具有内置同轴照射的光刻预对准成像传感器制造技术

披露了一种图案形成装置预对准传感器系统。所述系统包括至少一个照射源，所述至少一个照射源被配置成提供沿法线方向朝向图案形成装置的入射束。所述系统还包括沿所述法线方向的物镜组通路，所述物镜组通路被配置成从所述图案形成装置接收0阶折射束。所述系统还包括第一光反射器，所述第一光反射器被配置成对0阶折射束进行重定向以形成第一回射束。所述系统还包括第一图像透镜组通路，所述第一图像透镜组通路被配置成将所述第一回射束传输到第一光传感器。所述第一光传感器被配置成检测所述第一回射束以确定所述图案形成装置的部位特征。位特征。位特征。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有内置同轴照射的光刻预对准成像传感器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年6月9日递交的美国临时专利申请号63/036,645的优先权，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]本专利技术涉及具有内置同轴照射的预对准成像传感器，所述预对准成像传感器可以用于例如光刻设备中。

技术介绍

[0004]光刻设备是一种将期望的图案施加至衬底(通常是在衬底的目标部分上)上的机器。光刻设备可以被用于例如集成电路(IC)或设计成具有功能的其它器件的制造中。在这种情况下，图案形成装置(可替代地被称为掩模或掩模版)可以被用于产生待形成在设计成具有功能的器件的单层上的电路图案。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。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该方向同步地扫描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。
[0005]制造器件(诸如半导体器件)典型地涉及使用多个制备过程处理衬底(例如，半导体晶片)，以形成所述器件的各个特征和通常多个层。这些层和/特征典型地使用例如沉积、光刻术、蚀刻、化学机械抛光、离子注入来制造和处理。可以在衬底上的多个管芯上制作多个器件，然后将它们分成单独的器件。这种器件制造过程可以被认为是图案化过程。图案化过程涉及图案转印步骤，诸如使用光刻设备的光学和/或纳米压印光刻，以将图案转印到衬底上，并且典型地但可选地涉及一个或更多个有关的图案处理步骤，诸如通过显影设备进行抗蚀剂显影、使用焙烤工具来焙烤所述衬底、由蚀刻设备蚀刻所述图案等。另外，一个或更多个量测过程被包含于所述图案化过程中。
[0006]在图案化过程期间的各个步骤处使用量测过程以监测和/或控制所述过程。例如，量测过程被用于测量衬底的一个或更多个特性，诸如在所述图案化过程期间形成在所述衬底上的特征的相对位置(例如，配准、重叠、对准等)或尺寸(例如，线宽、临界尺寸(CD)、厚度等)，使得例如所述图案化过程的性能可以根据所述一个或更多个特性来确定。如果所述一个或更多个特性是不可接受的(例如，在特性的预定范围之外)，则所述图案化过程的一个或更多个变量可以例如基于所述一个或更多个特性的测量结果来设计或变更，使得由所述图案化过程制造的衬底具有可接受的特性。
[0007]随着光刻和其它图案化过程技术的进步，功能元件的尺寸已经持续减小而每器件
的所述功能元件(诸如晶体管)的量在上方几十年来稳定地增加。同时，在重叠、临界尺寸(CD)等方面的准确性即精度的要求变得越来越严格。误差(诸如重叠中的误差、CD中的误差等)将不可避免地在所述图案化过程中产生。例如，成像误差可能由光学像差、图案形成装置加热、图案形成装置误差、和/或衬底加热所产生，并且可以依据例如重叠、CD等来表征。另外或替代地，误差可能在所述图案化过程的其它部分中(诸如在蚀刻、显影、焙烤等中)被引入，并且类似地可以依据例如重叠、CD等来表征。所述误差可能在所述器件的功能方面导致问题，包括所述器件的功能失效、或功能器件的一个或更多个电气问题。因此，期望能够表征这些误差中的一个或更多个误差，并且采取措施对图案化过程进行设计、修改、控制等，以减少或最小化这些误差中的一个或更多个误差。
[0008]可能产生的一个这样的误差涉及将所述图案形成装置转移到对应的图案形成装置静电卡盘并且连同所述对应的图案形成装置静电卡盘一起转移。如果所述图案形成装置和图案形成装置静电卡盘的相对倾斜不合适，则这种转移可能导致对图案形成装置、卡盘、或这两者的潜在损坏。例如，图案形成装置的机械和定位公差即容许度的变化会导致高的拐角部冲击和与静电卡盘的不可预测的第一接触点，因而潜在地损坏其中一者或两者。
[0009]此外，所述图案形成装置的相对倾斜、和/或由倾斜的图案形成装置在其被转移至静电卡盘时所引起的损坏也可能导致图案形成过程中的潜在不准确性，这可能导致损坏的或不执行的电路。如此，由于装备的损坏、低效的处理、浪费、和处理延迟，这些误差也可能导致增加成本。

技术实现思路

[0010]因此，需要提供一种图案形成装置的预对准图像传感器，以在转移操作期间保护所述图案形成装置和静电卡盘，并且进一步确保图案化准确度。
[0011]在一些实施例中，所披露的图案形成装置预对准传感器系统包括：至少一个照射源，所述至少一个照射源被配置成提供沿法线方向朝向图案形成装置的入射束；沿所述法线方向的物镜组通路，所述物镜组通路被配置成从所述图案形成装置接收0阶折射束；第一光反射器，所述第一光反射器被配置成对0阶折射束进行重定向以形成第一回射束；以及第一图像透镜组通路，所述第一图像透镜组通路被配置成将所述第一回射束传输到第一光传感器。所述第一光传感器被配置成检测所述第一回射束以确定所述图案形成装置的部位特征。
[0012]在一些实施例中，所述至少一个照射源包括第一照射源，所述第一照射源被布置成靠近于所述第一光反射器，并且被配置成沿所述物镜组通路发射所述入射束。
[0013]在一些实施例中，所述至少一个照射源包括靠近于所述第一图像透镜组通路布置的第一照射源；以及所述第一图像透镜组通路包括第一源反射器，所述第一源反射器被配置成将从所述第一照射源发射的入射光重定向到沿第一图像透镜组通路的方向。
[0014]在一些实施例中，所述第一光反射器包括第一分束器；以及所述系统还包括：下物镜组通路，所述下物镜组通路被配置成接收来自所述第一分束器的所述0阶折射束；第二光反射器，所述第二光反射器被配置成对所述0阶折射束进行重定向以形成第二回射束；以及第二图像透镜组通路，所述第二图像透镜组通路被配置成将所述第二回射束传输到第二光传感器。所述第二光传感器被配置成检测所述第二回射束以确定所述图案形成装置的另外
的部位特征。
[0015]在一些实施例中，所述第一光传感器和所述第二光传感器被配置成检测所述第一回射束和所述第二回射束以确定所述图案形成装置的X
‑
Y平面部位特征和旋转特征。
[0016]在一些实施例中，所述至少一个照射源包括第一照射源，所述第一照射源被布置成靠近于所述第二光反射器，并且被配置成沿所述下物镜组通路发射所述入射束。
[0017]在一些实施例中，所述第一照射源同时地照射所述第一透镜组通路和第二图像透镜组通路。
[0018]在一些实施例中，所述至少一个照射源还包括第二照射源，所述第二照射源被布置成靠近于所述第二光反射器，并且被配置成沿所述下物镜组通路发射所述入射束；以及所述第一照射源和所述第二照射源产生不同的波长。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种图案形成装置预对准传感器系统，包括：至少一个照射源，所述至少一个照射源被配置成提供沿法线方向朝向图案形成装置的入射束；沿所述法线方向的物镜组通路，所述物镜组通路被配置成从所述图案形成装置接收0阶折射束；第一光反射器，所述第一光反射器被配置成对0阶折射束进行重定向以形成第一回射束；以及第一图像透镜组通路，所述第一图像透镜组通路被配置成将所述第一回射束传输到第一光传感器；其中所述第一光传感器被配置成检测所述第一回射束以确定所述图案形成装置的部位特征。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个照射源包括第一照射源，所述第一照射源被布置成靠近于所述第一光反射器，并且被配置成沿所述物镜组通路发射所述入射束。3.根据权利要求1所述的系统，其中：所述至少一个照射源包括靠近于所述第一图像透镜组通路布置的第一照射源；以及所述第一图像透镜组通路包括第一源反射器，所述第一源反射器被配置成将从所述第一照射源发射的入射光重定向到沿第一图像透镜组通路的方向。4.根据权利要求1所述的系统，其中：所述第一光反射器包括第一分束器；以及所述系统还包括：下物镜组通路，所述下物镜组通路被配置成接收来自所述第一分束器的所述0阶折射束；第二光反射器，所述第二光反射器被配置成对所述0阶折射束进行重定向以形成第二回射束；以及第二图像透镜组通路，所述第二图像透镜组通路被配置成将所述第二回射束传输到第二光传感器；其中所述第二光传感器被配置成检测所述第二回射束以确定所述图案形成装置的另外的部位特征。5.根据权利要求4所述的系统，其中：所述第一光传感器和所述第二光传感器被配置成检测所述第一回射束和所述第二回射束以确定所述图案形成装置的X
‑
Y平面部位特征和旋转特征。6.根据权利要求4所述的系统，其中：所述至少一个照射源包括第一照射源，所述第一照射源被布置成靠近于所述第二光反射器，并且被配置成沿所述下物镜组通路发射所述入射束。7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述第一照射源同时地照射所述第一透镜组通路和第二图像透镜组通路。8.根据权利要求6所述的系统，其中：所述至少一个照射源还包括第二照射源，所述第二照射源被布置成靠近于所述第二光
反射器，并且被配置成沿所述下物镜组通路发射所述入射束；以及所述第一照射源和所述第二照射源产生不同的波长。9.根据权利要求4所述的系统，其中，所述至少一个照射源包括：第一照射源，被布置成靠近于所述第一图像透镜组通路；和第二照射源，被布置成靠近于所述第二图像透镜组通路；其中：所述第一图像透镜组通路包括第一源反射器，所述第一源反射器被配置成将从所述第一照射源发射的入射光重定向到沿所述第一图像透镜组通路的第一方向；以及所述第二图像透镜组通路包括第二源反射器，所述第二源反射器被配置成将从所述第二照射源发射的入射光重定向到沿所述第二图像透镜组通路的第二方向。10.根据权利要求9所述的系统，其中：所述第一照射源和所述第二照射源产生不同的波长。11.根据权利要求4所述的系统，还包括：第三光反射器，所述第三光反射器被配置成对所述0阶折射束进行重定向以形成第三回射束；和第三图像透镜组通路，所述第三图像透镜组通路包括被配置成将所述第三回射束聚焦到第三光传感器的准直器；其中，所述第三光传感器被配置成检测被聚焦的第三回射...

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