TW202303195A

TW202303195A - 繞射光柵

Info

Publication number: TW202303195A
Application number: TW111119023A
Authority: TW
Inventors: 德瑞克雲傑張; 波嘉西凡思奴瓦爾哈納雷帝; 華特裘普安捷倫; 葛路特彼得克里斯坦德
Original assignee: 荷蘭商Ａｓｍｌ荷蘭公司
Priority date: 2021-05-27
Filing date: 2022-05-23
Publication date: 2023-01-16
Also published as: IL308403A; EP4348315A1; KR20240011787A; CN117581121A; EP4095573A1; WO2022248154A1; JP2024518603A

Abstract

本發明揭示用於判定一投影系統之一像差映圖之一相位步進量測系統的繞射光柵。該等光柵為用作一EUV微影裝置中之晶圓位階光柵的二維繞射光柵。特定言之，該等繞射光柵包含具備圓形貫穿孔徑之一二維陣列的一基板且係自支撐(self-supporting)的。在一些實施例中，該等圓形孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離的一比率可經選擇以最小化一波前重建構演算法之增益及串擾誤差。舉例而言，該比率可介於0.34與0.38之間。在一些實施例中，該等圓形孔徑經分佈使得鄰近孔徑之中心之間的一距離跨整個該繞射光柵係非均一的且發生變化。舉例而言，該光柵之一局部節距可跨整個該繞射光柵隨機地變化。

Description

繞射光柵

本發明係關於一種用於判定投影系統之像差映圖之相位步進量測系統的繞射光柵，且係關於用於設計此繞射光柵之方法。特定言之，本發明係關於一種用於基板中之由圓形孔徑或針孔陣列形成的剪切相位步進干涉量測系統之二維繞射光柵。

微影裝置為經建構以將所要圖案施加至基板上之機器。微影裝置可用於例如積體電路(IC)之製造中。微影裝置可(例如)將圖案化器件(例如，遮罩)處之圖案投影至提供於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。

為了將圖案投影於基板上，微影裝置可使用電磁輻射。此輻射之波長判定可形成於基板上之特徵之最小大小。與使用例如具有約193 nm之波長之輻射的微影裝置相比，使用具有在4 nm至20 nm之範圍內(例如6.7 nm或13.5 nm)之波長之極紫外線(EUV)輻射的微影裝置可用以在基板上形成較小特徵。

使用投影系統將已藉由圖案化器件圖案化之輻射聚焦至基板上。投影系統可引入光學像差，該等光學像差使得形成於基板上之影像偏離所要影像(例如，圖案化器件之繞射受限影像)。

可需要提供用於準確地判定由投影系統引起之此類像差使得可較好地控制此等像差的方法及裝置。

根據本發明之一第一態樣，提供一種用於判定投影系統之像差映圖之相位步進量測系統的繞射光柵，該繞射光柵包含具備圓形貫穿孔徑之二維陣列的基板，其中該等圓形孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離的比率係介於0.34與0.38之間。

用於判定投影系統之像差映圖之量測系統可用以量測由投影系統引起之像差。此量測系統可用於微影裝置內且可包含剪切干涉計。該量測系統通常使用倍縮光罩位階處之圖案化器件(亦即，安置於微影裝置之物件平面中)及晶圓位階處之感測器(亦即，安置於微影裝置之影像平面中)。倍縮光罩位階圖案化器件可例如包含繞射光柵。晶圓位階感測器包含第二圖案化器件(例如，二維繞射光柵)及輻射偵測器(例如，感測元件陣列)。運用輻射來照明倍縮光罩位階圖案化器件以形成複數個第一繞射光束，該等第一繞射光束在剪切方向上分離。投影系統至少部分地捕捉複數個第一繞射光束且將此等第一繞射光束成像至晶圓位階感測器之圖案化器件上。第二圖案化器件自投影系統接收第一繞射光束且自第一繞射光束中之各者形成複數個第二繞射光束，該複數個第二繞射光束入射於輻射偵測器上。

在考慮到由投影系統應用之任何縮減因數的情況下，第一圖案化器件與第二圖案化器件之節距在剪切方向上匹配，使得第二經圖案化區在該剪切方向上之節距(其可根據該第一態樣)為該第一經圖案化區在該剪切方向上之節距的整數倍，或替代地，第一經圖案化區在該剪切方向上之節距應為第二經圖案化區在該剪切方向上之節距的整數倍。

倍縮光罩位階圖案化器件及晶圓位階感測器裝置中之至少一者在剪切方向上經掃描或步進，使得由輻射偵測器之各部分接收到的輻射之強度依據在剪切方向上之此移動而變化以便形成振盪信號。判定在輻射偵測器上之複數個位置處(例如，在各感測元件處)的振盪信號之諧波(例如，第一諧波)之相位。自此等相位，判定特性化投影系統之像差映圖之任尼克(Zernike)係數集合。

一般而言，將存在對輻射偵測器處之振盪信號之諧波之複數個不同的貢獻，該等貢獻各自與偵測器有不同的疊對(亦即，與不同感測元件集合重合)，且一般而言，具有不同的強度。在(透射)深紫外線(DUV)微影裝置中，一種已知配置使用具有50%之作用區間循環的用於倍縮光罩位階處之圖案化器件之一維繞射光柵，及用於晶圓位階處之圖案化器件之棋盤格光柵。藉由此配置，橫跨大部分輻射偵測器，輻射偵測器處之振盪(相位步進)信號之第一諧波僅接收具有相同強度之兩個貢獻。此顯著簡化了像差映圖之重建構。

然而，真實棋盤格光柵需要透射支撐層，該透射支撐層不適合用於極紫外線(EUV)微影系統，此係由於(a)EUV輻射係由大部分材料強吸收，及(b)此透射載體將在EUV微影系統之晶圓生產環境中快速變得被污染，此將致使透射載體對EUV不透射。出於上文所提及之原因，對於使用EUV輻射之微影系統難以實施棋盤格光柵配置，且現有配置通常在晶圓位階處使用針孔陣列來代替棋盤格光柵。由於棋盤格光柵具有50% (按面積)之作用區間循環，因此通常選擇針孔之大小使得針孔陣列亦具有50% (按面積)之作用區間循環。此係藉由選擇圓形孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離的約為0.4之比率來達成。

已知，使用用於晶圓位階圖案化器件之針孔陣列幾何結構會產生貢獻於相位步進信號之第一諧波的非想要干涉光束。特定言之，除了在運用棋盤格光柵的情況下存在之兩個貢獻以外，在輻射偵測器處亦存在具有小但非零強度的大量額外干涉光束。此外，此等貢獻中之各者與輻射偵測器有不同的重疊，例如與對應於投影系統之數值孔徑的輻射偵測器之圓形部分有不同的重疊。

貢獻於振盪(相位步進)信號之第一諧波的額外干涉光束之強度較小(相比於在使用棋盤格時存在之兩個貢獻之強度)。因此，用於EUV輻射之第一類型之已知像差量測系統在波前之重建構中忽略此等項(亦即，假定其為零)以尋找任尼克係數集合。此假定影響波前量測之準確度。繼而，此對微影裝置之系統成像、疊對及聚焦效能有負面影響。已設計本發明之實施例以至少部分地解決用於EUV輻射之像差量測系統的上述問題。

已提議解決由存在對振盪(相位步進)信號之第一諧波之額外貢獻引起的問題之一個解決方案係在晶圓位階處使用二維繞射光柵，該二維繞射光柵具有縮減顯著貢獻於相位步進信號之第一諧波之干涉光束之總數的幾何結構。

在第一實例中，建議使用正方形孔徑陣列(其中陣列之軸線相對於剪切方向旋轉45°之角度)。特定言之，先前已教示，正方形孔徑中之各者應具有為鄰近孔徑之中心之間的距離之一半的長度。已發現，此配置尤其有益，此係由於其可提供自支撐光柵，該自支撐光柵產生對相位步進信號之第一諧波之僅四個貢獻，該等貢獻皆具有相等強度。

在替代方案中，提議針孔陣列之孔徑之直徑及間距經選擇為縮減顯著貢獻(例如，干涉強度高於臨限值)於相位步進信號之第一諧波的干涉光束之總數目。舉例而言，在對以上問題之一種已知解決方案中，提議應將圓形孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離之比率選擇為0.3或0.43，而非將圓形孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離之比率選擇為約0.4 (以達成按面積計50%之作用區間循環)。在第一實例中，選擇孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離之比率大致為0.3的光柵以抑制或最小化針孔光柵之(±2, 0)及(0, ±2)繞射階(其對於完美棋盤格光柵皆為零)。已發現，此比率有益於像差映圖之重建構(相對於約0.4之標稱值)。在第二實例中，選擇孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離之比率大致為0.43的光柵以抑制或最小化(±1, ±1)繞射階(其對於完美棋盤格光柵皆為零)。再次，已發現，此比率有益於像差映圖之重建構(相對於約0.4之標稱值)。

然而，與此等教示內容相反，本發明之發明人已發現可選擇較佳針孔幾何結構。特定言之，儘管需要縮減對相位步進信號之第一諧波的貢獻之數目，但本發明人已發現，基於重建構演算法之增益及串擾誤差來選擇晶圓位階光柵之幾何結構係較佳的，如現在論述。

本發明人已意識到，可以以下方式較佳地控制像差映圖重建構中之誤差。波前像差映圖表示接近投影系統之影像平面中之點的光之波前自球形波前之失真，且可經表示為任尼克多項式之線性組合。有可能將純任尼克波前像差映圖(例如

)輸入至重建構演算法中且評估重建構演算法如何重建構此純任尼克波前像差映圖作為任尼克多項式之線性組合。理想地，重建構演算法應輸出任尼克係數

之集合使得

(其中

)及

(其中

)。

自1之任何變化可被稱作增益誤差。此外，

自0之任何變化(其中

)可被稱作串擾誤差。

自2維模擬已發現，對於使用倍縮光罩位階處之具有50%之作用區間循環的一維繞射光柵及晶圓位階處之針孔陣列光柵的像差映圖量測系統，相對於為0.4之標稱值，可使用約為0.36的圓形針孔孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離的比率，來獲得大約為原先1/2的增益誤差及串擾誤差之全局縮減。此外，自此2維模擬已發現，增益誤差及串擾誤差之全局縮減亦相對於先前建議之經最佳化值0.3來達成。

咸信，隨著圓形針孔孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離的比率自0.4之標稱值縮減，增益誤差及串擾誤差縮減直至一點，且此後，增益誤差及串擾誤差再次開始增加，此係因為此比率趨向於先前提議之值0.3。

因此，咸信在0.34至0.38之範圍內，增益誤差及串擾誤差之縮減相對於兩個先前揭示之0.3及0.4之值達成。

出於兩個原因，圓形針孔孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離的比率之值最佳化係困難的。

第一，經重建構像差映圖中之實際誤差取決於誤差(亦即，增益誤差及串擾誤差)及由正被分析之投影系統經歷之像差兩者。舉例而言，對於傾向於出現相對較大

像差及相對較低

像差之投影系統，實務上可使用圓形針孔孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離的比率更佳地執行，該比率最小化針對

像差之增益誤差及串擾誤差，即使在針對

像差之增益誤差及串擾誤差增加的情況下亦如此。

第二，模擬應考量繞射光柵係三維的事實，此意謂光柵將並非完美的二元光柵。舉例而言，歸因於光柵之有限非零厚度，入射於孔徑之間的基板上之輻射一般而言將不被完美地吸收。另外，在使用中，輻射可以一定角度範圍入射於光柵上。結果，入射於隔膜上(例如以大入射角且接近貫穿孔徑中之一者)之輻射中之至少一些將傳播通過隔膜中之一段距離，該距離僅為隔膜之厚度之小分數，因此將未完全衰減。此外，一般而言，基板與周圍介質(其將在貫穿孔徑中)之間的折射率可能存在差異。結果，將存在在傳播通過隔膜之輻射與不傳播通過隔膜之輻射之間誘發的相位差(歸因於經歷之不同光學路徑長度)。

應認為，在考量此類3維效應的情況下，圓形針孔孔徑之半徑與周圍鄰近孔徑之中心之間的距離之最佳比率可存在小移位，此可取決於供形成光柵之材料的光學屬性及隔膜之厚度。然而，應認為此最佳比率將處於0.34至0.38之範圍內。

圓形孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離之比率可介於0.35與0.37之間。

圓形孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離之比率可為大致0.36。

圓形孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離的比率可接近一最佳值，該最佳值在繞射光柵作為用於判定投影系統之像差映圖之相位步進量測系統的晶圓位階圖案化器件，與包含具有50%作用區間循環之一維繞射光柵的倍縮光罩位階圖案化器件組合使用時導致增益及串擾誤差之最小化，其中該相位步進量測系統之重建構演算法假定該光柵呈棋盤格光柵之形式。

圓形孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離的比率接近一最佳值，該最佳值導致量測平面中之中心區中之干涉光束映圖的變化之最小化；其中在量測平面中之給定位置處的干涉光束映圖之值係由當繞射光柵作為用於判定投影系統之像差映圖之相位步進量測系統的晶圓位階圖案化器件，與包含具有用於零像差之50%作用區間循環的一維繞射光柵之倍縮光罩位階圖案化器件組合使用時將產生的振盪相位步進信號之第一諧波之振幅給出；且其中量測平面中之中心區對應於由來自倍縮光罩位階圖案化器件之0階繞射光束照明繞射光柵產生的第一與第二繞射光束之間的重疊，該第一繞射光束係在剪切方向上之+1 ^st階繞射光束及在非剪切方向上之0階繞射光束，且該第二繞射光束係在剪切方向上之-1 ^st階繞射光束及在非剪切方向上之0階繞射光束。

根據本發明之第二態樣，提供一種用於判定投影系統之像差映圖之相位步進量測系統的繞射光柵，該繞射光柵包含具備圓形貫穿孔徑之二維陣列的基板，其中圓形孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離的比率接近一最佳值，該最佳值在該繞射光柵作為用於判定投影系統之像差映圖之相位步進量測系統的晶圓位階圖案化器件，與包含具有50%作用區間循環之一維繞射光柵的倍縮光罩位階圖案化器件組合使用時導致增益及串擾誤差之最小化，其中該相位步進量測系統之重建構演算法假定該光柵呈棋盤格光柵之形式。

根據本發明之第三態樣，提供一種用於判定投影系統之像差映圖之相位步進量測系統的繞射光柵，該繞射光柵包含具備圓形貫穿孔徑之二維陣列的基板，其中圓形孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離的比率接近一最佳值，該最佳值導致量測平面中之中心區中之干涉光束映圖的變化之最小化；其中在量測平面中之給定位置處的干涉光束映圖之值係由當繞射光柵作為用於判定投影系統之像差映圖之相位步進量測系統的晶圓位階圖案化器件，與包含具有用於零像差之50%作用區間循環的一維繞射光柵之倍縮光罩位階圖案化器件組合使用時將產生的振盪相位步進信號之第一諧波之振幅給出；且其中量測平面中之中心區對應於由來自倍縮光罩位階圖案化器件之0階繞射光束照明繞射光柵產生的第一與第二繞射光束之間的重疊，該第一繞射光束係在剪切方向上之+1 ^st階繞射光束及在非剪切方向上之0階繞射光束，且該第二繞射光束係在剪切方向上之-1 ^st階繞射光束及在非剪切方向上之0階繞射光束。

該量測平面可對應於該相位步進量測系統之輻射偵測器之位置。

當棋盤格光柵用作用於判定像差映圖之相位步進量測系統之晶圓位階圖案化器件時，對應於第一與第二繞射光束(由來自倍縮光罩位階圖案化器件之0階繞射光束照明繞射光柵產生)之間在量測平面中之重疊的區中之干涉光束映圖係均一的。此係因為橫跨量測平面之整個此區，確切地存在貢獻於振盪相位步進信號之第一諧波之兩個繞射光束，且此等繞射光束具有相等干涉強度。

然而，當將針孔陣列幾何結構用於晶圓位階圖案化器件時，此產生貢獻於相位步進信號之第一諧波的非想要干涉光束。特定言之，除了在運用棋盤格光柵的情況下存在之兩個貢獻以外，在輻射偵測器處亦存在具有小但非零強度的大量額外干涉光束。由於此等貢獻中之各者在量測平面中具有不同位置，因此一般而言，干涉光束映圖將存在一些變化(此係由於一般而言，不同位置將對振盪相位步進信號之第一諧波有不同的貢獻)。

一般而言，振盪相位步進信號之第一諧波僅取決於來自就階數而言相差±1的第一繞射光束(亦即，由倍縮光罩位階圖案化器件形成之繞射光束)的貢獻。在包含具有50%作用區間循環之一維繞射光柵的倍縮光罩位階圖案化器件之情況下，就階數而言像差±1的僅兩對第一繞射光束為0階光束與任一個±1 ^st階光束。

各干涉光束可表示由繞射光柵形成之複數個干涉第二干涉光束。各個此干涉光束可被認為在不同方向上傳播，使得各干涉光束至量測平面上之投影係不同的。

貢獻於振盪相位步進信號之第一諧波的此類干涉光束之干涉強度可經判定如下。

首先，判定繞射光柵之散射效率標繪圖。接下來，繞射光柵之此散射效率標繪圖的第二複本係由倍縮光罩位階圖案化器件之±1 ^st階繞射光束之散射效率進行加權，且接著與繞射光柵之散射效率標繪圖疊對，但在剪切方向上以(倍縮光罩位階圖案化器件之) 1對繞射階之分離度移位。在剪切方向上之倍縮光罩位階圖案化器件與晶圓位階圖案化器件之節距相等的情況下(在考量到由投影系統應用之任何縮減因數的情況下)，繞射光柵之散射效率標繪圖的第二複本在剪切方向上以繞射光柵之1個繞射階移位。接著判定此兩個疊對散射效率標繪圖之散射效率的乘積。此給出所有干涉光束之干涉強度。

根據本發明之第四態樣，提供一種用於判定投影系統之像差映圖之相位步進量測系統的繞射光柵，該繞射光柵包含具備圓形貫穿孔徑之二維陣列的基板，其中該等圓形貫穿孔徑經分佈使得鄰近孔徑之中心之間的距離跨整個繞射光柵係非均一的且發生變化。

通常，繞射光柵包含複數個孔徑，該複數個孔徑經分佈使得鄰近孔徑之中心之間的距離跨整個繞射光柵係均一的。此係藉由配置孔徑使得圓形貫穿孔徑中之各者的中心與位置之正方形陣列中之一者重合來達成。相比之下，根據第四態樣之繞射光柵係藉由配置孔徑使得圓形貫穿孔徑中之各者之中心接近於位置之正方形陣列中之一者，且自位置之正方形陣列中之該一者偏移達跨整個繞射光柵而變化的一量來形成。

鄰近孔徑之中心之間的距離可被稱作繞射光柵之局部節距。本發明人已意識到，藉由引入局部節距變化，根據第四態樣之繞射光柵變更繞射圖案。特定言之，本發明人已意識到，相比於抑制較低階繞射光束，此局部節距變化會更多地抑制較高階繞射光束。繼而，有利地，此情形縮減當使用二維棋盤格光柵時不存在的貢獻於相位步進信號之第一諧波的額外干涉光束之影響的效應。

自模擬已發現，對於使用倍縮光罩位階處之具有50%之作用區間循環的一維繞射光柵及晶圓位階處之針孔陣列光柵的像差映圖量測系統，可使用跨整個光柵之隨機化節距變化來獲得大約為原先1/2的增益誤差及串擾誤差之全局縮減。

鄰近孔徑之中心之間的距離跨整個繞射光柵之變化可為隨機或偽隨機的。

鄰近孔徑之中心之間的距離跨整個繞射光柵之變化可介於標稱距離±小於10 %之間。

鄰近孔徑之中心之間的距離跨整個繞射光柵之變化可介於標稱距離±5 %之間。

亦即，局部節距可在標稱節距的95%與105%之間變化。

鄰近孔徑之中心之間的距離跨整個繞射光柵之分佈可在較低值與較高值之間大體上係均一的。

舉例而言，對於鄰近孔徑之中心之間的距離跨整個繞射光柵之隨機變化介於標稱距離±5 %之間，較低值可為標稱節距的95%且較高值可為標稱節距的105%。

孔徑中之各者自標稱位置之偏移之分佈可在較低值與較高值之間大體上係均一的。

孔徑中之各者在繞射光柵之軸線方向上自標稱位置之偏移的分佈可在較低值與較高值之間大體上係均一的。

舉例而言，孔徑可經配置以使得圓形貫穿孔徑中之各者的中心接近於位置之正方形陣列中之一者且自位置之正方形陣列中之該一者偏移達跨整個繞射光柵而變化的一量。繞射光柵之軸線可為位置之該正方形陣列之軸線。繞射光柵之軸線可被稱作x方向及y方向。

在x方向上自標稱位置之偏移Δx之分佈可為均一的，且在y方向上自標稱位置之偏移Δy之分佈可為均一的。替代地，自標稱位置之總偏移Δr之分佈可為均一的。

替代地，孔徑自標稱位置之偏移可具有任何其他分佈。

圓形孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離之比率可介於0.34與0.38之間。

繞射光柵可為自支撐的。

在使用中，繞射光柵可具備用於吸收層之支撐件。支撐件可僅接觸吸收層之周邊部分。亦即，該支撐件可呈框架之形式，且該支撐件不鄰近於吸收層之中心部分。運用此配置，在吸收層之中心部分中，吸收層可被認為係自支撐的。為達成此情形，吸收層可在支撐件上張緊(例如，使得其保持大體上平坦)。

有利地，對於吸收層之中心部分自支撐的實施例，光柵不需要例如透射支撐層。此配置特別有益地用於判定使用EUV輻射之投影系統之像差映圖的相位步進量測系統中，此係由於使用此透射支撐層將顯著縮減由繞射光柵透射之EUV輻射的量。

基板可包含輻射吸收層。

舉例而言，輻射吸收層可由諸如鉻(Cr)、鎳(Ni)、鈷(Co)或鋁(Al)之金屬形成。

在一些實施例中，吸收層可包含陶瓷。陶瓷可包含對於EUV輻射具有相對較高消光係數之金屬或類金屬成分，及非金屬成分。兩種成分可對於EUV具有相對接近於1之折射率。陶瓷可包含氮化鋁(AlN)。在一些實施例中，吸收層可包含氮化鋁(AlN)。

基板可進一步包含支撐層；且貫穿孔徑可延伸通過支撐層及輻射吸收層兩者。

支撐層可例如由SiN形成。

根據本發明之第五態樣，提供一種設計用於判定投影系統之像差映圖之相位步進量測系統的繞射光柵之方法，該繞射光柵包含具備圓形貫穿孔徑之二維陣列的基板，該方法包含：選擇實質上最小化像差映圖之重建構中之誤差的圓形孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離的比率之值。

圓形孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離的比率可經選擇為在繞射光柵用作用於判定投影系統之像差映圖之相位步進量測系統的晶圓位階圖案化器件時實質上最小化增益及串擾誤差，且其中該相位步進量測系統之重建構演算法假定該光柵呈棋盤格光柵之形式。

視情況，該選擇以便在繞射光柵用作用於判定投影系統之像差映圖之相位步進量測系統的晶圓位階圖案化器件時實質上最小化增益及串擾誤差係針對以下狀況：該繞射光柵與包含具有50%作用區間循環之一維繞射光柵的倍縮光罩位階圖案化器件組合使用。

圓形孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離的比率接近一最佳值，該最佳值導致量測平面中之中心區中之干涉光束映圖的變化之最小化；其中在量測平面中之給定位置處的干涉光束映圖之值係由在繞射光柵用作用於判定用於零像差之投影系統之像差映圖的相位步進量測系統之晶圓位階圖案化器件時將產生的振盪相位步進信號之第一諧波之振幅給出；且其中量測平面中之中心區對應於由來自倍縮光罩位階圖案化器件之0階繞射光束照明繞射光柵產生的第一與第二繞射光束之間的重疊，該第一繞射光束係在剪切方向上之+1 ^st階繞射光束及在非剪切方向上之0階繞射光束，且該第二繞射光束係在剪切方向上之-1 ^st階繞射光束及在非剪切方向上之0階繞射光束。

視情況，該選擇以便在繞射光柵用作用於判定投影系統之像差映圖之相位步進量測系統的晶圓位階圖案化器件時實質上最小化干涉光束映圖之變化係針對以下狀況：該繞射光柵與包含具有50%作用區間循環之一維繞射光柵的倍縮光罩位階圖案化器件組合使用。

根據本發明之第六態樣，提供一種設計用於判定投影系統之像差映圖之相位步進量測系統的繞射光柵之方法，該繞射光柵包含具備圓形貫穿孔徑之二維陣列的基板，該方法包含：選擇隔膜上之位置之正方形陣列；及選擇接近於位置之該正方形陣列中之每一者但自其偏移的孔徑之位置；其中選擇孔徑之位置包含產生在

之間的第一隨機或偽隨機數

及在

之間的第二隨機或偽隨機數

，且其中孔徑之位置經選擇以使得孔徑之中心自正方形陣列中之接近位置偏移達與正方形陣列之軸線中之第一軸線平行的距離

及與正方形陣列之軸線中之第一軸線平行的距離

。

根據本發明之第七態樣，提供一種繞射光柵，其係根據根據本發明之第五態樣之方法或根據本發明之第六態樣之方法來設計。

根據本發明之第八態樣，提供一種用於判定投影系統之像差映圖之量測系統，該量測系統包含：圖案化器件；照明系統，其經配置以運用輻射照明該圖案化器件，該圖案化器件包含第一經圖案化區，該第一經圖案化區經配置以接收輻射光束且形成複數個第一繞射光束，該等第一繞射光束在剪切方向上分離；感測器裝置，其包含第二經圖案化區，該第二經圖案化區包含根據本發明之第一、第二、第三、第四或第七態樣中之任一者之二維繞射光柵，及輻射偵測器；投影系統經組態以將第一繞射光束投影至感測器裝置上，該第二經圖案化區經配置以自投影系統接收第一繞射光束且自該等第一繞射光束中之各者形成複數個第二繞射光束；定位裝置，其經組態以在剪切方向上移動圖案化器件及感測器裝置中之至少一者；及控制器，其經組態以：控制該定位裝置以便在剪切方向上移動第一圖案化器件及感測器裝置中之至少一者，使得由輻射偵測器之各部分接收到之輻射的強度依據在剪切方向上之移動而變化以便形成振盪信號；自輻射偵測器判定輻射偵測器上之複數個位置處之振盪信號之諧波的相位；及自輻射偵測器上之複數個位置處之振盪信號之諧波的相位判定特性化投影系統之像差映圖的係數集合。

根據本發明之第八態樣之量測系統係有利的，特別是對於使用EUV輻射之投影系統，此係因為二維繞射光柵可自支撐，同時提供對於對相位步進信號之諧波(例如，第一諧波)之貢獻的更佳控制。

因此，根據本發明之第八態樣之量測系統可提供用於判定EUV投影系統之像差的量測系統，其可提供對於對相位步進信號之第一諧波之貢獻的更佳控制。繼而，此可縮減特性化投影系統之像差映圖之經判定係數集合中的誤差。

根據本發明之第九態樣，提供一種微影裝置，其包含根據本發明之第八態樣之量測系統。

圖1展示包含輻射源SO及微影裝置LA之微影系統。輻射源SO經組態以產生EUV輻射光束B且將EUV輻射光束B供應至微影裝置LA。微影裝置LA包含照明系統IL、經組態以支撐圖案化器件MA (例如，遮罩)之支撐結構MT、投影系統PS及經組態以支撐基板W之基板台WT。

照明系統IL經組態以在EUV輻射光束B入射於圖案化器件MA上之前調節該EUV輻射光束B。另外，照明系統IL可包括琢面化場鏡面器件10及琢面化光瞳鏡面器件11。琢面化場鏡面器件10及琢面化光瞳鏡面器件11一起向EUV輻射光束B提供所要截面形狀及所要強度分佈。除了琢面化場鏡面器件10及琢面化光瞳鏡面器件11以外或代替琢面化場鏡面器件10及琢面化光瞳鏡面器件11，照明系統IL亦可包括其他鏡面或器件。

在由此調節之後，EUV輻射光束B與圖案化器件MA相互作用。作為此相互作用之結果，產生經圖案化EUV輻射光束B'。投影系統PS經組態以將經圖案化EUV輻射光束B'投影至基板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輻射光束B'投影至由基板台WT固持之基板W上的複數個鏡面13、14。投影系統PS可將縮減因數應用於經圖案化EUV輻射光束B'，因此形成特徵小於圖案化器件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。在此種狀況下，微影裝置LA將由經圖案化EUV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。

可在輻射源SO中、在照明系統IL中及/或在投影系統PS中提供相對真空，亦即，處於充分地低於大氣壓力之壓力下之少量氣體(例如氫氣)。

輻射源SO可為雷射產生電漿(LPP)源、放電產生電漿(DPP)源、自由電子雷射(FEL)或能夠產生EUV輻射之任何其他輻射源。

一般而言，投影系統PS具有可能非均一之光學轉移功能，其可影響成像於基板W上之圖案。對於非偏振輻射，此類效應可由兩個純量映圖相當良好地描述，該兩個純量映圖描述依據射出投影系統PS之輻射之光瞳平面中之位置而變化的該輻射之透射(變跡)及相對相位(像差)。可將可被稱作透射映圖及相對相位映圖之此等純量映圖表達為基底函數全集之線性組合。一特別方便集合為任尼克多項式，其形成單位圓上所定義之正交多項式集合。各純量映圖之判定可涉及判定此展開式中之係數。由於任尼克多項式在單位圓上正交，因此可藉由依次計算經量測純量映圖與各任尼克多項式之內積且將此內積除以彼任尼克多項式之範數之平方而自該經量測純量映圖獲得任尼克係數。在下文中，除非另外陳述，否則對任尼克係數之任何參考應被理解為意謂相對相位映圖(在本文中亦被稱作像差映圖)之任尼克係數。應瞭解，在替代實施例中，可使用其他基底函數集合。舉例而言，一些實施例可使用塔蒂安(Tatian)任尼克多項式例如用於經遮蔽孔徑系統。

波前像差映圖表示接近投影系統PS之影像平面中之點之光的波前自球形波前之失真(依據在光瞳平面中之位置而變化，或替代地，依據輻射接近投影系統PS之影像平面之角度而變化)。如所論述，此波前像差映圖

可表示為任尼克多項式之線性組合：

其中 x及 y為光瞳平面中之座標，

為任尼克多項式，且

為係數。應瞭解，在下文中，任尼克多項式及係數係用通常被稱作諾爾(Noll)指數之指數來標註。因此，

係具有n之諾爾指數的任尼克多項式，且

係具有n之諾爾指數的係數。波前像差映圖可接著藉由此展開式中之係數

集合來特性化，該等係數可被稱作任尼克係數。

應瞭解，僅考量有限數目個任尼克階。相位映圖之不同任尼克係數可提供關於由投影系統PS引起的不同形式之像差之資訊。具有為1之諾爾指數的任尼克係數可被稱作第一任尼克係數，具有為2之諾爾指數的任尼克係數可被稱作第二任尼克係數，等等。

第一任尼克係數係關於經量測波前之平均值(其可被稱作皮斯頓(piston))。第一任尼克係數可能與投影系統PS之效能不相關，且因而可不使用本文所描述之方法來判定第一任尼克係數。第二任尼克係數係關於經量測波前在x方向上之傾斜。波前在x方向上之傾斜等效於在x方向上之置放。第三任尼克係數係關於經量測波前在y方向上之傾斜。波前在y方向上之傾斜等效於在y方向上之置放。第四任尼克係數係關於經量測波前之散焦。第四任尼克係數等效於在z方向上之置放。較高階任尼克係數係關於由投影系統引起的像差之其他形式(例如，像散、彗形像差、球形像差及其他效應)。

貫穿本說明書，術語「像差」應意欲包括波前與完美球形波前之偏差之所有形式。亦即，術語「像差」可關於影像之置放(例如，第二、第三及第四任尼克係數)及/或關於較高階像差，諸如，關於具有為5或更大之諾爾指數之任尼克係數的像差。此外，對用於投影系統之像差映圖的任何參考可包括波前與完美球形波前之偏差的所有形式，包括由於影像置放引起的偏差。

透射映圖及相對相位映圖係場及系統相依的。亦即，一般而言，各投影系統PS將針對各場點(亦即，針對投影系統PS之影像平面中之各空間位置)具有一不同任尼克展開式。

如下文將進一步詳細地描述，可藉由將來自投影系統PS之物件平面(亦即，圖案化器件MA之平面)之輻射投影通過該投影系統PS且使用剪切干涉計來量測波前(亦即，具有相同相位之點之軌跡)來判定投影系統PS在其光瞳平面中的相對相位。剪切干涉計可包含：繞射光柵，例如，投影系統之影像平面(亦即，基板台WT)中之二維繞射光柵；及偵測器，其經配置以偵測與投影系統PS之光瞳平面共軛的平面中之干涉圖案。

投影系統PS包含複數個光學元件(包括鏡面13、14)。如已經解釋，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)。微影裝置LA進一步包含用於調整此等光學元件以便校正像差(貫穿場跨整個光瞳平面之任何類型的相位變化)之調整構件PA。為了達成此校正，調整構件PA可為可操作的而以一或多種不同方式操縱投影系統PS內之光學元件。投影系統可具有座標系，其中其光軸在z方向上延伸(應瞭解，此z軸之方向例如在各鏡面或光學元件處沿著通過投影系統之光學路徑改變)。調整構件PA可為可操作的以進行以下各項之任何組合：使一或多個光學元件位移；使一或多個光學元件傾斜；及/或使一或多個光學元件變形。光學元件之位移可在任何方向(x、y、z或其組合)上進行。光學元件之傾斜通常在垂直於光軸之平面之外藉由圍繞在x或y方向上之軸線旋轉而進行，但對於非可旋轉對稱之光學元件可使用圍繞z軸之旋轉。可例如藉由使用致動器以將力施加於光學元件之側上及/或藉由使用加熱元件以加熱光學元件之所選擇區而執行光學元件之變形。一般而言，沒有可能調整投影系統PS來校正變跡(跨整個光瞳平面之透射變化)。可在設計用於微影裝置LA之遮罩MA時使用投影系統PS之透射映圖。

在一些實施例中，調整構件PA可為可操作的以移動支撐結構MT及/或基板台WT。調整構件PA可為可操作的以使支撐結構MT及/或基板台WT位移(在x、y、z方向中之任一者或其組合上)及/或傾斜(藉由圍繞在x或y方向上之軸線旋轉)。

形成微影裝置之部分之投影系統PS可週期性地經歷校準程序。舉例而言，當在工廠中製造微影裝置時，可藉由執行初始校準程序來設置形成投影系統PS之光學元件(例如，鏡面)。在微影裝置待使用之位點處進行微影裝置之安裝之後，可再次校準投影系統PS。可以規則時間間隔執行投影系統PS之進一步校準。舉例而言，在正常使用下，可每隔幾個月(例如，每隔三個月)校準投影系統PS。

校準投影系統PS可包含使輻射穿過投影系統PS且量測所得投影輻射。投影輻射之量測可用以判定投影輻射之由投影系統PS引起的像差。可使用量測系統來判定由投影系統PS引起的像差。回應於經判定像差，形成投影系統PS之光學元件可經調整以便校正由該投影系統PS引起的像差。

圖2為可用以判定由投影系統PS引起之像差的量測系統10之示意性繪示。量測系統10包含照明系統IL、量測圖案化器件MA'、感測器裝置21及控制器CN。量測系統10可形成微影裝置之一部件。舉例而言，圖2中所展示之照明系統IL及投影系統PS可為圖1中所展示之微影裝置之照明系統IL及投影系統PS。為了易於繪示，圖2中未展示微影裝置之額外組件。

量測圖案化器件MA'經配置以自照明系統IL接收輻射。感測器裝置21經配置以自投影系統PS接收輻射。在微影裝置之正常使用期間，展示於圖2中的量測圖案化器件MA'及感測器裝置21可定位於不同於其在圖2中所展示之位置的位置中。舉例而言，在微影裝置之正常使用期間，經組態以形成待轉印至基板W之圖案之圖案化器件MA可經定位以自照明系統IL接收輻射，且基板W可經定位以自投影系統PS接收輻射(如例如圖1中所展示)。量測圖案化器件MA'及感測器裝置21可移動至其在圖2中所展示之位置中，以便判定由投影系PS引起之像差。量測圖案化器件MA'可由支撐結構MT (諸如，圖1中所展示之支撐結構)支撐。感測器裝置21可由基板台(諸如，圖1中所展示之基板台WT)支撐。替代地，感測器裝置21可由可與感測器台WT分離的量測台(圖中未繪示)支撐。

圖3A及圖3B中更詳細地展示量測圖案化器件MA'及感測器裝置21。圖2、圖3A及圖3B中一致地使用笛卡爾座標。圖3A為量測圖案化器件MA'在x-y平面中之示意性繪示，且圖3B為感測器裝置21在x-y平面中之示意性繪示。

量測圖案化器件MA'包含複數個經圖案化區15a至15c。在圖2及圖3A中所展示之實施例中，量測圖案化器件MA'係一反射式圖案化器件MA'。經圖案化區15a至15c各自包含一反射式繞射光柵。入射於量測圖案化器件MA'之經圖案化區15a至15c上之輻射藉此至少部分地由投影系統PS散射且由投影系統PS接收。相比之下，入射於量測圖案化器件MA'之剩餘部分上的輻射並不朝向投影系統PS反射或散射(例如，其可由量測圖案化器件MA'吸收)。

照明系統IL運用輻射照明量測圖案化器件MA'。儘管圖2中未展示，但照明系統IL可自輻射源SO接收輻射且調節該輻射以便照明量測圖案化器件MA'。舉例而言，照明系統IL可調節輻射以便提供具有所要空間及角度分佈之輻射。在圖2中所展示之實施例中，照明系統IL經組態以形成單獨的量測光束17a至17c。各量測光束17a至17c照明量測圖案化器件MA'之一各別經圖案化區15a至15c。

為了執行對由投影系統PL引起之像差之判定，可改變照明系統IL之模式以便運用單獨的量測光束17a至17c照明量測圖案化器件MA'。舉例而言，在微影裝置之正常操作期間，照明系統IL可經組態以運用輻射隙縫照明圖案化器件MA。然而，可改變照明系統IL之模式使得照明系統IL經組態以形成單獨量測光束17a至17c，以便執行對由投影系統PL引起之像差之判定。在一些實施例中，可在不同時間照明不同經圖案化區15a至15c。舉例而言，可在第一時間照明經圖案化區15a至15c之第一子集以便形成量測光束17a至17c之第一子集，且可在第二時間照明經圖案化區15a至15c之第二子集以便形成量測光束17a至17c之第二子集。

在其他實施例中，可不改變照明系統IL之模式以便執行對由投影系統PL引起之像差之判定。舉例而言，照明系統IL可經組態以運用輻射隙縫(例如，其實質上對應於在基板之曝光期間所使用之照明區域)來照明量測圖案化器件MA'。可接著由量測圖案化器件MA'形成單獨量測光束17a至17c，此係由於僅經圖案化區15a至15c朝向投影系統PS反射或散射輻射。

在該等圖中，笛卡爾座標系被展示為通過投影系統PS守恆。然而，在一些實施例中，投影系統PS之屬性可導致座標系之變換。舉例而言，投影系統PS可形成量測圖案化器件MA'之影像，該影像相對於該量測圖案化器件MA'而被放大、旋轉及/或成鏡像。在一些實施例中，投影系統PS可將量測圖案化器件MA'之影像圍繞z軸旋轉大致180°。在此實施例中，可調換圖2中所展示之第一量測光束17a及第三量測光束17c的相對位置。在其他實施例中，影像可圍繞可處於x-y平面中之軸線成鏡像。舉例而言，影像可圍繞x軸或圍繞y軸成鏡像。

在投影系統PS使量測圖案化器件MA'之影像旋轉及/或影像由投影系統PS而成鏡像的實施例中，投影系統被認為變換座標系。亦即，本文中所提及之座標系係相對於由投影系統PS投影之影像而界定，且該影像之任何旋轉及/或成鏡像會造成該座標系之對應旋轉及/或成鏡像。為了易於繪示，座標系在該等圖中被展示為藉由投影系統PS守恆。然而，在一些實施例中，座標系可藉由投影系統PS變換。

經圖案化區15a至15c修改量測光束17a至17c。特定言之，經圖案化區15a至15c造成量測光束17a至17c之空間調變且造成量測光束17a至17c中之繞射。在圖3B中所展示之實施例中，經圖案化區15a至15c各自包含兩個相異部分。舉例而言，第一經圖案化區15a包含第一部分15a'及第二部分15a''。第一部分15a'包含平行於u方向而對準之繞射光柵，且第二部分15a''包含平行於v方向而對準之繞射光柵。u方向及v方向在圖3A中加以描繪。u方向及v方向兩者相對於x方向及y方向兩者以大致45°對準且垂直於彼此而對準。圖3A中所展示的第二經圖案化區15b及第三經圖案化區15c相同於第一經圖案化區15a，且各自包含繞射光柵垂直於彼此而對準的第一部分及第二部分。

可在不同時間運用量測光束17a至17c來照明經圖案化區15a至15c之第一及第二部分。舉例而言，經圖案化區15a至15c中之各者之第一部分可在第一時間由量測光束17a至17c照明。在第二時間，經圖案化區15a至15c中之各者之第二部分可由量測光束17a至17c照明。如上文所提及，在一些實施例中，可在不同時間照明不同經圖案化區15a至15c。舉例而言，可在第一時間照明經圖案化區15a至15c之第一子集之第一部分，且可在第二時間照明經圖案化區15a至15c之第二子集之第一部分。可在同一時間或不同時間照明經圖案化區之第一子集之第二部分及第二子集之第二部分。一般而言，可使用照明經圖案化區15a至15c之不同部分之任何排程。

經修改之量測光束17a至17c由投影系統PS接收。投影系統PS在感測器裝置21上形成經圖案化區15a至15c之影像。感測器裝置21包含複數個繞射光柵19a至19c及一輻射偵測器23。繞射光柵19a至19c經配置以使得各繞射光柵19a至19c接收自投影系統PL輸出之各別經修改之量測光束17a至17c。入射於繞射光柵19a至19c上之經修改之量測光束17a至17c係由該等繞射光柵19a至19c進一步修改。在繞射光柵19a至19c處透射之經修改量測光束入射於輻射偵測器23上。

輻射偵測器23經組態以偵測入射於輻射偵測器23上的輻射之空間強度剖面。輻射偵測器23可例如包含個別偵測器元件或感測元件之陣列。舉例而言，輻射偵測器23可包含主動像素感測器，諸如(例如)互補金氧半導體(complementary metal-oxide-semiconductor;CMOS)感測器陣列。替代地，輻射偵測器23可包含電荷耦合器件(charge-coupled device; CCD)感測器陣列。供接收經修改量測光束17a至17c之繞射光柵19a至19c以及輻射感測器23之部分形成偵測器區25a至25c。舉例而言，供接收第一量測光束17a之第一繞射光柵19a以及輻射感測器23之第一部分一起形成第一偵測器區25a。可在各別偵測器區25a至25c (如所描繪)處進行給定量測光束17a至17c之量測。如上文所描述，在一些實施例中，可藉由投影系統PS變換經修改量測光束17a至17c與座標系之相對定位。

在經圖案化區15a至15c以及偵測器區25a至25c之繞射光柵19a至19c處發生的量測光束17a至17c之修改會引起干涉圖案形成於輻射偵測器23上。該等干涉圖案與量測光束之相位的導數相關且取決於由投影系統PS引起之像差。因此，該等干涉圖案可用以判定由投影系統PS引起之像差。

一般而言，偵測器區25a至25c中之各者之繞射光柵19a至19c包含二維透射繞射光柵。在圖3B中所展示之實施例中，偵測器區25a至25c各自包含以棋盤格形式組態的繞射光柵19a至19c。如下文進一步描述，本發明之實施例特別適用於偵測器區25a至25c各自包含未以棋盤格形式組態之二維透射繞射光柵19a至19c的配置。

經圖案化區15a至15c之第一部分之照明可提供關於在第一方向上之像差之資訊，且經圖案化區15a至15c之第二部分之照明可提供關於在第二方向上之像差之資訊。

在一些實施例中，量測圖案化器件MA'及/或感測器裝置21在兩個垂直方向上被依序掃描及/或步進。舉例而言，可使量測圖案化器件MA'及/或感測器裝置21在u方向及v方向上相對於彼此步進。可在經圖案化區15a至15c之第二部分15a''至15c''被照明時使量測圖案化器件MA'及/或感測器裝置21在u方向上步進，且可在經圖案化區15a至15c之第一部分15a'至15c'被照明時使量測圖案化器件MA'及/或感測器裝置21在v方向上步進。亦即，可使量測圖案化器件MA'及/或感測器裝置21在垂直於正被照明之繞射光柵之對準的方向上步進。

可使量測圖案化器件MA'及/或感測器裝置21步進達對應於繞射光柵之光柵週期之一分數的距離。可分析在不同步進位置處進行之量測以便導出關於在步進方向上之波前之資訊。舉例而言，經量測信號(其可被稱作相位步進信號)之第一諧波的相位可含有關於在步進方向上之波前之導數的資訊。在u方向及v方向兩者(其彼此垂直)上使量測圖案化器件MA'及/或感測器裝置21步進因此允許在兩個垂直方向上導出關於波前之資訊(特定言之，其提供關於兩個垂直方向上中之各者上之波前之導數的資訊)，藉此允許重建構完整波前。

除了量測圖案化器件MA'及/或感測器裝置21在垂直於正被照明之繞射光柵之對準的方向上之步進以外(如上文所描述)，量測圖案化器件MA'及/或感測器裝置21亦可相對於彼此被掃描。可在平行於正被照明之繞射光柵之對準的方向上執行量測圖案化器件MA'及/或感測器裝置21之掃描。舉例而言，可在經圖案化區15a至15c之第一部分15a'至15c'被照明時在u方向上掃描量測圖案化器件MA'及/或感測器裝置21，且可在經圖案化區15a至15c之第二部分15a''至15c''被照明時在v方向上掃描量測圖案化器件MA'及/或感測器裝置21。量測圖案化器件MA'及/或感測器裝置21在平行於正被照明之繞射光柵之對準的方向上之掃描允許對跨整個該繞射光柵之量測進行平均化，藉此考量該繞射光柵在掃描方向上之任何變化。可在與上文所描述之量測圖案化器件MA'及/或感測器裝置21之步進不同的時間執行量測圖案化器件MA'及/或感測器裝置21之掃描。

應瞭解，可使用經圖案化區15a至15c及偵測器區25a至25c之多種不同配置以便判定由投影系統PS引起之像差。經圖案化區15a至15c及/或偵測器區25a至25c可包含繞射光柵。在一些實施例中，經圖案化區15a至15c及/或偵測器區25a至25c可包含除繞射光柵之外的組件。舉例而言，在一些實施例中，經圖案化區15a至15c及/或偵測器區可包含量測光束17a至17c之至少一部分可傳播通過之單一隙縫或銷孔開口。一般而言，經圖案化區及/或偵測器區可包含用以修改量測光束之任何配置。

控制器CN接收在感測器裝置21處進行之量測，且自該等量測判定由投影系統PS引起之像差。該控制器可經組態以控制量測系統10之一或多個組件。舉例而言，控制器CN可控制可操作以使感測器裝置21及/或量測圖案化器件MA'相對於彼此移動之定位裝置PW。控制器可控制用於調整投影系統PS之組件之調整構件PA。舉例而言，調整構件PA可調整投影系統PS之光學元件以便校正由投影系統PS引起且藉由控制器CN判定之像差。

在一些實施例中，控制器CN可為可操作的以控制用於調整支撐結構MT及/或基板台WT之調整構件PA。舉例而言，調整構件PA可調整支撐結構MT及/或基板台WT，以便校正由圖案化器件MA及/或基板W之置放誤差引起(且藉由控制器CN判定)的像差。

判定像差(其可由投影系統PS引起或由圖案化器件MA或基板W之置放誤差引起)可包含將由感測器裝置21進行之量測擬合至任尼克多項式以便獲得任尼克係數。不同任尼克係數可提供關於由投影系統PS引起的不同形式之像差之資訊。可在x及/或y方向上在不同位置處獨立判定任尼克係數。舉例而言，在圖2、圖3A及圖3B中所展示之實施例中，可針對各量測光束17a至17c判定任尼克係數。

在一些實施例中，量測圖案化器件MA'可包含多於三個經圖案化區，感測器裝置21可包含多於三個偵測器區，且可形成多於三個量測光束。此可允許在更多位置處判定任尼克係數。在一些實施例中，經圖案化區及偵測器區可在x方向及y方向兩者上在不同位置處分佈。此可允許在x方向及y方向兩者上分離之位置處判定任尼克係數。

儘管在圖2、圖3A及圖3B中所展示之實施例中，量測圖案化器件MA'包含三個經圖案化區15a至15c且感測器裝置21包含三個偵測器區25a至25c，但在其他實施例中，量測圖案化器件MA'可包含多於或少於三個經圖案化區15a至15c及/或感測器裝置21可包含多於或少於三個偵測器區25a至25c。

現在參考圖4描述用於判定由投影系統PS引起之像差的方法。

一般而言，量測圖案化器件MA'包含至少一個第一經圖案化區15a至15c，且感測器裝置21包含至少一個第二經圖案化區19a至19c。

圖4為可用以判定由投影系統PS引起之像差的量測系統30之示意性繪示。量測系統30可與圖2中所展示之量測系統10相同，然而，其可具有不同數目個第一經圖案化區(在量測圖案化器件MA'上)及第二經圖案化區(在感測器裝置21中)。因此，圖4中所展示之量測系統30可包括以上所描述的圖2中所展示之量測系統10之任何特徵，且此等特徵將不在下文中加以進一步描述。

在圖4中，僅單個第一經圖案化區31提供於量測圖案化器件MA'上，且單個第二經圖案化區32提供於感測器裝置21中。

用來自照明系統IL之輻射33輻照量測圖案化器件MA'。為了易於理解，在圖4中僅展示單個線(其可例如表示入射輻射光束之單個射線，例如主射線)。然而，應瞭解，輻射33將包含入射於量測圖案化器件MA'之第一經圖案化區31上的角度範圍。亦即，量測圖案化器件MA'之第一經圖案化區31上的各點可由光錐照明。一般而言，各點由實質上相同之角度範圍照明，此藉由照明系統IL (圖中未繪示)之光瞳平面中的輻射之強度特性化。

第一經圖案化區31經配置以接收輻射33且形成複數個第一繞射光束34、35、36。中心第一繞射光束35對應於第一經圖案化區31之0階繞射光束，且另外兩個第一繞射光束34、36對應於第一經圖案化區31之±1 ^st階繞射光束。應瞭解，一般而言將亦存在更多個較高階繞射光束。再次為了易於理解，在圖4中僅展示三個第一繞射光束34、35、36。

亦應瞭解，因為入射輻射33包含會聚於第一經圖案化區31上之點上的輻射錐，所以第一繞射光束34、35、36中之各者亦包含自第一經圖案化區31上之彼點發散的輻射錐。

為了達成第一繞射光束34、35、36之產生，第一經圖案化區31可呈繞射光柵之形式。舉例而言，第一經圖案化區31可大體上呈圖3A中所展示之經圖案化區15a的形式。特定言之，第一經圖案化區31之至少一部分可呈圖3A中所展示之經圖案化區15a之第一部分15a'的形式，亦即，平行於u方向對準之繞射光柵(應注意，圖4展示於z-v平面中)。因此，第一繞射光束34至36在剪切方向上分離，剪切方向係v方向。

第一繞射光束34至36至少部分地由投影系統PS捕捉，如現在描述。多少第一繞射光束34至36由投影系統PS捕捉將取決於：來自照明系統IL之入射輻射33之光瞳填充；第一繞射光束34至36之角分離度(其又取決於第一經圖案化區31之節距及輻射33之波長)；及投影系統PS之數值孔徑。

量測系統30可經配置以使得對應於0階繞射光束之第一繞射光束35實質上填充投影系統PS之數值孔徑，其可由投影系統PS之光瞳平面37的圓形區表示，且對應於±1 ^st階繞射光束之第一繞射光束34、36與對應於0階繞射光束之第一繞射光束35顯著重疊。藉由此配置，對應於0階繞射光束之實質上所有第一繞射光束35及對應於±1 ^st階繞射光束之大部分第一繞射光束34、36係由投影系統PS捕捉且投影至感測器裝置21上。(此外，藉由此配置，由第一經圖案化區31產生之大量繞射光束至少部分地投影至感測器裝置21上)。

第一經圖案化區31之作用係引入空間相干性，如現在論述。

一般而言，來自照明系統IL之以不同入射角入射於量測圖案化器件MA'之同一點上的輻射33之兩條射線並不相干。藉由接收輻射33且形成複數個第一繞射光束34、35、36，可認為第一經圖案化區31形成入射輻射錐33之複數個複本(該等複本具有大體不同的相位及強度)。在此等複本或第一繞射光束34、35、36中之任一者內，源自量測圖案化器件MA'上之同一點但在不同散射角度下的兩條輻射射線並不相干(歸因於照明系統IL之屬性)。然而，對於第一繞射光束34、35、36中之任一者內的給定輻射射線，在其他第一繞射光束34、35、36中之各者中存在與彼給定射線空間上相干的對應輻射射線。舉例而言，第一繞射光束34、35、36中之各者之主射線(其對應於入射輻射33之主射線)係相干的，且在組合之情況下在振幅位準下進行干涉。

此相干性由量測系統30利用以判定投影系統PS之像差映圖。

投影系統PS將第一繞射光束34、35、36之部分(其由投影系統之數值孔徑捕捉)投影至感測器裝置21上。

在圖4中，感測器裝置21包含單個第二圖案化區32。如下文進一步描述(參考圖5A至圖5C)，第二經圖案化區32經配置以自投影系統PS接收此等第一繞射光束34至36且自該等第一繞射光束中之各者形成複數個第二繞射光束。為了達成此情形，第二圖案化區32包含二維透射繞射光柵。在圖4中，由第二圖案化區32透射之所有輻射表示為單個箭頭38。此輻射38係由輻射偵測器23之偵測器區39接收且用以判定像差映圖。

入射於圖案化區32上之第一繞射光束34至36中之各者將繞射成複數個第二繞射光束。由於第二圖案化區32包含二維繞射光柵，因此自各入射第一繞射光束產生次級繞射光束之二維陣列(此等次級繞射光束之主射線在剪切方向(v方向)及與其垂直之方向(u方向)兩者上分離)。在下文中，在剪切方向(v方向)上係第n階且在非剪切方向(u方向)上係第m階之繞射階將被稱作第二經圖案化區32之第(n, m)繞射階。在下文中，在第二繞射光束在非剪切方向(u方向)上的階數並不重要的情況下，第二經圖案化區32之第(n, m)繞射階可被簡單地稱作n階第二繞射光束。

圖5A至圖5C展示由第一繞射光束34至36中之各者產生的第二繞射光束之集合。圖5A展示由第一繞射光束35產生之與第一經圖案化區31之0階繞射光束對應的第二繞射光束35a至35e之集合。圖5B展示由第一繞射光束36產生之與第一經圖案化區31之-1 ^st階繞射光束對應的第二繞射光束36a至36e之集合。圖5C展示由第一繞射光束34產生之與第一經圖案化區31之+1 ^st階繞射光束對應的第二繞射光束34a至34e之集合。

在圖5A中，第二繞射光束35a對應於0階繞射光束(屬於第二經圖案化區32，且在剪切方向上)，而第二繞射光束35b、35c對應於±1 ^st階繞射光束，且第二繞射光束35d、35e對應於±2 ^nd階繞射光束。應瞭解，圖5A至圖5C展示於v-z平面中，且所展示之第二繞射光束可例如對應於在非剪切方向(亦即，u方向)上之第二經圖案化區32之0階繞射光束。應進一步理解，將存在此等第二繞射光束之複數個複本，其表示在非剪切方向上之至圖5A至圖5C之頁面中或頁面外的較高階繞射光束。

在圖5B中，第二繞射光束36a對應於0階繞射光束(屬於第二經圖案化區32，且在剪切方向上)，而第二繞射光束36b、36c對應於±1 ^st階繞射光束，且第二繞射光束36d、36e對應於±2 ^nd階繞射光束。

在圖5C中，第二繞射光束34a對應於0階繞射光束(屬於第二經圖案化區32，且在剪切方向上)，而第二繞射光束34b、34c對應於±1 ^st階繞射光束，且第二繞射光束34d、34e對應於±2 ^nd階繞射光束。

自圖5A至圖5C可看到，若干第二繞射光束在空間上彼此重疊。舉例而言，對應於第二經圖案化區32之-1 ^st階繞射光束的第二繞射光束35b與對應於第二經圖案化區32之0階繞射光束的第二繞射光束36a重疊，該-1 ^st階繞射光束源自第一經圖案化區31之0階繞射光束35，該0階繞射光束源自第一經圖案化區31之-1 ^st階繞射光束36。圖4及圖5A至圖5C中之所有線可被認為表示源自來自照明系統IL之單個輸入射線33的單個輻射射線。因此，如上文所解釋，此等線表示在輻射偵測器23處空間上重疊之情況下將產生干涉圖案的空間上相干射線。此外，干涉處於已穿過投影系統PS之光瞳平面37之不同部分(其在剪切方向上分離)的射線之間。因此，源自單個輸入射線33之輻射的干涉取決於光瞳平面之兩個不同部分之間的相位差。

輻射偵測器23處之第二繞射光束的此空間重疊及空間相干性係藉由以下操作來達成：匹配第一經圖案化區31與第二經圖案化區32使得源自給定第一繞射光束之不同第二繞射光束之間的角分離度(在剪切方向上)與在不同第一繞射光束會聚於第二經圖案化區32上時該等不同第一繞射光束之間的角分離度(在剪切方向上)相同。輻射偵測器23處之第二繞射光束的此空間重疊及空間相干性係藉由在剪切方向上匹配第一經圖案化區31與第二經圖案化區32之節距來達成。應瞭解，在剪切方向上之第一經圖案化區31與第二經圖案化區32之節距的此匹配考量了由投影系統PS應用之任何縮減因數。如本文中所使用，在特定方向上之二維繞射光柵之節距被定義如下。

應瞭解，一維繞射光柵包含一系列線，該等線由在垂直於此等線之方向上之重複圖案(具有反射率或透射率之重複圖案)形成。在垂直於該等線之方向上，從中形成重複圖案之最小非重複區段被稱作單位胞元，且此單位胞元之長度被稱作一維繞射光柵之節距。一般而言，此一維繞射光柵將具有繞射圖案，使得入射輻射光束將經繞射以便形成成角度隔開(但潛在地空間上重疊)之繞射光束的一維陣列。第一經圖案化區31形成成角度隔開之第一繞射光束34至36的此一維陣列，該等第一繞射光束在剪切方向上偏移(成角度隔開)。

應瞭解，二維繞射光柵包含具有反射率或透射率之二維重複圖案。從中形成此重複圖案之最小非重複區段可被稱作單位胞元。單位胞元可為正方形，且此二維繞射光柵之基本節距可被定義為正方形單位胞元之長度。一般而言，此二維繞射光柵將具有繞射圖案，使得入射輻射光束將經繞射以便形成成角度隔開(但潛在地空間上重疊)之繞射光束的二維陣列。繞射光束之此二維(正方形)陣列的軸線平行於單位胞元之側。可藉由輻射之波長與光柵之節距的比率給出在此兩個方向上之鄰近繞射光束之間的角分離度。因此，節距愈小，鄰近繞射光束之間的角分離度愈大。

在一些實施例中，二維第二經圖案化區32之單位胞元的軸線可與如由第一經圖案化區31界定之剪切及非剪切方向成非零角度配置。舉例而言，二維第二經圖案化區32之單位胞元的軸線可與如由第一經圖案化區31界定之剪切及非剪切方向成45°配置。如先前所解釋，允許量測波前之輻射偵測器23處之第二繞射光束的重疊及空間相干性係藉由以下操作來達成：確保源自給定第一繞射光束之不同第二繞射光束之間的角分離度(在剪切方向上)與在不同第一繞射光束會聚於第二經圖案化區32上時該等不同第一繞射光束之間的角分離度(在剪切方向上)相同。對於二維第二經圖案化區32之單位胞元之軸線與剪切及非剪切方向成非零角度(例如，45°)配置的配置，如下界定偽單位胞元及偽節距可為有用的。偽單位胞元被界定為從中形成繞射光柵之重複圖案的最小非重複正方形，其經定向使得其側平行於剪切及非剪切方向(如由第一經圖案化區31界定)。偽節距可被界定為正方形偽單位胞元之長度。此可被稱作在剪切方向上之二維繞射光柵的節距。此偽節距應與第一經圖案化區31之節距(之整數倍或分數)匹配。

繞射光柵之繞射圖案可被認為形成成角度隔開(但潛在地空間上重疊)之偽繞射光束的二維陣列，偽繞射光束之此二維(正方形)陣列的軸線平行於偽單位胞元之側。由於此正方形並非單位胞元(關於從中形成繞射光柵之重複圖案的任何定向之最小正方形界定)，因此偽節距將大於節距(或基本節距)。因此，相比於繞射圖案中之鄰近繞射光束之間(在平行於單位胞元之側的方向上)存在的分離度，在繞射圖案中之鄰近偽繞射光束之間(在平行於偽單位胞元之側的方向上)存在的分離度將更小。可將此情形理解如下。偽繞射光束中之一些對應於繞射圖案中之繞射光束，且其他偽繞射光束係非實體的，且不表示由繞射光柵產生之繞射光束(且僅由於使用大於真單位胞元之偽單位胞元而出現)。

在考量由投影系統PS應用之任何縮減(或放大)因數的情況下，在剪切方向上之第二經圖案化區32的節距應為在剪切方向上之第一經圖案化區31之節距的整數倍，或在剪切方向上之第一經圖案化區31的節距應為在剪切方向上之第二經圖案化區32之節距的整數倍。在圖5A至圖5C中所展示之實例中，在剪切方向上之第一經圖案化區31與第二經圖案化區32的節距實質上相等(在考量到任何縮減因數的情況下)。

如自圖5A至圖5C可看到，輻射偵測器23之偵測器區39上的各點一般而言將接收相干地求和之若干貢獻。舉例而言，偵測器區39上的接收對應於第二經圖案化區32之-1 ^st階繞射光束(其源自第一經圖案化區31之0階繞射光束35)之第二繞射光束35b的點與以下兩者重疊：(a)對應於第二經圖案化區32的源自第一經圖案化區31之-1 ^st階繞射光束36之0階繞射光束的第二繞射光束36a；及(b)對應於第二經圖案化區32的源自第一經圖案化區31之+1 ^st階繞射光束34之-2 ^nd階繞射光束的第二繞射光束34d。應瞭解，當考量第一經圖案化區31之較高階繞射光束時，將存在更多的光束應在偵測器區39上之各點處相干地求和以便判定如由偵測器區39之彼部分(例如，感測元件之二維陣列中的對應像素)所量測之輻射之強度。

一般而言，複數個不同第二繞射光束貢獻於由偵測器區39之各部分所接收之輻射。來自此相干總和之輻射的強度由下式給出：

其中

為常數項(其等效於不同繞射光束之非相干總和)，總和係遍及所有對不同第二繞射光束，

為彼對第二繞射光束之干涉強度，且

為彼對第二繞射光束之間的相位差。

一對第二繞射光束之間的相位差

取決於兩個貢獻：(a)第一貢獻係關於該等第二繞射光束所源自的投影系統PS之光瞳平面37之不同部分；及(b)第二貢獻係關於該等第二繞射光束所源自的第一經圖案化區31及第二經圖案化區32中之各者之單位胞元內的位置。

此等貢獻中之第一者可被理解為起因於以下事實：不同相干輻射光束已穿過投影系統PS之不同部分，因此與希望判定之像差相關(事實上，其與像差映圖中在剪切方向上分離的兩個點之間的差相關)。

此等貢獻中之第二者可被理解為起因於以下事實：由入射於繞射光柵上之單個射線引起的多個輻射射線之相對相位將取決於該射線入射於彼光柵之單位胞元的哪一部分。因此，此並不含有與像差相關之資訊。如上文所解釋，在一些實施例中，量測圖案化器件MA'及/或感測器裝置21在剪切方向上依序經掃描及/或步進。此使得由輻射偵測器23接收到之所有對干涉輻射光束之間的相位差改變。當量測圖案化器件MA'及/或感測器裝置21在剪切方向上以等效於第一經圖案化區31與第二經圖案化區32之節距(在剪切方向上)之分數的量依序步進時，一般而言，第二繞射光束對之間的相位差將全部改變。若量測圖案化器件MA'及/或感測器裝置21在剪切方向上以等效於第一經圖案化區31與第二經圖案化區32之節距(在剪切方向上)之整數倍的量依序步進，則第二繞射光束對之間的相位差將保持不變。因此，當量測圖案化器件MA'及/或感測器裝置21在剪切方向上依序經掃描及/或步進時，由輻射偵測器23之各部分接收到的強度將會振盪。由輻射偵測器23量測的此振盪信號(其可被稱作相位步進信號)之第一諧波取決於由鄰近第一繞射光束34至36 (即，就階數而言相差±1之第一繞射光束)產生的對方程式(1)的貢獻。由就階數而言相差不同量的第一繞射光束產生的貢獻歸因於此類相位步進技術將貢獻於由輻射偵測器23判定之信號的較高階諧波。

舉例而言，在上文所論述之三個重疊第二繞射光束(35b、36a及34d)當中，此等繞射光束之三個可能對當中的僅兩對將貢獻於相位步進信號之第一諧波：(a)第二繞射光束35b與36a (其分別源自第一經圖案化區31之0階繞射光束35及-1 ^st階繞射光束36)；及(b)第二繞射光束35a與34d (其分別源自第一經圖案化區31之0階繞射光束35及+1 ^st階繞射光束34)。

各對第二繞射光束將產生屬於方程式(2)中所展示之形式的干涉項，其貢獻於相位步進信號之第一諧波，亦即具有以下形式之干涉項：

其中

係干涉項之振幅，

係第一經圖案化區31與第二經圖案化區32之節距(在剪切方向上)，

參數化在剪切方向上之第一經圖案化區31與第二經圖案化區32的相對位置，且

係投影系統PS之光瞳平面中之兩個位置處的像差映圖之值之間的差，該兩個位置對應於兩個第二繞射光束源自之位置。干涉項之振幅

與兩個第二繞射光束之複合散射效率的乘積成比例，如下文進一步論述。相位步進信號之第一諧波的頻率係由在剪切方向上之第一經圖案化區31與第二經圖案化區32之節距 p的逆給出。相位步進信號之相位係由

(投影系統PS之光瞳平面中之兩個位置處的像差映圖之值之間的差，該兩個位置對應於兩個第二繞射光束源自之位置)給出。

一對第二繞射光束之干涉強度

係與該兩個第二繞射光束之複合散射效率的乘積成比例，如現在論述。

一般而言，由繞射光柵產生之繞射光束的散射效率將取決於光柵之幾何結構。可經正規化成0階繞射光束之效率的此等繞射效率描述繞射光束之相對強度。如本文所使用，第二繞射光束之複合散射效率係由其源自之第一繞射光束之散射效率與其對應之第二經圖案化區32之繞射階的散射效率的乘積給出。

在圖3A至圖5C中所展示之實施例的以上描述中，其中圖3A中所展示之經圖案化區15a的第一部分15a'被照明，剪切方向對應於v方向且非剪切方向對應於u方向。應瞭解，當照明圖3A中所展示之經圖案化區15a的第二部分15a''時，剪切方向對應於u方向且非剪切方向對應於v方向。儘管在此等上述實施例中，u方向及v方向(其界定兩個剪切方向)兩者相對於微影裝置LA之x方向及y方向兩者成大致45°對準，但應瞭解，在替代實施例中，該兩個剪切方向可與微影裝置LA之x方向及y方向(其可對應於微影裝置LA之非掃描及掃描方向)成任何角度配置。一般而言，該兩個剪切方向將彼此垂直。在下文中，該兩個剪切方向將被稱作x方向及y方向。然而，應瞭解，此等剪切方向可相對於微影裝置LA之x方向及y方向兩者成任何角度配置。

圖6A展示呈圖3A中所展示之經圖案化區15a之第一部分15a'之形式的具有50%作用區間循環的第一經圖案化區31之散射效率。橫軸表示在剪切方向上之繞射階。圖6A中所展示之繞射效率經正規化成0階繞射光束之效率，使得0階繞射光束之效率係100%。在此幾何結構(50%作用區間循環)的情況下，偶數繞射階(除了0繞射階之外)之效率係零。±1 ^st階繞射光束之效率係63.7%。

圖6B展示呈圖3B中所展示之繞射光柵19a之形式(亦即，呈具有50%作用區間循環之棋盤格之形式)的第二經圖案化區32的散射效率。橫軸表示在剪切方向上之繞射階。豎軸表示在非剪切方向上之繞射階。圖6B中所展示之繞射效率經正規化成(0, 0)階繞射光束之效率，使得(0, 0)階繞射光束之效率係100%。

如上文所解釋，振盪相位步進信號之第一諧波僅取決於來自就階數而言相差±1之第一繞射光束的對方程式(1)的貢獻。如自圖6A可看到，在量測圖案化器件MA'上具有50%作用區間循環光柵的情況下，就階數而言相差±1之僅兩對第一繞射光束為0階光束與任一個±1 ^st階光束。此外，在第一經圖案化區31之此幾何結構之情況下，散射效率係對稱的使得±1 ^st階繞射光束之效率皆相同(63.7%)。因此，貢獻於振盪相位步進信號之第一諧波的所有對第二繞射光束之干涉強度

可經判定如下。圖6B中所展示之第二經圖案化區32之散射效率標繪圖的第二複本係由第一經圖案化區31之±1 ^st階繞射光束的散射效率進行加權，且接著與圖6B中所展示之第二經圖案化區32的散射效率標繪圖疊對，但在剪切方向上以(第一經圖案化區31之) 1對繞射階之分離度移位。此處，在剪切方向上之第一經圖案化區31與第二經圖案化區32之節距相等(在考量到由投影系統PS應用之任何縮減因數的情況下)，因此，在此實例中，第二經圖案化區32之散射效率標繪圖的第二複本在剪切方向上以第二經圖案化區31之1個繞射階移位。接著判定此兩個疊對散射效率標繪圖之散射效率的乘積。貢獻於振盪相位步進信號之第一諧波的所有對第二繞射光束之干涉強度

的此標繪圖展示於圖6C中。

應注意，圖6C中所展示之干涉強度

中之各者實際上表示兩對不同的第二繞射光束。舉例而言，圖6C中所展示之左側像素表示以下兩者：(a)第二繞射光束35a與34b之間的干涉及(b)第二繞射光束35b與36a之間的干涉。類似地，圖6C中所展示之右側像素表示以下兩者：(a)第二繞射光束35a與36c之間的干涉及(b)第二繞射光束35c與34a之間的干涉。一般而言，此映圖之各像素表示兩對第二繞射光束：(a)第一對第二繞射光束，其包括源自對應於第一圖案化器件31之0繞射階之第一繞射光束35的一個第二繞射光束，及源自對應於第一經圖案化區31之+1 ^st階繞射階之第一繞射光束34的另一第二繞射光束；及(b)第二對第二繞射光束，其包括源自對應於第一圖案化器件31之0繞射階之第一繞射光束35的一個第二繞射光束，及源自對應於第一經圖案化區31之-1 ^st階繞射階之第一繞射光束36的另一第二繞射光束。

一般而言，圖6C中所展示之干涉強度

中之各者表示兩對不同的第二繞射光束：(a)包含由第一繞射光束35 (其對應於第一經圖案化區31之0階繞射光束)產生之第n階第二繞射光束的一對；及(b)包含由第一繞射光束35產生之第(n+1)階第二繞射光束的另一對。因此，各干涉強度

可藉由第一繞射光束35之作出貢獻的兩個繞射階(第(n, m)及第(n+1, m))特性化，且可表示為

。在下文中，在明顯m=0或m之值不重要的情況下，此干涉強度可表示為

。

儘管圖6C中所展示之干涉強度

(或

)中之各者表示兩對不同的第二繞射光束，但圖6C中所展示之干涉強度

中之各者表示貢獻於振盪相位步進信號之第一諧波且在輻射偵測器23處與表示投影系統PS之數值孔徑之圓圈有不同重疊的第二繞射光束，如現在描述。

圖7A、圖7B及圖7C展示投影系統PS之光瞳平面37之部分，該部分對應於分別由第一繞射光束34、35、36填充之投影系統PS之數值孔徑。在圖7A、圖7B及圖7C中之各者中，投影系統PS之數值孔徑由圓圈40表示，且投影系統PS之光瞳平面37之由第一繞射光束34、35、36填充的部分分別由圖7A、圖7B及圖7C中之此圓圈40的陰影區展示。如自圖7B可看到，在所展示實例中，對應於0階繞射光束之中心第一繞射光束35實質上填滿投影系統PS之數值孔徑。如自圖7A及圖7C可看到，對應於第一經圖案化區31之±1 ^st階繞射光束的兩個第一繞射光束34、36中之各者已移位，使得其僅部分填充數值孔徑。應瞭解，第一階第一繞射光束34、36相對於數值孔徑之此移位實務上極小，且此處為了易於理解而已誇示。

圖8A至圖10C展示輻射偵測器23之由各種第二繞射光束填充的部分。在圖8A至圖10C中之各者中，投影系統PS之數值孔徑由圓圈40表示，且此圓圈之由第二繞射光束填充的部分由此圓圈40之陰影區展示。圖8A至圖8C展示圓圈40之由源自對應於第一經圖案化區31之0階繞射光束之第一繞射光束35的第(-1, 0)階繞射光束35b、第(0, 0)階繞射光束35a及第(1, 0)階繞射光束35c填充的部分。圖9A至圖9C展示圓圈40之由源自對應於第一經圖案化區31之1 ^st階繞射光束之第一繞射光束34的第(-1, 0)階繞射光束34b、第(0, 0)階繞射光束34a及第(1, 0)階繞射光束34c填充的部分。圖10A至圖10C展示圓圈40之由源自對應於第一經圖案化區31之-1 ^st階繞射光束之第一繞射光束36的第(-1, 0)階繞射光束36b、第(0, 0)階繞射光束36a及第(1, 0)階繞射光束36c填充的部分。

自圖8B、圖9A、圖8A及圖10B可看到，輻射偵測器之接收來自以下兩者之貢獻的區係圖11A中所展示之區41：(a)第二繞射光束35a與34b之間的干涉及(b)第二繞射光束35b與36a之間的干涉。類似地，自圖8B、圖10C、圖8C及圖9B可看到，輻射偵測器之接收來自以下兩者之貢獻的區係圖11B中所展示之區42：(a)第二繞射光束35a與36c之間的干涉及(b)第二繞射光束35c與34a之間的干涉。

一般而言，圖6C中所展示之干涉強度

中之各者可被認為表示由複數個干涉第二干涉光束形成的輻射光束，各個此輻射光束由在不同方向上傳播之複數個干涉第二干涉光束形成，使得在輻射偵測器23處各個此輻射光束與表示投影系統PS之數值孔徑之圓圈的重疊係不同的。

一般而言，第二繞射光束可被認為形成複數個輻射光束，各個此輻射光束係由干涉第二繞射光束之集合形成。各個此輻射光束在本文中可被稱作干涉光束。由複數個干涉第二干涉光束形成的各個此干涉光束可被認為在不同方向上傳播，使得在輻射偵測器23處之各干涉光束與表示投影系統PS之數值孔徑之圓圈的重疊係不同的。儘管該等干涉光束可被認為在不同方向上傳播且與表示投影系統PS之數值孔徑之圓圈有不同的重疊，但在輻射偵測器23處之該等不同干涉光束之間存在顯著重疊。圖6C中所展示之干涉強度

中的各者可被認為表示不同干涉光束(由複數個干涉第二干涉光束形成)。

如先前所描述，圖6C中所展示之干涉強度

(或

)中的各者表示兩對不同的第二繞射光束。然而，對於輻射偵測器上之給定位置，貢獻於第二繞射光束的此等對兩者包含源自投影系統PS之光瞳平面37中之相同兩個點的兩條干涉射線。特定言之，對於輻射偵測器上之位置(x, y) (此等座標對應於投影系統PS之光瞳平面37的座標，且x方向對應於剪切方向)，作出貢獻且具有干涉強度

之兩對干涉第二繞射光束各自包含源自光瞳平面37上之位置(x-ns, y-ms)之第二繞射光束的射線，及源自光瞳平面37中之位置(x-(n+1)s, y-ms)之第二繞射光束的射線，其中s係剪切距離。剪切距離s對應於在光瞳平面37中在鄰近第一繞射光束34至36之兩個相干射線之間的距離。因此，兩對貢獻第二繞射光束產生屬於表達式(3)之形式的干涉項，其中

係光瞳平面37中之此兩個位置處之像差映圖之值之間的差。

自圖6C可看到，在呈50%作用區間循環棋盤格形式之第二經圖案化區32的情況下，僅存在貢獻於相位步進信號之第一諧波的兩個第二繞射光束集合，該兩個第二繞射光束集合皆具有25.8%之干涉強度(

,

)。此係歸因於棋盤格幾何結構，如自圖6A中可看到，該棋盤格幾何結構產生繞射效率標繪圖，其中除在剪切方向上移動之第(-1, 0)、第(0, 0)及第(1, 0)階繞射光束之外，每隔一個繞射光束具有0%之繞射效率。亦即，除第(0, 0)繞射階之外，第(n, m)繞射階之光柵效率全部為零，其中n±m係偶數。由於此等光柵效率為零，因此除了干涉強度

及

之外，貢獻於相位步進信號之第一諧波的所有干涉強度皆為零。

輻射偵測器23之對應於投影系統PS之數值孔徑(在圖7A至圖11B中由圓圈40表示)的部分可被認為包含三個區段，各個區段係藉由貢獻於此等區段中之振盪相位步進信號之第一諧波的干涉光束來區分。此三個區段可被認為係：第一新月形區段，僅具有干涉強度

之干涉光束對該區段作出貢獻；第二新月形區段，僅具有干涉強度

之干涉光束對該區段作出貢獻；及中心部分，此等干涉光束兩者對該中心部分作出貢獻。第一新月形區段為圖11B中所展示之白色部分；第二新月形區段為圖11A中所展示之白色部分；且中心部分在該兩個區41、42之間重疊。作為兩個區41、42之間的重疊的中心部分可被稱作輻射偵測器23之三光束區。

對於圖11A及圖11B中所展示之兩個區41、42之間的重疊(此重疊區將形成針對小剪切角度之圓圈40的大部分)，振盪相位步進信號之第一諧波將與兩個餘弦的總和成比例(參看方程式(2)及表達式(3))：

其中第一餘弦具有光瞳平面中之第一兩個點之間的像差映圖之差，且第二餘弦具有光瞳平面中之第二兩個點之間的像差映圖之差(此處為了理解清楚起見已省略相位步進項)。特定言之，對於輻射偵測器上之給定位置(x, y) (x係指剪切方向)，第一兩個點包括光瞳平面中之對應點(x, y) (在方程式(4)中表示為

)，及在第一方向上沿著剪切方向以剪切距離移位的另一點(x-s, y) (在方程式(4)中表示為

)。類似地，第二兩個點包括光瞳平面中之對應點(x,y) (在方程式(4)中表示為

)，及在第二方向上沿著剪切方向以剪切距離移位的另一點(x+s, y) (在方程式(4)中表示為

)。

現有波前重建構技術利用以下事實：方程式(4)中之兩個干涉強度相等，使得兩個餘弦之此總和可使用三角恆等式重寫為在剪切方向上以剪切距離兩倍分離的兩個位置之間的像差映圖之差之一半的餘弦，亦即

，乘以針對小剪切距離大致為1的因數。因此，此類已知技術涉及藉由使相位步進信號(兩個區41、42之間的重疊內)之第一諧波的相位等於光瞳平面中之在剪切方向上按兩倍剪切距離分離之位置之間的像差映圖之差的一半來判定任尼克係數集合。視情況，在第一及第二新月形區段中，相位步進信號之第一諧波的相位可等於光瞳平面中之在剪切方向上以剪切距離分離之位置之間的像差映圖之差。然而，如上文所提及，由於圖11A及圖11B中所展示之兩個區41、42之間的重疊形成針對小剪切角度之大部分圓圈40，因此一些現有重建構演算法僅使用該兩個區41、42之間的重疊(且不使用輻射偵測器23之第一及第二新月形區段)。前已述及，像差映圖取決於任尼克係數(參看方程式(1))。此係首先針對第一剪切方向且接著隨後針對第二正交方向對於輻射感測器上之複數個位置(例如，在陣列中之複數個像素或個別感測元件處)來完成。同時對關於兩個剪切正交方向之此等約束進行求解以尋找任尼克係數集合。

如上文所論述，包含線性光柵之第一經圖案化區31與包含二維棋盤格之第二經圖案化區32的組合係有利的(此係由於僅兩個干涉光束貢獻於相位步進信號之第一諧波)。歸因於棋盤格之幾何結構，棋盤格光柵通常包含光學透射載體或支撐層。然而，EUV輻射係由大部分材料強吸收，因此對於EUV輻射不存在良好透射材料。此外，此透射載體在EUV微影系統之晶圓生產環境中並非有利的，此係由於透射載體在此環境中將會快速變得受污染。此將使透射載體對於EUV不透射。可僅藉由常規清潔動作解決之此類污染問題將影響系統可用性因此影響微影系統之產出量。出於上文所提及之原因，棋盤格光柵配置對於使用EUV輻射之微影系統而言難以實施。

出於此原因，用於EUV輻射之現有像差量測系統將使用圓形針孔陣列之幾何結構用作第二經圖案化器件32。圖12展示此光柵之單位胞元50，其具有50% (按面積)作用區間循環。單位胞元50包含設置於EUV吸收隔膜52中之圓形孔徑51。圓形孔徑51為表示EUV輻射透射通過的EUV吸收隔膜52中之空隙的貫穿孔徑。為了達成50% (按面積)作用區間循環，孔徑51之半徑

與光柵之節距

(亦即，鄰近孔徑之中心之間的距離)的比率藉由下式給出：

其為大致0.4。然而，此針孔陣列幾何結構(如圖12中所展示)產生貢獻於相位步進信號之第一諧波的非想要干涉光束，如現在參考圖13A至圖13B所論述。

圖13A展示呈圖3A中所展示之經圖案化區15a之第一部分15a'之形式的第一經圖案化區31之散射效率，該第一經圖案化區具有50%作用區間循環(具有與圖6A中所展示之幾何結構相同的幾何結構)。再次，繞射效率經正規化成0階繞射光束之效率，使得0階繞射光束之效率係100%。圖13B展示呈具有圖12中所展示之單位胞元50之針孔陣列形式的第二經圖案化區32之散射效率。圖13B中所展示之繞射效率經正規化成(0, 0)階繞射光束之效率，使得(0, 0)階繞射光束之效率係100%。

圖13C係貢獻於振盪相位步進信號之第一諧波的干涉光束之干涉強度

的標繪圖(此以與自圖6A及圖6B之散射效率建構圖6C類似的方式由圖13A及圖13B之散射效率建構)。

自圖13C可看到，在具有圖12中所展示之單位胞元50之第二經圖案化區32的情況下，除了兩個主要干涉光束(具有25.2%之干涉強度

、

)以外，亦存在具有小但非零干涉強度

之多個額外干涉光束。此外，干涉光束中之各者在輻射偵測器23處具有不同的重疊，其中輻射偵測器23之圓形部分對應於投影系統PS之數值孔徑，如現在參考圖14A及圖14B所論述。

圖14A為由具有如圖12中所展示之單位胞元50之第二經圖案化區32產生的21個第二繞射光束之表示。特定言之，此等繞射光束可被認為由此第二經圖案化區32產生且源自0階第一繞射光束35的第二繞射光束。圖14A展示此等第二繞射光束之繞射效率且此等繞射效率對應於圖13B中之點線內所含之繞射效率。實際上，圖13B中之點線對應於25個第二繞射光束，然而，此等繞射光束中之4個的繞射效率係可忽略的因此其尚未包括於圖14A上。另外，在圖14A中，圓形虛線指示輻射偵測器23上之對應於投影系統PS之數值孔徑的區。

圖14B為16個干涉光束之表示，該等干涉光束各自係藉由圖14A中所展示之第二繞射光束對與由此第二經圖案化區32產生且源自±1 ^st階第一繞射光束34、36之第二繞射光束的干涉而產生。圖14B展示此等干涉光束之干涉強度，且此等干涉強度對應於圖13C中之點線內所含之干涉強度。同樣地，圖13C中之點線實際上對應於20個不同的第二繞射光束，然而，此等繞射光束中之4個的干涉強度係可忽略的因此其尚未包括於圖14B上。另外，在圖14B中，圓形虛線指示輻射偵測器23上之對應於投影系統PS之數值孔徑的區。

自圖13C及圖14B可看到，在具有圖12中所展示之單位胞元50之第二經圖案化區32的情況下，除了兩個主要干涉光束(具有25.2%之干涉強度

、

)以外，亦存在具有小但非零干涉強度

之多個額外干涉光束。由於此等額外干涉光束之干涉強度並不相同，因此對於輻射偵測器23之多個干涉光束重疊的區，振盪相位步進信號之第一諧波將與複數個餘弦之加權和成比例(參見方程式(4))，該等餘弦具有不同權重。結果，無法使用三角恆等式來輕易組合該等餘弦。然而，由於額外干涉光束之干涉強度

係小的(相比於干涉強度

、

)，因此通常，用於EUV輻射之已知現有像差量測系統在波前重建構中忽略此等項(亦即，假定其係零)以尋找任尼克係數集合。

此假定影響波前量測之準確度。繼而，此對系統成像、疊對及焦點效能有負面影響。已設計本發明之實施例以至少部分地解決用於EUV輻射之像差量測系統的上述問題。

本發明之實施例係關於新的及替代性解決方案，其經提議以解決由存在額外干涉光束(除了具有干涉強度

、

之兩個主干涉光束以外)所引起的問題。特定言之，本發明之一些實施例係關於用作第二經圖案化區32之新及替代性二維繞射光柵。

已提議解決由存在額外干涉光束(除了兩個主干涉光束(具有干涉強度

、

)以外)引起之問題的一種解決方案為使用用於第二經圖案化區32之具有特定幾何結構的二維繞射光柵。

在第一實例中，建議對於第二經圖案化區32，使用正方形孔徑陣列(其中陣列之軸線相對於剪切方向旋轉45°之角度)。特定言之，先前已教示，正方形孔徑中之各者應具有為鄰近孔徑之中心之間的距離之一半的長度。已發現，此配置尤其有益，此係由於其可提供自支撐光柵，該自支撐光柵產生對相位步進信號之第一諧波之僅四個貢獻，該等貢獻皆具有相等強度。

在替代方案中，提議對於第二經圖案化區32，應使用具有大體上呈圖12中所展示之單位胞元50之形式的單位胞元之光柵，但其中孔徑51之半徑r與光柵之節距p (亦即，鄰近孔徑之中心之間的距離)之比率自方程式(5)給出的約0.4之標稱值變化。特定言之，建議針孔陣列之孔徑的直徑及間距經選擇為縮減顯著貢獻(例如，干涉強度高於臨限值)於相位步進信號之第一諧波的干涉光束之總數目。舉例而言，在對以上問題之一種已知解決方案中，提議應將圓形孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離之比率選擇為0.3或0.43，而非將圓形孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離之比率選擇為約0.4 (以達成按面積計50%之作用區間循環)。在第一實例中，選擇孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離之比率大致為0.3的光柵以抑制或最小化針孔光柵之(±2, 0)及(0, ±2)繞射階(其對於完美棋盤格光柵皆為零)。已發現，此比率有益於像差映圖之重建構(相對於約0.4之標稱值)。在第二實例中，選擇孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離之比率大致為0.43的光柵以抑制或最小化(±1, ±1)繞射階(其對於完美棋盤格光柵皆為零)。再次，已發現，此比率有益於像差映圖之重建構(相對於約0.4之標稱值)。

具有大體上呈圖12中所展示之單位胞元50之形式的單位胞元之光柵可被稱作針孔陣列。

與此等教示內容相反，本發明之發明人已發現可選擇較佳針孔陣列幾何結構。特定言之，儘管需要縮減對相位步進信號之第一諧波的貢獻之數目，但本發明人已發現，基於重建構演算法之增益及串擾誤差來選擇晶圓位階光柵(亦即，第二經圖案化區32)之幾何結構係較佳的，如現在論述。

本發明人已意識到，可以以下方式較佳地控制像差映圖重建構中之誤差。波前像差映圖表示接近投影系統之影像平面中之點的光之波前自球形波前之失真，且可經表示為任尼克多項式之線性組合(參見方程式(1))。有可能將純任尼克波前像差映圖(例如

之集合使得

(其中

)及

(其中

)。

自1之任何變化可被稱作增益誤差。此外，

自0之任何變化(其中

)可被稱作串擾誤差。

一般而言，若投影系統具有可由任尼克係數之向量

描述之像差映圖，則藉由重建構演算法重建構之任尼克係數之向量

可由下式給出：

其中M為含有重建構之增益誤差及串擾誤差之矩陣。特定言之，矩陣M之對角線元素應理想地為1且非對角線元素為串擾誤差(且應理想地為零)。因此，理想上，矩陣M應為單位矩陣，其將表示完美重建構。誤差矩陣E可由下式定義：

其中I為單位矩陣。矩陣E之對角線元素為增益誤差(且應理想地為零)且非對角線元素為串擾誤差(且應理想地為零)。矩陣E因此表示用於評估像差映圖重建構中之誤差之良好優值，如現在論述。

自2維模擬已發現，對於使用倍縮光罩位階(亦即，第一經圖案化區31)處之具有50%之作用區間循環的一維繞射光柵及晶圓位階處之針孔陣列光柵的像差映圖量測系統，可使用約為0.36的圓形針孔孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離的比率，來獲得大約為原先1/2的增益誤差及串擾誤差之全局縮減(相對於為0.4之標稱值)。此外，自此2維模擬已發現，增益誤差及串擾誤差之全局縮減亦相對於先前建議之經最佳化值0.3來達成。現在參考圖15A至圖20E論述此情形。

圖15A至圖15D展示如由方程式(7)定義之誤差矩陣E之元素作為百分比誤差的標繪圖。在圖15A至圖15D中，實際任尼克係數

對應於標註為

之軸線，且經重建構任尼克係數

對應於標註為

之軸線。圖15A及圖15B展示針對節距為255 nm之光柵之前25個任尼克係數的誤差矩陣E，而圖15C及圖15D展示針對節距為1414 nm之光柵之前25個任尼克係數的誤差矩陣E。圖15A及圖15C表示用於棋盤格光柵之誤差矩陣E，而圖15B及圖15D表示用於具有約0.4之半徑與節距之標稱比率(參見方程式5)的針孔光柵之誤差矩陣E。自圖15A至圖15D可見，棋盤格光柵之誤差矩陣(參見圖15A及圖15C)非常小，而具有半徑與節距之標稱比率的針孔陣列之誤差矩陣之至少一些元素(參見圖15B及圖15D)顯著較大。

圖16A至圖16D展示針對前25個任尼克係數及針對具有255 nm節距之光柵的如由方程式(7)所定義之誤差矩陣E之元素作為百分比誤差的標繪圖。在圖16A至圖16D中，實際任尼克係數

對應於標註為

之軸線，且經重建構任尼克係數

對應於標註為

之軸線。圖16A至圖16D中之各者表示針對具有半徑與節距之不同比率之針孔光柵的誤差矩陣E。特定言之，圖16A表示具有約0.4之半徑與節距之標稱比率(因此相同於圖15B)的針孔光柵；圖16B表示具有半徑與節距之標稱比率0.95倍的針孔光柵；圖16C表示具有半徑與節距之標稱比率0.9倍的針孔光柵；且圖16D表示具有半徑與節距之標稱比率0.8倍的針孔光柵。自圖16A至圖16D可看到，誤差矩陣E之元素針對具有半徑與節距之標稱比率0.9倍的針孔光柵通常最小。

圖17A至圖17F展示針對前100個任尼克係數及針對具有1414 nm節距之光柵的如由方程式(7)所定義之誤差矩陣E之元素作為百分比誤差的標繪圖。圖17A至圖17F中之各者表示針對具有半徑與節距之不同比率之針孔光柵的誤差矩陣E。特定言之，圖17A表示具有約0.4之半徑與節距之標稱比率的針孔光柵(因此為圖15D中所展示之矩陣之放大視圖)；圖17B表示具有半徑與節距之標稱比率0.92倍的針孔光柵；圖17C表示具有半徑與節距之標稱比率0.9倍的針孔光柵；圖17D表示具有半徑與節距之標稱比率0.88倍的針孔光柵；圖17E表示具有半徑與節距之標稱比率0.86倍的針孔光柵；且圖17F表示具有半徑與節距之標稱比率0.84倍的針孔光柵。自圖17A至圖17F可看到，對於具有半徑與節距之標稱比率0.88倍至0.92倍的針孔光柵，誤差矩陣E之元素通常最小，其中具有半徑與節距之標稱比率0.9倍的針孔光柵相比於具有半徑與節距之標稱比率的針孔光柵提供顯著改良。

圖18展示針對前100個任尼克係數及針對半徑與節距之不同比率範圍的具有1414 nm之節距的光柵之增益誤差(亦即，如由方程式(7)所定義之誤差矩陣E之對角線元素)作為百分比誤差。特定言之，圖18展示針對圖17A至圖17F中所展示之半徑與節距之不同比率的增益誤差(亦即，圖18表示圖17A至圖17F中所展示之所有誤差矩陣E之對角線元素)。自圖18可看到，對於具有半徑與節距之標稱比率0.88倍至0.92倍的針孔光柵，增益誤差通常最小，其中具有半徑與節距之標稱比率0.9倍的針孔光柵相比於具有半徑與節距之標稱比率的針孔光柵提供顯著改良。

經重建構像差映圖中之實際誤差取決於重建構誤差(亦即，增益誤差及串擾誤差)及由正被分析之投影系統PS經歷之像差兩者。因此，可需要以其他元素稍微較大為代價而最小化誤差矩陣E之特定元素。舉例而言，對於傾向於出現相對較大

像差及相對較低

像差之增益誤差及串擾誤差，即使在針對

像差之增益誤差及串擾誤差增加的情況下亦如此。可特別需要在特別注意前n個任尼克階的情況下最佳化針孔陣列之半徑與節距之比率的值。舉例而言，可特別需要在特別注意前25個任尼克階的情況下最佳化針孔陣列之半徑與節距之比率的值。

圖19A及圖19B展示針對前25個任尼克係數及針對具有1414 nm節距之光柵的如由方程式(7)所定義之誤差矩陣E之元素作為百分比誤差的標繪圖。圖19A表示針對具有約0.4之半徑與節距之標稱比率的針孔光柵之誤差矩陣E (因此為圖17A之放大部分)；且圖19B表示針對具有半徑與節距之標稱比率0.9倍的針孔光柵之誤差矩陣E (因此為圖17C之放大部分)。自圖19A及圖19B可看到，針對前25個任尼克階，具有半徑與節距之標稱比率0.9倍的針孔光柵(參見圖19B)相比於具有半徑與節距之標稱比率的針孔光柵提供增益及串擾誤差的顯著縮減。

在一些實施例中，圓形孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離的比率接近一最佳值，該最佳值導致增益及串擾誤差之最小化。視情況，此最佳化可針對繞射光柵作為用於判定投影系統之像差映圖之相位步進量測系統的晶圓位階圖案化器件(亦即，作為第二經圖案化區32)，與包含具有50%作用區間循環之一維繞射光柵的倍縮光罩位階圖案化器件(亦即，第一經圖案化區31)組合使用的情形。該相位步進量測系統之重建構演算法可假定該光柵呈棋盤格光柵之形式。

在一些實施例中，針孔陣列具有介於0.36與0.38之間的圓形孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離的比率。在一些實施例中，針孔陣列具有介於0.35與0.37之間的圓形孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離的比率。在一些實施例中，針孔陣列具有大致為0.36的圓形孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離的比率。

第一，經重建構像差映圖中之實際誤差取決於重建構誤差(亦即，增益誤差及串擾誤差)及由正被分析之投影系統PS經歷之像差兩者。舉例而言，對於傾向於出現相對較大

像差及相對較低

像差之增益誤差及串擾誤差，即使在針對

像差之增益誤差及串擾誤差增加的情況下亦如此。

現在參考圖20A至圖20E論述可被考慮用於選擇圓形孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離之合適比率的另一類型之最佳化。圖20A至圖20E中之各者展示針對第二經圖案化區32之繞射光柵之不同幾何結構的干涉光束映圖。

現在論述干涉光束映圖之定義及其可如何判定。

在量測平面中界定干涉光束映圖。量測平面可對應於相位步進量測系統之輻射偵測器23之平面。特定言之，其係針對在以下兩者之間在此量測平面中之重疊而界定：由來自倍縮光罩位階圖案化器件(亦即，第一經圖案化區31)之0階繞射光束35照明繞射光柵產生的第一與第二繞射光束，該第一繞射光束係在剪切方向上之+1 ^st階繞射光束及在非剪切方向上之0階繞射光束，且該第二繞射光束係在剪切方向上之-1 ^st階繞射光束及在非剪切方向上之0階繞射光束。

應瞭解，中心第一繞射光束35 (其對應於第一經圖案化區31之0階繞射光束)大體上遠心地照明第二經圖案化區32。應瞭解，如此處所使用，物件之遠心照明意欲意謂入射於物件上之輻射的能量質心大體上垂直於物件之平面。舉例而言，入射輻射可通常呈會聚輻射錐之形式，且彼錐之軸線可大體上垂直於物件之平面。相比之下，第一繞射光束34、36 (其對應於第一經圖案化區31之±1 ^st階繞射光束)非遠心地照明第二經圖案化區32。

由於中心第一繞射光束35大體上遠心地照明第二經圖案化區32，因此兩個第二繞射光束35b、35c (其對應於±1 ^st階繞射光束)可被認為將藉由遠心照明形成之第一及第二繞射光束。第一繞射光束係在剪切方向上之+1 ^st階繞射光束及在非剪切方向上之0階繞射光束，且第二繞射光束係在剪切方向上之-1 ^st階繞射光束及在非剪切方向上之0階繞射光束。

此等第一與第二繞射光束之間在此量測平面中的重疊對應於輻射偵測器23之中心部分，具有干涉強度

之干涉光束及具有干涉強度

之干涉光束兩者貢獻於該中心部分。亦即，此等第一與第二繞射光束之間在此量測平面中的重疊對應於圖11A及圖11B中所展示之兩個區41、42之間的重疊。

量測平面中之給定位置處的干涉光束映圖之值係由來自貢獻於振盪相位步進信號之第一諧波且與量測平面中之彼位置重疊的所有干涉光束之貢獻之總和的量值給出，如現在所論述。特定言之，干涉光束映圖係由來自當發生以下情形時貢獻於振盪相位步進信號之第一諧波的所有干涉光束之貢獻之總和的量值給出：繞射光柵作為用於判定投影系統之像差映圖之相位步進量測系統的晶圓位階圖案化器件(亦即，作為第二經圖案化區32)，與包含具有50%作用區間循環之一維繞射光柵的倍縮光罩位階圖案化器件(亦即，第一經圖案化區31)組合使用。

一般而言，對於輻射偵測器23之給定區，多個干涉光束重疊因此振盪相位步進信號之第一諧波將與複數個餘弦之加權和成比例(參見方程式(4))，該等餘弦具有不同權重。此等餘弦中之各者對第一經圖案化區31與第二經圖案化區32在剪切方向上之相對位置有相同的依賴性(參見方程式(3)，其中v參數化第一經圖案化區31與第二經圖案化區32在剪切方向上之相對位置)，因此可組合為複數個相量之相加，如現在所解釋。

特定言之，用於輻射偵測器23上之給定位置(例如，給定感測元件或像素)之相位步進信號的第一諧波可書寫為：

其中

及

分別為相位步進信號之第一諧波的振幅及相位，總和係遍及與輻射偵測器23上之此位置重疊且貢獻於振盪相位步進信號之第一諧波的所有干涉光束，

為第i個干涉光束之干涉強度，且

為投影系統PS之光瞳平面中之兩個位置處的像差映圖之值之間的差，該兩個位置對應於貢獻於第i個干涉光束之兩個第二繞射光束所源自的位置。儘管

為相位步進信號之第一諧波的振幅，但其可替代地被稱作調變。

干涉映圖為將由具有零像差之完美系統產生的相位步進信號之第一諧波之振幅

的映圖。應瞭解，一般而言，在量測平面中之給定位置處的相位步進信號之第一諧波的振幅

將取決於一組干涉強度

及貢獻於振盪相位步進信號之第一諧波且與方程式(8)中之量測平面中之彼位置重疊的所有干涉光束之一組差值

。

當棋盤格光柵用作用於判定像差映圖之相位步進量測系統之晶圓位階圖案化器件時，對應於第一繞射光束與第二繞射光束之間在量測平面中之重疊的區中之干涉光束映圖係均一的。此係因為橫跨量測平面之整個此區，確切地存在貢獻於振盪相位步進信號之第一諧波之兩個繞射光束，且此等繞射光束具有相等干涉強度(干涉光束具有干涉強度

且干涉光束具有干涉強度

)。圖20A展示正用作第二經圖案化區32之棋盤格光柵的干涉光束映圖。

然而，當將針孔陣列幾何結構用於晶圓位階圖案化器件時，此產生貢獻於相位步進信號之第一諧波的非想要干涉光束。特定言之，除了在運用棋盤格光柵的情況下存在之兩個貢獻以外，在輻射偵測器23處亦存在具有小但非零強度的大量額外干涉光束。可例如藉由尋找在輻射偵測器23上之各個點處將由無像差引起的相位步進信號之第一諧波之量值而形成干涉光束映圖。應瞭解，此可藉由組合圖14B中所展示之所有貢獻來發現，如上文參考方程式(8)所論述。由於此等貢獻中之各者在量測平面中具有不同位置，因此一般而言，干涉光束映圖將存在一些變化(此係由於一般而言，不同位置將對振盪相位步進信號之第一諧波有不同的貢獻)。此外，一般而言，額外非想要干涉光束可增加或減小相位步進信號之第一諧波之量值。

圖20B展示正用作第二經圖案化區32之針孔陣列的干涉光束映圖，光柵具有為255 nm之節距及約0.4的半徑與節距之標稱比率。圖20C展示正用作第二經圖案化區32之針孔陣列的干涉光束映圖，光柵具有為255 nm之節距且具有0.9倍的半徑與節距之標稱比率(亦即，半徑與節距的比率約為0.36)。圖20D展示正用作第二經圖案化區32之針孔陣列的干涉光束映圖，光柵具有為255 nm之節距且具有1.08倍的半徑與節距之標稱比率(亦即，半徑與節距的比率約為0.43)。圖20E展示正用作第二經圖案化區32之針孔陣列的干涉光束映圖，光柵具有為255 nm之節距且具有0.75倍的半徑與節距之標稱比率(亦即，半徑與節距的比率約為0.3)。

如上文所解釋，一般而言，振盪相位步進信號之第一諧波僅取決於來自就階數而言相差±1的第一繞射光束(亦即，由倍縮光罩位階圖案化器件形成之繞射光束，亦即第一經圖案化區31)之貢獻。在包含具有50%作用區間循環之一維繞射光柵的倍縮光罩位階圖案化器件(亦即，第一經圖案化區31)之情況下，就階數而言像差±1的僅兩對第一繞射光束為0階光束與任一個±1 ^st階光束。

可判定貢獻於振盪相位步進信號之第一諧波的此類干涉光束之干涉強度，如上文參考圖6C及圖13C所解釋。

在一些實施例中，圓形孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離之比率經選擇為接近一最佳值，該最佳值導致對應於在以下兩者之間在量測平面中之重疊的區中之干涉光束映圖之變化的最小化：由來自倍縮光罩位階圖案化器件(亦即，第一經圖案化區31)之0階繞射光束35照明繞射光柵產生的第一與第二繞射光束，該第一繞射光束係在剪切方向上之+1 ^st階繞射光束及在非剪切方向上之0階繞射光束，且該第二繞射光束係在剪切方向上之-1 ^st階繞射光束及在非剪切方向上之0階繞射光束。

自圖20B至圖20E可看到，對於具有255 nm之節距之針孔陣列，針對0.9倍的半徑與節距之標稱比率(亦即，半徑與節距之比率約為0.36；參見圖20C)的干涉光束映圖相對於以下各者縮減了干涉光束映圖之變化：半徑與節距之標稱比率(亦即，半徑與節距之比率約為0.4；參見圖20B)；1.08倍的半徑與節距之標稱比率(亦即，半徑與節距之比率約為0.43；參見圖20D)；0.75倍的半徑與節距之標稱比率(亦即，半徑與節距之比率約為0.3；參見圖20E)。

本發明之一些實施例係關於一種設計用於判定投影系統之像差映圖之相位步進量測系統的繞射光柵之方法，其中該繞射光柵係針孔陣列，該方法包含：選擇實質上最小化像差映圖之重建構中之誤差的圓形孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離的比率之值。

在一些實施例中，圓形孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離之比率可經選擇為在繞射光柵用作用於判定投影系統之像差映圖之相位步進量測系統的晶圓位階圖案化器件(亦即，第二經圖案化區32)時實質上最小化增益及串擾誤差。舉例而言，此最小化可在與包含具有50%作用區間循環之一維繞射光柵的倍縮光罩位階圖案化器件(亦即，第一經圖案化區31)組合使用時進行。舉例而言，該相位步進量測系統之重建構演算法可假定該光柵呈棋盤格光柵之形式。

在一些實施例中，圓形孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離之比率經選擇為實質上最小化一區中之干涉光束映圖之變化，該區對應於在以下兩者之間在量測平面中之重疊：由來自倍縮光罩位階圖案化器件(亦即，第一經圖案化區31)之0階繞射光束35照明繞射光柵產生的第一與第二繞射光束，該第一繞射光束係在剪切方向上之+1 ^st階繞射光束及在非剪切方向上之0階繞射光束，且該第二繞射光束係在剪切方向上之-1 ^st階繞射光束及在非剪切方向上之0階繞射光束；且其中量測平面中之給定位置處的干涉光束映圖之值係由當發生以下情形時貢獻於振盪相位步進信號之第一諧波且在量測平面中具有不同重疊的所有干涉光束之干涉強度之總和給出：繞射光柵作為用於判定投影系統之像差映圖之相位步進量測系統的晶圓位階圖案化器件，與包含具有50%作用區間循環之一維繞射光柵且與量測平面中之彼位置重疊的倍縮光罩位階圖案化器件組合使用。

本發明之一些實施例係關於一種具有大體上呈圖12中所展示之單位胞元50形式之單位胞元的繞射光柵，但其中圓形貫穿孔徑51經分佈使得鄰近孔徑之中心之間的距離跨整個繞射光柵係非均一的且發生變化。

如圖21A中所展示，通常繞射光柵包含複數個孔徑51，該複數個孔徑經分佈使得鄰近孔徑51之中心之間的距離跨整個繞射光柵係均一的。此係藉由配置孔徑51使得圓形貫穿孔徑51中之各者的中心與位置62之正方形陣列中之一者重合來達成。相比之下，如圖21B中所展示，根據一些實施例之繞射光柵係藉由配置孔徑51使得圓形貫穿孔徑51中之各者之中心64接近於位置62之正方形陣列中之一者，但自位置62之正方形陣列中之該一者偏移達跨整個繞射光柵而變化的一量來形成。

鄰近孔徑51之中心之間的距離可被稱作繞射光柵之局部節距。本發明人已意識到，藉由引入局部節距變化，繞射光柵變更繞射圖案。特定言之，本發明人已意識到，相比於抑制較低階繞射光束，此局部節距變化會更多地抑制較高階繞射光束。繼而，有利地，此情形縮減當使用二維棋盤格光柵時不存在的貢獻於相位步進信號之第一諧波的額外干涉光束之影響的效應(參見例如圖14B及隨附描述)。

自模擬已發現，對於使用倍縮光罩位階(亦即，第一經圖案化區31)處之具有50%之作用區間循環的一維繞射光柵及晶圓位階處之針孔陣列光柵的像差映圖量測系統，可使用跨整個光柵之隨機化節距變化來獲得大約為原先1/2的增益誤差及串擾誤差之全局縮減。

跨整個繞射光柵的鄰近孔徑51之中心64之間的距離可為隨機或偽隨機的。

可需要增加局部節距之變化以便增加較高階繞射光束之抑制。然而，可強加最大局部節距變化使得繞射光柵並不破裂且可足夠張緊以縮減在使用期間光柵之下垂而不破裂。舉例而言，可需要確保在鄰近孔徑之間將存在至少最小距離。應瞭解，最大局部節距變化可取決於圓形孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的標稱距離之比率。舉例而言，對於不具有節距變化的具有等於約為0.4之標稱值的圓形孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的標稱距離之比率(參見方程式(5))的針孔陣列，兩個鄰近孔徑之間的最小距離為節距的約0.2倍。若引入為標稱節距±10 %的跨整個繞射光柵的鄰近孔徑之中心64之間的距離之變化，則兩個鄰近孔徑之間的最小距離可在約0至約0.4之範圍內。

在一些實施例中，跨整個繞射光柵的鄰近孔徑之中心64之間的距離之變化可介於標稱距離±小於10 %之間。在一些實施例中，跨整個繞射光柵的鄰近孔徑之中心之間的距離之變化可介於標稱距離±5 %之間。亦即，局部節距可在標稱節距的95%與105%之間變化。

在一些實施例中，跨整個繞射光柵的鄰近孔徑51之中心64之間的距離之分佈在較低值與較高值之間大體上係均一的。舉例而言，對於鄰近孔徑之中心之間的距離跨整個繞射光柵之隨機變化介於標稱距離±5 %之間，較低值可為標稱節距的95%且較高值可為標稱節距的105%。圖22中展示跨整個繞射光柵的鄰近孔徑51之中心64之間的距離之此分佈70的實例。

在一些實施例中，孔徑51中之各者自標稱位置62之偏移之分佈在較低值與較高值之間大體上係均一的。

在一些實施例中，孔徑51中之各者在繞射光柵之軸線之方向上自標稱位置62之偏移的分佈在較低值與較高值之間大體上係均一的。

舉例而言，孔徑51可經配置以使得圓形貫穿孔徑51中之各者的中心接近於位置62之正方形陣列中之一者且自位置62之正方形陣列中之該一者偏移跨整個繞射光柵而變化的一量。繞射光柵之軸線可為位置之該正方形陣列之軸線。繞射光柵之軸線可被稱作x方向及y方向。

舉例而言，在x方向上自標稱位置之偏移Δx之分佈可為均一的，且在y方向上自標稱位置之偏移Δy之分佈可為均一的。

本發明之一些實施例係關於設計用於判定投影系統之像差映圖之相位步進量測系統的繞射光柵之方法，其中該繞射光柵為圖21B中所展示及上文所描述之類型的針孔陣列。

該方法可包含選擇在隔膜上之位置62之正方形陣列。該正方形陣列中之鄰近位置可在平行於該正方形陣列之軸線的兩個方向上以標稱節距

分離。該方法可進一步包含選擇接近於位置62之正方形陣列中之各者但自其偏移如下的孔徑51之位置。特定言之，對於位置62之正方形陣列中之各者，在

之間的第一隨機或偽隨機數

及在

之間的第二隨機或偽隨機數

。舉例而言，

及

兩者可等於標稱節距之設定分數，例如

。各孔徑51之位置接近於位置62正方形陣列中之一者，且經選擇以使得孔徑之中心自正方形陣列中之彼位置偏移達與正方形陣列之軸線中之一第一軸線平行的距離

及與正方形陣列之軸線之一第一軸線平行的距離

。

圖23A至圖23D展示針對前25個任尼克係數及針對具有255 nm標稱節距之光柵的如由方程式(7)所定義之誤差矩陣E之元素作為百分比誤差的標繪圖。在圖23A至圖23D中，實際任尼克係數

對應於標註為

之軸線，且經重建構任尼克係數

對應於標註為

之軸線。圖23A至圖23C中之各者表示針對具有等於約為0.4之標稱值的孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的標稱距離之比率且具有不同局部節距變化的針孔光柵之誤差矩陣E。特定言之，圖23A表示具有標稱節距0.1倍的局部節距變化之針孔光柵；圖23B表示具有標稱節距0.2倍的局部節距變化之針孔光柵；且圖23C表示具有標稱節距0.3倍的局部節距變化之針孔光柵。圖23D表示針對具有等於標稱值0.9倍(亦即，約0.36)的孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的標稱距離之比率且具有標稱節距0.1倍的不同局部節距變化的針孔光柵之誤差矩陣E。自圖23A至圖23D可看到，誤差矩陣E之元素隨著局部節距變化增加而減小。此外，自圖23D可看到，此局部節距變化可與孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的標稱距離的最佳化比率(例如約0.36)組合以進一步縮減誤差矩陣E之元素(例如藉由比較圖16A、圖16C及圖23D)。

自圖24A至圖24D之考慮可看到，可藉由共同最佳化：(a)針孔陣列之標稱節距；及(b)之局部節距變化而達成此額外益處。

圖24A至圖24D展示針對前25個任尼克係數及針對具有1414 nm標稱節距之光柵的如由方程式(7)所定義之誤差矩陣E之元素作為百分比誤差的標繪圖。在圖24A至圖24D中，實際任尼克係數

對應於標註為

之軸線，且經重建構任尼克係數

對應於標註為

之軸線。圖24A表示針對具有等於約為0.4之標稱值的孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的標稱距離之比率且不具有局部節距變化的針孔光柵之誤差矩陣E (因此相同於圖19A)。圖24B表示針對具有等於標稱值0.9倍(亦即，約0.36之比率)的孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的標稱距離之比率且不具有局部節距變化的針孔光柵之誤差矩陣E (因此相同於圖19B)。

圖24C及圖24D中之各者表示針對具有等於標稱值0.9倍(亦即，約0.36之比率)的孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的標稱距離之比率且具有不同局部節距變化的針孔光柵之誤差矩陣E。特定言之，圖24C表示具有標稱節距0.1倍之局部節距變化的針孔光柵；且圖24D表示具有標稱節距0.2倍之局部節距變化的針孔光柵。

在一些實施例中，以上所論述之繞射光柵可為自支撐的。在使用中，繞射光柵可具備用於吸收層之支撐件。支撐件可僅接觸吸收層之周邊部分。亦即，該支撐件可呈框架之形式，且該支撐件不鄰近於吸收層之中心部分。運用此配置，在吸收層之中心部分中，吸收層可被認為係自支撐的。為達成此情形，吸收層可在支撐件上張緊(例如，使得其保持大體上平坦)。

在一些實施例中，在以上所論述之繞射光柵中，基板(其中形成孔徑)包含輻射吸收層。舉例而言，輻射吸收層可由諸如鉻(Cr)、鎳(Ni)、鈷(Co)或鋁(Al)之金屬形成。

在一些實施例中，在以上所論述之繞射光柵中，基板(其中形成孔徑)進一步包含支撐層。貫穿孔徑可延伸通過支撐層及輻射吸收層兩者。支撐層可例如由SiN形成。

儘管上述實施例使用相位步進信號之第一諧波，但應瞭解，在替代實施例中，可替代地使用相位步進信號之較高階諧波。

儘管上述實施例使用包含具有50%作用區間循環之一維繞射光柵31的第一經圖案化區31，但應瞭解，在替代實施例中，其他第一經圖案化區31可使用不同幾何結構。舉例而言，在一些實施例中，第一經圖案化區31可包含具有50%作用區間循環之二維棋盤格繞射光柵。

儘管可在本文中特定地參考在IC製造中微影裝置之使用，但應理解，本文中所描述之微影裝置可具有其他應用。可能之其他應用包括製造整合式光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測、平板顯示器、液晶顯示器(LCD)、薄膜磁頭等。

儘管可在本文中特定地參考在微影裝置之內容背景中之本發明之實施例，但本發明之實施例可用於其他裝置中。本發明之實施例可形成遮罩檢測裝置、度量衡裝置或量測或處理諸如晶圓(或其他基板)或遮罩(或其他圖案化器件)之物件之任何裝置之部分。此等裝置通常可被稱作微影工具。此微影工具可使用真空條件或環境(非真空)條件。

在內容背景允許的情況下，本發明之實施例可以硬體、韌體、軟體或其任何組合來實施。本發明之實施例亦可被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以可由機器(例如計算器件)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)；磁性儲存媒體；光學儲存媒體；快閃記憶體器件；電形式、光形式、聲形式或其他形式之傳播信號(例如載波、紅外線信號、數位信號等)，及其他者。另外，韌體、軟體、常式、指令可在本文中被描述為執行某些動作。然而，應瞭解，此類描述僅係出於方便起見，且此等動作事實上起因於計算器件、處理器、控制器或執行韌體、軟體、常式、指令等且在執行此操作時可使致動器或其他器件與實體世界相互作用之其他器件。

雖然上文已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述方式不同之其他方式來實踐本發明。以上描述意欲為繪示性，而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對所描述之本發明進行修改。

條項 1. 一種用於判定一投影系統之一像差映圖之一相位步進量測系統的繞射光柵，該繞射光柵包含具備圓形貫穿孔徑之一二維陣列的一基板，其中該等圓形孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離的一比率係介於0.34與0.38之間。 2. 如條項1之繞射光柵，其中該等圓形孔徑之該半徑與鄰近孔徑之該等中心之間的該距離的該比率係介於0.35與0.37之間。 3. 如條項1或條項2之繞射光柵，其中該等圓形孔徑之該半徑與鄰近孔徑之該等中心之間的該距離的該比率係大致0.36。 4. 如任一前述條項之繞射光柵，其中該等圓形孔徑之該半徑與鄰近孔徑之該等中心之間的該距離的該比率接近一最佳值，該最佳值在該繞射光柵作為用於判定一投影系統之一像差映圖之一相位步進量測系統的一晶圓位階圖案化器件，與包含具有一50%作用區間循環之一個一維繞射光柵的一倍縮光罩位階圖案化器件組合使用時導致增益及串擾誤差之一最小化，其中該相位步進量測系統之一重建構演算法假定該光柵呈一棋盤格光柵之形式。 5. 如任一前述條項之繞射光柵，其中該等圓形孔徑之該半徑與鄰近孔徑之該等中心之間的該距離的該比率接近一最佳值，該最佳值導致一量測平面中之一中心區中之一干涉光束映圖的變化之一最小化；其中在該量測平面中之一給定位置處的該干涉光束映圖之一值係由當該繞射光柵作為用於判定一投影系統之一像差映圖之一相位步進量測系統的一晶圓位階圖案化器件，與包含具有用於零像差之一50%作用區間循環的一個一維繞射光柵之一倍縮光罩位階圖案化器件組合使用時將產生的振盪相位步進信號之第一諧波之一振幅給出；且其中該量測平面中之該中心區對應於由來自該倍縮光罩位階圖案化器件之0階繞射光束照明該繞射光柵產生的第一與第二繞射光束之間的一重疊，該第一繞射光束係在一剪切方向上之+1st階繞射光束及在一非剪切方向上之該0階繞射光束，且該第二繞射光束係在一剪切方向上之-1st階繞射光束及在一非剪切方向上之該0階繞射光束。 6. 一種用於判定一投影系統之一像差映圖之一相位步進量測系統的繞射光柵，該繞射光柵包含具備圓形貫穿孔徑之一二維陣列的一基板，其中該等圓形孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離的一比率接近一最佳值，該最佳值在該繞射光柵作為用於判定一投影系統之一像差映圖之一相位步進量測系統的一晶圓位階圖案化器件，與包含具有一50%作用區間循環之一個一維繞射光柵的一倍縮光罩位階圖案化器件組合使用時導致增益及串擾誤差之一最小化，其中該相位步進量測系統之一重建構演算法假定該光柵呈一棋盤格光柵之形式。 7. 一種用於判定一投影系統之一像差映圖之一相位步進量測系統的繞射光柵，該繞射光柵包含具備圓形貫穿孔徑之一二維陣列的一基板，其中該等圓形孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離的一比率接近一最佳值，該最佳值導致一量測平面中之一中心區中之一干涉光束映圖的變化之一最小化；其中在該量測平面中之一給定位置處的該干涉光束映圖之一值係由當該繞射光柵作為用於判定一投影系統之一像差映圖之一相位步進量測系統的一晶圓位階圖案化器件，與包含具有用於零像差之一50%作用區間循環的一個一維繞射光柵之一倍縮光罩位階圖案化器件組合使用時將產生的振盪相位步進信號之第一諧波之一振幅給出；且其中該量測平面中之該中心區對應於由來自該倍縮光罩位階圖案化器件之0階繞射光束照明該繞射光柵產生的第一與第二繞射光束之間的一重疊，該第一繞射光束係在一剪切方向上之+1st階繞射光束及在一非剪切方向上之該0階繞射光束，且該第二繞射光束係在一剪切方向上之-1st階繞射光束及在一非剪切方向上之該0階繞射光束。 8. 一種用於判定一投影系統之一像差映圖之一相位步進量測系統的繞射光柵，該繞射光柵包含具備圓形貫穿孔徑之一二維陣列的一基板，其中該等圓形貫穿孔徑經分佈使得鄰近孔徑之中心之間的一距離跨整個該繞射光柵係非均一的且發生變化。 9. 如條項8之繞射光柵，其中鄰近孔徑之該等中心之間的該距離跨整個該繞射光柵之該變化係隨機或偽隨機的。 10. 如條項8或條項9之繞射光柵，其中鄰近孔徑之該等中心之間的該距離跨整個該繞射光柵之該變化係介於一標稱距離±小於10 %之間。 11. 如條項10之繞射光柵，其中鄰近孔徑之該等中心之間的該距離跨整個該繞射光柵之該變化係介於一標稱距離±5 %之間。 12. 如條項8至11中任一項之繞射光柵，其中鄰近孔徑之該等中心之間的該距離跨整個該繞射光柵之一分佈在一較低值與一較高值之間大體上係均一的。 13. 如條項8至12中任一項之繞射光柵，其中該等孔徑中之各者自一標稱位置之一偏移的一分佈在一較低值與一較高值之間大體上係均一的。 14. 如條項13之繞射光柵，其中該等孔徑中之各者在該繞射光柵之一軸線之一方向上自一標稱位置之該偏移的該分佈在一較低值與一較高值之間大體上係均一的。 15. 如條項8至13中任一項之繞射光柵，其中該等圓形孔徑之半徑與鄰近孔徑之該等中心之間的該距離的一比率係介於0.34與0.38之間。 16. 如條項15之繞射光柵，其中該等圓形孔徑之該半徑與鄰近孔徑之該等中心之間的該距離的一比率係介於0.35與0.37之間。 17. 如條項15之繞射光柵，其中該等圓形孔徑之該半徑與鄰近孔徑之該等中心之間的該距離的該比率係大致0.36。 18. 如條項8至17中任一項之繞射光柵，其中該等圓形孔徑之該半徑與鄰近孔徑之該等中心之間的該距離的該比率接近一最佳值，該最佳值在該繞射光柵作為用於判定一投影系統之一像差映圖之一相位步進量測系統的一晶圓位階圖案化器件，與包含具有一50%作用區間循環之一個一維繞射光柵的一倍縮光罩位階圖案化器件組合使用時導致增益及串擾誤差之一最小化，其中該相位步進量測系統之一重建構演算法假定該光柵呈一棋盤格光柵之形式。 19. 如條項8至18中任一項之繞射光柵，其中該等圓形孔徑之該半徑與鄰近孔徑之該等中心之間的該距離的一比率接近一最佳值，該最佳值導致一量測平面中之一中心區中之一干涉光束映圖的變化之一最小化；其中在該量測平面中之一給定位置處的該干涉光束映圖之一值係由當該繞射光柵作為用於判定一投影系統之一像差映圖之一相位步進量測系統的一晶圓位階圖案化器件，與包含具有用於零像差之一50%作用區間循環的一個一維繞射光柵之一倍縮光罩位階圖案化器件組合使用時將產生的振盪相位步進信號之第一諧波之一振幅給出；且其中該量測平面中之該中心區對應於由來自該倍縮光罩位階圖案化器件之0階繞射光束照明該繞射光柵產生的第一與第二繞射光束之間的一重疊，該第一繞射光束係在一剪切方向上之+1st階繞射光束及在一非剪切方向上之該0階繞射光束，且該第二繞射光束係在一剪切方向上之-1st階繞射光束及在一非剪切方向上之該0階繞射光束。 20. 如任一前述條項之繞射光柵，其中該繞射光柵係自支撐的。 21. 如任一前述條項之繞射光柵，其中該基板包含：一輻射吸收層。 22. 如條項21之繞射光柵，其中該基板進一步包含一支撐層；且其中該等貫穿孔徑延伸通過該支撐層及該輻射吸收層兩者。 23. 一種設計用於判定一投影系統之一像差映圖之一相位步進量測系統的繞射光柵之方法，該繞射光柵包含具備圓形貫穿孔徑之一二維陣列的一基板，該方法包含：選擇實質上最小化該像差映圖之一重建構中之誤差的該等圓形孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離的一比率之一值。 24. 如條項23之方法，其中該等圓形孔徑之該半徑與鄰近孔徑之該等中心之間的該距離的該比率經選擇為在該繞射光柵用作用於判定一投影系統之一像差映圖之一相位步進量測系統的一晶圓位階圖案化器件時實質上最小化增益及串擾誤差，且其中該相位步進量測系統之一重建構演算法假定該光柵呈一棋盤格光柵之形式。視情況，該選擇以便在該繞射光柵用作用於判定一投影系統之一像差映圖之一相位步進量測系統的一晶圓位階圖案化器件時實質上最小化增益及串擾誤差係針對以下狀況：該繞射光柵與包含具有一50%作用區間循環之一個一維繞射光柵的一倍縮光罩位階圖案化器件組合使用。 25. 如條項23或條項24之方法，其中該等圓形孔徑之該半徑與鄰近孔徑之該等中心之間的該距離的該比率接近一最佳值，該最佳值導致一量測平面中之一中心區中之一干涉光束映圖的變化之一最小化；其中在該量測平面中之一給定位置處的該干涉光束映圖之一值係由在該繞射光柵用作用於判定用於零像差之一投影系統之一像差映圖的一相位步進量測系統之一晶圓位階圖案化器件時將產生的振盪相位步進信號之第一諧波之一振幅給出；且其中該量測平面中之該中心區對應於由來自該倍縮光罩位階圖案化器件之0階繞射光束照明該繞射光柵產生的第一與第二繞射光束之間的一重疊，該第一繞射光束係在一剪切方向上之+1st階繞射光束及在一非剪切方向上之該0階繞射光束，且該第二繞射光束係在一剪切方向上之-1st階繞射光束及在一非剪切方向上之該0階繞射光束。 26. 一種設計用於判定一投影系統之一像差映圖之一相位步進量測系統的一繞射光柵之方法，該繞射光柵包含具備圓形貫穿孔徑之一二維陣列的一基板，該方法包含：選擇一隔膜上之位置之一正方形陣列；及選擇接近於位置之該正方形陣列中之每一者但自其偏移的一孔徑之一位置；其中選擇一孔徑之位置包含產生在

之間的一第一隨機或偽隨機數

及在

之間的一第二隨機或偽隨機數

，且其中該孔徑之該位置經選擇以使得該孔徑之一中心自該正方形陣列中之該接近位置偏移達與該正方形陣列之軸線中之一第一軸線平行的一距離

及與該正方形陣列之該等軸線中之一第一軸線平行的一距離

。 27. 一種繞射光柵，其係根據如條項23至26中任一項之方法而設計。 28. 一種用於判定一投影系統之一像差映圖之量測系統，該量測系統包含：一圖案化器件；一照明系統，其經配置以運用輻射照明該圖案化器件，該圖案化器件包含一第一經圖案化區，該第一經圖案化區經配置以接收一輻射光束且形成複數個第一繞射光束，該等第一繞射光束在一剪切方向上分離；一感測器裝置，其包含一第二經圖案化區及一輻射偵測器，該第二經圖案化區包含如條項1至22中任一項或條項27之二維繞射光柵；該投影系統經組態以將該等第一繞射光束投影至該感測器裝置上，該第二經圖案化區經配置以自該投影系統接收該等第一繞射光束且自該等第一繞射光束中之各者形成複數個第二繞射光束；一定位裝置，其經組態以在該剪切方向上移動該圖案化器件及該感測器裝置中之至少一者；及一控制器，其經組態以：控制該定位裝置以便在該剪切方向上移動該第一圖案化器件及該感測器裝置中之至少一者，使得由該輻射偵測器之各部分接收到之輻射的一強度依據在該剪切方向上之該移動而變化以便形成一振盪信號；自該輻射偵測器判定該輻射偵測器上之複數個位置處之該振盪信號之一諧波的一相位；及自該輻射偵測器上之該複數個位置處之該振盪信號之一諧波的相位判定特性化該投影系統之該像差映圖的一係數集合。 29. 一種微影裝置，其包含如條項28之量測系統。

10:琢面化場鏡面器件/量測系統 11:琢面化光瞳鏡面器件 13:鏡面 14:鏡面 15a:第一經圖案化區 15a':第一經圖案化區之第一部分 15a'':第一經圖案化區之第二部分 15b:第二經圖案化區 15c:第三經圖案化區 15c':經圖案化區之第一部分 15c'':經圖案化區之第二部分 17a:量測光束/第一量測光束 17b:量測光束 17c:量測光束/第三量測光束 19a:第一繞射光柵/二維透射繞射光柵 19b:繞射光柵/二維透射繞射光柵 19c:繞射光柵/二維透射繞射光柵 21:感測器裝置 23:輻射偵測器 25a:第一偵測器區 25b:偵測器區 25c:偵測器區 30:量測系統 31:第一經圖案化區 32:第二圖案化區/第二經圖案化區 33:入射輻射/入射輻射錐/輸入射線 34:第一繞射光束/第一階第一繞射光束 34a:第二繞射光束/第(0,0)階繞射光束 34b:第二繞射光束/第(-1,0)階繞射光束 34c:第二繞射光束/第(1,0)階繞射光束 34d:第二繞射光束 34e:第二繞射光束 35:中心第一繞射光束 35a:第二繞射光束/第(0,0)階繞射光束 35b:第二繞射光束/第(-1,0)階繞射光束 35c:第二繞射光束/第(1,0)階繞射光束 35d:第二繞射光束 35e:第二繞射光束 36:第一繞射光束/第一階第一繞射光束 36a:第二繞射光束/第(0,0)階繞射光束 36b:第二繞射光束/第(-1,0)階繞射光束 36c:第二繞射光束/第(1,0)階繞射光束 36d:第二繞射光束 36e:第二繞射光束 37:光瞳平面 38:輻射 39:偵測器區 40:投影系統PS之數值孔徑 41:區 42:區 50:單位胞元/圓形貫穿孔徑 51:圓形孔徑 52:極紫外線(EUV)吸收隔膜 62:標稱位置 64:中心 70:分佈 B:極紫外線(EUV)輻射光束 B':經圖案化極紫外線(EUV)輻射光束 CN:控制器 IL:照明系統 LA:微影裝置 MA:圖案化器件/遮罩 MA':量測圖案化器件 MT:支撐結構 PA:調整構件 PS:投影系統 PW:定位裝置 SO:輻射源 W:基板 WT:基板台 u:方向 v:方向 x:方向 y:方向 z:方向

:軸線

現在將僅作為實例參考隨附示意性圖式來描述本發明之實施例，在該等圖式中： - 圖1描繪包含微影裝置及輻射源之微影系統； - 圖2為根據本發明之一實施例之量測系統的示意性繪示； - 圖3A及圖3B為可形成圖2之量測系統之部分的圖案化器件及感測器裝置之示意性繪示； - 圖4為根據本發明之一實施例之量測系統的示意性繪示，該量測系統包含第一經圖案化區及第二經圖案化區，該第一經圖案化區經配置以接收輻射且形成複數個第一繞射光束； - 圖5A至圖5C各自展示由圖4中所展示之量測系統之第二經圖案化區形成的不同的第二繞射光束集合，彼第二繞射光束集合已由由第一經圖案化區形成之不同第一繞射光束產生； - 圖6A展示具有50%作用區間循環且可表示圖4中所展示之量測系統之第一經圖案化區的一維繞射光柵之散射效率； - 圖6B展示呈具有50%作用區間循環之棋盤格形式且可表示圖4中所展示之量測系統之第二經圖案化區的二維繞射光柵之散射效率； - 圖6C展示當使用圖6A中所展示之第一經圖案化區及圖6B中所展示之第二經圖案化區時之圖4中所展示之量測系統的干涉強度映圖，所展示干涉強度中之各者表示貢獻於振盪相位步進信號之第一諧波且在輻射偵測器處與表示投影系統PS之數值孔徑之圓圈有不同重疊的第二干涉光束； - 圖7A、圖7B及圖7C展示圖4中所展示之量測系統之投影系統之數值孔徑的部分，該部分由圖4中所展示之三個不同第一繞射光束填充； - 圖8A至圖8C展示圖4中所展示之量測系統之輻射偵測器的一部分，該部分對應於量測系統之投影系統之數值孔徑且由源自由圖7B所表示之第一繞射光束之三個第二繞射光束填充； - 圖9A至圖9C展示圖4中所展示之量測系統之輻射偵測器的一部分，該部分對應於量測系統之投影系統之數值孔徑且由源自由圖7A所表示之第一繞射光束之三個第二繞射光束填充； - 圖10A至圖10C展示圖4中所展示之量測系統之輻射偵測器的一部分，該部分對應於量測系統之投影系統之數值孔徑且由源自由圖7C所表示之第一繞射光束之三個第二繞射光束填充； - 圖11A展示圖4中所展示之量測系統之輻射偵測器的一部分，該部分對應於量測系統之投影系統之數值孔徑，且表示在圖8B與圖9A中所展示之第二繞射光束之間的重疊及圖8A與圖10B中所展示之第二繞射光束之間的重疊； - 圖11B展示圖4中所展示之量測系統之輻射偵測器的一部分，該部分對應於量測系統之投影系統之數值孔徑，且表示在圖8B與圖10C中所展示之第二繞射光束之間的重疊及圖8C與圖9B中所展示之第二繞射光束之間的重疊； - 圖12展示包含圓形針孔陣列且具有50% (按面積)作用區間循環之光柵的單位胞元； - 圖13A展示具有50%作用區間循環且可表示圖4中所展示之量測系統之第一經圖案化區的一維繞射光柵之散射效率； - 圖13B展示包含圖12之單位胞元且可表示圖4中所展示之量測系統之第二經圖案化區的二維繞射之散射效率； - 圖13C展示當使用圖13A中所展示之第一經圖案化區及圖13B中所展示之第二經圖案化區時之圖4中所展示之量測系統的干涉強度映圖，所展示干涉強度中之各者表示貢獻於振盪相位步進信號之第一諧波且在輻射偵測器處與表示投影系統之數值孔徑之圓圈有不同重疊的第二干涉光束； - 圖14A為由具有如圖12中所展示之單位胞元之第二經圖案化區產生的21個第二繞射光束之表示，該等第二繞射光束對應於圖13B中之白色點線內所含之繞射效率； - 圖14B為16個干涉光束之表示，該等干涉光束各自藉由圖14A中所展示之第二繞射光束對之干涉產生，干涉光束中之各者對應於圖13C中之白色點線內所含之干涉強度； - 圖15A至圖15D展示誤差矩陣之元素的標繪圖；圖15A及圖15B展示用於具有255 nm之節距的光柵之誤差矩陣，而圖15C及圖15D展示用於具有1414 nm之節距的光柵之誤差矩陣；圖15A及圖15C表示用於棋盤格光柵之誤差矩陣，而圖15B及圖15D表示用於具有約0.4之半徑與節距之標稱比率的針孔光柵之誤差矩陣； - 圖16A至圖16D展示針對具有255 nm之節距之光柵的誤差矩陣之元素的標繪圖，圖16A至圖16D中之各者表示針對具有半徑與節距之不同比率的針孔光柵之誤差矩陣； - 圖17A至圖17F展示針對具有1414 nm之節距之光柵的誤差矩陣之元素的標繪圖，圖17A至圖17F中之各者表示針對具有半徑與節距之不同比率的針孔光柵之誤差矩陣； - 圖18展示針對圖17A至圖17F中所展示之誤差矩陣之增益誤差(亦即，誤差矩陣之對角線元素)； - 圖19A及圖19B展示針對具有1414 nm之節距的光柵之誤差矩陣之元素的標繪圖；圖19A表示針對具有約0.4之半徑與節距之標稱比率的針孔光柵之誤差矩陣，且圖19B表示用於具有半徑與節距之標稱比率0.9倍的針孔光柵之誤差矩陣； - 圖20A至圖20E各自展示用於判定投影系統之像差映圖之量測系統的第二經圖案化區之繞射光柵之不同幾何結構的干涉光束映圖； - 圖21A及圖21B示意性地展示兩個不同針孔光柵之幾何結構；圖21A包含複數個孔徑，該複數個孔徑經分佈使得鄰近孔徑之中心之間的距離跨整個繞射光柵係均一的；且圖21B包含複數個孔徑，該複數個孔徑經配置以使得圓形貫穿孔徑中之各者的中心接近於位置之正方形陣列中之一者但自位置之正方形陣列中之該一者偏移達跨整個繞射光柵變化的一量； - 圖22展示跨整個圖21B中所展示之繞射光柵的鄰近孔徑之中心之間的距離之分佈的實例； - 圖23A至圖23D展示針對具有255 nm之標稱節距之光柵的誤差矩陣之元素的標繪圖；圖23A至圖23C中之各者表示具有等於約0.4之標稱值的孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的標稱距離之比率且具有不同的局部節距變化的針孔光柵之誤差矩陣，而圖23D表示針對具有等於標稱值0.9倍(亦即，約0.36)的孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的標稱距離之比率且具有標稱節距0.1倍的局部節距變化的針孔光柵之誤差矩陣；且 - 圖24A至圖24D展示針對具有為1414 nm之標稱節距之光柵的誤差矩陣之元素的標繪圖；圖24A表示針對具有等於約為0.4之標稱值的孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的標稱距離之比率且不具有局部節距變化的針孔光柵之誤差矩陣；圖24B表示針對具有等於標稱值0.9倍(亦即，約0.36之比率)的孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的標稱距離之比率且不具有局部節距變化的針孔光柵之誤差矩陣；圖24C及圖24D中之各者表示針對具有等於標稱值0.9倍(亦即，約0.36之比率)的孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的標稱距離之比率且具有不同局部節距變化的針孔光柵之誤差矩陣。

10:琢面化場鏡面器件

11:琢面化光瞳鏡面器件

13:鏡面

14:鏡面

B:極紫外線(EUV)輻射光束

B':經圖案化極紫外線(EUV)輻射光束

IL:照明系統

LA:微影裝置

MA:圖案化器件/遮罩

MT:支撐結構

PA:調整構件

PS:投影系統

SO:輻射源

W:基板

WT:基板台

Claims

一種用於判定一投影系統之一像差映圖之一相位步進量測系統的繞射光柵，該繞射光柵包含具備圓形貫穿孔徑之一二維陣列的一基板，其中該等圓形孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離的一比率係介於0.34與0.38之間。
如請求項1之繞射光柵，其中該等圓形孔徑之該半徑與鄰近孔徑之該等中心之間的該距離的該比率接近一最佳值，該最佳值在該繞射光柵作為用於判定一投影系統之一像差映圖之一相位步進量測系統的一晶圓位階圖案化器件，與包含具有一50%作用區間循環之一個一維繞射光柵的一倍縮光罩位階圖案化器件組合使用時導致增益及串擾誤差之一最小化，其中該相位步進量測系統之一重建構演算法假定該光柵呈一棋盤格光柵之形式。
如請求項1或請求項2之繞射光柵，其中該等圓形孔徑之該半徑與鄰近孔徑之該等中心之間的該距離的該比率接近一最佳值，該最佳值導致一量測平面中之一中心區中之一干涉光束映圖的變化之一最小化；其中在該量測平面中之一給定位置處的該干涉光束映圖之一值係由當該繞射光柵作為用於判定一投影系統之一像差映圖之一相位步進量測系統的一晶圓位階圖案化器件，與包含具有用於零像差之一50%作用區間循環的一個一維繞射光柵之一倍縮光罩位階圖案化器件組合使用時將產生的振盪相位步進信號之第一諧波之一振幅所給出；且其中該量測平面中之該中心區對應於由來自該倍縮光罩位階圖案化器件之0階繞射光束照明該繞射光柵產生的第一與第二繞射光束之間的一重疊，該第一繞射光束係在一剪切方向上之+1 ^st階繞射光束及在一非剪切方向上之該0階繞射光束，且該第二繞射光束係在一剪切方向上之-1 ^st階繞射光束及在一非剪切方向上之該0階繞射光束。
一種用於判定一投影系統之一像差映圖之一相位步進量測系統的繞射光柵，該繞射光柵包含具備圓形貫穿孔徑之一二維陣列的一基板，其中該等圓形孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離的一比率接近一最佳值，該最佳值在該繞射光柵作為用於判定一投影系統之一像差映圖之一相位步進量測系統的一晶圓位階圖案化器件，與包含具有一50%作用區間循環之一個一維繞射光柵的一倍縮光罩位階圖案化器件組合使用時導致增益及串擾誤差之一最小化，其中該相位步進量測系統之一重建構演算法假定該光柵呈一棋盤格光柵之形式。
一種用於判定一投影系統之一像差映圖之一相位步進量測系統的繞射光柵，該繞射光柵包含具備圓形貫穿孔徑之一二維陣列的一基板，其中該等圓形孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離的一比率接近一最佳值，該最佳值導致一量測平面中之一中心區中之一干涉光束映圖的變化之一最小化；其中在該量測平面中之一給定位置處的該干涉光束映圖之一值係由當該繞射光柵作為用於判定一投影系統之一像差映圖之一相位步進量測系統的一晶圓位階圖案化器件，與包含具有用於零像差之一50%作用區間循環的一個一維繞射光柵之一倍縮光罩位階圖案化器件組合使用時將產生的振盪相位步進信號之第一諧波之一振幅所給出；且其中該量測平面中之該中心區對應於由來自該倍縮光罩位階圖案化器件之0階繞射光束照明該繞射光柵產生的第一與第二繞射光束之間的一重疊，該第一繞射光束係在一剪切方向上之+1 ^st階繞射光束及在一非剪切方向上之該0階繞射光束，且該第二繞射光束係在一剪切方向上之-1 ^st階繞射光束及在一非剪切方向上之該0階繞射光束。
一種用於判定一投影系統之一像差映圖之一相位步進量測系統的繞射光柵，該繞射光柵包含具備圓形貫穿孔徑之一二維陣列的一基板，其中該等圓形貫穿孔徑經分佈使得鄰近孔徑之中心之間的一距離跨整個該繞射光柵係非均一的且發生變化。
如請求項6之繞射光柵，其中鄰近孔徑之該等中心之間的該距離跨整個該繞射光柵之該變化係隨機或偽隨機的。
如請求項6或請求項7之繞射光柵，其中鄰近孔徑之該等中心之間的該距離跨整個該繞射光柵之該變化係介於一標稱距離±小於10 %之間。
如請求項6或請求項7之繞射光柵，其中該等圓形孔徑之該半徑與鄰近孔徑之該等中心之間的該距離的一比率係介於0.34與0.38之間。
如請求項6或請求項7之繞射光柵，其中該等圓形孔徑之該半徑與鄰近孔徑之該等中心之間的該距離的該比率接近一最佳值，該最佳值在該繞射光柵作為用於判定一投影系統之一像差映圖之一相位步進量測系統的一晶圓位階圖案化器件，與包含具有一50%作用區間循環之一個一維繞射光柵的一倍縮光罩位階圖案化器件組合使用時導致增益及串擾誤差之一最小化，其中該相位步進量測系統之一重建構演算法假定該光柵呈一棋盤格光柵之形式。
如請求項6或請求項7之繞射光柵，其中該等圓形孔徑之該半徑與鄰近孔徑之該等中心之間的該距離的該比率接近一最佳值，該最佳值導致一量測平面中之一中心區中之一干涉光束映圖的變化之一最小化；其中在該量測平面中之一給定位置處的該干涉光束映圖之一值係由當該繞射光柵作為用於判定一投影系統之一像差映圖之一相位步進量測系統的一晶圓位階圖案化器件，與包含具有用於零像差之一50%作用區間循環的一個一維繞射光柵之一倍縮光罩位階圖案化器件組合使用時將產生的振盪相位步進信號之第一諧波之一振幅所給出；且其中該量測平面中之該中心區對應於由來自該倍縮光罩位階圖案化器件之0階繞射光束照明該繞射光柵產生的第一與第二繞射光束之間的一重疊，該第一繞射光束係在一剪切方向上之+1 ^st階繞射光束及在一非剪切方向上之該0階繞射光束，且該第二繞射光束係在一剪切方向上之-1 ^st階繞射光束及在一非剪切方向上之該0階繞射光束。
一種設計用於判定一投影系統之一像差映圖之一相位步進量測系統的一繞射光柵之方法，該繞射光柵包含具備圓形貫穿孔徑之一二維陣列的一基板，該方法包含：選擇實質上最小化該像差映圖之一重建構中之誤差的該等圓形孔徑之半徑與鄰近孔徑之中心之間的距離的一比率之一值。
一種設計用於判定一投影系統之一像差映圖之一相位步進量測系統的一繞射光柵之方法，該繞射光柵包含具備圓形貫穿孔徑之一二維陣列的一基板，該方法包含：選擇一隔膜上之位置之一正方形陣列；及選擇接近於位置之該正方形陣列中之每一者但自其偏移的一孔徑之一位置；其中選擇一孔徑之位置包含產生在
之間的一第一隨機或偽隨機數
及在
之間的一第二隨機或偽隨機數
，且其中該孔徑之該位置經選擇以使得該孔徑之一中心自該正方形陣列中之該接近位置偏移達與該正方形陣列之軸線中之一第一軸線平行的一距離
及與該正方形陣列之該等軸線中之一第一軸線平行的一距離
。
一種用於判定一投影系統之一像差映圖之量測系統，該量測系統包含：一圖案化器件；一照明系統，其經配置以運用輻射照明該圖案化器件，該圖案化器件包含一第一經圖案化區，該第一經圖案化區經配置以接收一輻射光束且形成複數個第一繞射光束，該等第一繞射光束在一剪切方向上分離；一感測器裝置，其包含一第二經圖案化區及一輻射偵測器，該第二經圖案化區包含如請求項1至11中任一項之二維繞射光柵；該投影系統經組態以將該等第一繞射光束投影至該感測器裝置上，該第二經圖案化區經配置以自該投影系統接收該等第一繞射光束且自該等第一繞射光束中之各者形成複數個第二繞射光束；一定位裝置，其經組態以在該剪切方向上移動該圖案化器件及該感測器裝置中之至少一者；及一控制器，其經組態以：控制該定位裝置以便在該剪切方向上移動該第一圖案化器件及該感測器裝置中之至少一者，使得由該輻射偵測器之各部分接收到之輻射的一強度依據在該剪切方向上之該移動而變化以便形成一振盪信號；自該輻射偵測器判定該輻射偵測器上之複數個位置處之該振盪信號之一諧波的一相位；自該輻射偵測器上之該複數個位置處之該振盪信號之一諧波的相位判定特性化該投影系統之該像差映圖的一係數集合。
一種微影裝置，其包含如請求項14之量測系統。