[发明专利]芯片上晶片对准传感器

说明书

本发明提供一种传感器设备，所述传感器设备包括照射系统、检测器系统和处理器。所述照射系统被配置成沿照射路径传输照射束，并且包括可调式光学器件。所述可调式光学器件被配置成朝向被设置为与所述照射系统相邻的衬底上的衍射目标传输所述照射束。所述传输在所述衍射目标上产生条纹图案。信号束包括由所述衍射目标衍射的衍射阶子束。所述检测器系统被配置成收集所述信号束。所述处理器被配置成基于所述信号束测量所述衍射目标的特性。所述可调式光学器件被配置成调整所述照射束在所述衍射目标上的入射角度，以将所述条纹图案的周期性调整成匹配于所述衍射目标的周期性。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年7月24日递交的美国临时专利申请号62/877,964的优先权，所述美国临时专利申请的全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本公开涉及例如用于光刻设备和系统的传感器设备和系统。

背景技术

光刻设备是被构造成将期望的图案施加至衬底上的机器。光刻设备可以用于例如集成电路(IC)制造中。光刻设备可以例如将图案形成装置(例如掩模、掩模版)的图案投影至设置于衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。

为了将图案投影至衬底上，光刻设备可以使用电磁辐射。这种辐射的波长确定了可以在所述衬底上形成的特征的最小大小。相比于使用例如具有193nm的波长的辐射的光刻设备，使用具有介于4至20nm(例如6.7nm或13.5nm)范围内的波长的极紫外(EUV)辐射的光刻设备可以用于在衬底上形成更小特征。

为了控制所述光刻过程以将器件特征准确地放置在所述衬底上，通常在例如所述衬底上设置一个或更多个衍射目标(即，对准标记)，并且所述光刻设备包括一个或更多个对准传感器，可以通过所述一个或更多个对准传感器准确地测量所述衍射目标的位置。现有对准系统和技术受制于特定缺点和局限性。例如，现有对准系统和技术通常无法测量对准标记场内的变形(即，场内变形)。这些系统通常相对较大。这些系统也不支持较精细的对准光栅间距，例如小于约1微米的光栅间距。

由于在同一共同平台上可以实施数百个传感器，因此自对准的且紧凑的系统可以提供改善的准确度、成本效率、和可扩展性。部件(例如照射源、光纤、反射镜、透镜、波导、检测器、处理器，等等)的集成可以提供用于测量在衬底上的对准标记的特定特性(例如，对准位置，等等)的微型化传感器。另外，相同衬底的多个对准标记可以由多个传感器(例如传感器阵列)来研究且不同测量可以被同步地或实时地执行。

因此，需要补偿传感器设备和系统中的变化，并且提供可调的即可扩展的且能够测量场内变形的覆盖区减小且自对准的紧凑传感器。

发明内容

在一些实施例中，一种传感器设备包括照射系统、检测器系统和处理器。所述照射系统被配置成沿照射路径传输照射束。所述照射系统包括可调式光学器件。所述可调式光学器件被配置成朝向被设置为与所述照射系统相邻的衬底上的衍射目标传输所述照射束。所述传输在所述衍射目标上产生条纹图案。信号束包括由所述衍射目标衍射的衍射阶子束。所述检测器系统被配置成收集所述信号束。所述处理器被配置成基于所述信号束测量所述衍射目标的特性。所述可调式光学器件被配置成调整所述照射束在所述衍射目标上的入射角度，以将所述条纹图案的周期性调整成匹配于所述衍射目标的周期性。

在一些实施例中，所述衍射目标的所述特性是对准位置。

在一些实施例中，所述可调式光学器件包括棱镜反射镜。所述棱镜反射镜被配置成通过调整所述棱镜反射镜相对于所述照射束的位置来调整所述照射束的位置。在一些实施例中，所述棱镜反射镜包括基于微机电系统的致动器。

在一些实施例中，所述可调式光学器件包括可变相位调制器。所述可变相位调制器被配置成通过调整所述可变相位调制器的传播常数来调整所述照射束的位置。在一些实施例中，所述可变相位调制器包括电光调制器、声光调制器、或液晶调制器。