在使用有部分反射位置標記的基底的光刻系統(tǒng)中的位置確定的制作方法
【專利摘要】在使用有部分反射位置標記的基底的光刻系統(tǒng)中的位置確定。本發(fā)明涉及光刻系統(tǒng)中使用的基底，所述基底配有至少部分地反射的位置標記，該位置標記包括結構的陣列，該陣列沿該標記的縱向方向延伸，其特征在于，所述結構被布置成沿該縱向方向改變標記的反射系數(shù)，其中所述反射系數(shù)對預定波長被確定。在一實施例中，鏡面反射系數(shù)沿基底變化，其中高階衍射實質上被該基底吸收。射束在基底上的位置因而能夠根據(jù)基底中它的反射的強度被確定。本發(fā)明還涉及定位裝置和與基底合作的光刻系統(tǒng)，以及該基底的制造方法。
【專利說明】在使用有部分反射位置標記的基底的光刻系統(tǒng)中的位置確定
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及基底以及用于在光刻系統(tǒng)中位置確定的方法。尤其是，本發(fā)明涉及在其上提供了至少部分地反射的位置標記的基底，該位置標記包括:結構的陣列，該陣列沿標記的縱向方向延伸；以及用于確定這種基底在光刻系統(tǒng)中的位置的方法。
【背景技術】
[0002]光刻系統(tǒng)中位置的確定，是眾所周之的，一般使用若干衍射級中被反射光的檢測，例如在美國專利N0.4，967，088中所描述。使用若干衍射級中被反射光確定位置的缺點，是不同衍射級的光檢測器必須在該系統(tǒng)中被精確地定位，因而增加該系統(tǒng)的成本。此外，這樣的系統(tǒng)，對光束的聚焦或基底相對于該光束的傾斜中的輕微誤差，是敏感的。
[0003]為了至少部分地克服這個問題，已經建議提供的基底包括:反射的正方形方格盤圖形、有最大反射系數(shù)；以及非反射的正方形，有最小反射系數(shù)，其中所述正方形的寬度，對應于被投射在所述圖形上的光束的橫截面直徑。借助測量該光束被反射的零級強度，該光束相對于基底的位置變化，能夠被確定，無需測量多個衍射級。在理想的情形下，當光束的光束斑點在圖形上移動時，被反射信號的強度，是該圖形上該光束斑點位置的高對比度正弦函數(shù)。然而，實際上，該光束斑點的強度分布，一般不對應于均勻的和銳截止的盤狀分布，但代之以遵從高斯分布，得到的反射強度信號，作為基底上該光束位置的函數(shù)，不精密地類似正弦函數(shù)。結果是，根據(jù)被反射光束的強度，確定基底上該光束斑點的位置是較不精確的。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的，是提供一種基底，供用于諸如晶片的靶片(target)的相對簡單的定位系統(tǒng)使用，該基底允許更精確的位置確定。本發(fā)明的再一個目的，是提供在高反射率區(qū)域和低反射率區(qū)域之間有大的對比度這樣的基底。
[0005]為此，按照第一方面，本發(fā)明提供一種在光刻系統(tǒng)中使用的基底，所述基底配備至少部分地反射的位置標記，該位置標記包括結構的陣列，該陣列沿標記的縱向方向延伸，其中所述結構被布置成沿該縱向方向改變標記的反射系數(shù)，其中所述反射系數(shù)對預定波長被確定，其中陣列的第一結構和相鄰于所述第一結構的該陣列的第二結構之間的節(jié)距，不同于所述第二結構和相鄰于所述第二結構的該陣列的第三結構之間的節(jié)距，且其中沿該縱向方向相鄰結構之間的節(jié)距，遵從沿該縱向方向所述結構位置的正弦函數(shù)。隨著所述結構之間的節(jié)距按照正弦函數(shù)變化，當該射束在基底上沿該縱向方向移動時，被所述基底部分地反射的射束的強度信號，遵從正弦函數(shù)的程度，實質上較不依賴于該射束分布。結果是，當該射束有高斯分布或與銳定義的(sharply defined)均勻盤狀分布不同的其他分布時,反射的強度信號可以遵從實質上的正弦函數(shù)。作為極端例子，如果該射束斑點是正方形的，則得到的基底中反射的射束強度信號，仍然可以是實質上正弦的。[0006]在此，相鄰結構之間的節(jié)距，被定義為被該射束斑點覆蓋的結構的外側邊緣，與相鄰結構的對應邊緣之間的距離。舉例說，當該結構，至少該結構那些預期被射束照射的部分，形狀實質上是矩形的，每一結構的最左側邊緣，實質上垂直于該縱向方向時，則該節(jié)距將被定義為結構的最左側邊緣到相鄰結構的最左側邊緣之間的距離。
[0007]被位置標記反射的所述波長的射束的能量的量，因此隨該標記上射束斑點位置變化，這樣，使該射束斑點在位置標記上的位置，可以通過簡單地測量被反射射束的強度而被確定。
[0008]在一實施例中，該結構被布置成沿該縱向方向改變該標記的鏡面反射系數(shù)。在位置標記中的被反射射束，因此最好只包括鏡面反射，或零級反射。因此，用于確定被反射射束的強度的定位系統(tǒng)，能夠保持簡單和緊湊。此外，位置確定實質上不受位置標記上射束斑點和用于測量被反射射束的強度的射束強度檢測器之間的小的對準偏差影響。按照該實施例的基底，允許標準的現(xiàn)成的DVD或CD頭等等用于確定鏡面反射射束的強度，從而用于確定射束斑點在基底上的位置標記中的位置。在一優(yōu)選實施例中，這些結構被布置借助在標記內的更高階衍射的多次反射，實質上吸收所述更高階衍射。該多次反射可以包括鏡面反射和漫射反射二者。
[0009]在一實施例中，這些結構的每一個，有沿該縱向方向的寬度，所述寬度小于所述預定波長，其中沿該縱向方向相鄰結構之間的距離小于所述預定波長。在該實施例中，使用的結構是次波長結構，它影響位置標記上區(qū)域的反射系數(shù)，而且它不可以使用預定波長的射束個別地被分辨。使用這樣的次波長結構，反射系數(shù)中非常平緩的變化，可以沿該縱向方向在位置標記中被獲得。
[0010]在一實施例中，這些結構在沿該縱向方向的等距地隔開的點上被對準。舉例說，這些結構可以用它們的最左側邊緣在這種等距點上對準。這些等距地隔開的點中的至少一些，可以沒有對應的結構。因此，可以提供在節(jié)距c上有若干連貫的結構的基底，該節(jié)距c等于等距的點之間的距離，且其中又一種結構是在離它的相鄰結構的不同節(jié)距上，該不同節(jié)距是所述節(jié)距c的整數(shù)倍。該實施例允許結構的位置進一步變化。最好是，該基底適用于與投射到所述基底上的光束一道使用，所述光束的橫截面直徑，大于兩個相鄰的所述等距點之間的距離。
[0011 ] 在一實施例中，所述結構中的第一結構，沿該縱向方向有不同于所述結構中的第二結構的寬度，允許標記的反射系數(shù)沿該縱向方向進一步變化。
[0012]在一另外實施例中，該結構有實質上相同的尺寸，允許易于制造。在該實施例中，該結構最好有矩形的形狀，該形狀易于以高精度在基底上被產生。
[0013]在一實施例中，沿該標記的縱向方向相鄰結構之間的距離，實質上等于結構的寬度。在該實施例中，當有直徑等于該結構寬度的盤形射束斑點跨越位置標記移動時，實質上正弦的被反射射束強度信號被獲得。
[0014]在一實施例中，沿該縱向方向相鄰結構之間的最大距離是至多610nm，最好是在590nm到6IOnm的范圍內，最好實質上等于600nm。這樣的基底尤其很好適合與現(xiàn)成的⑶或DVD頭組合使用，能把有590nm到610nm，最好是600nm的斑點直徑的光束，投射到基底上。
[0015]在一實施例中，該基底適用于與定位系統(tǒng)合作，該定位系統(tǒng)適用于發(fā)射光束到基底上，以便在所述基底上產生光束斑點，其中該光束有等于預定波長的波長，其中沿該縱向方向相鄰結構之間的最大距離，是至多等于該光束斑點的直徑。通過把該結構分開成不比該光束斑點直徑更遠的間隔，光束斑點在位置標記上的任何運動，可以導致光束一部分被結構吸收的變化。此外，當該光束被精確地定位在被分隔開等于光束直徑的距離的兩個結構之間時，在這些結構之間的標記的區(qū)域，提供最大反射系數(shù)。
[0016]在一實施例中，這些結構形成沿所述縱向方向重復的結構的周期圖形，其中所述圖形的周期大于該射束斑點的所述直徑，最好至少兩倍那樣大。最好是，結構的周期圖形有2微米或更小的周期性，且最好是該射束斑點有近似600nm的直徑。
[0017]在一實施例中，相鄰結構之間的節(jié)距小于或等于該射束斑點的直徑，確保在位置標記上的射束斑點總是至少部分地覆蓋所述結構之一。
[0018]在一實施例中，這些結構被調整尺寸，并被布置成按沿該縱向方向的位置標記上射束斑點位置的正弦函數(shù)，改變該反射系數(shù)。射束斑點在位置標記上的粗略對準或位置，由此可以通過對被反射射束強度中的極大值的計數(shù)被確定，且更細微的對準或位置，可以借助比較具有極大值的被反射射束強度信號與迄今測量的被反射射束強度信號的極小值而被確定。
[0019]在一另外的實施例中，該標記有變化的反射系數(shù)，該變化的反射系數(shù)沿縱向方向順著該標記的實質上整個長度單調地增加，最好是嚴格地增加，允許射束斑點在基底上的絕對對準或位置確定。
[0020]在一實施例中，該基底作為一體化單元由單一材料，最好是硅形成。該基底最好包括晶片，其中該位置標記最好被提供在所述晶片的一條或多條劃線上。晶片上射束斑點的位置和/或對準，因此能夠被確定。在一實施例中，該基底被提供在靶片載運器的邊緣上，以便在靶片載運器上確定射束斑點的位置和/或對準。
[0021]在一另外的實施例中，所述結構中的第一個包括第一材料，而所述結構的第二個包括反射系數(shù)不同于所述第一材料的第二材料。例如，位置標記可以包括硅表面，其上第一結構以次波長硅結構的形式被提供，且其中被提供的其他結構包括不同的材料，諸如鋁、銅、和/或二氧化硅，該其他結構沿該縱向方向的尺寸大于該波長。該實施例因此提供配有沿該標記改變反射系數(shù)的結構的又一類基底。
[0022]在一實施例中，位置標記區(qū)域對所述波長的極大反射系數(shù)，實質上等于I。反射強度信號因此可以在位置標記區(qū)域的極小反射系數(shù)和極大反射系數(shù)之間變化，該極小反射系數(shù)通常實質上等于0，如此，進一步放大該反射信號以獲得可測量的信號的需要被降低。
[0023]在一實施例中，鏡面反射系數(shù)沿基底變化，其中高階衍射實質上被基底吸收。基底上射束的位置，因此能夠根據(jù)基底中它的反射的強度被確定。
[0024]按照第二方面，本發(fā)明提供一種位置裝置，被布置成確定本文描述的基底的位置標記上的射束的位置，所述位置裝置包括:光束源，被布置成提供所述預定波長的光束；光束強度檢測器，被布置成確定被反射光束的強度，其中該被反射的光束，由所述位置標記上光束的反射所產生；光學系統(tǒng)，被布置成用于把該光束聚焦在位置標記上，并用于引導被反射光束到該光束強度檢測器上，其中所述光束強度檢測器，被布置成檢測被反射光束的零階反射的光束強度，并適用于提供代表該被反射的光束強度的信號。該光束檢測器最好包括單個光電二極管。因為位置的確定，是根據(jù)光束零階反射的強度，不需要用于檢測不同階的分開的光束檢測器單元。最好是，只有零階反射被引導到光束強度檢測器上。然而，在一實施例中，一個或多個高階反射，具體說，第一階反射也可以被引導到同一光束檢測器上，其中該光束強度檢測器，適用于在該檢測器上檢測被組合的反射的強度。在該兩個實施例中，該位置裝置的構造保持是簡單的，因為要檢測投射到基底上的單個光束的反射強度，只需要一個光束強度檢測器。
[0025]按照第三方面，本發(fā)明提供一種用于處理靶片的光刻系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括本文描述的基底，所述系統(tǒng)包括:對準射束源，被布置成提供所述預定波長的對準射束；對準射束強度檢測器，被布置成確定被反射的對準射束的強度，其中所述被反射的對準射束，由所述位置標記上的射束的反射所產生；光學系統(tǒng)，被布置成用于把對準射束聚焦在位置標記上，并用于引導該被反射的對準射束到該對準射束強度檢測器上，其中所述對準射束強度檢測器，被布置成檢測被反射的對準射束的零階反射的對準射束強度。按照本發(fā)明的光刻系統(tǒng)，因此配有用于確定基底相對于對準射束的射束斑點的對準和/或位置的裝置。通常，該基底相對于對準射束是可移動的，尤其是相對于對準射束的射束斑點是可移動的。
[0026]在一實施例中，該光刻系統(tǒng)還包括:祀片載運器，適用于沿該縱向方向相對于該光學系統(tǒng)移動靶片，其中所述基底被提供在該靶片載運器和/或該靶片上；處理單元，適用于根據(jù)被反射的對準射束的被檢測強度，確定基底相對于光學系統(tǒng)的對準和/或位置。按照本發(fā)明的光刻系統(tǒng)，因此配有用于確定該系統(tǒng)內靶片的對準和/或位置的裝置。該光學系統(tǒng)最好固定地附著于該光刻系統(tǒng)，以利于祀片相對于該光學系統(tǒng)的位置確定。
[0027]在一實施例中，該光刻系統(tǒng)還包括光學柱(optical column),適用于把一束或多束曝光束投射在靶片上，其中該光學系統(tǒng)被附著于該光學柱。該光學系統(tǒng)最好被附著于靠近該光學柱的遠端，尤其是靠近光學柱的靶片端。要被曝光的靶片區(qū)域的對準和/或位置確定，因此可以緊靠靶片和/或基底被施行。
[0028]在一實施例中，該光學柱適用于把大量帶電粒子曝光束投射到靶片上，且其中所述光學系統(tǒng)被安裝在該光學柱下游部分上或其附近，最好是離其曝光束外側100微米的距離內。
[0029]在一實施例中，該光學系統(tǒng)，至少在使用期間，被布置在離基底2mm或更小的距離上，提供用于位置確定的非常緊湊的系統(tǒng)。
[0030]在一實施例中，該光學系統(tǒng)被布置成把所述對準射束，實質上垂直于基底投射到所述基底上。因為鏡面反射將實質上垂直于基底離開(excident)并返回進入光學系統(tǒng)，一種用于位置確定的緊湊系統(tǒng)被提供。
[0031]按照第四方面，本發(fā)明提供一種用于在被射束照射的實質上反射的基底上制造對準和/或定位標記的方法，該方法包括步驟:在基底上提供結構，每一結構被布置在離相鄰結構一射束波長的距離內，所述結構適用于實質上吸收所述入射射束的能量。標記被結構覆蓋的部分，因此實質上吸收入射射束，而標記沒有被結構覆蓋的部分，實質上使入射射束鏡面反射，由此提供具有反射系數(shù)沿其表面變化的基底。
[0032]在一實施例中，所述結構按相互間不同的距離和/或節(jié)距，被提供在基底上。
[0033]在一實施例中，所述結構形成有大于所述射束的射束斑點的直徑的周期的圖形。
[0034]按照第五方面，本發(fā)明提供一種用于在本文所描述的基底上的射束斑點的對準和/或位置確定的方法，所述方法包括步驟:用光束照射該基底；檢測所述光束的鏡面反射的強度；根據(jù)所述檢測的強度，確定基底相對于該射束斑點的位置和/或對準。該方法因此提供簡單而又精確的方式，以便確定基底相對于射束斑點或發(fā)射該射束斑點的光學系統(tǒng)的位置和/或對準。
[0035]在一實施例中，該方法還包括步驟:使用另一個測量系統(tǒng)測量基底的位置，其中該基底的位置和/或對準，根據(jù)該另一個測量系統(tǒng)的測量，被再一次確定。該另一個測量系統(tǒng)，例如包括干涉儀和/或用于相對于光束移動該基底的致動器的反饋回路。最好是，該射束斑點的對準，最初是根據(jù)測量的被基底反射的射束的強度而被執(zhí)行，其后在靶片的處理期間，根據(jù)該另一個測量系統(tǒng)的測量，進行再一次位置確定。
[0036]按照第六方面，本發(fā)明提供一種在光刻系統(tǒng)中使用的基底，所述基底配有至少部分地反射的位置標記，該位置標記包括結構的陣列，該陣列沿該標記的縱向方向延伸，其中所述結構被布置成沿該縱向方向改變標記的反射系數(shù)，其中所述反射系數(shù)對預定波長被確定。被位置標記反射的所述波長的射束的能量的量，因此依賴于標記上射束斑點的位置而變化，這樣，使位置標記上射束斑點的位置，可以通過簡單地測量被反射射束的強度而被確定。
[0037]在一實施例中，陣列的第一結構和相鄰于所述第一結構的該陣列的第二結構之間的節(jié)距，不同于所述第二結構和相鄰于所述第二結構的該陣列的第三結構之間的節(jié)距。通過沿該縱向方向改變結構之間的節(jié)距，要比當節(jié)距被固定時，例如當位置測量是根據(jù)測量的數(shù)個衍射級的射束強度時的情形，可以獲得反射系數(shù)的實質上更大的變化。
[0038]在一實施例中，沿該縱向方向相鄰結構之間的節(jié)距，遵從所述結構沿該縱向方向的位置的正弦函數(shù)。該結構因此被布置成沿該縱向方向平滑地改變位置標記的反射系數(shù)。
[0039]在本說明書中描述和示出的各個方面和特征能夠個別地在凡是可能的地方被應用。這些個別的方面，尤其是在所附獨立權利要求中描述的方面和特征，能夠被做成分案專利申請的主題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0040]本發(fā)明將在示例性實施例的基礎上被明白解釋，該示例性實施例在附圖中示出，附圖中:
[0041]圖1示出現(xiàn)有技術的光刻系統(tǒng)，其中按照本發(fā)明的基底可以被使用；
[0042]圖2示出現(xiàn)有技術的定位系統(tǒng)，用于確定靶片相對于光學柱的位置；
[0043]圖3A示出按照本發(fā)明的基底，配有矩形射束吸收結構；
[0044]圖3B示出在圖3A的基底上沿縱向方向移動的射束的被反射的強度信號；
[0045]圖4A、4B、4C和4D示出按照本發(fā)明的基底的實施例；
[0046]圖5示意示出一種位置裝置，適用于提供與按照本發(fā)明的基底合作的射束，并用于檢測在所述基底中所述射束的反射的強度；
[0047]圖6示出按照本發(fā)明的位置裝置的示意細節(jié)。
【具體實施方式】
[0048]已知的光刻系統(tǒng)在圖1中示出。該光刻系統(tǒng)I包括帶電粒子射束源2，它發(fā)射帶電粒子射束3。帶電粒子射束3在入射到孔徑陣列5上之前，橫過準直器4?？讖疥嚵邪焉涫蛛x為大量帶電粒子小射束6，這些小射束6被會聚器陣列7會聚。在射束熄滅器(blanker)陣列8上，各個小射束可以被熄滅，即，可以被個別地偏折，使它們稍后在它們的軌道中遇到射束阻止陣列9，而不是穿過射束阻止陣列9中的孔徑。沒有被熄滅的小射束然后穿過掃描偏折器10，該偏折器適用于提供所述小射束的掃描偏折。在它們的軌道末端，沒有被熄滅的小射束，穿過聚焦透鏡陣列11，該透鏡陣列適用于把所述小射束聚焦到靶片12，例如晶片的表面上。該靶片被放置在可移動的靶片載運器13上，該載運器適用于使用長行程致動器，使靶片相對于光學柱14沿長行程方向L位移。該靶片載運器還適用于借助短行程致動器，使靶片沿短行程方向S位移。該短行程致動器還可以包括6自由度致動器，用于精細調整靶片沿三個正交方向的平移，并用于精細調整靶片繞三個正交軸的旋轉。通常，通過使用長行程致動器在光學柱14下移動靶片12，使該靶片按逐條窄帶的方式被曝光，同時使靶片12對小射束曝光，這些小射束可以沿短行程方向沿窄帶寬度被掃描偏折器10偏折。當整條窄帶已經因此被刻圖時，該短行程致動器可以被用于使靶片沿S方向位移對應于窄帶寬度的距離，而下一條窄帶可以被處理。
[0049]當結構跨過多于一條窄帶時，或當祀片的窄帶要按多遍被處理時，例如當對半導體裝置的不同層刻圖時，疊置層必需能夠被對準到指定精度內。這樣的對準，可以通過使靶片12相對于光學柱14精確地定位而被達到。
[0050]圖2示出供光刻系統(tǒng)中使用的，現(xiàn)有技術的位置測量系統(tǒng)的示意頂視圖，其中光學柱14相對于載運靶片12的靶片載運器13的位置被測量。靶片12沿長行程方向L被分隔成窄帶。當靶片的點Pl被放置在光刻系統(tǒng)的光學柱14下面時，靶片的刻圖可以開始。因為小射束的掃描偏折，當靶片12在光學柱14下面被光刻系統(tǒng)的長行程致動器移動時，小射束能夠到達窄帶的任何部分。當靶片的點P2在光學柱14下面時，短行程致動器可以被用于沿垂直于長行程方向L的方向移動靶片，如此，使靶片的點p3被直接置于光學柱14下面，而下一窄帶可以被處理。靶片載運器13配有直的邊緣15、16，或反射鏡，其中邊緣15垂直于長行程方向L，而邊緣16垂直于短行程方向S。邊緣15、16適于分別反射來自干涉儀20,22的一束或多束射束21a、21b、23a、23b，以便保持所述干涉儀和靶片載運器13相應各邊緣15及16之間距離變化的跟蹤。根據(jù)這些距離中的任何變化，靶片12相對于光學柱14的位置被計算，即，該位置間接地作為沿長或短行程方向的距離變化的函數(shù)被獲得。所述距離的任何變化，將導致被計算位置的變化，即使距離的變化不是由系統(tǒng)的長行程或短行程致動器引起的。舉例說，當邊緣15變形時，改變邊緣的傾斜和/或改變入射在邊緣15上的干涉儀射束21a的聚焦，靶片12相對于光學柱14的被計算的位置將變化。此外，干涉儀20的位置或取向的任何變化也將影響被計算的位置。
[0051]圖3A示出按照本發(fā)明的基底45的實施例。基底45包括至少部分地反射的表面40，適用于至少部分地反射射束，諸如有高斯射束分布的射束。在該被示出的實施例中,表面40包括:氧化硅或二氧化硅，最好以反射金屬涂敷，并配有射束吸收結構41a、41b、42a、42b、43a、43b和44a、44b，這些結構適用于至少部分地吸收有波長λ，如640nm的射束。這些結構41a、41b、42a、42b、43a、43b和44a、44b與表面40 —起，形成沿它的縱向方向L延伸的位置標記。最好是，基底被布置在光刻系統(tǒng)，例如如圖1所示的系統(tǒng)中，它的縱向方向L沿光刻系統(tǒng)的長行程方向。這些實質上矩形的結構41a、41b、42a、42b、43a、43b和44a、44b被分隔開，并被布置成與該表面上射束的射束斑點50位置相關地改變射束的反射強度。任何兩個結構之間的距離都小于波長λ，并小于或等于射束斑點的寬度W，該寬度w被定義為射束斑點沿方向L的最大尺寸。因此，任何時候，該射束斑點都在圖形內，它要么被直接定位在一個或多個結構附近，要么入射到一個或多個結構上。結構的圖形在周期d上重復，該周期大于射束斑點50的寬度W。在該實施例中，當對準射束入射到結構上時，相鄰結構之間的距離與該結構能夠吸收的光的量有關。有較大面積的結構41a、41b和42a、42b相互間被布置得比有較小面積的結構43a、43b和44a、44b更緊密，它們被用來吸收射束。此外，兩個結構之間的節(jié)距，例如從第一結構的最左側到相鄰的第二結構的最左側的距離，與結構的面積相關地變化。
[0052]圖3B示出圖3A的基底的被反射射束強度的曲線圖。當沒有部分射束斑點50入射到結構上，如沿縱向軸的點61上時，被反射射束的強度I最高；而最低是當射束斑點在沿縱向軸L的點62上時，在該點上，射束大部分被結構41a、41b和42a、42b吸收。當位置標記被射束以實質上恒定強度照射，且該射束斑點沿方向L行進時，即使當射束斑點有高斯分布時，被反射射束的強度也遵從所示的正弦函數(shù)。因此，被反射信號為該圖形周期內的射束斑點位置提供基準。
[0053]關于基底上光束斑點位置的信息，以被反射光束的強度形式，被編碼在基底上。表面的小的變形，或對準光束源和該表面之間距離的變化，實質上不改變被反射光束的強度，從而實質上不影響位置測量。此外，對光束源的位置和焦點和/或位置穩(wěn)定性的要求，能夠相對地放寬，因為焦深或入射角的變化，實質上不影響得到的強度曲線圖的形狀。
[0054]圖4A、4B和4C示出按照本發(fā)明的基底的實施例。圖4A示出相同寬度b的結構7la、7lb、72a、72b、73a、73b、74a、74b、75a和75b，被蝕刻在基底90的部分地反射的表面70上，該基底90包括拋光的氧化硅。結構的寬度b小于為定位目的而照射基底90的射束的波長。結構71a、71b、72a、72b、73a、73b、74a、74b、75a和75b在周期a上重復，該周期大于基底90上射束的斑點95的直徑《I。當該射束有高斯射束分布時，該射束直徑wl按本領域周知的方式被確定，舉例說，通過確定射束在它的極大強度一半處的全寬度來確定。相鄰結構的兩個最左側邊緣之間的距離c，沿基底90的縱向方向L變化，如此，使被基底反射的射束強度，沿該縱向方向L變化。兩個相鄰結構之間的最大距離，等于射束斑點95的直徑wl。在一實施例中，該最大距離也可以小于該直徑wl。
[0055]圖4B示出按照本發(fā)明的基底91，其中結構76a、77a、78a、79a的最左側邊緣，在點的虛擬格柵(virtual grid)上被對準,該點的虛擬格柵相互間按距離c沿該縱向方向等距地排列。該結構形成有周期a的周期性圖形，且每一結構有一定寬度。結構的寬度沿該縱向方向L正弦地變化。在圖形的周期內，兩個相鄰結構77a、78a的兩個最左側邊緣之間的距離，不同于兩個其他相鄰結構79a、79b的兩個最左側邊緣之間的距離，即，該距離分別是c和3倍C。因此，當有大于c的直徑《2的射束斑點96，入射到基底上但不在基底的結構上時，如圖所示，被反射射束將有最大反射強度。按照該實施例的結構，特別容易制造，因為該結構在規(guī)則格柵上被對準。
[0056]在圖4C中，相鄰結構之間從最左側邊緣到最左側邊緣的距離，沿基底92的縱向方向L變化，而結構80a、80b、81a、81b、82a、82b和83a、83b自身的寬度b，也沿該縱向方向L變化。沒有兩個相鄰結構被分隔開大于該射束斑點97的直徑《3。
[0057]圖4D示出按照本發(fā)明的基底93的實施例，該基底包括部分地反射的表面70，其上按有周期a的周期性陣列，提供結構84a、84b、85a、85b、86a、86b、87a、87b和88a、88b。在一周期內，相同材料的成對的結構84a、84b，...，88a、88b被提供。結構84a、85a、86a、87a和88a全包括有不同反射系數(shù)的不同材料。結構之間的節(jié)距C，沿該縱向方向相等，而這些結構沿該縱向方向也有實質上相等的寬度。被反射射束的強度，取決于基底上射束斑點98的位置。
[0058]圖5示意示出按照本發(fā)明的一種位置裝置500，用于檢測按照本發(fā)明的基底513上射束斑點550的對準和/或位置，該基底包括部分地反射的表面，所述表面有實質上恒定的反射系數(shù)，并配有射束吸收結構571，該吸收結構沿該縱向方向L改變基底的鏡面反射系數(shù)。預定波長的光束511穿過分束器536，并被透鏡512聚焦成基底513上的斑點，且在其中被部分地反射。被反射射束的強度，由射束強度檢測器519檢測。曲線圖560示出當基底沿縱向或長行程方向L移動時，被檢測射束強度對基底上斑點位置的曲線。該位置裝置適用于在按照本發(fā)明的基底上的射束斑點的對準，例如通過沿方向L相對于位置裝置移動該基底，直到已經達到被檢測光強度中特定的峰值。使用包括按照本發(fā)明的基底的靶片，因此能再現(xiàn)地和精確地移動該基底到關于對準射束的預定位置。當若干層的圖形在同一靶片的分開處理過程中被疊置時，這是特別有用的。一旦靶片已經被對準，可以使用本領域周知的其他位置測量裝置，諸如干涉儀跟蹤該位置。
[0059]另外，該位置裝置可以在靶片處理期間，如在光刻系統(tǒng)中的靶片制備和/或曝光期間，根據(jù)檢測的強度信號中遇到的峰值數(shù)量，用于跟蹤射束在基底上的位置。根據(jù)遇到的峰值數(shù)量和實際的檢測強度值，甚至更精確的位置能夠被確定。
[0060]圖6更詳細地示意示出按照本發(fā)明的位置裝置300。該位置裝置適用于檢測光束斑點350在按照本發(fā)明的基底313上的位置。光束源331包括:用于提供光束311的激光器334，有在600-650nm范圍、或約635nm的波長。該光束源331還包括:光纖332，用于把光束311從激光器334引向光學系統(tǒng)333。離開光纖332的光束,最好有接近理想的高斯分布并可以容易地被準直。該光束源包括:準直器透鏡335，被布置成使來自光纖332的光束311準直。然而，當光纖沒有使用，且激光器或另一個光束產生裝置提供準直光束時，這樣的準直透鏡可以不需要。
[0061]光學系統(tǒng)333還包括:分束器336,用于把光束311引向基底313的表面。光學系統(tǒng)的聚焦透鏡312，把光束311聚焦在該表面313上。被反射的光束318，由基底313中的光束311的鏡面反射產生。聚焦透鏡312還可以被用于使被反射光束318準直。被反射光束318被分束器336引向光束強度檢測器319。
[0062]光束強度檢測器319包括光電二極管。或者，它可以包括未加偏壓的硅PIN 二極管，工作在光伏模式。該模式相對于光電二極管的加偏壓模式操作，可以降低產生的熱量。該光束強度檢測器，還可以包括運算放大器，以便把來自光電二極管的電流轉換成可以被濾波的電壓。被濾波的電壓可以被轉換為數(shù)字信號，該數(shù)字信號可以供處理器使用，以便確定該表面313相對于光學系統(tǒng)333的位置或位移。
[0063]光束強度檢測器319的有效面積，大于離開分束器的被反射光束的直徑，因此，實質上所有離開分束器的能量被檢測。然而，被定位在分束器336和光束強度檢測器319之間的另一個聚焦透鏡(未示出)，可以被用于把被反射光束聚焦在光束強度檢測器319上。照此，光束強度檢測器的有效面積，可以比離開分束器336的被反射光束的直徑更小。
[0064]在非偏振分束器336中，情況可能是，光束311的50%被引向基底313，而另外的50%可能被損失。而且只有50%被反射的光束,可以被引導到光束強度檢測器319,同時另一 50%可以被損失。這意味著，光束311的75%被損失，即，沒有被用于位置和/或對準檢測。
[0065]因此，偏振分束器，可以在按照本發(fā)明的標記位置檢測器裝置的實施例中使用。在這種情形下，光束源331可以提供偏振光束311。該光束源可以包括偏振器338，被布置成把非偏振光束變換為偏振光束311。光束311可以是S偏振光束，它在圖中以圓點表示。
[0066]偏振分束器336,可以被布置成把S偏振光束引向基底的表面。該光學系統(tǒng)還可以包括四分之一波片339，它可以被定位在分束器336和聚焦透鏡312之間。當光束311傳播通過該四分之一波片時，它的偏振從S偏振被改變成右旋圓偏振，如在該圖中以彎曲箭頭所示。當該光束311被表面313反射時，偏振可以再次改變:被反射光束可以有左旋圓偏振，如在該圖中以另一彎曲箭頭所示。當該被反射光束318傳播通過該四分之一波片339時，它的偏振從左旋圓偏振被改變成P偏振，它在該圖中以直的箭頭表不。偏振分束器336被布置成把該P偏振被反射光束引向光強度檢測器319。
[0067]偏振光束和被反射光束及偏振分束器的使用，導致該分束器中雜散光、后向反射、以及能量損耗的降低。
[0068]應當理解，上面的描述被包含，是為了說明優(yōu)選實施例的操作，并不意味著限制本發(fā)明的范圍。根據(jù)上面的討論，許多變化對本領域熟練技術人員將是明顯的，這些變化仍然被本發(fā)明的精神和范圍涵蓋。
【權利要求】
1.在光刻系統(tǒng)中使用的基底，所述基底配備至少部分地反射的位置標記，該位置標記包括結構的陣列，該陣列沿標記的縱向方向延伸，其中所述結構被布置成沿該縱向方向改變標記的反射系數(shù)，其中所述反射系數(shù)對預定波長被確定，其特征在于，該陣列的第一結構和相鄰于所述第一結構的該陣列的第二結構之間的節(jié)距，不同于所述第二結構和相鄰于所述第二結構的該陣列的第三結構之間的節(jié)距，且其中沿該縱向方向的相鄰結構之間的節(jié)距，遵從沿該縱向方向的所述結構的位置的正弦函數(shù)。
2.按照權利要求1的基底，其中所述結構被布置成沿該縱向方向改變該標記的鏡面反射系數(shù)。
3.按照權利要求2的基底，其中所述結構，適用于借助在該標記內的高階衍射的多次反射，實質上吸收所述高階衍射。
4.按照前面權利要求任一項的基底，其中所述結構各有沿該縱向方向的寬度，所述寬度小于所述預定波長，且其中沿該縱向方向相鄰結構之間的距離小于所述預定波長。
5.按照前面權利要求任一項的基底，其中所述基底包括晶片。
6.按照前面權利要求任一項的基底，其中該結構在沿該縱向方向等距地隔開的點上被對準。
7.按照權利要求4的基底，其中所述結構中的第一結構，沿該縱向方向有不同于所述結構中的第二結構的寬度。
8.按照前面權利要求1-6任一項的基底，其中所述結有實質上相同尺寸，所述結構最好有矩形形狀。
9.按照權利要求8的基底，其中該標記的沿縱向方向的相鄰結構之間的距離實質上等于結構的寬度。
10.按照權利要求9的基底，其中沿該縱向方向的相鄰結構之間的最大距離，至多是6IOnm,最好是在590nm到6IOnm的范圍內，最好實質上等于600nm。
11.按照前面權利要求任一項的基底，適用于與定位系統(tǒng)合作，該定位系統(tǒng)適用于把光束發(fā)射到該基底上，以便在所述基底上產生光束斑點，其中該光束有等于預定波長的波長，其中沿該縱向方向的相鄰結構之間的最大距離，至多等于該光束斑點的直徑。
12.按照權利要求11的基底，其中所述光束斑點有實質上高斯分布。
13.按照前面權利要求任一項的基底，其中所述結構形成沿所述縱向方向重復的結構的周期性圖形，且其中所述圖形的周期，大于該光束斑點的所述直徑，最好是至少是兩倍那樣大。
14.按照權利要求13的基底，其中結構的周期性圖形有2微米的周期。
15.按照權利要求11-14任一項的基底，其中相鄰結構之間的節(jié)距，小于或等于該光束斑點的直徑。
16.按照權利要求11-15任一項的基底，其中該結構被調整尺寸，并被布置成按沿該縱向方向的位置標記上光束斑點位置的正弦函數(shù)，改變該反射系數(shù)。
17.按照前面任一項權利要求的基底，其中所述基底從單一材料被形成為整體化單元。
18.按照權利要求1-16任一項的基底，其中所述結構中的第一個包括第一材料，而所述結構中的第二個包括具有反射系數(shù)不同于所述第一材料的第二材料。
19.按照前面任一項權利要求的基底，其中對所述波長的位置標記的區(qū)域的最大反射系數(shù)實質上等于1。
20.位置裝置，被布置成確定在按照權利要求1-19任一項的基底的位置標記上的光束位置，所述位置裝置包括: 光束源，被布置成提供所述預定波長的光束； 光束強度檢測器，被布置成確定被反射光束的強度，其中該被反射的光束，由所述位置標記上光束的反射所產生； 光學系統(tǒng)，被布置成用于把光束聚焦在位置標記上，并用于引導該被反射的光束到該光束強度檢測器上， 其中所述光束強度檢測器，被布置成檢測被反射光束的零階反射的光束強度，并適用于提供代表該被反射光束強度的信號。
21.用于處理靶片的光刻系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括按照權利要求1-19任一項的基底，所述系統(tǒng)包括: 對準射束源，被布置成提供所述預定波長的對準射束； 對準射束強度檢測器，被布置成確定被反射的對準射束的強度，其中所述被反射的對準射束，由所述位置標記上該射束的反射所產生； 光學系統(tǒng)，被布置成用于把對準射束聚焦在位置標記上，并用于引導被反射的對準射束到該對準射束強度檢測器上， 其中所述對準射束強度檢測器被布置成檢測被反射的對準射束的零階反射的對準射束強度。
22.按照權利要求21的光刻系統(tǒng)，還包括: 靶片載運器，適用于沿該縱向方向相對于該光學系統(tǒng)移動靶片，其中所述基底被提供在靶片載運器和/或靶片上； 處理單元，適用于根據(jù)被反射的對準射束的被檢測強度，確定基底相對于光學系統(tǒng)的對準和/或位置。
23.按照權利要求22的光刻系統(tǒng)，還包括: 光學柱，適用于把一束或多束曝光束投射在靶片上，其中該光學系統(tǒng)被附著于該光學柱。
24.按照權利要求23的光刻系統(tǒng)，其中該光學柱適用于把大量帶電粒子曝光束投射到靶片上，且其中所述光學系統(tǒng)被安裝在該光學柱下游部分上或其附近，最好是離其外曝光束100微米的距離以內。
25.按照權利要求21-24任一項的光刻系統(tǒng),其中，至少在使用期間，該光學系統(tǒng)被布置在離基底2mm或更小的距離上。
26.按照權利要求21-25任一項的光刻系統(tǒng),其中該光學系統(tǒng)被布置成把所述對準射束,實質上垂直于基底投射到所述基底上。
27.用于在被射束照射的實質上反射的基底上制造對準和/或定位標記的方法，該方法包括步驟: 在基底上提供所述結構，每一結構被布置在離相鄰結構一個射束波長的距離內，所述結構適用于實質上吸收所述入射射束的能量。
28.按照權利要求27的方法，其中所述結構，按相互間不同距離和/或節(jié)距，被提供在該基底上。
29.按照權利要求27或28的方法，其中所述結構形成有周期大于所述射束的射束斑點直徑的圖形。
30.用于在按照權利要求1-19任一項的基底上的射束斑點的對準和/或位置確定的方法，所述方法包括: 用光束照射該基底； 檢測所述光束的鏡面反射的強度； 根據(jù)所述檢測的強度，確定基底相對于該光束斑點的位置和/或對準。
31.按照權利要求30的方法，還包括步驟: 使用另一個測量系統(tǒng)，測量該基底的位置； 其中該基底的位置和/或對準，根據(jù)該另一個測量系統(tǒng)的測量，被再一次確定。
【文檔編號】G03F9/00GK103582848SQ201280027158
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年4月23日 優(yōu)先權日:2011年4月22日
【發(fā)明者】N·弗奇爾, G·德博爾 申請人:邁普爾平版印刷Ip有限公司