具有调制光源的对准传感器的制作方法

具有调制光源的对准传感器
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2019年9月30日提交的美国临时专利申请号62/908,101的优先权，并且所述申请的全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
3.本公开涉及使用光刻技术的器件制造。具体地，本公开涉及用于感测和分析掩模版和晶片上的对准标记以表征和控制半导体光刻过程的装置。


背景技术：

4.光刻设备可以用于例如制造集成电路(ic)。对于该应用，可以将图案形成装置(还被称为“掩模”或“掩模版”)用于生成要形成在ic的单层上的电路图案。可以将这种图案转移到衬底(例如，硅晶片)上的目标部分(例如，包括管芯的一部分、一个管芯或若干个管芯)上。通常通过成像到在衬底上设置的辐射敏感材料(抗蚀剂)层上来进行图案的转印。通常，单个衬底将包含被连续地图案化的相邻的目标部分的网络。
5.已知的光刻设备包括：所谓的步进器，在步进器中，通过将整个图案一次曝光到目标部分上来辐照每个目标部分；以及所谓的扫描器，在扫描器中，通过在辐射束沿给定方向(“扫描”方向)来扫描图案的同时，同步地平行于或反向平行于该方向扫描衬底，来辐照每个目标部分。也可以通过将图案压印到衬底上，将图案从图案形成装置转印到衬底上。
6.ic是逐层构建的，并且现代ic可以具有三十层或更多层。产品上套刻精度(on product overlay，opo)是对系统的将这些层准确地彼此叠置地印刷的能力的量度。连续层或同一层上的多个过程必须与前一层准确对准。否则，结构之间的电接触将很差，并且所得到的器件将无法达到规格要求。良好的套刻精度提高器件良率，并且能够印刷更小的产品图案。在图案化的衬底中或在图案化的衬底上形成的连续层之间的套刻误差由光刻设备的曝光设备的多个部件控制。
7.过程引发的晶片误差是opo性能的重要障碍。由于印制图案的复杂性以及印刷层数的增加而导致了过程引发的误差。该误差具有相对较高的空间变化，在给定的晶片内，该变化随晶片不同而不同。
8.为了控制光刻过程以将器件特征准确地放置在衬底上，通常在例如衬底上提供一个或更多个对准标记，并且光刻设备包括一个或更多个对准传感器，可以利用该对准传感器精确地测量标记的位置。对准传感器可以有效地作为位置测量设备。从不同时间和不同制造商已知了不同类型的标记和不同类型的对准传感器。在场内测量若干对准标记的相对位置能够校正过程引发的晶片误差。场内的对准误差变化能够用于拟合用于校正场内的opo的模型。
9.已知光刻设备使用多个对准系统将衬底相对于光刻设备对准。例如，可以使用任何类型的对准传感器获取数据，例如，smash(智能对准传感器混合式(smartalignment sensor hybrid))传感器，如在2005年11月1日公布的标题为“光刻设备、器件制造方法和由
此制造的器件(lithographic apparatus，device manufacturing method，and device manufactured thereby)”的美国专利号6,961，116中所描述的那样，该美国专利的全部内容通过引用的方式由此并入本文，smash传感器采用具有单个检测器和四个不同波长的自参考干涉仪，并在软件中提取对准信号；或者，athena(使用高阶增强对准的先进技术(advanced technology using high order enhancement of alignment))，如在2001年10月2日公布的标题为“具有用于在掩膜上对准衬底的对准系统的光刻投影设备(lithographic projection apparatus with an alignment system for aligning substrate on mask)”的美国专利号6,297,876中所描述的，该美国专利的全部内容通过引用的方式由此并入本文，athena将七个衍射阶中的每一个分别引导到专用检测器。
10.特别参考2008年3月5日授权的标题为“光刻设备和器件制造方法(lithographic apparatus and device manufacturing method)”的欧洲申请号ep 1 372 040 a1，该文献的全部内容通过引用的方式由此并入本文中。ep 1 372 040 a1描述了一种使用自参考干涉仪的对准系统，自参考干涉仪产生对准标识的两个叠置图像。这两个图像相对于彼此旋转了180
°
。ep 1 372 040 a1还描述了检测这两个图像的干涉傅立叶变换的在光瞳平面中的强度的变化。这些强度的变化对应于两个图像的不同衍射阶之间的相位差，并且从该相位差导出位置信息，位置信息是对准过程所需要的。还参考2013年12月17日公布的美国专利号8,610,898，“自参考干涉仪、对准系统和光刻设备(self-referencing interferometer，alignment system，and lithographic apparatus)”，该美国专利的全部内容通过引用的方式由此并入本文中。
11.本发明的目的是提供确定所述衬底上的目标的位置的传感器设备和方法，所述传感器设备和方法至少部分地解决现有技术的无论是在本文中还是在其它地方指出的一个或更多个问题。


技术实现要素：

12.以下给出了一个或更多个实施例的简化概述，以便提供对实施例的基本理解。该概述不是所有预期实施例的详尽概述，并且不意图标识所有实施例的关键或重要元件，也不旨在描绘任何或所有实施例的范围。其唯一目的是以简化形式呈现一个或更多个实施例的一些概念，以作为稍后呈现的更详细描述的序言。
13.根据实施例的一个方面，公开了一种用于测量衬底上的对准标记的设备，所述设备包括：辐射源，所述辐射源适于照射所述对准标记，所述辐射源被配置成具有第一状态和第二状态，在所述第一状态下所述辐射源产生具有第一强度的辐射，在所述第二状态下所述辐射源产生具有小于所述第一强度的第二强度的辐射；检测器，所述检测器被布置成检测由所述对准标记衍射的辐射的强度并且产生指示所述强度的信号；以及转换器，所述转换器被布置成接收所述信号并且至少部分地基于所述信号来产生数字信号，所述转换器被配置成具有第一模式和第二模式，在所述第一模式下所述转换器对所述信号进行采样，在所述第二模式下所述转换器不对所述信号进行采样，所述辐射源被配置成在当所述转换器处于所述第二模式时的时间段的至少一部分内产生具有所述第二强度的辐射。所述设备还可以包括衰减器轮，所述衰减器轮被光学地定位成使来自所述辐射源的辐射衰减。所述转换器可以被配置成产生指示所述转换器是否处于所述第二模式的信号，并且所述设备还包
括控制器，所述控制器被布置成接收所述信号并且被配置成至少部分地基于所述信号来控制所述辐射源的强度。所述第一模式可以是采样模式并且所述第二模式可以是保持模式。
14.根据实施例的一个方面，公开了一种用于测量衬底上的对准标记的参数的设备，所述设备包括：辐射源，所述辐射源适于照射所述对准标记；检测器，所述检测器被布置成检测由所述对准标记衍射的辐射的强度并且产生指示所述强度的信号；以及转换器，所述转换器被布置成接收所述信号并且至少部分地基于所述信号来产生数字信号，所述转换器具有第一模式和第二模式，在所述第一模式下所述转换器对所述信号进行采样，在所述第二模式下所述转换器不对所述信号进行采样，所述辐射源被配置成在当所述转换器处于所述第二模式时的时间段的至少一部分内降低由所述辐射源输出的辐射的强度。所述辐射源可以包括衰减器轮。所述转换器可以被配置成产生指示所述转换器是否处于所述第二模式的信号，并且所述设备还包括控制器，所述控制器被布置成接收所述信号并且可以被配置成至少部分地基于所述信号来控制所述辐射源的强度。所述第一模式可以是采样模式并且所述第二模式可以是保持模式。
15.根据实施例的另一方面，公开另一种光刻方法，包括以下步骤：使用辐射源照射至少一个对准标记，所述辐射源被配置成具有第一状态和第二状态，在所述第一状态下所述辐射源产生具有第一强度的辐射，在所述第二状态下所述辐射源产生具有小于所述第一强度的第二强度的辐射；使用检测器来检测由所述至少一个对准标记衍射的辐射的强度并且产生指示所述强度的信号；以及使用被布置成接收所述信号的转换器至少部分地基于所述信号来产生数字信号，所述转换器具有采样模式和保持模式，在所述采样模式下所述转换器对所述信号进行采样，在所述保持模式下所述转换器不对所述信号进行采样，当所述转换器处于所述保持模式时，所述辐射源产生具有所述第二强度的辐射。
16.根据实施例的另一方面，公开另一种光刻方法，包括以下步骤：照射至少一个对准标记，辐射源被配置成具有第一状态和第二状态，在所述第一状态下所述辐射源产生具有第一强度的辐射，在所述第二状态下所述辐射源产生具有小于所述第一强度的第二强度的辐射；检测由所述至少一个对准标记衍射的辐射的强度并且产生指示所述强度的信号；至少部分地基于所述信号来产生数字信号，其中，所述产生步骤包括对所述信号进行采样的采样阶段和不对所述信号进行采样的保持阶段；以及当所述产生步骤处于所述保持阶段时，产生具有所述第二强度的辐射。
17.根据实施例的另一方面，公开另一种光刻方法，包括以下步骤：照射至少一个对准标记；检测由所述至少一个对准标记衍射的辐射的强度并且产生指示所述强度的信号；至少部分地基于所述信号来产生数字信号，其中，所述产生步骤包括对所述信号进行采样的采样阶段和不对所述信号进行采样的保持阶段；以及当所述产生步骤处于所述保持阶段时，降低在所述照射步骤中的辐射的强度。
18.下面参考附图详细描述本发明的其他实施例、特征和优点以及各个实施例的结构和操作。
附图说明
19.结合在本文中并构成说明书的一部分的附图通过示例性而非限制性的方式示出了本发明的实施例的方法和系统。与详细描述一起，附图还用于解释本文提出的方法和系
统的原理，并使相关领域的技术人员能够制造和使用本文提出的方法和系统。在附图中，相似的附图标记表示相同或功能相似的元件。
20.图1描绘了例如可以根据本文公开的实施例的多个方面使用的光刻系统的所选部件。
21.图2是描绘用于解释已知的对准系统的操作的原理的该对准系统的所选部件的功能框图。
22.图3是描述如可以用于根据实施例的多个方面的系统中的模数转换器的一些操作原理的示意图。
23.图4是描绘根据实施例的多个方面的对准系统的所选部件的功能框图。
24.图5是示出根据实施例的多个方面的方法的步骤的流程图。
25.下面参考附图详细描述本发明的其他特征和优点以及本发明的各个实施例的结构和操作。注意，本发明不限于本文描述的特定实施例。在此仅出于说明性目的提出这样的实施例。基于本文所包含的教导，其他实施例对于相关领域的技术人员将是显而易见的。
具体实施方式
26.现在参考附图描述各个实施例，其中，在整个本文中，相似的附图标记用于指代相似的元件。在下面的描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以便促进对一个或更多个实施例的透彻理解。然而，在一些或所有情况下可能显而易见的是，可以在不采用以下描述的具体设计细节的情况下实践以下描述的任何实施例。在其他实例中，以框图形式示出了公知的结构和设备，以便于描述一个或更多个实施例。以下给出一个或更多个实施例的简化概述，以便提供对实施例的基本理解。该概述不是所有预期实施例的详尽概述，并且不意图标识所有实施例的关键或重要元件，也不旨在描绘任何或所有实施例的范围。
27.本发明的实施例可以以硬件、固件、软件或其任何组合实现。本发明的实施例还可以被实现为存储在机器可读介质上的指令，该指令可以由一个或更多个处理器读取和执行。机器可读介质可以包括用于以机器(例如，计算设备)可读的形式存储或传输信息的任何机制。例如，机器可读介质可以包括固态存储器、只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)、磁盘存储介质、光学存储介质、闪存装置；电、光、声或其他形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等)等。此外，固件、软件、规程和指令在本文中可以被描述为执行某些动作。然而，应当理解，这样的描述仅是为了方便，并且这样的动作实际上是由执行固件、软件、规程、指令等的计算装置、处理器、控制器或其他装置引起的。
28.图1示意性地描绘了光刻设备。该设备包括：照射系统(照射器)il，该照射系统配置成调节辐射束b(例如，uv辐射或其他合适的辐射)；支撑结构(例如，掩模台)mt，该支撑结构被构造成支撑图案形成装置(例如，掩模)ma并连接到第一定位器pm，该第一定位器pm被配置为根据某些参数准确地定位图案形成装置；衬底台(例如，晶片台)wt，该衬底台被构造成保持衬底(例如，涂覆有抗蚀剂的晶片)w并连接到第二定位器pw，该第二定位器pw被配置为根据某些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)pl，该投影系统被配置为将由图案形成装置ma赋予辐射束b的图案投影到衬底w的目标部分c(例如，包括一个或更多个管芯)上。
29.照射系统可以包括用于引导、成形或控制辐射的各种类型的光学部件，例如折射
型、反射型、电磁型、静电型或其他类型的光学部件，或其任何组合。
30.支撑结构支撑图案形成装置，即承载图案形成装置的重量。支撑结构以取决于图案形成装置的方向、光刻设备的设计以及其他条件(例如，图案形成装置是否被保持在真空环境中)的方式保持图案形成装置。支撑结构能够使用机械、真空、静电或其他夹持技术来保持图案形成装置。支撑结构可以是例如框架或台，该框架或台可以根据需要而是固定的或可移动的。支撑结构可以确保图案形成装置处于例如相对于投影系统的期望位置。本文中对术语“掩模版”或“掩模”的任何使用都可以被认为与更上位的术语“图案形成装置”是同义的。
31.在此使用的术语“图案形成装置”应该被广义地解释为是指能够用于在辐射束的横截面中赋予辐射束图案以在衬底的目标部分中生成图案的任何装置。应该注意的是，例如如果赋予辐射束的图案包括相移特征或所谓的辅助特征，则该图案可能不准确地对应于衬底的目标部分中的期望的图案。通常，赋予辐射束的图案将对应于在目标部分中生成的器件(例如，集成电路)中的特定功能层。
32.图案形成装置可以是透射型的或反射型的。图案形成装置的示例包括掩膜、可编程反射镜阵列和可编程lcd面板。掩模在光刻术中是众所周知的，并且包括诸如二元、交替相移和衰减相移等掩膜类型，以及各种混合的掩膜类型。可编程反射镜阵列的示例采用较小反射镜的矩阵布置，每个较小反射镜可以独立地倾斜，以便沿不同方向反射入射的辐射束。被倾斜的反射镜将图案赋予被反射镜矩阵反射的辐射束中。
33.本文所使用的术语“投影系统”应该被广义地解释为涵盖任何类型的投影系统，包括折射型、反射型、折射反射型、电磁型和静电型光学系统，或其任何组合，以适合于所使用的曝光辐射或其他因素，例如使用浸没液体或使用真空。本文中对术语“投影透镜”的任何使用都可以被认为与更上位的术语“投影系统”是同义的。
34.如这里所描绘的，该设备是透射型的(例如，采用透射型掩模)。可替代地，该设备可以是反射型的(例如，采用可编程反射镜阵列或采用反射型掩模)。
35.光刻设备可以是具有两个(双平台)或更多个衬底台(和/或两个或更多个掩模台)的类型。在这种“多平台”机器中，可以并行使用额外的台，或者可以例如在对一个或更多个台执行准备步骤的同时使用一个或更多个其他台。
36.光刻设备还可以是其中至少一部分衬底可以被具有相对较高折射率的液体(例如，水)覆盖以填充投影系统与衬底之间的空间的类型。也可以将浸没液体施加到光刻设备中的其他空间，例如在掩模和投影系统之间。在本领域中众所周知的是，浸没技术用于增加投影系统的数值孔径。本文中使用的术语“浸没”不意味着诸如衬底之类的结构必须浸没在液体中，而仅意味着在曝光期间液体位于投影系统和衬底之间。
37.再次参考图1，照射器il接收来自辐射源so的辐射束。例如当辐射源是准分子激光器时，辐射源和光刻设备可以是分立的实体。在这种情况下，该辐射源不被认为形成激光设备的一部分，并且辐射束借助于束传递系统bd从辐射源so传递到照射器il，该束传递系统bd包括例如合适的定向反射镜和/或扩束镜。在其他情况下，例如当辐射源是汞灯时，辐射源可以是光刻设备的一体式部件。可以将辐射源so和照射器il以及如果需要的话与束传递系统bd一起称为辐射系统。
38.照射器il可以包括用于调整辐射束的角强度分布的调节器ad。通常，可以调整照
射器的光瞳平面中的强度分布的至少外部和/或内部径向范围(通常分别称为σ外部和σ内部)。另外，照射器il可以包括各种其他部件，例如积分器in和聚光器co。照射器可以用于调节辐射束，以在辐射束的横截面中具有期望的均匀性和强度分布。
39.辐射束b入射到图案形成装置(例如，掩模ma)上，该图案形成装置保持在支撑结构(例如，掩模台mt)上，并通过图案形成装置进行图案化。在穿过掩模ma之后，辐射束b穿过投影系统pl，该投影系统pl将束聚焦到衬底w的目标部分c上。借助于第二个定位器pw和位置传感器if(例如，干涉仪、线性编码器、二维编码器或电容传感器)，可以精确移动衬底台wt，例如以便将不同的目标部分c放置在辐射束b的路径中。类似地，第一定位器pm和另一位置传感器(另一位置传感器未在图1中明确显示)能够用于例如在从掩模库中进行机械获取之后或者在扫描期间，相对于辐射束b的路径准确地定位掩模ma。通常，可以借助于形成第一定位器pm的一部分的长行程模块(粗定位)和短行程模块(精定位)实现掩模台mt的移动。类似地，可以使用形成第二定位器pw的一部分的长行程模块和短行程模块实现衬底台wt的移动。在步进器(与扫描器相对)的情况下，掩模台mt可以仅连接至短行程致动器，或者可以是固定的。可以使用掩模对准标记m1、m2和衬底对准标记p1、p2将掩模ma和衬底w对准。尽管所示的衬底对准标记占据了专用目标部分，但是所示的衬底对准标记可能位于目标部分之间的空间中(这些对准标记被称为划线对准标记)。类似地，在掩模ma上提供多于一个的管芯的情况下，掩模对准标记可以位于管芯之间。晶片还可以包括额外的标记，例如诸如对于在晶片制备步骤中使用的化学机械平面化(cmp)过程中的变化敏感的标记。
40.衬底w上的目标p1和/或p2可以是例如(a)抗蚀剂层光栅，该抗蚀剂层光栅被印刷为使得在显影之后由实心抗蚀剂线形成栅条；或者(b)产品层光栅；或者(c)套刻精度目标结构中的复合光栅叠层，复合光栅叠层包括在产品层光栅上重叠或交错的抗蚀剂光栅。所述栅条可以可替代地被蚀刻到衬底中。
41.图2示出了已知的对准系统10的示意性概述。光源12(在本文中也被等效地称为辐射源)发射空间相干辐射束，所述空间相干辐射束照射衬底(例如，晶片)，例如tis或paris板，上的对准标识wm，所述对准标识wm将辐射反射为正衍射阶 n和负衍射阶-n。这些衍射阶被物镜14准直并进入光学系统，诸如自参考干涉仪16。自参考干涉仪16输出相对旋转180
°
的两个输入图像，所述两个图像叠置并且因此可以进行干涉。在光瞳平面中，这些图像的叠置傅立叶变换(其中，不同的衍射阶被分开)可以被看到并且可以进行干涉。光瞳平面中的检测器(例如，光电探测器18)检测干涉后的衍射阶以提供位置信息。由所述光电探测器18产生的信号通常是如示出的正弦变化的模拟信号。所述模拟信号例如通过模数转换器20被转换成数字信号。基于这种位置信息，衬底可以相对于光刻设备被准确地对准。
42.如所描述的，所述对准传感器使用光源以扫描所述标记。不同的系统可以具有不同的光源，诸如激光器或白光源。这些光源和类似的光源在本文中被称为辐射源。所述光源可以是非常强的以至于过度暴露于所述光源可能损害所述光源照射的表面和部件。例如，尤其是当与其它效应结合时，所述光源可能损害基准。这可能使基准板过早地到达其使用寿命的终点。这导致停机时间和漫长的恢复过程。
43.所述辐射源还可能引起对所述晶片的损害。这种损害可以呈尚未曝光的抗蚀剂中的化学变化(例如，cd的改变)的形式，或对位于理想地应该能够被重复地扫描的对准标记的顶部上或所述对准标记下方的层造成的物理/化学损害的形式。
44.所述辐射源还可能引起对重要光学器件的损害。这包括光学模块中的许多光学元件，所有这些光学元件具有其自身的激光引发的损害阈值，如果超过所述激光引发的损害阈值，则可能降低所述元件的使用寿命。
45.避免或最小化这种损害的一种方法是通过例如依靠使用衰减器，或依靠降低所述模块功率本身来减小所述辐射源功率。这将相应地降低所引发的损害。然而，降低所述辐射源功率的缺点是存在较少的可用于照射所述对准标记的光，由此存在较少的待衍射的光，这可能导致较差的再现性。这进而增大了套刻误差。
46.因而，存在许多可能最终导致部件失效的潜在损害机制。特别地，因为高功率光源可能加热并且甚至蒸发/扩散高功率光源所照射的材料，所以所述高功率光源可能导致热引发式损害。
47.因此，需要在不折衷读取所述对准标记的能力的情况下降低由所述对准标记照射系统所导致的损害的可能性。根据实施例的一方面，通过在当被布置成读取所述标记的系统不处于数据采集模式时的至少一些时间减少对所述对准标记的照射(例如，不照射所述对准标记)来满足这种需求。
48.如上文指出的，在对准确定期间，所述光源例如(激光器)将光照射在对准标记上。所述对准标记衍射或折射所述光，然后所述光穿过光学元件(例如，光学模块)以产生光学对准信号。然后，所述光学对准信号被供给至光电探测器，所述光电探测器基于所述光学信号来产生模拟电信号。然后，来自所述光电探测器的模拟信号通过模数转换器(adc)被转换成数字信号。
49.根据实施例的方面，所述adc属于在第一模式然后是第二模式之间交替的类型，在所述第一模式下所述adc对来自所述光电探测器的模拟信号进行采样或采集，在第二模式下所述adc保持所述模拟信号的刚刚被adc采集的部分或将所述模拟信号的刚刚被adc采集的部分转换成数字信号。这在图3中示出。虚线30是来自所述光电探测器的模拟信号。实线32表示采样和保持输出。在保持周期(其中，一个保持周期由p指示)期间，所述adc不测量所述光电探测器输出。因而，不需要在这些周期期间照射所述对准标记。根据实施例的一方面，所述光源在这些周期期间被衰减，因而降低了由所述光源施加的总体热载荷。
50.根据实施例的一方面，衰减可以通过使激光模块外的衰减器轮与所述adc的操作同步来执行。这在图4中示出。衰减器轮40被光学地定位所述光源12以及所述系统的其余部分之间。所述adc 20产生指示所述adc是否正在读取来自所述光电探测器18的一个或更多个模拟信号的信号。可以作为总体控制系统的部分的控制系统42至少部分地基于来自所述adc 20的信号来控制所述衰减器轮40。以这种方式，在所述adc不测量由于衍射所产生的辐射的至少一部分时间时，所述晶片和系统光学器件不被暴露于来自所述辐射源12的辐射。所述光源还可以例如通过闭合所述光源与所述系统的其余部分之间的挡板而被衰减。
51.所述衰减器轮的操作或所述挡板的闭合可以与所述adc的操作先验地同步地进行，而不是使所述控制系统感测所述adc何时处于转换模式，并且当所述adc处于所述转换模式时闭合所述挡板。替代地，所述控制系统可以感测所述转换模式的开始并且闭合挡板达先验已知的时间段，所述时间段是所述转换模式的持续时间。
52.对于特定的adc，所述转换模式与所述采集模式的比率可以是约5∶1的量级，即约1.25μs至0.25μs。因而，如果所述光源被完全地衰减所述转换模式的整个持续时间，则对于
这样的adc，所述对准标记被照射的时间的量可以被降低6倍。当然，将理解，虽然使所述衰减周期与所述转换周期完全一致可能对产率最有益处，但是即使所述衰减周期是比所述转换周期更短的持续时间，仍将实现益处。
53.只要所述照射源具有以第一功率照射的第一模式和以小于所述第一功率的第二功率照射的第二模式，包括所述第二功率为零，即完全衰减的情况，并且在未测量来自所述光电探测器的模拟信号的周期的至少一部分时间，所述照射源处于所述第二模式，本发明就可以被等效地被概念化为在当模拟数据未被转换的周期期间使所述照射功率衰减和在采样周期期间增大功率。
54.降低所述激光功率导致降温幅度的增大。从热引发式损害的角度来看，连续波(cw)和脉冲激光两者可以被等同地对待。可以使用关系q＝mcδt(其中，q是功率，m是质量，c是比热)来获得由于改变激光功率所引起的材料的温度升高(和降低)的一阶估计。因而，激光功率与(平均)温度升高值之间存在线性关系。因此，如果激光功率被降低6倍，则可以预期温度升高值被降低6倍，即被降低至1/6。
55.另外，其它损害机理可能随温度呈指数增长。一个这样的机制是热激活式扩散过程，其中，由于过多的热，开始在所述对准标记板中发生扩散。所述扩散对温度具有指数相关性，并且将被减小更多倍。
56.所描述的技术可以将切换频率引入到所述对准信号中，这可能影响所获得的位置。然而，根本上，所述切换以等于采样频率fs的频率f
switch
发生。因为设置在所述系统中的抗混叠滤波器抑制或滤去高于fs/2的所有频率成分，所以f
switch
也将被滤除并且应该不会影响校准信号。因而，对对准的准确确定没有损害。
57.根据实施例的另一方面，在图5中示出通过对光源强度进行调制来限制对对准感测系统的损害的方法。在步骤s10中，所述adc对来自所述光电探测器的模拟信号进行采样。在步骤s20中，所述adc将所述样本转换成数字信号。如上文描述的，虽然所述adc被如此使用，但所述adc不对所述模拟信号进行采样。因此，在步骤s30中，来自所述辐射源的辐射被部分地或完全地衰减。在步骤s40中，确定所述adc是否已经完成转换。这可以基于来自所述adc的信号，或例如基于时间的流逝或一些其它指示器。如果转换未完成，则所述辐射保持被衰减。如果完成转换，则在步骤s50中，中断所述衰减。
58.虽然在本文中使用了特定于adc的术语，诸如采样和保持，但是基础概念是存在将模拟检测器信号转换成数字信号的电路系统对模拟信号不敏感的模式或时间周期，使得可以在这些周期的至少一部分期间使照射所述对准标记的辐射部分地或完全地衰减，以避免所述晶片和/或系统部件不必要地暴露于所述辐射。
59.可以进一步使用以下方面来描述实施例：
60.1.一种用于测量衬底上的对准标记的设备，所述设备包括：
61.辐射源，所述辐射源适于照射所述对准标记，所述辐射源被配置成具有第一状态和第二状态，在所述第一状态下所述辐射源产生具有第一强度的辐射，在所述第二状态下所述辐射源产生具有小于所述第一强度的第二强度的辐射；
62.检测器，所述检测器被布置成检测由所述对准标记衍射的辐射的强度并且产生指示所述强度的信号；以及
63.转换器，所述转换器被布置成接收所述信号并且至少部分地基于所述信号来产生
数字信号，所述转换器被配置成具有第一模式和第二模式，在所述第一模式下所述转换器对所述信号进行采样，在所述第二模式下所述转换器不对所述信号进行采样，
64.所述辐射源被配置成在当所述转换器处于所述第二模式时的时间段的至少一部分内产生具有所述第二强度的辐射。
65.2.根据方面1所述的用于测量衬底上的对准标记的设备，还包括衰减器轮，所述衰减器轮被光学地定位成使来自所述辐射源的辐射衰减。
66.3.根据方面1所述的用于测量衬底上的对准标记的设备，其中，所述转换器被配置成产生指示所述转换器是否处于所述第二模式的信号，并且所述设备还包括控制器，所述控制器被布置成接收所述信号并且被配置成至少部分地基于所述信号来控制所述辐射源的强度。
67.4.根据方面1所述的用于测量衬底上的对准标记的设备，其中，所述第一模式是采样模式并且所述第二模式是保持模式。
68.5.一种用于测量衬底上的对准标记的参数的设备，所述设备包括：
69.辐射源，所述辐射源适于照射所述对准标记；
70.检测器，所述检测器被布置成检测由所述对准标记衍射的辐射的强度并且产生指示所述强度的信号；以及
71.转换器，所述转换器被布置成接收所述信号并且至少部分地基于所述信号来产生数字信号，所述转换器具有第一模式和第二模式，在所述第一模式下所述转换器对所述信号进行采样，在所述第二模式下所述转换器不对所述信号进行采样，
72.所述辐射源被配置成在当所述转换器处于所述第二模式时的时间段的至少一部分内降低由所述辐射源输出的辐射的强度。
73.6.根据方面5所述的用于测量衬底上的对准标记的设备，其中，所述辐射源包括衰减器轮。
74.7.根据方面5所述的用于测量衬底上的对准标记的设备，其中，所述转换器被配置成产生指示所述转换器是否处于所述第二模式的信号，并且所述设备还包括控制器，所述控制器被布置成接收所述信号并且被配置成至少部分地基于所述信号来控制所述辐射源的强度。
75.8.根据方面5所述的用于测量衬底上的对准标记的设备，其中，所述第一模式是采样模式并且所述第二模式是保持模式。
76.9.一种光刻方法，包括以下步骤：
77.使用辐射源照射至少一个对准标记，所述辐射源被配置成具有第一状态和第二状态，在所述第一状态下所述辐射源产生具有第一强度的辐射，在所述第二状态下所述辐射源产生具有小于所述第一强度的第二强度的辐射；
78.使用检测器来检测由所述至少一个对准标记衍射的辐射的强度并且产生指示所述强度的信号；以及
79.使用被布置成接收所述信号的转换器至少部分地基于所述信号来产生数字信号，所述转换器具有采样模式和保持模式，在所述采样模式下所述转换器对所述信号进行采样，在所述保持模式下所述转换器不对所述信号进行采样，
80.当所述转换器处于所述保持模式时，所述辐射源产生具有所述第二强度的辐射。
81.10.一种光刻方法，包括以下步骤：
82.照射至少一个对准标记，辐射源被配置成具有第一状态和第二状态，在所述第一状态下所述辐射源产生具有第一强度的辐射，在所述第二状态下所述辐射源产生具有小于所述第一强度的第二强度的辐射；
83.检测由所述至少一个对准标记衍射的辐射的强度并且产生指示所述强度的信号；
84.至少部分地基于所述信号来产生数字信号，其中，所述产生步骤包括对所述信号进行采样的采样阶段和不对所述信号进行采样的保持阶段；以及
85.当所述产生步骤处于所述保持阶段时，产生具有所述第二强度的辐射。
86.11.一种光刻方法，包括以下步骤：
87.照射至少一个对准标记；
88.检测由所述至少一个对准标记衍射的辐射的强度并且产生指示所述强度的信号；
89.至少部分地基于所述信号来产生数字信号，其中，所述产生步骤包括对所述信号进行采样的采样阶段和不对所述信号进行采样的保持阶段；以及
90.当所述产生步骤处于所述保持阶段时，降低在所述照射步骤中的辐射的强度。
91.尽管在本文中可以具体参考在ic的制造中使用光刻设备，但是应当理解，本文所描述的光刻设备可以具有其他应用，例如制造集成光学系统、用于磁畴存储器的引导和检测图案、平板显示器、液晶显示器(lcd)、薄膜磁头等。本领域技术人员将理解，在这种替代应用的内容背景下，术语“晶片”或“管芯”的任何使用都分别被认为与更上位的术语“衬底”或“目标部分”是同义的。可以在曝光之前或之后在例如轨道或涂覆显影系统(通常将抗蚀剂层施加到衬底上并显影已曝光的抗蚀剂的工具)、量测工具和/或检查工具中对本文所提及的衬底进行处理。在适用的情况下，本文的公开内容可以应用于这样的和其他衬底处理工具。此外，可以对衬底进行不止一次的处理，例如以便创建多层ic，使得本文中使用的术语“衬底”也可以指已经包含多个已处理层的衬底。
92.尽管上面可能已经在光学光刻术的内容背景下具体参考了本发明的实施例的使用，但是应当理解，本发明可以用于其他应用中，例如压印光刻术，并且在内容背景允许的情况下不限于光学光刻术。在压印光刻术中，图案形成装置中的形貌限定了在衬底上创建的图案。可以将图案形成装置的形貌压入提供给衬底的抗蚀剂层中，然后通过施加电磁辐射、热、压力或其组合来使抗蚀剂固化。在抗蚀剂固化之后，将图案形成装置移出抗蚀剂，从而在抗蚀剂中留下图案。
93.本文使用的术语“辐射”和“束”涵盖所有类型的电磁辐射，包括紫外(uv)辐射(例如，具有约365nm、355nm、248nm、193nm、157nm或126nm的波长)和极紫外(euv)辐射(例如，具有在5nm至20nm的范围内的波长)以及粒子束，例如离子束或电子束。
94.在内容背景允许的情况下，术语“透镜”可以指代各种类型的光学部件中的任何一种或其组合，包括折射型、反射型、电磁型和静电型光学部件。
95.以上已经借助于示出特定功能及其关系的实现的功能构造块描述了本发明。为了描述的方便，在本文中已经任意定义了这些功能构造块的边界。只要适当执行指定的功能及其关系，就可以定义其他边界。
96.对特定实施例的前述描述将如此充分地揭示本发明的一般性质，以至于其他人可以在无需过度的实验且不脱离本发明的一般概念的情况下，通过应用本领域技术人员的知
识而容易地修改和/或适应于诸如特定实施例的各种应用。因此，基于本文提出的教导和指导，这样的适应和修改意图在所公开的实施例的等同内容的含义和范围内。应当理解，本文中的措词或术语是出于描述的目的而非限制的目的，使得本说明书的术语或措辞将由技术人员根据教导和指导来解释。
97.本发明的精神和范围不应当由任何上述示例性实施例限制，而应当仅根据随附的权利要求书及其等同物来限定。