用于感测对准标记的设备制造技术

用于感测多个对准标记的设备和方法，其中检测器的光轴被分成多个轴线，每个轴线可以实质上同时检测单独的对准标记以产生可以随后被复用并且被呈现给单个检测器或多个检测器的信号，因而允许更快速地检测多个标记。因而允许更快速地检测多个标记。因而允许更快速地检测多个标记。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于感测对准标记的设备
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年2月05日递交的美国临时专利申请号62/970,481的优先权，并且所述美国临时专利申请的全部内容通过引用而被合并入本文中。


[0003]本公开涉及使用光刻技术的器件制造。具体地，本公开涉及感测和分析衬底上的对准标记以表征和控制半导体光刻过程。

技术介绍

[0004]光刻设备可以被用于集成电路(IC)的制造中。用于该应用下，可以将替代地称为掩模或掩模版的图案形成装置用于产生要在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，包括一部分管芯、一个或若干个管芯)上。典型地，通过将图案成像到设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上进行图案的转印。通常，单个衬底将包含被连续图案化的相邻目标部分的网格。
[0005]已知的光刻设备包括所谓的步进器和所谓的扫描器，在步进器中，通过将整个图案一次曝光到目标部分上来辐照每个目标部分，在扫描器中，通过在辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描图案的同时平行或反向平行于这个方向同步地扫描所述衬底来辐照每个目标部分。还可以通过将图案压印到衬底上而将图案从图案形成装置转印到衬底上。
[0006]IC被逐层建立，并且现代IC可以具有30或更多层。产品上重叠(OPO)是系统的将这些层准确地印制到彼此顶部的能力的量度。同一层上的连续层或多个过程必须与先前层准确地对准。否则，各结构之间的电接触将较差并且所得到的器件将无法按规格执行。良好的重叠会改善期间产率并且使较小产品图案能够被印制。形成在所述被图案化的衬底中或其上的连续层之间的重叠误差由所述光刻设备的曝光设备的各个部分或部件来控制。
[0007]过程引发的晶片误差是OPO性能的重要障碍。由于印制图案的复杂性以及印刷层数的增加而导致了过程引发的误差。这种误差具有相对高的空间变化：在给定的晶片内，这种变化随晶片不同而不同。.
[0008]为了控制光刻过程以将器件特征准确地放置在衬底上，通常在例如衬底上提供一个或更多个对准标记，并且光刻设备包括一个或更多个对准传感器，可以利用该对准传感器精确地测量标记的位置。对准传感器可以有效地作为位置测量设备。从不同时间和不同制造商已知了不同类型的标记和不同类型的对准传感器。在场内测量若干对准标记的相对位置能够校正过程引发的晶片误差。场内的对准误差变化能够用于拟合用于校正场内的OPO的模型。
[0009]已知光刻设备使用多个对准系统将衬底相对于光刻设备对准。例如，可以使用任何类型的对准传感器来获得数据，例如，SMASH(SMart Alignment Sensor Hybrid)传感器，如在2005年11月1日公布的标题为“Lithographic Apparatus,Device Manufacturing Method,and Device Manufactured Thereby”的美国专利号6,961,116中所描述的，该美国
专利的全部内容由此通过引用的方式并入，其采用具有单个检测器和四个不同波长的自参考干涉仪，并在软件中提取对准信号；或者，ATHENA(Advanced Technology using High order ENhancement of Alignment)，如在2001年10月2日公布的标题为“Lithographic Projection Apparatus with an Alignment System for Aligning Substrate on Mask”的美国专利号6,297,876中所描述的，该美国专利的全部内容由此通过引用的方式并入，其将七个衍射阶中的每一个引导至专用检测器；或ORION传感器，其每个可用信号(颜色)使用多个偏振。
[0010]特别参考2008年3月5日授权的标题为“Lithographic Apparatus and Device Manufacturing Method”的欧洲申请号EP 1 372 040 A1，该文献的全部内容由此通过引用的方式并入。EP 1 372 040 A1描述了一种使用自参考干涉仪的对准系统，其产生对准标识的两个叠置图像。这两个图像相对于彼此旋转了180
°
。EP 1 372 040 A1还描述了在光瞳平面中检测这两个图像的干涉傅里叶变换的强度变化。这些强度变化对应于两个图像的不同衍射阶之间的相位差，并且从该相位差导出位置信息，这是对准过程所需要的。还参考于2013年12月17日公布的标题为“Self
‑
Referencing Interferometer,Alignment System,and Lithographic Apparatus”的美国专利号8,610,898，该美国专利的全部内容由此通过引用的方式并入。
[0011]对准传感器(诸如SMASH、Athena和ORION)当前测量呈划道标记的形式的对准标记以找到对准位置。根据此对准位置来确定晶片栅格。准确的晶片栅格降低重叠误差的可能性。对准标记的密集样本可以帮助减小场内误差。
[0012]因而，存在能够测量较大数目个标记的潜在益处(诸如例如用以对准场内问题的能力)。然而，典型地常规的传感器被限于测量约四十个标记对，因为它们连续地逐个测量标记，并且较大数目个对导致了不可接受的时间惩罚即时间损失。通过增加扫描速度来减轻该时间惩罚的能力被限制，因为增加扫描速度会引起动态问题。
[0013]因而，期望能够测量更多对准标记而不必增加扫描速度。

技术实现思路

[0014]以下给出了一个或更多个实施例的简化概述，以便提供对实施例的基本理解。该概述不是所有预期实施例的详尽概述，并且并非旨在标识所有实施例的关键或重要元件，也不旨在描绘任何或所有实施例的范围。其唯一目的是以简化形式呈现一个或更多个实施例的一些构思，作为稍后呈现的更详细描述的序言。
[0015]根据实施例的一方面，所述传感器的光轴被分割，使得所述传感器可以同时地收集来自所述晶片上的多个位置的信息。对准传感器的轴线可以被概念化为假想线，图像围绕所述假想线发生转动。所述对准传感器使它们的测量相对于此轴线进行。对于包括呈自参考干涉仪的形式的干涉仪的系统(诸如SMASH和ORION传感器)，此轴线可以从所述自参考干涉仪通过所述光学系统的物镜被投影回到所述晶片，所述光学系统用于收集由所述对准标记衍射的光。
[0016]根据实施例的一方面，所述干涉仪的所述轴线例如由分束器拆分成多个不同轴线。所述轴线可以例如被拆分成三个轴线，但是这仅是示例并且所述轴线可以被拆分成更大数目个轴线。所述多个轴线中的每个轴线具有它们的自身的物镜并且可以具有它们的自
身的照射。来自相应对准标记的信号到达共同的检测器。所述信号被解复用以从所述晶片上的三个对准标记分离对准信息。
[0017]根据实施例的一个方面，披露了一种用于感测多个对准标记的设备，所述设备包括：照射系统，所述照射本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于感测多个对准标记的设备，所述设备包括：照射系统，所述照射系统被布置成提供多个光束以照射所述多个对准标记中的相应对准标记；衍射光收集光学系统，所述衍射光收集光学系统被布置成收集来自从所述多个对准标记中的相应对准标记衍射的多个衍射光束的衍射光；干涉仪，所述干涉仪被布置成接收由所述光收集系统收集的所述衍射光并且被配置成基于所述衍射光来产生光学输出；以及检测系统，所述检测系统被布置成接收所述光学输出并且被配置成基于所述光学输出来产生电信号。2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述照射系统包括：照射源，所述照射源用于产生源光束；和多个分束器，所述多个分束器被布置成接收所述源光束、透射所述源光束的透射部分、并且朝向所述多个对准标记中的相应对准标记重定向所述源光束的重定向部分。3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述照射系统被布置成提供所述多个光束以提供对所述多个对准标记中的相应对准标记的同轴照射。4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述照射系统被布置成提供所述多个光束以提供对所述多个对准标记中的相应对准标记的离轴照射。5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述多个对准标记包括第一对对准标记和第二对对准标记，所述第一对对准标记中的每个对准标记包括具有第一节距的第一光栅，所述第二对对准标记中的每个对准标记包括具有与所述第一节距不同的第二节距的第二光栅，并且其中所述设备还包括解复用器，所述解复用器被配置成基于与所述第一节距不同的所述第二节距来解复用由所述第一光栅衍射的光和由所述第二光栅衍射的光。6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述解复用器被配置成通过相对于由所述第二光栅衍射的光的光瞳位置偏移由所述第一光栅衍射的光的光瞳位置来解复用由所述第一光栅衍射的光和由所述第二光栅衍射的光。7.根据权利要求5所述的设备，其中，由所述第一光栅解复用器衍射的光的第一光学输出具有第一频率并且由所述第二光栅解复用器衍射的光的第二光学输出具有与所述第一频率不同的第二频率，并且其中所述解复用器被配置成基于所述第一频率和所述第二频率来解复用由所述第一光栅衍射的光和由所述第二光栅衍射的光。8.根据权利要求1所述的设备，还包括：用于引起所述多个对准标记与所述衍射光收集光学系统的相对运动的装置；和解复用器，所述解复用器被配置成基于由所述检测系统接收到所述光学信号的计时来解复用由所述多个对准标记衍射的光。9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述衍射光收集光学系统还包括光学部件，所述光学部件被布置成在相应衍射光束之间产生相对于传播方向的侧向的物理分离，并且其中所述设备还包括解复用器，所述解复用器被配置成基于由所述多个对准标记衍射的光的侧向位置来解复用由所述多个对准标记衍射的光。10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述照射系统包括多个照射源，所述多个照射源被布置成提供所述多个光束中的相应光束以照射所述多个对准标记中的相应对准标记。
11.根据权利要求10所述的设备，还包括控制回路，所述控制回路被布置成在相应的所述多个照射源照射所述多个对准标记中的相应对准标记时的时刻之间引起时间位移；和解复用器，所述解复用器被配置成基于由所述检测系统接收到所述光学信号的计时来解复用由所述多个对准标记衍射的光。12.根据权利要求10所述的设备，其中，所述多个照射源中的相应照射源适于提供多个光束，以利用所述多个光束...

【专利技术属性】
技术研发人员：K，
申请(专利权)人：ASML控股股份有限公司，
类型：发明
国别省市：