CN108112267A

CN108112267A - 用于光刻设备的对准传感器

Info

Publication number: CN108112267A
Application number: CN201680054143.8A
Authority: CN
Inventors: A·波洛; S·G·J·马斯杰森; P·A·J·廷尼曼斯; S·D·克斯顿; R·J·哈弗林
Original assignee: ASML Holding NV; ASML Netherlands BV
Current assignee: ASML Holding NV; ASML Netherlands BV
Priority date: 2015-09-18
Filing date: 2016-08-23
Publication date: 2018-06-01
Anticipated expiration: 2036-08-23
Also published as: US10466601B2; TW201721306A; JP6622390B2; JP2018529104A; NL2017348A; WO2017045874A1; CN108112267B; TWI611277B; US20180329316A1

Abstract

一种光刻设备包括被配置用于确定包括周期性结构的对准目标的位置的对准传感器。对准传感器包括解多路复用器(700)以解多路复用多个强度通道(一个示出为在光纤702处的输出)。解多路复用器包括串联设置的多个级以及许多解多路复用部件(706，708a,b，710a‑d，712a‑h)，每个解多路复用部件可操作用于划分输入辐射束为两个辐射束部分。第一级具有设置用于接收入射辐射束作为输入辐射束的第一解多路复用部件(706)。每个后续级设置使其具有两倍于前一级的解多路复用部件的数目，在第一级之后每个级的每个解多路复用部件接收从前一级的解多路复用部件输出的辐射束部分的一个作为输入。

Description

用于光刻设备的对准传感器

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2015年9月18日提交的美国申请62/220,666的优先权，并且该美国申请在此通过全文引用的方式并入本文。

技术领域

本说明书涉及一种用于光刻设备的对准传感器。具体而言，本说明书涉及一种用于对准传感器的解多路复用器和一种解多路复用(demulitiplex)的方法。

背景技术

光刻设备是将所需图形施加至衬底上、通常至衬底的目标部分上的机器。光刻设备可以例如用在集成电路(IC)的制造中。在该情形中，备选地称作掩模或刻线板的图形化装置可以用于产生将要形成在IC的单个层上的电路图形。该图形可以转移至衬底(例如硅晶片)上的目标部分(例如包括一个或数个裸片的一部分)上。图形的转移通常是经由成像至提供在衬底上的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上。通常，单个衬底将包含连续图形化的相邻目标部分的网络。已知的光刻设备包括其中通过将整个图形一次性曝光值目标部分上而照射每个目标部分的所谓步进机，以及其中通过沿给定方向(“扫描”方向)扫描图形穿过辐射束而同时平行于或反平行于该方向同步扫描衬底从而照射每个目标部分的所谓扫描机。也可能通过将图形压印至衬底上而将图形从图形化装置转移至衬底。

为了控制光刻过程以在衬底上精确地放置器件特征，通常在衬底上或为衬底提供一个或多个对准标记，并且光刻设备包括由此可以精确地测量标记的位置的一个或多个对准传感器。对准传感器可以是有效地位置测量设备。标记的不同类型和对准传感器的不同类型从不同时刻和不同制造者已知。

发明内容

对准传感器可以使用一个或数个辐射源以产生具有不同波长的多个辐射束。以此方式，传感器可以使用数个波长(例如颜色)和/或辐射的偏振(例如光)测量在相同目标光栅上的位置。没有单个颜色或偏振可以理想用于测量所有情形，因此系统从许多信号选择其中一个信号提供最可靠的位置信息。

当衬底变得越来越复杂时，随着施加至它们的图形的数目增大，添加额外波长和/或偏振可以提高对准传感器的能力以提供可靠的位置信息。然而，这增加了对准系统的复杂性，因为可以需要额外的光学器件。特别地，假设每个波长通常多路复用至一个或多个束中，添加额外的波长可以增大用于分别组合和分离单个波长的多路复用器和解多路复用器的复杂性。额外的，增多数目的光学器件应该在严格容差内光学地匹配以避免降低对准传感器的性能。进一步，添加额外的光学器件可以增大由对准传感器所需的空间。然而，对准传感器应该装配在光刻设备的物理约束内以便于使得传感器和设备正确地工作。

例如，希望增大可以由对准传感器使用的不同波长的数目而不增加由对准传感器所需的空间。例如，希望增大波长的数目而并未增大对准传感器的复杂性，特别是所使用光学器件的数目。

根据一个方面，提供了一种用于解多路复用包括第一波长频段的入射辐射束的设备，设备包括：串联设置的多个级，多个级包括第一级以及一个或多个后续级；以及多个解多路复用部件，每个解多路复用部件可操作用于将输入的辐射束划分成两个辐射束部件，其中：第一级包括设置用于接收作为输入辐射束的入射辐射束的第一解多路复用部件，以及多个解多路复用部件被设置为使得每个后续级包括两倍于前一级的解多路复用部件的数目，在第一级之后每个级的每个解多路复用部件接收从前一级的解多路复用部件输出的辐射束部件的一个作为输入。

解多路复用部件中的每一个可以包括二向色滤光器。

在一个实施例中，第一波长频段包括多个光学通道，每个光学通道具有唯一的中心波长，并且来自上一级的辐射束部分中的每个辐射束部分的中心波长对应于多个通道的通道之一的中心波长。

在另一实施例中，第一波长频段包括2^k个通道，并且设备包括k个级，设备被设置为使得来自上一级的每个辐射束部分包括单个通道。

设备可以包括多个光学输出，其中每个光学输出可操作用于输出来自设备的上一级的特定辐射束部分。

根据另一方面，提供了一种根据本文所述的设备的对准传感器。

根据另一方面，提供了一种包括本文所述对准传感器的光刻设备。

根据另一方面，提供了一种解多路复用包括第一波长频段的入射辐射束的方法，方法包括：在包括第一解多路复用部件的第一级处接收所述入射辐射束作为输入辐射束；使用所述第一解多路复用部件以将所述输入辐射束划分成两个辐射束部分；在一个或多个后续级处，接收来自前一级的辐射束部分作为输入辐射束，一个或多个后续级的每一个被设置为使得每个后续级包括两倍于前一级的解多路复用部件的数目；以及使用每个解多路复用部件以将由前一级输出的每个辐射束部分划分成另外两个辐射束部分。

在一个实施例中，其中第一波长频段包括多个光学通道，方法可以进一步包括使用在上一级中的每个解多路复用部件以将输入辐射束划分成多个输出辐射束部分，其中每个输出辐射束部分的中心波长对应于多个光学通道的通道之一的中心波长。

第一波长频段可以包括2^k个通道，方法可以包括k个级，并且输出辐射束部分的每一个可以包括单个通道。

在一个实施例中，方法可以包括将来自上一级的特定辐射束部分输出至特定光学输出。

根据另一方面，提供了一种用于执行如在此所述方法的设备。

附图说明

现在将仅借由示例的方式、参照所附示意性附图描述本发明的实施例，其中对应的参考符号指示对应的部件，以及其中：

图1描绘了包括作为测量设备的对准传感器的示例性光刻设备；

图2描绘了其中可以使用图1的设备的光刻单元或集群；

图3是适用于图1的设备的对准传感器的示意图；

图4是适用于图1的设备的对准传感器的示意图；

图5是适用于图3的对准传感器的多核光纤的剖面图；

图6是根据本公开一个方面的方法的视图；

图7是实施了图6的方法的解多路复用器的示意图；以及

图8描绘了由图7的解多路复用器的各个级输出的波长频段的示意图。

具体实施方式

在详细描述本发明的实施例之前，展示其中可以实施本发明实施例的示例性环境是有益的。

图1示意性描绘了光刻设备LA。设备包括被配置用于调节辐射束B(例如UV辐射或DUV辐射)的照明系统(照明器)IL，被构造用于支撑图形化装置(例如掩模)MA并连接至被配置用于根据某些参数精确地定位图形化装置的第一定位器PM的图形化装置支座或支撑结构(例如掩模工作台)MT；均被构造用于固定衬底(例如涂覆抗蚀剂的晶片)W并每个连接至被配置用于根据某些参数精确地定位衬底的第二定位器PW的两个衬底工作台(例如晶片工作台)WTa和WTb；以及被配置用于将由图形化装置MA赋予辐射束B的图形投影至衬底W的目标部分C(例如包括一个或多个裸片)上的投影系统(例如折射投影透镜系统)PS。参考框架RF连接各个部件，并且用作参考以用于设置并测量图形化装置和衬底以及在它们上的特征的位置。

照明系统可以包括用于引导、定形或控制辐射的各种类型光学器件，诸如折射、反射、磁性、电磁、静电或其他类型光学器件、或其任意组合。

图形化装置支座以取决于图形化装置的朝向、光刻设备的设计、以及其他条件诸如例如图形化装置是否固定在真空环境中的方式而固定图形化装置。图形化装置支座可以使用机械、真空、静电或其他夹持技术以固定图形化装置。图形化装置支座MT可以是框架或工作台，例如，其可以是固定的或如所需是可移动的。图形化装置支座可以确保图形化装置处于例如相对于投影系统的所需位置处。

在此使用的术语“图形化装置”应该广义的解释为涉及可以用于在其剖面中赋予辐射束图形以便于在衬底的目标部分中产生图形的任何装置。应该注意，赋予辐射束的图形可以不精确地对应于衬底的目标部分中的所需图形，例如，如果图形包括相移特征或所谓的辅助特征。通常，赋予辐射束的图形将对应于在目标部分中形成的器件中的特定功能层，诸如集成电路。

如在此所示，设备是透射式类型(例如采用透射式图形化装置)。备选地，设备可以是反射式类型(例如采用如上所述类型的可编程镜面阵列，或采用反射掩模)。图形化装置的示例包括掩模、可编程镜面阵列、以及可编程LCD面板。术语“刻线板”或“掩模”在此的任何使用可以视作与更通用术语“图形化装置”同义。术语“图形化装置”也可以解释为涉及以数字形式存储图形信息以用于控制该可编程图形化装置的装置。

在此使用的术语“投影系统”应该广义的解释为包括任何类型投影系统，包括折射、反射、折反射、磁性、电磁和静电光学系统、或其任意组合，如对于所使用曝光辐射合适的，或对于其他因素诸如沉浸液体的使用或真空的使用合适的。在此术语“投影透镜”的任何使用可以视作与更通用术语“投影系统”同义。

光刻设备也可以是其中衬底的至少一部分可以由具有相对较高折射率的液体例如水覆盖以便于填充投影系统与衬底之间空间的类型。沉浸液体也可以施加至光刻设备中其他空间，例如在掩模与投影系统之间。沉浸技术在本领域广泛已知用于增大投影系统的数值孔径。

在工作中，照明器IL从辐射源SO接收辐射束。源和光刻设备可以是分立实体，例如当源是受激准分子激光器时。在该情形中，源不被视作形成光刻设备的一部分并且辐射束借助于包括例如合适的引导镜面和/或扩束器的束输送系统BD而从源SO传至照明器IL。在其他情形中源可以是光刻设备的整体部分，例如当源是汞灯时。源SO和照明器IL、以及如果需要的话与束疏松系统BD一起可以称作辐射系统。

照明器IL可以例如包括用于调节辐射束的角强度分布的调节器AD，积分器IN以及收集器CO。照明器可以用于调节辐射束，以在其剖面具有所需的均匀性和强度分布。

辐射束B入射在被固定在图形化装置支座MT上的图形化装置MA上，并被图形化装置所图形化。在横越图形化装置(例如掩模)MA之后，辐射束B穿过将束聚焦至衬底W的目标部分C上的投影系统PS。借助于第二定位器PW和位置传感器IF(例如干涉仪装置、线性编码器、2-D编码器或电容性传感器)，衬底工作台WTa或WTb可以精确地移动，例如以便于在辐射束B的路径中定位不同的目标部分C。类似地，第一定位器PM和另一位置传感器(图1中未明确示出)可以用于相对于辐射束B的路径精确地定位图形化装置(例如掩模)MA，例如在从掩模库机械检索之后，或在扫描期间。

图形化装置(例如掩模)MA和衬底W可以使用图形化装置对准标记M1、M2以及衬底对准标记P1、P2对准。尽管如所示的衬底对准标记占据了专用目标部分，但是它们可以位于目标部分之间的空间中(这些已知为划片线对准标记)。类似地，在其中在图形化装置(例如掩模)MA上提供多于一个裸片的情形中，图形化装置对准标记可以位于裸片之间。也可以在裸片内包括小对准标记，在器件特征之中，在其中希望标记尽可能小并且无需任何与相邻特征不同的成像或处理条件的情形中。以下进一步描述检测对准标记的对准系统。

所示设备可以用于各种模式。在扫描模式中，当将赋予辐射束的图形投影至目标部分C上时，同步扫描图形化装置支座(例如掩模工作台)MT和衬底工作台WT(也即单一动态曝光)。可以由投影系统的缩放和图像反转特性来确定衬底工作台WT相对于图形化装置支座(例如掩模工作台)MT的速度和方向。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸限制在单一动态曝光中目标部分的宽度(沿非扫描方向)，而扫描运动的长度确定目标部分的高度(沿扫描方向)。光刻设和工作模式的其他类型是可能的，如本领域广泛已知。例如，步进模式是已知的。在所谓的“无掩模”光刻中，可编程图形化装置保持固定但是具有改变的图形，并且移动或扫描衬底工作台WT。

也可以采用上述使用模式的组合和/或变形或者使用完全不同的使用模式。

光刻设备LA是所谓的双级类型，其具有两个衬底工作台WTa、WTb以及两个工作站-曝光工作站EXP和测量工作站MEA-在它们之间可以交换衬底工作台。当在曝光工作站处曝光衬底工作台上一个衬底时，可以在测量工作站处将另一衬底装载至另一衬底工作台上并且执行各种准备步骤。这使能潜在增加设备的吞吐量。准备步骤可以包括使用水平传感器LS映射衬底的表面高度轮廓并且使用对准传感器AS测量衬底上对准标记的位置。如果当其在测量工作台处以及在曝光工作站处时位置传感器IF无法测量衬底工作台的位置，可以提供第二位置传感器以使能在两个工作站处追踪衬底工作台相对于参考框架RF的位置。其他设置是已知的并且替代于所示双级设置可使用。例如，其他光刻设备是已知的，其中提供衬底工作台和测量工作台。当执行准备测量时这些对接在一起，并且当衬底工作台经历曝光时随后分解。

如图2中所示，光刻设备LA可以形成光刻单元LC的一部分，有时也称作光刻单元或集群，其也包括用于在衬底上执行前和后曝光工艺处理的设备。常规地，这些包括用于沉积一个或多个抗蚀剂层的一个或多个旋涂器SC，用于显影已曝光抗蚀剂的一个或多个显影器DE，一个或多个冷却板CH和/或一个或多个烘焙板BK。衬底操纵器或机器人RO从输入/输出端口I/O1、I/O2拾取一个或多个衬底，在不同处理设备之间移动它们并且输送它们至光刻设备的进料台LB。这些设备通常共同称作轨道，在轨道控制单元TCU的控制之下，TCU自身由监管控制系统SCS控制，SCS也经由光刻控制单元LACU控制了光刻设备。因此，可以操作不同的设备以最大化吞吐量和处理效率。随后将由轨道处理过的衬底转移至一个或多个其他处理工具以用于在器件制造工艺内的蚀刻和/或其他化学或物理处理。

光刻设备控制单元LCAU控制所述各个促动器和传感器的移动车测量。控制单元LACU也包括信号处理和数据处理能力以实施关于设备工作的所需计算。在背景技术和权利要求的术语中，这些处理和控制功能的组合简单的称作“控制器”。实际上，控制单元LACU将实现作为许多子单元的系统，每个处理实时数据采集，处理并控制设备内的子系统或部件。例如，一个处理子系统可以专用于衬底定位器PW的伺服控制。分立单元可以操纵粗略和精细促动器，或不同的轴线。另一单元可以专用于读出位置传感器IF。设备的总体控制可以由中央处理单元控制，其与这些子系统处理单元、与操作者、以及与光刻制造过程中涉及的其他设备通信。

图3是对准传感器AS的示意框图。在照明子系统302中，源304包括四个单个源以提供具有四个波长的辐射，名为绿色(标记G)、红色(R)、近红外(N)和远红外(F)。在以下讨论中为了方便，在这四个不同波长处的辐射将称作四种辐射颜色，对于本发明的目的而言它们在是否电磁频谱的可见或不可见部分是不重要的。所有源都是线性偏振的，其中G和N辐射定向为相互相同的方向，以及R和F辐射被偏振为正交于G和N偏振。

四个颜色通过偏振维持光纤306输运至多路复用器308，在此它们组合成包括所有四个颜色的单个组合光束310。

组合光束310被输送至照明成型光学元件314。组合光束随后经由合适的输送光学元件320进入光学元件330(例如分束器)中。光束随后从例如在光学元件330内的部分或全反射表面(例如0.5mm直径光斑镜面)重定向。物镜332将光束聚焦成窄光束，其被例如在衬底W上的对准标记340所形成的周期性结构(例如光栅)反射和/或衍射。由具有例如数值孔径NA＝0.6的物镜332收集辐射。该NA值可以允许对于每个颜色从具有16μm节距的光栅收集至少十个衍射阶分量。

随后将形成了信息承载束334的反射/衍射辐射输运至自参考干涉仪336。干涉仪336将信息承载束划分成具有正交偏振的两个部分，相对于相互以180°围绕光轴旋转这些部分，并且将它们组合成传出的辐射束342。传出的辐射束离开干涉仪，此后分束器344将光学信号划分成标记A和B的两个路径。一个路径包含两个旋转场的总和，而另一个包含差值。取决于初始偏振方向，总和结束在路径A或路径B中。因此在该示例中对于G和N的总和信号结束在一个路径中，而R和F在另一路径中。对于每个颜色，对应的差值信号结束在另一路径中。

在该布置中，使用在每个颜色中的一个偏振用于照明。可以通过改变读数之间的偏振(或者通过在读数内时分多路复用)而对每种颜色两个偏振进行测量。然而，为了维持高吞吐量而同时受益于颜色和偏振的一些多样性，具有单个但是不同偏振的不同颜色的集合表示在多样性与测量吞吐量之间良好的折中。为了提高多样性而并不影响吞吐量，人们可以设想类似于在此所展示的四色方案的实施方式，但是使用具有混合偏振的更多颜色例如八个或十六个颜色。

由相应收集器透镜组件346A和346B收集对于每个路径A和B的辐射。辐射随后穿过孔径348A或348B，其消除了来自衬底上光斑外侧的大多数辐射。多模光纤350A和350B将每个路径的收集的辐射输运至相应解多路复用器360A和360B。在一些实施例中，多模光纤可以用于消除来自衬底上光斑外侧的辐射，由此避免了对于孔径348A和348B的需求。解多路复用器在原始四个颜色中划分每个路径，因此总计八个光学信号被输送至检测器370A和370B。在一个实际实施例中，光纤从解多路复用器行进至检测器电路板上的八个检测器元件。检测器不提供空间分辨率，但是当设备扫描标记340时，对于每个颜色输送随时间变化的强度信号I_A和I_B。信号是实际上位置相关的信号，但是接收作为与在设备和标记之间物理扫描移动同步的随时间变化的信号(波形)。

处理单元PU从八个检测器接收强度波形并处理它们以提供位置测量值POS。因为存在八个信号以从不同的波长和入射偏振并基于此而选择，设备可以获得在广泛各种情形中可使用的测量值。在这点上应该记住的是，标记340可以掩埋在许多不同材料和结构的层之下。一些波长将比其他更好穿透不同材料和结构。处理单元PU常规地处理波形并基于提供了最强位置信号的波形而提供位置测量值。剩余的波形可以忽视。在简单实施方式中，对于每个测量任务的“配方”可以基于目标结构和实验调查的先进知识规定使用哪些信号。

在本示例中包括的是非对称测量布置380。对准错误的一个起因可以是构成标记的特征中的非对称性，例如侧壁角度的变换或特征的底表面角的变化，其可以例如由施加至一个或多个后续产品层的处理所引起。通过测量非对称性，可以纠正标记非对称性对由对准传感器所提供的位置信息的影响。非对称测量布置380通过位于干涉仪336前的分束器384接收信息承载束334的部分382。传递非对称测量信息的信号386从布置380传至处理单元PU。处理单元无需与对准传感器集成，并且可以替代地以合适的方式连接至对准传感器。

应该注意，对准传感器可以包括除了如上所述那些之外额外的光学器件和元件。例如，对准传感器可以包括一个或数个束成型部件，诸如偏振器、四分之一波片或半波片。

参照图4，现在讲描述另一示例性对准传感器400。为了便于与图3比较，采用类似于图3所述的那些参考符号标注对准传感器的部件，但是采用前缀“4”替代“3”。自然应该知晓，以下所述的各种元件是示例性的，并且可以设想备选的布置。

连接至对准传感器的是包括辐射源404的照明子系统402。辐射源404具有特定的输出波长频段。输出波长频段的具体特性取决于辐射源的类型和特征。在本发明示例中，辐射源404是超连续体源，其具有足够宽的输出波长频段，使其可以细分成多个光学通道、每个光学通道具有特定中心波长。每个光学通道功能上类似于参照图3如上所述的对准传感器中所述辐射源的“颜色”。应该注意，辐射源的类型原则上是不相关的，假设其是空间相干的并且输出波长频段具有充分宽的输出频谱，以细分成合适数目的离散光学通道。

辐射源输出穿过照明成型光学元件414传播的光束，照明成型光学元件414可以包括一个或数个光学成型元件。在本发明示例中，成型光学元件包括光纤414a、偏振器414b以及滤色器414c。光纤414a是传播具有例如500-900nm波长的辐射的带通滤波器。光纤允许移除辐射源频谱的不希望的部分，否则其可以影响对准传感器的工作。偏振器414b使能在系统中控制辐射的偏振。滤色器414c允许精确地控制照明子系统的输出频谱。在此所述的光学成型元件仅是光学成型元件的示例性组合。在此所述的一些或全部光学成型元件可以省略或者可以与其他光学成型元件组合使用。在照明成型光学元件414中使用的任何光学成型元件的类型和光学特性将取决于辐射源404的光学特性以及由照明子系统所处的辐射束410的所需光学特征。

辐射束410通过输出端418转移至输入光纤416。输出端可以包括简单的连接器板，输入光纤与其邻接相抵。输入光纤连接至对准传感器的输入端419。在一个示例中，输入端包括邻接输入光纤的连接器板。

辐射束穿过多个分束器492、494、495。每个分束器可操作用于分离出辐射束的一部分。在一个示例中，分束器每个分离出辐射束的5％。在其他示例中，比例可以是1％、2％、3％或10％。原则上，可以由分束器分离出辐射束的任意所需比例。以下将描述由分束器492、494分离出辐射束的比例的功能。由分束器495分离出的一部分辐射束传播至强度归一化检测元件488。当然应该知晓，分束器492、494、495的布置仅是示例，并且其他布置是可能的。

对准传感器可选地包括一个或数个又一光学器件422，辐射束穿过一个或数个又一光学器件422传播。在一个示例中，另外的光学器件包括四分之一波片或半波片。

辐射束随后经由例如光学器件420传播至光学器件430(例如分束器)中。类似于参照图3所述的光学器件，辐射束随后由例如在光学器件430内的部分或全反射表面430a重定向。

束穿过物镜432，并且由对准标记440反射/衍射。由对准标记反射/衍射的辐射所形成的信息承载束434、返回穿过物镜432和光学器件430。

信息承载束434随后穿过分束器484、485。每个分束器分离出信息承载束的一部分。在本示例中，每个分束器分离出信息承载束的强度的10％，尽管原则上可以分离出任何合适的百分比(诸如1％、2％、5％、7％或20％)。从信息承载束分离出的辐射束随后传播穿过分束器444的布置以及光学器件446的布置。

信息承载束434传播穿过自参考干涉仪436。干涉仪将信息承载书划分成两个传出束：包含已旋转场之和的第一传出束442a；以及包含已旋转场之差的第二传出束442b。应该注意，尽管在该示例中示出单个干涉仪，但是可能使用数个干涉仪以划分信息承载束。在另一示例中，使用两个干涉仪，其中每个干涉仪具有由对准标记反射/衍射的辐射的唯一偏振状态。第一传出束和第二传出束传播穿过分束器444的布置和光学器件446的布置。

光学器件446的布置被设置为使得输入束中的每一个被划分成水平分量和垂直分量。水平分量和垂直分量中的每一个随后被引导至光学器件446的布置的分立光学器件。在本发明示例中，每个部件是单个聚焦透镜，尽管这仅是示例性的。

由光学器件的布置所输出的辐射束被耦合至输送元件450中。在本发明示例中，输送元件450是光学多核光纤。每个辐射束被耦合至输送元件的不同物理通道中，也即至多核光纤的不同核芯中。此外，由分束器492和494从辐射束410分离出的每个部分被耦合至输送元件450中。

输送元件被耦合至解多路复用器460的输入端。如以下将更详细所述，解多路复用器在输送元件450的每个核芯中同时地解多路复用所有辐射束。相对而言，在图3的对准传感器AS中，由分立的解多路复用器而解多路复用每个辐射束。已解多路复用器的辐射束随后被耦合至许多输出光纤中，其接着被耦合至在一个或多个处理单元上的相应输入端。具体地，第一传出束442a和第二传出束442b的水平和垂直分量被耦合至位置检测单元490的输入端。由分束器484、485分离出信息承载束的一部分的水平和垂直分量被耦合至非对称测量布置480的输入端。额外的，由分束器492和494从辐射束410分离出的每个一部分被耦合至非对称测量布置480中。对于额外的背景信息，请参见名称为“PolarizationIndependent Interferometer”的、PCT专利申请公开号WO2015/051970，在此通过全文引用的方式将其并入本文。

图5示出了光学多核光学500形式的示例性输送元件的剖面。光纤包括多个单个光纤核芯502。每个光纤核芯承载了来自对准传感器的多个光学输出之一的辐射束504。在一个示例中，多核光纤包括10个核芯，尽管该数目可以更高或更低。每个辐射束504包括多个光学通道，每个光学通道具有不同的中心波长。

之前所述的示例性对准传感器均包括至少一个多路复用器以及一个或多个解多路复用器。如上所述，多路复用使能使用多个波长。

图3中所述的对准传感器包括单个强度通道(称作“束”)，其包括4个多路复用的光学通道(在图3中称作“颜色”，并且标记为G、R、N、F)。如参照图3所述，单个强度通道在穿过自参考干涉仪之后被划分成两个分量。分立的解多路复用每个分量，因此涉及使用两个解多路复用器以便于分离两个分量的光学通道的每一个。

图4中所述的示例性对准传感器包括10个强度通道，每个强度通道包括10个多路复用的光学通道。为了使用已知的布置解多路复用所有强度通道，可以使用10个解多路复用器以解多路复用所有强度通道。每个解多路复用器以及其中的光学器件将必须匹配以便于等同地执行。如前所述，由于涉及的大量光学器件，满足该需求将是耗时且昂贵的。

现在将参照图6讨论解多路复用包括多个光学通道的强度通道的示例性方法。如以下详细所述，该方法可以在多个强度通道上同时地执行，也即其可以由参照图4所述的解多路复用器460执行。

在方法600的第一步骤中，在602处接收输入辐射束。输入辐射束包括第一波长频段，该第一波长频段取决于发出输入辐射束的辐射源。

在604处，在被接收之后，输入辐射在解多路复用器的第一级处被划分成两个辐射束。

随后在606处将辐射束部分发送至解多路复用器的后续级。如果后续级不是最后级，则将发送至后续级的每个辐射束部分划分成另外两个辐射束部分。随后将另外辐射束部分中的每一个发送至另一后续级。

步骤604和606重复直至辐射束部分达到最终级。在最终级处，在608处，将辐射束部分发送至解多路复用器的一个或多个输出端。

参照图7和图8，描述示例性的解多路复用器700。诸如图5中所述的光学多核光纤之类的光纤702耦合至解多路复用器的输入端。光纤702中的每一个核芯可以因此具有其自己的输出位置。在图7的实施例中，解多路复用器的输入端是凸透镜704。

应该注意，在下文中，将仅参考一个辐射束，即使光纤702引导多个辐射束。应该理解，解多路复用器对于所有辐射束是功能等同的，并且仅需要详细描述一个辐射束。

进一步，应该注意，下文中所述示例性解多路复用器中部件的布置仅为了示例目的而是二维的。实际上，部件可以设置成三维，例如以减少由解多路复用器所占据空间量。额外地，辐射束在单独的解多路复用部件上的入射角(AOI)在以下示例中仅为了示例性目的而是45度。实际上，希望保持AOI尽可能接近0度以避免束波前的失真。在一个实施例中，AOI是7度，因为已经发现提供了可接受的束波前失真量。

解多路复用器包括多个级，每个级具有串联设置的一个或多个解多路复用部件，如现在将详述的那样。每个级包括两倍于紧接其之前级的解多路复用部件的数目。在给定解多路复用器中级的数目取决于待解多路复用的光学通道的数目。与级数目相关的、可以由解多路复用器600解多路复用的光学通道的最大数目由关系式N_DEMUX＝2^k给出，其中k是解多路复用器中级的数目。在本示例中，可以被解多路复用的光学通道的最大数目是N_DEMUX＝2⁴＝16。

解多路复用器的第一级包括第一解多路复用部件706。第一解多路复用部件可操作用于将输入辐射束划分成第一辐射束部分716a和第二辐射束部分716b。在本示例中，第一解多路复用部件可操作用于划分输入辐射束，从而第一辐射束部分的频谱816a包括输入辐射束的频谱的第一半部，并且第二辐射束部分的频谱816b包括输入辐射束的频谱的第二半部。当然可以理解，输入辐射束的频谱可以以任何合适的方式划分，例如使得输入辐射束的频谱在辐射束部分之间不均等的划分。例如，实施例可以设想其中第一辐射束部分的频谱是输入辐射束的频谱的1/4或1/3，并且第二辐射束部分的频谱是输入辐射束的频谱的3/4或2/3。这些比例仅是示例性的，并且原则上可以以任何合适或所希望的方式划分输入辐射束的频谱。

解多路复用器700的第二级包括两个解多路复用部件708a、708b。这些解多路复用部件708a、708b的两者功能等同于第一解多路复用部件706。解多路复用部件708a采用第一辐射束部分716a作为输入，并且以类似于第一解多路复用部件706的方式将输入划分成两个等同的辐射束部分718a、718b。辐射束部分718a具有包括输入频谱的第一半部的频谱818a，也即第一辐射束部分716a的频谱816a。类似的，辐射束部分718b具有包括第二辐射束部分716b的频谱816b的第二半部的频谱818b。

以类似方式，解多路复用部件708b采用第一辐射束部分716a作为输入，并且将输入划分成两个等同的辐射束部分718c、718d。

解多路复用器700的第三级以本质上等同于第一级和第二级的方式起作用。在本发明实施例中，第三级包括四个解多路复用部件710a、710b、710c、710d，每个功能等同于第一级和第二级的解多路复用部件。作为示例，现在将描述解多路复用部件710a的工作。解多路复用部件710a采用辐射束部分718a作为输入束，并且将其划分成两个辐射束部分720a、720b。辐射束部分720a具有频谱820a，其包括输入频谱的第一半部，也即辐射束部分718a的频谱818a。类似的，辐射束部分720b具有包括辐射束部分718a的频谱8181a的第二半部的频谱820b。

剩余的解多路复用部件以类似方式起作用：解多路复用部件710b将辐射束部分718b划分成辐射束部分720c和720d；解多路复用部件710c将辐射束部分718c划分成辐射束部分720e和720f；并且解多路复用部件710d将辐射束部分718d划分成辐射束部分720g和720h。

解多路复用器700的第四级以本质上等同于第一级、第二级和第三级中的每个级的方式起作用。在本发明实施例中，解多路复用器的第四级包括八个解多路复用部件712a、712b、712c、712d、712e、712f、712g、712h，每个以功能等同于第一级、第二级和第三级的解多路复用部件的方式起作用。作为示例，解多路复用部件712a采用辐射束部分720a作为输入束，并且将其划分成两个辐射束部分722a、722b。辐射束部分722a具有包括输入频谱的第一半部，也即辐射束部分720a的频谱820a的频谱822a。类似的，辐射束部分722b具有包括辐射束部分720b的频谱820a的第二半部的频谱822b。

剩余的解多路复用部件以类似方式起作用：解多路复用部件712b将辐射束部分720b划分成辐射束部分722c和722d；解多路复用部件712c将辐射束部分720c划分成辐射束部分722e和722f；解多路复用部件712d将辐射束部分720d划分成辐射束部分722g和722h；解多路复用部件712e将辐射束部分720e划分成辐射束部分722i和722j；解多路复用部件712f将辐射束部分720f划分成辐射束部分722k和722l；解多路复用部件712g将辐射束部分720g划分成辐射束部分722m和722n；以及解多路复用部件712h将辐射束部分720h划分成辐射束部分722o和722p。

解多路复用器700的第四级的多个辐射束部分722a-p中的每一个随后传播至等同多个解多路复用器输出端724a-p中的一个，在图7的实施例中经由相应透镜723a-p。透镜704与透镜723a-p中的任意一个一起以及解多路复用部件与在透镜704和透镜723a-p中的一个之间的光学路径一起形成了投影系统。例如，透镜704、723n和解多路复用部件706、708b、710d、712g一起形成了被配置用于从由光纤702的核芯的输出位置所形成的物体投影图像的投影系统。该投影系统可以因此在核芯中维持束的分离。在本发明示例中，每个多路复用器输出包括连接器板。这使得每个辐射束部分直接地耦合至相应的连接元件(例如光纤)中，其可以用于引导辐射至例如图4中所述的位置检测布置490或非对称测量布置480中。当然应该注意，解多路复用器输出724a-p可以等同地包括适用于连接至其他类型连接元件的不同连接器。例如，解多路复用器输出可以包括延迟光学元件以补偿光纤702的发散。

当然可以理解，可以以许多特定方式实施解多路复用器。例如，在一个示例性实施例中，解多路复用器可以使用“经典”光学器件实施，其中束传播穿过大气(例如空气)。在另一实施例中，解多路复用器可以使用集成光学器件形成在衬底上。也可以设想其他实施方式。

尽管在本文中可以对于在IC制造中使用光刻设备做出具体参考，应该理解的是在此所述的光刻设备可以具有其他应用，诸如集成光学系统、用于磁畴存储器的引导和检测图形、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等的制造。本领域技术人员应该知晓，在该备选应用的上下文中，在此术语“晶片”或“裸片”的任何使用可以视作分别与更常用术语“衬底”或“目标部分”同义。可以在曝光之前或之后在例如轨道(通常施加抗蚀剂层至衬底并显影已曝光抗蚀剂的工具)、度量工具和/或检查工具中处理在此涉及的衬底。可应用的，本公开在此可以适用于这些和其他衬底处理工具。进一步，可以多于一次而处理衬底，例如以便于产生多层IC，因此在此使用的术语衬底也可以涉及已经包含多个已处理层的衬底。

尽管以上已经对于在光学光刻的上下文中对于本发明实施例的使用作出具体参考，应该知晓的是本发明的实施例可以用于其他应用中，例如压印光刻，以及其中上下文允许的，不限于光学光刻。在压印光刻中，图形化装置中的拓扑结构限定了形成在衬底上的图形。图形化装置的拓扑结构可以被压印至施加至衬底的抗蚀剂层中，通过施加电磁辐射、热、压力或其组合在衬底上固化了抗蚀剂。在固化了抗蚀剂之后，从抗蚀剂移出图形化装置，在其中留下了图形。

在此使用的术语“辐射”和“束”包括所有类型的电磁辐射，包括紫外(UV)辐射(例如具有为或大约365、355、248、193、157或126nm的波长)和极紫外(EUV)辐射(例如具有在5-20nm范围内波长)，以及粒子束，诸如离子束或电子束。

其中上下文允许的，术语“透镜”可以涉及各种类型光学器件的任意一个或组合，包括折射、反射、磁性、电磁和静电光学器件。

尽管以上已经描述了本发明的具体实施例，应该知晓的是可以除了如所述之外另外实施本发明的实施例。例如，本发明的实施例可以采取计算机程序的形式，包含了描述如以上所公开方法的机器可读指令的一个或多个序列，或者具有计算机程序存储在其中的数据存储媒介(例如半导体存储器、磁盘或光盘)。

以上说明书意在是示意性而非限定性的。因此，对于本领域技术人员明显的是，可以对所述本发明做出修改而并未脱硫以下所阐述权利要求的范围。

Claims

1.一种用于对包括第一波长频段的入射辐射束进行解多路复用的设备，所述设备包括：

串联布置的多个级，所述多个级包括第一级以及一个或多个后续级；以及

多个解多路复用部件，每个解多路复用部件可操作用于将输入辐射束划分成两个辐射束部分，其中：

所述第一级包括第一解多路复用部件，被布置用于接收所述入射辐射束作为输入辐射束，以及

所述多个解多路复用部件被布置为使得每个后续级包括两倍于前一级的解多路复用部件的数目，在所述第一级之后的每个级的每个解多路复用部件接收从所述前一级的解多路复用部件输出的辐射束部分中的辐射束部分作为输入。

2.根据权利要求1所述的设备，其中，每个解多路复用部件包括二向色滤光器。

3.根据之前权利要求中任一项所述的设备，其中：

所述第一波长频段包括多个光学通道，每个光学通道具有唯一的中心波长，以及

来自上一级的所述辐射束部分中的每个辐射束部分的中心波长对应于所述多个通道中的通道之一的中心波长。

4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述第一波长频段包括2^k个通道，所述设备包括k个级，以及所述设备被布置为使得来自所述上一级的每个辐射束部分包括单个通道。

5.根据之前权利要求中任一项所述的设备，包括多个光学输出端，其中每个光学输出端可操作用于输出来自所述设备的上一级的特定辐射束部分。

6.一种系统，包括根据之前权利要求中任一项所述的设备，其中，所述系统包括投影设备，所述投影设备被配置用于将来自光学路径中相对于所述设备在上游的物体的图像投影至在所述光学路径中相对于所述解多路复用部件中的至少一个解多路复用部件在下游的图像上。

7.一种对准传感器，包括根据权利要求1至5中任一项所述的设备，或者根据权利要求6所述的系统。

8.一种光刻设备，包括根据权利要求7所述的对准传感器。

9.一种对包括第一波长频段的入射辐射束进行解多路复用的方法，所述方法包括：

在包括第一解多路复用部件的第一级处，接收所述入射辐射束作为输入辐射束；

使用所述第一解多路复用部件将所述输入辐射束划分成两个辐射束部分；

在一个或多个后续级处，接收来自前一级的辐射束部分作为输入辐射束，所述一个或多个后续级中的每一个后续级被布置为使得每个后续级包括两倍于前一级的解多路复用部件的数目；以及

使用所述解多路复用部件中的每个解多路复用部件将由所述前一级输出的每个辐射束部分划分成两个另外的辐射束部分。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，将相对于所述第一解多路复用光学部件在上游的物体投影至相对于所述解多路复用部件中的至少一个解多路复用部件在下游的图像上，所述输入辐射从所述第一解多路复用光学部件发射。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，所述第一波长频段包括多个光学通道，以及进一步包括：

使用在上一级中的每个解多路复用部件以将所述输入辐射束划分成多个输出辐射束部分，其中所述输出辐射束部分中的每个输出辐射束部分的中心波长对应于所述多个光学通道中的通道之一的中心波长。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第一波长频段包括2^k个通道，所述方法涉及k个级，以及所述输出辐射束部分中的每个输出辐射束部分包括单个通道。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，进一步包括将来自上一级的特定辐射束部分输出至特定光学输出端。

14.一种设备，可操作用于执行根据权利要求9至12中任一项所述的方法。