[发明专利]确定用于量测设备的最佳聚焦高度的方法

权利要求书

1.一种确定用于量测过程的最佳聚焦高度的方法，包括：

从所述量测过程至目标的多次应用获得测量数据，其中：

所述量测过程的每次应用包括利用辐射斑来照射所述目标并检测由所述目标改变方向的辐射；

所述量测过程的所述应用包括在不同名义聚焦高度处的应用；

针对所述量测过程的每次应用，所述测量数据包含被重新引导的辐射的光学特性在光瞳平面中的检测到的光瞳表示的至少一个分量；以及

所述方法包括使用所获得的测量数据来确定所述量测过程的最佳聚焦高度，

其中所述最佳聚焦高度使得：与当所述量测过程在名义上被配置成在与所述目标的上表面齐平的高度处聚焦所述辐射斑时相比，当所述量测过程在名义上被配置成在所述最佳聚焦高度处聚焦所述辐射斑时，减小所述检测到的光瞳表示对偏离所述辐射斑与所述目标之间的精确对准和所述最佳聚焦高度中的任一者或两者的偏差的敏感度。

2.根据权利要求1所述的方法，包括：

针对所述量测过程的所述应用中的每次应用，通过数学展开式的一组系数来表示所述检测到的光瞳表示的分量；以及

通过分析所述系数中的一个或更多个系数的作为聚焦高度的函数的变化来确定所述最佳聚焦高度。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述检测到的光瞳表示的所述分量包括所述光学特性在所述光瞳平面中的空间分布，并且所述数学展开式由一组二维基函数来限定。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其中：

针对所述量测过程的所述应用中的每次应用，通过所述数学展开式的第一组系数来表示所述检测到的光瞳表示的对称分量；以及

所述最佳聚焦高度的所述确定包括：针对所述第一组系数的所述系数中的一个或更多个系数中的每个系数，识别所述系数的作为聚焦高度的函数的变化的极值。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述最佳聚焦高度的所述确定包括：获得聚焦高度的与所识别的极值相对应的加权平均值。

6.根据权利要求5所述的方法，其中针对每个聚焦高度的加权基于相应的所述系数的作为聚焦高度的函数的所述变化在相应极值下的曲率，其中较大加权被给予较大量值的曲率。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其中所述对称分量相对于所述光瞳平面中的参考点是点对称的，或相对于所述光瞳平面中的参考线是镜象对称的。

8.根据权利要求2至7中任一项所述的方法，其中：

针对所述量测过程的所述应用中的每次应用，通过所述数学展开式的第二组系数来表示所述检测到的光瞳表示的不对称分量；

所述量测过程的所述应用包括在所述辐射斑相对于所述目标的不同名义对准下的应用；并且

所述最佳聚焦高度的所述确定包括：针对所述第二组系数的所述系数中的一个或更多个系数中的每个系数，识别在所述系数的作为所述辐射斑在平行于衬底的平面中的位置的函数的变化被最小化时的聚焦高度。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述最佳聚焦高度的所述确定包括：获得所识别的聚焦高度的加权平均值。

10.根据权利要求9所述的方法，其中针对每个所识别的聚焦高度的加权基于在从所述辐射斑与所述目标的精确对准的代表性名义偏差下相应的所述系数的作为聚焦高度的函数的所述变化的梯度，其中较大加权被给予较大量值的梯度。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其中所述不对称分量相对于所述光瞳平面中的参考点是非点对称的，或相对于所述光瞳平面中的参考线是非镜象对称的。

12.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述最佳聚焦高度的所述确定包括：识别在所述检测到的光瞳表示的其中不对称性低于阈值的面积的比例被最大化时的聚焦高度。