[发明专利]与偏振无关的量测系统

说明书

一种量测系统包括：产生光的辐射源、光学调制单元、反射器、干涉仪和检测器。光学调制单元将光的第一偏振模式与光的第二偏振模式在时间上分离开。反射器将光朝衬底引导。干涉仪干涉从衬底上的图案所衍射的光或者从衬底所反射的光，并且由干涉产生输出光。检测器接收来自干涉仪的输出光。输出光的第一偏振模式和第二偏振模式在检测器处在时间上被分离开。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年10月27日递交的美国临时专利申请No.62/247,116的优先权，并且该美国临时专利申请的全部内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开涉及可以用在例如光刻设备中的量测系统。

背景技术

光刻设备是将所需的图案施加至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。在这种情况下，可替代地被称作掩模或掩模版的图案形成装置可以用于产生对应于IC的单层的电路图案，并且该图案可以成像到具有辐射敏感材料(抗蚀剂)层的衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括管芯的一部分、一个或多个管芯)上。通常，单个衬底将包含被连续曝光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和所谓的扫描器；在步进器中，通过将整个图案一次曝光到目标部分上来辐射每一个目标部分；在扫描器中，通过辐射束沿给定方向(“扫描”方向)扫描所述图案、同时沿与该方向平行或反向平行的方向扫描所述衬底来辐射每一个目标部分。另外，能够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上。另一种光刻系统是干涉式光刻系统，其中，不存在图案形成装置，而是将光束分成两个光束，并且通过使用反射系统使得这两个光束在衬底的目标部分处干涉。该干涉使得在衬底的目标部分处或上形成多条线。

在光刻操作期间，不同的处理步骤可以要求不同层依次形成在衬底上。因此，以高精确度相对于形成在衬底上的之前图案定位衬底可能是必要的。通常，对准标记被放置在待对准的衬底上，并且参照第二物体来定位。光刻设备可以使用量测系统来检测对准标记的位置(例如X和Y位置)并且使用对准标记来对准衬底，以确保来自掩模的准确曝光。量测系统可以用于确定晶片表面在Z方向上的高度。

对准系统通常具有它们自己的照射系统。从被照射的对准标记所检测到的信号可以依赖于照射系统的波长与对准标记的物理或光学特性、或者接触或邻近于对准标记的材料的物理或光学特性的匹配程度有多好。前述特性可以依赖于所使用的处理步骤而变化。对准系统可以提供具有一组离散的、相对较窄的通带的窄带辐射束，以使由对准系统检测到的对准标记信号的品质和强度最大化。

晶片上的对准标记趋向于扰乱偏振，由此减小调制的深度并且负面地影响偏振敏感对准传感器的性能。该问题的一个解决方案是包括两条不同的光路，每一条光路具有其自身的干涉仪。辐射束的一个偏振状态沿着一条路径行进，而辐射束的正交偏振状态沿着另一条路径行进。这种实施方案成本高，并且难以执行两个干涉仪的轴线的对准。

发明内容

因此，需要改善量测系统中的测量的长期的精确度和稳定性。

根据实施例，一种量测系统包括：产生光的辐射源、光学调制单元、反射器、干涉仪和检测器。所述光学调制单元将所述光的第一偏振模式与所述光的第二偏振模式在时间上分离开。所述反射器将所述光朝衬底引导。所述干涉仪干涉已经从所述衬底上的图案所衍射的光或者从所述衬底所反射的光，并且由干涉产生输出光。所述检测器接收来自所述干涉仪的输出光。所述输出光的第一和第二偏振模式在所述检测器处在时间上被分离开。