独立于偏振的干涉仪的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2013年10月9日提交的美国临时申请61/888，803的权益，并且该申请 通过整体引用合并于此。
技术领域
[0003] 本公开涉及诸如在光刻工艺中使用的对准传感器和对准方法。
【背景技术】
[0004] 光刻设备是将期望的图案施加到衬底上、通常是到衬底的目标部分上的机器。例 如在集成电路（Ic)的制造中可以使用光刻设备。在该实例中，备选地称作掩模或掩模版的 图案形成装置可以用来生成待形成在1C的各个层上的电路图案。该图案可以被转移到衬底 (例如，硅晶片）上的目标部分(例如，包括裸片的一部分、一个或几个裸片)上。图案的转移 典型地是凭借成像到设置在衬底上的一层辐射敏感材料(抗蚀剂)上。一般情况下，单个衬 底将包含被相继地形成图案的相邻的目标部分的网络。已知的光刻设备包括所谓的步进 器，其中通过使整个图案一次曝光到目标部分上而对各目标部分进行辐照，和所谓的扫描 器，其中通过借助在给定方向（"扫描"方向）上的辐射束扫描图案同时平行于或反平行于该 方向同步地扫描衬底而对各目标部分进行辐照。也可以通过将图案压印到衬底上而使图案 从图案形成装置转移至衬底。
[0005] 典型地，对准标记被设置在衬底上以将形成在衬底上的特征精确地定位。对准传 感器对标记(例如对准标记的位置或对准标记的形状)进行测量。测量还可以生成关于工艺 变化(例如，层厚度变化、层电容率变化、焦点变化、剂量变化等)的信息。光刻设备使用测量 将特征精确地定位。取决于传感器，X、Y测量一起进行或者单独地进行。在一个示例中，可以 在对准传感器中使用自参考干涉仪。
[0006] 另一对准技术包括由较高/非零的衍射阶(例如，第+1和第-1衍射阶)来照射对准 标记并获得干涉图案，其中第〇阶被阻挡。这有时被称作暗场检测。但是第1阶衍射效率随着 对准标记对比度减小而减小，即第1阶信号越来越弱。另外，较高/非零衍射阶(例如，第+1和 第-1衍射阶)的偏振必须以45度定向偏振以便创建来自衍射辐射的相等强度的两个图像。
【发明内容】
[0007] 期望提供一种对具有任何偏振角度和/或状态的衍射辐射进行测量、即独立于偏 振的对准传感器。
[0008] 在一个实施例中，一种光刻设备包括被配置成调节辐射束的照射系统、被配置成 保持着具有标记的衬底的衬底台和被配置成将辐射束投影到衬底上的投影系统。光刻设备 还包括被配置成沿着穿过光学系统的光学路径接收来自标记的具有任何偏振的衍射或散 射的辐射束并且输出第一和第二光束的光学系统。光学系统包括沿着光学路径设置的干涉 测量子系统。干涉测量子系统包括被配置成使衍射或散射的辐射束分裂以形成第一和第二 光束的分束器。光学系统还包括被配置成基于第一和第二光束来检测包含关于标记的位置 的信息的相应的第一和第二对准信号的检测器子系统。
[0009] 在进一步的实施例中，一种对准传感器包括被配置成沿着穿过光学系统的光学路 径接收来自衬底的表面的具有任何偏振的衍射或散射的辐射束并且输出第一和第二复合 光束的光学系统。光学系统包括沿着光学路径设置的干涉测量子系统。干涉测量子系统包 括不影响衍射或散射的福射束的偏振的基本上非偏振的分束器。非偏振型分束器被配置成 使衍射或散射的辐射束分裂以形成第一和第二复合光束。光学系统还包括沿着穿过光学系 统的光学路径设置的检测器子系统。检测器子系统被配置成基于对应的第一和第二复合光 束来检测包含关于标记的位置的信息的相应的第一和第二对准信号。
[0010] 在又进一步的实施例中，一种对准传感器包括被配置成接收来自衬底上的标记的 具有任何偏振的衍射或散射的辐射束的光学系统。光学系统包括被配置成将衍射或散射的 福射束分成第一偏振光束和不同于第一偏振光束的第二偏振光束的第一偏振分束器。光学 系统还包括:干涉测量子系统，干涉测量子系统沿着穿过光学系统的光学路径设置并且被 配置成接收第一和第二偏振光束并基于对应的第一和第二偏振光束输出相应的第一和第 二复合光束。光学系统另外包括沿着穿过光学系统的光学路径设置的检测器子系统。检测 器子系统被配置成基于第一和第二复合光束来检测包含关于标记的位置的信息的相应的 第一和第二对准信号。
[0011] 本发明的进一步的特征和优点、以及本发明的各种实施例的结构和操作在下面参 照附图详细地进行描述。需要注意的是，本发明不限于这里所描述的具体实施例。这样的实 施例在这里被呈现用于仅说明的目的。基于这里所包含的技术的附加实施例将对于相关领 域技术人员是显而易见。
【附图说明】
[0012] 被合并于此并形成说明书的一部分的附图图示出本发明，并且与描述一起进一步 用于说明本发明的原理并用于使得相关领域技术人员能够做出并使用本发明。
[0013] 图1A是根据本发明的实施例的反射式光刻设备的示意性图示。
[0014] 图1B是根据本发明的实施例的透射式光刻设备的示意性图示。
[0015] 图2是具有输出光学器件的依赖于偏振的干涉仪的系统图的示意性图示。
[0016] 图3是包括输入和输出的依赖于偏振的干涉仪的示意性图示。
[0017] 图4是根据本发明的第一实施例的独立于偏振的干涉仪的示意性图示。
[0018] 图5是包括输入和输出的根据本发明的第一实施例的独立于偏振的干涉仪的示意 性图示。
[0019] 图6是根据本发明的第二实施例的独立于偏振的干涉仪的示意性图示。
[0020] 图7是根据本发明的第三实施例的独立于偏振的干涉仪的示意性图示。
[0021] 图8是根据本发明的实施例的检测具有任何偏振或状态的衍射或散射辐射的方法 的流程图。
[0022] 图9是根据本发明的备选实施例的检测具有任何偏振或状态的衍射或散射辐射的 方法的流程图。
[0023] 图10是根据本发明的备选实施例的检测具有任何偏振或状态的衍射或散射辐射 的方法的流程图。
[0024] 本发明的特征和优点将从结合附图进行时的下面阐述的详细描述变得更加显而 易见。一般地，元件首次出现所在的附图典型地用对应的附图标记中的最左侧数字（多个） 指示出。
【具体实施方式】
[0025] 该说明书公开了包含本发明的特征的一个或多个实施例。所公开的实施例（多个） 仅仅举例说明了本发明。本发明的范围不限于所公开的实施例（多个）。本发明由所附的权 利要求限定。
[0026]所描述的实施例（多个)和说明书中的对"一个实施例"、"实施例"、"示例实施例" 等的引用指示出所描述的实施例（多个)可以包括特定的特征、结构或特性，但每个实施例 可能并不一定包括特定的特征、结构或特性。此外，这样的短语并不一定是指相同的实施 例。此外，当特定的特征、结构或特性与实施例有关地进行描述时，应该理解的是，与其他实 施例有关地实现这样的特征、结构或特性是在本领域技术人员的知识内的，无论是否明确 地进行了描述。
[0027]然而，在详细地描述这样的实施例之前，呈现出可以在其中实施本发明的实施例 的示例环境是有益的。
[0028]示例反射式和透射式光刻系统
[0029] 图1A和图1B分别是可以在其中实施本发明的实施例的光刻设备100和光刻设备 100'示意性图示。光刻设备100和光刻设备100'各包括以下：照射系统（照射器）IL，被配置 成调节辐射束B(例如，DUV或EUV辐射）；支撑结构(例如，掩模台)MT，被配置成支撑图案形成 装置(例如，掩模、掩模版或动态图案形成装置)MA并且被连接至配置成将图案形成装置MA 精确地定位的第一定位器PM;和，衬底台（例如，晶片台)WT，被配置成保持衬底(例如，涂有 抗蚀剂的晶片)W并且被连接至配置成将衬底W精确地定位的第二定位器PW。光刻设备100和 100'还具有投影系统PS，其被配置成将通过图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬 底W的目标部分(例如，包括一个或多个裸片)C上。在光刻设备100中，图案形成装置MA和投 影系统PS是反射式的。在光刻设备100 '中，图案形成装置Μ和投影系统PS是透射式的。
[0030] 照射系统IL可以包括各种类型的光学部件，诸如折射式、反射式、磁性的、电磁式、 静电式或其它类型的光学部件或者其任何组合，用于引导、成形或控制辐射Β。
[0031] 支撑结构ΜΤ以取决于图案形成装置ΜΑ的定向、光刻设备100和100'的设计以及诸 如图案形成装置Μ是否被保持在真空环境中等的其他条件的方式保持着图案形成装置ΜΑ。 支撑结构ΜΤ可以使用机械、真空、静电或其他夹持技术来保持图案形成装置ΜΑ。支撑结构ΜΤ 可以例如是可根据需要被固定或可移动的框架或台。支撑结构ΜΤ可以确保图案形成装置处 于例如相对于投影系统PS的期望的位置。
[0032] 术语"图案形成装置" Μ应该广义地解释为是指可以用于在辐射束Β的截面中赋予 辐射束Β以图案以便在衬底W的目标部分C中创建图案的任何装置。赋予辐射束Β的图案可以 对应于诸如集成电路等的正在目标部分C中被创建的器件中的特定的功能层。
[0033] 图案形成装置ΜΑ可以是透射式的（如在图1Β的光刻设备100'中）或反射式的（如在 图1Α的光刻设备100中）。图案形成装置ΜΑ的示例包括掩模版、掩模、可编程反射镜阵列和可 编程LCD面板。掩模是光刻术中公知的，并且包括诸如二元、交替相移和衰减相移等的掩模 类型，以及各种混合掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小的反射镜的矩阵布置，其中 的每一个可以单独地倾斜以便沿不同方向反射传入的辐射束。倾斜的反射镜在由反射镜矩 阵反射的辐射束B中赋予图案。
[0034] 术语"投影系统" PS可以涵盖任何类型的投影系统，包括折射式、反射式、反射折射 式、磁性的、电磁式和静电式光学系统或其任何组合，视正在使用的曝光辐射或者诸如沉浸 液体的使用或真空的使用等的其他因素的情况而定。真空环境可以用于EUV或电子束辐射， 因为其他气体会吸收太多辐射或电子。真空环境因此可以在真空壁和真空栗的帮助下被提 供至整个光束路径。
[0035] 光刻设备100和/或光刻设备100'可以是具有两个(双级)或多个衬底台（和/或两 个或多个掩模台)WT的类