CN107111255B - 对准系统的反馈控制系统 - Google Patents

Abstract

讨论了一种在照射中心波长上具有长期稳定性的对准系统。对准系统包括可调谐辐射源和反馈控制系统。可调谐辐射源包括被配置成提供宽带辐射束的光源和被配置成将宽带辐射束滤波成具有中心波长值的窄带辐射束的可调谐多通带滤波器。反馈控制系统被配置成测量窄带辐射束的中心波长值并将测得的中心波长值与期望的中心波长值进行比较。反馈控制系统被进一步配置成基于响应于测得的中心波长值与期望的中心波长值之间存在的差值的比较生成控制信号和基于控制信号调谐可调谐滤波器以消除或实质上减小差值。

Description

对准系统的反馈控制系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年12月29日提交的美国申请62/097,210的优先权，该申请通过应用全部并入本文。

技术领域

本公开涉及可以例如用在光刻设备中的对准系统。

背景技术

光刻设备是将期望的图案施加到衬底的目标部分上的机器。光刻设备可以例如用在集成电路(IC)的制造中。在这种情形中，替代地称为掩模或掩模版的图案化装置可以用于生成对应于IC的单独层的电路图案，并且该图案可以被成像到具有辐射敏感材料层(抗蚀剂)的衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括裸片的一部分、一个或若干裸片)上。一般来说，单个衬底将包含被相继地曝光的相邻目标部分的网络。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性曝光到目标部分上来辐照各目标部分；和所谓的扫描器，其中通过在给定方向(“扫描”方向)上通过光束扫描图案同时同步地平行于或反向平行于该方向扫描衬底来辐照各目标部分。也可以通过将图案压印到衬底上而使图案从图案化装置转移至衬底。另一光刻系统是干涉光刻系统，其中没有图案化装置，而是将光束分裂成两个光束，并且通过反射系统的使用引起两个光束在衬底的目标部分处干涉。干涉引起在衬底的目标部分上形成线。

在光刻操作期间，不同的处理步骤可能要求不同的层顺次地形成在衬底上。因此，可能有必要以高准确度将衬底相对于形成于其上的在先图案定位。一般地，将对准标记置于待对准的衬底上且参照第二物体进行定位。光刻设备可以使用对准系统，用于检测对准标记的位置和用于使用对准标记将衬底对准以确保来自掩模的准确曝光。

对准系统典型地具有它们自己的照射系统。从被照射的对准标记检测到的信号可以取决于照射系统的波长与对准标记的物理或光学特性或者与对准标记接触或相邻的材料的物理或光学特性匹配得有多好。前述特性可以取决于所使用的处理步骤而变化。对准系统可以提供具有一组离散的、相对窄的通带的窄带辐射束，以便使由对准系统检测到的对准标记信号的质量和强度最大化。

对准系统通常被配置为在从宽带辐射束滤波并由照射系统输出的窄带辐射束的一个或多个窄通带的期望的中心波长(CWL)值处的最佳性能。然而，入射在对准标记上的一个或多个窄通带的实际CWL值可能与期望的CWL值不同。实际CWL值从期望的CWL值的移位可能归因于例如对照射系统的机械干扰、照射系统部件随时间的劣化、照射系统的一个或多个部件的更换和/或来自光刻设备的操作的热效应。CWL值上的该移位可能会造成对准系统的不准确的对准测量。

发明内容

因此，存在有对于提高对准系统中的对准测量的长期准确性和稳定性的需要。

根据一个实施例，一种对准系统包括可调谐辐射源和反馈控制系统。可调谐辐射源可以包括被配置成提供宽带辐射束的光源和被配置成将宽带辐射束滤波成包括CWL值的窄带辐射束的可调谐滤波器。反馈控制系统可以被配置成测量窄带辐射束的CWL值，将测得的CWL值与期望的CWL值进行比较，基于响应于测得的CWL值与期望的CWL值之间存在的差值的比较生成控制信号，以及基于控制信号调谐可调谐滤波器以消除或实质上减小差值。

在另一实施例中，一种方法包括使用可调谐滤波器将宽带辐射束滤波成窄带辐射束。方法进一步包括使用分析器测量窄带辐射束的CWL值，使用分析器将测得的CWL值与期望的CWL值进行比较，使用分析器基于响应于测得的CWL值与期望的值之间存在的差值的比较生成控制信号，以及使用可调谐滤波器基于控制信号调整驱动信号以消除或实质上减小差值。

在又另一实施例中，一种光刻设备包括被配置成照射图案化装置的图案的照射光学系统、被配置成将图案的图像投影到衬底的目标部分上的投影系统以及对准系统。对准系统包括可调谐辐射源和反馈控制系统。可调谐辐射源可以包括被配置成提供宽带辐射束的光源和被配置成将宽带辐射束滤波成包括CWL值的窄带辐射束的可调谐滤波器。反馈控制系统可以被配置成测量窄带辐射束的CWL值，将测得的CWL值与期望的CWL值进行比较，基于响应于测得的CWL值与期望的CWL值之间存在的差值的比较生成控制信号，以及基于控制信号调谐可调谐滤波器以消除或实质上减小差值。

下面参照附图详细地描述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。需注意的是，本发明不限于本文所描述的特定实施例。这样的实施例在本文中被呈现仅用于说明的目的。基于本文所包含的教导，附加实施例将对于相关领域技术人员来说是显而易见的。

附图说明

并入本文且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且使得相关领域技术人员能够进行并使用本发明。

图1A是根据本发明的一个实施例的反射型光刻设备的示意性图示。

图1B是根据本发明的一个实施例的透射型光刻设备的示意性图示。

图2是根据本发明的一个实施例的反射型光刻设备的更详细的示意性图示。

图3是根据本发明的一个实施例的光刻单元的示意性图示。

图4是根据本发明的一个实施例的对准系统的示意性图示。

图5-6是根据本发明的各种实施例的对准系统的照射系统的示意性图示。

图7是根据本发明的一个实施例的用于对照射系统的辐射束的CWL进行反馈控制的流程图。

本发明的特征和优点将从下面结合附图时陈述的具体实施方式中变得更加明显，其中类似的附图标记始终标识对应的元件。在附图中，类似的附图标记总体上指示同样的、功能上类似和/或结构上类似的元件。元件首次出现的附图在对应的附图标记中用最左边的数字来指示。除非另有指示，否则贯穿本公开提供的附图不应当解释为按比例的图。

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多个实施例。所公开的实施例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。本发明由所附的权利要求书限定。

所描述的实施例和在本说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等等的引用指示了所描述的实施例可以包括特定的特征、结构或特性，但是每一个实施例可以不一定包括特定的特征、结构或特性。此外，这样的短语不一定指代相同的实施例。此外，当与示例有关地描述特定的特征、结构或特性时，需理解的是，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范围内的，无论是否明确地描述。

然而，在更详细地描述这样的实施例之前，呈现出可以实施本发明的实施例的示例环境是有指导性的。

示例反射型和透射型光刻系统

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'的示意性图示。光刻设备100和光刻设备100'均包括以下部分：照射系统(照射器)IL，被配置成调节辐射束B(例如，深紫外或极紫外辐射)；支撑结构(例如，掩模台)MT，被配置成支撑图案化装置(例如，掩模、掩模版或动态图案化装置)MA并被连接至配置成准确地定位图案化装置MA的第一定位器PM；以及衬底台(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并被连接至配置成准确地定位衬底W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化装置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，图案化装置MA和投影系统PS是反射型的。在光刻设备100'中，图案化装置MA和投影系统PS是透射型的。

照射系统IL可以包括各种类型的光学部件，诸如折射、反射、反射折射、磁性、电磁、静电或其他类型的光学部件或其任何组合，用于引导、成形或控制辐射束B。

支撑结构MT以取决于图案化装置MA相对于参考框架的定向、光刻设备100和100'中的至少一个的设计和诸如图案化装置MA是否被保持在真空环境中等的其他条件的方式保持图案化装置MA。支撑结构MT可以使用机械、真空、静电或其他夹持技术来保持图案化装置MA。支撑结构MT可以是例如框架或台，其可以根据要求是固定的或可移动的。通过使用传感器，支撑结构MT可以确保图案化装置MA例如相对于投影系统PS处于期望的位置。

术语“图案化装置”MA应当被广义地解释为指代可以用于在辐射束B的截面中的赋予辐射束B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B的图案可以对应于正在目标部分C中创建以形成集成电路的器件中的特定功能层。

图案化装置MA可以是透射型的(如在图1B的光刻设备100'中)或反射型的(如在图1A的光刻设备100中)。图案化装置MA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。掩模在光刻中是熟知的，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反射镜的矩阵布置，其中的每个小反射镜可以单独地倾斜，以便在不同方向对入射的辐射束进行反射。倾斜的反射镜在由小反射镜的矩阵反射的辐射束B中赋予图案。

术语“投影系统”PS可以涵盖任何类型的投影系统，包括折射、反射、反射折射、磁性、电磁和静电光学系统，或者它们的任何组合，视正使用的曝光辐射或者诸如衬底W上的浸没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的辐射或电子。因而可以在真空壁和真空泵的帮助下向整体光束路径提供真空环境。

光刻设备100和/或光刻设备100'可以是具有两个(双平台)或更多衬底台WT(和/或两个或更多个掩模台)的类型。在这样的“多平台”机器中，可以并行地使用附加的衬底台WT，或者可以在一个或多个台上执行预备步骤，同时使用一个或多个其他衬底台WT进行曝光。在一些情况下，附加台可以不是衬底台WT。

参见图1A和图1B，照射器IL接收来自辐射源SO的辐射束。源SO和光刻设备100、100'可以是分离的物理实体，例如，当源SO是准分子激光器时。在这样的情况中，源SO不被认为形成光刻设备100或100'的一部分，并且辐射束B在包括例如合适的引导反射镜和/或扩束器的光束传递系统BD(图1B中)的帮助下从源SO传递到照射器IL。在其他情况中，源SO可以是光刻设备100、100'的一体部分—例如当源SO是汞灯时。源SO和照射器IL与光束传递系统BD(如果要求的话)一起可以被称为辐射系统。

照射器IL可以包括用于调整辐射束的角强度分布的调整器AD(图1B中)。一般地，可以调整照射器的光瞳平面中的强度分布的至少外径向范围和/或内径向范围(通常分别称为“σ-外”和“σ-内”)。另外，照射器IL可以包括各种其他部件(图1B中)，诸如积分器IN和聚光器CO。照射器IL可以用于调节辐射束B以在其截面中具有期望的均匀性和强度分布。

参见1A，辐射束B入射在被保持在支撑结构(例如，掩模台)MT上的图案化装置(例如，掩模)MA上，并且通过图案化装置MA被图案化。在光刻设备100中，辐射束B从图案化装置(例如，掩模)MA反射。在从图案化装置(例如，掩模)MA反射之后，辐射束B通过投影系统PS，其将辐射束B聚焦到衬底W的目标部分C上。在第二定位器PW和位置传感器IF2(例如，干涉仪装置、线性编码器或电容传感器)的帮助下，可以准确地移动衬底台WT(例如，以便将不同的目标部分C定位在辐射束B的路径中)。类似地，第一定位器PM和另一位置传感器IF1可以用于将图案化装置(例如，掩模)MA相对于辐射束B的路径准确地定位。可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2将图案化装置(例如，掩模)MA和衬底W对准。

参见图1B，辐射束B入射在被保持在支撑结构(例如，掩模台MT)上的图案化装置(例如，掩模MA)上，并且通过图案化装置被图案化。在穿过掩模MA之后，辐射束B通过投影系统PS，投影系统PS将光束聚焦到衬底W的目标部分C上。投影系统具有与照射系统光瞳IPU共轭的光瞳PPU。辐射的一部分从照射系统光瞳IPU处的强度分布发出，并且在不受掩模图案处的衍射的影响的情况下穿过掩模图案，并创建了在照射系统光瞳IPU处的强度分布的图像。

在第二定位器PW和定位传感器IF(例如，干涉仪装置、线性编码器或电容传感器)的帮助下，可以准确地移动衬底台WT(例如，以便将不同的目标部分C定位在辐射束B的路径中)。类似地，第一定位器PM和另一位置传感器(图1B中未示出)可以用于将掩模MA相对于辐射束B的路径准确地定位(例如，在从掩模库的机械取回之后或在扫描期间)。

一般来说，掩模台MT的移动可以在形成第一定位器PM的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)的帮助下实现。类似地，衬底台WT的移动可以使用形成第二定位器PW的一部分的长行程模块和短行程模块来实现。在步进器(与扫描器相对)的情况中，掩模台MT可以仅连接至短行程致动器或者可以是固定的。掩模MA和衬底W可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准。尽管衬底对准标记(如图示出的)占据专用目标部分，但它们可以位于目标部分之间的空间(称为划线对准标记)中。类似地，在其中多于一个的裸片设置在掩模MA上的情况下，掩模对准标记可以位于裸片之间。

掩模台MT和图案化装置MA可以在真空室中，其中真空中的机器人IVR可以用于将诸如掩模等的图案化装置移入和移出真空室。替代地，当掩模台MT和图案化装置MA在真空室外时，真空外的机器人可以用于各种输送操作，类似于真空中的机器人IVR。真空中的机器人和真空外的机器人两者都需要被校准用于任何有效载荷(例如，掩模)到转移站的固定运动学安装座的平稳转移。

光刻设备100和100'可以在以下模式中的至少一个模式中使用：

1.在步进模式中，使支撑结构(例如，掩模台)MT和衬底台WT保持基本上静止不动，同时将赋予辐射束B的整个图案一次投影到目标部分C上(即，单个静态曝光)。接着使衬底台WT在X和/或Y方向上移位，使得不同的目标部分C可以被曝光。

2.在扫描模式中，同步地扫描支撑结构(例如，掩模台)MT和衬底台WT而同时将赋予辐射束B的图案投影到目标部分C上(即，单个动态曝光)。衬底台WT相对于支撑结构(例如，掩模台)MT的速度和方向可以通过投影系统PS的(缩小)放大率和图像反转特性来确定。

3.在另一模式中，使支撑结构(例如，掩模台)MT保持基本静止不动地保持着可编程图案化装置，并且移动或扫描衬底台WT而同时将赋予辐射束B的图案投影到目标部分C上。可以采用脉冲辐射源SO，并且在衬底台WT的每次移动之后或者在扫描期间的相继辐射脉冲之间根据要求更新可编程图案化装置。该操作模式可以容易地应用于利用诸如可编程反射镜阵列等的可编程图案化装置的无掩模光刻。

也可以采用所描述的使用模式的组合和/或变化或者完全不同的使用模式。

在进一步的实施例中，光刻设备100包括极紫外(EUV)源，其被配置成生成用于EUV光刻的EUV辐射的光束。一般来说，EUV源被配置在辐射系统中，并且对应的照射系统被配置成调节EUV源的EUV辐射束。

图2更详细地示出了光刻设备100，其包括源收集器设备SO、照射系统IL和投影系统PS。源收集器设备SO被构造和布置成使得可以在源收集器设备SO的封闭结构220中维持真空环境。EUV辐射发射等离子体210可以由放电产生等离子体源形成。EUV辐射可以由气体或蒸气、例如Xe气体、Li蒸气或Sn蒸气产生，在其中创建非常热的等离子体210以发射电磁光谱的EUV范围内的辐射。非常热的等离子体210通过例如引起至少部分电离的等离子体的放电来创建。为了辐射的高效生成，可以要求Xe、Li、Sn蒸气或任何其他合适的气体或蒸气的例如10Pa的局部压力。在一个实施例中，提供激发的锡(Sn)的等离子体以产生EUV辐射。

由热等离子体210发射的辐射经由被定位在源室211中的开口中或后面的可选气体屏障或污染物阱230(在一些情况中也称为污染物屏障或箔阱)被从源室211传递到收集器室212中。污染物阱230可以包括通道结构。污染物阱230还可以包括气体屏障或气体屏障与通道结构的组合。本文进一步指示的污染物阱或污染物屏障230至少包括本领域已知的通道结构。

收集器室212可以包括辐射收集器CO，其可以是所谓的掠入射收集器。辐射收集器CO具有上游辐射收集器侧251和下游辐射收集器侧252。穿过收集器CO的辐射可以被反射离开光栅光谱滤波器240，以被聚焦在虚拟源点IF中。虚拟源点IF通常被称为中间焦点，并且源收集器设备被布置成使得中间焦点IF位于封闭结构220中的开口219处或附近。虚拟源点IF是辐射发射等离子体210的图像。光栅光谱滤波器240特别用于抑制红外(IR)辐射。

随后，辐射穿过照射系统IL，照射系统IL可以包括琢面场反射镜装置222和琢面光瞳反射镜装置224，它们被布置成在图案化装置MA处提供辐射束221的期望的角分布，以及在图案化装置MA处提供辐射强度的期望的均匀性。当辐射束221在由支撑结构MT保持的图案化装置MA处反射时，形成经图案化的光束226，并且经图案化的光束226通过投影系统PS经由反射元件228、230被成像到由晶片平台或衬底台WT保持的衬底W上。

一般可以在照射光学单元IL和投影系统PS中存在比所示更多的元件。光栅光谱滤波器240可以可选地存在，取决于光刻设备的类型。此外，可以存在有比图中所示的那些更多的反射镜，例如，可以在投影系统PS中存在有比图2所示的多1至6个的附加反射元件。

如图2中图示出的收集器光学器件CO只是作为收集器(或收集器反射镜)的示例被描绘为具有掠入射反射器253、254和255的巢状收集器。掠入射反射器253、254和255围绕光轴O轴向对称地布置，并且该类型的收集器光学器件CO优选地与往往称作DPP源的放电产生等离子体源组合使用。

示例光刻单元

图3示出了光刻单元300，有时也称为光刻单元(lithocell)或簇。光刻设备100或100'可以形成光刻单元300的一部分。光刻单元300还可以包括在衬底上执行预曝光和后曝光工艺的设备。传统上，这些设备包括用以沉积抗蚀剂层的旋涂器SC、用以使经曝光的抗蚀剂显影的显影器DE、激冷板CH和烘烤板BK。衬底处理器或机器人RO从输入/输出端口I/O1、I/O2拾取衬底、使它们在不同工艺设备之间移动并且接着传递到光刻设备的装载台架LB。往往总称为轨道的这些装置在轨道控制单元TCU的控制之下，该轨道控制单元TCU自身由管理控制系统SCS控制，该管理控制系统SCS还经由光刻控制单元LACU控制光刻设备。因此，可以操作不同的设备以使吞吐量和处理效率最大化。

根据一个实施例的对准系统

图4图示出根据示例的可以实施为光刻设备100或100'的一部分的对准系统400的截面图的示意图。在该实施例的示例中，对准系统400可以被配置成将衬底(例如，衬底W)相对于图案化装置(例如，图案化装置MA)对准。对准系统400可以被进一步配置成检测对准标记在衬底上的位置，并且通过使用对准标记的检测位置将衬底相对于图案化装置或者光刻设备100或100'的其他部件对准。衬底的这样的对准可以确保衬底上的一个或多个图案的准确曝光。

根据一个实施例，对准系统400根据该实施例的示例可以包括照射系统412、分束器414、图像转动干涉仪426、检测器428和分析器430。照射系统可以被配置成提供具有一个或多个通带的电磁窄带辐射束413。在示例中，一个或多个通带可以在约500nm至约900nm之间的波长的光谱内。在另一示例中，一个或多个通带可以是在约500nm至约900nm之间的波长的光谱内的离散窄通带。照射系统412可以被进一步配置成提供在长时间段内(例如，在照射系统412的寿命内)具有基本恒定的CWL值的一个或多个通带。照射系统412的这样的配置可以有助于防止当前对准系统中的如上面所讨论的实际CWL值从期望的CWL值的移位。并且，作为结果，与当前对准系统相比提高了对准系统(例如，对准系统400)的长期稳定性和准确性。

分束器414根据一个实施例可以被配置成接收辐射束413并将辐射束413分裂成至少两个辐射子束。在示例中，辐射束413可以如图4所示被分裂成辐射子束415和417。分束器414可以被进一步配置成将辐射子束415引导到置于可沿着方向424移动的平台422上的衬底420上。辐射子束415可以被配置成照射位于衬底420上的对准标记或目标418。对准标记或目标418可以在该实施例的示例中涂覆有辐射敏感膜。在另一示例中，对准标记或目标418可以具有一百八十度的对称性。也就是，当对准标记或目标418围绕垂直于对准标记或目标418的平面的对称轴线转动一百八十度时，转动的对准标记或目标418可以与未转动的对准标记或目标418基本一样。

如图4中图示出的，图像转动干涉仪426可以被配置成接收辐射子束417和通过分束器414的衍射辐射束419。在示例实施例中，衍射辐射束419可以是辐射子束415的可以从对准标记或目标418反射的至少一部分。在该实施例的示例中，图像转动干涉仪426包括任何适当的光学元件组，例如可以被配置成基于接收到的反射辐射束419形成对准标记或目标418的两个图像的棱镜的组合。应领会的是，不需要形成良好质量的图像，但是对准标记418的特征应该被分辨出。图像转动装置426可以被进一步配置成使两个图像中的一个相对于两个图像中的另一个转动一百八十度，并且以干涉的方式将转动的和未转动的图像重组。

在一个实施例中，检测器428可以被配置成接收重组的图像并检测作为当对准系统400的对准轴线421通过对准标记或目标418的对称中心(未示出)时的重组图像的结果的干涉。这样的干涉可能根据示例实施例归因于对准标记或目标418是一百八十度对称的和重组图像建设性或破坏性地干扰。基于检测到的干涉，检测器428可以被进一步配置成确定对准标记或目标418的对称中心的位置，并且结果是确定衬底420的位置。根据示例，对准轴线421可以与垂直于衬底420并通过了图像转动干涉仪426的中心的光束对准。

在进一步的实施例中，分析器430可以被配置成接收包括确定的对称中心的信息的信号429。分析器430可以被进一步配置成确定平台422的位置并且使平台422的位置与对准标记或目标418的对称中心的位置相关联。正因为这样，可以参照平台422准确地知道对准标记或目标418的位置，并且因此指导衬底420的位置。替代地，分析器430可以被配置确定对准系统400或任何其他参考元件的位置，使得可以参照对准系统400或任何其他参考元件知道对准标记或目标418的对称中心。

应注意的是，尽管分束器414被示出将辐射束415朝向对准标记或目标418引导并将反射辐射束419朝向图像转动干涉仪426引导，但本公开并非如此限制。对于相关领域技术人员来说显而易见的是，可以使用其他光学布置来获得照射衬底420上的对准标记或目标418和检测对准标记或目标418的图像的类似结果。

根据第一实施例的照射系统

图5图示出根据一个实施例的照射系统512的截面图的示意图。照射系统512可以表示照射系统412的示例实施例。根据一个实施例，照射系统512可以被配置成提供在长时间段内(例如，在照射系统512的寿命内)具有基本恒定的一个或多个CWL值的电磁窄带辐射束413，并且可以包括可调谐辐射源540和反馈控制系统542。

可调谐辐射源540可以被配置成提供具有一个或多个离散窄通带的电磁窄带辐射束541。一个或多个离散窄通带中的每一个根据一个实施例可以具有期望的CWL值和几纳米宽(例如，在约1nm至约12nm之间)的带宽。在示例中，可调谐辐射源540可以被配置成在范围从约500nm至约900nm的波长的连续且宽光谱内调谐一个或多个离散的窄通带。可调谐辐射源540的可调谐性根据各种示例可以基于诸如弧光灯或超连续源等的宽带源的可调谐滤波。可调谐辐射源540的这样的可调谐性可以允许选择落在照射系统中的当前可得到的离散通带之间或之外的光谱间隙中的波长。

调谐可以在示例实施例中以光刻系统的等级来完成。可以通过对宽带源连同诸如声光可调谐滤波器(AOTF)、梳状滤波器(rugate filter)、电介质和/或全息滤波器等的滤波器进行滤波而对于宽范围的离散CWL值获得期望的可调谐性。可以与这些滤波器结合地使用附加滤波器，或者可以在在可调谐辐射源540中添加机构以获得对辐射束541的一个或多个窄通带的宽带调整。

可调谐辐射源540根据该实施例的示例可以被进一步配置成接收一个或多个控制信号546以防止辐射束541的一个或多个窄通带的CWL值移位远离期望的CWL值。一个或多个控制信号546可以包括用以校正一个或多个窄通带的CWL值上的从期望的CWL值的任何移位的信息。CWL值上的移位可以被校正为在例如小于期望的CWL值的1nm内。

反馈控制系统542根据示例性实施例可以是闭环控制系统，并且可以被配置成生成这样的一个或多个控制信号546并且通过这些控制信号546将反馈信息提供至可调谐辐射源540。为了生成控制信号546，反馈控制系统542可以被配置成检测辐射束541的一个或多个CWL值并将检测到的一个或多个CWL值与对应的设定点545进行比较。设定点545可以被接收作为反馈控制系统542的输入并且设定点545的各设定点可以对应于对于输出辐射束413的一个或多个窄通带中的每一个来说可能期望的CWL值。基于检测到的CWL值与设定点545的比较，如果在检测到的CWL值与对应的设定点545之间发现差值则可以生成控制信号546。在示例中，反馈控制系统542可以被配置成通过例如基于控制信号546调谐可调谐辐射源540的可调谐滤波器来调谐可调谐辐射源540，以消除或实质上减小检测到的CWL值与对应的设定点545之间发现的差值。作为结果，辐射束541的一个或多个窄通带的CWL值可以被移位到期望的CWL值。

反馈系统542根据示例可以被进一步配置成输出可以被引导在对准标记或目标(例如，对准标记或目标418)上的辐射束413。辐射束413可以表示辐射束541的已通过反馈控制系统542被反馈控制以使辐射束413的一个或多个CWL值稳定的部分。

根据第二实施例的照射系统

图6图示出根据一个实施例的照射系统612的截面图的示意图。照射系统612可以表示照射系统412和512的示例实施例。根据一个实施例，照射系统612可以被配置成提供在长时间段内(例如，在照射系统612的寿命内)具有基本恒定的一个或多个CWL值的电磁窄带辐射束413，并且可以包括可调谐辐射源640和反馈控制系统642。可调谐辐射源640可以表示可调谐辐射源540的示例实施例并且反馈控制系统642可以表示反馈控制系统542的示例实施例。

根据一个实施例，可调谐辐射源640可以包括光源650和AOTF 652。光源650可以是连续的白光源、激光器、放大的受激发射(ASE)源或者诸如弧光灯或超连续源(例如，光谱范围从约400nm至约2500nm)等的宽带源。光源652在该实施例的示例中可以被配置成提供可以具有宽带波长的辐射束651。AOTF 652可以被配置成接收辐射束651并且基本同时从辐射束651的宽带波长中选择离散的窄通带。在示例中，AOTF 652选择的离散窄通带可以是线性偏振的。

AOTF 652是可以被配置成提供多个同步通带滤波器且调制辐射束651的强度和波长的电子可调谐窄通带声滤波器。在示例中，AOTF 652可以被配置成生成高达八个同步通带。因此，AOTF 652可以能够选择或滤波多个通带，各通带以不同的波长值为中心，这形成了多色束(polychromatic beam)。这样的多色束可以允许基本同时进行多个对准测量。

根据该实施例的示例，AOTF 652可以包括彼此耦合的声光晶体654、压电换能器656、高频(例如，RF频率)驱动器电路660和声吸收器658。

压电换能器656可以被配置成基本同时从驱动器电路660接收一个或多个高频驱动器信号661以驱动换能器656，并且可以被配置成利用由晶体654的机械性质(例如，声速)和一个或多个驱动器信号661确定的波长在晶体654中创建声波。当这些声波传播通过晶体654时，它们可以在晶体654中创建交替的高/低折射率的周期性图案。所得到的周期性折射率调制可以近似布拉格衍射光栅，使得一个或多个窄通带被衍射远离输入的辐射束651以产生线性偏振的窄带辐射束655。

在示例中，辐射束655的一个或多个窄通带的每个CWL值可以取决于换能器656的对应的驱动频率。一个或多个窄通带的每个CWL值可以通过调谐一个或多个驱动器信号661的对应的频率分量被单独地且基本同时地选择。在另一示例中，一个或多个窄通带的强度可以根据驱动器信号661的振幅而变化。

根据该实施例的示例，不同的CWL设定点可以通过动态地调整驱动器信号661的不同频率分量而动态地选择。CWL设定点可以通过各种方法来选择，包括但不限于手动、自动或用户辅助中的一个或多个。在手动模式中，用户可以直接输入CWL设定点。在自动模式中，诸如在对准系统(如对准系统400)的校准期间，可以通过连续地监测取决于照射波长的对准信号并通过调整驱动器信号661选择使对准信号质量最大化或满足预定规格的CWL设定点来优化对准波长。在用户辅助模式中，用户可以控制在自动化过程中使用的诸如驱动器信号661等的一个或多个参数。

在进一步的实施例中，反馈控制系统642可以被配置成监测和稳定从AOTF 652接收到的辐射束655的一个或多个CWL值。监测一个或多个CWL值和使其稳定可以有助于提供例如输出辐射束413的基本恒定的一个或多个CWL值，以照射例如对准标记或目标(例如，对准标记或目标418)并提高对准系统(例如，对准系统400)的对准准确性和再现性。反馈控制系统642根据该实施例的示例可以被配置成单独地且基本同时地监测和稳定例如辐射束655的一个或多个窄通带的CWL值中的每一个。辐射束655的这样的监测和稳定根据该实施例的示例可以通过可作为反馈控制系统642的一部分的分束器662和光谱分析器(OSA)668来获得。

分束器662根据示例可以被配置成使辐射束655分裂成辐射束413和采样辐射束665并将采样辐射束665朝向OSA 668引导。采样辐射束665可以包含类似于辐射束655的光学特性。OSA 668根据示例可以被配置成单独地且基本同时地测量采样辐射束665的一个或多个窄通带的CWL值中的每一个。在另一示例中，OSA 668可以被配置成单独地且基本同时地比较和确定测得的CWL值中的每一个与对应的设定点645之间的差值。设定点645可以被接收作为OSA 668的输入。设定点645中的各设定点可以对应于对于辐射束655的一个或多个窄通带中的每一个来说可能期望的CWL值并且作为结果是对于输出辐射束413来说期望的CWL值以照射例如对准标记或目标(例如，对准标记或目标418)。

OSA 668可以被进一步配置成基于测得的CWL值与设定点645的比较而生成控制信号667。在示例中，如果测得的CWL值与对应的设定点645之间存在差值则可以生成控制信号667。控制信号667可以包含用以单独地且基本同时地校正这些差值中的每一个的信息。该校正可以通过向驱动器电路660提供控制信号667来完成，控制信号667调整驱动器信号661并且因此调整换能器656的驱动频率以对以期望的波长为中心的通带进行滤波。例如，如果发现测得的CWL值高于期望的CWL值，则控制信号667可以包含用以将换能器656的驱动频率减小如下量的信息，该量对于消除或实质上减小测得的CWL值与期望的CWL值之间的差值可能需要的。辐射束655的该反馈控制可以在例如光刻操作期间连续且实时地执行，以确保输出辐射束413的一个或多个CWL值的稳定性。

应注意的是，尽管分束器662被示出为引导辐射束413和665，但本公开并非如此限制。对于相关领域技术人员来说显而易见的是，其他光学布置可以用于引导辐射束413和665。

用于监测和控制对准系统中的辐射束的CWL的示例步骤

图7图示出根据一个实施例的对用于对准系统的辐射束的CWL进行反馈控制的流程图700。纯粹用于说明的目的，图7中图示出的步骤将参照图1至图6中图示出的示例操作环境来描述。然而，流程图700不限于这些实施例。需领会的是，步骤可以以不同的顺序来执行或者取决于具体应用不执行。

在步骤702中，使用多通带滤波器对宽且平坦的辐射光谱进行滤波，以生成具有一个或多个窄带波长的经滤波的辐射束。例如，可以使用AOTF 652对具有平坦且宽带的波长的辐射束651进行滤波以生成具有可以是线性偏振的一个或多个窄通带的窄带辐射束655。

在步骤704中，单独地且基本同时地测量经滤波的辐射束的一部分的每个CWL值。例如，通过OSA 668单独地且基本同时地测量采样辐射束665的每个CWL值。

在步骤706中，将测得的CWL值与对应的设定点进行比较。例如，可以使用OSA 668将测得的CWL值与设定点645进行比较。

在步骤708中，基于比较生成控制信号。例如，可以通过OSA 668基于比较生成控制信号667。

在步骤710中，基于控制信号调整多通带滤波器的驱动器信号以消除或实质上减小测得的CWL值与对应的设定点之间的差值。例如，可以基于向AOTF 652的驱动器电路660提供的控制信号667来调整驱动器信号661，以消除或实质上减小采样辐射束665的测得CWL值与对应的设定点645之间的差值。

尽管在该文本中具体参考了光刻设备在IC的制造中的使用，但应理解的是，本文所描述的光刻设备可以具有其他应用，诸如集成光学系统的制造、用于磁畴存储器、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头的引导和检测图案等等。本领域技术人员将领会的是，在这样的替代应用的上下文中，本文中的术语“晶片”或“裸片”的任何使用可以被视为分别与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。本文所提到的衬底可以在曝光之前或之后在例如轨道(典型地将抗蚀剂层施加至衬底并使被曝光的抗蚀剂显影的工具)、量测工具和/或检查工具中进行处理。在适用时，本文中的公开可以应用于这样的和其他衬底处理工具。此外，衬底可以被处理超过一次，例如以便创建多层IC，使得本文所使用的术语衬底也可以指代已经包含多个经过处理的层的衬底。

尽管可能已在上面具体参考了在光学光刻的背景下的本发明的实施例的使用，但应该领会的是，本发明可以在任何应用、例如压印光刻中使用，并且只要情况允许并不限于光学光刻。在压印光刻中，图案化装置中的拓扑限定了创建在衬底上的图案。可以将图案化装置的拓扑按压到供应至衬底的抗蚀剂层内，随之通过施加电磁辐射、热、压力或其组合使抗蚀剂固化。在抗蚀剂固化之后，将图案化装置从抗蚀剂上移走，在其中留下图案。

需理解的是，本文中的措辞或术语是为了描述而不是限制的目的，使得本说明书的术语或措辞由相关领域的技术人员鉴于本文中的教导进行解释。

在本文所描述的实施例中，术语“透镜”和“透镜元件”只要情况允许可以指代包括折射、反射、磁性、电磁和静电光学部件在内的各种类型的光学部件中的任一个或组合。

此外，本文中使用的术语“辐射”和“光束”涵盖所有类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如，具有365nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长λ)、极紫外(EUV或软X射线)、辐射(例如，具有在5nm-20nm范围内的波长，诸如例如13.5nm)或者在小于5nm下工作的硬X射线，以及诸如离子束或电子束等的粒子束。一般地，具有在约400nm至约700nm之间的波长的辐射被认为是可见辐射；具有在约780nm至3000nm(或更大)之间的波长的辐射被认为是IR辐射。UV指代具有近似100nm至400nm的波长的辐射。在光刻内，术语“UV”也适用于可由汞放电灯产生的波长：G线436nm；H线405nm；和/或I线365nm。真空UV或VUV(即，被气体吸收的UV)指代具有近似100nm至200nm的波长的辐射。深UV(DUV)一般指代具有范围从126nm到428nm的波长的辐射，并且在一个实施例中，准分子激光器可以生成在光刻设备内使用的DUV辐射。应领会的是，具有在例如5nm至20nm的范围内的波长的辐射涉及具有一定波长带的辐射，该特定波长带的至少部分在5nm至20nm的范围内。

如本文所使用的术语“衬底”一般描述了在其上添加随后的材料层的材料。在一个实施例中，衬底本身可以被图案化，并且在其顶部上添加的材料也可以被图案化，或者可以保持没有图案化。

如本文所使用的术语“基本接触”一般描述彼此之间仅有典型地由未对准公差造成的微小分离的彼此物理接触的元件或结构。应理解的是，本文所使用的一个或多个特定特征、结构或特性之间的相对空间描述(例如，“垂直对准”、“基本接触”等等)仅是为了说明的目的，并且本文所描述的结构的实际实施可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下包括未对准公差。

如本文所使用的术语“光学耦合”一般指代一个耦合元件被配置成直接或间接地将光赋予另一耦合元件。

如本文所使用的术语“光学材料”一般指代允许光或光能在其中或通过其传播的材料。

如本文所使用的术语“中心波长”一般指代处于通带的半高宽(FWHM)的波长带之间的中点值。

如本文所使用的术语“通带的半高宽”一般指代光学传输是通带的峰值波长处的光学传输的50％所处的波长带。

如本文所提到的术语“通带”可以被限定为通过滤波器的波长带。

虽然上面已描述了本发明的具体实施例，但将领会的是，本发明可以以不同于所描述的方式来实践。该描述不旨在限制本发明。

需领会的是，具体实施方式部分而不是发明内容和摘要部分旨在用于解释权利要求。发明内容和摘要部分可以阐述本发明人所设想的本发明的一个或多个但不是全部的示例性实施例，并且因此不旨在以任何方式限制本发明和所附权利要求。

上面已在图示出指定功能及其关系的实施的功能构建块的帮助下描述了本发明。为了方便描述，本文已任意地限定了这些功能构建块的边界。可以限定替代的边界，只要适当地执行指定的功能及其关系即可。

具体实施例的前述描述将如此充分地揭示本发明的一般性质以至于其他人可以通过应用本领域技术内的知识，在无需过度实验的情况下对于各种应用容易地修改和/或适应这样的具体实施例，而不会脱离本发明的一般概念。因而，基于本文呈现的教导和指导，这样的适应和修改旨在落在所公开的实施例的等同物的意义和范围内。

本发明的广度和范围不应由任何上述示例性实施例限制，而是应当仅依照所附权利要求及其等同物来限定。

Claims (20)

1.一种对准系统，包括：

可调谐辐射源，包括：

光源，被配置成提供宽带辐射束，以及

可调谐滤波器，被配置成将所述宽带辐射束滤波成包括中心波长CWL值的窄带辐射束；以及

反馈控制系统，被配置成：

测量所述窄带辐射束的所述CWL值；

将测得的CWL值与期望的CWL值进行比较；

基于响应于所述测得的CWL值与所述期望的CWL值之间存在的差值的所述比较生成控制信号；以及

基于所述控制信号调谐所述可调谐滤波器以消除或实质上减小所述差值。

2.根据权利要求1所述的对准系统，其中所述反馈控制系统包括光学分析器，所述光学分析器被配置成：

测量所述窄带辐射束的所述CWL值；

将所述测得的CWL值与所述期望的CWL值进行比较；

基于响应于所述差值的所述比较生成所述控制信号；以及

基于所述控制信号调谐所述可调谐滤波器以消除或实质上减小所述差值。

3.根据权利要求1所述的对准系统，其中：

所述窄带辐射束包括窄通带；且

所述反馈控制系统被配置成单独地且同时地测量所述窄带辐射束的每个窄通带的CWL值。

4.根据权利要求1所述的对准系统，其中：

所述窄带辐射束包括窄通带；且

所述反馈控制系统被配置成单独地且同时地将所述窄带辐射束的每个窄通带的CWL值与对应的期望的CWL值进行比较。

5.根据权利要求1所述的对准系统，其中：

所述可调谐滤波器包括驱动器电路；且

所述反馈控制系统被配置成基于所述控制信号调整所述驱动器电路的驱动器信号。

6.根据权利要求1所述的对准系统，其中所述反馈控制系统包括光学分析器，所述光学分析器被配置成：

接收所述窄带辐射束的一部分；以及

测量所述窄带辐射束的所述一部分的CWL值。

7.根据权利要求1所述的对准系统，其中：

所述可调谐滤波器包括换能器；且

所述窄带辐射束的所述CWL取决于所述换能器的驱动频率。

8.根据权利要求1所述的对准系统，其中：

所述窄带辐射束包括窄通带；且

所述可调谐滤波器被配置成单独地且同时地选择所述窄通带的每个CWL。

9.根据权利要求1所述的对准系统，其中所述反馈控制系统被配置成在光刻操作期间实时地监测和稳定所述窄带辐射束的所述CWL。

10.根据权利要求1所述的对准系统，其中所述可调谐滤波器是声光可调谐滤波器。

11.一种用于对准系统的方法，包括：

使用可调谐滤波器将宽带辐射束滤波成窄带辐射束；

使用分析器测量所述窄带辐射束的中心波长CWL值；

使用所述分析器将测得的CWL值与期望的CWL值进行比较；

使用所述分析器基于响应于所述测得的CWL值与所述期望的值之间存在的差值的所述比较生成控制信号；以及

使用所述可调谐滤波器基于所述控制信号调整驱动信号，以消除或实质上减小所述差值。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述测量包括：

单独地且基本同时地测量所述窄带辐射束的每个窄通带的CWL值。

13.根据权利要求11所述的方法，其中所述比较包括：

单独地且基本同时地将所述窄带辐射束的每个窄通带的CWL值与对应的期望的CWL值进行比较。

14.根据权利要求11所述的方法，其中所述方法在光刻操作期间实时地执行。

15.根据权利要求11所述的方法，进一步包括使用分束器将所述窄带辐射束的一部分朝向所述分析器引导。

16.一种光刻设备，包括：

照射系统，被配置成照射图案化装置的图案；

投影系统，被配置成将所述图案的图像投影到衬底的目标部分上；以及

对准系统，包括：

可调谐辐射源，包括：

光源，被配置成提供宽带辐射束，以及

可调谐滤波器，被配置成将所述宽带辐射束滤波成包括中心波长CWL值的窄带辐射束；以及

反馈控制系统，被配置成：

测量所述窄带辐射束的所述CWL值；

将测得的CWL值与期望的CWL值进行比较；

基于响应于所述测得的CWL值与所述期望的CWL值之间存在的差值的所述比较生成控制信号；以及

基于所述控制信号调谐所述可调谐滤波器以消除或实质上减小所述差值。

17.根据权利要求16所述的光刻设备，其中：

所述窄带辐射束包括窄通带；且

所述反馈控制系统被配置成单独地且同时地测量所述窄带辐射束的每个窄通带的CWL值。

18.根据权利要求16所述的光刻设备，其中：

所述窄带辐射束包括窄通带；且

所述反馈控制系统被配置成单独地且同时地将所述窄带辐射束的每个窄通带的CWL值与对应的期望的CWL值进行比较。

19.根据权利要求16所述的光刻设备，其中所述反馈控制系统被配置成在光刻操作期间实时地监测和稳定所述窄带辐射束的所述CWL。

20.根据权利要求16所述的光刻设备，其中：

所述可调谐滤波器包括驱动器电路；且

所述反馈控制系统被配置成基于所述控制信号调整所述驱动器电路的驱动器信号。