的示意 圖；
[0034] 圖5c為圖5a的對稱照明光斑照射在Y向套刻對準(zhǔn)標(biāo)記上形成的衍射光譜的示意 圖；
[0035] 圖6為本發(fā)明中物鏡后焦面性質(zhì)示意圖；
[0036] 圖7a為本發(fā)明的套刻誤差測量裝置獲得的另一種對稱照明光斑的示意圖；
[0037] 圖化為圖7a的對稱照明光斑照射在X向套刻對準(zhǔn)標(biāo)記上形成的衍射光譜的示意 圖；
[003引圖7c為圖7a的對稱照明光斑照射在Y向套刻對準(zhǔn)標(biāo)記上形成的衍射光譜的示意 圖；
[0039] 圖8a為本發(fā)明的套刻誤差測量裝置獲得的又一種對稱照明光斑的示意圖；
[0040] 圖8b為圖8a的對稱照明光斑照射在X向套刻對準(zhǔn)標(biāo)記上形成的衍射光譜的示意 圖；
[0041] 圖8c為圖8a的對稱照明光斑照射在Υ向套刻對準(zhǔn)標(biāo)記上形成的衍射光譜的示意 圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042] 下面將結(jié)合示意圖對本發(fā)明的套刻誤差測量裝置及方法進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中 表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可W修改在此描述的本發(fā)明，而仍 然實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利效果。因此，下列描述應(yīng)當(dāng)被理解為對于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道， 而并不作為對本發(fā)明的限制。
[0043] 在下列段落中參照附圖W舉例方式更具體地描述本發(fā)明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要 求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非 精準(zhǔn)的比例，僅用W方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0044] 發(fā)明人經(jīng)過長期研究發(fā)現(xiàn)，測量套刻標(biāo)記衍射光譜非對稱性時(shí)難W達(dá)到預(yù)期效 果。經(jīng)過分析認(rèn)為，該技術(shù)問題主要表現(xiàn)為照明光的非對稱性將通過各波長衍射光在衍射 光譜中疊加禪合在一起，在送種情況下，衍射光譜中的照明非對稱性無法像衍射光角譜測 量郝樣通過對照明光進(jìn)行監(jiān)測而歸一化。
[0045] 基于此，發(fā)明人提出如下的套刻誤差測量裝置，用于對放置于工件臺上的套刻測 量標(biāo)記進(jìn)行套刻誤差的分析，所述套刻誤差測量裝置包括光源系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、主分光鏡、 物鏡及探測器；所述光源系統(tǒng)提供寬波段的測量光束，所述測量光束經(jīng)過照明系統(tǒng)形成一 對稱分布的照明光束，所述照明光束入射到主分光鏡上發(fā)生反射，反射光通過物鏡后匯聚 到套刻測量標(biāo)記上發(fā)生色散效應(yīng)，所述物鏡收集從套刻測量標(biāo)記上衍射的各種波長的光， 并透過主分光鏡被一探測器接收，探測套刻測量標(biāo)記的衍射光譜。
[0046] W下列舉所述套刻誤差測量裝置及方法的較優(yōu)實(shí)施例，W清楚說明本發(fā)明的內(nèi) 容，應(yīng)當(dāng)明確的是，本發(fā)明的內(nèi)容并不限制于W下實(shí)施例，其他通過本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的 常規(guī)技術(shù)手段的改進(jìn)亦在本發(fā)明的思想范圍之內(nèi)。
[0047] 請參考圖1，圖1為本發(fā)明的套刻誤差測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。所述套刻誤差測量 裝置包括光源系統(tǒng)101，優(yōu)選為寬波段光源，W產(chǎn)生寬波段的測量光。所述寬波段的測量光 可包括可見光、紫外W及紅外波段等。光源通常可W選擇債燈，或気燈與因素?zé)艚M成的混合 光源，也可采用白光LED或等離子激發(fā)光源等。相較傳統(tǒng)的角譜測量方法，本發(fā)明中采用寬 波段的測量光，典型地，可使用400nm~800nm的測量光，而傳統(tǒng)角譜測量僅能使用數(shù)十納 米帶寬的光。因此，在采用同類光源的情況下，由于本發(fā)明采用的帶寬更寬，能量的利用效 率也將增大一個(gè)數(shù)量級，工藝適應(yīng)性也能得到極大地提高。
[0048] 光源系統(tǒng)101發(fā)出的測量光經(jīng)照明系統(tǒng)102形成照明光束，該照明光束呈對稱結(jié) 構(gòu)。主分光鏡103使照明光束折轉(zhuǎn)。物鏡104將照明光匯聚到套刻測量標(biāo)記105上。由于 套刻測量標(biāo)記的周期性結(jié)構(gòu)，照明光束在套刻測量標(biāo)記上產(chǎn)生色散效應(yīng)。根據(jù)光衍射定律， 各種顏色的衍射光的衍射方向?yàn)閟ine =ηλ/ρ，其中Θ為衍射角度，η為衍射級次，λ為 波長，Ρ為套刻測量標(biāo)記的周期，各種不同波長的光從不同的角度發(fā)生衍射。物鏡104收集 從套刻測量標(biāo)記衍射的各種波長的光。一探測器106位于物鏡104的瞳面或其光學(xué)共輛面， 衍射光透過主分光鏡被探測器106接收。通過計(jì)算衍射光譜中衍射光光強(qiáng)的非對稱性，即 可得到套刻誤差值。
[0049] 所述照明系統(tǒng)102為本發(fā)明中的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，所述測量光束在照明系統(tǒng)102中分成 兩束相等的光，送兩束光分別保持像不變和像旋轉(zhuǎn)180°，之后合成，形成一對稱分布的照 明光束。為了實(shí)現(xiàn)送一功能，所述照明系統(tǒng)102包括第一分光鏡、第一成像系統(tǒng)和第二成像 系統(tǒng)；測量光束經(jīng)過第一分光鏡分為兩束光，一束光通過第一成像系統(tǒng)保持像不變，另一束 光通過第二成像系統(tǒng)后像旋轉(zhuǎn)180°。優(yōu)選地，測量光束經(jīng)過第一分光鏡分為兩束相等的 光，所述第一成像系統(tǒng)和所述第二成像系統(tǒng)倍率大小相同。
[0050] 具體的，請參考圖2曰，圖2a為本發(fā)明的套刻誤差測量裝置中照明系統(tǒng)的一較佳結(jié) 構(gòu)示意圖。所述照明系統(tǒng)包括第一分光鏡201、第二分光鏡203、第一反射鏡204和第二反 射鏡206,所述第一成像系統(tǒng)202和所述第二成像系統(tǒng)205皆包括多個(gè)透鏡，由第一分光鏡 201透射的一束光經(jīng)過第一成像系統(tǒng)202后由第二分光鏡203透射，保持像不變；由第一 分光鏡201反射的另一束光經(jīng)過第一反射鏡204反射后進(jìn)入第二成像系統(tǒng)205,繼續(xù)經(jīng)過第 二反射鏡206和第二分光鏡203反射，像旋轉(zhuǎn)180°，并與透射的光合成為一對稱分布的照 明光束。
[0051] 需要說明的是，如圖2a及之后的其他附圖中，所示出的兩個(gè)凸透鏡僅是象征性的 表示是由透鏡組成的成像系統(tǒng)，該成像系統(tǒng)的組成不限于兩個(gè)凸透鏡，還可W是其他類型 的組合，只要能夠達(dá)到各自實(shí)施例中所需目的即可。
[0052] 請參考圖2b，圖化為本發(fā)明的套刻誤差測量裝置中照明系統(tǒng)的另一較佳結(jié)構(gòu)示 意圖。在送一較佳結(jié)構(gòu)中，所述照明系統(tǒng)包括第一分光鏡201、第二分光鏡203、第一反射 鏡204和第二反射鏡206,所述第一成像系統(tǒng)202包括多個(gè)透鏡，由第一分光鏡201透射的 一束光經(jīng)過第一成像系統(tǒng)202后由第二分光鏡203透射，保持像不變；所述第二成像系統(tǒng) 205包括兩個(gè)道威棱鏡205a、205b;由第一分光鏡201反射的另一束光經(jīng)過第一反射鏡204 反射后進(jìn)入第二成像系統(tǒng)205,繼續(xù)經(jīng)過第二反射鏡206和第二分光鏡203反射，像旋轉(zhuǎn) 180°，并與透射的光合成為一對稱分布的照明光束。在本實(shí)施例中，所述兩個(gè)道威棱鏡共 光軸且呈90°夾角，即道威棱鏡205a正放，道威棱鏡20化W入射光線為軸旋轉(zhuǎn)90°。
[0053] 請參考圖2c，圖2c為本發(fā)明的套刻誤差測量裝置中照明系統(tǒng)的又一較佳結(jié)構(gòu)示 意圖。在送一較佳結(jié)構(gòu)中，所述照明系統(tǒng)包括第一分光鏡201、第二分光鏡203、第一反射鏡 204和第二反射鏡206,所述第一成像系統(tǒng)202包括兩個(gè)道威棱鏡202a、202b,由第一分光 鏡201透射的一束光經(jīng)過第一成像系統(tǒng)202后，入射第二反射鏡206反射，并經(jīng)第二分光鏡 203反射，保持像不變；所述第二成像系統(tǒng)205包括兩個(gè)道威棱鏡205a、205b，由第一分光 鏡201反射的另一束光經(jīng)過第一反射鏡204反射后進(jìn)入第二成像系統(tǒng)205,繼續(xù)經(jīng)過第二 分光鏡203透射，像旋轉(zhuǎn)180°，并與第二分光鏡203反射的光合成為一對稱分布的照明光 束。在本實(shí)施例中，所述第一成像系統(tǒng)的道威棱鏡202a、20化共光軸且呈180°夾角，即道 威棱鏡202a正放，道威棱鏡20化W入射光線為軸旋轉(zhuǎn)180° ;所述第二成像系統(tǒng)的道威棱 鏡205a、20化共光軸且呈90。夾角，即道威棱鏡205a正放，道威棱鏡20化W入射光線為 軸旋轉(zhuǎn)90。。
[0054] 在上述Η個(gè)較佳的選擇中，采用了多種光學(xué)器件的組合來實(shí)現(xiàn)對光線的調(diào)控。但 是，能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明送一方案的顯然不僅僅是上述Η種方案，例如，為了實(shí)現(xiàn)像旋轉(zhuǎn)180°， 還可由各種屋脊棱鏡產(chǎn)生，如Η角屋脊棱鏡、改進(jìn)型的阿西米棱鏡等。業(yè)內(nèi)人±在本發(fā)明給 出的意圖之基礎(chǔ)上能夠推斷出采用除上述Η種結(jié)構(gòu)外的其他棱鏡時(shí)應(yīng)當(dāng)如何擺放。
[00巧]基于上述幾個(gè)實(shí)施例的裝置，本發(fā)明提出一種套刻誤差測量方法。請參考圖3a， 提供第一套刻測量標(biāo)記，其為周期性結(jié)構(gòu)。所述第一套刻測量標(biāo)記包括有襯底1，第一光柵 結(jié)構(gòu)2形成于襯底1上，第二光柵結(jié)構(gòu)4及位于第一光柵結(jié)構(gòu)2和第二光柵結(jié)構(gòu)4之間的 中間層3,所述第一光柵結(jié)構(gòu)2由前一次曝光圖形經(jīng)顯影、刻蝕、沉積等半導(dǎo)體工藝制成，第 二光柵結(jié)構(gòu)4通常為本次曝光、顯影后的光刻膠圖形。所述中間層的材質(zhì)及分布情況為公 知常識，在此不做賞述。在標(biāo)準(zhǔn)預(yù)設(shè)情況下，所述第一光柵結(jié)構(gòu)2和第二光柵結(jié)構(gòu)4之間具 有預(yù)設(shè)偏移量5,記為Δ。但是由于各種因素，實(shí)際情況如圖3b所示，所述第一光柵結(jié)構(gòu)2 和第二光柵結(jié)構(gòu)4之間的偏移量6會受到套刻誤差的影響，則所述偏移量6為Δ+ε，其中 ε即為套