感测对准标记的设备和方法与流程

alignment sensor hybrid，smash)传感器，如全文通过引用方式而被合并入本文中的于2005年11月1日发布且题为“lithographic apparatus,device manufacturing method,and device manufactured thereby”的美国专利号6,961,116中所描述的，所述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且以软件提取所述对准信号；或athena即使用高阶对准增强的先进技术(advanced technology using high order enhancement of alignment，athena)，如全文以引用方式而被合并入本文中的于2001年10月2日发布且题为“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，所述athena将七个衍射阶中的每个衍射阶引导至专用检测器；或对于每个可用信号(颜色)使用多个偏振的orion传感器。
10.特别参考2008年3月5日授权且题为“lithographic apparatus and device manufacturing method”的欧洲申请号ep 1 372 040 a1，所述申请的文件的全文以引用方式而被合并入本文。ep 1 372 040 a1描述一种使用产生对准标记的两个叠置图像的自参考干涉仪的对准系统。使这两个图像相对于彼此旋转达180
°
。ep 1 372 040 a1进一步描述在光瞳平面中对这两个图像的干涉傅立叶变换的强度变化的检测。这些强度变化对应于所述两个图像的不同衍射阶之间的相位差，并且从这种相位差导出位置信息，所述位置信息是对准过程所需要的。也参考2013年12月17日发布的美国专利号8,610,898即“self-referencing interferometer,alignment system,and lithographic apparatus”，所述专利的全部内容的全文以引用方式而被合并入本文。
11.现有对准系统和技术可以产生不完美的测量结果，这是由于无法区分源自所述对准标记的信号与来自所述衬底的杂散输入(被称为产品串扰)。换句话说，现有传感器系统通常具有单个检测器，所述单个检测器收集所有光且不知晓哪个信号是来自产品的异常光且哪个信号来自所述对准标记。
12.也期望具有测量较小对准标记的系统。用于常规对准标记的典型尺寸可以是例如38μm乘80μm。然而，晶片上的覆盖区即占用面积是宝贵的，并且能够使用较小对准标记使得可以将较多晶片转成产品将会是有益的。使用较小对准标记也允许使用较大数目的标记，所述标记使得能够实现对场内对准误差的校正。


技术实现要素：

13.下文呈现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。这种概述不是所有设想实施例的广泛概述，并且既不旨在识别所有实施例的关键或重要元素，也并非旨在描绘任何或所有实施例的范围。其唯一目的是将一个或更多个实施例的一些构思以简化形式呈现为稍后呈现的更详细描述的序言。
14.根据实施例的一个方面，一种包括多种检测器类型的组合的系统用以获得对准标记的状态的较完整知识。来自所述对准标记的信号被拆分使得所述信号的一部分到达检测器且所述信号的另一部分到达相机。因而，所述系统的部件或部分(例如单个像素检测器)实际上“感觉到”所述标记，而同时所述系统的另一构件(所述相机)实际上“看到”所述标记。来自这种两个构件的数据使得能够识别和舍弃来自所述衬底的伪信号。
15.根据实施例的一个方面，披露一种用于感测对准图案的设备，所述设备包括：传感
器，在所述对准图案被扫描时，所述传感器被布置成接收由所述对准图案衍射的光且被调适以产生包括所述对准图案的至少一个静止输出图像的输出；检测器，所述检测器被调适以检测所述输出中的相位信号；相机，所述相机被调适以捕获所述输出的图像；光学装置，所述光学装置被布置成接收所述输出且被调适以将所述输出传送至所述检测器和所述相机。所述光学装置可被调适以将所述输出同时传送至所述检测器和所述相机。所述光学装置可包括分束器。所述光学装置可被调适以将所述输出交替地传送至所述检测器和所述相机。所述光学装置可包括回转镜即翻转反射镜(flip mirror)。所述传感器可包括自参考干涉仪。所述设备还可包括被布置成照射所述对准图案的空间相干辐射源，所述对准图案衍射空间相干辐射以产生由所述对准图案衍射的光。所述设备还可以包括处理器，所述处理器被布置成从所述相机接收数据且被调适以对所述数据执行图像处理。所述图像处理可包括设置数字孔。所述数字孔可具有任意形状，和或被变迹。所述传感器可输出所述对准图案的第一静止输出图像和所述对准图案的第二静止输出图像，并且所述图像处理可包括对所述第一静止图像与所述第二静止图像进行相加。所述传感器可以输出所述对准图案的第一静止输出图像和所述对准图案的第二静止输出图像，并且所述图像处理可以包括获取所述第一静止图像与所述第二静止图像之间的差。所述传感器可以输出所述对准图案的第一静止输出图像和所述对准图案的第二静止输出图像，并且所述图像处理可以包括对所述第一静止图像与所述第二静止图像进行相加以及获取所述第一静止图像与所述第二静止图像之间的差。
16.根据实施例的另一方面，披露一种感测对准图案的方法，所述方法包括以下步骤：在所述对准图案被扫描时感测由所述对准图案衍射的光且产生包括所述对准图案的至少一个静止输出图像的输出；在检测器与相机之间拆分所述输出；使用所述检测器检测所述输出中的相位信号；以及使用所述相机捕获所述输出的图像。
17.根据实施例的又一方面，披露一种感测对准图案的方法，所述方法包括以下步骤：在所述对准图案被扫描时感测由所述对准图案衍射的光且产生包括所述对准图案的至少一个静止输出图像的输出；将所述输出引导至检测器；使用所述检测器检测所述输出中的相位信号；将所述输出引导至相机；以及使用所述相机捕获所述输出的图像。可以同时或交替执行将所述输出引导至检测器的步骤和将所述输出引导至相机的步骤。可以由自参考干涉仪执行在所述对准图案被扫描时感测由所述对准图案衍射的光且产生包括所述对准图案的至少一个静止输出图像的输出的步骤。所述方法还可以包括在扫描所述对准图案时，感测由所述对准图案衍射的光且产生包括所述对准图案的至少一个静止输出图像的输出的步骤的同时，利用空间相干辐射照射所述对准图案的步骤。所述方法还可以包括对由所述相机捕获的所述图像执行图像处理的步骤。所述图像处理可以包括设置数字孔。所述数字孔可以具有任意形状、被调整和/或被变迹。所述输出可以包括所述对准图案的第一静止输出图像和所述对准图案的第二静止输出图像，并且所述图像处理可以包括对所述第一静止图像与所述第二静止图像进行相加。所述输出可以包括所述对准图案的第一静止输出图像和所述对准图案的第二静止输出图像，并且所述图像处理可以包括获取所述第一静止图像与所述第二静止图像之间的差。所述输出可以包括所述对准图案的第一静止输出图像和所述对准图案的第二静止输出图像，并且所述图像处理可以包括对所述第一静止图像与所述第二静止图像进行相加以及获取所述第一静止图像与所述第二静止图像之间的差。
18.根据实施例的又一方面，披露一种用于对准具有对准标记的衬底的设备，所述设备包括：传感器，所述传感器在所述衬底处具有大于所述对准标记的视场，在所述对准标记被扫描时，所述传感器被布置成接收由所述对准标记衍射的光且被调适以产生包括所述对准标记的至少一个静止输出图像的输出；检测器，所述检测器被调适以检测所述输出中的相位信号；相机，所述相机被调适以捕获所述输出的图像；以及光学装置，所述光学装置被布置成接收所述输出且被调适以将所述输出传送至所述检测器和所述相机。
19.根据实施例的又一方面，披露一种用于对准具有至少两个对准标记的衬底的设备，所述设备包括：传感器，所述传感器在所述衬底处具有足够大以涵盖所述至少两个对准标记两者的视场，并且在所述对准标记被扫描时，所述传感器被布置成接收由所述对准标记衍射的光且被调适以包括所述对准标记的至少一个静止输出图像的输出；检测器，所述检测器被调适以检测所述输出中的相位信号；相机，所述相机被调适以捕获所述输出的图像；以及光学装置，所述光学装置被布置成接收所述输出且被调适以将所述输出传送至所述检测器和所述相机。
20.根据实施例的又一方面，披露一种用于对准具有对准标记的衬底的设备，所述设备包括：传感器，在所述对准标记被扫描时，所述传感器被布置成接收由所述对准标记的边缘衍射的光且被调适以产生包括所述边缘的至少一个静止输出图像的输出；检测器，所述检测器被调适以检测所述输出中的相位信号；相机，所述相机被调适以捕获所述输出的图像；以及光学装置，所述光学装置被布置成接收所述输出且被调适以将所述输出传送至所述检测器和所述相机。
21.根据实施例的又一方面，披露一种光刻设备，包括用于感测对准图案的布置，所述布置包括：传感器，在所述对准图案被扫描时，所述传感器被布置成接收由所述对准图案衍射的光且被调适以产生包括所述对准图案的至少一个静止输出图像的输出；检测器，所述检测器被调适以检测所述输出中的相位信号；相机，所述相机被调适以捕获所述输出的图像；以及光学装置，所述光学装置被布置成接收所述输出且被调适以将所述输出传送至所述检测器和所述相机。
22.根据实施例的又一方面，披露一种光刻设备，包括用于感测衬底上的对准标记的布置，所述布置包括：传感器，所述传感器在所述衬底处具有大于所述对准标记的视场，在所述对准标记被扫描时，所述传感器被布置成接收由所述对准标记衍射的光且被调适以产生包括所述对准标记的至少一个静止输出图像的输出；检测器，所述检测器被调适以检测所述输出中的相位信号；相机，所述相机被调适以捕获所述输出的图像；以及光学装置，所述光学装置被布置成接收所述输出且被调适以将所述输出传送至所述检测器和所述相机。
23.根据实施例的又一方面，披露一种光刻设备，包括用于对准具有至少两个对准标记的衬底的布置，所述布置包括：传感器，所述传感器在所述衬底处具有足够大以涵盖所述至少两个对准标记两者的视场，并且在所述对准标记被扫描时，所述传感器被布置成接收由所述对准标记衍射的光且被调适以包括所述对准标记的至少一个静止输出图像的输出；检测器，所述检测器被调适以检测所述输出中的相位信号；相机，所述相机被调适以捕获所述输出的图像；以及光学装置，所述光学装置被布置成接收所述输出且被调适以将所述输出传送至所述检测器和所述相机。
24.根据实施例的又一方面，披露一种光刻设备，包括用于对准具有对准标记的衬底
的布置，所述设备包括：传感器，在所述对准标记被扫描时，所述传感器被布置成接收由所述对准标记的边缘衍射的光且被调适以产生包括所述边缘的至少一个静止输出图像的输出；检测器，所述检测器被调适以检测所述输出中的相位信号；相机，所述相机被调适以捕获所述输出的图像；以及光学装置，所述光学装置被布置成接收所述输出且被调适以将所述输出传送至所述检测器和所述相机。
25.下文参考随附附图来详细地描述本发明的另外的实施例、特征和优点，以及本发明的各个实施例的结构和操作。
附图说明
26.被合并入本文中且形成本说明书的部分的随附附图作为示例而不是作为限制来图示本发明的实施例的方法和系统。所述附图连同具体实施方式一起进一步用以解释本文中所呈现的方法和系统的原理且使相关领域技术人员能够制造和使用所述方法和系统。在所述附图中，类似的附图标记指示相同的或功能上类似的元件。
27.图1描绘诸如可以根据本文中所披露的实施例的方面来使用的光刻系统的所选部件或部分。
28.图2描绘用于解释已知对准系统的操作原理的所述对准系统的所选部件或部分。
29.图3描绘根据实施例的方面的用于分析对准标记的系统。
30.图4描绘根据实施例的方面的用于分析对准标记的系统。
31.图5a示出经模拟的对准标记。
32.图5b和图5c示出根据实施例的方面的系统的经模拟输出的示例。
33.图6是示出根据实施例的方面的分析对准标记的方法的流程图。
34.下文参考随附附图详细地描述本发明的另外的特征和优点，以及本发明的各个实施例的结构和操作。应注意，本发明不限于本文中所描述的特定实施例。本文中仅出于例示性目的而呈现这样的实施例。基于本文中所包含的教导，额外的实施例将对于相关领域技术人员显而易见。
具体实施方式
35.现在参考附图描述各种实施例，其中全文使用相同的附图标记来表示相同元件。在下面的描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节，以便促进对一个或多个实施例的透彻理解。然而，在一些或所有实例中可以明显地看出，可以在不采用下面描述的特定设计细节的情况下实践下面描述的任何实施例。在其它实例中，以框图形式示出众所周知的结构和装置，以便促成描述一个或更多个实施例。以下呈现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。这一概述不是所有预期实施例的详尽综述，且不旨在示出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。
36.本发明的实施例可以用硬件、固件、软件或其任何组合来实现。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，计算装置)可读的形式来存储或透射信息的任何机制。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；闪存设备；电、光、声或其它形式的传播信号(例如，载
波、红外信号、数字信号等)等。此外，固件、软件、例程和指令可以在本文中描述为执行某些动作。但是，应当理解，这种描述仅仅是为了方便，并且这种动作实际上是由执行固件、软件、例程、指令等的计算装置、处理器、控制器或其它装置引起的。
37.图1示意性地描绘了光刻设备。所述光刻设备包括：照射系统(照射器)，其被配置成调节辐射束b(例如，uv辐射或其他合适的辐射)；支撑结构(例如掩模台)mt，其构造为支撑图案形成装置(例如掩模)ma并且连接至第一定位装置pm，所述第一定位装置pm被配置为根据某些参数精确地定位所述图案形成装置；衬底台(例如晶片台)wt，其构造为保持衬底(例如抗蚀剂涂覆的晶片)w，并且连接至第二定位装置pw，所述第二定位装置pw配置为根据某些参数精确地定位所述衬底；和投影系统(例如折射投影透镜系统)pl，其被配置成通过图案形成装置ma将被赋予辐射束b的图案投射到衬底w的目标部分c(例如，包括一个或更多个管芯)上。
38.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，诸如，折射型、反射型、磁性型、电磁型、静电型或其它类型的光学部件，或其任何组合。
39.支撑结构支撑所述图案形成装置，即承载所述图案形成装置的重量。其保持所述图案形成装置的方式取决于图案形成装置的取向、光刻设备的设计、和其他条件，诸如例如所述图案形成装置是否被保持在真空环境中。所述支撑结构可以使用机械式、真空式、静电式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可以根据需要固定或移动的框架或台。支撑结构可确保图案形成装置处于例如相对于投影系统ps的期望位置。本文中术语“掩模版”或“掩模”的任何使用可被视为与更一般的术语“图案形成装置”同义。
40.本文中使用的术语“图案形成装置”应广义地解释为指任何可用于在在辐射光束的横截面中向辐射光束赋予图案的装置，例如在衬底的目标部分中创建图案。应注意，赋予辐射束的图案可能不确切地对应于在衬底的目标部分中的期望图案，例如，如果图案包括相移特征或所谓的辅助特征。通常，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。
41.图案形成装置可以是透射式的或反射式的。图案形成装置的示例包括掩模、可编程反射镜阵列和可编程lcd面板。掩模在光刻中是公知的，包括诸如二元掩模、交替相移掩模、和衰减相移掩模、以及各种混合掩模类型的掩膜类型。可编程反射镜阵列的一个示例采用小反射镜的矩阵布置，每个小反射镜可以单独地倾斜以便在不同方向反射入射的辐射束。倾斜的反射镜在由反射镜矩阵反射的辐射束中赋予图案。
42.本文中使用的术语“投影系统”应广义地解释为包括任何类型的投影系统，包括折射型、反射型、折射反射型、磁性型、电磁型和静电型光学系统，或其任何组合(视情况而定)，适用于正在使用的曝光辐射或其他因素(诸如浸没液体的使用或真空的使用)。本文中术语“投影透镜”的任何用法可被视为与更一般的术语“投影系统”同义。
43.如这里所描绘的，所述设备是透射型的(例如，使用透射型掩模)。替代地，所述设备可以是反射型的(例如，使用可编程反射镜阵列，或使用反射型掩模)。
44.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，可以并行地使用额外的台，或者在一个或更多个台上执行准备步骤，而同时使用一个或更多个其他台用于曝光。
45.光刻设备还可以是这样的类型，其中衬底的至少一部分可以被具有相对高折射率
的液体(例如水)覆盖，以便填充介于投影系统与衬底之间的空间。浸没液体也可以应用于光刻设备中的其他空间，例如，在掩膜和投影系统之间。本领域公知的是，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”并不意味着诸如衬底的结构必须浸入液体中，而是仅意味着在曝光期间液体位于投影系统和衬底之间。
46.再次参照图1，所述照射器il从辐射源so接收辐射束。所述源so和光刻设备可以是单独的实体，例如当所述源是准分子激光器时。在这种情况下，所述源不被视为形成光刻设备的一部分，并且辐射束借助包括例如合适的定向反射镜和/或束扩展器的这样的束传送系统bd从所述源so传递到所述照射器il。在其他情况下，所述源可以是光刻设备的组成部分，例如当所述源是汞灯时。所述源so和所述照射器il，与束传递系统bd一起(在需要时)，可称为辐射系统。
47.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，至少可以调整所述照射器的光瞳平面中的强度分布的外部径向范围及/或内部径向范围(通常分别称为-外部和-内部)。此外，所述照射器il可以包括各种其他部件，例如积分器in和聚光器co。所述照射器il可以用于调节辐射束，以在其横截面中具有期望的均匀性和强度分布。
48.辐射束b入射到保持在支撑结构(例如掩模台mt)上的图案形成装置(例如掩模ma)上，并且由图案形成装置进行图案化。在已穿过所述掩膜ma之后，辐射束b传递通过投影系统pl，投影系统pl将所述束b聚焦到衬底w的目标部分c上。借助第二定位装置pw和位置传感器if(例如干涉装置、线性编码器、二维编码器或电容传感器)，可以精确地移动衬底台wt，例如，以便将不同的目标部分c定位在辐射束b的路径中。类似地，第一定位装置pm和另一位置传感器(未在图1中明确描绘)可用于相对于辐射束b的路径精确地定位所述掩膜ma，例如在从掩模库机械获取之后或在扫描期间。一般而言，所述掩膜台mt的移动可借助于构成第一定位装置pm的一部分的长行程模块(粗略定位)和短行程模块(精细定位)来实现。类似地，衬底台wt的移动可以使用形成第二定位装置pw的一部分的长行程模块和短行程模块来实现。在步进器(相对于扫描仪)的情况下，所述掩膜台mt可以仅连接到短行程执行器，或者可以固定。掩膜ma和衬底w可以使用掩模对准标记m1、m2和衬底对准标记p1、p2来对准。尽管如图所示的衬底对准标记占据专用目标部分，但它们可以位于目标部分之间的空间中(这些被称为划道对准标记)。类似地，在所述掩膜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。所述晶片也可包括额外的标记，诸如例如，对用作晶片制作中的步骤的化学机械平坦化(cmp)过程中的变化敏感的标记。
49.衬底w上的目标p1和/或p2可以是，例如，(a)抗蚀层光栅，其被印制以使得在显影之后，栅条由固体抗蚀线形成，或者(b)产品层光栅，或(c)重叠目标结构中的复合光栅叠层，包括重叠或交错于产品层光栅上的抗蚀剂光栅。所述栅条可被替代地蚀刻到所述衬底中。
50.图2示出已知对准系统10的示意性概略图。光源11发射一种照射位于衬底(例如晶片)上的对准标记wm的辐射的空间相干束，所述对准标记wm将所述辐射反射成正衍射阶 n和负衍射阶-n。这些衍射阶由物镜12准直并且进入自参考干涉仪(sri)13。所述自参考干涉仪输出了所述输入的具有180
°
的相对旋转且叠置且因此可以导致干涉的两个图像。在光瞳平面14中，可以看到这些图像的叠置的傅立叶变换，以及被分离的不同衍射阶，并且可以使所述叠置的傅立叶变换发生干涉。所述光瞳平面中的检测器15检测到经干涉的衍射阶以提
供位置信息。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。图2的右侧部分示出在所述光瞳平面14中的两个叠置图像的形成；对于一个图像， n'和-n'相对于输入衍射阶 n和-n旋转 90
°
；对于另一图像， n”和-n”相对于输入衍射阶 n和-n旋转-90
°
。在光瞳平面中，分别( n'和-n”)和( n”和-n')的阶进行干涉。
51.诸如刚刚所描述的传感器之类的传感器的输出通常被中继至检测器，所述检测器检测所述传感器输出中的强度的图案。在所述对准传感器中，输出传感器(单个像素检测器)检测由 阶与-阶之间的干涉所引起的强度变化。这种干涉产生两个通道即：其中电场被相加的为和(sum)通道，并且其中电场相减的为差(diff)通道。这两个通道彼此异相180度。通过测量差(diff)通道、或和(sum)通道、或所述两个通道的组合处的信号的相位来计算标记的对准位置。
52.在这样的系统中，所有光都被引导至检测器，并且检测器无法区分来自标记的光与来自晶片的作为晶片异常的伪影的光。根据实施例的方面，光学器件被引入以拾取来自所述检测器的信号的一部分且将其引导至相机。相机上的图像是晶片处的场的图像。在检测器是sri的情况下，将存在已相对于彼此旋转180度的两个图像。如本文中所使用的，术语“相机”意味着用于捕获图像的任何装置或系统，无论以何种方式配置。
53.图3中示出这种系统。如所述图中可以看到的，光源100产生空间相干辐射束，所述空间相干辐射束传递穿过分束器110且照射晶片w上的晶片标记wm。来自晶片标记wm的光接着传递穿过分束器110传递至传感器120。接着由分束器130划分传感器120的输出。传感器120的输出的一部分被传递至检测器140。传感器120的输出的另一部分被传递至相机150。
54.光学元件的这种布置不是唯一可能的布置。例如，如图4中示出的，翻转反射镜160可以用以替代地将传感器120的输出引导至检测器140或相机150。因而，虽然图3的布置在空间上划分传感器输出，但图4的布置在时间上划分传感器输出。例如，在图4中，当仅测量场内标记时，翻转反射镜160可以用以将信号引导至相机150。
55.图5a示出基于微衍射的重叠(μdbo或微dbo)标记的模拟。图5b示出获取来自传感器的信号之间的差(差(diff)通道，即，已相对于彼此旋转180度的两个图像之间的差)的结果，并且图5c示出对来自传感器的信号相加(和(sum)通道)的结果。随着标记移动(在这种情况下在y方向上)，来自干涉仪的静止图像在总强度方面进行调整。和(sum)通道和差(diff)通道可以用电子方式被组合以在相机处始终具有良好信号。
56.标记可能具有很小的间距使得源于来自标记图案的衍射的信号超出了用以收集光的物镜的数值孔径。然而，来自标记的边缘的衍射仍可以被捕获且将接着示出所述标记。
57.在捕获所述图像时，可以从用于对准的图像处理中消除被识别为来自产品的光的所有像素(即，作为产品干涉像素)。这是实际上可主动寻址的孔或数字孔。可以用电子方式对这种孔进行调整(例如变迹)以使得相对于所述标记的倾斜或散焦、或这两者更稳固地即更鲁棒地进行感测。
58.根据实施例的另一方面，可以根据图6中示出的流程图进行用于分析对准标记的方法。如图6中示出的，在步骤s100中，照射所述标记。在步骤s110中，从所述标记反射的光被引导至传感器。这里，使用术语“反射”以包括由所述标记衍射的光。接着，这种光被发送至步骤s120中的检测器和/或步骤s130中的相机。可以同时或交替地执行步骤120和s130，如上文所描述的。
59.可以使用以下方面进一步描述实施例：
60.1.一种用于感测对准图案的设备，所述设备包括：
61.传感器，在所述对准图案被扫描时，所述传感器被布置成接收由所述对准图案衍射的光且被调适以产生包括所述对准图案的至少一个静止输出图像的输出；
62.检测器，所述检测器被调适以检测所述输出中的相位信号；
63.相机，所述相机被调适以捕获所述输出的图像；以及
64.光学装置，所述光学装置被布置成接收所述输出且被调适以将所述输出传送至所述检测器和所述相机。
65.2.根据方面1所述的设备，其中所述光学装置被调适以将所述输出同时传送至所述检测器和所述相机。
66.3.根据方面2所述的设备，其中所述光学装置包括分束器。
67.4.根据方面1所述的设备，其中所述光学装置被调适以将所述输出交替地传送至所述检测器和所述相机。
68.5.根据方面4所述的设备，其中所述光学装置包括翻转反射镜。
69.6.根据方面1至5中任一项所述的设备，其中所述传感器包括自参考干涉仪。
70.7.根据方面1至6中任一项所述的设备，还包括被布置成照射所述对准图案的空间相干辐射源，所述对准图案衍射空间相干辐射以产生由所述对准图案衍射的光。
71.8.根据方面1所述的设备，还包括处理器，所述处理器被布置成从所述相机接收数据且被调适以对所述数据执行图像处理。
72.9.根据方面8所述的设备，其中所述图像处理包括设置数字孔。
73.10.根据方面9所述的设备，其中所述数字孔具有任意形状。
74.11.根据方面9所述的设备，其中所述数字孔被调整。
75.12.根据方面9所述的设备，其中所述数字孔被变迹。
76.13.根据方面8所述的设备，其中所述传感器输出所述对准图案的第一静止输出图像和所述对准图案的第二静止输出图像，并且其中所述图像处理包括对所述第一静止图像与所述第二静止图像进行相加。
77.14.根据方面8所述的设备，其中所述传感器输出所述对准图案的第一静止输出图像和所述对准图案的第二静止输出图像，并且其中所述图像处理包括获取所述第一静止图像与所述第二静止图像之间的差。
78.15.根据方面8所述的设备，其中所述传感器输出所述对准图案的第一静止输出图像和所述对准图案的第二静止输出图像，并且其中所述图像处理包括对所述第一静止图像与所述第二静止图像进行相加以及获取所述第一静止图像与所述第二静止图像之间的差。
79.16.一种感测对准图案的方法，所述方法包括以下步骤：
80.在所述对准图案被扫描时感测由所述对准图案衍射的光且产生包括所述对准图案的至少一个静止输出图像的输出；
81.在检测器与相机之间拆分所述输出；
82.使用所述检测器检测所述输出中的相位信号；以及
83.使用所述相机捕获所述输出的图像。
84.17.一种感测对准图案的方法，所述方法包括以下步骤：
85.在所述对准图案被扫描时感测由所述对准图案衍射的光且产生包括所述对准图案的至少一个静止输出图像的输出；
86.将所述输出引导至检测器；
87.使用所述检测器检测所述输出中的相位信号；
88.将所述输出引导至相机；以及
89.使用所述相机捕获所述输出的图像。
90.18.根据方面17所述的方法，其中同时执行将所述输出引导至检测器的步骤和将所述输出引导至相机的步骤。
91.19.根据方面17所述的方法，其中交替地执行将所述输出引导至检测器的步骤和将所述输出引导至相机的步骤。
92.20.根据方面17所述的方法，其中由自参考干涉仪执行在所述对准图案被扫描时感测由所述对准图案衍射的光且产生包括所述对准图案的至少一个静止输出图像的输出的步骤。
93.21.根据方面17所述的方法，还包括在扫描所述对准图案时感测由所述对准图案衍射的光且产生包括所述对准图案的至少一个静止输出图像的输出的步骤的同时，利用空间相干辐射照射所述对准图案的步骤。
94.22.根据方面17所述的方法，还包括对由所述相机捕获的所述图像执行图像处理的步骤。
95.23.根据方面22所述的方法，其中所述图像处理包括设置数字孔。
96.24.根据方面22所述的方法，其中所述数字孔具有任意形状。
97.25.根据方面22所述的方法，其中所述数字孔被调整。
98.26.根据方面22所述的方法，其中所述数字孔被变迹。
99.27.根据方面21所述的方法，其中所述输出包括所述对准图案的第一静止输出图像和所述对准图案的第二静止输出图像，并且其中所述图像处理包括对所述第一静止图像与所述第二静止图像进行相加。
100.28.根据方面21所述的方法，其中所述输出包括所述对准图案的第一静止输出图像和所述对准图案的第二静止输出图像，并且其中所述图像处理包括获取所述第一静止图像与所述第二静止图像之间的差。
101.29.根据方面21的方法，其中所述输出包括所述对准图案的第一静止输出图像和所述对准图案的第二静止输出图像，并且其中所述图像处理包括对所述第一静止图像与所述第二静止图像进行相加以及获取所述第一静止图像与所述第二静止图像之间的差。
102.30.一种用于对准具有对准标记的衬底的设备，所述设备包括：
103.传感器，所述传感器在所述衬底处具有大于所述对准标记的视场，在所述对准标记被扫描时，所述传感器被布置成接收由所述对准标记衍射的光且被调适以产生包括所述对准标记的至少一个静止输出图像的输出；
104.检测器，所述检测器被调适以检测所述输出中的相位信号；
105.相机，所述相机被调适以捕获所述输出的图像；以及
106.光学装置，所述光学装置被布置成接收所述输出且被调适以将所述输出传送至所述检测器和所述相机。
107.31.一种用于对准具有至少两个对准标记的衬底的设备，所述设备包括：
108.传感器，所述传感器在所述衬底处具有足够大以涵盖所述至少两个对准标记两者的视场，并且在所述对准标记被扫描时，所述传感器被布置成接收由所述对准标记衍射的光且被调适以包括所述对准标记的至少一个静止输出图像的输出；
109.检测器，所述检测器被调适以检测所述输出中的相位信号；
110.相机，所述相机被调适以捕获所述输出的图像；以及
111.光学装置，所述光学装置被布置成接收所述输出且被调适以将所述输出传送至所述检测器和所述相机。
112.32.一种用于对准具有对准标记的衬底的设备，所述设备包括：
113.传感器，在所述对准标记被扫描时，所述传感器被布置成接收由所述对准标记的边缘衍射的光且被调适以产生包括所述边缘的至少一个静止输出图像的输出；
114.检测器，所述检测器被调适以检测所述输出中的相位信号；
115.相机，所述相机被调适以捕获所述输出的图像；以及
116.光学装置，所述光学装置被布置成接收所述输出且被调适以将所述输出传送至所述检测器和所述相机。
117.33.一种光刻设备，包括用于感测对准图案的布置，所述布置包括：
118.传感器，在所述对准图案被扫描时，所述传感器被布置成接收由所述对准图案衍射的光且被调适以产生包括所述对准图案的至少一个静止输出图像的输出；
119.检测器，所述检测器被调适以检测所述输出中的相位信号；
120.相机，所述相机被调适以捕获所述输出的图像；以及
121.光学装置，所述光学装置被布置成接收所述输出且被调适以将所述输出传送至所述检测器和所述相机。
122.34.一种光刻设备，包括用于感测衬底上的对准标记的布置，所述布置包括：
123.传感器，所述传感器在所述衬底处具有大于所述对准标记的视场，在所述对准标记被扫描时，所述传感器被布置成接收由所述对准标记衍射的光且被调适以产生包括所述对准标记的至少一个静止输出图像的输出；
124.检测器，所述检测器被调适以检测所述输出中的相位信号；
125.相机，所述相机被调适以捕获所述输出的图像；以及
126.光学装置，所述光学装置被布置成接收所述输出且被调适以将所述输出传送至所述检测器和所述相机。
127.35.一种光刻设备，包括用于对准具有至少两个对准标记的衬底的布置，所述布置包括：
128.传感器，所述传感器在所述衬底处具有足够大以涵盖所述至少两个对准标记两者的视场，并且在所述对准标记被扫描时，所述传感器被布置成接收由所述对准标记衍射的光且被调适以包括所述对准标记的至少一个静止输出图像的输出；
129.检测器，所述检测器被调适以检测所述输出中的相位信号；
130.相机，所述相机被调适以捕获所述输出的图像；以及
131.光学装置，所述光学装置被布置成接收所述输出且被调适以将所述输出传送至所述检测器和所述相机。
132.36.一种光刻设备，包括用于对准具有对准标记的衬底的布置，所述设备包括：
133.传感器，在所述对准标记被扫描时，所述传感器被布置成接收由所述对准标记的边缘衍射的光且被调适以产生包括所述边缘的至少一个静止输出图像的输出；
134.检测器，所述检测器被调适以检测所述输出中的相位信号；
135.相机，所述相机被调适以捕获所述输出的图像；以及
136.光学装置，所述光学装置被布置成接收所述输出且被调适以将所述输出传送至所述检测器和所述相机。
137.本文中所披露的系统和方法在自参考干涉传感器下游捕获所述标记的图像且使得可以组合来自所述图像的信息与来自由检测器所测量的相位信号的信息。与必须暂停扫描以获得图像相反，由所述自参考传感器所输出的静止图像图案允许对所述标记的扫描而同时收集所述图像。对于差(diff)通道以及和(sum)通道进行组合可以用以确保用于图像的足够的信号。在利用或不利用调整/变迹的情况下应用任意形状的数字孔的能力允许测量小于20微米的特征且有助于区分来自标记的信号与源自产品的作为背景、泄漏或串扰的信号。本文中所披露的主题提供用以检查标记的完整性的方法且可以减小由于受损坏的标记而引起的重叠误差。
138.根据如本文中所描述的实施例的方面而布置的系统能够实现若干潜在的益处。例如，它们赋予能够测量对晶片处的视场欠填充的小标记的能力。它们也赋予使用由实施例的多个方面可用的数字孔和图像处理技术的同时测量所述视场内的多个小标记的能力。它们也产生或增强对于所述标记的边缘衍射进行对准的能力。
139.如上文所描述的系统可以不仅用以改善重叠对准，而且通常可以用以诊断、监控和/或调整扫描器性能。可以分析扫描信号以与用于与步进器/扫描器的关键性能指标相关。可以用任何若干方式呈现和/或储存所述分析的结果，例如将所述结果瞬时地在监控装置上示出或在报告中编译。
140.尽管在本文中可以在ic的制造中具体提及光刻设备的使用，但是应当理解，本文中所描述的光刻设备可以具有其它应用，诸如制造集成光学系统、用于磁畴存储器、平板显示器、液晶显示器(lcd)、薄膜磁头等的引导和检测图案。本领域技术人员将理解，在这种替代应用的情境中，术语“晶片”或“管芯”在本文中的任何使用分别被认为与更上位的术语“衬底”或“目标部分”同义。本文所提及的衬底可以在曝光之前或之后被处理，例如在轨道或涂覆显影系统(即典型地对衬底施加抗蚀剂层并且显影曝光后的抗蚀剂的工具)、量测工具、和/或检查工具中。在适用的情况下，本文中的公开内容可以应用于这种和其它衬底处理工具。此外，例如可以为了制造多层ic而对衬底进行多于一次的处理，使得本文中使用的术语“衬底”也可以指代已包含多个处理后的层的衬底。
141.尽管上文已经对本发明的实施例在光学光刻术中的情形中使用做出了具体参考，但应该理解的是，本发明可以用于其它应用，例如压印光刻术，并且在情境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产生的图案。图案形成装置的形貌可以被印制到提供给衬底的抗蚀剂层中，通过施加电磁辐射、热、压力或它们的组合而使抗蚀剂固化。将图案形成装置从抗蚀剂中移出，从而在抗蚀剂固化后留下图案。
142.本文中所使用的术语“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365nm、355nm、248nm、193nm、157nm或126nm或约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范围内的波长)，以及粒子束，诸如离子束或电子束。
143.尽管在本文中可以具体参考根据本发明的设备在集成电路制造中的使用，但是应当明确地理解，这种设备具有很多其它可能的应用。例如，它可以用于制造集成光学系统、用于磁畴存储器、液晶显示面板、薄膜磁头等的引导和检测图案。本领域普通技术人员将意识到，在这种备选应用的背景下，本文中对“模版”、“晶片”或“芯片”的任何使用均应当被视为分别由更上位的术语“掩模”、“衬底”和“目标部分”代替。
144.上面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，在这里已经任意定义了这些功能构件的边界。只要适当执行指定的功能及其关系，就可以定义其他边界。
145.具体实施方式的前述描述将如此充分地揭示本发明的一般性质，通过应用本领域技术范围内的知识，其他人可以为了各种应用容易地修改和/或适应这样的特定实施方案，而无需过多的实验，而不脱离本发明的一般概念。因此，基于本文给出的教导和指导，这些改变和修改旨在落入所公开实施例的等同物的含义和范围内。应理解，这里的措辞或术语是出于通过示例进行描述而非限制性的目的，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。
146.本发明的广度和范围不应受任一上述的示例性实施例限制，而应仅由下述的权利要求书及其等同方案来限定。