CN109478019A

CN109478019A - 用于检查设备的照射源、检查设备和检查方法

Info

Publication number: CN109478019A
Application number: CN201780041741.6A
Authority: CN
Inventors: P·A·J·廷尼曼斯; 林楠; S·B·鲁博尔; S·G·J·马斯杰森
Original assignee: ASML Netherlands BV
Current assignee: ASML Netherlands BV
Priority date: 2016-07-05
Filing date: 2017-06-13
Publication date: 2019-03-15
Also published as: KR102217202B1; US20180011029A1; IL263774B; US10267744B2; IL263774A; WO2018007108A1; TWI631321B; TW201805603A; KR20190025657A

Abstract

公开了一种用于生成检查设备的测量辐射的照射源。源生成至少第一测量辐射和第二测量辐射，从而第一测量辐射和第二测量辐射干涉，以形成采用拍频分量调制的经组合的测量辐射。照射源可以是HHG源。也公开了一种包括该源的检查设备以及相关联的检查方法。

Description

用于检查设备的照射源、检查设备和检查方法

相关申请的交叉引用

本申请要求享有日期为2016年7月5日的、EP申请no.16178048.1和日期为2016年7月28日的、EP申请no.16181778.8的优先权，这些申请并在此通过全文引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及一种光刻设备以及用于执行测量的方法。具体地，其涉及一种被包括在光刻设备中并且特别是在其照射源中的检查设备，以及一种用于采用其执行测量的方法。

背景技术

光刻设备是施加所期望图案至衬底上、通常至衬底的目标部分上的机器。光刻设备可以用于例如集成电路(IC)的制造。在该情形中，备选地称作掩模或刻线板的图案化装置可以用于生成将要形成在IC的单个层上的电路图案。该图案可以转移至衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括一个或数个管芯的一部分)上。应用每个具有特定图案和材料成分的多个层以限定最终完成产品的功能器件和互联。

在光刻工艺中，通常期望进行所形成结构的测量，例如用于工艺控制和验证。用于进行这种测量的各种工具是已知的，包括通常用于测量临界尺寸(CD)的扫描电子显微镜，以及用以测量叠置、器件中两层对准精度的专用工具。近期，已经研发了各种形式散射仪用于光刻领域。

已知的散射仪的示例通常依赖于提供专用量测目标。例如，方法可以要求目标形式为足够大的简单光栅，以便测量光束生成小于光栅的光斑(也即光栅未填满)。在所谓的重构方法中，可以通过采用目标结构的数学模型模拟被散射辐射的交互而计算光栅的特性。调节模型的参数直至模拟的交互生成了类似于从真实目标观察到的衍射图案。

除了由重构测量特征形状之外，可以使用该设备测量基于衍射的叠置，如已公开专利申请US2006066855A1中所述。使用衍射阶的暗场成像的基于衍射的叠置量测使能对更小目标进行叠置测量。这些目标可以小于照射光斑并且可以由晶片上产品结构围绕。暗场成像量测的示例可以在数个已公开专利申请中找到，诸如例如US2011102753A1和US20120044470A。可以使用复合光栅目标在一个图像中测量多个光栅。已知的散射仪倾向于使用可见光或近红外(IR)波范围内的光，这要求光栅的间距比实际上对其特性感兴趣的真实产品结构远远更粗糙。该产品特征可以使用具有远远更短波长的深紫外(DUV)或极紫外(EUV)辐射而限定。不幸地，该波长通常并非可应用或可用于量测。

另一方面，现代产品结构的尺寸如此小，以致于它们无法由光学量测技术成像。小特征包括例如由多次图案化工艺和/或间距倍乘所形成的那些特征。因此，用于量测的目标通常使用远远大于其叠置误差或临界尺寸是感兴趣特性的那些产品。测量结果仅间接地与实际产品结构的尺寸相关，并且可以是不精确的，因为量测目标并未经受在光刻设备中光学投影下相同的畸变，和/或在制造工艺其他步骤中的不同加工。尽管扫描电子显微镜(SEM)能够直接地分辨这些现代产品结构，SEM比光学测量远远更耗时。此外，电子无法穿透厚的工艺层，这使得它们较不适用于量测应用。其他技术诸如使用接触焊垫测量电学特性也是已知的，但是其仅提供真实产品结构的间接证据。

通过减小在量测期间使用辐射的波长(也即朝向“软X射线”波长频谱移动)，能够分辨更小的结构，以提高对于结构的结构性变化的灵敏度和/或进一步穿透至产品结构中。然而，这可能要求在量测系统的光谱分辨率的对应改进。额外地，产品结构的复杂度提高，产品结构包括更多层数，且对应的厚度增大。这接着增大了执行量测测量所要求的光谱分辨率。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于执行上述类型测量的备选的检查设备和方法。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于生成用于检查设备的测量辐射的照射源，其可操作用于生成至少第一测量辐射和第二测量辐射以使得所述第一测量辐射和所述第二测量辐射干涉，以形成采用拍频分量(beat component)调制的经组合的测量辐射。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于生成高阶谐波辐射的照射源，其可操作用于生成至少第一高阶谐波辐射和第二高阶谐波辐射，以使得所述第一高阶谐波辐射和所述第二高阶谐波辐射干涉以形成采用拍频分量调制的经组合的高阶谐波辐射。

根据本发明的第三方面，提供了一种测量衬底上目标结构的方法，包括：生成至少第一测量辐射和第二测量辐射以使得所述第一测量辐射和所述第二测量辐射干涉，以形成采用拍频分量调制的经组合的测量辐射；采用测量辐射照射目标结构，导致采用拍频分量调制的被散射辐射；检测被散射辐射；以及处理检测到的被散射辐射，所述处理包括使用所述拍频分量以在频谱上分辨所述被散射的辐射。

根据本发明的第三方面，提供了一种检查设备，包括：根据第一方面或第二方面的照射源，其可操作用于提供采用拍频分量调制的测量辐射；照射系统，可操作用于采用测量辐射照射目标结构，从而导致采用拍频分量调制的被散射辐射；检测器，可操作用于检测被散射辐射；以及处理器，可操作用于使用所述拍频分量以在频谱上分辨所述被散射辐射。

本发明另外提供了一种计算机程序产品，包括用于实施根据如上所述本发明方法中控制步骤的机器可读指令的一个或多个序列。

以下参照附图详细描述本发明的其他方面、特征和优点，以及本发明各个实施例的结构和操作。应该注意，本发明不限于在此所述的具体实施例。在此仅为了示意说明目的展示这些实施例。基于在此包含的教导，额外的实施例对于相关领域技术人员将是明显的。

附图说明

现在将仅借由示例的方式参照所附示意图描述本发明的实施例，其中对应的参考符号指示对应的部件，以及其中：

图1描绘了一个光刻设备；

图2描绘了可以在其中使用根据本发明的检查设备的光刻单元或集群；

图3示意性示出了适用于执行已知暗场成像检查方法的检查设备；

图4是根据本发明一个实施例的检查设备的示意图；

图5是由图4的检查设备的照射源所生成的测量辐射的强度I与波长λ的对比图；

图6是根据本发明一个实施例的图4的检查设备的照射源的更详细示意图；以及

图7是描述了根据本发明一个实施例的量测方法的流程图。

具体实施方式

在详细描述本发明实施例之前，展示其中可以实施本发明实施例的示例性环境是有益的。

图1示意性描绘了光刻设备LA。设备包括被配置用于调节辐射束B(例如UV辐射或DUV或EUV辐射)的照射系统(照射器)IL，被构造用于支撑图案化装置(例如掩模)MA并连接至被配置用于根据某些参数精确地定位图案化装置的第一定位器PM的图案化装置支座或支撑结构(例如掩模操作台)MT；两个衬底操作台(例如晶片操作台)WTa和WTb，每个衬底操作台被构造用于固定衬底(例如涂覆了抗蚀剂的晶片)W并每个连接至配置用于根据某些参数精确地定位衬底的第二定位器PW；以及投影系统(例如折射投影透镜系统)PS，被配置用于将由图案化装置MA赋予辐射束B的图案投影至衬底W的目标部分C(例如包括一个或多个管芯)上。参考框架RF连接各个部件，并用作用于设置并测量图案化装置和衬底以及其上特征位置的参考。

照射系统可以包括用于引导、定形或控制辐射的各种类型光学部件，诸如折射、反射、磁性、电磁、静电或其他类型光学部件、或者其任意组合。

图案化装置支座以取决于图案化装置的定向、光刻设备的设计、以及其他条件诸如例如图案化装置是否固定在真空环境中的方式固定图案化装置。图案化装置支座可以使用机械、真空、静电或其他夹持技术以固定图案化装置。图案化装置支座MT可以是框架或操作台，例如，其如需要的话可以是固定或可移动的。图案化装置支座可以确保图案化装置处于所期望的位置，例如相对于投影系统。

在此使用的术语“图案化装置”应该广义地解释为涉及可以用于在其截面中赋予辐射束图案以便于在衬底的目标部分中形成图案的任何装置。应该注意，赋予辐射束的图案可以不完全对应于衬底的目标部分中所期望的图案，例如，如果图案包括相移特征或所谓的辅助特征。通常，赋予辐射束的图案将对应于在目标部分中形成的器件中的特定功能层，诸如集成电路。

如在此所描述的那样，设备是透射式类型(例如采用透射式图案化装置)。备选地，设备可以是反射式类型(例如采用以上涉及类型的可编程镜面阵列，或采用反射掩模)。图案化装置的示例包括掩模，可编程镜面阵列，以及可编程LCD面板。在此术语“刻线板”或“掩模”的任何使用可以视作与更常用术语“图案化装置”含义相同。术语“图案化装置”也可以解释为涉及以数字形式存储图案信息以用于控制该可编程图案化装置的装置。

在此使用的术语“投影系统”应该广义地解释为包括任何类型投影系统，包括折射、反射、折反射、磁性、电磁和静电光学系统、或其任意组合，如对于所使用曝光辐射合适的，或对于其他因素诸如沉浸液体的使用或真空的使用合适的。在此术语“投影透镜”的任何使用可以视作与更常用术语“投影系统”含义相同。

光刻设备也可以是其中衬底的至少一部分可以由具有相对较高折射率的液体例如水覆盖以便于填充投影系统和衬底之间空间的类型。沉浸液体也可以施加至光刻设备中其他空间，例如，在掩模和投影系统之间。沉浸技术在本领域已知用于提高投影系统的数值孔径。

在操作中，照射器IL从辐射源SO接收辐射束。源和光刻设备可以是分立实体，例如当源是受激准分子激光器时。在该情形中，源不应视作形成光刻设备的一部分并且辐射束结束于包括例如合适的引导镜面和/或扩束器的束输送系统BD而从源SO传至照射器IL。在其他情形中，源可以是光刻设备的整体部分，例如当源是汞灯时。源SO和照射器IL、如果需要的话与束输送系统BD一起可以称作辐射系统。

照射器IL可以例如包括用于调节辐射束的角强度分布的调节器AD，积分器IN以及聚光器CO。照射器可以用于调节辐射束，以在其截面中具有所期望的均匀性和强度分布。

辐射束B入射在固定于图案化装置支座MT上的图案化装置MA上，并由图案化装置所图案化。通过横越图案化装置(例如掩模)MA，辐射束B穿过将光束聚焦至衬底W的目标部分C上的投影系统PS。借助于第二定位器PW和位置传感器IF(例如干涉仪装置，线性编码器，2-D编码器或电容性传感器)，可以精确地移动衬底操作台WTa或WTb，例如以便于在辐射束B的路径中定位不同的目标部分C。类似地，第一定位器PM和另一位置传感器(图1中未明确示出)可以用于相对于辐射束B的路径精确地定位图案化装置(例如掩模)MA，例如在从掩模库机械检索之后，或者在扫描期间。

图案化装置(例如掩模)MA和衬底W可以使用掩模对准标记M1、M2以及衬底对准标记P1、P2对准。尽管衬底对准标记如所示占据了专用目标部分，但是它们可以位于目标部分之间的空间中(这些已知为划片线对准标记)。类似地，在其中在图案化装置(例如掩模)MA上提供多于一个管芯的情形中，掩模对准标记可以位于管芯之间。小对准标记也可以包括在管芯内，在器件特征之中，在该情形中期望标记尽可能小且无需任何与相邻特征不同的成像或工艺条件。以下进一步描述检测对准标记的对准系统。

所示设备可以用于各种模式。在扫描模式中，图案化装置支座(例如掩模操作台)MT和衬底操作台WT同步地扫描，此时将赋予辐射束的图案投影至目标部分C上(也即单次动态曝光)。衬底操作台WT相对于图案化装置支座(例如掩模操作台)MT的速度和方向可以由投影系统PS的缩放和图像反转特性确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了目标部分在单次动态曝光中的宽度(沿非扫描方向)，而扫描运动的长度确定了目标部分的高度(沿扫描方向)。其他类型光刻设备以及操作模式是可能的，如本领域广泛已知。例如，已知步进模式。在所谓的无掩模光刻中，可编程图案化装置保持固定但是具有变化的图案，并且移动或扫描衬底操作台WT。

也可以采用上述使用模式的组合和/或变化，或者采用完全不同的使用模式。

光刻设备LA是所谓的双站台类型，其具有两个衬底操作台WTa、WTb以及两个站台-曝光站台EXP和测量站台MEA-在这两个站台之间可以交换衬底操作台。当在曝光站台处曝光一个衬底操作台上的一个衬底时，可以将另一衬底加载至测量站台处另一衬底操作台上，并执行各种准备步骤。这使能显著增加设备的吞吐量。准备步骤可以包括使用水平传感器LS描绘衬底的表面高度轮廓并使用对准传感器AS测量衬底上对准标记的位置。如果当其在测量站台处以及在曝光站台处时位置传感器IF无法测量衬底操作台的位置，可以提供第二位置传感器以使能相对于参考框架RF在两个站台处追踪衬底操作台的部分。其他布置是已知的且可替代于所示的双站台布置而使用。例如，其他光刻设备是已知的，其中提供了衬底操作台和测量操作台。当执行准备测量时这些码接在一起，并且当衬底操作台经历曝光时脱离。

如图2中所示，光刻设备LA形成了光刻印刷单元LC的一部分，也有时称作光刻单元或集群，其也包括用于在衬底上执行曝光前和曝光后工艺的设备。传统地，这些包括用于沉积抗蚀剂层的旋涂器SC，用于显影已曝光抗蚀剂的显影器DE，冷却板CH以及烘焙板BK。衬底操纵器或机器人RO从输入/输出端口I/O1、I/O2拾取衬底，在不同工艺设备之间移动它们，并随后输送它们至光刻设备的进料台LB。通常共同称作轨道的这些装置在轨道控制单元TCU的控制之下，其自身由监管控制系统SCS控制，SCS也经由光刻控制单元LACU而控制光刻设备。因此，可以操作不同的设备以最大化吞吐量和处理效率。

由轨道处理过的衬底随后输送至用于在器件制造工艺内蚀刻或其他化学或物理处理的其他处理工具。在一些情形中，可以在该蚀刻或化学/物理处理步骤之后对衬底执行量测。

光刻设备控制单元LACU控制所述各个促动器和传感器的所有移动和测量。LACU也包括信号处理和数据处理性能以实施与设备操作相关的所期望计算。在介绍和权利要求的术语中，这些处理和控制功能的组合简单地称作“控制器”。实际上，控制单元LACU将实现作为许多子单元的系统，每个处理实时数据获取、设备内子系统或部件的处理和控制。例如，一个处理子系统可以专用于衬底定位器PW的伺服控制。分立的单元可以甚至操纵粗调和精调促动器或不同轴线。另一单元可以专用于位置传感器IF的读出。设备的整体控制可以由中央处理单元控制，其与这些子系统处理单元通信，采用了光刻制造工艺中涉及的操作符好其他设备。

图3(a)示意性地示出了实施所谓暗场成像量测的检查设备的关键元件。设备可以是独立装置或包括在光刻设备LA中例如在测量站台处，或者光刻单元LC中。具有遍及设备数个分支的光轴由虚线O表示。图3(b)中更详细示出了目标光栅结构T和衍射的射线。

如在介绍部分中引用的现有技术应用中所述，图3(a)的暗场成像设备可以是替代于光谱分光镜散射仪或除此之外使用的多目的角度分辨散射仪的一部分。在该类型检查设备中，由照射系统12调节由辐射源11发出的辐射。例如，照射系统12可以包括准直透镜系统，滤色器，偏振器和孔径装置。已调节辐射沿着照射路径前进，其由部分反射表面15反射并经由显微镜物镜16聚焦至衬底W上光斑S中。透镜16具有高数值孔径(NA)，优选地至少0.9并更优选地至少0.95。可以使用沉浸流体以如果期望的话获得超过1的数值孔径。多目的散射仪可以具有两个或更多测量分支。额外地，在实际设备中将包括另外的光学系统和分支，例如用以汇集参考辐射以用于强度归一化，用于捕捉目标的粗调成像，用于聚焦等等。可以在上述现有技术公开中找到这些的细节。为了本发明公开的目的，仅图示并详细描述了用于暗场成像量测的感兴趣的测量分支。

在用于暗场成像的汇集路径中，成像光学系统21在传感器23(例如CCD或CMOS传感器)上形成了衬底W上目标的图像。孔径光阑20提供在汇集路径中平面P’中。平面P’是与物镜16的光瞳面P(未示出)共轭的平面。孔径光阑20也可以称作光瞳光阑。孔径光阑20可以采取不同形式，正如照射孔径可以采取不同形式。孔径光阑20与透镜16的有效孔径组合，确定了使用被散射辐射的什么部分以在传感器23上生成图像。一般而言，孔径光阑20用于阻挡零阶衍射束，以便形成在传感器23上的目标的图像仅由一阶波束形成。在其中组合一阶波束以形成图像的示例中，这将是所谓的暗场图像，等价于暗场显微术。然而在本申请中，一次仅成像一个一阶，如以下所解释。将由传感器23捕捉的图像输出至图像处理器和控制器40，其功能将取决于所执行测量的特定类型。为了本发明目的，执行目标结构的非对称性的测量。非对称性测量可以与目标结构的认知组合以获得用于形成它们的光刻工艺的性能参数的测量值。可以以该方式测量的性能参数包括例如叠置、焦点和剂量。

量测目标T提供在衬底W上，这可以是1-D光栅，其被印刷以使得在显影之后，由固体抗蚀剂线条形成栅条。目标可以是2-D光栅，其被印刷以使得在显影之后，光栅由固体抗蚀剂柱条或抗蚀剂中通孔形成。栅条、柱条或通孔可以备选地蚀刻至衬底中。这些光栅的每一个是可以使用检查设备调查其属性的目标结构的示例。

照射系统12的各个部件可以可调节以在相同设备内实施不同的量测“方案”。除了选择波长(颜色)和偏振作为特定特征之外，可以调节照射系统以实施不同的照射分布。因为平面P”与物镜16的光瞳面P和检测器19的平面共轭，平面P”中的照射分布限定了在光斑S中入射在衬底W上光的角度分布。为了实施不同的照射分布，可以在照射路径中提供孔径装置。孔径装置可以包括安装在可移动滑块或转轮上的不同孔径。其可以备选地包括可编程空间光调制器。作为另一备选例，光纤可以布置在平面P”中不同位置处并选择性地使用以在它们各自位置处输送光或不输送光。在上述文件中讨论并示例化了所有这些变形例。

在第一示例性照射模式中，提供射线30a以便入射角如所示在“I”处且由目标T反射的零阶射线的路径标注为“0”(不与光轴“O”混淆)。在第二照射模式中，可以提供射线30b，在该情形中将交换入射角和反射角。这些照射模式的两者将识别作为离轴照射模式。可以为了不同目的实施许多不同的照射模式。

如图3(b)中更详细所示，放置作为目标结构示例的目标光栅T以使得衬底W正交于物镜16的光轴O。在离轴照射分布的情形中，从偏离轴线O的角度照射在光栅T上的照射射线I引起第零阶射线(实线0)和两个一阶射线(点链线+1和双点链线-1)。应该记住，采用过填充的小目标光栅，这些射线仅是许多平行射线的覆盖了包括量测目标光栅T和其他特征的衬底区域的一个射线。因为照射射线30a的光束具有有限的宽度(必须承认有用的光线)，入射的射线I将实际上占据一定角度范围，并且衍射的射线0和+1/-1将稍微散开。根据小目标的点散布函数，每个+1和-1阶将进一步散布在一角度范围之内，而非如所示的单个理想射线。

也参照图3(a)，在采用射线30a的第一照射模式下，来自目标光栅的+1阶衍射射线将进入物镜16并对在传感器23处记录的图像有贡献。当使用第二照射模式时，射线30b入射在与射线30a相反的角度处，并且因此-1阶衍射射线进入物镜并对图像有贡献。当使用离轴照射时孔径光阑20阻挡第零阶辐射。如现有技术公开中所述，可以采用沿X和Y方向的离轴照射限定照射模式。

通过比较在这些不同照射模式下的目标光栅的图像，可以获得非对称性测量值。备选地，可以通过保持相同的照射模式但是旋转目标而获得非对称性测量值。尽管示出了离轴照射，但是可以替代地使用目标的同轴照射，并且可以使用修改的离轴孔径20以实质上仅将衍射光的一个一阶传至传感器。在另一示例中，在孔径光阑20的平面中使用棱镜，这具有将+1和-1阶转移至传感器23上的不同位置，以便可以检测并比较它们，而无需两个依次图像捕捉步骤的效果。该技术公开在上述已公开专利申请US2011102753A1中，在此通过引用将其内容并入本文。替代于或除了第一阶光束之外，可以在测量中使用第2、第3或较高阶光束(图3中未示出)。作为另一变形例，离轴照射模式可以保持恒定，而目标自身在物镜16下方旋转180度以使用相反的衍射阶捕捉图像。

以上技术通常使用具有可见波长的辐射执行。同样，散射量测目标具有大于衬底上产品结构的间距。作为示例，散射量测目标可以具有以微米(μm)测量的目标光栅间距，而相同衬底上产品结构可以具有以纳米(nm)测量的间距。

该间距差引起在产品结构上测得叠置与真实叠置之间的偏离。该偏离至少部分地由于光刻设备中光学投影失真和/或制造工艺的其他步骤中不同的处理。当前，偏离包括对于总测得叠置的重大贡献。减小或消除该偏离将因此提高总叠置性能。

可以研发使用发出在“软X射线”或EUV范围中辐射的光源的量测工具，例如具有在2nm和50nm之间的波长。这些光源的示例包括放电诱发等离子体源，激光诱发等离子体源，或高阶谐波发生(HHG)源。HHG源已知能够在发出的光中提供已准直光子(高亮度)的大通量。

在欧洲专利申请EP152020301、EP16168237、EP16167512中图示并进一步描述了用于量测应用中的HHG源，在此通过全文引用方式并入本文。在量测应用中，该HHG源可以用于(例如)法线入射，非常接近于法线入射(例如在偏离法线10度内)，掠入射(例如偏离表面20度内)，任意角度或多个角度(以在单个捕捉中获得更多测量信息)。

为了最大化基于衍射测量的精确度，例如用以确定叠置误差或临界尺寸，需要最优化到达检测器处辐射的属性。散射的辐射的属性取决于所使用的辐射的属性以及在测量下结构的属性。为了增大光子的数目，例如，可以使用大带宽源，例如发出波长跨距8nm-20nm或更大的辐射。该大宽带源也为单个测量提供更多信息，作为(例如)不同的结构，结构密度和/或材料可以展示采用不同波长的不同测量灵敏性。使用不同波长的测量辐射关联测量的能力使得测量更健壮。然而，大带宽源可以导致在目标测量中叠置衍射阶的问题，并且也要求量测工具具有良好频谱分辨率，特别是当波长与所测量结构的厚度尺寸可比或更小时。

可以用于描述散射辐射量的一个参数是所谓的“堆叠灵敏度”。该参数描述了测得信号的强度(例如非对称性测量值)。可以显示，该“堆叠灵敏度”取决于辐射的波长以及目标结构的厚度而周期性地变化。确定了对于堆叠厚度T的分辨率的、变化的周期Δλ_s可以描述为：

其中λ是辐射的波长，以及T是被测量结构的光学厚度。产品结构的示例性光学厚度可以是400nm，并且示例性的辐射波长可以是λ＝13nm。在该示例中，“堆叠灵敏度”变化的周期Δλ_s是0.21nm。

为了最优化在检测器处测得的辐射，检查设备需要具有比堆叠灵敏度的周期变化Δλ_s的大小更好的频谱分辨率。具体地，为了完全分辨堆叠灵敏度的周期性变化，检查设备的所需频谱分辨率Δλ_r应该至少是变化周期Δλ_s的两倍。在本示例中，因此，对于检查设备所需的频谱分辨率Δλ_r可以近似1.0nm。

已经建议使用被测量目标结构(例如光栅结构)以在频谱上分辨入射至相机或类似装置上的测量辐射。该检查设备的频谱分辨率将随后由光学系统的特性和目标结构的特性确定。由于目标尺寸约束，典型的检查设备的光斑直径限制为近似2μm。假设照射辐射是高斯光束，可以得到光束腰部直径D与照射辐射的数值孔径NA之间的以下关系：

对于具有λ＝13nm波长的照射辐射，对于上述特殊光斑直径可以得到数值孔径为NA＝4mrad。

当前，周期结构的间距近似P＝40nm。测量具有该间距的目标结构的基于衍射的检查设备(例如散射仪)的频谱分辨率可以得到：Δλ≈2P×NA＝80×0.004＝0.32nm。由检查设备提供的频谱分辨率大于所需的0.1nm。这意味着无法以该方式充分地分辨堆叠灵敏度的周期性变化。能够通过减小数值孔径的大小而改进检查设备的频谱分辨率。然而，这接着要求增大目标尺寸。这是因为NA的减小将导致更大的光斑直径。目标结构应该优选地“未充满”(也即光斑直径小于目标尺寸)。如果光斑直径增大，则目标尺寸因此也必须成比例地增大。更大的目标占据了衬底表面上更多空间，这在生产环境中是不期望的，因为其例如增加了单位产品的制造成本。

借由具体的量测示例，软X射线DBO(基于衍射的叠置量测)可以利用近法线入射照射，这使得测量辐射穿透深入堆叠(被测量的结构或目标)。这可以引起对于厚堆叠的激振效应(ringing)(例如相对于测量辐射波长)。不具有足够的频谱分辨率，这些激振效应将使得DBO灵敏度朝向零而达到平均数，这是不可接受的。

在另一具体量测示例中，对于软X射线OCD(光学临界尺寸量测)和ARO(在分辨率下叠置量测，也即基于重构的叠置量测，无需偏置目标)，期望高频谱分辨率以最大化测得信号的信息容量(也即防止信息整平)。此外，大的频谱范围可以是所期望的，如此大以便其可以引起叠置衍射阶。如果叠置阶出现在基于光栅的参考分支中，其将引起照射强度归一化(也即相乘噪声抑制)失败。

在下文中，将描述提高了检查设备的频谱分辨率的方法和设备。

描述了照射源，诸如HHG源，其从在第一波长处(或居中在第一波长上)的第一泵浦辐射束和在第二波长处(或居中在至少第二波长上)的第二泵浦辐射束而生成(例如高阶谐波)测量辐射。由第一泵浦辐射束和第二泵浦辐射束所生成的测量辐射(例如测量辐射的对应谐波)干涉，引起取决于所述第一波长和第二波长的外差(heterodyne)信号或在拍频处的差拍(beat)。第一波长和第二波长的差应该小，例如1nm或更小。在一个实施例中，波长差将远小于此；例如差值(按照频率表示)可以小于100MHz、小于10MHz、小于1MHz、小于0.1MHz、小于10kHz或小于1Hz。该信号可以在特定时间间隔内测量并例如通过执行傅里叶变换而分析以提取或重构该测得信号的频谱组成。

图4包括检查设备的实施例，包括照射系统，在该示例中其包括HHG源400，被示出在测量目标T的操作配置中。HHG源400包括在第一波长λ处发出第一泵浦辐射束410的第一泵浦辐射源405，以及在(至少)第二波长λ+Δ处发出第二泵浦辐射束420的第二泵浦辐射源415，其中Δ是小波长偏移，例如相对于第一波长λ小于1nm(可能远小于上述数值)。应该注意，取决于具体的调制技术，一个或多个“侧频带”可能出现。在该情形中，第二泵浦辐射束420可以不居中在一个唯一的单个波长λ+Δ上。替代地，例如，可以存在两个波长：λ+Δ和λ-Δ。当使用例如幅度调制时可以预期如此。

第一泵浦辐射束410和第二泵浦辐射束420激励HHG介质，诸如HHG气体喷嘴425，以使得第一测量辐射430(由第一泵浦辐射束410生成)和第二测量辐射435(由第二泵浦辐射束420生成)的对应谐波干涉，在检测器组块445处对于每个对应的(较高阶)谐波配对在组合的测量辐射中生成拍频分量(外差信号)。HHG介质可以例如包括除了气体之外的介质，诸如生成高阶谐波的固体。

一旦穿过滤除不期望辐射波长的滤波器元件(红外组块)440，随后使用第一测量辐射和第二测量辐射430、435以测量目标T(经由未示出的插入光学元件)。由目标T散射的辐射随后将由检测器组块445检测，在此其发生干涉，生成了拍频分量。在一个实施例中，检测器组块445包括用于正衍射阶的第一检测器450、用于负衍射阶的第二检测器455以及用于第零衍射阶的第三检测器460。然而，在其他一些实施例中，检测器组块445可以仅包括一个检测器(例如检测器450、检测器455或检测器460中的一个检测器)或两个检测器(例如检测器450、455、460中的任意两个检测器)。注意，由检测器所捕捉的(例如较高)衍射阶不应与HHG频谱的高阶谐波混淆。

在所示的实施例中，存在两个相异的泵浦辐射源，以生成第一泵浦辐射束和第二泵浦辐射束。在该实施例中，为了获得必须的拍频分量，提出了锁模465(例如时间上同步)第一泵浦辐射源405和第二泵浦辐射源415，从而第一泵浦辐射束和第二泵浦辐射束具有如所述以小的恒定偏移而不同的波长或频率。

在备选实施例中，第一泵浦辐射束和第二泵浦辐射束可以由单个泵浦辐射源生成，从而所生成的两个谐波源将同相锁定。在该实施例中，波长偏移可以在HHG气体喷嘴之前在一个泵浦辐射束中使用电光调制器而获得。电光调制器的示例包括非线性晶体和/或流体。所应用的调制可以包括频率调制和/或相位调制和/或幅度调制。在第一泵浦辐射束和第二泵浦辐射束之间获得波长偏移的其他备选调制策略可以包括改变一个束相对于另一个激励HHG气体喷嘴/介质的位置，和/或改变激励泵浦激光束之间的相对时间延迟。其他备选例可以包括操纵HHG气体喷嘴/介质，从而由一个泵浦辐射束所生成的高阶谐波比另一个泵浦辐射束具有更大的波长偏移；例如通过在由每个泵浦辐射束所激励的不同位置处改变局部气体压力(如果介质是固体，或者改变表面属性)。

如已知的，可以考虑HHG源以在两个相异的模式中操作。在第一模式中，所得的HHG频谱包括相异的尖峰或波峰，在每个所生成的谐波处各一个，由此近似频率梳(frequencycomb)。在第二操作模式中，高阶谐波每个相当地更宽以使得它们叠置而形成宽带频谱。这两个操作模式之间的差异是泵浦激光脉冲的宽度。最终有助于生成高阶谐波的泵浦激光脉冲的更短持续时间将导致单个高阶谐波的频谱增宽。在某一点处，单个阶将开始在频率/波长上相互叠置(该叠置开始出现的点实质上限定了这两个操作模式之间的交叉点)。

图5是对于第一操作模式波长与强度的对比图。示出了如由第一泵浦辐射束所生成的两个相异的较高阶510a、510b，以及由第二泵浦辐射束所生成的对应两个相异较高阶520a、520b。对于例如1030nm的第一波长，第79较高阶将导致在近似13.0nm处的波长峰值。该单个峰值的典型带宽530是0.1nm FWHM(半峰值全宽度)。注意，通常在单原子气体中仅生成不均匀的高阶谐波(为了对称性原因)。在一个实施例中，对应峰值之间的波长差540小于该带宽530。注意，该波长差540取决于泵浦辐射束的波长偏移Δλ除以m，其中m是表示HHG源峰值波长的特殊高阶谐波的整数(例如对于峰值510a和520a，m＝79)。

对于每个第m较高阶谐波配对，在检测到的光电流中将存在拍频分量。该拍频分量B的频率将是两个模式锁定泵浦激光束之间频率差的m倍；也即：

其中c是光速。

傅里叶变换光谱法技术可以用于根据随时间变化的检测到信号的变化，来确定由拍频分量所调制的频谱成分(例如每个第m较高阶谐波配对的强度)。这可以借由傅里叶变换(在时间变量之上积分)而完成。这可以包括计算检测到信号与正弦或余弦形状(单个频率)信号的内积。也可以使用其他变换诸如傅里叶相关变换(例如余弦变换、Hartley变换等)以在频谱上分辨信号。

因为并非在空间上、而是相反在测得信号的拍频分量中的时间上捕捉频谱信息，因此检测器组块的单个检测器(例如检测器组块445)可以是简单的光电二极管装置而非相机(检测器阵列)。该光电二极管装置可以操作用于在特殊时间段之内捕捉(衍射的)测量辐射作为时间的函数。因为拍频分量的拍频可以例如在kHz范围，测量辐射可以在毫秒量级的时间段之内(例如在40ms和100ms之间)被测量。可以获得这些测量值的每个的重复样本以减小噪声。

量测应用中使用的辐射源可以经受照射强度和/或频谱波动。为了解决该问题，常规的源可以使用分立的参考分支，借由分束器或类似物将测量辐射向其转移。使用该参考分支测量随后可以用于归一化任何测量值。这减少了可应用于真实测量的光子数，并且对于参考分支和分束器的需求增加了成本和复杂性。采用在此所述的方法和设备，可以生成并分立地测量频谱分辨的单个零阶衍射量和/或较高阶衍射谐波。因此，可以提供多于一个检测器，例如用于第零阶衍射的检测器，以及用于一个或多个较高阶衍射量的一个或多个检测器。在图4中所示的具体示例中，检测器组块445包括用于检测较高阶正衍射分量的一个或多个的第一检测器450，用于检测较高阶负衍射分量的一个或多个的第二检测器455，以及用于检测第零阶衍射分量的第三检测器460。检测器450、455、460应该位于正确的位置中，以用于捕捉其对应的衍射阶。

通过如此，可以例如采用对应的第零阶衍射测量值自归一化所有的较高阶衍射测量值。这可以例如通过以下方式完成：将对于特定谐波阶m的较高阶衍射测量值除以对于该谐波阶m的对应第零阶衍射测量值。应该注意，可以使用对应的衍射阶的任何组合以实现该自归一化。从第零衍射阶获得关于感兴趣参数的信息，较高衍射阶中的一个衍射阶可以用于归一化第零阶衍射分量。否则，可以使用一个较高阶衍射分量以归一化另一对应的高阶衍射分量。以该方式，从检测到的测量值消除了源照射强度波动。注意，该自归一化的形式也可以适用于更常规的检测方案，其中光栅的分散与阵列检测器组合用于生成频谱分辨率。然而，在一些备选实施例中，可以可选地存在分束器467和参考检测器470用于提供归一化信号。

为了获得所期望的拍频分量，第一泵浦辐射束和第二泵浦辐射束应该(空间地或时间地)充分接近以获得所需的干涉。图6示出了用于在第一实施例中实现这点的方法。在第一实施例中，光束空间地分离，以使得第一泵浦辐射束和第二泵浦辐射束均聚焦在HHG介质/气体内两个相异的位置处。在该实施例中，第一泵浦辐射束和第二泵浦辐射束并未在时间上分离，也即它们实质上(或近似地)同时发射(激励)。两个相异位置需要充分相互靠近以导致干涉，例如具有在10μm和100μm之间的间隔。在该实施例中，将得到的两个测量辐射束成像至目标上，从而导致两个相邻的光斑。所得的电场将在(例如光电二极管)检测器上干涉。

图6示出了照射系统(HHG源)600，其可以例如用于替代图4中所示的照射系统400。第一泵浦辐射源405发出具有特定波长λ的第一泵浦辐射束410，并且第二泵浦辐射源415发出具有(或居中在其上)至少一个特定波长λ+Δ的第二辐射束420。第一泵浦辐射束410传播至第一光学元件602，在此其被聚焦在HHG气体喷嘴425内第一位置610处。类似地，第二泵浦辐射束420传播至第一光学元件605，在此其被聚焦在HHG气体喷嘴425内第二位置615处。位置605和615充分靠近以使得第一泵浦辐射束410和第二泵浦辐射束420干涉，如已经所述。

第一泵浦辐射束410和第二泵浦辐射束420与气体相互作用以提供第一测量辐射430和第二测量辐射435。该测量辐射430、435穿过抑制了不期望辐射波长的光学元件440(例如IR滤光器)。第一测量辐射430和第二测量辐射435随后在不同位置处照射目标T(尽管位置可以备选地叠置或部分叠置)，从而导致在检测器(未示出)处衍射的测量辐射、以及因此可测量拍频分量的干涉。

在备选实施例中，第一泵浦辐射束和第二泵浦辐射束在时间上分离而非在空间上分离(也即，它们聚焦在HHG气体喷嘴中相同位置处，或者至少足够靠近以使得它们部分的叠置，但是并未同时发射)。两个泵浦辐射束需要以在它们之间充分小的持续时间“发射”至HHG气体中，以便它们干涉。然而，HHG气体喷嘴中的气体原子可以在每次发射之间尚未返回至它们“初始状态”。在该实施例中，发射第一泵浦辐射束和第二泵浦辐射束之间的延迟可以例如小于20fs。

尽管以上已经依照HHG源在第一“频率梳”的操作模式中操作而讨论了以上内容，但是应该知晓该第一操作模式和第二操作模式之间的差异仅是频谱增宽。这使得对于在此所述的外差傅里叶变换频谱方法没有本质区别，并且所述概念均等地可应用于第一和第二操作模式这两者。

图7是测量衬底上目标或其他结构的方法的流程图。示例性的方法可以实施在诸如图3或图4中所示的一个检查设备中。如前所述，在典型的基于散射仪的检查设备中，使用辐射的第零和/或较高(例如+1和/或-1)衍射阶以确定目标结构的相关属性(诸如叠置或临界尺寸)。

在第一步骤701中，由诸如HHG源400、600之类的照射系统提供第一测量辐射和第二测量辐射。如已经所述，作为在分别生成第一测量辐射和第二测量辐射的第一泵浦辐射束和第二泵浦辐射束之间波长偏移的结果，由第一泵浦辐射束和第二泵浦辐射束所生成的对应谐波干涉，从而基于所述第一波长和第二波长引起外差信号或在拍频处的差拍。

在第二步骤702中，由第一测量辐射和第二测量辐射照射目标结T。经组合的测量辐射由目标结构衍射成许多衍射阶，每个衍射阶由拍频分量所调制。较高衍射阶和/或第零阶衍射辐射包括由此将确定目标结构的感兴趣参数的信息。第零阶衍射辐射包括经组合的照射辐射的、并未由目标结构衍射但是由目标结构反射的一部分。

在第三步骤703中，在诸如检测器组块445之类的检测器组块处检测被反射的辐射。第三步骤可以包括检测对于一个、一些或每个衍射阶被散射辐射(采用拍频分量调制)，以作为随时间变化的信号(强度)。在一个实施例中，在第一检测器(例如光电二极管)上捕捉较高阶的正衍射，在第二检测器上捕捉负衍射阶，以及在第三检测器上捕捉第零阶衍射。

在第四步骤704中，可以将被检测的辐射发送至处理单元以用于进一步处理。特别地，可以使用傅里叶变换在频谱上分辨检测到的散射辐射，以得出频谱分辨的测量数据。该步骤也可以包括将一个检测到衍射阶与另一个检测到的衍射阶自归一化，例如较高阶衍射分量的一个或多个与第零阶。该自归一化步骤可以按每个谐波阶对频谱分辨的数据执行。处理步骤随后使用例如重构或非对称确定技术从频谱分辨的测量数据确定感兴趣的一个或多个参数。

尽管以上说明书按照HHG源描述了照射源，在此所述的教导不限于此，并且使用泵浦或种子辐射源以照射气体介质的其他照射源落入本公开的范围内。

在此所公开的照射源以及伴随的设备和方法的优点包括：

生成高频谱分辨率与快速获取时间的组合。

无需移动光-机械部件。其他照射源可以移动一个或多个光-机械装置以例如改变一个测量束相对于另一个的路径长度。

无需分离的参考分支以校正照射强度波动。

无需分离的光学元件(在目标的区域中)在分光镜上测量第零阶衍射。

允许大频谱范围(也即波长范围)，由此增大被测量的信息容量以及也增大被测量的光子数量(以抑制光子散粒噪声)。

无需相机用以检测衍射的辐射，可以替代地使用光电二极管，这可以减小读取噪声，并且能够也减小成本和负载性。

在后续编号的条款中公开了更多实施例：

1.一种用于生成用于检查设备的测量辐射的照射源，

可操作用以生成至少第一测量辐射和第二测量辐射，从而所述第一测量辐射和所述第二测量辐射干涉，以形成采用拍频分量调制的组合测量辐射。

2.根据权利要求1所述的照射源，其中，所述第一测量辐射和所述第二测量辐射是频谱相干的。

3.根据权利要求1或2所述的照射源，其中，所述第一测量辐射居中在第一波长上且所述第二测量辐射包括居中在第二波长上的至少一个分量。

4.根据权利要求3所述的照射源，其中，所述第一波长和所述第二波长之间的差值小于0.01nm。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的照射源，其中，第一测量辐射的频率与第二测量辐射的频率之间的频率差小于10MHz。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的照射源，其中，第一测量辐射的频率和第二测量辐射的频率之间的频率差小于100kHz。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的照射源，其中，第一测量辐射束的频率和第二测量辐射束的频率之间的频率差小于1kHz。

8.根据之前权利要求中任一项所述的照射源，其中，所述照射源是高阶谐波生成源，可操作以使得第一测量辐射的每个高阶谐波与第二测量辐射的对应谐波干涉，以形成采用拍频分量调制的所述组合测量辐射。

9.根据权利要求8所述的照射源，其中，第一测量辐射的每个高阶谐波与第二测量辐射的对应谐波的波长差小于每个对应高阶谐波的带宽。

10.根据权利要求8或9所述的照射源，包括：

至少一个泵浦辐射源，可操作用于生成居中在第一泵浦波长上的第一泵浦辐射束以及包括居中在第二泵浦波长上的至少一个分量的第二泵浦辐射束；以及

高阶谐波生成介质；

其中所述至少一个泵浦辐射源被设置为使得所述第一泵浦辐射束激励所述高阶谐波生成介质以生成所述第一测量辐射，并且所述第二泵浦辐射束激励所述高阶谐波生成介质以生成所述第二测量辐射。

11.根据权利要求10所述的照射源，其中，所述至少一个泵浦辐射源包括可操作用于生成所述第一泵浦辐射束的第一泵浦辐射源以及可操作用于生成所述第二泵浦辐射束的第二泵浦辐射源；所述第一泵浦辐射源和所述第二泵浦辐射源被锁模。

12.根据权利要求10所述的照射源，其中所述至少一个泵浦辐射源包括可操作用于生成所述第一泵浦辐射束的第一泵浦辐射源以及可操作用于生成所述第二泵浦辐射束的第二泵浦辐射源；所述第一泵浦辐射源和所述第二泵浦辐射源被锁相。

13.根据权利要求10所述的照射源，其中所述至少一个泵浦辐射源包括单个泵浦辐射源；以及所述照射源包括：

分束元件，用于形成每个居中在所述第一泵浦波长上的所述第一泵浦辐射束和所述第二泵浦辐射束；以及

调制器装置，可操作用于调制所述第二泵浦辐射束，其居中在至少所述第二泵浦波长上。

14.根据权利要求10至13中任一项所述的照射源，其中所述第一泵浦辐射束和所述第二泵浦辐射束每个设置用于在实质上相同时刻激励在所述高阶谐波生成介质内不同的位置。

15.根据权利要求10至13中任一项所述的照射源，其中，所述第一泵浦辐射束和所述第二泵浦辐射束均被设置用于在不同时刻激励所述高阶谐波生成介质内实质上相同的位置。

16.一种用于生成高阶谐波辐射的照射源，可操作用于生成至少第一高阶谐波辐射和第二高阶谐波辐射，从而所述第一高阶谐波辐射和所述第二高阶谐波辐射干涉，以形成采用拍频分量调制的组合高阶谐波辐射。

17.根据权利要求16所述的照射源，其中所述第一高阶谐波辐射和所述第二高阶谐波辐射是频谱相干的。

18.根据权利要求16或17所述的照射源，其中，所述第一高阶谐波辐射居中在第一波长上且所述第二高阶谐波辐射包括居中在第二波长上的至少一个分量。

19.根据权利要求18所述的照射源，其中所述第一波长和所述第二波长之间的差小于0.01nm。

20.根据权利要求16至18中任一项所述的照射源，其中所述第一高阶谐波辐射的频率和所述第二高阶谐波辐射的频率之间的频率差小于10MHz。

21.根据权利要求16至18中任一项所述的照射源，其中，所述第一高阶谐波辐射的频率和所述第二高阶谐波辐射的频率之间的频率差小于100kHz。

22.根据权利要求16至18中任一项所述的照射源，其中所述第一高阶谐波辐射的频率和所述第二高阶谐波辐射的频率之间的频率差小于1kHz。

23.根据权利要求16至22中任一项所述的照射源，其中所述第一高阶谐波辐射的每个高阶谐波与所述第二高阶谐波辐射的对应谐波干涉以形成采用拍频分量调制的所述组合高阶谐波辐射。

24.根据权利要求23所述的照射源，其中所述第一高阶谐波辐射的高阶谐波与所述第二高阶谐波辐射的对应谐波的波长差小于每个所述对应高阶谐波的带宽。

25.根据权利要求16至24中任一项所述的照射源，包括：

高阶谐波生成介质；

其中所述至少一个泵浦辐射源被设置为使得所述第一泵浦辐射束激励所述高阶谐波生成介质以生成所述第一高阶谐波辐射，且所述第二泵浦辐射束激励所述高阶谐波生成介质以生成所述第二高阶谐波辐射。

26.根据权利要求25所述的照射源，其中所述至少一个泵浦辐射源包括可操作用于生成所述第一泵浦辐射束的第一泵浦辐射源，和可操作用于生成所述第二泵浦辐射束的第二泵浦辐射源；所述第一泵浦辐射源和所述第二泵浦辐射源被锁模。

27.根据权利要求25所述的照射源，其中所述至少一个泵浦辐射源包括可操作用于生成所述第一泵浦辐射束的第一泵浦辐射源和可操作用于生成所述第二泵浦辐射束的第二泵浦辐射源；所述第一泵浦辐射源和所述第二泵浦辐射源被锁相。

28.根据权利要求25所述的照射源，其中所述至少一个泵浦辐射源包括单个泵浦辐射源；以及所述照射源包括：

调制器装置，可操作用于调制所述第二泵浦辐射束，将其居中在至少所述第二泵浦波长上。

29.根据权利要求25至28中任一项所述的照射源，其中设置所述第一泵浦辐射束和所述第二泵浦辐射束每一个以在实质上相同时刻激励所述高阶谐波生成介质内不同的位置。

30.根据权利要求25至28中任一项所述的照射源，其中设置所述第一泵浦辐射束和所述第二泵浦辐射束每一个以在不同时刻激励所述高阶谐波生成介质内的实质上相同位置。

31.一种检查设备，包括：

根据之前权利要求任一项所述的照射源，可操作用于提供采用拍频分量调制的测量辐射；

照射系统，可操作用于采用测量辐射照射目标结构，导致采用所述拍频分量调制的散射辐射；

检测器，可操作用于检测被散射的辐射；以及

处理器，可操作用于使用所述拍频分量以在频谱上分辨所述被散射辐射。

32.根据权利要求31所述的检查设备，其中，所述检测器可操作用于检测被散射辐射的属性在时间段之上的时间变化。

33.根据权利要求32所述的检查设备，其中所述处理器可操作用于变换所述被散射辐射的属性的所述时间变化以在频谱上分辨所述被散射辐射。

34.根据权利要求32或33所述的检查设备，其中所述检测器包括用于检测所述被散射辐射的至少一个衍射阶的至少一个光电二极管。

35.根据权利要求32至34中任一项所述的检查设备，其中所述检测器包括用于检测被散射辐射的至少两个不同衍射阶的至少两个光电二极管且所述处理器可操作用于使用所述两个不同衍射阶的第一个以归一化所述两个不同衍射阶的第二个。

36.根据权利要求35所述的检查设备，其中所述两个衍射阶的第二个是第零阶衍射量。

37.一种测量衬底上目标结构的方法，包括：

生成至少第一测量辐射和第二测量辐射以使得所述第一测量辐射和所述第二测量辐射干涉以形成采用拍频分量调制的组合测量辐射；

采用所述测量辐射照射目标结构，导致采用所述拍频分量调制的被散射辐射；

检测所述被散射辐射；以及

处理检测到的被散射辐射，所述处理包括使用所述拍频分量以在频谱上分辨所述被散射辐射。

38.根据权利要求37所述的方法，其中，所述第一测量辐射和所述第二测量辐射是频谱相干的。

39.根据权利要求37或38所述的方法，其中，所述第一测量辐射居中在第一波长上且所述第二测量辐射包括居中在第二波长上的至少一个分量。

40.根据权利要求39所述的方法，其中，所述第一波长和所述第二波长之间的差小于0.01nm。

41.根据权利要求37至39中任一项所述的方法，其中所述第一测量辐射的频率和所述第二测量辐射的频率之间的频率差小于10MHz。

42.根据权利要求37至39中任一项所述的方法，其中所述第一测量辐射的频率和所述第二测量辐射的频率之间的频率差小于100kHz。

43.根据权利要求37至39中任一项所述的方法，其中所述第一测量辐射的频率和所述第二测量辐射的频率之间的频率差小于1kHz。

44.根据权利要求37至43中任一项所述的方法，其中所述第一测量辐射和所述第二测量辐射包括高阶谐波辐射，以及多数第一高阶谐波辐射的每个高阶谐波与所述第二高阶谐波辐射的对应谐波干涉以形成采用拍频分量调制的所述组合测量辐射。

45.根据权利要求44所述的方法，其中，所述第一高阶谐波辐射的所述高阶谐波与所述第二高阶谐波辐射的对应谐波的波长差小于每个所述对应高阶谐波的带宽。

46.根据权利要求37至45中任一项所述的方法，包括采用具有第一泵浦波长的第一泵浦辐射束激励高阶谐波生成介质以生成所述第一测量辐射，以及采用具有第二泵浦波长的第二泵浦辐射束激励所述高阶谐波生成介质以生成所述第二测量辐射。

47.根据权利要求46所述的方法，其中所述第一泵浦辐射束和所述第二泵浦辐射束每个在实质上相同时刻激励所述高阶谐波生成介质内不同的位置。

48.根据权利要求46所述的方法，其中所述第一泵浦辐射束和所述第二泵浦辐射束每个在不同时刻激励所述高阶谐波生成介质内实质上相同的位置。

49.根据权利要求37至48中任一项所述的方法，其中所述检测步骤包括检测所述被散射辐射的属性在时间段之上的时间变化。

50.根据权利要求49所述的方法，其中所述处理步骤包括变换所述被散射辐射的属性的所述时间变化以在频谱上分辨所述被散射辐射。

51.根据权利要求37至50中任一项所述的方法，其中所述检测步骤包括分立地检测所述被散射辐射的至少两个不同衍射阶且使用所述两个不同衍射阶的第一个以归一化所述两个不同衍射阶的第二个。

52.一种计算机程序产品，包括机器可读指令，当运行在合适的处理器上时使得所述处理执行根据权利要求37至51任一项所述的方法。

53.一种用于生成用于检查设备的测量辐射的照射源，包括：至少一个泵浦辐射源，可操作用于生成居中在第一波长上的第一泵浦辐射束和居中在第二波长上的第二泵浦辐射束；以及

高阶谐波生成介质；

其中设置所述至少一个泵浦辐射源以使得所述第一泵浦辐射束激励所述高阶谐波生成介质以生成第一测量辐射且所述第二泵浦辐射束激励所述高阶谐波生成介质以生成第二测量辐射，并使得所述第一测量辐射和所述第二测量辐射干涉以形成采用拍频分量调制的组合测量辐射。

尽管可以在该文本中对在IC制造中使用光刻设备做出具体参考引用，应该理解，在此所述的光刻设备可以具有其他应用，诸如集成光学系统、用于磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等的制造。本领域技术人员应该知晓，在该备选应用的上下文中，在此术语“晶片”或“管芯”的任何使用可以视作分别与更常用术语“衬底”或“目标部分”含义相同。可以在例如轨道(通常施加抗蚀剂层至衬底并显影已曝光抗蚀剂的工具)、量测工具和/或检查工具中在曝光之前或之后处理在此所涉及的衬底。其中可应用的，在此本公开可以适用于这些和其他衬底处理工具。进一步，可以多于一次处理衬底，例如以便于生成多层IC，因此在此所使用的术语衬底可以也涉及已经包含了多个已处理层的衬底。

尽管可以已经具体参照了在光学光刻的上下文中使用本发明的实施例，应该知晓，本发明可以用于其他应用，例如压印光刻，以及其中上下文允许地，不限于光学光刻。在压印光刻中，图案化装置中的拓扑限定了形成在衬底上的图案。图案化装置的拓扑可以挤压至施加至衬底的抗蚀剂层中，通过施加电磁辐射、热量、压力或其组合而固化在衬底上的抗蚀剂。在抗蚀剂固化之后从抗蚀剂中移出图案化装置而在其中留下图案。

关于光刻设备使用的术语“辐射”和“束”包括所有类型电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如具有是或大约365、355、248、193、157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)，以及粒子束诸如离子束或电子束。

其中上下文允许地，术语“透镜”可以涉及各种类型光学部件的任意一个或组合，包括折射、反射、磁性、电磁和静电光学部件。

具体实施例的前述说明将完全揭示本发明的普遍本质以使得他人可以通过应用在本领域技能内的知识而容易地对于各种应用修改和/或改变这些具体实施例，而并未过度实验，并未脱离本发明额通常概念。因此，这些改变和修改有意设计为在所公开实施例的等价形式的含义和范围内，基于在此所展示的教导和指引。应该理解，短语或术语在此是为了以示例说明的目的，而并非限制，以使得本说明书的术语或短语应该由本领域技术人员按照教导和指引而解释。

本发明的宽度和范围不应限于任意上述示例性实施例，而是应该仅根据以下权利要求及其等价形式而限定。

Claims

1.一种用于生成用于检查设备的测量辐射的照射源，可操作用于生成至少第一测量辐射和第二测量辐射，从而所述第一测量辐射和所述第二测量辐射干涉，以形成采用拍频分量调制的经组合的测量辐射，其中所述照射源是高谐波生成源。

2.根据权利要求1所述的照射源，其中，所述第一测量辐射和所述第二测量辐射在频谱上是相干的。

3.根据权利要求1或2所述的照射源，其中，所述第一测量辐射居中在第一波长上，并且所述第二测量辐射包括居中在第二波长上的至少一个分量。

4.根据权利要求3所述的照射源，其中，所述第一波长和所述第二波长之间的差小于0.01nm。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的照射源，其中，所述第一测量辐射的频率和所述第二测量辐射的频率之间的频率差小于10MHz、或小于100kHz、或小于1kHz。

6.根据前述权利要求中任一项所述的照射源，可操作使得所述第一测量辐射的每个高谐波与所述第二测量辐射的对应谐波干涉，以形成所述采用拍频分量调制的经组合的测量辐射。

7.根据权利要求6所述的照射源，其中，所述第一测量辐射中的每个高谐波与所述第二测量辐射的对应谐波的波长差小于每个所述对应高谐波的带宽。

8.根据权利要求6或7所述的照射源，包括：

高谐波生成介质；

其中所述至少一个泵浦辐射源被设置为使得所述第一泵浦辐射束激励所述高谐波生成介质以生成所述第一测量辐射，并且所述第二泵浦辐射束激励所述高谐波生成介质以生成所述第二测量辐射。

9.根据权利要求8所述的照射源，其中，所述至少一个泵浦辐射源包括可操作用于生成所述第一泵浦辐射束的第一泵浦辐射源以及可操作用于生成所述第二泵浦辐射束的第二泵浦辐射源；所述第一泵浦辐射源和所述第二泵浦辐射源被锁模或锁相。

10.根据权利要求8所述的照射源，其中，所述至少一个泵浦辐射源包括单个泵浦辐射源；以及所述照射源包括：

分束元件，用于形成均居中在所述第一泵浦波长上的所述第一泵浦辐射束和所述第二泵浦辐射束；以及

调制器装置，可操作用于调制所述第二泵浦辐射束，从而将其居中在至少所述第二泵浦波长上。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的照射源，其中，所述第一泵浦辐射束和所述第二泵浦辐射束均被设置为在实质上相同时刻激励在所述高谐波生成介质内的不同的位置。

12.一种检查设备，包括：

根据前述权利要求中任一项所述的照射源，可操作用于提供采用拍频分量调制的测量辐射；

照射系统，可操作用于采用所述测量辐射照射目标结构，从而得到采用所述拍频分量调制的散射辐射；

检测器，可操作用于检测所述散射辐射；以及

处理器，可操作用于使用所述拍频分量以在频谱上分辨所述散射辐射。

13.一种测量衬底上的目标结构的方法，包括：

生成至少第一测量辐射和第二测量辐射，从而所述第一测量辐射和所述第二测量辐射干涉，以在高谐波生成源中形成采用拍频分量调制的经组合的测量辐射；

采用所述测量辐射照射所述目标结构，从而得到采用所述拍频分量调制的散射辐射；

检测所述散射辐射；以及

处理检测到的散射辐射，所述处理包括使用所述拍频分量以在频谱上分辨所述散射辐射。

14.一种计算机程序产品，包括机器可读指令，所述机器可读指令当运行在合适的处理器上时使得所述处理器执行根据权利要求18的任一项所述的方法。

15.一种用于生成用于检查设备的测量辐射的照射源，包括：

至少一个泵浦辐射源，可操作用于生成居中在第一波长上的第一泵浦辐射束以及居中在第二波长上的第二泵浦辐射束；以及

高谐波生成介质；

其中所述至少一个泵浦辐射源被设置为使得所述第一泵浦辐射束激励所述高谐波生成介质以生成第一测量辐射，并且所述第二泵浦辐射束激励所述高谐波生成介质以生成第二测量辐射，并且使得所述第一测量辐射和所述第二测量辐射干涉，以形成采用拍频分量调制的经组合的测量辐射。