[发明专利]独立于偏振的干涉仪

说明书

设备、系统和方法用于使用独立于偏振的干涉仪来检测衬底上的特征的对准。设备、系统和方法包括接收从衬底上的标记衍射或散射的光的光学元件。光学元件可以将衍射光分裂成由一个或多个检测器进行检测的多个子光束。衍射光可以可选地或者在检测之后的处理期间进行组合。系统可以基于具有任何偏振角度或状态的接收到的衍射光来确定对准和/或重叠。

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年10月9日提交的美国临时申请61/888,803的权益，并且该申请通过整体引用合并于此。

技术领域

本公开涉及诸如在光刻工艺中使用的对准传感器和对准方法。

背景技术

光刻设备是将期望的图案施加到衬底上、通常是到衬底的目标部分上的机器。例如在集成电路(IC)的制造中可以使用光刻设备。在该实例中，备选地称作掩模或掩模版的图案形成装置可以用来生成待形成在IC的各个层上的电路图案。该图案可以被转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括裸片的一部分、一个或几个裸片)上。图案的转移典型地是凭借成像到设置在衬底上的一层辐射敏感材料(抗蚀剂)上。一般情况下，单个衬底将包含被相继地形成图案的相邻的目标部分的网络。已知的光刻设备包括所谓的步进器，其中通过使整个图案一次曝光到目标部分上而对各目标部分进行辐照，和所谓的扫描器，其中通过借助在给定方向(“扫描”方向)上的辐射束扫描图案同时平行于或反平行于该方向同步地扫描衬底而对各目标部分进行辐照。也可以通过将图案压印到衬底上而使图案从图案形成装置转移至衬底。

典型地，对准标记被设置在衬底上以将形成在衬底上的特征精确地定位。对准传感器对标记(例如对准标记的位置或对准标记的形状)进行测量。测量还可以生成关于工艺变化(例如，层厚度变化、层电容率变化、焦点变化、剂量变化等)的信息。光刻设备使用测量将特征精确地定位。取决于传感器，X、Y测量一起进行或者单独地进行。在一个示例中，可以在对准传感器中使用自参考干涉仪。

另一对准技术包括由较高/非零的衍射阶(例如，第+1和第-1衍射阶)来照射对准标记并获得干涉图案，其中第0阶被阻挡。这有时被称作暗场检测。但是第1阶衍射效率随着对准标记对比度减小而减小，即第1阶信号越来越弱。另外，较高/非零衍射阶(例如，第+1和第-1衍射阶)的偏振必须以45度定向偏振以便创建来自衍射辐射的相等强度的两个图像。

发明内容

期望提供一种对具有任何偏振角度和/或状态的衍射辐射进行测量、即独立于偏振的对准传感器。

在一个实施例中，一种光刻设备包括被配置成调节辐射束的照射系统、被配置成保持着具有标记的衬底的衬底台和被配置成将辐射束投影到衬底上的投影系统。光刻设备还包括被配置成沿着穿过光学系统的光学路径接收来自标记的具有任何偏振的衍射或散射的辐射束并且输出第一和第二光束的光学系统。光学系统包括沿着光学路径设置的干涉测量子系统。干涉测量子系统包括被配置成使衍射或散射的辐射束分裂以形成第一和第二光束的分束器。光学系统还包括被配置成基于第一和第二光束来检测包含关于标记的位置的信息的相应的第一和第二对准信号的检测器子系统。

在进一步的实施例中，一种对准传感器包括被配置成沿着穿过光学系统的光学路径接收来自衬底的表面的具有任何偏振的衍射或散射的辐射束并且输出第一和第二复合光束的光学系统。光学系统包括沿着光学路径设置的干涉测量子系统。干涉测量子系统包括不影响衍射或散射的辐射束的偏振的基本上非偏振的分束器。非偏振型分束器被配置成使衍射或散射的辐射束分裂以形成第一和第二复合光束。光学系统还包括沿着穿过光学系统的光学路径设置的检测器子系统。检测器子系统被配置成基于对应的第一和第二复合光束来检测包含关于标记的位置的信息的相应的第一和第二对准信号。