位置合わせ方法、アライメントシステムおよびアライメントマークを有する製品
【課題】 選択可能な回折次数の放射のために様々な偏光成分に対する微細なラインパターンにより空間的に変化する反射特性を可能にするアライメントマークを製品にもたらすことである。
【解決手段】 製品の位置はその製品上のアライメントマークを使用して測定される。放射がアライメントマークに向かって伝送され、アライメントマーク内のパターンによって回折される。位置情報は回折された放射の位相関係から決定される。アライメントマークは、それから回折された放射が収集される相互に平行な導電体トラックのセットを備え、そのパターンは連続するトラックの間のピッチが、製品の表面に沿った位置の関数として変化するパターンによって決定される。したがって例えばパターンは、ピッチが第１および第２の値をそれぞれ有する交互となった第１および第２の領域を備える。第１および第２の領域のようなパターンの異なる部分においてトラックは互いに平行なのでより良い測定が可能である。
【解決手段】 製品の位置はその製品上のアライメントマークを使用して測定される。放射がアライメントマークに向かって伝送され、アライメントマーク内のパターンによって回折される。位置情報は回折された放射の位相関係から決定される。アライメントマークは、それから回折された放射が収集される相互に平行な導電体トラックのセットを備え、そのパターンは連続するトラックの間のピッチが、製品の表面に沿った位置の関数として変化するパターンによって決定される。したがって例えばパターンは、ピッチが第１および第２の値をそれぞれ有する交互となった第１および第２の領域を備える。第１および第２の領域のようなパターンの異なる部分においてトラックは互いに平行なのでより良い測定が可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001] 本発明は、その上にアライメントマークを有する製品および製品を位置合わせする方法に関する。一実施形態はデバイスを製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002] リソグラフィ機器は所望のパターンを基板上に、通常は基板上のターゲット部分に付与する機械である。リソグラフィ機器は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造で使用することができる。その場合、マスクまたはレチクルのどちらかと呼ばれるパターニングデバイスが、ＩＣの個々のレイヤ上に形成しようとする回路パターンを生成するために使用されることもある。このパターンは基板（例えばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば、ダイの一部分、ダイ１つ、またはいくつかのダイを含む）上に転写することができる。パターンの転写は、一般的に基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）の層上に結像することによって行われる。一般的に、１つの基板は連続的にパターニングされた隣接するターゲット部分のネットワークを含む。知られているリソグラフィ機器には、パターン全体をターゲット部分に同時に露光させることによって各ターゲット部分を照射する所謂ステッパと、所与の方向（「スキャン」方向）の放射ビームによってパターンをスキャンし、同時にその方向と平行または逆平行に基板をスキャンすることによって各ターゲット部分を照射する所謂スキャナとが含まれる。パターンを基板にインプリントすることによってパターンをパターニングデバイスから基板に転写することも可能である。
【０００３】
[0003] 露光中、基板とパターニングデバイスは非常に精密に位置合わせする必要がある。この目的で基板および／またはパターニングデバイス上に光学式アライメントマークを設けることが知られている。知られている１つのアライメントマークは、位置の関数として周期的に変化する反射特性を有し、したがってマークは光格子として使用することができる。約０．６ミクロンの波長をもつ光を使用して位置を測定するとき、このような格子の周期は、例えば１６ミクロンでよい。光学系は、この格子からの選択された回折次数を使用して回折光の像を形成することによって基板および／またはパターニングデバイスの位置を測定する。単純なアライメントマークでは周期的な変化の各周期は、高い反射の１領域（例えば金属）および低い反射の１領域（例えば酸化物）、例えば各周期で金属の広さが８ミクロンの１領域および酸化物の広さが８ミクロンの１領域によって実現される。
【０００４】
[0004] ２つのそのようなアライメントマーク、１つは周期的な領域がウェーハの表面に沿う第１の方向（Ｘ軸）で繰り返すもの、１つは周期的な領域がウェーハの表面に沿う第２の方向（Ｙ軸）で繰り返すものが使用されることもある。さらに位置合わせの測定は２つの波長の光で実行されるのが一般的である。
【０００５】
[0005] しかし、２つの一様な領域で構成されている周期をもつアライメントマークは、一様な寸法の領域を使用する傾向にあり、その寸法は現在の集積回路内のトラックの寸法よりずっと大きい。それを受けて、アライメントマークの各周期でより細かな線から別の領域を構成することが可能である。Ｍｅｔｅｒｏｌｏｇｙ，Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ ＸＸＩ（Ｃｈａｓ Ｎ．Ａｒｃｈｉｅ編）Ｐｒｏｃ ＳＰＩＥ Ｖｏｌ ６５１８におけるＨｅｎｒｙ Ｍｅｇｅｎｓ 他による「Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｏｖｅｒｌａｙ−Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｆｕｔｕｒｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎｏｄｅｓ」というタイトルの論文から、周期構造が、第１の方向に沿って方向付けられている微細な導電性トラックをもつ第１の領域およびその第１の方向に直角である第２の方向に沿って方向付けられている微細の導電性トラックをもつ第２の領域を交互に備えるあるアライメントマークが知られている。これら導電性トラックの間の距離は、アライメントマークの位置を測定するのに使用される光の波長より短く作製される。
【０００６】
[0006] そのようなラインパターンはワイヤグリッド偏光効果をもたらし、それによってトラックに平行または直角な電界成分をもつ光の偏光成分がそれぞれ主に反射され伝送される。アライメントマークではトラックの方向が交互になるので、そのようなアライメントマークは、それぞれの偏光成分に対して周期的に変化する反射特性の間にオフセットをもたらす。方向の変化のパターンは回折を生じさせるので、方向のパターンは、回折格子として作用し異なる角度で異なる回折次数を生成する。これら回折次数からの光がアライメントマークの位置を測定するのに使用される。
【０００７】
[0007] あいにくこのタイプのアライメントマークは、一対の回折次数を使用する回折イメージング技術の使用と相容れない。そのようなイメージング技術の一例は双極照明法である。双極照明法では光は照明システムの光軸に関してある入射傾斜角をもってマスクに降りかかる。入射傾斜角をもつ光は、大きな回折角を有する伝送された回折次数を生成する。投影システムは、ゼロおよび第１の伝送された回折次数だけを捕らえるように構成することができ、それらを格子の像を構築するレジスト層に投影する。格子線が、光軸および入射ビームの波動ベクトルを含む入射光の平面に直角である場合、レジスト層上に格子の鮮明な像が形成される。しかし、格子線が入射光のこの平面に平行である場合には不明瞭な格子の解像像がレジスト層上に形成される。不明瞭な像は異なるパラメータをもつ格子をもたらす、または格子を全くもたらさない。アライメントマークの周期が様々な方向で直角をなすサブ波長のラインで構成されている場合、双極照明または偏光照明の下である方向のラインは良好に解像され、それと直角をなす方向のラインは良好に解像されない。ＸおよびＹ方向にあるアライメントマーク（９０度回転していること以外同じものである）が使用される場合、ＸおよびＹマーク両方を測定するのに同じ偏光成分を使用することはできない。
【発明の概要】
【０００８】
[0008] 選択可能な回折次数の放射のために様々な偏光成分に対する微細なラインパターンにより空間的に変化する反射特性を可能にするアライメントマークを製品にもたらすことが望ましい。
【０００９】
[0009] 本発明の一態様によれば、
製品の表面にあるアライメントマークに電磁放射を伝送するステップと、
アライメントマークによって回折された放射を収集するステップと、
回折された放射の位相関係から位置情報を決定するステップと
を含み、そのアライメントマークが、回折された放射がそこから収集される相互に平行な導電体トラックのセットを備え、導電体トラックのセットが連続するトラックの間にピッチを有し、そのセット内のトラックのピッチが製品の表面に沿った位置の関数として変化し、収集される前記放射の回折が発生する角度が、そのセット内のトラックのピッチが位置の関数として変化するパターンに依存する、
製品の位置を測定する方法が提供される。
【００１０】
[0010] 本発明の一態様によれば、
電磁放射を伝送するように構成された電磁放射源と、
放射を受けるためのアライメントマークを備える位置合わせしようとする製品であって、そのアライメントマークが、連続するトラックの間にピッチを有する相互に平行な導電体トラックのセットを備え、そのセット内のトラックのピッチが製品の表面に沿った位置の関数として変化し、収集される放射の回折が発生する角度が、そのセット内のトラックのピッチが位置の関数として変化するパターンに依存する製品と、
アライメントマークから回折された電磁放射から選択された回折次数から光の像を形成するように構成されたディテクタと
を備えるアライメントシステムが提供される。
【００１１】
[0011] 本発明の一態様によれば、製品が半導体ウェーハであるこのようなアライメントシステムを備えるフォトリソグラフィ機器が提供される。
【００１２】
[0012] 本発明の一態様によれば、連続するトラックの間にピッチを有する相互に平行な導電体トラックのセットを備え、そのセット内のトラックのピッチが製品の表面に沿った位置の関数として変化し、回折が発生する角度が、ピッチが位置の関数として変化するパターンに依存するアライメントマークを備える製品が提供される。
【００１３】
[0013] ここで本発明の実施形態を、一例としてだけ、対応する参照符号は対応する部品を表す添付の概略図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】[0014]本発明の一実施形態によるリソグラフィ機器を描写する図である。
【図２】[0015]光学測定システムを示す図である。
【図３】[0016]アライメントマークの部分の上面図を示す図である。
【図３ａ】[0017]代替アライメントマークの部分の上面図を示す図である。
【図４】[0018]アライメントマークの側面図を示す図である。
【図５】[0019]ピッチの関数としての反射率のグラフを１波長に対して示す図である。
【図５ａ】[0020]ピッチの関数としての反射率のグラフを２つの波長に対して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
[0021] 図１は本発明の一実施形態によるリソグラフィ機器を概略的に示している。その機器は、
例えば可視光、ＵＶまたはＥＵＶの波長範囲内の電磁放射のビームＢを条件づけるように構成されている照明システム（イルミネータ）ＩＬと、
パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持するように構築され、パターニングデバイスを特定のパラメータにしたがって精密に位置決めするように構成されている第１のポジショナＰＭに連結されている支持構造物（例えばマスクテーブル）ＭＴと、
基板（例えばレジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構築され、基板を特定のパラメータにしたがって精密に位置決めするように構成されている第２のポジショナＰＷに連結されている基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴと、
パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに与えられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば複数のダイを備える）に投影するように構成されている投影システム（例えば屈折投影レンズシステム）ＰＳとを備える。
【００１６】
[0022] 照明システムは、放射の方向付け、成型、または制御のための屈折式、反射式、磁力式、電磁式、静電式、またはその他のタイプの光学コンポーネント、あるいはその任意の組合せのような様々なタイプの光学コンポーネントを含むことができる。
【００１７】
[0023] 支持構造物はパターニングデバイスの重量を支える、つまり担っている。それは、パターニングデバイスを、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ機器の設計、および例えばパターニングデバイスが真空中に保持されているかどうかというようなその他の条件に依存してパターニングデバイスを保持する。支持構造物は、機械式、真空式、静電式、またはその他の締め付け技術を使用してパターニングデバイスを保持することができる。支持構造物は、例えば必要に応じて固定されることもあり、可動であることもある枠組みまたはテーブルのこともある。支持構造物は、パターニングデバイスが例えば投影システムに対して確実に所望位置にあるようにすることができる。本明細書では、「レチクル」または「マスク」という用語の使用はより一般的な用語「パターニングデバイス」と同義であるとみなすことができる。
【００１８】
[0024] 本明細書で使用されている「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分にパターンを生成するように、放射ビームの断面にパターンを与えるのに使用することができる任意のデバイスを意味すると広範囲に解釈するべきである。放射ビームに与えられるパターンは、例えばそのパターンが位相シフトフィーチャまたは所謂アシストフィーチャを含む場合には、基板のターゲット部分で求められるパターンに正確に対応していないこともあることに留意されたい。一般的に、放射ビームに与えられるパターンは、ターゲット部分で生成される集積回路などのデバイス内の特定の機能層に対応している。
【００１９】
[0025] パターニングデバイスは透過型または反射型にすることができる。パターニングデバイスの例にはマスク、プログラマブルミラーアレイ、およびプログラマブルＬＣＤパネルなどがある。マスクはリソグラフィでよく知られており、バイナリ、レベンソン型（alternating）位相シフト、およびハーフトーン型（attenuated）位相シフト、ならびに様々なハイブリッドマスクタイプなどのマスクタイプなどがある。プログラマブルミラーアレイの一例は、小さなミラーのマトリックス配置を使用しており、その各々は、入射する放射ビームを異なる方向に反射するように個々に傾けることができる。傾けられたミラーはミラーマトリックスによって反射された放射ビームにパターンを与える。
【００２０】
[0026] 本明細書で使用される「投影システム」という用語は、使用する露光放射に応じて、あるいは例えば液浸液の使用または真空の使用などのその他の要因に応じて屈折式、反射式、反射屈折式、磁力式、電磁式および静電式光学システム、あるいはそれらの任意の組合せを含む任意のタイプの投影システムを含むものとして広範囲に解釈するべきである。本明細書では「投影レンズ」という用語の使用は、より一般的な用語「投影システム」と同義であるとみなすことができる。
【００２１】
[0027] ここに示すように機器は反射タイプのもの（例えば反射式マスクを使用する）である。あるいは、機器は透過タイプのもの（例えば透過式マスクを使用する）のこともある。
【００２２】
[0028] リソグラフィ機器は２つ（デュアルステージ）以上の基板テーブル（および／または２つ以上のマスクテーブル）を有するタイプのもののこともある。このような「マルチステージ」マシンでは並列にテーブルを追加して使用することができる、つまり１つまたは複数のテーブルが露光に使用されている間に準備段階を１つまたは複数のテーブルで実行することができる。
【００２３】
[0029] リソグラフィ機器は、投影システムと基板の間の空間を満たすように基板の少なくとも１部分が比較的高い屈折率を有する液体、例えば水で覆われていることもあるタイプのもののこともある。リソグラフィ機器のその他の空間、例えばマスクと投影システムの間に液浸液を加えることもある。当技術分野では投影システムの開口数を増やすための液浸技術がよく知られている。本明細書で使用されている「液浸」という用語は、基板のような構造が液体中に沈められなければならないことを意味せず、ただ露光中液体が投影システムと基板の間に配置されることだけを意味している。
【００２４】
[0030] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは放射ビームを放射源ＳＯから受ける。放射源とリソグラフィ機器は、例えば放射源がエキシマレーザであるときには別個の存在のこともある。このような場合、放射源はリソグラフィ機器の部分を形成するとはみなされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを備えるビームデリバリシステムＢＤを用いて放射源ＳＯからイルミネータＩＬに受け渡される。その他の場合、例えば放射源が水銀灯であるときには放射源はリソグラフィ機器の一体部分のこともある。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、ビームデリバリシステムＢＤと共に、要すれば放射システムと呼ばれることもある。
【００２５】
[0031] イルミネータＩＬは放射ビームの角度強度分布を調整するためにアジャスタＡＤを備えることもある。一般に、イルミネータの瞳面における強度分布の少なくとも外側および／または内側ラジアル範囲（通常それぞれσ−ｏｕｔｅｒおよびσ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）は調整することができる。さらにイルミネータＩＬは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯのようなその他様々の構成部品を備えることができる。イルミネータを使用して放射ビームを条件づけ、その断面における所望の均一性および強度分布を有することができる。
【００２６】
[0032] 放射ビームＢは、支持構造物（例えばマスクテーブルＭＴ）上に保持されているパターニングデバイス（例えばマスクＭＡ）上に入射し、パターニングデバイスによってパターニングされる。マスクＭＡを横断してから放射ビームＢは、基板Ｗのターゲット部分Ｃにビームの焦点を合わせる投影システムＰＳを通過する。第２のポジショナＰＷおよび位置センサＩＦ２（例えば干渉計デバイス、リニアエンコーダまたは容量センサ）を用いて、例えば、放射ビームＢの経路で異なるターゲット部分Ｃの位置を決めるために基板テーブルＷＴを精密に動かすことができる。同様に、第１のポジショナＰＭおよび他の位置センサＩＦ１を使用してマスクＭＡを、例えばマスクライブラリから機械的に取り出した後、またはスキャンの最中に放射ビームＢの経路に対して精密に位置決めすることができる。一般的に、マスクテーブルＭＴの移動は、第１のポジショナＰＭの部分を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）を用いて実現することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２のポジショナＰＷの部分を形成するロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールを使用して実現することができる。ステッパ（スキャナに対するものとして）の場合にはマスクテーブルＭＴはショートストローク作動装置にだけ連結されることもあり、または固定されることもある。マスクＭＡと基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２および基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。基板アライメントマークは図示のように専用のターゲット部分を占めるが、ターゲット部分の間の空間に配置することもできる（これらはスクライブレーンアライメントマークとして知られている）。同様に、複数のダイがマスクＭＡに設けられている状況ではマスクアライメントマークはダイの間に配置することができる。
【００２７】
[0033] 図示の機器は下記モードの少なくとも１つで使用することができる：
【００２８】
[0034] １．ステップモードでは、放射ビームに与えられたパターンの全体がターゲット部分Ｃに一度に投影される（つまり１回の静的露光）間、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴは基本的に固定されている。次いで、基板テーブルＷＴは、異なるターゲット部分Ｃを露光することができるようにＸおよび／またはＹ方向にシフトされる。ステップモードでは、露光フィールドの最大寸法が１回の静的露光で結像されるターゲット部分Ｃの寸法を制限する。
【００２９】
[0035] ２．スキャンモードでは、放射ビームに与えられたパターンがターゲット部分Ｃに投影される（つまり１回の動的露光）間にマスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴが同調してスキャンされる。マスクテーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）および像反転特性によって決められることもある。スキャンモードでは露光フィールドの最大寸法が１回の動的露光におけるターゲット部分の幅（非スキャニング方向で）を制限し、他方スキャニング動作の長さがターゲット部分の高さ（スキャニング方向で）を決定する。
【００３０】
[0036] ３．他のモードではマスクテーブルＭＴは、基本的に固定されプログラマブルパターニングデバイスを保持し、放射ビームに与えられたパターンがターゲット部分Ｃに投影されている間、基板テーブルＷＴが動かされるまたはスキャンされる。このモードでは、一般的にパルス放射源が用いられ、基板テーブルＷＴの移動ごとに、またはスキャン中の連続する放射パルスの間に必要に応じてプログラマブルパターニングデバイスがアップデートされる。この動作モードは、前述したタイプのプログラマブルミラーアレイのようなプログラマブルパターニングデバイスを利用するマスクレスリソグラフィに容易に適用することができる。
【００３１】
[0037] 前述の使用モードの組合せおよび／または変形あるいは完全に異なる使用モードも用いることができる。
【００３２】
[0038] 第１のポジショナＰＭおよび／またはその他の位置センサＩＦ１は、 リソグラフィ機器内の光学測定システムと、基板Ｗおよび／またはパターニングデバイスＭ上のアライメントマークとを利用する。図２は、光源２０および位相同期のディテクタ２２を備える光学測定システムを示す。運転中、光源２０は、製品２６（基板ＷまたはパターニングデバイスＭ）上のアライメントマーク２４に光（より一般的には電磁放射）を供給する。アライメントマーク２４の正反射効率は、アライメントマーク２４の表面上の位置の関数として変化する。その結果光はアライメントマーク２４から回折される。回折光は位相同期のディテクタ２２によって収集される。位相同期のディテクタ２２は２つのそれぞれの回折次数から光を選択し、その選択された反射次数を使用してアライメントマークの像を形成する。したがって、その像内の強度偏差は、選択された回折次数からの光の間の位相関係に依存する。このような位相同期位置を決定するための技術それ自体は、例えば、Ｒａｍｏｎ Ｎａｖａｒｒｏ、Ｓｔｅｆａｎ Ｋｅｉｊ、Ａｒｎｅ ｄｅｎ Ｂｏｅｆ、Ｓｉｃｃｏ Ｓｃｈｅｔｓ、Ｆｒａｎｋ ｖａｎ Ｂｉｌｓｅｎ、Ｇｅｅｒｔ Ｓｉｍｏｎｓ、Ｒｏｎ Ｓｃｈｕｕｒｈｕｉｓ、Ｊａａｐ Ｂｕｒｇｈｏｏｍ による「Ｅｘｔｅｎｄｅｄ ＡＴＨＥＮＡＴＭ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ １００ｎｍ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｎｏｄｅ」と題されてＳＰＩＥの会報Ｖｏｌ．４３４４（２００１）に公開された論文から知られる。本発明は、そのような技術の詳細な知識が無くとも理解することができるのでここでは詳細には説明しない。
【００３３】
[0039] 図３はアライメントマークの一実施形態の部分の上面図を示す。この部分は、すべて同一方向に向いている導電性のトラック３０（いくつかのものだけが例としてラベル付けされている）を備えている。図３ａは他のアライメントマークの部分を示している。トラック３０のピッチ、つまり連続するトラックの出発点間の距離（トラック密度の逆数、単位距離当りのトラックの数）は位置の関数として変化する。交互になる第１と第２の領域３２、３４は第１と第２のピッチの値それぞれＰ１、Ｐ２で区別することができる。ピッチの値の変化のパターン、これらの図では領域３２、３４の交代が回折を引き起こし、その回折が測定に使用される。したがって、トラック３０の方向が変化するパターンの代わりにピッチの変化のパターンを使用して位置測定のための選択可能な回折次数を生成する。回折の角度はピッチ変化のこのパターンのピッチに依存する、つまり領域が格子の個々のバーとして機能する。個々のトラック３０のピッチがこのパターンの根拠になっており、領域３２、３４のパターンのピッチより小さいことが必要である。個々のトラックは、位置測定用の選択可能な回折次数を生成するための回折格子の個々のバーとしては効率的に使用されていない。トラックのピッチは一般的に放射の波長よりずっと小さく、個々のトラックが同じピッチで繰り返す周期性は大きな領域にわたって及んでいないのでそれらの効果は、それ自体小さい。
【００３４】
[0040] 最も反射する偏光成分を提供するのに選択される、領域３２、３４内のトラック３０のピッチは、第１のものおよび領域３２、３４それぞれで異なっている。典型的には、領域３２、３４間の連続する境界と境界の間の距離（つまり領域の幅）は、位置測定のために使用される光の波長よりずっと大きく、例えば少なくとも１０倍である。波長が約０．５マイクロメートルである一例では例えば８マイクロメートルの幅を使用して１６マイクロメートルの周期性をもたらすこともある。連続するトラック３０の間のピッチは波長より短いのが一般的である。
【００３５】
[0041] 図４は図３のアライメントマークの断面の側面図である。トラック３０は、非導電性材料の層４０に埋め込まれた導電性材料から成る。層４０は、部分的に製作された回路構造を伴うまたは伴わない半導体ウェーハのこともある基板４２上に設けられる。一実施形態ではトラックは銅などの金属から成ることもあり、層４０は酸化ケイ素または炭化ケイ素でできていることもある。
【００３６】
[0042] 図５は、１波長の光（赤色光６３３ｎｍ）および２つの異なる偏光成分に対する理論的反射効率を、光の電界をそれぞれトラック３０と平行および直角にしてピッチの関数として示している。図に示すように、反射効率は小さなピッチで第１の偏光成分に対しては高く、第２の成分に対しては低い。これはワイヤグリッド偏光効果に対応している。さらに、第１の成分に対する反射効率は、ピッチの値が増加して最小値５０でのピッチの値に達するまでゼロまたはゼロ近くに落ち込み、その上では効率は漸近値に上昇することが見られる。対照的に第２の成分に対する反射効率は、ピッチの増加と共に増加しピッチ値が大体最小値５０での値である場合のピーク値に達するが、そこでは第１の成分に対する反射効率はゼロであり、その後はその反射効率は漸近値に落ちる。第１および第２の成分に対する反射効率は交差ピッチの値５２で互いに交差する。
【００３７】
[0043] 一実施形態では、アライメントマークの第１の領域３２におけるピッチは、第１の成分に対する反射効率が図５でゼロになるピッチの値に対応する第１の値を有する。第２の領域３４ではピッチは第１の値をはるかに下回る第２の値を有する。その結果、アライメントマークが実現されるのであり、反射効率は、２つの偏光成分に対する位置の関数として周期的に変化するが、２つの偏光成分の間の位置の関数として半周期の位相オフセットを伴う。
【００３８】
[0044] ピッチが、第１の成分に対する反射効率がゼロになる第１の値と全く同様ではないときにも同様の効果に到達することができることに留意されたい。第１と第２の領域３２、３４の間のピッチの違いは、両方の偏光成分に対する位置の関数としてのある反射効率の変化につながる。一実施形態では、第１および第２の領域３２、３４におけるピッチの値は交差するピッチの値５２の相互に対向する側にある。したがって異なる偏光成分は、第１および第２の領域３２、３４それぞれで最も高い反射効率を有することになる。
【００３９】
[0045] 図５ａは、２つの異なる波長の光（赤色および緑色光）に対する理論的反射効率をピッチの関数として示している。赤色光に対して図５で示されているカーブに加えて他のカーブ（正方形でマークされている）が他の波長（緑色光５３３ｎｍ）に対して示されている。図に示すように、異なる波長に対する最低値が異なるピッチの値で発生することを除いて両方の波長に対する効果は同様である。一実施形態では、位置測定は、同じアライメントマークから反射特性を測定するために複数の波長を使用して実行される。この実施形態では、異なる領域におけるピッチの値および波長は、第１の領域および第２の領域３２、３４におけるピッチの値が波長の各々に対して交差ピッチの値５２の相互に対向する側にあるようにそのピッチの値が選択されることがある。図５ａからわかるようにこれは赤および緑の範囲にある波長をもつ光に対して可能である。しかし、代替形態としてまたは追加でその他の波長を選択することができる。
【００４０】
[0046] すべての導電性トラック３０の最も長い軸が第１および第２の領域３２、３４の間の境界に平行である実施形態が示されてきたが、代替として図３ａに示すように長軸がその境界に直角（９０度の角度）である、またはその他の任意の角度でその境界を横切る方向にある場合もあることを理解するべきである。角度およびダイポール方向（異なる回折次数の方向ベクトルを通過する平面）は相互に対応して選択することができ、それによってダイポール方向は長軸に位置合わせされる。第１および第２の領域３２、３４の間の境界に平行に方向付けされた導電性トラック３０の使用は、一般的に、連続する領域の境界の間の距離に関係なく任意の長さの導電性トラック３０の任意選択による使用をもたらす。
【００４１】
[0047] 一実施形態では相互に異なる方向で周期性をもつ少なくとも２つのアライメントマークを使用して基板Ｗの表面に沿ったＸおよびＹ方向で測定を実施する。領域のパターンが互いに対してある角度、例えば９０度の角度で２方向に周期的であるチェッカー盤タイプのアライメントマークも使用することができる。簡単な次数選択システムの使用を可能にする、第１および第２の領域３２、３４の周期的配置が使用されている実施形態が示されてきたが、異なる領域で導電体トラック間に異なるピッチ距離をもつ導電体トラックの領域を非周期的に配置することが代替として可能であることを理解されたい。位置は例えばホログラフ相関技術を使用するようなアライメントマークから測定することができる。さらなる実施形態では、最小値５０でのピッチの値と交差ピッチの値５２より下のピッチの値の間の位置の関数として変化する可変ピッチを使用することができる。
【００４２】
[0048] 本テキストでＩＣ製造におけるリソグラフィ機器の使用に対して具体的に言及されることもあるが本明細書で説明されているリソグラフィ機器には、集積光学システム、磁気ドメインメモリのための誘導および検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドの製造などその他の用途を有する場合もあることを理解するべきである。そのような代替用途の文脈において「ウェーハ」または「ダイ」という用語は本明細書ではより一般的な用語「基板」または「ターゲット部分」それぞれと同義であると考えることができることを当業者は理解するであろう。本明細書で言及する基板は、例えば、トラック（レジストの層を基板に塗布し、露光されたレジストを現像するツール）、メトロロジーツール、および／またはインスペクションツール内で露光前または露光後に処理されることもある。該当する場合には本明細書の開示はこのようなまたはその他の処理ツールに適応することができる。さらに基板は、例えば多層ＩＣを生成するために複数回処理されることもあり、したがって本明細書で使用されている基板という用語は、多数回処理された層を既に含む基板を指すこともある。
【００４３】
[0049] 本発明の実施形態の使用は、光リソグラフィとの関連において上記で具体的に言及されてきたこともあるが、本発明は、その他の用途、例えばインプリントリソグラフィで使用することができ、状況が許せば光リソグラフィに限定されないことを理解されたい。インプリントリソグラフィではパターニングデバイス内のトポグラフィが基板上に生成されるパターンを決定する。パターニングデバイスのトポグラフィは、基板に供給されたレジストの層内に押し付けることができ、レジストはそこで電磁放射、熱、圧力またはそれらの組合せを与えることによって硬化される。パターニングデバイスは、レジストが硬化した後にパターンをその中に残してレジストから離れる。
【００４４】
[0050] 本明細書で使用されている「放射」および「ビーム」という用語は、紫外（ＵＶ）放射（例えば波長が３６５、２４８、１９３、または１２６ｎｍのあるいはその近傍の波長を有する）および極端紫外（ＥＵＶ）放射（例えば５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）ならびにイオンビームまたは電子ビームのような粒子ビームを含むすべてのタイプの電磁放射を含む。
【００４５】
[0051] 「レンズ」という用語は文脈が許せば、屈折式、反射式、磁力式、電磁式、および静電式光学コンポーネントを含む様々なタイプの光学コンポーネントのいずれか１つのまたは組合せを指すこともある。
【００４６】
[0052] 本発明の具体的実施形態を上記に説明してきたが本発明は説明されているより他の方法で実施することができることを理解されたい。例えば、本発明は、上記方法を記述する機械読取可能命令の１つまたは複数のシーケンスを含むコンピュータプログラムの形態、またはその中に記憶されたこのようなコンピュータプログラムを有するデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気または光ディスク）の形態を取ることができる。
【００４７】
[0053] 上記の説明は例示であり限定するものではない。したがって、添付の特許請求の範囲に設定されている範囲から逸脱することなく記載の発明に改変を加えることができることは当業者には明らかであろう。
【技術分野】
【０００１】
[0001] 本発明は、その上にアライメントマークを有する製品および製品を位置合わせする方法に関する。一実施形態はデバイスを製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002] リソグラフィ機器は所望のパターンを基板上に、通常は基板上のターゲット部分に付与する機械である。リソグラフィ機器は、例えば集積回路（ＩＣ）の製造で使用することができる。その場合、マスクまたはレチクルのどちらかと呼ばれるパターニングデバイスが、ＩＣの個々のレイヤ上に形成しようとする回路パターンを生成するために使用されることもある。このパターンは基板（例えばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば、ダイの一部分、ダイ１つ、またはいくつかのダイを含む）上に転写することができる。パターンの転写は、一般的に基板上に設けられた放射感応性材料（レジスト）の層上に結像することによって行われる。一般的に、１つの基板は連続的にパターニングされた隣接するターゲット部分のネットワークを含む。知られているリソグラフィ機器には、パターン全体をターゲット部分に同時に露光させることによって各ターゲット部分を照射する所謂ステッパと、所与の方向（「スキャン」方向）の放射ビームによってパターンをスキャンし、同時にその方向と平行または逆平行に基板をスキャンすることによって各ターゲット部分を照射する所謂スキャナとが含まれる。パターンを基板にインプリントすることによってパターンをパターニングデバイスから基板に転写することも可能である。
【０００３】
[0003] 露光中、基板とパターニングデバイスは非常に精密に位置合わせする必要がある。この目的で基板および／またはパターニングデバイス上に光学式アライメントマークを設けることが知られている。知られている１つのアライメントマークは、位置の関数として周期的に変化する反射特性を有し、したがってマークは光格子として使用することができる。約０．６ミクロンの波長をもつ光を使用して位置を測定するとき、このような格子の周期は、例えば１６ミクロンでよい。光学系は、この格子からの選択された回折次数を使用して回折光の像を形成することによって基板および／またはパターニングデバイスの位置を測定する。単純なアライメントマークでは周期的な変化の各周期は、高い反射の１領域（例えば金属）および低い反射の１領域（例えば酸化物）、例えば各周期で金属の広さが８ミクロンの１領域および酸化物の広さが８ミクロンの１領域によって実現される。
【０００４】
[0004] ２つのそのようなアライメントマーク、１つは周期的な領域がウェーハの表面に沿う第１の方向（Ｘ軸）で繰り返すもの、１つは周期的な領域がウェーハの表面に沿う第２の方向（Ｙ軸）で繰り返すものが使用されることもある。さらに位置合わせの測定は２つの波長の光で実行されるのが一般的である。
【０００５】
[0005] しかし、２つの一様な領域で構成されている周期をもつアライメントマークは、一様な寸法の領域を使用する傾向にあり、その寸法は現在の集積回路内のトラックの寸法よりずっと大きい。それを受けて、アライメントマークの各周期でより細かな線から別の領域を構成することが可能である。Ｍｅｔｅｒｏｌｏｇｙ，Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ ＸＸＩ（Ｃｈａｓ Ｎ．Ａｒｃｈｉｅ編）Ｐｒｏｃ ＳＰＩＥ Ｖｏｌ ６５１８におけるＨｅｎｒｙ Ｍｅｇｅｎｓ 他による「Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｏｖｅｒｌａｙ−Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｆｕｔｕｒｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎｏｄｅｓ」というタイトルの論文から、周期構造が、第１の方向に沿って方向付けられている微細な導電性トラックをもつ第１の領域およびその第１の方向に直角である第２の方向に沿って方向付けられている微細の導電性トラックをもつ第２の領域を交互に備えるあるアライメントマークが知られている。これら導電性トラックの間の距離は、アライメントマークの位置を測定するのに使用される光の波長より短く作製される。
【０００６】
[0006] そのようなラインパターンはワイヤグリッド偏光効果をもたらし、それによってトラックに平行または直角な電界成分をもつ光の偏光成分がそれぞれ主に反射され伝送される。アライメントマークではトラックの方向が交互になるので、そのようなアライメントマークは、それぞれの偏光成分に対して周期的に変化する反射特性の間にオフセットをもたらす。方向の変化のパターンは回折を生じさせるので、方向のパターンは、回折格子として作用し異なる角度で異なる回折次数を生成する。これら回折次数からの光がアライメントマークの位置を測定するのに使用される。
【０００７】
[0007] あいにくこのタイプのアライメントマークは、一対の回折次数を使用する回折イメージング技術の使用と相容れない。そのようなイメージング技術の一例は双極照明法である。双極照明法では光は照明システムの光軸に関してある入射傾斜角をもってマスクに降りかかる。入射傾斜角をもつ光は、大きな回折角を有する伝送された回折次数を生成する。投影システムは、ゼロおよび第１の伝送された回折次数だけを捕らえるように構成することができ、それらを格子の像を構築するレジスト層に投影する。格子線が、光軸および入射ビームの波動ベクトルを含む入射光の平面に直角である場合、レジスト層上に格子の鮮明な像が形成される。しかし、格子線が入射光のこの平面に平行である場合には不明瞭な格子の解像像がレジスト層上に形成される。不明瞭な像は異なるパラメータをもつ格子をもたらす、または格子を全くもたらさない。アライメントマークの周期が様々な方向で直角をなすサブ波長のラインで構成されている場合、双極照明または偏光照明の下である方向のラインは良好に解像され、それと直角をなす方向のラインは良好に解像されない。ＸおよびＹ方向にあるアライメントマーク（９０度回転していること以外同じものである）が使用される場合、ＸおよびＹマーク両方を測定するのに同じ偏光成分を使用することはできない。
【発明の概要】
【０００８】
[0008] 選択可能な回折次数の放射のために様々な偏光成分に対する微細なラインパターンにより空間的に変化する反射特性を可能にするアライメントマークを製品にもたらすことが望ましい。
【０００９】
[0009] 本発明の一態様によれば、
製品の表面にあるアライメントマークに電磁放射を伝送するステップと、
アライメントマークによって回折された放射を収集するステップと、
回折された放射の位相関係から位置情報を決定するステップと
を含み、そのアライメントマークが、回折された放射がそこから収集される相互に平行な導電体トラックのセットを備え、導電体トラックのセットが連続するトラックの間にピッチを有し、そのセット内のトラックのピッチが製品の表面に沿った位置の関数として変化し、収集される前記放射の回折が発生する角度が、そのセット内のトラックのピッチが位置の関数として変化するパターンに依存する、
製品の位置を測定する方法が提供される。
【００１０】
[0010] 本発明の一態様によれば、
電磁放射を伝送するように構成された電磁放射源と、
放射を受けるためのアライメントマークを備える位置合わせしようとする製品であって、そのアライメントマークが、連続するトラックの間にピッチを有する相互に平行な導電体トラックのセットを備え、そのセット内のトラックのピッチが製品の表面に沿った位置の関数として変化し、収集される放射の回折が発生する角度が、そのセット内のトラックのピッチが位置の関数として変化するパターンに依存する製品と、
アライメントマークから回折された電磁放射から選択された回折次数から光の像を形成するように構成されたディテクタと
を備えるアライメントシステムが提供される。
【００１１】
[0011] 本発明の一態様によれば、製品が半導体ウェーハであるこのようなアライメントシステムを備えるフォトリソグラフィ機器が提供される。
【００１２】
[0012] 本発明の一態様によれば、連続するトラックの間にピッチを有する相互に平行な導電体トラックのセットを備え、そのセット内のトラックのピッチが製品の表面に沿った位置の関数として変化し、回折が発生する角度が、ピッチが位置の関数として変化するパターンに依存するアライメントマークを備える製品が提供される。
【００１３】
[0013] ここで本発明の実施形態を、一例としてだけ、対応する参照符号は対応する部品を表す添付の概略図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】[0014]本発明の一実施形態によるリソグラフィ機器を描写する図である。
【図２】[0015]光学測定システムを示す図である。
【図３】[0016]アライメントマークの部分の上面図を示す図である。
【図３ａ】[0017]代替アライメントマークの部分の上面図を示す図である。
【図４】[0018]アライメントマークの側面図を示す図である。
【図５】[0019]ピッチの関数としての反射率のグラフを１波長に対して示す図である。
【図５ａ】[0020]ピッチの関数としての反射率のグラフを２つの波長に対して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
[0021] 図１は本発明の一実施形態によるリソグラフィ機器を概略的に示している。その機器は、
例えば可視光、ＵＶまたはＥＵＶの波長範囲内の電磁放射のビームＢを条件づけるように構成されている照明システム（イルミネータ）ＩＬと、
パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持するように構築され、パターニングデバイスを特定のパラメータにしたがって精密に位置決めするように構成されている第１のポジショナＰＭに連結されている支持構造物（例えばマスクテーブル）ＭＴと、
基板（例えばレジストコートウェーハ）Ｗを保持するように構築され、基板を特定のパラメータにしたがって精密に位置決めするように構成されている第２のポジショナＰＷに連結されている基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴと、
パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＢに与えられたパターンを基板Ｗのターゲット部分Ｃ（例えば複数のダイを備える）に投影するように構成されている投影システム（例えば屈折投影レンズシステム）ＰＳとを備える。
【００１６】
[0022] 照明システムは、放射の方向付け、成型、または制御のための屈折式、反射式、磁力式、電磁式、静電式、またはその他のタイプの光学コンポーネント、あるいはその任意の組合せのような様々なタイプの光学コンポーネントを含むことができる。
【００１７】
[0023] 支持構造物はパターニングデバイスの重量を支える、つまり担っている。それは、パターニングデバイスを、パターニングデバイスの向き、リソグラフィ機器の設計、および例えばパターニングデバイスが真空中に保持されているかどうかというようなその他の条件に依存してパターニングデバイスを保持する。支持構造物は、機械式、真空式、静電式、またはその他の締め付け技術を使用してパターニングデバイスを保持することができる。支持構造物は、例えば必要に応じて固定されることもあり、可動であることもある枠組みまたはテーブルのこともある。支持構造物は、パターニングデバイスが例えば投影システムに対して確実に所望位置にあるようにすることができる。本明細書では、「レチクル」または「マスク」という用語の使用はより一般的な用語「パターニングデバイス」と同義であるとみなすことができる。
【００１８】
[0024] 本明細書で使用されている「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分にパターンを生成するように、放射ビームの断面にパターンを与えるのに使用することができる任意のデバイスを意味すると広範囲に解釈するべきである。放射ビームに与えられるパターンは、例えばそのパターンが位相シフトフィーチャまたは所謂アシストフィーチャを含む場合には、基板のターゲット部分で求められるパターンに正確に対応していないこともあることに留意されたい。一般的に、放射ビームに与えられるパターンは、ターゲット部分で生成される集積回路などのデバイス内の特定の機能層に対応している。
【００１９】
[0025] パターニングデバイスは透過型または反射型にすることができる。パターニングデバイスの例にはマスク、プログラマブルミラーアレイ、およびプログラマブルＬＣＤパネルなどがある。マスクはリソグラフィでよく知られており、バイナリ、レベンソン型（alternating）位相シフト、およびハーフトーン型（attenuated）位相シフト、ならびに様々なハイブリッドマスクタイプなどのマスクタイプなどがある。プログラマブルミラーアレイの一例は、小さなミラーのマトリックス配置を使用しており、その各々は、入射する放射ビームを異なる方向に反射するように個々に傾けることができる。傾けられたミラーはミラーマトリックスによって反射された放射ビームにパターンを与える。
【００２０】
[0026] 本明細書で使用される「投影システム」という用語は、使用する露光放射に応じて、あるいは例えば液浸液の使用または真空の使用などのその他の要因に応じて屈折式、反射式、反射屈折式、磁力式、電磁式および静電式光学システム、あるいはそれらの任意の組合せを含む任意のタイプの投影システムを含むものとして広範囲に解釈するべきである。本明細書では「投影レンズ」という用語の使用は、より一般的な用語「投影システム」と同義であるとみなすことができる。
【００２１】
[0027] ここに示すように機器は反射タイプのもの（例えば反射式マスクを使用する）である。あるいは、機器は透過タイプのもの（例えば透過式マスクを使用する）のこともある。
【００２２】
[0028] リソグラフィ機器は２つ（デュアルステージ）以上の基板テーブル（および／または２つ以上のマスクテーブル）を有するタイプのもののこともある。このような「マルチステージ」マシンでは並列にテーブルを追加して使用することができる、つまり１つまたは複数のテーブルが露光に使用されている間に準備段階を１つまたは複数のテーブルで実行することができる。
【００２３】
[0029] リソグラフィ機器は、投影システムと基板の間の空間を満たすように基板の少なくとも１部分が比較的高い屈折率を有する液体、例えば水で覆われていることもあるタイプのもののこともある。リソグラフィ機器のその他の空間、例えばマスクと投影システムの間に液浸液を加えることもある。当技術分野では投影システムの開口数を増やすための液浸技術がよく知られている。本明細書で使用されている「液浸」という用語は、基板のような構造が液体中に沈められなければならないことを意味せず、ただ露光中液体が投影システムと基板の間に配置されることだけを意味している。
【００２４】
[0030] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは放射ビームを放射源ＳＯから受ける。放射源とリソグラフィ機器は、例えば放射源がエキシマレーザであるときには別個の存在のこともある。このような場合、放射源はリソグラフィ機器の部分を形成するとはみなされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを備えるビームデリバリシステムＢＤを用いて放射源ＳＯからイルミネータＩＬに受け渡される。その他の場合、例えば放射源が水銀灯であるときには放射源はリソグラフィ機器の一体部分のこともある。放射源ＳＯおよびイルミネータＩＬは、ビームデリバリシステムＢＤと共に、要すれば放射システムと呼ばれることもある。
【００２５】
[0031] イルミネータＩＬは放射ビームの角度強度分布を調整するためにアジャスタＡＤを備えることもある。一般に、イルミネータの瞳面における強度分布の少なくとも外側および／または内側ラジアル範囲（通常それぞれσ−ｏｕｔｅｒおよびσ−ｉｎｎｅｒと呼ばれる）は調整することができる。さらにイルミネータＩＬは、インテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯのようなその他様々の構成部品を備えることができる。イルミネータを使用して放射ビームを条件づけ、その断面における所望の均一性および強度分布を有することができる。
【００２６】
[0032] 放射ビームＢは、支持構造物（例えばマスクテーブルＭＴ）上に保持されているパターニングデバイス（例えばマスクＭＡ）上に入射し、パターニングデバイスによってパターニングされる。マスクＭＡを横断してから放射ビームＢは、基板Ｗのターゲット部分Ｃにビームの焦点を合わせる投影システムＰＳを通過する。第２のポジショナＰＷおよび位置センサＩＦ２（例えば干渉計デバイス、リニアエンコーダまたは容量センサ）を用いて、例えば、放射ビームＢの経路で異なるターゲット部分Ｃの位置を決めるために基板テーブルＷＴを精密に動かすことができる。同様に、第１のポジショナＰＭおよび他の位置センサＩＦ１を使用してマスクＭＡを、例えばマスクライブラリから機械的に取り出した後、またはスキャンの最中に放射ビームＢの経路に対して精密に位置決めすることができる。一般的に、マスクテーブルＭＴの移動は、第１のポジショナＰＭの部分を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）を用いて実現することができる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第２のポジショナＰＷの部分を形成するロングストロークモジュールおよびショートストロークモジュールを使用して実現することができる。ステッパ（スキャナに対するものとして）の場合にはマスクテーブルＭＴはショートストローク作動装置にだけ連結されることもあり、または固定されることもある。マスクＭＡと基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２および基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。基板アライメントマークは図示のように専用のターゲット部分を占めるが、ターゲット部分の間の空間に配置することもできる（これらはスクライブレーンアライメントマークとして知られている）。同様に、複数のダイがマスクＭＡに設けられている状況ではマスクアライメントマークはダイの間に配置することができる。
【００２７】
[0033] 図示の機器は下記モードの少なくとも１つで使用することができる：
【００２８】
[0034] １．ステップモードでは、放射ビームに与えられたパターンの全体がターゲット部分Ｃに一度に投影される（つまり１回の静的露光）間、マスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴは基本的に固定されている。次いで、基板テーブルＷＴは、異なるターゲット部分Ｃを露光することができるようにＸおよび／またはＹ方向にシフトされる。ステップモードでは、露光フィールドの最大寸法が１回の静的露光で結像されるターゲット部分Ｃの寸法を制限する。
【００２９】
[0035] ２．スキャンモードでは、放射ビームに与えられたパターンがターゲット部分Ｃに投影される（つまり１回の動的露光）間にマスクテーブルＭＴおよび基板テーブルＷＴが同調してスキャンされる。マスクテーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）および像反転特性によって決められることもある。スキャンモードでは露光フィールドの最大寸法が１回の動的露光におけるターゲット部分の幅（非スキャニング方向で）を制限し、他方スキャニング動作の長さがターゲット部分の高さ（スキャニング方向で）を決定する。
【００３０】
[0036] ３．他のモードではマスクテーブルＭＴは、基本的に固定されプログラマブルパターニングデバイスを保持し、放射ビームに与えられたパターンがターゲット部分Ｃに投影されている間、基板テーブルＷＴが動かされるまたはスキャンされる。このモードでは、一般的にパルス放射源が用いられ、基板テーブルＷＴの移動ごとに、またはスキャン中の連続する放射パルスの間に必要に応じてプログラマブルパターニングデバイスがアップデートされる。この動作モードは、前述したタイプのプログラマブルミラーアレイのようなプログラマブルパターニングデバイスを利用するマスクレスリソグラフィに容易に適用することができる。
【００３１】
[0037] 前述の使用モードの組合せおよび／または変形あるいは完全に異なる使用モードも用いることができる。
【００３２】
[0038] 第１のポジショナＰＭおよび／またはその他の位置センサＩＦ１は、 リソグラフィ機器内の光学測定システムと、基板Ｗおよび／またはパターニングデバイスＭ上のアライメントマークとを利用する。図２は、光源２０および位相同期のディテクタ２２を備える光学測定システムを示す。運転中、光源２０は、製品２６（基板ＷまたはパターニングデバイスＭ）上のアライメントマーク２４に光（より一般的には電磁放射）を供給する。アライメントマーク２４の正反射効率は、アライメントマーク２４の表面上の位置の関数として変化する。その結果光はアライメントマーク２４から回折される。回折光は位相同期のディテクタ２２によって収集される。位相同期のディテクタ２２は２つのそれぞれの回折次数から光を選択し、その選択された反射次数を使用してアライメントマークの像を形成する。したがって、その像内の強度偏差は、選択された回折次数からの光の間の位相関係に依存する。このような位相同期位置を決定するための技術それ自体は、例えば、Ｒａｍｏｎ Ｎａｖａｒｒｏ、Ｓｔｅｆａｎ Ｋｅｉｊ、Ａｒｎｅ ｄｅｎ Ｂｏｅｆ、Ｓｉｃｃｏ Ｓｃｈｅｔｓ、Ｆｒａｎｋ ｖａｎ Ｂｉｌｓｅｎ、Ｇｅｅｒｔ Ｓｉｍｏｎｓ、Ｒｏｎ Ｓｃｈｕｕｒｈｕｉｓ、Ｊａａｐ Ｂｕｒｇｈｏｏｍ による「Ｅｘｔｅｎｄｅｄ ＡＴＨＥＮＡＴＭ ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ １００ｎｍ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｎｏｄｅ」と題されてＳＰＩＥの会報Ｖｏｌ．４３４４（２００１）に公開された論文から知られる。本発明は、そのような技術の詳細な知識が無くとも理解することができるのでここでは詳細には説明しない。
【００３３】
[0039] 図３はアライメントマークの一実施形態の部分の上面図を示す。この部分は、すべて同一方向に向いている導電性のトラック３０（いくつかのものだけが例としてラベル付けされている）を備えている。図３ａは他のアライメントマークの部分を示している。トラック３０のピッチ、つまり連続するトラックの出発点間の距離（トラック密度の逆数、単位距離当りのトラックの数）は位置の関数として変化する。交互になる第１と第２の領域３２、３４は第１と第２のピッチの値それぞれＰ１、Ｐ２で区別することができる。ピッチの値の変化のパターン、これらの図では領域３２、３４の交代が回折を引き起こし、その回折が測定に使用される。したがって、トラック３０の方向が変化するパターンの代わりにピッチの変化のパターンを使用して位置測定のための選択可能な回折次数を生成する。回折の角度はピッチ変化のこのパターンのピッチに依存する、つまり領域が格子の個々のバーとして機能する。個々のトラック３０のピッチがこのパターンの根拠になっており、領域３２、３４のパターンのピッチより小さいことが必要である。個々のトラックは、位置測定用の選択可能な回折次数を生成するための回折格子の個々のバーとしては効率的に使用されていない。トラックのピッチは一般的に放射の波長よりずっと小さく、個々のトラックが同じピッチで繰り返す周期性は大きな領域にわたって及んでいないのでそれらの効果は、それ自体小さい。
【００３４】
[0040] 最も反射する偏光成分を提供するのに選択される、領域３２、３４内のトラック３０のピッチは、第１のものおよび領域３２、３４それぞれで異なっている。典型的には、領域３２、３４間の連続する境界と境界の間の距離（つまり領域の幅）は、位置測定のために使用される光の波長よりずっと大きく、例えば少なくとも１０倍である。波長が約０．５マイクロメートルである一例では例えば８マイクロメートルの幅を使用して１６マイクロメートルの周期性をもたらすこともある。連続するトラック３０の間のピッチは波長より短いのが一般的である。
【００３５】
[0041] 図４は図３のアライメントマークの断面の側面図である。トラック３０は、非導電性材料の層４０に埋め込まれた導電性材料から成る。層４０は、部分的に製作された回路構造を伴うまたは伴わない半導体ウェーハのこともある基板４２上に設けられる。一実施形態ではトラックは銅などの金属から成ることもあり、層４０は酸化ケイ素または炭化ケイ素でできていることもある。
【００３６】
[0042] 図５は、１波長の光（赤色光６３３ｎｍ）および２つの異なる偏光成分に対する理論的反射効率を、光の電界をそれぞれトラック３０と平行および直角にしてピッチの関数として示している。図に示すように、反射効率は小さなピッチで第１の偏光成分に対しては高く、第２の成分に対しては低い。これはワイヤグリッド偏光効果に対応している。さらに、第１の成分に対する反射効率は、ピッチの値が増加して最小値５０でのピッチの値に達するまでゼロまたはゼロ近くに落ち込み、その上では効率は漸近値に上昇することが見られる。対照的に第２の成分に対する反射効率は、ピッチの増加と共に増加しピッチ値が大体最小値５０での値である場合のピーク値に達するが、そこでは第１の成分に対する反射効率はゼロであり、その後はその反射効率は漸近値に落ちる。第１および第２の成分に対する反射効率は交差ピッチの値５２で互いに交差する。
【００３７】
[0043] 一実施形態では、アライメントマークの第１の領域３２におけるピッチは、第１の成分に対する反射効率が図５でゼロになるピッチの値に対応する第１の値を有する。第２の領域３４ではピッチは第１の値をはるかに下回る第２の値を有する。その結果、アライメントマークが実現されるのであり、反射効率は、２つの偏光成分に対する位置の関数として周期的に変化するが、２つの偏光成分の間の位置の関数として半周期の位相オフセットを伴う。
【００３８】
[0044] ピッチが、第１の成分に対する反射効率がゼロになる第１の値と全く同様ではないときにも同様の効果に到達することができることに留意されたい。第１と第２の領域３２、３４の間のピッチの違いは、両方の偏光成分に対する位置の関数としてのある反射効率の変化につながる。一実施形態では、第１および第２の領域３２、３４におけるピッチの値は交差するピッチの値５２の相互に対向する側にある。したがって異なる偏光成分は、第１および第２の領域３２、３４それぞれで最も高い反射効率を有することになる。
【００３９】
[0045] 図５ａは、２つの異なる波長の光（赤色および緑色光）に対する理論的反射効率をピッチの関数として示している。赤色光に対して図５で示されているカーブに加えて他のカーブ（正方形でマークされている）が他の波長（緑色光５３３ｎｍ）に対して示されている。図に示すように、異なる波長に対する最低値が異なるピッチの値で発生することを除いて両方の波長に対する効果は同様である。一実施形態では、位置測定は、同じアライメントマークから反射特性を測定するために複数の波長を使用して実行される。この実施形態では、異なる領域におけるピッチの値および波長は、第１の領域および第２の領域３２、３４におけるピッチの値が波長の各々に対して交差ピッチの値５２の相互に対向する側にあるようにそのピッチの値が選択されることがある。図５ａからわかるようにこれは赤および緑の範囲にある波長をもつ光に対して可能である。しかし、代替形態としてまたは追加でその他の波長を選択することができる。
【００４０】
[0046] すべての導電性トラック３０の最も長い軸が第１および第２の領域３２、３４の間の境界に平行である実施形態が示されてきたが、代替として図３ａに示すように長軸がその境界に直角（９０度の角度）である、またはその他の任意の角度でその境界を横切る方向にある場合もあることを理解するべきである。角度およびダイポール方向（異なる回折次数の方向ベクトルを通過する平面）は相互に対応して選択することができ、それによってダイポール方向は長軸に位置合わせされる。第１および第２の領域３２、３４の間の境界に平行に方向付けされた導電性トラック３０の使用は、一般的に、連続する領域の境界の間の距離に関係なく任意の長さの導電性トラック３０の任意選択による使用をもたらす。
【００４１】
[0047] 一実施形態では相互に異なる方向で周期性をもつ少なくとも２つのアライメントマークを使用して基板Ｗの表面に沿ったＸおよびＹ方向で測定を実施する。領域のパターンが互いに対してある角度、例えば９０度の角度で２方向に周期的であるチェッカー盤タイプのアライメントマークも使用することができる。簡単な次数選択システムの使用を可能にする、第１および第２の領域３２、３４の周期的配置が使用されている実施形態が示されてきたが、異なる領域で導電体トラック間に異なるピッチ距離をもつ導電体トラックの領域を非周期的に配置することが代替として可能であることを理解されたい。位置は例えばホログラフ相関技術を使用するようなアライメントマークから測定することができる。さらなる実施形態では、最小値５０でのピッチの値と交差ピッチの値５２より下のピッチの値の間の位置の関数として変化する可変ピッチを使用することができる。
【００４２】
[0048] 本テキストでＩＣ製造におけるリソグラフィ機器の使用に対して具体的に言及されることもあるが本明細書で説明されているリソグラフィ機器には、集積光学システム、磁気ドメインメモリのための誘導および検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドの製造などその他の用途を有する場合もあることを理解するべきである。そのような代替用途の文脈において「ウェーハ」または「ダイ」という用語は本明細書ではより一般的な用語「基板」または「ターゲット部分」それぞれと同義であると考えることができることを当業者は理解するであろう。本明細書で言及する基板は、例えば、トラック（レジストの層を基板に塗布し、露光されたレジストを現像するツール）、メトロロジーツール、および／またはインスペクションツール内で露光前または露光後に処理されることもある。該当する場合には本明細書の開示はこのようなまたはその他の処理ツールに適応することができる。さらに基板は、例えば多層ＩＣを生成するために複数回処理されることもあり、したがって本明細書で使用されている基板という用語は、多数回処理された層を既に含む基板を指すこともある。
【００４３】
[0049] 本発明の実施形態の使用は、光リソグラフィとの関連において上記で具体的に言及されてきたこともあるが、本発明は、その他の用途、例えばインプリントリソグラフィで使用することができ、状況が許せば光リソグラフィに限定されないことを理解されたい。インプリントリソグラフィではパターニングデバイス内のトポグラフィが基板上に生成されるパターンを決定する。パターニングデバイスのトポグラフィは、基板に供給されたレジストの層内に押し付けることができ、レジストはそこで電磁放射、熱、圧力またはそれらの組合せを与えることによって硬化される。パターニングデバイスは、レジストが硬化した後にパターンをその中に残してレジストから離れる。
【００４４】
[0050] 本明細書で使用されている「放射」および「ビーム」という用語は、紫外（ＵＶ）放射（例えば波長が３６５、２４８、１９３、または１２６ｎｍのあるいはその近傍の波長を有する）および極端紫外（ＥＵＶ）放射（例えば５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）ならびにイオンビームまたは電子ビームのような粒子ビームを含むすべてのタイプの電磁放射を含む。
【００４５】
[0051] 「レンズ」という用語は文脈が許せば、屈折式、反射式、磁力式、電磁式、および静電式光学コンポーネントを含む様々なタイプの光学コンポーネントのいずれか１つのまたは組合せを指すこともある。
【００４６】
[0052] 本発明の具体的実施形態を上記に説明してきたが本発明は説明されているより他の方法で実施することができることを理解されたい。例えば、本発明は、上記方法を記述する機械読取可能命令の１つまたは複数のシーケンスを含むコンピュータプログラムの形態、またはその中に記憶されたこのようなコンピュータプログラムを有するデータ記憶媒体（例えば、半導体メモリ、磁気または光ディスク）の形態を取ることができる。
【００４７】
[0053] 上記の説明は例示であり限定するものではない。したがって、添付の特許請求の範囲に設定されている範囲から逸脱することなく記載の発明に改変を加えることができることは当業者には明らかであろう。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品の位置を測定する方法であって、
前記製品の表面にあるアライメントマークに電磁放射を伝送するステップと、
前記アライメントマークによって回折された放射を収集するステップと、
前記回折された放射の位相関係から位置情報を決定するステップと
を含み、
前記アライメントマークが、前記回折された放射がそこから収集される相互に平行な導電体トラックのセットを備え、
前記導電体トラックのセットが連続するトラックの間にピッチを有し、前記セット内の前記トラックの前記ピッチが前記製品の前記表面に沿った位置の関数として変化し、収集される前記放射の回折が発生する角度が、前記セット内の前記トラックの前記ピッチが位置の関数として変化するパターンに依存する、方法。
【請求項２】
前記ピッチが、アライメントマークのそれぞれ第１および第２の領域内で第１のピッチ値および第２のピッチ値を有し、
前記伝送された放射が、第１および第２の相互に直交する偏光成分を伴う放射を含み、
前記偏光成分が、第１および第２のピッチ値をもつピッチにある導電体トラックからの前記アライメントマークの第１の偏光成分に対する反射効率が第２の偏光成分に対するよりそれぞれ高いおよび低い波長を伴う、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記電磁放射の波長が交差ピッチ値を決定し、前記交差ピッチ値で前記第１および第２の偏光成分に対する反射効率が等しく、前記第１および第２のピッチ値が前記交差ピッチ値のそれぞれ上および下にある、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記波長が、第１の偏光成分に対して反射効率が最小であるピッチ値を決定し、前記第１のピッチ値が、第１の偏光成分に対して反射効率が最小であるピッチ値にある、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記伝送された放射が、さらなる放射を含み、前記放射が第３および第４の相互に直交する偏光成分を伴い、前記偏光成分が前記第１および第２の成分の波長からある距離にあるさらなる波長を伴い、前記さらなる波長において第１および第２のピッチ値をもつピッチにある導電体トラックからの前記アライメントマークの第３の偏光成分に対する前記反射効率が前記第４の偏光成分に対するよりそれぞれ高いおよび低い、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記アライメントマークが、前記第１および第２の領域が位置の関数として交互になる周期的な構成を備え、前記連続する導電体トラックが第１および第２の領域でそれぞれ第１および第２の値であるピッチを有する、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記導電体トラックの最も長い軸が前記第１と第２の領域の間の境界に平行に配向されている、請求項３に記載の方法。
【請求項８】
電磁放射を伝送するように構成された電磁放射源と、
前記放射を受けるためのアライメントマークを備える位置合わせしようとする製品であって、前記アライメントマークが、連続するトラック間にピッチを有する相互に平行な導電体トラックのセットを備え、前記セット内の前記トラックの前記ピッチが前記製品の前記表面に沿った位置の関数として変化し、収集される前記放射の回折が発生する角度が、前記セット内の前記トラックの前記ピッチが位置の関数として変化するパターンに依存する、製品と、
前記アライメントマークから回折された電磁放射から選択された回折次数から光を検出するように構成されたディテクタと
を備える、アライメントシステム。
【請求項９】
前記製品が半導体ウェーハである、請求項８に記載のアライメントシステムを備える、フォトリソグラフィ機器。
【請求項１０】
アライメントマークを備える製品であって、
前記アライメントマークが、連続するトラックの間にピッチを有する相互に平行な導電体トラックのセットを備え、
前記セット内の前記トラックの前記ピッチが前記製品の表面に沿った位置の関数として変化し、回折が発生する角度が、ピッチが位置の関数として変化するパターンに依存する、製品。
【請求項１１】
製造中にデバイスを含む製品にパターニングデバイスからのパターンを転写することを含むデバイスを製造するための方法であって、
電磁放射を前記製品の表面にあるアライメントマークに向かって伝送するステップと、
前記アライメントマークによって回折された放射を収集するステップと、
前記回折された放射の位相関係から位置情報を決定するステップであって、前記アライメントマークが、そこから回折された放射が収集される相互に平行な導電体トラックのセットを備え、前記導電体トラックのセットが連続するトラックの間にピッチを有し、前記セット内の前記トラックの前記ピッチが前記製品の前記表面に沿った位置の関数として変化し、収集される前記放射の回折が発生する角度が、前記セット内の前記トラックの前記ピッチが位置の関数として変化するパターンに依存する位置情報を決定する、ステップと
を含む方法にしたがって前記基板を位置合わせすることを含む、方法。
【請求項１】
製品の位置を測定する方法であって、
前記製品の表面にあるアライメントマークに電磁放射を伝送するステップと、
前記アライメントマークによって回折された放射を収集するステップと、
前記回折された放射の位相関係から位置情報を決定するステップと
を含み、
前記アライメントマークが、前記回折された放射がそこから収集される相互に平行な導電体トラックのセットを備え、
前記導電体トラックのセットが連続するトラックの間にピッチを有し、前記セット内の前記トラックの前記ピッチが前記製品の前記表面に沿った位置の関数として変化し、収集される前記放射の回折が発生する角度が、前記セット内の前記トラックの前記ピッチが位置の関数として変化するパターンに依存する、方法。
【請求項２】
前記ピッチが、アライメントマークのそれぞれ第１および第２の領域内で第１のピッチ値および第２のピッチ値を有し、
前記伝送された放射が、第１および第２の相互に直交する偏光成分を伴う放射を含み、
前記偏光成分が、第１および第２のピッチ値をもつピッチにある導電体トラックからの前記アライメントマークの第１の偏光成分に対する反射効率が第２の偏光成分に対するよりそれぞれ高いおよび低い波長を伴う、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記電磁放射の波長が交差ピッチ値を決定し、前記交差ピッチ値で前記第１および第２の偏光成分に対する反射効率が等しく、前記第１および第２のピッチ値が前記交差ピッチ値のそれぞれ上および下にある、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記波長が、第１の偏光成分に対して反射効率が最小であるピッチ値を決定し、前記第１のピッチ値が、第１の偏光成分に対して反射効率が最小であるピッチ値にある、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記伝送された放射が、さらなる放射を含み、前記放射が第３および第４の相互に直交する偏光成分を伴い、前記偏光成分が前記第１および第２の成分の波長からある距離にあるさらなる波長を伴い、前記さらなる波長において第１および第２のピッチ値をもつピッチにある導電体トラックからの前記アライメントマークの第３の偏光成分に対する前記反射効率が前記第４の偏光成分に対するよりそれぞれ高いおよび低い、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記アライメントマークが、前記第１および第２の領域が位置の関数として交互になる周期的な構成を備え、前記連続する導電体トラックが第１および第２の領域でそれぞれ第１および第２の値であるピッチを有する、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
前記導電体トラックの最も長い軸が前記第１と第２の領域の間の境界に平行に配向されている、請求項３に記載の方法。
【請求項８】
電磁放射を伝送するように構成された電磁放射源と、
前記放射を受けるためのアライメントマークを備える位置合わせしようとする製品であって、前記アライメントマークが、連続するトラック間にピッチを有する相互に平行な導電体トラックのセットを備え、前記セット内の前記トラックの前記ピッチが前記製品の前記表面に沿った位置の関数として変化し、収集される前記放射の回折が発生する角度が、前記セット内の前記トラックの前記ピッチが位置の関数として変化するパターンに依存する、製品と、
前記アライメントマークから回折された電磁放射から選択された回折次数から光を検出するように構成されたディテクタと
を備える、アライメントシステム。
【請求項９】
前記製品が半導体ウェーハである、請求項８に記載のアライメントシステムを備える、フォトリソグラフィ機器。
【請求項１０】
アライメントマークを備える製品であって、
前記アライメントマークが、連続するトラックの間にピッチを有する相互に平行な導電体トラックのセットを備え、
前記セット内の前記トラックの前記ピッチが前記製品の表面に沿った位置の関数として変化し、回折が発生する角度が、ピッチが位置の関数として変化するパターンに依存する、製品。
【請求項１１】
製造中にデバイスを含む製品にパターニングデバイスからのパターンを転写することを含むデバイスを製造するための方法であって、
電磁放射を前記製品の表面にあるアライメントマークに向かって伝送するステップと、
前記アライメントマークによって回折された放射を収集するステップと、
前記回折された放射の位相関係から位置情報を決定するステップであって、前記アライメントマークが、そこから回折された放射が収集される相互に平行な導電体トラックのセットを備え、前記導電体トラックのセットが連続するトラックの間にピッチを有し、前記セット内の前記トラックの前記ピッチが前記製品の前記表面に沿った位置の関数として変化し、収集される前記放射の回折が発生する角度が、前記セット内の前記トラックの前記ピッチが位置の関数として変化するパターンに依存する位置情報を決定する、ステップと
を含む方法にしたがって前記基板を位置合わせすることを含む、方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図３ａ】
【図４】
【図５】
【図５ａ】
【図２】
【図３】
【図３ａ】
【図４】
【図５】
【図５ａ】
【公開番号】特開２００９−１４７３２８（Ｐ２００９−１４７３２８Ａ）
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００８−３０９３５２（Ｐ２００８−３０９３５２）
【出願日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【出願人】（５０４１５１８０４）エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． (1,856)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２日（２００９．７．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０９３５２（Ｐ２００８−３０９３５２）
【出願日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【出願人】（５０４１５１８０４）エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． (1,856)
【Ｆターム（参考）】
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