(57)【要約】共振振幅格子マークは、アライメントマークの表面（５０６）に入射する（５００）波長λの放射を散乱させる（５０２）ように構成された周期構造を有する。散乱は主に、表面と平行な周期構造における共振モード（５０８）の励起によるものである。周期構造の部分の有効屈折率（ｎｓ、ｎｄ）及び長さ（Ｌ１、Ｌ２）は、周期性の方向における単位セルの光路長（ｎｓＬ１＋ｎｄＬ２）が放射のスペクトル内に存在する波長の整数倍（ｍλ）と等しいように構成されている。また、これらの部分の有効屈折率（ｎｓ、ｎｄ）及び長さ（Ｌ１、Ｌ２）は、周期性の方向における第２の部分の光路長（ｎｄＬ２）が放射のスペクトル内に存在する波長の整数倍の２分の１（λ／２）と等しいように構成されている。【選択図】  図５
2021501351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上のマークであって、
前記マークの表面に入射する放射を散乱させるように構成された構造を備え、
前記散乱は、主に前記表面と平行な前記構造における共振モードの励起によるものである、マーク。
【請求項２】
平面基板上に形成されたマークであって、
前記アライメントマークの表面に入射する放射を散乱させるように構成された周期構造を備え、
前記表面は、前記基板の面と平行であり、
前記散乱は、主に前記周期構造における共振モードの励起によるものであり、
前記共振モードは、前記表面と平行に配向されている、マーク。
【請求項３】
前記周期構造は、周期性の方向に沿って隣接する第１及び第２の部分に分割された反復単位セルを有し、
前記第１の部分は、第１の有効屈折率と、前記周期性の方向に沿った第１の長さと、を有し、
前記第２の部分は、光路上で前記第１の有効屈折率よりも低い第２の有効屈折率と、前記周期性の方向に沿った第２の長さと、を有し、
前記部分の前記有効屈折率及び長さは、
前記周期性の方向における前記単位セルの光路長が前記放射のスペクトル内に存在する波長の整数倍と等しく、かつ
前記周期性の方向における前記第２の部分の光路長が前記放射の前記スペクトル内に存在する前記波長の整数倍の２分の１と等しい、
ように構成されている、請求項２に記載のマーク。
【請求項４】
前記周期性の方向における前記第２の部分の前記光路長は、前記放射の前記スペクトル内に存在する前記波長の２分の１と等しい、請求項３に記載のマーク。
【請求項５】
前記第１の部分は、前記第１の有効屈折率を発生するようにサブセグメント化されている、請求項３に記載のマーク。
【請求項６】
前記第１の部分は、前記第１の有効屈折率を発生するように選択されたデューティサイクルを有する周期構造によってサブセグメント化されている、請求項３に記載のマーク。
【請求項７】
前記第２の部分は、前記第２の有効屈折率を発生するようにサブセグメント化されている、請求項３に記載のマーク。
【請求項８】
前記第２の部分は、前記第２の有効屈折率を発生するように選択されたデューティサイクルを有する周期構造によってサブセグメント化されている、請求項７に記載のマーク。
【請求項９】
前記周期構造は、前記周期性の方向に沿って前記反復単位セルのシーケンスと交互に配置された第３の部分を有し、
前記第３の部分は、第３の有効屈折率と、前記第１の長さよりも長い前記周期性の方向に沿った第３の長さと、を有し、
前記部分の前記有効屈折率及び長さは、
前記周期性の方向における複数の前記第１の部分、複数の前記第２の部分、及び前記第３の部分の和の光路長が、前記放射の前記スペクトル内に存在する波長の整数倍と等しい、
ように構成されている、請求項３に記載のマーク。
【請求項１０】
請求項１又は２に記載の下方マークを備えるオーバーレイターゲットであって、
前記下方マークには、前記下方マークと同一のピッチを有すると共に周期構造を備える上方マークが重ねられ、
前記周期構造は、放射が入射する表面と平行な前記周期構造における共振モードを励起することなく前記放射を散乱させるように構成されている、オーバーレイターゲット。
【請求項１１】
アライメントの方法であって、
平面基板上に形成されたアライメントマークを提供するステップであって、前記アライメントマークは、前記アライメントマークの表面に入射する放射を散乱させるように構成された周期構造を含み、前記表面は前記基板の面と平行であり、前記散乱は主に前記表面と平行な前記周期構造における共振モードの励起によるものである、ステップと、
前記アライメントマークを放射で照明するステップと、
前記照明から生じた、前記アライメントマークによって散乱された前記放射を検出するステップと、
前記検出した放射を用いて前記アライメントマークの位置を決定するステップと、
を含む、方法。
【請求項１２】
オーバーレイエラーを決定する方法であって、
平面基板上に形成されたオーバーレイターゲットを提供するステップであって、前記オーバーレイターゲットは下方マークを含み、前記下方マークには前記下方マークと同一のピッチを有する上方マークが重ねられ、前記下方マークは、前記下方マークの表面に入射する放射を散乱させるように構成された周期構造を含み、前記表面は前記基板の面と平行であり、前記散乱は主にその表面と平行なその周期構造における共振モードの励起によるものであり、前記上方マークは周期構造を含み、前記周期構造は、放射が入射するその表面と平行なその周期構造における共振モードを励起することなく前記放射を散乱させるように構成されている、ステップと、
前記オーバーレイターゲットを放射で照明するステップと、
前記照明から生じた、前記オーバーレイターゲットによって散乱された放射を検出するステップと、
前記検出した放射を用いて前記上方マークと前記下方マークとの間のオーバーレイエラーを決定するステップと、
を含む、方法。
【請求項１３】
請求項１又は２に記載のマークを備える、基板。
【請求項１４】
アライメントの方法であって、
請求項１３に記載の基板を放射で照明するステップと、
前記照明から生じた、前記マークによって散乱された前記放射を検出するステップと、
前記検出した放射を用いて前記マークの位置を決定するステップと、
を含む、方法。
【請求項１５】
オーバーレイエラーを決定する方法であって、
請求項１０に記載のオーバーレイターゲットを放射で照明するステップと、
前記照明から生じた、前記オーバーレイターゲットによって散乱された放射を検出するステップと、
前記検出した放射を用いて前記上方マークと前記下方マークとの間のオーバーレイエラーを決定するステップと、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
[0001]  本出願は、２０１７年１０月２４日に出願されたＥＰ出願第１７１９７９１４．９号及び２０１８年５月２日に出願されたＥＰ出願第１８１７０３５２．１号の優先権を主張する。これらは援用により全体が本願に含まれる。
【０００２】
[0002]  本開示は、例えばリソグラフィ技法によるデバイスの製造に使用できる、マーク、オーバーレイターゲット、並びに関連するアライメント及びオーバーレイエラー決定の方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]  リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に適用するように構築された機械である。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。リソグラフィ装置は例えば、パターニングデバイス（例えばマスク）のパターン（「設計レイアウト」又は「設計」と呼ばれることも多い）を、基板（例えばウェーハ）上に設けられた放射感応性材料（レジスト）の層に投影することができる。
【０００４】
[0004]  基板にパターンを投影するため、リソグラフィ装置は電磁放射を使用することができる。この放射の波長は、基板上に形成することができるフィーチャの最小サイズを決定する。現在使用されている典型的な波長は、３６５ｎｍ（ｉ線）、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、及び１３．５ｎｍである。４〜２０ｎｍの範囲内、例えば６．７ｎｍ又は１３．５ｎｍの波長を有する極端紫外線（ＥＵＶ）放射を用いたリソグラフィ装置を使用すると、例えば１９３ｎｍの波長の放射を使用するリソグラフィ装置よりも小さいフィーチャを基板上に形成することができる。
【０００５】
[0005]  低ｋ１リソグラフィを用いて、リソグラフィ装置の従来の解像限界よりも小さい寸法のフィーチャを処理することができる。このようなプロセスにおいて、解像式をＣＤ＝ｋ１×λＮＡと表すことができる。ここで、λは使用される放射の波長であり、ＮＡはリソグラフィ装置の投影光学系の開口数であり、ＣＤは「クリティカルディメンション」（一般には印刷される最小フィーチャサイズであるが、この場合はハーフピッチ）であり、ｋ１は経験的な解像ファクタ（resolution factor）である。一般に、ｋ１が小さくなればなるほど、特定の電気的機能性及び性能を達成するために回路設計者が計画した形状及び寸法に似ている基板上のパターンを再現することが難しくなる。これらの問題を克服するため、リソグラフィ投影装置及び／又は設計レイアウトに対して、洗練された微調整ステップを適用することができる。これらには例えば、限定ではないが、ＮＡの最適化、カスタム化照明スキーム、位相シフトパターニングデバイスの使用、設計レイアウトにおける光近接効果補正（ＯＰＣ：optical proximity correction、時として「光及びプロセス補正（optical and process correction）」とも称される）のような設計レイアウトの様々な最適化、又は、一般に「解像度向上技術」（ＲＥＴ：resolution enhancement technique）として定義される他の方法が含まれる。あるいは、リソグラフィ装置の安定性を制御するための厳しい制御ループを用いて低ｋ１でのパターン再現を改善することも可能である。
【０００６】
[0006]  基板上にパターンを正確に配置することは、リソグラフィによって生成される回路コンポーネント及び他の生成物の大きさを縮小するための大きな課題である。具体的には、すでに配置されている基板上のフィーチャを正確に測定するという課題は、高い歩留まりで動作デバイスを生成するために充分な高精度の重ね合わせで連続フィーチャ層の位置合わせを可能とする重要なステップである。いわゆるオーバーレイは一般に、今日のサブミクロン半導体デバイスでは数十ナノメートル内で、最も重要な層では数ナノメートルで、達成しなければならない。
【０００７】
[0007]  リソグラフィプロセスでは、多くの場合、例えばプロセス制御及び検証のために、生成された構造の測定を行うことが望まれる。そのような測定を行うための様々なツールが既知であり、それらには、クリティカルディメンション（ＣＤ）を測定するため使用されることが多い走査電子顕微鏡や、オーバーレイすなわちデバイス内の２つの層のアライメントの精度を測定するための専用ツールが含まれる。近年、リソグラフィ分野で使用するために様々な形態のスキャトロメータが開発されている。これらのデバイスは、電磁放射ビームをターゲットへ誘導し、散乱した電磁放射の１以上の特性、例えば波長の関数としての単一の反射角度における強度、反射角度の関数としての１以上の波長における強度、又は反射角度の関数としての偏光を測定して、ターゲットの対象特性を決定することができる回折「スペクトル」を取得する。
【０００８】
[0008]  従来のアライメントマークは、入射放射を回折するバイナリ位相格子から成る。それらは、格子の上部と最適な格子深さの格子の下部とによって回折された放射の強め合う干渉に頼っている。次いでこの光はアライメントセンサによってキャプチャされ、ウェーハ上のマーク位置を画定するため用いられる。アライメントマークが完璧に対称的である理想的な状況では、ウェーハの変形が存在しないと仮定すると、アライメント位置ずれ（ＡＰＤ：Alignment Position Deviation）はゼロであり、最良のオーバーレイが得られる。しかしながら、エッチング、化学機械研磨（ＣＭＰ：chemical-mechanical polishing）、アニーリング、堆積、酸化等の処理の結果として、実際のアライメントマークは様々に変形するので、事前に知られていない非対称性が生じることが多い。観察される典型的な非対称性には、下部傾斜（ＦＴ：Floor Tilt）、上部傾斜（ＴＴ：Top Tilt）、及び側壁角（ＳＷＡ：Side Wall Angle）が含まれる。更に、処理における変動のため、アライメントマークの深さも公称値前後に変化する可能性がある。
【０００９】
[0009]  アライメントセンサから入来する放射がアライメントマークと相互作用して回折した場合、そのような回折放射はマークジオメトリに関する情報も含んでいる。従って、非対称的な（変形した）アライメントマークでは、センサが検出する位置はウェーハ上の実際の位置とは異なる。すなわち、ＡＰＤは非ゼロである。これにより、マークに誘起された非対称性の種類及び大きさに強く依存すると共にマーク深さにも依存するオーバーレイエラーが生じる。
【００１０】
[0010]  特定のプロセスの効果に関する詳細が事前に又は調査研究の後にわかる場合、このプロセス中は変形に対する感応性が低いアライメントマークを使用することができる。しかしながら、そのようなマークは、特定のプロセス及び半導体製造業者に対して極めて特有のものである。標準的な手法は、異なる色を用いてアライメントを実行することを含み、回折放射に含まれるマーク外形に関する情報は色に大きく依存するので、特定のマーク変形に対してＡＰＤを最小限に抑える１つの色又は複数の色の組み合わせを識別することができる。しかしながら、ウェーハ全面にわたってそのようなマーク変形のばらつきが存在し、更にこのばらつきはウェーハごとに異なる。結果として、複数の色を用いる状況であってもオーバーレイ性能は最適でない。更に、いくつかのアライメントシステムは２つだけの色に限定されている。
【００１１】
[0011]  また、オーバーレイエラーを測定するために用いられるオーバーレイターゲットにも、同じ変形の問題がある。これにより、測定されるオーバーレイエラーに不正確さが発生する可能性がある。
【発明の概要】
【００１２】
[0012]  プロセス誘起変形から生じるマーク非対称性に対して感応性が低いマーク及びオーバーレイターゲットを有することが望ましい。
【００１３】
[0013]  本発明の第１の態様によれば、平面基板上に形成されたマークが提供される。このマークは、アライメントマークの表面に入射する放射を散乱させるように構成された周期構造を備え、表面は基板の面と平行であり、散乱は主に、表面と平行な周期構造における共振モードの励起によるものである。
【００１４】
[0014]  本発明の第２の態様によれば、第１の態様のマークを備える基板が提供される。
【００１５】
[0015]  本発明の第３の態様によれば、第１の態様に従った下方マークを備えるオーバーレイターゲットが提供される。下方マークには、この下方マークと同一のピッチを有すると共に周期構造を備える上方マークが重ねられ、周期構造は、放射が入射する表面と平行な周期構造における共振モードを励起することなく放射を散乱させるように構成されている。
【００１６】
[0016]  本発明の第４の態様によれば、第３の態様のオーバーレイターゲットを備える基板が提供される。
【００１７】
[0017]  本発明の第５の態様によれば、アライメントの方法が提供される。この方法は、
平面基板上に形成されたアライメントマークを提供するステップであって、アライメントマークは、このアライメントマークの表面に入射する放射を散乱させるように構成された周期構造を含み、表面は基板の面と平行であり、散乱は主に表面と平行な周期構造における共振モードの励起によるものである、ステップと、
アライメントマークを放射で照明するステップと、
照明から生じた、アライメントマークによって散乱された放射を検出するステップと、
検出した放射を用いてアライメントマークの位置を決定するステップと、
を含む。
【００１８】
[0018]  本発明の第６の態様によれば、オーバーレイエラーを決定する方法が提供される。この方法は、
平面基板上に形成されたオーバーレイターゲットを提供するステップであって、オーバーレイターゲットは下方マークを含み、下方マークには、この下方マークと同一のピッチを有する上方マークが重ねられ、下方マークは、この下方マークの表面に入射する放射を散乱させるように構成された周期構造を含み、表面は基板の面と平行であり、散乱は主に表面と平行な周期構造における共振モードの励起によるものであり、上方マークは周期構造を含み、この周期構造は、放射が入射する表面と平行な周期構造における共振モードを励起することなく放射を散乱させるように構成されている、ステップと、
オーバーレイターゲットを放射で照明するステップと、
照明から生じた、オーバーレイターゲットによって散乱された放射を検出するステップと、
検出した放射を用いて上方マークと下方マークとの間のオーバーレイエラーを決定するステップと、
を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
[0019]  これより、添付の概略図面を参照して単に一例として本発明の実施形態を説明する。
【００２０】
【図１】リソグラフィ装置の図式的な外観を示す。
【図２】従来の位相格子による回折を示す。
【図３】振幅格子による回折を示す。
【図４】共振レジームにおける格子を示す。
【図５】本発明の一実施形態に従った共振振幅マークを示す。
【図６】図２に示されているものと同様の位相格子について電界のシミュレーションを示す。
【図７】図５に示されているものと同様の共振振幅格子について電界のシミュレーションを示す。
【図８】格子マーク深さ及び光路の関数として＋１回折次数の回折効率マップを示す。
【図９】従来の位相格子及び２つの共振振幅格子のそれぞれについて、下部傾斜非対称性が存在する場合のアライメントマーク深さの関数としてのアライメント位置ずれ（ＡＰＤ）を示す。
【図１０】従来の位相格子及び２つの共振振幅格子のそれぞれについて、下部傾斜非対称性が存在する場合のアライメントマーク深さの関数としてのウェーハ品質（ＷＱ）を示す。
【図１１】従来の位相格子及び２つの共振振幅格子のそれぞれについて、側壁角非対称性が存在する場合のアライメントマーク深さの関数としてのアライメント位置ずれ（ＡＰＤ）を示す。
【図１２】従来の位相格子及び２つの共振振幅格子のそれぞれについて、側壁角非対称性が存在する場合のアライメントマーク深さの関数としてのウェーハ品質（ＷＱ）を示す。
【図１３】従来の位相格子及び２つの共振振幅格子のそれぞれについて、上部傾斜非対称性が存在する場合のアライメントマーク深さの関数としてのアライメント位置ずれ（ＡＰＤ）を示す。
【図１４】従来の位相格子及び２つの共振振幅格子のそれぞれについて、上部傾斜非対称性が存在する場合のアライメントマーク深さの関数としてのウェーハ品質（ＷＱ）を示す。
【図１５】本発明の一実施形態に従った、単位セルのサブセグメント化部分を有する共振振幅格子を示す。
【図１６】本発明の一実施形態に従った、上部に共振振幅マークを有するマーク積層を示す。
【図１７】本発明の一実施形態に従った、下部共振振幅マークを有するオーバーレイターゲットを示す。
【図１８】本発明の一実施形態に従ったアライメントの方法のフローチャートを示す。
【図１９】本発明の一実施形態に従ったオーバーレイエラー測定の方法のフローチャートを示す。
【図２０】本発明の一実施形態に従ったスプラ波長（supra-wavelength）サブセグメント化共振振幅マークを示す。
【図２１】図２０のスプラ波長サブセグメント化共振振幅マークと比較したサブ波長サブセグメント化位相マークを示す。
【図２２】図２０のスプラ波長サブセグメント化共振振幅マーク及び図２１のサブ波長サブセグメント化位相マークについて、アライメントマーク深さの関数としてアライメント位置ずれ（ＡＰＤ）を示す。
【図２３】図２０のスプラ波長サブセグメント化共振振幅マーク及び図２１のサブ波長サブセグメント化位相マークについて、アライメントマーク深さの関数としてウェーハ品質（ＷＱ）を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
[0020]  図１はリソグラフィ装置ＬＡを概略的に示す。リソグラフィ装置ＬＡは、放射ビームＢ（例えばＵＶ放射、ＤＵＶ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（イルミネータとも称される）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ＭＡを正確に位置決めするように構成された第１のポジショナＰＭに接続された支持構造（例えばマスクテーブル）Ｔ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を正確に位置決めするように構成された第２のポジショナ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つ以上のダイを含む）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。
【００２２】
[0021]  動作中、イルミネータＩＬは、放射源ＳＯからの放射ビームを、例えばビームデリバリシステムＢＤを介して受光する。照明システムＩＬは、放射を誘導し、整形し、又は制御するための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気、又は他のタイプの光学コンポーネントのような様々なタイプの光学コンポーネント、又はそれらのいずれかの組み合わせを含むことができる。イルミネータＩＬを用いて、パターニングデバイスＭＡの面において放射ビームＢが断面内に所望の空間及び角度の強度分布を有するように調整することができる。
【００２３】
[0022]  本明細書で用いられる「投影システム」ＰＳという用語は、使用する露光放射、及び／又は液浸液の使用や真空の使用のような他のファクタに合わせて適宜、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、アナモルフィック光学システム、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、又はそれらの任意の組み合わせを含む様々なタイプの投影システムを包含するものとして広義に解釈するべきである。本明細書で「投影レンズ」という用語が使用される場合、これは更に一般的な「投影システム」ＰＳという用語と同義と見なすことができる。
【００２４】
[0023]  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例えば水のような比較的高い屈折率を有する液体で覆うことができるタイプでもよい。これは液浸リソグラフィとも呼ばれる。液浸技法に関する更なる情報は、米国特許第６，９５２，２５３号及びＰＣＴ公報第ＷＯ９９−４９５０４号に与えられている。これらは援用により本願に含まれる。
【００２５】
[0024]  リソグラフィ装置ＬＡは、２つ以上の基板テーブルＷＴ（デュアルステージ）と、例えば２つ以上の支持構造Ｔ（図示せず）と、を有するタイプである場合もある。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／構造を並行して使用するか、又は、パターニングデバイスＭＡの設計レイアウトを基板Ｗに露光するため１つ以上のテーブルを使用している間に１つ以上の他のテーブルで準備ステップを実行することができる。
【００２６】
[0025]  動作中、放射ビームＢは、支持構造（例えばマスクテーブルＴ）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）に入射し、パターニングデバイスＭＡによってパターンが付与される。マスクＭＡを横断した放射ビームＢは投影システムＰＳを通過し、投影システムＰＳはビームを基板Ｗのターゲット部分Ｃに合焦させる。第２のポジショナＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば、干渉デバイス、リニアエンコーダ、２Ｄエンコーダ、又は容量センサ）を用いて、例えば、放射ビームＢの経路内に様々なターゲット部分Ｃを位置決めするように、基板テーブルＷＴを正確に移動させることができる。同様に、第１のポジショナＰＭと、場合によっては別の位置センサ（図１には明示的に図示されていない）と、を用いて、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。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスクアライメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を用いて位置合わせすることができる。図示されている基板アライメントマークは専用のターゲット部分を占有するが、それらをターゲット部分間の空間に位置付けることも可能である（これらはスクライブラインアライメントマークとして知られている）。
【００２７】
[0026]  本発明の実施形態は、バイナリ格子として作製された新規のマークを提供する。これらは、表面モードの結合（coupling）及び漏れ（leaking）を利用する。非対称性に対して無感応である（insensitive）マーク設計の全体的な枠組みが与えられる。また、深さ変動に対して無感応であるマーク設計の全体的な枠組みも与えられる。この新規なマーク設計では、プロセス誘起マーク非対称性の効果を軽減するために単一の波長しか必要としない。更に、単にマークのピッチを調整することによってアライメント信号強度（ウェーハ品質ＷＱ）を調節することができる。マークはプロセス誘起マーク非対称性に対して無感応であるので、単にウェーハ製造を参照して、ウェーハ間エラー補正のための「最良の（golden）」基準ウェーハを与える。
【００２８】
[0027]  実施形態は、ほとんどの非対称性のタイプ（ＦＴ、ＳＷＡ）に対して無感応である新規のタイプのバイナリマーク設計を提供する。これは深さ変動に対して無感応であり、従って、いずれの非対称性（ＦＴ、ＳＷＡ、ＴＴ）のプロセス変動に対しても無感応である。
【００２９】
[0028]  新規のマークについて検討する前に、従来の位相格子（図２）、振幅格子の原理（図３）、及び共振の発生（図４）について説明する。
【００３０】
[0029]  図２は従来の位相格子による回折を示す。波長λの放射２００は、この例では断面で示された格子である、平面基板２１２に形成された周期構造２１０を照明する。隆起部２１０間のギャップは、基板２１２まで延出している深さｄのトレンチを形成する。この（ｄ）がマーク深さである。格子２１０の上部及び下部でそれぞれ反射された散乱放射２０４、２０６間の干渉は、最適な厚さｄでは強め合って散乱放射２０２を生成する。このように、反射波の位相の変調によって回折が発生する。格子は波面の周期的変調を生じる。
【００３１】
[0030]  図３は振幅格子による回折を示す。波長λの放射３００は格子３１０を照明する。反射膜に周期開口を有する格子によって回折された放射３０２は、周期Λのみに依存する。反射膜は点光源セット３０４と同等である。位相格子とは異なり、回折は位相でなく反射波の振幅の変調によって発生する。位相格子と同様に、振幅格子は波面の周期的変調を生じる。
【００３２】
[0031]  図４は共振レジームにおける格子を示す。波長λの放射４００は格子５１０を照明する。入来する放射４００は格子面において後方励起波４０８を共振励起する。格子自体が必要な運動量を生じる。
【００３３】
[0032]  図５は、本発明の一実施形態に従った共振振幅マークを示す。マークは平面基板５１２上に形成されている。マークは、アライメントマークの表面５０６に入射する（５００）波長λの放射を散乱させる（５０２）ように構成された周期構造を有する。表面５０６は基板の面と平行である。散乱は主に、表面と平行な周期構造における共振モード５０８の励起によるものである。
【００３４】
[0033]  周期構造は、周期性の方向に沿って（図５の断面で左から右へ）隣接する第１の部分５１０と第２の部分５０４とに分割された反復単位セルを有する。
【００３５】
[0034]  第１の部分５１０は、第１の有効屈折率（ｎｓ）と、周期性の方向に沿った第１の長さ（Ｌ１）と、を有する。第２の部分５０４は、光路上で第１の有効屈折率よりも低い第２の有効屈折率（ｎｄ）と、周期性の方向に沿った第２の長さ（Ｌ２）と、を有する。
【００３６】
[0035]  これらの部分の有効屈折率（ｎｓ、ｎｄ）及び長さ（Ｌ１、Ｌ２）は、周期性の方向における単位セルの光路長（ｎｓＬ１＋ｎｄＬ２）が、放射のスペクトル内に存在する波長の整数倍と等しい（ｍλ）ように構成されている。
【００３７】
[0036]  入射放射の波長は、共振設計ルールに合致するように予め決定することができる。あるいは、広帯域放射がマーカに入射し、その後、アライメントセンサ周波数フィルタを調節して共振モード波長を選択することも可能である。
【００３８】
[0037]  また、これらの部分の有効屈折率（ｎｓ、ｎｄ）及び長さ（Ｌ１、Ｌ２）は、周期性の方向における第２の部分の光路長（ｎｄＬ２）が、放射のスペクトル内に存在する波長の整数倍の２分の１と等しい（ｋλ／２）ように構成されている。これらは、共振をサポートするように放射波長を格子材料境界条件に合致させる条件である。
【００３９】
[0038]  この例では、周期性の方向における第２の部分の光路長（ｎｄＬ２）は放射のスペクトル内に存在する波長の２分の１（λ／２）と等しく、従って、第２の部分５０４の共振モードの波腹は１つだけ存在する。すなわちｋ＝１である。ｋ＞１の場合、奇数の波腹が存在するが、偶数の波腹は打ち消されて、散乱に寄与する波腹が１つだけ残るが、効率は低下する。
【００４０】
[0039]  図１においてＰ１及びＰ２で示されているように、マークはウェーハＷのような平面基板に形成されている。
【００４１】
[0040]  マークによって回折された放射は、マーク外形に関する情報を含まず、ウェーハ上のマーク位置に関する情報のみを含む。マークを共振振幅マーク（ＲＡＭ：Resonant Amplitude Mark）と呼ぶことができる。この用語を選択したのは、（図２を参照して記載されているような）位相格子に基づく従来のアライメントマークに対して、このようなＲＡＭの異なる動作原理を強調するためである。「マーク」及び「格子」は交換可能に使用できる。格子は、図５の例を参照して記載されるように１次元（１−Ｄ）格子とすることができるが、本発明は１−Ｄ格子に限定されない。これは、共振をサポートするよう構成された、周期性の双方の方向に有効屈折率及び長さを有する２Ｄ格子に適用してもよい。
【００４２】
[0041]  このマーク設計では、アライメントセンサから入来する放射が、格子面において２つの後方励起波を励起する。これら２つの波は、いわゆる「定常波」、すなわち格子面における共振モードを形成する。図４を参照して記載されているように、これら２つの後方励起波はマーク深さに伝搬せずマーク表面に留まるので、マーク深さによって影響を受けない。
【００４３】
[0042]  この共振モードは、他の任意のタイプのマークと同様、事実上光を複数の格子次数に漏らし、従来のマークと極めて同様にキャプチャできるので、新しいセンサ設計は必要ない。実際、センサは入射光がＲＡＭからであるか又は従来のマークからであるかを識別することができず、共振モードが格子面にあるためにＲＡＭから入射する光はマーク外形に関する情報を含まずマーク位置に関する情報のみを含むという利点がある。事実上、複数の格子次数に回折される光が格子表面上の周期的な局所化された点光源から入射し、その放射特性がマーク深さに依存しないという意味で、このマークは振幅マークとしてふるまう。これは、図３を参照して記載したような、反射性不透明膜に開口した周期スリットを有する状況と同様である。
【００４４】
[0043]  適切な設計を用いると、これによってマークはその下にある層スタックの存在に対して感応性が低くなり、オーバーレイターゲットとして使用すること（図１７を参照）、又はマーク積層において使用すること（図１６を参照）が可能となる。
【００４５】
[0044]  ＲＡＭの構成に関して、共振モードに対する効率的な結合及びセンサ面におけるモードの効率的な漏れを有することが望ましい。
【００４６】
[0045]  これらは以下の設計ルールを用いることによって与えられる。
格子単位セルの光路は波長の整数倍と等しい。ｎｓＬ１＋ｎｄＬ２＝ｍλ（１）
低屈折率材料の光路（空間）は波長の２分の１と等しい。ｎｄＬ２＝ｋλ／２（２）
ここで、Ｌ１＋Ｌ２＝Λ（ピッチ）であり、ｋは整数であり、好ましくはｋ＝１である。これら２つの単純な設計ルールから、特定の色に対して、センサ仕様（開口数ＮＡ）に従って、様々なピッチを使用できる。従って、固定波長λでは、マークピッチΛが拡大するとデューティサイクルが増大する。
【００４７】
[0046]  図６は、図２に示したものと同様の位相格子について電界のシミュレーションを示す。薄い色合いは、より高い電界強度を表している（図の右側のバーを参照のこと）。
【００４８】
[0047]  格子の周期構造内のフィールドの最も高い強度は、トレンチ内の約０．２μｍのＺ位置（縦軸）で観察される。このシミュレーションは、０．３μｍのマーク深さ、２０００ｎｍの周期、及び８５０ｎｍの遠赤外線波長で格子を使用している。
【００４９】
[0048]  図７は、図３に示したものと同様の共振振幅格子について電界のシミュレーションを示す。格子面で励起された共振モード（これは定常波である）は、マークの深さとは無関係に、散乱放射を複数の格子次数に漏らす。これは、格子の周期構造に関連したフィールドの最も高い強度がトレンチ外の約０．４μｍのＺ位置（縦軸）で観察されるからである。フィールドはマーク深さとトレンチ非対称性に対して無感応である。このシミュレーションは、０．３μｍのマーク深さ、１９４２ｎｍの周期、及び８５０ｎｍの遠赤外線波長で格子を使用している。
【００５０】
[0049]  図８は、規格化格子マーク深さｄ／λ（縦軸）及び光路（横軸）の関数として、＋１回折次数の回折効率マップを示す。
【００５１】
[0050]  条件（１）及び（２）を満たす場合、回折効率（ウェーハ品質ＷＱ）はマークのマーク深さとは無関係である。ｍ＝ｎｓＬ１＋Ｌ２／λ＝４における縦の光帯（light band）はこのポイントを示している。この例ではｎｄ＝１である。
【００５２】
[0051]  図９は、従来の位相格子及び２つの共振振幅格子のそれぞれについて、下部傾斜（ＦＴ）非対称性が存在する場合のアライメントマーク深さの関数としてのアライメント位置ずれ（ＡＰＤ）を示す。図９における挿入図は下部傾斜非対称性の形状を示す。この場合の下部傾斜は、トレンチの一方側から他方側への１ｎｍの深さの差である。従来の位相格子は３．２μｍのピッチを有し、そのグラフは四角形のマーカを有する。共振振幅格子は１．９４μｍ及び３．１１μｍのピッチをそれぞれ有し、それらのグラフは円形及び三角形のマーカを有する。波長は８５０ｎｍである。
【００５３】
[0052]  図１０は、従来の位相格子及び２つの共振振幅格子のそれぞれについて、下部傾斜非対称性が存在する場合のアライメントマーク深さの関数としてのウェーハ品質（ＷＱ）を示す。
【００５４】
[0053]  図９及び図１０から、ＡＰＤに対するＦＴの効果は、従来の位相格子（四角形のマーカを有するグラフ）に比べ、共振振幅格子（円形及び三角形のマーカを有するグラフ）では数ケタ小さいことがわかる。ＷＱは、共振振幅格子（円形及び三角形のマーカを有するグラフ）では、容易に検出可能なほど高い（＞２０％）。ＷＱは、必要に応じて、式１でより小さいｍを使用することにより更に増大させ得ることに留意するべきである。これは、マークピッチΛを縮小すること、及び／又は図１５を参照して記載されるようにマークの隆起部（Ｌ１）を深くサブ波長サブセグメント化することによって実行できる。また、より小さいピッチを用いると、より小さいマークを使用することが可能となり、スクライブラインのスペース（real estate）を節約できるという利点がある。
【００５５】
[0054]  更に、ＡＰＤ及びＷＱの双方について、動作原理から予想されたように、マーク深さ変動に対する依存性は観察されない。図９に示されているＲＡＭのＡＰＤは、マーク深さとは無関係に基本的にゼロである（＜０．０５ｎｍ）。図９及び図１０に使用されるＲＡＭは８５０ｎｍ（遠赤外線ＦＩＲ）で最良に動作するよう設計されているが、マークは６３５ｎｍ（ＲＥＤ）のような他の波長向けに設計することも可能である。
【００５６】
[0055]  図１１は、従来の位相格子及び２つの共振振幅格子のそれぞれについて、側壁角非対称性が存在する場合のアライメントマーク深さの関数としてのアライメント位置ずれ（ＡＰＤ）を示す。図１１における挿入図は側壁角非対称性の形状を示す。この場合の側壁角は１．１度である。従来の位相格子は３．２μｍのピッチを有し、そのグラフは四角形のマーカを有する。共振振幅格子は１．９４μｍ及び３．１１μｍのピッチを有し、それらのグラフは円形及び三角形のマーカを有する。波長は８５０ｎｍである。
【００５７】
[0056]  図１２は、従来の位相格子及び２つの共振振幅格子のそれぞれについて、側壁角非対称性が存在する場合のアライメントマーク深さの関数としてのウェーハ品質（ＷＱ）を示す。
【００５８】
[0057]  図１１及び図１２から、ＡＰＤに対するＳＷＡの効果も、従来のマークに比べてＲＡＭの方が小さいことがわかる。小さいマーク深さではＳＷＡの効果は概ね限定されているが、ＲＡＭの方が、マーク深さの関数としてのＡＰＤの変動ははるかに小さい。このことは、マークトポロジに誘起された変動を処理する状況で重要になる。従って、この状況でもＲＡＭ性能の方が従来のマークよりも優れている。
【００５９】
[0058]  図１３は、従来の位相格子及び２つの共振振幅格子のそれぞれについて、上部傾斜非対称性が存在する場合のアライメントマーク深さの関数としてのアライメント位置ずれ（ＡＰＤ）を示す。図１３における挿入図は上部傾斜非対称性の形状を示す。この場合の上部傾斜は、トレンチの一方側から他方側への１ｎｍの高さの差である。従来の位相格子は３．２μｍのピッチを有し、そのグラフは四角形のマーカを有する。共振振幅格子は１．９４μｍ及び３．１１μｍのピッチを有し、それらのグラフは円形及び三角形のマーカを有する。波長は８５０ｎｍである。
【００６０】
[0059]  図１４は、従来の位相格子及び２つの共振振幅格子のそれぞれについて、上部傾斜非対称性が存在する場合のアライメントマーク深さの関数としてのウェーハ品質（ＷＱ）を示す。
【００６１】
[0060]  図１３から、上部傾斜の効果はＲＡＭでは一定であり非ゼロであることがわかる。性能はＦＴ及びＳＷＡの状況ほど明確でないが、従来のマークとは異なり、ＡＰＤがマーク深さの関数として変動しないこと、従って容易に補正できることは注目に値する。
【００６２】
[0061]  図１５は、本発明の一実施形態に従った、単位セルのサブセグメント化部分を有する共振振幅格子を示す。図５を参照して記載したものと共通する特徴部（feature）は同一の参照番号を有する。第１の部分１５１０は、第１の有効屈折率ｎｓを発生するようにサブセグメント化されている。この例において、第１の部分は、第１の有効屈折率ｎｓを発生するように選択されたデューティサイクルを有する周期サブ構造１５１１によってサブセグメント化されている。
【００６３】
[0062]  別の実施形態（図示せず）では、第２の部分を、第２の有効屈折率ｎｄを発生するようにサブセグメント化することができる。第２の部分は、第２の有効屈折率を発生するように選択されたデューティサイクルを有する周期サブ構造によってサブセグメント化することができる。
【００６４】
[0063]  図１６は、本発明の一実施形態に従った、上部に共振振幅マークを有するマーク積層を示す。図５を参照して記載したものと共通する特徴部は同一の参照番号を有する。共振振幅格子５１０、５０４は、平面基板５１２上の格子１６１４、１６１６、１６１８のスタック上の中間層１６１２上に形成されている。図１６を参照して記載されるようなマーク積層では、モードは格子面において伝搬するので、ＲＡＭは下方の層に位置付けられた他のアライメントマークの存在に対して感応性が低い。これによりクロストークが低減するので、いっそうロバストな読み取りが可能となる。これによってスクライブラインの空間を節約することができる。
【００６５】
[0064]  図１７は、本発明の一実施形態に従った、下部共振振幅マークを有するオーバーレイターゲットを示す。図２を参照して記載したものと共通する特徴部は同一の参照番号を有する。
【００６６】
[0065]  オーバーレイターゲットは、図５を参照して記載したような基板１７１２上に形成された周期構造１７１０、１７０４を備えた下方マークとしての共振振幅マークを有する。マークは、アライメントマークの表面上に入射する（２００）波長λの放射を散乱させる（１７０２）ように構成された周期構造を有する。
【００６７】
[0066]  下方マークには、この下方マークと同一のピッチを有すると共に中間層１７０４上の位相格子周期構造２１０を含む上方マークが重ねられている。周期構造２１０は、放射が入射する表面と平行な周期構造における共振モードを励起することなく放射を散乱させる（２０２）ように構成されている。この上方格子からの散乱は主に、格子の上部と下部から反射した放射間の干渉によるものである。上方位相格子の参照番号は、図２を参照して記載したものと同一の特徴部を表している。
【００６８】
[0067]  オーバーレイターゲットは、図１に示されているように、ウェーハＷのような平面基板に形成されている。このオーバーレイターゲットは、下部格子として共振振幅マークを使用しているので、下部格子の非対称性に対して無感応である。
【００６９】
[0068]  図１８は、本発明の一実施形態に従ったアライメントの方法のフローチャートである。アライメントの方法は以下のステップを有する。
【００７０】
[0069]  １８０２（ＭＲＫ）：平面基板上に形成されたアライメントマークを提供する。
【００７１】
[0070]  １８０４（ＩＬＬ）：アライメントマークを所定の波長の放射で照明する。
【００７２】
[0071]  １８０６（ＤＥＴ）：照明から生じた、アライメントマークによって散乱された放射を検出する。
【００７３】
[0072]  １８０８（ＡＰＤ）：検出した放射を用いてアライメントマークの位置（ＡＰＤ）を決定する。
【００７４】
[0073]  アライメントマークは、アライメントマークの表面に入射する放射を散乱するように構成された周期構造を有する。表面は基板の面と平行である。散乱は主に、表面と平行な隣接した周期構造における共振モードの励起によるものである。
【００７５】
[0074]  図１９は、本発明の一実施形態に従ったオーバーレイエラー測定の方法のフローチャートである。オーバーレイエラーを決定する方法は以下のステップを有する。
【００７６】
[0075]  １８０２（ＴＧＴ）：平面基板上に形成されたオーバーレイターゲットを提供する。オーバーレイターゲットは下方マークを有する。下方マークには、これと同一のピッチを有する上方マークが重ねられている。下方マークは、下方マークの表面に入射する放射を散乱させるように構成された周期構造を有する。表面は基板の面と平行である。散乱は主に、表面と平行な隣接した周期構造における共振モードの励起によるものである。上方マークは周期構造を有し、この周期構造は、放射が入射する表面と平行な隣接した周期構造における共振モードを励起することなく所定の波長の放射を散乱させるよう構成されている。
【００７７】
[0076]  １９０４（ＩＬＬ）：オーバーレイターゲットを所定の波長の放射で照明する。
【００７８】
[0077]  １９０６（ＤＥＴ）：照明から生じた、オーバーレイターゲットによって散乱された放射を検出する。
【００７９】
[0078]  １９０８（ＯＶ）：検出した放射を用いて上方マークと下方マークとの間のオーバーレイエラーＯＶを決定する。
【００８０】
[0079]  図１８及び図１９を参照すると、周期構造は、周期性の方向に沿って隣接する第１の部分と第２の部分とに分割された反復単位セルを有する。第１の部分は、第１の有効屈折率と、周期性の方向に沿った第１の長さと、を有する。第２の部分は、光路上で第１の有効屈折率よりも低い第２の有効屈折率と、周期性の方向に沿った第２の長さと、を有する。これらの部分の有効屈折率及び長さは、周期性の方向における単位セルの光路長が放射のスペクトル内に存在する波長の整数倍と等しいように構成されている。これらの部分の有効屈折率及び長さは、周期性の方向における第２の部分の光路長が放射のスペクトル内に存在する波長の整数倍の２分の１と等しいように構成されている。
【００８１】
[0080]  好ましくは、周期性の方向における第２の部分の光路長は、放射のスペクトル内に存在する波長の２分の１と等しい。
【００８２】
[0081]  第１の部分は、第１の有効屈折率を発生するようにサブセグメント化することができる。例えば第１の部分は、第１の有効屈折率を発生するように選択されたデューティサイクルを有する周期サブ構造によってサブセグメント化することができる。
【００８３】
[0082]  第２の部分は、第２の有効屈折率を発生するようにサブセグメント化することができる。例えば第２の部分は、第２の有効屈折率を発生するように選択されたデューティサイクルを有する周期サブ構造によってサブセグメント化することができる。
【００８４】
[0083]  以下で図２０から図２３を参照して記載するように、周期構造は、周期性の方向に沿って反復単位セルのシーケンスと交互に配置された第３の部分を有することができる。第３の部分は、第３の有効屈折率と、第１の長さよりも長い周期性の方向に沿った第３の長さと、を有する。この場合、これらの部分の有効屈折率及び長さは、周期性の方向における複数の第１の部分、複数の第２の部分、及び第３の部分の和の光路長が、放射のスペクトル内に存在する波長の整数倍と等しいように構成されている。
【００８５】
[0084]  第３の有効屈折率は典型的に第１の有効屈折率と等しい。第３の部分は、第３の有効屈折率を発生するようにサブセグメント化することができる。第３の部分は、第３の有効屈折率を発生するように選択されたデューティサイクルを有する周期サブ構造によってサブセグメント化することができる。
【００８６】
[0085]  図５に関連付けて記載したように、ＲＡＭ（共振振幅マーク）について以下の条件が満足される。
【００８７】
[0086]  共振モードに対する効率的な結合のため、単位セルの光路は波長の整数倍と等しい。センサ面におけるモードの効率的な漏れのため、低屈折率材料（トレンチ）の光路は波長の２分の１と等しい。これらは以下の２つの式によって定義される。
ｎｓＬ１＋ｎｄＬ２＝ｍλ
ｎｄＬ２＝λ／２
【００８８】
[0087]  ここで、Ｌ１（Ｌ２）は隆起部（トレンチ）の幅であり、ｎｓ（ｎｄ）は隆起部（トレンチ）材料の回折率（diffractive index）であり、ｍは整数である（≧２）。マークのメインピッチはΛ＝Ｌ１＋Ｌ２である。
【００８９】
[0088]  このため、固定波長λでは、マークピッチΛは、Ｌ１／Λとして定義されるマークデューティサイクル（ＤＣ）と相関している。しかしながら、実用的なアライメントマーク用途では、ＲＡＭのＤＣは７５％超である。
【００９０】
[0089]  マークピッチΛを縮小することでＲＡＭのＤＣを増大させることができる。しかしながら、ピッチの縮小は、利用される１又は複数のアライメントセンサの光学特性（例えば開口数）と両立できない場合がある。
【００９１】
[0090]  半導体製造プロセスの公差及び変動のため、ＤＣ、ピッチ、及びクリティカルディメンション（ＣＤ）のようなマークパラメータには制限があるので、大きいＤＣはマーク設計中のＲＡＭの使用を限定する。更に、マークとデバイスとの間のオフセットを低減するため、サブセグメント化されたマークが半導体製造業者によって広く用いられる。ＲＡＭの隆起部（Ｌ１）又はトレンチ（Ｌ２）のいずれかをサブセグメント化すると、ＤＣ値は更に大きくなる。
【００９２】
[0091]  この実施形態では、図２０から図２３を参照して、共振振幅スプラ波長サブセグメント化マーク（ＲＡＳＳＭ：resonant-amplitude supra-wavelength sub-segmented mark）設計を用いて、上述のデューティサイクル関連の問題を解決し、共振振幅マーク（ＲＡＭ）（図５及び図１５を参照して記載したような）を使用するメリットを維持しながら同時にその利用を拡大する。スプラ波長とは、単位セルを通る光路に沿った（Ｌ１＋Ｌ２に沿った）有効長が波長と等しいか又は波長よりも大きいことを意味する。スプラ波長は、本明細書において、図１５を参照して記載されているようなサブ波長サブセグメント化と区別するために用いられる。サブ波長サブセグメント化では、サブ波長（及びサブ解像度）サブセグメント化のサブセグメント化単位セルを通る光路は、波長よりも短い。
【００９３】
[0092]  図２０に一例が示されている。この例の設計ルールは以下を含む。
１）スプラ波長サブセグメント化トレンチの有効幅は波長の２分の１と等しい。
ｎｄＬ２＝λ／２
２）スプラ波長サブセグメント化ピッチの有効幅は波長の整数倍と等しい。
ｎｓＬ１＋ｎｄＬ２＝ｍ１λ、ｍ１≧２
３）メインピッチの有効幅は波長の整数倍と等しい。
（Ｎｇ−１）ｎｓＬ１＋ＮｇｎｄＬ２＋ｎｓＬ３＝ｍ２λ、Ｎｇ−１≧１、Ｎｇ≧２、ｎｓＬ３≧４．５λ
ここで、Ｎｇは反復単位セル格子における溝の数であり、ｍ２は整数である。マークのメインピッチΛ＿ｍ＝（Ｎｇ−１）Ｌ１＋ＮｇＬ２＋Ｌ３である。メインデューティサイクルＤＣ＿ｍ＝Ｌ３／Λ＿ｍである。スプラ波長サブセグメント化ピッチΛ＿ｓｗｓｕｂｓｅｇ＝Ｌ１＋Ｌ２であり、スプラ波長サブセグメント化デューティサイクルはＤＣ＿ｓｗｓｕｂｓｅｇ＝Ｌ１／Λ＿ｓｗｓｕｂｓｅｇである。
【００９４】
[0093]  図５及び図１５を参照して記載されている実施形態と同様に、ルール２）及び３）によって共振モードに対する効率的な結合が得られ、ルール１）によって格子面におけるモードの効率的な漏れが得られる。
【００９５】
[0094]  図２０は、本発明の一実施形態に従った共振振幅マークを示す。
【００９６】
[0095]  平面基板２０１２上にマークが形成されている。図５のマークと同様、このマークは、このアライメントマークの表面に入射する波長λの放射を散乱させるよう構成された周期構造を有する。表面は基板の面と平行である。散乱は主に、表面と平行な周期構造における共振モード２００８の励起によるものである。
【００９７】
[0096]  周期構造は、周期性の方向に沿って（図２０の断面で左から右へ）隣接する第１の部分２０１０と第２の部分２００４とに分割された反復単位セルを有する。
【００９８】
[0097]  第１の部分２０１０は、第１の有効屈折率（ｎｓ）と、周期性の方向に沿った第１の長さ（Ｌ１）と、を有する。第２の部分２００４は、周期性の方向に沿った光路上で第１の有効屈折率よりも低い第２の有効屈折率（ｎｄ）と、周期性の方向に沿った第２の長さ（Ｌ２）と、を有する。
【００９９】
[0098]  また、周期構造は、周期性の方向に沿って反復単位セルのシーケンスと交互に配置された第３の部分２０１４も有する。第３の部分は、第３の有効屈折率と、第１の長さ（Ｌ１）よりも長い周期性の方向に沿った第３の長さ（Ｌ３）と、を有する。この例では、第３の有効屈折率は第１の有効屈折率（ｎｓ）と等しい。
【０１００】
[0099]  第１及び第２の部分の有効屈折率（ｎｓ、ｎｄ）及び長さ（Ｌ１、Ｌ２）は、周期性の方向における単位セルの光路長（ｎｓＬ１＋ｎｄＬ２）が放射のスペクトル内に存在する波長の整数倍と等しい（ｍ１λ）ように構成されている。この例では、ｍ１＝２である。更に、これらの部分の有効屈折率（ｎｓ、ｎｄ）及び長さ（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）は、周期性の方向における複数の第１の部分、複数の第２の部分、及び第３の部分の和の光路長が、放射のスペクトル内に存在する波長の整数倍と等しい（ｍ２λ）ように構成されている。この例では、以下で示されるようにｍ２＝１０である。
【０１０１】
[0100]  図２０に示されている例では以下が成り立つ。
Λ＿ｍ＝（Ｎｇ−１）Ｌ１＋ＮｇＬ２＋Ｌ３＝２Ｌ１＋３Ｌ２＋Ｌ３
Ｎｇに３を代入し（３つの溝が複数の反復単位セルを構成する）、ｎｓＬ１＝３λ／２、ｎｄＬ２＝λ／２、及びｎｓＬ３＝１１λ／２とすると、第３の設計ルールでは、
（Ｎｇ−１）ｎｓＬ１＋ＮｇｎｄＬ２＋ｎｓＬ３＝ｍ２λは、以下となる。
２ｎｓＬ１＋３ｎｄＬ２＋ｎｓＬ３＝２×３λ／２＋３×λ／２＋１１λ／２＝１０λ
従って、ｍ２＝１０である。
【０１０２】
[0101]  入射放射の波長は、共振設計ルールに合致するように予め決定することができる。あるいは、広帯域放射がマーカに入射し、その後、アライメントセンサ周波数フィルタを調節して共振モード波長を選択することも可能である。
【０１０３】
[0102]  また、第１及び第２の部分の有効屈折率（ｎｓ、ｎｄ）及び長さ（Ｌ１、Ｌ２）は、周期性の方向における第２の部分の光路長（ｎｄＬ２）が放射のスペクトル内に存在する波長の整数倍の２分の１と等しい（ｋλ／２）ように構成されている。これらは、共振をサポートするように放射波長を格子材料境界条件に合致させる条件である。
【０１０４】
[0103]  この例では、周期性の方向における第２の部分の光路長（ｎｄＬ２）は放射のスペクトル内に存在する波長の２分の１（λ／２）と等しく、従って、第２の部分５０４の共振モードの波腹は１つだけ存在する。すなわちｋ＝１である。ｋ＞１の場合、奇数の波腹が存在するが、偶数の波腹は打ち消されて、散乱に寄与する波腹が１つだけ残るが、効率は低下する。
【０１０５】
[0104]  図１５を参照して記載されているのと同様に、第３の部分は、第３の有効屈折率を発生するようにサブ波長サブセグメント化することができる。第３の部分は、第３の有効屈折率を発生するように選択されたデューティサイクルを有する周期サブ構造によってサブ波長サブセグメント化することができる。
【０１０６】
[0105]  図２１は、図２０の共振振幅マークと比較するためのサブ波長サブセグメント化位相マークを示す。マークは平面基板２１１２上に形成されている。図２１における隆起部２１１０及びトレンチ２１０４の長さＬ１及びＬ２はそれぞれ、図２０のもの（２０１０及び２００４）よりも小さい。サブセグメント化では、サブセグメント化単位セルを通る光路が波長よりも短いので、トレンチ内には共振を可能とする充分な余裕がない。図２０を参照して記載されているＲＡＳＳＭと同様、図２１の周期構造は、周期性の方向に沿って反復単位セルのシーケンスと交互に配置された長さＬ３の第３の部分２１１４を有する。
【０１０７】
[0106]  図２２は、図２０の共振振幅スプラ波長サブセグメント化マーク（ＲＡＳＳＭ）及び図２１のサブ波長サブセグメント化位相マークについて、アライメントマーク深さの関数としてシミュレーションされたアライメント位置ずれ（ＡＰＤ）を示す。ＲＡＳＳＭ２２０２（Λ＿ｓｗｓｕｂｓｅｇ＝０．７７３μｍ）及び標準的なサブセグメント化ピッチ２２０４（Λ＝ｓｕｂｓｅｇ＝０．２４６μｍ）のそれぞれについて、２ｎｍの下部傾斜が存在する場合のマーク深さの関数としてのＡＰＤが示されている。２つのマークのメインピッチ（Λ＿ｍ＝３．２５μｍ）、メインＤＣ（ＤＣ＿ｍ＝３９．３１％）、及びサブセグメント化ＤＣ（ＤＣ＿ｓｕｂｓｅｇ＝４５．０４％）は同一である。ＴＥ偏光の波長は８５０ｎｍである。
【０１０８】
[0107]  図２３は、図２０の共振振幅スプラ波長サブセグメント化マーク（ＲＡＳＳＭ）及び図２１のサブ波長サブセグメント化位相マークについて、アライメントマーク深さの関数としてシミュレーションされたウェーハ品質（ＷＱ）を示す。ＲＡＳＳＭ２３０２（Λ＿ｓｗｓｕｂｓｅｇ＝０．７７３μｍ）及び標準的なサブセグメント化ピッチ２３０４（Λ＝ｓｕｂｓｅｇ＝０．２４６μｍ）のそれぞれについて、２ｎｍの下部傾斜が存在する場合のマーク深さの関数としてのＷＱが示されている。２つのマークのメインピッチ（Λ＿ｍ＝３．２５μｍ）、メインＤＣ（ＤＣ＿ｍ＝３９．３１％）、及びサブセグメント化ＤＣ（ＤＣ＿ｓｕｂｓｅｇ＝ＤＣ＿ｓｗｓｕｂｓｅｇ＝４５．０４％）は同一である。ＴＥ偏光の波長は８５０ｎｍである。
【０１０９】
[0108]  図２２及び図２３に示されているシミュレーション結果からわかるように、ＲＡＳＳＭスプラ波長サブセグメント化マーク２２０２、２３０２のＡＰＤ及びＷＱは、同一のメインピッチ（Λ＿ｍ）、メインＤＣ（ＤＣ＿ｍ）、及びサブセグメント化ＤＣ（ＤＣ＿ｓｕｂｓｅｇ＝ＤＣ＿ｓｗｓｕｂｓｅｇ）を有する標準的なサブ波長サブセグメント化マーク２２０４、２３０４のＡＰＤ及びＷＱと比較される。ＲＡＳＳＭのＡＰＤは標準的なマークよりも変動が少なく安定しており、また、ＲＡＳＳＭの方がウェーハ品質（ＷＱ）がはるかに高い。
【０１１０】
[0109]  図２０のＲＡＳＳＭを、これよりもスプラ波長サブセグメント化ＤＣは小さいが、メインピッチ、メインＤＣ、及びスプラ波長サブセグメント化ピッチは同一である別のマークと比較した。これはつまり、別のマークでは同一の量だけＬ２が増大しＬ１が低減しているということである。この場合、ＲＡＳＳＭのＡＰＤ及びＷＱは双方とも、これよりもスプラ波長サブセグメント化ＤＣが小さい別のマークに比べて安定しており変動が小さいことがわかる。これは、ｎｄＬ２＞λ／２であるため設計ルールが達成されないからである。
【０１１１】
[0110]  この調査の際、Ｌ２が波長の２分の１以下である限り、ＡＰＤ及びＷＱの変動は小さいが、ＷＱはＬ２の縮小と共に低減することもわかった。従って、設計ルール１は最適なＲＡＳＳＭ設計のために依然として有効である。マークのサブセグメント化ＤＣが大きくなると、ＡＰＤ性能は最適化ＲＡＳＳＭと同程度に良好であり、そのＷＱは安定しているが低くなる。その理由は、Ｌ２が波長の２分の１以下である場合、トレンチ幅は入射電界が進入するには小さすぎるからである。更に、近隣の隆起部からの１又は複数のモードの漏れは結合されない。この結果、電界はトレンチ外部にのみ存在し、マーク深さ及びマーク非対称性の双方に対する感応性が高くない。サブセグメント化ＤＣが大きくなると、格子材料の有効屈折率コントラストは小さくなり、結果としてＷＱが低減する。
【０１１２】
[0111]  図２０のＲＡＳＳＭは、図１６及び図１７を参照して記載されているのと同様に、積層格子及びオーバーレイターゲットにおいてそれぞれ使用することができる。
【０１１３】
[0112]  本発明の実施形態はいくつかの利点を有する。アライメント方法及びオーバーレイ測定方法は複雑さが低減する。すなわち、ＲＡＭではマーク深さの関数としてＷＱ及びＡＰＤが変動しないので、アライメントの目的のために単一の波長しか必要でない。
【０１１４】
[0113]  アライメント方法及びオーバーレイ測定方法は精度が向上する。すなわち、プロセス誘起非対称性の場合、特にＦＴでは、ＲＡＭで生じるＡＰＤは極めて小さい。ＦＴ＝１ｎｍの典型的な値では、ＡＰＤは０．５オングストロームよりも小さい。
【０１１５】
[0114]  アライメント方法及びオーバーレイ測定方法は、特に、一度に１つのみの色を提供できる調節可能光源の場合、高速化する。
【０１１６】
[0115]  マーク及びターゲットは、非対称性に対して無感応であるので、ウェーハ間エラー補正のための最良の基準ウェーハにおいて用いることができる。
【０１１７】
[0116]  銅デュアルダマシンタイプの構造が改善する。すなわち、ＲＡＭマークの下方の層の存在は信号に及ぼす影響が限定されているので、よりロバストなＡＰＤ又はＯＶ読み取りが得られる。
【０１１８】
[0117]  図１７を参照して記載されているように、ＲＡＭをオーバーレイターゲットの下部格子として用いて、オーバーレイ読み取り信号に影響を及ぼすマーク下方の層の効果を低減することができる。
【０１１９】
[0118]  更に、本発明の実施形態は、より小さいマークと共に使用できる。
【０１２０】
[0119]  図２０から図２３を参照して記載されているＲＡＳＳＭの実施形態は、ＲＡＭマーク設計のデューティサイクル、ピッチ、及びサブセグメント化の選択性を増大させる。また、これは、従来のサブセグメント化マークに比べ、より安定したＡＰＤ及びＷＱを与える。これは、従来のサブセグメント化マークに比べ、マーク深さ変動に対して感応性が低い。これにより、アライメントセンサ設計にいっそうの自由度及び選択性が与えられる。ＲＡＳＳＭの実施形態は、実用的な半導体製造プロセスの公差及び変動に合うようにＲＡＭの利用を拡大する。
【０１２１】
[0120]  以下に番号を付けた実施形態のリストにおいて、更に別の実施形態が開示される。
【０１２２】
１．平面基板上に形成されたマークであって、アライメントマークの表面に入射する放射を散乱させるように構成された周期構造を備え、表面は基板の面と平行であり、散乱は主に表面と平行な周期構造における共振モードの励起によるものである、マーク。
【０１２３】
２．周期構造は、周期性の方向に沿って隣接する第１及び第２の部分に分割された反復単位セルを有し、
第１の部分は、第１の有効屈折率と、周期性の方向に沿った第１の長さと、を有し、
第２の部分は、光路上で第１の有効屈折率よりも低い第２の有効屈折率と、周期性の方向に沿った第２の長さと、を有し、
部分の有効屈折率及び長さは、
周期性の方向における単位セルの光路長が放射のスペクトル内に存在する波長の整数倍と等しく、かつ
周期性の方向における第２の部分の光路長が放射のスペクトル内に存在する波長の整数倍の２分の１と等しい、
ように構成されている、実施形態１のマーク。
【０１２４】
３．周期性の方向における第２の部分の光路長は放射のスペクトル内に存在する波長の２分の１と等しい、実施形態２のマーク。
【０１２５】
４．第１の部分は第１の有効屈折率を発生するようにサブセグメント化されている、実施形態２又は３のマーク。
【０１２６】
５．第１の部分は、第１の有効屈折率を発生するように選択されたデューティサイクルを有する周期構造によってサブセグメント化されている、実施形態４のマーク。
【０１２７】
６．第２の部分は第２の有効屈折率を発生するようにサブセグメント化されている、実施形態２から５のいずれかのマーク。
【０１２８】
７．第２の部分は、第２の有効屈折率を発生するように選択されたデューティサイクルを有する周期構造によってサブセグメント化されている、実施形態６のマーク。
【０１２９】
８．周期構造は、周期性の方向に沿って反復単位セルのシーケンスと交互に配置された第３の部分を有し、
第３の部分は、第３の有効屈折率と、第１の長さよりも長い周期性の方向に沿った第３の長さと、を有し、
部分の有効屈折率及び長さは、
周期性の方向における複数の第１の部分、複数の第２の部分、及び第３の部分の和の光路長が、放射のスペクトル内に存在する波長の整数倍と等しい、
ように構成されている、実施形態２から７のマーク。
【０１３０】
９．第３の有効屈折率は第１の有効屈折率と等しい、実施形態８のマーク。
【０１３１】
１０．第３の部分は第３の有効屈折率を発生するようにサブセグメント化されている、実施形態８又は実施形態９のマーク。
【０１３２】
１１．第３の部分は、第３の有効屈折率を発生するように選択されたデューティサイクルを有する周期サブ構造によってサブセグメント化されている、実施形態１０のマーク。
【０１３３】
１２．実施形態１から１１のいずれかのマークを備える基板。
【０１３４】
１３．実施形態１から１２のいずれかに記載の下方マークを備えるオーバーレイターゲットであって、下方マークには、下方マークと同一のピッチを有すると共に周期構造を備える上方マークが重ねられ、周期構造は、放射が入射する表面と平行な周期構造における共振モードを励起することなく放射を散乱させるように構成されている、オーバーレイターゲット。
【０１３５】
１４．実施形態１３のオーバーレイターゲットを備える基板。
【０１３６】
１５．アライメントの方法であって、
平面基板上に形成されたアライメントマークを提供するステップであって、アライメントマークは、アライメントマークの表面に入射する放射を散乱させるように構成された周期構造を含み、表面は基板の面と平行であり、散乱は主に表面と平行な周期構造における共振モードの励起によるものである、ステップと、
アライメントマークを放射で照明するステップと、
照明から生じた、アライメントマークによって散乱された放射を検出するステップと、
検出した放射を用いてアライメントマークの位置を決定するステップと、
を含む方法。
【０１３７】
１６．周期構造は、周期性の方向に沿って隣接する第１及び第２の部分に分割された反復単位セルを有し、
第１の部分は、第１の有効屈折率と、周期性の方向に沿った第１の長さと、を有し、
第２の部分は、光路上で第１の有効屈折率よりも低い第２の有効屈折率と、周期性の方向に沿った第２の長さと、を有し、
部分の有効屈折率及び長さは、
周期性の方向における単位セルの光路長が放射のスペクトル内に存在する波長の整数倍と等しく、かつ
周期性の方向における第２の部分の光路長が放射のスペクトル内に存在する波長の整数倍の２分の１と等しい、
ように構成されている、実施形態１５の方法。
【０１３８】
１７．周期性の方向における第２の部分の光路長は放射のスペクトル内に存在する波長の２分の１と等しい、実施形態１５の方法。
【０１３９】
１８．第１の部分は第１の有効屈折率を発生するようにサブセグメント化されている、実施形態１５から１７のいずれかの方法。
【０１４０】
１９．第１の部分は、第１の有効屈折率を発生するように選択されたデューティサイクルを有する周期構造によってサブセグメント化されている、実施形態１８の方法。
【０１４１】
２０．第２の部分は第２の有効屈折率を発生するようにサブセグメント化されている、実施形態１５から１９のいずれかの方法。
【０１４２】
２１．第２の部分は、第２の有効屈折率を発生するように選択されたデューティサイクルを有する周期構造によってサブセグメント化されている、実施形態２０の方法。
【０１４３】
２２．周期構造は、周期性の方向に沿って反復単位セルのシーケンスと交互に配置された第３の部分を有し、
第３の部分は、第３の有効屈折率と、第１の長さよりも長い周期性の方向に沿った第３の長さと、を有し、
部分の有効屈折率及び長さは、
周期性の方向における複数の第１の部分、複数の第２の部分、及び第３の部分の和の光路長が、放射のスペクトル内に存在する波長の整数倍と等しい、
ように構成されている、実施形態１５から２１のいずれかの方法。
【０１４４】
２３．第３の有効屈折率は第１の有効屈折率と等しい、実施形態２２の方法。
【０１４５】
２４．第３の部分は第３の有効屈折率を発生するようにサブセグメント化されている、実施形態２２又は実施形態２３の方法。
【０１４６】
２５．第３の部分は、第３の有効屈折率を発生するように選択されたデューティサイクルを有する周期サブ構造によってサブセグメント化されている、実施形態２４の方法。
【０１４７】
２６．オーバーレイエラーを決定する方法であって、
平面基板上に形成されたオーバーレイターゲットを提供するステップであって、オーバーレイターゲットは下方マークを含み、下方マークには下方マークと同一のピッチを有する上方マークが重ねられ、下方マークは、下方マークの表面に入射する放射を散乱させるように構成された周期構造を含み、表面は基板の面と平行であり、散乱は主にその表面と平行なその周期構造における共振モードの励起によるものであり、上方マークは周期構造を含み、周期構造は、放射が入射するその表面と平行なその周期構造における共振モードを励起することなく放射を散乱させるように構成されている、ステップと、
オーバーレイターゲットを放射で照明するステップと、
照明から生じた、オーバーレイターゲットによって散乱された放射を検出するステップと、
検出した放射を用いて上方マークと下方マークとの間のオーバーレイエラーを決定するステップと、
を含む方法。
【０１４８】
２７．周期構造は、周期性の方向に沿って隣接する第１及び第２の部分に分割された反復単位セルを有し、
第１の部分は、第１の有効屈折率と、周期性の方向に沿った第１の長さと、を有し、
第２の部分は、光路上で第１の有効屈折率よりも低い第２の有効屈折率と、周期性の方向に沿った第２の長さと、を有し、
部分の有効屈折率及び長さは、
周期性の方向における単位セルの光路長が放射のスペクトル内に存在する波長の整数倍と等しく、かつ
周期性の方向における第２の部分の光路長が放射のスペクトル内に存在する波長の整数倍の２分の１と等しい、
ように構成されている、実施形態２６の方法。
【０１４９】
２８．周期性の方向における第２の部分の光路長は放射のスペクトル内に存在する波長の２分の１と等しい、実施形態２６又は実施形態２７の方法。
【０１５０】
２９．第１の部分は第１の有効屈折率を発生するようにサブセグメント化されている、実施形態２６から２８のいずれかの方法。
【０１５１】
３０．第１の部分は、第１の有効屈折率を発生するように選択されたデューティサイクルを有する周期構造によってサブセグメント化されている、実施形態２９の方法。
【０１５２】
３１．第２の部分は第２の有効屈折率を発生するようにサブセグメント化されている、実施形態２６から３０のいずれかの方法。
【０１５３】
３２．第２の部分は、第２の有効屈折率を発生するように選択されたデューティサイクルを有する周期構造によってサブセグメント化されている、実施形態３１の方法。
【０１５４】
３３．周期構造は、周期性の方向に沿って反復単位セルのシーケンスと交互に配置された第３の部分を有し、
第３の部分は、第３の有効屈折率と、第１の長さよりも長い周期性の方向に沿った第３の長さと、を有し、
部分の有効屈折率及び長さは、
周期性の方向における複数の第１の部分、複数の第２の部分、及び第３の部分の和の光路長が、放射のスペクトル内に存在する波長の整数倍と等しい、
ように構成されている、実施形態２６から３２のいずれかの方法。
【０１５５】
３４．第３の有効屈折率は第１の有効屈折率と等しい、実施形態３３の方法。
【０１５６】
３５．第３の部分は第３の有効屈折率を発生するようにサブセグメント化されている、実施形態３３又は実施形態３４の方法。
【０１５７】
３６．第３の部分は、第３の有効屈折率を発生するように選択されたデューティサイクルを有する周期サブ構造によってサブセグメント化されている、実施形態３５の方法。
【０１５８】
３７．基板上のマークであって、マークの表面に入射する放射を散乱させるように構成された構造を備え、散乱は主に表面と平行な構造における共振モードの励起によるものである、マーク。
【０１５９】
３８．実施形態１から３７のいずれかのマークを備える基板。
【０１６０】
３９．アライメントの方法であって、
実施形態３８の基板を放射で照明するステップと、
照明から生じた、マークによって散乱された放射を検出するステップと、
検出した放射を用いてマークの位置を決定するステップと、
を含む方法。
【０１６１】
４０．オーバーレイエラーを決定する方法であって、
実施形態１３に記載のオーバーレイターゲットを放射で照明するステップと、
照明から生じた、オーバーレイターゲットによって散乱された放射を検出するステップと、
検出した放射を用いて上方マークと下方マークとの間のオーバーレイエラーを決定するステップと、
を含む方法。
【０１６２】
[0121]  本文ではＩＣの製造においてリソグラフィ装置を使用することに特に言及したが、本明細書で説明するリソグラフィ装置は他の用途を有し得ることは理解されよう。他の用途には、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用ガイダンス及び検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造における基板の処理が含まれる。そのような代替的な用途において、本明細書で「ウェーハ」又は「フィールド」／「ダイ」という用語が使用される場合、それぞれ、より一般的な「基板」又は「ターゲット部分」という用語と同義であると見なせることは、当業者には認められよう。本明細書において言及される基板は、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適用し、露光したレジストを現像するツール）、メトロロジツール、及び／又は検査ツールにおいて処理することができる。適宜、本明細書における開示は、そのような基板処理ツール及び他の基板処理ツールに適用できる。更に基板は、例えば多層ＩＣを生成するために複数回処理され得るので、本明細書で使用される基板という用語は、すでに複数の処理済み層を含む基板も指すことができる。
【０１６３】
[0122]  上記では光リソグラフィの文脈において本発明の実施形態を使用することに特に言及したが、本発明は、例えばインプリントリソグラフィのような他の用途に使用することができ、文脈上許される場合、光リソグラフィに限定されないことは認められよう。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイスにおけるトポグラフィが、基板上に生成されるパターンを画定する。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層に押圧し、その後、電磁放射、熱、圧力、又はそれらの組み合わせを使用することによってレジストを硬化させる。レジストの硬化後、レジストからパターニングデバイスを移動させると、そこにパターンが残る。
【０１６４】
[0123]  本明細書で使用される「放射」及び「ビーム」という用語は、イオンビーム又は電子ビーム等の粒子ビームのみならず、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、もしくは１２６ｎｍ、又はこれら辺りの波長を有する）及び極端紫外光（ＥＵＶ）放射（例えば５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲内の波長を有する）を含む、あらゆるタイプの電磁放射を網羅する。
【０１６５】
[0124]  「レンズ」という用語は、文脈上許される場合、屈折、反射、磁気、電磁気、及び静電気型の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つ又はいずれかの組み合わせを指すことができる。
【０１６６】
[0125]  本発明の特定の実施形態について上述したが、本発明は記載したものとは異なるように実施され得ることは認められよう。例えば、本発明は、上記で開示された方法を記述する機械可読命令の１つ以上のシーケンスを含むコンピュータプログラム、又はそのようなコンピュータプログラムが記憶されているデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気又は光学ディスク）の形態をとることができる。
【０１６７】
[0126]  上記の記載は限定でなく例示を意図している。従って、以下に示す特許請求の範囲から逸脱することなく、記載された本発明に対して変更を加え得ることは、当業者には明らかであろう。更に、本明細書においていずれか１つの実施形態に図示又は記載された構造的特徴部又は方法ステップは、他の実施形態でも使用できることは認められよう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年5月20日(2020.5.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面基板上に形成されたマークであって、
前記マークの表面に入射する放射を散乱させるように構成された周期構造を備え、
前記表面は、前記基板の面と平行であり、
前記周期構造は、周期性の方向に沿って隣接する第１及び第２の部分に分割された反復単位セルを有し、
前記第１の部分は、第１の有効屈折率と、前記周期性の方向に沿った第１の長さと、を有し、
前記第２の部分は、光路上で前記第１の有効屈折率よりも低い第２の有効屈折率と、前記周期性の方向に沿った第２の長さと、を有し、
前記部分の前記有効屈折率及び長さは、前記周期性の方向における前記反復単位セルの光路長が前記放射のスペクトル内に存在する波長の整数倍に等しく、かつ、前記周期性の方向における前記第２の部分の光路長が前記放射の前記スペクトル内に存在する前記波長の整数倍の２分の１に等しい、ように構成されている、マーク。
【請求項２】
前記周期性の方向における前記第２の部分の前記光路長は、前記放射の前記スペクトル内に存在する前記波長の２分の１に等しい、請求項１に記載のマーク。
【請求項３】
前記第１の部分は、前記第１の有効屈折率を発生するようにサブセグメント化されている、請求項１に記載のマーク。
【請求項４】
前記第１の部分は、前記第１の有効屈折率を発生するように選択されたデューティサイクルを有する周期構造によってサブセグメント化されている、請求項１に記載のマーク。
【請求項５】
前記第２の部分は、前記第２の有効屈折率を発生するようにサブセグメント化されている、請求項１に記載のマーク。
【請求項６】
前記第２の部分は、前記第２の有効屈折率を発生するように選択されたデューティサイクルを有する周期構造によってサブセグメント化されている、請求項５に記載のマーク。
【請求項７】
前記周期構造は、前記周期性の方向に沿って前記反復単位セルのシーケンスと交互に配置された第３の部分を有し、
前記第３の部分は、第３の有効屈折率と、前記第１の長さよりも長い前記周期性の方向に沿った第３の長さと、を有し、
前記部分の前記有効屈折率及び長さは、前記周期性の方向における複数の前記第１の部分、複数の前記第２の部分、及び前記第３の部分の和の光路長が、前記放射の前記スペクトル内に存在する波長の整数倍に等しい、ように構成されている、請求項１に記載のマーク。
【請求項８】
請求項１に記載の下方マークを備えるオーバーレイターゲットであって、
前記下方マークには、前記下方マークと同一のピッチを有する上方マークが重ねられている、オーバーレイターゲット。
【請求項９】
周期構造を備えるマークを設計するための方法であって、前記周期構造は前記マークの表面に入射する放射を散乱させるように構成され、前記表面は基板の面と平行であり、前記周期構造は、周期性の方向に沿って隣接する第１及び第２の部分に分割された反復単位セルを有し、前記方法は、
前記第１の部分の、第１の有効屈折率と、前記周期性の方向に沿った第１の長さと、を決定することと、
前記第２の部分の、第２の有効屈折率と、前記周期性の方向に沿った第２の長さと、を決定することと、を含み、
前記マークの前記設計は、前記部分の前記決定された有効屈折率及び長さを含み、
前記決定することは、前記周期性の方向における前記反復単位セルの光路長を、前記放射のスペクトル内に存在する波長の整数倍に近付くように調節することと、前記周期性の方向における前記第２の部分の光路長を、前記放射の前記スペクトル内に存在する前記波長の整数倍の２分の１に近付くように調節することと、に基づく、方法。
【請求項１０】
基板上のマークの表面に入射する放射のスペクトル内に存在する波長を選択するための方法であって、前記表面は前記基板の面と平行であり、前記マークは、周期性の方向に沿って隣接する第１及び第２の部分に分割された反復単位セルを有する周期構造を備え、前記方法は、
前記周期性の方向における前記反復単位セルの光路長を取得することと、
前記周期性の方向における前記第２の部分の光路長を取得することと、
前記スペクトル内に含まれる波長を選択することであって、前記周期性の方向における前記反復単位セルの前記光路長が前記波長の整数倍に等しく、かつ、前記周期性の方向における前記第２の部分の前記光路長が前記波長の整数倍の２分の１に等しいことと、
を含む、方法。
【請求項１１】
アライメントの方法であって、
平面基板上に形成されたアライメントマークを提供するステップであって、前記アライメントマークは、請求項９に記載の方法に従って設計されている、ステップと、
前記アライメントマークを放射で照明するステップと、
前記アライメントマークによって散乱された放射を検出するステップと、
前記検出した放射を用いて前記アライメントマークの位置を決定するステップと、
を含む、方法。
【請求項１２】
オーバーレイエラーを決定する方法であって、
平面基板上に形成されたオーバーレイターゲットを提供するステップであって、前記オーバーレイターゲットは請求項８に記載のオーバーレイターゲットに従ったものである、ステップと、
前記オーバーレイターゲットを放射で照明するステップと、
前記オーバーレイターゲットによって散乱された放射を検出するステップと、
前記検出した放射を用いてオーバーレイエラーを決定するステップと、
を含む、方法。
【請求項１３】
請求項１に記載のマークを備える、基板。
【請求項１４】
請求項９に記載の方法を記述する機械可読命令の１つ以上のシーケンスを含む、コンピュータプログラム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のコンピュータプログラムが記憶されている、データ記憶媒体。
【国際調査報告】
2021501351.tif 000026
2021501351.tif 000027