CN101893825B - 可调谐波长的照射系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可调谐波长的照射系统和一种光刻设备，所述光刻设备具有对准系统，该对准系统包括辐射源，所述辐射源被配置以将窄带辐射转换成连续的平坦的宽带辐射。声学可调谐的窄通带滤光片将所述宽带辐射滤光成窄带线性偏振辐射。所述窄带辐射可以被聚焦到所述晶片的对准目标上，以便能够对准所述晶片。在实施例中，滤光片被配置以调制由所述辐射源产生的辐射的强度和波长且被配置以具有多个同时的通带。辐射源产生具有高的空间相干性和低的时间相干性的辐射。

Description

可调谐波长的照射系统
技术领域
本发明主要涉及一种在用于半导体晶片制造的光刻设备中使用的类型的照射系统。
背景技术
光刻设备将所需图案应用到衬底上(通常应用到所述衬底的目标部分上)。例如，可以将光刻设备用在集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以将可选地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于生成待形成在所述IC的单层上的电路图案。可以将该图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一部分管芯、一个或多个管芯)上。典型地，通过采用UV辐射束将所述图案成像到在所述衬底上设置的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上来进行图案的转移。通常，单个衬底将包含连续形成图案的相邻目标部分的网络。公知的光刻设备包括：所谓步进机，在所述步进机中，通过将整个图案一次曝光到所述目标部分上来辐射每一个目标部分；以及所谓扫描器，在所述扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向同步扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。还可以通过将所述图案压印到所述衬底上，而将所述图案从所述图案形成装置转移到所述衬底上。另一种光刻系统是干涉仪型光刻系统，其中没有图案形成装置，而是光束被分割成两个束，通过使用反射系统在衬底的目标部分处使得两个束发生干涉。干涉使得线在衬底的目标部分处形成到衬底的目标部分上。
光刻设备可以使用对准系统，用于检测对准标记在晶片上的位置，且采用对准标记对准晶片来确保来自掩模的精确曝光。对准系统典型地具有它们自己的照射源。由被照射的对准标记检测到的信号可能受到照射波长与对准标记的物理或光学特性的匹配的程度或与同对准标记接触或相邻的材料的物理或光学特性的匹配程度的影响。上述的特性可以依赖于所使用的处理步骤而改变。相位光栅对准系统通常提供一组离散的相对窄带的照射波长，用于最大化由对准系统检测到的对准标记信号的品质和强度。特定的离散的波长通常受限于商业上可获得的源的类型。
虽然离散的波长的选择允许具有灵活性，用于选择改善对于给定组的对准标记和如之前描述的其它局部特性的对准信号的波长，但是特定的光刻过程和/或对准标记可能需要落到由传统的对准系统产生的离散的波长之外的照射波长。如果特定的对准标记或光刻过程所需要的优化的窄带的辐射落入到一组离散的设定点选择之间或其外部，那么将会对对准性能产生不利的影响，甚至到达不能实现对准的水平。这种限制降低了修改光刻过程和/或对准标记的灵活性。需要克服上述的缺陷的方法和系统。
发明内容
期望提供一种减小前述的问题的光刻设备。
根据本发明的一个实施例，提供了一种用于光刻设备的对准系统。所述对准系统包括辐射源，所述辐射源被配置以将窄带辐射转换成连续的平坦的宽带辐射。声学可调谐的窄通带滤光片耦合至所述辐射源且所述滤光片被配置以将所述宽带辐射滤光成窄带线性偏振辐射。所述窄带辐射可以被聚焦到所述晶片的对准目标上，以便能够对准所述晶片。在一实施例中，所述目标是光栅。在另一实施例中，所述目标可以是在模式识别系统中使用的目标。滤光片被配置以调制由辐射源产生的辐射的强度和波长且被配置以具有多个同时的通带。辐射源可以包括光纤放大器，所述光纤放大器被配置以产生具有高重复率的高强度短脉冲辐射。辐射源还可以包括光子晶体光纤，所述光子晶体光纤耦合至所述光纤放大器且被配置以由高强度短脉冲辐射产生连续的平坦的且宽光谱的辐射。辐射源具有高的空间相干性和低的时间相干性。
根据本发明的另一实施例，提供了一种对准晶片的方法。产生第一高强度短脉冲辐射，且使得其传播通过非线性装置以产生第二连续的宽且平坦的光谱辐射。声学地对第二辐射滤光，用于产生窄带线性偏振辐射。所述方法还可以包括用窄带辐射照射对准目标，以能够对准晶片。所述滤光步骤还可以包括调制第二辐射的强度和波长且产生多个同时的通带滤光片。在一实施例中，第一辐射是具有高重复率的高强度短脉冲辐射，第二辐射具有高的空间相干性和低的时间相干性。
本发明的还一实施例提供了一种对准系统，该对准系统包括照射源，所述照射源能够在连续的宽光谱范围上调谐至期望的窄带波长。所述照射源包括可调谐的滤光片，所述滤光片通过阻挡带外的波长至不会对用于检测晶片上的对准标记的位置从而使用所述对准标记来对准晶片的对准产生不利的影响的水平，在可利用的光谱调谐范围内仅将期望的波长设定点选择成几个或多个纳米宽。所述照射源还包括光学装置系统，所述光学装置系统被配置以覆盖所述照射源的所述连续宽光谱范围，其中所述对准标记具有相对窄光谱带，在所述相对窄光谱带上对准标记信号高于预定的可接受的阈值，且期望的波长设定点基本上与所述相对窄的光谱带匹配。
附图说明
此处所包含的且形成说明书的一部分的附图与所述描述一起说明本发明的一个或更多个实施例，另外用于说明本发明的原理且能够使得相关领域中的技术人员能够实现和使用本发明。
图1A示出示例性的光刻设备。
图1B显示出根据本发明的实施例的示例性对准系统。
图2A-E显示出示例性对准标记。
图3显示出传统的照射系统的例子。
图4显示出根据本发明的实施例的照射系统的例子。
图5进一步显示出根据本发明的实施例的示例性照射系统。
图6显示出根据本发明的实施例的示例性滤光片。
图7是根据本发明的实施例的显示出所执行的步骤的示例性流程图。
现在将参考附图对本发明的一个或更多个实施例进行描述。在附图中，相类似的参考标记可以表示相同或功能类似的元件。另外，参考标记最左边的数字可以标示出该参考标记首次出现的附图。
具体实施方式
本说明书公开了包含本发明的特征的一个或更多个实施例。所公开的实施例仅是通过举例来说明本发明。本发明的范围不限于所公开的实施例。由在此随附的权利要求来限定本发明。
所描述的实施例和在说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等的提及表示所描述的实施例可以包括特定的特征、结构或特性，但并非每个实施例都必须包括特定的特征、结构或特性。此外，这样的措词不必涉及同一实施例。此外，当在结合实施例描述特定的特征、结构或特性时，应当理解不管关于其它实施例是否具体地描述出这样的特征、结构或特性，实施这样的特征、结构或特性都落入到本领域技术人员的知识范围内。
可以在硬件、固件、软件或它们的任意组合中实现本发明的实施例。本发明的实施例也可以被执行为储存在机器可读介质上的指令，该指令可以被一个或更多个程序读出和执行。机器可读介质可以包括用于储存或传送具有机器(例如计算装置)可读的形式的信息的任何机制。例如，机器可读介质可以包括只读存储器(ROM)、随机存取器(RAM)、磁盘储存介质、光学储存介质、闪存装置、电学、光学、声学或其它形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)以及其它等。另外，固件、软件、例行程序、指令可以在此处被描述为执行特定的动作。然而，应当理解，这样的描述只是为了简便，且这样的动作事实上由计算装置、处理器、控制器或用于执行固件、软件、例行程序、指令等的其它装置产生。
图1示意性地示出适合与本发明一起使用的光刻设备的实施例。所述设备包括：照射系统(照射器)IL，配置用于调节辐射束B(例如，紫外(UV)辐射或深紫外(DUV)辐射)；支撑结构(例如掩模台)MT，构造用于支撑图案形成装置(例如掩模)MA并与配置用于根据确定的参数精确地定位图案形成装置的第一定位装置PM相连；衬底台(例如晶片台)WT，构造用于保持衬底(例如涂覆有抗蚀剂的晶片)W，并与配置用于根据确定的参数精确地定位衬底的第二定位装置PW相连；和投影系统(例如折射式投影透镜系统)PS，所述投影系统PS配置用于将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C(例如包括一根或多根管芯)上。
所述照射系统可以包括各种类型的光学部件，例如折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件、或其任意组合，以引导、成形、或控制辐射。
所述支撑结构MT支撑所述图案形成装置，即承载图案形成装置的重量。支撑结构MT以依赖于图案形成装置的方向、光刻设备的设计以及诸如图案形成装置是否保持在真空环境中等其它条件的方式来保持图案形成装置。所述支撑结构MT可以采用机械的、真空的、静电的或其它夹持技术来保持图案形成装置。所述支撑结构MT可以是框架或台，例如，其可以根据需要成为固定的或可移动的。所述支撑结构MT可以确保图案形成装置位于所需的位置上(例如相对于投影系统)。在这里任何使用的术语“掩模版”或“掩模”都可以认为与更上位的术语“图案形成装置”同义。
这里所使用的术语“图案形成装置”应该被广义地理解为表示能够用于将图案在辐射束的横截面上赋予辐射束以便在衬底的目标部分上形成图案的任何装置。应当注意，被赋予辐射束的图案可能不与在衬底的目标部分上的所需图案完全相符(例如如果该图案包括相移特征或所谓辅助特征)。通常，被赋予辐射束的图案将与在目标部分上形成的器件中的特定的功能层相对应，例如集成电路。
图案形成装置可以是透射式的或反射式的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列以及可编程液晶显示(LCD)面板。掩模在光刻术中是公知的，并且包括诸如二元掩模类型、交替型相移掩模类型、衰减型相移掩模类型和各种混合掩模类型之类的掩模类型。可编程反射镜阵列的示例采用小反射镜的矩阵布置，每一个小反射镜可以独立地倾斜，以便沿不同方向反射入射的辐射束。所述已倾斜的反射镜将图案赋予由所述反射镜矩阵反射的辐射束。
另外，在干涉仪型光刻设备中，没有图案形成装置，而是将光束分割成两个束，通过使用反射系统使得两个束在衬底的目标部分上进行干涉。干涉使得线形成到衬底的目标部分上。
这里使用的术语“投影系统”应该广义地解释为包括任意类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型和静电型光学系统、或其任意组合，如对于所使用的曝光辐射所适合的、或对于诸如使用浸没液或使用真空之类的其他因素所适合的。这里使用的术语“投影透镜”可以认为是与更上位的术语“投影系统”同义。
如这里所示的，所述设备是透射型的(例如，采用透射式掩模)。替代地，所述设备可以是反射型的(例如，采用如上所述类型的可编程反射镜阵列，或采用反射式掩模)。
所述光刻设备可以是具有两个(双台)或更多衬底台(和/或两个或更多的掩模台)的类型。在这种“多台”机器中，可以并行地使用附加的台，或可以在一个或更多个台上执行预备步骤的同时，将一个或更多个其它台用于曝光。
参照图1，所述照射器IL接收从辐射源SO发出的辐射束。该源和所述光刻设备可以是分立的实体(例如当该源为准分子激光器时)。在这种情况下，不会将该源考虑成形成光刻设备的一部分，并且通过包括例如合适的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统BD的帮助，将所述辐射束从所述源SO传到所述照射器IL。在其它情况下，所述源可以是所述光刻设备的组成部分(例如当所述源是汞灯时)。可以将所述源SO和所述照射器IL、以及如果需要时设置的所述束传递系统BD一起称作辐射系统。
所述照射器IL可以包括用于调整所述辐射束的角强度分布的调整器AD。通常，可以对所述照射器的光瞳平面中的强度分布的至少所述外部和/或内部径向范围(一般分别称为σ-外部和σ-内部)进行调整。此外，所述照射器IL可以包括各种其它部件，例如积分器IN和聚光器CO。可以将所述照射器用于调节所述辐射束，以在其横截面中具有所需的均匀性和强度分布。
所述辐射束B入射到保持在支撑结构(例如，掩模台MT)上的所述图案形成装置(例如，掩模MA)上，并且通过所述图案形成装置来形成图案。已经穿过掩模MA之后，所述辐射束B通过投影系统PS，所述PS将辐射束聚焦到所述衬底W的目标部分C上。通过第二定位装置PW和位置传感器IF(例如，干涉仪器件、线性编码器或电容传感器)的帮助，可以精确地移动所述衬底台WT，例如以便将不同的目标部分C定位于所述辐射束B的路径中。类似地，例如在从掩模库的机械获取之后，或在扫描期间，可以将所述第一定位装置PM和另一个位置传感器(图1中未明确示出)用于相对于所述辐射束B的路径精确地定位掩模MA。通常，可以通过形成所述第一定位装置PM的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)的帮助来实现掩模台MT的移动。类似地，可以采用形成所述第二定位装置PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现所述衬底台WT的移动。在步进机的情况下(与扫描器相反)，所述掩模台MT可以仅与短行程致动器相连，或可以是固定的。可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准掩模MA和衬底W。尽管所示的衬底对准标记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(这些公知为划线对齐标记)中。类似地，在将多于一个的管芯设置在掩模MA上的情况下，所述掩模对准标记可以位于所述管芯之间。
可以将所述设备用于以下模式中的至少一种中：
1.在步进模式中，在将掩模台MT和衬底台WT保持为基本静止的同时，将赋予所述辐射束的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单一的静态曝光)。然后将所述衬底台WT沿X和/或Y方向移动，使得可以对不同目标部分C曝光。在步进模式中，曝光场的最大尺寸限制了在单一的静态曝光中成像的所述目标部分C的尺寸。
2.在扫描模式中，在对掩模台MT和衬底台WT同步地进行扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上(即，单一的动态曝光)。衬底台WT相对于掩模台MT的速度和方向可以通过所述投影系统PS的(缩小)放大率和图像反转特征来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制了单一动态曝光中所述目标部分的宽度(沿非扫描方向)，而所述扫描运动的长度确定了所述目标部分的高度(沿所述扫描方向)。
3.在另一种模式中，将用于保持可编程图案形成装置的掩模台MT保持为基本静止，并且在对所述衬底台WT进行移动或扫描的同时，将赋予所述辐射束的图案投影到目标部分C上。在这种模式中，通常采用脉冲辐射源，并且在所述衬底台WT的每一次移动之后、或在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要更新所述可编程图案形成装置。这种操作模式可易于应用于利用可编程图案形成装置(例如，如上所述类型的可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术中。
也可以采用上述使用模式的组合和/或变体，或完全不同的使用模式。
图1B是显示出示例性对准系统的示意图。对准系统10包括相干照射源12(例如激光器)，用于提供电磁辐射13给分束器14。一部分电磁辐射被反射离开涂层16，用于照射对准标记或目标18。对准标记或目标18可以是180度对称的。180度对称的意思是当对称标记18(也称作为“目标”)围绕垂直于对准标记18的平面的对称轴线旋转180度时，对准标记与未旋转的对准标记是大致相同的。上述旋转所围绕的轴线被称为对称轴线。对准标记18设置在可能涂覆有辐射敏感薄膜的衬底或晶片20上。
衬底20设置在平台22上。可以沿由箭头24指示的方向扫描平台22。从对准标记18反射的电磁辐射穿过分束器14，且被图像旋转干涉仪26收集。应当理解，不需要形成高品质的图像，但是应当能够分辨对准标记的特征。图像旋转干涉仪26可以是任何适合的一组光学元件，且优选地是棱镜的组合，其形成对准标记的两个图像，将其中的一个图像相对于另一个图像旋转180度，并之后以干涉仪的方式重新结合两个图像，使得当与对准目标18对准时，电磁辐射将在偏振意义上或振幅意义上相长地或相消地干涉，使得易于检测对准标记18的中心。穿过由干涉仪26建立的旋转中心的光线限定了传感器对准轴线27。
检测器28接收来自图像旋转干涉仪26的电磁辐射。检测器28之后将信号提供给信号分析器30。信号分析器30耦合至平台22，使得当对准标记18的中心被确定时平台的位置是已知的。因此，参考平台22，非常精确得知对准标记18的位置。可替代地，可以得知对准传感器10的位置，使得参考对准传感器10得知对准标记18的中心。相应地，相对于参考位置，对准目标18的中心的确切位置是已知的。
图2A-E显示出不同的可能的对准标记的示例的平面视图。应当理解，图2A-E仅是不同的对准标记的示例，且在实施本发明时可以采用本领域技术人员易于确定的许多对准标记。
图2A显示出方块格棋盘型的对准标记18A(也称作为“目标”)。目标18A由多个两种类型的在光学上不同的方块34和36组成。可以由图案、反射比(振幅和/或相位)或它们的任意组合来区分所述两种类型的方块。对准标记18A主要功能类似于彼此相对成直角方向的两个线性光栅，一个光栅相对于边缘或线32的取向成+45度的角度，另一个光栅相对于边缘或线32成+45度的角度。
图2B显示出钻石型的对准标记18B。对准标记18B由其间具有空间38的多个竖直的等间隔的线40构成。
图2C显示出另一对准标记18C。对准标记18C具有由空间42分离开的多条线44。空间42具有不同的间隔或尺寸。因此，线44具有不同的节距或周期。不同周期的线44关于中心线46是对称的。
图2D显示出另一对准目标18D。对准目标18D具有交替的线，其可以是空间39和岸41。空间39和岸41相对于对准目标18D的纵向轴线以45度角度倾斜。
图2E显示出另一对准目标18E。对准目标18E具有交替的线，其可以是空间45和岸43。空间45和岸43相对于对准目标18E的纵向轴线以45度角度倾斜。
从被照射的对准标记18检测到的信号可以被照射波长与对准标记的物理或光学特性的匹配程度，或照射波长与同对准标记接触或相邻的材料的物理或光学特性的匹配程度所影响。携带关于标记的位置的精确信息的改善的对准标记信号，可以增强光刻工具的重叠性能。
图3显示出传统的对准照射源12’的示例。照射源12’包括4色激光器模块组件(LMA)30和偏振多路复用器(PMUX)32。LMA 30被配置用于产生4种不同的激光。例如，LMA 30可以产生532nm的绿光波长、633nm的红光波长、780nm的近红外波长以及850nm远红外波长的辐射束。偏振的多路复用器32被配置以将由LMA 30产生的4种激光多路复用成用作对准系统10的照射源的单个偏振束13。然而，CLMA 30产生了具有更高的噪声水平的绿光激光。另外，然而，LMA 30的颜色选择由于没有带宽可调谐的选择而受限于4种颜色。特定的离散的波长通常受限于商业上可获得的源的类型(例如532nm的激光器、632nm的氦氖激光器、635nm的SLD(超辐射发光二极管)或红外(IR)激光二极管)。
虽然离散的波长的选择允许具有灵活性，用于选择改善对于给定组的对准标记和如之前描述的其它局部特性的对准信号的波长，但是可能存在独特的光刻标记或过程特性，其仅具有窄的光谱带，在该光谱带上能够获得可接受的对准标记信号。如果这种优化的窄带落入到传统地可利用的一组离散的设定点波长选择之间或外面，那么将会对对准性能产生不利的影响，可能会到达不能对准的水平。这降低了为了改善产品而修改光刻过程或对准标记的灵活性。
为了平均起来改善对准信号，另一种传统的方法已经使用宽带照射。宽带照射需要光学装置在使用中在宽光谱范围上被校正。这需要复杂的光学和涂层设计，该设计典型地更昂贵、更难于对准且辐射测量的有效性更差。虽然使用离散的波长设定点的对准系统也需要被设计用于在宽光谱范围上操作，但是它们不需要同时实现该操作。因此在此显示出的实施例如下文所述，提供用于对准系统的完全可调谐的辐射源。
图4显示出根据本发明的实施例的示例性照射源12”。照射源12”包括耦合至中继和机械接口53的宽带可调谐辐射源(BTRS)51。在一个实施例中，BTRS 51包括超连续源和声光可调滤光片(AOTF)。中继和机械接口53被配置用于调整从BTRS 51发射的辐射束的轮廓。根据一个实施例，照射源12”可以在连续的、平坦的宽光谱范围上被调谐成特定的窄带波长。可以在光刻系统水平上完成调谐。这种可调谐性允许选择落入到位于传统的离散波长设定点之间的光谱间隙中或落入到传统的离散波长设定点外部的波长，用于针对信号强度来调谐波长。这种可调谐性还允许将对准波长调谐成最稳定的对准偏置，该对准偏置可以位于不同于最强的可利用的衍射信号的位置上。
一些使用者可以具有一组固定的工艺且不需要连续的可调谐范围。然而，他们的工艺可能由于窄带照射源类型的受限选择而需要目前不可利用的一组离散的对准系统波长设定点。对于这种情形，通过以诸如Rugate、介电和/或全息滤光片的滤光片来对宽带源进行滤光，对于宽范围的离散的设定点可以实现期望的可调谐性。给定的设定点的带宽可以被调整，以适合应用要求。如果在使用中滤光片是AOTF，那么可以同时选择多个相邻的窄带设定点波长。额外的滤光片可以与AOTF一起使用，或可以添加用于操纵光学装置以实现带宽调整的机制。
此处显示出的实施例采用宽带源，例如弧光灯或超连续源。可调谐滤波的装置仅选择期望的波长设定点，典型地达到几个纳米宽度。宽带源的滤光机制被配置以将带外的波长阻挡至将不会对对准系统功能产生负面作用的水平。一种这样的实施方式将是声光可调滤光片(AOTF)与超连续源的结合使用。在实施例中，可利用的光谱可调谐范围可以覆盖从450nm至2500nm的范围，且将仅受源的可利用性、调谐机械装置以及对准系统的光学设计的限制。下文将描述超连续源与AOTF结合使用的示例性实施例。
图5进一步显示出根据本发明的实施例的照射系统12”。照射系统12”包括光纤放大器50、光子晶体光纤52、AOTF 54以及中继和机械接口53。光纤放大器50和光子晶体光纤52可以是超连续源56的一部分。
超连续源56使用超连续产生装置，所述超连续产生装置使得来自辐射源(例如光纤放大器50)的窄带辐射58被转换成具有连续的宽且平坦的光谱带宽的辐射，该辐射具有低的时间相干性，同时保持源辐射58的高的空间相干性。例如，具有几个纳米的带宽的980nm的窄带辐射可以被转换成具有高空间相干性和从450nm至2500nm的范围的带宽的连续的平坦的宽光谱辐射。在平坦的光谱辐射(例如辐射57)中，对于光谱中的每一波长的强度的光谱密度是恒定的。在连续的光谱辐射中，出现了在例如从450nm至2500nm的范围或波长中的所有波长。辐射57具有高的空间相干度且可以用作点源，即辐射可以聚焦成衍射极限点，这是本发明的优点之一，因为相位光栅对准传感器典型地需要点源辐射。光谱加宽可以通过使得辐射58的光学脉冲传播通过例如光子晶体光纤52的强非线性装置来实现。光子晶体光纤52具有色散特性，其允许在光纤的很大长度上具有强的非线性相互作用。即使使用相当适中的输入功率，也能获得非常宽的光谱，其导致彩色的彩虹的产生。在一些情形中，还可以使用锥形光纤，而不使用光子晶体光纤52。
光纤放大器50被配置以高的重复率将泵浦的高强度短脉冲辐射58提供给光子晶体光纤52。辐射58可以具有比热白光源更高的辐射率。例如，光纤放大器50可以被配置用于产生具有中值980nm波长的窄带中的泵浦的铒辐射，在大约5皮秒(ps)脉冲内且具有80Mhz的重复率。铒用于掺杂光纤放大器50中的光纤，以便修改光纤的光学性质和使得光纤起到光学放大器的作用。
光子晶体光纤52中的超连续产生装置所依据的物理工艺是基于光纤放大器50(或其它非线性介质)中的光纤的长度和色散、由光纤放大器50产生的辐射58的脉冲持续时间、辐射58的泵浦波长(pumpwavelength)和初始峰值功率。在飞秒脉冲用作源辐射58时，光谱加宽可能主要由光子晶体光纤52的自相位调制引起。当以皮秒或纳秒脉冲的辐射58泵浦时，通过使用光子晶体光纤52来实施拉曼散射和4种波的混合。相对于交叉光谱密度，输出辐射57的空间相干性通常非常高，尤其是在光子晶体光纤52是单模式光纤的情况下更是如此。高光谱带宽典型地导致低时间相干性。这种相干性对于光子晶体光纤52中的梳形频谱(frequency comb)的产生很重要，且它依赖于参数(诸如种子脉冲持续时间和能量、光纤长度以及光纤色散)而可以被实现或不可以被实现。
在实施例中，光子晶体光纤将980nm的窄带辐射58转换成从450nm至2500nm的范围变化的连续的宽且平坦的带辐射。
期望通过使用声光可调滤光片(AOTF)54来调谐输出辐射57。
AOTF是被配置用于调制辐射54的强度和波长的电子可调谐的窄通带声学滤光片。AOTF 54被配置用于提供多个同时的通带滤光片。在实施例中，AOTF 54被配置以产生达到8个同时的通带。AOTF 54可以基于体积介质中的布拉格衍射。AOTF 54的操作被参考图6在下文进行更详细地描述。AOTF 54产生了被调谐的窄带的线性偏振辐射59，该辐射59被馈送到中继和机械接口53中。中继和机械接口53被配置以调节辐射59的轮廓和产生聚焦到对准目标18上的辐射束13。
根据本发明的实施例，例如AOTF 54的可调谐的滤光片的期望波长的设定点可以被动态地设置，使得这种期望波长的设定点匹配于对准标记的相对窄的光谱带，它将在预定的可接受的阈值之上的对准标记信号提供至对准标记。以这种方式，可以提供由对准系统进行的快速精细的调谐，例如在飞行调谐上。
图6显示出根据本发明的实施例的示例性AOTF 54。AOTF 54包括各向异性的双折射(bifringement)晶体64、压电换能器62和声学吸收器65。晶体64具有光轴67、声学离散角69以及非寻常波离散角63。压电换能器62和声学吸收器65在光轴67的相对的端部上耦合至晶体64。
在实施例中，压电换能器62被配置以接收施加到各向异性的晶体64上的射频信号60。所获得的周期性声波沿着光轴67传播通过晶体64的体积。声波在晶体64中产生交替的高/低折射率的周期性图案。所获得的周期性折射率调制近似于布拉格衍射光栅，使得输入辐射57的被限定的光谱带被衍射。入射的非偏振辐射57分成正交的偏振衍射的寻常波68、非寻常第一级波61以及未被衍射的零级波，该零级波包括窄带线性偏振的辐射59。衍射的光谱通带作为所施加的声学频率的函数而变化。通带波长的强度作为射频控制信号60的振幅的函数而变化。
可以通过各种方法来选择期望的波长的设定点，包括但不限于手动型、自动型或使用者辅助型中的一种或更多种。在手动模式中，使用者可以直接地输入期望的设定点波长。基于选择的波长，对应的信号60施加至射频输入60。在自动的模式中，例如在校准期间，可以通过连续地监视对准信号作为照射波长的函数且选择通过调整射频输入60使得信号品质最大化或满足预定的规格的设定点波长，来优化对准波长。在使用者辅助模式中，使用者可以控制一个或更多的参数，例如在自动过程中使用的射频输入60。在晶片批次开始时还可以经由过程菜单文件下载设定点波长。这允许不同的波长用于不同的晶片批次处理。
图7是显示出根据本发明的实施例的用于产生用于对准系统的可调谐的波长源所执行的步骤的示例性流程图70。将继续参考在图1-6中显示出的示例性操作环境来描述流程图70。然而，流程图70不限于这些实施例。注意到，流程图70中显示的一些步骤不一定必须以显示出的次序进行。
在步骤72中，产生了具有短脉冲和高重复率的高强度泵浦辐射。例如，皮秒或纳秒脉冲式铒辐射58由光纤放大器50来产生。
在步骤74中，高强度的短脉冲辐射传播通过非线性光学介质，用于产生具有宽且平坦的光谱的辐射。例如，辐射58传播通过光子晶体光纤52，用于产生具有宽且平坦光谱的辐射57。在一例子中，光谱的范围从450nm至2500nm。
在步骤76中，使用多通带滤光片对宽且平坦的光谱辐射进行滤光，用于产生窄带的线性偏振辐射。例如，使用AOTF 54对宽且平坦的光谱辐射57进行滤光，来产生窄带线性的偏振辐射59。
在步骤78中，基于对准目标的物理性质来调节线性偏振的窄带辐射的轮廓，以便提供来自对准目标的较高阶的衍射。所获得的辐射用于照射晶片的对准目标。例如，中继和机械接口53用于调整窄带线性偏振的辐射59的轮廓，用于产生用来照射图1中的晶片W上的对准目标P1/P2的辐射13。
尽管在本文中可以做出具体的参考，将所述光刻设备用于制造IC，但应当理解这里所述的光刻设备可以有其他的应用，例如，集成光学系统、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理解的是，在这种替代应用的情况中，可以将其中使用的任意术语“晶片”或“管芯”分别认为是与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。这里所指的衬底可以在曝光之前或之后进行处理，例如在轨道(一种典型地将抗蚀剂层涂到衬底上，并且对已曝光的抗蚀剂进行显影的工具)、量测工具和/或检验工具中。在可应用的情况下，可以将所述公开内容应用于这种和其它衬底处理工具中。另外，所述衬底可以处理一次以上，例如以便产生多层IC，使得这里使用的所述术语“衬底”也可以表示已经包含多个已处理层的衬底。
这里使用的术语“辐射”和“束”包含全部类型的电磁辐射，包括：紫外(UV)辐射(例如具有约365、248、193、157或126nm的波长)或极紫外辐射。
在上下文允许的情况下，所述术语“透镜”可以表示各种类型的光学部件中的任何一种或它们的组合，包括折射式和反射式的光学部件。
尽管以上已经描述了本发明的特定的实施例，但是应该理解的是本发明可以以与上述不同的形式实现。例如，本发明的实施例可以采取包含用于描述上述公开的方法的一个或更多个机器可读指令序列的计算机程序的形式，或者采取具有在其中存储的这种计算机程序的数据存储介质的形式(例如，半导体存储器、磁盘或光盘)。另外，机器可读指令可嵌入到两个或更多个计算机程序中。所述两个或更多个计算机程序可被存储在一个或多个不同的存储器和/或数据存储介质上。
总结
虽然在上文已经对本发明的各个实施例进行了描述，但是应当理解它们仅通过举例的方式被显示出，而不是限制性的。相关技术领域中的技术人员应当明白，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以在形式和细节上进行各种变化。因此，本发明的广度和范围不应当仅受限于任何的上述的示例性实施例，而是应当仅根据随附的权利要求和它们的等价物来限定。
应当理解，“具体实施方式”部分，而不是发明内容和摘要部分，意图是用于解释权利要求，而不是发明内容和摘要部分。发明内容和摘要部分可以阐述发明人所设想的一个或更多个示例性实施例，但不能阐述全部的示例性实施例，因此不能以任何方式限制本发明和随附的权利要求。

Claims (15)

1.一种用于对准具有对辐射进行衍射的多个对准目标的晶片的晶片对准系统，所述对准系统包括：
辐射源，所述辐射源被配置以将窄带辐射转换成连续的平坦的宽带辐射，所述连续的平坦的宽带辐射被聚焦成衍射极限点以提供辐射点源；和
声学可调谐的窄通带滤光片，所述滤光片被配置以将所述宽带辐射滤光成窄带的线性偏振辐射，以便能够对准所述晶片，其中，所述连续的平坦的宽带辐射具有与所述窄带辐射基本上程度相当的空间相干性且具有相对低的时间相干性；和
所述窄带的线性偏振辐射的轮廓基于对准目标的物理性质来调节以生成经过调节的辐射束，所述经过调节的辐射束聚焦在晶片的所述对准目标上，以便提供比由所述窄带的线性偏振辐射照射时更高阶的衍射。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述滤光片被配置以调制由所述辐射源产生的辐射的强度和波长。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述滤光片被配置以具有多个同时的通带。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述辐射源包括光纤放大器，所述光纤放大器被配置以产生具有高重复率的高强度短脉冲辐射。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述滤光片是声光可调滤光片(AOTF)。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述滤光片包括被配置以引起布拉格衍射的体积介质。
7.一种在光刻设备中对准晶片的方法，所述方法包括步骤：
产生第一高强度短脉冲辐射；
使所述第一辐射传播通过非线性装置，以产生第二连续的宽且平坦的光谱辐射，所述第二连续的宽且平坦的光谱辐射被聚焦成衍射极限点以提供辐射点源；
声学地对所述第二辐射进行滤光以产生窄带线性偏振辐射；
用所述窄带线性偏振辐射照射对准目标，以能够对准晶片，其中，所述第二连续的宽且平坦的光谱辐射具有与所述窄带线性偏振辐射基本上程度相当的空间相干性且具有相对低的时间相干性；和
所述窄带线性偏振辐射的轮廓基于对准目标的物理性质来调节以生成经过调节的辐射束，所述经过调节的辐射束聚焦在晶片的所述对准目标上，以便提供比由所述窄带线性偏振辐射照射时更高阶的衍射。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述滤光步骤包括调制第二辐射的强度和波长。
9.根据权利要求7所述的方法，所述滤光步骤包括产生多个同时的通带滤光片。
10.一种照射系统，所述照射系统包括：
辐射源，所述辐射源被配置以将窄带辐射转换成连续的平坦的宽带辐射，所述连续的平坦的宽带辐射被聚焦成衍射极限点以提供辐射点源；和
声学可调谐的窄通带滤光片，所述滤光片被配置以将所述宽带辐射滤光成窄带的线性偏振的辐射，以便能够对准晶片，其中，所述连续的平坦的宽带辐射具有与所述窄带辐射基本上程度相当的空间相干性且具有相对低的时间相干性；和
所述窄带的线性偏振辐射的轮廓基于晶片上的对准目标的物理性质来调节以生成经过调节的辐射束，所述经过调节的辐射束聚焦在晶片的所述对准目标上，以便提供比由所述窄带的线性偏振辐射照射时更高阶的衍射。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述滤光片被配置以调制由所述辐射源产生的辐射的强度和波长。
12.根据权利要求10所述的系统，其中所述滤光片被配置以具有多个同时的通带。
13.根据权利要求10所述的系统，其中所述辐射源包括光纤放大器，所述光纤放大器被配置以产生具有高重复率的高强度短脉冲辐射。
14.一种对准系统，所述对准系统包括：
辐射源，所述辐射源被配置以将窄带辐射转换成连续的平坦的宽带辐射，所述连续的平坦的宽带辐射被聚焦成衍射极限点以提供辐射点源，所述连续的平坦的宽带辐射具有与所述窄带辐射基本上程度相当的空间相干性且具有相对低的时间相干性；
照射源，所述照射源能够在由所述辐射源所提供的连续的宽光谱范围上调谐至期望的窄带波长，其中所述照射源包括：
可调谐的滤光片，所述滤光片通过阻挡带外的波长至不会对用于检测晶片上的对准标记的位置从而使用所述对准标记对准晶片的对准产生不利的影响的水平，在可利用的光谱调谐范围内仅将期望的波长的设定点选择成几个纳米宽；和
光学装置系统，所述光学装置系统被配置以覆盖所述照射源的所述连续宽光谱范围，其中所述对准标记具有相对窄光谱带，在所述相对窄的光谱带上对准标记信号高于预定的可接受的阈值，且所述期望的波长设定点基本上与所述相对窄的光谱带匹配。
15.根据权利要求14所述的对准系统，其中所述可调谐的滤光片能够选择落入到位于450nm至2500nm的所述可利用的光谱调谐范围之间的光谱间隙中的波长，或者选择落入到给定状态的可利用的离散波长设定点的外面的波长。
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