DE60030374T2 - Mehrkanaliges Ausrichtsystem unter Verwendung eines Interferenzgitters - Google Patents

Mehrkanaliges Ausrichtsystem unter Verwendung eines Interferenzgitters Download PDF

Info

Publication number
DE60030374T2
DE60030374T2 DE60030374T DE60030374T DE60030374T2 DE 60030374 T2 DE60030374 T2 DE 60030374T2 DE 60030374 T DE60030374 T DE 60030374T DE 60030374 T DE60030374 T DE 60030374T DE 60030374 T2 DE60030374 T2 DE 60030374T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
wafer
grid
beam splitter
alignment
electromagnetic radiation
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.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60030374T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60030374D1 (de
Inventor
Stuart T. Bridgewater Stanton
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
Application granted granted Critical
Publication of DE60030374D1 publication Critical patent/DE60030374D1/de
Publication of DE60030374T2 publication Critical patent/DE60030374T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7065Production of alignment light, e.g. light source, control of coherence, polarization, pulse length, wavelength
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7092Signal processing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Description

  • Feld der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung für die genaue Ausrichtung oder Positionierung eines Objektes, und besonders die Ausrichtung einer Maske und eines Wafers wie sie in der Fotolithografie bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen verwendet wird.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen sind häufig vielfache Verarbeitungsschritte erforderlich für die Herstellung eines Wafers. Das Bild einer Maske wird auf einen Wafer projiziert, und der Wafer wird für die Herstellung einer Menge von Schichten eine Vielzahl von Malen verarbeitet, um eine Halbleitervorrichtung zu produzieren, wie etwa einen Mikroprozessor. Bei der Verarbeitung eines Wafers ist häufig die genaue Positionierung und Ausrichtung des Wafers mit einer Maske oder eines darauf abzubildenden Fadenkreuzes kritisch.
  • Während es viele Ausrichtungssensoren gibt, die optische Gitter verwenden, neigen diese Ausrichtungssensoren dazu, ein optisches Gitter auf eines Maske auf ein optisches Gitter auf einem Wafer abzubilden, um die Ausrichtung zu erkennen. Ein solches Ausrichtungssystem ist in dem U.S. Patent 4,631,416 mit dem Titel "Wafer/Mask Alignment System Using Diffraction Gratings" offengelegt, das am 23. Dezember 1996 an Trutna, Jr. erteilt wurde. Dort ist ein Ausrichtungssensor und -verfahren mit Licht, das von einem Maskengitter auf ein Wafergitter und zurück durch das Maskengitter gebeugt wird, um Beugungsordnungen zu produzieren. Die Intensität der nullten Ordnung wird erkannt und Ausrichtung wird erreicht, wenn die Intensität der nullten Ordnung zu einem Extremum wird. Ein holographisches Phasengitter wird auf der Maske verwendet, um die Produktion des Gitters zu vereinfachen. Ein anderes Ausrichtungssystem unter Verwendung optischer Gitter ist in dem U.S. Patent 4,848,911 mit dem Titel "Method for Aligning First and Second Objects, Relative to Each Other, and Apparatus for Practicing This Method" offengelegt, das am 18. Juli 1989 an Uchida et al. erteilt wurde. Dort ist ein Apparat und Verfahren für die Ausrichtung einer Maske und eines Wafers offengelegt. Ein erstes eindimensionales optisches Gitter wird auf der Maske ausgebildet, und ein zweites optisches Gitter mit einem schachbrettartigen Muster wird auf dem Wafer ausgebildet. Lichtstrahlen, die von dem ersten optischen Gitter auf der Maske gebeugt werden, werden auf das zweite optische Gitter auf dem Wafer geworfen. Die gebeugten Lichtstrahlen von dem zweiten optischen Gitter auf dem Wafer werden auf das erste optische Gitter auf der Maske geworfen und wieder durch das erste optische Gitter auf der Maske gebeugt. Die Maske und der Wafer sind präzise relativ zueinander ausgerichtet entsprechend der Intensität des erkannten gebeugten Lichtstrahls. Ein anderes Ausrichtungssystem unter Verwendung von optischen Gittern ist offengelegt in dem U.S. Patent 5,100,234 mit dem Titel "Method And Apparatus For Aligning Two Objects, And Method And Apparatus For Providing A Desired Gap Between Two Objects", das am 31. März 1992 an Ishibashi et al. erteilt wurde. Dort ist ein erstes, auf einer Maske ausgebildetes optisches Gitter und ein zweites, auf einem Wafer ausgebildetes optisches Gitter offengelegt. Zwei Lichtstrahlen mit geringfügig unterschiedlichen Frequenzen bilden Interferenzen miteinander und werden durch das erste und das zweite optische Gitter gebeugt. Die gebeugten Lichtstrahlen werden in ein Erkennungslicht kombiniert, das eine Phasenverschiebung hat, welche die Versetzung zwischen dem Wafer und der Maske repräsentiert, oder eine Phasenverschiebung hat, welche den Abstand zwischen dem Wafer und der Maske repräsentiert. Ein anderes Ausrichtungssystem ist offengelegt in dem U.S. Patent 5,151,754 mit dem Titel "Method and Apparatus for Measuring A Displacement Between Two Objects, And A Method and Apparatus for Measuring A Gap Distance Between Two Objects", das am 29. November 1992 an Ishibashi et al. erteilt wurde. Zwei Objekte, wie eine Maske und ein Wafer, haben jedes mindestens ein optisches Gitter darauf. Zwei Lichtstrahlen unterschiedlicher Frequenzen werden durch die optischen Gitter gebeugt. Ein Lichtstrahl einer spezifischen Ordnung wird von jedem der gebeugten Interferenzlichtstrahlen erkannt und in ein Interferenzsignal umgewandelt. Die Versetzung wird ermittelt nach der Phasendifferenz zwischen diesen Interferenzsignalen. Ein anderer Ausrichtungssensor oder Positionserkennungsapparat ist offengelegt in dem U.S. Patent 5,171,999 mit dem Titel "Adjustable Beam And Interference Fringe Position", das am 15. Dezember 1992 an Komatsu et al. erteilt wurde. Dort ist ein Positionserkennungsapparat oder Ausrichtungssensor offengelegt, der ein optisches Gitter auf einem Substrat und ein optisches Ausrichtungs system für die Beleuchtung des optischen Gitters mit einem Paar kohärenter Lichtstrahlen unterschiedlicher Frequenzen und unterschiedlicher Richtungen hat. Noch ein anderer Ausrichtungssensor ist offengelegt in dem U.S. Patent 5,559,601 mit dem Titel "Mask And Wafer Diffraction Grating Alignment System Wherein The Diffracted Light Beam Return Substantially Along An Incident Angle", das am 24. September 1996 an Gallatin et al. erteilt wurde. Dort ist ein interferometrisches Gitter-Gitter-Wafer-Ausrichtungssystem mit einem optischen Gitter auf einer Maske und einem optischen Gitter auf einem Wafer offengelegt. Eine Beugungsordnung wird in einem vorbestimmten Winkel erkannt, und die Phase und Amplitude einer bekannten Frequenzkomponente der Intensität wird bestimmt, um die Ausrichtungsinformation über die Maske und den Wafer zu ermitteln.
  • US 534735 beschreibt eine Ausrichtungsvorrichtung für die Ausrichtung eines Substrats mit einem vorbestimmten Punkt unter Verwendung von Interferenzlicht, das durch zwei Strahlen erzeugt wird, die ein optisches Gitter beleuchten. Die Vorrichtung umfasst auch ein Referenzgitter, um die Erkennung einer Phasendifferenz zu ermöglichen, welche einen Positionsversatz anzeigt.
  • Alle obigen Ausrichtungsvorrichtungen oder -sensoren haben für die Ausrichtung eines Wafers und einer Maske angemessen funktioniert. Während Ausrichtungsmarkierungen auf der Maske oder Strichplatte und dem Wafer mit akzeptablem Ergebnis verwendet wurden, führt die stets abnehmende, auf dem Wafer produzierte Merkmalgröße oder Linienbreite zu einem Bedarf an verbesserten Ausrichtungssensoren. Die Schwierigkeit genauer Ausrichtung ist vergrößert, wenn verschiedene Verarbeitungsschritte vielfache, auf dem Wafer gebildete Schichten ergeben, welche die Ausrichtungsmarkierungen überziehen oder verschleiern, was ihre Erkennung mit konventionellen Ausrichtungssensoren schwierig macht. Die Produktion von Ausrichtungsmarkierungen auf der Maske oder Strichplatte mit hoher Qualität erhöht unerwünschter Weise die Kosten der Strichplatte oder Maske und deshalb des gesamten Herstellungsprozesses. Es besteht ein Bedarf an verbessertem Ausrichtungssensor und Ausrichtungsverfahren für eine verbesserte Ausrichtung zwischen einer Maske und einem Wafer und für eine bessere Zuverlässigkeit unabhängig von Prozessschritten in einer Menge von Anwendungen. Zusätzlich besteht ein fortgesetzter Bedarf, bei Fortschreiten der Halbleiterherstellungstechnologien Ausrichtungssensoren sowohl in der Genauigkeit als auch Geschwindigkeit zu verbessern.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Dementsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die Ausrichtung eines Wafers und einer Strichplatte unabhängig von Prozessvariablen zu verbessern.
  • Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine redundante Ausrichtungsinformation vorzusehen.
  • Die vorliegende Erfindung erreicht ihre Ziele durch Vorsehen eines Ausrichtungssystems, welches die in Anspruch 1 oder alternativ in Anspruch 10 beanspruchten Merkmale umfasst. Die vorliegende Erfindung sieht auch ein Ausrichtungssystem vor, welche die in Anspruch 12 beanspruchten Merkmale umfasst.
  • Auch sieht die vorliegende Erfindung ein Verfahren der Ausrichtung einer Maske vor, welches die in Anspruch 14 vorgestellten Schritte umfasst.
  • Die vorliegende Erfindung verwendet eine Interferometer-Anordnung, um die Masken- und Wafer-Ausrichtung zu bestimmen. Eine Beleuchtungsquelle liefert eine kohärente elektromagnetische Bestrahlung, die vielfache diskrete Wellenlängen haben kann, an einen Strahlteiler. Der Strahlteiler teilt die kohärente elektromagnetische Bestrahlung, um bei nahezu normalem Einfall ein erstes feststehendes oder stationäres optisches Gitter und ein zweites optisches Gitter zu beleuchten, das auf einem mobilen Wafer plaziert ist. Die gebeugten Ordnungen von dem feststehenden Referenzgitter werden zusammen mit den gebeugten Ordnungen von dem mobilen Wafergitter gesammelt. Die Bewegung des mobilen Wafergitters verursacht eine messbare Phasenverschiebung. Die gesammelten Beugungsordnungen werden erkannt und die Phasenverschiebung bestimmt. Ein Signalprozessor berechnet eine Fehlausrichtung auf der Basis der Phasenverschiebung und anderer Information und liefert Steuerungssignale an eine Tisch-Steuerung. Die Ausrichtung wird deshalb zwischen dem Wafergitter und dem feststehenden Gitter beibehalten. Mit einer anderen Einrichtung wird ein Masken-Tisch hinsichtlich des feststehenden Gitters akkurat positioniert. Die Verwendung vielfacher Kanäle, die unterschiedliche Beugungsordnungen und unterschiedliche Wellenlängen oder Farben der elektromagnetischen Strahlung von der Beleuchtungsquelle enthalten, helfen, Ausrichtungsinformation ohne Rücksicht auf Prozessvariablen zu erlangen, welche unterschiedlichen Schichten oder Überzügen auf einem Wafer zugeordnet sind. Durch selektives Polarisieren der Beleuchtungsquelle und Vorsehen eines zentralen polarisierenden Abschnitts auf dem Strahlteiler können die unterschiedlichen Kanäle oder Beugungsordnungen und Wellenlängen für einen optimalen Kontrast abgewogen werden. Alternativ kann der Kontrast minimiert werden, was die Interferenz unterdrückt und ermöglicht, dass der Ausrichtungssensor in einem Mode arbeitet, um die Verwendung von Latentbild-Metrologie-(LIM)-Verfahren durch Messung der Beugungsintensität zuzulassen.
  • Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass die für die Bestimmung von Ausrichtung erforderliche Phasenerkennung relativ einfach ist.
  • Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass die Kosten für das Vorsehen eines Gitters auf einer Maske oder Strichplatte vermieden werden.
  • Es ist ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, dass es eine Interferometer-Geometrie hat.
  • Es ist ein anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung, dass ein feststehendes optisches Gitter verwendet wird.
  • Es ist ein noch anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung, dass vielfache diskrete Wellenlängen verwendet werden können, um die notwendige Ausrichtungsinformation zu ermitteln, ohne Rücksicht auf Prozessvariablen.
  • Diese und andere Ziele, Vorteile und Merkmale werden leichter offenkundig unter Beachtung der folgenden, detaillierteren Beschreibung.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine schematische Darstellung eines Teils eines fotolithografischen Systems, das die vorliegende Erfindung nutzt.
  • 2 ist eine schematische Darstellung, die den Ausrichtungssensor der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 3 ist eine Aufsichtdarstellung, welche die Beugungsordnungen zeigt, die von den optischen Gittern gesammelt wurden.
  • 4A und 4B zeigen schematisch die Veränderung der Phase einer ebenen Welle aufgrund von horizontalem Versetzen der optischen Gitter.
  • 5 ist ein Blockdiagramm, das ein Verfahren für die Vergrößerung von Herstellungseffizienzen bei der Ausrichtung einer Maske und eines Wafers darstellt.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
  • 1 ist eine vereinfachte, schematische Darstellung eines Ausrichtungssystems in einem fotolithographischen System. Ein Wafer 10 wird auf einen Wafer-Tisch 12 plaziert, der sowohl in X-Richtung als auch in Y-Richtung beweglich ist. Der Wafer-Tisch 12 hat neben sich und an ihm angebracht einen Auto-Kalibrierungsdetektor 14. Eine Maske 20 ist an einem Masken-Tisch 22 angebracht. Der Masken-Tisch 22 bewegt sich typisch entlang einer einzigen Achse in einer Ebene parallel zu der der Bewegung des Wafer-Tischs 12. Typisch ist dies in der Y-Richtung. Zwischen dem Wafer 10 und der Maske 20 sind Projektionsoptiken 16 positioniert. Die Projektionsoptiken 16 bilden die Maske 20 auf Teile des Wafers 10 ab. Die optische Achse der Projektionsoptiken 16 wird durch die gestrichelte Linie 32 veranschaulicht. Zur Vereinfachung ist das Beleuchtungssystem für die Abbildung der Maske 20 auf den Wafer 10 nicht veranschaulicht. Zwischen der Maske 20 und dem Wafer 10 ist ein Strahlteiler 18. Grobausrichtungskanäle 25 sind dem Strahlteiler 18 zugeordnet. Die Grobausrichtung 26 bestimmt die Ausrichtung des Wafers auf einen relativ großen Wert, z.B. auf einige Mikron. Ein Maskentargetdetektor 24 wird verwendet, um Targets auf der Maske zu erkennen, und kann in Kombination mit Wafer-Targets verwendet werden. Weil viele optische Ausrichtungskanäle verwendet werden können, die beweglich sind, um unterschiedliche Feldhöhen aufzunehmen, muss ein Auto-Kalibrierungsdetektor 14 auf dem Wafer-Tisch 12 montiert sein und wird verwendet, um die Versätze zwischen den Feinausrichtungssen sorlichtausrichtungskanalpfaden und den aktinischen optischen Belichtungsprojektionspfaden für unterschiedliche Kanalpositionen und Ausrichtungsmarkierungen zu messen. Die Ausrichtungsinformation wird gekoppelt und der Steuerung 28 bereitgestellt, welche die Bewegung des Wafer-Tischs 12 und des Masken-Tischs 22 steuert, wodurch die Ausrichtung während der Abtastung des Masken-Tischs und des Wafer-Tischs beibehalten wird. Der Feinausrichtungssensor 30, auf den die vorliegende Erfindung ausgerichtet ist, liefert Ausrichtung und Positionsinformation auf weniger als ein Mikron, wodurch die Feinausrichtung erzeugt wird, die in der Herstellung von Halbleitervorrichtungen mit kleinen Merkmalausmaßen erforderlich ist. Zusätzlich liefert der Feinausrichtungssensor 30 verbesserte Feinausrichtung ohne Rücksicht auf Prozessvariablen.
  • 2 veranschaulicht schematisch den Feinausrichtungssensor 30, der allgemein in 1 veranschaulicht ist. Eine Ausrichtungsbeleuchtungsquelle 34 richtet elektromagnetische Strahlung auf die Faseroptik 36. Die von der Ausrichtungsbeleuchtungsquelle 34 bereitgestellte, elektromagnetische Strahlung sollte im Wesentlichen kohärent sein. Jedoch kann die Beleuchtungsquelle 34 eine Vielzahl diskreter Wellenlängen haben. Z.B. können die Wellenlängen im Bereich von 630 bis 870 nm liegen, und haben vorzugsweise mindestens vier diskrete Wellenlängen, die gleichmäßig zwischen 630 nm und 870 nm verteilt sind. Die Faseroptik 36 kann eine einmodale, die Polarisation erhaltende Faser sein. Am Ende der Faseroptik 36 ist eine polarisierende Ausgabevorrichtung 38. Die elektromagnetische Strahlung von der Beleuchtungsquelle 34 ist über die Linsen 42 und 46 und die Blende 44 auf den Strahlteiler 50 gerichtet, und wird durch den Strahlumlenker 48 umgelenkt. Der Strahlteiler 50 hat eine Beschichtung 54 auf seiner Oberfläche, um die Teilung des Strahls zu bewirken. Der Strahl der elektromagnetischen Strahlung kann durch die Verwendung eines Strahlteilers vom Amplitudentyp oder vom Polarisierungstyp geteilt oder verdoppelt werden. Auf gleiche Weise kann der zentrale Abschnitt 52 des Strahlteilers 50 durch die Verwendung einer Beschichtung vom Amplitudentyp oder vom Polarisierungstyp geteilt oder verdoppelt werden. Bis zu vier Wellenplatten 54A können erforderlich sein abhängig von dem ausgewählten Verfahren der Strahlteilung. Dementsprechend werden die sich ergebenden zwei Strahlen der elektromagnetischen Strahlung gegenseitig verriegelte Phasen haben. Die Oberfläche 56 absorbiert ungebeugtes Licht und ist in Nachbarschaft zur einen Seite des Strahlteilers 50 plaziert. Einer der Strahlen der elektromagnetischen Strahlung von dem Strahlteiler 50 beleuchtet bei nahezu normalem Einfall ein feststehendes optisches Refe renzgitter 60. Das feststehende optische Referenzgitter 60 kann von irgendeinem Gittertyp sein. Das feststehende optische Referenzgitter 60 ist an einer feststehenden Referenz 62 angebracht. Die feststehende Referenz 62 ist stationär und ist an einer bekannt stabilen Position mit Bezug auf den Masken-Tisch, wie dem in 1 veranschaulichten Masken-Tisch. Ein zweiter Strahl elektromagnetischer Strahlung von dem Strahlteiler 50 beleuchtet ein optisches Wafergitter 68, das an dem Wafer 10 angebracht oder ihm zugeordnet ist. Das Wafergitter 68 kann von irgendeinem Gittertyp sein, ist aber vorzugsweise ein zweidimensionales Gitter mit derselben Periode, das Achsen hat, die hinsichtlich der Bewegungsrichtung des Wafers 10 um 45° orientiert sind. Das feststehende optische Referenzgitter 60 kann ein ähnliches zweidimensionales optisches Gitter sein. Die optischen Gitter 60 und 62 sollten Gitter mit derselben Periode und Orientierung enthalten. Die Bewegungsrichtung des Wafers 10 wird durch den Pfeil 69 veranschaulicht. Der Pfeil 69 veranschaulicht die Bewegung in der X-Richtung. Der erste Strahl oder Teil der elektromagnetischen Strahlung von dem Strahlteiler 50, der das feststehende optische Gitter 60 beleuchtet, ergibt Beugungsordnungen 64A, 64B, 64C und 64D, die von der Objektivlinse 58 gesammelt werden. Die Linien 64B und 64C repräsentieren eine Beugung erster Ordnung, und die Linien 64A und 64D repräsentieren eine Beugung zweiter Ordnung. Während nur zwei Ordnungen als von der Linse 58 gesammelt gezeichnet sind, können mehr als zwei Ordnungen gesammelt werden. Die gestrichelte Linie 65 repräsentiert eine Beugungsordnung von einer unterschiedlichen Wellenlänge oder Farbe der elektromagnetischen Strahlung, wenn eine Beleuchtungsquelle mit vielfacher Wellenlänge verwendet wird. Die von den Linien 64A64D repräsentierten Beugungsordnungen dringen in den Strahlteiler 50 ein und sind auf optische Fasersammler 72A72D und 74A74D gerichtet. Der zweite Strahl oder Teil elektromagnetischer Strahlung, der das beweglich optische Wafergitter 68 beleuchtet, wird gebeugt und durch die achromatische Objektivlinse 66 gesammelt, die ähnlich der Objektivlinse 58 ist, und dringt in den Strahlteiler 50 ein. Jede Beugungsordnung 70A70D ist auf jeweilige optische Fasersammler 72A72D gerichtet. Die sich ergebende elektromagnetische Strahlung von den optischen Fasersammlern 72A72D wird durch den Detektor 76A gesammelt. Der Detektor 76A wandelt die elektromagnetische Strahlung in ein Signal um, das in einen Signalprozessor 78 eingegeben wird. Ähnlich wird die von den optischen Fasersammlern 74A74D gesammelte elektromagnetische Strahlung durch den Detektor 76B erkannt. Der Detektor 76B wandelt die elektromagnetische Strahlung in ein Signal um, das in den Signalprozessor 78 eingegeben wird. Während zwei Detektoren veranschaulicht sind, können die Detektoren 76A und 76B ein Detektorfeld sein oder in einen einzigen Detektor eingebracht sein. Der Signalprozessor 78 wandelt die jeweiligen Signale von Detektor 76A und 76B in ein Signal um, das repräsentativ ist für den Versatz oder die Fehlausrichtung des optischen Wafergitters 68 bezüglich des feststehenden optischen Referenzgitters 60. Eine jede Fehlausrichtung zwischen dem beweglichen optischen Wafergitter 68 und dem feststehenden optischen Gitter 60 während der Wafer 10 bewegt oder abgetastet wird, wird eine Phasenverzögerung ergeben, das Interferenzsignale auftreten lässt, die durch den Signalprozessor 78 mit wohlbekannten Techniken verarbeitet werden. Dementsprechend können die Detektoren 76A und 76B einfach ein Viel-Element-Detektor für die Erkennung zeitweiser Signale sein, die bei allen Ordnungen und Farben auftreten. Deshalb liegt alle Information über eine Ordnung in der Phase des Interferenzsignals, die mit den Laser-Metrologie-Daten von der Tisch-Abtastung getaktet sind.
  • 3 veranschaulicht schematisch eine Darstellung verschiedener Beugungsordnungen auf einer Pupille 80. Von der Aufsicht der Pupille 80 werden die Beugungsordnungen erzeugt durch das zweidimensional bewegliche optische Gitter 68, das in 2 veranschaulicht ist. Die Kreise 82 repräsentieren die Beugungen erster Ordnung als Ergebnis einer Dimension des zweidimensionalen optischen Gitters für eine bestimmte Farbe oder Wellenlänge. Die Kreise 82A repräsentieren die Beugungen erster Ordnung als Ergebnis einer Dimension des zweidimensionalen optischen Gitters für eine andere, zweite Farbe oder Wellenlänge. Die Kreise 84 repräsentieren die Beugungen zweiter Ordnung als Ergebnis einer Dimension des zweidimensionalen optischen Gitters für die erste Wellenlänge oder Farbe. Die Kreise 84A repräsentieren die Beugungen zweiter Ordnung als Ergebnis einer Dimension des zweidimensionalen optischen Gitters für die zweite Wellenlänge oder Farbe. Auf ähnliche Weise repräsentieren die Kreise 86 die Beugungen erster Ordnung als Ergebnis der anderen Dimension des zweidimensionalen optischen Gitters für ein zweites optisches Gitter, orthogonal zu dem ersten optischen Gitter, für die erste Wellenlänge oder Farbe. Die Kreise 86A repräsentieren die Beugungen erster Ordnung als Ergebnis der anderen Dimension des zweidimensionalen optischen Gitters für eine zweite Wellenlänge oder Farbe. Die Kreise 88 repräsentieren die Beugungen zweiter Ordnung als Ergebnis der anderen Dimension des zweidimensionalen optischen Gitters für die erste Wellenlänge oder Farbe. Die Kreise 88A repräsentieren die Beugungen zweiter Ordnung als Ergebnis der anderen Dimension des zweidimensionalen optischen Gitters für das zweite optische Gitter für eine zweite Wellen länge oder Farbe. Das erste und das zweite optische Gitter sind vorzugsweise senkrecht zueinander und in einem 45°-Winkel relativ zu der Richtung der Abtastung oder Bewegung positioniert. Eine große Menge an Information ist in der Amplitude und Phase der Beugungsordnungen eines optischen Gitters verfügbar. Während nur zwei Ordnungen veranschaulicht wurden, können natürlich mehr als zwei Ordnungen gesammelt werden. Während nur Ordnungen für zwei unterschiedliche Farben oder Wellenlängen veranschaulicht wurden, können natürlich mehr verwendet werden, und vorzugsweise werden mindestens vier diskrete Wellenlängen oder Farben elektromagnetischer Strahlung genutzt.
  • 4A und 4B veranschaulichen graphisch die Phasenveränderung oder -verschiebung als Ergebnis der Bewegung des optischen Wafergitters relativ zu dem feststehenden optischen Gitter. Eine im Wesentlichen kohärente Beleuchtung beleuchtet die optischen Gitter 168, was zu gebeugter elektromagnetischer Strahlung führt, die sich in einer Richtung von θ Grad zum Beleuchtungsstrahl 90 ausbreitet. Der Pfeil 94 veranschaulicht die Ausbreitungsrichtung der ebenen Wellen 92 als Ergebnis der Beugung des Beleuchtungsstrahls 90. 4B veranschaulicht die sich ergebende Phasenveränderung als Ergebnis einer horizontalen Verschiebung des optischen Gitters 168 entlang der X-Achse hinsichtlich 4A. 4B veranschaulicht eine Verschiebung des optischen Gitters 168 um angenähert ein Viertel einer Periode P, angezeigt als ΔX. Als Ergebnis ergibt sich eine verschobene oder verzögerte ebene Welle 96, was zu einer Phasenverschiebung von Δϕ der Position 92 der ursprünglichen ebenen Welle führt. Dementsprechend kann diese Phasenverschiebung erkannt und gemessen werden, was sich direkt auf die horizontale Positionierung und Ausrichtung des optischen Gitters 168 und in Korrespondenz eines Wafers bezieht, der an dem optischen Gitter 168 angebracht ist.
  • 5 ist ein Blockdiagramm, das ein bevorzugtes Verfahren oder Prozess des Praktizierens der vorliegenden Erfindung in einem Lernmode veranschaulicht, um eine optimierte Ausrichtung zu erreichen, ohne Rücksicht auf Prozessvariablen wie Asymmetrien oder Beschichtungen auf dem optischen Wafergitter aufgrund der Verarbeitung eines Wafers während der Herstellung einer Vorrichtung. In 5 repräsentiert der Block 200 den Akt oder Schritt der Beleuchtung eines ersten Wafers mit einem optischen Gitter darauf mit einer Ausrichtungsbeleuchtung mit vielfachen diskreten Wellenlängen. Die diskreten Wellenlängen können mindestens vier sein und im Bereich zwischen sechshundertdreißig nm und achthundert siebzig nm liegen. Der Block 202 repräsentiert den Akt oder Schritt der Identifizierung der Beugungsordnungen und Wellenlängen mit der besten Ausrichtungsinformation. Bei der Bestimmung der besten Ausrichtungsinformation können die stärksten Signale verwendet oder es kann eine Kombination der Signalstärke und vorheriger Information bezüglich erwarteter Beugungsordnungen oder Wellenlängen beachtet werden. Dementsprechend wird eine Optimierung der Erkennung der besten Ausrichtungsinformation bestimmt durch Auswahl sowohl der Farbe oder Wellenlänge als auch der Beugungsordnung, welche die beste Anzeige von Ausrichtung bezüglich der Prozessvariablen vorsieht. Z.B. können einige Farben oder Wellenlängen ein besseres Signal abgeben abhängig von Metallkörnungsrauschen, und anderer Interferenz- oder Randeffekte. Der Block 204 repräsentiert den Akt oder Schritt der Bestimmung des Zustands des Wafers. Der Block 206 repräsentiert den Akt oder Schritt der Speicherung der identifizierten Ordnungen und Wellenlängen und Zuständen des Wafers aufgrund der Prozessvariablen. Der Block 208 repräsentiert den Akt oder Schritt der Verwendung der gespeicherten Information, um die identifizierten Ordnungen und Wellenlängen auszuwählen, die bei der nachfolgenden Wafer-Verarbeitung von Wafern verwendet wird, welche ähnliche Zuständen oder Prozessvariablen haben.
  • Die obigen Prozessschritte oder Verfahren machen es für das System möglich, die Ausrichtungsprozedur zu lernen oder zu optimieren durch Suchen nach spezifischen Wellenlängen oder Farben und Beugungsordnungen, welche die zuverlässigste Information ohne Beachtung der Wafer-Verarbeitungsvariablen für das Erreichen der genauesten Ausrichtung vorsehen. Dementsprechend ist als Ergebnis des Apparats und des Verfahrens der vorliegenden Erfindung die Ausrichtung von Wafern mit einer Maske oder Strichplatte verbessert, was die Ausrichtungsgenauigkeit und den Durchsatz verbessert.
  • Der Betrieb der vorliegenden Erfindung kann mit Bezug auf 1 bis 5 leicht erkannt werden. Mit Bezug auf 1 ist die Grobausrichtung 26 in der Lage, die Ausrichtung zwischen dem Wafer 10 und der Maske 20 auf weniger als eine Periode der optischen Wafergitter 60 und 68 zu erkennen, dargestellt in 2. Die Periode der in 2 gezeigten, optischen Wafergitter 60 und 68 sollte im Bereich von einem bis fünf Mikron liegen und ist vorzugsweise 2,5 Mikron. Dementsprechend wird der in 1 und 2 veranschaulichte Feinausrichtungssensor 30 genutzt, um eine Ausrichtungsgenauigkeit von wesentlich weniger als 2,5 Mikron und in der Größenordnung von einem nm zu erreichen. Diese Ausrichtungsgenauig keit wird erreicht durch Nutzung eines relativ konsistenten und genauen optischen Referenzgitters 60, das sehr genau hergestellt werden kann, und das dieselbe Periode hat wie ein bewegliches optisches Gitter 68, das auf einem Wafer plaziert ist, der mit einer Strichplatte oder Maske auszurichten ist. Eine jede Fehlausrichtung des beweglichen optischen Wafergitters 68 hinsichtlich dem optischen Referenzgitter 60 und einer Grobausrichtungsposition wird als eine Phasenverschiebung von einem Referenzsignal erkannt. Diese Phasenverschiebung wird von dem in 2 veranschaulichten Signalprozessor 78 genutzt, um eine Fehlausrichtungsinformation an eine Tisch-Steuerung 128 vorzusehen. Die Tisch-Steuerung 128 bewirkt, dass der in 1 veranschaulichte Wafer-Tisch 12 und Masken-Tisch 22 sich entsprechend bewegen, um so die Ausrichtung einzuhalten. Die Bewegung des Masken-Tischs 22 wird allgemein bezogen auf einen Abstand von der feststehenden Referenz 62, auf der das optische Referenzgitter 60 montiert ist, und eine Grobausrichtungsposition wird durch die in 1 veranschaulichte Grobausrichtung 26 bestimmt.
  • Die vorliegende Erfindung hat auch den Vorteil, dass sie leicht umgewandelt werden kann zu einem Latentbild-Metrologie-(LIM)-Mode durch Beseitigung des Phasenmessungsaspektes. Dies wird ermöglicht durch Verwendung der polarisierenden Ausgabevorrichtung 38 und dem zentralen polarisierenden Abschnitts 52 des Strahlteilers 50. Durch Drehen der polarisierenden Ausgabevorrichtung 38 kann die für das feststehende optische Referenzgitter 60 bereitgestellte, elektromagnetische Strahlung reduziert und/oder beseitigt werden. Dies hat den Vorteil der Transformation der vorliegenden Erfindung auf Kommando in einen Latentbild-Metrologie-Sensor. Latentbild-Metrologie ist eine bekannte Diagnostik, die in einigen Anwendung erwünscht ist für die Reduzierung verschiedener kritischer Dimensionsfehler, Asymmetrien und Abweichungen durch Vergleichen verschiedener Ordnungsintensitäten für verschiedene latente Gitterbilder. Deshalb ist in einigen Anwendungen die Fähigkeit vorteilhaft, einen Ausrichtungssensor in einen Latentbild-Metrologie-Sensor umzuwandeln.
  • Die Referenzphase in dem Ausrichtungssensor der vorliegenden Erfindung kommt von dem feststehenden optischen Gitter 60. Für jede Ordnung und Wellenlänge kollimiert die Objektivlinse 58 einen kohärenten, monochromatischen Strahl von dem optischen Referenzgitter 60. Eine jede dieser Referenzordnungen ist phasenstarr mit einem Strahl derselben Wellenlänge, der von dem Strahlteiler 50 erzeigt wird. Diese Strahlen testen das optische Wafergitter 68 und werden in einer identischen Geometrie gebeugt. Beim Abtasten des Wafers 10 in der X-Richtung wird die Phasenverzögerung sich verändern und Interferenzsignale werden auftreten. Mit der Verwendung von verlustfreien Beschichtungen 54 wegen der Konservierung von Energie müssen die Interferenzsignale in orthogonalen Strahlen derselben Beugungsordnung komplementär sein, und so wird immer irgendwo Licht oder elektromagnetische Strahlung erkannt. Wie bei jedem Interferometer ist die Phase willkürlich, aber die Differenzen sind signifikant. Der Ausrichtungssensor misst die Phasendifferenz unter Verwendung der Grobausrichtung, um jede Mehrdeutigkeit wegen des modulo-pi-Fehlers oder einer Verschiebung um einer ganze Wellenlänge zu beseitigen. Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass das optische Referenzgitter 60 immer dieselben vorhersagbaren Beugungseffizienzen hat. Jedoch hat das optische Wafergitter 68 Verluste und Neuverteilung der Effizienzen unter den Ordnungen. In einigen Anwendungen kann es nützlich sein, die Referenzamplitude für höchsten Randkontrast auszugleichen. Um diese Ausgleichsmöglichkeit ohne Phasenveränderung vorzusehen, kann der zentrale Teil 52 des Strahlteilers 50 polarisiert sein, während der Rest des Strahlteilers 50 eine Amplitudenaufteilungsbeschichtung ist. Dementsprechend kann durch Drehen der polarisierenden Ausgabevorrichtung 38 ein Ausgleich ohne unnötigen Lichtverlust erreicht werden. Dies wird erreicht durch Verdrehen der polarisierenden Ausgabevorrichtung 38, die der Beleuchtungsquelle 34 zugeordnet ist. Zusätzlich kann die polarisierende Ausgabevorrichtung 38 verwendet werden, um die Amplitude auf Null herunter zu bringen, was effektiv den Latentbild-Metrologie-Mode erzeugt, der vorstehend diskutiert wurde.
  • Dementsprechend hat die vorliegende Erfindung viele Vorteile bei der Verbesserung der Ausrichtung zwischen einer Maske und einem Wafer, die in der Fotolithographie für die Herstellung von Halbleitern verwendet wird. Die Verwendung eines feststehenden optischen Referenzgitters macht es entbehrlich, auf jede benutzte Maske oder Strichplatte ein optisches Gitter hoher Qualität zu plazieren. Eine getrennte und distinkte Maskenausrichtung ist zulässig. Zusätzlich kann der Ausrichtungssensor der vorliegenden Erfindung leicht für Latentbild-Metrologie-Verwendung umgewandelt werden. Zusätzlich wird die Verwendung vielfacher Wellenlängen möglich gemacht, was zu einem Verfahren der optimierten Erkennung und Ausrichtung in Übereinstimmung mit verschiedenen Prozessvariablen und Asymmetrien führt, wodurch der Durchsatz verbessert wird.

Claims (16)

  1. Ausrichtsystem, das umfasst: eine Beleuchtungsquelle (34); einen Strahlteiler (50), wobei der Strahlteiler elektromagnetische Strahlung von einer Beleuchtungsquelle (34) empfängt; ein unbewegliches Gitter (60), das so angeordnet ist, dass es einen ersten Teil der elektromagnetischen Strahlung von dem Strahlteiler (50) empfängt; ein bewegliches Gitter (68), das so angeordnet ist, dass es einen zweiten Teil der elektromagnetischen Strahlung von dem Strahlteiler (50) empfängt; einen Detektor (76a, 76b), der an den Strahlteiler (50) angrenzend angeordnet ist und elektromagnetische Strahlung empfängt, die von dem unbeweglichen Gitter (60) und dem beweglichen Gitter (68) gebeugt wird; eine Signalverarbeitungseinrichtung (78), die mit dem Detektor gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass es des Weiteren umfasst: eine polarisierende Ausgangseinrichtung (38), dje mit der Beleuchtungsquelle (34) gekoppelt ist; und einen mittleren polarisierenden Abschnitt (52) an dem Strahlteiler (50), wobei die relative Ausrichtung zwischen dem unbeweglichen Gitter und dem beweglichen Gitter erfasst wird und elektromagnetische Strahlung, die zu dem unbeweglichen Gitter geleitet wird, reduziert werden kann.
  2. Ausrichtsystem nach Anspruch 1, wobei die Beleuchtungsquelle (34) aus einer Vielzahl diskreter Wellenlängen besteht.
  3. Ausrichtsystem nach Anspruch 2, wobei die Vielzahl diskreter Wellenlängen vier umfasst.
  4. Ausrichtsystem nach Anspruch 1, wobei das unbewegliche Gitter (60) und das bewegliche Gitter (68) zweidimensionale Gitter sind.
  5. Ausrichtsystem nach Anspruch 1, wobei der Strahlteiler (50) ein polarisierender Strahlteiler ist.
  6. Ausrichtsystem nach Anspruch 1, wobei der Strahlteiler (50) ein Amplituden-Strahlteiler ist.
  7. Ausrichtsystem nach Anspruch 1, wobei das unbewegliche Gitter (60) und das bewegliche Gitter (68) die gleiche Periode haben.
  8. Ausrichtsystem nach Anspruch 7, wobei die Periode zwischen 1 und 5 μm beträgt.
  9. Ausrichtsystem nach Anspruch 1, wobei das bewegliche Gitter (68) auf einem Wafer (10) angeordnet ist und das unbewegliche Gitter (60) auf einer Maske angeordnet ist.
  10. Ausrichtsystem, das umfasst: einen festen Bezugspunkt (62); einen Masken-Tisch, wobei sich der Masken-Tisch in Bezug auf den festen Bezugspunkt bewegen kann; ein Wafer-Tisch, wobei sich der Wafer-Tisch in Bezug auf den festen Bezugspunkt bewegen kann; einen Strahlteiler (50), wobei der Strahlteiler elektromagnetische Strahlung von einer im Wesentlichen kohärenten Beleuchtungsquelle (34) empfängt; ein unbewegliches Gitter (60), das an dem festen Bezugspunkt angebracht und so positioniert ist, dass es einen ersten Teil der elektromagnetischen Strahlung von dem Strahlteiler (50) empfängt; ein bewegliches Gitter (68), das an einem Wafer (10) angebracht ist, der auf dem Wafer-Tisch angeordnet ist, und so positioniert ist, dass es einen zweiten Teil der elektromagnetischen Strahlung von dem Strahlteiler (50) empfängt; einen Detektor (76a, 76b), der an den Strahlteiler angrenzend positioniert ist und elektromagnetische Strahlung empfängt, die von dem unbeweglichen Gitter (60) und dem beweglichen Gitter (68) gebeugt wird; eine Signalverarbeitungseinrichtung (78), die mit dem Detektor gekoppelt ist, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung eine Phasendifferenz identifiziert und so die relative Ausrichtung zwischen dem unbeweglichen Gitter und dem beweglichen Gitter erfasst wird; eine Tisch-Steuereinrichtung (128), die mit der Signalverarbeitungseinrichtung (78) und dem Masken-Tisch sowie dem Wafer-Tisch gekoppelt ist, wobei die Tisch-Steuereinrichtung die relative Position des Masken-Tischs und des Wafer-Tischs steuert und so Ausrichtung zwischen dem Masken-Tisch und dem Wafer-Tisch aufrechterhalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass die elektromagnetische Strahlung von der im Wesentlichen kohärenten Beleuchtungsquelle (34) eine Vielzahl diskreter Wellenlängen umfasst; und dass es weiter umfasst: eine Speichereinrichtung, die mit der Signalverarbeitungseinrichtung (78) verbunden ist, um Informationen, die Gitterordnungen, die Vielzahl diskreter Wellenlängen und einen Wafer-Zustand für optimierte Erfassung von Ausrichtung des unbeweglichen Gitters (60) und des beweglichen Gitters (68) identifizieren, zu speichern; und eine Auswähleinrichtung, die mit der Speichereinrichtung verbunden ist, um aus den Informationen in der Speichereinrichtung zum Optimieren der Erfassung von Ausrichtung in Abhängigkeit von Wafer-Zuständen auszuwählen.
  11. Ausrichtsystem nach Anspruch 10, wobei das unbewegliche Gitter (60) und das bewegliche Gitter (68) zweidimensionale Gitter sind.
  12. Ausrichtsystem, das in einen Sensor für ein latentes Bild umgewandelt werden kann, wobei es umfasst: eine im Wesentlichen kohärente Beleuchtungsquelle (34); einen festen Bezugspunkt (62); einen Masken-Tisch, wobei sich der Masken-Tisch in Bezug auf den festen Bezugspunkt (62) bewegen kann; einen Wafer-Tisch, wobei sich der Wafer-Tisch in Bezug auf den festen Bezugspunkt (62) bewegen kann; einen Strahlteiler (50), wobei der Strahlteiler elektromagnetische Strahlung von der im Wesentlichen kohärenten Beleuchtungsquelle (34) empfängt; ein unbewegliches Gitter (60), das an dem festen Bezugspunkt (62) angebracht und so positioniert ist, dass es einen ersten Teil der elektromagnetischen Strahlung von dem Strahlteiler (50) empfängt; ein bewegliches Gitter (68), das an einem Wafer (10) angebracht ist, der auf dem Wafer-Tisch angeordnet ist, und so positioniert ist, dass es einen zweiten Teil der elektromagnetischen Strahlung von dem Strahlteiler (50) empfängt; einen Detektor (76a, 76b), der an den Strahlteiler (50) angrenzend angeordnet ist und elektromagnetische Strahlung empfängt, die von dem unbeweglichen Gitter (60) und dem beweglichen Gitter (68) gebeugt wird; eine Signalverarbeitungseinrichtung (78), die mit dem Detektor gekoppelt ist, wobei die Signalverarbeitungseinrichtung eine Phasendifferenz erfasst und so die relative Ausrichtung zwischen dem unbeweglichen Gitter (60) und dem beweglichen Gitter (68) erfasst wird; und eine Tisch-Steuereinrichtung (128), die mit der Signalverarbeitungseinrichtung (78) und dem Masken-Tisch sowie dem Wafer-Tisch gekoppelt ist, wobei die Tisch-Steuereinrichtung die relative Position des Masken-Tischs und des Wafer-Tischs steuert und so Ausrichtung zwischen dem Masken-Tisch und dem Wafer-Tisch aufrechterhalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass die im Wesentlichen kohärente Beleuchtungsquelle (34) eine Vielzahl diskreter Wellenlängen hat; und dass es des Weiteren umfasst: eine Polarisations-Ausgangseinrichtung (38), die mit der kohärenten Beleuchtungsquelle verbunden ist, wobei die Polarisation der elektromagnetischen Strahlung von der kohärenten Beleuchtungsquelle selektiv gesteuert wird; und eine Polarisationsbeschichtung (52), die auf einem Mittelabschnitt des Strahlteilers angeordnet ist.
  13. Ausrichtsystem nach Anspruch 12, wobei das unbewegliche Gitter (60) und das bewegliche Gitter (68) zweidimensionale Gitter sind.
  14. Verfahren zum Ausrichten einer Maske und eines Wafers bei Fotolithografie, das die folgenden Schritte umfasst: Beleuchten eines Wafers (10) mit einem Wafer-Gitter (68) mit Ausrichtbeleuchtung, die mehrere diskrete Wellenlängen hat; Beleuchten eines unbeweglichen Gitters (60) mit der Ausrichtbeleuchtung, die mehrere diskrete Wellenlängen hat; Identifizieren der Gitterordnungen und Wellenlängen, die Informationen über optimierte Ausrichtung bilden, aus elektromagnetischer Strahlung, die von dem Wafer-Gitter und dem unbeweglichen Gitter gebeugt wird; Bestimmen des Zustandes des Wafers; Speichern von Informationen über die identifizierten Gitterordnungen und Wellenlängen sowie den Zustand des Wafers; und Verwenden der gespeicherten Informationen, um Gitterordnungen und Wellenlängen zur Nutzung bei anschließender Wafer-Bearbeitung bei ähnlichen Wafer-Zuständen zu nutzen, wodurch Ausrichtung, die bei anschließender Wafer-Bearbeitung erforderlich ist, erheblich verbessert werden kann.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die mehreren diskreten Wellenlängen vier umfassen.
  16. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die mehreren diskreten Wellenlängen von 780 bis 870 nm reichen.
DE60030374T 1999-08-10 2000-07-21 Mehrkanaliges Ausrichtsystem unter Verwendung eines Interferenzgitters Expired - Lifetime DE60030374T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US371337 1995-01-11
US09/371,337 US6469793B1 (en) 1999-08-10 1999-08-10 Multi-channel grating interference alignment sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60030374D1 DE60030374D1 (de) 2006-10-12
DE60030374T2 true DE60030374T2 (de) 2006-12-21

Family

ID=23463556

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60030374T Expired - Lifetime DE60030374T2 (de) 1999-08-10 2000-07-21 Mehrkanaliges Ausrichtsystem unter Verwendung eines Interferenzgitters

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6469793B1 (de)
EP (1) EP1076264B1 (de)
JP (1) JP2001093833A (de)
KR (1) KR100577107B1 (de)
CA (1) CA2314512A1 (de)
DE (1) DE60030374T2 (de)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7242464B2 (en) * 1999-06-24 2007-07-10 Asml Holdings N.V. Method for characterizing optical systems using holographic reticles
US20050010310A1 (en) * 2003-07-11 2005-01-13 Touzov Igor Victorovich Method of alignment for precision tools.
US6992778B2 (en) * 2003-08-08 2006-01-31 Mitutoyo Corporation Method and apparatus for self-calibration of a tunable-source phase shifting interferometer
US20080036984A1 (en) * 2006-08-08 2008-02-14 Asml Netherlands B.V. Method and apparatus for angular-resolved spectroscopic lithography characterization
WO2009028494A1 (ja) * 2007-08-28 2009-03-05 Nikon Corporation 位置検出装置、位置検出方法、露光装置、およびデバイス製造方法
DE102008029970A1 (de) 2008-06-26 2009-12-31 Carl Zeiss Smt Ag Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie sowie Verfahren zum Überwachen einer lateralen Abbildungsstabilität
NL2007215A (en) 2010-09-08 2012-03-12 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus, device manufacturing method, and method of applying a pattern to a substrate.
US8885172B2 (en) * 2011-02-01 2014-11-11 Zygo Corporation Interferometric heterodyne optical encoder system
CN103582848B (zh) 2011-04-22 2018-05-08 迈普尔平版印刷Ip有限公司 在使用有部分反射位置标记的基底的光刻系统中的位置确定
JP2014513869A (ja) 2011-04-22 2014-06-05 マッパー・リソグラフィー・アイピー・ビー.ブイ. ウェーハのようなターゲットを処理するためのリソグラフィシステム、及びウェーハのようなターゲットを処理するためのリソグラフィシステムを動作させる方法
US9383662B2 (en) 2011-05-13 2016-07-05 Mapper Lithography Ip B.V. Lithography system for processing at least a part of a target
CN103135371B (zh) * 2011-12-02 2015-02-11 上海微电子装备有限公司 基于分束偏折结构的小光斑离轴对准系统
CN103293884B (zh) * 2012-02-24 2014-12-17 上海微电子装备有限公司 用于光刻设备的离轴对准系统及对准方法
CN103777476B (zh) 2012-10-19 2016-01-27 上海微电子装备有限公司 一种离轴对准系统及对准方法
US9030661B1 (en) * 2013-03-15 2015-05-12 Kla-Tencor Corporation Alignment measurement system
CN103226058B (zh) * 2013-04-02 2015-06-10 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种基于补偿算法的光栅衍射效率的测量方法
TWI626517B (zh) * 2013-08-22 2018-06-11 阿德文泰克全球有限公司 陰影遮罩-基板對準方法
CN106796406B (zh) * 2014-08-25 2019-08-30 Asml控股股份有限公司 测量方法、测量设备、光刻设备和器件制造方法
EP3221897A1 (de) 2014-09-08 2017-09-27 The Research Foundation Of State University Of New York Metallgitter und messverfahren dafür
CN104964649B (zh) * 2015-07-20 2017-07-28 哈尔滨工业大学 光栅分光式同步移相干涉测量装置及方法
WO2017140528A1 (en) 2016-02-19 2017-08-24 Asml Netherlands B.V. Method of measuring a structure, inspection apparatus, lithographic system, device manufacturing method and wavelength-selective filter for use therein
NL2018564A (en) 2016-03-30 2017-10-05 Asml Netherlands Bv Substrate edge detection
CN107331643B (zh) * 2016-04-29 2021-02-12 上海微电子装备(集团)股份有限公司 对准装置及其方法
EP3309616A1 (de) * 2016-10-14 2018-04-18 ASML Netherlands B.V. Verfahren für die prüfung von einem substrat, metrologievorrichtung und lithografisches system
WO2018219639A1 (en) * 2017-06-02 2018-12-06 Asml Netherlands B.V. Metrology apparatus
KR20210032663A (ko) 2019-09-17 2021-03-25 삼성전자주식회사 웨이퍼 검사 장치
CN111751012B (zh) * 2020-06-03 2021-12-14 中国科学院西安光学精密机械研究所 动态高分辨光学波前相位测量方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0045321B1 (de) * 1980-07-31 1986-12-10 International Business Machines Corporation Verfahren und Einrichtung zur optischen Distanzmessung
JPS5972728A (ja) 1982-10-20 1984-04-24 Canon Inc 自動整合装置
US4631416A (en) 1983-12-19 1986-12-23 Hewlett-Packard Company Wafer/mask alignment system using diffraction gratings
KR900004269B1 (ko) 1986-06-11 1990-06-18 가부시기가이샤 도시바 제 1물체와 제 2 물체와의 위치 맞추는 방법 및 장치
JPH0810123B2 (ja) 1986-09-12 1996-01-31 株式会社ニコン 光学装置
US4988197A (en) 1987-12-28 1991-01-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Method and apparatus for aligning two objects, and method and apparatus for providing a desired gap between two objects
US5171999A (en) * 1989-02-28 1992-12-15 Nikon Corporation Adjustable beam and interference fringe position
DE4031637C2 (de) 1989-10-06 1997-04-10 Toshiba Kawasaki Kk Anordnung zum Messen einer Verschiebung zwischen zwei Objekten
JP2893823B2 (ja) * 1990-03-20 1999-05-24 株式会社ニコン 位置合わせ方法及び装置
US5402230A (en) 1991-12-16 1995-03-28 Tsinghua University Heterodyne interferometric optical fiber displacement sensor for measuring displacement of an object
WO1995020139A1 (en) 1994-01-24 1995-07-27 Svg Lithography Systems, Inc. Grating-grating interferometric alignment system
US5801390A (en) * 1996-02-09 1998-09-01 Nikon Corporation Position-detection method and apparatus with a grating mark
US6160622A (en) * 1997-12-29 2000-12-12 Asm Lithography, B.V. Alignment device and lithographic apparatus comprising such a device

Also Published As

Publication number Publication date
US6469793B1 (en) 2002-10-22
EP1076264A2 (de) 2001-02-14
KR100577107B1 (ko) 2006-05-08
EP1076264B1 (de) 2006-08-30
KR20010049931A (ko) 2001-06-15
JP2001093833A (ja) 2001-04-06
DE60030374D1 (de) 2006-10-12
CA2314512A1 (en) 2001-02-10
EP1076264A3 (de) 2005-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60030374T2 (de) Mehrkanaliges Ausrichtsystem unter Verwendung eines Interferenzgitters
DE60113153T2 (de) Verfahren zur Messung der Ausrichtung eines Substrats bezüglich einer Referenz-Ausrichtmarke
DE69531854T2 (de) Verfahren zur wiederholten abbildung eines maskenmusters auf einem substrat
DE68928192T2 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Positionsdetektion
KR101960403B1 (ko) 검사 장치, 검사 방법 및 제조 방법
DE69121261T2 (de) Steuerung lithographischer Werkzeuge durch latente Bilder
DE69133544T2 (de) Vorrichtung zur Projektion eines Maskenmusters auf ein Substrat
DE69827608T2 (de) Ausrichtungsvorrichtung und lithographischer apparat mit einer solchen vorrichtung
DE3715864C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen/Einstellen einer Verschiebung
DE69817491T2 (de) Lithographisches belichtungsgerät mit einer ausserhalb der belichtungsachse liegenden ausrichtungsvorrichtung
EP1817545B1 (de) Interferometrische analyse zur herstellung von vorrichtungen in nanogrösse
DE69012874T2 (de) Gerät zur Projektion eines Maskenmusters auf ein Substrat.
DE69027738T2 (de) Projektions- und wiedergabeschaltung sowie projektions- und wiedergabeverfahren
DE3213338C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Justieren eines Substrates, insbesondere eines Halbleiterwafers
DE69013428T2 (de) Verfahren zum Feststellen von Lageabweichungen.
US10508906B2 (en) Method of measuring a parameter and apparatus
US20060114450A1 (en) Interferometric analysis method for the manufacture of nano-scale devices
DE102010041556A1 (de) Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie und Verfahren zur mikrolithographischen Abbildung
KR102388682B1 (ko) 계측 방법 및 디바이스
DE10224164B4 (de) Eine zweidimensionale Struktur zum Bestimmen einer Überlagerungsgenauigkeit mittels Streuungsmessung
EP0002668A2 (de) Einrichtung zur optischen Abstandsmessung
DE112004002073B4 (de) System und Verfahren zum Erzeugen eines Interferenzmusters
TW201732265A (zh) 對焦監測配置及包括此一配置之檢測設備
DE102011005826A1 (de) Optische Vorrichtung
DE102021200109A1 (de) Verfahren zur flächenhaften Bestimmung einer Karte wenigstens eines Strukturpara-meters einer strukturierten Oberfläche eines diffraktiven optischen Elements

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition