JP2009105397A - リソグラフィ装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板の較正を効果的に行うことである。
【解決手段】 基板をリソグラフィ装置のプリアライナの中に案内するステップと、ディテクタの位置とは反対側にある基板の面の上に形成されたアライメントマークの位置を測定するためにディテクタを使用するステップと、測定の後で基板をリソグラフィ装置の基板テーブルの上に載置するステップであって、基板は、基板の反対側の面の上に形成されたアライメントマークが基板テーブルのウィンドウを通して視認できるように基板テーブルの上に位置決めされるステップと、を含む方法が開示される。
【選択図】 図１

Description

[0001] 本発明はリソグラフィ装置および方法に関するものである。

[0002] リソグラフィ装置は、所望のパターンを基板のターゲット部分に与える機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）の製造に使用できる。その場合、代替的にマスクまたはレチクルと呼ばれるパターニングデバイスを使用して、ＩＣの個々の層に対応する回路パターンを生成することができ、このパターンを、放射感応性材料（レジスト）の層を有する基板（例えば、シリコンウェーハ）上の（例えばダイの一部、１つまたはいくつかのダイを含む）ターゲット部分に結像させることができる。一般に、１つの基板は、逐次的に露光される隣接するターゲット部分のネットワークを含む。知られているリソグラフィ装置は、パターン全体をターゲット部分に一度に露光することによって各ターゲット部分が照射される、いわゆるステッパと、パターンを所与の方向（「スキャン」方向）にビームを通してスキャンし、これに同期して基板をこのスキャン方向と平行または逆平行にスキャンすることによって各ターゲット部分が照射される、いわゆるスキャナとを含む。

[0003] 本明細書またはその他の場所のいずれかで明らかにされる１つまたは複数の従来技術の課題を取り除き、またはそれを軽減するリソグラフィ装置または方法を実現することが望まれている。

[0004] 本発明の一態様によると、パターニングされた放射ビームを基板のターゲット部分の上に投影するように構成された投影システムと、パターニングされたビームが基板の上に入射するように基板を位置決めするように構成され、かつ、ウィンドウを含む、基板テーブルと、ディテクタの位置とは反対側にある基板の面の上に形成されたアライメントマークを視認するように構成されたディテクタ、および基板の反対側の面の上に形成されたアライメントマークの位置を測定しかつ基板の反対側の面の上に形成されたアライメントマークが基板テーブルのウィンドウを通して視認できるように基板を基板テーブルの上に位置決めするように構成されたコントローラ、を含むプリアライナと、を備えるリソグラフィ装置が提供される。

[0005] 本発明の一態様によると、基板をリソグラフィ装置のプリアライナ内に案内するステップと、ディテクタの位置とは反対側にある基板の面の上に形成されたアライメントマークの位置を測定するためにディテクタを使用するステップと、測定の後で、基板をリソグラフィ装置の基板テーブルの上に載置するステップであって、基板は、基板の反対側の面の上に形成されたアライメントマークが基板テーブルのウィンドウを通して視認できるように基板テーブルの上に位置決めされるステップと、を含む方法が提供される。

[0006] 本発明の一態様によると、アライメントマークが付された基板がリソグラフィ装置のプリアライナ内に案内され、基板の位置がエッジディテクタを使用して測定され、かつアライメントマークの位置がディテクタを使用して測定され、基板はアライメントマークが基板の最も低い面の上にあるように反転され、基板を反転させた後で、基板の位置がエッジディテクタを使用して測定され、アライメントマークの位置が基板を透過して視認しているディテクタを介してディテクタを使用して測定され、アライメントマークの測定された位置の間の差異が決定される、較正方法が提供される。

[0007] 次に、本発明の実施形態を、もっぱら実施例として、対応する参照記号は対応する部分を表す添付の概略の図面を参照しながら説明する。

[00014] 本明細書ではＩＣ製造におけるリソグラフィ装置の使用についての特定の参照がなされるけれども、本明細書で説明されるリソグラフィ装置は、集積光学システム、磁気ドメインメモリのためのガイダンスおよびディテクションパターン、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド等の製造などの他の用途を有することもできることを理解されたい。当業者は、こうした代替の用途の文脈において、本明細書の中での用語「ウェーハ」または「ダイ」の任意の使用は、より一般的な用語である「基板」または「ターゲット部分」とそれぞれ同義であると考えられることを理解されよう。本明細書で参照される基板は、露光の前または後で、例えば（通常、レジストの層を基板に付け、露光されたレジストを現像するツールである）トラック、またはメトロロジーツールまたはインスペクションツールの中で処理されてよい。適用可能であるなら、本明細書の開示はこうしたまたは他の基板処理ツールに適用してもよい。さらに、例えば多層ＩＣを生成するために基板を２回以上処理してもよく、これにより、本明細書で使用される基板という用語は、複数の処理された層をすでに含んでいる基板をも参照可能になる。

[00015] 本明細書で使用される用語「放射」および「ビーム」は、（例えば３６５、２４８、１９３、１５７、または１２６ｎｍの波長を有する）紫外（ＵＶ）放射および（例えば５〜２０ｎｍの範囲の波長を有する）極短紫外（ＥＵＶ）放射、ならびにイオンビームまたは電子ビームなどの粒子ビームを含む全てのタイプの電磁放射を包含する。

[00016] 本明細書で使用する用語「パターニングデバイス」は、基板のターゲット部分にパターンを生成するなどの、放射ビームに対してその断面内にパターンを付与するために使用できるデバイスに関するものと広く解釈されるべきである。放射ビームに付与されるパターンは、基板のターゲット部分内の所望のパターンには厳密には対応しないかもしれないことに留意すべきである。一般に、放射ビームに付与されるパターンは、集積回路などのターゲット部分に生成されるデバイス内の特定の機能層に対応する。

[00017] パターニングデバイスは透過式または反射式とすることができる。パターニングデバイスの例は、マスク、プログラマブルミラーアレーおよびプログラマブルＬＣＤパネルを含む。マスクはリソグラフィでよく知られており、バイナリ、レベンソン型（alternating）位相シフト、およびハーフトーン型（attenuated）位相シフトならびに様々なハイブリッドマスクタイプなどのマスクタイプを含む。プログラマブルミラーアレーの例は、小型ミラーのマトリックス配列を使用し、それらのそれぞれを入射する放射ビームを異なる方向に反射するように個別に傾けることができ、このようにして、反射されたビームがパターニングされる。

[00018] 本明細書で使用する用語「投影システム」は、例えば使用される露光放射に適した、あるいは液浸液の使用または真空の使用などの他の要因に適した屈折式光学システム、反射式光学システム、および反射屈折式光学システムを含む、様々なタイプの投影システムを包含するものと広く解釈されるべきである。本明細書中の用語「投影レンズ」の任意の使用は、より一般的な用語「投影システム」と同義であると考えられる。

[00019] 図１に、本発明の特定の実施形態によるリソグラフィ装置を概略的に示す。本装置は、

[00020] ―放射（例えばＵＶ放射またはＤＵＶ放射）のビームＰＢを調整するための照明システム（イルミネータ）ＩＬと、

[00021] ―パターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡを支持するための、かつ、第１位置決めデバイスＰＬに対してパターニングデバイスを正確に位置決めするために第１位置決めデバイスＰＭに連結されたサポート構造体（例えばマスクテーブル）ＭＴと、

[00022] ―基板（例えば、レジストコートされたウェーハ）Ｗを保持するための、かつ、第１位置決めデバイスＰＬに対して基板を正確に位置決めするための第２位置決めデバイスＰＷに連結された基板テーブル（例えばウェーハテーブル）ＷＴと、

[00023] ―パターニングデバイスＭＡによって放射ビームＰＢに付与されたパターンを、基板Ｗの（例えば１つまたは複数のダイを備えた）ターゲット部分Ｃの上に像を形成するように構成された投影システム（例えば、屈折式投影レンズ）ＰＬと、
を備える。

[00024] ここで開示するように、本装置は（例えば透過型マスクを使用した）透過式タイプのものである。代替として、本装置は、（例えば上記で参照したようなタイプのプログラマブルミラーアレーを使用した）反射式タイプのものであってもよい。

[00025] サポート構造体はパターニングデバイスを保持する。サポート構造体は、パターニングデバイスの方向と、リソグラフィ装置の設計と、例えばパターニングデバイスが真空環境内に収容されているか否かなどの他の条件とに依存する方法で、パターニングデバイスを保持する。支持は、機械式クランプ、真空、または例えば真空条件下での静電式クランプなどの他のクランプ技法を使用することができる。サポート構造体は、例えば要求に応じて固定でき、または可動であり、パターニングデバイスが例えば投影システムに対して所望の位置に存在することを保証できるフレームまたはテーブルとすることができる。本明細書中の用語「レチクル」または「マスク」の任意の使用は、より一般的な用語「パターニングデバイス」と同義であると考えられる。

[00026] イルミネータＩＬは放射源ＳＯから放射ビームを受光する。例えば、放射源がエキシマレーザであるときは、放射源とリソグラフィ装置とを別々のものとすることができる。このような場合は、放射源はリソグラフィ装置の部分を構成するものと考えられることはなく、放射ビームは、例えば適切な誘導ミラーおよび／またはビームエキスパンダを備えたビームデリバリシステムＢＤを用いて放射源ＳＯからイルミネータＩＬまで送られる。他の場合には、例えば放射源が水銀ランプである場合は、放射源をリソグラフィ装置の一体化された部分とすることができる。放射源ＳＯとイルミネータＩＬとは、ビームデリバリシステムＢＤと共に必要に応じて放射システムと呼ばれてもよい。

[00027] イルミネータＩＬは、ビームの角度強度分布を調節するための調節手段ＡＭを備えることができる。一般に、イルミネータの瞳面内の強度分布の少なくとも外側および／または内側半径範囲（一般に、それぞれ、σ−outerおよびσ−innerと呼ばれる）は調整可能である。さらに、一般に、イルミネータＩＬはインテグレータＩＮおよびコンデンサＣＯなどの様々な他の構成要素を含む。イルミネータは、所望の均整度と強度分布とをその断面内に有する、調節された放射ビームＰＢを形成する。

[00028] また、照明システムは、放射ビームを誘導し、整形し、または制御するために、屈折式、反射式および反射屈折式光学コンポーネントを含む様々なタイプの光学コンポーネントを包含することもでき、こうしたコンポーネントを、以下において一括してまたは個別に「レンズ」と呼ぶこともある。

[00029] 放射ビームＰＢは、サポート構造体ＭＴの上に保持されるパターニングデバイス（例えばマスク）ＭＡの上に入射する。パターニングデバイスＭＡを通った後で、ビームＰＢは、基板Ｗのターゲット部分Ｃの上にビームを集光させるレンズＰＬの中を通過する。第２位置決めデバイスＰＷおよび位置センサＩＦ（例えば、干渉計デバイス）を用いて、基板テーブルＷＴを、例えば異なるターゲット部分ＣをビームＰＢの光路の中に位置決めするように正確に移動させることができる。同様に、第１位置決めデバイスＰＭおよび（図１に明確に示されていない）他の位置センサを使用して、例えばマスクライブラリからの機械検索の後でまたはスキャン中に、パターニングデバイスＭＡをビームＰＢの光路に対して正確に位置決めすることができる。一般に、オブジェクトテーブルＭＴおよびＷＴの移動は、位置決めデバイスＰＭおよびＰＷの部分を形成するロングストロークモジュール（粗動位置決め）およびショートストロークモジュール（微動位置決め）を用いて実現できる。しかし、（スキャナとは対照的に）ステッパの場合には、サポート構造体ＭＴをショートストロークアクチュエータだけに連結でき、または固定できる。パターニングデバイスＭＡおよび基板Ｗは、パターニングデバイスアライメントマークＭ１、Ｍ２および基板アライメントマークＰ１、Ｐ２を使用してアライメント可能である。

[00030] リソグラフィ装置は、２つ（デュアルステージ）あるいはそれ以上の基板テーブル（および／または２つ以上のサポート構造体）を有するタイプのものとすることができる。こうした「マルチステージ」マシンにおいては、追加のテーブルおよび／またはサポート構造体を並行して使用でき、あるいは、１つまたは複数のテーブルおよび／またはサポート構造体が露光に使用される一方で、予備工程を１つまたは複数のテーブルおよび／またはサポート構造体の上で遂行することができる。

[00031] また、リソグラフィ装置を、投影システムの最終要素と基板との間の空隙を充填するように基板が相対的に高屈折率を有する液体、例えば水の中に浸漬されるタイプのものとすることもできる。液浸技法は、投影システムの開口数を高めるために当技術分野でよく知られている。

[00032] 例示の装置は以下の好適なモードで使用できる。すなわち、

[00033] １．ステップモードでは、サポート構造体ＭＴおよび基板テーブルＷＴは基本的に静止状態に維持され、ビームＰＢに付与された全体のパターンがターゲット部分Ｃの上に一括して投影される（すなわち単一静的露光）。次いで、基板テーブルＷＴは、異なるターゲット部分が露光され得るようにＸおよび／またはＹ方向にシフトされる。ステップモードでは、露光フィールドの最大サイズが単一静的露光で像が形成されるターゲット部分Ｃのサイズを限定する。

[00034] ２．スキャンモードでは、サポート構造体ＭＴおよび基板テーブルＷＴが同期してスキャンされると同時に、ビームＰＢに付与されたパターンがターゲット部分Ｃの上に投影される（すなわち、単一動的露光）。サポート構造体ＭＴに対する基板テーブルＷＴの速度および方向は、投影システムＰＬの（逆）倍率および像反転特性によって決定される。スキャンモードでは、露光フィールドの最大サイズが単一動的露光におけるターゲット部分の幅（非スキャン方向における）を限定し、スキャン移動の長さがターゲット部分の高さ（スキャン方向における）を決定する。

[00035] ３．他のモードでは、サポート構造体ＭＴがプログラマブルパターニングデバイスを保持したまま基本的に静止状態に保たれ、基板テーブルＷＴが移動またはスキャンされその時にビームＰＢに付与されたパターンがターゲット部分Ｃに投影される。一般に、このモードではパルス放射源が使用され、プログラマブルパターニングデバイスは、基板テーブルＷＴの各移動の後でまたはスキャン期間中の逐次的な放射パルスの間に要求に応じて更新される。動作のこのモードは、上記に参照したようなタイプのプログラマブルミラーアレーなどのプログラマブルパターニングデバイスを使用するマスクレスリソグラフィに容易に適用可能である。

[00036] また、上記に説明したモードの使用もしくは全く異なるモードの使用についての組合せおよび／または変形も用いることができる。

[00037] また、図１には、それぞれがリソグラフィ装置の一部を形成してよいプリアライナ１０および基板配送装置１２も示す。基板配送装置１２は１つまたは複数のバッチの基板を保持できる（例えば、１バッチは２５枚の基板とすることができる）。これは、基板配送装置内の６枚の基板Ｗによって概略的に表されている。開口部１４が基板配送装置１２とプリアライナ１０との間に設けられている。可動アーム１６を使用して、基板が基板配送装置１２からプリアライナ１０を通ってリソグラフィ装置の基板テーブルＷＴまで搬送される。

[00038] １つの可動アームがあるだけであるが、図１では説明のために可動アームを２つの位置１６ａ、１６ｂに示している。第１位置１６ａでは、可動アームは基板Ｗを基板配送装置１２から開口部１４を通して取り出す。第２位置では、可動アーム１６ｂは基板Ｗを基板テーブルＷＴに向けて第２開口部１８を通して移動させる。

[00039] 使用中、基板Ｗは、可動アーム１６によって基板配送装置１２から基板テーブルＷＴに渡される。次いで、基板はリソグラフィ装置を使用して露光される。露光に続いて、基板Ｗは可動アーム１６によって基板テーブルＷＴから取り出され、基板配送装置１２に戻される。次いで、新しい基板Ｗが基板配送装置１２から基板テーブルＷＴに露光などのために渡される。

[00040] ある場合には、プリアライナには２つ以上のアーム（またはいくつかの他の機構）が設けられることがあり、これによって、露光された基板が基板配送装置に戻される前に新しい基板を基板配送装置１２から取り出せるようになる。これは、基板テーブルＷＴの場所で基板を交換するために費やす時間を短縮することによって、リソグラフィ装置のスループットを高める。ある場合には、基板配送装置は、例えば基板を可動アーム１６まで運ぶためのコンベヤベルトなどの基板搬送機構を含むこともできる。これは、例えば、基板配送装置がいくつかのバッチの基板を保持可能である場合の事例になり得る。

[00041] 図２に、いわゆる薄型基板の製造において実施されてよい一連の工程を概略的に示す。一般に、薄型基板という用語は、概ね、従来のウェーハの厚さである約７００マイクロメートルより薄い厚さを有する基板を表すのに使用される。薄型基板は、例えば、２００マイクロメートル未満、または１００マイクロメートル未満の厚さを有することがある。薄型基板は、例えば、７５マイクロメートル以下の厚さ、または２５マイクロメートル以下の厚さを有することもある。薄型基板は、例えば、１０マイクロメートル以下の厚さのこともある。図２ａを参照すると、従来の厚さの基板１００が用意される。基板は例えば、ＧａＡｓまたはＳｉを含むことができる（すなわち、この基板は従来のリソグラフィ用ウェーハであってよい）。リソグラフィ装置は、基板１００の上面にパターン１０２を露光するために使用される。パターン１０２に加えて、１つまたは複数のアライメントマーク１０４も基板１００の上に形成される。図２ａにはただ１つのパターニングされた層を示しているが、複数のパターニングされた層を基板１００の上面に形成してもよい。

[00042] 図２ｂに示すように、パターニングされた基板が反転され、次いで、図２ｃに示すようにキャリア１０６に接合される。キャリアは、例えば、ガラス、石英、シリコン、またはいくつかの他の適切な材料で作ることができる。次いで、基板１００は図２ｄに示すように研削される。基板１００の除去は、例えば、２５〜１００マイクロメートルの間の厚さの基板１００が残るようになるまで続けられる。このようにして、キャリア１０６の上に支持された薄型基板１００が形成される。

[00043] 図２ｅに示すように、次のパターン層１０８を、（以前は基板の底面であった）薄型基板１００の上面に露光できる。多くの場合、基板の上面に露光されるパターンを、基板の下側の面にすでに形成されているパターンに対して正確に位置決めすることが望まれる。これを達成する１つの方法は、例えば参照によりその全てが本明細書に組み込まれる米国特許第ＵＳ６７６８５３９号に説明されているような、いわゆる、表側裏側アライメント（front to backside alignment（ＦＴＢＡ））システムを使用する方法である。上部パターン１０８と下部パターン１０２との間の離隔が示されているが、いくつかの場合には、上部および下部パターンは互いに接触していてもよい。

[00044] 図３に、基板テーブルＷＴの上の図２の基板１００およびキャリア１０６を示す。アライメントマーク１０４が基板１００の背面に形成されている。光学システムが基板テーブルＷＴの中に組み込まれて、アライメントマーク１０４への光学的アクセスが（透明である）キャリア１０６を通って可能になる。光学システムは一対のアーム２１０ａ、２１０ｂを備える。各アームは、２つのミラー２１２、２１４および２つのレンズ２１６、２１８を備える。各アームのミラー２１２、２１４は、水平に対して作る角度の和が９０度となるように傾けられる。このようにして、一方のミラーの上に垂直に当たる放射ビームは、他方のミラーから反射するときも垂直に保たれる。無論、１８０度の方向変化を得る他の方法も考えられる。例えば、全体の光学システムが１８０度の方向変化をもたらす限りにおいて、レンズと取付け台とが大部分の方向変化を考慮に入れるような方法でそれらレンズと取付け台とを設計することもできる。ウィンドウ２２０、２２２が基板テーブルＷＴの中、ミラー２１２、２１４の上方に設けられる。これらのウィンドウは、アライメントマーク１０４を視認するために使用される放射に対して透明な、石英、または、いくつかの他の材料で形成できる。これらのウィンドウは、単に（すなわち、何ら材料を含まない）開口部とすることもできる。

[00045] 使用中、放射は、基板テーブルＷＴの上方からウィンドウ２２０を通ってアーム２１０ａおよび／または２１０ｂの内部に、ミラー２１２の上に向けられ、レンズ２１６および２１８を通りミラー２１４、次いでウィンドウ２２２を通る。放射は、キャリア１０６を通って上方に向かいそれぞれのアライメントマーク１０４に達する。放射は、それぞれのアライメントマーク１０４の部分で反射され、光学システムのそれぞれのアームに沿って戻る。ミラー２１２、２１４およびレンズ２１６、２１８は、各アライメントマーク１０４の像２２４が形成されるように構成される。理解されるように、１つのアライメントマーク１０４だけを施してもよい。同様に、望ましいのであれば、１つのアーム２１０ａまたは２１０ｂだけを用意し、または一度に使用してもよい。

[00046] アライメントマーク１０４の像２２４は仮想アライメントマークとして作用し、基板１００の上面に従来のように配置されたアライメントマークと同一の方法で、リソグラフィ装置のアライメントシステム（図示せず）によるアライメントのために使用することができる。アライメントシステムは、従来のアライメントシステムであってよい。こうしたシステムは当業者によく知られており、したがって本明細書では説明を加えない。

[00047] 図１に示したプリアライナを図４に概略的に示す。従来から、可動アームはプリアライナの内部にあるが、説明を容易にするため可動アームを示していない。基板Ｗはプリアライナの中に配置される。基板のエッジの位置を検出するように構成されたエッジセンサ４０がプリアライナの中に設けられる。また、イメージングディテクタ４２も設けられる。

[00048] エッジセンサ４０がプリアライナの中にある場合には、それを使用して基板Ｗのエッジの位置を測定し、それによって、基板Ｗの位置を決定することは従来からなされている。基板が基板テーブルに渡されれば、プリアライナ内の基板Ｗの位置の知識を使用して、基板Ｗが基板テーブルＷＴ上の何処に配置されているかを決定できる。一般に、基板テーブルＷＴ上の基板Ｗの位置は、約１０マイクロメートルの範囲内にあることが知られている。

[00049] リソグラフィ装置内のアライメントセンサ（図示せず）は、基板上に投影されたパターンが以前にターゲット部分に形成されたパターンに対して正確に位置決めすることを保証するように、基板のターゲット部分の位置を決定するために従来から使用されている。アライメントセンサは、基板上のアライメントマークＰ１、Ｐ２（図１を参照されたい）の位置を測定する。アライメントセンサのキャプチャレンジは、例えば数十マイクロメートルに限定されている。１つまたは複数のアライメントマークＰ１、Ｐ２がアライメントセンサのキャプチャレンジ未満の誤差でアライメントシステムの真下に配置されるように、基板テーブルＷＴを位置決めすることが従来からなされている。基板テーブルの上の基板の位置が既知でありこれによってアライメントマークＰ１、Ｐ２がアライメントシステムのキャプチャレンジ範囲に入るように基板テーブルが位置決めされていることを保証するために、エッジセンサ４０を使用してプリアライナ１０内の基板Ｗの位置を測定することが必要とされている。

[00050] １つまたは複数のアライメントマークをアライメントシステムのキャプチャレンジの範囲内に配置させるための上述の方法は、透明なキャリアに接合された薄型基板に適用すると失敗する可能性がある。図５に、上方から見た、キャリア１０６に接合された薄型基板１００を示す。基板１００はキャリア１０６の中心に位置していないことが分かる。エッジディテクタ４０は、基板１００のエッジではなく基板キャリア１０６のエッジの位置を検出する。基板キャリアに対する基板のアライメント誤りはかなりの大きさになることがあるので、基板キャリアのエッジの位置の検出では、基板１００の上面に形成されたアライメントマークがアライメントシステムのキャプチャレンジの範囲内に入ることを保証するほど十分には正確でない可能性がある。ある場合には、キャリア１０６のエッジは、例えば基板を研削する際に損傷を受けているかもしれない。この損傷は、キャリア１０６のエッジの位置に基づいて基板１００の位置が決定される精度を低下させる恐れがある。

[00051] 従来の方法では、もし基板テーブルＷＴ上の基板の位置が既知であるならば、基板Ｗは基板テーブルＷＴ上の特定の位置に正確に配置される必要はない。これは、基板テーブルＷＴが、基板の上面に形成されたアライメントマークＰ１、Ｐ２がアライメントシステムのキャプチャレンジ内に入るようにｘおよびｙ方向に移動できるからである。表側裏側アライメントシステムを使用する場合はこれが当てはまらない。

[00052] 図３を参照すると、基板１００は、１つまたは複数のアライメントマーク１０４がそれぞれの１つまたは複数のウィンドウ２２２の上方に配置されるように、基板テーブルＷＴ上に配置されるべきであることが分かる。これは、１つまたは複数のアライメントマーク１０４がそれぞれの１つまたは複数のウィンドウを通して視認可能になり、これによって、位置決めに使用できる１つまたは複数のアライメントマーク像２２４を形成できることを保証するためである。１つまたは複数のアライメントマーク１０４がそれぞれの１つまたは複数のウィンドウ２２２を通して視認できないような状態で、基板１００が基板テーブルＷＴの上に不正確に位置決めされるならば、その場合には、基板テーブル上の基板１００の位置は固定されているので、基板テーブルＷＴのいかなる量の移動もこれを補正しない。

[00053] 本発明の実施形態は、プリアライナ１０内の基板１００およびキャリア１０６の上方に配置されたイメージングディテクタ４２を使用して、上記または他の課題を解決するのに役立つ。イメージングディテクタは、光化学作用の無い放射（すなわち、従来のリソグラフィレジストを露光させないだけ十分に長い波長を有する放射）のビームを放出する。この放射は、イメージングディテクタ４２によって視認される基板１００の領域を照明するために使用される。イメージングディテクタ４２から放出される放射は赤外放射を含む。薄型基板１００がイメージングディテクタ４２の直下に配置されると、赤外放射は、基板１００の底面上の１つまたは複数のアライメントマーク１０４がイメージングディテクタ４２にとって十分に視認できる程度に基板１００を貫きぬけて進む。したがって、イメージングディテクタ４２は基板の底面上の１つまたは複数のアライメントマーク１０４の位置を正確に測定することができる。

[00054] 使用時には、基板キャリア１０６（および付随した基板１００）は可動アーム１６を使用して基板配送装置１２から取り出される。可動アーム１６は、基板キャリア１０６をイメージングディテクタ４２の真下に送る。イメージングディテクタ４２は、基板１００の底面側の１つまたは複数のアライメントマーク１０４の位置を測定する。次いで、基板キャリア１０６は可動アーム１６によって基板テーブルＷＴに送られ、基板キャリアは、１つまたは複数のアライメントマーク１０４が基板テーブル内のそれぞれの１つまたは複数のウィンドウ２２２の上方に配置されるように、基板テーブルＷＴの上に位置決めされる。

[00055] 基板キャリア１０６が基板テーブルＷＴ上に配置されたならば、露光のための基板の位置決めは、アライメントシステムにより仮想アライメントマーク２２４に位置決めすることによって達成される。

[00056] イメージングディテクタ４２は、アライメントマーク１０４を自動的な方法で特定できるようにするパターン認識ソフトウェアを含むことができる。イメージングディテクタ４２のキャプチャレンジは、例えば、ｘおよびｙ方向において約９００マイクロメートルとすることができる。通常、イメージングディテクタ４２は拡大像をもたらす対物レンズを含む。イメージングディテクタにより低い倍率の対物レンズを備え付けることによって、イメージングディテクタ４２のキャプチャレンジを拡大することができる。しかし、対物レンズの倍率は、イメージングディテクタがアライメントマークを視認できなくなるほど大きくは下げるべきでない。

[00057] アライメントマークが存在すると予想される位置がイメージングディテクタ４２の真下に（すなわち、イメージングディテクタのキャプチャレンジの範囲内に）送られるように、可動域を通って基板１００および／またはイメージングディテクタ４２を自動的に移動させるように、コントローラ４６を構成することができる。この移動は、例えば、スパイラル運動が基板とイメージングディテクタとの間で行われるように構成することができる。あるいは、（ｘおよびｙ方向の）直線的な移動を使用してもよい。自動化された移動によって実現されるキャプチャレンジは、例えば５０ｍｍになることもある。この自動化プロセスが任意のアライメントマークまたは十分な数のアライメントマークの位置の特定に失敗したときには、この場合には、手動制御機能を使用してアライメントマークの位置を特定できる。手動制御機能は、基板１００および／またはイメージングディテクタ４２を移動させるために使用できる（ジョイスティックなどの）インターフェースを備える。表示スクリーンがイメージングディテクタ４２によって視認された像を表示して、ユーザがアライメントマークを発見するのを助けることができる。

[00058] イメージングディテクタ４２を、基板１００の表面に概ね並行な方向にイメージングディテクタ４２が移動できるようにするレール４４の上に、取り付けることができる。イメージングディテクタ４２を、基板１００の表面に概ね並行に２方向に可動できるように取り付けてもよい。これによって、例えば、イメージングディテクタ４２を基板のあらゆる位置の上に位置決めできるようになる。また、イメージングディテクタ４２を任意の他の方向に移動させてもよい。

[00059] イメージングディテクタ４２の移動を、例えば、特定の移動方向に限定することもできる。この方向は、可動アーム１６によりもたらされる基板の移動に加えてイメージングディテクタ４２の移動が、基板Ｗの表面の全ての部分、または基板Ｗの問題にしている部分（すなわち、アライメントマークが発見されるであろうと予想される位置）をイメージングディテクタが十分に視認できるように選択されてよい。

[00060] 実施形態において、アライメントマークを基板Ｗの上面に形成することができ、このアライメントマークは、基板の下側の面に形成された１つまたは複数のアライメントマーク１０４に対して既知の位置関係を有することができる。この場合に、イメージングディテクタ４２を基板の上面に形成されたアライメントマークの位置を決定するために使用することができる。次いで、基板の下側の面に形成された１つまたは複数のアライメントマーク１０４の位置を計算できる。基板１００の下側の面に形成された１つまたは複数のアライメントマーク１０４の位置が計算されれば、基板の下側の面の１つまたは複数のアライメントマーク１０４が基板テーブルＷＴ内のそれぞれの１つまたは複数のウィンドウ２２２を通して視認できるように、基板を基板テーブルＷＴの上に正確に位置決めすることができる。

[00061] 実施形態において、付加的なアライメントマークを基板１００の下側の面に形成でき、このアライメントマークは、それぞれの１つまたは複数の基板テーブルのウィンドウ２２２の上方に配置するように設計された１つまたは複数のアライメントマーク１０４に対して既知の位置関係を有することができる。この場合に、イメージングディテクタ４２を付加的なアライメントマークの位置を決定するために使用できる。次いで、表側裏側アライメントのために使用されるべき１つまたは複数のアライメントマーク１０４の位置を計算できる。表側裏側アライメントのために使用されるべき１つまたは複数のアライメントマーク１０４の位置が計算されると、１つまたは複数のアライメントマーク１０４が基板テーブルＷＴ内のそれぞれの１つまたは複数のウィンドウ２２２を通して視認できるように、基板を基板テーブルＷＴの上に正確に位置決めすることができる。

[00062] 上述においては、基板１００をＧａＡｓまたはＳｉで形成されているものとして説明してきた。しかし、基板は任意の他の適切な材料で形成できることを理解されよう。イメージングディテクタ４２は、放射が基板の材料の奥まで入り込むことができ、その結果、基板の下側の面に形成された１つまたは複数のアライメントマーク１０４がイメージングディテクタによって視認できるような波長を有する放射を使用することができる。

[00063] イメージングディテクタ４２にとって、１つまたは複数のアライメントマーク１０４の高解像度像を解像する必要はない。イメージングディテクタ４２が、１つまたは複数のアライメントマーク１０４の位置を、それらが基板テーブルＷＴのそれぞれの１つまたは複数のウィンドウ２２２の上方に正確に配置され得るだけの十分な精度で発見することだけでよい。

[00064] 本発明の実施形態による方法を概略的に図６に示す。この方法は較正方法である。図６ａを参照すると、較正用基板３００はその上面の１つまたは複数のアライメントマーク３０４を設ける。較正用基板は上述のリソグラフィ装置のプリアライナの中に案内される。イメージングディテクタ４２を使用して、１つまたは複数のアライメントマーク３０４の位置が測定される。次いで、基板はアライメントマーク３０４が基板３００の最も低い面の上にあるように反転される。較正用基板を反転する前にプリアライナから基板を除去し、次いで、基板をリソグラフィ装置のプリアライナの中に再度案内することが必要になる場合もある。イメージングディテクタ４２、すなわち、１つまたは複数のアライメントマーク３０４がイメージングディテクタ４２によって視認できるようにするための基板３００を貫通する放射を使用して、基板の最も低い面の上の１つまたは複数のアライメントマーク３０４の位置が測定される。

[00065] １つまたは複数のアライメントマーク３０４の位置を測定することに加えて、エッジセンサ４０が基板の位置を決定するために使用される。基板３００は従来の基板でありキャリアに接合されていないので、エッジセンサによって、測定されるべき基板の位置の適度に正確な決定が可能になる。次に、これによって、イメージングディテクタ４２によって測定された１つまたは複数のアライメントマーク３０４の位置が、エッジディテクタ４０によって測定された基板の位置に関連付けられるようになる。

[00066] 基板３００は、円形ではあるがその周辺部分に平坦なエッジを有するものであってよい。これは従来の基板形式であり、当業者には知られているであろう。通常、いわゆる平坦なエッジの基板はプリアライナの中の同一場所に配置される。これによって、プリアライナ内での基板の位置の回転誤差を回避または最小にできる。

[00067] 基板の位置はエッジディテクタ４０を使用して測定できるので、基板を反転する前後での基板上の１つまたは複数のアライメントマーク３０４の位置を測定できる。これは、有益な較正情報を提供する。

[00068] 本発明の実施形態で、基板Ｗの上方にイメージングディテクタ４２を設けることに加えて、さらなるイメージングディテクタを基板の真下に設けることもできる。これがなされた場合には、基板の反転はもはや不要になるので上述の較正測定が単純になる。

[00069] 本明細書中の用語「視認」または「視認できる」とは、１つの可能性としての肉眼に対する可視性だけにとどまらない。アライメントマークの文脈において、これらの用語は、ディテクタが例えば放射を使用してアライメントマークを検出できる能力、またはそれを可能にする構成を参照するためにより広く使用される。

[00070] 説明した実施形態はイメージングディテクタ４２を使用するが、任意の他の形式のディテクタを使用してもよい。例えば、ディテクタを、１つまたは複数のアライメントマーク１０４により発生された回折パターンを視認するように構成してもよい。

[00071] 本発明の特定の実施形態を上記で説明してきたが、本発明は、説明した内容とは別のやり方で実施できることを理解されよう。この説明は本発明を限定することを意図していない。

[0008]本発明の実施形態によるリソグラフィ装置を示す図である。 [0009]キャリア上の基板の製造を示す図である。 [00010]図１のリソグラフィ装置の基板テーブルを示す図である。 [00011]図１のリソグラフィ装置のプリアライナを示す図である。 [00012]キャリア上の薄型基板を示す図である。 [00013]本発明の実施形態による較正方法を示す図である。

Claims (16)

1. パターニングされた放射ビームを基板のターゲット部分の上に投影するように構成された投影システムと、
   前記パターニングされたビームが前記基板の上に入射するように前記基板を位置決めするように構成され、かつ、ウィンドウを含む、基板テーブルと、
   プリアライナと、
   を備え、前記プリアライナが、
   ディテクタであって当該ディテクタの位置とは反対側にある基板の面の上に形成されたアライメントマークを視認するように構成されたディテクタと、
   前記基板の前記反対側の面の上に形成された前記アライメントマークの位置を測定し、かつ、前記基板の前記反対側の面の上に形成された前記アライメントマークが前記基板テーブルの前記ウィンドウを通して視認できるように、前記基板を前記基板テーブルの上に位置決めするように構成されたコントローラと、
   を含む、リソグラフィ装置。
2. 前記ディテクタは、前記アライメントマークが前記ディテクタに視認できるように前記基板を照明するように構成された赤外放射源を含む、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 前記ディテクタはイメージングディテクタである、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
4. 前記ディテクタは、前記アライメントマークが前記ディテクタによって視認できるように前記基板に対して可動である、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
5. 基板をリソグラフィ装置のプリアライナ内に案内するステップと、
   ディテクタの位置とは反対側にある前記基板の面の上に形成されたアライメントマークの位置を測定するために前記ディテクタを使用するステップと、
   測定の後で、前記基板を前記リソグラフィ装置の基板テーブルの上に載置するステップであって、前記基板は、前記基板の前記反対側の面の上に形成された前記アライメントマークが前記基板テーブルのウィンドウを通して視認できるように、前記基板テーブルの上に位置決めされるステップと、
   を含む、方法。
6. 前記基板は２００マイクロメートル未満の厚さを有し、キャリアによって支持される、請求項５に記載の方法。
7. 前記基板は１００マイクロメートル未満の厚さを有し、キャリアによって支持される、請求項６に記載の方法。
8. 前記基板は２５マイクロメートル未満の厚さを有し、キャリアによって支持される、請求項７に記載の方法。
9. 前記キャリアはガラス、石英またはシリコンである、請求項５に記載の方法。
10. 前記ディテクタは、前記アライメントマークが前記ディテクタに視認できるように前記アライメントマークを赤外放射で照明する、請求項５に記載の方法。
11. 前記ディテクタ、前記基板、または、前記基板および前記ディテクタの両者は、前記アライメントマークが前記ディテクタによって視認できるように前記アライメントマークを位置決めするように、互いに対して移動する、請求項５に記載の方法。
12. 前記方法は自動化される、請求項５に記載の方法。
13. アライメントマークが付された基板がリソグラフィ装置のプリアライナ内に案内され、
    前記基板の位置がエッジディテクタを使用して測定され、かつ前記アライメントマークの位置がディテクタを使用して測定され、
    前記基板は、前記アライメントマークが前記基板の最も低い面の上にあるように反転され、
    前記基板を反転させた後で、前記基板の前記位置が前記エッジディテクタを使用して測定され、前記アライメントマークの前記位置が前記基板を透過して視認している前記ディテクタを介して前記ディテクタを使用して測定され、
    前記アライメントマークの前記測定された位置の間の差異が決定される、較正方法。
14. 前記基板は、前記基板が反転される前に前記プリアライナから除去される、請求項１３に記載の方法。
15. 前記基板は、実施される測定に先立って前記基板を前記プリアライナによって位置決めするために使用される平坦なエッジを含む、請求項１３に記載の方法。
16. 前記ディテクタはイメージングディテクタである、請求項１３に記載の方法。

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