CN114930249A - 污染物检测量测***、光刻设备及其方法 - Google Patents

Abstract

一种***(400)，包括照射***(402)、检测器(404)和比较器(406)。所述照射***包括辐射源(408)和空间光调制器(410)。所述辐射源产生辐射的束(442)。所述空间光调制器朝向物体(428)的表面(436)引导所述束并调整所述束在所述表面处的空间强度分布。所述检测器接收在所述表面处散射的辐射和由在所述表面附近的结构(434)散射的辐射(444)。所述检测器基于所接收的辐射来产生检测信号。所述比较器接收所述检测信号，基于所述检测信号来产生第一图像，以及基于所述第一图像以及调整后的空间强度分布来区分假信号、和与外来颗粒在所述表面上的存在相对应的信号。

Description

污染物检测量测***、光刻设备及其方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年12月31日递交的美国临时专利申请号62/955,883和于2020年11月19日递交的美国临时专利申请号63/115,809的优先权，这两个美国临时专利申请的全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本公开涉及光刻***，例如用于检测光刻设备中的掩模版上的污染物的检查***。

背景技术

光刻设备是一种将期望的图案施加至衬底(通常是在衬底的目标部分上)上的机器。光刻设备可以被用于集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将替代地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于产生要在IC的单层上形成的电路图案。可以将所述图案转印到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或若干个管芯)上。典型地，通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行图案的转印。通常，单个衬底将包含被连续图案化的相邻目标部分的网格。已知的光刻设备包括所谓的步进器和所谓的扫描器，在步进器中，通过将整个图案一次曝光到目标部分上来辐照每个目标部分，在扫描器中，通过在辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描图案的同时平行或反向平行于这个扫描方向同步地扫描所述目标部分来辐照每个目标部分。还可以通过将图案压印到衬底上而将图案从图案形成装置转印到衬底上。

另一光刻***是干涉量测光刻***，在所述干涉量测光刻***中不存在图案形成装置，而是光束被拆分成两个束，并且通过使用反射***引起这两个束在所述衬底的目标部分处干涉。所述干涉引起在所述衬底的目标部分处形成线。

在光刻操作期间，不同的处理步骤可能需要不同层被顺序地形成在所述衬底上。层的排序典型地是通过根据每个层的期望图案，为每个图案转印过程交换不同的掩模版来完成的。对于所述掩模版上的图案和从所述掩模版被转印到所述晶片上的图案，典型的光刻***在亚纳米容许度或公差内工作。掩模版上的污染物粒子可能将误差引入至被转印的图案。因此，期望保持能够以亚纳米精度将图案准确地转印到晶片上的无污染掩模版。

在光刻设备的环境内，发生高度动态的过程，例如掩模版移交、晶片移交、受控气体流动、真空腔室壁的除气、液体分配(例如，光致抗蚀涂布)、温度变化、金属沉积、许多的可致动部件的快速移动、以及结构磨损。随时间推移，动态过程在所述光刻设备内引入并积聚污染物颗粒。

发明内容

需要提供改善的检查技术，用于检测光刻设备的在光学上关键的部件上的污染物。

在一些实施例中，一种***包括照射***、检测器和比较器。所述照射***包括辐射源和空间光调制器。所述辐射源被配置成产生辐射的束。所述空间光调制器被配置成朝向物体的表面引导所述束并调整所述束在所述表面处的空间强度分布。所述检测器被配置成接收在所述表面处散射的辐射和由在所述表面附近的结构散射的辐射并且基于所接收的辐射来产生检测信号。所述比较器被配置成接收所述检测信号，基于所述检测信号来产生第一图像，以及基于所述第一图像以及调整后的空间强度分布来区分假信号和对应于外来颗粒在所述表面上的存在的信号。

在一些实施例中，一种方法包括：产生辐射的束；使用空间光调制器来调整所述束的空间强度分布；在检测器处接收散射辐射，其中所述散射辐射包括在所述表面处散射的辐射和由在所述表面附近的结构散射的辐射；使用所述检测器来产生检测信号；在处理器处接收所述检测信号；基于所述检测信号来产生第一图像，以及基于所述第一图像以及调整后的空间强度分布，使用所述处理器来区分假信号和对应于外来颗粒在所述表面上的存在的信号。

在一些实施例中，光刻设备包括：照射设备、投影***和量测***。所述量测***包括照射***、检测器和处理器。所述照射***包括辐射源和空间光调制器。所述照射设备被配置成照射图案形成装置的图案。所述投影***被配置成将所述图案的图像投影到衬底上。所述辐射源被配置成产生辐射的束。所述空间光调制器被配置成朝向物体的表面引导所述束并调整所述束在所述表面处的空间强度分布。所述检测器被配置成接收在所述表面处散射的辐射和由在所述表面附近的结构散射的辐射并且基于所接收的辐射来产生检测信号。所述处理器被配置成接收所述检测信号，基于所述检测信号来产生第一图像，以及基于所述第一图像以及调整后的空间强度分布来区分假信号和对应于外来颗粒在所述表面上的存在的信号。

在下文中参考随附附图详细地描述本公开的另外的特征、以及各个实施例的结构和操作。应注意，本公开不限于本文描述的具体实施例。在本文中仅出于说明性的目的来呈现这样的实施例。基于本发明中包含的教导，相关领域技术人员将明白额外的实施例。

附图说明

并入本文中并构成本说明书的一部分的随附附图图示出本公开，并且与描述一起进一步用于解释本公开的原理并使相关领域的技术人员能够完成并使用本文中描述的实施例。

图1A示出根据一些实施例的反射型光刻设备的示意图。

图1B示出根据一些实施例的透射型光刻设备的示意图。

图2示出根据一些实施例的所述反射型光刻设备的较详细的示意图。

图3示出根据一些实施例的光刻单元的示意图。

图4、图5A、图5B和图6示出根据一些实施例的量测***的示意图。

图7示出根据一些实施例的、表膜的透射率相对于辐射波长的曲线图。

图8示出根据一些实施例的、可以在量测***中使用的偏振器的布置。

图9示出根据一些实施例的量测***的示意图。

图10示出根据一些实施例的量测***的一部分。

根据下文阐明的具体实施方式，当与附图结合时，将明白本公开的特征，在附图中相同的附图标记始终标识相应的元件。在附图中，相同的附图标记通常指示相同的、功能上类似的和/或结构上类似的元件。另外，通常，附图标记的最左边的数字标识其中第一次出现所述附图标记的附图。除非另有说明，否则整个本公开中提供的附图不应被解释为成比例的附图。

具体实施方式

本说明书公开了包含本公开的特征的一个或更多个实施例。所公开的实施例作为示例被提供。本公开的范围不限于所公开的实施例。要求保护的特征由随附的权利要求限定。

所描述的实施例以及在说明书中提到的“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等指示所描述的实施例可以包括具体的特征、结构或特性，但是每个实施例可以不一定包括所述具体的特征、结构或特性。此外，这样的短语不一定指同一实施例。另外，当结合实施例来描述具体的特征、结构或特性时，应理解，无论是否明确描述，与其它实施例相结合来实现这样的特征、结构或特性均在本领域技术人员的知识范围内。

为了便于描述，在本文中可以使用空间相对术语，例如“下面”、“下方”、“较低”、“上方”、“在……上”、“较高”等，以描述如附图中图示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。所述空间相对术语旨在涵盖装置在使用或操作时除了图中描绘的定向之外的不同定向。设备可以被另外定向(转动90度或处于其它定向)并且本文中使用的空间地相对描述语可以同样被相应地解释。

如本文中使用的术语“大约”指示与可以基于具体技术而变化的给定量相关的值。基于所述具体技术，术语“大约”可以指示与给定量相关的值，所述给定量在例如所述值的上下10％至30％(例如，所述值的±10％、±20％或±30％)内变化。

可以以硬件、固件、软件或其任何组合来实施本发明的实施例。本公开的实施例也可以被实施为储存在机器可读介质上的指令，所述指令可以由一个或更多个处理器读取和执行。机器可读介质可以包括用于储存或传输呈机器(例如，计算装置)可读的形式的信息的任何机构。例如，机器可读介质可以包括只读存储器(ROM)；随机存取存储器(RAM)；磁盘储存介质；光学储存介质；闪速存储装置；电学、光学、声学或其它形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)等。另外，在本文中，固件、软件、例程和/或指令可以被描述为执行某些动作。然而，应理解，这样的描述仅仅是为了方便，并且这些动作实际上是由计算装置，处理器，控制器或执行固件、软件、例程、指令等的其它装置产生的。术语“非暂时性”可以在本文中使用以表征用于储存数据、信息、指令等等的计算机可读介质，其中唯一例外是暂时性传播信号。

然而，在更详细地描述这样的实施例之前，呈现可以实施本公开的实施例的示例环境是有指导意义的。

示例光刻***

图1A和图1B分别是其中可以实施本公开的实施例的光刻设备100和光刻设备100’的示意图。光刻设备100和光刻设备100’各自包括以下部件：照射***(照射器)IL，所述照射***配置成调节辐射束B(例如，深紫外或极紫外辐射)；支撑结构(例如，掩模台)MT，所述支撑结构配置成支撑图案形成装置(例如，掩模、掩模版或动态图案形成装置)MA并连接至配置成准确地定位图案形成装置MA的第一***PM；和衬底台(例如，晶片台)WT，所述衬底台配置成保持衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)W并连接至配置成准确地定位衬底W的第二***PW。光刻设备100和100’还具有投影***PS，所述投影***配置成将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分(例如，包括一个或更多个管芯)C上。在光刻设备100中，图案形成装置MA和投影***PS是反射型的。在光刻设备100’中，所述图案形成装置MA和所述投影***PS是透射型的。

所述照射***IL可以包括各种类型的光学部件，诸如折射型、反射型、反射折射性型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件、或者它们的任何组合，用于对所述辐射束B进行引导、成形或控制。

所述支撑结构MT以依赖于所述图案形成装置MA相对于参考系的取向、所述光刻设备100和100’中的至少一个光刻设备的设计、和其它条件(诸如所述图案形成装置MA是否保持在真空环境中)来保持所述图案形成装置MA。所述支撑结构MT可以采用机械式、真空式、静电式、或其它夹持技术来保持所述图案形成装置MA。所述支撑结构MT可以是框架或台，例如，其可以根据需要是固定的或可移动的。通过使用传感器，所述支撑结构MT可以确保所述图案形成装置MA例如相对于所述投影***PS位于期望的位置。

术语“图案形成装置”MA应被广义地解释为表示能够用于在辐射束B的横截面中向所述辐射束B赋予图案、以便在所述衬底W的目标部分C中产生图案的任何装置。赋予所述辐射束B的图案可以与在所述目标部分C中产生以形成集成电路的器件的特定功能层相对应。

所述图案形成装置MA可以是透射型的(如在图1B的光刻设备100’中那样)或反射型的(如在图1A的光刻设备100中那样)。图案形成装置MA的示例包括掩模版、掩模、可编程反射镜阵列或可编程LCD面板。掩模在光刻术中是众所周知的，并且包括诸如二元掩模类型、交替相移掩模类型、或衰减相移掩模类型、以及各种混合掩模类型之类的掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采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被单独地倾斜，以便沿不同的方向反射入射辐射束。被倾斜的反射镜将图案赋予由小反射镜的矩阵反射的所述辐射束B。

术语“投影***”PS可以涵盖任何类型的投影***，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型以及静电型光学***或者它们的任何组合，如对于所使用的曝光辐射或者诸如在衬底W上使用浸没液体或使用真空等其它因素所适合的。真空环境可以被用于EUV或电子束辐射，因为其它气体可能吸收过多的辐射或电子。真空环境可以因此借助于真空壁和真空泵而被提供至整个束路径。

光刻设备100和/或光刻设备100’可以是具有两个(双平台)或更多个衬底台WT(和/或两个或更多掩模台)的类型。在这样的“多平台”机器中，可以并行地使用额外的衬底台WT，或可以在一个或更多个台上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它衬底台WT用于曝光。在一些情形下，额外的台可以不是衬底台WT。

所述光刻设备还可以属于如下类型：其中所述衬底的至少一部分还可以被具有相对高折射率的液体(例如，水))覆盖，以便填充所述投影***与所述衬底之间的空间。浸没液体也可以被施加至所述光刻设备中的其它空间，例如所述掩模与所述投影***之间的空间。浸没技术在本领域中公知用于增加投影***的数值孔径。本文中使用的术语“浸没”并不意味着诸如衬底之类的结构必须浸没在液体中，而是“浸没”仅意味着在曝光期间液***于所述投影***与所述衬底之间。

参考图1A和图1B，所述照射器IL接收来自辐射源SO的辐射束。当所述源SO是准分子激光器时，所述源SO和所述光刻设备100、100’可以是分立的物理实体。在这种情况下，不认为所述源SO构成光刻设备100或100’的一部分，并且所述辐射束借助于包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递***BD(在图1B中)而从所述源SO传递至所述照射器IL。在其它情况下，例如当所述源SO是汞灯时，所述源SO可以是所述光刻设备100、100’的组成部分。可以将所述源SO和所述照射器IL以及需要时设置的所述束传递***BD一起称为辐射***。

所述照射器IL可以包括用于调整所述辐射束的角强度分布的调整器AD(在图1B中)。通常，可以调整所述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(通常分别被称为“σ-外部”和“σ-内部”)。此外，所述照射器IL可以包括各种其它部件(在图1B中)，诸如积分器IN和聚光器CO。所述照射器IL可以被用于调节所述辐射束B，以在其横截面中具有期望的均一性和强度分布。

参考图1A，所述辐射束B被入射到所述图案形成装置(例如，掩模)MA上并被所述图案形成装置MA图案化，所述图案形成装置MA被保持在所述支撑结构(例如，掩模台)MT上。在光刻设备100中，所述辐射束B从所述图案形成装置(例如，掩模)MA反射。在已被从所述图案形成装置(例如，掩模)MA反射之后，所述辐射束B穿过所述投影***PS，所述投影***PS将所述辐射束B聚焦至所述衬底W的目标部分C上。借助于所述第二***PW和位置传感器IF2(例如，干涉仪装置、线性编码器、2D编码器或电容传感器)，可以准确地移动所述衬底台WT(例如，以将不同的目标部分C定位在所述辐射束B的路径中)。类似地，所述第一***PM和另一位置传感器IF1可以被用于将所述图案形成装置(例如，掩模)MA相对于所述辐射束B的路径准确地定位。可以通过使用掩模对准标记Ml、M2和衬底对准标记Pl、P2来对准图案形成装置(例如，掩模)MA和衬底W。

参考图1B，所述辐射束B入射到所述图案形成装置(例如，掩模MA)上并被所述图案形成装置图案化，所述图案形成装置被保持在所述支撑结构(例如，掩模台MT)上。在已横穿所述掩模MA的情况下，所述辐射束B穿过所述投影***PS，所述投影***将所述束聚焦至所述衬底W的目标部分C上。所述投影***具有与所述照射***光瞳IPU共轭的光瞳PPU。部分辐射源自在所述照射***光瞳IPU处的强度分布，并横穿所述掩模图案而不受所述掩模图案处的衍射的影响，并产生在所述照射***光瞳IPU处的强度分布的图像。

所述投影***PS将所述掩模图案MP的图像MP’投影到涂覆在所述衬底W上的光致抗蚀剂层上，其中图像MP’是由借助于来自所述强度分布的辐射从所述标记图案MP所产生的衍射束形成的。例如，所述掩模图案MP可以包括线和间隔的阵列。所述阵列处的与零阶衍射不同的辐射的衍射会产生被转向的衍射束，所述被转向的衍射束在垂直于所述线的方向上具有方向变化。未被衍射的束(即，所谓的零阶衍射束)横穿所述图案，而传播方向没有任何改变。所述零阶衍射束穿过所述投影***PS的上部透镜或上部透镜组(位于所述投影***PS的所述共轭光瞳PPU的上游)，以到达所述共轭光瞳PPU。在所述共轭光瞳PPU平面中并且与所述零阶衍射束相关联的强度分布的一部分是所述照射***IL的所述照射***光瞳IPU中的强度分布的图像。光阑装置PD例如被设置在或大致位于包括所述投影***PS的所述共轭光瞳PPU的平面处。

所述投影***PS被布置为借助于透镜或透镜组L不仅捕获所述零阶衍射束，而且捕获一阶或一阶和更高阶衍射束(未示出)。在一些实施例中，可以使用用于对在垂直于线的方向上延伸的线图案进行成像的偶极照射，以利用偶极照射的分辨率增强效应。例如，一阶衍射束在所述晶片W的水平处与相应的零阶衍射束干涉，以最高可能的分辨率和过程窗口(即，可用焦深与可容许的曝光剂量偏差相结合)产生所述线图案MP的图像。在一些实施例中，可以通过N所述照射***光瞳IPU的相对象限中提供辐射极(未示出)来减少像散像差。此外，在一些实施例中，可以通过阻挡所述投影***的所述共轭光瞳PPU中的、与相对象限中的辐射极相关联的零阶束来减少像散像差。这在于2009年3月31日发布的US7,511,799B2中被更详细地描述，通过引用将US7,511,799B2的全部内容并入本文。

借助于所述第二***PW和位置传感器IF(例如，干涉仪装置、线性编码器、2D编码器或电容传感器)，可以准确地移动所述衬底台WT(例如，以将不同的目标部分C定位在所述辐射束B的路径中)。类似地，(例如在从掩模库进行机械获取之后或在扫描期间)所述第一***PM和另一位置传感器(未在图1B中示出)可以用于相对于所述辐射束B的路径准确地定位所述掩模MA。

通常，可以借助于构成所述第一***PM的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)来实现所述掩模台MT的移动。类似地，可以采用构成所述第二***PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现所述衬底台WT的移动。在步进器(与扫描器相反)的情况下，所述掩模台MT可以仅被连接至短行程致动器，或可以是固定的。可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准掩模MA和衬底W。虽然所述衬底对准标记(如图示的)占据了专用目标部分，但是它们可以位于多个目标部分之间的空间(被称为划线对准标记)中。类似地，在将多于一个管芯设置在所述掩模MA上的情形中，所述掩模对准标记M1、M2可以位于这些管芯之间。

掩模台MT和图案形成装置MA可以位于真空腔室V中，其中真空内机器人IVR可以被用于将图案形成装置(诸如掩模或掩模版)移入和移出真空腔室。替代地，当掩模版平台或掩模台MT和图案形成装置MA处于所述真空腔室外时，真空外机器人可以类似于所述真空内机器人IVR那样用于各种运输操作。真空内机器人和真空外机器人两者都需要被校准以将任何有效负载(例如，掩模)平稳地转移至转移站的固定的运动学支架上。

可以以以下模式中的至少一种使用所述光刻设备100和100’：

1.在步进模式中，在将所述支撑结构(例如，掩模台)MT和所述衬底台WT保持为基本静止的同时，将赋予所述辐射束B的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单次静态曝光)。然后将所述衬底台WT沿X和/或Y方向移动，使得可以对不同目标部分C曝光。

2.在扫描模式中，在同步地扫描所述支撑结构(例如，掩模台)MT和所述衬底台WT的同时，将赋予所述辐射束B的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单次动态曝光)。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所述衬底台WT相对于所述支撑结构(例如，掩模台)MT的速度和方向。

3.在另一模式中，在将保持可编程图案形成装置的支撑结构(例如，掩模台)MT保持为基本上固定且所述衬底台WT被移动或扫描的同时，将赋予所述辐射束B的图案投影到目标部分C上。可以采用脉冲辐射源SO，并且在所述衬底台WT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。这种操作模式可以易于被应用于利用可编程图案形成装置(诸如，如可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。

也可以采用上文描述的使用模式的组合和/或变形例，或完全不同的使用模式。

在一些实施例中，光刻设备可以产生DUV和/或EUV辐射。例如，光刻设备100′可以被配置成使用DUV源来操作。在另一示例中，光刻设备100包括极紫外(EUV)源，所述极紫外(EUV)源被配置成产生用于EUV光刻术的EUV辐射束。通常，所述EUV源被配置在辐射***中，并且相应的照射***配置成调节所述EUV源的所述EUV辐射束。

图2更详细地示出了所述光刻设备100，包括源收集器设备SO、照射***IL和投影***PS。所述源收集器设备SO被构造和布置成使得可以在所述源收集器设备SO的围封结构220中保持真空环境。发射EUV辐射的等离子体210可以由放电产生等离子体源形成。可以通过气体或蒸汽(例如Xe气体、Li蒸汽或Sn蒸汽)产生EUV辐射，在所述气体或蒸汽中非常热的等离子体210被产生以发射在电磁光谱的EUV范围内的辐射。例如，通过引起至少部分电离的等离子体的放电而产生所述非常热的等离子体210。为了高效地产生辐射，可能需要Xe、Li、Sn蒸汽或任何其它合适的气体或蒸汽的分压例如为10Pa。在一些实施例中，提供被激发的锡(Sn)的等离子体以产生EUV辐射。

由热等离子体210发射的辐射从源腔室211经由可选的定位在源腔室211中的开口中或所述开口后方的气体阻挡部或污染物陷阱230(在一些情况下，也被称为污染物阻挡部或翼片阱)而被传递到收集器腔室212中。所述污染物陷阱230可以包括通道结构。污染物陷阱230也可以包括气体阻挡部，或气体阻挡部与通道结构的组合。本文中另外指出的污染物陷阱或污染物阻挡部230至少包括通道结构。

所述收集器腔室211可以包括可以是所谓的掠入射收集器的辐射收集器CO。辐射收集器CO具有上游辐射收集器侧251和下游辐射收集器侧252。横穿收集器CO的辐射可以被反射出以被聚焦在虚源点IF处。所述虚源点IF通常被称为中间焦点，并且所述源收集器设备被布置成使得所述中间焦点IF位于所述围封结构220中的开口219处或附近。所述虚源点IF是发射辐射的等离子体210的图像。光栅光谱滤光片240特别地被用于抑制红外(IR)辐射。

随后，所述辐射横穿所述照射***IL，所述照射***IL可以包括琢面场反射镜装置222和琢面光瞳反射镜装置224，所述琢面场反射镜装置222和所述琢面光瞳反射镜装置224被布置成在所述图案形成装置MA处提供辐射束221的期望的角分布，以及在所述图案形成装置MA处提供期望的辐射强度均一性。在所述辐射束221在由所述支撑结构MT保持的所述图案形成装置MA处反射时，形成被图案化的束226，并且所述被图案化的束226通过所述投影***PS经由反射型元件228、229而被成像到由所述晶片平台或衬底台WT保持的衬底W上。

在照射光学器件单元IL和投影***PS中通常可以存在比示出的元件更多的元件。所述光栅光谱滤波器240可以是可选地存在的，这依赖于光刻设备的类型。另外，可以存在比图2中示出的反射镜更多的反射镜，例如在所述投影***PS中可以存在除图2中示出的反射型元件以外的一个至六个额外的反射型元件。

收集器光学器件CO(如图2中图示的)被描绘为具有掠入射反射器253、254和255的巢状收集器，仅作为收集器(或收集器反射镜)的示例。所述掠入射反射器253、254和255围绕光轴O被轴向对称地设置，并且这种类型的收集器光学器件CO优选地与放电产生的等离子体源(经常被称为DPP源)结合使用。

示例性光刻单元

图3示出了根据一些实施例的光刻单元300，有时也被称为光刻元或簇。光刻设备100或100’可以形成光刻单元300的一部分。光刻单元300还可以包括用于在衬底上执行曝光前过程和曝光后过程的一个或更多个设备。常规地，这些设备包括：用于沉积抗蚀剂层的旋涂机SC、用于显影被曝光的抗蚀剂的显影装置DE、激冷板CH和焙烤板BK。衬底输送装置或机器人RO从输入/输出端口I/O1、I/O2拾取衬底，在不同过程设备之间移动所述衬底，并且将所述衬底传递至所述光刻设备100或100’的进料台LB。这些装置通常被统称为轨道或涂覆显影***，并且处于轨道或涂覆显影***控制单元TCU的控制下，所述轨道控制单元TCU本身由管理控制***SCS控制，所述管理控制***SCS也经由光刻控制单元LACU来控制所述光刻设备。因此，可以操作不同的设备以最大化生产量和处理效率。

示例性污染物检查设备

在一些实施例中，量测***可以被用于检查物体以确定所述物体的清洁度。检查技术可以被执行，使得成功地检测表面(例如，掩模版或衬底的表面)上的不期望的缺陷，同时最小化误检测(或误报)。检查技术可以包括光学检查。

术语“非完美性”、“缺陷”、“瑕疵”等可以在本文中用于指代结构与指定容许度或公差的偏差或不均一性。例如，平整表面可能具有缺陷，诸如划痕、孔眼或凹陷、外来颗粒、污点等。

在非完美性的情境下，术语“外来颗粒”、“污染物颗粒”、“污染物”等可以在本文中用于指代不期望的、不规则的、不期望的等(本文不期望的)颗粒物质，这些颗粒物质存在于被设计为不容许存在不期望的颗粒物质的区或表面上，或以其它方式对其上存在颗粒物质的设备的操作产生不利影响。外来颗粒的一些示例可以包括灰尘、杂散光致抗蚀剂或所述光刻设备内的其它脱落的材料。脱落的材料的示例可以包括钢、金、银、铝、铜、钯、铂、钛等。材料的脱落可能由于例如制备衬底上的金属互连的过程、以及致动结构的摩擦和冲击而发生。污染物可能进入到所述光刻设备的敏感部件(例如，掩模版或衬底)上并且增加光刻过程中的误差的可能性。本公开的实施例提供用于检测光刻设备的敏感部件、或过程上的缺陷。

误报对光刻来说是不利的。例如，误报检测可能由于不必要地提示维护动作(例如，掩模版替换)或甚至建议丢弃优选地适形的掩模版而减缓生产。本公开的实施例提供用于减少事件或消除误报的结构和功能。

图4示出根据一些实施例的量测***400的示意图。在一些实施例中，可以在光刻设备中实现量测***400。量测***400可以包括照射***402、检测器404和处理器406。照射***402可以包括辐射源408和空间光调制器410。照射***402可以包括一个或更多个辐射调整元件412(例如，偏振器、波长滤波器、聚焦元件、分束器、束组合器等等中的任一种)。量测***400可以包括外壳414。外壳414可以包括一个或更多个隔室。外壳414可以包括观察窗416和418。量测***400可以包括一个或更多个额外的照射***424。照射***424可以在结构和功能方面大致类似于照射***402。外壳414可以包括一个或更多个额外的观察窗426。

在一些实施例中，检测器404可以包括传感器元件420和聚焦元件422(例如，物镜或透镜***)。在一些实施例中，检测器404可以是单单元光电探测器(在没有更多光电探测器的情况下可能不能解析图像)，在这种情况下传感器元件420可以是光敏二极管。在一些实施例中，检测器404可以是图像捕获装置或多单元光电探测器(例如，光电探测器的二维阵列)。传感器元件420可以包括电荷耦合器件(CCD)或互补金属-氧化物-半导体(CMOS)。

然而，在更详细地描述量测***400的实施例之前，提出可以使用量测***400进行检查的物体428的示例是有指导意义的。在一些实施例中，物体428可以包括连续物体或多部件物体(图4示出了所述多部件变型的放大视图)。在物体428可以具有多个部件的实施例中，物体428可以是具有设置在掩模版430的一侧的表膜432的掩模版430。掩模版430可以包括图案特征434。图案特征434可以包括例如待通过光刻过程被转印到衬底上的产品和对准标记图案。如果缺陷440存在于掩模版430上，特别是存在于图案特征434上，则图案转印的质量可能受到负面影响。因而，表膜432可以是透明保护装置，所述透明保护装置被配置成防止缺陷440落在掩模版430的具有图案特征434的侧上。

在一些实施例中，物体428可以包括表面436和438。表面436被设置在物体428的与表面438相反的侧上。表面436可以被配置成接触缺陷440并防止缺陷440到达图案特征434(例如，缺陷440被示出为位于表面436上)。表面438可以是掩模版430的后侧表面(例如，非特征侧)。物体428可以被布置成使得在表膜432与掩模版430之间存在间隙。所述间隙可以在数微米至数毫米的范围内。由于表面436与图案特征434之间的距离，存在于表面436上的缺陷440对图案转印具有影响的可能性降低，因为缺陷440可以相对于在图案转印中使用的照射失焦。然而，仍期望监测表膜432的表面436以防止外来颗粒的计数达到不可接受的水平。相反，掩模版430的表面438上的外来颗粒还可能负面地影响光刻，因为当所述外来颗粒被夹在掩模版430与掩模版台之间时外来颗粒可能穿过掩模版430的形状而印制或以其它方式使掩模版430的形状变形，或当所述外来颗粒被夹在掩模版430与掩模版台之间时所述外来颗粒引起对所述掩模版或掩模版台表面的损坏，或所述外来颗粒转印至所述掩模版台并且因此污染所述掩模版台且可能污染或损坏装载在同一平台上的其它掩模版。

在一些实施例中，辐射源408可以产生用于照射物体428的辐射束442。辐射束442可以包括不相干辐射。应理解，辐射束442可以源自相干光源。辐射束442可以包括一波长(以中心波长为中心的窄的带宽)。辐射束442可以包括两个或更多个波长(例如，多个离散的窄带或连续谱)。一个或更多个辐射调整元件412(例如，波长滤波器)可以被用于选择被用于照射物体428的波长。另外或替代地，辐射源408可以包括两个或更多个离散的辐射源以产生两个或更多个波长的不同部分。

在一些实施例中，空间光调制器410可以朝向物体428的表面436引导辐射束442。空间光调制器410可以调整辐射束442在表面436处的空间强度分布。也就是说，与例如泛光照射相反，被引导到物体428上的照射在像素水平上可以是可选的。空间光调制器410可以包括液晶调制器。空间光调制器410还可以包括照射引导元件或照射定向元件(例如，反射镜)和/或偏振器。液晶可以基于光的偏振来操作。例如，液晶装置的像素元件可以基于液晶像素元件的偏振态而允许辐射完全透射、部分透射或不透射。

在一些实施例中，空间光调制器410可以包括数字微反射镜装置(DMD)。DMD可以基于朝向期望的位置反射光的可机械移动的微反射镜来操作。因此，看起来，DMD仅限于“完全打开”(朝向目标反射)或“完全关闭”(不朝向目标反射)状态。然而，DMD像素元件能够以103Hz至104Hz量级的频率(即，刷新速率)来切换。相比之下，检测器404可能仅具有10Hz至10HZ量级的采样率。通过利用DMD的速度，可以定义DMD的“部分打开”状态，例如通过仅在检测器404的一个采样周期的一小部分内照射目标。

在一些实施例中，空间光调制器410可以采用传输轮廓在空间上可变的的光学元件(例如，像素元件)，其能够通过物平面处的投影/照射***来产生所需的强度轮廓。例如，可以是具有期望的传输轮廓的玻璃图案上的铬、感光膜等等。

在一些实施例中，检测器404可以接收由所检测的辐射444表示的、在表面436处散射的和由所述表面附近的结构(例如，图案特征434)散射的辐射。在表面436处散射的所检测的辐射444可以包括由位于表面436上的缺陷440散射的辐射。检测器404可以基于所接收的辐射来产生检测信号。处理器406可以接收并分析所述检测信号。处理器406可以基于所述分析来确定所述表面上的缺陷的位置。处理器406可以基于所述检测信号来产生第一图像。处理器406可以基于所述分析以及调整后的空间强度分布来区分假信号和与表面436上存在缺陷440相对应的信号。也就是说，量测***400能够区分两种类型的所检测的辐射：(1)与缺陷440相关联的辐射(例如，外来颗粒的真实检测)和(2)与除缺陷440之外的结构相关联的辐射(例如，由于来自由图案特征434散射的辐射的假信号所导致的误报)。

在辐射的检测的情境下，术语“误”、“假”、“伪”、“寄生”等可以被用于描述与不与外来颗粒相互作用的辐射相关联的信号。例如，假信号可以与一被检测的辐射相关联，当在一位置处不存在缺陷时所述被检测的辐射会使其看起来好像在所述位置处确实检测到了缺陷。

在一些实施例中，通过处理器406执行的所述区分可以包括确定缺陷440的二元存在(例如，存在或不存在)。在一些实施例中，通过处理器406执行的区分可以包括确定可能存在缺陷440的置信度(例如，百分概率)。处理器406可以基于所述检测信号来确定缺陷440的位置和/或尺寸。处理器406可以(例如，在计算机显示器上)向量测***400的用户呈现检测结果。检测结果可以包括例如缺陷440的存在、位置和/或尺寸、所捕获的图像、光谱分析等等中的任一项。

在表面(例如，表面436)的情境下，术语“侧向”在本文中可以用于指代沿所述表面的平面的方向。例如，X命名和Y命名可以被用作表示表面436上的侧向位置的位置坐标。在另一示例中，侧向方向可以垂直于量测***400的光轴446。

在一些实施例中，量测设备400的侧向分辨率可能受到其光学元件的物理限制(例如，数值孔径(NA)、像差、校正限制、组装限制等等)。在一些实施例中，聚焦元件422的NA可以是0.055(在观察平面上求平均)。这种情况可能对分辨缺陷440的位置产生困难，尤其是在缺陷440的尺寸小于检测侧光学器件的艾里斑的半直径的情况下。当缺陷440具有小于量测***400的衍射极限的直径时，不便于能够确定缺陷440的存在和尺寸而不是位置。量测***400的侧向分辨率可以由瑞利方程近似：

在方程1中，r_o是分辨率极限，λ是辐射束442的波长，并且NA是量测设备400的数值孔径。关于检测器404的侧向分辨率r_d，它可以由r_d＝2w来近似，其中w是检测器404的检测器元件(例如，像素)的宽度。在一些实施例中，量测***400的侧向分辨率可以受到r_o或r_d中较小的一个的限制。或者，在极端的情况下，检测器404可以不具有侧向分辨率(例如，单单元光电探测器)。

在一些实施例中，术语“检测器元件”在本文中可以用于指代检测器的单独的辐射敏感元件。例如，多单元检测器中的检测器元件可以与基于由所述多单元检测器进行的检测所产生的图像的像素相关联。

在一些实施例中，可检测的颗粒的最小尺寸可能受到量测***400的本底噪声的限制。量测***400可以正确地识别和确定大致5μm或更大的外来颗粒的尺寸。通过比较，缺陷440的侧向位置的确定可能具有大致大一个数量级的不确定性，并且可能由于如上文描述的侧向分辨率限制而难以改善。然而，本公开的一些实施例可以利用来自高分辨率照射***(例如，照射***402)的辐射的性质(例如，空间调制)来调节在检测器404处接收的辐射，使得可以提高检测的光学分辨率。

图5A示出根据一些实施例的量测***500的示意图。应理解，关于图4描述的结构和功能中的任一个还可以被包括在参考图5A的实施例中。例如，在一些实施例中，照射***424(图4)可以被包括在参考图5A的实施例中。除非另有说明，否则图5A中的与图4的元件具有类似附图标记(例如，共用两个最右边数字的附图标记)的元件可以具有类似的结构和功能。

在一些实施例中，量测***500可以被用于检查掩模版530是否存在外来颗粒(例如，缺陷540)。量测***500可以包括具有空间光调制器510和聚焦元件512的照射***。量测***可以包括检测器504和处理器506。量测***可以包括传感器元件520和聚焦元件522。

在一些实施例中，空间光调制器510可以被配置成在时间上调整由所述照射***产生的辐射束542的空间强度分布。例如，空间光调制器510可以以多个频率当中的例如频率f_A、f_B和f_C来调制辐射束542的给定区。所述频率可以彼此不同。可以以频率f_A(例如，通过正弦图案、周期性图案等等)来调制辐射束542在掩模版530的表面538上的位置A(由坐标(X_A，Y_A)来表示)处的照射强度。可以以频率f_B来调制辐射束542在表面538上的位置B(由坐标(X_B，Y_B)来表示)处的照射强度。可以以频率f_C来调制辐射束542在表面538上的位置C(由坐标(X_C，Y_C)来表示)处的照射强度。位置A、B和C可以彼此不同。辐射束542的强度调制可以例如由以下方程式来表示：

I_i(t)＝DC_i+A_icos(2πf_it+φ_i) (2)

在方程式2中，下标i与表面538上的位置(例如，i＝A、B或C)相关联，DC_i是在位置i处的恒定强度偏移，A_i是在位置i处的强度调制的振幅，f_i是在位置i处的强度调制的频率(例如，f_A)，并且φ_i是在位置i处的初始相位。所述恒定强度偏移DC_i和所述振幅A_i可以依赖于所述位置而不同，例如用于考虑掩模版530的反射率的差异。

术语“空间编码”、“空间信息编码”等在本文中可以用于指代使用所调制的照射的性质来将空间中的位置与所调制的照射的不同性质关联。

在一些实施例中，检测器504可以接收在表面538处散射的辐射(由所检测的辐射544来表示)。在表面538处散射的所检测的辐射544可以包括由位于表面538上的缺陷540散射的辐射。检测器504可以基于所接收的辐射来产生检测信号。

在一些实施例中，聚焦元件522的NA可能使得量测***500的侧向分辨率受限(例如，NA为大致0.055)。在一些实施例中，检测器504可以是单单元光电探测器，所述单单元光电探测器严重限制了量测***500的侧向分辨率。然而，在尺寸、易于组装和/或成本效率是可观因素的实例中，单单元光电探测器可能是期望的。

为了克服差的侧向分辨率，在一些实施例中，以不同调制频率(例如，f_A、f_B和f_C)进行的对照射的空间调制可以被用于重构图像，即使当使用低分辨率检测设定(例如，将所检测的调制频率映射即绘制至表面538上的坐标)时也是如此。例如，从位置A、B和C散射的辐射可以分别与用于在空间上调制辐射束542的调制频率f_A、f_B和f_C相关联。随后，所检测的辐射544可以具有相应的调制频率f_A、f_B和/或f_C，并且所检测的辐射544的时间图案可以是如插图548中图示的不同正弦调制图案的叠加。

在一些实施例中，处理器506可以分析所述检测信号。所述分析可以包括基于所述调制的分析(例如，频率分析)。处理器506可以确定所检测的辐射544的性质，诸如例如所检测的辐射544中存在的调制频率、以及与所述调制频率中的每个调制频率相对应的振幅和/或相位。由于位置A、B和C由不同调制参数(例如，相应的调制频率f_A、f_B和f_C和/或相位)来照射，因此处理器506可以通过为每个位置分配借助于频率分析确定的强度来重构表示位置A、B和C的图像。以这种方式，与调制频率f_A、f_B和f_C中的每个调制频率相对应的强度可以被映射至重构图像上的对应的位置A、B和C。

在一些实施例中，由处理器506执行的频率分析可以包括傅里叶或余弦变换分析。时间强度轮廓550表示所检测的辐射544的强度I(t)＝I_A(t)+I_B(t)+I_C(t)的曲线图。时间强度轮廓550的竖直轴线可以表示所检测的强度I(t)并且水平轴线可以表示时间。可以基于可用空间光调制器的刷新速率(例如，典型的最大值为数十kHz)来设想时间标尺。曲线图552表示对所检测的强度I(t)施加傅里叶变换(例如，离散傅里叶变换(DFT))的结果。简单变换还可以被用于降低处理器506上的负荷，例如，快速傅里叶变换(FFT)、离散余弦变换(DCT)、修改的DCT(MDCT)等等。曲线图552的竖直轴线可以表示调制的振幅或强度。曲线图552的水平轴线可以表示强度调制的频率(例如，以kHz为单位)。光散射结构的位置可以被确定，因为频率信息被映射到表面538上。然后，处理器506可以基于将来自曲线图552的强度映射到表面538的对应的位置A、B和C上，产生与表面538相关联的图像。

在一些实施例中，使用上文中描述的特征，量测***500可以实现超过其成像光学器件的衍射极限的侧向分辨率。也就是说，量测***500可以基于所述检测信号的频率分析来提高检测的光学分辨率。基于使用空间光调制器510中的可调元件或元素(例如，可变像素尺寸)的自定义分组，侧向分辨率也可以是可调适的和/或不均一的。空间编码照射用于提高检测器分辨率的用途还可以被用于相机检测器(即，不限于单单元检测器)。以这种方式，通过增加量测***500的颗粒位置报告准确度和/或改善所述***分辨缺陷540的侧向尺寸和形状的能力，可以增加量测***500的可靠性。

应理解，典型的检测器通过使用离散的曝光(例如，多帧)来工作。所述曝光依赖于诸如每帧曝光长度、每单位时间帧数等参数。因此，在一些实施例中，接收正弦照射图案的检测器可以将所述图案检测为遵循正弦图案的一系列离散的照射强度。这涉及先前提到的——可以以频率f_A(例如，通过正弦图案)来调制辐射束542在掩模版530的表面538上的位置A(由坐标(X_A，Y_A)来表示)处的照射强度。应理解，这不限于连续的调制图案，从而考虑离散曝光的情境。

在一些实施例中，可以使用空间光调制器510来离散化照射图案。通过调整采样周期(例如，一帧)期间反射镜元件的打开/关闭状态的比率，先前针对DMD给出的示例考虑了检测的离散性质。

在离散曝光(例如，多帧)的情境下，图案的排列可以包括所述离散曝光的不同排序。因此，与例如具有频率f_A的正弦图案相对应的照射强度的图案可能不再看起来具有频率和/或相位(相同的逻辑可以应用于其它图案-B、C等等)。然而，应理解，所述图案的排列仍可以在具有频率和/或相位的周期性图案的含义内。例如，如果所述检测器侧的一系列曝光由图案的排列所产生，则反排列可以被施加至所述系列以恢复原始图案及其频率和/或相位。因此，应理解，术语“周期性图案”在本文中可以用于指代能够传达有关周期性的信息(诸如频率和/或相位)的图案。也就是说，术语“周期性图案”还可以指代可能看起来是非周期性的或不重复的图案的排列。所述排列仍可以传送周期性信息。图案的排列还可以被称为具有已经相对于所述周期性图案的有序原始序列(其中所述有序原始序列遵循正弦形状、余弦形状等等)变化的强度状态序列。此外，应理解，周期性图案不必完成整个周期或被重复。例如，仅对应于余弦(排列或其它)的半周期的图案可以被称为能够传达频率的周期性图案。

图5B示出根据一些实施例的、在假信号的情境下的量测***500的示意图。在一些实施例中，关于图5A描述的空间编码功能或函数可以被用于区分外来颗粒信号与假信号的检测。应理解，关于图4和图5A描述的结构和功能中的任一个还可以被包括在参考图5B的实施例中。例如，在一些实施例中，照射***424(图4)可以被包括在参考图5A的实施例中。除非另有说明，否则图5B中的与图4和图5A的元件具有类似附图标记(例如，共用两个最右边数字的附图标记)的元件可以具有类似的结构和功能。

在一些实施例中，量测***500可以被用于检查表膜532的表面536。物体528可以包括掩模版530和表膜532。掩模版530和表膜532可以由间隙531分开。间隙531可以在数微米至数毫米的范围内。掩模版530可以包括图案特征534。图案特征534可以设置在间隙531中。

在一些实施例中，检测器504可以是图像捕获装置或多单元光电探测器(例如，光电探测器的二维阵列)。传感器元件520可以包括电荷耦合器件(CCD)或互补金属-氧化物-半导体(CMOS)。检测器504可以接收在表面536处散射的辐射——即所检测的辐射544。所检测的辐射544可以包括由位于表面536上的缺陷540和可能导致假信号的其它不期望的源散射的辐射。检测器504可以基于所接收的辐射来产生检测信号。

在一些实施例中，表膜532可以是透明的并且允许辐射束542的一部分透射。在位置A处透射的辐射随后可以射到掩模版530上的位置A’处。掩模版530上的图案特征534可以位于位置A’处或附近。位置A’可以位于表膜532上的位置B正下方或附近。然后，在位置A’处且朝向检测器504散射的辐射可以具有与从位置B且朝向检测器504散射的辐射类似的光学路径。从信号检测的角度看，如果在检测器504处接收到在位置A’处散射的辐射，则看起来外来颗粒可能存在于位置B处。然而，由于来自位置A’的辐射不源自外来颗粒，因此对来自位置A’的辐射的检测可能对应于假信号。类似的关系适用于位置C和B’。

在一些实施例中，处理器506可以基于所述检测信号来产生与表面536相关联的第一图像。所述第一图像可以对应于在给定时刻在检测器504的一个或更多个检测器元件处接收的辐射。处理器506可以基于所述检测信号来产生与表面536相关联的一个或更多个额外的图像。所述一个或更多个额外的图像对应于在与所述第一图像的时刻互相不同的时刻。通过产生多个连续图像，检测器504的检测器元件可以对所述检测信号(如插图549中示出的时间强度轮廓)作出贡献。插图549示出由检测器504的与表面536上的位置A、B和C相对应的检测器元件所产生的时间强度轮廓550a、550b和550c。时间强度轮廓550a、550b和550c的水平轴线可以表示所检测的强度并且竖直轴线可以表示时间。

应理解，在一些实施例中，产生图像还可以包括仅使用检测器元件的子集的环境。例如，在所检测的光能低于阈值的情况下，处理器506可以忽略来自检测器元件的贡献，使得仅考虑检测器504的“点亮”区(以降低处理负荷)。在一些实施例中，当图像还未产生时，分析图像的概念可以替代地指代分析检测信号——检测信号承载用于产生图像的信息。

在一些实施例中，以不同调制频率(例如，f_A、f_B和f_C)进行的对照射的空间调制可以被用于(例如，通过将所检测的调制频率映射至表面536上的坐标来)区分由于缺陷540所导致的信号和假信号。例如，从位置A、B和C散射的辐射可以分别与用于在空间上调制辐射束542的调制频率f_A、f_B和f_C相关联。随后，所检测的辐射544可以具有相应的调制频率f_A、f_B和/或f_C，并且所检测的辐射544的时间图案可以是如插图549中图示的不同正弦调制图案的叠加。

在一些实施例中，时间强度轮廓550a可以表示与位置A相对应的强度信号(例如，I_A(t))。时间强度轮廓550b可以表示与位置B和A’相对应的强度信号的叠加(例如，I_B(t)+I_A’(t))。时间强度轮廓550c可以表示与位置C和B’相对应的强度信号的叠加(例如，I_C(t)+I_B’(t))。在一些实施例中，处理器506可以基于呈现时间强度轮廓550a、550b和/或550c的所述检测信号来执行频率分析。通常可以如关于图5A所描述的那样执行所述频率分析。

在一些实施例中，由处理器506执行的频率分析可以包括对所述检测信号的傅里叶分析或余弦变换分析。例如，曲线图552a、552b和552c表示将傅里叶变换应用至与位置A、B和C以及任何当前假信号相对应的检测到的强度的结果。曲线图552a、552b和552c的竖直轴线可以表示调制的振幅或强度。曲线图552a、552b和552c的水平轴线可以表示强度调制的频率。在曲线图552a中，可以单独存在频率f_A，因为缺乏假信号。在曲线图552b中，可以存在频率f_B和f_A，其中f_A与从位置A’产生的假信号相关联。在曲线图552c中，可以存在f_C和f_B，其中f_B与从位置B’产生的假信号相关联。为清楚起见，图5A和图5B仅示出三个频率，并且应理解，可以使用更多或更少频率。在给定位置处可以叠置多于两个频率。

在一些实施例中，处理器506可以通过依赖于检测器504的检测器元件与正在被检查的表面上的位置的关联来确定给定频率与假信号相关联。例如，基于照射的光学布置和量测***500的检测支路，检测器元件可以预期以频率f_A接收来自位置A的辐射。类似地，另一检测器元件可以预期以频率f_B接收来自位置B的辐射，并且又一检测器元件可以预期以频率f_C接收来自位置C的辐射。可以通过处理器506来确定在给定检测器元件处所检测的任何非特征调制频率与假信号相关联。替代地或另外，以不同相位来照射位置A、B和C。由处理器506执行这种区分可以包括将假信号与与位置不相关或不以位置为表征的频率和/或相位相关联。处理器506可以是比较器(例如，分析一条或更多条信息、量或值以供执行比较的装置)。应理解，在单个量的情形中，仍可以在假定第二值是空值或噪声(例如，零)的情况下进行比较。

在一些实施例中，由处理器506执行的频率分析可以包括基于曲线图552a、552b和/或552c中的信息来执行逆变换(例如，傅里叶逆变换F^-1)。所述逆变换可以忽略假信号，以提取例如如曲线图554a、554b、554c、556a、556b和556c中示出的在时域中的所关注的信号。在曲线图554a、554b和554c中，竖直轴线可以表示对应的强度I_A(t)、I_B(t)和I_C(t)(例如，通过频率分析移除叠加的假信号)，并且水平轴线可以表示时间。在曲线图556a、556b和556c中，竖直轴线可以表示滤波后的强度I_A(t)、I_B(t)和I_C(t)的相应的相位，并且水平轴线可以表示时间。以这种方式，频率分析可以被用于确定用于照射所述衬底上的给定位置的调制的频率、振幅和/或相位。所述逆变换可以被用于基于忽略与给定位置不相关或不以所述给定位置为表征的至少一个调制参数(例如，频率、相位等)——仅对所关注的信号进行逆变换——来重构用于调制表面536上的给定位置处的照射的波形。可以通过减少误检测的事件来增加量测***500的可靠性。

在一些实施例中，处理器506可以基于曲线图552a、552b和552c中的所关注的信号(例如，所移除的假信号)来产生表面536的傅里叶重构图像。换句话说，傅里叶重构可以包括在给定位置处的照射调制的频率和/或相位的重构，同时省略与所述给定位置无关或不以所述给定位置为表征的频率和/或相位。

图6示出根据一些实施例的量测***600的示意图。应理解，关于图4、图5A和图5B描述的结构和功能中的任一个还可以被包括在参考图6的实施例中。例如，在一些实施例中，外壳414(图4)可以被包括在参考图6的实施例中。除非另有说明，否则图6中的与图4、图5A和图5B的元件具有类似附图标记(例如，共用两个最右边数字的附图标记)的元件可以具有类似的结构和功能。

在一些实施例中，量测***600可以被用于检查掩模版630是否存在外来颗粒(例如，外来颗粒640)。量测***600可以包括具有空间光调制器610和聚焦元件612的照射***。量测***可以包括检测器604和处理器606。检测器604可以包括传感器元件620和聚焦元件622。

在一些实施例中，空间光调制器610可以被配置成调整由所述照射***产生的辐射束642的空间强度分布。辐射束642的空间强度分布可以包括周期性空间强度分布611。周期性空间强度分布611可以被投影到包括掩模版630的物体的表面638上。掩模版630可以包括图案特征634。图案特征634可以位于掩模版630的与表面638相反的表面上。周期性空间强度分布611可以在时间上被调整。例如，周期性空间强度分布611可以横跨表面638或其一部分而被扫描。在一些实施例中，周期性空间强度分布611的相位可以被调整，使得周期性空间强度分布611的峰和谷横跨表面638或其一部分而被平移。周期性空间强度分布611可以包括例如正弦图案、阶跃函数图案、锯齿图案、三角形图案等等、以及其任何组合。

在一些实施例中，掩模版630可以是透明的、半透明的，或以其它方式具有允许辐射束642的一部分(由辐射束642来表示)透射通过表面638。辐射束642’可以包括最初与周期性空间强度分布611一样的演变的周期性空间强度分布611’。演变的周期性空间强度分布611’的初始形式被示出为强度轮廓551a。当辐射束642’传播通过掩模版630时，演变的周期性空间强度分布611’可以演变，使得演变的周期性空间强度分布611’的对比度降低，例如，变得模糊(以强度轮廓551b示出)和/或接近DC状强度(以强度轮廓551c示出)。

在一些实施例中，辐射束642’可以照射在所述表面附近的结构(例如，图案特征634)。在所述表面附近的结构可以朝向检测器604散射辐射(由所检测的辐射644’来表示)。

在一些实施例中，检测器604可以接收在表面638处散射的辐射(由所检测的辐射644来表示)以及所检测的辐射644’。在表面636处散射的所检测的辐射644可以包括由位于表面636上的外来颗粒640散射的辐射。检测器604可以基于所接收的辐射来产生检测信号。由于周期性空间强度分布在时间上变化，因此所检测的辐射644可以经历在强度方面的相应调制(例如，闪烁)，而所检测的辐射644’可以由于其由于已经传播通过掩模版630而导致的降低的对比度而经历强度方面减小的调整或无调制。换句话说，由所述表面附近的结构散射且在所述检测器处接收的辐射(所检测的辐射644’)从所述束的已经透射通过所述表面的一部分(辐射束642’)产生，并且所透射的部分包括具有降低的对比度的周期性空间强度分布(演变的周期性空间强度分布611’)。

在一些实施例中，处理器606可以接收所述检测信号。处理器606可以基于所述检测信号来产生第一图像。所述第一图像可以对应于周期性空间强度分布611的第一状态，意味着可以使用空间光调制器610来调整周期性空间强度分布611的状态。处理器606可以基于所述检测信号来产生第二图像。所述第二图像可以对应于周期性空间强度分布611的不同于所述第一状态的第二状态。处理器606可以基于所述检测信号来产生第三图像。所述第三图像可以对应于周期性空间强度分布611的至少不同于所述第二状态的第三状态(例如，2π的相移可以导致所述第三相位与所述第一相位相同)。处理器606可以产生另外的图像以供分析(例如，作为动画)。处理器606可以分析所述第一图像、第二图像和第三图像以确定所述表面上的对所述周期性空间强度分布的状态的调整表现出减少或降低的光学响应的位置。所述减少或降低的光学响应可以与不闪烁的信号相关联，因为强度的空间变化已经被模糊到DC水平。此外，所述DC偏移可以与所述信号在任何图像位置处的闪烁部分分离，并且因此从实际信号有效地移除由于外来颗粒640所导致的假信号。换句话说，虚假部分可以对DC偏移做出贡献，而时变部分可以来自外来颗粒640。然后，处理器606可以确定所述表面上的表现出所述降低的光学响应的所述位置是由于假信号且不是来自外来颗粒640。以这种方式，可以通过减少误检测的事件来增加量测***600的可靠性。

照射的波长还可以被用于使用本文中公开的实施例的多波长能力来增强对外来颗粒的检测。前文关于图4的量测***400以及物体428的透明度(参见关于表膜532(图5)和/或掩模版630(图6)的描述)描述了用于产生多个波长的结构和功能。

图7示出根据一些实施例的表膜的透射率(竖直轴线)相对于辐射波长(水平轴线)的曲线图700。曲线图700示出辐射通过表膜(例如，图5的表膜532)的透射率是依赖于波长的。例如，在360nm的波长下，曲线图700示出所述透射率大致为0.003％。换句话说，具有360nm的波长的辐射可以透射通过所述表膜并且以是333的因子被衰减即被衰减至1/333。在440nm下的透射率为0.135％，并且相应的透射衰减因子为7.4。在辐射透射通过所述表膜一次然后朝向所述表膜被向后散射以进而第二次透射时，在360nm与440nm之间的透射强度的差是大致为2000的因子。相反，银碎片(光刻设备中的常见外来颗粒)可以朝向检测器404(图4)以依赖于波长的反射率来散射辐射，当从360nm切换至440nm时所述依赖于波长的反射率以大致是10的因子变化。换句话说，在物体的表面处的光学响应的差异可以是所检测的辐射在第一波长下衰减第一量与所检测的辐射在第二波长下衰减第二量之间的差异。表膜的衰减因子(例如，2000)与外来颗粒的衰减因子(例如，10)之间的大的对比度可以被用于区分假信号与外来颗粒。其它类型的外来颗粒材料可以包括铜、铝、金、钯和/或铂。应理解，每种材料可以根据其独特的反射率特性而与假信号区分开。

在一些实施例中，由于透射率是依赖于波长的，因此光学测量可以利用量测***的多波长能力来识别和区分外来颗粒信号与假信号，这将关于图4来描述。然而，这不应被理解为限制，并且也可以使用本文中关于其它图描述的任何结构和功能。在一些实施例中，照射***402被配置成调整辐射束442的波长。由处理器406产生的所述第一图像可以对应于辐射束442的第一波长。由处理器406产生的所述第二图像可以对应于辐射束442的不同于所述第一波长的第二波长。处理器406可以执行对第一图像和第二图像的分析以确定所述表面上的、在物体428对辐射束442的波长的调整的光学响应方面表现出差异的位置。由处理器406执行的区分(区分外来颗粒与假信号)可以基于所述分析。所述区分可以包括将所述假信号与所述表面上的、表现出与外来颗粒无关或不以外来颗粒为表征的光学响应的差异的位置相关联。

在一些实施例中，光学测量可以利用量测***的偏振能力来识别和区分外来颗粒信号与假信号。图8示出根据一些实施例的、可以在本文中公开的量测***中使用的偏振器的非限制性布置。应理解，关于图4、图5A、图5B、图6和图7描述的结构和功能中的任一个还可以被包括在参考图8的实施例中。例如，在一些实施例中，空间光调制器410(图4)可以被包括在参考图8的实施例中。除非另有说明，否则图8中的与图4、图5A、图5B、图6和图7的元件具有类似附图标记(例如，共用两个最右边数字的附图标记)的元件可以具有类似的结构和功能。

在一些实施例中，照射***802可以包括辐射源808a和808b、偏振器812a(例如，P偏振器)、偏振器812b(例如，S偏振器)和束组合器813。偏振器812a可以被设置在辐射源808a的下游。偏振器812b可以被设置在辐射源808b的下游。束组合器813可以被设置在偏振器812a和812b两者的下游。在一些实施例中，空间光调制器410(图4)可以被设置在束组合器813的下游。

在一些实施例中，照射***802可以使用辐射源808a和808b中的一者或两者来产生辐射束842。来自辐射源808a的辐射可以由偏振器812a偏振。来自辐射源808b的辐射可以由偏振器812b偏振。偏振器812a和812b可以是正交的，使得辐射束842可以具有选择性的偏振。例如，辐射源808a可以被单独激活，使得偏振辐射束842具有第一偏振。相反，辐射源808b可以被单独激活，使得偏振辐射束842具有不同于所述第一偏振的第二偏振(例如，正交偏振)。束组合器813可以将辐射源808a和808b的光学路径组合，使得允许照射***802提供沿公共的光学路径的选择性的偏振。辐射束842可以被引导至空间光调制器410(图4)，使得辐射束842在照射物体428(图4)之前在空间上被调制。可以设想图8的元件当中的空间光调制器410(图4)的其它配置。空间光调制器410(图4)例如当被实施为液晶装置时也可以提供偏振功能。

在一些实施例中，辐射源808a和808b可以被配置成产生多个可选波长。在一些实施例中，辐射源808a和808b可以被配置成产生相同的波长。即使辐射源808a和808b中的任一个被固定在单个波长，仍可以通过图8中示出的布置的迭代来实现多波长能力。也就是说，多于一个束组合器可以与额外的辐射源和偏振器结合使用。然后，所述额外的辐射源可以产生额外的波长。此外，一个或更多个偏振器可以被省略，使得照射***802能够选择性地产生偏振和未偏振辐射。

再次参考图4作为非限制性示例，在一些实施例中，处理器406可以基于检测信号来产生第一图像和第二图像。所述第一图像可以对应于第一偏振。所述第二图像可以对应于不同于所述第一偏振的第二偏振。处理器406可以执行对第一图像和第二图像的分析以确定所述表面上的、对辐射束442的偏振的调整的光学响应方面表现出差异的位置。然后，处理器406可以确定所述表面上的、表现出光学响应的差异的所述位置是由于假信号且不是来自缺陷440。这是可能的，因为缺陷440可能不具有依赖于偏振的响应，而图案特征434——表面436附近的结构——可以具有依赖于偏振的衍射效率(例如，被反射的光的量由于偏振而改变)。可以将由图案特征434散射且在检测器404处被检测的照射与缺陷440区分开。所述区分可以包括将所述假信号与所述表面上的、表现出光学响应的差异的所述位置相关联。换句话说，物体的表面处的光学响应的差异可以是在所述第一偏振下所接收的辐射的强度与在所述第二偏振下所接收的辐射的强度之间的差异。以这种方式，可以通过减少误检测的事件来增加量测***400的可靠性。

图9示出根据一些实施例的量测***900的示意图。应理解，关于图4、图5A、图5B、图6、图7和图8描述的结构和功能中的任一个还可以被包括在参考图9的实施例中。例如，在一些实施例中，空间光调制器410(图4)可以被包括在参考图9的实施例中。除非另有说明，否则图9中的与图4、图5A、图5B、图6、图7和图8的元件具有类似附图标记(例如，共用两个最右边数字的附图标记)的元件可以具有类似的结构和功能。

在一些实施例中，量测***900包括照射***902、检测器904和处理器906。照射***902可以包括空间光调制器910。照射***902可以产生用于照射物体928的辐射束942。物体928可以是具有位于掩模版930的一侧的表膜932的掩模版930。掩模版930可以包括图案特征934。

在一些实施例中，空间光调制器910可以朝向物体928的表面(例如，表膜932的表面)引导辐射束942。空间光调制器910可以调整辐射束942的空间强度分布，而以非零入射角来照射所述表面的一部分。所述非零入射角可以大致为30度至85度、45度至85度、60度至85度、或大于80度。

在一些实施例中，检测器904可以接收沿着光学路径947的、与已经在所述表面的被照射部分处散射的辐射相对应的辐射(由所检测的辐射944来表示)。然而，已经由所述表面附近的结构散射的辐射(由所检测的辐射944’来表示)可以沿着不同于光学路径947的光学路径947’行进。检测器904可以基于所接收的辐射来产生检测信号。

在一些实施例中，处理器906可以接收所述检测信号。处理器906可以基于所述检测信号来区分假信号和与外来颗粒940在表面上的存在相对应的信号。所述区分可以具有相关联的错误概率，所述错误概率可以基于检测到假信号而不能将所述假信号与外来颗粒940的存在区分开的概率。因此，所述区分可以包括基于光学路径947和947’之间的差异来降低检测假信号的概率。光学路径947和947’之间的较大差异可以导致检测到所述假信号的概率降低得更多。

再次参考在像素水平下的照射的调制和空间编码的概念，正弦调制图案当前作为所述表面上的两个位置可以如何以随时间推移而变化的不同照射图案而被“编码”的示例。然而，所述正弦图案仅仅是示例并且可以使用其它图案。例如，已经关于一些实施例论述了离散和阶梯图案。

图10示出根据一些实施例的量测***1000的一部分。应理解，关于图4、图5A、图5B、图6、图7、图8和图9描述的结构和功能中的任一个还可以被包括在参考图10的实施例中。例如，在一些实施例中，空间光调制器410(图4)可以被包括在参考图10的实施例中。除非另有说明，否则图10中的与图4、图5A、图5B、图6、图7和图8的元件具有类似附图标记(例如，共用两个最右边数字的附图标记)的元件可以具有类似的结构和功能。

量测***1000可以被用于识别和/或表征物体1028上的缺陷。物体1028可以是例如具有防护性表膜1032的掩模版1030。表膜1032的表面1036可能在重复使用时具有产生缺陷(例如，所述表面上的划痕或污染物粒子)的风险。掩模版1030的表面1038(例如，后侧)还可能具有产生类似缺陷的风险。因此，应理解，量测***1000可以被用于通过仅改变物体1028的取向来检查表面1036和/或1038(或通常物体1028的任何表面)。

为简单起见，未示出量测***1000的某些元件，诸如与图4、图5A、图5B、图6、图7、图8和图9中示出的那些元件冗余的元件(例如，辐射源、检测器等)。但是应理解，在一些实施例中，这样的元件可以如它们在图4、图5A、图5B、图6、图7、图8和图9中那样存在。使用空间光调制器，可以根据图案(例如，第一图案、第二图案、额外的图案等)来调制辐射束1042。上文中已经(例如，关于图5A和图5B的周期性图案)论述了图案的一些示例。

在一些实施例中，所述图案可以是二元图案(例如，照射的一系列打开状态和关闭状态)。表膜1032的表面1036的每个位置A、B、C、D等可以被分配不同的二元图案，这类似于参考图5A和图5B如何来使用具有频率f_A、f_B和f_C的不同周期性图案。例如，空间光调制器(例如，图5A的510)可以调整辐射束1042的空间强度分布，以便根据第一图案1042-A来调制辐射束1042在表面1036的位置A处的照射强度。类似地，表面1036的位置B可以接收根据第二图案1042-B而被调制的照射。额外的位置可以接收根据相应的额外的图案而被调制的照射(例如，直到表面1036的、接收根据第n个图案1042-n而被调制的照射的第n个位置)。调制图案可以是例如二元图案。本领域技术人员基于本公开也可以明白其它图案。

在一些实施例中，所检测的辐射1044是在下游检测器处接收的辐射。作为示例，所检测的辐射1044被示出为来自表面1036的位置D。所检测的辐射1044可以包括混合辐射，包括来自位置D(例如，与第四图案1042-D相关联)的缺陷的辐射以及可能与假信号相关联的其它辐射。例如，被以第一图案1042-A编码的辐射可以在位置A处入射。在表膜1032至少为半透明的情况下，具有第一图案1042-A的辐射可以部分地透射通过表膜1032并且在表膜1032与掩模版1030之间经历多次反射(如由从位置A’到C然后到C’的箭头所指示的)。掩模版1030可以包括向上朝向位置D散射辐射的图案特征1034。这样的辐射可能导致当在检测器处接收所检测的辐射1044时假信号被检测到。此外，具有第三图案1042-C的辐射可以透射通过表面1036的位置C并由于与图案特征1034相互作用而沿所检测的辐射1044的方向从位置C’散射。结果是所检测的辐射可以包括第四图案1042-D(即，与由于缺陷所导致的“真实”信号相关联)以及与假信号相关联的第一图案1042-A和第三图案1042-C。

在一些实施例中，可以通过处理器(例如，图5的处理器506)来分析从所检测的辐射1044产生的所述检测信号。处理器506可以基于所述检测信号来区分假信号和与缺陷在表面1036上的存在相对应的信号。对所述检测信号的分析可以基于对辐射束1042的调制。如果例如二元图案被用于调制，则所述分析可以包括确定在表面1036上的给定位置处使用的二元图案。由于所述检测信号可以对应于具有多于一个二元图案的照射的叠加，因此所述确定可以包括解构在给定像素处的不同调制图案。在已经提前具有表面1036上的调制图案的空间分布的知识的情况下，所述处理器可以将检测器的像素与表面1036上的相应的位置相关联或映射。所述处理器可以区分假信号与“真实”信号。所述区分可以包括将所述假信号与与所述给定位置无关或不以所述给定位置为表征的二元图案相关联。

在一些实施例中，可能存在与可用的不同调制图案相比更多的不同位置待被照射。在这种情形下，所述调制图案可以被重复并且遍及表面1036而分布，使得不在所述表面上的相邻位置上使用两个相同的二元图案。例如，图10示出不同的二元图案1042-A至1042-n(从左至右)的序列。当所有的不同的调制图案已经被使用至少一次时，所述序列可以重新开始于与位置A2相对应的1042-A。超过第n个位置的位置可以被称为另外的额外位置。可以使用更多或更少的不同的调制图案。以这种方式，可以增强各位置与假信号的区分。

用于调制辐射束1042的不同“像素”的图案可以被进一步优化以增加测量和信息处理的速度。在一些实施例中，如表1中示出的一组线性无关的图案可以被用作所述第一图案至第n图案。表1是一组n＝7的线性无关的图案。零(0)指示照射的关闭状态，并且一(1)指示照射的打开状态。

与图10的对比(其中使用八个不同图案)仅示出制定可区分的调制图案的选择能力和非限制性性质。在一些实施例中，可以使用八个打开或关闭状态的序列来构造表1的七个线性无关的二元图案中的每个。在任一图案中，打开状态的数目可以等于关闭状态的数目。在表1的示例中，这将意味着每个图案具有四个打开状态和四个关闭状态，总共八个打开或关闭状态。如果期望更大组线性无关的图案(例如，n＞7)则可以使用更多打开或关闭状态(例如10个打开或关闭状态)。例如，在期望重复使用的图案的位置之间的物理距离进一步分开的情形中，线性无关的图案的数目可以被增加。例如，在图10中，位置A和A2之间可以由七个图案来分开。如果位置A和A2没有如此分开，则可能的是，来自位置A’的杂散照射可能被检测为好像来自位置A2。在这样的情形中，所述处理器可能错误地将所述假信号解释为“真实”信号，因为第一图案1042-A也预期来自位置A2。应理解，线性无关的图案不限于二元图案(例如，与傅里叶变换相关联的正弦图案可以是线性无关的)。应理解，前缀“第一”、“第二”、“第三”等是任意标记并且不应被理解为将任何图案限制为本文中公开的特定序列。将表1用作非限制性参考，表1中的码字中任一项可以是“第一图案”。在其余码字中，其任一项可以是“第二图案”。

在一些实施例中，所述一组二元图案可以是正交的。类似于上文的傅里叶分析(其涉及正弦项的正交关系)，具有正交二元图案会简化解构叠加图案所需的处理量。因此，可以增加测量的速度。

在一些实施例中，表1可以被称为“码矩阵”，其中C表示整个矩阵并且c_i是与行索引或下标i(i＝A…G)相对应的“码字”。例如，c_B＝10101001是来自矩阵C的码字。可以使用正交关系来描述这些码字。正交性的一个示例可以根据等式1来描述，其类似于内积：

这里，v和u可以是来自矩阵C的任意两个码字，并且下标j代表第j个开或关状态。所述码矩阵C可以被构造成使得每个码字具有相同的平均值

在如表1提供的示例中，平均值是

对于任何不相等的码字对，等式1的结果为零。处理器可以使用这种性质来大大加快确定所检测的信号是否包括“真实”信号和/或假信号的计算。

在一些实施例中，进一步构建正交特征，可以构建向量q，处理器可以使用所述向量来区分“真实”信号和假信号，其中向量q由等式2给出。

这里，C是码字矩阵，并且p是表示在检测器的给定像素处检测到的强度的序列的向量。向量p中的元素中的每个元素可以是表示强度的数值(例如，零(0)表示未检测到强度)。关于平均向量p，它的每个元素都填充了在向量p中找到的强度值的平均值。矩阵积的结果是具有七个元素的向量q(矩阵C中的每个线性独立码字一个)。可以针对所述述检测器的每个像素来产生向量q。向量q的每个值实际上是码字(例如，向量形式的调制模式)和向量(例如，基于检测信号的向量)之间的标量积的结果。

在一些实施例中，如果仅存在来自位置B处的缺陷(由第二图案1042-B照射)的散射，则对应的向量q可以具有q＝(0，0，b，0，0，0，0)的形式，其中b是与所检测的强度成比例的正值。如果仅存在来自位置A’(由第一图案1042-A照射)的散射，则q可以具有q＝(a，0，0，0，0，0，0)的形式，其中a是与来自位置A’的辐射的强度成比例的正值。如果任何地方都没有散射，则q_B全部是零。如果存在来自位置B和A’两者的散射，则q＝(a，0，b，0，0，0，0)。以这种方式，通过利用向量q的结果，处理器可以快速确定哪些信号来自表面1036上的哪个位置，并且区分“真实”信号和假信号。

在一些实施例中，执行所述分析的处理器可以隔离检测器的像素、要考虑的码字和/或曝光帧(例如，所述码字的特定元素)，以便减少计算从而增大测量速度。用q＝(a，0，b，0，0，0，0)举例，如果与表面1036上的位置B相关联的像素是所关注的，则处理器不需要执行等式2的整个矩阵乘法。而是，所述处理器可以仅计算要得到b的向量积

而不必计算向量q的其它元素。

在一些实施例中，码字还可以涉及除完全打开状态和完全关闭状态之外的值，例如选自0、0.5和1。在这种情况下，每个码字具有0.5的平均值，对于保持等式1和2的适用性，这可以是期望的。进一步考虑这个概念，码序列可以被概括为包括值谱。例如，可以使用升余弦函数，如由等式2给出的：

这里，c_nm表示与码矩阵的第n行和第m列相对应的单个元素，并且M是码字长度。这是可以如何构造码字和矩阵的另一非限制性示例。应理解，二元图案(0和1)的概念已经被概括，使得周期性图案(例如，余弦函数)可以与上述关于二元图案所描述的分析相似或类似的分析结合使用。因此，在一些实施例中，术语“码字”不被约束至仅二元图案。术语“码字”可以被用于总体指代调制图案(例如，第一图案、第二图案等)。

在一些实施例中，等式3产生介于0与2之间(包括0和2)的值。值2可以对应于特定照射强度(例如，最大)。然后，由等式3产生的每个码字的相应的平均值将为

在一些实施例中，与第一图案相关联的照射强度的平均值可以等于与第二图案相关联的照射强度的平均值。在一些实施例中，与额外的图案相对应的照射强度的平均值可以等于与所述第一图案和/或第二图案的照射强度的平均值。

作为构造线性无关的图案的另一示例，在一些实施例中，这样的一组可以基于表2来构造，其基于类似于等式3的概念，但选自升正弦、升余弦和DC图案的集合。

下标m从1到M，其中M是所述码字或所述码字矩阵中列数的长度。然后，表2产生M×M矩阵。码字C₁是DC信号。其它码字是具有整数个周期的升正弦或余弦。应理解，还可以使用行和/或列的排列。此外，较少的码字(例如，行的子集)也可以是合适的，这将导致N×M大小的码矩阵，其中N＜M。

在一些实施例中，将表2的升正弦/余弦与等式3进行比较，可以看出，表2的值相较于等式3已经以1/2作为因子被归一化。可以基于量测***1000的约束来选择所述因子。例如，所述因子可以被选择为针对每码字是不同的，从而使平均值在码字之间是不同的。例如，当使用等式2时，这种差异可能导致像素之间的串扰(例如，第一像素处的调制可能仅基于码字的次优构造而影响第二像素处的检测结果，无论是否在第二个像素处检测到辐射)。类似地，对升正弦/余弦使用整数个周期允许始终具有恒定平均值

的码字矩阵的构造。然而，应理解，码字矩阵的恒定平均值

对于实现期望的结果(例如，假信号区分和缺陷检测)来说不是严格要求的。

在一些实施例中，可以对由等式3和/或表2产生的码字实施类似于等式1的正交关系，如等式4中示出的：

这里，C_ij表示与码字矩阵的第i行相关联的元素，并且C_kj表示与码字矩阵的第k行相关联的元素。求和下标j表示码字矩阵的列。非常类似于等式1，如果为计算选择不相等的码字，则结果是零。

在一些实施例中，可以使用不正交的线性无关的码字，只要在码字中没有负值(例如，照射的最小可能强度是0)。在这种情形中，等式2可以被概括为采取等式5的形式：

q＝(C^T)⁺p。 等式5

这里，上标T表示转置，并且上标+表示伪逆。向量q和p如前所述。为了使用处理器来执行分析，在一些实施例中，可以通过将向量p与(C^T)⁺的相应的行相乘来计算向量q的特定元素。使用等式5的概括形式，上文所论述的串扰问题可以被减轻。

在一些实施例中，使用相同的曝光数量，可以在不同波长中同时应用不同的码矩阵。例如，典型的DMD装置已经能够使用红色、绿色和蓝色波长执行复杂的曝光。这可以被进一步修改以包括其它波长和波长组合。例如，图案的强度状态可以与第一波长相关联，并且所述图案的第二强度状态可以与不同于所述第一波长的第二波长相关联。在另一示例中，第一图案的强度状态可以与第一波长相关联，并且所述第二图案的强度状态可以与不同于所述第一波长的第二波长相关联。在另外的示例中，使用三个7×8矩阵，可以获得7³＝343个唯一码字。此外，调制图案通常可以采用多个波长。

应理解，在一些实施例中，完美的单色波长对于生产来说可能不可行或不实际(例如，硬件限制)。因此，应理解，术语“第一波长”可以指代大致以一波长为中心的窄带。所述第二波长可以被类似地描述。在这种情形中，两个不同的波长可以指代对应的两个不同的中心波长。

在一些实施例中，被限定为“不同的”波长可以是量测***1000的函数。例如，如果量测***1000能够分辨这种差异，则第一波长(具有一频带或波段和一中心波长)和第二波长(具有一频带或波段和不同的中心波长)可以被认为是不同的。相反，两个波长带在它们叠置到量测***1000不能分辨差异的程度的意义上可能没有不同。

虽然已经在检测外来颗粒(例如，缺陷440(图4))的情境下描述了具体实施例，但是本文中描述的实施例不限于颗粒污染物检测。在一些实施例中，本文中描述的量测***通常可以检测缺陷，诸如划痕、孔眼或凹陷、外来颗粒、污点等。期望检测引起破坏光刻过程的风险的所有类型的缺陷。

在一些实施例中，本文中描述的量测***可以被实施为例如光刻设备内的更大的***。

还可以使用于以下方面来描述实施例：

1.一种***，包括：

照射***，所述照射***包括：

辐射源，所述辐射源被配置成产生辐射的束；

空间光调制器，所述空间光调制器被配置成朝向物体的表面引导所述束，并调整所述束在所述表面处的空间强度分布；

检测器，所述检测器被配置成接收在所述表面处散射的辐射和由在所述表面附近的结构散射的辐射并基于所接收的辐射来产生检测信号；以及

比较器，所述比较器被配置成：

分析所述检测信号；

基于所述分析来确定所述表面上的缺陷的位置；以及

基于所述分析和所述调整来区分假信号和与所述缺陷相对应的信号。

2.根据方面1所述的***，其中：

所述空间光调制器还被配置成调整所述空间强度分布，以便根据第一图案来调制所述束在所述表面上的第一位置处的照射强度，以及根据不同于所述第一图案的第二图案来调制所述束在所述表面上的第二位置处的照射强度；

所述第二位置不同于所述第一位置；并且

所述分析包括基于所述调制对所述检测信号的分析。

3.根据方面2所述的***，其中：

所述第一图案和第二图案对应于第一二元图案和第二二元图案；并且

所述分析包括确定在所述表面上的给定位置处使用的二元图案。

4.根据方面3所述的***，其中，所述区分包括将所述假信号与不以所述给定位置为表征的二元图案相关联。

5.根据方面3所述的***，其中，所述第一二元图案和第二二元图案中的每个包括与打开状态的数目相等的多个关闭状态。

6.根据方面2所述的***，其中，所述第一图案的第一强度状态与第一波长相关联，并且所述第一图案的第二强度状态与不同于所述第一波长的第二波长相关联。

7.根据方面2所述的***，其中，所述第一图案的强度状态与第一波长相关联，并且所述第二图案的强度状态与不同于所述第一波长的第二波长相关联。

8.根据方面2所述的***，其中：

所述空间光调制器还被配置成调整所述空间强度分布，以便根据相应的额外的图案来调制所述束在所述表面上的额外的位置处的照射强度；

所述第一图案、第二图案和每个所述额外的图案彼此不同；

所述区分包括将所述假信号与不以所述给定位置为表征的图案相关联。

9.根据方面8所述的***，其中，所述第一图案、第二图案和额外的图案在所述表面上的另外的额外的位置处被重复使用；并且

重复使用的第一图案、第二图案和额外的图案被分布在所述表面上，使得在所述表面上的相邻位置上不使用两个相同的图案。

10.根据方面2所述的***，其中所述第一图案与所述第二图案线性无关。

11.根据方面2所述的***，其中所述第一图案正交于所述第二图案。

12.根据方面2所述的***，其中：

所述第一图案和第二图案对应于第一周期性图案和第二周期性图案；

所述第一周期性图案的频率和/或相位不同于所述第二周期性图案的频率和/或相位；并且

所述分析包括频率分析。

13.根据方面12所述的***，其中：

所述频率分析包括确定在所述表面上的给定位置处使用的照射调制的频率和/或相位；并且

所述区分包括将所述假信号与不以所述给定位置为表征的频率和/或相位相关联。

14.根据方面12所述的***，其中：

所述第一周期性图案的强度状态的序列包括相对于所述第一周期性图案的有序原始序列的变化；和/或

所述第二周期性图案的强度状态的序列包括相对于所述第二周期性图案的有序原始序列的变化。

15.根据方面12所述的***，其中，所述第一图案和/或第二图案基于升正弦和/或余弦函数。

16.根据方面2所述的***，其中，所述分析包括所述第一图案与基于所述检测信号的向量的标积。

17.根据方面12所述的***，其中，所述频率分析包括傅里叶分析。

18.根据方面17所述的***，其中，所述傅里叶分析包括：

所述检测信号的傅里叶变换；和

基于至少忽略不以所述给定位置为表征的调制参数，用于调制在给定位置处的照射的波形的傅里叶重构。

19.根据方面1所述的***，其中：

所述空间强度分布包括基于所述调整的周期性空间强度分布的第一状态、第二状态和第三状态的序列；

所述第二状态不同于所述第一状态和第三状态；并且

所述检测信号包括基于所述第一状态、第二状态和第三状态的调制；

所述分析包括分析所述调制以至少确定所述表面上的、表现出对所述调整的降低的光学响应的位置。

20.根据方面19所述的***，其中，所述区分包括将所述假信号与所述表面上的、对所述调整表现出所述降低的光学响应的所述位置相关联。

21.根据方面19所述的***，其中：

由在所述表面附近的结构散射的辐射是从所述束的通过所述表面的透射部分产生的；并且

所述透射部分包括具有降低的对比度的所述周期性空间强度分布。

22.根据方面1所述的***，其中：

所述辐射源还被配置成调整所述束的波长；

所述束包括不同的第一波长和第二波长；

所述检测信号包括所接收的辐射的基于不同的所述第一波长和第二波长的波长信息；并且

所述分析包括分析所述波长信息，以至少确定所述表面上的、表现出对调整所述波长的光学响应的差异的位置。

23.根据方面22所述的***，其中，所述区分包括将所述假信号与所述表面上的、表现出对调整所述波长的光学响应的差异的所述位置相关联。

24.根据方面22所述的***，其中，对调整所述波长的光学响应的差异包括所接收的辐射的基于所述第一波长的衰减与所接收的辐射的基于所述第二波长的衰减之间的差异。

25.根据方面1所述的***，其中：

所述照射***被配置成调整所述束的偏振，并且所述照射***还包括偏振器，所述偏振器被配置成修改所述束的所述偏振；

所述束包括不同的第一偏振和第二偏振；

所述检测信号包括所接收的辐射的基于不同的所述第一偏振和第二偏振的偏振信息；并且

所述分析包括分析所述偏振信息，以至少确定所述表面上的、表现出对调整所述偏振的光学响应的差异的位置。

26.根据方面25所述的***，其中，所述区分包括将所述假信号与所述表面上的、表现出对调整所述偏振的光学响应的差异的所述位置相关联。

27.根据方面25所述的***，其中，对调整所述偏振的光学响应的差异包括所接收的辐射的基于所述第一偏振的强度与所接收的辐射的基于所述第二偏振的强度之间的差异。

28.根据方面1所述的***，其中：

所述空间光调制器还被配置成调整所述空间强度分布，以便以非零入射角照射所述表面的一部分；

所述检测器还被配置成沿在所述表面的所述部分处散射的辐射的光学路径接收辐射；并且

所述***被配置成基于所述光学路径和与由在所述表面附近的结构散射的辐射相对应的光学路径之间的差异来降低假信号事件的概率。

29.根据方面1所述的***，其中，所述空间光调制器包括数字微反射镜装置。

30.根据方面1所述的***，其中，所述空间光调制器包括液晶调制器。

31.根据方面1所述的***，其中，所述检测器包括电荷耦合器件或互补金属-氧化物-半导体。

32.根据方面1所述的***，其中：

所述空间光调制器还被配置成在时间上调整所述空间强度分布，以便以第一频率来调制所述束在所述表面上的第一位置处的照射强度，以及以第二频率来调制所述束在所述表面上的第二位置处的照射强度；

所述第二位置不同于所述第一位置；

所述第二频率不同于所述第一频率；并且

所述***被配置成基于对所述检测信号的频率分析来提高检测的光学分辨率。

33.一种方法，包括：

产生辐射束；

朝向物体的表面引导所述束；

使用空间光调制器来调整所述束的空间强度分布；

在检测器处接收散射辐射，其中所述散射辐射包括在所述表面处散射的辐射和由在所述表面附近的结构散射的辐射；

使用所述检测器来产生检测信号；

使用处理器来分析所述检测信号；

基于所述分析来确定所述表面上的缺陷的位置；以及

基于所述分析来区分假信号和与所述缺陷相对应的信号，并使用所述处理器来进行所述调整。

34.根据方面33所述的方法，其中：

所述调整包括使用所述空间光调制器来调整所述空间强度分布，以便根据第一图案来调制所述束在所述表面上的第一位置处的照射强度，以及根据第二图案来调制所述束在所述表面上的第二位置处的照射强度；

所述第二位置不同于所述第一位置；并且

所述分析包括基于所述调制对所述检测信号进行分析。

35.根据方面33所述的方法，其中：

所述空间强度分布包括基于所述调整的周期性空间强度分布的第一状态、第二状态和第三状态的序列；

所述第二状态不同于所述第一状态和第三状态；

所述检测信号包括基于所述第一状态、第二状态和第三状态的调制；并且

所述分析包括分析所述调制以至少确定所述表面上的、表现出对所述调整的降低的光学响应的位置。

36.根据方面33所述的方法，还包括：

所述方法还包括调整所述束的所述波长；

所述束包括不同的第一波长和第二波长；

所述检测信号包括所接收的辐射的基于不同的所述第一波长和第二波长的波长信息；并且

所述分析包括分析所述波长信息以至少确定所述表面上的、表现出对调整所述波长的光学响应的差异的位置。

37.根据方面33所述的方法，其中：

所述方法还包括调整所述束的偏振；

所述束包括不同的第一偏振和第二偏振；

所述检测信号包括所接收的辐射的基于不同的所述第一偏振和第二偏振的偏振信息；并且

所述分析包括分析所述偏振信息以至少确定所述表面上的、表现出对调整所述偏振的光学响应的差异的位置。

38.根据方面33所述的方法，其中：

所述调整包括调整所述空间强度分布以便以非零入射角照射所述表面的一部分，其中：

所述接收包括沿在所述表面的所述部分处散射的辐射的光学路径接收辐射；并且

所述方法还包括基于所述光学路径与由在所述表面附近的结构散射的辐射的光学路径之间的差异来降低假信号事件的概率。

39.根据方面33所述的方法，其中：

所述调整包括使用所述空间光调制器在时间上调整所述空间强度分布，以便以第一频率来调制所述束在所述表面上的第一位置处的照射强度，以及以第二频率来调制所述束在所述表面上的第二位置处的照射强度；

所述第二位置不同于所述第一位置；

所述第二频率不同于所述第一频率；并且

所述方法包括基于对所述检测信号的频率分析来提高检测的光学分辨率。

40.一种光刻设备，包括：

照射设备，所述照射设备被配置成照射图案形成装置的图案；

投影***，所述投影***被配置成将所述图案的图像投影到衬底上；以及

量测***，所述量测***包括：

照射***，所述照射***包括：

辐射源，所述辐射源被配置成产生辐射的束；

空间光调制器，所述空间光调制器被配置成朝向物体的表面引导所述束并调整所述束在所述表面处的空间强度分布；

检测器，所述检测器被配置成接收在所述表面处散射的辐射和由在所述表面附近的结构散射的辐射，并基于所接收的辐射来产生检测信号；以及

处理器，所述处理器被配置成：

分析所述检测信号；

基于所述分析来确定所述表面上的缺陷的位置；以及

基于所述分析和所述调整来区分假信号和与所述缺陷相对应的信号。

虽然在本文中可以具体地参考光刻设备在IC的制造中的使用，但是，应理解，本文中描述的光刻设备可以具有其它应用，诸如集成光学***的制造、用于磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、LCD、薄膜磁头等。本领域技术人员将理解，在这种替代应用的情境下，本文中使用的任何术语“晶片”或“管芯”可以被认为分别与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。本文中提及的衬底可以在曝光之前或之后例如在轨道单元或涂覆显影***单元(一种典型地将抗蚀剂层施加到衬底上并且对曝光后的抗蚀剂进行显影的工具)、量测单元和/或检查单元中进行处理。在适用的情况下，可以将本文的公开内容应用于这种和其它衬底处理工具。另外，所述衬底可以被处理一次以上，例如用于产生多层IC，使得本文中使用的术语衬底也可以表示已经包含多个已处理层的衬底。

虽然上文已经具体地参考本公开的实施例在光学光刻术的情境下的使用，但是将理解，本公开可以用于其它应用，例如压印光刻术，并且在情境允许的情况下，不限于光学光刻术。在压印光刻术中，图案形成装置中的形貌限定了产生在衬底上的图案。图案形成装置的形貌可以被压印到供给至所述衬底的抗蚀剂层中，由此所述抗蚀剂通过应用电磁辐射、热、压力或其组合而被固化。在抗蚀剂被固化之后所述图案形成装置被移出所述抗蚀剂，从而在其中留下图案。

应理解，本文中的措辞或术语是出于描述而非限制性目的，使得本公开中的术语或措辞将由相关领域技术人员按照本文中的教导来解释。

如本文中使用的术语“衬底”描述各材料层被添加到其上的材料。在一些实施例中，所述衬底其本身可以被图案化，并且添加在其顶部的材料也可以被图案化，或者可以保持不被图案化。

虽然在本文中可以具体地参考根据本公开的设备和/或***在IC的制造中的使用，但是应明确地理解，这样的设备和/或***可以具有许多其它可能的应用。例如，这样的设备和/或***可以被用于集成光学***的制造、磁畴存储器的引导和检测图案、LCD面板、薄膜磁头等。技术人员将理解，在这种替代应用的情境下，在这种情境下术语“掩模版”、“晶片”或“管芯”的任何使用应被认为分别被更上位的术语“掩模”、“衬底”和“目标部分”替换。

虽然上文已经描述了本公开的具体实施例，但是将理解，可以以与所描述的不同的方式来实践本公开。本说明书并不意图限制本公开。

将理解，具体实施方式章节而不是发明内容章节和摘要章节意图被用于解释权利要求。如由发明者考虑到的，发明内容章节和摘要章节可以阐明本公开的一个或更多个实施例而不是所有示例性实施例，并且因此不意图在以任何方式限制本公开和随附权利要求。

上文已经借助于图示出指定功能的实施方式及其相互关系的功能性构件块描述了本公开。为了描述方便，在本文中已经任意地限定了这些功能性构造块的边界。只要适当地执行指定功能及其关系，就可以定义替换的边界。

具体实施例的前述描述将如此充分地揭示本公开的一般性质，使得在不背离本公开的总体构思且不进行过度实验的情况下，其它人可以通过应用本领域技术范围内的知识而容易地修改和/或适应这些具体实施例的各种应用。因此，基于本文中提出的教导和指导，这样的适应和修改旨在落入所公开的实施例的等同物的含义和范围内。

所保护的主题的广度和范围不应受到上文描述的示例性实施例中的任一示例性实施例的限制，而应仅由随附的权利要求及其等同物来限定。

Claims (20)

1.一种***，包括：

照射***，所述照射***包括：

辐射源，所述辐射源被配置成产生辐射的束；

空间光调制器，所述空间光调制器被配置成朝向物体的表面引导所述束，并调整所述束在所述表面处的空间强度分布；

检测器，所述检测器被配置成接收在所述表面处散射的辐射和由在所述表面附近的结构散射的辐射，并基于所接收的辐射来产生检测信号；以及

比较器，所述比较器被配置成：

分析所述检测信号；

基于所述分析来确定所述表面上的缺陷的位置；以及

基于所述分析和所述调整来区分假信号和与所述缺陷相对应的信号。

2.根据权利要求1所述的***，其中：

所述空间光调制器还被配置成调整所述空间强度分布，以便根据第一图案来调制所述束在所述表面上的第一位置处的照射强度，以及根据不同于所述第一图案的第二图案来调制所述束在所述表面上的第二位置处的照射强度；

所述第二位置不同于所述第一位置；并且

所述分析包括基于所述调制对所述检测信号的分析。

3.根据权利要求2所述的***，其中，所述第一图案的第一强度状态与第一波长相关联，并且所述第一图案的第二强度状态与不同于所述第一波长的第二波长相关联。

4.根据权利要求2所述的***，其中，所述第一图案的强度状态与第一波长相关联，并且所述第二图案的强度状态与不同于所述第一波长的第二波长相关联。

5.根据权利要求2所述的***，其中：

所述空间光调制器还被配置成调整所述空间强度分布，使得所述束在所述表面上的另外的位置处的照射强度根据相应的另外的图案来被调制；

所述第一图案、第二图案和每个所述另外的图案彼此不同；

所述区分包括将所述假信号与不以所述给定位置为表征的图案相关联。

6.根据权利要求2所述的***，其中：

所述第一图案和第二图案对应于第一周期性图案和第二周期性图案；

所述第一周期性图案的频率和/或相位不同于所述第二周期性图案的频率和/或相位；并且

所述分析包括频率分析。

7.根据权利要求6所述的***，其中：

所述频率分析包括确定在所述表面上的给定位置处使用的照射调制的频率和/或相位；并且

所述区分包括将所述假信号与不以所述给定位置为表征的频率和/或相位相关联。

8.根据权利要求6所述的***，其中：

所述第一周期性图案的强度状态的序列包括相对于所述第一周期性图案的有序原始序列的变化；和/或

所述第二周期性图案的强度状态的序列包括相对于所述第二周期性图案的有序原始序列的变化。

9.根据权利要求1所述的***，其中：

所述空间强度分布包括周期性空间强度分布的基于所述调整的第一状态、第二状态和第三状态的序列；

所述第二状态不同于所述第一状态和第三状态；并且

所述检测信号包括基于所述第一状态、第二状态和第三状态的调制；

所述分析包括分析所述调制，以至少确定所述表面上的表现出对所述调整的降低的光学响应的位置。

10.根据权利要求9所述的***，其中，所述区分包括将所述假信号与所述表面上的、表现出对所述调整的所述降低的光学响应的所述位置相关联。

11.根据权利要求9所述的***，其中：

由在所述表面附近的结构散射的辐射从所述束的通过所述表面的透射部分产生；并且

所述透射部分包括具有降低的对比度的所述周期性空间强度分布。

12.根据权利要求1所述的***，其中：

所述辐射源还被配置成调整所述束的波长；

所述束包括不同的第一波长和第二波长；

所述检测信号包括所接收的辐射的基于不同的所述第一波长和第二波长的波长信息；并且

所述分析包括分析所述波长信息以至少确定所述表面上的、表现出对调整所述波长的光学响应的差异的位置。

13.根据权利要求12所述的***，其中，所述区分包括将所述假信号与所述表面上的、表现出对调整所述波长的光学响应的差异的所述位置相关联。

14.根据权利要求12所述的***，其中，对调整所述波长的光学响应的差异包括所接收的辐射的基于所述第一波长的衰减与所接收的辐射的基于所述第二波长的衰减之间的差异。

15.根据权利要求1所述的***，其中：

所述照射***被配置成调整所述束的偏振，并且所述照射***还包括偏振器，所述偏振器被配置成修改所述束的所述偏振；

所述束包括不同的第一偏振和第二偏振；

所述检测信号包括所接收的辐射的基于不同的所述第一偏振和第二偏振的偏振信息；并且

所述分析包括：分析所述偏振信息，以至少确定所述表面上的、表现出对调整所述偏振的光学响应的差异的位置。

16.根据权利要求15所述的***，其中，所述区分包括：将所述假信号与所述表面上的、表现出对调整所述偏振的光学响应的差异的所述位置相关联。

17.根据权利要求15所述的***，其中，对调整所述偏振的光学响应的差异包括所接收的辐射的基于所述第一偏振的强度与所接收的辐射的基于所述第二偏振的强度之间的差异。

18.根据权利要求1所述的***，其中：

所述空间光调制器还被配置成调整所述空间强度分布，以便以非零入射角照射所述表面的一部分；

所述检测器还被配置成沿着在所述表面的所述部分处散射的辐射的光学路径接收辐射；并且

所述***被配置成基于所述光学路径和与由在所述表面附近的结构散射的辐射相对应的光学路径之间的差异来降低假信号事件的概率。

19.根据权利要求1所述的***，其中：

所述空间光调制器还被配置成在时间上调整所述空间强度分布，以便以第一频率来调制所述束在所述表面上的第一位置处的照射强度，以及以第二频率来调制所述束在所述表面上的第二位置处的照射强度；

所述第二位置不同于所述第一位置；

所述第二频率不同于所述第一频率；并且

所述***被配置成基于所述检测信号的频率分析来提高检测的光学分辨率。

20.一种光刻设备，包括：

照射设备，所述照射设备被配置成照射图案形成装置的图案；

投影***，所述投影***被配置成将所述图案的图像投影到衬底上；以及

量测***，所述量测***包括：

照射***，所述照射***包括：

辐射源，所述辐射源被配置成产生辐射的束；

空间光调制器，所述空间光调制器被配置成朝向物体的表面引导所述束，并调整所述束在所述表面处的空间强度分布；

检测器，所述检测器被配置成接收在所述表面处散射的辐射和由在所述表面附近的结构散射的辐射并基于所接收的辐射来产生检测信号；以及

处理器，所述处理器被配置成：

分析所述检测信号；

基于所述分析来确定所述表面上的缺陷的位置；以及

基于所述分析和所述调整来区分假信号和与所述缺陷相对应的信号。

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