KR20070035531A - Apparatus for generating a moire pattern and method of measuring a position of a substrate - Google Patents

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KR20070035531A
KR20070035531A KR1020070011402A KR20070011402A KR20070035531A KR 20070035531 A KR20070035531 A KR 20070035531A KR 1020070011402 A KR1020070011402 A KR 1020070011402A KR 20070011402 A KR20070011402 A KR 20070011402A KR 20070035531 A KR20070035531 A KR 20070035531A
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부엘 헨리쿠스 빌헬무스 마리아 반
프란시스쿠스 고데프리두스 카스퍼 비요넨
야코부스 부르크후른
호이테 피에터 테오도르 톨스마
베르게 페터 텐
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에이에스엠엘 네델란즈 비.브이.
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Abstract

본 발명은 1이상의 기판 마크가 제공된 기판을 지지하도록 배치된 기판 테이블에 관한 것이다. 1이상의 기판 마크는 정렬 시스템을 이용하여 측정될 수 있는 위치를 가진다. 기판 테이블에는, 정렬 시스템에 의해 측정될 1이상의 정렬 마크의 이미지를 제공하기 위해서, 1로부터 벗어난 배율 팩터를 갖는 광학 시스템이 제공된다.The present invention relates to a substrate table arranged to support a substrate provided with one or more substrate marks. One or more substrate marks have a position that can be measured using an alignment system. The substrate table is provided with an optical system having a magnification factor deviating from one to provide an image of one or more alignment marks to be measured by the alignment system.

Description

모아레 패턴 생성 장치 및 기판의 위치를 측정하는 방법{APPARATUS FOR GENERATING A MOIRE PATTERN AND METHOD OF MEASURING A POSITION OF A SUBSTRATE}The method for measuring the position of the moiré pattern generating apparatus and the substrate

이하, 대응하는 참조 부호들이 대응하는 부분들을 나타내는 첨부된 개략적인 도면들을 참조하여, 단지 예시의 방식으로만 본 발명의 실시예들을 설명한다.DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described only by way of example with reference to the accompanying schematic drawings in which corresponding reference numbers indicate corresponding parts.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 예시하는 도면;1 illustrates a lithographic apparatus according to an embodiment of the present invention;

도 2는 양면 정렬(double side alignment)용 광학 시스템의 2개의 브랜치들(branches)을 통합한 기판 테이블을 예시하는 개략적인 단면도;2 is a schematic cross-sectional view illustrating a substrate table incorporating two branches of an optical system for double side alignment;

도 3은 양면 정렬 광학기(double side alignment optics)의 위치 및 방위를 나타내는 기판의 평면도;3 is a plan view of a substrate showing the position and orientation of double side alignment optics;

도 4는 양면 정렬 광학기의 대안적인 위치 및 방위를 나타내는 평면도;4 is a plan view showing an alternative position and orientation of the duplex alignment optics;

도 5는 통합 광학 구성요소들(integral optical components)을 갖는 기판 테이블의 일부분의 단면도;5 is a cross-sectional view of a portion of a substrate table having integral optical components;

도 6은 본 발명에 따른 통합 광학 구성요소들을 갖는 기판 테이블의 일부분의 단면도;6 is a cross-sectional view of a portion of a substrate table having integrated optical components in accordance with the present invention;

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 통합 광학 구성요소들을 갖는 기판 테이블의 일부분의 평면도;7 is a plan view of a portion of a substrate table having integrated optical components in accordance with another embodiment of the present invention;

도 8은 본 발명에 따른 일 실시예에서 사용될 수 있는 마크를 도시하는 도 면;8 illustrates a mark that can be used in one embodiment according to the present invention;

도 9는 본 발명의 대안적인 실시예의 단면도;9 is a sectional view of an alternative embodiment of the present invention;

도 10은 본 발명의 대안적인 실시예의 작동원리를 예시하는 개략도;10 is a schematic diagram illustrating the principle of operation of an alternative embodiment of the present invention;

도 11은 도 9에 도시된 장치의 일부분의 평면도; 및11 is a plan view of a portion of the device shown in FIG. 9; And

도 12는 본 발명의 대안적인 실시예의 구현예의 측면도이다. 12 is a side view of an embodiment of an alternative embodiment of the present invention.

본 발명은, 정렬 시스템을 이용하여 측정될 수 있는 위치를 갖는 1이상의 기판 마크가 제공된 기판을 지지하도록 배치된 기판 테이블에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 기판 테이블상의 기판의 위치를 측정하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a substrate table arranged to support a substrate provided with at least one substrate mark having a position that can be measured using an alignment system. The invention also relates to a method of measuring the position of a substrate on a substrate table.

리소그래피 장치는 기판상에, 통상적으로는 기판의 타겟부상에 원하는 패턴을 적용시키는 기계이다. 리소그래피 장치는, 예를 들어 집적 회로(IC)의 제조시에 사용될 수 있다. 그 상황에서, 대안적으로 마스크 또는 레티클이라 칭하는 패터닝 디바이스가 IC의 개별층상에 형성될 회로 패턴을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이 패턴은 기판(예컨대, 실리콘 웨이퍼)상의 (예를 들어, 1개 또는 수개의 다이의 부분을 포함하는) 타겟부상으로 전사(transfer)될 수 있다. 패턴의 전사는, 통상적으로 기판상에 제공된 방사선-감응재(레지스트)층상으로의 이미징(imaging)을 통해 수행된다. 일반적으로, 단일 기판은 연속하여 패터닝되는 인접한 타겟부들의 네트워크를 포함할 것이다. 공지된 리소그래피 장치는, 한번에 타겟부상의 전체 패턴을 노광함으로써 각각의 타겟부가 조사되는, 소위 스테퍼, 및 방사선 빔을 통해 주어진 방향("스캐닝"- 방향)으로 패턴을 스캐닝하는 한편, 이 방향과 평행한 방향(같은 방향으로 평행한 방향) 또는 역-평행한 방향(반대 방향으로 평행한 방향)으로 기판을 동기적으로 스캐닝함으로써 각각의 타겟부가 조사되는, 소위 스캐너를 포함한다. 또한, 기판상에 패턴을 임프린트(imprint)함으로써, 패터닝 디바이스로부터 기판으로 패턴을 전사할 수도 있다.BACKGROUND A lithographic apparatus is a machine that applies a desired pattern onto a substrate, typically onto a target portion of the substrate. Lithographic apparatus can be used, for example, in the manufacture of integrated circuits (ICs). In that situation, a patterning device, alternatively referred to as a mask or a reticle, can be used to generate a circuit pattern to be formed on a separate layer of the IC. This pattern can be transferred onto a target portion (eg, comprising part of one or several dies) on a substrate (eg, a silicon wafer). Transfer of the pattern is typically performed through imaging onto a layer of radiation-sensitive material (resist) provided on the substrate. In general, a single substrate will contain a network of adjacent target portions that are successively patterned. Known lithographic apparatus scans a pattern in a given direction ("scanning" -direction) through a so-called stepper, and a radiation beam, while the target portion is irradiated by exposing the entire pattern on the target portion at one time, while paralleling this direction. It includes a so-called scanner in which each target portion is irradiated by synchronously scanning the substrate in one direction (direction parallel to the same direction) or anti-parallel direction (direction parallel to the opposite direction). It is also possible to transfer the pattern from the patterning device to the substrate by imprinting the pattern onto the substrate.

본 명세서에서는, IC의 제조에 있어서 리소그래피 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 본 명세서에서 서술된 리소그래피 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 유도 및 검출 패턴, 평판 디스플레이(flat-panel display), 액정 디스플레이(LCD), 박막 자기 헤드의 제조와 같이 여타의 응용예들을 가질 수도 있음을 이해하여야 한다. 당업자라면, 이러한 대안적인 적용예와 관련하여, 본 명세서의 "웨이퍼" 또는 "다이"와 같은 어떠한 용어의 사용도 각각 "기판" 또는 "타겟부"와 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로 간주될 수도 있음을 이해할 수 있을 것이다. 본 명세서에서 언급되는 기판은, 노광 전후에, 예를 들어 트랙(전형적으로, 기판에 레지스트층을 도포하고 노광된 레지스트를 현상하는 툴), 또는 메트롤로지 툴 및/또는 검사툴에서 처리될 수 있다. 적용가능하다면, 이러한 기판 처리 툴과 여타의 기판 처리 툴에 본 명세서의 기재내용이 적용될 수 있다. 또한, 예를 들어 다층 IC를 생성하기 위하여 기판이 한번 이상 처리될 수 있으므로, 본 명세서에 사용되는 기판이라는 용어는 이미 여러번 처리된 층들을 포함한 기판을 칭할 수도 있다.While reference is made herein to specific uses of lithographic apparatus in the manufacture of ICs, the lithographic apparatus described herein includes integrated optical systems, induction and detection patterns for magnetic domain memories, flat-panel displays, It should be understood that the present invention may have other applications, such as the manufacture of liquid crystal displays (LCDs), thin film magnetic heads. As those skilled in the art relate to these alternative applications, the use of any term such as "wafer" or "die" herein may be considered synonymous with more general terms such as "substrate" or "target portion", respectively. I can understand that. The substrate referred to herein may be processed before or after exposure, for example in a track (a tool that typically applies a layer of resist to a substrate and develops the exposed resist), or a metrology tool and / or inspection tool. . Where applicable, the disclosure herein may be applied to such substrate processing tools and other substrate processing tools. Further, as the substrate may be processed more than once, for example to produce a multilayer IC, the term substrate as used herein may also refer to a substrate that already contains multiple processed layers.

이상, 광학 리소그래피에 관련하여 본 발명의 실시예들의 특정 사용예를 언급하였지만, 본 발명은 다른 응용예들, 예컨대 임프린트 리소그래피에도 사용될 수 있으며, 본 명세서가 허용한다면, 광학 리소그래피로 제한되지 않음을 이해할 수 있을 것이다. 임프린트 리소그래피에서, 패터닝 디바이스내의 토포그래피(topography)는 기판상에 생성되는 패턴을 정의(define)한다. 패터닝 디바이스의 토포그래피는 기판에 공급된 레지스트 층 안으로 가압(press)될 수 있으며, 전자기방사선, 열, 압력 또는 그 조합을 인가함으로써 레지스트가 경화(cure)된다. 레지스트가 경화된 후, 패터닝 디바이스는 그 안에 패턴을 남긴 레지스트로부터 이동된다. While specific reference has been made to specific uses of embodiments of the present invention in connection with optical lithography, it will be appreciated that the present invention may be used in other applications, such as imprint lithography, and is not limited to optical lithography, if the specification permits. Could be. In imprint lithography, topography in a patterning device defines a pattern created on a substrate. The topography of the patterning device can be pressed into a layer of resist supplied to the substrate, and the resist is cured by applying electromagnetic radiation, heat, pressure or a combination thereof. After the resist is cured, the patterning device is moved out of the resist leaving a pattern therein.

본 명세서에서 사용되는 "방사선" 및 "빔"이란 용어는 (예를 들어, 파장이 436, 365, 355, 248, 193, 157 또는 126㎚인) 자외(UV)방사선 및 (파장이 5 내지 20nm의 범위인) 극자외(EUV)방사선 뿐만 아니라, 이온빔 및 전자빔과 같은 입자빔들을 포함하는 모든 타입의 전자기 방사선을 포괄한다. As used herein, the terms "radiation" and "beam" refer to ultraviolet (UV) radiation (eg, wavelengths of 436, 365, 355, 248, 193, 157, or 126 nm) and (wavelengths of 5 to 20 nm). Encompasses all types of electromagnetic radiation, including extreme ultraviolet (EUV) radiation, as well as particle beams such as ion beams and electron beams.

본 명세서가 허용하는 "렌즈"라는 용어는, 굴절, 반사, 자기, 전자기 및 정전기 광학 구성요소들을 포함하는 다양한 타입의 광학 구성요소들 중 어느 하나 또는 그 조합을 나타낼 수 있다.The term "lens", where the context allows, may refer to any one or combination of various types of optical components, including refractive, reflective, magnetic, electromagnetic and electrostatic optical components.

정렬은, 노광되어야 할 기판상의 특정 지점으로 마스크상의 특정 지점의 이미지를 위치시키는 공정이다. 통상적으로, 1이상의 정렬 마크들, 예컨대 작은 패턴이 기판 및 마스크의 각각상에 제공된다. 디바이스는, 중간 처리 단계들을 갖는 연속 노광들에 의해 형성된 많은 층들을 포함할 수 있다. 각각의 노광 이전에, 새로 운 노광과 이전의 것들과의 여하한의 위치 오차(오버레이 오차라고도 함)를 최소화하기 위해서 정렬이 수행된다. Alignment is the process of positioning an image of a specific point on a mask to a specific point on a substrate to be exposed. Typically, one or more alignment marks, such as a small pattern, are provided on each of the substrate and the mask. The device may include many layers formed by successive exposures with intermediate processing steps. Prior to each exposure, alignment is performed to minimize any positional errors (also called overlay errors) between the new exposure and the previous ones.

하지만, 화학적 기계적 폴리싱(CMP), 신속한 열적 어닐링(rapid thermal annealing), 두꺼운 층 증착 및 딥 트렌치 에칭(deep trench etching)와 같이, 중간 처리 단계들 중 몇몇은, 기판상의 정렬 마크들을 손상 또는 왜곡(distort)시킬 수 있거나 상기 마크들을 불투명한 층들(opaque layers) 아래에 매립(bury)시킬 수 있다. 따라서, 때로는 정렬 마크들이 명확히 보이지 않거나 전혀 보이지 않을 수 있어, 정렬의 정확성에 부정적인 영향을 줄 수 있다. 이는 오버레이 오차들을 유발할 수 있다. However, some of the intermediate processing steps, such as chemical mechanical polishing (CMP), rapid thermal annealing, thick layer deposition and deep trench etching, may damage or distort alignment marks on the substrate. distort or bury the marks under opaque layers. Thus, sometimes the alignment marks may not be clearly visible or at all, which may negatively affect the accuracy of the alignment. This may cause overlay errors.

마이크로 시스템 기술(micro systems technology; MST) 및 마이크로 일렉트로-미케니컬 시스템(micro eletro-mechanical systems; MEMS)와 같은 몇몇 기술들에서, 디바이스들은 기판의 양면들을 이용하여 제작된다. 이러한 기술은, 기판의 일면상에서 이전에 노광된 피처들로 정확히 정렬되도록 기판의 다른 한면상에서 노광들을 수행하는데 있어 문제점에 직면하게 된다. 통상적으로, 0.5 미크론 급(order)의 또는 그 이상의 정렬 정확성이 요구된다. In some technologies, such as micro systems technology (MST) and micro eletro-mechanical systems (MEMS), devices are fabricated using both sides of a substrate. This technique faces problems in performing exposures on the other side of the substrate such that they are correctly aligned with previously exposed features on one side of the substrate. Typically, alignment accuracy of 0.5 micron order or higher is required.

이제는, 소위 말하는 침지 기술들(immersion techniques)을 이용하여, 훨씬 더 작은 패턴들을 갖는 패터닝 피처들의 이미징을 허용하는 기술들이 개발되고 있다. 이러한 기술은 렌즈와 기판 사이의 공간이 유체, 예컨대 물로 채워진다는 사실에 기초한다. 물의 굴절률이 어떤 낮은 압력 가스의 공기의 굴절률보다 더 높기 때문에, 시스템의 개구수가 증가된다. 이는, 상기 시스템이 동일한 방사선 시스템과 투영 시스템을 이용하면서도 훨씬 더 작은 패턴들을 이미징하는 것을 허용한다. 침지 기술에 관한 보다 많은 정보는, EP 1 420 298 A2, EP 1 429 188 및 EP 1 420 300 A2에서 찾을 수 있다. 하지만, 물의 존재는 정렬 측정들에 영향을 줄 수 있다. 렌즈와 기판 사이의 공간내에 물이 존재하게 되면, 기판상에 제공된 마크들의 정렬 측정들을 수행하는 것이 힘들어진다. 더욱이, 이전에 얻어진 '건식' 정렬 측정들과 이러한 '습식' 측정들을 비교하는 것 또한 다소 힘들어진다. Now, techniques are being developed that allow the imaging of patterning features with even smaller patterns using so-called immersion techniques. This technique is based on the fact that the space between the lens and the substrate is filled with a fluid such as water. Since the refractive index of water is higher than that of air of any low pressure gas, the numerical aperture of the system is increased. This allows the system to image even smaller patterns while using the same radiation system and projection system. More information about the immersion technique can be found in EP 1 420 298 A2, EP 1 429 188 and EP 1 420 300 A2. However, the presence of water can affect alignment measurements. The presence of water in the space between the lens and the substrate makes it difficult to perform alignment measurements of the marks provided on the substrate. Moreover, it is also somewhat difficult to compare these 'wet' measurements with previously obtained 'dry' alignment measurements.

종래의 정렬 기술들은 기판의 최상면상에서, 즉 노광이 수행되는 기판면에서 모두 수행된다. 이 면은 기판의 제 1 면 또는 정면이라고도 칭해질 것이다. 이러한 정렬 기술들은 모두 기판의 최상면상에 제공된 정렬 마크들의 위치를 측정함으로써 기판의 위치를 측정한다. 하지만, 침지 기술들과 또한 양면들로부터 제작된 기판들과의 조합으로, 이들 종래 정렬 기술들은 수행이 어려워지며 또한 정확성이 보다 떨어지게 된다. Conventional alignment techniques are performed both on the top surface of the substrate, ie on the surface of the substrate on which the exposure is performed. This side will also be referred to as the first side or front side of the substrate. These alignment techniques all measure the position of the substrate by measuring the position of the alignment marks provided on the top surface of the substrate. However, in combination with immersion techniques and also substrates fabricated from both sides, these conventional alignment techniques are difficult to perform and are less accurate.

종래의 정렬 기술들은, 통상적으로, 기판의 최상면, 즉 기판이 위치되는 기판 테이블을 향하지 않는 기판면상에 제공된 정렬 마크들의 위치를 측정하는 광학 측정 기술들을 이용한다. 이는, 양면들로부터 제작된 디바이스들과 조합하여 이러한 정렬 기술들을 이용하는 것이 힘들며, 때문에, 그 경우에는, 정렬 마크들이 기판 테이블을 향하도록 기판이 위치되어야 할 필요가 있다. Conventional alignment techniques typically use optical measurement techniques that measure the position of alignment marks provided on the top surface of the substrate, i. This is difficult to use such alignment techniques in combination with devices fabricated from both sides, and in that case, the substrate needs to be positioned so that the alignment marks face the substrate table.

침지 기술들이 사용되는 경우, 정렬 시스템의 광학기는 통상적으로 액체로 채워진 영역 외부에 위치되므로, 광학기 및/또는 광학 신호들이 그 액체안으로 유도(guide)되어야 할 필요가 있다. 이는 간단한 작업이 아니며 또한 복잡하고 고가 의 기술들을 필요로 한다. When immersion techniques are used, the optics of the alignment system are typically located outside the area filled with liquid, so the optics and / or optical signals need to be guided into the liquid. This is not a simple task and also requires complex and expensive techniques.

이러한 문제들을 극복하기 위해서, 기판의 후면, 즉 기판 테이블을 향하며 노광되지 않는 기판면상에 제공된 정렬 마크의 위치를 측정하도록 배치된 정렬 기술들이 개발되었다. 이 면은 기판의 제 2 면이라고도 칭해질 것이다. To overcome these problems, alignment techniques have been developed arranged to measure the position of the alignment marks provided on the back side of the substrate, i. This side will also be referred to as the second side of the substrate.

정렬시, 기판의 제 2 면은 기판을 지지하는 기판 테이블을 향한다. 기판의 제 2 면상에 제공된 정렬 마크들의 위치 측정을 허용하기 위해서, 기판 테이블내에 광학 디바이스들이 제공된다. 이 기술은 일반적으로 후면 정렬이라 칭해지며 또한 하기에 보다 상세히 서술될 것이다. 보다 자세한 설명은 ASML이 소유한 US 2002/0109825 A1에서 찾을 수 있다. In alignment, the second side of the substrate faces the substrate table that supports the substrate. Optical devices are provided in the substrate table to allow measurement of the position of the alignment marks provided on the second side of the substrate. This technique is generally referred to as back alignment and will also be described in more detail below. A more detailed description can be found in US 2002/0109825 A1, owned by ASML.

이로써, 기판의 제 2 면을 통해 기판 테이블에 제공된 광학 디바이스들을 이용한 정렬 측정들은, 직접 측정될 수 있는 기판의 제 1 면상에 제공된 정렬 마커들에 기초한 정렬 측정들보다 정확성이 떨어질 수 있다는 것을 감지했을 것이다. 그러므로, 후면 정렬 기술들의 개선예들이 필요하다. As such, the alignment measurements using optical devices provided to the substrate table through the second side of the substrate may have been perceived to be less accurate than alignment measurements based on alignment markers provided on the first side of the substrate that can be measured directly. will be. Therefore, improvements in backside alignment techniques are needed.

일반적으로, 기판 테이블상에 위치된 기판의 위치의 보다 정확한 측정을 허용하고 보다 나은 정렬 결과들을 얻기 위해서, 정렬 기술들, 후면 및 정면에 대한 개선예들의 필요성이 존재한다. In general, there is a need for improvements in alignment techniques, back and front, to allow more accurate measurement of the position of the substrate positioned on the substrate table and to obtain better alignment results.

이 명세서의 전반에 걸쳐, 특정한 기판면상에 위치된 정렬 마크에 대한 기준은, 각자의 기판면상으로 에칭된 정렬 마크를 포함하고, 상기 정렬 마크가 임베드(embed)되고 또한 기판에 더이상 노출될 필요가 없도록, 정렬 마크의 최상부상에 증착된 후속 물질을 갖는 것을 포함한다. Throughout this specification, references to alignment marks located on a particular substrate surface include alignment marks etched onto the respective substrate surface, and the alignment marks need to be embedded and no longer exposed to the substrate. So as to have subsequent material deposited on top of the alignment mark.

IC 또는 MEM의 제조에 있어서 상기 장치의 특정 사용예에 대하여 언급되지만, 이러한 장치는 여타의 가능한 많은 응용예들을 가짐을 명확히 이해하여야 한다. 예를 들어, 상기 장치는 집적 광학 시스템, 자기 도메인 메모리용 유도 및 검출 패턴, 액정 디스플레이, 박막 자기 헤드의 제조 시에 채택될 수 있다.While reference is made to specific uses of such devices in the manufacture of ICs or MEMs, it should be clearly understood that such devices have many other possible applications. For example, the apparatus can be employed in the manufacture of integrated optical systems, induction and detection patterns for magnetic domain memories, liquid crystal displays, thin film magnetic heads.

본 발명의 목적은, 기판 테이블상에 위치된 기판 위치의 보다 정확한 측정을 허용하는 기판 테이블을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a substrate table that allows for more accurate measurement of the substrate position located on the substrate table.

본 발명의 제 1 실시형태에 따르면, 1이상의 가상 기판 마크(virtual substrate mark)를 생성하는 디바이스가 제공되고, 상기 디바이스는, 1이상의 기판 마크를 갖는 기판을 지지하도록 배치된 기판 테이블을 포함하여 이루어지고, 상기 기판 테이블과 연계된 광학 시스템을 포함하여 이루어지며, 1이상의 광학 아암들(optical arms)을 갖는 1상기 광학 시스템은, 방사선을 반사시키도록 배치된 2이상의 거울들, 및 상기 거울들로부터 반사된 방사선을 수용하도록 위치된 2이상의 렌즈들을 포함하여 이루어지고, 상기 렌즈들은 하나로부터 벗어난(deviating) 배율 팩터(magnification factor)를 제공하며, 상기 1이상의 광학 아암들은 대응하는 1이상의 기판 마크로부터 상기 1이상의 가상 기판 마크를 생성한다. According to a first embodiment of the present invention, there is provided a device for generating at least one virtual substrate mark, the device comprising a substrate table arranged to support a substrate having at least one substrate mark. Wherein the optical system comprises an optical system associated with the substrate table, the optical system having one or more optical arms, the two or more mirrors arranged to reflect radiation, and from the mirrors. At least two lenses positioned to receive the reflected radiation, the lenses providing a deviating magnification factor, wherein the at least one optical arms are adapted from the corresponding at least one substrate mark. Create one or more virtual substrate marks.

본 발명의 제 2 실시형태에 따르면, 기판 테이블상에 제공된 기판의 위치를 측정하는 방법이 제공되며, 상기 기판은 그 위에 복수의 기판 마크들을 가지고 상기 기판 마크들 중 2이상은 상이한 크기들로 되어 있으며, 상기 방법은, 제 1 크기를 갖는 기판 마크에 대응하는 제 1 가상 기판 마크를 생성하는 단계를 포함하여 이루어지고, 상기 제 1 가상 기판 마크는 제 1 배율 팩터를 이용하여 생성되며, 제 2 크기를 갖는 기판 마크에 대응하는 제 2 가상 기판 마크를 생성하는 단계를 포함하여 이루어지고, 상기 제 2 가상 기판 마크는 제 2 배율 팩터를 이용하여 생성되며, 및 상기 제 1 가상 기판 마크에 대한 제 1 정렬 위치를 결정하는 단계를 포함하여 이루어진다. According to a second embodiment of the invention, there is provided a method of measuring the position of a substrate provided on a substrate table, the substrate having a plurality of substrate marks thereon and at least two of the substrate marks being of different sizes. Wherein the method comprises generating a first virtual substrate mark corresponding to a substrate mark having a first size, wherein the first virtual substrate mark is generated using a first magnification factor, and a second Generating a second virtual substrate mark corresponding to the substrate mark having a size, wherein the second virtual substrate mark is generated using a second magnification factor, and generates a second virtual substrate mark for the first virtual substrate mark. 1 determining the alignment position.

본 발명의 제 3 실시형태에 따르면,

Figure 112007010532215-PAT00001
패턴을 생성하는 장치가 제공되며, 1이상의 기판 정렬 격자(substrate alignment grating)를 갖는 기판을 지지하도록 배치된 기판 테이블, 및 정렬 격자가 제공된 윈도우를 포함하여 이루어지며, 윈도우 정렬 격자는, 상기 기판이 상기 기판 테이블에 의해 지지되는 경우, 상기 기판의 위치를 결정하기 위해서, 상기 기판 정렬 격자 및 상기 윈도우 정렬 격자가 함께 정렬 시스템에 의해 사용될 수 있는
Figure 112007010532215-PAT00002
패턴을 형성하도록 구성된다. According to the third embodiment of the present invention,
Figure 112007010532215-PAT00001
An apparatus for generating a pattern is provided, the apparatus comprising a substrate table arranged to support a substrate having at least one substrate alignment grating, and a window provided with an alignment grating, wherein the window alignment grating comprises: When supported by the substrate table, the substrate alignment grating and the window alignment grating may be used together by an alignment system to determine the position of the substrate.
Figure 112007010532215-PAT00002
Configured to form a pattern.

본 발명의 제 4 실시형태에 따르면, 기판 테이블상에 제공된 기판의 위치를 측정하는 방법이 제공되며, 상기 방법은, 상기 기판상에 제공된 정렬 격자 및 상기 기판 테이블내의 윈도우상에 제공된 정렬 격자가 함께

Figure 112007010532215-PAT00003
패턴을 형성하도록 일 위치에 기판을 제공하는 단계, 상기 기판 테이블내에 위치된 광학기를 이용하여 상기
Figure 112007010532215-PAT00004
패턴의 이미지를 형성하는 단계, 그 후, 정렬 시스템을 이용하여
Figure 112007010532215-PAT00005
패턴의 상기 이미지의 위치를 측정하는 단계를 포함하여 이루어진다.According to a fourth embodiment of the present invention, there is provided a method of measuring the position of a substrate provided on a substrate table, wherein the method comprises an alignment grating provided on the substrate and an alignment grating provided on a window in the substrate table.
Figure 112007010532215-PAT00003
Providing a substrate at a location to form a pattern, using optics located within the substrate table;
Figure 112007010532215-PAT00004
Forming an image of the pattern, and then using the alignment system
Figure 112007010532215-PAT00005
And measuring the position of the image of the pattern.

본 발명의 제 5 실시형태에 따르면, 기판 테이블상에 제공된 기판의 위치를 측정하는 방법이 제공되며, 상기 방법은, 상기 기판상에 제공된 정렬 격자 및 정렬 시스템내의 윈도우상에 제공된 정렬 격자가 함께

Figure 112007010532215-PAT00006
패턴을 형성하도록 일 위치 에 기판을 제공하는 단계, 그 후, 상기 정렬 시스템을 이용하여
Figure 112007010532215-PAT00007
패턴의 상기 이미지의 위치를 측정하는 단계를 포함하여 이루어진다.According to a fifth embodiment of the present invention, there is provided a method for measuring the position of a substrate provided on a substrate table, wherein the method comprises an alignment grating provided on the substrate and an alignment grating provided on a window in an alignment system.
Figure 112007010532215-PAT00006
Providing a substrate in one location to form a pattern, and then using the alignment system
Figure 112007010532215-PAT00007
And measuring the position of the image of the pattern.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치를 개략적으로 도시한다. 상기 장치는:1 schematically depicts a lithographic apparatus according to an embodiment of the invention. The device is:

- 방사선 빔(B)(예를 들어, UV 방사선 또는 EUV 방사선)을 컨디셔닝하도록 구성된 제공하는 조명시스템(일루미네이터)(IL); A providing illumination system (illuminator) IL configured to condition the radiation beam B (eg UV radiation or EUV radiation);

- 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크)(MA)를 지지하도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 패터닝 디바이스를 정확히 위치시키도록 구성된 제1위치설정기(PM)에 연결된 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블)(MT); A support structure (eg a mask) configured to support the patterning device (eg a mask) MA and connected to a first positioner PM configured to accurately position the patterning device according to certain parameters. Table) (MT);

- 기판(예를 들어, 레지스트-코팅된 웨이퍼)(W)을 잡아주도록 구성되고, 소정 파라미터들에 따라 기판을 정확히 위치시키도록 구성된 제2위치설정기(PW)에 연결된 기판 테이블(예를 들어, 웨이퍼 테이블)(WT); 및 A substrate table (e.g., connected to a second positioner PW, configured to hold a substrate (e.g. a resist-coated wafer) W, and configured to accurately position the substrate according to certain parameters. Wafer table) (WT); And

기판(W)의 타겟부(C)(1이상의 다이를 포함)에 패터닝 디바이스(MA)에 의하여 방사선 빔(B)에 부여된 패턴을 투영하도록 구성된 투영시스템(예를 들어, 굴절 투영 렌즈 시스템)(PS)을 포함한다.Projection system (e.g., refractive projection lens system) configured to project a pattern imparted to the radiation beam B by the patterning device MA onto the target portion C (including one or more dies) of the substrate W (PS).

조명시스템은, 방사선의 지향, 성형 또는 제어를 위하여, 다양한 타입의 구성요소들, 예컨대 굴절, 반사, 자기, 전자기, 정전기 또는 그 이외의 타입의 광학 구성요소들, 또는 그 조합을 포함할 수 있다.The illumination system may include various types of components, such as refractive, reflective, magnetic, electromagnetic, electrostatic or other types of optical components, or a combination thereof, for the purpose of directing, shaping or controlling radiation. .

지지 구조체는 패터닝 디바이스의 무게를 지지, 즉 견딘다. 이는 패터닝 디 바이스의 방위, 리소그래피 장치의 설계, 및 예를 들어 패터닝 디바이스가 진공 환경에서 유지되는지의 여부와 같은 여타의 조건들에 의존하는 방식으로 패터닝 디바이스를 유지한다. 지지 구조체는 패터닝 디바이스를 유지하기 위해 기계적, 진공, 정전기, 또는 여타의 클램핑 기술들을 이용할 수 있다. 지지 구조체는 필요에 따라 고정되거나 이동할 수 있는 프레임 또는 테이블일 수 있다. 지지 구조체는 패터닝 디바이스가, 예를 들어 투영시스템에 대해, 원하는 위치에 있을 것을 보장할 수 있다. 본 명세서의 "레티클" 또는 "마스크"라는 어떠한 용어의 사용도 "패터닝 디바이스"와 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로도 간주될 수 있다.The support structure supports, i.e. bears the weight of, the patterning device. This holds the patterning device in a manner that depends on the orientation of the patterning device, the design of the lithographic apparatus, and other conditions, such as for example whether or not the patterning device is maintained in a vacuum environment. The support structure can use mechanical, vacuum, electrostatic, or other clamping techniques to hold the patterning device. The support structure can be a frame or table that can be fixed or movable as required. The support structure can ensure that the patterning device is in a desired position, for example with respect to the projection system. The use of any term "reticle" or "mask" herein may be considered synonymous with the more general term "patterning device".

본 명세서에서 사용되는 "패터닝 디바이스"라는 용어는, 기판의 타겟부에 패턴을 생성하기 위해서, 방사선 빔의 단면에 소정 패턴을 부여하는데 사용될 수 있는 여하한의 디바이스를 의미하는 것으로 폭넓게 해석되어야 한다. 방사선 빔에 부여된 패턴은, 예를 들어, 상기 패턴이 위상-시프팅 피처(phase-shifting feature)들 또는 소위 어시스트 피처(assist feature)들을 포함하는 경우, 기판의 타겟부내의 원하는 패턴과 정확히 일치하지 않을 수도 있다는 것을 유의한다. 일반적으로, 방사선 빔에 부여된 패턴은 집적 회로와 같이 타겟부에 생성될 디바이스내의 특정 기능층에 해당할 것이다.As used herein, the term "patterning device" should be broadly interpreted as meaning any device that can be used to impart a predetermined pattern to a cross section of a radiation beam in order to create a pattern in a target portion of a substrate. The pattern imparted to the radiation beam exactly matches the desired pattern in the target portion of the substrate, for example when the pattern comprises phase-shifting features or so-called assist features. Note that you may not. In general, the pattern imparted to the radiation beam will correspond to a particular functional layer in the device to be created in the target portion, such as an integrated circuit.

패터닝 디바이스는 투과형 또는 반사형일 수 있다. 패터닝 디바이스의 예로는 마스크, 프로그래밍가능한 거울 어레이 및 프로그래밍가능한 LCD 패널을 포함한다. 마스크는 리소그래피 분야에서 잘 알려져 있으며, 바이너리형, 교번 위상-시프트형 및 감쇠 위상-시프트형 마스크와 다양한 하이브리드 마스크 형식도 포함한다. 프로그래밍가능한 거울 어레이의 일례는 작은 거울들의 매트릭스 구성을 채택하며, 그 각각은 입사하는 방사선 빔을 상이한 방향으로 반사시키도록 개별적으로 기울어질 수 있다. 기울어진 거울들은 거울 매트릭스에 의해 반사되는 방사선 빔에 소정 패턴을 부여한다. The patterning device can be transmissive or reflective. Examples of patterning devices include masks, programmable mirror arrays, and programmable LCD panels. Masks are well known in the lithography art and include binary, alternating phase-shift and attenuated phase-shift masks and various hybrid mask types. One example of a programmable mirror array employs a matrix configuration of small mirrors, each of which can be individually tilted to reflect the incident radiation beam in a different direction. Inclined mirrors impart a pattern to the beam of radiation reflected by the mirror matrix.

본 명세서에서 사용되는 "투영시스템"이라는 용어는, 예를 들어 사용되는 노광방사선에 대하여, 또는 침지 유체의 사용 또는 진공의 사용과 같은 여타의 인자들에 대하여 적절하다면, 굴절, 반사, 카타디옵트릭, 자기, 전자기 및 정전기 광학 시스템들을 포함하는 여하한의 타입의 투영시스템을 내포하는 것으로서 폭넓게 해석되어야 한다. 본 명세서의 "투영 렌즈"라는 용어의 어떠한 사용도 "투영시스템"과 같은 좀 더 일반적인 용어와 동의어로도 간주될 수 있다.As used herein, the term "projection system" refers to refractive, reflective, catadioptric, as appropriate, for example, for exposure radiation used, or for other factors such as the use of immersion fluid or the use of vacuum. It is to be broadly interpreted as encompassing any type of projection system, including magnetic, electromagnetic and electrostatic optical systems. Any use of the term "projection lens" herein may be considered as synonymous with the more general term "projection system".

본 발명의 예시적인 실시예에서, 상기 장치는 (예를 들어, 투과 마스크를 채택하는) 투과형으로 구성된다. 대안적으로, 상기 장치는 (예를 들어, 프로그래밍가능한 거울 어레이를 채택하거나 반사 마스크를 채택하는) 투과형으로 구성될 수도 있다.In an exemplary embodiment of the invention, the device is of a transmissive type (e.g. employing a transmissive mask). Alternatively, the apparatus may be of a transmissive type (eg employing a programmable mirror array or employing a reflective mask).

리소그래피 장치는 2개(듀얼 스테이지)이상의 기판 테이블(및/또는 2이상의 마스크 테이블)을 갖는 형태로 구성될 수도 있다. 이러한 "다수 스테이지" 기계에서는 추가 테이블이 병행하여 사용될 수 있으며, 또는 1이상의 테이블이 노광에 사용되고 있는 동안 1이상의 다른 테이블에서는 준비작업 단계가 수행될 수 있다.The lithographic apparatus may be of a type having two (dual stage) or more substrate tables (and / or two or more mask tables). In such "multiple stage" machines additional tables may be used in parallel, or preparatory steps may be carried out on one or more tables while one or more other tables are being used for exposure.

또한, 리소그래피 장치는, 투영시스템과 기판 사이의 공간을 채우기 위해, 비교적 높은 굴절률을 가지는 액체(예를 들어, 물)에 의해 기판의 전체 또는 일부 분이 덮일 수 있는 형태로 구성될 수도 있다. 또한, 침지 액체는 리소그래피 장치내의 다른 공간들, 예를 들어 마스크와 투영시스템 사이에도 적용될 수 있다. 침지 기술은 투영시스템의 개구수를 증가시키는 기술로 본 발명이 속하는 기술 분야에 잘 알려져 있다. 본 명세서에서 사용되는 "침지"라는 용어는, 기판과 같은 구조체가 액체에 담그어져야 한다는 것을 의미하는 것이 아니라, 그 보다는 노광 시 액체가 투영시스템과 기판 사이에 위치된다는 것을 의미한다.The lithographic apparatus may also be constructed in such a way that all or part of the substrate may be covered by a liquid (eg water) having a relatively high refractive index to fill the space between the projection system and the substrate. Immersion liquid may also be applied to other spaces in the lithographic apparatus, for example between the mask and the projection system. Immersion techniques are well known in the art for increasing the numerical aperture of projection systems. As used herein, the term "immersion" does not mean that a structure, such as a substrate, must be submerged in liquid, but rather means that liquid is located between the projection system and the substrate during exposure.

도 1을 참조하면, 일루미네이터(IL)는 방사선 소스(S0)로부터 방사선 빔을 수용한다. 예를 들어, 상기 소스가 엑시머 레이저인 경우, 상기 소스 및 리소그래피 장치는 별도의 개체일 수도 있다. 이러한 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 일부분을 형성하는 것으로 간주되지 않으며, 상기 방사선 빔은, 예를 들어 적절한 지향 거울 및/또는 빔 익스팬더를 포함하는 빔 전달 시스템(BD)의 도움으로, 소스(SO)로부터 일루미네이터(IL)로 통과된다. 다른 경우, 예를 들어 상기 소스가 수은 램프인 경우, 상기 소스는 리소그래피 장치의 통합부일 수 있다. 상기 소스(SO) 및 일루미네이터(IL)는, 필요에 따라 빔 전달 시스템(BD)과 함께 방사선 시스템이라고도 칭해질 수 있다.Referring to FIG. 1, the illuminator IL receives a radiation beam from a radiation source SO. For example, when the source is an excimer laser, the source and the lithographic apparatus may be separate entities. In this case, the source is not considered to form part of the lithographic apparatus, and the radiation beam is, for example, with the aid of a beam delivery system BD comprising a suitable directing mirror and / or beam expander. ) Is passed through to the illuminator IL. In other cases, for example if the source is a mercury lamp, the source may be an integral part of a lithographic apparatus. The source SO and the illuminator IL may be referred to as a radiation system together with the beam delivery system BD as necessary.

일루미네이터(IL)는 방사선 빔의 각도 세기 분포를 조정하는 조정기(AD)를 포함할 수도 있다. 일반적으로, 일루미네이터의 퓨필 평면내의 세기 분포의 적어도 외반경 및/또는 내반경 크기(통상적으로, 각각 외측-σ 및 내측-σ라 함)가 조정될 수 있다. 또한, 일루미네이터(IL)는 인티그레이터(IN) 및 콘덴서(CO)와 같이 다양한 다른 구성요소들을 포함할 수 있다. 일루미네이터는 그 단면에 원하는 균일성과 세기 분포를 가지기 위해, 방사선의 빔을 컨디셔닝하는데 사용될 수 있다.The illuminator IL may comprise an adjuster AD for adjusting the angular intensity distribution of the radiation beam. In general, at least the outer and / or inner radial extent (commonly referred to as -outer and -inner, respectively) of the intensity distribution in the pupil plane of the illuminator can be adjusted. In addition, the illuminator IL may include various other components such as the integrator IN and the condenser CO. The illuminator can be used to condition the beam of radiation to have the desired uniformity and intensity distribution in its cross section.

상기 방사선 빔(B)은, 지지 구조체(예를 들어, 마스크 테이블(MT))상에 유지되어 있는 패터닝 디바이스(예를 들어, 마스크(MA))상에 입사되며, 패터닝 디바이스에 의해 패터닝된다. 마스크(MA)를 가로질렀으면, 상기 방사선 빔(B)은 투영시스템(PS)을 통과하여 기판(W)의 타겟부(C)상에 상기 빔을 포커스한다. 제 2 위치설정기(PW) 및 위치 센서(IF)(예컨대, 간섭계 디바이스, 리니어 인코더 또는 용량성 센서)의 도움으로, 기판 테이블(WT)은, 예를 들어 방사선 빔(B)의 경로내에 상이한 타겟부(C)들을 위치시키도록 정확하게 이동될 수 있다. 이와 유사하게, 제 1 위치설정기(PM) 및 또 다른 위치센서(도 1에 명확히 도시되지 않음)는, 예를 들어 마스크 라이브러리로부터의 기계적인 회수 후에, 또는 스캔하는 동안, 방사선 빔(B)의 경로에 대해 마스크(MA)를 정확히 위치시키는데 사용될 수 있다. 일반적으로, 마스크 테이블(MT)의 이동은, 장-행정 모듈(long-stroke module)(개략 위치설정) 및 단-행정 모듈(short-stroke module)(미세 위치설정)의 도움을 받아 실현될 것이며, 이는 제 1 위치설정기(PM)의 일부분을 형성한다. 이와 유사하게, 기판 테이블(WT)의 이동도, 장-행정 모듈 및 단-행정 모듈을 이용하여 실현될 수 있으며, 이는 제 2 위치설정기(PW)의 일부분을 형성한다. (스캐너와는 대조적으로) 스테퍼의 경우, 상기 마스크 테이블(MT)은 단지 단-행정 액추에이터에만 연결되거나 고정될 수도 있다. 마스크(MA) 및 기판(W)은 마스크 정렬 마크(M1, M2) 및 기판 정렬 마크(P1, P2)를 이용하여 정렬될 수 있다. 비록, 예시된 기판 정렬 마크들이 지정된 타겟부(dedicated target portion)들을 차지하지만, 그들은 타겟부들간의 공간들내에 위치될 수도 있다(이들은 스크라이브-레인 정렬 마크들(scribe-lane alignment marks)로 알려져 있다). 이와 유사하게, 마스크(MA)상에 1이상의 다이가 제공되는 상황들에서는, 마스크 정렬 마크들이 다이들 사이에 위치될 수도 있다.The radiation beam B is incident on a patterning device (e.g., mask MA) held on a support structure (e.g., mask table MT), and is patterned by the patterning device. When the mask MA is crossed, the radiation beam B passes through the projection system PS and focuses the beam on the target portion C of the substrate W. With the aid of the second positioner PW and the position sensor IF (e.g., interferometer device, linear encoder or capacitive sensor), the substrate table WT is different in the path of the radiation beam B, for example. It can be accurately moved to position the target portions (C). Similarly, the first positioner PM and another position sensor (not clearly shown in FIG. 1) are provided with a radiation beam B, for example after mechanical retrieval from the mask library or during scanning. It can be used to accurately position the mask MA with respect to the path of. In general, the movement of the mask table MT will be realized with the help of a long-stroke module (coarse positioning) and a short-stroke module (fine positioning). This forms part of the first positioner PM. Similarly, the mobility of the substrate table WT, long-stroke module and short-stroke module, can be realized, which forms part of the second positioner PW. In the case of a stepper (as opposed to a scanner), the mask table MT may be connected or fixed only to a single-stroke actuator. The mask MA and the substrate W may be aligned using the mask alignment marks M1 and M2 and the substrate alignment marks P1 and P2. Although the illustrated substrate alignment marks occupy dedicated target portions, they may be located in spaces between the target portions (these are known as scribe-lane alignment marks). . Similarly, in situations where more than one die is provided on the mask MA, mask alignment marks may be located between the dies.

서술된 장치는 다음의 모드들 중 1이상에 사용될 수 있다:The described device can be used in one or more of the following modes:

1. 스텝 모드에서, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)은 기본적으로 정지상태로 유지되는 한편, 방사선 빔에 부여되는 전체 패턴은 한번에 타겟부(C)상에 투영된다(즉, 단일 정적 노광(single static exposure)). 그런 후, 기판 테이블(WT)은 다른 타겟부(C)가 노광될 수 있도록 X 및/또는 Y 방향으로 시프트된다. 스텝 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 정적 노광시에 이미징되는 타겟부(C)의 크기를 제한한다.1. In the step mode, the mask table MT and the substrate table WT are basically kept stationary, while the entire pattern imparted to the radiation beam is projected onto the target portion C at once (ie, a single static Single static exposure). Then, the substrate table WT is shifted in the X and / or Y direction so that another target portion C can be exposed. In the step mode, the maximum size of the exposure field limits the size of the target portion C imaged during a single static exposure.

2. 스캔 모드에서, 마스크 테이블(MT) 및 기판 테이블(WT)은, 방사선 빔에 부여되는 패턴이 타겟부(C)상에 투영되는 동안에 동기적으로 스캐닝된다(즉, 단일 동적 노광(single dynamic exposure)). 마스크 테이블(MT)에 대한 기판 테이블(WT)의 속도 및 방향은 (확대(축소) 및) 투영시스템(PS)의 이미지 반전 특성에 의하여 결정된다. 스캔 모드에서, 노광 필드의 최대 크기는 단일 동적 노광시 타겟부의 (스캐닝되지 않는 방향으로의) 폭을 제한하는 반면, 스캐닝 동작의 길이는 타겟부의 (스캐닝 방향으로의) 높이를 결정한다. 2. In the scan mode, the mask table MT and the substrate table WT are synchronously scanned (ie, single dynamic exposure while the pattern imparted to the radiation beam is projected onto the target portion C). exposure)). The velocity and direction of the substrate table WT relative to the mask table MT is determined by the image reversal characteristics of the (zoom in) and projection system PS. In the scan mode, the maximum size of the exposure field limits the width (in the unscanned direction) of the target portion during a single dynamic exposure, while the length of the scanning operation determines the height (in the scanning direction) of the target portion.

3. 또 다른 모드에서, 마스크 테이블(MT)은 프로그래밍가능한 패터닝 디바이스를 유지하여 기본적으로 정지된 상태로 유지되며, 방사선 빔에 부여된 패턴이 타겟부(C)상에 투영되는 동안, 기판 테이블(WT)이 이동되거나 스캐닝된다. 이 모드에 서는, 일반적으로 펄스화된 방사선 소스(pulsed radiation source)가 채용되며, 프로그래밍가능한 패터닝 디바이스는 기판 테이블(WT)이 각각 이동한 후, 또는 스캔중에 계속되는 방사선펄스 사이사이에 필요에 따라 업데이트된다. 이 작동 모드는 상기 언급된 바와 같은 종류의 프로그래밍가능한 거울 어레이와 같은 프로그래밍가능한 패터닝 디바이스를 이용하는 마스크없는 리소그래피(maskless lithography)에 용이하게 적용될 수 있다.3. In another mode, the mask table MT remains essentially stationary by holding a programmable patterning device and while the pattern imparted to the radiation beam is projected onto the target portion C, the substrate table ( WT) is moved or scanned. In this mode, a pulsed radiation source is typically employed, and the programmable patterning device is updated as needed between the radiation pulses that continue after each movement of the substrate table WT or during scanning. do. This mode of operation can be readily applied to maskless lithography using a programmable patterning device, such as a programmable mirror array of the kind mentioned above.

또한, 상술된 모드들의 조합 및/또는 변형, 또는 완전히 다른 상이한 사용 모드들을 채용할 수 있다.It is also possible to employ combinations and / or variations of the modes described above, or completely different different modes of use.

도 2는 기판 테이블(WT)상의 기판(W)을 도시한다. 기판 마크들(WM3 및 WM4)은 기판(W)의 제 1 면("정면")상에 제공되고, 광은 도면 부호들(WM3 및 WM4) 위의 화살표들로 나타낸 바와 같이 이들 마크들로부터 반사될 수 있으며 정렬 시스템(도시되지 않음)과 연계하여 마스크상의 마크들로의 정렬에 사용될 수 있다. 이에 대한 보다 상세한 설명은, 2003년 12월 17일에 출원된 US 특허 출원 번호 제 10/736,911호에 개시되어 있으며, 본 명세서에서 그 전문이 인용참조된다. 2 shows a substrate W on a substrate table WT. Substrate marks WM3 and WM4 are provided on the first side (“front”) of the substrate W, and light is reflected from these marks as indicated by the arrows above the reference numerals WM3 and WM4. And in alignment with the marks on the mask in conjunction with an alignment system (not shown). A more detailed description thereof is disclosed in US patent application Ser. No. 10 / 736,911, filed December 17, 2003, which is incorporated herein by reference in its entirety.

또한, 기판 마크들(WM1 및 WM2)은 기판(W)의 제 2 면("후면")상에도 제공된다. 기판(W)의 후면상의 기판 마크들(WM1 및 WM2)로의 광학 접근을 제공하기 위해서, 광학 시스템이 기판 테이블(WT)내에 내장되어 있다. 광학 시스템은 아암들(10a, 10b)의 쌍을 포함한다. 각각의 아암은 2개의 거울들(12, 14) 및 2개의 렌즈들(16, 18)로 구성되어 있다. 각각의 아암내의 거울들(12, 14)은, 그들이 수평이 되게 하는 각도들의 합이 90°이도록 경사져 있다. 이러한 방식으로, 상기 거울들 중 하나상에 수직으로 입사하는 광의 빔은, 다른 하나의 거울로 반사되는 경우에 수직으로 유지될 것이다. 180°의 방향 변화를 얻는 여타의 방식들이 고려될 수 있음은 물론이다. 예를 들어, 광학 시스템의 총합이 180°의 방향 변화를 제공하는 한, 방향 변화의 대부분이 고려될 수 있도록 렌즈들 및 마운팅(mounting)이 설계될 수 있다. In addition, the substrate marks WM1 and WM2 are also provided on the second side (“back side”) of the substrate W. In order to provide optical access to the substrate marks WM1 and WM2 on the backside of the substrate W, an optical system is embedded in the substrate table WT. The optical system includes a pair of arms 10a, 10b. Each arm consists of two mirrors 12, 14 and two lenses 16, 18. The mirrors 12, 14 in each arm are inclined such that the sum of the angles that cause them to be horizontal is 90 °. In this way, the beam of light incident vertically on one of the mirrors will remain vertical when reflected by the other mirror. Of course, other ways of obtaining a 180 ° change in direction can be considered. For example, lenses and mountings can be designed so that most of the direction change can be taken into account as long as the sum of the optical systems provides a 180 ° direction change.

사용시, 광은 기판 테이블(WT) 위로부터 거울(12)상으로 지향되고, 렌즈들(16 및 18)을 통해 거울(14)로 지향된 후, 각자의 기판 마크(WM1, WM2)상으로 지향된다. 광은 기판 마크의 일부분들로 반사되고, 거울(14), 렌즈들(18 및 16) 및 거울(12)을 통해 광학 시스템의 아암을 따라 복귀(return)된다. 거울들(12, 14) 및 렌즈들(16, 18)은, 기판 마크(WM1, WM2)의 이미지(20a, 20b)가 기판(W)의 정면상에 제공된 임의의 기판 마크들(WM3, WM4)의 수직 위치에 대응하여, 기판(W)의 정면(최상면)의 평면에 형성되도록 배치된다. 렌즈들(16, 18) 및 거울들(12, 14)의 순서는 광학 시스템에 따라 적절히 달라질 수 있다. 예를 들어, 렌즈(18)는 거울(14)과 기판(W) 사이에 있을 수 있다(이후의 실시예들의 설명을 참조한다). In use, light is directed from the substrate table WT onto the mirror 12, through the lenses 16 and 18 to the mirror 14, and then onto the respective substrate marks WM1, WM2. do. Light is reflected to portions of the substrate mark and returned along the arm of the optical system through mirrors 14, lenses 18 and 16, and mirrors 12. The mirrors 12, 14 and the lenses 16, 18 are provided with any substrate marks WM3, WM4 provided with an image 20a, 20b of the substrate marks WM1, WM2 on the front side of the substrate W. Corresponding to the vertical position of), it is arranged to be formed in the plane of the front surface (top surface) of the substrate W. The order of the lenses 16, 18 and the mirrors 12, 14 may vary according to the optical system. For example, the lens 18 may be between the mirror 14 and the substrate W (see description of later embodiments).

기판 마크(WM1, WM2)의 이미지(20a, 20b)는 가상 기판 마크로서 역할하며, 기판(W)의 정면(최상면)상에 제공된 실제 기판 마크와 정확하게 동일한 방식으로 기존의 정렬 시스템(pre-existing alignment system)(도시되지 않음)을 이용한 정렬에 사용될 수 있다. The images 20a and 20b of the substrate marks WM1 and WM2 serve as virtual substrate marks and pre-existing the existing alignment system in exactly the same manner as the actual substrate marks provided on the front side (top surface) of the substrate W. alignment system) (not shown).

도 2에 도시된 바와 같이, 광학 시스템의 아암들(10a, 10b)은 기판(W)면에 대해 변위(displace)된 이미지들(20a, 20b)을 생성하므로, 이들은 정렬 시스템에 의해 기판(W)상에 가시(view)될 수 있다. 광학 시스템의 아암들(10a, 10b)의 2개의 바람직한 방위들은, XY 평면에 놓인 기판(W)의 평면도인 도 3 및 도 4에 도시되어 있다. 간명함을 위해서, 도 3 및 도 4에는 기판 테이블(WT)이 생략되어 있다. 도 3에서는, 광학 시스템의 아암들(10a, 10b)이 X 축선을 따라 정렬된다. 도 4에서는, 광학 시스템의 아암들(10a, 10b)이 Y 축선에 대해 평행하다. 두 경우 모두, 기판 마크들(WM1, WM2)은 X 축선상에 놓인다. 기판 마크들(WM1, WM2)이 기판의 아랫면상에 위치되어 있으므로, 이들은 기판(W)의 최상면의 가시 지점(point of view)으로부터 뒤집혀 있다. 하지만, 광학 시스템의 아암들의 거울들(12, 14)의 배치는, 기판 마크들(WM1, WM2)의 이미지들(20a, 20b)이 적절한 방위로 복구(restore)되도록 구성될 수 있다. 따라서, 상기 이미지들은 그들이 기판(W)의 최상면상에 존재하였다고 가정했을 때와 정확히 동일하게 나타난다. 또한, 그 이미지(20a, 20b)에 대한 기판 마크(WM1, WM2)의 크기의 비율이 1:1(즉, 확대 또는 감소가 존재하지 않음)이도록 광학 시스템이 배치된다. 결과적으로, 이미지들(20a, 20b)은 그들이 기판(W)의 정면상의 실제 기판 마크들인 것처럼 정확히 사용될 수 있다. 실제 기판 마크와 가상 기판 마크 둘 모두를 이용한 정렬을 수행하기 위해서, 마스크상에 제공된 공통 정렬 패턴(common alignment pattern) 또는 키(key)가 사용될 수 있다. As shown in FIG. 2, the arms 10a, 10b of the optical system produce images 20a, 20b displaced with respect to the substrate W plane, so that they can be moved by the alignment system. Can be viewed on the screen. Two preferred orientations of the arms 10a, 10b of the optical system are shown in FIGS. 3 and 4, which are top views of the substrate W in the XY plane. For simplicity, the substrate table WT is omitted in FIGS. 3 and 4. In FIG. 3, the arms 10a, 10b of the optical system are aligned along the X axis. In FIG. 4, the arms 10a, 10b of the optical system are parallel to the Y axis. In both cases, the substrate marks WM1, WM2 lie on the X axis. Since the substrate marks WM1, WM2 are located on the bottom surface of the substrate, they are turned over from the point of view of the top surface of the substrate W. As shown in FIG. However, the placement of the mirrors 12, 14 of the arms of the optical system can be configured such that the images 20a, 20b of the substrate marks WM1, WM2 are restored to the proper orientation. Thus, the images appear exactly the same as if they were present on the top surface of the substrate W. Further, the optical system is arranged such that the ratio of the size of the substrate marks WM1, WM2 to the images 20a, 20b is 1: 1 (i.e., no enlargement or reduction exists). As a result, the images 20a and 20b can be used exactly as if they were actual substrate marks on the front of the substrate W. As shown in FIG. In order to perform alignment using both real and virtual substrate marks, a common alignment pattern or key provided on the mask can be used.

본 예시에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 대응하는 위치들에서의 기판(W)의 정면과 후면 모두상에 기판 마크들이 제공된다. 도 3 및 도 4에는, 간명함을 위해서, 기판(W)의 후면상에만 기판 마크들이 도시되어 있다. 상기 구성예에 따르면, X 또는 Y 축선 중 어느 하나를 중심으로 한 회전에 의해 기판(W)이 플립 오버(flip over)된 경우, 기판(W)의 최상면상에 존재한 기판 마크는, 이제 기판(W)의 아랫면상에, 하지만 상기 기판 마크가 광학 시스템의 아암(10a, 10b)에 의해 이미징될 수 있는 위치에 존재할 수 있다. In this example, as shown in FIG. 2, substrate marks are provided on both the front and rear surfaces of the substrate W at corresponding positions. 3 and 4, for the sake of simplicity, the substrate marks are shown only on the back side of the substrate W. FIG. According to the above configuration, when the substrate W is flipped over by rotation about either the X or Y axis, the substrate mark existing on the top surface of the substrate W is now the substrate. On the underside of (W), however, the substrate mark can be present at a position that can be imaged by the arms 10a, 10b of the optical system.

거울 배치로 인해, 광학 시스템의 아암(10a, 10b)에 대해 평행한 일 방향으로의 기판(W)의 변위는, 기판의 아랫면상의 기판 마크(WM1, WM2)의 대응하는 이미지(20a, 20b)를 반대 방향으로 변위시킬 것이라는 것을 유의해야 할 것이다. 예를 들어, 도 3에서, 기판(W)이 우측으로 변위되었다면, 이미지들(20a, 20b)은 좌측으로 변위될 것이다. 기판 마크들(WM1, WM2)의 위치를 결정하는 경우와, 정렬을 수행할 때의 마스크와 기판(W) 상대 위치들을 조정할 경우에, 정렬 시스템을 제어하는 소프트웨어가 고려될 수 있다. 광학 시스템(10a, 10b)의 2개의 아암들이 대칭인 경우, 이미지들(20a, 20b)간의 간격(separation)은 기판이 변위되는 때에 사실상 일정하게 유지될 것이다. Due to the mirror arrangement, the displacement of the substrate W in one direction parallel to the arms 10a, 10b of the optical system results in a corresponding image 20a, 20b of the substrate marks WM1, WM2 on the underside of the substrate. Note that we will displace the in the opposite direction. For example, in FIG. 3, if the substrate W was displaced to the right, the images 20a and 20b would be displaced to the left. When determining the position of the substrate marks WM1 and WM2 and when adjusting the mask and substrate W relative positions when performing the alignment, software for controlling the alignment system can be considered. If the two arms of the optical system 10a, 10b are symmetrical, the separation between the images 20a, 20b will remain substantially constant when the substrate is displaced.

본 발명의 대안적인 실시예에서, 기판 테이블(WT)에는 기판 마크들(WM1, WM2)의 이동에 대해 이미지들(20a, 20b)의 이동 방향을 변화시키지 않는 거울 배치가 제공된다. In an alternative embodiment of the invention, the substrate table WT is provided with a mirror arrangement that does not change the direction of movement of the images 20a, 20b with respect to the movement of the substrate marks WM1, WM2.

2이상의 기판 마크들이 기판(W)면에 제공될 수 있다. 단일 마크는 기판상의 특정 지점에 대한 마스크상의 특정 지점의 이미지의 상대 위치설정에 관한 정보를 제공할 수 있다. 하지만, 올바른(correct) 방위 정렬 및 배율을 보장하기 위해서는, 2이상의 마크들이 사용될 수 있다.Two or more substrate marks may be provided on the substrate W surface. The single mark may provide information regarding the relative positioning of the image of the particular point on the mask with respect to the particular point on the substrate. However, two or more marks may be used to ensure correct azimuth alignment and magnification.

도 5는 기판 테이블(WT)의 일부분을 단면도로 도시한다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 기판의 후면상의 기판 마크들을 이미징하는 광학 시스템(10a, 10b)은 특정한 방식으로 기판 테이블(WT)내에 내장될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 광학 시스템의 아암의 거울들(12, 14)은 개별 구성요소들(discrete components)로서 제공되는 것이 아니라 기판 테이블(WT)과 일체로 제공될 수 있다. 적절한 면들이 기판 테이블(WT)내에 기계가공(machine)된 후, 반사율을 개선시키기 위해서 이들 면에 코팅이 제공될 수 있음에 따라, 거울들(12, 14)이 형성된다. 광학 시스템은, 매우 낮은 열 팽창 계수를 가지며, 따라서 높은 정렬 정확성이 유지될 수 있는 기판 테이블과 동일한 물질, 예컨대 ZerodurTM으로 만들어질 수 있다. 5 shows a portion of the substrate table WT in cross section. According to one embodiment of the invention, optical systems 10a and 10b for imaging substrate marks on the back side of the substrate may be embedded in the substrate table WT in a particular manner. As shown in FIG. 5, the mirrors 12, 14 of the arm of the optical system may be provided integrally with the substrate table WT, rather than as discrete components. After the appropriate faces have been machined into the substrate table WT, mirrors 12 and 14 are formed as coatings may be provided on these faces to improve reflectivity. The optical system can be made of the same material as the substrate table, such as Zerodur , which has a very low coefficient of thermal expansion and thus high alignment accuracy can be maintained.

기판 마크들(WM1, WM2, WM3, WM4)은 투영된 패터닝 빔에 대한 기판(W)의 정렬을 허용하기 위해서 기판(W)상에 제공될 수 있다. 서로에 대한 기판(W)의 상이한 층들의 최적의 위치설정을 허용하기 위해서 정렬이 필요하다. 기판(W)은, 기판(W)상에 차례대로 각각 형성되고 노광을 거치게 되는 복수의 층들로부터 형성될 수 있다. 상이한 층들이 작동 디바이스(working device)을 형성하도록 구성되기 때문에, 상이한 노광들이 서로에 대해 최적으로 정렬되어야 한다. Substrate marks WM1, WM2, WM3, WM4 may be provided on the substrate W to allow alignment of the substrate W with respect to the projected patterning beam. Alignment is necessary to allow for optimal positioning of the different layers of the substrate W relative to each other. The substrate W may be formed from a plurality of layers each formed on the substrate W in sequence and subjected to exposure. Since different layers are configured to form a working device, different exposures should be optimally aligned with respect to each other.

상기에 설명된 바와 같이, 집적 회로들은 층들내에 만들어진다. 각각의 층은 기판(W)상의 (상이한) 패턴의 노광으로 시작될 수 있다. 이 패턴은 이전의 패턴상에 최적으로 맞추어져야(fit) 할 필요가 있을 수 있다. 달성된 이 정렬의 정확성에 대한 기준(measure)은 오버레이(O)이다. As described above, integrated circuits are made in layers. Each layer may begin with exposure of a (different) pattern on the substrate W. This pattern may need to fit optimally on the previous pattern. The measure for the accuracy of this alignment achieved is the overlay (O).

*종래의 정렬 기술이 사용되는 경우, 즉 기판 마크들(WM3, WM4)이 기판(W)의 제 1 면상에 위치될 수 있는 경우, 기판(W)상의 기판 마크들(WM3, WM4)의 위치와 오버레이(O)간의 관계를 설명하기 위해서 수학식이 유도될 수 있다. The position of the substrate marks WM3, WM4 on the substrate W, if conventional alignment techniques are used, i.e., the substrate marks WM3, WM4 can be located on the first side of the substrate W Equation may be derived to explain the relationship between and the overlay (O).

기본적으로, 오버레이(O)는 기계가 얼마나 정확하게 이미지들을 노광시킬 수 있는지 또한 기판 위치가 얼마나 정확하게 측정될 수 있는지에 의존한다. 이들은 2개의 독립적인 오차 소스들이다. Basically, the overlay O depends on how accurately the machine can expose the images and how precisely the substrate position can be measured. These are two independent error sources.

이미지들을 노광하는데 있어 기계의 정확성은, 이른바 스테이지 오버레이(stage overlay)(S)라 한다. 스테이지 오버레이(S)는, 기판(W)이 2개의 노광들간에 스테이지상에 머무르는 경우에 제 1 층과 제 2 층간의 오버레이 차이이다. 따라서, 스테이지 오버레이(S)는 기계 노광 위치설정 오차에 대한 기준이다. The accuracy of the machine in exposing the images is called the stage overlay (S). The stage overlay S is the overlay difference between the first layer and the second layer when the substrate W stays on the stage between two exposures. Therefore, the stage overlay S is a reference to the mechanical exposure positioning error.

기판(W)의 위치를 측정하는 경우에 얻어질 수 있는 정확성은, 기판 마커들의 기하학적 위치(geometrical position)에 의존한다. 기판 정렬 파라미터들은 팽창, 회전 및 병진(translation)을 포함한다. 기판 팽창 및 회전으로 인한 오버레이 오차는 기판의 에지에서 가장 크다. The accuracy that can be obtained when measuring the position of the substrate W depends on the geometrical position of the substrate markers. Substrate alignment parameters include expansion, rotation, and translation. The overlay error due to substrate expansion and rotation is greatest at the edge of the substrate.

다음의 수학식은 오버레이(O)를 나타내기 위해 유도될 수 있다:The following equation can be derived to represent the overlay O:

Figure 112007010532215-PAT00008
Figure 112007010532215-PAT00008

여기서:here:

σ는 측정된 정렬 위치에 대한 표준 편차σ is the standard deviation of the measured alignment position

Dw는 기판 직경D w is the substrate diameter

DPM은 2개의 정렬 마크들간의 거리D PM is the distance between two alignment marks

S는 스테이지 오버레이에 대한 3σ(표준 편차의 3배), 및S is 3σ (three times the standard deviation) for the stage overlay, and

O는 오버레이에 대한 3σ(표준 편차의 3배)이다.O is 3σ (three times the standard deviation) for the overlay.

σ에 대한 값은 마크 위치 측정 분포의 오차에 대한 기준이다. 오차 분포가 가우시안 분포로서 간주되는 경우, 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 3σ값은 모든 오차들의 약 99.7%가 보다 더 작은 오차 값을 나타낸다. The value for σ is a reference to the error of the mark position measurement distribution. When the error distribution is regarded as a Gaussian distribution, as will be appreciated by those skilled in the art, the 3σ value represents an error value in which about 99.7% of all errors are smaller.

기판의 제 1 면상에 위치된 기판 마크를 측정하는 σFS(front side)의 값은, 기판(W)의 제 2 면상에 위치된 기판 마크를 측정하는 σBS(back side)의 값과 상이하다. σ에 대한 상이한 값이 기판(W)의 제 2 면상에 제공된 기판 마크에 대해 왜 발견되는지에 관한 몇가지 이유들이 확인될 수 있으며, 이러한 이유들은 예를 들면 다음과 같다:Of σ FS value of (f ront s ide) is, σ BS (b ack s ide ) for measuring a substrate mark positioned on the second side of the substrate (W) for measuring a substrate mark positioned on the surface 1 of the substrate It is different from the value. Several reasons as to why different values for sigma are found for the substrate mark provided on the second side of the substrate W can be identified, for example:

- 기판의 제 2 면상에 위치된 기판 마커들을 측정하기 위해 보다 많은 광학 요소들이 사용되므로, 정렬 빔은 보다 많은 광학 표면을 통과한다;The alignment beam passes through more optical surfaces since more optical elements are used to measure substrate markers located on the second side of the substrate;

- 기판의 제 2 면상의 기판 마커를 측정하는데 사용된 광학기들은 온도에 보다 의존적이다. The optics used to measure the substrate marker on the second side of the substrate are more dependent on temperature.

본 발명에 따르면, 기판(W)의 후면상의 기판 마크들(WM5, WM6)로의 광학 접근을 제공하고 배율(M)을 제공하는, 도 2에 도시된 광학 시스템과 유사한 기판 테 이블(WT)내에 광학 시스템이 내장될 수 있다. 본 발명에 따른 이러한 광학 시스템의 일 예시가 도 6에 나타나 있다. 이전의 도면들에 도시된 동일한 부분들에 대해서는 동일한 참조번호들이 사용된다. According to the invention, in a substrate table WT similar to the optical system shown in FIG. 2, which provides optical access to the substrate marks WM5, WM6 on the backside of the substrate W and provides a magnification M. An optical system can be embedded. An example of such an optical system according to the invention is shown in FIG. 6. The same reference numerals are used for the same parts shown in the previous figures.

기판 마크들의 이미지가 정면으로 유도될 수 있다는 사실로 미루어, 수학식 1의 σ는 이제 σFS + 항 σBF(back to front)의 합인 σBS가 된다는 것을 이해할 수 있을 것이다:Given the fact that the image of the substrate marks can be derived in front, it will be understood that σ in Equation 1 now becomes σ BS , which is the sum of σ FS + term σ BF ( b ack to f ront):

Figure 112007010532215-PAT00009
Figure 112007010532215-PAT00009

이로 인해 O에 대한 수학식이 유도된다:This leads to the equation for O:

Figure 112007010532215-PAT00010
Figure 112007010532215-PAT00010

광학 시스템은 아암들(10a, 10b)의 쌍을 포함한다. 일 실시예에서, 각각의 아암은 2개의 거울들(12, 14) 및 2개의 렌즈들(116, 118)을 포함할 수 있다. 다른 구성예들이 사용될 수도 있다. 각각의 아암내의 거울들(12, 14)은, 그들이 수평이 되게 하는 각도들의 합이 90°이도록 경사져 있다. 이러한 방식으로, 상기 거울들 중 하나상에 수직으로 입사하는 광의 빔은, 다른 하나의 거울로 반사되는 경우에 수평으로 유지될 것이다. 또한, 이러한 180°방향 변화는 렌즈들(116, 118)과 같이 광학 시스템내에 제공된 여타의 광학 요소들에 의해 (부분적으로) 얻어질 수 있음 을 이해할 수 있을 것이다.The optical system includes a pair of arms 10a, 10b. In one embodiment, each arm may include two mirrors 12, 14 and two lenses 116, 118. Other configurations may be used. The mirrors 12, 14 in each arm are inclined such that the sum of the angles that cause them to be horizontal is 90 °. In this way, a beam of light incident vertically on one of the mirrors will remain horizontal when reflected by the other mirror. It will also be appreciated that this 180 ° change in direction can be obtained (partially) by other optical elements provided in the optical system, such as lenses 116, 118.

렌즈들(116, 118)은, 기판 마크들(WM5, WM6)의 확대된 이미지들(120a, 120b)이 기판(W)의 정면상에 제공된 임의의 기판 마크들(WM3, WM4)의 수직 위치에 대응하여, 기판(W)의 정면(최상면)의 평면에 형성될 수 있도록 설계될 수 있다. 렌즈들(116, 118) 및 거울들(12, 14)의 순서는 광학 시스템에 따라 적절히 달라질 수 있다. 예를 들어, 렌즈(118)는 거울(14)과 기판(W) 사이에 있을 수 있다The lenses 116, 118 have a vertical position of any substrate marks WM3, WM4 with magnified images 120a, 120b of the substrate marks WM5, WM6 provided on the front side of the substrate W. FIG. Correspondingly, it can be designed to be formed in the plane of the front surface (top surface) of the substrate W. The order of the lenses 116, 118 and the mirrors 12, 14 may vary according to the optical system. For example, lens 118 may be between mirror 14 and substrate W. FIG.

배율 팩터(M)는 렌즈들(116, 118)에 상이한 초점 거리들을 제공함으로써 얻어질 수 있다. 이 예시에서는 배율(M)이 M = 3이나, 여타의 적절한 배율(M)이 사용될 수 있다. 당업자라면, 확대된 이미지들(120a, 120b) 및 기판 마크들(WM5, WM6)에 대한 거울들의 위치설정이 도 2에 도시된 실시예에 대해 상이할 수 있다, 즉, 기판 마크들(WM5, WM6)과 제 1 렌즈들(116)간의 거리는 제 2 렌즈들(118)과 확대된 이미지들(120a, 120b)간의 거리의 1/3과 같을 수 있다는 것을 이해할 것이다. 이는 도 6에 개략적으로 도시되어 있다. 여타의 구성예들이 사용될 수도 있다.Magnification factor M can be obtained by providing different focal lengths to lenses 116, 118. In this example, the magnification M is M = 3, but any other suitable magnification M may be used. Those skilled in the art will appreciate that the positioning of the mirrors with respect to the magnified images 120a, 120b and the substrate marks WM5, WM6 may be different for the embodiment shown in FIG. 2, ie, the substrate marks WM5, It will be appreciated that the distance between WM6) and the first lenses 116 may be equal to 1/3 of the distance between the second lenses 118 and the magnified images 120a and 120b. This is shown schematically in FIG. 6. Other configurations may be used.

거울들(12, 14)간의 거리는 기판 마크들(WM5, WM6)의 확대된 이미지들(120a, 120b)이 발견되는 광학 아암들의 방향으로 위치를 결정한다는 것을 이해할 것이다. 거울들(12, 14)이 서로로부터 보다 멀리 위치되는 경우, 확대된 이미지들(120a, 120b)은 각각 좌측 및 우측으로 이동할 것이다. 확대된 이미지들(120a, 120b)이 발견될 수 있는, 도 6에 도시된 방위에 따른 수직 방향으로의 위치는, 당업자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이 렌즈들(116, 118)의 초점 거리들에 의존한다. 이들은, 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 확대된 이미지들(120a, 120b)이 기판(W) 의 정면에 위치된 기판 마크들(WM3, WM4)과 동일한(수직) 레벨에 있도록 선택될 수도 있다. It will be appreciated that the distance between the mirrors 12, 14 determines the position in the direction of the optical arms in which the magnified images 120a, 120b of the substrate marks WM5, WM6 are found. If the mirrors 12, 14 are located farther from each other, the magnified images 120a, 120b will move left and right, respectively. The position in the vertical direction along the orientation shown in FIG. 6, in which magnified images 120a, 120b can be found, is the focal lengths of the lenses 116, 118, as one skilled in the art can readily understand. Depends on They are selected such that, for example, the enlarged images 120a, 120b are at the same (vertical) level as the substrate marks WM3, WM4 located in front of the substrate W, as shown in FIG. May be

정렬 하드웨어(alignment hardware)의 나머지는 배율이 제공되지 않은 시스템에서 사용된 하드웨어와 유사할 수 있다. 그러므로, 기판 마크들(WM5, WM6)의 확대된 이미지들(120a, 120b)은 바람직하게, 정렬 측정을 수행하기 위해 존재하는 광학기들에 의해 검출될 수 있는 크기로 되어 있을 수 있다. 이를 달성하기 위해서, 기판 마크들(WM5, WM6)은 보다 더 작을 수 있다, 즉, 배율이 제공되지 않은, 도 2에 언급된 예시에 사용된 기판 마커들(WM1, WM2)에 비해, 보다 더 작은 팩터(M)일 수 있다. The remainder of the alignment hardware may be similar to the hardware used in systems where no magnification is provided. Therefore, the magnified images 120a, 120b of the substrate marks WM5, WM6 may preferably be sized to be detectable by the optics present to perform the alignment measurement. To achieve this, the substrate marks WM5, WM6 may be smaller, ie even more than the substrate markers WM1, WM2 used in the example mentioned in FIG. 2, where no magnification is provided. It may be a small factor (M).

배율(M)의 결과로서, 기판(W)의 이동은 M인 팩터로 확대될 수 있음에 따라, 정렬 오차의 일부분이 감소된다. 그러므로, 수학식 2에서 정의된 σBS는 σBS,M으로 나타낸 새로운 값으로 대체된다:As a result of the magnification M, the movement of the substrate W can be enlarged to a factor of M, so that a part of the alignment error is reduced. Therefore, σ BS defined in Equation 2 is replaced with a new value represented by σ BS, M :

Figure 112007010532215-PAT00011
Figure 112007010532215-PAT00011

어떤 경우들에서는, σBS,M에 대한 값이 기판(W)의 정면에 위치된 웨이퍼 마크들(WM3, WM4)의 직접 측정을 이용하여 얻어질 수 있는 σFS의 값보다 훨씬 더 작다.In some cases, the value for sigma BS, M is much smaller than the value of sigma FS that can be obtained using a direct measurement of the wafer marks WM3, WM4 located in front of the substrate W.

배율로 인해, 광학 시스템에 대한 일 방향으로의 기판(W)의 변위는, 기판의 아랫면상의 기판 마크(WM5, WM6)의 대응하는 이미지(120a, 120b)를 반대 방향으로 또한 배율(M)을 이용하여 변위시킬 수 있다는 것을 유의한다. 예를 들어, 도 6에서, 기판(W)이 우측으로 소정 거리만큼 변위된 경우, 이미지들(120a, 120b)은 좌측으로 소정 거리의 M배만큼 변위될 수 있다. 기판 마크들(WM5, WM6)의 위치를 결정하는 경우와, 정렬을 수행할 때의 마스크와 기판(W)의 상대 위치들을 조정하는 경우에, 정렬 시스템을 제어하는 소프트웨어가 고려될 수 있다.Due to the magnification, the displacement of the substrate W in one direction with respect to the optical system causes the magnification M to correspond to the corresponding images 120a and 120b of the substrate marks WM5 and WM6 on the underside of the substrate. Note that it can be used to displace it. For example, in FIG. 6, when the substrate W is displaced to the right by a predetermined distance, the images 120a and 120b may be displaced to the left by M times the predetermined distance. In the case of determining the position of the substrate marks WM5 and WM6, and in adjusting the relative positions of the mask and the substrate W when performing the alignment, software for controlling the alignment system can be considered.

본 발명의 대안적인 실시예에서, 기판 테이블(WT)에는 기판 마크들(WM5, WM6)의 이동에 대해 이미지들(120a, 120b)의 이동 방향을 변화시키지 않는 거울 배치가 제공될 수 있다. 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 이는 다양한 방식으로 행해질 수 있다. 이는, 예를 들어 프리즘과 조합된 거울을 이용함으로써, 리플렉스 카메라들(reflex cameras)과 유사한 기술들을 이용하여 행해질 수 있다. In an alternative embodiment of the invention, the substrate table WT may be provided with a mirror arrangement that does not change the direction of movement of the images 120a and 120b relative to the movement of the substrate marks WM5 and WM6. As will be appreciated by those skilled in the art, this can be done in a variety of ways. This can be done using techniques similar to reflex cameras, for example by using a mirror in combination with a prism.

수학식 2에 따라, σBS = 7.26nm을 얻기 위해서는, σFS = 7.1nm의 값, 및 σBF = 1.5nm의 값이 요구된다. 본 발명에 따른 기판 테이블(WT)이 사용되는 경우, 예를 들어, 배율 팩터 M = 3이 제공된다면, σBS,M의 값은 σBS,M = 2.80nm이 된다. 오버레이(OM)에 대한 새로운 값은 다음의 수학식으로부터 얻어질 것이다:According to equation (2), in order to obtain sigma BS = 7.26 nm, a value of sigma FS = 7.1 nm and a value of sigma BF = 1.5 nm are required. When the substrate table WT according to the present invention is used, for example, if a magnification factor M = 3 is provided , the value of sigma BS, M is sigma BS, M = 2.80 nm. The new value for the overlay O M will be obtained from the following equation:

Figure 112007010532215-PAT00012
Figure 112007010532215-PAT00012

본 발명에 따른 배율로 후면 정렬을 이용하면, 종래의 후면 정렬을 이용하는 것보다, 또는 심지어는 정면 정렬을 이용하는 것보다, 보다 더 정확한 결과들을 제공할 수 있다는 것을 알 수 있다. It can be seen that using back alignment at the magnification according to the present invention can provide more accurate results than using conventional back alignment, or even using front alignment.

주요하게, 본 발명은 기판(W)의 정면상에 제공된 기판 마크들에 대해서도 사용될 수 있다. 기판 테이블(WT)의 정면에 이에 대한 설계를 통합시키기 위해서 변형예들이 구현될 수 있다. 배율 광학기는 기판 테이블(WT)의 이동들이 확대되지 않도록 기판 테이블(WT)에 고정되어야 할 필요가 있을 수 있다. Mainly, the present invention can also be used for substrate marks provided on the front side of the substrate W. FIG. Variants can be implemented to incorporate the design for the front of the substrate table WT. The magnification optics may need to be fixed to the substrate table WT such that movements of the substrate table WT are not magnified.

기판 테이블(WT)내에 내장된 광학 시스템이 소정 배율(M)로 확대된 이미지를 제공한다는 사실의 결과로서, 기판 마크들(WM5, WM6)의 위치는 보다 정확한 방식으로 결정될 수 있다. 상기 시스템의 캡처 범위(capture range)는 배율 팩터(M)인 팩터에 의해 감소될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그 캡처 범위는, 측정 시스템에 의한 올바른(right) 마크 위치를 검출하기 위해 기판 마커가 위치될 수 있는 x 및 y 방향으로의 영역이다. 그 결과로, 기판 마크들(WM5, WM6)을 찾아내기 위해서, 기판 테이블(WT)내에 내장된 광학 아암들에 대한 기판(W)의 위치설정이 보다 정확하게 행해져야 할 필요가 있을 수 있다. As a result of the fact that the optical system embedded in the substrate table WT provides an enlarged image at a predetermined magnification M, the position of the substrate marks WM5 and WM6 can be determined in a more accurate manner. It will be appreciated that the capture range of the system can be reduced by a factor which is the magnification factor M. The capture range is the area in the x and y directions in which the substrate marker can be positioned to detect the right mark position by the measurement system. As a result, in order to find the substrate marks WM5, WM6, the positioning of the substrate W relative to the optical arms embedded in the substrate table WT may need to be done more accurately.

하지만, 이는, 배율을 제공하지 않는 광학 아암들(110a, 110b)의 제 1 쌍이 사용되고, 배율을 제공하는 광학 아암들(110c, 110d)의 제 2 쌍이 사용되는, 도 7에 도시된 바와 같은 기판 테이블(WT)을 제공함으로써 해결(remedy)될 수 있다. 기판(W)에는, 광학 아암들(110a, 110b)의 제 1 쌍을 통해 제 1 기판 마크들(WM1, WM2)이 검출될 수 있도록 위치된 제 1 기판 마크들(WM1, WM2)이 제공될 수 있다. 또한, 기판(W)에는, 광학 아암들(110c, 110d)의 제 2 쌍을 통해 제 2 기판 마크들(WM5, WM6)이 검출될 수 있도록 위치된 제 2 기판 마크들(WM5, WM6)이 더욱 제공될 수 있다. 제 1 기판 마크들(WM1, WM2)은 ‘정상(normal)' 크기를 가지는데, 이는 상기 마크들이 현재의 기술 수준(state of the art)에 따라 배율을 제공하지 않고 광학 아암들(110a, 110b)을 통해 검출될 수 있다는 것을 의미한다. 제 2 기판 마크들(WM5, WM6)은 광학 아암들(110c, 110d)내에 내장된 배율 팩터(M)에 따라, 감소된 크기를 가진다.However, this is a substrate as shown in FIG. 7, in which a first pair of optical arms 110a, 110b not providing magnification is used, and a second pair of optical arms 110c, 110d providing magnification are used. It can be solved by providing a table WT. The substrate W is provided with first substrate marks WM1 and WM2 positioned such that the first substrate marks WM1 and WM2 can be detected through the first pair of optical arms 110a and 110b. Can be. Further, on the substrate W, second substrate marks WM5 and WM6 are positioned so that the second substrate marks WM5 and WM6 can be detected through the second pair of optical arms 110c and 110d. More may be provided. The first substrate marks WM1 and WM2 have a 'normal' size, which means that the marks do not provide magnification according to the current state of the art and the optical arms 110a, 110b. It can be detected through). The second substrate marks WM5 and WM6 have a reduced size, according to the magnification factor M embedded in the optical arms 110c and 110d.

따라서, 제 1 기판 마크들(WM1, WM2)의 캡처 범위는, 제 2 기판 마크들(WM5, WM6)의 캡처 범위보다 더 크다. 이제는, 두가지 상태들(phases)로 정렬이 수행될 수 있다. 먼저, 정렬 위치는 광학 아암들(110a, 110b)의 제 1 쌍을 통해 제 1 기판 마크들(WM1, WM2)을 이용함으로써 결정될 수 있다. 이는 개략적인 정렬 정보를 제공할 수 있다. 이 개략적인 정렬 정보는 제 2 정렬 상태 동안에 제 2 기판 마크들(WM5, WM6)을 찾아내는데 사용되며, 여기서 미세한 정렬 위치는 광학 아암들(110c, 110d)의 제 2 쌍을 통해 제 2 기판 마크들(WM5, WM6)을 이용함으로써 결정된다.Thus, the capture range of the first substrate marks WM1, WM2 is greater than the capture range of the second substrate marks WM5, WM6. Now, alignment can be performed in two phases. First, the alignment position can be determined by using the first substrate marks WM1, WM2 through the first pair of optical arms 110a, 110b. This can provide rough alignment information. This schematic alignment information is used to find the second substrate marks WM5 and WM6 during the second alignment state, where the fine alignment position is through the second pair of optical arms 110c and 110d. Are determined by using WM5 and WM6.

본 발명의 대안적인 실시예에서는, 광학 아암들의 혼합(mix)을 가지고, 상이한 방위들(예컨대, x 및 y 방향)을 가지며, 상이한 배율들을 갖는 기판 테이블(WT)이 설계될 수 있다. 실제로, 상이한 배율들(M)을 갖는 3개 이상의 광학 브랜치들이 제공될 수 있다. 예를 들어, 3개의 광학 브랜치들은 일 방향으로 제공될 수도 있을 것이며, 제 1 광학 브랜치는 1의 배율을 가지고, 제 2 광학 브랜치는 3의 배율을 가지며, 제 3 광학 브랜치는 9의 배율을 가진다. 그 경우, 기판(W)에는 세가지 타입의 기판 마크들이 제공되며, 각각의 타입은 3개의 광학 아암들 중 하나에 사용되도록 채택된 치수(dimensions)를 갖는다. 이처럼, 광학 브랜치들의 캐스케이드(cascade)가 제공될 수 있다.In an alternative embodiment of the invention, a substrate table WT having a mix of optical arms, having different orientations (eg x and y directions) and having different magnifications can be designed. In practice, three or more optical branches with different magnifications M may be provided. For example, three optical branches may be provided in one direction, the first optical branch has a magnification of 1, the second optical branch has a magnification of 3, and the third optical branch has a magnification of 9. . In that case, the substrate W is provided with three types of substrate marks, each having dimensions adapted to be used for one of the three optical arms. As such, a cascade of optical branches can be provided.

복수의 광학 브랜치들을 사용하면, 상이한 정렬 전략들이 오버레이 정확성을 개선시키도록 구현될 수 있다.Using a plurality of optical branches, different alignment strategies can be implemented to improve overlay accuracy.

또한, 광학 아암들에는 상기 광학 아암들내에 제공된 광학기에 의해 제공되는 배율(M)을 변동시키기 위한 구조체가 제공될 수 있다. 예를 들어, 광학 축선들의 방향으로 렌즈들(116, 118)의 위치를 변동시킴으로써, 배율(M)이 변동될 수 있다. 또 다른 대안적인 실시예에 따르면, 배율(M)은, 일 렌즈를 상이한 초점 거리를 갖는 다른 렌즈로 교체시키기 위한 기구(mechanism)를 제공함으로써 변화될 수 있다. 이러한 기구들의 이용으로, 배율(M)은 상황에 따라 변경될 수 있다. 또한, 이는 본 발명과 연관된 보다 작은 캡처 범위를 극복하는데에도 사용될 수 있다.Further, the optical arms may be provided with a structure for varying the magnification M provided by the optics provided in the optical arms. For example, by varying the position of the lenses 116, 118 in the direction of the optical axes, the magnification M can be varied. According to another alternative embodiment, the magnification M can be varied by providing a mechanism for replacing one lens with another lens having a different focal length. With the use of these instruments, the magnification M can be changed depending on the situation. It can also be used to overcome the smaller capture range associated with the present invention.

또한, 기판(W)에는 상이한 배율들에 대해 사용될 수 있는 기판 마크들이 제공될 수 있다. 도 8은 이러한 기판 마크(200)의 일례를 도시하고 있으며, 비교적 두꺼운 라인들을 형성하기 위해서, 예를 들어 여섯(6)개의 얇은 라인들이 그룹들로 위치된 비교적 얇은 라인들을 포함한다. 두꺼운 라인들은 제 1 배율 팩터(M1)를 이용하는 경우의 측정들을 위해 사용되는 한편, 얇은 라인들은 제 2 배율 팩터(M2)를 이용하는 경우의 측정들을 위해 사용되며, M1 < M2이다. 당업자라면, 기판 마 크(200)와 유사한 방식으로 사용될 수 있는 여타의 다양한 기판 마크들이 고려될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 실제로, 통상적으로 2차원 이상의 패턴을 갖는 모든 기판 마크들이 사용될 수 있다.In addition, the substrate W may be provided with substrate marks that can be used for different magnifications. FIG. 8 shows an example of such a substrate mark 200 and includes, for example, six (6) thin lines containing relatively thin lines located in groups to form relatively thick lines. Thick lines are used for measurements when using the first magnification factor M 1 , while thin lines are used for measurements when using the second magnification factor M 2 , where M 1 <M 2 . Those skilled in the art will appreciate that various other substrate marks may be considered that may be used in a manner similar to the substrate mark 200. In practice, typically all substrate marks having a pattern of two or more dimensions can be used.

본 발명에 따른 광학 아암들은 보다 정확한 측정들을 가능하게 하는 배율(M)로 기판 마크들(WM5, WM6)의 이미지를 제공하기 때문에, 광학 요소들, 예컨대 렌즈들(116, 118) 및 거울들(12, 14)의 위치가 높은 정확성으로 공지되어야 할 필요가 있다. 하지만, 이들 위치들은 매 기판(W)마다 변화되지 않으며, 따라서 이 오차를 계통적 오차(systematic error)로서 표현함으로써 보정될 수 있다. Since the optical arms according to the invention provide an image of the substrate marks WM5, WM6 at a magnification M which allows for more accurate measurements, optical elements such as lenses 116, 118 and mirrors ( 12, 14) need to be known with high accuracy. However, these positions do not change every substrate W, and thus can be corrected by representing this error as a systematic error.

또한, 예를 들어 크기가 감소된 기판 마크들(WM5, WM6)과 연관된 작은 캡처 범위의 문제를 극복하기 위해서, 제 1의 상황에서 기판(W)의 위치를 결정하도록 종래의 정면 기판 마크들(WM3, WM4)을 이용할 수 있다. 이 제 1 결정 위치에 기초하여, 기판(W)의 제 2 면상에 제공된 기판 마크들(WM5, WM6)을 이용함으로써 보다 정확한 방식으로 기판(W)의 위치가 결정될 수 있다. Also, to overcome the problem of small capture range associated with reduced substrate marks WM5, WM6, for example, conventional front substrate marks (I) to determine the position of the substrate W in the first situation. WM3, WM4) can be used. Based on this first determination position, the position of the substrate W can be determined in a more accurate manner by using the substrate marks WM5 and WM6 provided on the second surface of the substrate W. FIG.

이는, 예를 들어, 기판(W)의 정면상에 제공된 기판 마크들(WM3, WM4)이 여전히 종래의 정렬에 사용될 수 있는 경우에 행해질 수 있으나, 보다 정확한 정렬이 요구된다. 그 경우, 배율이 제공된 광학 아암들과 조합하여 사용하기에 적합한 기판 마크들(WM5, WM6)을 이용함으로써, 보다 정확한 정렬이 얻어질 수 있다. 본 발명은 정면 뿐 아니라 뒷면에도 보다 정확한 정렬을 제공하는데 사용될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 배율(M)을 제공하는 것은, 기판 테이블(WT)내에 제공된 광학 아암에 유익하게 행해질 수 있다.This can be done, for example, if the substrate marks WM3, WM4 provided on the front side of the substrate W can still be used for conventional alignment, but more accurate alignment is required. In that case, more accurate alignment can be obtained by using substrate marks WM5, WM6 suitable for use in combination with optical arms provided with magnification. It will be appreciated that the present invention can be used to provide more accurate alignment on the back as well as the front. Providing the magnification M can be advantageously done to the optical arm provided in the substrate table WT.

본 발명에 따른 기판 테이블에는 배율 팩터 M > 1이 제공될 수 있으나, 배율 팩터 M < 1(따라서, 실제로는 확대 대신에 축소됨)도 제공될 수 있다. 기판 마크가 정렬 시스템의 캡처 범위 밖에 있는 경우, 이러한 기판 테이블(WT)은 사용된 정렬 시스템이 기판 마크를 찾아낼 수 없다는 가능한 문제를 해결하는데 사용될 수 있다. 1보다 작은 배율 팩터로 기판 마크의 이미지를 제공하도록 배치된 기판 테이블(WT)을 제공함으로써, 캡처 범위가 증가된다. 그 후, 감소된 기판 마크들(WM5, WM6) 대신에, 크기가 팩터 1/M만큼 증가된 기판 마크들이 기판(W)상에 제공되어야 한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 배율 팩터가 M = ¼이도록 선택된 경우, 팩터 4(= 1/¼)만큼 증가된 기판 마크들이 기판(W)상에 제공된다. The magnification factor M > 1 may be provided in the substrate table according to the present invention, but magnification factor M < If the substrate mark is outside the capture range of the alignment system, this substrate table WT can be used to solve the possible problem that the alignment system used cannot find the substrate mark. By providing a substrate table WT arranged to provide an image of a substrate mark at a magnification factor of less than one, the capture range is increased. It will then be understood that instead of the reduced substrate marks WM5, WM6, substrate marks whose size has been increased by factor 1 / M should be provided on the substrate W. Thus, when the magnification factor is selected to be M = 1/4, substrate marks increased by factor 4 (= 1 / ¼) are provided on the substrate W. FIG.

캡처 범위의 증가는 정확성이 감소된다는 것을 의미함을 이해할 수 있을 것이다. 배율 팩터 M = ¼이 사용되는 경우, 정확성은 팩터 4로 예를 들어 50nm으로부터 200nm로 감소되는 한편, 캡처 이미지는 예를 들어 88㎛ 내지 352㎛로 증가된다. It will be appreciated that increasing the capture range means that the accuracy is reduced. When a magnification factor M = ¼ is used, the accuracy is reduced to factor 4, for example from 50 nm to 200 nm, while the captured image is increased from 88 μm to 352 μm, for example.

상술된 바와 같이, 광학 아암들의 혼합(mix)을 가지고, 상이한 방위들(예컨대, x 및 y 방향)을 가지며, 상이한 배율들을 갖는 기판 테이블(WT)이 설계될 수 있다. 실제로, 상이한 배율들(M)을 갖는 3개 이상의 광학 브랜치들이 제공될 수 있다. 예를 들어, 3개의 광학 브랜치들은 일 방향으로 제공될 수도 있을 것이며, 제 1 광학 브랜치는 1/4의 배율을 가지고, 제 2 광학 브랜치는 1의 배율을 가지며, 제 3 광학 브랜치는 4의 배율을 가진다. 기판(W)에는 세가지 타입의 기판 마크들이 제공될 수 있으며, 각각의 타입은 3개의 광학 아암들 중 하나에 사용되도록 채택된 치수를 갖는다. 이처럼, 광학 브랜치들의 캐스케이드가 제공될 수 있다. As described above, a substrate table WT having a mix of optical arms, having different orientations (eg, x and y directions), and having different magnifications can be designed. In practice, three or more optical branches with different magnifications M may be provided. For example, three optical branches may be provided in one direction, the first optical branch has a magnification of 1/4, the second optical branch has a magnification of 1, and the third optical branch has a magnification of 4 Has The substrate W may be provided with three types of substrate marks, each type having dimensions adapted for use with one of the three optical arms. As such, a cascade of optical branches can be provided.

상술된 실시예들은 본 발명을 실행하기 위한 예시임을 이해할 것이다. 배율(M)을 제공하기 위해 여타의 구성예들이 사용될 수 있다.It will be appreciated that the above-described embodiments are illustrative for practicing the present invention. Other configurations can be used to provide magnification M.

또한, 기판 마크들의 확대된 이미지는 파이버들(fibers), 볼록 및/또는 오목 거울들을 이용하여 얻어질 수 있다. 더욱이, 기판 마크들(WM5, WM6)의 생성된 이미지의 방위를 반전시키기 위해, 리플렉스 카메라에 사용된 프리즘과 유사한 프리즘들이 사용될 수 있다. 실제로, 올바른 재지향(redirection), 초점 평면 및 배율이 얻어지는 한, 모든 종류의 광학 요소들이 사용될 수 있다. In addition, an enlarged image of the substrate marks can be obtained using fibers, convex and / or concave mirrors. Moreover, in order to reverse the orientation of the generated image of the substrate marks WM5, WM6, prisms similar to those used in the reflex camera can be used. Indeed, as long as the correct redirection, focal plane and magnification are obtained, all kinds of optical elements can be used.

따라서, 이 적용예에서 사용된 배율이라는 용어는, 확대 뿐만 아니라 축소 또는 수축을 포함한다. Thus, the term magnification used in this application includes not only enlargement but also reduction or contraction.

기판 테이블(WT)내에 제공된 광학 아암의 개략적인 예시도인, 본 발명의 대안적인 실시예가 도 9에 예시되어 있다. 광학 시스템은 2개의 거울들(212, 214) 및 2개의 렌즈들(216, 218)을 포함한다. 상기 거울들(212, 214)은, 그들이 수평이 되게 하는 각도들의 합이 90°이도록 경사져 있다. 이러한 방식으로, 상기 거울들 중 하나상에 수직으로 입사하는 광의 빔은, 다른 하나의 거울로 반사되는 경우에 수평으로 유지될 것이다. 또한, 예를 들어 상기에 더욱 자세히 설명되어 있는 바와 같이, 이러한 180°방향 변화를 얻는 여타의 방식들이 사용될 수 있다.An alternative embodiment of the invention, which is a schematic illustration of an optical arm provided in the substrate table WT, is illustrated in FIG. 9. The optical system includes two mirrors 212, 214 and two lenses 216, 218. The mirrors 212, 214 are inclined such that the sum of the angles that cause them to be horizontal is 90 °. In this way, a beam of light incident vertically on one of the mirrors will remain horizontal when reflected by the other mirror. Also, other ways of obtaining this 180 ° change in direction can be used, for example as described in more detail above.

렌즈들(216, 218) 사이에는 광학 조리개(optical stop)(219)가 제공되며, 상기 광학 조리개에는 중심 디스크형 개구부 및 추가 고리형 개구부가 제공된다. 광학 조리개(219)의 기능은 하기에 보다 자세히 설명하기로 한다. An optical stop 219 is provided between the lenses 216, 218, which is provided with a central disk-shaped opening and an additional annular opening. The function of the optical stop 219 will be described in more detail below.

기판 테이블(WT)에는 거울들 중 하나(214) 위에 위치된 윈도우(220)가 제공된다. 참조를 쉽게 하기 위해서, 이 윈도우는 이후 대물 윈도우(220)라고 언급될 것이며, 상기 거울은 이후 대물 거울(214)이라고 언급될 것이다. 제 2 윈도우(222)는 다른 하나의 거울(212) 위에 있는 기판 테이블(WT)내에 제공된다. 참조를 쉽게 하기 위해서, 이 윈도우는 이후 이미지 윈도우(222)라고 언급될 것이며, 상기 거울은 이후 이미지 거울(212)이라고 언급될 것이다. The substrate table WT is provided with a window 220 positioned over one of the mirrors 214. For ease of reference, this window will hereinafter be referred to as objective window 220, and the mirror will hereinafter be referred to as objective mirror 214. The second window 222 is provided in the substrate table WT above the other mirror 212. For ease of reference, this window will later be referred to as image window 222, which mirror will later be referred to as image mirror 212.

대물 윈도우(220)에는 그 상부면상에 회절 격자 패턴(221)이 제공된다. 이후, 대물 윈도우 정렬 격자(221)라고 언급될 회절 격자 패턴(221)은 하기에 보다 자세히 서술될 것이다. 기판 테이블(WT)에는 핌플들(pimples)(224)의 어레이가 제공된다(핌플들의 어레이의 사용은 당업계에 잘 알려져 있다). 기판(226)은 핌플들에 의해 지지되며, 대물 윈도우(220) 위에 위치된 기판 정렬 격자(228)를 포함한다. The objective window 220 is provided with a diffraction grating pattern 221 on its upper surface. Hereinafter, the diffraction grating pattern 221, which will be referred to as the object window alignment grating 221, will be described in more detail below. The substrate table WT is provided with an array of pimples 224 (use of the array of pimples is well known in the art). The substrate 226 is supported by the pimples and includes a substrate alignment grating 228 positioned over the objective window 220.

기판 정렬 격자(228)는 5.33 미크론의 주기를 갖는 회절 격자를 포함한다. 대물 윈도우 정렬 격자(221)는 4 미크론의 주기를 갖는다. 대물 윈도우 정렬 격자(221)와 기판 정렬 격자(228)의 주기간의 차이는, 그것이 대물 윈도우 정렬 격자 바로 아래에서 16 미크론의 주기를 갖는

Figure 112007010532215-PAT00013
패턴(229)을 생성하도록 한다. The substrate alignment grating 228 includes a diffraction grating having a period of 5.33 microns. The object window alignment grating 221 has a period of 4 microns. The difference between the periods of the object window alignment grating 221 and the substrate alignment grating 228 is that it has a period of 16 microns just below the object window alignment grating.
Figure 112007010532215-PAT00013
Generate a pattern 229.

거울들(212, 214) 및 렌즈들(216, 218)은 이미지 윈도우(222) 위에

Figure 112007010532215-PAT00014
패턴의 이미지를 형성하도록 기능하며, 이후
Figure 112007010532215-PAT00015
패턴 이미지(230)라고 언급된다. 예를 들어, 회절 격자들을 검출하도록 배치된 검출기들의 세트를 포함할 수 있는 정렬 시스템(232)은
Figure 112007010532215-PAT00016
패턴 이미지(230) 위에 배치된다. 적절한 정렬 시스 템들이 당업자들에게 잘 알려져 있을 것이다. 정렬 시스템은, 기판(226)의 상부면상에 제공된 회절 격자가 측정되는 것과 동일한 방식으로
Figure 112007010532215-PAT00017
패턴 이미지(230)의 위치를 측정한다. Mirrors 212, 214 and lenses 216, 218 are positioned above image window 222.
Figure 112007010532215-PAT00014
Function to form an image of the pattern, and then
Figure 112007010532215-PAT00015
It is referred to as pattern image 230. For example, alignment system 232, which may include a set of detectors arranged to detect diffraction gratings,
Figure 112007010532215-PAT00016
It is disposed on the pattern image 230. Suitable alignment systems will be well known to those skilled in the art. The alignment system is operated in the same way that the diffraction grating provided on the upper surface of the substrate 226 is measured.
Figure 112007010532215-PAT00017
The position of the pattern image 230 is measured.

렌즈들(216, 218) 사이에 제공된 광학 조리개(219)는 (중심 디스크형 개구부 및 추가 고리형 개구부 각각을 통해)

Figure 112007010532215-PAT00018
패턴으로부터 0 차수와 1 차수 광의 투과만을 허용한다. 이는 본 발명의 실시예의 성능을 개선시킨다.The optical aperture 219 provided between the lenses 216, 218 (through the central disk-shaped opening and the additional annular opening, respectively)
Figure 112007010532215-PAT00018
Only transmission of 0 and 1 order light from the pattern is allowed. This improves the performance of embodiments of the present invention.

Figure 112007010532215-PAT00019
패턴의 효과는, 기판(226)의 여하한의 이동을, 3배가 큰
Figure 112007010532215-PAT00020
패턴 이미지(230)의 이동으로 확대시키는 것이다. 이는, 렌즈들(214, 216)이 배율을 제공할 필요 없이, 기판(226)의 보다 정확한 정렬이 달성될 수 있게 한다.
Figure 112007010532215-PAT00019
The effect of the pattern is that the movement of the substrate 226 is three times larger.
Figure 112007010532215-PAT00020
It is enlarged by the movement of the pattern image 230. This allows more accurate alignment of the substrate 226 to be achieved without the need for the lenses 214, 216 to provide magnification.

도 10은, 대물 윈도우 정렬 격자(221)와 기판 정렬 격자(228)간의 이동에 대한

Figure 112007010532215-PAT00021
패턴(229)(및 그에 따른
Figure 112007010532215-PAT00022
패턴 이미지(230))의 이동량을 예시하고 있다. 도 10의 오른쪽은 대물 윈도우 정렬 격자(221)를 도시하고, 도 10의 좌측 상단은 제 1 위치(228a)내의 기판 정렬 격자를 도시하며, 도 10의 좌측 하단은 제 2 위치(228b)내의 기판 정렬 격자를 도시한다. 제 1 위치(228a)내의 기판 정렬 격자와 대물 윈도우 정렬 격자(221)의 조합에 의해 형성된
Figure 112007010532215-PAT00023
패턴은 도 10의 상부 절반내의
Figure 112007010532215-PAT00024
패턴(229a)으로서 도시된다. 제 2 위치(228b)내의 기판 정렬 격자와 대물 윈도우 정렬 격자(221)의 조합에 의해 형성된
Figure 112007010532215-PAT00025
패턴은 도 10의 하부 절반내의
Figure 112007010532215-PAT00026
패턴(229b)으로서 도시된다. 도 10으로부터, 기판 정렬 격자(228)의 작은 이동은
Figure 112007010532215-PAT00027
패턴(229)의 훨씬 더 큰 이동을 유도한다는 것을 알 수 있 다. 10 illustrates the movement between the object window alignment grating 221 and the substrate alignment grating 228.
Figure 112007010532215-PAT00021
Pattern 229 (and accordingly
Figure 112007010532215-PAT00022
The movement amount of the pattern image 230 is illustrated. The right side of FIG. 10 shows the object window alignment grating 221, the upper left side of FIG. 10 shows the substrate alignment grating in the first position 228a, and the lower left side of FIG. 10 shows the substrate in the second position 228b. Show the alignment grid. Formed by the combination of the substrate alignment grating and the object window alignment grating 221 in the first position 228a.
Figure 112007010532215-PAT00023
The pattern is in the upper half of FIG.
Figure 112007010532215-PAT00024
It is shown as a pattern 229a. Formed by the combination of the substrate alignment grating and the object window alignment grating 221 in the second position 228b.
Figure 112007010532215-PAT00025
The pattern is in the lower half of FIG.
Figure 112007010532215-PAT00026
It is shown as a pattern 229b. 10, the small movement of the substrate alignment grating 228 is
Figure 112007010532215-PAT00027
It can be seen that this leads to a much larger movement of the pattern 229.

일반적으로, 16 미크론의 주기를 갖는

Figure 112007010532215-PAT00028
패턴은, 16/n 주기 기판 정렬 격자와 16/(n+1) 주기 대물 윈도우 정렬 격자의 간섭(interference)으로 인해 유도될 수 있다. 상기에 언급되고 또한 도 10에 도시된 예시에서, 기판 정렬 격자(228)의 주기는 5.33 미크론이고, 대물 윈도우 정렬 격자(221)의 주기는 4 미크론이다. 기판 정렬 격자(228)에 의한 2.66 미크론의 이동된 거리는 8 미크론(즉, 2.66 x 3)만큼 이동하는
Figure 112007010532215-PAT00029
패턴(229)을 유도한다. Generally, having a cycle of 16 microns
Figure 112007010532215-PAT00028
The pattern can be induced due to the interference of the 16 / n periodic substrate alignment grating and the 16 / (n + 1) periodic object window alignment grating. In the example mentioned above and also shown in FIG. 10, the period of the substrate alignment grating 228 is 5.33 microns and the period of the object window alignment grating 221 is 4 microns. The shifted distance of 2.66 microns by the substrate alignment grating 228 shifts by 8 microns (ie, 2.66 x 3)
Figure 112007010532215-PAT00029
Induce pattern 229.

여타의 n의 값들, 예컨대 5, 7 또는 그보다 큰 값들이 사용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 보다 큰 n의 값의 이용은, 기판의 이동에 비해

Figure 112007010532215-PAT00030
패턴의 이동량의 증가된 배수(increased multiplication)를 제공한다. 필요하다면, 상이한 주기를 갖는
Figure 112007010532215-PAT00031
패턴이 형성될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 본 명세서에서는, 공지된 종래 기술의 소정 정렬 시스템들에 의해 용이하게 검출될 수 있다는 이유로 16 미크론 주기
Figure 112007010532215-PAT00032
패턴이 서술되지만, 여타의 적절한 주기가 사용될 수 있다. It will be appreciated that other values of n may be used, such as 5, 7 or greater. The use of a larger value of n
Figure 112007010532215-PAT00030
Provide increased multiplication of the pattern's shift. If necessary, having different periods
Figure 112007010532215-PAT00031
It will be appreciated that a pattern can be formed. In this specification, a 16 micron cycle because it can be easily detected by known alignment systems of known art
Figure 112007010532215-PAT00032
Although the pattern is described, other suitable periods may be used.

도 11은 도 9에 도시된 대물 윈도우(220)를 보다 상세히 도시하고 있다. 대물 윈도우(220)는 x-방향으로 연장된 제 1 대물 윈도우 정렬 격자(221a) 및 y-방향으로 연장된 제 2 대물 윈도우 정렬 격자(221b)를 포함한다. 기판을 정확히(properly) 정렬시키기 위해 일반적으로 요구되는 바와 같이, 이들 대물 윈도우 정렬 격자들은 기판의 정렬이 x 및 y 방향으로 수행될 수 있게 한다. FIG. 11 illustrates the objective window 220 shown in FIG. 9 in more detail. The objective window 220 includes a first objective window alignment grating 221a extending in the x-direction and a second objective window alignment grating 221b extending in the y-direction. As is generally required to align the substrate correctly, these objective window alignment gratings allow the alignment of the substrate to be performed in the x and y directions.

대물 윈도우(220)의 실재 영역(substantial region)(240)은 어떠한 격자도 포함하지 않는다. 기판 정렬 격자가 이 영역(240) 위에 위치되는 경우, 이는

Figure 112007010532215-PAT00033
패턴을 형성하지 않는다. 그 대신에, 기판 테이블(WT)내의 거울들(212, 214) 및 광학기(216, 218)는 기판 정렬 격자의 이미지를 형성한다. 이러한 정렬 격자 이미지의 이동은 기판의 이동에 대해 확대되지 않는다. 이는,
Figure 112007010532215-PAT00034
패턴이 캡처를 위해 사용되었다고 가정한 경우에 존재할 수 있는 것보다 더 큰 범위에 걸쳐 기판(226)의 캡처가 수행될 수 있기 때문에 유익하다. 일반적으로,
Figure 112007010532215-PAT00035
패턴(229)에 의해 제공된 캡처 범위는,
Figure 112007010532215-PAT00036
패턴에 의해 제공된 기판의 이동의 배율에 대해 역비례(inversely proportional)한다. 따라서, n = 3의 값에 대해서는,
Figure 112007010532215-PAT00037
패턴에 의해 제공된 캡처 범위가 3의 팩터만큼 감소된다. 캡처를 위해, 대물 윈도우(220)의 비-격자 영역(240) 위에 놓인 기판 정렬 마크를 이용하면, 이러한 캡처 범위의 감소가 회피된다. 캡처 범위라는 용어는, 정렬 시스템(232)이 기판의 위치를 결정할 수 있는 기판 위치들의 범위를 의미하도록 의도된다.Substantial region 240 of objective window 220 does not include any gratings. If the substrate alignment grating is positioned above this area 240, it is
Figure 112007010532215-PAT00033
Do not form a pattern. Instead, the mirrors 212, 214 and optics 216, 218 in the substrate table WT form an image of the substrate alignment grating. The movement of this alignment grid image is not magnified relative to the movement of the substrate. this is,
Figure 112007010532215-PAT00034
It is advantageous because the capture of the substrate 226 can be performed over a larger range than might be present if the pattern was used for capture. Generally,
Figure 112007010532215-PAT00035
The capture range provided by pattern 229 is
Figure 112007010532215-PAT00036
It is inversely proportional to the magnification of the movement of the substrate provided by the pattern. So for a value of n = 3,
Figure 112007010532215-PAT00037
The capture range provided by the pattern is reduced by a factor of three. For capture, using a substrate alignment mark overlying the non-lattice region 240 of the objective window 220 avoids this reduction of the capture range. The term capture range is intended to mean a range of substrate positions where the alignment system 232 can determine the position of the substrate.

추가적으로 또는 대안적으로, 대물 윈도우(220)내에 비-격자 영역(240)을 제공하기 위해서, 기판 테이블(WT)내에 여분의 광학 아암(예시되지 않음)이 제공될 수 있다. 여분의 광학 아암은 도 9에 도시된 것과 동일한 구성을 가지나, 정렬 격자가 제공되지 않은 대물 윈도우를 가진다. 이 여분의 광학 아암은 캡처를 위해 사용될 수 있다.Additionally or alternatively, an extra optical arm (not illustrated) may be provided in the substrate table WT to provide a non-lattice region 240 in the objective window 220. The extra optical arm has the same configuration as shown in FIG. 9 but with an objective window without an alignment grating provided. This extra optical arm can be used for capture.

도 9에 대해 설명된 바와 같이, 기판 정렬 격자(228)는 대물 윈도우 정렬 격자(221)에 닿지 않으나, 그 대신에, 핌플들(224)에 의해 대물 윈도우 정렬 격자 위에 유지된다. 기판 격자(228)와 대물 윈도우 정렬 격자(221)간의 거리에 따라, 기 판 정렬 격자의 에칭된 부분이나 (기판 정렬 격자가 기판(226)내에 제공된 일련의 융기부들(ridges)을 포함하는) 기판 정렬 격자의 에칭되지 않은 부분간의 간섭에 의해

Figure 112007010532215-PAT00038
패턴이 형성될 수 있다. 이는, 기판 정렬 격자(228)와 대물 윈도우 정렬 격자(221)간의 거리가 정렬 시스템에 의해 사용된 광의 파장의 배수, 또는 광의 파장의 배수 + 파장의 절반인지에 따라 달라진다. As described with respect to FIG. 9, the substrate alignment grating 228 does not touch the object window alignment grating 221, but instead is held above the object window alignment grating by the pimples 224. Depending on the distance between the substrate grating 228 and the object window alignment grating 221, an etched portion of the substrate alignment grating or a substrate (including a series of ridges in which the substrate alignment grating is provided within the substrate 226) By interference between unetched parts of the alignment grating
Figure 112007010532215-PAT00038
A pattern can be formed. This depends on whether the distance between the substrate alignment grating 228 and the object window alignment grating 221 is a multiple of the wavelength of light used by the alignment system, or a multiple of the wavelength of light plus a wavelength.

이러한 효과의 순수한 결과는, 상이한 방식으로 도 10을 해석함으로써, 즉 기판과 대물간의 거리가 λ/2의 k배만큼인 상황을 나타내기 위해 기판 격자(238a)의 위치를 고려함으로써 이해될 수 있다(여기서, k는 자연수이고, λ는 정렬 시스템에 의해 사용된 광의 파장이다. 도 10의 하부 절반의 위치는 동일한 횡방향 위치에서 동일한 기판을 나타내고 있지만, 비-횡방향 거리(λ/4)가 대물 윈도우로부터 더 떨어져 있다. 정렬 시스템은, 기판이 대물 윈도우로부터 λ/4만큼 더 떨어져 있는지 또는 횡방향으로 2.66 미크론만큼 이동하였는지를 결정할 수 없다. 실제로, 2의 추가 팩터만큼 정렬 시스템의 캡처 범위를 감소시킴으로써, 즉 기판 정렬 격자의 에칭된 부분 또는 기판 정렬 격자의 에칭되지 않은 부분에 의해

Figure 112007010532215-PAT00039
패턴이 형성되는지가 결정될 수 있는 정렬이 행해지기 이전에, 기판의 위치가 충분히 정확하다는 것을 보장함으로써, 이러한 문제가 극복될 수 있다.The net result of this effect can be understood by interpreting FIG. 10 in a different way, ie by considering the position of the substrate grating 238a to indicate a situation where the distance between the substrate and the object is by k times [lambda] / 2. (Where k is a natural number and λ is the wavelength of light used by the alignment system. The position of the lower half of FIG. 10 represents the same substrate at the same transverse position, but the non-lateral distance (λ / 4) Further away from the object window, the alignment system cannot determine whether the substrate is further away from the object window by λ / 4 or moved by 2.66 microns in the transverse direction, in fact, reducing the capture system's capture range by an additional factor of 2. By means of an etched portion of the substrate alignment grating or an unetched portion of the substrate alignment grating.
Figure 112007010532215-PAT00039
This problem can be overcome by ensuring that the position of the substrate is sufficiently accurate before alignment can be determined whether a pattern is formed.

양질의

Figure 112007010532215-PAT00040
패턴(229)이 형성되는 것을 보장하기 위해서는, 기판(226)과 대물 윈도우(220)간의 간격이 너무 크지 않아야 한다. 유용한 간격이 결정될 수 있는 한가지 방식은 Talbot 효과를 고려하는 것이다. Talbot 효과는 회절 격자의 반복되는 자기-이미징(self-imaming)이다. Talbot 길이는 DTalbot = 2*a^2/λ로 주어 지며, 여기서 a는 (기판에서의) 기판 정렬 격자의 공간 주기이고, λ는 정렬 시스템에 의해 사용된 파장이다. Talbot 길이는, 기판 정렬 격자가 강한 격자 이미지를 형성하는 기판 정렬 격자로부터의 그 거리를 나타낸다. 값들 n = 3의 경우, a = 5.33 미크론이고, λ는 632nm이며, DTalbot는 90 미크론이다.Good quality
Figure 112007010532215-PAT00040
To ensure that the pattern 229 is formed, the spacing between the substrate 226 and the object window 220 should not be too large. One way in which useful intervals can be determined is to consider the Talbot effect. The Talbot effect is repeated self-imaging of the diffraction grating. Talbot length is given by DTalbot = 2 * a ^ 2 / λ, where a is the spatial period of the substrate alignment grating (on the substrate), and λ is the wavelength used by the alignment system. Talbot length indicates its distance from the substrate alignment grating where the substrate alignment grating forms a strong grating image. For values n = 3, a = 5.33 microns, λ is 632 nm, and DTalbot is 90 microns.

기판 정렬 격자(228)와 대물 윈도우 정렬 격자(221)간의 원하는 간격이 존재하도록, 기판 테이블상에 제공된 핌플들(224)의 높이가 선택될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 대물 윈도우(220)는 그 상부면이 기판 테이블(WT)의 상부면 위로 상승됨에 따라, 기판 정렬 격자(228)에 보다 근접한 대물 윈도우 정렬 격자(221)를 이동시키도록 배치될 수 있다. 이는, 예를 들어 핌플들(224)의 높이가 기판 정렬 격자(228)에 보다 근접한 대물 윈도우 정렬 격자(221)간의 원하는 간격보다 더 큰 경우에 행해질 수 있다. 대물 윈도우 정렬 격자(221)와 기판 정렬 격자(228)간의 간격은 Talbot 길이이도록 선택될 수 있거나, 다른 어떤 적절한 값이도록 선택될 수 있다.The height of the pimples 224 provided on the substrate table may be selected such that there is a desired spacing between the substrate alignment grating 228 and the object window alignment grating 221. Alternatively or additionally, objective window 220 is positioned to move objective window alignment grating 221 closer to substrate alignment grating 228 as its top surface is raised above the top surface of substrate table WT. Can be. This may be done, for example, if the height of the pimples 224 is greater than the desired spacing between the object window alignment gratings 221 closer to the substrate alignment grating 228. The spacing between the object window alignment grating 221 and the substrate alignment grating 228 may be selected to be Talbot length, or may be selected to be any other suitable value.

정렬 시스템으로부터의 광이 이미지 윈도우(222)상에 입사되는 각도는 가능한한 일정하게 유지될 수 있다. 또한, 기판(226)의 아랫면의 비평탄성(unflatness)이 최소로 유지될 수 있다. 이는 정렬의 정확성을 보장하는 것을 돕는다.The angle at which light from the alignment system is incident on the image window 222 can be kept as constant as possible. In addition, the unflatness of the underside of the substrate 226 may be kept to a minimum. This helps to ensure the accuracy of the alignment.

당업자라면, 본 발명 자체를 벗어나지 않으면서 본 발명의 실시예의 변형예들이 행해질 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 대물 윈도우(221)상에 제공된 정렬 격자는 그 대신에 이미지 윈도우(222)상에 제공될 수 있다. 이러한 구성예의 단점은, 렌즈들(216, 218)이 보다 높은 개구수를 갖는 격자를 투과시키기 위해 요 구되며, 또한 동등한 정확성을 달성하기 위해서 더 커야할 필요가 있을 수도 있다는 것이다. Those skilled in the art will appreciate that variations of the embodiments of the invention may be made without departing from the invention itself. For example, an alignment grid provided on the object window 221 may instead be provided on the image window 222. A disadvantage of this arrangement is that lenses 216 and 218 are required to transmit a grating with higher numerical aperture, and may also need to be larger to achieve equivalent accuracy.

본 발명의 실시예는 정면 대 후면 정렬 시스템에 대해 도 9 내지 도 11에서 설명되었지만, 본 발명의 실시예는 '정면' 정렬 시스템에서 구현될 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 이러한 구현예는 도 12에 도시되어 있다.While embodiments of the invention have been described in Figures 9-11 for front-to-backside alignment systems, it will be appreciated that embodiments of the invention may be implemented in a 'front' alignment system. This embodiment is illustrated in FIG. 12.

도 12를 참조하면, 정렬 시스템(250)에는, 이후 정렬 시스템 격자라고 언급될 정렬 격자(251)가 제공된다. 기판(253)에는 기판 정렬 격자(254)가 제공된다. 사용시, 기판 정렬 격자(254)가 정렬 시스템 격자(251) 밑에 위치되도록 기판(253)이 위치된다. 이는

Figure 112007010532215-PAT00041
패턴(255)이 정렬 시스템 격자(251) 위에 형성되게 한다. 정렬 시스템(250)은
Figure 112007010532215-PAT00042
패턴(255)의 위치를 모니터링하도록 구성되며, 따라서 기판(253)의 위치가 정확하게 검출될 수 있게 한다.12, the alignment system 250 is provided with an alignment grid 251, which will be referred to as an alignment system grid later. Substrate 253 is provided with a substrate alignment grating 254. In use, the substrate 253 is positioned such that the substrate alignment grating 254 is positioned below the alignment system grating 251. this is
Figure 112007010532215-PAT00041
Allow pattern 255 to be formed over alignment system grating 251. Alignment system 250
Figure 112007010532215-PAT00042
It is configured to monitor the position of the pattern 255, thus allowing the position of the substrate 253 to be accurately detected.

도 12에 대해 설명된 구현예는, 기판 위치의 보다 정확한 측정을 허용하도록 기판(253)의 횡방향 이동의 효과를 확대하는 것을 포함하여, 도 9 내지 도 11에 대해 상술된 많은 장점들을 제공한다. The implementation described with respect to FIG. 12 provides many of the advantages described above with respect to FIGS. 9 through 11, including enlarging the effect of lateral movement of the substrate 253 to allow more accurate measurement of the substrate position. .

몇몇 상황들에서는,

Figure 112007010532215-PAT00043
패턴(255)을 이용하지 않고 정렬 정보를 얻는 것이 바람직할 수도 있다. 이러한 이유로, 정렬 시스템에는
Figure 112007010532215-PAT00044
패턴을 선택적으로 필터링하는데 사용될 수 있는 추가 격자(예시되지 않음)가 제공될 수 있다. In some situations,
Figure 112007010532215-PAT00043
It may be desirable to obtain alignment information without using pattern 255. For this reason, the sorting system
Figure 112007010532215-PAT00044
Additional gratings (not shown) can be provided that can be used to selectively filter the pattern.

본 명세서에 개시된 본 발명의 명세(specification) 및 실행예를 숙지한다면, 당업자는 본 발명의 다른 실시예, 사용예 및 장점들을 이해할 수 있을 것이다. 본 명세서는 예시적으로만 고려되어야 하며, 따라서 본 발명의 범위는 다음의 청구 항들에 의해서만 제한되도록 의도된다.Those of ordinary skill in the art will be able to understand other embodiments, uses and advantages of the present invention, given the specification and practice of the invention disclosed herein. It is intended that the specification be considered by way of example only, and therefore, the scope of the present invention is intended to be limited only by the following claims.

본 발명에 따르면, 기판 테이블상에 위치된 기판 위치의 보다 정확한 측정을 허용하는 기판 테이블, 기판 위치 측정 방법, 및 리소그래피 장치가 제공된다.According to the present invention, a substrate table, a substrate position measuring method, and a lithographic apparatus are provided that allow more accurate measurement of the substrate position located on the substrate table.

Claims (12)

Figure 112007010532215-PAT00045
패턴을 생성하는 장치에 있어서,
Figure 112007010532215-PAT00045
In the apparatus for generating a pattern,
1이상의 기판 정렬 격자를 갖는 기판을 지지하도록 배치된 기판 테이블; 및A substrate table disposed to support a substrate having at least one substrate alignment grating; And 정렬 격자가 제공된 윈도우를 포함하여 이루어지고, An alignment grid is provided, including the provided window, 윈도우 정렬 격자는, 상기 기판이 상기 기판 테이블에 의해 지지되는 경우, 상기 기판의 위치를 결정하기 위해서, 상기 기판 정렬 격자 및 상기 윈도우 정렬 격자가 함께 정렬 시스템에 의해 사용될 수 있는
Figure 112007010532215-PAT00046
패턴을 형성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
Figure 112007010532215-PAT00047
패턴 생성 장치.
The window alignment grating can be used by an alignment system together with the substrate alignment grating and the window alignment grating to determine the position of the substrate when the substrate is supported by the substrate table.
Figure 112007010532215-PAT00046
Characterized in that it is configured to form a pattern
Figure 112007010532215-PAT00047
Pattern generator.
제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 윈도우는 기판 테이블내에 제공되는 것을 특징으로 하는
Figure 112007010532215-PAT00048
패턴 생성 장치.
Wherein said window is provided in a substrate table.
Figure 112007010532215-PAT00048
Pattern generator.
제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 윈도우는, 상기
Figure 112007010532215-PAT00049
패턴의 이미지를 형성하는 렌즈들을 포함하여 이루어지는 광학 아암의 일부분을 형성하는 것을 특징으로 하는
Figure 112007010532215-PAT00050
패턴 생성 장치.
The window is the
Figure 112007010532215-PAT00049
Forming a portion of an optical arm comprising lenses that form an image of the pattern
Figure 112007010532215-PAT00050
Pattern generator.
제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 광학 아암은, 바람직한 회절 차수들을 갖는 광을 투과시키도록 배치된 어퍼처 및 거울들을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는
Figure 112007010532215-PAT00051
패턴 생성 장치.
The optical arm further comprises apertures and mirrors arranged to transmit light having the desired diffraction orders.
Figure 112007010532215-PAT00051
Pattern generator.
제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 윈도우는, 상기 기판이 상기 기판 테이블에 의해 지지되는 경우, 상기 기판 정렬 격자 밑에 존재하게 될 일 위치에 제공되는 것을 특징으로 하는
Figure 112007010532215-PAT00052
패턴 생성 장치.
The window is provided at one position where the substrate will be under the substrate alignment grating when supported by the substrate table.
Figure 112007010532215-PAT00052
Pattern generator.
제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 윈도우는 정렬 시스템내에 제공되는 것을 특징으로 하는
Figure 112007010532215-PAT00053
패턴 생성 장치.
The window is provided in an alignment system.
Figure 112007010532215-PAT00053
Pattern generator.
기판 테이블상에 제공된 기판의 위치를 측정하는 방법에 있어서, In the method for measuring the position of the substrate provided on the substrate table, 상기 기판상에 제공된 정렬 격자 및 상기 기판 테이블내의 윈도우상에 제공된 정렬 격자가 함께
Figure 112007010532215-PAT00054
패턴을 형성하게 될 일 위치에 상기 기판을 제공하는 단계,
The alignment grating provided on the substrate and the alignment grating provided on the window in the substrate table together
Figure 112007010532215-PAT00054
Providing the substrate at one location where the pattern will be formed,
상기 기판 테이블내에 위치된 광학기를 이용하여 상기
Figure 112007010532215-PAT00055
패턴의 이미지를 형성하는 단계,
Using optics located within the substrate table
Figure 112007010532215-PAT00055
Forming an image of the pattern,
그 후, 정렬 시스템을 이용하여 상기
Figure 112007010532215-PAT00056
패턴의 상기 이미지의 위치를 측정하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 위치 측정 방법.
Then, using the alignment system,
Figure 112007010532215-PAT00056
And measuring the position of the image of the pattern.
제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 기판 정렬 격자의 주기는, 상기 기판의 횡방향 이동의 효과의 원하는 배율을 제공하는
Figure 112007010532215-PAT00057
패턴을 제공하기 위해서, 상기 윈도우 정렬 격자의 주기와 함께 선택되는 것을 특징으로 하는 기판 위치 측정 방법.
The period of the substrate alignment grating provides a desired magnification of the effect of transverse movement of the substrate.
Figure 112007010532215-PAT00057
And a period of said window alignment grating is selected to provide a pattern.
제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 기판 정렬 격자의 주기는, 상기 정렬 시스템에 의해 검출될 수 있는 주기를 갖는
Figure 112007010532215-PAT00058
패턴을 제공하기 위해서, 상기 윈도우 정렬 격자의 주기와 함께 선택되는 것을 특징으로 하는 기판 위치 측정 방법.
The period of the substrate alignment grating has a period that can be detected by the alignment system.
Figure 112007010532215-PAT00058
And a period of said window alignment grating is selected to provide a pattern.
기판 테이블상에 제공된 기판의 위치를 측정하는 방법에 있어서,In the method for measuring the position of the substrate provided on the substrate table, 상기 기판상에 제공된 정렬 격자 및 정렬 시스템내의 윈도우상에 제공된 정렬 격자가 함께
Figure 112007010532215-PAT00059
패턴을 형성하게 될 일 위치에 상기 기판을 제공하는 단계,
The alignment grating provided on the substrate and the alignment grating provided on the window in the alignment system together
Figure 112007010532215-PAT00059
Providing the substrate at one location where the pattern will be formed,
그 후, 상기 정렬 시스템을 이용하여 상기
Figure 112007010532215-PAT00060
패턴의 위치를 측정하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 위치 측정 방법.
Then, using the alignment system,
Figure 112007010532215-PAT00060
Substrate position measuring method comprising the step of measuring the position of the pattern.
제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 기판 정렬 격자의 주기는, 상기 기판의 횡방향 이동의 효과의 원하는 배율을 제공하는
Figure 112007010532215-PAT00061
패턴을 제공하기 위해서, 상기 정렬 시스템 정렬 격자의 주기와 함께 선택되는 것을 특징으로 하는 기판 위치 측정 방법.
The period of the substrate alignment grating provides a desired magnification of the effect of transverse movement of the substrate.
Figure 112007010532215-PAT00061
And a period of said alignment system alignment grating to provide a pattern.
제 10 항에 있어서,The method of claim 10, 상기 기판 정렬 격자의 주기는, 상기 정렬 시스템에 의해 검출될 수 있는 주기를 갖는
Figure 112007010532215-PAT00062
패턴을 제공하기 위해서, 상기 정렬 시스템 격자의 주기와 함께 선택되는 것을 특징으로 하는 기판 위치 측정 방법.
The period of the substrate alignment grating has a period that can be detected by the alignment system.
Figure 112007010532215-PAT00062
And a period of said alignment system grating is selected to provide a pattern.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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