TWI461857B - 用於角度解析分光鏡微影特性描述之方法及裝置 - Google Patents

Description

用於角度解析分光鏡微影特性描述之方法及裝置

本發明係關於可用於(例如)藉由微影技術來製造器件之檢測方法，且係關於使用微影技術來製造器件之方法。

本申請案主張2008年2月13日申請且全文以引用之方式併入本文中之美國臨時申請案61/064,050的權利。

在使用微影投影裝置之製造過程中，藉由改變抗蝕劑之光學性質或表面物理性質而將圖案(例如，在光罩中)成像至由輻射敏感材料(抗蝕劑)層至少部分地覆蓋之基板上。或者，成像步驟可使用諸如經蝕刻光柵或奈米壓印技術之無抗蝕劑過程。在此成像步驟之前，基板可經歷各種程序，諸如，上底漆、抗蝕劑塗覆及軟烘焙。在曝光之後，基板可經受其他程序，諸如，後曝光烘焙(PEB)、顯影、硬烘焙，及經成像特徵之量測/檢測。將此程序陣列用作用以圖案化器件(例如，IC)之個別層的基礎。該經圖案化層可接著經歷各種過程，諸如，蝕刻、離子植入(摻雜)、金屬化、氧化、化學機械研磨，等等，其均意欲完成個別層。若需要若干層，則將必須針對每一新層而重複整個程序或其變型。最終，器件陣列將存在於基板(晶圓)上。此等器件接著藉由諸如分割或鋸切之技術而彼此分離，據此，可將個別器件安裝於載體上、連接至銷，等等。

在顯影抗蝕劑(或在蝕刻之情況下顯影基板表面)之後的量測及檢測步驟(因為其係在處理生產基板之正常過程中進行而被稱作在線)通常用於兩個目的。第一，需要偵測經顯影抗蝕劑中之圖案有缺陷之任何目標區域。若足夠數目之目標區域有缺陷，則可藉由對有缺陷圖案進行處理步驟(例如，蝕刻)而將經圖案化抗蝕劑剝離開基板且有希望正確地再曝光基板，而非使缺陷為永久性的。第二，量測可允許在後續曝光中偵測及校正微影裝置中之誤差(例如，照明設定或曝光劑量)。然而，微影裝置中之許多誤差不能易於被偵測或自列印於抗蝕劑中之圖案被量化。缺陷之偵測未始終直接導致其原因。因此，已知用於偵測及量測微影裝置中之誤差的各種離線程序。此等程序可涉及以量測器件來替換基板或(例如)在各種不同機器設定下進行特殊測試圖案之曝光。該等離線技術花費時間(通常為大量時間)，在此時間期間，裝置之最終產品將具有未知品質，直到使量測結果為可用為止。因此，用於偵測及量測微影裝置中之誤差的在線技術(可在與生產曝光之時間相同的時間進行的在線技術)通常為較佳的。

散射量測為可用於臨界尺寸(CD)及疊對之在線量測之光學度量衡技術的一實例。存在兩種主要散射量測技術：

(1)分光鏡散射量測通常使用寬頻帶光源(諸如，氙、氘)或基於鹵素之光源(諸如，氙弧燈)來量測作為波長之函數在固定角度下之經散射光的性質。固定角度可為正入射或斜入射的。

(2)角度解析散射量測通常將雷射器用作單一波長光源來量測作為入射角之函數在固定波長下之經散射光的性質。

引起經反射光譜之結構係(例如)使用即時回歸或藉由與由模擬所導出之圖案庫比較而重新建構。重新建構涉及成本函數之最小化。兩種方法均藉由週期性結構來計算光散射。最普通之技術為嚴密耦合波分析(RCWA)，但亦可藉由諸如有限差時域(FDTD)或積分方程式技術之其他技術來計算光散射。

在用於疊對量測之本散射量測技術中，自(例如)在高NA接物鏡之光瞳平面中所量測之+1級與-1級之間的不對稱性導出為判定疊對所需要之資訊。此對目標光柵之間距且因此對尺寸施予下限，因為若光柵間距過小(特別小於所使用之輻射的波長)，則+1級及-1級不能由散射計之接物鏡捕獲。然而，需要使用具有小間距之小光柵來量測疊對，例如，以便減少晶圓上所用盡之空間量。

因此，將有利的係(例如)提供一種藉由量測自高NA(數值孔徑)透鏡之光瞳平面(或背焦平面)中的小間距之目標光柵所導出之角度解析光譜而在使用微影技術來製造器件期間量測疊對的方法。

本發明之一態樣提供一種經組態以量測基板之性質的檢測裝置，其包含：高數值孔徑透鏡，高數值孔徑透鏡經組態以收集由基板上之目標所散射的輻射；偵測器，偵測器經組態以接收由高數值孔徑透鏡所收集之輻射，且偵測自基板之表面所反射之輻射光束的角度解析光譜，且輸出表示光譜之影像的資料信號；及控制系統，控制系統經組態以藉由減去光譜之影像及光譜之鏡面影像而自資料信號產生光譜之反對稱分量，且自光譜之反對稱分量判定目標之疊對誤差。

本發明之一態樣提供一種檢測方法，其包含：在高數值孔徑透鏡之光瞳平面中量測基板上之目標的經反射光譜；減去經反射光譜及經反射光譜之鏡面影像以產生光譜之反對稱分量；及自光譜之反對稱分量判定目標之疊對誤差。

本發明之一態樣提供一種器件製造方法，其包含：將輻射光束投影至基板之目標部分上以形成目標；在高數值孔徑透鏡之光瞳平面中量測目標之經反射光譜；減去經反射光譜及經反射光譜之鏡面影像以產生光譜之反對稱分量；及自光譜之反對稱分量判定目標之疊對誤差。

儘管在此本文中可特定地參考根據本發明之裝置在IC製造中之使用，但應明確地理解，該裝置具有許多其他可能應用。舉例而言，其可用於製造積體光學系統、用於磁域記憶體之導引及偵測圖案、液晶顯示面板、薄膜磁頭，等等。熟習此項技術者應瞭解，在該等替代應用之情境中，應將在此本文中對術語"主光罩"、"晶圓"或"晶粒"之任何使用認為係分別由更通用之術語"光罩"、"基板"及"目標部分"替換。

在本文件中，術語"輻射"及"光束"用以涵蓋所有類型之電磁輻射，包括紫外線輻射(例如，具有為365奈米、248奈米、193奈米、157奈米或126奈米之波長)及EUV(遠紫外線輻射，例如，具有在為5奈米至20奈米之範圍內的波長)，以及粒子束(諸如，離子束或電子束)。

現將參看隨附示意性圖式而僅藉由實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中，對應參考符號指示對應部分。

圖1示意性地描繪可用於根據本發明之一實施例之方法中的微影投影裝置。裝置包含：‧輻射系統Ex、IL，其用於供應投影輻射(例如，DUV輻射)光束PB，輻射系統Ex、IL在此特定情況下亦包含輻射源LA；‧第一載物台(光罩台)MT，其具備用於固持光罩MA(例如，主光罩)之光罩固持器，且連接至用於相對於項目PL而精確地定位光罩之第一定位器件；‧第二載物台(基板台)WT，其具備用於固持基板W(例如，塗覆抗蝕劑之矽晶圓)之基板固持器，且連接至用於相對於項目PL而精確地定位基板之第二定位器件；‧投影系統("投影透鏡")PL(例如，折射透鏡系統)，其用於將光罩MA之經照射部分成像至基板W之目標部分C(例如，包含一或多個晶粒)上。

如此處所描繪，裝置為透射類型(例如，具有透射光罩)。然而，一般而言，其亦可為(例如)反射類型(例如，具有反射光罩)。或者，裝置可使用另一種類之圖案化器件，諸如，如以上所提及之類型的可程式化鏡面陣列。

源LA(例如，準分子雷射器)產生輻射光束。此光束直接或在已橫穿諸如(例如)光束放大器Ex之調節構件之後饋入至照明系統(照明器)IL中。照明器IL可包含調整構件AM，其用於設定光束中之強度分布的外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常被分別稱作σ外部及σ內部)。此外，其將通常包含各種其他組件，諸如，積光器IN及聚光器CO。以此方式，撞擊於光罩MA上之光束PB在其橫截面中具有所要均一性及強度分布。

關於圖1應注意，源LA可在微影投影裝置之外殼內(此通常為源LA為(例如)汞燈時之情況)，但源LA亦可遠離於微影投影裝置，其所產生之輻射光束經引導至裝置中(例如，借助於適當引導鏡面)；此後者情景通常為源LA為準分子雷射器時之情況。本發明及申請專利範圍涵蓋此等情景中之兩者。

光束PB隨後截取光罩MA，光罩MA固持於光罩台MT上。在橫穿光罩MA後，光束PB穿過投影透鏡PL，透鏡PL將光束PB聚焦至基板W之目標部分C上。借助於第二定位器件(及干涉量測器件IF)，基板台WT可精確地移動，例如，以便在光束PB之路徑中定位不同目標部分C。類似地，第一定位器件可用以(例如)在光罩MA自光罩庫之機械擷取之後或在掃描期間相對於光束PB之路徑來精確地定位光罩MA。一般而言，將借助於未在圖1中明確地描繪之長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)而實現載物台MT、WT之移動。然而，在步進器(與步進及掃描裝置相對)之情況下，光罩台MT可僅連接至短衝程致動器，或可為固定的。

所描繪裝置可用於兩種不同模式中：

1.在步進模式中，使光罩台MT保持基本上靜止，且將整個光罩影像一次性投影(亦即，單重"快閃")至目標部分C上。接著，使基板台WT在X及/或Y方向上移位，使得可藉由光束PB來照射不同目標部分C；

2.在掃描模式中，除了在單重"快閃"中不曝光給定目標部分C以外，應用基本上相同情景。實情為，光罩台MT可以速度v而在給定方向(所謂的"掃描方向"，例如，Y方向)上移動，使得導致投影光束PB在光罩影像上掃描；同時，基板台WT以速度V =Mv 而在相同或相反方向上同時移動，其中M 為投影系統PL之放大率(通常，M =1/4或1/5)。以此方式，可在不必損害解析度之情況下曝光相對較大目標部分C。

可使用諸如圖2所描繪之散射計的散射計來判定基板6之表面的一或多個性質。在一實施例中，散射計包含寬頻帶(白光)輻射源2，寬頻帶(白光)輻射源2將輻射引導至基板6上。延伸型寬頻帶輻射源可經組態以將具有至少50奈米之波長的輻射光束提供至基板表面。經反射輻射傳遞至分光計偵測器4，其量測鏡面經反射輻射之光譜10(作為波長之函數的強度)。自此資料，可(例如)藉由嚴密耦合波分析及非線性回歸或藉由與如圖2之底部處所示之模擬光譜庫比較來重新建構引起經偵測光譜之結構或剖面。一般而言，對於重新建構，已知結構之通用形式，且根據對製造結構所採用之過程的認識來假定某些參數，從而僅留下結構之少許參數以自散射量測資料加以判定。

散射計可為正入射散射計或斜入射散射計。亦可使用散射量測之變型，其中在單一波長之角度範圍下量測反射，而非在一波長範圍之單一角度下量測反射。

在以下所描述之一或多個實施例中，使用一散射計，散射計經組態以藉由在高NA透鏡之光瞳平面40中量測在如圖3所示之複數個角度及波長下自基板表面6所反射之角度解析光譜的性質來量測基板之性質。散射計包含：輻射源2，輻射源2經組態以將輻射投影至基板上；及偵測器32，偵測器32經組態以偵測經反射光譜。光瞳平面為輻射之徑向位置界定入射角且角位界定輻射之方位角的平面及任何大體上共軛平面。偵測器32置放於高NA透鏡之光瞳平面中。NA較高且在一實施例中為至少0.9或至少0.95。浸沒散射計可甚至具有NA超過1之透鏡。控制系統CS用以導出所關注參數(在一實施例中為疊對)之值且以下加以進一步描述。

該角度解析散射計可僅量測經散射光之強度。本發明之一實施例可同時在一角度範圍下使用若干波長之量測。針對不同波長及角度由散射計所量測之性質可包括橫向磁(TM)偏振光及橫向電(TE)偏振光的強度及TM偏振光與TE偏振光之間的相位差。

使用寬頻帶光源(亦即，具有寬光頻率或波長範圍且因此具有寬顏色範圍之光源)為可能的，其給出較大光展量(etendue)，從而允許多個波長之混合。在一實施例中，寬頻帶光中之複數個波長各自具有為(比如)δλ之頻寬及(因此)為至少2δλ(亦即，為波長之兩倍)之間隔。若干輻射"源"可為延伸型輻射源之已使用(比如)光纖束而分裂的不同部分。以此方式，可在多個波長下並行地量測角度解析散射光譜。可量測3-D光譜(波長及兩個不同角度)，其含有比2-D光譜之資訊多的資訊。此允許量測更多資訊，其增加度量衡過程穩固性。

如圖3所示，在本發明之一實施例中，光源2經由干涉濾光器30而使用透鏡系統L2進行聚焦，且經由顯微鏡接物鏡L1而聚焦至基板6上。輻射接著經由部分反射表面34而反射至背面投影式光瞳平面40中之CCD偵測器中，以便偵測散射光譜。光瞳平面40在透鏡系統L1之焦距處。光瞳平面可以輔助光學器件進行重新成像，因為高NA透鏡之光瞳平面通常位於透鏡內部。

反射器光之光瞳平面以(例如)每圖框40毫秒之積分時間而成像於CCD偵測器上。以此方式，將基板目標之二維角度散射光譜成像於偵測器上。偵測器可為(例如)CCD偵測器或CMOS偵測器陣列。光譜之處理給出對稱偵測組態，且因此，可使感測器為旋轉對稱的。此允許使用緊密基板台，因為可在相對於感測器之任何旋轉定向下量測基板上之目標。可藉由基板之平移與旋轉之組合來量測基板上之所有目標。

干涉濾光器30之集合可用以選擇在(比如)為405奈米至790奈米或甚至更低(諸如，200奈米至300奈米)之範圍內的所關注波長。干涉濾光器可為可調諧的，而非包含不同濾光器之集合。可代替一或多個干涉濾光器而使用光柵。

基板6(或甚至反射表面34)在其上具有以疊對光柵之形式的目標。可列印光柵中之一者，使得在顯影之後，一系列條狀物(bar)係由固體抗蝕劑線形成，而其他光柵可經蝕刻至基板中或另外形成於下伏產品層中。在一實施例中，控制系統CS旨在基於經量測光譜來判定兩個光柵之間的疊對誤差(通常被簡稱作疊對)，而不重新建構光柵。根據對列印步驟及/或其他量測過程之認識，可將光柵之一或多個參數(諸如，線寬及形狀)輸入至疊對判定過程。應瞭解，兩個疊對光柵可故意地偏移或偏斜，使得零疊對值對應於基板之平面中的已知位移。以下進一步描述用於疊對之判定過程。

已知的係，散射計可經調適以藉由量測經反射光譜中之+1級與-1級之間的不對稱性來量測具有大於所使用輻射之波長之較大間距之兩個未對準週期性結構的疊對，不對稱性與疊對之範圍相關。以下描述此過程以供參考。

圖4中展示用於已知方法中之一類型的基板圖案。光柵14具有列印於其頂部上之第二光柵12，兩者均係由具有寬度w之條狀物製成。光柵12相對於光柵14偏移之量被稱作疊對e。兩個重疊但未對準之光柵12及14形成一複合不對稱目標。角度散射光譜中之所得不對稱性係藉由圖3所示之角度解析散射計4而偵測且用以以下列方式來導出疊對e。

兩個光柵對分別在第一對及第二對中以+d及-d之故意偏斜而使用。換言之，光柵12在一對中在一方向上移位(如圖4所示)，且在另一對中在相反方向上移位(未圖示)。每一對中之光柵之間的實際橫向移位因此為X1 =OV +d 且X2 =OV -d ，OV 為疊對e 。

若入射於光柵上之照明的強度為I _ill 且反射離開光柵之輻射的強度在第一方向上為I _{+ 1} 且在相反方向上但在同一平面中為I _{- 1} ，則當疊對OV =0時，

I ₊₁ ≠I _-1 。　(1)

然而，若OV ≠0，

則I ₊₁ ≠I _-1 。　(2)

對於小疊對，強度差與疊對成比例：

I ₊₁ -I _-1 =K ×OV 。　(3)

K為常數且為過程相依性的且因此為未知的。

因此，使用光柵對來校準疊對度量衡。記住：一對具有疊對誤差OV+d且另一對具有疊對誤差OV-d，因此，對於OV +d ，不對稱性係由以下方程式給出：

A₊ =K(OV+d)　(4)

且對於OV -d ，不對稱性係由以下方程式給出：

A_=K(OV-d)。　(5)

可消除標度因數K：

因此，可使用角度解析散射光譜中之不對稱性的量測來計算疊對。

此方法與先前已知方法相比之優點為僅需要兩個光柵之事實。此外，原則上，該方法亦可為2-D光柵而工作：在該情況下，對於完整(x ,y )疊對量測僅需要兩個光柵。此與(比如)分光鏡散射量測方法所使用之6個光柵相比為顯著改良。

使用2-D光柵之xy 疊對度量衡的分析如下。

兩個光柵具有f (x ,y )及g (x ,y )之振幅透射。此等光柵在兩個方向上為週期性的，且其透射可因此被寫為傅立葉級數：

兩個光柵具有相等週期，且出於簡單起見，已針對下列計算而將光柵之週期正規化至2π。可將係數F _n,m 及G _p,q 解譯為視光柵形狀、波長及偏振而定之繞射效率。兩個光柵分別在x 方向及y 方向上與x ₀ 及y ₀ 之相對疊對重疊。可將總透射t 寫為：

其中：

可如下調整變數：

將此等表達式代入t (x ,y )之傅立葉級數中產生：

其中：

T _a,b 可解譯為繞射級(a,b )之振幅。可見，此振幅通常視x 方向及y 方向上之疊對而定。

出於簡單起見，僅考慮在x 方向上執行之繞射級。亦可針對y 方向上之繞射級而進行隨後之分析。此將僅需要調整變數。

對於在x 方向上執行之繞射級，b =0，因此，對於兩個繞射級a 及-a 之振幅：

在總和之前方採用因數產生：

假定兩個光柵在x 方向上均為對稱的：

針對經繞射振幅而使用此性質產生：

散射計量測經繞射場之強度，給出：

此表達式之評估展示可以下列形式來寫入強度：

其中振幅B _n,m 及相位ε _n,m 視光柵形狀、照明波長及照明偏振而定。採用+1級及-1級之差產生在x 方向上執行之不對稱性A _x ：

實務上，疊對與光柵之間距相比為較小的。舉例而言，間距通常為大約1μm，且最大疊對為大約60奈米。可因此將以上表達式線性化，且僅保留x ₀ 及y ₀ 中之線性項：

其中

可見，存在耦合項。x 方向上之不對稱性亦為經由耦合項K _xy 之y 疊對的函數。若2-D光柵具有90°旋轉對稱性且若在45°下偏振光，則可針對x 方向及y 方向上之不對稱性而寫入：

此等方程式為以兩個2-D光柵對之xy 疊對度量衡的基礎。在第一光柵對中，在上部光柵中引入+d 之偏斜，且在第二光柵對中，引入-d 之偏斜。在x 方向及y 方向兩者上施加此偏斜。現可量測四個不對稱項。第一光柵對中之x 及y 不對稱性及第二光柵對中之x 及y 不對稱性展示為：

此給出具有四個未知數K ₀ 、K _xy 、OV _x 及OV _y 之四個非線性方程式，其可經解答以給出疊對。

在一實施例中，可將一或多個孔徑提供至散射計以模仿產生光柵圖案時之微影曝光條件。可接著在使用散射計來產生光柵圖案之角度解析分光鏡影像時使用孔徑。

在一實施例中，有可能將基板與偵測器之間的空間(更具體而言，如圖3所示之透鏡L1與基板6之間的空間)之至少一部分浸沒於液體中。液體可為水。此具有增加基板6與透鏡L1之間的介質之空間頻寬的優點。此意謂將易消散於(例如)空氣中之繞射可傳播且由透鏡捕獲。因此，在空間之浸沒的情況下，變得有可能偵測比在(例如)空間中之空氣的情況下高的繞射級，繞射級含有關於在研究中之光柵的更詳細資訊。

散射計之數值孔徑(NA)較佳地為至少0.9(甚至為0.95或高於1)。

在已知方法中，可使用之最小光柵間距係產生傳播第一級光譜之最小間距，其係。假定NA等於1.3且λ等於400奈米，則此產生154奈米之最小間距。此對應於大約20奈米至80奈米之臨界尺寸(CD)或經重新建構光柵寬度。當查看諸如圖2所示之剖面的剖面時，臨界尺寸為尖峰之平均寬度且間距為自一尖峰至另一尖峰之距離。根據本發明，如以下進一步所描述，可使用更小間距。

浸沒流體應具有相對於(例如)在基板6上之抗蝕劑的大指數步進。此可允許偵測器影像中之最大對比度。滿足該等需求之可能液體為水。

圖5根據本發明之一實施例展示將單一偵測器用以監控源輸出強度及經散射輻射之強度，其避免同步問題且允許針對源輸出變化之即時補償。

散射計可包含非偏振光束分光器及傾斜鏡面以用於耦合脫落自輻射源所發射之輻射光束的一部分以用於以同一偵測器之單獨量測。在一實施例中，輻射光束之經耦合脫落部分用以量測輻射光束之強度，且散射計可經調適以補償輻射光束之強度波動。與主要量測光束並排地將同一CCD偵測器用於強度量測光束之優點為：無需額外偵測器，且因此，不存在參考感測器與度量衡感測器之間的光學及熱性質差；且不存在為觸發、讀出及儲存參考信號所需要之額外電子器件。可量測及補償任何強度變化。

輻射路徑中之非偏振光束分光器50將經散射輻射成像於二維偵測器32上。額外透鏡將光瞳平面重新成像至CCD偵測器上。入射於偵測器上之強度展示為影像36。非偏振光束分光器50亦耦合出輻射光束之一部分以將其用於監控強度雜訊。代替藉由單獨偵測器來量測此輻射部分，光使用傾斜鏡面52而逆向反射且透射至同一偵測器32之單獨部分。任選光瞳光闌54限制輻射部分之幅度，且鏡面傾斜確保與主要輻射光束並排地投影輻射部分。在L1之光瞳平面處，將光譜成像至偵測器32上。

可在單一波長下進行角度解析散射量測，且順次進行在不同波長下之量測，亦即，對不同波長進行時間多工。然而，波長之時間多工可使產出率降級。

在一實施例中，散射計包含輻射源與基板之間的波長多工器，及基板與偵測器之間的解多工器。此允許同時量測若干不同波長(或顏色)，從而在更短時間圖框中給出更多資訊且因此給出如以上所論述之穩固性。波長多工器可包含置放於背面投影式物件平面處之分散元件，或置放於光瞳平面處之分散元件。

輻射源之表面區域較佳地分裂成各自耦合至波長多工器之N個部分，其中N為離散波長之數目。可(例如)藉由光纖束及其類似者來進行此分裂。

在一實施例中，多工器包含置放於背面投影式物件平面處之分散元件。分散元件可為光柵或稜鏡，光柵或稜鏡經調適以容納各自具有頻寬*8及為頻寬之至少兩倍(亦即，2*8)之間隔的N個離散波長。此可最大化延伸型光源之使用。不再必須對不同波長之量測進行時間多工，因為其可同時進行，且因此，主要優點為增加產出率。

在一實施例中，解多工器包含置放於光瞳平面處之分散元件。可將一或多個光學劈片插入於物件平面中以達成光瞳平面中之角度解析光譜的良好界定分離。

在一實施例中，使用延伸型寬頻帶輻射源，諸如，氙、氘或石英鎢鹵素燈源。此等源具有給出可分裂成離散波長之表面區域的較大光展量，且提供如以上所論述之更多資訊。波長可在193奈米至800奈米之範圍內。

在一實施例中，組合N個離散波長之分散稜鏡或光柵用於照明分支(或圖2中之源2與基板6之間的輻射路徑)中，且光柵或稜鏡用於偵測分支(或基板6與偵測器4之間的輻射路徑之間的空間)中以空間地分離波長。

圖6中展示多工光柵之實例。兩個光源S1及S2經由透鏡系統L2而透射，且撞擊在物件平面42中之Littrow安裝光柵16，且在經由透鏡系統L1而透射至另一物件平面42且(視情況)至照明光纖60中之前聚焦於光瞳平面40上。光瞳平面含有適當尺寸之矩形孔徑-寬度判定入射於光柵上之光的角度範圍。此角度範圍及光柵間距判定經由光瞳平面中之孔徑而透射之返回光的頻寬。舉例而言，每毫米具有1200個線之光柵產生大約1.2mrad/奈米之分散。4奈米之有效頻寬對應於3.33mrad之照明光束的完整角度寬度。基板6之光點尺寸為大約40μm且其NA為0.95。因此，光柵上之光束直徑為大約23mm。若透鏡L1之焦距為100mm，則光瞳平面中之孔徑孔的寬度必須為333μm。若使用照明光纖，則照明NA必須為大約0.22。

清楚地，可一次使用兩個以上輻射源(具有不同波長)。

圖7展示偵測分支中之波長解多工器的實例。出於簡單起見，再次展示僅兩個波長之分離。解多工器類似於多工器，除了光柵置放於光瞳平面中而不置放於物件平面中以外。由Littrow安裝光柵16中之光柵所繞射的光由透鏡L2透射，此在物件平面中形成具有波長λ1及λ2之兩個物件影像。此平面可含有具有n個孔之場光闌(在此情況下，n=2)，此應足夠寬以避免空間濾光以避免干擾光譜。場光闌40之每一孔亦具有劈片62，劈片62具有唯一劈片角度。此劈片62確保將每一波長之角度解析散射光譜成像於CCD偵測器32之不同部分上。CCD偵測器係基於第二光瞳平面40。

因為劈片62可在兩個方向上偏轉光，所以有可能實現CCD偵測器以許多角度解析光譜之有效填充。

為了獲得可再生結果，應良好地聚焦目標。為了達成此情形，根據本發明之一實施例，藉由如圖8所示之雙焦闌系統而將高NA接物鏡之光瞳平面40成像於偵測器上。在所有實施例中，NA為較高的(較佳地為至少0.9)。

中間物件平面42中之刀緣70阻隔中間物件影像之一半部。邊緣可為Foucault刀緣。

刀緣有助於將輻射之影像聚焦至基板上。對於每一定向，取樣光瞳平面40之外部區域中(或實際而言，在兩個半部中)的強度。在散焦之情況下，產生強度I1及I2之差。焦點F被給定為：

比例因數k獨立於影像且需要僅被判定一次，但因為可在積分回饋迴路中使用焦點感測器，所以k之精確值不重要。

照明源不始終為均質的且必須經校準及校正，以便確保基板之精確曝光。不均質性可由照明源自身或由照明路徑中之反射器之表面塗層的粗糙度而導致。先前，已使用鋁鏡面來進行照明光束之正規化。然而，當待量測之物件(亦即，光柵或基板)產生更高繞射級時，此正規化失敗。此等情況導致疊對應用中之工具誘發性移位誤差。

因此，在一實施例中，散射量測系統在照明光束中進一步包含一或多個鏡面。更具體而言，鏡面可為基板台上之基準且可由鋁製成。此等鏡面傾斜或以不同傾斜角度而存在，以便產生以不同角度而反射之至少兩個影像。對於每一傾斜角度，經偵測光譜在與傾斜方向相同的方向上移位。此等影像經偵測且組合成微分方程式，自其可判定輻射光束之照明剖面。所得照明剖面用以校正在更高繞射級下經反射光譜之性質的量測。

經量測信號M ₀ (k) 表示為：

其中：A (k )為光瞳平面中之位置k處的未知照明強度；B (k )為感測器之偵測分支中的未知光學損耗；且R _{± N} 為光柵物件之第N級的繞射效率。

實務上，照明強度由於緩慢變化之不均質照明光束及照明路徑中之光學器件及塗層的表面粗糙度而變化。光學塗層之表面粗糙度通常引起光瞳平面中之照明光束的粒狀外觀。

可對高反射鋁鏡面進行參考量測，此產生下列經量測信號：

M _M (k )=A (-k )R _M (k )B (k )　(25)

藉由參考而正規化物件之量測產生：

可見，偵測分支中之損耗藉由此正規化而消除。

然而，僅針對零繞射級(亦即，鏡面反射)而消除照明中之不均質性。更高繞射級保留以下形式之未知誤差項：

為了消除此項，必須校準照明剖面A (k )，如以下所論述。

鏡面可為單一凸起或凹入鏡面，或其可為在偵測期間在一角度範圍內主動地傾斜之平面鏡面。或者，可在不同傾斜角度下存在一鏡面範圍。經量測反射角度可在徑向方向上(此更改傾斜之量值)或在方位角方向上(此更改傾斜之方向)。

現將以一維來描述用以判定微分方程式之方法。至二維之延伸為不重要的。

針對1mrad之級的兩個較小相反鏡面傾斜±θ_M 而量測參考鏡面。作為此傾斜之結果，經量測光瞳影像將移位。因此，量測兩個略微移位之影像：

M _{± θ} (k )=A (-k ±Δ(k ))R _M (k )B (k )C (k ;±θ)　(28)

此處，Δ為光瞳平面中之移位，其通常視光瞳平面中之位置k 而定。對於消球差系統：

方程式(18)中之C 說明經反射強度之重新分布，且對於消球差系統：

其中M_+θ 及M_-θ 分別為在小正傾斜及小負傾斜下所量測之光譜。

此處，Q之下標‘M ’用以強調其關心經量測資料。對於小傾斜，近似值可為：

使用此線性化，針對Q而產生微分方程式：

此方程式容易經解答以產生：

以上導出可容易延伸至二維。實務上，經量測資料為不連續的，但為經數位化取樣資料。然而，此不更改以上所導出之概念。

實務上，可使用平面鏡面，平面鏡面使用致動器而機械地傾斜。更好且更簡單之方法為使用具有曲率半徑R 及側向位置x 之凹入或凸起鏡面。彎曲鏡面之區域高度z 描述為：

表面之區域斜率θ與側向位置x 成線性比例：

因此，基板平台上之凹入或凸起球形鋁基準直接致使校準，因為藉由將基準移動至偵測器下之適當位置而簡單地達成適當傾斜。本發明之一實施例使用在至基板之共軛平面中具有環形強度分布的輻射光束。為了產生環形強度分布，輻射源可包含機械葉片、空間光調變器或空間相干寬頻帶雷射器及變焦旋轉三稜鏡(亦即，以產生雷射光環)。環形輻射光束較佳地包含小Φ照明。

實施環形輻射具有優於(比如)插入葉片之優點，因為由於"使用"幾乎所有光子而不存在光損耗。此在使用諸如UV或DUV之光源時特別重要，因為該等光源發射比更充裕之光源少的光子，且因此，損耗許多彼等光子更顯而易見。詳言之，此在信號收集中顯而易見，因為微影工具在存在更低光強度的情況下遭受一定量之延遲。環形光源具有不導致如葉片可能導致之內部反射的另一優點。內部反射需要阻隔以避免光假影。當然，可使用提供相同優點之其他照明技術(諸如，四極照明)。

理想地，將環形輻射之環面置放於高NA透鏡之光瞳平面中。然而，光瞳平面不為直接可存取的，且實務上，將環面置放於散射計之照明分支中之光瞳平面中的背面投影式影像中。環形照明之優點為：可單獨地量測具有λ/NA之級之小間距的光柵之+1/-1繞射級之強度。

此實施例可用於藉由將成形視障放於輻射光束中且偵測由基板傾斜之變化所導致的基板上之成形視障之寬度及形狀的改變來計算基板傾斜之變化。成形視障可為(例如)如圖9a及圖9b所示之十字絲。當然，其可為任何其他形狀，且其不必在光瞳平面之中心中。

量測晶圓傾斜之主意係基於晶圓平面中之傾斜導致光瞳平面中之移位的基本關係。在本實施例中，將十字絲型視障置放於照明光束之中心中。如圖9a所示，此在光瞳平面中之經散射光中產生黑色十字絲。

若基板傾斜改變，則此十字之位置將變化。結果，可在此圖案(在零傾斜下)與實際量測(在未知傾斜下)之間量測差以獲得如圖9b所示之影像。基板中之小傾斜不導致光環面之實質形狀改變，而是，其將導致光瞳平面影像之移位。此移位通常較小且為大約0.1個像素。為了能夠偵測該小移位，可藉由(例如)曲線擬合來內插像素之間的值。藉由經由發生於環面邊緣處之暗光過渡而擬合曲線，可量測環面之子像素位移。

此等過渡之寬度及符號可用以計算及校正二維中之基板傾斜。以此方式，可在恆定(零)傾斜下量測基板。

圖10展示使用在至基板之共軛平面中具有環形強度分布之輻射所偵測之小間距光柵的繞射級。使用環形強度分布允許如圖10所示之影像的形狀，且藉此允許基板傾斜之更清楚且更精確的量測。標註為0之影像為如偵測器中所成像之中心零級繞射級。標註為-2、-1、1及2之影像為更高繞射級。此等更高繞射級相對於更低繞射級而移位，且因此更易於針對單獨1-D及2-D特徵之疊對度量衡而量測。

為了加速計算時間，存在不必計算光瞳平面中之每一單一位置中之模擬信號的情況(特別當預期平穩變化時)。在此等情況下，粗略柵格可經量測且像素內插技術用以內插光瞳平面處之總形狀。在此情況下，環形光束亦更有利，因為在光瞳平面中存在僅自第一級繞射接收光之區域。若(例如)使用塊光束，則光瞳平面中之每一點將自第零級或第零級與第一級之組合接收光，此導致光瞳平面處之量測的誤差。

使用散射計之正常量測涉及一次量測具有單一偏振之單一基板上之單一目標的性質。此經由散射量測而限制基板之產出率且潛在地限制曝光步驟。本發明之一實施例使用照明源以將複數個照明光點投影至基板上。散射計之偵測器同時偵測自基板表面所反射之複數個照明光點的角度解析光譜。可將雙照明光纖或Wollaston稜鏡用於產生兩個正交偏振照明光點來產生複數個照明光點。

圖11展示散射計硬體之一部分。兩個照明光點70在經由定位於光瞳平面40中之高數值孔徑接物鏡而向下透射至基板6上之前分裂於光束分光器50中。經反射光束經由分離光瞳平面中之兩個角度解析光譜的兩個劈片62而向上透射，劈片自身定位於中間影像平面42中。接著，在圖11之頂部處之經重新成像光瞳平面40上藉由CCD來偵測照明光束。可藉此(例如)由單一偏振之水平線及垂直線或甚至針對TE及TM偏振兩者之水平線及垂直線兩者而進行兩個或甚至更多並行量測。

本發明之一實施例將散射計轉換成橢偏儀。為了進行此操作，照明分支進一步包括：第一偏振器，第一偏振器經組態以線性地偏振輻射光束；光束分光器，光束分光器經組態以將輻射光束分裂成兩個正交分量(E_TE 、E_TM )；第二偏振器，第二偏振器經組態以偏振經散射光束；變數補償器(Pockells Cell、Wollaston稜鏡對或Soleil-Babinet補償器)，變數補償器定位於第一偏振器與第二偏振器之間，變數補償器經組態以變化正交偏振分量之間(及(視情況)光束分光器與高數值孔徑透鏡之間)的光徑差；及二維偵測器，二維偵測器用於偵測所得光束分量之正弦曲線強度變化。補償器最通常在散射計之主要照明分支中，但其當然可在第二照明分支中。

二維偵測器(諸如，互補金屬氧化物半導體偵測器(CMOS))具有高圖框速率(亦即，大約每秒1000個圖框)。

圖12展示如何將角度解析分光鏡概念變成角度解析分光鏡橢偏儀。具有兩個波長λ₁ 及λ₂ 之照明光束經由45°偏振器72而透射、反射離開基板6且在再次偏振之前經由變數補償器74而透射。在光束分光器與變數補償器74之間，照明光束劃分成在TE與TM偏振光束之間具有相位差△的兩個光束。圖12中之柵格36展示2-D偵測器陣列，及此陣列之一 像素的時間相依性強度變化。其他像素將展示可比較變化。光束穿過兩個帶通濾光器76以獲得λ₁ 及λ₂ 之照明剖面。所得橢偏參數cos(△)、sin(△)及tan(Ψ)實際上對內部感測器散射不敏感，且因此，可改良信雜比。該操作係藉由以下之Jones向量及矩陣來模型化，但其亦可使用Mueller矩陣來模型化，Mueller矩陣致能在數學模型中包括光學分量之不完整性。

在第一偏振器之後的照明場經45°偏振且由Jones向量描述：

基礎向量對應於入射於樣本上之目標上的TE及TM偏振光。反射離開樣本之動作導致經散射TE及TM分量之振幅及相位的更改。若樣本為平坦基板，則此可由Jones矩陣表示： 其中△為經散射場之TE分量與TM分量之間的相位差，且R _TE 及R _TM 分別為經散射TE及TM場之振幅。

此等參數為入射角及波長之函數。忽略由高NA透鏡及光束分光器所引入之任何相位及振幅變化，對於補償器上之入射場：

補償器引入TE分量與TM分量之間的時間變化光徑差(OPD)變化。若光之波長為λ，則對於補償器之Jones矩陣：

且因此，在補償器之後的場為：

偏振器在45°下定向且具有Jones矩陣：

且因此，在偏振器之後的場為：

入射於偵測器陣列上之強度為：

若OPD在量測時間間隔內線性地增加(OPD =Kt )，則此產生時間諧波強度變化：

其中

強度變化之對比度直接與橢偏參數tan(Ψ)相關，且正弦曲線變化之相位直接產生橢偏參數cos(Δ)及sin(Δ)。在標準橢偏散射計中，tan(Ψ)及cos(Δ)為經量測及模擬以獲得剖面資訊之信號。在該情況下，tan(Ψ)及cos(Δ)經記錄為波長之函數。在本發明中，tan(Ψ)及cos(Δ)經獲得為光瞳平面中之位置的函數且可用於類似分析。詳言之，橢偏參數用以藉由解答反向散射問題來量測層厚度，亦即，將經量測參數與經模型化參數比較，且藉由最小化經量測參數與經模型化參數之間的均方根差(或任何其他適當度量)來判定堆疊參數。

因為變化之頻率視波長而定，所以各種波長可以帶通濾光器而分離。此可經由藉由(例如)離散傅立葉變換技術之信號處理而容易地實現。

補償器亦可置放於照明分支中。此外，其亦可置放於光束分光器與高數值孔徑接物鏡之間。此具有加倍OPD變化之優點。

2-D偵測器為此概念之臨界部分；為了確保足夠短之量測時間，其必須具有高圖框速率。CMOS偵測器可達成極高圖框速率(例如，每秒1000個圖框)。

量測如上文中所描述之疊對不允許量測大疊對誤差，詳言之，等於為光柵間距之整數倍的疊對誤差。清楚地，若存在意謂光柵線彼此對直但移位若干光柵間距寬度之疊對誤差，則偵測小於光柵間距之疊對誤差的能力為無用的。

因此，本發明之一實施例將已存在於散射計中(且以上所論述)之第二偵測器分支用於進行粗略疊對量測以判定是否存在粗略誤差(諸如，光柵疊對誤差是否實際上大於光柵間距)。粗略疊對量測為基於成像之技術，其中第二相機查看兩個重疊光柵之影像，且藉由比較基板上之標號器邊緣的位置來判定是否存在較大位移。理想疊對將具有理想對準之標號器邊緣。圖案辨識演算法用以判定處理層中之光柵的邊緣及抗蝕劑層中之光柵的邊緣。對光柵對之四個側或角進行此量測。經量測邊緣位置用以計算抗蝕劑光柵相對於處理層中之光柵位置的位置。

散射量測獨自不能量測等於光柵間距之重數之疊對的事實為基本限制，因為量測原理係基於隨著光柵間距而週期性地變化之光柵耦合。換言之，零疊對與等於間距之疊對產生相同結果。

本發明之散射計允許極簡單解決方案。散射計包含將基板表面成像於CCD相機上之單獨成像分支。需要此第二相機分支以用於經由對準及圖案辨識步驟而量測基板之位置。圖13中示意性地展示第二分支。

光瞳平面40量測(實際角度解析量測)需要底部填充物件平面42處之目標的照明源(亦即，量測光點小於量測目標)。圖13中將光瞳平面成像照明光束展示為實線。在此情況下，僅量測目標之一部分，且不照明目標區域外部之結構。若量測光點填充或過度填充量測目標，則量測信號由圍繞目標之區域干擾且資料解譯及信號分析不必要地複雜。

另一方面，影像平面量測必須過度填充目標，以便偵測對準，因為必須取樣完整光瞳平面(包括目標之輪廓)。將用於影像平面量測之光射線展示為虛線。物件平面之影像形成於第一CCD相機80上，且光瞳平面之影像形成於第二CCD相機82上。

圖14展示疊對目標之一可能實例。圖14中之左手圖式展示疊對目標140，疊對目標140包含在第一層中具有正方形形狀之第一柵格142，及在第二層中具有十字形狀之第二柵格144，其用於第一柵格與第二柵格之間的零疊對。圖14之右手圖式展示疊對目標146，疊對目標146包含具有正方形形狀之柵格142，及具有十字形狀之第二柵格144，其用於等於為第一柵格與第二柵格之間的柵格間距之兩倍的X疊對。光瞳平面量測將針對兩種情形而產生為零之相同經量測疊對，此使其為不可靠量測。然而，影像平面量測可清楚地區分此等兩種情形。以此方式，可如下進行穩固的雙平台度量衡方案：

(1)進行兩次影像平面量測以驗證不存在大疊對誤差。

(2)若先前量測指示疊對小於大約200奈米，則進行光瞳平面量測。

200奈米準則為指示性實例。可使其為任何可感測臨限值。假定影像平面CCD具有1000×1000個像素且假定在基板位準處之100奈米之像素間距，則總視場將為100×100μm² ，其對於圖案辨識及對準為足夠的，同時仍允許以大約20奈米至50奈米之精確度的粗略疊對量測。

粗略疊對僅可在整個對準標號器為CCD可見時加以量測。若(例如)僅標號器之中心部分為可見的，則需要將基板台移動至標號器邊緣以致能粗略疊對之量測。此要求台之額外移動，藉此減慢量測採取過程。更大視場允許快速地進行在一"衝程"中標號器之捕獲及粗略量測，同時第二相機自由地捕獲光瞳平面上之影像且獲得詳細疊對資訊。

若使用曝光工具中之邊緣預對準及粗略晶圓對準的結果，則可甚至進一步減少為捕獲相關影像所需要之視場。藉由此等資料，有可能在疊對度量衡模組中之邊緣預對準完成之後以μm精確度來預測基板上之標號器的位置。

本發明之一實施例使用第零級來判定疊對，而非如先前之+1級及-1級或更高級。至此，在操作中，控制系統CS執行以下所描述之過程。控制系統CS及其所執行之過程可與上文所描述之散射計之變型中的任一者一起使用。

在本發明之一實施例中，使用具有小間距之目標光柵，使得由偵測器32所捕獲之影像基本上僅由經反射輻射之第零級組成。此影像具有極小不對稱性，且因此，第零級在過去為了判定疊對之目的而被忽視。然而，在本發明之一實施例中，控制系統CS首先記錄指示第零級之影像的資料(亦即，第零級散射量測光譜)，並接著藉由形成第零級光譜之鏡面影像且自該第零級光譜減去鏡面光譜來計算光譜之反對稱分量(亦即，找到兩個光譜之間的差)。所得光譜展現某些部分(特別為離軸部分)中之足夠不對稱性(軸係由目標光柵之定向界定)，以致能藉由以上所描述之方法來偵測疊對。

在本發明之特定實施例中，使用橫向電(TE)(其為平行於光柵線之電場)輻射及橫向磁(TM)(其為平行於光柵線之磁場)輻射來單獨地執行疊對之判定。此減少誤差。圖15至圖19中展示此方法之實例。圖15說明實例中所使用之光柵結構，而圖16及圖17為圖18及圖19所示之TE光譜及TM光譜的反對稱分量。圖15所說明之目標展示為50奈米線寬及100奈米間距之經蝕刻至矽基板150中之埋入式光柵152及為相同線寬及間距但在介入多晶矽絕緣物層156上具有10奈米之疊對之抗蝕劑光柵154的複合圖式。此結構沿著X軸延伸以形成用以導出圖16及圖18之曲線的Y光柵，且沿著Y軸延伸以形成圖17及圖19之X光柵。圖18及圖19展示此等結構之各別TE及TM反射率的圖解。該等圖解以高對稱結構來展示第零級。然而，圖18所示之Y光柵之TE光譜的反對稱分量展現圍繞X軸(特別在遠離X及Y軸之級的邊緣中)之可量測不對稱性。圖19所示之X光柵之TM光譜的反對稱分量說明圍繞Y軸之類似不對稱性。

儘管以上已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述之方式不同的其他方式來實踐本發明。描述不意欲限制本發明。特定描述之實施例為對通用操作原理之延伸且未必為互斥的；實施例基於如以上所描述之偵測器處之結果而均可組合於單一度量衡工具中以增加其效率。另外，儘管本文所描述之實施例係關於微影應用，但硬體及應用不限於此等微影應用。其可用於其他應用，諸如，監控蝕刻處理步驟及其類似者。亦應瞭解，僅自第零級導出疊對資訊之以上所描述原理可適用於其他量測器件且特別可適用於橢偏儀。

2．．．寬頻帶(白光)輻射源

4．．．分光計偵測器

6．．．基板

10．．．鏡面經反射輻射之光譜

12．．．第二光柵

14．．．光柵

16．．．光柵

30．．．干涉濾光器

32．．．二維偵測器

34．．．部分反射表面

36．．．影像

40．．．光瞳平面

42．．．物件平面

50．．．非偏振光束分光器

52．．．傾斜鏡面

54．．．光瞳光闌

60．．．照明光纖

62．．．劈片

70．．．刀緣

72．．．45°偏振器

76．．．帶通濾光器

80．．．第一CCD相機

82．．．第二CCD相機

140．．．疊對目標

142．．．第一柵格

144．．．第二柵格

146．．．疊對目標

150．．．矽基板

152．．．埋入式光柵

154．．．抗蝕劑光柵

156．．．多晶矽絕緣物層

AM．．．調整構件

C．．．目標部分

CO．．．聚光器

CS．．．控制系統

e．．．疊對

Ex．．．輻射系統

IF．．．干涉量測器件

IL．．．照明系統/照明器/輻射系統

IN．．．積光器

L1．．．顯微鏡接物鏡

L2．．．透鏡系統

LA．．．源

MA．．．光罩

MT．．．光罩台

PB．．．投影光束

PL．．．項目

S1．．．光源

S2．．．光源

W．．．基板

WT．．．基板台

X．．．光柵/軸/方向

Y．．．光柵/軸/方向

圖1描繪可用以執行根據本發明之一實施例之方法的微影投影裝置；

圖2描繪散射計；

圖3描繪根據本發明之一實施例之在高NA透鏡之光瞳平面中量測角度解析光譜的通用操作原理；

圖4描繪本發明之一實施例在判定疊對時之使用；

圖5描繪根據本發明之一實施例之用於耦合脫落輻射光束之一部分的非偏振光束分光器之使用；

圖6描繪根據本發明之一實施例的波長多工器；

圖7描繪根據本發明之一實施例的波長解多工器；

圖8描繪根據本發明之一實施例之中間物件平面處的刀緣；

圖9a及圖9b描繪根據本發明之一實施例之檢測光束中的成形視障；

圖10描繪根據本發明之一實施例之經散射光譜之不同繞射級的經偵測影像；

圖11描繪根據本發明之一實施例之具有兩個照明光點的散射計；

圖12描繪根據本發明之一實施例的橢偏儀；

圖13描繪根據本發明之一實施例之用於在光瞳平面及影像平面中偵測影像的散射計；

圖14描繪為光柵之間距之兩倍的光柵疊對；

圖15描繪用於本發明之一實例中的目標；且

圖16至圖19描繪本發明之實例中的經量測光譜及經計算光譜。

AM．．．調整構件

C．．．目標部分

CO．．．聚光器

Ex．．．輻射系統

IF．．．干涉量測器件

IL．．．照明系統/照明器/輻射系統

IN．．．積光器

LA．．．源

MA．．．光罩

MT．．．光罩台

PB．．．投影光束

PL．．．項目

W．．．基板

WT．．．基板台

X．．．光柵/軸/方向

Y．．．光柵/軸/方向

Claims (14)

1. 一種經組態以量測一基板之一性質的檢測裝置，其包含：一高數值孔徑透鏡，該高數值孔徑透鏡經組態以收集由該基板上之一目標所散射的輻射；一偵測器，該偵測器經組態以接收由該高數值孔徑透鏡所收集之該輻射，且偵測自該基板之一表面所反射之一輻射光束的一角度解析光譜(angle-resolved spectrum)，該角度解析經反射光譜實質上僅包含自該基板所反射之該輻射的一第零級，且輸出表示該角度解析經反射光譜之一影像的一資料信號；及一控制系統，該控制系統經組態以藉由自該角度解析經反射光譜之該影像減去由該控制系統形成的該角度解析經反射光譜之一鏡面影像而自該資料信號產生該角度解析經反射光譜之反對稱分量，且自該角度解析經反射光譜之該等反對稱分量判定該目標之一疊對誤差。
2. 如請求項1之檢測裝置，其中該控制系統經組態以藉由參考該光譜之該等反對稱分量之不在該光譜之軸上或附近的部分來判定該疊對誤差。
3. 如請求項1之檢測裝置，其中該偵測器經組態以量測橫向磁偏振光及橫向電偏振光之單獨的光譜，且該控制系統經組態以基於該等單獨的光譜來判定該疊對誤差。
4. 如請求項1之檢測裝置，其中該目標包含一具有一間距(pitch)之光柵，且該間距小於該輻射之一波長。
5. 如請求項1之檢測裝置，其中該偵測器經組態以量測該高數值孔徑透鏡之光瞳平面中的該光譜。
6. 如請求項1之檢測裝置，其中該透鏡之該數值孔徑為至少0.9。
7. 如請求項1之檢測裝置，其中該疊對誤差與形成該目標之兩個未對準週期性結構之未對準的程度相關。
8. 一種檢測方法，其包含：在一高數值孔徑透鏡之一光瞳平面中量測一基板上之一目標的一角度解析經反射光譜，該角度解析經反射光譜實質上僅包含自該基板所反射之該輻射的一第零級；自該角度解析經反射光譜之一影像減去由一控制系統形成的該角度解析經反射光譜之一鏡面影像以產生該角度解析經反射光譜之反對稱分量；及自該角度解析經反射光譜之該等反對稱分量判定該目標之一疊對誤差。
9. 如請求項8之方法，其中藉由參考該光譜之該等反對稱分量之不在該光譜之軸上或附近的部分來執行該判定。
10. 如請求項8之方法，其中該量測包含量測橫向磁偏振光及橫向電偏振光之單獨的光譜，且基於該等單獨的光譜來執行該判定。
11. 如請求項8之方法，其中該目標包含一具有一間距之光柵，且該間距小於該輻射之一波長。
12. 如請求項8之方法，其中該透鏡之該數值孔徑為至少0.9。
13. 如請求項8之方法，其中該疊對誤差與形成該目標之兩個未對準週期性結構之未對準的程度相關。
14. 一種元件製造方法，其包含：將一輻射光束投影至一基板之一目標部分上以形成一目標；在一高數值孔徑透鏡之光瞳平面中量測該目標之一角度解析經反射光譜，該角度解析經反射光譜實質上僅包含自該基板所反射之該輻射的一第零級；自該角度解析經反射光譜之一影像減去由一控制系統形成的該角度解析經反射光譜之一鏡面影像以產生該角度解析經反射光譜之反對稱分量；及自該角度解析經反射光譜之該等反對稱分量判定該目標之一疊對誤差。