[发明专利]量测方法和设备、光刻设备、光刻处理单元和包括量测目标的衬底

权利要求书

1.一种量测设备，配置成测量衬底上的多个目标的性质，所述量测设备包括：

源，配置成发射照射辐射束；

物镜，配置成将测量辐射束引导到所述衬底上的目标上和收集由所述目标衍射的辐射；和

传感器，配置成检测所述目标的图像；

其中所述源、物镜和传感器布置成使得所述照射束同时照射所述目标，由所述传感器检测的所述目标的图像由一个第一级衍射束形成；和所述设备还包括：

图像处理器，配置成在由所述传感器检测的图像中识别所述目标中的各个目标的独立的图像。

2.根据权利要求1所述的量测设备，其中所述图像处理器包括图案识别器。

3.根据权利要求2所述的量测设备，其中所述图案识别器配置成识别四个或更多的独立的图像的阵列。

4.根据权利要求1、2或3所述的量测设备，还包括控制器，所述控制器配置成根据所述独立的图像中的每一图像确定强度值。

5.根据权利要求4所述的量测设备，其中所述控制器还配置成确定所述衬底的层之间的重叠误差，在所述层中所述目标的部分由所确定的强度值形成。

6.根据权利要求5所述的量测设备，其中所述控制器配置成基于下述的方程确定重叠：

7.根据权利要求4-6中任一项所述的量测设备，其中所述控制器还配置成确定所述目标图像在所述传感器的图像场内的位置和参考所确定的位置对所确定的强度或重叠值施加校正。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的量测设备，其中所述源和所述物镜被布置用于以离轴照射模式照射所述目标。

9.根据权利要求8所述的量测设备，其中所述离轴照射模式基本上由单极构成。

10.根据权利要求9所述的量测设备，其中所述离轴照射模式基本上由第一极和第二极构成。

11.根据权利要求10所述的量测设备，其中所述第一极位于所述光瞳面的第一轴线上，所述第二极位于所述光瞳面的第二轴线上，所述第一轴线和所述第二轴线是正交的。

12.根据权利要求10或11所述的量测设备，其中所述目标包括具有垂直于所述第一轴线的线的至少一个光栅和具有垂直于所述第二轴线的线的至少一个光栅。

13.根据权利要求1-12中任一项所述的量测设备，其中所述目标包括具有第一偏置的第一光栅和具有第二偏置的第二光栅，所述第二偏置不同于所述第一偏置。

14.根据权利要求1-13中任一项所述的量测设备，还包括在所述物镜和所述传感器之间的孔径光阑，所述孔径光阑配置成阻挡由所述目标衍射的第零级辐射。

15.根据权利要求14所述的量测设备，其中所述孔径光阑配置成基本上仅使由所述目标衍射的一个第一级辐射通过。

16.一种光刻设备，包括：

照射光学系统，布置成照射图案；

投影光学系统，布置成将所述图案的图像投影到衬底上；和

根据权利要求1-15中任一项所述的量测装置。

17.根据权利要求16所述的光刻设备，包括曝光站、测量站和能够在所述曝光站和所述测量站之间移动的衬底台，其中所述量测装置定位在所述测量站处。

18.一种光刻单元，包括光刻设备、至少一个处理装置、衬底输送装置和根据权利要求1-14中任一项所述的量测装置。

19.一种测量衬底上的多个目标的性质的方法，所述方法包括以下步骤：

产生照射束；

使用物镜将作为测量束的照射束引导到所述目标上，使得所述测量束同时照射所述目标；

利用所述物镜收集由所述目标衍射的辐射；

检测所述目标的图像，所述图像仅由一个第一级衍射束形成；和

在所检测到的图像中识别所述目标中的各个目标的独立的图像。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述识别步骤由图案识别器来执行。