(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に一連のアラインメントマークを設ける方法であって、
第一要素サイズを有する反復要素のセットを備える第一パターンを、基板の層の少なくとも１つの露光領域に露光し、
前記第一要素サイズとは異なる第二要素サイズの反復要素のセットを備える第二パターンを、前記第一パターン上で露光することを含み、前記第一パターン及び第二パターンの前記要素は少なくとも部分的に重なり、組み合わされて、一連の反復大型のアラインメントマークを形成し、それにより反復方向の前記アラインメントマークの縁部が小型要素によって形成される、当該露光すること、
を含む方法。
【請求項２】
連続する大型要素間のスペースの幅（Ｗ）が、前記小型要素のピッチの整数倍である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第一パターンが小型要素を備え、前記第二パターンが大型要素を備える、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記第一パターンが大型要素を備え、前記第二パターンが小型要素を備える、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項５】
前記第一パターンが第一層内で露光され、前記第二パターンが、前記第一層と少なくとも部分的に重なる第二層内で露光される、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記第一パターン及び前記第二パターンが両方とも、同じ層内で露光される、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記小型要素が解像度のサイズにされる、請求項１から６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記大型要素の解像度で、組み合わされたアラインメントマークとその周囲とのコントラストを割り出すことを含む、請求項１から７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
リソグラフィ装置の投影システムを較正する方法であって、
ａ）前記投影システムが初期状態にある場合に、小型要素の反復セットを備える第一パターンを、基板の層の少なくとも１つの露光領域に露光し、大型要素のセットを備える第二パターンを、前記第一パターンの上にある前記少なくとも１つの露光領域に露光することであって、前記第一パターン及び第二パターンの前記要素が部分的に重なり、組み合わされて、反復大型のアラインメントマークを形成し、それにより反復方向の前記アラインメントマークの縁部が小型要素によって形成される、当該露光すること、
ｂ）前記投影システムが加熱状態にある場合に、前記露光プロセスを繰り返すこと、及び
ｃ）前記投影システムの少なくとも一部の温度の関数として、前記アラインメントマークの歪みに関する情報を割り出すこと、
を含む方法。
【請求項１０】
アラインメントマークの個々のセットを備える少なくとも２つの層の相対変位を割り出す方法であって、
請求項１から９のいずれかに従って、第一層に第一セットの組み合わされたアラインメントマークを、及び前記第一層の上に設けられた第二層に相補的な第二セットの組み合わされたアラインメントマークを生成し、
前記２つのセットの組み合わされたマークを照射し、
前記第一セットと第二セットのアラインメントマーク間の前記相対変位を検出することを含む方法。
【請求項１１】
パターニングデバイスからデバイスの基板上に少なくとも１つのパターンを転写することを含むデバイス製造方法であって、パターンの転写が、
第一要素サイズを有する反復要素のセットを備える第一パターンを、基板の層の少なくとも１つの露光領域に転写し、
前記第一要素サイズより大きい、又は小さい第二要素サイズの反復要素のセットを備える第二パターンを、前記第一パターンの上にある前記少なくとも１つの露光領域に転写することを含み、前記第一パターン及び第二パターンの要素が部分的に重なり、組み合わされて、一連の反復大型のアラインメントマークを形成し、それにより反復方向の前記アラインメントマークの縁部が小型要素によって形成される、デバイス製造方法。
【請求項１２】
アラインメントマークのパターンをパターニングデバイスから基板に提供するリソグラフィ装置であって、前記装置が、
第一要素サイズを有する反復要素のセットを備える第一パターンを、前記基板の層の少なくとも１つの露光領域に露光し、
前記第一要素サイズより大きい、又は小さい第二要素サイズの反復要素のセットを備える第二パターンを、前記第一パターンの上にある前記少なくとも１つの露光領域に露光し、前記第一パターン及び第二パターンの前記要素が部分的に重なり、組み合わされて、一連の反復大型のアラインメントマークを形成し、それにより反復方向の前記アラインメントマークの縁部が小型要素によって形成される、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明は、アラインメントマークのセットを基板上に設ける方法、デバイス製造方法及びリソグラフィ装置に関する。本発明は、アラインメントマークを設けた少なくとも２つの層の相対変位を割り出す方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板に、通常は基板のターゲット部分に適用する機械である。リソグラフィ装置は例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使用可能である。このような場合、代替的にマスク又はレチクルとも呼ばれるパターニングデバイスを使用して、ＩＣの個々の層上に形成すべき回路パターンを生成することができる。このパターンを、基板（例えばシリコンウェーハ）上のターゲット部分（例えば１つ又は幾つかのダイの一部を備える）に転写することができる。パターンの転写は通常、基板に設けた放射感応性材料（レジスト）の層への結像により行われる。一般的に、１枚の基板は、順次パターンが与えられる互いに近接したターゲット部分のネットワークを含んでいる。従来のリソグラフィ装置は、パターン全体をターゲット部分に１回で露光することによって各ターゲット部分が照射される、いわゆるステッパと、基板を所定の方向(「スキャン」方向）と平行あるいは逆平行にスキャンしながら、パターンを所定の方向（「スキャン」方向）に放射ビームでスキャンすることにより、各ターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナを含む。パターンを基板にインプリントすることによっても、パターニング構造から基板へとパターンを転写することが可能である。
【０００３】
[0003]  一般的に、ウェーハは重ねて配置された複数の層で覆われる。層内でパターンが露光され、層のパターンは前の層のパターンと厳密に一致しなければならない。実際には、常に、連続する層の間にオフセットがある。相互に対する層のオフセット又は変位を、本明細書ではオーバーレイエラー又はオーバーレイと呼ぶ。オーバーレイは、層上にその目的のために配置された基板アラインメントマークの位置を測定するように配置された１つ又は複数のアラインメントセンサによって割り出される。
【０００４】
[0004]  リソグラフィ装置のオーバーレイ機能を求めるために、幾つかの方法が存在する。第一に、通常はリソグラフィ装置上に存在するアラインメントセンサのうち１つ又は複数を使用することができる。アラインメントセンサは、第一層のアラインメントマークの相対位置を、第一層の上に配置された第二層の同じ又は同様のアラインメントマークの位置に対して測定する。しかし、オーバーレイ測定は、基板上に設けられる典型的なプロダクトフィーチャ(product feature)よりはるかに大きい寸法を有するアラインメントマーク又は同様のオーバーレイターゲットを使用する。さらに、アラインメントセンサは、典型的なプロダクトフィーチャよりはるかに大きい精度でも設計されている。
【０００５】
[0005]  あるいは、別個のメトロロジーツールを使用してよい。例えば、第二層の内部ボックスの位置に対する第一層の外部ボックス／フレームの位置を、メトロロジーツールで割り出すことができる。この方法は比較的遅く、基板に第一層を設けた後に、リソグラフィ装置から基板を外すことを含む。最後に、オーバーレイの測定はＳＥＭツールに基づくものでもよい。第一層にあるラインセットのの位置を、第二層にある解像度でのラインの第二セットの位置に対して、解像度で（つまり層の典型的なプロダクトフィーチャと同じオーダの大きさを有する精度で）測定することができる。しかし、このＳＥＭツールに基づく方法も、比較的時間がかかり、第一層ターゲットがプロダクト層に位置する場合は、遂行が複雑である（又は不可能なことさえある）。
【発明の概要】
【０００６】
[0006]  正確で高品質のアラインメントマークを基板に設ける方法及び装置を提供することが望ましい。
【０００７】
[0007]  オーバーレイエラーを高速かつ高精度で割り出すことができるアラインメントマークを提供する方法及び装置を提供することが、さらに望ましい。
【０００８】
[0008]  オーバーレイエラーを解像度で割り出すことができるアラインメントマークを提供する方法及び装置を提供することも望ましい。
【０００９】
[0009]  本発明の態様によれば、基板上にアラインメントマークのセットを設ける方法が提供され、方法は、
−第一要素サイズを有する反復セットの要素を備える第一パターンを、基板の層の少なくとも１つの露光領域に露光し、
−第一要素サイズより大きい、又は小さい第二要素サイズの反復セット要素を備える第二パターンを、第一パターンの上にある前記少なくとも１つの露光領域に露光することを含み、
第一パターンと第二パターンの要素は部分的に重なり、組み合わされて、反復大型アラインメントマークのセットを形成し、それにより反復方向のアラインメントマークの縁部が小型要素によって形成される。
【００１０】
[0010]  別の態様によれば、リソグラフィ装置の投影システムを較正する方法が提供され、方法は、
ａ）投影システムが初期状態にある場合に、小型要素の反復セットを備える第一パターンを、基板の層の少なくとも１つの露光領域に露光し、大型要素のセットを備える第二パターンを、第一パターンの上にある前記少なくとも１つの露光領域に露光することであって、第一パターンと第二パターンの要素は部分的に重なり、組み合わされて、反復大型アラインメントマークを形成し、したがって反復方向のアラインメントマークの縁部が小型要素によって形成される、当該露光すること
ｂ）投影システムが加熱状態にある場合に、露光プロセスを繰り返すこと、及び
ｃ）投影システムの少なくとも一部の温度の関数として、アラインメントマークの歪みに関する情報を割り出すこと、を含む。
【００１１】
[0011]  本発明の別の態様によれば、アラインメントマークの個々のセットを備える少なくとも２つの層の相対変位を割り出す方法が提供され、方法は、
−第一層上に第一セットの組み合わされたアラインメントマークを、及び第一層の上に設けられた第二層に相補的な第二セットの組み合わされたアラインメントマークを生成し、
−前記２つのセットの組み合わされたマークを照射し、
−第一セットと第二セットのアラインメントマーク間の相対変位を検出することを含む。
【００１２】
[0012]  別の態様によれば、デバイス製造方法が提供され、方法はパターニングデバイスからデバイスの基板に少なくとも１つのパターンを転写することを含み、パターンの転写は、
−第一要素サイズを有する要素の反復セットを備える第一パターンを、基板の層の少なくとも１つの露光領域に転写し、
−第一要素サイズより大きい、又は小さい第二要素サイズの要素の反復セットを備える第二パターンを、第一パターンの上にある前記少なくとも１つの露光領域に転写することを含み、
第一パターンと第二パターンの要素が部分的に重なり、組み合わされて、反復大型アラインメントマークのセットを形成し、それにより反復方向のアラインメントマークの縁部は小型要素によって形成される。
【００１３】
[0013]  別の態様によれば、アラインメントマークのパターンをパターニングデバイスから基板に提供するリソグラフィ装置が提供され、装置は、
−第一要素サイズの要素の反復セットを備える第一パターンを、基板の層の少なくとも１つの露光領域に露光し、
−第一要素サイズより大きい、又は小さい第二要素サイズの要素の反復セットを備える第二パターンを、第一パターンの上にある前記少なくとも１つの露光領域に露光し、
第一パターンと第二パターンの要素が部分的に重なり、組み合わされて、反復大型アラインメントマークのセットを形成し、それにより反復方向のアラインメントマークの縁部が小型要素によって形成される。
【００１４】
[0014]  本発明のさらなる詳細、特徴及び利点は、その実施形態に関する以下の説明で解明される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
[0015]  次に、本発明の実施形態を添付の略図を参照しながら、ほんの一例として説明する。図面では対応する参照記号は対応する部品を示している。
【００１６】
【図１】[0016]本発明の実施形態によるリソグラフィ装置を示した図である。
【図２】[0017]レーザステップアラインメント装置を示した略図である。
【図３】[0018]図３Ａは、第一アラインメントパターンの実施形態を示した略図である。[0019]図３Ｂは、アラインメントマークを形成するために、図３Ａのアラインメントパターンと組み合わされた、第二アラインメントパターンの実施形態を示した略図である。
【図４】[0020]図４Ａは、既知の露光方法の結果であるアラインメントマークを示した図である。[0021]図４Ｂは、本発明の実施形態による露光方法の結果であるアラインメントマークの実施形態を示した図である。
【図５】[0022]図５Ａから図５Ｆは、オーバーレイを割り出す本発明の実施形態による様々なアラインメントパターンを示した図である。
【図６】[0023]図６Ａは、歪んだフィーチャがあるダイを含むウェーハを示した上面図である。[0024]図６Ｂは、図６Ａのダイをさらに詳細に示した上面図である。[0025]図６Ｃは、図６Ｂのダイに加えるサンプルマークの例を示した上面図である。[0026]図６Ｄは、プロダクト歪みを測定するために複数のサンプルマークを備えた図６Ｂのダイを示した上面図である。
【図７】[0027]図７Ａから図７Ｃは、ＤＰＴアプリケーションにおけるさらなる実施形態を個々に示した略断面図である。
【図８】[0028]図８Ａから図８Ｄは、コントラスト対パターン密度要件を示すさらなる実施形態を示した略断面図である。[0029]図８Ｅは、図８Ｄに示した実施形態を示した上面図である。
【図９】[0030]図９Ａから図９Ｃは、スペーサ技術アプリケーションにおけるさらなる実施形態を示した略断面図である。
【図１０】[0031]図１０Ａから図１０Ｄは、深いトレンチアプリケーションにおけるさらなる実施形態を示した略断面図である。
【図１１】[0032]図１１Ａから図１１Ｂは、別の深いトレンチアプリケーションにおけるさらなる実施形態を示した略断面図である。
【図１２】[0033]図１２Ａから図１２Ｃは、ビア層アプリケーションのさらなる実施形態を示した略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
[0034]  図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示したものである。この装置は、
−  放射ビームＢ（例えばＵＶ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）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を正確に位置決めするように構成された第一ポジショナＰＭに接続された支持構造（例えばマスクテーブル）ＭＴ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二ポジショナ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つ又は複数のダイを含む）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。
【００１８】
[0035]  照明システムは、放射の誘導、整形、又は制御を行うための、屈折、反射、磁気、電磁気、静電気型等の光学コンポーネント、又はその任意の組み合わせなどの種々のタイプの光学コンポーネントを含んでいてもよい。
【００１９】
[0036]  支持構造は、パターニングデバイスを支持、つまりその重量を支えている。該マスク支持構造は、パターニングデバイスの方向、リソグラフィ装置の設計等の条件、例えばパターニングデバイスが真空環境で保持されているか否かに応じた方法で、パターニングデバイスを保持する。この支持構造は、パターニングデバイスを保持するために、機械的、真空、静電気等のクランプ技術を使用することができる。支持構造は、例えばフレーム又はテーブルでよく、必要に応じて固定式又は可動式でよい。支持構造は、パターニングデバイスが例えば投影システムなどに対して確実に所望の位置にくるようにできる。本明細書において「レチクル」又は「マスク」という用語を使用した場合、その用語は、より一般的な用語である「パターニングデバイス」と同義と見なすことができる。
【００２０】
[0037]  本明細書において使用する「パターニングデバイス」という用語は、基板のターゲット部分にパターンを生成するように、放射ビームの断面にパターンを与えるために使用し得る任意のデバイスを指すものとして広義に解釈されるべきである。ここで、放射ビームに与えられるパターンは、例えばパターンが位相シフトフィーチャ又はいわゆるアシストフィーチャを含む場合、基板のターゲット部分における所望のパターンに正確には対応しないことがある点に留意されたい。一般的に、放射ビームに与えられるパターンは、集積回路などのターゲット部分に生成されるデバイスの特別な機能層に相当する。
【００２１】
[0038]  パターニングデバイスは透過性又は反射性でよい。パターニングデバイスの例には、マスク、プログラマブルミラーアレイ、及びプログラマブルＬＣＤパネルがある。マスクはリソグラフィにおいて周知のものであり、これには、バイナリマスク、レベンソン型(alternating)位相シフトマスク、ハーフトーン型(attenuated)位相シフトマスクのようなマスクタイプ、さらには様々なハイブリッドマスクタイプも含まれる。プログラマブルミラーアレイの一例として、小さなミラーのマトリクス配列を使用し、そのミラーは各々、入射する放射ビームを異なる方向に反射するよう個々に傾斜することができる。傾斜したミラーは、ミラーマトリクスによって反射する放射ビームにパターンを与える。
【００２２】
[0039]  本明細書において使用する「投影システム」という用語は、例えば使用する露光放射、又は液浸液の使用や真空の使用などの他の要因に合わせて適宜、例えば屈折光学システム、反射光学システム、反射屈折光学システム、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、又はその任意の組合せを含む任意のタイプの投影システムを網羅するものとして広義に解釈されるべきである。本明細書において「投影レンズ」という用語を使用した場合、これはさらに一般的な「投影システム」という用語と同義と見なされる。
【００２３】
[0040]  ここに示している本装置は反射タイプである（例えば反射マスクを使用する）。あるいは、装置は透過タイプでもよい（例えば透過マスクを使用する）。
【００２４】
[0041]  リソグラフィ装置は２つ（デュアルステージ）又はそれ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）を有するタイプでよい。このような「マルチステージ」機械においては、追加のテーブルを並行して使用するか、１つ又は複数の他のテーブルを露光に使用している間に１つ又は複数のテーブルで予備工程を実行することができる。
【００２５】
[0042]  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水などの比較的高い屈折率を有する液体で覆えるタイプでもよい。液浸液は、例えばマスクと投影システムの間など、リソグラフィ装置の他の空間に使用してもよい。液浸技術は、投影システムの開口数を増加させるために当技術分野で周知である。本明細書で使用する「液浸」という用語は、基板などの構造を液体に沈めなければならないという意味ではなく、露光中に投影システムと基板の間に液体が存在するというほどの意味である。
【００２６】
[0043]  図１を参照すると、イルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受ける。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場合に、それぞれ別々の構成要素であってもよい。このような場合、放射源はリソグラフィ装置の一部を形成すると見なされず、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラー及び／又はビームエクスパンダなどを備えるビームデリバリシステムＢＤの助けにより、放射源ＳＯからイルミネータＩＬへと渡される。他の事例では、例えば放射源が水銀ランプの場合は、放射源がリソグラフィ装置の一体部分であってもよい。放射源ＳＯ及びイルミネータＩＬは、必要に応じてビームデリバリシステムＢＤとともに放射システムと呼ぶことができる。
【００２７】
[0044]  イルミネータＩＬは、放射ビームの角度強度分布を調節するアジャスタＡＤを備えていてもよい。通常、イルミネータの瞳面における強度分布の外側及び／又は内側半径範囲（一般にそれぞれ、σ-outer及びσ-innerと呼ばれる）を調節することができる。また、イルミネータＩＬは、インテグレータＩＮ及びコンデンサＣＯなどの他の種々のコンポーネントを備えていてもよい。また、イルミネータを用いて放射ビームを調整し、その断面にわたって所望の均一性と強度分布とが得られるようにしてもよい。
【００２８】
[0045]  放射ビームＢは、支持構造（例えばマスクテーブルＭＴ）上に保持された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によってパターンが与えられる。放射ビームＢはマスクＭＡを通り抜けて、基板Ｗのターゲット部分Ｃ上にビームを集束する投影システムＰＳを通過する。第二ポジショナＰＷ及び位置センサＩＦ２（例えば干渉計デバイス、リニアエンコーダ又は容量センサ）の助けにより、基板テーブルＷＴを、例えば放射ビームＢの経路において様々なターゲット部分Ｃに位置決めするように正確に移動できる。同様に、第一ポジショナＰＭ及び別の位置センサＩＦ１を使用して、例えばマスクライブラリから機械的に検索した後に、又はスキャン中に、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。一般的に、マスクテーブルＭＴの移動は、第一位置決めデバイスＰＭの部分を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）及びショートストロークモジュール（微動位置決め）の助けにより実現できる。同様に、基板テーブルＷＴの移動は、第二ポジショナＰＷの部分を形成するロングストロークモジュール及びショートストロークモジュールを用いて実現できる。ステッパの場合（スキャナとは対照的に）、マスクテーブルＭＴをショートストロークアクチュエータのみに接続するか、固定してもよい。マスクＭＡ及び基板Ｗは、マスクアラインメントマークＭ１、Ｍ２及び基板アラインメントマークＰ１、Ｐ２を使用して位置合わせすることができる。図示のような基板アラインメントマークは、専用のターゲット部分を占有するが、ターゲット部分の間の空間に配置してもよい（スクライブラインアラインメントマークとして知られる）。同様に、マスクＭＡ上に複数のダイを設ける状況では、マスクアラインメントマークをダイ間に配置してもよい。
【００２９】
[0046]  図示のリソグラフィ装置は以下のモードのうち少なくとも１つにて使用可能である。
【００３０】
[0047]  １．ステップモードにおいては、マスクテーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは、基本的に静止状態に維持される一方、放射ビームに与えたパターン全体が１回でターゲット部分Ｃに投影される（すなわち１回の静止露光）。次に、別のターゲット部分Ｃを露光できるように、基板テーブルＷＴがＸ方向及び／又はＹ方向に移動される。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、１回の静止露光で像が形成されるターゲット部分Ｃのサイズが制限される。
【００３１】
[0048]  ２．スキャンモードにおいては、マスクテーブルＭＴ及び基板テーブルＷＴは同期的にスキャンされる一方、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する（つまり１回の動的露光）。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ＰＳの拡大（縮小）及び像反転特性によって求めることができる。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズによって、１回の動的露光におけるターゲット部分の（非スキャン方向における）幅が制限され、スキャン動作の長さによってターゲット部分の（スキャン方向における）高さが決まる。
【００３２】
[0049]  ３．別のモードでは、マスクテーブルＭＴはプログラマブルパターニングデバイスを保持して基本的に静止状態に維持され、基板テーブルＷＴを移動又はスキャンさせながら、放射ビームに与えられたパターンをターゲット部分Ｃに投影する。このモードでは、一般にパルス状放射源を使用して、基板テーブルＷＴを移動させる毎に、又はスキャン中に連続する放射パルスの間で、プログラマブルパターニングデバイスを必要に応じて更新する。この動作モードは、以上で言及したようなタイプのプログラマブルミラーアレイなどのプログラマブルパターニングデバイスを使用するマスクレスリソグラフィに容易に利用できる。
【００３３】
[0050]  上述した使用モードの組合せ及び／又は変形、又は全く異なる使用モードも利用できる。
【００３４】
[0051]  概して、ウェーハ又は基板は多数の層で覆われる。各層は、基板上のパターンの露光で開始する。パターンは、以前のパターンに正確に一致しなければならない。実際には、常に、連続する層の間にオフセットがある。こオフセットは、例えば基板が化学処理のために外に出ていた後、個々の層の全パターンが互いの上に正確に一致するように、露光ユニット内に基板が再配置された場合に、基板のわずかな位置合わせ不良によって引き起こされることがある。相互に対する層のオフセット又は変位を、本明細書ではオーバーレイエラー又はオーバーレイと呼ぶ。
【００３５】
[0052]  オーバーレイは、基板アラインメントマークの位置を測定するように配置された１つ又は複数のアラインメントセンサによって割り出される。図２は、レーザステップアラインメント構成の例を示す。図２に示す構成は、レーザ源２、ミラー１０、半透明ミラー１２、ミラー１４、ディテクタ４、及びプロセッサ６を備える。図２には、投影システムＰＳ、基板Ｗ及び基板テーブルＷＴ、さらにアクチュエータ８も図示されている。
【００３６】
[0053]  使用時には、レーザ源２は、ミラー１０へと誘導されるレーザビーム１６を生成する。ミラー１０は、レーザビーム１６を半透明ミラー１２へと反射する。半透明ミラー１２で反射した状態のレーザビーム１６は、ミラー１４に誘導される。ミラー１４で反射したレーザビーム１６は、アラインメントビーム１８として基板Ｗ上の基板アラインメントマークＰ１へと誘導される。マークＰ１が受けた状態のアラインメントビーム１８は、マークＰ１によって回折放射１６’として回折し、ミラー１４に戻る。ミラー１４は、回折放射１６’を半透明ミラー１２へと反射する。ミラー１２は半透明であり、回折放射１６’の一部をディテクタ４へと渡す。ディテクタ４は、回折放射１６’の一部を受け、プロセッサ６への出力信号を生成する。
【００３７】
[0054]  図２に示すアクチュエータ８は、マークＰ１をアラインメントビーム１８と位置合わせできるような位置へと基板テーブルＷＴを移動できることを示すように意図されている。さらに、アクチュエータ８は、当業者に知られているように、投影システムＰＳを通して光を露光することにより、基板Ｗを露光できるよう基板テーブルＷＴを移動するように構成される。アクチュエータ８はプロセッサ６に制御される。言うまでもなく、実際には基板テーブルＷＴが複数の方向に移動できるように、複数のアクチュエータがあってよい。プロセッサ６は、ディテクタ４とアクチュエータ８の両方に接続された１つのプロセッサユニットとして図示されていることが分かる。しかし、所望に応じて、プロセッサ６の複数の異なる機能を、異なるプロセッサで実現してもよい。これらのプロセッサは、必ずしもリソグラフィ装置内にある必要はなく、リソグラフィ装置の外側に位置してよい。
【００３８】
[0055]  プロセッサ６が受信した信号は、プロセッサ６がマークＰ１の配置された層を位置合わせするために使用することができる。そのために、当業者に知られているような様々なアルゴリズムを使用することができる。
【００３９】
[0056]  本発明は、他のタイプのアラインメント構成、例えばいわゆる「アテナ」("Athena")センサを有する構成にも適用可能である。このアラインメントセンサは、アラインメントマークの位置を測定する。位置合わせ中に、アラインメントマークをアラインメント放射ビームで照明する。アラインメント放射ビームは、アラインメントマークによって回折し、＋１、−１、＋２及び−２などの幾つかの回折次数になる。光学要素を使用して、基準板上にアラインメントマークの像を形成するために、対応する回折次数の各セット（例えば＋１及び−１）を使用することができる。基準板は、測定すべき対応する回折次数の各セットの基準回折格子を備えてよい。各基準回折格子の背後には、別個のディテクタが配置されて、基準回折格子を通過する像内の放射の強度を測定することができる。基準板に対してアラインメントマークを動かすことにより、１つ又は複数の像について最大強度の位置が見出され、これは位置合わせされた位置を与える。
【００４０】
[0057]  性能を向上させるために、幾つかの像の強度を測定し、アラインメント放射ビームは複数の色で構成することができる。容量又は音響測定原理に基づくセンサを含め、さらに他のタイプのセンサを使用することも排除されない。
【００４１】
[0058]  図３Ａ及び図３Ｂは、本発明の実施形態によりアラインメントマークを形成するアラインメントパターンのセットの例を示す。方法は、第一層２０の露光領域にて、反復的に配置されたパターン要素の第一稠密パターン２１を露光することを含む。図示の実施形態では、パターン２１はアレイ状の基本的に平行な要素２２（以降では「トレンチ」と呼ぶが、他の実施形態でも同様の要素又はラインを適用できることを理解されたい）で構成される。トレンチは、一定のピッチ２７で離間され、各トレンチ２２は第一幅（Ｆ１）を有する。第一幅は、典型的なプロダクトフィーチャの大きさ程度でよい。今日リソグラフィにおいて達成すべき寸法は、４５ｎｍ以下の範囲であり、将来は３２ｎｍ以下など、さらに小さい値に到達することもできる。しかし、他の実施形態では、第一幅は解像度のピッチよりはるかに大きくてもよい。例えば、解像度のピッチから開始して、ピッチを拡大することにより、以降で検討するように、ピッチの関数としてのプリントエラーを割り出すことができる。
【００４２】
[0059]  第一パターンを、つまりトレンチ２２を解像度で露光した後、フォトレジスト層２０を現像する。露光中に、第一層パターン２１は、例えばレンズの歪み、レチクルの書き込みエラー、又は他のツールに誘発されたオフセット（例えば液浸に関連するシフト又はレンズの加熱）により、シフトしてしまっていることがある。層２０の露光後、第一パターン２１の上の露光領域で、第二アラインメントパターン２３を露光する。図３Ｂに示すように、第二パターン２３も、アレイ状の基本的に平行な第二トレンチ２４で構成された反復要素のセットを備え、第二トレンチ２４は、第一要素２２の幅（Ｆ１）より大きい幅（Ｆ２）を有する。第二アラインメントパターン２３のトレンチ２４は、図３Ｂに示すように複数の組み合わせたアラインメントマーク２５を形成するように、第一アラインメントパターン２１のトレンチ２２と部分的に重なる。第二トレンチは、第一要素２２の（図３Ａ参照の反復方向Ｐｒの）縁部２６によって、組み合わせたアラインメントマーク２５の縁部が形成されるような方法で、第一トレンチに重なるようなサイズ及び配置にされる。この方法で、大型アラインメントマーク２５を生成することができ、これはそのサイズの結果、標準的なアラインメントセンサで検出可能であり、アラインメントマーク２５の精度、したがって位置合わせされた位置は、第一パターン２１の小型要素２２によって割り出される。又は、言い換えると、露光領域におけるパターン（像）の二重露光により、１つ又は複数の二重露光アラインメントマーク２５を生成することができ、アラインメントマークの精度を大幅に改良し、アラインメントマークの位置を、標準的なアラインメントマークの低い解像度で可能な程度よりも、はるかに高い解像度で割り出すことができる。
【００４３】
[0060]  さらなる実施形態では、小型要素は解像度のサイズ、つまり前述したようにリソグラフィツールによって見る、又は結像することができる細部の最小レベルのサイズ、現在では通常約４５ｎｍにすることができる。小型パターン要素を解像度のサイズにした実施形態の例を以降で提供する。
【００４４】
[0061]  上述した実施形態では、第一パターンと第二パターンの両方を同じ層内で露光する。同じ層のこの二重露光（つまり二重パターニング（ＤＰＴ）アプリケーション）の代わりに、第一パターンを第一層内で露光し、第二パターンを第一層に重なった第二層内で露光してもよい。この方法で、アラインメントマークのコントラストを向上させることができる。第二層の第二パターンを第一層の第一パターンと組み合わせることにより、その結果のマークは、第一層内に規定された標準的なマークよりも高いコントラストを有することができる。設計の要件により、第一層内に十分なコントラストを有するマークを規定することが不可能なことさえある。特に第三層の露光にハードマスクを使用し、第一層への位置合わせが必要である場合、以降で検討するように本発明によるアラインメントマークを適用することができる。
【００４５】
[0062]  例えばＤＰＴプロセスで、以前の層に実際にアラインメントパターンがない状態で、その層の位置を割り出すことさえ可能である。
【００４６】
[0063]  さらに、第一パターンと第二パターンを異なる層内で露光する場合、その結果のアラインメントパターンを、リソグラフィ装置内に既に存在するアラインメントシステムを使用して位置合わせすることができる。コントラストは第二層の露光により生成され、位置合わせした位置は第一層の露光によって割り出される。エラーが±Ｆ／２より小さいままであれば、第二層のオーバーレイエラーは位置合わせした位置に影響しないことを理解されたい。ここで、Ｆは第一層にプリントされるパターン要素の最小サイズである。
【００４７】
[0064]  以降で検討するように、第一及び第二パターンを１つ又は複数の層に適用するシーケンス全体を逆転することができる。つまり、大型パターン要素を第一層内で露光し、小型要素の稠密(デンスdense)パターン（例えばトレンチ）を、第一層の上に配置した第二層内で露光する。その場合、位置合わせした位置は、第二層のパターンによって割り出される。
【００４８】
[0065]  本発明の実施形態では、アラインメントマークは、少なくとも２つの小型パターン要素と部分的に重なった１つの大型パターン要素で構成される。特に、大型要素は、連続する小型要素間の間隔より大きい幅を有し、したがって大型要素は少なくとも２つの小型要素に少なくともある程度重なる。しかし、他の実施形態では、複数の大型パターン要素及び多数の小型パターン要素を使用する。後者の実施形態で、第一パターンと第二パターンを相互に確実に一致させるために、連続する大型パターン要素間のスペースの幅（Ｗ、図３Ｂ参照）は、小型パターン要素２２のピッチ２７の整数倍になるように選択される。
【００４９】
[0066]  図４Ａ及び図４Ｂには、アラインメントマークのさらなる例が図示されている。図４Ａは、１回の露光の結果である３つのセット３０のアラインメントマーク２５を示す。最終トレンチ（ライン）の結像効果により、外側にある２つのトレンチ（又はライン）２５’の品質が低いことがある。トレンチ２５’の品質は、位置合わせした位置を割り出すために、したがって高い位置合わせ精度を保証するために極めて重要である。これらの２つのトレンチは準稠密(セミデンスsemi-dense)であるので、それを実行するのは容易な作業ではない。図４Ｂは、本発明の実施形態による二重露光の結果である３つのセット３０のアラインメントマーク２５を示す。ここでは、外側のトレンチ（又はライン）２５’は、稠密パターン２１の結果であり、最終トレンチ２５’によって形成されたパターンの縁部は良好に規定され、したがって基板上に高品質のアラインメントマークが形成される。
【００５０】
[0067]  図３Ａ及び図３Ｂに関連して説明した実施形態では、第一露光は、比較的小型のパターン要素２２の第一パターンを生成し、第二露光は、比較的大型のパターン要素２３の第二パターンを生成する。しかし、他の実施形態では、状況が逆転する。第一露光で、比較的大型のパターン要素２３の第一パターンが生成され、第二露光が、比較的小型のパターン要素２２の第二パターンを生成する。
【００５１】
[0068]  本発明のさらなる実施形態では、個々のセットのアラインメントマークを備えた少なくとも２つの層の相対変位を割り出す方法が提供される。方法は、第一層上に第一セットの組合せアラインメントマークを、及び第一層の上に設けた第二層上に相補的な第二セットの組合せアラインメントマークを生成することを含む。その後、前記２つのセットの組合せアラインメントマークを照射し、第一セットと第二セットのアラインメントマーク間の相対変位を高い精度で割り出す。このような実施形態の例が、図５Ａから図５Ｆに図示されている。図５Ａは、基板の第一層２０内の第一露光領域に生成される第一パターン２１を示す。第一パターンは、複数の連続する小型要素２２を備えるタイプであり、これは解像度の稠密パターンの形態とすることができる。同じ第一層２０の別の露光領域では、図５Ｄに示すように、複数の連続する大型要素２４を備えるタイプの第二パターンが露光される。次に、第二層２９を第一層２０の上に配置する。図５Ａと同じ露光領域にて、第二層２９上で第三パターンを露光し、第三パターンは、第一パターンと部分的に重なる複数の大型要素２４を有するタイプである（図５Ｂ参照）。同様に、大型要素２４の上で図５Ｄと同じ露光領域にて、図５Ｅに示すように複数の小型要素２２が露光される。次に、図５Ｃ及び図５Ｆは、両方の露光領域で結果となるアラインメントマーク３０、３１を示す。アラインメントマーク３０は、第一層２０の（解像度での）Ｘ、Ｙ位置を表し、アラインメントマーク３１は、第二層２９の（解像度での）Ｘ、Ｙ位置を表す。両方の位置の違いが、解像度でのオーバーレイオフセット又はオーバーレイを表現する。その結果、解像度でオーバーレイを割り出すために、リソグラフィ装置内に存在するオーバーレイセンサ、例えばＳＭＡＳＨタイプ（ＥＰ１３７２０４０Ａ２号参照）又はアテナタイプ（ＥＰ０９０６５９０Ａ１号参照）のアラインメントセンサ、又は任意の他の回折／位相回折格子タイプの検出システムを使用することができる。さらに、解像度で構造の位置を検出するために、カメラ又は像に基づくシステムも使用することができる。この方法で、比較的低い解像度でしか測定できないアラインメントセンサによって、（基板のフィーチャの）解像度でオーバーレイを測定することが可能である。
【００５２】
[0069]  図６Ａから図６Ｄに示す実施形態では、オーバーレイターゲット領域にあるプロダクトフィーチャによって、小型要素のパターンが形成される。図６Ａは、露光される多数のダイを有するウェーハ４０を示す。図６Ｂは、ウェーハ４０のダイ４１’のうち１つの拡大した細部を示す。これは、ダイ４１’のプロダクトフィーチャ４４、例えばＤＲＡＭメモリ内の多数の平行なワードライン、トレンチ、ビットライン又はコントロールゲートを示す。例えばレンズ及びレチクルの歪み、液浸に関連するエラー、マスク、基板テーブル内のエラー、又はレンズの加熱によって引き起こされるエラーなどによる平行要素の歪みが存在する。図６Ｂのフォトレジストフィーチャの上にて、第二層が露光され、ここには幾つかのアラインメントパターン４２が設けられ、それぞれが反復するアラインメントパターン要素４３のセットを有する。その結果のプロダクトが図６Ｄに図示されている。各アラインメントパターン４２は、既存のプロダクトフィーチャ４４とともに、ダイの局所的な歪みを割り出すために使用可能なアラインメントマークを形成する。実際、歪みは、ダイ上の位置の関数として割り出すことができる。図６Ｄには３つのアラインメントマーク４２が描かれているが、アラインメントマークの数は、プロダクトの特徴に応じて変化してよい。
【００５３】
[0070]  この方法は、レンズの加熱効果の較正にも使用することができる。基板上でその後のフィールドを露光する間に、投影システムの１つ又は複数のレンズが加熱されてしまう。加熱プロセスはレンズの特徴に影響する。つまり、露光プロセスでレンズが加熱されると、レンズの歪みが変化する。したがって、第一フィールドを露光する場合のレンズの歪みは、さらなるフィールドを露光する場合のレンズの歪みとは概ね異なる。その結果、基板上で露光されるパターンを使用して、加熱がレンズの歪みに及ぼす効果に関する情報を割り出すことができる。この情報に基づき、例えば基板の露光中にレンズの歪みに予想される変化を考慮するために投影システムを操作することによって、投影システムの較正を実行することができる。
【００５４】
[0071]  以上の実施形態では一定のピッチを使用しているが、他の実施形態では、変化する小型要素のピッチを使用してもよい。例えばほぼ孤立した（ＩＳＯ）ライン、つまり比較的大きいピッチを有するが、大型要素（アラインメントマーク）のピッチより小さいラインから、図６に示す稠密ラインに変化する。これらの小型要素は露光光によって露光され、露光光は通常、例えば約１９３ｎｍの波長（λ）の「青色」光といった、比較的短い波長を持つものである。基板上に小型要素を形成する構造がマスク（又はレチクル）上に存在し、「青色」光の回折が生じる。次に、回折光が露光レンズを通過する。ＩＳＯ構造で回折した光、及び稠密構造からの光が、異なる状態でレンズを通過する。
【００５５】
[0072]  したがって、異なるピッチ（つまりアラインメントマークを形成する大型要素のこれより大きいピッチ又はアラインメントピッチと比較して小型のピッチ）のパターンは、露光照明での回折が異なり、異なるレンズ歪みを経験する（露光レンズを通る光路が異なる）。レンズの歪みが異なると、基板のフィーチャに異なる変位（オフセット）を引き起こす。（小型要素を有する）第一パターン上に大型ピッチで第二パターンを露光することにより、変位（オフセット）を割り出すことができる。
【００５６】
[0073]  位置合わせは通常、１つ又は複数のアラインメントセンサによって実行され、アラインメントセンサは、比較的大きい波長の光、例えば６３３ｎｍの波長の「赤色」光を生成する光源を有する。光源は要素に大型ピッチ、つまり大型要素のピッチの回折を引き起こす。アラインメントセンサは、これらの大型要素から大型ピッチで回折した光を検出するように構成され、したがってアラインメントプロセスを実行することができる。しかし、実施形態によれば、アラインメントマークの位置は、小型要素のパターンによって、したがって異なる小型要素によって割り出される。個々の各小型ピッチは最終的に基板にて異なる状態になるので（収差に誘発された変位）、異なるピッチを有するパターンのセットを使用して、アラインメントセンサが感知するアラインメント信号にフィーチャ（例えば孤立（ＩＳＯ）ライン及び稠密ライン）のピッチが及ぼす効果に関する情報を割り出すことができる。この情報に基づいて、ＩＳＯ−稠密較正を実行することができる。
【００５７】
[0074]  図７Ａから図７Ｂは、本発明のさらなる実施形態に関するものである。この実施形態では、アラインメントマークが二重パターニング（ＤＰＴ）アプリケーションで規定される。図は、上部にハードマスク４６が適用されている基板４５を示す。第一パターニングステップでは、比較的小型のパターン要素又はトレンチ４８の第一パターンで、層４６内にパターンを与える。第一パターニングプロセス後の結果が、図７Ａに図示されている。次に、第二パターニングステップを実行し、比較的大型の要素４９の第二パターンで層４６内にパターンを与える。図７Ｂを参照すると、小型要素４８と大型要素４９の組み合わせがアラインメントマークになる。特に、アラインメントマーク自体は第二パターニングプロセスで規定され、位置合わせした位置は第一パターニングプロセスで規定される。
【００５８】
[0075]  図７Ｃは、第二パターニングプロセス後でも、図７Ｂの大型パターン要素４９が占有する領域に幾つかの突起（ライン）４７が存在したままである代替実施形態を示す。又は、言い換えると、大型要素のパターニング中に、大型要素の領域にある大型要素のサブセットがほぼそのまま維持される。突起の数は、組み合わせたアラインメントマークを生成するのに十分なコントラストを生成するほど十分に少なくなければならず、同時にその数は、例えばチップ製造業者によって要求されるようなパターン密度の要件に適合するほど十分に多くなければならない。
【００５９】
[0076]  図８Ａから図８Ｅは、図７Ａから図７Ｃに関して説明した実施形態と同様に、アラインメントパターンが二重パターニング（ＤＰＴ）アプリケーションで、特に二重露光アプリケーションでハードマスク層に生成される本発明のさらなる実施形態に関連している。この実施形態の目的は、パターン密度の要件を満足するために、第一露光で良好なコントラストを有するパターン（マーク）を規定し、その後に第二露光で、個々のプロセスのセグメント化を追加することである。これらの図は、頂部にハードマスク４６が適用されている基板４５を示す。第一パターニングステップで、比較的大型のパターン要素又はトレンチ５０の第一パターンで、層４６にパターンを与える。第一パターニングプロセスの結果が、図８Ａ及び図８Ｂに図示されている。図８Ａには、幾つかの大型パターン要素５０が設けられ、図８Ｂには、大型パターン要素５１の同様のパターンが設けられ、例えばライン５２などの小型要素の数はそのままである。しかし、小型要素５２間の領域５３は、基本的に大型のパターン要素５１のパターンを維持するのに十分なほど大きい。この方法で、任意のパターン密度の要件に適合することができる。
【００６０】
[0077]  両方の状況で、比較的高いコントラストを有するパターンが獲得される。次に、第二パターニングステップを実行し、比較的小型の要素又はトレンチ５４の第二パターンで、層４６にパターンを与える。図８Ａの状況から開始して、トレンチ５４に回折格子の周期に平行な方向でパターンを与え、その結果、図８Ｃに示すレイアウトになる。小型要素５４と大型要素５０の組み合わせが、アラインメントマークになる。図８Ａに示すアラインメントマークは、第二露光を実行可能にするために必要であるような高いコントラストを有する。しかし、マーク８Ａは顧客の設計規則を侵害することがある。これは、ＤＰＴアプリケーション、又はマスクの後にいわゆるトリムマスク(trim mask)がある場合に特に有用である。
【００６１】
[0078]  元のライン又は小型要素５２の一部がそのまま維持されている図８Ｂの状況から開始して、トレンチは、回折格子の周期に平行な方向にはパターンを与えることができない。代わりに、トレンチ５５は回折格子の周期に直角の方向にパターンが与えられ（グレーの領域参照）、その結果、図８Ｄの断面及び図８Ｅの上面図に示すようなアラインメントマークになる。この時点で、アラインメントマークは設計規則に適合し、下にある基板をエッチングすることができる。
【００６２】
[0079]  図９Ａから図９Ｃは、本発明のさらなる実施形態を示す。図９Ａは、上部にハードマスク６０が適用されている基板４５を示す。当技術分野でこのように知られている方法で、ハードマスク６０に複数のスペーサ６２が備えられている。つまり、ハードマスク６０上でフィーチャにパターンが与えられ、フィルムがハードマスク及びそのフィーチャ上に形成されて、フィルムが部分的にエッチングされ、したがってフィーチャの水平表面が露出し、その側壁にフィルム材料が残るだけであり、元のパターン付きフィーチャは除去される。その結果、フィルム材料のみ残り、フィルム材料は、図９Ａに示すようなスペーサ６２を形成する。スペーサは、小型パターン要素の第一パターンを構成する。
【００６３】
[0080]  さらなるステップで、トリムマスクを適用して、スペーサの一部を除去（トリム）し、その結果、図９Ｂに示すパターンになる。トリムマスクは、スペーサ６２を部分的に除去し、したがって比較的大型のパターン要素６３の反復するセットを生成する。小型パターン要素（スペーサ６２）と大型パターン要素６３の組み合わせが、アラインメントマークを形成する。この場合も、アラインメントマークはトリムマスク内に規定され、位置合わせされた位置はスペーサの層によって規定される。
【００６４】
[0081]  図９Ｃは、代替レイアウトを有する別の実施形態を示す。トリムマスクは特定のパターン密度の要件に適合可能にするために、幾つかのスペーサ６２を除去するが、図９Ｂで大型要素６３によって占有された領域の幾つかのスペーサ６４は維持する。
【００６５】
[0082]  図１０Ａ及び図１０Ｂは、本発明のさらなる実施形態を示す。図は基板を、通常は多数のコンデンサを有するメモリチップの一部を示し、基板内には深いトレンチ層６５が存在する。深いトレンチ層６５は幾つかの深いトレンチ６７（深さは通常８μｍ以上）を含み、これは通常、比較的小型のパターン要素の反復するセットを形成するように配置される。さらに、深いトレンチ６７（つまり小型パターン要素）は、深いトレンチ６７のグループにアレンジされ、反復する大型パターン要素のセットを形成する。深いトレンチ６７のグループは、まとめてアラインメントマークを形成する。図１０Ａでは、アラインメントマークは３つのグループの深いトレンチ６７で構成される。この数は変化してよく、大部分のアプリケーションでは３より大きい。次に、アラインメントマークのコントラストを向上させるために、深いトレンチ層６５の上部分の一部を、例えばアクティブエリア露光プロセス(Active Area exposure process)で、深いトレンチの位置にて除去することができる。その結果のパターンが、図１０Ｂに図示されている。この除去は、大型パターン要素６９が複数の小型パターン要素６７と部分的に重なり、大型要素６９の縁部が元の深いトレンチ６７によって形成されるような方法で、幾つかの大型パターン要素６９が生成されるような方法で実行される。大型パターン要素が存在すると、アラインメントマークのコントラストが改善されるが、アラインメントマークの位置決めは、それでも深いトレンチ６７によって決定される。
【００６６】
[0083]  コントラストの向上は、アラインメントマークが、その後の層の１つの中でハードマスクの下にある深いトレンチ層内に規定されている状況で、特に有利なことがある。この状況が図１０Ｃに概略的に図示されている。図１０Ｃは、深いトレンチ層６５の頂部にさらなる層７６及びハードマスク７０が適用されている図１０Ａのレイアウトを示す。さらなる層７６と、特にハードマスク７０とが存在するので、アラインメントマークのコントラスト（図１０Ｃ参照）が弱すぎることがある。深いトレンチ層６５の上部分の一部を除去するコントラスト向上プロセス、特にアクティブエリア露光プロセス（又はコントラストを向上させるために使用可能な任意の他の処理ステップ）を適用し（図１０Ｂ）、その後の層７６及びハードマスク７０を処理した深いトレンチ層６５の頂部に設けると、その結果、コントラストが改良されたアラインメントマークになる（図１０Ｄ参照）。コントラストは、（第三層を形成する）ハードマスクが存在していても、位置合わせする位置を第一層（つまり深いトレンチ層６５）の深いトレンチによって割り出すことができる程度まで、さらに向上させることができる。
【００６７】
[0084]  図１１Ａ及び図１１Ｂは、図１０Ａから図１０Ｄに関連して説明した構成と同様の構成で、本発明のさらなる実施形態を示す。この実施形態では、基板は、複数の深いトレンチ７２が設けられている深いトレンチ層７１を備える。深いトレンチ７２はグループにされず、深いトレンチ層７１に沿って多少均一に分散している。深いトレンチ層７１の頂部には、さらなる層７４及びハードマスク７５が適用される。アラインメントマークが規定されていないこの構成が、図１１Ａに図示されている。基板にアラインメントマークを設けるために、深いトレンチ層７１の上部分に幾つかの大型要素又は窪み７７が存在するように、幾つかの位置で深いトレンチ７２の上部分を除去する。窪みは任意のプロセスで、例えばアクティブエリア露光プロセスで作成することができる。窪みが作成されたら、さらなる層７４を、及びその後にハードマスク７５を深いトレンチ層７１の頂部に適用する。窪み７７は、深いトレンチ７２とともにアラインメントマークを形成する。このアラインメントマークのコントラストは、窪み７７によって決定され、位置合わせする位置は、深いトレンチ層７１内のトレンチ７２によって決定される。
【００６８】
[0085]  図１２Ａから図１２Ｃは、異なるアラインメントパターンを組み合わせてアラインメントマークを形成するという概念をビア層に適用する本発明のさらなる実施形態を示す。図１２Ａは、相互に重ねた複数の層７８〜８４で構成された基板８９を示す。層８１及び８２には、金属層８０と８２を相互接続するために、金属接点又はビア８６のグループが設けられている。ビア８６は、本発明の意味では小型パターン要素の反復的なセットを形成する。ビアはグループ８５でも配置され、各グループが比較的大型の要素のセットを形成する。これらの小型パターン要素がさらに処理されない状況では、これはアラインメントマークを形成すると見なすことができる。図１２Ａには３グループのビア８６が描かれているが、実際には、アラインメントマークを形成するグループの数は異なってよい。しかし、このタイプのアラインメントマークのコントラストは不十分であることが判明することがある。（ビア８６によって規定された元のアラインメントマークの精度を維持しながら）アラインメントマークのコントラストを改良するために、ビアの上部分を金属露光プロセス(metal exposure process)にかけて、図１２Ｂに示す構成にすることができる。
【００６９】
[0086]  金属露光プロセス(metal exposure process)によって、ビアの上部分が大型要素８７の反復するセットを規定し、各要素８７はビア８６のグループ８５と部分的に重なるようなサイズ及び配置にされる。小型パターン要素（つまりビア８６）と大型要素（つまり金属露光部分）との組み合わせが、アラインメントマークを形成する。このアラインメントマークのコントラストが改良されるのは、これが大型金属露光部分８７によって決定されるからであり、精度（位置合わせする位置）は、小型ビア８６によって決定される（というのはアラインメントマークの縁部が、図１２Ｂに見られるように、ビア８６によって形成されるからである）。
【００７０】
[0087]  図１２Ｃには、本発明の別の実施形態が図示されている。この実施形態では、ビア８６は、図１２Ａに関連して検討した実施形態と同様に、反復する小型パターン要素のセットを形成するようなサイズ及び配置であるが、小型パターン要素は、比較的大型の要素８５を形成するセットにはまとめられていない。この実施形態では、アラインメントマークは、図１２Ｃに示すような構成を提供するために、金属露光プロセスの後でのみ形成される。金属露光部分８８は、ビア８６によって形成された小型要素との組み合わせでアラインメントマークを形成する大型要素のセットを規定する。金属露光部分８８は、アラインメントマークの縁部が、図１２Ｃに示すように金属露光部分ではなくビア８６によって形成されるようなサイズ及び配置にされる。その結果、アラインメントマークは、大型金属露光部分８８によって決定されるので、良好なコントラストを提供し、精度（位置合わせする位置）は、これが小型ビア８６によって決定されるので高い。この実施形態では、ビアはトレンチとして露光され、他の実施形態では、ビアはコンタクトホールとして露光される。
【００７１】
[0088]  さらなる実施形態（図には図示せず）では、方法は基板の露光フィールド間の１つ又は複数のスクライブラインに第一及び第二パターンを提供することを含む。例えば、基板の第一フィールドのスクライブラインのうち左側の方に比較的小型のパターン要素の第一パターンを提供し、第一フィールドの右側のスクライブラインに比較的大型のパターン要素の第二パターンを提供し、基板の第二フィールドのスクライブラインで第一及び第二パターンを提供するステップを繰り返し、例えば第一フィールドと第二フィールドを重ねて露光する（ステッチング）ことにより、第一フィールドのスクライブラインの一方に提供されたパターンが第二フィールドのスクライブラインの一方に提供されたパターンと重なるように第二フィールドが第一フィールドに突き当たることにより、スクライブライン内でアラインメントマークを実現することができる。アラインメントマークがフィールドの上部及び下部スクライブラインに提供されている場合、同様のプロセスが可能である。
【００７２】
[0089]  認識されるように、図に図示された実施形態の幾つかでは、マークは実質的に長方形である。さらに認識されるように、マークは完全な長方形である必要はなく、例えば完全に直角ではない角、及び完全に直線及び均一ではない辺など、形状に微細な不規則性を含んでよい。代わりに、位置合わせの目的の回折格子として作用するために、十分に長方形であるだけでよい。
【００７３】
[0090]  本文ではＩＣの製造におけるリソグラフィ装置の使用に特に言及しているが、本明細書で説明するリソグラフィ装置には他の用途もあることは言うまでもない。例えば、これは、集積光学装置、磁気ドメインメモリ用誘導及び検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッドなどである。こうした代替的な用途に照らして、本明細書で「ウェーハ」又は「ダイ」という用語を使用している場合、それぞれ、「基板」又は「ターゲット部分」という、より一般的な用語と同義と見なしてよいことは、当業者に明らかである。本明細書に述べている基板は、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塗布し、露光したレジストを現像するツール）、メトロロジーツール及び／又はインスペクションツールで処理することができる。適宜、本明細書の開示は、以上及び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、複数回処理することができ、したがって本明細書で使用する基板という用語は、既に複数の処理済み層を含む基板も指すことができる。
【００７４】
[0091]  以上では光学リソグラフィとの関連で本発明の実施形態の使用に特に言及しているが、本発明は、インプリントリソグラフィなどの他の用途においても使用可能であり、状況が許せば、光学リソグラフィに限定されないことが理解される。インプリントリソグラフィでは、パターニングデバイスの微細構成によって、基板上に生成されるパターンが画定される。パターニングデバイスの微細構成を基板に供給されたレジストの層に押しつけ、その後に電磁放射、熱、圧力又はその組み合わせにより、レジストを硬化する。パターニングデバイスをレジストから離し、レジストを硬化した後にパターンを残す。
【００７５】
[0092]  本明細書で使用する「放射」及び「ビーム」という用語は、イオンビームあるいは電子ビームといったような粒子ビームのみならず、紫外線（ＵＶ）放射（例えば、３６５ｎｍ、３５５ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ若しくは１２６ｎｍ、またはこれら辺りの波長を有する）及び極端紫外線光（ＥＵＶ）放射（例えば、５ｎｍ〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）を含むあらゆるタイプの電磁放射を網羅する。
【００７６】
[0093]  「レンズ」という用語は、状況が許せば、屈折、反射、磁気、電磁気及び静電気光学部品を含む様々なタイプの光学部品のいずれか、又はその組合せを指す。
【００７７】
[0094]  以上、本発明の特定の実施形態を説明したが、説明とは異なる方法でも本発明を実践できることが理解される。例えば、本発明は、上記で開示したような方法を述べる機械読み取り式命令の１つ又は複数のシーケンスを含むコンピュータプログラム、又はこのようなコンピュータプログラムを内部に記憶したデータ記憶媒体（例えば半導体メモリ、磁気又は光ディスク）の形態をとることができる。
【００７８】
[0095]  上記の説明は例示的であり、限定的ではない。したがって、請求の範囲から逸脱することなく、記載されたような本発明を変更できることが当業者には明白である。
【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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【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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