本發明涉及一種可調諧光學系統。

背景技術：

1、光刻設備是將期望的圖案施加到襯底的目標部分上的機器。光刻設備可以用于例如制造集成電路（ic）。在這種情況下，可替代地被稱為掩模或掩模版的圖案形成裝置可以用于生成對應于ic的各層的電路圖案，并且該圖案可以被成像到具有輻射敏感材料（抗蝕劑）層的襯底（例如，硅晶片）上的目標部分（例如，包括一個或若干管芯、或管芯的一部分）上。一般而言，單個襯底將含有連續曝光的相鄰目標部分的網絡。已知的光刻設備包括：所謂的步進器，其中，通過在一次曝光中將整個圖案曝光到目標部分上來照射每個目標部分；以及所謂的掃描儀，其中，通過在給定方向（“掃描”方向）上通過束掃描圖案的同時平行于或反向平行于該方向同步地掃描襯底來照射每個目標部分。還可以通過將圖案壓印到襯底上來將圖案從圖案形成裝置轉移到襯底。另一種光刻系統是干涉光刻系統，其中，沒有圖案形成裝置，而是光束被分成兩個束，并且通過使用反射系統使兩個束在襯底的目標部分處干涉。該干涉導致在襯底的目標部分上形成線。

2、在光刻操作期間，不同的處理步驟可能需要在襯底上依次形成不同的層。因此，可能需要將襯底相對于形成于其上的先前圖案以高準確度定位。通常，例如可以包括衍射光柵的對準標記被安置在待對準的襯底上，并且相對于第二對象定位。例如，光刻設備可以使用對準系統來檢測對準標記的位置并且使用對準標記來對準襯底以確保后續光刻操作中的準確性。

3、對準系統通常具有它們自身的照射系統，該照射系統可以用于在對準測量期間照射對準標記。確定對準通常包括確定對準標記（或多個對準標記）和/或其他目標在半導體器件結構的層中的位置。通常通過利用輻射來照射對準標記并且比較從對準標記反射的輻射的不同衍射階的特性來確定對準。使用類似技術來測量重疊和/或其他參數。目前的對準傳感器具有投影到襯底（例如，晶片）上的單個測量照射光斑。單個照射光斑用于測量多個對準參數、相位和強度檢測。目前的傳感器連續地測量量測標記。因此，在給定襯底上的被測量的標記的數量受到生產量考慮的限制。

4、對準系統通常使用雙自參考干涉儀（sri）系統來獲取作為標記位置的函數的強度。這些正弦信號的相位用于確定標記的對準位置。每個sri具有它的專用偏振狀態，該偏振狀態使用饋送光學器件來制備，該饋送光學器件將輸入光分離成x和y偏振。這些對準系統是固定光學系統。

5、然而，目前的對準系統中存在若干限制。照射晶片處的目標標記的束斑尺寸是固定的。結果，對準標記的尺寸受到限制。例如，對于相對厚的抗蝕劑和/或翹曲的晶片，可能存在對準失敗。另一個常見問題是不可檢測的δr效應，δr效應是由于產品晶片堆疊導致的衍射束數值孔徑的重新加權。另外，機電元件需要在典型的光學模塊內使用以用于較高階抑制。機電一體化使用導致振動和熱的產生并且需要大量功率的機械元件，所有這些在對準系統內都是不期望的。

技術實現思路

1、公開了促進襯底處的可變光斑尺寸及可變焦點以用于對準（和/或重疊）確定的新穎系統和方法。在對準系統中提供可變焦距透鏡組以允許調整光斑尺寸和聚焦。可變焦距透鏡是液體透鏡，該液體透鏡基于橫跨透鏡施加的電壓是可調諧的。切換電壓改變液體透鏡中的水-油界面的曲率，這又會改變光穿過的方向。例如，接通橫跨透鏡的電壓將光輸出方向移位到會聚在焦點處。因此，可變焦距透鏡提供調整以補償固定光斑尺寸及現有技術的聚焦缺點。此外，還可以應用可變焦距透鏡來補償光斑移位和δr效應。而且，可以使用可變焦距透鏡代替機電元件來拒絕較高階衍射階。

2、根據實施例，一種晶片對準測量系統包括：照射源；從照射源輸出的輻射束；第一組可變焦距透鏡，所述第一組可變焦距透鏡被配置為接收輻射束，其中，第一組可變焦距透鏡是能夠被控制的以控制晶片處的照射光斑尺寸；第二組可變焦距透鏡；以及第三組可變焦距透鏡，所述第三組可變焦距透鏡位于在物鏡系統下游的光瞳平面中，其中，第三組可變焦距透鏡是能夠被控制的以控制光斑移位及較高階衍射階中的至少一種。

3、在實施例中，第一組可變焦距透鏡位于照射系統中。

4、在實施例中，一個第一可變焦距透鏡從照射源輸出的光學軸線偏移。

5、在實施例中，存在“n”個輸出通道和“n+1”個第二可變焦距透鏡，其中，在每個輸出通道中存在一個第二可變焦距透鏡，并且在物鏡系統中存在一個第二可變焦距透鏡。

6、在實施例中，第三組可變焦距透鏡位于光瞳平面中。

7、在實施例中，能夠通過向第一組可變焦距透鏡、第二組可變焦距透鏡和第三組可變焦距透鏡施加電壓而控制第一組可變焦距透鏡、第二組可變焦距透鏡和第三組可變焦距透鏡。

8、根據實施例，一種晶片對準測量系統包括照射源、從照射源輸出的輻射束以及被配置為接收輻射束的至少兩個可變焦距透鏡，其中，可變焦距透鏡是能夠被控制的以控制晶片處的照射光斑尺寸。

9、在實施例中，可變焦距透鏡位于照射系統中。

10、在實施例中，可變焦距透鏡在照射系統中位于照射中繼透鏡與孔徑光闌之間。

11、在實施例中，能夠通過向可變焦距透鏡施加電壓而控制可變焦距透鏡。

12、在實施例中，一個可變焦距透鏡從照射源輸出的光學軸線偏移。

13、根據實施例，一種晶片對準測量系統包括照射源以及至少兩個可變焦距透鏡，一個可變焦距透鏡位于輸出通道中并且另一個可變焦距透鏡位于物鏡系統中，其中，可變焦距透鏡是能夠被控制的以控制來自物鏡系統的輸出的聚焦的高度。

14、在實施例中，照射源輸出是反射離開晶片的輻射束。

15、在實施例中，輻射束在從晶片反射之后穿過可變焦距透鏡。

16、在實施例中，存在“n”個輸出通道和“n+1”個可變焦距透鏡，其中，在每個輸出通道中存在一個可變焦距透鏡，并且在物鏡系統中存在一個可變焦距透鏡。

17、在實施例中，能夠通過向可變焦距透鏡施加電壓而控制可變焦距透鏡。

18、根據實施例，一種晶片對準測量系統包括：照射源；從照射源輸出的向物鏡系統行進的輻射束；以及至少兩個可變焦距透鏡，所述至少兩個可變焦距透鏡位于在物鏡系統下游的光瞳平面中，其中，可變焦距透鏡是能夠被控制的以控制光斑移位及較高階衍射階中的至少一種。

19、在實施例中，可變焦距透鏡位于光瞳平面中。

20、在實施例中，可變焦距透鏡位于物鏡系統與輸出透鏡之間的光瞳平面中。

21、在實施例中，可變焦距透鏡補償光斑移位。

22、在實施例中，可變焦距透鏡補償較高階衍射階。

23、在實施例中，能夠通過向可變焦距透鏡施加電壓而控制可變焦距透鏡。

24、下面參考附圖詳細描述本發明的其他特征和優點以及本發明的各種實施例的結構和操作。注意，本發明不限于本文描述的具體實施例。本文僅出于說明性目的呈現此類實施例。基于本文所包括的教導，附加實施例對于（多個）相關領域的技術人員將是顯而易見的。

技術特征：

1.一種晶片對準測量系統，包括：

2.如權利要求1所述的晶片對準測量系統，其中，所述照射源的輸出是反射離開晶片的輻射束。

3.如權利要求2所述的晶片對準測量系統，其中，所述輻射束在反射離開所述晶片之后穿過所述可變焦距透鏡。

4.如權利要求3所述的晶片對準測量系統，其中，存在“n”個輸出通道和“n+1”個可變焦距透鏡，其中，在每個輸出通道中存在一個可變焦距透鏡并且在所述物鏡系統中存在一個可變焦距透鏡。

5.如權利要求3所述的晶片對準測量系統，其中，能夠通過將電壓施加到所述可變焦距透鏡來控制所述可變焦距透鏡。

6.一種晶片對準測量系統，包括：

7.如權利要求6所述的晶片對準測量系統，其中，所述可變焦距透鏡位于光瞳平面中。

8.如權利要求6所述的晶片對準測量系統，其中，所述可變焦距透鏡位于在所述物鏡系統與自參考干涉儀之間的所述光瞳平面中。

9.如權利要求6所述的晶片對準測量系統，其中，所述可變焦距透鏡補償光斑移位。

10.如權利要求6所述的晶片對準測量系統，其中，所述可變焦距透鏡補償較高階衍射階。

11.如權利要求6所述的晶片對準測量系統，其中，能夠通過將電壓施加到所述可變焦距透鏡來控制所述可變焦距透鏡。

12.一種晶片對準測量方法，所述方法包括：

13.如權利要求12所述的晶片對準測量方法，其中，所述照射源的輸出是反射離開晶片的輻射束。

14.如權利要求13所述的晶片對準測量方法，其中，所述輻射束在反射離開所述晶片之后穿過所述可變焦距透鏡。

15.如權利要求14所述的晶片對準測量方法，其中，存在“n”個輸出通道和“n+1”個可變焦距透鏡，其中，在每個輸出通道中存在一個可變焦距透鏡并且在所述物鏡系統中存在一個可變焦距透鏡。

技術總結
描述了用于在襯底處提供可變光斑尺寸及可變焦點的系統和方法。可以將可變焦距透鏡組添加到對準系統以允許調整光斑尺寸和焦點。可變焦距透鏡是液體透鏡，該液體透鏡基于橫跨透鏡施加的電壓是可調諧的。切換電壓改變液體透鏡中的水?油界面，這又會改變光穿過的方向。例如，接通橫跨透鏡的電壓將光輸出方向移位到會聚在焦點處。結果，可變焦距透鏡提供調整以補償現有技術的固定光斑尺寸和焦點缺點。此外，還可以應用可變焦距透鏡來補償光斑移位和較高階衍射階。

技術研發人員：A·R·桑德,M·U·阿高恩卡
受保護的技術使用者：ASML荷蘭有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24