(57)【要約】【課題】基板の結晶軸の方位を測定する改善されかつ好ましいより正確又は便利な方法を提供する。【解決手段】複数のマーカが、基板の結晶軸に対するある角度範囲で基板上のレジストに印刷される。マーカは、異方性エッチング・プロセスを使用して基板にエッチングされ、マーカは、エッチングの後でそれらの見掛けの位置が結晶軸に対するそれらの方位に依拠するようなものである。マーカの見掛けの位置が測定され、かつこれから結晶軸の方位が得られる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を準備する方法であって、
前記基板の表面上に、それぞれ所定の位置に複数の位置合わせマーカを設けることを含み、前記位置合わせマーカの中の異なる位置合わせマーカは前記基板の結晶軸に対する異なる方位を有し、前記位置合わせマーカの形態はそれら位置合わせマーカの見掛けの位置が前記結晶軸に対するそれらの方位に依拠している方法。
【請求項２】
前記位置合わせマーカの前記方位が（５×１０−６）°から４°の範囲の量だけ互いに異なる請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数の位置合わせマーカが前記結晶軸の垂直方位の両側で０．５°から２°の範囲に及ぶ方位を有する請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記位置合わせマーカを提供することが異方性エッチング・プロセスを使用して前記基板に前記前記位置合わせマーカをエッチングすることを含む請求項１から３までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
基板の結晶構造の方位を決定する方法であって、前記基板は前記基板上にそれぞれ所定の位置に複数の位置合わせマーカが設けられ、前記位置合わせマーカの中の異なる位置合わせマーカは前記基板の結晶軸に対する異なる方位を有し、前記方法は、
前記複数の位置合わせマーカの位置を測定すること、
前記所定の位置から前記位置合わせマーカの測定された位置の偏差を決定すること、
前記偏差から前記複数の位置合わせマーカに対する前記結晶軸の方位を決定することを含む方法。
【請求項６】
前記基板及び／又は同一の結晶から切り出された他の基板上に、前記決定された方位を示す情報であるマーカを形成することをさらに含む請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記決定された方位を表すデータベースへのエントリをすることをさらに含む請求項５又は６に記載の方法。
【請求項８】
デバイス製造方法であって、
基板を提供するステップと、
照明システムを使用して放射の投影ビームを提供するステップと、
前記投影ビームにその断面にパターンを与えるためのパターン形成手段を使用するステップと、
前記基板の標的部分上に放射の前記パターン形成されたビームを投影するステップを含み、
前記投影の間、前記投影されたパターンに対する前記基板の方位が、請求項５から７までのいずれか一項の方法によって決定された結晶軸の前記方位を示す情報を参照することによって、少なくとも部分的に決定されることを特徴とする方法。
【請求項９】
前記投影が前記基板の第１の側上に向けられ、前記基板がそれぞれ所定の位置に複数の位置合わせマーカを前記基板の第２の側上に備え、前記位置合わせマーカの中の異なる位置合わせマーカは前記基板の結晶軸に対する異なる方位を有する請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記投影が第１の基板に向けられ、前記結晶軸の方位を示す前記情報が第２の基板の測定値から導き出され、前記第１及び第２の基板が同じ単一の結晶から切り出される請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記位置合わせマーカが格子、格子のグループ、シェブロン、ボックスからなるグループから選択される請求項１から１０までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
各前記位置合わせマーカが対照を成す背景上に複数の小さな要素を有する少なくとも１つの領域を備える請求項１から１１までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
リソグラフィ装置であって、
放射の投影ビームを提供するための照明システムと、
前記投影ビームにその断面にパターンを与えるように作用するパターン形成手段を支持する支持構造体と、
基板を保持する基板テーブルと、
前記基板の標的部分上にパターン形成されたビームを投影するための投影システムと、
前記基板の位置合わせマークの位置を測定する位置合わせシステムを備え、
制御手段が、請求項５から１０までのいずれか一項に記載の方法を実行するために、前記装置を制御することを特徴とするリソグラフィ装置。
【請求項１４】
リソグラフィ装置で実行されるとき、前記装置に、請求項５から１０までのいずれか一項に記載の方法を実行させるように指示するプログラム・コード手段を備えるコンピュータ・プログラム。
【請求項１５】
それぞれ所定の位置に複数の位置合わせマーカをその上に有する基板であって、前記位置合わせマーカの中の異なる位置合わせマーカは前記基板の結晶軸に対する異なる方位を有し、前記位置合わせマーカの形態が、それら位置合わせマーカの見掛けの位置が前記結晶軸に対するそれらの方位に依拠するような形態である基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を準備する方法、測定方法、デバイス製造方法、リソグラフィ装置、リソグラフィ装置を制御するためのコンピュータ・プログラム、及び基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィ装置は、基板の標的部分に所望のパターンを与える機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造において使用することができる。このような状況で、マスクなどのパターン形成手段は、ＩＣの個別層に対応する回路パターンを生成するために使用することができ、このパターンは、放射感応材料（レジスト）の層を有する基板（例えば、シリコン・ウェハ）上の標的部分（例えば、１つ又はいくつかのダイの一部を構成する）上に結像することができる。一般に、単一の基板が、連続して露光される隣接する標的部分のネットワークを含んでいる。公知のリソグラフィ装置は、各標的部分が、１回で標的部分上にパターン全体を露光することによって照射されるいわゆるステッパと、各標的部分が、所定の方向（「走査」方向）で投影ビームを介してパターンを走査し、一方、同期してこの方向に平行に又は逆平行に基板を走査することによって照射されるいわゆるスキャナとを含んでいる。
【０００３】
例えば光導波路を含むデバイスなどの、リソグラフィ技術によって作られるいくつかのデバイスは、それらのデバイスがその上に構築される基板の結晶構造に正確に位置合わせする必要がある。従来のシリコン・ウェハにおいて、平らな部分はウェハに切り出される前にシリコン結晶をへき開することによって形成され、したがって結晶軸の表示を与える。平らな部分よりむしろノッチを有するウェハにおいて、ノッチの位置は、結晶軸の方位を指示する。しかしながら、平らな部分及びノッチの両方とも、±１°以内で｛１１０｝結晶軸を指示するだけであり、±１°以内は、多くの応用分野に関しては不十分である。ＧａＡｓ｛０１１｝及びＩｎＰ｛０１１｝ウェハは、一般に±０．５°の公差で特定されるが、再びより正確な位置合わせがしばしば必要である。
【０００４】
パターンの異方性エッチングによって、Ｓｉ及びＩｎＰ基板の結晶方位を決定するための技術は、Ｇ．Ｅｎｓｅｌｌの、Ｓｅｎｓ．Ａｃｔｕａｔｏｒｓ  Ａ、５３、３４５（１９９６）、Ｍ．Ｖａｎｇｂｏ、Ｙ．Ｂａｃｋｌｕｎｄの、Ｊ．Ｍｉｃｒｏｍｅｃｈ．Ｍｉｃｒｏｅｎｇ、６、２７９（１９９６）、Ｊ．Ｍ．Ｌａｉ、Ｗ．Ｈ．Ｃｈｉｅｎｇ、Ｙ−Ｃ．Ｈｕａｎｇの、Ｊ．Ｍｉｃｒｏｍｅｃｈ．Ｍｉｃｒｏｅｎｇ、８、３２７（１９９８）、及びＭ．Ｖａｎｇｂｏ、Ａ．Ｒｉｃｈａｒｄ、Ｍ．Ｋａｔｌｓｓｏｎ、Ｋ．Ｈｊｏｒｔの、Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、２（８）４０７（１９９９）に開示されている。しかしながら、これらの文献のいずれも、容易に自動化することができる方法論、及び直接に製造プロセスに与えられる結果について記載していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、基板の結晶軸の方位を測定する改善されかつ好ましいより正確又は便利な方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の態様によれば、基板を準備する方法が提供され、その方法は、前記基板の表面上にそれぞれ所定の位置に複数の位置合わせマーカを設けることを含み、前記位置合わせマーカの中の異なる位置合わせマーカは前記基板の結晶軸に対する異なる方位を有し、前記位置合わせマーカの形態はそれら位置合わせマーカの見掛けの位置が前記結晶軸に対するそれらの方位に依拠しているようなものである。
【０００７】
その見掛けの位置が前記結晶軸に対するそれらの方位に依拠する、異なる方位の複数のマーカを基板上に印刷することによって、結晶軸の方位の迅速で正確な決定は、公知の正確な位置合わせシステムを使用して実行することができる。特に、リソグラフィ装置に組み込まれた位置合わせシステムを使用することができる。位置合わせマーカの方位は、好ましくは、結晶軸の方位の予測される変化範囲、及び例えば前記結晶軸の公称方位の両側で０．５°から２°の間の両側のわずかな方向にわたる。方位間の間隔は、例えば所望の精度の測定を与えるように、挿入及び誤差平均のために十分なデータ点を与えるために十分であるべきであり、前記位置合わせマーカの方位は、（５×１０−６）°から４°の範囲の量で互いに異なることができる。角度の最小増分は、マーカの印刷及び／又は測定するために使用されるリソグラフィ装置の基板テーブルの最小回転ステップによって決定することができる。
【０００８】
本発明の好ましい実施例によれば、マーカ位置の方位の依存性は、異方性エッチング・プロセスを使用して、前記基板に前記位置合わせマーカをエッチングすることによって提供される。
【０００９】
本発明のさらなる態様によれば、基板の結晶構造の方位を決定する方法であって、基板にはその上にそれぞれ所定の位置に複数の位置合わせマーカが設けられ、前記位置合わせマーカのうちの異なる位置合わせマーカは前記基板の結晶軸に対する異なる方位を有している方法において、該方法が、
前記複数の位置合わせマーカの位置を測定すること、
前記所定の位置から前記位置合わせマーカの測定された位置の偏差を決定すること、
前記偏差から前記複数の位置合わせマーカに対する前記結晶軸の方位を決定することを含む。
【００１０】
この方法は、結晶軸の方位の所望の測定を得るために、本発明の第１の態様の基板とともに使用することができる。
【００１１】
結晶軸の方位の測定は、異なる時間で恐らく他の場所で実行することができ、その場合、前記基板上に及び／又は同じ結晶から切り出された他の基板上に、所望の方位の指示情報をマークする、又は前記決定された方位を表すデータベースへのエントリを行うことが望ましい。
【００１２】
本発明のさらなる態様は、デバイス製造方法を提供し、該方法が、
基板を提供するステップと、
照明システムを使用して放射の投影ビームを提供するステップと、
投影ビームにその断面にパターンを与えるためにパターン形成手段を使用するステップと、
基板の標的部分上に放射のパターン形成されたビームを投影するステップとを含み、
前記投影の間、投影されたパターンに対する前記基板の方位は、上述された方法によって決定された結晶軸の方位を示す情報を参照することによって、少なくとも部分的に決定されることを特徴とする。
【００１３】
このように、その機能が、基板の結晶軸に対する正しい方位に応じる又は正しい方位によって改善される構造は、結晶軸に適正に位置合わせすることができる。この方法において、結晶軸の方位が得られるマーカは、製造されるべきデバイスよりも、基板の反対側に提供されることができる。また、結晶軸の方位を示す情報は、同じ単一結晶から切り出された異なる基板の測定から導き出されることができる。
【００１４】
位置合わせマーカは、例えば、格子、格子のグループ、シェブロン、ボックスなどの任意の標準マーカの形態を取ることができる。方位に対する感受性は、対照を成す背景上に複数の小さな要素を有する少なくとも１つの領域を各マーカに含めることによって提供することができる。
【００１５】
さらに、本発明は、上述の方法を実行するように構成されたリソグラフィ装置、及びリソグラフィ装置に本発明の方法を実行させる指示するようなコンピュータ・プログラムを提供する。
【００１６】
ＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用を本明細書で特に言及することがあるが、本明細書に記載されるリソグラフィ装置は、集積された光学システム、磁区メモリのためのガイド及び検出パターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどの他の応用分野を有することができることを理解されたい。そのような他の応用分野の文脈において、本明細書における用語「ウェハ」又は「ダイ」のすべての使用は、それぞれより一般的な用語「基板」又は「標的部分」と同義語として考えることができることは、当業者は理解するであろう。本明細書で言及される基板は、露光の前又は後で、例えばトラック（一般に、基板にレジストの層を付ける、又は露光されたレジストを現像するツール）、又は計量或いは検査ツールにおいて処理することができる。適用可能であれば、本明細書における開示は、そのような基板処理ツール又は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を作るために１回より多く処理することができ、したがって、本明細書で使用される用語基板は、既に複数の処理された層を含む基板を言及することもできる。
【００１７】
本明細書で使用される用語「放射」及び「ビーム」は、紫外（ＵＶ）放射（例えば、３６５、２４８、１９３、１５７、又は１２６ｎｍの波長を有する）、及び極紫外（ＥＵＶ）放射（例えば、５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）、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む、すべてのタイプの電磁放射を包含する。
【００１８】
本明細書で使用される用語「パターン形成手段」は、基板の標的部分にパターンを形成するなど、投影ビームの断面にパターンを与えるために使用することができる手段を言及するものとして広く解釈されるべきである。投影ビームに与えられるパターンは、基板の標的部分の所望のパターンに厳密に対応することがあることに留意されたい。一般に、投影ビームに与えられるパターンは、集積回路など、標的部分に作られるデバイスにおける特定の機能層に対応する。
【００１９】
パターン形成手段は、透過性又は反射性であり得る。パターン形成手段の例は、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パネルを含む。マスクは、リソグラフィにおいて良く知られており、バイナリ、レベンソン型位相シフト、及びハーフトーン型位相シフト、並びに様々なタイプのハイブリッド・マスクを含む。プログラム可能なミラー・アレイの一例は、小型ミラーのマトリクス構成を用い、各小型ミラーは、入射する放射ビームを異なる方向に反射するように個別に傾斜することができ、このような方法で、反射されたビームがパターン形成される。パターン形成手段の各例において、支持構造は、例えば、必要なときに固定又は可動であり得るフレーム又はテーブルであり得、パターン形成手段が、例えば投影システムに対して所望の位置であることを確実にすることができる。本明細書における用語「レチクル」又は「マスク」のすべての使用は、より一般的な用語「パターン形成手段」と同義語であると考えることができる。
【００２０】
本明細書で使用される用語「投影システム」は、例えば、使用される露光放射又は浸漬流体の使用又は真空の使用などの他の要因に関して適切であれば、屈折光学系、反射光学系、及びカタディオプトリック光学系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く解釈されるべきである。本明細書における用語「レンズ」のすべての使用は、より一般的な用語「投影システム」と同義語であると考えることができる。
【００２１】
照明システムは、放射の投影ビームの方向付け、形成、又は制御のための、屈折、反射、及びカタディオプトリック光学部品を含む様々なタイプの光学部品も包含することもでき、そのような部品は、以下で集合的に又は単独に「レンズ」として言及することもできる。
【００２２】
リソグラフィ装置は、２つ（デュアル・ステージ）以上の基板テーブル（及び／又は２つ以上のマスク・テーブル）を有するタイプであり得る。そのような「マルチ・ステージ」機械において、追加のテーブルを並列に使用することができ、或いは１つ又は複数の他のテーブルが露光のために使用される間に、準備ステップを、１つ又は複数のテーブルで実行することができる。
【００２３】
リソグラフィ装置は、投影システムの最終要素と基板との間の空間を充填するように、基板が、比較的高い屈折率を有する液体、例えば水で浸漬されるタイプであり得る。浸漬液体は、リソグラフィ装置の他の空間、例えばマスクと投影システムの最終要素との間に加えることもできる。浸漬技術は、投影システムの開口数を増大するために従来技術で良く知られている。
【００２４】
本発明の実施例は、対応する参照符号が対応する部品を示す添付の概略図を参照して、例示目的で記載される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は、本発明の特定の実施例によるリソグラフィ装置を概略的に示す。装置は、
放射（例えば、ＵＶ放射又はＤＵＶ放射）の投影ビームＰＢを提供するための照明システム（照明器）ＩＬと、
パターン形成手段（例えば、マスク）ＭＡを支持し、かつアイテムＰＬに対してパターン形成手段を正確に配置するための第１の配置手段ＰＭに接続された、第１の支持構造体（例えば、マスク・テーブル）ＭＴと、
基板（例えば、レジスト被覆されたウェハ）Ｗを保持し、かつアイテムＰＬに対して基板を正確に配置するための第２の配置手段ＰＷに接続された、基板テーブル（例えば、ウェハ・テーブル）ＷＴと、
基板Ｗの標的部分Ｃ（例えば、１つ又は複数のダイを備える）上に、パターン形成手段ＭＡによる投影ビームＰＢに与えられるパターンを像形成するための投影システム（例えば、屈折投影レンズ）ＰＬを備える。
【００２６】
本明細書に示されるように、装置は、透過型（例えば、透過性マスクを用いる）である。代わりに、装置は、反射型（例えば、上記で言及されたようなプログラム可能なミラー・アレイを用いる）であり得る。
【００２７】
照明器ＩＬは、照射源ＳＯからの放射のビームを受ける。放射源とリソグラフィ装置とは、例えば放射源がエキシマ・レーザであるときに、別個のものであり得る。そのような場合、放射源は、リソグラフィ装置の部分を形成するとは考えられず、放射ビームは、例えば適切な方向付けミラー及び／又はビーム・エクスパンダを備えるビーム送達システムＢＤにより、放射源ＳＯから照明器ＩＬへ通過する。他の場合において、放射源は、例えば放射源が水銀灯であるときには、装置の一体部分であり得る。必要であればビーム送達システムＢＤとともに、放射源ＳＯ及び照明器ＩＬは、放射システムとして言及することができる。
【００２８】
照明器ＩＬは、ビームの角度強度分布を調整するために調整手段ＡＭを備えることができる。一般に、照明器のひとみ面における強度分布の少なくとも外側及び／又は内側径方向範囲（一般にそれぞれσ外側及びσ内側と呼ばれる）を、調整することができる。さらに照明器ＩＬは、一般にインテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの様々な他の構成部品を備える。照明器は、その断面に所望の均一性及び強度分布を有する、投影ビームＰＢと呼ばれる調整された放射のビームを提供する。
【００２９】
投影ビーム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を横切って、投影ビームＰＢは、基板Ｗの標的部分Ｃ上にビームを集束するレンズＰＬを通過する。第２の配置手段ＰＷ及び位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス）により、基板テーブルＷＴは、例えば、ビームＰＢの経路に異なる標的部分Ｃを配置するように正確に移動することができる。同様に、第１の配置手段ＰＭ及び他の位置センサ（図１には明示されていない）は、例えば、マスク・ライブラリから機械的に取り出した後、又は走査の間に、ビームＰＢの経路に対してマスクＭＡを正確に配置するために使用することができる。一般に、対象物テーブルＭＴ及びＷＴの移動は、配置手段ＰＭ及びＰＷの一部を形成する、ロング・ストローク・モジュール（粗い配置）及びショート・ストローク・モジュール（細かい配置）によって実現される。しかしながら、ステッパの場合には（スキャナとは対照的に）、マスク・テーブルＭＴは、ショート・ストローク・アクチュエータだけに接続することができ、又は固定することができる。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される。
【００３０】
示された装置は、以下の好ましいモードで使用することができる。
１．ステップ・モードにおいて、投影ビームに与えられる全体パターンが、１回毎標的部分Ｃ上に投影される（すなわち、単一の静的露光）間に、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは、本質的に静止されたままである。基板テーブルＷＴは、次に、異なる標的部分Ｃが露光することができるように、Ｘ及び／又はＹ方向にシフトされる。ステップ・モードにおいて、露光領域の最大サイズが、単一の静的露光で像形成される標的部分Ｃのサイズを制限する。
２．スキャン・モードにおいて、投影ビームに与えられるパターンが、標的部分Ｃ上に投影される（すなわち、単一の動的露光）間に、マスク・テーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは、同期して走査される。マスク・テーブルＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度及び方向は、投影システムＰＬの拡大（縮小）及び画像反転特性によって決定される。スキャン・モードにおいて、露光領域の最大サイズは、単一の動的露光における標的部分の幅（非走査方向における）を制限し、一方、走査移動の長さは、標的部分の高さ（走査方向における）を決定する。
３．他のモードにおいて、マスク・テーブルＭＴは、プログラム可能なパターン形成手段を本質的に静的に保持したままであり、基板テーブルＷＴは、投影ビームに与えられるパターンが標的部分Ｃ上に投影される間に、移動され又は走査される。このモードにおいて、一般に、パルス放射源が用いられ、プログラム可能なパターン形成手段は、基板テーブルＷＴの各移動の後又は走査中の連続する放射パルスの間で、必要があれば更新される。操作のこのモードは、上記されるような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形成手段を使用するマスクレス・リソグラフィに容易に適用することができる。
【００３１】
使用の上述のモード又は使用のまったく異なるモードに対する、組合せ及び／又は変形が、用いられることもできる。
【００３２】
図２は、マークの標準形態に基づくが本発明での使用のために修正された位置合わせマーカ１を示す。図２においてわかるように、位置合わせマーカ１は、それぞれ格子構造を備える４つの象限１１から１４を備える。それらの格子ラインを有する象限１１、１４の２つが、図において水平方向の第１の方向に位置合わせされ、格子ラインを有する他の２つの象限１２、１３が、図において垂直方向の直交方向に位置合わせされる。象限１１及び１４における格子ラインは、結晶軸の方位の測定を可能にするように、標準形態から修正される。
【００３３】
象限１１のライン構造の一部の拡大図である図３に示されるように、格子間隔ｐは、中実領域１５、開いた領域、及びストライプ領域１６の３つの部分の構造を備える。ストライプ領域は、多数のラインを有し、本実施例では４本であるがより多く又はより少ないことも使用することができ、ライン幅及びピッチは、約１６μｍとすることができる格子のピッチよりかなり小さい。一般に、マーカの方位感受性部分のフィーチャのクリティカル寸法は、好ましくは、マーカを印刷するために使用されるリソグラフィ装置で印刷可能なだけ小さい。このマーカは、異方性エッチング・ステップを使用して基板にマーカをエッチングすることによって、基板の結晶軸に対してその方位に対して感受性に作ることができる。そのようなエッチング・ステップにおいて、基板は、好ましくは、垂直方向に比べて、例えば｛００１｝結晶軸に平行な特定の方向にエッチングされる。マーカが、好ましいエッチングの方向に位置合わせされると、マーカの方位感受性（ストライプ）部分は、マーカの重心がシフトされるように、マーカが、その方向に対してある角度である場合より強くエッチングされる。この作用がどのように達成されるかが、図４のＡからＥに示されている。
【００３４】
図４のＡからＥは、マーカが、結晶軸に対して様々な異なる角度でレジストが露光され、その後、異方性エッチング・プロセスで基板にエッチングされるときの、結果としての構造の断面を示す。異方性エッチング手順の詳細は、構造がエッチングされる正確な角度、及び異なる角度でエッチングされる構造の正確な形態を決定する。図４のＡに示されるように、マーカが、結晶軸に対する大きな正の角度であるなら、ストライプ領域のラインは、完全にエッチング除去され、かつマーカは、中実部分だけからなる。マーカの位置が測定されるとき、結果は、矢印によって示されるように中実領域に中心合わせされて配置される。図４のＢのようにマーカが、結晶軸に対する小さな角度であるなら、ストライプ・ラインは、エッチングされたマーカに現れるが幅が減少する。マーカの重心に関する測定された位置は、矢印によって示されるように過剰にシフトされる。図４のＣのようにマーカが結晶軸に正確に位置合わせされると、ストライプ領域が、エッチングされた構造に完全に現れ、測定された位置の変位は最大である。作用は、図４のＤ及びＥに示されるように、負の角度に関して同じである。同一の効果が、同様にストライプ状にされた又は他のサブ解像度分割を有する領域を使用して他のタイプのマーカで達成される。
【００３５】
図５は、本発明の方法が、結晶軸ＣＡの方位を見つけるために使用されるウェハＷを示す。ウェハＷは、平らな部分Ｆを有し、この平らな部分は、結晶軸ＣＡに対して名目上垂直であるが、実際には結晶軸ＣＡは、平らな部分に対する垂線から±１°の角度Ｒで外れる可能性がある。（図５におけるマーカの所定の角度及びサイズＮＢは、明瞭性のために誇張されている。）
【００３６】
上述のように（矢印によって図５には示されている）一連の位置合わせマーカＰ−ｎからＰ＋ｎは、平らな部分Ｆに対する垂線に対して異なる角度ｒｎで基板上のレジストに露光される。マーカＰ−ｎからＰ＋ｎの角度は、結晶軸Ｃの可能な角度範囲に及ぶべきであり、好ましくは結晶軸Ｃの可能な角度範囲を超えるべきであり、かつ挿入のための十分な数のデータ点を提供し、かつ誤差を平均するために十分な数であるべきである。マーカは、好ましくは、同じ条件、かつ好ましくはマーカのストライプ部分の正しい結像のための最適な条件下で、露光される（あるいは他の関連する変数が方法において後で除外される）。マーカは、それぞれの角度ですべてのマーカの画像を含む適切なマーカを用いる単一の露光で露光することができ、又は基板が各結像ステップに適切に回転されて、単一のマーカの画像を有するマスクを使用する別個の露光で露光することができる。マーカは、好ましくは、結像における任意の位置依存作用を最小化するために共に近接して印刷され、かつ基板がデバイスの製造のために使用される場合、基板上で任意の余分の空間に印刷することができる。マーカは、それらの位置と、平らな部分Ｆに対する垂線に対するそれらの方位との間での特定の関係又は一貫する関係で配置される必要はないが、それらの相対位置は、適切な精度で知られていなければならない。グローバル位置マーカが、基板上に既に印刷され、又は同時に印刷されるなら、結晶軸の決定のためのマーカの所定の位置が、好ましくはグローバル位置マーカに対して知られる。
【００３７】
レジストが、次に通常の方法で現像され、かつ位置合わせマーカＰ−ｎからＰ＋ｎは、異方性エッチング・プロセスで基板にエッチングされる。正確なエッチング・プロセスは、基板の材料に応じ、適切なプロセスは、一般の基板材料に関して知られている。例えば、シリコン基板に関する適切な異方性エッチング・プロセスは、ＫＯＨエッチングであり、そのプロセス条件、特に温度は、エッチングの方向選択性を最大化するように最適化することができる。
【００３８】
結晶軸ＣＡの方位を決定するために、エッチングされたマーカＰ−ｎからＰ＋ｎの絶対位置は、標準の位置合わせツール、例えばリソグラフィ投影装置に組み込まれた位置合わせツールを使用して測定され、それらの予測される位置からのそれらの変位ｄが決定される。位置合わせ走査は、走査がマーカに対して正確に垂直であるように、適切に回転される基板テーブルで実行することができる。上述のように、位置合わせマークの方位が、結晶軸ＣＡにより近接すると、ストライプ部分が、より強くエッチングされ、したがって、その重心がより大きく変位されると、露光された名目位置からの測定された位置のより大きい変位を引き起こす。したがって、最大の見掛けの変位を有するマーカは、結晶軸の方位の指示として使用することができる。しかしながら、より高い精度のために、すべてのマーカの変位が考慮されうる。例えば、変位ｄは、２つの直線に適合することができ、平らな部分への垂線に対する増大する角度で、１つの直線は上がりかつ他方の直線は下がり、結晶軸の方位は、次に図６に示されるように２つの直線の交差から決定される。
【００３９】
一旦、平らな部分に対する結晶軸の方位が知られると、この値は、基板上のデバイスの製造に考慮されうる。特に、その機能が、（１つの結晶軸の方位が既知なら、もちろん、他の方位を決定することは簡単な幾何形状の主題である）ある又は他の結晶軸での正確な位置合わせに応じる、又は正確な位置合わせで改善されるデバイスはデバイス上に正確に配置されうる。正確な位置は、基板上のグローバル位置（ゼロ・レベル）マーカを適切に配置するために、公知の結晶軸方位を使用して達成することができ、又は、これらの位置が既に固定されているなら、結晶軸方位は、グローバル位置マーカに対する位置合わせの後で適用される訂正ファクタとして持ち越すことができる。
【００４０】
本発明のステップは、必ずしも同時に又は同じ場所で実行する必要がないことは理解される。例えば、一連のマーカは、基板の製造時及び製造場所で露光されかつエッチングされることができ、一方、明らかな変位の測定及びオフセット値の決定は、デバイスが基板上で露光されるときに実行されることができる。すべてのステップがデバイスの製造時に実行される場合のように、これは、リソグラフィ装置の存在する高精度の位置合わせシステムが製造のために使用される利点を有する。また、基板が、結晶軸オフセットの測定と全体の位置マークの印刷との間で基板テーブルから取り除かれないなら、基準として平らな部分を使用する誤差の可能性が避けられる。
【００４１】
しかしながら、デバイスの製造、例えば基板の製造業者の時から離れた、結晶軸の方位の決定までのすべてのステップが実行されることもできる。この場合、平らな部分、又は平坦なウェハの場合におけるノッチが、個別の基板が単一の結晶から切り出される前に、一般に作られることを利用することは特に便利である。したがって、１つの結晶から切り出されるすべてのウェハは、平らな部分（又はノッチ）に対する結晶軸の同一の方位を有する。したがって、本発明の測定は、所定の結晶から切り出された１つの（又は恐らく誤差を最小化するためのサンプル）基板に実行することができ、次に結果は、その結晶から切り出されたすべての基板に適用される。個別の測定又はバッチ測定から導かれる測定結果は、機械又は人間が読み取ることができる形態で、基板又は結合されるデータ・キャリアにマークすることができ、又は基板の使用時に検索するためにデータベースに入力することができる。
【００４２】
本発明の方法で使用されるマーカが、基板の望ましくない空間量を占めるなら、マーカは、デバイスの製造で使用される側に対して基板の反対側に配置することができる。もちろん、ウェハの逆転の後で適用されるとき、オフセット値はその符号を変更されなければならない。ある状況において、マーカが本発明の方法で使用された後で、マーカを取り除くことも可能である。
【００４３】
ある場合において、本発明は、存在する装置に対してソフトウエア・アップグレードの形態で実装することができ、したがって、リソグラフィ装置の監視制御システムによって実行されるコード、及びリソグラフィ装置に本発明の方法のステップを実行させる指示を含む、コンピュータ・プログラムの形態で提供することができる。
【００４４】
本発明の特定の実施例が上述されたが、本発明は、記載されたものと他の方法で実行されることが理解される。記載は、本発明を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施例で使用可能なリソグラフィ装置を示す。
【図２】本発明の実施例で使用可能な修正された位置合わせマーカを示す。
【図３】図２の位置合わせマーカのライン構造の一部の拡大図である。
【図４】ＡからＥは異なる角度で図２の位置合わせマーカをエッチングの作用を示す図である。
【図５】本発明の実施例による基板の平面図である。
【図６】本発明の実施例で使用される、角度に対する見掛け位置のグラフである。
【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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