CN108351598B - 与偏振无关的量测系统 - Google Patents

与偏振无关的量测系统 Download PDF

Info

Publication number
CN108351598B
CN108351598B CN201680063283.1A CN201680063283A CN108351598B CN 108351598 B CN108351598 B CN 108351598B CN 201680063283 A CN201680063283 A CN 201680063283A CN 108351598 B CN108351598 B CN 108351598B
Authority
CN
China
Prior art keywords
light
substrate
polarization mode
polarization
polarized light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201680063283.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108351598A (zh
Inventor
K·肖梅
J·L·克勒泽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ASML Holding NV
Original Assignee
ASML Holding NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ASML Holding NV filed Critical ASML Holding NV
Publication of CN108351598A publication Critical patent/CN108351598A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108351598B publication Critical patent/CN108351598B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7049—Technique, e.g. interferometric
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/7055—Exposure light control in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. pulse length control or light interruption
    • G03F7/70566—Polarisation control
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
    • G03F9/7046—Strategy, e.g. mark, sensor or wavelength selection
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7065—Production of alignment light, e.g. light source, control of coherence, polarization, pulse length, wavelength
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7069—Alignment mark illumination, e.g. darkfield, dual focus
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7088—Alignment mark detection, e.g. TTR, TTL, off-axis detection, array detector, video detection

Abstract

一种量测系统包括：产生光的辐射源、光学调制单元、反射器、干涉仪和检测器。光学调制单元将光的第一偏振模式与光的第二偏振模式在时间上分离开。反射器将光朝衬底引导。干涉仪干涉从衬底上的图案所衍射的光或者从衬底所反射的光，并且由干涉产生输出光。检测器接收来自干涉仪的输出光。输出光的第一偏振模式和第二偏振模式在检测器处在时间上被分离开。

Description

与偏振无关的量测系统
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年10月27日递交的美国临时专利申请No.62/247,116的优先权，并且该美国临时专利申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
本公开涉及可以用在例如光刻设备中的量测系统。
背景技术
光刻设备是将所需的图案施加至衬底的目标部分上的机器。光刻设备可以用于例如集成电路(IC)的制造。在这种情况下，可替代地被称作掩模或掩模版的图案形成装置可以用于产生对应于IC的单层的电路图案，并且该图案可以成像到具有辐射敏感材料(抗蚀剂)层的衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括管芯的一部分、一个或多个管芯)上。通常，单个衬底将包含被连续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和所谓的扫描器；在步进器中，通过将整个图案一次曝光到目标部分上来辐射每一个目标部分；在扫描器中，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扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。另外，能够通过将图案压印到衬底上来将图案从图案形成装置转移到衬底上。另一种光刻系统是干涉式光刻系统，其中，不存在图案形成装置，而是将光束分成两个光束，并且通过使用反射系统使得这两个光束在衬底的目标部分处干涉。该干涉使得在衬底的目标部分处或上形成多条线。
在光刻操作期间，不同的处理步骤可以要求不同层依次形成在衬底上。因此，以高精确度相对于形成在衬底上的之前图案定位衬底可能是必要的。通常，对准标记被放置在待对准的衬底上，并且参照第二物体来定位。光刻设备可以使用量测系统来检测对准标记的位置(例如X和Y位置)并且使用对准标记来对准衬底，以确保来自掩模的准确曝光。量测系统可以用于确定晶片表面在Z方向上的高度。
对准系统通常具有它们自己的照射系统。从被照射的对准标记所检测到的信号可以依赖于照射系统的波长与对准标记的物理或光学特性、或者接触或邻近于对准标记的材料的物理或光学特性的匹配程度有多好。前述特性可以依赖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、相对较窄的通带的窄带辐射束，以使由对准系统检测到的对准标记信号的品质和强度最大化。
晶片上的对准标记趋向于扰乱偏振，由此减小调制的深度并且负面地影响偏振敏感对准传感器的性能。该问题的一个解决方案是包括两条不同的光路，每一条光路具有其自身的干涉仪。辐射束的一个偏振状态沿着一条路径行进，而辐射束的正交偏振状态沿着另一条路径行进。这种实施方案成本高，并且难以执行两个干涉仪的轴线的对准。
发明内容
因此，需要改善量测系统中的测量的长期的精确度和稳定性。
根据实施例，一种量测系统包括：产生光的辐射源、光学调制单元、反射器、干涉仪和检测器。所述光学调制单元将所述光的第一偏振模式与所述光的第二偏振模式在时间上分离开。所述反射器将所述光朝衬底引导。所述干涉仪干涉已经从所述衬底上的图案所衍射的光或者从所述衬底所反射的光，并且由干涉产生输出光。所述检测器接收来自所述干涉仪的输出光。所述输出光的第一和第二偏振模式在所述检测器处在时间上被分离开。
在另一个实施例中，一种量测系统包括：产生光的辐射源、反射器、光学调制单元、干涉仪、以及一个或更多个检测器。所述反射器将所述光朝衬底引导。所述光学调制单元包括：偏振分光器，其将从所述衬底上的图案所衍射的光或者从所述衬底所反射的光分成具有第一偏振模式的第一偏振光和具有第二偏振模式的第二偏振光；光旋转器，其接收所述第一偏振光并且旋转所述第一偏振光的偏振；和光学耦合器，其组合旋转后的第一偏振光和所述第二偏振光以形成组合后的光，使得所述第一偏振模式与所述第二偏振模式在光瞳平面中在空间上被分离开。所述干涉仪接收所述组合后的光，并且由所述组合后的光的干涉产生输出光。所述一个或更多个检测器接收来自所述干涉仪的输出光。所述输出光的第一偏振模式与第二偏振模式在所述一个或更多个检测器处在空间上被分离开。
在另一个实施例中，一种光刻设备包括：照射系统，其被设计成照射图案形成装置的图案；投影系统，其将所述图案的图像投影到衬底的目标部分上；以及量测系统。所述量测系统包括：产生光的辐射源、光学调制单元、反射器、干涉仪和检测器。所述光学调制单元将所述光的第一偏振模式与所述光的第二偏振模式在时间上分离开。所述反射器将所述光朝衬底引导。所述干涉仪干涉已经从所述衬底上的图案所衍射的光或者从所述衬底所反射的光，并且由所述干涉产生输出光。所述检测器接收来自所述干涉仪的输出光。所述输出光的第一偏振模式与第二偏振模式在所述检测器处在时间上被分离开。
下文参考附图详细地描述本发明的其他特征和优点，以及本发明的各种实施例的结构和操作。应该注意的是，本发明不限于本文所描述的具体实施例。本文仅出于说明目的提供这些实施例。基于本发明中所包含的教导，额外的实施例对于相关领域的技术人员而言将是显而易见的。
附图说明
并入本文中且构成本说明书的一部分的附图图示出本发明，并且与所述描述一起进一步用于解释本发明的原理，并且使得相关领域的技术人员能够制造和使用本发明。
图1A是根据实施例的反射式光刻设备的示意图。
图1B是根据实施例的透射式光刻设备的示意图。
图2是根据实施例的反射式光刻设备的更详细的示意图。
图3是根据实施例的光刻单元的示意图。
图4是根据实施例的量测系统的示意图。
图5至图8是根据各种实施例的时分多路复用量测系统的示意图。
图9是根据实施例的使用空间偏振分离的量测系统的示意图。
图10至图11是根据各种实施例的使用量测系统检查晶片的方法的流程图。
在结合附图时从在下文所阐述的详细描述将更加明白本发明的特征和优点；在附图中相同的附图标记在全文表示相应的元件。在附图中，相似的附图标记通常表示相同的、功能上相似的和/或结构上相似的元件。元件第一次出现的附图由相应的附图标记中最左边的数字表示。除非另外指明，否则本公开全文中提供的附图都不应该被解释为按比例绘制的附图。
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。所公开的实施例仅示例本发明。本发明的范围并不限于所公开的实施例。本发明由随附的权利要求书限定。
虽然所描述的实施例以及本说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等的提及表明所描述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但每个实施例可能未必包括该特定特征、结构或特性。此外，这些措词未必涉及同一实施例。另外，当结合实施例来描述特定特征、结构或特性时，应该理解，无论是否明确地描述其他实施例，关于其他实施例实施这样的特征、结构或特性在本领域的技术人员的知识范围内。
然而，在更详细地描述这些实施例之前，提供可实施本发明的实施例的示例性环境是有指导意义的。
示例性反射式和透射式光刻系统
图1A和图1B分别是可实施本发明的实施例的光刻设备100和光刻设备100’的示意图。光刻设备100和光刻设备100’每个包括以下部件：照射系统(照射器)IL，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，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并且连接到配置成精确地定位图案形成装置MA的第一定位器PM；和衬底台(例如晶片台)WT，配置成保持衬底(例如涂覆抗蚀剂的晶片)W并且连接到被配置成精确地定位衬底W的第二定位器PW。光刻设备100和100’还具有投影系统PS，该投影系统PS配置成将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分(例如包括一个或更多个管芯)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MA和投影系统PS是透射式的。
照射系统IL可以包括用于引导、成形或控制辐射束B的各种类型的光学部件，例如折射式、反射式、反射折射式、磁性式、电磁式、静电式或其他类型的光学部件，或它们的任何组合。
支撑结构MT以依赖于图案形成装置MA相对于参考框架的方向、光刻设备100和100’中的至少一个的设计和其他条件(例如图案形成装置MA是否被保持于真空环境中)的方式来保持图案形成装置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形成装置MA。支撑结构MT可以例如是框架或台，该框架或台可以根据需要是固定或者能够移动的。通过使用传感器，支撑结构MT可以确保图案形成装置MA例如相对于投影系统PS处于期望的位置。
术语“图案形成装置”MA应该被广义地解释是指可以用于在辐射束B的横截面中赋予辐射束B图案以便在衬底W的目标部分C中产生图案的任何装置。被赋予辐射束B的图案可以对应于产生于目标部分C中以形成集成电路的器件中的特定功能层。
图案形成装置MA可以是透射式的(如在图1B所示的光刻设备100’中)或反射式的(如在图1A所示的光刻设备100中)。图案形成装置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。掩模在光刻术中是众所周知的，并且包括诸如二元掩模、交替型相移掩模以及衰减型相移掩模等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，每一个小反射镜可以独立地倾斜，以便在不同方向上反射入射辐射束。已倾斜的小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可以涵盖如适于所使用的曝光辐射或适于诸如衬底W上的浸没液体的使用或真空的使用等其他因素的任何类型的投影系统，包括折射式、反射式、反射折射式、磁性式、电磁式和静电式光学系统或其任何组合。可以将真空环境用于EUV或电子束辐射，这是由于其他气体可能吸收过多辐射或电子。因此，可以借助于真空壁和真空泵将真空环境提供至整个束路径。
光刻设备100和/或光刻设备100’可以是具有两个(双平台)或者更多的衬底台WT(和/或两个或者更多的掩模台)的类型。在这样的“多平台”机器中，可以并行地使用额外的衬底台WT，或者可以在一个或更多个台上进行预备步骤，同时将一个或更多个其他衬底台WT用于曝光。在一些情形中，额外的台可以不是衬底台WT。
参考图1A和图1B，照射器IL从辐射源SO接收辐射束。例如，当源SO是准分子激光时，源SO和光刻设备100、100’可以是分离的物理实体。在这种情况下，不将源SO看作成形成光刻设备100或100’的一部分，并且辐射束B借助于包括例如适合的定向反射镜和/或扩束器的束传递系统BD(在图1B中)从源SO传递到照射器IL。在其他情况下，例如当源SO是汞灯时，源SO可以是光刻设备100、100’的组成部分。源SO和照射器IL连同光束传递系统BD(在需要时)可以被称作辐射系统。
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(在图1B中)。通常，可以调整照射器的光瞳平面中的强度分布的至少外部径向范围和/或内部径向范围(通常分别被称作“σ-外部”和“σ-内部”)。另外，照射器IL可以包括各种其他部件(在图1B中)，例如积分器IN和聚光器CO。照射器IL可以用于调节辐射束B，以便在其横截面中具有期望的均一性和强度分布。
参考图1A，辐射束B入射到被保持于支撑结构(例如掩模台)MT上的图案形成装置(例如掩模)MA上，并且由图案形成装置MA图案化。在光刻设备100中，从图案形成装置(例如掩模)MA反射辐射束B。在从图案形成装置(例如掩模)MA反射之后，辐射束B穿过投影系统PS，该投影系统PS将辐射束B聚焦到衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器PW和位置传感器IF2(例如干涉量测装置、线性编码器或电容式传感器)，可以精确地移动衬底台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和另一个位置传感器IF1可以用于相对于辐射束B的路径准确地定位图案形成装置(例如掩模)MA。可以使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2来对准图案形成装置(例如掩模)MA和衬底W。
参考图1B，辐射束B入射到被保持于支撑结构(例如掩模台MT)上的图案形成装置(例如掩模MA)上，并且由该图案形成装置图案化。在已经横穿掩模MA的情况下，辐射束B穿过投影系统PS，该投影系统PS将束聚焦到衬底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。在不受掩模图案处的衍射影响的情况下，辐射的部分从照射系统光瞳IPU处的强度分布发散且横穿掩模图案，并且产生照射系统光瞳IPU处的强度分布的图像。
借助于第二定位器PW和位置传感器IF(例如干涉量测装置、线性编码器或电容性传感器)，可以精确地移动衬底台WT(例如，以便将不同目标部分C定位在辐射束B的路径中)。类似地，第一定位器PM和另一个位置传感器(图1B中未示出)可以用于相对于辐射束B的路径精确地定位掩模MA(例如，在从掩模库机械获取之后或在扫描期间)。
通常，可以借助于形成第一定位器PM的一部分的长冲程模块(粗定位)和短冲程模块(精定位)来实现掩模台MT的移动。类似地，可以使用形成第二定位器PW的一部分的长冲程模块和短冲程模块来实现衬底台WT的移动。在步进器(与扫描器相对)的情况下，掩模台MT可以仅连接到短冲程致动器，或者可以是固定的。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。尽管衬底对准标记(如图所示)占据了专用目标部分，但它们可以位于目标部分之间的空间中(这些标记被称为划线对准标记)。类似地，在掩模MA上设置多于一个管芯的情况下，掩模对准标记可以位于所述管芯之间。
掩模台MT和图案形成装置MA可以处于真空腔中，其中，可以使用真空中机器人IVR将诸如掩模的图案形成装置移入真空腔中以及移出真空腔。可替代地，当掩模台MT和图案形成装置MA在真空腔外部时，类似于真空中机器人IVR，真空外机器人可以用于各种输送操作。真空中机器人和真空外机器人都需要被校准，以用于任何有效负载(例如掩模)至转移站的固定运动台的平滑转移。
光刻设备100和100’可以用于以下模式中的至少一个中：
1.在步进模式中，在将赋予辐射束B的整个图案一次投影到目标部分C上时，使支撑结构(例如掩模台)MT和衬底台WT保持大致静止(即，单次静态曝光)。然后，使衬底台WT在X和/或Y方向上移位，以便能够曝光不同的目标部分C。
2.在扫描模式中，在将赋予辐射束B的图案投影到目标部分C上时，同步地扫描支撑结构(例如掩模台)MT和衬底台WT(即，单次动态曝光)。可以通过投影系统PS的放大率(缩小率)和图像反转特性来确定衬底台WT相对于支撑结构(例如掩模台)MT的速度和方向。
3.在另一种模式中，在将赋予辐射束B的图案投影到目标部分C上时，使支撑结构(例如掩模台)MT保持大致静止，从而保持可编程图案形成装置，并且移动或扫描衬底台WT。可以采用脉冲式辐射源SO，并且在衬底台WT的每一次移动之后或者在扫描期间的连续辐射脉冲之间，根据需要来更新可编程图案形成装置。这种操作模式可以容易地施加到利用可编程图案形成装置(例如可编程反射镜阵列)的无掩模光刻术。
还可以使用对所描述的使用模式的组合和/或变型，或者完全不同的使用模式。
在另一个实施例中，光刻设备100包括极紫外(EUV)源，该EUV源配置成产生用于EUV光刻术的EUV辐射束。通常，EUV源配置在辐射系统中，并且对应的照射系统配置成调节EUV源的EUV辐射束。
图2更详细地示出了所述光刻设备100，该光刻设备100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被构造和布置成能够将真空环境维持在源收集器设备SO的封闭结构220中。可以通过放电产生等离子体源形成EUV辐射发射等离子体210。可以通过气体或蒸气(例如氙气、锂蒸气或锡蒸气)产生EUV辐射，其中，产生极热等离子体210以发射在电磁光谱的EUV范围内的辐射。例如，通过导致至少部分地离子化的等离子体的放电，产生极热等离子体210。为了有效地产生辐射，可能需要分压为例如10Pa的Xe、Li、Sn蒸气或任何其他合适气体或蒸气。在实施例中，提供被激发的锡(Sn)的等离子体以产生EUV辐射。
从热等离子体210发射的辐射从源腔211经由定位在源腔211中的开口中或后方的可选的气体阻挡件或污染物阱230(在一些情况下，也被称作污染物阻挡件或翼片阱)进入收集器腔212中。污染物阱230可以包括通道结构。污染物阱230还可以包括气体阻挡件，或者气体阻挡件和通道结构的组合。如本领域中已知的，本文进一步示出的污染物阱或污染物阻挡件230至少包括通道结构。
收集器腔212可以包括辐射收集器CO，该辐射收集器CO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。横穿收集器CO的辐射可以从光栅光谱滤光片240反射以聚焦在虚源点IF中。虚源点IF通常被称作中间焦点，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。虚源点IF是辐射发射等离子体210的图像。光栅光谱滤光片240特别地用于抑制红外线(IR)辐射。
然后，辐射横穿照射系统IL，该照射系统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，该琢面场反射镜装置222和琢面光瞳反射镜装置224被布置成提供在图案形成装置MA处的辐射束221的期望的角分布，以及在图案形成装置MA处的辐射强度的期望的均一性。在由支撑结构MT保持的图案形成装置MA处辐射束221的反射后，形成图案化的束226，并且由投影系统PS经由反射元件228、230将图案化的束226成像到由晶片平台或衬底台WT保持的衬底W上。
比图示的元件更多的元件通常可以设置在照射光学装置单元IL和投影系统PS中。依赖于光刻设备的类型，可以可选地设置光栅光谱滤光片240。此外，可以存在比图所示的反射镜更多的反射镜，例如，在投影系统PS中可以存在比图2所示的反射元件多1至6个的额外的反射元件。
图2所示的收集器光学装置CO被示出为具有掠入射反射器253、254和255的巢状收集器，仅作为收集器(或收集器反射镜)的示例。掠入射反射器253、254和255围绕光轴O轴向地对称布置，并且这种类型的收集器光学装置CO优选地与放电产生等离子体源(经常被称为DPP源)结合使用。
示例性光刻单元
图3示出了一种光刻单元300，该光刻单元300有时也称作光刻元(lithocell)或簇。光刻设备100或100’可以形成光刻单元300的部分。光刻单元300还可以包括用于在衬底上执行曝光前的工艺以及曝光后的工艺的设备。常规地，这些设备包括用于沉积抗蚀剂层的旋涂器SC、用于显影曝光后的抗蚀剂的显影器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，在不同的工艺设备之间移动衬底，然后将衬底传递到光刻设备的进料台LB。经常统称为轨道(track)的这些装置在轨道控制单元TCU的控制下，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还通过光刻控制单元LACU控制光刻设备。因此，不同设备可以被操作以最大化生产量和处理效率。
示例性量测系统
图4示出了根据实施例的可以实施为光刻设备100或100’的一部分的量测系统400的横截面示意图。在本实施例的示例中，量测系统400可以配置成相对于图案形成装置(例如图案形成装置MA)对准衬底(例如衬底W)。量测系统400还可以配置成检测衬底上的对准标记的位置并且使用对准标记所检测到的位置相对于光刻设备100或100’的图案形成装置或其他部件对准衬底。衬底的这种对准可以确保衬底上的一个或更多个图案的精确曝光。
根据实施例，量测系统400可以包括根据本实施例的示例的照射系统412、反射器414、干涉仪426、检测器428和分析器430。照射系统412可以配置成提供具有一个或更多个通带的电磁窄带辐射束413。在一个示例中，所述一个或更多个通带可以在约500nm至约900nm之间的波长的光谱内。在另一个示例中，所述一个或更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的窄通带。照射系统412还可以配置成提供在长时间段内(例如在照射系统412的寿命内)具有大致恒定的中心波长(CWL)值的一个或更多个通带。照射系统412的这种配置可以帮助防止在当前的量测系统中实际CWL值从期望的CWL值移位，如上文所论述的。结果，与当前的量测系统相比，恒定CWL值的使用可以改善量测系统(例如量测系统400)的长期稳定性和准确度。
根据实施例，反射器414可以配置成接收辐射束413并且将辐射束413作为束415朝衬底420引导。反射器414可以是反射镜或双色反射镜。在一个示例中，平台422能够沿着方向424移动。辐射束415可以配置成照射位于衬底420上的对准标记或目标418。在另一个示例中，辐射束415被配置成从衬底420的表面反射。在本实施例的示例中，对准标记或目标418可以涂覆有辐射敏感膜。在另一个示例中，对准标记或目标418可以具有180度的对称。即，在对准标记或目标418围绕垂直于对准标记或目标418的平面的对称轴旋转180度之后，旋转后的对准标记或目标418可以大致与未旋转的对准标记或目标418相同。
如图4所示，干涉仪426可以配置成接收辐射束417。辐射束419可以从对准标记或目标418被折射，或者从衬底420的表面被反射，并且作为辐射束417在干涉仪426处被接收。干涉仪426包括任何适当的一组光学元件，例如，可以配置成基于所接收的辐射束417形成对准标记或目标418的两个图像的棱镜的组合。应该理解的是，虽然无需形成品质良好的图像，但应该理解应当分辨对准标记418的特征。干涉仪426还可以配置成将两个图像中的一个相对于两个图像中的另一个旋转180度并且以干涉的方式重新组合这两个图像。
在实施例中，检测器428可以配置成在量测系统400的对准轴421穿过对准标记或目标418的对称中心(未示出)时接收重新组合的图像并且由于重新组合的图像检测干涉。根据示例性实施例，这种干涉可以归因于对准标记或目标418是180度对称的以及重新组合的图像相长地或相消地干涉。基于检测到的干涉，检测器428还可以配置成确定对准标记或目标418的对称中心的位置并且因此检测衬底420的位置。根据一个示例，对准轴421可以与垂直于衬底420的光学束对准并且穿过图像旋转干涉仪426的中心。在另一个示例中，检测器428配置成接收重新组合的图像并且检测从衬底420的表面反射的光的干涉。
在另一个实施例中，分析器430可以配置成接收包括所确定的对称中心的信息的信号429。分析器430还可以配置成确定平台422的位置并且将平台422的位置与对准标记或目标418的对称中心的位置相关联。这样，可以参考平台422来准确地知晓对准标记或目标418的位置以及因此衬底420的位置。可替代地，分析器430可以配置成确定量测系统400或任何其他参考元件的位置，从而可以参考量测系统400或任何其他参考元件知晓对准标记或目标418的对称中心。
应该注意，即使反射器414被示出为将辐射束413朝对准标记或目标418引导作为辐射束415，本公开并不受如此限制。对于相关领域的技术人员显而易见的是，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以及检测对准标记或目标418的图像的类似结果。反射器414可以在垂直于衬底420的表面的方向上或以一角度引导照射。
时分多路复用量测系统
图5至图8示出了根据各种实施例的在时域中分离开光的不同偏振状态的光学量测系统。所述量测系统可以是在大致垂直于衬底的表面的方向上将光朝衬底引导并收集所衍射的光的对准系统(例如，测量衬底上的特征的x-y位置)。在另一个示例中，可以在衬底表面上方以一角度引导光，并且收集所衍射的光。量测系统还可以高度传感器(例如，测量衬底上或衬底的表面上的特征的z位置)。当用作高度传感器时，量测系统使用在衬底的表面上方以一角度入射的光并且收集所反射的光而非衍射。
图5至图8所示的元件中的一些元件类似于图4中已经描述的那些元件并且包括相同的附图标记。这样，这些实施例的大部分描述将集中于每个实施例中提供的额外元件和信号。尽管s和p偏振状态在本发明中用作示例，但应该理解的是，可以使用其他偏振状态，并且s和p偏振状态可以交换。其他偏振状态包括X和Y线性偏振，或者右旋和左旋圆偏振。根据实施例，光的不同偏振模式彼此正交。
图5示出了根据实施例的可以实施为光刻设备100或100’的一部分的量测系统500的示意图。量测系统500包括照射系统502、光学调制系统504、分束器414、干涉仪426、解多路复用器512和检测器428。量测系统500的各种元件之间的虚线光路可以包括帮助引导光的自由空间光学部件，例如透镜和反射镜。还可以使用一根或更多根光纤沿着光路引导光。
照射系统502可以包括激光源或明亮的LED源。激光源可以是包括可见光谱中的一系列波长的白光激光源。可以使用提供近红外线至中间范围红外线范围中的波长的其他激光源。根据实施例，照射系统502提供脉冲式照射，使得各种脉冲在时域中分离开。
根据实施例，由照射系统502产生的光由光学调制系统504接收。所接收的光是非偏振的(例如，包括s和p偏振状态两者)。黑色箭头表示一个偏振状态，而白色箭头表示另一个偏振状态。在光到达光学调制系统504之前，光的每个脉冲都包括如彼此相叠的箭头所指示的两个偏振状态。
根据实施例，光学调制系统504包括偏振分束器506、延迟元件508和组合器510。偏振分束器506将具有第一偏振(例如p偏振)的光沿第一路径朝组合器510引导并且将具有第二偏振(例如s偏振)的光沿第二路径朝延迟元件508引导，如图5中的白色和黑色箭头所指示的。
根据实施例，延迟元件508被设计成接收s偏振光并且在s偏振光中导致群延迟。延迟元件508可以是被动延迟的，例如，被布置成在s偏振光横穿延迟元件508时改变s偏振光的路径长度的光纤回路或反射镜布置。延迟回路的长度可以使得s偏振脉冲被延迟来自照射系统502的邻近脉冲之间的时间的一半。在另一个示例中，延迟元件508是主动式部件，例如半导体电光学调制器、热光学调制器或声光学调制器。所施加的调制在s偏振光横穿调制器时改变s偏振光的延迟。
组合器510将p偏振光与延迟后的s偏振光组合。在重新组合之后，脉冲现在基于它们的偏振在时域中被分离开。例如，在时域中s偏振脉冲与p偏振脉冲交替，如在光已通过组合器510之后沿着光路彼此相继的白色箭头和黑色箭头所示。组合器510可以包括点反射镜或其他部分反射性的反射镜。当使用光纤时，组合器510可以包括渐消式耦合器。
在反射器414处接收偏振光脉冲。反射器414被设计成将入射朝衬底420引导。反射器414可以包括部分反射性的反射镜或偏振分束器。例如，朝衬底420引导的s偏振脉冲以及p偏振脉冲产生衬底目标标记的偏振属性的各自的衍射阶。偏振脉冲衍射远离衬底420并且通过反射器414返回到干涉仪426，该干涉仪426干涉来自各自的s和p脉冲的衍射阶以产生信号脉冲。尽管反射器414被示出为引导大致垂直于衬底420的表面的入射光，但在其他实施例中，反射器414以一角度将光朝衬底420引导。
根据实施例，干涉仪426的输出由解多路复用器512接收。可以实施解多路复用器512以分开光学输出中的各种光谱带，其中，每种光谱带被安排路线至不同的检测器。虽然仅示出了一个检测器428，但任何数目的检测器可以用于不同的光谱带。
输出光中的不同偏振可以易于在检测器428处被识别，这是由于偏振已经在时域中被分离开。例如，信号514表示s偏振脉冲，而信号516表示p偏振脉冲。s偏振脉冲在时间上与p偏振脉冲交替，如随附的曲线图所示。应该注意，这些曲线图只是示例性的。通过能够在检测器428处在时间上分离开偏振状态，量测系统500无需两个干涉仪(一个干涉仪用于每一个偏振状态)。
图6示出了根据实施例的可以实施为光刻设备100或100’的一部分的另一种量测系统600的示意图。除了偏振分光和延迟出现在光已经从衬底420的表面衍射或反射之后以外，量测系统600类似于量测系统500。光以类似于图4所示的方式产生并朝衬底420引导。为了清楚起见，图6中没有示出照射系统412和反射器414。量测系统600的各种元件之间的虚线光路可以包括帮助引导光的自由空间光学部件，例如透镜和反射镜。还可以使用一根或更多根光纤沿着光路引导光。
根据实施例，脉冲光被从衬底420的表面上的目标衍射或反射，并且由偏振分束器602接收。偏振分束器602可以大致与图5中的偏振分束器506相同的方式操作。偏振分束器602将具有第一偏振(例如p偏振)的光沿第一路径朝组合器606引导并且将具有第二偏振(例如s偏振)的光沿第二路径朝延迟元件604引导，如图6中的白色和黑色箭头所指示的。
根据实施例，延迟元件604被设计成接收s偏振光并且在s偏振光中导致群延迟。延迟元件604可以是被动延迟式的，例如，被布置成在s偏振光横穿延迟元件604时改变s偏振光的路径长度的光纤回路或反射镜布置。延迟回路的长度可以使得s偏振脉冲被延迟来自照射系统604的邻近脉冲之间的时间的一半。在另一个示例中，延迟元件604是主动式部件，诸如半导体电光学调制器、热光学调制器或声光学调制器。所施加的调制在s偏振光横穿调制器时改变s偏振光的延迟。
组合器606将p偏振光与延迟的s偏振光组合。在重新组合之后，脉冲现在基于它们的偏振在时域中被分离开。例如，在光已通过组合器606之后，在时域中s偏振脉冲与p偏振脉冲交替，如沿着光路彼此相继的白色箭头以及黑色箭头所示。组合器606可以包括点反射镜或其他部分反射性的反射镜。当使用光纤时，组合器606可以包括渐消式耦合器。
干涉仪426干涉从组合器606所接收的光中的各自的s和p脉冲的衍射阶，以产生由解多路复用器512所接收的输出束。解多路复用器512和检测器428以与在图5中上文所描述的方式类似方式工作。
输出光中的不同偏振可以易于在检测器428处被识别，这是由于偏振已经在时域中被分离开。例如，信号514表示s偏振脉冲，而信号516表示p偏振脉冲。s偏振脉冲在时间上与p偏振脉冲交替，如随附的曲线图所示。应该注意的是，这些曲线图只是示例性的。通过能够在检测器428处在时间上分离开偏振状态，量测系统600无需两个干涉仪(一个干涉仪用于每一个偏振状态)。
图7示出了根据实施例的可以实施为光刻设备100或100’的一部分的另一种量测系统700的示意图。除了用调制器702替换光学调制系统504之外，量测系统700类似于量测系统500。量测系统700的各种元件之间的虚线光路可以包括帮助引导光的自由空间光学部件，例如透镜和反射镜。还可以使用一根或更多根光纤沿着光路引导光。
照射系统701可以包括激光源或明亮的LED源。激光源可以是包括可见光谱中的一系列波长的白光激光源。可以使用提供近红外线至中间范围红外线范围内的波长的其他激光源。根据实施例，照射系统701提供连续照射。
来自照射系统的光由调制器702接收。根据实施例，调制器702是包括一个或更多个电光学调制器、热光学调制器或声光学调制器的动态调制器，其被设计成调制入射光以在时域中分离开不同偏振模式。例如，s偏振光和p偏振光将在时间上被分离开。在光已通过调制器702之后，调制光由沿着光路彼此相继的白色箭头和黑色箭头表示。在调制器702处出现的动态调制可以由用户控制，或者通过由处理装置(未示出)执行的程序提供。这样，根据实施例，调制参考信号704由调制器702(或者由控制调制器702的处理装置)产生。该调制参考信号704用于在检测器428处在交替的偏振模式之间进行区分。调制参考信号704可以直接由如图所示的检测器428或者由控制检测器428的任何处理装置接收。
根据实施例，量测系统700可以包括围绕光反射器414的光路中的一个或更多个波板705。波板705可以用于进一步旋转或改变入射光的偏振模式。例如，波板705提供至衬底420上或者至干涉仪426中的线性、圆形或椭圆形照射。可以使用任何数目的波板705。波板705还可以被布置在分束器414与衬底420之间和/或分束器414与干涉仪426之间。
干涉仪426干涉从衬底420所衍射的光以产生由解多路复用器512接收的输出束。解多路复用器512和检测器428以与在图5中在上文所描述的方式类似的方式工作。
通过使用调制参考信号704，在检测器428处所接收的光可以在时域中分离成不同的偏振状态。例如，信号706表示s偏振光，而信号708表示p偏振光。s偏振光在时间上与p偏振光交替，如示出施加至两个偏振的方波调制的随附的曲线图所示出的。应该注意的是，这些曲线图只是示例性的。通过能够在检测器428处在时间上分离开偏振状态，量测系统700无需两个干涉仪(一个干涉仪用于每一个偏振状态)。
在量测系统700中，不要求光是连续的。在另一个示例中，照射系统701产生脉冲光，该脉冲光在调制器702处被调制，以便基于它们的偏振在时域中分离开所述脉冲。
图8示出了根据实施例的可以实施为光刻设备100或100’的一部分的另一种量测系统800的示意图。除了用被设计成分别调制光的每一个偏振状态的分束调制器802替换调制器702之外，量测系统800类似于量测系统700。对准系统800的各种元件之间的虚线光路可以包括帮助引导光的自由空间光学部件，例如透镜和反射镜。还可以使用一根或更多根光纤沿着光路引导光。
照射系统801可以包括激光源或明亮的LED源。激光源可以是包括可见光谱中的一系列波长的白光激光源。可以使用提供近红外线至中间范围红外线范围中的波长的其他激光源。根据实施例，照射系统801提供连续照射。
根据实施例，从照射系统801产生的光由分束调制器802接收。分束调制器801包括偏振分束器804、第一调制器806、第二调制器808和组合器810。偏振分束器804将具有第一偏振(例如p偏振)的光沿第一路径朝第一调制器806引导并且将具有第二偏振(例如s偏振)的光沿第二路径朝第二调制器808引导，如图8中的白色和黑色箭头所指示的。
根据实施例，第一调制器806和第二调制器808中的每一个是包括一个或更多个电光学调制器、热光学调制器或声光学调制器的动态调制器，其被设计成调制入射的偏振光。例如，由第二调制器808调制s偏振光，并且由第一调制器806调制p偏振光。然后，每一偏振的调制束在组合器810处被重新组合。每一个偏振状态的调制都被设计成使得在光已经在组合器810处被重新组合之后，光的偏振状态在时域中被分离开。组合器810可以包括点反射镜或其他部分反射性的反射镜。当使用光纤时，组合器810可以包括渐消式耦合器。
在第一调制器806和第二调制器808处出现的动态调制可以由用户控制，或者通过由处理装置(未示出)执行的程序提供。这样，根据实施例，调制参考信号812由分束调制器802(或者由控制分束调制器802的处理装置)产生。该调制参考信号812用于在检测器428处在交替的偏振模式之间进行区分。调制参考信号812可以直接由如图所示的检测器428或者由控制检测器428的任何处理装置接收。
光离开分束调制器802并且继续穿过量测系统800一直到检测器428附近，如上文已经参考图7所描述的。
通过使用调制参考信号812，在检测器428处所接收的光可以在时域中分离成不同的偏振状态。例如，信号814表示s偏振光，而信号816表示p偏振光。s偏振光在时间上与p偏振光交替，如示出施加至两个偏振的方波调制的随附的曲线图所示出的。应该注意的是，这些曲线图只是示例性的。通过能够在检测器428处在时间上分离开偏振状态，量测系统800无需两个干涉仪(一个干涉仪用于每一个偏振状态)。
在量测系统800中，不要求光是连续的。在另一个示例中，照射系统801产生脉冲光，该脉冲光在分束调制器802处被调制，以便基于它们的偏振在时域中分离所述脉冲并调制所述脉冲。
空间偏振分离量测系统
图9示出了根据实施例的可以实施为光刻设备100或100’的一部分的另一种量测系统900的示意图。量测系统900不同于图5至图8所示的实施例之处在于，量测系统900在光瞳平面中在空间上分离开不同的偏振模式，而不是在时域中分离开不同的偏振模式。从衬底420的表面所折射的光以类似于图4所示的方式产生并朝衬底420引导。为了清楚起见，图6中没有示出照射系统412和反射器414。量测系统900的各种元件之间的虚线光路可以包括帮助引导光的自由空间光学部件，例如透镜和反射镜。还可以使用一根或更多根光纤沿着光路引导光。
量测系统900可以是在大致垂直于衬底的表面的方向上将光朝衬底引导并收集所衍射的光的对准系统(例如，测量衬底上的特征的x-y位置)。量测系统900还可以是高度传感器(例如，测量衬底上或衬底的表面上的特征的z位置)。当用作高度传感器时，量测系统900使用在衬底的表面上方以一角度入射的光并且收集所反射的光而非衍射。
脉冲或连续光从衬底420的表面上的目标被衍射或反射，并且由偏振分束器902接收。偏振分束器902可以以大致与图5的偏振分束器506相同的方式操作。偏振分束器902将具有第一偏振(例如p偏振)的光沿第一路径朝组合器906引导并且将具有第二偏振(例如s偏振)的光沿第二路径朝光旋转器904引导，如图9中的白色和黑色箭头所指示的。
光旋转器904包括被设计成在光瞳平面中旋转所接收的图像给定量的光学部件。例如，光旋转器904包括具有相位补偿涂层的棱镜，用于维持光的偏振模式。根据实施例，棱镜在光瞳平面中将光的图像旋转90°。期望的旋转可以由许多不同的反射镜或棱镜几何形状来提供。例如，可以使用以45°夹持在两个90°折叠之间的道威(dove)棱镜。在另一个示例中，光旋转器904包括180度的非旋转折叠以及被布置在s偏振光的光路或p偏振光的光路中的道威棱镜。
组合器906将p偏振光与旋转后的s偏振光组合。在重新组合之后，不同的偏振在光瞳平面中在空间上被分离开(例如，s偏振光被相对于p偏振光旋转)。组合器906可以包括点反射镜或其他部分反射性的反射镜。当使用光纤时，组合器906可以包括渐消式耦合器。
光瞳平面图908示出了根据实施例的在偏振光已经在组合器906处被重新组合之后在光瞳平面中的p偏振光和s偏振光。p偏振光由阴影的圆(竖直地对准的圆)表示，而s偏振光由没有阴影的圆(水平地对准的圆)表示。在本示例中，s偏振光已经在光瞳平面图908中相对于p偏振光旋转90度。在另一个示例中，衬底420上的光栅被旋转45度，并且衍射阶也被旋转45度。
干涉仪426干涉从组合器906所接收的在空间上分离的光，以产生由一个或更多个光瞳分隔器912所接收的输出束。根据实施例，光瞳分隔器912包括用于将s偏振光与p偏振光分离的多个反射表面和非反射表面。然后，分离后的偏振可以被朝不同的检测器引导。例如，可以实施两个光瞳分隔器，以便每个馈送给两个检测器(针对于总共四个检测器)。在图示的实施例中，单个光瞳分隔器912用于馈送给第一检测器914和第二检测器916。第一检测器914可以被设计成接收s偏振光，而第二检测器916可以被设计成接收p偏振光。通过能够在不同检测器处在空间上分离偏振状态并且检测每一个在空间上分离的偏振状态，量测系统900不需要两个干涉仪(一个干涉仪用于用于每一个偏振状态)。
除了偏振解多路复用以外，或者代替偏振解多路复用，图5至图9中所描述的量测系统中的任一个还可以用于执行波长多路复用/解多路复用。给定的量测系统中的光学源可以被设计成输出具有不同波长的脉冲。施加到每一种波长的调制可以不同，以便将一种波长(或一组波长)与另一种波长进行区分。这样，可以基于提供至不同波长的调制在检测器处将脉冲彼此区分开。
使用量测系统来检查晶片的示例性方法
图10示出了根据实施例的用于使用量测系统来测量衬底上的目标的位置或者衬底表面的高度的流程图1000。仅出于说明的目的，将参考图4至图8所示的示例性操作环境来描述图10所示的步骤。然而，流程图1000并不限于这些实施例。应该理解的是，可以依赖于特定应用以不同的次序执行所述步骤或不执行所述步骤。
在步骤1002中，从照射系统产生光。所产生的光可以是脉冲式的或连续的，并且可以包括多于一个的偏振模式。可以用时间上(temporally)正交振幅来调制光的不同波长间隔。然后，可以在检测器处解调制光。
在步骤1004中，根据实施例，(例如在时域中)在时间上分离开光的不同偏振模式。在另一个实施例中，可以在时间上分离开光的不同波长而非偏振模式(或者连同偏振模式一起被在时间上分离开)。在另一个示例中，正交调制而非时间上分离开光的偏振模式。
可以使用多种技术在时间上分离开偏振模式。例如，可以使用偏振分光器来分开偏振模式。然后，在组合偏振光之前，相对于另一个偏振模式延迟一个偏振模式。在另一个示例中，调制光以便在时间上分离开偏振模式。在另一个示例中，使用偏振分光器来分开偏振模式。然后，在组合偏振光之前分别地调制每一个偏振模式。
在步骤1006中，将具有在时间上分离开的偏振模式的光朝衬底引导。在一个示例中，光被朝衬底上的目标引导并且从该目标衍射。在另一个示例中，从衬底的表面反射光以便测量衬底表面的高度(Z方向)。
在步骤1008中，干涉从衬底所接收的光。在一个示例中，干涉从衬底上的目标所衍射的光的每一个偏振模式的衍射阶。例如，干涉s偏振光的衍射阶，并且干涉p偏振光的衍射阶。所述干涉可以由自参考干涉仪(SRI)(例如干涉仪426)执行。在另一个示例中，干涉从衬底表面所反射的光。
在步骤1010中，检测来自干涉仪的输出光。根据实施例，在时间上分离开所检测到的光的不同偏振模式，并且因此可以在检测器处在时域中将所述不同偏振模式彼此区分开。在另一个实施例中，光的不同波长可以在检测器处在时域中彼此区分开。
图11示出了根据实施例的用于使用量测系统来测量衬底上的目标的位置或衬底表面的高度的流程图1100。仅出于说明的目的，将参考图9所示的示例性操作环境来描述图11所示的步骤。然而，流程图1100并不限于这些实施例。应该理解的是，可以基于具体应用以不同次序执行所述步骤或不执行所述步骤。
在步骤1102中，从衬底接收光。所述光可以已经被衬底表面上的目标衍射。在另一个示例中，光已经被从衬底表面反射。例如可以使用照射系统和反射器(例如图4所示的照射系统和反射器)产生光并且将其朝衬底表面引导。所接收的光可以是脉冲式的或连续的，并且应包含多于一个偏振模式。
在步骤1104中，将所接收的光被分成第一偏振光和第二偏振光。例如，可以将光分成p偏振光和s偏振光。例如可以使用偏振分光器(例如偏振分光器902)分隔或分割光。
根据实施例，在步骤1106中，在光瞳平面中旋转第一偏振光。可以使用在光瞳平面中旋转光的图像的棱镜来执行旋转。在一个示例中，第一偏振光可以被旋转90°。
在步骤1108中，组合旋转后的第一偏振光与第二偏振光。在重新组合之后，不同的偏振在光瞳平面中在空间上被分离开(例如，s偏振光被相对于p偏振光旋转)。
在步骤1110中，干涉组合后的光的衍射阶。干涉可以由自参考干涉仪(SRI)(例如干涉仪426)执行。在另一个示例中，组合后的光来自衬底表面的反射，并且干涉该组合后的光的分离后的偏振模式。
在步骤1112中，检测来自干涉仪的输出光。所检测到的光的不同偏振模式在光瞳平面中在空间上被分离开，并且因此可以使用一个或更多个光瞳分隔器将所述不同偏振模式彼此区分开，并且将所述不同偏振模式朝一个或更多个检测器引导，以便检测不同的光偏振。
最终评述
虽然在本文中可以对光刻设备在IC制造中的使用做出具体参考，但应该理解的是，本文所描述的光刻设备可以具有其他应用，例如制造集成光学系统、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。本领域技术人员将会认识到，在这些可替代的应用情形中，此处使用的任何术语“晶片”或“管芯”都可以分别被认为是与更加上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。此处所指的衬底可以是在曝光之前或之后被处理，例如在轨道(一种典型地将抗蚀剂层施加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/或检查工具中。在可应用的情况下，可以将本文所公开的内容应用于这种和其他衬底处理工具中。另外，所述衬底可以被处理一次以上，例如为了产生多层IC，使得本文中使用的术语“衬底”也可以指已经包含多个已处理层的衬底。
尽管上文可以对在光学光刻术的上下文中对本发明的实施例的使用做出了具体参考，但应该理解的是，本发明可以用于其他应用(例如压印光刻术)中，并且在上下文允许的情况下不限于光学光刻术。在压印光刻术中，图案形成装置中的形貌限定产生于衬底上的图案。可以将图案形成装置的形貌印制到被提供至衬底的抗蚀剂层中，然后通过施加电磁辐射、热、压力或其组合来固化抗蚀剂。在抗蚀剂固化之后，将图案形成装置移出抗蚀剂，从而在其中留下图案。
应该理解的是，本文中的措词或术语是出于描述的目的而非限制的目的，使得本说明书的术语或措词应该由相关领域的技术人员鉴于本文中的教导予以解释。
在本文所描述的实施例中，术语“透镜”和“透镜元件”在上下文允许时可以表示各种类型的光学部件中的任一个或组合，包括折射式、反射式、磁性式、电磁式和静电式光学部件。
另外，本文所使用的术语“辐射”、“束”和“光”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至20nm的范围内的波长，例如13.5nm)或者在小于5nm下工作的硬X射线，以及粒子束(例如离子束或电子束)。通常，具有在约400nm至约700nm之间的波长的辐射被视为可见光辐射；具有在约780nm至3000nm(或更大)之间的波长的辐射被视为IR辐射。UV是指具有大约100nm至400nm的波长的辐射。在光刻术中，术语“UV”也适用于可以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，由气体吸收的UV)是指具有大约100nm至200nm的波长的辐射。深UV(DUV)通常是指具有在126nm至428nm纳米的范围内的波长的辐射，并且在实施例中，准分子激光可以产生在光刻设备内使用的DUV辐射。应该理解的是，具有在例如5nm至20nm的范围内的波长的辐射与具有某一波长带的辐射相关，该波长带的至少一部分是在5nm至20nm的范围内。
如本文所使用的术语“衬底”通常描述后续材料层所添加到的材料。在实施例中，可以图案化衬底自身，并且也可以图案化添加到衬底的顶部上的材料，或者衬底可以保持不图案化。
虽然上文已经描述了本发明的具体实施例，但应该理解的是，可以与所描述的实施例不同的其他方式来实施本发明。所述描述的意图不是要限制本发明。
应该理解的是，“具体实施方式”部分意图用于解释权利要求书，而非“发明内容”和“说明书摘要”部分。“发明内容”和“说明书摘要”部分可以阐述如由本发明人所设想的本发明的一个或更多个而非所有示例性实施例，并且因此，意图不是要以任何方式限制本发明以及随附的权利要求书。
上文已经借助于图示特定功能以及所述特定功能的关系的实施方案的功能构建块来描述本发明。为了便于描述，本文已经任意地限定这些功能构建块的边界或界限。只要适当地执行特定的功能以及其关系，就可以限定可替代的边界。
对具体实施例的前述说明如此充分地揭示本发明的一般性质，将使得：在不进行过多试验、在不背离本发明的整体构思的情况下，其他人可以通过应用本技术领域内的知识、容易地根据各种应用修改和/或调适这些具体实施例。因此，基于本文中呈现的教导和指导，这些调适和修改将落入所公开的实施例的等同物的含义以及范围内。
本发明的广度和范围不应受上文所描述的示例性实施例中的任一个限制，而应该仅根据随附的权利要求书及其等同物来限定。

Claims (16)

1.一种量测系统，包括：
辐射源，配置成产生光；
光学调制器，配置成将所述光的第一偏振模式与所述光的第二偏振模式在时间上分离开；
反射器，配置成将所述光朝衬底引导；
干涉仪，配置成接收已经从所述衬底上的图案所衍射的光或者从所述衬底所反射的光，并且由所衍射的光或所反射的光之间的干涉产生输出光；和
检测器，配置成接收来自所述干涉仪的输出光，其中，所述输出光的第一偏振模式与第二偏振模式在所述检测器处在时间上被分离开，
其中，所述光学调制器包括：
偏振分光器，配置成将所述光分成具有所述第一偏振模式的第一偏振光和具有所述第二偏振模式的第二偏振光；
光学延迟元件，配置成改变所述第一偏振光的群延迟；和
光学耦合器，配置成组合延迟的第一偏振光与所述第二偏振光，使得所述第一偏振模式与所述第二偏振模式在组合后的光中在时间上分离开。
2.根据权利要求1所述的量测系统，其中，所述光学调制器配置成从所述辐射源接收光并且将所述组合后的光传输至分光器。
3.根据权利要求1所述的量测系统，其中，所述光学延迟元件包括配置成增加所述第一偏振光的光学路径长度的光纤。
4.根据权利要求1所述的量测系统，其中，所述光学延迟元件包括配置成增加所述第一偏振光的光学路径长度的多个反射镜。
5.根据权利要求1所述的量测系统，其中，所述光学调制器配置成接收已经从所述衬底上的图案所衍射的光或所反射的光并且将所述组合后的光传输至所述干涉仪。
6.根据权利要求1所述的量测系统，其中，所述辐射源包括脉冲式激光源，所述脉冲式激光源配置成输出具有不同波长的脉冲，其中所述光学调制器配置成基于所述脉冲的波长将不同的调制施加到所述脉冲。
7.一种量测系统，包括：
辐射源，配置成产生光；
光学调制器，配置成将所述光的第一偏振模式与所述光的第二偏振模式在时间上分离开；
反射器，配置成将所述光朝衬底引导；
干涉仪，配置成接收已经从所述衬底上的图案所衍射的光或者从所述衬底所反射的光，并且由所衍射的光或所反射的光之间的干涉产生输出光；和
检测器，配置成接收来自所述干涉仪的输出光，其中，所述输出光的第一偏振模式与第二偏振模式在所述检测器处在时间上被分离开，
所述光学调制器包括：
偏振分光器，配置成将来自连续激光源的光分成具有所述第一偏振模式的第一偏振光和具有所述第二偏振模式的第二偏振光；
第一光学调制器，配置成将第一调制施加到所述第一偏振光；和
第二光学调制器，配置成将第二调制施加到所述第二偏振光，
其中，所述第一调制和所述第二调制被施加成使得当重新组合所述第一偏振光和所述第二偏振光时，所述第一偏振模式与所述第二偏振模式在时间上被分离开。
8.根据权利要求7所述的量测系统，其中，所述光学调制器配置成从所述连续激光源接收光，并且将从所述连续激光源接收的所述第一偏振模式与所述第二偏振模式在时间上分离开。
9.根据权利要求8所述的量测系统，其中，所述光学调制器还配置成将一信号传输至所述检测器，所述信号与所述光的第一偏振模式和第二偏振模式之间的在时间上的分离相关。
10.根据权利要求7所述的量测系统，其中，所述辐射源包括所述连续激光源。
11.一种光刻设备，包括：
照射系统，配置成照射图案形成装置的图案；
投影系统，配置成将所述图案的图像投影到衬底的目标部分上；以及
量测系统，包括：
辐射源，配置成产生光；
光学调制器，配置成将所述光的第一偏振模式与所述光的第二偏振模式在时间上分离开；
反射器，配置成将所述光朝衬底引导；
干涉仪，配置成接收已经从所述衬底上的图案所衍射的光或者从所述衬底所反射的光，并且由所述所衍射的光或所反射的光之间的干涉产生输出光；和
检测器，配置成接收来自所述干涉仪的输出光，其中，所述输出光的第一偏振模式与第二偏振模式在所述检测器处在时间上被分离开，其中，所述光学调制器包括：
偏振分光器，配置成将所述光分成具有第一偏振模式的第一偏振光和具有第二偏振模式的第二偏振光；
光学延迟元件，配置成改变所述第一偏振光的群延迟；和
光学耦合器，配置成组合延迟的第一偏振光与所述第二偏振光，使得所述第一偏振模式与所述第二偏振模式在组合后的光中在时间上被分离开。
12.根据权利要求11所述的光刻设备，其中，所述光学调制器配置成从所述辐射源接收光并且将所述组合后的光传输至分光器。
13.根据权利要求11所述的光刻设备，其中，所述光学调制器配置成接收已经从所述衬底上的图案所反射的第一光并且将所述组合后的光传输至所述干涉仪。
14.一种光刻设备，包括：
照射系统，配置成照射图案形成装置的图案；
投影系统，配置成将所述图案的图像投影到衬底的目标部分上；以及
量测系统，包括：
辐射源，配置成产生光；
光学调制器，配置成将所述光的第一偏振模式与所述光的第二偏振模式在时间上分离开；
反射器，配置成将所述光朝衬底引导；
干涉仪，配置成接收已经从所述衬底上的图案所衍射的光或者从所述衬底所反射的光，并且由所述所衍射的光或所反射的光之间的干涉产生输出光；和
检测器，配置成接收来自所述干涉仪的输出光，其中，所述输出光的第一偏振模式与第二偏振模式在所述检测器处在时间上被分离开，
所述光学调制器包括：
偏振分光器，配置成将来自连续激光源的所述光分成具有第一偏振模式的第一偏振光和具有第二偏振模式的第二偏振光；
第一光学调制器，配置成将第一调制施加到所述第一偏振光；和
第二光学调制器，配置成将第二调制施加到所述第二偏振光，
其中，所述第一调制和所述第二调制被施加成使得当重新组合所述第一偏振光和所述第二偏振光时，所述第一偏振模式与所述第二偏振模式在时间上被分离开。
15.根据权利要求14所述的光刻设备，其中，所述光学调制器配置成从所述连续激光源接收光，并且将从所述连续激光源接收的所述光的第一偏振模式与所述光的第二偏振模式在时间上分离开。
16.根据权利要求14所述的光刻设备，其中，所述辐射源包括所述连续激光源。
CN201680063283.1A 2015-10-27 2016-10-06 与偏振无关的量测系统 Active CN108351598B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562247116P 2015-10-27 2015-10-27
US62/247,116 2015-10-27
PCT/EP2016/073820 WO2017071925A1 (en) 2015-10-27 2016-10-06 Polarization independent metrology system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108351598A CN108351598A (zh) 2018-07-31
CN108351598B true CN108351598B (zh) 2020-12-08

Family

ID=57121240

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680063283.1A Active CN108351598B (zh) 2015-10-27 2016-10-06 与偏振无关的量测系统

Country Status (6)

Country Link
US (2) US10338481B2 (zh)
JP (1) JP6588636B2 (zh)
CN (1) CN108351598B (zh)
NL (1) NL2017584A (zh)
TW (1) TWI615686B (zh)
WO (1) WO2017071925A1 (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2017584A (en) 2015-10-27 2017-05-19 Asml Holding Nv Polarization independent metrology system
WO2017207269A1 (en) * 2016-06-03 2017-12-07 Asml Holding N.V. Alignment system wafer stack beam analyzer
US11333621B2 (en) 2017-07-11 2022-05-17 Kla-Tencor Corporation Methods and systems for semiconductor metrology based on polychromatic soft X-Ray diffraction
JP7101268B2 (ja) * 2018-07-06 2022-07-14 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． 位置センサ
TWI697680B (zh) * 2019-03-20 2020-07-01 矽品精密工業股份有限公司 測試系統
CN113939770A (zh) * 2019-05-30 2022-01-14 Asml控股股份有限公司 自参考干涉仪和双重自参考干涉仪装置
WO2021023792A1 (en) * 2019-08-07 2021-02-11 Asml Holding N.V. Laser module assembly for alignment system, metrology system, and lithographic apparatus
CN116635795A (zh) * 2020-12-23 2023-08-22 Asml荷兰有限公司 光刻设备、量测系统及其方法
WO2023072880A1 (en) * 2021-10-29 2023-05-04 Asml Netherlands B.V. Inspection apparatus, polarization-maintaining rotatable beam displacer, and method
WO2023078619A1 (en) * 2021-11-02 2023-05-11 Asml Netherlands B.V. Hollow-core photonic crystal fiber based broadband radiation generator

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4710026A (en) * 1985-03-22 1987-12-01 Nippon Kogaku K. K. Position detection apparatus
JP4095391B2 (ja) * 2002-09-24 2008-06-04 キヤノン株式会社 位置検出方法
TWI304157B (en) 2002-11-27 2008-12-11 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus and device manufacturing method
JP2008026742A (ja) * 2006-07-24 2008-02-07 Canon Inc 光学機器およびその制御方法
EP3064999B1 (en) * 2006-08-31 2017-07-26 Nikon Corporation Exposure apparatus, exposure method, and device manufacturing method
NL2004400A (en) 2009-04-09 2010-10-12 Asml Holding Nv Tunable wavelength illumination system.
JP5873212B2 (ja) * 2012-04-12 2016-03-01 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． 位置測定方法、位置測定装置、リソグラフィ装置及びデバイス製造方法並びに光学要素
KR101827880B1 (ko) * 2013-10-09 2018-02-09 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 편광 독립적 간섭계
JP6244462B2 (ja) * 2013-11-20 2017-12-06 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． リソグラフィ方法およびリソグラフィ装置
CN106029236B (zh) * 2013-12-30 2019-10-22 北京中科净原环保科技有限公司 一种自动高速旋转雾化装置及其应用和使用其的灭火方法
CN103792798B (zh) * 2014-01-28 2015-10-28 中国科学院上海光学精密机械研究所 光刻机偏振照明系统光瞳偏振态测量装置及其测试方法
JP6449985B2 (ja) * 2014-07-30 2019-01-09 エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． アライメントセンサおよびリソグラフィ装置
NL2017584A (en) 2015-10-27 2017-05-19 Asml Holding Nv Polarization independent metrology system

Also Published As

Publication number Publication date
US20190243254A1 (en) 2019-08-08
WO2017071925A1 (en) 2017-05-04
US20180299790A1 (en) 2018-10-18
NL2017584A (en) 2017-05-19
JP6588636B2 (ja) 2019-10-09
US10558131B2 (en) 2020-02-11
US10338481B2 (en) 2019-07-02
TWI615686B (zh) 2018-02-21
CN108351598A (zh) 2018-07-31
JP2018534621A (ja) 2018-11-22
TW201727380A (zh) 2017-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108351598B (zh) 与偏振无关的量测系统
KR101827880B1 (ko) 편광 독립적 간섭계
CN109416514B (zh) 用于套刻中光瞳照射的方法和装置以及临界尺寸传感器
CN114207530A (zh) 在对准中用以减小标记大小的相位调制器
WO2017207269A1 (en) Alignment system wafer stack beam analyzer
US10520824B2 (en) Wavelength combining of multiple source
KR20230095971A (ko) 편광 선택 메트롤로지 시스템, 리소그래피 장치, 및 그 방법
US20220299892A1 (en) Alignment sensor based on wavelength-scanning
CN113454538A (zh) 使用目标或产品的形状双折射的晶片对准
US10732524B2 (en) Optical system of an alignment system
CN109791380B (zh) 对准系统的无热化
CN116783556A (zh) 用于在光刻对准设备中测量强度的系统和方法
KR20230122624A (ko) 리소그래피 장치, 계측 시스템, 및 그의 방법
CN114902142A (zh) 光刻设备、量测系统、照射源及其方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant