該描述涉及基于場(chǎng)圖像位置偏移來(lái)確定聚焦位置。

背景技術(shù)：

1、光刻投影設(shè)備可以例如被用于集成電路（ic）的制造。圖案形成裝置（例如掩模）可以包括或提供與ic的各個(gè)層相對(duì)應(yīng)的圖案（“設(shè)計(jì)布局”），并且通過(guò)諸如通過(guò)圖案形成裝置上的圖案輻照目標(biāo)部分等方法，該圖案可以被轉(zhuǎn)印到襯底（例如硅晶片）上的目標(biāo)部分（例如包括一個(gè)或多個(gè)管芯）上，該目標(biāo)部分已被涂有輻射敏感材料（“抗蝕劑”）層。通常，單個(gè)襯底包括多個(gè)相鄰的目標(biāo)部分，圖案由光刻投影設(shè)備連續(xù)地轉(zhuǎn)印到該目標(biāo)部分，一次一個(gè)目標(biāo)部分。在一種類型的光刻投影設(shè)備中，整個(gè)圖案形成裝置上的圖案在一個(gè)操作中被轉(zhuǎn)印到一個(gè)目標(biāo)部分上。這種設(shè)備一般被稱為步進(jìn)器。在一般稱為步進(jìn)掃描設(shè)備的替代設(shè)備中，投影束沿著給定參考方向（“掃描”方向）在圖案形成裝置上進(jìn)行掃描，同時(shí)平行于或反平行于該參考方向同步移動(dòng)襯底。圖案形成裝置上的圖案的不同部分被逐漸轉(zhuǎn)印到一個(gè)目標(biāo)部分。

2、在將圖案從圖案形成裝置轉(zhuǎn)印到襯底之前，襯底可能會(huì)經(jīng)歷各種過(guò)程，諸如涂底料、抗蝕劑涂覆和軟烘烤。在曝光后，襯底可以進(jìn)行其他過(guò)程（“曝光后過(guò)程”），諸如曝光后烘烤（peb）、顯影、硬烘烤以及轉(zhuǎn)印圖案的測(cè)量/檢查。該過(guò)程陣列被用作制造裝置（例如ic）的各個(gè)層的基礎(chǔ)。然后，襯底可以經(jīng)歷各種過(guò)程，諸如蝕刻、離子注入（摻雜）、金屬化、氧化、沉積、化學(xué)機(jī)械拋光等，所有這些過(guò)程都旨在完成裝置的各個(gè)層。如果裝置中需要若干層，那么整個(gè)過(guò)程或其變型針對(duì)每層重復(fù)。最終，裝置將存在于襯底上的每個(gè)目標(biāo)部分中。然后，這些裝置通過(guò)諸如切割或鋸切等技術(shù)彼此分離，使得各個(gè)裝置可以被安裝在載體上，連接至引腳等。該裝置制造過(guò)程可以被視為圖案化過(guò)程。

3、光刻是諸如ic等裝置制造中的中心步驟，其中在襯底上形成的圖案限定了裝置的功能元件，諸如微處理器、存儲(chǔ)器芯片等。類似的光刻技術(shù)也被用于平板顯示器、微機(jī)電系統(tǒng)（mems）和其他裝置的形成中。

4、隨著半導(dǎo)體制造過(guò)程的持續(xù)進(jìn)步，功能元件的尺寸已持續(xù)不斷地減小，而每個(gè)裝置的功能元件（諸如晶體管）的數(shù)量幾十年來(lái)一直在穩(wěn)步地增加，所遵循的趨勢(shì)通常被稱為“摩爾定律”。在當(dāng)前的技術(shù)水平下，裝置的層是使用光刻投影設(shè)備制造的，該光刻投影設(shè)備使用來(lái)自深紫外照射源的照射將設(shè)計(jì)布局投影到襯底上，從而創(chuàng)建尺寸遠(yuǎn)低于100?nm（即，小于來(lái)自照射源（例如193?nm照射源）的輻射波長(zhǎng)的一半）的各個(gè)功能元件。

5、根據(jù)分辨率公式cd=k1×λ/na，尺寸小于光刻投影設(shè)備的經(jīng)典分辨率極限的特征被印刷的該過(guò)程一般被稱為低k1光刻，其中λ是所采用的輻射的波長(zhǎng)（當(dāng)前大多數(shù)情況下為248nm或193nm），na是光刻投影設(shè)備中的投影光學(xué)器件的數(shù)值孔徑，cd是“臨界尺寸”，通常是印刷的最小特征尺寸，并且k1是經(jīng)驗(yàn)分辨率因子。通常，k1越小，就越難在襯底上再現(xiàn)與設(shè)計(jì)者計(jì)劃的形狀和尺寸類似的圖案，以實(shí)現(xiàn)特定的電氣功能性和性能。為了克服這些困難，復(fù)雜的微調(diào)步驟被應(yīng)用于光刻投影設(shè)備、設(shè)計(jì)布局或圖案形成裝置。例如，這些包括但不限于na和光學(xué)相干設(shè)置的優(yōu)化、定制照射方案、相移圖案形成裝置的使用、設(shè)計(jì)布局中的光學(xué)鄰近效應(yīng)校正（opc，有時(shí)也稱為“光學(xué)和過(guò)程校正”）或通常限定為“分辨率增強(qiáng)技術(shù)”（ret）的其他方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、下面描述的量測(cè)系統(tǒng)和方法消除了對(duì)現(xiàn)有量測(cè)系統(tǒng)中常用的單獨(dú)聚焦分支（例如包括照射源、若干透鏡和許多其他光學(xué)部件）的需要，以確定用于對(duì)襯底成像的聚焦位置。代替使用單獨(dú)的聚焦分支，本系統(tǒng)和方法使用在使用現(xiàn)有感測(cè)部件的量測(cè)測(cè)量的過(guò)程中從襯底獲取的場(chǎng)圖像的位置，來(lái)確定聚焦位置。場(chǎng)圖像位置相對(duì)于預(yù)期場(chǎng)圖像位置的偏移被確定，并且用于對(duì)襯底成像的聚焦位置基于偏移來(lái)確定。

2、根據(jù)實(shí)施例，提供了一種量測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括輻射傳感器，被配置為接收輻射并且生成指示輻射的場(chǎng)圖像位置的信號(hào)。該系統(tǒng)包括光學(xué)部件，被配置為接收從襯底反射的輻射，改變輻射的角度，并且將輻射導(dǎo)向傳感器。該系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)處理器，與輻射傳感器操作地連接并且被配置為：基于改變的角度來(lái)確定場(chǎng)圖像位置相對(duì)于預(yù)期場(chǎng)圖像位置的偏移；以及基于偏移來(lái)確定用于對(duì)襯底成像的聚焦位置。

3、在一些實(shí)施例中，聚焦位置基于偏移和量測(cè)系統(tǒng)物鏡散焦之間的線性關(guān)系來(lái)確定。

4、在一些實(shí)施例中，光學(xué)部件包括楔形件。在一些實(shí)施例中，入射到楔形光瞳平面上的散焦輻射導(dǎo)致偏移。在一些實(shí)施例中，楔形件包括象限，每個(gè)象限被配置為將輻射的一部分導(dǎo)向到傳感器的不同感興趣區(qū)域，以在傳感器上形成輻射斑點(diǎn)。

5、在一些實(shí)施例中，輻射斑點(diǎn)包括與來(lái)自襯底的0階衍射輻射相關(guān)聯(lián)的兩個(gè)輻射斑點(diǎn)以及與來(lái)自襯底的1階衍射輻射相關(guān)聯(lián)的兩個(gè)輻射斑點(diǎn)。在一些實(shí)施例中，由傳感器生成的信號(hào)指示輻射斑點(diǎn)的四個(gè)單獨(dú)的場(chǎng)圖像位置。一個(gè)或多個(gè)處理器被配置為確定0階斑點(diǎn)和1階斑點(diǎn)的偏移，并且基于0階斑點(diǎn)和1階斑點(diǎn)的偏移來(lái)確定聚焦位置。

6、在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)處理器被配置為基于聚焦位置來(lái)自動(dòng)調(diào)整保持襯底的量測(cè)系統(tǒng)的臺(tái)的位置，使得襯底的后續(xù)圖像正焦。

7、在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)處理器被配置為基于場(chǎng)圖像中的輻射斑點(diǎn)的形心來(lái)確定場(chǎng)圖像的場(chǎng)圖像位置的偏移。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)處理器被配置為基于場(chǎng)圖像的強(qiáng)度來(lái)確定場(chǎng)圖像的場(chǎng)圖像位置的偏移。在一些實(shí)施例中，在場(chǎng)圖像中的輻射斑點(diǎn)的一個(gè)或多個(gè)環(huán)狀物的一個(gè)或多個(gè)半部處確定該強(qiáng)度。

8、在一些實(shí)施例中，襯底包括具有一個(gè)或多個(gè)重疊目標(biāo)的半導(dǎo)體晶片，該一個(gè)或多個(gè)重疊目標(biāo)被配置為朝向光學(xué)部件反射輻射。

9、在一些實(shí)施例中，傳感器包括相機(jī)、電荷耦合裝置（ccd）陣列、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（cmos）和/或光電二極管陣列。

10、在一些實(shí)施例中，傳感器包括與重疊測(cè)量相關(guān)聯(lián)的基于微衍射的重疊相機(jī)。在一些實(shí)施例中，傳感器包括第二相機(jī)，所述第二相機(jī)與所述量測(cè)系統(tǒng)中的所述與重疊測(cè)量相關(guān)聯(lián)的基于微衍射的重疊相機(jī)分離。

11、在一些實(shí)施例中，光學(xué)部件包括具有高反射率分束器的基于微衍射的重疊楔形件，該高反射率分束器被配置為將來(lái)自襯底的輻射同時(shí)導(dǎo)向到基于微衍射的重疊相機(jī)和第二相機(jī)。

12、在一些實(shí)施例中，該系統(tǒng)包括輻射源和一個(gè)或多個(gè)透鏡。輻射源和一個(gè)或多個(gè)透鏡被配置為生成輻射并且將輻射導(dǎo)向襯底。

13、在實(shí)施例中，光學(xué)部件、傳感器和一個(gè)或多個(gè)處理器被配置用于重疊檢測(cè)。在一些實(shí)施例中，由光學(xué)部件接收的輻射是基于微衍射的重疊信號(hào)，并且重疊檢測(cè)是基于微衍射的重疊檢測(cè)。在一些實(shí)施例中，量測(cè)系統(tǒng)被配置用于半導(dǎo)體晶片，并且被用于半導(dǎo)體制造過(guò)程中。

14、根據(jù)另一實(shí)施例，提供了一種量測(cè)方法。該方法包括利用光學(xué)部件接收從襯底反射的輻射，改變輻射的角度，并且將輻射導(dǎo)向傳感器。該方法包括利用輻射傳感器從光學(xué)部件接收輻射，并且生成指示輻射的場(chǎng)圖像位置的信號(hào)。該方法包括利用與輻射傳感器操作地連接的一個(gè)或多個(gè)處理器基于改變的角度來(lái)確定場(chǎng)圖像位置相對(duì)于預(yù)期場(chǎng)圖像位置的偏移；以及利用一個(gè)或多個(gè)處理器，基于偏移來(lái)確定用于對(duì)襯底成像的聚焦位置。