[发明专利]光学聚焦传感器、检查设备以及光刻设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种例如可用在采用光刻技术的器件制造中的检查方法以及一 种使用光刻技术制造器件的方法。

背景技术

光刻设备是一种将需要的图案应用到衬底上的机器，通常应用到衬底的目 标部分。光刻设备能够使用在如集成电路(IC)制造上。在那种情况下，图案 形成装置被选择地作为掩模或者掩模版(reticle)，其用于产生形成在IC单一层 上的电路图案。该图案能够被转移到衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如 包括一部分、一个或几个管芯)中。该图案转移典型地经由设置在衬底上的对 辐射敏感的材料(抗蚀剂)层的成像而形成。一般地，单一衬底将包含彼此毗 连的连续图案化的目标部分构成的网络。已知的光刻设备包括通常所说的步进 机，其中每个目标部分通过在目标部分一次曝光一个完整的图案而被照射，以 及还包括通常所说的扫描器，其中每个目标部分在通过辐射光束沿给定方向 (“扫描”方向)扫描图案同时平行或反向平行于该方向同步扫描衬底而被照射。 也可能通过在衬底上压印图案而从图案形成装置向衬底转移图案。

为了确定衬底的特征，如它的对准，光束典型地被从衬底表面上改变方向， 例如在对准目标上，并且图象被生成在改变方向光束的照相机上。通过比较光 束在衬底上改变方向以前和以后的特性，可以确定衬底的特性。可以这样，例 如将改变方向后的光束与存储在和已知衬底特性有关的已知测量的库中的数据 进行比较。

发明内容

当探测图案的特征时，图案应放置在光学系统的焦平面上。判断衬底上的 图案是否处在焦点的方法是通常所说的“刀口”法，其在美国专利申请公开文本 US2006-0066855中被公开，因此这篇文档全部被并入予以引用。然而，这个方 法可能被复杂化并且要求复杂的零件。

例如人们期望提供一种用于探测衬底是否处在焦点的设备。

根据本发明的一个方面，提供一种光学聚焦传感器，其用于产生一个指示 衬底相对于物镜焦平面的位置的聚焦误差信号，光学聚焦传感器包括：分束器， 布置并构造为将辐射光束分离为第一子光束和第二子光束，分别与第一和第二 光学支路相关；分束器进一步布置并构造为通过第一孔将第一子光束导向至第 一检测器，并且通过第二孔将第二子光束导向至第二检测器，其中，第一孔位 于第一光学支路中物镜的第一后焦平面与第一检测器之间，并且第二孔位于所 述物镜和第二光学支路中物镜的第二后焦平面之间。

附图说明

本发明的实施例即将仅借助实例参照示意性附图被描述，其中，相应的附 图标记标明了相应的零件，并且其中：

图1a示意性地描述了根据本发明一个实施例的一种光刻设备；

图1b显示了根据本发明一个实施例的受光刻设备控制单元控制的光刻设备 形成光刻单元的一部分；

图2描述了根据本发明一个实施例的一种例如散射仪的检查设备，其可以 用于判断衬底表面的一种或多种特性；

图3显示了根据本发明一个实施例的一种散射仪，在高数值孔径透镜的光 瞳平面中配置为测量以多种角度和波长反射自衬底表面的角分解光谱特性；

图4a描述了根据本发明一个实施例的一种光学聚焦传感器，其包括透镜或 光学系统、分束器、反射镜、第一孔、第二孔、第一检测器和第二检测器；

图4b描述了根据本发明一个实施例的一种光学聚焦传感器，其包括两个透 镜，一对一地用于每个子光束，并配置在分束器之后；

图4c描述了根据本发明一个实施例的一种光学聚焦传感器；

图5a显示了由两个分别的检测器接收到的两张辐射量图，这时衬底处于相 对于物镜的最佳位置；

图5b显示了由两个分别的检测器接收到的两张辐射量图，对应于衬底相对 于物镜的位置太远的情况；

图5c显示了由两个分别的检测器接收到的两张辐射量图，对应于衬底相对 于物镜的位置太近的情况；

图5d显示了由两个分别的检测器接收到的两个辐射量作为衬底和物镜之间 距离的函数的图形；以及

图6显示了消偏振器，用于将偏振光转换为非偏振光，其中消偏振器例如 可以被放置在由光学聚焦传感器构成的分束器的前面。

具体实施方式