TW202524229A - 用於先進次繞射成像之非線性光學度量衡的系統及方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種感測器設備，其可包括一暫態光學圖案、一探測光束及一偵測器。該暫態光學圖案可經組態以誘發一對準標記之一材料改變，藉此形成一有效對準標記。該探測光束可經組態以與該有效對準標記相互作用。該偵測器可經組態以量測由該探測光束產生的來自該有效對準標記之繞射光。有利地，該感測器設備可利用可見光誘發該對準標記之一折射率之一暫態改變，偵測該對準標記之次波長特徵，量測該對準標記之不對稱性，且使該感測器設備之一解析度增大至少4倍。

Description

用於先進次繞射成像之非線性光學度量衡的系統及方法

本揭示係關於光學度量衡系統及方法，例如用於微影設備及系統之光學度量衡系統及方法。

微影設備為經建構以將所要圖案施加至基板上之機器。微影設備可用於例如積體電路(IC)之製造中。微影設備可例如將圖案化裝置(例如，遮罩、倍縮光罩)之圖案投射至設置於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。

為了將圖案投射於基板上，微影設備可使用電磁輻射。此輻射之波長判定可在基板上形成的特徵之最小大小。與使用例如具有157 nm或193 nm或248 nm之波長的深紫外線(DUV)輻射的微影設備相比，使用具有在4 nm至20 nm範圍內(例如6.7 nm或13.5 nm)之波長的極紫外線(EUV)輻射的微影設備可用於在基板上形成較小特徵。

為了控制微影程序以在基板上準確地形成裝置特徵，一或多個目標可形成於基板上且用於對準及定位。微影設備可使用一或多個感測器以藉由在目標(例如，對準標記)處照射光且收集自目標繞射之光而準確地量測目標之特性。當前的對準系統及技術受制於特定缺點及侷限性。舉例而言，先前系統利用受光之繞射限制(例如，λ/2NA)約束的線性光學器件，且可僅在目標之間距為量測光之偵測波長的至少一半時偵測來自目標之繞射光。

在任何較小間距下，此等先前系統無法準確地量測繞射光，藉此達到可見光之繞射限制。基於線性光學器件之先前系統無法對遠低於繞射限制之繞射光柵執行對準。另外，量測光之波長之縮減受到抗蝕劑之光響應度的限制。先前系統之傳統繞射限制可處於500 nm或更大之間距。另外，對準標記可歸因於晶圓處理而變形。當此類變形不對稱時，繞射光之強度及相位可誘發視位置偏移。

因此，需要提高量測基板上之目標位置及目標不對稱性的解析度及準確度，減少目標之數目及目標所佔據之總面積，且減少微影程序中的錯誤。另外，需要偵測目標(例如，對準標記)之次波長特徵，量測目標之不對稱性，且增大感測器設備之解析度(例如，增大至少4倍)。為了改良此類微影程序，有可能利用由泵送-探測方案中之高階非線性效應(例如，二階效應)誘發的目標之折射率的暫態改變來量測次波長結構。舉例而言，光學度量衡系統可包括感測器設備，該感測器設備使用非線性光學效應以在高於傳統繞射限制之尺度上改變折射率，從而使得感測器設備獲得關於次波長結構之位置及不對稱性之資訊。

在一些態樣中，一種感測器設備可包括暫態光學圖案、探測光束及偵測器。在一些態樣中，暫態光學圖案可經組態以誘發對準標記之材料改變，藉此形成有效對準標記。在一些態樣中，探測光束可經組態以與有效對準標記相互作用。在一些態樣中，偵測器可經組態以量測由探測光束產生的來自有效對準標記之繞射光或反射光。

在一些態樣中，材料改變可包括對準標記之折射率改變。在一些態樣中，材料改變可與暫態光學圖案之強度成比例。

在一些態樣中，暫態光學圖案可包括干涉圖案。在一些態樣中，暫態光學圖案可源自複數個偏斜光束。在一些態樣中，暫態光學圖案可為任意影像圖案。舉例而言，任意影像圖案可為光柵圖案、棋盤形圖案、有限圖案或其組合。

在一些態樣中，探測光束可經組態以在材料改變之時間範圍內與有效對準標記相互作用。在一些態樣中，繞射光可包括來自有效對準標記之一階繞射光束(I _-1、I ₊₁)。

在一些態樣中，繞射光可自有效對準標記之空間週期性圖案繞射，該空間週期性圖案係歸因於暫態光學圖案與對準標記之組合(例如，相乘)而形成。在一些態樣中，空間週期性圖案可包括暫態光學圖案之一或多個空間諧波。在一些態樣中，暫態光學圖案之週期與對準標記之週期之間的相對週期性隨著相對週期性減小而增大感測器設備之解析度。在一些態樣中，相對週期性可使感測器設備之解析度增大至少4倍。

在一些態樣中，感測器設備可進一步包括耦接至偵測器之處理器。在一些態樣中，處理器可經組態以基於繞射光之不對稱性而判定對準標記之位置。

在一些態樣中，對準標記相對於暫態光學圖案及探測光束可為可調整的，在一些態樣中，暫態光學圖案相對於對準標記及探測光束可為可調整的。在一些態樣中，探測光束相對於對準標記及暫態光學圖案可為可調整的，

在一些態樣中，感測器設備可進一步包括干涉量測裝置。在一些態樣中，干涉量測裝置可經組態以接收繞射光且使繞射光與自身干涉以產生對準信號。在一些態樣中，感測器設備可進一步包括耦接至偵測器之處理器。在一些態樣中，處理器可經組態以判定對準標記之不對稱性。

在一些態樣中，一種方法可包括在對準標記上形成暫態光學圖案，藉此誘發對準標記之材料改變且形成有效對準標記。在一些態樣中，該方法可進一步包括使探測光束與有效對準標記相互作用。在一些態樣中，該方法可進一步包括量測由探測光束產生的來自有效對準標記之繞射光。

在一些態樣中，該方法可進一步包括基於繞射光之不對稱性而判定對準標記之位置。在一些態樣中，該方法可進一步包括基於繞射光之不對稱性而判定對準標記之不對稱性。

在一些態樣中，該方法可進一步包括相對於暫態光學圖案及探測光束掃描對準標記。在一些態樣中，該方法可進一步包括相對於對準標記及探測光束掃描暫態光學。在一些態樣中，該方法可進一步包括相對於對準標記及暫態光學圖案掃描探測光束。

上文所描述之技術中之任一者的實施可包括EUV光源、DUV光源、系統、方法、程序、裝置及/或設備。一或多個實施之細節闡述於以下附圖及實施方式中。其他特徵將自描述及圖式以及申請專利範圍而顯而易見。

下文參考附圖詳細地描述態樣之其他特徵及例示性態樣，以及各種態樣之結構及操作。應注意，該等態樣不限於本文所描述之特定態樣。本文中僅出於繪示性目的而呈現此類態樣。基於本文所含有之教示，額外態樣對於熟習相關技術者而言將顯而易見。

本說明書揭示併入有本發明之特徵之一或多個態樣。所揭示之態樣僅例示本發明。本發明之範疇不限於所揭示之一或多個態樣。本發明由隨附申請專利範圍界定。

所描述之態樣及本說明書中對「一個態樣」、「一態樣」、「實例態樣」、「例示性態樣」等之提及指示所描述之態樣可包括特定特徵、結構或特性，但每個態樣可能未必包括該特定特徵、結構或特性。此外，此類片語未必指同一態樣。此外，在結合態樣描述特定特徵、結構或特性時，應理解，無論是否予以明確描述，結合其他態樣實現此特徵、結構或特性係在熟習此項技術者之認知內。

為了易於描述，本文中可使用諸如「之下」、「下方」、「下部」、「上方」、「上」、「上部」等空間相對術語以描述一個元件或特徵與另一元件或特徵之關係，如圖式中所繪示。除了圖式中所描繪的定向之外，空間相對術語亦意欲涵蓋裝置在使用或操作中的不同定向。設備可以其他方式定向(旋轉90度或以其他定向)，且本文中所使用的空間相對描述詞可同樣相應地進行解釋。

本文所使用之術語「約」或「實質上」或「大致」指示可基於特定技術變化之給定量的值。基於特定技術，術語「約」或「實質上」或「大致」可指示在例如值之1%至15% (例如，值之±1%、±2%、±5%、±10%或±15%)內變化之給定量的值。

本揭示之態樣可以硬體、韌體、軟體或其任何組合來實施。本揭示之態樣亦可實施為儲存於機器可讀媒體上之指令，該等指令可由一或多個處理器讀取及執行。機器可讀媒體可包括用於儲存或傳輸呈可由機器(例如，計算裝置)讀取之形式之資訊的任何機構。舉例而言，機器可讀媒體可包括：唯讀記憶體(ROM)；隨機存取記憶體(RAM)；磁碟儲存媒體；光學儲存媒體；快閃記憶體裝置；電學、光學、聲學或其他形式之傳播信號(例如，載波、紅外線信號、數位信號等)；及其他媒體。另外，韌體、軟體、常式及/或指令可在本文中描述為執行某些動作。然而，應瞭解，此類描述僅僅出於方便起見，且此類動作事實上由計算裝置、處理器、控制器或執行韌體、軟體、常式、指令等的其他裝置引起。

然而，在更詳細地描述此類態樣之前，呈現可實施本揭示之態樣的實例環境係具指導性的。

例示性微影系統

圖1展示包含輻射源SO及微影設備LA之微影系統。輻射源SO經組態以產生EUV及/或DUV輻射光束B並將EUV及/或DUV輻射光束B供應至微影設備LA。微影設備LA包含照射系統IL、經組態以支撐圖案化裝置MA (例如，遮罩、倍縮光罩)之支撐結構MT (例如，遮罩台、倍縮光罩台、倍縮光罩載物台)、投影系統PS，及經組態以支撐基板W之基板台WT。

照射系統IL經組態以在EUV及/或DUV輻射光束B入射於圖案化裝置MA上之前調節EUV及/或DUV輻射光束B。另外，照射系統IL可包括琢面化場鏡面裝置10及琢面化光瞳鏡面裝置11。琢面化場鏡面裝置10及琢面化光瞳鏡面裝置11一起向EUV及/或DUV輻射光束B提供所要橫截面形狀及所要強度分佈。除了琢面化場鏡面裝置10及琢面化光瞳鏡面裝置11之外或代替該等裝置，照射系統IL亦可包括其他鏡面或裝置。

在如此調節之後，EUV及/或DUV輻射光束B與圖案化裝置MA相互作用。此相互作用可為反射的(如所展示)，其對於EUV輻射可為較佳的。此相互作用可為透射的，其對於DUV輻射可為較佳的。由於此相互作用，產生了經圖案化EUV及/或DUV輻射光束B'。投影系統PS經組態以將經圖案化EUV及/或DUV輻射光束B'投射至基板W上。出於彼目的，投影系統PS可包含經組態以將經圖案化EUV及/或DUV輻射光束B'投射至由基板台WT固持之基板W上的複數個鏡面13、14。投影系統PS可將縮減因數應用至經圖案化EUV及/或DUV輻射光束B'，因此形成特徵小於圖案化裝置MA上之對應特徵的影像。舉例而言，可應用為4或8之縮減因數。儘管投影系統PS在圖1中被繪示為僅具有兩個鏡面13、14，但投影系統PS可包括不同數目個鏡面(例如，六個或八個鏡面)。

基板W可包括先前形成之圖案。在此情況下，微影設備LA使由經圖案化EUV及/或DUV輻射光束B'形成之影像與先前形成於基板W上之圖案對準。

例示性感測器設備

依上文所論述，為了控制微影程序以在基板上準確地形成裝置特徵，將一或多個繞射目標(例如，對準標記、疊對標記)設置於基板上。微影設備使用準確地量測繞射目標之特性(例如，位置、疊對)之一或多個感測器(例如，對準感測器、疊對感測器及/或兩者的組合)。

現有對準系統及技術受制於特定缺點及侷限性。舉例而言，先前系統利用線性光學器件，該等線性光學器件僅可在目標之間距大於光之偵測波長的一半時偵測繞射光。在任何較小間距下，此等先前系統無法準確地量測繞射光，藉此達到可見光之繞射限制。使用線性光學器件之先前系統無法對遠低於繞射限制之繞射光柵執行對準。先前系統之傳統繞射限制可處於500 nm或更大之間距。另外，對準標記可歸因於晶圓處理而變形。當此類變形不對稱時，繞射光之強度及相位可誘發視位置偏移。

下文所論述之感測器設備、系統及方法之態樣可使用具有低於可見光之繞射限制之目標間距的非線性效應，藉此使間距大小更接近產品結構。此間距可被稱為次波長間距。此等成像技術使得此類感測器設備及系統能夠解析低於光學解析度之傳統繞射限制(例如，可見光之繞射限制)的目標，因此到達超解析度。

下文所論述之感測器設備、系統及方法之態樣可提供量測基板上之目標位置及目標不對稱性的解析度及準確度，減少目標之數目及目標所佔據之總面積，且減少微影程序中的錯誤。

圖2、圖3及圖5繪示根據例示性態樣之感測器設備200。感測器設備200可經組態以照射繞射目標(例如，對準標記206)且偵測一或多個繞射目標之特性(例如，對準位置、標記不對稱性、間距、繞射階、深度、次分割等)，且藉此改良例如微影設備LA之對準及校準。在一些態樣中，感測器設備200可包括第一光源201、第二光源212及偵測器213。在一些態樣中，第一光源201及第二光源212可為單一光源(例如，寬頻帶光源、相干光源、雷射、雷射二極體等)。儘管感測器設備200在圖2中展示為獨立的設備及/或系統，但本揭示之態樣可與其他設備、系統及/或方法一起使用，例如微影設備LA、感測器設備200'及/或感測器設備200''。

如圖2、圖3及圖5中所示，感測器設備200可包括經組態以與有效對準標記210相互作用之探測光束216 (例如，來自第二光源212)，該有效對準標記藉由在對準標記206中誘發材料改變(例如，折射率之暫態改變)之暫態光學圖案208形成。

在一些態樣中，第一光源201可經組態以使用兩個或更多個光導202a、202b (例如，光纖、光管、鏡面、光束分光器)，該等光導經組態以將兩個或更多個泵送光束203a、203b引導至安置於與光導202a、202b (例如，光瞳平面)相距焦距 f之位置處的透鏡205。透鏡205可安置於與對準標記206 (例如，物平面)相距焦距 f之位置處。泵送光束203a、203b穿過透鏡205之折射可將泵送光束203a、203b重新引導為對準標記206處之偏斜光束204a、204b。在一些態樣中，光導202a、202b可經組態以在不使用透鏡205之情況下以偏斜角朝向對準標記206引導泵送光束203a、203b。

在一些態樣中，第一光源201可經組態以提供具有一或多個頻帶之相干電磁寬頻照射光束(例如，泵送光束203a、203b)。在一些態樣中，一或多個頻帶可在約380 nm與約750 nm之間的波長之可見光譜內。舉例而言，波長可在約450 nm至約550 nm範圍內，例如為約500 nm。在一些態樣中，一或多個頻帶可在約100 nm與約380 nm之間的波長之紫外線光譜內。舉例而言，波長可在約350 nm至約380 nm範圍內，例如為約365 nm。在一些態樣中，一或多個頻帶可在約750奈米與約2微米之間的波長之紅外線光譜內。舉例而言，波長可在約750 nm至約900 nm範圍內，例如為約850 nm。

在一些態樣中，第一光源201可為脈衝源。舉例而言，第一光源201可具有對準標記206中的非線性效應之時間範圍內之脈衝寬度。在一些態樣中，第一光源201之脈衝寬度可不大於1 μs。

在一些態樣中，對準標記206可為繞射目標。在一些態樣中，對準標記206可包括繞射光柵。在一些態樣中，對準標記206可為1-D光柵，其經印刷使得在顯影之後，長條係由固體抗蝕劑線形成。在一些態樣中，對準標記206可為2-D陣列或2-D光柵，其經印刷使得在顯影之後，光柵係由固體抗蝕劑長條、導柱或抗蝕劑中之通孔形成。在一些態樣中，對準標記206可包括基板上之目標以接收泵送光束203a、203b或偏斜光束204a、204b。在一些態樣中，對準標記206可為間距範圍為約10 nm至約100 nm之光柵。在一些態樣中，對準標記206 (例如，繞射光柵)可包括不同材料之線及空間。在一些態樣中，對準標記206之線可由半導體材料製成。舉例而言，對準標記206之線可由矽製成。在一些態樣中，對準標記206之空間可由氣體構成。舉例而言，對準標記206之空間可由空氣構成。

在一些態樣中，對準標記206之材料可在由較強短雷射脈衝(例如，來自第一光源201)照射時改變其折射率。在吸收雷射脈衝後，材料(例如，對準標記206)之折射率之改變可與光之電場成比例(例如，泡克耳斯效應(Pockels effect))，與光之電場之平方成比例(例如，克爾效應(Kerr effect)、熱光學效應)，或與高階成比例(例如，n階非線性效應)。舉例而言，對準標記206歸因於克爾效應之材料改變可與雷射脈衝(例如，來自第一光源201)之強度成比例，從而在對準標記206 (例如，一有效對準標記210)中產生一強度相依折射率 ，其中 為對準標記206之材料之一線性折射率， 為一二階非線性折射率，且 為雷射脈衝(例如，來自第一光源201)之一強度。

在一些態樣中，光導202a、202b可經組態以將第一泵送光束203a及第二泵送光束203b引導朝向透鏡205。在一些態樣中，光導202a、202b可包括任何光學器件(例如，鏡面、透鏡、稜鏡、波導、光學調變器等)。在一些態樣中，光導202a、202b可包括一光束分光器，其經組態以將來自第一光源201之一照射光束分裂成第一泵送光束203a及第二泵送光束203b。第一光導202a可將第一泵送光束203a引導朝向透鏡205。第二光導202b可將第二泵送光束203b引導朝向透鏡205。在一些態樣中，光導202a、202b可能能夠更改第一泵送光束203a及第二泵送光束203b之各入射角。在一些態樣中，透鏡205可具有一折射率及一焦距 f，使得第一泵送光束203a及第二泵送光束203b可作為兩個或更多個偏斜光束204a、204b引導朝向對準標記206。在一些態樣中，光導202a、202b可經組態以在不使用透鏡205之情況下以偏斜角朝向對準標記206引導泵送光束203a、203b。

在一些態樣中，暫態光學圖案208可由複數個偏斜光束(例如，穿過透鏡205朝向對準標記206之偏斜光束204a、204b，在不穿過透鏡205之情況下以偏斜角引導朝向對準標記206之泵送光束203a、203b等)形成。在一些態樣中，暫態光學圖案208可為一干涉圖案。在一些態樣中，暫態光學圖案208可為一任意影像圖案。舉例而言，暫態光學圖案208可為一光柵圖案、一棋盤形圖案、一有限圖案或其組合。在一些態樣中，暫態光學圖案可具有帶有一正弦圖案、一三角形圖案、一矩形圖案或其組合之一強度分佈。

依上文所論述，對準標記206可包括一光柵(例如，1-D光柵)，且對準標記206之線及空間可由不同材料製成，因此不同材料中之材料改變(例如，折射率改變)亦可具有不同量值。在一些態樣中，暫態光學圖案208可透過暫態光學圖案208之分佈與對準標記206之組合(例如，相乘)產生一折射率調變。舉例而言，如圖4中所示，可歸因於對準標記402與暫態光學圖案404 (例如，暫態光學圖案404與對準標記402之組合)的相互作用(例如，非線性效應)而產生有效對準標記406。此調變可歸因於各種線性及非線性效應(例如，二階非線性效應)而產生對準標記206之一週期性材料改變(例如，折射率改變)。在一些態樣中，暫態光學圖案208與對準標記206之組合(例如，相乘)可產生有效對準標記210，其特徵在於折射率調變(例如，如圖10中所示)。

在一些態樣中，暫態光學圖案208可誘發對準標記206之一材料改變，藉此形成有效對準標記210。在一些態樣中，材料改變可為對準標記206之一折射率改變。在一些態樣中，第一偏斜光束204a可以一第一入射角被引導至對準標記206，且第二偏斜光束204b可以一第二入射角被引導至對準標記206。在一些態樣中，第一偏斜光束204a及第二偏斜光束204b (例如，相干光)可在空間上及時間上重疊以形成類光柵干涉圖案(例如，暫態光學圖案208)。在一些態樣中，暫態光學圖案208之間距可大於對準標記206之間距。舉例而言，暫態光學圖案208可具有約500 nm之間距，且對準標記206可具有約10 nm至約300 nm範圍內之間距。在一些態樣中，暫態光學圖案208之間距可具有與對準標記206之間距類似的大小。在一些態樣中，暫態光學圖案208之間距可小於對準標記206之間距。舉例而言，暫態光學圖案208可具有約100 nm之間距，且對準標記206可具有約200 nm之間距。

在一些態樣中，光源(例如，第二光源212)可經組態以引導探測光束(例如，圖3中所示之探測光束216)以與有效對準標記210相互作用，從而產生繞射光(例如，圖3中所示之繞射光218a、218b)。在一些態樣中，第一光源201或第二光源212可引導探測光束。在圖2中所示之例示性態樣中，第二光源212可引導探測光束。

在一些態樣中，第一光源201或第二光源212可經組態以引導具有一或多個頻帶之探測光束(例如，圖3中所示之探測光束216)。在一些態樣中，一或多個頻帶可在約380 nm與約750 nm之間的波長之可見光譜內。舉例而言，波長可在約500 nm至約750 nm範圍內，例如為約700 nm。在一些態樣中，一或多個頻帶可在約100 nm與約380 nm之間的波長之紫外線光譜內。舉例而言，波長可在約350 nm至約380 nm範圍內，例如為約365 nm。在一些態樣中，一或多個頻帶可在約750奈米與約2微米之間的波長之紅外線光譜內。舉例而言，波長可在約750 nm至約1100 nm範圍內，例如為約950 nm。在一些態樣中，第一光源201之第一波長可小於第二光源212之第二波長。在一些態樣中，第一光源201之第一波長可等於第二光源212之第二波長。

在一些態樣中，第二光源212可為脈衝源。在一些態樣中，第二光源212之脈衝寬度可在毫秒準確度、微秒準確度、奈秒準確度、皮秒準確度、飛秒準確度或原秒準確度範圍內。舉例而言，脈衝寬度可在約1毫秒至約1奈秒範圍內，例如為約100奈秒。舉例而言，脈衝寬度可在約1微秒至約1皮秒範圍內，例如為約100皮秒。舉例而言，脈衝寬度可在約1微秒至約1飛秒範圍內，例如為約10飛秒。舉例而言，脈衝寬度可在約1奈秒至約1原秒範圍內，例如為約100原秒。在一些態樣中，第二光源212可具有小於或等於由暫態光學圖案208誘發的對準標記206之材料改變(例如，折射率改變)的時間範圍(例如，克爾效應之時間範圍)之脈衝寬度。舉例而言，第二光源212之脈衝寬度可不大於(不長於) 1微秒。舉例而言，第二光源212之脈衝寬度可不大於(不長於) 1奈秒。舉例而言，第二光源212之脈衝寬度可不大於(不長於) 1皮秒。舉例而言，第二光源212之脈衝寬度可不大於(不長於) 1飛秒。舉例而言，第二光源212之脈衝寬度可不大於(長於) 1原秒。

在一些態樣中，偵測器213可經組態以量測繞射光(例如，圖3中所示之繞射光218a、218b)，使得耦接至偵測器213之處理器可基於來自有效對準標記210之繞射光(例如，圖3中所示之繞射光218a、218b)之不對稱性(例如，一階繞射強度I _-1、I ₊₁之間的差)判定對準標記206之位置及/或不對稱性。在一些態樣中，偵測器213可耦接至收集光學器件214a、214b (例如，光導、光管、光纖等)，其經組態以偵測感測器設備200之光瞳平面處的繞射光(例如，圖3中所示之繞射光218a、218b)。在一些態樣中，處理器可經組態以量測在對應於暫態光學圖案208之間距的角度下之繞射光(例如，圖3中所示之繞射光218a、218b)。在一些態樣中，偵測器213可經組態以量測來自有效對準標記210之反射光(例如，零階光束)。

圖3進一步繪示根據例示性態樣之感測器設備200。對圖2中之感測器設備200的以上論述適用於圖3之論述。圖2中所示之感測器設備200之態樣及圖3中所示之感測器設備200之態樣可為類似的。類似的元件符號用於指示圖2中所示之感測器設備200之態樣的特徵及圖3中所示之感測器設備200之態樣的類似特徵。

在一些態樣中，暫態光學圖案208可與對準標記206相互作用(例如，光吸收)，藉此引起對準標記206之材料的折射率改變。舉例而言，如圖3中所示，暫態光學圖案208可透過暫態光學圖案208之分佈與對準標記206之組合(例如，相乘)產生週期性折射率調變。在一些態樣中，暫態光學圖案208與對準標記206之組合(例如，相乘)可產生有效對準標記210，其特徵在於折射率調變。

在一些態樣中，光源(例如，第二光源212)可經組態以引導探測光束216以與有效對準標記210相互作用，從而產生繞射光218a、218b。在一些態樣中，探測光束216可在由暫態光學圖案208誘發的材料改變之時間範圍(例如，克爾效應之時間範圍)內與有效對準標記210相互作用。在一些態樣中，第一光源201或第二光源212可引導探測光束216。在圖3中所示之例示性態樣中，第二光源212可引導探測光束216。在一些態樣中，第一光源201之第一波長小於第二光源212之第二波長。舉例而言，第二光源212可具有700 nm之波長且第一光源可具有500 nm之波長。在一些態樣中，第一光源201之第一波長可等於第二光源212之第二波長。舉例而言，第一光源可具有500 nm之波長且第二光源212可具有500 nm之波長。

在一些態樣中，對準標記206相對於暫態光學圖案208及探測光束216可為可調整的，舉例而言，對準標記206可沿著水平軸(Y軸)相對於可保持固定之暫態光學圖案208及探測光束216平移。在一些態樣中，暫態光學圖案208相對於對準標記206及探測光束216可為可調整的，舉例而言，可使暫態光學圖案208沿著水平軸(Y軸)相對於可保持固定之對準標記206及探測光束216平移(例如，掃描、光柵化)。在一些態樣中，探測光束216相對於對準標記206及暫態光學圖案208可為可調整的，舉例而言，探測光束216可沿著水平軸(Y軸)相對於可保持固定之對準標記206及暫態光學圖案208平移(例如，掃描、光柵化)。

在一些態樣中，繞射光之光束可自諸如有效對準標記210之繞射目標繞射。舉例而言，如圖3中所示，繞射光218可包括第一繞射光218a及第二繞射光218b。在一些態樣中，第一繞射光218a可為負繞射階光束(例如，-1)，且第二繞射光218b可為正繞射階光束(例如，+1)。在一些態樣中，繞射光218a、218b可為高階繞射光束(例如，負二階光束及正二階光束、負三階光束及正三階光束等)。如圖3中所示，第一繞射光218a及第二繞射光218b可朝向透鏡205透射，且可藉由折射穿過透鏡205被重新引導朝向耦接至偵測器213之收集光學器件214a、214b。

在一些態樣中，偵測器213可耦接至收集光學器件214a、214b。收集光學器件214a、214b (例如，固定光學器件)可經組態以在感測器設備200之光瞳平面中收集繞射光218a、218b，且朝向偵測器213透射繞射光218a、218b。偵測器213可經組態以量測繞射光(例如，繞射光218a、218b)或反射光(例如，零階光束)且判定對準標記206之位置或不對稱性。在一些態樣中，偵測器213可耦接至處理器，其經組態以判定對準標記206之位置或不對稱性。在一些態樣中，偵測器213可經組態以基於繞射光218a、218b量測諸如對準標記206之繞射目標的特性。在一些態樣中，由偵測器213量測的諸如對準標記206之繞射目標之特性為對準位置。在一些態樣中，由偵測器213量測的諸如對準標記206之繞射目標之特性為對準標記206之不對稱性。在一些態樣中，由偵測器213量測的諸如對準標記206之繞射目標之特性為疊對。在一些態樣中，偵測器213可量測在對應於暫態光學圖案208之間距的角度下之繞射光218a、218b。在一些態樣中，偵測器213可為光電偵測器、光二極體、電荷耦接裝置(CCD)、突崩光二極體(APD)、攝影機、PIN偵測器、多模光纖、單模光纖或任何其他合適之光學偵測器。

圖4繪示根據一些態樣之對準標記402之單位胞元與暫態光學圖案404之單一週期的組合(例如，相乘)以形成有效對準標記406之單位胞元的圖形400。圖4展示具有Y軸上之振幅408及X軸上之位置410的圖形400。

在一些態樣中，對準標記402可在具有Y軸上之振幅408及X軸上之位置410的圖形繪示上描繪為單位胞元。對準標記402可包括對應於對準標記402之材料線的多個對準標記峰412。在一些態樣中，對準標記402之單位胞元可包括第一對準標記峰、第二對準標記峰、第三對準標記峰、第四對準標記峰及第五對準標記峰412a至412e。對準標記402可包括對準標記峰412之間的間隙，該等間隙對應於對準標記402之材料的空間。對準標記峰412之間的間隙之振幅408可為零值。

在一些態樣中，暫態光學圖案404可在具有Y軸上之振幅408及X軸上之位置410的圖形繪示上描繪為單一週期。暫態光學圖案404可包括橫跨暫態光學圖案404之週期之長度的暫態光學圖案曲線414。在一些態樣中，暫態光學圖案404可為任意影像圖案。舉例而言，暫態光學圖案404可為光柵圖案、棋盤形圖案、有限圖案或其組合。在一些態樣中，暫態光學圖案可具有帶有正弦圖案、三角形圖案、矩形圖案或其組合之強度分佈。在圖4中所示之例示性態樣中，暫態光學圖案曲線414可為正弦圖案。

在一些態樣中，有效對準標記406可在具有Y軸上之振幅408及X軸上之位置410的圖形繪示上描繪為單位胞元。有效對準標記406可為對準標記402與暫態光學圖案404之組合(例如，相乘)，藉此採用共用對準標記峰412及暫態光學圖案曲線414之特性的形狀。舉例而言，有效對準標記406可包括對應於對準標記402之材料線的多個有效對準標記峰416。有效對準標記峰416獲取與暫態光學圖案曲線414之曲率匹配的曲率。在一些態樣中，有效對準標記406之單位胞元可包括第一有效對準標記峰、第二有效對準標記峰、第三有效對準標記峰、第四有效對準標記峰及第五有效對準標記峰416a至416e。有效對準標記406可包括有效對準標記峰416之間的間隙，該等間隙對應於對準標記402之材料的空間。有效對準標記峰416之間的間隙之振幅408可為零值，由此藉助於值之組合(例如，相乘)在彼等對應位置處將暫態光學圖案曲線414之振幅408減小為零。

圖5進一步繪示根據一些態樣之感測器設備200。對圖2及圖3中之感測器設備200的以上論述適用於圖5之論述。圖2及圖3中所示之感測器設備200之態樣及圖5中所示之感測器設備200之態樣可為類似的。類似的元件符號用於指示圖2及圖3中所示之感測器設備200之態樣的特徵及圖5中所示之感測器設備200之態樣的類似特徵。圖5繪示用於有效對準標記210之重複圖案的可視化結果，與圖4中所示之有效對準標記406的圖形繪示類似。

在一些態樣中，有效對準標記210可被視為有效對準標記406之單位胞元之有效對準標記峰416a至416n的重複週期性圖案209，如圖4中所示。有效對準標記210可包括第一有效對準標記峰至第n有效對準標記峰416a至416n，其中n為大於1之整數。有效對準標記峰416a至416n可對應於圖2及圖3中所示之對準標記206之材料線。有效對準標記峰416a至416n之間的間隙可對應於圖2及圖3中所示之對準標記206之材料的空間。在一些態樣中，有效對準標記峰416a至416n中之各者可具有範圍為約10 nm至約100 nm之間距。在一些態樣中，有效對準標記210可包括第一週期性圖案至第n週期性圖案209a至209n，其中n為大於1之整數。週期性圖案209a至209n可被視為有效對準標記406之單位胞元之重複圖案，如圖4中所示。在一些態樣中，週期性圖案209 (例如，週期性圖案209a)可包括複數個有效對準標記峰416a至416n (例如，有效對準標記峰416a至416d)。在一些態樣中，各週期性圖案209a至209n可具有約500 nm之間距。

圖6A至圖6C繪示根據例示性態樣之歸因於對準標記602之單位胞元與暫態光學圖案604之單一週期之組合(例如，相乘)以形成有效對準標記606之單位胞元的來自有效對準標記606之繞射光(例如，一階繞射強度614a至614c、616a至616c)的標繪圖600a、600b、600c。圖6A至圖6C展示來自有效對準標記606之繞射光與對準標記602之例示性位置610重合(例如0、 p/4、 p/2)的標繪圖600a、600b、600c，其中振幅608在Y軸上且位置610在X軸上。間距 p表示對準標記602之週期且可為對準標記602之峰之間的距離。

在一些態樣中，可將探測光束612分別引導朝向有效對準標記606a至606c，以分別產生負一階繞射強度614a至614c及正一階繞射強度616a至616c。偵測器(例如，圖5中所示之偵測器213)可分別量測負一階繞射光614a至614c之強度及正一階繞射光616a至616c之強度的不對稱性。舉例而言，偵測器(例如，圖5中所示之偵測器213)可量測負一階繞射光614a之強度與正一階繞射光616a之強度之間的不對稱性。負一階繞射光614a至614c之強度與正一階繞射光616a至616c之強度之間的不對稱性可分別基於對準標記602之材料的線或空間的反應率改變。在一些態樣中，例如，若對準標記602之材料的線及空間具有不同的線性或非線性折射率，則可單獨自繞射效率提取標記位置資訊及/或標記不對稱性資訊。負一階繞射光614a至614c之強度與正一階繞射光616a至616c之強度之間的不對稱性可分別以與對準標記602之間距 p之週期相對應的週期振盪。因此，出於對準目的，感測器設備(例如，感測器設備200)可偵測對準標記602之位置及/或不對稱性。

在一些態樣中，對準標記602之位置可相對於範圍為0至 p之週期內的暫態光學圖案604而變化，其中 p為對準標記602之間距。依在圖6A至圖6C中之三個例示性態樣中所見，對準標記602之位置可相對於範圍為0至 p/2之週期內的暫態光學圖案604而變化。舉例而言，依圖6A中所示，在X=0之位置處具有暫態光學圖案604a之單一週期的對準標記602a之單位胞元的標繪圖600a可形成有效對準標記606a之單位胞元。舉例而言，如圖6B中所示，在X= p/4之位置處具有暫態光學圖案604b之單一週期的對準標記602b之單位胞元的標繪圖600b可形成有效對準標記606b之單位胞元。舉例而言，如圖6C中所示，在X= p/2之位置處具有暫態光學圖案604c之單一週期的對準標記602c之單位胞元的標繪圖600c可形成有效對準標記606c之單位胞元。

在一些態樣中，標繪圖600a可表示X=0之位置，該位置以對準標記602a之間距 p的週期開始。對準標記602a之材料空間的開始可位於X=0之位置處。對準標記602a之此材料空間可與暫態光學圖案604a之峰重合以形成有效對準標記606a。可將探測光束612引導朝向有效對準標記606a，以產生負一階繞射光614a及正一階繞射光616a。在X=0之位置處，歸因於對準標記602a之折射率調變，負一階繞射光614a之強度可大於正一階繞射光616a之強度，藉此產生負一階繞射光614a與正一階繞射光616a之間的不對稱性。感測器設備(例如，感測器設備200)可偵測此不對稱性，且因此偵測此位置610之對準標記602a的X=0之位置。

在一些態樣中，標繪圖600b可表示X= p/4之位置，該位置為對準標記602b之間距 p之週期的前四分之一。對準標記602b之材料空間的中間可位於X= p/4之位置處。對準標記602b之此材料空間可與暫態光學圖案604b之峰重合以形成有效對準標記606b。可將探測光束612引導朝向有效對準標記606b，以產生負一階繞射光614b及正一階繞射光616b。在X= p/4之位置處，歸因於對準標記602b之折射率調變，負一階繞射光614b之強度可等於正一階繞射光616b之強度，藉此產生負一階繞射光614b與正一階繞射光616b之間的對稱性。感測器設備(例如，感測器設備200)可偵測此對稱性，且因此偵測此位置610之對準標記602b的X= p/4之位置。

在一些態樣中，標繪圖600c可表示X= p/2之位置，該位置為對準標記602c之間距 p之週期的前半部。對準標記602c之材料線的開始可位於X= p/2之位置處。對準標記602c之此材料線可與暫態光學圖案604c之峰重合以形成有效對準標記606c。可將探測光束612引導朝向有效對準標記606c，以產生負一階繞射光614c及正一階繞射光616c。在X= p/2之位置處，歸因於對準標記602c之折射率調變，負一階繞射光614c之強度可大於正一階繞射光616c之強度，藉此產生負一階繞射光614c與正一階繞射光616c之間的不對稱性。感測器設備(例如，感測器設備200)可偵測此不對稱性，且因此偵測此位置610之對準標記602c的X= p/2之位置。

圖7繪示根據一些態樣之標繪圖700 (例如，傅立葉變換)，其展示感測器設備之空間頻率。圖7展示其中振幅702在Y軸上且空間頻率704在X軸上之標繪圖700。在一些態樣中，可見光706之繞射限制可將可見的空間頻率(例如，可見光706之繞射限制左側之區)與不可見的空間頻率(例如，可見光706之繞射限制右側之區)分開以進行光學偵測。對準標記頻率708 (例如，對準標記206)可位於可見光706之繞射限制右側之非可見區中。可藉由暫態光學圖案(例如，暫態光學圖案208)以光學方式激發次波長對準標記(例如，對準標記206)，以在可見光706之繞射限制左側的光學上可偵測之可見區內產生干涉。舉例而言，暫態光學圖案頻率710可位於可見光706之繞射限制左側之可見區中。在一些態樣中，暫態光學圖案(例如，暫態光學圖案208)之第一間距大於次波長對準標記(例如，對準標記206)之第二間距。

在一些態樣中，次波長對準標記(例如，對準標記206)與暫態光學圖案(例如，暫態光學圖案208)之組合(例如，相乘)可歸因於高階非線性效應而產生新的空間頻率。在一些態樣中，新的空間頻率中之一或多者可由可見光偵測。在一些態樣中，暫態光學圖案頻率710與對準標記頻率708之間的相互作用可產生額外空間頻率，諸如一階差空間頻率714及一階和空間頻率716。一階差空間頻率714及一階和空間頻率716可位於可見光706之繞射限制右側之非可見區中。在一些態樣中，暫態光學圖案頻率710可產生諧波空間頻率712。諧波空間頻率712可位於可見光706之繞射限制右側之非可見區中。在一些態樣中，諧波空間頻率712與對準標記頻率708之間的相互作用可產生額外空間頻率，諸如二階差空間頻率718及二階和空間頻率720。二階差空間頻率718可位於可見光706之繞射限制左側之可見區中。二階和空間頻率720可位於可見光706之繞射限制右側之非可見區中。

在一些態樣中，繞射光可為歸因於暫態光學圖案(例如，暫態光學圖案208)與對準標記(例如，對準標記206)之組合(例如，相乘)而形成的有效對準標記(例如，有效對準標記210)之空間週期性圖案。空間週期性圖案可包括暫態光學圖案(例如，暫態光學圖案208)之一或多個空間諧波。在一些態樣中，處理器可量測來自空間週期性圖案之繞射信號。因此，來自新的空間頻率(例如，諧波空間頻率712及二階差空間頻率718)之繞射信號可指示空間週期性圖案中之點，且因此指示對準標記(例如，對準標記206)之位置及/或不對稱性。

在一些態樣中，暫態光學圖案之週期與對準標記之週期之間的相對週期性隨著相對週期性減小而增大解析度。解析度增大可允許減小次波長對準標記(例如，對準標記206)之最小間距。在一些態樣中，在涉及單光子躍遷之線性泵送及探測程序中，與藉由在相同波長下之線性光學顯微法達成之解析度相比，可預期√2之解析度提高。舉例而言，基於諧波空間頻率712之量測可允許次波長對準標記(例如，對準標記206)之最小間距減小至少2倍。在一些態樣中，當n階非線性度用於成像時，解析度可提高達√ n。舉例而言，利用二階非線性效應之成像可將解析度提高√2。基於二階差空間頻率718之量測可允許次波長對準標記(例如，對準標記206)之最小間距減小至少2倍，藉此在使用利用二階非線性效應之成像的泵送-探測方案中產生至少4倍之總解析度提高。

圖8繪示根據一些態樣之感測器設備200'。對圖2及圖3中所示之感測器設備200的以上論述適用於圖8中所示之感測器設備200'。圖2、圖3及圖5中所示之感測器設備200之態樣及圖8中所示之感測器設備200'之態樣可為類似的。類似的元件符號用於指示圖2、圖3及圖5中所示之感測器設備200之態樣的特徵及圖8中所示之感測器設備200'之態樣的類似特徵。如圖8中所示，感測器設備200'可偵測來自有效對準標記210之空間週期性圖案(例如，不同的繞射波)的空間繞射光220a、220b，而不是偵測來自圖2、圖3及圖5中所示之感測器設備200之有效對準標記210的繞射光218a、218b (例如，在與暫態光學圖案208之間距相對應的角度下之一階繞射)。感測器設備200'可為感測器設備200之替代態樣，其中感測器設備200'可包括高階收集光學器件215a、215b (例如，對應於空間週期性圖案之繞射角)。

在一些態樣中，光源可經組態以引導有效對準標記210處之探測光束216，以產生空間繞射光220a、220b (如上文關於圖7所論述)。在一些態樣中，第一光源201或第二光源212可引導探測光束216。在圖8中所示之例示性態樣中，第二光源212可引導探測光束216。在一些態樣中，一偵測器213可經組態以藉助於高階收集光學器件215a、215b而非收集光學器件214a、214b接收空間繞射光220a、220b，使得感測器設備200'可基於來自有效對準標記210之一空間週期性圖案的空間繞射光220a、220b之一不對稱性來量測對準標記206之一位置及/或不對稱性。

在一些態樣中，空間繞射光220a、220b可為有效對準標記210之一空間週期性圖案。在一些態樣中，空間週期性圖案可包括暫態光學圖案208之頻率的n次諧波空間頻率，其中n為大於1之一整數。舉例而言，空間繞射光220a、220b之一分量可為暫態光學圖案208之一二次諧波空間頻率。在一些態樣中，暫態光學圖案208之一頻率(例如，諧波空間頻率712)的n次諧波空間頻率與對準標記206之一頻率(例如，對準標記頻率708)之間的相互作用可產生額外空間頻率，諸如一和空間頻率(例如，二階和空間頻率720)及一差空間頻率(例如，二階差空間頻率718)。在一些態樣中，額外空間頻率可為可見的抑或非可見的。舉例而言，一差空間頻率(例如，二階差空間頻率718)可在可見光譜中。

在一些態樣中，暫態光學圖案208之一週期與對準標記206之一週期之間的一相對週期性隨著相對週期性減小而增大解析度。解析度增大可允許減小對準標記206之最小間距。在一些態樣中，在涉及一單光子躍遷之線性泵送及探測程序中，與藉由在相同波長下之線性光學顯微法達成之解析度相比，可預期√2之一解析度提高。舉例而言，基於暫態光學圖案208之頻率之二次諧波空間頻率(例如，諧波空間頻率712)的一量測可允許對準標記206之一最小間距減小至少2倍。

在一些態樣中，當n階非線性度用於成像時，解析度可提高達√ n。舉例而言，利用二階非線性效應之成像可將解析度提高√2。基於一差空間頻率(例如，二階差空間頻率718)之量測可允許對準標記206之一最小間距減小至少2倍，藉此在使用利用二階非線性效應之成像的泵送-探測方案中產生至少4倍之一總解析度提高。

圖9為根據一些態樣之連接至一微影設備LA之一感測器設備200''的一示意性繪示。在一些態樣中，感測器設備200''可在微影設備LA外部且耦接至微影設備LA。在一些態樣中，一感測器設備200''可為感測器設備200或200'。在一些態樣中，感測器設備200''可充當用於微影設備LA所進行之對準程序的一參考及/或校準工具。舉例而言，可使用所揭示之非線性技術利用感測器設備200''執行一緩慢但準確的量測，且隨後可藉由微影設備LA執行快速對準。來自感測器設備200''之非線性光學感測器資料可用於校準微影設備LA並為其提供參考，此係因為感測器設備200''所使用之非線性技術可對標記不對稱性及對準標記之較小缺陷敏感。

圖10繪示根據一些態樣之發生於感測器設備200內之對準標記的材料改變。在一些態樣中，對準標記之材料改變可由暫態光學圖案誘發。在一些態樣中，對準標記之材料可具有線性折射率 。在一些態樣中，對準標記可為對準標記206 (如上文所論述)或不對稱對準標記207。在一些態樣中，不對稱對準標記207可為具有可變陡度之表面傾斜的「脊頂」形狀。在圖10中之例示性態樣中，具有「脊頂」形狀之不對稱對準標記207可具有120 nm之總高度及10 nm之傾斜高度。

在圖10中之例示性態樣中，不對稱對準標記207之材料可在用來自光源(例如，第一光源201)之暫態光學圖案208照射時改變其折射率。在吸收暫態光學圖案208後，折射率改變可與電場成比例(例如，泡克耳斯效應)，與電場之平方成比例(例如，克爾效應、熱光學效應)，或與高階成比例(例如，n階非線性效應)。舉例而言，克爾效應改變不對稱對準標記207之材料的折射率，該折射率與來自光源之入射雷射脈衝的強度成比例，使得強度相依折射率為 ，其中 為不對稱對準標記207之材料的線性折射率， 為二階非線性折射率，且 為來自光源之雷射脈衝的強度。

在一些態樣中，處理器可基於材料改變之位置(例如，折射率改變)而偵測關於不對稱對準標記207之位置及/或不對稱性資訊。依上文所論述，間距 p可為諸如不對稱對準標記207之對準標記的峰之間的距離。在位置X=- p/2處，暫態光學圖案208可佔據不對稱對準標記207之間的空間，從而不引起不對稱對準標記207之折射率改變。在位置X=- p/4處，暫態光學圖案208可照射不對稱對準標記207之一部分，藉此僅在不對稱對準標記207之經照射部分中誘發強度相依折射率n，且在不對稱對準標記207之該部分中形成有效對準標記210。在位置X=0處，暫態光學圖案208可照射整個不對稱對準標記207，藉此在不對稱對準標記207之整個部分中誘發強度相依折射率n，且在不對稱對準標記207之整個部分中形成有效對準標記210。在位置X= p/4處，暫態光學圖案208可照射不對稱對準標記207之一部分，藉此僅在不對稱對準標記207之經照射部分中誘發強度相依折射率n，且在不對稱對準標記207之該部分中形成有效對準標記210。在位置X= p/2處，暫態光學圖案208可佔據不對稱對準標記207之間的空間，從而不引起不對稱對準標記207之折射率改變。

圖11A至圖13B繪示指示次繞射成像可如何實現對準標記不對稱性之偵測且可如何幫助區分不對稱性誘發之偏移與真實對準標記位置偏移的示意性圖形。圖11A至圖13B使用淺光柵近似以用於計算繞射光之信號強度。淺光柵近似意謂來自對準標記之反射波前藉由按光程差縮放的光柵之分佈近似。淺光柵近似可藉由使用具有折射率 及 以及分佈之兩個相位光柵對繞射效率進行建模。 及 。 反射係數由 界定，其中 及 為標稱區與照射區相對於光柵空間之折射率差。可藉由 計算繞射階，其中 。此積分可藉由使用 (在 之情況下)進行評估，且針對 及其他情況類似地進行評估。

圖11A及圖11B繪示根據一些態樣之零階繞射效率1100。在一圖形上標繪零階繞射效率1100，該圖形展示了Y軸上之繞射強度1102依據X軸上之暫態光學圖案位置1104而變化。暫態光學圖案位置1104之單位可以微米描繪。恆定繞射強度1106可說明對對準光柵之折射率不存在克爾效應。繞射強度曲線1108可說明繞射強度1102在克爾效應改變對準光柵之折射率之條件下如何隨著暫態光學圖案位置1104變化。

圖11A繪示根據一些態樣之來自二元光柵(例如，對準標記206)之繞射光的零階繞射效率1100a。在一些態樣中，二元光柵(例如，對準標記206)可具有120 nm之高度。在一些態樣中，探測光束(例如，探測光束216)可具有633 nm之波長。在此組態之情況下，呈對稱光柵形狀之二元光柵可沿著繞射強度曲線1108a相對於為0之對準暫態光學圖案位置1104形成對稱信號。因此，若對準標記偏離所標繪的零階繞射效率1100a，則處理器可判定對準標記之不對稱性。

圖11B繪示根據一些態樣之來自脊頂光柵(例如，不對稱對準標記207)之繞射光的零階繞射效率1100b。在一些態樣中，脊頂光柵(例如，不對稱對準標記207)可具有120 nm之總高度及10 nm之傾斜高度。在一些態樣中，探測光束(例如，探測光束216)可具有633 nm之波長。在此組態之情況下，呈不對稱光柵形狀之脊頂光柵可沿著繞射強度曲線1108b相對於為0之對準暫態光學圖案位置1104形成不對稱信號。如圖11B中所見，扭結出現在此對準位置。因此，零階繞射效率1100b可變得與不對稱光柵成位置相依。因此，若對準標記偏離所標繪的零階繞射效率1100b，則處理器可判定對準標記之不對稱性。

圖12A及圖12B繪示根據一些態樣之一階繞射效率1200。在一圖形上標繪一階繞射效率1200，該圖形展示了Y軸上之繞射強度1202依據X軸上之暫態光學圖案位置1204而變化。暫態光學圖案位置1204之單位可以微米描繪。恆定繞射強度1206可說明對對準光柵之折射率不存在克爾效應。正一階繞射強度曲線1208及負一階繞射強度曲線1210可說明繞射強度1202在克爾效應改變對準光柵之折射率之條件下如何隨著暫態光學圖案位置1204變化。

圖12A繪示根據一些態樣之來自二元光柵(例如，對準標記206)之繞射光的一階繞射效率1200a。在一些態樣中，二元光柵(例如，對準標記206)可具有120 nm之高度。在一些態樣中，探測光束(例如，探測光束216)可具有633 nm之波長。在此組態之情況下，呈對稱光柵形狀之二元光柵可相對於為0之對準暫態光學圖案位置1204，在正一階繞射強度曲線1208a與負一階繞射強度曲線1210a之間形成反對稱信號。如圖12A中所見，正一階繞射強度曲線1208a及負一階繞射強度曲線1210a在此對準位置處相交。因此，一階繞射效率1200a可變得與對稱光柵成位置相依。因此，若對準標記偏離所標繪的一階繞射效率1200a，則處理器可判定對準標記之不對稱性。

圖12B繪示根據一些態樣之來自脊頂光柵(例如，不對稱對準標記207)之繞射光的一階繞射效率1200b。在一些態樣中，脊頂光柵(例如，不對稱對準標記207)可具有120 nm之總高度及10 nm之傾斜高度。在一些態樣中，探測光束(例如，探測光束216)可具有633 nm之波長。在此組態之情況下，呈不對稱光柵形狀之脊頂光柵可相對於為0之對準暫態光學圖案位置1204，在正一階繞射強度曲線1208b與負一階繞射強度曲線1210b之間形成不對稱信號。如圖12B中所見，扭結出現在此對準位置。因此，一階繞射效率1200b可變得與不對稱光柵成位置相依。因此，若對準標記偏離所標繪的一階繞射效率1200b，則處理器可判定對準標記之不對稱性。

圖13A及圖13B繪示根據一些態樣之二階繞射效率1300。在一圖形上標繪二階繞射效率1300，該圖形展示了Y軸上之繞射強度1302依據X軸上之暫態光學圖案位置1304而變化。暫態光學圖案位置1304之單位可以微米描繪。恆定繞射強度1306可說明對對準光柵之折射率不存在克爾效應。正二階繞射強度曲線1308及負二階繞射強度曲線1310可說明繞射強度1302在克爾效應改變對準光柵之折射率之條件下如何隨著暫態光學圖案位置1304變化。

圖13A繪示根據一些態樣之來自二元光柵(例如，對準標記206)之繞射光的二階繞射效率1300a。在一些態樣中，二元光柵(例如，對準標記206)可具有120 nm之高度。在一些態樣中，探測光束(例如，探測光束216)可具有633 nm之波長。在此組態之情況下，呈對稱光柵形狀之二元光柵可相對於為0之對準暫態光學圖案位置1304，在正二階繞射強度曲線1308a與負二階繞射強度曲線1310a之間形成對稱信號。因此，若對準標記偏離所標繪的二階繞射效率1300a，則處理器可判定對準標記之不對稱性。

圖13B繪示根據一些態樣之來自脊頂光柵(例如，不對稱對準標記207)之繞射光的二階繞射效率1300b。在一些態樣中，脊頂光柵(例如，不對稱對準標記207)可具有120 nm之總高度及10 nm之傾斜高度。在一些態樣中，探測光束(例如，探測光束216)可具有633 nm之波長。在此組態之情況下，呈不對稱光柵形狀之脊頂光柵可相對於為0之對準暫態光學圖案位置1304，在正二階繞射強度曲線1308b與負二階繞射強度曲線1310b之間形成不對稱信號。如圖13B中所見，扭結出現在此對準位置。因此，二階繞射效率1300b可變得與不對稱光柵成位置相依。因此，若對準標記偏離所標繪的二階繞射效率1300b，則處理器可判定對準標記之不對稱性。

圖14繪示根據一些態樣之感測器設備200'''。對圖2、圖3及圖5中所示之感測器設備200以及圖8中之感測器設備200'的以上論述適用於圖14中之感測器設備200'''。舉例而言，圖2、圖3及圖5中所示之感測器設備200的態樣以及圖8中所示之感測器設備200'的態樣可與圖14中所示之感測器設備200'''的態樣類似。類似元件符號用於指示圖2、圖3及圖5中所示之感測器設備200之態樣的特徵以及圖8中所示之感測器設備200'之態樣的特徵，該等特徵與圖14中所示之感測器設備200'''之態樣的特徵類似。感測器設備200'''可為感測器設備200及/或200'之替代態樣，其中感測器設備200'''可包括干涉量測裝置(例如，干涉量測裝置222)，其可接收繞射光且使繞射光與自身干涉以產生對準信號。

在一些態樣中，第一光源201 (圖2、圖3、圖5及圖8中所示)可經組態以使用兩個或更多個光導202a、202b (展示於圖2、圖3、圖5及圖8中)經組態以朝向對準標記206引導複數個偏斜光束(例如，朝向對準標記206穿過透鏡205之偏斜光束204a、204b，在不穿過透鏡205之情況下以偏斜角引導朝向對準標記206之泵送光束203a、203b等)。在一些態樣中，第二光源212將探測光束216引導於光學器件217 (例如，鏡面、透鏡、稜鏡、波導、光學調變器等)處以將探測光束216重新引導朝向對準標記206。在一些態樣中，探測光束216可與有效對準標記210相互作用，以產生繞射光221a、221b。在一些態樣中，繞射光221a、221b可為圖3及圖5中所示之繞射光218a、218b或圖8中所示之空間繞射光220a、220b。

在一些態樣中，干涉量測裝置222可經組態以接收繞射光221a、221b。在一些態樣中，干涉量測裝置222可輸出具有相對旋轉及重疊的所接收繞射光221a、221b之經修飾光束，藉此干涉繞射光221a、221b之光束以形成經變換繞射光224a、224b。在一些態樣中，干涉量測裝置222可朝向光學器件223 (例如，鏡面、透鏡、稜鏡、波導、光學調變器等)引導經變換繞射光224a、224b，以朝向透鏡226重新引導經變換繞射光224a、224b。在一些態樣中，透鏡226可安置於與偵測器213相距焦距 f之位置(例如，影像平面)處。在一些態樣中，透鏡226可朝向偵測器213引導經變換繞射光224a、224b。

可使用以下條項進一步描述實施例： 1. 一種感測器設備，其包含： 一暫態光學圖案，其經組態以誘發一對準標記之一材料改變，藉此形成一有效對準標記； 一探測光束，其經組態以與該有效對準標記相互作用；及 一偵測器，其經組態以量測由該探測光束產生的來自該有效對準標記之繞射光或反射光。 2. 如條項1之感測器設備，其中該材料改變包含該對準標記之一折射率改變。 3. 如條項1之感測器設備，其中該材料改變係與該暫態光學圖案之一強度成比例。 4. 如條項1之感測器設備，其中該暫態光學圖案包含一干涉圖案。 5. 如條項1之感測器設備，其中該暫態光學圖案源自複數個偏斜光束。 6. 如條項1之感測器設備，其中該暫態光學圖案包含一任意影像圖案、一光柵圖案、一棋盤形圖案、一有限圖案或其一組合。 7. 如條項1之感測器設備，其中該探測光束經組態以在該材料改變之一時間範圍內與該有效對準標記相互作用。 8. 如條項1之感測器設備，其中該繞射光包含來自該有效對準標記之一階繞射光束(I _-1、I ₊₁)。 9. 如條項1之感測器設備，其中該繞射光自該有效對準標記之一空間週期性圖案繞射，該空間週期性圖案係歸因於該暫態光學圖案與該對準標記之一組合而形成。 10. 如條項9之感測器設備，其中該空間週期性圖案包含該暫態光學圖案之一或多個空間諧波。 11. 如條項10之感測器設備，其中該暫態光學圖案之一週期與該對準標記之一週期之間的一相對週期性隨著該相對週期性減小而增大該感測器設備之一解析度。 12. 如條項11之感測器設備，其中該相對週期性使該感測器設備之該解析度增大至少4倍。 13. 如條項1之感測器設備，其進一步包含一處理器，該處理器耦接至該偵測器且經組態以基於該繞射光之一不對稱性而判定該對準標記之一位置。 14. 如條項1之感測器設備，其中： 該對準標記相對於該暫態光學圖案及該探測光束為可調整的， 該暫態光學圖案相對於該對準標記及該探測光束為可調整的，或 該探測光束相對於該對準標記及該暫態光學圖案為可調整的。 15. 如條項1之感測器設備，其進一步包含一干涉量測裝置，該干涉量測裝置經組態以接收該繞射光且使該繞射光與自身干涉以產生一對準信號。 16. 如條項1之感測器設備，其進一步包含一處理器，該處理器耦接至該偵測器且經組態以判定該對準標記之一不對稱性。 17. 一種方法，其包含： 在一對準標記上形成一暫態光學圖案，藉此誘發該對準標記之一材料改變且形成一有效對準標記； 使一探測光束與該有效對準標記相互作用；及 量測由該探測光束產生的來自該有效對準標記之繞射光。 18. 如條項17之方法，其進一步包含基於該繞射光之一不對稱性而判定該對準標記之一位置。 19. 如條項17之方法，其進一步包含基於該繞射光之一不對稱性而判定該對準標記之一不對稱性。 20. 如條項17之方法，其進一步包含掃描： 與該暫態光學圖案及該探測光束相關之該對準標記， 與該對準標記及該探測光束相關之該暫態光學，或 與該對準標記及該暫態光學圖案相關之該探測光束。

儘管在本文中可特定地參考微影設備在IC製造中之使用，但應理解，本文所描述之微影設備可具有其他應用，諸如製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、平板顯示器、LCD、薄膜磁頭等。熟習此項技術者應瞭解，在此類替代性應用之上下文中，可認為本文中對術語「晶圓」或「晶粒」之任何使用分別與更一般術語「基板」或「目標部分」同義。可在曝光之前或之後在例如塗佈顯影系統單元(通常將抗蝕劑層施加至基板且顯影經曝光之抗蝕劑之工具)、度量衡單元及/或檢測單元中處理本文所提及之基板。在適用時，可將本文中之揭示內容應用於此類及其他基板處理工具。另外，可將基板處理多於一次，例如以便產生多層IC，使得本文所使用之術語基板亦可指已含有多個經處理層之基板。

儘管上文可特定地參考在光學微影之上下文中的態樣之使用，但應瞭解，態樣可用於其他應用(例如，壓印微影)中，且在上下文允許的情況下不限於光學微影。在壓印微影中，圖案化裝置中之形貌界定產生於基板上之圖案。可將圖案化裝置之形貌壓入至被供應至基板之抗蝕劑層中，在該基板上，抗蝕劑係藉由施加電磁輻射、熱、壓力或其組合而固化。在抗蝕劑固化之後，將圖案化裝置移出抗蝕劑，從而在其中留下圖案。

應理解，本文中之措詞或術語係出於描述而非限制之目的，使得本說明書之術語或措詞應由熟習相關技術者鑒於本文中之教示予以解釋。

本文所使用之術語「基板」描述其上添加有材料層之材料。在一些態樣中，基板自身可經圖案化，且添加於基板之頂部上的材料亦可經圖案化，或可保持不經圖案化。

以下實例說明而非限制本揭示之態樣。通常在該領域中遇到且對熟習相關技術者將顯而易見的多種條件及參數之其他合適修改及調適在本公開之精神及範疇內。

儘管可在本文中特定地參考設備及/或系統在IC之製造中的使用，但應明確理解，此類設備及/或系統具有許多其他可能的應用。舉例而言，其可用於製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、LCD面板、薄膜磁頭等。熟習此項技術者應瞭解，在此類替代性應用之上下文中，本文中對術語「倍縮光罩」、「晶圓」或「晶粒」之任何使用應視為分別由更一般術語「遮罩」、「基板」及「目標部分」替代。

雖然上文已描述特定態樣，但應瞭解，可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐該等態樣。描述不意欲限制申請專利範圍之範疇。

應瞭解，實施方式章節而非發明內容及摘要章節意欲用以解釋申請專利範圍。發明內容及摘要章節可闡述由一或多個本案發明人預期之一或多個而非所有例示性態樣，且因此並不意欲以任何方式限制態樣及隨附申請專利範圍。

上文已藉助於說明特定功能及該等功能之關係之實施的功能建置區塊來描述態樣。為了便於描述，本文已任意地界定此等功能建置區塊之邊界。只要適當地執行指定功能及該等功能之關係，便可界定替代邊界。

特定態樣之前述描述將因此充分地揭露態樣之一般性質：在不脫離態樣之一般概念的情況下，其他人可藉由應用熟習相關技術者所瞭解之知識針對各種應用而容易地修改及/或調適此等特定態樣，而無需進行不當實驗。因此，基於本文中所呈現之教示及指導，此類調適及修改意欲處於所揭示態樣之等效物的涵義及範圍內。

態樣之廣度及範疇不應受上述例示性態樣中之任一者限制，而應僅根據以下申請專利範圍及其等效物進行界定。

10:琢面化場鏡面裝置 11:琢面化光瞳鏡面裝置 13:鏡面 14:鏡面 200:感測器設備 200':感測器設備 200'':感測器設備 200''':感測器設備 201:第一光源 202a:第一光導 202b:第二光導 203a:第一泵送光束 203b:第二泵送光束 204a:第一偏斜光束 204b:第二偏斜光束 205:透鏡 206:對準標記 207:不對稱對準標記 208:暫態光學圖案 209:重複週期性圖案 209a:第一週期性圖案 209n:第n週期性圖案 210:有效對準標記 212:第二光源 213:偵測器 214a:收集光學器件 214b:收集光學器件 215a:高階收集光學器件 215b:高階收集光學器件 216:探測光束 217:光學器件 218a:繞射光 218b:繞射光 220a:空間繞射光 220b:空間繞射光 221a:繞射光 221b:繞射光 222:干涉量測裝置 223:光學器件 224a:經變換繞射光 224b:經變換繞射光 226:透鏡 400:圖形 402:對準標記 404:暫態光學圖案 406:有效對準標記 408:振幅 410:位置 412a:第一對準標記峰 412b:第二對準標記峰 412c:第三對準標記峰 412d:第四對準標記峰 412e:第五對準標記峰 414:暫態光學圖案曲線 416a:第一有效對準標記峰 416b:第二有效對準標記峰 416c:第三有效對準標記峰 416d:第四有效對準標記峰 416e:第五有效對準標記峰 416n:第n有效對準標記峰 600a:標繪圖 600b:標繪圖 600c:標繪圖 602:對準標記 602a:對準標記 602b:對準標記 602c:對準標記 604:暫態光學圖案 604a:暫態光學圖案 604b:暫態光學圖案 604c:暫態光學圖案 606:有效對準標記 606a:有效對準標記 606b:有效對準標記 606c:有效對準標記 608:振幅 610:位置 612:探測光束 614a:一階繞射強度 614b:一階繞射強度 614c:一階繞射強度 616a:一階繞射強度 616b:一階繞射強度 616c:一階繞射強度 700:標繪圖 702:振幅 704:空間頻率 706:可見光 708:對準標記頻率 710:暫態光學圖案頻率 712:諧波空間頻率 714:一階差空間頻率 716:一階和空間頻率 718:二階差空間頻率 720:二階和空間頻率 1100a:零階繞射效率 1100b:零階繞射效率 1102:繞射強度 1104:暫態光學圖案位置 1108a:繞射強度曲線 1108b:繞射強度曲線 1200a:一階繞射效率 1200b:一階繞射效率 1202:繞射強度 1204:對準暫態光學圖案位置 1208a:正一階繞射強度曲線 1208b:正一階繞射強度曲線 1210a:負一階繞射強度曲線 1210b:負一階繞射強度曲線 1300a:二階繞射效率 1300b:二階繞射效率 1302:繞射強度 1308a:正二階繞射強度曲線 1308b:正二階繞射強度曲線 1310a:負二階繞射強度曲線 1310b:負二階繞射強度曲線 B:EUV及/或DUV輻射光束 B':經圖案化EUV及/或DUV輻射光束 f:焦距 I _-1:一階繞射光束 I ₊₁:一階繞射光束 IL:照射系統 LA:微影設備 MA:圖案化裝置 MT:支撐結構 p:間距 PS:投影系統 SO:輻射源 W:基板 WT:基板台 X:軸 Y:軸 Z:軸

併入本文中且形成本說明書之部分的附圖繪示態樣，且連同實施方式一起進一步用以解釋態樣之原理且使得熟習相關技術者能夠進行且使用該等態樣。

圖1為根據例示性態樣之微影設備之示意性繪示。

圖2為根據例示性態樣之在對準標記上施加暫態光學圖案以形成有效對準標記之感測器設備的示意性正面繪示。

圖3為根據例示性態樣之圖2所示的感測器設備之示意性正面繪示，該感測器設備將探測光束引導至有效對準標記處。

圖4為根據例示性態樣之對準標記與暫態光學圖案的組合(例如，相乘)以形成圖2所示的有效對準標記之示意性圖形。

圖5為根據例示性態樣之圖2所示的感測器設備之示意性正面繪示，該感測器設備將探測光束引導至有效對準標記之週期性圖案處。

圖6A至圖6C為根據例示性態樣之來自與圖2所示的對準標記之例示性位置一致的有效對準標記之繞射光的示意性標繪圖。

圖7為根據例示性態樣之涉及對準標記上之暫態光學圖案的空間頻率之示意性標繪圖。

圖8為根據例示性態樣之偵測有效對準標記之空間週期性圖案之例示性繞射階的感測器設備之示意性正面繪示。

圖9為根據例示性態樣之在微影設備外部之感測器設備的示意性繪示。

圖10為根據例示性態樣之用於不對稱對準標記之例示性位置之暫態光學圖案誘發的不對稱對準標記之材料改變的示意性圖形。

圖11A為根據例示性態樣之用於具有與對稱對準標記相同之週期的暫態光柵之零階繞射光之繞射效率的示意性標繪圖。

圖11B為根據例示性態樣之用於具有與圖10所示的不對稱對準標記相同之週期的暫態光柵之零階繞射光之繞射效率的示意性標繪圖。

圖12A為根據例示性態樣之用於具有與對稱對準標記相同之週期的暫態光柵之一階繞射光之繞射效率的示意性標繪圖。

圖12B為根據例示性態樣之用於具有與圖10所示的不對稱對準標記相同之週期的暫態光柵之一階繞射光之繞射效率的示意性標繪圖。

圖13A為根據例示性態樣之用於具有與對稱對準標記相同之週期的暫態光柵之二階繞射光之繞射效率的示意性標繪圖。

圖13B為根據例示性態樣之用於具有與圖10所示的不對稱對準標記相同之週期的暫態光柵之二階繞射光之繞射效率的示意性標繪圖。

圖14為根據例示性態樣之具有用於偵測繞射光之干涉量測裝置的感測器設備之示意性繪示。

態樣之特徵及例示性態樣將自下文結合圖式所闡述之實施方式而變得更顯而易見。另外，通常，元件符號之最左側數字標識首次出現該元件符號之圖式。除非另有指示，否則貫穿本揭示提供之圖式不應解釋為按比例繪製。

200:感測器設備

201:第一光源

202a:第一光導

202b:第二光導

203a:第一泵送光束

203b:第二泵送光束

204a:第一偏斜光束

204b:第二偏斜光束

205:透鏡

206:對準標記

208:暫態光學圖案

210:有效對準標記

212:第二光源

213:偵測器

214a:收集光學器件

214b:收集光學器件

f:焦距

X:軸

Y:軸

Z:軸

Claims (15)

1. 一種感測器設備，其包含： 一暫態光學圖案，其經組態以誘發一對準標記之一材料改變，藉此形成一有效對準標記； 一探測光束，其經組態以與該有效對準標記相互作用；及 一偵測器，其經組態以量測由該探測光束產生的來自該有效對準標記之繞射光或反射光。
2. 如請求項1之感測器設備，其中該材料改變包含該對準標記之一折射率改變。
3. 如請求項1之感測器設備，其中該材料改變係與該暫態光學圖案之一強度成比例。
4. 如請求項1之感測器設備，其中該暫態光學圖案包含一干涉圖案。
5. 如請求項1之感測器設備，其中該暫態光學圖案源自複數個偏斜光束。
6. 如請求項1之感測器設備，其中該暫態光學圖案包含一任意影像圖案、一光柵圖案、一棋盤形圖案、一有限圖案或其一組合。
7. 如請求項1之感測器設備，其中該探測光束經組態以在該材料改變之一時間範圍內與該有效對準標記相互作用。
8. 如請求項1之感測器設備，其中該繞射光包含來自該有效對準標記之一階繞射光束(I _-1、I ₊₁)。
9. 如請求項1之感測器設備，其中該繞射光自該有效對準標記之一空間週期性圖案繞射，該空間週期性圖案係歸因於該暫態光學圖案與該對準標記之一組合而形成。
10. 如請求項9之感測器設備，其中該空間週期性圖案包含該暫態光學圖案之一或多個空間諧波。
11. 如請求項10之感測器設備，其中該暫態光學圖案之一週期與該對準標記之一週期之間的一相對週期性隨著該相對週期性減小而增大該感測器設備之一解析度。
12. 如請求項11之感測器設備，其中該相對週期性使該感測器設備之該解析度增大至少4倍。
13. 如請求項1之感測器設備，其進一步包含一處理器，該處理器耦接至該偵測器且經組態以基於該繞射光之一不對稱性而判定該對準標記之一位置。
14. 如請求項1之感測器設備，其中： 該對準標記相對於該暫態光學圖案及該探測光束為可調整的， 該暫態光學圖案相對於該對準標記及該探測光束為可調整的，或 該探測光束相對於該對準標記及該暫態光學圖案為可調整的。
15. 如請求項1之感測器設備，其進一步包含一干涉量測裝置，該干涉量測裝置經組態以接收該繞射光且使該繞射光與自身干涉以產生一對準信號。