貫穿該圖解之相似箭頭被標註為G及R以指示綠色分量及紅色分量之偏振。N分量及F分量經定向成分別相同於G分量及R分量。

此組合式光束經由合適遞送光學件506而進入至光束分裂器454中。如已經描述，該光束接著自該光束分裂器內部之部分或完全反射表面(例如，0.5毫米直徑之光點鏡面)反射。接物鏡424將光束聚焦至窄光束，該窄光束係由藉由基板上之對準標記202而形成之光柵反射及繞射。輻射係由具有(例如)數值孔徑NA=0.6之物鏡收集。此NA值可允許針對該等色彩中每一者而自具有16微米間距之光柵收集至少十個繞射階。

形成資訊攜載光束426之反射及繞射輻射接著輸送至自參考干涉計428。在此實例中，如已經描述，光束經分裂(462)以將資訊攜載光束之部分464供應至不對稱性量測配置460(在被提供時)。傳送不對稱性量測資訊之信號466係自配置460傳遞至處理單元PU。恰在干涉計之前，偏振係由半波片510旋轉45°。自此時之後，出於清楚起見，針對僅一種色彩而展示偏振箭頭。如上文及US 6,961,116中已經描述，干涉計包含偏振光束分裂器，其中每一色彩之一半透射，且每一色彩 之一半反射。每一半接著在干涉計內部反射三次，其使輻射場旋轉+90°及-90°，從而給出180°之相對旋轉。兩個場接著疊置於彼此之頂部上且被允許干涉。存在相位補償器512以補償-90°影像及+90°影像之路徑差。偏振接著由另一半波片514(使其主軸設定為與X軸或Y軸成22.5°)旋轉45°。半波片510、514實質上波長不敏感，使得所有四個波長之偏振旋轉45°。

另外光束分裂器516(圖4中未繪示)將光學信號分裂成被表示為A及B之兩個路徑。一個路徑含有兩個旋轉場之總和，且另一路徑含有差。取決於初始偏振方向，該總和在路徑A或路徑B中終結。因此，在此實例中，用於G及N之總和信號在一個路徑中終結，且用於R及F之總和信號在另一路徑中終結。對於每一色彩，對應差信號在另一路徑中終結。

應注意，此配置選擇使用一個偏振以用於每一色彩中之照明。可藉由在諸讀取之間改變偏振(或藉由一讀取內之分時多工)而進行每色彩兩個偏振之量測。然而，為了在受益於色彩及偏振之某一分集的同時維持高產出率，具有單一但不同偏振之不同色彩之集合表示分集與量測產出率之間的良好折衷。為了在不影響產出率的情況下增加分集，可設想相似於此處所呈現之四色方案但使用更多色彩(例如，八種或十六種)與混合偏振之實施。

用於每一路徑A及B之輻射係由各別收集器透鏡總成484A及484B收集。該輻射接著進入通過孔隙518A或518B，孔隙518A或518B自基板上之光點外部消除大多數輻射。多模光纖520A及520B將每一路徑之經收集輻射輸送至各別解多工器522A及522B。該解多工器分裂原始四種色彩中之每一路徑，使得總共八個光學信號遞送至偵測器430A及430B。在一實務實施例中，光纖自解多工器進入至偵測器電路板上之八個偵測器元件。偵測器不提供空間解析度，但隨著裝置掃 描標記202而遞送用於每一色彩之時變強度信號I_A及I_B。該等信號實際地為位置相依信號，但被接收為時變信號(波形)，其係同步於裝置與標記(回想圖3)之間的實體掃描移動。

處理單元PU自八個偵測器接收強度波形且處理強度波形以提供位置量測POS。因為存在供選擇之八個信號，所以基於不同波長及入射偏振，裝置可在各種各樣之情形中獲得可用量測。在此方面，應記住，標記202可埋入於數個不同材料及結構層下方。一些波長相比於其他波長將較好地穿透不同材料及結構。處理單元PU通常處理波形，且基於正提供最強位置信號之波形而提供位置量測。可忽視剩餘波形。在一簡單實施中，用於每一量測任務之「配方(recipe)」可基於對目標結構之提前認識以及實驗研究而指定使用哪一信號。在(例如)如上文所提及之Huijbregtse等人之論文所描述的更進階系統中，可使用「色彩動態(Color Dynamic)」或「平滑色彩動態(Smooth Color Dynamic)」演算法以在無先前認識的情況下識別一或多個最好信號來進行自動選擇。

「經捨棄」波形在一起被視為一集合時可含有關於結構及材料之有用資訊。詳言之，其可含有關於結構之不對稱性之資訊，該資訊將被採用以提供如下文進一步所描述之替代或額外不對稱性量測技術。另外，信號集合可含有關於「堆疊(stack)」之其他資訊，該堆疊為處於標記之頂部上且可能地亦在其下方之層序列。應瞭解，藉由使用存在於此等現有信號中之更多資訊，所提議技術更有效率地使用由基板反射及繞射之總量光子。

Huijbregtse等人之論文中亦描述複合目標中之多個光柵之使用。每一光柵具有一不同剖面，從而增強(例如)高繞射階(3、5、7)。可自此等光柵中之不同光柵以及自關於個別光柵之不同色彩信號導出位置量測。在本發明中，將假定到存在具有簡單長條圖案之單一光柵。熟 習此項技術者可易於擴展本發明以設想具有圖案不同之多個光柵之實施例。

不對稱性量測-簡介

如迄今所描述，位置量測裝置用以(例如)在諸如圖1所展示之微影裝置的微影裝置中獲得對準位置。當對準標記不對稱時可產生誤差。由不對稱對準標記造成之對準誤差可促成在微影裝置之操作中使用量測而產生的器件中之疊對誤差。藉由將不對稱性偵測功能添加至位置量測裝置，可使用幾乎相同於位置量測的硬體來量測且視需要而與位置量測同時地量測標記之不對稱性。此量測提高在微影裝置之對準期間校正由不對稱性造成之對準誤差的可能性。以下為可結合本發明之一實施例而使用之一些技術。

度量衡工具商業上可用以量測不對稱性。然而，此等度量衡工具既不可與對準感測器整合，又不可足夠快以在不損害微影程序之產出率的情況下與對準感測器一起操作。一種此類裝置為使用共軛光瞳平面中之CCD陣列以量測繞射光譜之強度不對稱性的角度解析散射計。該散射計針對數種色彩循序地量測不對稱性。在對準感測器中，可出於速率起見而並行地量測來自不同色彩之位置信號。另外，若不對稱性量測配置待整合於對準感測器中，則速率、雜訊及功率(熱)耗散可呈現對該不對稱性量測配置之挑戰。

用於將不對稱性量測功能添加至位置量測裝置之若干不同途徑係可能的。如已經提及，不對稱性量測配置460可包括於裝置中，不對稱性量測配置460處理由光束分裂器462轉向的資訊攜載光束426之部分464。不對稱性量測裝置460之形式可變化。

在上文所提及之US 61/623,391中，提及包括攝影機以捕獲繞射輻射之光瞳平面影像之不對稱性量測配置。此等影像可用於角度解析散射量測。藉由比較對應於正繞射階及負繞射階的影像部分之強度， 可量測不對稱性。US 61/623,391論述用以將此光瞳影像攝影機作為不對稱性量測配置而添加於對準感測器中之選項。US 61/623,391提及用於經由干涉計及偵測器430而量測不對稱性之另一技術。此技術使用如下照明剖面：其中每次僅自一個側提供離軸照明，從而允許裝置彼此分離地量測+1階及-1階之強度。

在2012年8月16日申請之美國專利申請案第US 61/684,006號(其全文之內容係以引用方式併入本文中)中，提議另外形式之不對稱性量測配置460。在此形式之配置中，基板上之照明光點被成像至偵測器上。特殊光學元件在成像之前包括於光學路徑中，其使正繞射階及負繞射階偏轉，使得不同繞射階之輻射分離且用以使光點成像至分離偵測器上。

剛剛所提及之配置中任一者可用以在本裝置中實施不對稱性量測配置460。以下描述係關於用於使用現有位置量測硬體來量測不對稱性之另外技術。此技術可代替或結合配置460而使用，其可採取所提及之先前申請案所描述之形式中任一者(或兩者)，或可完全地採取另一形式。

來自位置信號之不對稱性量測

圖10說明量測標記之位置之方法，其包括基於位置資訊而量測不對稱性之方法。在本發明之範疇內之替代方法係可能的。詳言之，此方法之步驟可以組合式形式予以實施，且未必需要如此處所呈現而分離地且循序地予以執行。

在步驟S1中，如上文所描述而掃描標記，且根據光學系統中可達到之不同色彩、偏振及/或其類似者而記錄多個波形。參看圖9之實例，將獲得每標記八個波形(對應於四個色彩/偏振組合)及每色彩兩個互補波形(來自分支A及B之總和信號及差信號)。不同實施可得到不同波形。在步驟S2中，以可出於此實例起見而為習知方式的方式自該等 波形中之一或多者獲得多個位置量測。在每一色彩波形內，亦存在基於不同週期性分量(諧波階)之多個位置信號，使得實務上實際地可得到大數目個不同候選位置量測(幾十個)。在此時，將有可能藉由判斷該等位置信號中哪一者含有最強位置相移變化及/或最好信雜比而獲得單一位置量測。在此處所描述之實施例中，將延遲單一位置量測之選擇或演算直至已校正所有候選量測之不對稱性之後為止(參見步驟S6)。

在步驟S3中，自不對稱性量測配置460(簡稱為不對稱性感測器)獲得不對稱性資訊。或者或另外，可自在位置量測裝置外部之某一源獲得不對稱性資訊。

在步驟S4中，使用來自多個信號之資訊以獲得不對稱性或不對稱性相依參數之改進型量測，而非自步驟S1中捕獲之波形導出之多個位置信號捨棄額外資訊。進行此情形之方式可變化，且下文將進一步解釋實例。增加所使用之測定資訊可有益於幫助「破壞」測定對準位置與目標光柵參數之各種參數之間的未知相關。其亦可增加所使用光子之總數目，且因此將改良信雜比。

在步驟S5處，使用步驟S4中導出之改進型不對稱性量測以將校正應用於步驟S2中量測之位置中每一者。在步驟S6中，藉由自多個經校正位置量測當中選擇及/或組合結果而演算「最好」測定位置。輸出(S7)此量測(其歸因於縮減之不對稱性敏感度而具有改良型準確度)以供微影程序中使用，或更通常用作度量衡結果。

圖11給出步驟S4之更多細節，其中自由位置感測裝置收集之多個波形獲得不對稱性量測。步驟S4內之步驟將被編號為S41等等。如已經提及，一些處理可與用於步驟S2及S3之處理一起予以執行，且無需分離及循序地予以執行。相似地，用於子步驟S41等等之處理無需以由流程圖隱含之方式分離地及循序地予以執行。該流程圖僅僅旨在 描述一例示性實施例之總方法。

在步驟S41中，自偵測器430A、430B之八個元件(在此實例中)接收波形(位置相依強度信號)。在步驟S42處，將每一波形分解成若干分離分量。舉例而言，可使用離散傅立葉變換(discrete Fourier transform,DFT)以將波形分解成基本上為形成標記202之光柵之週期之諧波的分量波形集合。若波形為週期為P/2之純粹正弦，則僅一階分量將具有任何量值。然而，在實際目標及實際器具中，可存在處於不同相位及振幅之若干奇數及偶數諧波。如上文所提及之Huijbregtse等人之論文所描述，不同目標光柵可甚至經特定地設計成引入強高階信號。將採用此多個階以更多地瞭解目標(包括上覆堆疊層)之結構。因此，步驟S42之結果為具有不同階而且具有不同色彩/偏振組合之眾多分量之集合。此等分量中每一者原則上可得到一位置量測。因此，針對八個波形中每一者採取(例如)五個階將會得到40個不同位置量測。

在步驟S43中，自多個分量(色彩/偏振及階)中每一者演算一位置量測，其實務上為共用步驟S2(圖10)中已經演算之結果的問題。在步驟S44中，基於光柵之形狀及所觀測信號之理解而針對每一位置量測來演算一方差(雜訊估計)。除了位置資訊以外，自波形導出之分量信號亦可含有可用以改進目標結構之模型的其他資訊。在此處所描述之實例中，步驟S43依賴於波形分量之相位特性以演算位置。對比而言，在步驟S45中，處理器分析不同分量之強度資訊，以獲得可用以改進目標模型之額外資訊。在步驟S46中，處理器演算強度資訊之方差。

在步驟S47中，將眾多不同位置量測與目標結構(標記202)之模型進行組合以識別彼模型之最好擬合參數。詳言之，出於不對稱性量測之目的，將不對稱性相依參數包括於模型中。步驟S44中演算之方差 用作步驟S43中獲得之對應位置量測之品質的度量。相似地，步驟S46中演算之方差用作步驟S45中獲得之對應以強度為基礎之度量之品質的度量。又將所有此等結果相對於自不對稱性感測器獲得的每色彩/偏振及階之不對稱性量測進行加權以獲得不對稱性之單一「最好」量測，接著在步驟S48處輸出該單一「最好」量測。

例示性實施

現在將以數學細節來說明以上方法步驟之特定實施。應理解，根據本發明之一實施例，以上方法步驟並非用以實施不對稱性量測及位置量測之唯一方式。此外，以下數學細節並非用以實務上實施以上方法步驟之唯一方式。

為了促進不對稱性量測技術之描述及實施，定義對準感測器模型且將貫穿此文件而將對準感測器模型用作一實例。出於方便起見，將使用相同於用於位置量測裝置及關聯不對稱性量測配置460之基本操作之座標系統的座標系統。首先，定義目標(基板)層級處之空間座標系統以及光瞳層級處之偏振座標層級。使、及表示光瞳空間笛卡爾座標系統單位向量。使、及表示目標空間笛卡爾座標系統單位向量。應注意，強度偵測器430A、430B位於與目標平面共軛之平面中。取決於不對稱性量測配置460之設計，彼處之強度偵測器可處於光瞳平面或目標平面中。

圖12說明座標系統幾何形狀之某一標記法。笛卡爾座標系統及球面座標系統兩者可有用於模型及演算中之不同點處，且將定義用於在座標系統之間轉換資料之合適變換。標記法(θ,φ)表示球面座標系統上之座標(亦即，單位半球上之座標)。應注意，出於稍後將變得較清楚之原因，亦將使用替代標記法(θ,)。標記法(f,g)表示極座標系統上之座標(亦即，單位圓盤上之座標)。應注意，軸面向上抑或面向下，如稍後更詳細地所指定。

圖13說明當在-1．(亦即，負空間座標z單位向量)之方向上進行檢視時的光瞳座標系統中之標記法。圖14說明當在(亦即，正空間座標z單位向量)之方向上進行檢視時的目標座標系統中之標記法。除了空間座標系統以外，亦存在偏振座標系統，此將為熟習此項技術者所理解。出於簡單起見，貫穿此描述，假定到目標光柵(對準標記202)為一維週期性光柵且僅在方向上具週期性，其具有週期(間距)P(用於本申請案之典型間距值為500nm P 20000nm)。熟習此項技術者可調適幾何形狀及演算以用於量測Y標記206及XY標記210。

參看圖12至圖18所引入之標記法，定義以下項： 表示光柵向量。應注意，光柵向量η _T 之長度係以單位[正 弦角]而定義(其為光柵方程式之直接結果)。應注意，出於本描述之目的，光柵向量總是指向於-1．之方向上。

()表示目標空間笛卡爾座標系統中之入射射線(亦即，平面波)光瞳座標(以單位[正弦角])。

及分別表示目標空間笛卡爾座標系統中之反射(零階)及負一階繞射射線(亦即，平面波)光瞳座標(以單位[正弦角])。

()表示目標空間球面座標系統中之入射射線之位置。

()表示目標空間球面座標系統中之反射/繞射射線之位置。

及表示目標偏振座標系統之「垂直(senkrecht)」及平行單位向量。

具有下標P以代替T之相似標記法應用於圖13所說明之光瞳座標系統。應注意，如上文所提議之目標偏振座標系統之定義在原點中不連續。

在一實際實施中，可需要考慮到相對於裝置座標系統之傾斜及圍繞Z軸之旋轉。圖15說明用於圍繞軸之傾斜的標記法，而圖16說 明用於圍繞軸之傾斜的標記法。在圖15中，表示以單位[弧度]的圍繞軸之目標傾斜。自該圖可導出以下關係：

在圖16中，表示以單位[弧度]的圍繞軸之目標傾斜。自該圖可導出以下關係：

圖17說明目標傾斜對偏振座標系統之影響。自該圖可導出以下關係：

在圖18中，表示以單位[弧度]之目標旋轉。應注意，={-45°,0°,45°,90°}之對準目標旋轉係普通的。應注意，目標偏振座標系統及在旋轉(圍繞軸)下恆定。

可導出自光瞳空間極座標系統至目標空間球面座標系統及自目標空間球面座標系統至光瞳空間極座標系統之座標系統變換。在不進行詳細導出的情況下，映射SP2T：(θ _P ,φ _P )→(θ _T ,)(空間光瞳至目標)可被展示為：

映射ST2P：(θ _T ,)→(θ _P ,φ _P )(空間目標至光瞳)可被展示為：

(應注意，此處，下標「P」指示光瞳平面，且不應與為目標光柵之週期之變數P混淆)。

另外，可導出自目標球面座標系統中之入射射線至目標球面座標系統中之反射/繞射射線的座標系統變換。未知映射SI2RD：(空間入射至反射/繞射)可經導出為下式：

在此變換中：ν {-N,N}表示繞射階(應注意，ν=0係指反射階，且ν≠0係指繞射(高)階)；P>0再次表示目標光柵間距，且λ ₀>0表示真空中之入射平面波波長(用於本申請案之典型值為400nm λ ₀ 1100nm)。

應注意，徑向座標經限幅至1。

可導出自光瞳偏振座標系統至目標偏振座標系統及自目標偏振座標系統至光瞳偏振座標系統之座標系統變換。首先，逆時針方向旋轉矩陣經定義為：

未知映射PP2T：()→()(偏振光瞳至目標)可經導出為：

映射PT2P：()→()(偏振目標至光瞳)可經導出為：

映射PPPS2XY：()→()(偏振光瞳平行垂直至X Y)可經導出為：

映射PPXY2PS：()→()(偏振光瞳X Y至平行垂直)可經導出為：

在已定義座標系統及變換的情況下，假定到(複合)光瞳平面電場振幅係已知的/給定的。可使用任何合適途徑來計算此等(複合)光瞳平面電場振幅。在本實施中，在給出照明場(在波長、角度及偏振方面)的情況下且給出目標結構(對準標記、基板及上覆堆疊)之反射係數及繞射係數的情況下，使用瓊斯演算模型(Jones calculus model)以計算此等場。可藉由求解用於目標及周圍材料之模型之麥克斯韋方程式(Maxwell's equation)而計算此等係數。可(例如)藉由RCWA(嚴密耦合波分析)之熟知技術而求解該等方程式。在及偏振座標系統中，此(複合)光瞳平面電場振幅可由以下方程式表示：

再次，ν {-N,N}表示繞射階，ν=0係指反射階，且ν≠0係指繞射階。現在將論述如何演算如由對準感測器中之偵測器430A、430B看到之強度。如已經提及，將考慮離軸照明之狀況。同軸照明之狀況可經導出為特殊狀況。應注意，在離軸照明式對準感測器中，兩個照明射線(光瞳平面中之光點)相互相干且同相。因此，如下文所求和，正繞射階及負繞射階之(複合)電場振幅可起源於不同入射平面波。應注意，此處將假定到目標傾斜為零。

依據(載物台)掃描位置，(複合)光瞳平面電場振幅等於：

其中x _stage 表示(例如)基板台WT之掃描x位置。應注意，此處假定到掃描移動指向於(亦即，平行於)方向之方向。再次，P>0表示目標光柵間距。

應注意，如上文所引入之相位項可自對準目標 之傅立葉光學件處理(亦即，傅立葉級數展開)而導出。逆時針方向旋 轉矩陣再次經定義為等於。在按次序通過半波片 510、自參考干涉計428及相位補償器512之後，(複合)電場振幅為下式：

應注意，索引ν及-ν在通過自參考干涉計之後不再適用，且因此已由U及L替換。再次參看圖5至圖8，對於ν=1之狀況，且相似地對於所有ν {-N,N}，U分量及L分量可被視為+1/-1及-1/+1組合式分量。

應注意，上文假定到將線性x及y偏振照明輻射供應至目標。45°之旋轉接著係由干涉計428之輸入側處之半波片510實現(干涉計428及半波片510兩者皆在圖9中被展示)。若在另一實例中使用線性22.5°偏 振照明輻射，則變更半波片之定向以確保進入自參考干涉計之輻射將以±45°線性地偏振。(此條件在特定干涉計用於此等實例中的情況下理想，使得自參考干涉計中之兩個內部「通道(channel)」被均勻地激發)。

使以上表達式一般化以允許由半波片510施加任意偏振旋轉會引起：

其中γ表示半波片510(快軸)位於自參考干涉計之前的(逆時針方向)。在引入速記矩陣及 的情況下，用於偵測器層級振幅之表達式可經重寫為：

另外，藉由依據掃描位置而針對複合光瞳平面電場振幅來應用 上文所定義之表達式，且藉由針對電場及 來引入速記標記法，可導出以下表達式：

自圖9回想到，對於每一色彩，總和信號及差信號係由分支A及B分離地攜載。哪一分支攜載哪一信號係藉由輸入偏振針對每一色彩而 設定。可藉由使電場 E _U,ν (x _stage )及 E _L,ν (x _stage )(在自參考干涉計之後)按以下次序通過半波片514、偏振光束分裂器516及收集器透鏡總成484A/484B而傳播至光纖入口上來計算偵測器430A/430B處之總和及差(複合)電場振幅。結果為下式：

現在可藉由對來自不同繞射階之貢獻進行求和來計算總和及差(對準)偵測器強度，如以下方程式所展示：

其可展開為：

無論使用哪一形式之表達式，皆將看出，對應於隨著光點202掃描目標而記錄之位置變化波形的此等強度值中每一者為對應於繞射階ν之N個不同階的求和。在每一階ν內，存在表示DC分量之兩個常數項及具有空間頻率4πν f P之一週期性項。在比較總和信號與差信號的情況下，可看出，其相同，惟其週期性分量反相除外。應注意，假定到零繞射階(亦即，具有ν=0之反射階)在沿著自物鏡424至干涉計之路徑之某處受到阻擋，如上文已經描述。進一步假定到偵測器表面相對於目標光柵之間距大。此意謂由入射於偵測器表面上之兩個平面波之對引起的偵測器表面處之電場振幅皆在由偵測器表面區域界定之間隔時正交。因此，可對歸因於不同階對的偵測器表面處之此等電場振幅進行非相干地求和，如已進行。

參看附帶地可與圖10中之步驟S2共用處理的圖11中之方法之步驟S42至S43，現在論述自對準感測器偵測器強度信號I _D,sum (x _stage )及/或I _D,diff (x _stage )進行的(相對)對準位置之估計。自以上結果可觀測到，對於 (複合)電場振幅 E _P,ν 及 E _P,-ν 相等的對稱光柵，對準感測器偵測器強度總和信號I _D,sum (x _stage )之最大值位於x _stage =0處。對於對準感測器偵測器強度差信號I _D,diff (x _stage )，最小值位於x _stage =0處。對準位置估計係基於此屬性。清楚地，出於此目的之零(參考)位置居中於標記之某一經界定部分上，且自身將整體上相對於(例如)基板之座標系統具有某一位置。稍後描述一改進，其允許以適合於本申請案之靈活方式來界定參考位置，且考慮到標記自身可失真且其參考位置界定起來不直接之事實。

在給出(例如)自對準感測器偵測器接收之位置相依總和強度信號I _D,sum (x _stage )的情況下，可使用(例如)投影或擬合途徑來估計如下項之(相對)相位：

在使用此投影或擬合途徑的情況下，對準感測器偵測器強度信號(對於每一色彩)係由處理單元PU使用(例如)傅立葉變換而分解如下：

在此方程式中，u ₀為零階(DC)係數，而u _ν 通常為ν階傅立葉係數。對於每一階，存在一餘弦係數u _ν,cos及一正弦係數u _υ,sin。此兩個係數之間的關係對應於彼階之週期性分量之相位。在物理項中，對應於目標光柵之繞射光譜中之繞射階的ν之每一值直接地引起位置相依偵測器波形I(x)中之對應階(諧波分量)。基於以上分解(步驟S42)，使用以下公式來計算用於每一階之相位φ _ν 且因此計算(步驟S43)(相對)對準位置x _align,ν ：

因此，可看出，自每一波形計算(或至少可計算)多個(相對)對準位置，一個對準位置係針對ν之每一正值，亦即，ν {1,..,N}。應注意，在對準標記之嚴密模型化(相對於嚴格傅立葉光學件模型)的狀況下，可針對偶數階(亦即，ν {2,4,...})估計(相對)對準位置，此係因為(複合)電場振幅 E _P,ν 及 E _P,-ν 針對此等偶數階為(一般而言)非零。又，當在對準標記中發生不對稱性時，複合電場振幅針對此等偶數階為(一般而言)非零，且該等偶數階可攜載關於不對稱性之特定資訊。應注意，倘若考量週期性分量前方之負號，則可使用總和信號I _D,sum (x _stage )抑或差信號I _D,diff (x _stage )來導出相位且因此同樣地導出對準位置。亦可組合地使用總和信號及差信號兩者。使用兩個信號可改良信雜比，此係因為該等信號使用不同光子集合，且因此，其雜訊分量(或歸因於(例如)光子散粒雜訊及偵測器雜訊之至少彼等雜訊分量)應不相關。

參看步驟S44，現在論述對準感測器偵測器430A、430B之層級處之光子帕松(Poisson)雜訊對估計對準位置的影響。此雜訊估計允許選擇最好信號以用來演算位置量測。為了計算估計對準位置針對給定色彩、階等等之雜訊敏感度，計算以下導數：

假定到在偵測器積分時間間隔內的偵測器層級處之光子之總數目(極)大，使得帕松分佈(其描述到達偵測器之光子之數目)由常態(亦即，高斯)分佈良好地近似。亦假定到雜訊為白色雜訊。應注意，若離散傅立葉變換係由白色雜訊信號構成，則所有光譜分量將具有等於 零之預期值且將具有相同方差。因為週期性分量及 將在掃描軌跡間隔時相互正交，所以可推斷出 cov(u _ν,cos,u _ν,sin)=0。因此，可導出以下結果：

為了簡化及之計算，假定到目標之不對稱性足夠小，使得其可被忽視。另外，假定到對準目標經定位成使得其圍繞x _stage =0對稱。在此特定狀況下，以下恆等式將使 E _A,ν = E _A,-ν 及 E _B,ν = E _B,-ν成立。

自較早所呈現之導出，可如下導出總和對準偵測器強度(根據彼等簡化假定而簡化)：

應注意，可同樣地以不同偵測器強度信號而開始。原來，關於方差之結論未受影響，因此，此處僅考慮作為實例之總和偵測器。

可如下定義偵測器增益縮放比例常數G：

其中N表示光電子之數目，其意謂轉換成電子以便在偵測器中引起信號之光子之比例。因為光電子到達為帕松程序，所以偵測器信號之瞬時方差等於偵測器處之瞬時光電子之數目。此屬性允許如下計算I _D,sum (x _stage )之方差(x _stage )：

在回想以下表達式：

且將其與此表達式進行組合的情況下：

可觀測到，以下兩個恆等式成立(一般而言)： 及

因此，可在實際地量測信號時將u ₀及用作強度之估計量。若針對上文所描述之特定狀況簡化以上兩個恆等式(亦即，在 及成立的情況下)，則其得到： 及

對於稍後使用，在總和偵測器強度信號中針對光電子之最大數目將方便速記標記法引入為：

現在可藉由遍及對準信號之一個全週期而對該對準偵測器信號之瞬時方差進行求和且考量能量守恆來計算方差及。演算進行如下：

可間接地借助於數值蒙地卡羅(Monte Carlo)計算來評估以上兩個積分，以針對通用狀況直接地計算方差。此等演算之原理及實踐為熟習此項技術者所熟知。廣泛而言，產生對準信號I _D,sum (x _stage )之複本，且將雜訊添加至每一複本。接下來，對於每一有雜訊對準信號，計算對準位置，且最終可計算對準位置之方差。

作為對數值解之替代例，可有用的是具有一分析「經驗法則(rule of thumb)」，其表達光子之數目與估計相對對準位置之方差之間的關係。為了獲得此經驗法則，亦假定到對準信號僅由一階繞射資訊組成。在此特定狀況下，以上積分可簡化成：

總之，對於對準信號僅由第一繞射階資訊組成且對準標記圍繞載物台位置之零值對稱的特定狀況，現在可陳述估計對準位置之最終方差。估計相對對準位置之方差等於：

如上文所提及，此最後結果對於來自總和偵測器及差偵測器兩者之強度對準信號成立。

應注意，因為 將在掃描軌跡間隔時 相互正交，所以可推斷出cov(u _ν,cos,u _ν',cos)=0、cov(u _ν,sin,u _ν',sin)=0及cov(u _ν,cos,u _ν',sin)=0，其中ν {1,...,N}且ν' {1,...,N}，且ν≠ν'。因此，多個對準 位置估計之協方差矩陣將為對角矩陣。因此，可藉由將 置放於適當對應(對角)部位上而組裝對角矩陣。用於方差之以 上方程式可根據其正被使用之環境之命名及慣例而以不同形式予以表 達。在一實施例中，舉例而言，其可以如下形式予以重寫：

至此，可使用恆等式 ，其在γ=22.5° 的情況下有效且純粹地x偏振或y偏振。可數值上驗證此結果以確認出「經驗法則」演算適合於全數值解。

附帶地，在不對稱性量測配置460及對準感測器兩者並行地工作且共用同一照明器之狀況下，相同偵測器積分時間(亦即，有效掃描長度)適用。結果之許多演算及導出可為不同配置所共有。亦可安排使不對稱性感測器及對準感測器具有相同縮放比例常數。可考量其他雜訊源(若其係已知的)。舉例而言，可考量感測器電子件雜訊及/或機械振動。

如在上文所見，事實上自由偵測器430A、430B捕獲之位置變化強度信號獲得過多不同對準位置量測。可針對色彩(λ ₀)、偏振( E _S )及分解階(ν)之每一組合而獲得一不同量測x _align (λ ₀, E _S ,ν)。除了僅僅選擇波形及階中之一「最好」波形及階以外，亦存在用以自此等多個量測導出單一位置量測x _align 之其他方式。可使用量測之平均值作為單一結果，而非捨棄除了「最好」以外之所有量測。可使用各種不同平均值，其亦可被稱作「部位估計量(location estimator)」。此等平均值包括均值、中值、加權均值，或加權中值。亦可捨棄離群值。可使用諸如Hodges-Lehmann估計量的以秩為基礎之估計量。若可識別不同量測x _align (λ ₀, E _S ,ν)之相對品質，則可以某一方式而對平均值進行加權。上文計算此等量測之隨附方差(λ ₀, E _S ,ν)，其可用於此加權。回想 到，該等量測(被假定為)不相關。在本裝置中，在演算「最好」單一位置量測之前，應用不對稱性校正以獲得眾多位置量測之經校正版本。雖然原則上剛才所描述之概念係使用「所有」量測以代替捨棄除了「最好」量測以外之所有量測，但混合式途徑係可能的，其中在捨棄經判斷為「最差」之一些量測之後的演算中使用多個量測。可進行此情形(例如)以縮減處理努力。另外，在演算平均結果之前，可應用一或多種統計技術，諸如，修整(捨棄離群值)或「Winsor化(Winsorizing)」(調整離群值以落於預定百分位數內)。

參看步驟S45及S46，本實施例自偵測器總和及/或差波形獲得額外資訊以補充用以重新建構對準目標不對稱性之資訊。詳言之，揭示 各種階之週期性分量之(估計)強度的選用使用。此強度不應 與如由偵測器430A、430B所見之強度混淆。來自上文之以下結果

允許演算如由裝置量測的每一週期性分量之強度，該強度可與模型化強度進行比較以改進模型。步驟S45、S46係選用的，且延遲其實施之進一步論述直至在此描述之後為止。

改進型不對稱性量測之演算

圖19說明用於在X方向上具有週期性之對準光柵之簡單目標模型。在此模型中，定義數目為M個相異層L(m)，其範圍為自有效地為在目標上方之自由空間的「頂置板(superstrate)」SUP層(層1)至(例如)在目標下方處於基板W之塊體中的基板SUB(層M)。參數n _m 表示每一個別層中之材料之複合折射率，而h _m 表示每一個別層之高度。參數n _g 表示形成目標光柵之材料之複合折射率。單一光柵線之幾何形狀係由四個頂點(x _ν ,z _ν )表示，ν{1,2,3,4}。此幾何形狀被理解為以空間週期P而向圖解之左側及右側重複。應瞭解，更複雜之光柵剖面將涉及更多頂 點來表示該光柵剖面，ν{1,...V}。應注意，若在(輸入)層與光柵之間存在部分重疊，則可使用額外層以按頂點至頂點z間隔而離散化光柵(使用梯段途徑(stair casing approach))，且將使用一個或兩個額外層以模型化該層之非重疊部分。

組合地形成對準目標之層及光柵結構之材料及幾何形狀的所有此等參數構成為演算目標結構之測定對準位置及一或多個屬性之基礎的模型。可將該模型之參數設定至固定值，而允許其他參數出於重新建構之目的而「浮動(float)」。可自其他參數之組合導出參數。臨界尺寸、側壁角及/或其類似者皆為可自頂點位置(x _ν ,z _ν )導出之參數。特定導出參數為被稱為不對稱性之參數，且可以多種方式予以定義，以適合於本申請案。無論使用哪一或多個參數，皆可藉由被表示為 p 之行向量而概述一或多個浮動(未知)參數。

現在參看圖11之步驟S47，在使用自偵測器430A、430B導出之位置信號的情況下，描述如何在步驟S4中改進不對稱性量測。如已經提及，此技術係基於使用如在不同分量信號中量測之對準位置資訊，以藉由改進參數化模型而估計/重新建構對準目標不對稱性。使用此額外資訊可出於兩種原因而有益，即使已經使用專用不對稱性感測器(配置460)而進行直接不對稱性量測亦如此。第一，其可使用額外不同資訊且縮減對準位置量測所基於的目標模型中之(未知、浮動)參數相關。第二，使用來自偵測器430A、430B之所有對準位置信號會增加所使用光子之總數目，且因此，其將縮減光子帕松雜訊之影響。

可藉由不對稱性量測配置460定義步驟S3中進行之量測之殘數函數(residual function)而表達不對稱性估計/重新建構問題。不對稱性量測配置460(出於簡略起見而被稱作「不對稱性感測器」)可屬於任何類型，例如，屬於上文所提及之US 61/684,006所描述的類型，或屬於形成用於角度解析散射量測之光瞳影像的類型。不對稱性感測器之詳 細理解對於理解本主題係不必要的。

可如下定義該殘數函數： 其中行向量 I _D,asymm,meas 表示來自不對稱性感測器中之偵測器之所有測定強度，行向量 I _{D,asymm,model} ( p )表示相同偵測器之所有模型化強度，行向量 p 表示對準目標模型之未知(浮動)參數，(對角)矩陣表示所有測定不對稱性感測器強度之協方差矩陣，行向量△ x _align,meas 表示測定對準位置(來自步驟S2)之所有成對差，行向量△ x _align,model ( p )表示模型化對準位置之所有成對差，且矩陣表示測定對準位置之所有成對差之協方差矩陣。應注意，矩陣未必為對角矩陣。應注意，如上文所定義之殘數 R ( p )自身將具有等於單位矩陣之協方差矩陣。在不具有不對稱性量測配置460之實施例中，殘數函數將僅含有第二協方差矩陣，使得該函數完全地基於經由偵測器430A、430B進行的對準位置之量測。在本實施例中，已自用於不同色彩/偏振組合及不同階之波形演算的對準位置及模型化對準位置亦用作至步驟S4之輸入以用於改進不對稱性量測。更一般而言，使用來自多個波形之各種階之資訊，而無論其已經以步驟S2中產生之位置量測之形式被表達抑或呈某一其他形式。亦應注意，雖然在此實例中藉由模型化位置之簡單減法而演算成對差，但本發明不限於差之此特定解譯。在不脫離本發明之範疇的情況下，可以其他形式來表達位置(或位置相關資訊)之間的差。舉例而言，可藉由比率而表達量測之間的差。

測定對準位置之行向量成對差△ x _align,meas 經定義為： 其中任何兩個分量信號之間的測定對準位置之差△x _{align,ν,meas} 經定義為：△x _{align,ν,meas} =x _{align,ν,meas} (λ _0,j , E _S,j )-x _{align,ν,meas} (λ _0,m , E _S,m )， 其中λ _0,j 表示針對量測j之照明波長，且表示在及偏振座標系統中針對量測j的在源層級處之電場。應注意，亦可計算不同繞射階ν _j ≠ν _m 之間的對準位置之所有成對差。此情形將增加差之總數目，但實施者應意識到，大量此資訊相關，且因此，將差之數目擴展至高於某一點可具有有限用途。

除了測定位置以外，接著亦考量自模型獲得的測定位置之預測。可如下自計算協方差矩陣： 其中表示模型化對準位置之成對差相對於對準位置之 導數的亞可比矩陣(Jacobian matrix)。通常，此矩陣將為每列僅具有一個1項目及一個-1項目之稀疏矩陣。因此，未必為對角矩 陣，此係因為模型化對準位置之成對差中之一些可相關。因此，實施者可在模型化對準位置之所有可能成對差之使用相對於計算丘列斯基 (Cholesky)分解之困難之間進行取捨，此情 形為下文所論述的不對稱性估計/重新建構之所提議實施中所需要。 用於此取捨之一個解決方案係包括△x _{align,ν,meas} =x _{align,ν,meas} (λ _0,n , E _S,n)-x _{align,ν,meas} (λ _0,m , E _S,m )之所有可能組合，同時藉由使矩陣僅由其對角近似而縮減計算複雜性。或者，一個解決方案可僅包括不相關差△x _{align,ν,meas} 。

為了執行步驟S47，可在以下項中引起不對稱性估計/重新建構問 題：

換言之，任務係使用經演算協方差矩陣作為加權矩陣，以最小化殘數函數 R ( p )且因此獲得結果 p _{asymm,estimated} ，其為目標模型(形成對準標記202之週期性結構之模型，等等)之參數集合之最好估計。當模型經定義以包括一或多個不對稱性相關參數時，向量 p _{asymm,estimated} 包括不對稱性之估計。可使用為熟習此項技術者所知之演算法(例如，牛頓最小化途徑)來有效率地解決此非線性最小化問題。所得參數集合 p 包括呈所需要表達之任何形式的改進型不對稱性量測作為該等參數中之一者。不必說，亦可藉由在執行殘數之最小化時允許未知之任何其他參數在模型中浮動而量測該等參數。舉例而言，目標傾斜及可為可被允許在模型中浮動且因此以此方式被量測之參數之實例。

再次參看步驟S45及S46，若需要使用強度以提供用於對準目標不對稱性估計之額外資訊，則可將用於S47中之殘數函數修改為如下： 其中表示行向量之協方差矩陣 。應注意，此矩陣並非對角矩陣，此係因為 相互相關。

為了避免用以計算協方差矩陣的成本高且複雜之計算，可使協方差矩陣由其對角近似。若如此，則僅計算及。 上文已經在演算位置方差(步驟S44)之內容背景中論述之計算。

為了如下在步驟S46中計算，計算以下導數：

在遵循相同於步驟S44中之推理的推理的情況下，可導出用於估 計強度之方差之以下結果：

其中如前所述而計算方差及。對於對準標記圍繞零位置 對稱且對準信號僅由第一繞射階組成之狀況，相同於上文所論述之推 理路線的推理路線可用以將用於每一(估計)強度之方 差之表達式簡化成：

接著參看圖11中之步驟S48，最小化程序引起具有參數 p 之模型，參數 p 包括目標光柵之不對稱性之改良型量測。

經校正位置量測之演算

返回至圖10，接著在步驟S5中將改進型不對稱性量測應用於步驟S2/S43中獲得之眾多位置量測的校正。接著在步驟S6中選擇或組合此等位置量測以獲得單一「最好」位置量測。現在將描述此等步驟。

在給出所有測定對準位置 x _align,meas 及所有模型化對準位置 x _align,model ( p )的情況下，可如下計算不對稱性經校正對準位置 x _{align,corrected} ：

在此方程式中，Q {1,2,3,4,...)表示對準位置量測之總數目(亦即，對於照明色彩及偏振以及所有傅立葉分量之所有組合)，且x _{align,model,reference} (x _ν ,z _ν )表示對準參考點x位置。此對準參考點(x _{align,model,reference} ,z _{align,model,reference} )可被定義為模型(圖19)中之光柵頂點 (x _ν ,z _ν )之函數。因此，點(x _{align,model,reference} ,z _{align,model,reference} )表示對準參考點，現在可選擇該點，使得其位置對於想要在微影程序中對準之實際器件圖案最有關。此在瞭解到如下情形時為特別關注設施：光柵僅為某一理想剖面之失真版本，且因此，可能選擇之任何參考位置(例如，標記之中心)從未被精確地界定。應注意，項( x _align,model ( p )-x _{align,model,reference} (x _ν ,z _ν ))表示模型化對準位置與對準參考點之間的模型化(亦即，考量對準光柵不對稱性)對準位置移位。

現在，在步驟S6中，在給出經校正對準位置 x _{align,corrected} 集合的情況下，可使用用於選擇或平均化候選量測之適當統計技術來計算一個單一有效率且穩固之對準位置估計。對於此情形，可使用步驟S44及S46中演算之方差而以最高可靠性來輔助對量測之較高加權或秩。可使用各種不同平均值，其亦可被稱作「部位估計量」。此等平均值包括均值、中值、加權均值，或加權中值。亦可捨棄離群值。可使用諸如Hodges-Lehmann估計量的以秩為基礎之估計量。應注意，此功能性係與「色彩動態學」功能性相當。作為一另外改進，經加權Hodges-Lehmann部位估計量將引起對準位置估計之估計，其中正使用所有資訊(亦即，正使用所有光子)，但其相對於離群值穩固。

為了結束此描述，論述作為藉由本文之方法而獲得的位置量測之改良型品質之度量的對準位置量測方差之計算。藉由回想來自上文之以下方程式而開始： x _{align,corrected} = x _align,meas -( x _align,model ( p )-x _{align,model,reference} (x _ν ,z _ν )) x _{align,corrected} = x _align,meas -△ x _{align,correction} 。

其中已使用以下速記標記法：△ x _{align,correction} = x _align,model ( p )-x _{align,model,reference} (x _ν ,z _ν )。

現在自上文對步驟S44之論述回想到，所有對準位置量測 x _align,meas 相互不相關(至少對於具有不確定性之光子帕松雜訊分量)。亦假定到 x _align,meas 及( x _align,model ( p )-x _{align,model,reference} (x _ν ,z _ν ))不相關。此假定在以上實施例中為合理假定，其中不對稱性量測主要來自不對稱性感測器(配置460)且因此相比於位置量測使用不同光子。因此，可使用來計算 x _{align,corrected} 之方差，其中表示△ x _{align,correction} = x _align,model ( p )-x _{align,model,reference} (x _ν ,z _ν )之方差。換言之，在校正之後的測定位置之方差大於在校正之前的測定位置之方差。初看起來，將似乎是，經校正量測因此次於未經校正量測。然而，應記住，方差僅與量測之再現性相關，且較大目的係消除或至少縮減由不存在對目標光柵中之不對稱性之認識或對目標光柵中之不對稱性之不準確認識造成的位置量測之系統誤差。因此，倘若額外方差之準確度小於系統增益之準確度，則達成總益處。

為了量化額外方差，針對不同堆疊進行一些演算及模擬。此等演算及模擬指示出，對於已經具有最好再現性(亦即，最低標準偏差)之色彩，額外偏差處於比率。因此，最終量測之再現性縮減僅適度，且系統誤差之縮減可容易勝於此缺點。應注意，假定到不對稱性分支之光學件透射與對準分支之光學件透射相等。應注意，此處亦假定到使用16個波長以估計目標不對稱性，而使用僅一個波長(亦即，針對特定目標具有最好信號品質之波長)以估計對準目標位置。

應注意，可在決定使用經校正量測之前演算及比較準確度及額外偏差之系統增益。換言之，在額外方差大於準確度之系統增益的情況下，可捨棄校正。用以捨棄校正之決策為可預先(亦即，在定義用於特定目標之配方時)抑或即時地(亦即，回應於在量測時觀測之資料)判定之事。

結論

以上揭示內容描述可如何藉由比較皆可自存在於對準感測器中之位置相依信號導出的數個不同結果而導出諸如不對稱性之屬性之量測。此等信號中之一些為與標記之位置相關的結果，且可(例如)為使用對準感測器中偵測之位置相依光學信號之不同色彩、偏振及/或不同空間頻率分量而產生的位置量測。可考慮其他結果(例如，與位置相關之信號之強度值)，以獲得關於結構屬性之另外資訊。來自此等結果之資訊可與(例如)由一分離量測分支進行的屬性之其他量測進行組合，該分離量測分支與相同於對準感測器之照明配置一起操作。

應理解，控制對準感測器、處理由對準感測器偵測之信號且自此等信號演算適合用於控制微影圖案化程序之位置量測的處理單元PU通常將涉及某種類之電腦總成，其將不予以詳細地描述。該電腦總成可為在裝置外部之專用電腦，其可為專用於對準感測器之一或若干處理單元，及/或其可為整體上控制微影裝置之中央控制單元LACU。電腦總成可經配置用於載入包含電腦可執行碼之電腦程式產品。當下載電腦程式產品時，此電腦程式產品可使電腦總成能夠控制具有對準感測器AS之微影裝置之前述使用。

儘管在本文中可特定地參考微影裝置在IC製造中之使用，但應理解，本文所描述之微影裝置可具有其他應用，諸如，製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭，等等。熟習此項技術者應瞭解，在此等替代應用之內容背景中，可認為本文對術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用分別與更一般之術語「基板」或「目標部分」同義。可在曝光之前或之後在(例如)塗佈顯影系統(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光抗蝕劑之工具)、度量衡工具及/或檢測工具中處理本文所提及之基板。適用時，可將本文之揭示內容應用於此等及其他基板處理工具。另外，可將基板處理一次以上，例如，以便創製多層IC，使得本文所 使用之術語「基板」亦可指已經含有多個經處理層之基板。

儘管上文可特定地參考在光學微影之內容背景中對本發明之實施例之使用，但應瞭解，本發明可用於其他應用(例如，壓印微影)中，且在內容背景允許時不限於光學微影。在壓印微影中，圖案化器件中之構形(topography)界定創製於基板上之圖案。可將圖案化器件之構形壓入被供應至基板之抗蝕劑層中，在基板上，抗蝕劑係藉由施加電磁輻射、熱、壓力或其組合而固化。在抗蝕劑固化之後，將圖案化器件移出抗蝕劑，從而在其中留下圖案。

本文所使用之術語「輻射」及「光束」涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如，具有為或為約365奈米、355奈米、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米之波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如，具有在為5奈米至20奈米之範圍內之波長)，以及粒子束(諸如，離子束或電子束)。

術語「透鏡」在內容背景允許時可指各種類型之光學組件中任一者或其組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。

雖然上文已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。舉例而言，本發明可採取如下形式：電腦程式，其含有描述如上文所揭示之方法的機器可讀指令之一或多個序列；或資料儲存媒體(例如，半導體記憶體、磁碟或光碟)，其具有儲存於其中之此電腦程式。

以上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明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。

AD‧‧‧調整器

AS‧‧‧對準感測器

B‧‧‧輻射光束

BD‧‧‧光束遞送系統

C‧‧‧目標部分

CO‧‧‧聚光器

IF‧‧‧位置感測器

IL‧‧‧照明系統/照明器

IN‧‧‧積光器

LA‧‧‧微影裝置

LACU‧‧‧微影裝置控制單元

LS‧‧‧位階感測器

M1‧‧‧圖案化器件對準標記

M2‧‧‧圖案化器件對準標記

MA‧‧‧圖案化器件

MT‧‧‧支撐結構

P1‧‧‧基板對準標記

P2‧‧‧基板對準標記

PM‧‧‧第一定位器

PS‧‧‧投影系統

PW‧‧‧第二定位器/基板定位系統

RF‧‧‧參考框架

SO‧‧‧輻射源

W‧‧‧基板

WTa‧‧‧基板台

WTb‧‧‧基板台

Claims (25)

1. 一種量測一結構之一屬性之方法，該方法包含：運用輻射來照明該結構且使用一偵測器來偵測由該結構繞射之輻射；處理表示該繞射輻射之信號以獲得與該結構之一位置相關之複數個結果，每一結果具有相同形式，但以一不同方式受到該屬性之一變化影響；及演算該結構之該屬性之一量測，該量測係至少部分地基於在該複數個結果當中觀測之一差，其中該演算該屬性之該量測結合使用由該結構繞射之輻射而獲得但不與該結構之該位置相關的另一結果來使用該差。
2. 如請求項1之方法，其中該複數個結果包括基於處於不同波長之輻射之照明及偵測的結果。
3. 如請求項1或2之方法，其中該複數個結果包括基於處於不同偏振之輻射之照明及偵測的結果。
4. 如請求項1或2之方法，其中該複數個結果包括基於由該偵測器接收之一位置相依信號內之不同空間頻率的結果。
5. 如請求項4之方法，其中該結構具有在一或多個方向上具實質上週期性之一形式，且該等不同空間頻率對應於由該週期性結構繞射之不同繞射階。
6. 如請求項1之方法，其中在該使用該偵測器來偵測由該結構繞射之該輻射的同時使用另一偵測器來獲得該另一結果，該另一偵測器處理由該結構繞射之該輻射之一不同部分。
7. 如請求項1之方法，其中該另一結果包括自相同於與該結構之該 位置相關之該等結果之該等信號獲得的一結果。
8. 如請求項1或2之方法，其中該屬性為該結構之一不對稱性相關參數。
9. 一種量測一週期性結構之位置之方法，該方法包含：運用輻射來照明該結構且使用一偵測器來偵測由該結構繞射之輻射；處理表示該繞射輻射之信號以獲得與該結構之該位置相關之複數個結果，每一結果具有相同形式，但以一不同方式受到該屬性之一變化影響；演算該結構之該屬性之一量測，該量測係至少部分地基於在該複數個結果當中觀測之一差；及使用根據該屬性之該量測而校正的該複數個結果中之一或多者來演算該結構之該位置之一量測。
10. 如請求項9之方法，其中該複數個結果包括基於處於不同波長之輻射之照明及偵測的結果。
11. 如請求項9或10之方法，其中該複數個結果包括基於處於不同偏振之輻射之照明及偵測的結果。
12. 如請求項9或10之方法，其中該複數個結果包括基於由該偵測器接收之一位置相依信號內之不同空間頻率的結果。
13. 如請求項12之方法，其中該等不同空間頻率對應於由該週期性結構繞射之不同繞射階。
14. 如請求項9或10之方法，其中該演算該屬性之該量測結合使用由該結構繞射之輻射而獲得但不與該結構之該位置相關的另一結果來使用該差。
15. 如請求項13之方法，其中在該使用該偵測器來偵測由該結構繞射之該輻射的同時使用另一偵測器來獲得該另一結果，該另一 偵測器處理由該結構繞射之該輻射之一不同部分。
16. 如請求項13之方法，其中該另一結果包括自相同於與該結構之該位置相關之該等結果之該等信號獲得的一結果。
17. 如請求項9或10之方法，其中該屬性為該結構之一不對稱性相關參數。
18. 如請求項9或10之方法，其中演算該位置之該量測包含：使用該屬性之該量測將校正應用於該複數個該等結果中之兩者或兩者以上，接著使用該等經校正結果中之一或多者來演算該位置量測。
19. 如請求項9或10之方法，其中演算該位置之該量測包含：演算用於該複數個結果中每一者之一品質度量；及使用該等品質度量以判定每一結果在何種程度上促成該位置量測。
20. 一種製造器件之方法，其中使用一微影程序將一器件圖案施加至一基板，該方法包括藉由參考形成於該基板上之一週期性結構之測定位置而定位該經施加圖案，該測定位置係藉由如請求項9至19中任一項之方法而獲得。
21. 一種微影裝置，其包含：一圖案化子系統，其經組態以將一圖案轉印至一基板；一量測子系統，其經組態以量測該基板相對於該圖案化子系統之一位置，其中該圖案化子系統經配置以使用由該量測子系統量測之該位置以將該圖案施加於該基板上之一所要位置處，且其中該量測子系統經組態以使用該基板上之一週期性結構來量測該基板之該位置且使用一如請求項9至19中任一項之方法來量測該結構之該位置。
22. 一種用以量測一結構之一位置之裝置，該裝置包含： 一偵測配置，其經組態以使用一偵測器來偵測由該結構繞射之輻射；一處理配置，其經組態以處理表示該繞射輻射之信號以獲得與該結構之一位置相關之複數個結果，每一結果具有相同形式，但以一不同方式受到該結構之一屬性之變化影響；一演算配置，其經組態以使用由該處理配置獲得之該等結果中之一或多者來演算該結構之一位置，其中該演算配置經組態以包括根據該結構之該屬性之一量測的該經演算位置之一校正，且其中該演算配置經組態以至少部分地基於在該複數個結果當中觀測之一差而演算該結構之該屬性之該量測。
23. 如請求項22之裝置，其進一步包含一照明配置，該照明配置經配置以運用複數個波長之輻射來照明該結構，且其中該偵測配置經組態以分離地偵測該複數個波長之該輻射，且其中由該處理配置獲得之該複數個結果包括使用不同波長之輻射而獲得之複數個結果。
24. 如請求項22或23之裝置，其中由該處理配置獲得之該複數個結果包括對應於該繞射輻射中之不同繞射階之複數個結果。
25. 如請求項24之裝置，其經配置以運用該輻射來掃描該結構，且其中該偵測配置包括一干涉計，該干涉計經組態以產生隨著運用該輻射來掃描該結構而變化之一位置相依信號，且其中藉由自該位置相依信號提取不同空間頻率分量而獲得對應於不同繞射階之該複數個結果。