專利名稱：制備基底的方法，測(cè)量方法，器件制造方法，光刻裝置，計(jì)算機(jī)程序和基底的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備基底的方法，測(cè)量方法，器件制造方法，光刻裝置，用于控制光刻裝置的計(jì)算機(jī)程序和基底。
背景技術(shù)：
光刻裝置是一種將所需圖案應(yīng)用于基底目標(biāo)部分上的裝置。光刻裝置可以用于例如集成電路(IC)的制造。在這種情況下，構(gòu)圖部件，如掩模可用于產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于IC一個(gè)單獨(dú)層的電路圖案，該圖案可以成像在具有輻射敏感材料(抗蝕劑)層的基底(例如硅晶片)的目標(biāo)部分上(例如包括部分，一個(gè)或者多個(gè)管芯)。一般地，單一的晶片將包含相繼曝光的相鄰目標(biāo)部分的網(wǎng)格。已知的光刻裝置包括所謂步進(jìn)器，通過將整個(gè)圖案一次曝光到目標(biāo)部分上而輻射每一目標(biāo)部分，已知的光刻裝置還包括所謂掃描器，通過投射光束沿給定的方向(“掃描”方向)掃描所述圖案，并同時(shí)沿與該方向平行或者反平行的方向同步掃描基底來輻射每一目標(biāo)部分。
通過光刻技術(shù)制造的一些器件(例如包括光波導(dǎo)的器件)需要與基底的晶體結(jié)構(gòu)正確對(duì)準(zhǔn)，所述器件構(gòu)造在這些基底上。在常規(guī)的硅晶片中，通過在硅晶體鋸成多個(gè)晶片之前將硅晶體劈開而形成平面來表示晶軸。在帶有刻痕而不是具有平面的晶片中，刻痕的位置表示晶軸的取向。但是，平面和刻痕都只表示出±1 °范圍內(nèi)的{110}晶軸，這對(duì)于許多應(yīng)用來說是不夠的。GaAs{011}和InP{011}晶片通常規(guī)定±0.5°的公差，但是經(jīng)常需要再一次更精確的對(duì)準(zhǔn)。
通過圖案的各向異性刻蝕來確定Si和InP基底的晶體取向的技術(shù)在下述文件中公開G.Ensell，Sens.Actuators A，53，345(1996)；M.Vangbo，Y.Backlund，J.Micromech.Microeng.，6，279(1996)；J.M.Lai，W.H.Chieng，Y-C.Huang.J.Micromech.Microeng.，8，327(1998)和M.Vangbo.A.Richard，M.Karlsson，K.Hjort，Electrochemical and Solid-State Letters，2(8)407(1999)。但是這些文件中沒有一篇描述了易于自動(dòng)操作的方法以及直接供給生產(chǎn)方法中的結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種測(cè)量基底晶軸取向的改進(jìn)的且優(yōu)選更精確或更方便的方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種制備基底的方法，包括將多個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記設(shè)置在所述基底表面上的各個(gè)預(yù)定位置處，所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中不同的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記相對(duì)于所述基底的晶軸具有不同的取向，所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的形式使它們的視位置取決于相對(duì)于所述晶軸的取向。
通過在基底上印制多個(gè)不同取向的標(biāo)記，且其視位置取決于它們相對(duì)于晶軸的取向，利用已知和精確的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)可以快速和精確地確定晶軸的取向。特別是，可以使用嵌入光刻裝置內(nèi)部的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)。對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的取向優(yōu)選跨越晶軸取向的預(yù)期變化范圍，且在每一側(cè)跨越較小的程度，例如在所述晶軸標(biāo)稱取向每一側(cè)為0.5°至2°之間。取向之間的間隔應(yīng)該足以給出用于內(nèi)插和誤差平均的足夠的數(shù)據(jù)點(diǎn)，從而進(jìn)行所需精度的測(cè)量，例如，所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的取向彼此相差在從(5×10-6)°到4°的范圍內(nèi)的量。最小角增量可通過用于印制和/或測(cè)量標(biāo)記的光刻裝置的基底臺(tái)的最小旋轉(zhuǎn)步幅來確定。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，通過利用各向異性刻蝕方法將所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記刻蝕到所述基底中來提供對(duì)標(biāo)記位置的取向的相關(guān)性。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種確定基底的晶體結(jié)構(gòu)取向的方法，基底具有在其上各個(gè)預(yù)定位置處提供的多個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中不同的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記相對(duì)于所述基底的晶軸具有不同的取向；該方法包括測(cè)量所述多個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的位置；根據(jù)所述預(yù)定位置來確定所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的測(cè)得位置的偏差；根據(jù)所述偏差來確定所述晶軸相對(duì)于所述多個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的取向。
該方法可以和本發(fā)明第一方面的基底一起使用，以獲得晶軸取向的所需測(cè)量。
晶軸取向的測(cè)量可以在不同的時(shí)間進(jìn)行，也可以在不同的位置進(jìn)行，在這種情況下，需要在從同一個(gè)晶體切下的所述基底和/或其他基底上標(biāo)記出表示已確定的取向的信息，或者需要在代表所述已確定的取向的數(shù)據(jù)庫中輸入。
另外，本發(fā)明的另一方面提供一種器件制造方法，包括以下步驟
-提供一基底；-利用輻射系統(tǒng)提供輻射的投射光束；-利用構(gòu)圖部件給投射光束的橫截面賦予圖案；-將帶圖案的輻射光束投射到基底的目標(biāo)部分上，其特征在于，在所述投影過程中，至少部分參考表示晶軸取向的信息來確定所述基底相對(duì)于投射的圖案的取向，所述晶軸取向通過上述方法來確定。
按照這種方式，其功能取決于或者通過相對(duì)于基底的晶軸的準(zhǔn)確取向而改進(jìn)的結(jié)構(gòu)可以適當(dāng)?shù)貙?duì)準(zhǔn)晶軸。在該方法中，將標(biāo)記設(shè)置在基底上除了將要制造的器件側(cè)之外的相反側(cè)，晶軸取向從這些標(biāo)記中獲得。并且，表示晶軸取向的信息可以源自于從同一單晶切下的不同基底的測(cè)量。
對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記可以采取任何標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)記的形式，例如柵，柵組，人字紋(chevron)，方框(box)。取向的靈敏度可以通過在每一個(gè)標(biāo)記中包括至少一個(gè)區(qū)域來提供，該區(qū)域具有在對(duì)比背景上的多個(gè)小元件。
更進(jìn)一步，本發(fā)明提供一種光刻裝置，設(shè)置為執(zhí)行上述方法和計(jì)算機(jī)程序，以便指示光刻裝置執(zhí)行本發(fā)明的方法。
在本申請(qǐng)中，本發(fā)明的光刻裝置具體用于制造IC，但是應(yīng)該理解這里描述的光刻裝置可能具有其它應(yīng)用，例如，它可用于制造集成光學(xué)系統(tǒng)、用于磁疇存儲(chǔ)器的引導(dǎo)和檢測(cè)圖案、液晶顯示板(LCD)、薄膜磁頭等等。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，在這種可替換的用途范圍中，這里任何術(shù)語“晶片”或者“管芯”的使用應(yīng)認(rèn)為分別與更普通的術(shù)語“基底”或“目標(biāo)部分”同義。在曝光之前或之后，可以在例如軌跡器(通常將抗蝕劑層涂覆于基底并將已曝光的抗蝕劑顯影的一種工具)或者計(jì)量工具或檢驗(yàn)工具對(duì)這里提到的基底進(jìn)行處理。在可應(yīng)用的地方，這里公開的內(nèi)容可應(yīng)用于這種和其他基底處理工具。另外，例如為了形成多層IC，可以對(duì)基底進(jìn)行多次處理，因此這里所用的術(shù)語基底也可以指的是已經(jīng)包含多個(gè)已處理的層的基底。
這里使用的術(shù)語“輻射”和“光束”包含所有類型的電磁輻射，包括紫外(UV)輻射(例如具有365，248，193，157或者126nm的波長(zhǎng))和遠(yuǎn)紫外(EUV)輻射(例如具有5-20nm的波長(zhǎng)范圍)，以及粒子束，如離子束或電子束。
這里使用的術(shù)語“構(gòu)圖部件”應(yīng)廣義地解釋為能夠給投射光束賦予帶圖案的截面的裝置，從而在基底的目標(biāo)部分中形成圖案。應(yīng)該注意，賦予投射光束的圖案可以不與基底目標(biāo)部分中的所需圖案精確一致。一般地，賦予投射光束的圖案與在目標(biāo)部分中形成的器件如集成電路的特殊功能層相對(duì)應(yīng)。
構(gòu)圖部件可以是透射的或者反射的。構(gòu)圖部件的示例包括掩模，可編程反射鏡陣列，以及可編程LCD板。掩模在光刻中是公知的，它包括如二進(jìn)制型、交替相移型、和衰減相移型的掩模類型，以及各種混合掩模類型。可編程反射鏡陣列的一個(gè)示例采用微小反射鏡的矩陣排列，每個(gè)反射鏡能夠獨(dú)立地傾斜，從而沿不同的方向反射入射的輻射束；按照這種方式，對(duì)反射的光束進(jìn)行構(gòu)圖。在構(gòu)圖部件的每個(gè)示例中，支撐結(jié)構(gòu)可以是框架或者工作臺(tái)，例如所述結(jié)構(gòu)根據(jù)需要可以是固定的或者是可移動(dòng)的，并且可以確保構(gòu)圖部件例如相對(duì)于投影系統(tǒng)位于所需的位置。這里任何術(shù)語“中間掩模版”或者“掩?！钡氖褂每梢哉J(rèn)為與更普通的術(shù)語“構(gòu)圖部件”同義。
這里所用的術(shù)語“投影系統(tǒng)”應(yīng)廣義地解釋為包含各種類型的投影系統(tǒng)，包括折射光學(xué)系統(tǒng)，反射光學(xué)系統(tǒng)，和反折射光學(xué)系統(tǒng)，如適合于所用的曝光輻射，或者適合于其他方面，如使用浸液或使用真空。這里任何術(shù)語“透鏡”的使用可以認(rèn)為與更普通的術(shù)語“投影系統(tǒng)”同義。
照射系統(tǒng)還可以包括各種類型的光學(xué)部件，包括用于引導(dǎo)、整形或者控制輻射投射光束的折射，反射和反折射光學(xué)部件，這種部件在下文還可共同地或者單獨(dú)地稱作“透鏡”。
光刻裝置可以具有兩個(gè)(二級(jí))或者多個(gè)基底臺(tái)(和/或兩個(gè)或者多個(gè)掩模臺(tái))。在這種“多級(jí)式”裝置中，可以并行使用這些附加臺(tái)，或者可以在一個(gè)或者多個(gè)臺(tái)上進(jìn)行準(zhǔn)備步驟，而一個(gè)或者多個(gè)其它臺(tái)用于曝光。
光刻裝置也可以是這樣一種類型，其中基底浸入具有相對(duì)較高折射率的液體中，如水，從而填充投影系統(tǒng)的最后一個(gè)元件與基底之間的空間。浸液也可以應(yīng)用于光刻裝置中的其他空間，例如，掩模與投影系統(tǒng)的第一個(gè)元件之間。浸濕法在本領(lǐng)域是公知的，用于增大投影系統(tǒng)的數(shù)值孔徑。


現(xiàn)在僅僅通過例子的方式，參考

本發(fā)明的各個(gè)具體實(shí)施方式
，其中對(duì)應(yīng)的參考標(biāo)記表示對(duì)應(yīng)的部件，其中圖1示出在本發(fā)明實(shí)施方式中可用的光刻裝置；圖2示出在本發(fā)明實(shí)施方式中可用的改進(jìn)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記；圖3是圖2中對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的一部分線結(jié)構(gòu)的放大圖；圖4A到E是以不同角度刻蝕圖2的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的效果的視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的基底的平面圖；圖6是在本發(fā)明實(shí)施方式中所用的視位置對(duì)角度的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示意性地表示了本發(fā)明一具體實(shí)施方式
的一光刻裝置。該裝置包括-照射系統(tǒng)(照射器)IL，用于提供輻射(例如UV輻射或DUV輻射)的投射光束PB。
-第一支撐結(jié)構(gòu)(例如掩模臺(tái))MT，用于支撐構(gòu)圖部件(例如掩模)MA，并與用于將該構(gòu)圖部件相對(duì)于物體PL精確定位的第一定位裝置PM連接；-基底臺(tái)(例如晶片臺(tái))WT，用于保持基底(例如涂敷抗蝕劑的晶片)W，并與用于將基底相對(duì)于物體PL精確定位的第二定位裝置PW連接；以及-投影系統(tǒng)(例如折射投影透鏡)PL，用于將通過構(gòu)圖部件MA賦予投射光束PB的圖案成像在基底W的目標(biāo)部分C(例如包括一個(gè)或多個(gè)管芯)上。
如這里指出的，該裝置屬于透射型(例如采用透射掩模)。另外，該裝置可以屬于反射型(例如采用上面提到的一種類型的可編程反射鏡陣列)。
照射器IL接收來自輻射源SO的輻射光束。輻射源和光刻裝置可以是獨(dú)立的機(jī)構(gòu)，例如當(dāng)輻射源是受激準(zhǔn)分子激光器時(shí)。在這種情況下，不會(huì)認(rèn)為輻射源是構(gòu)成光刻裝置的一部分，輻射光束借助于光束輸送系統(tǒng)BD從源SO傳輸?shù)秸丈淦鱅L，所述光束輸送系統(tǒng)包括例如合適的定向反射鏡和/或擴(kuò)束器。在其它情況下，輻射源可以是裝置的組成部分，例如當(dāng)源是汞燈時(shí)。源SO和照射器IL，如果需要連同光束輸送系統(tǒng)BD一起，可以稱作輻射系統(tǒng)。
照射器IL可以包括調(diào)節(jié)裝置AM，用于調(diào)節(jié)光束的角強(qiáng)度分布。一般地，至少可以調(diào)節(jié)在照射器光瞳面上強(qiáng)度分布的外和/或內(nèi)徑向范圍(通常分別稱為σ-外和σ-內(nèi))。此外，照射器IL通常包括各種其他部件，如積分器IN和聚光器CO。照射器提供經(jīng)調(diào)節(jié)的輻射光束，稱為投射光束PB，該光束在其橫截面上具有所需的均勻度和強(qiáng)度分布。
投射光束PB入射到保持在掩模臺(tái)MT上的掩模MA上。橫向穿過掩模MA后，投射光束PB通過透鏡PL，該透鏡將光束聚焦在基底W的目標(biāo)部分C上。在第二定位裝置PW和位置傳感器IF(例如干涉測(cè)量裝置)的輔助下，基底臺(tái)WT可以精確地移動(dòng)，例如在光束PB的光路中定位不同的目標(biāo)部分C。類似地，例如在從掩模庫中機(jī)械取出掩模MA后或在掃描期間，可以使用第一定位裝置PM和另一個(gè)位置傳感器(圖1中未明確示出)將掩模MA相對(duì)光束PB的光路進(jìn)行精確定位。一般地，借助于長(zhǎng)行程模塊(粗略定位)和短行程模塊(精確定位)，可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)臺(tái)MT和WT的移動(dòng)，這兩個(gè)目標(biāo)臺(tái)構(gòu)成定位裝置PM和PW的一部分?？墒牵诓竭M(jìn)器(與掃描裝置相對(duì))的情況下，掩模臺(tái)MT可只與短行程致動(dòng)裝置連接，或者固定。掩模MA與基底W可以使用掩模對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記M1、M2和基底對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記P1、P2進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)。
所示的裝置可以按照下面優(yōu)選的模式使用1.在步進(jìn)模式中，掩模臺(tái)MT和基底臺(tái)WT基本保持不動(dòng)，賦予投射光束的整個(gè)圖案被一次投射到目標(biāo)部分C上(即單次靜態(tài)曝光)。然后基底臺(tái)WT沿X和/或Y方向移動(dòng)，從而可以曝光不同的目標(biāo)部分C。在步進(jìn)模式中，曝光場(chǎng)(exposure field)的最大尺寸限制了在單次靜態(tài)曝光中成像的目標(biāo)部分C的尺寸。
2.在掃描模式中，當(dāng)賦予投射光束的圖案被投射到目標(biāo)部分C時(shí)，同步掃描掩模臺(tái)MT和基底臺(tái)WT(即單次動(dòng)態(tài)曝光)。基底臺(tái)WT相對(duì)于掩模臺(tái)MT的速度和方向通過投影系統(tǒng)PL的放大(縮小)和圖像反轉(zhuǎn)特性來確定。在掃描模式中，曝光場(chǎng)的最大尺寸限制了在單次動(dòng)態(tài)曝光中目標(biāo)部分的寬度(沿非掃描方向)，而掃描移動(dòng)的長(zhǎng)度決定目標(biāo)部分的高度(沿掃描方向)。
3.在其他模式中，當(dāng)賦予投射光束的圖案投射到目標(biāo)部分C上時(shí)，掩模臺(tái)MT基本保持不動(dòng)，支撐可編程構(gòu)圖部件，而基底臺(tái)WT被移動(dòng)或掃描。在該模式中，一般采用脈沖輻射源，并且在基底臺(tái)WT每次移動(dòng)之后，或者在掃描期間兩個(gè)相繼的輻射脈沖之間根據(jù)需要更新可編程構(gòu)圖部件。這種操作模式可以容易地應(yīng)用于采用可編程構(gòu)圖部件的無掩模光刻中，所述可編程構(gòu)圖部件如上面提到的一種類型的可編程反射鏡陣列。
還可以采用上述所用模式的組合和/或變化，或者采用完全不同的模式。
圖2示出對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記1，該對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記以標(biāo)準(zhǔn)形式的標(biāo)記為基礎(chǔ)但供本發(fā)明中使用時(shí)做了修改。如圖2中可以看到，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記1包括四個(gè)象限11至14，每個(gè)象限都包括一個(gè)柵結(jié)構(gòu)。兩個(gè)象限11，14都具有沿第一方向排成行的柵線，第一方向在圖中是水平的，另兩個(gè)象限12，13都具有沿垂直方向排成行的柵線，該方向在圖中是豎直的。象限11，14中的柵線從標(biāo)準(zhǔn)形式修改得到，使其能夠測(cè)量晶軸的取向。
如圖3所示，該圖是象限11的部分線結(jié)構(gòu)的放大圖，柵周期p包括三個(gè)部分的結(jié)構(gòu)實(shí)心區(qū)2，空白區(qū)3和條紋區(qū)4。條紋區(qū)具有大量的線，在該實(shí)施方式中是四條線，但是也可以使用更多或更少的線，線寬和間距遠(yuǎn)小于柵14的間距，可以是大約16μm。一般來說，標(biāo)記的取向敏感部分的特征臨界尺寸優(yōu)選與通過用于印制標(biāo)記的光刻裝置來印制的一樣小。通過利用各向異性刻蝕步驟將該標(biāo)記刻蝕到基底中，可使標(biāo)記對(duì)其相對(duì)于基底晶軸的取向敏感。在這種刻蝕步驟中，與垂直方向相比，優(yōu)選沿特定方向刻蝕基底，例如平行于{001}晶軸。如果使標(biāo)記與優(yōu)選刻蝕的方向?qū)?zhǔn)，那么和標(biāo)記與所述方向成角度相比，該標(biāo)記的取向敏感(條紋)部分將刻蝕得更深，從而使標(biāo)記的重心移位。圖4A至E中示出了怎樣得到這種影響。
圖4A至E示出了當(dāng)標(biāo)記在抗蝕劑中以相對(duì)于晶軸成各種不同角度曝光，然后用各向異性刻蝕方法刻蝕到基底中時(shí)所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)的橫截面。各向異性刻蝕過程的細(xì)節(jié)將決定刻蝕結(jié)構(gòu)的精確角度，以及以不同角度刻蝕的結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確形式。如圖4A所示，如果標(biāo)記相對(duì)于晶軸成很大的正角，那么條紋區(qū)的各條線完全被刻蝕掉，標(biāo)記僅由實(shí)心部分構(gòu)成。當(dāng)測(cè)量標(biāo)記的位置時(shí)，結(jié)果是在實(shí)心部分中心的位置，如由箭頭所示。如果標(biāo)記相對(duì)于晶軸成一小角，圖4B，那么條紋線在刻蝕標(biāo)記中出現(xiàn)，但具有減小的寬度。與標(biāo)記的重心有關(guān)的測(cè)量位置如箭頭所示發(fā)生移位。當(dāng)標(biāo)記與晶軸準(zhǔn)確成一直線時(shí)，圖4C，條紋區(qū)完全在刻蝕結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)，測(cè)量位置的位移最大。這種影響對(duì)于負(fù)角也相同，如圖4D&E。相同的影響可以在利用類似的成條紋或具有其他次分辨率分度(sub-resolution division)的其他類型的標(biāo)記中獲得。
圖5示出了晶片W，在該晶片上使用本發(fā)明的方法以找到晶軸CA的取向。晶片W具有名義上垂直于晶軸CA的平面F，但是實(shí)際上晶軸CA可以偏離該平面的法線成高達(dá)±1°的角度R。(NB圖5中標(biāo)記的某些角度和尺寸出于清楚的目的被放大了。)如上所述的一系列對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記P-n到P+n相對(duì)于平面F的法線以不同角度rn曝光到基底上的抗蝕劑中。標(biāo)記P-n到P+n的角度應(yīng)該跨越并優(yōu)選超過晶軸CA可能的角范圍，并且應(yīng)該在數(shù)目上足夠多，以提供用于內(nèi)插法的足夠數(shù)量的數(shù)據(jù)點(diǎn)，同時(shí)使誤差平均。這些標(biāo)記優(yōu)選在相同的條件下曝光(否則稍后在方法中使相關(guān)的變量析出因數(shù))，并且優(yōu)選調(diào)節(jié)對(duì)于標(biāo)記條紋部分的準(zhǔn)確成像的最優(yōu)值。這些標(biāo)記可以利用包含所有標(biāo)記在各個(gè)角度的像的適當(dāng)掩模在單次曝光中進(jìn)行曝光，或者利用具有單個(gè)標(biāo)記的像的掩模并使基底對(duì)于每個(gè)成像步驟而在獨(dú)立的多次曝光中進(jìn)行曝光。優(yōu)選將標(biāo)記靠攏印制，以使成像中取決于位置的任何影響最小，并且如果用于器件的生產(chǎn)，那么可將標(biāo)記印制在基底上的任何空位中。這些標(biāo)記沒有必要以它們的位置和相對(duì)于平面F的法線的取向之間具有特定的或一致的關(guān)系來定位，但是它們的相對(duì)位置必須是已知的，以達(dá)到合適的精度。如果已經(jīng)在基底上印制了，或者同時(shí)印制了全部位置標(biāo)記，那么用于晶軸確定的標(biāo)記的預(yù)定位置優(yōu)選相對(duì)于全部位置標(biāo)記是已知的。
然后按照通常的方式將抗蝕劑顯影，并利用各向異性刻蝕方法將對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記P-n到P+n刻蝕到基底中。對(duì)于普通的基底材料，合適的方法是已知的，精確的刻蝕方法將取決于基底的材料。例如，用于硅基底的合適的各向異性刻蝕方法是KOH刻蝕，對(duì)于這種刻蝕來說，可以對(duì)工藝操作條件，特別是溫度進(jìn)行優(yōu)化，以使刻蝕的方向選擇性最大。
為了確定晶軸CA的取向，利用標(biāo)準(zhǔn)對(duì)準(zhǔn)工具，例如嵌入到光刻投影裝置內(nèi)部的對(duì)準(zhǔn)工具來測(cè)量刻蝕標(biāo)記P-n到P+n的絕對(duì)位置，并且確定距離其預(yù)期位置的位移d。利用適當(dāng)旋轉(zhuǎn)的基底臺(tái)可以進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)掃描，從而使掃描準(zhǔn)確地垂直于這些標(biāo)記。如上面所討論的，對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的取向越接近晶軸CA，條紋部分就刻蝕得越深，因此重心偏移就越大，導(dǎo)致測(cè)量位置偏離曝光的標(biāo)稱位置的位移越大。因此可以將具有最大視位移的標(biāo)記用作表示晶軸的取向。但是，對(duì)于更高的精度，可以考慮所有標(biāo)記的位移。例如，位移d可以符合兩條直線，一條隨著相對(duì)于平面法線的角的增大而上升，一條隨該角的增大而下降，然后根據(jù)這兩條線的交點(diǎn)確定晶軸的取向，如圖6所示。
一旦已知相對(duì)于平面的晶軸的取向，就可在基底上制造器件中考慮該值。特別是，將功能取決于或者通過與一個(gè)或另一個(gè)晶軸(如果一個(gè)晶軸的取向是已知的，那么確定其他晶軸的取向當(dāng)然是簡(jiǎn)單的幾何問題)精確對(duì)準(zhǔn)而改進(jìn)的器件準(zhǔn)確定位于該器件上。正確定位可以通過利用已知的晶軸取向來實(shí)現(xiàn)，以在基底上適當(dāng)?shù)囟ㄎ蝗慷ㄎ?零高度)標(biāo)記，或者如果這些標(biāo)記的位置已經(jīng)固定，那么晶軸取向向前移位作為對(duì)準(zhǔn)之后應(yīng)用于全部定位標(biāo)記的校正因數(shù)。
應(yīng)該理解，本發(fā)明的步驟不需要全部在同時(shí)或同一位置完成。例如，可以在制造基底的同一時(shí)間和同一地點(diǎn)曝光和刻蝕標(biāo)記系列，而當(dāng)器件在基底上曝光時(shí)可以測(cè)量視位移和確定偏移值。如同在生產(chǎn)器件時(shí)執(zhí)行所有步驟的情況一樣，這具有以下優(yōu)點(diǎn)，即可以為這種測(cè)量而使用光刻裝置現(xiàn)有的高度精確的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)。同時(shí)，如果在測(cè)量晶軸偏移和印制全部定位標(biāo)記之間不將基底從基底臺(tái)移走，那么可以避免在使用平面作為基準(zhǔn)中誤差的可能性。
但是也可以執(zhí)行所有步驟直到確定從器件生產(chǎn)中移走的晶軸的取向，例如在制造基底的時(shí)候。在這種情況下，利用下面的事實(shí)是特別方便的，即在不平坦晶片的情況下，一般在從單晶切下各個(gè)基底之前形成平面或刻痕。因此從單晶切下的所有晶片將具有相對(duì)于該平面(或者刻痕)相同的晶軸取向。因此，本發(fā)明的測(cè)量可以在從給定晶體切下的一個(gè)(或者可能是使誤差最小化的樣品)基底上進(jìn)行。測(cè)量結(jié)果，不管是從各個(gè)測(cè)量還是從成批測(cè)量中得到的結(jié)果可以以機(jī)器可讀形式或者人可讀形式標(biāo)記在基底上或者相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)載體上，或者輸入用于在使用基底時(shí)將其取回的數(shù)據(jù)庫中。
應(yīng)該理解，如果本發(fā)明的方法中所用的標(biāo)記占有基底上不希望的空間量，那么可以將它們放置在基底的用于生產(chǎn)器件的相反側(cè)，當(dāng)然要記得在晶片倒置之后在使用時(shí)需要將偏移值的符號(hào)改變。在一些情況下也可以在標(biāo)記用于本發(fā)明的方法中之后將其除去。
在一些情況下，本發(fā)明能夠以給現(xiàn)有裝置進(jìn)行軟件更新的形式來實(shí)施，因此能夠以計(jì)算機(jī)程序的方式來提供，所述計(jì)算機(jī)程序包括由光刻裝置的監(jiān)視控制系統(tǒng)來執(zhí)行的代碼，并且指示該光刻裝置執(zhí)行本發(fā)明的方法的各個(gè)步驟。
盡管上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但是應(yīng)該理解，本發(fā)明可以按照不同于所述的方式實(shí)施。說明書不意味著限制本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種制備基底的方法，包括將多個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記設(shè)置在所述基底表面的各個(gè)預(yù)定位置處，所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中不同的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記相對(duì)于所述基底的晶軸具有不同的取向，所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的形式使它們的視位置取決于它們相對(duì)于所述晶軸的取向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的取向彼此相差從(5×10-6)°到4°的范圍內(nèi)的量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中所述多個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的取向在所述晶軸標(biāo)稱取向的每一側(cè)跨越0.5°至2°之間的范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，2或3的方法，其中提供所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記包括通過利用各向異性刻蝕方法將所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記刻蝕到所述基底中。
5.一種確定基底的晶體結(jié)構(gòu)取向的方法，基底具有在其上各個(gè)預(yù)定位置處提供的多個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中不同的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記相對(duì)于所述基底的晶軸具有不同的取向；該方法包括測(cè)量所述多個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的位置；根據(jù)所述預(yù)定位置來確定所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的測(cè)得位置的偏差；根據(jù)所述偏差來確定所述晶軸相對(duì)于所述多個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的取向。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，還包括在從同一個(gè)晶體切下的所述基底和/或其他基底上標(biāo)記出表示已確定的取向的信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6的方法，還包括在代表所述已確定取向的數(shù)據(jù)庫中輸入。
8.一種器件制造方法，包括以下步驟-提供一基底；-利用輻射系統(tǒng)提供輻射的投射光束；-利用構(gòu)圖部件給投射光束的橫截面賦予圖案；-將帶圖案的輻射光束投射到基底的目標(biāo)部分上，其特征在于，在所述投影過程中，至少部分參考表示晶軸取向的信息來確定所述基底相對(duì)于投射圖案的取向，所述晶軸取向通過權(quán)利要求5，6或7的方法來確定。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中所述投影引導(dǎo)至所述基底的第一側(cè)上，所述基底將多個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記設(shè)置在其第二側(cè)上各自的預(yù)定位置處，所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中不同的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記相對(duì)于所述基底的晶軸具有不同的取向。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中將所述投影引導(dǎo)至第一基底上，表示晶軸取向的所述信息從第二基底的測(cè)量中獲得，所述第一和第二基底從同一個(gè)單晶切下。
11.根據(jù)前面權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記從包括柵、柵組、人字形紋、方框的組中選出。
12.根據(jù)前面權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中每個(gè)所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記包括在對(duì)比背景上具有多個(gè)小元件的至少一個(gè)區(qū)域。
13.一種光刻裝置，包括-用于提供輻射投射光束的照射系統(tǒng)；-用于支撐構(gòu)圖部件的支撐結(jié)構(gòu)，所述構(gòu)圖部件用于給投射光束的橫截面賦予圖案；-用于保持基底的基底臺(tái)；-用于將帶圖案的光束投射到基底的目標(biāo)部分上的投影系統(tǒng)；以及-用于測(cè)量在所述基底上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記位置的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)；其特征在于具有用于控制所述裝置以執(zhí)行權(quán)利要求5至10中任一項(xiàng)的方法的控制裝置。
14.一種包括程序代碼裝置的計(jì)算機(jī)程序，該程序代碼在光刻裝置上執(zhí)行時(shí)指示該裝置完成權(quán)利要求5至10中任一項(xiàng)的方法。
15.一種基底，具有在其上各個(gè)預(yù)定位置處的多個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中不同的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記相對(duì)于所述基底的晶軸具有不同的取向，所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的形式使它們的視位置取決于它們相對(duì)于所述晶軸的取向。
全文摘要
多個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記以相對(duì)于基底的晶軸成一定角范圍印制在基底上的抗蝕劑中。利用各向異性刻蝕方法將這些標(biāo)記刻蝕在基底中，標(biāo)記使刻蝕之后它們的視位置取決于它們相對(duì)于晶軸的取向。測(cè)量這些標(biāo)記的視位置，并根據(jù)視位置獲得晶軸取向。
文檔編號(hào)H01L21/027GK1624589SQ20041010002
公開日2005年6月8日 申請(qǐng)日期2004年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月1日
發(fā)明者P·坦伯格, G·J·J·基塞斯 申請(qǐng)人:Asml荷蘭有限公司