(57)【要約】【課題】順に繰り返して配置されたライン要素及びトレンチ要素を含むマーカ構造を製作する方法を提供すること。【解決手段】この方法は、トレンチ要素に二酸化シリコンを充填し、マーカ構造を平坦化するステップを含む。半導体表面上で犠牲酸化物層を成長させ、ライン要素の第１サブセットを、ドーパント種を含むイオン注入ビームに露出させて、この第１サブセットをドープし、そのエッチング速度を変化させる。この基板をアニールしてドーパント種を活性化させ、半導体表面をエッチングして犠牲酸化物層を取り除き、第１サブセットを第１レベルの高さにし、第１サブセットが、第１サブセットと異なるマーカ構造表面部分の第２レベルと異なる第１レベルを有するようにトポロジーを生成する。【選択図】図９
2006019738.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の半導体表面上にマーカ構造を製作する方法であって、前記マーカ構造は、ライン要素及びトレンチ要素を含み、前記ライン要素及びトレンチ要素は、前記マーカ構造内で順に繰り返して配置され、前記方法は、
前記トレンチ要素に二酸化シリコンを充填し、前記マーカ構造を平坦化するステップと、
前記半導体表面上で犠牲酸化物層を成長させるステップと、
前記ライン要素の少なくとも第１サブセットを、少なくとも第１イオン注入ビームに露出させて、少なくとも前記第１サブセットのライン要素をドープし、少なくとも前記第１サブセットのライン要素のエッチング速度を変化させるステップとを含み、前記第１イオン注入ビームは、第１ドーパント種を含み、第１イオン注入ビーム特性を有し、前記方法はさらに、
前記基板をアニールして、少なくとも前記第１サブセットのライン要素内の前記第１ドーパント種を活性化させるステップと、
前記半導体表面をエッチングして前記犠牲酸化物層を取り除き、前記第１サブセットのライン要素が、前記第１サブセットのライン要素と異なる前記マーカ構造表面部分の第２レベルと異なる第１レベルを有するように、トポロジーを生成するステップとを含む、方法。
【請求項２】
前記第１サブセットのライン要素の前記第１レベルは、前記第２レベルの下にある、請求項１に記載のマーカ構造を製作する方法。
【請求項３】
前記第１サブセットのライン要素の前記第１レベルは、前記第２レベルの上にある、請求項１に記載のマーカ構造を製作する方法。
【請求項４】
前記方法は、前記ライン要素の第２サブセットを、少なくとも第２イオン注入ビームに露出させて、前記第２サブセットのライン要素をドープするステップを含み、前記第２イオン注入ビームは、第２ドーパント種を含み、第２イオン注入ビーム特性を有し、
前記エッチング・ステップは、前記第２サブセットのライン要素が、前記第１及び第２のレベルと異なる第３レベルを有するように、トポロジーを生成するステップを含む、請求項１に記載のマーカ構造を製作する方法。
【請求項５】
前記第１ドーパント種は、ヒ素、リン、アンチモン、及びホウ素の１つを含む、請求項１に記載のマーカ構造を製作する方法。
【請求項６】
前記第２ドーパント種は、ヒ素、リン、アンチモン、及びホウ素の１つを含む、請求項１に記載のマーカ構造を製作する方法。
【請求項７】
前記第１ドーパント種は、前記第２ドーパント種と異なる、請求項１に記載のマーカ構造を製作する方法。
【請求項８】
前記第１イオン・ビーム特性は、前記第２イオン・ビーム特性と異なる、請求項１に記載のマーカ構造を製作する方法。
【請求項９】
前記マーカ構造の前記表面部分は、二酸化シリコンの表面を含む、請求項１に記載のマーカ構造を製作する方法。
【請求項１０】
半導体基板上に配設されたマーカ構造であって、
複数のライン要素と、
複数のトレンチ要素とを含み、
前記複数のライン要素及びトレンチ要素は、前記マーカ構造内で順に繰り返して配置され、
前記複数のライン要素の少なくとも第１サブセットは第１レベルを有し、前記マーカ構造の少なくとも残りの表面部分は第２レベルを有し、前記第１レベルは前記第２レベルと異なる、マーカ構造。
【請求項１１】
デバイスの製造方法であって、
基板上にマーカ構造を製作するステップを含み、前記マーカ構造は、ライン要素及びトレンチ要素を含み、前記ライン要素及びトレンチ要素は、前記マーカ構造内で順に繰り返して配置され、マーカ構造を製作する前記ステップは、
前記トレンチ要素に二酸化シリコンを充填し、前記マーカ構造を平坦化するステップと、
前記半導体表面上で犠牲酸化物層を成長させるステップと、
前記ライン要素の少なくとも第１サブセットを、少なくとも第１イオン注入ビームに露出させて、少なくとも前記第１サブセットのライン要素をドープし、少なくとも前記第１サブセットのライン要素のエッチング速度を変化させるステップとを含み、前記第１イオン注入ビームは、第１ドーパント種を含み、第１イオン注入ビーム特性を有し、マーカ構造を製作する前記ステップはさらに、
前記基板をアニールして、少なくとも前記第１サブセットのライン要素内の前記第１ドーパント種を活性化させるステップと、
前記半導体表面をエッチングして前記犠牲酸化物層を取り除き、前記第１サブセットのライン要素が、前記第１サブセットのライン要素と異なる前記マーカ構造表面部分の第２レベルと異なる第１レベルを有するように、トポロジーを生成するステップとを含み、前記デバイスの製造方法はさらに、
前記マーカ構造の位置を決定するステップと、
前記決定ステップに基づいて、前記基板上の放射感受性層にパターン化された放射ビームを投影するステップとを含む、方法。
【請求項１２】
複数のライン要素及びトレンチ要素を含む少なくとも１つのマーカ構造を備える基板であって、前記複数のライン要素及びトレンチ要素は、前記マーカ構造内で順に繰り返して配置され、
第１サブセットのライン要素は、前記第１サブセットのライン要素と異なる前記マーカ構造表面部分の第２レベルと異なる第１レベルを有する、基板。
【請求項１３】
前記エッチング・ステップ後、ゲート層スタックを被着させるステップをさらに含み、前記ゲート層スタックの厚さは、前記トレンチ要素の幅の２倍未満である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記少なくとも１つのマーカ構造上に配設されたゲート層スタックをさらに備え、前記ゲート層スタックの厚さは、前記トレンチ要素の幅の２倍未満である、請求項１２に記載の基板。
【請求項１５】
第１材料の複数のライン及び第２材料の複数のトレンチを備えるマーカ構造であって、前記複数のライン及びトレンチは、基板内で交互に隣接して配設され、
前記複数のラインの第１サブセットは、前記複数のトレンチと高さが異なる、マーカ構造。
【請求項１６】
前記第１材料はシリコンであり、前記第２材料は二酸化シリコンである、請求項１５に記載のマーカ。
【請求項１７】
前記複数のラインの第２サブセットは、前記第１サブセット及び前記複数のトレンチと異なる高さを有する、請求項１５に記載のマーカ。
【請求項１８】
前記第１及び第２のサブセットのラインは、異なるドーパント種を含む、請求項１５に記載のマーカ。
【請求項１９】
リソグラフィ機器内でマスクに対して相対的に基板を位置合わせする方法であって、
前記基板上に配設されたマーカ構造に光ビームを投影するステップと、
前記マーカ構造により回折した光を検出するステップと、
前記回折光に基づいて前記基板の位置を調整するステップとを含み、
前記マーカ構造は、第１材料の複数のライン及び第２材料の複数のトレンチを含み、前記複数のライン及びトレンチは、基板内で交互に隣接して配設され、前記複数のラインの第１サブセットは、前記複数のトレンチと高さが異なる、方法。
【請求項２０】
基板の表面にマーカ構造を製作する方法であって、前記マーカ構造は、順に繰り返して配置されたライン要素及びトレンチ要素を含み、前記方法は、
前記トレンチ要素に二酸化シリコンを充填するステップと、
前記表面上で犠牲酸化物層を成長させるステップと、
前記ライン要素の少なくとも第１サブセットをイオン注入ビームに露出させて、前記第１サブセットのエッチング速度を変化させるステップとを含み、前記イオン注入ビームはドーパント種を含み、前記方法はさらに、
前記基板をアニールして、前記第１サブセット内の前記ドーパント種を活性化させるステップと、
前記半導体表面をエッチングして前記犠牲酸化物層を取り除き、前記第１サブセットのライン要素が、前記第１サブセットのライン要素と異なる前記マーカ構造表面部分の第２レベルと異なる第１レベルを有するように、前記表面上に複数のレベルを生成するステップとを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィ機器及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ機器は、基板の目標部分に所望のパターンを適用する機械である。リソグラフィ機器は、例えばＩＣ（集積回路）の製造に使用することができる。この状況では、マスクなどのパターン化構造を使用して、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成し得る。このパターンは、放射感受性材料（レジスト）の層を有する基板（例えばシリコン・ウエハ）上の（例えば、ダイの一部或いは１つ又は複数のダイを含む）目標部分に結像させることができる。一般に、１枚の基板は、次々に露光される隣接した網目状の目標部分を含む。周知のリソグラフィ機器の例には、目標部分にパターン全体を１回露光することによって各目標部分が照射されるいわゆるステッパと、所与の方向（「走査」方向）に投影ビームを通過してパターンを走査し、この方向と平行又は逆平行に基板を同期走査することによって各目標部分が照射されるいわゆるスキャナが含まれる。
【０００３】
本明細書では、ＩＣの製造にリソグラフィ機器を使用することを具体的に参照することがあるが、本明細書で説明するリソグラフィ機器は、集積光学系、磁気ドメイン・メモリ用の誘導／検出パターン、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）、薄膜磁気ヘッドなどの製造など、他の応用が可能であることを理解されたい。このような代替応用例の状況では、本明細書で用いる「ウエハ」又は「ダイ」という用語は、それぞれより一般的な用語である「基板」又は「目標部分」と同義とみなし得ることが当業者には理解されよう。本明細書で言及する基板は、例えば、トラック（一般に、基板にレジスト層を塗布し、露光されたレジストを現像するツール）内で、或いは計測又は検査ツール内で露光前又は露光後に処理することができる。該当する場合には、本明細書の開示を上記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２回以上処理することがある。そのため、本明細書で用いる基板という用語は、複数の処理済み層をすでに含む基板を指すこともある。
【０００４】
本明細書で用いる「放射」及び「ビーム」という用語は、（例えば、３６５、２４８、１９３、１５７、又は１２６ｎｍの波長を有する）ＵＶ（紫外）放射、及び（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）ＥＵＶ（極紫外）放射、並びにイオン・ビーム又は電子ビームなどの粒子ビームを含めて、あらゆるタイプの電磁放射を包含する。
【０００５】
本明細書で用いる「パターン化構造」という用語は、基板の目標部分にパターンを生成するために投影ビームの横断面にパターンを付与するのに使用し得る構造を指すものと広く解釈すべきである。放射ビームに付与されるパターンは、基板の目標部分における所望のパターンに厳密に対応しないことがあることに留意されたい。一般に、放射ビームに付与されるパターンは、目標部分に生成される集積回路などのデバイス中の特定の機能層に対応する。
【０００６】
パターン化構造は、透過型又は反射型とすることができる。パターン化構造の実施例には、マスク、プログラム可能なミラー・アレイ、及びプログラム可能なＬＣＤパネルが含まれる。マスクは、リソグラフィでは周知のものであり、その例には、バイナリ型、交互配置位相シフト型、及びハーフトーン位相シフト型などのマスク・タイプ、並びに様々なハイブリッド型マスク・タイプが含まれる。プログラム可能なミラー・アレイの実施例では、入射する放射ビームが異なる方向に反射されるように、それぞれ個々に傾けることができるマトリックス配置の小ミラーを利用する。このようにして、反射ビームがパターン化される。
【０００７】
支持構造は、パターン化構造を支持するものである。即ち、パターン化構造の重量を支える。この支持構造は、パターン化構造の向き、リソグラフィ機器の設計、及び、例えばパターン化構造が真空環境内で保持されているかなどの他の条件によって決まるやり方で、パターン化構造を保持する。この支持は、機械的なクランプ、又は真空その他のクランプ技術、例えば真空条件下での静電クランプを利用するものとし得る。この支持構造は、例えばフレーム又はテーブルとすることができ、それらは必要に応じて固定又は移動可能とし、例えば投影システムに対してパターン化構造が所望の位置にくるようにすることができる。本明細書で用いる「レチクル」又は「マスク」という用語は、「パターン化構造」というより一般的な用語と同義とみなし得る。
【０００８】
本明細書で用いる「投影システム」という用語は、例えば、用いられる露光放射、或いは浸漬液の使用又は真空の使用などの他のファクタに対して適宜、屈折光学系、反射光学系、及び反射屈折光学系を含めて、様々なタイプの投影システムを包含すると広く解釈すべきである。本明細書で用いる「レンズ」という用語は、「投影システム」というより一般的な用語と同義とみなし得る。
【０００９】
照明システムも、放射投影ビームを方向づけ、整形し、また制御する屈折型、反射型、及び反射屈折型光学コンポーネントを含めて、様々なタイプの光学コンポーネントを含み得る。このようなコンポーネントも、以下では総称して或いは単独で「レンズ」と称することがある。
【００１０】
リソグラフィ機器は、２つ（２段階）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）を有するタイプのものとし得る。このような「多段階」型の機械では、追加のテーブルを並列で使用し、即ち、準備ステップを１つ又は複数のテーブル上で実施しながら、１つ又は複数の他のテーブルを使用して露光を行うことができる。
【００１１】
リソグラフィ機器は、比較的高屈折率の液体、例えば水の中に基板を浸して、投影システムの最終要素と基板の間のスペースを満たすタイプのものとすることもできる。浸漬液は、リソグラフィ機器内の他のスペース、例えばマスクと投影システムの第１要素の間に適用することもできる。投影システムの開口数を大きくする液浸技術は、当技術分野では周知のものである。
【００１２】
位置合わせを行うために、入射光ビーム（又は位置合わせビーム）との相互作用によって１本又は複数本の回折ビームを生成するマーカ構造を使用することができる。これら１本又は複数本の回折ビームから集めた情報から、マスク上のパターンの位置に対する相対的なマーカの位置を求めることができる。典型的には、マーカは、グレーティングなど、一続きのライン及びトレンチを含むある種の周期構造からなる。
【００１３】
製造工程中、トランジスタのゲート・レベルでパターンを位置合わせする２つのシナリオを利用し得る。
【００１４】
まず、リソグラフィ・プロセス中に、孤立位置合わせマーカを露光し、その後、ゼロ層（即ち、基板の基部面）内でエッチングする。或いは、スクライブレーン位置合わせマーカを露光し、例えばＳＴＩ（浅いトレンチ分離）などの第１製品層とともにエッチングする。後者の場合には、ゼロ層の加工は、第１層の加工と組み合わされる。
【００１５】
これらの位置合わせマークは、基本的には製品の工程の流れに従う。エッチング後、これらのトレンチに二酸化シリコンを充填する（その後、平坦化ステップを行う）。その後、例えば（ＭＯＳＦＥＴ）トランジスタを形成するために、（ゲートを形成する）ゲート層スタックをブランケット・モードで被着させ、それによって、二酸化シリコンを充填したトレンチのマーカ構造も覆われる。このゲート層スタックは、位置合わせビームからの放射に対して、光学的に透明又は不透明である。このスタックが透明な場合には、依然として位置合わせビームはこのゲート層スタックの下のグレーティングに到達し得る。ゲート層スタックが不透明な場合、もはやグレーティングから情報を得ることはできない。
【００１６】
集積回路などのデバイス構造を生成する実際の工程の流れが開始される前に、基板上部層（即ち、シリコン）の露光ステップ及び後続のエッチングによって、孤立ゼロ層マーカを形成する。この露光及びエッチングの事前加工ステップは、製造コストが上がるだけでなく、さらなるダイの損失につながることがあり、隣接するダイの歩留まりに悪影響を及ぼし得る。
【００１７】
スクライブレーン・マーカを使用すると、位置合わせビームの放射に対してゲート層スタックが透明な状況では、孤立マーカに関連する問題に対処する助けとなることがある。ゲート層スタックが不透明であり、トポロジー（即ち、ゲート層スタックの表面上のグレーティング構造の占有面積）が無視し得る場合、位置合わせを維持する修復ステップが望ましい。このような修復ステップは、再度、元のマーカに到達するためにゲート層スタックを除去することを必要とすることがある。さらに、修復ステップにより、別のコストが追加される。
【００１８】
また、ゲート層スタックが不透明であると一般に、計測ツールに関する問題が生じ得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明の実施例は、半導体表面を伴う半導体基板上にマーカ構造を製作する方法を含む。このマーカ構造は、ライン要素及びトレンチ要素を含む。これらのライン要素及びトレンチ要素は、マーカ構造内で順に繰り返して配置される。本発明の実施例によれば、この方法は、トレンチ要素に二酸化シリコンを充填し、マーカ構造を平坦化するステップと、半導体表面上で犠牲酸化物層を成長させるステップと、ライン要素の少なくとも第１サブセットを、少なくとも第１イオン注入ビームに露出させて、このイオン注入ビームから少なくとも第１ドーパント種を受け取り、それによって、露出させた第１サブセットのライン要素をドープし、これら露出させた第１サブセットのライン要素のエッチング速度を変化させるステップとを含む。この第１イオン注入ビームは、第１ドーパント種を含み、第１イオン注入ビーム特性を有する。この方法はさらに、この基板をアニールして、露出させた第１サブセットのライン要素内の少なくとも第１ドーパント種を活性化させるステップと、この半導体表面をエッチングして犠牲酸化物層を取り除き、同時に、露出させた第１サブセットのライン要素が、前記露出させた第１サブセットのライン要素と異なるマーカ構造表面部分の第２レベルと異なる第１レベルを有するように、露出させた第１サブセットのライン要素のトポロジーを生成するステップとを含む。
【００２０】
本発明の別の実施例の方法は、トレンチ要素に二酸化シリコンを充填し、マーカ構造を平坦化するステップと、半導体表面上で犠牲酸化物層を成長させるステップと、ライン要素の少なくとも第１サブセットを、少なくとも第１イオン注入ビームに露出させて、少なくともこれら第１サブセットのライン要素をドープし、少なくともこれら第１サブセットのライン要素のエッチング速度を変化させるステップとを含む。この第１イオン注入ビームは、第１ドーパント種を含み、第１イオン注入ビーム特性を有する。この方法はさらに、この基板をアニールして、少なくとも第１サブセットのライン要素内の第１ドーパント種を活性化させるステップと、半導体表面をエッチングして犠牲酸化物層を除去し、第１サブセットのライン要素が、これら第１サブセットのライン要素と異なるマーカ構造表面部分の第２レベルと異なる第１レベルを有するように、トポロジーを生成するステップとを含む。
【００２１】
本発明の別の実施例によれば、半導体基板上のマーカ構造が提供される。このマーカ構造は、ライン要素及びトレンチ要素を含む。これらのライン要素及びトレンチ要素は、マーカ構造内で順に繰り返して配置される。このマーカ構造は、少なくとも第１サブセットのライン要素を含み、これら第１サブセットのライン要素は、前記第１サブセットのライン要素と異なるマーカ構造表面部分の第２レベルと異なる第１レベルを有する。
【００２２】
本発明の実施例によれば、半導体基板上に配設されたマーカ構造は、複数のライン要素及び複数のトレンチ要素を含む。これら複数のライン要素及びトレンチ要素は、マーカ構造内で順に繰り返して配置される。これら複数のライン要素の少なくとも第１サブセットは第１レベルを有し、マーカ構造の少なくとも残りの表面部分は第２レベルを有し、第１レベルは第２レベルと異なる。
【００２３】
本発明の別の実施例によれば、（例えば、先に説明した本発明の実施例に従って）基板上にマーカ構造を製作するステップと、このマーカ構造の位置を決定するステップと、この決定ステップに基づいて、基板の放射感受性層にパターン化された放射ビームを投影するステップとを含むデバイス製造方法が提供される。
【００２４】
本発明の別の実施例によれば、少なくとも１つのマーカ構造を含む基板が提供される。この少なくとも１つのマーカ構造は、ライン要素及びトレンチ要素を含む。これらのライン要素及びトレンチ要素は、マーカ構造内で順に繰り返して配置される。このマーカ構造は、少なくとも第１サブセットのライン要素を含み、第１サブセットのライン要素は、これら第１サブセットのライン要素と異なるマーカ構造表面部分の第２レベルと異なる第１レベルを有する。
【００２５】
本発明の別の実施例では、基板は、少なくとも１つのマーカ構造を含む。この少なくとも１つのマーカ構造は、複数のライン要素及びトレンチ要素を含む。これら複数のライン要素及びトレンチ要素は、マーカ構造内で順に繰り返して配置される。これら複数のライン要素の少なくとも第１サブセットは第１レベルを有し、マーカ構造の残りの表面部分は第２レベルを有し、第１レベルは第２レベルと異なる。
【００２６】
本発明の実施例によれば、マーカ構造は、第１材料の複数のライン及び第２材料の複数のトレンチを含む。これら複数のライン及びトレンチは、基板内で交互に隣接して配設される。これら複数のラインの第１サブセットは、これら複数のトレンチと高さが異なる。
【００２７】
本発明の別の実施例では、リソグラフィ機器内でマスクに対して相対的に基板を位置合わせする方法は、基板上に配設されたマーカ構造に光ビームを投影するステップと、このマーカ構造により回折した光を検出するステップと、この回折光に基づいて基板の位置を調整するステップとを含む。このマーカ構造は、第１材料の複数のライン及び第２材料の複数のトレンチを含む。これら複数のライン及びトレンチは、基板内で交互に隣接して配設される。これら複数のラインの第１サブセットは、これら複数のトレンチと高さが異なる。
【００２８】
本発明の別の実施例では、基板の表面に、順に繰り返して配置されたライン要素及びトレンチ要素を含むマーカ構造を製作する方法は、これらのトレンチ要素に二酸化シリコンを充填するステップと、この表面上で犠牲酸化物層を成長させるステップと、これらのライン要素の少なくとも第１サブセットをイオン注入ビームに露出させて、この第１サブセットのエッチング速度を変化させるステップとを含む。前記イオン注入ビームは、ドーパント種を含む。この方法はさらに、この基板をアニールして、第１サブセット内のドーパント種を活性化させるステップと、半導体表面をエッチングして犠牲酸化物層を取り除き、第１サブセットのライン要素が、これら第１サブセットのライン要素と異なるマーカ構造表面部分の第２レベルと異なる第１レベルを有するように、この表面上に複数のレベルを生成するステップを含む。
【００２９】
次に、添付の概略図面を参照して、単なる例として本発明の実施例を説明する。図面では、対応する参照記号はそれに対応する部分を示す。
【実施例】
【００３０】
本発明の実施例は、いかなる修復ステップも実施する必要なく、不透明なゲート・スタックに関して位置合わせを行う方法を含む。
【００３１】
図１に、本発明の実施例によるリソグラフィ機器を概略的に示す。この機器は、放射（例えば、ＵＶ又はＤＵＶの放射）ビームＰＢを提供するように構成された照明システム（照明器）ＩＬと、パターン化構造（例えば、マスク）ＭＡを保持するように構成された第１支持構造（例えば、マスク・テーブル）ＭＴであって、投影システム（「レンズ」）である要素ＰＬに対してパターン化構造を正確に位置決めするように構成された第１位置決め装置ＰＭに連結された第１支持構造ＭＴとを含む。この機器はさらに、基板（例えば、レジストを塗布したウエハ）Ｗを保持するように構成された基板テーブル（例えば、ウエハ・テーブル）ＷＴであって、投影システム（「レンズ」）である要素ＰＬに対して基板を正確に位置決めするように構成された第２位置決め装置ＰＷに連結された基板テーブルＷＴと、基板Ｗの（例えば、１つ又は複数のダイを含む）目標部分Ｃに、パターン化構造ＭＡによって放射ビームＰＢに付与されたパターンを結像するように構成された投影システム（例えば、反射型投影レンズ）ＰＬとを備える。
【００３２】
ここで示すように、この機器は、（例えば、反射性マスク又は上記で言及したタイプのプログラム可能なミラー・アレイを使用する）反射タイプのものである。或いは、この機器は、（例えば、透過性マスクを使用する）透過タイプのものとし得る。
【００３３】
照明器ＩＬは、放射源ＳＯから放射ビームを受け取る。この放射源及びリソグラフィ機器は、例えば放射源がプラズマ放電源のときは別々の要素とし得る。このような場合には、放射源はリソグラフィ機器の一部を形成するとはみなさず、放射ビームは一般に、放射源ＳＯから、例えば適当な集光ミラー及び／又はスペクトル純化フィルタを含む放射集光器を使用して照明器ＩＬに至る。他の場合には、例えば放射源が水銀ランプのとき、放射源は機器と一体の部分とし得る。放射源ＳＯ及び照明器ＩＬは、放射システムと称することがある。
【００３４】
照明器ＩＬは、ビームの角度強度分布を調節するように構成された調節構造を含み得る。一般に、照明器の瞳面内の強度分布の少なくとも（一般に、それぞれ外側σ及び内側σと称する）外側及び／又は内側の半径方向範囲を調節することができる。この照明器は、ビーム断面において所望の均一性及び強度分布を有する調整された放射ビームを提供する。この調節された放射ビームを放射ビームＰＢと称する。
【００３５】
放射ビームＰＢは、マスク・テーブルＭＴ上に保持されたマスクＭＡに入射する。マスクＭＡによって反射された後で、放射ビームＰＢは、レンズＰＬを通過し、レンズＰＬによって基板Ｗの目標部分Ｃに結像する。第２位置決め装置ＰＷ及び位置センサＩＦ２（例えば、干渉計測装置）を使用して、基板テーブルＷＴを正確に移動させて、例えば、ビームＰＢの経路内に異なる目標部分Ｃを位置決めすることができる。同様に、第１位置決め装置ＰＭ及び位置センサＩＦ１を使用して、例えば、マスク・ライブラリからマスクＭＡを機械的に取り出した後で、或いは走査中に、ビームＰＢ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。一般に、物体テーブルＭＴ及びＷＴの移動は、位置決め手段ＰＭ及びＰＷの一部を形成する（粗い位置決め用の）長ストローク・モジュール及び（精密位置決め用の）短ストローク・モジュールを使用して実現される。ただし、（スキャナと異なり）ステッパの場合には、マスク・テーブルＭＴを短ストローク・アクチュエータだけに連結するか、或いは固定とすることができる。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスク位置合わせマークＭ１、Ｍ２及び基板位置合わせマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせし得る。
【００３６】
図に示す機器は、下記の好ましいモードで使用することができる。
１．ステップ・モードでは、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは本質的に固定したまま、放射ビームに付与されたパターン全体を目標部分Ｃに１回で投影する（即ち、１回の静止露光）。次いで、基板テーブルＷＴをＸ方向及び／又はＹ方向に移動させて、異なる目標部分Ｃを露光することができる。ステップ・モードでは、露光領域の最大サイズが、１回の静止露光で画像形成される目標部分Ｃのサイズを制限する。
【００３７】
２．スキャン・モードでは、マスク・テーブルＭＴと基板テーブルＷＴを同期走査しながら、放射ビームに付与されたパターンを目標部分Ｃに投影する（即ち、１回の動的な露光）。マスク・テーブルＭＴに対する相対的な基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影システムＰＬの倍率（縮小率）及び像の反転特性によって決まる。スキャン・モードでは、露光領域の最大サイズが、１回の動的な露光における目標部分の（非走査方向の）幅を制限し、走査移動長により、目標部分の（走査方向の）高さが決まる。
【００３８】
３．別のモードでは、プログラム可能なパターン化構造を保持するマスク・テーブルＭＴを本質的に固定し、基板テーブルＷＴを移動即ち走査しながら、放射ビームに付与されたパターンを目標部分Ｃに投影する。このモードでは一般に、パルス化された放射源を使用し、基板テーブルＷＴの各移動動作後に、或いは走査中に連続放射パルス間で、プログラム可能なパターン化構造を必要に応じて更新する。この動作モードは、上記で言及したタイプのプログラム可能なミラー・アレイなどのプログラム可能なパターン化構造を利用するマスクなしリソグラフィに容易に適用し得る。
【００３９】
上記で説明した使用モードの組合せ及び／又は変形、或いは全く異なる使用モードを用いることもできる。
【００４０】
図２に、基板上のマーカ構造の例を示す。基板Ｗは、半導体デバイスを製造するのに使用中の半導体ウエハとし得る。
【００４１】
図２からわかるように、この光学的なマーカ構造は、スペクトルの可視範囲に十分に収まる波長λの入射光を回折するのに適した周期Ｐのグレーティングを含む。周期Ｐが、可視スペクトルの範囲の光を回折させるのに適したものであることは不可欠ではなく、より短い波長に適した、或いはより長い波長に適した周期Ｐで本発明の実施例を実施し得ることを理解されたい。本明細書で用いる「光」という用語は、可視スペクトル内の波長に限定されるものではなく、可視波長よりも長い波長、或いは短い波長の光を含み得る。
【００４２】
グレーティングは、基板Ｗの表面における一連のライン１００からなり、トレンチ１０２が間に挿入される。トレンチ１０２の深さは、ライン１００の上面を基準にしてｄｔである。グレーティングの周期Ｐは、ライン幅ＰＩ及びトレンチ幅ＰＩＩから構成される。
【００４３】
図２では、波長λの入射光は、基板表面にほぼ直交する方向に向けられる。或いは、直交せず傾いた入射ビームを使用することもできる。
【００４４】
図２のマーカ・グレーティングは、いわゆる位相グレーティングである。表面に対する回折角がそれぞれθの２本の回折ビームで回折パターンを概略的に示す。
【００４５】
この回折パターンでは、強度の最大値及び最小値の位置は、グレーティングの周期によって決まる。入射光の波長λが可視光の範囲に入るとき、周期Ｐは典型的には、位置合わせに適した回折パターンが得られるように、１６／ｎミクロン（ただし、ｎは１，２，．．．７）とし得る。典型的には、ライン幅ＰＩ及びトレンチ幅ＰＩＩはそれぞれ８／ｎミクロン（ｎ∈｛１，２，．．．，７｝）である。１６／ｎミクロン以外の周期Ｐも利用可能なことがあることに留意されたい。
【００４６】
グレーティングから十分な回折光が得られるように、且つ、はっきりした回折の最大値及び最小値を有する角度分布（回折パターン）が得られるように、グレーティングは、入射光ビームによって照明される最低限の数のライン及びそれらの間にあるトレンチを含むことが望ましいことがある。一般に、マーカは、照明区域内に典型的には約１０本のトレンチを含む。
【００４７】
さらに、ラインの上面に対する相対的なトレンチの深さによって回折ビームの強度が決まる。ある方向の回折光では、ラインの上面で散乱した光線と、トレンチの底面で散乱した光線は、ある種の位相関係では、周期Ｐとは無関係に、その方向のこれらの光線間で強め合う干渉が得られるはずである。ラインの表面に対する相対的なトレンチの深さは、強め合う干渉が生じるようにすべきであり、そうではなく干渉が弱め合う場合には、信号の消光が生じることになる。これは、位相深さ条件として知られている。
【００４８】
位相グレーティングでは、回折パターン中の干渉は、以下のように概略的に導き出すことができる。角度θで、第１組のフォトンはライン１００の上面で反射し、第２組のフォトンはトレンチ１０２の底面で反射する。所与の方向θで、ラインの上面から散乱する光ビームとトレンチの底面から散乱する光ビームの位相差が、回折ビームの伝播波面ＰＦにおいて実質的にゼロになるときに強度が最大になる。
【００４９】
半導体ウエハ上の光学的なマーカ構造の場合、この構造は、集積回路を形成させるための半導体ウエハ加工ステップ中に様々な変形に曝されることがある。これらの変形のために、製造中に位相深さｄｔが変化することがある。
【００５０】
図２のグレーティング構造が、入射光の放射に対して透明な材料で覆われる場合には、このグレーティングは、（屈折率を考慮に入れて）依然として使用可能である（即ち、位相深さ条件によって制御される）ことに留意されたい。しかし、この構造が、入射放射とマーカ構造の相互作用が妨げられる不透明な層によって覆われる場合には、グレーティング及びそのマーカの機能は失われる。マーカ構造の上に不透明な層を被着させた後で、このマーカをゲート・レベルの位置合わせステップで使用可能にするために、このマーカ構造を見えるようにする修復ステップが必要とされることがある。
【００５１】
図３に、ゲート層スタックの第１の例によって覆われたマーカ構造を示す。
【００５２】
グレーティングのマーカの機能を無効にする第１のタイプのゲート層スタックは、タングステン層１０６を含むゲート層スタックである。
【００５３】
基板上で半導体デバイスを製造するために、例として、層の被着及びエッチングを伴う操作からなるシーケンスでゲート層スタックを被着させる。このようなシーケンスの一実施例を以下に示す。
【００５４】
マーカのライン１００は典型的には、シリコンなどの基板材料からなる。次に、トレンチ１０２に、二酸化シリコン１０３を充填し、例えば後続のＣＭＰ（化学機械研磨）ステップによってライン１００の上部に高さを合わせる。ＣＭＰ後、（図示しない）マスクとして使用した犠牲窒化シリコンを取り除くエッチング・ステップを実施し得ることに留意されたい。その後、典型的には、酸化物がないシリコン表面を得るために、酸化物の除去を実施する。
【００５５】
次いで、二酸化シリコン層１０４を成長させる。この二酸化シリコン層１０４は、この時点ではまだ初期状態にある半導体デバイスのゲート酸化物層を形成することになる。次に、典型的にはブランケット・モードでポリシリコン層（第２層）１０５を被着させて、この基板を完全に覆う。ポリシリコン層１０５により、マーカ構造が完全に覆われる。ポリシリコン層１０５の上に、典型的にはＷ−ＣＶＤ（タングステン化学気相成長法）によってタングステン層１０６を被着し得るが、タングステン・スパッタ法も可能である。タングステン層１０６によってもマーカ構造が完全に覆われる。最後に、絶縁／パッシベーション層として窒化シリコン層１０７を被着させる。
【００５６】
本発明の実施例は、ポリシリコン層１０５の成長／被着を行う前に、マーカ構造１００、１０２との自己整合が得られるイオン注入ステップを適用することを含み得ることに留意されたい。
【００５７】
ポリシリコン層１０５及び窒化シリコン層１０７は、それらのそれぞれの厚さ及び用いられる放射波長によっては、入射光ビームＬＢに対して個々に依然として透明なことがあることに留意されたい。ただし、タングステン層１０６は、その電子的な特性のために不透明であり、光ビームＬＢとマーカの相互作用が妨げられる。
【００５８】
図４に、ゲート層スタックの第２の例によって覆われたマーカ構造を示す。
【００５９】
グレーティングのマーカの機能を無効にし得る第２のタイプのゲート層スタックは、典型的には（下から上に）、ＳｉＯ２（ゲート酸化物）、ＴｉＮ（窒化チタン）又はＴａＮ（窒化タンタル）、及びキャップ層としてのＳｉＯｘＮｙ（酸窒化シリコン）層を含むゲート層スタック（金属ゲート・スタック）である。
【００６０】
基板上で半導体デバイスを製造するために、例えば、金属ゲート層スタックを被着させて半導体デバイスを形成することができる。
【００６１】
この場合、マーカのライン１００は典型的には、シリコンなどの基板材料からなる。トレンチ１０２に、二酸化シリコン１０３を充填し、例えば化学機械研磨ステップによってライン１００の上部に高さを合わせる。
【００６２】
また、前と同様に、（図示しない）犠牲窒化シリコンを取り除くエッチング・ステップを実施し、酸化物がないシリコン表面を得るために酸化物の除去を実施する。
【００６３】
窒化タンタル層（第２層）１０８を被着させ、マーカ構造を完全に覆う。
【００６４】
窒化タンタル層１０８の上に、任意選択で、窒化チタン層１０９を被着し得る。この窒化タンタル層によってもマーカ構造が完全に覆われる。最後に、窒化チタン層１０９（又は窒化タンタル層１０８）の上に酸窒化シリコン層１１０を被着し得る。
【００６５】
窒化チタン層及び／又は窒化タンタル層並びに酸窒化シリコン層の光学特性によれば、事実上、これらの層は不透明であり、光ビームＬＢと、ゲート層スタック下のマーカとの相互作用が妨げられる。
【００６６】
他の構成材料からなり、且つ／又は他のタイプの或いは他の設計の半導体デバイスに関係する他のゲート層スタックでも類似の問題が生じ得ることに留意されたい。
【００６７】
本発明の実施例では、コストがかかる修復ステップを必要とせずに、不透明な層で覆われたマーカ構造を検出する方法が提供される。本発明の実施例では、第１の高い表面領域及び第２の比較的低い表面領域を含む不透明な層の表面改変を実施する。この一続きの第１及び第２の表面領域は、マーカの周期構造に対応し、表面構造下のマーカ構造と同じやり方で検出可能な表面マーカを提供する。
【００６８】
この表面構造は、不透明な層の下の元のマーカ構造に位置合わせされるので、この表面構造を使用して元のマーカと同じやり方で位置合わせを行うことができる。次にこのことを、図５〜図１１を参照して説明する。
【００６９】
図５に、第１加工シーケンス後のマーカ構造の一部の断面図を示す。
【００７０】
半導体デバイスのフロント・エンド処理中に、第１ステップとして、トレンチがエッチングされたマーカ・パターンを生成することによって、基板中にマーカ構造を形成する。次に、これらのトレンチを充填するために、二酸化シリコン１０３を被着させる。その後、（図示しない）窒化シリコン層を被着させることもできるし、窒化シリコン層が基板の一部の区域にすでに存在することもある。次いで、ＣＭＰステップを実施して、基板の表面を平坦化する。このステップの完了後、基板表面上に存在する窒化シリコン層を除去加工で取り除く。この操作は、ウェット・エッチングによって実施し得る。さらに、酸化物除去（エッチング）を実施して、シリコン表面から酸化物を取り除く。次に、シリコン基板上に、薄い犠牲酸化物層１２０を成長させることができる。トレンチ酸化物１０３と犠牲酸化物１２０の界面を破線で示し、犠牲酸化物１２０とシリコンの界面を実線で示す。
【００７１】
本発明の実施例では、この犠牲酸化物層１２０は、後続のイオン注入ステップにおいて、入射イオン・ビームに対する散乱媒質としても使用される。このイオン・ビームからのイオンがシリコン結晶構造内に運ばれるのを妨げ、拡散プロファイルを正確に制御することができる。マーカ構造の上の犠牲酸化物層１２０は後で、後続のエッチング・プロセス中に、例えば注入層の完成後、取り除くことができる。加工の流れのこの部分（即ち、図７を参照して論じるように、犠牲酸化物１２０によるドーパント・プロファイル制御及びエッチングによる酸化物１２０の除去）は、本明細書で説明する利点を補助する。
【００７２】
加工のこの段階で、マーカ構造は、複数のライン１００及びトレンチ１０２を含む。これらのトレンチは二酸化シリコン１０３で充填されている。ライン１００は、薄い酸化物層１２０で覆われている。
【００７３】
図６に、第１の後続の加工ステップ後の本発明の実施例によるマーカ構造の一部の断面図を示す。図６では、同じ参照数字を有する要素は、先行する図に示すその数字を有する同じ要素を指す。
【００７４】
第１の後続ステップでは、イオン注入処理を実施して、電界効果トランジスタ中にドープしたシリコン領域を生成する。これらのドープ領域は、電界効果トランジスタのｐウエル及びｎウエルの領域を画定するように生成される。典型的には、この注入処理では、イオン・ビームが該当する基板領域に入射し得るように、ドープ領域の上に開口を有するパターン化されたレジスト・マスキング層によって画定されたマスクを使用する。
【００７５】
既存の方法では、マーカ構造領域は一般に、このイオン・ビームに曝されない。即ち、レジスト・マスキング層がマーカ構造を完全に覆い、このマーカ構造は、イオン注入処理ステップ中に露出しないままになる。
【００７６】
本発明の実施例では、レジスト・マスキング層は、マーカ構造の上にマスク・パターン部分１２４を含む。マーカ構造のシリコン・ライン１００の少なくとも第１サブセットは、注入ステップ中にイオン・ビーム１２５に曝されるように開放されたままになる。イオン・ビーム１２５は、ヒ素、アンチモン、ホウ素、及びリンなどの、シリコン基盤の電子的な特性を変化させるのに適したドーパント種のイオンを含む。
【００７７】
この第１サブセットは、マーカ構造内のすべてのライン１００からなる完全な組とし得るが、図１１を参照して説明するように、この第１サブセットは、これらのラインの一部しか含まない、即ち、第１サブセットのラインは、すべてのラインのうちから選択されることもあることに留意されたい。この選択は、第１サブセット内のラインがやはり周期的に配置されるように行うことが望ましいことがある。
【００７８】
イオン・ビーム１２５に曝される結果、マーカ構造の露出区域１３０（即ち、マーカ構造のシリコン・ライン１００の少なくとも第１のサブセット）は、イオン・ビーム１２５内に存在するドーパント・タイプのドーズ量で照射される。そのため、露出区域１３０では、このドーパント・タイプの量が比較的多くなる。パターン部分１２４は、トレンチ１０２の表面の位置をマスクする（即ち、覆う）ことができるが、これは必要条件ではないことに留意されたい。二酸化シリコン領域のエッチング速度は、実質的に注入による影響を受けないので、酸化物領域１２０、１０３にドーパント種を注入することができる。
【００７９】
露出処理後、レジスト・マスキング層を除去する。さらに、１つ（又は複数）の電界効果トランジスタを生成するために、活性化ステップ（熱処理ステップ）を実施して、シリコン区域内のドーパントを活性化し得る。この活性化ステップ中に、マーカ構造の露出シリコン部分１３０も活性化される。
【００８０】
イオン・ビーム１２５は、イオン・ビームのエネルギー及びフラックスなど、ある種の特徴を有することに留意されたい。このため、所与のドーパント種に対して、露出表面領域内である特定のドーパント分布が得られる。
【００８１】
図７に、第２の後続の加工ステップ後の本発明の実施例によるマーカ構造の一部の断面図を示す。
【００８２】
第２の後続の加工ステップでは、構築中の電界効果トランジスタの区域内の犠牲酸化物表面層１２０を、ウェット・エッチング処理によって取り除くことができる。このエッチングによって犠牲酸化物表面層１２０が除去されるとすぐに、犠牲酸化物表面層１２０の下のシリコンもエッチングされる。そのため、犠牲酸化物層を取り除くと、二酸化シリコンと第１サブセットのドープしたシリコン・ライン要素の間で高さの差が生じ得る。また、真性（ドープしていない）シリコン区域、ｎ型にドープしたシリコン区域、及びｐ型にドープしたシリコン区域の間で高さの差が生じ得る。これは、注入が行われた表面領域と注入が行われない表面領域のエッチング速度の差によるものであり、これらの領域は、マーカ構造の上のマスク・パターン１２４の実際の配置によって画定し得る。本発明の実施例では、マーカ構造区域でのエッチング・ステップにより、高い領域と低い領域の分布が生じる。というのは、シリコンのエッチング特性は、シリコン中に含まれる不純物元素（ドーパント種）に、またその相対濃度に依存し得るからである。ドープしたシリコン領域は、ドーパント種の存在及びその相対濃度のために、マーカの露出されないシリコン領域及び／又は二酸化シリコン領域と異なるエッチング速度を示す。
【００８３】
例えば、真性シリコン部分のエッチング速度は、所与のエッチング・レシピ及び所与のエッチング剤（濃度）について、ドープしたシリコン領域１３０のエッチング速度よりも遅いことがある。真性領域及びドープした領域は同時にエッチングされるので、各領域から除去されるシリコンの量は、そのために異なることがある。
【００８４】
適切なドライ・エッチング処理によって、トポロジーの生成に関して類似の効果を実現し得ることに留意されたい。即ち、シリコンのドライ・エッチング速度は、不純物（ドーパント種）の存在に依存し得る。
【００８５】
図７を参照すると、本発明の実施例によるマーカ構造の断面図が示されている。図７は、ドープしたラインのシリコン領域１３０のエッチング速度が、トレンチ内の二酸化シリコン領域１０３のエッチング速度よりも比較的速かった状態を示している。そのため、エッチング・ステップ後、ドープしたシリコン領域１３０の表面レベルは、二酸化シリコン領域１０３の表面レベルよりもかなり下になる。
【００８６】
マーカ構造のエッチングは、「製品」構造のエッチングと同時に実施し得る。この理由から、マーカ構造のエッチングは、実際の製品構造のエッチングと比較して「過剰エッチング」になり得る。
【００８７】
図８に、代替第１後続加工ステップによって製作された本発明の実施例によるマーカ構造の一部の断面図を示す。この代替第１後続加工ステップでは、イオン注入中に代替ドーパント種を使用した。ここでは、ドープした代替シリコン領域１３０は、二酸化シリコン領域１０３のエッチング速度よりも遅いエッチング速度を示す。この場合、エッチング・ステップ後、ドープした代替シリコン領域１３０の表面レベルは、二酸化シリコン領域１０３の表面レベルよりもかなり上になる。
【００８８】
図９に、ゲート層スタックによって覆われた本発明の実施例によるマーカ構造の第１実施例を示す。
【００８９】
薄い酸化物層１２０を取り除くエッチング操作の後で、１つ（又は複数）の電界効果トランジスタを形成する別の操作を実施し得る。即ち、ゲート・スタック層を被着させ、１つ（又は複数）のトランジスタ区域に対してパターン化を行う。図９では、エッチングが比較的速いシリコン領域１３０（図７）を伴うマーカ構造が、図３を参照して説明した第１タイプのゲート層スタック１０４、１０５、１０６、１０７によって覆われるところを示す。
【００９０】
ゲート層スタック１０４、１０５、１０６、１０７の厚さが、少なくとも位置合わせマークのトレンチ１０２の幅の２倍よりも薄いときには、トポロジーの差は保存される。周期的に並んだマーカ構造は、このスタックの表面に実質的に移され、不透明な層の下の元のマーカ構造と同じやり方で光学的に検出し得る。さらに、先に説明したように、イオン注入は「自己整合」的であり、そのためトポロジーの位置は、下にあるマーカ構造の位置に対応する。その結果、このトポロジーを、マーカと同じ目的、即ち、位置合わせに使用し得る。そのため、位置合わせシステムは、従来型マーカ構造（位相深さグレーティング）と類似のやり方で、マーカ構造中に高い表面及び低い表面のトポロジーを有する本発明のマーカ構造の位置を検出することができる。したがって、ゲート層をＳＴＩ（浅いトレンチ分離）層に関して位置合わせすることができる。
【００９１】
図１０に、本発明の別の実施例によるマーカ構造を示す。図１０では、エッチングが比較的遅いシリコン領域１３０（図８）を伴うマーカ構造が、先に説明した第１タイプのゲート層スタック１０４、１０５、１０６、１０７によって覆われるところを示す。
【００９２】
ここでは、図９に示すトポロジーと比較して、トポロジーが反転している。下にあるマーカ構造のシリコン領域１３０の上のゲート層スタックの表面レベル部分は、このマーカの二酸化シリコン部分の上のゲート層スタック１０４、１０５、１０６、１０７の表面レベル部分の上にある。
【００９３】
図１１に、本発明の別の実施例によるマーカ構造を示す。この実施例は、イオン注入プロセスによって、マーカ構造内で、エッチングが極めて遅い部分、エッチングが中程度の速度の部分、及びエッチングが速い部分の３つのタイプの部分が生成されるという意味で、第１実施例と第２実施例の組合せとみなすことができる。これら３つのタイプの部分が異なるのは、個々の部分ごとに、異なるイオン・ビーム特性を適用する（即ち、別のイオン・ビームのエネルギー及び／又はフラックス、及び／又は別のドーパント種を用いる）ためである。そのため、第１サブセットのライン要素を第１ドーパント種及び第１イオン・ビーム特性の第１イオン注入ビームに露出させ、第２サブセットのライン要素を第２ドーパント種及び第２イオン・ビーム特性の第２イオン注入ビームに露出させることができる。第１及び第２のドーパント種は互いに異なるものとし、且つ／又は、第１及び第２のイオン注入ビームのイオン・ビーム特性は互いに異なるものとし得る。エッチング速度のこのような差は、ドーパント種及び／又はドーパントのドーズ量を適切に選択することによって生成し得る。例えばシリコンでは、ｎ型区域、ｐ型区域、及び真性型区域を、ドーパント種及びドーパントのドーズ量に応じてそれぞれ特定のエッチング速度が得られるように生成し得る。
【００９４】
第１サブセットは、二酸化シリコン領域１０３よりも比較的エッチング速度が速い第１のドープしたシリコン領域１３０’を含む。第２サブセットは、二酸化シリコン領域１０３よりも比較的エッチング速度が遅い第２のタイプのドープしたシリコン領域１３０”を含む。
【００９５】
第１のドープしたシリコン領域１３０’、第２のドープしたシリコン領域１３０”、及び二酸化シリコン領域１０３のエッチング速度は、
ＥＲｄｏｐｅｄ  Ｓｉ  ２＜ＥＲｏｘｉｄｅ＜ＥＲｄｏｐｅｄ  Ｓｉ  １
で与えられる。ただし、ＥＲｄｏｐｅｄ  Ｓｉ  １は、第１のドープしたシリコン領域１３０’のエッチング速度、ＥＲｄｏｐｅｄ  Ｓｉ  ２は、第２のドープしたシリコン領域１３０”のエッチング速度、ＥＲｏｘｉｄｅは、トレンチ１０２内の二酸化シリコン領域１０３のエッチング速度である。
【００９６】
エッチング後、トレンチ１０２内の二酸化シリコン領域１０３の表面レベルと比較して、エッチングがより速いシリコン領域１３０’は、比較的低い表面レベルを含み、エッチングが比較的遅いシリコン領域１３０”は、比較的高い表面レベルを含み得る。
【００９７】
或いは、本発明の実施例では、第１のドープしたシリコン領域１３０’及び第２のドープしたシリコン領域１３０”のエッチング速度をそれぞれ、二酸化シリコン領域１０３のエッチング速度よりも遅くし得ることに留意されたい。これらのエッチング速度は、
ＥＲｄｏｐｅｄ  Ｓｉ  １＜ＥＲｄｏｐｅｄ  Ｓｉ  ２＜ＥＲｏｘｉｄｅ
によって与えられる。
【００９８】
この場合、マーカ構造内で、二酸化シリコン領域１０３は、最も低い表面レベルを示し、第２のドープしたシリコン領域１３０”は、中間の表面レベルを示し、第１のドープしたシリコン領域１３０’は、相対的に最も高い表面レベルを示し得る。
【００９９】
本発明の別の実施例では、これらのエッチング速度を、
ＥＲｏｘｉｄｅ＜ＥＲｄｏｐｅｄ  Ｓｉ  １＜ＥＲｄｏｐｅｄ  Ｓｉ  ２
で与えることができる。
【０１００】
この場合、マーカ構造内で、二酸化シリコン領域１０３は、最も高い表面レベルを示し、第２のドープしたシリコン領域１３０”は、最も低い表面レベルを示し、第１のドープしたシリコン領域１３０’は、中間の表面レベルを示し得る。
【０１０１】
マーカ構造内でトポロジーを生成するのに、シリコンについてのエッチング速度を、相互に且つ二酸化シリコンに関して様々に組み合わせて適用し得ることが当業者には理解されよう。上記で説明したように注入処理によってエッチング速度の差異が得られる場合には、材料の他の組合せについて、類似のトポロジーを生成し得ることも当業者には理解されよう。そのため、二酸化シリコンの代わりに、本発明の実施例によるマーカ構造では、他の誘電体を適用することができる。また、シリコンの代わりに、代替（半導体）材料を使用し得る。
【０１０２】
本発明の実施例によるマーカ構造のトポロジーは、不透明な層を伴わない従来型マーカ構造と類似のやり方で、（光学的な）位置合わせシステムによって使用に供することができることにさらに留意されたい。図１１に示す実施例では、下にあるマーカ構造の周期性に基づく信号と異なる信号を生成し得る。３つの表面レベルを導入するために、このトポロジーの応答は、これらの表面レベルの実際の周期的な繰返しの関数として変化し得る。所与の繰返しについて、位置合わせシステムの応答を導出し得ることが当業者には理解されよう。
【０１０３】
また、エッチング速度は、ここで犠牲酸化物を取り除くのに利用する適切なウェット・エッチング処理に関係してしか変化し得ないのではないことに留意されたい。他の状況では、エッチング速度は、該当する場合には、例えば反応性イオン・プラズマを使用することによっても変化し得る。
【０１０４】
各ドーパント種ごとの注入ステップにより、そのドーパント種に富んだそれぞれのシリコン領域が生成される。アニールによってこれらの領域を活性化すると、各領域は、個々の（即ち、ｎ型、ｐ型、又は真性のシリコンの）電子的な特性を獲得する。さらに、シリコンのエッチング特性は、シリコン中に含まれる不純物元素（ドーパント種）によって、またその相対濃度によって決まる。そのため、注入ステップ及び後続のアニール・ステップによって、ドーパント種及びそれらの相対濃度に基づく異なるエッチング速度を示すシリコン領域を生成することが可能になり得る。本発明の実施例では、グレーティング構造は、このグレーティング構造内の所与の位置におけるドーパント種及びそれらの濃度の関数としてのエッチング速度の差によって生じる表面レベルの差（トポロジー）を含む。
【０１０５】
本発明の実施例では、マーカ構造の様々な部分（即ち、ライン）にドーパント種を注入する。次に、これらの部分の注入及び活性化の後で、反応性イオン・エッチング処理を利用して、マーカ構造を生成し得る。犠牲酸化物のエッチング処理中、それぞれの部分に個々のドーパント種が存在するために、これら様々な部分のエッチング速度は異なることになる。その結果、表面レベルの差をもたらすトポロジーが生成される。
【０１０６】
このトポロジーが、マーカ構造に関係するものであり、且つ表面上に周期構造を形成するように生成される場合、このトポロジーは、従来型のライン／トレンチ・マーカ構造と同じ機能を有する。このマーカ構造は、真のマーカ構造に類似のやり方で、基板表面上のこれらの真のマーカの検出に使用される同じシステムによって検出し得る。
【０１０７】
本発明の趣旨から逸脱することなく、本発明の他の実施例を想起し、それを実施に移し得ることが当業者には明らかである。本明細書で説明した方法は、ソフトウエア、ファームウエア、ハードウエア、又はこれらの何らかの組合せとして（例えば、ディスク又はコンピュータ・メモリなどのデータ記憶媒体上に記憶された、機械が実行し得る１つ又は複数の組の命令の形式で）実施することもできる。ある実施例では、プログラム・コードを含むコンピュータ・プログラムが提供される。このプログラム・コードは、コンピュータ・システム上で実行されると、このコンピュータ・システムに、本明細書で説明した１つ又は複数の方法を実施するように命令する。上記説明は、本発明を限定するためのものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】本発明の実施例によるリソグラフィ機器を示す図である。
【図２】基板上のマーカ構造の例を示す図である。
【図３】ゲート層スタックの第１の例によって覆われたマーカ構造を示す図である。
【図４】ゲート層スタックの第２の例によって覆われたマーカ構造を示す図である。
【図５】第１の加工シーケンス後の本発明の実施例によるマーカ構造の一部を示す断面図である。
【図６】第１の後続の加工ステップ後の本発明の実施例によるマーカ構造の一部を示す断面図である。
【図７】第２の後続の加工ステップ後の本発明の実施例によるマーカ構造の一部を示す断面図である。
【図８】代替第１後続加工ステップによって製作された本発明の実施例によるマーカ構造の一部を示す断面図である。
【図９】ゲート層スタックによって覆われた本発明の実施例によるマーカ構造を示す図である。
【図１０】本発明の実施例によるマーカ構造を示す図である。
【図１１】本発明の実施例によるマーカ構造を示す図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１００  ライン
１０２  トレンチ
１０３  二酸化シリコン、トレンチ酸化物
１０４  二酸化シリコン層
１０５  ポリシリコン層
１０６  タングステン層
１０７  窒化シリコン層
１０８  窒化タンタル層
１０９  窒化チタン層
１１０  酸窒化シリコン層
１２０  犠牲酸化物層
１２４  マスク・パターン部分
１２５  イオン・ビーム
１３０  露出区域、シリコン部分、ドープしたシリコン領域
１３０’  第１のタイプのドープしたシリコン領域
１３０”  第２のタイプのドープしたシリコン領域
Ｃ  目標部分
ｄｔ  トレンチ深さ
ＩＦ１  位置センサ
ＩＦ２  位置センサ
ＩＬ  照明システム、照明器
ＬＢ  入射光ビーム
ＭＡ  パターン化構造、マスク
ＭＴ  第１支持構造、マスク・テーブル、物体テーブル
Ｍ１  マスク位置合わせマーク
Ｍ２  マスク位置合わせマーク
Ｐ  グレーティングの周期
ＰＩ  ライン幅
ＰＩＩ  トレンチ幅
ＰＢ  放射ビーム
ＰＦ  伝播波面
ＰＬ  投影システム、レンズ
ＰＭ  第１位置決め装置
ＰＷ  第２位置決め装置
Ｐ１  基板位置合わせマーク
Ｐ２  基板位置合わせマーク
ＳＯ  放射源
Ｗ  基板
ＷＴ  基板テーブル、ウエハ・テーブル、物体テーブル
θ  回折角
λ  入射光の波長
【図１】
2006019738.tif 000003
【図２】
2006019738.tif 000004
【図３】
2006019738.tif 000005
【図４】
2006019738.tif 000006
【図５】
2006019738.tif 000007
【図６】
2006019738.tif 000008
【図７】
2006019738.tif 000009
【図８】
2006019738.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【外国語明細書】
2006019738000001.pdf