TW202132899A - 基板、圖案化裝置及微影設備 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種基板、相關聯圖案化裝置以及一種方法。該基板包括至少一個週期性對準標記及至少一個相鄰結構。該對準標記包含在一第一方向上具有一週期性方向之至少一第一部分及在一第二方向上具有一週期性方向之至少一第二部分。在該對準標記上方之一量測點之一掃描的一掃描長度的範圍內，該對準標記使得當該量測點之一第一區包含相鄰結構時，該量測點之一第二區不包含該第一區內之該相鄰結構的平行結構。該第一區及第二區包含當該量測點內之一個區相對於另一區旋轉180度時對應的區。

Description

基板、圖案化裝置及微影設備
本說明書係關於例如可用於藉由微影技術製造裝置之方法及設備，且係關於使用微影技術製造裝置之方法。本說明書係關於度量衡裝置，且更特定而言係關於用於量測位置之度量衡裝置，諸如對準感測器及具有此種對準感測器之微影設備。
微影設備為將所要圖案塗覆至基板上(通常塗覆至基板的目標部分上)之機器。微影設備可用於例如積體電路(IC)之製造中。在彼情況下，圖案化裝置(其替代地被稱作遮罩或倍縮光罩)可用以產生待形成於IC之個別層上的電路圖案。此圖案可轉印至基板上(例如，矽晶圓)之目標部分(例如包括晶粒之部分、一個晶粒或若干晶粒)上。通常經由成像至設置於基板上之輻射敏感材料(抗蝕劑)層上來進行圖案之轉印。一般而言，單一基板將含有順次地經圖案化之鄰近目標部分的網路。此等目標部分通常稱作「場」。
在複雜裝置之製造中，通常執行許多微影圖案化步驟，藉此在基板上之連續層中形成功能性特徵。因此，微影設備之效能之顯著態樣能夠相對於置於先前層中(藉由相同設備或不同微影設備)之特徵恰當且準確地置放所塗覆圖案。出於此目的，基板具備一或多組對準標記。每一標記為稍後可使用通常為光學位置感測器之位置感測器或對準感測器(兩個術語皆同義地使用)來量測位置之結構。
微影設備包括一或多個對準感測器，可藉由該等對準感測器準確地量測基板上之標記之位置。已知不同類型之標記及不同類型之對準感測器來自不同製造商及來自相同製造商的不同產品。微影設備中使用之感測器之類型係基於如美國專利第6,961,116號中所描述之自參考干涉計，該專利以全文引用之方式併入本文中。已例如如美國專利申請公開案第2015-261097號中所揭示研發出位置感測器之各種增強及修改，該公開案以全文引用之方式併入本文中。
期望改良由對準感測器量測之對準標記，尤其係改良選自以下各項中之一或多者：標記之大小(例如減小其大小)、標記上方之掃描長度、標記之量測速度、來自標記之信號的信號處理及/或以再現性及/或準確性表達之標記之效能。
在一態樣中，提供一種基板，其包含至少一個週期性對準標記及至少一個相鄰結構，其中該對準標記包含在一第一方向上具有一週期性方向之至少一第一部分及在一第二方向上具有一週期性方向之至少一第二部分，其中在該對準標記上方之一量測點之一掃描的一掃描長度的範圍內，該對準標記使得當該量測點之一第一區包含相鄰結構時，該量測點之一第二區不包含該第一區內之該相鄰結構的平行結構，且其中該第一區及第二區包含當該量測點內之一個區相對於另一區旋轉180度時對應的區。
在一態樣中，提供一種基板，其包含至少一個週期性對準標記及至少一個相鄰結構，其中該對準標記包含在一第一方向上具有一週期性方向之至少一第一區及在一第二方向上具有一週期性方向之至少一第二區，且其中該對準標記在其邊界中之每一者處之該週期性方向不平行於由鄰近於各別邊界之該至少一個相鄰結構定義之至少一個邊緣的一方向。
在一態樣中，提供一種用於設計一週期性對準標記之方法，該週期性對準標記具體在一第一方向上具有一週期性方向之至少一第一部分及在一第二方向上具有一週期性方向之至少一第二部分，該方法包含：判定至少一個相鄰結構之一佈局及其中用於一對準標記之一保留區域；以及基於鄰近於該對準標記之該至少一個相鄰結構的定向、待用於量測該對準標記之一對準感測器之一量測點之一掃描的一掃描長度及該量測點的大小，判定一對準標記設計，該對準標記設計確保在該量測點之一第一區內捕捉之該鄰近相鄰結構的一週期性方向始終不平行於該量測點內之一第二區內之該對準標記的該週期性方向，該第一區及第二區包含當該量測點內之一個區相對於另一區旋轉180度時對應的區。
亦揭示一種可操作以執行如本文中所描述之方法的微影設備。
將自對下文描述之實例之考量而理解本發明之以上及其他態樣。
在詳細地描述本發明的實施例之前，呈現可供實施本發明之實施例之實例環境係具指導性的。
圖1示意性地描繪微影設備LA。設備包括：照明系統(照明器) IL，其經組態以調節輻射光束B (例如UV輻射或DUV輻射)；圖案化裝置支撐件或支撐結構(例如遮罩台) MT，其經建構以支撐圖案化裝置(例如遮罩) MA，且連接至經組態以根據某些參數而準確地定位圖案化裝置之第一***PM；兩個基板台(例如晶圓台) WTa及WTb，其各自經建構以固持基板(例如抗蝕劑塗佈晶圓) W，且各自連接至經組態以根據某些參數而準確地定位基板之第二***PW；及投影系統(例如折射投影透鏡系統) PS，其經組態以將由圖案化裝置MA賦予至輻射光束B之圖案投影至基板W之目標部分C (例如包括一或多個晶粒)上。參考框架RF連接各種組件，且充當用於設定及量測圖案化裝置及基板之位置以及圖案化裝置及基板上之特徵的位置之參考。
照明系統可包括用於導向、塑形或控制輻射的各種類型之光學組件，諸如折射、反射、磁性、電磁、靜電或其他類型之光學組件，或其任何組合。
圖案化裝置支撐件MT以取決於圖案化裝置之定向、微影設備之設計及其他條件(諸如是否將圖案化裝置固持於真空環境中)之方式來固持圖案化裝置。圖案化裝置支撐件可使用機械、真空、靜電或其他夾持技術以固持圖案化裝置。圖案化裝置支撐件MT可為例如框架或台，其可視需要而固定或可移動。圖案化裝置支撐件可確保圖案化裝置例如相對於投影系統處於所要位置。
本文中所使用之術語「圖案化裝置」應廣泛地解譯為係指可用以在輻射光束之橫截面中向輻射光束賦予圖案以便在基板之目標部分中產生圖案的任何裝置。應注意，舉例而言，若賦予至輻射光束之圖案包括相移特徵或所謂輔助特徵，則該圖案可不確切地對應於基板之目標部分中的所要圖案。通常，賦予至輻射光束之圖案將對應於裝置(諸如積體電路)中之在目標部分中產生之特定功能層。
如此處所描繪，設備屬於透射類型(例如，採用透射圖案化裝置)。替代地，設備可屬於反射類型(例如，採用如上文所提及之類型之可程式化鏡面陣列，或採用反射遮罩)。圖案化裝置之實例包括遮罩、可程式化鏡面陣列及可程式化LCD面板。本文中對術語「倍縮光罩」或「遮罩」之任何使用均可視為與更一般術語「圖案化裝置」同義。術語「圖案化裝置」亦可解譯為係指以數位形式儲存用於控制此種可程式化圖案化裝置之圖案資訊的裝置。
本文中所使用之術語「投影系統」應廣泛地解譯為涵蓋適於所使用的曝光輻射或適於諸如浸潤液體之使用或真空之使用之其他因素的任何類型之投影系統，包括折射、反射、反射折射、磁性、電磁及靜電光學系統，或其任何組合。本文中對術語「投影透鏡」之任何使用可視為與更一般術語「投影系統」同義。
微影設備亦可屬於以下類型：其中基板之至少一部分可由具有相對較高折射率之液體(例如，水)覆蓋，以便填充投影系統與基板之間的空間。亦可將浸潤液體施加至微影設備中之其他空間，例如遮罩與投影系統之間的空間。浸潤技術在此項技術中為人所熟知用於增大投影系統之數值孔徑。
在操作中，照明器IL自輻射源SO接收輻射光束。舉例而言，當源為準分子雷射時，源與微影設備可為分離的實體。在此類情況下，不將源視為形成微影設備之部分，且輻射光束係藉助於包括例如合適的導向鏡面及/或擴束器之光束遞送系統BD而自源SO傳遞至照明器IL。在其他情況下，舉例而言，當源為水銀燈時，源可為微影設備之整體部分。源SO及照明器IL連同光束遞送系統BD (在需要時)可稱作輻射系統。
照明器IL可例如包括用於調整輻射光束之角強度分佈的調整器AD、積光器IN及聚光器CO。照明器可用以調節輻射光束，以在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。
輻射光束B入射於經固持於圖案化裝置支撐件MT上之圖案化裝置MA上，且藉由該圖案化裝置圖案化。在已橫穿圖案化裝置(例如，遮罩) MA之後，輻射光束B穿過投影系統PS，投影系統PS將該光束聚焦至基板W之目標部分C上。藉助於第二***PW及位置感測器IF (例如，干涉量測裝置、線性編碼器、2-D編碼器或電容式感測器)，可準確地移動基板台WTa或WTb，例如以便使不同目標部分C定位於輻射光束B之路徑中。類似地，第一***PM及另一位置感測器(其未在圖1中明確地描繪)可用以例如在自遮罩庫機械擷取之後或在掃描期間相對於輻射光束B之路徑來準確地定位圖案化裝置(例如，遮罩) MA。
可使用圖案化裝置對準標記M1、M2及基板對準標記P1、P2來對準圖案化裝置(例如遮罩) MA及基板W。儘管如所說明之基板對準標記佔據專用目標部分，但該等基板對準標記可位於目標部分之間的空間中(此等標記稱為切割道對準標記)。類似地，在多於一個晶粒設置於圖案化裝置(例如，遮罩) MA上之情形中，圖案化裝置對準標記可位於該等晶粒之間。較小對準標記亦可在裝置特徵當中包括於晶粒內，在此情況下，需要使標記物儘可能地小且無需與鄰近特徵不同的任何成像或程序條件。下文進一步描述偵測對準標記之對準系統。
可在多種模式中使用所描繪設備。在掃描模式下，在將賦予至輻射光束之圖案投影至目標部分C上時，同步地掃描圖案化裝置支撐件(例如，遮罩台) MT及基板台WT (亦即，單次動態曝光)。可藉由投影系統PS之放大率(縮小率)及影像反轉特性來判定基板台WT相對於圖案化裝置支撐件(例如，遮罩台) MT之速度及方向。在掃描模式下，曝光場之最大大小限制單次動態曝光中之目標部分的寬度(在非掃描方向上)，而掃描運動之長度判定目標部分之高度(在掃描方向上)。如在此項技術中所熟知，其他類型之微影設備及操作模式係可能的。舉例而言，步進模式係已知的。在所謂的「無遮罩」微影中，使可程式化圖案化裝置保持靜止但具有改變之圖案，且移動或掃描基板台WT。
亦可採用對上文所描述之使用模式之組合及/或變體或完全不同之使用模式。
微影設備LA屬於所謂的雙載物台類型，其具有兩個基板台WTa、WTb以及兩個站(曝光站EXP及量測站MEA)，在該兩個站之間可交換該等基板台。當在曝光站處曝光一個基板台上之一個基板的同時，可在量測站處將另一基板裝載至另一基板台上且實施各種預備步驟。此實現設備之產出量之顯著增加。預備步驟可包括使用位階感測器LS來映射基板之表面高度輪廓，及使用對準感測器AS來量測基板上之對準標記之位置。若位置感測器IF不能夠在基板台處於量測站處以及處於曝光站處時量測該基板台之位置，則可提供第二位置感測器以使得能夠在兩個站處追蹤基板台相對於參考框架RF之位置。代替所展示之雙載物台配置，其他配置係已知且可用的。舉例而言，提供基板台及量測台之其他微影設備為已知的。此等基板台及量測台在執行預備量測時銜接在一起，且接著在基板台經歷曝光時不銜接。
圖2說明用以將目標部分(例如晶粒)曝光於圖1之雙載物台設備中之基板W上之步驟。在虛線框內之左側為在量測站MEA處所執行之步驟，而右側展示在曝光站EXP處所執行之步驟。有時，基板台WTa、WTb中之一者將在曝光站處，而另一者在量測站處，如上文所描述。出於此描述之目的，假定基板W已經裝載至曝光站中。在步驟200處，藉由圖中未展示之機構將新基板W'裝載至設備。並行地處理此兩個基板以便增大微影設備之產出量。
首先參考新近裝載之基板W'，此基板可為先前未經處理之基板，其運用新光阻而製備以供在設備中第一次曝光。然而，一般而言，所描述之微影程序將僅僅為一系列曝光及處理步驟中之一個步驟，使得基板W'已經通過此設備及/或其他微影設備若干次，且亦可經歷後續程序。特別針對改良疊對效能之問題，任務為確保新的圖案經確切地施加於已經經受圖案化及處理之一或多個循環之基板上的正確位置中。此等處理步驟逐漸地在基板中引入失真，該等失真必須經量測及校正以達成令人滿意的疊對效能。
可在其他微影設備中執行先前及/或後續圖案化步驟(如剛才所提及)，且可甚至在不同類型的微影設備中執行先前及/或後續圖案化步驟。舉例而言，裝置製造程序中之在諸如解析度及疊對之參數方面要求極高的一些層相比於要求較不高之其他層可在更進階微影工具中予以執行。因此，一些層可曝光於浸潤型微影工具中，而其他層曝光於『乾式』工具中。一些層可曝光於在DUV波長下工作之工具中，而其他層使用EUV波長輻射進行曝光。
在202處，使用基板標記P1等及影像感測器(未展示)之對準量測係用於量測及記錄基板相對於基板台WTa/WTb之對準。另外，將使用對準感測器AS來量測橫越基板W'之若干對準標記。在一個實施例中，此等量測用於建立「晶圓柵格」，該晶圓柵格極準確地映射橫越基板之標記之分佈，包括相對於標稱矩形柵格的任何失真。
在步驟204處，使用位階感測器LS來量測相對於X-Y位置之基板高度(Z)的圖。習知地，高度圖僅用於達成曝光圖案的準確聚焦。其可另外用於其他目的。
當裝載基板W'時，接收配方資料206，從而定義待執行之曝光，以及基板及先前在其上獲得及待獲得之圖案的一或多個屬性。將在202、204處獲得之基板位置、晶圓柵格及高度圖之量測添加至此等配方資料，使得可將配方及量測資料208之完整集合傳遞至曝光站EXP。對準資料之量測例如包含以與作為微影程序之產品的產品圖案成固定或標稱固定關係而形成之對準目標之X位置及Y位置。恰好在曝光之前獲得的此等對準資料用於利用將模型擬合至資料的參數產生對準模型。此等參數及對準模型將在曝光操作期間用於校正當前微影步驟中施加之圖案的位置。使用中之模型內插經量測位置之間的位置偏差。習知對準模型可能包含四個、五個或六個參數，該等參數一起以不同尺寸定義『理想』柵格之平移、旋轉及按比例縮放。使用更多參數之進階模型係已知的。
在210處，調換基板W'與W，使得經量測基板W'變為進入曝光站EXP之基板W。在圖1之實例設備中，藉由交換設備內之支撐件WTa及WTb來執行此調換，使得基板W、W'仍準確地夾持於且定位於彼等支撐件上，以保留基板台與基板自身之間的相對對準。因此，一旦已調換該等台，則為了利用用於基板W (以前為W')之量測資訊202、204以控制曝光步驟，必需判定投影系統PS與基板台WTb (以前為WTa)之間的相對位置。在步驟212處，使用圖案化裝置對準標記M1、M2來執行圖案化裝置對準。在步驟214、216、218中，將掃描運動及輻射脈衝施加於橫越基板W之順次目標位置處，以便完成數個圖案之曝光。
藉由在執行曝光步驟中使用量測站處所獲得之對準資料及高度圖，此等圖案相對於所要位置且尤其相對於先前置放於同一基板上之特徵準確地對準。在步驟220處，自設備卸載現標記為W"之曝光基板，以根據曝光圖案使其經歷蝕刻或其他程序。
熟習此項技術者將知曉上述描述為真實製造情形之一個實例中所涉及之多個極詳細步驟的簡化概述。舉例而言，常常將存在使用相同或不同標記之粗略及精細量測之單獨階段，而非在單一遍次中量測對準。粗略及/或精細對準量測步驟可在高度量測之前或在高度量測之後執行，或交錯執行。
量測標記之位置亦可提供關於在其上設置例如呈晶圓柵格形式之標記的基板之變形的資訊。基板之變形可藉由例如將基板靜電夾持至基板台及/或在基板曝光於輻射時加熱基板而出現。
圖3為對準感測器AS之實施例的示意性方塊圖。輻射源RSO提供具有一或多個波長之輻射之光束RB，該光束RB藉由轉向光學器件轉向至標記(諸如位於基板W上之標記AM)上作為照明光點SP。在此實例中，轉向光學器件包含光點鏡面SM及物鏡OL。照明標記AM之照明光點SP之寬度(例如直徑)可略小於標記自身之寬度。
由標記AM繞射之輻射經準直(在此實例中經由物鏡OL)成資訊攜載光束IB。術語「繞射」意欲包括來自標記之零階繞射(其可稱作反射)。例如上文所提及之美國專利第6,961,116號中所揭示之類型的自參考干涉計SRI以自身干涉光束IB，其後光束由光偵測器PD接收。可包括額外光學器件(未展示)以在由輻射源RSO產生多於一個波長之情況下提供單獨光束。光偵測器可為單個元件，或其視需要可包含多個像素。光偵測器可包含感測器陣列。
在此實例中，包含光點鏡面SM之轉向光學器件亦可用於阻擋自標記反射之零階輻射，使得資訊攜載光束IB僅包含來自標記AM的較高階繞射輻射(此並非必需量測，但可改良信號雜訊比)。
一或多個強度信號SI經供應至處理單元PU。藉由在區塊SRI中進行之光學處理與在單元PU中進行之演算處理的組合而輸出基板相對於參考框架之X位置及/或Y位置的值。
所說明類型之單一量測僅將標記之位置固定在對應於標記之一個間距的某一範圍內。結合此量測來使用較粗略量測技術，以識別例如正弦波之哪一週期為含有所標記位置之週期。在不同波長下重複較粗略及/或較精細位階之同一程序，以用於提高準確度及/或用於穩固地偵測標記，而無關於製成標記之材料及標記設置於其上方及/或下方之材料。
標記或對準標記可包含形成於設置於基板上之層上或層中或(直接地)形成於基板中的一系列長條。該等長條可規則地間隔開且充當光柵線，使得標記可視為具有已知空間週期(間距)之繞射光柵。取決於此等光柵線之定向，標記可設計成允許量測沿著X軸或沿著Y軸(其定向成實質上垂直於X軸)之位置。包含相對於X軸及Y軸兩者以+45度及/或-45度配置之長條的標記允許使用如美國專利申請公開案第US 2009/195768號中所描述之技術進行組合的X量測及Y量測，該公開案以全文引用之方式併入本文中。
對準感測器利用輻射光點光學地掃描每一標記，以獲得週期性變化信號，諸如正弦波。分析此信號之相位以判定標記之位置，且因此判定基板相對於對準感測器之位置，該對準感測器又相對於微影設備之參考框架固定。可提供與不同(粗略及精細)標記尺寸相關之所謂的粗略及精細標記，使得對準感測器可區分週期性信號之不同循環，以及在循環內之確切位置(相位)。亦可出於此目的而使用不同間距之標記。
在藉由使用對準感測器量測基板上之對準標記之位置來執行對準時，需要減小對準標記的面積(覆蓋面積)，以使得該等對準標記中之許多可全部容納於基板上；包括在晶粒內，位於產品結構之間，其中基板空間為「昂貴的」。因此，在掃描型對準感測器(例如，其掃描標記上的填充不足光點以產生SRI之信號)時，需要減小標記上之所需掃描長度之長度以維持足夠的準確度及/或再現性(repro)。另外，仍然需要在X及Y方向(例如平行於基板平面之兩個方向)上在相同標記上執行對準偵測，以進一步減小使用面積(並且在同時量測兩個方向時視情況地減少對準時間且增大產出量)。
為達成此目的，提出對準標記具有相對於對準感測器之量測點之光點大小相當的大小。因而，提出標記之最大範圍(例如在X及Y方向上之最大長度)比光點之最大範圍(例如寬度或直徑)大不超過50%、不超過40%、不超過30%、不超過20%、不超過10%或不超過5%。標記可為邊長具有僅稍微大於光點之最大範圍或甚至與光點之最大範圍相同大小的正方形(或更一般地為矩形)。標記有可能小於光點大小。在各種情況下，結果為在掃描時，光點過度填充在標記上；亦即，在量測掃描之至少部分期間，對準標記之相鄰結構亦包括於光點內。
過度填充量測之一個問題為相鄰結構影響量測準確度。當標記排除區剛好大於光點(在兩個方向上)之大小時，無法避免對一或多個相鄰結構進行掃描，此影響標記之量測位置。此並非所希望的且應減小或最小化。一個方法為減小掃描長度。然而，若干偵測循環之較短掃描長度導致不良再現性。通常，當掃描更多循環時，再現性經改良，但隨後一或多個相鄰結構對對準位置之影響增大。
因此，提出提供二維對準標記，其中對於對準標記上之量測點之對準掃描長度(例如用於對準量測之所提出或預定掃描長度)的全部範圍，在量測點內捕捉之任何相鄰結構(例如可包含週期性圖案之產品結構)的週期性方向始終不平行於量測點內之對應180度旋轉的干涉區處之對準標記。以此方式，對於量測點內之所有干涉區對(其中一對中之一個區包含至少一個相鄰結構)，干涉對之另一區將不包含平行結構。
概念係基於形成許多對準感測器之中心部之自參考干涉計SRI的基本操作。當對具有相鄰結構呈現之標記進行部分掃描時，可設想感測器之操作如下。獲得影像，且以該影像之180度旋轉複本干涉該影像。當此兩個影像重疊且具有不同(不平行)定向線(局部光柵)時，該等影像不給出信號或信號非常弱。然而，當兩個影像具有平行線(處於相同間距)時，該等影像給出強信號。在下文所描述的所有實例中，可觀測到：對於較短掃描長度，至少一個相鄰結構始終不平行於標記以180度影像旋轉(亦即，量測點內之對應180度旋轉位置)之後干涉的標記的部分。
在一實施例中，此可藉由提供二維對準標記來達成，其中每一邊緣處之週期性方向不平行於鄰近於該邊緣之至少一個相鄰結構的方向。因此，可相對於至少一個相鄰結構(例如可包含週期性圖案之產品結構)之定向來最佳化所提出的對準標記。
圖4說明對具有X及Y可偵測性之較小對準標記的多個提議，該較小對準標記設計成使來自一或多個相鄰結構之串擾最小化。在各種情況下，相鄰結構之週期性方向不平行於光點旋轉180度的標記結構。舉例而言，每一邊緣可不平行於鄰近於該邊緣之相鄰結構。
圖4(a)展示適用於嵌入至少一個相鄰結構內的目標配置，該至少一個相鄰結構包含Y定向相鄰結構NSY (在圖4(a)中於左側及右側處展示)及X定向相鄰結構NSX (在圖4(a)中於頂部側及底部側處展示)。目標包含劃分成由兩個對角線軸定義之四個三角形區的正方形區域。亦展示其掃描長度之最左端處的量測點MS。對準標記設計成使得量測點MS的對應干涉區對之第一區IR內的量測點內之任何相鄰結構(此處為相鄰結構NSY )始終不平行於對應干涉區對之第二區IR'內的對準標記定向。區IR、IR'之對應對為對應的，意為當一個區相對於另一區光點旋轉180度時，該等區將重疊。
在包括本文中所揭示之許多實施例的實施例中，此可藉由使該等區中之週期性方向垂直於區之對應周邊邊緣(亦即，由區及完整目標區兩者共有之邊緣，且因此鄰近相鄰結構)之相鄰結構的週期性方向來達成。然而，熟習此項技術者應認識到其他配置亦有可能達成相同效應。圖4(b)展示所有定向皆反向的互補設計(X相對於Y且Y相對於X)。
圖4(c)及圖4(d)展示用於嵌入於至少一個相鄰結構中之互補設計，該至少一個相鄰結構皆定向於單個方向(圖4(c)中之X方向NSX 及圖4(d)中之Y方向NSY )上。在各種情況下，標記包含正方形中正方形(square-in-square)配置，其中內部正方形區具有與相鄰結構相同的定向，且外部區垂直於內部區及相鄰結構。應注意，內部區無需必須為正方形，其僅需為利用相鄰結構定向且(分別地)由垂直定向的區包圍之區。
圖4(e)及圖4(f)展示分別替代圖4(a)及圖4(b)中所描繪之配置的互補配置。在各種情況下，該等配置包含圖4(a)及圖4(b)中所描繪之以正方形中正方形配置之目標的組合，其中圖4(e)在其中心區中具有圖4(a)之目標且在其外部區中具有圖4(b)之目標。圖4(f)之目標與此相反。
圖4(g)展示其中目標之兩個鄰近側由X方向相鄰結構NSX 包圍且目標之另外兩個鄰近側由Y方向相鄰結構NSY 包圍之配置。此處，目標包含外部傾斜定向區(例如以45度定向)及垂直於外部區定向之內部傾斜定向區(例如以135度定向)。此處，儘管為例示性的，但內部區之形狀為菱形。在此實例中展示量測點MS，以說明相對於目標之實例相對大小。
當針對圖4中所說明之標記中之任一者接近於標記之中心處掃描時，周圍結構對量測位置APD之影響最小化。此允許足夠的掃描長度(例如在相鄰結構上進行一些掃描)以用於可接受的再現性。應注意，圖4之實施例僅為例示性的，且存在可在本揭示之範疇內設想且取決於相鄰結構之配置的許多其他配置。
圖5說明可用於幫助確保相鄰結構不平行於光點旋轉180度之對準標記結構的另一實施例。此實施例可替代本文中所描述之其他實施例或與本文中所描述之其他實施例組合使用。在此實施例中，提出相對於排除區(無產品結構之經保留以用於對準的區)的較小對準標記。圖5展示排除區內之較小標記(標記為x方向尺寸EZX )，標記與相鄰結構NSX 之間留有顯著間隙。亦展示量測點MS，其包含對應干涉區對(例如當一個區相對於另一區光點旋轉180度時對應)。可見當第一區IR包含相鄰結構NSX 時，對應區IR'不包含結構且因此將不存在干涉信號。然而，應注意，較小標記之益處將以信號強度及再現性為代價。
當使用基於自參考干涉計(SRI)之工具時，本文中所描述之提議中之一或多者的效應為對經量測對準位置上之周圍結構之影響進行一數量級之抑制。對準感測器之自參考干涉計在掃描位置周圍產生標記之旋轉相對區域的重疊。藉由使標記週期性不平行於光點旋轉180度之鄰近相鄰結構，至少一個相鄰結構不干涉且因此不對對準信號作出貢獻(或至少貢獻度低得多)。此效應可用於抑制來自底層或來自高層之相同層中之周圍結構的影響。
提出該等方法可與改良之擬合方法及較小光點中之一或多者組合使用。
亦提出一種用於設計對準標記之方法，該方法包含：判定至少一個相鄰結構(例如產品結構)的佈局及其中用於對準標記之保留區域；以及基於鄰近於對準標記之相鄰結構的定向、用於量測對準標記之對準感測器之量測點的掃描長度及量測點的大小，判定對準標記設計，該對準標記設計確保在量測點內捕捉之鄰近相鄰結構之週期性方向始終不平行於量測點內之對應180度旋轉干涉位置內的對準標記之週期性方向。此可藉由指出將在所提出掃描內捕捉之鄰近相鄰結構的定向以及為光點之對應干涉區內之對準標記適當地選擇對準標記定向來達成。
提出所描述概念可使得能夠使用來自對較小(例如50×50 µm或更小，或2500 µm2 或更小)標記之單次掃描的填充不足標記進行X及/或Y偵測。此方法可能僅需要4至10 µm之掃描長度來獲得足夠的再現性。
本發明亦可藉由以下條項表徵： 1. 一種基板，其包含至少一個週期性對準標記及至少一個相鄰結構， 其中該對準標記包含在一第一方向上具有一週期性方向之至少一第一部分及在一第二方向上具有一週期性方向之一第二部分， 其中，在該對準標記上方之一量測點之一掃描的一掃描長度的範圍內，該對準標記使得當該量測點之一第一區包含相鄰結構時，該量測點之一第二區不包含該第一區內之該相鄰結構的平行結構，且 其中該第一區及第二區包含當該量測點內之一個區相對於另一區旋轉180度時對應的區。 2. 如條項1中所陳述之基板，其中該第二區包含該對準標記之一部分，該對準標記之該部分包含不平行於該第一區內之該相鄰結構的一週期性。 3. 如條項2中所陳述之基板，其中該相鄰結構具有一週期性特性，且該對準標記之該部分包含不平行於該第一區內之該相鄰結構之該週期性的一週期性。 4. 如條項1至3中任一項所陳述之基板，其中該對準標記在其一或多個邊界中之每一者處之該週期性方向不平行於由鄰近於各別邊界之該相鄰結構定義的至少一個邊緣之一方向。 5. 如條項1至4中任一項所陳述之基板，其中該第一方向垂直於該第二方向。 6. 如條項5中所陳述之基板，其中： 鄰近於該對準標記之該等邊界中之每一者，該相鄰結構的該週期性方向實質上在該第一方向上； 該第一部分包含在該第一方向上具有一週期性方向之一內部區；且 該第二部分包圍該第一部分且在該第二方向上具有一週期性方向。 7. 如條項5中所陳述之基板，其中： 鄰近於該對準標記之一第一相對邊界對中之每一者，該相鄰結構之該週期性方向在該第一方向上； 鄰近於該對準標記之一第二相對邊界對中之每一者，該相鄰結構之該週期性方向在該第二方向上；且 該對準標記包含： 一第一部分對，各部分鄰近於該第二相對邊界對之該等邊界中之一各別者且在該第一方向上具有一週期性方向，以及 一第二部分對，各部分鄰近於第一相對邊界對之該等邊界中之一各別者且在該第二方向上具有一週期性方向。 8. 如條項7中所陳述之基板，其中該對準標記為矩形，且該等部分中之每一者包含由該矩形之該等邊界及對角線中之一者定義的三角形。 9. 如條項8中所陳述之基板，其中該等部分中之每一者進一步劃分成子部分，以使得： 該第一部分對中之每一者在一外部子部分之該第一方向上具有一週期性方向，且在一內部子部分之該第二方向上具有一週期性方向，且 該第二部分對中之每一者在一外部子部分之該第二方向上具有一週期性方向，且在一內部子部分之該第一方向上具有一週期性方向。 10.    如條項4中所陳述之基板，其中： 該相鄰結構具有一週期性特性； 鄰近於該對準標記之一第一鄰近邊界對中之每一者，該相鄰結構之一週期性方向在一第三方向上； 鄰近於該對準標記之一第二鄰近邊界對中之每一者，該相鄰結構之一週期性方向在垂直於該第三方向的一第四方向上； 該第一部分包含在該第一方向上具有一週期性方向之一內部區；且 該第二部分包圍該第一區且在該第二方向上具有一週期性方向。 11.     如條項10中所陳述之基板，其中該第三方向及第四方向分別地平行於該基板之一座標系統的一第一座標軸及一第二座標軸。 12.    如條項1至11中任一項所陳述之基板，其中該第一方向及第二方向分別地平行於該基板之一座標系統的一第一座標軸及一第二座標軸。 13.    如條項1至12中任一項所陳述之基板，其中該對準標記之大小為50 µm × 50 µm或更小，或2500 µm2 或更小。 14.    如條項1至13中任一項所陳述之基板，其中該對準標記相對於針對其保留之一區域相對較小，該區域不包含相鄰結構，使得該對準標記與相鄰結構之間存在間隙；且 當該量測點之該第一區包含該相鄰結構時，該量測點之該第二區包含該間隙。 15.    如條項14中所陳述之基板，其中該對準標記之一尺寸小於針對其保留之該區域的同等尺寸的70%。 16.    一種基板，其包含至少一個週期性對準標記及至少一個相鄰結構， 其中該對準標記包含在一第一方向上具有一週期性方向之至少一第一部分及在一第二方向上具有一週期性方向之至少一第二部分，且 其中該對準標記在其邊界中之每一者處之該週期性方向不平行於由鄰近於各別邊界之該相鄰結構定義之至少一個邊緣的一方向。 17.    如條項16中所陳述之基板，其中該第一方向垂直於該第二方向。 18.    如條項16或條項17中所陳述之基板，其中該相鄰結構具有一週期性特性，且該等邊界中之每一者處之該對準標記之該週期性方向垂直於鄰近於該邊界的該相鄰結構之該週期性方向。 19.    如條項16至18中之任一項所陳述之基板，其中： 鄰近於該對準標記之該等邊界中之每一者，該相鄰結構之一週期性方向實質上在該第一方向上； 該第一部分包含在該第一方向上具有一週期性方向之一內部區；且 該第二部分包圍該第一部分且在該第二方向上具有一週期性方向。 20.    如條項16至18中之任一項所陳述之基板，其中 鄰近於該對準標記之一第一相對邊界對中之每一者，該相鄰結構之該週期性方向在該第一方向上； 鄰近於該對準標記之一第二相對邊界對中之每一者，該相鄰結構之該週期性方向在該第二方向上；且 該對準標記包含： 一第一部分對，各部分鄰近於該第二相對邊界對之該等邊界中之一各別者且在該第一方向上具有一週期性方向，以及 一第二部分對，各部分鄰近於第一相對邊界對之該等邊界中之一各別者且在該第二方向上具有一週期性方向。 21.    如條項20中所陳述之基板，其中該對準標記為矩形，且該等部分中之每一者包含由該矩形之該等邊界及對角線中之一者定義的三角形。 22.    如條項21中所陳述之基板，其中該等部分中之每一者進一步劃分成子部分，以使得： 該第一部分對中之每一者在一外部子部分之該第一方向上具有一週期性方向，且在一內部子部分之該第二方向上具有一週期性方向，且 該第二部分對中之每一者在一外部子部分之該第二方向上具有一週期性方向，且在一內部子部分之該第一方向上具有一週期性方向。 23.    如條項16或條項17中所陳述之基板，其中： 該相鄰結構具有一週期性特性； 鄰近於該對準標記之一第一鄰近邊界對中之每一者，該相鄰結構之一週期性方向在一第三方向上； 鄰近於該對準標記之一第二鄰近邊界對中之每一者，該相鄰結構之一週期性方向在垂直於該第三方向的一第四方向上； 該第一部分包含在該第一方向上具有一週期性方向之一內部區；且 該第二部分包圍該第一區且在該第二方向上具有一週期性方向。 24.    如條項23中所陳述之基板，其中該第三方向及第四方向分別地平行於該基板之一座標系統的一第一座標軸及一第二座標軸。 25.    如條項16至24中任一項所陳述之基板，其中該第一方向及第二方向分別地平行於該基板之一座標系統的一第一座標軸及一第二座標軸。 26.    如條項16至25中任一項所陳述之基板，其中該對準標記相對於針對其保留之一區域相對較小，該區域不包含相鄰結構，使得該對準標記與相鄰結構之間存在間隙。 27.    如條項26中所陳述之基板，其中該對準標記之一尺寸小於針對其保留之該區域的同等尺寸的70%。 28.    如條項16至27中任一項所陳述之基板，其中該對準標記之大小為50 µm × 50 µm或更小，或2500 µm2 或更小。 29.    一種圖案化裝置，其包含用於在一基板上形成對準標記之複數個圖案，該圖案化裝置經組態以圖案化一基板以獲得如條項1至28中之任一項所陳述之基板。 30.    一種用於設計一週期性對準標記之方法，該週期性對準標記具有在一第一方向上具有一週期性方向之至少一第一部分及在一第二方向上具有一週期性方向之一第二部分，該方法包含： 判定至少一個相鄰結構之一佈局及其中用於一對準標記之一保留區域；以及 基於鄰近於該對準標記之該至少一個相鄰結構的定向、待用於量測該對準標記之一對準感測器之一量測點之一掃描的一掃描長度及該量測點的大小，判定一對準標記設計，該對準標記設計確保在該量測點之一第一區內捕捉之該鄰近相鄰結構的一週期性方向始終不平行於該量測點內之一第二區內之該對準標記的一週期性方向，該第一區及第二區包含當該量測點內之一個區相對於另一區旋轉180度時對應的區。 31.    如條項30中所陳述之方法，其包含指出將在掃描期間捕捉之該鄰近相鄰結構之該定向，以及為該對應180度旋轉區內之該對準標記選擇不平行於該鄰近相鄰結構的該對準標記定向。 32.    如條項30或條項31中所陳述之方法，其進一步包含曝光一基板上之該週期性對準標記，該基板至少在所有曝光步驟完成時亦包含該相鄰結構。 33.    如條項32中所陳述之方法，其中該對準標記包含如條項1至28中任一項之基板上包含的該等對準標記中之任一者。 34.    一種微影設備，其可操作以執行如條項32或條項33中所陳述之方法。 35.    如條項34中所陳述之微影設備，其包含： 一圖案化裝置支撐件，其用於支撐如條項29中所陳述之圖案化裝置；以及 一基板支撐件，其用於支撐一基板。
此外，如將瞭解，本文中所描述之標記之實施例形成於基板上。因此，在一實施例中，圖案化裝置將具有一或多個圖案以形成標記之實施例。舉例而言，遮罩可具有在其上形成之一或多個圖案，當該等圖案投影至抗蝕劑塗佈基板上時，在基板上形成圖案以便形成標記。
雖然上文已描述特定實施例，但應瞭解，可以與所描述方式不同的其他方式來實踐本發明。
儘管上文可特定地參考在光學微影之內容背景中對本發明之實施例之使用，但應瞭解，本發明之實施例可用於其他應用(例如，壓印微影)中，且在內容背景允許的情況下，不限於光學微影。在壓印微影中，圖案化裝置中之構形(topography)界定產生於基板上之圖案。可將圖案化裝置之構形壓入至經供應至基板之抗蝕劑層中，在該基板上，抗蝕劑藉由施加電磁輻射、熱、壓力或其組合而固化。在抗蝕劑固化之後，將圖案化裝置移出抗蝕劑，從而在其中留下圖案。
本文中所使用之術語「輻射」及「光束」涵蓋全部類型之電磁輻射，包括紫外線(UV)輻射(例如具有為或約為365、355、248、193、157或126 nm之波長)及極紫外線(EUV)輻射(例如具有在1至100 nm之範圍內之波長)，以及粒子束，諸如離子束或電子束。
術語「透鏡」在內容背景允許之情況下可指各種類型之光學組件中之任一者或組合，包括折射、反射、磁性、電磁及靜電光學組件。反射組件很可能用於在UV及/或EUV範圍內操作之設備中。
雖然上文已描述本發明之特定實施例，但應瞭解，可以與所描述方式不同的其他方式來實踐本發明。舉例而言，本發明之實施例可採用含有一或多個機器可讀指令序列之電腦程式的形式，以實現如本文中所描述之方法之全部或部分，或採用其中具有此種電腦程式之資料儲存媒體(例如半導體記憶體、磁碟或光碟)的形式。
本發明之廣度及範疇不應受上文所描述之例示性實施例中之任一者限制，而應僅根據以下申請專利範圍及其等效者進行界定。
200:步驟 202:步驟 204:步驟 206:配方資料 208:量測資料 210:步驟 212:步驟 214:步驟 216:步驟 218:步驟 220:步驟 AD:調整器 AM:標記 APD:量測位置 AS:對準感測器 B:輻射光束 BD:光束遞送系統 C:目標部分 CO:聚光器 EXP:曝光站 EZX :x方向尺寸 IB:資訊攜載光束 IF:位置感測器 IL:照明系統 IN:積光器 IR:第一區 IR':第二區 LA:微影設備 LS:位階感測器 M1:圖案化裝置對準標記 M2:圖案化裝置對準標記 MA:圖案化裝置 MEA:量測站 MS:量測點 MT:圖案化裝置支撐件 NSX :X定向相鄰結構 NSY :Y定向相鄰結構 OL:物鏡 P1:基板對準標記 P2:基板對準標記 PM:第一*** PS:投影系統 PW:第二*** RB:光束 PD:光偵測器 PU:處理單元 RF:參考框架 RSO:輻射源 SI:強度信號 SM:光點鏡面 SO:輻射源 SP:照明光點 SRI:自參考干涉計 W:基板 W':基板 W":基板 WT:基板台 WTa:基板台 WTb:基板台
現在將參考隨附圖式僅藉助於實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中：
圖1描繪微影設備；
圖2示意性地說明圖1之設備中之量測及曝光程序；
圖3為根據一實施例的可調式對準感測器之示意性說明；
包含圖4(a)、圖4(b)、圖4(c)、圖4(d)、圖4(e)、圖4(f)及圖4(g)之圖4描繪根據本發明之實施例的數個對準標記；且
圖5描繪根據本發明之一實施例的對準標記之另一實例。
IR:第一區
IR':第二區
MS:量測點
NSX:X定向相鄰結構
NSY:Y定向相鄰結構

Claims (17)

  1. 一種基板，其包含至少一個週期性對準標記及至少一個相鄰結構， 其中該對準標記包含在一第一方向上具有一週期性方向之至少一第一部分及在一第二方向上具有一週期性方向之一第二部分， 其中，在該對準標記上方之一量測點之一掃描的一掃描長度的範圍內，該對準標記使得當該量測點之一第一區包含相鄰結構時，該量測點之一第二區不包含該第一區內之該相鄰結構的平行結構，且 其中該第一區及第二區包含當該量測點內之一個區相對於另一區旋轉180度時對應的區。
  2. 如請求項1之基板，其中該第二區包含該對準標記之一部分，該對準標記之該部分包含不平行於該第一區內之該相鄰結構的一週期性。
  3. 如請求項2之基板，其中該相鄰結構具有一週期性特性，且該對準標記之該部分包含不平行於該第一區內之該相鄰結構之該週期性的一週期性。
  4. 如請求項1至3中任一項之基板，其中該對準標記在其一或多個邊界中之每一者處之該週期性方向不平行於由鄰近於各別邊界之該相鄰結構定義的至少一個邊緣之一方向。
  5. 如請求項1至3中任一項之基板，其中該第一方向垂直於該第二方向。
  6. 如請求項5之基板，其中： 鄰近於該對準標記之該等邊界中之每一者，該相鄰結構的該週期性方向實質上在該第一方向上； 該第一部分包含在該第一方向上具有一週期性方向之一內部區；且 該第二部分包圍該第一部分且在該第二方向上具有一週期性方向。
  7. 如請求項5之基板，其中： 鄰近於該對準標記之一第一相對邊界對中之每一者，該相鄰結構之該週期性方向在該第一方向上； 鄰近於該對準標記之一第二相對邊界對中之每一者，該相鄰結構之該週期性方向在該第二方向上；且 該對準標記包含： 一第一部分對，各部分鄰近於該第二相對邊界對之該等邊界中之一各別者且在該第一方向上具有一週期性方向，以及 一第二部分對，各部分鄰近於第一相對邊界對之該等邊界中之一各別者且在該第二方向上具有一週期性方向。
  8. 一種基板，其包含至少一個週期性對準標記及至少一個相鄰結構， 其中該對準標記包含在一第一方向上具有一週期性方向之至少一第一部分及在一第二方向上具有一週期性方向之至少一第二部分，且 其中該對準標記在其邊界中之每一者處之該週期性方向不平行於由鄰近於各別邊界之該相鄰結構定義之至少一個邊緣的一方向。
  9. 如請求項8之基板，其中該第一方向垂直於該第二方向。
  10. 如請求項8或請求項9之基板，其中該相鄰結構具有一週期性特性，且該等邊界中之每一者處之該對準標記的該週期性方向垂直於鄰近於該邊界之該相鄰結構之該週期性方向。
  11. 如請求項8或請求項9之基板，其中： 鄰近於該對準標記之該等邊界中之每一者，該相鄰結構之一週期性方向實質上在該第一方向上； 該第一部分包含在該第一方向上具有一週期性方向之一內部區；且 該第二部分包圍該第一部分且在該第二方向上具有一週期性方向。
  12. 如請求項8或請求項9之基板，其中 鄰近於該對準標記之一第一相對邊界對中之每一者，該相鄰結構之該週期性方向在該第一方向上； 鄰近於該對準標記之一第二相對邊界對中之每一者，該相鄰結構之該週期性方向在該第二方向上；且 該對準標記包含： 一第一部分對，各部分鄰近於該第二相對邊界對之該等邊界中之一各別者且在該第一方向上具有一週期性方向，以及 一第二部分對，各部分鄰近於第一相對邊界對之該等邊界中之一各別者且在該第二方向上具有一週期性方向。
  13. 如請求項8或請求項9之基板，其中： 該相鄰結構具有一週期性特性； 鄰近於該對準標記之一第一鄰近邊界對中之每一者，該相鄰結構之一週期性方向在一第三方向上； 鄰近於該對準標記之一第二鄰近邊界對中之每一者，該相鄰結構之一週期性方向在垂直於該第三方向的一第四方向上； 該第一部分包含在該第一方向上具有一週期性方向之一內部區；且 該第二部分包圍該第一區且在該第二方向上具有一週期性方向。
  14. 一種圖案化裝置，其包含用於在一基板上形成對準標記之複數個圖案，該圖案化裝置經組態以圖案化一基板以獲得如請求項1至13中任一項之基板。
  15. 一種用於設計一週期性對準標記之方法，該週期性對準標記具有在一第一方向上具有一週期性方向之至少一第一部分及在一第二方向上具有一週期性方向之一第二部分，該方法包含： 判定至少一個相鄰結構之一佈局及其中用於一對準標記之一保留區域；以及 基於鄰近於該對準標記之該至少一個相鄰結構的定向、待用於量測該對準標記之一對準感測器之一量測點之一掃描的一掃描長度及該量測點的大小，判定一對準標記設計，該對準標記設計確保在該量測點之一第一區內捕捉之該鄰近相鄰結構的一週期性方向始終不平行於該量測點內之一第二區內之該對準標記的一週期性方向，該第一區及第二區包含當該量測點內之一個區相對於另一區旋轉180度時對應的區。
  16. 如請求項15之方法，其進一步包含曝光一基板上之該週期性對準標記，該基板至少在所有曝光步驟完成時亦包含該相鄰結構。
  17. 如請求項16之方法，其中該對準標記包含如請求項1至13中任一項之基板上包含的該等對準標記中之任一者。
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