TW200523681A - Device manufacturing method and device manufactured thereby - Google Patents

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200523681 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 一 本發明係關於一種利用光微影投射裝置的裝置製造方 法，該裝置包括： -一韓射系統用於提供一投射的輻射光束； 印‘圖樣構件，根據一理想的圖樣將該投射光束帶有其 圖樣； -一基板平台用於支撐一基板；以及 -一投射系統將該帶有圖樣的光束成像於該基板的一第 一表面上一目標區段。 【先前技術】 光微影裝置是一種將一理想的圖樣印製在一基板的一目 標區段上之機器。光微影裝置可以用於，例如：製造積體 電路（ICs)。其狀況下一印製圖樣構件，例如：一遮罩可對 應於垓1C的單一個別層以產生一電路圖樣，並且此圖樣可 以成像於一基板（即一矽晶圓）上的一目標區段（就是包括部 刀的一個或數個晶粒）’其具有一層輕射感光材質（光阻）。 一般來說’一單一的基板包含連續曝光形成相鄰目標區段 之一系統結構。熟知的光微影裝置包括所謂的行進写 (stepper)，其中一次進行步驟内，每一個目標區段是被一整 個圖樣曝光而照射在該目標區段上；以及所謂的掃描器， 其中每一個目標區段是從一給定方向（即掃描方向）的投射 光束運用掃描圖樣照射，並且以平行或反平行此方向同時 掃描該基板。 O:\89\89198.DOC -6- 200523681 對準是將該遮罩上一转玄赴& w μ 一 皁上特疋點的影像定位至要曝光的晶圓 上一特定點之步驟，ϋ堂左主 _ ^ t - 通㊉在母一個基板與遮罩上會提供一 個或多個對準標記，例如：一小標號。—個裝置是由以中 間製程步驟連續曝光所架構的許多層次組成的，因此每— 次曝光之前，必須將該基板上與該遮罩上的標記對準，以 減少新的曝光圖樣與先前的之間產生任何位置錯誤，此稱 為重疊錯誤。 對某些裝置而言，例如：微電機械系統（MEMS)以及微光 電機械系統_刪），希望能夠利用光微影製程和許多方 式在-基板上的兩面產生結構’而且該基板相反兩面上的 結構需要彼此料。意思是光微影裝置需要將投射在一基 板正面上的圖樣對準至該背面上的對準標記，這可以額： 的硬體完成，例如：將一背面標記的影像投射至該基板的 正面之光學架構’或利用一透明的基板。紅外線輻射可以 用於-矽質基板’但受限於準確性、以及不希望加熱該晶 圓。 【發明内容】 本發明之一目的是提供一種裝置的製造方法，能夠以一 基板上一面的結構對準另一面上的標記之方式印製，不需 要額外的硬體但可以提升準確性。 此目標與其他目標可根據本發明之一種裝置的製造方法 得以完成，該製造方法包括： 提供一第一基板，其具有第一和第二表面； 將圖樣以至少一個反向的對準標記印製在該基板的第一

O:\89\89198.DOC 200523681 表面上； 提供一保護層於該對準標記（一個或多個）上； - 將该第一基板的第一表面結合於一第二基板； 、局部地蝕刻該第一基板至保護層的深度，在該反向的對 準標記或每一個附近形成一溝道；以及 矛J用具有一正面至背面對準系統的光微影投射裝置，形 成至广、-印有圖樣的層次於該第二表面，同時將該基板對 準至该溝道或每一個内顯現的對準標記。 片形成於該第一基板内反向的對準標記，#由蝕刻而顯現 田做正φ方向的對準標記，以此該光微影投射裝置就能 夠對準’且直接對準印製在正面上，該標記的圖樣就可以 印製在該基板的背面。 適合該標記形狀的保護層最好是選取可以抵抗用於餘 刻’而形成該溝道的材質，例如：二氧化石夕，因此形成一 χ·Ητ止層反射層，例如：鋁可以形成於該保護層上（結 合之前），當顯現於該溝道内時可增加該標記的能見度。 6亥姓刻步驟可局部進行，藉由在該第：表面上形成-姓 刻阻礙層，例如：g /卜4 . 乳化物，k供一層輻射感應的光阻於該 I虫刻阻礙層上；將該光阻印上圖樣並顯影以形成開口於該 標記上；然後將該開口内的蝕刻阻礙層移去。要將圖樣印 在光阻上形成開口睹，彳岔+ 、 僅為要局部地腐钱該標記，能夠以

有效的準確程度，利用P 、 < Μ基板上第二面的一紅外線標記 感應為來完成。 該基板與該第二（承载）美 义 私J丞板結合之刖，可以利用熟知的

O:\89\89198 DOC 200523681 技術形成裝置於該第一表面内部和/或上方。該保護層和選 擇丨生的反射層可以形成為部分的該裝置層，如果需要的 可局邛地移去任何插入層而不是特別地形成。 用於對準該第-表面内或其上結構的正向對準標記，與 用於對準在該第二表面上所形成結構的反向標記，可以在 相同的/驟中印製。這樣的#，該正向標記與反向標記的 位置關係，以及該第一與第二表面上的結構都能夠確定無 誤0 結合之後’可將該第—基板的厚度降低，例如：使用研 磨。 雖然本文中以使用光微影裝置製造ICs為特定參考，但應 該瞭解到此處敘述的光微影裝置可以有其他的用途，例 如··製造積體光學系統，用於磁場區域記憶體的導引和感 測圖樣、液晶顯示器（LCDs)、薄膜磁頭等等。技術人員要 月b體s這些憂換的應用内容令，任何使用術語，，晶圓”或，, 晶粒π視為相同意義，而比較一般的用語分別是”基板”或，， 目軲區段”。此處基板指的是於曝光以前或之後製程的物 件，例如··要在一執道（一種工具通常是將一層光阻施加至 一基板，並且將已曝光的光阻顯影）内，或以一種方式或檢 JJ工具。於可應用之處，本文揭示應用至此類或其他的基 板製程工具。進一步地，該基板可以製程處理一次以上， 例如：為了要產生一多重層次的ICs，因此用詞，，基板"也可 以指已經包括多重製程層次的一基板。 本文使用的"輻射，，和，，光束，，包含所有型態的電磁輻射，包 O:\89\89198.DOC -9- 200523681 括紫外線（UV)輪射（其波長為365，248，ι93 , 157或126毫 微米）’以及極端的紫外線（EUV)輻射（具有5_2〇毫微米的波 長乾圍），還有粒子束，例如：離子束或電子束。 此處的用詞’，印製圖樣的構件”應該以廣意來解讀，指的 是一種構件適用於將一圖樣賦予一投射光束的橫截面，例 如：在基板的一目標區段内產生一圖樣。應該注意到賦予 至該投射光束的圖樣，可能不是完全地對應至該基板目標 區段内的理想圖樣，通常賦予至該投射光束的圖樣將對應 至該目標區段所產生一裝置内一特定的功能層:欠，例如： 一積體電路。 印製圖樣的構件可以是穿透性或反射性，該構件的實例 包括遮罩、程式化的面鏡陣列、以及程式化的lcd平板。 遮罩是光微影技術中所熟知，包括的遮罩種類有二元式、 變化的相位偏移、和減弱的相位偏移、以及 合遮罩形式…種程式化面鏡陣列的實例，使用小=鏡 的矩陣安排，#中每_個可以個別的傾斜而能將—人射的 輕射光束於不同的方向上反射，以此方式反射的光束便已 賦予圖樣°每—種印製圖樣構件的實财，其支撐結構可 以是-框架或平台’例如：可依需要為一固定或可移動式， 並且能夠確定該印製圖樣的構件在—理想位置，例如^目 對於邊投射系統。本文任何地方使用”網線，，或,，遮罩,,可以考 慮與較一般用詞的"印製圖樣構件”為同義詞。 此處的用詞，，投射系統”應該較寬義解讀為包含各種型能 的投射系統’包括折射式光學系統、反射式光學系統二

O:\89\89I98 DOC -10- 200523681 及全折射光學系統，為所使用輻射曝光的實例，或者例如： 使用-浸泡流體或-真空的其他因t。本文中任何地方使 用’’透鏡”可以較廣泛考量與用詞，，投射系統,,同義。 呈現的系統也可包含各種類型的光學元件，包括折射、 反射、及全折射的光學元件，用於改變方向、改變波形、 或控制輻射的投射光束，正如下所指的集體或單一的元件 為π透鏡π。 光微影技術的裝置可以是一種具有兩個（雙重平台），或 兩個以上的基板平台（和/或兩個或兩個以 這類”多重平台”機器令，額外的平台可以平=/，;；預 備步驟可以承載出一個或一個以上的平台，同時一個或數 個其他的平台用於曝光。 該光微影技術裝置也可以是一種型態，其基板是浸泡在 一種折射率相當高的液體内’例如：7卜使其充滿該投射 系統最後元件與該基板之間的空間，浸泡的液體也可適用 於該光微影裝置的其他空間，例如：在該遮罩與該投射系 統的第一元件之間。浸泡技術如本技術熟知，可以增加投 射系統的數值口徑。 【實施方式】 光微影投射裝置 圖1繪製可用於執行本發明之方法中步驟的一種光微影 投射裝置，該裝置包括： y -一照明系統（照明g)IL，用於提供一具輻射性（例如： UV輻射或***輻射）投射光束PB ; O:\89\89I98.DOC -11 - 200523681 • 一第一支援結構（即一遮罩平台）MT，用於支撐圖樣印 衣構件（即一遮罩）Μ A，並且連接至第一定位構件，其相對 於物件PL精確地定位該圖樣印製構件； -一基板平台（即一晶圓平台）WT，用於支撐一基板（就是 鍍上光阻的一晶圓）W，並連接至第二定位構件，其相對於 物件PL精確地定位該基板；以及 -一投射系統（即一折射式投射透鏡）PL，藉由圖樣印製 構件將賦予至該投射光束的一圖樣，成像於該基板％的_ 目標區段C(即包含一個或多個晶粒）上。 正如在此所述，該裝置是一穿透型式（就是使用一穿透性 遮罩），或者該裝置可以是一折射型式（使用一程式化的面鏡 陣列，如上所示）。 該照明器IL接收來自一輻射光源S0的一輻射光束，該輻 射源與該光微影裝置可以是分離的個體，例如··當該輕射 源為一準分子雷射。這些狀況下，該輻射源並不認為是形 成該光微影裝置的一部分，而該輻射光束是來自該輻射源 S〇藉由一光束傳遞系統BD的幫助到達該照明器IL。該光束 傳遞糸統包括，例如：適合導引的面鏡和/或一光束擴大 器。其他的狀況下，該輻射源可以整合為該裝置的一部分， 例如：當該輻射源是一汞（水銀）燈，該輻射源S〇與該照明 器1L—起，加上該光束傳遞系統BD，如果需要的話可以一 輻射系統來代表。 該照明器IL可包含調整構件AM，用於調整該光束的角度 強度分佈情況。一般來說，至少該照明器一瞳口平面内強 O:\89\89198.DOC -12- 200523681 度分佈的外部和/或内部徑向範圍，（通常分別指的是σ -外 部和σ -内部），是可以調整的。此外，該照明器几通常包含 各種的其他元件，例如：一整合器ΙΝ和一聚集器c〇。該照 明器提供一條件式的輻射光束，指的是該投射光束ΡΒ在其 截面上有一理想的均勻性與強度分佈。 該投射光束ΡΒ入射至該遮罩ΜΑ上，其為該遮罩平台…丁 所支撐。該投射光束PB橫跨該遮罩之後，通過該透鏡PL， 其將該光束聚焦於該基板W的一目標區段c上。藉由該第二 定位構件PW以及定位感應器IF(即一干涉性裝置）的幫助， α玄基板平σ WT能夠準確地移動，也就是如此可到達該光束 路仏中不同的目標區段C。相似地，該第一定位構件ρ μ 、及另個义位感應裔（圖1中並未明確顯示），可相對於該 光束ΡΒ的路徑，用於準確地定位該遮罩Μα，即從一遮罩庫 的機械取回動作之後或—次掃描之間。—般來說，該物體 平σ ΜΤ和WT的移動是以一長距離動作模組（粗略定位）及 一短距離動作模組（細微定位）來了解，其形成該定位構件 ΡΜ和PW的部分。然而，在行進器(相對於掃描器)的情況 下j該遮罩平sMT可以只連接至一短距離動作啟動器，或 疋口疋的。遮罩MA和基板w可利用遮罩對準標記Μ1， M2與基板對準標記η，μ來對準。 顯不的裝置可用於下列較佳模組： h行進模組中，該遮罩平台ΜΤ和該基板平台WT基本上是保 ，固g定的^同時賦予至該投射光束的整個圖樣，在一次操 作（即一次單一的靜態曝光）中，投射至一目標區段c上。然 O:\89\89I98 D〇c 200523681 後j基板平台WT是在χ和/或γ方向上移動，使得一不同的 目標區段c能夠曝光。在行進模組中，該曝光範圍的最大尺 寸^制在一單一靜態曝光中所成像該目標區段c的大小。 2·掃描模、組中，該遮罩平台Μτ和該基板平台wt是同步掃描 的，同時賦予至該投射光束的圖樣是投射至一目標區段 C(即次早一的動態曝光）上。該基板平台WT相對於該遮 罩平σΜΤ的速度與方向，是由該投射系統pL的放大（縮小） /、p像轉向特性來決定。在掃描模組中，曝光範圍的最大 尺寸限制一次單一動態曝光内該目標區段的寬度（在非掃 描方向上）’而該掃描動作的長度決定該目標區段的高度（在 掃描方向上）。 3、·另一杈組中，該遮罩平台MT基本上保持固定以支撐一程 式=的圖樣構件，而且該基板平台WT是移動的或可掃描， 同日可加諸至該投射光束的一圖樣是投射在一目標區段c 上。此模組中，通常是使用一脈衝的輻射源，且該程式化 圖樣構件正如所需得以更新，於每-次該基板平台WT移動 之後，或在掃描過程中連續的輻射脈衝之間。此模組的操 b夠應用至利用私式化的圖樣構件之無遮罩光微影技 術，例如··一程式化的面鏡陣列，如上述的型態。 以上所述模組的組合和/或變化形式之使用，或整個不同 的模組之使用均可以操作。 具體實施例1 圖2顯示一晶圓W所提供的裝置，以其兩面上具有正向標 記（圖裝未示）和反向標記1至8。該反向標記1至8是面鏡成

O:\89\89198.DOC -14- 200523681 像，即相對於該晶圓

* 的軸，此實例中是正向標記的Y 軸。该正向標記可以接 一 才木取任何方便的形式，例如：一光柵、

一組光柵、塊狀中的燒M 鬼71大、框杀中的框架、山形等等，如 本技術中所熟悉的’以及基板在一連串曝光之前用於全部 ::所开7成的百要標記。圖2中反向首要標記的實例以及為 參考用一正向的首晷姆# — , 要‘圮，母一個都以四個光栅形成，如 圖顯示。該四個光拇中，_對是水平的…對^直^ 雖，、”考圖中亚不明顯，但每一對中的該兩個光拇以孰知 的方式具有不同的週期。本發明之實例該標記是在該晶圓 軸上以對稱的位置提供，本發明當然能夠應用至其他的標 記，也就是相鄰每一個目標區域或晶粒的標記。 圖3至圖8呈現本發明之方法實例的步驟。首先，正向標 記（圖中未示）與反向標記！至8，都是以熟知的方式姓刻進入 B曰曰圓W的第—表面1〇a内’並以二氧化矽的一保護層"和紹 的一反射層12所覆蓋，如圖3所示，其為圖2中沿著γ軸的一 部分截面圖。然後將該基板w翻面’並以一黏貼層丨3結合 至承載基板CW。圖4顯示結合至該承載基板cw的該基板 W，是以該第二表面10b為最上層。 如圖5顯示，將該晶圓研磨至一理想的厚度丁，也就是大 約7〇微米，而較上層表面l〇b，如該裝置所要求的形成於其 上0 為了局部蝕刻穿透該第一基板以顯現該反向標記1至8， 該第二表面10b，先以一層氧化物14覆蓋，即利用沉積法，如 圖6所示，並且覆蓋一層光阻15 ,其曝露至打開的首要流體 O:\89\89198.DOC -15- 200523681 窗口 1 6於該反向標記1至8的上方。因為該首要流體窗口 16 比該標記要大很多，所以不需要精確地對準位置，而且形 成該首要流體窗口的曝光步驟也可在該標記以一粗略調整 工具定位之後即進行，例如：利用紅外線的一標記感應器， 能夠穿過該基板W檢測該反向標記。 使用一種乾蝕刻RIE或濕蝕刻步驟（含HF的緩衝氧化物餘 刻），將該氧化物層14從該窗口 16内移走，以形成一硬遮 罩，並且利用選擇對矽的一蝕刻物進行一深度的溝道蝕刻 方式’形成溝道17。該深度溝道的鍅刻終止於該二氧化石夕 層上，使得該溝道1 7向下沿伸至該反向的首要標記丨和5， 到達如圖8所顯示的位置。此後可以在該第二表面1〇b，上， 以對準泫溝道17内顯現的反向標記丨至8而形成裝置層。古亥 溝道於其頂上有一足夠的寬度七，即1200微米，以確定其 底部的寬度d2夠大，即1000微米，而能充裕地配合該標記; 至8。然後於進行接下來的製程之前，將該氧化物層14移去。 該結合基板接下來的第一個步驟，可以是在該晶圓的負 二表面⑽，，現在就是最上層，相對於該顯現標記的所知七 置印製其他的標記。這些其他標記於該第二表面的進一步 製程，會比遠顯現的標記較方便對準。 本發明 從上列已敘述的本發明之較具體實施例，應該能夠理 ^發明可以敘述之外的方式實施，此敘述並非用於限制 【圖式簡單說明】 以實例方式呈現，並參 以上敘述本發明的具體實施例僅

O:\89\89198.DOC -16- 200523681 考下列所附圖式·· 圖1繪示可適用於本發明之方 一 t ^ 的一種光微影技術投射 圖2是適用於本發明之方法 板之平面圖；以及 中顯示對準標記位置的一基 圖3至圖8呈現根據本發明 圖式中對應的參考符號表 【圖式代表符號說明】 AM 調整構件 BD 光束傳遞系統 CO 聚集器 IF 定位感應器 IL 照明系統（器） IN 整合器 MA 遮罩 MT 遮罩平台 Ml，M2 遮罩對準標記 PL 投射系統 PM 定位構件 PW 第一定位構件 PI，P2 基板對準標記 SO 輻射光束 W 晶圓（基板） WT 晶圓平臺 示其對應的部分

O:\89\89198.DOC •17- 200523681 1，5 反向首要標記 10a 第一表面 10b，10bf 第二表面 11 保護層 12 反射層 13 黏貼層 14 氧化物層 15 光阻層 16 流體窗口 17 溝道 cw 承載基板 T 理想厚度 di 頂部寬度 d2 底部寬度 O:\89\89198.DOC _ 18

Claims (1)

1. 200523681 拾、申請專利範圍： 1. 種淡置製造的方法，該方法包括下列步驟：- 提供-第一基板，其具有第一與第二表面； 將該基板的第-表面印製至少一反向對準標記； 提供一保護層於該對準禪 將該第-基板的第-表面:::：第二基板； 局^地ϋ刻&第—基板達到該保護層的深度，以妒致 一溝道於該反向對準標記或每-個反向對準標記❹ 近；以及 ^ Μ 利用一光微影投射裝置，形成至少一圖樣層於該第_ 表面上，該裝置具有-正面至背面的對準系統， 將違基板對準至該溝道或每_個溝道巾顯現的該對準相 記。 2.如申請專利範圍第旧之方法，其中該保護層是以一材料 形成’例如：二氧化矽―，其選取可抵制所使用而形成該 溝道的蝕刻，因此就變成一蝕刻停止層。 3·如申請專利範圍第丨或2項之方法，其包括進一步的步 驟：在該結合步驟之前，形成一反射層，例如：鋁，於 該保護層上，以增加該標記顯現於該溝道内時的可見度。 4.如申請專利範圍第丨或2項之方法，其包括進一步的步 驟：於該結合步驟之前，在該第一表面内和/或其上形成 裝置。 5·如申請專利範圍第4項之方法，其中該保護層和/或如果提 供3亥反射層的話’是以任何插入層形成，即為裝置層的 O:\89\89198.DOC 200523681 部分，需要的話可以局部地移去。 如申請專利範圍第4項之方法， ν、宁用於對準# | , 内或其上之該結構的正向梓々 a -弟一表面 知5己，是與該反向禪午右-π 的步驟t印製。 知屺在相同 7. 如申請專利範圍第1或2項之方法， 驟包括形成一蝕刻阻礙層的次其中該局部蝕刻的步 物層於該第二表面上；提供 ./成一軋化 r⑽上;=:，：) 成開口於該標記上方；然後 更八开/ 8· ,^ σ亥開口内的姓刻阻礙。 如申清專利範圍第!或2項之方法，其包括進 曰 驟：於該結合步驟之後， ^ 如：以研磨方式。 "第—基板的厚度降低，例 A 範圍第1或2項之方法，其中該對準標記是利 P製該處理層圖樣所用的相同裝置來印製。 1〇.=請專利範圍第1或2項之方法，其中該形成至少-圖 樣層於該第二砉 上之步驟，包括形成至少一另外的對 準標記，於相對 、 -已知位置。 溝道或每一個内顯現的對準標記之 η. -種如以上申請專利範圍中任一項之方法所製造的裝 置。 O:\89\89198.DOC