CN106796406B - 测量方法、测量设备、光刻设备和器件制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种测量设备，包括：光学***，用以将照射辐射提供至周期性结构上的光斑中，且用以接收由所述周期性结构重新导向的辐射，所述光学***包括第一光阑和第二光阑，第一光阑用以阻挡来自所述周期性结构的零阶辐射且允许非零阶辐射穿过，第二光阑用以阻挡穿过所述第一光阑的零阶辐射且允许所述非零阶辐射穿过；以及所述光学***下游的辐射检测器，其用以接收所述非零阶辐射。

Description

测量方法、测量设备、光刻设备和器件制造方法
相关申请的交叉引用
本申请主张2014年8月25日提交的美国临时专利申请第62/041,518号的权益，并且通过援引而全文合并到本发明中。
技术领域
本发明涉及微结构的测量。本发明可以实施于一种用以测量衬底上的标记的改进的设备和方法中。
背景技术
光刻设备是将所需图案施加至衬底上(通常施加至衬底的目标部分上)的机器。光刻设备可例如用于集成电路(IC)的制造中。在该情况下，图案形成装置(其替代地被称作掩模或掩模版)可用以产生待形成于IC的单个层上的电路图案。此图案可被转印至衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一个或若干个管芯的一部分)上。通常经由成像将图案转印至设置于衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)的层上。一般而言，单一衬底将包含被连续地图案化的相邻目标部分的网络。已知的光刻设备包括：所谓的步进机，在所述步进机中通过一次性将整个图案曝光至目标部分上来辐射每个目标部分；和所谓的扫描器，在所述扫描器中通过沿给定方向(“扫描”方向)用辐射束扫描所述图案、同时沿平行于或反向平行于此方向的方向同步地扫描所述衬底来辐射每个目标部分。也有可能通过将图案压印至衬底上而将图案从所述图案形成装置转印至衬底。
为了控制光刻过程以将器件特征精确地置放于衬底上，通常将一个或更多个对准标记设置于所述衬底上，且所述光刻设备包括一个或更多个对准传感器，所述一个或更多个对准传感器能够精确地测量所述衬底上的标记的位置。对准传感器实际上是位置测量设备。不同类型的标记和不同类型的对准传感器已知来自不同时间和不同制造商。广泛用于当前光刻设备中的传感器的类型基于如美国专利第6,961,116号中所描述的自参考干涉仪，该专利的全文以引用方式合并入本文中。通常，单独地测量标记以获得X位置和Y位置。然而，能够使用美国专利申请公开文献US2009/195768中所描述的技术来执行组合的X和Y测量，该专利申请公开文献的全文以引用方式合并入本文中。
发明内容
持续地需要提供更精确的位置测量，尤其是需要随着产品特征变得越来越小而控制重叠误差。对准误差的一个原因是辐射信号中的噪音和不携载对准信息的辐射的检测。
因此，例如，需要提供一种用以减小(若未消除)某些噪音且减小(若未消除)没有携载对准信息的辐射的检测的方法和设备。
根据一实施例，提供一种测量设备，包括：
-光学***，其用以将辐射提供至周期性结构上的光斑中，并且用以接收由所述周期性结构重新导向的辐射，所述光学***包括：
第一光阑，用以阻挡来自所述周期性结构的零阶辐射且允许非零阶辐射穿过；和
第二光阑，用以阻挡穿过所述第一光阑的零阶辐射且允许所述非零阶辐射穿过；和
-位于所述光学***下游的辐射检测器，用以接收所述非零阶辐射。
根据一实施例，提供一种光刻设备，包括：
-图案形成子***，被构造成用以将图案转印至衬底；
-测量子***，被构造成用以测量所述衬底相对于所述图案形成子***的位置，
其中所述图案形成子***被布置用于使用由所述测量子***测量的所述位置将所述图案施加于所述衬底上的所需位置处，且其中所述测量子***包括如本文中所描述的测量设备。
根据一实施例，提供一种测量方法，所述方法包括：
将辐射提供至周期性结构上的光斑中；
接收由所述周期性结构重新导向的辐射，所述重新导向的辐射包括零阶辐射和非零阶辐射；
使用第一光阑来阻挡经重新导向的辐射的零阶辐射，而同时允许非零阶辐射穿过所述第一光阑；
使用第二光阑来阻挡穿过所述第一光阑的零阶辐射，而同时允许非零阶辐射穿过所述第二光阑；和
在所述第一光阑和所述第二光阑下游的辐射检测器处接收所述非零阶辐射。
根据一实施例，提供一种制造器件的方法，其中使用光刻过程将器件图案施加至衬底，所述方法包括通过参考形成于所述衬底上的一个或更多个周期性结构的测量位置而定位所施加的图案，所述测量位置由如本文所描述的方法而获得。
附图说明
现在将参看所附的示意性附图、仅作为示例来描述本发明的实施例，在所述附图中：
图1描绘出根据本发明的实施例的包括呈对准传感器形式的测量设备的示例性光刻设备；
图2(包括图2(A)和图2(B))图示出可设置于例如图1的设备中的衬底或衬底台上的对准标记的各种形式；
图3是呈对准传感器形式的测量设备的示意性方框图，所述对准传感器扫描图1的设备中的对准标记；
图4(包括图4(A)、图4(B)和图4(C))是测量设备的光阑的一实施例的示意图；
图5(包括图5(A)、图5(B)和图5(C))是测量设备的第一和第二光阑的一实施例的示意图；
图6是在测量设备中可移动和/或可从测量设备移除的光阑的示意图；
图7是在测量设备中可移动和/或可从测量设备移除的光阑的示意图；
图8是在测量设备中可移动和/或可从测量设备移除的光阑的示意性仰视图；
图9是图8的光阑的示意性俯视图；
图10是图8的光阑的示意性侧视图，其示出光阑的外侧底部；
图11是图8的光阑的示意性侧视图，其示出光阑的外侧顶部；和
图12是图8的光阑的示意性内部图，其示出光阑的外侧底部和内侧底部。
具体实施方式
图1示意性地描绘根据本发明的一个实施例的光刻设备。所述设备包括：
-照射***(照射器)IL，其被配置以调节辐射束B(例如，UV辐射或EUV辐射)；
-支撑结构(例如，掩模台)MT，其被构造以支撑图案形成装置(例如，掩模)MA，且连接至被配置以根据某些参数来精确地定位所述图案形成装置的第一***PM；
-衬底台(例如，晶片台)WTa或WTb，其被构造以保持衬底(例如，抗蚀剂涂覆的晶片)W，且连接至被配置以根据某些参数来精确地定位所述衬底的第二***PW；和
-投影***(例如，折射投影透镜***)PS，其被配置以将由图案形成装置MA赋予至辐射束B的图案投影至衬底W的目标部分C(例如，包括一个或更多个管芯)上。
照射***可包括用于引导、成形或控制辐射的各种类型的光学部件，诸如折射、反射、磁性、电磁、静电或其它类型的光学部件，或其任何组合。
支撑结构以取决于图案形成装置的取向、光刻设备的设计和其它条件(诸如，图案形成装置是否被保持于真空环境中)的方式来保持所述图案形成装置。支撑结构可使用机械、真空、静电或其它夹持技术来保持图案形成装置。支撑结构可以是例如框架或台，其可以根据需要而是固定的或可移动的。支撑结构可确保图案形成装置例如相对于投影***处于所需位置。可认为本文中对术语“掩模版”或“掩模”的任何使用都与更上位的术语“图案形成装置”同义。
本文所使用的术语“图案形成装置”应被广义地解释为是指可以用于在辐射束的横截面中向辐射束赋予图案、以便在衬底的目标部分中生成图案的任何装置。应注意，例如，若被赋予至辐射束的图案包括相移特征或所谓的辅助特征，则所述图案可能不会精确地对应于衬底的目标部分中的所需图案。通常，被赋予至辐射束的图案将对应于正在目标部分中产生的器件(诸如，集成电路)中的特定功能层。
图案形成装置可以是透射的或反射的。图案形成装置的实例包括掩模、可编程反射镜阵列和可编程LCD面板。掩模在光刻术中是已知的，且包括诸如二元、交变相移和衰减相移等掩模类型，以及各种混合掩模类型。可编程反射镜阵列的实例运用小反射镜的矩阵布置，所述小反射镜中的每个小反射镜可以个别地被倾斜，以便在不同方向上反射入射的辐射束。倾斜的反射镜在由反射镜矩阵所反射的辐射束中赋予图案。
本文所使用的术语“投影***”应被广义地解释为涵盖适于所使用的曝光辐射、或适于诸如使用浸没液体或使用真空等其它因素的任何类型的投影***，包括折射、反射、反射折射、磁性、电磁和静电光学***，或其任何组合。可认为本文中术语“投影透镜”的任何使用都与更上位术语“投影***”同义。
如此处所描绘，设备可以是透射型的(例如，使用透射掩模)。替代地，设备可以是反射型的(例如，使用上文所提及的类型的可编程反射镜阵列，或使用反射掩模)。
光刻设备可以是具有两个(双台)或两个以上衬底台(和/或两个或两个以上图案形成装置台)的类型。在这样的“多台”机器中，可并行地使用额外的台，或可在一个或更多个台上执行预备步骤，同时将一个或更多个其它台用于曝光。图1的实例中的两个衬底台WTa和WTb是此情形的图示。可以以独立方式来使用本文所披露的本发明，但具体而言，本发明能够在单台设备或多台设备的曝光前测量阶段中提供额外的功能。
光刻设备也可以是如下类型：其中衬底的至少一部分可由具有相对高折射率的液体(例如，水)覆盖，以便填充投影***与衬底之间的空间。也可将浸没液体施用至光刻设备中的其它空间，例如，介于图案形成装置与投影***之间的空间。浸没技术在现有技术中公知用于增加投影***的数值孔径。本文所使用的术语“浸没”并非意指诸如衬底等结构必须被沉浸于液体中，而是仅意指液体在曝光期间位于投影***与衬底之间。
参看图1，照射器IL接收来自辐射源SO的辐射束。例如，当辐射源为准分子激光器时，辐射源和光刻设备可以是单独的实体。在这样的状况下，不认为辐射源形成光刻设备的一部分，且辐射束是借助于包括例如合适的导向反射镜和/或扩束器的束传递***BD而从辐射源SO传递至照射器IL。在其它状况下，例如，当辐射源为汞灯时，辐射源可以是光刻设备的组成部分。可以将辐射源SO和照射器IL、以及如果需要时设置的束传递***BD一起称作辐射***。
照射器IL可包括被配置用于调整辐射束的角强度分布的调整器AD。通常，能够调整照射器的光瞳平面中的强度分布的至少外部径向范围和/或内部径向范围(通常分别被称作σ外部和σ内部)。另外，照射器IL可包括各种其它部件，诸如积分器IN和聚光器CO。可以将照射器用于调节辐射束，以在其横截面中具有所需的均匀性和强度分布。
辐射束B入射到保持在支撑结构(例如，支撑结构MT)上的图案形成装置(例如，掩模)MA上，并且通过图案形成装置来形成图案。已经穿过图案形成装置MA之后，辐射束B通过投影***PS，投影***将辐射束聚焦到衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置PW和位置传感器IF(例如，干涉仪装置、线性编码器或电容传感器)的帮助，可以精确地移动衬底台WTa/WTb，例如以便将不同的目标部分C定位于辐射束B的路径中。类似地，例如在从掩模库机械获取之后或在扫描期间，可以将第一定位装置PM和另一个位置传感器(在图1中没有明确地示出)用于相对于辐射束B的路径精确地定位图案形成装置MA。通常，可以通过形成第一定位装置PM的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)的帮助来实现支撑结构MT的移动。类似地，可以采用形成第二定位装置PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现衬底台WTa/WTb的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)，支撑结构MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。可使用图案形成装置对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置MA和衬底W。尽管如图所示的衬底对准标记占据专用目标部分，但它们可位于目标部分之间的空间中(这样的标记被称为划线对准标记)。相似地，在一个以上管芯被设置于图案形成装置MA上的情形中，图案形成装置对准标记可位于所述管芯之间。
所描述的设备可以用于以下模式中的至少一种中：
1.在步进模式中，在将支撑结构MT和衬底台WTa/WTb保持为基本静止的同时，将赋予所述辐射束的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单一的静态曝光)。然后将所述衬底台WTa/WTb沿X和/或Y方向移动，使得可以对不同目标部分C曝光。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单一的静态曝光中成像的所述目标部分C的尺寸。
2.在扫描模式中，在对支撑结构MT和衬底台WTa/WTb同步地进行扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上(即，单一的动态曝光)。衬底台WTa/WTb相对于支撑结构MT的速度和方向可以通过所述投影***PS的(缩小)放大率和图像反转特性来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单一的动态曝光中的所述目标部分的宽度(沿非扫描方向)，而所述扫描移动的长度确定了所述目标部分的高度(沿扫描方向)。
3.在另一模式中，将用于保持可编程图案形成装置的支撑结构MT保持为基本静止状态，并且在将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上的同时，对所述衬底台WTa/WTb进行移动或扫描。在这种模式中，通常采用脉冲辐射源，并且在所述衬底台WTa/WTb的每次移动之后、或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新所述可编程图案形成装置。这种操作模式可易于应用于利用可编程图案形成装置(例如，如上所述类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻中。
也可以采用上述使用模式的组合和/或变体，或完全不同的使用模式。
光刻设备LA是所谓的双台类型，其具有至少两个台WTa和WTb以及至少两个站——例如曝光站和测量站，在曝光站和测量站之间所述台可以被进行交换。例如，在存在至少两个衬底台WTa和WTb的情况下，当一个衬底台上的一个衬底在曝光站被进行曝光时，在测量站处将另一衬底提供于另一衬底台处(例如，将另一衬底加载至另一衬底台上)，使得可执行各种预备步骤。所述预备步骤可以包括使用水平传感器LS对衬底的表面进行绘图，和/或使用对准传感器AS测量衬底上的一个或更多个对准标记的位置。这能够实现设备的生产率的实质性增加。在至少一个台是衬底台且至少一个另外的台是测量台的情况下，当卸载或(否则就是)处理一个衬底台上的衬底的同时，可在曝光部位处使用测量台以例如测量所述投影***。或，当在曝光部位处曝光衬底台上的衬底的同时，可将测量台用于一个或更多个处理步骤。如果位置传感器IF在衬底台处于测量站和处于曝光站时不能够测量衬底台的位置，则可提供第二位置传感器以使得能够在两个站处追踪衬底台的位置。
所述设备包括控制本文所描述的各种致动器和传感器的移动和测量的光刻设备控制单元LACU。控制单元LACU包括用以实施与设备的操作相关的所需计算的信号处理和数据处理能力。实践中，控制单元LACU将被实现为许多子单元的***，每个子单元处置所述设备内的子***或部件的实时数据采集、处理和控制。例如，一个处理子***可专用于衬底定位装置PW的伺服控制。分立的单元甚至可以控制粗致动器和精细致动器，或不同的轴线。另外的单元可能专用于控制传感器IF的读出。设备的总体控制可受到中央处理单元的控制，中央处理单元与这些子***处理单元通信、与操作者通信以及与光刻制造过程中涉及的其它设备通信。
图2(A)示出设置在例如衬底W上、分别用于X位置测量和Y位置测量的对准标记202、204的示例。此示例中的每个标记包括形成在被施加至衬底或蚀刻至衬底中的产品层或其它层中的一系列栅条(bar)。所述栅条规则地间隔且充当光栅线，使得所述标记能够被视为具有已知空间周期(间距)的衍射光栅。X方向标记202上的栅条平行于Y轴、以提供在X方向上的周期性，而Y方向标记204的栅条平行于X轴、以提供在Y方向上的周期性。对准传感器AS(图1所示)利用辐射光斑206、208光学地扫描每个标记，以获得诸如正弦波这样的周期性变化信号。分析此信号的相位，以测量出标记相对于对准传感器的位置，由此测量出衬底W相对于对准传感器的位置，而对准传感器相对于设备的参考框架RF是固定的。扫描移动是由宽箭头示意性地指示，其中光斑206或208的渐进位置是以虚线轮廓指示。对准图案中的栅条(光栅线)的间距通常比待形成于衬底上的产品特征的间距大得多，且对准传感器AS使用比待用于将图案施加至衬底的曝光辐射长得多的辐射波长(或通常多个波长)。然而，因为大量的栅条允许精确地测量重复信号的相位，所以能够获得精细位置信息。
可提供粗标记和精细标记，使得对准传感器可区分周期性信号的不同循环周期和一循环周期内的确切位置(相位)。也能够出于此目的而使用具有不同间距的标记。这样的技术对于本领域普通技术人员是已知的，且在本文中将不予以详细描述。
图2(B)示出用于相似对准***的经修改的标记，利用经修改的标记能够利用照射光斑206进行单一光学扫描而获得X位置和Y位置。标记210具有被布置成相对于X轴和Y轴两者成45度的栅条。能够使用在例如美国专利申请公开文献US2009/195768中所描述的技术来执行该组合的X和Y测量。
各种测量设备(例如，对准设备)的设计和操作在本领域中是已知的，且每个光刻设备可具有其自己的测量设备的设计。出于本描述的目的，将基于呈对准传感器AS形式的测量设备来描述本发明的实施例，所述对准传感器AS通常呈美国专利第6,961,116号中所描述的形式。然而，本发明的实施例可应用于其它测量设备。
图3为呈对准传感器AS形式的测量设备的示意性方框图。照射输入件220提供具有一个或更多个波长的辐射束222。在一实施例中，照射输入件220可以是辐射源(例如，激光器)或是连接至辐射源的入口。来自照射输入件的辐射被点反射镜(spot mirror)223转向、通过物镜224而至位于衬底W上的标记(诸如标记202)上。如图2示意性地所示，在本对准传感器的示例中，照射所述标记202的照射光斑206的宽度可稍微小于所述标记自身的宽度。
由标记202散射的辐射是由物镜224获取且被准直成信息携载束226。自参考干涉仪228是属于上文所提及的美国专利第6,961,116号中所公开的类型，且处理束226并且将分开的束输出至传感器阵列230上。在一实施例中，用以处理所述信息携载束226的***可以不同于所述自参考干涉仪228和传感器阵列230。
点反射镜223方便地用作零阶光阑以阻挡来自所述信息携载束226的零阶辐射，使得提供至传感器阵列的信息携载束226包括来自标记202的高阶衍射辐射。这改善了信噪比。在一实施例中，点反射镜223无需在信息携载束226的光学路径中，且因而可分开地提供零阶光阑。
来自传感器栅格230中的各个传感器的强度信号232被提供至处理单元PU。通过块228中的光学处理和单元PU中的计算处理的组合，输出了用于标记202相对于参考框架RF的X位置和Y位置的值。处理单元PU可与图1所示出的控制单元LACU分离，或出于设计选择和便利起见，处理单元PU和控制单元LACU可共享同一处理硬件。在单元PU分离的情况下，可在单元PU中执行信号处理的一部分，且在单元LACU中执行信号处理的另一部分。
如已经提及的，图示类型的单一测量仅将所述标记的位置固定在与所述标记的一个间距对应的某一范围内。粗略测量技术可以与该单一测量结合使用，以识别正弦波的哪个周期是包含所标记位置的周期。为了增加精确度且为了稳固地检测所述标记，而不管制成所述标记的材料如何以及所述标记位于哪些材料之上或下方，可以在不同波长下重复处于较粗略和/或较精细程度的同一过程。能够以光学的方式复用和解复用那些波长，以便同时地处理那些波长，和/或可利用分时或分频来复用那些波长。
更详细地参看测量过程，图3中被标注为vw的箭头图示了光斑206横穿标记202的长度L的扫描速度。在此示例中，所述对准传感器AS和光斑206实际上保持静止，而衬底W以速度vw移动。因而，所述对准传感器能够刚性地且精确地安装至参考框架RF(图1)，同时在与衬底W的移动方向相反的方向上有效地扫描所述标记202。在此移动中，衬底由其在衬底台WT和衬底定位***PW上的安装而被控制。如以引用方式而全文合并入本文中的美国专利第8,593,646号中所讨论的，光刻设备的高生产率要求涉及要尽可能快速地执行在许多位置处的对准标记的测量，这暗示/隐含了所述扫描速度vw很快且可用于采集每个标记位置的时间TAcQ相应地短。简化地来说，公式TAcQ＝L/vw适用。美国专利第8,593,646号描述一种用以赋予光斑的相反扫描运动、以便延长采集时间的技术。视需要，相同扫描光斑技术能够被应用于本文所公开类型的传感器和方法中。
如上文所讨论，在一实施例中，对准传感器***可利用照射束222借助于点反射镜223来照射标记202(例如，衍射光栅基准)。即，照射束222被点反射镜223朝向标记202重新导向，其中所述照射束被衍射成信息携载束226的加阶和减阶。除了这样的加阶和减阶以外，也沿着与入射的照射束基本上相同的方向将零阶重新导向返回(例如，反射)至标记202上。加阶和减阶在点反射镜223的任一侧上经过，将要由所述对准传感器***的其余部分使用。来自标记202的零阶辐射由点反射镜223重新导向而朝向照射束222的源返回。因此，点反射镜223充当用于零阶辐射的光阑。
图4(A)至图4(C)中示出点反射镜223的实施例。点反射镜223是棱镜300的一部分、在棱镜300之中或之上。在图4所示出的实施例中，棱镜呈包括两个楔块的立方体型光学元件的形式。然而，楔块中的一个楔块并非必需——在此状况下，棱镜将会是楔形。
图4(A)是棱镜300的示意性透视图，其示出点反射镜223以及入射于点反射镜223上的照射束222和各阶的信息携载束226(包括零阶、+1阶和-1阶)。如图4(A)中可看到，点反射镜223充当用于零阶辐射的光阑且允许非零阶辐射穿过。图4(B)是图4(A)的棱镜300的示意性俯视图。能够看到照射束222从侧部进入棱镜200且入射于点反射镜223上。能够看到非零阶辐射(源于由标记202的重新导向(出于清楚的目的而未图示))穿过点反射镜223。图4(C)为图4(A)的棱镜300的右侧的示意性侧视图。在图4(C)中，照射束222从页面出来且入射到点反射镜223上。如图4(C)中能够看到，点反射镜223充当用于零阶辐射的光阑且允许非零阶辐射穿过。
点反射镜223位于楔块中的至少一个的对角面处。在图4中，点反射镜223位于楔块的对角面的接合部处。例如，点反射镜223可以是一个或两个楔块的对角面的“涂银”部分。
另外，虽然图4将点反射镜223描绘为具有卵形或圆形形状，但点反射镜223可具有不同形状(例如，矩形、三角形、环形等等)。还有，虽然图4中仅示出单一点反射镜223，但可存在有布置于楔块的对角面处的两个或两个以上点反射镜223。如果照射束具有多极强度分布，即，点反射镜223中的每个被布置于照射束222的极的相应部位处，则多个点反射镜223可以是有益的。
已发现，点反射镜223并不阻挡来自标记202的所有零阶辐射。虽然点反射镜223阻挡相当大量的零阶辐射，但零阶的另一部分可从标记202改变方向(例如，反射和/或衍射)且围绕点反射镜223沿与由标记202重新导向的非零阶辐射相同的大致方向通过。另外，在一些状况下，零阶辐射可通过点反射镜223的本体；例如，零阶可通过反射镜中的小孔。本文中，穿过点反射镜223的零阶辐射是围绕点反射镜223通过的辐射，或通过点反射镜223的辐射，或其两者。另外，穿过点反射镜223的这种辐射将被称作泄漏零阶辐射。
因而，在一实施例中，当泄漏零阶辐射围绕点反射镜223通过时，可在超出点反射镜223的信息携载束226中实际上产生泄漏零阶辐射的圆环形束。例如，在点反射镜223在束路径中具有圆形剖面的情况下(例如，为了使在束路径中具有圆形剖面，点反射镜223可实际上沿着楔形状的对角面具有卵形形状)，所述泄漏零阶辐射可具有超出点反射镜223的环形或圆环形。附加地或替代地，在所述泄漏零阶辐射通过点反射镜223的情况下，可实际上在超出点反射镜223的信息携载束226的内部中产生连续或离散泄漏零阶辐射的低强度场。泄漏零阶辐射基本上不包含测量信号且将噪音添加至下游的测量***。希望消除泄漏零阶辐射。
在一实施例中，为了消除许多(若非全部)泄漏零辐射，提供至少两个光阑，每个光阑被配置以阻挡零阶辐射且允许非零阶辐射穿过。因而，在一实施例中，点反射镜223或不同光阑(在如果点反射镜223不用做光阑的情况下)充当用于零阶辐射的第一光阑(同时允许非零阶辐射穿过)，且提供用以阻挡穿过第一光阑的零阶辐射(同时允许非零阶辐射穿过)的另一光阑充当第二光阑。在一实施例中，第一光阑和第二光阑的组合式操作将要消除95％或更多的零阶辐射、消除98％或更多的零阶辐射、消除99％或更多的零阶辐射、消除99.5％或更多的零阶辐射、消除99.9％或更多的零阶辐射、消除99.95％的零阶辐射，或者消除99.99％或更多的零阶辐射。在一实施例中，第二光阑阻挡80％或更多的泄漏零阶辐射、阻挡90％或更多的泄漏零阶辐射、阻挡95％或更多的泄漏零阶辐射、阻挡98％或更多的泄漏零阶辐射、阻挡99％或更多的泄漏零阶辐射，或阻挡99.5％或更多的泄漏零阶辐射。在一实施例中，第一光阑和第二光阑的组合式操作将要允许95％或更多的非零阶辐射穿过、允许98％或更多的非零阶辐射穿过、允许99％或更多的非零阶辐射穿过、允许99.5％或更多的非零阶辐射穿过、允许99.9％或更多的非零阶辐射穿过、允许99.95％的非零阶辐射穿过，或允许99.99％或更多的非零阶辐射穿过。
图5描绘用以阻挡零阶辐射的第一光阑和第二光阑的实施例。在图5中，点反射镜223用作用以阻挡零阶辐射的第一光阑。提供第二光阑作为机械光学阻挡件310。在一实施例中，机械光学阻挡件是作为棱镜300的一部分、在棱镜300中或在棱镜300上而提供的圆点。虽然阻挡件310在图5中被示出为圆形，但阻挡件310可具有不同形状以便与点反射镜223的形状一致。附加地或替代地，虽然阻挡件310在图5中被示出为连续的，但阻挡件310可以是圆环形(例如，环形)以与泄漏零阶辐射的形状一致。
在一实施例中，阻挡件310不透明。在一实施例中，阻挡件310可具吸收性，也即，其吸收由阻挡件310阻挡的零阶辐射的90％或更多、95％或更多、98％或更多、99％或更多、或99.5％或更多。在一实施例中，阻挡件310是反射性的。在一实施例中，阻挡件310将由阻挡件310阻挡的零阶辐射反射朝向点反射镜223，点反射镜223可接着将辐射从棱镜300的侧部反射出或吸收所述辐射。
在一实施例中，阻挡件310是衍射性的或漫射性的(且因此，可能不透明或可能并非不透明)。在一实施例中，阻挡件310以漫射方式重新导向(例如，反射和/或衍射)所述辐射(以便例如使光斑为“白色”)。在一实施例中，阻挡件310将零阶辐射从信息携载束226的路径的侧部衍射出去至被指定的辐射排放场(radiation dump)或通常至设备的侧壁。
图5(A)是棱镜300的示意性透视图，其示出点反射镜223、阻挡件310、入射于点反射镜223上的照射束222和信息携载束226的各阶(包括零阶、+1阶和-1阶)。如图5(A)中能够看到的，点反射镜223充当用于零阶辐射的光阑、且又允许非零阶辐射穿过。另外，阻挡件310充当用于穿过点反射镜223的零阶辐射的光阑、且又允许非零阶辐射穿过。图5(B)是图5(A)的棱镜300的示意性俯视图。能够看到照射束222从侧部进入棱镜200且入射于点反射镜223上。能够看到非零阶辐射(起因于标记202的重新导向(出于清楚的目的而未图示))穿过点反射镜223。另外，一些零阶辐射(出于清楚的目的而未被具体识别)穿过点反射镜223且由阻挡件310阻挡。阻挡件310的内部在图5(B)中被示出为空，而仅仅为了描绘其与点反射镜223的关系。在一实施例中，图5(B)中的阻挡件310将会是实心的。图5(C)是图5(A)的棱镜300的右侧的示意性侧视图。在图5(C)中，照射束222从页面出来且入射于点反射镜223上。如图5(C)中可看到，点反射镜223充当用于零阶辐射的光阑、且又允许非零阶辐射穿过。另外，一些零阶辐射(出于清楚的目的而未被具体辨识)穿过点反射镜223且由阻挡件310阻挡。
在一实施例中，阻挡件310在束路径中的剖面的宽度(与上文关于点反射镜223所讨论的相似，阻挡件310在束路径中的剖面在例如阻挡件310以与束路径成非垂直角横穿束路径的至少一部分时可不同于所述阻挡件310的实际形状)比点反射镜223在束路径中的剖面的宽度(如上文所提及，点反射镜223可在束路径中占据圆形剖面，但实际上具有不同形状(例如，卵形形状))更宽。在一实施例中，阻挡件310在束路径中的剖面的宽度是点反射镜223在束路径中的剖面的宽度的至少101％、至少102％、至少105％、或至少110％。在一实施例中，阻挡件310在束路径中的剖面宽度小于或等于点反射镜223在束路径中的剖面的宽度的140％、小于或等于点反射镜223在束路径中的剖面发热宽度的130％、小于或等于点反射镜223在束路径中的剖面的宽度的120％，或者小于或等于点反射镜223在束路径中的剖面的宽度的115％。若阻挡件310成圆环形(例如，环形)，则阻挡件310在束路径中的剖面的内部宽度小于点反射镜223在束路径中的剖面的宽度(如上文所提及，点反射镜223可在束路径中占据圆形剖面，但实际上具有不同形状(例如，卵形形状))。在一实施例中，阻挡件310在束路径中的圆环形剖面的内部宽度为点反射镜223在束路径中的剖面的宽度的99％或更小、97％或更小、95％或更小、90％或更小，或85％或更小。
在一实施例中，阻挡件310在束路径中的剖面的宽度可以是具有用于非零阶的一个或更多个开口的束路径的大多数(若非整个)宽度。例如，阻挡件310可延伸跨越束路径的宽度，其中开口处于非零阶将穿过的部位处，诸如在0°、+45°、+90°、+135°、+180°、+225°、+270°和+315°处等等。
在一实施例中，阻挡件310可以是棱镜300的一部分、在棱镜300中或在棱镜300上。
在一实施例中，阻挡件310可以是不透明特征，诸如涂层、滚珠轴承或其它不透明材料或结构。
在一实施例中，阻挡件310可以是反射或散射结构。反射阻挡件310可以是反射镜、反射涂层等等。散射阻挡件310可被安装或雕刻至表面(例如，棱镜300的表面)上。这样的散射阻挡件310可被研磨至表面(例如，玻璃板表面)中。这样的散射阻挡件310可以是使入射辐射分散而将辐射发送远离检测器的任何材料或结构。在一实施例中，散射阻挡件310可以是光栅。
在一实施例中，第一光阑和/或第二光阑可相对永久地安装于测量设备中。例如，点反射镜223和/或阻挡件310可固定于测量设备中。
在一实施例中，第一光阑和/或第二光阑可以是在测量设备中可移动的和/或可以从所述测量设备移除。在一实施例中，第一光阑和/或第二光阑可以是在束路径中可移动的和/或可以从束路径移除。因此，在一实施例中，通过将阻挡件310置放于适当位置能够容易地将其中点反射镜223被设计用于大的或最大的标记间距范围(例如，尽可能地小)的测量设备(例如，对准传感器)转换成被设计用于低的或最小的零阶泄漏的测量设备。一旦阻挡件310处于适当位置，则通过将阻挡件310移出光学路径就能够容易将测量设备恢复至原始布置。因而，测量设备可依赖于阻挡件310是否在光学路径中而维持与各种测量方案(例如，粗略对准、精细对准、重叠测量等等)、各种设置(例如，焦点)等等的兼容性。例如，对于阻挡件310离开光学路径而当前处于合适位置的测量设备，测量设备可保持与粗略对准、焦点或其它设置相兼容，且随后在期望有效地完全阻挡零阶辐射的情况下，能够通过将阻挡件310移动至光学路径中而将阻挡件310置于适当位置。
在一实施例中，因为阻挡件310在束路径中可移动和/或可以从束路径移除，所以阻挡件310可针对所使用的测量目标的特定间距而被优化。
图6描绘在测量设备中可移动和/或可以从测量设备移除的阻挡件310的实施例。在图6的实施例中，阻挡件310是透明板320的一部分、在透明板320中或在透明板320上。在一实施例中，板320是玻璃、熔融二氧化硅或石英。板320连接至铰链330，使得能够围绕所述铰链轴线来旋转所述板320(和阻挡件310)。在一个位置中，阻挡件310可被定位至点反射镜223下游的光学路径中，且在另一位置中，阻挡件310可被定位于光学路径以外。在一实施例中，板320可旋转至棱镜300的顶部表面上或附近的部位。在一实施例中，板320可以用可移除方式与铰链330连接或与铰链330断开连接，使得例如可使用不同阻挡件310。
图7描绘在设备中可移动和/或可以从设备移除的阻挡件310的另一实施例。在图7的实施例中，阻挡件310被连接至支撑臂结构350，支撑臂结构350在所述阻挡件310安装于测量设备中时延伸至支撑框架340。因而，支撑框架340经由支撑臂结构350支撑所述阻挡件310。在一实施例中，支撑臂结构包括两个、四个或八个臂370以将阻挡件310定位于适当位置中。然而，可使用不同数目的臂，即，可使用一个或更多个臂。支撑臂结构350的一个或更多个臂可足够薄而不会实质上削弱辐射，或非零阶辐射可适当地成角度以错过所述支撑臂结构350的所述一个或更多个臂，同时仍通过支撑臂结构350。在一实施例中，使用八个臂使得所述臂的光学影响(若在那些臂处存在)是对称的。在一实施例中，一个或更多个臂可以是未支撑的，而一个或更多个其它臂可以是支撑的。例如，在八个臂的示例中，五个臂可以是未支撑的、而三个臂是支撑的，使得结合八个臂对称光学影响而提供了稳定的机械式3臂结构。
支撑臂结构350可松散地置于框架340上或被夹持至框架340。可提供一个或更多个光阑360以机械地防止支撑臂结构350实质上在X和Y方向上位移或实质上围绕Z方向旋转。框架340防止围绕X轴和Y轴的实质旋转并且约束在向下的Z方向上的移动。可用手移除或用自动工具(例如，搬运机器人)移除支撑臂结构350和阻挡件310。在一实施例中，非零阶辐射被布置通过支撑臂结构350。通过所述支撑臂结构350，可将不同类型和/或大小的阻挡件310引入至光学路径中。
图8是在测量设备中可移动和/或可以从测量设备移除的光阑的示意性仰视图。此光阑类似于图7的设计。如能够看到的，阻挡件310是支撑臂结构350的一部分或被安装于支撑臂结构350上。在此实施例中，支撑臂结构350具有四个臂370。支撑臂结构350的底部在一实施例中将会最接近棱镜300，且因此支撑框架340(为了清楚起见，图8中未示出)将会从棱镜300位移，从而使得支撑臂结构的筒将会从安装有支撑臂结构350的支撑框架340的表面向下“悬挂”。在一实施例中，支撑臂结构具有用以与支撑框架340接合的一个或更多个突出部380。在一实施例中，一个或更多个突出部380中的一个或更多个可具有用以与一个或更多个光阑360接合的孔。在一实施例中，所述一个或更多个光阑360可以是延伸通过突出部380的孔的螺杆/螺钉或螺栓。图9是图8的光阑的示意性俯视图。图10是图8的光阑的示意性侧视图，其示出光阑的侧部和外侧底部。图11是图8的光阑的示意性侧视图，其示出光阑的侧部和外侧顶部。图12是图8的光阑的示意性内部视图，其示出光阑的侧部、外侧顶部和内侧底部。
可使用用于在光学路径中选择性地具有阻挡件310的其它机制。例如，可将阻挡件310安装于水平或垂直旋转的结构上，所述结构选择性地将阻挡件310旋转至路径中。在另一实施例中，设备可具有电活性装置，例如具有可移动元件的空间光调制器，或液晶类型装置。所述装置在一状态中可使其元件被布置成使得所述装置在光学路径上是透明的，而在另一状态中可使其元件选择性地被布置成使得所述装置在光学路径中形成阻挡件310。
另外，在一实施例中，阻挡件310可以不是棱镜300的一部分、不在棱镜300中或不在棱镜300上。在一实施例中，第二光阑可在第一光阑与检测器之间的某处。在一实施例中，阻挡件310可在点反射镜223下游。例如，阻挡件310可位于点反射镜223与干涉仪228之间、是干涉仪228的一部分、在干涉仪228中或在干涉仪228上，或在干涉仪228与传感器230之间。
在一实施例中，点反射镜223充当第二光阑，且位于点反射镜223与标记202之间的阻挡件310充当第一光阑。例如，阻挡件310可位于图5(A)中所示出的棱镜300的底部表面上或底部表面处。在该状况下，阻挡件310可成圆环形，以便允许照射束穿过其内部而至标记202。阻挡件310在束路径中的剖面的宽度将会比点反射镜223在束路径中的剖面的宽度更宽。此外，阻挡件31在束路径中的圆环形剖面的内部宽度将会等于或稍微小于点反射镜223在束路径中的剖面的宽度，以在照射辐射入射于标记上之前最小化照射辐射的重新导向。
在一实施例中，参看图4(c)，入射于点反射镜223上的照射束222可具有比点反射镜223在照射束222的束路径中的横截面更大的横截面。因此，照射束222的一些(若非大多数)辐射是由点反射镜223反射，且其它辐射将穿过点反射镜223而到达例如棱镜300的供照射束222入射至棱镜300的相对侧表面。以此方式穿过点反射镜223的辐射可用来诊断所述测量设备的一个或更多个光学部件。例如，检测器可接收穿过点反射镜223的这种辐射且从这种辐射的量、形状、位置等等确定一个或更多个上游部件(例如，辐射源、点反射镜223等等)是否不适当地定位或不适当地操作。可随后依赖于结果而执行动作，诸如对准操作。因此，使点反射镜223较大(其旨在减小或消除泄漏零阶辐射)可排除该测量技术。因此，使用如本文所描述的第二光阑可具有对测量设备的现有诊断(例如，对准)技术很小的影响或无影响。
在一实施例中，所述测量设备的光学***可使用离轴照射以照射标记。离轴照射意思是辐射的一个或更多个源区被局限于光瞳的周边部分，即，远离光轴一些距离(例如，偶极照射、环形照射、四极照射，等等)。将照射局限于光瞳的周边会将标记的最小可能间距从实质上的λ/NA减小至实质上的λ/2NA，其中λ为所使用辐射的波长，且NA为仪器(例如，对准传感器，或更通常，位置测量设备)的物镜的数值孔径。例如，可以在入射角的有限范围(在光瞳平面中的有限径向范围)使用离轴照射。尤其通过使用离轴照射，对于较大精确度能够减小标记的光栅间距，且视情况无需测量设备的检测器侧上的空间分辨率。用以提供离轴照射的照射光学装置能够采取各种形式，PCT专利申请公开文献第WO2013/152878号和第WO2014/026819号中披露了那些形式中的一些，所述PCT专利申请公开文献的全文以引用方式并入本文中。
因而，在一实施例中，照射光学装置被配置用以将来自至少第一源区和第二源区的相干辐射供应于物镜224的光瞳内。第一区和第二区被限于光瞳的周边部分(在至少远离光轴的意义上)。它们各自在角度范围方面受限制且被定位成相对于光轴彼此完全相反。源区可采取极小光斑的形式，或可在形式上更多地延伸。可提供另外的源区，特别是在相对于第一区和第二区旋转90°的位置处设置第三源区和第四源区。设备整体上无需限于提供这些特定照射剖面。其可具有已知的或仍待开发的其它使用模式，其有助于不同剖面的使用。
在一实施例中，测量设备的光学***可选择性地在同轴照射模式与离轴照射模式之间操作，在同轴照射模式中，光斑是由与光学***的光轴对准的束辐射形成，在离轴照射模式中，光斑是由从与光学***的光轴偏离的方向入射的一个或多个辐射束形成(例如，偶极照射、环形照射、四极照射，等等)。
在一实施例中，可由设备的一个或更多个点反射镜的特定分布或定位而产生离轴照射，所述一个或更多个点反射镜的特定分布和定位既可提供所需照射又可充当零阶衍射辐射的场光阑。例如，入射束可以比相应的一个或更多个点反射镜的宽度更宽，且因此束的一部分是由多个点反射镜中的一个递送至所述标记，而其余部分超出所述一个或更多个点反射镜而入射于例如束截止器上。
在一实施例中，可在入射于一个或更多个点反射镜223上之前限定同轴照射和/或离轴照射。可由定制的光学元件、由具有可移动元件的空间光调制器等等产生同轴照射和/或离轴照射。可使照射与一个或更多个点反射镜223匹配，以便在物镜224的光瞳平面处提供所需的照射剖面，而不会显著浪费辐射。
能够设计“通用(universal)”照射剖面，其允许在X标记、Y标记和XY标记中的任一个上对准而不改变照射模式，尽管这种通用照射剖面不可避免地带来性能的一些妥协/损害和/或设备中的一些复杂化。替代地，能够设计专用模式且使专用模式可选择以供不同标记类型使用(例如，通过改变点反射镜布置和/或改变输入辐射分布)。也能够选择不同照射偏振。
在一实施例中，光学***被配置以允许利用所述测量设备执行散射测量类型的测量。例如，能够使用在共轭光瞳平面中具有空间分辨率的检测器，以允许使用测量设备执行角分辨的散射测量方法。
可能需要将标记扫描一次以上(视需要)，例如用以使用两个不同偏振来测量位置。还有，可能有用的是在通过扫描所述XY标记的中途切换所述照射模式。在其它实施例中，能够使用光信号的复用，使得能够同时地进行两个测量。类似地，复用能够被应用，使得能够扫描和测量XY标记的不同部分而不切换照射模式。用以执行这种复用的简单方式是通过频分复用。在此技术中，利用一种特性频率来调制来自每对光斑和/或偏振的辐射，所述特性频率被选择为比携载有位置信息的时变信号的频率高得多。到达检测器的衍射的和经处理的光学信号将会是两个信号的混合物，但可使用被调谐至源辐射的相应频率的一个或更多个滤波器来电子地分离那些信号。也能够使用分时复用，但这将会倾向于涉及源与检测器之间的精确同步。例如，在每个频率下的调制可以是简单正弦波或方波。
应注意，在上文所描述的示例中，已省略通常用于测量设备的光学路径中的一个或更多个偏振元件。此省略仅用以简化本发明的实施例的描述的解释。在真实实施方式中，通常将包括一个或更多个偏振元件。本文所描述的光阑中的一个或更多个可以是这种偏振元件的一部分、在这种偏振元件中或在这种偏振元件上。另外，根据标记类型运用不同偏振进行测量和/或在每个标记上利用一个以上偏振进行测量是惯常的。可由本领域技术人员设想到用以实现所需偏振的特征。
若希望用圆偏振来照射标记，则不管是用于位置感测还是某一其它形式的量测，都能将四分之一波片(未示出)***点反射镜223与物镜224之间。这具有使线性偏振变成圆偏振(且使其在由标记衍射之后再次改变回去)的效果。能够通过在照射输出件220或介于照射输出件与点反射镜223之间的其它光学装置中选择不同线性偏振而改变圆偏振的方向(顺时针/逆时针)。
在一实施例中，偏振元件可位于点反射镜223与检测器之间。例如，例如呈四分之一波片或半波片形式的偏振元件可位于棱镜300的顶部处或顶部上。在一实施例中，阻挡件310可被设置为这种偏振元件的一部分、提供于这种偏振元件中或在这种偏振元件上(例如，此偏振元件的顶部)。
从照射输出件220出现的照射可以是单色的，但性质上通常是宽带，例如白光，或多色光/复光(polychromatic)。束中的波长的多样性增加测量的鲁棒性/稳定性。传感器可使用例如名称为绿色、红色、近红外线和远红外线的一组四个波长。可使用不同的四个波长，或者多于或少于四个波长。
本说明书中的短语/措辞“正衍射阶和负衍射阶”是指第一衍射阶和高衍射阶中的任一种。衍射阶包括既不为正也不为负的零阶(镜面反射)，以及包括被便利地称作正和负的以互补对而存在的高阶。非零阶可被称作高阶。因此，+1阶和-1阶是正阶和负阶的示例，+2阶和-2阶、+3阶和3阶等等也为正阶和负阶的示例。本文中的示例为方便起见主要参考+1阶和-1阶予以例示，但不具有限制，可透射和/或处理其它非零阶。换句话说，虽然本文所描述的示例集中于0阶和+/-1阶衍射信号，但将理解到，本公开延伸至高阶的捕捉和分析，例如+/-2阶，更通常+/-n阶。在各示例中，出于简单起见，仅示出和讨论1阶。
本文中为方便起见仅提及顶部、底部和侧部。本文中所提及的部分/部件可被取向为与所描述的不同。例如，竖直地布置的部分/部件可被水平地布置或可相对于所描述的配置被颠倒地布置。因此，在适当情况下，处于部分/部件的顶部处或顶部上的某物的描述可依赖于该部分/部件的取向而在该部分/部件的侧部或底部处。
虽然说明书和权利要求提及了如形成于形成例如对准标记的结构上的辐射光斑，但术语“光斑”不应被理解为需要照射区域的任何特定大小或形状。例如，照射光斑可以是圆形或细长的。类似地，虽然光斑的像可形成为落在一个或更多个检测器上，但光斑的像可具有或可不具有与所述光斑自身相同的形状。不排除使用相应检测器的多个光斑。
应理解，控制对准传感器、处理由对准传感器检测的信号且从这些信号计算出适用于控制所述光刻图案形成过程的位置测量的处理单元PU通常将涉及某种计算机组件。所述计算机组件可以是在设备外部的专用计算机，其可以是专用于对准传感器的一个或若干处理单元，或替代地其可以是整体上控制光刻设备的中央控制单元LACU。所述计算机组件可被布置成用以加载包括计算机可执行代码的计算机程序产品。这可使计算机组件能够在计算机程序产品被下载时控制运用所述对准传感器AS进行的光刻设备的前述使用。
在一实施例中，提供一种测量设备，包括：光学***，其用以将照射辐射提供至周期性结构上的光斑中且用以接收由所述周期性结构重新导向的辐射，所述光学***包括：第一光阑，用以阻挡来自所述周期性结构的零阶辐射且允许非零阶辐射穿过；和第二光阑，用以阻挡穿过所述第一光阑的零阶辐射且允许所述非零阶辐射穿过；和所述光学***下游的辐射检测器，用以接收所述非零阶辐射。
在一实施例中，所述第一光阑包括反射镜。在一实施例中，所述测量设备进一步包括用以将所述照射辐射提供至所述反射镜的辐射输入件，所述反射镜被配置以将所述照射辐射朝向所述周期性结构上的所述光斑提供。在一实施例中，所述第一光阑是棱镜的一部分、在所述棱镜中或在所述棱镜上。在一实施例中，所述第二光阑是所述棱镜的一部分、在所述棱镜中或在所述棱镜上。在一实施例中，所述第二光阑是棱镜的一部分、在所述棱镜中或在所述棱镜上。在一实施例中，所述第二光阑是板的一部分、在所述板中或在所述板上。在一实施例中，所述板安装于铰链上。在一实施例中，所述第二光阑是由框架可释放地支撑的支撑臂结构的一部分、在所述支撑臂结构中或在所述支撑臂结构上。在一实施例中，所述第二光阑是不透明特征。在一实施例中，所述第二光阑是散射或反射特征。在一实施例中，所述第二光阑可移动至重新导向的辐射的路径中和从重新导向的辐射的所述路径中移出。在一实施例中，所述检测器被配置用以从所接收的非零阶辐射确定对准。
在一实施例中，提供一种光刻设备，包括：图案形成子***，被配置以将图案转印至衬底；测量子***，被配置以测量所述衬底相对于所述图案形成子***的位置，其中所述图案形成子***被布置用以使用由所述测量子***测量的所述位置以将所述图案施加于所述衬底上的所需位置处，且其中所述测量子***包括如本文所描述的设备。
在一实施例中，提供一种测量方法，所述方法包括：将辐射提供至周期性结构上的光斑中；接收由所述周期性结构重新导向的辐射，所述重新导向的辐射包括零阶辐射和非零阶辐射；使用第一光阑来阻挡重新导向的辐射的零阶辐射，同时允许非零阶辐射穿过所述第一光阑；使用第二光阑来阻挡穿过所述第一光阑的零阶辐射，同时允许非零阶辐射穿过所述第二光阑；和在所述第一光阑和所述第二光阑下游的辐射检测器处接收所述非零阶辐射。
在一实施例中，所述第一光阑包括反射镜，且进一步包括将照射辐射提供至所述反射镜，所述反射镜将所述照射辐射朝向所述周期性结构上的所述光斑提供。在一实施例中，所述第一光阑是棱镜的一部分、在所述棱镜中或在所述棱镜上。在一实施例中，所述第二光阑是所述棱镜的一部分、在所述棱镜中或在所述棱镜上。在一实施例中，所述方法进一步包括将所述第二光阑移动至重新导向的辐射的路径中和从重新导向的辐射的所述路径中移出。在一实施例中，所述第二光阑是安装于铰链上的板的一部分、在所述板中或在所述板上，且其中移动所述第二光阑包括围绕所述铰链旋转所述板。在一实施例中，所述第二光阑是由框架可释放地支撑的支撑臂结构的一部分、在所述支撑臂结构中或在所述支撑臂结构上。在一实施例中，所述第二光阑是散射或反射特征。
在一实施例中，提供一种制造器件的方法，其中使用光刻过程将器件图案施加至衬底，所述方法包括通过参考形成于所述衬底上的周期性结构的测量位置而定位所施加图案，所述测量位置是通过如本文所主张的方法而获得的。
尽管在本文中可特定地参考光刻设备在IC制造中的使用，但应理解，本文所描述的光刻设备可具有其它应用，诸如制造集成光学***、用于磁畴存储器的导引和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等等。本领域普通技术人员将了解到，在这样的替代应用的情境中，可认为本文对术语“晶片”或“管芯”的任何使用分别与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。可在曝光之前或之后在例如轨道(通常将抗蚀剂层施加至衬底且显影经曝光抗蚀剂的工具)、量测工具和/或检测工具中处理本文所提及的衬底。适用时，可将本文所披露的内容应用于这样的和其它衬底处理工具。另外，可将衬底处理一次以上，例如，以便产生多层IC，使得本文所使用的术语“衬底”也可指已经包含多个经处理层的衬底。
尽管上文可特定地参考在光学光刻的情境中对本发明的实施例的使用，但将了解到，本发明的实施例可用于其它应用(例如，压印光刻)中，且在情境允许时不限于光学光刻。在压印光刻中，图案形成装置中的拓扑限定了产生于衬底上的图案。可将图案形成装置的拓扑压入被供应至衬底的抗蚀剂层中，在衬底上，所述抗蚀剂是通过施加电磁辐射、热、压力或其组合而被固化。在抗蚀剂固化之后，将图案形成装置移出抗蚀剂，从而在其中留下图案。
本文所使用的术语“辐射”和“束”涵盖所有类型的电磁辐射，包括紫外线(UV)辐射(例如，具有或是约365nm、355nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长)和极紫外线(EUV)辐射(例如，具有在5nm至20nm范围内的波长)；和粒子束(诸如，离子束或电子束)。
术语“透镜”在情境允许时可指各种类型的光学部件中的任一个或其组合，包括折射、反射、磁性、电磁和静电光学部件。
本发明的实施例可采取如下形式：计算机程序，其包含描述如上文所披露的方法的机器可读指令的一个或更多个序列；或数据储存介质(例如，半导体存储器、磁盘或光盘)，其具有储存于其中的这样的计算机程序。
虽然上文已描述本发明的特定实施例，将应了解，可以用与所描述的方式不同的其它方式来实践本发明。以上描述意在是说明性的而非限制性的。因而，对于本领域普通技术人员而言将显而易见的是，可在不脱离下文所阐明的权利要求的范畴的情况下对所描述的本发明进行修改。

Claims (13)

1.一种测量设备，包括：
光学***，用以将照射辐射提供至周期性结构上的光斑中，且用以接收由所述周期性结构重新导向的辐射，所述光学***包括：
第一光阑，用以阻挡来自所述周期性结构的零阶辐射且允许非零阶辐射穿过；和
第二光阑，定位于第一光阑的下游且用以阻挡穿过所述第一光阑的零阶辐射且允许所述非零阶辐射穿过；以及
辐射检测器，在所述光学***的下游，并用以接收所述非零阶辐射，
其中所述第一光阑在棱镜中，
其中所述第二光阑是支撑臂结构中的一个或更多个臂的一部分或在所述一个或更多个臂上，所述支撑臂结构由框架可释放地支撑，
其中所述支撑臂结构包括筒和用于与所述框架接合的一个或更多个突出部，所述突出部设置在所述筒的一端而所述臂设置在所述筒的另一端，
其中所述支撑臂结构的臂最靠近所述棱镜，以及
其中所述框架被从所述棱镜位移使得所述支撑臂结构的筒从所述框架的安装有所述支撑臂结构的表面向下悬挂。
2.根据权利要求1所述的测量设备，其中所述第一光阑包括反射镜。
3.根据权利要求2所述的测量设备，还包括用以将所述照射辐射提供至所述反射镜的辐射输入件，所述反射镜被配置以朝向所述周期性结构上的所述光斑提供所述照射辐射。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的测量设备，其中所述第二光阑是不透明特征。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的测量设备，其中所述第二光阑是散射或反射特征。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的测量设备，其中所述第二光阑可移动至被重新导向的辐射的路径中和从被重新导向的辐射的路径中移出。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的测量设备，其中所述检测器被配置以由所接收的非零阶辐射来确定对准。
8.一种光刻设备，包括：
图案形成子***，被配置以将图案转印至衬底；
测量子***，被配置以测量所述衬底相对于所述图案形成子***的位置，
其中所述图案形成子***被布置以使用由所述测量子***测量的所述位置而将所述图案施加于所述衬底上的所需位置处，且其中所述测量子***包括根据权利要求1至7中任一项所述的测量设备。
9.一种测量方法，所述方法包括：
将辐射提供至周期性结构上的光斑中；
接收由所述周期性结构重新导向的辐射，被重新导向的辐射包括零阶辐射和非零阶辐射；
使用第一光阑阻挡被重新导向的辐射的零阶辐射，同时允许非零阶辐射通过所述第一光阑；
使用定位于第一光阑的下游的第二光阑阻挡通过所述第一光阑的零阶辐射，同时允许非零阶辐射通过所述第二光阑；和
在所述第一光阑和所述第二光阑下游的辐射检测器处接收所述非零阶辐射，
其中所述第一光阑在棱镜中，
其中所述第二光阑是支撑臂结构中的一个或更多个臂的一部分或在所述一个或更多个臂上，所述支撑臂结构由框架可释放地支撑，
其中所述支撑臂结构包括筒和用于与所述框架接合的一个或更多个突出部，所述突出部设置在所述筒的一端而所述臂设置在所述筒的另一端，
其中所述支撑臂结构的臂最靠近所述棱镜，以及
其中所述框架被从所述棱镜位移使得所述支撑臂结构的筒从所述框架的安装有所述支撑臂结构的表面向下悬挂。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一光阑包括反射镜，且所述方法进一步包括将照射辐射提供至所述反射镜，所述反射镜朝向所述周期性结构上的所述光斑提供所述照射辐射。
11.根据权利要求9或10所述的方法，进一步包括将所述第二光阑移动至被重新导向的辐射的路径中和从被重新导向的辐射的路径中移出。
12.根据权利要求9或10所述的方法，其中所述第二光阑是散射或反射特征。
13.一种制造器件的方法，其中使用光刻过程将器件图案施加至衬底，所述方法包括通过参考形成于所述衬底上的周期性结构的所测量位置来定位所施加的图案，所测量位置是根据权利要求9-12中任一项所述的方法而获得。
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