CN114402264A - 作为对准源的激光器模块、量测系统和光刻设备 - Google Patents

作为对准源的激光器模块、量测系统和光刻设备 Download PDF

Info

Publication number
CN114402264A
CN114402264A CN202080064758.5A CN202080064758A CN114402264A CN 114402264 A CN114402264 A CN 114402264A CN 202080064758 A CN202080064758 A CN 202080064758A CN 114402264 A CN114402264 A CN 114402264A
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical
optical coupler
laser module
fiber length
input port
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.)
Granted
Application number
CN202080064758.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114402264B (zh
Inventor
M·U·阿高恩卡
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 CN114402264A publication Critical patent/CN114402264A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114402264B publication Critical patent/CN114402264B/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
    • 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
    • G03F7/70008—Production of exposure light, i.e. light sources
    • G03F7/70025—Production of exposure light, i.e. light sources by lasers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0025—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
    • G02B27/0037—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration with diffracting elements
    • G02B27/0043—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration with diffracting elements in projection exposure systems, e.g. microlithographic systems
    • 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
    • G03F7/70583—Speckle reduction, e.g. coherence control or amplitude/wavefront splitting
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
    • H01S3/1068—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using an acousto-optical device
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • H04B10/501—Structural aspects
    • H04B10/503—Laser transmitters

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

披露了一种经改善的激光器模块。该激光器模块可以包括：激光源(310)，该激光源被配置成产生激光；以及无限冲激响应滤波器，该无限冲激响应滤波器被配置成通过对激光的分量的相位进行解相关来减小所述激光的相干效应。无限冲激响应滤波器可以包括多个光学耦合器(410，420，430，440，450)，以形成分别具有不同的光学路径长度(L1，L2，L3)的多个光学传播回路。激光器模块还可以包括声光调制器，该声光调制器被布置于光学传播回路中并且被配置成使光学载波频率移位，使得激光器模块的输出具有加宽的光谱以进一步减小相干效应。

Description

作为对准源的激光器模块、量测系统和光刻设备
相关申请的交叉引用
本申请要求2019年9月17日递交的美国临时专利申请号62/901,369的优先权，该美国临时专利申请的全部内容以引用的方式并入本发明中。
技术领域
本公开内容涉及一种激光器模块，该激光器模块用作可以在例如光刻设备中使用的量测系统中的对准源。
背景技术
光刻设备是将期望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制造集成电路(IC)。在这种情况下，图案形成装置(该图案形成装置可替代地称作掩模或掩模版)可以用于产生对应于IC的单独的层的电路图案，并且可以将此图案成像至具有辐射敏感材料(抗蚀剂)层的衬底(例如，硅晶片)上的(例如，包括管芯的一部分、一个或若干个管芯的)目标部分上。一般而言，单个衬底将包含连续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，在所谓的步进器中，通过将整个图案一次曝光至目标部分上来照射每个目标部分；以及所谓的扫描仪，在扫描仪中，通过在给定方向(“扫描”方向)上经由束扫描图案的同时，平行或反向平行于此方向同步地扫描衬底来照射每个目标部分。也有可能通过将图案压印至衬底上来将图案从图案形成装置转移至衬底。另一种光刻系统是干涉式光刻系统，在这种干涉式光刻系统中不存在图案形成装置，而是将光束分裂为两个束，并且通过使用反射系统而使这两个束在衬底的目标部分处发生干涉。这种干涉使得在衬底的目标部分上形成线。
为了控制光刻程序以将器件特征准确地放置于衬底上，通常在衬底上设置对准标记，并且光刻设备包括一个或多个对准传感器，利用该一个或多个对准传感器可以以较高的准确度来测量衬底上的对准标记的位置。这些对准传感器位于量测系统中并且用于检测对准标记的位置(例如，X和Y位置)，以使用对准标记来对准衬底从而确保准确曝光由掩模图案化的束。量测系统可以用于确定晶片表面在Z方向上的高度。
对准系统通常包括照射系统。从被照射的对准标记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特性或光学特性或者接触或相邻于对准标记的材料的物理特性或光学特性的匹配程度。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。
通常，对准传感器能够检测由一个或多个激光源产生的多于一种的颜色。通常，这些激光以532nm、633nm、780nm和850nm为中心。然而，用于产生约为532nm的波长的现有的绿色激光器模块易于具有较低的耐久性并且是高度地相干的，这导致由于晶片诱发的相干效应(WICO)而造成的对准位置不确定性。常规的绿色激光源的模式跳跃也可能造成对准问题。
发明内容
因此，需要一种作为量测系统中的对准源的新型激光器模块，该新型激光器模块不仅实现更佳的工作寿命，而且还减小相干效应。
本公开内容的一个方面提供一种激光器模块，该激光器模块包括：激光源，该激光源被配置成产生激光；以及无限冲激响应滤波器，该无限冲激响应滤波器被配置成对所述激光的分量的相位进行解相关，从而减小所述激光的相干效应。
在一些实施例中，所述激光源被配置成产生绿色激光。
在一些实施例中，所述无限冲激响应滤波器包括多个光学耦合器，以形成具有不同的光学路径长度的多个光学传播回路。
在一些实施例中，所述多个光学传播回路包括：第一光学传播回路，该第一光学传播回路具有第一光纤，该第一光纤具有第一光纤长度；第二光学传播回路，该第二光学传播回路具有第二光纤，该第二光纤具有第二光纤长度；以及第三光学传播回路，该第三光学传播回路具有第三光纤，该第三光纤具有第三光纤长度；其中，所述第一光纤长度、所述第二光纤长度和所述第三光纤长度大于所述激光的相干长度。
在一些实施例中，所述第一光纤长度与所述第二光纤长度之间的差的绝对值大于所述激光的相干长度。
在一些实施例中，所述第一光纤长度和所述第二光纤长度的总和与所述第三光纤长度之间的差的绝对值大于所述激光的相干长度。
在一些实施例中，所述三个光纤长度中的任何两个光纤长度的任意整数倍的总和不是所述三个光纤长度中的另一个光纤长度的整数倍。
在一些实施例中，所述第一光纤长度、所述第二光纤长度和所述第三光纤长度的组合是以下各项中的一个：所述第一光纤长度为1.17m，所述第二光纤长度为2.63m并且所述第三光纤长度为4.47m；所述第一光纤长度为1.31m，所述第二光纤长度为2.57m并且所述第三光纤长度为4.49m；所述第一光纤长度为1.67m，所述第二光纤长度为2.77m并且所述第三光纤长度为4.57m；或者所述第一光纤长度为1.79m，所述第二光纤长度为3.73m并且所述第三光纤长度为5.93m。
在一些实施例中，所述激光器模块还包括声光调制器，该声光调制器被布置于光学传播回路中并且被配置成使光学载波频率移位，使得所述激光器模块的输出具有加宽的光谱以进一步减小相干效应。
在一些实施例中，所述激光器模块还包括光纤相位调制器，该光纤相位调制器由随机相位信号驱动以对所述激光器模块的输出的不同的光谱分量之间的相位关系进行加扰。
在一些实施例中，所述激光器模块还包括可变光学衰减器，该可变光学衰减器被配置为光学开关。
在一些实施例中，所述多个光学耦合器包括：第一光学耦合器，该第一光学耦合器包括连接至所述激光源的第一输入端口；第二光学耦合器，该第二光学耦合器包括连接至所述第一光学耦合器的第一输出端口的第一输入端口；第三光学耦合器，该第三光学耦合器包括连接至所述第一光学耦合器的第二输出端口的第一输入端口和连接至所述第二光学耦合器的第二输出端口的第二输入端口；以及第四光学耦合器，该第四光学耦合器包括连接至所述第三光学耦合器的第一输出端口的第一输入端口、连接至所述第三光学耦合器的第二输出端口的第二输入端口、连接至所述第一光学耦合器的第二输入端口的第一输出端口和连接至所述第二光学耦合器的第二输入端口的第二输出端口。
在一些实施例中，所述第一光纤被布置于所述第三光学耦合器的第一输出端口与所述第四光学耦合器的第一输入端口之间；并且所述第二光纤被布置于所述第三光学耦合器的第二输出端口与所述第四光学耦合器的第二输入端口之间。
在一些实施例中，所述第一光纤被布置于所述第一光学耦合器的第二输出端口与所述第三光学耦合器的第一输入端口之间；并且所述第二光纤被布置于所述第二光学耦合器的第二输出端口与所述第三光学耦合器的第二输入端口之间。
在一些实施例中，所述第三光纤被布置于所述第四光学耦合器的第二输出端口与所述第一光学耦合器的第二输入端口之间；或者所述第三光纤被布置于所述第四光学耦合器的第一输出端口与所述第二光学耦合器的第二输入端口之间。
在一些实施例中，所述激光器模块还包括第一光学耦合器、第二光学耦合器、第三光学耦合器和第四光学耦合器，所述第一光学耦合器具有10∶90的分光比；并且所述第二光学耦合器、所述第三光学耦合器和所述第四光学耦合器各自都具有50∶50的分光比。
在一些实施例中，所述激光器模块还包括：第一声光调制器，该第一声光调制器被布置于所述第一光学耦合器的第二输出端口与所述第三光学耦合器的第一输入端口之间；以及第二声光调制器，该第二声光调制器被布置于所述第二光学耦合器的第二输出端口与所述第三光学耦合器的第二输入端口之间。
在一些实施例中，所述激光器模块还包括：第一声光调制器，该第一声光调制器被布置于第三光学耦合器的第一输出端口与所述第四光学耦合器的第一输入端口之间；以及第二声光调制器，该第二声光调制器被布置于第三光学耦合器的第二输出端口与所述第四光学耦合器的第二输入端口之间。
本公开内容的另一个方面提供一种包括多色辐射源的量测系统，所述多色辐射源包括所披露的激光器模块并且被配置成产生对准光。
本公开内容的另一个方面提供一种包括所披露的量测系统的光刻设备。
下文参考随附的附图来详细地描述本发明的其他特征和优点以及本发明的多个实施例的结构和操作。应该注意的是，本发明不限于本文中所描述的具体实施例。本文中仅出于说明性目的呈现此类实施例。基于本文中所包含的教导，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
并入本文中并且形成本说明书的一部分的附图示出了本发明，并且连同说明书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作和使用本发明。
图1A是根据实施例的反射型光刻设备的示意图；
图1B是根据实施例的透射型光刻设备的示意图；
图2是根据一些实施例的扫描对准标记的对准传感器的示意性框图；
图3至图8说明了根据一些实施例的示例性绿色激光器模块的示意图；以及
图9包括示出了根据一些实施例的输出绿色激光的光谱加宽的示意图。
本发明的特征和优点将根据下文结合附图所阐述的详细描述变得更显而易见。在附图中，相同的附图标记始终表示对应的元件。在附图中，相同的附图标记通常表示相同、功能上相似和/或结构上相似的元件。元件第一次出现的附图由对应的附图标记中的最左侧的数字来表示。除非另外指明，否则本公开内容中提供的附图不应该被解释为按比例绘制的。
具体实施方式
本说明书披露了并入本发明的特征的一个或多个实施例。所披露的(多个)实施例仅示例地说明了本发明。本发明的范围并不限于所披露的(多个)实施例。本发明由随附的权利要求限定。
所描述的(多个)实施例和本说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”等的参考表示所描述的(多个)实施例虽然可以包括特定的特征、结构或特性，但是每个实施例可能不一定包括所述特定的特征、结构或特性。此外，此类词组不一定参考相同的实施例。另外，当结合实施例描述特定的特征、结构或特性时，应当理解的是，无论是否予以明确地描述，结合其他实施例来实现此特征、结构或特性均在本领域技术人员所了解的知识范围内。
然而，在更详细地描述此类实施例之前，呈现可以实施本发明的实施例的示例性环境是具有指导性的。
示例性反射和透射型光刻系统
图1A和图1B分别是可以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’分别包括以下各项：照射系统(照射器)IL，该照射系统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，该支撑结构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并且连接至第一定位器PM，该第一定位器PM被配置成准确地定位图案形成装置MA；以及衬底台(例如，晶片台)WT，该衬底台被配置成保持衬底(例如，抗蚀剂涂覆晶片)W并且连接至第二定位器PW，该第二定位器PW被配置成准确地定位衬底W。光刻设备100和100’还具有投影系统PS，该投影系统PS被配置成将由图案形成装置MA赋予辐射束B的图案投影至衬底W的(例如，包括一个或多个管芯的)目标部分C上。在光刻设备100中，图案形成装置MA和投影系统PS是反射型的。在光刻设备100’中，图案形成装置MA和投影系统PS是透射型的。
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，诸如折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型、静电型或其他类型的光学部件或其任何组合。
支撑结构MT以依赖于图案形成装置MA相对于参考框架RF的定向、光刻设备100和100’中的至少一个的设计和其他条件(诸如，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可以是框架或台，例如，该框架或台视需要可以是固定的或可移动的。通过使用传感器，支撑结构MT可以确保图案形成装置MA例如相对于投影系统PS处于期望的位置。
应该将术语“图案形成装置”MA广泛地解释为指任何装置，该装置可以用于在辐射束B的横截面中将图案赋予辐射束B，以便在衬底W的目标部分C中产生图案。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。掩模在光刻中是公知的，并且包括诸如二元式、交替相移式和衰减相移式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较小的反射镜的矩阵布置，这些较小的反射镜中的每一个都可以被单独地倾斜，以便在不同的方向上反射入射的辐射束。倾斜的反射镜在由较小的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的其他因素的任何类型的投影系统，包括折射型、反射型、反射折射型、磁性型、电磁型以及静电型光学系统或其任何组合。真空环境可以用于EUV或电子射束辐射，这是因为其他气体可能吸收过多的辐射或电子。因此，可以借助于真空壁和真空泵将真空环境提供给整个束路径。本文中对术语“投影透镜”的任何使用可以被视为与更上位的术语“投影系统”是同义的。
如此处所描绘的，所述设备属于透射型的(例如，采用透射掩模)。可替代地，所述装置可以属于反射型的(例如，采用如上文所提及的类型的可编程反射镜阵列或采用反射型掩模)。
光刻设备100和/或光刻设备100’可以属于具有两个(双平台)或更多个衬底台WT(和/或两个或更多个掩模台)的类型。在此类“多平台”机器中，可以并行地使用额外的衬底台WT，或者可以在一个或多个台上进行预备步骤，同时将一个或多个其他衬底台WT用于曝光。在一些情形下，额外的台可以不是衬底台WT。图1B的示例中的两个衬底台WTa和WTb是对这种情况的说明。虽然可以以独立的方式来使用本文中所披露的本发明，但是具体地，本发明可以在单平台设备或多平台设备中的任一个的曝光前测量阶段中提供额外的功能。
光刻设备也可以属于以下类型：其中，衬底的至少一部分可以由具有相对较高的折射率的液体(例如，水)覆盖，以便填充投影系统与衬底之间的空间。也可以将浸没液体施加至光刻设备中的其他空间，例如，掩模与投影系统之间的空间。浸没技术在此技术领域中是公知的，以用于增大投影系统的数值孔径。如本文中所使用的术语“浸没”并不意味着诸如衬底的结构必须浸没于液体中，而是仅意味着液体在曝光期间位于投影系统与衬底之间。
参考图1A和图1B，照射器IL接收来自辐射源SO的辐射束。例如，当源SO是准分子激光器时，源SO和光刻设备100、100’可以是单独的物理实体。在此类情况下，不将源SO视为形成光刻设备100或100’的一部分，并且辐射束B借助于包括例如适合的引导反射镜和/或扩束器的束传递系统BD(在图1B中)而从源SO传递至照射器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。可以将源SO和照射器IL连同束传递系统BD(如果需要的话)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和/或内部径向范围(通常分别称作“σ外部”和“σ内部”)。另外，照射器IL可以包括多个其他元件(在图1B中)，诸如积光器IN和聚光器CO。照射器IL可以用于调节辐射束B以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入射于保持在支撑结构(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，辐射束B从图案形成装置(例如，掩模)MA反射。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聚焦至衬底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，干涉装置、线性编码器或电容式传感器)，可以准确地移动衬底台WT(例如，以使不同的目标部分C定位于辐射束B的路径中)。相似地，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的路径来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与衬底W。
参考图1B，辐射束B入射于保持在支撑结构(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图案化。在已横穿掩模MA的情况下，辐射束B穿过投影系统PS，该投影系统PS将该束聚焦至衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器PW和位置传感器IF(例如，干涉装置、线性编码器或电容式传感器)，可以准确地移动衬底台WTa/WTb(例如，以使不同的目标部分C定位于辐射束B的路径中)。相似地，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的路径来准确地定位掩模MA(例如，在从掩模库中以机械方式取得之后或者在扫描期间)。
一般而言，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。相似地，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WTa/WTb的移动。在步进器(相对于扫描仪)的情况下，掩模台MT可以仅连接至短冲程致动器，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与衬底W。尽管衬底对准标记(如所说明)占据专用目标部分，但是衬底对准标记可以位于目标部分之间的空间中(将这些衬底对准标记称为划线对准标记)。相似地，在多于一个管芯设置于掩模MA上的情况下，掩模对准标记可以位于所述管芯之间。
可以在以下模式中的至少一种模式下使用光刻设备100和100’：
1.在步进模式下，在将赋予辐射束B的整个图案一次投影至目标部分C上时，支撑结构(例如，掩模台)MT和衬底台WTa/WTb基本上保持静止(即，单次静态曝光)。然后，使衬底台WTa/WTb在X和/或Y方向上移位，使得可以曝光不同的目标部分C。在步进模式下，曝光场的最大尺寸限制单次静态曝光中所成像的目标部分C的尺寸。
2.在扫描模式下，在将赋予辐射束B的图案投影至目标部分C上时，同步地扫描支撑结构(例如，掩模台)MT和衬底台WTa/WTb(即，单次动态曝光)。可以由投影系统PS的放大率(缩小率)和图像反转特性来确定衬底台WTa/WTb相对于支撑结构(例如，掩模台)MT的速度和方向。在扫描模式下，曝光场的最大尺寸限制单次动态曝光中的目标部分(在非扫描方向上)的宽度，而扫描运动的长度确定目标部分(在扫描方向上)的高度。
3.在另一种模式下，在将赋予辐射束B的图案投影至目标部分C上时，支撑结构(例如，掩模台)MT保持基本静止，从而保持可编程图案形成装置，并且移动或扫描衬底台WTa/WTb。在这种模式下，通常可以采用脉冲式辐射源SO，并且在衬底台WTa/WTb的每次移动之后或者在扫描期间的连续辐射脉冲之间视需要更新可编程图案形成装置。此操作模式可以易于应用于利用可编程图案形成装置(诸如，上文所提及的类型的可编程反射镜阵列)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。
光刻设备LA属于所谓的双平台类型，该双平台类型具有两个衬底台WTa和WTb以及两个站——曝光站和测量站，在这两个站之间可以交换衬底台。在正在曝光站处曝光一个衬底台上的一个衬底的同时，可以在测量站处将另一个衬底装载至另一个衬底台上，使得可以进行各种预备步骤。预备步骤可以包括使用水平传感器LS来映射衬底的表面和使用对准传感器AS来测量衬底上的对准标识的位置。这能够实质上增加设备的吞吐量。如果在衬底台处于测量站处以及处于曝光站处时位置传感器IF无法测量衬底台的位置，则可以提供第二位置传感器以使得能够在两个站处追踪衬底台的位置。
所述设备还包括光刻设备控制单元LACU，该光刻设备控制单元LACU控制所描述的各种致动器和传感器的所有移动和测量。LACU还包括用于实施与设备的操作相关的期望的计算的信号处理和数据处理能力。实际上，控制单元LACU将实现为许多子单元的系统，所述子单元各自处置该设备内的子系统或部件的实时数据获取、处理和控制。例如，一个处理子系统可以专用于衬底定位器PW的伺服控制。单独的单元甚至可以处置粗致动器和精致动器或不同的轴线。另一个单元可以专用于位置传感器IF的读出。设备的总体控制可以受中央处理单元控制，该中央处理单元与这些子系统处理单元通信，与操作者通信并与光刻制造过程中所涉及的其他设备通信。
示例性对准传感器
图2是对准传感器AS的示意性框图。照射源220提供更多波长和/或偏振中的一个的辐射的对准束222，该对准束222经由物镜224转向至位于衬底W上的标记(诸如标记202)上。
在一些实施例中，照射源220可以包括被配置成产生以不同波长为中心的多个激光束的多色激光器模块组件(LMA)。例如，多色LMA可以包括四个单独的激光源以产生具有四种波长的辐射，诸如以约532nm为中心的绿色激光、以约633nm为中心的红色激光、以约780nm为中心的近红外(NIR)激光、以及以约850nm为中心的远红外(FIR)激光。在一些实施例中，多色LMA可以进一步调制多个激光束的偏振，然后将多个激光束组合为对准束222。
由标记202散射的辐射是由物镜224获取并且被准直为信息携载束226。自参考干涉仪228属于上文所提及的美国专利号6,961,116中所披露的类型，并且处理束226并将(针对每个波长的)单独的束输出至传感器阵列230上。点反射镜223在此时适宜地充当零阶光阑，使得信息携载束226仅包括来自标记202的较高阶衍射辐射(这对于测量并非必需的，但改善了信噪比)。将来自传感器栅格230中的各个传感器的强度信号232提供至处理单元PU。通过组合区块228中的光学处理与单元PU中的计算处理，输出衬底上相对于传感器的X和Y位置的值。处理单元PU可以与图1中所示出的控制单元LACU分离，或者出于设计选择和方便起见，处理单元PU和控制单元LACU可以共享同一处理硬件。在单元PU分离的情况下，可以在单元PU中执行信号处理的一部分，并且在单元LACU中执行信号处理的另一部分。
如已经提及的，所说明的特定测量仅将标记的位置固定在对应于标记的一个间距的某一范围内。结合该测量而使用较粗略的测量技术，以识别正弦波的哪个周期是包含被标记的位置的周期。可以在不同波长下重复处于粗略和/或精细级别的相同过程，以用于在与制作标记所用和标记被搁置在的材料无关的情况下，提高标记的检测的准确度并且用于稳健地检测标记。可以以光学方式多路复用和多路解复用所述波长，以便同时处理所述波长并且/或者可以通过分时来多路复用所述波长。本公开内容中的示例将利用在若干波长下的测量来提供对标记不对称性具有降低的灵敏度的实用且稳健的测量设备(对准传感器)。
更详细地参考测量过程，图2中被标记为Vw的箭头说明光点206横穿标记202的长度L所用的扫描速度。在此示例中，对准传感器AS和光点206实际上保持静止，而衬底W以速度Vw移动。因此可以刚性地且准确地将对准传感器安装至如图1B中所示出的参考框架RF，同时在与衬底W的移动方向相反的方向上有效地扫描标记202。衬底在此移动中通过其安装于衬底台WT和衬底定位系统PW上而受到控制。所示出的所有移动平行于X轴。相似的动作适用于利用光点208在Y方向上扫描标记204。将不对此进行进一步描述。
如美国专利号8,593,464中所论述的，光刻设备的较高的生产率吞吐量需要尽可能快速地执行对衬底上的若干位置处的对准标记进行测量，这意味着扫描速度Vw较快，并且可以用于获取每个标记位置的时间TACQ对应地较短。简而言之，应用公式TACQ＝L/Vw。美国专利号8,593,464描述了一种用于赋予光点的相对扫描运动以便延长获取时间的技术。视需要，同样的扫描光点技术可以应用于本文中新近披露的类型的传感器和方法中。
对于在具有较小的光栅间距的标记上进行对准存在兴趣。真实生产中的测得的套刻精度通常明显大于控制测试条件下的测得的套刻精度。研究表明，这是由于产品晶片上的对准标记在处理期间在不同程度上变得不对称而引起的。减小对准标记的间距减少了一些类型的不对称性对测得的对准位置所产生的影响。
本领域技术人员知道允许减小对准光栅的间距的一些选项为(i)缩短所使用的辐射的波长、(ii)增加对准传感器光学器件的NA以及(iii)使用离轴照射。较短波长并非始终是可能的，这是因为对准光栅通常位于吸收膜(例如，非晶碳硬式掩模)下面。增加NA通常是可能的但并非优选的，这是因为需要与晶片相距安全距离的紧凑型物镜。因此，使用离轴照射是有吸引力的。
作为对准激光的经改善的绿色激光器模块
如上文所描述的，现有的绿色激光器模块(例如，具有以532nm为中心的波长)易于具有比期望小得多的较低耐久性。例如，目前在对准传感器AS的现有的多色激光器模块组件(LMA)中使用的绿色激光器模块采用二极管泵浦固态(DPSS)激光，二极管泵浦固态激光受到少于六个月的低B10寿命时间和仅约一年的低B20寿命时间的困扰。本领域技术人员知道，B10寿命时间被定义为对产品的总数的百分之十将发生故障的时间的测量结果，而B20寿命时间被定义为对产品的总数的百分之二十将发生故障的时间的测量结果。
另外，针对每个激光进行校准和测试的晶片诱发式相干效应(WICO)导致位置不确定性。现有的绿色激光器模块通常是高度相干源，因此由于WICO引起对准位置不确定性。另外，现有的绿色激光器模块的模式跳跃通常也是阶间移位(SBO)跳转的诱因，所述阶间移位跳转在用于进行对准时以绿色颜色较为显著。并且，现有的绿色激光器模块的激光束开关(LBS)也易于失灵和出现故障。因此，本公开内容提供被改善的绿色激光器模块以解决这些和其他问题。
在一些实施例中，所披露的绿色激光器模块可以确保在测量的任何时间，从所披露的绿色激光器模块发射的光子束包括绿色激光的多个拷贝，该绿色激光之前以若干“相干时间”的间隔被发射。换句话说，所披露的绿色激光器模块的光输出理论上包含延迟了超过激光自身的相干长度的光的无限次复制，因此破坏了光子束中的相干关系。
在本光刻内容的一些实施例中，所披露的绿色激光器模块可以包括通过使用多个光学耦合器(也称作“光纤分束器”)和接插线来构造的无限冲激响应(IIR)滤波器。在一些实施例中，IIR滤波器的光输入可以分裂成分别具有三个不同的光纤长度(即，L1、L2和L3)的三个回路。通过专门选择遵循如下文所描述的某一规则的三个光纤长度L1、L2和L3的值，来自这些光纤解相关器的信号的三个循环的整数数目也不能彼此成同相位关系，从而消除了WICO。
图3至图8说明了根据本公开的各种实施例的包括示例性IIR滤波器的绿色激光器模块的示意图。
参考图3，绿色激光器模块G1可以包括绿光激光源310。在一些实施例中，绿光激光源310可以是发射连续或脉冲式激光辐射的任何适合的激光源，该连续或脉冲式激光辐射具有以约532nm为中心的波长带。在一些实施例中，绿光激光源310可以具有大于400千小时的平均失效时间(MTTF)，该平均失效时间可以产生明显更佳的B10寿命时间。然而，绿光激光源310可以具有约10mm的相干长度(Lc)，并且因此可能具有更差的WICO性能。
为了获得更佳的WICO性能，绿光激光源310还可以包括无限冲激响应(IIR)滤波器以减少相干效应。在一些实施例中，IIR滤波器可以包括多个光学耦合器(也称作“光纤分束器”)，诸如第一光学耦合器410、第二光学耦合器420、第三光学耦合器430、第四光学耦合器440和第五光学耦合器450。
如图3中所示，从绿光激光源310输出的绿光可以传递至第一光学耦合器410的第一输入端口410a。应该注意的是，在图3至图8中，具有箭头的每条实线都表示光纤，并且该箭头表示光在光纤内的传播方向。第一光学耦合器410可以具有10∶90的分光比。即，第一输出端口410c的输出光包含来自第一输入端口410a的输入光的10％的功率和来自第二输入端口410b的输入光的90％的功率，而第二输出端口410d的输出光包含来自第一输入端口410a的输入光的90％的功率和来自第二输入端口410b的输入光的10％的功率。来自第一光学耦合器410的第一输出端口410c的输出光可以传递至第二光学耦合器420的第一输入端口420a。来自第一光学耦合器410的第二输出端口410d的输出光可以传递至第三光学耦合器430的第一输入端口430a。
在一些实施例中，被布置于两个装置之间的光纤可以被偏振保持(PM)接头510连接。例如，PM接头510可以用于连接被布置于第一光学耦合器410的第一输出端口410c与第二光学耦合器420的第一输入端口420a之间的光纤，并且另一个PM接头510可以用于连接被布置于第一光学耦合器410的第二输出端口410d与第三光学耦合器430的第一输入端口430a之间的光纤。应该注意的是，在图3至图12中使用实心椭圆形状来说明PM接头510。本领域技术人员知道，PM接头510可以用于连接光纤以在两个光学装置之间构建光波导。因此，下文不再结合图3至图12描述PM接头510。
在一些实施例中，第二光学耦合器420可以是3dB耦合器，并且具有50∶50的分光比。换句话说，第一输出端口420c和第二输出端口420d的输出光中的每一个都包含来自第一输入端口420a的输入光的50％的功率和来自第二输入端口420b的输入光的50％的功率。来自第二光学耦合器420的第一输出端口420c的输出光可以经由可变光学衰减器(VOA)520传递至第五光学耦合器450的输入端口450a。虽然VOA 520可以用作挡板，但是VOA 520比当前使用的激光束开关(LBS)轮更可靠。来自第二光学耦合器420的第二输出端口420d的输出光可以传递至第三光学耦合器430的第二输入端口430b。
在一些实施例中，第五光学耦合器450可以具有99∶1的分光比。第一输出端口450c的输出光包含来自第一输入端口450a的输入光的99％的功率。第五光学耦合器450的第一输出端口450c是绿色激光器模块G1的主要输出端，并且可以传递至光纤信道协议(FCP，图3中未示出)。来自第五光学耦合器450的第二输出端口450d的输出光包含来自第一输入端口450a的输入光的1％的功率，并且可以用于测试目的，并且可以传递至诊断性输出端(图3中未示出)。
在一些实施例中，第三光学耦合器430可以是3dB耦合器，并且具有50∶50的分光比。换句话说，第一输出端口430c和第二输出端口430d的输出光中的每一个都包含来自第一输入端口430a的输入光的50％的功率和来自第二输入端口430b的输入光的50％的功率。如图3中所示，来自第三光学耦合器430的第一输出端口430c的输出光可以经由具有第一长度L1的第一光纤传递至第四光学耦合器440的第一输入端口440a。来自第三光学耦合器430的第二输出端口430d的输出光可以经由具有第二长度L2的第二光纤传递至第四光学耦合器440的第二输入端口440b。
在一些实施例中，第四光学耦合器440可以是3dB耦合器，并且具有50∶50的分光比。换句话说，第一输出端口440c和第二输出端口440d的输出光中的每一个都包含来自第一输入端口440a的输入光的50％的功率和来自第二输入端口440b的输入光的50％的功率。如图3中所示，来自第四光学耦合器440的第一输出端口440c的输出光可以传递至第二光学耦合器420的第一输入端口420a以形成回路。来自第四光学耦合器440的第二输出端口440d的输出光可以经由具有第三长度L3的第三光纤传递至第一光学耦合器410的第二输入端口410b以形成回路。
三个光纤长度L1、L2和L3中的每一个均大于绿色激光的相干长度(Lc)。可以遵循某些规则来确定三个光纤长度L1、L2和L3的值。在一些实施例中，第一光纤长度L1与第二光纤长度L2之间的差的绝对值大于绿色激光的相干长度(Lc)。另外，第三光纤长度L3与第一光纤长度L1和第二光纤长度L2的总和之间的差的绝对值大于绿色激光的相干长度(Lc)。另外，三个光纤长度中的任何两个光纤长度的任意整数倍的总和无法表示为三个光纤长度中的另一个光纤长度的整数倍。即，A1Lx+A2Ly≠A3Lz，其中A1、A2和A3为大于或等于1的任意整数，并且集合{x，y，z}＝{1，2，3}。通过以此方式专门选择三个光纤长度L1、L2和L3的值，来自这些光纤解相关器的信号的循环的整数数目也不能彼此成同相位关系。即，将由多个光学传播回路产生的多个光子束异相调谐，从而消除WICO。
三个光纤长度L1、L2和L3的各种组合可以满足上文所描述的用于确定三个光纤长度L1、L2和L3的值的规则。例如，第一光纤长度L1可以等于1.17m，第二光纤长度L2可以等于2.63m，并且第三光纤长度L3可以等于4.47m。作为另一个示例，第一光纤长度L1可以等于1.31m，第二光纤长度L2可以等于2.57m，并且第三光纤长度L3可以等于4.49m。作为又一个示例，第一光纤长度L1可以等于1.67m，第二光纤长度L2可以等于2.77m，并且第三光纤长度L3可以等于4.57m。作为又另一个示例，第一光纤长度L1可以等于1.79m，第二光纤长度L2可以等于3.73m，并且第三光纤长度L3可以等于5.93m。应该注意的是，三个光纤长度L1、L2和L3不受上文所披露的组合限制，而是可以具有满足所披露规则的任何其他适合的值。
参考图4至图5，示出了根据本公开内容的一些其他实施例的其他示例性绿色激光器模块G11和G12的示意图。应该注意的是，本文中不再重复诸如绿光激光源310、光学耦合器410至450、PM接头510等的上文已经结合图3描述的相同部件。
比较如图4中所示出的绿色激光器模块G11与如图3中所示出的绿色激光器模块G1，在IIR滤波器中使用声光调制器(AOM)来在每次穿过时使光学载波频率系统地上移或下移200MHz。如图4中所示，第一AOM 530-1可以连接于第一耦合器410的第二输出端口410d与第三光学耦合器430的第一输入端口430a之间。第一AOM 530-1可以由第一射频(RF)驱动器540-1驱动。第二AOM 530-2可以连接于第二耦合器410的第二输出端口420d与第三光学耦合器430的第二输入端口430b之间。第二AOM 530-2可以由第二射频(RF)驱动器540-2驱动。两个AOM也可以使载波频率蓝移，因此扩宽了绿色激光的光谱输出，这使得减少WICO效应对准位置不确定性。
参考图9，示出了根据本公开内容的一些实施例的在一个或多个循环之后的输出绿色激光的光谱加宽的示意图。如左侧图中所示，在532nm的波长下的初始绿色激光使其功率以固定的λ/f为中心，其中，λ是激光310的标称中心波长(例如，532nm)，并且f是施加至两个AOM 530-1和530-2的RF频率。在一些实施例中，两个AOM可以在一个回路之后使光学载波频率正移位和负移位200MHz，如图9的中间图中所示。即，被上变频的AOM的输出可以处于对应于(532nm+200MHz)的频率，并且被下变频的AOM的输出可以处于对应于(532nm-200MHz)的频率。因此，功率可以在光谱中以正200MHz和负200MHz间隔开。在大量回路之后，两个AOM可以使绿色激光频率迭代地正移位和负移位200MHz。即，光谱分量可以广泛地分布在以200MHz间隔开的波长/频率的多个值处。因此，在任何时间，输出绿色激光都可以具有由绿光激光源310发射的绿光的大量拷贝和多个正或负200MHz频移的光谱分量。因而，存在于光子束中的相干相位关系可以在任何时间被破环，从而减小WICO效应。
应该注意的是，AOM可以被布置于IIR滤波器的光学回路的不同位置处。例如，在如图5中所示出的绿色激光器模块G12中，由第一射频(RF)驱动器540-1驱动的第一AOM 530-1可以连接于第三耦合器430的第一输出端口410d与第四光学耦合器440的第一输入端口440a之间，而由第二射频(RF)驱动器540-2驱动的第二AOM 530-2可以连接于第三耦合器430的第二输出端口430d与第四光学耦合器430的第二输入端口440b之间。
在一些实施例中，光纤相位调制器550可以连接在第五光学耦合器450的第一输出端口450c之后。光纤相位调制器550可以由随机相位正弦信号驱动以进一步对绿色激光器的输出的不同的光谱分量之间的相位关系进行加扰，由此进一步减小WICO效应对准位置不确定性。
参考图6至图8，示出了根据本公开内容的一些其他实施例的其他示例性绿色激光器模块G2、G3和G4的示意图。应该注意的是，本文中不再重复诸如绿光激光源310、光学耦合器410至450、PM接头510等的上文已经结合图3描述的相同部件。在一些实施例中，具有不同的长度L1、L2和L3的三个光纤的地址可以被布置于IIR滤波器的光学回路的不同地址处。
在一些实施例中，比较如图6中所示出的绿色激光器模块G2与如图3中所示出的绿色激光器模块G1，具有第一光纤长度L1的第一光纤可以被布置于第一光学耦合器410的第二输出端口410d与第三光学耦合器430的第一输入端口430a之间，而具有第二光纤长度L2的第二光纤可以被布置于第二光学耦合器420的第二输出端口420d与第三光学耦合器430的第二输入端口430b之间。应该注意的是，尽管在图中未示出，但是如上文结合图4和图5所描述的，可以在绿色激光器模块G2的IIR滤波器中的不同地址处增加两个AOM。
在一些其他实施例中，比较如图7中所示出的绿色激光器模块G3与如图3中所示出的绿色激光器模块G1，具有第三光纤长度L3的第三光纤可以被布置于第四光学耦合器440的第一输出端口440c与第二光学耦合器430的第一输入端口420a之间。相似地，尽管诸图中未示出，但如上文结合图4和图5所描述的，可以在绿色激光器模块G3的IIR滤波器中的不同地址处增加两个AOM。
在一些其他实施例中，比较如图8中所示出的绿色激光器模块G4与如图3中所示出的绿色激光器模块G1，具有第一光纤长度L1的第一光纤可以被布置于第一光学耦合器410的第二输出端口410d与第三光学耦合器430的第一输入端口430a之间，具有第二光纤长度L2的第二光纤可以被布置于第二光学耦合器420的第二输出端口420d与第三光学耦合器430的第二输入端口430b之间，并且具有第三光纤长度L3的第三光纤可以被布置于第四光学耦合器440的第一输出端口440c与第二光学耦合器430的第一输入端口420a之间。相似地，尽管在图中未示出，但如上文结合图4和图5所描述的，可以在绿色激光器模块G4的IIR滤波器中的不同地址处增加两个AOM。
应当理解的是，仅以示例的方式作出了本公开内容，并且可以在不背离本公开内容的精神和范围的情况下对本公开内容的实施例的细节进行若干改变。可以以各种方式来组合和重新配置所披露的实施例的特征。在不背离本公开内容的精神和范围的情况下，本公开内容的修改、等同物或改进对于本领域技术人员而言是可理解的，并且所述修改、等同物或改进意图被涵盖于本公开内容的范围内。例如，上文所描述的五个光学耦合器410至450的分光比仅是示例性的，并且不应该受到限制。例如，具有诸如95∶5、90∶10、80∶20、75∶25、60∶40、40∶60、25∶75、20∶80、10∶90、5∶95等的其他分光比的任何适合的光学耦合器均可以用于所披露的绿色激光器模块的IIR滤波器中。作为另一个示例，光学耦合器的数目在本文中也不受限制。在图中未示出的一些实施例中，可以连接具有数目M行和数目N列的光学耦合器的光学耦合器阵列以构造IIR滤波器。
因此，本公开内容提供被改善的绿色激光器模块以获得更佳的工作寿命、减小的相干效应和更快的切换速度。通过使用所披露的IIR滤波器对绿色激光的相位进行解相关并且通过使用AOMS添加光谱分量，当光从绿色激光器模块的输出端发射时，所披露的绿色激光器模块可以避免在光谱包络下的光子束中具有相同的相位关系。虽然不同的绿色分量可以占据相同的光谱范围，但是在任何时间，所有光子均被配置成在波包之间为异相的(例如，所述光子不具有相同的相位关系)，这是因为当在行进相干长度(Lc)之后或者在长于相干时间(Tc)的持续时间内组合光时，破坏了不同的光子之间的相位关系。因此，所产生的绿光在积分球内经过大量反射，并且在此类反射之后组合的光可以失去相干性。
另外，模式跳跃的幅度可以比固有激光噪声的幅度更低，这可以使由于绿色激光中的模式跳跃而引起的SbO漂移不再是问题。另外，可变光学衰减器(VOA)在所披露的绿色激光器模块中被实施为光学开关，这可以大大减少与激光束开关(LBS)相关的失灵和故障。应该注意的是，本公开内容不仅对于光刻系统是良好的，而且也对于破坏激光源的相干性的任何应用(例如，生物医学、传感器、电信等)中的任何激光也是良好的。还应该注意的是，在本公开内容中使用绿色激光作为示例。然而，通过在所披露的方案中选择适当的光纤长度和其他部件，本公开内容可以对具有不同波长的任何激光源(例如，红色激光、任何其他可见激光、UV激光或红外激光等)起作用。
可以使用下列方面来进一步描述实施例：
1.一种激光器模块，包括：
激光源，该激光源被配置成产生激光；和
无限冲激响应滤波器，该无限冲激响应滤波器被配置成对激光的分量的相位进行解相关，从而减小激光的相干效应。
2.如方面1所述的激光器模块，其中，激光源被配置成产生绿色激光。
3.如方面1所述的激光器模块，其中，无限冲激响应滤波器包括多个光学耦合器，以形成具有不同的光学路径长度的多个光学传播回路。
4.如方面3所述的激光器模块，其中，所述多个光学传播回路包括：
第一光学传播回路，该第一光学传播回路具有第一光纤，该第一光纤具有第一光纤长度；
第二光学传播回路，该第二光学传播回路具有第二光纤，该第二光纤具有第二光纤长度；和
第三光学传播回路，该第三光学传播回路具有第三光纤，该第三光纤具有第三光纤长度；
其中，第一光纤长度、第二光纤长度和第三光纤长度大于激光的相干长度。
5.如方面4所述的激光器模块，其中：
第一光纤长度与第二光纤长度之间的差的绝对值大于激光的相干长度。
6.如方面4所述的激光器模块，其中：
第三光纤长度与第一光纤长度和第二光纤长度的总和之间的差的绝对值大于激光的相干长度。
7.如方面4所述的激光器模块，其中：
所述三个光纤长度中的任何两个光纤长度的任意整数倍的总和不是所述三个光纤长度中的另一个光纤长度的整数倍。
8.如方面4所述的激光器模块，其中，第一光纤长度、第二光纤长度和第三光纤长度的组合为以下各项中的一个：
第一光纤长度为1.17m，第二光纤长度为2.63m并且第三光纤长度为4.47m；
第一光纤长度为1.31m，第二光纤长度为2.57m并且第三光纤长度为4.49m；
第一光纤长度为1.67m，第二光纤长度为2.77m并且第三光纤长度为4.57m；或者
第一光纤长度为1.79m，第二光纤长度为3.73m并且第三光纤长度为5.93m。
9.如方面3所述的激光器模块，还包括声光调制器，该声光调制器被布置于光学传播回路中并且被配置成使光学载波频率移位，使得激光器模块的输出具有加宽的光谱以进一步减小相干效应。
10.如方面9所述的激光器模块，还包括光纤相位调制器，该光纤相位调制器由随机相位信号驱动以对激光器模块的输出的不同的光谱分量之间的相位关系进行加扰。
11.如方面1所述的激光器模块，还包括可变光学衰减器，该可变光学衰减器被配置为光学开关。
12.如方面4所述的激光器模块，其中，所述多个光学耦合器包括：
第一光学耦合器，该第一光学耦合器包括连接至激光源的第一输入端口；
第二光学耦合器，该第二光学耦合器包括连接至第一光学耦合器的第一输出端口的第一输入端口；
第三光学耦合器，该第三光学耦合器包括连接至第一光学耦合器的第二输出端口的第一输入端口和连接至第二光学耦合器的第二输出端口的第二输入端口；和
第四光学耦合器，该第四光学耦合器包括连接至第三光学耦合器的第一输出端口的第一输入端口、连接至第三光学耦合器的第二输出端口的第二输入端口、连接至第一光学耦合器的第二输入端口的第一输出端口和连接至第二光学耦合器的第二输入端口的第二输出端口。
13.如方面12所述的激光器模块，其中：
第一光纤被布置于第三光学耦合器的第一输出端口与所述第四光学耦合器的第一输入端口之间；并且
第二光纤被布置于第三光学耦合器的第二输出端口与所述第四光学耦合器的第二输入端口之间。
14.如方面12所述的激光器模块，其中：
第一光纤被布置于所述第一光学耦合器的第二输出端口与所述第三光学耦合器的第一输入端口之间；并且
第二光纤被布置于所述第二光学耦合器的第二输出端口与所述第三光学耦合器的第二输入端口之间。
15.如方面12所述的激光器模块，其中：
第三光纤被布置于第四光学耦合器的第二输出端口与所述第一光学耦合器的第二输入端口之间；或者
第三光纤被布置于第四光学耦合器的第一输出端口与所述第二光学耦合器的第二输入端口之间。
16.如方面12所述的激光器模块，其中：
第一光学耦合器具有10∶90的分光比；并且
第二光学耦合器、第三光学耦合器、第四光学耦合器各自都具有50∶50的分光比。
17.如方面12所述的激光器模块，还包括：
第一声光调制器，该第一声光调制器被布置于所述第一光学耦合器的第二输出端口与所述第三光学耦合器的第一输入端口之间；和
第二声光调制器，该第二声光调制器被布置于所述第二光学耦合器的第二输出端口与所述第三光学耦合器的第二输入端口之间。
18.如方面12所述的激光器模块，还包括：
第一声光调制器，该第一声光调制器被布置于第三光学耦合器的第一输出端口与所述第四光学耦合器的第一输入端口之间；和
第二声光调制器，该第二声光调制器被布置于第三光学耦合器的第二输出端口与所述第四光学耦合器的第二输入端口之间。
19.一种量测系统，包括：
多色辐射源，该多色辐射源包括如方面1所述的激光器模块并且被配置成产生对准光。
20.一种光刻设备，该光刻设备包括如方面19所述的量测系统。
结语
尽管在本文中可以具体地参考在IC制造中对光刻设备的使用，但是应该理解的是，本文中所描述的光刻设备可以具有其他应用，诸如制造集成光学系统、用于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。本领域技术人员将明白的是，在此类替代性应用的内容背景中，可以将本文中对术语“晶片”或“管芯”的任何使用视为分别与更上位的术语“衬底”或“目标部分”是同义的。可以在曝光之前或之后在例如涂覆显影系统(通常将抗蚀剂层涂覆至衬底并且使被曝光的抗蚀剂显影的工具)、量测工具和/或检查工具中处理本文中所提及的衬底。在适用的情况下，可以将本文中的披露内容应用于此类和其他衬底处理工具。另外，可以将衬底处理多于一次，例如以便产生多层IC，使得本文中所使用的术语“衬底”也可以指已经包含多个被处理层的衬底。
尽管上文可以具体地参考在光学光刻的内容背景中对本发明的实施例的使用，但是将明白的是，本发明可以用于例如压印光刻的其他应用中，并且在内容背景允许的情况下不限于光学光刻。在压印光刻中，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压入供应至衬底的抗蚀剂层中，在该衬底上，抗蚀剂是通过施加电磁辐射、热、压力或其组合而固化的。在抗蚀剂固化之后将图案形成装置移出抗蚀剂，从而在抗蚀剂中留下图案。
应当理解的是，本文中的措辞或术语是出于描述而非限制的目的，使得本说明书中的术语或措辞待由本领域技术人员按照本文中的教导进行解释。
在本文中所描述的实施例中，术语“透镜”和“透镜元件”在内容背景允许的情况下可以指各种类型的光学部件中的任一者或组合，包括折射型、反射型、磁性型、电磁型和静电型光学部件。
另外，本文中所使用的术语“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，诸如13.5nm)或者在小于5nm的波长下工作的硬X射线，以及诸如离子束或电子束的粒子束。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是指具有大致100nm至400nm的波长的辐射。在光刻术中，术语“UV”也应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)是指具有大致100nm至200nm的波长的辐射。深UV(DUV)通常是指具有在从126nm至428nm的范围内的波长的辐射，并且在实施例中，准分子激光器可以产生在光刻设备内使用的DUV辐射。应该明白的是，具有在例如5nm至20nm的范围内的波长的辐射是指具有某一波长带的辐射，该波长带的至少部分地是在5nm至20nm的范围内。
如本文中所使用的术语“衬底”通常描述后续的材料层被添加至的材料。在实施例中，衬底自身可以被图案化，并且添加于衬底的顶部的材料也可以被图案化，或者可以保持不进行图案化。
虽然上文已经描述了本发明的具体实施例，但将明白的是，可以以与所描述的方式不同的其他方式来实践本发明。该描述不意图限制本发明。
应当明白的是，“具体实施方式”而非“发明内容”和“说明书摘要”部分意图用于解释权利要求。“发明内容”和“说明书摘要”部分可以阐述如由(多个)发明人所考虑的本发明的一个或多个但并非所有的示例性实施例，并且因此，不意图以任何方式限制本发明和随附的权利要求。
上文已经借助于说明指定的功能和其关系的实施的功能建置块来描述本发明。为了便于描述，本文中已经任意地限定这些功能建置块的边界。只要适当地执行指定的功能和所述功能的关系，便可以限定替代边界。
因此，对具体实施例的前述描述将完全地揭露本发明的一般性质：在不背离本发明的一般概念的情况下，其他人可以通过应用本领域技术人员所了解的知识针对各种应用来容易地修改和/或调适此类具体实施例，而无需进行不当的实验。因此，基于本文中所呈现的教导和指引，此类调适和修改意图在所披露的实施例的等同物的含义和范围内。
本发明的广度和范围不应该受上述示例性实施例中的任何一个限制，而应该仅根据随附的权利要求和其等同物来限定。

Claims (15)

1.一种激光器模块，包括：
激光源，该激光源被配置成产生激光；和
无限冲激响应滤波器，该无限冲激响应滤波器被配置成对所述激光的分量的相位进行解相关，从而减小所述激光的相干效应。
2.如权利要求1所述的激光器模块，其中，所述激光源被配置成产生绿色激光。
3.如权利要求1所述的激光器模块，其中，所述无限冲激响应滤波器包括多个光学耦合器，以形成具有不同的光学路径长度的多个光学传播回路。
4.如权利要求3所述的激光器模块，其中，所述多个光学传播回路包括：
第一光学传播回路，该第一光学传播回路具有第一光纤，该第一光纤具有第一光纤长度；
第二光学传播回路，该第二光学传播回路具有第二光纤，该第二光纤具有第二光纤长度；和
第三光学传播回路，该第三光学传播回路具有第三光纤，该第三光纤具有第三光纤长度；
其中，所述第一光纤长度、所述第二光纤长度和所述第三光纤长度大于所述激光的相干长度。
5.如权利要求4所述的激光器模块，其中：
所述第一光纤长度与所述第二光纤长度之间的差的绝对值大于所述激光的所述相干长度。
6.如权利要求4所述的激光器模块，其中：
所述第一光纤长度和所述第二光纤长度的总和与所述第三光纤长度之间的差的绝对值大于所述激光的所述相干长度。
7.如权利要求4所述的激光器模块，其中：
所述三个光纤长度中的任何两个光纤长度的任意整数倍的总和不是所述三个光纤长度中的另一个光纤长度的整数倍。
8.如权利要求4所述的激光器模块，其中，所述第一光纤长度、所述第二光纤长度和所述第三光纤长度的组合是以下各项中的一个：
所述第一光纤长度为1.17m，所述第二光纤长度为2.63m并且所述第三光纤长度为4.47m；
所述第一光纤长度为1.31m，所述第二光纤长度为2.57m并且所述第三光纤长度为4.49m；
所述第一光纤长度为1.67m，所述第二光纤长度为2.77m并且所述第三光纤长度为4.57m；或者
所述第一光纤长度为1.79m，所述第二光纤长度为3.73m并且所述第三光纤长度为5.93m。
9.如权利要求3所述的激光器模块，还包括声光调制器，该声光调制器被布置于光学传播回路中并且被配置成使光学载波频率移位，使得所述激光器模块的输出具有加宽的光谱以进一步减小相干效应。
10.如权利要求9所述的激光器模块，还包括光纤相位调制器，该光纤相位调制器由随机相位信号驱动以对所述激光器模块的所述输出的不同的光谱分量之间的相位关系进行加扰。
11.如权利要求1所述的激光器模块，还包括可变光学衰减器，该可变光学衰减器被配置为光学开关。
12.如权利要求4所述的激光器模块，其中，所述多个光学耦合器包括：
第一光学耦合器，该第一光学耦合器包括连接至所述激光源的第一输入端口；
第二光学耦合器，该第二光学耦合器包括连接至所述第一光学耦合器的第一输出端口的第一输入端口；
第三光学耦合器，该第三光学耦合器包括连接至所述第一光学耦合器的第二输出端口的第一输入端口和连接至所述第二光学耦合器的第二输出端口的第二输入端口；和
第四光学耦合器，该第四光学耦合器包括连接至所述第三光学耦合器的第一输出端口的第一输入端口、连接至所述第三光学耦合器的第二输出端口的第二输入端口、连接至所述第一光学耦合器的第二输入端口的第一输出端口和连接至所述第二光学耦合器的第二输入端口的第二输出端口。
13.如权利要求12所述的激光器模块，其中：
所述第一光纤被布置于所述第三光学耦合器的第一输出端口与所述第四光学耦合器的第一输入端口之间；以及
所述第二光纤被布置于所述第三光学耦合器的第二输出端口与所述第四光学耦合器的第二输入端口之间。
14.如权利要求12所述的激光器模块，其中：
所述第一光纤被布置于所述第一光学耦合器的第二输出端口与所述第三光学耦合器的第一输入端口之间；以及
所述第二光纤被布置于所述第二光学耦合器的第二输出端口与所述第三光学耦合器的第二输入端口之间。
15.如权利要求12所述的激光器模块，其中：
所述第三光纤被布置于所述第四光学耦合器的第二输出端口与所述第一光学耦合器的第二输入端口之间；或者
所述第三光纤被布置于所述第四光学耦合器的第一输出端口与所述第二光学耦合器的第二输入端口之间。
CN202080064758.5A 2019-09-17 2020-09-04 作为对准源的激光器模块、量测系统和光刻设备 Active CN114402264B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962901369P 2019-09-17 2019-09-17
US62/901,369 2019-09-17
PCT/EP2020/074863 WO2021052790A1 (en) 2019-09-17 2020-09-04 Laser module as alignment source, metrology system, and lithographic apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114402264A true CN114402264A (zh) 2022-04-26
CN114402264B CN114402264B (zh) 2024-06-07

Family

ID=72473531

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080064758.5A Active CN114402264B (zh) 2019-09-17 2020-09-04 作为对准源的激光器模块、量测系统和光刻设备

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP7367194B2 (zh)
CN (1) CN114402264B (zh)
TW (1) TWI747494B (zh)
WO (1) WO2021052790A1 (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080225908A1 (en) * 2005-11-01 2008-09-18 Cymer, Inc. Laser system
CN103457674A (zh) * 2013-08-22 2013-12-18 暨南大学 一种无限脉冲响应微波光子滤波器及滤波方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4768850A (en) * 1984-06-20 1988-09-06 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Cascaded fiber optic lattice filter
US4991926A (en) * 1990-04-06 1991-02-12 Litton Systems, Inc. Integrated optics decorrelator
WO2001020651A1 (fr) * 1999-09-10 2001-03-22 Nikon Corporation Dispositif d'exposition pourvu d'un dispositif laser
US7667705B2 (en) 2001-05-15 2010-02-23 Nintendo Of America Inc. System and method for controlling animation by tagging objects within a game environment
US20030175032A1 (en) * 2002-03-15 2003-09-18 Ranalli Eliseo R. Planar device having an IIR tapped delay line for multiple channel dispersion and slope compensation
DE60319462T2 (de) 2002-06-11 2009-03-12 Asml Netherlands B.V. Lithographischer Apparat und Verfahren zur Herstellung eines Artikels
US20050053305A1 (en) * 2003-09-10 2005-03-10 Yadong Li Systems and methods for implementing a speckle reduction filter
US7319229B2 (en) 2003-12-29 2008-01-15 Kla-Tencor Technologies Corporation Illumination apparatus and methods
TWI486615B (zh) * 2013-03-06 2015-06-01 Ind Tech Res Inst 量測裝置及其光學元件與其操作方法
NL2015269A (en) 2014-08-29 2016-07-08 Asml Holding Nv Method and apparatus for spectrally broadening radiation.
US9312662B1 (en) * 2014-09-30 2016-04-12 Lumentum Operations Llc Tunable laser source

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080225908A1 (en) * 2005-11-01 2008-09-18 Cymer, Inc. Laser system
CN103457674A (zh) * 2013-08-22 2013-12-18 暨南大学 一种无限脉冲响应微波光子滤波器及滤波方法

Also Published As

Publication number Publication date
TWI747494B (zh) 2021-11-21
JP7367194B2 (ja) 2023-10-23
JP2022547864A (ja) 2022-11-16
WO2021052790A1 (en) 2021-03-25
TW202117471A (zh) 2021-05-01
CN114402264B (zh) 2024-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2304504B1 (en) Overlay measurement apparatus, lithographic apparatus, and device manufacturing method using such overlay measurement apparatus
US7532305B2 (en) Lithographic apparatus and device manufacturing method using overlay measurement
US8120001B2 (en) Inspection method and apparatus, lithographic apparatus, lithographic processing cell and device manufacturing method
US9798250B2 (en) Lithographic apparatus for measuring overlay error and a device manufacturing method
US7724370B2 (en) Method of inspection, a method of manufacturing, an inspection apparatus, a substrate, a mask, a lithography apparatus and a lithographic cell
US20100284008A1 (en) Method of Determining Overlay Error and a Device Manufacturing Method
US9255892B2 (en) Substrate, a method of measuring a property, an inspection apparatus and a lithographic apparatus
NL2011276A (en) Inspection method and apparatus and lithographic processing cell.
US9081304B2 (en) Substrate, an inspection apparatus, and a lithographic apparatus
US20110028004A1 (en) Inspection Method and Apparatus, Lithographic Apparatus, Lithographic Processing Cell and Device Manufacturing Method
CN114174930A (zh) 对准系统的激光模块组件、量测系统和光刻设备
US20140199634A1 (en) Method of Measuring a Characteristic
CN114402264B (zh) 作为对准源的激光器模块、量测系统和光刻设备
US20100296072A1 (en) Inspection Apparatus, Lithographic Apparatus and Method of Measuring a Property of a Substrate
US20110020616A1 (en) Method of Determining Overlay Error and a Device Manufacturing Method

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