CN112840274A - 用于对准传感器的检测系统 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于对准传感器的检测系统、以及包括这种检测系统的对准传感器和光刻投影装置。检测系统包括：至少一个检测电路；以及多个光纤芯，用于将测量信号传输到至少一个检测电路。多个光纤芯的至少一个子集可选择地在检测状态和非检测状态之间切换，从而限定可配置检测斑点。

Description

用于对准传感器的检测系统

相关申请的交叉参考

本申请要求于2018年10月12日提交的EP申请18200138.8的优先权，并通过引用全部并入本文。

技术领域

本发明涉及用于在光刻装置中处理衬底的方法和装置。具体地，本发明涉及光刻装置中衬底的对准。

背景技术

光刻装置是将期望图案施加于衬底(通常施加于衬底的目标部分)的机器。例如，光刻装置可用于集成电路(IC)的制造。在这种情况下，图案化设备(可备选地称为掩模或中间掩模)可用于生成将在IC的各层上形成的电路图案。该图案可转移到衬底(例如，硅晶圆)上的目标部分(例如，包括部分、一个或多个管芯)。图案的转移通常经由在衬底上设置的辐射敏感材料(光刻胶)层上的成像来进行。通常，单个衬底将包含被连续图案化的相邻目标部分的网络。已知光刻装置包括所谓的步进机(其中，通过一次将整个图案暴露在目标部分上来照射每个目标部分)和所谓的扫描器(其中，通过在给定方向(“扫描”方向)上利用辐射束扫描图案，同时与该方向平行或反平行地同步扫描衬底来照射每个目标部分)。还可以通过在衬底上压印图案来将图案从图案化设备转印到衬底。

为了控制光刻工艺将器件特征准确地放置在衬底上，通常例如在衬底上设置一个或多个对准标记，并且光刻装置包括一个或多个对准传感器，通过对准传感器可精确地测量标记的位置。对准传感器可以有效地是位置测量装置。不同时间和不同制造商已知不同类型的标记和不同类型的对准传感器。

已知的对准传感器使用一个或多个辐射源来生成具有不同波长的多个辐射束。以这种方式，传感器可使用多个波长(例如，颜色)和辐射(例如，光)在相同目标栅格上的偏振来测量位置。没有单种颜色或偏振对于所有情况下的测量都是理想的，所以系统从许多信号中进行选择，其中一个提供最可靠的位置信息。

随着衬底变得越来越复杂，施加于衬底上的图案的数目越来越多，因此需要添加额外的波长和/或偏振来确保对准传感器提供可靠位置信息的能力。添加更多的图案可减少被衬底上的对准标记散射的光的量。此外，一些图案可由对于对准传感器使用的波长不透明的材料制成。为了缓解这种情况，必须向对准系统添加更多的复杂性。然而，鉴于对准传感器上的物理约束，由于其必须适合于光刻装置，使得会是不可行或不理想的。

对于小印痕的对准标记，需要一个小的检测点。重要的是不要检测来自周围结构的光，因为这会导致位置错位。进退两难的是，当在较大印痕的标记上对准时，期望与在较小印痕的标记上对准时相比具有更大的检测斑点。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于对准传感器的检测系统，包括：至少一个检测电路；以及多个光纤芯，用于将测量信号传输到至少一个检测电路；其中多个光纤芯的至少一个子集可选择地在检测状态和非检测状态之间切换，从而限定可配置检测斑点。

根据本发明的第二方面，提供了一种包括第一方面的检测系统的对准传感器系统，其中多个光纤芯的光输入位于对准传感器的检测平面处，光输入能够操作为对准传感器系统的有效场阑。

根据本发明的第三方面，提供了一种光刻投影装置，包括：辐射系统，用于提供辐射的投影束；支撑结构，用于支撑图案化设备，图案化设备用于根据期望图案图案化投影束；衬底台，用于保持衬底；投影系统，用于将图案化的束投影到衬底的目标部分上；以及第二方面的对准系统，用于对准衬底台和/或支撑结构。

下面参考附图详细描述本发明的其他方面、特征和优点以及本发明的各种实施例的结构和操作。注意，本发明不限于本文所描述的具体实施例。本文呈现的这些实施例仅用于说明目的。基于本文包含的教导，其他实施例对于相关领域的技术人员将是显而易见的。

附图说明

现在将仅通过示例的方式，参考附图来描述本发明的实施例，附图中相应的参考符号表示相应的部分，其中：

-图1示出了包括对准传感器的光刻装置；

-图2示出了光刻单元或簇；

-图3示出了在图1的双级装置中曝光衬底W上的目标部分(例如，管芯)的步骤；

-图4示出了在图1的光刻装置中使用的对准传感器，其中可使用根据本发明的装置；

-图5(a)-图(c)示出了根据本发明实施例的提供有效可配置检测斑点的三种备选的多芯多模光纤布置；以及

-图6示出了根据本发明实施例的检测布置。

具体实施方式

在详细描述本发明的实施例之前，有利地呈现可实施本发明实施例的示例环境。

图1示意性地示出了光刻装置LA。该装置包括：照射系统(照射器)IL，被配置为调节辐射束B(例如，UV辐射或DUV辐射)；图案化设备支撑件或支撑结构(例如，掩模台)MT，被构造为支撑图案化设备(例如，掩模)MA并连接到第一定位器PM，第一定位器PM被配置为根据特定参数精确地定位图案化设备；两个衬底台(例如，晶圆台)WTa和WTb，每一个都被构造为保持衬底(例如，光刻胶涂覆晶圆)W，并且每一个都连接到第二定位器PW，第二定位器PW被配置为根据特定参数精确地定位衬底；以及投影系统(例如，折射投影透镜系统)PS，被配置为将通过图案化设备MA赋予辐射束B的图案投影到衬底W的目标部分C上(例如，包括一个或多个管芯)上。参考框架RF连接各种部件，并且用作用于设置和测量图案化设备和衬底以及其上的特征的位置的参考。

照射系统可包括各种类型的光学部件，诸如折射、反射、磁性、电磁、静电或其它类型的光学部件、或者任何它们的组合，用于引导、成形或控制辐射。

图案化设备支撑件以取决于图案化设备的定向、光刻装置的设计和其他条件(例如，图案化设备是否保持在真空环境中)的方式来保持图案化设备。图案化设备支撑件可使用机械、真空、静电或其他夹紧技术来保持图案化设备。图案化设备支撑件MT可以是框架或台，例如，其可以根据需要固定或可移动。图案化设备支撑件可确保图案化设备处于期望位置，例如相对于投影系统。

本文使用的术语“图案化设备”应广义地解释为是指可用于为辐射束在其截面中赋予图案的任何设备，诸如在衬底的目标部分中创建图案。应该注意，例如如果图案包括相移特征或者所谓的辅助特征，则赋予辐射束的图案可以不精确地对应于衬底的目标部分中的期望图案。一般而言，赋予辐射束的图案将对应于在目标部分中创建的器件(诸如集成电路)中的特定功能层。

如本文所描述的，该装置是透射型的(例如，采用透射型图案化设备)。备选地，该装置可以是反射型的(例如，采用上面提到类型的可编程反射镜阵列，或者采用反射掩模)。图案化设备的示例包括掩模、可编程反射镜阵列和可编程LCD面板。本文对术语“中间掩模”或“掩模”的任何使用可被认为是更一般术语“图案化设备”的同义词。术语“图案化设备”还可被解释为是指以数字形式存储图案信息以用于控制这种可编程图案化设备的设备。

本文使用的术语“投影系统”应广义地解释为包括任何类型的投影系统，包括折射、反射、反射折射、磁性、电磁和静电光学系统、或者任何它们的组合，适用于所使用的曝光辐射或者用于其他因素(诸如使用浸没液体或真空)。本文对术语“投影透镜”的任何使用可被认为是更一般术语“投影系统”的同义词。

光刻装置也可以是以下类型：至少一部分衬底可被具有相对高折射率的液体(例如，水)覆盖以填充投影系统和衬底之间的空间。浸没液体也可被施加于光刻装置中的其它空间，例如掩模和投影系统之间。浸没技术在本领域公知用于增加投影系统的数值孔径。

在操作中，照射器IL接收来自辐射源SO的辐射束。例如，当源是准分子激光器时，源和光刻装置可以是独立的实体。在这种情况下，源不被视为形成光刻装置的一部分，并且辐射束在束传送系统BD(例如，包括合适的定向反射镜和/或扩束器)的帮助下从源SO传送到照射器IL。在其他情况下，源可以是光刻装置的组成部分，例如当源是汞灯时。如果需要，源SO和照射器IL与束传送系统BD一起可被称为辐射系统。

例如，照射器IL可包括用于调整辐射束的角强度分布的调整器AD、整合器IN和聚光器CO。照射器可用于调节辐射束，以使其截面具有期望的均匀性和强度分布。

辐射束B入射到在图案化设备支撑件MT上所保持的图案化设备MA上，并且被图案化设备进行图案化。在经过图案化设备(例如，掩模)MA之后，辐射束B穿过投影系统PS，投影系统PS将束聚焦到衬底W的目标部分C上。借助于第二定位器PW和位置传感器IF(例如，干涉测量设备、线性编码器、2-D编码器或电容传感器)，衬底台WTa或WTb可精确地移动，例如以便在辐射束B的路径中定位不同的目标部分C。类似地，例如在从掩模库中进行机械检索之后或者在扫描期间，第一定位器PM和另一位置传感器(在图1中未明确示出)可用于相对于辐射束B的路径精确地定位图案化设备(例如，掩模)MA。

图案化设备(例如，掩模)MA和衬底W可使用掩模对准标记M1、M2和衬底对准标记P1、P2进行对准。尽管如图所示的衬底对准标记占据专用目标部分，但是它们可位于目标部分之间的空间中(这些已知为划线对准标记)。类似地，在图案化设备(例如，掩模)MA上设置多于一个管芯的情况下，掩模对准标记可位于管芯之间。小对准标记也可包括在管芯内的设备特征中，在这种情况下，期望标记尽可能小并且不需要任何与相邻特征不同的成像或工艺条件。下面进一步描述检测对准标记的对准系统。

所示装置可用于各种模式。在扫描模式中，当赋予辐射束的图案被投射到目标部分C上时(即，单个动态曝光)，同步地扫描图案化设备支撑件(例如，掩模台)MT和衬底台WT。衬底台WT相对于图案化设备支撑件(例如，掩模台)MT的速度和方向可通过投影系统PS的放大(缩小)倍率和图像反转特性来确定。在扫描模式中，曝光场的最大尺寸在单个动态曝光中限制目标部分的宽度(在非扫描方向上)，而扫描运动的长度确定目标部分的高度(在扫描方向上)。其他类型的光刻装置和操作模式也是可以的，这在本领域是众所周知的。例如，已知步进模式。在所谓的“无掩模”光刻中，可编程图案化设备保持静止但具有可变图案，并且衬底台WT被移动或扫描。

也可以采用上述使用模式或完全不同的使用模式的组合和/或变化。

光刻装置LA是所谓的双级类型，其具有两个衬底台WTa、WTb和两个站(曝光站EXP和测量站MEA)，在这两个站之间可以交换衬底台。当一个衬底台上的一个衬底在曝光站处进行曝光时，另一衬底可在测量站处加载到另一衬底台上并执行各种准备步骤。这使得装置的生产量显著提升。准备步骤可包括使用水平传感器LS绘制衬底的表面高度轮廓、以及使用对准传感器AS测量衬底上的对准标记的位置。如果位置传感器IF不能在其位于测量站以及曝光站时测量衬底台的位置，则可以设置第二位置传感器以能够在两个站处相对于参考框RF跟踪衬底台的位置。代替所示的双级布置，其他布置也是已知和可用的。例如，已知设置衬底台和测量台的其他光刻装置。在进行准备测量时，将它们对接在一起，然后在衬底台经受曝光时松开。

如图2所示，光刻装置LA形成光刻单元LC(有时也称为光刻单元或簇)的一部分，光刻单元LC还包括在衬底上执行曝光前和曝光后工艺的装置。传统地，这些包括用于沉积光刻胶层的旋涂机SC、用于显影所曝光光刻胶的显影剂DE、冷却板CH和烘烤板BK。衬底处理器或机器人RO从输入/输出端口I/O1、I/O2拾取衬底，将其在不同的处理装置之间移动，然后将其传送到光刻装置的进料台LB。这些设备(通常统称为轨道)受轨道控制单元TCU的控制，轨道控制单元TCU本身由管理控制系统SCS所控制，管理控制系统SCS还经由光刻控制单元LACU来控制光刻装置。因此，可以操作不同的装置以最大化生产量和处理效率。然后，由轨道处理的衬底被转移到其他处理工具，用于在器件制造工艺中进行蚀刻和其他化学或物理处理。

光刻装置控制单元LACU控制所描述的各种致动器和传感器的所有移动和测量。LACU还包括信号处理和数据处理能力，以实施与装置操作相关的期望计算。在介绍和权利要求书的术语中，这些处理和控制功能的组合简称为“控制器”。实际上，控制单元LACU将被实现为许多子单元的系统，每个子单元都处理装置内的子系统或部件的实时数据获取、处理和控制。例如，一个处理子系统可专用于衬底定位器PW的伺服控制。单独的单元甚至可以处理粗糙和精细的致动器或不同的轴。另一单元可专用于位置传感器IF的读数。装置的整体控制可由中心处理单元来控制，中心处理单元与这些子系统处理单元、操作器以及光刻制造工艺所涉及的其他装置通信。

图3示出了在图1的双级装置中曝光衬底W上的目标部分(例如，管芯)的步骤。将首先描述根据传统实践的工艺。

左侧虚线框内是在测量站MEA处执行的步骤，而右侧示出在曝光站EXP处执行的步骤。不时地，如上所描述的，衬底台WTa、WTb中的一个将位于曝光站，而另一个位于测量站。为了这种描述的目的，假设衬底W已经被加载到曝光站中。在步骤200中，通过未示出的机构将新衬底W’加载到装置。为了增加光刻装置的生产量，并行地处理这两个衬底。

首先，参照新加载的衬底W’，其可以是先前未经处理的衬底，用新的光刻胶制备用于在装置中首次曝光。然而，一般而言，所描述的光刻工艺将仅仅是一系列曝光和处理步骤中的一个步骤，使得衬底W’已通过该装置和/或其它光刻装置多次，并且还要经历后续工艺。特别是对于改进覆盖性能的问题，任务是确保在已经历一个或多个图案化和处理周期的衬底上将新图案准确地施加于正确位置。这些处理步骤逐渐在衬底中引入必须被测量和校正的失真，以实现令人满意的覆盖性能。

如刚刚所提到的，先前和/或后续的图案化步骤可在其他光刻装置中执行，甚至可以在不同类型的光刻装置中执行。例如，与要求较低的其它层相比，可以在更先进的光刻工具中执行器件制造工艺中对诸如分辨率和覆盖的参数要求非常较高的一些层。因此，一些层可在浸没式光刻工具中曝光，而其他层则在“干”工具中曝光。一些层可在工作于DUV波长的工具中曝光，而其他层则使用EUV波长辐射来曝光。

在202中，使用衬底标记P1等和图像传感器(未示出)的对准测量被用于测量和记录衬底相对于衬底台WTa/WTb的对准。此外，将使用对准传感器AS测量横跨衬底W’的几个对准标记。这些测量在一个实施例中用于建立“晶圆网格”，其非常精确地映射横跨衬底的标记分布，包括相对于标称矩形网格的任何失真。

在步骤204中，还使用水平传感器LS来测量晶圆高度(Z)相对于X-Y位置的示意图。通常，高度图仅用于实现曝光图案的精确聚焦。如下文将进一步解释的，本装置还使用高度图数据来补充对准测量。

当加载衬底W’时，接收配方数据(recipe data)206，配方数据定义将被执行的曝光以及晶圆和先前制造和将在其上制造的图案的特性。向这些配方数据添加在202、204中进行的晶圆位置、晶圆网格和高度图的测量，使得可将一整套完整的配方和测量数据208传送到曝光站EXP。例如，对准数据的测量包括相对于作为光刻工艺的产品的产品图案以固定或名义上固定的关系形成的对准目标的X和Y位置。在曝光前得到的这些对准数据被组合和内插，以提供对准模型的参数。这些参数和对准模型将在曝光操作期间用于校正在当前光刻步骤中应用的图案的位置。传统的对准模型可包括四个、五个或六个参数，它们一起定义不同维度中的“理想”网格的平移、旋转和缩放。如US 2013230797A1中进一步描述的，已知使用更多参数的高级模型。

在210中，调换晶圆W’和W，使得被测量的衬底W’成为进入曝光站EXP的衬底W。在图1的示例装置中，通过交换装置内的支撑件WTa和WTb来执行这种调换，使得衬底W、W’保持精确地夹紧并定位在这些支撑件上，从而保持衬底台和衬底本身之间的相对对准。因此，一旦调换了衬底台，确定投影系统PS和衬底台WTb(以前的WTa)之间的相对位置是在曝光步骤的控制中利用衬底W(以前的W’)的测量信息202、204所必需的全部。在步骤212中，使用掩模对准标记M1、M2来执行中间掩模对准。在步骤214、216、218中，横跨衬底W在连续的目标位置处施加扫描运动和辐射脉冲，以便完成多个图案的曝光。

通过使用在执行曝光步骤时在测量站处获得的对准数据和高度图，相对于期望位置，特别是相对于先前放置在同一衬底上的特征，精确地对准这些图案。在步骤220中，将现在标记为W”的曝光衬底从装置卸载，以根据暴露图案进行蚀刻或其它工艺。

图4示出了对准传感器的光学系统400。具有多个分支的光轴O由贯穿光学系统400的虚线表示。光学系统具有辐射源420、照射束422、物镜424、信息承载束426、自参考干涉仪428和检测器430。实际上，可设置多个检测器。来自检测器的信号由处理单元PU处理。

本示意图中所示的其他部件如下所示。在照射子系统440中，来自源420的辐射经由光纤442传送到照射仿形光学器件446。这将输入束422经由分束器454传送到具有光瞳面P的物镜424。物镜424在形成在衬底W上的对准标记202上形成斑点406。衬底定位在相对于光学系统可移动的衬底台(未示出)上。当然，本领域技术人员应理解，相对移动可以多种特定方式来实施。在一个示例中，光学系统是静止的，而衬底台移动。在另一示例中，光学系统移动，而衬底台静止。在又一示例中，衬底台在至少一个维度中移动，并且光学系统在至少一个其他维度中移动。

信息承载束426被标记衍射，经过分束器454到达干涉仪428。干涉仪428将辐射场分为具有正交偏振的两部分，将这些部分绕光轴相对于彼此旋转180°，并将它们组合成出射束482。透镜484将整个场聚焦到检测器430上(例如，经由多模光纤433)。在该示例和对准传感器中的检测器430有效地是单个光电换能器(例如，光电二极管)，并且除了通过已经描述的扫描运动之外，不提供任何空间信息。例如，在一个实施例中，对于所使用的每个波长，可具有光电换能器，前面是光谱滤波器以对该波长进行解复用或分离。可添加在共轭光瞳面中具有空间分辨率的检测器，以允许使用对准传感器硬件执行角度分辨散射法。

包括在本示例中的是不对称测量布置460。布置460通过位于干涉仪428之前的第二分束器462接收信息承载束426的部分464。

应该注意，在图4所示的示例中，在干涉仪周围实际使用的一些光学元件被省略了。这样做只是为了简化对该想法的解释。在实际实施中，可能需要包括它们。

目前，许多对准传感器设计依赖于在衬底上包括较大区域或印痕的对准标记，使得它们只能容纳在划线中。对具有较小印痕的对准标记的需求越来越大。例如，较小的对准标记意味着可在产品区域中容纳标记以实现场内网格校正。备选地或附加地，与较小标记对准的能力能够实现已经存在的计量标记或类似标记(诸如用于测量覆盖的标记)的对准。这种覆盖标记的示例被已知为基于微衍射的覆盖或μDBO标记。例如，μDBO标记可包括以2x2正方形布置的四个栅格结构，其总面积约为10-16μm²，并且典型栅格间距约为500-700nm。这与典型的对准标记形成对比，这些标记(例如)可能大于5倍(至少在一个维度上)。目前使用的一种特定类型的对准标记包括尺寸为80μmx38μm的两个栅格，以及大于1.6μm的典型(例如，对角线定向)栅格间距。

因此，期望提供一种对准传感器，其可以在小得多的标记(例如，如果使用图4所示的离轴照射方案，则具有小得多的间距)上对准。还期望通过对对准传感器的最小改变来实现这一点，和/或保持与目前通常使用的较大对准标记的向后兼容性。现在将描述用于对准传感器的检测系统，其能够使对准传感器实现这些期望特性。

为了正确地作用，对准传感器需要在不测量任何周围结构的情况下检测对准标记的间距。对准误差可源于所检测的信号，包括来自周围结构的任何贡献。为此，检测点(检测区域)应足够小，以便仅检测来自对准标记的信号，而没有来自其周围环境的任何贡献。实现这一点的一种方式是使用小照射斑点(标记上的照射区域)；更具体地，使用比标记小的照射斑点，使其底部填充标记(即，仅入射到标记上)。备选地，可以在中间图像平面中提供场阑(例如，光圈或虹膜)，其阻挡对准信号的不期望分量(即，由周围结构产生的信号分量)。一种已知类型的对准传感器(在美国专利第6,961,116号中描述，其通过引用并入本文)包括检测平面中的场阑。在其他类型的对准传感器中，检测多模光纤(将检测到的信号传输到检测器)的芯直径限定检测斑点，有效地充当检测平面中的场阑。

如此，当在小对准标记上对准时，检测斑点应该很小。例如，这可以通过实施较小的照射斑点或适当的场阑来实现。然而，这种较小的检测斑点对于较大的对准标记(诸如当前所使用的)不是最佳的，会导致对准性能降低，这将有效地限制或禁止与这种标记的向后兼容性。可配置场阑是另一种选择(例如，具有可控大小)。然而，在对准传感器内具有移动部件是非常不期望的，因为这样的移动部件降低对准性能。

因此，提出了一种不包括运动部件的动态场阑。更具体地，动态场阑可包括位于检测平面(即，检测平面中的光输入)中的多个多模光纤或纤芯，它们可以选择性地切入和切出检测状态以限定检测斑点。例如，可以使用多模多芯光纤。

回到图4，建议用多个纤芯(例如，多模多芯光纤)替换单芯多模光纤433。这些芯可以在检测状态和非检测状态之间独立切换。在特定实施例中，设想两种检测模式——用于在较小对准标记上对准的第一检测模式以及用于在较大对准标记上对准的第二检测模式。在每种情况下，建议将不同集合的纤芯切换到检测状态；更具体地，将更大的纤芯子集切换到用于第二检测模式而不是用于第一检测模式的检测状态，从而有效地为第二检测模式限定更大的检测斑点。

在一个实施例中，第一检测模式可以仅包括切换到检测状态的第一纤芯子集，剩余纤芯处于非检测状态。在一个实施例中，第一子集可以仅包括单个纤芯。第二检测模式可包括切换到检测状态的第二子集，第二子集包括第一子集(从而有效地增加检测斑点)。在一个实施例中，第二检测模式包括使用所有纤芯(即，包括第一子集的纤芯)，使得多芯光纤的所有纤芯处于检测状态。在一个实施例中，可以是第一子集中的一个或多个纤芯始终处于检测状态，并且只有第二子集而非第一子集中的那些纤芯可在检测状态和非检测状态之间选择性地切换。这是因为，在一个实施例中，设想第二纤芯子集将始终包括第一纤芯子集。

可以理解，可以有两种以上的检测模式(例如，对于三种或更多种不同类型/尺寸的对准标记上的对准)。例如，可限定第三检测模式(例如，对于尺寸介于上述较小对准标记和较大对准标记之间的对准标记)，其使用大于第一子集但小于第二子集的第三纤芯子集。

图5示出了用于将测量信号传输到检测电路装置的三种不同的多模多芯光纤布置在检测平面上的截面。这些仅仅是示例性的，并且应当理解，不同布置和排列的数目是众多的。在图5(a)-5(c)的每个示例中，第一子集仅包括单个纤芯(更具体地，中心纤芯500)，从而限定较小直径的检测斑点，并且第二子集包括所有纤芯500、510，由此限定较大直径的检测斑点。同样，这仅仅是示例性的，并且子集可不同地包括一个芯或所有芯。应注意，中心纤芯用阴影示出，只是为了帮助示出两个得到的检测斑点尺寸，纤芯500、510基本上都是相同的。

图5(a)示出了具有七个纤芯的布置(例如，形成单个多芯光纤的一部分)。图5(b)示出了纤芯不必布置为模拟圆形斑点(例如，六边形布置)。在该示例中，本实施例中的第二子集的纤芯500、510被布置为形成方形检测斑点，而与之前一样，第一子集仅包括中心纤芯500。图5(c)示出了第二六边形布置，其中与图5(a)的布置相比，第二子集500、510相对于第一子集500更大(例如，包括多于一层的环绕芯)。

在一个实施例中，每个纤芯500、510可分别连接到检测电路(例如，光模拟-数字板OADB)，每个检测电路包括光电换能器(例如，光电二极管或类似器件)和相关联的(例如，放大)电路装置。在使用多波长辐射的情况下，可提供光谱滤波器/解复用器，每个波长被单独的检测电路检测。如此，当使用更多数量的纤芯时，这可能会导致可伸缩性问题。因此，在一个实施例中，一些纤芯可组合在一起，使得它们的输出被组合成例如单个较大直径的多模光纤。然后，单个较大直径的多模光纤的输出可耦合到单个检测电路。单个检测电路可具有单个光电换能器(对于单个波长传感器)，或者每个波长具有一个光电换能器。更具体地，每个检测模式可以仅提供一个检测电路。

图6示出了这样的示例。在该示例中，第一子集(例如，中心纤芯)500例如经由多模光纤530(如图所示)或直接连接到第一检测电路520，而所有其他纤芯510将它们的组合输出馈入(例如，较大直径)多模光纤540，该多模光纤540连接到第二检测电路550。在这种实施例中，在第一检测模式中，例如通过仅使第一检测电路520操作，只将中心纤芯500切换到检测状态。在第二检测模式中，例如通过使第一检测电路520和第二检测电路550二者操作，将所有纤芯500、510切换到检测状态。第一检测电路520和第二检测电路550二者均可包括单个光电换能器，或者(在对准传感器使用多个波长或波长带进行测量的情况下)，包括光谱滤波器/解复用器以及每个波长/波长带的单个光电换能器。

在一个实施例中，所公开的建议可以提供执行标记内校正的可能性，更具体地，当在第二检测模式中对准较大标记时。在第二检测模式中，不同的纤芯各自检测标记的不同子区域，从而能够基于成像子区域的比较(例如，取决于多芯多模光纤的纤芯的大小/数量)实现(低分辨率)标记内校正。这在第一检测模式中也是可能的，其中第一子集包括多于一个的纤芯。备选地或附加地，至少一个(例如，外部)纤芯可用于自动增益控制。在测量期间，外部纤芯将首先检测标记，即在内部纤芯“看到”标记之前。因此，由一个(或多个)外部纤芯检测到的信号强度可用于设置增益设置，以供另一个(例如，内部)纤芯检测。

因此，公开了一种用于对准传感器的包括可配置检测斑点(区域)的检测系统，其与现有的单像素对准传感器(基于相机/CCD的传感器可简单地隔离传感器上感兴趣的区域)向后兼容，并且能够对非常不同区域/印痕和间距的对准标记实现更为优化的检测，同时又能避免来自周围结构的影响。该建议不将任何移动部件引入对准传感器，并且可以在对当前使用的传感器硬件几乎没有变更的情况下实施，唯一的变更是替代目前使用的单芯多模光纤的多芯多模光纤以及至少一个附加检测电路。

当然，应理解，上述检测系统的具体实施方式仅是示例性的，并且可以设想检测系统的其他实施方式。

虽然本文可具体提及在IC的制造中使用光刻装置，但应当理解，本文描述的光刻装置可具有其他应用，诸如集成光学系统的制造、用于磁域存储器的引导和检测模式、平板显示器、液晶显示器(LCD)、薄膜磁头等。本领域技术人员应理解，在这种备选应用的背景下，本文对术语“晶圆”或“管芯”的任何使用可被视为分别为更一般术语“衬底”或“目标部分”的同义词。本文所提及的衬底可以在曝光前或曝光后在例如轨道(通常将一层光刻胶施加于衬底并显影曝光的光刻胶的工具)、计量工具和/或检查工具中被处理。在适用的情况下，本公开可应用于此类和其他衬底处理工具。此外，衬底可被处理多次(例如，为了创建多层IC)，使得本文使用的术语衬底也可指已经包含多个处理层的衬底。

尽管可以在光学光刻背景下在上面对本发明实施例的使用进行特定参考，但应理解，本发明可用于其他应用(例如，压印光刻)，并且在上下文允许的情况下，不限于光学光刻。在压印光刻中，图案化设备中的拓扑限定在衬底上创建的图案。可将图案化设备的拓扑压入提供给衬底的光刻胶层，此处通过施加电磁辐射、热、压力或它们的组合来固化光刻胶。在固化光刻胶后，图案化设备移出光刻胶，在其中留下图案。

本文使用的术语“辐射”和“束”包括所有类型的电磁辐射，包括紫外线(UV)辐射(例如，波长为或大约为365、355、248、193、157或126nm)和极紫外线(EUV)辐射(例如，波长在5-20nm的范围内)以及粒子束(诸如离子束或电子束)。

在上下文允许的情况下，术语“透镜”可指各种类型光学部件的任一个或组合，包括折射、反射、磁性、电磁和静电光学部件。

虽然上面已经描述了本发明的具体实施例，但是应理解，本发明可以不同于所述的方式来实践。例如，本发明可采取包含描述上述方法的一个或多个机器可读指令序列的计算机程序的形式，或者其中存储有这种计算机程序的数据存储介质(例如，半导体存储器、磁盘或光盘)的形式。

以上描述旨在说明而非限制。因此，本领域技术人员应理解，可以在不脱离下文所述权利要求的范围的情况下对所述发明进行修改。

Claims (19)

1.一种用于对准传感器的检测系统，包括：

至少一个检测电路；以及

多个光纤芯，用于将测量信号传输到所述至少一个检测电路；

其中所述多个光纤芯中的至少一个子集能够选择性地在检测状态和非检测状态之间切换，从而限定可配置检测斑点。

2.根据权利要求1所述的检测系统，其中所述多个光纤芯被绑定在一起来限定用于接收所述测量信号的光输入。

3.根据权利要求1或2所述的检测系统，其中所述多个光纤芯包括多芯多模光纤。

4.根据权利要求1、2或3所述的检测系统，其中所述检测系统能够在第一检测模式和第二检测模式中操作，在所述第一检测模式中，仅有所述多个光纤芯中的第一子集处于检测状态，在所述第二检测模式中，仅有所述多个光纤芯中的第二子集处于检测状态，所述第一子集小于所述第二子集，从而使得与所述第二检测模式相比，在所述第一检测模式中限定更小的检测斑点。

5.根据权利要求4所述的检测系统，其中所述第二子集包括所述第一子集。

6.根据权利要求4或5所述的检测系统，其中所述第一子集相对于所述第二子集大体定位在中心。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的检测系统，其中所述第一子集包括单个纤芯。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的检测系统，其中所述第二子集包括所述多个纤芯中的所有纤芯。

9.根据权利要求4至8中任一项所述的检测系统，其中光纤芯的所述第一子集被光耦合到第一检测电路，并且光纤芯中的不是所述第一子集的部分的所述第二子集被光耦合到第二检测电路。

10.根据权利要求9所述的检测系统，其中对于包括多个光纤芯的光纤芯的所述第一子集和所述第二子集中的每一子集，所述多个光纤芯经由单个更大直径的光纤芯被光耦合到其相应的检测电路。

11.根据权利要求9或10所述的检测系统，其中所述第一检测电路和所述第二检测电路中的每个检测电路均包括针对由所述检测系统检测的每个波长和/或波长带的单个光电换能器。

12.根据权利要求11所述的检测系统，其中所述检测系统能够操作以测量多个波长和/或波长带，并且每个所述检测电路都包括位于所述光纤芯和所述光电换能器之间的光谱滤波器，以分离所述多个波长和/或波长带。

13.根据权利要求4至12中任一项所述的检测系统，附加地能够在至少第三检测模式中操作，在所述第三检测模式中，仅有所述多个光纤芯中的第三子集处于检测状态，光纤芯的所述第三子集大于所述第一子集但小于所述第二子集。

14.根据权利要求4至13中任一项所述的检测系统，其中所述第一子集外的光纤芯中的至少一个光纤芯能够操作用于对由其他光纤芯中的至少一个光纤芯检测的信号进行增益控制。

15.根据权利要求4至14中任一项所述的检测系统，其中所述检测系统包括用于处理所述测量信号的处理器，所述处理器还能够操作以控制光纤芯的检测状态之间的切换，由此控制检测模式之间的切换。

16.根据权利要求15所述的检测系统，其中所述处理器能够操作以基于由光纤芯的所述对应子集中的各个光纤芯检测的对准标记的不同子区域的考虑，来执行针对被测量的所述对准标记的校正。

17.一种对准传感器系统，包括上述权利要求中任一项所述的检测系统，其中所述多个光纤芯的光输入位于所述对准传感器的检测平面处，所述光输入能够操作为所述对准传感器系统的有效场阑。

18.根据权利要求17所述的对准传感器系统，包括用于投影对准标记的相对旋转180°的两个重叠图像的自参考干涉仪，其中所述检测系统能够操作以检测所述自参考干涉仪的光瞳平面中的多个不同位置处的光强度。

19.一种光刻投影装置，包括：

辐射系统，用于提供辐射的投影束；

支撑结构，用于支撑图案化设备，所述图案化设备用于根据期望图案来图案化所述投影束；

衬底台，用于保持衬底；

投影系统，用于将图案化的束投影到所述衬底的目标部分上；以及

根据权利要求18所述的对准系统，用于对准所述衬底台和/或所述支撑结构。

Images