用于制造器件的量测传感器、光刻设备和方法技术

公开了一种量测传感器设备，其包括：照射系统，其能够操作以用照射辐射照射衬底上的量测标记；光学收集系统，其配置成在由所述量测标记散射所述照射辐射之后收集散射辐射；和依赖于波长的空间滤光器，其用于在空间上过滤所述散射辐射，所述依赖于波长的空间滤光器具有依赖于所述散射辐射的波长的空间轮廓。所述依赖于波长的空间滤光器可以包括二向色滤光器和至少一个第二滤光器，所述二向色滤光器能够可操作以实质上透射第一波长范围的散射辐射且实质上阻挡第二波长范围内的散射辐射，所述第二滤光器能够操作以实质上阻挡至少在第一波长范围和第二波长范围内的散射辐射。

Measuring sensors, photolithography equipment and methods for manufacturing devices

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造器件的量测传感器、光刻设备和方法相关申请的交叉引用本申请要求于2017年5月15日提交的欧洲申请No.17171103.9的优先权，通过引用将所述申请的全文并入本文。
本专利技术涉及用于可用在例如利用光刻技术进行的器件的制造中的方法和设备，以及涉及使用光刻技术来制造器件的方法。本专利技术更特别地涉及量测传感器，并且更具体地，涉及用于确定衬底上的标记的位置的位置传感器和方法。
技术介绍
光刻设备是一种将期望的图案施加到衬底(通常是在衬底的目标部分上)上的机器。例如，光刻设备可以被用在集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，可以用可替代地称为掩模或掩模版的图案形成装置产生要在IC的单层上形成的电路图案。可以将所述图案转印到衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括管芯的一部分、一个或几个管芯)上。典型地，通过成像进行图案到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上的转印。通常，单个衬底将包含被连续图案化或形成图案的相邻目标部分的网络。这些目标部分通常被称为“场”。在复杂的器件的制造中，典型地执行许多光刻图案化或图案形成步骤，从而在在衬底上的连续层中形成功能特征。因此，光刻设备的性能的重要方面是相对于在先前的层中(通过相同的设备或不同的光刻设备)设置的特征正确地且准确地放置被施加的图案的能力。为此目的，衬底设置有一组或更多组对准标记。每个标记是这样的结构：其位置可以稍后利用位置传感器(典型地，光学位置传感器)被测量。光刻设备包括一个或更多个对准传感器，通过所述对准传感器可以准确地测量衬底上的标记的位置。从不同的制造商和相同的制造商的不同的产品获知不同类型的标记和不同类型的对准传感器。广泛的被用于当前光刻设备的一种类型的传感器基于如在US7961116(denBoef等人)中描述的自参考干涉仪。通常，标记被分离地测量以获得X位置和Y位置。然而，可以使用在例如已公布的专利申请US2009/195768A(Bijnen等人)中所描述的技术来执行组合的X测量和Y测量。这样的传感器的修改和应用在US2015355554A1(Mathijssen)、WO20150511070A1(Tinnemans等人)中被描述。通过引用将所有这些公开出版物的内容并入本文。在包含对准标记的层上方施加新的层导致使用位置传感器(或对准传感器)获得的位置信号的削弱。这在重叠的层中的至少一层包括不透明的材料时尤其是有问题的。这样的材料的示例是无定形碳。为了在这样的层中准确地定位器件图案，一种方法可以包括在所述层中切割开口以揭露基础的对准标记。这些窗口可以相对粗糙地定位，但是所需要的准确度仍假定一些方法来确定基础的标记的位置。在诸如对准传感器之类的当前量测传感器中，到达检测器的呈“第零衍射阶”的辐射(例如，从点反射镜的边缘散射的辐射、从表面粗糙部散射的辐射(随机散射)、从目标边缘散射的辐射等等，这些辐射不包含关于正在被测量的参数的信号信息)限制传感器的动态范围。在这样的情况下，晶片质量(WQ)可能是非常低的(例如，10-6)。晶片质量是实际的对准信号强度相对于由基准标记产生的信号的量度(比)。为了补偿，第零阶光阑可能尺寸增大以阻挡更多的第零阶散射光并达到足够的晶片对准性能。然而，这可能由于下述因素而是不期望的：在对准传感器模块内的体积、热、振动和/或其它约束，如避免阻挡期望的第一阶衍射阶。另一问题是由重叠的层中的、引起对准偏移的残留形貌或拓扑(以及来自由于粗糙部导致的随机散射的贡献)导致的表面散射进入目标衍射阶中。
技术实现思路
在第一方面，本专利技术旨在提供改进的测量准确度，特别是在低晶片质量下。在第一方面，本专利技术提供一种量测传感器系统，包括：量测传感器设备，所述量测传感器设备包括：照射系统，所述照射系统能够操作以用照射辐射照射衬底上的量测标记；光学收集系统，所述光学收集系统配置成在由所述量测标记散射所述照射辐射之后收集散射辐射；和依赖于波长的空间滤光器，该依赖于波长的空间滤光器用于在空间上过滤所述散射辐射，所述依赖于波长的空间滤光器具有依赖于所述散射辐射的波长的空间轮廓。在实施例中，所述依赖于波长的空间滤光器包括遮蔽件，所述遮蔽件用于阻挡所述散射辐射的零衍射阶，其中所述遮蔽件的有效尺寸取决于所述散射辐射的波长。在另外的实施例中，所述遮蔽件的用于第一波长范围内的散射辐射的有效尺寸比用于第二波长范围内的散射辐射的有效尺寸大。在实施例中，所述依赖于波长的空间滤光器包括至少一个第一滤光器和至少一个第二滤光器，所述第一滤光器能够操作以实质上透射所述第一波长范围内的散射辐射且实质上阻挡所述第二波长范围内的散射辐射，所述第二滤光器能够可操作的，以实质上阻挡至少在所述第一波长范围和所述第二波长范围内的散射辐射。在另外的实施例中，第一滤光器和第二滤光器是光学地对准的，并且所述第一滤光器和所述第二滤光器的组合限定用于所述第一波长范围内的散射辐射的第一空间轮廓和用于所述第二波长范围内的散射辐射的第二空间轮廓。在实施例中，所述第一滤光器包括二向色滤光器。在实施例中，量测传感器设备至少能够在利用所述第一波长范围内的照射辐射的第一操作阶段和利用所述第二波长范围的照射辐射的第二操作阶段中操作。在另外的实施例中，所述第一操作阶段包括在第一量测标记上执行的粗定位阶段，并且所述第二操作阶段包括在第二量测标记上执行的精定位阶段，所述第一量测标记的节距大于所述第二量测标记的节距。在实施例中，第二滤光器包括用于在第一操作阶段中透射非零衍射阶的一个或更多个第一孔和用于在第二操作阶段中透射非零衍射阶的一个或更多个第二孔，所述一个或更多个第一孔设置成相对于所述一个或更多个第二孔更靠近量测传感器设备的光轴，所述第二滤光器基本与所述一个或更多个第一孔在光学上对准，而与所述一个或更多个第二孔在光学上不对准。在实施例中，所述第二滤光器包括用于透射所述散射辐射的非零衍射阶的一个或更多个孔，并且所述第一滤光器与所述一个或更多个孔中的每个孔的内部部分在光学上对准。在实施例中，所述第二滤光器包括用于将所述照射辐射引导到所述量测标记上的点反射镜。在实施例中，所述照射辐射包括第一偏振态；所述量测标记包括主结构并且能够操作以相对于所述第一偏振态改变所述散射辐射的主要由所述主结构散射得到的第一部分的偏振态和主要由除所述主结构之外的一个或更多个特征散射得到的辐射的第二部分的偏振态中的至少一个，使得所述散射辐射的所述第一部分的偏振态不同于所述散射辐射的所述第二部分的偏振态；并且所述依赖于波长的空间滤光器包括偏振滤光器，所述偏振滤光器能够操作以基于所述散射辐射的所述第二部分的偏振态基本上过滤掉所述散射辐射的所述第二部分。在实施例中，所述散射辐射的所述第二部分主要包括已经被在所述主结构上方形成的至少一个或更多个层散射的辐射。在实施例中，所述量测标记能够操作以在将所述散射的辐射的所述第一部分的偏振态改变成第二偏振态的同时不改变所述散射辐射的所述第二部分的偏振态，使得所述散射辐射的所述第二部分基本上保持所述第一偏振态。在另外的实施例中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种量测传感器设备，包括：/n照射系统，该照射系统能够操作以用照射辐射照射衬底上的量测标记；/n光学收集系统，该光学收集系统配置成在由所述量测标记散射所述照射辐射之后收集散射辐射；和/n依赖于波长的空间滤光器，该依赖于波长的空间滤光器用于在空间上过滤所述散射辐射，所述依赖于波长的空间滤光器具有依赖于所述散射辐射的波长的空间轮廓。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170515 EP 17171103.91.一种量测传感器设备，包括：
照射系统，该照射系统能够操作以用照射辐射照射衬底上的量测标记；
光学收集系统，该光学收集系统配置成在由所述量测标记散射所述照射辐射之后收集散射辐射；和
依赖于波长的空间滤光器，该依赖于波长的空间滤光器用于在空间上过滤所述散射辐射，所述依赖于波长的空间滤光器具有依赖于所述散射辐射的波长的空间轮廓。


2.根据权利要求1所述的量测传感器设备，其中，所述依赖于波长的空间滤光器包括遮蔽件，所述遮蔽件用于阻挡所述散射辐射的零衍射阶，其中所述遮蔽件的有效尺寸取决于所述散射辐射的波长。


3.根据权利要求2所述的量测传感器设备，其中，所述遮蔽件的用于第一波长范围内的散射辐射的有效尺寸比用于第二波长范围内的散射辐射的有效尺寸大。


4.根据任一前述权利要求所述的量测传感器设备，其中，所述依赖于波长的空间滤光器包括至少一个第一滤光器和至少一个第二滤光器，所述第一滤光器能够操作以实质上透射所述第一波长范围内的散射辐射且实质上阻挡所述第二波长范围内的散射辐射，所述第二滤光器能够操作以实质上阻挡至少在所述第一波长范围和所述第二波长范围内的散射辐射。


5.根据权利要求4所述的量测传感器设备，其中，所述第一滤光器和所述第二滤光器在光学上被对准，并且所述第一滤光器和所述第二滤光器的组合限定用于所述第一波长范围内的散射辐射的第一空间轮廓和用于所述第二波长范围内的散射辐射的第二空间轮廓。


6.根据权利要求4或5所述的量测传感器设备，其中所述第一滤光器包括二向色滤光器。


7.根据权利要求4至6中任一项所述的量测传感器设备，其中，所述量测传感器设备至少能够在利用所述第一波长范围内的照射辐射的第一操作阶段和利用所述第二波长范围的照射辐射的第二操作阶段操作。


8.根据权利要求7所述的量测传感器设备，其中，所述第一操作阶段包括在第一量测标记上执行的粗定位阶段，并且所述第二操作阶段包括在第二量测标记上执行的精定位阶段，所述第一量测标记的节距大于所述第二量测标记的节距。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的量测传感器设备，其中，所述第二滤光器包括用于透射所述散射辐射的非零衍射阶的一个或更多个孔，并且所述第一滤光器与所述一个或更多个孔中的每个孔的内部部分在光学上被对准。


10.根据权利要求1至8中任一项所述的量测传感器设备，其中，所述第二滤光器包括用于将所述照射辐射引导到所述量测标记上的点反射镜。


11.根据任一前述权利要求所述的量测传感器设备，其中：
所述照射辐射包括第一偏振态；
所述量测标记包括主结构并且能够操作以相对于所述第一偏振态改变所述散射辐射的主要由所述主结构散射得到的第一部分的偏振态和主要由除所述主结构之外的一个或更多个特征散射得到的辐射的第二部分的偏振态中的至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员：塞巴斯蒂安努斯·阿德里安努斯·古德恩，J·A·G·阿克曼斯，S·R·胡伊斯曼，T·M·T·A·M·埃拉扎里，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，ASML控股股份有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL