光刻標記結構、光刻投射裝置和進行基片對準的方法

2023-05-06 21:59:11

專利名稱：光刻標記結構、光刻投射裝置和進行基片對準的方法
技術領域：
本發明涉及一種如權利要求1的前序部分所定義的標記結構，一種光刻投射裝置，其包括一種利用所述標記結構進行晶片對準的裝置，以及利用所述標記結構進行晶片對準的方法。
背景技術：
本發明找出一個在光刻投影裝置領域中的申請，所述光刻投影裝置包括用於提供輻射投射光束的輻射系統，用於支撐構圖部件的支撐結構，所述構圖部件用於根據理想的圖案對投射光束進行構圖，用於保持基底的基底保持器，用於將帶圖案的光束投射到基底的靶部上的投射系統。
這裡使用的術語「構圖部件」應廣義地解釋為能夠給入射的輻射光束賦予帶圖案的截面的部件，其中所述圖案與要在基底的靶部上形成的圖案一致；本文中也使用術語「光閥」。一般地，所述圖案與在靶部中形成的器件的特殊功能層相應，如集成電路或者其它器件(如下文)。這種構圖部件的示例包括-掩模。掩模的概念在光刻中是公知的。它包括如二進位型、交替相移型、和衰減相移型的掩模類型，以及各種混合掩模類型。這種掩模在輻射光束中的布置使入射到掩模上的輻射能夠根據掩模上的圖案而選擇性的透射(在透射掩模的情況下)或者反射(在反射掩模的情況下)。在使用掩模的情況下，支撐結構一般是一個掩模臺，它能夠保證掩模被保持在入射的輻射光束中的理想位置，並且如果需要該臺會相對光束移動。
-程控反射鏡陣列。這種設備的一個例子是具有一粘彈性控制層和一反射表面的矩陣可尋址表面。這種裝置的理論基礎是(例如)反射表面的尋址區域將入射光反射為衍射光，而非可尋址區域將入射光反射為非衍射光。用一個適當的濾光器，從反射的光束中過濾所述非衍射光，只保留衍射光；按照這種方式，光束根據矩陣可尋址表面的尋址圖案而產生圖案。程控反射鏡陣列的另一實施例利用微小反射鏡的矩陣排列，通過使用適當的局部電場，或者通過使用壓電致動器裝置，使得每個反射鏡能夠獨立地關於一軸傾斜。再者，反射鏡是矩陣可尋址的，由此已定址的反射鏡以不同的方向將入射的輻射光束反射到無地址的反射鏡上；按照這種方式，根據矩陣可尋址反射鏡的定址圖案對反射光束進行構圖。可以用適當的電子裝置進行該所需的矩陣尋址。在上述兩種情況中，構圖部件可包括一個或者多個程控反射鏡陣列。反射鏡陣列的更多信息可以從例如美國專利US5,296,891、美國專利US5,523,193、PCT專利申請WO 98/38597和WO 98/33096中獲得，這些文獻在這裡引入作為參照。在程控反射鏡陣列的情況中，所述支撐結構可以是框架或者工作檯，例如所述結構根據需要可以是固定的或者是可移動的。
-程控LCD陣列，由美國專利US 5,229,872給出這種結構的例子，它在這裡引入作為參照。如上所述，在這種情況下支撐結構可以是框架或者工作檯，例如所述結構根據需要可以是固定的或者是可移動的。
為簡單起見，本文的其餘部分在一定的情況下具體以掩模和掩模臺為例；可是，在這樣的例子中所討論的一般原理應適用於上述更寬範圍的構圖部件。
光刻投影裝置可以用於例如集成電路(IC)的製造。在這種情況下，構圖部件可產生對應於IC每一層的電路圖案，該圖案可以成像在已塗敷輻射敏感材料(抗蝕劑)層的基底(矽晶片)的靶部上(例如包括一個或者多個晶片(die))。一般的，單一的晶片將包含相鄰靶部的整個網格，該相鄰靶部由投影系統逐個相繼輻射。在目前採用掩模臺上的掩模進行構圖的裝置中，有兩種不同類型的機器。一類光刻投影裝置是，通過一次曝光靶部上的全部掩模圖案而輻射每一靶部；這種裝置通常稱作晶片分檔器或者分步-重複裝置。另一種裝置(通常稱作分步-掃描裝置)通過在投射光束下沿給定的參考方向(「掃描」方向)依次掃描掩模圖案、並同時沿與該方向平行或者反平行的方向同步掃描基底臺來輻射每一靶部；因為一般來說，投影系統有一個放大係數M(通常＜1)，因此對基底臺的掃描速度V是對掩模臺掃描速度的M倍。如這裡描述的關於光刻設備的更多信息可以從例如美國專利US6,046,792中獲得，該文獻這裡作為參考引入。
在用光刻投影裝置的製造方法中，(例如在掩模中的)圖案成像在至少部分由一層輻射敏感材料(抗蝕劑)覆蓋的基底上。在這種成像步驟之前，對基底可進行各種處理，如塗底漆、塗敷抗蝕劑和軟烘烤。在曝光後，可以對基底進行其它的處理，如曝光後烘烤(PEB)、顯影、硬烘烤和測量/檢查成像特徵。以這一系列工藝為基礎，對例如IC的器件的單層形成圖案。這種圖案層然後可進行任何不同的處理，如蝕刻、離子注入(摻雜)、鍍金屬、氧化、化學—機械拋光等完成一單層所需的所有處理。如果需要多層，那麼對每一新層重複全部步驟或者其變化。最終，在基底(晶片)上出現器件陣列。然後採用例如切割或者鋸斷的技術將這些器件彼此分開，單個器件可以安裝在載體上，與管腳連接，等等。關於這些步驟的進一步信息可從例如Petervan Zant的「微型集成電路片製造半導體加工實踐指南(MicrochipFabricationA Practical Guide to Semiconductor Processing)」一書(第三版，McGraw Hill Publishing Co.，1997，ISBN 0-07-067250-4)中獲得，這裡作為參考引入。
為了簡單起見，投影系統在下文稱為「鏡頭」；可是，該術語應廣義地解釋為包含各種類型的投影系統，包括例如折射光學裝置、反射光學裝置和反折射系統。輻射系統還可以包括根據這些設計類型中任一設計的操作部件，該操作部件用於操縱、整形或者控制輻射的投射光束，這種部件在下文還可共同地或者單獨地稱作「鏡頭」。
此外，光刻裝置可以具有兩個或者多個基底臺(和/或兩個或多個掩模臺)的類型。在這種「多級式」器件中，可以並行使用這些附加臺，或者可以在一個或者多個臺上進行準備步驟，而一個或者多個其它臺用於曝光。例如在美國專利US5,969,441和WO98/40791中描述的二級光刻裝置，這裡作為參考引入。
對一個光刻加工來說，用掩模上的掩模圖案處理的晶片對準應當像基底上的特徵的準確限定一樣儘可能的精確，所說的特徵的尺寸都在規定的公差範圍之內。最後，光刻投影裝置包括一個晶片對準調製件，用於在給定的(規定的)公差範圍內用掩模和掩模圖案進行基底對準。典型地，晶片對準系統基於光學裝置進行對準。通過測量由光源照射的光學標記的一個光學響應，確定晶片或者晶片一部分的位置例如由雷射束照射光柵，雷射束在光柵上衍射，通過一般設置在一個參考平面上的相應的傳感器，測量一個或多個衍射級數。利用傳感器的輸出能夠推導出晶片(相對於參考平面)的位置。
在現有技術中，光學標記包括具有周期的光柵，該光柵適于波長在光譜可見的範圍內的入射光的衍射。典型的周期是16μm。一般光柵由刻線和刻槽構成。典型的，線寬和槽寬各自是8μm。為了從光柵獲得足夠多的衍射光，以及獲得已定義好的衍射最大級和最小級，光柵必須含有刻線數和中間刻槽的最小數量。在周期結構方向上的大小大約是750μm。
光柵可以是位相光柵或者位相標記，它們考慮到在光柵的上表面散射的光線的相位和在其下表面散射的光線的相位之間的相位差。
光柵也可以是振幅光柵，它僅考慮光柵的周期結構，而不再考慮光柵的較高或較低水平的相位差。典型地，振幅光柵或者振幅標記由第一和第二元件的周期結構構成，所說的第一和第二元件有相似的表面平面，但不同的相應反射係數。
在微電子裝置處理(或IC處理)過程中沿整個生產線使用光學標記。在生產的前段(FEOL)，在電晶體結構的生產時用標記對準。在生產的後段(BEOL)較後的階段，需要標記對金屬結構對準，例如連接線和管道線。在這兩種情況中要說明的是標記的完善性必須充分滿足對準所要求的精度。
在半導體製造加工中，晶片受多種處理的影響，例如退火、蝕刻、拋光等，這些可導致標記粗糙(標記中的凹槽區和/或標記的扭曲)。這種標記粗糙產生圖像對準誤差，它可增加到半導體裝置的結構的表層誤差上。也可以想像得到是標記的質量在處理的隨後階段將趨於減低。
現有技術的光學標記的缺點是在IC處理時很難控制光學標記的位相深度。結果，在給定的衍射角度下，衍射光的強度也許降低，甚至接近於零，將很難、甚至不可能對衍射光束進行精確測量。位相深度定義為在給定的衍射角度下光柵中刻線的上表面和刻槽的上表面之間得到的高度差。如果在一個衍射角下，其(在最佳條件下)希望衍射強度最大，則位相深度等於所用輻射的波長的一半，衍射波間的幹涉程度較低或低至零。
由於處理隨晶片變化不同，即使是跨越一個晶片，處理也有變化，使得在IC處理過程中很難控制位相深度。
現有技術的另一缺點在於標記是從作為在其下面的(單/多)層的函數的標記特性得出的結果。已知由於不同層的不同光學特性，正如已在半導體中發現的，標記的對比度可能變化，這導致作為在標記下的層的函數的衍射的強度變化。
而且，已知不同的處理步驟可能不利地影響對準標記的形狀。由於形狀上的影響，用這樣的修改的標記對準可能包括一個誤差，該誤差起因於標記被修改的形狀更改已產生的衍射光束(的圖案)。
另外，在現有技術中，在BEOL處理中，通過在表面可見的殘留結構，可在密封層下檢測光學標記。然而，由於平坦化處理比如化學機械拋光(CMP)的應用，使得在許多情況下不可能選擇使用殘留的標記結構進行對準。
現有技術中，在半導體基底上的包括充滿鎢的刻槽的標記，要受到從表面去除鎢和平坦化表面的CMP處理的影響。由於CMP處理，鎢結構或者被充滿，或者不充滿。填充的程度和由標記產生的光學信號的位相深度相關，也即，存在兩個離散的相位深度平面。一個和充滿鎢結構相關的平面是淺的，位相深度小，另一個和未充滿鎢結構相關的平面相對較深，相位深度大。已充滿的標記的小位相深度是不理想的，因為小位相深度引起的校準誤差相對較大。大位相深度也不能保證校準誤差減少位相深度導致光學信號的衰減。此外，也無法獲得對位相深度的控制。
在IC處理上，因光學標記本質上比集成電路中的特徵尺寸較大，光學標記的影響導致不理想的副效應。現有技術中標記的最小特徵尺寸是1μm數量級。在通常的微電子裝置中，典型的最小特徵尺寸是大約100nm(依據裝置生產)。因為標記常常由作為(部分)裝置的相同材料組成，在給定的處理程度中，在裝置的附近實際尺寸的附加標記區域的存在可能對該裝置的局部處理速度有影響。例如，因一些運動溫度的限制，或者由於晶片溫度的局部偏差等，大標記區域的存在影響到在反應的離子蝕刻處理或者化學沉積處理中的化學反應。從而在標記和裝置特徵之間的尺寸差可以導致例如對靠近標記的裝置的處理步驟的改變。由於處理的改變，裝置特性的變化會在跨越晶片和/或晶片出現。
儘管在IC的生產中，本文對根據發明的裝置的使用設定了具體的參數，但應當清楚理解到這種裝置有許多其它可能的應用。例如，它可以用於集成光學系統的製造、對磁性區域存儲器、液晶顯示板、薄膜磁頭等的引導和檢測。本領域熟練的人將會理解到，在這種交替應用的上下文中，本文中的術語「光罩」、「晶片」或者「晶片」應當認為可以由更一般的術語「掩模」、「基底」、和「靶部」分別代替。
在現有文件中，術語「輻射」和「投射光束」用於包含各種類型的電磁輻射，包括紫外(UV)輻射(例如波長為365、248、193、157和126nm)和遠紫外(EUV)輻射(例如範圍在5-20nm的波長)。

發明內容
本發明的一個目的是提供一種標記結構，該標記結構用於以這樣的一種方式修正相位深度，以預防產生衍射圖案中的負幹涉。
在本發明的第一方面中，這個目的是在如權利要求1的前序部分所定義的、在基底上用於所述基底光學對準的標記結構中實現，其特徵在於所述第一結構元件有在第一平面上的第一反射面，所述第二結構元件是完全非反射的，第二反射面位於第二較低平面上，在所述第一和第二反射面間的隔離度用於確定所述被檢測的光線的位相深度狀態，其中，在第二反射面上給出凹槽(R1；R2；R3)以調整所述位相狀態。
成凹槽的區域通過其之間的可在傳感器上看到的有足夠的強度的正幹涉的數量改變位相深度。
在本發明的第二方面中，這個目的是在如權利要求9的前序部分所定義的、在基底上用於所述基底光學對準的標記結構中實現，其特徵在於所述第一結構元件有在第一平面上的第一反射面，所述第二結構元件是完全非反射的，第二反射面位於第二較低平面上，在所述第一和第二反射面間的隔離度用於決定所述所檢測的光線的位相深度狀態，其中，所述第二反射面包括位於不透光層上面的多個附加結構元件。
有利地，作為底層的一個函數的檢測的強度的變化通過在彼此之上的標記結構的迭加減少。中間的絕緣體層能夠用正級幹涉調整到具有最佳的位相深度。
本發明的又一個目的是提供一種標記結構，該標記結構允許監測處理導致的損傷。
這個目的是在如權利要求10的前序部分所定義的、在基底上用於所述基底光學對準的標記結構中實現，其特徵在於所述標記結構包括第一周期結構和第二周期結構，第二周期結構相鄰並平行於第一周期結構，所述第一周期結構由多個第一材料的第一結構元件和多個第二材料的第二結構元件構成，所述第一和第二結構元件以重複排列的方式布置，其第一寬度比第二寬度大，第二周期結構由多個具有第三寬度的第二材料的第一結構元件和多個具有第四寬度第一材料的第二結構元件構成，所述第一和第二結構元件以重複排列的方式布置，第三寬度等於第一寬度，第四寬度等於第二寬度，以及在所述第二周期結構中的第一結構元件以某一方式鄰接在所述第一周期結構中的第一結構元設置，以使第二周期結構與第一周期結構互補。
通過包含有第一周期結構和與第一周期結構互補的第二結構的一個互補的結構，是可以使用對準系統監測是否在周期結構裡面的所述結構元件中的某一個被IC處理程度損傷，因為當在第一和第二周期結構內的第一結構元件上或者第二元件上出現損傷時，衍射圖案對第一周期結構比對第二周期結構將不同地改變。
本發明的另一個目的是提供一種標記結構，該標記結構克服由包括所述標記結構的底層的化學機械處理(CMP)處理引起的來自鍍金屬層的殘留的標記結構的清除。這個目的是在如權利要求14的前序部分所定義的標記結構中實現，其特徵在於所述標記結構出現在鍍金屬層中，其中所述第一結構元件由具有第一表面狀態的第一表面區域部分組成，所述第二結構元件由具有第二表面狀態的第二表面區域部分組成，所述第一表面區域部分與第一掩埋標記元件相關，所述第二表面區域部分與第二掩埋標記元件相關，所述第一和第二表面狀態與由所述第一掩埋標記元件和所述第二掩埋標記元件各自引起的所述鍍金屬層的形狀上的變化相關。
有利地，鍍金屬層以某一種方式沉積，以使作為底層材料的一個函數的表面狀態/形狀的差值在那個鍍金屬層中造成。表面的表面狀態/形狀的周期變化可通過對準和/或鍍層系統檢測。
本發明的一個目的是提供一種標記結構，該標記結構克服由位於這樣一個大的標記區域的鄰近區裡的裝置的特徵上的相對大的標記區域引起的結果。
這個目的是在如權利要求19的前序部分所定義的標記結構中實現，其特徵在於所述第一結構元件包括多個第一刻線和多個第一插入刻線。
有利地，構造標記結構的結構元件，每一個再被細分為多個二級元件，其具有和產品特徵尺寸相同的特徵尺寸。通過更精密地模仿產品的特徵尺寸，由尺寸引起的處理結果可被減少。
而且，本發明的一個目的是提供一種光刻投影裝置，其允許如上面所述的標記結構的應用。
再者，本發明的一個目的是提供一種在使用如上面所述的標記結構的光刻投影裝置中的基底對準的方法。


下面，參考一些附圖對本發明進行解釋，其僅僅用於說明的目的，而並不限制由附加的權利要求所定義的保護範圍。
圖1是表示依據本發明的包括至少一個標記結構的光刻投影裝置；圖2是示意性地顯示現有技術的標記結構的截面視圖，用於解釋相位深度的概念；圖3a是示意性地顯示現有技術銅鑲嵌(copper-damascene)層中的標記結構的截面視圖；圖3b是根據本發明的標記結構的第一實施例的截面視圖；圖3c是根據本發明的標記結構的第二實施例的截面視圖；圖4是示意性地顯示根據本發明的標記結構的第三實施例的截面視圖；圖5是示意性地顯示根據本發明的標記結構的第四實施例的標記結構的透視視圖；圖6是根據本發明的第五實施例的標記結構的平面視圖；圖7a是示意性地顯示進行鎢的化學機械拋光前現有技術中的充滿和未充滿鎢標記的截面視圖；圖7b；顯示根據本發明的第六實施例的二氧化矽中鎢標記結構的平面視圖和截面視圖；圖8顯示根據本發明的第七實施例的標記結構的平面視圖；圖9顯示根據本發明的第七實施例的標記的堆棧的應用；具體實施方式
圖1示意性地表示根據本發明一具體實施方案的、包括至少一個標記結構的一種光刻投影裝置1。該裝置包括
-輻射系統Ex，IL，用於提供輻射投射光束PB(例如UV輻射)。在該具體的例子中，該輻射系統包括輻射源SO；-第一目標臺(掩模臺)MT，設有用於保持掩模MA(例如光罩)的掩模保持器，並與用於將該掩模相對於物體PL精確定位的第一定位裝置(未示出)連接；第二目標臺(基底臺)WT，設有用於保持基底W(例如塗敷抗蝕劑的矽晶片)的基底保持器，並與用於將基底相對於物體PL精確定位的第二定位裝置PW連接；投射系統(「鏡頭」)PL，用於將掩模MA的輻射部分成像在基底W的靶部C(例如包括一個或多個晶片(die))上。
如上所述，該裝置是透射型的(即具有透射掩模)。但是該裝置通常也可以例如是反射型的(具有反射掩模)。或者該裝置可以採用其他類型的構圖部件，例如上述程控反射鏡陣列類型。
輻射源SO(例如汞燈或準分子雷射器)產生輻射束。該光束直接或經過如擴束器Ex的調節裝置後，再照射到照射系統(照射器)IL上。照射器IL包括調節裝置AM，用於設定光束強度分布的外和/或內徑向量(通常分別稱為σ-外和σ-內)。另外，它一般包括各種其它部件，如積分器IN和聚光器CO。按照這種方式，照射到掩模MA上的光束PB在其橫截面具有理想的均勻性和強度分布。
應該注意，圖1中的輻射源SO可以置於光刻投射裝置的殼體中(例如當源是汞燈時經常是這種情況)，但也可以遠離光刻投射裝置，其產生的輻射光束被(例如通過適當的定向反射鏡的幫助)引導至該裝置中；當光源SO是準分子雷射器時通常是後面的那種情況。本發明和權利要求包含這兩種情況。
光束PB然後與保持在掩膜臺MT上的掩模MA相交。經過掩模MA之後的光束PB通過鏡頭PL，該鏡頭將光束PB聚焦在基底W的靶部C上。在第二定位裝置PW和幹涉測量裝置IF的輔助下，基底臺WT可以精確地移動，例如在光束PB的光路中定位不同的靶部C。類似的，例如在從掩模庫中機械取出掩模MA後或在掃描期間，可以使用第一定位裝置(作用在掩模臺MT)將掩模MA相對光束PB的光路進行精確定位。一般地，用圖1中未明確顯示的長程模塊(粗略定位)和短程模塊(精確定位)，可以實現目標臺MT、WT的移動。可是，在晶片分檔器的情況下(與步進式掃描裝置的情況相對)，掩膜臺MT可僅與短衝程執行裝置連接，或者固定。使用掩模對準標記M1、M2和基底對準標記P1、P2可將掩模MA和基底W對準。
所示的裝置可以按照二種不同模式使用1.在步進模式中，掩模臺MT基本保持不動，整個掩模圖像被一次投射(即單「閃」)到靶部C上。然後基底臺WT沿Y和/或Y方向移動，以使不同的靶部C能夠由光束PB照射。
2.在掃描模式中，基本為相同的情況，但是所給的靶部C沒有暴露在單「閃」中。取而代之的是，掩模臺MT沿給定的方向(所謂的「掃描方向」，例如Y方向)可以速度v移動，以使投射光束PB掃描整個掩模圖像；同時，基底臺WT沿相同或者相反的方向以速度V＝Mv同時移動，其中M是鏡頭PL的放大率(通常M＝1/4或1/5)。在這種方式中，可以曝光相當大的靶部C，而沒有犧牲解析度。
典型的幹涉計測量裝置包括光源比如雷射器(未示出)，一個或多個幹涉儀，用於測定關於測量目標比如基底或平臺的一些信息(即位置、對準等)。例如圖1中示意性地表示了一個幹涉儀IF。光源(雷射器)產生計量光束MB，該光束通過一個或多個光束處理器發送到幹涉儀IF。倘若有多於一個的幹涉儀，利用可將計量光束分成不同的獨立光束測量光束給每個幹涉儀的光學裝置，使它們之間共享計量光束。
基底對準系統MS，用於用掩模臺MT上的掩模MA對基底保持臺WT上的基底的對準，示意性地顯示在接近於基底臺WT的有代表性的位置處，並由至少一個產生瞄準基底上的標記結構的光束的光源和至少一個檢測來自那些標記結構的光學信號的傳感裝置組成。注意，基底對準系統MS的位置依設計條件而定，該設計條件可隨光刻投影裝置的實際類型變化。標記結構可以是例如基底對準標記P1、P2。
圖2是示意性地顯示現有技術的標記結構的截面視圖，用於解釋位相深度的概念。
典型的光學標記構件包括具有周期P的光柵50，適于波長λ的入射光的衍射。當前文中的術語「光」並不僅局限於可見光譜範圍內的波長，也包括波長比可見光的波長更長或者更短的光。可以理解要適於可見光譜範圍內的光的衍射並不是必須要求周期為P的，用適合於較短或者較長的波長的周期P也可以實現本發明。
光柵包括一系列具有插入刻槽102的刻線100組成。刻槽102相距刻線100的上表面的深度為dt。光柵的周期P由線寬PI和槽寬PII構成。
圖2中，照射光束λ沿基本上垂直於基底的表面的方向照射。或者，使用非垂直的傾斜的照射光束。
現有技術的標記光柵是所謂的位相光柵。通過兩束衍射光束示意性地顯示了衍射圖案，每束衍射光束具有一個相對於表面的衍射角θ。
在衍射圖案中，強度最大和最小的位置由光柵的周期控制。當照射光的波長λ在可見光範圍內，為獲得適於對準目的的衍射圖案，周期P一般是16μm。通常線寬PI和槽寬PII各是8μm。
為了從光柵50獲得充足的衍射光和已定義好的衍射最大和最小的角度分布(衍射圖案)，光柵50必需包含通過入射光照射的線100和槽102的最小數量。現有技術中一個標記在照射區域中包括至少10個槽。
另外，衍射光的強度由刻槽102距刻線100的上表面的深度dt決定。在衍射光一定的方向上，為獲得在該方向的這些光線間的與周期P無關的正幹涉，在刻線100的上表面散射的光線和在刻槽102的底部散射的光線必須有一定的位相關係。刻槽102距刻線100的上表面的深度dt必定是可產生正幹涉的。如果幹涉是負的，將發生信號消減作為位相深度條件這是已知的。
在位相光柵50中，衍射圖案中的幹涉大致如以下推出在角度θ下，第一組光子在刻線100的上表面反射，而第二組光子在刻槽102的底面反射。為了測定是否在一用衍射角θ表示的給定方向上會出現強度最大和最小，在波前PF處，從刻線的上表面的和從刻槽的底面產生的光子的位相差本質上必須是相應的為零或者半波長。
對於半導體晶片上的光學標記結構來說，在形成集成電路的半導體晶片的處理步驟中，所述結構可能被曝光以產生不同的變形。由於這些變形，位相深度dt可在製造過程中改變。
圖3a示意性地顯示現有技術中的標記結構的截面視圖。圖3a中所示的基底層SL上的光學標記結構OM應用在銅基微電子裝置的IC處理後段(BEOL)。這樣的裝置常見的通過所謂的銅鑲嵌處理技術生產，其中將銅結構鑲嵌在(光學透明)絕緣材料中，看作為「浮雕標記」。光學標記50包括多個銅線元件104並鑲嵌在絕緣材料中，其中將絕緣材料製成為多個線元件106。一般地，如本領域熟練的人員所知，絕緣材料可由不同的分離的絕緣層疊層構成。按推理，因絕緣疊層中不同的分離的絕緣層的厚度的變化，使標記50的位相深度dt定義不清楚。而且，這種變化出可跨越一個晶片或一個晶片存在。因此，在最壞的情況，如包含在衍射圖案中的用於通過對準工具檢測的標記的信號太弱。在IC處理時，這可導致標記廢棄或甚至晶片廢棄。
圖3b是根據本發明的標記結構的第一實施例的截面視圖。
避免因不合適的位相深度引起衰減的一個方法在圖3b中所示。圖3b中，帶相同參數的結構可參考圖3a中所示的相同結構。在浮雕標記50下的半導體基底(或一般為不透明層)SL的區域中，在工序前段(FEOL)程序中創建凹槽R1。這個凹槽增加位相深度，因而減少來自表面平面和基底或不透明層的平面的散射光間產生負幹涉的可能性。
如圖3b所示，僅在由浮雕標記50覆蓋的區域的一部分之下形成凹槽，這種情況下存在兩個不同的位相深度，其中的一個可產生有足夠的強度的較好的可利用的衍射信號。
圖3c顯示根據本發明的標記結構的第二實施例的截面視圖。
在第二實施例中，在FEOL處理期間，將凹槽區域定義為僅在標記50的一部分的下面。如圖3c右邊所示，凹槽R2僅形成在標記50的透明部分的下面。在圖3c的左邊，凹槽區域R3僅形成在標記50的不透明部分的下面。再次，存在兩個不同的位相深度，其中的每個都可產生有足夠的強度的較好的可利用的衍射信號。
注意這樣的凹槽區域R2、R3可分別用正或負曝光、通過標記的掩模和適當的光刻處理構成。
圖3b或3c中所示的凹槽的區域最好為位相深度增加200～300nm。
圖4示意性地顯示根據本發明的標記結構的第三實施例的截面視圖。
現有技術的另一個缺點是因標記與作為標記下面的層函數的標記特徵相關性引起的。已知因不同層的不同的光學特徵，正如在半導體裝置中所發現的，標記的對比度可以變化，這導致作為下面的層的函數的衍射強度的變化，也即，作為底層的函數的位相深度激烈的變化。
本發明的第三實施例中，在第一排列次序中，也即，第一結構元件和第二結構元件的給定的周期重複中，相位深度通過在第一金屬層(通過曝光和處理)中定義的第一光學標記OM1更好的控制。接著，在疊加在第一金屬層上的、有至少一個中間絕緣層IDL的第二金屬層中，用相同的第一排列次序但和第一標記相反的次序的第二光學標記OM2被定義(已曝光和處理)。相反的層次表示第二光學標記OM2包含和第一光學標記OM1相同的周期的重複，但第一結構元件和第二結構元件的位置相對於第一標記OM1相互交換。
通過控制中間的絕緣層IDL，可控制位相深度即，選擇能產生有足夠強度的衍射信號的位相深度值。而且，通過堆積光學標記可強烈地減少在晶片的劃線裡面的標記佔據的空間。
注意IDL的厚度常常由IC處理參數決定。如果堆積的標記間的IDL的厚度意外地與對基底對準系統中使用的一個波長引起負幹涉的位相深度相一致，則可以使用第二波長。
圖5是示意性地顯示根據本發明的標記結構的第四實施例的標記結構的透視視圖。
在IC製造中不同的處理步驟可不利地影響對準標記的形狀。例如，光學標記結構中的刻線的區塊形狀可因CMP步驟變化。由於CMP處理，刻線的橫截面變得不對稱拋光僅圍繞上部邊緣中的一邊，基本上是由(局部的)拋光方向引起。
由於形狀的影響，通過這些修改過的標記(僅繞一個邊緣)的對準包括一個誤差，它是這樣產生的標記的已修改過的形狀導致所產生的衍射圖案的變化。典型地，標記的形狀的改變導致由光學標記結構產生的衍射峰值的位置相對於原來的標記形狀的峰值的位置移動。現有技術不可能在標記的真正的未對準或者標記形狀的改變之間辨別，因為這兩種情況都會引起衍射圖案和/或圖案中峰值的位置的改變。
根據第四實施例，光學標記結構可以能夠檢測圖案的移動是否是因為標記的未對準或者是因為IC處理導致的標記的變形。
光學標記包括在第一部分中的第一周期性結構PS1，和在第二部分中的第二周期性結構PS2。第一和第二周期性結構PS1、PS2以各自的周期彼此相鄰地沿一個方向平行轉換。
第一周期性結構PS1與PS2周期相同，但它的結構元件的次序與第二周期性結構PS2的互補。第一周期性結構PS1包括多個具有第一寬度w1的第一材料的第一結構元件SE1，和多個具有第二寬度w2的第二材料的第二結構元件SE2，它們周期性地布置。
第二周期性結構PS2包括多個具有第三寬度w3的第二材料的第三結構元件SE3，和多個具有第二寬度w4的第一材料的第四結構元件SE4，它們周期性地布置。因PS1和PS2互補，第一寬度w1等於第三寬度w3時，第一結構元件SE1與第三結構元件SE3鄰接，第二寬度w2等於第四寬度w4時，第二結構元件SE2與第四結構元件SE4鄰接。另外，周期性結構PS1和PS2都是不對稱的第一和第二寬度互不相同。
作為一個例子，光學標記可以安裝一銅鑲嵌結構，用銅作第一材料，用絕緣體作第二材料；銅和絕緣體的周期性變化可使標記結構作為一個衍射光柵。因此，例如SE1和SE4由銅構成，SE2和SE3由絕緣體構成。SE1的寬度w1等於SE3的寬度w3，SE2的寬度w2等於SE4的寬度w4。
而且已注意到在金屬-半導體結構或金屬-絕緣體結構也可包含這樣的標記。這種互補的光學標記結構也由在半導體基底中蝕刻且彼此鄰接的兩個互補的幾何光柵(即，刻線和刻槽)形成。
如本領域熟練的人所知，在測量中標記結構中的互補的特徵的使用導致產生一個(0級)固定信號。若周期性結構PS1和PS2完全互補，則自第一周期性結構PS1來的第一信號將與自第二周期性結構PS2來的第二信號互補。第一和第二信號彼此相消，作為傳感器測量的第一和第二信號的合成信號將完全為0級。
如上所述，由於加工處理影響結構，因兩個結構的不對稱性的不同，第一周期性結構PS1以與第二周期性結構PS2以不同的方式變化。第一周期性結構PS1中的金屬線SE具有寬度w1，與第二周期性結構PS2中的金屬線SE4的寬度w4不相同。由於在相應的結構PS1和PS2中的金屬線和絕緣體線的寬度方面的不同，相應的線的形狀的變化將是不同的。
由於兩個結構的這種不同的變形，來自PS1的第一信號不再與來自PS2的第二信號互補。結果，在測量時互補光柵不再顯示0級，相反將測量一個非0信號。
自互補光學結構來的這種信號的存在，表示標記上的相關處理的影響。因此，有相似周期的其它標記上的處理導致的影響的存在和這些影響的偏差將通過互補光學標記結構監測到。
圖6是根據本發明的第五實施例的標記結構的平面視圖。
在確定的IC鍍金屬處理中，由於表面其它的開槽形貌，已掩埋的標記(即在鍍金屬層下面的光學標記結構)仍然是可檢測的。在那樣的情況下，在相應的已被抬高的鍍金屬層的表面或低處的區域中，標記的幾何形狀也即刻線和刻槽仍是可見的。
但是，在IC處理中，對W的觸點和通路進行作為平面化技術的化學機械拋光(CMP)，通過CMP頂表面變平，蝕去任何殘留的形貌。在這種情況中，不可能使用殘留標記結構進行對準。
在本發明的第五實施例中，標記結構在鍍鋁金屬層中形成，作為振幅標記結構。圖6表示在BEOL處理中形成的一個疊加組在刻槽中形成W觸點。通過CMP平坦化W觸點和絕緣體氧化物的表面。在已平坦化的表面沉積鈦(Ti)粘附層。接著，通過熱金屬沉積處理沉積鋁(Al)層。最後沉積鈦/氮化鈦(Ti/TiN)的密封層。圖6中表明了各個層的厚度的一些有代表性的值。
鍍金屬層包括熱金屬處理(通過物理蒸發沉積，在UHV條件下常見的大約350℃)。由於在覆蓋W和覆蓋二氧化矽的鈦(Ti)粘附層上的鋁的不同的顆粒生長，基於基層材料的鋁層中形成不同的表面狀態。在W觸點或插頭上面，表面具有第一表面狀態ST2，在氧化物上，表面具有第二表面狀態ST1。
或者，鈦(Ti)層依據基層材料有不同的紋理。在熱金屬沉積處理中對於覆蓋W的區域和覆蓋二氧化矽的區域裝態不同，該紋理會影響沉積的鋁(Al)的晶核和顆粒生長。表面狀態的不同涉及基於基層材料而定的鍍金屬層的形態即紋理和/或顆粒大小。或者，在二氧化矽上的Al或W上的Al的不同的晶核和顆粒生長也由基層材料的熱物理特性的不同引起，因為鈦(Ti)層相對薄些。
在另一情況下，由於任何物理-化學原因，表面狀態的局部差別可通過對準-和/或重疊-傳感器系統作為標記結構檢測。
注意，這樣形態的標記結構並不局限於圖6所述的具體的結構。鍍金屬層也表示因一些形成周期結構的其它的基層材料(由CMP處理的)引起的表面狀態的周期變化。
現有技術中，包含充滿鎢的刻槽的半導體基底上的標記，受去除鎢和平坦化基底表面的CMP處理的影響。因W-VCD和CMP的結合，鎢結構或充滿或未充滿。填充的程度與由標記產生的光學信號的位相深度相關，就是說，存在兩個離散的位相深度水平。
由於完全地填充到結構的頂部，相對於充滿鎢結構的一級是淺的，有小的位相深度。
相對於未充滿鎢結構的其它級是相對深的，有大的位相深度。
已充滿的標記的小的位相深度是不理想的，因為由小的位相深度引起的對準誤差相當的大。大的位相深度也不能保證對準誤差減少位相深度可能使光學信號產生衰減。
圖7a顯示在W-CMP前，現有技術中的充滿和未充滿鎢的標記的截面視圖。
在二氧化矽層內蝕刻的刻槽中，鎢以覆蓋模式通過CVD處理沉積。圖7a說明刻槽的寬度控制共形的生長的鎢層是以「充滿」還是「未充滿」的模式填充刻槽。
在用共形的生長特性的W-CDV中，窄的刻槽將變成「充滿」刻槽，而寬的刻槽將變成「未充滿」。
刻槽的底部可由勢壘層覆蓋。
接下來，進行CMP處理以平坦化所述結構。在這種方式中，形成具有同二氧化矽表面的完全水平的表面金屬(W)結構。結果，「充滿」結構的位相深度完全為0。「未充滿」金屬結構包括同二氧化矽表面完全水平的部分(即側壁)和表面正好低於二氧化矽表面平面的中心部分。在CMP之後，中心W部分有相對於二氧化矽表面平面的一個給定的位相深度。
如本領域熟練的人所知，對一給定的位相深度和對具有給定的處理參數的鎢沉積過程(即形成具有一給定厚度的共形的W層)，刻槽的寬度決定鎢刻線是否填充或者未填充。因此，位相深度將包括作為刻槽的函數的兩個離散的水平面。再者，由於對鎢和二氧化矽的CMP不同的阻抗，CMP處理不能非常精確的控制。
正如上面所提到的，在包含未充滿金屬的標記刻線的標記結構中，金屬刻線的中心部分的深度可能是這樣的，即位相深度完全是0在位相深度上不能獲得任何控制。
圖7b表示根據本發明的第六實施例的二氧化矽中鎢標記結構的平面視圖(TOP)和截面視圖(SIDE)。
在本發明第六實施例中，光學標記結構包括在二氧化矽刻線中的鎢次小片。
因為次小片，在二氧化矽刻線中形成多個次刻槽，其次刻槽的長度方向沿平行於標記結構的周期P的方向延長。因為多個次刻槽沿對準程序過程中所謂的非掃描方向的方向周期地布置，在沿P次方向上，次刻槽的周期性布置的光學影響不能通過基底對準系統檢測。由次刻槽(的周期性)產生的可能的衍射信號直接沿垂直於實際的標記結構即，(鎢刻槽和二氧化矽刻線的重複)的衍射信號的方向的方向，所以這種可能的信號不能通過基底對準系統檢測。
再次，在第六實施例中，通過鎢CVD處理將刻槽和次刻槽用鎢填充。接著，進行CMP處理以平坦化上述結構。由於在次刻槽中鎢的存在，CMP處理在較好的控制中。通過使用次刻槽，具有對CMP具體的阻抗的包含已充滿鎢結構的標記結構的區域相對擴大(鎢比氧化物對CMP有更多阻抗)。這允許已充滿的刻槽用更高的精度拋光到一給定的高度。通過更好的控制已充滿的刻槽的拋光高度相對於未充滿的結構的較低的部分的水平面，可以控制位相深度。已充滿鎢結構的上平面的高度相對於未充滿區域中鎢的較低的水平面可進行修改以獲得一個理想的位相深度。通過改變二氧化矽刻線中次刻槽(和它們的數量)之間的間隔來修改以改變已充滿W結構的相關區域。
次刻槽的寬度是共形的鎢層的厚度的兩倍(其因此導致完全充滿的次刻槽具有0位相深度)。
在IC處理上，光學標記結構的影響導致不理想的副效應，因為光學標記本身比集成電路中的特徵尺寸大。現有技術中，標記的最小特徵尺寸是1μm數量級。在當前的微電子裝置中，典型的最小特徵尺寸大約是100nm(視乎裝置年代)。因為標記常常由作為裝置(的部分)的相同材料組成，在給定的處理步驟中，在裝置的鄰近區中原來尺寸的附加的標記區域的存在影響對該裝置的局部處理速度。例如，由於一些運動的限制，或者由於晶片溫度的局部偏差，等等，在相應的離子蝕刻處理或者化學沉積處理中，通過大標記區域的存在影響化學反應。由於由標記區域引起的一些機械的限制(即對CMP較高或者較低的電阻)，通過大標記區域的存在影響化學機械拋光處理。
因而，在標記和裝置特徵之間的尺寸差可導致對靠近標記的裝置的處理步驟的修改。由於處理的改變，裝置特徵的變化會跨過一個晶片和/或晶片出現。
從IC製造的視點出發來看，標記的結構元件的尺寸的改變，它使它們相應的更接近裝置中的標準尺寸，可以克服IC處理中的尺寸相關性的問題。而且，「刻線」和「刻槽」寬度的改變也改變標記的周期。這將不利地要求用主要的精力去設計對準-和/或覆蓋-傳感器系統以適合一個新的標記周期。
而且，因為對準系統使用線性偏振雷射，產生於這種修改的標記結構的相互作用的偏振化效應可能不利地導致這種對準系統中強烈地減少信號強度。
為克服IC處理的尺寸相關性，發明者認為現有技術中的光學標記結構要求以這樣一種方式分成多部分，即標準裝置特徵更好的被模仿，而由修改的標記結構產生的衍射圖案保持同現有技術中未修改的標記結構的相同。對準系統也以這種方式布置以使偏振化效應引起所測量的信號的可利用的信號強度。
圖8顯示根據本發明的第七實施例的標記結構的平面視圖。
在本發明第七實施例中，第一結構元件被次分成沿第一方向D1有多個第一刻線L1，每個第一刻線L1有一個和裝置的標準尺寸相應的寬度。在第一刻線之間插入不同的材料的刻線。第一刻線和插入刻線的寬度是這樣的，即用可模仿的標準特徵尺寸密集裝置結構。
此外，位於第一結構元件之間的第二結構元件被次分成沿第二方向D2有多個第二刻線L2，在第二刻線之間是不同的材料的插入刻線。再者，每個第二L1和插入刻線有一個和具有對於裝置的標準的特徵尺寸的密集裝置相應的寬度。
第二方向D2垂直於第一方向D1。
典型地，第一刻線L1和第二刻線L2的材料是相同的，例如金屬，而在第一刻線L1之間和第二刻線L2之間的材料可以是絕緣體或者半導體。
在次小片中，保持標記結構的原周期P以允許現有技術中的對準傳感器的應用。
進一步注意第一刻線L1的寬度可以等於或者不等於第二刻線L2的寬度。
對準系統使用具有第一線偏振E1的第一雷射束和具有第二線偏振E2的第二雷射束。第一雷射束的波長不同於第二雷射束的波長。例如，第一雷射束由紅光組成，第二雷射束由綠光組成。
第一線偏振方向E1垂直於第二線偏振方向E2。此外，第一線偏振E1是以這樣的方式布置，即使標記刻線中的刻線部分L1允許第一極化的光束的進一步傳播，以便形成際記結構的衍射圖案。相似地，第二線偏振E2是以這樣的方式布置，即使中間標記元件中的刻線部分L2允許第二極化的光束的進一步傳播以便形成標記結構的衍射圖案。
圖9顯示根據本發明的第七實施例的標記的疊加的應用。第七實施例的結構的另一優點是至少這種標記的兩個被堆疊在彼此的上面，不會引起它們之間的任何幹涉。通過按層順序堆積標記結構，在刻線中的標記所需的階段將有效地減少。在圖9的例子中在這個堆疊中，相對於第一標記OM1，第二標記OM2轉變成周期P的一半，「刻線」的寬度等於「刻槽」的寬度。由於彼此垂直的「刻槽」和「刻線」的分段，偏振影響禁止在較高和較低的標記結構之間串擾。當使用偏振方向互相垂直的第一和第二雷射束時，較低的標記結構看起來被較上面的標記覆蓋對準系統僅僅檢測較上面的標記結構。
權利要求
1.在基底上用於所述基底光學對準的標記結構，所述標記結構包括多個第一結構元件和多個第二結構元件，在使用所述標記結構中，用於提供所述的光學對準，根據-設置直接照射在所述標記結構上的至少一個光束，-用傳感器檢測來自所述標記結構上的光線，-由所述被檢測的光確定對準信息，所述對準信息包括與所述基底到所述傳感器的位置相關的信息；所述標記結構的更多的特徵在於所述第一結構元件有第一高度(level)的第一反射面，所述第二結構元件是完全非反射的，第二反射面位於第二較低高度上，在所述第一和第二反射面間的隔離度用於確定所述被檢測的光線的位相深度狀態，其中，在所述第二反射面上給出一凹槽(R1；R2；R3)以便調整所述位相狀態。
2.根據權利要求1所述的標記結構，其中所述第一和所述第二結構元件排列形成一個衍射光柵，所述第一結構元件為所述光柵的刻線(104)，所述第二結構元件為所述光柵的間隔(106)。
3.根據權利要求1或2所述的標記結構，其中所述第一結構元件由金屬構成。
4.根據權利要求1-3中任一個所述的標記結構，其中所述第二結構元件包括絕緣體。
5.根據前述權利要求中任一個所述的標記結構，其中在所述標記結構的一部分的下面給出所述凹槽。
6.根據前述權利要求中任一個所述的標記結構，其中所述凹槽(R2)構成一個局部的凹槽，所述局部的凹槽完全位於每個所述第二結構元件的下面。
7.根據權利要求1-6中任一個所述的標記結構，其中所述凹槽(R3)構成一個局部的凹槽，所述局部的凹槽完全位於每個所述第一結構元件的下面。
8.根據權利要求2-7中任一個所述的標記結構，其中所述金屬是銅。
9.在基底上用於所述基底光學對準的標記結構，所述標記結構包括多個第一結構元件和多個第二結構元件，在使用所述標記結構中，用於提供所述的光學對準，根據-設置直接照射在所述標記結構上的至少一個光束，-用傳感器檢測來自所述標記結構上的光線，-由所述被檢測的光確定對準信息，所述對準信息包括與所述基底到所述傳感器的位置相關的信息；所述標記結構的更多的特徵在於所述第一結構元件有第一高度(level)的第一反射面OM2，所述第二結構元件是完全非反射的，第二反射面OM1位於第二較低高度上，在所述第一和第二反射面間的隔離度用於確定所述被檢測的光線的位相深度狀態，其中，所述第二反射面包括位於不透光層上面的多個附加的結構元件。
10.根據權利要求9所述的標記結構，其中所述第一和第二結構排列形成一個第一衍射光柵，所述第一結構元件為所述光柵的刻線，所述第二結構元件為所述光柵的間隔，所述附加的結構元件設置成為第二衍射光柵的刻線，第二衍射光柵的明暗完全是第一衍射光柵的明暗的反轉。
11.在基底上用於所述基底光學對準的標記結構，所述標記結構包括多個第一結構元件和多個第二結構元件，所述第二結構元件與第一結構元件以一個第一結構元件相鄰一個第二結構元件的重複排列的方式布置，所述結構元件在所述重複排列的一個排列方向上具有一個周期，所述第一結構元件具有在所述排列方向上的第一寬度，所述第二結構元件具有在所述排列方向上的第二寬度，所述第一和第二結構元件在垂直於所述排列方向的長度方向上延伸，在使用所述標記結構中，用於提供所述的光學對準，根據-設置直接照射在所述標記結構上的至少一個光束，-用傳感器接收由所述標記結構衍射的衍射光線，用於所述圖案的測量，-由所述測量確定對準信息，所述對準信息包括與所述基底到所述傳感器的位置相關的信息；所述標記結構的更多的特徵在於所述標記結構包括第一周期結構(PS1)和第二周期結構(PS2)，所述第二周期結構(PS2)與第一周期結構(PS1)平行鄰接，所述第一周期結構(PS1)由多個第一材料的第一結構元件(SE1)和多個第二材料的第二結構元件(SE2)構成，所述第一和第二結構元件以重複排列的方式布置，其所述第一寬度(w1)比所述第二寬度(w2)大，所述第二周期結構(PS2)由多個具有第三寬度(w3)的所述第二材料的所述第一結構元件(SE3)和多個具有第四寬度(w4)的所述第一材料的所述第二結構元件(SE4)構成，所述第一和第二結構元件以重複排列的方式布置，所述第三寬度(w3)等於所述第一寬度(w1)，所述第四寬度(w4)等於所述第二寬度(w2)，以及在所述第二周期結構(PS2)中的所述第一結構元件(SE3)以某一方式鄰接在所述第一周期結構(PS1)中的所述第一結構元件(SE1)設置，以使所述第二周期結構與所述第一周期結構互補。
12.在基底上用於所述基底光學對準的標記結構，所述標記結構包括多個第一結構元件和多個第二結構元件，在使用所述標記結構中，用於提供所述的光學對準，根據-設置直接照射在所述標記結構上的至少一個光束，-用傳感器檢測從所述標記結構上接收到的光線，-由所述被檢測的光確定對準信息，所述對準信息包括與所述基底到所述傳感器的位置相關的信息；所述標記結構的更多的特徵在於所述第一結構元件由第一材料形成，所述第二結構元件由第二材料形成，在使用中，以互補的形態布置的所述結構元件，使在不存在對所述結構元件的不對稱損傷中，用傳感器檢測第一信號，在存在對所述結構元件的不對稱損傷中，用傳感器檢測第二信號。
13.根據權利要求12所述的標記結構，其中所述第一信號為0或最小強度，所述第二信號為一個較大的強度。
14.根據權利要求11-13中任一個所述的標記結構，其中所述第一材料為導體材料，所述第二材料為半導體或者絕緣體材料。
15.根據權利要求14所述的標記結構，其中所述第一材料是銅，所述第二材料是絕緣體材料。
16.在基底上用於所述基底光學對準的標記結構，所述標記結構包括多個第一結構元件和多個第二結構元件，在使用所述標記結構中，用於提供所述的光學對準，根據-設置直接照射在所述標記結構上的至少一個光束，-用傳感器檢測從所述標記結構上接收到的光線，-由所述被檢測的光確定對準信息，所述對準信息包括與所述基底到所述傳感器的位置相關的信息；所述標記結構的更多的特徵在於所述標記結構設置在鍍金屬層中，其中所述第一結構元件由具有第一表面狀態(ST1)的第一表面區部分組成，所述第二結構元件由具有第二表面狀態(ST2)的第二表面區域部分組成，所述第一表面區域部分與第一掩埋標記元件相關，所述第二表面區域部分與第二掩埋標記元件相關，所述第一和第二表面狀態(ST1，ST2)與由所述第一掩埋標記元件和所述第二掩埋標記元件各自引起的所述鍍金屬層的形狀上的變化相關。
17.根據權利要求16所述的標記結構，其中所述第一和所述第二結構元件排列形成一個衍射光柵，所述第一結構元件為所述光柵的刻線，所述第二結構元件為所述光柵的間隔。
18.根據權利要求16或17所述的標記結構，其中所述鍍金屬層包括在鍍金屬處理程序中由熱金屬沉積方法沉積的金屬層。
19.根據權利要求16-18中任一個所述的標記結構，其中所述鍍金屬層包含一鋁層。
20.根據權利要求18所述的標記結構，其中所述鍍金屬處理程序進一步包括鈦粘合層沉積，鈦/氮化鈦密封層沉積和鈍化層沉積中的至少一個。
21.在基底上用於所述基底光學對準的標記結構，所述標記結構包括多個第一結構元件和多個第二結構元件，在使用所述標記結構中，用於提供所述的光學對準，根據-設置直接照射在所述標記結構上的至少一個光束，-用傳感器檢測從所述標記結構上接收到的光線，-由所述被檢測的光確定對準信息，所述對準信息包括與所述基底到所述傳感器的位置相關的信息；所述標記結構的更多的特徵在於所述標記結構設置在鍍金屬層中，其中所述第一結構元件包括多個第一刻線和多個第一插入刻線。
22.根據權利要求21所述的標記結構，其中所述第一和所述第二結構元件排列形成一個衍射光柵。
23.根據權利要求21或22所述的標記結構，其中所述第一刻線由第一材料構成，所述第一插入刻線由第二材料構成。
24.根據權利要求21-23中任一個所述的標記結構，其中第一材料對化學機械拋光有第一阻抗，所述第二材料對化學機械拋光有第二阻抗，所述第一阻抗不同於所述第二阻抗。
25.根據權利要求22或從屬於它的任何權利要求所述的標記結構，其中所述多個第一插入刻線形成一個周期結構。
26.根據權利要求25所述的標記結構，其中所述周期結構在垂直於衍射光柵的周期方向的方向上充分地延伸。
27.根據權利要求25所述的標記結構，其中所述周期結構在平行於衍射光柵的周期方向的方向上充分地延伸。
28.根據權利要求26或27所述的標記結構，其中所述第二結構元件包括多個第二刻線和多個第二插入刻線，所述多個第二插入刻線在垂直於由多個第一插入刻線形成的周期結構的方向的方向上充分地形成另一個周期結構。
29.根據權利要求21-28中任一個所述的標記結構，其中所述第一刻線和所述第一插入刻線具有與創建在所述基底上的產品裝置的標準尺寸相等的尺寸。
30.根據權利要求29所述的標記結構，其中所述第二刻線和所述第二插入刻線具有與創建在所述基底上的產品裝置的標準尺寸相等的尺寸。
31.一種用於對權利要求18-25中任一個標記結構對準的對準方法，所述方法包括-提供直接照射在所述標記結構上的至少一個光束，-用傳感器檢測從所述標記結構上接收到的光線，-由所述被檢測的光確定對準信息，所述對準信息包括與所述基底到所述傳感器的位置相關的信息；其中，至少一個光束具有線性偏振(E2)，沿垂直於由多個第一插入刻線形成的周期結構的方向充分地延伸，或者所述傳感器有一個偏振濾光器，該濾光器允許有上述線性偏振(E2)的光的傳輸。
32.一種用於對權利要求18-25中任一個標記結構對準的對準方法，所述方法包括-提供直接照射在所述標記結構上的至少一個光束，-用傳感器檢測從所述標記結構上接收到的光線，-由所述被檢測的光確定對準信息，所述對準信息包括與所述基底到所述傳感器的位置相關的信息；其中，至少一個光束具有線性偏振(E1)，沿平行於由多個第一插入刻線形成的周期結構的方向充分地延伸，或者所述傳感器有一個偏振濾光器，該濾光器允許有上述線性偏振(E1)的光的傳輸。
33.根據權利要求31和32所述的對準方法，其中將兩束光直接照射在所述標記結構上，所述光束有完全正交的線性偏振(E1，E2)，且將它們分開接收。
34.一種用於微電子裝置的基底，包括前述權利要求1-33中任一個的標記結構中的至少一個。
35.一種光刻投影裝置，包括-用於提供輻射投射光束的輻射系統；-用於支撐構圖部件的支撐結構，所述構圖部件用於根據理想的圖案對投射光束進行構圖；-用於保持基底的基底保持臺(WS)；-用於將帶圖案的光束投射到基底的靶部上的投射系統；-用於檢測所述基底相對於所述構圖部件位置的位置的基底對準系統(MS)；-所述基底包括前述權利要求1-33中任一個的標記結構中的至少一個。
36.一種光刻投影裝置中的基底對準的方法，所述光刻投影裝置包括-用於提供輻射投射光束的輻射系統；-用於支撐構圖部件的支撐結構，所述構圖部件用於根據理想的圖案對投射光束進行構圖；-用於保持基底的基底保持臺(WS)；-用於將帶圖案的光束投射到基底的靶部上的投射系統；-用於檢測所述基底相對於所述構圖部件位置的位置的基底對準系統(MS)；所述方法包括-提供直接照射在權利要求1-33中任一個所述的標記結構上的至少一個光束；-用傳感器檢測從所述標記結構上接收到的光線，-由所述測量確定對準信息，所述對準信息包括與所述基底到所述傳感器的位置相關的信息。
全文摘要
在基底上用於所述基底光學對準的標記結構，所述標記結構包括多個第一結構元件和多個第二結構元件，在使用所述標記結構中，用於提供所述的光學對準，根據設置直接照射在所述標記結構上的至少一個光束，用傳感器檢測從所述標記結構上接收到的光線，由所述被檢測的光確定對準信息，所述對準信息包括與所述基底到所述傳感器的位置相關的信息。
文檔編號H01L21/3205GK1534387SQ03164840
公開日2004年10月6日 申請日期2003年9月19日 優先權日2002年9月20日
發明者R·J·F·范哈倫, P·C·欣南, S·拉巴哈多爾辛, E·C·莫斯, H·梅亙斯, M·范德沙爾, J·休布雷格塞, R J F 範哈倫, ㄋ, 凸 嘍 , 律扯, 欣南, 祭贅袢, 莫斯 申請人:Asml荷蘭有限公司