将衬底与光掩模进行对准的方法、结构和系统。所述方法包括：引导光通过光刻工具中的光掩模的透明区域、通过工具的透镜并引至衬底上的至少三个衍射镜阵列的集合上，所述至少三个衍射镜阵列的集合中的每个衍射镜阵列包括单行镜子，任意特定衍射镜阵列中的所有镜子间隔开相同的距离，不同衍射镜阵列中的镜子间隔开不同的距离；测量从所述至少三个衍射镜阵列的集合衍射到光检测器的阵列上的光强；以及基于所述测量的光强来调节所述光掩模或者光掩模与透镜的温度。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及光学光刻领域，更具体地，涉及在光学光刻系统中用于确定和调节光掩模和透镜与晶片的对准的结构和方法。
技术介绍
目前的光学光刻技术无法使用波长在193nm以下的光，因为传统掩模衬底的熔融 石英(二氧化硅)对于193nm以下的波长是不透明的。与二氧化硅相比，对于波长在193nm 以下的光为透明的衬底材料具有较高的热膨胀系数，由此使膨胀和收缩过大，以至无法在 亚193nm光刻中稳定地使用。因为光学光刻系统中可印刷的最小特征尺寸是光化辐射的波 长的函数(更短的波长允许更小的特征尺寸)，因此克服上述缺点和限制对于工业界而言 将是有益的。
技术实现思路
本专利技术的第一方面是一种方法，包括引导光通过光掩模的透明区域、通过透镜并 引至衬底上的至少三个衍射镜阵列的集合上，至少三个衍射镜阵列的集合中的每个衍射镜 阵列包括单行镜子，任意特定衍射镜阵列中的所有镜子间隔开相同的距离，不同衍射镜阵 列中的镜子间隔开不同的距离；测量从至少三个衍射镜阵列的集合衍射到光检测器阵列上 的光强；以及基于所测量的光强来调节光掩模与衬底的对准。本专利技术的第二方面是一种方法，包括刻蚀掉衬底的区域，以留出至少三个衍射镜 阵列的集合，至少三个衍射镜阵列的集合中的每个衍射镜阵列包括在所述区域的表面上升 起的单行镜子，任意特定衍射镜阵列中的所有镜子间隔开相同的距离，不同衍射镜阵列中 的镜子间隔开不同的距离，每个镜子具有与衬底的顶表面共面的顶表面，并且每个镜子具 有侧壁，至少三个衍射镜阵列的集合的衍射镜阵列的镜子的行具有在与衬底顶表面平行的 平面中的平行长轴。本专利技术的第三方面是一种结构，包括衬底的凹陷区域，所述衬底具有顶表面；第 一行第一镜子，所述第一行第一镜子沿着第一方向上的第一长轴从初始第一镜子延伸到最 后第一镜子，第一行第一镜子的每个第一镜子具有在第一方向上测量的第一宽度以及在第 二方向上测量的第一长度，第一方向垂直于第二方向，第一镜子在第一方向上以第一距离 间隔开；第二行第二镜子，所述第二行第二镜子沿所述第一方向上的第二长轴从初始第二 镜子延伸到最后第二镜子，第二行第二镜子的每个第二镜子具有在第一方向上测量的第二 宽度以及在第二方向上测量的第二长度，第二镜子在第一方向上以第二距离间隔开；第三 行第三镜子，所述第三行第三镜子沿第一方向上的第三长轴从初始第三镜子延伸到最后第 三镜子，第三行第三镜子的每个第三镜子具有在第一方向上测量的第三宽度以及在第二方 向上测量的第三长度，第三镜子在第一方向上以第三距离间隔开；所述第一长轴、第二长轴 和第三长轴在平行于衬底顶表面的平面中，所述第一长轴、第二长轴和第三长轴彼此平行， 所述第一长轴、第二长轴和第三长轴在第一方向上彼此偏移，所述第一长轴在所述第二长轴和第三长轴之间；以及第一距离小于第三距离，第三距离大于第二距离。本专利技术的第四方面是一种用于将半导体衬底与光掩模对准的系统，包括Χ-Υ- θ 台，其配置用于保持半导体衬底；光源；透镜；掩模保持器，其配置用于将光掩模保持在光 源和透镜之间；用于将衬底上的对准目标对准到光掩模上的对准标记的装置；光检测器的 阵列，其被定位以测量来自衬底上的衍射镜的、以至少三个不同的角度衍射的光强；以及用 于根据光强来调节光掩模上的对准目标与衬底上的对准目标的对准的装置。附图说明现在将参考附图仅以示例的方式来描述本专利技术的实施方式，在附图中图1是可以在其上实践本专利技术实施方式的示例性集成电路晶片 的顶视图；图2是图1中晶片的较高放大视图，其示出了按照本专利技术实施方式的对准监视结 构的定位；图3是按照本专利技术第一实施方式的对准结构的顶视图；图4是按照本专利技术第二实施方式的对准监视结构的顶视图；图5Α到图5D是示出按照本专利技术实施方式的对准监视结构的制造的剖面图；图6Α到图6C是示出了制备包含按照本专利技术实施方式的、用于在光刻系统中使用 的对准结构的晶片100的区域的第一方法的剖面图；图7Α到图7C是示出了制备包含按照本专利技术实施方式的、用于在光刻系统中使用 的对准结构的晶片100的区域的第一方法的剖面图；图8是当光掩模与晶片对准时按照本专利技术实施方式的对准监视结构的操作的等 距视图；图9是当光掩模与晶片未对准时按照本专利技术实施方式的对准监视结构的操作的 等距视图；图10是按照本专利技术实施方式的第一光学光刻系统的示意图；以及图11是按照本专利技术实施方式的第二光学光刻系统的示意图。具体实施例方式图1是在其上可以实践本专利技术实施方式的示例性集成电路晶片的顶视图。惯例是 在称为晶片的盘形薄半导体衬底上同时制造多个集成电路芯片。常见的晶片直径是100mm、 200mm和300mm，其厚度范围是几百微米。在一个示例中，晶片包括单晶硅。在一个示例 中，晶片包括上部的单晶硅层，其与下部的单晶硅层由埋氧(BOX)层隔开。后一种晶片也 称为绝缘体上硅(SOI)晶片。在集成电路芯片的制造完成之后，个体芯片在称为切割的操 作中被分割。在图1中，晶片100包括集成电路芯片105的阵列，其由水平(X方向)截口 (kerf) IlOA和垂直(Y方向)截口 IlOB分割。晶片100包括缺口 115，用于在各种制造工 具中对晶片进行定向。可以存在多个缺口。在图1中，从缺口 115开始穿过晶片100中心 117的线116定义了垂直方向或者说Y方向。水平方向或者说X方向与线116垂直，并且与 线116在相同平面中。截口 IlOA和IlOB也称为界道(street)。图2是图1中晶片的较高放大视图，其示出了按照本专利技术实施方式的对准监视结 构的定位。在图2中，仅示出了晶片100的一部分。在图2中，在截口 IlOA中形成有第一衍射镜阵列集合120X，其包括第一衍射镜阵列120XA、第二衍射镜阵列120XB以及第三衍射 镜阵列120XC。在截口 IlOB中形成有第二衍射镜阵列集合120Y，其包括第一衍射镜阵列 120YA、第二衍射镜阵列120YB以及第三衍射镜阵列120YC。截口 IlOA与IlOB的交会表示 为角HOC。 第一衍射镜阵列集合120X将检测光掩模与晶片100的对准在Y方向上的移位。第 二衍射镜阵列120XB将检测在+Y方向上的移位，而第三衍射镜阵列120XC将检测在-Y方 向上的移位。第二衍射镜阵列集合120Y将检测光掩模与晶片100之间的对准在X方向上 的移位。第二衍射镜阵列120YB将检测在+X方向上的移位，而第三衍射镜阵列120YC将检 测在-χ方向上的移位。多数现代光刻系统是步进曝光或者步进扫描系统，其中在系统中使用的光掩模具 有用于少于可印刷在晶片100上的数目的集成电路芯片的图案。这些光掩模经常称为掩模 版(reticle)。示例性掩模版可以包含一个、两个、四个或者其他数目的芯片曝光域，每个芯 片曝光域包含芯片105、一个截口 110A、一个截口 IlOB以及一个角110C。为了曝光整个晶 片，将晶片与掩模对准并对其进行曝光，继而将晶片步进到另一位置，与掩模对准并继而对 其进行曝光。该过程重复曝光晶片上所有的集成电路芯片位置所需的次数。对于掩模版所 定义的晶片100的每个区域，只需要存在衍射镜集合的一个实例。图3是按照本专利技术第一实施方式的对准结构的顶视图。在图3中，仅示出和描述 了第一衍射镜阵列集合120X，但是第二本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种方法，包括：引导光通过光掩模的透明区域、通过透镜并引至衬底上的至少三个衍射镜阵列的集合上，所述至少三个衍射镜阵列的集合中的每个衍射镜阵列包括单行镜子，任意特定衍射镜阵列中的所有镜子间隔开相同的距离，不同衍射镜阵列中的镜子间隔开不同的距离；测量从所述至少三个衍射镜阵列的集合衍射到光检测器的阵列上的光强；以及基于所述测量的光强来调节所述光掩模与所述衬底的对准。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：AA格拉纳多斯，BA弗克斯，NJ吉布斯，AB玛基，TJ蒂姆帕内，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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