光刻设备、量测系统、照射开关及其方法技术方案

一种系统，包括：照射系统、光学元件、开关元件和检测器。照射系统包括生成辐射束的宽带光源。色散光学元件接收辐射束并且生成多个光束，该多个光束具有比宽带光源窄的带宽。光开关接收多个光束并且将多个光束中的每个光束发射到传感器阵列的多个对准传感器中的相应的一个对准传感器。检测器接收从传感器阵列返回的辐射，并且基于所接收的辐射生成测量信号。号。号。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光刻设备、量测系统、照射开关及其方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年6月23日提交的美国临时专利申请号63/042，753的优先权，该申请通过引用整体并入本文。


[0003]本公开涉及具有集成光学器件的量测系统，例如，具有集成光子器件的照射系统，该集成光子器件用在用于检查光刻工艺和晶片对准的量测系统中。

技术介绍

[0004]光刻设备是将所期望的图案施加到衬底上，通常施加到衬底的目标部分上的机器。光刻设备可以用于例如集成电路(IC)的制造中。在这种情况下，图案形成装置(备选地被称为掩模或中间掩模版)可以用于生成将在IC的单个层上形成的电路图案。可以将此图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括一个或若干个管芯的一部分)上。图案的转移通常经由成像到被设置在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。通常，单个衬底将包含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，其中通过一次将整个图案曝光到目标部分上来辐照每个目标部分；以及所谓的扫描仪，其中通过在给定方向(“扫描”方向)上通过辐射束扫描图案，同时平行或反平行于该扫描方向同步地扫描目标部分来辐照每个目标部分。还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移到衬底。
[0005]另一种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这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顺序地形成不同的层。相应地，有必要相对于在其上形成的现有图案以高精确度定位衬底。通常，对准标记被放置在将被对准的衬底上，并且相对于第二物体定位。光刻设备可以使用对准装置以用于检测对准标记的位置并且用于使用对准标记来对准衬底以确保来自掩模的精确曝光。两个不同层的对准标记之间的未对准被测量为叠加误差。
[0007]为了监控光刻工艺，测量图案化衬底的参数。参数可以包括例如在图案化衬底中或其上形成的连续层之间的叠加误差和显影光敏抗蚀剂的临界线宽。该测量可以在产品衬底和/或专用量测目标上执行。存在各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。一种快速和非侵入形式的专用检查工具是散射计，其中辐射束被引导到衬底表面上的目标上，并且测量散射或反射光束的特性。通过比较光束在被衬底反射或散射之前和之后的特性，可以确定衬底的特性。例如，这可以通过将反射光束与存储在与已知衬底特性相关的已知测量库中的数据进行比较来实现。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作为角度的函数的散射辐射的
强度。
[0008]这种光散射仪可以用于测量参数，诸如显影光敏抗蚀剂的临界尺寸或在图案化衬底中或其上形成的两层之间的叠加(OV)误差。可以通过比较光束在被衬底反射或散射之前和之后的照射光束的特性来确定衬底的特性。
[0009]随着IC变得更小并且被更密集地封装，因此也增加了每个晶片必须被检查的特征的数目。期望提高量测系统的能力，以便跟上当前的大批量制造速率并且提高当前可获得的生产速度。

技术实现思路

[0010]相应地，需要提供能够快速地并且准确地测量大量光刻特征的量测工具。量测解决方案可以包括例如增加同时测量的数目和/或增加测量的速度。
[0011]在一些实施例中，系统包括照射系统、光学元件、开关元件和检测器。照射系统包括生成辐射束的宽带光源。色散光学元件接收辐射束并且生成多个光束，该多个光束具有比宽带光源窄的带宽。光开关接收多个光束并且将多个光束中的每个光束发射到传感器阵列的不同对准传感器。检测器接收从传感器阵列返回的辐射，并且基于所接收的辐射生成测量信号。
[0012]下面参考附图详细描述本公开的另外的特征以及各种实施例的结构和操作。应注意，本专利技术不限于本文所述的特定实施例。本文提出的此类实施例仅用于说明的目的。基于本文所包含的教导，附加的实施例对于相关(多个)领域的技术人员是显而易见的。
附图说明
[0013]并入本文并且形成说明书的一部分的附图图示了本公开，并且与说明书一起进一步用于解释本公开的原理，并且使得相关(多个)领域的技术人员能够制造和使用本文所述的实施例。
[0014]图1A示出了根据一些实施例的反射光刻设备的示意图。
[0015]图1B示出了根据一些实施例的透射光刻设备的示意图。
[0016]图2示出了根据一些实施例的反射光刻设备的更详细的示意图。
[0017]图3示出了根据一些实施例的光刻单元的示意图。
[0018]图4A和图4B示出了根据一些实施例的对准装置的示意图。
[0019]图5A
‑
5C示出了根据一些实施例的量测系统的示意图。
[0020]图6示出了根据一些实施例的照射系统的示意图。
[0021]图7示出了根据一些实施例的光色散系统的示意图。
[0022]图8示出了根据一些实施例的光色散系统的示意图。
[0023]图9图示了根据一些实施例的交换架构。
[0024]图10图示了根据一些实施例的光学架构的实施方式。
[0025]图11示出了根据一些实施例的用于执行本文所述的实施例的功能的方法步骤。
[0026]从以下结合附图阐述的详细描述中，本公开的特征将变得更加显而易见，在附图中类似的附图标记始终标识对应的元件。在附图中，类似的附图标记通常指示相同、功能类似和/或结构类似的元件。附加地，通常，附图标记的最左边的(多个)数字标识附图标记首
次出现的附图。除非另有说明，贯穿本公开提供的附图不应被解释为按比例绘制的附图。
具体实施方式
[0027]本说明书公开了并入本公开的特征的一个或多个实施例。所公开的(多个)实施例作为示例被提供。本公开的范围不限于所公开的(多个)实施例。所要求保护的特征由所附权利要求限定。
[0028]所描述的(多个)实施例以及说明书中对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例实施例”等的引用指示所描述的(多个)实施例可以包括特定特征、结构或特性，但是每个实施例可能不一定包括特定特征、结构或特性。此外，这些短语不一定指代同一实施例。进一步地，当结合一个实施例描述特定特征、结构或特性时，应理解，无论是否明确描述，结合其它实施例实现这种特征、结构或特性在本领域技术人员的知识范围内。
[0029]为了便于描述，本文可以使用空间上相对的术语，诸如“在底下”、“在下面”、“下面的”，“在上面”，“在
…
上”、“上面的”等，以描述如图所示的一个元件或特征与另一个元件或特征的关系。除图中所示的取向之外，空间上相对的术语旨在包含使用或操作中的设备的不同取向。设备可以以其他方式定向(旋转90度或在其他取向处)并且本文使用的空间上相对的描述符可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种系统，包括：照射系统，所述照射系统包括被配置为生成辐射束的宽带光源；色散光学元件，被配置为接收所述辐射束并且生成多个光束，所述多个光束具有比所述宽带光源窄的带宽；光开关，被配置为接收所述多个光束，并且将所述多个光束中的每个光束发射到传感器阵列的多个对准传感器中的相应的一个对准传感器；以及处理电路系统，被配置为接收从所述传感器阵列返回的辐射，并且基于所接收的所述辐射生成测量信号。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个光束中的每个光束对应于不同的波段。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述处理电路系统还被配置为将对应于切换操作的信号传达给所述光开关，以将所述多个光束中的一个或多个光束重新路由到所述传感器阵列中的所述多个传感器中的一个不同传感器。4.根据权利要求2所述的系统，其中所述光开关还被配置为同时发射所述多个光束中的每个光束。5.根据权利要求2所述的系统，其中所述光开关的输出的数目对应于所述传感器阵列中的对准传感器的数目。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个光束包括：第一光束和第二光束，所述第一光束具有第一波段，所述第二光束具有第二波段，并且所述第一波段和所述第二波段包括共享波长。7.根据权利要求1所述的系统，其中所述照射系统还被配置为在大约200nm
‑
2000nm之间的宽波长范围内工作，并且其中所述多个光束在所述宽波长范围内。8.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个光束中的至少一个光束具有大约20nm宽或更小的波段。9.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个光束中的至少一个光束具有大约1nm宽或更小的波段。10.根据权利要求1所述的系统，其中所述光开关元件是微机电系统(MEMS)光开关。11.根据权利要求1所述的系统，其中所述色散光学元件包括光学环形谐振器。12.根据权利要求1所述的系统，其中所述照射系统的至少一部分包括集成光子器件，所述集成光子器件至少包括所述光源、所述色散光学元件和所述光开关元件。13.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统具有小于大约2000mm2、1000mm2、500mm2、100mm...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：ASML荷兰有限公司，
类型：发明
国别省市：