的示意 图；
[0034] 图5c为图5a的对称照明光斑照射在Y向套刻对准标记上形成的衍射光谱的示意 图；
[0035] 图6为本发明中物镜后焦面性质示意图；
[0036] 图7a为本发明的套刻误差测量装置获得的另一种对称照明光斑的示意图；
[0037] 图化为图7a的对称照明光斑照射在X向套刻对准标记上形成的衍射光谱的示意 图；
[003引图7c为图7a的对称照明光斑照射在Y向套刻对准标记上形成的衍射光谱的示意 图；
[0039] 图8a为本发明的套刻误差测量装置获得的又一种对称照明光斑的示意图；
[0040] 图8b为图8a的对称照明光斑照射在X向套刻对准标记上形成的衍射光谱的示意 图；
[0041] 图8c为图8a的对称照明光斑照射在Υ向套刻对准标记上形成的衍射光谱的示意 图。
【具体实施方式】
[0042] 下面将结合示意图对本发明的套刻误差测量装置及方法进行更详细的描述，其中 表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可W修改在此描述的本发明，而仍 然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道， 而并不作为对本发明的限制。
[0043] 在下列段落中参照附图W举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要 求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非 精准的比例，仅用W方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0044] 发明人经过长期研究发现，测量套刻标记衍射光谱非对称性时难W达到预期效 果。经过分析认为，该技术问题主要表现为照明光的非对称性将通过各波长衍射光在衍射 光谱中叠加禪合在一起，在送种情况下，衍射光谱中的照明非对称性无法像衍射光角谱测 量郝样通过对照明光进行监测而归一化。
[0045] 基于此，发明人提出如下的套刻误差测量装置，用于对放置于工件台上的套刻测 量标记进行套刻误差的分析，所述套刻误差测量装置包括光源系统、照明系统、主分光镜、 物镜及探测器；所述光源系统提供宽波段的测量光束，所述测量光束经过照明系统形成一 对称分布的照明光束，所述照明光束入射到主分光镜上发生反射，反射光通过物镜后汇聚 到套刻测量标记上发生色散效应，所述物镜收集从套刻测量标记上衍射的各种波长的光， 并透过主分光镜被一探测器接收，探测套刻测量标记的衍射光谱。
[0046] W下列举所述套刻误差测量装置及方法的较优实施例，W清楚说明本发明的内 容，应当明确的是，本发明的内容并不限制于W下实施例，其他通过本领域普通技术人员的 常规技术手段的改进亦在本发明的思想范围之内。
[0047] 请参考图1，图1为本发明的套刻误差测量装置的结构示意图。所述套刻误差测量 装置包括光源系统101，优选为宽波段光源，W产生宽波段的测量光。所述宽波段的测量光 可包括可见光、紫外W及红外波段等。光源通常可W选择债灯，或気灯与因素灯组成的混合 光源，也可采用白光LED或等离子激发光源等。相较传统的角谱测量方法，本发明中采用宽 波段的测量光，典型地，可使用400nm~800nm的测量光，而传统角谱测量仅能使用数十纳 米带宽的光。因此，在采用同类光源的情况下，由于本发明采用的带宽更宽，能量的利用效 率也将增大一个数量级，工艺适应性也能得到极大地提高。
[0048] 光源系统101发出的测量光经照明系统102形成照明光束，该照明光束呈对称结 构。主分光镜103使照明光束折转。物镜104将照明光汇聚到套刻测量标记105上。由于 套刻测量标记的周期性结构，照明光束在套刻测量标记上产生色散效应。根据光衍射定律， 各种颜色的衍射光的衍射方向为sine =ηλ/ρ，其中Θ为衍射角度，η为衍射级次，λ为 波长，Ρ为套刻测量标记的周期，各种不同波长的光从不同的角度发生衍射。物镜104收集 从套刻测量标记衍射的各种波长的光。一探测器106位于物镜104的瞳面或其光学共辆面， 衍射光透过主分光镜被探测器106接收。通过计算衍射光谱中衍射光光强的非对称性，即 可得到套刻误差值。
[0049] 所述照明系统102为本发明中的关键结构，所述测量光束在照明系统102中分成 两束相等的光，送两束光分别保持像不变和像旋转180°，之后合成，形成一对称分布的照 明光束。为了实现送一功能，所述照明系统102包括第一分光镜、第一成像系统和第二成像 系统；测量光束经过第一分光镜分为两束光，一束光通过第一成像系统保持像不变，另一束 光通过第二成像系统后像旋转180°。优选地，测量光束经过第一分光镜分为两束相等的 光，所述第一成像系统和所述第二成像系统倍率大小相同。
[0050] 具体的，请参考图2曰，图2a为本发明的套刻误差测量装置中照明系统的一较佳结 构示意图。所述照明系统包括第一分光镜201、第二分光镜203、第一反射镜204和第二反 射镜206,所述第一成像系统202和所述第二成像系统205皆包括多个透镜，由第一分光镜 201透射的一束光经过第一成像系统202后由第二分光镜203透射，保持像不变；由第一 分光镜201反射的另一束光经过第一反射镜204反射后进入第二成像系统205,继续经过第 二反射镜206和第二分光镜203反射，像旋转180°，并与透射的光合成为一对称分布的照 明光束。
[0051] 需要说明的是，如图2a及之后的其他附图中，所示出的两个凸透镜仅是象征性的 表示是由透镜组成的成像系统，该成像系统的组成不限于两个凸透镜，还可W是其他类型 的组合，只要能够达到各自实施例中所需目的即可。
[0052] 请参考图2b，图化为本发明的套刻误差测量装置中照明系统的另一较佳结构示 意图。在送一较佳结构中，所述照明系统包括第一分光镜201、第二分光镜203、第一反射 镜204和第二反射镜206,所述第一成像系统202包括多个透镜，由第一分光镜201透射的 一束光经过第一成像系统202后由第二分光镜203透射，保持像不变；所述第二成像系统 205包括两个道威棱镜205a、205b;由第一分光镜201反射的另一束光经过第一反射镜204 反射后进入第二成像系统205,继续经过第二反射镜206和第二分光镜203反射，像旋转 180°，并与透射的光合成为一对称分布的照明光束。在本实施例中，所述两个道威棱镜共 光轴且呈90°夹角，即道威棱镜205a正放，道威棱镜20化W入射光线为轴旋转90°。
[0053] 请参考图2c，图2c为本发明的套刻误差测量装置中照明系统的又一较佳结构示 意图。在送一较佳结构中，所述照明系统包括第一分光镜201、第二分光镜203、第一反射镜 204和第二反射镜206,所述第一成像系统202包括两个道威棱镜202a、202b,由第一分光 镜201透射的一束光经过第一成像系统202后，入射第二反射镜206反射，并经第二分光镜 203反射，保持像不变；所述第二成像系统205包括两个道威棱镜205a、205b，由第一分光 镜201反射的另一束光经过第一反射镜204反射后进入第二成像系统205,继续经过第二 分光镜203透射，像旋转180°，并与第二分光镜203反射的光合成为一对称分布的照明光 束。在本实施例中，所述第一成像系统的道威棱镜202a、20化共光轴且呈180°夹角，即道 威棱镜202a正放，道威棱镜20化W入射光线为轴旋转180° ;所述第二成像系统的道威棱 镜205a、20化共光轴且呈90。夹角，即道威棱镜205a正放，道威棱镜20化W入射光线为 轴旋转90。。
[0054] 在上述Η个较佳的选择中，采用了多种光学器件的组合来实现对光线的调控。但 是，能够实现本发明送一方案的显然不仅仅是上述Η种方案，例如，为了实现像旋转180°， 还可由各种屋脊棱镜产生，如Η角屋脊棱镜、改进型的阿西米棱镜等。业内人±在本发明给 出的意图之基础上能够推断出采用除上述Η种结构外的其他棱镜时应当如何摆放。
[00巧]基于上述几个实施例的装置，本发明提出一种套刻误差测量方法。请参考图3a， 提供第一套刻测量标记，其为周期性结构。所述第一套刻测量标记包括有衬底1，第一光栅 结构2形成于衬底1上，第二光栅结构4及位于第一光栅结构2和第二光栅结构4之间的 中间层3,所述第一光栅结构2由前一次曝光图形经显影、刻蚀、沉积等半导体工艺制成，第 二光栅结构4通常为本次曝光、显影后的光刻胶图形。所述中间层的材质及分布情况为公 知常识，在此不做赏述。在标准预设情况下，所述第一光栅结构2和第二光栅结构4之间具 有预设偏移量5,记为Δ。但是由于各种因素，实际情况如图3b所示，所述第一光栅结构2 和第二光栅结构4之间的偏移量6会受到套刻误差的影响，则所述偏移量6为Δ+ε，其中 ε即为套