确定光刻中基板的位置制造技术

本发明专利技术涉及一种包括光学位置标记(100)的基板(12，513)，该标记用于以光学记录头(500)读出以发射具有预确定波长的光，优选地为红色或红外线光，尤其为具有635nm的光，该光学位置标记(100)具有标记高度(MH)、标记长度(ML)和在该基板(12，513)上预确定的已知位置，该光学位置标记(100)沿纵向方向(x)延伸并且被布置成用于改变该位置标记(100)沿所述纵向方向(x)的反射系数，其中该光学位置标记(100)包括：第一区域(101)，其具有第一反射系数和第一宽度(W)；第二区域(102)，其与第一区域(101)相邻并形成第一区域对(105)，该第二区域(102)具有第二反射系数和第二宽度(W)，并且第二反射系数与第一反射系数不同，其中该第一区域(101)包括相对于预设定波长光的波长的次波长结构(SWS)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基板以及用于确定光刻中基板的位置的系统
本专利技术涉及确定光刻系统中的基板的位置的方法，该系统包括光学对准传感器，用于将光束发射至基板并用于测量第零阶反射光束的强度轮廓。本专利技术还涉及用于这样的方法的光学位置标记。本专利技术进一步涉及用于处理基板并被配置成用于执行这样的方法的光刻系统。
技术介绍
在光刻系统中的位置确定一般是已知的，其通常使用对在若干个衍射级上反射的光的检测，例如在第4,967,088号美国专利中说明的。使用多个衍射级上反射的光来进行位置测定的缺点在于，必须在系统中准确地定位用于不同衍射级的光检测器，因此提高了系统的成本。而且，这样的系统对于光束焦点的细微误差或者基板相对于光束的倾斜度极为敏感。第US5,827,629号美国专利揭示了类似的系统，其中部署有具有曝光表面和曝光掩模的晶片。该曝光表面指向曝光掩模，并在其间插入间隙。晶片具有形成于该曝光表面上对准晶片标记的位置。该晶片标记具有用于散射入射光的线性或点状散射源，并且曝光掩模具有对准掩模标记的位置，该掩模标记具有用于散射入射光的线性或点状散射源。通过将照射光施加至晶片标记和掩模标记，以及通过观察来自晶片标记和掩模标记的散射源吸的光，来检测晶片掩模和曝光掩模的相对位置。为了至少部分地克服以上提及的现有技术的问题，专利技术人建议提供一种基板，该基板包括具有最大反射系数的反射性方格以及具有最小反射系数的非反射性方格的检查板图案，其中所述方格的宽度对应于被投影在所述图案上的光束的截面的直径。通过测量经反射的零阶强度，可确定该光束相对于基板的位置变化，而不必测量多个衍射级。理想地，当光束的光束斑点在该图案上移动时，经反射的信号的强度为在该图案上具有高光束斑点位置对比度的正弦函数。但是，在实践中，光束斑点的强度分布通常并不对应于均匀且尖锐地截断的盘形廓形，而是遵守高斯廓形，所得到的反射强度信号并不密切近似于正弦函数，而是按照光束在基板上的位置的函数。结果，基于反射光束的强度确定光束斑点在基板上的位置的准确度低。第US7,418,125B2号美国专利揭示了一种用于在图像数据中检测对应于标记的区域的位置作为标记位置的设备，该标记包括周期性布置的图案。第一单元获得真实空间能量分布，其对应于图像数据中每一个部分的能量谱分布。概率分布获取单元可基于该真实空间能量分布获得概率分布，该概率分布指示了周期性布置图案的重复性位置以及在此位置处的周期性强度。第二单元可由该概率分布获得由概率分布获取单元获得的每一个概率分布和标记的预登记概率分布之间的相关度，以及，第三单元基于由第二单元获得的该相关度获得标记位置。所有以上提及的确定光刻系统中的基板的位置的方法都很繁琐、复杂，并且具有缺点，例如不准确。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种在光刻系统中确定基板的位置的的方法，其具有简便性并准确度非常高(包括高度可重制性以及可重复性)。本专利技术的进一步的目的在于提供一种用于用在这样的方法的光学位置标记，以及被配置成用于执行这样的方法的光刻系统。本专利技术是通过独立权利要求定义的。从属权利要求定义了具有优势的实施例。为此，依据第一方面，本专利技术提供了包括光学位置标记的基板，该光学位置标记可通过光学记录头读出以发射光，优选地为红色或红外光，该光学位置标记具有标记高度、标记长度以及在基板上的预确定的已知位置，该光学位置标记沿纵向方向延伸并被布置成用于改变位置标记沿纵向方向的反射系数，其中该光学位置标记包括：具有第一反射系数和第一宽度的第一区域；与该第一区域相邻且构成第一区域对的第二区域，该第二区域具有第二反射系数和第二宽度，第一宽度等于沿纵向方向测量的第二宽度，并且第二反射系数不同于第一反射系数，其中第一区域包括与该光的波长(例如635nm)相比较的次波长结构。本专利技术的基板的优势在于在第一区域内提供次波长结构，以提高位置标记的处理容限。这可向以下说明这样地理解。可使用常规的光刻或处理技术制造次波长结构。假设所述次波长结构中的一个没有被正确地制造或甚至可能缺失，仍可使用该标记而不会损失太多准确性。第二效果在于次波长特征，在用在本专利技术中时，可对光学位置标记中的高度变化具有较低敏感度。而且，依据本专利技术的基板具有非常规则的结构，即，整个位置标记上的一个宽度和一个间隔，这样大型的规则性导致对该位置标记的设计容易得多并且从而大大将少了设计误差的风险(换言之，将简单的光学位置标记设计错误的几率比复杂光学位置标记要低得多)。而且，这种设计校验度更高。因此，依据本专利技术所述的使用节段化标记设计，则系统可重制性将更佳。在一实施例中，第一宽度等于沿纵向方向测量的第二宽度。这种结构提供了甚至更大的规则性。在一实施例中，次波长结构包括多个规则的条形节段，其沿垂直于纵向方向的另一个的方向延伸，其中每一个规则的节段是由第一子区域和第二子区域构成。这是制作规则性次波长结构的第一变体，并且实验显示出使用这些标记的结果是非常好的。在一实施例中，该次波长结构包括多个规则的条形节段，其沿纵向方向延伸，其中每一个规则的条状节段是由第一子区域和第二子区域构成的。这是制作规则的次波长结构的第二变体，并且实验显示出使用这些标记的结果是非常好的，且甚至稍好于第一变体。一个实施例进一步包括多个额外的区域对，其中每一个额外区域对基本上等于第一区域对，这样的结构的规则性非常具有优势，如以前讨论的那样。而且，区域对越多，其特征就越多。这在将互相关用于测量位置标记相对于期望位置的位移的情况下(即通过将测量的强度图形与期望的强度图形进行比较)是具有优势的。在一实施例中，第一宽度和第二宽度在1μm到2μm之间的范围内。该范围的优点在于其大于传统光学读取头的光斑大小，其通常是在1μm至2μm的范围内。该效果在于第一和第二区域之间的反射光束强度的对比度更高。在一实施例中，该标记长度为至少100μm。标记长度越长，就越能使用互相关测量准确地确定标记位置，即对较大的区域进行互相关则导致互相关曲线中的较高尖峰。在一实施例中，次波长结构提供第一反射系数，其低于第二反射系数。在该实施例中次波长结构从光学读取头有效地吸收光束，这严重降低了第一区域的反射系数。在一实施例中，第一区域对和多个额外区域对构成第一主区域。基板进一步包括与该第一主区域相邻的第二主区域，其中，第二主区域为基本上无结构。额外增加的基本无结构的第二区域提高了光学位置标记的处理容限并改进了互相关测量，即，互相关函数示出了更高的且更尖锐的尖峰。在一实施例中，第三主区域与第二主区域相邻，其中当沿纵向方向观看时，该第二主区域被嵌入第一主区域和第三主区域之间。该实施例的优点在于位置标记可非常容易地被光学检测到，这归因于两个分开的区域。这样可在当使用例如显微镜时能够快速地估计出光学位置标记的位置。在一实施例中，第三主区域是以与包括次波长结构的第一区域类似的方式建立的。该实施例提供了更大的规则性，并且从而处理相关性更低，并且具有更高的可校验度。在一实施例中，第一主区域和第三主区域是基本上相同的。该实施例提供了更大的规则性，并且从而处理相关性更低，并且具有更高的可校验度。在一实施例中，第一区域和第三区域是不同的(长度、间距、结构数量，等)。使第一和第二区域彼此不同提供了额外的信息，也就是标记相对于光学头的扫描方向的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基板(12，513)，其包括光学位置标记(100)，所述光学位置标记用于通过光学记录头(500)读出，以发射预确定波长的光，所述光优选地为红光或红外光，尤其为635nm的光，所述光学位置标记(100)具有标记高度(MH)、标记长度(ML)以及在所述基板(12，513)上的预确定已知位置，所述光学位置标记(100)沿纵向方向(x)延伸并被布置成用于改变所述位置标记(100)沿所述纵向方向(x)的反射系数，其中所述光学位置标记(100)包括：第一区域(101)，其具有第一反射系数和第一宽度(W)；第二区域(102)，其与所述第一区域(101)相邻，并且形成第一区域对(105)，所述第二区域(102)具有第二反射系数和第二宽度(W)，并且所述第二反射系数与所述第一反射系数不同，其中所述第一区域(101)包括与所述预确定波长的光的波长相比较的次波长结构(SWS)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.10.26 US 61/718,872;2012.12.03 US 61/732,4451.一种用于确定光刻系统(1)中基板的位置的系统，所述系统包括：光学柱体(PO)，所述光学柱体适用于将一个或多个曝光光束投影至基板(12，513)上；被安装至所述系统的第一光学对准传感器(SS，500)，使得所述第一光学对准传感器(SS，500)与所述光学柱体(PO)具有恒定不变的距离，所述第一光学对准传感器(SS，500)被配置成用于发射光束(511)至所述基板(12，513)，发射的光束具有预定波长，并且所述第一光学对准传感器(SS，500)被进一步配置成用于测量第零阶反射光束(518)的强度廓形；所述光束被聚焦成光斑，所述光斑在所述基板形成光斑大小；所述基板包括光学位置标记(SMRK，DMRK，100)，所述光学位置标记具有标记高度(MH)、标记长度(ML)以及在所述基板(12，513)上的预确定的已知位置，所述光学位置标记(100)沿第一方向纵向延伸并被布置成用于改变所述位置标记(SMRK，DMRK，100)沿所述第一方向的反射系数，其中所述光学位置标记包括：第一主区域(110)，所述第一主区域(110)包括第一区域对(105)；其中所述第一主区域(110)的所述第一区域对(105)包括：具有第一反射系数和第一宽度(W)的第一区域(101)；和具有第二反射系数和第二宽度(W)的第二区域(102)，所述第二反射系数不同于所述第一反射系数，所述第二区域与所述第一区域(101)相邻；其中，所述第一区域(101)包括与所述发射的光束的预定波长的波长相比较的次波长结构(SWS)；其中，所述次波长结构(SWS)包括由所述第一区域的节段沿所述第一方向和/或第二方向构成的多个规则节段，所述第二方向垂直于所述第一方向；其中，所述第一宽度和第二宽度大于所述光斑大小；并且其中，所述系统被配置成使得所述第一光学对准传感器(SS，DS，500)在所述光学位置标记(SMRK，DMRK，100)上方沿所述第一方向扫描。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一主区域(110)包括等于所述第一区域对(105)的第二区域对(105)。3.如权利要求1或2所述的系统，其中，所述第二区域无次波长结构(SWS)。4.如权利要求1或2所述的系统，进一步包括与所述第一主区域(110)相邻的第二主区域(120)，其中所述第二主区域(120)无结构。5.如权利要求4所述的系统，进一步包括与所述第二主区域(120)相邻的第三主区域(130)，其中，当沿所述第一方向观察时，所述第二主区域(120)嵌入所述第一主区域(110)和所述第三主区域(130)之间，并且其中，所述第三主区域(130)包括第三区域对；其中，所述第三主区域的所述第三区域对包括：具有第三反射系数和第三宽度的第三区域；以及具有第四反射系数和第四宽度的第四区域，所述第四反射系数不同于所述第三反射系数，所述第四区域与所述第三区域相邻；其中，所述第三区域包括与所述发射的光束的所述预定波长的波长相比较的次波长结构；其中，所述第三反射系数等于所述第一反射系数，并且所述第四反射系数等于所述第二反射系数。6.如权利要求5所述的系统，其中，所述第一主区域(110)和所述第三主区域(130)相同。7.如权利要求1所述的系统，进一步包括第一端部区域(140)，其位于与所述第一主区域(110)相邻的所述第一光学位置标记(100)的第一端部处，所述第一端部区域(140)无结构。8.如权利要求5所述的系统，进一步包括第二端部区域(140)，其位于与所述第三主区域(130)相邻的所述光学位置标记(100)的第二端部处，所述第二端部区域(140)无结构。9.如权利要求1所述的系统，其中，所述标记高度(MH)是所述红光或红外光的所述波长的多倍。10.如权利要求1所述系统，其中，所述第一宽度和所述第二宽度处于1μm和2μm之间的范围。11.如权利要求1所述的系统，进一步包括：被安装至所述系统的第二光学对准传感器(DS，500)，所述第二光学对准传感器(DS，500)与所述光学柱体(PO)具有恒定不变的距离，所述第二光学对准传感器(DS，500)被配置成用于发射第二光束(511)至所述基板(12，513)，所述第二发射光束具有预定波长，并且用于测量第零阶反射光束(518)的强度廓形；所述系统被配置成沿正交于所述第一方向(Xw)的第二方向(Yw)扫描所述第二光学对准传感器(DS，500)。12.如权利要求11所述的系统，其中，所述第一对准传感器(SS，500)沿所述第一方向(Xw)被安装在相对于所述光学柱体(PO)的固定的和已知的位置，并且，所述第二对准传感器(DS，500)沿所述第二方向(Yw)被安装在相对于所述光学柱体(PO)的固定的和已知的位置。13.如权利要求11或12所述的系统，其中，所述第一和第二光学对准传感器(SS，DS，500)分别专门用于仅在一个方向上测量。14.如权利要求11或12所述的系统，其中，所述光学位置标记为第二光学位置标记(DMRK，100)，所述基板进一步包括第一光学位置标记(SMRK，100)，其中所述第一光学位置标记(SMRK，100)具有标记高度(MH)、标记长度(ML)以及在所述基板(12，513)上的预确定的已知位置并且沿所述第二方向(Yw)延伸并被布置成用于改变所述位置标记(100)沿所述第二方向(Yw)的反射系数，其中所述第一光学位置标记(100)具有与所述第二光学位置标记(100)相同的结构。15.如权利要求14中所述的系统，其中，所述第一光学对准传感器(SS，500)沿所述第一方向(Xw)相对于所述投射光学元件(PO)移位，并被布置成用于在所述第一方向(Xw)上测量所述第二位置标记(DMRK)，并且所述第二光学对准传感器(DS，500)沿所述第二方向(Yw)相对...

【专利技术属性】
技术研发人员：G德博尔，N弗吉尔，
申请(专利权)人：迈普尔平版印刷IP有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL