对准系统晶片堆叠光束分析器技术方案

技术编号:20289994 阅读:45 留言:0更新日期:2019-02-10 20:28
一种对准系统获得从晶片堆叠返回的光的特性。光束分析器测量波长、偏振和光束轮廓的变化。该测得信息允许在线工艺变化校正。校正提供单个标记堆叠变化的光学监控,并接着提供信息以减小单个标记工艺变化诱发的精确性误差。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对准系统晶片堆叠光束分析器相关申请的交叉引用本申请要求享有于2016年6月3日提交的美国临时专利申请No.62/345,678的优先权,并且该申请在此通过全文引用的方式并入本文。
本公开涉及一种对准系统,其例如可以用于光刻设备中。
技术介绍
光刻设备是将所需图案施加至衬底的目标部分上的机器。光刻设备可以用于例如集成电路(IC)的制造中。在该情形中,备选地称作掩模或刻线板的图案化装置可以用于产生与IC的单个层相对应的电路图案,并且可以将该图案成像至具有辐射敏感层(抗蚀剂)的衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括一个或数个管芯的一部分)上。一般地,单个衬底将包含后续曝光的相邻目标部分的网络。已知的光刻设备包括所谓的步进机,其中通过将整个图案一次性曝光至目标部分上而照射每个目标部分,以及所谓的扫描机,其中通过沿给定方向(“扫描”方向)扫描图案穿过光束而同时同步地平行于或反平行于该方向扫描衬底而照射每个目标部分。也可能通过将图案压印至衬底上而将图案从图案化装置转移至衬底。另一光刻系统是干涉仪光刻系统,其中没有图案化装置,而是相反地光束被分割成两个光束,以及通过使用反射系统使得两个光束在衬底的目标部分处相干。相干使得在衬底的目标部分上形成线条。在光刻操作期间,不同的处理步骤可以要求在衬底上顺序地形成不同层。因此,可以需要相对于形成在其上的现有的图案而以高精确度定位衬底。一般地,对准标记放置在待对准的衬底上并且定位参照第二目标。光刻设备可以使用对准系统以用于检测对准标记的位置并使用对准标记对准衬底以确保从掩模精确曝光。在两个不同层处对准标记之间未对准测量作为套刻误差。理想地,套刻误差仅仅是在光刻系统内衬底定位的产物。然而实际上,套刻误差源自对准系统与衬底之间的相互作用。对准系统和衬底中变化可以在评估对准标记的真实位置中产生误差。该误差已知为“工艺上”精确性误差。对准系统光学元件包含制造像差,并且因此无法等同。同样,衬底(例如晶片堆叠)具有源自制造和后制造工艺的特性变化。该“工艺上”精确性问题限制了对准系统的健壮性。因此,需要补偿对准系统中变化和衬底中工艺变化。
技术实现思路
根据一个实施例,一种对准系统包括产生光的辐射源、光学调制单元、光学分束器、干涉仪、一个或多个检测器、光束分析器以及处理器。在一个实施例中,将由辐射源产生的光引导朝向衬底。光学分束器将从衬底上图案衍射、或从衬底反射的光束分裂成子光束。干涉仪干涉至少一个子光束并根据干涉产生输出光。一个或多个检测器从干涉仪接收输出光,并且确定衬底的对准状态。光束分析器从光学分束器接收已经从衬底上图案衍射或从衬底反射的至少一个子光束,并且提供图案的套刻误差测量或者光束分布的光学状态。光束分析器也可以基于光束分布而确定产品堆叠分布。处理器利用相关性算法以基于从一个或多个检测器和光束分析器接收的信息而确定套刻偏移误差,以及使用所确定的套刻偏移误差和产品堆叠分布产生校正表。处理器使用校正表以确定对于每个掩模的校正,并将校正返回馈送至对准系统以用于校正套刻偏移中的误差。处理器可以重复对于每个标记的以上过程,并且可以产生自我学习反馈回路以用于改善衬底的对准状态。处理器随后可以引导对准系统在更新的位置放置衬底以用于改进对准精确性。以下参照附图详细描述本专利技术的其他特征和优点、以及本专利技术各个实施例的结构和操作。应该注意,本专利技术不限于在此所述的具体实施例。在此仅为了示意说明目的展示这些实施例。基于在此所包含的教导,额外的实施例对于本领域技术人员将是明显的。附图说明在此所包含并形成了说明书的一部分的附图说明了本专利技术,并且与说明书一起进一步用于解释本专利技术的原理以及使得本领域技术人员制造和使用本专利技术。图1A是根据一个实施例的反射式光刻设备的示意图。图1B是根据一个实施例的透射式光刻设备的示意图。图2是根据一个实施例的反射式光刻设备的更详细示意图。图3是根据一个实施例的光刻单元的示意图。图4A和图4B是根据各种实施例的增强对准系统的示意图。图5是可以用在根据一个实施例的设备中的计算机系统。图6是用于使用根据各个实施例的增强对准系统并使用信息以提供更精确对准的检查晶片的方法的流程图。当结合附图时本专利技术的特征和优点将从以下所阐述的详细说明书变得更明显,其中遍及全部相同的参考符号标识对应的元件。在附图中,相同的参考数字通常指示等同、功能类似、和/或结构类似的元件。其中元件首次出现的附图由对应参考数字中最左侧数位指示。除非另外指示,遍及本公开所提供的附图不应解释为按照比例绘制。具体实施方式本说明书公开了包括本专利技术特征的一个或多个实施例。所公开的实施例仅仅示例化了本专利技术。本专利技术的范围不限于所公开的实施例。本专利技术由所附权利要求限定。在说明书中描述为并参考“一个实施例”、“一实施例”、“示例性实施例”等的实施例指示了所述实施例可以包括特定的特征、结构或特性,但是并非每个实施例必须包括该特定特征、结构或特性。此外,该短语不必涉及相同的实施例。进一步,当结合实施例描述特定特征、结构或特性时,应该理解,不论是否明确描述,结合其他实施例而实现该特征、结构或特性在本领域技术人员的知识范围内。然而,在更详细描述这些实施例之前,展示其中可以实施本专利技术实施例的示例性环境是有益的。反射式和透射式光刻系统的示例图1A和图1B分别是其中可以实施本专利技术的一个实施例的光刻设备100和光刻设备100’的示意图。光刻设备100和光刻设备100’均包括以下项:照射系统(照射器)IL,被配置用于调节辐射束B(例如深紫外或极紫外辐射);支撑结构(例如掩模工作台)MT,被配置用于支撑图案化装置(例如掩模、刻线板或动态图案化装置)MA并连接至被配置用于精确地定位图案化装置MA的第一定位器PM;以及衬底工作台(例如晶片工作台)WT,被配置用于固定衬底(例如涂覆了抗蚀剂的晶片)W并连接至配置用于精确地定位衬底W的第二定位器PW。光刻设备100和100’也具有投影系统PS,被配置用于将由图案化装置MA赋予辐射束B的图案投影至衬底W的目标部分(例如包括一个或多个管芯)C上。在光刻设备100中,图案化装置MA和投影系统PS是反射式的。在光刻设备100’中,图案化装置MA和投影系统PS是透射式的。照射系统IL可以包括用于引导、定形、或控制辐射束B的各种类型光学部件,诸如折射式、反射式、折反射式、磁性、电磁、静电、或其他类型光学部件、或其任意组合。支撑结构MT以取决于图像化装置MA相对于参考框架的定向、光刻设备100和100’的至少一个的设计、以及诸如图案化装置MA是否固定在真空环境中的方式之类的其他条件而固定图案化装置MA。支撑结构MT可以使用机械、真空、静电或其他夹持技术以固定图案化装置MA。支撑结构MT可以是框架或工作台,例如,如需要的话,其可以是固定或可移动的。通过使用传感器,支撑结构MT可以确保图案化装置MA处于所需位置处,例如,相对于投影系统PS。术语“图案化装置”MA应该广义地解释为涉及可以用于在其截面中赋予辐射束B图案以便于在衬底W的目标部分C中产生图案的任何装置。赋予辐射束B的图案可以对应于在目标部分C中所形成的器件中的特定功能层以形成集成电路。图案化装置MA可以是透射式(如图1B的光刻设备100’中)或反射式(如图1A的光刻设本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种对准系统,包括:辐射源,被配置用于产生光;物镜投影系统,被配置用于接收所产生的光并且引导所产生的光朝向其上具有多个目标的衬底;光学分束器,被配置用于从所述衬底接收光并且将所接收的光分成第一光束和第二光束;光束分析器,被配置用于测量所述第一光束;干涉仪,被配置用于基于已经从所述衬底上的所述图案反射的所述第二光束以及参考光束,产生干涉图案;检测器,被配置用于从所述干涉仪接收所述干涉图案;以及处理器,被配置用于接收并且处理所述干涉图案和所述第一光束的测量,以及指引所述对准系统在基于处理结果的位置处放置所述衬底。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.03 US 62/345,6781.一种对准系统,包括:辐射源,被配置用于产生光;物镜投影系统,被配置用于接收所产生的光并且引导所产生的光朝向其上具有多个目标的衬底;光学分束器,被配置用于从所述衬底接收光并且将所接收的光分成第一光束和第二光束;光束分析器,被配置用于测量所述第一光束;干涉仪,被配置用于基于已经从所述衬底上的所述图案反射的所述第二光束以及参考光束,产生干涉图案;检测器,被配置用于从所述干涉仪接收所述干涉图案;以及处理器,被配置用于接收并且处理所述干涉图案和所述第一光束的测量,以及指引所述对准系统在基于处理结果的位置处放置所述衬底。2.根据权利要求1所述的对准系统,其中,所述光束分析器被进一步配置为测量所述第二光束。3.根据权利要求2所述的对准系统,其中,所述光束分析器被进一步配置为测量所述第一光束的波长、偏振和光束轮廓,以及基于所述第一光束确定所述多个目标中的每个目标的套刻偏移。4.根据权利要求3所述的对准系统,其中,所述处理器被进一步配置为使用所述干涉图案和所述第一光束的测量,对于所述多个目标中的每个目标确定光学堆叠工艺信息。5.根据权利要求4所述的对准系统,其中,所述光学堆叠工艺信息包括标记工艺变化诱发的光学信息。6.根据权利要求5所述的对准系统,其中,所述处理器被进一步配置为通过测量印刷图案位置与所述多个目标中的每个目标之间的距离来确定与所述多个目标中的每个目标相关联的套刻偏移。7.根据权利要求6所述的对准系统,其中,所述处理器被进一步配置为通过比较所述套刻偏移来对于所述多个目标中的每个目标确定套刻偏移误差。8.根据权利要求7所述的对准系统,其中,所述处理器被进一步配置为将类似套刻偏移误差分组成集合。9.根据权利要求8所述的对准系统,其中,所述处理器被进一步配置为使用所述套刻偏移误差的集合创建偏移校正表。10...

【专利技术属性】
技术研发人员:K·修姆I·M·P·阿尔茨J·L·克鲁泽I·策玛
申请(专利权)人:ASML控股股份有限公司
类型:发明
国别省市:荷兰,NL

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