JP2003297743A - 較正方法、較正基板、リソグラフィ装置およびデバイス製造方法 - Google Patents

較正方法、較正基板、リソグラフィ装置およびデバイス製造方法

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JP2003297743A JP2003100901A JP2003100901A JP2003297743A JP 2003297743 A JP2003297743 A JP 2003297743A JP 2003100901 A JP2003100901 A JP 2003100901A JP 2003100901 A JP2003100901 A JP 2003100901A JP 2003297743 A JP2003297743 A JP 2003297743A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 リソグラフィ投影装置で基板の表裏両面に回
路パターンのあるデバイスを作る場合に使う、両面のパ
ターンを整列させる整列システムを必要な整列精度に較
正するための方法を提供すること。 【解決手段】 この構成手順は、対向する側に基準マー
カＷＭ１、ＷＭ３を有すし、整列ビームに透明な較正基
板ＨＷを使う。表側の基準マーカＷＭ３の位置を通常の
方法で決め、次に裏側の基準マーカＷＭ１の位置を、こ
の較正基板ＨＷを通らせる整列ビームによって決める。
しかし、マーカＷＭ３に関するマーカＷＭ１の焦点位置
のシフトを補償するために、平面板５０を、マーカＷＭ
１が較正基板ＨＷの前の平面にあるかのように見えるよ
うに、較正基板ＨＷの上に置く。この様に、この発明は
直接的で容易に理解できる手順を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、 − 放射線の投影ビームを供給するための放射線シス
テム； − 所望のパターンに従ってこの投影ビームをパター
ン化するためのパターニング手段； − 基板を保持するための基板テーブル；および − このパターン化したビームをこの基板の第１側の
目標部分上に結像するための投影システム；を含むリソ
グラフィ投影装置の較正に関する。
【０００２】
【従来の技術】この“パターニング手段”という用語
は、入射放射線ビームに、この基板の目標部分に創成す
べきパターンに対応する、パターン化した断面を与える
ために使うことができる手段を指すと広く解釈すべきで
あり；“光バルブ”という用語もこのような関係で使っ
てある。一般的に、上記パターンは、集積回路またはそ
の他のデバイス（以下参照）のような、この目標部分に
創るデバイスの特別の機能層に対応するだろう。そのよ
うなパターニング手段の例には次のようなものがある。 − マスクを保持するためのマスクテーブル。マスク
の概念は、リソグラフィでよく知られ、二値、交互位相
シフト、および減衰位相シフトのようなマスク型、並び
に種々のハイブリッドマスク型を含む。そのようなマス
クを放射線ビーム中に置くと、このマスク上のパターン
に従って、このマスクに入射する放射線の選択透過（透
過性マスクの場合）または選択反射（反射性マスクの場
合）を生ずる。このマスクテーブルは、このマスクを入
射放射線ビームの中の所望の位置に保持できること、お
よび、もし望むなら、それをこのビームに対して動かせ
ることを保証する。 − プログラム可能ミラーアレイ。そのような装置の
一例は、粘弾性制御層および反射面を有するマトリック
スアドレス可能面である。そのような装置の背後の基本
原理は、（例えば）この反射面のアドレス指定された領
域が入射光を回折光として反射し、一方アドレス指定さ
れない領域が入射光を未回折光として反射するというこ
とである。適当なフィルタを使って、上記未回折光を反
射ビームから濾過して取除き、回折光だけを後に残すこ
とができ；この様にして、このビームがマトリックスア
ドレス可能面のアドレス指定パターンに従ってパターン
化されるようになる。プログラム可能ミラーアレイの代
替実施例は、極小ミラーのマトリックス配置を使用し、
適当な局部電界を印加することにより、または圧電作動
手段を使うことにより、それらの各々を軸線周りに個々
に傾斜することができる。やはり、これらのミラーは、
マトリックスアドレス可能で、アドレス指定したミラー
が入射放射線ビームをアドレス指定されないミラーの方
へ異なる方向に反射し；この様にして、反射ビームをこ
れらのマトリックスアドレス可能ミラーのアドレス指定
パターンに従ってパターン化する。必要なアドレス指定
は、適当な電子手段を使って行える。上に説明した両方
の場合に、パターニング手段は、一つ以上のプログラム
可能ミラーアレイを含むことができる。ここで言及した
ようなミラーアレイについての更なる情報は、例えば、
米国特許第５，２９６，８９１号および同第５，５２
３，１９３号、並びにＰＣＴ特許出願ＷＯ９８／３８５
９７およびＷＯ９８／３３０９６から集めることがで
き、それらを参考までにここに援用する。プログラム可
能ミラーアレイの場合、上記支持構造体は、例えば、必
要に応じて固定または可動でもよい、フレームまたはテ
ーブルとして具体化してもよい。 − プログラム可能ＬＣＤアレイ。そのような構成の
例は、米国特許第５，２２９，８７２号で与えられ、そ
れを参考までにここに援用する。簡単のために、この本
文の残りは、ある場所で、マスクおよびマスクテーブル
を伴う例を具体的に指向するかも知れないが；しかし、
そのような場合に議論する一般原理は、上に示すような
パターニング手段の広い文脈で見るべきである。
【０００３】簡単のために、この投影システムを、以後
“レンズ”と呼ぶかも知れないが；この用語は、例え
ば、屈折性光学素子、反射性光学素子、および反射屈折
性光学素子を含む、種々の型式の投影システムを包含す
るように広く解釈すべきである。この放射線システムも
放射線のこの投影ビームを指向し、成形しまたは制御す
るためにこれらの設計形式の何れかに従って作用する部
品を含んでもよく、そのような部品も以下で集合的また
は単独に“レンズ”と呼ぶかも知れない。更に、このリ
ソグラフィ装置は、二つ以上の基板テーブル（および／
または二つ以上のマスクテーブル）を有する型式でもよ
い。そのような“多段”装置では、追加のテーブルを並
列に使ってもよく、または準備工程を一つ以上のテーブ
ルで行い、一方他の一つ以上のテーブルを露出に使って
もよい。二段階リソグラフィ装置は、例えば、米国特許
第５，９６９，４４１号および１９９８年２月２７日提
出の米国特許出願第０９／１８０，０１１号（ＷＯ９８
／４０７９１）に記載してあり、それらを参考までにこ
こに援用する。
【０００４】リソグラフィ投影装置は、例えば、集積回
路（ＩＣ）の製造に使うことができる。そのような場
合、パターニング手段がこのＩＣの個々の層に対応する
回路パターンを創成してもよく、このパターンを、放射
線感応性材料（レジスト）の層で塗被した基板（シリコ
ンウエハ）の目標部分（一つ以上のダイを含む）上に結
像することができる。一般的に、単一ウエハが隣接する
目標部分の全ネットワークを含み、それらをこの投影シ
ステムを介して、一度に一つずつ、順次照射する。マス
クテーブル上のマスクによるパターニングを使う現在の
装置では、機械の二つの異なる種類を区別することがで
きる。一つの種類のリソグラフィ投影装置では、全マス
クパターンをこの目標部分上に一度に露出することによ
って各目標部分を照射し；そのような装置を普通ウエハ
ステッパと呼ぶ。代替装置 ― 普通ステップ・アンド・
スキャン装置と呼ぶ ― では、このマスクパターンを投
影ビームの下で与えられた基準方向（“走査”方向）に
順次走査し、一方、一般的に、この投影システムが倍率
Ｍ（一般的に＜１）であり、この基板テーブルを走査す
る速度Ｖが、倍率Ｍ掛けるマスクテーブルを走査する速
度であるので、この基板テーブルをこの方向に平行また
は逆平行に同期して走査することによって各目標部分を
照射する。ここに説明したようなリソグラフィ装置に関
する更なる情報は、例えば、米国特許第６，０４６，７
９２号から収集することができ、それを参考までにここ
に援用する。
【０００５】整列は、マスク上の特定の点の像を露出す
べきウエハ上の特定の点に配置するプロセスである。典
型的には、小さなパターンのような、一つ以上の整列マ
ークが基板とマスクの各々の上に設けてある。デバイス
は、中間処理工程による相次ぐ露出によって蓄積した多
くの層から成ることがある。各露出の前に、基板上のマ
ークとマスクの間の整列を行い、新しい露出と先の露出
との間の位置誤差を最小にし、その誤差をオーバレイ誤
差と呼ぶ。
【０００６】マイクロシステム技術（ＭＳＴ）、マイク
ロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）、マイクロオプト電気
機械システム（ＭＯＥＭＳ）およびフリップチップのよ
うな、ある技術では、デバイスを基板の両側から作る。
基板の一つの側に、この基板の他の側に先に露出した形
態と正確に整列する露出を行うことに問題があった。
０．５マイクロメートル以上の整列精度が一般的に要求
される。
【０００７】ウエハテーブルに埋込んだ追加の２組の光
学素子を使う表・裏側整列（ＦＴＢＡ）システムが提案
されている。この方法で、既知のスルー・ザ・レンズ
（ＴＴＬ）整列システムが反対の基板表面上にあるマー
カの位置を決めることが出来る。このＦＴＢＡシステム
は、上側マーカが処理層で覆われ、もう整列できないと
きに起る処理問題を克服するためにも有用である。しか
し、通常のハードウエア設計からの偏差、温度変化、基
板厚さおよび楔形の変化、レンズの補正不能誤差、整列
ビームの非直交性および標準オーバレイ誤差がこのＦＴ
ＢＡシステムの精度に影響する。従って、必要な整列精
度を満たすためにこのＦＴＢＡシステムを較正する必要
がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、表・
裏側整列システムを較正するための方法を提供すること
である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この目的およびその他の
目的は、本発明によれば、基板の対向する側にある整列
マーカへ整列できる整列システムを較正する方法であっ
て、上記整列システムが放射線の整列ビームを直接一つ
の側に向け且つ上記整列ビームを追加の光学システムを
介して他の側に向け、この方法が：第１および第２の対
向する面を有し且つ上記整列ビームの放射線に透明な較
正基板を用意し、上記較正基板がその第１面に基準マー
カを有し、上記基準マーカが上記第１および第２面の両
方から検出可能である工程；上記第１面に向けられた上
記整列ビームで上記基準マーカへの第１整列を行う工
程；並びに上記整列システムの焦点位置が上記第１マー
カの位置へ変位するようにこの整列ビームに平面板を介
在させながら、上記第２面に向けられ且つ上記第１面を
通って伝播する上記整列ビームで上記基準マーカへの第
２整列を行う工程を含み；上記第１および第２整列をど
んな順序で行ってもよい方法によって達成される。
【００１０】この方法は、表・裏側整列システムを較正
するための直接的で容易に理解できる手順を提供する。
これら三つの整列工程の結果の比較がこの第２の、裏側
整列マーカを、それがこの整列システムに見える場合、
再結像するこの光学システムの較正をもたらす。そこで
この表・裏側整列システムを自信をもって不透明な生産
基板を整列するために使うことが出来る。
【００１１】
【発明の実施の形態】この基準基板は、整列をこの整列
システムの各再結像光学システムに繰返してもよいよう
に、各側に複数の基準マーカを備えてもよい。この平面
板の楔形（平行性からの偏差）および不均質性を平均す
るために、この平面板を上記整列ビームの方向と実質的
に平行な軸の周りおよびこの基板の平面に平行な直交軸
の周りに１８０°だけ回転する。各回転後、第２整列を
繰返し、四つの測定値を得る。
【００１２】本発明は、上に説明した方法で使うための
およびその二つの対向する面の一つに基準マーカを有す
る透明体を含み、上記基準マーカが上記対向する面の両
方から検出可能である較正基板も提供する。
【００１３】この発明の目的は、以下の方法によっても
解決される。即ち、基板の対向する側にある整列マーカ
へ整列できるリソグラフィ装置の整列システムを較正す
る方法であって、上記整列システムが放射線の整列ビー
ムを直接一つの側に向け且つ上記整列ビームを追加の光
学システムを介して他の側に向け、この方法が：その第
１面に１対の第１基準マーカを有する基板を用意する工
程；上記追加の光学システムを使って上記対の第１基準
マーカへの第１整列を行う工程；上記基板の第２面にあ
る１対の第２基準マーカの第１露出を行う工程；第１軸
周りに１８０°だけの上記基板の第１回転を行う工程；
上記追加の光学システムを使って上記対の第２基準マー
カへの第２整列を行う工程；上記基板の上記第１面にあ
る１対の第３基準マーカの第２露出を行う工程；および
上記整列システムを較正するために上記第１および第３
基準マーカの相対位置を測定する工程を含む方法であ
る。
【００１４】この第１軸は、上記対の第１基準マーカを
結ぶ線または上記対の第１基準マーカを結ぶ線でもよ
い。この較正は、両方の周りに回転して繰返すのが好ま
しい。上記の説明した較正方法の両方を組合わせると都
合がよい。
【００１５】本発明の目的は、以下の方法でも解決され
る。即ち、基板の対向する側にある整列マーカへ整列で
きるリソグラフィ装置の整列システムを較正する方法で
あって、上記整列システムが放射線の整列ビームを直接
一つの側に向け且つ上記整列ビームを追加の光学システ
ムを介して他の側に向け、この方法が：その第１面に１
対の第１基準マーカをおよびその第２面に１対の第２基
準マーカ有する基板を用意する工程；上記面に向けた上
記整列ビームでこれらの第１整列マークへの整列を行
い、上記追加の光学システムを使ってこれらの第２基準
マークへの整列を行う工程；第１軸周りに１８０°だけ
の上記基板の第１回転を行う工程；並びに上記面に向け
た上記整列ビームでこれらの第２整列マークへの整列を
行い、上記追加の光学システムを使ってこれらの第１基
準マークへの整列を行う工程；並びにこれらの整列を比
較する工程を含み；これらの整列をどんな順序で行って
もよい方法である。
【００１６】この第１軸は、上記対の第１基準マーカを
結ぶ線または上記対の第１基準マーカを結ぶ線の垂直２
等分線でもよい。この較正は、両方の周りに回転して繰
返すのが好ましい。以上に説明した三つの較正方法のど
れかを組合わせても都合がよい。
【００１７】本発明の目的は、さらに以下の方法によっ
ても解決される。即ち、基板の対向する側にある整列マ
ーカへ整列できるリソグラフィ装置の整列システムを較
正する方法であって、上記整列システムが放射線の整列
ビームを直接一つの側に向け且つ上記整列ビームを追加
の光学システムを介して他の側に向け、この方法が：そ
の第１面に第１対の三つ以上の基準マーカの列をおよび
その第２面に第２対の三つ以上の基準マーカの列を有す
る基板を用意する工程；上記直接入射整列放射線を使っ
てこの第１対の基準マーカの列への整列を行い、上記追
加の光学システムを使ってこの第２対の基準マーカの列
への整列を行う工程；第１軸周りに１８０°だけの上記
基板の第１回転を行う工程；上記直接入射整列放射線を
使ってこの第２対の基準マーカの列への整列を行い、上
記追加の光学システムを使ってこの第１対の基準マーカ
の列への整列を行う工程；並びにこれらの整列を比較す
る工程を含み；これらの整列をどんな順序で行ってもよ
い方法である。この較正方法を先に説明した三つの方法
と組合わせて使っても都合がよい。そこで、以上におい
て説明した方法を使って較正したリソグラフィ装置は、
他のリソグラフィ装置を較正するための較正基板を作る
ために使うことが出来る。
【００１８】本発明のもう一つの態様は、リソグラフィ
投影装置であって： − 放射線の投影ビームを供給するための放射線シス
テム； − 所望のパターンに従ってこの投影ビームをパター
ン化するための、パターニング手段； − 基板を保持するるための基板テーブル；および − このパターン化したビームをこの基板の第１側の
目標部分上に結像するための投影システムを含み： − 上記支持システムまたは上記パターニング手段上
の基準マーカを、上記基板の上記パターン化したビーム
を結像すべき第１面上に設けた整列マーカに整列するた
めに、それに対して上記基板が透明である放射線の整列
ビームを使用する整列システム； − 上記整列ビームを上記基板の上記第１面に対向す
る第２面に集束するように、上記整列ビームの経路に選
択的に介在させ得る平面板に特徴がある投影装置を提供
する。
【００１９】本発明のこの態様は、デバイス製造方法で
あって： − 少なくとも部分的に放射線感応性材料の層で覆わ
れた基板を用意する工程； − 放射線システムを使って放射線の投影ビームを用
意する工程； − この投影ビームの断面にパターンを付けるために
パターニング手段を使う工程； − この放射線のパターン化したビームを上記基板の
第１側にあるこの放射線感応性材料の層の目標領域上に
投影する工程を含み： − 上記投影工程の前に、上記支持システムまたは上
記パターニング手段上の基準マーカを、上記基板の上記
パターン化したビームを結像すべき第１面上に設けた第
１整列マーカに整列するために、それに対して上記基板
が透明である放射線の整列ビームで上記整列マーカを照
明することによって整列システムを使用する工程；上記
整列ビームを上記基板の上記第１面に対向する第２面に
集束するように、平面板を上記整列ビームの経路に介在
させ、および上記基準マーカを上記基板の上記第１面に
対向する第２面に設けた第２整列マーカと整列する工程
に特徴がある方法も提供する。
【００２０】本発明は、少なくとも整列マーカ付近で、
上記整列マーカを両側から検出できるように、厚さ１０
μｍ以下の較正基板も提供する。この基板は、厚さ１０
μｍ以下で第１整列マーカを備える第１領域、および厚
さ１０μｍ以下で第２整列マーカを備える第２領域を備
え、上記第１および第２領域がこの基板の表面が形成す
る平面に垂直な方向に分離していてもよい。この間隔
は、１００μｍを超えるのが都合がよい。
【００２１】この発明は、リソグラフィ装置を較正する
方法で、厚さ１０μｍ以下の上に説明した基板を使い、
上に説明した方法の最初のものを行う工程；この基板を
この基板の表面が形成する平面に垂直な軸周りに回転す
る工程；およびこの方法をもう一度行う工程を含む方法
も提供する。
【００２２】この明細書全体に亘って、基板の特定の側
にある整列マークを参照することは、勿論、基板のその
側にエッチングした整列マークを含み、および整列マー
クの上に、それが埋っても必ずしも表面に露出されない
ように、後に材料を堆積したマークを含む。
【００２３】この発明によるリソグラフィ投影装置を使
う製造プロセスでは、パターン（例えば、マスクの中
の）を、少なくとも部分的に放射線感応材料（レジス
ト）の層で覆われた基板上に結像する。この結像工程の
前に、この基板は、例えば、下塗り、レジスト塗布およ
びソフトベークのような、種々の処理を受けるかも知れ
ない。露出後、基板は、例えば、露出後ベーク（ＰＥ
Ｂ）、現像、ハードベークおよび結像形態の測定／検査
のような、他の処理を受けるかも知れない。この一連の
処理は、デバイス、例えばＩＣの個々の層をパターン化
するための基礎として使用する。そのようにパターン化
した層は、次に、エッチング、イオン注入（ドーピン
グ）、金属化処理、酸化処理、化学・機械的研磨等のよ
うな、全て個々の層の仕上げを意図した種々の処理を受
けるかも知れない。もし、幾つかの層が必要ならば、全
処理またはその変形を各新しい層に反復しなければなら
ないだろう。結局、デバイスのアレイが基板（ウエハ）
上にできる。次に、これらのデバイスをダイシングまた
は鋸引のような手法によって互いから分離し、そこから
個々のデバイスをキャリヤに取付け、ピンに接続し等で
きる。そのようなプロセスに関する更なる情報は、例え
ば、ピータ・バン・ザントの“マイクロチップの製作：
半導体加工の実用ガイド”、第３版、マグロウヒル出版
社、1997年、ISBN0-07-067250-4という本から得ること
ができ、それを参考までにここに援用する。
【００２４】この本文では、ＩＣの製造に於けるこの発
明による装置の使用を具体的に参照してもよいが、その
ような装置は、他の多くの可能な用途があることを明確
に理解すべきである。例えば、それを集積光学システ
ム、磁区メモリ用誘導検出パターン、液晶ディスプレイ
パネル、薄膜磁気ヘッド等の製造に使ってもよい。当業
者は、そのような代替用途の関係では、この本文で使う
“ウエハ”または“ダイ”という用語のどれも、それぞ
れ、より一般的な用語“基板”および“目標領域”で置
換えられると考えるべきであることが分るだろう。
【００２５】本文書では、“照明放射線”および“照明
ビーム”という用語を紫外放射線（例えば、３６５、２
４８、１９３、１５７または１２６ｎｍの波長の）およ
びＥＵＶ、並びにイオンビームまたは電子ビームのよう
な、粒子ビームを含むあらゆる種類の電磁放射線を包含
するために使用する。
【００２６】次にこの発明の実施例を、例としてだけ、
添付の概略図を参照して説明する。これらの図で、対応
する参照記号は、対応する部品を示す。
【００２７】
【実施例】図１は、この発明の特別の実施例によるリソ
グラフィ投影装置を概略的に描く。この装置は： − 放射線（例えば、ＥＵＶ放射線）の投影ビームＰ
Ｂを供給するための、この特別の場合放射線源ＬＡも含
む、放射線システムＬＡ、Ｅｘ、ＩＬ； − マスクＭＡ（例えば、レチクル）を保持するため
の、およびこのマスクを部材ＰＬに関して正確に位置決
めするために第１位置決め手段に結合された第１物体テ
ーブル（マスクテーブル）ＭＴ； − 基板Ｗ（例えば、レジストを塗被したシリコンウ
エハ）を保持するための、およびこの基板を部材ＰＬに
関して正確に位置決めするために第２位置決め手段に結
合された第２物体テーブル（基板テーブル）ＷＴ； − マスクＭＡの被照射部分を基板Ｗの目標部分Ｃ
（一つ以上のダイを含む）上に結像するための、投影シ
ステム（“レンズ”）ＰＬ（例えば、石英レンズシステ
ム）を含む。ここに描くように、この装置は、反射型で
ある（即ち、反射性のマスクを有する）。しかし、一般
的に、それは、例えば、（透過性のマスクを備える）透
過型でもよい。その代りに、この装置は、上に言及した
種類のプログラム可能ミラーアレイのような、他の種類
のパターニング手段を使ってもよい。
【００２８】この放射線システムは、放射線のビームを
作る線源ＬＡ（例えば、ＵＶレーザ）を含む。このビー
ムを直接か、または、例えば、ビーム拡大器Ｅｘのよう
な、状態調節手段を通してから、照明システム（照明
器）ＩＬの中へ送る。この照明器ＩＬは、このビームの
強度分布の外側および／または内側半径方向範囲（普
通、それぞれ、σ外側および／またはσ内側と呼ぶ）を
設定するための調整手段ＡＭを含む。その上、それは、
一般的に、積分器ＩＮおよびコンデンサＣＯのような、
種々の他の部品を含む。この様にして、マスクＭＡに入
射するビームＰＢは、その断面に所望の均一性および強
度分布を有する。
【００２９】図１に関して、線源ＬＡは、（この線源Ｌ
Ａが、例えば、水銀灯である場合によくあることだが）
このリソグラフィ投影装置のハウジング内にあってもよ
いが、このリソグラフィ投影装置から遠く離れていて、
それが作った放射線ビームをこの装置に（例えば、適当
な指向ミラーを使って）導いてもよいことに注意すべき
で；この後者のシナリオは、線源ＬＡがエキシマレーザ
である場合によくあることである。本発明および請求項
は、これらのシナリオの両方を包含する。
【００３０】ビームＰＢは、次に、マスクテーブルＭＴ
上に保持されたマスクＭＡを横切る。マスクＭＡを縦断
してから、ビームＰＢは、レンズＰＬを通過し、それが
このビームＰＢを基板Ｗの目標部分Ｃ上に集束する。第
２位置決め手段ＰＷ（および干渉計測定手段ＩＦ）を使
って、基板テーブルＷＴを、例えば、異なる目標部分Ｃ
をビームＰＢの経路に配置するように、正確に動かすこ
とができる。同様に、例えば、マスクＭＡをマスクライ
ブラリから機械的に検索してから、または走査中に、第
１位置決め手段ＰＭを使ってマスクＭＡをビームＰＢの
経路に関して正確に配置することができる。一般的に、
物体テーブルＭＴ、ＷＴの移動は、図１にはっきりは示
さないが、長ストロークモジュール（粗位置決め）およ
び短ストロークモジュール（微細位置決め）を使って実
現するが、それらは図１には明示しない。しかし、ウエ
ハステッパの場合は（ステップアンドスキャン装置と違
って）、マスクテーブルＭＴを短ストロークアクチュエ
ータに結合するだけでもよく、または固定してもよい。
【００３１】図示する装置は、二つの異なるモードで使
うことができる： １．ステップモードでは、マスクテーブルＭＴを本質的
に固定して保持し、全マスク像を目標部分Ｃ上に一度に
（即ち、単一“フラッシュ”で）投影する。次に基板テ
ーブルＷＴをｘおよび／またはｙ方向にシフトして異な
る目標部分ＣをビームＰＢで照射できるようにする； ２．走査モードでは、与えられた目標部分Ｃを単一“フ
ラッシュ”では露出しないことを除いて、本質的に同じ
シナリオを適用する。その代りに、マスクテーブルＭＴ
が与えられた方向（所謂“走査方向”、例えば、ｘ方
向）に速度νで動き得て、それで投影ビームＰＢがマス
ク像の上を走査させられ；同時に、基板テーブルＷＴが
それと共に同じまたは反対方向に速度Ｖ＝Ｍνで動かさ
れ、このＭはレンズＰＬの倍率（典型的には、Ｍ＝１／
４または１／５）である。この様にして、比較的大きい
目標部分Ｃを、解像度について妥協する必要なく、露出
できる。
【００３２】図２は、ウエハテーブルＷＴ上のウエハＷ
を示す。ウエハマークＷＭ３およびＷＭ４がウエハＷの
第１側（“表側”）に設けてあり、光をこれらのマーク
から、ＷＭ３およびＷＭ４の上の矢印で示すように反射
し、且つ後に説明する整列システム（図示せず）に関連
してマスク上のマークと整列するために使うことができ
る。更なるウエハマークＷＭ１およびＷＭ２がウエハＷ
の第２側（“裏側”）に設けてある。ウエハＷの裏側の
ウエハマークＷＭ１およびＷＭ２への光学的アクセスに
備えるために、光学システムがウエハテーブルＷＴに組
込んである。この光学システムは、１対のアーム１０
Ａ、１０Ｂを含む。各アームは、二つのミラー１２、１
４および二つのレンズ１６、１８から成る。各アームの
ミラー１２、１４は、それらが水平線と成す角度の和が
９０Ｅであるように傾斜している。この様にして、これ
らのミラーの一つに鉛直に入射する光ビームは、もう一
つのミラーから反射するとき、鉛直のままである。
【００３３】使用する際、光をウエハテーブルＷＴの上
からミラー１２上へ、およびレンズ１６および１８を介
して、ミラー１４上へ、次にそれぞれのウエハマークＷ
Ｍ１、ＷＭ２上へ向ける。光をウエハマークの部分から
反射し、この光学システムのアームに沿ってミラー１
４、レンズ１８および１６並びにミラー１２を介して戻
す。ミラー１２、１４およびレンズ１６、１８は、ウエ
ハマークＷＭ１、ＷＭ２の像２０Ａ、２０Ｂが、ウエハ
Ｗの表側の設けた何れかのウエハマークＷＭ３、ＷＭ４
の垂直位置に対応して、ウエハＷの表（上）面の平面に
出来るように配置してある。レンズ１６、１８およびミ
ラー１２、１４の順序は、勿論、その光学システムに適
するように、異なってもよい。例えば、レンズ１８は、
ミラー１４とウエハＷの間にあってもよい。ウエハマー
クＷＭ１、ＷＭ２の像２０Ａ、２０Ｂは、仮想ウエハマ
ークとして作用し、ウエハＷの表（上）側に設けた実ウ
エハマークと全く同様に、先在の整列システム（図示せ
ず）による整列に使うことができる。
【００３４】図２に示すように、光学システムのアーム
１０Ａ、１０Ｂは、像２０Ａ、２０Ｂを作り、それらは
ウエハＷの上の整列システムが見られるようにウエハＷ
の脇へ変位する。光学システムのアーム１０Ａ、１０Ｂ
の二つの好適向きを、ＸＹ平面にあるウエハＷの平面図
である図３および図４に示す。ウエハテーブルＷＴは、
はっきりさせるために図３および図４から省略してあ
る。図３では、光学システムのアーム１０Ａ、１０Ｂが
Ｘ軸に沿って整列してある。図４では、光学システムの
アーム１０Ａ、１０ＢがＹ軸に平行である。両方の場
合、ウエハマークＷＭ１、ＷＭ２がＸ軸上にある。ウエ
ハマークＷＭ１、ＷＭ２は、ウエハＷの下側にあり、そ
れでウエハＷの上側の視点からは反転している。しか
し、この光学システムのアームのミラーの構成は、これ
らの像がウエハＷの上側にあるのと全く同じに見えるよ
うに、ウエハマークＷＭ１、ＷＭ２の像２０Ａ、２０Ｂ
を回転してまた正しい方向に復元し、反転しないことを
意図する。この光学システムは、ウエハマークＷＭ１、
ＷＭ２対その像２０Ａ、２０Ｂのサイズの比が１：１で
あるように、即ち拡大も縮小もないようにも構成してあ
る。従って、像２０Ａ、２０Ｂは、それらがちょうどウ
エハＷの表側の実ウエハマークであるかのように使うこ
とができる。これらの光学素子は、小さいウエハマーク
を拡大するように（または大きいウエハマークを縮小す
るように）構成してもよいことが分るだろうが；重要な
ことは、このウエハマークの像が、先在する整列システ
ムを使う整列を可能にするために正しいサイズであるこ
とである。マスク上に設けた共通の整列パターンまたは
キーを使って実および仮想の両方のウエハマークで整列
を行うことができる。
【００３５】現在の例では、ウエハマークが、図２に示
すように、ウエハＷの表と裏の両方の側に対応する位置
に設けてある。図３および図４には、はっきりさせるた
めにウエハＷの裏側のウエハマークしか示さない。この
構成によれば、ウエハＷをＸ軸かＹ軸周りに回転して裏
返すとき、ウエハＷの上側にあったウエハマークが今度
は下側であるが、それを光学システムのアームの１０
Ａ、１０Ｂによって結像できるような位置にある。
【００３６】この光学システムのミラーおよびその他の
構成品の配置（特にマークの中間像があるかどうか）に
依って、マークのある方向の運動が像の反対方向の変位
を生ずるかも知れず、一方他の方向では、マークと像が
同じ向きに動くだろうということに気付くだろう。この
整列システムを制御するソフトウエアは、ウエハマーク
ＷＭ１、ＭＷ２の位置を決めるとき、および整列を行う
ときにウエハＷとマスクの相対位置を調整するときに、
これを考慮に入れる。
【００３７】少なくとも二つのウエハマークがウエハＷ
の側毎に設けてある。単一のマークがマスク上の特定点
の像のウエハ上の特定点に対する相対位置決めについて
の情報を与えることができる。しかし、正しい向き、整
列および倍率を保証するために、少なくとも二つのマー
クを使う。
【００３８】図５は、ウエハテーブルＷＴの一部を断面
で示す。この発明のこの実施例によれば、ウエハマーク
をウエハの裏側に結像するための光学システム１０Ａ、
１０Ｂがこのウエハテーブルに特別な様式で組込んであ
る。図５に示すように、光学システムのアームのミラー
１２、１４が別部品として設けてあるのではなく、ウエ
ハテーブルＷＴと一体である。適当な面をウエハテーブ
ルＷＴに機械加工し、次に反射率を改善するために被膜
を付け、それによってミラー１２、１４を作ってもよ
い。この光学システムは、熱膨張係数が非常に低い、ゼ
ロデュルのような、ウエハテーブルと同じ材料作ること
ができ、従って高い整列精度を維持できることを保証す
る。
【００３９】この表・裏側整列システムの更なる情報お
よび代替形は、ヨーロッパ特許出願第０２２５０２３
５．５号に記載してあり、その内容を参考までにここに
援用する。
【００４０】この表・裏側整列システムは、基板の対向
する側の整列マーク間を所望の精度に整列できるが較正
を要する。この表・裏側整列システムを較正するために
は、裏側整列マークの表側像のこの整列システムで測っ
た位置とこの裏側整列マークの実際の位置との間の正確
な関係を知ることが必要である。この関係は、都合よく
裏側マーカとその像の間の距離を表す、ＦＴＢＡオフセ
ットと考えることができる。このＦＴＢＡオフセットを
決めるためには、このＦＴＢＡ整列システムと独立に裏
側マークの位置を決める方法を用意することが必要であ
り；次にその決定をこのＦＴＢＡ整列システムによって
測定した位置と比較する。
【００４１】このＴＴＬ整列システム自体、整列マーク
の測定した位置と投影システムＰＬが投影した像の位置
との間の関係を決めるために較正が必要であることに気
付くだろう。この較正は、既知で本発明の如何なる部分
も構成しない。それを以下の説明では無視する。
【００４２】以下に説明するように、本発明は、ＦＴＢ
Ａシステムを直接較正する方法を提供する。しかし、そ
のような較正は時間が掛ることがある。従って、本発明
は、リソグラフィ装置を基準（神聖な）機械になるよう
に較正する方法も提供する。次にこれを使って基準基板
（神聖なウエハ）を製造し、それを使って遥かに単純且
つ迅速な方法で他の機械を較正することが出来る。
【００４３】上に説明したように、ＦＴＢＡシステム
は、基板の底側にある整列マークを光学システムで通常
の表側マーカ（基板の上側）のｚレベルと同じｚレベル
に投影することによって機能する。ｚ＝０で表すこの平
面は、この投影レンズの焦点面と一致する。設計によっ
て、この裏側マーカ読出し位置の向き、サイズおよびｚ
レベル位置設定は、出来る限り、表側マーカのそれらに
等しい。それで裏側整列走査のｘ、ｙ位置は、それが上
側走査であるのと同じ方法で決る。光学素子およびオフ
セット補正の歪みに補正を行う必要がある。透明較正ウ
エハＨＷを使うＦＴＢＡオフセット測定手順を図６ａお
よび図６ｂに示す。
【００４４】この較正基板ＨＷは、既知の厚さｄ、およ
び屈折率ｎの透明材料で作り、対向する側に基準マーカ
ＷＭ１、ＷＭ３を有する。この較正ウエハは、出来るだ
け薄く作るのが好ましい。基準マーカＷＭ３は、この基
板を通して検出可能であり且つＦＴＢＡ光学システムを
通して観察したとき正常に見えるように、可視鏡像部分
を有するべきである。これは、二つのマーカを、各向き
に一つ、互いから既知の位置に持つか、または両向きを
結合して一つのマーカにする所謂普遍的マーカによって
実現する。基準マーカＷＭ１は、このウエハを裏返せる
ように、同じ方法で構成するのが好ましい。マーカＷＭ
１およびＷＭ３は重ねて示すが、実際にはそれらが並ん
でいるだろうことを注記する。
【００４５】この整列システムは、概略的に図６ａに示
す状況で、較正基板ＨＷの表側の基準マーカＷＭ３の位
置を通常の方法で決める。次にこの較正基板ＨＷの裏側
の基準マーカＷＭ１の位置を、この較正基板ＨＷを通し
て送出した整列放射線によって決める。しかし、マーカ
ＷＭ３に関するマーカＷＭ１の焦点位置のシフトを補償
するために、所定の厚さおよび屈折率の平面板５０を、
図６ｂに光線作図によって概略的に示すように、マーカ
ＷＭ１が較正基板ＨＷの前の平面にあるかのように見え
るように、較正基板ＨＷの上に置く。すると以前は両面
オーバレイ性能を決めるためにウエハを通る鋸挽きまた
エッチングのような破壊的技術を使うことが必要であ
り、そのときは測定誤差が実際のオーバレイ精度を超え
ることさえあったが、較正基板ＨＷの表側および裏側の
実マーカ位置間の直接比較を簡単に行うことが出来る。
【００４６】屈折率ｎ0（真空に対しｎ0＝１）の環境で
の屈折率ｎ1および厚さｄ1の較正基板ＨＷに対し、平面
板５０の屈折率ｎ2および厚さｄ2が以下の関係で決るこ
とを示すことが出来る：
【００４７】
【数１】
【００４８】平面板５０の楔形を補償するためには、平
面板５０を三つの直交軸（ｘ、ｙ、ｚ）の各々の周りに
１８０°に亘って回転してからこの測定を繰返す。この
較正基板ＨＷの不均質性は、既知の技術を使い且つ適当
な補正を加えて別に測定することが出来る。所定の厚さ
および屈折率の平面板５０を使う概念は、勿論、ウエハ
マーカの焦点位置をシフトすることを望む、どの整列方
法にも適用可能である。同じウエハを使ってこの測定プ
ロセスを繰返して、直交軸と回転軸の間の‘クロストー
ク’誤差を最小にする。
【００４９】上記の計画は、整列ビーム用に、それに対
して基板が透明である放射線、例えば、シリコン基板に
赤外線を使う、生産基板の対向する側のマーカの直接整
列用にも使える。勿論、この平面板用に選んだ材料もこ
の整列システムで使う放射線に透明でなければならな
い。
【００５０】ＦＴＢＡオフセットを測定するための、そ
れに代る、第２の手順は、標準シリコン基板を必要と
し、オフセットの推定値から始る。この手順を図７ａな
いしｄおよび図８ａないしｄに示す。この第１ステップ
では、基板６０を第１組のマーカ６１と共に露出する。
マーカ６１の矢印は、それらの向きを示し；この整列シ
ステムは、通常特定の向きのマーカしか測定できないの
で、この向きが重要である。一つ以上の向きを結合して
各マーカにする普遍的マーカを使ってもよいことが分る
だろう。これらのマーカの位置は、ウエハを裏返したと
き、それらがＦＴＢＡ光学素子に見えるようになってい
る。露出した通りのマーカを図７ａに示す。次にこのウ
エハをひっくり返し（即ち、Ｙ軸周りに１８０°回転
し）、ＦＴＢＡシステムおよびこの第１組のマーカ６１
（この第１組のマーカ６１は、今度はウエハの裏側にあ
る）を使って配置する。この段階では、図７ｂおよび図
７ｃに破線で表す、ウエハの表側と裏側の間の正確な関
係が分っていない。次に第２組のマーカ６２をこのウエ
ハの表側に露出する（第１露出中は裏側だったので、ウ
エハの表側にはマークがない）。第２組のマーカ６２
は、第１組のマーカ６１の推定位置にある。最後に、こ
のウエハを再びＹ軸周りに１８０°だけ回転し、第３組
のマーカ６３を既知のオフセットで露出できるように、
ＦＴＢＡシステムおよび第２組のマーカ６２を使って整
列する。第１および第３組のマーカ６１、６３の位置の
差を測定し（これらの組のマーカは両方ともウエハの表
側にある）、既知のオフセットを差引く。これは、この
ＦＴＢＡ光学システムの両分岐のｙオフセット（即ち、
このウエハの測定位置中心のｙ変位）の和をもたらす。
【００５１】ＦＴＢＡｘオフセットは、図８ａないし図
８ｄに示す、類似の方法で決める。最初に、ウエハ７０
を、図８ａに示す、通常のマーカ７１ｂおよび回転した
マーカ７１ａ（これらのマーカの向きは矢印によって示
す）を含む第４組のマーカ７１と共に露出する。マーカ
７１ａ、７１ｂは、図示のように既知の間隔で互いに隣
接している。この整列システムは、特定の向きのマーカ
しか検出できないので、マーカのこの配置がｘオフセッ
ト検出のために必要である。マーカ７１ｂは、表側整列
システムによる検出が可能なように向いている。マーカ
７１ａの向きは、一旦基板をｘ軸周りに１８０°に亘っ
て回転してしまうと（即ち、裏返すと）、ＦＴＢＡ光学
システムを介して検出可能であるように反転している。
【００５２】露出後、ウエハ７０をｘ軸周りに回転し
（即ち、裏返し）、このＦＴＢＡシステムおよび図８ｂ
に示す状態に達するよう回転したマーカ７１ａを使って
整列する。次に、第５組のマーカ７２を、図８ｃに示す
ようにマーカ７１ａの推定位置に露出する。次に、ウエ
ハ７０を再びｘ軸周りに回転する。ＦＴＢＡシステムに
よって第５組のマーカ７２に対して整列したウエハで、
第６組のマーカ７３を既知のオフセットで露出する。
【００５３】第４および第６組のマーカ７１、７３のｘ
位置の差を測定し（これらの組のマーカは両方ともウエ
ハの表側にある）、既知のオフセットを差引く。この計
算は、通常のマーカ７１ｂと回転したマーカ７１ａの間
隔を考慮に入れる追加のオフセットを含む。これは、こ
のＦＴＢＡ光学システムの両分岐のｘオフセット（即
ち、このウエハの測定位置中心のｘ変位）の和をもたら
す。
【００５４】図７および図８で説明し且つ図示する測定
は、ウエハの回転に関する情報を提供しない。これは、
ｘおよびｙオフセット測定を必要に迫られて別々に行う
からである。回転効果を決めおよび補償するためには、
更なる測定が必要である。この測定は、これらのＦＴＢ
Ａ光学素子を介して結像できるように配置した４列のマ
ーク（図示せず）を使って行う。ｙ軸周りの回転前およ
び後でのマーク位置の測定は、ウエハの回転角を決めら
れるようにし、それが次にこのｙ軸オフセットを決めら
れるようにする。この回転測定は、ＦＴＢＡ光学素子の
ウインドウのサイズによって制限される。より正確な回
転測定は、最初の方法で説明したように、透明ウエハを
使って得られるかも知れない。実際には、第１と第２の
両方の方法を使い、第１は回転を測定するため、第２は
ｘおよびｙオフセットを測定するために使ってもよい。
【００５５】第３の手順は、第２の手順に類似するが、
この手順中にウエハを露出するのではなく、予め露出し
たウエハを使う。図９を参照すると、基板８０がその表
側に第１組のマーカ８１およびその裏側に第２組のマー
カ８２を備える。第２組のマーカ８２に対する第１組の
マーカ８１の相対位置は分っていない。表側マーカ８１
の位置を検出し、裏側マーカ８２の像（ＦＴＢＡ光学素
子を介して見た）の位置を検出する。ウエハをｙ軸周り
に１８０°に亘って回転し（即ち、裏返し）、表側マー
カ８２および裏側マーカ８１の像の位置を検出する。
【００５６】第１組のマーカ８１と第２組のマーカ８２
の間の位置の差を測定する。これは、このＦＴＢＡ光学
システムの両分岐のＦＴＢＡｙオフセット（即ち、この
ウエハの測定位置中心のｙ変位）の和をもたらす。
【００５７】図１０を参照すると、基板９０がその表側
に二組のマーカ９１、９２を備える。これらのマーカ
は、図示のように既知の間隔で互いに隣接している。第
１組のマーカ９１は、表側整列システムによる検出が可
能なように向いている。第２組のマーカ９２の向きは、
一旦基板をｘ軸周りに１８０°に亘って回転してしまう
と（即ち、裏返すと）、ＦＴＢＡ光学システムを介して
検出可能であるように反転している。表側のマーカ９
１、９２の他に、基板９０は、裏側に二つの類似の組の
マーカも備える（図１０には示さず）。
【００５８】裏側マーカに対する表側のマーカ９１、９
２の相対位置は分っていない。第１組の表側マーカ９１
の位置を検出し、対応する組の裏側マーカの像（ＦＴＢ
Ａ光学素子を介して見た）の位置を検出する。ウエハを
ｘ軸周りに１８０°に亘って回転する（即ち、裏返
す）。第２組の表側のマーカ９２の位置を検出し、対応
する組の裏側マーカの像の位置を検出する。
【００５９】表側マーカと裏側マーカの間のｘ位置の差
を、隣接するマークの既知の間隔を考慮に入れて、測定
する。これは、このＦＴＢＡ光学システムの両分岐のＦ
ＴＢＡｘオフセット（即ち、このウエハの測定位置中心
のｘ変位）の和をもたらす。この回転測定は、第２の方
法に関して上に説明したように、これらのＦＴＢＡ光学
素子を介して結像できるように配置した４列のマーク
（図示せず）を使って行う。
【００６０】直交軸と回転軸の間の‘クロストーク’誤
差を最小にするために、この第３の手順を数回繰返して
もよい。典型的には、３回の繰返しで十分である。第２
の手順の直後に第３手順を続けてもよく、この第３手順
が第１手順中に露出したマークの反復測定をもたらす。
【００６１】この第２および第３手順は、ＦＴＢＡシス
テムのｘおよびｙオフセットの第１手順より正確な測定
をもたらすが、予備整列マークを使ってこの回転誤差を
測定できても、ＦＴＢＡ光学素子の視界ウインドウが小
さいので、この精度が低い。他方ガラス基板を使う較正
プロセスは、このガラスの不均質性のために、ｘおよび
ｙオフセットの測定精度が低いが、二つの分岐間のアー
ムが長いために、回転オフセットの測定がより正確であ
る。それで基準機械を完全に較正するために、二つの方
法の組合せを使うと効果的である。
【００６２】基準機械を較正するための第４の手順は極
薄基板を使う。この極薄基板は、このウエハの厚さのた
めに両側から直接読めるように、例えば上に言及した普
遍的マーカ型の、基準マーカを備える。このため、この
基板は、通常のウエハの厚さ５００μｍに比べて、１０
μｍオーダ以下の厚さでもよい。
【００６３】この極薄基板で、マーカの位置を直接およ
びＦＴＢＡ光学システムを通して測定すると、整列ビー
ムの入射角が垂直でないための誤差だけを受けて、ＦＴ
ＢＡオフセットを直接与える。これは、第１方法で説明
したような平面板、または焦点深度較正から計算し且つ
差引いた誤差を使って補償できる。
【００６４】この極薄較正ウエハは、基準マーカの領域
で薄い必要があるだけである。それでこの極薄較正ウエ
ハは、比較的厚いウエハにトラフをエッチングし、次に
そのトラフの底に基準マークをエッチングすることによ
って作ってもよい。その代りに、所望の厚さの一切れの
適当な材料を厚い基板にある貫通孔の上に接着してもよ
い。
【００６５】極薄領域を有する較正ウエハを使って、整
列ビームの入射角が垂直でないことによって生ずる誤差
を除去してもよい。この較正ウエハは、その表側表面に
極薄領域を、およびその裏側表面に隣接極薄領域を備え
る。このウエハをｚ軸周りに回転すると（注記：ウエハ
を裏返さない）、整列ビームの入射角が垂直でないため
の誤差を決められるようにする。
【００６６】基準機械を較正するための第５の手順は、
マーカを標準ウエハの両側に露出することを必要とす
る。これらのマーカの位置は、直接且つ通常のオフセッ
ト値を使うＦＴＢＡ光学システムを使って決める。この
ウエハを裏返して測定を繰返す。次にこのウエハを切り
分け、このウエハの対向する側のマーカの位置を走査顕
微鏡を使って決める。
【００６７】適当する場合は、直交軸と回転軸の間の
‘クロストーク’誤差を最小にするために、同じウエハ
を使って、上記方法のどれかを繰返してもよい。典型的
には、３回の繰返しで十分である。一旦基準機械を較正
してしまうと、両側にマーカを有するウエハを作り且つ
表側と裏側のマーカ間の正確な位置関係を測定すること
は簡単なことである。これらの基準ウエハを“神聖なウ
エハ”と呼び、次に他の機械のＦＴＢＡシステムを直接
較正するために使うことが出来る。この表側と裏側の基
準マーカの相対位置は、較正すべきＦＴＢＡシステムお
よびこれらの結果で測定し、既知の相対位置と比較し、
直接ＦＴＢＡオフセットを得る。
【００６８】次にＦＴＢＡシステムを使う幾つかの較正
計画を概説する。表側だけの像を整列するためにＦＴＢ
Ａを使うときは、予備整列マークが像それら自体と整列
していなくてもよい。それで１台の機械しか使用してい
ないなら、精密なＦＴＢＡオフセット較正は必要ない。
裏側整列マークが表側パターンに関してどこにあるかを
知ることは重要でない。２台以上の機械を使うべきな
ら、最初に調整した機械を“神聖な”と呼び、他の全て
の機械を調整するための“神聖なウエハ”を作るために
使うことが出来る。 ● 裏側に予備整列マークを露出し、それらをウエハに
エッチングする。 ● 表側に製品のように通常の露出を行い且つ処理する
が、整列のためには裏側マークを使用する。
【００６９】両側の像を整列するためにＦＴＢＡを使う
とき、予備整列マークは、像それら自体と整列していな
ければならない。従って、完全較正を行い、露出に以下
の手順を採用する： ● 裏側に予備整列マークを露出し、それらをウエハに
エッチングする。 ● 表側に製品のように通常の露出を行い且つ処理し、
整列するために表側マークを使用する。 ● ウエハを裏返す。（裏側が表側になり、表側が裏側
になる。） ● 表側に製品のように通常の露出を行い且つ処理する
が、整列するためには裏側マーク（最初の露出の表側マ
ーク）を使用する。
【００７０】三つの側 ― 第１のウエハの二つの側およ
びこの第１ウエハに接着した第２ウエハの一つの側 ―
の像を整列するためにＦＴＢＡを使うとき、予備整列マ
ークは、やはり像それら自体と整列していなければなら
ない。完全較正を行い、露出に以下の手順を採用する： ● 裏側に予備整列マークを露出し、それらをウエハに
エッチングする。 ● 表側に製品のように通常の露出を行い且つ処理し、
整列するために表側マークを使用する。 ● ウエハを裏返す。（裏側が表側になり、表側が裏側
になる。） ● 表側に製品のように通常の露出を行い且つ処理する
が、整列するためには裏側マーク（最初の露出の表側マ
ーク）を使用する。 ● 表側に薄いウエハを接着する。（表側が接着側にな
る。） ● この接着側に製品のように通常の露出を行い且つ処
理するが、整列するためには裏側マークを使用する。
【００７１】本発明の特定の実施例を以上において説明
したが、この発明を説明したのと別の方法で実施しても
よいことが分るだろう。この説明は、この発明を制限す
ることを意図しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例によるリソグラフィ投影装置
を図示する。
【図２】この発明の実施例による両面整列用光学システ
ムの二つの分岐を組込んだ基板テーブルを示す概略断面
図である。
【図３】この発明の実施例による両面整列光学素子の位
置および向きを示すウエハの平面図である。
【図４】この発明による両面整列光学素子の代りの位置
および向きを示す平面図である。
【図５】この発明の実施例による一体式光学部品を有す
る基板テーブルの一部の断面図である。
【図６ａ】この発明の更なる実施例による両面整列用基
板テーブルおよびウエハを断面で示す。
【図６ｂ】マーカの焦点位置のシフトを補償するため
に、図６ａのウエハの上に置いた平面板を断面で光線作
図と共に示す。
【図７ａ】不透明基板を使う本発明による第２較正プロ
セスのＹオフセットを求める手順を示す。
【図７ｂ】不透明基板を使う本発明による第２較正プロ
セスのＹオフセットを求める手順を示す。
【図７ｃ】不透明基板を使う本発明による第２較正プロ
セスのＹオフセットを求める手順を示す。
【図７ｄ】不透明基板を使う本発明による第２較正プロ
セスのＹオフセットを求める手順を示す。
【図８ａ】本発明による第２較正プロセスのＸオフセッ
トを求める手順を示す。
【図８ｂ】本発明による第２較正プロセスのＸオフセッ
トを求める手順を示す。
【図８ｃ】本発明による第２較正プロセスのＸオフセッ
トを求める手順を示す。
【図８ｄ】本発明による第２較正プロセスのＸオフセッ
トを求める手順を示す。
【図９】本発明による第３較正プロセスのＹオフセット
を求める手順を示す。
【図１０】本発明による第３較正プロセスのＸオフセッ
トを求める手順を示す。
【符号の説明】
Ｃ 目標部分 Ｅｘ ビーム拡大器 ＩＬ 照明システム ＨＷ 較正基板 ＬＡ 放射線源 ＭＡ マスク ＰＢ 投影ビーム ＰＬ 投影システム Ｗ 基板 ＷＭ 基準マーカ ＷＴ 基板テーブル Ｘ ｘ軸 Ｙ ｙ軸 ５０ 平面板 ６０ 基板 ６１ 第１基準マーカ ６２ 第２基準マーカ ６３ 第３基準マーカ ８０ 基板 ８１ 第１基準マーカ ８２ 第２基準マーカ ８３ 第３基準マーカ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヘンリクス ウィルヘルムス マリア ヴ ァン ブエル オランダ国 エイントホーフェン、ヴェル ウェルストラート 88 (72)発明者 チェン − クン グイ オランダ国 ベスト、クリムヒューヴェル ６ (72)発明者 フランシスカス ゴデフリデュス カスペ ル ビユネン オランダ国 ヴァルケンスワールド、コル フブレヒテルヴィー 26 Ｆターム(参考） 5F046 GA18

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基板の対向する側にある整列マーカへ整
    列できる整列システムを較正する方法であって、前記整
    列システムが放射線の整列ビームを直接一つの側に向け
    且つ前記整列ビームを追加の光学システムを介して他の
    側に向け、前記方法が：第１および第２の対向する面を
    有し且つ前記整列ビームの放射線に透明な較正基板を用
    意し、前記較正基板がその第１面に基準マーカを有し、
    前記基準マーカが前記第１および第２面の両方から検出
    可能である工程；前記第１面に向けられた前記整列ビー
    ムで前記基準マーカへの第１整列を行う工程；および前
    記整列システムの焦点位置が前記第１マーカの位置へ変
    位するように前記整列ビームに平面板を介在させなが
    ら、前記記第２面に向けられ且つ上記第１面を通って伝
    播する前記整列ビームで前記基準マーカへの第２整列を
    行う工程を含み；前記第１および第２整列をどんな順序
    で行ってもよい方法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載された方法であって、更
    に前記平面板を３直交軸の周りに１８０°だけ回転する
    工程および各回転後上記第２整列を繰返す工程を含む方
    法。
  3. 【請求項３】 請求項１または請求項３の何れかの１項
    に記載された方法に於いて、前記第１整列を前記追加の
    光学システムを介して行う方法。
  4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３の何れかの１項
    に記載された方法において使うための較正基板であっ
    て、その二つの対向する面の一つに基準マーカを有する
    透明体を含み、前記基準マーカが前記対向する面の両方
    から検出可能であることからなる較正基板。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載された較正基板に於い
    て、前記整列マーカが回折格子を含む較正基板。
  6. 【請求項６】 基板の対向する側にある整列マーカへ整
    列できるリソグラフィ装置の整列システムを較正する方
    法であって、前記整列システムが放射線の整列ビームを
    直接一つの側に向け且つ前記整列ビームを追加の光学シ
    ステムを介して他の側に向けることからなり、前記方法
    が：その第１面に１対の第１基準マーカを有する基板を
    用意する工程；前記追加の光学システムを使って前記対
    の第１基準マーカへの第１整列を行う工程；前記基板の
    第２面にある１対の第２基準マーカの第１露出を行う工
    程；第１軸周りに１８０°だけの前記基板の第１回転を
    行う工程；前記追加の光学システムを使って前記対の第
    ２基準マーカへの第２整列を行う工程；前記基板の前記
    第１面にある１対の第３基準マーカの第２露出を行う工
    程；および前記整列システムを較正するために前記第１
    および第３基準マーカの相対位置を測定する工程を含む
    方法。
  7. 【請求項７】 請求項６に記載された方法であって、更
    に前記対の第２基準マーカの位置を前記追加の光学シス
    テムを使って測定する工程を含む方法。
  8. 【請求項８】 請求項６または請求項７の何れか１項に
    記載された方法に於いて、前記第１軸が前記対の第１基
    準マーカを結ぶ線の垂直２等分線である方法。
  9. 【請求項９】 請求項６または請求項７の何れか１項に
    記載された方法に於いて、前記第１軸が前記対の第１基
    準マーカを結ぶ線である方法。
  10. 【請求項１０】 リソグラフィ装置を較正する方法であ
    って、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載され
    た方法および請求項６ないし請求項９の何れか１項に記
    載された方法を実施することを含む方法。
  11. 【請求項１１】 基板の対向する側にある整列マーカへ
    整列できるリソグラフィ装置の整列システムを較正する
    方法であって、前記整列システムが放射線の整列ビーム
    を直接一つの側に向け且つ前記整列ビームを追加の光学
    システムを介して他の側に向けることからなり、前記方
    法が：その第１面に１対の第１基準マーカをおよびその
    第２面に１対の第２基準マーカ有する基板を用意する工
    程；前記面に向けた前記整列ビームでこれらの第１整列
    マークへの整列を行い、前記追加の光学システムを使っ
    てこれらの第２基準マークへの整列を行う工程；第１軸
    周りに１８０°だけの上記基板の第１回転を行う工程；
    上記面に向けた上記整列ビームでこれらの第２整列マー
    クへの整列を行い、前記追加の光学システムを使ってこ
    れらの第１基準マークへの整列を行う工程；およびこれ
    らの整列を比較する工程；を含み、 これらの整列をどんな順序で行ってもよい方法。
  12. 【請求項１２】 請求項１１に記載された方法に於い
    て、前記第１軸が前記対の第１基準マーカを結ぶ線の垂
    直２等分線である方法。
  13. 【請求項１３】 請求項１１に記載された方法に於い
    て、前記第１軸が前記対の第１基準マーカを結ぶ線であ
    る方法。
  14. 【請求項１４】 リソグラフィ装置を較正する方法であ
    って、請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載され
    た方法および請求項１１ないし請求項１３の何れか１項
    に記載された方法を実施することを含む方法。
  15. 【請求項１５】 リソグラフィ装置を較正する方法であ
    って、請求項６ないし請求項９の何れか１項に記載され
    た方法および請求項１１ないし請求項１３の何れか１項
    に記載された方法を実施することを含む方法。
  16. 【請求項１６】 基板の対向する側にある整列マーカへ
    整列できるリソグラフィ装置の整列システムを較正する
    方法であって、前記整列システムが放射線の整列ビーム
    を直接一つの側に向け且つ前記整列ビームを追加の光学
    システムを介して他の側に向けるものであり、前記方法
    が：その第１面に第１対の三つ以上の基準マーカの列を
    およびその第２面に第２対の三つ以上の基準マーカの列
    を有する基板を用意する工程；前記直接入射整列放射線
    を使って前記第１対の基準マーカの列への整列を行い、
    前記追加の光学システムを使って前記第２対の基準マー
    カの列への整列を行う工程；第１軸周りに１８０°だけ
    の前記基板の第１回転を行う工程；前記直接入射整列放
    射線を使って前記第２対の基準マーカの列への整列を行
    い、前記追加の光学システムを使って前記第１対の基準
    マーカの列への整列を行う工程；およびこれらの整列を
    比較する工程；を含み、 これらの整列をどんな順序で行ってもよい方法。
  17. 【請求項１７】 リソグラフィ装置を較正する方法であ
    って、請求項１６に記載された方法および請求項６ない
    し請求項１５の何れか１項に記載された方法を実施する
    ことを含む方法。
  18. 【請求項１８】 基板の対向する側にある整列マーカへ
    整列できるリソグラフィ装置の整列システムを較正する
    方法であって、前記整列システムが放射線の整列ビーム
    を直接一つの側に向け且つ前記整列ビームを追加の光学
    システムを介して他の側に向けることからなり、前記方
    法が：請求項１ないし請求項３、請求項６ないし請求項
    １０、請求項１１ないし請求項１５、または請求項１７
    の何れか１項に記載された方法を使って基準リソグラフ
    ィ装置を較正する工程；較正基板上の第１および第２基
    準マーカの位置関係を決めるために前記基準リソグラフ
    ィ装置を使う工程；および前記リソグラフィ装置を較正
    するために前記較正基板を使う工程；を含む方法。
  19. 【請求項１９】 請求項１８に記載された方法において
    使うための較正基板であって、その対向する側に、前記
    第１および第２基準マーカの位置関係を示す情報と組合
    わせて、第１および第２基準マーカを有する基板。
  20. 【請求項２０】 デバイス製造方法であって： − 少なくとも部分的に放射線感応性材料の層で覆わ
    れた基板を用意する工程； − 放射線システムを使って放射線の投影ビームを用
    意する工程； − 前記投影ビームの断面にパターンを付けるために
    パターニング手段を使う工程； − 前記放射線のパターン化したビームを前記基板の
    第１側にあるこの放射線感応性材料の層の目標領域上に
    投影する工程を含み：請求項１ないし請求項３、請求項
    ６ないし請求項１０、請求項１１ないし請求項１５、ま
    たは請求項１７の何れか１項に記載された方法によって
    整列システムを較正する工程、および前記投影工程の前
    に、前記支持システムまたは前記パターニング手段上に
    ある基準マーカを前記基板の対向する側の設けた整列マ
    ーカと整列させるために前記整列システムを使う工程、
    を含む方法。
  21. 【請求項２１】 リソグラフィ投影装置であって： − 放射線の投影ビームを供給するための放射線シス
    テム； − 所望のパターンに従って前記投影ビームをパター
    ン化するための、パターニング手段； − 基板を保持するるための基板テーブル；および − 前記パターン化したビームを前記基板の第１側の
    目標部分上に結像するための投影システムを含み： − 前記支持システムまたは前記パターニング手段上
    の基準マーカを、前記基板の前記パターン化したビーム
    を結像すべき第１面上に設けた整列マーカに整列するた
    めに、それに対して前記基板が透明である放射線の整列
    ビームを使用する整列システム； − 前記整列ビームを前記基板の前記第１面に対向す
    る第２面に集束するように、前記整列ビームの経路に選
    択的に介在させ得る平面板に特徴がある投影装置。
  22. 【請求項２２】 デバイス製造方法であって： − 少なくとも部分的に放射線感応性材料の層で覆わ
    れた基板を用意する工程； − 放射線システムを使って放射線の投影ビームを用
    意する工程； − この投影ビームの断面にパターンを付けるために
    パターニング手段を使う工程； − この放射線のパターン化したビームを前記基板の
    第１側にあるこの放射線感応性材料の層の目標領域上に
    投影する工程；を含み − 前記投影工程の前に、前記支持システムまたは前
    記パターニング手段上の基準マーカを、前記基板の上記
    パターン化したビームを結像すべき第１面上に設けた第
    １整列マーカに整列するために、それに対して前記基板
    が透明である放射線の整列ビームで前記整列マーカを照
    明することによって整列システムを使用する工程；前記
    整列ビームを前記基板の前記第１面に対向する第２面に
    集束するように、平面板を上記整列ビームの経路に介在
    させ、および上記基準マーカを上記基板の上記第１面に
    対向する第２面に設けた第２整列マーカと整列する工程
    を特徴とする方法。
  23. 【請求項２３】 少なくとも整列マーカ付近で、前記整
    列マーカを両側から検出できるように、厚さ１０μｍ以
    下である較正基板。
  24. 【請求項２４】 請求項２３に記載された較正基板に於
    いて、前記基板が厚さ１０μｍ以下で第１整列マーカを
    備える第１領域、および厚さ１０μｍ以下で第２整列マ
    ーカを備える第２領域を備え、前記第１および第２領域
    が前記基板の表面が形成する平面に垂直な方向に分離し
    ている基板。
  25. 【請求項２５】 請求項２４に記載された較正基板に於
    いて、前記間隔が１００μｍを超える基板。
  26. 【請求項２６】 リソグラフィ装置を較正する方法であ
    って、請求項２３ないし請求項２５の何れか一項に記載
    されたウエハを使って請求項１ないし請求項３の何れか
    一項に記載された方法を行う工程；前記基板を、該基板
    の表面が形成する平面に垂直な軸線周りに回転する工
    程；および第二の時間のための前記方法を行う工程を含
    む方法。
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