[发明专利]用于工艺灵敏度补偿的对准传感器装置

说明书

对准传感器装置包括照射系统、第一光学系统、第二光学系统、检测器系统和处理器。照射系统被配置为沿照射路径透射照射光束。第一光学系统被配置为朝向衬底上的衍射目标透射照射光束。第二光学系统包括第一偏振光学器件，该第一偏振光学器件被配置为分离并且透射辐照度分布的。检测器系统被配置为基于从第一偏振分支和第二偏振分支输出的辐照度分布来测量衍射目标的重心。处理器被配置为测量由衍射目标中的不对称性变化引起的衍射目标的重心的偏移，并且基于重心偏移来确定对准传感器装置的传感器响应函数。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年4月26日提交的美国临时专利申请第62/662,976号，以及于2019年1月22日提交的美国临时专利申请第62/795,174号的优先权，这两个申请通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开涉及对准装置和系统，例如，用于光刻装置和系统的对准传感器装置。

背景技术

光刻装置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。光刻装置可以被用于例如集成电路(IC)的制造中。在该情况下，图案化装置(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。已知的光刻装置包括：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化装置转印到衬底上。

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。

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。光刻装置可以使用对准装置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。

为了监测光刻工艺，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工艺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。通过比较光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，这可以通过将反射光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。

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)。可以通过比较照射光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。