[发明专利]角分辨分光光刻术的特性测定方法与设备

说明书

技术领域

本发明涉及可在采用光刻技术的器件制造中使用的检查方法，并涉及利用光刻技术、蚀刻应用和薄膜测量来制造器件的方法。

背景技术

光刻设备是一种将想要的图案施加到衬底、通常为衬底的目标部分上的机器。光刻设备可用于例如集成电路(IC)的制造。在那种情形下，可利用也可被称为掩模或掩模原版的图案形成装置生成将在IC的单层上形成的电路图案。该图案可被转移到衬底(如硅片)上的目标部分(如包含一个或若干管芯的部分)。图案的转移通常借助于在衬底上设置的辐射敏感材料层(光刻胶)上的成像。一般，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机和扫描机，在步进机中，通过同时使整个图案曝光到目标部分上而使每个目标部分被照射；在扫描机中，通过辐射束沿着给定方向(“扫描方向”)扫描图案并同时沿着与这个方向平行或反平行的方向扫描衬底而使每个目标部分被照射。也可通过在衬底上压印图案将图案从图案形成装置转移至衬底。

为了确定例如层厚、临界尺寸(CD)或重叠等的衬底特征，使光束例如在对准目标处反射离开衬底表面并且在照相机上使反射光束成像。通过测量反射光束的特性，可确定衬底的特性。这可以例如通过将反射光束和存储在与已知衬底特性相关联的已知量值库中的数据比较来完成。

测量衬底特性的一种方法是通过使偏振光束从衬底表面上存在的光栅衍射，并使偏振光束的衍射光谱在检测器阵列上成像。必须控制测量光束的偏振态，以使其偏振态不被传感器光学部件的缺陷所改变。图2示出了这样做的一种方式。利用偏振分束器PBS合并两个源P和S。PBS的使用确保了来自P和S源的光分别是S和P偏振的(即光束的偏振分别垂直和平行于PBS的入射面)。为了能够在同一照相机的CCD上测量各偏振光束的衍射光谱，在各个源处设置了快门(图中未示出)。交替打开两个光束p、s的快门，使得在任何时刻只有两个偏振光束中的一个过该系统。这需要许多快速移动部件且两个偏振光束之间的交替增加了在衬底上测试所耗用时间，从而增加了通过时间。

发明内容

理想的方式是提供一种在确定衬底特性时可缩短测量p和s偏振光束所耗用时间的设备。

按照本发明的一个方面，设置了用来测量衬底特性的检查设备、光刻设备或光刻区，光刻区其中包括：配置成提供具有两个正交偏振方向的辐射的光源；配置成使辐射束聚焦到衬底上；分束器，配置成将自衬底表面反射一次的辐射束分离成两个正交偏振的子光束的透镜；以及配置成同时检测从衬底表面反射的两个辐射束的角分辨光谱的检测器系统。

按照本发明的另一方面，设置了用来测量衬底特性的检查设备、光刻设备或光刻区，光刻区其中包括：配置成提供具有两个正交偏振方向的辐射束的光源；配置成使辐射束聚焦到衬底上的透镜；配置成检测自衬底反射的辐射束的检测器系统；第一非偏振分束器，它配置成在第一方向上接收来自源的辐射束并将辐射束在第二方向上反射到衬底上，并在第二方向上接收自衬底反射的辐射束并将辐射束传到检测器系统；第二非偏振分束器，它相对于第一非偏振分束器旋转了90°，配置成在第二方向上接收来自第一非偏振分束器的辐射束、在第二方向上将该辐射束的一部分传输到检测器并在第三方向上反射辐射束的另一部分，其中第三方向垂直于第二方向；以及第三偏振分束器，它配置成接收来自第二非偏振分束器的辐射束、将该辐射束分离成正交偏振的子光束并将子光束传到检测器系统，其中检测器系统配置成同时检测两个子光束的反射光谱。

附图说明

现在通过举例方式并参考所附示意图对本发明的实施例进行描述，在附图中相应的附图标记表示相应的部分，其中：

图1a描述本发明实施例的光刻设备；

图1b描述本发明实施例的光刻区或光刻组；

图2描述现有技术的检查系统；

图3描述图2的时间线；

图4描述本发明实施例的检查设备；

图5描述图4的时间线；

图6描述现有技术的椭偏计；

图7描述由椭偏计发现的辐射束的特性；

图8描述本发明实施例的椭偏计；

图9描述图8的本发明实施例的一部分；以及

图10描述本发明的另一实施例。

具体实施方式