JP5006889B2

JP5006889B2 - 粗ウェーハ位置合わせ用マーク構造及びこのようなマーク構造の製造方法

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Publication number: JP5006889B2
Application number: JP2009030822A
Authority: JP
Inventors: ワーナール，パトリック
Original assignee: エーエスエムエルネザーランズビー．ブイ．
Priority date: 2008-02-21
Filing date: 2009-02-13
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2029-02-13
Also published as: CN101515116B; JP2009200489A; TWI394015B; SG155136A1; US8080462B2; EP2093617A2; KR20090091021A; KR101043357B1; US7989966B2; CN101515116A; US20110244647A1; TW200944967A; EP2093617A3; EP2093617B1; US20090212447A1

Description

[0001] 本発明はリソグラフィ装置の粗ウェーハ位置合わせ用マーク構造に関する。また、本発明はこのようなマークの製造方法に関する。

[0002] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、通常は基板のターゲット部分に適用する機械である。リソグラフィ装置は例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使用可能である。このような場合、代替的にマスク又はレチクルとも呼ばれるパターニング構造を使用して、ＩＣの個々の層上に形成すべき回路パターンを生成することができる。このパターンを、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１つ又は幾つかのダイの一部を備える）に転写することができる。パターンの転写は通常、基板に設けた放射感応性材料（レジスト）の層への結像により行われる。一般的に、１枚の基板は、順次パターンが与えられる互いに近接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。従来のリソグラフィ装置は、パターン全体をターゲット部分に１回で露光することによって各ターゲット部分が照射される、いわゆるステッパと、基板を所定の方向(「スキャン」方向）と平行あるいは逆平行にスキャンしながら、パターンを所定の方向（「スキャン」方向）に放射ビームでスキャンすることにより、各ターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナを含む。パターンを基板にインプリントすることによっても、パターニング構造から基板へとパターンを転写することが可能である。

[0003] リソグラフィ装置内のウェーハの粗光学位置合わせには、３本の平行ラインを備えるマーク構造（マーク）が知られている。平行ラインはウェーハのスクライブラインに配置され、スクライブラインの縦方向に延在する。マークの３本ラインのうち、隣接するラインの一方の対が第一ピッチを有し、隣接するラインの他方の対が第二ピッチを有する。第一及び第二ピッチは、スクライブラインの幅方向に沿って延在し、第一ピッチは第二ピッチと異なる。

[0004] 光学位置合わせスキャンは、スキャンパスに沿ってこのピッチ方向に実行される（したがって、スキャンデータもスクライブラインの外側で収集される）。光学位置合わせスキャンは、マークからスキャンデータ信号を取得するために、いわゆる自己参照干渉法(self-referencing interferometry)に基づく。使用される自己参照干渉法については、欧州特許第ＥＰ１３７２０４０号に記載されている。マークの位置は、例えばパターン認識手順によって、スキャンデータ信号内でマーク設計の２つのピッチに一致する信号部分をサーチすることによって取得することができる。スキャンデータ信号内で一致する信号部分の位置は、スキャン路内のマークの位置に関係する。

[0005] しかし、先行技術からのマークを使用すると、２つのピッチに基づいて位置合わせした位置の選択しか可能でないことが観察されている。マークの隣でスクライブラインの外側にあるプロダクト構造が、偶然にこれらのピッチの一方又は両方に類似することがあり、これが位置合わせ不良を引き起こす。

[0006] さらに、マークの隣にデバイス構造があると、必ずマーク自体との干渉を引き起こし、位置合わせ性能を妨害する。したがって、マークは、デバイス構造がない空状態に残しておくべき排除ゾーンを有する。その理由から、スクライブラインは最小値を下回る幅を有することができない。先行技術によれば、スクライブライン幅の下側への値まで減少させることは不可能である。

[0007] 態様によれば、複数のｎ本のラインを備える基板上のマーク構造が提供され、ｎは少なくとも４に等しく、ラインは相互に平行で第一方向に延在し、複数のラインから選択されたラインの各対の間にピッチがある状態で配置され、ピッチは第一方向に直角な第二方向に配向され、選択されたラインの各対間のピッチは選択された他の各対間のピッチとは異なる。

[0008] 態様によれば、上述したようなマーク構造を備える半導体デバイスが提供される。

[0009] 態様によれば、基板上に半導体デバイスを製造する方法が提供され、方法は基板を提供し、リソグラフィプロセスによって基板上にマーク構造を生成することを含み、マーク構造は複数のｎ本のラインを含み、ｎは少なくとも４に等しく、ラインは相互に平行で第一方向に延在し、複数のラインから選択されたラインの各対間に個々のピッチがある状態で配置され、ピッチは第一方向に直角の第二方向に配向され、選択されたラインの各対間のピッチは選択された他の各対間のピッチとは異なる。

[0010] 次に、本発明の実施形態を添付の略図を参照しながら、ほんの一例として説明する。図面では対応する参照記号は対応する部品を示している。
[0011]本発明の実施形態によるリソグラフィ装置を示した図である。 [0012]本発明の実施形態によるマーク構造を示した図である。 [0013]図２のマーク構造の応答関数を示した図である。 [0014]マーク構造の応答関数とレイアウトとの関係を示した図である。 [0015]本発明の実施形態によるマーク構造を示した断面図である。 [0016]本発明の実施形態によるマーク構造を示した断面図である。

[0017] 図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示したものである。この装置は、
− 放射ビームＢ（例えばＵＶ放射又はＥＵＶ放射）を調節するように構成された照明システム（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成され、特定のパラメータに従ってパターニングデバイスを正確に位置決めするように構成された第一ポジショナＰＭに接続された支持構造（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成され、特定のパラメータに従って基板Ｗを正確に位置決めするように構成された第二ポジショナＰＷに接続された基板テーブル（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１つ又は複数のダイを含む）に投影するように構成された投影システム（例えば屈折投影レンズシステム）ＰＳとを含む。

[0018] 照明システムは、放射の誘導、整形、又は制御を行うための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気型等の光学コンポーネント、又はその任意の組み合わせなどの種々のタイプの光学コンポーネントを含んでいてもよい。

[0019] 支持構造は、パターニングデバイスを支持、つまりその重量を支えている。該マスク支持構造は、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計等の条件、例えばパターニングデバイスが真空環境で保持されているか否かに応じた方法で、パターニングデバイスを保持する。この支持構造は、パターニングデバイスを保持するために、機械的、真空、静電気等のクランプ技術を使用することができる。支持構造は、例えばフレーム又はテーブルでよく、必要に応じて固定式又は可動式でよい。支持構造は、パターニングデバイスが例えば投影システムなどに対して確実に所望の位置にくるようにできる。本明細書において「レチクル」又は「マスク」という用語を使用した場合、その用語は、より一般的な用語である「パターニングデバイス」と同義と見なすことができる。

[0020] 本明細書において使用する「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ために使用し得る任意のデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。ここで、放射ビームに与えられるパターンは、例えばパターンが位相シフトフィーチャ又はいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板のターゲット部分における所望のパターンに正確には対応しないことがある点に留意されたい。一般的に、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路などのターゲット部分に生成されるデバイスの特別な機能層に相当する。

[0021] パターニングデバイスは透過性又は反射性でよい。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、及びプログラマブルＬＣＤパネルがある。マスクはリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、バイナリマスク、レベンソン型(alternating)位相シフトマスク、ハーフトーン型(attenuated)位相シフトマスクのようなマスクタイプ、さらには様々なハイブリッドマスクタイプも含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例として、小さなミラーのマトリクス配列を使用し、そのミラーは各々、入射する放射ビームを異なる方向に反射するよう個々に傾斜することができる。傾斜したミラーは、ミラーマトリクスによって反射する放射ビームにパターンを与える。

[0022] 本明細書において使用する「投影システム」という用語は、例えば使用する露光放射、又は液浸液の使用や真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折光学システム、反射光学システム、反射屈折光学システム、磁気光学システム、電磁気光学システム及び静電気光学システム、又はその任意の組合せを含む任意のタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。本明細書において「投影レンズ」という用語を使用した場合、これはさらに一般的な「投影システム」という用語と同義と見なされる。

[0023] ここに示している本装置は透過タイプである（例えば透過マスクを使用する）。あるいは、装置は反射タイプでもよい（例えば上記で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイを使用する、又は反射マスクを使用する）。

[0024] リソグラフィ装置は２つ（デュアルステージ）又はそれ以上の基板テーブル（及び／又は２つ以上のマスクテーブル）を有するタイプでよい。このような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルを並行して使用するか、１つ又は複数の他のテーブルを露光に使用している間に１つ又は複数のテーブルで予備工程を実行することができる。

[0025] リソグラフィ装置は、投影システムと基板との間の空間を充填するように、基板の少なくとも一部を水などの比較的高い屈折率を有する液体で覆えるタイプでもよい。液浸液は、例えばマスクと投影システムの間など、リソグラフィ装置の他の空間に使用してもよい。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させるために当技術分野で周知である。本明細書で使用する「液浸」という用語は、基板などの構造を液体に沈めなければならないという意味ではなく、露光中に投影システムと基板の間に液体が存在するというほどの意味である。

[0026] 図１を参照すると、イルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受ける。放射源とリソグラフィ装置とは、例えば放射源がエキシマレーザである場合に、それぞれ別々の構成要素であってもよい。このような場合、放射源はリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラー及び／又はビームエクスパンダなどを備えるビームデリバリシステムＢＤの助けにより、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへと渡される。他の事例では、例えば放射源が水銀ランプの場合は、放射源がリソグラフィ装置の一体部分であってもよい。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤとともに放射システムと呼ぶことができる。

[0027] イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調節するアジャスタＡＤを備えていてもよい。通常、イルミネータの瞳面における強度分布の外側及び／又は内側半径範囲（一般にそれぞれ、σ-outer及びσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。また、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の種々のコンポーネントを備えていてもよい。また、イルミネータを用いて放射ビームを調整し、その断面にわたって所望の均一性と強度分布とが得られるようにしてもよい。

[0028] 放射ビームＢは、支持構造（例えばマスクテーブルＭＴ）上に保持されたパターニングデバイス（例えばマスクＭＡ）に入射し、パターニングデバイスによってパターンが与えられる。放射ビームＢはマスクＭＡを通り抜けて、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームを集束する投影システムＰＳを通過する。第二ポジショナＰＷ及び位置センサＩＦ２（例えば干渉計デバイス、リニアエンコーダ又は容量センサ）の助けにより、基板テーブルＷＴを、例えば放射ビームＢの経路において様々なターゲット部分Ｃに位置決めするように正確に移動できる。同様に、第一ポジショナＰＭ及び別の位置センサ１（図１には明示されていない）を使用して、例えばマスクライブラリから機械的に検索した後に、又はスキャン中に、放射ビームＢの経路に対してマスクＭＡを正確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、第一位置決めデバイス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）及びショートストロークモジュール（微動位置決め）の助けにより実現できる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第二ポジショナＰＷの部分を形成するロングストロークモジュール及びショートストロークモジュールを用いて実現できる。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、マスクテーブルＭＴをショートストロークアクチュエータのみに接続するか、固定してもよい。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスクアラインメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アラインメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。図示のような基板アラインメントマークは、専用のターゲット部分を占有するが、ターゲット部分の間の空間に配置してもよい（スクライブラインアラインメントマークとして知られる）。同様に、マスクＭＡ上に複数のダイを設ける状況では、マスクアラインメントマークをダイ間に配置してもよい。

[0029] 図示のリソグラフィ装置は以下のモードのうち少なくとも１つにて使用可能である。

[0030] １．ステップモードにおいては、マスクテーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームに与えたパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される（すなわち１回の静止露光）。次に、別のターゲット部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴがＸ方向及び／又はＹ方向に移動される。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、１回の静止露光で像が形成されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。

[0031] ２．スキャンモードにおいては、マスクテーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期的にスキャンされる一方、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する（つまり１回の動的露光）。マスクテーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影システムＰＳの拡大（縮小）及び像反転特性によって求めることができる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、１回の動的露光におけるターゲット部分の（非スキャン方向における）幅が制限され、スキャン動作の長さによってターゲット部分の（スキャン方向における）高さが決まる。

[0032] ３．別のモードでは、マスクテーブルＭＴはプログラマブルパターニングデバイスを保持して基本的に静止状態に維持され、基板テーブルＷＴを移動又はスキャンさせながら、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する。このモードでは、一般にパルス状放射源を使用して、基板テーブルＷＴを移動させる毎に、又はスキャン中に連続する放射パルスの間で、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、以上で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニングデバイスを使用するマスクレスリソグラフィに容易に利用できる。

[0033] 上述した使用モードの組合せ及び／又は変形、又は全く異なる使用モードも利用できる。

[0034] 図２は本発明の実施形態によるマーク構造Ｍの上面図を示す。

[0035] マーク構造Ｍは、２つのターゲット部分Ｃの中間にあるスクライブラインＳＬ内に配置される。スクライブラインＳＬは縦方向で第一方向Ｄ１に延在し、第一方向Ｄ１に直角の第二方向Ｄ２に幅を有する。

[0036] マーク構造Ｍは、スクライブラインＳＬの縦方向Ｄ１に延在する複数ｎ、つまり少なくとも４本のラインＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５を備える。ｎ本のラインＭ１・・・Ｍ５は、相互からｎ−１個の隙間によって隔置される。各隙間は、別の隙間のピッチとは異なるピッチを有する。

[0037] ラインＭ１とＭ２は、第一ピッチＰ１の第一隙間によって隔置され、ラインＭ２とラインＭ３は、第二ピッチＰ２の第二隙間によって隔置され、ラインＭ３とラインＭ４は第三ピッチＰ３の第三隙間によって隔置され、ラインＭ４とラインＭ５は、第四ピッチＰ４の第四隙間によって隔置される。

[0038] 第一、第二、第三及び第四（又は一般的にｎ−１）ピッチはそれぞれ、他のピッチとは異なるサイズを有する。

[0039] 自己参照干渉計の特徴により、光学位置合わせスキャン中に干渉法信号の局所強度最小値が、マーク構造内の複数のｎ本のラインＭ１・・・Ｍ５それぞれの位置、及び複数のｎ本のラインＭ１・・・Ｍ５のうち２本以上の干渉にて取得される。

[0040] したがって本発明によれば、ｎ−１個のピッチ及びマーク構造内のそのランキングは、自己参照干渉計によってマーク構造Ｍ上で測定される干渉パターンが、実質的に重なった位置がない局所強度最小値のみを明らかにするような方法で選択される。

[0041] マーク構造は、光学位置合わせ中に光学干渉パターンを生成するために配置され、光学干渉パターンは、重なっていない幾つかの個々の局所強度最小値を示す。

[0042] 本発明により、光学位置合わせスキャン中にマーク構造Ｍによって一意の干渉パターンを生成できる状態で、マーク構造Ｍ内のラインの数を最大にすることができる。

[0043] 図２では一例として、それぞれ２μｍ幅の５本のラインを備えるマーク構造Ｍが図示されている。ラインは隔置され、第一ピッチＰ１は９μｍ、第二ピッチＰ２は１３μｍ、第三ピッチＰ３は１７μｍ、及び第四ピッチは５μｍである。

[0044] 図３は、光学位置合わせスキャン中にスキャン路に沿ってスクライブラインＳＬにまたがって第二方向Ｄ２に光学位置合わせスキャンする間に測定されるような、図２の例示的マーク構造Ｍの干渉パターンＲのプロットを示す。

[0045] 自己参照干渉計の照明ビームは、マーク構造を照明するために基板上のスポットとして提供される。自己参照干渉計は少なくとも４本のレーザビームを使用し、それぞれが約５３０ｎｍと約８５０ｎｍの間の範囲に、他のレーザビームの波長とは異なる個々の波長を有する。図３では、信号波長の測定強度（縦軸）が、スキャン路に沿った第二方向Ｄ２でスクライブラインＳＬ内の測定位置（横軸）の関数としてプロットされている。

[0046] 図４は、マーク構造の干渉パターンＲとレイアウトとの関係を示す。

[0047] マーク構造ＭのラインＭ１・・・Ｍ５の位置にて、干渉パターンＲは相対的に強度が低下した１次局所強度最小値を示す。１次局所強度最小値は実線Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５によって示される。

[0048] また、２次局所強度最小値が、点線Ｌ６、Ｌ７、Ｌ８、Ｌ９に示すように、２本のラインの干渉部に、つまり隣接するラインの各対間の中間にある２次位置に表示されている。

[0049] ３次局所強度最小値は、点線Ｌ１０、Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４に示すように、３本以上のラインの干渉部に、つまり個々の各干渉部に関係する２本の外ラインの中間にある３次位置に生成される。

[0050] ２次及び３次局所強度最小値が生成されることにより、干渉パターン内の情報が増加する。その結果、出力精度の向上を予測することができ、これはマーク構造内のピッチ数の平方根を２で割った値に比例する。

[0051] 出力精度が向上すると、特定のピッチの組合せの選択性が高くなるので、プロセスのロバスト性が改良されて有利である。

[0052] 実際にはどの干渉ラインが現れるかは、マーク構造のどのラインが相互に干渉できるかに関係する。これは、センサによって照明される区域又は所定の距離（スポット直径）によって制限されることは明白であり、スポット直径より小さいピッチのラインのみが干渉し、これより大きいピッチのラインは、追加の２次及び／又は３次強度最小値を生成しない。

[0053] マーク構造の設計、つまりマーク構造内の複数のｎ本のラインそれぞれの位置は、これらの特性のマークレイアウトの総当り計算手順(brute force computation procedure)によって割り出すことができる。つまり、自己参照干渉計によって生成されたままの干渉パターンは、幾つかの個々の局所強度最小値を呈し、マーク構造Ｍのパターンによって生成されたままの局所強度最小値の位置は、実質的な重なりを示さない。マーク構造は複数のラインを備え、ラインは実質的に平行に延び、２本の隣接するラインそれぞれの間に隙間があるパターンで配置される。隙間は、個々の局所強度最小値間に実質的に重なりがない干渉パターンの生成要件を達成するような方法で選択され、ランク付けされる。マーク構造の照明は、光学位置合わせ中に光学干渉パターンを生成し、この光学干渉パターンは実質的に重ならない幾つかの個々の局所強度最小値を呈する。実質的に平行とは、ラインが実際に完全には直ラインでなくてよい、又は局所的変動を有してよいことを意味する。その意図は、必要な干渉パターンを生成する機能を果たすことができるほど十分に平行である（及びその間のピッチが十分に直角である）ことである。

[0054] 可能なマーク構造の設計の数は、マーク構造の幅、マーク構造内のラインの数、マーク内の各ラインのライン幅、干渉パターン内の局所最小値間の最小許容距離などの入力パラメータの数によって制限される。

[0055] 例えば、６０μｍの幅のマーク、ライン幅２μｍの５本のライン及び局所最小値間の最小距離が２μｍの場合、それでも１μｍのグリッド上に約２５００本のラインのパターンを構築することができ（つまりマーク構造のグリッドの解像度は１μｍであり）、これは実質的に重ならないという要件を満たす。同じピッチが２回（以上）生じる設計は全て排除される。というのは、これらの設計が干渉パターン内で個々の局所強度最小値の重なりを呈するからである。

[0056] 可能な残りのマークレイアウト（つまりピッチが２回以上生じない状態）で、さらなる最適化を適用して、個々の状態を最適化することができる（例えば、スクライブライン内でのラインの均一な分布、様々なピッチ間の最小又は最大の差）。

[0057] 図５は、本発明の実施形態によるマーク構造の断面図を示す。

[0058] 断面は図２に示すような線Ｖ−Ｖに沿って切り取ったものである。基板１００上で、基板１００の表面の第一層１０２に複数のｎ本のラインＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５を生成することにより、マーク構造Ｍが規定されている。ｎ本のラインＭ１・・・Ｍ５のパターンの生成に関係し得る様々なリソグラフィプロセスが、当業者には認識される。ラインＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５は、金属などの第一材料から形成することができる。第一層１０２のラインＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５間のスペース１０３は空でよいか、第一材料とは異なる光学特性の第二材料を備えてよい。第二材料は二酸化珪素を備えてよい。

[0059] 第一材料と第二材料の適切な組合せは、反射率に差がある材料を含んでよい。ラインＭ１・・・Ｍ５とスペース１０３の間に位相差の差を生成する特性を有する第一及び第二材料も、使用することができる。

[0060] スクライブラインＳＬの横断方向が矢印Ｄ２で示されている。

[0061] 図６は、本発明のさらなる実施形態によるマーク構造の断面図を示す。断面は図２に示すような線Ｖ−Ｖに沿って切り取ったものである。

[0062] マーク構造は、基板の第一層に配置された複数のラインの第一サブセット、及び第一層の上の第二層に配置された複数のラインの第二サブセットを備える。

[0063] マーク構造Ｍは、複数のｎ本のラインの第一サブセット及び第二サブセットを使用して、２段階で生成することができる。基板１００上で、基板１００の表面の第一層１０２に複数のｎ本のラインの第一サブセット、例えばＭ１、Ｍ３、Ｍ５を生成することにより、マーク構造Ｍが規定される。ラインＭ１、Ｍ３、Ｍ５は、金属などの第一材料から形成することができる。ラインＭ１、Ｍ３、Ｍ５の間で、第一層１０２は第一材料とは異なる光学特性の第二材料１０３を備えることができる。第二材料は二酸化珪素を備えてよい。

[0064] 第一層１０２の頂部には、この例では複数のｎ本のラインＭ２、Ｍ４である第二サブセットを備える第二層１０４が配置される。ラインＭ２、Ｍ４は第一材料から、又は実質的に第一材料と同様の光学特性の材料から形成することができる。ラインＭ２、Ｍ４間のスペース１０５には、第二材料又は別の第三材料のいずれかが充填材料として存在してよい。充填材料は、ラインＭ２、Ｍ４の材料とは異なる光学特性を有していなければならない。あるいは、第二層内で隣接するライン間のスペースは空でよい。

[0065] 第一サブセット及び第二サブセット内のライン位置の分布は、マーク構造内で隣接するラインの各対で、一方のラインが第一サブセットにあり、対の他方のラインが第二サブセットにあるような方法で選択することができる。

[0066] 追加的又は代替的に、第一サブセット及び第二サブセットは、マーク構造の同じ位置に共通ラインを備えてよいことが分かる。マーク構造は、複数のラインの第一サブセットが、複数のラインの第二サブセットと共通するラインを少なくとも１本有するように構成される。

[0067] 第一層１０２内にある第一サブセットの１本又は複数本のラインの位置は、第二層１０４内にある第二サブセットの１本又は複数本のラインの位置と共通してよい。例えば、ラインＭ３を第一層１０２に、及び（再び）第二層１０４に印刷することができる。

[0068] 上述したようなマーク構造は、有用な結果を提供することができる。先行技術のマーク構造と比較すると、光学位置合わせ手順のパターン認識ステップ中に、より多数のピッチを組み合わせて、平均化することができるので、より高い精度を獲得することができる。さらに、本発明によるマーク構造の実施形態は、（光学位置合わせスキャン中にターゲット部分の一部を照明することによって引き起こされるような）プロダクトのクロストークに対する感度が非常に低くすることができる。というのは、パターンが一般的に、より独特だからである（光学位置合わせスキャン中に、排除するためのマーク構造とプロダクト区域又はターゲット部分との間の排除ゾーンを減少させることを可能にする）。また、本発明の実施形態により、マークの設計を選択する上で、はるかに柔軟なアプローチを可能にすることができる。また、マーク構造を異なる層／露光（少なくとも２サブセットのライン）に***させることにより、１つのマーク構造から１回に２つの層への位置合わせを促進することができる。

[0069] 本文ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及しているが、本明細書で説明するリソグラフィ装置には他の用途もあることは言うまでもない。例えば、これは、集積光学装置、磁気ドメインメモリ用誘導及び検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどである。こうした代替的な用途に照らして、本明細書で「ウェーハ」又は「ダイ」という用語を使用している場合、それぞれ、「基板」又は「ターゲット部分」という、より一般的な用語と同義と見なしてよいことは、当業者に明らかである。本明細書に述べている基板は、露光前又は露光後に、例えばトラック（通常はレジストの層を基板に塗布し、露光したレジストを現像するツール）、メトロロジーツール及び／又はインスペクションツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上及びその他の基板処理ツールに適用することができる。さらに、基板は、例えば多層ＩＣを生成するために、複数回処理することができ、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指すことができる。

[0070] 以上では光学リソグラフィとの関連で本発明の実施形態の使用に特に言及しているが、本発明は、インプリントリソグラフィなどの他の用途においても使用可能であり、状況が許せば、光学リソグラフィに限定されないことが理解される。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイスのトポグラフィによって、基板上に生成されるパターンが画定される。パターニングデバイスのトポグラフィを基板に供給されたレジストの層に押しつけ、その後に電磁放射、熱、圧力又はその組合せにより、レジストを硬化する。パターニングデバイスをレジストから離し、レジストを硬化した後にパターンを残す。

[0071] 本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、イオンビームあるいは電子ビームといったような粒子ビームのみならず、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ若しくは１２６ｎｍ、又はその辺りの波長を有する）及び極端紫外線光（ＥＵＶ）放射（例えば、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むあらゆるタイプの電磁放射を網羅する。

[0072] 「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁気及び静電気光学部品を含む様々なタイプの光学部品のいずれか、又はその組合せを指す。

[0073] 以上、本発明の特定の実施形態を説明したが、説明とは異なる方法でも本発明を実践できることが理解される。例えば、本発明は、上記で開示したような方法を述べる機械読み取り式命令の１つ又は複数のシーケンスを含むコンピュータプログラム、又はこのようなコンピュータプログラムを内部に記憶するデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気又は光ディスク）の形態をとることができる。

[0074] 上記の説明は例示的であり、限定的ではない。したがって、請求の範囲から逸脱することなく、記載されたような本発明を変更できることが当業者には明白である。

Claims

複数のｎ本のラインを備える基板上のマーク構造であって、ｎが４以上であり、前記ラインが実質的に相互に平行で第一方向に延在し、前記複数のラインから選択されたラインの各対の間のピッチが前記第一方向に直角な第二方向に配向され、選択されたラインの各対間の前記ピッチが選択された他の各対間のピッチとは異なり、
前記マーク構造が前記基板のスクライブラインに配置され、前記第一方向が前記スクライブラインの縦方向に沿って配向され、
前記複数のラインの第一サブセットが前記基板の第一層に配置され、前記複数のラインの第二サブセットが前記第一層の上の第二層に配置される、
マーク構造。
前記複数のラインの前記第二サブセットが、前記複数のラインの前記第一サブセットの対応するラインと実質的に重なる少なくとも１本のラインを有する、請求項１に記載のマーク構造。
前記第二方向で隣接する前記複数のラインのうちのラインの対毎に、前記対の一方のラインが前記第一サブセット内にあり、前記対の他方のラインが前記第二サブセット内にある、請求項１に記載のマーク構造。
前記マーク構造が、光学位置合わせ中に光学干渉パターンを生成するように配置され、前記光学干渉パターンが、重ならない幾つかの個々の局所強度最小値を呈する、請求項１〜３のいずれかに記載のマーク構造。
前記第二方向での前記マーク構造の幅が約６０ミクロンであり、前記マーク構造のラインの数が５であり、前記ラインの幅が約２ミクロンである、請求項１〜４のいずれかに記載のマーク構造。
２本の隣接するラインの第一対間の第一ピッチが約９ミクロンであり、２本の隣接するラインの第二対間の第二ピッチが約１３ミクロンであり、２本の隣接するラインの第三対間の第三ピッチが約１７ミクロンであり、２本の隣接するラインの第四対間の第四ピッチが約５ミクロンである、請求項５に記載のマーク構造。
請求項１から６のいずれか１項に記載のマーク構造を備える半導体デバイスを生成するプロセスに使用される基板。
基板上に半導体デバイスを製造する方法であって、
リソグラフィプロセスによって前記基板上にマーク構造を生成することを含み、前記マーク構造が複数のｎ本のラインを含み、ｎが４以上であり、前記ラインが実質的に相互に平行で第一方向に延在し、前記複数のラインから選択されたラインの各対間のピッチが前記第一方向に実質的に直角の第二方向に配向され、選択されたラインの各対間の前記ピッチが選択された他の各対間のピッチとは異なり、前記マーク構造が前記基板のスクライブラインに配置され、前記第一方向が前記スクライブラインの縦方向に沿って配向されており、前記複数のｎ本のラインの第一サブセットが前記基板の第一層に配置され、前記複数のｎ本のラインの第二サブセットが前記第一層の上の第二層に配置される、
方法。
前記複数のラインの前記第二サブセットが、前記複数のラインの前記第一サブセットの対応するラインに実質的に重なる少なくとも１本のラインを有する、請求項８に記載の方法。
前記第二方向で隣接する前記複数のラインのうちのラインの対毎に、前記対の一方のラインが前記第一サブセット内にあり、前記対の他方のラインが前記第二サブセット内にある、請求項８に記載の方法。
前記マーク構造を照明するために、前記基板上のスポットとして自己参照干渉計の照明ビームを提供することをさらに含む、請求項８〜１０のいずれかに記載の方法。
前記マーク構造を照明することが、光学位置合わせ中に光学干渉パターンを生成し、前記光学干渉パターンが、重ならない幾つかの個々の局所強度最小値を呈する、請求項１１に記載の方法。