位置测量方法、位置测量设备、光刻设备以及装置制造方法、光学元件制造方法及图纸

设备(AS)测量在光刻衬底(W)上的标记(202)的位置。照射装置(940、962、964)从至少第一和第二区域提供离轴辐射。第一和第二源区域相对于光轴(O)在直径上彼此相对并且限定在角范围内。区域可以是根据被测量的标记的周期性方向而选择的小光斑，或者更大区段。可以通过在单个源馈送位置提供辐射至自参考干涉仪而产生在源区域的所选配对处的辐射。改良的半波片位于干涉仪的下游，其可以用于位置测量设备中。改良的半波片使其在一个部分中的主轴相对于在在直径上相对的另一部分中的快轴成45°。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】位置测量方法、位置测量设备、光刻设备以及装置制造方法、光学元件相关申请的交叉引用本申请要求享有2012年4月12日提交的美国临时申请61/623,391的优先权，并且将其通过整体引用并入本文。
本专利技术涉及位置测量方法和设备。该方法和设备可以用于测量在衬底上的标记的位置。本专利技术在其他方面提供了一种光刻设备和装置制造方法，以及也提供了一种光学元件。
技术介绍
光刻设备是将所需图案施加至衬底上(通常施加至衬底的目标部分上)的机器。光刻设备可以用于例如在集成电路(IC)的制造中。在该情形下，备选地称作掩模或掩模版的图案形成装置可以用于产生将要形成在IC的单个层上的电路图案。该图案可以转移至衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括一个或数个裸片的部分)上。图案的转移通常是经由向辐射敏感材料(抗蚀剂)的层上成像而被提供在衬底上。通常，单个衬底将包含连续图案化的相邻目标部分的网络。已知的光刻设备包括其中通过一次将整个图案暴露至目标部分上而照射每个目标部分的、所谓的步进机，以及其中通过沿给定方向扫描通过辐射束的图案、同时与该方向平行或反平行同步扫描衬底而照射每个目标部分的、所谓扫描机。也可以通过将图案压印至衬底上而将图案从图案形成装置转移至衬底。为了控制光刻工艺以在衬底上精确地放置装置特征，对准标记通常设置在衬底上，并且光刻设备包括由此必需精确测量衬底上的标记位置的一个或多个对准传感器。这些对准传感器是有效的位置测量设备。不同类型的标记和不同类型的对准传感器对于不同的时期和不同制造商是已知的。当前光刻设备中广泛使用的传感器类型是基于US6961116(denBoef等人)中所述的自参考干涉仪。通常单独地测量标记以获得X和Y位置。然而，可以使用已公开专利申请US2009/195768A(Bijnen等人)中所述的技术执行组合的X和Y测量。这两个公开的内容通过引用并入本文。存在持续不断的需求以提供更精确的位置测量，尤其是用以随着产品特征变得越来越小而控制重叠误差。为此目的，考虑了减小对准标记中使用的光栅线条的间距。与此同时，这产生了对于新仪器的需求并且潜在地破坏了已有的技术秘诀和基础结构。任何新传感器应该与现有类型的标记兼容并且在使用中精确，而不仅是对于新标记。新传感器的处理需求不应损害在吞吐量方面的性能。
技术实现思路
在第一方面中本专利技术的目的在于提供一种位置测量设备，例如光刻设备中的对准传感器，其与减小的间距标记和传统的标记兼容，并且其不需要设备的彻底设计。本专利技术在第一方面提供了一种测量衬底上的标记的位置的方法，所述标记包括沿至少第一方向成周期性的特征，所述方法包括：经由物镜采用辐射光斑照射所述标记，以及经由相同的物镜接收由所述标记衍射的辐射；在自参考干涉仪中处理所述衍射的辐射；在采用所述辐射光斑扫描所述标记时，检测由所述干涉仪输出的辐射强度的变化；以及从检测到的变化计算所述标记沿至少第一测量方向的位置，其中，使用来自约束至所述物镜的光瞳内的外围部分的源区域的辐射来形成所述辐射光斑，所述源区域包括相对于所述物镜的光轴在直径上彼此相对、并且相对所述光轴被限定在角范围内的至少第一区域和第二区域。本专利技术在第二方面中提供了一种用于测量衬底上的标记的位置的设备，所述设备包括：照射装置，用于跨所述设备的光瞳提供具有预定照射分布的辐射；物镜，用于使用由所述照射装置提供的辐射来形成在标记上的辐射光斑，而沿扫描方向跨所述标记扫描所述辐射光斑；自参考干涉仪，用于处理由所述标记衍射并且再次进入所述物镜的辐射；以及检测装置，用于检测在所述扫描期间由所述干涉仪输出的辐射强度的变化，以及用于从检测到的变化计算所述标记沿至少第一测量方向的位置，其中为了测量包括沿至少第一方向成周期性的特征的标记的位置，所述照射分布包含来自约束至所述物镜的光瞳内的外围部分的源区域的辐射，所述源区域包括相对于所述物镜的光轴在直径上彼此相对、并且相对所述光轴被限定在角范围内的至少第一区域和第二区域。在本专利技术的实施例中，所述第一源区域和所述第二源区域沿与所述标记的周期性的所述第一方向横切的方向相互偏移。具有对应于每个所述源区域的镜像部分的分束器可以用于将辐射从所述源区域转移至所述物镜中，其中用于每个源区域的所述镜像部分也用于阻止来自在直径上相对的源区域的辐射在从所述标记零阶反射之后进入所述干涉仪。在一些实施例中，照射装置包括第二自参考干涉仪，所述第二自参考干涉仪设置用于从在单个源馈送位置处提供至所述第二干涉仪的辐射在所述第一源区域和所述第二源区域处产生相干辐射，所述第一源区域和所述第二源区域由所述源馈送位置确定。第二自参考干涉仪可以具有与处理步骤中使用的自参考干涉仪一样的一个或多个光学元件(也即来自干涉仪的光均可以通过相同的光学元件或者甚至所使用的所有光学元件)。可以在其它
中请求保护和使用用于产生围绕光轴对称的两个相干源的该光学设置，不限于对准传感器或光刻设备。在该实施例中，所述照射装置可以进一步包括用于当在所述第一源区域和所述第二源区域处的辐射来自具有不同偏振的所述第二干涉仪时、调整在一个所述区域处的所述辐射的偏振以与另一位置的处偏振相匹配的装置。所述装置可以包括改良的半波片，其快轴在对应于所述光瞳的所述第一源区域和所述第二源区域的部分中被不同地定向。所述改良的半波片可以具有在第一部分中平行于所述第二干涉仪的主轴的快轴，并且在第二部分中具有与所述主轴成45度的快轴，所述第一部分和所述第二部分相对于所述光轴定位为在直径上彼此相对。本专利技术在第三方面中提供了一种用于选择性调整在光学系统的光瞳中不同位置处的辐射的偏振的光学元件，所述元件有效地包括半波片，所述半波片的快轴在在所述光瞳的不同区域中被不同地定向。所述改良的半波片的所述第一和第二部分可以覆盖光瞳的相应半边，其中所述半边之间的边界被定位以使得不与所述源区域干涉。本专利技术进一步提供了一种设置用于将图案从图案形成装置转移至衬底上的光刻设备，该设备包括被构造用于保持衬底的衬底台，以及用于测量衬底上的标记相对于光刻设备的参考框架的位置的对准传感器，其中对准传感器包括根据如上所述本专利技术第二方面的测量设备。本专利技术又进一步提供了一种制造装置的方法，其中使用光刻工艺将图案从图案形成装置转移至衬底上，并且其中通过参考了使用如上所述根据本专利技术的方法测得的衬底上的标记的位置而控制将图案向衬底上的转移。附图说明现在将参照其中对应参考符号表示对应部件的示意性附图、仅借由示例的方式描述本专利技术的实施例，并且其中：图1示出了根据本专利技术实施例的包括形成了测量设备的对准传感器的示例性光刻设备；图2包括图2(a)和图2(b)，示出了可以设置在图1的设备中的衬底上的对准标记的各种形式；图3是扫描图1的设备中的对准标记的已知的对准传感器的示意框图；图4是示出了使用分段照射分布的改良对准传感器的光学系统的更详细示例性示意图；图5示出了各种离轴照射分布，导致衍射信号，并且导致在形成了本专利技术实施例的创新位置测量设备中输出、并且可用作图1的设备中的对准传感器的自参考干涉仪；图6类似于图5，示出了各种离轴照射分布，导致衍射信号，并且导致采用减小间距的标记输出的自参考干涉仪；图7和图8是根据本专利技术第一和第二实施例的实施了离轴照射的位置测量设备的示意图；图9示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量衬底上的标记的位置的方法，所述标记包括沿至少第一方向成周期性的特征，所述方法包括：经由物镜采用辐射光斑照射所述标记，以及经由相同的物镜接收由所述标记衍射的辐射；在自参考干涉仪中处理所述衍射的辐射；在采用所述辐射光斑扫描所述标记时，检测由所述干涉仪输出的辐射强度的变化；以及从检测到的变化计算所述标记沿至少第一测量方向的位置，其中，使用来自约束至所述物镜的光瞳内的外围部分的源区域的辐射来形成所述辐射光斑，所述源区域包括相对于所述物镜的光轴在直径上彼此相对、并且相对所述光轴被限定在角范围内的至少第一区域和第二区域。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.12 US 61/623,3911.一种测量衬底上的标记的位置的方法，所述标记包括沿至少第一方向成周期性的特征，所述方法包括：经由物镜采用辐射光斑照射所述标记，以及经由相同的物镜接收由所述标记衍射的辐射；在自参考干涉仪中处理所述衍射的辐射；在采用所述辐射光斑扫描所述标记时，检测由所述干涉仪输出的辐射强度的变化；以及从检测到的变化计算所述标记沿至少第一测量方向的位置，其中，使用来自约束至所述物镜的光瞳内的外围部分的源区域的辐射来形成所述辐射光斑，所述源区域包括相对于所述物镜的光轴在直径上彼此相对、并且相对所述光轴被限定在角范围内的至少第一源区域和第二源区域，以及其中，所述第一源区域和所述第二源区域沿与所述标记的周期性的所述第一方向横切的方向相互偏移。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：使用来自所述光瞳的至少第三源区域和第四源区域的辐射执行另外的照射和处理步骤，所述第三源区域和所述第四源区域相对于所述光轴在直径上彼此相对，并且相对于所述光轴在角范围和径向范围方面类似于所述第一源区域和所述第二源区域、但是被旋转90度；在扫描具有沿与所述第一方向正交的第二方向成周期性的特征的标记时，检测强度的变化；以及从检测到的变化计算所述标记沿至少第二测量方向的位置。3.根据权利要求2所述的方法，其中，同时使用来自所述第一源区域、所述第二源区域、所述第三源区域和所述第四源区域的辐射以形成所述辐射光斑，以及其中取决于当前正在扫描的标记或者标记的一部分是否具有沿所述第一方向或所述第二方向成周期性的特征而选择性遮蔽所述衍射辐射的一部分。4.根据权利要求2所述的方法，其中，取决于当前正在扫描的标记或者标记的一部分是否具有沿所述第一方向或所述第二方向成周期性的特征，在所述第一源区域和所述第二源区域处或者在所述第三源区域和所述第四源区域处选择性提供辐射。5.根据权利要求2所述的方法，其中，同时使用来自所述第一源区域、所述第二源区域、所述第三源区域和所述第四源区域的辐射以形成所述辐射光斑，但是采用强度的高频调制并且在所述检测步骤中，使用所述调制的知识而将源自所述第一源区域和所述第二源区域的辐射与源自所述第三源区域和所述第四源区域的辐射区分，由此取决于当前正在扫描的标记或者标记的一部分是否具有沿所述第一方向或所述第二方向成周期性的特征而选择用于所述计算步骤中的强度变化。6.根据权利要求1所述的方法，其中，通过将单个源馈送位置处的辐射馈送至第二自参考干涉仪中而产生在所述第一源区域和所述第二源区域处的...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·克洛泽，A·登博夫，S·马蒂杰森，
申请(专利权)人：ASML控股股份有限公司，ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL