專利名稱：重疊測量設(shè)備、光刻設(shè)備和使用這種重疊測量設(shè)備的器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種重疊測量設(shè)備、光刻設(shè)備以及使用這種重疊測量設(shè)備制造器件的 方法。
背景技術(shù)：
光刻設(shè)備是一種將所需圖案應(yīng)用到襯底上，通常是襯底的目標(biāo)部分上的機(jī)器。例 如，可以將光刻設(shè)備用在集成電路(IC)的制造中。在這種情況下，可以將可選地稱為掩模 或掩模版的圖案形成裝置用于生成待形成在所述IC的單層上的電路圖案?？梢詫⒃搱D案 轉(zhuǎn)移到襯底(例如，硅晶片)上的目標(biāo)部分(例如，包括一部分管芯、一個或多個管芯)上。 所述圖案的轉(zhuǎn)移通常是通過將圖案成像到提供到襯底上的輻射敏感材料(抗蝕劑)層上。 通常，單個襯底將包含連續(xù)形成圖案的相鄰目標(biāo)部分的網(wǎng)絡(luò)。公知的光刻設(shè)備包括所謂的 步進(jìn)機(jī)，在所述步進(jìn)機(jī)中，通過將整個圖案一次曝光到所述目標(biāo)部分上來輻射每一個目標(biāo) 部分；以及所謂的掃描器，在所述掃描器中，通過輻射束沿給定方向(“掃描”方向)掃描所 述圖案、同時沿與該方向平行或反向平行的方向掃描所述襯底來輻射每一個目標(biāo)部分。也 可能通過將圖案壓印(imprinting)到襯底的方式從圖案形成裝置將圖案轉(zhuǎn)移到襯底上。在已知的角分辨散射測量系統(tǒng)中，重疊被測量成從襯底上的光柵反射的光的+1 和-1級衍射之間的強(qiáng)度差異。這需要具有大約300-1000nm量級的節(jié)距的相對粗糙的光柵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種光刻設(shè)備和器件制造方法，其中可以以盡可能接近的分辨率 水平實現(xiàn)重疊測量。在一個示例中，對于重疊分辨率零級衍射級是有效的。對于錐形衍射， 零級還顯示出不對稱，其可以理論上用于OV度量。然而，不對稱可能是極其小的(即使是 在使用UV波長的情況下)，這會使得測量易于受到傳感器不對稱的影響。在本發(fā)明的一個實施例中，提供一種重疊測量設(shè)備，包括偏振光源，用于使用偏 振光束照射樣品；光學(xué)系統(tǒng)，配置成捕獲由樣品散射的光，所述光學(xué)系統(tǒng)包括偏振器，用 于傳送與偏振光束的偏振方向正交的正交偏振分量；和檢測器，其測量正交偏振分量的強(qiáng) 度，其中重疊測量設(shè)備還包括連接至檢測器的處理單元，所述處理單元配置成使用從正交 偏振分量得出的不對稱數(shù)據(jù)僅處理用于重疊度量測量的正交偏振分量。在本發(fā)明的另一實施例中，提供一種光刻設(shè)備，包括這樣的重疊測量設(shè)備。在本發(fā)明的還一實施例中，一種器件制造方法，包括將圖案化的輻射束投影到襯 底上，其中所述方法包括用偏振光束照射樣品；捕獲由樣品散射的光；傳送與偏振光束的偏振方向正交的正交偏振分量；測量正交偏振分量的強(qiáng)度；和使用從正交偏振分量得出的 不對稱數(shù)據(jù)僅處理用于重疊度量測量的正交偏振分量。本發(fā)明的其他實施例、特征以及優(yōu)點以及這些不同的實施例的結(jié)構(gòu)和操作將在下 面參照附圖進(jìn)行詳細(xì)的描述。


下面僅通過示例的方式，參考附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行描述，其中示意性附圖 中相應(yīng)的標(biāo)記表示相應(yīng)的部件，在附圖中圖1示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的光刻設(shè)備；圖2示意地示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的重疊測量系統(tǒng)的示意圖；圖3示意地示出用在雙圖案化的襯底上的光柵結(jié)構(gòu)的截面圖；圖如和4b示出使用在圖2中的重疊測量系統(tǒng)中的圖3示出的結(jié)構(gòu)測量的平面和 交叉偏振光譜；圖5示出從圖4的光譜測量的交叉偏振器不對稱的相對量。本發(fā)明的一個或更多個實施例將在下文中參照附圖進(jìn)行描述。
具體實施例方式本說明書公開了并入本發(fā)明的特征的一個或更多個實施例。所公開的實施例僅給 出本發(fā)明的示例。本發(fā)明的范圍不限于所公開的實施例。本發(fā)明通過未決的權(quán)利要求進(jìn)行 限定。所述的實施例和在說明書中提到的“ 一個實施例”、“實施例”、“示例性實施例，，等 表示所述的實施例可以包括特定特征、結(jié)構(gòu)或特性，但是每個實施例不必包括一定包括特 定特征、結(jié)構(gòu)或特性。而且，這些段落不必指的是同一個實施例。此外，當(dāng)特定特征、結(jié)構(gòu)或 特性與實施例結(jié)合進(jìn)行描述時，應(yīng)該理解，無論是否明確描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以實現(xiàn)將 這些特征、結(jié)構(gòu)或特性與其他實施例結(jié)合。本發(fā)明實施例可以應(yīng)用到硬件、固件、軟件或其任何組合。本發(fā)明實施例還可以應(yīng) 用為存儲在機(jī)器可讀介質(zhì)上的指令，其可以通過一個或更多個處理器讀取和執(zhí)行。機(jī)器可 讀介質(zhì)可以包括任何用于以機(jī)器(例如計算設(shè)備)可讀形式存儲或傳送信息的機(jī)構(gòu)。例 如，機(jī)器可讀介質(zhì)可以包括只讀存儲器(ROM)；隨機(jī)存取存儲器(RAM)；磁盤存儲媒介；光 學(xué)存儲媒介；閃存設(shè)備；傳播信號的電、光、聲或其他形式(例如，載波、紅外信號、數(shù)字信號 等)，以及其他。此外，這里可以將固件、軟件、程序、指令描述成執(zhí)行特定操作。然而，應(yīng)該 認(rèn)識到，這些描述僅為了方便并且這些操作實際上由計算設(shè)備、處理器、控制器或其他執(zhí)行 所述固件、軟件、程序、指令等的設(shè)備來完成的。圖1示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的光刻設(shè)備。所述光刻設(shè)備包括照 射系統(tǒng)、支撐結(jié)構(gòu)、襯底臺和投影系統(tǒng)。照射系統(tǒng)(照射器)IL配置用于調(diào)節(jié)輻射束B (例 如UV輻射或DUV輻射)。支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺)MT構(gòu)造成支撐圖案形成裝置(例如掩 模)MA并與配置成根據(jù)特定參數(shù)精確地定位圖案形成裝置的第一定位裝置PM相連。襯底 臺(例如晶片臺)WT構(gòu)造成用于保持襯底(例如涂覆有抗蝕劑的晶片)W，并與配置用于根 據(jù)確定的參數(shù)精確地定位襯底的第二定位裝置PW相連。投影系統(tǒng)(例如折射式投影透鏡系統(tǒng))PS配置成用于將圖案形成裝置MA賦予輻射束B的圖案投影到襯底W的目標(biāo)部分C(例 如包括一根或多根管芯)上。照射系統(tǒng)可以包括各種類型的光學(xué)部件，例如折射型、反射型、磁性型、電磁型、靜 電型或其它類型的光學(xué)部件、或其任意組合，以引導(dǎo)、成形、或控制輻射。所述支撐結(jié)構(gòu)支撐，即承載圖案形成裝置的重量。支撐結(jié)構(gòu)以依賴于圖案形成裝 置的方向、光刻設(shè)備的設(shè)計以及諸如圖案形成裝置是否保持在真空環(huán)境中等其他條件的方 式保持圖案形成裝置。所述支撐結(jié)構(gòu)可以采用機(jī)械的、真空的、靜電的或其它夾持技術(shù)來保 持圖案形成裝置。所述支撐結(jié)構(gòu)可以是框架或臺，例如，其可以根據(jù)需要成為固定的或可移 動的。所述支撐結(jié)構(gòu)可以確保圖案形成裝置位于所需的位置上(例如相對于投影系統(tǒng))。 在這里任何使用的術(shù)語“掩模版”或“掩?！倍伎梢哉J(rèn)為與更上位的術(shù)語“圖案形成裝置”同 義。這里所使用的術(shù)語“圖案形成裝置”應(yīng)該被廣義地理解為表示能夠用于將圖案在 輻射束的橫截面上賦予輻射束、以便在襯底的目標(biāo)部分上形成圖案的任何裝置。應(yīng)當(dāng)注意， 被賦予輻射束的圖案可能不與在襯底的目標(biāo)部分上的所需圖案完全相符(例如如果該圖 案包括相移特征或所謂的輔助特征)。通常，被賦予輻射束的圖案將與在目標(biāo)部分上形成的 器件中的特定的功能層相對應(yīng)，例如集成電路。圖案形成裝置可以是透射式的或反射式的。圖案形成裝置的示例包括掩模、可編 程反射鏡陣列以及可編程液晶顯示(LCD)面板。掩模在光刻術(shù)中是公知的，并且包括諸如 二元掩模類型、交替型相移掩模類型、衰減型相移掩模類型和各種混合掩模類型之類的掩 模類型。可編程反射鏡陣列的示例采用小反射鏡的矩陣布置，每一個小反射鏡可以獨立地 傾斜，以便沿不同方向反射入射的輻射束。所述已傾斜的反射鏡將圖案賦予由所述反射鏡 矩陣反射的輻射束。這里使用的術(shù)語“投影系統(tǒng)”應(yīng)該廣義地解釋為包括任意類型的投影系統(tǒng)，包括折 射型、反射型、反射折射型、磁性型、電磁型和靜電型光學(xué)系統(tǒng)、或其任意組合，如對于所使 用的曝光輻射所適合的、或?qū)τ谥T如使用浸沒液體或使用真空之類的其他因素所適合的。 這里使用的術(shù)語“投影透鏡”可以認(rèn)為是與更上位的術(shù)語“投影系統(tǒng)”同義。如這里所示的，所述設(shè)備是透射型的(例如，采用透射式掩模)。替代地，所述設(shè)備 可以是反射型的(例如，采用如上所述類型的可編程反射鏡陣列，或采用反射式掩模)。所述光刻設(shè)備可以是具有兩個(雙臺)或更多襯底臺(和/或兩個或更多的掩模 臺)的類型。在這種“多臺”機(jī)器中，可以并行地使用附加的臺，或可以在一個或更多個臺 上執(zhí)行預(yù)備步驟的同時，將一個或更多個其它臺用于曝光。光刻設(shè)備也可以是這種類型，其中襯底的至少一部分被具有相對高的折射率的液 體(例如水)覆蓋，以便填充投影系統(tǒng)和襯底之間的空間。浸沒液體也可以應(yīng)用到光刻設(shè) 備的其他空間，例如掩模和投影系統(tǒng)之間的空間。公知地，浸沒技術(shù)可以用于提高投影系統(tǒng) 的數(shù)值孔徑。這里用到的術(shù)語“浸沒”不是指一個結(jié)構(gòu)(例如襯底)必須浸入到液體中，而 僅指的是在曝光過程中液體位于投影系統(tǒng)和襯底之間。參照圖1，所述照射器IL接收從輻射源SO發(fā)出的輻射束。該源SO和所述光刻設(shè) 備可以是分立的實體(例如當(dāng)該源為準(zhǔn)分子激光器時)。在這種情況下，不會將該源考慮成 形成光刻設(shè)備的一部分，并且通過包括例如合適的定向反射鏡和/或擴(kuò)束器的束傳遞系統(tǒng)BD的幫助，將所述輻射束從所述源SO傳到所述照射器IL。在其它情況下，所述源可以是所 述光刻設(shè)備的組成部分(例如當(dāng)所述源是汞燈時)?？梢詫⑺鲈碨O和所述照射器IL、以 及如果需要時設(shè)置的所述束傳遞系統(tǒng)BD —起稱作輻射系統(tǒng)。所述照射器IL可以包括用于調(diào)整所述輻射束的角強(qiáng)度分布的調(diào)整器AD。通常，可 以對所述照射器IL的光瞳平面中的強(qiáng)度分布的至少所述外部和/或內(nèi)部徑向范圍(一般 分別稱為σ-外部和ο-內(nèi)部)進(jìn)行調(diào)整。此外，所述照射器IL可以包括各種其它部件， 例如積分器IN和聚光器CO?？梢詫⑺稣丈淦饔糜谡{(diào)節(jié)所述輻射束，以在其橫截面中具有 所需的均勻性和強(qiáng)度分布。所述輻射束B入射到保持在支撐結(jié)構(gòu)(例如，掩模臺MT)上的所述圖案形成裝置 (例如，掩模MA)上，并且通過所述圖案形成裝置來形成圖案。已經(jīng)穿過掩模MA之后，所述 輻射束B通過投影系統(tǒng)PS，所述投影系統(tǒng)將輻射束聚焦到所述襯底W的目標(biāo)部分C上。通 過第二定位裝置PW和位置傳感器IF(例如，干涉儀器件、線性編碼器或電容傳感器)的幫 助，可以精確地移動所述襯底臺WT，例如以便將不同的目標(biāo)部分C定位于所述輻射束B的 路徑中。類似地，例如在從掩模庫的機(jī)械獲取之后，或在掃描期間，可以將所述第一定位裝 置PM和另一個位置傳感器(圖1中未明確示出)用于相對于所述輻射束B的路徑精確地 定位掩模MA。通常，可以通過形成所述第一定位裝置PM的一部分的長行程模塊(粗定位) 和短行程模塊(精定位)的幫助來實現(xiàn)掩模臺MT的移動。類似地，可以采用形成所述第二 定位裝置PW的一部分的長行程模塊和短行程模塊來實現(xiàn)所述襯底臺WT的移動。在步進(jìn)機(jī) 的情況下(與掃描器相反)，掩模臺MT可以僅與短行程致動器相連，或可以是固定的?？梢?使用掩模對準(zhǔn)標(biāo)記Ml、M2和襯底對準(zhǔn)標(biāo)記Pl、P2來對準(zhǔn)掩模MA和襯底W。盡管所示的襯 底對準(zhǔn)標(biāo)記占據(jù)了專用目標(biāo)部分，但是它們可以位于目標(biāo)部分之間的空間(這些公知為劃 線對齊標(biāo)記)中。類似地，在將多于一個的管芯設(shè)置在掩模MA上的情況下，所述掩模對準(zhǔn) 標(biāo)記可以位于所述管芯之間?？梢詫⑺镜脑O(shè)備用于以下模式中的至少一種中1.在步進(jìn)模式中，在將掩模臺MT和襯底臺WT保持為基本靜止的同時，將賦予所 述輻射束的整個圖案一次投影到目標(biāo)部分C上(即，單一的靜態(tài)曝光)。然后將所述襯底 臺WT沿X和/或Y方向移動，使得可以對不同目標(biāo)部分C曝光。在步進(jìn)模式中，曝光場的 最大尺寸限制了在單一的靜態(tài)曝光中成像的所述目標(biāo)部分C的尺寸。2.在掃描模式中，在對掩模臺MT和襯底臺WT同步地進(jìn)行掃描的同時，將賦予所述 輻射束的圖案投影到目標(biāo)部分C上(S卩，單一的動態(tài)曝光)。襯底臺WT相對于掩模臺MT的 速度和方向可以通過所述投影系統(tǒng)PS的(縮小)放大率和圖像反轉(zhuǎn)特征來確定。在掃描 模式中，曝光場的最大尺寸限制了單一動態(tài)曝光中所述目標(biāo)部分的寬度(沿非掃描方向)， 而所述掃描運(yùn)動的長度確定了所述目標(biāo)部分的高度(沿所述掃描方向)。3.在另一個模式中，將用于保持可編程圖案形成裝置的掩模臺MT保持為基本靜 止，并且在對所述襯底臺WT進(jìn)行移動或掃描的同時，將賦予所述輻射束的圖案投影到目標(biāo) 部分C上。在這種模式中，通常采用脈沖輻射源，并且在所述襯底臺WT的每一次移動之后、 或在掃描期間的連續(xù)輻射脈沖之間，根據(jù)需要更新所述可編程圖案形成裝置。這種操作模 式可易于應(yīng)用于利用可編程圖案形成裝置(例如，如上所述類型的可編程反射鏡陣列)的 無掩模光刻術(shù)中。
也可以采用上述使用模式的組合和/或變體，或完全不同的使用模式。圖2示意地示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的重疊測量設(shè)備10的示意圖。襯底W 設(shè)置有光柵或用于重疊測量的其他測量結(jié)構(gòu)。在光刻設(shè)備中有利地使用重疊測量設(shè)備10， 其布置成將圖案從圖案形成裝置轉(zhuǎn)移至襯底上。在示出的示例中，提供偏振光源3，其產(chǎn)生偏振光光束，例如線性偏振光，用于照射 樣品(例如襯底W)。在圖2的示意圖中，X和Y軸被示出，并且光束的偏振方向是沿Y方 向。光束被散射在樣品上，并且光學(xué)系統(tǒng)捕獲該散射光。在光學(xué)系統(tǒng)中，提供偏振器用于透 過與偏振光束的偏振方向正交的正交偏振分量。光束被弓I導(dǎo)朝向第一非偏振分束器4，其引導(dǎo)光束朝向具有高數(shù)值孔徑(例如，大 于大約0.9)的物鏡2。物鏡2將測量光斑投影到襯底W的表面上。在這個示例中，從晶片 W上的光柵上反射的零級衍射分量被接收回到物鏡2中，在此之后第一非偏振分束器4使光 束透射作為透射光束朝向第二非偏振分束器5。第一和第二非偏振分束器4、5的分束器軸 線相互垂直。例如，在圖2的示意圖中，第二非偏振分束器的軸線相對于第一非偏振分束器 4的軸線圍繞Y軸旋轉(zhuǎn)大約90°。非偏振分束器4、5是例如具有等于大約0.6的透射系數(shù) T和大約0. 3的反射系數(shù)R的分束器，因為這樣的值得到總的最高的光路效率。隨后，源自第二非偏振分束器5的分出的光束被引導(dǎo)至例如沃拉斯頓棱鏡 (ffollaston prism)形式的交叉偏振器6。這得到兩個空間分離的角分辨光譜，一個是平面 內(nèi)圖像，一個是交叉偏振圖像。交叉偏振圖像通過照相機(jī)7 (例如CCD或CMOS照相機(jī))檢 測，照相機(jī)7測量至少正交偏振分量的強(qiáng)度。這個數(shù)據(jù)在連接至照相機(jī)7的處理單元8中 進(jìn)一步處理。照相機(jī)7布置在重疊測量設(shè)備內(nèi)，以便將物鏡2的后焦平面成像在照相機(jī)7 的傳感器上。處理單元8使用源自交叉偏振圖像強(qiáng)度測量的不對稱數(shù)據(jù)進(jìn)一步僅處理交叉 偏振圖像(即，正交偏振分量)用于重疊度量測量。在還一實施例中，光學(xué)系統(tǒng)還包括可選的阻擋元件9(在圖2的示意圖中用虛線示 出)，其阻擋來自交叉偏振器6的平面內(nèi)圖像進(jìn)入檢測器7。在一個示例中，重疊測量設(shè)備10內(nèi)的散射儀布置可以適于通過測量反射光譜內(nèi) 的不對稱而測量兩個非對準(zhǔn)的周期結(jié)構(gòu)的重疊，所述不對稱與重疊的程度相關(guān)。散射儀布 置例如適于通過測量反射光譜和/或檢測結(jié)構(gòu)內(nèi)的不對稱來測量兩個非對準(zhǔn)光柵或周期 結(jié)構(gòu)的重疊，所述不對稱與重疊的程度相關(guān)?；趯ΨQ檢測結(jié)構(gòu)，基本上所有不對稱都是可 區(qū)分的。這提供直接的方法以測量光柵內(nèi)的不對準(zhǔn)。重疊度量是基于角散射光譜內(nèi)的不對稱的測量。對稱結(jié)構(gòu)得出對稱的角光譜，并 且目標(biāo)中的不對稱顯示成為角散射光譜中的不對稱。這種性質(zhì)是使用角分辨散射測量的重
疊度量的基礎(chǔ)。在另一實施例中，兩個重疊但不對準(zhǔn)的光柵包括用以形成一個合成的不對稱目標(biāo) 的條。角散射光譜中的最終的不對稱使用用于得出重疊的重疊測量設(shè)備10檢測。這種技 術(shù)在歐洲專利申請EP-A-1628164中詳細(xì)地描述，其通過參考全文并入。在一個示例中，本申請的重疊測量設(shè)備適于包括入射到襯底W上的光柵的光束的 錐形衍射的重疊測量。交叉偏振圖像可以提供弱的交叉偏振光譜，其通常比平面內(nèi)光譜弱10-20倍。當(dāng) 使用交叉偏振器6時，尤其是當(dāng)使用沃拉斯頓棱鏡時，可以得到兩個光譜的空間分離，并且可以實現(xiàn)僅處理交叉偏振光譜。在另一實施例中，已經(jīng)使用在晶片W上的節(jié)距大約為USnm的所謂的雙圖案形成 疊層15來測試重疊測量設(shè)備10，其橫截面如圖3示意地示出。疊層15包括位于襯底W的 頂部的具有無定形C的硬掩模光柵的第一疊層17，和位于第一疊層17的頂部上的抗蝕劑光 柵16。在另一實施例中，圖如和4b，平面內(nèi)光譜Ga)和交叉偏振光譜Gb)以灰度級方 式表示的強(qiáng)度示出。在本示例中，大部分的光是在平面內(nèi)偏振光譜中(大約比交叉偏振光 譜高50倍)。在交叉偏振光譜Gb)的方位方向僅有一小部分光。在圖5中，示出一個實施例，其中對于交叉偏振光譜，在上面的疊層15中測量的不 對稱的計算出來的相對量大約為5nm疊層誤差。所用的灰度級表示計算的不對稱的正的和 負(fù)的值。平面內(nèi)偏振可以不具有任何有關(guān)不對稱的信息(在圖中沒有示出)，因此更易于阻 擋用于重疊測量的光。在這種方式中，僅用存在于交叉偏振光譜中的少量的光子可以測出 大的不對稱效應(yīng)。在一個實施例中，交叉偏振光譜中的光的量可以非常低，因而這種方法使用具有 足夠的動態(tài)范圍和可接受的散射光抑制的照相機(jī)7。例如，具有最小12比特分辨率的背照 射CCD將提供合理的結(jié)果。此外，用作交叉偏振器6的沃拉斯頓棱鏡應(yīng)該具有極佳的消光比?！捌矫鎯?nèi)”偏振光不具有重疊信息并因此可能引入測量誤差。附加地或替換地，可 以在不提高傳感器復(fù)雜度的情況下實現(xiàn)用交叉偏振器6空間分離或阻擋這種光。模擬表明，UV波長給出充分的不對稱效果，以實現(xiàn)使用本申請的重疊測量設(shè)備 10。雖然在本文中詳述了光刻設(shè)備用在制造ICs (集成電路)，但是應(yīng)該理解到這里所 述的光刻設(shè)備可以有其他的應(yīng)用，例如制造集成光學(xué)系統(tǒng)、磁疇存儲器的引導(dǎo)和檢測圖案、 平板顯示器、液晶顯示器(IXDs)、薄膜磁頭等。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識到，在這種替代應(yīng) 用的情況中，可以將這里使用的任何術(shù)語“晶片”或“管芯”分別認(rèn)為是與更上位的術(shù)語“襯 底”或“目標(biāo)部分”同義。這里所指的襯底可以在曝光之前或之后進(jìn)行處理，例如在軌道(一 種典型地將抗蝕劑層涂到襯底上，并且對已曝光的抗蝕劑進(jìn)行顯影的工具)、量測工具和/ 或檢驗工具中。在可應(yīng)用的情況下，可以將所述公開內(nèi)容應(yīng)用于這種和其他襯底處理工具 中。另外，所述襯底可以處理一次以上，例如為產(chǎn)生多層IC，使得這里使用的所述術(shù)語“襯 底”也可以表示已經(jīng)包含多個已處理層的襯底。盡管以上已經(jīng)做出了具體的參考，在光學(xué)光刻術(shù)的情況中使用本發(fā)明的實施例， 但應(yīng)該理解的是，本發(fā)明可以用于其它應(yīng)用中，例如壓印光刻術(shù)，并且只要情況允許，不局 限于光學(xué)光刻術(shù)。在壓印光刻術(shù)中，圖案形成裝置中的拓?fù)湎薅嗽谝r底上產(chǎn)生的圖案。可 以將所述圖案形成裝置的拓?fù)溆∷⒌教峁┙o所述襯底的抗蝕劑層中，在其上通過施加電磁 輻射、熱、壓力或其組合來使所述抗蝕劑固化。在所述抗蝕劑固化之后，所述圖案形成裝置 從所述抗蝕劑上移走，并在抗蝕劑中留下圖案。這里使用的術(shù)語“輻射”和“束”包含全部類型的電磁輻射，包括紫外(UV)輻射 (例如具有約365、355、對8、193、157或126歷的波長)或極紫外(EUV)輻射(例如具有 5-20nm范圍的波長)，以及粒子束，例如離子束或電子束。
在允許的情況下術(shù)語“透鏡”可以表示不同類型的光學(xué)構(gòu)件中的任何一種或其組 合，包括折射式的、反射式的、磁性的、電磁的和靜電的光學(xué)構(gòu)件。盡管以上已經(jīng)描述了本發(fā)明的具體實施例，但應(yīng)該認(rèn)識到，本發(fā)明可以以與上述 不同的方式來實現(xiàn)。例如，本發(fā)明可以采用包含用于描述一種如上面公開的方法的一個或 更多個機(jī)器可讀指令序列的計算機(jī)程序的形式，或具有存儲其中的所述計算機(jī)程序的數(shù)據(jù) 存儲介質(zhì)(例如半導(dǎo)體存儲器、磁盤或光盤)的形式。結(jié)論雖然上面描述了本發(fā)明的多個實施例，應(yīng)該理解，它們僅是以示例的方式給出而 不是限定。對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的條件下可以 在形式和細(xì)節(jié)上作各種變化。因此，本發(fā)明的寬度和范圍不應(yīng)該由上述示例性實施例中的 任一個限制，而應(yīng)該僅根據(jù)權(quán)利要求和其等同物進(jìn)行限定。應(yīng)該理解，“具體實施方式
”部分而不是“發(fā)明內(nèi)容”和“摘要”部分可以用于解釋 權(quán)利要求?！鞍l(fā)明內(nèi)容”和“摘要”部分可以列出一個或多個，但是并非本發(fā)明人設(shè)想的所有 本發(fā)明的示例性實施例，因此不是為了以任何方式限制本發(fā)明和其所附的權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.一種重疊測量設(shè)備，包括偏振光源，配置成用偏振光束照射樣品；光學(xué)系統(tǒng)，配置成捕獲由偏振光束引起的由樣品散射的光，所述光學(xué)系統(tǒng)包括 偏振器，配置成透過與偏振光束的偏振方向正交的正交偏振分量， 檢測器，配置成測量所述正交偏振分量的強(qiáng)度并由其產(chǎn)生信號，和 處理單元，配置成接收來自檢測器的所述信號并使用從所述正交偏振分量得出的不對 稱數(shù)據(jù)來處理用于重疊度量測量的所述正交偏振分量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重疊測量設(shè)備，其中所述樣品是襯底，并且所述光學(xué)系統(tǒng)還 包括第一非偏振分束器，配置成接收來自偏振光源的偏振光束、通過投影系統(tǒng)引導(dǎo)光到襯 底以及通過投影系統(tǒng)接收來自襯底的反射光束，所述反射光束包括零級衍射分量；第二非偏振分束器，配置成接收從第一非偏振分束器透過的光束，其中第一非偏振分 束器和第二非偏振分束器的分束器軸線是相互垂直的；和交叉偏振器，配置成接收來自第二非偏振分束器的分出的光束并使平面內(nèi)圖像和交叉 偏振圖像透過至檢測器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的重疊測量設(shè)備，其中所述光學(xué)系統(tǒng)還包括阻擋元件，所述阻 擋元件配置成阻擋所述平面內(nèi)圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的重疊測量設(shè)備，其中所述交叉偏振器包括沃拉斯頓棱鏡。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的重疊測量設(shè)備，其中 所述襯底包括光柵；和所述零級衍射分量源自來自所述光柵的偏振光束的錐形衍射。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重疊測量設(shè)備，其中所述檢測器包括照相機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重疊測量設(shè)備，其中所述檢測器包括CXD照相機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的重疊測量設(shè)備，其中所述CCD照相機(jī)具有12比特的最小分辨率。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的重疊測量設(shè)備，其中所述CCD照相機(jī)包括背照射CCD裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重疊測量設(shè)備，其中所述樣品是襯底，并且所述光學(xué)系統(tǒng)還 包括第一非偏振分束器，配置成接收來自偏振光源的偏振光束、通過投影系統(tǒng)引導(dǎo)光到襯 底以及通過投影系統(tǒng)接收來自襯底的反射光束，其中所述反射光束包括零級衍射分量；以 及第二非偏振分束器，配置成接收從第一非偏振分束器透過的光束，其中第一非偏振分 束器和第二非偏振分束器的分束器軸線是相互垂直的，其中所述偏振器配置成接收來自第二非偏振分束器的分出的光束并使平面內(nèi)圖像和 交叉偏振圖像透過至檢測器。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的重疊測量設(shè)備，其中所述光學(xué)系統(tǒng)還包括用于阻擋平面內(nèi) 圖像的阻擋元件。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的重疊測量設(shè)備，其中所述偏振器包括沃拉斯頓棱鏡。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的重疊測量設(shè)備，其中所述襯底包括光柵；和所述零級衍射分量源自來自所述光柵的偏振光束的錐形衍射。
14.一種光刻設(shè)備，包括照射系統(tǒng)，配置成產(chǎn)生輻射束；支撐結(jié)構(gòu)，配置成支撐配置成圖案化輻射束的圖案形成裝置； 投影系統(tǒng)，配置成將圖案化的束投影到襯底上；和 重疊測量系統(tǒng)，包括 偏振光源，配置成用偏振光束照射樣品；光學(xué)系統(tǒng)，配置成捕獲由偏振光束引起的由樣品散射的光，所述光學(xué)系統(tǒng)包括 偏振器，配置成透過與偏振光束的偏振方向正交的正交偏振分量， 檢測器，配置成測量正交偏振分量的強(qiáng)度并由其產(chǎn)生信號，和 處理單元，配置成接收來自檢測器的所述信號并使用從所述正交偏振分量得出的不對 稱數(shù)據(jù)來處理用于重疊度量測量的所述正交偏振分量。
15.一種器件制造方法，包括步驟 用偏振光束照射樣品；捕獲由偏振光束引起的由樣品散射的光； 透過與偏振光束的偏振方向正交的正交偏振分量； 測量所述正交偏振分量的強(qiáng)度；和使用從所述正交偏振分量得出的不對稱數(shù)據(jù)執(zhí)行重疊度量測量。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括步驟 使用襯底作為所述樣品；捕獲由樣品散射的光的零級衍射分量；和 將所捕獲的光分成平面內(nèi)圖像和交叉偏振圖像。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括阻擋平面內(nèi)圖像。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括從來自襯底上的光柵的偏振光束的錐形衍射 產(chǎn)生零級衍射分量。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，還包括使用CCD照相機(jī)實施測量。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中CCD照相機(jī)具有12比特的最小分辨率。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括使用背照射CXD裝置作為CXD照相機(jī)。
全文摘要
重疊測量設(shè)備具有偏振光源，用于用偏振光束照射樣品，和光學(xué)系統(tǒng)，用以捕獲由樣品散射的光。光學(xué)系統(tǒng)包括偏振器，用于傳送與偏振光束的偏振方向正交的正交偏振分量。檢測器測量正交偏振分量的強(qiáng)度。連接至檢測器的處理單元布置成使用從正交偏振分量得出的不對稱數(shù)據(jù)處理重疊計算測量的正交偏振分量。
文檔編號G03F7/20GK102067040SQ200980123676
公開日2011年5月18日 申請日期2009年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月26日
發(fā)明者A·鄧鮑夫 申請人:Asml荷蘭有限公司