CN108475024B - 用于在检查系统中聚焦的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种检查设备，包括：衬底保持装置，其配置成保持衬底；孔装置；和光学系统，其配置成将第一测量辐射束引导至衬底上，该第一测量辐射束具有第一强度分布，且光学系统配置成在第一测量束被引导至衬底上的同时将第二聚焦辐射束引导至衬底上，该第二聚焦辐射束具有第二强度分布，其中第二强度分布的至少部分至少在衬底处和/或孔装置处与第一强度分布在空间上分离。

Description

用于在检查系统中聚焦的方法和装置

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年12月31日递交的美国临时申请No.62/273，982的优先权，并且通过引用将其全部内容并入到本文中。

技术领域

本说明书涉及可用于例如由光刻技术进行的器件制造中的检查(例如量测)方法和设备。

背景技术

光刻设备是一种将所需图案应用到衬底上，通常是衬底的目标部分上的机器。例如，可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成待形成在所述IC的单层上的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。通常，图案的转移是通过把图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行的。通常，单个的衬底将包含被连续形成图案的相邻目标部分的网络。

可以将光刻投影设备用在例如集成电路(IC)和其它器件的制造中。在这种情形中，图案形成装置(例如掩模)可以包含或提供对应于器件的单个层的图案(“设计布局”)，并且这一图案可以通过例如穿过图案形成装置上的图案辐射目标部分等方法，被转移到已经涂覆有辐射敏感材料(“抗蚀剂”)层的衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括一个或更多的管芯)上。通常，单个衬底包含被经由光刻设备连续地、一次一个目标部分地将图案转移到其上的多个相邻目标部分。在一种类型的光刻设备中，该图案一次被转移到一个目标部分上，这样的设备通常称作为晶片步进机。在一种替代的设备(通常称为步进扫描设备)中，投影束沿给定的参考方向(“扫描”方向)在图案形成装置上扫描，同时沿与该参考方向平行或反向平行的方向同步移动衬底。图案形成装置上的图案的不同部分渐进地转移到一个目标部分上。因为通常光刻设备将具有放大率因子M(通常＜1)，所以衬底被移动的速度F将是所述对扫描图案形成装置进行扫描的速度的M倍。

在将图案从图案形成装置转移至衬底之前，衬底可能经历各种工序，诸如涂底、抗蚀剂涂覆以及软焙烤。在曝光之后，衬底可能经历其它工序，例如曝光后焙烤(PEB)、显影、硬焙烤以及对所转移的图案的测量/检查。这一系列的工序被用作为制造器件(例如IC)的单个层的基础。之后衬底可能经历各种过程，诸如蚀刻、离子注入(掺杂)、金属化、氧化、化学机械抛光等，所有的这些工序都是用于最终完成器件的单个层。如果器件需要多个层，那么将对于每一层重复整个工序或其变形。最终，器件将设置在衬底上的每一目标部分中。之后通过诸如切片或切割等技术，将这些器件彼此分开，据此独立的器件可以安装在载体上，连接至引脚等。

如注意到的，光刻术是集成电路和其它器件的制造中的核心步骤，其中在衬底上形成的图案限定了该器件的功能元件，诸如微处理器、存储器芯片等。类似的光刻技术也用于形成平板显示器、微机电系统(MEMS)以及其它装置。

在光刻过程(即对涉及光刻曝光的器件或其它结构进行显影的过程，该过程可以典型地包括一个或更多个关联的加工步骤，例如抗蚀剂显影、蚀刻等)中，经常期望对所生成的结构进行测量，例如用于过程控制和验证。用于进行这种测量的多种工具是已知的，包括经常用于测量临界尺寸(CD)的扫描电子显微镜以及用于测量重叠(衬底的两个层的对准精度)的专用工具。

发明内容

为了使用检查设备(例如量测设备)获得精确测量(例如临界尺寸、重叠等)，衬底上的至少目标结构应当被定位成靠近检查设备的物镜的焦平面或位于检查设备的物镜的焦平面处。这可以例如通过调整物镜的焦点和目标结构之间的相对位置直至衬底上的目标结构被定位成靠近该物镜的焦平面或位于物镜的焦平面处来实现。这种调整被称为聚焦衬底或目标结构，且可以包括：相对于该目标结构来移动该物镜(并因此移动该焦点)，改变物镜中的光学元件来移动该焦点，相对于该焦点来移动该目标结构或从中选择的任何组合。期望提供一种用于在检查设备中聚焦的改进的方法。

在一实施例中，提供了一种方法，包括：将第一测量辐射束引导至衬底上，该第一测量辐射束具有第一强度分布；和在第一测量束被引导至衬底上的同时将第二聚焦辐射束引导至衬底上，该第二聚焦辐射束具有第二强度分布，其中第二强度分布的至少部分至少在衬底处和/或孔装置处与第一强度分布在空间上分离。

在一实施例中，提供了一种检查设备，包括：衬底保持装置，配置成保持衬底；孔装置；和光学系统，配置成将第一测量辐射束引导至衬底上，该第一测量辐射束具有第一强度分布，并配置成在第一测量束被引导至衬底上的同时将第二聚焦辐射束引导至衬底上，该第二聚焦辐射束具有第二强度分布，其中第二强度分布的至少部分至少在衬底处和/或孔装置处与第一强度分布在空间上分离。

本发明的实施例的特征和/或优点以及本发明的各种实施例的结构和操作将在下文中参照附图进行详细描述。应当注意，本发明不限于本文所述的具体实施例。这种实施例在本文中仅仅以示例的目的给出。另外的实施例将是相关领域的技术人员根据本文中所包含的教导能够理解的。

附图说明

在此仅仅以示例的方式参照附图对实施例进行描述，在附图中：

图1示意性地示出根据一实施例的光刻设备；

图2示意性地示出根据一实施例的光刻单元或集群(cluster)；

图3A是根据实施例的、用于使用第一对照射孔测量目标的暗场测量设备的示意图，该第一对照射孔提供了某些照射模式；

图3B是目标针对于给定照射方向的衍射光谱的示意性细节；

图3C是在使用用于基于衍射的重叠测量的测量设备的过程中提供另外的照射模式的第二对照射孔的示意性图示；

图3D是在使用用于基于衍射的重叠测量的测量设备的过程中提供另外的照射模式的、将第一对孔和第二对孔组合的第三对照射孔的示意性图示；

图4A示意性地示出多周期结构(例如多光栅)目标的形式和在衬底上的测量光斑的轮廓；

图4B示意性地示出在图3的设备中获得的图4A的目标的图像；

图5A示意性地示出可以用在检查设备中的共焦聚焦传感器系统的一实施例；

图5B示意性地示出可以从图5A的传感器系统生成的聚焦误差信号；

图6示意性地示出根据一实施例的检查设备；

图7A、7B、7C和7D示意性地示出不同类型的照射孔；

图8A、8B、8C和8D示意性地示出与图7A至7D中示出的照射孔对应的不同的照射形状；

图9示意性地示出多芯光纤或光纤束的剖视图；

图10A和10B示意性地示出与图9中示出的使用多模光纤或光纤束的不同照射模式对应的两种照射形状；

图11A、11B、11C和11D示意性地示出与聚焦辐射束和测量辐射束两者组合的不同的照射形状；

图12示意性地示出在检查设备的照射器中的多芯光纤的实施例；以及

图13和图14示意性地示出包括检查设备的轴棱镜透镜和/或棱镜。

具体实施方式

在更详细地描述实施例之前，阐释实施例可以实施的示例性环境是有意义的。

图1示意地示出了光刻设备LA。所述设备包括：照射系统(照射器)IL，其配置用于调节辐射束B(例如，UV辐射或DUV辐射)；图案形成装置支撑件或支撑结构(例如掩模台)MT，其构造用于支撑图案形成装置(例如掩模)MA，并与配置用于根据特定的参数精确地定位图案形成装置的第一定位装置PM相连；衬底台(例如晶片台)WT，其构造用于保持衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与配置用于根据特定的参数精确地定位衬底的第二定位装置PW相连；和投影系统(例如折射式投影透镜系统)PS，其配置成用于将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一个或更多个管芯)上。

照射系统可以包括各种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件、或其任意组合，以引导、成形或控制辐射。

所述图案形成装置支撑件以依赖于图案形成装置的取向、光刻设备的设计以及诸如例如图案形成装置是否保持在真空环境中等其他条件的方式保持图案形成装置。所述图案形成装置支撑件可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术来保持图案形成装置。所述图案形成装置支撑件可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述图案形成装置支撑件可以确保图案形成装置位于所需的位置上(例如相对于投影系统)。这里使用的任何术语“掩模版”或“掩模”可以看作与更为上位的术语“图案形成装置”同义。

这里所使用的术语“图案形成装置”应该被广义地理解为表示能够用于在辐射束的横截面上将图案赋予辐射束、以便在衬底的目标部分上形成图案的任何装置。应该注意的是，赋予辐射束的图案可能不与衬底的目标部分上的所需图案精确地对应(例如，如果所述图案包括相移特征或所谓的辅助特征)。通常，被赋予辐射束的图案将与在目标部分上形成的器件中的特定的功能层相对应，例如集成电路。

图案形成装置可以是透射型的或反射型的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列以及可编程LCD面板。掩模在光刻技术中是熟知的，并且包括诸如二元掩模类型、交替型相移掩模类型、衰减型相移掩模类型和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，每一个小反射镜可以独立地倾斜，以便沿不同方向反射入射的辐射束。倾斜的反射镜将图案赋予由所述反射镜矩阵反射的辐射束。

如这里所示的，所述设备是透射型的(例如，采用透射式掩模)。替代地，所述设备可以是反射型的(例如，采用如上所述类型的可编程反射镜阵列，或采用反射式掩模)。

所述光刻设备还可以是这种类型：其中衬底的至少一部分可以由具有相对高的折射率的液体(例如水)覆盖，以便填充投影系统和衬底之间的空间。浸没液体还可以施加到光刻设备中的其他空间，例如掩模和投影系统之间的空间。浸没技术用于提高投影系统的数值孔径在本领域是熟知的。这里使用的术语“浸没”并不意味着必须将结构(例如衬底)浸入到液体中，而仅意味着在曝光过程中液体位于投影系统和该衬底之间。

参照图1，照射器IL接收来自辐射源SO的辐射束。所述源和光刻设备可以是分立的实体(例如当该源为准分子激光器时)。在这种情况下，不会将该源考虑成形成光刻设备的一部分，并且通过包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统BD的帮助，将所述辐射束从所述源SO传到所述照射器IL。在其它情况下，所述源可以是所述光刻设备的组成部分(例如当所述源是汞灯时)。可以将所述源SO和所述照射器IL、以及如果需要时设置的所述束传递系统BD一起称作辐射系统。

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和/或空间强度分布的调整器AD。通常，可以对所述照射器的光瞳平面中的强度分布的至少外部和/或内部径向范围(一般分别称为σ-外部和σ-内部)进行调整。此外，所述照射器IL可以包括各种其它部件，例如整合器IN和聚光器CO。可以将所述照射器用于调节所述辐射束，以在其横截面中具有所需的均匀性和强度分布。

所述辐射束B入射到保持在图案形成装置支撑件(例如，掩模台MT)上的所述图案形成装置(例如，掩模)MA上，并且通过所述图案形成装置来形成图案。在已经穿过图案形成装置(例如，掩模)MA之后，所述辐射束B通过投影系统PS，所述投影系统将辐射束聚焦到所述衬底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，干涉仪器件、线性编码器、二维编码器或电容传感器)的帮助，可以精确地移动所述衬底台WT，例如以便将不同的目标部分C定位于所述辐射束B的路径中。类似地，例如在从掩模库的机械获取之后或在扫描期间，可以将所述第一定位装置PM和另一个位置传感器(在图1中没有明确地示出)用于相对于所述辐射束B的路径精确地定位图案形成装置(例如掩模)MA。

可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置(例如掩模)MA和衬底W。尽管所示的衬底对准标记占据了专用目标部分，但是它们可以位于目标部分(这些公知为划线对齐标记)之间的空间中。类似地，在将多于一个的管芯设置在图案形成装置(例如掩模)MA上的情况下，所述掩模对准标记可以位于所述管芯之间。小的对准标记也可以被包括在管芯内、在器件特征之间，在这种情况下，期望所述标记尽可能小且不需要任何与相邻的特征不同的成像或处理条件。能够检测对准标记的对准系统的实施例将在下文中进一步描述。

可以将所示的设备用于以下模式中的至少一种中：

1.在步进模式中，在将图案形成装置支撑件(例如掩模台)MT和衬底台WTa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，在对图案形成装置支撑件(例如掩模台)MT和衬底台WTa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相对于图案形成装置支撑件(例如掩模台)MT的速度和方向可以通过所述投影系统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图案形成装置支撑件(例如掩模台)MTa保持为基本静止，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WT的每一次移动之后、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)的无掩模光刻术中。

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是所谓的双平台类型，其具有两个台WTa、WTb(例如两个衬底台)和两个站——曝光站和测量站，在曝光站和测量站之间台可以被进行交换。例如，当一个台上的衬底在曝光站被进行曝光时，另一衬底可以被加载到测量站处的另一衬底台上且执行各种预备步骤。所述预备步骤可以包括使用水平传感器LS对衬底的表面控制进行规划和使用对准传感器AS测量衬底上的对准标记的位置，两个传感器均由参考框架RF支撑。如果当台处于测量站以及处于曝光站时，位置传感器IF不能测量台的位置，则可以设置第二位置传感器来使得台的位置能够在两个站处被追踪。作为另一示例，当一个台上的衬底正在曝光站处被曝光时，没有衬底的另一个台在测量站处等待(在此处可以可选地进行测量活动)。该另一个台具有一个或更多个测量装置并可以可选地具有其它工具(例如清洁设备)。当该衬底已经完成曝光时，没有衬底的台移动至曝光站以执行例如测量且具有衬底的台移动至一位置(例如测量站)，在该位置处，该衬底被卸载而另一衬底被装载。这些多台布置能够使得设备的生产率实质增加。

如图2所示，光刻设备LA形成光刻单元LC(有时也称为光刻元或者光刻集群)的一部分，光刻单元LC还包括用以在衬底上执行一个或更多个曝光前和曝光后处理的设备。传统地，这些包括用以沉积抗蚀剂层的一个或更多个旋涂器SC、用以对曝光后的抗蚀剂显影的一个或更多个显影器DE、一个或更多个激冷板CH和一个或更多个烘烤板BK。衬底操纵装置或机械人RO从输入/输出口I/O1、I/O2拾取衬底，将其在不同的处理装置之间移动，然后将衬底传递到光刻设备的进料台LB。经常统称为轨道的这些装置处在轨道控制单元TCU的控制之下，所述轨道控制单元TCU自身由管理控制系统SCS控制，所述管理控制系统SCS也经由光刻控制单元LACU控制光刻设备。因此，不同的设备可以被操作用于将生产率和处理效率最大化。

为了使由光刻设备曝光的衬底被正确地和一致地曝光，期望检查曝光后的衬底以测量一个或更多属性，例如连续层之间的重叠误差、线厚度、临界尺寸(CD)等。如果检测到误差，可以对一个或更多后续衬底的曝光进行调整(尤其是在检查能够很快完成且足够迅速到使同一批次的另一衬底仍处于待曝光状态的情况下)。此外，已经曝光过的衬底也可以被剥离并被重新加工(以提高产率)，或可以被遗弃，由此避免在已知存在缺陷的衬底上进行曝光。在衬底的仅仅一些目标部分存在缺陷的情况下，可以仅对是完好的那些目标部分进行进一步曝光。另一种可能性是采用一种后续过程步骤的设置来补偿误差，例如，修整刻蚀步骤的时间可以被调节以对源自光刻过程步骤的衬底间的CD变动进行补偿。

检查设备被用于确定衬底的一个或更多的属性，且尤其，用于确定不同的衬底或同一衬底的不同层的一个或更多属性如何从层到层和/或跨越整个衬底变化。检查设备可以被集成到光刻设备LA或光刻单元LC中，或可以是独立的装置。为了能进行最迅速的测量，期望检查设备在曝光后立即测量经过曝光的抗蚀剂层中的一个或更多属性。然而，抗蚀剂中的潜影具有很低的对比度(在经过辐射曝光的抗蚀剂部分和没有经过辐射曝光的抗蚀剂部分之间仅有很小的折射率差)，且并非所有的检查设备都对潜影的有效测量具有足够的灵敏度。因此，测量可以在曝光后烘烤步骤(PEB)之后进行，所述曝光后烘烤步骤通常是在经过曝光的衬底上进行的第一步骤，且增加抗蚀剂的经过曝光和未经曝光的部分之间的对比度。在该阶段，抗蚀剂中的图像可以被称为半潜在的。也能够在抗蚀剂的曝光部分或者未曝光部分已经被去除的点处，或者在诸如蚀刻等图案转印步骤之后，对经过显影的抗蚀剂图像进行测量。后一种可能性限制了有缺陷的衬底进行重新加工的可能性，但是仍旧可以提供有用的信息，例如，用于过程控制目的。

由传统散射仪所使用的目标包括相对大光栅(例如40μm×40μm)的周期结构布局(例如包括一个或更多个光栅)。在这种情况下，测量束经常具有小于该周期结构布局的光斑尺寸(即，该布局被欠填充，以使得周期结构中的一个或更多个没有被光斑完全覆盖)。这简化了目标的数学重建，因为其可以被看成是无限的。然而，例如，目标因此可以被定位于产品特征之中而不是划线中，目标的尺寸已经被减小，例如减小到20μm×20μm或更小，或10μm×10μm或更小。在这种情况下，该周期结构布局可以被制成比测量光斑更小(即周期结构布局被过填充)。典型地，使用暗场散射术测量这种目标，在暗场散射术中，第零衍射级(对应于镜面反射)被挡住，仅仅更高的衍射级被处理。暗场量测的例子可以在国际专利申请WO2009/078708和WO2009/106279中找到，此处通过引用将所述两个申请的全文并入本文中。在公开的专利出版物US2011-0027704、US2011-0043791和US2012-0242970中已经描述了该项技术的进一步发展。这些申请的内容也通过引用全文并入本文中。使用衍射级的暗场检测的基于衍射的重叠使得能够在更小的目标上进行重叠测量。这些目标可以小于照射光斑，并且可以被晶片上的产品结构围绕。在一实施例中，能够在一个图像中测量多个目标。

在一实施例中，在衬底上的目标可以包括一个或更多个一维周期结构，所述一维周期结构被印刷成使得在显影之后，条纹由实体抗蚀剂线形成。在一实施例中，该目标可以包括一个或更多个二维周期光栅，所述二维周期光栅被印刷成使得在显影之后，条纹由抗蚀剂中的实体抗蚀剂柱或过孔形成。该条纹、柱或过孔可以可选地被蚀刻到衬底中。光栅的图案对于光刻投影设备(尤其是投影系统PL)中的色像差是敏感的，而且，照射不对称度以及这种像差的存在将它们自身表现成所印刷的光栅中的变化。因此，所印刷的光栅的测量数据可以用于重建光栅。一维光栅的参数(例如线宽和形状)或二维光栅的参数(例如柱或过孔宽度或长度或形状)可以根据印刷步骤和/或其它测量过程的知识而被输入到由处理单元PU所执行的该重建过程。

适用于实施例中的暗场量测设备如图3A所示。目标T(包括诸如光栅等周期结构)和衍射的光线在图3B中被更详细地示出。暗场量测设备可以是单独的装置或被包含在光刻设备LA(例如在测量站处)或光刻单元LC中。光轴由虚线O表示，其有多个贯穿设备的支路。在该设备中，由输出装置11(例如源(诸如激光器或氙灯)或连接至源的开口)发出的光借助于包括透镜12、14和物镜16的光学系统经由棱镜15被引导到衬底W上。这些透镜被布置成4F布置的双序列。可以使用不同的透镜布置，只要这样的透镜布置仍然能够将衬底像提供到检测器上即可。

在一实施例中，该透镜布置允许访问用于空间-频率滤波的中间光瞳平面。因此，辐射入射到衬底上的角度范围可以通过在一平面中定义表示衬底平面(在此称为(共轭)光瞳平面)的空间光谱的空间强度分布来选择。尤其，例如，这可以通过将合适形式的孔装置13在作为物镜光瞳平面的后投影像的平面中插入到透镜12和14之间来完成。在所示的示例中，孔装置13具有不同的形式，以13N和13S标记，允许选择不同的照射模式。在本示例中的照射系统形成离轴照射模式。在第一照射模式中，孔装置13N提供从标记为“N(北)”的方向(仅仅为了说明起见)的离轴照射。在第二照射模式中，孔装置13S用于提供类似的照射，但是从标记为“S(南)”的相反方向。也可以通过使用不同的孔来实现其它的照射模式。光瞳平面的其余部分期望是暗的，因为所期望的照射模式之外的任何非必要的辐射可以干扰所期望的测量信号。

如图3B所示，目标T和衬底W被放置成与物镜16的光轴O基本上正交。从偏离光轴O的一角度射到目标T上的照射光线I产生第零级光线(实线0)和两个第一级光线(单点划线+1和双点划线-1)。在过填充的小目标T的情况下，这些光线仅仅是覆盖包括量测目标T和其它特征的衬底的区域的许多平行光线之一。由于该孔装置13中的孔具有有限的宽度(允许有用的辐射量通过所必须的宽度)，所以入射光线I实际上将占据一角度范围，被衍射的光线0和+1/-1将稍微被扩散。根据小目标的点扩散函数，每个衍射级+1和-1将被进一步在一角范围上扩散，而不是如图示出的理想的单条光线。注意，周期结构节距和照射角可以被设计或调整成使得进入物镜的第一级光线与中心光轴接近地或紧密地对准。在图3A和3B中示出的光线被示出为稍微离轴，纯粹是为了能够使它们更容易在图中被区分出来。

至少由衬底W上的目标所衍射的0和+1级被物镜16所收集并通过棱镜15被引导返回。回到图3A，第一和第二照射模式都通过指定标记为北(N)和南(S)的在直径上相对的孔来示出。当入射光线I来自光轴的北侧时，即当使用孔装置13N来应用第一照射模式时，被标记为+1(N)的+1级衍射光线进入物镜16。相反，当使用孔装置13S来应用第二照射模式时，(被标记为-1(S)的)-1级衍射光线是进入物镜16的衍射光线。于是，在一实施例中，通过在某些条件下(例如在旋转该目标或改变照射模式或改变成像模式以分别获得第-1和+1级衍射级强度)测量该目标两次来获得测量结果。对比对于给定目标的这些强度提供了目标中的不对称度的测量，且该目标中的不对称度可以用作光刻过程的参数(例如重叠误差)的指示器。在上述情况中，照射模式被改变。

分束器17将衍射束分成两个测量支路。在第一测量支路中，光学系统18使用第零级和第一级衍射束在第一传感器19(例如CCD或CMOS传感器)上形成目标的衍射光谱(光瞳平面图像)。每个衍射级击中传感器上的不同的点，以使得图像处理可以对衍射级进行比较和对比。由传感器19所捕捉的光瞳平面图像可以被用于对量测设备进行聚焦和/或将第一级束的强度测量归一化。光瞳平面图像也可以用于许多的测量目的，例如重建，这在此未被详细描述。

在第二测量支路中，光学系统20、22在传感器23(例如CCD或CMOS传感器)上形成衬底W上的目标的图像。在第二测量支路中，孔径光阑21设置在与光瞳平面共轭的平面中。孔径光阑21的功能是阻挡第零级衍射束以使得形成在传感器23上的目标的图像DF由-1或+1第一级束形成。由传感器19和23捕捉的图像被输出到处理器和控制器PU，所述处理器和控制器PU的功能将依赖于所进行的测量的特定类型。注意到，术语“图像”在此用于广泛的含义。如果仅存在-1和+1衍射级中的一个，则周期结构特征(例如光栅线)的图像同样将不被形成。

如图3所示的孔装置13和光阑21的特定形式纯粹是示例性的。在另一实施例中，使用目标的同轴照射，且具有离轴孔的孔径光阑用于基本上仅使一个第一级衍射辐射通至传感器。在其它的实施例中，替代第一级束或除第一级束之外，可以将第二级、第三级和更高级次的束(未在图3中示出)用于测量。

为了使照射能够适应于这些不同类型的测量，孔装置13可以包括在盘周围形成的多个孔图案，所述盘旋转以将期望的图案带入到合适的位置。注意到，孔装置13N或13S用于测量在一个方向上定向(X或Y，依赖于设置)的目标的周期结构。对于正交周期结构的测量，可以实现目标旋转过90度和270度。不同的孔装置在图3C和3D中示出。图3C示出两种其它类型的离轴照射模式。在图3C的第一照射模式中，孔装置13E提供从指定方向(仅仅为描述的原因，相对于之前所描述的“北”，该方向被指定为“东”)离轴照射。在图3C的第二照射模式中，孔装置13W用于提供类似的但从相反方向(标记为“西”)的照射。图3D示出两种其它类型的离轴照射模式。在图3D的第一照射模式中，孔装置13NW提供从之前所述的指定为“北”和“西”的方向的离轴照射。在第二照射模式中，孔装置13SE用于提供类似的但从相反方向(标记为“南”和“东”)的照射。使用该设备的这些以及多种其它的变体和应用在例如前述的在先公开的专利申请公开出版物中被描述。

图4A示出在衬底上形成的示例性的复合量测目标。该复合目标包括紧密地定位在一起的四个周期结构(在该情况下是光栅)32、33、34、35。在一实施例中，所述周期结构被紧密地定位在一起足以使得它们都将在由量测设备的照射束形成的测量光斑31内。于是，在这种情况下，四个周期结构都被同时地照射并被同时地成像在传感器19和23上。在专用于重叠测量的一示例中，周期结构32、33、34、35自身是通过重叠周期结构而形成的复合周期结构(例如复合光栅)，即，周期结构在形成在衬底W上的器件的不同层中被图案化并使得在一个层中的至少一个周期结构与不同的层中的至少一个周期结构重叠。这种目标可以具有20μmx20μm内或16μmx16μm内的外尺寸。进而，所有周期结构用于测量在层的特定对之间的重叠。为了促使目标能够测量多于一对层，周期结构32、33、34、35可以具有被不同地偏置的重叠偏移，以便便于在复合周期结构的不同部分形成所在的不同层之间的重叠测量。因此，对于衬底上的该目标的所有周期结构将被用于测量一对层且对于衬底上的另一同一目标的所有周期结构将被用于测量另一对层，其中不同的偏置促使层对之间的区分。

回到图4A，周期结构32、33、34和35也可以具有不同的取向，如图所示，以便在X方向和Y方向上衍射入射的辐射。在一个示例中，周期结构32和34分别是具有+d、-d偏置的X方向周期结构。周期结构33和35可以分别是具有偏移+d和-d的Y方向周期结构。尽管四个周期结构被示出，但是另一实施例可能包括更大的矩阵来获得所期望的精度。例如，9个复合周期结构的3×3阵列可以具有偏置-4d、-3d、-2d、-d、0、+d、+2d、+3d、+4d。这些周期结构的独立的图像可以在由传感器23捕捉的图像中被识别。

图4B示出可以使用图3的设备中的图4A的目标、使用如图3D所示的孔装置13NW或13SE在传感器23上形成并由传感器23检测的图像的示例。尽管传感器19不能分辨不同的各个周期结构32至35，但是传感器23可以分辨不同的各个周期结构32至35。暗矩形表示传感器上的像场，在该像场中，衬底上的照射光斑31被成像到相应的圆形区域41中。在其中，矩形区域42-45表示各个周期结构32至35的图像。如果周期结构位于产品区域中，则产品特征也可以在该像场的周边处是可见的。图像处理器和控制器PU使用图案识别来处理这些图像，以识别周期结构32至35的独立的图像42至45。以这种方式，图像不必非常精确地在传感器框架内的特定位置处对准，这在整体上极大地提高了测量设备的生产率。

一旦周期结构的独立的图像已经被识别，那些各个图像的强度可以例如通过对所识别的区域内的所选择的像素强度值进行平均或求和而被测量。图像的强度和/或其它性质可以相互对比。这些结果可以被组合以测量光刻过程的不同的参数。重叠性能是这种参数的示例。

目标的测量准确度和/或敏感度可以相对于提供到目标上的辐射束的一个或更多个特性(例如辐射束的波长、辐射束的偏振和/或辐射束的强度分布(即，角强度分布或空间强度分布))而变化。在实施例中，辐射束的波长范围限于选自一个范围(例如选自约400纳米至900纳米的范围)的一种或更多种波长。此外，可以提供辐射束的不同偏振的选择，并且可以使用例如多种不同的孔来提供各种照射形状。

此外，为了获得准确的测量(例如CD测量、重叠测量等)，应该至少将衬底上的目标结构定位成处于或靠近检查设备(例如量测设备)的物镜的焦平面。如上文所论述的，这可以通过聚焦目标结构而完成，无论是通过改变光学系统的焦点和/或通过提供衬底与焦点之间的相对移动(例如通过移动衬底、光学系统的至少一部分、或者它们两者)。

在实施例中，为了提供聚焦控制，可以将具有共焦光学系统的聚集传感器系统用于检查设备中(例如，用于重叠和/或CD测量设备)和/或用于光刻设备中。聚集传感器系统可以产生聚焦误差信号，该聚焦误差信号可以用作控制回路的一部分，以确保衬底处于焦点处。图5A中描绘了具有共焦光学系统的聚集传感器系统的示例性布局。在该系统中，输入装置500(例如辐射源)将辐射提供到照射场光阑505。辐射经由聚光透镜510从光阑505传递到光学元件(例如分束器)515，该光学元件515将束导向到物镜520。辐射从物镜520输出到衬底525。由衬底525重新导向或改变方向的辐射经由物镜520并且可选地经由光学元件515而传递到检查分支中的分束器530。将束的一部分提供到孔535并且将另一部分提供到孔540。在实施例中，孔535、540是设置在例如相应的板中的针孔形孔。在实施例中，孔535、540中的一个孔相比于另一个孔535、540与分束器530的分束表面相隔不同的距离。与孔535、540中的每一者相关联的是相应的探测器545、550，以接收来自相应的孔535、540的辐射的相应部分。在实施例中，探测器是光探测器。

在实施例中，图5A的系统使用来自例如孔535与探测器545的组合的信号560和来自例如孔540与探测器550的组合的信号570来产生用于衬底的聚焦误差信号。在实施例中，从信号560减去信号570以产生用于衬底的聚焦误差信号580，如图5B所示。

检查设备中的这种配置的问题可能是：聚集光点(其用于使衬底保持处于检查设备的焦点处)可以与由用于检查或测量衬底的检查设备的检查分支提供的测量光点(图5中未示出该光点)重叠。这种重叠可以防止聚焦操作/分支与检查操作/分支的同步操作。在实施例中，可以通过使用光谱分离和干涉滤光器来获得同步使用，但这可能造成一个或更多个额外的限制，诸如可以用于检查的波长范围。

因此，在实施例中，提供一种用于检查设备的改善的聚焦设备和/或方法，用以例如实现改善的测量准确度和/或敏感度，和/或实现用于检查设备(例如重叠和/或CD测量设备)的改善的光谱操作范围。

图6描绘了配置成提供聚焦并提供例如CD、重叠等的光学测量的示例性检查设备600(例如量测设备)的示意图。如图6所示，检查设备600包括聚焦模块610、测量模块650、部分反射型光学元件660、物镜670和配置成保持衬底680的衬底保持器682。

聚焦模块610、部分反射型光学元件660和物镜670共同配置成判断例如衬底680上的目标和/或衬底680自身是否已定位成处于或靠近物镜670的焦平面以及如何提供焦点与目标之间的相对空间调整，例如(例如通过移动物镜670和/或通过移动衬底等而进行的)焦点与目标之间的相对空间调整。例如，在实施例中，当衬底680上的目标被判断为未定位成处于或靠近物镜670的焦平面时，相对空间调整使工作距离685等于或接近于物镜670的焦距。

具体地说，为了能够判断目标是否处于或靠近焦点，由包括在聚焦模块的照射路径中的透镜640、孔642、部分反射型光学元件644和反射型光学元件648的光学系统将由第一输入装置638(例如，诸如灯或激光器的辐射源，或者向连接或能够连接到辐射源的聚焦模块610的输入装置)发射的聚焦束612从聚焦模块610导向部分反射型光学元件660。第一输入装置638定位成处于或靠近透镜640的焦平面，使得由第一输入装置638发射的辐射可以转换为准直的辐射束，如图6所示。孔642配置成例如通过调整孔径光阑642的孔宽度来控制朝向部分反射型光学元件644传输的准直的辐射束的量。聚焦束612由反射型光学元件648、部分反射型光学元件660和物镜670进一步导向衬底680上的目标，并且随后由例如衬底680上的目标重新定向或改变方向(例如，衍射、反射等)。

经重新定向或改变方向的聚焦束由物镜670收集，并且由例如部分反射型光学元件660导回到聚焦模块610。具体地说，经重新定向或改变方向的聚焦束614(即束635)的至少一部分在聚焦模块的检查路径中依次由物镜670、部分反射型光学元件660、反射型光学元件648、部分反射型光学元件644、反射型光学元件636和孔径光阑634(其类似于孔径光阑642)导向到分束器632。分束器632将束635划分成第一聚焦束部分631和第二聚焦束部分633，它们理想地具有大致相等的强度。分束器632进一步将第一聚焦束部分631导向到第一检查分支，并且将第二聚焦束部分633导向到第二检查分支。

在第一检查分支中，通过使用第一光学系统进一步将第一聚焦束部分631导向到第一探测器620，第一光学系统包括反射型光学元件630、透镜627和沿着束方向放置于透镜627的像平面之后的第一孔装置624。第一探测器620配置成特性化例如由第一探测器620检测的辐射束的强度。可以进一步将由第一探测器620检测的辐射束的测量值输出到处理器(未示出)。

在第二检查分支中，通过使用第二光学系统将第二聚焦束部分633导向到第二探测器622，第二光学系统包括透镜628和沿着束方向放置于透镜628的像平面之前的第二孔装置626。第二探测器622配置成特性化例如由第二探测器622检测的辐射束的强度。可以进一步将由第二探测器622检测的辐射束的测量值输出到处理器(未示出)。

在实施例中，聚焦模块610使用强度差来判断物镜670的焦点与目标之间的相对位置，并且将在本文中予以进一步描述。然而，聚焦模块610可以使用不同的技术来导出焦点与目标之间的相对位置，诸如相位差等。

在实施例中，透镜627和第一孔装置624分别大致类似于透镜628和第二孔装置626。

第一孔装置624和第二孔装置626的孔形状可以类似于由例如第一输入装置638产生的辐射束的孔形状，或者具有任意形状。然而，适当地选择和定位(并且当例如目标处于焦平面处时，通过测量强度来校准)第一孔装置624和第二孔装置626的孔尺寸，以便能够通过例如区分来自探测器620和622的响应而进行聚焦位置判断。这样设计成可以通过比较由第一探测器620和第二探测器622检测的束的强度来判断目标是否大致位于物镜670的焦平面上。例如，在两个探测器处测量的相等强度可以表示目标处于或靠近物镜670的焦平面。探测器620与探测器622之间的不相等的强度指示离焦状况，其中，由信号差来判断聚焦偏移的方向和量。可以通过校准来判断特定离焦值。

由于使用来自第一探测器620和第二探测器622的信息所做出的判断，所以处理器可以指示一个或更多个致动器通过例如使物镜670在Z方向上的位置、衬底保持器682在Z方向上的位置、或者它们两者移位而提供聚焦。该聚焦可以达到由处理器判断的特定量(例如，通过校准而获得的特定值)。另外或者可替代地，可以监测由第一探测器620和第二探测器622检测的辐射束的强度，以识别目标是否与物镜670的焦点大致重合。

测量模块650、部分反射型光学元件660和物镜670共同配置成测量衬底680的目标，以判断例如CD、重叠、聚焦、剂量等。具体地说，由包括透镜664、透镜666、部分反射型光学元件667和透镜669的光学系统将由第二输入装置662(例如，诸如灯或激光器的辐射源，或者连接到或可连接到辐射源的输入装置)发射的测量束652从测量模块650导向部分反射型光学元件660。由部分反射型光学元件660和物镜670进一步将测量束652导向到目标上，并且随后由目标重新定向或改变方向来自测量束652的辐射。经重新定向或改变方向的测量束654的至少一部分由物镜670收集，并且经由物镜670、部分反射型光学元件660、透镜669、部分反射型光学元件667、反射型光学元件672、透镜674及透镜676而导向探测器678(例如CCD或CMOS传感器)。透镜674和676是以4F配置的双重序列而配置的。可以使用不同透镜配置，只要该透镜配置仍然将目标的辐射提供到探测器678上即可。

如图6所示，聚焦模块610与测量模块650可以同步地操作。即，在一个时间点，聚焦束612和测量束652两者都入射到衬底680上。有利地，一旦衬底680不在物镜670的焦平面的特定范围内，就可以实时自动地调整物镜670的焦点与衬底680上的目标之间的相对位置。

然而，除了被重新定向或改变方向的聚焦束614的该部分以外，还可以由部分反射型光学元件660从被重新定向或改变方向的测量束划分出重新定向或改变方向的测量束656的一部分，并且可以进一步将被重新定向或改变方向的测量束656的一部分导向到聚焦模块以用于第一探测器620和第二探测器622中的检测。重新定向或改变方向的测量束的一部分至第一探测器620和/或第二探测器622的漏泄不利地影响聚焦的准确度和/或敏感度。另外或可替代地，可以由部分反射型光学元件660从被重新定向或改变方向的聚焦束划分出被重新定向或改变方向的聚焦束616的一部分，并且可以进一步将被重新定向或改变方向的聚焦束616的一部分导向到测量模块以用于探测器678中的检测。因此，被重新定向或改变方向的聚焦束至探测器678的漏泄不利地影响测量的准确度和/或敏感度。

通过使被重新定向或改变方向的聚焦束与被重新定向或改变方向的测量束在光谱上分离来实施该问题的解决方案。这可以通过使用具有不同波长和/或非重叠光谱带宽的聚焦束和测量束而完成。因此，可以将对应于测量束的波长和/或带宽的一个或更多个陷波滤光器插入聚焦模块610中(例如，在部分反射型光学元件644与反射型光学元件636之间)以阻挡被重新定向或改变方向的测量束656的该部分。类似地，可以将对应于聚焦束的波长和/或带宽的一个或更多个陷波滤光器插入测量模块650中(例如，在部分反射型光学元件667与反射型光学元件672之间)以阻挡被重新定向或改变方向的聚焦束616的该部分。

然而，因为测量束和聚焦束的波长和/或带宽是不重叠的，所以聚焦束和测量束的波长和/或带宽的选择受到限制。此外，若需要测量束与聚焦束的不同组合，则在切换滤光器时将存在延迟(例如，用于切换陷波滤光器的波长和/或带宽的时间可以慢至500毫秒)，由此限制生产量。另外，陷波滤光器的制造可能是困难的和/或昂贵的。因此，需要提供一种分离被重新定向或改变方向的聚焦束与测量束的有效方法。

根据本发明的实施例，可以通过向聚焦束612和测量束652提供适当的照射形状来在空间上分离被重新定向或改变方向的聚焦束与被重新定向或改变方向的测量束，使得聚焦束612与测量束652不重叠，或者重叠量小于每一束光点的大部分。另外或可替代地，通过例如针对孔装置624和626提供适当的孔形状，可以防止被重新定向或改变方向的测量束656的该部分到达聚焦模块610中的探测器620和622。类似地，另外或可替代地，可以通过针对孔装置668提供例如适当的孔形状来防止被重新定向或改变方向的聚焦束616的该部分到达测量模块650中的探测器678(如图6所示)。

在实施例中，向聚焦束提供使得辐射是离轴(例如环形、偶极、四极等)的强度分布，而向测量束提供是同轴(例如圆形)的强度分布，使得聚焦束的全部或大部分至少在目标/衬底和/或孔装置处在空间上位于测量束辐射空间之外。在实施例中，向测量束提供使得辐射是离轴(例如环形、偶极、四极等)的强度分布，而向聚焦束提供为同轴(例如圆形)的强度分布，使得测量束的全部或大部分至少在目标/衬底和/或孔装置处在空间上位于测量束辐射空间之外。

返回参考图6，在实施例中，第一输入装置638和/或第二输入装置662可以向辐射提供期望的强度分布。另外或可替代地，可以将束成形光学元件(例如衍射光学元件、轴锥体透镜(对)、空间光调变器、楔状锥体等)设置在测量束和/或聚焦束的路径中，以重新定向辐射或改变辐射的方向以提供期望的强度分布。另外或可替代地，可以将孔装置(例如，具有开口的板、用于通过阻挡/反射出自光学路径的不期望的辐射而有效地提供开口的空间光调变器、用于阻挡/反射出自光学路径的不期望的辐射的液晶组件等)设置在测量束和/或聚焦束的路径中，以提供界定期望的空间强度分布的孔。类似地，在实施例中，可以提供束成形光学元件和/或孔装置，以防止被重新定向或改变方向的测量束656的该部分到达聚焦模块610中的探测器620、622。类似地，另外或可替代地，可以使用束成形光学元件和/或孔装置来防止被重新定向或改变方向的聚焦束616的该部分到达测量模块650中的探测器678。此外，将会理解的是，可以使用所述装置的不同组合，以达到期望的强度分布和/或防止辐射到达探测器。例如，束成形光学元件可以提供期望的强度分布，而孔装置可以防止辐射到达探测器。

如上文所提及的，在实施例中，提供孔装置以产生期望的强度分布(也被称作照射形状)。用于聚焦束的孔装置可以是输入装置638(例如光纤)、设置在场平面中的孔装置(例如，在输入装置638处)、或孔装置642(例如，呈角成形装置的形式)。用于测量束的孔装置可以是孔装置668。孔装置可以是具有界定照射形状的一个或更多个开口的板。例如，孔板可以包括多个开口，每一个开口界定一个不同照射形状，并且板是可移动的(例如，可旋转的)，使得可以将不同的开口放置于适用的束路径中。在实施例中，可以提供多个孔板，并且可以将多个孔板放置到适用的辐射的路径中和放置于适用的辐射的路径之外。其它形式的孔装置可以包括：用于通过阻挡/反射出自光学路径的不期望的辐射而有效地提供照射开口的空间光调变器、用于阻挡/反射出自光学路径的不期望的辐射的液晶组件等。图7A至图7D中示出了孔装置的照射开口的各种实施例，包括：如图7A所示的单极照射开口、如图7B所示的环圈照射开口、如图7C所示的偶极照射开口和如图7D所示的四极照射开口。图8A至图8D中示出了由图7A至图7D中的照射开口产生的辐射束的对应的照射形状(其中，为了方便起见并且为了与图7区分开，将照射示出为在白色背景上较暗，而实际上，光学路径很可能在明亮照射的情况下较暗)。如图8A所示的单极照射形状有时被称作同轴照射。如图8B至图8D所示的其它三个照射形状有时被称作离轴照射。尽管图7A至图7D中示出照射开口的仅四个示例，但可以提供其它适当的照射开口。

在实施例中，将束成形元件设置在聚焦束和/或测量束的光学路径中。在实施例中，束成形元件有效地配置成将辐射从一种强度分布转换为不同的、期望的强度分布，如将同轴照射形状转换为离轴照射形状(或者反之亦然)(例如，用于针对聚焦束和/或测量束产生期望的照射形状)，或者对调辐射的形状，使得离轴辐射被同轴地放置且同轴辐射被离轴地放置(或者反之亦然)(例如，用于当与例如孔装置组合地使用时防止辐射到达探测器)。在实施例中，将束成形元件定位在光学路径中，使得当辐射在反向方向上通过束成形元件时，束成形元件可以进一步将任何离轴辐射转换为同轴辐射且将任何同轴辐射转换为离轴辐射(或者反之亦然)。在束成形元件未提供照射强度分布在反向方向上的转换的情况下，束成形元件通常将会针对测量束而位于输入装置662与元件667之间和/或针对聚焦束而位于输入装置638与元件644之间。在束成形元件提供辐射强度分布在反向方向上的转换的情况下，束成形元件通常将会针对测量束而位于探测器678与元件660之间的光学路径中和/或针对聚焦束而位于孔装置624、626与元件660(诸如束成形元件646)之间的光学路径中。在实施例中，束成形元件定位成处于或靠近光瞳平面或其光学共轭平面。

束成形元件可以呈例如衍射光学元件、轴锥体透镜、空间光调变器等形式。在实施例中，束成形元件包括配置成在第一方向上将同轴辐射形状转换为环形形状(例如图8B)的轴锥体透镜。可选地，轴锥体透镜可以定位成在反向方向上将环形形状转换为同轴照射形状。

在实施例中，束成形元件包括配置成在第一方向上将同轴照射形状转换为具有可调整半径的环形形状(例如图8B)的一对轴锥体透镜。通过调整这一对轴锥体透镜之间的距离，可以改变环的半径。可选地，这一对轴锥体透镜可以定位成在反向方向上将环形形状转换为同轴照射形状。

在实施例中，束成形元件包括配置成在第一方向上将同轴照射形状转换为多光点形状(例如，如图8D所示的用于锥形棱镜或四个楔状物的四光点形状、如图8C所示的用于两个边缘的两光点形状)的一个或更多个棱镜(例如锥形棱镜、两个或多于两个楔状物)。可选地，所述一个或更多个棱镜可以定位成在反向方向上将多光点形状转换为同轴照射形状。

在实施例中，第一输入装置638和/或第二输入装置662包括多芯部光纤900，如图9所示。多芯部光纤900包括位于中心的一个或更多个芯部930，并且在本示例中，围绕中心芯部930的6个芯部920形成六角形状。在第一照射模式中，仅中心芯部930发射如图10A所示的辐射(其中，为了方便起见并且为了与图9区分开，将照射示出为在白色背景上较暗，而实际上，光学路径很可能在明亮照射的情况下较暗)，从而提供同轴照射。在第二照射模式中，周围芯部920中的一个或更多个发射如图10B所示的辐射(其中，为了方便起见并且为了与图7区分开，将照射示出为在白色背景上较暗，而实际上，光学路径很可能在明亮照射的情况下较暗)，从而提供离轴照射。尽管图9中示出了围绕中心芯部930的6个芯部920，但可以将任何适当数目的芯部920设置在中心芯部930周围。此外，尽管图9中示出了单一芯部930，但可以提供任何适当数目的芯部930。

在实施例中，第一输入装置638和/或第二输入装置662包括光纤束900，如图9所示。光纤束900包括位于中心的一根或更多根光纤930，并且在本示例中，位于中心光纤930周围的6根光纤920形成六角形状。在第一照射模式中，仅中心光纤930发射如图10A所示的辐射，从而提供同轴照射。在第二照射模式中，周围芯部920中的一个或更多个发射如图10B所示的辐射，从而提供离轴照射。尽管图9A中仅示出了围绕中心光纤930的6根光纤920，但可以将任何适当数目的光纤920设置在中心光纤930周围。此外，尽管图9中示出了单一光纤930，但可以提供任何适当数目的光纤930。

在实施例中，在第一输入装置638包括多芯部光纤或光纤束的情况下，所有芯部或光纤可以同时发射辐射。在变型例中，在聚焦束612在衬底680处与测量束652完全地重叠的情况下，当测量束652具有同轴形状时，至少一个或更多个内部芯部或光纤发射辐射，使得聚焦束612在衬底680处与测量束652完全地重叠。类似地，当测量束652具有离轴形状时，至少一个或更多个外部芯部或光纤发射辐射，使得聚焦束612在衬底680处与测量束652完全地重叠。

返回参考图6，在实施例中，通过例如靠近中间像平面使用孔装置(例如，具有如图7B、图7C或图7D所示的开口并且位于例如646的位置处的孔装置)，聚焦束612具有离轴照射形状(例如，如图8B至图8D或图10B所示)，其在使用如上文所论述的多芯部光纤或光纤束900或使用束成形元件(诸如束成形装置646)的第二照射模式中操作。因此，聚焦束612可以具有类似于如图8B至图8D或图10B所示的照射形状中的一者的照射形状。因此，通过例如使用孔装置(例如，具有如图7A所示的开口并且是例如孔装置668的孔装置)，测量束652具有同轴照射形状(例如，如图8A或图10A所示)，其在使用多芯部光纤或光纤束900或使用束成形元件(例如，位于透镜669与孔装置668之间)的第一照射模式中操作。因此，聚焦束612和测量束652可以共同形成空间上分离的照射形状，例如，如图11A至图11D中的照射形状中的一者所示(其中，为了方便起见并且为了与图10区分开，将照射示出为在白色背景上较暗，而实际上，光学路径将很可能在明亮照射的情况下较暗)。

类似地，在本实施例中，被重新定向或改变方向的聚焦束614的该部分和被重新定向或改变方向的测量束656的该部分可以共同形成在空间上分离的照射形状，例如，如图11A至图11D中的照射形状中的一者所示。另外，被重新定向或改变方向的聚焦束614的该部分和被重新定向或改变方向的测量束656的该部分两者都导向到聚焦模块610。通过使用适当的第一孔装置624和第二孔装置626(其孔开口形状阻挡或反射被重新定向或改变方向的测量束656的该部分)(例如，开口具有例如图7B至图7D的形状)会防止被重新定向或改变方向的测量束656的该部分到达聚焦模块610中的探测器620、622。孔装置624、626可以与束成形元件一起使用，如下文中进一步所论述的那样。

此外，被重新定向或改变方向的聚焦束616的该部分和被重新定向或改变方向的测量束654的该部分可以共同形成同一空间上分离的照射形状。另外，被重新定向或改变方向的聚焦束616的该部分和经重新定向或改变方向的测量束654的该部分两者都导向到测量模块650。通过使用适当的孔装置668(其孔开口形状阻挡或反射被重新定向或改变方向的聚焦束616的该部分)(例如，开口具有例如图7A的形状)会防止被重新定向或改变方向的聚焦束616的该部分到达测量模块650中的探测器678。例如，孔装置668可以是具有适当尺寸的针孔，使得被重新定向或改变方向的聚焦束616的该部分被完全地阻挡而被重新定向或改变方向的测量束654的该部分不被阻挡。孔装置668可以与束成形元件一起使用，如下文中进一步所论述的那样。如图6所示，将孔装置668提供为处于或靠近透镜666及669的焦平面。然而，作为替代，将孔装置668设置在自衬底680朝向探测器678的辐射路径中的部分反射型光学元件667与探测器678之间的任何适当部位中。在实施例中，孔装置668定位成处于或靠近中间像平面或其光学共轭平面。

返回参考图6，在实施例中，通过例如使用孔装置(例如，具有如图7A所示的开口并且在例如646的位置处位于例如输入装置638与元件660之间的孔装置，其中，在640与660之间存在额外的中继器)，聚焦束612具有同轴照射形状(例如，如图8A或图10A所示)，其在使用如上文所论述的多芯部光纤或光纤束900或使用束成形元件(例如，在光瞳平面或光学共轭平面处的束成形元件642)的第一照射模式中操作。类似地，通过例如使用孔装置(例如，具有如图7B、图7C或图7D所示的开口的孔装置668)，测量束652具有离轴照射形状(例如，如图8B至图8D或图10B所示)，其在使用多芯部光纤900或光纤束900或使用束成形元件(例如，位于透镜669与输入装置662之间)的第二照射模式中操作。因此，聚焦束612和测量束652可以共同形成空间上分离的照射形状，例如，如图11A至图11D中的照射形状中的一者所示。

类似地，在本实施例中，被重新定向或改变方向的聚焦束614的该部分和被重新定向或改变方向的测量束656的该部分可以共同形成空间上分离的照射形状，例如，如图11A至图11D中的照射形状中的一者所示。另外，被重新定向或改变方向的聚焦束614的该部分和被重新定向或改变方向的测量束656的该部分导向到聚焦模块610。通过使用适当的第一孔装置624和第二孔装置626(其孔开口形状阻挡或反射被重新定向或改变方向的测量束656的该部分)(例如，开口具有例如图7A的形状)会防止被重新定向或改变方向的测量束656的该部分到达聚焦模块610中的探测器620、622。孔装置624、626可以与束成形元件一起使用，如下文中进一步所论述的那样。

此外，被重新定向或改变方向的聚焦束616的该部分和经重新定向或改变方向的测量束654的该部分可以共同形成同一空间上分离的照射形状。另外，被重新定向或改变方向的聚焦束616的该部分和被重新定向或改变方向的测量束654的该部分两者都导向到测量模块650。通过使用适当的孔装置668(其孔开口形状阻挡或反射被重新定向或改变方向的聚焦束616的该部分)(例如，开口具有例如图7B至图7D的形状)会防止被重新定向或改变方向的聚焦束616的该部分到达测量模块650中的探测器678。例如，孔装置668可以是具有适当尺寸的环或多个离轴开口，使得被重新定向或改变方向的聚焦束616的该部分被完全地阻挡而被重新定向或改变方向的测量束654的该部分不被阻挡。孔装置668可以与束成形元件一起使用，如下文中进一步所论述的那样。

将会理解的是，孔装置可以位于束路径的其它部分中。在实施例中，除了元件644与输入装置638之间的路径中以外，在聚焦模块610中或用于聚焦模块610的用以阻挡测量束部分的孔装置也可以位于自元件660至探测器620、622的路径中的实际上任何位置。理想地，孔装置624和626用于阻挡测量辐射，这是因为其用于聚焦测量。然而，可能期望针对孔装置624、625而提供未被设计成阻挡测量束的孔开口，在这种情况下，提供另外的孔装置以针对探测器620、622来阻挡测量辐射。类似地，除了孔装置668以外，还可以使用额外孔装置；并且类似地，除了组件667与输入662之间的路径中以外，孔装置668还可以位于自元件660至探测器678的路径中的实际上任何位置。

在实施例中，将束成形元件646设置在元件660与元件644之间的光学路径中。因此，在本实施例中，束成形元件646既位于向衬底680的辐射的供应路径中，又位于从衬底680朝向探测器620、622的辐射的返回路径中。在实施例中，束成形元件646位于部分反射型光学元件644与反射型光学元件648之间。此外，对于本实施例而言，聚焦束612将会具有离轴照射形状，而测量束652具有同轴形状。将会理解的是，可以对调所述配置。

因此，在这个实施例中，从输入装置638至束成形元件646的辐射具有同轴形状(例如，直接地由输入装置638提供的、或由例如介于输入装置638与元件646之间的孔装置提供的环形形状)。束成形元件646随后重新定向所述辐射或改变所述辐射的方向以形成离轴形状(例如，环形形状或多极布置)。因此，聚焦束612具有用于衬底680的离轴照射形状。此外，如上文所论述，测量束652具有同轴照射形状。

在聚焦束612和测量束652入射到衬底680上之后，被重新定向或改变方向的聚焦束614的该部分和被重新定向或改变方向的测量束656的该部分可共同地形成空间上分离的照射形状，例如，如图11A至图11D中的照射形状之一所示。另外，被重新定向或改变方向的聚焦束614的该部分和被重新定向或改变方向的测量束656的该部分二者都被导向至聚焦模块610，在聚焦模块处所述束成形元件646将被重新定向或改变方向的聚焦束614的该部分的离轴照射形状转换成同轴照射形状，并且将被重新定向或改变方向的测量束656的该部分的同轴照射形状转换成离轴照射形状。通过使用第一孔装置620及第二孔装置622(其孔径开口类似于图7A中的孔径开口)，由第一孔装置620和第二孔装置622防止被重新定向或改变方向的测量束656的该部分到达探测器620、622，而被重新定向或改变方向的聚焦束614的同轴部分到达探测器620、622。此外，被重新定向或改变方向的聚焦束616的该部分和被重新定向或改变方向的测量束654的该部分可共同地形成同一空间上分离的照射形状，如上文所讨论。被重新定向或改变方向的聚焦束616的该部分和经重新定向或改变方向的测量束654的该部分二者都被导向至测量模块650。通过使用孔装置668(其孔径开口类似于图8A中的孔径开口)，可以阻止被重新定向或改变方向的聚焦束616的该部分(其具有离轴形状)到达探测器678，而被重新定向或改变方向的测量束654的该部分则到达探测器678。在一些实例中，孔装置620、622和/或668可以是具有合适狭缝或开口大小的针孔。在一实施例中，另外或替代地，将束成形元件设置在介于元件660与元件667之间的光学路径中，以便改变例如处于或靠近于所述孔装置668的测量束的辐射形状。

另外或替代地，如果将孔装置668置放于介于部分反射光学元件667与探测器678之间(例如，介于反射光学元件672与透镜674之间)的光学路径中，则第一输入装置638或第二输入装置662单独地可提供空间上分离的辐射束以同时地作为聚焦束和测量束二者。设置600的其余部分可被相同地配置，或可较简单地通过例如以下方式被配置：如果仅使用第一输入装置638，则可消除输入装置662、透镜664、透镜666和元件667；或如果仅使用第二输入装置662，则可消除第一输入装置638、透镜640、孔径光阑642和元件644。在一实施例中，系统600包括用以从来自各相应输入装置638、662的辐射同时产生聚焦束和空间上分离的测量束二者的束成形元件或孔装置。在一实施例中，输入装置638、662包括同时以两个照射模式操作的多芯光纤或光纤束，其中内部芯体或光纤可提供测量束且一个或更多个外部芯体或光纤可提供聚焦束。在这种实施例中，测量束及聚焦束可相对容易地具有不同光学属性，例如，不同波长、不同偏振等等。例如，组合束的照射形状可类似于图11A至图11D或任何其他合适形状，其中内部部分是测量束且外部部分是聚焦束，或反之亦然。组合束由衬底680重新定向或改变方向，且被往回导向至聚焦模块610和测量模块650，如上文所描述。

图12、图13和图14中描绘了聚焦传感器系统的简化光学架构的示例实施例。每个系统具有输入场孔构件1200、光学模块1210(包括例如如图6所示的聚焦检查分支中的分束器632)、光学模块1220(包括例如图6所示的元件660和物镜670)、衬底1230(此处被示出为暗的，且利用亮的聚焦光点来照射)、和探测器孔构件1240。

在图12的传感器系统中，输入场孔构件1200呈光纤束的形式，其起到照射孔径形成装置的作用。图12中的探测器孔构件1240被示出为具有与来自输入场孔构件1200的照射形状相同的布局，然而，其无需在形状方面相同。

在图13的传感器系统中，输入场孔构件1200可呈具有所示开口的板的形式(但如所了解，输入场孔构件1200可具有不同形式，包括光纤束、SLM等等，且孔构件可具有不同形状或布局)。图13还包括定位于附近光瞳空间中(例如，在图6中的位置640处)以接收根据输入场孔构件1200而成形的辐射的束成形光学元件1250。图13示出用于作为束成形光学元件1250的轴锥体透镜的衬底处的示例输出照射形状(图13中的衬底1230上所示的照射形状)、用于作为束成形光学元件1250的两个楔状物的衬底处的示例输出照射形状(图13中的衬底1232上所示的照射形状)、和用于作为束成形光学元件1250的锥形棱镜的衬底处的示例输出照射形状(图13中的衬底1234上所示的照射形状)。如在图13中可看出，衬底处的照射形状被转换回用于探测器孔构件1240的输入照射形状。因此，输入照射形状与输出照射形状保持基本上相同，即使在衬底处的中间照射形状可不同的情况下也如此。图13中的探测器孔构件1240被示出为具有与来自输入场孔构件1200的照射形状相同的布局，然而，其无需在形状方面相同。

在图13的传感器系统中，输入场孔构件1200可呈具有所示开口的板的形式(但如所了解，输入场孔构件1200可具有不同形式，包括光纤束、SLM等等，且孔构件可具有不同形状或布局)。图13还包括定位于附近光瞳空间中(例如，在图6中的位置640处)以接收根据输入场孔构件1200而成形的辐射的束成形光学元件1260。在此示例中，束成形光学元件1260包括一对轴锥体透镜或棱镜，所述一对轴锥体透镜或棱镜中的至少一个轴锥体透镜或棱镜相对于另一轴锥体透镜或棱镜可移动1270。图14示出用于作为束成形光学元件1250的一对轴锥体透镜的衬底处的实例输出照射形状(图14中的衬底1230上所示的照射形状)。如在图14中可见，衬底处的照射形状被转换回用于探测器孔构件1240的输入照射形状。因此，输入照射形状与输出照射形状保持基本上相同，即使在衬底处的中间照射形状可不同的情况下也如此。图14中的探测器孔构件1240被示出为具有与来自输入场孔构件1200的照射形状相同的布局，然而，其无需在形状方面相同。有利地，在此实施例中，束成形光学元件1260具有通过仅仅改变介于轴锥体透镜或棱镜之间的在方向1270上的距离来改变衬底处的照射形状的半径(例如，环的半径、多个光点的径向位置等等)的能力。

在一实施例中，第一输入装置638和第二输入装置662二者都是激光源。在一实施例中，由激光源发射的辐射束具有标称波长和相对窄的带宽。

在一实施例中，提供一种方法，包括：将第一测量辐射束引导至衬底上，所述第一测量辐射束具有第一强度分布；和在所述第一测量辐射束被引导至所述衬底上的同时将第二聚焦辐射束引导至所述衬底上，所述第二聚焦辐射束具有第二强度分布，其中所述第二强度分布的至少部分至少在所述衬底和/或孔装置处与所述第一强度分布在空间上分离。

在一实施例中，所述第二强度分布的所述至少部分包括在所述第一强度分布的相反侧上的部分。在一实施例中，所述第二强度分布的所述至少部分包括辐射环和/或多个辐射极。在一实施例中，所述方法还包括至少阻止所述第一测量辐射束的由所述衬底重新定向或改变方向且在朝向所述第二聚焦辐射束的探测器的光学路径中的第一部分到达所述第二聚焦辐射束的探测器，同时至少允许所述第二聚焦辐射束的由所述衬底重新定向或改变方向的第一部分到达所述第二聚焦辐射束的探测器。在一实施例中，至少阻止所述第一测量辐射束的所述第一部分包括使用第一孔装置来至少阻挡被重新定向或改变方向的第一测量束的所述第一部分。在一实施例中，所述方法还包括至少阻止所述第二聚焦辐射束的由所述衬底重新定向或改变方向且在朝向所述第一测量辐射束的探测器的光学路径中的第二部分到达所述第一测量辐射束的探测器，同时至少允许所述第一测量辐射束的由所述衬底重新定向或改变方向的第二部分到达所述第一测量辐射束的探测器。在一实施例中，至少阻止所述第二聚焦束的所述第二部分包括使用第二孔装置来至少阻挡被重新定向或改变方向的第二聚焦束的所述第二部分。在一实施例中，由孔装置提供所述第一强度分布和/或所述第二强度分布。在一实施例中，由多芯光纤或由光纤束提供所述第一测量束和/或所述第二聚焦束。在一实施例中，由束成形光学元件提供所述第一强度分布和/或所述第二强度分布。在一实施例中，所述束成形光学元件包括轴锥体透镜和/或棱镜。

在一实施例中，提供一种检查设备，包括：衬底保持器，其被配置成保持衬底；孔装置；和光学系统，其被配置成将第一测量辐射束引导至所述衬底上，所述第一测量辐射束具有第一强度分布，且所述光学系统被配置成在所述第一测量辐射束被引导至所述衬底上的同时将第二聚焦辐射束引导至所述衬底上，所述第二聚焦辐射束具有第二强度分布，其中所述第二强度分布的至少部分至少在所述衬底和/或所述孔装置处与所述第一强度分布在空间上分离。

在一实施例中，所述第二强度分布的所述至少部分包括在所述第一强度分布的相反侧上的部分。在一实施例中，所述第二强度分布的所述至少部分包括辐射环和/或多个辐射极。在一实施例中，所述设备还包括所述第二聚焦辐射束的探测器，且其中所述光学系统被进一步配置成至少阻止所述第一测量辐射束的由所述衬底重新定向或改变方向且在朝向所述第二聚焦辐射束探测器的光学路径中的第一部分到达所述第二聚焦辐射束的探测器，同时至少允许所述第二聚焦辐射束的由所述衬底重新定向或改变方向的第一部分到达所述第二聚焦辐射束的探测器。在一实施例中，所述光学系统被配置成使用第一孔装置来至少阻挡被重新定向或改变方向的第一测量辐射束的所述第一部分。在一实施例中，所述检查设备还包括所述第一测量辐射束的探测器，且其中所述光学系统被进一步配置成至少阻止所述第二聚焦辐射束的由所述衬底重新定向或改变方向且在朝向所述第一测量辐射束的探测器的光学路径中的第二部分到达所述第一测量辐射束的探测器，同时至少允许所述第一测量辐射束的由所述衬底重新定向或改变方向的第二部分到达所述第一测量辐射束的探测器。在一实施例中，所述光学系统被配置成使用第二孔装置来至少阻挡被重新定向或改变方向的第二聚焦束的所述第二部分。在一实施例中，所述孔装置被配置成提供所述第一强度分布和/或所述第二强度分布。在一实施例中，所述检查设备还包括被配置成提供所述第一测量束和/或所述第二聚焦束的多芯光纤或光纤束。在一实施例中，所述检查设备还包括被配置成提供所述第一强度分布和/或所述第二强度分布的束成形光学元件。在一实施例中，所述束成形光学元件包括轴锥体透镜和/或棱镜。

本文中已关于基于衍射的量测而描述实施例，所述基于衍射的量测例如根据来自衍射阶的强度而测量重叠周期性结构的相对位置。然而，在需要时进行适当修改的情况下，本文中的实施例可应用于基于影像的量测，所述基于影像的量测例如使用目标的高品质影像来测量从层1中的目标1至层2中的目标2的相对位置。通常，这些目标是周期性结构或“盒(box)”(盒中盒(Box-in-Box；BiB))。

虽然上文已经具体涉及将实施例用于量测术和光学光刻术的背景中，应该注意到，实施例可以用在其它的应用中，例如压印光刻术，并且只要情况允许，不局限于光学光刻术。在压印光刻术中，图案形成装置中的形貌限定了在衬底上产生的图案。可以将所述图案形成装置的形貌印刷到提供给所述衬底的抗蚀剂层中，在其上通过施加电磁辐射、热、压力或其组合来使所述抗蚀剂固化。在所述抗蚀剂固化之后，所述图案形成装置被从所述抗蚀剂上移走，并在抗蚀剂中留下图案。

这里使用的术语“辐射”和“束”包含全部类型的电磁辐射，包括：紫外(UV)辐射(例如具有或约为365nm、355nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长)和极紫外(EUV)辐射(例如具有在5-20nm范围内的波长)，以及粒子束，例如离子束或电子束。

在允许的情况下，术语“透镜”可以表示各种类型的光学部件中的任何一种或其组合，包括折射式的、反射式的、磁性的、电磁的以及静电的光学部件。

具体实施例的前述说明将揭示实施例的一般属性，以致于其他人通过应用本领域技术的知识可以在不需要过多的实验、不背离本发明的整体构思的情况下针对于各种应用容易地修改和/或适应这样的具体实施例。因此，基于这里给出的教导和启示，这种修改和适应应该在所公开的实施例的等价物的范围和含义内。应该理解，这里的术语或措辞是为了描述的目的，而不是限制性的，使得本说明书的术语或措辞由本领域技术人员根据教导和启示进行解释。

本发明的覆盖度和范围不应该受到上述的示例性实施例中的任一个限制，而应该仅根据随附的权利要求及其等价物限定。

Claims (22)

1.一种用于在检查设备中聚焦的方法，包括：

将第一测量辐射束引导至衬底上，所述第一测量辐射束具有第一强度分布；和

在所述第一测量辐射束被引导至衬底上的同时将第二聚焦辐射束引导至所述衬底上，所述第二聚焦辐射束具有第二强度分布，其中所述第二强度分布的至少部分与所述第一强度分布至少在所述衬底和/或孔装置处在空间上分离，所述孔装置设置在第一测量辐射束和/或第二聚焦辐射束的路径中，以提供界定期望的空间强度分布的孔，

其中，被所述衬底改变方向的第二聚焦辐射束的至少部分被探测器检测以确定衬底上的目标结构和物镜的焦点之间的相对位置，所述物镜将所述第一测量辐射束聚焦到所述衬底上。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述第二强度分布的所述至少部分包括在第一强度分布的相反侧上的部分。

3.如权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述第二强度分布的所述至少部分包括辐射环和/或多个辐射极。

4.如权利要求1或2所述的方法，还包括至少阻止所述第一测量辐射束的被所述衬底改变方向并且位于朝向所述第二聚焦辐射束的所述探测器的光学路径中的第一部分达到第二聚焦辐射束的所述探测器，同时至少允许所述第二聚焦辐射束的被所述衬底改变方向的第一部分达到所述第二聚焦辐射束的所述探测器。

5.如权利要求4所述的方法，其中至少阻止所述第一测量辐射束的第一部分的步骤包括使用第一孔装置至少阻挡被改变方向的第一测量辐射束的第一部分。

6.如权利要求1或2所述的方法，还包括至少阻止所述第二聚焦辐射束的被所述衬底改变方向并位于朝向第一测量辐射束的探测器的光学路径中的第二部分到达第一测量辐射束的探测器，同时至少允许所述第一测量辐射束的被所述衬底改变方向的第二部分到达第一测量辐射束的探测器。

7.如权利要求6所述的方法，其中至少阻止所述第二聚焦辐射束的第二部分的步骤包括使用第二孔装置至少阻挡被改变方向的第二聚焦辐射束的第二部分。

8.如权利要求1或2所述的方法，其中通过孔装置提供所述第一强度分布和/或第二强度分布。

9.如权利要求1或2所述的方法，其中通过多芯光纤或通过光纤束提供所述第一测量辐射束和/或第二聚焦辐射束。

10.如权利要求1或2所述的方法，其中通过束成形光学元件提供所述第一强度分布和/或第二强度分布。

11.如权利要求10所述的方法，其中所述束成形光学元件包括轴锥体透镜和/或棱镜。

12.一种检查设备，包括：

衬底保持装置，该衬底保持装置配置成保持衬底；

孔装置；

光学系统，该光学系统配置成将第一测量辐射束引导至所述衬底上，所述第一测量辐射束具有第一强度分布，并且所述光学系统配置成在所述第一测量辐射束被引导至衬底上的同时将第二聚焦辐射束引导至所述衬底上，第二聚焦辐射束具有第二强度分布，其中第二强度分布的至少部分与所述第一强度分布至少在所述衬底和/或孔装置处在空间上分离，所述孔装置设置在第一测量辐射束和/或第二聚焦辐射束的路径中，以提供界定期望的空间强度分布的孔，所述光学系统包括物镜，所述物镜将所述第一测量辐射束聚焦到所述衬底上；以及

第二聚焦辐射束的探测器，所述探测器配置成检测被所述衬底改变方向的第二聚焦辐射束的至少部分以确定衬底上的目标结构和物镜的焦点之间的相对位置。

13.如权利要求12所述的检查设备，其中所述第二强度分布的所述至少部分包括在第一强度分布的相反侧上的部分。

14.如权利要求12或权利要求13所述的检查设备，其中所述第二强度分布的所述至少部分包括辐射环和/或多个辐射极。

15.如权利要求12或13所述的检查设备，其中所述光学系统还配置成至少阻止所述第一测量辐射束的被所述衬底改变方向并且位于朝向所述第二聚焦辐射束的探测器的光学路径中的第一部分达到第二聚焦辐射束的探测器，同时至少允许所述第二聚焦辐射束的被所述衬底改变方向的第一部分达到所述第二聚焦辐射束的探测器。

16.如权利要求15所述的检查设备，其中所述光学系统配置成使用第一孔装置至少阻挡被改变方向的第一测量辐射束的第一部分。

17.如权利要求12或13所述的检查设备，还包括第一测量辐射束的探测器，并且其中所述光学系统还配置成至少阻止所述第二聚焦辐射束的被所述衬底改变方向并位于朝向第一测量辐射束的探测器的光学路径中的第二部分到达第一测量辐射束的探测器，同时至少允许所述第一测量辐射束的被所述衬底改变方向的第二部分到达第一测量辐射束的探测器。

18.如权利要求17所述的检查设备，其中所述光学系统配置成使用第二孔装置至少阻挡被改变方向的第二聚焦辐射束的第二部分。

19.如权利要求12或13所述的检查设备，其中所述孔装置配置成提供所述第一强度分布和/或第二强度分布。

20.如权利要求12或13所述的检查设备，还包括多芯光纤或光纤束，该多芯光纤或光纤束配置成提供所述第一测量辐射束和/或第二聚焦辐射束。

21.如权利要求12或13所述的检查设备，还包括束成形光学元件，该束成形光学元件配置成提供所述第一强度分布和/或第二强度分布。

22.如权利要求21所述的检查设备，其中所述束成形光学元件包括轴锥体透镜和/或棱镜。

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