一种对准方法，包括：引导具有第一偏振态的照射束以形成来自对准目标的、具有第二偏振态的衍射束；和使所述衍射束传递通过偏振分析器。所述对准方法还包括：测量所述衍射束的偏振态；和根据所测量的偏振态，相对于其初始偏振态来确定所述对准目标的部位。所述对准目标包括具有单个间距以及两个或更多个占空比的多个衍射光栅，其中所述间距小于所述照射束的波长，并且所述对准目标的部位对应于所述衍射光栅的占空比。光栅的占空比。光栅的占空比。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用目标或产品的形状双折射的晶片对准
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年2月21日递交的美国临时专利申请号62/808,423的优先权，所述美国临时专利申请的全部内容通过引用并入本文中。
[0003]本公开涉及对准设备和系统，例如，用于光刻设备和系统的对准传感器设备。
技术介绍
[0004]光刻设备是一种将期望图案施加到衬底上、通常是施加到衬底的目标部分上的机器。光刻设备可以被用于例如集成电路(IC)的制造中。在该情况下，图案形成装置(其备选地被称为掩模或掩模版)可以被用于生成待被形成在IC的单个层上的电路图案。该图案可以被转印到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一个或若干管芯的一部分)上。图案的转印通常经由成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上来进行。通常，单个衬底将包含被连续图案化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，其中通过将整个图案一次曝光到目标部分上来照射每个目标部分；以及所谓的扫描器，其中通过在给定方向(“扫描”方向)上通过辐射束扫描图案来照射每个目标部分，同时在平行或反平行于该扫描方向上同步地扫描目标部分。也可以通过将图案压印到衬底上来将图案从图案形成装置转印到衬底上。
[0005]另一光刻系统是干涉光刻系统，其中没有图案形成装置，而是将光束分成两束，并且通过使用反射系统使两束在衬底的目标部分处干涉。干涉导致在衬底的目标部分处形成线。
[0006]在光刻操作期间，不同的处理步骤可能需要在衬底上按顺序形成不同的层。因此，可能有必要相对于在衬底上形成的现有图案以高精度地定位衬底。通常，对准标记被放置在待被对准的衬底上，并且相对于第二物体定位。光刻设备可以使用对准设备来检测对准标记的位置并且使用对准标记来对准衬底，以确保从掩模进行准确的曝光。在两个不同层的对准标记之间的对准不良被测量为重叠误差。
[0007]为了监测光刻过程，测量图案化衬底的参数。例如，参数可以包括在图案化衬底中或在其上形成的连续层之间的重叠误差、以及显影的光致抗蚀剂的临界线宽(CD)。该测量可以在产品衬底和/或专用量测目标上执行。有多种用于测量在光刻过程中形成的微观结构的技术，包括使用扫描电子显微镜和各种专用工具。一种快速且无创形式的专用检查工具是散射仪，在散射仪中将辐射束引导到衬底表面的目标上，并且测量散射或反射束的性质。通过比较束在被衬底反射或散射之前和之后的性质，可以确定衬底的性质。例如，这可以通过将反射束与在已知测量库中存储的、与已知衬底性质相关联的数据进行比较来完成。光谱散射仪将宽带辐射束引导到衬底上，并且测量散射到特定窄角度范围内的辐射的光谱(作为波长的函数的强度)。相反，角分辨散射仪使用单色辐射束，并且测量根据角度变化的散射辐射的强度。
[0008]这种光学散射仪可以被用于测量参数，诸如显影的光致抗蚀剂的临界尺寸或在图案化的衬底中或之上形成的两层之间的重叠误差(OV)。可以通过比较照射束在被衬底反射或散射之前和之后的性质来确定衬底的性质。
[0009]随着半导体器件变得越来越小，越来越精细，制造容许度不断提高。因此，需要继续改进量测测量。散射仪的一种示例性用途是用于临界尺寸(CD)量测，这对于测量图案化结构(诸如半导体晶片)特别有用。光学CD量测技术包括圆顶散射测量、光谱反射测量和光谱椭圆测量。所有这些技术都是基于测量不同入射方向的不同偏振光的反射强度。这种技术需要高消光比或偏振纯度。偏振分束器(PBS)按偏振状态划分光，以透射p偏振光，同时反射s偏振光。尽管理想的PBS可以透射100％的p偏振并且反射100％的s偏振，但是真正的PBS可以透射和反射s偏振光和p偏振光的混合物。P偏振光和S偏振光之间的比率称为消光比。光学CD需要高消光比。
[0010]散射仪的另一示例性用途是用于重叠(OV)量测，这对于测量晶片上的叠置层的对准很有用。为了控制光刻过程以将器件特征准确地放置在衬底上，通常在衬底上提供对准标记或目标，并且光刻设备包括一个或更多个对准设备，必须通过该对准设备准确地测量衬底上标记的位置。在一种已知的技术中，散射仪测量来自晶片上目标的衍射光。
[0011]通常，光刻对准和量测是分别利用专用工具进行的两个不同步骤。对准是用以将所述晶片准确地放置在所述光刻设备下方所需的晶片侧向位置的测量，并且量测通常评估在下一层被印制之后所述操作的完成情况。然而，也有可能利用稍微大于所述目标直径的偏移来印制目标并且通过记录的所述对准工具来评估偏移重叠。这种偏移重叠可以被用于光刻机器验证，以通过紧接地即连续地印制偏移和真实重叠目标两者来验证直接重叠量测方法，或甚至被用作对所述扫描器本身的反馈校正。以这些方式，对准工具也可以是与光刻量测相关的。
[0012]理想地，重叠误差仅是衬底在光刻系统内的定位的产物。然而，实际上，重叠误差源自对准设备、衬底、以及已经印制在关注的层下方的图案(通常被称为叠层)的确切材料类型和图案的几何形状之间的相互作用。对准设备和衬底的变化会在评估对准标记的真实位置时产生误差。这种误差被称为“过程中”精度误差。对准设备光学器件包含制造像差，因此不能使其相同。此外，基于衍射的对准设备光学器件不能区分由对准目标中的不对称性变化引起的相位偏移，以及对准目标的衍射阶之间的相位差。衬底(例如，晶片叠层)同样具有由于制造和后制造过程而引起的性质变化。由于加工导致的对准目标中的不对称性变化会导致高达几纳米的对准误差，并且难以预测或校准。这个“过程中”的精度问题限制了对准设备的稳健性。
[0013]因此，需要一种系统和方法，以提供对于对准标记或目标的过程和结构变化相对不敏感的对准。
技术实现思路
[0014]本公开中描述了对准系统和方法的实施例。
[0015]在一些实施例中，一种方法包括：引导具有第一偏振态的照射束以形成来自对准目标的、具有第二偏振态的衍射束并且将所述衍射束拆分成第一和第二偏振子束。所述方法也包括：通过对两个子束进行强度测量来测量所述衍射束的部分或完全偏振态，以及根
据所测量的偏振态来确定所述对准目标的部位。
[0016]在一些实施例中，所述对准目标包括具有单个间距和两个或更多个占空比的多个衍射光栅，所述间距必须小于所述照射束的波长。所述对准目标的部位对应于所述衍射光栅的占空比。
[0017]在一些实施例中，所述光栅的占空比跨越整个所述目标被整体地改变。
[0018]在一些实施例中，使所述光栅的占空比跨越整个所述目标来展现单个局部最小值或最大值。
[0019]在一些实施例中，所述光栅的占空比跨越整个所述目标以较复杂的和可能周期性的方式而变化。
[0020]在一些实施例中，所述衍射光栅包括矩形形状。
[0021]在一些实施例中，所述衍射光栅包括具有顶部斜面、底部斜面或侧壁角的不对称形状。
[0022]在一些实施例中，所述衍射光栅包括正弦形状。
[0023]在一些实施例中，所述照射束是线性偏振的，并且所述照射束本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：引导具有第一偏振态的照射束以形成来自对准目标的、具有第二偏振态的衍射束；将所述衍射束拆分成第一偏振子束和第二偏振子束；测量所述第一偏振子束和第二偏振子束的偏振态；以及根据所测量的偏振态来确定所述对准目标的部位。2.根据权利要求1所述的方法，其中：所述对准目标包括具有单个间距以及两个或更多个占空比的多个衍射光栅周期；所述间距小于所述照射束的波长；并且所述对准目标的部位对应于所述衍射光栅的占空比。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述衍射光栅包括矩形形状。4.根据权利要求2所述的方法，其中所述衍射光栅包括具有顶部斜面、底部斜面或侧壁角的不对称形状。5.根据权利要求2所述的方法，其中所述衍射光栅包括正弦形状。6.根据权利要求2所述的方法，其中：所述照射束是线性偏振的；并且所述照射束的电场相对于光栅线形成介于0度与90度之间的角度。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述照射束是圆偏振的或是椭圆偏振的。8.一种系统，包括：第一光学系统和第二光学系统，其中：所述第一光学系统被配置成朝向对准目标引导具有第一偏振态的照射束并且将具有第二偏振态的衍射束从所述对准目标引导至所述第二光学系统；并且所述第二光学系统被配置成将所述衍射束拆分成第...
【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：ASML控股股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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