TWI722540B - 度量衡裝置 - Google Patents

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TWI722540B TW108129741A TW108129741A TWI722540B TW I722540 B TWI722540 B TW I722540B TW 108129741 A TW108129741 A TW 108129741A TW 108129741 A TW108129741 A TW 108129741A TW I722540 B TWI722540 B TW I722540B
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Abstract

本發明提供一種用於判定一基板上之一結構之一所關注特性的度量衡裝置，該裝置包含：一輻射源，其用於產生照明輻射；至少兩個照明分支，其用於照明該基板上之該結構，該等照明分支經組態以自不同角度照明該結構；及一輻射切換器，其經組態以接收該照明輻射並將該輻射之至少部分轉移至該至少兩個照明分支中之一可選擇照明分支。

Description

度量衡裝置
本發明係關於一種用於判定基板上之結構之一所關注參數的度量衡裝置及一種用於判定該所關注參數之方法。
微影裝置係經建構以將所要圖案施加至基板上之機器。微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)製造中。微影裝置可例如將圖案化器件(例如光罩)處之圖案(亦經常被稱作「設計佈局」或「設計」)投影至提供於基板(例如晶圓)上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。
為了將圖案投影至基板上，微影裝置可使用電磁輻射。此輻射之波長判定可形成於基板上之特徵之最小大小。當前在使用之典型波長為365nm(i線)、248nm、193nm及13.5nm。相比於使用例如具有193nm之波長之輻射的微影裝置，使用具有在4至20nm之範圍內的波長(例如，6.7nm或13.5nm)之極紫外線(EUV)輻射的微影裝置可用以在基板上形成較小特徵。
低k1微影可用於處理尺寸小於微影裝置之典型解析度極限的特徵。在此製程中，可將解析度公式表達為CD=k1×λ/NA，其中λ為所使用輻射之波長、NA為微影裝置中之投影光學件之數值孔徑、CD為「臨界尺寸」(通常為經印刷之最小特徵大小，但在此情況下為半間距)且k1為 經驗解析度因數。一般而言，k1愈小，則愈難以在基板上再生類似於由電路設計者規劃之形狀及尺寸以便達成特定電功能性及效能的圖案。為了克服此等困難，可將複雜微調步驟應用於微影投影裝置及/或設計佈局。此等步驟包括例如但不限於NA之最佳化、自訂照明方案、使用相移圖案化器件、設計佈局之各種最佳化，諸如設計佈局中之光學近接校正(OPC，有時亦被稱作「光學及製程校正」)，或通常被定義為「解析度增強技術」(RET)之其他方法。替代地，用於控制微影裝置之穩定性之嚴格控制迴路可用以改良在低k1下之圖案之再生。
度量衡裝置可用於量測在基板上之結構之所關注參數。舉例而言，度量衡裝置可用於量測參數，諸如臨界尺寸、基板上之層之間的疊對及基板上之圖案之不對稱性。量測輻射之射線用於照明基板。輻射藉由基板上之結構繞射。繞射之輻射由物鏡收集且由感測器擷取。
照明之強度可受輻射源的功率及度量衡裝置之光學系統中的損耗限制。物鏡可具有高數值孔徑，諸如約0.95。度量衡裝置可能需要在物鏡下游的複雜的光學件，例如以減小所收集繞射輻射中之像差。
旨在提供可具有較高強度照明及/或可執行較快量測之度量衡裝置。
根據本發明之一態樣，提供一種用於判定基板上之結構的所關注特性之度量衡裝置。根據另一態樣，提供一種用於判定基板上之結構的所關注參數之方法。度量衡裝置包含：一輻射源，其用於產生照明輻射；至少兩個照明分支，其用於照明該基板上之該結構，該等照明分支經組態以自不同角度照明該結構；及一輻射切換器，其經組態以接收該照明 輻射並將該輻射之至少部分轉移至該至少兩個照明分支中之一可選擇照明分支。其中該輻射切換器包含：一勃克爾盒(Pockels cell)，其經組態以控制照明輻射之偏振方向並輸出經偏振控制之照明輻射；及一偏振光束分裂器，其光學上在勃克爾盒之下游且經組態以取決於經偏振控制之照明輻射之偏振方向，透射該經偏振控制之照明輻射至該至少兩個照明分支中之第一者或反射該經偏振控制之照明輻射至該等照明分支中之一第二者。
2:寬頻帶(白光)輻射投影儀
4:光譜儀偵測器
6:基板
10:光譜
11:源
12:透鏡
13:孔徑板
13E:孔徑板
13N:孔徑板
13NW:孔徑板
13S:孔徑板
13SE:孔徑板
13W:孔徑板
14:透鏡
15:光束分裂器
16:物鏡
17:第二光束分裂器
18:光學系統
19:感測器
20:光學系統
21:孔徑光闌
22:光學系統
23:感測器
24:光學件
25:第一虛擬平面
26:第二虛擬平面
27:輻射切換器
28:光譜儀
29:光束捕集器
30:光纖
31:光點
32:輻射源
33:波長選擇器
34:選擇器單元
35:選擇器單元
36:聲光可調式濾光器
37:聲光可調式濾光器
51:照明分支
52:照明分支
53:照明分支
54:照明分支
55:能量感測器
56:偏振器
57:控制信號
58:控制器
61:光束分裂器
70:勃克爾盒
71:偏振光束分裂器
72:半波長延遲器
75:聲光偏轉器
76:聚焦透鏡
77:透鏡陣列
B:輻射光束
BD:光束遞送系統
BK:烘烤板
C:目標部分
CH:冷卻板
CL:電腦系統
DE:顯影器
IF:位置量測系統
IL:照明系統
I/O1:輸入/輸出埠
I/O2:輸入/輸出埠
LA:微影裝置
LACU:微影控制單元
LB:裝載匣
LC:微影製造單元
M1:光罩對準標記
M2:光罩對準標記
MA:圖案化器件
MT:度量衡裝置
O:點線/光軸
P1:基板對準標記
P2:基板對準標記
PM:第一定位器
PS:投影系統
PU:處理器
PW:第二定位器
RO:機器人
SC:旋塗器
SC1:第一標度
SC2:第二標度
SC3:第三標度
SCS:監督控制系統
SO:輻射源
T:光罩支撐件
TCU:塗佈顯影系統控制單元
TT:目標
W:基板
WT:基板支撐件
現將參看隨附示意性圖式僅藉助於實例來描述本發明之實施例，在隨附示意性圖式中：圖1描繪微影裝置之示意性綜述；圖2描繪微影製造單元之示意性綜述；圖3描繪整體微影之示意性表示，其表示最佳化半導體製造之三種關鍵技術之間的合作；圖4示意性地展示根據本發明之實施例的可判定基板上之結構的所關注參數的方式；圖5包含：(a)根據比較實例用於使用第一對照明孔徑來量測目標之暗場散射計之示意圖，(b)用於給定照明方向之目標光柵之繞射光譜之細節，(c)在使用散射計以用於基於繞射之疊對量測時提供另一照明模式之第二對照明孔徑，及(d)組合第一對孔徑與第二對孔徑之第三對照明孔徑；圖6展示根據本發明之實施例之度量衡裝置；圖7展示估計照明光點大小的方式；圖8示意性地展示根據本發明之實施例的度量衡裝置之組件之間的光 學連接；圖9為根據本發明之實施例的照明結構的照明分支之俯視圖；圖10示意性地描繪根據本發明之實施例的度量衡裝置之部分；且圖11示意性地描繪根據本發明之實施例的度量衡裝置之部分。
在本發明之文件中，術語「輻射」及「光束」用以涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線輻射(例如具有為365nm、248nm、193nm、157nm或126nm之波長)及極紫外線輻射(EUV，例如具有在約5nm至100nm之範圍內之波長)。
本文中所使用之術語「倍縮光罩」、「光罩」或「圖案化器件」可被廣泛地解譯為係指可用以向經圖案化橫截面賦予入射輻射光束之通用圖案化器件，該經圖案化橫截面對應於待在基板之目標部分中產生之圖案。在此內容背景中亦可使用術語「光閥」。除典型光罩(透射性或反射性，二元、相移、混合式等)以外，其他此類圖案化器件之實例包括可程式化鏡面陣列及可程式化LCD陣列。
圖1示意性地描繪微影裝置LA。微影裝置LA包括：照明系統(亦被稱作照明器)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)；光罩支撐件(例如光罩台)T，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準確地定位圖案化器件MA之第一定位器PM；基板支撐件(例如晶圓台)WT，其經建構以固持基板(例如抗蝕劑塗佈晶圓)W且連接至經組態以根據某些參數準確地定位基板支撐件之第二定位器PW；及投影系統(例如折射投影透鏡系統)PS，其經組態以將由圖案化器件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。
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可包括用於導向、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。照明系統IL可用來調節輻射光束B，以在圖案化器件MA之平面處在其橫截面中具有所要的空間及角強度分佈。
本文中所使用之術語「投影系統」PS應被廣泛地解譯為涵蓋適於所使用之曝光輻射及/或適於諸如浸潤液體之使用或真空之使用之其他因素的各種類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射、合成、磁性、電磁及/或靜電光學系統，或其任何組合。可認為本文中對術語「投影透鏡」之任何使用均與更一般術語「投影系統」PS同義。
微影裝置LA可屬於以下類型：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PS與基板W之間的空間，此亦稱作浸潤微影。在以引用之方式併入本文中之US6952253中給出關於浸潤技術之更多資訊。
微影裝置LA亦可屬於具有兩個或多於兩個基板支撐件WT(又名「雙載物台」)之類型。在此「多載物台」機器中，可並行地使用基板支撐件WT，及/或可對位於基板支撐件WT中之一者上的基板W進行準備基板W之後續曝光的步驟，同時將另一基板支撐件WT上之另一基板W用於在另一基板W上曝光圖案。
除了基板支撐件WT以外，微影裝置LA亦可包含量測載物台。該量測載物台經配置以固持感測器及/或清潔器件。感測器可經配置以量測投影系統PS之性質或輻射光束B之性質。量測載物台可固持多個感 測器。清潔器件可經配置以清潔微影裝置之一部分，例如投影系統PS之一部分或提供浸潤液體之系統之一部分。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下方移動。
在操作中，輻射光束B入射於固持於光罩支撐件T之上圖案化器件(例如光罩)MA上，且由圖案化器件MA上存在之圖案(設計佈局)圖案化。橫穿光罩MA後，輻射光束B通過投影系統PS，投影系統PS將光束聚焦在基板W之目標部分C上。藉助於第二定位器PW及位置量測系統IF，基板支撐件WT可準確地移動，例如，以便在聚焦及對準位置處在輻射光束B之路徑中定位不同的目標部分C。類似地，第一定位器PM及可能另一位置感測器(其未在圖1中被明確地描繪)可用以相對於輻射光束B之路徑來準確地定位圖案化器件MA。可使用光罩對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化器件MA與基板W。儘管如所說明之基板對準標記P1、P2佔據專用目標部分，但該等基板對準標記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。
如圖2中所展示，微影裝置LA可形成微影製造單元LC(有時亦被稱作微影製造單元或(微影)叢集)之部分，微影製造單元LC常常亦包括用以對基板W執行曝光前製程及曝光後製程之裝置。習知地，此等裝置包括用以沈積抗蝕劑層之旋塗器SC、用以顯影經曝光之抗蝕劑的顯影器DE、例如用於調節基板W之溫度(例如，用於調節抗蝕劑層中之溶劑)的冷卻板CH及烘烤板BK。基板處置器或機器人RO自輸入/輸出埠I/O1、I/O2拾取基板W、在不同製程裝置之間移動基板W且將基板W遞送至微影裝置LA之裝載匣LB。微影製造單元中常常亦統稱為塗佈顯影系統之器件 通常處於塗佈顯影系統控制單元TCU之控制下，該塗佈顯影系統控制單元自身可藉由監督控制系統SCS控制，該監督控制系統亦可例如經由微影控制單元LACU控制微影裝置LA。
為了正確且一致地曝光由微影裝置LA曝光之基板W，需要檢測基板以量測經圖案化結構之性質，諸如後續層之間的疊對誤差、線厚度、臨界尺寸(CD)等等。出於此目的，可在微影製造單元中包括檢測工具(圖中未示)。若偵測到誤差，則可對後續基板之曝光或對待對基板W執行之其他處理步驟進行例如調整，尤其是在同一批量或批次之其他基板W仍待曝光或處理之前進行檢測的情況下。
亦可被稱作度量衡裝置之檢測裝置用於判定基板W之性質，且尤其判定不同基板W之性質如何變化或與同一基板W之不同層相關聯之性質在不同層間如何變化。檢測裝置可替代地經建構以識別基板W上之缺陷，且可例如為微影製造單元之部分，或可整合至微影裝置LA中，或可甚至為獨立器件。檢測裝置可量測潛影(在曝光之後在抗蝕劑層中之影像)上之一或多個性質，或半潛影(在曝光後烘烤步驟PEB之後在抗蝕劑層中之影像)上之一或多個性質，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被移除)上之一或多個性質，或甚至經蝕刻影像(在諸如蝕刻之圖案轉印步驟之後)上之一或多個性質。
通常，微影裝置LA中之圖案化製程係在處理中之最關鍵步驟中的一者，其需要基板W上之結構之尺寸標定及置放的高準確度。為了確保此高準確度，可將三個系統組合於所謂的「整體」控制環境中，如圖3示意性地描繪。此等系統中之一者為微影裝置LA，其(實際上)連接至本發明之度量衡裝置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迴路，以確保由微影裝置LA執行之圖案化保持在製程窗內。製程窗定義特定製造製程產生經定義結果(例如功能性半導體器件)內--通常允許微影製程或圖案化製程中之製程參數變化內--的製程參數(例如劑量、焦點、疊對)之一範圍。
電腦系統CL可使用待圖案化之設計佈局(之部分)以預測使用哪些解析度增強技術且執行計算微影模擬及計算以判定哪種光罩佈局及微影裝置設定達成圖案化製程之最大總體製程窗(由第一標度SC1中之雙箭頭在圖3中描繪)。通常，解析度增強技術經配置以匹配微影裝置LA之圖案化可能性。電腦系統CL亦可用以偵測微影裝置LA當前正在製程窗內何處操作(例如，使用來自度量衡裝置MT之輸入)以預測歸因於例如次佳處理是否可存在缺陷(在圖3中由第二標度SC2中之指向「0」之箭頭描繪)。
度量衡裝置MT可將輸入提供至電腦系統CL以實現準確模擬及預測，且可將回饋提供至微影裝置LA以識別例如微影裝置LA之校準狀態中之可能漂移(在圖3中由第三標度SC3中之多個箭頭描繪)。
在微影製程中，需要頻繁地對所產生結構進行量測，例如用於製程控制及驗證。用於進行此類量測之不同類型的度量衡裝置MT為吾人所知，包括掃描電子顯微鏡或各種形式之散射計度量衡裝置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(量測通常被稱作基於光瞳之量測)，或藉由在影像平面或與影像平面共軛之平面中具有感測器來量測微影製程之參數，在此情況下量測通常被稱作基於影像或場之量測。以全文 引用之方式併入本文中之專利申請案US20100328655、US2011102753A1、US20120044470A、US20110249244、US20110026032或EP1,628,164A中另外描述此類散射計及相關聯量測技術。前述散射計可使用自軟x射線及可見光至近IR波長範圍之光來量測光柵。本發明之度量衡裝置MT可為基於繞射之散射計。
在第一實施例中，度量衡裝置MT為角解析散射計。在此散射計中，重新建構方法可應用於經量測信號以重建構或計算光柵之性質。此重建構可例如由模擬散射輻射與目標結構之數學模型之相互作用且比較模擬結果與量測之結果引起。調整數學模型之參數直至經模擬相互作用產生相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，度量衡裝置MT為光譜散射計。在此光譜散射計中，由輻射源發射之輻射經引導至目標上且來自目標之反射或散射輻射經引導至分光計偵測器上，該分光計偵測器量測鏡面反射輻射之光譜(亦即量測依據波長而變化之強度)。自此資料，可例如藉由嚴密耦合波分析及非線性回歸或藉由與經模擬光譜庫比較來重建構產生偵測到之光譜的目標之結構或剖面。
在第三實施例中，度量衡裝置MT為橢圓量測散射計。橢圓量測散射計允許藉由量測針對各偏振狀態之散射輻射來判定微影製程之參數。此度量衡裝置藉由在度量衡裝置之照明區段中使用例如適當偏振濾光器來發射偏振光(諸如線性、圓形或橢圓)。適用於度量衡裝置之源亦可提供偏振輻射。以全文引用之方式併入本文中之美國專利申請案11/451,599、11/708,678、12/256,780、12/486,449、12/920,968、12/922,587、13/000,229、13/033,135、13/533,110及13/891,410中描述 現有橢圓量測散射計之各種實施例。
在度量衡裝置MT之一個實施例中，度量衡裝置MT適用於藉由量測經反射光譜及/或偵測組態中之不對稱性來量測兩個未對準光柵或週期性結構的疊對，不對稱性與疊對程度相關。可將兩個(通常重疊)光柵結構施加於兩個不同層(未必為連續層)中，且該兩個光柵結構可形成為處於晶圓上大體上相同的位置。散射計可具有如例如共同擁有之專利申請案EP1,628,164A中所描述之對稱偵測組態，使得任何不對稱性可明確區分的。此提供用以量測光柵中之未對準之直接了當的方式。可在全文係以引用方式併入本文中之PCT專利申請公開案第WO 2011/012624號或美國專利申請案第US 20160161863號中找到關於含有作為目標之週期性結構之兩個層之間的疊對誤差經由該等週期性結構之不對稱性予以量測的另外實例。
其他所關注參數可為焦點及劑量。可藉由如全文係以引用方式併入本文中之美國專利申請案US2011-0249244中所描述之散射量測(或替代地藉由掃描電子顯微法)同時判定焦點及劑量。可使用具有針對焦點能量矩陣(FEM-亦被稱作焦點曝光矩陣)中之每一點之臨界尺寸及側壁角量測之獨特組合的單一結構。若可得到臨界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。
為度量衡目標之基板上之結構可為複合光柵之集，該結構大部分在抗蝕劑中以及例如在刻蝕製程之後由微影製程形成。通常，光柵中之結構之間距及線寬很大程度上取決於量測光學件(尤其是光學件之NA)以能夠捕捉來自度量衡目標之繞射階。如較早所指示，繞射信號可用以判定兩個層之間的移位(亦被稱作「疊對」)或可用以重建構如藉由微影 製程所產生的原始光柵之至少一部分。此重建構可用以提供微影製程之品質指導，且可用以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性部分之尺寸的較小子分段。歸因於此子分段，目標將表現得更相似於設計佈局之功能性部分，使得總體製程參數量測較佳類似於設計佈局之功能性部分。可在填充不足模式中或在填充過度模式中量測目標。在填充不足模式下，量測光束產生小於整個目標之光點。在填充過度模式中，量測光束產生大於整個目標之光點。在此填充過度模式中，亦有可能同時量測不同目標，藉此同時判定不同處理參數。
使用特定目標進行之微影參數之總體量測品質至少部分由用以量測此微影參數之量測配方判定。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，或此兩者。舉例而言，若用於基板量測配方中之量測為基於繞射之光學量測，則量測之參數中之一或多者可包括輻射之波長、輻射之偏振、輻射相對於基板之入射角、輻射相對於基板上之圖案之定向，等等。用以選擇量測配方之準則中之一者可例如係量測參數中之一者對於處理變化之敏感度。以全文引用之方式併入本文中之美國專利申請案US2016-0161863及已公開美國專利申請案US2016/0370717A1中描述更多實例。
根據本發明之實施例，在圖4中描繪諸如散射計之度量衡裝置MT。該散射計包含將輻射投影至基板6上之寬頻帶(白光)輻射投影儀2。將經反射或經散射輻射傳遞至光譜儀偵測器4，該光譜儀偵測器量測鏡面反射輻射之光譜10(亦即，依據波長變化的之強度之量測)。自此資料，可藉由處理器PU(例如)藉由嚴密耦合波分析及非線性回歸或藉由與如圖4之底部所展示之經模擬光譜庫之比較來重建構產生經偵測光譜之結構或剖 面。一般而言，對於重建構，結構之一般形式係已知的，且自用來製造結構之製程之知識來假定一些參數，從而僅留下結構之幾個參數以自散射量測資料判定。此散射計可經組態為正入射散射計或斜入射散射計。
為了本發明之較佳理解，參看圖5在下文描述根據比較實例之度量衡裝置。
圖5(a)呈現根據比較實例之度量衡裝置，且更特定言之呈現暗場散射計。在圖5(b)中更詳細地說明目標TT及用以照明目標之量測輻射之繞射射線。所說明之度量衡裝置屬於被稱為暗場度量衡裝置之類型。度量衡裝置可為獨立器件，或併入於例如量測站處之微影裝置LA中或併入於微影製造單元LC中。貫穿裝置具有若干分支之光軸係由點線O表示。在此裝置中，藉由包含透鏡12、14及物鏡16之光學系統經由光束分裂器15將由源11(例如，氙氣燈)發射之光引導至基板W上。此等透鏡以雙序列之4F配置的形式而配置。可使用不同透鏡配置，其限制條件為：該透鏡配置仍將基板影像提供至偵測器上，且同時地允許存取中間光瞳平面以用於空間頻率濾光。因此，可藉由在呈現基板平面之空間光譜之平面(此處被稱作(共軛)光瞳平面)中界定空間強度分佈來選擇輻射入射於基板上之角度範圍。詳言之，可藉由在為物鏡光瞳平面之背向投影影像之平面中在透鏡12與透鏡14之間插入合適之形式的孔徑板13來進行此選擇。在所說明實例中，孔徑板13具有不同形式，標記為13N及13S，從而允許選擇不同照明模式。當前實例中之照明系統形成離軸照明模式。在第一照明模式中，孔徑板13N自僅出於描述起見而經指定為「北」之方向提供離軸照明。在第二照明模式中，孔徑板13S係用以提供類似照明，但提供來自被標記為「南」之相反方向之照明。藉由使用不同孔徑，其他照明模式係可 能的。光瞳平面之其餘部分理想地暗，此係因為所要照明模式外部之任何不必要光將干擾所要量測信號。
如圖5(b)中所展示，目標TT係在基板W垂直於物鏡16之光軸O的情況下被置放。基板W可由支撐件(圖中未示)支撐。與光軸O成一角度而照射於目標TT上之量測輻射射線I產生一零階射線(實線0)及兩個一階射線(點鏈線+1及雙點鏈點線-1)。應記住，在填充過度之小目標之情況下，此等射線僅為覆蓋包括度量衡目標TT及其他特徵之基板區域的許多平行射線中之一者。由於板13中之孔徑具有有限寬度(為接納有用量之光所必要)，因此入射射線I實際上將佔據一角度範圍，且繞射射線0及+1/-1將稍微散開。根據小目標之點散佈函數，各階+1及-1將遍及角度範圍進一步散佈，而非如所展示之單個理想射線。應注意，目標之光柵間距及照明角度可經設計或經調整成使得進入物鏡之一階射線與中心光軸接近地對準。圖5(a)及圖5(b)中所說明之射線被展示為稍微離軸為稍微離軸，以純粹地使其能夠在圖式中較容易地被區分。
由基板W上之目標TT繞射之至少0階及+1階由物鏡16收集，且經返回引導經由光束分裂器15。返回至圖5(a)，藉由指明標記為北(N)及南(S)之完全相對孔徑而說明第一照明模式及第二照明模式兩者。在量測輻射之入射射線I係來自光軸之北側時，亦即在使用孔徑板13N應用第一照明模式時，標記為+1(N)之+1繞射射線進入物鏡16。相比之下，在使用孔徑板13S應用第二照明模式時，-1繞射射線(標記為1(S))為進入物鏡16之射線。
第二光束分裂器17將繞射光束劃分成兩個量測分支。在第一量測分支中，光學系統18使用零階繞射光束及一階繞射光束而在第一感 測器19(例如，CCD或CMOS感測器)上形成目標之繞射光譜(光瞳平面影像)。每一繞射階射中感測器上之不同點，使得影像處理可比較及對比若干階。由感測器19擷取之光瞳平面影像可用於聚焦度量衡裝置及/或正規化一階光束之強度量測。亦可出於諸如重建構之許多量測目的使用光瞳平面影像。
在第二量測分支中，光學系統20、22在感測器23(例如CCD或CMOS感測器)上形成目標TT之影像。在第二量測分支中，在與光瞳平面共軛之平面中提供孔徑光闌21。孔徑光闌21用以阻擋零階繞射光束，使得形成於感測器23上之目標之影像係僅由-1或+1一階光束形成。由感測器19及23擷取之影像經輸出至處理影像之處理器PU，該處理器之功能將取決於正被執行之量測之特定類型。應注意，在廣泛意義上使用術語「影像」。因而，若僅存在-1階及+1階中之一者，則將不形成光柵線之影像。
圖5中所展示之孔徑板13及場光闌21之特定形式純粹為實例。在本發明之另一實施例中，使用目標之同軸照明，且使用具有離軸孔徑之孔徑光闌實質上僅將一個一階繞射光傳遞至感測器。在另外其他實施例中，代替一階光束或除了一階光束以外，在量測中亦可使用二階光束、三階光束及更高階光束(圖5中未展示)。
為了使量測輻射可適應於此等不同類型之量測，孔徑板13可包含圍繞圓盤而形成之數個孔徑圖案，該圓盤旋轉以使所要圖案處於適當位置。應注意，孔徑板13N或13S可僅用於量測在一個方向(取決於設定而為X或Y)上定向之光柵。為了量測正交光柵，可實施達90°及270°之目標旋轉。圖4(c)及圖4(d)中展示不同孔徑板。上文所提及之先前已公佈申 請案中描述此等孔徑板之使用以及裝置之眾多其他變化及應用。
量測輻射之射線由藉由源11所發出之光提供。此光經由光束分裂器15及物鏡16引導至基板W上，該物鏡自基板W收集繞射輻射。
目標TT可包含在第一方向(例如X方向)中之兩個線光柵及在正交於該第一方向之第二方向(例如Y方向)中之兩個線光柵。物鏡16需要具有高數值孔徑NA(例如約0.95)，以便收集自光柵繞射之輻射。如圖5中所示，在物鏡16與感測器19及23之間需要大量光學元件。
具有可具有較高強度照明及/或可執行較快量測之度量衡裝置將係好的。具有對偵測透鏡(例如圖5之度量衡裝置中的物鏡16)之數值孔徑有較低要求的度量衡裝置將係好的。具有一具有簡化偵測光學件之度量衡裝置將係好的。
圖6示意性地描繪根據本發明之實施例的度量衡裝置MT。度量衡裝置MT係用於判定基板W上之結構之所關注參數。結構為度量衡目標TT。
在一實施例中，度量衡裝置MT包含輻射源32。輻射源32係用於產生照明輻射。舉例而言，在一實施例中，輻射源32為雷射，諸如白光雷射。輻射源32可包含用於傳輸照明輻射之至少一個光子晶體光纖。然而，輻射源32不必為白光雷射。其他類型之雷射或非雷射源可用作輻射源32。
如圖6中所描繪，在一實施例中，度量衡裝置MT包含至少兩個照明分支51、52。至少兩個照明分支51、52係用於照明基板W上之目標TT。照明分支51、52經組態以自不同角度照明目標TT，如例如圖6中所展示。照明分支的數目不限於兩個。舉例而言，可存在三個、四個或 大於四個照明分支。
照明分支51、52表示供照明輻射到達目標TT之不同光徑。經由照明分支51、52傳輸的照明輻射係藉由輻射源32提供。照明分支51、52係用於來自輻射源32之照明輻射待引導至目標TT的交替路徑。
如圖6中所描繪，在一實施例中，度量衡裝置MT包含輻射切換器27。輻射切換器27為切換元件。輻射切換器27經組態以接收來自輻射源32之照明輻射。輻射切換器27經組態以轉移輻射之至少部分至至少兩個照明分支51、52中之可選擇照明分支。
舉例而言，輻射切換器27可在不同操作模式之間切換。在第一模式中，輻射切換器27經組態以接收照明輻射並將輻射之至少部分轉移至第一照明分支51。在第二模式中，輻射切換器27經組態以接收照明輻射並將輻射之至少部分轉移至第二照明分支52。第一模式對應於選擇第一照明分支51之時。第二模式對應於選擇第二照明分支52之時。如圖6中所示，在一實施例中，輻射切換器經組態以接收可用以選擇模式的控制信號57。
在一實施例中，目標TT由至少兩個照明分支51、52自不同角度依次照明。在第一時間段中，目標TT係由來自第一照明分支51之照明輻射照明。在第二時間段(在第一時間段之後)中，目標TT係由來自第二照明分支52之照明輻射照明。在一實施例中，第一時間段不與第二時間段重疊。在一實施例中，第二時間段實質上緊跟隨在第一時間段之後，兩個時間段之間實質上沒有空隙。
在一實施例中，兩個照明分支51、52對應於餘角。舉例而言，若第一照明分支51自第一角照明目標TT，則當沿著目標TT之法線觀 看時第二照明分支52自與第一角成180°互補角照明目標TT(亦即圖9中所示的俯視圖)。詳言之，在一實施例中，第一照明分支51係用於進行目標TT(具有單一定向，例如X定向)的暗場量測，其中一次繞射階係藉由物鏡16收集。第二照明分支52係用於進行具有同一定向之同一目標TT的暗場量測，但互補繞射階係藉由物鏡16收集。
參考圖9，在一實施例中，不同照明分支51、53係用於判定目標TT之不同光柵之所關注特性。舉例而言，第一照明分支51可係用於對自X方向上之光柵繞射的輻射進行量測。另一照明分支53可用於量測自Y方向上之光柵繞射的輻射。
根據本發明，可依次進行自垂直及互補角度的量測。另外或替代地，可依次進行對不同方向上之光柵之量測。此意謂用於此等不同量測之繞射輻射不必由物鏡16同時收集。實際上，物鏡16可一次收集用於此等量測中之僅一者的輻射。
本發明的實施例預期達成具有較低NA之物鏡16的度量衡裝置MT。在一實施例中，物鏡16具有不大於0.9、視情況不大於0.8、視情況不大於0.7、視情況不大於0.6、視情況不大於0.5及視情況不大於0.4之NA。物鏡16為度量衡裝置MT之偵測分支的部分。物鏡16經組態以收集散射/反射輻射之一部分並在朝向感測器19之一方向中透射其。本發明的實施例預期達成度量衡裝置MT之物鏡16的設計自由度之較大位準。舉例而言，可使用製造較簡單或較便宜的透鏡。
如上所解釋，輻射切換器27經提供以隨後轉移輻射至照明分支51、52。在一實施例中，輻射切換器27經組態以在低於1ms中在照明分支之間切換。藉由輻射切換器27提供之快速切換允許在有限時間段內 依次進行量測。本發明之實施例預期實現對於在目標TT之X方向及Y方向上的光柵的垂直及互補模式之高速依序量測。
在一實施例中，輻射切換器27包含空間光調變器。空間光調變器經組態以接收來自輻射源32之照明輻射。空間光調變器經組態以將空間上變化之調變應用於照明輻射。在一實施例中，空間光調變器包含微鏡器件。該微鏡器件包含複數個微觀小鏡面。鏡面係微機電系統。鏡面之定向係藉由在兩個電極之間施加一電壓來控制。鏡面之定向可經控制以便轉移照明輻射至至少兩個照明分支51、52中之一可選擇照明分支。在一實施例中，空間光調變器係以電氣方式定址，使得空間光調變器上之影像經電子地產生及改變。在一替代實施例中，空間光調變器係以電氣方式定址，使得空間光調變器上之影像係藉由將編碼有影像之光照明於其前表面或背表面上而產生及改變。
空間光調變器以低損耗轉移照明輻射至照明分支51、52。本發明之實施例預期達成目標TT之高亮度照明。可能需要使用具有不同波長之輻射執行目標TT之量測。空間光調變器可轉移在廣泛範圍之波長內的照明輻射。
如上文所提及，目標TT可由照明輻射自不同角度依次照明(藉由使用不同照明分支51、52)。在已使用照明輻射自不同角度之完整集合進行量測之後，可改變照明輻射之波長。在波長變化之後，可重複在不同角度下的量測。可在變化之波長下進行使用不同角度之量測之另一完整集合。此等操作可經完成以便獲得對應於在不同角度下照明的輻射之不同波長的量測之集合。空間光調變器可經組態以處理照明輻射之完整波長範圍。在一實施例中，照明輻射之波長可在量測程序期間改變約十次。
然而，輻射切換器27不必包含空間光調變器。可使用其他形式之輻射切換器27。舉例而言，在一實施例中，輻射切換器27包含聲光偏轉器。聲光偏轉器亦可稱為布拉格盒。聲光偏轉器使用聲光效應以使用聲波繞射及移位照明輻射之頻率。舉例而言，在一實施例中，聲光偏轉器包含非線性晶體。聲光偏轉器經組態以藉由提供電磁信號或聲學信號來改變材料(例如非線性晶體)之光學性質。藉由控制聲光偏轉器改變材料之光學性質的方式，照明輻射可經引導至至少兩個照明分支51、52中之一可選擇照明分支。
聲光偏轉器具有較少量之機械移動部件(有可能無機械移動部件)。本發明之實施例經預期以達成具有長壽命的照明分支選擇之高可靠性。
空間光調變器既不聲光偏轉器亦不係本發明所必需的。另外或替代地，在一實施例中，輻射切換器27包含至少一個光束分裂器及經組態以控制輻射至至少兩個照明分支51、52中之一可選擇照明分支的轉移的複數個快門。
空間光調變器及聲光偏轉器可以低損耗轉移照明輻射至照明分支51、52。詳言之，將照明輻射分裂至不同路徑中且接著有意切斷該等路徑中之一些(由此損耗彼輻射)不係必需的。實際上，可沿著所要光學路徑引導實質上所有輻射。
圖11示意性地描繪根據本發明之實施例的度量衡裝置MT之部分。在圖11中所示之實施例中，輻射切換器27包含聲光偏轉器75。聲光偏轉器75經組態以重新引導(亦即偏轉)光至各種角度中。聲光偏轉器75經組態以在不同方向中偏轉光。反射角取決於材料中激勵聲波所藉以的 驅動頻率及/或功率。在一實施例中，聲光偏轉器75經組態以偏轉在自400nm至1600nm範圍內之輻射。
在一實施例中，控制器經組態以控制用於在聲光偏轉器75之材料中激勵聲波的驅動頻率及/或功率。聲光偏轉器75可重新引導光所遍及的角度範圍不受特別限制。在一實施例中，聲光偏轉器75經組態以遍及一角度範圍偏轉光，該範圍係0.5至1.5°。
如圖11中所示，在一實施例中，輻射切換器27包含聚焦透鏡76。聚焦透鏡76經組態以接收藉由聲光偏轉器75偏轉的光並引導光至照明分支51至54。藉由聲光偏轉器75提供之偏轉角及聚焦透鏡76之焦距可經選擇以便提供光束之充分大的空間偏轉。舉例而言，在一實施例中，聚焦透鏡76可具有約60mm之焦距。若聲光偏轉器75使光遍及角度1°或更寬之範圍偏轉且聚焦透鏡76具有60mm之焦距，則光束之空間位移可為約1mm。
如圖11中所示，在一實施例中，輻射切換器27包含透鏡陣列77。透鏡陣列經組態以將來自聲光偏轉器75之輻射光束耦合至對應於照明分支51至54之光纖30。在一實施例中，透鏡陣列77包含複數個透鏡。在一實施例中，透鏡陣列77包含對應於每一照明分支51至54之光纖30的透鏡。在一實施例中，透鏡陣列77之每一透鏡具有至少1mm之直徑，且視情況至多2mm。
藉由改變在聲光偏轉器75中激勵的聲波之頻率及/或功率可控制藉由聲光偏轉器75施加的偏轉角。因此，藉由改變輸入至聲光偏轉器75之頻率及/或功率，偏轉角可經快速切換以便重新引導光至特定照明分支51至54之所選擇個別光纖30。此使得有可能在低於1ms中切換照明分 支51至54。
在一實施例中，輻射切換器27經組態以改變施加至照明分支51至54的輻射之強度。舉例而言，輻射切換器27可經組態以在例如中等強度與高強度之間改變照明強度。下文中更詳細地解釋此情況。
在一實施例中，聲光偏轉器經組態以改變輻射射束之方向以便控制多少輻射光束耦合至對應照明分支51至54的光纖30。施加至照明分支51至54的個別強度可藉由去諧由聲光偏轉器75提供之偏轉角而調整。當需要高輻射強度時，聲光偏轉器75經組態以提供一偏轉角，使得輻射光束經施加至特定照明分支51的光纖30之中心。藉由引導輻射光束至光纖30之中心，照明強度可經最大化(或幾乎最大化)。
若需要較低輻射強度，則聲光偏轉器75可經控制以便施加稍微不同偏轉角，使得該輻射光束經引導至光纖30之偏心位置(在橫截面區域中)。此導致耦合至光纖30中的輻射量之減小。此減小經由照明分支51之光纖30轉移的輻射之強度。以此方式，個別強度可藉由稍微去諧角度來調整，以使得形成於光纖30之尖端上之光點偏心且較少光耦合至光纖30中。
因此，在沿著不同照明分支51至54運送之光束中的小強度不平衡可經調整及校正。舉例而言，若能量感測器55指示照明分支51至54之間的強度不平衡，則聲光偏轉器75可經控制以便改變偏轉。此可補償強度不平衡並增大跨越照明分支51至54的強度之一致性。
應注意，用以改變照明之強度的聲光偏轉器75可與圖8中所展示之上述實施例的特徵組合。用以改變照明之強度的聲光偏轉器75亦可獨立於圖8中所示之其他特徵而使用。
圖10示意性地描繪根據本發明之實施例的度量衡裝置MT之部分。在圖10中所示之實施例中，輻射切換器27包含至少一個勃克爾盒70。勃克爾盒70為經組態以控制輻射光束之偏振方向的電光組件。勃克爾盒經組態以使得其產生藉由電場誘發的光學介質中之雙折射率。雙折射率取決於電場。當電壓施加在勃克爾盒70之晶體上時，其雙折射率之量變化。詳言之，雙折射率的量可關於所施加電壓線性地變化。勃克爾盒70充當可變延遲器
施加至勃克爾盒70之電壓經控制以使得勃克爾盒70施加可變延遲。可變延遲器影響輸入至勃克爾盒70中的輻射之偏振方向。藉由控制輻射之偏振方向，輻射可經引導至不同照明分支51至54，如在下文更詳細地解釋。
如圖10中所示，在一實施例中，度量衡裝置MT包含經組態以接收來自輻射源32之輻射的光束分裂器61。光束分裂器61經組態以沿著兩個不同分支引導輻射。提供光束分裂器61不係必需的。在一替代實施例中，輻射係自輻射源32沿著圖10中所示的兩個分支中之一者(亦即具有僅一個勃克爾盒70)引導。另一分支(具有另一勃克爾盒70)係可選的。
在一實施例中，波長選擇器33包含經組態以基於在聲光可調式濾光器36中激勵的聲波之頻率及/或功率傳輸所選擇波長範圍之照明輻射的聲光可調式濾光器36。詳言之，如圖10中所示，在一實施例中，度量衡裝置MT包含至少一個聲光可調式濾光器36。聲光可調式濾光器36可形成波長選擇器33之部分。聲光可調式濾光器36經組態以選擇藉由聲光可調式濾光器36傳輸的輻射之波長。在一實施例中，聲光可調式濾光器36具有約3nm之頻寬。
聲光可調式濾光器36經組態以使輻射線性地偏振。藉由聲光可調式濾光器36輸出的輻射經線性偏振。經線性偏振輻射輸入至勃克爾盒70中，該勃克爾盒在聲光可調式濾光器36之下游。
如上文所提及，勃克爾盒充當可變延遲器。勃克爾盒70經組態以使得延遲器之「快速」及「緩慢」軸相對於藉由勃克爾盒70接收的線性偏振輻射之偏振平面成45°而配置。當施加至勃克爾盒70之電壓使得延遲器在0°時，則輻射之偏振藉由勃克爾盒70不改變。然而，當施加至勃克爾盒70之電壓經控制使得延遲器在180°處時，則輻射之偏振方向旋轉90°。施加至勃克爾盒70之電壓可在低於1ms中變化，使得可在低於1ms中進行偏振方向之切換。
需要施加至勃克爾盒70以便提供180°之延遲的電壓取決於輻射之波長。因此，輻射之波長為控制施加至勃克爾盒70之電壓以便控制藉由勃克爾盒70輸出的輻射之偏振方向的控制器之輸入。
如圖10中所示，在一實施例中，輻射切換器27包含光學上在勃克爾盒70下游之偏振光束分裂器71。偏振光束分裂器71經組態以取決於藉由勃克爾盒70控制的偏振方向而透射或反射輻射射束。藉由勃克爾盒70輸出的輻射進入偏振光束分裂器71。取決於輻射之所選擇偏振方向，由偏振光束分裂器71透射或反射輻射。如圖10中所示，在一實施例中，輻射切換器27包含半波長延遲器72。半波長延遲器72經組態以返回旋轉輻射之偏振方向。
由偏振光束分裂器71透射的輻射光束及由偏振光束分裂器71反射且隨後由半波長延遲器72透射之輻射射束兩者接著具有同一偏振方向。兩個光束對應於兩個不同照明分支51、52。因此，輻射切換器27 經組態以藉由控制經施加至勃克爾盒70之電壓而控制使用哪一照明分支51、52。
在一實施例中，度量衡裝置MT包含至少兩個聲光可調式濾光器36至37，至少一個配置於輻射切換器27之上游且至少一個配置於輻射切換器27之下游。詳言之，如圖10中所示，在一實施例中，每一照明分支51至54具備一另外聲光可調式濾光器37。該另外聲光可調式濾光器37經組態以接通及切斷用於對應照明分支51至54之光束。
在一實施例中，與聲光可調式濾光器36相比較，另外聲光可調式濾光器37具有較大頻寬。藉由需要輻射通過兩個聲光可調式濾光器36、37，不需要波長的輻射可被更可靠地抑制。藉由此聲光可調式濾光器37提供的切換器可應用於本發明之其他實施例。
如圖10中所示，可存在兩個分支，每一者具有一勃克爾盒70，以便總共提供照明分支51至54。替代地，若需要僅兩個照明分支51、52，則可需要僅一個分支。
在一實施例中，直接在輻射源32下游之光束分裂器61為偏振光束分裂器。此使得有可能產生具有最佳偏振以供透射穿過對應聲光可調式濾光器36的兩個光束。此減少將另外在聲光可調式濾光器36中損耗的能量之量。
在一實施例中，光源32為超連續光譜光源。
應注意勃克爾盒70及聲光可調式濾光器36至37可與圖8中所展示的上述實施例之特徵組合。勃克爾盒70及聲光可調式濾光器36至37亦可獨立於圖8中所示之其他特徵而使用。
在一實施例中，度量衡裝置MT包含物鏡16。透鏡係用於 收集自結構(亦即目標TT)繞射之輻射之至少一部分。在一實施例中，透鏡類似於上文在圖5之度量衡裝置之內容背景中所描述的物鏡16。在本說明書下方中，透鏡描述為物鏡。然而，透鏡為物鏡不係必要的。作為替代例，透鏡可為單個透鏡。透鏡可為單峰，例如平非球面或雙非球面。透鏡可為具有游離形式曲率或菲涅爾透鏡之任何表面。透鏡可包含在折射率中具有梯度之材料。
在一實施例中，度量衡裝置MT包含影像感測器19。感測器19係用於接收及獲得所收集之繞射輻射之記錄。感測器19可類似於上文在圖6中所展示之度量衡裝置之內容背景中所描述之感測器19。
在一實施例中，度量衡裝置MT包含光學件24。光學件24係用於將所收集之繞射輻射傳輸至感測器19。光學件24可包含一或多個光學元件，諸如透鏡、光束分裂器及光學光罩。
在一實施例中，照明分支51、52包含用於照明目標TT之至少一個光纖。如圖6中所示，在一實施例中，至少一個光纖係用於直接照明目標TT。此意謂在光纖之末端與目標TT之間不必存在任何光學件。此有助於維持經引導至目標TT的照明輻射之相干性。
在圖5中所展示之度量衡裝置之比較實例中，目標TT藉由源11發射之輻射照明且經由包括物鏡16之各種光學元件傳輸。本發明之度量衡裝置MT的實施例係不同的，原因在於目標TT可藉由光纖直接照明。此意謂當照明輻射自光纖發射時，其不經由其他光學件(諸如任何透鏡或光束分裂器)傳輸。詳言之，自光纖發射的照明輻射在其入射於目標TT上之前不通過物鏡16。
然而，光纖直接照明目標TT不係必需的。在一實施例中， 至少一個光纖係用於經由至少一個其他光學元件間接地照明結構。舉例而言，諸如透鏡、光束分裂器等之光學元件可經提供於光纖之末端與目標TT之間。
圖7示意性地展示照明目標TT之輻射之光點31之大小。可使用展示於圖6中之尺寸來估計光點31之大小。隨著逐漸增加光纖直徑φ，光點31之大小S增加。光點31可為具有寬度及長度之橢圓。隨著逐漸增加光纖30之尖端40與目標TT之間的距離d，光點31之大小S增加。隨著逐漸增加表示自光纖30發射之輻射之射線之散佈的角度NA，光點31之大小S增加。隨著逐漸增加界定於目標TT法線與來自光纖之中心輻射射線之間的方位角θ，光點31之大小S增加。在一實施例中，所有照明分支51、52照明目標TT之同一區域。不同照明分支51、52之光點31彼此重疊。在一實施例中，照明分支51、52以同一方位角θ照明目標TT。在一實施例中，照明分支51、52之光纖30具有同一直徑。
在一實施例中，至少一個光纖之尖端40在平行於光軸O之方向上安置於物鏡16與目標TT之間。光軸O由物鏡16界定。詳言之，如圖6中所展示，尖端40可安置於體積中，該體積由藉由基板W之表面所形成之第一虛擬平面25限制於一側，且由平行於第一虛擬平面且接觸面向基板W之物鏡16之末端的第二虛擬平面26限制於另一側。
此之實例展示於圖6中，其中照明分支51、52之光纖向下延伸至在物鏡16之端面下方的位置。此可有助於接近於目標TT安置光纖之尖端40。然而，尖端40在平行於光軸之方向上處於物鏡16與目標TT之間係不必要的。舉例而言，尖端40可僅在物鏡16之端面上方安置，但安置至其之一側。可進行此操作同時確保尖端40不干擾來自目標TT之可由 物鏡16收集之任何繞射輻射。
圖8概略地描繪度量衡裝置MT之可選組件之間的光學連接。如圖8中所示及上文所描述，度量衡裝置MT包含輻射源32及輻射切換器27。如圖8中所示，在一實施例中，度量衡裝置MT包含四個照明分支51至54。照明分支中之兩者係用於判定目標TT之第一組光柵的所關注特性。照明分支中之兩者係用於判定目標TT之第二組光柵的所關注特性。
如圖8中所示，在一實施例中，度量衡裝置MT包含波長選擇器33。波長選擇器33經組態以接收照明輻射。波長選擇器33經組態以傳輸所選擇波長範圍之照明輻射。波長選擇器33經組態以濾除在所選擇波長範圍外部的照明輻射。在一實施例中，所選擇波長範圍具有約5至15nm之頻寬。
如圖8中所示，在一實施例中，波長選擇器33包含複數個選擇器單元34、35。在一實施例中，波長選擇器33包含可見光輻射選擇器單元34及紅外輻射選擇器單元35。可見光輻射選擇器單元34經組態以透射在可見光譜內之所選擇波長範圍並濾除其他輻射。紅外輻射選擇器35經組態以透射在紅外線光譜內之所選擇波長範圍並濾除其他輻射。另外選擇器單元可經提供用於輻射光譜之其他區段。
如圖8中所描繪，在一實施例中，波長選擇器33包含用於分裂選擇器單元34、35之間的照明輻射的光束分裂器61。在一實施例中，波長選擇器33包含用於將分裂光徑再組合成用於輸入至輻射切換器27之單一光學路徑的反射器62(例如鏡面)。
如圖8中所描繪，在一實施例中，波長選擇器33光學上在 輻射源32之下游且光學上在輻射切換器27之上游。波長選擇器33接收來自輻射源32之照明輻射。波長選擇器33輸出所選擇波長範圍的照明輻射至輻射切換器27。在一替代實施例中，波長選擇器33安置於輻射切換器27之下游。
度量衡裝置MT包含波長選擇器33係不必要的。在一實施例中，輻射源32包含單個波長源(例如單個波長雷射)。舉例而言，當輻射源32包含單個波長源時波長選擇器係不必需的。在一實施例中，輻射源32為其輸出在相對較小頻寬(例如單個波長)內且其小頻寬之中心波長係可選擇的可調式單個波長源。
如圖8中所示，在一實施例中，度量衡裝置MT包含光譜儀28。輻射切換器27經組態以可選擇地轉移輻射之至少部分至光譜儀28。光譜儀28經組態以量測照明輻射之光譜分量。舉例而言，光譜儀28經組態以量測照明輻射之波長範圍及剖面。在一實施例中，光譜儀輸出藉由輻射源32及/或波長選擇器33接收的資訊以用於提供回饋以用於控制照明輻射之波長。
在一實施例中，輻射切換器27經組態以連續地轉移照明輻射之部分至光譜儀28。此允許用於量測的照明輻射之波長的連續回饋控制。在一替代實施例中，輻射切換器27經控制以便間歇地轉移照明輻射之至少部分至光譜儀28。此允許照明輻射之波長的間歇回饋控制。當照明輻射未轉移至光譜儀28時，照明輻射之亮度維持為高。回饋亦可藉由以連續方式分裂波長選擇器33之輸出的小部分(例如0.1%至1%)連續地而非間歇地進行。
如圖8中所示，在一實施例中，度量衡裝置MT包含光束捕 集器29。輻射切換器27經組態以可選擇地轉移輻射之至少部分至光束捕集器29。光束捕集器29經組態以吸收輻射。光束捕集器29可用以防止照明輻射在不斷開輻射源32情況下藉由照明分支51至54發射。光束捕集器29可用以充當用於照明輻射之快門。然而，度量衡裝置MT包含光束捕集器係不必要的。僅作為實例，度量衡裝置MT可不包含光束捕集器29但具有可快速接通及斷開的輻射源32。
如圖8中所示，在一實施例中，度量衡裝置MT包含至少兩個能量感測器55。詳言之，在一實施例中，每一照明分支包含能量感測器55。能量感測器55經組態以量測經由對應照明分支51至54之光纖30傳輸的輻射之強度。
每一照明分支51至54具備對應能量感測器55。能量感測器55有助於控制經由照明分支51至54傳輸的照明輻射之強度。在一實施例中，能量感測器55輸出用於輻射之強度之回饋控制的資訊。舉例而言，可基於自能量感測器55接收到之資訊來控制輻射源32之功率。
如上文所描述，在一實施例中，兩個照明分支51、52用於量測第一光柵(具有在X方向上之線)。另兩個照明分支53、54用於量測第二光柵(具有在Y方向上之線)。能量感測器55可用以確保藉由用於量測同一光柵之兩個照明分支51、52傳輸的輻射之強度對於兩個分支係相同的。針對用於第二光柵之兩個分支執行類似控制。在另一實施例中，藉由能量感測器55量測之值用於正規化感測器19上量測之強度使得可更準確對量測進行彼此比較。本發明之實施例經預期以達成疊對量測之較大準確度。此係因為疊對信號對量測同一光柵之兩個分支之間的強度差高度敏感。
如圖8中所示，在一實施例中，每一照明分支51至54包含用於朝向能量感測器55再引導輻射的光束分裂器61。在一實施例中，光束分裂器61經組態以透射輻射之多數部分(例如約99%)且僅僅朝向能量感測器55反射輻射之少數部分(例如約1%)。如圖8中所示，能量感測器55光學上在照明分支51至54之光纖30下游。此允許能量感測器55量測藉由照明分支51至54輸出的輻射之強度。然而，能量感測器55可安置於光纖30之上游(但藉由能量感測器進行的量測接著將不考慮光纖30中之損耗)。
度量衡裝置MT包含能量感測器55係不必要的。舉例而言，輻射劑量感測器可用以量測在目標TT處接收的輻射。
如圖8中所示，在一實施例中，度量衡裝置MT包含至少兩個偏振器56。詳言之，在一實施例中，每一照明分支51至54包含偏振器56。偏振器56經組態以使經由對應照明分支51至54傳輸的輻射偏振。如圖8中所示，在一實施例中，偏振器56光學上在照明分支51至54之光纖30下游。在一實施例中，偏振器56經組態以僅在輻射射中目標TT之前在適當模式中使照明輻射偏振。
在一實施例中，偏振器56可經控制以允許傳輸可選擇偏振。舉例而言，偏振器之模式可經切換以提供輻射之適當偏振。在一替代實施例中，偏振器56不以此方式來控制並提供輻射之固定偏振。
如圖8中所示，在一實施例中，度量衡裝置MT包含偵測分支。偵測分支經組態以收集自基板W上之結構TT繞射及/或散射的輻射。如圖6中所示，在一實施例中，偵測分支包含物鏡16及另外光學件24。在一實施例中，偵測分支包含感測器19。在一實施例中，偵測分支包含光束分裂器。
在一實施例中，偵測分支包含經配置以處理藉由感測器19獲得之資料的處理器。在一實施例中，處理器經組態以實施計算成像演算法以用於校正繞射輻射中之像差。在一實施例中，與圖5中所示之比較實例相比較，簡化偵測分支之光學件24。由於簡化光學件，可存在繞射輻射中之像差的增大。計算成像演算法用於校正歸因於簡化光學件之此等像差。
在一實施例中，偵測分支經組態以收集非零繞射階輻射。舉例而言，在一實施例中，偵測分支經組態以收集繞射之+1及-1階。在一實施例中，偵測分支不經組態以收集鏡面反射輻射。
在一實施例中，照明分支51至54與偵測分支分隔。照明分支51至54不與偵測分支共同共用任何組件。
如圖8中所示，在一實施例中，度量衡裝置MT包含至少一個影像感測器19。影像感測器19經組態以偵測自基板W上之結構TT繞射的輻射。如圖8中所示，在一實施例中，度量衡裝置MT包含複數個(例如兩個)影像感測器19。影像感測器19可用於偵測完整光譜之不同區段的輻射。舉例而言，一個影像感測器可用於偵測可見光輻射且另一影像感測器19可用於偵測紅外輻射。如圖8中所示，在一實施例中，光束分裂器61經提供用於在不同影像感測器19之間分裂所收集輻射。然而，存在複數個影像感測器不係必要的。在替代實施例中，提供僅僅一個影像感測器19。
如上所解釋，度量衡裝置MT之各種組件係可控制的。舉例而言，可在不同模式之間控制輻射源32、波長選擇器33、輻射切換器27及偏振器56。在一實施例中，度量衡裝置MT包含經組態以控制此等組件中之一或多者的控制器58。
如上所解釋，在一實施例中，度量衡裝置MT包含用於量測輻射之態樣的一或多個組件。舉例而言，光譜儀28及能量感測器55可量測正用於量測的照明輻射之波長剖面及強度。在一實施例中，控制器58接收來自此等量測組件(例如光譜儀28及能量感測器55)之資訊。在一實施例中，控制器58基於所接收資訊產生控制信號。此允許用於量測的照明輻射之回饋控制。
圖9為根據本發明之實施例的照明基板W上之目標TT的四個獨立照明分支51至54之光纖30的平面圖。當沿著目標TT之法線觀看時得到圖9中之視圖。法線可平行於偵測分支之光軸O(如圖6中所示)。
如圖9中所示，照明分支51至54之光纖30經組態以當沿著目標TT之法線觀看時自不同角照明目標TT。在圖9中所示之實例中，照明分支51及52用於量測目標TT之第一組光柵(具有在X方向上之線)。照明分支53及54用於量測第二光柵(具有在Y方向上之線)。照明分支51及52自餘角照明目標TT。此意謂照明分支51與52之間的角度β為180°。類似地，照明分支53及54自餘角(亦即與彼此相對)照明目標TT。
在一實施例中，照明分支51至54經組態以自彼此均勻間隔之不同角度照明目標TT。舉例而言，如圖9中所示，鄰近照明分支(例如照明分支51及54)之間的角度α為90°。此意謂所有四個照明分支51至54係在彼此均勻間隔之角度處。在各對鄰近照明分支之間存在90°角度。照明分支51及52經配置以當沿著目標TT之法線觀看時自相對方向照明目標TT。照明分支53及54經配置以當沿著目標TT之法線觀看時自相對方向照明目標TT。
在一實施例中，度量衡裝置MT為基於繞射之散射計。
在後續經編號條項中揭示另外實施例：
1.一種用於判定一基板上之一結構之一所關注特性的度量衡裝置，該裝置包含：一輻射源，其用於產生照明輻射；至少兩個照明分支，其用於照明該基板上之該結構，該等照明分支經組態以自不同角度照明該結構；及一輻射切換器，其經組態以接收該照明輻射並將該輻射之至少部分轉移至該至少兩個照明分支中之一可選擇照明分支。
2.如條項1之度量衡裝置，其中該輻射切換器包含一空間光調變器。
3.如條項2之度量衡裝置，其中該空間光調變器包含一微鏡器件。
4.如條項1之度量衡裝置，其中該輻射切換器包含一聲光偏轉器。
5.如條項4之度量衡裝置，其中該輻射切換器包含經組態以將來自該聲光偏轉器之該輻射光束耦合至對應於該等照明分支之光纖的一透鏡陣列。
6.如條項4之度量衡裝置，其中該聲光偏轉器經組態以改變一輻射光束之一方向以便控制該輻射光束中之多少耦合至一對應照明分支之一光纖。
7.如條項4之度量衡裝置，其中該輻射切換器包含經組態以控制一輻射光束之一偏振方向的一勃克爾盒。
8.如條項7之度量衡裝置，其包含經組態以取決於藉由該勃克爾盒控制的該偏振方向而透射或反射一輻射光束的一偏振光束分裂器。
9.如條項1之度量衡裝置，其中該輻射切換器包含至少一個光束分裂器及經組態以控制該輻射之該至少部分至該至少兩個照明分支中之一可選擇照明分支的轉移的複數個快門。
10.如任一前述條項之度量衡裝置，其中該等照明分支經組態以當沿著該結構之一法線觀看時自不同角度照明該結構。
11.如任一前述條項之度量衡裝置，其中該等照明分支經組態以自彼此均勻間隔的不同角度照明該結構。
12.如任一前述條項之度量衡裝置，其中該等照明分支包含用於照明該結構之至少一個光纖。
13.如條項12之度量衡裝置，其中該至少一個光纖用於直接照明該結構。
14.如條項12之度量衡裝置，其中該至少一個光纖用於經由至少一個其他光學元件間接照明該結構。
15.如任一前述條項之度量衡裝置，其包含：一波長選擇器，其經組態以接收該照明輻射並傳輸一所選擇波長範圍之該照明輻射，濾除該所選擇波長範圍外部的該照明輻射。
16.如條項15之度量衡裝置，其中該波長選擇器包含經組態以基於在該聲光可調式濾光器中激勵的聲波之一頻率及/或功率傳輸該所選擇波長範圍之該照明輻射的一聲光可調式濾光器。
17.如條項16之度量衡裝置，包含至少兩個聲光可調式濾光器，至少一個配置於該輻射切換器之上游且至少一個配置於該輻射切換器之下游。
18.如任一前述條項之度量衡裝置，其包含： 一光譜儀；其中該輻射切換器經組態以可選擇地轉移該輻射之至少部分至該光譜儀。
19.如任一前述條項之度量衡裝置，其包含：光束捕集器；其中該輻射切換器經組態以可選擇地轉移該輻射之至少部分至該光束捕集器。
20.如任一前述條項之度量衡裝置，其包含至少四個照明分支。
21.如任一前述條項之度量衡裝置，其中該結構包含在一第一方向中之線的一第一光柵及在正交於該第一方向之一第二方向中之線的一第二光柵，其中該等照明分支中之至少兩者用於自不同角度判定該第一光柵之一所關注特性且該等照明分支中之至少兩者用於自不同角度判定該第二光柵之一所關注特性。
22.如條項21之度量衡裝置，其中用於判定該第一光柵之一所關注特性的該等照明分支中之至少兩者經配置以當沿著該結構之一法線觀看時自相對方向照明該結構。
23.如條項21或22之度量衡裝置，其中用於判定該第二光柵之一所關注特性的該等照明分支中之至少兩者經配置以當沿著該結構之一法線觀看時自相對方向照明該結構。
24.如任一前述條項之度量衡裝置，其包含對應於該至少兩個照明分支之至少兩個能量感測器，該等能量感測器經組態以量測經由該等對應照明分支傳輸的該輻射之一強度。
25.如任一前述條項之度量衡裝置，其包含對應於該至少兩個照明分支的至少兩個偏振器，該等偏振器經組態以使經由該等對應照明分支傳輸的該輻射偏振。
26.如條項25之度量衡裝置，其中該等偏振器可經控制以允許傳輸一可選擇偏振。
27.如任一前述條項之度量衡裝置，其包含經組態以收集自該基板上之該結構繞射及/或散射的輻射的一偵測分支。
28.如條項27之度量衡裝置，其中該偵測分支經組態以收集非零繞射階輻射。
29.如條項27或28之度量衡裝置，其中該至少兩個照明分支與該偵測分支分隔。
30.如任一前述條項之度量衡裝置，其包含經組態以偵測自該基板上之該結構繞射的該輻射的至少一個影像感測器。
31.如任一前述條項之度量衡裝置，其包含經組態以控制該輻射切換器及/或該輻射源的一控制器。
32.如條項31之度量衡裝置，其中當該度量衡裝置包含一波長選擇器時，該控制器經組態以控制該波長選擇器。
33.如條項31或32之度量衡裝置，其中當該度量衡裝置包含偏振器時，該控制器經組態以控制該等偏振器。
34.如條項31至33中任一項之度量衡裝置，其中當該度量衡裝置包含能量感測器時，該控制器經組態以接收來自該等能量感測器之資訊，其中該控制器基於該所接收資訊產生控制信號。
35.如條項31至34中任一項之度量衡裝置，其中當該度量衡裝置包含 一光譜儀時，該控制器經組態以接收來自該光譜儀之資訊，其中該控制器基於該所接收資訊產生控制信號。
36.一種用於判定一基板上之一結構之一所關注參數的方法，該方法包含：產生照明輻射；在一輻射切換器處接收該照明輻射並將該輻射之至少部分轉移至至少兩個照明分支中之一可選擇照明分支；藉由該最少兩個照明分支自不同角度依次照明該結構；收集自該結構繞射之輻射之至少一部分；及在一影像感測器處接收及獲得該所收集之繞射輻射之一記錄。
37.如條項36之方法，其包含：改變在該輻射切換器處接收的該照明輻射之一波長；及藉由該最少兩個照明分支運用該改變波長之該照明輻射自不同角度再次依次照明該結構。
38.一種微影製造單元，其包含如條項1至35中一項之度量衡裝置。
在條項之後續清單中揭示其他實施例：
a.)一種用於判定一基板上之一結構之一所關注特性的度量衡裝置，該裝置包含：一輻射源，其用於產生照明輻射；至少兩個照明分支，其用於照明該基板上之該結構，該等照明分支經組態以自不同角度照明該結構；及一輻射切換器，其經組態以接收該照明輻射並將該輻射之至少部分轉移至至少兩個照明分支中之一可選擇照明分支， 其中該輻射切換器包含：一勃克爾盒，其經組態以控制該照明輻射之一偏振方向並輸出經偏振控制之照明輻射，及一偏振光束分裂器，其光學上在該勃克爾盒之下游且經組態以取決於該經偏振控制之照明輻射的該偏振方向透射該經偏振控制之照明輻射至該至少兩個照明分支中之一第一者或反射該經偏振控制之照明輻射至該等照明分支中之一第二者。
b.)如條項a之度量衡裝置，其進一步包含一上游聲光可調式濾光器，該濾光器光學上配置在該勃克爾盒之上游，且經組態以線性地偏振該照明輻射。
c.)如條項a或b之度量衡裝置，其進一步包含經配置於該等第一及第二照明分支中之一者中且經組態以旋轉由在該等第一及第二照明分支中之該一者中的該偏振光束分裂器分別透射或反射的該經偏振控制之照明輻射之該偏振方向的一半波長延遲器。
d.)如前述條項中任一項之度量衡裝置，其中該等照明分支各自包含配置於該輻射切換器之下游且經組態以接通及斷開該各別照明分支的一各別下游聲光可調式濾光器。
e.)如前述條項中任一項之度量衡裝置，其進一步包含經組態以接收表示該照明輻射之一波長之資料並根據該照明輻射之該波長控制經施加至該勃克爾盒70之一電壓的一控制器。
f.)如任一前述條項之度量衡裝置，其中該輻射切換器包含一空間光調變器，且其中視情況該空間光調變器包含一微鏡器件。
g.)如任一前述條項之度量衡裝置，其中該輻射切換器包含一聲光偏 轉器。
h.)如任一前述條項之度量衡裝置，其中該輻射切換器包含至少一個光束分裂器及經組態以控制該輻射之該至少部分至該至少兩個照明分支中之一可選擇照明分支的轉移的複數個快門。
i.)如任一前述條項之度量衡裝置，其中該等照明分支經組態以當沿著該結構之一法線觀看時自不同角度照明該結構。
j.)如任一前述條項之度量衡裝置，其中該等照明分支經組態以自彼此均勻間隔的不同角度照明該結構。
k.)如任一前述條項之度量衡裝置，其中該等照明分支包含用於照明該結構的至少一個光纖，且其中視情況該至少一個光纖用於直接照明該結構或該至少一個光纖用於經由至少一個其他光學元件間接照明該結構。
l.)如任一前述條項之度量衡裝置，其包含：一波長選擇器，其經組態以接收該照明輻射並傳輸一所選擇波長範圍之該照明輻射，濾除該所選擇波長範圍外部的該照明輻射。
m.)如任一前述條項之度量衡裝置，其包含以下各者中之至少一者：-一光譜儀，且其中該輻射切換器經組態以可選擇地轉移該輻射之至少部分至該光譜儀，及-一光束捕集器，且其中該輻射切換器經組態以可選擇地轉移該輻射之至少部分至該光束捕集器。
n.)如任一前述條項之度量衡裝置，其包含對應於該至少兩個照明分支之至少兩個能量感測器，該等能量感測器經組態以量測經由該等對應照明分支傳輸的該輻射之一強度。
o.)如任一前述條項之度量衡裝置，其包含對應於該至少兩個照明分 支的至少兩個偏振器，該等偏振器經組態以使經由該等對應照明分支傳輸之該輻射偏振，且其中視情況該等偏振器可經控制以允許傳輸一可選擇偏振。
p.)如任一前述條項之度量衡裝置，其包含經組態以收集自該基板上之該結構繞射及/或散射的輻射的一偵測分支。
q.)如條項p.)之度量衡裝置，其中以下各者中之至少一者：-該偵測分支經組態以收集非零繞射階輻射，-該至少兩個照明分支與該偵測分支分隔。
r.)一種用於判定一基板上之一結構之一所關注參數的方法，該方法包含：產生照明輻射；在一輻射切換器處接收該照明輻射並將該輻射之至少部分轉移至至少兩個照明分支中之一可選擇照明分支；藉由該最少兩個照明分支自不同角度依次照明該結構；收集自該結構繞射之輻射之至少一部分；及在一影像感測器處接收及獲得該所收集之繞射輻射之一記錄，其中該輻射切換器包含：一勃克爾盒，其經組態以控制該照明輻射之一偏振方向並輸出經偏振控制之照明輻射，及一偏振光束分裂器，其光學上在該勃克爾盒之下游且經組態以取決於該經偏振控制之照明輻射的該偏振方向透射該經偏振控制之照明輻射至該至少兩個照明分支中之一第一者或反射該經偏振控制之照明輻射至該等照明分支中之一第二者。
s.)一微影製造單元，其包含如條項a.)至q.)中任一項之度量衡裝置
儘管在本文中特定參考「度量衡裝置」或「檢測裝置」，但兩個術語亦可指檢測裝置或檢測系統。例如，包含本發明之一實施例的檢測或度量衡裝置可用以判定基板上或晶圓上之結構的特性。例如，包含本發明之一實施例的檢測裝置或度量衡裝置可用以偵測基板之缺陷或基板上或晶圓上之結構的缺陷。在此類實施例中，基板上之結構的所關注之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。
儘管可在本文中特定地參考在IC製造中微影裝置之使用，但應理解，本文中所描述之微影裝置可具有其他應用。可能其他應用包括製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭，等等。
儘管可在本文中特定地參考在微影裝置之內容背景中之本發明之實施例，但本發明之實施例可用於其他裝置中。本發明之實施例可形成光罩檢測裝置、度量衡裝置或量測或處理諸如晶圓(或其他基板)或光罩(或其他圖案化器件)之物件之任何裝置之部分。此等裝置可一般被稱為微影工具。此微影工具可使用真空條件或環境(非真空)條件。
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，本發明在內容背景允許之情況下不限於光學微影且可用於其他應用(例如壓印微影)中。
雖然上文已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述方式不同之其他方式來實踐本發明。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。
16:物鏡
19:感測器
24:光學件
27:輻射切換器
28:光譜儀
29:光束捕集器
30:光纖
32:輻射源
33:波長選擇器
34:選擇器單元
35:選擇器單元
51:照明分支
52:照明分支
53:照明分支
54:照明分支
55:能量感測器
56:偏振器
57:控制信號
58:控制器
61:光束分裂器
MT:度量衡裝置

Claims (15)

  1. 一種用於判定一基板上之一結構之一所關注特性(characteristic of interest)的度量衡裝置，該裝置包含：一輻射源，其用於產生照明輻射；至少兩個照明分支，其用於照明該基板上之該結構，該等照明分支經組態以自不同角度照明該結構；及一輻射切換器，其經組態以接收該照明輻射並將該輻射之至少部分轉移至該至少兩個照明分支中之一可選擇照明分支，其中該輻射切換器包含：一勃克爾盒(Pockels cell)，其經組態以控制該照明輻射之一偏振方向並輸出經偏振控制之照明輻射，及一偏振光束分裂器，其光學上在該勃克爾盒之下游且經組態以取決於該經偏振控制之照明輻射的該偏振方向透射該經偏振控制之照明輻射至該至少兩個照明分支中之一第一者或反射該經偏振控制之照明輻射至該等照明分支中之一第二者。
  2. 如請求項1之度量衡裝置，其進一步包含一上游聲光可調式濾光器，該濾光器光學上配置在該勃克爾盒之上游，且經組態以線性地偏振該照明輻射。
  3. 如請求項1或2之度量衡裝置，其進一步包含配置於該等第一及第二照明分支中之一者中且經組態以旋轉由在該等第一及第二照明分支中之該 一者中的該偏振光束分裂器分別透射或反射的該經偏振控制之照明輻射之該偏振方向的一半波長延遲器。
  4. 如請求項1或2之度量衡裝置，其中該等照明分支各自包含在該輻射切換器之下游配置且經組態以接通及斷開該各別照明分支的一各別下游聲光可調式濾光器。
  5. 如請求項1或2之度量衡裝置，其進一步包含經組態以接收表示該照明輻射之一波長之資料並根據該照明輻射之該波長控制經施加至該勃克爾盒70之一電壓的一控制器。
  6. 如請求項1或2之度量衡裝置，其中該輻射切換器包含一空間光調變器，且其中視情況該空間光調變器包含一微鏡器件。
  7. 如請求項1或2之度量衡裝置，其中該輻射切換器包含一聲光偏轉器。
  8. 如請求項1或2之度量衡裝置，其中該輻射切換器包含至少一個光束分裂器及經組態以控制該輻射之該至少部分至該至少兩個照明分支中之一可選擇照明分支的轉移的複數個快門。
  9. 如請求項1或2之度量衡裝置，其中該等照明分支經組態以當沿著該結構之一法線觀看時自不同角度照明該結構。
  10. 如請求項1或2之度量衡裝置，其中該等照明分支經組態以自彼此均勻間隔的不同角度照明該結構。
  11. 如請求項1或2之度量衡裝置，其中該等照明分支包含用於照明該結構的至少一個光纖，且其中視情況該至少一個光纖用於直接照明該結構或該至少一個光纖用於經由至少一個其他光學元件間接照明該結構。
  12. 如請求項1或2之度量衡裝置，其包含：一波長選擇器，其經組態以接收該照明輻射並傳輸一所選擇波長範圍之該照明輻射，濾除該所選擇波長範圍外部的該照明輻射。
  13. 如請求項1或2之度量衡裝置，其包含以下各者中之至少一者：一光譜儀，且其中該輻射切換器經組態以可選擇地轉移該輻射之至少部分至該光譜儀，及一光束捕集器，且其中該輻射切換器經組態以可選擇地轉移該輻射之至少部分至該光束捕集器。
  14. 一種用於判定一基板上之一結構之一所關注參數的方法，該方法包含：產生照明輻射；在一輻射切換器處接收該照明輻射並將該輻射之至少部分轉移至至少兩個照明分支中之一可選擇照明分支； 藉由該最少兩個照明分支自不同角度依次照明該結構；收集自該結構繞射之輻射之至少一部分；及在一影像感測器處接收及獲得該所收集之繞射輻射之一記錄，其中該輻射切換器包含：一勃克爾盒，其經組態以控制該照明輻射之一偏振方向並輸出經偏振控制之照明輻射，及一偏振光束分裂器，其光學上在該勃克爾盒之下游且經組態以取決於該經偏振控制之照明輻射的該偏振方向透射該經偏振控制之照明輻射至該至少兩個照明分支中之一第一者或反射該經偏振控制之照明輻射至該等照明分支中之一第二者。
  15. 一種微影製造單元，其包含如請求項1至13中任一項之度量衡裝置。
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