用于晶片重叠测量的片上传感器的制作方法

技术特征：
1.一种传感器装置，包括：传感器芯片，包括第一侧和与所述第一侧相对的第二侧；照射系统，耦合到所述传感器芯片并且被配置为沿着照射路径透射照射光束；第一光学系统，耦合到所述传感器芯片并且包括第一集成光学配置，以配置所述照射光束并且将所述照射光束朝向衬底上的衍射目标透射，所述衍射目标与所述传感器芯片相邻设置并且生成信号光束，所述信号光束包括从所述衍射目标生成的衍射级子光束；第二光学系统，耦合到所述传感器芯片并且包括第二集成光学配置，以收集所述信号光束并且将所述信号光束从所述传感器芯片的所述第一侧向所述第二侧透射；以及检测器系统，被配置为基于由所述第二光学系统透射的所述信号光束来测量所述衍射目标的特点。2.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述衍射目标的特点为重叠测量。3.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述照射系统包括光子晶体光纤，所述光子晶体光纤设置在所述传感器芯片上并且耦合到所述第一光学系统。4.根据权利要求3所述的传感器装置，其中所述第一集成光学配置包括反射镜和设置在所述传感器芯片的所述第一侧上的光子晶体波导。5.根据权利要求4所述的传感器装置，其中所述反射镜包括基于微机电系统的致动器，所述基于微机电系统的致动器被配置为将所述照射光束聚焦到所述衍射目标上。6.根据权利要求4所述的传感器装置，其中：所述光子晶体波导包括与所述光子晶体光纤相同的带隙；以及所述照射光束的波长为约400nm至约2000nm。7.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述照射系统包括多个光子晶体光纤，所述多个光子晶体光纤设置在所述传感器芯片上并且耦合到包括多个光子晶体波导的所述第一光学系统。8.根据权利要求7所述的传感器装置，其中所述多个光子晶体光纤和所述多个光子晶体波导相对于彼此对称布置并且被配置为将所述照射光束聚焦到所述衍射目标上。9.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述传感器芯片的所述第一侧的面积不大于约5mm乘以5mm。10.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述第二集成光学配置包括负透镜、正透镜、元透镜或通孔。11.根据权利要求10所述的传感器装置，其中所述元透镜是平面菲涅耳透镜。12.根据权利要求10所述的传感器装置，其中所述元透镜是纳米结构表面透镜。13.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述检测器系统包括第一检测器、第二检测器、波长滤波器和聚焦光学器件。14.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述第一检测器被配置为检测所述信号光束的从约700nm至约2000nm的红外范围，并且所述第二检测器被配置为检测所述信号光束的从约10nm至约700nm的紫外可见范围。15.根据权利要求1所述的传感器装置，其中所述照射系统、所述第一光学系统和所述第二光学系统集成在所述传感器芯片上。16.一种检测系统，包括：
多个传感器，相对于彼此对称布置并且设置在衬底上的多个衍射目标上方，每个传感器包括：传感器芯片，包括第一侧和与所述第一侧相对的第二侧；照射系统，耦合到所述传感器芯片并且被配置为沿着照射路径透射照射光束；第一光学系统，耦合到所述传感器芯片并且包括第一集成光学配置，以配置所述照射光束并且将所述照射光束朝向所述衬底上的衍射目标透射，所述衍射目标与所述传感器芯片相邻设置并且生成信号光束，所述信号光束包括从所述衍射目标生成的衍射级子光束；第二光学系统，耦合到所述传感器芯片并且包括第二集成光学配置，以收集所述信号光束并且将所述信号光束从所述传感器芯片的所述第一侧向所述第二侧透射；以及检测器系统，被配置为基于由所述第二光学系统透射的所述信号光束来测量所述衍射目标的特点；以及处理器，耦合到每个传感器并且被配置为基于所述衬底上的所述多个衍射目标中的每个衍射目标的特点来确定处理误差。17.根据权利要求16所述的检测系统，其中所述衍射目标的特点为重叠测量。18.根据权利要求16所述的检测系统，其中每个检测器系统同时测量所述衬底上的所述多个衍射目标的所述特点。19.根据权利要求16所述的检测系统，其中所述多个传感器集成在共用平台上。20.根据权利要求16所述的检测系统，其中所述处理器经由光纤耦合到每个传感器。

技术总结
一种传感器装置包括传感器芯片、照射系统、第一光学系统、第二光学系统和检测器系统。照射系统耦合到传感器芯片并且沿着照射路径透射照射光束。第一光学系统耦合到传感器芯片并且包括第一集成光学配置以配置照射光束并且将其朝向衬底上的衍射目标透射，与传感器芯片相邻设置，并且生成信号光束，该信号光束包括由衍射目标生成的衍射级子光束。第二光学系统耦合到传感器芯片并且包括第二集成光学配置以收集信号光束并且将其从传感器芯片的第一侧朝向第二侧透射。检测器系统被配置为基于由第二光学系统透射的信号光束来测量衍射目标的特点。标的特点。标的特点。


技术研发人员：M
受保护的技术使用者：ASML荷兰有限公司
技术研发日：2020.08.05
技术公布日：2022/4/8